JP6011482B2 - 走行状態模擬装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の走行状態模擬装置に関する。

トランスミッション及びハイブリットユニットの評価において、実車での評価前に、耐久及び性能評価を、走行状態模擬装置（評価ベンチ）で実施する。

評価ベンチでは、評価の１つとして悪路走行パターンにおける評価を行う。具体的には評価ベンチでは、トランスミッションに接続したダイナモから悪路を模擬したトルクを入力することにより、悪路を走行しているときの挙動を模擬する。

特許文献１には、複数の変速ギヤに対してロックした回数をカウントする、自動変速機の出力軸ロック制御装置が開示されている。

特開２０１１−０９９５０２号公報

しかしながら、悪路を走行しているときの挙動を模擬した実験において、ドライブシャフトに過度のトルク変動が入力されると、ドライブシャフトが破断する可能性がある。このときドライブシャフトが飛散し、トランスミッションや評価ベンチを破損することが考えられる。

本発明に係る走行状態模擬装置は、ドライブシャフトに付加されるトルク値を測定するトルク測定部と、前記トルク測定部で測定されたトルク値が、予め設定された所定のトルク閾値を超えた回数を測定する回数測定部と、前記回数測定部により測定された回数と、前記トルク閾値ごとに設定された規定回数とを比較する判定部と、前記判定部の判定によって、前記回数測定部で測定された回数が、前記トルク閾値ごとに設定された規定回数に達したと判定された場合に、ドライブシャフトへのトルク負荷を停止する制御部と、を備える。
これにより、ドライブシャフトへの過度な負荷がかかった場合に、装置を停止することができる。

走行状態模擬装置の破損を防止することができる。

実施の形態１にかかる走行状態模擬装置のブロック図である。 実施の形態１にかかる動作部の詳細を示す図である。 実施の形態１にかかる第１のトルク計で取得されたトルクの一例を示す図である。 実施の形態１にかかる走行状態模擬装置１の動作フローを示す図である。 実施の形態１にかかる回数測定部によるトルク閾値を超えた回数のカウント例を示す図である。 実施の形態１にかかる回数測定部によるカウントと判定部による判定の動作を示す図である。

実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、車両の走行状態模擬装置１の構成を示すブロック図である。

走行状態模擬装置１は、計画入力部１１と、制御部１２と、バッテリ模擬部１３と、供試体温調部１４と、動力部１５と、動作部１６と、計測部１７と、を備える。

計画入力部１１は、検査工程における検査の計画の入力を行う。典型的には、計画入力部１１においてオペレーターは車両の走行状態の検査計画を入力する。計画入力部１１は、入力された検査計画を、制御部１２に出力する。

制御部１２は、状態制御部１２１と、モータ制御部１２２と、ダイナモ制御部１２３を備える。

状態制御部１２１は、モータ制御部１２２及びダイナモ制御部１２３の動作を制御する。例えば状態制御部１２１は、悪路を走行する状態を模擬する場合、低速走行時を模擬する場合、通常の安定走行時を模擬する場合、急加速を模擬する場合、停止・制動を模擬する場合について、走行状態模擬装置１がそれぞれの状況に応じた動作を行うように、モータ制御部１２２やダイナモ制御部１２３を制御する。例えば状態制御部１２１は、計画入力部１１から入力された走行状態の検査計画や、計測部１７で計測された計測結果に応じて、モータ制御部１２２及びダイナモ制御部１２３の動作を制御し、後述する動力部１５のエンジン部１５１とモータ部１５２の動作状態を制御する。

モータ制御部１２２は、動力部１５のモータ部１５２の動作を制御する。より具体的には、モータ制御部１２２は、状態制御部１２１からの制御に基づいて、制御信号をモータ部１５２に出力する。

