JPH05240739A - シャシーダイナモメータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軸トルク検出によるトルク制御に高い応答性
さらには高精度を得る。 【構成】 供試自動車（１）の駆動輪をシャシーローラ
（３）上に乗せ、該シャシーローラに結合されるダイナ
モメータ（４）で動力吸収し、トルク設定値Ｔ_Sと自動
車のタイヤホイール軸トルク検出によってエンジンの出
力制御をするシャシーダイナモメータにおいて、タイヤ
ホイール軸トルク制御のマイナループとして、ダイナモ
メータの吸収トルク等から演算で求めた軸トルクによる
トルク制御系（２１〜２６）を設け、トルク設定値と軸
トルクメータの検出値との偏差は補正アンプ（２７）で
トルク指令を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タイヤホイール軸トル
ク検出によってエンジン出力制御を行うシャシーダイナ
モメータに関する。

【０００２】

【従来の技術】路上走行模擬試験を行うシャシーダイナ
モメータは、供試自動車の駆動輪タイヤをシャシーロー
ラ上に乗せ、シャシーローラには動力吸収体としての電
動機が直結又はギヤを介して結合され、自動車のアクセ
ル，クラッチ等をアクチェータで操作するドライブロボ
ットが設けられ、路上走行を模擬した各種試験が行われ
る。

【０００３】供試自動車が４ＷＤ車など各輪独立又は前
後輪独立のものでは、シャシーダイナモメータはタイヤ
ホイール軸トルクの検出によってエンジン出力制御を行
う。

【０００４】図２は従来のシャシーダイナモメータにお
けるトルク制御系を示す。供試自動車１の駆動輪タイヤ
２はシャシーローラ３上に乗せられ、このシャシーロー
ラ３には電動機と増速ギヤ及びその制御装置からなるダ
イナモメータ４が結合される。タイヤ２にはタイヤホイ
ールトルクメータ５が結合され、このトルクメータ５の
出力がストレインアンプ６によってトルク検出信号とし
て取出される。

【０００５】供試自動車１のアクセル自動運転には電動
式アクセルアクチェータ７によるアクセルペダル８の操
作でなされる。アクセルアクチェータ７の制御は、タイ
ヤホイールトルク設定器９の設定値Ｔ_Sとストレインア
ンプ６からのトルク検出値とが突合わされるトルク制御
アンプ１０と、この出力をアクセル開度指令θ_Sとしア
クチェータ７のストローク（アクセル開度）検出信号と
の突合せによるアクセル開度制御アンプ１１と、この出
力に従ってアクチェータ７の電動機回転量を制御するチ
ョッパユニット１２とを備え、トルク設定値Ｔ_Sに一致
するタイヤホイールトルクが得られるようアクセルペダ
ル８を操作する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のトルク制御方式
においては、タイヤホイールに設けたトルクメータによ
るトルク検出信号には動力伝達系（変速機，デファレン
シャルギヤ，プロペラシャフト及びアクセルシャフト）
のガタやバックラッシュ及び捩り振動成分が含まれてい
るため、トルク制御の応答性を上げることができず、急
加速試験等の試験精度に影響する。

【０００７】また、アクセルペダル８のストロークとエ
ンジンのスロットルレバーの開度との間の関係はアクセ
ル踏込み量（ストローク）に対するエンジンレスポンス
を良くするため非線形特性にしている。この非線形特性
に加えてアクセルペダル機構部の遊び、ガタ等の存在に
よりアクチェータ７からエンジンまでのアクセル伝達系
の制御誤差がトルク制御系の誤差となって表れる。

【０００８】また、アクチェータ側では以下の問題があ
る。

【０００９】（ａ）アクチェータ７の電動機とギヤ部の
バックラッシュやロスが比較的大きいことやリンク機構
のたわみがあること、（ｂ）チョッパユニットがパルス
周波数変調方式のためゼロクロス付近の制御応答と精度
が低下してしまうこと、（ｃ）上記（ａ），（ｂ）の組
合せのため制御分解能を高くできないこと、（ｄ）電動
機を直流機とするＤＣサーボではリニヤな特性でないた
め制御応答が上げられないこと。

