(57)【要約】【課題】車両駆動輪とローラとの間に作用する力によって発生するトルクを目標トルクに制御するフィードバック制御の応答性を向上する。【解決手段】  ベース１に固定されたモータ３は、中心軸４が支柱５に回動可能に支持されたローラ２の回転の動力を供給または吸収する。軸トルク計６は、モータ３のモータ軸７とローラ２の中心軸４との間に働く軸トルクを検出し、検出した軸トルクを表す軸トルク信号ＴＱを出力する。トルク制御部９は、軸トルク信号ＴＱが目標トルク信号に一致するようにモータ３の発生トルクのフィードバック制御を行う。【選択図】図１
2006317373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車輪が上部に載置され、前記車輪と共に回転するローラと、
前記ローラの回転中心部とシャフトを介して連結された、固定設置されたモータと、
前記シャフトに加わる当該シャフトの回転方向のトルクを軸トルクとして計測する軸トルク計と、
設定した目標トルクと、前記軸トルク計が計測した軸トルクが示す実発生トルクとの差分に応じて前記モータの発生トルクを、前記実発生トルクが目標トルクとなるようにフィードバック制御するトルク制御手段とを有することを特徴とするシャシーダイナモメータ。
【請求項２】
請求項１記載のシャシーダイナモメータであって、
前記トルク制御手段は、前記軸トルク計が計測した軸トルクの、前記シャフトのねじれ振動周波数以上の周波数成分を平滑化し、設定した目標トルクと、前記平滑化した軸トルクが示す実発生トルクとの差分に応じて前記モータの発生トルクを制御することを特徴とするシャシーダイナモメータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の各種試験に用いられるシャシーダイナモメータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シャシーダイナモメータとしては、車両駆動輪に対して路面を模擬するローラと、前記ローラを回転駆動する、揺動可能に設けられたモータ（ダイナモメータ）と、前記モータに連結したアームと、車両駆動輪とローラとの間に作用する力によって発生するトルクを、モータの揺動に伴ってモータに連結したアームに加わる荷重として計測するロードセルとを備えたシャシーダイナモメータが知られている。
【特許文献１】特開平09-257656号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
車両駆動輪とローラとの間に作用する力によって発生するトルクを、モータの揺動に伴ってモータに連結したアームに加わる荷重として計測する技術によれば、計測したトルクに基づいて、車両駆動輪とローラとの間に作用する力によって発生するトルクを目標トルクに制御するフィードバック制御によるトルク制御を行うような場合に次のような問題が生じる。すなわち、モータの慣性質量が大きいために、充分に応答性の良いトルク制御を行うことができない。また、この構成は、モータとローラ間の軸のねじれ振動トルクを検出せずにモータの発生トルクのみを計測するものであるために、車両駆動輪とローラとの間に作用する力によるトルクを正確に計測することができず、したがって、精度の良いトルク制御を行うことができないという問題もあった。
【０００４】
そこで、本発明は、シャシーダイナモメータにおいて、車両駆動輪とローラとの間に作用する力によって発生するトルクを目標トルクに制御するフィードバック制御の応答性／精度を向上することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題達成のために、本発明は、車両の車輪が上部に載置され、前記車輪と共に回転するローラと、前記ローラの回転中心部とシャフトを介して連結された、固定設置されたモータと前記シャフトに加わる当該シャフトの回転方向のトルクを軸トルクとして計測する軸トルク計と、設定した目標トルクと、前記軸トルク計が計測した軸トルクが示す実発生トルクとの差分に応じて前記モータの発生トルクを、前記実発生トルクが目標トルクとなるようにフィードバック制御するトルク制御手段とを備えてシャシーダイナモメータを構成したものである。
