JP2002304222A - 負荷制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】負荷トルクゼロ近傍で、バックラッシュの存在
により生じる歯当たり衝撃を抑制する。 【解決手段】伝達トルクFB_TQ_inと目標トルクTRG_TQの
差分を求める減算器１０２、加算器１０２の出力にエン
ジンの慣性モーメントJ5の逆数を乗じる乗算器１０３、
乗算器１０３出力を時間積分する積分器１０４、エンジ
ン回転速度Ne_REV_inと積分器１０４出力OFST_REVを加
算する加算器１０５、加算器１０５出力TRG_REVとダイ
ナモ回転速度DY_REV_inとの差分を求める減算器１０
６、減算器１０６出力DEF_REVを入力としてPI制御を行
うPI制御器１０７、PI制御器１０７出力の正負を反転
し、ダイナモメータ２のトルク制御出力DY_TQ_outとし
て出力する乗算器１０８を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【発明の属する技術分野】

【0002】本発明は、回転体等の振動体に与える負荷を制
御する技術に関するものである。

【0003】

【従来の技術】

【0004】振動体に与える負荷を制御する技術としては、
自動車のエンジンや回転モータなどの原動機の実働負荷
評価試験などにおける回転体の負荷制御の技術が知られ
ている。

【0005】たとえば、自動車のエンジンの実働負荷評価試
験では、エンジンに対して負荷トルクを与えるダイナモ
メータを設け、自動車の実走行状態相当のを負荷トルク
がエンジンに対して加わるようにダイナモメータのトル
ク制御を行うことにより、その負荷制御を行っている。

【0006】図７に、このような負荷制御を行う従来の負荷
制御装置の構成を示す。

【0007】図中、１はガソリンエンジンやレシプロエンジ
ンなどのエンジン、２はダイナモメータ、３は伝達軸、
４はダイナモメータの回転軸と伝達軸３を連結するカッ
プリング、５はエンジン１のクランクシャフトと伝達軸
３を連結するカップリング、６はエンジン１に伝達され
ているトルクである伝達トルクFB_TQ_inを検出する伝達
トルクセンサ、７は運転パターン制御部、８は目標トル
ク算出部、９はトルク制御部である。また、図に表れな
いが、エンジン１にはクランクシャフトの回転速度をエ
ンジン回転速度Ne_REV_inとして計測するエンジン回転
計が設けられてる。

【0008】このような構成において、運転パターン制御部
７は所定の試験走行パターンに従って制御信号ST_outに
よりエンジンの運転状態を制御する。目標トルク算出部
８は、運転パターン制御部７から通知されるエンジン１
の運転状態ST_INFやエンジン回転速度Ne_REV_inや車両
の動特性モデルなどに基づいて目標とする負荷トルクで
あるところの目標トルクTRG_TQを算出する。トルク制御
部９は、目標トルクTRG_TQと伝達トルクFB_TQ_inの差分
DEF_TQを求める減算器９aと、差分DEF_TQを入力としてP
ID制御を行うPID制御部９ｂを備え、目標トルクTRG_TQ
と伝達トルクFB_TQ_inの差分DEF_TQが無くなるような、
トルク制御出力DY_TQ-outをダイナモメータ２に出力す
る。

【0009】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】さて、自動車のエンジンの自動負荷評価試験に
おいては、エンジンと変速器が分離できない構造となっ
ているなどの理由により、変速器出力軸に対して負荷ト
ルクを与えて試験を行いたい場合がある。

【0011】また、自動車の加速から減速への変化時や、変
速器のニュートラル状態時などの実働負荷評価試験を行
うためには、実走行状態を模してエンジンに伝達する伝
達トルクを正から負または負から正に変化させたり、伝
達トルクをゼロに制御したりすることが必要となる。

【0012】しかし、図７に示したような従来の負荷制御装
置によれば、変速器のギヤの歯車間にバックラッシュが
存在する場合には、このような実働負荷評価試験を行う
ことができなかった。

【0013】すなわち、伝達トルクを正から負または負から
正に変化させる場合には、伝達トルクの正負の切り替え
に付随して歯車の歯当たり面が変化し、歯車間の歯当た
りによる衝突が生じる。また、伝達トルクをゼロ及びそ
の近傍に制御している状態では、エンジンとダイナモメ
ータの回転速度のずれや、負荷制御の応答特性により、
歯車間の歯当たりによる衝突が生じることが避けられな
い。特に、間欠的な爆発を原動力とするものであるエン
ジンでは、多気筒であっても回転速度に揺れが生じるた
め、このような歯当たりによる衝突の発生は回避しがた
い。

