KR101679669B1

KR101679669B1 - 구동 트레인의 시험 시스템

Info

Publication number: KR101679669B1
Application number: KR1020157036351A
Authority: KR
Inventors: 타카오 아키야마; 요시마사 사와다
Original assignee: 메이덴샤 코포레이션
Priority date: 2013-06-19
Filing date: 2014-06-18
Publication date: 2016-11-28
Also published as: US20160139002A1; CN105393102B; CN105393102A; JP2015004515A; US9459181B2; KR20160023707A; JP5776731B2; WO2014203920A1

Abstract

차동 기어를 구비하지 않은 공시체를 시험 대상으로 한 I형(I-shaped)의 시험 시스템이라도, 좌우 양 타이어에서 다른 상태의 노면을 재현할 수 있는 시험 시스템을 제공한다.
시험 시스템은, 가상적인 좌우의 타이어 속도값을 산출하는 타이어 속도 연산부(62L, 62R)와, 가상적인 차량의 차량 속도값을 산출하는 차량 속도 연산부(64)와, 좌우의 타이어와 가상적인 노면 사이의 마찰력에 의해 발생하는 좌우의 차량 구동 토크값을 산출하는 차량 구동 토크 연산부(63L, 63R)와, 차동 기어의 한 쌍의 출력축 각각에 발생하는 좌우의 차동 토크값을 산출하는 차동 토크 연산부(61)와, 좌우의 타이어 속도값에 기초하여 산출된 속도 지령값과 인코더의 검출값의 편차가 없어지도록 토크 전류 지령신호를 출력하는 속도 제어 장치(65)를 구비한다. 타이어 속도 연산부(62L, 62R)는 차동 토크값 및 차량 구동 토크값에 기초하여 타이어 속도값을 산출한다.

Description

구동 트레인의 시험 시스템{TESTING SYSTEM FOR DRIVE-TRAIN}

본 발명은, 구동 트레인(drive-train)의 시험 시스템에 관한 것이다.

구동 트레인은, 엔진에서 발생한 에너지를 구동 바퀴에 전달하기 위한 복수의 장치의 총칭을 말하며, 엔진, 클러치, 변속기(transmission), 구동축(drive shaft), 프로펠러축(propeller shaft), 차동 기어(differential gear) 및 구동 바퀴 등으로 구성된다. 구동 트레인의 시험 시스템에서는, 실제로 엔진에서 변속기를 구동함과 동시에, 그 출력축에 접속된 다이나모미터(dynamometer)를 전기 관성 제어함으로써, 적절한 부하 토크를 출력축에 부여하면서 구동 트레인의 내구성능이나 품질 등이 평가된다.

이와 같은 시험 시스템에서 채용되고 있는 전기 관성 제어의 대부분은, 예를 들어 특허문헌 1에 나타난 바와 같이, 차량 관성모멘트에 해당하는 단일의 관성량만 설정 가능하게 되어 있다. 이는 실제 차량의 타이어가 슬립(slip) 없이 항상 노면에 그립(grip)하여 주행하고 있는 상태를 모의(模擬)하고 있는 것에 해당한다. 그러나 실제로는 설면(雪面)이나 빙면(氷面) 등 타이어가 미끄러지기 쉬운 노면이 존재하지만, 특허문헌 1에 나타난 시험 시스템에서는 이와 같은 노면 위에서 타이어가 슬립된 상태를 재현하는 것은 곤란하다.

특허문헌 2에는 구동 트레인이 탑재되는 차량의 동특성(動特性) 모델에 기초하여 부하 토크를 산출하는 기술이 개시되어 있다. 이 동특성 모델은 타이어의 슬립률 및 차량에 작용하는 수직하중에 기초하여 차량에 작용하는 전후력(前後力)을 산출하는 슬립 모델을 포함하고 있으며, 이에 따라 타이어의 슬립 거동을 고려한 부하 토크를 동력계에서 발생시키고 있다.

일본 특개2009-74834호공보 일본 특개2005-61889호공보

그런데 이상과 같은 시험 시스템은 시험 대상에 따라 다양한 형식으로 분류된다. 예를 들어 특허문헌 2의 시험 시스템은, 차동 기어까지 구비한 공시체를 시험 대상으로 한 것이며, 차동 기어의 한 쌍의 출력축에 2개의 다이나모미터를 동일 축에 고정하기 때문에, 그 외관으로부터 T형으로 호칭된다. 이와 같이 2개의 다이나모미터를 구비한 T형의 시험 시스템에서는, 이러한 다이나모미터를 독립적으로 구동함으로써 좌우 양 타이어에서 다른 상태의 노면을 재현할 수 있다.

이와 같은 T형의 시험 시스템 외에, 차동 기어를 구비하지 않은 공시체를 시험 대상으로 한 I형으로 호칭되는 시험 시스템도 알려져 있다. I형 시험 시스템에서는, 프로펠러축과 동일 축에 다이나모미터를 고정하기 때문에 공시체의 엔진, 프로펠러축 및 다이나모미터는 직선 모양으로 배치된다. 그런데 I형의 시험 시스템에서는 T형의 시험 시스템과는 달리 1개의 다이나모미터 밖에 이용하지 않기 때문에, T형의 시험 시스템인 상기 특허문헌 2의 기술을 그대로 적용하여 좌우 양 타이어에서 다른 상태의 노면을 재현할 수 없다.

본 발명은 차동 기어를 구비하지 않은 공시체를 시험 대상으로 한 소위 I형의 구동 트레인의 시험 시스템이라도, 좌우 양 타이어에서 다른 상태의 노면을 재현할 수 있는 시험 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

(1) 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 공시체의 출력축(예를 들어, 후술하는 프로펠러축(S))에 연결된 동력계(예를 들어, 후술하는 동력계(2))와, 지령신호에 따른 전력을 상기 동력계에 공급하는 인버터(예를 들어, 후술하는 인버터(3))와, 상기 출력축에 작용하는 축 토크를 검출하는 축 토크 검출기(예를 들어, 후술하는 축 토크미터(5))와, 상기 동력계의 회전 속도를 검출하는 속도 검출기(예를 들어, 후술하는 인코더(4))와, 상기 공시체의 출력축에 연결되는 가상적인 차동 장치의 한 쌍의 출력축 각각에 접속되는 제1 타이어의 속도값(예를 들어, 후술하는 왼쪽 타이어 속도값 Vwl) 및 제2 타이어의 속도값(예를 들어, 후술하는 오른쪽 타이어 속도값 Vwr)을 산출하는 타이어 속도 연산부(예를 들어, 후술하는 타이어 속도 연산부(62L, 62R, 62LB, 62RB))와, 상기 제1, 제2 타이어를 구동 바퀴로 하여 주행하는 가상적인 차량의 속도값(예를 들어, 후술하는 차량 속도값 V)을 산출하는 차량 속도 연산부(예를 들어, 후술하는 차량 속도 연산부(64))와, 상기 제1, 제2 타이어 속도값 및 상기 차량 속도값에 기초하여, 상기 제1 타이어와 가상적인 제1 노면 사이의 마찰력에 의해 발생하는 제1 차량 구동 토크값(예를 들어, 후술하는 왼쪽 차량 구동 토크값 Fxl) 및 상기 제2 타이어와 가상적인 제2 노면 사이의 마찰력에 의해 발생하는 제2 차량 구동 토크값(예를 들어, 후술하는 오른쪽 차량 구동 토크값 Fxr)을 산출하는 차량 구동 토크 연산부(예를 들어, 후술하는 차량 구동 토크 연산부(63L, 63R))와, 상기 축 토크 검출기의 검출값에 기초하여 상기 차동 장치의 한 쌍의 출력축 각각에 발생하는 제1 차동 토크값(예를 들어, 후술하는 왼쪽 차동 토크값 Tdl) 및 제2 차동 토크값(예를 들어, 후술하는 오른쪽 차동 토크값 Tdr)을 산출하는 차동 토크 연산부(예를 들어, 후술하는 차동 토크 연산부(61, 61A))와, 상기 제1 및 제2 타이어 속도값에 기초하여 산출된 속도 지령값과 상기 속도 검출기의 검출값의 편차가 없어지도록 지령신호를 출력하는 속도 제어 장치(예를 들어, 후술하는 속도 제어장치(65))를 구비하고, 상기 타이어 속도 연산부는, 상기 제1 차동 토크값 및 상기 제1 차량 구동 토크값에 기초하여 상기 제1 타이어 속도값을 산출하고, 상기 제2 차동 토크값 및 상기 제2 차량 구동 토크값에 기초하여 상기 제2 타이어 속도값을 산출하는 것을 특징으로 하는 구동 트레인의 시험 시스템(예를 들어, 후술하는 시험 시스템(1, 1A, 1B))을 제공한다.