【０００６】
このようなシャシーダイナモメータによれば、慣性質量の大きなモータの揺動に基づくトルクではなく、比較的慣性力による影響の小さい、モータとローラ間でローラの回転力を伝達するシャフトに加わるトルクを用いてフィードバック制御を行うので、より応答性に優れたトルク制御を行うことができるようになる。また、このようにすることにより、シャフトのねじり振動をも含めたトルクを計測し、計測したトルクに基づくフィードバック制御が行えるので、より精度の良いトルク制御が行えるようになる。
【０００７】
ただし、前記モータの応答特性が、ねじれ振動周波数以上の周波数の制御に対して充分な応答性を持たないものである場合には、前記フィードバック制御の収束性や精度の向上のために、前記トルク制御手段において、前記軸トルク計が計測した軸トルクの、前記シャフトのねじれ振動周波数以上の周波数成分を平滑化し、設定した目標トルクと、前記平滑化した軸トルクが示す実発生トルクとの差分に応じて前記モータの発生トルクを制御することが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように、本発明によれば、シャシーダイナモメータにおいて、車両駆動輪とローラとの間に作用する力によって発生するトルクを目標トルクに制御するフィードバック制御の応答性／精度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について自動二輪車用のシャシーダイナモメータへの適用を例にとり説明する。
図１ａに、本実施形態に係るシャシーダイナモメータの構成を示す。
図示するようにシャシーダイナモメータは、ベース１、円筒形状のローラ２、ベース１に固定されたモータ３を有している。そして、ローラ２の中心軸４は、ベース１に固定された二つの支柱５によって回動可能に支持されており、このローラ２の中心軸４の一端は、軸トルク計６を介在して、モータ３のモータ軸７に連結している。また、モータ３のモータ軸７に対して、モータ３の回転速度を検出し、検出した回転速度を表す回転速度信号ＳＰを出力する回転速度計８が設けられている。
【００１０】
このような構成において、モータ３はたとえば誘導モータであり、このモータ３は、モータ軸７、軸トルク計６、中心軸４を介してローラ２の回転の動力を供給または吸収する。軸トルク計６は、モータ３のモータ軸７とローラ２の中心軸４との間に働く軸トルクを、たとえば、ねじれ方向の歪み量より検出する歪みゲージであり、検出した軸トルクを表す軸トルク信号ＴＱを出力する。ただし、この軸トルクの検出は、モータ３のモータ軸７とローラ２の中心軸４を連結し、モータ３とローラ２の回転中心部の回転位相角の位相差を検出し、検出した位相差が示すモータ３のモータ軸７とローラ２の中心軸４より構成される軸のねじれ量よりモータ３とローラ２間に働く軸トルクを検出する軸トルク測定器を用いて行うようにしてもよい。
【００１１】
ここで、図２に示すように、このようなシャシーダイナモメータは、試験車両の走行面となるピット上面１０に設けた開口に、ローラ２の天頂部が露出するように配置される。そして、このようなシャシーダイナモメータを用いた自動二輪車の試験は、ローラ２の天頂部に、自動二輪車の駆動輪である後輪を載置すると共に、前輪を固定装置１１で固定し、モータ３を制御して、ローラ２と自動二輪車の駆動輪の間に所望の力を作用させながら、自動二輪車の自動運転を行うことにより行う。
【００１２】
さて、図１に戻り、このようにローラ２と自動二輪車の駆動輪の間に所望の力が作用するようにモータ３を制御するのがトルク制御部９である。
図示するように、このトルク制御部９は、回転速度計８が出力する回転速度信号ＳＰが表すローラ２周面の線速度や線加速度（試験車両の速度や加速度に相当）などを考慮しつつ試験車両の走行抵抗や慣性抵抗を模擬するための軸トルクの目標値である目標トルクを算定し、算定した目標トルクを表す目標トルク信号を出力する目標トルク制御部９１、軸トルク計６が出力する軸トルク信号ＴＱの高周波数成分を除去し平滑化するローパスフィルタ９２、目標トルク信号からローパスフィルタ９２が平滑化した軸トルク信号を減算し誤差信号を生成する加算器９３、誤差信号に基づいて誤差信号が０に近づくようにモータ３の発生トルクを制御する制御信号を生成するフィードバック制御部９４、モータ３の駆動電力を供給するインバータ９６、モータ３の発生トルクが制御信号が示す発生トルクとなるように回転速度信号ＳＰを参照してインバータ９６のベクトル制御を行うベクトル制御部９５を備えている。
