JP6346437B2 - 車両駆動系試験装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両に搭載されるエンジン又は当該エンジンの動力を車輪に伝達するパワートレイン等の車両駆動系を試験するための車両駆動系試験装置に関するものである。
従来の車両駆動系試験装置としては、特許文献1に示すように、パワートレインの出力軸にダイナモメータ等の負荷装置を連結して、当該負荷装置を制御装置により制御することで、実走行の負荷をシミュレーションしてパワートレインの試験を行うものがある。
ここで、制御装置による負荷装置の制御は、実走行をシミュレーションした所定の走行モデルの負荷データを入力することにより行われる。この負荷データは、例えば実走行においてタイヤに作用する走行抵抗の時系列データであり、制御装置の内部メモリや外部メモリ等に格納されている。また、特定の条件で試験する場合には、当該条件を制御装置に設けられた例えばキーボードやマウス等によって入力することにより行われる。
しかしながら、予め格納された負荷データを用いた試験では、試験条件の変更が難しく、試験条件を変更するためには負荷データを変更する必要があり、試験条件を瞬時に変更したいユーザによって使い勝手の悪いものとなってしまう。
一方で、特定の試験条件を例えばキーボードやマウス等で入力するものでは、連続的に試験条件を変更させることが難しく、その条件の入力も煩雑になってしまう。また、数値の入力であるため、実走行との関係性(車両のハンドル操作、ブレーキ操作又はアクセル操作との関係)が分かり難いという問題もある。
特開2006−170741号公報 特開2005−83848号公報
そこで本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり、実走行のハンドル操作、アクセル操作又はブレーキ操作との関係を直感的に分かり易くするとともに、それら複数の操作量を同時に入力可能にすることによって、ユーザに使い勝手の良い車両駆動系試験装置を提供することをその主たる所期目的とするものである。
すなわち本発明に係る車両駆動系試験装置は、車両駆動系に負荷装置を接続して前記車両駆動系に負荷を与えて試験する車両駆動系試験装置であって、車両のハンドル操作に対応したハンドル操作量を入力するためのハンドル操作量入力部と、車両のアクセル操作に対応したアクセル操作量を入力するためのアクセル操作量入力部と、車両のブレーキ操作に対応したブレーキ操作量を入力するためのブレーキ操作量入力部と、前記ハンドル操作量入力部、前記アクセル操作量入力部及び前記ブレーキ操作量入力部の少なくとも2つにより同時入力された操作量に基づいて、前記負荷装置を制御する制御部とを備えることを特徴とする。
このようなものであれば、制御部が、ハンドル操作量入力部、アクセル操作量入力部及びブレーキ操作量入力部の少なくとも2つにより同時入力された操作量に基づいて負荷装置を制御するので、ハンドル操作量入力部、アクセル操作量入力部及びブレーキ操作量入力部によって、実走行のハンドル操作、アクセル操作又はブレーキ操作に対応した操作量を同時に入力して車両駆動系試験を行うことができる。これにより、実走行のハンドル操作、アクセル操作又はブレーキ操作との関係を直感的に分かり易くするとともに、それら複数の操作量を同時に入力可能にすることによって、ユーザに使い勝手の良い試験装置にすることができる。例えばハンドルを切る動作と、ブレーキを踏む動作又はアクセルを踏む動作とを組み合わせた複合的な運転操作(運転条件)を入力しながら、また、その運転操作を連続的に変更させながら、車両駆動系の試験を行うことができる。
実際の車両と同じ感覚で運転条件を入力できるようにするためには、前記ハンドル操作量入力部が、ステアリングホイールを有しており、前記アクセル操作量入力部が、アクセルペダルを有しており、前記ブレーキ操作量入力部が、ブレーキペダルを有していることが望ましい。
前記車両駆動系が、マニュアルミッション(手動変速機)を有するものの場合には、車両のクラッチ操作に対応するクラッチ操作量を入力するクラッチ操作量入力部をさらに備えることが望ましい。