【0014】そして、従来の負荷制御の技術によれば、歯当
たりによる衝突が生じると、この衝突によって伝達トル
クに表れるインパクトトルクを打ち消す方向にトルク制
御が行われることになるが、このトルク制御は、今度は
逆の歯面による歯当たりによる衝突を生じさせてしま
う。結果、歯当たりが繰り返し生じる発振的な状態とな
り、伝達トルクを適正に制御する事ができなくなる。ま
た、制御ゲインや試験走行パターンによっては、歯当た
りによる衝突に対するトルク制御によって生じる次の歯
当たりによる衝突が、前の衝突よりも強くなる場合があ
り、この場合には、伝達トルクを適正に制御する事がで
きないのみならず、歯当たりの衝突の力により、ギヤそ
の他のトルク伝達系要素の破損を引き起こしてしまう。

【0015】ここで、図８に、目標トルクをゼロに固定した
ときの従来の負荷制御結果の一例を示す。図示するよう
に、従来の負荷制御によれば、目標トルクをゼロとする
と、トルク制御出力DY_TQ_outと伝達トルクFB_TQ_inが
発振的な状態となり、歯当たりによる衝撃トルクが繰り
返し伝達トルクFB_TQ_inに表れる。

【0016】本発明は、このような問題を解決せんとするも
のであり、より具体的には、負荷を与える対象がバック
ラッシュを有するギヤを備えている場合でも、ゼロおよ
びゼロ近傍の負荷トルク領域においても、支障なく負荷
トルクを制御することができる負荷制御装置を提供する
ことを課題とする。

【0017】

【課題を解決するための手段】

【0018】前記課題達成のために、本発明は、たとえば、
回転体に連結したダイナモメータが前記回転体に与える
負荷トルクを目標トルクに制御する負荷制御装置であっ
て、前記ダイナモメータが前記回転体に伝達しているト
ルクである伝達トルクを計測する手段と、目標トルクと
前記伝達トルクの差分に応じた値と、前記回転体の回転
速度と前記ダイナモメータの回転速度の差分に応じた値
との加算値がゼロに近づくような制御量で、前記ダイナ
モメータを制御する制御手段とを有することを特徴とす
る負荷制御装置を提供する。

【0019】このような負荷制御装置によれば、目標トルク
と前記伝達トルクの差分と、前記回転体の回転速度と前
記ダイナモメータの回転速度の差分の双方がゼロに近づ
けくようダイナモメータは制御される。結果、伝達トル
クを目標トルクに追従させながら、前記回転体の回転速
度と前記ダイナモメータの回転速度の差が抑えることが
でき、これによりバックラッシュの存在に起因する歯面
の衝突を抑制することができる。

【0020】また、本発明は、前記課題達成のために、 前
記ダイナモメータが前記回転体に伝達しているトルクで
ある伝達トルクを計測する手段と、目標トルクと前記伝
達トルクの差分に所定値を乗じた値を、時間積分する時
間積分手段と、前記時間積分手段の出力と前記回転体の
回転速度を加算した値と、前記ダイナモメータの回転速
度の差分を求める回転速度差分算出手段と、前記回転速
度差分算出手段の出力に応じて、前記回転速度差分算出
手段の出力をゼロに近づける制御量で、前記ダイナモメ
ータを制御する制御手段とを有することを特徴とする負
荷制御装置を提供する。

【0021】このような負荷制御装置によれば、目標トルク
と前記伝達トルクの差分に所定値を乗じた値を時間積分
した値と、前記回転体の回転速度と前記ダイナモメータ
の回転速度の差分の双方がゼロに近づけくようダイナモ
メータは制御される。したがって、やはり、目標トルク
と前記伝達トルクの差分と、前記回転体の回転速度と前
記ダイナモメータの回転速度の差分の双方がゼロに近づ
けくようダイナモメータは制御される。

