JPH03107388A - ダイナモメータの同期制御回路 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、ダイナモメータの制御装置に係り、特に複数
電動機の同期制御回路に関する。

Ｂ０発明の概要 本発明は、複数の電動機を同期制御する同期制御モード
での試験機能を持つダイナモメータにおいて、 各電動機の位相差が設定値を越えかつ差回転が零になっ
たときに強制同期を行わせることにより、同期制御モー
ドでの収束時間を短縮し、また供試体に不要なトルクン
ヨックを与えないようにしたものである。

Ｃ１従来の技術 ４輪駆動車用のシャーシダイナモメータやパワートレー
ンダイナモメータは、前後又は左右車輪の同期（等速）
制御や差回転制御を行いながら各種性能試験を行う。ま
た、自動車の差動機構を含む試験においてら左右軸の等
速や差回転制御を行いながら試験を行う。

上述のようなダイナモメータの回転制御装置は、例えば
第２図に示す構成にされる。同図は速度側゛御系（他に
はトルク制御系や走行抵抗制御系を持つ構成にされる。

）のマイナルーブに電流制御系を有して２台の電動機１
．２を速度制御する場合である。電動機１．２は供試体
３の２つの軸（左右輪や面後輪）に結合されて供試体３
に体する動力吸収は駆動を行う。電動機１．２の速度制
御は、速度設定器４の設定速度と検出速度から速度制御
増幅器５に電流指令として取り出し、この指令で電流制
御増幅器６．７及び電力変換器８．９を通して電動機１
．２の電流制御を行う。検出速度信号は、電動ＩＩ、２
の速度を夫々検出するパルスピックアップＩＱ、１１と
、この両川力を夫々電圧信号に変換する周波数−電圧変
換器１２．１３と、両度換器１２．１３の出力を加算す
る加算器１４と、この加算出力を１／２にする係数器Ｉ
５によって両電動機１，２の平均速度として検出する。

両電動機１．２の回転制御には同期制御部１６と差回転
制御増幅器１７によって電流指令を相補的に調整するこ
とで実現される。同期制御部Ｉ６は同期制御モードでは
パルスピックアップ１０゜ＩＩの両川力をアップ・ダウ
ンの両人力とするアップダウンカウンタ１８によって両
電動機１．　２の回転位相差に比例した計数値を得、こ
の計数値に応じた利得でマイクロコンピュータＩ９が比
例演算を行い、演算結果をＤ／Ａ変換器２０でアナログ
信号に変換して差回転指令を得る。また、差回転制御モ
ードでは与えられる差回転指令を出力する。差回転制御
増幅器１７は、同期制御部１６からの差回転指令と、変
換器１２．１３の出力差を求める減算器２１の出力とを
突き合わせて比例積分（ＰＩ）演算を行い、演算出力を
電流制御増幅器６．７の電流指令の加減人力として与え
る。

このような構成において、両電動機１．２の同期制御に
は電動機１．２に位相差ΔＡが発生するときにアップダ
ウンカウンタ１８の計数値に位相差ΔＡに比例した計数
値（同期ずれ）を得、この計数値に応じた可変＋１７得
で差回転指令を得、この差回転指令によって電動機１．
２の差回転ΔＮが零になる方向に電流指令を調節する。

この位相差ΔＡと差回転ΔＮは次の関係 ΔＡ＝５．：ΔＮｄｔ にあり、ΔＡが零にあればΔＮの積分値が零になること
を意味する。なお、同期状態ではアップダウンカウンタ
１８の計数値が＋１と−１を繰り返し、このときにはマ
イクロコンピュータ１９はデッドバンドを持ち、該±１
の計数値には差回転指令を零に保持し、電動機１，２間
に不用な加藏速を加えない（ガタの防止）ようにしてい
る。

次に、差回転制御には、マイクロコンピュータ１９はカ
ウンタＩ８の計数値を無視し、プログラム設定される差
回転（可変）値を出力し、差回転検出値との突き合わけ
て増幅器Ｉ７が電流指令を調節し、電動機１．２に設定
差回転を発生させる。

また、差回転指令は差回転零にも設定される。

Ｄ６発明が解決しようとする課題 従来の構成において、同期制御モードと差回転制御モー
ドでの差回転検出値では外乱に対する過渡応答が異なる
。これを以下に詳細に説明する。

