JPH11108802A - ダイナモメータシステム - Google Patents
ダイナモメータシステムInfo
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- JPH11108802A JPH11108802A JP9265989A JP26598997A JPH11108802A JP H11108802 A JPH11108802 A JP H11108802A JP 9265989 A JP9265989 A JP 9265989A JP 26598997 A JP26598997 A JP 26598997A JP H11108802 A JPH11108802 A JP H11108802A
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- dynamometer
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Landscapes
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 車両の慣性抵抗をダイナモメータの出力トル
クの制御で補償する電気慣性制御補償に、トルク制御系
のマイナループに電流制御系を設けただけでは応答性及
び制御精度の高いシミュレーションができない。 【解決手段】 外乱トルクオブザーバ２１はダイナモメ
ータ１３のエンジン駆動トルクの推定値ＦRECを求め、
この推定値から慣性補償ゲイン調整部２２がループゲイ
ンを一定にしながら電気慣性制御補償をした電流Ｉ0を
電流制御系（ＡＣＲ）１２に与える。駆動力オブザーバ
２４はトルク検出値と加速度検出値から駆動トルクの推
定値ＦREを求め、理論速度演算手段２５〜２７は推定値
ＦREから車両の走行抵抗設定値ＦRLを減算し、これを設
定慣性Ｊで割算して理論加速度αを求め、これを積分し
て速度制御系の理論速度指令ＮSとする。
クの制御で補償する電気慣性制御補償に、トルク制御系
のマイナループに電流制御系を設けただけでは応答性及
び制御精度の高いシミュレーションができない。 【解決手段】 外乱トルクオブザーバ２１はダイナモメ
ータ１３のエンジン駆動トルクの推定値ＦRECを求め、
この推定値から慣性補償ゲイン調整部２２がループゲイ
ンを一定にしながら電気慣性制御補償をした電流Ｉ0を
電流制御系（ＡＣＲ）１２に与える。駆動力オブザーバ
２４はトルク検出値と加速度検出値から駆動トルクの推
定値ＦREを求め、理論速度演算手段２５〜２７は推定値
ＦREから車両の走行抵抗設定値ＦRLを減算し、これを設
定慣性Ｊで割算して理論加速度αを求め、これを積分し
て速度制御系の理論速度指令ＮSとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ダイナモメータシ
ステムにおける車両の路上走行シミュレーションにおい
て、慣性抵抗分をダイナモメータのトルク制御で補償す
る電気慣性制御補償方法に関する。
ステムにおける車両の路上走行シミュレーションにおい
て、慣性抵抗分をダイナモメータのトルク制御で補償す
る電気慣性制御補償方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ダイナモメータシステムは、室内で車両
の性能試験や耐久試験が可能となり、車両の動力伝達系
の試験には例えば図６に示すシステム構成にされる。
の性能試験や耐久試験が可能となり、車両の動力伝達系
の試験には例えば図６に示すシステム構成にされる。
【０００３】エンジン１にクラッチ２及び変速機３を一
体にした組立て状態で動力吸収手段としてのダイナモメ
ータ４が結合される。この構成において、エンジン１は
速度コントローラ５によって速度制御され、ダイナモメ
ータ４はトルクコントローラ６によって走行抵抗制御が
行われることで変速機３に実車と等価な負荷を与え、実
走行を模擬した変速機のシミュレーション試験が行われ
る。
体にした組立て状態で動力吸収手段としてのダイナモメ
ータ４が結合される。この構成において、エンジン１は
速度コントローラ５によって速度制御され、ダイナモメ
ータ４はトルクコントローラ６によって走行抵抗制御が
行われることで変速機３に実車と等価な負荷を与え、実
走行を模擬した変速機のシミュレーション試験が行われ
る。
【０００４】クラッチ２はコントローラ７によって変速
時及び発進時に断から接に徐々に自動操作され、変速機
３もコントローラ８によって変速時の変速比切換操作が
なされる。