【0022】また、さらに、このような負荷制御装置によれ
ば、回転速度制御の観点では、各時点において、目標ト
ルクと前記伝達トルクの差分に所定値を乗じた値を時間
積分した値と前記回転体の回転速度を加算した値を目標
として、ダイナモメータの回転速度が制御される。ここ
で、目標トルクと伝達トルクの差分に所定値を乗じた値
を時間積分した値は、伝達トルクがその時点の目標トル
クに一致した場合の回転体の回転速度に応じたものとな
る。したがって、伝達トルクを目標トルクに一致させる
ためのトルク制御結果を先取りすることにより、より振
動的にならずに速やかに伝達トルクを目標トルクに、ダ
イナモメータの回転速度を回転体の回転速度に収束させ
ることができる。また、系の応答遅れによる不都合を解
消することができる。

【0023】ここで、これらような負荷制御装置において、
前記目標トルクと前記伝達トルクの差分に所定値を乗じ
た値を時間積分した値と、前記回転体の回転速度を加算
した値に応じて、前記目標トルクを算出するようにして
もよい。

【0024】このようにすることにより、伝達トルクがその
時点の目標トルクに一致させる制御を行った場合の前記
回転体の回転速度に応じた目標トルクを先取りして設定
できるようになり、より振動的にならずに速やかに伝達
トルクを目標トルクに、ダイナモメータの回転速度を回
転体の回転速度に収束させることができる。また、系の
応答遅れによる不都合を解消することができる。

【0025】

【発明の実施の形態】

【0026】以下、本発明の実施形態について、自動車のエ
ンジンの実働負荷評価試験装置への適用を例にとり説明
する。

【0027】図１に、本実施形態に係る実働負荷評価試験装
置の構成を示す。

【0028】図中、１はギヤの歯車間にバックラッシュを有
する変速器１aを含むエンジン、２はダイナモメータ、
３は伝達軸、４はダイナモメータの回転軸と伝達軸３を
連結するカップリング、５は変速器１aの出力軸と伝達
軸３を連結するカップリング、６はダイナモメータが実
際に伝達しているトルクである伝達トルクFB_TQ_inを検
出する伝達トルクセンサ、７は運転パターン制御部、１
０はトルク制御部である。また、図に表れないが、エン
ジン１には変速器１aの出力軸の回転速度をエンジン回
転速度Ne_REV_inとして計測するエンジン回転計、ダイ
ナモモータ2には回転軸の回転速度をダイナモ回転速度D
Y_REV_inとして検出する回転計がそれぞれ設けられて
る。

【0029】次に、図２にトルク制御部１０の構成を示す。

【0030】図中、１０１は目標トルクTRG_TQを算出する目
標トルク算出部、１０２は伝達トルクFB_TQ_inと目標ト
ルクTRG_TQの差分を求める減算器、１０３は加算器１０
２出力に予め求めたエンジンの慣性モーメントJ5の逆数
を乗じる乗算器、１０４は乗算器１０３出力を時間積分
する積分器、１０５はエンジン回転速度Ne_REV_inと積
分器１０４出力OFST_REVを加算する加算器、１０６は加
算器１０５出力TRG_REVとダイナモ回転速度DY_REV_inと
の差分を求める減算器、１０７は減算器１０６出力DEF_
REVを入力としてPI制御を行うPI制御器、１０８はPI制
御器１０７出力の正負を反転し、ダイナモメータ２のト
ルク制御出力DY_TQ_outとして出力する乗算器である。

【0031】ここで、目標トルク算出部１０１は、加算器１
０５出力TRG_REVと、運転パターン制御部７からのエン
ジン１制御状態ST_INFを入力し、これに所定の車両の動
特性モデルを適用して、実走行状態において加わるであ
ろう負荷トルクを推定し、これを目標とする負荷トルク
であるところの目標トルクTRG_TQとして算出する。ま
た、このような目標トルクTRG_TQの算出において、目標
トルク算出部１０１は、加算器１０５出力TRG_REVをエ
ンジン１の回転速度として車両の動特性モデルを適用す
る。

【0032】次に、図３に、PI制御器１０７の構成を示す。

【0033】図中、２０１は入力（減算器１０６出力DEF_RE
V）にPゲインCを乗じる乗算器、２０２は入力を時間積
分する積分器、２０３は積分器２０２出力にIゲインｋ
を乗じる乗算器、２０４は乗算器２０１出力と乗算器２
０３出力を加算する加算器である。

