JPH02243938A - 変速機用駆動試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車の駆動系を等価模擬して自動変速機１
手動変速機等の性能試験を行なう変速機用駆動試験装置
に関する。

（従来の技術） 従来、変速機用駆動試験装置として最も一般的に知られ
ている装置は、実際に車載されるエンジンを駆動側に設
置し、このエンジンと変速機とを組合わせて変速機の性
能試験（耐久試験や変速過渡特性試験等）を行なうよう
にしている。

しかし、実際のエンジンを用いる装置である為、下肥に
列挙するような問題があった。

■　エンジンを運転するために、燃料供給系や排気系や
防音設備等の相当の付帯設備が必要であるし、火気管理
や排気ガス管理が必要となる。

■　エンジンのセットアツプに相当の手間と時間が必要
となる。

■　気圧や気温や湿度等に影響され、データ信頼性が高
い安定した試験をすることが出来ない。

■　エンジンが新しいモデルである場合には、エンジン
が完成しないことには変速機の性能試験を行なえない。

そこで、上記のような問題を一挙に解決するために、例
えば、特開昭５８−３８８３３号公報や特開昭６１−５
３５４１号公報に記載されているように、エンジンに代
えて電動機で変速機を直接駆動する変速機用駆動試験装
置や、ハイドロ・スタティック・モータ（油圧モータ）
に増速機を組合わせた駆動手段により変速機を駆動する
変速機用駆動試験装置が現在知られるに至っている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、これらのエンジン代用駆動手段を駆動側
に設置した従来装置にあっては、耐久性試験や定常特性
試験を行なうことは可能であっても回転慣性が非常に大
きい為、実際のエンジンを用いた場合と同様な変速過渡
特性を測定することが出来ないという重大な問題があっ
た。

特に、自動変速機においては変速ショック対策のため変
速過渡特性データが絶対必要である。

即ち、電動機の場合には、特開昭６１−５３５４１号に
も記載されているように、回転慣性量がエンジンに比べ
１０倍を越える慣性量を持つ。

そこで、同公報に記載されているように、慣性量の差は
そのまま許容し、この慣性量の差による影響を排除する
べく事後的に電動機への指令電流値を補正し、外部から
与えられる設定トルクが変化する時、駆動側の過渡トル
ク特性を実際のエンジンの場合と対応させるようにして
いる。

しかし、この場合には、過渡トルク特性を近似させるこ
とはできても、指令電流値の補正により駆動側回転速度
が変動し、変速機の試験において実際のエンジンを用い
た場合と同様な変速過渡特性データを得ることが出来な
い。

また、ハイドロ・スタティック・モータに増速機を組合
わせた駆動手段は、増速比として２〜３強に設定されて
いるものであり、見かけ上の駆動側回転慣性は低下する
ものの、この増速比は、ハイドロ・スタティック・モー
タの最高回転数がエンジン最高回転数より非常に低い為
にそれを補つているに過ぎないものであり、増速機によ
り回転慣性を低下させるという技術的思想は全く存在せ
ず、この場合にも慣性量の差により変速機の試験におい
て実際のエンジンを用いた場合と同様な変速過渡特性デ
ータを得ることが出来ない。

以上により、エンジン代用駆動手段を用いる場合に要求
される性能は、下記の通りとなる。

（１）駆動手段の低慣性化 駆動手段の回転慣性は、変速時に発生する変速ショック
の形態に大きく影響するので、その慣性値をエンジンと
同等にしない限り、エンジンを用いた場合と同様な変速
過渡特性データを得ることが出来ない。

（２）エンジン特性シミュレーション エンジンの場合のアクセル操作に対するトルクや回転速
度の応答性と、電気的な指令によりアクセル操作に相当
する信号をエンジン代用駆動手段に与えた場合の応答性
とは一致しない。

