(57)【要約】【課題】排ガス燃費試験モード運転時の加減速を加味した車両損失を計測することができるシャシダイナモメータにおける車両損失計測装置を提供する。【解決手段】ローラ２上に搭載した被試験車両１の各種試験を行うシャシダイナモメータにおける車両損失計測装置であって、前記シャシダイナモメータを速度制御モードとし、排ガス燃費試験モードの車速パターンで運転制御する制御装置１０と、前記排ガス燃費試験モードでの運転中にシャシダイナモメータのロードセルによって検出された機械損失から、シャシダイナモメータ単体の損失を減算して車両損失を求める演算部２０と、を備えた。【選択図】図１
2016080636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローラ上に搭載した被試験車両の各種試験を行うシャシダイナモメータにおける車両損失計測装置であって、
前記シャシダイナモメータを速度制御モードとし、排ガス燃費試験モードの車速パターンで運転制御する制御手段と、
前記排ガス燃費試験モードでの運転中にシャシダイナモメータのロードセルによって検出された機械損失から、シャシダイナモメータ単体の損失を減算して車両損失を求める演算手段と、
を備えたことを特徴とするシャシダイナモメータにおける車両損失計測装置。
【請求項２】
前記排ガス燃費試験モードによる速度制御は、シャシダイナモメータの自動速度維持制御機能によって実行されることを特徴とする請求項１に記載のシャシダイナモメータにおける車両損失計測装置。
【請求項３】
ローラ上に搭載した被試験車両の各種試験を行うシャシダイナモメータにおける車両損失計測方法であって、
制御手段が、前記シャシダイナモメータを速度制御モードとし、排ガス燃費試験モードの車速パターンで運転制御する運転制御ステップと、
演算手段が、前記排ガス燃費試験モードでの運転中にシャシダイナモメータのロードセルによって検出された機械損失から、シャシダイナモメータ単体の損失を減算して車両損失を求める演算ステップと、
を備えたことを特徴とするシャシダイナモメータにおける車両損失計測方法。
【請求項４】
前記制御手段が、前記運転制御ステップの実行前に、被試験車両の変速機をニュートラルにした状態でシャシダイナモメータおよび被試験車両を暖機運転させるステップを備えたことを特徴とする請求項３に記載のシャシダイナモメータにおける車両損失計測方法。
【請求項５】
前記運転制御ステップは、シャシダイナモメータの自動速度維持制御機能によって実行されることを特徴とする請求項３又は４に記載のシャシダイナモメータにおける車両損失計測方法。
【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を用いて車両の転がり抵抗などの車両損失を測定する車両損失計測装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シャシダイナモメータは、車両の路上走行時とできるだけ等価な走行抵抗を、ローラ上に搭載した被試験車両に付与し、燃費や排ガス等の各種試験を行う。
【０００３】
すなわち、走行負荷（慣性抵抗、転がり抵抗、空気抵抗）に対抗する駆動力を車両のエンジンに出力させるために、例えば４輪駆動車（４ＷＤ）では、ローラ上で前後輪合計の目標駆動力が得られるように２台のシャシダイナモメータのトルク制御を行う。
【０００４】
従来、車両の転がり抵抗などのメカニカルロス（車両損失）の計測は、シャシダイナモメータ上で惰行時間測定を行うか、もしくはシャシダイナモメータから一定速度で運転することによりシャシダイナモメータのロードセルにて計測を行うものであった。このため、各計測車速における定常状態でのロス測定であった。
【０００５】
