(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両駆動系の一部を構成する自動変速機に連結される車両用原動機の駆動軸に対し負荷トルクを付与する負荷トルク付与手段と、前記車両駆動系を少なくとも、前記自動変速機の入力軸側に駆動連結される構成体と同自動変速機の出力軸側に駆動連結される構成体とに分割し、各構成体の等価慣性及び等価ダンピング定数及び等価バネ定数並びに前記自動変速機の減速比をモデル定数として導入した動特性モデルに基づいて前記駆動軸に付与する負荷トルクを演算する演算手段とを備え、前記演算される負荷トルクを前記負荷トルク付与手段から前記駆動軸に付与することにより前記原動機を前記車両に搭載することなく擬似的に前記車両に搭載された状態にして試験を行う原動機の試験装置であって、
前記演算手段は前記減速比の切換時における前記負荷トルクを演算する際に前記減速比を切換前の値から切換後の値へと予め設定された所定時間を要して徐変操作するものである
ことを特徴とする原動機の試験装置。
【請求項２】
請求項１に記載した原動機の試験装置において、
前記演算手段は前記減速比の変化率が徐々に変化するように同減速比を徐変操作するものである
ことを特徴とする原動機の試験装置。
【請求項３】
請求項２に記載した原動機の試験装置において、
前記演算手段は前記減速比の変化態様を同減速比の切換開始時からの経過時間を変数とする正弦関数に基づいて設定するものである
ことを特徴とする原動機の試験装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載した原動機の試験装置において、
前記演算手段は前記減速比を減少させるシフトアップ時に前記入力軸に入力される入力トルク及び前記減速比に基づいて算出される前記出力軸の出力トルクに関する上限値を設定し、前記所定時間が経過するまで前記出力トルクを当該上限値以下に制限するものである
ことを特徴とする原動機の試験装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかに記載した原動機の試験装置において、
前記演算手段は前記減速比を増大させるシフトダウン時に前記入力軸に入力される入力トルク及び前記減速比に基づいて算出される前記出力軸の出力トルクに関する下限値を設定し、前記所定時間が経過するまで前記出力トルクを当該下限値以上に制限するものである
ことを特徴とする原動機の試験装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載した原動機の試験装置において、
前記演算手段は前記上限値或いは前記下限値を前記減速比の切換開始時からの経過時間についての関数として設定するものである
ことを特徴とする原動機の試験装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の駆動源として用いられるエンジンや電動モータといった原動機に対して負荷トルクを付与することにより、同原動機を擬似的に車両に搭載された状態にして試験を行うようにした原動機の試験装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両用エンジンの出力特性や燃費特性、或いは排出ガス特性についての各種試験は、同エンジンを実際に車両に搭載した状態で行うのが一般的である。しかしながら、このようにして得られる試験結果は、あくまでもそのエンジンと同エンジンが搭載された車両との組み合わせにのみ対応するものであり、例えば車両の重量や駆動系の仕様が変更された場合には、変更後の車両にエンジンを再度搭載し直して試験を行う必要がある。更に、こうした試験方法では、車両のためのスペースを確保する必要があり、その試験設備の大型化も避けられない。
【０００３】
そこで、エンジンを実際に車両に搭載するのではなく、エンジンに動力計を連結し、その動力計からエンジンに対し負荷トルクを付与することにより、同エンジンが車両に搭載された状態を擬似的に作り出すようにした試験装置が従来より提案されている。
【０００４】
こうした試験装置によれば、車両の仕様が変更された場合でも、動力計の負荷トルクをその仕様変更に応じて変更するだけでよく、また、車両を配置するためのスペースを確保する必要もない。従って、エンジンの各種試験を僅かなスペース内で極めて効率的に行うことができるようになり、汎用性及び経済性に優れた試験システムを構築することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の試験装置では、車両質量及び車両加速度から慣性抵抗を算出するとともに、この慣性抵抗に基づいて算出される負荷トルクをエンジンに付与するようにしており、車両が一定の加速度で走行する定常的な走行状態にあるときのエンジン特性に関しては、比較的信頼性の高い試験結果を得ることができるものとなっている。
【０００６】
しかしながら、実際に走行している車両では、上記のように定常的な走行状態となる時間は比較的短く、その走行状態の大部分は運転者の加減速要求に応じて車両加速度が頻繁に変化する過渡的な走行状態となっている。このように車両が過渡的な走行状態になると、エンジンの負荷トルクが変動し、その変動によってトランスミッションやドライブシャフトといった車両の駆動系に捩り振動が発生するようになるため、負荷トルクの大きさは駆動系の振動状態によって異なるようになる。
