JP2006242593A - 動力伝達系の試験装置とその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 トルクオブザーバのゲインを上げても、電気慣性制御の応答を大きく低下させることなく、トルク推定のリップルを抑える。
【解決手段】 制御手段５は、トルクオブザーバ６において、一慣性系をモデルとしてダイナモメータ３の速度を推定し、その推定速度ω_ｍ＾とダイナモメータ３の実速度ω_ｍとの偏差をトルク推定部８で比例ゲインＧを積算することにより、動力源の発生トルクτ_e＾を推定する際に、トルク推定の前段で、ローパスフィルタ４０により偏差の高周波分を除去することで、トルク推定のリップルを抑え、この動力源の発生トルクτ_e＾に基づいてダイナモメータ３のトルク指令τ^＊を算出してダイナモメータ３の発生トルクを制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、動力伝達系の試験装置とその制御方法に関する。

従来、動力伝達系の試験装置としては、例えば、特許文献１に開示されているものがある。この試験装置は、車両の性能試験や耐久試験を室内で行うために動力伝達系に動力吸収手段として接続されるダイナモメータを備え、トルクオブザーバを用いて、ダイナモメータのトルクが変動したときのダイナモメータの速度を推定し、該推定速度とダイナモメータの実速度との偏差に比例ゲインを積算することにより、動力源の発生トルクを推定し、該動力源の発生トルクに基づいてダイナモメータの発生トルクを制御することにより、動力伝達系に、実際の車両と等価な慣性を負荷して、実車走行を模擬した試験を可能としている。
特開２００３−３４４２２４号公報

しかしながら、特許文献１に示す試験装置においては、電気慣性制御の応答には、トルクオブザーバによる動力源の発生トルクの推定遅れにより限界がある。トルクオブザーバの補償器のゲイン（例えば、比例ゲイン）を上げることで、応答を改善できるが、動力源の発生トルク推定のリップルも大きくなり、動力源とダイナモメータとを接続する軸のねじり共振周波数と一致して、大きな軸トルクの変動が継続的に発生してしまうという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、トルクオブザーバのゲインを上げることなく、電気慣性制御の応答を改善する、およびトルクオブザーバのゲインを上げても、電気慣性制御の応答を大きく低下することなく、トルク推定のリップルを抑えることができる動力伝達系の試験装置とその制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、動力源を含む動力伝達系の試験装置であって、前記動力伝達系に軸を介して接続され前記軸にトルクを発生するか、又は前記動力源を模擬して前記動力源の出力軸にトルクを発生するダイナモメータと、前記ダイナモメータの実速度を検出する速度検出手段と、一慣性系をモデルとして前記ダイナモメータの速度を推定する速度推定手段と、前記推定速度と前記実速度との偏差を算出する偏差算出手段と、前記偏差にオブザーバゲインを乗算したものに、前記動力源に入力されるトルク指令値又は前記トルク指令値によるトルクの予測値を正帰還し、前記軸の駆動源等の発生トルクを推定するトルク推定手段とを備え、前記推定されたトルクに基づいて前記動力源から見たダイナモメータの慣性量、またはダイナモメータで模擬する動力源の慣性量を所望の慣性量となるように前記ダイナモメータの発生トルクを制御する制御手段とを有することを特徴とする。

また本発明は、前記実速度と推定速度との偏差の算出の前段で、これら実速度と推定速度とのそれぞれの信号系に、互いに同一の特性で高周波成分を除去するローパスフィルタ手段を設けたことを特徴とする。
また本発明は、前記実速度と推定速度の偏差の算出の後段で、その高周波成分を除去するローパスフィルタ手段を設けたことを特徴とする。

