JP4488619B2 - 二輪車用シャシーダイナモメータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、屋内において二輪車の実走行相当試験を行うための二輪車用シャシーダイナモメータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、二輪車においても、高速走行性能の向上が進み、これに伴い、高速走行性能の試験の必要性も高まっている。高速走行性能の試験は、危険を伴うので、屋内の試験室でシャシーダイナモメータを使用して行うことが望ましい。
図６は、従来の二輪車用シャシーダイナモメータを用いて、試験を行う場合を示す図である。
【０００３】
シャシーダイナモメータ１００は、ローラ１１１を有し、このローラ１１１上に被測定車両である被測定車両１５０の駆動輪１５１を載せる。被測定車両１５０には、人が乗らず、人の代わりとして、体重相当重量の錘１６０をシート上に載せる。また、被測定車両１５０は、図示しない固定手段によって、固定され、駆動輪１５１によって、ローラ１１１を駆動して各種駆動特性の試験を行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来の二輪車用シャシーダイナモメータ１００は、駆動輪１５１とローラ１１１との間でスリップが発生し、特に高出力のエンジンを搭載した二輪車の出力を正確に測定することができなかった。
二輪車は、四輪車と比べて、出力に対する総重量が軽いので、スリップが発生しやすい。
また、実際の走行において加速時には、前輪側が浮き気味になり、後輪側にかかる重量の割合が上昇し、駆動輪１５１とローラ１１１との接触力量（接地力）が増加し、スリップの発生を抑制するが、シャシーダイナモメータ上では、車体を固定するので、そのような状態も生じない。したがって、四輪車では、発生しないスリップが問題となる。
【０００５】
図７は、駆動輪が伝えることができる伝達力のスリップ率に対する変化を、実路面及びシャシーダイナモメータ１００について示した図である。シャシーダイナモメータ１００では、スリップが発生するので、実路面の場合に比べて、伝達される力が少なくなっている。
【０００６】
図８は、変速比を変化させた場合のエンジン回転数と車速との関係を示す図であり、図８（ａ）は、スリップが発生していない場合を示し、図８（ｂ）は、スリップが発生している場合を示している。
スリップが発生していない場合には、車速とエンジン回転数は、減速比にしたがって線形な関係を示すが、スリップが発生すると、エンジン回転数のみが上昇している。特に、変速タイミング付近では、エンジンの回転数が高くなり、エンジンの発生する出力が増加するため、スリップが顕著に現れている。
このように、従来のシャシーダイナモメータ１００では、スリップが発生するために、高出力の二輪車の試験を行うことができなかった。
【０００７】
上述したスリップを発生させずに試験をする場合、駆動輪１５１とローラ１１１との接触力量を大きくして、スリップの発生を防止することが考えられる。
図９は、従来の二輪車用シャシーダイナモメータ１００により、高出力の二輪車の試験を行う場合を示す図である。この場合、ベルト１７０を使用して、被測定車両１５０を車体ごとローラ１１１に対して過大な力で押しつけて、駆動輪１５１とローラ１１１との接触力量を高めることによって、スリップの発生を抑えて試験を行っていた。
【０００８】
しかし、このようにして強引に試験を行っても、駆動輪１５１とローラ１１１との間の転がり抵抗、及び、駆動輪１５１の軸受け部の抵抗等が増大し、出力等の性能が正確に測定できなかった。
【０００９】
本発明の課題は、高出力の二輪車であっても、スリップが発生することなく、正確な試験を行うことができる二輪車用シャシーダイナモメータを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。すなわち、請求項１の発明は、車体本体及び車輪を接続するサスペンションを備える被測定車両の二輪車用シャシーダイナモメータにおいて、前記車体本体に基礎荷重を負荷する錘と、前記被測定車両の前記車輪（５１）を接触させ、回転可能に設けられたローラ（１１）と、前記車輪及び／又は前記ローラの回転状態を判断する回転状態判断手段（１２）と、前記錘に接続され前記錘を引っ張ることにより前記基礎荷重に加えて前記車体本体に追加荷重を負荷する追加負荷部を有し、前記回転状態判断手段の判断に応じて、前記追加負荷部を制御して前記追加荷重を変更し、前記車輪及び前記ローラがスリップしないように、前記車輪の前記ローラに対する接触力量を変更させる接触力量変更手段（１７）と、を備える二輪車用シャシーダイナモメータ（１０）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の二輪車用シャシーダイナモメータ（１０）において、前記車体本体に取り付けられ、前記錘の基礎荷重及び前記追加荷重を検出する荷重測定器（１３）を備え、前記追加負荷部は、前記錘に接続され伸縮可能な伸縮部材を有し、前記接触力量変更手段は、前記荷重測定器の出力に基づいて、前記伸縮部材を伸縮させて前記追加荷重を制御する追加負荷制御部（１７ａ）を有すること、を特徴とする二輪車用シャシーダイナモメータである。