尚、特許文献１には、惰行法とモータリング法によるメカニカルロス計測結果を突き合わせて計測結果を検証することが記載されている。また、非特許文献１には、本発明の実施形態例における検証実験のうち、車両内部抵抗の測定時に利用した技術が記載され、非特許文献２には、本発明の実施形態例における検証実験のうち、前後輪の負荷と回転の変化を再現するための先進タイヤ試験機が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２２４４０３号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】野田他、自動車技術会論文集Ｖｏｌ．４４  Ｎｏ．３  ｐ．８２３  ２０１３４４６０
【非特許文献２】井上他、自動車技術会２０１０年春季大会前刷り  ２０１０５２３９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のメカニカルロスの計測は、各車速における定常状態での測定であり、実際の排ガス燃費試験モードの加減速を含んだ運転の場合の測定はなされていなかった。
【０００９】
このため、加減速を含んだ運転の場合に生じるタイヤ変形等の損失分は加味されず、実際に近い状態の車両損失計測はできないものであった。
【００１０】
本発明は上記課題を解決するものであり、その目的は、排ガス燃費試験モード運転時の加減速を加味した車両損失を計測することができるシャシダイナモメータにおける車両損失計測装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための請求項１に記載のシャシダイナモメータにおける車両損失計測装置は、ローラ上に搭載した被試験車両の各種試験を行うシャシダイナモメータにおける車両損失計測装置であって、前記シャシダイナモメータを速度制御モードとし、排ガス燃費試験モードの車速パターンで運転制御する制御手段と、前記排ガス燃費試験モードでの運転中にシャシダイナモメータのロードセルによって検出された機械損失から、シャシダイナモメータ単体の損失を減算して車両損失を求める演算手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１２】
また、請求項２に記載のシャシダイナモメータにおける車両損失計測装置は、前記排ガス燃費試験モードによる速度制御は、シャシダイナモメータの自動速度維持制御機能によって実行されることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項３に記載のシャシダイナモメータにおける車両損失計測方法は、ローラ上に搭載した被試験車両の各種試験を行うシャシダイナモメータにおける車両損失計測方法であって、制御手段が、前記シャシダイナモメータを速度制御モードとし、排ガス燃費試験モードの車速パターンで運転制御する運転制御ステップと、演算手段が、前記排ガス燃費試験モードでの運転中にシャシダイナモメータのロードセルによって検出された機械損失から、シャシダイナモメータ単体の損失を減算して車両損失を求める演算ステップと、を備えたことを特徴としている。
【００１４】
また、請求項４に記載のシャシダイナモメータにおける車両損失計測方法は、前記制御手段が、前記運転制御ステップの実行前に、被試験車両の変速機をニュートラルにした状態でシャシダイナモメータおよび被試験車両を暖機運転させるステップを備えたことを特徴としている。
【００１５】
また、請求項５に記載のシャシダイナモメータにおける車両損失計測方法は、前記運転制御ステップは、シャシダイナモメータの自動速度維持制御機能によって実行されることを特徴としている。
【００１６】
