クラツチ試験装置

【目的】駆動エンジンの出力トルクを加算して実際の車両状態を模擬できると共に、１つの装置によりドライブ条件及びコースティング条件の両方の条件の模擬試験を行うことができ、しかも、正確で効率的に模擬試験を行なうことができるクラッチ試験装置の開発。
【構成】車両負荷を模擬した駆動モータ２と、駆動エンジンを模擬した低慣性駆動・吸収装置３と、クラッチ１を締結・解放するピストン４と、駆動モータ２を、回転数制御可能に形成され、一方、低慣性駆動・吸収装置３を、クラッチ解放状態では回転数制御し、クラッチ締結状態ではトルク制御するようピストン４の作動に連動制御可能に形成され、かつ、ピストン４を、クラッチ締結作動開始後クラッチ１が完全に締結されるのに必要な所定時間が経過したらピストン４を自動解放制御可能に形成されている駆動制御回路５とを設けた。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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クラッチの性能試験を行なうクラッチ試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、クラッチ試験装置として最も一般的に知られている装置は、図６に示すように、供試体としてのクラッチ０１の入力軸０２上に設けられて、フライホイール０３を有し、実車に相当する負荷又はテスト上必要とする負荷に形成された駆動モータ０４と、クラッチ０１の出力側に固定された供試体ケース０５と、クラッチ０１を締結及び解放するピストン０６とを備えたものである。そして、駆動モータ０４を一定回転で運転しておき、ピストン０６を駆動させて、クラッチ０１の締結及び解放を繰り返し行うことにより試験を行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述のような従来装置にあっては、クラッチ締結時に、図７に示すようなトルク波形が生じるが、このトルク波形は、フライホイール０３及び駆動モータ０４による実車に相当する負荷又はテスト上必要とする負荷の慣性分だけしか生じないもので、駆動エンジンの出力トルク性分が含まれておらず、駆動エンジンを用いた状態を完全に模擬できないという問題があった。
【０００４】また、クラッチ０１の入力軸０２のみを回転させるようになっているため、コースティング条件のみの模擬試験しか行えず、ドライブ条件の模擬試験を行うことができなかった。
【０００５】さらに、クラッチの締結及び開放をスイッチ操作により行なっていたため、クラッチの開放時期が早すぎたり遅すぎたりすることがあり、前者の場合には、クラッチの締結が不完全であって正確な模擬試験を行なうことができないという問題が生じ、後者の場合には、模擬試験に要する時間が長くなってしまい、効率的な試験が成されないという問題が生じる。
【０００６】本発明は、上述のような問題に着目してなされたもので、駆動エンジンの出力トルクを加算して実際の車両状態を模擬できると共に、１つの装置によりドライブ条件及びコースティング条件の両方の条件の模擬試験を行うことができ、しかも、正確で効率的に模擬試験を行なうことができるクラッチ試験装置の開発を課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するために本発明のクラッチ試験装置では、回転慣性体を有して車両の慣性に応じた慣性に形成され、車両負荷を模擬して供試体としてのクラッチの入力側に設置される第１の駆動・吸収手段と、駆動エンジンと同等に回転慣性を低く形成され、駆動エンジンを模擬して前記クラッチの出力側に設置される第２の駆動・吸収手段と、前記クラッチを締結及び解放可能なクラッチ締結手段と、両駆動・吸収手段及びクラッチ締結手段の駆動を制御する駆動制御手段とを備え、該駆動制御手段は、第１駆動・吸収手段を、回転数制御可能に形成され、一方、第２駆動・吸収手段を、クラッチ解放状態では回転数制御し、クラッチ締結状態ではトルク制御するようクラッチ締結手段の作動に連動制御可能に形成され、かつ、クラッチ締結手段を、クラッチ締結作動開始後クラッチが完全に締結されるのに必要な所定時間が経過したらクラッチ締結手段を自動解放制御可能に形成されていることを特徴とする手段とした。
【０００８】
【作用】クラッチの試験を行う時には、まず、クラッチ締結手段の作動に基づきクラッチを解放状態としておき、この状態で第１の駆動・吸収手段及び第２の駆動・吸収手段を試験目的に応じた所定の駆動（吸収）状態とする。
