JP5145830B2 - Dynamometer control device - Google Patents
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Description
本発明はダイナモメータの制御装置係り、特に速度変動時の検出信号を補正する制御装置に関するものである。 The present invention relates to a dynamometer control device, and more particularly to a control device that corrects a detection signal when a speed fluctuates.
RV車や高出力車を中心に4輪駆動車(4WD車)が広く普及し、駆動機構や制御が更に複雑化してきている。4WD車を評価する場合、2WDへの機構改造や制御システム変更が困難なことから、従来の2WDシャシーダイナモメータでの評価から、4WDシャシーダイナモメータでの評価が求められている。また、路上での走行状態を考えると、車両やエンジンの運転性能や燃費、及び排ガスの計測は4輪走行状態で実行することが良いとも考えられる。 Four-wheel drive vehicles (4WD vehicles) have become widespread, mainly RV vehicles and high-power vehicles, and drive mechanisms and controls have become more complex. When evaluating a 4WD vehicle, it is difficult to modify the mechanism to 2WD or change the control system. Therefore, an evaluation with a conventional 2WD chassis dynamometer is required to be evaluated with a 4WD chassis dynamometer. In consideration of the driving state on the road, it is considered that the driving performance and fuel consumption of the vehicle and the engine, and the measurement of exhaust gas are preferably executed in the four-wheel driving state.
燃費性能評価などに用いられるダイナモメータでは、より忠実に、被試験体の性能計測を実行するには回転速度を正確に検出する必要がある。通常、回転速度を検出する手段としてはパルスピックアップを用いるが、このパルスピックアップはモータシャフトの中心位置に正確に取り付ける必要がある。その際、機械的精度の問題、取付け方法によっては中心位置より外れ、結果として検出速度誤差が発生する。この検出誤差は回転周期に同期した周波数の正弦波状の速度リップルとなって現れる。このような速度リップルを抑制するものとしては特許文献1が公知となっている。特許文献1では、速度検出器から出力された速度リップルとは逆位相の正弦波成分を演算する速度リップル補正演算部を設け、この演算部から出力を検出速度信号に加算するとき、逆位相信号の位相と振幅を調整して補正するものである。
検出誤差の基となる検出速度信号の変動要素としては、上記パルスピックアップの取付け位置の他に、パルスピックアップの機能に起因するものもある。一般に、パルスピックアップに用いられるインクリメンタルエンコーダや、アブソリュートエンコーダを用いて速度検出を行うと、その速度リップルの中にはエンコーダそのものの信号ばらつきによる変動分が存在する。この変動分は特許文献1
では補正することが出来ない。
As a variation factor of the detection speed signal that becomes the basis of the detection error, there are some factors resulting from the function of the pulse pickup in addition to the mounting position of the pulse pickup. In general, when speed detection is performed using an incremental encoder or an absolute encoder used for pulse pickup, fluctuations due to signal variations of the encoder itself exist in the speed ripple. This variation is disclosed in
Then it cannot be corrected.
例えば、シャシーダイナモメータで車両の運転性能などを計測する場合、エンコーダによる変動分は計測精度に影響してくる。
図5は、従来におけるシャシーダイナモメータ惰行時の速度検出信号の変動状態を示したもので、この例は、車速80km/h付近の変動を計測したものである。シャシーダイナモメータにおいては、車両が載置されるローラは大きな慣性モーメントを有していることからシャシーダイナモメータの制御をオフにして惰行させた場合、実際の速度はメカロスの変動分などの影響は殆んど受けることなく、線アで示すように滑らかに減速する。一方この時の速度検出は、線イで示すように回転一次以外の変動成分も持つ検出信号になって現れる。
For example, when measuring the driving performance of a vehicle with a chassis dynamometer, the variation by the encoder affects the measurement accuracy.
FIG. 5 shows the fluctuation state of the speed detection signal when the chassis dynamometer coasts in the prior art. In this example, the fluctuation near the vehicle speed of 80 km / h is measured. In a chassis dynamometer, the roller on which the vehicle is mounted has a large moment of inertia, so when the coasting is performed with the chassis dynamometer controlled off, the actual speed will not be affected by fluctuations in mechanical loss. Slowly decelerate smoothly as shown by line a with little impact. On the other hand, the speed detection at this time appears as a detection signal having a fluctuation component other than the rotation primary as indicated by a line A.
図6は速度変動特性を示したもので、速度検出器としてアブソリュートエンコーダを用いて同様にして惰行データを収録し、回転機械角と平均速度、検出車速と平均車速の差を3次元で表現したものである。ここで、X軸は回転機械角、Y軸は平均車速、Z軸は検出車速と平均車速の差で、波状となって大きく変動していることが判る。 FIG. 6 shows the speed fluctuation characteristics, and coasting data was recorded in the same manner using an absolute encoder as a speed detector, and the difference between the rotating machine angle and the average speed and the detected vehicle speed and the average vehicle speed was expressed in three dimensions. Is. Here, it can be seen that the X-axis is the rotational mechanical angle, the Y-axis is the average vehicle speed, and the Z-axis is the difference between the detected vehicle speed and the average vehicle speed, resulting in wavy fluctuations.
