JPH06281537A - ねじり加振装置 - Google Patents

ねじり加振装置

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JPH06281537A
JPH06281537A JP7057993A JP7057993A JPH06281537A JP H06281537 A JPH06281537 A JP H06281537A JP 7057993 A JP7057993 A JP 7057993A JP 7057993 A JP7057993 A JP 7057993A JP H06281537 A JPH06281537 A JP H06281537A
Authority
JP
Japan
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command value
torque
acceleration
motor
vibration
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7057993A
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English (en)
Inventor
Takumi Yoshida
巧 吉田
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Shinko Electric Co Ltd
Original Assignee
Shinko Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Shinko Electric Co Ltd filed Critical Shinko Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 加振指令の周波数が低い場合でも、所望の加
振を行うことができ、しかも、効率的な加振を行うよう
にする。 【構成】速度指令値N*が与えられると、これに対応し
たトルク指令値τM*が加減速インバータ13に加えら
れる。一方、加減速モータ11の回転速度に対応する速
度フィードバック信号Nと速度指令値N*との偏差が検
出され、これを0とするよう加減速モータ11が制御さ
れる。また、加振インバータ12は、負荷特性をシミュ
レートした負荷トルク指令値τDと、エンジン特性をシ
ミュレートしたトルクリップル指令値ΔτM*の和であ
るトルク指令値τG*によって駆動されるから、供試体
2は、本来入力側から受けるエンジンのトルクリップル
を負荷側から受け、さらに、負荷特性に対応するトルク
も負荷側から受けることになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、自動車のト
ランスミッションのように、トルクリップルを有する原
動機によって駆動される装置を試験する際に用いて好適
なねじり加振装置に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車の原動機(エンジン等)の回転ト
ルクは、常に一定ではなくリップルを有している。した
がって、原動機に接続されるトランスミッションは、ト
ルクリップルを有する駆動原により、駆動されることに
なる。したがって、トランスミッションを試験する場
合、一定トルクで回転するモータによって駆動しても、
エンジンに接続された場合とは状況が異なってしまうの
で、試験をしたことにならない。このため、トランスミ
ッションを試験(騒音等の試験)する場合は、エンジン
Eに直接トランスミッションTを接続して行われた。す
なわち、エンジンが開発された後でないと、トランスミ
ッションを試験することができず、自動車等の総合開発
時間が非常に長くかかるという問題があった。
【0003】また、エンジンを用いて自動運転試験を行
うと、エンジンの発熱により、火災が発生する危険があ
った。この場合の構成を図4に示す。トランスミッショ
ンTの出力軸には、実機をシミュレートした負荷Lが接
続されている。この負荷Lは、自動車の車体に相当する
慣性負荷や走行抵抗をシミュレートしたものである。こ
こで、車体相当慣性は加減速に大きな影響を与えるもの
であり、走行抵抗は定常的な出力に相当するものであ
る。
【0004】そこで、インバータを制御することによ
り、トルクリップルを有するようにモータを駆動し、こ
れによって、エンジンの回転をシミュレートするねじり
加振装置が開発されている。
【0005】図3は、インバータを用いたねじり加振装
置の従来の構成を示すブロック図である。図において、
2は供試体(この例の場合は、トランスミッション)で
あり、入力軸に誘導モータ3の回転軸が接続され、出力
軸に負荷1が接続されている。負荷1は、供試体の後段
に接続される機器をシミュレートするものであり、単な
る慣性負荷や何らかの制動装置、あるいはそれらの組み
合わせにより構成される。この場合は、自動車の車体相
当慣性や走行抵抗をシミュレートするために、例えば、
発電機が用いられる。4はモータ3に駆動電流を与える
インバータであり、このインバータ4とモータ3とが、
実機におけるエンジンをシミュレートする駆動源とな
る。インバータ4は、トルク指令値τN*に対応した駆