また本発明は、動力源を含む動力伝達系の試験装置であって、前記動力伝達系に軸を介して接続され前記軸にトルクを発生するか、又は前記動力源を模擬して前記動力源の出力軸にトルクを発生するダイナモメータと、前記ダイナモメータの実速度を検出する速度検出手段と、一慣性系をモデルとして前記ダイナモメータの速度を推定する速度推定手段と、前記速度検出手段で検出された実速度から高周波成分を除去するフィルタ手段１と、前記速度推定手段で推定された推定速度から高周波成分を除去するフィルタ手段２と、フィルタ手段２で高周波成分が除去された前記推定速度とフィルタ手段１で高周波成分が除去された前記実速度との偏差を算出する偏差算出手段と、偏差にオブザーバゲインを乗算することにより、駆動源等の発生トルクを推定するトルク推定手段とを備え、前記推定されたトルクに基づいて前記動力源から見たダイナモメータの慣性量、またはダイナモメータで模擬する動力源の慣性量を所望の慣性量となるように前記ダイナモメータの発生トルクを制御する制御手段とを有することを特徴とする。

また本発明は、動力源を含む動力伝達系の試験装置であって、前記動力伝達系に軸を介して接続され前記軸にトルクを発生するか、又は前記動力源を模擬して前記動力源の出力軸にトルクを発生するダイナモメータと、前記ダイナモメータの実速度を検出する速度検出手段と、一慣性系をモデルとして前記ダイナモメータの速度を推定する速度推定手段と、前記推定速度と前記実速度との偏差を算出する偏差算出手段と、前記偏差の高周波成分を除去するフィルタ手段と、前記高周波成分が除去された偏差にオブザーバゲインを乗算することにより、駆動源等の発生トルクを推定するトルク推定手段とを備え、前記推定されたトルクに基づいて前記動力源から見たダイナモメータの慣性量、またはダイナモメータで模擬する動力源の慣性量を所望の慣性量となるように前記ダイナモメータの発生トルクを制御する制御手段とを有することを特徴とする。

また本発明は、前記動力源へのトルク指令値の変化点を判断し、トルク指令値の変換点で前記フィルタ手段のフィルタ時定数を切り換える変化点判断手段を有することを特徴とする。

また本発明は、動力源に軸を介して接続され前記軸にトルクを発生するか、又は前記動力源を模擬して前記動力源の出力軸にトルクを発生するダイナモメータを有する動力伝達系の試験装置の制御方法であって、前記ダイナモメータの実速度を検出するとともに、一慣性系をモデルとして前記ダイナモメータの速度を推定し、前記推定速度と前記実速度との偏差を算出し、前記偏差にオブザーバゲインを乗算したものに、前記動力源に入力されるトルク指令値又は前記トルク指令値によるトルクの予測値を正帰還し、前記軸の駆動源等の発生トルクを推定し、前記推定されたトルクに基づいて前記動力源から見たダイナモメータの慣性量、またはダイナモメータで模擬する動力源の慣性量を所望の慣性量となるように前記ダイナモメータの発生トルクを制御することを特徴とする。

また本発明は、前記実速度と推定速度との偏差の算出の前段で、これら実速度と推定速度とのそれぞれの信号系に、互いに同一の特性で高周波成分を除去することを特徴とする。
また本発明は、前記実速度と推定速度の偏差の算出の後段で、その高周波成分を除去することを特徴とする。

また本発明は、動力源を含む動力伝達系の試験装置であって、前記動力伝達系に軸を介して接続され前記軸にトルクを発生するか、又は前記動力源を模擬して前記動力源の出力軸にトルクを発生するダイナモメータを有する動力伝達系の試験装置の制御方法であって、前記ダイナモメータの実速度を検出するとともに、一慣性系をモデルとして前記ダイナモメータの速度を推定し、前記速度検出手段で検出された実速度から高周波成分を除去し、前記速度推定手段で推定された推定速度から高周波成分を除去し、高周波成分が除去された前記推定速度と高周波成分が除去された前記実速度との偏差を算出し、偏差にオブザーバゲインを乗算することにより、駆動源等の発生トルクを推定し、前記推定されたトルクに基づいて前記動力源から見たダイナモメータの慣性量、またはダイナモメータで模擬する動力源の慣性量を所望の慣性量となるように前記ダイナモメータの発生トルクを制御することを特徴とする。