上記構成によれば、排ガス燃費試験モードの加減速運転時のタイヤ変形等を加味した車両損失が計測される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、排ガス燃費試験モード運転時の加減速を加味した車両損失を計測することができ、従来よりも実際に近い状態の車両損失を計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態例による車両損失計測装置の構成図。
【図２】本発明の実施形態例による車両損失計測方法の一例を示すフローチャート。
【図３】本発明の実施形態例の運転制御で用いるＪＣ０８モードの車速パターンのグラフ。
【図４】本発明の検証実験における、シャシダイナモメータ上のモード走行時のエネルギー収支の概念図。
【図５】本発明の検証実験における、各速度での車両抵抗力の測定結果を表し、（ａ）は台上で車両を自然惰行させた場合のグラフ、（ｂ）はシャシダイナモメータの自動速度維持制御（以下、ＡＳＲと称する）により車両を定速度運転させた場合のグラフ。
【図６】本発明の検証実験における、車両のタイヤを各駆動モードでＡＳＲ制御により定速回転させた場合の、各速度毎の前後輪タイヤの転がり抵抗を表すグラフ。
【図７】本発明の検証実験における、各駆動モードで走行する時の前後輪系の各転がり抵抗による損失率を表し、（ａ）はＪＣ０８モードの速度変化を与えた場合のグラフ、（ｂ）は４０Ｋｍ／ｈ定速条件の場合のグラフ。
【図８】本発明の検証実験における、ＡＳＲ制御によるＪＣ０８モード走行法、台上惰行法、ＡＳＲ定速駆動法、目標走行抵抗値から計算する方法の各方法により求めた車両内部損失仕事量を表すグラフ。
【図９】本発明の検証実験における、車両の各駆動モードでのシャシダイナモメータ側の仕事量と車両内部抵抗に起因する仕事量の割合を表すグラフ。
【図１０】本発明の検証実験における、車両の各駆動条件毎のタイヤ損失量のグラフ。
【図１１】本発明の検証実験における、各駆動条件、各シャシダイナモメータの条件毎のＪＣ０８モード燃費の測定値を表すグラフ。
【図１２】本発明の検証実験における、燃料消費率と車両側仕事率の関係を表すグラフ。
【図１３】本発明の検証実験における、後輪側ローラ表面力とタイヤ半径の関係を表すグラフ。
【図１４】本発明の検証実験における、タイヤ温度の頻度分布を表すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明するが、本発明は下記の実施形態例に限定されるものではない。図１は本発明のシャシダイナモメータにおける車両損失計測装置の実施形態例の全体構成を示している。
【００２０】
図１において、１は被試験車両であり、この被試験車両１の各駆動輪はローラ２上に載置されており、車両自体は図示省略の拘束装置によって固定される。ローラ２には、前輪用と後輪用の２台の図示省略のダイナモメータが負荷として結合されている。
【００２１】
３は被試験車両１の前面側から風力を送風する車両冷却ファン、４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。
【００２２】
尚、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。
【００２３】
１０は制御装置（制御手段）であり、前記２台のダイナモメータを制御するダイナモメータ制御装置、車両冷却ファン３の制御装置、タイヤ冷却ファン４の制御装置等を備えている。
【００２４】
この制御装置１０は、前記ダイナモメータを速度制御モードとし、排ガス燃費試験モード、例えば図３に示すＪＣ０８モードの車速パターンで運転制御を行う。
【００２５】
このＪＣ０８モードによる速度制御は、シャシダイナモメータの自動速度維持制御機能（ＡＳＲ制御）により実行される。
【００２６】
また制御装置１０は、ローラ２上で前後輪合計の目標駆動力が得られるように２台のダイナモメータのトルク制御を行う機能を有している。
【００２７】