具体的な実施の態様としては、前記車両駆動系において左右の車輪の一方又は前後の車輪の一方が接続される第1出力軸に第1負荷装置が接続されており、左右の車輪の他方又は前後の車輪の他方が接続される第2出力軸に第2負荷装置が接続されており、前記制御部が、前記ハンドル操作量に基づいて、前記2つの車輪の間で生じる回転数差及び/又はトルク差を模擬すべく前記第1負荷装置及び前記第2負荷装置を制御することが望ましい。
具体的には、左右の車輪が接続される第1出力軸及び第2出力軸を有する車両駆動系の試験装置においては、ハンドル操作量(操舵角度)に伴う左車輪と右車輪との速度差(回転数差)により生じる回転数差及び/又はトルク差を模擬することができる。また、前後の車輪が接続される第1出力軸及び第2出力軸を有する車両駆動系の試験装置においては、ハンドル操作量(操舵角度)に伴う前車輪と後車輪の内輪差により生じる回転数差及び/又はトルク差を模擬することができる。
このように構成した本発明によれば、ハンドル操作、ブレーキ操作及びアクセル操作の少なくとも2つを同時に入力可能にしているので、実走行のハンドル操作、アクセル操作又はブレーキ操作との関係を直感的に分かり易くするとともに、それら複数の操作量を同時に入力可能にすることによって、ユーザに使い勝手の良い車両駆動系試験装置を提供することができる。
本実施形態の車両駆動系試験装置の構成を示す模式図。 同実施形態の制御装置の機能構成を示す図。
以下に本発明に係る車両駆動系試験装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態の車両駆動系試験装置100は、トランスミッション(マニュアル、オートマチック又はCVT)やディファレンシャルギア、アクスル、ドライブシャフト等のパワートレイン(ドライブラインともいう。)の試験を行うものである。
ここで、車両駆動試験には、ギアチェンジ・ギアシンクロ試験、オートマチックトランスミッションのシフト校正、主要部品(クラッチ、トルクコンバータ、ディファレンシャルギア、動力ユニット、ダンパ、電子制御装置、サスペンション、排気システム)のチェック、駆動系及び駆動系構成部品の耐久試験/寿命試験、騒音・振動試験、性能・効率試験、機能試験等が含まれる。
具体的にこの車両駆動系試験装置100は、図1に示すように、パワートレインPTの第1出力軸PT1及び第2出力軸PT2にそれぞれ連結される第1負荷装置2及び第2負荷装置3と、パワートレインPTの入力側(具体的にはトランスミッションTMの入力軸TM1)に連結された駆動装置4と、前記各負荷装置2、3及び駆動装置4を制御する制御装置5とを備えている。なお、以下においては、オートマチックトランスミッション又はCVTを有するパワートレインPTの試験装置について説明する。また、供試体であるパワートレインPT、各負荷装置2、3及び駆動装置4は、試験室に配置されており、制御装置5は、試験室とは別の制御室に配置されている。
第1負荷装置2及び第2負荷装置3は、各出力軸PT1、PT2に接続される車輪に作用する走行抵抗を模擬するものであり、吸収用ダイナモメータ(以下、区別する場合は第1吸収用ダイナモメータ2、第2吸収用ダイナモメータ3という。)により構成されている。ここで、2つの出力軸PT1、PT2は、ディファレンシャルギアDFにより、互いに連結された軸であり、第1出力軸PT1には、左右の車輪の一方が接続されるものであり、第2出力軸PT2には、左右の車輪の他方が接続されるものである。また、駆動装置4は、エンジンの挙動を模擬するものであり、駆動用ダイナモメータにより構成されている。
制御装置5は、前記第1吸収用ダイナモメータ2、前記第2吸収用ダイナモメータ3及び駆動用ダイナモメータ4を所定の試験条件で制御するものであり、図2に示すように、車両のハンドル操作、アクセル操作及びブレーキ操作に対応する操作量を入力するための入力部51と、当該入力部51からの入力を受け付ける受付部52と、当該受付部52が受け付けた各操作量に基づいて各ダイナモメータ2〜4を制御する制御部53と、前記受付部52が受け付けた操作量等の操作内容及び前記制御部53による各ダイナモメータ2〜4の制御内容等をディスプレイDPに表示する表示部54とを備えている。なお、この制御装置5は、CPU、内部メモリ、AD変換器、入出力インターフェイス、マウス又はキーボード等の入力手段、ディスプレイDP等の表示手段等を備えた専用乃至汎用のコンピュータである。
