JPS5872022A - 車輌駆動力測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車輌の駆動輪半径に影響されない車輌の正確な
駆動力出力を測定する車輌駆動力測定システムに関する
。

車輌用動力針は、米国猿境保霞局（ＥＰＡ　）における
汚染物質の排出試験および走行性試験の認可のような目
的のために車輌を試験する場合にシミュレーション装置
として屡々使用される。このような応用において自動車
用動力Ｍｌは自動車がその実際の動作中に通常、受ける
と思われる慣性と路面負荷力のシミュレーションを行う
ものである。

自動車用動力計がシミュレータとして使用される場合に
は、自動車の慣性をシミュレートするためのハズミ車の
ような機械装置、路面負荷力をシミュレートするだめの
動力吸収装置（ＰＡＵ）、および動力吸収装置の動力出
力を制御するためのシステム制御器を一般的に具備する
ものである。自動車の慣性は自動車の重量の関数であり
、自動車の加速又は減速時に克服しなければならない力
である。他方、路面負荷力は、剥離トルク、ころがシ摩
擦、および風損のような要素、を含み、自動車速度を維
持するために打克たねばならぬ力である。

自動車の駆動力出力を計算するだめの基本公式上式％ （１） 動力、速度および加速度である。定数Ａ、Ｂ、０および
工（慣性）は試験される特定の自動車によって決まるべ
き、未知数である。解が可能であるためにはツバ速度お
よび加速度の値を含む４組のデータが必要である。従来
の方法では、之等の定数はトルクと毎分回転数の検知器
を自動車の駆動輪に接続し、各車輪のトルクと角速度に
比例する信号を得ることによって決定される。釉々の値
の速度において少くとも４組の記録値を必要とする。

自動車自身の運動を現わす糾速度と力Ｌ１．トルク信号
、角速度信号および車輪の半径の各組のデータに対して
次式によｐ計算される： Ｆ＝　１／　＋２／、　　　　　（２）Ｔ１ ■−１／２（α１γ１＋α２γ２　）　　　　　（３）
ここに１゛−線形自動車駆動力 ■＝自動車速度 γ１．γ２−車輪１と２の各半径 Ｔ１．　’ｒ２＋＝車輪１と２において測定されたトル
ク およびα１．α２＝車輪１と２の角速歴自動車を駆動推
進する全駆動力は２つの車輪の接線方向の力の和で与え
られ、之に反して自動車の速度は２つの車輪の表面速度
の平均値によシ最もよく現される。ＦとＶに関する４組
の値はそれからＡＸＢ、Ｏ，および工に関し上式（１）
で与えられた方程式を解くのに使用される。

しかしながらとの方法によりもたらされるように、駆動
力と速度の双方に関する測定の確度は、車輪の半径の安
定性および正確な半径寸法の測定能力とに正比例する。

自動車の荷重を受けた回転する車輪半径の正確な寸法は
決定し難いものであり、荷重、タイヤの温度、タイヤの
空気圧、タイヤの摩耗度、自動車の速度と加速度、およ
び道路表面の関数として顕著に変化し得るものである。

　　　　；したがって、定数Ａ、Ｂ、ＯとＩに指定され
た値の確度、すなわち慣性と路面負荷力を正確にシミュ
レートする動力計の連続能力は著しく疑わしい。

したがって、本発明の主要な目的は車輪半径に影響され
ない車輌の駆動力の測定を可能にする車輌駆動力測定シ
ステムを提供することにある。特に本発明は路面で試験
している間、車輌速度を正確に測定するために第５番目
の車輪の使用を意図している。動力計において試験する
場合、正確な速度信号は既に動力計の速度検知器によっ
て得られるので、第５番目の車輪を使用することは選択
自由である。第５番目の車輪を使用する結果として、自
動車の車輪に装着された毎分回転数検知器は車輌の線形
速度を得るためにもはや使用されない。むしろ線形駆動
力への変換を行っている間、毎分回転数検知器は、トル
ク信号の必要条件となるためにのみ得られる。

更に特記すべきこととして、自動車の駆動輪に結合され
たトルク検知器と毎分回転数検知器とは、次の式に従っ
て自動車の原動力出力を測定するのに用いられる： ｐ　＝　’ｒ１α］十Ｔ２α２（４） 上記式から明らかなことはそのようにして得られた原動
力Ｐの値は車輪半径の寸法に影響されないということで
ある。車輪半径が減少すると、その結果、線形駆動力は
増加し、自動車速度は比例的に減少する、したがって自
動車の原動力出力に関し影響を与えないことになる。そ
れから計算されるトルクおよび角速度に関する値と同様
に、原動力Ｐは瞬時値であるから、速度の変遷の間ポテ
ンシャル誤差を避けるためにトルクおよび角速度信号と
は正確に同期化することが重要である。

