JP2024017535A - Electric inertia control device and vehicle testing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、供試体にトルクを付与するダイナモメータに対して電気慣性制御を行う電気慣性制御装置、及びそれを備えた車両試験装置に関する。 The present invention relates to an electric inertia control device that performs electric inertia control on a dynamometer that applies torque to a specimen, and a vehicle testing device equipped with the same.
供試体にトルクを付与するダイナモメータに対して電気慣性制御を行う電気慣性制御装置が知られている。例えば、特許文献1には、入力軸と出力軸とを備える供試体と、前記入力軸又は前記出力軸の何れかと連結軸を介して接続されたダイナモメータと、トルク電流指令信号に応じて前記ダイナモメータに電力を供給するインバータと、前記連結軸に発生する軸トルクに応じた軸トルク検出信号を発生する軸トルクセンサと、前記ダイナモメータの角速度に応じた角速度検出信号を発生する角速度センサと、を備える電気慣性制御装置が開示されている。
An electric inertia control device is known that performs electric inertia control on a dynamometer that applies torque to a specimen. For example,
具体的には、前記特許文献1の前記電気慣性制御装置は、前記ダイナモメータによって所定の設定慣性を有する慣性体の挙動を模擬する。また、前記電気慣性制御装置は、外乱補償トルク信号を生成する外乱オブザーバと、トルク信号と前記外乱補償トルク信号と前記軸トルク検出信号とを合算することによって慣性補償トルク信号を生成する慣性補償器と、を有する。
Specifically, the electric inertia control device of
前記特許文献1のような電気慣性制御装置は、上述のように供試体に接続されたダイナモメータのトルクを制御することにより、前記供試体に対して実機と同様の挙動を実現する。
The electrical inertia control device as disclosed in
ところで、電気慣性制御装置は、ダイナモメータの予想速度と実回転速度との速度差に基づいて電気慣性制御を行う場合がある。このような電気慣性制御装置では、前記予想速度と前記実回転速度との速度差がなければ、電気慣性制御を精度良く行うことができない。よって、前記予想速度と前記実回転速度との速度差がない場合には、電気慣性制御の応答性が低下する。そのため、前記予想速度と前記実回転速度との速度差がなくても前記電気慣性制御を行うことができ、前記電気慣性制御の応答性を向上可能な電気慣性制御装置が求められている。 By the way, the electric inertia control device may perform electric inertia control based on the speed difference between the predicted speed of the dynamometer and the actual rotational speed. In such an electric inertia control device, electric inertia control cannot be performed accurately unless there is a speed difference between the predicted speed and the actual rotational speed. Therefore, when there is no speed difference between the predicted speed and the actual rotational speed, the responsiveness of the electric inertia control decreases. Therefore, there is a need for an electric inertia control device that can perform the electric inertia control even if there is no speed difference between the predicted speed and the actual rotational speed and can improve the responsiveness of the electric inertia control.
本発明の目的は、供試体にトルクを付与するダイナモメータに対して電気慣性制御を行う電気慣性制御装置において、応答性を向上可能な構成を得ることである。 An object of the present invention is to obtain a configuration capable of improving responsiveness in an electric inertia control device that performs electric inertia control on a dynamometer that applies torque to a specimen.
本発明の一実施形態に係る電気慣性制御装置は、供試体にトルクを付与するダイナモメータに対して電気慣性制御を行う電気慣性制御装置である。この電気慣性制御装置は、前記ダイナモメータの実回転速度と予想速度との速度差から前記ダイナモメータの予想トルクを算出して、前記ダイナモメータに作用する外乱トルクを打ち消すための電気慣性トルクを求める電気慣性トルク算出部と、前記実回転速度の微分値を用いて算出される前記ダイナモメータのトルク変化量に前記電気慣性トルクを加算した値を、前記予想トルクに加算する微分補正部と、を有する(第1の構成)。 An electrical inertia control device according to an embodiment of the present invention is an electrical inertia control device that performs electrical inertia control on a dynamometer that applies torque to a specimen. This electric inertia control device calculates the expected torque of the dynamometer from the speed difference between the actual rotational speed and the expected speed of the dynamometer, and determines the electric inertia torque for canceling the disturbance torque acting on the dynamometer. an electric inertia torque calculation unit; and a differential correction unit that adds a value obtained by adding the electric inertia torque to the torque change amount of the dynamometer calculated using the differential value of the actual rotational speed to the predicted torque. (first configuration).