特に、発進時等のようにアクセルペダルを急踏みする動
作を行なった場合の実際のエンジンの応答性と、急に変
化する電気的なスロットル開度指令に基づいて遅れなく
所定の指令値をエンジン代用駆動手段に与えた場合の応
答性とは、機械的タイムラグの有無によりかなりかけ離
れたものとなってしまう。

従って、エンジン代用駆動手段を用いる場合は、エンジ
ンと同等の応答性を持つように手当しない限り、エンジ
ンを用いた場合と同様な変速過渡特性データを得ること
か出来ない。

本発明は、上述のような問題及び要求に着目してなされ
たもので、エンジン代用の駆動手段を用いながら実際の
エンジンを用いた場合と同様に変速過渡特性を含む各種
性能試験を行なうことが出来ると共に、高い応答性でエ
ンジン過渡特性シュミレーション制御を行なうことが出
来る変速機用駆動試験装置の開発を課題とする。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために本発明の変速機用駆動試験装
置では、第１図のクレーム対応図に示すように、駆動エ
ンジンを模擬して駆動側に設置される駆動手段ａと、車
両負荷を模擬して吸収側に設置される駆動吸収手段すと
を備え、前記駆動手段ａと駆動吸収手段すとの間に供試
体としての変速機Ｃを連結し、前記駆動手段ａを駆動制
御手段ｄからの指令によりエンジンシミュレーション駆
動制御することで変速機性能試験を行なうようにした変
速機用駆動試験装置において、前記駆動手段ａとして、
エンジンと同等に回転慣性を低く　ｌｌｌ１えた低慣性
駆動手段ａ°を用い、前記駆動制御手段ｄは、駆動側回
転速度検出手段ｅからの駆動側回転速度信号（Ｎ）とス
ロットル開度相当設定手段ｆからのスロットル開度相当
信号（０）とを入力すると共に、所定の実エンジン特性
に基づきスロットル開度θと駆動側回転速度Ｎに対する
エンジントルク目標値下＊のエンジン特性マツプ９を予
め設定し、第１スロットル開度θ１から第２スロットル
開度θ２へ変化するスロットル開度相当信号（θ）を入
力した場合、第１スロットル開度相当信号（θ１）及び
第１駆動側回転速度信号（Ｎ、）とエンジン特性マツプ
９によって決まる第１エンジントルク目標値Ｔ　１１．
を保つ所定の遅れ時間を設定し、この遅れ時間の経過後
は、第１エンジントルク目標値Ｔ０１から第２スロット
ル開度相当信号（θ２）及び駆動側回転速度推定値とエ
ンジン特性マツプ９によって決まる第２エンジントルク
目標値Ｔ０２に徐々に近づける制御を行なうエンジン過
渡特性シュミレーション制御部りを有することを特徴と
する手段とした。尚、前記遅れ時間は、第１スロットル
開度θ、と第２のスロットル開度θ２の開度差が大きく
なるに従って長い遅れ時間に設定しても良い。

また、前記低慣性駆動手段ａ°は、例えば、直流電動機
と６〜２０の範囲内の高増速比による増速機との組合わ
せにより構成される。

（作　用） スロットル開度相当設定手段ｆによるスロットル開度相
当信号（θ）を変化させる変速機の性能試験を行なう時
には、駆動制御手段ｄのエンジン過渡特性シュミレーシ
ョン制御部りにおいて、第１スロットル開度θ１から第
２スロットル開度θ２へ変化するスロットル開度相当信
号（θ）を入力され、第１スロットル開度相当信号（θ
暑及び第１駆動側回転速度信号（Ｎ１）とエンジン特性
マツプ９によって決まる第１エンジントルク目標値Ｔ″
１が所定の遅れ時間保たれる。

そして、この遅れ時間の経過後は、第１エンジントルク
目標値Ｔ″ｌから第２スロットル開度相当信号（θ、）
及び駆動側回転速度推定値とエンジン特性マツプ９によ
って決まる第２エンジントルク目標値Ｔ’２に徐々に近
づける制御が行なわれる。