(2) 이 경우, 상기 차동 토크 연산부는, 상기 차동 장치의 토크 분배 기능을 모사하여, 상기 축 토크 검출기의 검출값에 소정의 제1 토크 분배비(예를 들어, 후술하는 왼쪽 토크 분배비 Rl) 및 제2 토크 분배비(예를 들어, 후술하는 오른쪽 토크 분배비 Rr)를 곱함으로써 상기 제1 차동 토크값 및 상기 제2 차동 토크값을 산출하는 것이 바람직하다.

(3) 이 경우, 상기 차동 토크 연산부는, 상기 축 토크 검출기의 검출값에 상기 제1 토크 분배비 및 상기 차동 장치의 소정의 기어비(예를 들어, 후술하는 기어비 Gd)를 곱함으로써 상기 제1 차동 토크값을 산출하고, 상기 축 토크 검출기의 검출값에 상기 제2 토크 분배비 및 상기 기어비를 곱함으로써 상기 제2 차동 토크값을 산출하는 것이 바람직하다.

(4) 이 경우, 상기 속도 제어 장치는, 상기 제1 타이어 속도값 및 상기 제2 타이어 속도값의 평균값에 상기 차동 장치의 소정의 기어비를 곱하여 얻어지는 값을 속도 지령값으로 하는 것이 바람직하다.

(5) 이 경우, 상기 시험 시스템(예를 들어, 후술하는 시험 시스템(1A))은, 상기 공시체의 출력축의 회전을 감속시키는 제동 장치(예를 들어, 후술하는 브레이크 장치(7A))와, 상기 축 토크 검출기의 검출값, 상기 속도 검출기의 검출값 및 상기 인버터의 지령신호의 값에 기초하여, 상기 출력축의 감속 토크값(예를 들어, 후술하는 감속 토크값 DB_Trq)을 산출하는 감속 토크 연산부(예를 들어, 후술하는 감속 토크 연산부(67A))를 더 구비하는 것이 바람직하다.

(6) 이 경우, 상기 시험 시스템은, 가상적인 제동 장치에 의해 상기 차동 장치의 상기 제1 타이어 측의 출력축에 발생하는 제1 브레이크 토크값(예를 들어, 후술하는 왼쪽 브레이크 토크값 DBl)을 산출하는 제1 브레이크 토크 연산부(예를 들어, 후술하는 왼쪽 브레이크 토크 연산부(68LB, 68LC))와, 상기 제동 장치에 의해 상기 차동 장치의 상기 제2 타이어 측의 출력축에 발생하는 제2 브레이크 토크값(예를 들어, 후술하는 오른쪽 브레이크 토크값 DBr)을 산출하는 제2 브레이크 토크 연산부(예를 들어, 후술하는 오른쪽 브레이크 토크 연산부(68RB))를 더 구비하고, 상기 타이어 속도 연산부는, 상기 제1 차동 토크값으로부터 상기 제1 차량 구동 토크값 및 상기 제1 브레이크 토크값을 감산하여 얻어지는 값에 기초하여 상기 제1 타이어 속도값을 산출하고, 상기 제2 차동 토크값으로부터 상기 제2 차량 구동 토크값 및 상기 제2 브레이크 토크값을 감산하여 얻어지는 값에 기초하여 상기 제2 타이어 속도값을 산출하며, 상기 제1 브레이크 토크 연산부는, 소정의 브레이크 토크 지령값(예를 들어, 후술하는 브레이크 토크 지령값 DB_ref)을 상한값으로 하여, 상기 상한값보다 작으면서 상기 제1 타이어 속도값이 0이 되도록 상기 제1 브레이크 토크값을 산출하고, 상기 제2 브레이크 토크 연산부는, 소정의 브레이크 토크 지령값(예를 들어, 후술하는 브레이크 토크 지령값 DB_ref)을 상한값으로 하여, 상기 상한값보다 작으면서 상기 제2 타이어 속도값이 0이 되도록 상기 제2 브레이크 토크값을 산출하는 것이 바람직하다.

(7) 상기 제1 브레이크 토크 연산부는, 상기 브레이크 토크 지령값을 소정의 변화율 이하로 제한함과 동시에, 상기 제한된 제1 브레이크 토크값을 상한값으로 하여, 상기 상한값보다 작으면서 상기 제1 타이어 속도값이 0이 되도록 상기 제1 브레이크 토크값을 산출하고, 상기 제2 브레이크 토크 연산부는, 상기 브레이크 토크 지령값을 소정의 변화율 이하로 제한함과 동시에, 상기 제한된 제2 브레이크 토크값을 상한값으로 하여, 상기 상한값보다 작으면서 상기 제2 타이어 속도값이 0이 되도록 상기 제2 브레이크 토크값을 산출하는 것이 바람직하다.

(1) 본 발명의 시험 시스템에서는, 타이어 속도 연산부에 의해 가상적인 차동 장치를 통해 접속되는 가상적인 제1 및 제2 타이어의 속도값을 산출하고, 이들 제1 및 제2 타이어의 속도값에 기초하여 산출된 지령값과 동력계의 회전 속도가 일치하도록 속도 제어 장치에 의해 인버터의 지령신호를 결정한다. 또한 본 발명에서는, 가상적인 차동 장치의 기능을 모의하기 위해 차동 토크 연산부에 의해 축 토크 검출기의 검출값에 기초하여, 상기 가상적인 차동 장치의 한 쌍의 출력축 각각에 발생하는 제1 차동 토크값 및 제2 차동 토크값을 산출한다. 그리고 단일의 축 토크 검출기로부터 얻어진 제1 및 제2 차동 토크값을 입력으로 하여, 타이어 속도 연산부에 의한 제1 및 제2 타이어 속도값의 연산과, 차량 속도 연산부에 의한 가상적인 차량 속도값의 연산과, 차량 구동 토크 연산부에 의한 가상적인 제1 및 제2 차량 구동 토크값의 3개의 가상적인 물리량의 연산을, 제1 타이어 측과 제2 타이어 측에서 독립적으로 연립시킴으로써, 속도 제어 장치에 대한 지령값이 되는 제1 타이어 속도값 및 제2 타이어 속도값을 산출한다. 이에 따라 본 발명에서는, 차동 장치를 구비하지 않는 공시체를 시험 대상으로 하는 I형의 시험 시스템이라도, 가상적인 제1 타이어와 제2 타이어에서 독립된 연산을 수행하여, 좌우 양 타이어에서 다른 상태의 노면을 재현할 수 있다.