【０００７】
そこで、車両に関して更に精密な動特性モデルを構築し、その動特性モデルに基づいて負荷トルクを算出するといった手法が考えられる。即ち、車両慣性等に加えて車両の等価ダンピング定数や等価バネ定数をモデル定数として導入した動特性モデルに基づいて負荷トルクを算出するようにすれば、こうした車両の過渡的な状態をも反映した負荷トルクをエンジンに対して付与することができるようになる。
【０００８】
ところで、自動変速機を搭載する車両を想定した試験では、同自動変速機の減速比を上記のような動特性モデルのモデル定数の一つとして導入するとともに、この動特性モデルに基づき求められた仮想的な車速等に応じて自動変速機の変速時期を設定し、この変速時期には自動変速機の減速比を切り換えて負荷トルクを算出する必要がある。
【０００９】
しかしながら、こうした試験において、変速時期に減速比を変速前の値から変速後の値へと瞬時に切り換えるようにすると、その切り換え時において実際にはエンジンに作用し得ない負荷トルクが算出され、同エンジンに付与されてしまうおそれがある。即ち、実際の車両においては自動変速機に対して変速指令が入力されたとしても、その変速指令の入力と同時に減速比が切り替わることはなく、自動変速機の応答遅れに起因して減速比の切り換えが遅れるためである。従って、こうした変速時期における自動変速機の過渡的な挙動を考慮したうえで負荷トルクを算出するようにしなければ、自動変速機の変速動作が頻繁に行われる車両の過渡的な走行状態に即した試験結果を得ることができなくなる。
【００１０】
また、こうした自動変速機の過渡的な挙動を負荷トルクの算出に反映させるために、例えば自動変速機における機械系及び油圧系を精密にモデル化したうえで車両の動特性モデルを構築することも考えられる。ところが、このように自動変速機を精密にモデル化しようとすると、モデルの複雑化に伴って多大な時間をモデル化に際して要するようになり、またモデルが複雑になるほど汎用性が失われて自動変速機の機種変更に柔軟に対応することが困難になる。
【００１１】
本発明はこうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、自動変速機の変速動作に係る過渡的な挙動を試験結果に簡便に反映させて、同変速動作が頻繁に行われる車両の過渡的な走行状態に即した試験結果を得ることのできる原動機の試験装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載した発明は、車両駆動系の一部を構成する自動変速機に連結される車両用原動機の駆動軸に対し負荷トルクを付与する負荷トルク付与手段と、車両駆動系を少なくとも、自動変速機の入力軸側に駆動連結される構成体と同自動変速機の出力軸側に駆動連結される構成体とに分割し、各構成体の等価慣性及び等価ダンピング定数及び等価バネ定数並びに自動変速機の減速比をモデル定数として導入した動特性モデルに基づいて駆動軸に付与する負荷トルクを演算する演算手段とを備え、演算される負荷トルクを負荷トルク付与手段から駆動軸に付与することにより原動機を車両に搭載することなく擬似的に車両に搭載された状態にして試験を行う原動機の試験装置であって、演算手段は減速比の切換時における負荷トルクを演算する際に減速比を切換前の値から切換後の値へと予め設定された所定時間を要して徐変操作するものであるとしている。
【００１３】
こうした構成によれば、自動変速機の変速時期における減速比の過渡的な変化を考慮したうえで原動機に付与すべき負荷トルクを算出することができるようになる。
【００１４】
また、請求項２に記載した発明のように、このように減速比を徐変操作するうえで、
・演算手段は減速比の変化率が徐々に変化するように同減速比を徐変操作するものである、
或いは請求項３に記載した発明のように、上記構成に加えて、
・演算手段は減速比の変化態様を同減速比の切換開始時からの経過時間を変数とする正弦関数に基づいて設定するものである、
といった構成を採用するようにすれば、減速比の変化をより滑らかなものとすることができ、例えば実稼動状態では発生し得ない過大な負荷トルクが原動機に対して作用するのを抑制することができるようになる。
【００１５】
請求項４に記載した発明では、請求項１乃至３のいずれかに記載した原動機の試験装置において、演算手段は減速比を減少させるシフトアップ時に入力軸に入力される入力トルク及び減速比に基づいて算出される出力軸の出力トルクに関する上限値を設定し、所定時間が経過するまで出力トルクを当該上限値以下に制限するものであるとしている。
【００１６】
また、請求項５に記載した発明では、請求項１乃至３のいずれかに記載した原動機の試験装置において、演算手段は減速比を増大させるシフトダウン時に入力軸に入力される入力トルク及び減速比に基づいて算出される出力軸の出力トルクに関する下限値を設定し、所定時間が経過するまで出力トルクを当該下限値以上に制限するものであるとしている。
【００１７】
請求項４又は請求項５に記載した発明によれば、自動変速機における過渡的なトルク伝達特性を負荷トルクの算出に簡易的に反映させることができる。