【0034】PI制御器１０７は、このように周知のPI制御の
構成を備えているが、PゲインCは一次振動モデルの等価
ダンピング定数、Iゲインｋは一次振動モデルのバネ定
数として把握することができ、Cは高周波に対する応答
特性に、kは低周波に対する応答特性に主として寄与す
る。

【0035】以下、このようなトルク制御部１０の動作につ
いて説明する。

【0036】まず、目標トルクTRG_TQ及び伝達トルクFB_TQ_
inがゼロまたはゼロ近傍でない領域での動作について説
明する。

【0037】これらの領域では、変速器１aの歯車は同じ歯
面でトルクをもって当接しながら回転するので、エンジ
ン回転速度Ne_REV_inとダイナモ回転速度DY_REV_inは一
致していると考えて良い。

【0038】この場合、本トルク制御器１０は、以下のよう
に動作する。

【0039】すなわち、伝達トルクFB_TQ_inに目標トルクTR
G_TQに対する正の差分が生じた場合、この差分は加算器
１０２で算出され、乗算器１０３で乗算された後、積分
器１０４の出力OFST_REVを正の方向に変化させる。そう
すると、加算器１０５、減算器１０６を通ってPI制御器
１０８に入力されたこの正の方向の変化分は、PI制御器
の出力を正の方向に変化させ、乗算器１０８を介して、
トルク制御出力DY_TQ_outを負の方向に変化させる。そ
うすると、ダイナモメータ２のトルクは減少し、結果、
伝達トルクFB_TQ_inも減少し、目標トルクTRG_TQに近づ
いていくことになる。

【0040】一方、伝達トルクFB_TQ_inに目標トルクTRG_TQ
に対する負の差分が生じた場合、この差分は加算器１０
２で算出され、乗算器１０３で乗算された後、積分器１
０４の出力OFST_REVを負の方向に変化させる。そうする
と、加算器１０５、減算器１０６を通ってPI制御器１０
８に入力されたこの負の方向の変化分は、PI制御器の出
力を負の方向に変化させ、乗算器１０８を介して、トル
ク制御出力DY_TQ_outを正の方向に変化させる。そうす
ると、ダイナモメータ２のトルクは増加し、結果、伝達
トルクFB_TQ_inも増加し、目標トルクTRG_TQに近づいて
いくことになる。

【0041】次に、目標トルクTRG_TQ及び伝達トルクFB_TQ_
inがゼロまたはゼロ近傍である領域での動作について説
明する。

【0042】これらの領域では、変速器１aにおけるバック
ラッシュの存在より、エンジン回転速度Ne_REV_inとダ
イナモ回転速度DY_REV_inは一致しないことが生じ得
る。そして、この不一致が、変速器１aの歯車の歯面の
衝突をもたらすことになる。

【0043】そこで、この領域において、本トルク制御部１
０は、伝達トルクFB_TQ_inを目標トルクTRG_TQに一致さ
せる制御と、ダイナモ回転速度DY_REV_inをエンジン回
転速度Ne_REV_inに一致させる制御の双方を行う。

【0044】すなわち、目標トルクTRG_TQ、伝達トルクFB_T
Q_inを入力とし、加算器１０２、乗算器１０３、積分器
１０４、加算器１０５、減算器１０６、PI制御器１０
７、乗算器１０８を経てトルク制御出力DY_TQ_outに至
る系（仮に、「トルク制御ループ」と呼ぶ）は、前述し
たように伝達トルクFB_TQ_inを目標トルクTRG_TQに一致
させる制御を行う。

【0045】一方、エンジン回転速度Ne_REV_in、ダイナモ
回転速度DY_REV_inを入力とし、加算器１０５、減算器
１０６、PI制御器１０７、乗算器１０８を経てトルク制
御出力DY_TQ_outに至る系（仮に、「回転速度制御ルー
プ」と呼ぶ）は、ダイナモ回転速度DY_REV_inをエンジ
ン回転速度Ne_REV_inに一致させる制御を行う。すなわ
ち、エンジン回転速度Ne_REV_inとダイナモ回転速度DY_
REV_inの差分が減算器１０６で求められ、PI制御器１０
７、乗算器１０８を介してトルク制御出力DY_TQ_outと
して出力される。結果、エンジン回転速度Ne_REV_inの
方がダイナモ回転速度DY_REV_inより大きい場合には、
トルク制御出力DY_TQ_outは負の方向に減少し、これに
よってダイナモ回転速度DY_REV_inを増加させてエンジ
ン回転速度Ne_REV_inに近づけ、エンジン回転速度Ne_RE
V_inの方がダイナモ回転速度DY_REV_inより小さい場合
には、トルク制御出力DY_TQ_outは正の方向に減少し、
これによってダイナモ回転速度DY_REV_inを減少させて
エンジン回転速度Ne_REV_inに近づけることになる。

