JP5311216B2 - 被試験体の試験装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば車両のパワートレイン（エンジンやトランスミッションなど）等の被試験体に負荷を与えるための負荷装置と、負荷装置の出力側に連結されるフライホイールとを備え、負荷装置からの負荷をフライホイールを介して被試験体に与えることにより該被試験体の試験を行う被試験体の試験装置に関する。

上記被試験体の試験装置として、例えば下記特許文献１に示す車両のトランスミッションの耐久試験装置が知られている。
この耐久試験装置は、エンジンとトランスミッションとからなる被試験体に負荷を与えるための負荷装置としてのダイナモと、ダイナモの出力側に連結されるフライホイールと、フライホイールのダイナモ側と反対側の出力側に設けられるトルクメータとを備える。

前記構成の耐久試験装置は、被試験体のトランスミッションがトルクメータに連結され、ダイナモからの出力がフライホイールを介して被試験体に伝達されることによって、被試験体に負荷をかけた状態で被試験体を試験することができる。ここで、トルクメータは、被試験体のエンジンから出力されるトルクとダイナモから出力されるトルクとを検出するように構成されている。そして、エンジンから出力されたトルク値は、エンジンの性能を確認するために用いられ、ダイナモから出力されたトルク値は、ダイナモの制御に用いられる。

特開２０００−５５７８７号公報（図７（ａ）、段落０００３参照）

しかしながら、特許文献１に記載の試験装置にあっては、トルクメータがフライホイールの出力側に配置されているため、ダイナモからのトルクは、フライホイールを介さなければ検出できない。このため、ダイナモからのトルクの検出に遅れが生じてしまい、ダイナモの制御を正確に行うことができない。具体的には、例えば被試験体の加減速時の性能を試験する場合のように、時間経過と共にトルク値を変化させる場合には、ダイナモからのトルクは、フライホイールがダイナモのトルク変化に対して遅れて応答するため、遅れて検出される。その結果、ダイナモの制御を正確に行うことができない。それ故、上記従来の試験装置においては、例えば目標値に対してハンチングを起こす等、正確な試験を行うことができない不都合があった。

そこで、本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、加減速の時でも正確な試験ができる被試験体の試験装置を提供することを課題とする。

本発明の被試験体の試験装置は、被試験体に負荷を与えるための負荷装置と、該負荷装置の出力側に連結されるフライホイールとを備え、前記負荷装置からの負荷を前記フライホイールを介して前記被試験体に与えることにより該被試験体の試験を行う被試験体の試験装置であって、前記フライホイールの負荷装置側となる入力側に、該負荷装置の出力トルクを検出する第１トルク計を配置し、前記フライホイールの出力側に、前記被試験体の出力トルクを検出する第２トルク計を配置し、前記フライホイールは、前記第１トルク計と前記第２トルク計との間に連結されており、前記第１トルク計及び前記第２トルク計からの検出値に基づいて前記負荷装置の出力トルクが前記被試験体に加えたい目標の負荷になるようにフィードバック制御を行うことを特徴としている。
該構成の被試験体の試験装置にあっては、前記フライホイールの負荷装置側となる入力側に配置した第１トルク計が、負荷装置の出力トルクをフライホイールを介さずに直接検出する一方で、フライホイールの出力側に配置した第２トルク計が、被試験体の出力トルクを直接検出する。よって、第１トルク計は負荷装置のトルク変化に追従して負荷装置のトルクを遅れなく検出することができ、第２トルク計は、被試験体のトルク変化に追従して被試験体のトルクを遅れなく検出することができる。従って、加減速時の性能を試験する場合のように、時間経過と共にトルク値を変化させる場合であっても、負荷装置をトルク変化に追従するように正確に制御することができる。尚、一定速度の場合には、第１トルク計で負荷装置からの出力トルクを検出することができ、第２トルク計で被試験体の出力トルクを検出することができるので、正確に試験することができる。

前記フライホイールの出力側には、中間軸受が設けられており、該フライホイールと該中間軸受との間に前記第２トルク計を設けることによって、被試験体側から大きな外力（ラジアル荷重やスラスト荷重等）が加わった場合でも、中間軸受がその外力を受けることで第２トルク計が損傷することを防止することができる。

前記被試験体が車両のエンジン又はミッションであり、前記負荷装置がダイナモであってもよい。

本発明は、フライホイールの負荷装置側となる入力側に、負荷装置からの出力トルクを検出する第１トルク計を配置し、フライホイールの出力側に、被試験体の出力トルクを検出する第２トルク計を配置することによって、第１トルク計が負荷装置の出力トルクを遅れることなく検出することができ、第２トルク計が被試験体の出力トルクを遅れなく検出することができる。その結果、加減速時のようにトルクが変化する場合でも、負荷装置を正確に制御することができる。従って、加減速時でも正確な試験ができる被試験体の試験装置を提供することができる。

エンジンの試験装置を示す全体側面図である。 トランスミッションの試験装置を示す全体側面図である。

以下、本発明のエンジンの試験装置の一実施形態について図面を参酌しつつ説明する。
エンジンの試験装置は、エンジン１に負荷をかけた状態でエンジン１の性能を試験する装置である。ここでは、被試験体がエンジン１であるが、図１に示すように、エンジン１には、トランスミッション３とプロペラシャフト４が連結される。

試験装置は、図１の右側から、中間軸受５と、第２トルク計６と、フライホイール８と、第１トルク計７と、ダイナモ２とを備えている。

トランスミッション３は、エンジン１からの動力を受けて回転数を変化させる装置であり、エンジン１の出力軸に直結されている。ここでは、エンジン１にトランスミッション３が一体化されたものを示しているが、トランスミッション３の無いエンジン１単体のものであってもよい。

