KR20230039570A - 동력 전달계의 시험 장치 - Google Patents

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KR20230039570A
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다케시 히가시야마
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신포니아 테크놀로지 가부시끼가이샤
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Abstract

차량용 동력 전달 차동 장치의 제1 출력축 및 제2 출력축에 각각 접속되는 다이나모를 갖는 동력 전달계의 시험 장치에 있어서, 상기 제1 출력축 및 상기 제2 출력축에 분배되는 토크의 변동을 억제 가능한 구성을 얻는다.
동력 전달계의 시험 장치(1)는, 구동원이 발생시키는 구동력을 전달해서 제1 출력축(D1) 및 제2 출력축(D2)에 분배하는 차량용 동력 전달 차동 장치(D)를 갖는 동력 전달계를 시험하는 장치이다. 동력 전달계의 시험 장치(1)는, 제1 출력축(D1) 및 제2 출력축(D2)에 각각 접속되어 차량용 동력 전달 차동 장치(D)의 부하로서 기능하는 제1 다이나모(11) 및 제2 다이나모(12)와, 제1 다이나모(11)의 회전 속도를 속도 지령에 피드백함으로써 얻어지는 토크 지령에 기초하여, 제1 다이나모(11) 및 제2 다이나모(12)의 구동 제어를 행하는 제1 제어 장치(14)를 갖는다.

Description

동력 전달계의 시험 장치{APPARATUS FOR TESTING POWER TRAIN}
본 발명은, 구동원이 발생시키는 구동력을 전달해서 제1 출력축 및 제2 출력축에 분배하는 동력 전달 차동 장치를 갖는 동력 전달계를 시험하는 동력 전달계의 시험 장치에 관한 것이다.
구동원이 발생시키는 구동력을 전달해서 제1 출력축 및 제2 출력축에 분배하는 동력 전달 차동 장치를 갖는 동력 전달계를 시험하는 동력 전달계의 시험 장치가 알려져 있다. 이러한 동력 전달계의 시험 장치로서, 예를 들어 특허문헌 1에는, 차동 기어를 직접 또는 트랜스미션 등을 통해서 모터로 구동하여 그 좌우의 차축에 결합되어 평균 속도 일정하게 전류 제어되어 토크를 흡수하는 다이나모 미터를 차동 회전 지령에 기초해서 제어하여 모의적으로 선회 시험하는 자동차 시험 장치용 전기 동력계가 개시되어 있다.
일본 특허 공개 평 6-265440호 공보
그런데, 상술한 특허문헌 1에 개시되어 있는 구성과 같이, 구동원이 발생시키는 구동력을 전달해서 제1 출력축 및 제2 출력축에 분배하는 차동 기어(동력 전달 차동 장치)를 갖는 동력 전달계를 시험할 경우, 상기 제1 출력축 및 상기 제2 출력축에는 각각 다이나모가 접속되어 있다. 이렇게 상기 동력 전달 차동 장치의 상기 제1 출력축 및 상기 제2 출력축에 각각 접속된 다이나모는, 동일한 속도가 되도록 제각각 속도 제어되고 있다.
그 때문에, 상기 제1 출력축 및 상기 제2 출력축에 각각 접속된 다이나모의 회전 속도에는, 약간의 차가 있다. 이에 의해, 상기 동력 전달 차동 장치의 기어의 맞물림 부분에서의 톱니의 맞물림 상태가 미묘하게 변화한다. 이러한 톱니의 맞물림 상태의 변화에 의해, 상기 동력 전달 차동 장치에 있어서 상기 제1 출력축 및 상기 제2 출력축에 분배되는 토크가 변화한다. 그 후, 톱니의 맞물림 상태의 변화가 어떤 정도 커지면, 상기 동력 전달 차동 장치의 기어의 맞물림이 변화하여, 상기 제1 출력축 및 상기 제2 출력축에 분배되는 토크의 차가 작아진다.
이와 같이, 상기 동력 전달 차동 장치의 상기 제1 출력축 및 상기 제2 출력축에 각각 접속된 다이나모를 속도 제어한 경우에는, 상기 제1 출력축 및 상기 제2 출력축에 분배되는 토크가 톱니상으로 변화한다.
상기 동력 전달 차동 장치를 갖는 동력 전달계를 고정밀도로 시험하기 위해서, 상술한 바와 같은 톱니상의 토크 변화를 가능한 한 억제하는 것이 요망되고 있다.
본 발명의 목적은, 차량용 동력 전달 차동 장치의 제1 출력축 및 제2 출력축에 각각 접속되는 다이나모를 갖는 동력 전달계의 시험 장치에 있어서, 상기 제1 출력축 및 상기 제2 출력축에 분배되는 토크의 변동을 억제 가능한 구성을 얻는 것에 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 동력 전달계의 시험 장치는, 구동원이 발생시키는 구동력을 전달해서 제1 출력축 및 제2 출력축에 분배하는 차량용 동력 전달 차동 장치를 갖는 동력 전달계를 시험하는 동력 전달계의 시험 장치이다. 이 동력 전달계의 시험 장치는, 상기 제1 출력축 및 상기 제2 출력축에 각각 접속되어서 상기 차량용 동력 전달 차동 장치의 부하로서 기능하는 제1 다이나모 및 제2 다이나모와, 상기 제1 다이나모의 회전 속도를 속도 지령에 피드백함으로써 얻어지는 토크 지령에 기초하여, 상기 제1 다이나모 및 상기 제2 다이나모의 구동 제어를 행하는 구동 제어부를 갖는다(제1 구성).
차량용 동력 전달 차동 장치의 제1 출력축 및 제2 출력축에 각각 접속되는 제1 다이나모 및 제2 다이나모는, 각각의 회전 속도를 속도 지령에 피드백함으로써 얻어지는 보정 속도 지령에 기초하여 속도 제어되는 경우가 있다.