【0046】なお、トルク制御出力値は、実際にはDCモータ
であるダイナモメータ２の電流値を指示するものであ
り、DCモータの特性により、この電流値が大きいほどダ
イナモメータ２のトルクは増加し、ダイナモメータ２の
回転速度は減少する。

【0047】そして、このようなトルク制御ループと回転速
度制御ループの相互作用により、バックラッシュの存在
による歯面の衝突が次のようにして緩和される。

【0048】すなわち、いま歯面の衝突が生じて、トルク制
御ループよりトルクを変化させるトルク制御出力DY_TQ_
outが出力され、このトルク制御出力DY_TQ_outによっ
て、ダイナモ回転速度DY_REV_inとエンジン回転速度Ne_
REV_inの差が増加すると、回転速度制御ループは、ダイ
ナモ回転速度DY_REV_inをエンジン回転速度Ne_REV_inに
近づけるルク制御指示を出力しようとする。結果、トル
ク制御ループの出力は、それがエンジン回転速度Ne_REV
_inとダイナモ回転速度DY_REV_inの差を生じさせるもの
である場合には、回転速度制御ループによって抑圧され
ることになる。

【0049】たとえば、単純な例を挙げれば、歯面の衝突が
生じて、トルク制御ループよりトルクを増加させるトル
ク制御出力DY_TQ_outが出力されると、ダイナモメータ
２の電流が増加してトルクは増加するが、これに伴い、
その回転速度は減少する。すると、回転速度制御ループ
は、ダイナモ回転速度DY_REV_inを増加させる、したが
って、ダイナモメータ２の電流を減少してトルクを減少
させるトルク制御出力DY_TQ_outを出力しようとする。
結果、トルク制御ループのトルクを増加させようとする
出力は、回転速度制御ループによるダイナモ回転速度DY
_REV_inを増加させようとする出力によって抑圧される
ことになる。

【0050】したがって、バックラッシュとエンジン回転速
度Ne_REV_inとダイナモ回転速度DY_REV_inの差によって
生じる衝突は緩和される。

【0051】さて、ここで、本トルク制御器１０では、加算
器１０２で算出された伝達トルクFB_TQ_inの目標トルク
TRG_TQに対する差分に対して乗算器１０３でエンジン１
の慣性モーメントJ5の逆数を乗算した後、積分器１０４
で時間積分し、この時間積分した値を現在のエンジン回
転速度Ne_REV_inに加算器１０５で加算し、これとダイ
ナモ回転速度DY_REV_inの差分を減算器１０６で求め、P
I制御器１０７、乗算器１０８を介してトルク制御出力D
Y_TQ_outとして出力している。

【0052】ここで、伝達トルクFB_TQ_inの目標トルクTRG_
TQに対する差分に、慣性モーメントJ5の逆数を乗算し時
間積分した値OFST_REVは、現在のエンジン回転速度Ne_R
EV_inと、伝達トルクFB_TQ_inが現在の目標トルクTRG_T
Qであったとした場合のエンジン回転速度Ne_REV_inの差
分を表す。そして、これより加算器１０５で加算した値
TRG_REVは、伝達トルクFB_TQ_inがその時点の目標トル
クTRG_TQに一致した場合のエンジン回転速度Ne_REV_in
の推定値を表すことになる。したがって、加算器１０５
で加算した値TRG_REVとダイナモ回転速度DY_REV_inの差
分を減算器１０６で求め、PI制御器１０７、乗算器１０
８を介してトルク制御出力DY_TQ_outとして出力するこ
とは、回転速度制御の観点から見れば、伝達トルクFB_T
Q_inがその時点の目標トルクTRG_TQに一致した場合のエ
ンジン回転速度Ne_REV_inにダイナモ回転速度DY_REV_in
を一致させようとする制御を行うことを意味する。