また制御装置１０は、ローラ２が実走行時の路面の役割を担っていることから、如何なる運転条件でも前後のローラの回転速度が常に一致するように、２台のダイナモメータの同期制御を行う機能を有している。
【００２８】
また制御装置１０は、前記２つの機能を同時に達成するために、前後合計駆動力を目標値に合わせつつ、前後のダイナモメータのトルク吸収配分量を自動調整し回転同期も実現する。
【００２９】
２０は、前記排ガス燃費試験モード（例えばＪＣ０８モード）での運転中に、シャシダイナモメータのロードセルによって検出されたメカニカルロス（機械損失）から、予め計測し記憶手段に保持しておいたシャシダイナモメータ単体の損失２１を減算して車両損失を求める演算部（演算手段）である。
【００３０】
図３のＪＣ０８モードの速度パターンは、従来の１０．１５モードに変わるモードであり、実際の使用状況に近づけるために細かい速度変化で運転するとともに、エンジンが暖まった状態だけでなく、冷えた状態からスタートする測定も加わっており、最高速度は８１．６Ｋｍ／ｈ、平均速度は２４．４Ｋｍ／ｈ、所要時間は１２０４秒、走行距離は８．１７２Ｋｍである。
【００３１】
本発明を構築するにあたって、本発明者らは下記（１）〜（１２）の検証実験を行い、それらの実験結果を本発明に反映させたものである。
【００３２】
前記検証実験では、２駆走行と４駆走行の選択が可能な４ＷＤ車を用いて、ＪＣ０８モードの台上走行を２ＷＤ条件と４ＷＤ条件で行い、両者のエンジン負荷量、エンジン総仕事量を解析した。また総仕事量に差を生じさせる要因を探るとともに、仕事量差と燃費との関連性についても考察した。
【００３３】
４ＷＤ車の駆動モードとして以下の３つの方式を選択して実験を行った。２ＷＤモードにした場合は、前輪側がフリー状態になり後輪駆動（以下、２ＷＤｒと称する）による運転となる。
【００３４】
４ＷＤモードの場合は次の２つのモードが選択可能である。ひとつはセンターデフ付きフルタイム４ＷＤのモード（以下、４ＷＤｆｔと称する）であり、ビスカス差動制限機構（ＬＳＤ）が介在する。
【００３５】
もう一方の４ＷＤ方式は、センターデフをロックして前後を直結するパートタイム型４ＷＤ（以下、４ＷＤｐｔと称する）であり、構造上コーナリング走行は不向きだが、左右で差のない４ＷＤ対応シャシダイナモメータ上での運転には支障が無い。
【００３６】
タイヤ温度に影響する車両冷却ファンの吹き出し口の寸法を、１３００×７００ｍｍとし、１４０Ｋｍ／ｈまでの車速追従風速制御を可能とした。
【００３７】
試験車の固定は、２ＷＤｒ，４ＷＤｆｔ，４ＷＤｐｔのいずれのモードも前後合計４点によるチェーン拘束式で統一した。また車両の台上揺動の影響を調べる目的で、２ＷＤｒモードで前輪にベルトを巻き付けて固定する方法も実験した。さらに実走行に近い２ＷＤｒ走行として、前輪を後輪に同期して回転させ、その抵抗力を後輪吸収力に重畳する制御、すなわちシャシダイナモメータを４ＷＤモードにし４輪回転で走行する時の総仕事量も調べた。
【００３８】
（１）試験車が２ＷＤおよび４ＷＤの条件でシャシダイナモメータ上をＪＣ０８モード走行する時のエンジン総仕事量を以下の方法で求めた。
【００３９】
総仕事量は、全走行抵抗と速度の積（仕事率）のモード走行区間の積算値で求める。シャシダイナモメータ上走行時のエンジン負荷は、車両内部で発生する動力伝達ロス、タイヤ抵抗および回転系慣性抵抗とローラ面でシャシダイナモメータから与えられる負荷（等価慣性量による慣性抵抗及び目標走行抵抗と車両の実転がり抵抗の差）の合計になる。
【００４０】
そこで、車両側抵抗力とシャシダイナモメータの吸収抵抗力を別々に測定し、走行仕事量の内訳を計算した。シャシダイナモメータ上のモード走行時のエネルギー収支を概念的に図４で示す。
【００４１】