이러한 속도 제어에 있어서, 상기 제1 다이나모 및 상기 제2 다이나모의 회전 속도에는 미소한 차가 있기 때문에, 상기 차량용 동력 전달 차동 장치에서의 기어의 맞물림 부분에서 톱니의 맞물림 상태가 조금씩 변화한다. 이에 의해, 상기 차량용 동력 전달 차동 장치로부터 상기 제1 다이나모 및 상기 제2 다이나모에의 출력 토크가 변화하기 때문에, 이 변화분이 제1 다이나모 및 상기 제2 다이나모에 대한 가속 토크가 되어, 상기 제1 다이나모의 회전 속도와 상기 제2 다이나모의 회전 속도에 차가 발생한다.
상기 제1 다이나모의 회전 속도를 일정하게 제어하고 또한 상기 제2 다이나모의 회전 속도를 일정하게 제어하면, 상기 차량용 동력 전달 차동 장치에서의 기어의 맞물림이 변하지 않고 톱니의 맞물림 상태가 변화하여, 상기 차량용 동력 전달 차동 장치로부터 상기 제1 다이나모 및 상기 제2 다이나모에의 출력 토크의 변화가 증대한다.
이에 대해, 상술한 구성과 같이, 상기 제1 다이나모 및 상기 제2 다이나모를 동일한 토크 지령에 기초하여 구동 제어함으로써, 상기 제1 다이나모 및 상기 제2 다이나모를 속도 제어하는 경우에 비해서 회전 속도의 변동을 허용할 수 있다. 이에 의해, 상기 차량용 동력 전달 차동 장치에서의 기어의 맞물림 부분에서의 톱니의 맞물림 상태가 변화하기 쉬워져, 상기 기어의 맞물림도 바뀌기 쉬워진다.
따라서, 상술한 바와 같이 상기 차량용 동력 전달 차동 장치로부터 상기 제1 다이나모 및 상기 제2 다이나모에의 출력 토크의 변화의 증대를 억제할 수 있고, 상기 제1 출력축 및 상기 제2 출력축에 분배되는 톱니상의 토크의 변화도 억제할 수 있다.
따라서, 상기 차량용 동력 전달 차동 장치의 상기 제1 출력축 및 상기 제2 출력축에 각각 접속되는 제1 다이나모 및 제2 다이나모를 갖는 동력 전달계의 시험 장치에 있어서, 상기 제1 출력축 및 상기 제2 출력축에 분배되는 토크의 변동을 억제 가능한 구성이 얻어진다.
또한, 상술한 구성에서는, 차량용 동력 전달 차동 장치의 부하로서의 상기 제1 다이나모 및 상기 제2 다이나모를 구동 제어하기 때문에, 상기 제1 다이나모 및 상기 제2 다이나모의 회전 속도를 각각 제어하지 않아도, 어느 정도 맞출 수 있다. 따라서, 상기 제1 다이나모 및 상기 제2 다이나모를 토크 지령에 의해 구동 제어할 수 있다.
상기 제1 구성에 있어서, 상기 구동 제어부는, 상기 제1 다이나모와 상기 제2 다이나모의 회전 속도차가 소정 범위 내로 되도록, 상기 토크 지령을 보정하는 토크 지령 보정부를 갖는다(제2 구성).
이에 의해, 제1 다이나모의 회전 속도와 제2 다이나모의 회전 속도의 차가, 차량용 동력 전달 차동 장치에 영향을 주는 소정 범위 이상으로 커지는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 상기 제1 다이나모의 회전 속도와 상기 제2 다이나모의 회전 속도의 차가 커지는 것을 억제하면서, 차량용 동력 전달 차동 장치에서의 기어의 맞물림 부분에서 톱니의 맞물림 상태의 변화를 생기게 하기 쉽게 할 수 있어, 상기 기어의 맞물림이 바뀌기 쉽게 할 수 있다.
따라서, 상기 차량용 동력 전달 차동 장치에 대한 영향을 억제하면서, 상기 차량용 동력 전달 차동 장치로부터 상기 제1 다이나모 및 상기 제2 다이나모에의 출력 토크의 변화의 증대를 억제할 수 있고, 상기 제1 출력축 및 상기 제2 출력축에 분배되는 톱니상의 토크의 변화도 억제할 수 있다.
따라서, 동력 전달계의 시험 장치에 있어서, 상기 차량용 동력 전달 차동 장치에 대한 영향을 억제하면서, 제1 출력축 및 제2 출력축에 분배되는 토크의 변동을 억제 가능한 구성이 얻어진다.
상기 제2 구성에 있어서, 상기 토크 지령 보정부는, 상기 제1 다이나모의 회전 속도와 상기 제2 다이나모의 회전 속도의 차를 산출하는 속도차 산출부와, 상기 속도차 산출부에 의해 산출된 회전 속도차를 사용해서 비례 제어함으로써, 출력 신호를 생성하는 비례 제어부와, 상기 비례 제어부에 의해 얻어진 상기 출력 신호를 사용하여, 상기 토크 지령을 보정하는 보정 연산부를 갖는다(제3 구성).
상술한 구성에서는, 토크 지령 보정부는, 적분기를 갖지 않으므로, 제1 다이나모의 회전 속도와 제2 다이나모의 회전 속도의 차를, 어느 정도 허용할 수 있다. 따라서, 차량용 동력 전달 차동 장치에서의 기어의 맞물림 부분에서의 톱니의 맞물림 상태가 변화하기 쉬워져, 상기 기어의 맞물림도 바뀌기 쉬워진다.
따라서, 차량용 동력 전달 차동 장치로부터 상기 제1 다이나모 및 상기 제2 다이나모에의 출력 토크의 변화의 증대를 억제할 수 있고, 상기 제1 출력축 및 상기 제2 출력축에 분배되는 톱니상의 토크의 변화도 억제할 수 있다.
따라서, 동력 전달계의 시험 장치에 있어서, 제1 출력축 및 제2 출력축에 분배되는 토크의 변동을 억제 가능한 구성이 얻어진다.
