JP2647576B2

JP2647576B2 - 駆動試験機の電気慣性補償制御装置

Info

Publication number: JP2647576B2
Application number: JP3158558A
Authority: JP
Inventors: 二郎伊藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-06-28
Filing date: 1991-06-28
Publication date: 1997-08-27
Anticipated expiration: 2012-08-27
Also published as: JPH0658844A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の駆動系の実
車等価試験を実施する駆動試験機の電気慣性補償制御装
置に係り、特に高応答の補償と、高範囲の慣性量補償を
可能とする電気慣性補償制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の慣性補償制御に関する装置とし
て、特開昭６１−２８８３２号公報に記載の駆動試験機
の慣性補償制御装置が知られている。

【０００３】この装置は、図４に示すように、供試エン
ジン２１の駆動トルクを検出するトルク検出器４１と、
検出したトルクに比例した電圧信号に変換する電圧変換
回路４２と、電気動力計２２の回転速度を検出するパル
スピックアップ２３と、パルスピックアップ２３の出力
を電圧に変換するＦ／Ｖ変換器２４と、前記Ｆ／Ｖ変換
器２４の出力に基づいて走行抵抗相当トルクを算出する
抵抗定数設定回路３２と、前記電圧変換回路４２の出力
と抵抗定数設定回路３２の出力の差である加減速分トル
クを算出する第１の比較回路３５と、この比較回路３５
の出力を積分して回転角速度を算出する積分回路３９
と、この積分回路３９の出力に基づいてエンジン２１の
出力軸に換算した自動車の慣性抵抗を設定する慣性抵抗
定数設定回路４０と、前記Ｆ／Ｖ変換器２４の出力と慣
性抵抗定数設定回路４０の出力の差を算出する第２の比
較回路２５と、この比較回路２５の出力を増幅する増幅
器２６と、この増幅器２６の出力と可変電源部３１から
前記電気動力計２２に印加される電流値を検出する電流
検出器２８の出力を比較し、前記電気動力計２２に印加
する電流の制御量を算出する第３の比較回路２７と、前
記比較回路２７の出力に基づいて前記電気動力計２２に
印加する電流の制御量を増幅する電流制御用増幅器２９
と、この電流制御用増幅器２９の出力に基づいて前記可
変電源部３１のサイリスタを制御する位相制御回路３０
とを設けている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術におい
ては、トルク検出器の出力を電気動力計の制御系のフィ
ードバック信号として使用しているので、制御系にブロ
ックが生じ、制御遅れが発生する。

【０００５】上記の事情に鑑み、本発明の目的は、吸収
側電動機の制御系を単純化し、制御系の安定性を向上さ
せ、かつ調整を容易にした駆動試験機の電気慣性補償制
御装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては、プッシュプルワイヤを介してア
クチュエータによって操作されるスロットルを備えた駆
動側原動機の駆動トルクを指令するトルク指令装置と、
駆動側原動機の駆動トルクを検出するトルクピックアッ
プと、吸収側電動機の回転速度を検出するパルスピック
アップと、パルスピックアップの出力を電圧に変換する
パルス周波数／電圧変換器と、前記パルス周波数／電圧
変換器の出力に基づいて走行抵抗相当トルクを算出する
走行抵抗相当トルク設定演算器と、前記トルク指令装置
の出力と走行抵抗相当トルク設定演算器の出力の差であ
る加減速分トルクを算出する第１の加算演算増幅器と、
予め前記原動機を搭載する車両全体の慣性量に相当する
慣性量を設定する慣性量設定器と、前記加算演算増幅器
の出力を前記慣性量設定器の出力で除して前記吸収側電
動機の回転角加速度を算出する割算器と、前記割算器の
出力を積分して回転角速度を算出する積分器と、前記パ
ルス周波数／電圧変換器の出力と前記積分器の出力の差
を算出する第２の加算演算増幅器と、前記第２の加算演
算増幅器の出力に基づいて、吸収側電動機の回転角速度
と前記積分器で算出された回転角速度を一致させるため
の制御値を算出する速度制御演算増幅器と、前記速度制
御演算増幅器の出力とサイリスタ電源装置から前記吸収
側電動機に印加される電流値を検出する電流検出器の出
力の差を算出する加算演算器と、前記加算演算器の出力
に基づいて前記吸収側電動機に印加する電流の制御量を
算出する定電流制御演算増幅器と、前記定電流制御演算
増幅器の出力に基づいて前記サイリスタ電源装置のサイ
リスタを制御するサイリスタゲートパルス発生器と、前
記トルクピックアップの出力とトルク指令装置の出力の
差を算出する第３の加算演算増幅器と、前記第３の加算
演算増幅器の出力に基づいて前記アクチュエータの制御
量を算出し、前記アクチュエータを制御するトルク制御
装置とを設けた。