また本発明は、動力源を含む動力伝達系の試験装置であって、前記動力伝達系に軸を介して接続され前記軸にトルクを発生するか、又は前記動力源を模擬して前記動力源の出力軸にトルクを発生するダイナモメータを有する動力伝達系の試験装置の制御方法であって、前記ダイナモメータの実速度を検出するとともに、一慣性系をモデルとして前記ダイナモメータの速度を推定し、前記推定速度と前記実速度との偏差を算出し、前記偏差の高周波成分を除去し、前記高周波成分が除去された偏差にオブザーバゲインを乗算することにより、駆動源等の発生トルクを推定し、前記推定されたトルクに基づいて前記動力源から見たダイナモメータの慣性量、またはダイナモメータで模擬する動力源の慣性量を所望の慣性量となるように前記ダイナモメータの発生トルクを制御することを特徴とする。

また本発明は、前記動力源へのトルク指令値の変化点を判断し、トルク指令値の変化点で前記フィルタ手段のフィルタ時定数を切り換えることを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、前記動力伝達系に軸を介して接続され該軸にトルクを発生するか、又は前記動力源を模擬して前記動力源の出力軸にトルクを発生するダイナモメータと、前記ダイナモメータの実速度を検出する速度検出手段と、一慣性系をモデルとして前記ダイナモメータの速度を推定する速度推定手段と該推定速度と前記実速度との偏差を算出する偏差算出手段と該偏差の高周波成分を除去するフィルタ手段と該高周波成分が除去された偏差にオブザーバゲインを積算することにより、前記軸の動力源の発生トルクを推定するトルク推定手段とを備え、前記推定された発生トルクに基づいて前記動力源から見たダイナモメータの慣性量、またはダイナモメータで模擬する動力源の慣性量を所望の慣性量となるように前記ダイナモメータの発生トルクを制御する制御手段とを有するので、トルクオブザーバのゲインを上げても、電気慣性制御の応答を大きく低下することなく、トルク推定のリップルを抑えることができるという利便性が有る。

また、前記動力源に入力されるトルク指令値を、前記トルク推定手段により推定された軸トルクを補償するよう正帰還し、前記制御手段により、前記推定された発生トルクと前記動力源へのトルク指令値とに基づいて前記ダイナモメータの発生トルクを制御するので、トルクオブザーバのゲインを上げることなく、電気慣性制御の応答を改善することができるという利便性がある。また、トルク推定のリップルを抑えることができることに加え、さらに、動力源へのトルク指令を用いてトルクオブザーバの推定遅れを補償するので、電気慣性制御の応答を、トルクオブザーバのゲインを上げることなく、高速にすることができるという利便性が有る。

また、前記フィルタ手段を、前記偏差算出手段の後段であって、前記軸トルク推定手段の前段に挿入するようにしたので、トルクオブザーバのゲインを上げても、電気慣性制御の応答を大きく低下することなく、トルク推定のリップルを抑えることができるという利便性が有る。

また、前記フィルタ手段を、前記偏差算出手段の前段に挿入するようにしたので、トルクオブザーバのゲインを上げても、電気慣性制御の応答を大きく低下することなく、トルク推定のリップルを抑えることができるという利便性が有る。

また、前記動力源へのトルク指令値の変化点を判断し、トルク指令値の変化点で前記フィルタ手段のフィルタ時定数を切り換える変化点判断手段を有するようにしたので、トルクオブザーバのゲインを上げても、電気慣性制御の応答を大きく低下することなく、トルク推定のリップルを抑えることができ、さらに、電気慣性制御の応答を向上させることができるという利便性が有る。

前記ダイナモメータの実速度を検出し、一慣性系をモデルとして前記ダイナモメータの速度を推定し、該推定速度と前記実速度との偏差を算出し、該偏差の高周波成分を除去し、該偏差にオブザーバゲインを積算することにより、前記軸又は前記出力軸の軸トルクを推定し、リップルが低減された前記推定された軸トルクに基づいて前記動力源から見たダイナモメータの慣性量、またはダイナモメータで模擬する動力源の慣性量を所望の慣性量となるように前記ダイナモメータの発生トルクを制御するので、トルクオブザーバのゲインを上げても、電気慣性制御の応答を大きく低下することなく、トルク推定のリップルを抑えることができるという利便性が有る。

前記偏差の高周波成分を、前記偏差の算出の後段であって、前記軸トルク推定の前段で除去するので、トルクオブザーバのゲインを上げても、電気慣性制御の応答を大きく低下することなく、トルク推定のリップルを抑えることができるという利便性が有る。