(2) 본 발명에서는, 차동 장치의 토크 분배 기능을 모사하여, 축 토크 검출기의 검출값에 제1 및 제2 토크 분배비를 곱함으로써 제1 및 제2 차동 토크값을 산출한다. 이에 따라, 가상적인 차동 장치의 기능을 더욱 상세하게 모의할 수 있다.

(3) 본 발명에서는, 차동 장치의 감속 기능을 모사하여, 축 토크 검출기의 검출값에 제1 토크 분배비 및 기어비를 곱함으로써 제1 차동 토크값을 산출하고, 축 토크 검출기의 검출값에 제2 토크 분배비 및 기어비를 곱함으로써 제2 차동 토크값을 산출한다. 이에 따라, 가상적인 차동 장치의 기능을 더욱 상세하게 모의할 수 있다.

(4) 본 발명에서는, 상술한 바와 같이 각각 독립적으로 산출된 제1 타이어 속도값 및 제2 타이어 속도값의 평균값을 산출하고, 이에 차동 장치의 기어비를 곱하여 얻어지는 값을 속도 지령값으로 하여 속도 제어 장치에 의해 동력계의 속도를 제어한다. 이에 따라, 단일의 동력계 밖에 구비하지 않은 I형의 시험 시스템이라도, 좌우 양 타이어에서 다른 상태의 노면을 재현할 수 있다.

(5) 본 발명에서는, 공시체의 출력축의 회전을 감속시키는 제동 장치를 설치한 후, 이 제동 장치를 작동시킴으로써 발생하는 감속 토크값을, 축 토크 검출기의 검출값, 속도 검출기의 검출값, 및 인버터에 대한 지령신호의 값에 기초하여 추정한다. 이에 따라, 제동 장치를 작동시켰을 때의 거동도 재현할 수 있으므로, 시험의 재현성을 더욱 향상시킬 수 있다.

(6) 본 발명에 의하면, 제1 및 제2 브레이크 토크 연산부는, 가상적인 제동 장치가 조작됨으로써 가상적인 차동 장치의 한 쌍의 축 각각에 발생하는 제1 및 제2 브레이크 토크값을 산출한다. 타이어 속도 연산부는, 차동 토크값으로부터 차량 구동 토크값 및 브레이크 토크값을 감산하여 얻어지는 값에 기초하여 타이어 속도값을 산출한다. 이에 따라, 상기 (5)의 발명과 달리, 공시체에 기계적인 브레이크가 설치되어 있지 않아도 브레이크를 조작했을 때의 거동을 재현할 수 있다. 또한 본 발명에서는, 브레이크 토크 연산부는, 소정의 브레이크 토크 지령값을 그대로 타이어 속도 연산부에 입력하지 않고, 이를 상한값으로 취급한다. 즉, 브레이크 토크 연산부는 브레이크 토크 지령값을 상한값으로 하고, 이 상한값보다 작으면서 타이어 속도 연산부에 의해 산출되는 타이어 속도값이 0이 되도록 브레이크 토크값을 산출한다. 이에 따라, 브레이크 토크 지령값을 크게 하거나 작게 함으로써, 브레이크를 강하게 작동시킨 경우나 약하게 작동시킨 경우에 있어서 가상적인 주행 중의 차량이 정지할 때까지의 거동을, I형의 시험 시스템이라도 정밀도 좋게 재현할 수 있다. 바꾸어 말하면, 주행 중의 차량에서 강하게 브레이크를 작동시킴으로써 단시간에 차량을 정지시킨 경우의 거동이나, 약하게 브레이크를 작동시킴으로써 장시간에 차량을 정지시킨 경우의 거동을 재현할 수 있다.

(7) 본 발명에 의하면, 브레이크 토크 연산부는, 브레이크 토크 지령값을 소정의 변화율 이하로 제한한다. 그리고 제한된 브레이크 토크값을 상한값으로 하여, 이 상한값보다 작으면서 타이어 속도값이 0이 되도록 브레이크 토크값을 산출한다. 이에 따라, 변화율을 크게 하거나 작게 함으로써, 제동 장치를 급격히 강하게 작동시킨 경우나 완만하게 작동시킨 경우에 있어서 가상적인 주행 중의 차량이 정지할 때까지의 거동을 정밀도 좋게 재현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 구동 트레인의 시험 시스템의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2는 상기 실시형태에 따른 동력계 제어회로의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 타이어-노면 사이의 마찰계수값을 결정하는 제어맵의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 차량 속도값, 왼쪽 타이어 속도값, 오른쪽 타이어 속도값 및 프로펠러축의 속도값의 변화의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 구동 트레인의 시험 시스템의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 6은 상기 실시형태에 따른 동력계 제어회로의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 7은 감속 토크 연산부의 연산 수순을 나타내는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 구동 트레인의 시험 시스템의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 9는 왼쪽 브레이크 토크 연산부의 구체적인 연산 수순을 나타내는 블록도이다.
도 10은 상기 실시형태의 변형예에 따른 왼쪽 브레이크 토크 연산부의 구체적인 연산 수순을 나타내는 블록도이다.

<제1 실시형태>

본 발명의 제1 실시형태에 따른 구동 트레인의 시험 시스템(1)에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1은 본 실시형태의 시험 시스템(1)의 구성을 나타내는 모식도이다. 시험 시스템(1)은 도 1에 나타낸 바와 같이, 엔진(E), 변속기(T) 및 프로펠러축(S)으로 이루어지며, 차동 기어(차동 장치)를 구비하지 않은 구동 트레인을 공시체(W)로 한 소위 I형의 시스템이다.

시험 시스템(1)은, 프로펠러축(S)에 동일 축으로 연결된 동력계(2)와, 이 동력계(2)에 전력을 공급하는 인버터(3)와, 이 동력계(2)의 회전 속도를 검출하는 인코더(4)와, 프로펠러축(S)의 축 토크를 검출하는 축 토크미터(5)와, 이 인코더(4) 및 축 토크미터(5)의 출력신호 등에 기초하여 동력계(2)를 제어하는 동력계 제어회로(6)와, 엔진(E)을 제어하는 도시하지 않은 엔진 제어 장치를 구비한다. 이 시험 시스템(1)에서는, 엔진(E)으로 프로펠러축(S)을 회전 구동함과 동시에, 이 프로펠러축(S)에 연결된 동력계(2)를 동력계 제어회로(6)에 의해 전기 관성 제어함으로써, 적절한 부하 토크를 프로펠러축(S)에 부여하면서 공시체(W)의 내구성능이나 품질 등을 평가한다.

