JPS61231429A - 四輪駆動車用シャシダイナモ - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は車両用シャシダイナモ、特に四輪駆動用シャシ
ダイナモの改良に関する。

［従来の技術］ シャシダイナモは、車両の走行状態における動力特性を
模擬計測するために用いられ、例えば四輪駆動車の動力
測定を計測する場合には、四輪駆動車の前後駆動輪をそ
れぞれメインローラ及びサブローラに接触させ、これら
各ローラに車両の走行状態に応じた回転負荷を与える。

このようにして、四輪駆動車の実走行をシャシダイナモ
ダイナモ上においてシュミレートし、その動力計測を車
両を停止した状態で良好に行うことができる。

従来、このようなシャシダイナモにおいては、メインロ
ーラ及びサブローラの回転負荷の制御を、前輪及び後輪
用ローラの回転負荷の総和が四輪駆動車の実際の走行状
態における走行負荷と等しくなるように制御し、かつ四
輪駆動車の前輪と後輪との間に差速が発しないよう両ロ
ーラの回転数を等しくするようフィードバック制御して
いた。

Ｌ発明が解決しようとする問題点］ 従って、このような従来のシャシダイナモは、前輪と後
輪の駆動力分担比が等しい場合には、その動力計測を実
走行に近似した状態で正確に行うことができる。

しかし、四輪駆動車の前輪及び後輪の駆動力の分担比は
必ずしも等しくなく、車両に求められる性能及び使用目
的等に応じて前輪又は後輪の一方の駆動力分担比を他方
に比べて大きく設定することも多い。

このような場合、従来の差速Ｏ制御を行うシャシダイナ
モでは、四輪駆動車の動力計測を実走行をシュミレート
として正確に行うことができず、その有効な対策が望ま
れていた。

１匪立旦力 本発明は、このような従来の課題に鑑み為されたもので
あり、その目的は、四輪駆動車の駆動輪の駆動力分担比
を考慮して実走行状態を正確に再現し、良好な動力計測
を行うことが可能な四輪駆動車用シャシダイナモを提供
することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明のシャシダイナモは、供試四輪駆動の主駆動輪及
び従駆動輪に対応してメインローラ及びサブローラを設
け、前記メイン０−ラ及びサブローラの回転負荷をメイ
ン動力計及びサブ動力計を用い電気的に制御することに
より、四輪駆動車の動力計測を行う。

ここにおいて、前記主駆動輪としては、必要に応じ四輪
駆動車の前輪又は後輪のいずれをも指定することができ
、例えば前輪を主駆動輪として指定した場合には、後輪
は自動的に従駆動輪となる。

本発明の特徴的事項は、 四輪駆動車の走行速度及び駆動力分担比に基づき主駆動
輪の走行抵抗負荷を演算する第１の負荷ａＱ算算段段、 四輪駆動車の加速度及び慣性負荷に塁づき四輪駆動車の
主駆動輪の電気慣性負荷を演算する第２の負荷演算手段
と、 前記第１及び第２の負荷演算手段の出力を加算し主駆動
輪の分担抵抗負荷を演算し、この演算値に基づきメイン
動力計の回転負荷を制御する主駆動輪用負荷制御回路と
、 四輪駆動車の主駆動輪及び従駆動輪の差速を検出する差
速検出手段と、 検出される車速を０とするようサブ動力計の回転負荷を
制御する従駆動輪用負荷制御手段と、を含むことにある
。

ここにおいて、前記駆動力分担比は、主駆動輪と従駆動
輪の駆動力比であり、本発明においては主駆動輪の駆動
力分担比を第１の負荷演算手段に対し設定すれば十分で
ある。

また、前記四輪駆動車の慣性負荷としては、第２の負荷
演算手段の構成に応じて、車両ｉｌｌと等価な基準慣性
負荷あるいは、この基準慣性負荷から各ローラの固定慣
性負荷を減算した基準電気慣性負荷を用いることが好ま
れる。