本発明が目的とするとこは、図6で示すような変動を補正するための速度制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a speed control device for correcting fluctuations as shown in FIG.
本発明は、ダイナモメータシステムにおける回転体回転数を回転検出器を介して検出し、この検出信号をフィードバックして回転体の制御指令とするものにおいて、
前記回転検出器による検出信号を入力して信号補正する速度検出補正部を設け、この速度検出補正部に、予め前記回転体をある回転速度から惰行させたときにおける回転機械角信号、平均速度信号から作成した速度変動特性マップを記憶させ、前記回転体制御時に、前記回転検出器の検出速度信号と速度変動特性マップにより補正された速度変動補正信号との差を補正速度信号として速度検出補正部から出力するよう構成したことを特徴としたものである。
The present invention detects the rotational speed of a rotating body in a dynamometer system through a rotation detector, and feeds back this detection signal as a control command for the rotating body.
A speed detection correction unit for inputting a detection signal from the rotation detector and correcting the signal is provided, and a rotational machine angle signal and an average speed signal when the rotation body is coasted from a certain rotation speed in advance in the speed detection correction unit. A speed detection correction unit which stores a speed fluctuation characteristic map created from the above and uses a difference between a detection speed signal detected by the rotation detector and a speed fluctuation correction signal corrected by the speed fluctuation characteristic map when the rotating body is controlled as a correction speed signal. It is characterized by having comprised so that it may output from.
また、本発明における速度検出補正部は、4輪駆動車用シャシーダイナモメータの制御装置に設けたことを特徴としたものである。 The speed detection correction unit according to the present invention is provided in a control device for a chassis dynamometer for a four-wheel drive vehicle.
以上のとおり、本発明によれば、速度変動特性マップを用いて検出速度信号を補正したことにより、速度による変動抑制が可能となる。この速度変動の少ない速度信号を用いることにより、速度制御時のトルク変動や電気慣性制御時のトルク変動を小さくすることができるものである。 As described above, according to the present invention, it is possible to suppress fluctuation due to speed by correcting the detected speed signal using the speed fluctuation characteristic map. By using a speed signal with little speed fluctuation, torque fluctuation during speed control and torque fluctuation during electric inertia control can be reduced.
本発明は、モータ、ダイナモメータ、シャシーダイナモメータなどの回転体の速度を検出して速度制御を実施するとき、予め、回転機械角と変動成分のある検出信号から平均速度と速度変動を演算し、回転機械角、平均速度、速度変動から速度変動特性マップを作成して車速検出補正部に収納する。制御運転時には、検出された速度信号の速度変動分を算出し、この速度変動分を補正信号として使用し、元の変動成分のある速度信号から差し引くことで補正された速度検出信号とするものである。以下図に基づいて本発明を説明する。 In the present invention, when speed control is performed by detecting the speed of a rotating body such as a motor, a dynamometer, or a chassis dynamometer, an average speed and a speed fluctuation are calculated in advance from a detection signal having a rotating machine angle and a fluctuation component. Then, a speed fluctuation characteristic map is created from the rotating machine angle, the average speed, and the speed fluctuation and stored in the vehicle speed detection and correction unit. During control operation, the speed fluctuation of the detected speed signal is calculated, and this speed fluctuation is used as a correction signal, and subtracted from the speed signal with the original fluctuation component to obtain a corrected speed detection signal. is there. The present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、4WD車のシャシーダイナモメータシステムに適用した場合の実施例を示したもので、1(1a,1b)はシャシーダイナモメータで、1aは前輪用、1bは後輪用である。なお、このシャシーダイナモメータには計測時では車両は載置されない。2(2a,2b)は電流制御部で、電流制御部2aは入力されたトルク電流指令に基づいて前輪用シャシーダイナモメータ1aを制御し、また、電流制御部2bは入力されたトルク電流指令に基づいて前輪用シャシーダイナモメータ1bを制御する。3は前後輪シャシーダイナモメータの同期制御回路で、速度(車速)検出補正部4(4a,4b)、位置検出部5(5a,5b)、位相差検出部6、車速差検出部7、位相制御部8、差動制御部9、及び同期設定部10を有している。
FIG. 1 shows an embodiment when applied to a chassis dynamometer system for a 4WD vehicle. 1 (1a, 1b) is a chassis dynamometer, 1a is for front wheels, and 1b is for rear wheels. Note that no vehicle is placed on the chassis dynamometer during measurement. 2 (2a, 2b) is a current control unit, the
11は走行抵抗部、12は電気慣性部、13はトルク指令演算部で、このトルク指令演算部13は、走行抵抗部11が車速検出信号に基づいて出力した走行抵抗と、電気慣性部12からの電気慣性信号の和、及び検出トルク合計部14からのトルク検出信号に基づいてトルク制御信号を演算する。15(15a,15b)は速度検出器で、ここではアブソリュートエンコーダが用いられ、15a,15bによる検出信号は車速検出補正部4a,4b、及び位置検出部5a,5bにそれぞれ出力される。16(16a,16b)はロードセルで、検出された荷重信号はトルクアンプ17a,17bに入力されて処理された後に両者は加算され、検出トルク合計部14に入力される。
Reference numeral 11 denotes a running resistance unit, 12 denotes an electric inertia unit, 13 denotes a torque command calculation unit, and the torque
以上のように構成された本発明において、その動作を説明する。
速度検出器15は、図6で示すような変動特性を持っている。この変動特性を補正するために、車両試験に先立って車速検出補正部4に速度変動特性マップを収録する。その際、シャシーダイナモメータを駆動してある速度まで加速させた後に惰行させ、その時の惰行データから図6で示すような速度変動特性がマップとして車速検出補正部4に収録される。
The operation of the present invention configured as described above will be described.