時及び発進時に断から接に徐々に自動操作され、変速機
３もコントローラ８によって変速時の変速比切換操作が
なされる。
【０００５】エンジン１の速度制御は、速度検出器９か
らの検出速度と設定速度ＮSとの比較によりスロットル
コントローラ１０にスロットル開度θを指令し、コント
ローラ１０とアクチェータ１１によるスロットル開度制
御を行う。
らの検出速度と設定速度ＮSとの比較によりスロットル
コントローラ１０にスロットル開度θを指令し、コント
ローラ１０とアクチェータ１１によるスロットル開度制
御を行う。
【０００６】ここで、車両の走行抵抗は、タイヤ転り抵
抗と空気抵抗からなる平坦路定常走行抵抗に慣性抵抗さ
らには登降坂抵抗を加え合わせたものになり、この走行
抵抗（制動抵抗）はダイナモメータでは各抵抗成分の係
数変換によってトルクの単位で設定される。
抗と空気抵抗からなる平坦路定常走行抵抗に慣性抵抗さ
らには登降坂抵抗を加え合わせたものになり、この走行
抵抗（制動抵抗）はダイナモメータでは各抵抗成分の係
数変換によってトルクの単位で設定される。
【０００７】上述の走行抵抗のうち、慣性抵抗は実車と
等価な慣性分に設定されるフライホイールを使用するこ
とがあるが、フライホイールは設置スペースが大きくな
ることや高価になることから、ダイナモメータ４の吸収
トルク分として制御する電気慣性制御補償方法がある。
さらに、フライホイールで慣性分を大まかに設定し、設
定しようとする慣性分との差分を電気慣性制御で補償す
る併用方式もある。
等価な慣性分に設定されるフライホイールを使用するこ
とがあるが、フライホイールは設置スペースが大きくな
ることや高価になることから、ダイナモメータ４の吸収
トルク分として制御する電気慣性制御補償方法がある。
さらに、フライホイールで慣性分を大まかに設定し、設
定しようとする慣性分との差分を電気慣性制御で補償す
る併用方式もある。
【０００８】従来の電気慣性制御補償は、図７に示す等
価ブロック構成にされる。図中、１１〜１４は、マイナ
ループに電流制御系を持つダイナモメータのトルク制御
系であり、コントローラからの吸収トルク指令Ｆmsとト
ルク検出部１４の検出トルクとの偏差をトルク制御アン
プ１１で比例積分演算し、この演算結果を電流制御系
（電力変換器としてインバータを使用する）１２の電流
指令とし、この電流制御系１２の出力電流Ｉ0によって
ダイナモメータ（誘導電動機）１３に吸収トルクＦmの
機械出力として取り出される。
価ブロック構成にされる。図中、１１〜１４は、マイナ
ループに電流制御系を持つダイナモメータのトルク制御
系であり、コントローラからの吸収トルク指令Ｆmsとト
ルク検出部１４の検出トルクとの偏差をトルク制御アン
プ１１で比例積分演算し、この演算結果を電流制御系
（電力変換器としてインバータを使用する）１２の電流
指令とし、この電流制御系１２の出力電流Ｉ0によって
ダイナモメータ（誘導電動機）１３に吸収トルクＦmの
機械出力として取り出される。
【０００９】ＦRは、エンジン１からクラッチ２及び変
速機３を介したエンジン駆動トルクであり、ダイナモメ
ータの吸収トルクＦmとの差分Ｆα（＝ＦR−Ｆm）がダ
イナモメータの加速力になる。
速機３を介したエンジン駆動トルクであり、ダイナモメ
ータの吸収トルクＦmとの差分Ｆα（＝ＦR−Ｆm）がダ
イナモメータの加速力になる。
【００１０】この加速力になるトルクは、エンジンと変
速機とダイナモメータ等が持つ機械慣性（試験装置の慣
性）Ｊ0の積分になる積分要素１５を通して実速度ＮRと
して表れる。
速機とダイナモメータ等が持つ機械慣性（試験装置の慣
性）Ｊ0の積分になる積分要素１５を通して実速度ＮRと
して表れる。
【００１１】速度検出器１６はダイナモメータの実速度
ＮRを検出速度Ｎとして検出し、加速度検出器１７は速
度検出器１６の検出速度Ｎの微分により加速度ｄＮ／ｄ
ｔを検出する。
ＮRを検出速度Ｎとして検出し、加速度検出器１７は速
度検出器１６の検出速度Ｎの微分により加速度ｄＮ／ｄ
ｔを検出する。
【００１２】走行抵抗設定器１８は、車両の走行抵抗か
ら慣性抵抗を除いた走行抵抗ＦRLを検出速度Ｎに応じて
求める。電気慣性設定器１９は車両の重量に相当する慣
性Ｊから機械慣性Ｊ0を差し引いた電気慣性ＪE（＝Ｊ−
Ｊ0）を設定し、掛算器２０は検出加速度ｄＮ／ｄｔに
電気慣性ＪEを掛算することで慣性抵抗（ＪE×ｄＮ／ｄ
ｔ）を求める。これら走行抵抗ＦRLと慣性抵抗（ＪE×
ｄＮ／ｄｔ）を加算してダイナモメータの吸収トルク指
令Ｆmsを得る。
ら慣性抵抗を除いた走行抵抗ＦRLを検出速度Ｎに応じて
求める。電気慣性設定器１９は車両の重量に相当する慣