これにより、ダイナモメータの実回転速度と予想速度との速度差がない状態でも、微分補正部によって、予想トルクを算出することができる。すなわち、電気慣性制御装置が前記微分補正部を有しない場合、応答性良く前記ダイナモメータの電気慣性制御を行うことができなかったが、上述の構成により、前記速度差が生じない状態でも、前記ダイナモメータの電気慣性制御を行うことができる。 This allows the differential correction section to calculate the predicted torque even when there is no speed difference between the actual rotational speed of the dynamometer and the predicted speed. That is, when the electric inertia control device does not have the differential correction section, it was not possible to perform electric inertia control of the dynamometer with good responsiveness, but with the above configuration, even in a state where the speed difference does not occur, the electric inertia control of the dynamometer cannot be performed with good response. Electric inertia control of the dynamometer can be performed.
その結果、前記ダイナモメータの前記実回転速度を、目標とする回転速度に、速やかに近づけることができる。よって、供試体にトルクを付与するダイナモメータに対して電気慣性制御を行う電気慣性制御装置において、応答性を向上可能な構成が得られる。 As a result, the actual rotational speed of the dynamometer can be quickly brought close to the target rotational speed. Therefore, in an electric inertia control device that performs electric inertia control on a dynamometer that applies torque to a specimen, a configuration that can improve responsiveness can be obtained.
前記第1の構成において、前記電気慣性トルクと前記予想トルクとの差に基づいて、前記予想速度を算出する予想速度算出部をさらに有する(第2の構成)。 The first configuration further includes an expected speed calculation unit that calculates the expected speed based on the difference between the electric inertia torque and the expected torque (second configuration).
これにより、電気慣性トルクを求めるための速度差を精度良く求めることができる。よって、前記電気慣性トルクをより精度良く求めることができる。 Thereby, the speed difference for determining the electric inertia torque can be determined with high accuracy. Therefore, the electrical inertia torque can be determined with higher accuracy.
本発明の一実施形態に係る車両試験装置は、変速機を含む駆動機構の試験を行うための車両試験装置である。この車両試験装置は、前記第1または第2の構成を有する電気慣性制御装置と、前記ダイナモメータと、を備える。前記供試体は、変速機である(第3の構成)。 A vehicle testing device according to an embodiment of the present invention is a vehicle testing device for testing a drive mechanism including a transmission. This vehicle testing device includes an electric inertia control device having the first or second configuration, and the dynamometer. The specimen is a transmission (third configuration).
これにより、変速機に対してダイナモメータが駆動連結された車両試験装置において、前記変速機のトルクが急変した場合でも、前記ダイナモメータを応答性良く電気慣性制御することができる。よって、応答性の高い車両試験装置が実現される。 As a result, in a vehicle testing device in which a dynamometer is drive-connected to a transmission, even if the torque of the transmission suddenly changes, the dynamometer can be electrically inertia controlled with good responsiveness. Therefore, a highly responsive vehicle testing device is realized.
本発明の一実施形態に係る電気慣性制御装置によれば、電気慣性制御装置は、ダイナモメータの実回転速度と予想速度との速度差から前記ダイナモメータの予想トルクを算出して、前記ダイナモメータに作用する外乱トルクを打ち消すための電気慣性トルクを求める電気慣性トルク算出部と、前記実回転速度の微分値を用いて算出される前記ダイナモメータのトルク変化量に前記電気慣性トルクを加算した値を、前記予想トルクに加算する微分補正部と、を有する。これにより、応答性を向上可能な電気慣性制御装置を得ることができる。 According to the electric inertia control device according to an embodiment of the present invention, the electric inertia control device calculates the expected torque of the dynamometer from the speed difference between the actual rotational speed and the expected speed of the dynamometer, and an electric inertia torque calculation unit that calculates an electric inertia torque for canceling the disturbance torque acting on the electric inertia torque, and a value obtained by adding the electric inertia torque to the torque change amount of the dynamometer calculated using the differential value of the actual rotational speed. and a differential correction unit that adds the expected torque to the predicted torque. Thereby, it is possible to obtain an electric inertia control device that can improve responsiveness.
