JP4045860B2

JP4045860B2 - Power transmission system test apparatus and control method thereof

Info

Publication number: JP4045860B2
Application number: JP2002157352A
Authority: JP
Inventors: 博年河村
Original assignee: 神鋼電機株式会社
Priority date: 2002-05-30
Filing date: 2002-05-30
Publication date: 2008-02-13
Anticipated expiration: 2022-05-30
Also published as: JP2003344224A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、動力伝達系の試験装置とその制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、動力伝達系の試験装置としては、特許第３１５８４６１号公報に開示されているものがある。
この試験装置は、車両の性能試験や耐久試験を室内で行うために動力伝達系に動力吸収手段として接続されるダイナモメータを備え、該ダイナモメータの発生トルクを制御することにより、動力伝達系に、実際の車両と等価な慣性を負荷して、実車走行を模擬した試験を可能としている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この試験装置においては、ダイナモメータの発生トルクを制御するために、ダイナモメータの速度を検出し、その速度の微分値を計算することにより、ダイナモメータの加速度を求めている。このため、得られるダイナモメータの加速度値にノイズが発生しやすく高精度にダイナモメータの発生トルクを制御することが困難であった。
【０００４】
また、ダイナモメータの速度検出をエンコーダやレゾルバのような位置検出手段によって行う場合には、ダイナモメータの加速度値を得るために、検出した位置情報を２階微分しなければならず、さらに精度が低下するという問題がある。これらの場合に、検出期間を長くすれば、ある程度の精度・分解能の向上を図ることができるものの、検出に遅れを生ずることになるので、好ましくない。また、ダイナモメータの出力軸にトルク変換器を取り付けることにより、発生トルクを直接的に検出することも考えられるが、軸の剛性等の影響によって過渡的に振動や誤差が発生する等の問題も考えられる。
【０００５】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、動力源を含む動力伝達系に対して、適正なダイナモメータの発生トルクを与えて試験を行うことを可能とする動力伝達系の試験装置とその制御方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は、以下の手段を提供する。
請求項１に係る発明は、動力源を含む動力伝達系の試験装置であって、動力伝達系に接続されるダイナモメータと、該ダイナモメータの実速度を検出する速度検出手段と、一慣性系をモデルとして前記ダイナモメータの速度を推定し、その推定速度と前記実速度との偏差に基づく補償を行うことにより、動力源の発生トルクを推定し、この動力源の発生トルクに基づいて前記ダイナモメータの発生トルクを制御する制御手段とを備える動力伝達系の試験装置を提供する。
【０００７】
この発明によれば、ダイナモメータの推定速度を求めるとともに、該推定速度と実速度との偏差をとることにより、ダイナモメータの実速度を微分する処理を排除したので、動力源の発生トルクを高い精度で推定することが可能となる。これにより、動力源の発生トルクに基づいてダイナモメータの発生トルクを制御することができ、動力源を適正に試験することが可能となる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載された動力伝達系の試験装置において、前記制御装置が、前記速度検出手段の有する速度検出の遅れと同等の遅れを持たせて、ダイナモメータの速度推定を行う試験装置を提供する。
この発明によれば、検出される実速度と推定される推定速度との差の発生を抑制し、さらに精度の高いダイナモメータの発生トルクの制御を行うことが可能となる。
【０００９】
請求項３に係る発明は、動力源を含む動力伝達系に接続されたダイナモメータの実速度を検出し、一慣性系をモデルとしてダイナモメータの速度を推定し、検出された実速度と推定された推定速度との偏差に比例ゲインを積算することにより、動力源の発生トルクを推定し、推定された動力源の発生トルクに基づいて、ダイナモメータの発生トルクを制御する動力伝達系の試験装置制御方法を提供する。請求項１に係る発明と同様に、動力伝達系の試験を適正に行うことが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る動力伝達系の試験装置とその制御方法について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る動力伝達系の試験装置は、例えば、車両用エンジンの試験装置１であって、図１に示されるように、エンジン２に接続されるダイナモメータ３と、ダイナモメータ３の実速度を検出する速度センサ４と、ダイナモメータ３の発生トルクを制御する制御装置５とを備えている。
【００１１】
