(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローラ上に被試験車両を搭載し、ダイナモメータ制御装置によりタイヤ冷却ファンを介して被試験車両のタイヤとローラ接触部分に冷却風を送出しながら試験を行うシャシダイナモメータにおいて、
前記被試験車両のタイヤ冷却ファンを制御するインバータ、および車速に対する風速特性が設定される比率設定部を設け、
比率設定部により設定された比率設定値と車速設定値を乗算して速度信号を生成し、
生成された速度信号に応じて前記インバータを介してタイヤ冷却ファンを制御するよう構成し、
前記比率設定部によって設定される車速に対する風速の比率設定値は、前記被試験車両の前輪側に設置されたタイヤ冷却ファンに対し、後輪側に設置されたタイヤ冷却ファンから送出される風力が弱くなるよう設定しているシャシダイナモメータにおけるタイヤ冷却制御装置。
【請求項２】
ローラ上に被試験車両を搭載し、ダイナモメータ制御装置によりタイヤ冷却ファンを介して被試験車両のタイヤとローラ接触部分に冷却風を送出しながら試験を行うシャシダイナモメータにおいて、
前記被試験車両のタイヤ冷却ファンを制御するインバータ、および車速に対する風速特性が設定される比率設定部を設け、
比率設定部により設定された比率設定値と車速設定値を乗算して速度信号を生成し、
生成された速度信号に応じて前記インバータを介してタイヤ冷却ファンを制御するよう構成し、
前記比率設定部によって設定される車速に対する風速の比率設定は、
前記被試験車両の前後左右の各輪に設置されるタイヤ冷却ファンに対し、それぞれ各別に任意の設定を可能とするシャシダイナモメータにおけるタイヤ冷却制御装置。
【請求項３】
前記比率設定部によって設定される車速に対する風速の比率設定は、
前記被試験車両の前後左右の各輪に設置されるタイヤ冷却ファンに対し、それぞれ各別に任意の設定を可能とする請求項１記載のシャシダイナモメータにおけるタイヤ冷却制御装置。
【請求項４】
ローラ上に被試験車両を搭載し、ダイナモメータ制御装置によりタイヤ冷却ファンを介して被試験車両のタイヤとローラ接触部分に冷却風を送出しながら試験を行うシャシダイナモメータにおいて、
前記被試験車両のタイヤ冷却ファンを制御するインバータ、および車速に対する風速特性が設定される比率設定部を設け、比率設定部により設定された比率設定値と車速設定値を乗算して速度信号を生成し、
前記被試験車両のタイヤ温度を検出する温度計を設け、前記温度計により検出された検出温度信号と温度設定値の差分に基づき温度信号を生成し、
生成された温度信号と前記速度信号を切替えるための切替器を設け、前記切替器により温度信号と速度信号を切替可能に構成し、前記切替器により切替えられた温度信号又は速度信号と、前記タイヤ冷却ファンの速度を検出した速度検出信号との差分に応じて前記インバータを介してタイヤ冷却ファンを制御するよう構成し、
前記比率設定部によって設定される車速に対する風速の比率設定値は、前記被試験車両の前輪側に設置されたタイヤ冷却ファンに対し、後輪側に設置されたタイヤ冷却ファンから送出される風力が弱くなるよう設定しているシャシダイナモメータにおけるタイヤ冷却制御装置。
【請求項５】
ローラ上に被試験車両を搭載し、ダイナモメータ制御装置によりタイヤ冷却ファンを介して被試験車両のタイヤとローラ接触部分に冷却風を送出しながら試験を行うシャシダイナモメータにおいて、
前記被試験車両のタイヤ冷却ファンを制御するインバータ、および車速に対する風速特性が設定される比率設定部を設け、比率設定部により設定された比率設定値と車速設定値を乗算して速度信号を生成し、
前記被試験車両のタイヤ温度を検出する温度計を設け、前記温度計により検出された検出温度信号と温度設定値の差分に基づき温度信号を生成し、
生成された温度信号と前記速度信号を切替えるための切替器を設け、前記切替器により温度信号と速度信号を切替可能に構成し、前記切替器により切替えられた温度信号又は速度信号と、前記タイヤ冷却ファンの速度を検出した速度検出信号との差分に応じて前記インバータを介してタイヤ冷却ファンを制御するよう構成し、
