JPH0339632A - シヤシダイナモメータの制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はシャシダイナモメータの制御装置に係り、とく
に低摩擦路における車両の走行状態をシミュレーション
するのに好適なシャシダイナモメータの制御装置に関す
る。

〔従来の技術〕

従来のシャシダイナモメータはたとえば第３図に示すよ
うに、車両ｌに対してドラム２は路面に相当し、該ドラ
ム２は動力計３に直結されている。

該動力計３はつぎに説明する構成により自動トルク制御
により運転される。

すなわち、サイリスタと、トルク制御装置５と、上記動
力計３の発生するトルク反力を検出するロードセル６と
、該ロードセル６からの電気信号をアンプ７を介して上
記動力計３にトルクフィードパック信号を出力する。

また上記動力計３の回転を回転検出器９で検出し、これ
をアンプ８で車速電気信号に変換し、該車速電気信号を
走行抵抗設定器１２および微分器１５に出力している。

該走行抵抗設定器１２は、あらかじめ実路走行で採集し
た走行抵抗を設定しておき、上記アンプ８からの車速値
に対応する走行抵抗値指令を加算器１１に出力する。一
方該微分器１５は上記アンプ８からの車速値に基づいて
速度変化率を求めて掛算器１３に出力する。掛算器１３
は、上記微分器１５からの速度変化率と車両等価設定器
１４からの設定値Ｗとを掛算し、慣性分トルクを算出し
ている。これらは電気慣性補償と呼ばれているものであ
る。

このようにして算出された慣性分トルクは、加算器１１
に出力して加算器１１で上記走行抵抗値指令に加算して
加算器ｌＯに出力する。該加算器ｌＯでは上記走行抵抗
値指令と上記アンプ７からのトルクフィードバック信号
とを突合せて動力計３のトルクを自動制御する。すなわ
ち動力計３は上記走行抵抗設定器１２の設定走行抵抗値
を発生するように運転される。

なおこの種の装置として関連するものには、たとえば明
電舎時報１９７６Ｎｕ　６　（通導１４９号）第１９頁
〜第２６頁が挙げられ、また電気慣性補償に関しては、
たとえば特公昭５６−１０１５３１号公報が挙げられる
。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、上記のように車両の定常走行および加
減速時のみのシミュレーションを可能とするものである
。

しかるに、車両のタイヤと路面の摩擦係数μの減少によ
り両者の間にスリップが生じる状態すなわち、摩擦係数
の低い路（たとえば雪路、凍結路など）での運転状態で
はシミュレーションできないという問題があった。

本発明の目的は、車両の定常走行および加速時のシミュ
レーションの他に低摩擦路での車両の走行状態のシミュ
レーションも可能とするシャシダイナモメータの制御装
置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

車両が低摩擦路に進入してスリップすると、スリップし
たタイヤは、車両を前進させずに空転加速する。低摩擦
路での車両運転はこの状態をシミュレーションしなけれ
ばならない。

而して低摩擦路上でタイヤがスリップする条件は、 μ・Ｗ＜Ｒ／Ｌ　　　・・・・・・（１）ただし、μは
タイヤと路面の摩擦係数、Ｗは車両重量、Ｒ／Ｌは走行
抵抗である。

すなわち、低摩擦路に車両が進入した場合、μＷは小と
なり、そのときの走行抵抗Ｒ／Ｌより小さくなった場合
、タイヤはスリップを開始する。

スリップしたタイヤは、車両を前進させなくなるからタ
イヤは空転し、タイヤの回転抵抗ＦμはμＷとなること
も明らかである。したがって走行抵抗Ｒ／ＬはμＷとな
ると考えることができる６またスリップしたタイヤにか
かる慣性力は、車両の駆動系（タイヤ、エンジン動力系
）のみとなる、この慣性量をＷｓとする。

そこで、上記目的を達成するために１本発明のシャシダ
イナモメータの制御装置においては、摩擦係数μを設定
する摩擦係数設定器と、車両等価慣性Ｗを設定する車両
等価慣性設定器と、上記摩擦係数μと車両等価慣性Ｗの
積μＷを演算する演算器と該演算器にて演算された積μ
Ｗと、上記走行抵抗Ｒ／Ｌを比較する比較器と、該比較
器により比較したとき、上記積μＷと上記走行抵抗Ｒ／
Ｓが低摩擦路上でタイヤが空転する条件すなわちμＷ＜
Ｒ／Ｌに達したとき、走行抵抗Ｒ／Ｓを上記演算器によ
って演算された積μＷにおよび車両の等価慣性Ｗをタイ
ヤ空転時の等価慣性Ｗｓに切替える切替器とを備えたも
のである。