前記ダイナモメータ３は発電機であって、その発生トルクを制御することによって、エンジン２にかける負荷を調整することにより、実際に走行する車両の走行抵抗によってエンジン２に加えられるトルク負荷を模擬することができるようになっている。また、前記速度センサ４は、例えば、タコジェネレータである。
【００１２】
前記制御装置５は、図２に示されるように、エンジントルクオブザーバ６を備えている。これは、以下の考え方に基づいている。
すなわち、実車におけるエンジン２の発生トルクＴ_e、エンジン２を含む全体の慣性量（エンジン軸換算）Ｊ_cとすれば、エンジン軸での加速度α_cが、
α_c＝Ｔ_e／Ｊ_c （１）
となる。試験装置におけるダイナモメータ３の発生トルクＴ_m、ダイナモメータ３の慣性量Ｊ_mとすれば、ダイナモメータ３の加速度α_mは、
α_m＝（Ｔ_e−Ｔ_m）／Ｊ_m （２）
となる。
【００１３】
ダイナモメータ３によって車両の慣性を模擬するには、条件α_c＝α_mが成立すればよい。そこで、α_c＝α_mを条件として、上記式（１），（２）から加速度を消去すると、
Ｔ_m＝（（Ｊ_c−Ｊ_m）／Ｊ_c）・Ｔ_e （３）
となり、エンジントルクＴ_eを知ることができれば、上記式（３）によってダイナモメータ３の発生トルクＴ_mを制御することが可能となることがわかる。
【００１４】
しかしながら、エンジン２の発生トルクを遅れなく正確に検出することは困難であるため、エンジントルクオブザーバ６を用いてエンジントルクＴ_eを推定し、これを用いてダイナモメータ３の発生トルクＴ_mを算出する。
本実施形態においては、エンジントルクオブザーバ６は、速度推定部７と、トルク推定部８とを備えている。速度推定部７は、エンジントルクＴ_eに対してダイナモメータ３のトルクＴ_mが変動したときのダイナモメータ３の速度を推定する部分であって、一慣性系をモデルとしている。また、前記トルク推定部８は、比例要素のみからなるオブザーバゲインＧにより構成されている。その結果、このエンジントルクオブザーバ６は最小次元オブザーバとなっている。
【００１５】
前記速度推定部７は、前記ダイナモメータ３と等価な対象を表す一慣性系のモデルであり、推定されたエンジントルクＴ_eと該エンジントルクＴ_eに基づいて算出されたダイナモメータ３のトルクＴ_mとの偏差を入力することにより、ダイナモメータ３の推定速度ω_m＾（図２等の中において、ω_mまたはＴ_eの上に「＾」を付した推定値を示す記号を、文章中では便宜上、ω_mまたはＴ_eの右側に「＾」を付すことにより示すことにする。）を出力することができるようになっている。
また、トルク推定部８には、上記のようにして得られたダイナモメータ３の推定速度ω_m＾に、前記速度センサ４により検出されたダイナモメータ３の実速度ω_mを負帰還することによって得られた速度偏差が入力され、エンジントルク推定値Ｔ_e＾が出力されるようになっている。
【００１６】
図３に、本実施形態に係る車両エンジン２の試験装置１のブロック図を示す。ダイナモメータ３は、直結されているエンジン２からエンジントルクＴ_eを供給されるとともに、制御装置５からダイナモメータ３の発生トルク指令Ｔ_m ^*を入力される。ダイナモメータ３は、慣性量Ｊ_mを備える一慣性系と考えられ、該一慣性系にエンジントルクＴ_eと発生トルク指令Ｔ_mとが入力され、速度センサ４によって検出された実速度ω_mが出力される。
【００１７】
また、制御装置５は、上記エンジントルクオブザーバ６と、該エンジントルクオブザーバ６により推定されたエンジントルク推定値Ｔ_e＾に基づいて、上記式（３）によりダイナモメータ３の発生トルク指令Ｔ_m ^*を出力する指令値演算部９とを備えている。指令値演算部９からの出力は、エンジントルクオブザーバ６に戻されるようになっている。
【００１８】
このように構成された本実施形態に係る車両エンジン２の試験装置１によれば、エンジントルクオブザーバ６によりエンジン２の発生トルクＴ_eを推定するので、検出することが困難なエンジン２の発生トルクＴ_eを検出された速度から簡易に得ることができる。この場合において、本実施形態ではエンジントルクオブザーバ６が、速度センサ４により得られた実速度ω_mを微分してエンジン２の発生トルクＴ_eを得るのではなく、ダイナモメータ３を模擬した一慣性系をモデルとしてダイナモメータ３の速度を推定し、当該推定速度ω_m＾と前記実速度ω_mとの差分をとった上で、比例要素のみからなるオブザーバゲインＧをかけるという方法によりエンジン２の発生トルクＴ_eを推定するので、信号処理においてノイズを生じやすい微分処理をなくして、高精度かつ高分解能にエンジン２の発生トルクＴ_eを推定することが可能となる。そして、このようにして推定されたエンジン２の発生トルク推定値からダイナモメータ３の発生トルク指令Ｔ_m ^*を出力するので、ダイナモメータ３を適正に制御して、より実車に近く、高応答に慣性を模擬した性能試験を行うことができる。
【００１９】
この試験装置では、実際のダイナモメータ３の慣性量Ｊ_mに対して、エンジントルオブザーバ６に設定された慣性量Ｊ_m’とし、ダイナモメータ３へのトルク指令値Ｔ_mに対して、エンジントルク推定値Ｔ_e＾に基づく制御装置５からのダイナモメータ３のトルク指令値Ｔ_m ^*とし、ダイナモメータ３の実速度ω_mに対して検出速度ω_m’と表現する。
ここで、慣性量Ｊ_m，Ｊ_m’、ダイナモメータ３へのトルク指令値Ｔ_m，Ｔ_m ^*、ダイナモメータ３の速度ω_m，ω_m’に誤差が存在しない（Ｊ_m＝Ｊ_m’，Ｔ_m＝Ｔ_m ^*，ω_m＝ω_m’）とすれば、ダイナモメータ３の速度ω_mとダイナモメータ３へのトルク指令値Ｔ_mとの関係は、図３から下式（４）の通りとなる。また、この式（４）を整理することにより、式（５）が導かれる。
【００２０】
【数１】