상기 제3 구성에 있어서, 상기 토크 지령 보정부는, 상기 비례 제어부의 신호 입력측에, 상기 속도차 산출부에 의해 산출된 회전 속도차 중 규정 범위 내의 회전 속도차를 일정 값으로 하는 불감대 제어부를 갖는다(제4 구성).
이에 의해, 토크 지령 보정부는, 제1 다이나모의 회전 속도와 제2 다이나모의 회전 속도의 차를, 규정 범위 내에서 보다 확실하게 허용할 수 있다. 따라서, 차량용 동력 전달 차동 장치에서의 기어의 맞물림 부분에서의 톱니의 맞물림 상태가 변화하기 쉬워져, 상기 기어의 맞물림도 바뀌기 쉬워진다.
따라서, 차량용 동력 전달 차동 장치로부터 상기 제1 다이나모 및 상기 제2 다이나모에의 출력 토크의 변화의 증대를 억제할 수 있고, 상기 제1 출력축 및 상기 제2 출력축에 분배되는 톱니상의 토크의 변화도 억제할 수 있다.
따라서, 동력 전달계의 시험 장치에 있어서, 제1 출력축 및 제2 출력축에 분배되는 토크의 변동을 억제 가능한 구성이 얻어진다.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 동력 전달계의 시험 장치에 의하면, 제1 출력축 및 제2 출력축에 각각 접속되어 차량용 동력 전달 차동 장치의 부하로서 기능하는 제1 다이나모 및 제2 다이나모와, 상기 제1 다이나모의 회전 속도를 속도 지령에 피드백함으로써 얻어지는 토크 지령에 기초하여, 상기 제1 다이나모 및 상기 제2 다이나모의 구동 제어를 행하는 구동 제어부를 갖는다.
이에 의해, 상기 차량용 동력 전달 차동 장치로부터 상기 제1 다이나모 및 상기 제2 다이나모에의 출력 토크의 변화의 증대를 억제할 수 있고, 상기 제1 출력축 및 상기 제2 출력축에 분배되는 톱니상의 토크의 변화도 억제할 수 있다. 따라서, 상기 동력 전달계의 시험 장치에 있어서, 상기 제1 출력축 및 상기 제2 출력축에 분배되는 토크의 변동을 억제 가능한 구성이 얻어진다.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 동력 전달계의 시험 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 실시 형태 1에 관한 동력 전달계의 시험 장치에서의 제1 제어 장치의 개략 구성을 도시하는 기능 블록도이다.
도 3은 제1 다이나모 및 제2 다이나모가 각각 속도 제어되고 있는 경우의 차량용 동력 전달 차동 장치의 제1 출력축 및 제2 출력축에서의 출력 토크의 일례를 도시하는 도면이다.
도 4는 제1 다이나모 및 제2 다이나모가 토크 제어되고 있는 경우의 차량용 동력 전달 차동 장치의 제1 출력축 및 제2 출력축에서의 출력 토크의 일례를 도시하는 도면이다.
도 5는 제1 다이나모 및 제2 다이나모가 토크 제어되고 있는 경우의 차량용 동력 전달 차동 장치의 제1 출력축 및 제2 출력축에서의 회전 속도의 일례를 도시하는 도면이다.
도 6은 실시 형태 2에 관한 동력 전달계의 시험 장치에서의 제1 제어 장치의 개략 구성을 도시하는 기능 블록도이다.
도 7은 제1 다이나모의 회전 속도와 제2 다이나모의 회전 속도의 차가 소정 범위 내로 되도록, 제2 다이나모에 대한 토크 지령을 보정한 경우의 차량용 동력 전달 차동 장치의 제1 출력축 및 제2 출력축에서의 출력 토크의 일례를 도시하는 도면이다.
도 8은 제1 다이나모의 회전 속도와 제2 다이나모의 회전 속도의 차가 소정 범위 내로 되도록, 제2 다이나모에 대한 토크 지령을 보정한 경우의 차량용 동력 전달 차동 장치의 제1 출력축 및 제2 출력축에서의 회전 속도의 일례를 도시하는 도면이다.
도 9는 미분기의 신호 입력측에 불감대 제어부가 마련된 제1 제어 장치의 개략 구성을 도시하는 기능 블록도이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태를 상세하게 설명한다. 도면 중의 동일 또는 상당 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 그 설명은 반복하지 않는다.
[실시 형태 1]
(전체 구성)
도 1은, 본 발명의 실시 형태 1에 관한 동력 전달계의 시험 장치(1)의 개략 구성을 도시하는 도면이다. 이 동력 전달계의 시험 장치(1)는, 차량용 동력 전달 차동 장치(D)를 갖는 동력 전달계의 시험을 행하기 위한 장치이다. 동력 전달계의 시험 장치(1)는, 동력 전달계의 일부인 변속 기구(TM)의 성능 평가를 행하는 장치이다. 변속 기구(TM)는, 입력축(D3)에 입력된 구동력을 변속하는 변속기(TM1)와, 변속기(TM1)에 의해 변속된 입력축(D3)의 출력을 제1 출력축(D1) 및 제2 출력축(D2)에 분배하는 차량용 동력 전달 차동 장치(D)를 갖는다. 본 실시 형태에서는, 변속 기구(TM)는, 동력 전달계의 시험 장치(1)에 의한 시험 대상인 공시체이다.
또한, 특별히 도시하지 않지만, 차량용 동력 전달 차동 장치(D)는, 내부에, 복수의 기어를 갖고, 해당 복수의 기어가 맞물림으로써, 입력축(D3)에 입력된 구동력을 제1 출력축(D1) 및 제2 출력축(D2)에 분배한다. 차량용 동력 전달 차동 장치(D)에는, 제1 출력축(D1), 제2 출력축(D2) 및 입력축(D3)이 접속되어 있다. 차량용 동력 전달 차동 장치(D)의 구성은, 일반적인 차동 기어 장치와 동일한 구성이기 때문에, 차량용 동력 전달 차동 장치(D)의 상세한 설명을 생략한다.
