JP4689495B2 - シャシーダイナモメータの検証装置 - Google Patents

Description

本発明は、シャシーダイナモメータの検証に用いられるシャシーダイナモメータの検証装置に関するものである。

シャシーダイナモメータの検証装置としては、シャシーダイナモメータのローラ上に載せ置かれる車輪と、当該車輪を回転駆動する単一のモータと、モータの回転速度を計測する回転速度計と、モータと車輪の間に働くトルクを検出する軸トルク計と、回転速度計が計測した回転速度と軸トルク計が計測したトルクとに基づいて、シャシーダイナモメータの各種特性を測定する測定装置とを備えた検証装置が知られている（たとえば、特許文献１）。
特開平７-６３６５３号公報

前述したシャシーダイナモメータの検証装置では、車輪の左右のうちの片側にのみモータが設けられた、車輪の左右方向に関して非対称な構造を有しているために、車輪を安定的に支持することが比較的困難である。
また、このシャシーダイナモメータの検証装置では、モータのコギングトルクのために、車輪の回転制御を必ずしも充分に精度良く行うことができない。
そこで、本発明は、車輪をより安定的に支持することができるシャシーダイナモメータの検証装置を提供することを課題とする。
また、併せて本発明は、車輪の回転制御をより精度良く行うことのできるシャシーダイナモメータの検証装置を提供することを課題とする。

前記課題達成のために、本発明は、シャシーダイナモメータの各種特性を検証するためのシャシーダイナモメータの検証装置を、前記シャシーダイナモメータのローラ上に載せ置かれる車輪と、前記車輪の左側に配置された、前記車輪の回転軸の左側に連結した第１モータと、前記車輪の右側に配置された、前記車輪の回転軸の右側に連結した第２モータと、前記第１モータと車輪の間に働くトルクを計測する第１トルク計と、前記第２モータと車輪の間に働くトルクを計測する第２トルク計とを含めて構成したものである。

このような検証装置によれば、車輪の左右両側にモータが配置された、車輪の左右方向に関して対称な構造を有しているために、車輪をより安定的に支持することができるようになる。
ここで、このような検証装置では、前記第１トルク計が計測したトルクと前記第２トルク計が計測したトルクとの和に基づいて、前記車輪とローラとの間で作用する力を算定するようにするのがよい。
また、このような検証装置では、前記第１モータの回転位相と第２モータの回転位相との位相差が、第１モータと第２モータにおいて発生するコギングトルクの位相が相互に逆相となるように設定するのがよい。
このようにすることにより、両モータのコギングトルクを相殺することができ、この結果、コギングトルクの影響を排した精度のよい車輪の回転制御を行うことができるようになる。

以上のように、本発明によれば、車輪をより安定的に支持することができる。また、本発明によれば、車輪の回転制御をより精度良く行うことができるようになる。

以下、本発明に係る検証装置の実施形態について、自動車（自動四輪車）用のシャシーダイナモメータシステムへの適用を例にとり説明する。
図１ａに、本実施形態に係るシャシーダイナモメータシステムの構成を模式的に示す。
ここで、図１ａ１はシャシーダイナモメータシステムの上面模式図を、図１ａ２はシャシーダイナモメータの側面模式図を示している。
図示するように、このシャシーダイナモメータシステムは、ピットカバー１と、車両駆動輪に各々対応してピット６内に設けられた二つのシャシーダイナモメータ２を有している。また、シャシーダイナモメータ２は、ピット６内に固定設置されたベース２１、ベース２１に回動可能に支持されたローラ２２、ベース２１に対して揺動可能に支持された、ローラ２２を回転駆動するダイナモメータ２３、ダイナモメータ２３のフレームの両側に各々連結した２つのアーム２４、荷重検出器２５を有する。

そして、シャシーダイナモメータ２は、ピットカバー１上に進めた自動車の自動車駆動輪を、ピットカバー１に設けた開口から天頂部を露出させたローラ２２の上に配置して走行させながら、ダイナモメータ２３でローラ２２を介して自動車駆動輪にトルクを加えたり吸収したり、自動車駆動輪よりローラ２２に加わる力を、当該力によって揺動するダイナモメータ２３のアーム２４から加わる荷重として荷重検出器２５で計測したりするものである。

次に、このようなシャシーダイナモメータシステムに用いられる検証装置の配置を図１ｂに示す。
ここで、図１ｂ１は検証装置を配置したシャシーダイナモメータシステムの上面模式図を、図１ｂ２は検証装置を配置したシャシーダイナモメータ２の側面模式図を示している。ただし、図１ｂは、図１ｂ１に示される二つのシャシーダイナモメータ２の内の図中における下側のシャシーダイナモメータ２（前輪駆動の自動車の右前輪用のシャシーダイナモメータ２）の検証を行う場合の配置を示したものである。

