JP6492514B2 - パワートレイン試験装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジン等の原動機を模擬する原動機模擬ダイナモによって、供試体であるトランスミッション等のパワートレインを駆動してシミュレーション試験を行うパワートレイン試験装置に関するものである。

従来より、エンジンやモータ等の駆動源の出力が伝達されるトランスミッションやディファレンシャルギヤ等のパワートレイン（駆動源出力伝達体、動力伝達系）に、駆動源でエンジンやモータ等の原動機を模擬した模擬ダイナモの出力を付与して駆動させることによって、パワートレインの性能や特性を試験する装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。

同特許文献１には、種々の運転状態、特に過渡運転時におけるエンジンの出力（トルク）を精度よく推定し再現する必要があるとの課題に着目し、模擬されるエンジンに実際に使用されるエンジン制御用コンピュータを接続して、同コンピュータの出力結果であるエンジンの点火時期、燃料噴射時期及び燃料噴射量、及び目標スロットル開度を入力し、これら出力決定パラメータに基づいて、エンジンが発生するであろう推定エンジントルクを推定し、エンジンを模擬するモータのトルクが推定エンジントルクとなるようにモータを制御し、モータのトルクを試験対象であるトランスミッションに付与して、トランスミッションの試験を行う構成が開示されている。

また、上記特許文献２には、制御手段からの制御データによって駆動モータが回転を出力してトランスミッションの性能試験を行う装置において、制御手段として、所定の条件を入力することにより駆動モータから出力される回転のトルクに関し、複数のパラメータを任意に変化させるエンジンモデルを作成し、駆動源を模擬する駆動モータを、エンジンモデルに基づく制御データによって制御するようにした構成が開示されている。

特開２００３−２９４５８２号公報 特開２００６−１７０６８１号公報

ここで、例えばパワートレインＰＴとしてトランスミッションに適用した場合のパワートレイン試験装置の構成例を図３に示す。図３におけるエンジン模擬ダイナモＭ１（以下では、ダイナモと称す場合がある）は、爆発トルクを含むエンジンの挙動を模擬するダイナモである。したがって、エンジン模擬ダイナモＭ１からトランスミッションＰＴに作用するトルクを実エンジンの挙動に合わせて模擬させることが本試験装置において肝要である。図４に、エンジン模擬ダイナモの慣性モーメントをＪ_Ｄとし、トランスミッションのうち入力軸側に配置されるトルクコンバータ等の慣性モーメントをＪ_Ｍとした２慣性モデルのブロック線図を示し、図５に、伝達関数及びダイナモ発生トルクＴ_Ｄに対するトルク計検出トルクＴの伝達関数を示す。なお、慣性モーメントＪ_Ｍは、オートマティックトランスミッション（略称「ＡＴ」）の場合、ロックアップクラッチのダンパーより入力軸側に配置される慣性モーメントであり、トルクコンバータが主な要素となる。マニュアルトランスミッション（略称「ＭＴ」）の場合はクラッチのダンパーより入力軸側に配置される慣性モーメントであり、フライホイールが主な要素となる。図５に示す伝達関数及び式（５）から把握できるように、トルク計検出トルクであってダイナモからトランスミッションに作用するトルクＴは、ダイナモの慣性モーメントＪ_Ｄに影響される。したがって、ダイナモからトランスミッションに作用するトルクＴの挙動を実エンジンの挙動に模擬させるためには、ダイナモの慣性モーメントＪ_Ｄを考慮したトルク指令に基づいて、パワートレインに対するダイナモのトルク制御を行う必要がある。

しかしながら、上述の特許文献開示の構成も含めた従来のパワートレイン試験装置は、図３に示すように、模擬する対象であるエンジンやモータ等の原動機の慣性モーメントに作用するトルクＴ_Ｅ、すなわち、スロットル開度やエンジン回転数等に基づいて原動機内部で発生するトルクＴ_Ｅをそのままトルク指令とするものであり、しかも、模擬したいトルクをオープンループで制御している構成であるため、トルク指令に、ダイナモの慣性モーメントＪ_Ｄが反映されることは一切なく、このような点に着目すれば、ダイナモからトランスミッション等のパワートレインに作用するトルクの挙動を、パワートレインに対する原動機の出力（模擬対象である原動機の挙動）に正確に模擬させている構成ではなかったといえる。

