JPH0669800U - シャシダイナモメータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 短時間の試験を可能にすると共に荷重と制動
力の計測を不要にしてアンチロックブレーキシステムの
試験を行う。 【構成】 自動車の路上での制動時のブレーキ油圧と車
速のデータを路上データ発生装置から得、供試自動車１
の前後輪とローラ２Ａ、２Ｂとの結合度を持ち上げ機構
１２で制御し、ブレーキ油圧制御装置１６で供試自動車
のブレーキ油圧を制御して制動力を発生させ、ダイナモ
メータ制御装置１７でダイナモメータ５のトルクを車両
の風損抵抗と等しくなるよう制御し、微分回路１９で車
速の減速度を求め、減速度制御回路２０で持ち上げ機構
の持ち上げ量を制御することで路上での制動によるアン
チロックブレーキ動作を再現する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動車のアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）を屋内で試験す るためのシャシダイナモメ−タに関する。

【０００２】

【従来の技術】

最近の自動車にはアンチロックブレーキシステムの装備率が増加してきている 。このアンチロックブレーキシステムの試験は、主としてテストコースなどの路 面上で行われているが、その再現性を確保するのは難しい。

【０００３】 アンチロックブレーキシステムの試験を屋内で行うものとして、自動車の模擬 走行試験を可能とするシャシダイナモメータを利用することができる。

【０００４】 シャシダイナモメータは、例えば図４に示す４輪駆動車試験用のシステム構成 がある。供試自動車１は、その前後輪がローラ２Ａ、２Ｂ上に乗せられ、エンジ ンのスロットル制御がスロットル開度制御部３でなされると共に、変速機の変速 位置制御、クラッチ制御等がアクチェータ（図示省略）を介してプログラマブル コントローラ４によってなされ、供試自動車１の模擬運転がなされる。

【０００５】 供試自動車１の模擬運転により駆動されるローラ２Ａ、２Ｂには車両走行負荷 吸収体としてのダイナモメータ５Ａ、５Ｂ及び供試自動車の慣性分を与えるもの としてのフライホイール６Ａ、６Ｂが結合される。

【０００６】 ダイナモメータ５Ａ、５Ｂは、電力変換器７Ａ、７Ｂによってそれぞれ電流制 御され、この電流指令は速度・トルク制御部８により与えられる。速度・トルク 制御部８は、プログラマブルコントローラ４からの速度又はトルク指令とダイナ モメータ５Ａ又は５Ｂに結合されるパルスピックアップやトルクメータからの速 度又はトルク検出信号との偏差を比例積分した結果を電流指令として得る。

【０００７】 このようなシャシーダイナモメータによってアンチロックブレーキシステムの 動作状態を再現するには、供試自動車１の前後輪（ＦＦ車、ＦＲ車では駆動輪と 非駆動輪）とローラ２Ａ、２Ｂ間のトルク伝達力を低下させ、スリップが発生し 易くする必要がある。即ち、摩擦係数の低いシャシダイナモメータを製作する必 要がある。

【０００８】 低摩擦係数のシャシダイナモメータの実現方法には、自動車１の前輪及び後輪 の軸を僅かに持ち上げることでローラとの結合度を下げ、スリップ状態を再現す る方法がある。

【０００９】 又、他の方法として、一対のローラで前輪及び後輪との間で夫々結合を得るツ インローラ方式のシャシダイナモメータとし、ツイローラの相対高さを変える方 法がある。

【００１０】 これらは、何れもローラ軸への等価荷重を調整するものであり、路上と同じス リップ状態を得るために摩擦係数を調整する制御手段が用意される。

【００１１】 この制御手段には、ローラの持ち上げ量や移動量などの位置を制御する方式、 又は駆動輪及び非駆動輪にかかる荷重と制動力を計測し、これから摩擦係数を算 出し、該摩擦係数を目標値として荷重（持ち上げ量）等を制御する方式がある。

【００１２】

【考案が解決しようとする課題】

従来の摩擦係数制御方式のうち、前者は希望する試験条件を再現できたか否か はテストデータより別途に摩擦係数を計算して評価することになり、試験結果を 得るのに長時間を必要としてオンライン制御ができない。また、実際の路上走行 での制動とスリップの発生情況に合わせた試験にはならない。

【００１３】 後者の方式では、オンライン制御を可能にするが、前輪及び後輪の制動力及び 荷重を計測する計測器を設ける必要があり、取り付けと計測を難しくする前後輪 の速度検出器や荷重計測器を必要とする。