請求項６に記載した発明では、請求項４又は５に記載した原動機の試験装置において、演算手段は上限値或いは下限値を減速比の切換開始時からの経過時間についての関数として設定するものとしている。
【００１８】
こうした構成によれば、モデル上における自動変速機における過渡的なトルク伝達特性を実際の自動変速機の特性に即した正確な形で再現することができるようになり、自動変速機の過渡的なトルク伝達特性を負荷トルクの算出により正確に反映させることができるようになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を自動変速機（トランスミッション）を備えた車両に搭載されるガソリンエンジンの試験装置に適用するようにした一実施形態について図１〜１３を参照して説明する。
【００２０】
図１は本実施形態における試験装置を示す概略構成図である。
この試験装置は車両用ガソリンエンジン（以下、単に「エンジン」という）１０に対してダイナモメータ２０に発生するトルクをシャフト３０を介して伝達することにより、同エンジン１０を擬似的に車両に搭載した負荷状態にして各種試験を行うものである。
【００２１】
エンジン１０及びダイナモメータ２０は、クランクシャフト１１と入力軸２１とが同軸上に位置するように隣接してベンチ（図示略）上にそれぞれ固定されている。これらクランクシャフト１１及び入力軸２１の端部はそれぞれカップリング３１，３２を介してそれぞれシャフト３０の端部に連結されている。
【００２２】
試験装置はエンジン１０の出力を制御するためのエンジン制御部５０と、ダイナモメータ２０に発生させるトルクを制御するためのダイナモメータ制御部６０とを有した制御装置７０を備えている。
【００２３】
エンジン制御部５０はダイナモメータ制御部６０において算出される車両の仮想的な速度（車速ＳＰＤ）が予め定められた所定の車速パターンに従って変化するように同エンジン１０の出力を調節する。こうした出力の調節はエンジン１０の吸気通路１２に設けられたスロットルバルブ１４の開度（スロットル開度ＴＡ）をスロットルモータ１５によって調節することにより行われる。
【００２４】
即ち、エンジン制御部５０は車速ＳＰＤが所定の目標車速よりも低い場合にはスロットル開度ＴＡを増大させてエンジン１０の燃焼室（図示略）に供給される吸入空気の量を増大させ、逆に車速ＳＰＤが所定の目標車速よりも高い場合にはスロットル開度ＴＡの開度を減少させて吸入空気量を減少させる。
【００２５】
ダイナモメータ制御部６０にはエンジン１０の運転状態を検出する各種センサから検出信号が入力される。クランクシャフト１１にはダイナモメータ２０からエンジン１０に実際に伝達されているトルク（実トルクＴＡＣＴ）を検出するトルクセンサ４０が設けられている。クランクシャフト１１の近傍には同クランクシャフト１１の回転速度、即ちエンジン１０の回転速度θ'ｅ を検出する回転速度センサ４２が設けられている。また、スロットルバルブ１４の近傍にはスロットル開度ＴＡを検出するためのスロットルセンサ４４が設けられている。
【００２６】
ダイナモメータ制御部６０は、これら各センサ４２，４４から入力される各検出信号と、エンジン１０が搭載される車両の動特性モデルとに基づいてダイナモメータ２０に発生させる負荷トルク（指示トルクＴＴＲＧ）を算出する。そして、ダイナモメータ制御部６０はその算出された指示トルクＴＴＲＧとトルクセンサ４０により検出される実トルクＴＡＣＴとが一致するようにダイナモメータ２０をフィードバック制御する。
【００２７】
図２はこの車両の動特性モデルを示す概念図である。
同図に示すように、本実施形態では、車両を、トルクコンバータ及びトランスミッション（以下、「第１構成体Ｍ１」という）、同じくトランスミッション及びディファレンシャルギヤ（以下、「第２構成体Ｍ２」という）、ホイール、タイヤ、及びボディ（以下、「第３構成体Ｍ３」という）といった複数の構成体Ｍ１〜Ｍ３に区分することにより、３自由度の捩り振動系としてモデル化するようにしている。
【００２８】
ダイナモメータ制御部６０はこうした動特性モデルに基づく連立運動方程式にエンジン１０の回転速度θ'ｅ を入力し、各運動方程式を所定の演算周期で解くことによって指示トルクＴＴＲＧを算出する。因みに、こうした動特性モデルに基づく運動方程式の構築及びその演算処理は、例えば制御シミュレーションソフトを用いて容易に行うことができる。
【００２９】
また、同図において、「Ｊｅ」はエンジンの等価慣性、「Ｊ１」〜「Ｊ３」は上記各構成体Ｍ１〜Ｍ３の等価慣性、「Ｋ１」，「Ｋ２」は第１構成体Ｍ１及び第２構成体Ｍ２の等価バネ定数、「Ｃ１」，「Ｃ２」は第１構成体Ｍ１及び第２構成体Ｍ２の等価ダンピング定数であり、これらは実験や設計値等に基づいて同定されるモデル定数である。
【００３０】
また、「ｔ」はトルクコンバータのトルク比、「ｎｔ」はトランスミッションの減速比であり、「ｎｄ」はディファレンシャルギヤの減速比であって予め設定された一定値である。これら各パラメータｔ，ｎｔ，ｎｄは上記動特性モデル上において順に、エンジンから第１構成体Ｍ１へ伝達される伝達トルク、第１構成体Ｍ１から第２構成体Ｍ２へ伝達される伝達トルク、及び第２構成体Ｍ２から第３構成体Ｍ３へ伝達される伝達トルクをそれぞれ設定するためのモデル定数である。