図４において、Ｗｖｍはエンジン負荷、Ｗｐｔは動力伝達ロス、Ｗｔｆは前輪タイヤ抵抗、Ｗｔｒは後輪タイヤ抵抗、Ｗｃｈｆは前輪側シャシダイナモメータの吸収抵抗力、Ｗｃｈｒは後輪側シャシダイナモメータの吸収抵抗力である。
【００４２】
（２）車両内部の抵抗力による走行仕事量の算出
車両側抵抗力とその走行仕事量を以下の手法で求めた。実験では、試験車をシャシダイナモメータ上に固定した後、２ＷＤｒと４ＷＤｆｔ及び４ＷＤｐｔの各駆動条件のもとで、シャシダイナモメータの自動速度維持制御（ＡＳＲ）を利用してローラ側から試験車のタイヤを２０，４０，６０，８０，１００Ｋｍ／ｈの定速度で回し、その時の前後ローラの表面力を測定した。この値は各速度での車両側動力伝達損失及びタイヤ損失から成る車両抵抗力に相当する。
【００４３】
比較のため、台上で車を自然惰行させた時の減速時間から各車速域での走行抵抗を求める方法も実験した。
【００４４】
図５は、各速度での車両抵抗力の測定結果を表し、（ａ）は台上で車両を自然惰行させた場合のグラフ、（ｂ）はシャシダイナモメータの自動速度維持制御（以下、ＡＳＲと称する）により車両を定速度運転させた場合のグラフである。
【００４５】
図５（ａ）の惰行方法の方がやや抵抗値が大きかったが、その原因は車両暖機や走行速度域の違いで両試験法のタイヤ温度条件が異なった影響と推測する。
【００４６】
（３）一方、ＡＳＲ制御でシャシダイナモメータから速度変化を与えた場合は、試験車には転がり抵抗の他に変速機以降の回転慣性力も作用する。この条件でＪＣ０８モードと同じ速度変化を試験車に与え、各瞬間のローラ表面力と車速の積を積算する方法で、モード走行時の車両内部抵抗に起因する損失量を算出した。
【００４７】
転がり抵抗の中でもタイヤ損失の寄与度が高いとされる。回転でタイヤ接地部周辺のゴム部材が繰り返し変形し、粘弾性体の性質で発熱するためタイヤ損失が発生する。さらに接地摩擦抵抗と回転空気摩擦抵抗も加わるが、タイヤ抵抗では変形損失が約９割とされる。タイヤ転がり抵抗係数（ＲＲＣ）は温度で変化するので、タイヤ冷却風の影響を見るため、走行中のタイヤ側壁温も連続測定した。
【００４８】
尚、前記（２）に示した車両内部抵抗の測定方法では、タイヤ損失と動力伝達ロスの分離ができない。そこで、非特許文献１に示す方法に基づき、４ＷＤｆｔ、４ＷＤｐｔおよび２ＷＤｒの各駆動条件でＪＣ０８モードを走行した時の前後輪の負荷と回転の変化を非特許文献２の先進タイヤ試験機により再現し、その時のタイヤ入出力軸間のトルク差等を演算することにより、ＪＣ０８モード走行時のタイヤ単体変形ロス分の仕事量を求めた。
【００４９】
モード走行時の加速抵抗及び目標走行抵抗（空気抵抗等を含む）は、シャシダイナモメータ負荷として試験車に与えられる。そこでモード全体でシャシダイナモメータが吸収した仕事量を測定した。シャシダイナモメータに等価慣性質量と目標走行抵抗を設定した後、駆動モードとして４ＷＤｆｔ、４ＷＤｐｔおよび２ＷＤｒの各駆動条件でＪＣ０８モードを走行し、前後のローラ表面力（正の値のみ）にローラ周速度をかけて瞬時仕事率を求め、モード区間全体で積算することでシャシダイナモメータが吸収した分のモード総仕事量を求めた。
【００５０】
（４）図６は、４ＷＤｆｔ、４ＷＤｐｔおよび２ＷＤｒの各駆動モードにおいてＡＳＲ制御で定速回転させ、前後輪の各転がり抵抗をローラ表面力の値から求めたものである。尚、２ＷＤｒ駆動モード時は、前輪（ｆｒｏｎｔ）と後輪（ｒｅａｒ）を別々に測定した。図の結果では、後輪系の抵抗が前輪よりも大きく、４ＷＤではデフやビスカス機構が介在する４ＷＤｆｔモードの前輪抵抗が、前後輪直結の４ＷＤｐｔよりやや大きかった。さらに前後間の結合がない２ＷＤｒが、前後合計の総抵抗が最も小さい結果となった。
【００５１】
（５）次にＪＣ０８モードを各駆動モードで走行する時の前後輪系の各転がり抵抗による損失率（ｋＪ／ｋｍ）を求めた。この測定は、試験車を載せたローラにＡＳＲ駆動でＪＣ０８モードの速度変化を与える実験により行った。この場合、車両側の回転慣性分の損失も含めた仕事量になる。