本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、主たる目的は、エンジン等の実原動機を模擬する原動機模擬ダイナモからトランスミッション等のパワートレイン（供試体）に作用するトルクを、パワートレインに対する実原動機の出力に高精度に模擬させることが可能なパワートレイン試験装置を提供することにある。

すなわち本発明は、負荷が接続されている供試体であるパワートレインを、模擬対象である実原動機を模擬する原動機模擬ダイナモによって駆動してシミュレーション試験を行うパワートレイン試験装置に関するものである。そして、本発明に係るパワートレイン試験装置は、原動機模擬ダイナモとパワートレインとを接続するシャフトに関連付けて設けられるトルク計と、パワートレインの回転速度ωＭを検出する速度検出部と、入力を受けた実原動機の慣性モーメントＪＥに作用するトルク指令ＴＥ及びトルク計で検出された実トルクＴｒｅａｌの合成トルクと、実原動機の慣性モーメントＪＥとに基づいて実原動機の回転速度ωＥを求め、少なくともこの回転速度ωＥと速度検出部で検出したパワートレインの回転速度ωＭとの差速度と、パワートレインと実原動機との間に存在することになるバネ要素のねじり剛性ＫＥＴとに基づいてパワートレインに入力されるべき軸トルク指令Ｔを求めるトルク指令演算部と、軸トルク指令Ｔに実トルクＴｒｅａｌを一致させるような原動機模擬ダイナモの慣性モーメントＪＤに作用する内部トルク指令を制御して出力するトルク指令制御部と、トルク指令制御部から入力された内部トルク指令に基づいてパワートレインに対する原動機模擬ダイナモのトルク制御を行うインバータとを備えていることを特徴としている（なお、上記説明及び以下の説明における符号は図１中の符号を参照）。

このようなパワートレイン試験装置であれば、トルク指令演算部において、入力を受けた実原動機の慣性モーメントＪ_Ｅに作用するトルク指令Ｔ_Ｅ及びトルク計で検出された実トルクＴ_ｒｅａｌの合成トルクと、実原動機の慣性モーメントＪ_Ｅとに基づいて実原動機の回転速度ω_Ｅを求め、少なくともこの回転速度ω_Ｅと速度検出部で検出したパワートレインの回転速度ω_Ｍとの差速度と、パワートレインと実原動機との間に存在することになるバネ要素のねじり剛性Ｋ_ＥＴとに基づいてパワートレインに入力されるべき軸トルク指令Ｔを求めるとともに、トルク指令制御部において、軸トルク指令Ｔに実トルクＴ_ｒｅａｌを一致させるような原動機模擬ダイナモの慣性モーメントＪ_Ｄに作用する内部トルク指令を制御して出力し、インバータにおいて、トルク指令制御部から入力された内部トルク指令（軸トルク指令Ｔに実トルクＴ_ｒｅａｌを一致させるような原動機模擬ダイナモの慣性モーメントＪ_Ｄに作用する内部トルク指令）に基づいてパワートレインに対する原動機模擬ダイナモのトルク制御を行うように構成しているため、従来のように原動機の慣性モーメントに作用するトルクそのものに基づくトルク指令に基づいてパワートレインに対するダイナモのトルク制御を行う構成ではなく、原動機模擬ダイナモの出力が、当該ダイナモの慣性モーメントＪ_Ｄを反映させたものになるとともに、このような原動機模擬ダイナモの慣性モーメントＪ_Ｄを反映させた原動機模擬ダイナモの出力を、トルク計で検出する実トルクとしてフィードバック制御しているため、原動機模擬ダイナモからパワートレインに作用するトルク（原動機模擬ダイナモの出力軸、つまりパワートレインの入力軸）を実原動機の挙動に合わせて高精度に模擬させることができる。