ダイナモ制御部１２３は、状態制御部１２１から入力された制御信号に基づいて、後述する動力部１５に設けられた第１のダイナモ１５３が出力するトルクを制御する。またダイナモ制御部１２３は、後述の計測部１７の判定部１７２から非常停止信号を受信した場合には、後述するドライブシャフト１６３にかかる負荷を停止するよう、第１のダイナモ１５３が出力を制御する。さらにダイナモ制御部１２３は、状態制御部１２１から入力された制御信号に基づいて、後述の動作部１６に設けられた第２のダイナモ１６１と、第３のダイナモ１６２の回転数を制御する。例えばダイナモ制御部１２３は、第２のダイナモ１６１と第３のダイナモ１６２の回転数を参照し、回転数が検査計画に適合する状態となるように、第１のダイナモ１５３の動作を制御する。

バッテリ模擬部１３は、直流電源装置１３１と、内部抵抗模擬装置１３２を備える。直流電源装置１３１は、例えば急加速時に、動力部１５に設けられたモータ部１５２に電力を供給する状態を模擬する。また内部抵抗模擬装置１３２は、例えば減速時や制動時に、モータ部１５２を発電機として用いることで、バッテリ模擬部１３に充電が行われる動作を模擬する。

供試体温調部１４は、ＬＬＣ温調装置１４１と、ＡＦＴ温調装置１４２を備える。ＬＬＣ温調装置１４１は、制御部１２からの制御に基づき、動力部１５に設けられたエンジン部１５１の内部の温度を調節する。ＡＦＴ温調装置１４２は、制御部１２からの制御に基づき、動力部１５に設けられたトランスミッションの温度を調節する。なおＬＬＣ温調装置１４１及びＡＦＴ温調装置１４２は、温度調節の状態を、計測部１７に出力してもよい。

動力部１５は、エンジン部１５１と、モータ部１５２と、第１のダイナモ１５３と、トランスアスクル１５４を備える。

エンジン部１５１は、第１のダイナモ１５３から入力された動力に基づいて動作する。例えばエンジン部１５１は、中速の走行状態や急加速時を模擬する場合には、エンジン部１５１に設けられた動力分割機構により、動力を分割する。このときエンジン部１５１は、分割した動力の一方を、ドライブシャフト１６３の回転駆動に用い、他方はモータ部１５２を動作させるための発電に用いる。

モータ部１５２は、第１のダイナモ１５３から入力された動力に基づいて動作する。例えばモータ部１５２は発進時から低速走行の状態を模擬する場合には、バッテリ模擬部１３から供給された電力により駆動する状態となり、ドライブシャフト１６３を回転駆動させる。また中速の走行状態を模擬する場合には、モータ部１５２は、エンジン部１５１が発生させた動力によって発電された電力により動作する状態を模擬する。このとき典型的には、エンジン部１５１とモータ部１５２で発生した駆動力はトランスアスクル１５４により合成され、ドライブシャフト１６３に伝達された状態となる。また急加速時を模擬する場合には、モータ部１５２は、エンジン部１５１の動力により発電した電力と、バッテリ模擬部１３に蓄えられた電力の両方を用いて動作する状態を模擬する。また減速時や制動時を模擬する場合には、モータ部１５２は発電機として動作し、ドライブシャフト１６３の回転によって生じた電力を、バッテリ模擬部１３に充電する動作を模擬する。

第１のダイナモ１５３は、ダイナモ制御部１２３の制御に基づいて、エンジン部１５１とモータ部１５２に動力を供給する。

トランスアスクル１５４は、エンジン部１５１とモータ部１５２からの駆動力を合成し、ドライブシャフト１６３に伝達する。

なお典型的には、動力部１５はトランスミッションを有しており、速度変化に応じて複数のギア比を切り替える。

動作部１６は、第２のダイナモ１６１と、第３のダイナモ１６２と、ドライブシャフト１６３を備える。図２は、動作部１６の詳細な構成を示す図である。

第２のダイナモ１６１は、ドライブシャフト１６３と接続している。第２のダイナモ１６１は、第１のトルク計１６１１を備える。第２のダイナモ１６１は、ダイナモ制御部１２３からの制御信号に基づいて、回転数が制御されている。