【００３１】
更に、「ｋ」は上記動特性モデル上では第１構成体Ｍ１から第２構成体Ｍ２へ伝達される伝達トルクの比（以下、トルクコンバータのトルク比ｔと区別するために「過渡トルク比」とする）、実際の車両においてはトランスミッションの入出力トルクの比に対応するものであり、同トランスミッションの変速時期における過渡的なトルク伝達特性を評価するためのモデル定数である。
【００３２】
前述したトルクコンバータのトルク比ｔ、トランスミッションの減速比ｎｔ、及び上記トランスミッションの過渡特性を評価する過渡トルク比ｋといったモデル定数はいずれも、指示トルクＴＴＲＧを算出する演算周期毎にダイナモメータ制御部６０により算出されている。以下、こうした各モデル定数の算出手順について、ダイナモメータ制御部６０の詳細な構成を示す図３、並びに図４〜９の関数データ、フローチャート等を併せ参照して説明する。
【００３３】
図３に示すように、ダイナモメータ制御部６０は上記各モデル定数を設定するモデル定数設定部６１、上記各運動方程式に基づき指示トルクＴＴＲＧを算出する指示トルク演算部６２、車速ＳＰＤを算出する車速演算部６３、指示トルクＴＴＲＧと実トルクＴＡＣＴとのトルク偏差ｕを算出する比較部６４、及びこのトルク偏差ｕに基づきダイナモメータ２０の駆動電流をフィードバック制御する駆動部６５等を備えて構成されている。
【００３４】
車速演算部６３は指示トルク演算部６２により算出される第３構成体Ｍ３の回転速度θ'３ 、即ちタイヤの回転速度と次式（１）とに基づいて車速ＳＰＤを算出する。
ＳＰＤ＝ｋ１・ｒ・θ'３   ・・・（１）
ｋ１：定数
ｒ：タイヤの半径
車速演算部６３はこうして算出された車速ＳＰＤの大きさに応じた信号をモデル定数設定部６１及び指示トルク演算部６２にそれぞれ出力する。
【００３５】
モデル定数設定部６１は上記各モデル定数（Ｊｅ，Ｊ１〜Ｊ３，Ｋ１，Ｋ２，Ｃ１，Ｃ２，ｎｄ）が記憶されたメモリ（図示略）を備えており、これら各モデル定数を指示トルク演算部６２に出力する。更に、モデル定数設定部６１はトルクコンバータのトルク比ｔ、トランスミッションの減速比ｎｔを算出するとともに、算出された各モデル定数ｔ，ｎｔをそれぞれ指示トルク演算部６２に出力する。
【００３６】
以下、トルクコンバータのトルク比ｔ及びトランスミッションの減速比ｎｔの算出手順について説明する。
［トルク比ｔの算出］
モデル定数設定部６１は所定の演算周期で上記動特性モデルに基づく運動方程式から得られる第１構成体Ｍ１の回転速度θ'１ と回転速度センサ４２により検出されるエンジン１０の回転速度θ'ｅ との速度比（θ'１ ／θ'ｅ ）を算出する。モデル定数設定部６１のメモリには、この速度比（θ'１ ／θ'ｅ ）とトルク比ｔとの関係を定義する関数データが記憶されており、モデル定数設定部６１はこの関数データを参照して速度比（θ'１ ／θ'ｅ ）に対応したトルク比ｔ（＝ｔ（θ'１ ／θ'ｅ ））を算出する。そして、モデル定数設定部６１は、このようにして算出されたトルク比ｔを次回の演算周期におけるトルク比ｔとして設定するために指示トルク演算部６２に出力する。
【００３７】
［減速比ｎｔの算出］
次にトランスミッションの減速比ｎｔの算出手順について図５に示すフローチャートを参照して説明する。モデル定数設定部６１はこのフローチャートに示す各処理に従って減速比ｎｔを算出するとともに、これら各処理を繰り返し実行することにより同減速比ｎｔを所定の演算周期で更新している。
【００３８】
まず、図５に示すステップ１００において、モデル定数設定部６１はスロットルセンサ４４により検出されるスロットル開度ＴＡと、車速演算部６３により算出された車速ＳＰＤとに基づいてトランスミッションのシフト位置Ｇ（１ｓｔ，２ｎｄ，３ｒｄ，４ｔｈ）を算出する。モデル定数設定部６１のメモリ（図示略）には、図４に示すような車速ＳＰＤ及びスロットル開度ＴＡとシフト位置Ｇとの関係を定義する関数データがシフトアップ時及びシフトダウン時の各場合についてそれぞれ記憶されており、モデル定数設定部６１はこの関数データを参照して同シフト位置Ｇを決定する。
【００３９】
そして、モデル定数設定部６１はメモリに記憶されている各シフト位置Ｇに対応した減速比ｎｔを同メモリから読み込む。更に、モデル定数設定部６１は、このようにして読み込まれた減速比ｎｔを次回の演算周期における減速比ｎｔとして一旦設定する。
【００４０】
次に、ステップ１０２において、モデル定数設定部６１はステップ１００で設定された減速比ｎｔが前回の演算周期における値から変更されたか否か、換言すればトランスミッションのシフト位置Ｇを変更すべき運転状態となったか否かを判断する。このステップ１０２において減速比ｎｔが変更されていないと判断された場合、モデル定数設定部６１はステップ１０８以降の処理を実行する。
【００４１】
一方、ステップ１０２において減速比ｎｔが変更されたと判断された場合、モデル定数設定部６１はステップ１０４において指示トルク演算部６２に対し変速指令Ｓを出力する。そして、続くステップ１０６において、モデル定数設定部６１は前回の演算周期における減速比ｎｔを旧減速比ｎｔｏｌｄ、今回の演算周期における減速比ｎｔを新減速比ｎｔｎｅｗとしてそれぞれ設定する。
【００４２】