【０００９】この時、両駆動・吸収手段は、駆動制御手段によりいずれも回転数制御されている。
【００１０】次に、クラッチ締結手段を作動させてクラッチを締結させる。このクラッチ締結作動に連動して第２の駆動・吸収手段は、回転数制御からトルク制御に切り換えられる。
【００１１】このようなクラッチ締結時にあっては、車両負荷を模擬した第１の駆動手段の慣性分のトルクに、駆動エンジンを模擬した第２の駆動手段の慣性分のトルクが加算されることになる。
【００１２】そして、締結が完全に終了した時点で、入力側と出力側の回転数が一致し、このように締結が完全に成されるのに必要な所定時間が経過したら、駆動手段の自動解放制御に基づき、クラッチが解放され、それに連動して第２の駆動・吸収手段は回転数制御に戻る。
【００１３】以上により、クラッチ締結・解放の１回のサイクルが終了するもので、これを繰り返して模擬試験を行う。
【００１４】尚、上述の試験に際し、ドライブ条件の試験を行う場合には、出力側の回転数を入力側の回転数よりも高く設定しておく、一方、コースティング条件で試験を行う時には、その逆に、入力側の回転数を出力側よりも高く設定しておく。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１６】まず、構成を説明する。
【００１７】実施例のクラッチ試験装置は、図１に示すように、供試体としてのクラッチ１の入力軸１ａ上に車両負荷に対応した所定の回転慣性のフライホイール（回転慣性体）２ａを有した駆動モータ（第１の駆動・吸収手段）２と、駆動エンジンと同等に回転慣性を低く抑えられ、クラッチ１の出力軸１ｂ上に設置された低慣性駆動・吸収装置（第２の駆動・吸収手段）３と、前記クラッチ１を締結・解放可能なクラッチ締結手段としてのピストン４と、前記駆動モータ２，低慣性駆動・吸収装置３及びピストン４の駆動制御を行う駆動制御手段５とを備えている。
【００１８】尚、前記クラッチ１は、図示のように入力軸１ａの外周と出力軸１ｂに連結されたケース１ｃの内周とに複数のプレート１ｄが設けられた多板クラッチ構造となっている。
【００１９】前記低慣性駆動・吸収装置３は、図２に示すように、増速機構３ａによりモータ３ｂ，３ｃの回転増速を行うもので、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、大き過ぎるとモータ３ｂ，３ｃ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。
【００２０】また、前記増速機構３ａの一例を示すのが図３であり、この増速機構３ａは、複数の歯車ｇを組み合わせて構成されている。尚、図中ｂは軸受を示している。
【００２１】次に、図４は、前記駆動制御手段５において前記低慣性駆動・吸収装置３のモータ３ｂ，３ｃの駆動制御を行う部分を示している。この部分は、回転速度センサ５ａと、回転設定器５ｂと、エンジン出力模擬装置５ｃと、締結スイッチ５ｄと、切換制御回路５ｅと、モータ制御部５ｆと、締結制御部５ｇとによって構成されていて、即ち、モータ３ｂ，３ｃは、回転設定器５ｂもしくはエンジン出力模擬装置５ｃから出力される制御信号に基づいてモータ制御部５ｆから出力される駆動信号により駆動制御される。
【００２２】前記回転設定器５ｂ及び回転速度センサ５ａは、前記クラッチ１の出力軸１ｂの回転数を所定の回転数に設定すべくモータ３ｂ，３ｃの駆動制御を行うもので、回転設定器５ｂは、任意の回転数を選択できるようになっている。
【００２３】前記エンジン出力模擬装置５ｃは、低慣性駆動・吸収装置３がエンジンの出力を模擬したトルクを発生させるようなモータ３ｂ，３ｃの駆動制御（トルク制御）を行うもので、例えば、エンジン特性シミュレーション制御プログラムを持ち、回転速度センサ５ａや図外のトルクセンサ等からの入力信号によりトルク目標値を決めるつマイクロコンピュータを主体とする電子制御回路により構成することができる。
【００２４】前記回転設定器５ｂからの制御信号とエンジン出力模擬装置５ｃからの制御信号とは常時出力されていて、前記切換制御回路５ｅの切換作動に基づき、両制御信号のうちのいずれか一方のみがモータ制御部５ｆに入力されるようになっている。
【００２５】この切換制御回路５ｅの切換作動は、前記ピストン４をクラッチ締結側に操作する締結スイッチ５ｄの投入及び内蔵されたタイマに連動して成される。