また、上述の同様の作用効果を奏するパワートレイン試験装置として、本発明者は、原動機模擬ダイナモとパワートレインとを接続するシャフトに関連付けて設けられるトルク計と、パワートレインの回転速度ω_Ｍを検出する速度検出部と、入力を受けた実原動機の慣性モーメントＪ_Ｅに作用するトルク指令Ｔ_Ｅ及びパワートレインに入力されるべき計算された軸トルク指令Ｔの合成トルクと、実原動機の慣性モーメントＪ_Ｅとに基づいて実原動機の回転速度ω_Ｅを求め、少なくとも当該回転速度ω_Ｅと速度検出部で検出したパワートレインの回転速度ω_Ｍとの差速度と、パワートレインと実原動機との間に存在することになるバネ要素のねじり剛性Ｋ_ＥＴとに基づいてパワートレインに入力されるべき軸トルク指令Ｔを求めるトルク指令演算部と、軸トルク指令Ｔに軸トルク計で検出された前記実トルクＴ_ｒｅａｌを一致させるような原動機模擬ダイナモの慣性モーメントＪ_Ｄに作用する内部トルク指令を制御して出力するトルク指令制御部と、トルク指令制御部から入力された内部トルク指令に基づいてパワートレインに対する原動機模擬ダイナモのトルク制御を行うインバータとを備えていることを特徴とする装置を発明した。

上述の発明と比較して、トルク指令演算部における合成トルクが、入力を受けた実原動機の慣性モーメントＪ_Ｅに作用するトルク指令Ｔ_Ｅとパワートレインに入力されるべき計算された軸トルク指令Ｔとの合成トルクである点のみが異なり、他の構成は同じである。これは、パワートレインに入力されるべき計算された軸トルク指令Ｔと、トルク計で検出された実トルクＴ_ｒｅａｌとが所定範囲内の僅かな誤差にとどまることに着目したことによる。そして、当該発明に係るパワートレイン試験装置であれば、上述と同様または略同様の作用効果を奏することに加えて、トルク計で検出された実トルクＴ_ｒｅａｌをトルク計からトルク指令演算部へ送信するための信号線が不要になるため、信号線の減少によりノイズの減少も期待できる点でメリットがある。

本発明に係るパワートレイン試験装置において、トルク指令演算部として、差速度、ワートレインと実原動機との間に存在することになるバネ要素のねじり剛性Ｋ_ＥＴ、及びワートレインと実原動機との間に存在することになるバネ要素の減衰係数Ｄ_ＥＴに基づいて軸トルク指令を求めるものを適用することも可能である。

本発明によれば、供試体であるパワートレインの入力軸に作用するトルクが、原動機模擬ダイナモの慣性モーメントを反映させたものであり、このトルクがパワートレインの入力軸に実際に作用する実トルクと一致するようにフィードバック制御することによって、原動機模擬ダイナモの出力軸、すなわち、パワートレインの入力軸を実原動機の挙動に合わせて高精度に模擬させることが可能なパワートレイン試験装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るパワートレイン試験装置の概略構成を示す図。 本発明の他の実施形態に係るパワートレイン試験装置の概略構成を示す図。 従来のパワートレイン試験装置の概略構成を示す図。 ２慣性モデルのブロック線図。 図４のブロック線図における伝達関数の説明図。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。

〈第１実施形態〉
第１実施形態に係るパワートレイン試験装置Ｘは、図１に示すように、負荷が接続されている供試体であるパワートレインＰＴを、模擬対象となる実原動機を模擬する原動機模擬ダイナモＭ１によって駆動してシミュレーション試験を行う装置である。本実施形態では、パワートレインＰＴとしてトランスミッションを適用している。また、負荷としては、ドライブシャフトＤＳやタイヤ（車輪）、或いは負荷相当の吸収トルクを発生するダイナモ（吸収ダイナモ）を挙げることができ、本実施形態では、トランスミッションにドライブシャフトＤＳを接続し、このドライブシャフトＤＳの両端にそれぞれトルク計ＴＭ２を介して模擬タイヤとしての吸収ダイナモＭ２を接続している。すなわち、本実施形態における負荷は、ドライブシャフトＤＳと吸収ダイナモＭ２である。