第３図は同期制御モードと差回転制御モードの差回転零
の応答波形を示す。同図（ａ）の同期制御モードでは、
回転数の外乱が与えられたときにパルスピックアップ１
０．ＩＩからのザンプリングタイム零の検出による応答
になって、ΔＮ＝０になるまでの応答時間Ｔ。は（ｂ）
の差回転制御モードでの応答時間Ｔ１に較べて早くなる
。しかしながら、同期制御モードでは、応答時間Ｔ。の
間に ΔＡ＝５：ΔＮｄｔ の位相差ΔＡ（面積Ｓ＋）が発生ずるため、この位相差
ΔＡを零にするために逆方向の差回転−ΔＮを与える期
間Ｔ、を発生する。この期間Ｔ２による位相差−ΔＡ（
面積Ｓ２）が位相差ΔＡ（面積Ｓ、）に一致する。この
位相差ΔＡについて、差回転制御モードでは、差回転が
零になれば位相差ΔＡ（面積Ｓ３）の発生にも収束して
くる。

従って、同期制御モードでは、外乱に対してΔＮ＝Ｏに
なるまでの応答時間Ｔ。は早いが位相差ΔＡを零にする
ための戻し制御期間Ｔ、を持って収束することになり、
収束時間としてはＴ。十′Ｆ。

になってしまうし、供試体３には期間Ｔ。でのトルクシ
ョックと期間Ｔ２での逆方向のトルクショックを与えて
しまう。

ここで、同期制御を適用するシステムとしてのダイナモ
メータは、例えば前後車輪に差回転が発生（外乱）して
位相差ΔＡが発生するも、差回転ΔＮが零になればその
まま等速で運転すれば何ら問題を生じない。

本発明は上述の事情に着目し、同期制御モードでの収束
時間を短縮し、また供試体に不要なトルクショックを与
えないようにした同期制御回路を提供することを目的と
する。

９８課題を解決するための手段と作用 本発明は、上記目的を達成するため、供試体に結合され
る複数の電動機に与える共通の電流指令に対して、該各
電動機の差回転検出値を積分して位相差ΔＡを求め、該
位相差に応じた差回転指令ΔＮと前記各電動機の差回転
検υ」値との比較によって前記電流指令を相補的に調節
するダイナモメータの同期制御回路において、前記位相
差ΔＡの絶対値が設定値を越えたことを検出する位相差
比較器と、前記両電動機の差回転検出値が零になったこ
とを検出する差回転零検出器と、前記位相差比較器と差
回転零検出器の両検出出力の同時成立で前記位相差ΔＡ
の検出値をリセットしかつ前記差回転指令ΔＮをリセッ
トする論理積回路とを備え、位相差が設定値を越えたこ
とで同期外れを判定し、この同期外れに対する応答で差
回転が零になったことの検出時に位相差の検出値をリセ
ット及び差回転指令のリセットで強制同期を行わせ、差
回転零以降の位相差零の戻し制御期間を無くして収束時
間を短縮すると共に該期間でのトルクショックも無くず
。

Ｆ、実施例 第１図は本発明の一実施例を示す要部回路図であり、同
期制御部１６部分を示す。位相差比較器２２はアップダ
ウンカウンタ！８の計数値（位相差ΔＡ）が絶対値で設
定値ＫＡ以上になったことを検出する。差回転零検出器
２３はアップダウンカウンタ１８の計数値変化が零にな
るときに差回転ΔＮ＝０として判定し、論理判定出力を
得る。

論理積回路２４は位相差比較器２２の出ツノと差回転零
検出器２３の削出力の論理積を取り、位相差ΔＡが一定
値以上かつ差回転ΔＮが零になるときにアップダウンカ
ウンタ１８のリセット及びマイクロコンピュータ１９の
同期制御出ノＪをリセットする構成にされる。

こうした構成において、同期制御モードでの運転中に外
乱が加えられたとき、同期制御部１６では第３図（ａ）
に示すように差回転ΔＮを発生させて同期化を図る。こ
のとき、面積Ｓ１．Ｓｔ等になる位相差ΔＡの発生が設
定値に＾を越えたとき、例えば第３図（ａ）中に示す時
刻１．までの面積に相当する値が設定値ＫＡを越えたと
き、位相差比較器２２は検出出力（出力を反転）を得る
。この検出出力はアップダウンカウンタ１８の出力△Ａ
かに＾以下になるまで継続される。

時刻ｔ１以降には差回転ΔＮが第３図（ａ）に示すよう
に変化し、時刻ｔ、で差回転ΔＮが零になるとき、この
ときまではアップダウンカウンタＩ８の計数値は増加を
続けており、位相差比較器２２の出力は依然として検出
出力を保持している。