［作用］ 以上の構成とすることにより、本発明のシャシダイナモ
を用い四輪駆動車の動力計測を行うと、第１の負荷演算
手段は、駆動力分担比に基づぎ四輪駆動車の定速走行時
における主駆動輪の走行抵抗負荷を演算し、また第２の
負荷演算手段は、四輪駆動車の加速度に応じた主駆動輪
の電気慣性負荷を演算する。

そして、主駆動輪用負荷制御手段は゛、このようにして
演算された走行抵抗負荷と電気慣性負荷とを加算して、
主駆動輪に対応する分担抵抗負荷を演算し、この演算値
に基づきメイン動力計の回転負荷をリアルタイム制御す
る。

このようにすることにより、四輪駆動車の主駆動輪には
、その駆動力分担比に応じた走行負荷がメインローラを
介して与えられることになる。

これと同時に差速検出手段は、四輪駆動車の主駆動輪に
対する従駆動輪の差速を検出し、従駆動輪用負荷制御手
段は、検出される差速がＯとなるようサブ動力計の回転
負荷を制御する。

このように、四輪駆動車の従駆動輪、主駆動輪と回転数
が等しくなるよう追従制御することにより、従駆動輪に
は実走行時と同様に、その駆動力分担比に応じた走行負
荷が与えられることになる。

このようにして、本発明のシＶシダイナモは、実際の走
行時にその駆動力分担比に応じて主駆動輪及び従駆動輪
に加わる走行負荷を、メインローラ及びサブローラ上に
おいて正確に再現し、四輪駆動車の動力計測を正確に行
うことが可能となる。

特に、本発明によれば、主駆動輪に対し従駆動輪を追従
制御しているため、実際の走行時に主駆動輪と従駆動輪
との間に発生１６位相差、差速等を正確に再現して、極
めて精度の高い動力計測を行うことができる。

［実施例］ 次に本発明の好適な実施例を図面に基づき説明する。

第２図には本発明にかかる四輪駆動車用シャシダイナモ
の好適な実施例が示されており、実施例のシャシダイナ
モは、四輪駆動１１ｆ１００の主駆動輪１１０及び従駆
動輪１２０をメインローラ１０ａ及びサブローラ１０ｂ
に当接載置し、これら各ローラ１０ａ、１０ｂの回転負
荷を動力計１２ａ。

１２ｂを用いそれぞれ個別に電気的に制御している。

そして、四輪駆動車１００の動力計測を行う場合には、
駆動輪１１０及び１２０の回転により移動することがな
いよう四輪駆動車１００を所定の固定手段により固定し
、ローラ１０ａ及び１０ｂ上において模擬走行させる。

このとき、回転する各ローラ１０ａ、１０ｂは実際の路
面に代え無限端平端路付して機能し、四輪駆動車の動力
計測を実際の走行路と同様に行うことができる。

なお、この場合に実走行に近似した模擬走行状態は、実
際の走行時において、四輪駆動車１００の主駆動輪１１
０及び従駆動輪１２０に加わる負荷と等しい回転負荷を
メインローラ１０ａ及びサブローラ１０ｂに加えること
により形成される。

ここにおいて、実際の走行時に四輪駆動車１００の主駆
動輪１１０及び従駆動輪１２０に加わる走行負荷につい
て検討すると、この走行負荷は走行抵抗負荷と慣性負荷
とを含む。

前記走行抵抗負荷は、車両を所定速度で走行した際に発
生するころがり抵抗、風損及び勾配抵抗の総和をもって
表され、また前記慣性負荷は車両を加速または減速した
際に加わる負荷である。

第１図には、四輪駆動車１００の実走行に近似した回転
負荷をローラ１０ａ、１０ｂを介して与えるｌｉ、ＩＪ
　１２Ｉｔ回路が示されており、ローラ１０ａ、１Ｏｂ
上を模擬走行する四輪駆動車１００の走行速度及び加速
度は走行状態検出手段２０にて検出され、この検出速度
は四輪駆動車１００の主駆動輪１１０の走行抵抗負荷を
演算する第１の負荷演算手段２２に供給され、また前記
検出加速度は主駆動輪１１０の電気慣性負荷を演算する
第２の負荷演算手段２４に向は供給される。

