JPH06307986A - パワートレン試験装置 - Google Patents

パワートレン試験装置

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JPH06307986A
JPH06307986A JP5102076A JP10207693A JPH06307986A JP H06307986 A JPH06307986 A JP H06307986A JP 5102076 A JP5102076 A JP 5102076A JP 10207693 A JP10207693 A JP 10207693A JP H06307986 A JPH06307986 A JP H06307986A
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JP
Japan
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torque
signal
engine
power train
output shaft
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Application number
JP5102076A
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English (en)
Inventor
Fumihiko Baba
文彦 馬場
Toshishige Ito
利成 伊藤
Tsutomu Takizawa
勉 滝沢
Akira Yamamoto
晃 山本
Toshimitsu Maruki
利光 丸木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジンと同等の脈動トルクを含む駆動トル
クにより、パワートレンを駆動することができる電動機
駆動のパワートレン試験装置の提供。 【構成】 脈動トルク発生部18と、ローパスフィルタ
19と、ハイパスフィルタ20と低周波信号をトルク設
定部1の出力信号に加える加算回路21と、高周波信号
をトルク制御部の出力信号に加える加算回路22と出力
軸における等価慣性値をエンジンの慣性値に近い値とし
た被試験機駆動部を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンによって駆動
されるパワートレン(動力伝達装置)用試験装置に関
し、特に駆動機としての電動機を用いたパワートレン試
験装置に関する。
【0002】
【従来の技術】エンジンに代わる駆動機として電動機を
用いることにより、エンジン駆動の場合には不可能だっ
た変速機等パワートレンの効率、騒音、高負荷、高速
度、限界強度、限界速度等の試験を可能としたが、電動
機の回転慣性はエンジン慣性の10倍以上と大きいため
に変速時挙動試験、加減速疲労耐久試験、および自動変
速機における変速ショックの改善をするための加速フィ
ーリング試験等はできなかった。
【0003】図3は実開平1−144840号(実願昭
63−41101号)公報において開示された駆動電動
機と被試験機との間に増速機を介在させて、駆動機の出
力軸における等価慣性を減少させたもので、駆動機の慣
性が大きいために不可能だった前記の試験を可能にした
駆動機のトルク制御運転時のブロック図である。
【0004】図3において、1はトルク設定部、2は比
較回路、3はトルク制御部、4は比較回路、5は電流制
御部、6はインバータ、7は電流検出部、8は駆動電動
機、9は増速機、10はトルク検出部、11は速度検出
部、12は変速機等の被試験機であるパワートレン、1
3はトルクメータ、フライホイール、電気動力計等から
なる動力吸収部、14〜17は各機器を連結する軸接手
である。
【0005】トルク設定部1により与えられるトルク指
令量は、トルク検出部10により与えられるトルク検出
量と比較回路2で比較され、偏差量がトルク制御部3に
入力される。トルク制御部3の出力信号は電流検出部7
により与えられる電流検出量と比較回路4で比較され、
この偏差量が電流制御部5に入力されて、インバータ6
のゲートを制御し駆動電動機8の入力電流を適宜任意に
制御する。
【0006】駆動電動機8の出力軸は軸接手14を介し
て増速機9に連結され、さらに軸接手15によりトルク
検出部10,軸接手16により速度検出部11が連結さ
れ、軸接手7によりパワートレン12が連結される。
【0007】すなわち、メジャーループであるトルク制
御系とマイナーループである電流制御系とを介して、所
望の駆動トルクを維持すべく駆動電動機8の入力電流を
制御するもので、駆動電動機8の出力軸は増速機9によ
り増速されて、被試験機12が連結される軸接手部16
における等価慣性値を低減して速応性の向上をはかって
いる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】過去においては四輪乗
用車に2サイクルエンジンが採用されたこともあるが、
最近ではすべて4サイクルエンジンとなっており、気筒
数も4気筒が最も多く、高級車では6気筒以上の多気筒
エンジンが採用されている。
【0009】エンジンの発生トルクは電動機の場合のよ