本実施形態に係るパワートレイン試験装置Ｘでは、実原動機としてエンジンを想定し、原動機模擬ダイナモＭ１は、この想定しているエンジンを模擬するダイナモである。相互に接続される原動機模擬ダイナモＭ１の出力軸とパワートレインＰＴの入力軸（これら出力軸及び入力軸が本発明におけるシャフトに相当との間にトルク計ＴＭ１を設けている。

また、本実施形態のパワートレイン試験装置Ｘは、パワートレインＰＴの回転速度を検出する速度検出部ＳＭと、トルク指令演算部Ｃ１と、トルク指令制御部Ｃ２と、インバータＩＶとを備えている。

速度検出部ＳＭは、直接または間接的にパワートレインＰＴの回転速度ω_Ｍを検出するものであり、一例として、パワートレインＰＴであるトランスミッションのドライブプレートの回転速度（具体的にはドライブプレートの歯車の回転速度）を検出する態様を挙げることができる。

トルク指令演算部Ｃ１は、パワートレインＰＴに入力されるべき軸トルク指令Ｔを求めるものである。このトルク指令演算部Ｃ１は、実原動機の慣性モーメントＪ_Ｅに作用するトルク指令Ｔ_Ｅの入力を受けるトルク指令入力処理と、入力を受けたトルク指令Ｔ_Ｅとトルク計ＴＭ１で検出された実トルクＴ_ｒｅａｌとの合成トルクを求める合成トルク算出処理と、求めた合成トルクと実原動機の慣性モーメントＪ_Ｅとに基づいて実原動機の回転速度ω_Ｅを求める実原動機回転速度算出処理と、求めた回転速度ω_Ｅと速度検出部ＳＭで検出したパワートレインＰＴの回転速度ω_Ｍとの差速度を求める差速度算出処理と、求めた差速度と、パワートレインＰＴと実原動機との間に存在することになるバネ要素のねじり剛性Ｋ_ＥＴと、パワートレインＰＴと実原動機との間に存在することになるバネ要素の減衰係数Ｄ_ＥＴとに基づいてパワートレインＰＴに入力されるべき軸トルク指令Ｔを求める軸トルク指令算出処理とを実行するものである。

トルク指令入力処理において入力を受けるトルク指令Ｔ_Ｅは、例えばスロットル開度やエンジン回転数等に基づくマップで決まるものである。また、合成トルク算出処理は、トルク指令Ｔ_Ｅと、パワートレインＰＴの入力軸から受ける反作用トルク（この反作用トルクはトルク計ＴＭ１で検出された実トルクＴ_ｒｅａｌの正負の符号を反転させた値と一致）との合成トルクを求める処理であり、この処理で求めた合成トルクは、入力を受けたトルク指令Ｔ_Ｅを加速するトルクである場合もあれば、減速するトルクである場合もある。

実原動機回転速度算出処理は、求めた合成トルクを実原動機の慣性モーメントＪ_Ｅで除した値を積分することで、実原動機の回転速度ω_Ｅを算出する処理であり、差速度算出処理は、実原動機の回転速度ω_Ｅから、速度検出部ＳＭで検出したパワートレインＰＴの回転速度ω_Ｍを減算することで、実原動機の回転速度ω_ＥとパワートレインＰＴの回転速度ω_Ｍとの差速度を求める処理である。