次に、ステップ１０８において、モデル定数設定部６１は変速指令Ｓが出力された後、換言すれば減速比ｎｔが変更された後、所定時間ＴＳＩＮＴが経過したか否かを判断する。この所定時間ＴＳＩＮＴは減速比ｎｔの変更に伴ってトランスミッションが過渡的な挙動を示すと想定される時間であり、個々のトランスミッションに対応して実験等に基づき設定される時間である。
【００４３】
このステップ１０８において、変速指令Ｓが出力されてから所定時間ＴＳＩＮＴが経過していないと判断された場合、モデル定数設定部６１はステップ１１０において過渡減速比ｎｔｔｒａｎｓを算出する。この過渡減速比ｎｔｔｒａｎｓは減速比ｎｔの変更後におけるトランスミッションの過渡的なトルク伝達特性を上記各運動方程式を解く過程に導入するためのものである。モデル定数設定部６１はこの過渡減速比ｎｔｔｒａｎｓを次の各式（２）〜（６）に基づいて算出する。
ｎｔｔｒａｎｓ＝ａ＋ｂ・ｓｉｎ（ｃ・ＴＳ＋ｄ）  ・・・（２）
ＴＳ：変速指令Ｓを出力した後の経過時間
ａ〜ｄ：次式（３）〜（６）により定義される定数
ａ＝（ｎｔｏｌｄ＋ｎｔｎｅｗ）／２              ・・・（３）
ｂ＝（ｎｔｏｌｄ−ｎｔｎｅｗ）／２              ・・・（４）
ｃ＝−π／ＴＳＩＮＴ                            ・・・（５）
ｄ＝π／２                                      ・・・（６）
図６（ａ），（ｂ）は過渡減速比ｎｔｔｒａｎｓの変化態様を減速比ｎｔが減少するシフトアップ時及び同減速比ｎｔが増大するシフトダウン時についてそれぞれ示している。これら各図に示すように、過渡減速比ｎｔｔｒａｎｓは上記経過時間ＴＳの増大に伴って旧減速比ｎｔｏｌｄから新減速比ｎｔｎｅｗへと徐々に変化している。また、これら各図の他、上式（２）からも明らかなように、シフトアップ時及びシフトダウン時のいずれの場合であっても、過渡減速比ｎｔｔｒａｎｓはその変化率（同図（ａ），（ｂ）におけるグラフの傾き）が経過時間ＴＳの増大に伴って徐々に変化するようになっている。
【００４４】
上記のようにして過渡減速比ｎｔｔｒａｎｓを算出した後、ステップ１１２において、モデル定数設定部６１はこの過渡減速比ｎｔｔｒａｎｓを減速比ｎｔとして再設定する。
【００４５】
これに対して、前述したステップ１０８において、変速指令Ｓが出力されてから所定時間ＴＳＩＮＴが経過していると判断された場合、即ちトランスミッションが定常状態にあると判断された場合、モデル定数設定部６１は上記各ステップ１１０，１１２の処理をスキップする。即ち、この場合には減速比ｎｔの再設定は行われない。
【００４６】
このように減速比ｎｔは、変速指令Ｓが出力されてから所定時間ＴＳＩＮＴが経過するまでは、過渡減速比ｎｔｔｒａｎｓ、即ちトランスミッションの過渡的な状態に対応した値に設定され、同所定時間ＴＳＩＮＴの経過後は、スロットル開度ＴＡ及び車速ＳＰＤに基づく値、即ちトランスミッションの定常状態に対応する値に設定されることとなる。
【００４７】
上記ステップ１０８において肯定判定された場合、或いはステップ１１２の処理を実行した後、モデル定数設定部６１は処理をステップ１１４に移行して減速比ｎｔを次回の演算周期における値として指示トルク演算部６２に出力する。このステップ１１４の処理を実行した後、モデル定数設定部６１は本処理ルーチンを一旦終了する。
【００４８】
次に、指示トルク演算部６２による指示トルクＴＴＲＧの算出手順について説明する。指示トルク演算部６２はモデル定数設定部６１によって設定されるモデル定数（Ｊｅ，Ｊ１〜Ｊ３，Ｋ１，Ｋ２，Ｃ１，Ｃ２，ｎｄ，ｔ，ｎｔ）及び回転速度センサ４２から入力される回転速度θ'ｅ を前述したエンジン及び各構成体Ｍ１〜Ｍ３についての各運動方程式に代入するとともに、これら運動方程式を所定の演算周期で解くことにより、モデル化された車両の走行状態に応じた指示トルクＴＴＲＧを算出する。
【００４９】
ここで、指示トルク演算部６２は第１構成体Ｍ１から第２構成体Ｍ２へと伝達されるトルク（以下、「伝達トルクＴＸ」という）を算出した後、前述した過渡トルク比ｋに基づいてこの伝達トルクＴＸを補正することにより、変速時期におけるトランスミッションの過渡的なトルク伝達特性を指示トルクＴＴＲＧの算出に反映させるようにしている。以下、こうした伝達トルクＴＸの補正手順について図７に示すフローチャートを参照して説明する。指示トルク演算部６２はこのフローチャートに示す各処理を繰り返し実行することにより伝達トルクＴＸを所定の演算周期で補正するようにしている。
【００５０】
まず、ステップ２００において、指示トルク演算部６２はモデル定数設定部６１から変速指令Ｓが入力されたか否か、換言すれば今回の演算周期がトランスミッションの変速開始時期であるか否かを判断する。ここで今回の演算周期がトランスミッションの変速開始時期であると判断された場合、ステップ２０２において、指示トルク演算部６２は現在の伝達トルクＴＸを変速開始時伝達トルクＴＸＩＮＩとして設定した後、処理をステップ２０４に移行する。
【００５１】
一方、ステップ２００において、今回の演算周期がトランスミッションの変速開始時期ではないと判断された場合、指示トルク演算部６２はステップ２０２をスキップして処理をステップ２０４に移行する。
