JP5353439B2 - Angular position / speed detection device and power test system of rotating body - Google Patents

Angular position / speed detection device and power test system of rotating body Download PDF

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Description

本発明は、シャシーダイナモメータやパワートレインテスタなどのように車両や供試体など外部からの駆動力により回されるモータなどの回転体の角度位置や速度を検出する装置、およびこの角度位置/速度検出により回転体の位相/速度を同期制御する動力試験システムに係り、特に4WD車の前輪と後輪で個別に駆動される一対の回転体の角度位置/速度検出および位相/速度の同期制御に関する。   The present invention relates to a device for detecting the angular position and speed of a rotating body such as a motor rotated by an external driving force such as a vehicle dynamometer and a power train tester, and the angular position / speed. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a power test system that synchronously controls the phase / speed of a rotating body by detection, and more particularly to angular position / speed detection and synchronous control of phase / speed of a pair of rotating bodies that are individually driven by front and rear wheels of a 4WD vehicle. .

シャシーダイナモメータやパワートレインテスタなどのような動力試験システムは、モータとインバータなどの角度位置制御装置でダイナモメータを構成し、角度位置制御装置ではモータなどの回転体の角度位置/速度をレゾルバやエンコーダで検出し、これらがダイナモメータの速度指令や角度位置指令に一致するようモータ電流の大きさ・周波数・位相を制御する。   In power test systems such as chassis dynamometers and power train testers, a dynamometer is composed of an angular position control device such as a motor and an inverter. In the angular position control device, the angular position / speed of a rotating body such as a motor is determined as a resolver or It is detected by the encoder, and the motor current magnitude, frequency, and phase are controlled so that these coincide with the speed command and angular position command of the dynamometer.

エンコーダには、パルスピックアップのパルス出力を計数することで高速回転での検出ができるインクリメンタルエンコーダと、多桁コード出力を発生することで高精度、高分解能の位置検出ができるアブソリュートエンコーダがある。   There are incremental encoders that can detect at high speed rotation by counting the pulse output of the pulse pickup, and absolute encoders that can detect position with high accuracy and high resolution by generating multi-digit code output.

(1)インクリメンタルエンコーダを使用するシステム
図4は、4WDシャシーダイナモメータ(CHDY)等でインクリメンタルエンコーダを使用して前後輪の同期制御を行う動力試験システムの構成図を示し、動力伝達系を前後輪の2つの駆動系に分けて2WDダイナモメータ上で試験を行なうシステムである(例えば、特許文献1参照)。
(1) System using an incremental encoder FIG. 4 shows a configuration diagram of a power test system that performs synchronous control of front and rear wheels using an incremental encoder with a 4WD chassis dynamometer (CHDY) or the like. This is a system in which a test is performed on a 2WD dynamometer divided into two drive systems (see, for example, Patent Document 1).

なお、ダイナモメータや速度検出器、表示器などの機械要素を除いた部分は、DDC(Direct Digital Control:直接計算機制御)と呼ばれるコンピュータ処理による制御装置として構成される。   In addition, the part except mechanical elements, such as a dynamometer, a speed detector, and a display, is comprised as a control apparatus by computer processing called DDC (Direct Digital Control: direct computer control).

試験車両になる4WD車1は、その前輪と後輪が載せられる前後ローラに前後輪シャシーダイナモメータ(誘導機)2A,2Bが結合され、4WD車1の駆動力を吸収制御する。この吸収制御には独立した制御盤で構成されている2台の前輪インバータ制御装置3Aと後輪インバータ制御装置3Bが発生する電流制御で行う。   The 4WD vehicle 1 serving as a test vehicle has front and rear wheel chassis dynamometers (induction machines) 2A and 2B coupled to front and rear rollers on which the front and rear wheels are placed, and controls the driving force of the 4WD vehicle 1 to absorb. This absorption control is performed by current control generated by the two front wheel inverter control devices 3A and the rear wheel inverter control device 3B which are configured by independent control panels.

インバータ制御装置3A,3Bに与える制御指令は、コンピュータ処理を行う主制御部4が速度/トルク/走行抵抗制御のいずれかの演算結果として発生する。主制御部4のフィードバック処理に必要な前後輪(前後ローラ)の速度はパルスピックアップ5A,5Bと車速検出回路6A,6Dで検出する。トルクはロードセル(LC)7A,7Bとそのトルクアンプ8A,8Bで検出する。平均車速検出部9は、車速検出部6A,6Bから出力される前後輪の速度検出値の加算と1/2で平均車速を求める。合計トルク検出部10は、トルクアンプ8A,8Bの出力の加算で前後輪の出力トルクの合計トルクを求める。パルスピックアップ5A,5Bで検出する前後輪速度(パルス信号)は、計測・表示回路11での速度の計測・表示信号としても取り込まれる。   A control command given to the inverter control devices 3A and 3B is generated as a calculation result of any one of speed / torque / running resistance control by the main control unit 4 that performs computer processing. The speeds of the front and rear wheels (front and rear rollers) necessary for feedback processing of the main control unit 4 are detected by pulse pickups 5A and 5B and vehicle speed detection circuits 6A and 6D. Torque is detected by load cells (LC) 7A, 7B and torque amplifiers 8A, 8B. The average vehicle speed detection unit 9 obtains the average vehicle speed by adding the speed detection values of the front and rear wheels output from the vehicle speed detection units 6A and 6B and 1/2. The total torque detector 10 obtains the total torque of the output torques of the front and rear wheels by adding the outputs of the torque amplifiers 8A and 8B. The front and rear wheel speeds (pulse signals) detected by the pulse pickups 5A and 5B are also taken as speed measurement / display signals in the measurement / display circuit 11.

同期制御コントローラ12は、車速検出部6A,6Bの出力になる前後輪速度成分(回転速度)から、前後輪位相/速度の同期制御に必要な補正信号を発生する。   The synchronization controller 12 generates a correction signal necessary for the front / rear wheel phase / speed synchronization control from the front / rear wheel speed components (rotational speed) output from the vehicle speed detectors 6A and 6B.

図5は、同期制御コントローラ12の具体的なブロック構成図を示す。前後輪位相検出部12A,12Bは速度検出値からその積分等によって前後輪位相を検出し、これら前後輪の位相差を位相差検出部12Cで検出する。同期設定部12Dは前後輪の同期設定値を発生し、前後輪の位相を一致させるための位相差設定値「0」を設定する。同期制御アンプ12Eは、前後輪の検出位相差と同期指令になる位相差「0」との偏差に応じた比例積分(PI)演算を行い、その演算結果として前後輪速度差制御指令を得る。   FIG. 5 shows a specific block diagram of the synchronous controller 12. The front and rear wheel phase detectors 12A and 12B detect the front and rear wheel phases from the detected speed by integration or the like, and the phase difference detector 12C detects the phase difference between the front and rear wheels. The synchronization setting unit 12D generates a synchronization setting value for the front and rear wheels, and sets a phase difference setting value “0” for matching the phases of the front and rear wheels. The synchronization control amplifier 12E performs a proportional integration (PI) calculation according to the deviation between the detected phase difference between the front and rear wheels and the phase difference “0” that becomes the synchronization command, and obtains a front and rear wheel speed difference control command as the calculation result.

前後輪車速検出部12F,12Gはエンコーダ出力波形から前後輪車速を検出し、これら前後輪の車速差を車速差検出部12Hで検出する。差動制御部12Iは、前後輪速度差制御指令と車速差との偏差に応じた比例積分(PI)演算を行い、その演算結果として前後輪の補正信号を発生する。   The front and rear wheel vehicle speed detectors 12F and 12G detect front and rear wheel vehicle speeds from the encoder output waveform, and the vehicle speed difference detector 12H detects the difference between the front and rear wheels. The differential control unit 12I performs a proportional integration (PI) calculation according to the deviation between the front and rear wheel speed difference control command and the vehicle speed difference, and generates a correction signal for the front and rear wheels as a result of the calculation.