【００２１】
また、図３に示されるダイナモメータ３の速度ω_mとトルクＴ_e，Ｔ_mとの関係から、式（５）は次式（６）のように変形される。
【数２】

【００２２】
ダイナモメータ３の慣性量Ｊ_mの設定誤差をｅ_Jm＝Ｊ_m’／Ｊ_m、ダイナモメータ３のトルク指令値Ｔ_mの誤差をｅ_T＝Ｔ_m／Ｔ_m ^*とすると、エンジントルク推定値Ｔ_e＾は、エンジントルクＴ_eとの関係から次式（７）のように表される。
【００２３】
【数３】

【００２４】
また、この式（７）から、定常状態におけるエンジントルク推定値の誤差ｅ_Teおよびその逆数として表される模擬すべき慣性量Ｊ_cの誤差ｅ_Jcは、以下の式（８）により示される。
【００２５】
【数４】

【００２６】
この式（８）より、模擬するエンジン２を含む車全体の慣性量Ｊ_cとダイナモメータ３の慣性量Ｊ_mとの比である電気慣性比Ｊ_c／Ｊ_mが大きい場合には、トルク推定値の誤差が支配的になることがわかる。
また、速度検出は、検出分解能の関係から、実用的には時定数２〜３ｍｓｅｃ程度の一次遅れフィルタを必要とする。そこで、実速度ω_mと検出速度ω_m’との関係を時定数Ｔ_cの一次遅れの関係とすることが実情に合っている。また、ダイナモメータ３のトルク指令Ｔ_m ^*に対する実際のダイナモメータ３のトルク指令値Ｔ_mの遅れは、モータ制御の特性に依存するものの、約１ｍｓｅｃ程度と考えられるので、上述した速度検出の遅れに対しては無視し得るものと考えられる。
【００２７】
以上のことから、エンジントルクオブザーバ６を用いた電気慣性制御系は図４のように整理できる。図４中、符号１０は、速度センサを示す一次遅れ要素である。
そして、この図４および図３からエンジントルク推定値Ｔ_e＾は式（９）の通りとなる。
【００２８】
【数５】