【００５２】
ステップ２０４において指示トルク演算部６２は変速指令Ｓが入力されてから所定時間ＴＳＩＮＴが経過したか否か、即ち（ＴＳ＞ＴＳＩＮＴ）の関係が満たされているか否かを判断する。ここで所定時間ＴＳＩＮＴが経過したと判断された場合、指示トルク演算部６２はトランスミッションのトルク伝達特性が定常的な状態になっているものとして本処理ルーチンを一旦終了する。即ち、この場合には、トランスミッションの変速開始から十分に時間が経過しており、トランスミッションの過渡的なトルク伝達特性を指示トルクＴＴＲＧを算出するうえで考慮する必要がないため、伝達トルクＴＸの補正は実行されない。
【００５３】
一方、ステップ２０４において、変速指令Ｓが入力されてから所定時間ＴＳＩＮＴが未だ経過していないと判断された場合、指示トルク演算部６２は上記伝達トルクＴＸを補正すべくステップ２０６以降の処理を順次実行する。
【００５４】
まず、ステップ２０６において、指示トルク演算部６２は今回のトランスミッションの変速動作がシフトアップであるか否かを判断する。ここで肯定判断された場合、ステップ２１０において、指示トルク演算部６２は変速開始からの経過時間ＴＳ及び変速後のシフト位置Ｇに基づいて過渡トルク比ｋを設定する。
【００５５】
指示トルク演算部６２のメモリ（図示略）には図８に示すようなシフトアップ時における経過時間ＴＳ及び変速後のシフト位置Ｇと過渡トルク比ｋとの関係を示す関数データが記憶されており、指示トルク演算部６２は同過渡トルク比ｋを設定する際にこの関数データを参照する。
【００５６】
例えば、シフト位置Ｇが「２ｎｄ」である場合には、過渡トルク比ｋは経過時間ＴＳの増大に伴い同図に示す実線に沿って変化し、また、シフト位置Ｇが「３ｒｄ」、「４ｔｈ」である場合には、過渡トルク比ｋは経過時間ＴＳの増大に伴いそれぞれ同図に示す一点鎖線、二点鎖線に沿って変化することとなる。因みに、こうした関数データは個々のトランスミッションに対応して実験等に基づき求められる。
【００５７】
次に、ステップ２１２において、指示トルク演算部６２は過渡トルク比ｋ及び変速開始時伝達トルクＴＸＩＮＩの乗算値（ｋ・ＴＸＩＮＩ）と伝達トルクＴＸとを比較する。ここで伝達トルクＴＸが上記乗算値（ｋ・ＴＸＩＮＩ）以下であると判断された場合、指示トルク演算部６２は本処理ルーチンを一旦終了する。従ってこの場合には、伝達トルクＴＸの補正は行われない。
【００５８】
一方、ステップ２１２において伝達トルクＴＸが上記乗算値（ｋ・ＴＸＩＮＩ）より大きいと判断された場合、ステップ２１４において、指示トルク演算部６２は上記乗算値（ｋ・ＴＸＩＮＩ）を新たな伝達トルクＴＸとして設定する。即ち、ステップ２１２及びステップ２１４の各処理が実行されることにより、伝達トルクＴＸは上記乗算値（ｋ・ＴＸＩＮＩ）以下となるように補正（制限）されることとなる。
【００５９】
これに対して、上記ステップ２０６において、今回のトランスミッションの変速動作がシフトダウンであると判断された場合、指示トルク演算部６２は処理をステップ２２０に移行する。そして、ステップ２２０において、指示トルク演算部６２は変速開始からの経過時間ＴＳ及び変速後のシフト位置Ｇに基づいて過渡トルク比ｋを設定する。
【００６０】
指示トルク演算部６２のメモリ（図示略）には図９に示すようなシフトダウン時における経過時間ＴＳ及び変速後のシフト位置Ｇと過渡トルク比ｋとの関係を示す関数データが記憶されており、指示トルク演算部６２は同過渡トルク比ｋを設定する際にこの関数データを参照する。
【００６１】
例えば、シフト位置Ｇが「１ｓｔ」である場合には、過渡トルク比ｋは経過時間ＴＳの増大に伴い同図に示す実線に沿って変化し、また、シフト位置Ｇが「２ｎｄ」、「３ｒｄ」である場合には、過渡トルク比ｋは経過時間ＴＳの増大に伴いそれぞれ同図に示す一点鎖線、二点鎖線に沿って変化することとなる。こうした関数データは図８に示す関数データと同様、個々のトランスミッションに対応して実験等に基づき求められている。
【００６２】
次に、ステップ２２２において、指示トルク演算部６２は過渡トルク比ｋ及び変速開始時伝達トルクＴＸＩＮＩの乗算値（ｋ・ＴＸＩＮＩ）と伝達トルクＴＸとを比較する。ここで伝達トルクＴＸが上記乗算値（ｋ・ＴＸＩＮＩ）以上であると判断された場合、指示トルク演算部６２は本処理ルーチンを一旦終了する。従ってこの場合には、伝達トルクＴＸの補正は行われない。
【００６３】
一方、ステップ２２２において、伝達トルクＴＸが上記乗算値（ｋ・ＴＸＩＮＩ）より小さいと判断された場合、ステップ２２４において、指示トルク演算部６２は上記乗算値（ｋ・ＴＸＩＮＩ）を新たな伝達トルクＴＸとして設定する。即ち、ステップ２２２及びステップ２２４の処理が実行されることにより、伝達トルクＴＸは上記乗算値（ｋ・ＴＸＩＮＩ）以上となるように補正（制限）されることとなる。
【００６４】
上記ステップ２１４，２２４の各処理を実行した後、指示トルク演算部６２は本ルーチンの処理を一旦終了する。
図１０はシフトアップ時における減速比ｎｔ、過渡トルク比ｋ及び伝達トルクＴＸの変化、図１１はシフトダウン時における減速比ｎｔ、過渡トルク比ｋ及び伝達トルクＴＸの変化態様の一例をそれぞれ示すタイミングチャートである。
