JP4926525B2

JP4926525B2 - シャシーダイナモメータ

Info

Publication number: JP4926525B2
Application number: JP2006101388A
Authority: JP
Inventors: 勇井上
Original assignee: Ono Sokki Co Ltd
Current assignee: Ono Sokki Co Ltd
Priority date: 2006-04-03
Filing date: 2006-04-03
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2026-04-03
Also published as: JP2007278704A

Description

本発明は、シャシーダイナモメータの異常検出の技術に関するものである。

シャシーダイナモメータとしては、車輪に対して路面を模擬する、揺動可能に設けられたローラと、前記ローラに連結したモータ（ダイナモメータ）と、荷重に応じた電圧をとる荷重表示信号を発生する歪みゲージ式荷重計とを備え、車両輪とローラとの間に作用する力を、モータの揺動に伴ってモータに連結した歪みゲージ式荷重計に加わる荷重として計測するシャシーダイナモメータが知られている（たとえば、特許文献1）。
特開平09-257656号公報

前述したシャシーダイナモメータにおいて、荷重測定の精度を向上するために、荷重表示信号を、双極性の荷重を双極性のアナログ信号で表すものとして構成すると、荷重検出系の断線故障時にも、荷重が０である場合にも、荷重表示信号の電圧は共に０となる。したがって、このようなシャシーダイナモメータでは、荷重検出系の断線故障の検出を適正に行うことができなかった。

そこで、本発明は、荷重測定を精度良く行いつつ、荷重検出系の故障の検出を行うことができるシャシーダイナモメータ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、車両の車輪が載置されるローラを備え、前記車輪とローラとの間に作用する力を計測するシャシーダイナモメータを、前記車輪とローラとの間に作用する力に応じた値をとる荷重を計測する荷重計と、前記荷重の計測系の異常を検出する異常検出手段とを含めて構成し、前記荷重計において、計測した荷重の大きさに応じた周波数を有する荷重表示信号を生成し、前記異常検出手段において、前記荷重表示信号の周波数が、所定の正常周波数範囲内にない場合に、前記異常を検出するようにしたものである。

このようなシャシーダイナモメータによれば、前記正常周波数範囲として、およそ荷重計で計測される可能性のある荷重の最大値に対応する荷重表示信号の周波数と、およそ荷重計で計測される可能性のある荷重の最小値に対応する荷重表示信号の周波数と間の範囲を設定することにより、荷重表示信号の周波数の正常性に基づいた適正な荷重計測系の異常の検出を行うことができるようになる。なお、荷重表示信号の周期の正常性を求めることは、荷重表示信号の周波数の正常性を求めることと等価である。

また、前記課題達成のために、本発明は、車両の車輪が載置されるローラを備え、前記車輪とローラとの間に作用する力を計測するシャシーダイナモメータを、前記車輪とローラとの間に作用する力に応じた値をとる荷重を計測する荷重計と、前記荷重の計測系の異常状態の発生を検出する異常状態発生検出手段とを含めて構成し、前記異常状態発生検出手段において、前記シャシーダイナモメータの運転中に、前記荷重計が計測した荷重の、前記シャシーダイナモメータの固有振動周波数成分の大きさが所定のレベルより小さい場合に、前記異常状態の発生を検出するようにしたものである。

このようなシャシーダイナモメータによれば、シャシーダイナモメータの運転中には、荷重計の計測する荷重に、必ずあるレベル以上含まれることになるシャシーダイナモメータの固有振動周波数成分のレベルの正常性に基づいて、荷重の計測系やシャシーダイナモメータの回転系などの機械系の異常状態の発生を検出するので、当該これらの異常状態の発生を適正に検出することができるようになる。

以上のように、本発明によれば、荷重検出系の故障の検出を行うことができるシャシーダイナモメータを提供することができる。

以下、本発明の一実施形態を自動二輪車用のシャシーダイナモメータへの適用を例にとり説明する。
図１ａ、ｂに、本実施形態に係るシャシーダイナモメータの構成を示す。図１ａは、シャシーダイナモメータの正面模式図を、図１ｂは、シャシーダイナモメータの側面模式図を示している。
図示するようにシャシーダイナモメータは、ベース１、円筒形状のローラ２、ベース１に固定されたモータ３を有している。そして、ローラ２の中心軸４は、ベース１に固定された二つの支柱５によって回動可能に支持されており、このローラ２の中心軸４の一端は、軸トルク計６を介在して、モータ３のシャフト７に連結している。そして、図１ａに示すように、このようなシャシーダイナモメータは、試験車両の走行面となるピット８の上面に設けた開口に、ローラ２の天頂部が露出するようにピット８内に配置される。

次に、軸トルク計６は、モータ３のシャフト７とローラ２の中心軸４との間に働く軸トルクを検出し、軸トルクの大きさ応じた電圧値をとる出力電圧信号Ｖを出力するものである。
ここで、このような軸トルク計６としては、たとえば、図１ｃに示すような、シャフト７とローラ２の中心軸４の回転軸回りのねじれ方向の歪み量に応じて抵抗が変化する計４つの歪みセンサＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４と温度補償用の抵抗ＲＴとを備えたホイートストンブリッジ回路を用いることができる。そして、このホイートストンブリッジ回路は、図中Ｅの入力電圧の供給を受け、４つの歪みセンサＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４の抵抗値の変化に応じて変化する出力電圧信号Ｖを出力する。