【0053】そして、このことは、トルク制御器１０全体と
して、伝達トルクFB_TQ_inをその時点の目標トルクTRG_
TQに一致させようとするトルク制御を行いつつ、同時
に、伝達トルクFB_TQ_inがその時点の目標トルクTRG_TQ
に一致した場合のエンジン回転速度Ne_REV_inにダイナ
モ回転速度DY_REV_inを一致させようとする回転速度制
御が行われることを意味している。

【0054】すなわち、本トルク制御器１０は、トルク制御
の観点よりも回転制御の観点よりも、同じ状態（伝達ト
ルクFB_TQ_inがその時点の目標トルクTRG_TQに一致した
場合の状態）を目標とする制御を行うので、速やかに、
低振動的に、最終的に伝達トルクFB_TQ_inと目標トルク
TRG_TQが一致し、エンジン回転速度Ne_REV_inとダイナ
モ回転速度DY_REV_inが一致する状態にダイナモメータ
２の状態を収束させることができる。

【0055】また、このことは、表現を変えれば、回転速度
制御という観点からみて、伝達トルクFB_TQ_inを目標ト
ルクTRG_TQに一致させるためのトルク制御結果を先取り
することにより、より振動的にならずに速やかにダイナ
モ回転速度DY_REV_inをエンジン回転速度Ne_REV_inに収
束させる効果があると言うことができる。そして、この
ような先取りによる回転速度制御によって、ダイナモ回
転速度DY_REV_inとエンジン回転速度Ne_REV_inの差が大
きくなってしまうことがより効果的に防げるので、より
充分に、バックラッシュとエンジン回転速度Ne_REV_in
とダイナモ回転速度DY_REV_inの差によって生じる衝突
を緩和することができる。

【0056】次に、本トルク制御器１０では、目標トルクTR
G_TQとして、目標トルク算出部１０１において、加算器
１０５出力TRG_REV、すなわち、伝達トルクFB_TQ_inが
その時点の目標トルクTRG_TQに一致した場合のエンジン
回転速度Ne_REV_inの推定値を、エンジン１の回転速度
として車両の動特性モデルを適用して算出した目標トル
クTRG_TQを用いている。

【0057】すなわち、前述のように伝達トルクFB_TQ_inが
その時点の目標トルクTRG_TQに一致した場合のエンジン
回転速度Ne_REV_inにダイナモ回転速度DY_REV_inが一致
するように制御した状態を先取りして目標トルクTRG_TQ
を算出している。

【0058】そして、これにより、より振動的にならずに速
やかに、伝達トルクFB_TQ_inが目標トルクTRG_TQに一致
し、ダイナモ回転速度DY_REV_inがエンジン回転速度Ne_
REV_inに一致する状態に収束させることができる。ま
た、過剰、不要なトルク制御出力DY_TQ_outが抑えられ
るので、バックラッシュとエンジン回転速度Ne_REV_in
とダイナモ回転速度DY_REV_inの差によって生じる衝突
が、より緩和されることになる。

【0059】ここで、このようなトルク制御部１０の制御の
具体例をいくつか示す。

【0060】図４は、運転パターン制御部７による試験走行
パターンをエンジン回転速度一定のパターンとして、目
標トルク算出部１０１が出力する目標トルクTRG_TQを強
制的にゼロに固定した場合の、エンジン回転速度Ne_REV
_inとダイナモ回転速度DY_REV_inと伝達トルクFB_TQ_in
の推移を表している。図示するように、本制御によれ
ば、このような場合において伝達トルクFB_TQ_inをゼロ
近傍の値に制御することができる。また、先に図８に示
したように、変速器１aの歯当たりによる衝撃が発振的
に繰り返し生じることもない。

【0061】次に、図５は、アクセル開度ACCで表すスロッ
トル開度のパターンを運転パターン制御部７による試験
走行パターンとし、目標トルク算出部１０１が出力する
目標トルクTRG_TQを強制的にゼロに固定した場合の、エ
ンジン回転速度Ne_REV_inとダイナモ回転速度DY_REV_in
と伝達トルクFB_TQ_inとトルク制御出力FB_TQ-outの推
移を表している。図示するように、本制御によれば、こ
のようエンジン回転速度Ne_REV_inを任意に変化させた
場合でも、伝達トルクFB_TQ_inをゼロ近傍の値に制御す
ることができる。また、先に図８に示したように、変速
器１aの歯当たりによる衝撃が発振的に繰り返し生じる
こともない。