実施例において、前記走行状態検出手段２０は、各ロー
ラ１０ａ、１０ｂの回転数ｎａ、ｎｂを検出する一対の
ピックアップ２６ａ、２６ｂ、検出回転数ｎａ、ｎｂに
基づき四輪駆動車１００の各駆動輪１１０及び１２０の
速度Ｖａ及びｖｂをそれぞれ検出する一対の速度検出器
２８ａ、２８ｂ。

検出速度Ｖａ及びｖｂの平均値■を演算する平均値演算
器３０、平均速度Ｖに基づき四輪駆動車１００の平均加
速度αを演算する加速度演算器３２を含む。

そして、平均値演算器３０の演算する四輪駆動車１００
の平均速度■を第１の負荷演算手段２２に向は供給し、
加速度演ｎ器３２の演算する平均加速度αを第２の負荷
演算手段２４に向は入力している。

本発明の特徴的事項は、シャシダイナモ上において、四
輪駆動車の主駆動輪及び従駆動輪の駆動力分担比を考慮
して実走行状態を正確に再現することにある。

このため、本発明においては、分担比設定器３４により
四輪駆動車１００の主駆動輪１１０の駆動力分担比ａが
設定され、この分担比設定器３４の出力ａはＤ／Ａ変換
器３６を介して第１の負荷演算手段２２及び第２の負荷
演算手段２４に向けそれぞれ入力される。

第１の負荷演算手段２２は、四輪駆動車１００の走行速
度Ｖ及び主駆動輪１１０の分担比ａに基づき、主駆動輪
１１０の走行抵抗負荷Ｗを演算する。

実施例において、この第１の負荷演算手段２２は、平均
値演算値３０の出力する平均速度Ｖをロードロード設定
器３８に入力し、ここで、四輪駆動車１００が当該速度
■で定速走行した際発生する走行抵抗負荷、づなわち速
ｒ！１ｖにおける車両全体のころがり抵抗、風損及び勾
配抵抗の総和を演葬し、その演算値を走行抵抗負荷演算
器４０に入力する。

前記ロードロード設定器３８としては、定数項設定方式
、折れ線近似方式又は実数値設定方式等の各種の方式を
採用したものが周知であり、本実施例においては、実数
値設定方式を採用したものを用いている。

第３図には、実施例のロードロード設定器３８に予め設
定された速度−走行抵抗負荷特性のデータが示されてお
り、予め各車速における走行抵抗負荷をサンプリングし
て設定しておき、このサンブリング間の値は直線補間し
て折れ線近似している。

そして、ロードロード設定器３８は、この第３図に示す
データに基づき、検出速度に対応したトルクを走行抵抗
負荷として演算出力している。

前記走行抵抗演算器４０は、ロードロード設定器３８か
ら出力される四輪駆動車１００全体の走行抵抗負荷に主
駆動輪１１０の駆動力分担比ａを乗じて主駆動輪１１０
の分担する走行抵抗負荷Ｗを演算している。

このようにして、本実施例の第１の負荷演算手段２２は
、駆動力分担比に基づいた主駆動輪１１０の走行抵抗負
荷Ｗを演算出力することができる。

また、前述したように、四輪駆動車１００の駆動輪１１
０及び１２０の走行負荷を求めるためには、このような
走行抵抗負荷Ｗ以外に車両の加減速走行時における慣性
負荷も演算することが必要である。ところで、このよう
なシャシダイナモでは、ローラ１０及びこれに直結され
た動力計１２自体が機械的な固定慣性負荷を有するため
、ローラ１０を介して駆動輪１１０及び１２０に与えら
れる慣性負荷はこのような固定慣性負荷と動力計１２を
介して与えられる電気慣性負荷との合計値となる。

このことは、とりも直さず動力計１２の電気慣性負荷を
、実際の走行時に四輪駆動車１００の駆動輪１１０に加
わる慣性負荷からメインローラ１０ａの固定慣性負荷を
減粋した値に制御しなければならないことを意味する。