【００２６】即ち、前記締結スイッチ５ｄは、締結制御部５ｇの作動を切り換えるもので、この締結スイッチ５ｄの非投入時には、締結制御部５ｇがピストン４に対しクラッチ解放側に油圧を供給するように作動し、一方、締結スイッチ５ｄの投入時には、締結制御部５ｇがピストン４に対しクラッチ締結側に油圧を供給するよう作動する。尚、この締結スイッチ５ｄは、投入時に投入信号を１回出力した後、非投入状態となる構造である。
【００２７】そして、前記切換制御回路５ｅは、この締結スイッチ５ｄの非投入時（投入信号の出力がない時）は、回転設定器５ｂの制御信号をモータ制御部５ｆへ出力させる状態となっており、一方、締結スイッチ５ｄの投入時には、エンジン出力模擬装置５ｃからの制御信号をモータ制御部５ｆに出力する状態に切り換わる。また、この切換制御回路５ｅには、締結スイッチ５ｄの投入信号を受けて作動を開始するタイマが内蔵されていて、所定時間が経過してタイマの作動が終了したら、エンジン出力模擬装置５ｃからの制御信号を出力する状態から、前述の回転設定器５ｂの制御信号を出力した状態に自動的に切り換わると共に、締結制御部５ｇの作動をクラッチ解放側に切り換えるよう作動する。
【００２８】尚、このタイマの作動時間は、クラッチ１が締結作動を開始して完全に締結した状態となるまでに必要な時間に設定されている。
【００２９】また、図４において、５ｈ，５ｊは増幅器、５ｋは付合せ回路である。
【００３０】ところで、前記駆動制御回路５には、駆動モータ２の回転数を常時所定の回転数に制御する部分が設けられているが、この部分は、前記回転速度センサ５ａと回転設定器５ｂとを組み合わせた構成であるので、図示及び説明を省略する。
【００３１】次に、図５のタイムチャートに基づき、実施例の作用を説明する。
【００３２】尚、このタイムチャートは、クラッチ１を解放状態から締結状態とし再び解放状態とした場合を示している。
【００３３】図において範囲Ａはクラッチ解放状態を示しており、この場合、締結スイッチ５ｄが、投入信号を出力しない非投入状態となっていて、それにより、締結制御部５ｇがクラッチ１を解放するように作動し、また、切換制御回路５ｅが、図示のようにモータ制御部５ｆに対し回転設定器５ｂからの制御信号を出力している状態となっていて、これにより、モータ３ｂ，３ｃは所定の回転数に制御される。
【００３４】よって、出力軸１ｂは所定の回転数に制御されている。
【００３５】一方、入力軸１ａも、駆動制御手段５の制御による駆動モータ２の駆動により所定の回転数に制御されている。尚、この入力軸１ａは、試験中は常時一定の回転数で回転している。
【００３６】従って、図５に示すように、範囲Ａのクラッチ解放状態では、出力軸１ｂと入力軸１ａとは異なる回転数で回転しており、出力軸１ｂのトルクは一定となっている。
【００３７】次に、図においてＣは、締結スイッチ５ｄを投入した時を示している。
【００３８】この締結スイッチ５ｄからの投入信号により、締結制御部５ｇが、ピストン４に対しクラッチ締結側に油圧供給させるように作動すると共に、切換制御回路５ｅが、エンジン出力模擬装置５ｃからの制御信号をモータ制御部５ｆに出力する側に切り換り、クラッチ１は範囲Ｂに示す締結状態となる。またこの時、切換制御回路５ｅに内蔵されたタイマが作動を開始する。
【００３９】上述の作動に基づき、低慣性駆動・吸収装置３のモータ３ｂ，３ｃが、エンジン出力模擬装置５ｃからの信号に基づくトルク制御に切り換えられ、出力軸１ｂの回転数が徐々に入力軸１ａの回転数に近づく。
【００４０】また、この時、出力軸１ｂのトルクが図示のように上昇する。
【００４１】このトルク上昇時におけるトルク特性は、フライホイール２ａ及び駆動モータ２による車両負荷を模擬した慣性分のトルク（２点鎖線で示す）に、低慣性駆動・吸収装置３のエンジンを模擬した出力トルク及び慣性分のトルクを加算した状態となっている。
【００４２】そして、クラッチ１が完全に締結されると出力軸１ｂと入力軸１ａとの回転数が一致し、また、出力軸１ｂのトルクの変化率が小さくなる。
【００４３】次に、図中Ｄは、切換制御回路５ｅのタイマの作動が終了した時点、即ち、クラッチ１が完全に締結されるだけの時間が経過した時点を示し、このタイマの作動時間が経過すると、切換制御回路５ｅは自動的に図示の回転設定器５ｂの制御信号をモータ制御部５ｆに出力する状態に切り換わると共に、締結制御部５ｇがクラッチ１を解放するよう作動する。
【００４４】よって、再び、範囲Ａに示すクラッチ解放状態へと変化し、モータ３ｂ，３ｃは、回転設定器５ｂによる回転数制御に戻り、図示のように、元の回転数に急速に復帰し、トルクも一定となる。
