JPH03170831A - 駆動試験装置の慣性補償装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車の駆動系を等価模擬して自動変速機，
手動変速機等の性能試験を行う変速機用駆動試験装置に
関する。

（従来の技術） 従来、変速機用駆動試験装置として最も一般的に知られ
ている装置は、実際に車載されるエンジンを駆動側に設
置し、このエンジンと変速機とを組み合わせて変速機の
性能試験（耐久試験や変速過渡特性試験等）を行うよう
にしている。

しかし、実際のエンジンを用いる装置である為、下記に
列挙するような問題があった。

■エンジンを運転するために、燃料供給系や排気系や防
音設備等の相当の付帯設備が必要であるし、火気管理や
排気ガス管理が必要となる。

■エンジンのセットアップに相当の手間と時Ｆｕ’ｌが
必要となる。

■気圧や気温や湿度等に影響され、データ信頼性が高い
安定した試験をすることが出来ない。

■エンジンが新しいモデルである場合には、エンジンが
完成しないことには変速機の性能試験を行えない。

そこで、上記のような問題を一挙に解決するために、例
えば、特開昭５８−３８８３３号公報や特開昭６１５３
５４　１号公報に記載されているように、エンジンに代
えて電動機で変速機を直接駆動する変速機用試験装置や
、ハイドロ・スタティック・モータ（油圧モータ）に増
速機を組み合わせた駆動手段により変速機を駆動する変
速機用駆動試験装訳が現在知られるに至っている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、これらのエンジン代用駆動手段を駆動側
に設置した従来装置にあっては、耐久性試験や定常特性
試験を行うことは可能であっても回転慣性が非常に大き
い為、実際のエンジンを用いた場合と同様な変速過渡特
性を測定することが出来ないという重大な問題があった
。

特に、自動変速機においては変速ショック対策のため変
速過渡特性データが絶対必要である。

即ち、電動機の場合には、特開昭６１−５３５４１号公
報にも記載されているように、回転慣性量がエンジンに
比べ１０倍を越える慣性量を持つ。

そこで、同公報に記載されているように、慣性量の差は
そのまま許容し、この慣性量の差による影響を排除する
べく事後的に電動機への指令電流値を補正し、外部から
与えられる設定トルクが変化する時、駆動側の過渡トル
ク特性を実際のエンジンの場合と対応させるようにして
いる。

しかし、この場合には、過渡トルク特性を近似させるこ
とはできても、指令電流値の補正により駆動側回転速度
が変動し、変速機の試験において実際の工冫ジンを用い
た場合と同ような変速過渡特性データを得ることが出来
ない。

マタ、ハイドロ・スタティック・モータに増速機を組み
合わせた駆動手段は、増速比として２〜３強に設定され
ているものであり、見かけ上の駆動側回転慣性は低下す
るものの、この増速比は、ハイドロ・スタティック・モ
ータの最高回転数がエンジン最高回転数より非常に低い
為にそれを補っているに過ぎないものであり、増速機に
より回転慣性を低下させるという技術的思想は全く存在
せず、この場合にも慣性量の差により変速機の試験にお
いて実際のエンジンを用いた場合と同様な変速過渡特性
データを得ることが出来ない。

以上により、エンジン代用駆動手段を用いる場合に要求
される性能は、下記の通りとなる。

（１）駆動手段の低慣性化 駆動手段の回転慣性は、変速時に発生する変速ショック
の形態に大きく影響するので、その慣性値をエンジンと
同等にしない限り、エンジンを用いた場合と同ような変
速過渡特性データを得ることが出来ない。

（２）エンジン特性シミュレーション エンジンの場合のアクセル操作に体するトルクや回転速
度の応答性と、電気的な指令によりアクセル操作に相当
する信号をエンジン代用駆動手段に与えた場合の応答性
とは一致しない。

従って、工冫ジン代用駆動手段を用いる場合は、エンジ
ンと同等の応答性を持つように手当しない限り、エンジ
ンを用いた場合と同様な変速過渡特性データを得ること
が出来ない。