プロペラシャフト４は、トランスミッション３の出力を中間軸受５に伝達するための動力伝達用の軸であり、トランスミッション３と中間軸受５との間に連結される。

中間軸受５は、プロペラシャフト４からの出力を受けるための軸であり、プロペラシャフト４と第２トルク計６との間に連結される。

第２トルク計６は、エンジン１の出力トルクを検出するための計測機器であり、中間軸受５とフライホイール８との間に連結される。

フライホイール８は、車両重量に対応する慣性量（等価慣性量）を与えるための機械部品である。具体的には、フライホイール８は、複数枚の円板状の錘からなり、任意の枚数の錘を連結することにより、複数種類の車両の重量に対応した慣性量にすることができるようになっている。そして、フライホイール８は、第２トルク計６と第１トルク計７との間に連結される。

第１トルク計７は、ダイナモ２の出力トルクを検出するための計測機器であり、フライホイール８とダイナモ２との間に連結される。

ダイナモ２は、エンジン１に車両走行時に加わる走行抵抗負荷を与えるための負荷装置である。

第１トルク計７及び第２トルク計６の近傍位置のそれぞれには、板バネを備えたカップリング（図示せず）が配置されている。このカップリングは、第１トルク計７又は第２トルク計６に加わる軸芯の狂い等による偏荷重を緩衝する。

また、ダイナモ２は、台フレーム９に載置され、第１トルク計７、フライホイール８、第２トルク計６、中間軸受５が台フレーム９よりも大型な台フレーム１０に載置されている。このように台フレーム９，１０にそれぞれ部品を組み付けておき、部品が組み付けられた台フレーム９，１０を施工現場まで運搬し、それら台フレーム９，１０の部品同士を連結することによって、施工現場において被試験体を除いた試験装置を迅速に組み立てることができるようになっている。尚、台フレーム９，１０の個数及び台フレーム９，１０に載置する部品は自由に変更することができる。また、台フレーム９，１０の無い場合であってもよい。

前記のようにダイナモ２からの出力トルクを検出する第１トルク計７が、フライホイール８のダイナモ側となる入力側に配置され、エンジン１の出力トルクを検出する第２トルク計６が、フライホイール８の出力側に配置されることによって、第１トルク計７が、ダイナモ２の出力トルクをフライホイール８を介さずに直接検出し、第２トルク計６が、エンジン１の出力トルクを直接検出することができるから、２つの出力トルク検出に遅れが生じない。
従って、トルク変化に追従してダイナモ２の出力トルク及びエンジン１の出力トルクを検出することができる。そして、エンジン１からの出力トルクが、図示していない制御部に第２トルク計６により入力されることによって、正確なエンジン１の出力トルクを計測してエンジン１の性能を確認することができる。
また、ダイナモ２からの出力トルクが、図示していない制御部に第１トルク計７により入力されることによって、ダイナモ２の出力トルクを正確に計測してダイナモ２を正確に制御することができる。従って、ダイナモ２の出力トルクがエンジン１に加えたい目標の走行抵抗負荷になるように直ちに補正することができ、精度のよいフィードバック制御を行うことができる。

また、第２トルク計６を中間軸受５とフライホイール８との間に配置することによって、プロペラシャフト４等の回転アンバランスによる振動等による外力を中間軸受５が受けることで、第２トルク計６が損傷することを防止することができる。

本実施形態では、エンジン１を試験するための試験装置を示したが、図２に示すように、トランスミッション３を試験する試験装置であってもよい。図２ではトランスミッション３をエンジン１に代えてダイナモ１１で駆動する場合を示している。図２では、ダイナモ１１とトランスミッション３を台フレーム１２に載置している場合を示しているが、台フレーム１２を省略してもよい。説明しなかった他の構成は、図１に示したものと同一であるため、同一符号を付すとともに説明は省略する。また、本発明は、トランスミッション３の他、クラッチやトルクコンバータなどの加減速を行いながら試験を行う車両のパワートレインにおいても適用できる。

また、本実施形態では、第２トルク計６を、中間軸受５とフライホイール８との間に配置したが、中間軸受を内蔵したトルク計で構成することもできる。また、中間軸受５を省略し、トランスミッション３からの出力が直接伝わる位置に第２トルク計６を配置してもよい。

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく，本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１…エンジン（被試験体）、２…ダイナモ（負荷装置）、３…トランスミッション、４…プロペラシャフト、５…中間軸受、６…第２トルク計、７…第１トルク計、８…フライホイール、９，１０，１２…台フレーム、１１…ダイナモ

Claims (3)

1. 被試験体に負荷を与えるための負荷装置と、該負荷装置の出力側に連結されるフライホイールとを備え、前記負荷装置からの負荷を前記フライホイールを介して前記被試験体に与えることにより該被試験体の試験を行う被試験体の試験装置であって、
   前記フライホイールの負荷装置側となる入力側に、該負荷装置の出力トルクを検出する第１トルク計を配置し、前記フライホイールの出力側に、前記被試験体の出力トルクを検出する第２トルク計を配置し、
   前記フライホイールは、前記第１トルク計と前記第２トルク計との間に連結されており、前記第１トルク計及び前記第２トルク計からの検出値に基づいて前記負荷装置の出力トルクが前記被試験体に加えたい目標の負荷になるようにフィードバック制御を行うことを特徴とする被試験体の試験装置。
2. 前記フライホイールの出力側には、中間軸受が設けられており、該フライホイールと該中間軸受との間に前記第２トルク計が設けられていることを特徴とする請求項１記載の被試験体の試験装置。
3. 前記被試験体が車両のエンジン又はミッションであり、前記負荷装置がダイナモである請求項１又は２記載の被試験体の試験装置。

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