性Ｊから機械慣性Ｊ0を差し引いた電気慣性ＪE（＝Ｊ−
Ｊ0）を設定し、掛算器２０は検出加速度ｄＮ／ｄｔに
電気慣性ＪEを掛算することで慣性抵抗（ＪE×ｄＮ／ｄ
ｔ）を求める。これら走行抵抗ＦRLと慣性抵抗（ＪE×
ｄＮ／ｄｔ）を加算してダイナモメータの吸収トルク指
令Ｆmsを得る。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】従来の電気慣性制御補
償方法は、電気慣性制御補償分ＪEを設定器１９で設定
することによって電気慣性制御補償トルク（ＪE×ｄＮ
／ｄｔ）を求めている。
償方法は、電気慣性制御補償分ＪEを設定器１９で設定
することによって電気慣性制御補償トルク（ＪE×ｄＮ
／ｄｔ）を求めている。
【００１４】この方法では、ダイナモメータのトルク制
御系（１１〜１４）の応答遅れで試験精度の低下を起こ
してしまう。トルク制御系の実際の応答は、ωC＝１０
ｒａｄ／ｓ（０.１秒／６３％加速）程度であり、これ
に伴い加減速時に実速度と試験速度Ｎとを比較すると、
車速の飛び出し現象が発生する。
御系（１１〜１４）の応答遅れで試験精度の低下を起こ
してしまう。トルク制御系の実際の応答は、ωC＝１０
ｒａｄ／ｓ（０.１秒／６３％加速）程度であり、これ
に伴い加減速時に実速度と試験速度Ｎとを比較すると、
車速の飛び出し現象が発生する。
【００１５】例えば、加速を行うためにエンジンのスロ
ットル開度をステップ状に上げ、エンジンの軸トルク
（駆動トルクＦR）が応答性良く急上昇する場合、ダイ
ナモメータのトルク制御系の遅れでその出力トルクＦm
が比較的緩やかに上昇すると、要素１５に表れる実速度
ＮRは一時的にエンジン速度指令よりも高い速度に飛び
出してしまう。
ットル開度をステップ状に上げ、エンジンの軸トルク
（駆動トルクＦR）が応答性良く急上昇する場合、ダイ
ナモメータのトルク制御系の遅れでその出力トルクＦm
が比較的緩やかに上昇すると、要素１５に表れる実速度
ＮRは一時的にエンジン速度指令よりも高い速度に飛び
出してしまう。
【００１６】以上の現象から、路上走行シミュレーショ
ンを行った場合、車両の発生する動力が実走行時のそれ
とは異なる結果になり、燃費や排気ガス試験精度を低下
させてしまう。
ンを行った場合、車両の発生する動力が実走行時のそれ
とは異なる結果になり、燃費や排気ガス試験精度を低下
させてしまう。
【００１７】この制御誤差は、従来では計測精度の関係
で無視できるレベルと考えられていたが、最近では燃費
や排気ガスの計測精度が向上し、評価レベルが非常に高
くなってきたため、無視できなくなりつつある。
で無視できるレベルと考えられていたが、最近では燃費
や排気ガスの計測精度が向上し、評価レベルが非常に高
くなってきたため、無視できなくなりつつある。
【００１８】本発明の目的は、ダイナモメータ制御の応
答性及び制御精度を上げることで路上走行シミュレーシ
ョン試験精度を高めたダイナモメータの電気慣性制御補
償方法を提供することにある。
答性及び制御精度を上げることで路上走行シミュレーシ
ョン試験精度を高めたダイナモメータの電気慣性制御補
償方法を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題の解決
を図るため、速度制御系のマイナループに電流制御系を
設けてダイナモメータをトルク制御し、電流制御系では
外乱トルクオブザーバにより駆動トルクを推定し、この
推定値から慣性補償ゲイン調節部によりループゲインを
一定にしながら電気慣性制御をし、速度制御系では駆動
力オブザーバにより駆動トルクを推定し、この推定値と
走行抵抗及び電気慣性から理論速度を求めて速度指令と
することにより、高精度・高速応答の路上走行シミュレ
ーションができるようにしたもので、以下の構成を特徴
とする。
を図るため、速度制御系のマイナループに電流制御系を
設けてダイナモメータをトルク制御し、電流制御系では
外乱トルクオブザーバにより駆動トルクを推定し、この
推定値から慣性補償ゲイン調節部によりループゲインを
一定にしながら電気慣性制御をし、速度制御系では駆動
力オブザーバにより駆動トルクを推定し、この推定値と
走行抵抗及び電気慣性から理論速度を求めて速度指令と
することにより、高精度・高速応答の路上走行シミュレ
ーションができるようにしたもので、以下の構成を特徴
とする。
【００２０】車両の動力伝達系に結合され、車両の慣性
抵抗を出力トルクの制御で補償する電気慣性制御補償方
法にしたダイナモメータシステムにおいて、速度制御系
と、この速度制御系のマイナループにされてダイナモメ