そこで、本出願人は工冫ジン特性をシミュレーションで
きる低慣性駆動装置を特願昭６３−１４８３０７号で、
増速装置を駆動源につけた例として出廟している。

本発明の［−１的は、上記出願中の低慣姓駆動装置を用
いて対象エンジンの慣性浦償を高速応答にずる慣１’ｌ
　ｈｌｉ　ｆｆ’Ｅ　公Ｆ２を捉供ずることにある。

（課題を解決するための手段と作用） 本発明は、前記目的を達成するため、直流電動機と増速
機を存して供試体の駆動源にされる低慣性駆動装置と、
供試体の出力側負荷を模擬する駆動吸収装置と、前記低
慣性駆動装置の直流電動機の電流制御を行うコントロー
ルユニットど、前記供試体の人力回転速度とスロットル
開度相当信号からエンジン特性をシミュレーションした
トルク信号を得該トルク信号を前記直流電動機のトルク
−電流特性から電流信号に変換するエンジン特性ジェネ
レータと、前記入力回転速度の変化率を求めエンジンの
慣性分をトルク分として求める慣性補償回路と、前記ト
ルク分を前記直流電動機の電流分に変換するトルク−電
流変換回路と、このトルク−電流変換回路の変換出力と
前記エンジン特性ジェネレータの変換出力とを加算して
前記コントロールユニットの電流指令にする加算器とを
備え、慣性補償分を直流電動機の電流分として求め、工
冫ジン特性ジェネレータの出力も電流分として求め、こ
れらを加算して直流電動機を電流制御することによって
慣性補償をしながら高速応答のエンジンシミュレーショ
ンを行う。

（実施例） 第１図は本発明の駆動試験装置構成図の一実施例を示す
。第ｌ図において、低慣性駆動装置ｌは低慣性にされた
直流電動機をサイリスクレオナード方式の電流制御マイ
ナールーブとしてトルク制御又は速度制御を行い、工冫
ジンと同等以上の低慣性出力を得る。この駆動装置ｌの
軸出力は軸トルクメータ２を介して供試変速機３の駆動
源にされ、供試変速機３の軸出力はトルクメータ４を介
して負荷を模擬する駆動吸収手段としての吸収用ダイナ
モメータ５（フライホイールも含む）の駆動力にされる
。

低慣性駆動装置ｌと供試変速機３及び吸収用ダイナモメ
ータ５には夫々導用のコントロールユニット６，７．８
が設けられ、エンジンコントロールユニット６はトルク
又は速度指令が与えられて低憤性駆動装置１のトルク又
は速度制御を行う。

このうち、トルク制御には工冫ジン特性ジェネレ一夕９
からのトルク指令とトルクメータ２の検出トルクＴ，の
突合わせによるフィードバック制御を行う。マイクロコ
ンピュータ構或の工冫ジン特性ジェネレータ９は第４図
のように実際のエンジンの出力トルクＴ対速度Ｎ特性を
スロットル開度θ１毎に設定又は測定されたデータを有
し、入力されるスロットル開度と速度検出器ＩＯの検出
速度から低慣性駆動装置ｌが出力すべきトルクを求めて
トルク指令出力を得る。なお、上記スロットル開度θｉ
はエンジンの吸気負圧にされる場合もある。

第２図は本発明の一実施例を示す装置構戊図である。ブ
ロックＡは要素１１〜１６から構成される。周波数一電
圧変換器１１は速度検出器１０の検出速度Ｎ，を対応す
る電圧信号に変換し、微分同路１２は該電圧信号から速
度変化率ｄＮ／ｄｔを求め、Ｄ／八変換Ｗ１３は速度変
化率ｄＮ／ｄｔをアナログ信号に変換する。このＤ／Ａ
変換器ｌ３の変換利得は慣性設定器１４の慣性設定値Ｉ
によって調節される。この慣性■と速度変化率ｄＮ／ｄ
ｉによってＤ／Ａ変換器ｌ３の出力には低慣性駆動装置
１のトルク分として求め、このトルク分は設定値Ｉを対
象エンジンの慣性分に相当する植とすることでエンジン
の慣性分で低慣性駆動装置Ｉが受ける反力として求める
。固定慣性設定器１５は低慣性駆動装置ｌが持つ慣性分
に相当するトルク分が設定され、減算器１６でＤ／Ａ変
換藩ｌ３からのエンジン慣性トルク分から設定”／３　
１　５の設定トルク分が引算される。この減算器１６の
出力トルク分は、低慣性駆動装置１の慣性分を固定分に
より補正した対象エンジンの慣性分になる。

上述のことから、ブロックＡの出力には速度変化率と慣
性設定からエンジンの慣性分をトルク分として求める。

次に、トルク電流変換器ｌ７は加算器１６からの慣性補
償したトルク分信号を比例増幅し、低慣性駆動装置１の
電流分に変換する。

この変換出力は加算器１８及び切換スイッチ１９を通し
て慣性分電流指令として加算器２０に与えられる。

一方、エンジン特性ジェネレータ９Ａはスロットル開度
θｉと回転数Ｎからトルク信号Ｔを得るほかに、該トル
ク信号Ｔを低慣性駆動装置ｌの直流電動機のトルク−電
流特性から電流指令に変換して加算器２０に与える。