第１のトルク計１６１１は、典型的にはフランジ型トルク計を用いたトルク測定部である。第１のトルク計１６１１は、第２のダイナモ１６１にかかるトルクを計測する。第１のトルク計１６１１は、測定したトルクを、後述する計測部１７に出力する。図３は、第１のトルク計１６１１で取得されたトルクの例である。図３において、ｔ１〜ｔ２の間は、悪路の走行の模擬により、第１のトルク計１６１１により大きなトルクの変動が計測された状態を示している。

第３のダイナモ１６２は、ドライブシャフト１６３と接続している。第３のダイナモ１６２は、第２のトルク計１６２１を備える。第３のダイナモ１６２は、ダイナモ制御部１２３からの制御信号に基づいて、回転数が制御されている。

第２のトルク計１６２１は、典型的にはフランジ型トルク計を用いたトルク測定部である。第２のトルク計１６２１は、第３のダイナモ１６２にかかるトルクを計測する。第２のトルク計１６２１は、測定したトルクを、後述する計測部１７に出力する。第２のトルク計１６２１では、図３に示した第１のトルク計１６１１での計測と同様に、ｔ１〜ｔ２の間において、第２のトルク計１６２１が大きなトルクの変動が計測される。なお典型的には、第２のダイナモ１６１と、第３のダイナモ１６２は、図２に示すように構造が同一ではないため、第１のトルク計１６１１と第２のトルク計１６２１が同時にトルクの測定を行った場合であっても、それぞれにより測定されるトルクの大きさは異なる。

ドライブシャフト１６３は、第２のダイナモ１６１と、第３のダイナモ１６２に接続している。またドライブシャフト１６３は、トランスアスクル１５４に接続している。ドライブシャフト１６３は、トランスアスクル１５４から与えられた駆動力に基づいて回転駆動する。すなわち、第１のトルク計１６１１は、ドライブシャフト１６３の回転により第２のダイナモ１６１にかかる回転トルクを測定し、第２のトルク計１６２１は、ドライブシャフト１６３の回転により第３のダイナモ１６２にかかる回転トルクを測定する。

計測部１７は、走行状態模擬装置１で取得された情報について計測及び判定を行う。例えば計測部１７は、第１のトルク計１６１１と、第２のトルク計１６２１のそれぞれから測定情報を入力し、トルクの計測値を出力する。計測部１７は、回数測定部１７１と、判定部１７２を備える。

回数測定部１７１は、第１のトルク計１６１１と、第２のトルク計１６２１から入力されたトルクが、複数の所定のトルク閾値を超えた回数を、それぞれカウントする。典型的には、回数測定部１７１はトルク閾値ごとの複数の回数カウンタを有しており、入力されたトルクが所定のトルク閾値に達した場合にカウントアップする。なお回数測定部１７１は、第１のトルク計１６１１から入力されたトルクと、第２のトルク計１６２１から入力されたトルクのカウントはそれぞれ別に扱う。回数測定部１７１は、第１のトルク計１６１１から入力されたトルクに基づいてカウントした回数を判定部１７２に出力する。同様にして、回数測定部１７１は、第２のトルク計１６２１から入力されたトルクについて所定のトルク閾値となった回数をカウントし、判定部１７２に出力する。

判定部１７２は、予め判定部１７２に記憶されている所定のトルク閾値ごとに規定された規定回数と、回数測定部１７１に入力されたカウントを比較し、判定を行う。判定部１７２は、所定のトルク閾値ごとの比較の結果、少なくとも１つが規定回数に達した場合に、走行状態模擬装置１が非常停止を行うよう、制御部１２に非常停止信号を出力する。言い換えると、判定部１７２は、第１のトルク計１６１１で測定されたトルクが、所定のトルク閾値に達した回数が所定の回数となった場合、ダイナモ制御部１２３に非常停止信号を出力し、第１のダイナモ１５３によるトルクの出力を停止させることで、ドライブシャフト１６３への負荷を停止させる。同様に、判定部１７２は、第２のトルク計１６２１の出力により回数測定部１７１の回数カウンタでカウントされた回数と、予め判定部１７２に記憶されている規定回数を逐次比較し、所定のトルクごとに設定された規定回数に達した場合に、ダイナモ制御部１２３に非常停止信号を出力する。