【００４５】以上説明してきたように、実施例のクラッチ試験装置にあっては、下記に列挙する効果が得られる。
【００４６】■ 供試体としてのクラッチ１の出力軸１ｂ上に、駆動エンジンと同等に回転慣性を低く抑えた低慣性駆動・吸収装置３を設け、クラッチ締結時には、この低慣性駆動・吸収装置３をトルク制御するようにしているため、クラッチ締結時に、入力軸１ａ上の車両負荷を模擬した駆動モータ２の慣性分のトルクに、出力軸１ｂ側の駆動エンジンを模擬した低駆動・吸収装置３の慣性分のトルクが加算されるもので、このため、実際の車両状態と同等のトルク特性が得られ、また、このように出力軸１ｂにトルクを与えることができるため、１つの装置によりドライブ条件及びコースティング条件の両方の条件の模擬試験を行うことができる。
【００４７】■ クラッチ１の締結開始後、クラッチ１の締結が成されるのに十分な時間が経過したら自動的にクラッチ１を解放するようにしたため、クラッチ１の解放を的確に行え、これにより、クラッチ１の締結を確実に成しながら、効率の良い実験が可能となる。
【００４８】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。
【００４９】例えば、実施例では低慣性駆動・吸収手段として、増速機構３ａとモータ３ｂ，３ｃ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が得られる手段であれば他の手段を用いても良い。
【００５０】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明のクラッチ試験装置にあっては、車両負荷を模擬してクラッチの入力側に設置される第１の駆動・吸収手段に加えて、駆動エンジンと同等に回転慣性を低く抑えられた駆動エンジンを模擬する第２の駆動・吸収をクラッチの出力側に設置した手段としたため、クラッチ締結時に、入力側の車両負荷に相当する慣性分のトルクに、出力側の駆動エンジンを模擬した第２の駆動・吸収手段の慣性分のトルクが加算されるもので、このため、実際の車両状態と同等のトルク特性が得られるという効果が得られ、加えて、１つの装置によりドライブ条件及びコースティング条件の両方の条件の模擬試験を行うことができるという効果が得られる。
【００５１】また、駆動制御手段は、クラッチ締結作動開始後に、クラッチが完全に締結されるのに必要な所定時間が経過したらクラッチ締結手段を自動解放制御可能に形成した手段としたため、クラッチの解放を的確に行え、これにより、クラッチの締結を確実に成しながら、効率の良い模擬実験が可能となるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明実施例のクラッチ試験装置を示す全体図である。
【図２】図２は実施例装置の要部である低慣性駆動・吸収装置を示す構造説明図である。
【図３】図３は実施例装置の要部である増速機構を示す説明図である。
【図４】図４は実施例装置の駆動制御回路の要部を示す回路図である。
【図５】図５は実施例装置の作動特性を示すタイムチャートである。
【図６】図６は従来装置を示す全体図である。
【図７】図７は従来装置により実験を行った際の作動特性を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１クラッチ
１ａ入力軸（入力側）
１ｂ出力軸（出力側）
２駆動モータ（第１の駆動・吸収手段）
２ａフライホイール（回転慣性体）
３低慣性駆動・吸収装置
（第２の駆動・吸収手段）
４ピストン（クラッチ締結手段）
５駆動制御回路（駆動制御手段）

【特許請求の範囲】
【請求項１】回転慣性体を有して車両の慣性に応じた慣性に形成され、車両負荷を模擬して供試体としてのクラッチの入力側に設置される第１の駆動・吸収手段と、駆動エンジンと同等に回転慣性を低く抑えて形成され、駆動エンジンを模擬して前記クラッチの出力側に設置される第２の駆動・吸収手段と、前記クラッチを締結及び解放可能なクラッチ締結手段と、両駆動・吸収手段及びクラッチ締結手段の駆動を制御する駆動制御手段とを備え、該駆動制御手段は、第１駆動・吸収手段を、回転数制御可能に形成され、一方、第２駆動・吸収手段を、クラッチ解放状態では回転数制御し、クラッチ締結状態ではトルク制御するようクラッチ締結手段の作動に連動制御可能に形成され、かつ、クラッチ締結手段を、クラッチ締結作動開始後クラッチが完全に締結されるのに必要な所定時間が経過したらクラッチ締結手段を自動解放制御可能に形成されていることを特徴とするクラッチ試験装置。

【図１】