JPH03163329A - 車輌試験機の走行抵抗制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シャシーダイナモメータ等の車輌試験機の走
行抵抗制御′！Ａ置に係り、とくに補償応答遅れを改善
するのに好適な電気慣性補償手段を有する車輌試験機の
走行抵抗制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のシャシーダイナモメータ等の走行抵抗制御装置は
、たとえば第６図に示すように、車輌側の駆動輪（一般
的にはタイヤ）　１１が回転し、該駆動輪１１に対接す
るドラム手段１２が回転すると、該ドラム手段ｌ２から
揺動フレーム形電気動力計（以下電気動力計という）１
に車輌の走行抵抗となる吸収トルクが与えられる。

ついで、上記電気動力計■の揺動フレームの反力をロー
ドセル２が受けると、吸収トルクを検出し、検出結果を
コンデショナーアンプ３に送る。

コンデショナーアンプ３はトルクフィードバック信号Ｖ
ｔを加減算器１６に送ると、該加減算器■６は加減算器
１５からの走行抵抗指令値’ｌと上記トルクフィードバ
ック信号Ｖｔを突合せてその偏差信号をトルク制御アン
プ４にて増幅したのち、サイリスタドライバー５に送る
。該サイリストドライバニ５はトルク制御アンプ４から
の出力信号に従ってサイリスタ整流器６に位相パルスを
与えると、該サイリスタ整流器６は上記電気動力計１の
吸収動力を制御する． また，従来の走行抵抗制御装置は、一点鎖線で囲まれた
回路構成をする電気慣性補償手段を設けている。該電気
慣性補償手段は、上記ドラム手段１２と電気動力計上と
の間の軸に取付けられたパルス発生器１３がドラム手段
ｌ２の回転数ωに比例した回転パルスを発生し，これを
パルスピックアップ７で検出する。検出結果を周波数電
圧変換器（以下Ｆ／Ｖという）８でアナログ電圧に変換
し、微分器９で微分して回転角速度ωを求める。また慣
性補償信号±ΔＷをつぎの式により求める。

±ΔＷ　＝　Ｗ　ｃ　−　Ｗ　ｒｎ ただしＷｅは車輌等価慣性，Ｗｍは試験機固定慣性であ
る。

ついで上記角加速度ωと上記慣性補償信号±ΔＷを乗算
器１０で乗算して補償慣性トルク±Ｔｉを算出し、該補
償慣性トルク±Ｔｉを加減算器１５に送って走行抵抗値
ｖＱ．に加えることにより動力計上に補償慣性トルクを
発生させる。なお、図のｌ４はフライホイルにして、電
気慣性範囲を適生とする試験機固定慣性Ｗｍを与えるも
のである。

上記従来の装置は、たとえば明電時報１９７９，Ｎα６
，通巻１４９号第１９〜２６頁に紹介されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は電気慣性補償の応答の遅れについて配慮
がされておらず，電気慣性補償の応答の限界に制限が存
在するという問題があった。

すなわち、まず第ｌにＦ／Ｖ自身に衆知のように原理的
変換遅れを有する。とくに駆動輪の低回転域で変換遅れ
が顕著になる。

第２には、駆動輪の低回転域では検出パルスの周波数が
低下し．Ｆ／Ｖ出力のリップルが増大すれ時定数（第６
図に示す微分器９の第１出方抵抗Ｒｌ＋第２コンデンサ
ｃ２による）をもたせる必要がある。

しかるに微分器は本来ノイズ増幅器的性格を有するため
，回路周囲ノイズ条件および機械系の振動によるパルス
変動外乱を除去する必要があって、上記遅れ時定数はあ
る程度大きく確保せざるを得ない実情にあった。

近年試験機設備の軽量化、操作性の向上をはかるため，
電気慣性補償の採用が盛んに実施されているが、上記応
答遅れがあるために高応答が要求される慣性補償用に採
用できないという問題があった・ 本発明の目的は、応答遅れを減少可能とするフィードバ
ック方式電気慣性補償手段を有する車輌試験機の走行抵
抗制御装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達或するために本発明は、車輌の駆動翰に対
接して回転するドラム手段と、該ドラム手段からのトル
クを吸収する動力吸収手段と、該動力吸収手段から発生
するトルクと走行抵抗値から上記動力吸収手段の吸収動
力を制御する手段とを備えたシャシーダイナモメータ等
の車輌試験機の走行抵抗制御装置において、上記ドラム
手段のトルクを検出するトルクメータと，該トルクメー
タの出力から上記動力吸収手段の発生トルク分を減算す
る減算器と、該減算器の出力を上記トルクメータより上
記動力吸収手段側の慣性を割算する割算器と、該割算器
の出力と電気慣性補償量を乗算する乗算器とを備え，該
乗算器の出力を慣性補償分トルク値として上記走行抵抗
制御手段に入力するトルクメータフィードバック方式電
気慣性補償手段を設けたものである。