인버터(3)는 동력계 제어회로(6)로부터 출력되는 토크 전류 지령신호에 따른 전력을 동력계(2)에 공급한다. 인코더(4)는 동력계(2)의 회전 속도를 검출하고, 검출값에 대략 비례한 신호를 동력계 제어회로(6)에 송신한다. 축 토크미터(5)는 프로펠러축(S) 중 동력계(2) 측에 작용하는 축 토크를, 예를 들어 축의 비틀림 방향의 왜곡량으로부터 검출하고, 검출값에 대략 비례한 신호를 동력계 제어회로(6)에 송신한다.

도 2는 동력계 제어회로(6)의 구성을 나타내는 블록도이다.

동력계 제어회로(6)는 차동 토크 연산부(61)와, 왼쪽 타이어 속도 연산부(62L)와, 오른쪽 타이어 속도 연산부(62R)와, 왼쪽 차량 구동 토크 연산부(63L)와, 오른쪽 차량 구동 토크 연산부(63R)와, 차량 속도 연산부(64)와, 속도 제어 장치(65)와, 피드 포워드 입력 연산부(66)를 구비한다.

차동 토크 연산부(61)는 가상적인 차동 기어의 감속 기능 및 토크 분배 기능을 모의함으로써, 단일의 축 토크미터의 검출값 SHT에 기초하여 차동 기어의 한 쌍의 출력축 각각에 발생하는 왼쪽 차동 토크값 Tdl 및 오른쪽 차동 토크값 Tdr을 산출한다.

왼쪽 차동 토크값 Tdl은 축 토크미터의 검출값 SHT에 소정의 기어비 Gd와 소정의 왼쪽 토크 분배비 Rl을 곱함으로써 산출된다(하기 식 (1) 참조). 또한, 오른쪽 차동 토크값 Tdr은 축 토크미터의 검출값 SHT에 기어비 Gd와 소정의 오른쪽 토크 분배비 Rr을 곱함으로써 산출된다(하기 식 (2) 참조). 여기서, 왼쪽 토크 분배비 Rl 및 오른쪽 토크 분배비 Rr의 값은 각각 0에서 1/2의 범위 내로 설정된다. 이하에서는, Rl=Rr=1/2로 한다.

Ｔｄｌ＝ＳＨＴ×Ｇｄ×Ｒｌ (1)

Ｔｄｒ＝ＳＨＴ×Ｇｄ×Ｒｒ (2)

차량 속도 연산부(64)는 상기 차동 기어의 한 쪽 출력축에 연결되는 가상적인 왼쪽 타이어와 가상적인 좌측 노면 사이의 마찰력에 의해 발생하는 차량 구동력에 해당하는 후술하는 왼쪽 차량 구동 토크값 Fxl과, 차동 기어의 다른 쪽 출력축에 연결되는 가상적인 오른쪽 타이어와 가상적인 우측 노면 사이의 마찰력에 의해 발생하는 차량 구동력에 해당하는 후술하는 오른쪽 차량 구동 토크값 Fxr을 입력으로 하고, 상기 가상적인 좌우의 타이어를 구동 바퀴로 하여 주행하는 가상적인 차량의 관성모멘트 Jv로 특징지어지는 차량의 운동방정식(하기 식 (3) 참조)에 의해, 차량의 속도에 해당하는 차량 속도값 V를 산출한다.

Ｆｘｌ＋Ｆｘｒ＝Ｊｖ·ｄＶ／ｄｔ (3)

왼쪽 타이어 속도 연산부(62L)는 상술한 차동 토크 연산부(61)에 의해 산출된 왼쪽 차동 토크값 Tdl 및 왼쪽 차량 구동 토크값 Fxl을 입력으로 하고, 왼쪽 타이어의 관성모멘트 Jtl로 특징지어지는 왼쪽 타이어의 운동방정식(하기 식 (4) 참조)에 의해, 왼쪽 타이어의 회전 속도에 해당하는 왼쪽 타이어 속도값 Vwl을 산출한다.

Ｔｄｌ－Ｆｘｌ＝Ｊｔｌ·ｄＶｗｌ／ｄｔ (4)

왼쪽 타이어 속도 연산부(62L)는, 보다 구체적으로는 왼쪽 차동 토크값 Tdl로부터 왼쪽 차량 구동 토크값 Fxl을 감산하여 얻어지는 값을 왼쪽 타이어의 회전에 기여하는 왼쪽 타이어 구동 토크값으로 정의하고, 이에 왼쪽 타이어 관성모멘트 Jt1의 역수를 곱하고 이에 적분 연산을 실시한 것을 왼쪽 타이어 속도값 Vwl로 한다.

오른쪽 타이어 속도 연산부(62R)는 상술한 차동 토크 연산부(61)에 의해 산출된 오른쪽 차동 토크값 Tdr 및 오른쪽 차량 구동 토크값 Fxr을 입력으로 하고, 오른쪽 타이어의 관성모멘트 Jtr로 특징지어지는 오른쪽 타이어의 운동방정식(하기 식 (5) 참조)에 의해, 오른쪽 타이어의 회전 속도에 해당하는 오른쪽 타이어 속도값 Vwr을 산출한다. 오른쪽 타이어 속도값 Vwr을 산출하는 구체적인 수순은 왼쪽 타이어 속도값 Vwl을 산출하는 수순과 마찬가지이므로 그 상세한 설명은 생략한다.

Ｔｄｒ－Ｆｘｒ＝Ｊｔｒ·ｄＶｗｒ／ｄｔ (5)

왼쪽 차량 구동 토크 연산부(63L)는 왼쪽 타이어 속도값 Vwl과 차량 속도값 V의 차이에 기초하여, 왼쪽 타이어와 가상적으로 설정된 좌측 노면 사이의 마찰력에 의해 발생하는 차량 구동력에 해당하는 왼쪽 차량 구동 토크값 Fxl을 산출한다. 이하, 그 수순에 대하여 구체적으로 설명한다.

왼쪽 차량 구동 토크 연산부(63L)는, 우선 속도차 (Vwl-V), 그리고 속도값 Vwl과 V 중에서 큰 쪽에 기초하여, 왼쪽 타이어의 좌측 노면 위에서의 슬립률 λ1을 하기 식 (6)에 기초하여 산출한다. 다음으로, 왼쪽 차량 구동 토크 연산부(63L)는 산출된 왼쪽 슬립률 λ1을 인수로 하여, 도 3에 나타낸 바와 같은 제어맵 fl에 기초하여 왼쪽 타이어-좌측 노면 사이의 왼쪽 마찰계수값 μl을 결정한다(하기 식 (7) 참조). 또한, 이 마찰계수값을 결정하는 제어맵은 좌측 노면의 상태(설면, 건조노면 등)에 따라 적절하게 선택할 수 있게 되어 있다. 다음으로, 왼쪽 차량 구동 토크 연산부(63L)는 왼쪽 타이어가 좌측 노면으로부터 받는 왼쪽 수직항력값 Nzl에, 왼쪽 마찰계수값 μl을 곱함으로써, 왼쪽 차량 구동 토크값 Fxl을 산출한다(하기 식 (8) 참조). 이 왼쪽 수직항력값 Nzl은 미리 정해진 상수 또는 차량 속도값 V 등에 따라 추정된 값이 이용된다.