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の二輪車用シャシーダイナモメータ（１０）において、前記回転状態判断手段（１２）は、前記ローラ及び／又は前記車輪の加速度を求める加速度演算部を有し、前記接触力量変更手段（１７）は、前記加速度演算部の演算結果に基づいて、加速状態であると判断した場合には、前記追加荷重を増加させ、減速状態であると判断した場合には、前記追加荷重を減少させるように制御すること、を特徴とする二輪車用シャシーダイナモメータである。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１に記載の二輪車用シャシーダイナモメータ（１０）において、前記回転状態判断手段（１２）は、前記ローラと前記車輪とのスリップを演算するスリップ演算部を有し、前記接触力量変更手段（１７）は、前記スリップ演算部の演算結果に応じて、前記接触力量を変更することを特徴とする二輪車用シャシーダイナモメータである。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の二輪車用シャシーダイナモメータ（１０）において、前記回転状態判断手段（１２）は、前記ローラの回転数を計測するローラ回転計測部（１２ａ）と、前記車輪の回転数を計測する車輪回転計測部（１２ｂ）とを有することを特徴とする二輪車用シャシーダイナモメータである。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の二輪車用シャシーダイナモメータにおいて、前記車輪が接続されたサスペンションのストロークを検出するストローク検出手段を備え、前記接触力量変更手段は、前記ストローク検出手段の検出結果も加味して、前記接触力量を変更することを特徴とする二輪車用シャシーダイナモメータである。
【００１５】
請求項７の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の二輪車用シャシーダイナモメータにおいて、スロットル開度を検出するスロットル開度検出手段を備え、前記接触力量変更手段は、前記スロットル開度検出手段の検出結果も加味して、前記接触力量を変更することを特徴とする二輪車用シャシーダイナモメータである。
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の二輪車用シャシーダイナモメータにおいて、
【００１７】
請求項８の発明は、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の二輪車用シャシーダイナモメータ（１０）において、前記錘（１４）及び前記追加負荷部（１７ａ）と被測定車両（５０）とを接続する線材（１５）と、前記線材を掛ける滑車（１６）とを有することを特徴とする二輪車用シャシーダイナモメータである。
【００１８】
請求項９の発明は、請求項８に記載の二輪車用シャシーダイナモメータ（１０）において、前記線材（１５）は、前記被測定車両（５０）に対して左右に振り分けられて複数接続されるとともに、複数の前記線材は、前記線材の捩れを吸収する捩れ吸収手段（１８）を介して、前記錘（１４）及び／又は前記追加負荷部（１７ａ）に対して接続されていることを特徴とする二輪車用シャシーダイナモメータである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面等を参照しながら、本発明の実施の形態について、更に詳しく説明する。
図１は、本発明による二輪車用シャシーダイナモメータの実施形態の概要を示す図である。
二輪車用シャシーダイナモメータ１０は、ローラ１１，回転状態判断手段１２，ロードセル１３，錘１４，ワイヤ１５，滑車１６，接触力量変更手段１７等を備えている。
【００２１】
ローラ１１は、被測定車両５０の駆動輪５１を乗せ、駆動輪５１の回転により回転する回転部材であり、図示しないダイナモメータに接続されている。
【００２２】
回転状態判断手段１２は、ローラ回転計測部１２ａ，駆動輪回転計測部１２ｂ，演算部１２ｃを有し、駆動輪５１及びローラ１１を監視し、回転状態を判断する部分である。