前記偏差の高周波成分を、前記偏差を算出の前段であって、前記推定速度と前記実速度との各々で除去するので、トルクオブザーバのゲインを上げても、電気慣性制御の応答を大きく低下することなく、トルク推定のリップルを抑えることができるという利便性が有る。

前記動力源に入力されるトルク指令値を、前記推定された軸トルクを補償するよう正帰還し、前記推定された軸トルクと前記動力源へのトルク指令値とに基づいて前記ダイナモメータの発生トルクを制御するので、トルクオブザーバのゲインを上げても、電気慣性制御の応答を大きく低下することなく、トルク推定のリップルを抑えることができることに加え、さらに、動力源へのトルク指令を用いてトルクオブザーバの推定遅れを補償するので、電気慣性制御の応答を、トルクオブザーバのゲインを上げることなく、高速にすることができるという利便性が有る。

前記動力源へのトルク指令値の変化点を判断し、トルク指令値の変化点で、前記偏差に対する除去特性を切り換えるので、トルクオブザーバのゲインを上げても、電気慣性制御の応答を大きく低下することなく、トルク推定のリップルを抑えることができ、さらに、電気慣性制御の応答を向上させることができるという利便性が有る。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
Ａ．第１実施形態
本発明の第１実施形態に係る動力伝達系の試験装置の構成を図１に示す。本発明の第１実施形態に係る動力伝達系の試験装置は、例えば、車両用エンジンの試験装置１であって、同図に示されるように、動力源であるエンジン２と、エンジン２の回転速度を変速するトランスミッション３０と、該トランスミッション３０および軸１０１を介して接続されるダイナモメータ３と、ダイナモメータ３の軸角度θを検出する角度検出器３２と、角度θからダイナモメータ３の回転速度ω_ｍを算出する微分器３３と、ダイナモメータ３の発生トルクを制御する制御装置５とを備えている。

エンジン２の回転は、一旦、該トランスミッション３０を介して、軸１０１に伝達される。軸１０１には、トルク計３１が設けられている。また、角度検出器３２は、レゾルバやエンコーダからなる。

上記ダイナモメータ３は発電機／電動機であって、その発生トルクを制御することによって、エンジン２にかける負荷を調整することにより、実際に走行する車両の走行抵抗負荷と加減速時の車重相当の慣性負荷によってエンジン２に加えられるトルク負荷を模擬することができるようになっている。すなわち、ダイナモメータ３は、動力伝達系の動力源であるエンジン２の出力側、車両でいうと、タイヤ側にダイナモメータ３を設置して電気慣性制御する場合は、発電機として機能し、動力伝達系の駆動側、すなわち、エンジン２の代わりにダイナモメータ３を設置してダイナモメータ３の慣性量をエンジン２相当に見せかける電気慣性制御を行う場合は電動機として機能する。

制御装置５は、供試体であるエンジン２とダイナモメータ３を接続する軸１０１に発生する軸トルクを推定する軸トルクオブザーバ６を備えている。この軸トルクオブザーバ６は、以下の考え方に基づいている。すなわち、実車におけるエンジン２の発生トルクＴ_ｅ、エンジン２を含む全体の慣性量（エンジン軸換算）Ｊ_ｃとすれば、エンジン軸での加速度α_ｃは、次式（１）で表される。

α_ｃ＝Ｔ_ｅ／Ｊ_ｃ （１）

試験装置におけるダイナモメータ３の発生トルクＴ_ｍ、ダイナモメータ３の慣性量Ｊ_ｍとすれば、ダイナモメータ３の加速度α_ｍは、次式（２）で表される。

α_ｍ＝（Ｔ_ｅ−Ｔ_ｍ）／Ｊ_ｍ （２）

ダイナモメータ３によって車両の慣性を模擬するには、条件α_ｃ＝α_ｍが成立すればよい。そこで、α_ｃ＝α_ｍを条件として、上記式（１），（２）から加速度を消去すると、次式に示すようになり、エンジントルクＴ_ｅを知ることができれば、次式（３）によってダイナモメータ３の発生トルクＴ_ｍを制御することが可能となることがわかる。