前記比率設定部によって設定される車速に対する風速の比率設定は、
前記被試験車両の前後左右の各輪に設置されるタイヤ冷却ファンに対し、それぞれ各別に任意の設定を可能とするシャシダイナモメータにおけるタイヤ冷却制御装置。
【請求項６】
前記比率設定部によって設定される車速に対する風速の比率設定は、
前記被試験車両の前後左右の各輪に設置されるタイヤ冷却ファンに対し、それぞれ各別に任意の設定を可能とする請求項４記載のシャシダイナモメータにおけるタイヤ冷却制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャシダイナモメータにおけるタイヤ冷却制御装置に係わり、特にタイヤの温度管理を行うためのタイヤ冷却ファンの制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両の燃費試験を行う場合、実路での惰行によって取得したデータに基づき、走行抵抗と等価慣性質量を設定してシャシダイナモメータに与える。シャシダイナモメータは設定されたパラメータに従って車両に対し負荷を与え、ＪC08などのモード走行を行うことで燃費計測が行われる。その燃費試験では、シャシダイナモメータで走行抵抗と等価慣性質量を実路と同等に再現するために、シャシダイナモメータ上に車両搭載した状態で惰行を行い、惰行時間が実路と同等となるように負荷調整が行われる。
【０００３】
近年、この燃費試験において、車両コンディションの管理と共に、タイヤの温度管理が負荷条件を適切に与える上で重要となっていることが非特許文献によって報告されている。負荷調整を行う際、タイヤの温度状態により影響が発生すると車両へ与える負荷が変動する可能性があり、また、モード走行時もタイヤの温度状態によりタイヤ損失に変化が生じて燃費のばらつき要因になる可能性が生じる。
【０００４】
なお、シャシダイナモメータにおいて、エンジン又はタイヤ等に風速を与えることは特許文献１によって公開されている。ただし、特許文献１においては、燃費評価精度の向上を図るためにタイヤの温度管理を行う技術については開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−２４１２６号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】井上他、「タイヤの温度特性が転がり抵抗に及ぼす影響について」２０１１年自動車技術会春季学術講演会、２０１１５２４１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
出願人は、タイヤの温度管理状態が、燃費試験時の負荷調整を行う際に車両へ与える負荷変動、及びタイヤ損失による燃費のばらつき要因になるか否かの検証試験を行った。
【０００８】
本発明は、検証試験結果によりタイヤの温度管理方法の有無が、シャシダイナモメータへの走行抵抗設定時の惰行走行やモード走行時のタイヤ損失（抵抗）、走行仕事量に及ぼす影響度などを検証し、その結果に基づいてなされたもので、本発明が目的とするところは、燃費評価精度の向上を図るためのシャシダイナモメータにおけるタイヤ冷却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】
【０００９】
本発明の請求項１は、ローラ上に被試験車両を搭載し、ダイナモメータ制御装置によりタイヤ冷却ファンを介して被試験車両のタイヤとローラ接触部分に冷却風を送出しながら試験を行うシャシダイナモメータにおいて、
前記被試験車両のタイヤ冷却ファンを制御するインバータ、および車速に対する風速特性が設定される比率設定部を設け、
比率設定部により設定された比率設定値と車速設定値を乗算して速度信号を生成し、
生成された速度信号に応じて前記インバータを介してタイヤ冷却ファンを制御するよう構成し、