〔作用〕

本発明は、定常走行状態から低摩擦路状態をシミュレー
ションするには、まず摩擦係数設定器により摩擦係数μ
の設定を減少させ、μＷ＜Ｒ／Ｌの条件を成立させる。

この条件で切替器で走行抵抗をＲ／ＬをμＷに電気慣性
補償慣性をＷからＷｓにそれぞれ切替える。低摩擦路に
進入前においては、車両の郵動力はそのときの走行抵抗
Ｒ／Ｌに等しい、そして車両の開動力が一定に保持（ア
クセル踏込み量が一定）されれば、走行抵抗Ｒ／Ｌとμ
Ｗとの差分の力はスリップしたタイヤを空転加速させる
。

またタイヤにかかる慣性は、電気慣性補償によＶ すｉ　ｗｓ（ｖ　：車速）となるので、タイヤは急加速
で空転することになる。

上記は実路上における低摩擦路状態とまったく物理的に
同一であり、低摩擦路のシミュレーションをシャシダイ
ナモメータ上で行うことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例であるシャシダイナモメータの
低摩擦路制御装置を示す第１図について説明する。

第１図において、従来の第３図と異なる部分は、摩擦係
数μを与える摩擦係数設定器１０１と、車両等価慣性設
定器１４の設定値Ｗと上記摩擦係数設定器１０１からの
摩擦係数μとの積μＷ（以下Ｆμという）を演算する演
算器１０２を設けている。

また低摩擦路上でタイヤ空転時の等価慣性Ｗｓを設定す
る車両等価慣性量設定器１０６と、上記演算器１０２の
出力Ｆμと走行抵抗設定器１２の出力である走行抵抗指
令値ＦＰを加算する加算器１０３と、該加算器１０３に
よる加算結果を判別する比較器１０４とを設けている。

さらに上記比較器１０４の比較結果に基づいて動作する
リレー１０５を設けている。該リレー１０５は加算器１
１に入力される走行抵抗値ＦＰを上記演算器１０２の出
力Ｆμにおよび演算器１３に入力される車両等価慣性Ｗ
をタイヤ空転時の等価慣性Ｗｓに切替る。

上記以外は第３図と同一であるから第３図と同一符号を
もって示す。

つぎに動作について説明する。

車両等価慣性設定器１４の設定値Ｗと摩擦係数設定器１
０１の摩擦係数設定値μとの積μＷを演算器１０２にて
算出し、その結果得られるタイヤの回転抵抗値Ｆμと、
アンプ８からの車速電気信号に基づいて走行抵抗設定器
１２から出力される走行抵抗値ＦＰとを加算器１０３に
て加算し、加算結果を比較器１０４に比較する。

ついで上記比較器１０４による比較結果によりリレー１
０５が加算器１１に入力する走行抵抗値Ｆ、とタイヤの
回転抵抗値Ｆμおよび掛算器１３に入力される車両等価
慣性設定器１４による設定値Ｗと慣性量Ｗｓとを切替え
る。

この場合車両１が低摩擦路でスリップを開始するのは、
前記式（１）の条件すなわちタイヤの回転抵抗値Ｆμ（
＝μＷ）が走行抵抗Ｒ／Ｌより小となった場合である。

この検出は、上記に述べたように加算器１０３と比較器
１０４とでタイヤの回転抵抗値Ｆμと走行抵抗値ＦＰと
を比較して行なわれる。

該走行抵抗値ＦＰは前記しているように走行抵抗設定器
１２の出力である。同じく前記しているように走行抵抗
設定器１２の出力Ｆ、と動力計３のロードセル６のトル
クフィードバック信号により自動トルク制御を構成して
いるから、動力計３がドラム２上に発生させる走行抵抗
Ｒ／Ｌは、Ｒ／Ｌ＝ＦＰの関係にある。よって前記式（
１）の条件で検知できる。

リレー１０５がＯＮで、加算器１１の入力を走行抵抗値
ＦＰからタイヤの回転抵抗値Ｆμにかつ掛算器１３の入
力を車両等価慣性設定器１４による設定値Ｗからタイヤ
空転時の等価慣性Ｗｓに切替える。

その結果、ドラム２に発生する走行抵抗Ｒ／Ｌはタイヤ
の回転抵抗値Ｆμとなる。また慣性補償慣性量は車両等
価慣性設定器１４の設定値Ｗからタイヤ空転時の等価慣
性Ｗｓになる。

つぎに上記の動作により低摩擦路状態が制御されうるの
かを第２図を用いて説明する。

第２図において、車両１が車速ｖｌの状態で一定走行し
ていたとする。この状態は、車両１の廓動力をＦｕとす
れば、 Ｆｕ＝Ｒ／Ｌ　（”Ｆｐ）　　　　−−（２）で　Ｒ／
Ｌ＜Ｆμの関係にある。

上記の状態から車両ｌを低摩擦路状態とするには摩擦係
数μの設定をシミュレーションする低摩擦路の摩擦係数
μに合わせて減少させる。その結果Ｒ／Ｌ＞Ｆμとなれ
ばリレー１０５がＯＮとなり、前記で説明したように作
動し、第２図の走行抵抗Ｒ／Ｌとタイヤの回転抵抗値Ｆ
μとの差は、スリップしたタイヤを加速するトルクとな
る。また慣Ｖ 仕置はＷｓに切替っているのでｄｔＷｓの電気慣性補償
が作動し、タイヤにかかる慣性はタイヤ空転時の等価慣
性Ｗｓのみとなり急速加速となる。