軸トルク指令算出処理は、実原動機の回転速度ω_ＥとパワートレインＰＴの回転速度ω_Ｍとの差速度を積分してねじれ角（ｒａｄ）を求め、そのねじれ角（ｒａｄ）に、パワートレインＰＴと実原動機との間に存在することになるバネ要素のねじり剛性Ｋ_ＥＴ（Ｎｍ／ｒａｄ）を乗算することで、パワートレインＰＴに入力されるべき軸トルク指令Ｔ（Ｎｍ）を求める処理である。このような処理を経て算出される軸トルク指令Ｔに基づくトルクの主成分は、実原動機の回転速度ω_ＥとパワートレインＰＴの回転速度ω_Ｍ（パワートレインＰＴの入力軸の回転速度と同義）との差速度ω_Ｅ−ω_Ｍを積分してねじり角を計算し、実原動機とパワートレインＰＴとの間のねじり剛性Ｋ_ＥＴを乗算して計算されるねじり成分のトルクであり、実原動機とパワートレインＰＴのねじり角に比例して発生するトルクである。さらにまた、本実施形態におけるトルク指令演算部Ｃ１は、この軸トルク指令算出処理において、図１に示すように、実原動機の回転速度ω_ＥとパワートレインＰＴの回転速度ω_Ｍとの差速度に、パワートレインＰＴと実原動機との間に存在することになるバネ要素の減衰係数Ｄ_ＥＴ（Ｎｍ／（ｒａｄ／ｓ））を乗算し、この乗算値と、差速度を積分した値に上述のねじり剛性Ｋ_ＥＴ（Ｎｍ／ｒａｄ）を乗算した値とを加算することで、パワートレインＰＴに入力されるべき軸トルク指令Ｔ（Ｎｍ）を求めるように設定している。

トルク指令制御部Ｃ２は、トルク指令演算部Ｃ１で求めた軸トルク指令Ｔにトルク計ＴＭ１で検出された実トルクＴ_ｒｅａｌを一致させるような原動機模擬ダイナモＭ１の慣性モーメントＪ_Ｄに作用する内部トルク指令を制御して出力するものである。このトルク指令制御部Ｃ２は、自動トルク調整器（ＡＴＲ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｏｒｑｕｅ Ｒｅｇｕｌａｔｏｒを用いて構成することが可能なものであり、本実施形態では、トルク指令演算部Ｃ１で求めた軸トルク指令Ｔと、トルク計ＴＭ１で検出された実トルクＴ_ｒｅａｌがトルク指令制御部Ｃ２に入力されるように設定している。

インバータＩＶは、トルク指令制御部Ｃ２から入力された内部トルク指令に基づいてパワートレインＰＴに対する原動機模擬ダイナモＭ１の出力トルクを制御するものである。

そして、本実施形態のパワートレイン試験装置Ｘは、上述のインバータＩＶによるトルク制御に基づいて原動機模擬ダイナモＭ１の挙動を制御する環境下で、パワートレインＰＴの特性や性能を試験することができる。

次に、本実施形態に係るパワートレイン試験装置Ｘを用いたパワートレインＰＴの試験手順及び試験中の処理動作について説明する。

試験を実施する前に、試験対象であるトランスミッション等のパワートレインＰＴの入力軸を原動機模擬ダイナモＭ１の出力軸にトルク計ＴＭ１を介して接続し、この接続処理前または処理後にパワートレインＰＴに負荷を接続する。このような接続状態を維持して試験を実施する。

本実施形態に係るパワートレイン試験装置Ｘは、先ず、トルク指令演算部Ｃ１によってパワートレインＰＴに入力されるべき軸トルク指令Ｔを求める。具体的には、トルク指令演算部Ｃ１において、上述のトルク指令入力処理、合成トルク算出処理、実原動機回転速度算出処理、差速度算出処理、及び軸トルク指令Ｔ算出処理をこの順に実行することで、パワートレインＰＴに入力されるべき軸トルク指令Ｔを求める。次いで、本実施形態に係るパワートレイン試験装置Ｘは、トルク指令演算部Ｃ１によって算出した軸トルク指令Ｔをトルク指令制御部Ｃ２に入力し、トルク指令制御部Ｃ２によって、軸トルク指令Ｔにトルク計ＴＭ１で検出された実トルクＴ_ｒｅａｌを一致させるような原動機模擬ダイナモＭ１の慣性モーメントＪ_Ｄに作用する内部トルク指令を制御してインバータＩＶに出力する。続いて、本実施形態に係るパワートレイン試験装置Ｘは、インバータＩＶによって、トルク指令制御部Ｃ２から入力された内部トルク指令に基づき、パワートレインＰＴに対して原動機模擬ダイナモＭ１から出力するトルクの制御を行うことで、原動機模擬ダイナモＭ１の挙動を制御しながらパワートレインＰＴを駆動させて、パワートレインＰＴの特性や性能に関する試験を実施する。