ータの出力トルクを制御する電流制御系とを設け、ダイ
ナモメータの速度と出力トルクから車両の動力源の駆動
トルクの推定値ＦRECを求める外乱トルクオブザーバ
と、前記推定値ＦRECに対して次式、 Ｇ＝１−（Ｊ0／Ｊ） 但し、Ｊ0：機械慣性 Ｊ：設定慣性制御補償値 で設定するゲインＧを前記推定値ＦRECに乗算して前記
電流制御系にダイナモメータの電気慣性制御補償電流Ｉ
0を与える慣性補償ゲイン調整部と、ダイナモメータの
トルク検出値と加速度検出値から前記駆動トルクの推定
値ＦREを求める駆動力オブザーバと、前記推定値ＦREか
ら車両の走行抵抗設定値を減算し、これを設定慣性Ｊで
割算して理論加速度αを求め、これを積分して前記速度
制御系の理論速度指令ＮSを求める理論速度演算手段と
を備えたことを特徴とする。
抵抗を出力トルクの制御で補償する電気慣性制御補償方
法にしたダイナモメータシステムにおいて、速度制御系
と、この速度制御系のマイナループにされてダイナモメ
ータの出力トルクを制御する電流制御系とを設け、ダイ
ナモメータの速度と出力トルクから車両の動力源の駆動
トルクの推定値ＦRECを求める外乱トルクオブザーバ
と、前記推定値ＦRECに対して次式、 Ｇ＝１−（Ｊ0／Ｊ） 但し、Ｊ0：機械慣性 Ｊ：設定慣性制御補償値 で設定するゲインＧを前記推定値ＦRECに乗算して前記
電流制御系にダイナモメータの電気慣性制御補償電流Ｉ
0を与える慣性補償ゲイン調整部と、ダイナモメータの
トルク検出値と加速度検出値から前記駆動トルクの推定
値ＦREを求める駆動力オブザーバと、前記推定値ＦREか
ら車両の走行抵抗設定値を減算し、これを設定慣性Ｊで
割算して理論加速度αを求め、これを積分して前記速度
制御系の理論速度指令ＮSを求める理論速度演算手段と
を備えたことを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態を示すブ
ロック図であり、図７と同等の部分は同一符号で示す。
ロック図であり、図７と同等の部分は同一符号で示す。
【００２２】ダイナモメータの制御系は、速度制御系と
そのマイナループに電流制御系を設ける。このうち、破
線ブロックで示す電流制御系は、外乱トルクオブザーバ
２１と慣性補償ゲイン調整部２２を設ける。
そのマイナループに電流制御系を設ける。このうち、破
線ブロックで示す電流制御系は、外乱トルクオブザーバ
２１と慣性補償ゲイン調整部２２を設ける。
【００２３】外乱トルクオブザーバ２１は、実速度ＮR
とダイナモメータの入力電流Ｉ0からエンジン駆動トル
クＦRによる外乱トルク推定値ＦRECを求める。慣性補償
ゲイン調整部２２は、オブザーバ２１で推定した外乱ト
ルク推定値ＦRECに電気慣性ゲインを乗算して設定慣性
Ｊに応じた電流指令ＩEを得る。
とダイナモメータの入力電流Ｉ0からエンジン駆動トル
クＦRによる外乱トルク推定値ＦRECを求める。慣性補償
ゲイン調整部２２は、オブザーバ２１で推定した外乱ト
ルク推定値ＦRECに電気慣性ゲインを乗算して設定慣性
Ｊに応じた電流指令ＩEを得る。
【００２４】これらオブザーバ２１と調整部２２は、例
えば図２に演算ブロックで示すソフトウェア構成で実現
される。同図中、遅れ演算部２１1は、実速度ＮRの計測
値を入力し、この入力に対して速度検出器１６の検出遅
れに合わせた一次遅れを持たせた速度Ｎを求める。
えば図２に演算ブロックで示すソフトウェア構成で実現
される。同図中、遅れ演算部２１1は、実速度ＮRの計測
値を入力し、この入力に対して速度検出器１６の検出遅
れに合わせた一次遅れを持たせた速度Ｎを求める。
【００２５】微分演算部２１2は、遅れ演算部２１1から
の速度信号Ｎを微分し、これに機械慣性（試験装置の慣
性）Ｊ0を乗算することでエンジン駆動トルクＦRとダイ
ナモメータの吸収トルクＦmの差分Ｆαの推定値ＦαEを
求める。
の速度信号Ｎを微分し、これに機械慣性（試験装置の慣
性）Ｊ0を乗算することでエンジン駆動トルクＦRとダイ
ナモメータの吸収トルクＦmの差分Ｆαの推定値ＦαEを
求める。
【００２６】遅れ演算部２１3は、電流制御系（ＡＣ
Ｒ）の電流出力Ｉ0を入力し、この入力に対してダイナ
モメータ１３の応答遅れに合わせた一次遅れを持たせ、
ダイナモメータ１３の電流Ｉ0−トルクＴ0の変換係数を
与えて出力トルクＦmの推定値ＦmEを求める。加算器２
１4は、演算部２１2と２１3がそれぞれ推定した出力Ｆ
αEとＦmEを加算することによりエンジン駆動トルクＦR
の推定値ＦRECを求める。
Ｒ）の電流出力Ｉ0を入力し、この入力に対してダイナ
モメータ１３の応答遅れに合わせた一次遅れを持たせ、