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中の同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Identical or corresponding parts in the figures are designated by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
実施形態に係る車両試験装置100は、自動車のような車両の動力伝達系の一部である供試体200の性能試験を行う装置である。本実施形態では、供試体200は、例えば変速機である。
The
車両試験装置100は、ダイナモメータ1及び電気慣性制御装置2を有する。図1は、電気慣性制御装置2の構成の一例を示す機能ブロック図である。
The
図1に示すように、電気慣性制御装置2は、速度検出器3と、電気慣性トルク算出部4と、予想速度算出部5と、微分補正部6とを有する。
As shown in FIG. 1, the electric inertia control device 2 includes a speed detector 3, an electric inertia torque calculation section 4, an expected speed calculation section 5, and a
速度検出器3は、ダイナモメータ1の実回転速度v1を検出する。例えば、速度検出器3は、レゾルバ又はエンコーダのような回転速度を検知するセンサを含む。
The speed detector 3 detects the actual rotational speed v1 of the
電気慣性トルク算出部4は、ダイナモメータ1の実回転速度v1と、後述する予想速度v2との速度差Δvからダイナモメータ1の予想トルクTeを算出する。さらに、電気慣性トルク算出部4は、予想トルクTeを用いて、ダイナモメータ1に作用する外乱トルクを打ち消すための電気慣性トルクTairを求める。なお、「外乱トルク」とは、例えば、ダイナモメータ1及び供試体200の軸系(動力伝達系)に対して、外乱として入力されるトルクである。
The electric inertia torque calculation unit 4 calculates the expected torque Te of the
詳しくは、電気慣性トルク算出部4は、時間差乗算器41、第1加算器42及び電気慣性トルク演算器43を有する。
Specifically, the electric inertia torque calculating section 4 includes a
時間差乗算器41は、実回転速度v1から後述する予想速度v2を減算することによって得られる速度差Δvに、所定の値を乗算する。
The
第1加算器42は、時間差乗算器41によって得られた値と、後述する微分補正部6によって得られる値と、を加算して、予想トルクTeを算出する。
The
電気慣性トルク演算器43は、算出された予想トルクTeに、(Jc-Jm/Jc)を乗算することによって、電気慣性トルクTairを算出する。なお、係数Jcは、模擬する車体の慣性モーメントである。係数Jmは、ダイナモメータ1の慣性モーメントである。
The electric
予想速度算出部5は、予想トルクTeから電気慣性トルクTairを減じた値に基づいてダイナモメータ1の予想速度v2を算出する。例えば、予想速度v2は、現在のダイナモメータ1の回転速度の予想値である。
The expected speed calculation unit 5 calculates the expected speed v2 of the
詳しくは、予想速度算出部5は、積分器51を有する。積分器51は、予想トルクTeから電気慣性トルクTairを減算した値を係数Jmで除算し、除算で得られた値を積分演算する。これらの演算を行うことにより、予想速度算出部5は、ダイナモメータ1の予想速度v2を求めている。
Specifically, the expected speed calculation section 5 includes an
微分補正部6は、実回転速度v1の微分値を用いて、ダイナモメータ1のトルク変化量を算出する。このトルク変化量は、ダイナモメータ1及び供試体200に加わる外乱によって変化したトルクの変化量である。さらに、微分補正部6は、算出したトルク変化量に電気慣性トルクTairを加算した値を、予想トルクTeに加算する。
The
詳しくは、微分補正部6は、微分器61、乗算器62、第2加算器63を有する。
Specifically, the
微分器61は、速度検出器3の出力信号から得られる実回転速度v1を微分演算する。乗算器62は、微分器61によって算出された値に、係数Jmを乗算する。
The