Ｔ_ｍ＝（（Ｊ_ｃ−Ｊ_ｍ）／Ｊ_ｃ）・Ｔｅ （３）

しかしながら、エンジン２の発生トルクを遅れなく正確に検出することは困難であるため、エンジントルクオブザーバ６を用いてエンジントルクＴ_ｅを推定し、これを用いてダイナモメータ３の発生トルクＴ_ｍを算出する。本実施形態においては、エンジントルクオブザーバ６は、速度推定部７と、ローパスフィルタ４０と、トルク推定部８とを備えている。速度推定部７は、エンジントルクＴ_ｅに対してダイナモメータ３のトルクＴ_ｍが変動したときのダイナモメータ３の速度を推定する部分であって、一慣性系をモデルとしている。また、ローパスフィルタ４０は、推定速度の高周波成分をカットする。トルク推定部８は、比例要素のみからなるオブザーバゲインＧにより構成されている。その結果、このエンジントルクオブザーバ６は最小次元オブザーバとなっている。トルク推定部８の前段にローパスフィルタ４０を挿入することにより、トルク推定部８で推定された軸トルクのリップルが低減される。

前記速度推定部７は、前記ダイナモメータ３と等価な対象を表す一慣性系のモデルであり、推定されたエンジントルクＴ_ｅと該エンジントルクＴ_ｅに基づいて算出されたダイナモメータ３のトルクＴ_ｍとの偏差を入力することにより、ダイナモメータ３の推定速度ω_ｍ＾（図１等の中において、ω_ｍまたはＴ_ｅの上に「＾」を付した推定値を示す記号を、文章中では便宜上、ω_ｍまたはＴ_ｅの右側に「＾」を付すことにより示すことにする。）を出力することができるようになっている。また、トルク推定部８には、上記のようにして得られたダイナモメータ３の推定速度ω_ｍ＾に、ダイナモメータ３の回転速度ω_ｍを負帰還することによって得られた速度偏差がローパスフィルタ４０を介して入力され、エンジントルク推定値τ_ｅ＾が出力されるようになっている。

ダイナモメータ３は、直結されているエンジン２からトランスミッション３０を介してエンジントルクＴ_ｅを供給されるとともに、制御装置５からダイナモメータ３のダイナモトルク指令τ^＊を入力される。ダイナモメータ３は、慣性量Ｊ_ｍを備える一慣性系と考えられ、該一慣性系にエンジントルクＴ_ｅとダイナモトルク指令値τ^＊とが入力され、角度検出器３２によって検出された軸角度θが出力される。微分器３３は、該軸角度θからダイナモメータ３の回転速度ω_ｍを算出し、制御装置５へ供給する。

また、制御装置５は、上記エンジントルクオブザーバ６と、該エンジントルクオブザーバ６により推定されたエンジントルク推定値Ｔ_ｅ＾に基づいて、上記式（３）によりダイナモメータ３の発生トルクを指令するためのダイナモトルク指令τ^＊を出力する指令値演算部９とを備えている。指令値演算部９からの出力は、エンジントルクオブザーバ６に戻されるとともに、ダイナモメータ３にダイナモトルク指令τ^＊として供給されるようになっている。

このように構成された本第１実施形態に係る車両エンジン２の試験装置１によれば、エンジントルクオブザーバ６によりエンジン２の発生トルクＴ_eを推定するので、検出することが困難なエンジン２の発生トルクＴ_eを検出された速度から簡易に得ることができる。そして、このようにして推定されたエンジン２の発生トルク推定値からダイナモメータ３の発生トルク指令τ^＊を出力するので、ダイナモメータ３を適正に制御して、より実車に近く、高応答に慣性を模擬した性能試験を行うことができる。さらに、ローパスフィルタ４０を挿入したことにより、電気慣性制御の応答を下げることなく、推定されたエンジントルクのリップルを抑えることができる。この結果、トルクオブザーバ６の比例ゲインＧを上げて、電気慣性制御の応答を高速にすることができる。