前後輪電流指令部12J、12Kは、主制御部4が発生する速度/トルク/走行抵抗の制御指令を差動制御部12Iが発生する補正信号で補正してインバータ制御装置3A、3Bへの制御指令とする。   The front and rear wheel current command units 12J and 12K correct the speed / torque / running resistance control command generated by the main control unit 4 with the correction signal generated by the differential control unit 12I and control the inverter control devices 3A and 3B. It shall be a directive.

インバータ制御装置3A,3Bに搭載する制御装置用速度検出部13A,13Bは、パルスピックアップ5A,5Bから前輪と後輪の速度検出信号を取得し、インバータ制御装置3A,3Bにおけるインバータ制御演算での角度位置(位相)信号と周波数信号として利用する。   Control device speed detectors 13A and 13B mounted on inverter control devices 3A and 3B obtain speed detection signals for front wheels and rear wheels from pulse pickups 5A and 5B, and perform inverter control calculations in inverter control devices 3A and 3B. It is used as an angular position (phase) signal and a frequency signal.

以上のように、インクリメンタルエンコーダを使用するシステムでは、パルスピックアップからは高速度領域では十分な周波数のパルス信号が得られることから、インクリメンタルエンコーダのパルス信号を用いて速度検出と機械角度検出を行い、必要な制御応答時間と精度、分解能を確保することができる。   As described above, in a system that uses an incremental encoder, a pulse signal with a sufficient frequency can be obtained from a pulse pickup in a high-speed region, so speed detection and mechanical angle detection are performed using the pulse signal of the incremental encoder. Necessary control response time, accuracy, and resolution can be ensured.

(2)アブソリュートエンコーダを使用するシステム
図6は、4WDシャシーダイナモメータ(CHDY)等でアブソリュートエンコーダを使用して前後輪の同期制御を行う動力試験システムの構成図を示す。同図が図4と異なる部分は、アブソリュートエンコーダ(ABS)14A、14Bを前後輪シャシーダイナモメータ2A,2Bに結合し、インバータ制御装置3A,3Bには速度検出部13A,13Bに代えて、ABS検出部15A,15Bを設けた点にある。
(2) System Using Absolute Encoder FIG. 6 shows a configuration diagram of a power test system that performs synchronous control of front and rear wheels using an absolute encoder with a 4WD chassis dynamometer (CHDY) or the like. 4 differs from FIG. 4 in that absolute encoders (ABS) 14A and 14B are coupled to the front and rear wheel chassis dynamometers 2A and 2B, and the inverter control devices 3A and 3B are replaced with the speed detectors 13A and 13B. The point is that the detection units 15A and 15B are provided.

なお、ダイナモメータや速度検出器、表示器などの機械要素を除いた部分は、DDC(Direct Digital Control:直接計算機制御)と呼ばれるコンピュータによるデジタル制御装置として構成される場合を示す。このデジタル制御では、機械角度検出信号は一般に自分自身のタイミングで信号を出すのではなく、受け側の制御装置(例えば速度検出信号を必要とするインバータ制御装置)からリクエスト信号を受けた時のタイミングでその時の機械角度情報をシリアル通信などによりインバータ制御装置に送信する送受信方法としている。   In addition, the part except mechanical elements, such as a dynamometer, a speed detector, and a display, shows the case where it is comprised as a digital control apparatus by the computer called DDC (Direct Digital Control: direct computer control). In this digital control, the mechanical angle detection signal generally does not output a signal at its own timing, but the timing when a request signal is received from a control device on the receiving side (for example, an inverter control device that requires a speed detection signal). The machine angle information at that time is transmitted / received to the inverter control device by serial communication or the like.

図6のシステム構成では、16bit以上の高精度、高分解能の位置検出のできるアブソリュートエンコーダを使用することにより、瞬時の機械角度検出と精度、分解能では上記のインクリメンタルエンコーダに比べて優れる。   In the system configuration of FIG. 6, by using an absolute encoder capable of position detection with high accuracy and high resolution of 16 bits or more, instantaneous mechanical angle detection, accuracy, and resolution are superior to the above-described incremental encoder.

特開平7−20006号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-20006

(1)図4に示すように、インクリメンタルエンコーダを角度位置検出に使用するシステムにおいては、比較的低速回転領域での角度位置検出をするとき、インクリメンタルエンコーダの出力パルス数は3000P/R〜6000P/R程度のものが多い。これはパルス周期から速度演算するための内部クロックと最高回転数での分解能や精度の関係から入力最大周波数を100kHz程度にするためにエンコーダのパルス数が3000P/R〜6000P/R程度のものを選定している。   (1) As shown in FIG. 4, in a system that uses an incremental encoder for angular position detection, when the angular position is detected in a relatively low speed rotation region, the number of output pulses of the incremental encoder is 3000 P / R to 6000 P / There are many R grades. This is because the number of pulses of the encoder is about 3000 P / R to 6000 P / R in order to set the maximum input frequency to about 100 kHz from the relationship between the internal clock for calculating the speed from the pulse period and the resolution and accuracy at the maximum rotation speed. Selected.

この時の検出分解能は6000P/Rのエンコーダを使用している例でも0.06deg/Pulseであり48インチCHDYのローラ表面では0.638mm/Pulseの分解能である。   The detection resolution at this time is 0.06 deg / Pulse even in an example in which an encoder of 6000 P / R is used, and the resolution is 0.638 mm / Pulse on the 48-inch CHDY roller surface.

最近の4WD用CHDY等で前後のローラ表面で1mm以下の同期制御を行うことが要求されることが多くなり、上記の分解能で制御した場合では停止時や低速度時の同期制御で前後のローラ表面で1mm以下の同期を行うには速度検出更新時間(1ms以下)内のパルス数がまだ不足で速度検出遅れが大きく応答が上がらないためもう一桁大きなパルス検出が必要となる。しかし、インクリメンタルエンコーダ製品の種類や前述の速度演算するための内部クロックと最高回転数での分解能や精度の関係が有り、インクリメンタルエンコーダ検出の分解能を高くすることは容易ではない。   In recent 4WD CHDY, etc., it is often required to perform synchronous control of 1 mm or less on the front and rear roller surfaces, and when controlled at the above resolution, the front and rear rollers are synchronized at stop or at low speed. In order to perform synchronization of 1 mm or less on the surface, the number of pulses within the speed detection update time (1 ms or less) is still insufficient, the speed detection delay is large, and the response does not increase. However, there is a relationship between the type of incremental encoder product, the internal clock for calculating the speed described above, and the resolution and accuracy at the maximum rotational speed, and it is not easy to increase the resolution of incremental encoder detection.

このため、以前はインクリメンタルエンコーダで全速度域の前後同期制御を行っていたが、停止時や低速度時からの前後同期制御においては高精度、高分解能を求められるようになってからはインクリメンタルエンコーダでは要求に応えられなくなってきた。   For this reason, before and after synchronous control of the entire speed range was performed with an incremental encoder. However, incremental control is required after high accuracy and high resolution have been required for front and rear synchronous control from a stop or low speed. Then it became impossible to meet the request.

(2)前記のように、アブソリュートエンコーダを角度位置検出に使用する図6のシステムにおいて、その機械角度検出信号はインバータ制御装置3A,3Bからリクエスト信号を送信し、これを受けたタイミングでアブソリュートエンコーダ14A,14Bからその時点の機械角度情報をシリアル通信などによりインバータ制御装置3A,3Bに送信する送受信方法としている。   (2) As described above, in the system of FIG. 6 in which the absolute encoder is used for angular position detection, the mechanical angle detection signal is a request signal transmitted from the inverter control devices 3A and 3B, and the absolute encoder is received at the received timing. This is a transmission / reception method in which the machine angle information at that time is transmitted from 14A, 14B to the inverter control devices 3A, 3B by serial communication or the like.

このため、2台のインバータでモータなどを同期した位置制御を行う場合は主体となるモータの位置検出信号を追従するモータの制御装置の位置指令にして運転することが一般的である。しかし、4WDシャシーダイナモメータ(CHDY)等では制御は通常走行抵抗制御であり、速度制御で同期運転する試験は僅かである。   For this reason, when performing position control that synchronizes the motor and the like with two inverters, it is general to operate with a position command of a motor control device that follows the position detection signal of the main motor. However, in a 4WD chassis dynamometer (CHDY) or the like, the control is usually a running resistance control, and there are few tests that operate synchronously by speed control.