【０００７】

【作用】トルク指令装置とトルク制御装置と操作アクチ
ュエータとを直列に接続した駆動試験機の、前記トルク
指令装置から前記第３の加算演算増幅器にトルク指令値
を印加するようにしている。

【０００８】前記駆動側原動機の制御系が、トルクピッ
クアップで検出された駆動トルクをフィードバックする
トルク制御系を構成している場合には、駆動原動機の発
生する駆動トルクはトルク指令装置から出力されるトル
ク指令値と等しい。したがって、駆動トルクを得る手段
として駆動側原動機のトルク指令装置を用い、このトル
ク指令装置から出力されるトルク指令値を用いてもよ
い。

【０００９】前記加算器は、前記トルク指令装置から送
り込まれたトルク指令値と、走行抵抗相当トルク設定器
から送り込まれた走行抵抗相当トルクの設定値とを加算
し、その差を求め、この値を割り算器に印加する。

【００１０】このように、駆動トルクの検出を吸収側電
動機の制御系から切り離し、吸収側電動機の制御系を単
純化し、制御系の安定性を向上させ、かつ調整を容易に
することができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。図１は本発明のによる駆動試験機の電気慣性補償制
御装置のブロック線図、図２は回転角速度と走行抵抗相
当トルクの関係を示す特性図である。

【００１２】同図において、１は駆動側原動機であるエ
ンジン。２はトランスミッションで、エンジン１に連結
されている。５はトルクピックアップで、トランスミッ
ション２に出力軸３およびカップリング４を介して連結
されている。６は吸収側電動機で、トルクピックアップ
５に出力軸３およびカップリング４を介して連結されて
いる。

【００１３】８はパルスピックアップで、前記吸収側電
動機６に接続されている。１５はパルス周波数／電圧変
換器で、パルスピックアップ８の出力を電圧に変換す
る。９は電流検出器で、前記吸収側電動機６に印加され
る電流を検出する。１０はサイリスタ電源装置で、前記
吸収側電動機６に電流を印加する。１１はサイリスタゲ
ートパルス発生器で、前記吸収側電動機６に印加する電
流量を制御する。１２は定電流制御演算増幅器で、サイ
リスタゲートパルス発生器１１に制御値を印加する。

【００１４】１６は走行抵抗相当トルク設定器で、前記
パルス周波数／電圧変換器１５の出力に基づいて、自動
車等の走行抵抗相当トルクを設定する。１９は慣性量設
定器で、慣性量を設定する。２０１はトルク指令装置
で、前記エンジン１が出力すべきトルクを設定する。

【００１５】１０１は加算演算増幅器で、前記走行抵抗
相当トルク設定器１６とトルク指令装置２０１に接続さ
れている。１０２は割り算器で、前記慣性量設定器１９
と加算演算増幅器１０１に接続されている。１０３は積
分器で、前記割り算器１０２に接続されている。１０４
は加算器で、前記パルス周波数／電圧変換器１５と積分
器１０３に接続されている。１０５は速度制御演算増幅
器で、加算器１０４に接続されている。１０６は加算器
で、前記電流検出器９と速度制御演算増幅器１０５に接
続されている。この加算器１０６の出力は、前記定電流
制御演算増幅器１２に印加される。

【００１６】２０２は加算演算増幅器で、前記トルクピ
ックアップ５とトルク指令装置２０１に接続されてい
る。２０３はトルク制御装置で、加算演算増幅器２０２
に接続されている。２０４は操作アクチュエータで、ト
ルク制御装置２０３に接続されている。２０５はプッシ
ュプルワイヤで、一端が前記操作アクチュエータ２０４
に結合され、他端が前記エンジン１のスロットル２０６
に結合されている。

【００１７】このような構成で、エンジン１を作動させ
ると、トルクピックアップ５でエンジン１の駆動トルク
Ｔｅが検出され、加算演算増幅器２０２に印加される。
加算演算増幅器２０２では、トルク指令装置２０１から
印加されている指令値とトルクピックアップ５から印加
された出力トルクとの差値ΔＴｅを算出して、トルク制
御装置２０３に印加する。トルク制御装置２０３では、
加算演算増幅器２０２から印加された差値ΔＴｅに基づ
いて、操作アクチュエータ２０４の操作量を算出して、
操作アクチュエータ２０４を作動させ、プッシュプルワ
イヤ２０５を介して、駆動トルクＴｅが指令値と一致す
るようにスロットル２０６を操作する。

