JP5866982B2

JP5866982B2 - トランスミッション試験装置

Info

Publication number: JP5866982B2
Application number: JP2011244815A
Authority: JP
Inventors: 正宗行; 山田　雄介; 雄介山田
Original assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Current assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Priority date: 2011-11-08
Filing date: 2011-11-08
Publication date: 2016-02-24
Anticipated expiration: 2031-11-08
Also published as: JP2013101048A

Description

本発明は、自動車、トラック等の車両に使用されるトランスミッションの入力側および出力側に、それぞれ駆動用ダイナモメータ、吸収用ダイナモメータを配置して実車走行時を模擬した試験を行うトランスミッション試験装置、特に所定試験速度に対応する一定の速度指令値を駆動用ダイナモメータに与えるとき、装置全体のダイナモメータの速度が脈動するのを防止できるトランスミッション試験装置に関するものである。

従来、自動車、トラック等の車両に使用されるトランスミッションの性能試験や耐久試験の試験装置としては、図３に示すトランスミッション試験装置１がある。このトランスミッション試験装置１は、試験対象のトランスミッション２を保持する治具（図示せず）、この治具を挟むように対向して配置された駆動用ダイナモメータ３および吸収用ダイナモメータ４を有している。前記駆動用ダイナモメータ３はエンジン（図示せず）に代わる模擬回転を発生するものであり、その模擬制御精度を向上させるためにその慣性モーメントは小さくなっている。この駆動用ダイナモメータ３の駆動軸３ａには軸受部（図示せず）により回転自在に保持された第１伝達軸５を介してトランスミッション２の入力軸２ａが連結されている。また、前記吸収用ダイナモメータ４の駆動軸４ａには軸受部（図示せず）により回転自在に保持された第２伝達軸６を介してトランスミッション２の出力軸２ｂが連結されており、駆動用ダイナモメータ３の駆動軸３ａと吸収用ダイナモメータ４の駆動軸４ａとがトランスミッション２を介して一体に連結されている。さらに、この吸収用ダイナモメータ４は前記構成に加え、駆動用ダイナモメータ３とともに駆動されるときトルクを発生させて、駆動用ダイナモメータ３の駆動軸３ａの回転を吸収できるように構成されている。

前記駆動用ダイナモメータ３の駆動軸３ａの周囲には駆動軸３ａの速度を検出する速度検出部７が配置されており、その検出値が後記制御部８に送られるように構成されている。また、駆動用ダイナモメータ３にはインバータでなる第1ダイナモコントローラ９が接続されており、駆動用ダイナモメータ３に駆動電流を供給するように構成されている。

一方、前記吸収用ダイナモメータ４は実車走行時に発生する各種負荷に代わる模擬負荷を発生するものであり、その慣性モーメントは駆動用ダイナモメータ３よりも十分大きくなっている。この吸収用ダイナモメータ４の駆動軸４ａの周囲には駆動軸４ａに加わるトルクを検出するトルク検出部１０が配置されており、その検出値が制御部８に送られるように構成されている。また、前記吸収用ダイナモメータ４にはインバータでなる第２ダイナモコントローラ１１が接続されており、吸収用ダイナモメータ４に駆動電流を供給するように構成されている。

前記速度検出部７およびトルク検出部１０は制御部８に接続されており、この制御部８は図４に示すように速度フィードバック指令部８ａと、トルクフィードバック指令部８ｂとからなっている。前記速度フィードバック指令部８ａは、設定速度指令値を第１ダイナモコントローラ９に送るように構成されている。また、速度フィードバック指令部８ａは速度検出部７で検出した検出値を実際の速度としてフィードバックし、駆動用ダイナモメータ３の駆動軸３ａの速度を前記設定速度指令値に保持するように構成されている。

前記トルクフィードバック指令部８ｂは、設定トルク指令値を第２ダイナモコントローラ１１に送るとともに、トルク検出部１０で検出したトルク値を実際のトルクとしてフィードバックし、吸収用ダイナモメータ４の負荷を設定トルク指令値に保持するように構成されている。また、前記トルクフィードバック指令部８ｂは、設定トルク指令値と実際のトルク値とのトルク偏差がゼロになるようにトルク偏差にゲインをかけてＰＩ制御してトルク指令値を生成し、これを第２ダイナモコントローラ１１に送り、吸収用ダイナモメータ４の駆動軸４ａに加わるトルクを設定トルク指令値に保持するように構成されている。