【0062】なお、図５では、エンジン回転速度Ne_REV_in
に代えて、エンジン１のクランクシャフトの回転速度Ne
_REV_in"を表している。エンジン回転速度Ne_REV_in
は、これに一定の変速比を乗じたものとなり、これは図
５中のダイナモ回転速度DY_REV_inとほぼ一致する。

【0063】次に、図６は、アクセル開度ACCで表すスロッ
トル開度のパターンを運転パターン制御部７による試験
走行パターンとした場合の、エンジン回転速度Ne_REV_i
nとダイナモ回転速度DY_REV_inと伝達トルクFB_TQ_inと
トルク制御出力FB_TQ-outと仮想車速VEの推移を表して
いる。図示するように、本制御によれば、このようエン
ジン回転速度Ne_REV_inを任意に変化させ、これに目標
トルクTRG_TQを追従させた場合でも、ゼロ近傍の値を含
む全領域において伝達トルクFB_TQ_inを自動車の動特性
モデルに従って制御することができる。また、ゼロ近傍
の領域において、先に図８に示したように、変速器１a
の歯当たりによる衝撃が発振的に繰り返し生じることも
ない。

【0064】なお、図６においても、図５同様に、エンジン
回転速度Ne_REV_inに代えて、エンジン１のクランクシ
ャフトの回転速度Ne_REV_in"を表している。エンジン回
転速度Ne_REV_inは、これに一定の変速比を乗じたもの
となり、これは図６中のダイナモ回転速度DY_REV_inと
ほぼ一致する。

【0065】以上、本発明の一実施形態について説明した。

【0066】なお、以上の実施形態では、エンジン回転計に
おいて、エンジン１の変速器１aの出力軸の回転速度と
して計測し、これをトルク制御部１０の入力としたが、
エンジン回転計において、エンジン１のクランクシャフ
トの回転速度を計測し、これに変速器１aの変速比を乗
じて、エンジン回転速度Ne_REV_inとして、これをトル
ク制御部１０の入力としてもよい。

【0067】また、以上に示したトルク制御部１０における
演算処理は、ロジック回路等を用いた形態でハードウエ
ア的に実施するようにしても、マイクロコンピュータ回
路に上記制御を行うソフトウエアを実行させる形態でソ
フトウエア的に実施するようにしてもかまわない。

【0068】また、以上では、自動車のエンジンの実働負荷
評価試験装置への適用を例にとり説明したが、本実施形
態に係るトルク制御部１０の制御は、回転体を含む任意
の振動体に負荷を与える場合に、同様に適用することが
できる。

【0069】

【発明の効果】

【0070】以上のように、本発明によれば、負荷を与える
対象がバックラッシュを有するギヤを備えている場合で
も、ゼロおよびゼロ近傍の負荷トルク領域においても、
支障なく負荷トルクを制御することができる負荷制御装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る実働負荷評価試験装置
の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施形態に係るトルク制御部の構成を
示すブロック図である。

【図３】本発明の実施形態に係るPI制御器の構成を示す
ブロック図である。

【図４】本発明の実施形態に係る負荷制御結果例を示す
図である。

【図５】本発明の実施形態に係る負荷制御結果例を示す
図である。

【図６】本発明の実施形態に係る負荷制御結果例を示す
図である。

【図７】従来の実働負荷評価試験装置の構成を示すブロ
ック図である。

【図８】従来のトルク制御結果例を示す図である。

【符号の説明】

１；エンジン、１a；変速器、２；はダイナモメータ、
３；伝達軸、４；カップリング、５；カップリング、
６；伝達トルクセンサ、７；運転パターン制御部、１
０；トルク制御部、１０１；目標トルク算出部、１０
２；減算器、１０３；乗算器、１０４；積分器、１０
５；加算器、１０６；減算器、１０７；PI制御器、１０
８；乗算器、２０１；乗算器、２０２；積分器、２０
３；乗算器、２０４；加算器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G087 BB01 CC05 CC06 DD03