ダイナモメータ１３の電流Ｉ0−トルクＴ0の変換係数を
与えて出力トルクＦmの推定値ＦmEを求める。加算器２
１4は、演算部２１2と２１3がそれぞれ推定した出力Ｆ
αEとＦmEを加算することによりエンジン駆動トルクＦR
の推定値ＦRECを求める。
【００２７】慣性補償ゲイン調整部２２は、オブザーバ
２１で推定した外乱トルク推定値ＦRECに電気慣性ゲイ
ンＧを乗算して電気慣性Ｊ分の電気慣性補償電流ＩEを
求める。
２１で推定した外乱トルク推定値ＦRECに電気慣性ゲイ
ンＧを乗算して電気慣性Ｊ分の電気慣性補償電流ＩEを
求める。
【００２８】この調整部２２のゲインＧは、Ｇ＝１−
（Ｊ0／Ｊ）とする。このとき、ダイナモメータの出力
トルクＦm（電流指令ＩE）は、Ｆm＝Ｇ×ＦRECとなり、
このトルクＦmが試験装置の慣性Ｊ0に作用するトルクは
（ＦR−Ｆm）となる。したがって、
（Ｊ0／Ｊ）とする。このとき、ダイナモメータの出力
トルクＦm（電流指令ＩE）は、Ｆm＝Ｇ×ＦRECとなり、
このトルクＦmが試験装置の慣性Ｊ0に作用するトルクは
（ＦR−Ｆm）となる。したがって、
【００２９】
【数１】ＦR−Ｆm＝ＦR−（Ｇ×ＦREC） となる。ここで、ＦR＝ＦRECとすると、ＦR−Ｆm＝（１
−Ｇ）ＦRとなる。つまり、電気慣性抵抗を変えた試験
にはゲインＧを変えることにより、ダイナモメータの出
力トルクＦmを変えることができる。
−Ｇ）ＦRとなる。つまり、電気慣性抵抗を変えた試験
にはゲインＧを変えることにより、ダイナモメータの出
力トルクＦmを変えることができる。
【００３０】ここで、注目すべきことは、設定慣性制御
補分Ｊの増減にもＧ＝１−（Ｊ0／Ｊ）から常にＧ＜１
となり、設定慣性Ｊの変更にも系のループゲインを一定
にすることができる。
補分Ｊの増減にもＧ＝１−（Ｊ0／Ｊ）から常にＧ＜１
となり、設定慣性Ｊの変更にも系のループゲインを一定
にすることができる。
【００３１】つまり、設定慣性Ｊを単に変更するので
は、電流制御系の後ろ向き伝達関数のゲインの変化でル
ープゲインが大きく変化し、系が不安定になったり試験
装置全体の系の過渡的な制御誤差が大きくなるのを防止
し、安定かつ制御精度を高めるためのものである。
は、電流制御系の後ろ向き伝達関数のゲインの変化でル
ープゲインが大きく変化し、系が不安定になったり試験
装置全体の系の過渡的な制御誤差が大きくなるのを防止
し、安定かつ制御精度を高めるためのものである。
【００３２】上記までのように、ダイナモメータの制御
に、従来のトルク制御系と電流制御系を持つ構成に代え
て、電気慣性を施した電流制御系のみとすることでトル
ク制御系の遅れを無くすことができる。そして、電流制
御系には外乱トルクオブザーバ２１と慣性補償ゲイン調
節部２２により系を安定させながら高い制御精度を得る
ことができる。
に、従来のトルク制御系と電流制御系を持つ構成に代え
て、電気慣性を施した電流制御系のみとすることでトル
ク制御系の遅れを無くすことができる。そして、電流制
御系には外乱トルクオブザーバ２１と慣性補償ゲイン調
節部２２により系を安定させながら高い制御精度を得る
ことができる。
【００３３】この構成によれば、ダイナモメータの制御
応答は、従来のωC＝１０ｒａｄ／ｓに対し、ωC＝３０
〜５０ｒａｄ／ｓ（０.０３３〜０.０２秒／６３％応
答）にまで高めることができる。これは、ダイナモメー
タの場合のベクトル制御の高精度・高速応答化により、
電流制御系でありながらトルク制御に近い運転が可能に
なったことによる。
応答は、従来のωC＝１０ｒａｄ／ｓに対し、ωC＝３０
〜５０ｒａｄ／ｓ（０.０３３〜０.０２秒／６３％応
答）にまで高めることができる。これは、ダイナモメー
タの場合のベクトル制御の高精度・高速応答化により、
電流制御系でありながらトルク制御に近い運転が可能に
なったことによる。
【００３４】但し、この電気慣性制御補償方法のみで
は、精度的に不十分で、設定慣性Ｊに対して±２％以内
を実現できない。
は、精度的に不十分で、設定慣性Ｊに対して±２％以内
を実現できない。
【００３５】そこで、図１では、電流制御系の外側に、
路上での車速に相当する理論速度指令を用いた速度制御
ループを構築する。この速度制御系を以下に詳細に説明
する。
路上での車速に相当する理論速度指令を用いた速度制御
ループを構築する。この速度制御系を以下に詳細に説明
する。
【００３６】図１において、速度制御アンプ２３は、理
論速度指令ＮSと速度検出器１６の検出速度Ｎとの偏差
を比例積分演算して電流制御系の電流指令とする速度制
御系を構成する。このときの理論速度指令ＮSは、２４