前記比率設定部によって設定される車速に対する風速の比率設定値は、前記被試験車両の前輪側に設置されたタイヤ冷却ファンに対し、後輪側に設置されたタイヤ冷却ファンから送出される風力が弱くなるよう設定していることを特徴としたものである。
【００１０】
本発明の請求項２は、ローラ上に被試験車両を搭載し、ダイナモメータ制御装置によりタイヤ冷却ファンを介して被試験車両のタイヤとローラ接触部分に冷却風を送出しながら試験を行うシャシダイナモメータにおいて、
前記被試験車両のタイヤ冷却ファンを制御するインバータ、および車速に対する風速特性が設定される比率設定部を設け、
比率設定部により設定された比率設定値と車速設定値を乗算して速度信号を生成し、
生成された速度信号に応じて前記インバータを介してタイヤ冷却ファンを制御するよう構成し、
前記比率設定部によって設定される車速に対する風速の比率設定は、
前記被試験車両の前後左右の各輪に設置されるタイヤ冷却ファンに対し、それぞれ各別に任意の設定を可能とすることを特徴としたものである。
【００１１】
本発明の請求項３は、請求項１において、前記比率設定部によって設定される車速に対する風速の比率設定は、前記被試験車両の前後左右の各輪に設置されるタイヤ冷却ファンに対し、それぞれ各別に任意の設定を可能とすることを特徴としたものである。
【００１２】
本発明の請求項４は、ローラ上に被試験車両を搭載し、ダイナモメータ制御装置によりタイヤ冷却ファンを介して被試験車両のタイヤとローラ接触部分に冷却風を送出しながら試験を行うシャシダイナモメータにおいて、
前記被試験車両のタイヤ冷却ファンを制御するインバータ、および車速に対する風速特性が設定される比率設定部を設け、比率設定部により設定された比率設定値と車速設定値を乗算して速度信号を生成し、
前記被試験車両のタイヤ温度を検出する温度計を設け、前記温度計により検出された検出温度信号と温度設定値の差分に基づき温度信号を生成し、
生成された温度信号と前記速度信号を切替えるための切替器を設け、前記切替器により温度信号と速度信号を切替可能に構成し、前記切替器により切替えられた温度信号又は速度信号と、前記タイヤ冷却ファンの速度を検出した速度検出信号との差分に応じて前記インバータを介してタイヤ冷却ファンを制御するよう構成し、
前記比率設定部によって設定される車速に対する風速の比率設定値は、前記被試験車両の前輪側に設置されたタイヤ冷却ファンに対し、後輪側に設置されたタイヤ冷却ファンから送出される風力が弱くなるよう設定していることを特徴としたものである。
【００１３】
本発明の請求項５は、ローラ上に被試験車両を搭載し、ダイナモメータ制御装置によりタイヤ冷却ファンを介して被試験車両のタイヤとローラ接触部分に冷却風を送出しながら試験を行うシャシダイナモメータにおいて、
前記被試験車両のタイヤ冷却ファンを制御するインバータ、および車速に対する風速特性が設定される比率設定部を設け、比率設定部により設定された比率設定値と車速設定値を乗算して速度信号を生成し、
前記被試験車両のタイヤ温度を検出する温度計を設け、前記温度計により検出された検出温度信号と温度設定値の差分に基づき温度信号を生成し、
生成された温度信号と前記速度信号を切替えるための切替器を設け、前記切替器により温度信号と速度信号を切替可能に構成し、前記切替器により切替えられた温度信号又は速度信号と、前記タイヤ冷却ファンの速度を検出した速度検出信号との差分に応じて前記インバータを介してタイヤ冷却ファンを制御するよう構成し、
前記比率設定部によって設定される車速に対する風速の比率設定は、
前記被試験車両の前後左右の各輪に設置されるタイヤ冷却ファンに対し、それぞれ各別に任意の設定を可能とすることを特徴としたものである。
本発明の請求項６は、請求項４において、前記比率設定部によって設定される車速に対する風速の比率設定は、