第2加算器63は、乗算器62によって得られたダイナモメータ1のトルク変化量に、電気慣性トルクTairを加算する。そして、微分補正部6は、第2加算器63によって処理された値を、電気慣性トルク算出部4の第1加算器42に入力する。
The
このように、微分補正部6は、実回転速度v1の微分値を用いて算出されるダイナモメータ1のトルク変化量と電気慣性トルクTairとを加算した値を、予想トルクTeに加算する。
In this way, the
微分補正部6を有していない場合、ダイナモメータ1の実回転速度v1と予想速度v2との速度差がない状態では、予想トルクTeの値が抑制され、応答性良くダイナモメータ1の電気慣性制御を行うことができない。
When the
しかし、電気慣性制御装置2は、微分補正部6を有するので、実回転速度v1の微分値に基づいて予想トルクTeを算出することができる。例えば、ダイナモメータ1の回転開始当初のように、ダイナモメータ1の実回転速度v1と予想速度v2との速度差が生じない状態でも、応答性良くダイナモメータ1の電気慣性制御を行うことができる。よって、ダイナモメータ1に対する電気慣性制御の応答性を向上することができる。
However, since the electric inertia control device 2 includes the
図示しないコントローラーから入力されるトルク指令値Trefから電気慣性トルクTairを減算した値に基づいて、図示しない駆動制御部がダイナモメータ1に供給する電力を制御する。このような電力制御によって、ダイナモメータ1は、外乱の影響が打ち消されるように補正されたトルクを出力する。
A drive control section (not shown) controls the electric power supplied to the
次に、図2及び図3のグラフを用いて、電気慣性制御装置2が微分補正部6を有する場合の作用効果について説明する。
Next, the effects when the electric inertia control device 2 includes the
まず、図2及び図3のグラフにおいて、「外乱トルク」は、ダイナモメータ及び供試体の軸系(動力伝達系)に対して、外乱として入力されるトルクの大きさの一例を示す。「電気慣性トルク」は、外乱の影響を打ち消すために算出されるダイナモメータ1のトルクの補正量の一例を示す。また、「理想速度」は、ダイナモメータ1の理想的な回転速度の一例を示す。「実回転速度」は、ダイナモメータ1の実際の回転速度の一例を示す。
First, in the graphs of FIGS. 2 and 3, "disturbance torque" indicates an example of the magnitude of the torque input as a disturbance to the shaft system (power transmission system) of the dynamometer and the specimen. "Electrical inertia torque" indicates an example of the amount of correction of the torque of the
そして、図2は、電気慣性制御装置が微分補正部を有さない場合のダイナモメータ1のトルク及び回転速度の時間変化の一例を示す。
FIG. 2 shows an example of temporal changes in the torque and rotational speed of the
図2に示すように、ダイナモメータ1の回転初期では、ダイナモメータ1の電気慣性制御の反応の遅れによって、回転速度の傾きが一定になるまで、時間が必要である。これは、ダイナモメータ1の実回転速度v1と予想速度v2との速度差Δvが十分に大きな値になるまで、ダイナモメータ1の電気慣性制御の応答に遅れがあることが一因である。
As shown in FIG. 2, at the beginning of the rotation of the
これに対し、本実施形態では、電気慣性制御装置2が微分補正部6を有することにより、ダイナモメータ1の実回転速度v1と予想速度v2との速度差がない状態でも、微分補正部6によって、予想トルクTeを算出することができる。すなわち、速度差が生じない状態でも、ダイナモメータ1の電気慣性制御を行うことができる。
In contrast, in the present embodiment, the electric inertia control device 2 includes the
図3は、本実施形態に係る電気慣性制御装置2(微分補正部6を有する場合)によってダイナモメータ1を電気慣性制御した場合のダイナモメータ1のトルク及び回転速度の時間変化の一例を示す。
FIG. 3 shows an example of temporal changes in the torque and rotational speed of the