一方、時刻り、では差回転零検出器２３に検出出力が得
られる。このため、論理積回路２４は時刻Ｌ２でリセッ
ト出力を得、この出力によってアップダウンカウンタ１
８をリセット（ΔＡ＝０）及びマイクロコンピュータＩ
９の出力を零にする。

アップダウンカウンタ１８のリセットによって位相差比
較器２２は検出出力か復帰し、論理積回路２４の出力ら
復帰する。また、マイクロコンピュータＩ９のリセット
によってＤ／Ａ変換器２０の出力になる差回転指令ΔＮ
も零になる。

従って、時刻ｔ、では副電動機１．２に対する差回転調
節は停止され、副電動機１．２は位相差（面積ＳＩに相
当）を有したまま同じ回転数（差回転ΔＮ−０）で同期
制御が再開される。このとき、アップダウンカウンタ１
８はリセットされるため、検出位相差ΔＡは零になって
強制同期状■として運転が継続され、時刻ｔ、以降には
差回転ΔＮ＝０のまま運転される。

上述までのことから、外乱に対して同期化が終了するの
は、時刻ｔ。からし、までの期間Ｔ。になり、従来の同
期制御で発生する期間’ｒｐ（位相差ΔＡを零にするた
めの期間）を無くしてほぼ半分の収束時間で同期状態を
得ることができる。また、電動機１．２に与えろトルク
ショックとしては期間Ｔ。のみになり、従来の期間Ｔ。

と期間Ｔ２により相反するトルクショックに較べて小さ
くかつ期間を短くする。

なお、実施例において、差回転零検出器２３はアップダ
ウンカウンタＩ８の出力変化率から検出するに限らず、
パルスピックアップ１０．Ｉｆの出ツノから直接にパル
ス周期又は周波数検出と比較を行う構成とすることらで
きる。また、電動機の制御系は速度制御系に限らずトル
クや走行抵抗制御系を持つものに適用できる。また、同
期制御部Ｉ６はマイクロコンピュータとＤ／Ａ変換器に
よる差回転指令を求めるに限らず他のハードウェアによ
る構成さらにはディジタル量による差回転指令と制御系
を持つ構成にできるのは勿論である。

Ｇ０発明の効果 以上のとおり、本発明によれば、各電動機の差回転検出
値の積分によって位相差ΔＡを求めて差回転指令ΔＮに
よる電動機の電流指令を調節する同期制御において、移
相差が設定値を越えかつ差回転が零になったときに、位
相差ΔＡを零にかつ差回転指令を零に強制セるようにし
たため、外乱に対する応答に位相差零にする戻し制御期
間を無くして収束時間を短縮し、また供試体に不要なｌ
・ルクノヨックを与えるのを少なくかつ小さくする効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は不発明の一実施例を示す要部回路図、第２図は
ダイナモメータの装置構成図、第３図は第２図における
各モードでの応答波形図である。 １．２・・・電動機、３・・供試体、５・・・速度制御
増幅器、６．７・・・電流制御増幅器、１０．１１・・
・パルスピックアップ、１６　同期制御部、Ｉ８・・・
アップダウンカウンタ、１９・・マイクロコンピュータ
、２０・・Ｄ／Ａ変換器、２２・・・位相差比較器、２
３・・・差回転零検出器、 ２４・・・論理積回路。 第１図 実施例の要部回路図 １８・・・アップダウンカウンタ １つ・・・マイクロコンピュータ ２０・・・Ｄ／Ａ変換器 ２２・・・位相差比較器 ２３・・・差回転零検出器 ２４・・・論理積回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）供試体に結合される複数の電動機に与える共通の
   電流指令に対して、該各電動機の差回転検出値を積分し
   て位相差ΔＡを求め、該位相差に応じた差回転指令ΔＮ
   と前記各電動機の差回転検出値との比較によって前記電
   流指令を相補的に調節するダイナモメータの同期制御回
   路において、前記位相差ΔＡの絶対値が設定値を越えた
   ことを検出する位相差比較器と、前記両電動機の差回転
   検出値が零になったことを検出する差回転零検出器と、
   前記位相差比較器と差回転零検出器の両検出出力の同時
   成立で前記位相差ΔＡの検出値をリセットしかつ前記差
   回転指令ΔＮをリセットする論理積回路とを備えたこと
   を特徴とするダイナモメータの同期制御回路。