したがって、車両から前後輪のCHDYが駆動される運転がほとんどの試験パターンで用いられ、車両からの駆動力を前後輪のCHDY制御装置が吸収すると同時に前後輪の同期制御や等速度制御をしなければ前輪と後輪の車速は異なる値になる。これでは路上試験と同じように前輪と後輪の車速が同じにならないため、CHDY側で前輪と後輪ローラの機械角度位置と車速を一致させる同期制御を行っている。これが4WD車用CHDYの前後輪同期制御である。   Therefore, driving in which the front and rear wheels CHDY are driven from the vehicle is used in most test patterns, and the front and rear wheels CHDY control device must absorb the driving force from the vehicle and simultaneously perform front and rear wheel synchronization control and constant speed control. For example, the vehicle speeds of the front and rear wheels are different. Since the vehicle speeds of the front wheels and the rear wheels do not become the same as in the road test, synchronous control is performed so that the mechanical angle positions of the front wheels and the rear wheel rollers coincide with the vehicle speed on the CHDY side. This is the front-rear wheel synchronous control of the CHWD for 4WD vehicles.

この場合、2台のインバータ制御装置は独立した制御盤で構成されているのでアブソリュートエンコーダに機械角度信号をリクエストするタイミングはバラバラで同期していない。それ故に仮に前後輪のCHDYの機械角度位置が一致して回っていても検出する信号はリクエストタイミングが異なるため、同じ機械角度位置を検出しないことになる。   In this case, since the two inverter control devices are composed of independent control panels, the timings for requesting the mechanical angle signal to the absolute encoder are different and not synchronized. Therefore, even if the CHDY mechanical angle positions of the front and rear wheels coincide with each other, the detected signals have different request timings, so the same mechanical angle position is not detected.

このリクエストタイミングは、非常に短い周期(例えば500μs以下)で行われているため、前後輪の機械角度検出信号の誤差は小さいものであるが、車速が高くなるに連れて前後輪の同期制御を行う制御装置(DDC)に取り込む時に誤差が大きくなり、それを修正するように制御装置が働き、トルク変動や速度変動が大きく出るし、前後輪の機械角度差を演算すると図7に示すように位相差は凸凹の信号になるので正しい計測が行われているとは言えない。   Since this request timing is performed in a very short cycle (for example, 500 μs or less), the error in the mechanical angle detection signal of the front and rear wheels is small, but the front and rear wheels are synchronously controlled as the vehicle speed increases. The error increases when taking in the control device (DDC) to be performed, the control device works to correct it, torque fluctuations and speed fluctuations appear greatly, and when calculating the mechanical angle difference between the front and rear wheels, as shown in FIG. Since the phase difference becomes an uneven signal, it cannot be said that correct measurement is being performed.

また、図6のように、ABS検出部15A,15Bとアブソリュートエンコーダ14A,14Bとの通信による角度位置/速度検出信号を送受信する場合、インバータ制御装置3A,3Bを経由して同期制御コントローラ12に信号を渡すと、インバータ制御装置と同期制御周期は一般に異なるため、例えば一定速度で回転しているモータの機械角度をインバータ制御装置経由して同期制御コントローラで機械角度信号を受け取ると一定の機械角度変化になるべきところ制御周期の差異があるため異なる機械角度変化を検出することがある。このため、この機械角度信号から速度を演算するとヒゲ状のノイズが発生することになり、速度検出としては不適当な信号となる。   Further, as shown in FIG. 6, when the angular position / speed detection signal is transmitted and received by the communication between the ABS detectors 15A and 15B and the absolute encoders 14A and 14B, the synchronous controller 12 is connected to the synchronous controller 12 via the inverter controllers 3A and 3B. When the signal is passed, the synchronous control cycle is generally different from that of the inverter control device. For example, when the mechanical angle signal of the motor rotating at a constant speed is received by the synchronous control controller via the inverter control device, the constant mechanical angle is obtained. Because there is a difference in control cycle where it should be changed, different machine angle changes may be detected. For this reason, if the speed is calculated from the mechanical angle signal, a whisker-like noise is generated, which is an inappropriate signal for speed detection.

この対策としてアブソリュートエンコーダの検出信号を同期制御コントローラに直接送る方法があるが、この場合はインバータ制御装置の検出部を経由しないため制御装置に機械角度信号が入らなくなる。インバータ制御装置はパルス検出信号でも制御することはできるが、ベクトル制御を行う関係上、機械角度位置、電気角が正確に検出できる方が制御精度が高くなり、ダイナモメータに要求される小さなトルク変動で運転することができるのでアブソリュートエンコーダの検出信号でインバータ制御装置を制御することが望ましい。   As a countermeasure, there is a method in which the absolute encoder detection signal is sent directly to the synchronous control controller. Although the inverter control device can be controlled by pulse detection signals, the control accuracy is higher when the mechanical angle position and electrical angle can be detected accurately because of the vector control, and the small torque fluctuation required for the dynamometer. Therefore, it is desirable to control the inverter control device with the detection signal of the absolute encoder.

また、アブソリュートエンコーダは、モータの軸端に取り付けるタイプであり、片方の軸に2個直列に取り付けることは構造上できない。このため、片側に2個のアブソリュートエンコーダを取り付けてインバータ制御装置とDDC(同期制御コントローラや主制御部)に直接検出信号を送ることができない。   Further, the absolute encoder is a type that is attached to the shaft end of the motor, and it is structurally impossible to attach two in series on one shaft. For this reason, two absolute encoders are attached to one side, and a detection signal cannot be sent directly to the inverter control device and the DDC (synchronous control controller or main control unit).

本発明は、上記のような課題を解決するために成されたものであり、回転体の角度位置/速度を低速回転領域から高速回転領域まで高精度で検出できる回転体の角度位置/速度検出装置、および回転体の位相/速度の同期制御を低速回転領域から高速回転領域まで高精度でできる回転体の動力試験システムを得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can detect the angular position / speed of a rotating body with high accuracy from the low-speed rotation area to the high-speed rotation area. It is an object of the present invention to obtain a power test system for a rotating body capable of performing high-precision synchronous control of the apparatus and the phase / speed of the rotating body from a low-speed rotation region to a high-speed rotation region.

本発明は、前記の課題を解決するため、回転体の低速回転領域では高精度、高分解能の角度位置/速度検出ができるアブソリュートエンコーダを検出手段とし、回転体の高速回転領域では高い分解能で速度検出ができるインクリメンタルエンコーダを検出手段とし、回転体の低速回転領域と高速回転領域の切り換わりに応じて両検出手段の一方の速度検出値に切換え、低速回転領域と高速回転領域の間では両検出手段の速度検出値を速度の変化に応じて相補的に増減させて加算した速度検出値とする回転体の角度位置/速度検出装置とし、さらには回転体の角度位置/速度検出装置の検出値を基にして回転体の速度制御および位相/速度の同期制御を行なう動力試験システムとするもので、以下の構成を特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the present invention uses an absolute encoder capable of detecting an angular position / speed with high accuracy and high resolution in the low-speed rotation region of the rotating body as a detection means, and has high resolution and speed in the high-speed rotation region of the rotating body. Incremental encoder that can be detected is used as detection means, and it switches to one speed detection value of both detection means according to switching of low-speed rotation area and high-speed rotation area of the rotating body, both detection between low-speed rotation area and high-speed rotation area The angular position / speed detection device of the rotating body is used as a speed detection value that is obtained by complementarily increasing / decreasing the speed detection value of the means according to the change in speed, and further, the detection value of the angular position / speed detection device of the rotating body. Is a power test system that performs speed control of a rotating body and synchronous control of phase / speed, and has the following configuration.