The
図2は車速検出補正部4での速度検出補正説明図である。被試験体の特性測定時には、シャシーダイナモメータの回転速度を速度検出器15により検出して車速検出補正部4に出力する。速度検出器15によって検出された速度信号は図6で示すような変動特性を有した信号として車速検出補正部4に入力される。車速検出補正部4には、入力された平均速度信号と機械角信号から速度変動特性マップを参照して速度変動補正信号を生成し、減算部において検出された速度信号との差演算が実行され、この差信号が補正された速度検出信号として車速検出補正部4から出力される。補正された速度検出信号は、走行抵抗部11、電気慣性部12に出力されて走行抵抗や電気慣性指令として使用されると共に、差動制御信号を生成するために使用される。
FIG. 2 is an explanatory diagram of speed detection correction in the vehicle speed detection correction unit 4. When measuring the characteristics of the device under test, the rotational speed of the chassis dynamometer is detected by the
図3は、本発明により、速度検出器15によって検出された速度信号を補正したときの惰行データである。このデータは、シャシーダイナモメータを加速した後にオフ状態として惰行させ、そのときにおける車速80km/h近辺でのもので、図5で示す補正前のデータと比較して変動成分が縮小されていることが判る。また、図4は回転機械角と平均速度、及び検出車速と平均車速の差を3次元で表現したもので、水平状となって図6で示す補正前と比較して大幅に改善している。
具体的に、車速80km/h近辺での速度変動は補正前では0.1km/hp−pであったものが、補正後では0.01km/hp−p程度に改善されていた。
この改善度合いは速度変動特性マップをどの程度の分解能で作成するかにより変化するが、より大きな改善を希望する場合にはきめ細かな分解能で作成することで可能となる。
FIG. 3 shows coasting data when the speed signal detected by the
Specifically, the speed fluctuation in the vicinity of the vehicle speed of 80 km / h was 0.1 km / hp-p before the correction, but was improved to about 0.01 km / hp-p after the correction.
The degree of improvement varies depending on the resolution with which the speed fluctuation characteristic map is created. However, if a greater improvement is desired, it can be achieved with a fine resolution.
以上のように、本発明によれば、速度検出器の機能に基づく速度変動分を抑制すること可能となり、計測と制御部を一体化して高精度、高安定化を図ることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to suppress the speed fluctuation based on the function of the speed detector, and the measurement and the control unit can be integrated to achieve high accuracy and high stability.
1… シャシーダイナモメータ
2… 電流制御部
3… 同期制御回路
4… 速度検出補正部
11… 走行抵抗部
12… 電気慣性部
13… トルク電流演算部
15… 回転検出器
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記回転検出器による検出信号を入力して信号補正する速度検出補正部を設け、この速度検出補正部に、予め前記回転体をある回転速度から惰行させたときにおける回転機械角信号、平均速度信号から作成した速度変動特性マップを記憶させ、前記回転体制御時に、前記回転検出器の検出速度信号と速度変動特性マップにより補正された速度変動補正信号との差を補正速度信号として速度検出補正部から出力するよう構成したことを特徴としたダイナモメータの制御装置。 In what detects the rotational speed of the rotating body in the dynamometer system via a rotation detector, and feeds back this detection signal as a control command for the rotating body,
A speed detection correction unit for inputting a detection signal from the rotation detector and correcting the signal is provided, and a rotational machine angle signal and an average speed signal when the rotation body is coasted from a certain rotation speed in advance in the speed detection correction unit. A speed detection correction unit which stores a speed fluctuation characteristic map created from the above and uses a difference between a detection speed signal detected by the rotation detector and a speed fluctuation correction signal corrected by the speed fluctuation characteristic map when the rotating body is controlled as a correction speed signal. A dynamometer control device characterized by being configured to output from a dynamometer.
The dynamometer control device according to claim 1, wherein the speed detection correction unit is provided in a control device for a chassis dynamometer for a four-wheel drive vehicle.
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