従って、スロットル開度相当信号（θ）を変化させた時
、エンジン過渡特性シュミレーション制御部りにより実
際のエンジンでアクセルを変化させた時と同等の過渡応
答性が得られる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。

実施例の変速機用駆動試験装置は、第２図に示すように
、駆動エンジンを模擬して駆動側に設置される直流電動
機７及び増速機２と、自動変速機３を取付ける供試体取
付台４と、車両慣性及び走行抵抗を模擬して吸収側であ
る自動変速機３の出力側に設置されるフライホイール５
及びダイナモロとを備えている。

前記増速機２は、ヘリカルギヤによる増速機構により直
流電動機１の回転増速させていて、その増速比は、回転
慣性をエンジンと同等にするため１０程度に設定してい
る。

尚、増速比は、小さ過ぎると回転慣性の十分な低下を望
めず、また、大き過ぎると直流電動機の体格が大きくな
るので、実用上適正な増速比範囲としては６〜２０程度
である。

そして、増速機２の出力軸には、駆動側回転速度センサ
７と駆動側トルクセンサ８とが設けられ、前記フライホ
イール５の入力軸には、吸収側トルクセンサ９が設けら
れ、前記ダイナモロのモータ軸には、吸収側回転速度セ
ンサ１０が設けられている。

前記直流電動機１には、エンジンシミュレーション駆動
制御システムが接続されていて、このシステムは、スロ
ットル開度設定器１１と、切換スイッチ１２と、マニュ
アル遅れ設定器１３と、エンジン特性シミュレーション
制御ユニット１４と、データ管理ユニット１５、データ
モニター１６、データプリンタ１７、電動機駆動制御ユ
ニット１８とによって構成されている。

前記スロットル開度設定器１１は、エンジンのアクセル
操作に対応させるべく、手動または自動操作によりスロ
ットル開度相当信号（θ）を出力する。

前記切換スイッチ１２は、マニュアル遅れ設定器１３を
経過させることなしに自動制御を行なうべくエンジン特
性シミュレーション制御ステップを経過する作動の流れ
にスロットル開度相当信号（θ）を送出するか、マニュ
アル遅れ設定器１３を経過させてエンジン特性シミュレ
ーション制御ステップを迂回する作動の流れに遅れを持
たせたスロットル開度相当信号（θ）を直接送出するか
の切換を必要に応じて行なう手段である。

前記マニュアル遅れ設定器１３は、実際のエンジンでの
アクセル操作に対するエンジン出力の応答遅れ時間を予
め手動により設定する遅延回路が内蔵されている。

前記エンジン特性シミュレーション制御ユニット１４は
、スロットル開度相当信号（θ）の変化に対し遅れや緩
やかに立ち上げる過渡特性を持たせてトルク目標値Ｔ＊
を決めるエンジン過渡特性シミュレーション制御部等を
持つマイクロコンピュータを主体とする電子制御回路構
成であり、この制御ユニット１４には、シミュレーショ
ン制御情報として、駆動側回転速度信号（ＮＩＮ）やス
ロットル開度相当信号（θ）が入力される。

そして、前記エンジン特性シミュレーション制御ユニッ
ト１４には、第４図に示すように、スロットル開度θを
パラメータとする駆動側回転速度Ｎ１Ｎとエンジントル
ク目標値Ｔ＊の３次元特性によるエンジン特性マツプが
θ。％〜θｌｏｏ、４のフルスケルで設定されていると
共に、第５ａ図、第５ｂ図、第５ｃ図に示すように、ス
ロットル開度指令値θ＊に対する各遅れ時間マツプが設
定されている。