【００１３】
ここで、トルク制御部９のローパスフィルタ９２の行う軸トルク信号の平滑化について説明する。
図３は、目標トルク制御部９１が出力する目標トルク信号３０１と、軸トルク信号ＴＱと、ローパスフィルタ９２が出力する平滑化した軸トルク信号３０２の関係を示すものである。
図示するように、軸トルク信号ＴＱには、モータ軸７、軸トルク計６、中心軸４より形成されるモータ３とローラ２の動力伝達軸のネジリ棒バネとしてのバネ特性によって発生する固有のねじれ振動周波数を持つねじれ振動トルクが含まれる。そしてトルク制御部９の制御に対するモータ３の応答特性が、ねじれ振動周波数以上の周波数の制御に対して充分な応答性を持たないものである場合には、トルク制御部９において、このねじれ振動トルクを含んだ軸トルク信号ＴＱに応じて、モータ３の発生トルクの制御を行うと、精度よく軸トルクを目標トルクに速やかに収束させることができなくなる。
【００１４】
そこで、ローパスフィルタ９２では、カットオフ周波数をねじれ振動周波数未満として、目標トルク信号ＴＱのねじれ振動周波数以上の成分を平滑化し、平滑化した軸トルク信号３０２を出力する。
なお、トルク制御部９の制御に対するモータ３の応答特性が、ねじれ振動周波数以上の周波数の制御に対して充分な応答性を示すものである場合には、ローパスフィルタ９２は不要である。そして、この場合には、トルク制御部９において、ねじれ振動トルクをも考慮した制御を行うことができ、より収束性に優れ、精度の良いモータ３の発生トルクの制御を行うことができるようになる。
【００１５】
以上、本発明の実施形態について説明した。
なお、以上では、単一のローラ２を備えた自動二輪車用のシャシーダイナモメータへの適用について説明したが、本実施形態に係る軸トルクを検出し、検出した軸トルクに応じてモータ３の発生トルクの制御を行うシャシーダイナモメータの構成は、複数のローラ２を用いるシャシーダイナモメータに同様に適用可能である。たとえば、前輪駆動や後輪駆動などの駆動輪が二つの自動車の試験に適用される二つのローラ２を用いたシャシーダイナモメータに適用する場合には、ベース１に固定したモータ３の両側にモータ軸７を出し、両側の各モータ軸７に対して各々、軸トルク計６やローラ２を連結するようにすればよい。なお、この場合には、トルク制御部９は、モータ３の両側の軸トルク計６の出力する軸トルク信号ＴＱを加算して用いるようにするなどしてよい。
【００１６】
以上のように、本実施形態によれば、慣性質量の大きなモータ３の揺動に基づくトルクではなく、比較的慣性力による影響の小さい、モータ３とローラ２間でローラ２の回転の動力を伝達または吸収する動力伝達軸に加わるトルクを用いてフィードバック制御を行うので、より応答性に優れたトルク制御を行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係るシャシーダイナモメータの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るシャシーダイナモメータを用いた自動二輪車の試験のようすを示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係るシャシーダイナモメータのトルク制御部における軸トルク信号の平滑化処理を示す図である。
【符号の説明】
【００１８】
１…ベース、２…ローラ、３…モータ、４…中心軸、５…支柱、６…軸トルク計、７…モータ軸、８…回転速度計、９…トルク制御部、１０…ピット上面、１１…固定装置、９１…目標トルク制御部、９２…ローパスフィルタ、９３…加算器、９４…フィードバック制御部、９５…ベクトル制御部、９６…インバータモータ。
【図１】
2006317373.tif 000003
【図２】
2006317373.tif 000004
【図３】
2006317373.tif 000005