(1)回転体の角度位置/速度を検出する角度位置/速度検出装置であって、
回転体の軸に結合されたインクリメンタルエンコーダと、
回転体の軸に結合されたアブソリュートエンコーダと、
回転体の低速回転領域では前記アブソリュートエンコーダの速度検出値に切換え、回転体の高速回転領域では前記インクリメンタルエンコーダの速度検出値に切換え、回転体の低速回転領域と高速回転領域の間では前記アブソリュートエンコーダの速度検出値と前記インクリメンタルエンコーダの速度検出値を速度の変化に応じて相補的に増減させて加算した速度検出値とする速度検出切換回路と、
回転体の低速回転領域では前記アブソリュートエンコーダの角度位置検出値に切換え、回転体の高速回転領域では前記インクリメンタルエンコーダの角度位置検出値に切換え、回転体の低速回転領域と高速回転領域の間では前記アブソリュートエンコーダの角度位置検出値と前記インクリメンタルエンコーダの角度位置検出値を速度の変化に応じて相補的に増減させて加算した角度位置検出値とする角度位置検出切換回路と、
を備えたことを特徴とする。
(1) An angular position / speed detecting device for detecting an angular position / speed of a rotating body,
An incremental encoder coupled to the axis of the rotating body;
An absolute encoder coupled to the axis of the rotating body;
The absolute encoder speed detection value is switched in the low-speed rotation area of the rotating body, the speed detection value of the incremental encoder is switched in the high-speed rotation area of the rotating body, and the absolute encoder is switched between the low-speed rotation area and the high-speed rotation area of the rotating body. A speed detection switching circuit to obtain a speed detection value obtained by incrementally increasing or decreasing the speed detection value of the incremental encoder and the speed detection value of the incremental encoder according to a change in speed, and
Switching to the absolute position detection value of the absolute encoder in the low speed rotation area of the rotating body, switching to the angular position detection value of the incremental encoder in the high speed rotation area of the rotation body, and between the low speed rotation area and the high speed rotation area of the rotation body An angular position detection switching circuit for obtaining an angular position detection value obtained by incrementally increasing or decreasing the angular position detection value of the absolute encoder and the angular position detection value of the incremental encoder in accordance with a change in speed; and
It is provided with.

(2)一対の回転体の角度位置/速度をそれぞれ検出する角度位置/速度検出装置であって、
一対の回転体の軸にそれぞれ結合された一対のインクリメンタルエンコーダと、
一対の回転体の軸にそれぞれ結合された一対のアブソリュートエンコーダと、
回転体の低速回転領域では該回転体に結合された前記アブソリュートエンコーダの速度検出値に切換え、回転体の高速回転領域では該回転体に結合された前記インクリメンタルエンコーダの速度検出値に切換え、回転体の低速回転領域と高速回転領域の間では該回転体に結合された前記アブソリュートエンコーダの速度検出値と前記インクリメンタルエンコーダの速度検出値を速度の変化に応じて相補的に増減させて加算した速度検出値とする一対の速度検出切換回路と、
回転体の低速回転領域では該回転体に結合された前記アブソリュートエンコーダの角度位置検出値に切換え、回転体の高速回転領域では該回転体に結合された前記インクリメンタルエンコーダの角度位置検出値に切換え、回転体の低速回転領域と高速回転領域の間では該回転体に結合された前記アブソリュートエンコーダの角度位置検出値と前記インクリメンタルエンコーダの角度位置検出値を速度の変化に応じて相補的に増減させて加算した角度位置検出値とする一対の角度位置検出切換回路と、
を備えたことを特徴とする。
(2) An angular position / velocity detecting device that detects the angular position / velocity of a pair of rotating bodies, respectively.
A pair of incremental encoders respectively coupled to a pair of rotating body shafts;
A pair of absolute encoders respectively coupled to the shafts of the pair of rotating bodies;
In the low-speed rotation area of the rotating body, the speed detection value of the absolute encoder coupled to the rotating body is switched, and in the high-speed rotation area of the rotating body, the speed detection value of the incremental encoder coupled to the rotating body is switched. Between the low-speed rotation area and the high-speed rotation area, the speed detection value obtained by incrementally increasing or decreasing the speed detection value of the absolute encoder coupled to the rotating body and the speed detection value of the incremental encoder according to the change in speed is added. A pair of speed detection switching circuits as values;
In the low-speed rotation area of the rotating body, it switches to the detected angular position value of the absolute encoder coupled to the rotating body, and in the high-speed rotation area of the rotating body, it switches to the detected angular position value of the incremental encoder coupled to the rotating body, Between the low-speed rotation region and the high-speed rotation region of the rotator, the angular position detection value of the absolute encoder coupled to the rotator and the angular position detection value of the incremental encoder are complementarily increased or decreased according to the change in speed. A pair of angular position detection switching circuits as the added angular position detection value;
It is provided with.

(3)回転体の角度位置/速度を検出する角度位置/速度検出装置と、前記角度位置/速度の検出値を基に回転体の角度位置/速度を制御する制御装置とを備えた回転体の動力試験システムであって、
前記角度位置/速度検出装置は、
回転体の軸に結合されたインクリメンタルエンコーダと、
回転体の軸に結合されたアブソリュートエンコーダと、
回転体の低速回転領域では前記アブソリュートエンコーダの速度検出値に切換え、回転体の高速回転領域では前記インクリメンタルエンコーダの速度検出値に切換え、回転体の低速回転領域と高速回転領域の間では前記アブソリュートエンコーダの速度検出値と前記インクリメンタルエンコーダの速度検出値を速度の変化に応じて相補的に増減させて加算した速度検出値とする速度検出切換回路と、
回転体の低速回転領域では前記アブソリュートエンコーダの角度位置検出値に切換え、回転体の高速回転領域では前記インクリメンタルエンコーダの角度位置検出値に切換え、回転体の低速回転領域と高速回転領域の間では前記アブソリュートエンコーダの角度位置検出値と前記インクリメンタルエンコーダの角度位置検出値を速度の変化に応じて相補的に増減させて加算した角度位置検出値とする角度位置検出切換回路と、
を備えたことを特徴とする。
(3) A rotating body provided with an angular position / speed detecting device for detecting the angular position / speed of the rotating body and a control device for controlling the angular position / speed of the rotating body based on the detected value of the angular position / speed. A power test system of
The angular position / speed detector is
An incremental encoder coupled to the axis of the rotating body;
An absolute encoder coupled to the axis of the rotating body;
The absolute encoder speed detection value is switched in the low-speed rotation area of the rotating body, the speed detection value of the incremental encoder is switched in the high-speed rotation area of the rotating body, and the absolute encoder is switched between the low-speed rotation area and the high-speed rotation area of the rotating body. A speed detection switching circuit to obtain a speed detection value obtained by incrementally increasing or decreasing the speed detection value of the incremental encoder and the speed detection value of the incremental encoder according to a change in speed, and
Switching to the absolute position detection value of the absolute encoder in the low speed rotation area of the rotating body, switching to the angular position detection value of the incremental encoder in the high speed rotation area of the rotation body, and between the low speed rotation area and the high speed rotation area of the rotation body An angular position detection switching circuit for obtaining an angular position detection value obtained by incrementally increasing or decreasing the angular position detection value of the absolute encoder and the angular position detection value of the incremental encoder in accordance with a change in speed; and
It is provided with.