図示するように、検証装置３は、ピットカバー１上に固定される計測装置４と、検証処理装置５とより構成される。
以下、この検証装置３の詳細について説明する。
まず、図２ａ-図２ｅに計測装置４の構成を示す。
ここで、図２ａは計測装置４の前面を、図２ｂは計測装置４の上面を、図２ｃは計測装置４の後面を、図２ｄは計測装置４の下面を、図２ｅは計測装置４の左面を表している。
図示するように、計測装置４は、ピットカバー１上に配置される固定ベース４１、フレーム４２、フレーム４２の上下面の開口から上下端が突出した形態で、フレーム４２の左右方向についての中央の位置に配置された車輪４３、フレーム４２の左側に固定された第１モータ４４と、フレーム４２の右側に固定された第２モータ４５とを備えている。また、フレーム４２の前部は、図２ｅ、ｆに示すように、フレーム４２が揺動可能なようにヒンジ４６で固定ベース４１に連結されている。また、フレーム４２の後部は、コイルバネなどを用いた付勢装置４７で固定ベース４１の方向に一定の力で押し下げられている。そして、車輪４３の下端がローラ２２の頂部に載置されるように、計測装置４は、ピットカバー１上に配置される。

次に、図３ａ、ｂ、ｃに、フレーム４２の内部構成を示す。
ここで、図３ａは、図２ｃの切断線ＡＡによるフレーム４２内部の断面を、図３ｂは、図２ａの切断線ＢＢによるフレーム４２内部の断面を、図３ｃは、図２ｂの切断線ＣＣによるフレーム４２内部の断面を模式的に表したものである。
図示するように、フレーム４２内部において、車輪４３の回転中心の左側には左シャフト４３１が連結しており、車輪４３の回転中心の右側には右シャフト４３２が連結している。また、この左シャフト４３１と右シャフト４３２によって、車輪４３は、左シャフト４３１と右シャフト４３２と共に回転するように支持されている。また、左シャフト４３１は、第１軸トルク計４８を介して、フレーム左部に固定された第１モータ４４のモータ軸に連結し、右シャフト４３２は、第２軸トルク計４９を介して、フレーム右部に固定された第２モータ４５のモータ軸に連結している。また、左シャフト４３１は、フレーム４２に前後方向に架設された左軸受４２１で回動可能に支持されており、右シャフト４３２は、フレーム４２に前後方向に架設された右軸受４２２で回動可能に支持されている。また、第１軸トルク計４８は、フレーム４２に固定された第１トルク計軸受４８１で回動可能に支持されており、第２軸トルク計４９は、フレーム４２に固定された第２トルク計軸受４９１で回動可能に支持されている。

そして、このような構成において、第１モータ４４のモータ軸と第２モータ４５のモータ軸と車輪４３は同期して回転し、当該回転に伴い車輪４３と第１モータ４４のモータ軸との間で作用する軸トルクを第１軸トルク計４８は計測して検証処理装置５に出力し、当該回転に伴い車輪４３と第２モータ４５のモータ軸との間で作用する軸トルクを第２軸トルク計４９は計測して検証処理装置５に出力する。ここで、この第１軸トルク計４８が計測する軸トルクと第２軸トルク計４９が計測する軸トルクは、ローラ２２と車輪４３との間で作用する力に応じたものとなる。

また、第１モータ４４は第１モータ４４の回転速度を計測する第１回転速度計を備えており、第２モータ４５は第２モータ４５の回転速度を計測する第２回転速度計を備えている。そして、第１回転速度計の出力と第２回転速度計の出力は検証処理装置５に出力される。また、第１モータ４４と第２モータ４５は、検証処理装置５の出力する制御信号によってその回転制御が行われる。