尚、以上の説明では、ダイナモメータ３を動力伝達系の出力側（動力源であるエンジン２の出力側）、すなわち、車両でいうと、タイヤ側にダイナモメータ３を設置して電気慣性制御する場合について述べたが、これに限らず動力伝達系の駆動側に適用する場合、すなわち、車両でいうと、エンジン２の代わりにダイナモメータ３を設置してダイナモメータ３の慣性量をエンジン２相当に見せかける電気慣性制御を行う場合も同様である。

Ｂ．第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本発明の第２実施形態に係る動力伝達系の試験装置の構成およびトルクオブザーバを用いた電気慣性制御の制御系の基本構成を図２に示す。なお、図１に対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。本第２実施形態では、図２に示すように、ダイナモメータ３の推定速度ω_ｍ＾とダイナモメータ３の回転速度ω_ｍとの偏差を求める加算器の各入力側にローパスフィルタ４１とローパスフィルタ４２とを設けている。ローパスフィルタ４１とローパスフィルタ４２とは同じ特性を有する。

上述した構成によれば、前述した第２実施形態と同様に、ローパスフィルタ４１、４２を挿入したことにより、電気慣性制御の応答を下げることなく、推定されたエンジントルクのリップルを抑えることができる。この結果、トルクオブザーバ６の比例ゲインＧを上げて、電気慣性制御の応答を高速にすることができる。

Ｃ．第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本発明の第３実施形態に係る動力伝達系の試験装置の構成およびトルクオブザーバを用いた電気慣性制御の制御系の基本構成を図３に示す。なお、図１に対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。本第３実施形態では、図３に示すように、エンジン２には、外部からトルク指令（発生トルク）τ_ｅ ^＊が入力されている。また、トルク指令（発生トルク）τ_ｅ ^＊は、制御装置５におけるエンジントルクオブザーバ６のトルク推定部８の出力である、推定されたエンジントルクτ_ｅ＾に加算されるよう正帰還される。

上述した構成によれば、ローパスフィルタ４０を挿入したことにより、トルクオブザーバ６の比例ゲインＧを上げても、電気慣性制御の応答を下げることなく、推定されたエンジントルクのリップルを抑えることができることに加え、さらに、エンジン２へのトルク指令（発生トルク）τ_ｅ ^＊を用いて（遅れや誤差があっても、トルクオブザーバ６が補うので問題ない）、エンジントルクオブザーバ６の推定遅れを補償するので、電気慣性制御の応答を、エンジントルクオブザーバ６のゲインＧを上げることなく、高速にすることができる。
なお、上述した第３実施形態では、図１に示す第１実施形態の構成において、エンジン２に入力されるトルク指令（発生トルク）τ_ｅ ^＊を、推定されたエンジントルクτ_ｅ＾に加算されるよう正帰還させたが、これに限らず、図２に示す第２実施形態の構成、すなわち、ダイナモメータ３の推定速度ω_ｍ＾とダイナモメータ３の回転速度ω_ｍとの偏差を求める前段にローパスフィルタ４１とローパスフィルタ４２とを設けた構成に適用してもよい。

Ｄ．第４実施形態
次に、本発明の第４実施形態について説明する。本発明の第４実施形態に係る動力伝達系の試験装置の構成およびトルクオブザーバを用いた電気慣性制御の制御系の基本構成を図４に示す。なお、図３に対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。本第４実施形態では、図４に示すように、変化点判断部５０は、トルク指令τ_ｅ ^＊の変化点を検知し、ローパスフィルタ４３のフィルタ時定数を切り換える。ローパスフィルタ４３は、前述した第３実施形態と同様に、トルク推定部８の前段に挿入されている。

上述した構成によれば、ローパスフィルタ４０を挿入したことにより、トルクオブザーバ６の比例ゲインＧを上げても、電気慣性制御の応答を下げることなく、推定されたエンジントルクのリップルを抑えることができることに加え、さらに、図示するように、トルク指令（駆動トルクまたは軸トルク）が大きく変化する場合には、フィルタ時定数を小さくするか、あるいは無くすことにより、さらに電気慣性制御の応答を向上させることができる。