【００６５】
これら図１０及び図１１に示すように、本実施形態においては、トランスミッションの変速開始から所定時間ＴＳＩＮＴが経過するまでの過渡応答期間（図１０，１１のタイミングｔ１〜ｔ６の期間）において減速比ｎｔを変速前の値から変速後の値にまで徐々に変更される。従って、トランスミッションの減速比ｎｔにおける過渡的な変化を考慮したうえでエンジン１０に付与すべき負荷トルク、即ち指示トルクＴＴＲＧを算出することができるようになる。
【００６６】
・その結果、本実施形態によれば、トランスミッションの減速比ｎｔを変速前の値から変速後の値へと瞬時に変更して指示トルクＴＴＲＧを算出するようにした試験装置とは異なり、トランスミッションの変速動作に係る過渡的な挙動を試験結果に簡便に反映させることができ、こうした変速動作が頻繁に行われる車両の過渡的な走行状態に即した試験結果を得ることができるようになる。
【００６７】
特に、本実施形態にあっては、上式（２）に示すように、上記経過時間ＴＳを変数とする正弦関数に基づいて減速比ｎｔを算出することにより、その減速比ｎｔの変化率をトランスミッションの過渡応答期間において徐々に変化させるようにしている。
【００６８】
・従って、本実施形態によれば、減速比ｎｔの変化をより滑らかなものとすることができ、例えば実稼動状態では発生し得ない過大な負荷トルクがダイナモメータ２０からエンジン１０に対して作用するのを確実に抑制することができるようになる。
【００６９】
ところで、実際のトランスミッションにおいて、その出力軸から出力される出力トルクは同トランスミッションの過渡応答期間において一般に以下のような変化態様を示すことが知られている。
【００７０】
即ち、シフトアップ時にあっては、図１２に示すように、出力トルクは変速開始時（タイミングｔ１）から一旦上昇した後（タイミングｔ２）、変速前の値よりも小さな値にまで減少する（タイミングｔ３）。そして、出力トルクは再度大きく上昇した後（タイミングｔ４）、徐々に減少して変速後の値に収束する（タイミングｔ５）。
【００７１】
一方、シフトダウン時にあっては、図１３に示すように、出力トルクは変速開始時（タイミングｔ１）から大きく減少した後（タイミングｔ２）、変速後の値よりも大きな値にまで一旦上昇する（タイミングｔ３）。そして、出力トルクは再度変速後の値よりも小さな値にまで減少した後（タイミングｔ４）、徐々に上昇して変速後の値に収束する（タイミングｔ５）。
【００７２】
ここで、特に、シフトアップ時のタイミングｔ１〜ｔ３の期間における出力トルクの変化態様は「トルク相」と、また、シフトアップ時のタイミングｔ３〜ｔ５の期間における変化態様は「イナーシャ相」と一般に称されている
こうしたトランスミッションの出力トルクの変化は、トランスミッションに内蔵されるギヤやクラッチの係合及びその解除に伴って発生するトルク伝達特性の過渡的な変化であり、変速時期におけるトランスミッションの過渡的な挙動をより正確に把握したうえで指示トルクＴＴＲＧを算出するためには、モデル上における伝達トルクＴＸの変化態様においても、こうした過渡的な変化を再現するのが望ましい。
【００７３】
この点、本実施形態では、シフトアップ時には過渡トルク比ｋと変速開始時伝達トルクＴＸＩＮＩとの乗算値（ｋ・ＴＸＩＮＩ）を上記伝達トルクＴＸに関する上限値として設定し、変速開始時から所定時間ＴＳＩＮＴが経過するまでは伝達トルクＴＸをこの上限値以下に補正するようにしている。
【００７４】
また、シフトダウン時には上記乗算値（ｋ・ＴＸＩＮＩ）を伝達トルクＴＸに関する下限値として設定し、変速開始時から所定時間ＴＳＩＮＴが経過するまでは伝達トルクＴＸをこの下限値以上に制限するようにしている。
【００７５】
仮に、こうした伝達トルクＴＸの補正を行わない場合（この場合の伝達トルクＴＸの変化態様を図１０，１１に二点鎖線にて示す）とは異なり、図１０，１１に示すタイミングｔ２〜ｔ３の期間やタイミングｔ４〜ｔ５の期間においては伝達トルクＴＸが上記乗算値（ｋ・ＴＸＩＮＩ）と等しくなるように制限されるようになる。
【００７６】
・従って、本実施形態によれば、伝達トルクＴＸの変化態様においてこうした「トルク相」及び「イナーシャ相」を含む過渡的な変化を簡易的に再現することができ、トランスミッションの過渡的なトルク伝達特性を指示トルクＴＴＲＧの算出に簡易的に反映させることができるようになる。その結果、トランスミッションの変速動作が頻繁に行われる車両の過渡的な走行状態を正確に再現した試験結果を得ることができるようになる。
【００７７】
特に、本実施形態では、伝達トルクＴＸの上限値或いは下限値を設定する際に必要となる過渡トルク比ｋを変速開始からの経過時間ＴＳとシフト位置Ｇとに基づいて設定するようにしている。
【００７８】
・従って、本実施形態によれば、伝達トルクＴＸの過渡的な変化態様を実際のトランスミッションの特性に即したより正確な形で再現することができるようになるため、同トランスミッションの過渡的なトルク伝達特性を指示トルクＴＴＲＧの算出に対して更に正確に反映させることができるようになる。
【００７９】
更に、本実施形態では、伝達トルクＴＸの上下限値を設定するうえで、変速開始時における伝達トルクＴＸの大きさを基準とし、この伝達トルクＴＸの大きさに対する比（過渡トルク比ｋ）を用いてこれら上下限値を設定するようにしている。