動電流(三相交流電流)をモータ3に供給する。
【0006】9は制御部であり、偏差検出点5、速度ア
ンプ7および加算点8によって構成され、速度指令値N
*(一定値もしくは徐々に変化する直流的信号)および
トルクリップル指令値Δτr*(交流信号)に応じて、
トルク指令値τN*を作成する。偏差検出点5において
は、速度指令値N*とモータ3の速度フィードバック値
(瞬時値)Nとの偏差が取られ、この偏差が速度アンプ
7によって所定の係数で増幅されてトルク信号τN*と
なる。加算点では、トルクリップル指令値Δτr*とト
ルク信号τN*とを加算してトルク指令値τN*として出
力する。以上の構成において、偏差検出点5における偏
差が0となるように速度制御ループが動作し、この速度
制御ループの動作に重畳してトルクリップル指令値Δτ
r*(交流信号)が加えられる。したがって、モータ3
は速度指令値N*に応じた速度を維持し、なおかつ、ト
ルクリップル指令値Δτr*に応じたトルクリップルを
発生する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したね
じり加振装置においては、モータ3は供試体を加振する
と同時に自らも加減速するという状況にあるため、実際
に供試体を加振するのに利用し得るトルクはモータ3の
慣性をJM、供試体の慣性をJLとすると発生した加振ト
ルクのJL/(JM+JL)倍に減じてしまう。したがっ
て、加振トルクを効率的に供試体に与えるためには、モ
ータ3の慣性を小さくする必要がある。すなわち、モー
タ3として軽量なものを使用することが望ましい。しか
しながら、軽量のモータを用いると、出力が小さくな
り、負荷を充分に速度制御できないという問題が生じ
る。また、回転変化に対するトランスミッションの騒音
を試験する場合などは、実際のエンジンと同様の速度変
化を与えなければならない。この場合、エンジンのアイ
ドリング時から高速回転時までの速度比は、1:6程度
である。そして、エンジンが低速回転の時は、速度リッ
プルの周波数も低くなり、10Hz〜30Hz程度とな
る。しかしながら、加振指令であるトルクリップル指令
値Δτr*の周波数が低いと、速度アンプ7が応答して
しまい、速度制御ループがトルクリップル指令値Δτr
*の変動に伴う速度変化を吸収して、リップルのない状
態を作り出してしまうという欠点があった。すなわち、
加振指令の周波数が低いと所望の加振ができなくなると
いう問題があった。この発明は、上述した事情に鑑みて
なされたもので、加振指令の周波数が低い場合でも、所
望の加振を行うことができ、しかも、加振モータを小型
にし得て効率的な加振を行うことができるねじり加振装
置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1に記載の発明においては、供試体に対し回
転数制御を行いながら加振を与えるねじり加振装置にお
いて、前記供試体の入力側に接続される加減速モータ
と、前記供試体の負荷側に接続される加振モータと、供
給されるトルク指令値に対応した駆動電流を前記加減速
モータに供給する加減速インバータと、供給されるトル
ク指令値に対応した駆動電流を前記加振モータに供給す
る加振インバータと、前記加減速モータの回転数に対応
するフィードバック信号と速度指令値との偏差を検出
し、この偏差が最小となるようなトルク指令値を前記加
減速インバータに供給する速度制御手段と、シミュレー
トすべき駆動源のトルクリップルに対応したトルク指令
値を前記加振インバータに供給するトルクリップル制御
手段とを具備し、前記加減速モータによって前記供試体
の加減速を行い、前記加振モータによって前記供試体に
トルクリップルを与えることを特徴とする。請求項2に
記載の発明にあっては、前記トルクリップル制御手段
は、前記加減速モータの回転数変化に応じた負荷トルク
を算出し、この算出結果と前記トルクリップル指令値と
を加算して前記加振インバータに供給することを特徴と
する。請求項3に記載の発明にあっては、請求項1記載
のトルクリップル制御手段が、前記加減速モータの回転
速度変化に応じた負荷トルクを算出し、かつ、この算出
結果に前記加減速モータの回転速度によらない負荷トル
クを加算し、さらに、この加算値に対し前記トルクリッ
プル指令値を加算し、この加算結果を前記加振インバー
タに供給することを特徴とする。
【0009】
【作用】加減速モータによって前記供試体の入力側から
加減速を行い、前記加振モータによって前記供試体の負
荷側からトルクリップルを与え、かつ、加減速モータに
対する速度制御のループがトルクリップルの制御と分離
されているので、速度制御ループの動作とトルクリップ
ルの制御とが干渉しない。また、請求項2,3の発明に
おいては、加振モータが負荷特性のシミュレートも兼ね
る。
【0010】
【実施例】
A:実施例の構成 以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明す
る。図1は、この発明の一実施例の構成を示すブロック
図である。
【0011】図において、10は加振を行うための加振
モータであり、その回転軸は供試体2の負荷側に接続さ
れている。すなわち、本実施例における加振は、供試体
2の負荷側から行われる。また、11は速度制御を行う
ための加減速モータであり、その回転軸は供試体2の入