前記データ管理ユニット１５には、試験データをデータ
モニター１６で表示したりデータプリンタ１７で記録し
たりするためのデータ管理プログラムが組込まれていて
、この管理ユニ・ント１５には、試験データ情報として
、前記駆動側回転速度信号（ＮＩＮ）やスロットル開度
相当信号（θ）以外に、吸収側回転速度信号（Ｎ　０Ｕ
Ｔ）や入出力トルク信号（ＴＪＮ）、（Ｔ、ＬＩＴ　）
や自動変速機コントロールユニット２０からのセレクト
位置信号やシフト位置信号等が入力される。

そして、データモニター１５やデータープリンタ１７で
は、試験運転状況を知るためやデータを残すために必要
なスロットル開度やエンジン回転数（＝駆動側回転速度
ＮＩＮ）や車速（＝吸収側回転速度Ｎ。ｕｙ　）や入出
力トルクＴＩＮ、　　ＴＯＬＩＴやセレクト位置やシフ
ト位置等が表示や記録される。

前記電動機駆動制御ユニット１８には、エンジントルク
目標値Ｔ＊と駆動側回転速度ＮＩＮを入力して指令電流
値工を決めるトルクシミュレーション制御プログラムが
設定されると共に駆動電流出力回路が設けられていて、
この制御プログラムで決められた指令電流値Ｉに対応し
た直流電流が直流電動機１に印加される。

また、自動変速機の性能試験を行なうにあたっては、自
動変速機コントロールユニット２０への入力情報を実車
と同じように与える必要があり、スロットル開度関連情
報（キックダウン情報やアイドル情報を含む）をスロッ
トル開度設定器１１から与え、エンジン回転数情報を駆
動側回転速度センサ７から与え、車速情報を吸収側回転
速度センサ１０から与えている。

次に、作用を説明する。

まず、スロットル開度設定器１１によりスロットル開度
相当信号（θ）を一定に保ったり変化させながら自動変
速機３の性能試験を行なう時、エンジン過渡特性シミュ
レーション制御部で行なわれるシミュレーション制御作
動の流れを第３図のフロチャートに基づいて述べる。

ステップ３０では、駆動側回転速度センサ７からの駆動
側回転速度信号（ＮＩＮ）とスロットル開度設定器１１
からのスロットル開度相当信号（θ）とが読み込まれる
。

ステップ３１では、ステップ３ｏで読み込まれた今回の
ス０・ントル開度相当信号（θ）と前回または何回か前
のスロットル開度相当信号（θ）によりスロットル開度
の変化率を示すスロットル開度微分値白が演算により求
められる。

゛ステップ３２では、エンジン過渡特性制御中であるこ
とを示すＦＬＡＧ−ＴがＦＬＡＧ−Ｔ＝　１がどうがか
判断される。

ここで、エンジン過渡特性制御中ではなく　ＦＬＡＧ・
Ｔ＝Ｏの時には、ステップ３３へ進み、スロットル開度
微分値白が所定の設定値白。以上がどうがが判断される
。

そして、スロットル開度設定値θの変化が小さくて白く
白。の時（こは、ステップ３４へ進み、スロットル開度
設定値θをそのままスロットル開度指令値θ＊にして、
この指令値θ＊と駆動側回転速度検出値Ｎと第４図のエ
ンジン特性マツプによりエンジントルク目標値Ｔ＊が決
められて出力される。

また、スロットル開度設定値θに変化が大きくて白≧ｅ
ｏの時には、ステップ３５へ進み、まず、今回のスロッ
トル開度設定値θへ変化前の値をスロットル開度指令値
θ１とし、今回のスロットル開度設定値θの値をスロッ
トル開度指令値θ、とし、両指令値θ０．θ２と第５図
に示すマツプにより遅れ時間ｔ。か設定される。

尚、遅れ時間ｔ。は、実際のエンジン過渡特性と符合す
るように、両指令値θｌ、θ２の差が大きければ大きい
程長い時間であり、また、指令値θ１が大きい程、全体
的に短い時間に設定される。

