JPS6033027A - シヤシダイナモメータの制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はシャーシダイナモメータの制御装置に関する。

〔従来技術〕

シャーシダイナモメータを制御する方式として従来、フ
ィードフォワード制御とフィードバック制御とを組合せ
たトルク制御方式がある。

第１図はこのトルク制御方式を適用したシャーシダイナ
モメータの制御装置の構成を示すブロック線図である。

（１）は供試車輌の駆動輪を載せるローラ、（２）は動
力吸収装置として作用するジェネレータを備えたダイナ
モメータ、（３）は前記ローラ（１）とダイナモメータ
（２）との間を直結するシャ７　）、（４）（５）は夫
々シャフト（３）上に設けられるトルクセンサ、速度セ
／すであり、（６）は後述する制御装置部からの制御信
号に基づいてダイナモメータへの界磁電流又は励磁電流
を制御して、車輌の出力している力を吸収させるように
する電力変換器である。

制御装置Ｑ□は、トルクセンサ（４）及び速度センサ（
５）の測定値に基づいてフィードフォワード制御を行う
フィードフォワード制御回路Ｑυと誤差関数演算回路＠
の出力を安定補償するＰＩ制御回路（２）とから成り、
ダイナモメータ（２）の出力予測値ＦＰＡＵ（ｔ＋ΔＴ
）と設定目標値ＦＴＴ　（ｔ）＋Ｌ　ｍ　（Ｖ）との差
１　（１）の積分値を誤差関数とし、これがＯとなるよ
うにフィードバック制御するものである。

すなわち、車輌の出力する力Ｆｖｅｈは、車輌の速度■
の関数として表わされる走行抵抗をＲＬ（Ｖ）、車輌重
量を１、車輌の加速度をαとすると、Ｆｖｅｈ　＝　Ｒ
Ｌ　（Ｖ）　＋Ｉ　−ａ　−（１）で表わされる。

これをさらに、シャフト（３）に設けられたフライホイ
ール（７）の重量Ｉｍと電気慣性量Ｉｅを用いて表わす
と、 Ｆｖｅｈ　＝　ＲＬ　（Ｖ）　＋　Ｉｍ　−ａ　＋　Ｉ
ｅ・ａ　→２）となる。

このうち、工ｍ・α　はフライホイール（７）で吸収さ
れるので、ダイナモメータ（２）が次のタイムステップ
ｔ＋ΔＴ　において吸収するべき力ＦＰＡＵはＦＰＡＵ
（ｔ＋ΔＴ）　＝ＲＬ　（Ｖ）＋Ｉｅ−ａ　−（３）と
なる。

ここで、トルクセンサ（４）の出力ＮＴＴ　を用いてＦ
　ｖｅｈを表わすと、 Ｆｖｅｈ　＝　ＦＴＴ　＋Ｉｍ　”　＋Ｌｍ（Ｖ）　−
（４）ｔ （Ｌｍ（Ｖ）は機械的ロスを示す） 一方、ダイナモメータ（２）内のモータのローラの重量
をＩｒとすると、 Ｉ　＝Ｉ　ｍ＋Ｉ　ｒ＋Ｉ　ｅ　−（５）であるから、
　（ＩＸ４）（５）よシダイナモメータ（２）が吸収す
るべき力ＦＰＡＵは Ｉ　ｍ十Ｉ　ｒ　Ｉ　ｅ ＦＰＡＵ（ｔ＋ΔＴ）＝　□　几Ｌ（Ｖ）−１−７−（
ＮＴＴ　（ｔ）　＋Ｉ　ｍ４−（’　＋Ｌｍ　（Ｖ）　
）　−（７）と表わされ、これをフィードフォワード制
御回路（ロ）によって制御し、ダイナモメータ（２）の
出力予測値ＦＰＡＵ（ｔ＋ΔＴ）と設定目標値ＦＴＴ（
ｔ）　＋　Ｌ　ｍ・リ　−（８） を誤差関数して、これがＯとなるようにフィードバック
制御していた。

このように、従来の制御装置においてはフィードフォワ
ード制御の長所である連応性とフィードバック制御の長
所でおる安定性とを組合せるようにしていたものである
が、次のような欠点がある。

すなわち、フィードフォワード制御回路によ）連応性を
追求する際に特に、軽車輌の場合制御系の発振を誘起す
ることがあシ安定性が損なわれ、ＰＩ制御によってもカ
バーしきれなくなシ、制御不能となることがある。また
、ＰＩ制御はパラメータを２種類必要とするので、制御
調整操作が煩雑化するという問題点があった。さらに、
この方式で連応性を追求しようとするとオーバーシュー
トを避けられず、電力変換器（６）のコンデンサの容量
を高めなければならない等の問題点がある。

〔発明の目的〕

本発明は、安定で連応性の良好な制御が可能で、回路構
成の簡単なダイナモメータの制御装置を提供する仁とを
目的とする。

〔発明の構成〕

本発明は、トルクセンサ及び速度センサの出力に基づい
て評価関数の勾配を演算する演算回路と、フィードバッ
ク回路構成された逐次修正演算回路とを備え、最急降下
法によシ前記評価関数を最小にすることによりダイナモ
メータの出力予測１＠を演算させるようにしたことを特
徴としている。

〔笑施例〕

第２図は、本発明の一実施例を示すブロック線図であり
、第１図と同一符号は同一物を示す。

本発明に係る制御装置（１）は次のように構成される。

すなわち、ｅυは後述する評価関数Ｊの勾配を演算する
演算回路で、トルクセンサ（４）で測定されたＦＴＴ　
Ｃｔ）、速度センサ（５）で測定された速度Ｖ及び微分
回路（イ）で得られた加速度ｄＶが入力としｔ て与えられる。に）は前記演算回路Ｑυの演算出力に定
数Ｋを乗する乗算回路である。