ローラ回転計測部１２ａは、ローラ１１の回転を計測する部分であり、図１においては、ローラ１１から直接回転を計測する図となっているが、ローラ１１と接続されたダイナモメータには、回転を計測する部分を有しているので、そこからデータを得てもよい。
【００２３】
駆動輪回転計測部１２ｂは、駆動輪５１の回転を計測する車輪回転計測部である。具体的には、駆動輪５１に所定間隔で回転検出用のパターンを取り付け、光学的センサ等によって駆動輪５１の回転を計測する。
被測定車両５０が例えばベルト駆動等を利用した無断変速装置を使用した駆動系を使用している場合には、エンジン回転数と駆動輪５１の回転数との関係が得られないので、エンジンの回転数から駆動輪５１の回転数を得ることができないが、本実施形態のように、駆動輪５１の回転を直接計測することにより、正確な回転数を計測することができる。
【００２４】
演算部１２ｃは、回転数演算部と、加速度演算部とを有している。
回転数演算部は、ローラ回転計測部１２ａ，エンジン回転計測部１２ｂから得たデータを、別途得た被測定車両５０の減速比等のデータを利用して、ローラ１１及び駆動輪５１の回転数をそれぞれ求める部分である。
加速度演算部は、回転数演算部が演算した回転数から各々の加速度を求める部分である。
【００２５】
図２及び図３は、本実施形態における二輪車用シャシーダイナモメータの機構部分を更に詳細に示した図であり、図２は、被測定車両５０の側面方向からの図であり、図３は、被測定車両５０の後面方向からの図である。
ロードセル１３は、被測定車両５０に乗せられ、被測定車両５０に加えられる荷重を測定する荷重測定器である。
【００２６】
錘１４は、被測定車両５０に対して加えられる基礎荷重であり、ワイヤ１５が接続されている。
【００２７】
ワイヤ１５は、ロードセル１３と錘１４及び追加負荷部１７ａとを接続するワイヤであり、ロードセル１３〜錘１４の間では、被測定車両５０の両側に振り分けて設けられ、適宜滑車１６を使用することにより、各要素が干渉しないように配置されている。尚、錘１４とワイヤ１５との接続は、球面軸受１８を介して接続され、ワイヤ１５の捩れを吸収するようになっている。
【００２８】
図１に戻って、接触力量変更手段１７は、追加負荷部１７ａ，追加負荷制御部１７ｂを有し、ローラ１１と駆動輪５１との間の接触力量（接地力）を変更する部分である。
追加負荷部１７ａは、錘１４による荷重に更に負荷を追加する部分であり、本実施形態では、エアシリンダを使用した。
追加負荷制御部１７ｂは、回転状態判断手段１２からの情報に基づいて追加負荷部１７ａの動作を制御する部分であり、ロードセル１３が測定する荷重をフィードバックして制御を行っている。
【００２９】
図４は、タイヤに掛かる荷重と接地力との関係を示す図である。接地力とは、タイヤと路面との間の転がり摩擦から得られる値であり、したがって、タイヤに掛かる荷重に比例して大きくなる。本実施形態では、この点に着目し、駆動輪５１に掛かる荷重を適宜調整することにより、駆動輪５１とローラ１１とのスリップを防止すると共に、過大な荷重がかかることを防止する制御を接触力量変更手段１７により行っている。
【００３０】
具体的な制御方法として、接触力量変更手段１７は、回転状態判断手段１２により得られた駆動輪５１の加速度に応じて、被測定車両５０に掛ける荷重を変更している。
図５は、駆動輪５１の回転数から演算した車速と、ロードセル１３が測定した荷重とのタイミングチャートである。
停止状態（車速＝０）では、搭乗者の体重相当の荷重として、Ｗの荷重が錘１４及び追加負荷部１７ａによって加えられている。
加速状態（Ａ，Ｄ）では、実走行における後輪荷重の増加に相当するように、加速度に応じて追加負荷部１７ａを作動させて、荷重を増加させる制御を行う。
一定速走行状態（Ｂ，Ｅ）では、実走行においても前後輪の荷重分布は停止時と同等であるので、停止状態と同じ荷重Ｗに戻す。
減速状態（Ｃ，Ｆ）では、実走行における後輪荷重の減少に相当するように、加速度（負の値）に応じて追加負荷部１７ａを作動させて、荷重を減少させる制御を行う。
【００３１】
また、回転状態判断手段１２は、駆動輪５１及びローラ１１双方の回転数を計測しているので、演算部１２ｃは、両者のズレからスリップの発生を検出し、スリップ量を演算するスリップ演算部も含んでいる。接触力量変更手段１７は、このスリップ演算部により演算されたスリップ量によっても、荷重を変化させる。例えば、加速状態において、スリップが発生した場合、接触力量変更手段１７は、スリップ演算部が演算したスリップ量に応じて更に荷重を追加する制御を行い、加速度に基づいた制御のみでは対応しきれない場合であっても、正確な測定が行えるようになっている。
【００３２】