勿論、定常状態の条件の間に行われた測定については、
同期化要求はそれ程厳密ではない。好ましい実施例につ
いての以下の説明から続いて知られるように、本発明の
データ処理システムは同期化要求を自動的ノに実行する
ものである。

一度、自動車の正確な原動力出力Ｐを知シ、第５番目の
車輪または動力計からの速度検知各信号のいずれかから
、自動車の正確な速度Ｖが得られると、正確な自動車の
線形駆動力Ｆは次の如く得られる： Ｆ　＝　Ｐ　／　Ｖ　　　　　　　　　　　（５）した
がって、（４）と（５）において与えられた二式を組合
わすことにより正確な自動車の線形駆動力が次式によシ
得られる： ■ Ｔ１とＴ２をニュートン・メートル単位、α１とα２ヲ
１／秒、およびＶをメートル７秒で表わせば、Ｆはニュ
ートン（単位）で与えられる。勿論ポンド表示は変換係
数４．４４８でニュートン（単位）を除すことにより得
られる。したがって自動車の駆動力出力を測定するため
に第５番目の車輪による自動車の速度測定を行なうこと
によって、車輪半径の寸法の使用に起因する不正確さは
避けられることが察知されよう。

本発明の附加的な目的および利点は、以下図面を参考に
し、好適な実施例の詳細な説明によって明瞭となる。

第１図を診照すると、本発明の車輌駆動力測定システム
の代表的な応用例のシステムブロック図が示されている
。第１図に描写された特定の応用例は路面上で動作中の
自動車の駆動力出力を測定するだめの試験機構に相当す
るものである。トルクおよび毎分回転数の検知′ａ１２
は自動車１０の駆動輪１３の各々に接続されている。本
発明における好ましい実施例において、す４ぐオウ社（
Ｌｅｂｏｗ　）製作の（Ａ１１２４６−１３３−８Ｋ）
トルクおよび毎分回転数の組合せ型検知器が使用されて
いる。トルク検知器はひずみｒ−ジ型変換器を具備し、
この変換器は自動車の駆動輪によって変換器に加えられ
るひずみ負荷に比例するアナログ信号を発生するのに適
している。毎分回転数検知器は車輪の回転速度に比例す
る周波数をもった信号の発生に適したホール効実装置を
具備している。

従来方式の第５番目の車輪１４は、それに接続されたＤ
Ｃ回転計１６を有し、正確な自動車の速度表示を与える
ために、自動車１０の後部バンパー（緩衝器）に固着さ
れている。好ましい実施例において第５番目の車輪およ
びＤＣ回転計は、Ｎｏ−７の呼称で、ヌークレウム社（
Ｎｕｃｌｅｕｓ　）が製作したものである。使用される
特定のＤＣ回転計は第５番目の車輪の回転速度に正比例
するアナログ出力信号を与える。

速度検知器１６からの第５番目の車輪速度信号Ｖと同様
に、トルクおよび毎分回転数の検知器１２から発生した
トルクＴおよび角速度α信号は、信号条件設定回路１８
を介してディジタル計算機２０に与えられる。好ましい
実施例において選択されたマイクロロンピユータはノー
ススター（Ｎｏｒｔｈｓｔａｒ　）社の製作品であるが
、特に不良環境用に設計されたＸＹＯＯＭ　Ｓｙｓｔｅ
ｍ　Ａ　３９３５　Ａまたはその等備品のような他のマ
イクロコンピュータも亦使用することができる。第２図
に図示されたコンピュータブロック図に示すようにマイ
クロコンピュータシステムはブラウン管ディスプレイと
キーボード端末機２２、入出力インターフェース２４、
Ｚ８０Ａマイクロプロセッサ２６、予備演算処理可能な
能力用演算論理装置２８、高速アナログデータ処理用モ
ジュール３０、およヒカセット式記憶装置３２を含むこ
とが望ましい。本発明に係る自動車の駆動力出力測定用
に必要なソフトウェアを記憶するのに、６２にのプログ
ラム可能な固定記憶装置盤３４が備えられている。第２
図において確認した各品目は梅々のメーカーから市販可
能である。好ましい実施例において、次のモジュールが
選定された、アナログデータ処理用モジュール３０　デ
ュアル（Ｄｕａｌ　）社Ａ工Ｍ−１２、Ｚ８０Ａ　　Ｃ
ＰＵモジュ−／ｌ／　２６／　−ススター社、アナログ
出力モジュール３６　デュアル社ＡＯＭ−１２、入出力
インターフェース２４クロメンコ（Ｃｒｏｍｅｎｃｏ　
）社Ｔ　Ｕ　−Ａ　ＲＴ　　３２ＫＲＡＭモジュール３
８そして浮動小数点演算用モジュール２８　ノースター
社、および３２Ｋ　　プログラム可能な固定記憶装置３
６　クロメンコ社３２ＫＢＳ　　。