（ハ）はフィードバック用減算回路（２４ａ）及びメモ
リ回路（２４））よシなる逐次修正演算回路で、電力変
換器（６）の駆動信号ＦＰＡＵ（ｔ＋ΔＴ）を逐次修正
演算するものである。

そして、本発明においては、前述の誤差関数、ε（１）
に対応するものとして、次式で示される評価関数Ｊを用
いる。

Ｊ　＝　（ＦＴＴ　（ｔ）＋Ｌｍ（’Ｖ）−ＦｐＡｕ　
（ｔ＋ΔＴ））２このような評価関数Ｊの勾配Ｖ−Ｊを
演算回路ｃ２ｐにおいてめると次のようになる。

ｖ−ｔｉ＝ＦＴＴ（ｔ）＋Ｌｍ（Ｖ）−ＲＬ（Ｖ）−（
ニーＶ Ｉ　ｍ　）ａ　をニー、　−（９ン 上記（９）式にトルクセンサ（４）、速度センサ（５）
による測定値であるＦ”ｒ’ｒ％Ｖ並びに微分回路（イ
）の出力Ｖ ａｔを代入すると、評価関数の勾配Ｖ−Ｊが得られる。

乗算回路（財）において、前記勾配Ｔ−Ｊに小さな定数
Ｋを乗じ、これを逐次修正演算回路（ハ）に入力する。

メモリ（２４ｂ）には常に１つ前のステップ（時間）の
信号ＦＰＡＵ（ｔ）　が蓄積貞れているがら、電力変換
器（６）の次のステップの駆動信号ＦＰＡＵ（ｔ＋ΔＴ
）は最急降下法によって次式で与えられる。

ＦＰＡＵ（ｔ＋ΔＴ　）＝ＦｐＡｔｒ（ｔ　）−ａ・ｖ
−；ｒ＝Ｆｐｉｕ（ｔ）−σ（ＮＴＴ　（ｔ）＋Ｌｍ（
Ｖ）−ＲＬ（Ｖ）−（Ｉ−Ｉｍ）’！’　） （ｉｔ　−αＯ すなわち、フィードバック用減算器（２４ａ）及びメモ
リ回路（２４ｂ）よりなる逐次修正演算回路（ハ）にお
いては、加速、減速等システムの変動に適応して電力変
換器（６）の駆動信号ＦＰＡＵ（ｔ＋ΔＴ）を前記Ｃ１
１式に示すように、最急降下法によシ逐次修正演算する
。これによって、電力変換器（６）はダイナモメータ（
２）への励磁電流又は界磁電流を制御し、ダイナモメー
タ（２）は車輌の出力して・いる力を吸収する力を所定
時間内に発生することができる。

〔発明の効果〕

本発明に係るシャーシダイナモメータの制御装置は上記
の如く構成したので、次のような効果がある。

■最急降下法によシ評価関数を最小にすることによシダ
イナモメータの出力予測値を逐次修正演算するようにし
ているのでシステムの変動（動特性）に対する応答性が
良好となる。

■実質的にフィードバック制御のみを行っているので、
安定な制御が行なえる。

■ハラメータを適当に選ぶことによりオーバーシュート
を生ずることがなく、シかも複数のパラメータを使用し
なくてもよいので、制御調整操作が容易とな９、回路構
成も簡素化される。

なお、本発明の実施に当ってはデジタル回路でもコンピ
ュータ等のソフトウェアを用いてもよいことは勿論であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のシャーシダイナモメータの制御装置を示
すブロック線図、第２図は本発明に係るシャーシダイナ
モメータの制御装置のブロック線図である。 （１）パ・ローラ、（２）・・・ダイナモメータ、（３
）・・・シャツ）、（４）・・・トルクセンサ、（５）
・・・速度センサ、Ｑｐ・・・演算回路、■・・・逐次
修正演算回路。 第１図 第２図 ２０ 手続補正書 昭和５９年７月Ｓ日 昭和５８年特　許　願第１４２２２４８２、発明の名称
　シャーシダイナモメータの制御装置３　補正をする者 事件との関係　特許出願人 ４、代理人 ６、　補正により増加する発明の数 本願明ｌｆｍ書中、一部を下記の通り訂正します。 記 ｆｌ）　第４頁１６行目の「誤差関数して、」とあるを
「誤差関数として」に訂正。 （２）同上１８行目の「ように、従来の」を削除。 （３）第５頁２行目〜３行目の「フィード・・・・・・
する際に」を削除。 （４）同上４行目〜５行目の「ＰＩ・・・・−・なくな
り、」を削除。 （５）第６頁１２行目の「定数Ｋ」を［定数α」に訂正
。 （６）同１５行目、第７貞１３行目及び第８頁１行目（
８）第８頁１８行目の「ことがなく、しかも複数の」を
「ことがなく連応性が実現できる。 Ｏ複数の」と訂正。 （９）第９頁５行目のＵ第１図は従来の」を「第１図は
本発明者が先に提案した」と訂正。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ローラとダイナモメータとの間を直結するシャフトに設
   けられたトルクセンサ及び速度センサのそれぞれの出力
   に基づいて評価関数の勾配を演算する演算回路と、フィ
   ードバック回路構成された逐次修正演算回路とを備え、
   最急降下法により前記評価関数を最小にすることにより
   前記ダイナモメータの出力予測値を逐次演算させるよう
   にしたことを特徴とするシャーシダイナモメータの制御
   装置。