特開２０００−３１４６８１号公報

前記トランスミッション試験装置１では、駆動用ダイナモメータ３と吸収用ダイナモメータ４とはそれぞれ所定の設定速度、設定トルクに保持されるようにフィードバック制御される。この時、過渡時の応答性を上げるため、速度フィードバック指令部８ａのフィードバックゲインを大きくしているが、速度制御のフィードバックゲインが大きいため小さな速度偏差でも駆動用ダイナモメータ３が大きいトルクで速度修正する。また、トランスミッション２の変速比が小さいときには、特に駆動用ダイナモメータ３側の慣性モーメントに対して吸収用ダイナモメータ４側の慣性モーメントが大きくなるため、速度の脈動が発生し、各種試験を正確に行えないという欠点がある。

本発明の第１の目的は、このような欠点を除去することであり、所定試験速度に対応する一定の速度指令値を駆動用ダイナモメータに与えるとき、装置全体のダイナモメータの速度が脈動するのを防止できるトランスミッション試験装置を提供することである。

本発明は、第１の目的を達成するために、所定試験位置を挟むように駆動用ダイナモメータおよび吸収用ダイナモメータを配置し、駆動用ダイナモメータ側に速度検出部を配置し、吸収用ダイナモメータ側にトルク検出部を配置する一方、速度検出部およびトルク検出部を制御部に接続し、この制御部を駆動用ダイナモメータの速度フィードバック指令部と吸収用ダイナモメータのトルクフィードバック指令部とトルク補償部とから構成したものであって、前記速度フィードバック指令部で設定速度指令値と速度検出部の検出値との速度偏差に応じて駆動用ダイナモメータに速度指令値を送って駆動用ダイナモメータの速度を設定速度指令値に保持するように構成し、前記トルクフィードバック指令部で設定トルク指令値とトルク検出部の検出値とのトルク偏差に応じて吸収用ダイナモメータにトルク指令値を送って吸収用ダイナモメータの負荷を設定トルク指令値に保持するように構成し、前記トルク補償部で駆動用ダイナモメータの設定速度指令値と速度検出部で検出される実際の速度との速度偏差を補償トルク指令値に変換して、速度偏差が正の値の場合には補償トルク指令値が吸収用ダイナモメータのトルク指令値に加算され、これが負の値の場合には補償トルク指令値が吸収用ダイナモメータのトルク指令値から減算されるように構成したことを特徴とする。

このように構成すると、駆動用ダイナモメータの速度偏差に応じて慣性モーメントの大きい吸収用ダイナモメータがダイナモメータの速度の脈動を抑える方向にトルクを出すため、ダイナモメータの速度の脈動を直ちに抑制でき、駆動用ダイナモメータの過渡時の応答性を高く保ちながら装置全体のダイナモメータの速度が脈動するのを防止でき、トランスミッションの各種試験を正確に行うことができる。

また、前記設定トルク指令値は、実車走行時の走行抵抗に対応する模擬負荷を発生する値であってもよい。

さらに、前記トルクフィードバック指令部に、実車走行時の状況を正確に模擬するための各種情報を抵抗指令値に変換する電気慣性発生部を接続してもよく、この場合前述の効果に加えて実車走行時の模擬状況を正確に実現できる。

以上説明した本発明によれば、自動車、トラック等の車両に使用されるトランスミッションの入力側および出力側にそれぞれ駆動用ダイナモメータ、吸収用ダイナモメータを配置して実車走行時を模擬した試験を行うトランスミッション試験装置であって、特に所定試験速度に対応する一定の速度指令値を駆動用ダイナモメータに与えるとき、装置全体のダイナモメータの速度が脈動するのを防止できるトランスミッション試験装置を提供することができる。

本発明の第1の実施形態にかかるトランスンミッション試験装置の制御部を示す概略ブロック図本発明の第２の実施形態にかかるトランスンミッション試験装置の制御部を示す概略ブロック図従来例のトランスミッション試験装置の全体構成図従来例のトランスミッション試験装置の制御部を説明する概略ブロック図