また、動力吸収手段の回転角加速度を検出するさいに応
答性を向上するため、動力：汲収手段を電気動力計にて
構成し、該電気動力計から発生するトルクをロードセル
にて検出するように構成し、該ロードセルとトルクメー
タの検出トルク差から電気動力計の回転角速度を検出す
るように構成したものである。

〔作　用〕

本発明は、電気動力計の回転角加速度を求める方唐とし
て下記（１），（２）式で示すように軸トルクメータと
動力計ロードセルの両者の検出トルクの差から検出でき
ることに着目したのである。

すなわち、軸トルクメータの検出トルク値Ｔｆは第４図
においてつぎの（１）式となる。

Ｔｆ　＝ωＷ＋ｎ＋＋Ｔｔ　　　　　　　　””（１）
ただし、Ｗｍ１はトルクメータから見た電気動力計の慣
性、Ｔｔは電気動力計の吸収トルクである。

上記（１）式より回転角加速度ωは となる。上記電気動力計の吸収トルクＴｔはロードセル
で検出でき、トルクメータから見た電気動力計側の慣性
ＷｍＩは既値であるから、回転角加速度ニは上記（２）
式から求めることができる。

したがって上記の方法によれば、 応答遅れを実 川上無視することができ、応答性を向上することができ
る。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を示す第１図について説明する
。第１図において一点鎖線内の電気慣性補償手段以外は
従来の第６図に示すものと同一であるから同一符号をも
って示し、電気慣性補償手段を中心にして説明する。

第工図に示すように、電気慣性補償手段は、ドラム手段
ｌ２とフライホールｌ４の軸間に設置された軸トルクメ
ータ１０１と、軸トルクメータ用コンデショナーアンプ
１０２と、動力計ロードセル検出トルクを減算する加減
算器１０３と、該加減算器１０３の出力を動力計側慣性
Ｗ　ｍ　＋で割算する割算器１０４と、該割算器１０４
の出力を慣性補償信号±ΔＷと乗算する乗算器１０５と
から構成されている。

つぎに電気慣性補償手段の動作について説明する。

試験車輌の駆動力は、駆動輪１１およびドラム手段ｌ２
を通して軸トルクメータ１０１の軸に伝達されス　　　
キの鈷ｇ．石１姦井仏；更庶　ｔ，１　　カ１市中　−
　Ｊレ々　１　−々　１０１の軸に発生すれば、軸トル
クメータ１０１の検出トルク値Ｔｆは前記（１）式で検
出される値となる。軸トルクメータ１０１の検出トルク
値Ｔｆに相当する電圧Ｖｆをコンデショナーアンプ１０
２で得る。一方，電気動力計１の吸収トルクＴｔはロー
ドセル２で検出され、コンデショナーアンプ３でそれ相
応の電圧Ｖｔを得る。上記軸トルクメータ１０１の検出
トルク値Ｔｆに相当する電圧Ｖｆと上記コンデショナー
アンブ３で得られた電圧Ｖｔを加減算器１．０３で（Ｖ
ｆ−Ｖｔ）を演算する。前記（２）式（７）　Ｗ　ｍ　
Ｉは電気動力計ｌとフライホールｌ４の慣性和であるが
、いずれも固定の物理量であって前もって値を求めてお
くことができる。割算器１０４で上記加減算器１０３の
出力値（Ｖｆ　−　Ｖｔ）を上記電気動力計ｌとフライ
ホール１４の慣性和Ｗ　ｍ　＋で割算すれば前記（２）
式により回転角加速度ωを得ることができる。なお、割
算器１０４に入力する電気動力計上とフライホールｌ４
の慣性和Ｗ　ｍ　＋は軸トルクメータ１０１に発生する
トルク値Ｔｆ相当の電圧Ｖｆと電気動力計１の吸収１・
ルクＴｔ相応の電圧Ｖｔを整合する電圧値で与えられる
。上記のようにして電気動力計１の回転角速度ωを得る
ことができる。