図3に示すように、ダイナモメータ1の開始直後から、実回転速度v1の傾きと理想速度の傾きとのずれが少ない。しかも、理想速度と実回転速度v1との差が抑制されている。図3は、ダイナモメータ1の実回転速度v1と予想速度v2との速度差Δvが十分に大きな値になるまで待つことなく、ダイナモメータ1の開始直後から、ダイナモメータ1の電気慣性制御が、応答性良く、且つ効果的に行われていることを示している。
As shown in FIG. 3, immediately after starting the
以上より、本実施形態の電気慣性制御装置2は、供試体200にトルクを付与するダイナモメータ1に対して電気慣性制御を行う。電気慣性制御装置2は、ダイナモメータ1の実回転速度v1と予想速度v2との速度差Δvからダイナモメータ1の予想トルクTeを算出して、ダイナモメータ1に作用する外乱トルクを打ち消すための電気慣性トルクTairを求める電気慣性トルク算出部4と、実回転速度v1の微分値を用いて算出されるダイナモメータ1のトルク変化量に電気慣性トルクTairを加算した値を、前記予想トルクTeに加算する微分補正部6と、を有する。
As described above, the electrical inertia control device 2 of this embodiment performs electrical inertia control on the
これにより、ダイナモメータ1の実回転速度v1と予想速度v2との速度差がない状態でも、微分補正部6によって、予想トルクTeを算出することができる。すなわち、電気慣性制御装置2が前記微分補正部6を有しない場合、前記速度差が生じるまで前記ダイナモメータ1の電気慣性制御を行うことができなかったが、上述の構成により、前記速度差が生じない状態でも、ダイナモメータ1の電気慣性制御を行うことができる。よって、前記ダイナモメータ1に対する電気慣性制御の応答性を向上することができる。
Thereby, even when there is no speed difference between the actual rotational speed v1 of the
電気慣性制御装置2は、電気慣性トルクTairと予想トルクTeとの差に基づいて、予想速度v2を算出する予想速度算出部5をさらに有する。 The electric inertia control device 2 further includes an expected speed calculation unit 5 that calculates the expected speed v2 based on the difference between the electric inertia torque Tair and the expected torque Te.
これにより、電気慣性トルクTairを求めるための速度差Δvを精度良く求めることができる。よって、電気慣性トルクTairをより精度良く求めることができる。 Thereby, the speed difference Δv for determining the electric inertia torque Tair can be determined with high accuracy. Therefore, the electric inertia torque Tair can be determined with higher accuracy.
また、本実施形態の車両試験装置100は、変速機を含む駆動機構の試験を行う。車両試験装置100は、上述の電気慣性制御装置2と、ダイナモメータ1と、を備える。供試体200は、変速機である。
Furthermore, the
これにより、変速機に対してダイナモメータ1が駆動連結された車両試験装置100において、前記変速機のトルクが急変した場合でも、ダイナモメータ1を応答性良く電気慣性制御することができる。よって、応答性の高い車両試験装置100が実現される。
Thereby, in the
(その他の実施形態)
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
(Other embodiments)
Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments described above are merely examples for implementing the present invention. Therefore, without being limited to the embodiments described above, the embodiments described above can be modified and implemented as appropriate without departing from the spirit thereof.