前記被試験車両の前後左右の各輪に設置されるタイヤ冷却ファンに対し、それぞれ各別に任意の設定を可能とすることを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１４】
以上のとおり、本発明によれば、タイヤ個々に対する風速制御による温度管理を行うことによってシャシダイナモメータ上で負荷調整を行うときの実路と異なることに伴うタイヤ損失（抵抗）の変化が抑制され、したがって試験時に負荷条件を適切に与えることが出来て実路に近似した燃費試験が可能となり、評価精度の向上が図れるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態を示すタイヤ冷却制御装置の構成図。
【図２】シャシダイナモメータによる試験装置の概略図。
【図３】比率設定による車速−風速特性図。
【図４】試験結果による前輪タイヤ周辺の車速−風速特性図。
【図５】試験結果による後輪タイヤ周辺の車速−風速特性図。
【図６】タイヤ冷却条件による温度比較図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図２はシャシダイナモメータの燃費試験装置の概略構成図を示したものである。１は被試験車両で、車両１の各輪はシャシダイナモメータのローラ２上に載置されており、車両自体は図示省略された拘束装置によって固定される。また、ローラ２は、路上惰行時に取得したデータに基づき、ダイナモメータ制御装置を介して制御される。３は被試験車両１の前面側より風力を送風する車両冷却ファン、１１は４輪の各タイヤとローラ２との接触面に風力を送風するタイヤ冷却ファン、５は床面である。なお、図示省略されているが、タイヤ温度を計測するための非接触温度計と、タイヤ周辺風速を計測するための熱線式風速計が車体ボディなどに取り付けられている。
【００１７】
本発明の説明に先立って、検証試験について説明する。
シャシダイナモメータ上に被試験車両１を搭載した状態で惰行を行い、走行抵抗と等価慣性質量を実路と同等に再現するためには、惰行時間が路上と同等になるよう負荷調整が行われる。試験に当たっては、実路とシャシダイナモメータ上におけるタイヤ周辺風速の比較、及びシャシダイナモメータ走行時のタイヤ温度管理がモード走行に及ぼす影響について試験を行った。
【００１８】
（１）実路とシャシダイナモメータ上のタイヤ周辺風速の比較について
図４，図５は、縦軸にタイヤ周辺の風速を、横軸に車速をとったもので、実路とシャシダイナモメータ上でのタイヤ冷却条件の違いによるタイヤ周辺風速の比較結果を示したものである。図４は前輪タイヤ周辺の場合、図５は後輪タイヤ周辺の場合を示している。
【００１９】
前輪タイヤ周辺風速の比較図である図４において、線イは実路での車速に対する風速を示し、線ロはタイヤ冷却ファン１１の風速をローラ２（車速）の速度に追従させた場合（以下これをタイヤ冷却ファン車速追従方式と呼称する）を示したものである。前輪タイヤ周辺風速では、タイヤ冷却ファン車速追従方式が他の冷却方式に比べて実路に似た車速に対する風速結果となっている。
また、図５で示す後輪タイヤ周辺風速の比較では、実路（線イ）での風速は線ロで示すタイヤ冷却ファン車速追従方式の約半分となっている。これは車両ボディの影響を受けているものと考えられる。
一方、シャシダイナモメータ上では、前輪側では近似しているタイヤ冷却ファン車速追従方式も、後輪側では車速比例に相当した風速を出しているため、実路と近似しない結果となっている。
【００２０】
（２）モード走行時のタイヤ温度に及ぼすタイヤ冷却条件の影響について
図６はモード走行時のタイヤ冷却条件の違いによるタイヤ温度の最高値、最低値および平均値の比較結果である。図６ではタイヤ冷却ファン車速追従方式が他の方式と比較して低い結果となっている。これは、タイヤ冷却ファン車速追従方式の場合、他の方式と比較して車速の高速域まで冷却ファンが追従しているために他の方式より冷却が行われていると考えられる。また、ＪＣ０８モードの最初の３００秒のタイヤ温度の瞬時値も、タイヤ冷却ファン車速追従方式とした場合がモードを通して他の方式と比較して低い結果となっていた。
