JPH04102448U

JPH04102448U - ダイナモメータのトルク制御装置

Info

Publication number: JPH04102448U
Application number: JP1991001396U
Authority: JP
Inventors: 孝法入江
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 1991-01-22
Filing date: 1991-01-22
Publication date: 1992-09-03
Anticipated expiration: 2006-01-22
Also published as: JP2599860Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】トルク指令に対して演算によって電流指令を
得るダイナモメータにおいて、低速回転領域にもトルク
指令と電動機出力トルクとを整合させる。【構成】電動機の低速回転領域では電動機のトルク出
力と電機子電流の比例関係からトルク−電流演算を行っ
て電流指令を求め、高い回転数領域では現在回転数等と
の関係からトルク−電流演算を行って電流指令を求め、
加減速による両回転数領域別の電流指令の切替えには電
流指令を徐々に増減させることで切替時のトルクショッ
クを防止する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ダイナモメータのトルク制御装置に係り、特にトルク指令から演算によって電動機の電流指令を求めるトルク制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

ダイナモメータでは直流電動機を動力吸収体又は駆動源として車両の各種性能試験が行われ、直流電動機は回転数制御やトルク制御が行われる。図３はダイナモメータのトルク制御装置を示し、直流電動機１にはサイリスタ式電力変換器２から制御された直流電流が供給され、この直流電流制御は電流自動制御回路（ＡＣＲ）３によって行われる。電流自動制御回路３は電流制御アンプ４と位相変換器５によって構成され、電流制御アンプ４への電流指令Ｉsetと電力変換器２の出力電流検出値Ｉdetとの突合せによるフィードバック制御により電流指令Ｉset に一致する変換器出力電流Ｉａの制御を行う。

【０００３】電流指令Ｉsetはトルク−電流演算回路６によってトルク指令Ｔsetから演算によって求める。演算回路６の演算は下記（１）式にされる。

【０００４】

【数１】

【０００５】但し、Ｎ：電動機回転数Ｐ_ML：メカロスＶａ：電動機端子電圧Ｒａ：電機子抵抗Ｒip：補極抵抗Ｖip：補極電圧Ｖ_B ：ブラシドロップ電圧上記（１）式において、（１＋ｋ・ｄＮ／ｄｔ）は電動機の加減速中の誘起電圧による電流Ｉａのオフセット分補償用である。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

従来のトルク制御装置は、トルク指令Ｔsetから演算回路６による演算で電動機電流指令Ｉsetを求め、通常のトルク制御装置が持つトルク指令とトルク検出値との突合せによるトルク制御系に較べて高い応答性を得る。この演算によるトルク指令−電流指令演算は、ダイナモメータに車両エンジンと同等の高応答性を得て過渡応答試験性能を高めることができる。

【０００７】しかしながら、前述の（１）式によるトルク制御では電動機回転数Ｎがアイドリング模擬状態など低い回転数にあるときには（１）式の分母が零近くになり、電流指令Ｉsetが真値とかけ離れて大きな値となり、所期のトルク制御ができなくなる問題があった。

【０００８】本考案の目的は、低速回転領域にもトルク指令と電動機出力トルクとを整合させたトルク制御装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は前記課題の解決を図るため、トルク指令Ｔsetから演算によって電流指令Ｉsetを求め、この電流指令で直流電動機の電流制御を行うダイナモメータにおいて、前記直流電動機が設定回転数Ｎ₂以上あるときにトルク指令Ｔsetと現在回転数Ｎ等と電動機の電機子電流との関係式からトルク−電流演算値Ｉset1を求める第１の演算手段と、直流電動機が低速の設定回転数Ｎ₁以下にあるときに電動機の出力トルクと電機子電流の比例係数ａをトルク指令Ｔsetに乗算してトルク−電流演算値Ｉset2を求める第２の演算手段と、電動機が前記設定回転数Ｎ₂ 以上にあるときに前記演算値Ｉset1をトルク指令Ｔsetに対する電流指令Ｉsetとして出力し、前記設定回転数Ｎ₁以下にあるときに前記演算値Ｉset2をトルク指令Ｔsetに対する電流指令Ｉsetとして出力し、電動機の回転数が前記設定回転数Ｎ₁とＮ₂の間にあるときに加速又は減速に応じて前記演算値Ｉset1又はＩset2に向って徐々に変化させた電流指令Ｉsetを出力する第３の演算手段とを備えたことを特徴とする。