동력 전달계의 시험 장치(1)는, 제1 다이나모(11)와, 제2 다이나모(12)와, 제3 다이나모(13)와, 제1 제어 장치(14)와, 제2 제어 장치(15)를 갖는다. 또한, 도 1에 도시하는 바와 같이, 제1 출력축(D1), 제2 출력축(D2) 및 입력축(D3)에는, 각각 토크를 검출하는 토크계(T)가 마련되어 있다.
제1 다이나모(11)는, 차량용 동력 전달 차동 장치(D)의 제1 출력축(D1)에 접속되어, 차량용 동력 전달 차동 장치(D)로부터 출력되는 제1 출력축(D1)의 토크를 흡수한다. 상세하게는, 제1 다이나모(11)는, 차량용 동력 전달 차동 장치(D)의 부하(내구 성능이나 품질 등을 평가하기 위한 부하, 주행 중인 차체를 모의한 부하, 주행 저항에 의한 부하, 구배에 의한 중력 부하 등을 포함함)로서 기능한다. 제1 다이나모(11)는, 제1 제어 장치(14)에 의해, 토크 지령에 기초하여 구동 제어되고 있다. 제1 다이나모(11)의 구동 제어의 상세한 설명은 후술한다. 제1 다이나모(11)는, 종래의 다이나모와 마찬가지의 구성이기 때문에, 제1 다이나모(11)의 상세한 구성의 설명을 생략한다.
제2 다이나모(12)는, 차량용 동력 전달 차동 장치(D)의 제2 출력축(D2)에 접속되어, 차량용 동력 전달 차동 장치(D)로부터 출력되는 제2 출력축(D2)의 토크를 흡수한다. 상세하게는, 제2 다이나모(12)는, 차량용 동력 전달 차동 장치(D)의 부하(내구 성능이나 품질 등을 평가하기 위한 부하, 주행 중인 차체를 모의한 부하, 주행 저항에 의한 부하, 구배에 의한 중력 부하 등을 포함함)로서 기능한다. 제2 다이나모(12)는, 제1 제어 장치(14)에 의해, 토크 지령에 기초하여 구동 제어되고 있다. 제2 다이나모(12)의 구동 제어의 상세한 설명은 후술한다. 제2 다이나모(12)는, 종래의 다이나모와 마찬가지의 구성이기 때문에, 제2 다이나모(12)의 상세한 구성의 설명을 생략한다.
제3 다이나모(13)는, 변속 기구(TM)의 입력축(D3)에 접속되어, 변속기(TM1)를 통해서 차량용 동력 전달 차동 장치(D)에 구동력을 공급하는 구동원으로서 기능한다. 제3 다이나모(13)는, 제2 제어 장치(15)에 의해, 토크 지령에 기초하여 구동 제어되고 있다. 제3 다이나모(13)는, 종래의 다이나모와 마찬가지의 구성이기 때문에, 제3 다이나모(13)의 상세한 구성의 설명을 생략한다.
제1 제어 장치(14)는, 제1 다이나모(11) 및 제2 다이나모(12)의 구동을 제어한다. 상세하게는, 제1 제어 장치(14)는, 속도 지령과 제1 다이나모(11)의 회전 속도에 기초하여 토크 지령을 생성한다. 제1 제어 장치(14)는, 상기 토크 지령에 기초하여, 제1 다이나모(11) 및 제2 다이나모(12)를 토크 제어한다. 제1 제어 장치(14)가, 본 발명의 구동 제어부에 대응한다.
도 2는, 제1 제어 장치(14)의 개략 구성을 도시하는 기능 블록도이다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 제1 제어 장치(14)는, 인버터 제어부(20, 30)와, 피드백 회로(21)와, PI 제어 회로(25)와, 토크 지령 변환부(31)를 갖는다.
피드백 회로(21)는, 제1 다이나모(11)의 회전 속도를 검출하는 리졸버(11a)로부터의 출력 신호에 기초해서 얻어지는 제1 다이나모(11)의 회전 속도를, 속도 지령에 대하여 피드백한다. 피드백 회로(21)는, 속도 연산부(22)를 갖는다. 이 속도 연산부(22)가, 리졸버(11a)로부터의 출력 신호에 기초하여, 제1 다이나모(11)의 회전 속도를 연산한다. 또한, 리졸버(11a) 대신에 인코더를 사용하여, 제1 다이나모(11)의 회전 속도를 검출해도 된다.
PI 제어 회로(25)는, 속도 지령에 대하여 피드백 회로(21)에 의해 제1 다이나모(11)의 회전 속도를 피드백해서 얻어지는 보정 속도 지령을, PI 연산하여, 토크 지령을 생성한다. 구체적으로는, PI 제어 회로(25)는, 미분기(26)와, 적분기(27)와, 가산기(29)를 갖는다.
미분기(26)는, P 게인을 사용하여, 상기 보정 속도 지령을 미분 연산한다. 적분기(27)는, 상기 보정 속도 지령을 사용하여 적분 연산한다. 가산기(29)는, 미분기(26) 및 적분기(27)에 의해 각각 얻어진 값을 가산하여, 토크 지령을 생성한다.
미분기(26) 및 적분기(27)를 사용하여, 상기 보정 속도 지령에 대하여 PI 연산을 행함으로써, 제1 다이나모(11)의 회전 속도를 사용한 피드백 제어를 실현할 수 있다.
인버터 제어부(20)는, 상기 토크 지령에 기초하여 제1 다이나모(11)에 공급하는 전력을 제어함으로써, 제1 다이나모(11)의 구동을 제어한다. 인버터 제어부(20)의 구성은, 종래의 인버터 장치와 마찬가지의 구성이기 때문에, 인버터 제어부(20)의 상세한 설명을 생략한다.