【００５２】
ＪＣ０８モードと４０Ｋｍ／ｈ定速条件における損失率の測定結果を図７に示す。図７は、各駆動モードで走行する時の前後輪系の各転がり抵抗による損失率を表し、（ａ）はＪＣ０８モードの速度変化を与えた場合のグラフ、（ｂ）は４０Ｋｍ／ｈ定速条件の場合のグラフである。
【００５３】
２ＷＤｒモードの台上試験では前輪が回転しないので、後輪系のみを示した。４ＷＤ走行における前後の比率を見ると、ＪＣ０８モードでは４０Ｋｍ／ｈ定速走行時よりも前輪側が増えている。駆動方式の違いでは、４ＷＤｆｔモードの損失率が直結型の４ＷＤｐｔモードを僅かに上回った。こうした転がり抵抗に起因する距離あたり損失率の値でＪＣ０８モード走行の方が４０Ｋｍ／ｈ定速時よりも小さいのは、減速時にシャシダイナモメータから与えられるマイナスの慣性力が車両側の転がり抵抗分をキャンセルした結果である。
【００５４】
（６）ＪＣ０８モード走行時の車両側損失仕事量の内訳
次に試験車を４ＷＤｆｔ、４ＷＤｐｔおよび２ＷＤｒの各駆動モードで運転した時の仕事量を、車両内部損失に係わる仕事量とシャシダイナモメータから与えられた負荷による仕事量に分けて求めた。４駆走行の時にシャシダイナモメータで吸収された仕事量は、前側と後側のローラ表面力の合計から求めた。
【００５５】
また２ＷＤの路上走行を模擬する観点から、試験車を２ＷＤｒモードとし、シャシダイナモメータを４ＷＤモードにした試験条件も与えた。この場合、前輪系の転がり抵抗と回転慣性抵抗が働くが、前輪ローラを後輪側の回転速度に追従させる回転力は後輪側ローラ負荷に上乗せされる。
【００５６】
これは実路走行での原理と共通する。さらに２ＷＤｒの試験で、車両拘束を前輪ベルト固定で行う方法も比較した。この目的は、車両固定法の違いで試験車の揺動とタイヤ変形が変化し、走行仕事量に違いが生じるかを確認するためである。
【００５７】
まずＪＣ０８モード走行時の車両内部損失仕事量を、ＡＳＲ制御で同モードの速度変化を与えてローラ表面力から求める方法と、台上惰行法及びＡＳＲ定速駆動法で各車速域の抵抗を求め、その値を使ってＪＣ０８モードの全体量を計算する方法と、目標走行抵抗の値から計算する方法とを比較した。その結果を図８に示す。
【００５８】
図８において、黒塗りの棒グラフはＡＳＲ制御によるＪＣ０８モード走行法によるもの、幅広斜線の棒グラフは台上惰行法によるもの、幅狭斜線の棒グラフはＡＳＲ定速駆動法によるもの、白抜きの棒グラフは目標走行抵抗値から計算したものを各々示している。
【００５９】
４ＷＤ時（４ＷＤｆｔ、４ＷＤｐｔ）はＡＳＲ制御によるＪＣ０８モード駆動法（図示黒塗りの棒グラフ）の値がやや大きく、ローラの速度変化がタイヤに影響したと思われる。
【００６０】
（７）図９は、各駆動モードにおけるシャシダイナモメータ（ＣＨＤＹ）側の仕事量と車両内部抵抗に起因する仕事量の計算結果を示している。車両側の分は、シャシダイナモメータ側をＡＳＲ制御にしてＪＣ０８モードの速度変化を試験車に与える方法で求めた。図を見ると、どの車両条件でもシャシダイナモメータ側の吸収仕事量（黒塗り部分）が過半数以上あり、これは加速時の慣性抵抗分の影響が大きいことによる。過渡条件であるＪＣ０８モードを４ＷＤで走行すると、駆動力や車体姿勢の変化などの要因で前後輪間に回転速度差が生じやすいが、その影響はこの実験方法では捉えられない。
【００６１】
一方２ＷＤｒの図示（３）、（５）の試験では、走行抵抗設定時に路上惰行時の前輪抵抗分も含めて検証し、後側シャシダイナモメータの吸収負荷量で調整するためシャシダイナモメータの負担量（黒塗り部分）が増加し、非回転の前輪分だけ車両側の損失（白抜き部分）が減少した。
【００６２】