うに一定ではなく、気筒内の混合気の爆発力によって与
えられるから、4サイクルエンジンの場合4気筒では1
回転に2回、6気筒では1回転に3回、8気筒では1回
転に4回のトルク脈動を生ずる。従ってエンジンの回転
速度が6000min-1のときのトルク脈動周波数は2
00〜400HZに達する。このように出力軸の1回転
当たり数回のトルク脈動を生ずる駆動電動機が得られな
いためにパワートレンの耐久試験は専ら、そのパワート
レン機種と対応するエンジンを駆動機として実施されて
いる。
【0010】本発明はエンジンと同等の脈動トルクを含
む駆動トルクにより、被試験機であるパワートレンを駆
動することができる電動機駆動のパワートレン試験装置
を提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明における上記の課
題を解決するための手段は、エンジンが発生する脈動ト
ルクと等しい周波数で、かつ前記脈動トルクの振幅、波
形と略等しいトルク振幅、波形の脈動トルクを発生する
脈動トルク発生部と、該脈動トルク発生部の出力信号の
内低周波信号をトルク設定部の出力信号と加算回路によ
り加算してトルク制御系の指令信号とするためのローパ
スフィルタと、前記脈動トルク発生部の出力信号の内高
周波信号をトルク制御部の出力信号と加算回路により加
算して電流制御系の指令信号とするためのハイパスフィ
ルタと、出力軸における等価慣性値を前記エンジンの慣
性値と略等しくした被試験機駆動部とを設けるものであ
る。
【0012】
【作用】エンジンと同等の脈動トルクを発生する脈動ト
ルク発生部の出力信号の内低周波信号はローパスフィル
タを介して応答周波数の低いトルク制御系により制御
し、高周波信号はハイパスフィルタを介して応答周波数
が高い電流制御系により制御し、エンジンの慣性に近い
慣性値を有する電動駆動部によりパワートレンを駆動す
る。
【0013】
【実施例】以下、本発明を図面に示す一実施例に基づい
て説明する。なお図3と同一部分には同一符号を付して
説明を省略する。
【0014】図1は4サイクルエンジン用パワートレン
試験装置を示し、同図において、18はエンジンの気筒
数と回転速度に応じた周波数の脈動トルク発生部、18
1はエンジンの気筒数設定部、182は脈動トルクのト
ルク振幅および波形の設定部、19はローパスフィル
タ、20はハイパスフィルタ、201はトルク一電流変
換(以下、T−I変換と略称する)回路、21,22は
加算回路である。
【0015】23は被試験機駆動部で、駆動電動機は8
1,82の2台とし、双電動機方式(Twin Dri
ve)を採用して電動機回転子の慣性の低減をはかって
いる。91は増速機で増速による等価慣性値の低下をは
かるとともに、該増速機の第1歯車を駆動電動機81,
82の出力軸に直接嵌着して図3における軸接手14を
省き、またトルク検出部10、速度検出部11を増速機
91の出力軸に設けて軸接手15,16を省略し機器の
連結部における慣性を減引してエンジンの慣性値に近い
慣性値としている。
【0016】さらに2台の駆動電動機81,82を必要
としない低トルクでの試験時には引き外し手段92によ
り増速機91の第3歯車を中間軸上で移動し出力歯車と
の歯合を外すとともに開閉器24を開いて駆動電動機8
2と該電動機82の出力軸に嵌着された第1歯車および
中間軸に嵌着された第2、第3歯車を停止させることに
より、さらなる慣性の低下をはかっている。
【0017】以上のように構成されたパワートレン試験
装置の動作を述べると、まず被試験機であるパワートレ
ン機種と対応するエンジンの気筒数をエンジンの気筒数
設定部181で設定し、該エンジンが発生する脈動トル
クのトルク振幅および波形を脈動トルクの振幅および波
形の設定部182で設定する。脈動トルク発生部18は
速度検出部11が検出した回転速度と、設定した気筒
数、脈動トルクの振幅や波形に対応した周波数の脈動ト
ルク信号を発生し、ローパスフィルタ19を通過したト
ルク制御系が充分精度良く応答し得る数HZ台の脈動ト
ルク信号は、加算回路21においてトルク設定部1から
のトルク指令値と加算されてトルク制御系の指令信号と
され、ハイパスフィルタを通過したトルク制御系が応答
し得ない数HZを超える脈動トルク信号は、T−I変換
を行い加算回路22においてトルク制御部3の出力信号
と加算されて数百HZ台の入力信号にも精度良く応答し
得る電流制御系の指令信号とされている。
【0018】すなわち、脈動トルク発生部18の出力信
号の内ローパスフィルタ19を通過した低周波信号はト
ルク設定部1の出力信号に加えてトルク指令信号とし、
応答速度が遅いメジャーループであるトルク制御系によ
り、またハイパスフィルタを通過した高周波信号は制御
部3の出力信号に加えて電流指令信号とし、応答速度が
早いマイナーループである電流制御系により、それぞれ
脈動トルクを含む駆動トルクを維持すべく駆動電動機8
1,82の入力電流を制御する。従って被試験機駆動部
23の出力軸における等価慣性値をエンジンの慣性値と
略等しくしてあるから、被試験機であるパワートレン1
2はエンジンと同様の脈動トルクを含む駆動トルクで駆
動される。
【0019】図2は図1における本発明の被試験機駆動
部23の一実施例の構成を示す。被試験機駆動部は2台
の誘導電動機M1,M2から成る交流可変速電動機部30