【００１０】

【作用】

上記構成になる本考案によれば、電動機が低速回転Ｎ₁以下にあるときにはそのトルクと電機子電流の比例関係からトルク−電流演算値を求め、設定回転数Ｎ ₂ 以上では従来と同じ演算を行い、電動機回転数に応じて第１，第２の演算出力を切替え、その切替領域ではトルクショックを無くすよう徐々に増減する。

【００１１】

【実施例】

図１は本考案の一実施例を示すトルク−電流演算フローチャートであり、図３のトルク−電流演算回路６をマイクロコンピュータのプログラムとして構成する場合である。トルク指令Ｔsetは周期的にディジタルデータとして取込み（ステップＳ１）、このトルク指令Ｔsetと他の検出値等を使って前述の（１）式による演算を行うことでトルク−電流演算値Ｉset1を求める（ステップＳ２）。

【００１２】次に、トルク指令Ｔsetを使って下記(２）式によるトルク−電流演算値Ｉset2 を求める（ステップＳ３）。

【００１３】Ｉset2＝ａＴset …………（２）この（２）式中、ａは比例定数であり、電動機回転数が低い領域では電機子電流が出力トルクにほぼ比例することを利用し、該比例定数として設定される。この（２）式で求められる演算値Ｉset2は上述のことから電動機回転数が低い場合の電流指令Ｉsetとして使用される。

【００１４】上述までの演算により、現在のトルク指令入力Ｔsetに対して（１）式による演算での電流演算値Ｉset1と、（２）式による演算値Ｉset2が求められた後、現在の電動機回転数Ｎについて設定回転数Ｎ₁，Ｎ₂（Ｎ₁＜Ｎ₂）との大小比較が行われる（ステップＳ４）。この判定で現在回転数Ｎが設定値Ｎ₁より小さければ、電流指令値ＩsetにはステップＳ３で求めた演算値Ｉset2をセットし（ステップＳ５）、該電流指令Ｉset(＝Ｉset2）をトルク−電流演算値として出力する（ステップＳ６）。設定回転数Ｎ₁として前述の（２）式を満足する低回転数領域の境界になる回転数に相当し、設定回転数Ｎ₁以下の電動機速度には（２）式の演算結果から電流指令Ｉsetを得ることでトルク指令Ｔsetに対する電動機出力トルクをほぼ一致させる。

【００１５】次に、現在回転数Ｎが設定回転数Ｎ₂以上にあるとき、電流指令値ＩsetにはステップＳ２で求めた演算値Ｉset1をセットし（ステップＳ７）、この演算値Ｉse t1を電流指令Ｉsetとして出力する（ステップＳ６）。設定回転数Ｎ₂は設定回転数Ｎ₁よりも少し大きくされ、両回転数で設定する回転領域を（１）式と（２）式による演算結果のスムーズな切替えのための緩衝領域として確保する。即ち、電動機の加減速ではステップＳ４の判定に１つの設定回転数Ｎ₁と現在回転数Ｎとの比較のみにすると、回転数Ｎ₁より低い回転数からＮ₁を越えるときに電流指令値ＩsetはＩset1からＩset2に切替わり、両演算値Ｉset1とＩset2が回転数Ｎ₁ で常に一致すれば何ら問題ないが、両演算値にずれがあると切替時にトルクショックを与えてしまう。減速時も同様にトルクショックを与えてしまう。