一般にこのような加減速時における電気慣性負荷は、車
両重石そのものを表す基準慣性負荷から固定慣性負荷を
減算して基準電気慣性負荷を求め、この値に車両の加速
度を含む制御関数を乗算することにより与えられる。

このため、本実施例の装置は、慣性負荷設定器４８を用
い、四輪駆動車１００の全重量に対応した値を車両全体
の基準慣性負荷として設定し、この値をＤ／Ａ変換器５
０を介して第２の負荷演算手段２４に入力している。

第２の負荷演算手段２４は、このようにして設定された
基準慣性負荷及び主駆動輪１１０の駆動力分担比ａに基
づき、検出加速度αに応じた主駆動輪１１０の電気慣性
負荷Ｙを演算出力する。

実施例において、この第２の負荷演算手段２４は、基準
慣性負荷演算器５２、減算器５４、固定慣性負荷設定器
５６及び電気慣性負荷演算器５８を含む。

そして、負荷演算器５２は、入力される車両全体の基準
慣性負荷及び主駆動輪１１０の駆動力分担比ａに基づき
主駆動輪１１０の基準慣性負荷を演算し、その演算結果
を減算器５４に向は入力する。また、固定慣性負荷設定
器５６には、予め固定慣性負荷が設定されており、この
設定値は減算器５４に向は入力される。減算器５４は、
このようにして入力される主駆動輪１１０の基準慣性負
荷からその固定慣性負荷を減算し、主駆動輪１００の基
準電気慣性負荷Ｙを演算する。

そして、電気慣性負荷演算器５８は、このようにして、
演算される基準電気慣性負荷及び検出加速度αに基づき
、その検出加速度αにおける主駆動輪１１０の電気慣性
負荷Ｙを演算し、主駆動輪用の負荷演算手段４４に向は
出力する。

この主駆動輪用の負荷演算手段４４は、前記第１及び第
２の負荷演算手段２２及び２４の出力Ｗ及びＹを加算し
て主駆動輪１１０の分担抵抗負荷Ｚを演算し、この演算
値Ｚに基づきメイン動力計１２ａの回転負荷制御を行う
。

実施例において、この負荷演算手段４４は、演算器４０
及び５８の出力を加算し主駆動輪１１０の分担抵抗負荷
２を演算する加算器６０と、この分担抵抗負荷Ｚに基づ
きメイン動力計１２８を制御する負荷制御部６２と、を
含む。

そして、負荷制御部６２は、動力計１２８の吸収する回
転トルクを検出するロードセル６４と、アンプ６６を介
して入力されるロードセル６４の検出トルクと加算器６
０から入力される分担抵抗負荷Ｚとを照合する照合器６
８と、を含み、両照合データが一致するよう、トルク制
御回路７０によりゲートパルスジェネレータ７２を介し
てサイリスタユニット７４を制御している。

このとき、動力計１２ａを発電機として制御する場合、
発電された電力はサイリスタユニット７４を介して電源
７６側へフィードバックされる。

このよう、にして、本発明のシャシダイナモでは、メイ
ンローラ１２ａを介し、四輪駆動車１００の主駆動輪１
１０に、この駆動力分担比ａに応じた分担抵抗負荷を与
え、主駆動輪１１０を実際の走行状態を正確にシュミレ
ートして駆動することができる。。

また、本発明のシャシダイナモは、主駆動輪１１０と回
転数が等しくなるよう従駆動輪１２０の走行分担抵抗負
荷を追従制御し、これにより従駆動輪１１０にもそ、の
駆動力分担比（１−ａ）に応じた走行負荷を与えている
。

このため、本発明の装置は、差速検出手段８０を用い、
四輪駆動車１００の主駆動輪１１０に対する従駆動輪１
２０の差速を検出している。

実施例において、この差速検出手段８ｏは、速度検出器
２８ａ、２８ｂの各検出速度Ｖａ及びｖｂを照合する照
合器８２を用いて形成され、この検出出力を従駆動輪用
の負荷制御手段８４へ入力している。