入力部51は、図1に示すように、車両のハンドル操作に対応したハンドル操作量を入力するためのハンドル操作量入力部51aと、車両のアクセル操作に対応したアクセル操作量を入力するためのアクセル操作量入力部51bと、車両のブレーキ操作に対応したブレーキ操作量を入力するためのブレーキ操作量入力部51cとを有する。なお、シフトレバー(セレクトレバー)操作を入力するためのシフトレバー操作入力部を有するものであっても良い。
ハンドル操作量入力部51aは、車両の実際のステアリングホイールを模擬したステアリングホイールを有するハンドルコントローラであり、回転中立位置からの回転角度(操舵角度)に基づく出力信号を出力するものである。このハンドル操作量入力部51aは、例えば机の天板上に載置されてオペレータにより手で操作される。
アクセル操作量入力部51bは、車両の実際のアクセルペダルを模擬したアクセルペダルを有しており、当該アクセルペダルの踏み込み量に基づく出力信号を出力するものである。
ブレーキ操作量入力部51cは、車両の実際のブレーキペダルを模擬したブレーキペダルを有しており、当該ブレーキペダルの踏む込み量に基づく出力信号を出力するものである。
本実施形態では、アクセル操作量入力部51b及びブレーキ操作量入力部51cは、共通のベース部材に搭載れた一体型とされており、例えば机の下に載置されてオペレータにより足で操作される。
受付部52は、前記ハンドル操作量入力部51aからの操作量である出力信号を受け付けるハンドル操作量受付部52aと、前記アクセル操作量入力部51bからの操作量である出力信号を受け付けるアクセル操作量受付部52bと、前記ブレーキ操作量入力部51cからの操作量である出力信号を受け付けるブレーキ操作量受付部52cとを有する。なお、シフトレバー(セレクトレバー)を有するものの場合には、シフトレバーの操作を示す出力信号を受け付けるシフトレバー操作受付部を有している。これら各受付部52a〜52cは、受け付けた各出力信号を制御部53に出力する。
制御部53は、ハンドル操作量入力部51a、アクセル操作量入力部51b及びブレーキ操作量入力部51cの少なくとも2つにより同時入力された操作量に基づいて、吸収用ダイナモメータ2、3及び駆動用ダイナモメータ4を制御するものである。
具体的に制御部53は、ハンドル操作量入力部51a、アクセル操作量入力部51b及びブレーキ操作量入力部51cの少なくとも2つにより同時入力された操作量に基づいて、吸収用ダイナモメータ2、3及び駆動用ダイナモメータ4にトルク指令値又は回転数指令値を示す制御信号を入力する。例えば、制御部53は、アクセル操作量入力部51bにより入力されたアクセル操作量(アクセルペダルの踏み込み量)に基づいて、駆動用ダイナモメータ4に指令値を入力し、当該アクセル操作量及びハンドル操作量入力部51aにより入力されたハンドル操作量(ハンドルの操舵角度)に基づいて、吸収用ダイナモメータ2、3に指令値を入力する。
そして、本実施形態では、制御部53は、ハンドル操作量入力部51aにより入力されたハンドル操作量(ハンドルの操舵角度)に基づいて、左車輪と右車輪との速度差(回転数差)により生じる回転数差及び/又はトルク差を模擬すべく、左右の吸収用ダイナモメータ2、3への指令値を設定する。より詳細に制御部53は、ハンドル操作量に基づいて、左右2つのダイナモメータ2、3に入力する指令値に回転数差及び/又はトルク差を持たせて入力する。ここで、ハンドル操作量と指令値における回転数差及び/又はトルク差との関係は予め設定されており、当該関係を示す関係データは、内部メモリ又は外部メモリに格納してある。そして、制御部53は、ハンドル操作量入力部51aにより入力されたハンドル操作量と前記関係データとから、左右の吸収用ダイナモメータ2、3に入力する指令値を設定する。