【００８０】
・従って、本実施形態によれば、これら上下限値を例えばエンジン１０の回転速度θ'ｅ や第１構成体Ｍ１の回転速度θ'１ についての関数データを用いて設定するようにした場合とは異なり、モデル定数設定部６１のメモリに記憶されるデータ量を減少させることができ、同メモリの記憶容量の節約を図ることができる。
【００８１】
以上説明した本実施形態は以下のように構成を変更して実施することもできる。
・上記実施形態では、車両を複数の構成体Ｍ１〜Ｍ３に区分してモデル化するようにしたが、この区分の方法及びその数は上記実施形態と同じである必要はなく任意に設定することができる。
【００８２】
・上記実施形態では、減速比ｎｔを経過時間ＴＳを変数とする正弦関数に基づいて設定するようにしたが、上記トランスミッションの過渡応答時間において減速比ｎｔの変化率を徐々に変化させることができるものであればこうした正弦関数に限定されることはない。また、この減速比ｎｔを変速開始から経過時間ＴＳの増大に応じて比例的に変化させるようにしてもよい。
【００８３】
・上記実施形態では、経過時間ＴＳと過渡トルク比ｋとの関係を定義する関数データを各シフト位置Ｇ毎に用意するようにしたが、このシフト位置Ｇに関しては共通の過渡トルク比ｋを用いてより簡易的な形で上記「トルク相」及び「イナーシャ相」を含む過渡的なトルク変化を再現するようにし、メモリの記憶容量の節約及び演算負荷の軽減を図るようにしてもよい。
【００８４】
・上記実施形態では、伝達トルクＴＸの上限値或いは下限値を経過時間ＴＳ及びシフト位置Ｇに基づいて変化させるようにしたが、これら上下限値を一定値として設定することもできる。
【００８５】
・上記実施形態では、本発明をガソリンエンジンの試験装置として具体化するようにしたが、例えばディーゼルエンジンの試験装置として、或いは交流モータや直流モータ等の電動機の試験装置として具体化することもできる。
【００８６】
【発明の効果】
請求項１乃至６に記載した発明によれば、自動変速機の変速時期における減速比の過渡的な変化を考慮したうえで原動機に付与すべき負荷トルクを算出することができるようになる。従って、自動変速機の変速動作に係る過渡的な挙動を試験結果に簡便に反映させて、同変速動作が頻繁に行われる車両の過渡的な走行状態に即した試験結果を得ることができるようになる。
【００８７】
また、請求項４乃至６に記載した発明によれば、自動変速機における過渡的なトルク伝達特性を負荷トルクの算出に簡易的に反映させることができる。その結果、自動変速機の変速動作が頻繁に行われる車両の過渡的な走行状態を更に正確に再現した試験結果を得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジンの試験装置を示す概略構成図。
【図２】車両の動特性モデルを示す模式図。
【図３】ダイナモメータ制御部の構成を示すブロック図。
【図４】スロットル開度及び車速とシフト位置との関係を示すグラフ。
【図５】減速比の算出手順を示すフローチャート。
【図６】過渡減速比の変化態様を示すタイミングチャート。
【図７】伝達トルクの補正手順を示すタイミングチャート。
【図８】シフトアップ時における過渡トルク比を設定するためのマップ。
【図９】シフトダウン時における過渡トルク比を設定するためのマップ。
【図１０】シフトアップ時における減速比、過渡トルク比、及び伝達トルクの変化態様を示すタイミングチャート。
【図１１】シフトダウン時における減速比、過渡トルク比、及び伝達トルクの変化態様を示すタイミングチャート。
【図１２】シフトアップ時におけるトランスミッションの出力トルクの変化態様を示すタイミングチャート。
【図１３】シフトダウン時におけるトランスミッションの出力トルクの変化態様を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
１０…エンジン、１１…クランクシャフト、１２…吸気通路、１４…スロットルバルブ、１５…スロットルモータ、２０…ダイナモメータ、２１…入力軸、３０…シャフト、３１，３２…カップリング、４０…トルクセンサ、４２…回転速度センサ、４４…スロットルセンサ、５０…エンジン制御部、６０…ダイナモメータ制御部、６１…モデル定数設定部、６２…指示トルク演算部、６３…車速演算部、６４…比較部、６５…駆動部、７０…制御装置、Ｍ１…第１構成体、Ｍ２…第２構成体、Ｍ３…第３構成体。
【図１】
0004020513.tif 000002
【図２】
0004020513.tif 000003
【図３】
0004020513.tif 000004
【図４】
0004020513.tif 000005
【図５】
0004020513.tif 000006
【図６】
0004020513.tif 000007
【図７】
0004020513.tif 000008
【図８】
0004020513.tif 000009
【図９】
0004020513.tif 000010
【図１０】
0004020513.tif 000011
【図１１】
0004020513.tif 000012
【図１２】
0004020513.tif 000013
【図１３】
0004020513.tif 000014