一方、慣性補償信号±ΔＷはつぎの（３）式で与えられ
る。

±ΔＷ＝Ｗｃ−Ｗｍ　　　　　　　　・・・・・・・・
（３）ただし、Ｗｅは車＠等価慣性、Ｗｍは試験機固定
慣性　（Ｗｍ＋　＋　Ｗ＋ａｚ）　？’Ｊ　３．上記（
３）式は加減算器１０６で演算する。また試験機固定慣
性Ｗｍ中のＷｍ２は上記電気動力計１とフライホール■
４の慣性和Ｗ　ｒｎ　ｌと同一の固定の物理量であり、
同じく前もってイ直を求めておくことができる。上記車
輌等価慣性Ｗｅは試験車輌に応じその都度設定される。

慣性補償信号±ΔＷと加減算器１０６の出力を乗算すれ
ば補償慣性トルク値Ｔｉを電気（ｇ号として得られる。

上記補償慣性トルク値Ｔｉを加減算器１５を介して加減
算器１６により電気動力計１のトルクフィードバック用
コンデショナーアンプ３の出力Ｖｔと整合させ、走行抵
抗指令信号ＶＱに加えることにより、電気動力計１は該
電気ｄクＪ力計１の吸収トルクＴｔ相応の電圧Ｖｔをフ
ィードバックとするトルク制御系により補償慣性トルク
値Ｔｉ相当のトルクを発生する。

上記のようにして、試験車輌の駆動力に応じ力ａ減速す
るのに従い、そのときの回転角速度ωと慣性補償信号±
ΔＷの乗算分トルクを電気動力計上に発生させることに
より、電気慣性補償が行なわれる。この状態を第５図に
示す。すなわち．第５図に示すように、試験車輌等価慣
性が’Ｗｅであるとき、装置としての慣性補償は、車輌
等価慣性ＷｃＸ回転角速度ωのトルクが発生すれば良い
。

試験機固定慣性Ｗｍ分は、機械系の固定慣性で補償され
るので，＋Ｊ１姓補償信号±ΔＷ分を電気慣性補償する
ことで、慣性補償が成立するのである。

なお，第５図七〇は試験車輌等価慣性Ｗ　ｃ　）試験機
固定慣性Ｗｍ（慣性袖償信号十ΔＷ）、■は試験車輌等
価慣性Ｗ　ｃ　＜試験機固定慣性Ｗｍ（１ｌｌ′ｔ性補
償信号一ΔＷ）の場合を示す。この場合慣性補償信号Δ
Ｗの符号は上記（　）内に示すとおり変化することは（
３）式より判る。また減速時は試験車輌のｙｌＡ！１！
ｌＩ力が加速時と反対となるから（２）式はとなり、回
転角加速度ωの極性は反転する。したがって第５図のよ
うにいずれの場合も最終補償慣性量は試験車輌等価慣性
ＷｃＸ回転角速度ωを得ることができる。なお（２），
（４）式の電気動力計の吸収トルクＴｔは ’ｒ　ｔ　＝ωΔＷ＋ｖ込　　　　　　　・・・・・・
・・（５）であって常に軸トルクメータの検出Ｔｆ≧電
気動力計の吸収トルク１゛ｔである。

軸トルクメータ１０１およびロードセル２はいずれも歪
ゲージ式の瞬時応答形で，応答周波数は２０ＫＨｚ位ま
で得ることが可能である。ただし，実用上ではＩ　ＸＨ
ｚ位までが対ノイズ上の使用範囲であるが、電気慣性上
の応答からは無視できる値である。

電気慣性補償は機械式慣性補償のみに比較すれば、トル
ク制御系にて電気動力計１に慣性トルクを発生させるも
のであるから、原理的に応答遅れを零とすることはでき
ない。ただし、トルク制御系（動力計を含む閉ループと
して）の応答は１０ＩＩｚ〜２０ｌ１ｚ　（制御系時定
相当として１６ｍｓｅｃ〜８　ｍｓｅｃ）まで上げられ
るから、電気慣性の応答に対しては実用上問題とならな
い。すなわち、従来技術における応答遅れの原因は、前
記したとおり回転角加速度ωを検出するのにＦ／Ｖ８お
よび微分器９を使用していたため、応答が阻害されてい
たのである。因みにＦ／Ｖ８および微分器９の時定数は
０．３ｓｅｃ以上である。したがって本発明では、回転
角加速度ωは軸トルクメータ１０１およびロードセル２
の前記の応答（　Ｉ　Ｋｌ｛ｚ以上）のみで検出できる
から、従来技術のオーダからすれば、本発明の構成によ
る電気慣性制御の応答は大幅に改善することができる。