【００２９】
この式（９）によれば、模擬する慣性量Ｊ_cの大きさによって減衰係数ζが変化する２時遅れ要素となる。電気慣性比Ｊ_c／Ｊ_mと減衰係数ζとの関係を図５に示す。Ｊ_c／Ｊ_m＜１となるマイナス慣性の時に減衰係数ζ＞１となるため応答遅れが大きくなる。このことは、速度検出の一次遅れ１０に起因して実速度ω_mと検出速度ω_m’との差が大きくなっているためであると考えられる。そこで、図６に示すように、エンジントルクオブザーバ６における速度推定値ω_m’の演算に、速度検出の一次遅れ要素１０と同じ一次遅れ要素１１を挿入すれば、マイナス慣性制御時の応答遅れが改善できることになる。
【００３０】
【実施例】
図７〜図９は、出力１１ｋＷ、回転数１８００ｒｐｍの誘導モータを対向させ、一方のモータでステップ上に変化するエンジントルクを模擬し、もう一方のモータで電気慣性制御を行った場合の実施例を示している。各実施例のデータは以下の通りである。
（実施例１）
実施例１の結果を図７に示す。
実施例１は以下の実施条件に基づいている。
電気慣性比Ｊｃ／Ｊｍ：１００
オブザーバゲインＧ：１５
エンジントルクＴｅ：５８Ｎｍ（１００％）
ダイナモメータの慣性量Ｊｍ：約０．１８ｋｇｍ²
速度検出時定数Ｔｃ：３ｍｓｅｃ
トルク指令時定数：２ｍｓｅｃ
【００３１】
（実施例２）
実施例２の結果を図８に示す。
実施例２は以下の実施条件に基づいている。
電気慣性比Ｊｃ／Ｊｍ：４００
オブザーバゲインＧ：１５
エンジントルクＴｅ：５８Ｎｍ（１００％）
ダイナモメータの慣性量Ｊｍ：約０．１８ｋｇｍ²
速度検出時定数Ｔｃ：３ｍｓｅｃ
トルク指令時定数：２ｍｓｅｃ
【００３２】
（実施例３）
実施例３の結果を図９に示す。図中、トルク推定値を示す２本のグラフは、速度検出の時定数を考慮した図６の対策を行ったものと対策のないものをそれぞれをそれぞれ示している。
実施例３は以下の実施条件に基づいている。
電気慣性比Ｊｃ／Ｊｍ：０．３３
オブザーバゲインＧ：１５
エンジントルクＴｅ：２９Ｎｍ（５０％）
ダイナモメータの慣性量Ｊｍ：約０．１８ｋｇｍ²
速度検出時定数Ｔｃ：３ｍｓｅｃ
トルク指令時定数：２ｍｓｅｃ
【００３３】
以上の結果から明らかなように、本実施形態に係る動力伝達系の試験装置１によれば、検出した速度を微分することなく、エンジントルクＴ_eを精度よく推定して、ダイナモメータ３の発生トルクの制御を適正に行うことができ、所望の慣性量を精度よく高い応答速度で模擬することができるという効果がある。また、マイナス慣性制御時においても、過大な応答遅れを生じることなく、所望の慣性量を精度よく模擬することができる。
【００３４】
なお、本実施形態においては、車両用エンジン２の試験装置１を例に挙げて説明したがこれに限定されるものではない。また、上記各実施例においては、実験条件を例示して説明したが、実際の運用にあたっては、これらの条件に何ら限定されるものではなく、模擬すべき動力源の形態に合わせて、任意の条件に適用させることができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上、説明したように、この発明に係る動力伝達系の試験装置とその制御方法によれば、検出した速度を微分することなく、エンジントルクを高い精度で推定することができる。これにより、精度よく推定した動力源の発生トルクに基づいてダイナモメータの発生トルクを制御することができ、動力源に対し適正な試験を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係るエンジンの試験装置の基本構成を示すブロック図である。
【図２】図１の試験装置に用いられるトルクオブザーバの基本構成を示すブロック図である。
【図３】図２のトルクオブザーバを用いた電気慣性制御の制御系の基本構成を示すブロック図である。
【図４】図２の制御系において、速度検出の一次遅れを含めた制御系を示すブロック図である。
【図５】電気慣性比と減衰係数との関係を示すグラフである。
【図６】一次遅れ対策を施したトルクオブザーバの構成を示すブロック図である。
【図７】実施例１の速度変化とトルク推定値の応答波形を示すグラフである。
【図８】実施例２の速度変化とトルク推定値の応答波形を示すグラフである。
【図９】実施例３の速度変化とトルク推定値の応答波形を示すグラフである。
【符号の説明】
１試験装置
３ダイナモメータ
４速度センサ（速度検出手段）
５制御装置（制御手段）
ω_m 実速度
ω_m＾推定速度
Ｇオブザーバゲイン（比例ゲイン）
Ｔ_e 発生トルク
Ｔ_e＾エンジントルク推定値
Ｔ_m 発生トルク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power transmission system test apparatus and a control method therefor.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a power transmission system test apparatus, there is one disclosed in Japanese Patent No. 3158461.
This test apparatus includes a dynamometer connected as a power absorbing means to a power transmission system in order to perform a vehicle performance test and a durability test indoors, and by controlling the generated torque of the dynamometer, In addition, an inertia that is equivalent to that of an actual vehicle is loaded to enable a test that simulates actual vehicle travel.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this test apparatus, in order to control the torque generated by the dynamometer, the speed of the dynamometer is detected, and the acceleration of the dynamometer is obtained by calculating a differential value of the speed. For this reason, noise is easily generated in the acceleration value of the obtained dynamometer, and it is difficult to control the generated torque of the dynamometer with high accuracy.
[0004]
In addition, when detecting the speed of the dynamometer by a position detecting means such as an encoder or a resolver, the detected position information must be second-order differentiated in order to obtain the acceleration value of the dynamometer. There is a problem of lowering. In these cases, if the detection period is lengthened, accuracy and resolution can be improved to some extent, but detection is delayed, which is not preferable. In addition, it is conceivable to detect the generated torque directly by attaching a torque converter to the output shaft of the dynamometer, but there are problems such as transient vibration and errors due to the rigidity of the shaft. Conceivable.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and is a power transmission system that makes it possible to perform a test by applying a torque generated by an appropriate dynamometer to a power transmission system including a power source. It aims at providing a test device and its control method.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The invention according to claim 1 is a power transmission system test apparatus including a power source, a dynamometer connected to the power transmission system, speed detecting means for detecting an actual speed of the dynamometer, and an inertial system Is used as a model to estimate the speed of the dynamometer and perform compensation based on the deviation between the estimated speed and the actual speed to estimate the generated torque of the power source, and based on the generated torque of the power source, the dynamometer Provided is a power transmission system testing device comprising control means for controlling torque generated by a meter.