このように、本実施形態に係るパワートレイン試験装置Ｘであれば、トルク指令演算部Ｃ１において、入力を受けた実原動機の慣性モーメントＪ_Ｅに作用するトルク指令Ｔ_Ｅ及びトルク計ＴＭ１で検出された実トルクＴ_ｒｅａｌの合成トルクと、実原動機の慣性モーメントＪ_Ｅとに基づいて実原動機の回転速度ω_Ｅを求め、この回転速度ω_Ｅと速度検出部ＳＭで検出したパワートレインの回転速度ω_Ｍとの差速度と、パワートレインＰＴと実原動機との間に存在することになるバネ要素のねじり剛性Ｋ_ＥＴ及び減衰係数Ｄ_ＥＴとに基づいてパワートレインＰＴに入力されるべき軸トルク指令Ｔを求めるとともに、トルク指令制御部Ｃ２において、軸トルク指令Ｔに実トルクＴ_ｒｅａｌを一致させるような原動機模擬ダイナモＭ１の慣性モーメントＪ_Ｄに作用する内部トルク指令を制御して出力し、インバータＩＶにおいて、トルク指令制御部Ｃ２から入力された内部トルク指令（軸トルク指令Ｔに実トルクＴ_ｒｅａｌを一致させるような原動機模擬ダイナモＭ１の慣性モーメントＪ_Ｄに作用する内部トルク指令）に基づいてパワートレインに対する原動機模擬ダイナモのトルク制御を行うように構成しているため、従来のように実原動機の慣性モーメントに作用するトルクそのものに基づくトルク指令に基づいてパワートレインに対するダイナモのトルク制御を行う構成ではなく、原動機模擬ダイナモＭ１の出力が、原動機模擬ダイナモＭ１の慣性モーメントＪ_Ｄを反映させたものになるとともに、このような原動機模擬ダイナモＭ１の慣性モーメントＪ_Ｄを反映させた原動機模擬ダイナモＭ１の出力を、トルク計ＴＭ１で検出する実トルクＴ_ｒｅａｌとしてフィードバック制御しているため、原動機模擬ダイナモＭ１からパワートレインに作用するトルク（原動機模擬ダイナモＭ１の出力軸、つまりパワートレインＰＴの入力軸）を実原動機の挙動に合わせて高精度に模擬させることができる。

すなわち、本実施形態に係るパワートレイン試験装置Ｘは、パワートレインＰＴの入力軸に作用している実トルクＴ_ｒｅａｌをリアルタイムで検出し、この実トルクＴ_ｒｅａｌが軸トルク指令Ｔに一致するようにインバータＩＶからのトルク指令（トルク指令制御部Ｃ２からの出力指令に基づくトルク指令）をフィードバック制御する構成を採用し、模擬したいエンジン等の実原動機のモデルを試験装置Ｘの仮想空間に構築して、この実原動機（モデルであって実原動機でもある原動機）と供試体であるパワートレインＰＴの接続点に作用するトルクをリアルタイムにシミュレーションし、このトルクを指令としてパワートレインＰＴの入力軸をフィードバック制御する構成であるため、原動機模擬ダイナモＭ１の慣性モーメントＪ_Ｄを実原動機の慣性モーメントＪ_Ｅに合わせずとも、原動機模擬ダイナモＭ１からパワートレインＰＴに出力するトルクの挙動（原動機模擬ダイナモＭ１の出力軸から出力されるトルクの挙動、つまり、パワートレインＰＴの入力軸に入力されるトルクの挙動）を実原動機の挙動に合わせて高精度に模擬させることができる。