【００１０】本発明の目的は、軸トルク検出によるトル
ク制御に高い応答性さらには高精度を得るシャシーダイ
ナモメータを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題の解
決を図るため、供試自動車の駆動輪をシャシーローラ上
に乗せ、該シャシーローラに結合されるダイナモメータ
で動力吸収し、トルク設定値と自動車のタイヤホイール
軸トルク検出によってエンジンの出力制御をするシャシ
ーダイナモメータにおいて、前記トルク設定値と軸トル
ク検出値との偏差を比例積分してトルク指令を得る補正
アンプと、前記ダイナモメータ及びシャシーローラの吸
収トルクをタイヤホイール軸トルクとして検出するトル
ク検出回路と、前記補正アンプからのトルク指令と前記
トルク検出回路の検出信号からエンジンのトルク制御を
行うトルク制御手段と、を備えたことを特徴とする。

【００１２】

【作用】タイヤホイール軸トルク制御のマイナループに
ダイナモメータの吸収トルク等から演算で求めた軸トル
クによるトルク制御系を設け、タイヤホイール軸トルク
制御に高い応答性を得、補正アンプによって軸トルク制
御の定常誤差を無くす。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示すトルク制御系
構成図である。同図中、図２と同じものは同一符号で示
す。直流電動機にする直流ダイナモメータ４は増速機を
もたないギヤレス方式でシャシーローラ３に直結され、
またロードセル２１が設けられて該ダイナモメータ４に
よる吸収トルクＴ_Aがストレインアンプ２２の出力とし
て取出される。

【００１４】加算器２３は吸収トルクＴ_Aに加減速トル
クＴ_Dと機械損失Ｍ_Lを加算してタイヤ２に対する吸収ト
ルクを得る。加減速トルクＴ_Dは、タイヤ２からダイナ
モメータ４までの機構が持つ慣性分ＧＤ²と加速度ｄＮ
／ｄｔから演算によって求められる。機械損失Ｍ_Lは該
機構が持つギヤ等の機械損失（メカロス）として予め測
定される。

【００１５】掛算器２４はタイヤ２の半径を設定するタ
イヤ径設定器２５の設定値を加算器２３の出力に掛算す
ることでタイヤ２の軸トルクに換算した吸収トルクを求
める。この吸収トルクはトルク制御アンプ２６のフィー
ドバック信号にされ、該アンプ２６へのトルク指令は補
正アンプ２７を通して与えられる。

【００１６】補正アンプ２７は、トルク設定器９のトル
ク設定値Ｔ_Sと、トルクメータ５からストレインアンプ
６とローパスフィルタ２８を通した軸トルク検出信号と
の偏差を比例・積分した値として得る。この補正アンプ
２７はトルク設定値Ｔ_Sと軸トルク検出信号の誤差分を
補正する。ローパスフィルタ２８はトルクメータ５の検
出トルクに含まれる駆動トルク変動分（交流成分）を除
去して軸トルクの直流成分（平均トルク）を得る。

【００１７】次に、供試自動車１のエンジン制御には従
来のアクセル制御に代えてスロットルの直接制御でしか
も直線性を持たせた制御にされる。このための電動スロ
ットルアクチェータ２９は、スロットルワイヤ３０を介
して自動車１内エンジンのスロットルレバーを操作し、
この操作量（ストローク）がストローク検出器３１によ
ってスロットル開度検出信号として取出される。また、
アクチェータ２９の捩りバネは直線形のものを使用す
る。

【００１８】スロットル開度制御アンプ３２はトルク制
御アンプ２６の出力をスロットル開度指令とし、ストロ
ーク検出器３１のスロットル開度検出信号とからスロッ
トルアクチェータ２９の制御信号を得る。この制御信号
はパルス幅変調方式のサーボドライバ３３によってパル
ス幅信号に変換・増幅され、該パルス幅に応じてスロッ
トルアクチェータの電動機回転量が制御される。

【００１９】本実施例において、供試自動車１のトルク
制御は、ダイナモメータ４の吸収トルク等から演算によ
って軸トルクを求め、トルク制御アンプ２６によってト
ルク指令に応じた軸トルク制御になる。このトルク制御
系は、供試自動車１の動力伝達系のガタやバックラッシ
ュ等に拘わらずトルク制御の応答性を高め、トルク設定
器９の急激な設定値変更（急加速等）にもエンジン出力
トルクに高速応答を得る。