さて、シャフト７と中心軸４との間に働く軸トルクの大きさ応じた電圧値をとる出力電圧信号Ｖは、軸トルク計６から電圧/周波数変換部６１に出力されて、出力電圧信号Ｖの電圧値に応じた周波数を持つ周波数信号Ｆに変換され、制御装置１０に送られる。電圧/周波数変換部６１は、出力電圧信号Ｖの電圧値が増加するほど出力する周波数信号Ｆの周波数を増加し、出力電圧信号Ｖの電圧値が減少するほど周波数信号Ｆの周波数を減少する。また、出力電圧信号Ｖの電圧値が軸トルクが０に対応する電圧値である場合に、周波数信号Ｆの周波数が、所定周波数（たとえば、１０ＫＨｚ）となるように、電圧/周波数変換部６１における電圧/周波数の変換特性は設定されている
さて、このようなシャシーダイナモメータを用いた自動二輪車の試験は、ローラ２の天頂部に、自動二輪車の駆動輪である後輪を載置すると共に、前輪を固定装置１１で固定し、制御装置１０において、電圧/周波数変換部６１から入力する周波数信号Ｆが表す軸トルク計６の検出軸トルクやモータ３が備える回転速度計で計測したモータ３の回転速度に応じて、モータ３を制御することによりローラ２と自動二輪車の駆動輪の間に所望の力を作用させながら、自動二輪車の自動運転を行うことにより行う。

また、制御部は、このような軸トルク計６を用いた軸トルク検出系の異常を検出するために、以下に示す異常検出処理も行う。
図２に、この異常検出処理の手順を示す。
図示するように、この異常検出処理において制御装置１０は、周波数信号Ｆの周波数を取得し（ステップ２０２）、取得した周波数が予め設定した正常周波数範囲の範囲内にあるかどうかを調べる（ステップ２０４）。そして、取得した周波数が正常周波数範囲の範囲内になければ、異常警告を出力し（ステップ２１０）、処理を終了する。

ここで、正常周波数範囲は、およそ軸トルク計６で計測される可能性のある軸トルクの最大値に対応する周波数信号Ｆの周波数と、およそ軸トルク計６で計測される可能性のある軸トルクの最小値に対応する周波数信号Ｆの周波数との間の範囲とする。なお、軸トルク計６や電圧/周波数変換部６１の信号伝送系などに断線があった場合には、周波数信号Ｆの周波数は０となり、正常周波数範囲外となる。また、軸トルク計６のホイートストンブリッジ回路に断線が発生した場合には回路の平衡が崩れて出力電圧信号Ｖの電圧値が異常増大し、周波数信号Ｆの周波数が、正常周波数範囲を超える高周波数となる場合もある。
さて、ステップ２０４において、取得した周波数が正常周波数範囲の範囲内にあると判定された場合には、シャシーダイナモメータが現在運転中であるかどうかを調べ（ステップ２０６）、運転中でなければ、ステップ２０２からの処理に戻る。

一方、シャシーダイナモメータが現在運転中である場合には（ステップ２０６）、周波数信号Ｆが表す軸トルク計６の計測した軸トルクの、シャシーダイナモメータの固有振動周波数成分の大きさが、所定のしきい値以上であるかどうかを調べ（ステップ２０８）、しきい値以上でなければ、ステップ２０２からの処理に戻り、しきい値以上であれば、異常警告を出力し（ステップ２１０）、処理を終了する。

ここで、シャシーダイナモメータの固有振動周波は予め求めて設定しておくようにする。なお、シャシーダイナモメータの運転中には、軸トルク計６の計測した軸トルクには、必ず、あるレベル以上の、シャシーダイナモメータの固有振動周波数成分が含まれることになる。そして、しきい値には、このレベルの最小値未満の値を設定する。

このようにすることにより、軸トルクの、シャシーダイナモメータの固有振動周波数成分のレベルの正常性に基づいて、軸トルク計測系の異常／故障を検出することができる。また、シャシーダイナモメータの回転系などの機械系に異常が発生した場合にはシャシーダイナモメータの固有振動周波数が変化する場合があるので、このようにシャシーダイナモメータの固有振動周波数成分のレベルの正常性を判定して異常を検出することにより、併せてシャシーダイナモメータの回転系などの機械系の異常も検出することができるようになる。
以上、本発明の実施形態について説明した。
なお、以上では、電圧/周波数変換部６１において、出力電圧信号Ｖの電圧値に応じた周波数を持つ周波数信号Ｆを制御装置１０に出力したが、これは周波数信号Ｆを、より高周波数のキャリア信号でAM変調した信号を、電圧/周波数変換部６１から制御装置１０に伝送し、制御信号において、伝送された信号を復調することにより周波数信号Ｆを取得するようにしてもよい。また、この場合には、この伝送信号上のキャリア信号の周波数成分の大きさが所定のしきい値より小さい場合にも、軸トルク計測系の異常を検出するようにしてもよい。

本発明の実施形態に係るシャシーダイナモメータの構成を示す図である。本発明の実施形態に係る異常検出処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１…ベース、２…ローラ、３…モータ、４…中心軸、５…支柱、６…軸トルク計、７…シャフト、８…ピット、１０…制御装置、６１…電圧/周波数変換部。

Claims

車両の車輪が載置されるローラを備え、前記車輪とローラとの間に作用する力を計測するシャシーダイナモメータであって、
前記車輪とローラとの間に作用する力に応じた値をとる荷重を計測する荷重計と、
前記荷重の計測系の異常状態の発生を検出する異常状態発生検出手段とを備え、
前記異常状態発生検出手段は、前記シャシーダイナモメータの運転中に、前記荷重計が計測した荷重の、前記シャシーダイナモメータの固有振動周波数成分の大きさが所定のレベルより小さい場合に、前記異常状態の発生を検出することを特徴とするシャシーダイナモメータ。