この発明の第１実施形態に係るエンジンの試験装置におけるトルクオブザーバを用いた電気慣性制御の制御系の基本構成を示すブロック図。 この発明の第２実施形態に係る動力伝達系の試験装置の構成および軸トルクオブザーバを用いた電気慣性制御の制御系の基本構成を示すブロック図 この発明の第３実施形態に係る動力伝達系の試験装置の構成および軸トルクオブザーバを用いた電気慣性制御の制御系の基本構成を示すブロック図。 この発明の第４実施形態に係る動力伝達系の試験装置の構成および軸トルクオブザーバを用いた電気慣性制御の制御系の基本構成を示すブロック図。

符号の説明

１…試験装置 ２…エンジン（動力源） ３…ダイナモメータ ５…制御装置（制御手段） ６…トルクオブザーバ ７…速度推定部（速度推定手段） ８…トルク推定部（軸トルク推定手段） ９…指令値演算部 ３０…トランスミッション ３１…トルク計 ３２…角度検出器（速度検出手段） ３３…微分器（速度検出手段） ４０〜４３…ローパスフィルタ（フィルタ手段） ５０…変化点判断部

Claims (12)

1. 動力源を含む動力伝達系の試験装置であって、
   前記動力伝達系に軸を介して接続され前記軸にトルクを発生するか、又は前記動力源を模擬して前記動力源の出力軸にトルクを発生するダイナモメータと、
   前記ダイナモメータの実速度を検出する速度検出手段と、
   一慣性系をモデルとして前記ダイナモメータの速度を推定する速度推定手段と
   前記推定速度と前記実速度との偏差を算出する偏差算出手段と、
   前記偏差にオブザーバゲインを乗算したものに、前記動力源に入力されるトルク指令値又は前記トルク指令値によるトルクの予測値を正帰還し、前記軸の駆動源等の発生トルクを推定するトルク推定手段とを備え、
   前記推定されたトルクに基づいて前記動力源から見たダイナモメータの慣性量、またはダイナモメータで模擬する動力源の慣性量を所望の慣性量となるように前記ダイナモメータの発生トルクを制御する制御手段と
   を有することを特徴とする動力伝達系の試験装置。
2. 前記実速度と推定速度との偏差の算出の前段で、これら実速度と推定速度とのそれぞれの信号系に、互いに同一の特性で高周波成分を除去するローパスフィルタ手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達系の試験装置。
3. 前記実速度と推定速度の偏差の算出の後段で、その高周波成分を除去するローパスフィルタ手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達系の試験装置。
4. 動力源を含む動力伝達系の試験装置であって、
   前記動力伝達系に軸を介して接続され前記軸にトルクを発生するか、又は前記動力源を模擬して前記動力源の出力軸にトルクを発生するダイナモメータと、
   前記ダイナモメータの実速度を検出する速度検出手段と、
   一慣性系をモデルとして前記ダイナモメータの速度を推定する速度推定手段と、
   前記速度検出手段で検出された実速度から高周波成分を除去するフィルタ手段１と、
   前記速度推定手段で推定された推定速度から高周波成分を除去するフィルタ手段２と、
   フィルタ手段２で高周波成分が除去された前記推定速度とフィルタ手段１で高周波成分が除去された前記実速度との偏差を算出する偏差算出手段と、
   偏差にオブザーバゲインを乗算することにより、駆動源等の発生トルクを推定するトルク推定手段とを備え、
   前記推定されたトルクに基づいて前記動力源から見たダイナモメータの慣性量、またはダイナモメータで模擬する動力源の慣性量を所望の慣性量となるように前記ダイナモメータの発生トルクを制御する制御手段と
   を有することを特徴とする動力伝達系の試験装置。
5. 動力源を含む動力伝達系の試験装置であって、
   前記動力伝達系に軸を介して接続され前記軸にトルクを発生するか、又は前記動力源を模擬して前記動力源の出力軸にトルクを発生するダイナモメータと、
   前記ダイナモメータの実速度を検出する速度検出手段と、
   一慣性系をモデルとして前記ダイナモメータの速度を推定する速度推定手段と、
   前記推定速度と前記実速度との偏差を算出する偏差算出手段と、
   前記偏差の高周波成分を除去するフィルタ手段と、
