JP6966198B2 - 車両試験装置、車両試験方法及び車両試験装置用プログラム - Google Patents

Description

本発明は、車両試験装置車両試験方法及び車両試験装置用プログラムに関するものである。

この種の車両試験装置は、特許文献１に示すように、車輪が載せられる回転体と、前記回転体に接続されたモータを制御する制御装置とを具備し、車両の実走行と同等の条件で車輪を回転させながら、車両又はその一部の性能を試験するように構成されたものがある。

この車両試験装置は、回転体の回転速度を車輪の回転速度とみなして前記モータを制御するように構成されており、具体的には、回転体の回転速度を検出する速度検出手段をさらに具備し、前記制御装置が、前記速度検出手段により検出される回転速度が車輪の目標速度と一致するようにモータの回転軸に働くトルクを制御している。

例えば対地速度１００ｋｍ／ｈで実走行している車両の性能を試験する場合を考える。この場合、実走行している車両の車輪は、路面との間にスリップが発生していることから、車両の対地速度（１００ｋｍ／ｈ）よりも速い速度（例えば対地速度１０３ｋｍ／ｈ）に相当する回転数で回転している。つまり、車両の対地速度は、車輪の回転数から算出された車速とは異なることになる。このような走行条件に対して、前記制御装置は、前記速度検出手段により検出される回転数、つまり回転体の回転数が対地速度１０３ｋｍ／ｈに相当するように、モータの回転軸に働くトルクを制御する。

ところが、実際には回転体と回転体上の車輪の間にはスリップが発生するため、上述した場合であれば、回転体上の車輪は、対地速度１０３ｋｍ／ｈに相当する回転数とはならず、例えば対地速度１０６ｋｍ／ｈに相当する回転数となる。なお、車両が減速する場合は、逆の現象が起こる。つまり、上述した構成では実走行における車輪の回転数と回転体上の車輪の回転数との間にズレが生じてしまい、このズレの影響で実走行を正確に再現することができないという問題が生じる。

特開２００９−３００４３２号公報

そこで本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであって、車輪の回転速度等を正確に目標値となるように制御して、実走行を精度良く再現することをその主たる課題とするものである。

すなわち本発明に係る車両試験装置は、回転体上に載せた車輪を回転させて車両又はその一部の性能を試験するものであって、前記車輪の回転速度又は前記車輪に加わるトルクを示す回転関連値を取得するとともに、前記回転関連値が所定の目標値となるように、前記回転体の回転速度又は前記回転体に加わるトルクを制御することを特徴とするものである。

このような車両試験装置であれば、車輪の回転関連値を取得して、この回転関連値が目標値となるように回転体を制御しているので、回転体の回転速度を車輪の回転速度とみなした制御のように回転速度のズレに影響されることがない。
これにより、車輪の回転関連値を正確に目標値に制御することができ、実走行を精度良く再現することで車両又はその一部の性能を正確に評価することが可能となる。

回転体上の車輪の回転関連値を実走行における車輪の回転関連値に制御するための具体的実施態様としては、前記所定の目標値が、実走行により得られた車輪の回転速度又は車輪に加わるトルク、又は、実走行により得られた走行データを用いて演算された車輪の回転速度又は車輪に加わるトルクであるものが挙げられる。

前記車輪に接触して又は非接触で該車輪の回転速度を検出する回転速度検出部を有することが好ましい。
このような構成であれば、車輪の回転速度を直接検出することができ、車輪の回転速度を精度良く制御することが可能となる。

上述した回転速度検出部を不要にするためには、車両に搭載されたネットワークを介して得られた信号に基づいて車輪の回転速度を算出し、この回転速度が所定の目標値となるように、前記回転体の回転速度又は前記回転体に加わるトルクを制御する制御装置を有することが好ましい。

本発明に係る車両試験装置の具体的実施態様としては、シャシダイナモメータを用いたものであり、前記回転体がシャシローラであるものが挙げられる。

このように構成した本発明によれば、車輪の回転速度を正確に所定の目標値に制御することができ、実走行を正確に再現して車両又はその一部の性能を精度良く評価することができる。

本実施形態の車両試験装置の構成を模式的に示す図。 その他の実施形態における車両試験装置の構成を模式的に示す図。 その他の実施形態における車両試験装置の構成を模式的に示す図。 その他の実施形態における車両試験装置の構成を模式的に示す図。

１００・・・車両試験装置
Ｖ ・・・車両
Ｗ ・・・車輪
１０ ・・・シャシダイナモメータ
１１ ・・・ローラ
２０ ・・・制御装置
３０ ・・・回転速度検出部

以下に本発明に係る車両試験装置の一実施形態について図面を参照して説明する。

本実施形態に係る車両試験装置１００は、車両Ｖを実走行（実路上の走行）と同等の条件で疑似走行させることにより車両Ｖ又はその一部の性能を試験するものであり、具体的には、図１に示すように、車両Ｖが搭載されるシャシダイナモメータ１０と、前記シャシダイナモメータ１０を制御する制御装置２０とを具備している。