この従駆動輪用負荷制御手段８４は、検出した主駆動輪
１１０及び従駆動輪１２０の差速を０とするようサブ動
力計１２ｂの回転負荷をａ７１Ｊ　ｌｉｔする。

実施例において、この負荷制御手段８４は、定速度制御
回路８６．ゲートパルスジェネレータ８８及びサイリス
タユニット９０を含む。そして、定速度制御回路８６は
、照合器８２の両照合データ、すなわら主駆動輪１１０
に対する従駆動輪１２０の差速がＯとなるようゲートパ
ルスジェネレータ８８を介してサイリスタユニット９０
を制御している。このとき、動力計１２ｂを発電機とし
て制御する場合には、ここで発電された電力はサイリス
タユニット９０を介して電源７６側へフィードバックさ
れる。

このようにして、本発明のシャシダイナモでは、従駆動
輪１２０の速度が主駆動輪１１０の速度と等しくなるよ
うその走行負荷が制御され、この結果、従駆動輪１２０
にはその駆動力分担比（１−ａ）に応じた分担抵抗負荷
が与えられる。この結果、従駆動輪１２０は実走行を正
確にシュミレーシヨンして駆動されることになる。

本発明のシ１２シダイナモは、以上の構成からなり、次
にその作用を説明する。

まず、四輪駆動車１００の動力計測を行う場合には、そ
の主駆動輪１１０及び従駆動輪１２０をメインローラ１
０ａ及びサブローラ１０ｂ上にそれぞれ当接載置する。

そして、分担比設定器３４により、四輪駆動車１００の
主駆動輪１１０の分担比ａを設定する。

ここにおいて、このような駆動力分担比ａはどのような
基準に基づき設定するかが問題となる。

従来このような駆動力分担比は、四輪駆動車の主駆動輪
１１０及び従駆動輪１２０の軸重分担比と対応するもの
と考えられていたが、実験によれば、この駆動力分担比
は主駆動輪と従駆動輪との間のセンターデファレンシャ
ルギアの駆動力比と正確に対応することが判明した。こ
のため、本実施例のシャシダイナモにおいては、四輪駆
動車のセンターデファレンシャルギアに与えられる駆動
力分担比に基づき主駆動輪１００の分担比ａを設定する
。なお、ここにおいて主駆動輪１１０は四輪駆動車の前
輪又は後輪のいずれとすることも可能であるが、実施例
においては、前輪を主駆動輪、後輪を従駆動輪として選
択している。

また、これと同時に慣性負荷設定器４８により四輪駆動
車の重両重分を基準慣性負荷として設定する。そして、
四輪駆動車１００をその駆動輪１１０及び１２０の回転
により車体が移動することがないよう所定の固定手段に
より固定しておき、ローラ１０ａ及び１０ｂ上において
模擬走行させる。

このようにして模擬走行が開始されると、第１の負荷演
算手段２２により一１設定された駆動力分担比ａに基づ
き車両の主駆動輪１１０の走行抵抗負荷Ｗが求められ、
同様にして第２の負荷演算手段２４により車両の加速度
αに対応した主駆動輪１１０の電気慣性負荷Ｙが演算さ
れる。そして、このようにして求められた前輪用駆動輪
１１０の走行抵抗負荷Ｗ及び電気慣性負荷Ｙは加算器６
０にて加算され、メイン動力計１２８の分担抵抗負荷２
として出力される。

そして、メイン動力計１２８の回転負荷はこのようにし
て演算出力される分担抵抗負荷２と等しくなるよう制御
される。

このようにして、本発明においては、メインローラ１０
ａ上において、四輪駆動車１００の主駆動輪１１０にそ
の駆動力分担比ａに応じた走行負荷を与えることができ
る。

また、これと同時に、サブローラ１０ｂを介して従駆動
輪１２０に与えられる走行負荷は、従駆動輪１２０の走
行速度ｖｂが主駆動輪１０の走行速度Ｖａと等しくなる
よう追従制御され、これにより従駆動輪１２０にはその
駆動力分担比（１−ａ）に応じた走行負荷が与えられる
ことになる。