(4)一対の回転体の角度位置/速度をそれぞれ検出する角度位置/速度検出装置と、前記角度位置/速度の検出値を基に一対の回転体の位相/速度を同期制御する制御装置とを備えた回転体の動力試験システムであって、
前記角度位置/速度検出装置は、
一対の回転体の軸にそれぞれ結合された一対のインクリメンタルエンコーダと、
一対の回転体の軸にそれぞれ結合された一対のアブソリュートエンコーダと、
回転体の低速回転領域では該回転体に結合された前記アブソリュートエンコーダの速度検出値に切換え、回転体の高速回転領域では該回転体に結合された前記インクリメンタルエンコーダの速度検出値に切換え、回転体の低速回転領域と高速回転領域の間では該回転体に結合された前記アブソリュートエンコーダの速度検出値と前記インクリメンタルエンコーダの速度検出値を速度の変化に応じて相補的に増減させて加算した速度検出値とする一対の速度検出切換回路と、
回転体の低速回転領域では該回転体に結合された前記アブソリュートエンコーダの角度位置検出値に切換え、回転体の高速回転領域では該回転体に結合された前記インクリメンタルエンコーダの角度位置検出値に切換え、回転体の低速回転領域と高速回転領域の間では該回転体に結合された前記アブソリュートエンコーダの角度位置検出値と前記インクリメンタルエンコーダの角度位置検出値を速度の変化に応じて相補的に増減させて加算した角度位置検出値とする一対の角度位置検出切換回路と、
を備えたことを特徴とする。
(4) An angular position / speed detection device that detects the angular position / speed of the pair of rotating bodies, and a control device that synchronously controls the phase / speed of the pair of rotating bodies based on the detected values of the angular position / speed, A rotating body power test system comprising:
The angular position / speed detector is
A pair of incremental encoders respectively coupled to a pair of rotating body shafts;
A pair of absolute encoders respectively coupled to the shafts of the pair of rotating bodies;
In the low-speed rotation area of the rotating body, the speed detection value of the absolute encoder coupled to the rotating body is switched, and in the high-speed rotation area of the rotating body, the speed detection value of the incremental encoder coupled to the rotating body is switched. Between the low-speed rotation area and the high-speed rotation area, the speed detection value obtained by incrementally increasing or decreasing the speed detection value of the absolute encoder coupled to the rotating body and the speed detection value of the incremental encoder according to the change in speed is added. A pair of speed detection switching circuits as values;
In the low-speed rotation area of the rotating body, it switches to the detected angular position value of the absolute encoder coupled to the rotating body, and in the high-speed rotation area of the rotating body, it switches to the detected angular position value of the incremental encoder coupled to the rotating body, Between the low-speed rotation region and the high-speed rotation region of the rotator, the angular position detection value of the absolute encoder coupled to the rotator and the angular position detection value of the incremental encoder are complementarily increased or decreased according to the change in speed. A pair of angular position detection switching circuits as the added angular position detection value;
It is provided with.

以上のとおり、本発明によれば、回転体の低速回転領域では高精度、高分解能の角度位置/速度検出ができるアブソリュートエンコーダを検出手段とし、回転体の高速回転領域では高い分解能で速度検出ができるインクリメンタルエンコーダを検出手段とし、回転体の低速回転領域と高速回転領域の切り換わりに応じて両検出手段の一方の速度検出値に切換え、低速回転領域と高速回転領域の間では両検出手段の速度検出値を速度の変化に応じて相補的に増減させて加算した速度検出値とする回転体の角度位置/速度検出装置とするため、回転体の角度位置/速度を低速回転領域から高速回転領域まで高精度で検出できる。   As described above, according to the present invention, the absolute encoder capable of detecting the angular position / velocity with high accuracy and high resolution in the low-speed rotation region of the rotating body is used as the detection means, and the speed detection can be performed with high resolution in the high-speed rotation region of the rotating body. An incremental encoder that can be used as a detection means, and switching to one speed detection value of both detection means according to the switching between the low-speed rotation area and the high-speed rotation area of the rotating body, and between the low-speed rotation area and the high-speed rotation area, The angular position / speed detector of the rotating body is rotated from the low-speed rotation area to the high-speed rotation in order to obtain the angular position / speed detection device of the rotating body that is the speed detection value obtained by increasing / decreasing the speed detection value complementarily according to the change in speed. The area can be detected with high accuracy.

また、回転体の角度位置/速度検出装置の検出値を基にした回転体の動力試験システムは、回転体の速度制御および位相/速度の同期制御を低速回転領域から高速回転領域まで高精度でできる。   Moreover, the power test system for a rotating body based on the detected value of the angular position / speed detecting device of the rotating body performs the speed control of the rotating body and the synchronous control of the phase / speed with high accuracy from the low speed rotation area to the high speed rotation area. it can.

また、停止時や低速度領域とそれ以上の高速度領域でアブソリュートエンコーダとインクリメンタルエンコーダを用いた機械角度検出と速度検出をある速度区間内で連続的に切り換えることで切り換えショック無しに切り換えができる。   In addition, switching between mechanical angle detection and speed detection using an absolute encoder and an incremental encoder within a certain speed section can be performed without switching shocks when stopped or in a low speed area or higher speed area.

また、高精度のディジタル演算制御装置を用いることにより、アブソリュートエンコーダ→インクリメンタルエンコーダ→アブソリュートエンコーダと切り換えても機械角度検出に誤差の発生を小さくできるため、計測においても正確な検出信号で機械角、前後輪機械角度差を計測表示することができる。   In addition, by using a high-precision digital arithmetic and control unit, the error in machine angle detection can be reduced even when switching from absolute encoder to incremental encoder → absolute encoder. The wheel machine angle difference can be measured and displayed.

また、インバータ制御装置にも機械位置信号を取り込むことができ、制御性能の良いベクトル制御で安定したトルクで運転できる。   Further, the machine position signal can be taken into the inverter control device, and the operation can be performed with a stable torque by the vector control having a good control performance.

本発明に係る4WD車の動力試験システムの構成図。The block diagram of the power test system of the 4WD vehicle which concerns on this invention. 車速検出切換回路の概略構成図。The schematic block diagram of a vehicle speed detection switching circuit. 車速検出切換回路の具体的な構成図。The specific block diagram of a vehicle speed detection switching circuit. 従来の4WD車の動力試験システムの構成図。The block diagram of the power test system of the conventional 4WD vehicle. 同期制御コントローラの具体的なブロック構成図。The specific block block diagram of a synchronous control controller. 従来の他の4WD車の動力試験システムの構成図。The block diagram of the power test system of the other conventional 4WD vehicle. 前後輪の同期制御における位相差、車速差の波形図。The wave form diagram of the phase difference and vehicle speed difference in the synchronous control of the front and rear wheels.

図1は、本発明の実施形態を示す4WD車の動力試験システムを示し、動力伝達系を前後輪の2つの駆動系に分けて2WDダイナモメータ上で試験を行なうシステムである。   FIG. 1 shows a power test system for a 4WD vehicle showing an embodiment of the present invention, in which a power transmission system is divided into two drive systems for front and rear wheels and a test is performed on a 2WD dynamometer.

本実施形態では、4WD車の前輪と後輪の角度位置/速度検出には、低速回転領域(例えば10rpm以下)ではアブソリュートエンコーダのエンコーダ波形から検出し、高速回転領域(例えば110rpm以上)ではパルスピックアップのパルス波形から検出することで低速回転領域から高速回転領域まで高精度に検出し、低速回転領域と高速の回転領域の切換えは両検出値をその速度の変化に応じて相補的に増減させて加算した速度検出値とすることで切換ショックを無くした検出をし、さらに低速回転領域から高速回転領域まで前輪と後輪の高精度の位相/速度の同期制御を可能にする。   In the present embodiment, the angular position / speed of the front and rear wheels of a 4WD vehicle is detected from the encoder waveform of the absolute encoder in the low speed rotation region (for example, 10 rpm or less), and the pulse pickup in the high speed rotation region (for example, 110 rpm or more). By detecting from this pulse waveform, it can detect with high accuracy from the low-speed rotation area to the high-speed rotation area. By using the added speed detection value, it is possible to detect that the switching shock has been eliminated, and to enable highly precise phase / speed synchronous control of the front and rear wheels from the low speed rotation area to the high speed rotation area.