【００２０】ここで、ダイナモメータ側からの軸トルク
検出と制御には定常誤差が発生するため、この誤差を軸
トルクメータ５の検出信号に従って補正アンプ２７によ
り補正する。この補正は、ローパスフィルタ２８を介在
させることで交流分を取除いた精度良いトルク制御を可
能にするし、エンジン回転が低い運転状態でもトルク制
御精度を確保できる。

【００２１】次に、本実施例ではエンジン出力制御をス
ロットル開度の直接の操作でしかも直線性を持たせるた
め、ストロークとスロットル開度特性に高速応答かつ直
線形を得ることができ、従来のアクセルペダル操作に較
べてペダル機構部の遊びやガタ等の誤差要因を排除した
高い精度の制御になるし、トルク制御系の高い応答性及
び精度の確保に寄与した制御を得ることができる。

【００２２】また、本実施例ではスロットルアクチェー
タ２９の制御にパルス幅変調方式のサーボドライバ３３
を設けるため、エンジンの低速運転時にもパルス数は一
定のものでその幅変化によるストローク制御になり、低
速運転から高速運転まで制御応答性と精度を確保でき、
トルク制御系の高い応答性と精度確保に寄与したスロッ
トル制御ができる。

【００２３】さらに、本実施例ではシャシーローラ３か
らギヤレスでダイナモメータ４に直結する構成とするた
め、従来の増速機等の介在によるバックラッシュやガタ
によるトルク制御の応答性及び精度への悪影響を無くす
ことができる。

【００２４】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、タイヤ
ホイール軸トルク制御のマイナループとして、ダイナモ
メータの吸収トルク等から演算で求めた軸トルクによる
トルク制御系を設け、トルク設定値とトルクメータの検
出値との偏差は補正アンプでトルク指令を補正するよう
にしたため、マイナループのトルク制御系による高速応
答の軸トルク制御にすると共に補正アンプによるトルク
精度を確保できる。

【００２５】また、エンジンのスロットルレバーの直接
かつ直線性を持ったスロットルアクチェータ及びアクチ
ェータのストロークをパルス幅変調方式で制御するこ
と、シャシーローラとダイナモメータの直結構造及び軸
トルク検出に駆動トルク変動分を除去するローパスフィ
ルタを設けることにより、トルク制御系の応答性確保を
確実にすると共に精度確保を確実にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すトルク制御系構成図。

【図２】従来のトルク制御系構成図。

【符号の説明】

１…供試自動車、３…シャシーローラ、４…ダイナモメ
ータ、５…タイヤホイールトルクメータ、６…ストレイ
ンアンプ、９…トルク設定器、２１…ロードセル、２２
…ストレインアンプ、２３…加算器、２４…掛算器、２
５…タイヤ径設定器、２６…トルク制御アンプ、２７…
補正アンプ、２８…ローパスフィルタ、２９…スロット
ルアクチェータ、３２…スロットル開度制御アンプ、３
３…サーボドライバ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 供試自動車の駆動輪をシャシーローラ上
   に乗せ、該シャシーローラに結合されるダイナモメータ
   で動力吸収し、トルク設定値と自動車のタイヤホイール
   軸トルク検出によってエンジンの出力制御をするシャシ
   ーダイナモメータにおいて、 前記トルク設定値と軸トルク検出値との偏差を比例積分
   してトルク指令を得る補正アンプと、 前記ダイナモメータ及びシャシーローラの吸収トルクを
   タイヤホイール軸トルクとして検出するトルク検出回路
   と、 前記補正アンプからのトルク指令と前記トルク検出回路
   の検出信号からエンジンのトルク制御を行うトルク制御
   手段と、を備えたことを特徴とするシャシーダイナモメ
   ータ。
2. 【請求項２】 前記トルク制御手段はエンジンのスロッ
   トルレバーを直接にかつ直線性を持って操作するスロッ
   トルアクチェータを備えたことを特徴とするシャシーダ
   イナモメータ。
3. 【請求項３】 前記トルク制御手段はスロットルアクチ
   ェータのストロークをパルス幅変調方式で制御するサー
   ボドライバを備えたことを特徴とするシャシーダイナモ
   メータ。
4. 【請求項４】 前記シャシーローラとダイナモメータは
   直結構造としたことを特徴とするシャシーダイナモメー
   タ。
5. 【請求項５】 前記軸トルク検出は駆動トルク変動分を
   除去するローパスフィルタを備えたことを特徴とするシ
   ャシーダイナモメータ。