[0007]
According to the present invention, the estimated speed of the dynamometer is obtained, and the process of differentiating the actual speed of the dynamometer is eliminated by taking the deviation between the estimated speed and the actual speed. It is possible to estimate with accuracy. Thereby, the generated torque of the dynamometer can be controlled based on the generated torque of the power source, and the power source can be appropriately tested.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the power transmission system testing device according to the first aspect, the control device has a delay equivalent to the delay of the speed detection of the speed detection means, so that the dynamometer A test apparatus for speed estimation is provided.
According to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of a difference between the detected actual speed and the estimated speed, and to control the generated torque of the dynamometer with higher accuracy.
[0009]
The invention according to claim 3 detects the actual speed of the dynamometer connected to the power transmission system including the power source, estimates the speed of the dynamometer using one inertia system as a model, and is estimated to be the detected actual speed. The power transmission system test device estimates the generated torque of the power source by integrating a proportional gain to the deviation from the estimated speed, and controls the generated torque of the dynamometer based on the estimated generated torque of the power source Provide a control method. Similar to the first aspect of the invention, the power transmission system can be properly tested.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a power transmission system test apparatus and a control method thereof according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The power transmission system testing apparatus according to the present embodiment is, for example, a vehicle engine testing apparatus 1, and as shown in FIG. 1, a dynamometer 3 connected to the engine 2 and an actual dynamometer 3. A speed sensor 4 for detecting the speed and a control device 5 for controlling the torque generated by the dynamometer 3 are provided.
[0011]
The dynamometer 3 is a generator, and by adjusting the load applied to the engine 2 by controlling the generated torque, the torque load applied to the engine 2 is simulated by the running resistance of the actually running vehicle. Be able to. The speed sensor 4 is, for example, a tacho generator.
[0012]
The control device 5 includes an engine torque observer 6 as shown in FIG. This is based on the following concept.
That is, the generated torque T _e of the engine 2 in the vehicle, if the total inertia weight (engine shaft conversion) J _c including the engine 2, the acceleration alpha _c of the engine shaft,
α _c = T _e / J _c (1)
It becomes. If the generated torque T _{m of} the dynamometer 3 in the test apparatus and the inertia amount J _m of the dynamometer 3 are given, the acceleration α _m of the dynamometer 3 is
α _m = (T _e −T _m ) / J _m (2)
It becomes.
[0013]
In order to simulate the inertia of the vehicle by the dynamometer 3, the condition α _c = α _m may be satisfied. Therefore, on condition that α _c = α _m , if acceleration is eliminated from the above formulas (1) and (2),
T _m = ((J _c −J _m ) / J _c ) · T _e (3)
Next, if it is possible to know the engine torque T _e, it can be seen that it is possible to control the torque T _m of a dynamometer 3 by the above formula (3).
[0014]
However, since it is difficult to detect accurately without delay generation torque of the engine 2, and estimates the engine torque T _e by using the engine torque observer 6, calculates the generated torque T _m of a dynamometer 3 with this To do.