なお計測部１７は、状態制御部１２１、モータ制御部１２２、ダイナモ制御部１２３のそれぞれから制御情報を入力し、またバッテリ模擬部１３、供試体温調部１４から動作情報をそれぞれ入力することにより、走行状態模擬装置１の各部の動作状態の計測を逐次行うことが望ましい。

次に、走行状態模擬装置１の動作について説明する。図４は、走行状態模擬装置１の動作フローを示す図である。

第１のトルク計１６１１は、トルク情報を取得し、計測部１７に出力する（ステップＳ１）。

回数測定部１７１は、第１のトルク計１６１１から計測部１７に入力されたトルク情報と、予め設定していた閾値を比較する（ステップＳ２）。図５は回数測定部１７１により、第１のトルク計１６１１から入力されたトルクが、所定のトルク閾値となった回数をカウントする様子を示す図である。回数測定部１７１は、所定のトルク未満の値から所定のトルク以上の値となった場合にカウントする。また回数測定部１７１は、所定のトルク以上の値から所定のトルク未満の値となった場合もカウントする。ここで所定のトルクは、３０００Ｎｍ、２５００Ｎｍ、２０００Ｎｍ、１５００Ｎｍとする。図５では、回数測定部１７１による測定により、１５００Ｎｍとなった回数が２８回、２０００Ｎｍとなった回数が１６回、２５００Ｎｍとなった回数が０回と測定される。

回数測定部１７１は、第１のトルク計１６１１から計測部１７に入力されたトルクが、予め設定していた閾値を超えていた場合に、そのトルク閾値の回数カウンタをカウントアップする。（ステップＳ３）。図６は、回数測定部１７１によるカウント及び判定部１７２による判定を示す図である。図６に示すように、回数測定部１７１では、例えば３０００Ｎｍ以上の場合の回数カウンタ、２５００Ｎｍ以上の場合の回数カウンタ、２０００Ｎｍ以上の場合の回数カウンタ、１５００Ｎｍ以上の場合の回数カウンタが、それぞれ設けられており、それぞれの条件に合致する場合のカウントを行う。例えば２３００Ｎｍのトルクが測定された場合、２０００Ｎｍ以上をカウントする回数カウンタと、１５００Ｎｍ以上をカウントする回数カウンタで、１カウントされる。

判定部１７２は、回数測定部１７１で測定されたトルク閾値ごとのカウントと、判定部１７２に予め記憶されているトルク閾値ごとの規定回数とを比較する（ステップＳ４）。図６において、例えば判定部１７２は、予め、３０００Ｎｍ以上では１５００回、２５００Ｎｍ以上では２０００回、２０００Ｎｍ以上では２５００回、１５００Ｎｍ以上では３０００回、とする各トルクの規定回数の設定を有する。回数測定部１７１で測定されたトルク閾値ごとのカウントの、少なくとも１つが規定回数に達していれば（ステップＳ４でＹｅｓ）、ステップＳ５に進む。回数測定部１７１で測定されたトルク閾値ごとのカウントのいずれもが、規定回数に達していなければ（ステップＳ４でＮｏ）、ステップＳ１に戻り、処理を繰り返し行う。

判定部１７２は、ダイナモ制御部１２３に非常停止信号を出力する（ステップＳ５）。ダイナモ制御部１２３は、非常停止信号の入力に基づき、第１のダイナモ１５３の動作を停止させる。