シャシダイナモメータ１０は、例えば実走行における運転状態に応じて、電動機として働くことにより車両Ｖを駆動させる駆動装置として機能し、発電機として働くことにより車両Ｖに負荷を与える負荷装置として機能するものである。
具体的にこのものは、例えば前輪等の駆動輪Ｗ（以下、単に車輪Ｗともいう）が載せられる回転体たるシャシローラ１１（以下、ローラ１１ともいう）と、ローラ１１に接続されてローラ１１を回転させる図示しないモータとを有するものである。
なお、前記ローラ１１は、例えば回転ドラムや無端ベルト（フラットベルト）などである。

前記制御装置２０は、ＣＰＵ、メモリ、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ等を備えたものであり、前記メモリの所定領域に格納されたプログラムに従ってＣＰＵや周辺機器が協働することによりローラ１１の回転速度を制御するものであり、ここでは、前記モータの出力を制御することによりローラ１１の回転速度を制御するように構成されている。

しかして、本実施形態の制御装置２０は、車輪Ｗの回転速度又は車輪Ｗに加わるトルクを示す回転関連値を取得するとともに、この回転関連値が例えばメモリに記憶されている所定の目標値となるように、ローラ１１の回転速度を制御するように構成されている。
なお、前記目標値は、ここでは実走行における車輪の回転速度であり、例えば実走行により得られた車速や路面状態等の走行データを用いて演算された値や、実走行により予め得られた走行パターンに基づく経時的な値や、オペレータが入力インターフェースによって入力した走行パターンに基づく値等である。

本実施形態では、車両試験装置１００が、図１に示すように、車輪Ｗの回転速度を検出する回転速度検出部３０をさらに具備しており、前記制御装置２０が、前記回転速度検出部３０により検出された車輪Ｗの回転速度を前記回転関連値として取得するように構成されている。

より詳細にこの制御装置２０は、車輪Ｗの回転速度が実走行における車輪の回転速度となるように、シャシダイナモメータ１０を制御するものであり、ここでは、実走行により得られた車輪の回転速度、又は、実走行により得られた走行データを用いて演算された車輪Ｗの回転速度を目標値として前記メモリに記憶しており、前記回転速度検出部３０から取得した回転速度が前記目標値と一致するように、前記モータの出力を制御してローラ１１の表面の回転速度をフィードバック制御する。

前記回転速度検出部３０は、車輪Ｗに接触して又は非接触で前記車輪Ｗの回転速度を直接検出するものであり、例えば、近接センサ、光電センサ、磁気センサ、ロータリーエンコーダ等を用いたものである。
具体的にこのものは、車輪Ｗの回転に伴い生じるパルス信号の単位時間当たりの数に基づいて車輪Ｗの回転速度を検出し、この回転速度を示す回転速度信号を上述した制御装置２０に出力するように構成されている。

このように構成された本実施形態に係る車両試験装置１００によれば、車輪Ｗの回転速度を検出するとともに、この回転速度が実走行における車輪Ｗの回転速度となるように、ローラ１１の回転速度を制御するので、車輪Ｗとローラ１１との間に生じる回転速度のズレに影響されることなく、車輪Ｗの回転速度を制御することができる。
これにより、車輪Ｗの回転速度を実走行における車両の速度に相当する回転速度、つまり実走行における車輪の回転速度に一致させることができ、実走行を精度良く再現して車両Ｖ又はその一部の性能を正確に評価することが可能となる。

また、車輪Ｗとローラ１１との間に生じる回転速度のズレに影響されることなく、車輪Ｗの回転速度を制御することができるので、例えば車輪Ｗ及びローラ１１間のスリップ率等を用いた制御をする必要がなく、プログラムを簡素化することができる。

さらに、回転速度検出部３０によって直接車輪Ｗの回転速度を検出するので、車輪Ｗの回転速度を精度良く制御することができる。

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

例えば、制御装置２０は、前記実施形態では、回転速度検出部３０により検出された車輪Ｗの回転速度を取得して、この回転速度が目標値となるようにローラ１１の回転速度を制御していたが、図２に示すように、例えば車輪Ｗの車軸に設けられたトルクセンサ４０から検出されたトルクを取得して、このトルクが目標値となるようにローラ１１の回転速度を制御しても良い。

さらに、図３に示すように、制御装置２０は、ＥＣＵから例えばＣＡＮ等の車載ネットワークを介して得られる信号に基づいて車輪Ｗの回転速度を算出して、この回転速度が目標値となるようにローラ１１の回転速度を制御しても良い。
もちろん、制御装置２０が、ＥＣＵから車載ネットワークを介して、車輪Ｗの回転速度を示す信号を取得して、この回転速度が目標値となるようにローラ１１の回転速度を制御しても良い。