【００１８】一方、パルスピックアップ８は吸収側電動
機６の回転角速度ωｍを検出し、パルス周波数／電圧増
幅器１５を介して走行抵抗相当トルク設定演算器１６と
加算演算増幅器１０４とに印加する。前記走行抵抗相当
トルク設定演算器１６は、パルス周波数／電圧変換器１
５から印加された吸収側電動機６の回転角速度ωｍに相
当する電圧に応じて走行抵抗相当トルクＲを演算し、加
算演算増幅器１０１に印加する。なお、吸収側電動機６
の回転角速度ωｍから走行抵抗相当トルクＲは、図２に
示す走行抵抗カーブにより演算され設定される。

【００１９】ただし、エンジン１の駆動トルクＴｅの加
減速に寄与する分から回転角加速度ｄθ／ｄｔｍを演算
する必要がある。そこで、前記１式を用いて加減速分ト
ルクを求める。図２はその関係を示している。この図２
において、回転角加速度ｄθ／ｄｔｍを積分器１０３で
積分し、回転角速度ωｍ（ｔ）を得る。この回転角速度
ωｍ（ｔ）が慣性補償回転角速度であり、時間軸に対し
てその時々の回転角加速度ｄθ／ｄｔｍに対応した変化
レートを持った値であり、この値を吸収側電動機６の指
令値として加算演算増幅器１０４に送る。

【００２０】ついで、加算演算増幅器１０４により前記
回転角速度ωｍ（ｔ）と、パルス周波数／電圧変換器１
５から送り込まれた回転角速度ωｍに相当する電圧とを
突き合わせ、その偏差を速度制御演算増幅器１０５に送
り、この速度制御演算増幅器１０５を通じて、吸収側電
動機６を回転角速度ωｍ（ｔ）で加速する。走行抵抗相
当トルクＲと駆動トルクＴｅとが、Ｒ＝Ｔｅとなった点
で、両値の差値ΔＴｅ＝０となるから、積分器１０３へ
の入力も０となり、吸収側電動機６は図２の回転角速度
ωｍ₁に保持される。

【００２１】また、図２においてエンジン１の駆動トル
クがＴｅで、回転角速度ωｍ₂ の状態から、駆動トルク
がＴｅ´→Ｔｅとなった場合は、（ロ）部のトルクΔＴ
ｅが減速トルクとして作用し、以下前記加速の場合と同
様に作用する。

【００２２】前記加算演算増幅器１０１は、前記トルク
指令装置２０１から印加されている指令値と、走行抵抗
相当トルク設定演算器１６から印加された走行抵抗相当
トルクＲとを加算し、その差値ΔＴｅを求める。 ΔＴｅ＝Ｔｅ−Ｒ（１）走行抵抗相当トルクＲは、車両の定常状態抵抗、つまり
各等速状態における走行抵抗であるから、駆動トルクＴ
ｅと走行抵抗相当トルクＲとの差値ΔＴｅが加減速分ト
ルクとなる。そして、この差値ΔＴｅを割り算器１０２
に送る。

【００２３】慣性量設定器１９には、慣性量Ｉｔが設定
され、この慣性量Ｉｔを割り算器１０２に印加してい
る。この慣性量Ｉｔは車両の全慣性量に相当する。割り
算器１０２は、加算演算増幅器１０１から印加された駆
動トルクＴｅと走行抵抗相当トルクＲとの差値ΔＴｅ
を、慣性量設定器１９から印加された慣性量Ｉｔで割り
算して、吸収側電動機６の回転角加速度ｄθ／ｄｔｍを
算出する。ｄθ／ｄｔｍ＝ΔＴｅ／Ｉｔ（２）そして、その結果を積分器１０３に印加する。

【００２４】積分器１０３は、前記割り算器１０２から
印加された回転角加速度ｄθ／ｄｔｍを積分して回転角
速度ωｍ（ｔ）を求める。この回転角速度ωｍ（ｔ）
は、慣性補償回転角速度値であり、この回転角速度ωｍ
（ｔ）を加算演算増幅器１０４に印加する。

【００２５】加算演算増幅器１０４は、積分器１０３か
ら印加された回転角速度ωｍ（ｔ）と、パルス周波数／
電圧変換器１５から送り込まれた吸収側電動機６の回転
角速度ωｍとの差分を求め、その値を速度制御演算増幅
器１０５に印加する。