本実施形態によれば、実走行における荷重変動と同様な荷重変動を接触力量変更手段１７により与えたので、高出力の被測定車両であっても、正しい性能評価を行うことができる。
【００３３】
（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
（１）本実施形態において、加速度及びスリップ量に応じて荷重を変化させる例を示したが、これに限らず、例えば、スロットル開度と車速との関係によっても、荷重を変更するようにしてもよいし、更に、車輪が接続されたサスペンションのストロークによっても、加重を変更するようにしてもよい。
【００３４】
（２）本実施形態において、追加負荷部１７ａは、エアシリンダを使用した例を示したが、これに限らず、モータを利用してもよい。この場合、微妙な制御を行いやすくなるという効果もある。
【００３５】
（３）本実施形態において、追加負荷部１７ａは、錘１４に更に荷重を加える形態で使用する例を示したが、これに限らず、例えば、錘を用いないで、アクチュエータのみで荷重を加えてもよい。
【００３６】
（４）本実施形態において、駆動輪５１の回転数を計測するために、駆動輪５１の回転数を直接計測する駆動輪回転計測部１２ｂを設けた例を示したが、エンジンの回転数と駆動輪の回転数とを対応付けることができる場合には、図１０に示すように、駆動輪回転計測部１２ｂに代わってエンジンの回転数を計測するエンジン回転計測部１２ｂ−２を設けてもよい。
エンジンには、回転数に対応したパルスが出力する部分が備わっており、また、駆動輪５１から直接回転数を計測するためには、駆動輪５１側に測定用のパターンを取り付ける等の作業が必要となるが、本変形形態のように、エンジン回転計測部１２ｂ−２を用いれば、駆動輪５１の回転数を簡単に計測することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本発明によれば、回転状態判断手段の判断に応じて、車輪のローラに対する接触力量を変更させる接触力量変更手段を備えたので、高出力の被測定車両であっても、実走行に近い試験を行うことができる。
【００３８】
本発明によれば、接触力量変更手段は、加速度演算部の演算結果に応じて、接触力量を変更するので、簡単な制御であっても、実走行に近い試験を行うことができる。
【００３９】
本発明によれば、接触力量変更手段は、スリップ演算部の演算結果に応じて、接触力量を変更するので、スリップの発生を確実に防止することができる。
【００４０】
本発明によれば、ローラ回転計測部と車輪回転計測部とを有するので、加速度の演算、スリップ発生の検出及びスリップ量の演算を容易かつ正確に行うことができる。
【００４１】
本発明によれば、接触力量変更手段は、ストローク検出手段の検出結果も加味して、接触力量を変更するので、実走行によって得られたデータをフィードバックして制御することができ、より正確な制御を行うことができる。
【００４２】
本発明によれば、接触力量変更手段は、スロットル開度検出手段の検出結果も加味して、接触力量を変更するので、走行状態に適した制御を行うことができる。
【００４３】
本発明によれば、接触力量変更手段は、錘に接続された追加負荷部と、追加負荷部を制御する追加負荷制御部とを有するので、追加負荷部を小型にすることができると共に、細かな制御をすることができる。
【００４４】
本発明によれば、線材と滑車とを有するので、接触力量変更手段を自由に効率よく配置することができ、シャシーダイナモメータ全体を小型にすることができる。
【００４５】
本発明によれば、線材は、被測定車両に対して左右に振り分けられて複数接続されるとともに、線材の捩れを吸収する捩れ吸収手段を介して、錘及び／又は追加負荷部に対して接続されているので、荷重を被測定車両に対して安定してバランスよく加えることができ、安定して正確な試験を行うことができる。
【００４６】
本発明によれば、錘及び／又は追加負荷部によって付加される荷重を測定する荷重測定器を有するので、荷重を微妙に制御することができ、より正確な試験を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による二輪車用シャシーダイナモメータの実施形態の概要を示す図である。
【図２】二輪車用シャシーダイナモメータの機構部分を、側面方向から更に詳細に示した図である。
【図３】二輪車用シャシーダイナモメータの機構部分を、後面方向から更に詳細に示した図である。
【図４】タイヤに掛かる荷重と接地力との関係を示す図である。
【図５】駆動輪５１の回転数から演算した車速と、ロードセル１３が測定した荷重とのタイミングチャートである。
【図６】従来の二輪車用シャシーダイナモメータを用いて、試験を行う場合を示す図である。
【図７】駆動輪が伝えることができる伝達力のスリップ率に対する変化を、実路面及びシャシーダイナモメータ１００について示した図である。