【００２１】
なお、タイヤ温度の影響は、車両駆動力（走行抵抗式）のａ項に相当するタイヤ単体の転がり抵抗に作用する。ちなみに、タイヤ温度が低い場合より高い方がタイヤ損失は減る。シャシダイナモメータでモード運転する前にはシャシダイナモメータの負荷調整が必要であるが、負荷調整時よりモード運転時の方がタイヤ温度の高い場合はタイヤ損失が減るため燃費が良くなる傾向にある。
【００２２】
上記（１），（２）の他、モード走行時の車両総仕事量に及ぼすタイヤ冷却条件の影響、およびタイヤ冷却条件に対するＪＣ０８モード走行仕事量の推計の比較を行った結果、次のＡ〜Ｄの知見が得られた。
【００２３】
Ａ．シャシダイナモメータ上のタイヤ周辺の風速は、タイヤ冷却ファンの車速追従方式が実路の風速状況に近似している。ただし、実路では車両ボディの影響から、後輪側が前輪側に比較してタイヤ周辺風速が半減する。このため、実路走行に近づけるためには、後輪の風速設定を前輪とは別に設定できるようにすることが必要である。
【００２４】
Ｂ．タイヤ温度は、タイヤ冷却ファン車速追従方式で運転した場合が最も低くなる。これは、高速域までタイヤ冷却ファンが追従するため、他の方式に比べてタイヤに当たる風量が多くなり冷却効果が高いためである。
【００２５】
Ｃ．タイヤＲＲＣ（転がり抵抗係数）を使用してタイヤ損失分を求め、転がり抵抗の中の車両内部伝達ロスの試算をすることができた。
【００２６】
Ｄ．タイヤ温度が及ぼす転がり抵抗仕事量においては、タイヤ周辺風速が実路相当でタイヤ温度が低い傾向になるタイヤ冷却ファン車速追従方式が、他の方式に比べて大きくなり、シャシダイナモメータ試験におけるタイヤ温度管理の必要性を把握することができた。
【００２７】
したがって、本発明はシャシダイナモメータによる燃費評価を高精度に行うには、車両コンディションの管理と共に、タイヤの温度管理が負荷条件を適切に与える上で重要となっていることの把握に基づきなされたものである。
【００２８】
図１はタイヤ冷却ファン車速追従方式に基づく実施例を示したものである。図１は、被試験車両を４ＷＤ車としたときの前後輪の各左側のみのタイヤ冷却ファンの制御装置１０（１０ＦL，１０ＲL）の構成図を示しているが、右側のタイヤ冷却ファンの制御装置１０（１０ＦR，１０ＲR）についても同様に構成されている。よって、左前輪側のタイヤ冷却ファンの制御装置１０ＦLを代表として説明する。
【００２９】
図１において、１１はタイヤ冷却ファンで、ローラ２と被試験車両のタイヤとの接触面に対して冷却風を送出する位置に配設される。１２は非接触の温度計でタイヤ近辺の車両ボディに取付けられる。１３は減算部で、検出温度と温度設定Ｔsetとの差分が算出される。１４はＰＩ演算部で、算出された温度差分に対して比例・積分演算を行って所定の温度信号として出力する。１５は切替器で、ＰＩ演算部１７の出力信号と温度信号（ＰＩ演算部１４の出力信号）との切り替えを行う。
【００３０】
１６は乗算部で、ダイナモメータ制御装置６よりのモード走行時の車速設定値が入力されており、この乗算部１６において車速設定値と比率設定部７の比率設定値の乗算が行われてＰＩ演算部１７に入力され、速度信号が生成される。１８は速度検出部で、パルスピックアップ等の検出器によってタイヤ冷却ファン１１の速度を検出し、減算部１９においてＰＩ演算部１４で生成された温度信号、又はＰＩ演算部１７で生成された速度信号との差分が求められる。
【００３１】
２０はインバータで、減算部１９からの差分に応じた制御信号を生成し、この制御信号に基づいて変調された周波数でタイヤ冷却ファン１１の回転数を制御して風力を送出する。そして、これら１１〜２０によってタイヤ冷却ファンの制御装置１０（１０ＦL，１０ＲL，１０ＦR，１０ＲR）が構成される。
【００３２】