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

＜第１の実施形態＞
この第１の実施形態のトランスミッション試験装置の全体構成は従来例と同一で、すでに説明済みであるが、符号を同一にして説明する。

図３に示すように、この第１の実施形態のトランスミッション試験装置１は、試験対象のトランスミッション２を保持する治具（図示せず）、この治具を挟むように対向して配置された駆動用ダイナモメータ３および吸収用ダイナモメータ４を有している。前記駆動用ダイナモメータ３はエンジン（図示せず）に代わる模擬回転を発生するものであり、その模擬制御精度を向上させるためにその慣性モーメントは小さくなっている。この駆動用ダイナモメータ３の駆動軸３ａには軸受部（図示せず）により回転自在に保持された第１伝達軸５を介してトランスミッション２の入力軸２ａが連結されている。前記吸収用ダイナモメータ４の駆動軸４ａには軸受部（図示せず）により回転自在に保持された第２伝達軸６を介してトランスミッション２の出力軸２ｂが連結されており、駆動用ダイナモメータ３の駆動軸３ａと吸収用ダイナモメータ４の駆動軸４ａとがトランスミッション２を介して一体に連結されている。この構成に加え、吸収用ダイナモメータ４は駆動用ダイナモメータ３とともに駆動されるとき、吸収用ダイナモメータ４に発生するトルクに相当する駆動用ダイナモメータ３の駆動軸３ａの回転を吸収できるように構成されている。また、前記トランスミッション２の入力軸２ａおよび出力軸２ｂは、それぞれ第１伝達軸５、第２伝達軸６と着脱可能に連結されており、トランスミッション２の交換が容易にできるように構成されている。

前記駆動用ダイナモメータ３の駆動軸３ａの周囲には駆動軸３ａの速度を検出する速度検出部７が配置されており、その検出値が後記制御部８に送られるように構成されている。また、前記駆動用ダイナモメータ３にはインバータでなる第1ダイナモコントローラ９が接続されており、駆動用ダイナモメータ３に駆動電流を供給するように構成されている。

前記吸収用ダイナモメータ４は実車走行時に例えばタイヤの速度に対応する走行抵抗に代わる模擬負荷を発生するものであり、その慣性モーメントは駆動用ダイナモメータ３よりも十分大きくなっている。また、この吸収用ダイナモメータ４の駆動軸４ａの周囲には駆動軸４ａに加わるトルクを検出するトルク検出部１０が配置されており、その検出値が制御部８に送られるように構成されている。さらに、吸収用ダイナモメータ４にはインバータでなる第２ダイナモコントローラ１１が接続されており、吸収用ダイナモメータ４に駆動電流を供給するように構成されている。

前記速度検出部７およびトルク検出部１０は制御部８に接続されており、この制御部８は図１に示すように速度フィードバック指令部８ａとトルクフィードバック指令部８ｂとから構成されている。前記速度フィードバック指令部８ａは、設定速度指令値を第１ダイナモコントローラ９に送るとともに、速度検出部７で検出した検出値を実際の速度としてフィードバックするように構成されている。また、速度フィードバック指令部８ａは設定速度指令値と実際の速度との速度偏差をＰＩ制御して速度指令値を生成し、これを第１ダイナモコントローラ９に送って駆動用ダイナモメータ３の駆動軸３ａの速度が前記設定速度指令値に保持されるように構成されている。前記ＰＩ制御は、周知の比例制御と積分制御でなるもので、目標値との偏差に応じてフィードバックゲインを比例させるとともに、偏差が小さくなると偏差の積分値にも比例してフィードバックゲインを得るように構成されている。これにより、駆動用ダイナモメータ３は速度偏差に基づいて比例制御、積分制御それぞれで計算される値の和をトルク指令値としてフィードバックし、その速度を制御する構成となっている。

前記トルクフィードバック指令部８ｂは設定トルク指令値を吸収用ダイナモメータ４に送るとともに、トルク検出部１０で検出したトルク値を実際のトルクとしてフィードバックするように構成されている。また、トルクフィードバック指令部８ｂは前述の設定速度指令値の場合と同様に、設定トルク指令値と実際のトルク値とのトルク偏差がゼロになるようにトルク偏差にゲインをかけてＰＩ制御してトルク指令値（以下、生成トルク指令値という）を生成し、これを第２ダイナモコントローラ１１に送り、吸収用ダイナモメータ４の駆動軸４ａに加わるトルクを設定トルク指令値に保持するように構成されている。前記ＰＩ制御は駆動用ダイナモメータ３に接続されたものと同様の構成をしており、吸収用ダイナモメータ４の駆動軸４ａに加わるトルクを制御する構成となっている。