そして、ステップ３６へ進み、ＦＬＡＧ−Ｔ＝　ＯがＦ
ＬＡＧ・Ｔ＝１に書き換えられる。

方、ステップ３２でエンジン過渡特性制御中であること
を示すＦＬＡＧ・■がＦＬＡＧ−Ｔ＝　１である時には
、ステップ３７へ進み、遅れ時間ｔ。を経過したかどう
かが判断され、遅れ時間ｔ０を経過しない間は、ステッ
プ３８へ進み、変化前のスロットル開度指令値θ、と駆
動側回転速度検出値Ｎと第４図のエンジン特性マツプに
よりエンジントルク目標値Ｔ＊が決められて出力される
。

そして、遅れ時間ｔ０を経過するとステップ３９へ進み
、スロットル開度指令値ｅ１の値に微分・積分制御等で
求められる所定値α。を加えた値をスロットル開度指令
値θ＊にして、この指令値θ＊と駆動側回転速度検出値
Ｎどエンジン特性マツプによりエンジントルク目標値Ｔ
＊が決められて出力される。このステップ３９による出
力を繰り返すことでスロットル開度指令値θ＊がスロッ
トル開度指令値θ２に一致すると、ステップ４゜からス
テップ４１へ進み、ＦＬＡＧ・Ｔ＝１がＦＬＡＧ−Ｔ＝
０に書き換えられる。

以上の制御作動を行なう場合であって、スロットル開度
指令値θ、＝０％から０２＝＋００％にまで急激に変化
させた場合の過渡特性タイムチャートを示すと第６図の
様になり、スロットル開度指令値が０１から０２へ急激
に変化しても遅れ時間ｔｏの間は、スロットル開度指令
値θ１＝０％もよる出力トルクＴとなり、遅れ時間ｔ。

を越えるとスロットル開度指令値θ２＝−１００による
出力トルクＴまで徐々にトルクが上昇して行く特性を示
す。

以上説明してきたように、実施例の変速機用駆動試験装
置にあっては、下記に列挙する効果が得られる。

■　駆動手段としてエンジンと同等の回転・濱性を持つ
直流電動機１と増速機２との組合わせ手段を用いた為、
実際のエンジンを用いた場合と同様に変速過渡特性を含
む各種性能試験を行なうことが出来る。

■　エンジン過渡特性シミュレーション制御部により、
スロットル開度が変化する場合に実際のエンジンによる
場合と同等に、遅れ時間ｔ０や立ち上がり特性を制御す
るようにした為、高い応答性でエンジン過渡特性シュミ
レーション制御を行なうことが出来る。

以上、実施例を図面に基づいて説明してきたが、具体的
な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても本
発明に含まれる。

例えば、実施例では低慣性駆動手段として、直流電動機
１と増速機２との組合わせ手段の例を示したが、エンジ
ンと同等の回転慣性にすることが出来る手段であれば他
の手段を用いても良い。

また、実施例では、スロットル開度相当設定手段として
、スロ・ントル開度信号を出力するスロットル開度設定
器の例を示したが、スロットル開度相当信号として吸気
負圧信号を出力する吸気負圧設定器を用いても良い。