In the present embodiment, the engine torque observer 6 includes a speed estimation unit 7 and a torque estimation unit 8. Speed estimating section 7 is a part for estimating the speed of the dynamometer 3 when the torque T _m of a dynamometer 3 is varied relative to the engine torque T _e, has a model of an inertial system. Further, the torque estimation unit 8 is configured by an observer gain G consisting only of proportional elements. As a result, the engine torque observer 6 is a minimum dimension observer.
[0015]
The speed estimating section 7, the just an inertia model for representing a dynamometer 3 equivalent subject, estimated engine torque T _e and the engine torque T _e torque T of dynamometer 3 which is calculated based on the by inputting a deviation between _m, in in such estimated speed omega _m ^ (2 dynamometer 3, the symbol indicating the estimated values denoted by "^" over the omega _m or T _e, sentences in for convenience, and it is capable of outputting the to.) to be shown by subjecting the "^" on the right side of omega _m or T _e.
Further, the torque estimation unit 8 negatively feeds back the actual speed ω _m of the dynamometer 3 detected by the speed sensor 4 to the estimated speed ω _m ^ of the dynamometer 3 obtained as described above. The obtained speed deviation is inputted, and an engine torque estimated value T _e ^ is outputted.
[0016]
FIG. 3 shows a block diagram of the test apparatus 1 for the vehicle engine 2 according to the present embodiment. Dynamometer 3 is supplied to the engine torque T _e from the engine 2 are directly connected, the input generated torque command T _m ^* of the dynamometer 3 from the control device 5. The dynamometer 3 is considered as a one-inertia system having an inertia amount J _m , and an engine torque _Te and a generated torque command T _m are input to the one-inertia system, and an actual speed ω _m detected by the speed sensor 4 is obtained. Is output.
[0017]
Further, the control device 5 determines the generated torque command T _m ^* of the dynamometer 3 according to the above equation (3) based on the engine torque observer 6 and the estimated engine torque value T _e ^ estimated by the engine torque observer 6 ^. Is provided with a command value calculation unit 9 for outputting. The output from the command value calculation unit 9 is returned to the engine torque observer 6.
[0018]
According to the test apparatus 1 for a vehicle engine 2 according to the thus constructed present embodiment, since the estimated torque T _e of the engine 2 by the engine torque observer 6, the difficult engine 2 to detect the torque generated T _e can be easily obtained from the detected speed. In this case, the engine torque observer 6 in the present embodiment, instead of obtaining the torque T _e of the engine 2 by differentiating the actual speed omega _m obtained by the speed sensor 4, one inertia simulating the dynamometer 3 The speed of the dynamometer 3 is estimated using the system as a model, the difference between the estimated speed ω _m ^ and the actual speed ω _m is taken, and then the observer gain G consisting only of proportional elements is applied. since estimates the generated torque T _e, eliminating the prone differential processing noise in the signal processing, it is possible to estimate the torque T _e of the engine 2 with high accuracy and high resolution. Since the generated torque command T _m ^* of the dynamometer 3 is output from the estimated generated torque value of the engine 2 thus estimated, the dynamometer 3 is appropriately controlled so that it is closer to the actual vehicle and has a high response. A performance test simulating inertia can be performed.
[0019]
In this test apparatus, the actual inertia value J _m of the dynamometer 3 is set to the inertia value J _m ′ set in the engine torque observer 6, and the engine torque is set to the torque command value T _m to the dynamometer 3. The torque command value T _m ^* of the dynamometer 3 from the control device 5 based on the estimated value T _e ^ is expressed as a detected speed ω _m ′ with respect to the actual speed ω _m of the dynamometer 3.
Here, there are no errors in the inertia amounts J _m and J _m ′, the torque command values T _m and T _m ^{* to} the dynamometer 3, and the speeds ω _m and ω _m ′ of the dynamometer 3 (J _m = J _m ′). , T _m = T _m ^* , ω _m = ω _m ′), the relationship between the speed ω _m of the dynamometer 3 and the torque command value T _m to the dynamometer 3 is expressed by the following equation (4) from FIG. It becomes as follows. Further, by rearranging the equation (4), the equation (5) is derived.
[0020]
[Expression 1]