このように、本発明においては、メインローラ１０ａ及
びサブローラ１０ｂ上において、四輪駆動車１００の主
駆動輪１１０及び従駆動輪１２０に、その駆動力分担比
ａ：（１−ａ）に応じた最適な走行負荷を与え、四輪駆
動車１００が実走行する場合に生じる主駆動輪１１０及
び従駆動輪１２０の走行負荷を正確に再現し良好な動力
計測を行うことが可能となる。

特に、本発明によれば、主駆動輪１１０に対し従駆動輪
１２０の走行負荷を追従制御しているため、車両が実走
行する場合に発生する主駆動輪１１０と従駆動輪１２０
どの位相差、差速等を高精度で再現し、前記動力計測を
更に正確に行うことが可能となる。

なお、本実施例の装置では、回路全体をアナログ回路を
基調として作成しているため、加速及び減速を多く含む
試験パターンをに基づきその動力計測を行う場合でも、
タイムラグが生ずることなく実際の走行を正確に再現し
正確な走行性能試験を行うことができる。

また、前記実施例においては、第２の負荷演算手段２４
に固定負荷設定器５６が含まれているため、慣性負荷設
定器４８を用い車両の基準慣性負荷を設定する場合を例
にとり説明したが、本発明はこれに限らず、例えば第２
の負荷演算手段２４に固定負荷設定器５６等が含まれて
いない場合には、車両の基準慣性負荷から固定慣性負荷
を減算した基Ｑ−電気慣性負荷を直接設定することも可
能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、実際の走行時に
その駆動力分担比に応じて四輪駆動車の主駆動輪及び従
駆動輪に加わる走行負荷、主駆動輪及び従駆動輪の間に
発生する位相差、差速を、メインローラ及びサブローラ
上において正確に再現することができる。この結果、本
発明によれば、主駆動輪及び従駆動輪の駆動力分担比が
異なる各種四輪駆動車に対してもその駆動力計測を正確
に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる四輪駆動車用シャシダイナモの
好適な実施例を示す電気回路図、第２図は本発明のシャ
シダイナモの外観説明図、第３図はロードロード設定器
の速度−走行抵抗負荷の特性図である。 １０ａ　　・・・　メインローラ １０ｂ　　・・・　サブローラ １２ａ　　・・・　メイン動力計 １２ｂ　　・・・　サブ動力計 ２２　・・・　第１の負荷演算手段 ２４　・・・　第２の負荷演算手段 ４４　・・・　主駆動輪用の負荷制御手段８０　・・・
　差速検出手段 ８４　・・・　従駆動輪用の負荷制御手段出願人　　ト
ヨタ自動車株式会社 代理人　　弁理士　　吉　１）研二 （外１名）　７−４４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）供試四輪駆動車の主駆動輪及び従駆動輪に対応し
   て設けられたメインローラ及びサブローラと、 前記各ローラの回転軸に接続されたメイン動力計及びサ
   ブ動力計と、 を含み、前記各動力計の回転負荷を電気的に制御するこ
   とにより四輪駆動車の動力計測を行うシャシダイナモに
   おいて、 四輪駆動車の走行速度及び駆動力分担比に基づき主駆動
   輪の走行抵抗負荷を演算する第１の負荷演算手段と、 四輪駆動車の加速度及び慣性負荷に基づき主駆動輪の電
   気慣性負荷を演算する第２の負荷演算手段と、 前記第１及び第２の負荷演算手段の出力を加算し主駆動
   輪の分担抵抗負荷を演算し、この演算値に基づきメイン
   動力計の回転負荷を制御する主駆動輪用負荷制御手段と
   、 四輪駆動車の主駆動輪及び従駆動輪の差速を検出する差
   速検出手段と、 検出される差速を０とするようサブ動力計の回転負荷を
   制御する従駆動輪用負荷制御手段と、を含むことを特徴
   とする四輪駆動車用シャシダイナモ。