前記制御部８は速度フィードバック指令部８ａとトルクフィードバック指令部８ｂとに接続されるトルク補償部１３を有している。このトルク補償部１３は、駆動用ダイナモメータ３への設定速度指令値と速度検出部７の検出値との速度偏差をゼロにするように速度偏差にゲインをかけてＰ制御で補償トルク指令値を算出し、この補償トルク指令値を前記トルクフィードバック指令部８ｂに送り、トルクフィードバック指令部８ｂで生成される生成トルク指令値に加えるように構成されている。なお、前記補償トルク指令値の算出方法はＰ制御に限定されるものではなく、ＰＩ制御、ＰＩＤ制御のいずれであってもよい。

上記トランスミッション試験装置では、トランスミッション２の各種試験を行う際に、制御部８から設定速度指令値が速度フィードバック指令部８ａに送られる。速度フィードバック指令部８ａは設定速度指令値と速度検出部７の検出値との速度偏差に応じた速度指令値を第１ダイナモコントローラ９に送る。同時に、駆動用ダイナモメータ３の駆動軸３ａの実際の速度がＰＩ制御を介してフィードバック制御され、設定速度指令値に対応した試験速度に保持するように速度指令値を第１ダイナモコントローラ９に送る。第１ダイナモコントローラ９は前記速度指令値に対応した駆動電流を駆動用ダイナモメータ３に供給し、駆動用ダイナモメータ３が回転してその回転がエンジンに代わる模擬回転としてトランスミッション２に与えられる。

一方、前記制御部８からトルクフィードバック指令部８ｂに設定トルク指令値が送られる。トルクフィードバック指令部８ｂは、設定トルク指令値とトルク検出部１０の検出値とのトルク偏差に応じたトルク指令値を第２ダイナモコントローラ１１に送る。同時に、トルク検出部１０で吸収用ダイナモメータ４の駆動軸４ａに加わる実際のトルクが検出され、これがＰＩ制御を介してフィードバック制御され、設定トルク指令値に応じた負荷を保持するように生成トルク指令値が第２ダイナモコントローラ１１に送られる。この第２ダイナモコントローラ１１は吸収用ダイナモメータ４に前記生成トルク指令値に対応した駆動電流を供給する。そのため、この駆動電流に対応する負荷がトランスミッション２の出力軸２ｂに加わり、駆動用ダイナモメータ３の駆動軸３ａの回転が吸収される。

また、駆動用ダイナモメータ３には設定速度指令値に応じた速度を保持するように駆動電流が供給されるが、過渡時の応答性を上げるため、速度フィードバック指令部８ａのフィードバックゲインは大きくなっている。これにともない、駆動用ダイナモメータ３の速度の脈動は大きくなり始める。この脈動の間、設定速度指令値と駆動用ダイナモメータ３の駆動軸３ａが持つ実際の速度との速度偏差がトルク補償部１３に送られ、このトルク補償部１３で前記速度偏差をゼロにするように速度偏差にゲインをかけてＰ制御で補償トルク指令値が算出（速度偏差から補償トルク指令値に変換）され、生成トルク指令値に加えられる。すなわち、速度偏差が正の値の場合補償トルク指令値が生成トルク指令値に加算され、これが負の値の場合には補償トルク指令値が生成トルク指令値から減算される。この時、トランスミッション２の変速比が小さいときには特に駆動用ダイナモメータ３側の慣性モーメントに対して吸収用ダイナモメータ４の慣性モーメントが大きいため、吸収用ダイナモメータ４が発生する生成トルク指令値を前記補償トルク指令値分増減させると、ダイナモメータの速度は直ちに制御される。この制御により、ダイナモメータの速度の脈動が抑制されるので、ダイナモメータの過渡時の応答性を高く保ちながら、速度が脈動するのを防止でき、トランスミッション２の各種試験を正確に行うことができる。