[0021]
Further, from the relationship between the speed ω _m and the torques _Te and T _m of the dynamometer 3 shown in FIG. 3, the equation (5) is transformed into the following equation (6).
[Expression 2]

[0022]
_Assuming that the setting error of the inertia value J _m of the dynamometer 3 is e _Jm = J _m ′ / J _m and the error of the torque command value T _m of the dynamometer 3 is e _T = T _m / T _m ^* , the estimated engine torque value T _e ^ is expressed by the following equation (7) from the relationship with the engine torque T _e .
[0023]
[Equation 3]

[0024]
Further, from this equation (7), the error e _{Te of the} estimated engine torque value in the steady state and the error e _Jc of the inertia amount J _c to be simulated expressed as its reciprocal are expressed by the following equation (8).
[0025]
[Expression 4]

[0026]
From this equation (8), when the electric inertia ratio J _c / J _m which is the ratio of the inertia amount J _{c of the} entire vehicle including the engine 2 to be simulated and the inertia amount J _m of the dynamometer 3 is large, torque estimation is performed. It can be seen that the error of the value becomes dominant.
Further, speed detection requires a first order lag filter with a time constant of about 2 to 3 msec practically from the relationship of detection resolution. Therefore, it is in reality that the relationship between the actual speed ω _m and the detected speed ω _m ′ is the first-order lag relationship of the time constant T _c . Further, the actual delay of the torque command value T _m of a dynamometer 3 with respect to the torque command T _m ^* of dynamometer 3, although depends on the characteristics of the motor control, it is considered that about 1msec about, the speed detection described above late Is considered negligible.
[0027]
From the above, the electric inertia control system using the engine torque observer 6 can be arranged as shown in FIG. In FIG. 4, reference numeral 10 denotes a first-order lag element indicating a speed sensor.
Then, from FIG. 4 and FIG. 3, the estimated engine torque value T _e ^ is as shown in equation (9).
[0028]
[Equation 5]