アナログデータ処理用モジュール３０け、マイクロコン
ピュータ２６に対する入力用の種々の検知器からのトル
ク（Ｔ１とＴ２）、角速度（α１とα２）および速度Ｖ
信号をラッチする又は“読み取る”のに用いられる。ト
ルクおよび速度は瞬時値であるから、アナログデータ処
理用モジュール３０はシステムの同期化要求を満足する
のに十分な速さの応答時間であることが重要である。第
２図に図示された好ましい実施例においてアナログデー
タ処理用モジュール３０はほぼ６０秒の応答時間である
。したがって、５個のすべてのアナログ入力信号ははソ
１５０秒でモジュールにより連続して読み取ることがで
きる。全アナログ検知器信号は最初に信号条件設定回路
１８（第１図）においては’：　２　Ｈｚの遮断周波数
であるフィルタによりＦ波されるから、モジュール３０
の処理時間は検知器信号の値がとシ得る最大変化率に比
較すれば事実上瞬時であると思われる。また注意すべき
ことは、信号条件設定回路１８の各フィルタは、各検知
器信号における遅延の一様性を確実にするためにすべて
等しいことが好ましい。

アナログ出力モジュール３６は記録の目的、またはアナ
ログ計器上の表示用に、自動車の速度および駆動力出力
に対応するアナログ出力信号を付与するために用いられ
る。操縦者のペンダント４０は、試験工程を開始および
終了するために自動車の操縦者が手動操作するスイッチ
を基本的に備えている。

この実施例にとって必要なソフトウェアの機能表示をす
るブロック図は第３図に図示されている。

図面に示すように、自動車の２個の駆動輪の各々の信号
、トルクＴおよび回転車輪速度αの両信号は、各車輪の
原動力出力を与えるために最初は一緒に乗算される。二
つの積はそれから一緒に加算され、図示するようにＴ１
αｌ十Ｔ２α２に等しい、自動車の全原動力出力Ｐが得
られる。結果として得た和は、それから第５番目の車輪
から速度検知器で測定される自動車の速度■で割算をす
ることによって自動車の線形駆動力出力が得られる。

第４図をみると、本発明のアナログ信号で実施する電気
的ブロック図が示されている。自動車の各駆動輪に装着
されたトルクおよび毎分回転数検知器１２からのトルク
および毎分回転数の信号は、ひずみデージによる信号条
件設定回路１８ａおよび周波数による信号条件設定回路
１８ｂにそれぞれ与えられる。好ましい実施例において
使用される前記条件設定用回路はＤａｙｔｒｏｎｉｃ社
製Ａ３１４０およびＡ３１７０である。周波数型信号条
件設定回路１８１）は周波数信号を毎分回転数検知器１
２から対応するアナログ信号に変換するのに適しておシ
、このアナログ信号の大きさは毎分回転数の車輪速度信
号の周波数に比例する。第１の実施例の説明に関連して
指摘したように、条件設定回路１８ａと１８ｂとは同様
に検知器信号線の各々において一様な遅延を確実に行う
ためには”１２　Ｈｚの遮断周波数をもつ同一のフィル
タを含んでいる。

２個の車輪の各々からのトルクと速度のそれぞれの信号
（Ｔよ、αｌおよびＴ２．α２）は一対のアナログ乗算
器４２と４４の入力として与えられ、この乗算器は好ま
しい実施例においてパン・ブラウン（Ｂｕｒｒ−Ｂｒｏ
ｗｎ　）社製Ａ　４３０２である。直列的に作用する上
述のディジタル的な実施例と異なシ、アナログ的な実施
例は別々のアナログ乗算器４２および４４とを含み、之
ｄ勿論同時に作動し、したがってシステムの同期化要求
を自動的に満足するものである。換首すれば第１の実Ｍ
ＩＩ例におけるように、検知器からのトルクと速実の信
号はアナログ乗算器４２と４４により実質上同時に標本
化されるものである。アナログ乗算器４２と４４からの
出力は一緒になり、その出力を緩衝増幅器４８の変換用
入力に接続される馴初増幅器４６の変換入力に接続され
る。変換用緩衝増幅器４８の出力は、好ましい実施例に
おいてまたＢｕｒｒ−Ｂｒｏｗｎ社製Ａ　４３０２のア
ナログ除算器５０の”　Ｙ　”入力に接続されている。