前記関係データとしては、アクセル操作量(アクセル踏む込み量)又はブレーキ操作量(ブレーキ踏み込み量)に関わらず、ハンドル操作量に応じて左右の吸収用ダイナモメータ2、3に入力する指令値に所定の関係を持たせたものが考えられる。ここで、所定の関係とは、例えば、ハンドル操作量が大きくなるに連れて比例的に左右のダイナモメータに入力する回転数及び/又はトルクの比率を大きくする(小さくする)又はそれらの差分を大きくする等である。また、関係データとしては、ハンドル操作量に加えて、アクセル操作量(アクセル踏む込み量)又はブレーキ操作量(ブレーキ踏み込み量)をパラメータとして、左右の吸収用ダイナモメータ2、3に入力する指令値に所定の関係を持たせたものとしても良い。
なお、このようにハンドル操作量入力部51a、アクセル操作量入力部51b及びブレーキ操作量入力部51c等により入力された各操作量等の操作内容は、ディスプレイ等の表示装置に表示される。このように表示装置に各操作量等の操作内容が表示されることによって、オペレータは、表示装置に表示される操作内容を見ながら、例えば操作量を一定に維持する等のように所定の操作量となるように、各操作量入力部51a〜51cを操作することができる。
その他、制御部53は、制御装置5の内部メモリ又は外部メモリに予め格納された所定の走行モデルの負荷データに基づいて、各ダイナモメータ2〜4を制御することもできる。ここで、所定の走行モデルの負荷データとは、実走行をシミュレーションしたものであり、例えば実走行においてタイヤに作用する走行抵抗の時系列データである。また、制御部53は、ユーザによりキーボード又はマウス等の入力手段によって入力された特定の試験条件に基づいて、各ダイナモメータ2〜4を制御することもできる。
このように構成された車両駆動系試験装置100において、パワートレインPTの出力軸PT1、PT2又は吸収用ダイナモメータ2、3の前記出力軸PT1、PT2に連結される連結軸にトルクメータ6(又は回転数メータ)が取り付けられており、当該トルクメータ6(又は回転数メータ)からの出力値を用いてパワートレインPTの試験を行う。
このように構成した車両駆動系試験装置100によれば、制御部53が、ハンドル操作量入力部51a、アクセル操作量入力部51b及びブレーキ操作量入力部51cの少なくとも2つにより同時入力された操作量に基づいて各ダイナモメータ2〜4を制御するので、ハンドル操作量入力部51a、アクセル操作量入力部51b及びブレーキ操作量入力部51cによって、実走行のハンドル操作、アクセル操作又はブレーキ操作に対応した操作量を同時に入力して車両駆動系試験を行うことができる。これにより、実走行のハンドル操作、アクセル操作又はブレーキ操作との関係を直感的に分かり易くするとともに、それら複数の操作量を同時に入力可能にすることによって、ユーザに使い勝手の良い試験装置にすることができる。例えばハンドルを切る動作と、ブレーキを踏む動作又はアクセルを踏む動作とを組み合わせた複合的な運転操作(運転条件)を入力しながら、また、その運転操作を連続的に変更させながら、車両駆動系(パワートレインPT)の試験を行うことができる。
また、ハンドル操作量入力部51aが、ステアリングホイールを有しており、アクセル操作量入力部51bが、アクセルペダルを有しており、ブレーキ操作量入力部51cが、ブレーキペダル51cを有しているので、各操作量を大きく変更させる作業が極めて容易である。つまり、ハンドル操作量入力部51aで言えば、右に切っている状態から瞬時に左に切った状態に連続的(アナログ的)に変更できるし、アクセル操作量入力部51bで言えば、アクセルペダルを大きく踏み込む(キックダウン)操作を連続的(アナログ的)に行うことができるし、ブレーキ操作量入力部51cで言えば、ブレーキペダルを大きく踏み込む(急ブレーキ)操作を連続的(アナログ的)に行うことができる。
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
例えば、前記実施形態では、駆動用ダイナモメータ4を用いてパワートレインPTに動力を入力してパワートレインPTの試験を行う態様について説明したが、実エンジンを用いてパワートレインPTに動力を入力してパワートレインPTの試験又は実エンジンの燃費などの試験を行うものであっても良い。