【００１４】 本考案の目的は、短時間の試験を可能にすると共に荷重と制動力の計測を不要 にしてアンチロックブレーキシステムの試験を行うことができるシャシダイナモ メータを提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、前記課題の解決を図るため、アンチロックブレーキシステムを装備 する供試自動車（１）の前輪及び後輪を夫々ローラ（２Ａ、２Ｂ）に乗せ、該前 輪及び後輪の制動時に該ローラの軸にかかる荷重を該前輪軸及び後輪軸の持ち上 げ量で制御する持ち上げ手段（１２、１３Ａ、１３Ｂ、１４）を設け、前記ロー ラの速度及びトルクを制御するダイナモメータ（５）とその制御手段（１７、１ ８）を設け、供試自動車の制動時に前記前輪及び後輪と前記ローラとの間にスリ ップを生じさせることでアンチロックブレーキシステムの試験を行うシャシダイ ナモメータにおいて、 供試自動車を路上運転しその制動時のブレーキ油圧を指令として該供試自動車 のブレーキ油圧を制御するブレーキ油圧制御装置と、供試自動車の制動時の車速 を信号入力とし、その微分によって減速度を求める微分回路と、前記減速度を減 速度指令とし、前記ローラの検出減速度との比較により前記持ち上げ手段の持ち 上げ量を制御する減速度制御回路と、前記微分回路からの減速度出力によって求 める前記前輪及び後輪の持ち上げ比率に前記持ち上げ手段の比率を設定する前後 輪比率設定部とを備えたことを特徴とする。

【００１６】

【作用】

自動車の路上運転において、制動時の運転状態は下記式で示される。

【００１７】

【数１】 Ｆ_BD＋Ｆ_V＋Ｍ・ｄｖ／ｄｔ＝０ 但し、Ｆ_BD；ブレーキ力 Ｆ_V；自動車に働く走行抵抗 Ｍ；自動車の質量 ｖ；車速 一方、試験装置の上での運動状態は下記式として与えることができる。

【００１８】

【数２】 Ｆ_BF＋Ｆ_DY＋Ｉ・ｄω／ｄｔ＝０ 但し、Ｆ_BF；ローラが前後輪に与える制動力 Ｆ_DY；ダイナモメータが発生する制動力 Ｉ；ローラ等の機械系の慣性値 ω；ローラ速度 ここで、試験時の制動力Ｆ_DYは走行抵抗Ｆ_Vと等しくなるようにダイナモメー タの吸収トルクを走行抵抗制御で行い、慣性値Ｉ及びローラ速度ωは質量Ｍ及び 車速Ｖと等価となるように設定しておき、減速度ｄω／ｄｔがｄｖ／ｄｔに一致 するよう制動力Ｆ_BFを制御することで路上でのブレーキ試験を再現できる。

【００１９】 そこで、本考案では、供試自動車の制動時の車速指令から減速度を求め、この 減速度に一致するよう持ち上げ装置の持ち上げ量を制御し、路上走行での制動時 と同じ制動力を得る。

【００２０】 また、減速度の大きさによって前輪と後輪の持ち上げ比率を変えることにより 、路上走行と同じ比率の前後輪の制動力を得る。

【００２１】 また、路上走行での車速及びブレーキ油圧を路上データ記録装置に記録してお き、この記録データをシャシダイナモメータでの試験時の油圧指令及び速度指令 とすることにより、路上走行時と同じ制動状態変化を得る。

【００２２】

【実施例】 図１は、本考案の一実施例を示す装置構成図である。同図は、図４の前後ロー ラ２Ａ、２Ｂの回転軸を軸結合装置１１で結合し、１組のダイナモメータ５と、 フライホイール６とで機械系が構成される場合である。

【００２３】 供試自動車１は、その前後の車軸を夫々独立して持ち上げることができる持ち 上げ機構１２により支持され、アクチェータを含む一対のストローク制御系１３ Ａ、１３Ｂによる前後車軸の個別の持ち上げ量自動制御がなされる。このときの 持ち上げ比率は前後輪比率設定部１４により設定される。この比率設定は、路上 走行における自動車の制動時に生ずる車両軸荷重の移動を再現するよう減速度指 令に応じた比率にされる。

【００２４】 路上データ発生装置１５は、テストコース等の路上走行でアンチロックブレー キテストのために制動をかけたときのブレーキ油圧変化と、そのときの車速変化 を記録データとして持ち、シャシダイナモメータでのアンチロックブレーキング システムの試験に該データを油圧及び車速の時系列データとして出力する。