λｌ＝（Ｖｗｌ－Ｖ）／ｍａｘ（Ｖｗｌ，Ｖ） (6)

μｌ＝ｆｌ（λｌ） (7)

Ｆｘｌ＝Ｎｚｌ·μｌ (8)

오른쪽 차량 구동 토크 연산부(63R)는 오른쪽 타이어 속도값 Vwr과 차량 속도값 V를 입력으로 하고, 하기 식 (9)~(11)에 기초하여 오른쪽 타이어와 우측 노면 사이의 마찰력에 의해 발생하는 차량 구동력에 해당하는 오른쪽 차량 구동 토크값 Fxr을 산출한다. 오른쪽 차량 구동 토크값 Fxr을 산출하는 구체적인 수순은 왼쪽 차량 구동 토크값 Fxl을 산출하는 수순과 마찬가지이므로 그 상세한 설명은 생략한다.

λｒ＝（Ｖｗｒ－Ｖ）／ｍａｘ（Ｖｗｒ，Ｖ） (9)

μｒ＝ｆｒ（λｒ） (10)

Ｆｘｒ＝Ｎｚｒ·μｒ (11)

이상과 같이, 동력계 제어회로(6)에서는 가상적인 차동 기어를 통해 그 한 쌍의 출력축의 양단측에 접속되는 왼쪽 타이어 및 오른쪽 타이어와, 이들 타이어를 구동 바퀴로 하여 좌측 노면 및 우측 노면 위를 주행하는 차량을 가상적으로 설정하고, 이들을 독립된 관성모멘트 Jtl, Jtr, Jv를 갖는 물체로 한 뒤, 각각에 대한 운동방정식 (3)~(11)을 연립시킴으로써 차량 속도값 V, 왼쪽 타이어 속도값 Vwl 및 오른쪽 타이어 속도값 Vwr을 산출한다. 또한, 동력계 제어회로(6)에서는 가상적인 차동 기어의 기능을 모의함으로써 축 토크미터의 검출값으로부터 좌우의 차동 토크값 Tdl, Tdr을 산출하고(식 (1)~(2) 참조), 이들 차동 토크값 Tdl, Tdr을 좌우의 타이어 속도 연산부(62L, 62R)에 입력함으로써 좌우의 타이어 속도값 Vwl, Vwr을 산출한다.

속도 제어장치(65)는 좌우의 타이어 속도 연산부(62L, 62R)에 의해 산출된 좌우 타이어 속도값 Vwl, Vwr의 평균값에 차동 기어의 기어비 Gd를 곱하여 얻어지는 가상적인 타이어 속도값을 속도 지령값으로 하고, 인코더의 검출값이 이 속도 지령값이 되도록 토크 전류 지령신호를 출력한다.

피드 포워드 입력 연산부(66)는 차동 토크값 Tdl, Tdr과 차량 구동 토크값 Fxl, Fxr의 차이에 비례한 신호를 속도 제어장치(65)로부터 출력되는 토크 전류 지령신호에 합성하여 이 토크 전류 지령신호를 보정한다. 보다 구체적으로는, 피드 포워드 입력 연산부(66)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 왼쪽 차동 토크값 Tdl과 왼쪽 차량 구동 토크값 Fxl의 차이에 왼쪽 타이어의 관성모멘트 Jtl의 역수를 곱함으로써 얻어지는 값과, 오른쪽 차동 토크값 Tdr과 오른쪽 차량 구동 토크값 Fxr의 차이에 오른쪽 타이어의 관성모멘트 Jtr의 역수를 곱하여 얻어지는 값의 평균값을 산출한다. 아울러 피드 포워드 입력 연산부(66)는 이 평균값에 기어비 Gd와 동력계의 관성모멘트 Jdy를 곱하고, 이를 속도 제어장치(65)로부터 출력되는 토크 전류 지령신호에 합성한다. 이와 같은 피드 포워드 입력 연산부(66)의 기능에 의해, 타이어 속도값 Vwl, Vwr의 변화에 대한 응답성을 높일 수 있다.

도 4는 차량 속도값 V, 왼쪽 타이어 속도값 Vwl, 오른쪽 타이어 속도값 Vwr 및 프로펠러축의 속도값(인코더의 검출값에 해당)의 변화의 일례를 나타내는 도면이다. 도 4에서는 차량이 정지한 상태로부터, 시각 t1에서 엑셀 페달을 깊게 밟아 엔진(E)을 급가속시키고, 그 후 시각 t2에서 엑셀 페달의 밟음을 약하게 할 때에 있어서 이들 속도값의 변화의 일례를 나타낸다. 또한, 도 4에 나타낸 결과에서는, 가상적인 노면의 설정에 대하여, 좌측 노면은 우측 노면보다 미끄러지기 쉽도록 설정했다. 즉, 왼쪽 차량 구동 토크 연산부(63L)에서 이용되는 제어맵 fl은 오른쪽 차량 구동 토크 연산부(63R)에서 이용되는 제어맵 fr보다 마찰계수값이 크게 되도록 했다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 시각 t1에서 엔진(E)을 급가속시키면, 왼쪽 타이어 속도값(가는 파선)은 차량 속도값(굵은 파선)에 비해 현저하게 상승하는데 반해, 오른쪽 타이어 속도값(가는 실선)은 차량 속도값과 거의 동일한 변화를 나타낸다. 또한, 시각 t2에서 엑셀 페달의 밟음을 약하게 하면, 차량 속도값은 상승하면서 왼쪽 타이어 속도값은 감소한다. 그리고 시각 t3에서는 왼쪽 타이어 속도값과 오른쪽 타이어 속도값과 차량 속도값이 거의 동일해진다. 이상과 같이, 본 실시형태의 시험 시스템에 의하면, 축 토크미터의 검출값에 기초하여 왼쪽 차동 토크값 Tdl과 오른쪽 차동 토크값 Tdr을 산출하고, 왼쪽 타이어 속도값 Vwl과 오른쪽 타이어 속도값 Vwr을 별도로 산출함으로써, I형의 시험 시스템이라도 좌우 양 타이어에서 다른 상태의 노면 위에서의 발진 및 주행 동작을 모의할 수 있다.

본 실시형태의 시험 시스템에 의하면, 이하의 효과 (A)~(C)를 나타낸다.

(A) 시험 시스템(1)에서는 가상적인 차동 기어의 기능을 모의하기 위해 차동 토크 연산부(61)에 의해 축 토크미터의 검출값 SHT에 기초하여, 가상적인 차동 기어의 한 쌍의 출력축 각각에 발생하는 좌우의 차동 토크값 Tdl, Tdr을 산출한다. 그리고 단일의 축 토크미터로부터 얻어진 좌우의 차동 토크값 Tdl, Tdr을 입력으로 하고, 타이어 속도 연산부(62L, 62R)에 의한 타이어 속도값 Vwl, Vwr의 연산과, 차량 속도 연산부(64)에 의한 가상적인 차량 속도값 V의 연산과, 차량 구동 토크 연산부(63L, 63R)에 의한 가상적인 좌우의 차량 구동 토크값 Fxl, Fxr의 3개의 가상적인 물리량의 연산을, 왼쪽 타이어 측과 오른쪽 타이어 측에서 독립적으로 연립시킴으로써, 속도 제어장치(65)에 대한 지령값이 되는 좌우의 타이어 속도값 Vwl, Vwr을 산출한다. 이에 따라 시험 시스템(1)에서는 좌우 양 타이어에서 다른 상태의 노면 위에서의 발진 및 주행 동작을 모의할 수 있다.