토크 지령 변환부(31)는, 상기 토크 지령을 역부호로 변환한다. 제1 다이나모(11) 및 제2 다이나모(12)의 회전 방향은 역방향이기 때문에, 제1 다이나모(11)를 구동 제어하는 인버터 제어부(20)에 입력되는 토크 지령과, 제2 다이나모(12)를 구동 제어하는 인버터 제어부(30)에 입력되는 토크 지령은 역부호이다. 따라서, PI 제어 회로(25)에서 생성된 토크 지령을, 역부호로 변환할 필요가 있다. 토크 지령 변환부(31)에 의해 상기 토크 지령을 역부호로 변환함으로써, 제2 다이나모(12)를, 제1 다이나모(11)의 회전 방향과는 역방향으로 회전시킬 수 있다.
인버터 제어부(30)는, 상기 변환 후의 토크 지령에 기초하여 제2 다이나모(12)에 공급하는 전력을 제어함으로써, 제2 다이나모(12)의 구동을 제어한다. 인버터 제어부(30)의 구성은, 종래의 인버터 장치와 마찬가지의 구성이기 때문에, 인버터 제어부(30)의 상세한 설명을 생략한다.
제2 제어 장치(15)는, 제3 다이나모(13)의 구동을 제어한다. 상세하게는, 제2 제어 장치(15)는, 토크 지령과 제3 다이나모(13)의 출력 토크에 기초하여 제3 다이나모(13)를 토크 제어한다. 제2 제어 장치(15)의 구성은, 다이나모의 토크 제어하는 제어 장치의 종래 구성과 마찬가지이기 때문에, 제2 제어 장치(15)의 상세한 설명을 생략한다.
도 3은, 제1 다이나모(11) 및 제2 다이나모(12)가 각각 속도 제어되고 있는 경우의 차량용 동력 전달 차동 장치(D)의 제1 출력축(D1) 및 제2 출력축(D2)에서의 출력 토크의 일례를 도시하는 도면이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 차량용 동력 전달 차동 장치(D)에서의 기어의 맞물림이 변하지 않고 톱니의 맞물림 상태가 변화하여, 차량용 동력 전달 차동 장치(D)로부터 제1 다이나모(11) 및 제2 다이나모(12)에의 출력 토크의 변화가 증대한 후, 톱니의 맞물림 상태의 변화가 어느 정도 커지면, 차량용 동력 전달 차동 장치(D)의 기어의 맞물림이 바뀌어, 제1 출력축(D1) 및 제2 출력축(D2)에 분배되는 토크의 차가 작아진다. 이에 의해, 제1 출력축(D1) 및 제2 출력축(D2)에 분배되는 토크는, 시간과 함께 톱니상으로 변화한다.
이에 대해, 본 실시 형태에서는, 제1 다이나모(11) 및 제2 다이나모(12)를, 동일한 토크 지령에 기초하여 토크 제어함으로써, 제1 다이나모(11)의 회전 속도와 제2 다이나모(12)의 회전 속도에 차가 생겨서, 차량용 동력 전달 차동 장치(D)에서의 기어의 맞물림 부분에서의 톱니의 맞물림 상태가 변화하기 쉬워져, 상기 기어의 맞물림도 바뀌기 쉬워진다.
도 4는, 제1 다이나모(11) 및 제2 다이나모(12)가 토크 제어되고 있는 경우의 차량용 동력 전달 차동 장치(D)의 제1 출력축(D1) 및 제2 출력축(D2)에서의 출력 토크의 일례를 도시하는 도면이다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 차량용 동력 전달 차동 장치(D)에서의 기어의 맞물림이 바뀌기 쉬워짐으로써, 차량용 동력 전달 차동 장치(D)로부터 제1 출력축(D1) 및 제2 출력축(D2)에의 출력 토크의 변화의 증대를 억제할 수 있고, 제1 출력축(D1) 및 제2 출력축(D2)에 분배되는 톱니상의 토크의 변화도 억제할 수 있다.
도 5는, 제1 다이나모(11) 및 제2 다이나모(12)가 토크 제어되고 있는 경우의 차량용 동력 전달 차동 장치(D)의 제1 출력축(D1) 및 제2 출력축(D2)에서의 회전 속도의 일례를 도시하는 도면이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 출력축(D1) 및 제2 출력축(D2)의 회전 속도의 변화도 억제할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 속도 지령에 대하여 제1 다이나모(11)의 회전 속도를 피드백해서 토크 지령을 생성하고 있기 때문에, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 다이나모(11)에 접속되는 제1 출력축(D1)에의 출력 토크 및 회전 속도가 일정하다.
또한, 본 실시 형태에서는, 차량용 동력 전달 차동 장치(D)의 부하로서의 제1 다이나모(11) 및 제2 다이나모(12)를 구동 제어하기 때문에, 제1 다이나모(11) 및 제2 다이나모(12)의 회전 속도를 각각 제어하지 않아도, 어느 정도 맞출 수 있다. 따라서, 제1 다이나모(11) 및 제2 다이나모(12)를 토크 지령에 의해 구동 제어할 수 있다.
이상으로부터, 본 실시 형태의 동력 전달계의 시험 장치(1)는, 구동원이 발생시키는 구동력을 전달해서 제1 출력축(D1) 및 제2 출력축(D2)에 분배하는 차량용 동력 전달 차동 장치(D)를 갖는 동력 전달계를 시험하는 장치이다. 동력 전달계의 시험 장치(1)는, 제1 출력축(D1) 및 제2 출력축(D2)에 각각 접속되어 차량용 동력 전달 차동 장치(D)의 부하로서 기능하는 제1 다이나모(11) 및 제2 다이나모(12)와, 제1 다이나모(11)의 회전 속도를 속도 지령에 피드백함으로써 얻어지는 토크 지령에 기초하여, 제1 다이나모(11) 및 제2 다이나모(12)의 구동 제어를 행하는 제1 제어 장치(14)를 갖는다.