車両１の駆動力Ｆｕをそのまま、すなわちアクセルの踏
み込みをそのままにしておくと、タイヤの空転は車両１
のエンジン回転の上昇にともなって車両１の駆動力Ｆｕ
が減少してタイヤの回転抵抗値Ｆμと一致する車速ｖ２
まで増加する。

また途中でアクセルを再に踏み込めば、タイヤの空転上
限回転速度は増加する。途中でアクセルを弛めれば車速
ｖ２に達する前で空転回転速度は一定となる。そしてこ
のときの空転タイヤの加速トルクはＦ、−Ｆμであり、
摩擦係数μの値により決定する。またタイヤスリップ時
におけるタイヤの回転抵抗はＦμのみとなることも明ら
かである。

上記のようにして低摩擦路における車両１のシミュレー
ションが実行される。

ついで低摩擦路からの回復は摩擦係数μの設定値を上げ
Ｆμ＞Ｒ／Ｌの条件を回復してやればよい。

なお、上記実施例においては、２ＷＤ　（２輪駆動車）
のシャシダイナモメータについて説明したが、これに限
定されるものでなく、たとえば４ＷＤ（４輪駆動車）の
場合には第１図に示す構成を２組設置すれば適用するこ
とができる。また４ＷＤ車用で四輪に対して独立したド
ラムを設けるシャシダイナモメータにおいては、同じく
第１図に示す構成を４組設けることにより適用すること
ができる。さらに４輪金部または４輪中の任意の車輪に
ついて低摩擦路状態にするときには、その車輪に対応す
る摩擦係数μの設定を減少させれば適用することができ
る。

〔発明の効果〕

車両の低摩擦路における走行状態の解析は、車両の操縦
安定性の進歩および改善における重要な課題にあって、
本発明によれば、シャシダイナモメータ上で実路上と同
等の低摩擦路シミュレーションが可能であり、上記の解
析に大きく寄与できるものである。

また近年４ＷＤ車の需要が拡大している。４ＷＤ車の定
常走行性は、２ＷＤ車に比して大幅に優れていると言わ
れている。しかるに低摩擦路でタイヤスリップ時は、そ
の優位性が無くなるのみならず、４ＷＤ車は４輪中１輪
スリップすれば全輪共闘動力を喪失するから、低摩擦路
上では２ＷＤ車に比して不利となる。

そこで４ＷＤ車の場合、差動を制御する差動歯車装置の
開発が盛んに行なわれている。

これらの開発および製品試験には、シャシダイナモメー
タによる低摩擦路シミュレーションが不可欠である。

本発明によれば、これらの低摩擦路シミュレーションが
可能であり、上記ニーズに対応できる効果は非常に大き
いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例であるシャシダイナモメー
タの低摩擦路制御装置を示す機能系統図、第２図は車両
の速度と車両の駆動力および走行抵抗との関係を示す図
、第３図は、従来のシャシダイナモメータの機能系統図
である。 １・・・車両、２・・・ドラム、３・・・動力計、４・
・・サイリスタ、５・・・トルク制御装置、６・・・ロ
ードセル、７．８・・・アンプ、９・・・回転検出器、
１０．１１・・・加算器、１２・・・走行抵抗設定器、
１３・・・演算器、１４・・・車両等価慣性設定器、１
５・・・微分器、１０１・・・摩擦係数設定器、１０２
・・・演算器、１０３・・・加算器、１０４・・・比較
器、１０５・・・リレー、１０６・・・タイヤ空転時の
等価慣装置設定器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、動力計に走行抵抗Ｒ／Ｌを与える自動トルク制御装
   置と、該自動トルク制御装置に走行抵抗指令値を与える
   走行抵抗設定器と、上記動力計に車両の等価慣性Ｗ分の
   加速抵抗を与える電気慣性補償装置とを備えたシヤシダ
   イナモメータにおいて、上記車両のタイヤと路面の摩擦
   係数μを設定する摩擦係数設定器と、タイヤ空転時の等
   価慣性Ｗ＿ｓを設定するタイヤ空転時等価慣性設定器と
   、上記摩擦係数μと上記車両の等価慣性Ｗとの積μＷを
   演算する演算器と、該演算器にて演算された積μＷと、
   上記走行抵抗Ｒ／Ｌを比較する比較器と、該比較器によ
   り比較したとき上記積μＷと上記走行抵抗Ｒ／Ｓが低摩
   擦路上でタイヤが空転する条件すなわちμＷ＜Ｒ／Ｌに
   達したとき、走行抵抗Ｒ／Ｓを上記演算器によって演算
   された積μＷにおよび車両の等価慣性Ｗをタイヤ空転時
   の等価慣性Ｗ＿ｓに切替える切替器とを備え低摩擦路に
   おけるシミュレーションも可能とするように構成された
   シヤシダイナモメータの制御装置。