〈第２実施形態〉
第２実施形態に係るパワートレイン試験装置Ｘは、図２に示すように、上述の第１実施形態に係るパワートレイン試験装置Ｘと比較して、トルク指令演算部Ｃ１における合成トルクを求める処理内容が異なる。

具体的に、本実施形態にトルク指令演算部Ｃ１は、入力を受けた実原動機の慣性モーメントＪ_Ｅに作用するトルク指令Ｔ_Ｅ（トルク指令入力処理で入力されるトルク指令Ｔ_Ｅ）と、パワートレインＰＴに入力されるべき計算された軸トルク指令Ｔの合成トルクと、実原動機の慣性モーメントＪ_Ｅとに基づいて実原動機の回転速度ω_Ｅを求め、この回転速度ω_Ｅと速度検出部ＳＭで検出したパワートレインＰＴの回転速度ω_Ｍとの差速度と、パワートレインＰＴと実原動機との間に存在することになるバネ要素のねじり剛性Ｋ_ＥＴとに基づいてパワートレインＰＴに入力されるべき軸トルク指令Ｔを求めるものである。つまり、第１実施形態のトルク指令演算部Ｃ１における合成トルク算出処理は、トルク指令入力処理で入力されるトルク指令Ｔ_Ｅと、パワートレインＰＴの入力軸から受ける反作用トルク（トルク検出トルクの正負の符号を反転させたトルク）との合成トルクを求める処理であったが、第２実施形態のトルク指令演算部Ｃ１における合成トルク算出処理は、トルク指令Ｔ_Ｅと、トルク指令演算部Ｃ１において求めたパワートレインＰＴに入力されるべき軸トルク指令Ｔとの合成トルクを求める処理である。

そして、このような処理を実施するトルク指令演算部Ｃ１では、合成トルクを生成するに際して、パワートレインＰＴの入力軸から受ける反作用トルクを考慮する必要がないため、パワートレインＰＴの入力軸から受ける反作用トルクをトルク計ＴＭ１からトルク指令演算部Ｃ１へ伝達するための信号線が不要になる。そして、信号線の数が減少するほどノイズが減少することから、第２実施形態は第１実施形態よりもノイズが減少する構成であるといえる。

また、パワートレインＰＴの入力軸から受ける反作用トルク、つまりトルク計ＴＭ１で検出するトルクと、トルク指令演算部Ｃ１において計算したパワートレインＰＴに入力されるべき軸トルク指令Ｔとの誤差は極めて狭い範囲であること、及びトルク指令入力処理、実原動機回転速度算出処理、差速度算出処理、軸トルク指令算出処理は第１実施形態の処理と同等又は準じた処理であり、軸トルク指令Ｔに実トルクＴ_ｒｅａｌを一致させるような原動機模擬ダイナモＭ１の慣性モーメントＪ_Ｄに作用する内部トルク指令を制御して出力するトルク指令制御部Ｃ２と、トルク指令制御部Ｃ２から入力された内部トルク指令に基づいてパワートレインＰＴに対するトルク制御を行うインバータＩＶとを備えた試験装置Ｘであることから、第１実施形態に係る試験装置Ｘと同様に、原動機模擬ダイナモＭ１の慣性モーメントＪ_Ｄを実原動機の慣性モーメントＪ_Ｅに合わせずとも、原動機模擬ダイナモＭ１からパワートレインＰＴに出力するトルクの挙動（原動機模擬ダイナモＭ１の出力軸、つまり、パワートレインＰＴの入力軸）を実原動機の挙動に合わせて高精度に模擬させることができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した各実施形態では、トルク指令演算部Ｃ１の一例として、求めた実原動機の回転速度ω_Ｅと速度検出部ＳＭで検出したパワートレインＰＴの回転速度ω_Ｍとの差速度と、パワートレインＰＴと実原動機との間に存在することになるバネ要素のねじり剛性Ｋ_ＥＴと、パワートレインＰＴと実原動機との間に存在することになるバネ要素の減衰係数Ｄ_ＥＴとに基づいて軸トルク指令を求める構成を列挙したが、トルク指令演算部Ｃ１が、差速度と、パワートレインＰＴと実原動機との間に存在することになるバネ要素のねじり剛性Ｋ_ＥＴとに基づいて軸トルク指令を求めるものであってもよい。