また、実施例では、スロ・ントル開度が低開度から高開
度へ移行する制御例を示したが、この逆の移行時の場合
にもこの制御を適応出来るし、また、スロットル開度が
高開度から低開度へ移行する時には、吸収側のダイナモ
により制御するようにしても良い。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明の変速機用駆動試験装
置にあっては、駆動手段として、エンジンと同等に回転
慣性を低く抑えた低慣性駆動手段を用い、駆動制御手段
は、駆動側回転速度検出手段からの駆動側回転速度信号
とスロットル開度相当設定手段からのスロットル開度相
当信号とを入力すると共に、所定の実エンジン特性に基
づきスロットル開度と駆動側回転速度に対するエンジン
トルク目標値のエンジン特性マツプを予め設定し、第１
スロットル開度から第２スロットル開度へ変化するスロ
ットル開度相当信号を入力した場合、第１スロットル開
度相当信号及び第１駆動側回転速度信号とエンジン特性
マツプによって決まる第１エンジントルク目標値を保つ
所定の遅れ時間を設定し、この遅れ時間の経過後は、第
１エンジントルク目標値から第２スロットル開度相当信
号及び駆動側回転速度推定値とエンジン特性マツプによ
って決まる第２エンジントルク目標値に徐々に近づける
制御を行なうエンジン過渡特性シュミレーション制御部
を有する為、エンジン代用の駆動手段を用いながら実際
のエンジンを用いた場合と同様に変速過渡特性を含む各
種性能試験を行なうことが出来ると共に、高い応答性で
エンジン過渡特性シュミレーション制御を行なうことが
出来るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の変速機用駆動試験装置を示すクレーム
対応図、第２図は実施例の変速機用駆動試験装置を示す
全体システム図、第３図は実施例装置でのエンジン過渡
特性シミュレーション制御作動の流れを示すフローチャ
ート図、第４図はエンジン特性マツプ図、第５ａ図、第
５ｂ図、第５Ｃ図は遅れ時間マ・ンブ図、第６図は実施
例装置でアイドル状態からフルスロットル状態にした時
のエンジン過渡特性シミュレーション制御特性を示すタ
イムチャート図である。 ａ・・・駆動手段 ａｏ・・・低慣性駆動手段 ｂ・・・駆動吸収手段 Ｃ・・・変速機 ｄ・−・駆動制御手段 ｅ・・・駆動側回転速度検出手段 ｆ・・・スロットル開度相当設定手段 ９・・・エンジン特性マツプ ｈ・・・エンジン過渡特性シミュレーション制御部（Ｎ
）・・・駆動側回転速度信号 （θ）・・・スロットル開度相当信号 Ｎ・・・駆動側回転速度 θ・・・スロットル開度 Ｔ＊・・・エンジントルク目標値

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）駆動エンジンを模擬して駆動側に設置される駆動手
   段と、車両負荷を模擬して吸収側に設置される駆動吸収
   手段とを備え、 前記駆動手段と駆動吸収手段との間に供試体としての変
   速機を連結し、前記駆動手段を駆動制御手段からの指令
   によりエンジンシュミレーション駆動制御することで変
   速機性能試験を行なうようにした変速機用駆動試験装置
   において、 前記駆動手段として、エンジンと同等に回転慣性を低く
   抑えた低慣性駆動手段を用い、 前記駆動制御手段は、駆動側回転速度検出手段からの駆
   動側回転速度信号とスロットル開度相当設定手段からの
   スロットル開度相当信号とを入力すると共に、所定の実
   エンジン特性に基づきスロットル開度と駆動側回転速度
   に対するエンジントルク目標値のエンジン特性マップを
   予め設定し、第１スロットル開度から第２スロットル開
   度へ変化するスロットル開度相当信号を入力した場合、
   第１スロットル開度相当信号及び第１駆動側回転速度信
   号とエンジン特性マップによって決まる第１エンジント
   ルク目標値を保つ所定の遅れ時間を設定し、この遅れ時
   間の経過後は、第１エンジントルク目標値から第２スロ
   ットル開度相当信号及び駆動側回転速度推定値とエンジ
   ン特性マップによって決まる第２エンジントルク目標値
   に徐々に近づける制御を行なうエンジン過渡特性シュミ
   レーション制御部を有することを特徴とする変速機用駆
   動試験装置。 ２）前記遅れ時間は、第１と第２のスロットル開度差が
   大きくなるに従って長い遅れ時間に設定されている請求
   項１記載の変速機用駆動試験装置。 ３）前記低慣性駆動手段が、直流電動機と高増速比によ
   る増速機との組合わせにより構成されている請求項１記
   載の変速機用駆動試験装置。 ４）前記増速比が、６〜２０の範囲内に設定されている
   請求項３記載の変速機用駆動試験装置。