JPH0567898B2 - - Google Patents

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つた。

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。

エンジンのセツトアツプに相当の手間と時間
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
61−53541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
機用駆動試験装置や、ハイドロ・スタテイツク・
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
装置が現在知られるに至つている。

（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つては、耐久性
試験や定常特性試験を行うことは可能であつても
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点があつた。

特に、自動変速機においては変速シヨツク対策
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
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。

また、ハイドロ・スタテイツク・モータに増速
機を組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・スタテイツク・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つ
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、エンジンに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
シヨツ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
いた場合と同様な変速過渡特性データを得ること
が出来ない。

(2) エンジン特性シミユレーシヨン エンジンの場合のアクセル操作に対するトルク
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。

従つて、エンジン代用駆動手段を用いる場合
は、エンジンと同等の応用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、本出願人はエンジン特性をシミユレー
シヨンできる低慣性駆動装置を実願昭63−148307
号で、増速装置を駆動源につけた例として出願し
ている。

本発明の目的は、上記出願中の低慣性駆動装置
を用いて対象エンジンの慣性補償を高速応答にす
る慣性補償装置を提供することにある。

（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ツトと、前記
供試体の入力回転速度とスロツトル開度相当信号
からエンジン特性をシミユレーシヨンしたトルク
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
ジエネレータと、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
性ジエネレータの変換出力とを加算して前記コン
トロールユニツ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、エンジン特性ジエ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
御することによつて慣性補償をしながら高速応答
のエンジンシユミレーシヨンを行う。

（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１図において、低慣性駆動装置１は
低慣性にされた直流電動機をサイリスタレオナー
ド方式の電流制御マイナーループとしてトルク制
御又は速度制御を行い、エンジンと同等以上の低
慣性出力を得る。この駆動装置１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１と供試変速機３および吸収用
ダイナモメータ５のは夫々専用のコントロールユ
ニツト６，７，８が設けられ、エンジンコントロ
ールユニツト６はトルク又は速度指令が与えられ
て低慣性駆動装置１のトルク又は速度制御を行
う。このうち、トルク制御にはエンジン特性ジエ
ネレータ９からのトルク指令とトルクメータ２の
検出トルクT₁の突合わせるようフイードバツク
制御を行う。マイクロコンピユータ構成のエンジ
ン特性ジエネレータ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特性をスロツトル
開度θ₁毎に設定又は測定されたデータを有し、入
力されるスロツトル開度と速度検出器１０の検出
速度から低慣性駆動装置１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、上記スロツ
トル開度θ₁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成図で
ある。ブロツクＡは要素１１〜１６から構成され
る。周波数−電圧変換器１１は速度検出器１０の
検出速度N₁を対応する電圧信号に変換し、微分
回路１２は該電圧信号から速度変化率dN／dtを
求め、Ｄ／Ａ変換器１３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１３
の変換利得は慣性設定器１４の慣性設定値Ｉによ
つて調節される。この慣性Ｉと速度変化率dN／
dtによつてＤ／Ａ変換器１３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値と
することでエンジンの慣性分で低慣性駆動装置１
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１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変換器１３
からのエンジン慣性トルク分から選定器１５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、ブロツク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１７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及び切換スイツチ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、エンジン特性ジエネレータ９Ａはスロツ
トル開度θ_i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１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ツト６に与えら
れ、この電流指令に対して該コントロールユニツ
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I_sを使つた電流制御を行う。

上述までの構成により、慣性補償は低慣性駆動
装置１の直流電動機の電流分として与えられ、ま
たエンジン特性ジエネレータ９Ａはトルク指令を
電流指令に変換して出力し、コントロールユニツ
ト６による直流電動機の電流制御によつて慣性補
償したエンジンシミユレーシヨンがなされる。こ
の電流制御によつて低慣性駆動装置１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ユレーシ
ヨンを得る。このときの応答は従来のものより１
桁速い0.02〜0.03程度までに改善され、エンジン
の慣性効果が表れる変速領域にも忠実なシミユレ
ーシヨンを可能にする。

なお、低慣性駆動装置１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、エンジン特性ジエネレータ９Ａで
のトルク−電流変換及び変換器１７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２
１は変換器１１からの速度検出信号が基底速度
N_Bを越えたか否かで第３図に示すように定トル
ク範囲では一定値になり、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２１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１８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とができる。

切換スイツチ１９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つてエンジン特性
シミユレーシヨ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エネレータの特性図
である。 １……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ツト、９，９Ａ…
…エンジン特性ジエネレータ、１０……速度検出
器、１２……微分回路、１４……慣性設定器、１
５……固定慣性設定器、１７……トルク−電流変
換器、２１……関数発生器、２２……乗算器。

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
   ツトと、前記供試体の入力回転速度とスロツトル
   開度相当信号からエンジン特性をシミユレーシヨ
   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
   エンジン特性ジエネレータと、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
   記エンジン特性ジエ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ツ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。