(B) 시험 시스템(1)에서는 차동 기어의 토크 분배 기능 및 감속 기능을 모사하여, 축 토크미터의 검출값 SHT에 왼쪽 토크 분배비 Rl 및 기어비 Gd를 곱한 것을 왼쪽 차동 토크값 Tdl로 하고, 축 토크미터의 검출값 SHT에 오른쪽 토크 분배비 Rr 및 기어비 Gd를 곱한 것을 오른쪽 차동 토크값 Tdr로 한다. 이에 따라, 가상적인 차동 기어의 기능을 더욱 상세히 모의할 수 있다.

(C) 시험 시스템(1)에서는 상술한 바와 같이 각각 독립적으로 산출된 좌우의 타이어 속도값 Vwl, Vwr의 평균값을 산출하고, 이에 차동 기어의 기어비 Gd를 곱하여 얻어지는 값을 속도 지령값으로 하여 속도 제어장치(65)에 의해 동력계의 속도를 제어한다. 이에 따라, 단일의 동력계 밖에 구비하지 않은 I형의 시험 시스템(1)이라도 좌우 양 타이어에서 다른 상태의 노면 위에서의 발진 및 주행 동작을 모의할 수 있다.

<제2 실시형태>

본 발명의 제2 실시형태에 따른 구동 트레인의 시험 시스템(1A)에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다.

도 5는 본 실시형태의 시험 시스템(1A)의 구성을 나타내는 모식도이다. 이하의 시험 시스템(1A)의 설명에서, 제1 실시형태의 시험 시스템(1)과 동일한 구성에 대하여는 동일한 부호를 붙이고 그 상세한 설명을 생략한다. 시험 시스템(1A)은 프로펠러축(S)의 회전을 감속시키는 브레이크 장치(7A)를 더 구비하는 점과, 동력계 제어회로(6A)의 구성이 제1 실시형태의 시험 시스템(1)과 다르다.

브레이크 장치(7A)는 프로펠러축(S) 중 동력계(2) 측에 설치된 브레이크 로터를 도시하지 않은 브레이크 캘리퍼에 협지(挾持)함으로써 프로펠러축(S)의 회전을 감속시킨다.

도 6은 동력계 제어회로(6A)의 구성을 나타내는 블록도이다.

동력계 제어회로(6A)는 감속 토크 연산부(67A)를 더 구비하는 점 및 차동 토크 연산부(61A)의 구성이 제1 실시형태의 시험 시스템(1)과 다르다.

도 7은 감속 토크 연산부(67A)의 연산 수순을 나타내는 블록도이다.

감속 토크 연산부(67A)는 축 토크미터의 검출값 SHT, 인코더의 검출값 DYw 및 토크 전류 지령신호 DYT에 기초하여, 프로펠러축(S) 중 동력계 측에 설치된 브레이크 장치에 의한 감속 토크값 DB_Trq를 산출한다. 보다 구체적으로는, 감속 토크 연산부(67A)는 값 SHT, DYw, DYT를 입력으로 하고, 관성모멘트 Jdy를 갖는 동력계의 운동방정식(하기 식 (12) 참조)에 기초하여 감속 토크값 DB_Trq를 산출한다.

Ｊｄｙ·ｄＤＹｗ／ｄｔ＝ＳＨＴ＋ＤＹＴ－ＤＢ＿Ｔｒｑ (12)

도 6으로 돌아가, 차동 토크 연산부(61A)는 축 토크미터의 검출값 SHT으로부터 브레이크 장치에 의한 감속 토크값 DB_Trq를 감산함으로써 얻어진 값에, 기어비 Gd 및 왼쪽 토크 분배비 Rl을 곱함으로써 왼쪽 차동 토크값 Tdl을 산출한다(하기 식 (13) 참조). 또한, 차동 토크 연산부(61A)는 축 토크미터의 검출값 SHT로부터 브레이크 장치에 의한 감속 토크값 DB_Trq를 감산함으로써 얻어진 값에, 기어비 Gd 및 오른쪽 토크 분배비 Rr을 곱함으로써 오른쪽 차동 토크값 Tdr을 산출한다(하기 식 (14) 참조).

Ｔｄｌ＝（ＳＨＴ－ＤＢ＿Ｔｒｑ）×Ｇｄ×Ｒｌ (13)

Ｔｄｒ＝（ＳＨＴ－ＤＢ＿Ｔｒｑ）×Ｇｄ×Ｒｒ (14)

본 실시형태의 시험 시스템(1A)은 상기 효과 (A)~(C) 이외에, 이하의 효과(D)를 나타낸다.

(D) 시험 시스템(1A)에서는, 공시체(W)의 프로펠러축(S)의 회전을 감속시키는 브레이크 장치(7A)를 설치한 후, 이 브레이크 장치(7A)를 작동시킴으로써 발생하는 감속 토크값 DB_Trq를, 축 토크미터의 검출값 SHT, 인코더의 검출값 DYw 및 인버터에 대한 토크 전류 지령신호 DYT에 기초하여 추정한다. 이에 따라, 주행 중에 브레이크 장치(7A)를 작동시켰을 때의 거동도 재현할 수 있으므로, 시험의 재현성을 더욱 향상시킬 수 있다.

<제3 실시형태>

본 발명의 제3 실시형태에 따른 구동 트레인의 시험 시스템(1B)에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다.

도 8은 시험 시스템(1B)의 동력계 제어회로(6B)의 구성을 나타내는 블록도이다. 이하의 시험 시스템(1B)의 설명에서 제1 실시형태의 시험 시스템(1)과 동일한 구성에 대하여는 동일한 부호를 붙이고 그 상세한 설명을 생략한다. 동력계 제어회로(6B)는 왼쪽 브레이크 토크 연산부(68LB) 및 오른쪽 브레이크 토크 연산부(68RB)를 더 구비하는 점과, 왼쪽 타이어 속도 연산부(62LB) 및 오른쪽 타이어 속도 연산부(62RB)의 구성이 도 2의 동력계 제어회로(6)와 다르다.

왼쪽 브레이크 토크 연산부(68LB)는 공시체의 가상적인 차동 기어의 한 쌍의 출력축 중, 왼쪽 타이어가 설치된 쪽에 설치되는 가상적인 왼쪽 브레이크 장치가 조작됨으로써 발생하는 왼쪽 브레이크 토크값 DBl을 산출한다.

도 9는 왼쪽 브레이크 토크 연산부(68LB)의 구체적인 연산 수순을 나타내는 블록도이다.

왼쪽 브레이크 토크 연산부(68LB)는 브레이크 ASR(681)과 브레이크 토크 리미터(682)를 구비하고, 이하의 수순에 따라 왼쪽 브레이크 토크값 DBl을 산출한다.

브레이크 ASR(681)은 속도 제어장치(65)의 ASR과 동일한 기능을 가지며, 소정의 정지 목표값(예를 들어, 0)으로부터 왼쪽 타이어 속도값 Vwl을 감산하여 얻어지는 편차 입력값이 0이 되도록 브레이크 토크값을 산출한다.