また、パワートレインPTがマニュアルトランスミッションを有するものの場合には、当該マニュアルトランスミッションのクラッチを操作するためのクラッチ操作量を入力するクラッチ操作量入力部をさらに備えるものであっても良い。
さらに、前記実施形態の負荷装置は、吸収用ダイナモメータを用いたものであったが、その他、吸収用モータを用いたものであっても良い。
その上、前記実施形態では、駆動輪である左右2つの車輪に接続される2つの出力軸PT1、PT2に負荷装置2、3を連結するものであったが、前後2つの車輪に接続される2つの出力軸に負荷装置を連結して試験するものであっても良い。この場合、制御部53は、ハンドル操作量入力部51aにより入力されたハンドル操作量(ハンドルの操舵角度)に基づいて、前車輪と後車輪の内輪差により生じる回転数差及び/又はトルク差を模擬すべく、前後の負荷装置への指令値を設定する。より詳細に制御部53は、ハンドル操作量に基づいて、前後2つの負荷装置に入力する指令値に回転数差及び/又はトルク差を持たせて入力する。さらに、前後左右4つの車輪が接続される4つの出力軸それぞれに負荷装置を連結するものであっても良い。
加えて、前記実施形態のハンドル操作量を、車両が走行する路面の勾配変化に対応付けても良い。つまり、回転中立位置を水平(0度)として、ハンドルを右側に切ることにより、勾配をプラス(登り)側に変化させて、ハンドルを左に切ることにより、勾配をマイナス(下り)側に変化させるように構成しても良い。これならば、ステアリングホイールを操作するだけで、容易に勾配条件の入力を行うことができ、また、勾配を連続的に変化させることができる。
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
100・・・車両駆動系試験装置
PT ・・・車両駆動系(パワートレイン)
TM ・・・トランスミッション
2 ・・・第1負荷装置(吸収用ダイナモメータ)
3 ・・・第2負荷装置(吸収用ダイナモメータ)
4 ・・・駆動装置(駆動用ダイナモメータ)
51a・・・ハンドル操作量入力部
51b・・・アクセル操作量入力部
51c・・・ブレーキ操作量入力部
52a・・・ハンドル操作量受付部
52b・・・アクセル操作量受付部
52c・・・ブレーキ操作量受付部
53 ・・・制御部

Claims (7)

  1. 車両駆動系に負荷装置を接続して前記車両駆動系に負荷を与えて試験する車両駆動系試験装置であって、
    車両のハンドル操作に対応したハンドル操作量を入力するためのハンドル操作量入力部と、
    車両のアクセル操作に対応したアクセル操作量を入力するためのアクセル操作量入力部と、
    車両のブレーキ操作に対応したブレーキ操作量を入力するためのブレーキ操作量入力部と、
    前記ハンドル操作量入力部、前記アクセル操作量入力部及び前記ブレーキ操作量入力部の少なくとも2つにより同時入力された操作量に基づいて、前記負荷装置を制御する制御部とを備え
    前記車両駆動系において左右の車輪の一方又は前後の車輪の一方が接続される第1出力軸に第1負荷装置が接続されており、左右の車輪の他方又は前後の車輪の他方が接続される第2出力軸に第2負荷装置が接続されており、
    前記制御部が、前記ハンドル操作量、及び、前記ハンドル操作量と前記2つの車輪の間で生じる回転数差又はトルク差との関係を示す関係データを用いて、前記ハンドル操作量に応じた前記回転数差又は前記トルク差を得るとともに、その回転数差又はトルク差を持たせた指令値を前記第1負荷装置及び前記第2負荷装置に入力する車両駆動系試験装置。
  2. 前記ハンドル操作量入力部が、ステアリングホイールを有しており、
    前記アクセル操作量入力部が、アクセルペダルを有しており、
    前記ブレーキ操作量入力部が、ブレーキペダルを有している請求項1記載の車両駆動系試験装置。
  3. 車両のクラッチ操作に対応するクラッチ操作量を入力するクラッチ操作量入力部をさらに備える請求項1又は2記載の車両駆動系試験装置。