なお、比率設定部７では、図４，図５の試験結果に基づき風速設定が図３で示すような車速−風速特性となるよう車速に対する風速の比率設定が行われ、前輪側のタイヤ冷却ファンの制御装置１０ＦLと後輪側のタイヤ冷却ファンの制御装置１０ＲLへの比率分配を行う。例えば前輪側を０．７としたとき、後輪側が０．３となるように前後左右の各タイヤに対する風速設定が各個別に設定されるよう関数型な特性となっている。この比率設定部７の風速設定によって、タイヤ個々に対する風速制御による温度管理が可能となる。
【００３３】
以上のように構成された本発明の動作を説明する。
前後輪側の各ダイナモメータ制御装置６には、予め実路での惰行によって取得したデータが記憶されおり、この記憶データに基づきダイナモメータ４を介してローラ２を駆動して燃費試験を行う。燃費試験に当たり、被試験車両に対しタイヤの温度条件が把握されているとは限らない。タイヤの温度条件が把握されていないとき、切替器１５を予め端子ａ側に切り替える。
【００３４】
切替器１５が端子ａ側に切り替えられている場合について説明する。
比率設定部７で設定された比率が、例えば前輪側のタイヤ冷却ファンの制御装置１０ＦLが０．７、後輪側のタイヤ冷却ファンの制御装置１０ＲLが０．３であるとする。各乗算部１６では、比率設定値と各ダイナモメータ制御装置６からの車速設定値との乗算が行われ、各ＰＩ演算部１７で所定の速度信号が生成される。速度信号は、切替器１５の端子ａを介してそれぞれ減算部１９に入力される。
【００３５】
減算部１９では、速度検出部１８を介して検出されたタイヤ冷却ファン１１の検出速度と速度信号との差分を算出し、この差分が０となるようインバータ２０でタイヤ冷却ファン１１を制御し、この制御により、前輪側０．７に対し後輪側が０．３となる比率で風速が送出される。すなわち、図３で示すように車速設定値がｎであったとき、前輪側の風速はｗ１、後輪側風速はｗ２となるタイヤ冷却ファン車速追従方式による制御が行われ、実路での惰行走行時と同等のタイヤ冷却制御が行われる。
【００３６】
次に、被試験車両の温度条件が把握されている場合について説明する。この場合、切替器１５は端子ｂ側に切り替えられる。
運転時のタイヤ温度は、各温度計１２によりそれぞれ検出されて減算部１３において検出温度と温度設定Ｔsetとの差分である温度検出値が求められ、ＰＩ演算部１４で生成された温度信号は端子ｂを通って各減算部１９に入力される。この温度設定Ｔsetは個々のタイヤ冷却ファンに対し設定可能とする。
各減算部１９では、速度検出部１８を介して検出されたタイヤ冷却ファン１１の検出速度と温度信号との差分を算出し、この差分が０となるようインバータ２０でタイヤ冷却ファン１１を制御する。
【００３７】
なお、上記ではタイヤ冷却ファンの風速の比率設定を、被試験車両の前後側でのみ異なる設定値としているが、４輪の各輪において車速に対しそれぞれ個別の比率設定、又は左右で車速に対する比率設定値とすることができる。
【００３８】
したがって、本発明によれば、タイヤ個々に対する風速制御による温度管理を行うことにより、シャシダイナモメータ上で負荷調整を行うとき、実路と異なることに伴うタイヤ損失（抵抗）の変化が抑制され、したがって試験時の負荷条件を適切に与えることが可能となり、実路に近似した燃費試験ができ評価精度の向上を図ることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１…被試験車両
２…ローラ
３…車両冷却ファン
４…ダイナモメータ
６…ダイナモメータ制御装置
７…比率設定部
１０（１０ＦL，１０ＲL，１０ＦR，１０ＲR）…タイヤ冷却ファンの制御装置
１１…タイヤ冷却ファン
１２…温度計
１３，１９…減算部
１４，１７…ＰＩ演算部
１５…切替器
１６…乗算部
１８…速度検出部
２０…インバータ
【図１】
0006027184.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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