차량용 동력 전달 차동 장치의 제1 출력축 및 제2 출력축에 각각 접속되는 제1 다이나모 및 제2 다이나모는, 각각의 회전 속도를 속도 지령에 피드백함으로써 얻어지는 보정 속도 지령에 기초하여 속도 제어되는 경우가 있다.
이러한 속도 제어에 있어서, 상기 제1 다이나모 및 상기 제2 다이나모의 회전 속도에는 미소한 차가 있기 때문에, 상기 차량용 동력 전달 차동 장치에서의 기어의 맞물림 부분에서 톱니의 맞물림 상태가 조금씩 변화한다. 이에 의해, 상기 차량용 동력 전달 차동 장치로부터 상기 제1 다이나모 및 상기 제2 다이나모에의 출력 토크가 변화하기 때문에, 이 변화분이 제1 다이나모 및 상기 제2 다이나모에 대한 가속 토크가 되어, 상기 제1 다이나모의 회전 속도와 상기 제2 다이나모의 회전 속도에 차가 발생한다.
상기 제1 다이나모의 회전 속도를 일정하게 제어하고 또한 상기 제2 다이나모의 회전 속도를 일정하게 제어하면, 상기 차량용 동력 전달 차동 장치에서의 기어의 맞물림이 변하지 않고 톱니의 맞물림 상태가 변화하여, 상기 차량용 동력 전달 차동 장치로부터 상기 제1 다이나모 및 상기 제2 다이나모에의 출력 토크의 변화가 증대한다.
이에 대해, 본 실시 형태와 같이, 제1 다이나모(11) 및 제2 다이나모(12)를 동일한 토크 지령에 기초하여 구동 제어함으로써, 제1 다이나모(11) 및 제2 다이나모(12)를 속도 제어하는 경우에 비해서 회전 속도의 변동을 허용할 수 있다. 이에 의해, 차량용 동력 전달 차동 장치(D)에서의 기어의 맞물림 부분에서의 톱니의 맞물림 상태가 변화하기 쉬워져, 상기 기어의 맞물림도 바뀌기 쉬워진다.
따라서, 상술한 바와 같이 차량용 동력 전달 차동 장치(D)로부터 제1 다이나모(11) 및 제2 다이나모(12)에의 출력 토크의 변화의 증대를 억제할 수 있고, 제1 출력축(D1) 및 제2 출력축(D2)에 분배되는 톱니상의 토크의 변화도 억제할 수 있다.
따라서, 차량용 동력 전달 차동 장치(D)의 제1 출력축(D1) 및 제2 출력축(D2)에 각각 접속되는 제1 다이나모(11) 및 제2 다이나모(12)를 갖는 동력 전달계의 시험 장치(1)에 있어서, 제1 출력축(D1) 및 제2 출력축(D2)에 분배되는 토크의 변동을 억제 가능한 구성이 얻어진다.
[실시 형태 2]
도 6은, 실시 형태 2에 관한 동력 전달계의 시험 장치의 제1 제어 장치(114)의 개략 구성을 도시하는 기능 블록도이다. 이 실시 형태의 동력 전달계의 시험 장치에서는, 제1 제어 장치(114)가 토크 지령 보정부(141)를 갖는 점에서, 실시 형태 1의 동력 전달계의 시험 장치(1)와는 다르다. 이하에서는, 실시 형태 1과 마찬가지의 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여해서 설명을 생략하고, 실시 형태 1과 다른 부분에 대해서만 설명한다.
제1 제어 장치(114)는, 인버터 제어부(20, 30)와, 피드백 회로(21)와, 토크 지령 보정부(141)와, PI 제어 회로(25)를 갖는다. 제1 제어 장치(114)는, 본 발명의 구동 제어부에 대응한다.
토크 지령 보정부(141)는, 제1 다이나모(11)의 회전 속도와 제2 다이나모(12)의 회전 속도의 차가 소정 범위 내로 되도록, 제2 다이나모(12)에 대한 토크 지령을 보정한다. 상기 소정 범위는, 제1 다이나모(11)의 회전 속도와 제2 다이나모(12)의 회전 속도의 차가 차량용 동력 전달 차동 장치(D)에 대하여 영향을 주지 않는 범위로 설정된다.
토크 지령 보정부(141)는, 속도 연산부(142)와, 속도차 산출부(143)와, 미분기(144)와, 보정 연산부(145)를 갖는다.
속도 연산부(142)는, 리졸버(12a)로부터의 출력 신호에 기초하여, 제2 다이나모(12)의 회전 속도를 연산한다. 또한, 리졸버(12a) 대신에 인코더를 사용하여, 제2 다이나모(12)의 회전 속도를 검출해도 된다.
속도차 산출부(143)는, 제1 다이나모(11)의 회전 속도와 제2 다이나모(12)의 회전 속도의 차를 구한다. 구체적으로는, 속도차 산출부(143)는, 속도 연산부(22)의 연산 결과와 속도 연산부(142)의 연산 결과를 가산하여, 그들의 차를 구한다. 속도차 산출부(143)는, 예를 들어 가산기이다. 또한, 제1 다이나모(11) 및 제2 다이나모(12)의 회전 방향은 역방향이기 때문에, 속도차 산출부(143)에 입력되는 제1 다이나모(11)의 회전 속도와 제2 다이나모(12)의 회전 속도는 역부호이다.
미분기(144)는, P 게인을 사용하여, 속도차 산출부(143)의 연산 결과를 미분 연산한다. 즉, 미분기(144)는, 상기 연산 결과에 대하여 비례 제어를 행함으로써, 출력 신호를 생성해서 출력한다. 미분기(144)는, 본 발명의 비례 제어부에 대응한다.
보정 연산부(145)는, 미분기(144)로부터 출력된 출력 신호를 사용하여, PI 제어 회로(25)로부터 출력되는 토크 지령을 보정한다. 구체적으로는, 보정 연산부(145)는, 상기 출력 신호를 상기 토크 지령에 가산하여, 보정 토크 지령을 생성한다. 보정 연산부(145)는, 예를 들어 가산기이다.
