JP2599860Y2 - ダイナモメータのトルク制御装置 - Google Patents

ダイナモメータのトルク制御装置

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JP2599860Y2
JP2599860Y2 JP1991001396U JP139691U JP2599860Y2 JP 2599860 Y2 JP2599860 Y2 JP 2599860Y2 JP 1991001396 U JP1991001396 U JP 1991001396U JP 139691 U JP139691 U JP 139691U JP 2599860 Y2 JP2599860 Y2 JP 2599860Y2
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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(A
CR)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】 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、電力変換器から制御された直流電流が供給
される直流電動機と、電流指令Isetに応じて前記電
力変換器の出力電流を制御する電流自動制御回路と、直
流電動機をトルク制御するためのトルク指令Tsetに
応じて前記電流指令Isetを演算で求めるトルク−電
流演算回路とを備えたダイナモメータにおいて、前記ト
ルク−電流演算回路は、直流電動機の検出回転数Nが
流電動機の低速回転領域になる設定回転数N以上ある
ときに直流電動機の検出回転数Nの変化や検出端子電圧
Vaの変化等に対して前記(1)式の演算によって求め
た電流指令Isetを演算値Iset1として得る第1
の演算手段と、直流電動機の検出回転数Nが前記回転数
よりも低速の設定回転数N以下にあるときに直流
電動機の出力トルクと電機子電流の比例関係から設定し
た比例係数aを前記トルク指令Tsetに乗算したもの
を演算値Iset2として求める第2の演算手段と、直
流電動機が前記設定回転数N以上にあるときに前記演
算値Iset1を前記トルク指令Tsetに対する前記
電流指令Isetとして出力し、前記設定回転数N
下にあるときに前記演算値Iset2を前記トルク指令
Tsetに対する前記電流指令Isetとして出力し、
直流電動機の検出回転数Nが前記設定回転数NとN
の間にあるときに該検出回転数Nが加速中又は減速中に
あるかに応じて前記演算値Iset1からIset2に
向って又は演算値Iset2からIset1に向って徐
々に変化させた演算値を前記電流指令Isetとして出
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S
4)。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Ise
t(=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Iset1を電流指令Isetとして出力する(ステップS
6)。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S
4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
1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S
8)、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(Ise
t1−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Iset2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 (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電力変換器から制御された直流電流が供
    給される直流電動機と、電流指令Isetに応じて前記
    電力変換器の出力電流を制御する電流自動制御回路と、
    直流電動機をトルク制御するためのトルク指令Tset
    に応じて前記電流指令Isetを演算で求めるトルク−
    電流演算回路とを備えたダイナモメータにおいて、 前記トルク−電流演算回路は、 直流電動機の検出回転数Nが直流電動機の低速回転領域
    になる設定回転数N以上あるときに直流電動機の検出
    回転数Nの変化や検出端子電圧Vaの変化等に対して次
    式、 の演算によって求めた電流指令Isetを演算値Ise
    t1として得る第1の演算手段と、 直流電動機の検出回転数Nが前記回転数Nよりも低速
    の設定回転数N以下にあるときに直流電動機の出力ト
    ルクと電機子電流の比例関係から設定した比例係数aを
    前記トルク指令Tsetに乗算したものを演算値Ise
    t2として求める第2の演算手段と、 直流電動機が前記設定回転数N以上にあるときに前記
    演算値Iset1を前記トルク指令Tsetに対する前
    記電流指令Isetとして出力し、前記設定回転数N
    以下にあるときに前記演算値Iset2を前記トルク指
    令Tsetに対する前記電流指令Isetとして出力
    し、直流電動機の検出回転数Nが前記設定回転数N
    の間にあるときに該検出回転数Nが加速中又は減速
    中にあるかに応じて前記演算値Iset1からIset
    2に向って又は演算値Iset2からIset1に向っ
    て徐々に変化させた演算値を前記電流指令Isetとし
    て出力する第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。
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