  4. 前記ハンドル操作量入力部が、机に載置されてオペレータにより手で操作されるものであり、
    前記アクセル操作量入力部及び前記ブレーキ操作量入力部が、前記机の下に載置されてオペレータにより足で操作されるものである請求項1乃至3のうち何れかに記載の車両駆動系試験装置。
  5. 車両駆動系に負荷を与えて試験する車両駆動系試験装置であって、
    前記車両駆動系において左右の車輪の一方又は前後の車輪の一方が接続される第1出力軸に接続された第1負荷装置と、
    前記車両駆動系において左右の車輪の他方又は前後の車輪の他方が接続される第2出力軸に接続された第2負荷装置と、
    車両のハンドル操作に対応したハンドル操作量を入力するためのハンドル操作量入力部と、
    車両のアクセル操作に対応したアクセル操作量を入力するためのアクセル操作量入力部と、
    車両のブレーキ操作に対応したブレーキ操作量を入力するためのブレーキ操作量入力部と、
    前記ハンドル操作量入力部、前記アクセル操作量入力部及び前記ブレーキ操作量入力部の少なくとも2つにより同時入力された操作量に基づいて、前記負荷装置を制御する制御部とを備え
    前記制御部が、前記ハンドル操作量、及び、前記ハンドル操作量と前記2つの車輪の間で生じる回転数差又はトルク差との関係を示す関係データを用いて、前記ハンドル操作量に応じた前記回転数差又は前記トルク差を得るとともに、その回転数差又はトルク差を持たせた指令値を前記第1負荷装置及び前記第2負荷装置に入力する車両駆動系試験装置。
  6. 車両駆動系に負荷装置を接続して前記車両駆動系に負荷を与えて試験する車両駆動系試験装置であって、
    車両のハンドル操作に対応したハンドル操作量を入力するためのハンドル操作量入力部と、
    車両のアクセル操作に対応したアクセル操作量を入力するためのアクセル操作量入力部と、
    車両のブレーキ操作に対応したブレーキ操作量を入力するためのブレーキ操作量入力部と、
    前記ハンドル操作量入力部、前記アクセル操作量入力部及び前記ブレーキ操作量入力部の少なくとも2つにより同時入力された操作量に基づいて、前記負荷装置を制御する制御部とを備え、
    前記車両駆動系において左右の車輪の一方又は前後の車輪の一方が接続される第1出力軸に第1負荷装置が接続されており、左右の車輪の他方又は前後の車輪の他方が接続される第2出力軸に第2負荷装置が接続されており、
    前記制御部が、前記ハンドル操作量、及び、前記ハンドル操作量と前記第1負荷装置及び前記第2負荷装置に入力する指令値との関係を示す関係データを用いて、前記ハンドル操作量に応じた回転数差又はトルク差を持たせた指令値を前記第1負荷装置及び前記第2負荷装置に入力する車両駆動系試験装置。
  7. 車両駆動系に負荷を与えて試験する車両駆動系試験装置であって、
    前記車両駆動系において左右の車輪の一方又は前後の車輪の一方が接続される第1出力軸に接続された第1負荷装置と、
    前記車両駆動系において左右の車輪の他方又は前後の車輪の他方が接続される第2出力軸に接続された第2負荷装置と、
    車両のハンドル操作に対応したハンドル操作量を入力するためのハンドル操作量入力部と、
    車両のアクセル操作に対応したアクセル操作量を入力するためのアクセル操作量入力部と、
    車両のブレーキ操作に対応したブレーキ操作量を入力するためのブレーキ操作量入力部と、
    前記ハンドル操作量入力部、前記アクセル操作量入力部及び前記ブレーキ操作量入力部の少なくとも2つにより同時入力された操作量に基づいて、前記負荷装置を制御する制御部とを備え、
    前記制御部が、前記ハンドル操作量、及び、前記ハンドル操作量と前記第1負荷装置及び前記第2負荷装置に入力する指令値との関係を示す関係データを用いて、前記ハンドル操作量に応じた回転数差又はトルク差を持たせた指令値を前記第1負荷装置及び前記第2負荷装置に入力する車両駆動系試験装置。
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