図1が図6と異なる部分は、主制御部4のフィードバック処理に必要な前後輪(前後ローラ)の速度はアブソリュートエンコーダ(ABS)14A,14Bとインバータ制御装置3A,3BのABS検出部15A,15Bで検出したもの、パルスピックアップ5A,5Bのパルス出力から検出したものとする。アブソリュートエンコーダ(ABS)14A,14Bによる検出は、ABS検出部15A,15Bがリクエスト信号を発生し、このリクエスト信号に対してアブソリュートエンコーダ14A、14Bが現在のエンコーダ波形を返信し、この返信されたエンコーダ波形からABS検出部15A,15Bで角度位置/速度信号を検出する。   1 differs from FIG. 6 in that the speeds of the front and rear wheels (front and rear rollers) necessary for the feedback processing of the main control unit 4 are the absolute encoders (ABS) 14A and 14B and the ABS detection units 15A and 15B of the inverter control devices 3A and 3B. It is assumed that the signal is detected at 15B and detected from the pulse output of the pulse pickups 5A and 5B. In the detection by the absolute encoders (ABS) 14A and 14B, the ABS detectors 15A and 15B generate request signals, the absolute encoders 14A and 14B return the current encoder waveform in response to the request signals, and the returned encoder The angular position / velocity signal is detected from the waveform by the ABS detectors 15A and 15B.

ここで、前輪車速検出切換回路16Aと後輪車速検出切換回路16Bは、4WD車が低速回転領域ではアブソリュートエンコーダ14A,14Bのエンコーダ波形からABS検出部15A,15Bで検出した速度に切換え、高速回転領域ではパルスピックアップ5A,5Bのパルス波形から検出した速度に切換えて同期制御コントローラ12および平均車速検出部9に車速検出信号を与える。なお、この切換えに際し、低速回転領域と高速回転領域の切換領域では切換ショックを発生することなく連続的に切換える機能を持つ。   Here, the front wheel speed detection switching circuit 16A and the rear wheel speed detection switching circuit 16B switch the speed of the absolute encoders 14A and 14B from the encoder waveforms of the absolute encoders 14A and 14B to the speed detected by the ABS detectors 15A and 15B when the 4WD vehicle is in the low speed rotation region. In the area, the vehicle speed detection signal is given to the synchronous controller 12 and the average vehicle speed detector 9 by switching to the speed detected from the pulse waveforms of the pulse pickups 5A and 5B. In this switching, the switching region between the low speed rotation region and the high speed rotation region has a function of continuously switching without generating a switching shock.

上記の切換ショックについて詳細を説明する。まず、モータ等の回転体の角度位置を制御する装置や停止制御する装置においては、制御精度を良くするために、検出器の分解能を高くすることが必要であるが、速度が高くなると、角度位置検出の情報量が多くなり、検出遅れが少なくなるので、検出器が比較的低い分解能でも十分高精度の角度位置制御や速度制御が可能となる。   The details of the switching shock will be described. First, in a device that controls the angular position of a rotating body such as a motor or a device that performs stop control, it is necessary to increase the resolution of the detector in order to improve control accuracy. Since the amount of information for position detection increases and detection delay decreases, sufficiently accurate angular position control and speed control are possible even with a relatively low resolution of the detector.

この特性を利用して、停止制御や低速制御においては、高分解能のアブソリュートエンコーダの角度位置検出信号を用いて制御し、速度が高くなると、低分解能のインクリメンタルエンコーダの角度位置検出信号に切り換えて制御することにより、停止状態から高速回転までの範囲で高精度の角度位置制御や速度制御が可能となる。   Using this characteristic, control is performed using the angular position detection signal of the high-resolution absolute encoder in stop control and low-speed control. When the speed increases, the control is switched to the angular position detection signal of the low-resolution incremental encoder. This makes it possible to perform highly accurate angular position control and speed control in the range from the stopped state to high-speed rotation.

ここで、低速回転用アブソリュートエンコーダの検出信号から高速回転用インクリメンタルエンコーダの検出信号に切り換えるとき、逆に高速回転用パルスピックアップの検出信号から低速回転用アブソリュートエンコーダの検出信号に切り換えるときに切換ショックが発生し、位相制御や速度制御が大きく変動してしまい、実用に耐えられないため、実際に使用されたことがなかった。切換ショックが発生する主な原因は、位相制御のマイナーループに速度制御が用いられるのが一般的な位置制御系であり、低速回転用アブソリュートエンコーダの検出信号と高速回転用パルスピックアップの検出信号とが切り換わる時に二つの検出信号が一致していないことに起因し、検出信号の切換時に非常に短い時間内で位相情報が変化するため、大きな速度変化があったと誤検出し、マイナーループの速度制御が大きく変動してしまうためである。   Here, when switching from the detection signal of the absolute encoder for low speed rotation to the detection signal of the incremental encoder for high speed rotation, conversely, when switching from the detection signal of the pulse pickup for high speed rotation to the detection signal of the absolute encoder for low speed rotation, a switching shock occurs. Since phase control and speed control fluctuate and cannot be practically used, they have never been used. The main cause of the switching shock is the position control system in which speed control is generally used for the minor loop of phase control. The detection signal of the absolute encoder for low speed rotation and the detection signal of the pulse pickup for high speed rotation Due to the fact that the two detection signals do not match when the signal is switched, the phase information changes within a very short time when switching the detection signal. This is because the control greatly fluctuates.

そこで、車速検出切換回路16A.16Bは、図2に車速検出切換回路16Aの場合で示すように、高速回転領域ではパルスピックアップ5A,5Bの出力からF/D変換器17で周波数に変換した速度検出値とし、低速回転領域ではアブソリュートエンコーダ14A,14Bの機械角度出力から速度検出回路18で変換した速度検出値とし、信号切換回路19ではF/D変換器17で検出する現在速度に応じて両速度検出値の一方に切換える。この高速回転領域と低速回転領域の切換えに際し、アブソリュートエンコーダ14A,14Bの検出値とパルスピックアップ5A,5Bの検出値とを低速回転領域から高速回転領域までの速度の変化に応じて相補的に増減させて加算した速度検出値とすることで、検出信号の切換時に非常に短い時間内で速度情報が変化するのを防止し、低速回転領域と高速回転領域の間で切換ショックをなくした連続的な切換えを得る。   Therefore, the vehicle speed detection switching circuit 16A. As shown in the case of the vehicle speed detection switching circuit 16A in FIG. 2, 16B is a speed detection value obtained by converting the output of the pulse pickups 5A and 5B into a frequency by the F / D converter 17 in the high speed rotation area, and in the low speed rotation area. The speed detection value converted by the speed detection circuit 18 from the mechanical angle output of the absolute encoders 14A and 14B is used, and the signal switching circuit 19 switches to one of both speed detection values according to the current speed detected by the F / D converter 17. When switching between the high-speed rotation region and the low-speed rotation region, the detection values of the absolute encoders 14A and 14B and the detection values of the pulse pickups 5A and 5B are complementarily increased or decreased according to the speed change from the low-speed rotation region to the high-speed rotation region. By adding the detected speed to the detected value, it is possible to prevent the speed information from changing within a very short time when switching the detection signal, and to eliminate the switching shock between the low-speed rotation area and the high-speed rotation area. Switch.

図3は、上記の車速検出切換回路の具体例を前輪車速検出切換回路16Aの場合で示す。F/D変換器17で変換したパルスピックアップ5Aの速度検出値から回転数na[rpm]を求め、関数発生器19Bは回転数naが設定回転数n1,n2を境にして回転数n1以下では出力値y=0、n2以上では出力値y=1,n1〜n2では一定の傾斜またはS字状の変化で「0」から「1」まで上昇する関数特性を有して出力値yを得る。   FIG. 3 shows a specific example of the vehicle speed detection switching circuit in the case of the front wheel vehicle speed detection switching circuit 16A. The rotation speed na [rpm] is obtained from the speed detection value of the pulse pickup 5A converted by the F / D converter 17, and the function generator 19B determines that the rotation speed na is less than the rotation speed n1 with the set rotation speeds n1 and n2 as a boundary. When the output value y = 0, n2 or more, the output value y = 1, and when n1 to n2, the output value y is obtained with a function characteristic that rises from “0” to “1” with a constant slope or S-shaped change. .