【００２６】速度制御演算増幅器１０５は、前記加算演
算増幅器１０４から印加された値に基づいて、吸収側電
動機６の回転角速度ωｍと、前記積分器１０３で算出さ
れた回転角速度ωｍ（ｔ）、つまり慣性補償回転角速度
値とを一致させるべく制御値を演算し、加算演算器１０
６に印加する。

【００２７】加算演算器１０６は、前記速度制御演算増
幅器１０５から制御値を取り込み、前記サイリスタ電源
装置１０と吸収側電動機６間に設けられた電流検出器９
から吸収側電動機６に供給されている電流値を取り込
み、前記制御値と電流値とを突き合わせ、その差分を定
電流制御演算増幅器１２に印加する。

【００２８】なお、トルク指令装置２０１から出力され
るトルク指令値は、前記した通り加算演算増幅器２０２
でトルクピックアップ５の出力と突き合わされて、両者
が等しくなるように前記トルク制御装置２０３、前記操
作アクチュエータ２０４、プッシュプルワイヤ２０５を
介してエンジン１のスロットル２０６が自動制御され
る。したがって、トルク指令装置２０１から出力される
トルク指令値は、トルクピックアップ５で検出される駆
動トルクＴｅと等しい値となる。その結果、加算増幅器
１０１では実質的に前記１式と同じ差値ΔＴｅが得られ
る。

【００２９】したがって、加算演算増幅器１０１で求め
たトルク指令値と、走行抵抗相当トルクＲとの差値を割
り算器１０５により前記数２を用いて慣性量Ｉｔで割り
算して回転角加速度ｄθ／ｄｔｍを算出し、これを積分
器１０３により積分して回転角速度ωｍ（ｔ）を求め、
これを指令値として吸収側電動機６を制御しても同様に
機能する。

【００３０】さらに、図３は本発明のによる駆動試験機
の電気慣性補償制御装置の第２の実施例を示すブロック
線図である。この第２の実施例では、エンジン１に駆動
トルク模擬装置３０１が接続されている。前記駆動トル
ク模擬装置３０１の出力は、加算演算増幅器１０１に接
続されている。

【００３１】前記駆動トルク模擬装置３０１によ５る駆
動トルクＴｅの模擬は、エンジン１が発生する駆動トル
クＴｅが燃料の吸入量に比例し、燃料の吸入量は、スロ
ットル開度に比例することを利用することによって、ス
ロットル開度信号により駆動トルクＴｅを模擬すること
ができる。

【００３２】模擬の手順としては、スロットル開度を０
〜１００％に変化させたときの駆動トルクＴｅを予めト
ルクピックアップ５で読み取り、駆動トルク模擬装置３
０１に記憶させておく。エンジン１の駆動トルク読み取
りは、駆動試験機の運転開始前に、スロットル開度０〜
１００％でエンジン１の試運転（テーチング運転）を行
うことで実現することができる。駆動トルク模擬装置３
０１からスロットル開度０〜１００％の開度信号に対応
するエンジン１の駆動トルクを模擬値として出力させ、
これを加算演算増幅器１０１に送る。

【００３３】また、吸気管圧力（ブースト圧）からの駆
動トルクＴｅの模擬は、吸気管圧力がスロットル開度に
比例することを利用して行う。スロットル開度信号から
のエンジン１の駆動トルクの模擬は前述のとおりであ
る。そして、駆動トルク模擬装置３０１から吸気管圧力
に対応するエンジン１の駆動トルクを模擬値として出力
させ、その値を加算演算増幅器１０１に送る。

【００３４】前記加算演算増幅器１０１では、駆動トル
ク模擬装置３０１から送り込まれた駆動トルクの模擬値
と、走行抵抗相当トルク設定演算器１６から送り込まれ
た走行抵抗相当トルクＲとの差値を求め、その差値を割
り算器１０２により前記数３を用いて慣性量Ｉｔで割り
算して回転角加速度ｄθ／ｄｔｍを算出し、これを積分
器１０３により積分して回転角速度ωｍ（ｔ）を求め、
これを指令値として吸収側電動機６を制御しても、前記
第１の実施例と同様に機能する。

【００３５】前記各実施例においては、得られる駆動ト
ルクＴｅがいずれも指令値であって、吸収側電動機６の
制御系に対してはオープンループであり、フィードバッ
ク系のブロックを生じない。