力側に接続されている。このように、本実施例において
は、加減速を行うモータと加振を行うモータとを分離
し、供試体2の入力側から加減速を行い、負荷側から加
振を行うようにしている。
【0012】次に、12は加振モータ10に駆動電流を
供給する加振インバータであり、13は加減速モータ1
1に駆動電流を供給する加減速インバータである。これ
らのインバータは、トルク指令値に応じた駆動電流(3
相交流電流)を出力するようになっている。
【0013】15はトルク指令値演算器であり、加減速
インバータ13を制御するためのトルク指令値τM
と、加振インバータ12を制御するための負荷トルク指
令値τD*、トルクリップル指令値ΔτM*を発生する。
ここで、負荷トルク指令値τD*は、加振モータ10に
実機の負荷をシミュレートをさせるためのトルク指令値
であり、実現しようとする負荷に応じた値が出力され
る。なお、トランスミッションが発生する騒音等を試験
する際は、負荷をつながずに試験を行うこともあり、こ
のような状況に対応させる場合は負荷トルク指令値τD
*は0となる。
【0014】次に、図2は、トルク指令値演算器15の
構成を示すブロック図である。図において、20は加減
速モータ11の回転速度フィードバック信号Nと速度指
令値N*との偏差を検出する偏差検出点であり、ここで
得られた偏差は、速度アンプ21によって増幅され、ト
ルク指令値τM*として出力される。ここで、偏差検出
点20、速度アンプ21、加減速インバータ13および
加減速モータ11によって速度制御ループが構成され、
この速度制御ループは偏差検出点20で得られる偏差を
0とするように動作する。
【0015】次に、22は負荷特性のうち速度に応じて
変化する部分をシミュレートする演算器であり、速度指
令値N*を入力信号として演算を行い、トルク指令値τ
LΔN*を発生する。この実施例におけるトルク指令値τ
LΔN*は、車両の慣性による加減速特性をシミュレート
している。なお、演算器22は、フィードバック信号N
に基づいて演算を行うようにしてもよい(図2の破線参
照)。23は、トルク指令値τLΔN*とトルク指令値τ
LR*とを加算し、加算結果を負荷トルク指令値τD*と
して出力する加算器である。トルク指令値τLR*は、加
減速モータ11の速度に依らない定数であり、この実施
例においては、走行抵抗に対応している。
【0016】また、トルクリップル指令値ΔτM*は、
シミュレートしようとするトルクリップル指令値に応じ
た波形が予め用意されている。以上のようにして、トル
ク指令値演算器15から出力されたトルクリップル指令
値ΔτM*および負荷トルク指令値τD*は、加算器25
によって加算され、トルク指令値τG*として加振イン
バータ12に供給される。
【0017】B:実施例の動作 次に、上記構成によるこの実施例の動作について説明す
る。速度指令値N*が与えられると、これに対応したト
ルク指令値τM*が速度アンプ21から出力され、加減
速インバータ13に加えられる。一方、加減速モータ1
1の回転速度に対応する速度フィードバック信号Nは偏
差検出点20に加えられ、速度指令値N*との偏差が検
出される。そして、上述したループは、偏差検出点20
の偏差を0とするように動作するから、加減速モータ1
1の回転速度は、速度指令値N*に対応したものとな
る。
【0018】また、加振インバータ12は、負荷特性を
シミュレートした負荷トルク指令値τDと、エンジン特
性をシミュレートしたトルクリップル指令値ΔτM*の
和であるトルク指令値τG*によって駆動されるから、
供試体2は、本来入力側から受けるエンジンのトルクリ
ップルを負荷側から受け、さらに、負荷特性に対応する
トルクも負荷側から受けることになる。この場合、供試
体2にとっては、トルクリップルが与えられるのであれ
ば、入力側からでも負荷側からでも同様である。
【0019】以上の動作において、速度制御ループは、
トルクリップル指令値ΔτM*の影響を受けない。した
がって、トルクリップル指令値ΔτM*の周波数が低い
場合でも、これに追従して動作することがなく、その値
を吸収するということがない。 また、加減速モータ1
1は、加振を行わないから、その慣性は大きくてもかま
わない。したがって、大型のモータを用いることがで
き、供試体2を十分に速度制御することが可能である。
逆に、加振モータ10は、速度制御を行わず、加振トル
クおよび負荷トルクを与えるだけであるから、小型のも
のを使用することができ、その慣性を十分に小さくする
ことができる。
【0020】ここで、加振モータの慣性が加振に与える
影響について説明する。今、加振モータが発生する加振
トルク、すなわち、実施例における加振トルク指令値Δ
τM*に相当するトルクをτ*(t)、供試体が受ける
加振トルクをτ(t)とすると、両者には以下に示す関
係がほぼ成立する。
【0021】
【数1】τ*(t)=K・τ(t)
【0022】ここで、Kは1以上の定数であり、その値
が小さいほど、加振の効率が良いことになる。すなわ
ち、Kの値が1に近いほど、供試体に供給した加振トル
クが供試体の加振に有効に使われることになる。このK
は、加振モータの慣性モーメントと負荷の慣性モーメン
トによって決まる。そして、負荷の慣性モーメントをJ
L、加振モータの慣性モーメントをJMとすると、τ
(t)は以下のように表される。
【0023】