そのうえ、図４に示すように、シャシダイナモメータ１０は、２つのローラの上に車輪が搭載されるように構成されたものであっても良い。この場合、制御装置２０は、図４に示すように、両方のローラ１１を制御するようにしても良いし、何れか一方のローラ１１を制御するようにしても良い。また、車両試験装置は、必ずしも完成車両を試験するものでなくても良く、エンジンやパワートレインに車輪が取り付けられたものを試験するものであっても良い。

加えて、前記実施形態の制御装置は、モータの出力を制御することによってローラの回転速度を制御していたが、モータの回転軸に働くトルクを制御することによってローラの回転速度を制御するようにしても良い。

また、前記実施形態のシャシダイナモメータの他、４ＷＤに対応できるようにローラを前後に一対備えたシャシダイナモメータを用いても構わない。さらには、左右の車輪それぞれに対応する一対のローラを備えたものであっても良い。
上述した場合、車両試験装置は、各ローラ上の車輪それぞれの回転速度を取得し、これらの各回転速度それぞれが対応する目標値となるように、各ローラの回転速度を制御するように構成されたものが挙げられる。

そのうえ、前記実施形態における制御装置は、ローラ上の車輪の回転速度が実走行における車輪の回転速度となるように、シャシダイナモメータを制御するように構成されていたが、実走行における車両の実際の速度（対地速度）である実速度を取得するとともに、ローラの表面速度が前記実速度となるように、シャシダイナモメータを制御するようにしても構わない。

さらに、本願発明に係る車両試験装置は、排ガス分析装置とともに用いても良い。
これならば、車両試験装置によって実走行を精度良く模擬した状態で排ガス分析を行うことができ、ローラ上の車両から排出される排ガスを測定した測定結果を、実走行する車両から排出される排ガスを測定した測定結果に極めて近づけることができる。

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

以上に述べた本発明によれば、車輪の回転速度を正確に所定の目標値に制御することができ、実走行を正確に再現して車両又はその一部の性能を精度良く評価することができる。

Claims (8)

1. シャシダイナモメータのシャシローラである回転体上で、車両又はその一部の車輪をパワートレインにより回転させて前記車両又はその一部の性能を試験するシングルローラ方式の車両試験装置であって、
   前記回転体上に載せた前記車輪の回転速度を取得するとともに、
   取得した前記車輪の回転速度が、実走行により得られた前記車輪の回転速度と一致するように前記回転体を制御し、且つ
   前記回転体の回転速度が、前記実走行により得られた前記車輪の回転速度と異なり、
   前記実走行を模擬した状態で前記車両又はその一部から排出される排ガスの分析を行う車両試験装置。
2. 取得した前記車輪の回転速度と、前記実走行により得られた車輪の回転速度とを比較し、その偏差に基づいて前記回転体をフィードバック制御することにより、前記回転体上の車輪の回転速度を、前記実走行により得られた車輪の回転速度に一致させる請求項１に記載の車両試験装置。
3. 前記車輪に接触して又は非接触で該車輪の回転速度を検出する回転速度検出部を有することを特徴とする請求項１又は２記載の車両試験装置。
4. 車両に搭載されたネットワークを介して得られた信号に基づいて車輪の回転速度を算出し、この回転速度が所定の目標値となるように、前記回転体を制御する制御装置を有することを特徴とする請求項１又は２記載の車両試験装置。
5. 前記車輪を前記パワートレインと前記回転体とにより回転させる請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両試験装置。
6. 前記車両又はその一部から排出される排ガスを分析する排ガス分析装置をさらに備える、請求項１〜５のいずれかに記載の車両試験装置。
7. シャシダイナモメータのシャシローラである回転体上で、車両又はその一部の車輪をパワートレインにより回転させて前記車両又はその一部の性能を試験するシングルローラ方式の車両試験方法であって、
   前記回転体上に載せた前記車輪の回転速度を取得するとともに、
   取得した前記車輪の回転速度が、実走行により得られた車輪の回転速度と一致するように前記回転体を制御し、且つ
   前記回転体の回転速度が、前記実走行により得られた車輪の回転速度と異なり、
   前記実走行を模擬した状態で前記車両又はその一部から排出される排ガスの分析を行う車両試験方法。
8. シャシダイナモメータのシャシローラである回転体上で、車両又はその一部の車輪をパワートレインにより回転させて前記車両又はその一部から排出される排ガスを分析するシングルローラ方式の車両試験装置に用いられるプログラムであって、
   前記回転体上に載せた前記車輪の回転速度を取得するとともに、
   取得した前記車輪の回転速度が、実走行により得られた前記車輪の回転速度と一致するように前記回転体を制御し、且つ
   前記回転体の回転速度が、前記実走行により得られた前記車輪の回転速度と異なる、車両試験装置用プログラム。

Images