【００２５】 路上データ発生装置１５からの油圧データは、ブレーキ油圧制御装置１６の油 圧指令とされる。ブレーキ油圧制御装置１６は、供試自動車１のキャリパ及びブ レーキディスクをそのまま制御対象とし、これにブレーキ油圧を供給するマスタ ーシリンダ、アクチェータ制御回路等を有して制動時の油圧指令に従ってブレー キ油圧を制御する。

【００２６】 ダイナモメータ制御装置１７は、速度制御系とトルク制御系を有し、路上デー タ発生装置１５からの車速データを車速指令として電力変換器１８を介してダイ ナモメータ５の速度制御とトルク制御を切り換えた制御を行う。

【００２７】 このうち、速度制御は制動前の車速に保ち、制動開始後は路上走行時に自動車 １にかかる負荷を再現するためのトルク制御を行う。このトルク制御には車速に 従った走行抵抗を走行抵抗設定回路１７Ａで求め、この走行抵抗をトルク指令と したトルク制御になる。

【００２８】 ここで、本実施例では等価荷重の制御を減速度制御によって行う。このため、 微分回路１９は、路上データ発生装置１５からの車速指令の微分値を得ることで 実際の減速時の減速度を得、この減速度を減速度制御回路２０の減速度指令とす る。この減速度制御のための減速度検出は微分回路２１による検出速度の微分に よって得る。

【００２９】 減速度制御回路２０の出力は、ストローク制御系１３Ａ、１３Ｂのストローク 指令として取り出され、この指令は前後輪比率設定部１４によって比率配分され る。減速度制御回路２０の出力は、制動開始検出部２２が制動開始を油圧指令の 変化で検出したときからのみその出力リレー２２Ａのオンによって取り出される 。また、前後輪比率設定部１４の比率は微分回路１９に得る現在の減速度によっ て変えられる。

【００３０】 持ち上げプリセット補正部２３は、持ち上げ機構１２の初期値（自動車１がス リップを起こし易くする持ち上げ量）を発生すると共に、試験を繰り返し行う場 合の前回試験時の持ち上げ量を記憶しておき、今回の試験には記憶する持ち上げ 量をプリセット値Ｓ_Pとして発生する。前回の持ち上げ量は、前回試験時の油圧 指令と車速指令及び減速度検出値から求める。設定器２４は、プリセット値の余 裕分を設定する。

【００３１】 本実施例の動作を以下に詳細に説明する。

【００３２】 （１）路上データの収集 図２は、路上運転時の車速Ｖ_Dと、タイヤ回転Ｒ_Dと、ブレーキ油圧Ｐ_Dの変化 を示す。アクセルを踏み込み、目的とする速度まで加速の後、ブレーキ操作を行 う。このとき、路面の摩擦係数が低く、ブレーキのロックが生ずると、車載のア ンチロックブレーキのコントローラの働きにより、ブレーキ油圧が自動的に弱め られ、ロック状態を解除する。その後、再び油圧が上昇し、ブレーキのききかた が強められる。このような繰り返しによりアンチロックブレーキ動作がなされる 。このときの車速及びブレーキ油圧の状態変化がデーターレコーダに記録され、 このデータが路上データ発生装置１５のデータとして保存される。

【００３３】 （２）試験時の動作 図３は、シャシダイナモメータによる試験時の波形図を示す。路上データ発生 装置１５からの車速指令Ｖ_Dに従って、ダイナモメータ制御装置１７は、速度制 御によってダイナモメータ５を路上走行時と同じ制動開始速度まで加速する（期 間Ｔ１）。

【００３４】 このとき、ブレーキ油圧Ｐ_Dは路上走行時と同じにゼロにあるため微分回路１ ９での減速度検出はリレー２２でカットされ、自動車の前後輪の持ち上げ量Ｓ_O はプリセット値にされて、ローラ２Ａ、２Ｂと自動車の前後輪とを軽く接触させ ておく。

【００３５】 次に、ブレーキ操作がなされたとき（期間Ｔ２）、ブレーキ油圧指令Ｐ_Dが一 定値を越えたときにリレー２２が閉じて減速度制御が開始される。

【００３６】 この制御は、ダイナモメータ制御装置１７では速度制御からトルク制御に切り 換えて走行抵抗に従ったトルク制御を開始し、減速度制御回路２０は路上走行時 と同じ減速度になるよう持ち上げ量を制御する。また、ブレーキ油圧は、その指 令値Ｐ_Dにしたがって制御される。