[0029]
According to this equation (9), it becomes a 2-hour delay element in which the damping coefficient ζ changes depending on the magnitude of the inertia amount J _c to be simulated. FIG. 5 shows the relationship between the electric inertia ratio J _c / J _m and the damping coefficient ζ. Since the damping coefficient ζ> 1 when J _c / J _m <1, the response delay increases. This is considered to be because the difference between the actual speed ω _m and the detected speed ω _m ′ is increased due to the primary delay 10 of the speed detection. Therefore, as shown in FIG. 6, if the primary delay element 11 that is the same as the primary delay element 10 of the speed detection is inserted in the calculation of the estimated speed value ω _m ′ in the engine torque observer 6, the response delay at the time of the negative inertia control is reduced. It can be improved.
[0030]
【Example】
FIGS. 7 to 9 show an embodiment in which an induction motor having an output of 11 kW and a rotation speed of 1800 rpm is opposed to each other, an engine torque changing on a step is simulated by one motor, and electric inertia control is performed by the other motor. Is shown. The data of each example is as follows.
Example 1
The result of Example 1 is shown in FIG.
Example 1 is based on the following implementation conditions.
Electric inertia ratio Jc / Jm: 100
Observer gain G: 15
Engine torque Te: 58Nm (100%)
Inertia of dynamometer Jm: About 0.18kgm ²
Speed detection time constant Tc: 3 msec
Torque command time constant: 2 msec
[0031]
(Example 2)
The result of Example 2 is shown in FIG.
Example 2 is based on the following implementation conditions.
Electric inertia ratio Jc / Jm: 400
Observer gain G: 15
Engine torque Te: 58Nm (100%)
Inertia of dynamometer Jm: About 0.18kgm ²
Speed detection time constant Tc: 3 msec
Torque command time constant: 2 msec
[0032]
(Example 3)
The results of Example 3 are shown in FIG. In the figure, two graphs showing estimated torque values respectively show the case where the countermeasure of FIG. 6 in consideration of the time constant of speed detection is taken and the case where no countermeasure is taken.
Example 3 is based on the following implementation conditions.
Electric inertia ratio Jc / Jm: 0.33
Observer gain G: 15
Engine torque Te: 29 Nm (50%)
Inertia of dynamometer Jm: About 0.18kgm ²
Speed detection time constant Tc: 3 msec
Torque command time constant: 2 msec
[0033]
As is clear from the above results, according to the power transmission system test apparatus 1 according to the present embodiment, the engine torque _Te is accurately estimated without differentiating the detected speed, and the generation of the dynamometer 3 is performed. The torque can be properly controlled, and the desired inertia amount can be simulated with high response speed with high accuracy. In addition, even during negative inertia control, a desired inertia amount can be accurately simulated without causing an excessive response delay.
[0034]
In the present embodiment, the test apparatus 1 for the vehicle engine 2 has been described as an example, but the present invention is not limited to this. In each of the above-described embodiments, the experimental conditions have been illustrated and described. However, in actual operation, the conditions are not limited to these conditions, and may be arbitrarily selected according to the form of the power source to be simulated. Can be applied to conditions.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the power transmission system testing apparatus and the control method thereof according to the present invention, the engine torque can be estimated with high accuracy without differentiating the detected speed. As a result, the generated torque of the dynamometer can be controlled based on the generated torque of the power source accurately estimated, and an appropriate test can be performed on the power source.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of an engine test apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a basic configuration of a torque observer used in the test apparatus of FIG.
3 is a block diagram showing a basic configuration of a control system for electric inertia control using the torque observer of FIG. 2; FIG.
4 is a block diagram showing a control system including a primary delay of speed detection in the control system of FIG. 2;
FIG. 5 is a graph showing a relationship between an electric inertia ratio and a damping coefficient.
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a torque observer with a first-order lag countermeasure taken.
7 is a graph showing a response waveform of a speed change and a torque estimation value of Example 1. FIG.
FIG. 8 is a graph showing a response waveform of a speed change and an estimated torque value in Example 2.
FIG. 9 is a graph showing a response waveform of a speed change and an estimated torque value in Example 3.
[Explanation of symbols]
1 Test equipment 3 Dynamometer 4 Speed sensor (speed detection means)
5 Control device (control means)
ω _m Actual speed ω _m ^ Estimated speed G Observer gain (proportional gain)
T _e generation torque T _e ^ engine torque estimated value T _m generation torque

Claims

A power transmission system test apparatus including a power source,
A dynamometer connected to the power transmission system;
Speed detecting means for detecting the actual speed of the dynamometer;
Estimating the speed of the dynamometer using one inertial system as a model, and adding the proportional gain to the deviation between the estimated speed and the actual speed, the generated torque of the power source is estimated. And a control means for controlling the torque generated by the dynamometer based on the test device.

2. The power transmission system testing device according to claim 1, wherein the control device estimates a dynamometer speed with a delay equivalent to a speed detection delay of the speed detection means.

Detect the actual speed of the dynamometer connected to the power transmission system including the power source,
Estimate the speed of the dynamometer using one inertial system as a model,
By performing compensation based on the deviation between the detected actual speed and the estimated speed, the generated torque of the power source is estimated,
A test apparatus control method for a power transmission system that controls the generated torque of a dynamometer based on the estimated generated torque of a power source.