【数2】τ(t)=(1/K)・τ*(t) =(JL/(JM+JL))・τ*(t)
【0024】上記「数2」から明かなように、本実施例
によれば、JMの値をJLに比較して十分に小さくするこ
とができるから、加振トルクを有効に用いることができ
る。
【0025】C:変形例 なお、上記実施例は、供試体2がトランスミッションの
場合を例にとったが、本発明はトランスミッションに限
らず、加振が必要な全ての供試体に適用することができ
る。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、加振指令の周波数が低い場合でも、所望の加振を行
うことができ、しかも、加減速モータは大型、加振モー
タは小型とすることができるので、十分な速度制御を行
いつつ、効率的な加振を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。
【図2】同実施例の構成におけるトルク指令値演算器1
5の構成を示すブロック図である。
【図3】従来装置の構成を示すブロック図である。
【図4】エンジンを用いて試験を行う場合の構成を示す
ブロック図である。
【符号の説明】
2 供試体 10 加振モータ 11 加減速モータ 12 加振インバータ 13 加減速インバータ 15 トルク指令値演算器(速度制御手段;トルクリッ
プル制御手段)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 供試体に対し回転数制御を行いながら加
    振を与えるねじり加振装置において、 前記供試体の入力側に接続される加減速モータと、 前記供試体の負荷側に接続される加振モータと、 供給されるトルク指令値に対応した駆動電流を前記加減
    速モータに供給する加減速インバータと、 供給されるトルク指令値に対応した駆動電流を前記加振
    モータに供給する加振インバータと、 前記加減速モータの回転数に対応するフィードバック信
    号と速度指令値との偏差を検出し、この偏差が最小とな
    るようなトルク指令値を前記加減速インバータに供給す
    る速度制御手段と、 シミュレートすべき駆動源のトルクリップルに対応した
    トルク指令値を前記加振インバータに供給するトルクリ
    ップル制御手段とを具備し、前記加減速モータによって
    前記供試体の加減速を行い、前記加振モータによって前
    記供試体にトルクリップルを与えることを特徴とするね
    じり加振装置。
  2. 【請求項2】 前記トルクリップル制御手段は、前記加
    減速モータの回転数変化に応じた負荷トルクを算出し、
    この算出結果と前記トルクリップル指令値とを加算して
    前記加振インバータに供給することを特徴とする請求項
    1記載のねじり加振装置。
  3. 【請求項3】 前記トルクリップル制御手段は、前記加
    減速モータの回転速度変化に応じた負荷トルクを算出
    し、かつ、この算出結果に前記加減速モータの回転速度
    によらない負荷トルクを加算し、さらに、この加算値に
    対し前記トルクリップル指令値を加算し、この加算結果
    を前記加振インバータに供給することを特徴とする請求
    項1記載のねじり加振装置。
JP7057993A 1993-03-29 1993-03-29 ねじり加振装置 Withdrawn JPH06281537A (ja)

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JP7057993A JPH06281537A (ja) 1993-03-29 1993-03-29 ねじり加振装置

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JP7057993A JPH06281537A (ja) 1993-03-29 1993-03-29 ねじり加振装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002277350A (ja) * 2001-03-21 2002-09-25 Toyota Motor Corp 変速機の解析試験装置
JP2017058380A (ja) * 2011-09-30 2017-03-23 国際計測器株式会社 ねじり試験装置
KR20200111249A (ko) * 2018-02-08 2020-09-28 메이덴샤 코포레이션 시험 시스템의 기계 특성 추정 방법 및 기계 특성 추정 장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002277350A (ja) * 2001-03-21 2002-09-25 Toyota Motor Corp 変速機の解析試験装置
JP2017058380A (ja) * 2011-09-30 2017-03-23 国際計測器株式会社 ねじり試験装置
KR20200111249A (ko) * 2018-02-08 2020-09-28 메이덴샤 코포레이션 시험 시스템의 기계 특성 추정 방법 및 기계 특성 추정 장치

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Effective date: 20000530