図９の結果を見ると、総仕事量では２輪回転で走行する時の仕事量（（３)、(４))が、４輪回転の４ＷＤｆｔモード（１）、４ＷＤｐｔ（２）及び２ＷＤｒモードでシャシダイナモメータが４ＷＤモード（４）の時の仕事量に比べてやや少なかった。つまり、シャシダイナモメータでの目標走行抵抗を４ＷＤの路上走行の値に設定しても、２輪回転の試験では総仕事量がやや減少した。２輪回転の試験では車両の回転慣性量がほぼ半減することや、台上走行時のタイヤの実損失が、２輪走行と４輪走行とでは異なる可能性が考えられる。
【００６３】
（８）次に４ＷＤ車の駆動条件とモード走行時のタイヤ損失の関係を把握するため、先進タイヤ試験機の過渡試験機能（非特許文献１、２）を利用して、４ＷＤｆｔ、４ＷＤｐｔ、２ＷＤｒの各条件でＪＣ０８モードを台上走行した時と等価な負荷、回転条件をタイヤ単体に与え、駆動条件別に前輪と後輪のタイヤ１本あたり損失量を測定した。その結果をもとに車両駆動輪の総タイヤ損失量を計算した。
【００６４】
図１０にタイヤ実験の結果を示す。車両側の動力ロス分（白抜き部分）は前述の方法で求めた車両総損失から今回のタイヤロス分（黒塗り部分）を差し引いた値である。ＪＣ０８モード走行時の車両総損失では、今回の供試タイヤではどの駆動条件でもタイヤの寄与度（図示菱形印）が約６０％であった。エコ等級Ｃのタイヤで且つ差動機構を持つ４ＷＤ車なので、ほぼ妥当な数字と思われる。また全く独立に行ったシャシダイナモメータ車両試験とタイヤ単体試験で求めた総損失量の解析結果が、両者でほぼ妥当と思える数字になったことから、タイヤ単体モード試験は実用的手法と考えられる。
【００６５】
（９）試験車、シャシダイナモメータの試験条件と燃費との関連性
車両の内部損失分を含むモード走行仕事量が４ＷＤ車の駆動条件やシャシダイナモメータの使用条件で変わることがわかった。そこでこれらの違いがモード燃費にどう影響するかをＪＣ０８モードの燃費測定により確認した。
【００６６】
図１１は、各駆動条件、シャシダイナモメータ条件で３回づつ測定したＪＣ０８モード燃費値である。図中の（１）、（２）が４ＷＤ駆動、（３）〜（５）が２ＷＤ駆動であり、そのうち（３）と（４）は４輪とも回転し、（５）は後輪だけが回転している。２ＷＤ駆動で４輪が回転している（３）と（４）において、（３）は後輪駆動で、前輪は後輪にＡＳＲで追従させる制御を行った場合であり、（４）は前輪と後輪を同期させる制御を行った場合である。ＪＣ０８モード走行では、急な速度変化や、変速時、車両揺動時に前後輪の等速回転が崩れる可能性がある。その速度差を、４ＷＤｆｔはセンターデフ、ビスカスＬＳＤが吸収し、４ＷＤｐｔでは前後のタイヤ接地部付近のゴム部材の変形が吸収・抑制すると考えられる。
【００６７】
図中の（１）の４ＷＤｆｔと（２）の４ＷＤｐｔの燃費比較では、差動吸収機構が間にある（１）の方が良かった。前後が直結された（２）の４ＷＤｐｔでは、回転差の影響がタイヤに向かうため、タイヤ損失が増大した結果、燃費悪化につながったと思われる。これに対して（１）ではセンターデフやビスカスの働きで回転差をそれほど無理なく吸収できるため、損失が相対的に少なかったと考える。（１）の４ＷＤｆｔと（３）の２ＷＤｒではほとんど燃費差がなかった。試験車の固定が、両者とも前後に張力を持たせたチェーン拘束法のため、試験車のローラ上の揺動状態が実路走行に近かったことと、図８のモード総仕事量で差が少なかったことが燃費差の少ない原因と思われる。（５）のベルト巻き付けによる前輪固定の試験では、同じ２ＷＤｒの（３）より燃費がやや低下した。この条件では、車体が前後のチェーンで拘束されていないので、加減速時に駆動輪である後輪側の上下動が（３）の時よりも拡大し、これに伴ってモード走行時のタイヤ変形ロスが増加したのが原因ではないかと判断する。
【００６８】