乗算器19Cは、パルスピックアップ5Aの速度検出信号に関数発生器19Bの出力値yを乗じた値を出力する。減算器19Dは値「1」から関数発生器19Bの出力を減じ、関数発生器19Bの出力yと逆関数特性になる出力(1−y)を得る。乗算器19EはABS速度検出回路18からの速度検出信号に出力(1−y)を乗じた値を出力する。加算器19Fは、乗算器19Cと乗算器19Eの速度検出信号出力を加算することで車速検出切換出力を得る。   The multiplier 19C outputs a value obtained by multiplying the speed detection signal of the pulse pickup 5A by the output value y of the function generator 19B. The subtractor 19D subtracts the output of the function generator 19B from the value “1” to obtain an output (1-y) that has an inverse function characteristic with respect to the output y of the function generator 19B. The multiplier 19E outputs a value obtained by multiplying the speed detection signal from the ABS speed detection circuit 18 by the output (1-y). The adder 19F adds the speed detection signal outputs of the multiplier 19C and the multiplier 19E to obtain a vehicle speed detection switching output.

以上のことから、本実施形態によれば、4WD車の前後輪の低速回転時には高分解能で高精度のアブソリュートエンコーダ14A,14Bのエンコーダ波形により角度位置/速度を検出し、前後輪の高速回転時には低分解能のパルスピックアップ5A,5Bにより角度位置/速度を検出することで、低速回転領域から高速回転領域まで高精度の角度位置/速度検出ができる。   From the above, according to this embodiment, the angular position / speed is detected by the encoder waveform of the absolute encoders 14A, 14B with high resolution and high accuracy when the front and rear wheels of the 4WD vehicle are rotated at low speed, and at the time of high speed rotation of the front and rear wheels. By detecting the angular position / velocity with the low-resolution pulse pickups 5A and 5B, it is possible to detect the angular position / velocity with high accuracy from the low-speed rotation region to the high-speed rotation region.

また、高速回転領域と低速回転領域の間ではアブソリュートエンコーダ14A,14Bとパルスピックアップ5A,5Bの両検出手段の速度検出値を速度の変化に応じて相補的に増減させて加算した速度検出値としており、低速回転領域と高速回転領域の間で連続的な切換えを行うことができ、切換ショックは発生せず、高速回転時には変換器が低分解能でも高精度が得られるので、高分解能の変換器を用いる低速回転時から低分解能の変換器を用いる高速回転時まで高精度の角度位置/速度検出を行うことができる。   Further, between the high-speed rotation area and the low-speed rotation area, the speed detection values of both the absolute encoders 14A and 14B and the pulse pickups 5A and 5B are complementarily increased / decreased in accordance with the speed change and added as speed detection values. Therefore, it is possible to switch continuously between the low-speed rotation region and the high-speed rotation region, no switching shock occurs, and high accuracy can be obtained even when the converter has low resolution during high-speed rotation. It is possible to detect the angular position / velocity with high accuracy from the time of low-speed rotation using a high-speed rotation using a low-resolution converter.

なお、高速回転領域と低速回転領域の間で、アブソリュートエンコーダ14A,14Bとパルスピックアップ5A,5Bの両検出手段の角度位置検出値を速度の変化に応じて相補的に増減させて加算した角度位置検出値とすることで、角度位置検出信号についても切換ショックを防止した切換えができる。この場合、図3におけるABS検出回路18やF/D変換器17では速度検出に代えて角度位置検出を行い、信号切換回路19ではF/D変換器17で検出する速度により角度位置検出値を切換えた角度位置検出値を得る構成とする。   An angular position obtained by incrementally increasing / decreasing the angular position detection values of both the absolute encoders 14A and 14B and the pulse pickups 5A and 5B in accordance with the change in speed between the high speed rotation area and the low speed rotation area. By using the detection value, the angular position detection signal can be switched while preventing the switching shock. In this case, the ABS detection circuit 18 and the F / D converter 17 in FIG. 3 perform angular position detection instead of speed detection, and the signal switching circuit 19 determines the angular position detection value based on the speed detected by the F / D converter 17. The switched angular position detection value is obtained.

さらに、これら低速回転領域から高速回転領域までの高精度の角度位置/速度検出により、4WD車の前後輪を低速回転領域から高速回転領域まで高精度に位相/速度を同期制御した動力試験を可能にする。   In addition, high-accuracy angular position / speed detection from these low-speed rotation areas to high-speed rotation areas enables power tests with high-precision synchronous phase / speed control of the front and rear wheels of 4WD vehicles from low-speed rotation areas to high-speed rotation areas. To.

なお、実施形態では4WD車の前後輪の角度位置/速度検出と同期制御の場合を示すが、この手法で前後輪と左右輪の4輪の角度位置/速度検出と同期制御に適用することができる。   Although the embodiment shows the case of angular position / speed detection and synchronization control of the front and rear wheels of a 4WD vehicle, this method can be applied to the angular position / speed detection and synchronization control of the front and rear wheels and the left and right wheels. it can.

1 4WD車
2A,2B シャシーダイナモメータ
3A,3B インバータ制御装置
4 主制御部
5A,5B パルスピックアップ
7A、7B ロードセル
12 同期制御コントローラ
14a,14b アブソリュートエンコーダ
15A,15B ABS検出部
16A 前輪車速検出切換回路
16B 後輪車速検出切換回路
17 F/D変換器
18 ABS速度検出回路
19 信号切換回路
1 4WD vehicle 2A, 2B Chassis dynamometer 3A, 3B Inverter controller 4 Main controller 5A, 5B Pulse pickup 7A, 7B Load cell 12 Synchronous controller 14a, 14b Absolute encoder 15A, 15B ABS detector 16A Front wheel vehicle speed detection switching circuit 16B Rear wheel vehicle speed detection switching circuit 17 F / D converter 18 ABS speed detection circuit 19 Signal switching circuit

Claims (4)