【００３７】 これにより、、ブレーキのロックと解除の繰り返しと、減速度の制御により路 上走行と同じアンチロックブレーキ状態を得ることができる。

【００３８】 このブレーキ状態は、路上での動作と同じに重心位置の移動による前輪と後輪 の荷重分担の変化を減速度検出値から前後輪比率設定部１４が比率配分を行う。

【００３９】 また、同じ試験を繰り返し行う場合には、前回の持ち上げ量Ｓ_Fを持ち上げプ リセット補正部２３が記憶して次回のプリセット値Ｓ_Pとしておくことにより、 次回の試験ではブレーキ開始で持ち上げ量を制御範囲に持ち上げるための遅れ時 間を短縮できる。

【００４０】

【考案の効果】

以上のとおり、本考案によれば、路上走行時のブレーキ油圧と車速のデータと から供試自動車のブレーキ油圧制御及び減速度による持ち上げ量の制御によって 等価荷重の制御を行うようにしたため、以下の効果がある。

【００４１】 （１）前後輪とローラの結合度を制御する持ち上げ量を減速度から制御するた め、従来の持ち上げ機構の位置を制御するものに比べて所期の荷重制御を得るの に試験後の摩擦係数の計算評価を不要にし、オンライン試験と同等に試験時間を 短縮できる。

【００４２】 （２）従来の制動力や荷重の計測からの制御に比べて大掛かりな計測器の取り 付け機構等を不要にする。

【００４３】 （３）減速度による制御になることから車体慣性を定数に含むため、平均的な 安定した制御が可能となる。即ち、従来の前後輪回転速度をフィードバック信号 として制御する場合での機械系の時定数（タイヤ系の慣性／ブレーキ力）が小さ く、持ち上げ制御への外乱が大きく不安定になるのを無くすことができる。

【００４４】 （４）路上走行時のブレーキ油圧と車速のデータを路上データ記録装置に持ち 、このデータを使ったブレーキ油圧制御と走行速度・トルク制御及び減速度検出 による等価荷重制御と前後輪の比率制御になり、路上走行での運動状態の再現を 確実容易にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す構成図。

【図２】路上走行時の制動波形図。

【図３】試験時の制動波形図。

【図４】シャシダイナモメータシステム。

【符号の説明】

１…供試自動車 ２Ａ、２Ｂ…ローラ ５、５Ａ、５Ｂ…ダイナモメータ ６、６Ａ、６Ｂ…フライホイール １２…持ち上げ機構 １３Ａ、１３Ｂ…ストローク制御系 １４…前後輪比率設定部 １５…路上データ発生装置 １６…ブレーキ油圧制御装置 １７…ダイナモメータ制御装置 １９、２１…微分回路 ２０…減速度制御回路 ２２…制動開始検出部 ２３…持ち上げプリセット補正部

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 アンチロックブレーキシステムを装備す
   る供試自動車（１）の前輪及び後輪を夫々ローラ（２
   Ａ、２Ｂ）に乗せ、該前輪及び後輪の制動時に該ローラ
   の軸にかかる荷重を該前輪軸及び後輪軸の持ち上げ量で
   制御する持ち上げ手段（１２、１３Ａ、１３Ｂ、１４）
   を設け、前記ローラの速度及びトルクを制御するダイナ
   モメータ（５）とその制御手段（１７、１８）を設け、
   供試自動車の制動時に前記前輪及び後輪と前記ローラと
   の間にスリップを生じさせることでアンチロックブレー
   キシステムの試験を行うシャシダイナモメータにおい
   て、 供試自動車を路上運転しその制動時のブレーキ油圧を指
   令として該供試自動車のブレーキ油圧を制御するブレー
   キ油圧制御装置（１６）と、 供試自動車の制動時の車速を信号入力とし、その微分に
   よって減速度を求める微分回路（１９）と、 前記減速度を減速度指令とし、前記ローラの検出減速度
   との比較により前記持ち上げ手段の持ち上げ量を制御す
   る減速度制御回路（２０）と、 前記微分回路からの減速度出力によって求める前記前輪
   及び後輪の持ち上げ比率に前記持ち上げ手段の比率を設
   定する前後輪比率設定部（１４）と、 を備えたことを特徴とするシャシダイナモメータ。
2. 【請求項２】 自動車の路上走行で制動をかけたときの
   ブレーキ油圧変化と、そのときの車速変化を記録データ
   として持ち、シャシダイナモメータでのアンチロックブ
   レーキシステムの試験に該データを前記油圧指令及び車
   速指令の時系列データとして出力する路上データ発生装
   置（１５）を備えたことを特徴とする請求項１記載のシ
   ャシダイナモメータ。