   前記高周波成分が除去された偏差にオブザーバゲインを乗算することにより、駆動源等の発生トルクを推定するトルク推定手段とを備え、
   前記推定されたトルクに基づいて前記動力源から見たダイナモメータの慣性量、またはダイナモメータで模擬する動力源の慣性量を所望の慣性量となるように前記ダイナモメータの発生トルクを制御する制御手段と
   を有することを特徴とする動力伝達系の試験装置。
6. 前記動力源へのトルク指令値の変化点を判断し、トルク指令値の変換点で前記フィルタ手段のフィルタ時定数を切り換える変化点判断手段を有することを特徴とする請求項２、３、４、または５に記載の動力伝達系の試験装置。
7. 動力源に軸を介して接続され前記軸にトルクを発生するか、又は前記動力源を模擬して前記動力源の出力軸にトルクを発生するダイナモメータを有する動力伝達系の試験装置の制御方法であって、
   前記ダイナモメータの実速度を検出するとともに、
   一慣性系をモデルとして前記ダイナモメータの速度を推定し、
   前記推定速度と前記実速度との偏差を算出し、
   前記偏差にオブザーバゲインを乗算したものに、前記動力源に入力されるトルク指令値又は前記トルク指令値によるトルクの予測値を正帰還し、前記軸の駆動源等の発生トルクを推定し、
   前記推定されたトルクに基づいて前記動力源から見たダイナモメータの慣性量、またはダイナモメータで模擬する動力源の慣性量を所望の慣性量となるように前記ダイナモメータの発生トルクを制御することを特徴とする動力伝達系の試験装置の制御方法。
8. 前記実速度と推定速度との偏差の算出の前段で、これら実速度と推定速度とのそれぞれの信号系に、互いに同一の特性で高周波成分を除去することを特徴とする請求項７に記載の動力伝達系の試験装置の制御方法。
9. 前記実速度と推定速度の偏差の算出の後段で、その高周波成分を除去することを特徴とする請求項７に記載の動力伝達系の試験装置の制御方法。
10. 動力源を含む動力伝達系の試験装置であって、
    前記動力伝達系に軸を介して接続され前記軸にトルクを発生するか、又は前記動力源を模擬して前記動力源の出力軸にトルクを発生するダイナモメータを有する動力伝達系の試験装置の制御方法であって、
    前記ダイナモメータの実速度を検出するとともに、
    一慣性系をモデルとして前記ダイナモメータの速度を推定し、
    前記速度検出手段で検出された実速度から高周波成分を除去し、
    前記速度推定手段で推定された推定速度から高周波成分を除去し、
    高周波成分が除去された前記推定速度と高周波成分が除去された前記実速度との偏差を算出し、
    偏差にオブザーバゲインを乗算することにより、駆動源等の発生トルクを推定し、
    前記推定されたトルクに基づいて前記動力源から見たダイナモメータの慣性量、またはダイナモメータで模擬する動力源の慣性量を所望の慣性量となるように前記ダイナモメータの発生トルクを制御することを特徴とする動力伝達系の試験装置の制御方法。
11. 動力源を含む動力伝達系の試験装置であって、
    前記動力伝達系に軸を介して接続され前記軸にトルクを発生するか、又は前記動力源を模擬して前記動力源の出力軸にトルクを発生するダイナモメータを有する動力伝達系の試験装置の制御方法であって、
    前記ダイナモメータの実速度を検出するとともに、
    一慣性系をモデルとして前記ダイナモメータの速度を推定し、
    前記推定速度と前記実速度との偏差を算出し、
    前記偏差の高周波成分を除去し、
    前記高周波成分が除去された偏差にオブザーバゲインを乗算することにより、駆動源等の発生トルクを推定し、
    前記推定されたトルクに基づいて前記動力源から見たダイナモメータの慣性量、またはダイナモメータで模擬する動力源の慣性量を所望の慣性量となるように前記ダイナモメータの発生トルクを制御することを特徴とする動力伝達系の試験装置の制御方法。
12. 前記動力源へのトルク指令値の変化点を判断し、トルク指令値の変化点で前記フィルタ手段のフィルタ時定数を切り換えることを特徴とする請求項８、９、１０、または１１に記載の動力伝達系の試験装置の制御方法。
    
    
    
    
    

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