토크 지령 변환부(31)는, 상기 보정 토크 지령을 역부호로 변환한다. 이렇게 토크 지령 변환부(31)에 의해 상기 보정 토크 지령을 상기 토크 지령과는 역부호로 변환함으로써, 제2 다이나모(12)를, 제1 다이나모(11)의 회전 방향과는 역방향으로 회전시킬 수 있다.
본 실시 형태에서는, 제1 다이나모(11)의 회전 속도와 제2 다이나모(12)의 회전 속도의 차가 소정 범위 내로 되도록, 제2 다이나모(12)에 대한 토크 지령을 보정함으로써, 제1 다이나모(11)의 회전 속도와 제2 다이나모(12)의 회전 속도가 크게 다른 것을 방지할 수 있다. 이에 의해, 제1 다이나모(11)의 회전 속도와 제2 다이나모(12)의 회전 속도의 차가 차량용 동력 전달 차동 장치(D)에 영향을 주는 것을 방지할 수 있다.
게다가, 본 실시 형태의 토크 지령 보정부(141)는, 적분기를 갖지 않기 때문에, 제1 다이나모(11)의 회전 속도와 제2 다이나모(12)의 회전 속도의 차가 어느 정도 허용된다. 이에 의해, 제1 다이나모(11)의 회전 속도와 제2 다이나모(12)의 회전 속도에 차가 생겨서, 차량용 동력 전달 차동 장치(D)에서의 기어의 맞물림 부분에서의 톱니의 맞물림 상태가 변화하기 쉬워져, 상기 기어의 맞물림도 바뀌기 쉬워진다.
도 7은, 제1 다이나모(11)의 회전 속도와 제2 다이나모(12)의 회전 속도의 차가 소정 범위 내로 되도록, 제2 다이나모(12)에 대한 토크 지령을 보정한 경우의 차량용 동력 전달 차동 장치(D)의 제1 출력축(D1) 및 제2 출력축(D2)에서의 출력 토크의 일례를 도시하는 도면이다. 도 7에 도시하는 바와 같이, 차량용 동력 전달 차동 장치(D)에서의 기어의 맞물림이 바뀌기 쉬워짐으로써, 차량용 동력 전달 차동 장치(D)로부터 제1 출력축(D1) 및 제2 출력축(D2)에의 출력 토크의 변화의 증대를 억제할 수 있고, 제1 출력축(D1) 및 제2 출력축(D2)에 분배되는 톱니상의 토크의 변화도 억제할 수 있다. 게다가, 제2 다이나모(12)의 토크 지령을 보정하고 있는 분만큼, 실시 형태 1의 경우(도 4 참조)에 비해서, 제2 출력축(D2)에의 출력 토크의 변화의 증대를 억제할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 제2 출력축(D2)에의 출력 토크의 변화에 따라, 제1 출력축(D1)에의 출력 토크도 변화한다.
도 8은, 제1 다이나모(11)의 회전 속도와 제2 다이나모(12)의 회전 속도의 차가 소정 범위 내로 되도록, 제2 다이나모(12)에 대한 토크 지령을 보정한 경우의 차량용 동력 전달 차동 장치(D)의 제1 출력축(D1) 및 제2 출력축(D2)에서의 회전 속도의 일례를 도시하는 도면이다. 도 8에 도시하는 바와 같이, 제1 출력축(D1) 및 제2 출력축(D2)의 회전 속도의 변화도 억제할 수 있다. 또한, 제1 출력축(D1) 및 제2 출력축(D2)의 회전 속도도, 도 7에 도시하는 토크와 마찬가지로 변화하고 있다.
이상으로부터, 제1 제어 장치(114)는, 제1 다이나모(11)와 제2 다이나모(12)의 회전 속도차가 소정 범위 내로 되도록, 토크 지령을 보정하는 토크 지령 보정부(141)를 갖는다.
이에 의해, 제1 다이나모(11)의 회전 속도와 제2 다이나모(12)의 회전 속도의 차가, 차량용 동력 전달 차동 장치(D)에 영향을 주는 소정 범위 이상으로 커지는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 제1 다이나모(11)의 회전 속도와 제2 다이나모(12)의 회전 속도의 차가 커지는 것을 억제하면서, 차량용 동력 전달 차동 장치(D)에서의 기어의 맞물림 부분에서 톱니의 맞물림 상태의 변화를 발생하기 쉽게 할 수 있어, 상기 기어의 맞물림을 바뀌기 쉽게 할 수 있다.
따라서, 차량용 동력 전달 차동 장치(D)에 대한 영향을 억제하면서, 차량용 동력 전달 차동 장치(D)로부터 제1 다이나모(11) 및 제2 다이나모(12)에의 출력 토크의 변화의 증대를 억제할 수 있고, 제1 출력축(D1) 및 제2 출력축(D2)에 분배되는 톱니상의 토크의 변화도 억제할 수 있다.
따라서, 동력 전달계의 시험 장치(1)에 있어서, 차량용 동력 전달 차동 장치(D)에 대한 영향을 억제하면서, 제1 출력축(D1) 및 제2 출력축(D2)에 분배되는 토크의 변동을 억제 가능한 구성이 얻어진다.
(그 밖의 실시 형태)
이상, 본 발명의 실시 형태를 설명했지만, 상술한 실시 형태는 본 발명을 실시하기 위한 예시에 지나지 않는다. 따라서, 상술한 실시 형태에 한정되지는 않고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서 상술한 실시 형태를 적절히 변형해서 실시하는 것이 가능하다.
상기 실시 형태 2에서, 토크 지령 보정부(141)는, 미분기(144)의 신호 입력측에 불감대 제어부를 갖고 있어도 된다. 도 9는, 미분기(144)의 신호 입력측에 불감대 제어부(151)가 마련된 제1 제어 장치(114)의 개략 구성을 도시하는 기능 블록도이다. 불감대 제어부(151)는, 속도차 산출부(143)로부터 출력되는, 제1 다이나모(11)의 회전 속도와 제2 다이나모(12)의 회전 속도의 차의 신호 중, 규정 범위의 신호를 일정 값(예를 들어 0)으로 한다. 즉, 불감대 제어부(151)는, 회전 속도차의 신호에 대하여, 불감대 영역을 설정한다.