アナログ除算器５０の”ｘ″′′入力第５番目の車輪に
結合したＤＣ回転計１６から自動車速度信号■を受信す
るように接続されている。アナログ除算器５０はその□
Ｉｔ　Ｙ　ＩＩ大入力与えられた信号の大きさを、その
°゛Ｘ”入力に付与された信号の大きさで除算するのに
用いられる。したがって、アナログ除算器５０の出力”
Ｚ　１１において発生するアナログ信号は自動車の出力
に相当することが察知されるであろう。

本発明の好ましい実施例を記述してきたが、本発明は、
特許請求の範囲もしくはその真倉から逸脱することなく
釉々の修正と変更が可能であることが理解いただけよう
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る車輌駆動力測定システムのブロッ
ク図、第２図は本発明の好ましい実施例の一つにおいて
使用されるディジタル計算機のブロック図、第６図は第
２図のディジタル計算機用ソフトウェアの機能を表示す
るブロック図、および第４図は本発明の他の実施例の′
ポ１気的ブロック図である。 符号の説明 １０・・・自動車 １２・・・トルクおよび毎分回転数検知器１３・・・駆
動輪 １４・・・第５番目の車輪 １６・・・ＤＣ回転計 １８・・・信号条件設定回路 ２０・・・ディジタル計算機 ２２・・・ブラウン管キーボード端末機２４・・・入出
力インターフェース ２６　・２個＋７）Ｚ８０Ａ　　ＯＰＵ％ジュール２８
・・・バージウェア浮動小数点演智モジュール３０・・
・アナログデータ処理部 ３２・・・カセット記憶装置 ３４・・・３２　Ｋ　　ＦＲＯＭ盤 ３６・・・アナログ出力モジュール ３８・・・３２Ｋ　　ＲＡＭモジュール４０・・・操縦
者ペンダント 代理人　浅　　村　　　皓 外４名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）車輌が路面上で動作中に前記車輌の駆動力出力を
   測定するための車輌駆動力測定システムであって、 （ａｌ　　車輪に加えられた回転トルクに関連したトル
   ク信号を発生する、前記車輌の各駆動輪に接続されたト
   ルク検知器装置、 （ｂｌ　　前記車輪の回転速度に関連した角速度信号を
   発生するために、前記車輌の各駆動輪に接続された速度
   検知器装置、 ｔｅｌ　　第５番目の車輪が前記車輌の速度において回
   転するように前記車輌に接続された前記第５番目の車輪
   、 （ｄｌ　　前記車輌の速度に関連した速度信号を発生す
   るために前記第５番目の車輪に連結した回転針装置、 ｔｅｌ　　各駆動輪からの前記トルクおよび角速度信号
   の積を加算し、その結果を前記速度信号で除算すること
   によシ、前記車輌の駆動力出力を測定するだめの回路と
   を具備した車輌駆動力測定システム。 （２、特許請求の範囲第１項記載の車輌駆動力測定シス
   テムにおいて、前記トルク、角速度および速度の信号を
   実質的に同時に標本化するだめの装置を含むことを特徴
   とする前記回路装置。 （３）車輌の駆動輪を係合するための一対のローラーお
   よびローラーの表面速度に関連した速度信号を発生する
   ためローラーに連結した回転計を有する動力針を前記車
   輌の試験中に使用する車輌駆動力出力を測定する車輌駆
   動力の測定システムであって、 （ａｌ　　前記車輪に加えられた前記回転トルクに関連
   したトルク信号を発生する前記車輌の各駆動輪に接続さ
   れたトルク検知器装置、 ｌｂｌ　　前記車輪の前記回転速度に関連した角速度信
   号を発生する前記車輌の各駆動輪に接続された速度検知
   器装置、 （ｃｌ　　各駆動輪からの前記トルクおよび角速度の信
   号の積を加算し、その結果を前記速度信号にて除算する
   ことによシ、前記車輌の駆動力出力を測定するだめの回
   路とを具備した車輌駆動力測定システム。 （４）特許請求の範囲第６項記載の車輌駆動力測定シス
   テムにおいて、前記トルク、角速度および速度の信号値
   を実質的に同時に標本化する装置を含むことを特徴とす
   る前記回路装置。