브레이크 토크 리미터(682)는 도시되지 않은 외부의 입력 장치로부터, 상기 가상적인 왼쪽 브레이크 장치에 의해 발생시켜야 하는 브레이크 토크에 대한 지령값이 되는 양(正)의 브레이크 토크 지령값 DB_ref가 입력되면, 브레이크 ASR(681)의 브레이크 토크값에 비례한 출력을, 하한값을 -DB_ref로 하고 상한값을 DB_ref로 한 범위 내로 제한한다. 또한, 도 9에 나타낸 조합에서는 편차 입력이 양인 경우 브레이크 ASR(681)의 출력은 음(負)이 된다. 그래서 브레이크 토크 리미터(682)는 연산의 편의상 브레이크 ASR(681)의 출력을 -DB_ref에서 DB_ref의 범위 내로 제한된 값에 -1을 곱한 값을 왼쪽 브레이크 토크값 DBl로 한다.

도 8로 돌아가, 왼쪽 브레이크 토크 연산부(68LB)에서는 외부로부터 입력된 브레이크 토크 지령값 DB_ref를 상한값으로 취급하고, 이 상한값보다 작으면서 왼쪽 타이어 속도값 Vwl이 정지 목표값 0이 되도록 브레이크 ASR(681)(도 9 참조)에 의해 왼쪽 브레이크 토크값 DBl을 산출한다. 오른쪽 브레이크 토크 연산부(68RB)는 외부로부터 입력된 브레이크 토크 지령값 DB_ref를 상한값으로 취급하고, 이 상한값보다 작으면서 오른쪽 타이어 속도값 VWr이 정지 목표값 0이 되도록 브레이크 ASR(미도시)에 의해 오른쪽 브레이크 토크값 DBr을 산출한다. 또한, 오른쪽 브레이크 토크 연산부(68RB)의 구체적인 연산 수순은 왼쪽 브레이크 토크 연산부(68LB)와 거의 동일하므로 더 이상 상세한 설명을 생략한다.

왼쪽 타이어 속도 연산부(62LB)는 왼쪽 차동 토크값 Tdl로부터 왼쪽 차량 구동 토크값 Fxl 및 왼쪽 브레이크 토크값 DBl을 감산하여 얻어지는 값을 타이어 구동 토크값으로 하고, 이를 입력으로 하여 하기 식 (15)에 나타낸 왼쪽 타이어의 운동방정식에 의해 왼쪽 타이어 속도값 Vwl을 산출한다.

Ｔｄｌ－ＤＢｌ－Ｆｘｌ＝Ｊｔｌ·ｄＶｗｌ／ｄｔ (15)

오른쪽 타이어 속도 연산부(62RB)는 오른쪽 차동 토크값 Tdr로부터 오른쪽 차량 구동 토크값 Fxr 및 오른쪽 브레이크 토크값 DBr을 감산하여 얻어지는 값을 타이어 구동 토크값으로 하고, 이를 입력으로 하여 하기 식 (16)에 나타낸 오른쪽 타이어의 운동방정식에 의해 오른쪽 타이어 속도값 Vwr을 산출한다.

Ｔｄｒ－ＤＢｒ－Ｆｘｒ＝Ｊｔｒ·ｄＶｗｒ／ｄｔ (16)

본 실시형태의 시험 시스템(1B)은 상기 효과 (A)~(C) 이외에, 이하의 효과 (E)를 나타낸다.

(E) 좌우의 브레이크 토크 연산부(68LB, 68RB)는 가상적인 브레이크 장치가 조작됨으로써 가상적인 차동 기어의 한 쌍의 출력축 각각에 발생하는 좌우의 브레이크 토크값 DBl, DBr을 산출한다. 타이어 속도 연산부(62LB, 62RB)는 차동 토크값 Tdl, Tdr로부터 차량 구동 토크값 Fxl, Fxr 및 브레이크 토크값 DBl, DBr을 감산하여 얻어지는 값에 기초하여 타이어 속도값 Vwl, Vwr을 산출한다. 이에 따라, 상기 제2 실시형태의 시험 시스템(1A)(도 5 참조)과 달리, 공시체(W)에 기계적인 브레이크 장치(7A)가 설치되어 있지 않더라도 브레이크를 조작했을 때의 거동을 재현할 수 있다. 또한 시험 시스템(1B)에서는 브레이크 토크 연산부(68LB, 68RB)는 소정의 브레이크 토크 지령값 DB_ref를 그대로 타이어 속도 연산부(62LB, 62RB)에 입력하지 않고, 이를 상한값으로 취급한다. 즉, 브레이크 토크 연산부(68LB, 68RB)는 브레이크 토크 지령값 DB_ref를 상한값으로 하고, 이 상한값보다 작으면서 좌우의 타이어 속도값 Vwl, Vwr이 0이 되도록 브레이크 토크값 DBl, DBr을 산출한다. 이에 따라, 브레이크 토크 지령값 DB_ref를 크게 하거나 작게 함으로써, 브레이크를 강하게 작동시킨 경우나 약하게 작동시킨 경우에 있어서 가상적인 주행 중의 차량이 정지할 때까지의 거동을, I형의 시험 시스템(1B)이라도 정밀도 좋게 재현할 수 있다. 바꾸어 말하면, 주행 중의 차량에서 강하게 브레이크를 작동시킴으로써 단시간에 차량을 정지시킨 경우의 거동이나, 약하게 브레이크를 작동시킴으로써 장시간에 차량을 정지시킨 경우의 거동을 재현할 수 있다.

이상, 본 발명의 제3 실시형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

예를 들어, 왼쪽 브레이크 토크 연산부(68LB) 및 오른쪽 브레이크 토크 연산부(68RB)의 연산은 도 10에 나타낸 바와 같은 수순으로 대체되어도 좋다.

도 10은 제3 실시형태의 변형예에 따른 왼쪽 브레이크 토크 연산부(68LC)의 구체적인 연산 수순을 나타내는 블록도이다.

왼쪽 브레이크 토크 연산부(68LC)는 브레이크 토크 지령값 DB_ref의 변화율을 제한하는 변화율 제한부(683)를 더 구비하는 점에서, 도 9에 나타낸 왼쪽 브레이크 토크 연산부(68LB)와 다르다. 변화율 제한부(683)는 외부의 입력 장치로부터 입력된 브레이크 토크 지령값 DB_ref를 소정의 변화율[Nm/sec] 이하로 제한한다. 즉, 브레이크 토크 지령값 DB_ref가 스텝 모양으로 변화한 경우에는 이를 미리 정해진 변화율 이하로 변화시킨다.

왼쪽 브레이크 토크 연산부(68LC)는 이 변화율 제한부(683)에 의해 제한된 브레이크 토크 지령값 DB_ref_r을 상한값으로 하고, 도 9를 참조하여 설명한 것과 마찬가지로 이 상한값보다 작으면서 왼쪽 타이어 속도값 Vwl이 0이 되도록 왼쪽 브레이크 토크값 DBl을 산출한다.

이 변형예에 의하면, 상기 (A)~(C) 및 (E)의 효과 이외에, 이하의 효과 (F)를 나타낸다.