と、増巾歯車機構部40およびトルク検出部50とが一
体に構成されている。2台の誘導電動機M1とM2とは回
転軸の軸線が平行に配設され、その回転軸の一端側に第
1の歯車G1,G2が夫々設けられている。増速歯車機構
部40には出力軸41が設けられ、該出力軸41は出力
軸歯車41Gを有し、この出力軸41は第1の歯車G1
とG2の中間位置に配設され、出力軸歯車41Gは増速
歯車機構42G1および増速歯車機構42G2を介して第
1の歯車G1およびG2に夫々連結されている。そして、
一方の増速歯車機構42G1は、軸にねじ部が設けられ
ており、このねじ部にナット43を螺合し、ナットを回
すことにより増速歯車機構42G1を図の左側に移動し
て出力軸歯車41Gとの噛合を外すことができるように
した引き外し手段を備えている。この噛合を外すことに
より誘導電動機M1は出力軸との連結が外れ、M21台の
みの運転を可能とし、容量の小さいエンジンに見合った
慣性とトルクを得ることができる。前記のトルク検出部
50はこの出力軸41の一端に設けられている。また、
出力軸41には図1に示すように軸継手17を介して被
試験機たるパワトレン12が連結される。これら2台の
誘導電動機M1およぴM2は図1に示すようにインバータ
6によって可変速制御が行われる。
【0020】このように2台又は1台の誘導電動機で出
力軸を直接駆動するので、エンジンのように低慣性で大
きいトルクを得ることができる。
【0021】
【発明の効果】従来の電動機駆動パワートレン試験装置
では、エンジンが発生するトルク脈動を含む駆動トルク
を得ることができなかったため、パワートレンの耐久試
験は該パワートレン機種と対応するエンジンを駆動機と
して実施していたが、本発明に係るパワートレン試験装
置では電動機駆動であるにもかかわらずエンジンと同様
の脈動トルクを含む駆動トルクによりパワートレンを駆
動することができるから (1)従来不可能であったパワートレンの耐久試験を実
施することができるばかりでなく、効率試験や騒音試験
をはじめ現在行われている試験項目のすべてを実施する
ことができる。
【0022】(2)従来新形エンジンの開発後でなけれ
ばできなかった新形エンジン用パワートレンの各種試験
が可能となり、エンジンの開発と該エンジン用パワート
レンの開発を並行して進めることができ、開発期間を大
幅に短縮することができる。
【0023】(3)燃料補給、冷却、排気ガス処理、防
音等多くのエンジン運転用付帯設備が不要となる。
【0024】(4)エンジンと異なり周囲温度の変化等
により、駆動トルクや出力が変化することなく、制御
性、操作性は格段に改善される。
【0025】等種々の効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図
【図2】本発明の被試験機駆動部の一実施例の構成図
【図3】従来例を示すブロック図
【符号の説明】
1…トルク設定部 3…トルク制御部 5…電流制御部 18…脈動トルク発生部 19…ローパスフィルタ 20…ハイパスフィルタ 21,22…加算回路 23…被試験機駆動部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 滝沢 勉 東京都品川区大崎2丁目1番17号 株式会 社明電舎内 (72)発明者 山本 晃 東京都品川区大崎2丁目1番17号 株式会 社明電舎内 (72)発明者 丸木 利光 東京都品川区大崎2丁目1番17号 株式会 社明電舎内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンが発生する脈動トルクの周波数
    と等しい周波数で、かつ前記脈動トルクの振幅、波形と
    略等しい振幅、波形の脈動トルクを発生する脈動トルク
    発生部と、該脈動トルク発生部の出力信号の内低周波信
    号をトルクー電流変換した信号をトルク設定部の出力信
    号に加算回路により加算してトルク制御系の指令信号と
    するためのローパスフィルタと、前記脈動トルク発生部
    の出力信号の内高周波信号をトルク制御部の出力信号に
    加算回路により加算して電流制御系の指令信号とするた
    めのハイパスフィルタと、出力軸における等価慣性値を
    前記エンジンの慣性値に近い値とした被試験機駆動部と
    を備えてなるパワートレン試験装置。
  2. 【請求項2】 インバータで可変速制御される2台の誘
    導電動機を設け、これら各誘導電動機は増巾歯車機構を
    介して1つの出力軸に連結するとともに、該出力軸にト
    ルク検出部を設けて被試験機駆動部を構成し、前記出力
    軸に被試験機を連結するようにしたことを特徴とするパ
    ワートレン試験装置。
  3. 【請求項3】 前記2台の誘導電動機の中の一方は、増
    幅歯車機構に設けた引き外し手段により出力軸との連結
    を引き外し可能としたことを特徴とする請求項2記載の
    パワートレン試験装置。
JP5102076A 1993-04-28 1993-04-28 パワートレン試験装置 Pending JPH06307986A (ja)

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