〜２７により求める。
論速度指令ＮSと速度検出器１６の検出速度Ｎとの偏差
を比例積分演算して電流制御系の電流指令とする速度制
御系を構成する。このときの理論速度指令ＮSは、２４
〜２７により求める。
【００３７】駆動力オブザーバ２４は、トルク検出器１
４で検出するダイナモメータ１３のトルクＦmと、加速
度検出器１７で検出する加速度ｄＮ／ｄｔからエンジン
駆動トルクＦRの推定値ＦREを求める。この演算は、図
２に示す外乱トルクオブザーバ２１と等価になる、以下
の演算式で求められる。
４で検出するダイナモメータ１３のトルクＦmと、加速
度検出器１７で検出する加速度ｄＮ／ｄｔからエンジン
駆動トルクＦRの推定値ＦREを求める。この演算は、図
２に示す外乱トルクオブザーバ２１と等価になる、以下
の演算式で求められる。
【００３８】
【数２】ＦRE＝ＦmE＋ＦαE＝ＦmE＋Ｊ0×ｄＮ／ｄｔ 次に、減算器２５は、駆動力オブザーバ２４で求めた駆
動トルク推定値ＦREから走行抵抗設定器１８で設定する
走行抵抗ＦRLを減算することにより、車両の加速力の推
定値ＦαEを求める。割算器２６は、減算器２５で求め
た加速力ＦαEと設定慣性設定器１９で設定する設定慣
性Ｊから理論上の加速度α（＝ＦαE／Ｊ）を求める。
積分器２７は、割算器２６で求めた理論加速度αを積分
することにより理論速度ＮSを求め、これを速度制御系
の速度指令とする。
動トルク推定値ＦREから走行抵抗設定器１８で設定する
走行抵抗ＦRLを減算することにより、車両の加速力の推
定値ＦαEを求める。割算器２６は、減算器２５で求め
た加速力ＦαEと設定慣性設定器１９で設定する設定慣
性Ｊから理論上の加速度α（＝ＦαE／Ｊ）を求める。
積分器２７は、割算器２６で求めた理論加速度αを積分
することにより理論速度ＮSを求め、これを速度制御系
の速度指令とする。
【００３９】この理論速度ＮSは、駆動力に走行抵抗及
び電気慣性制御補償を含めたダイナモメータシステムの
運転状態を推定した予測値として得るため、トルク検出
や加速度検出の誤差や検出遅れ、演算遅れが無視できる
ほど小さければ、路上での車速に遅れなく一致した値を
得ることができる。この理論速度ＮSを速度制御系の速
度指令にすることで、電気慣性制御補償を施した高速応
答・高精度の試験が可能となる。
び電気慣性制御補償を含めたダイナモメータシステムの
運転状態を推定した予測値として得るため、トルク検出
や加速度検出の誤差や検出遅れ、演算遅れが無視できる
ほど小さければ、路上での車速に遅れなく一致した値を
得ることができる。この理論速度ＮSを速度制御系の速
度指令にすることで、電気慣性制御補償を施した高速応
答・高精度の試験が可能となる。
【００４０】本実施形態に基づいた実験結果を説明す
る。図３は、図１の構成で速度制御系を切り離し、外乱
トルクオブザーバ２１を持つ電流制御系（ＡＣＲ）１２
のみで電気慣性制御を行った場合の各量の波形図を示
す。この応答波形では、エンジンのスロットル開度θを
０％から１４.８％にステップ状に変化させたとき、実
速度Ｎ1は応答性は高いが理論速度指令ＮSに対して少し
の誤差が発生した。
る。図３は、図１の構成で速度制御系を切り離し、外乱
トルクオブザーバ２１を持つ電流制御系（ＡＣＲ）１２
のみで電気慣性制御を行った場合の各量の波形図を示
す。この応答波形では、エンジンのスロットル開度θを
０％から１４.８％にステップ状に変化させたとき、実
速度Ｎ1は応答性は高いが理論速度指令ＮSに対して少し
の誤差が発生した。
【００４１】図４は、速度制御系も含めた応答波形であ
る。この図と図３の比較からも明らかなように、実速度
Ｎ1はその立ち上がり及び立ち下がりで理論速度指令ＮS
との間に僅かの誤差が発生するが、その他の期間では理
論速度指令との誤差が殆ど無くなり、理論速度指令によ
る速度制御系を設けることで応答性及び制御精度を極め
て高くすることができた。
る。この図と図３の比較からも明らかなように、実速度
Ｎ1はその立ち上がり及び立ち下がりで理論速度指令ＮS
との間に僅かの誤差が発生するが、その他の期間では理
論速度指令との誤差が殆ど無くなり、理論速度指令によ
る速度制御系を設けることで応答性及び制御精度を極め
て高くすることができた。
【００４２】図５は、図４の場合と同じ構成で、スロッ
トル開度θを０％から１００％にステップ状に変化させ
た場合である。この場合にも応答性及び制御精度に高い
ものが得られた。
トル開度θを０％から１００％にステップ状に変化させ
た場合である。この場合にも応答性及び制御精度に高い
ものが得られた。