また、第１モータ４４と第２モータ４５の回転位相の位相差が１８０度となって、両モータで回転に伴って発生するコギングトルクの位相が逆相となるように、両モータのモータ軸が、第１軸トルク計４８、左シャフト４３１、車輪４３、右シャフト４３２、第２軸トルク計４９を介して連結されている。
次に、図４に、検証処理装置５の内部構成を含む、検証装置３の信号処理系統の構成を示す。
図示するように、検証処理装置５は、操作部５１、表示部５２、検証制御部５３、車速算出部５４、作用力算出部５５、加算器５６を有している。また、検証制御部５３は、検証シーケンス制御部５３１、検証部５３２、検証結果データ保持部５３３を備えている。
このような構成において、検証シーケンス制御部５３１は、操作部５１を介してオペレータより検証処理の実行を指示されると、予め定められたテストシーケンスに従って、計測装置４の第１モータ４４、第２モータ４５の回転動作を制御する。
一方、テストシーケンスに従った制御が開始されると、車速算出部５４は、予め設定された車輪４３の直径と、第１モータ４４が備える第１回転速度計４４１または第２モータ４５が備える第２回転速度計４５１が計測した回転速度とより、車輪４３の周速を車速として算出する。また、加算器５６は、第１軸トルク計４８から出力されるトルクと第２軸トルク計４９から出力されるトルクを加算して和トルクとして出力する。そして、作用力算出部５５は、加算器５６で算出された和トルクと、車輪４３の直径等とに基づいて、車輪４３とローラ２２の接触箇所で車輪４３とローラ２２との間に働くローラ２２の接線方向の力を作用力として算出する。

そして、検証部５３２は、車速算出部５４が算出した車速や作用力算出部５５が算出した作用力との関係より、シャシーダイナモメータ２の各種特性/性能を測定/検証する。また、検証部５３２は、検証結果を表す検証結果データ保持部５３３に保存したり、表示部５２に表示する処理なども行う。

以上、本発明の実施形態について説明した。
以上のように、本実施形態に係る検証装置３によれば、車輪４３の左右両側に第１モータ４４と第２モータ４５をそれぞれを設けた車輪４３の左右方向に関して対称な構造を有しているために車輪４３をより安定的に支持することができるようになる。また、本実施形態に係る検証装置３によれば、第１モータ４４と第２モータ４５の回転位相の位相差を、回転に伴い発生するコギングトルクの位相が逆相となるように設定しているので、第１モータ４４と第２モータ４５のコギングトルクは相殺される。したがって、この結果、コギングトルクの影響を廃した精度のよい車輪４３の回転制御を行うことができるようになる。
なお、以上では、自動車（自動四輪車）用のシャシーダイナモメータシステムへの適用を例にとり本発明の実施形態を説明したが、以上の実施形態で示した検証装置３は、自動二輪車用のシャシーダイナモメータシステムなどにも同様に適用することができる。なお、この場合には、自動二輪車の試験時に自動二輪車の駆動輪（通常は後輪）が載せ置かれるローラの頂部に、車輪４３の下端が載置されるように、計測装置４を配置することになる。

本発明の実施形態に係るシャシーダイナモメータの検証装置を示す図である。 本発明の実施形態に係るシャシーダイナモメータの検証装置の計測装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係るシャシーダイナモメータの検証装置の計測装置の内部構成を示す図である。 本発明の実施形態に係るシャシーダイナモメータの検証装置の信号処理系統の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１…ピットカバー、２…シャシーダイナモメータ、３…検証装置、４…計測装置、５…検証処理装置、６…ピット、２１…ベース、２２…ローラ、２３…ダイナモメータ、２４…アーム、２５…荷重検出器、４１…固定ベース、４２…フレーム、４３…車輪、４４…第１モータ、４５…第２モータ、４６…ヒンジ、４７…付勢装置、４８…第１軸トルク計、４９…第２軸トルク計、５１…操作部、５２…表示部、５３…検証制御部、５４…車速算出部、５５…作用力算出部、５６…加算器、４２１…左軸受、４２２…右軸受、４３１…左シャフト、４３２…右シャフト、４４１…第１回転速度計、４５１…第２回転速度計、４８１…第１トルク計軸受、４９１…第２トルク計軸受、５３１…検証シーケンス制御部、５３２…検証部、５３３…検証結果データ保持部。

Claims (3)

1. シャシーダイナモメータの各種特性を検証するためのシャシーダイナモメータの検証装置であって、
   前記シャシーダイナモメータのローラ上に載せ置かれる車輪と、
   前記車輪の左側に配置された、前記車輪の回転軸の左側に連結した第１モータと、
   前記車輪の右側に配置された、前記車輪の回転軸の右側に連結した第２モータと、
   前記第１モータと車輪の間に働くトルクを計測する第１トルク計と、
   前記第２モータと車輪の間に働くトルクを計測する第２トルク計とを有することを特徴とす検証装置。
2. 請求項１記載の検証装置であって、
   前記第１トルク計が計測したトルクと前記第２トルク計が計測したトルクとの和に基づいて、前記車輪とローラとの間で作用する力を算定する作用力算定手段を有することを特徴とする検証装置。
3. 請求項１または２記載の検証装置であって、
   前記第１モータの回転位相と第２モータの回転位相との位相差が、第１モータと第２モータにおいて発生するコギングトルクの位相が相互に逆相となるように設定されていることを特徴とする検証装置。