回転体の角度位置/速度を検出する角度位置/速度検出装置であって、
回転体の軸に結合されたインクリメンタルエンコーダと、
回転体の軸に結合されたアブソリュートエンコーダと、
回転体の低速回転領域では前記アブソリュートエンコーダの速度検出値に切換え、回転体の高速回転領域では前記インクリメンタルエンコーダの速度検出値に切換え、回転体の低速回転領域と高速回転領域の間では前記アブソリュートエンコーダの速度検出値と前記インクリメンタルエンコーダの速度検出値を速度の変化に応じて相補的に増減させて加算した速度検出値とする速度検出切換回路と、
回転体の低速回転領域では前記アブソリュートエンコーダの角度位置検出値に切換え、回転体の高速回転領域では前記インクリメンタルエンコーダの角度位置検出値に切換え、回転体の低速回転領域と高速回転領域の間では前記アブソリュートエンコーダの角度位置検出値と前記インクリメンタルエンコーダの角度位置検出値を速度の変化に応じて相補的に増減させて加算した角度位置検出値とする角度位置検出切換回路と、
を備えたことを特徴とする回転体の角度位置/速度検出装置。
An angular position / speed detecting device for detecting an angular position / speed of a rotating body,
An incremental encoder coupled to the axis of the rotating body;
An absolute encoder coupled to the axis of the rotating body;
The absolute encoder speed detection value is switched in the low-speed rotation area of the rotating body, the speed detection value of the incremental encoder is switched in the high-speed rotation area of the rotating body, and the absolute encoder is switched between the low-speed rotation area and the high-speed rotation area of the rotating body. A speed detection switching circuit to obtain a speed detection value obtained by incrementally increasing or decreasing the speed detection value of the incremental encoder and the speed detection value of the incremental encoder according to a change in speed, and
Switching to the absolute position detection value of the absolute encoder in the low speed rotation area of the rotating body, switching to the angular position detection value of the incremental encoder in the high speed rotation area of the rotation body, and between the low speed rotation area and the high speed rotation area of the rotation body An angular position detection switching circuit for obtaining an angular position detection value obtained by incrementally increasing or decreasing the angular position detection value of the absolute encoder and the angular position detection value of the incremental encoder in accordance with a change in speed; and
An angular position / speed detection device for a rotating body, comprising:
一対の回転体の角度位置/速度をそれぞれ検出する角度位置/速度検出装置であって、
一対の回転体の軸にそれぞれ結合された一対のインクリメンタルエンコーダと、
一対の回転体の軸にそれぞれ結合された一対のアブソリュートエンコーダと、
回転体の低速回転領域では該回転体に結合された前記アブソリュートエンコーダの速度検出値に切換え、回転体の高速回転領域では該回転体に結合された前記インクリメンタルエンコーダの速度検出値に切換え、回転体の低速回転領域と高速回転領域の間では該回転体に結合された前記アブソリュートエンコーダの速度検出値と前記インクリメンタルエンコーダの速度検出値を速度の変化に応じて相補的に増減させて加算した速度検出値とする一対の速度検出切換回路と、
回転体の低速回転領域では該回転体に結合された前記アブソリュートエンコーダの角度位置検出値に切換え、回転体の高速回転領域では該回転体に結合された前記インクリメンタルエンコーダの角度位置検出値に切換え、回転体の低速回転領域と高速回転領域の間では該回転体に結合された前記アブソリュートエンコーダの角度位置検出値と前記インクリメンタルエンコーダの角度位置検出値を速度の変化に応じて相補的に増減させて加算した角度位置検出値とする一対の角度位置検出切換回路と、
を備えたことを特徴とする回転体の角度位置/速度検出装置。
An angular position / velocity detecting device for detecting the angular position / velocity of a pair of rotating bodies,
A pair of incremental encoders respectively coupled to a pair of rotating body shafts;
A pair of absolute encoders respectively coupled to the shafts of the pair of rotating bodies;
In the low-speed rotation area of the rotating body, the speed detection value of the absolute encoder coupled to the rotating body is switched, and in the high-speed rotation area of the rotating body, the speed detection value of the incremental encoder coupled to the rotating body is switched. Between the low-speed rotation area and the high-speed rotation area, the speed detection value obtained by incrementally increasing or decreasing the speed detection value of the absolute encoder coupled to the rotating body and the speed detection value of the incremental encoder according to the change in speed is added. A pair of speed detection switching circuits as values;
In the low-speed rotation area of the rotating body, it switches to the detected angular position value of the absolute encoder coupled to the rotating body, and in the high-speed rotation area of the rotating body, it switches to the detected angular position value of the incremental encoder coupled to the rotating body, Between the low-speed rotation region and the high-speed rotation region of the rotator, the angular position detection value of the absolute encoder coupled to the rotator and the angular position detection value of the incremental encoder are complementarily increased or decreased according to the change in speed. A pair of angular position detection switching circuits as the added angular position detection value;
An angular position / speed detection device for a rotating body, comprising:
回転体の角度位置/速度を検出する角度位置/速度検出装置と、前記角度位置/速度の検出値を基に回転体の角度位置/速度を制御する制御装置とを備えた回転体の動力試験システムであって、
前記角度位置/速度検出装置は、
回転体の軸に結合されたインクリメンタルエンコーダと、
回転体の軸に結合されたアブソリュートエンコーダと、
回転体の低速回転領域では前記アブソリュートエンコーダの速度検出値に切換え、回転体の高速回転領域では前記インクリメンタルエンコーダの速度検出値に切換え、回転体の低速回転領域と高速回転領域の間では前記アブソリュートエンコーダの速度検出値と前記インクリメンタルエンコーダの速度検出値を速度の変化に応じて相補的に増減させて加算した速度検出値とする速度検出切換回路と、
回転体の低速回転領域では前記アブソリュートエンコーダの角度位置検出値に切換え、回転体の高速回転領域では前記インクリメンタルエンコーダの角度位置検出値に切換え、回転体の低速回転領域と高速回転領域の間では前記アブソリュートエンコーダの角度位置検出値と前記インクリメンタルエンコーダの角度位置検出値を速度の変化に応じて相補的に増減させて加算した角度位置検出値とする角度位置検出切換回路と、
を備えたことを特徴とする回転体の動力試験システム。
Rotating body power test comprising an angular position / speed detecting device for detecting the angular position / speed of the rotating body, and a control device for controlling the angular position / speed of the rotating body based on the detected value of the angular position / speed. A system,
The angular position / speed detector is
An incremental encoder coupled to the axis of the rotating body;
An absolute encoder coupled to the axis of the rotating body;
The absolute encoder speed detection value is switched in the low-speed rotation area of the rotating body, the speed detection value of the incremental encoder is switched in the high-speed rotation area of the rotating body, and the absolute encoder is switched between the low-speed rotation area and the high-speed rotation area of the rotating body. A speed detection switching circuit to obtain a speed detection value obtained by incrementally increasing or decreasing the speed detection value of the incremental encoder and the speed detection value of the incremental encoder according to a change in speed, and
Switching to the absolute position detection value of the absolute encoder in the low speed rotation area of the rotating body, switching to the angular position detection value of the incremental encoder in the high speed rotation area of the rotation body, and between the low speed rotation area and the high speed rotation area of the rotation body An angular position detection switching circuit for obtaining an angular position detection value obtained by incrementally increasing or decreasing the angular position detection value of the absolute encoder and the angular position detection value of the incremental encoder in accordance with a change in speed; and
A rotating body power test system comprising:
一対の回転体の角度位置/速度をそれぞれ検出する角度位置/速度検出装置と、前記角度位置/速度の検出値を基に一対の回転体の位相/速度を同期制御する制御装置とを備えた回転体の動力試験システムであって、
前記角度位置/速度検出装置は、
一対の回転体の軸にそれぞれ結合された一対のインクリメンタルエンコーダと、
一対の回転体の軸にそれぞれ結合された一対のアブソリュートエンコーダと、
回転体の低速回転領域では該回転体に結合された前記アブソリュートエンコーダの速度検出値に切換え、回転体の高速回転領域では該回転体に結合された前記インクリメンタルエンコーダの速度検出値に切換え、回転体の低速回転領域と高速回転領域の間では該回転体に結合された前記アブソリュートエンコーダの速度検出値と前記インクリメンタルエンコーダの速度検出値を速度の変化に応じて相補的に増減させて加算した速度検出値とする一対の速度検出切換回路と、
回転体の低速回転領域では該回転体に結合された前記アブソリュートエンコーダの角度位置検出値に切換え、回転体の高速回転領域では該回転体に結合された前記インクリメンタルエンコーダの角度位置検出値に切換え、回転体の低速回転領域と高速回転領域の間では該回転体に結合された前記アブソリュートエンコーダの角度位置検出値と前記インクリメンタルエンコーダの角度位置検出値を速度の変化に応じて相補的に増減させて加算した角度位置検出値とする一対の角度位置検出切換回路と、
を備えたことを特徴とする回転体の動力試験システム。
An angular position / velocity detecting device for detecting the angular position / velocity of the pair of rotating bodies, respectively, and a control device for synchronously controlling the phase / velocity of the pair of rotating bodies based on the detected values of the angular positions / velocities. A rotating body power test system,
The angular position / speed detector is
A pair of incremental encoders respectively coupled to a pair of rotating body shafts;
A pair of absolute encoders respectively coupled to the shafts of the pair of rotating bodies;
In the low-speed rotation area of the rotating body, the speed detection value of the absolute encoder coupled to the rotating body is switched, and in the high-speed rotation area of the rotating body, the speed detection value of the incremental encoder coupled to the rotating body is switched. Between the low-speed rotation area and the high-speed rotation area, the speed detection value obtained by incrementally increasing or decreasing the speed detection value of the absolute encoder coupled to the rotating body and the speed detection value of the incremental encoder according to the change in speed is added. A pair of speed detection switching circuits as values;
In the low-speed rotation area of the rotating body, it switches to the detected angular position value of the absolute encoder coupled to the rotating body, and in the high-speed rotation area of the rotating body, it switches to the detected angular position value of the incremental encoder coupled to the rotating body, Between the low-speed rotation region and the high-speed rotation region of the rotator, the angular position detection value of the absolute encoder coupled to the rotator and the angular position detection value of the incremental encoder are complementarily increased or decreased according to the change in speed. A pair of angular position detection switching circuits as the added angular position detection value;
A rotating body power test system comprising:
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