【００１６】上述のことから、本実施例では設定回転数Ｎ₁とＮ₂でその間に緩衝領域を設定し、該領域では電流指令ＩsetをＩset1からＩset2へ又はその逆に徐々に増減した電流指令を得て切替時のトルクショックを防止する。この演算を以下に詳細に説明する。

【００１７】現在回転数Ｎが設定回転数Ｎ₁とＮ₂の間の領域にあるとき、前回検出した回転数と現在回転数の変化から電動機が現在加速中か否か判定し（ステップＳ８）、加速中であれば次式に従って電流指令Ｉsetを求める（ステップＳ９）。

【００１８】

【数２】

【００１９】即ち、時間ｔの経過と共に比例係数（Ｉset1−Ｉset2）／ｔ₁を持って電流指令ＩsetをＩset1まで徐々に増加させる。この様子は図２に実線Ａで示すように設定回転数Ｎ₁からＮ₂までの加速に電流指令ＩsetをＩset2からＩset1まで移行時間ｔ₁を有して徐々に増加させ、電流指令Ｉsetのステップ状切替えを無くしてトルクショックを防止する。

【００２０】同様に、ステップＳ８で減速と判定したときには演算値Ｉset1から徐々にＩse t2に切替わるよう次式に従った電流指令Ｉsetを求め（ステップＳ１０）、トルクショックを防止する。

【００２１】

【数３】

【００２２】この減速中の様子は図２に一点鎖線Ｂで示すように比例係数（Ｉset1−Ｉset2 ）／ｔ₂を持って電流指令ＩsetをＩset2まで移行時間ｔ₂で徐々に減少させる。なお、加速中と減速中の比例係数は電動機の加減速特性に合わせるよう異なる場合で示すが同じ係数にしても良い。

【００２３】

【考案の効果】以上のとおり、本考案によれば、電動機の低速回転では電動機のトルクと電機子電流の比例関係からトルク−電流演算した電流指令とし、低速回転を越えるときには従来と同じに回転数等から求めた電流指令とし、両指令値の切替えには加減速に応じて徐々に両設定値に近づけた電流指令とするようにしたため、低速回転から高速回転までの広い範囲に渡って、特に低速回転でのトルク−電流演算に誤差を少なくして正確なトルク制御ができる。また、電流指令に差が生じる場合にも電流指令を徐々に増減して切替えによるトルクショックを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示すフローチャート。

【図２】実施例の演算態様図。

【図３】ダイナモメータのトルク制御装置の構成図。

【符号の説明】

１…直流電動機２…電力変換器３…電流自動制御回路６…トルク−電流演算回路

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】トルク指令Ｔsetから演算によって電流
指令Ｉsetを求め、この電流指令で直流電動機の電流制御
を行うダイナモメータにおいて、前記直流電動機が設定
回転数Ｎ₂以上あるときにトルク指令Ｔsetと現在回転数
Ｎ等と電動機の電機子電流との関係式からトルク−電流
演算値Ｉset1を求める第１の演算手段と、直流電動機が
低速の設定回転数Ｎ₁以下にあるときに電動機の出力ト
ルクと電機子電流の比例係数ａをトルク指令Ｔsetに乗
算してトルク−電流演算値Ｉset2を求める第２の演算手
段と、電動機が前記設定回転数Ｎ₂以上にあるときに前
記演算値Ｉset1をトルク指令Ｔsetに対する電流指令Ｉs
etとして出力し、前記設定回転数Ｎ₁以下にあるときに
前記演算値Ｉset2をトルク指令Ｔsetに対する電流指令
Ｉsetとして出力し、電動機の回転数が前記設定回転数
Ｎ₁とＮ₂の間にあるときに加速又は減速に応じて前記演
算値Ｉset1又はＩset2に向って徐々に変化させた電流指
令Ｉsetを出力する第３の演算手段とを備えたことを特
徴とするダイナモメータのトルク制御装置。