【００４３】なお、実施形態ではエンジンを動力源とす
るダイナモメータシステムに適用する場合を示すが、本
発明はエンジンに代えて低慣性電動機とするダイナモメ
ータシステムに適用して同等の作用効果を奏する。
るダイナモメータシステムに適用する場合を示すが、本
発明はエンジンに代えて低慣性電動機とするダイナモメ
ータシステムに適用して同等の作用効果を奏する。
【００４４】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、電流制
御系では外乱トルクオブザーバにより駆動トルクを推定
し、この推定値から慣性補償ゲイン調節部によりループ
ゲインを一定にしながら電気慣性制御をし、速度制御系
では駆動力オブザーバにより駆動トルクを推定し、この
推定値と走行抵抗及び設定慣性から理論速度を求めて速
度指令とするようにしたため、高精度・高速応答の路上
走行シミュレーションができる。具体的には、以下の効
果がある。
御系では外乱トルクオブザーバにより駆動トルクを推定
し、この推定値から慣性補償ゲイン調節部によりループ
ゲインを一定にしながら電気慣性制御をし、速度制御系
では駆動力オブザーバにより駆動トルクを推定し、この
推定値と走行抵抗及び設定慣性から理論速度を求めて速
度指令とするようにしたため、高精度・高速応答の路上
走行シミュレーションができる。具体的には、以下の効
果がある。
【００４５】（１）電流制御系に電気慣性制御ループを
設けることで車速の飛び出し現象を小さくして制御精度
と応答性を高めた路上走行シミュレーションができる。
設けることで車速の飛び出し現象を小さくして制御精度
と応答性を高めた路上走行シミュレーションができる。
【００４６】（２）電流制御系の外側に理論速度を使っ
た速度制御系を設けることで制御精度と応答性を一層高
めた路上走行シミュレーションができる。
た速度制御系を設けることで制御精度と応答性を一層高
めた路上走行シミュレーションができる。
【図１】本発明の実施形態を示す電気慣性制御ブロック
図。
図。
【図２】実施形態における外乱トルクオブザーバと慣性
補償ゲイン調整部の回路図。
補償ゲイン調整部の回路図。
【図３】実施形態に基づいた試験波形図（その１）。
【図４】実施形態に基づいた試験波形図（その２）。
【図５】実施形態に基づいた試験波形図（その３）。
【図６】ダイナモメータシステムの構成図。
【図７】従来の電気慣性制御ブロック図。
１２…電流制御アンプ １３…ダイナモメータ ２１…外乱トルクオブザーバ ２２…慣性補償ゲイン調整部 ２３…速度制御アンプ ２４…駆動力オブザーバ ２６…割算器 ２７…積分器
Claims (1)
- 【請求項１】 車両の動力伝達系に結合され、車両の慣
性抵抗を出力トルクの制御で補償する電気慣性制御補償
方法にしたダイナモメータシステムにおいて、 速度制御系と、この速度制御系のマイナループにされて
ダイナモメータの出力トルクを制御する電流制御系とを
設け、 ダイナモメータの速度と出力トルクから車両の動力源の
駆動トルクの推定値ＦRECを求める外乱トルクオブザー
バと、 前記推定値ＦRECに対して次式、 Ｇ＝１−（Ｊ0／Ｊ） 但し、Ｊ0：機械慣性 Ｊ：設定慣性制御補償値 で設定するゲインＧを前記推定値ＦRECに乗算して前記
電流制御系にダイナモメータの電気慣性制御補償電流Ｉ
0を与える慣性補償ゲイン調整部と、 ダイナモメータのトルク検出値と加速度検出値から前記
駆動トルクの推定値ＦREを求める駆動力オブザーバと、 前記推定値ＦREから車両の走行抵抗設定値を減算し、こ
れを設定慣性Ｊで割算して理論加速度αを求め、これを
積分して前記速度制御系の理論速度指令ＮSを求める理
論速度演算手段とを備えたことを特徴とするダイナモメ
ータシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26598997A JP3687305B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | ダイナモメータシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26598997A JP3687305B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | ダイナモメータシステム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11108802A true JPH11108802A (ja) | 1999-04-23 |