実験条件の中で最も燃費が悪かったのは、（４）の２ＷＤ駆動で台上４輪回転の条件であった。理由は、図９に示したモード総仕事量が最も大きいことと、負荷設定時の前輪側の転がり抵抗相当分とＪＣ０８の過渡走行時の前輪側の実転がり抵抗に違いがあり、結果としてシャシダイナモメータの後輪ローラの吸収力が増加したためと推測する。さらに前輪側のタイヤに車両冷却ファンの風が直接当たるため、後述するようにタイヤ温度が下りやすい条件になり、前輪の実転がり抵抗が増加する要因になったと思われる。
【００６９】
（１０）次に各種試験条件での燃費消費率（ｍＬ／ｋｍ）と以前に求めた車両側仕事率（ＫＪ／ｋｍ）の関係性を調べた。結果を図１２に示す。両者間には相関性があるが、バラツキも見られる。これまでの仕事率の計算では、シャシダイナモメータ上のタイヤ挙動の動的変化による仕事量変化分が反映されていないため、図１２のバラツキを生む要因になりうる。そこで台上走行時のタイヤ特性に影響するその他の要因についても調べた。
【００７０】
（１１）モード総仕事量に対するタイヤ実作動条件の影響
車両駆動力をローラ面に伝える実働時のタイヤ変形とそれによる駆動損失への影響について考察した。その一環で２ＷＤと４ＷＤでの定速走行時にシャシダイナモメータから勾配条件を付加する実験を行い、その際の後輪側ローラ表面力とタイヤ半径の関係を求めた。タイヤ半径はローラ周速度とタイヤ軸回転速度の検出値から求め、スリップは計算に入れなかった。図１３に結果を示すが、ローラ表面力（横軸）の増加とともにタイヤ径（縦軸）がほぼ直線的に低下する傾向がでた。駆動力が増加することでタイヤ変形量（つぶれ）が拡大し、結果的にタイヤ損失が増加することが考えられる。この影響は、図１２の仕事率の計算には含まれないので、潜在的な変動要因といえる。
【００７１】
（１２）次に、タイヤ温度によってＲＲＣ（転がり抵抗係数）が変わる点に着目した。モード走行中の前輪と後輪のタイヤ側壁温度を赤外線式の非接触温度計により連続計測し、タイヤ温度の頻度分布を求めた。結果を図１４に示す。図１４において、横軸はタイヤ側壁温度であり、縦軸は頻度分布である。後輪タイヤ温度は２ＷＤｒの方が４ＷＤｆｔより平均的に高く、後輪ブレーキ熱の違いの影響が考えられる。一方４輪走行時の前輪タイヤ温度は明らかに後輪側より低下した。前輪側には車両冷却ファンの風が直接当たるのに対して、後輪側は車体で遮られてタイヤ周辺の冷却風速が抑えられ、またエンジンや排気管の熱で暖められた風が床下から後輪側に回り込んでタイヤに伝熱したことが原因と思われる。その意味で、前後のタイヤに当たる風の状態を実路走行時に近付けることの可能なタイヤ冷却装置も検討する必要があると考える。
【００７２】
次に、図１の車両損失計測装置を用いて車両損失を計測する処理の一例を図２のフローチャートとともに説明する。
【００７３】
＜ステップＳ１＞
被試験車両１を乗せた状態でシャシダイナモメータと被試験車両１を暖機運転する。これにより、タイヤ温度などが十分暖機され、転がり抵抗などが安定した状態となる（車両１の変速機はニュートラルとする）。
【００７４】
＜ステップＳ２＞
シャシダイナモメータを速度制御モードとして、排ガス燃費試験モード（例えば図３のＪＣ０８モード）の車速パターンで運転する。
【００７５】
＜ステップＳ３＞
上記の運転中に、シャシダイナモメータのロードセルで検出される値を計測する。
【００７６】
＜ステップＳ４＞
上記で計測された値から、予め計測したシャシダイナモメータ単体のロス値を差し引いて、車両ロスを求める。
【符号の説明】
【００７７】
１…被試験車両
２…ローラ
３…車両冷却ファン
４…タイヤ冷却ファン
１０…制御装置
２０…演算部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図４】
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