また、本発明の試験装置の供試体であるパワートレインは、トランスミッションに限られず、原動機からの動力を伝達する部品や機構であれば特に限定されず、また車両のパワートレインの他、飛行機や船舶のパワートレインであっても構わない。

原動機模擬ダイナモの模擬対象となる実原動機としては、エンジンの他に、モータ（電動起）を挙げることができる。

さらに、負荷として、車輪やプロペラ（船舶であればスクリュープロペラ）等、適宜のものを採用することが可能である。

また、速度検出部は、パワートレインの回転速度ω_Ｍを直接検出するものであってもよいし、間接的に検出するものであってもよい。

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

Ｃ１…トルク指令演算部
Ｃ２…トルク指令制御部
ＩＶ…インバータ
Ｍ１…原動機模擬ダイナモ
ＴＭ１…トルク計
ＰＴ…パワートレイン
ＳＭ…速度検出部
Ｘ…パワートレイン試験装置

Claims (3)

1. 負荷が接続されている供試体であるパワートレインを、模擬対象となる実原動機を模擬する原動機模擬ダイナモによって駆動してシミュレーション試験を行うパワートレイン試験装置であり、
   前記原動機模擬ダイナモと前記パワートレインとを接続するシャフトに関連付けて設けられるトルク計と、
   前記パワートレインの回転速度を検出する速度検出部と、
   入力を受けた前記実原動機の慣性モーメントに作用するトルク指令及び前記トルク計で検出された実トルクの合成トルクと、前記実原動機の慣性モーメントとに基づいて前記実原動機の回転速度を求め、少なくとも当該実原動機の回転速度と前記速度検出部で検出した前記パワートレインの回転速度との差速度と、前記パワートレインと前記実原動機との間に存在することになるバネ要素のねじり剛性とに基づいて前記パワートレインに入力されるべき軸トルク指令を求めるトルク指令演算部と、
   前記軸トルク指令に前記実トルクを一致させるような前記原動機模擬ダイナモの慣性モーメントに作用する内部トルク指令を制御して出力するトルク指令制御部と、
   前記トルク指令制御部から入力された前記内部トルク指令に基づいて前記パワートレインに対する前記原動機模擬ダイナモのトルク制御を行うインバータとを備えていることを特徴とするパワートレイン試験装置。
2. 負荷が接続されている供試体であるパワートレインを、模擬対象となる実原動機を模擬する原動機模擬ダイナモによって駆動してシミュレーション試験を行うパワートレイン試験装置であり、
   前記原動機模擬ダイナモと前記パワートレインとを接続するシャフトに関連付けて設けられるトルク計と、
   前記パワートレインの回転速度を検出する速度検出部と、
   入力を受けた前記実原動機の慣性モーメントに作用するトルク指令及び前記パワートレインに入力されるべき計算された軸トルク指令の合成トルクと、前記実原動機の慣性モーメントとに基づいて前記実原動機の回転速度を求め、少なくとも当該実原動機の回転速度と前記速度検出部で検出した前記パワートレインの回転速度との差速度と、前記パワートレインと前記実原動機との間に存在することになるバネ要素のねじり剛性とに基づいて前記パワートレインに入力されるべき前記軸トルク指令を求めるトルク指令演算部と、
   前記軸トルク指令に前記軸トルク計で検出された実トルクを一致させるような前記原動機模擬ダイナモの慣性モーメントに作用する内部トルク指令を制御して出力するトルク指令制御部と、
   前記トルク指令制御部から入力された前記内部トルク指令に基づいて前記パワートレインに対する前記原動機模擬ダイナモのトルク制御を行うインバータとを備えていることを特徴とするパワートレイン試験装置。
3. 前記トルク指令演算部が、前記差速度、前記バネ要素のねじり剛性及び前記バネ要素の減衰係数に基づいて前記軸トルク指令を求めるものである請求項１又は２に記載のパワートレイン試験装置。

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