또한, 불감대 제어부(151)는, 플러스측 설정값(Fth+)과 마이너스측 설정값(Fth-)에 의해 규정되는 상기 규정 범위 내의 보정 속도 지령을 제로로 하는 한편, 상기 보정 속도 지령이 상기 규정 범위보다도 플러스측으로 큰 경우에는, 상기 보정 속도 지령으로부터 상기 플러스측 설정값을 감산해서 출력하고, 상기 보정 속도 지령이 상기 규정 범위보다도 마이너스측으로 작은 경우에는, 상기 보정 속도 지령으로부터 상기 마이너스측 설정값을 감산해서 출력해도 된다.
또한, 상기 일정 값은, 제1 다이나모(11)의 회전 속도를, 차량용 동력 전달 차동 장치(D)의 출력 토크의 변화를 억제 가능한 회전 속도로 제어할 수 있는 값이면, 제로 이외의 값이어도 된다. 불감대 제어부(151)는, 다이나모의 속도 제어에 있어서 불감대 영역을 설정 가능하면, 토크 지령 보정부의 어느 위치에 마련되어 있어도 되고, 어떤 구성을 갖고 있어도 된다.
상기 실시 형태 2에서는, 토크 지령 보정부(141)는, 적분기를 갖지 않는다. 그러나, 토크 지령 보정부는, 적분기를 포함하는, PI 제어 회로나 PID 제어 회로를 갖고 있어도 된다. 토크 지령 보정부의 구성은, 실시 형태 2의 구성에 한하지 않고, 제1 다이나모와 제2 다이나모의 회전 속도차가 소정 범위 내로 되도록 토크 지령을 보정 가능한 구성이라면, 다른 구성이어도 된다.
상기 각 실시 형태에서는, 동력 전달계의 시험 장치(1)는, 제3 다이나모(13)를 갖는다. 그러나, 동력 전달계의 시험 장치는, 제3 다이나모 대신에 엔진 혹은 구동용 모터(전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 구동용 모터)를 사용하여, 차량용 동력 전달 차동 장치에 구동력을 공급해도 된다.
상기 각 실시 형태에서는, 동력 전달계의 시험 장치(1)는, PI 제어 회로(25)를 갖는다. 그러나, 동력 전달계의 시험 장치는, PI 제어 회로 대신에 PID 제어 회로를 갖고 있어도 된다.
상기 각 실시 형태에서는, 동력 전달계의 시험 장치(1)의 공시체는, 변속기(TM1)와 차량용 동력 전달 차동 장치(D)를 갖는 변속 기구(TM)이다. 그러나, 동력 전달계의 시험 장치의 공시체는, 변속 기구(TM) 대신에 차량용 동력 전달 차동 장치(D)만이어도 되고, 구동원(엔진, 구동용 모터) 등의 동력 전달계이어도 된다.
본 발명은, 구동원이 발생시키는 구동력을 전달해서 제1 출력축 및 제2 출력축에 분배하는 차량용 동력 전달 차동 장치를 갖는 동력 전달계를 시험하는 동력 전달계의 시험 장치에 이용 가능하다.
1: 동력 전달계의 시험 장치
11: 제1 다이나모
11a, 12a: 리졸버
12: 제2 다이나모
13: 제3 다이나모
14, 114: 제1 제어 장치(구동 제어부)
15: 제2 제어 장치
20, 30: 인버터 제어부
21: 피드백 회로
22, 142: 속도 연산부
25: PI 제어 회로
26, 144: 미분기
27: 적분기
29: 가산기
31: 토크 지령 변환부
141: 토크 지령 보정부
143: 속도차 산출부
145: 보정 연산부
151: 불감대 제어부
D: 차량용 동력 전달 차동 장치
D1: 제1 출력축
D2: 제2 출력축
D3: 입력축
TM: 변속 기구
TM1: 변속기

Claims (4)

  1. 구동원이 발생시키는 구동력을 전달해서 제1 출력축 및 제2 출력축에 분배하는 차량용 동력 전달 차동 장치를 갖는 동력 전달계를 시험하는 동력 전달계의 시험 장치이며,
    상기 제1 출력축 및 상기 제2 출력축에 각각 접속되어 상기 차량용 동력 전달 차동 장치의 부하로서 기능하는 제1 다이나모 및 제2 다이나모와,
    상기 제1 다이나모의 회전 속도를 속도 지령에 피드백함으로써 얻어지는 토크 지령에 기초하여, 상기 제1 다이나모 및 상기 제2 다이나모의 구동 제어를 행하는 구동 제어부를
    갖는, 동력 전달계의 시험 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구동 제어부는, 상기 제1 다이나모와 상기 제2 다이나모의 회전 속도차가 소정 범위 내로 되도록, 상기 토크 지령을 보정하는 토크 지령 보정부를 갖는, 동력 전달계의 시험 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 토크 지령 보정부는,
    상기 제1 다이나모의 회전 속도와 상기 제2 다이나모의 회전 속도의 차를 산출하는 속도차 산출부와,
    상기 속도차 산출부에 의해 산출된 회전 속도차를 사용해서 비례 제어함으로써, 출력 신호를 생성하는 비례 제어부와,
    상기 비례 제어부에 의해 얻어진 상기 출력 신호를 사용하여, 상기 토크 지령을 보정하는 보정 연산부를
    갖는, 동력 전달계의 시험 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 토크 지령 보정부는,
    상기 비례 제어부의 신호 입력측에, 상기 속도차 산출부에 의해 산출된 회전 속도차 중 규정 범위 내의 회전 속도차를 일정 값으로 하는 불감대 제어부를 갖는, 동력 전달계의 시험 장치.
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