【図８】変速比を変化させた場合のエンジン回転数と車速との関係を示す図である。
【図９】従来の二輪車用シャシーダイナモメータ１００により、高出力の二輪車の試験を行う場合を示す図である。
【図１０】変形形態を説明する図である。
【符号の説明】
１０ 二輪車用シャシーダイナモメータ
１１ ローラ
１２ 回転状態判断手段
１３ ロードセル
１４ 錘
１５ ワイヤ
１６ 滑車
１７ 接触力量変更手段

Claims (9)

1. 車体本体及び車輪を接続するサスペンションを備える被測定車両の二輪車用シャシーダイナモメータにおいて、
   前記車体本体に基礎荷重を負荷する錘と、
   前記被測定車両の前記車輪を接触させ、回転可能に設けられたローラと、
   前記車輪及び／又は前記ローラの回転状態を判断する回転状態判断手段と、
   前記錘に接続され前記錘を引っ張ることにより前記基礎荷重に加えて前記車体本体に追加荷重を負荷する追加負荷部を有し、前記回転状態判断手段の判断に応じて、前記追加負荷部を制御して前記追加荷重を変更し、前記車輪及び前記ローラがスリップしないように、前記車輪の前記ローラに対する接触力量を変更させる接触力量変更手段と、
   を備える二輪車用シャシーダイナモメータ。
2. 請求項１に記載の二輪車用シャシーダイナモメータにおいて、
   前記車体本体に取り付けられ、前記錘の基礎荷重及び前記追加荷重を検出する荷重測定器を備え、
   前記追加負荷部は、前記錘に接続され伸縮可能な伸縮部材を有し、
   前記接触力量変更手段は、前記荷重測定器の出力に基づいて、前記伸縮部材を伸縮させて前記追加荷重を制御する追加負荷制御部を有すること、
   を特徴とする二輪車用シャシーダイナモメータ。
3. 請求項１又は請求項２に記載の二輪車用シャシーダイナモメータにおいて、
   前記回転状態判断手段は、前記ローラ及び／又は前記車輪の加速度を求める加速度演算部を有し、
   前記接触力量変更手段は、前記加速度演算部の演算結果に基づいて、加速状態であると判断した場合には、前記追加荷重を増加させ、減速状態であると判断した場合には、前記追加荷重を減少させるように制御すること、
   を特徴とする二輪車用シャシーダイナモメータ。
4. 請求項１に記載の二輪車用シャシーダイナモメータにおいて、
   前記回転状態判断手段は、前記ローラと前記車輪とのスリップを演算するスリップ演算部を有し、
   前記接触力量変更手段は、前記スリップ演算部の演算結果に応じて、前記接触力量を変更すること、
   を特徴とする二輪車用シャシーダイナモメータ。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の二輪車用シャシーダイナモメータにおいて、
   前記回転状態判断手段は、
   前記ローラの回転数を計測するローラ回転計測部と、
   前記車輪の回転数を計測する車輪回転計測部と、を有すること
   を特徴とする二輪車用シャシーダイナモメータ。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の二輪車用シャシーダイナモメータにおいて、
   前記車輪が接続されたサスペンションのストロークを検出するストローク検出手段を備え、
   前記接触力量変更手段は、前記ストローク検出手段の検出結果も加味して、前記接触力量を変更すること、
   を特徴とする二輪車用シャシーダイナモメータ。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の二輪車用シャシーダイナモメータにおいて、
   スロットル開度を検出するスロットル開度検出手段を備え、
   前記接触力量変更手段は、前記スロットル開度検出手段の検出結果も加味して、前記接触力量を変更すること、
   を特徴とする二輪車用シャシーダイナモメータ。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の二輪車用シャシーダイナモメータにおいて、
   前記錘及び前記追加負荷部と被測定車両とを接続する線材と、
   前記線材を掛ける滑車と、を有すること
   を特徴とする二輪車用シャシーダイナモメータ。
9. 請求項８に記載の二輪車用シャシーダイナモメータにおいて、
   前記線材は、前記被測定車両に対して左右に振り分けられて複数接続されるとともに、
   複数の前記線材は、前記線材の捩れを吸収する捩れ吸収手段を介して、前記錘及び／又は前記追加負荷部に対して接続されていること、
   を特徴とする二輪車用シャシーダイナモメータ。

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