前記実施形態では、予想速度算出部5は、電気慣性トルクTairと予想トルクTeとの差に基づいて、ダイナモメータ1の予想速度v2を算出する。しかし、予想速度算出部は、電気慣性トルクと予想トルクとの差以外の値に基づいて、ダイナモメータの予想速度を算出してもよい。また、電気慣性制御装置は、予想速度算出部を有していなくてもよい。この場合には、電気慣性制御装置は、本実施形態以外の方法によって得た予想速度を用いて、予想トルクを算出してもよい。
In the embodiment, the expected speed calculation unit 5 calculates the expected speed v2 of the
前記実施形態では、車両試験装置100が、自動車の構成の一部を試験する例を説明した。しかしながら、車両試験装置は、二輪車、三輪車のような自動車以外の車両を試験する装置であってもよい。また、車両試験装置は、無限軌道車両のようなタイヤを有さない車両を試験する装置であってもよい。
In the embodiment described above, an example was described in which the
前記実施形態では、供試体200が変速機である例を説明した。しかしながら、供試体は、クラッチ、トランスミッション、ドライブシャフト、デファレンシャルギヤ等、変速機以外の動力伝達系の一部であってもよい。ダイナモメータは、供試体の入力軸に接続されてもよいし、出力軸に接続されてもよい。
In the embodiment described above, the example in which the
前記実施形態では、車両試験装置100が1つのダイナモメータ1及び1つの電気慣性制御装置2を含む例を説明した。しかしながら、車両試験装置は、複数のダイナモメータ及び複数の電気慣性制御装置を有してもよい。
In the embodiment described above, an example has been described in which the
前記実施形態では、速度検出器3がレゾルバ又はエンコーダを含む例を説明した。しかしながら、速度検出器は、レゾルバ及びエンコーダ以外のダイナモメータの回転速度を検知可能なセンサを含んでいてもよい。 In the embodiment described above, the speed detector 3 includes a resolver or an encoder. However, the speed detector may include a sensor capable of detecting the rotational speed of the dynamometer other than the resolver and encoder.
本発明は、供試体にトルクを付与するダイナモメータに対して電気慣性制御を行う電気慣性制御装置及び該電気慣性制御装置を有する車両試験装置に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in an electric inertia control device that performs electric inertia control on a dynamometer that applies torque to a specimen, and a vehicle testing device that includes the electric inertia control device.
1 ダイナモメータ
2 電気慣性制御装置
3 速度検出器
4 電気慣性トルク算出部
41 時間差乗算器
42 第1加算器
43 電気慣性トルク演算器
5 予想速度算出部
51 積分器
6 微分補正部
61 微分器
62 乗算器
63 第2加算器
100 車両試験装置
200 供試体
Jc 係数
Jm 係数
Tair 電気慣性トルク
Te 予想トルク
Tref 指令値
v1 回転速度
v2 予想速度
Δv 速度差
1 Dynamometer 2 Electric inertia control device 3 Speed detector 4 Electric inertia
Claims (3)
前記ダイナモメータの実回転速度と予想速度との速度差から前記ダイナモメータの予想トルクを算出して、前記ダイナモメータに作用する外乱トルクを打ち消すための電気慣性トルクを求める電気慣性トルク算出部と、
前記実回転速度の微分値を用いて算出される前記ダイナモメータのトルク変化量に前記電気慣性トルクを加算した値を、前記予想トルクに加算する微分補正部と、
を有する、
電気慣性制御装置。 An electrical inertia control device that performs electrical inertia control on a dynamometer that applies torque to a specimen,
an electric inertia torque calculation unit that calculates the expected torque of the dynamometer from the speed difference between the actual rotational speed and the expected speed of the dynamometer, and calculates an electric inertia torque for canceling a disturbance torque acting on the dynamometer;
a differential correction unit that adds a value obtained by adding the electrical inertia torque to the torque change amount of the dynamometer calculated using the differential value of the actual rotational speed to the predicted torque;
has,
Electric inertia control device.
前記電気慣性トルクと前記予想トルクとの差に基づいて、前記予想速度を算出する予想速度算出部をさらに有する、
電気慣性制御装置。 The electric inertia control device according to claim 1,
further comprising an expected speed calculation unit that calculates the expected speed based on the difference between the electric inertia torque and the expected torque,
Electric inertia control device.
請求項1または2に記載の電気慣性制御装置と、
前記ダイナモメータと、
を備え、
前記供試体は、変速機である、
車両試験装置。
A vehicle testing device for testing a drive mechanism including a transmission,
The electric inertia control device according to claim 1 or 2,
The dynamometer;
Equipped with
The specimen is a transmission,
Vehicle testing equipment.
Priority Applications (1)
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