ここで、加算器２０の加算出力は電流指令にとしてエン
ジンコントロールユニット６に与エラレ、この電流指令
に対して該コントロールユニット６は低慣性駆動装置１
の直流電動機をその電流検出信号Ｉｓを使った電流制御
を行う。

上述までの構成により、慣性補償は低慣性駆動装置ｌの
直流電動機の電流分として与えられ、またエンジン特性
ジェネレータ９Ａはトルク指令を電流指令に変換して出
力し、コントロールユニット６による直流電動機の電流
制御によって慣性補償した工冫ジンシミュレーションが
なされる。この電流制御によって低慣性駆動装置ｌの制
御系は電流制御系の遅れのみになり、高速応答でかつ慣
性を対象エンジンのそれに合わせたシミュレーションを
得る。このときの応答は従来のものより１桁速い０．０
２〜０．０３程度にまで改善され、エンジンの慣性効果
が表れる変速領域にも忠実なシミュレーションを可能に
する。

なお、低慣性駆動装置ｌは電流とトルクの間には厳密に
はメカロスや効率変化のための１対１に対応しないが、
エンジン特性ジェネレータ９Ａでのトルク−電流変換及
び変換器ｌ７の変換にメカロス分の補償を行うことで必
要な精度確保はできる。

また、電流制御には直流電動機が定トルク範囲を越えて
定出力範囲に入ると電流とトルクの比例関係が維持でき
なくなる。そこで、本実施例では変換器１７に関数発生
器２１と乗算器２２を設けたトルク−電流変換回路に構
成し、定出力範囲にも電流とトルクの比例関係を得る。

関数発生器２ｌは変換器１１からの速度検出信号が基底
速度Ｎ８を越えたか否かで第３図に示すよう・に定トル
ク範囲では一定｛ｔｉ’ｆになり、定出力範囲では一定
の傾斜で増加する出力を得る。乗算器２２は関数発生器
２ｌの出力を加算器からの慣性補償トルク分に乗算し、
その乗算結果を加算器ｌ８の加算入力とする。これによ
り、定出力範囲での慣性補償にもトルクと電流の比例関
係を得ることができる。

切換スイッチｌ９は慣性補償を行わない場合に切換えら
れるものである。

なお、実施例においては変速機を試験対象とする場合を
示すが、高速応答が要求される供試体の試験装置に適用
して同等の効果を奏することができる。

（発明の効果） 以上のとおり、本発明によれば、低慣性駆動装置の直流
電動機を電流制御によってエンジン特性シミュレーショ
ンと慣性補償を行うようにしたため、従来のトルク制御
によるものに較べて高速応答にしながら慣性補償ができ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の駆動試験装置構成図、第２
図は本発明の一実施例を示す慣性補償装置構成図、第３
図は実施例の関数発生器の特性図、第４図はエンジン特
性ジェネレータの特性図である。 ｌ・・・低慣性駆動装置、３・・・供試変速機、６・・
・エンジンコントロールユニット，９．９Ａ・・・工冫
ジン特性ジェネレータ、１０・・・速度検出器、１２・
・・微分回路、１４・・・慣性設定器、１５・・・固定
慣性設定器、ｌ７・・・トルク−電流変換器、２１・・
・関数発生器、 ２２・・・乗算４。 外２名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流電動機と増速機を有して供試体の駆動源にさ
   れる低慣性駆動装置と、供試体の出力側負荷を模擬する
   駆動吸収装置と、前記低慣性駆動装置の直流電動機の電
   流制御を行うコントロールユニットと、前記供試体の入
   力回転速度とスロットル開度相当信号からエンジン特性
   をシミュレーションしたトルク信号を得該トルク信号を
   前記直流電動機のトルク−電流特性から電流信号に変換
   するエンジン特性ジェネレータと、前記入力回転速度の
   変化率を求めエンジンの慣性分をトルク分として求める
   慣性補償回路と、前記トルク分を前記直流電動機の電流
   分に変換するトルク−電流変換回路と、このトルク−電
   流変換回路の変換出力と前記エンジン特性ジェネレータ
   の変換出力とを加算して前記コントロールユニットの電
   流指令にする加算器とを備えたことを特徴とする駆動試
   験装置の慣性補償装置。