また走行状態模擬装置１では、第２のトルク計１６２１が取得したトルク情報を用いて、ステップＳ１〜ステップＳ５と同様の処理を行い、判定部１７２は非常停止の判定を行う。このとき第１のトルク計１６１１が取得したトルク情報を用いた判定と、第２のトルク計１６２１が取得したトルク情報を用いた判定は、並列して行うのが望ましい。すなわち判定部１７２は、第１のトルク計１６１１か第２のトルク計１６２１にかかる、いずれか一方の、トルク閾値に関するカウントの少なくとも１つが規定回数に達した場合に、非常停止信号をダイナモ制御部１２３に出力する。ダイナモ制御部１２３は、非常停止信号の入力に基づき、第１のダイナモ１５３の動作を停止させ、ドライブシャフト１６３にかかる負荷を停止させる。

なお、判定部１７２で用いる所定のトルク閾値については、上記の３０００Ｎｍ、２５００Ｎｍ、２０００Ｎｍ、１５００Ｎｍの組み合わせ、及び各規定の回数に限るものではない。所定のトルクの値と規定の回数については、予めドライブシャフトについて、何回トルクを印加されるとドライブシャフトが破損するか、単体での耐久試験を行っておき、耐久試験の結果に基づいて、任意の値に変更可能とするのが望ましい。

これにより、トランスミッションとダイナモを接続するドライブシャフトに、過度のトルク変動が入力された場合に、装置を自動的に停止させることができる。したがって走行状態模擬装置は、過度のトルク変動が入力された場合の、ドライブシャフトの破断や飛散によるトランスミッションや評価ベンチの破損を、回避することができる。
通常、耐久試験により求められるドライブシャフトの破損限界回数は、印加するトルクの大きさにも依存するが、およそ数千回〜数十万回であり、この破損限界回数を手動でカウントして管理することは困難であったが、自動で破損限界回数をカウントすることできる。したがって、人の手によるカウント回数記録などの履歴管理が不要となり、履歴管理ミスなどの人為的なミスによる、ドライブシャフト等の破損を防ぐことができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、回数測定部１７１では、測定されたトルクが所定のトルク閾値に達した場合に１回とカウントするものとして記載したが、所定のトルク以上となった後に所定のトルク未満になるまでを１回とカウントしても良い。判定部１７２は、ダイナモ制御部１２３に非常停止信号を出力し、ダイナモ制御部１２３は非常停止信号に基づいて第１のダイナモ１５３の動作を停止させるものとして説明したが、非常停止信号を状態制御部１２１に出力し、状態制御部１２１の制御信号に基づいて、走行状態模擬装置１の動作を停止させることとしても良い。

１１ 計画入力部
１２ 制御部
１２１ 状態制御部
１２２ モータ制御部
１２３ ダイナモ制御部
１３ バッテリ模擬部
１３１ 直流電源装置
１３２ 内部抵抗模擬装置
１４ 供試体温調部
１４１ ＬＬＣ温調装置
１４２ ＡＦＴ温調装置
１５ 動力部
１５１ エンジン部
１５２ モータ部
１５３ 第１のダイナモ
１５４ トランスアスクル
１６ 動作部
１６１ 第２のダイナモ
１６１１ 第１のトルク計
１６２ 第３のダイナモ
１６２１ 第２のトルク計
１６３ ドライブシャフト
１７ 計測部
１７１ 回数測定部
１７２ 判定部

Claims (1)

1. ドライブシャフトに付加されるトルク値を測定するトルク測定部と、
   前記トルク測定部で測定されたトルク値が、予め設定された所定のトルク閾値を超えた回数を測定する回数測定部と、
   前記回数測定部により測定された回数と、前記トルク閾値ごとに設定された規定回数とを比較する判定部と、
   前記判定部の判定によって、前記回数測定部で測定された回数が、前記トルク閾値ごとに設定された規定回数に達したと判定された場合に、ドライブシャフトへのトルク負荷を停止する制御部と、を備える、
   走行状態模擬装置。

Images