以上説明したように、本発明の実施形態は所定試験位置を挟むように駆動用ダイナモメータ３および吸収用ダイナモメータ４を配置し、駆動用ダイナモメータ３側に速度検出部７を配置し、吸収用ダイナモメータ４側にトルク検出部１０を配置する一方、速度検出部７およびトルク検出部１０を制御部８に接続し、この制御部８を駆動用ダイナモメータ３の速度フィードバック指令部８ａと吸収用ダイナモメータ３のトルクフィードバック指令部８ｂとトルク補償部１３とから構成したものであって、前記速度フィードバック指令部８ａで速度検出部７の検出値に応じて駆動用ダイナモメータ３に速度指令値を送って駆動用ダイナモメータ３の速度を設定速度指令値に保持するように構成し、前記トルクフィードバック指令部８ｂでトルク検出部１０の検出値に応じて吸収用ダイナモメータ４にトルク指令値を送って吸収用ダイナモメータ４の負荷を設定トルク指令値に保持するように構成し、前記トルク補償部１３で駆動用ダイナモメータ３の設定速度指令値と速度検出部７で検出される実際の速度との速度偏差を補償トルク指令値に変換して、この補償トルク指令値を吸収用ダイナモメータ４に与えるように構成したことを特徴としている。そのため、駆動用ダイナモメータ３の速度偏差に応じて慣性モーメントの大きい吸収用ダイナモメータ４のトルクが増減するので、ダイナモメータの速度の脈動を直ちに抑制でき、ダイナモメータの過渡時の応答性を高く保ちながら、速度が脈動するのを防止でき、トランスミッション２の各種試験を正確に行うことができる。

＜第２の実施形態＞
この第２の実施形態のトランスミッション試験装置は、第１の実施形態と構成を同じくするので、説明を省略する。その特徴とするところは、図示はしないが、駆動側ダイナモメータから自動車等のエンジンの模擬回転を速度指令値として与え、吸収側ダイナモメータから実車走行時の走行抵抗に応じた負荷をトルク指令値として与えるところにある。また、図２に示すように駆動側ダイナモメータ３から自動車等のエンジンの模擬回転を速度指令値として与え、吸収側ダイナモメータ４から実車走行時の走行抵抗に応じた負荷をトルク指令値として与えるとともに、前記吸収側ダイナモメータ４を制御するトルクフィードバック指令部８ｂに前記走行抵抗に応じた負荷に加えてその他の実車走行時の状況を正確に模擬するための各種情報を抵抗指令値に変換する電気慣性発生部１２が接続されてもよい。

この構成により、実車走行時のエンジンの設定速度を脈動させることなく、また実車走行時の走行抵抗等各種条件に対応した模擬負荷を安定して与えることができるので、トランスミッションの試験を実車走行時と同様に行うことができる。

前記トルクフィードバック指令部に、実車走行時の状況を正確に模擬するための各種情報を抵抗指令値に変換する電気慣性発生部を接続してもよく、この場合前述の効果に加えて実車走行時の模擬状況を正確に実現できる。

なお、本発明の幾つかの実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１…トランスミッション試験装置
３…駆動用ダイナモメータ
４…吸収用ダイナモメータ
７…速度検出部
８…制御部
８ａ…速度フィードバック指令部
８ｂ…トルクフィードバック指令部
１０…トルク検出部
１３…トルク補償部

Claims

所定試験位置を挟むように駆動用ダイナモメータおよび吸収用ダイナモメータを配置し、駆動用ダイナモメータ側に速度検出部を配置し、吸収用ダイナモメータ側にトルク検出部を配置する一方、
速度検出部およびトルク検出部を制御部に接続し、この制御部を駆動用ダイナモメータの速度フィードバック指令部と吸収用ダイナモメータのトルクフィードバック指令部とトルク補償部とから構成したものであって、
前記速度フィードバック指令部で設定速度指令値と速度検出部の検出値との速度偏差に応じて駆動用ダイナモメータに速度指令値を送って駆動用ダイナモメータの速度を設定速度指令値に保持するように構成し、
前記トルクフィードバック指令部で設定トルク指令値とトルク検出部の検出値とのトルク偏差に応じて吸収用ダイナモメータにトルク指令値を送って吸収用ダイナモメータの負荷を設定トルク指令値に保持するように構成し、
前記トルク補償部で駆動用ダイナモメータの設定速度指令値と速度検出部で検出される実際の速度との速度偏差を補償トルク指令値に変換して、速度偏差が正の値の場合には補償トルク指令値が吸収用ダイナモメータのトルク指令値に加算され、これが負の値の場合には補償トルク指令値が吸収用ダイナモメータのトルク指令値から減算されるように構成したことを特徴とするトランスミッション試験装置。
設定トルク指令値は、実車走行時の走行抵抗に対応する模擬負荷を発生する値であることを特徴とする請求項１に記載のトランスミッション試験装置。
吸収用ダイナモメータを制御するトルクフィードバック指令部に実車走行時の状況を正確に模擬するための各種情報を抵抗指令値に変換する電気慣性発生部を接続したことを特徴とする請求項１または２に記載のトランスミッション試験装置。