(F) 브레이크 토크 연산부(68LC)는 브레이크 토크 지령값 DB_ref를 소정의 변화율 이하로 제한한다. 그리고 제한된 브레이크 토크값을 상한값으로 하고, 이 상한값보다 작으면서 타이어 속도값 Vwl이 0이 되도록 브레이크 토크값을 산출한다. 이에 따라, 변화율을 크게 하거나 작게 함으로써, 브레이크 장치를 급격히 강하게 작동시킨 경우나 완만히 작동시킨 경우에 있어서 가상적인 주행 중의 차량이 정지할 때까지의 거동을 정밀도 좋게 재현할 수 있다.

1, 1A, 1B: 시험 시스템
2: 동력계
3: 인버터
4: 인코더(속도 검출기)
5: 축 토크미터(축 토크 검출기)
61, 61A: 차동 토크 연산부
62L, 62R, 62LB, 62RB: 타이어 속도 연산부
63L, 63R: 차량 구동 토크 연산부
64: 차량 속도 연산부
65: 속도 제어 장치
67A: 감속 토크 연산부
68LB, 68LC: 왼쪽 브레이크 토크 연산부(제1 브레이크 토크 연산부)
68RB: 오른쪽 브레이크 토크 연산부(제2 브레이크 토크 연산부)
7A: 브레이크 장치(제동 장치)

Claims

공시체의 출력축에 연결된 동력계와,
지령신호에 따른 전력을 상기 동력계에 공급하는 인버터와,
상기 출력축에 작용하는 축 토크를 검출하는 축 토크 검출기와,
상기 동력계의 회전 속도를 검출하는 속도 검출기를 구비한 구동 트레인의 시험 시스템에 있어서,
상기 공시체의 출력축에 연결되는 가상적인 차동 장치의 한 쌍의 출력축 각각에 접속되는 제1 타이어의 속도값 및 제2 타이어의 속도값을 산출하는 타이어 속도 연산부와,
상기 제1, 제2 타이어를 구동 바퀴로 하여 주행하는 가상적인 차량의 속도값을 산출하는 차량 속도 연산부와,
상기 제1, 제2 타이어 속도값 및 상기 차량 속도값에 기초하여, 상기 제1 타이어와 가상적인 제1 노면 사이의 마찰력에 의해 발생하는 제1 차량 구동 토크값 및 상기 제2 타이어와 가상적인 제2 노면 사이의 마찰력에 의해 발생하는 제2 차량 구동 토크값을 산출하는 차량 구동 토크 연산부와,
상기 축 토크 검출기의 검출값에 기초하여 상기 차동 장치의 한 쌍의 출력축 각각에 발생하는 제1 차동 토크값 및 제2 차동 토크값을 산출하는 차동 토크 연산부와,
상기 제1 및 제2 타이어 속도값에 기초하여 산출된 속도 지령값과 상기 속도 검출기의 검출값의 편차가 없어지도록 지령신호를 출력하는 속도 제어 장치를 구비하고,
상기 타이어 속도 연산부는, 상기 제1 차동 토크값 및 상기 제1 차량 구동 토크값에 기초하여 상기 제1 타이어 속도값을 산출하고, 상기 제2 차동 토크값 및 상기 제2 차량 구동 토크값에 기초하여 상기 제2 타이어 속도값을 산출하는 것을 특징으로 하는 구동 트레인의 시험 시스템.
제1항에 있어서,
상기 차동 토크 연산부는, 상기 차동 장치의 토크 분배 기능을 모사하여, 상기 축 토크 검출기의 검출값에 소정의 제1 토크 분배비 및 제2 토크 분배비를 곱함으로써 상기 제1 차동 토크값 및 상기 제2 차동 토크값을 산출하는 것을 특징으로 하는 구동 트레인의 시험 시스템.
제2항에 있어서,
상기 차동 토크 연산부는, 상기 축 토크 검출기의 검출값에 상기 제1 토크 분배비 및 상기 차동 장치의 소정의 기어비를 곱함으로써 상기 제1 차동 토크값을 산출하고, 상기 축 토크 검출기의 검출값에 상기 제2 토크 분배비 및 상기 기어비를 곱함으로써 상기 제2 차동 토크값을 산출하는 것을 특징으로 하는 구동 트레인의 시험 시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 속도 제어 장치는, 상기 제1 타이어 속도값 및 상기 제2 타이어 속도값의 평균값에 상기 차동 장치의 소정의 기어비를 곱하여 얻어지는 값을 속도 지령값으로 하는 것을 특징으로 하는 구동 트레인의 시험 시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공시체의 출력축의 회전을 감속시키는 제동 장치와,
상기 축 토크 검출기의 검출값, 상기 속도 검출기의 검출값 및 상기 인버터에 대한 지령신호의 값에 기초하여, 상기 출력축의 감속 토크값을 산출하는 감속 토크 연산부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 구동 트레인의 시험 시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
가상적인 제동 장치에 의해 상기 차동 장치의 상기 제1 타이어 측의 출력축에 발생하는 제1 브레이크 토크값을 산출하는 제1 브레이크 토크 연산부와,
상기 제동 장치에 의해 상기 차동 장치의 상기 제2 타이어 측의 출력축에 발생하는 제2 브레이크 토크값을 산출하는 제2 브레이크 토크 연산부를 더 구비하고,
상기 타이어 속도 연산부는, 상기 제1 차동 토크값으로부터 상기 제1 차량 구동 토크값 및 상기 제1 브레이크 토크값을 감산하여 얻어지는 값에 기초하여 상기 제1 타이어 속도값을 산출하고, 상기 제2 차동 토크값으로부터 상기 제2 차량 구동 토크값 및 상기 제2 브레이크 토크값을 감산하여 얻어지는 값에 기초하여 상기 제2 타이어 속도값을 산출하며,
상기 제1 브레이크 토크 연산부는, 소정의 브레이크 토크 지령값을 상한값으로 하여, 상기 상한값보다 작으면서 상기 제1 타이어 속도값이 0이 되도록 상기 제1 브레이크 토크값을 산출하고,
상기 제2 브레이크 토크 연산부는, 소정의 브레이크 토크 지령값을 상한값으로 하여, 상기 상한값보다 작으면서 상기 제2 타이어 속도값이 0이 되도록 상기 제2 브레이크 토크값을 산출하는 것을 특징으로 하는 구동 트레인의 시험 시스템.
제6항에 있어서,
상기 제1 브레이크 토크 연산부는, 상기 브레이크 토크 지령값을 소정의 변화율 이하로 제한함과 동시에, 상기 제한된 제1 브레이크 토크값을 제1 상한값으로 하여, 상기 제1 상한값보다 작으면서 상기 제1 타이어 속도값이 0이 되도록 상기 제1 브레이크 토크값을 산출하고,
상기 제2 브레이크 토크 연산부는, 상기 브레이크 토크 지령값을 소정의 변화율 이하로 제한함과 동시에, 상기 제한된 제2 브레이크 토크값을 제2 상한값으로 하여, 상기 제2 상한값보다 작으면서 상기 제2 타이어 속도값이 0이 되도록 상기 제2 브레이크 토크값을 산출하는 것을 특징으로 하는 구동 트레인의 시험 시스템.
제4항에 있어서,
상기 공시체의 출력축의 회전을 감속시키는 제동 장치와,
상기 축 토크 검출기의 검출값, 상기 속도 검출기의 검출값 및 상기 인버터에 대한 지령신호의 값에 기초하여, 상기 출력축의 감속 토크값을 산출하는 감속 토크 연산부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 구동 트레인의 시험 시스템.
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