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転体に連結したダイナモメータが前記回
   転体に与える負荷トルクを目標トルクに制御する負荷制
   御装置であって、 前記ダイナモメータが前記回転体に伝達しているトルク
   である伝達トルクを計測する手段と、 前記目標トルクと前記伝達トルクの差分に応じた値と、
   前記回転体の回転速度と前記ダイナモメータの回転速度
   の差分に応じた値との加算値がゼロに近づくような制御
   量で、前記ダイナモメータを制御する制御手段とを有す
   ることを特徴とする負荷制御装置。
2. 【請求項２】回転体に連結したダイナモメータが前記回
   転体に与える負荷トルクを目標トルクに制御する負荷制
   御装置であって、 前記ダイナモメータが前記回転体に伝達しているトルク
   である伝達トルクを計測する計測手段と、 前記目標トルクと前記伝達トルクの差分に所定値を乗じ
   た値を、時間積分する時間積分手段と、 前記時間積分手段の出力と前記回転体の回転速度を加算
   した値と、前記ダイナモメータの回転速度の差分を求め
   る差分算出手段と、 前記差分算出手段の出力に応じて、前記回転速度差分算
   出手段の出力をゼロに近づける制御量で、前記ダイナモ
   メータを制御する制御手段とを有することを特徴とする
   負荷制御装置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の負荷制御装置であ
   って、 前記目標トルクと前記伝達トルクの差分に前記所定値を
   乗じた値を時間積分した値と、前記回転体の回転速度を
   加算した値に応じて、前記目標トルクを算出する目標ト
   ルク算出手段を有することを特徴とする負荷制御装置。
4. 【請求項４】請求項３または４記載の負荷制御装置であ
   って、 前記所定値は、前記回転体の慣性モーメントの逆数であ
   ることを特徴とする負荷制御装置。
5. 【請求項５】請求項１、２、３または４記載の負荷制御
   装置であって、 前記ダイナモメータはDCモータであって、 前記制御手段は前記制御量によって前記DCモータの電流
   値を制御することを特徴とする負荷制御装置。
6. 【請求項６】車両に搭載される原動機に負荷を与える負
   荷試験装置であって、 請求項１、２、３、４または５記載の負荷制御装置と、 前記原動機出力軸を前記回転体として、当該出力軸に連
   結した前記ダイナモメータとを有することを特徴とする
   負荷試験装置。
7. 【請求項７】車両に搭載される原動機に、車両搭載時に
   加わると推定される負荷を与える実働負荷試験装置であ
   って、 請求項２または４記載の負荷制御装置と、 前記原動機出力軸を前記回転体として、当該出力軸に連
   結した前記ダイナモメータとを有し、 前記目標トルク算出手段は、前記車両の動特性モデル
   に、前記目標トルクと前記伝達トルクの差分に所定値を
   乗じた値を時間積分した値と、前記回転体の回転速度と
   を加算した値を、前記回転体の回転速度として適用し、
   前記目標トルクを算出することを特徴とする実働負荷試
   験装置。
8. 【請求項８】振動体に連結した負荷発生装置が前記振動
   体に与える負荷トルクを目標トルクに制御する負荷制御
   方法であって、 前記負荷発生装置が前記振動体に伝達しているトルクで
   ある伝達トルクを計測するステップと、 目標トルクと前記伝達トルクの差分に応じて、前記伝達
   トルクを前記目標トルクに近づかせるための、前記負荷
   発生装置の発生トルクの制御量を算出するステップと、 前記振動体の振動速度と前記負荷発生装置の振動速度の
   差分に応じて、前記負荷発生装置の振動速度を前記振動
   体の振動速度に近づかせるための、前記負荷発生装置の
   振動速度の制御量を算出するステップと、 前記発生トルクの制御量と前記振動速度の制御量の双方
   に応じた制御量によって、前記負荷発生装置の発生トル
   ク又は／及び振動速度を制御するステップとを有するこ
   とを特徴とする負荷制御方法。
9. 【請求項９】回転体に連結したダイナモメータが前記回
   転体に与える負荷トルクを目標トルクに制御する負荷制
   御方法であって、 前記ダイナモメータが前記回転体に伝達しているトルク
   である伝達トルクを計測するステップと、 目標トルクと前記伝達トルクの差分に前記回転体の慣性
   モーメントの逆数を乗じた値を、時間積分するステップ
   と、 前記時間積分した値と前記回転体の回転速度を加算した
   値と、前記ダイナモメータの回転速度の差分を被制御対
   象差分として求めるステップと、 前記被制御対象差分をゼロに近づける制御量で、前記ダ
   イナモメータを制御するステップと、 前記時間積した値と前記回転体の回転速度を加算した値
   に応じて前記目標トルクを算出するステップとを有する
   ことを特徴とする負荷制御方法。