【００３６】しかも、トルクピックアップ５により駆動
トルクＴｅを検出して吸収側電動機６の制御系にフィー
ドバックする形式によらない各実施例では、吸収側電動
機６の制御系にトルクフィードバック系がなくなるか
ら、フィードバックの因果律による調整の困難性が低減
され、調整が大幅に容易になる効果がある。

【００３７】また、各実施例は、エンジン駆動の例であ
るが、駆動される電動機がトルク指令装置とトルク制御
装置とを有し、トルク指令装置から出力されるトルク指
令値に従ったトルクで運転されるものであれば、電動機
駆動の場合に、第１の実施例を適用することができる。
さらにまた、駆動される電動機から発生する駆動トルク
は、電動機に供給される電流に比例するから、電流から
駆動トルクを模擬するようにすれば、電動機駆動の場合
にも、第２の実施例を適用することができる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、駆
動側原動機にトルク指令装置とトルク制御装置と操作ア
クチュエータとを直列に接続した駆動試験機において、
前記走行抵抗相当トルクと駆動トルクとの差を求める加
算器に、トルクピックアップにより検出された駆動トル
クに代えて、前記トルク指令装置から出力されるトルク
指令値を印加するように構成しており、駆動トルクの検
出を吸収側電動機の制御系とは切り離して単独に行って
いるので、吸収側電動機の制御系を単純化でき、したが
って吸収側電動機の制御系の安定性を向上でき、かつ調
整を容易に行い得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による駆動試験機の電気慣性補償制御装
置のブロック線図。

【図２】回転角速度と走行抵抗相当トルクの関係を示す
特性図。

【図３】本発明による駆動試験機の電気慣性補償制御装
置の第２の実施例を示すブロック線図。

【図４】従来技術の駆動試験機の電気慣性補償制御装置
のブロック線図。

【符号の説明】

１…駆動側原動機であるエンジン、２…トランスミッシ
ョン、５…トルクピックアップ、６…吸収側電動機、８
…パルスピックアップ、１５…パルス周波数／電圧変換
器、１０…サイリスタ電源装置、１２…定電流制御演算
増幅器、１６…走行抵抗相当トルク設定演算器、１９…
慣性量設定器、１０１…加算演算増幅器、１０２…割り
算器、１０３…積分器、１０４…加算演算増幅器、１０
５…速度制御演算増幅器、２０１…トルク指令装置、２
０２…加算演算増幅器、２０３…トルク制御装置、２０
４…操作アクチュエータ、２０６…スロットル。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】プッシュプルワイヤを介してアクチュエー
タによって操作されるスロットルを備えた駆動側原動機
の駆動トルクを指令するトルク指令装置と、駆動側原動
機の駆動トルクを検出するトルクピックアップと、吸収
側電動機の回転速度を検出するパルスピックアップと、
パルスピックアップの出力を電圧に変換するパルス周波
数／電圧変換器と、前記パルス周波数／電圧変換器の出
力に基づいて走行抵抗相当トルクを算出する走行抵抗相
当トルク設定演算器と、前記トルク指令装置の出力と走
行抵抗相当トルク設定演算器の出力の差である加減速分
トルクを算出する第１の加算演算増幅器と、予め前記原
動機を搭載する車両全体の慣性量に相当する慣性量を設
定する慣性量設定器と、前記加算演算増幅器の出力を前
記慣性量設定器の出力で除して前記吸収側電動機の回転
角加速度を算出する割算器と、前記割算器の出力を積分
して回転角速度を算出する積分器と、前記パルス周波数
／電圧変換器の出力と前記積分器の出力の差を算出する
第２の加算演算増幅器と、前記第２の加算演算増幅器の
出力に基づいて、吸収側電動機の回転角速度と前記積分
器で算出された回転角速度を一致させるための制御値を
算出する速度制御演算増幅器と、前記速度制御演算増幅
器の出力とサイリスタ電源装置から前記吸収側電動機に
印加される電流値を検出する電流検出器の出力の差を算
出する加算演算器と、前記加算演算器の出力に基づいて
前記吸収側電動機に印加する電流の制御量を算出する定
電流制御演算増幅器と、前記定電流制御演算増幅器の出
力に基づいて前記サイリスタ電源装置のサイリスタを制
御するサイリスタゲートパルス発生器と、前記トルクピ
ックアップの出力とトルク指令装置の出力の差を算出す
る第３の加算演算増幅器と、前記第３の加算演算増幅器
の出力に基づいて前記アクチュエータの制御量を算出
し、前記アクチュエータを制御するトルク制御装置とを
設けたことを特徴とする駆動試験機の電気慣性補償制御
装置。