| JP3687305B2 JP3687305B2 (ja) | 2005-08-24 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26598997A Expired - Fee Related JP3687305B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | ダイナモメータシステム |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3687305B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100456847B1 (ko) * | 2002-06-19 | 2004-11-10 | 현대자동차주식회사 | 전기 차량의 가속 성능 제어방법 |
| JP2009074834A (ja) * | 2007-09-19 | 2009-04-09 | Meidensha Corp | シャシーダイナモメータシステムの制御方法 |
| WO2009142130A1 (ja) * | 2008-05-19 | 2009-11-26 | 株式会社明電舎 | 車両挙動試験装置 |
| JP2009300290A (ja) * | 2008-06-16 | 2009-12-24 | Meidensha Corp | 動力計システムの軸トルク制御方法 |
| JP2010014409A (ja) * | 2008-07-01 | 2010-01-21 | Meidensha Corp | シャシーダイナモメータの速度制御装置 |
| JP2010019712A (ja) * | 2008-07-11 | 2010-01-28 | Meidensha Corp | 電気慣性制御装置 |
| JP2011160574A (ja) * | 2010-02-02 | 2011-08-18 | Meidensha Corp | 電動機の速度制御装置 |
| JP2012068199A (ja) * | 2010-09-27 | 2012-04-05 | Meidensha Corp | 軸トルク制御装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104833530B (zh) * | 2015-05-22 | 2017-07-07 | 华中科技大学 | 一种电动车传动系统可变怠速起步试验台架 |
-
1997
- 1997-09-30 JP JP26598997A patent/JP3687305B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| KR100456847B1 (ko) * | 2002-06-19 | 2004-11-10 | 현대자동차주식회사 | 전기 차량의 가속 성능 제어방법 |
| JP2009074834A (ja) * | 2007-09-19 | 2009-04-09 | Meidensha Corp | シャシーダイナモメータシステムの制御方法 |
| WO2009142130A1 (ja) * | 2008-05-19 | 2009-11-26 | 株式会社明電舎 | 車両挙動試験装置 |
| JP2009300290A (ja) * | 2008-06-16 | 2009-12-24 | Meidensha Corp | 動力計システムの軸トルク制御方法 |
| JP2010014409A (ja) * | 2008-07-01 | 2010-01-21 | Meidensha Corp | シャシーダイナモメータの速度制御装置 |
| JP2010019712A (ja) * | 2008-07-11 | 2010-01-28 | Meidensha Corp | 電気慣性制御装置 |
| JP2011160574A (ja) * | 2010-02-02 | 2011-08-18 | Meidensha Corp | 電動機の速度制御装置 |
| JP2012068199A (ja) * | 2010-09-27 | 2012-04-05 | Meidensha Corp | 軸トルク制御装置 |
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|---|---|
| JP3687305B2 (ja) | 2005-08-24 |
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