つぎに第２図に示す実施例について説明する。

第２図に示す実施例と前記第工図に示す実施例の相違点
は加減算器１０３とコンデショナーアンプ１０２の間に
加減算器１０７を追加し、上記加減算器１０３にには、
走行抵抗指令債Ｖ　Ｑとコンデショナーアンプ１０２の
出力Ｖｆよりマイナスするように入力する。

前記第１図に示す実施例においては、前記のとおり回転
角加速度ωを得るのに、（２）式に基づいて（軸トルク
メータ１０１の検出トルク値Ｔｆ−電気動力計１の吸収
トルクＴｔ）を求めている。電気動力計１はロードセル
２をフィードバックするトルク制御系を構成しているか
ら，加減算器１５の出力（走行抵抗指令信号ｖｉ士補償
トルク値Ｖｉ）と、フィードバック値Ｖｔは等しい値で
ある。したがって（軸トルクメータ１０１の検出トルク
値Ｔｆ一電気動力計１の吸収トルクＴｔ）は千式の右辺
で求めても同じである。

（Ｔｆ−Ｔｔ）＝　　（Ｔｆ−ＶＱ＋Ｔｉ）　　・・｛
６）これに対して第２図に示す実施例では、加減算器１
０３で（軸トルクメータ１０１の検出トルク値Ｔｆ−走
行抵抗指令信号ｖ０一補償慣性トルク値Ｔｉを求めるの
で、（６）式の結果を得ることができるから、回転角速
度ωは第１図に示す実施例と同様（２）式で得られる。

回転角加速度ωが得られれば、それに慣性補償信号±Δ
Ｗを乗算することにより慣性補償トルク領Ｔｉは Ｔｉ＝±ΔＷω で得られる。

以上を数式で示すと、 Ｔｆ（Ｖｆ）＝　Ｖｌ）．＋　Ｃ＝＋　（＝ｔ：　ΔＷ
＋Ｗ＋ａ＋）・・・・・（７）Ｖｆ’＝Ｖｆ−Ｖｕ＝ｗ
（±ΔＷ＋Ｗｍ０・・・・（８）また加減算器１０３か
ら乗算器１０５間の伝達関数Ｇは±ΔＷ　＋　Ｗｍ＋ となるから、 ±ΔＷω ・・・・・・（１０） となる。以下は第■図に示す実施例と同様に前記Ｔｉ＝
±ΔＷωのトルクを電気動力計ｌが発生することにより
、電気慣性補償が行なわれる。

つぎに第３図に示す実施例について説明する。

第３図においては、直流電動機，マイナー電流制御付ト
ルク制御系で直接軸トルクメータの検出トルクをトルク
制御系にフィードバックする場合を示す。第１図に示す
実施例との相違点は電気動力計Ｌの代りに直流電動機１
７が用いられ、トルク制御アンプ４とサイリスタドライ
バー５との間に設置されたマイナー電流制御アンプｌ９
および加減算器２０と、サイリスタ整流器６への電流を
検出して上記加減算器２０に出力する電流検出ＣＴ１８
とからなるマイナー電流制御系を有し、コンデショナー
アンプ１０２の出力Ｖｆを加減器ｌ６へフィードバック
するトルク制御系を構成し，かつ電気慣性補償手段の加
減算器１０３ではコンデショナーアンプ１０２の出力Ｖ
ｆからマイナー電流制御アンプ１９の出力Ｖｉをマイナ
スするように構成したものである。上記のようにマイナ
ー電流制御系を有するので、トルク制御アンプ４の出力
Ｖｉは、マイナー電流制御アンプｌ９の電流指令埴とな
るから，直流電動機１７に流れる電流値はＶｉに等しい
値となる。直流電動機Ｉ７に流れる電流値Ｖｉと発生ト
ルクは正比例するから、電流電動機ｌ７に流れる電流値
Ｖｉは発生トルク値と同一植となる。したがって、直流
電動機ｌ７に流れる電流値Ｖｉは第ｌ図に示す実施例の
電気動力計上の場合のロードセル２で検出するトルクＴ
ｔ　（Ｖｔ）相当である。

しかるに加減算器１０３で（コンデショナーアンプ１０
２の出力Ｖｆ一直流電動機１７に流れる電流値Ｖｉ）と
することは第工図に示す実施例の（軸トルクメータ１０
１の検出トルク値Ｔｆに相当する電圧Ｖｆ−コンデショ
ナーアンプ３で得られた電圧Ｖｔ）と同一であるから，
以下電気慣性補償は第１図に示す実施例と同様に実行さ
れる。なお、第３図に示す実施例の場合の慣性補償信号
±ΔＷは±ΔＷ＝Ｗｅ−Ｖ＋／ｍ２　　　　　　　・＝
｛１１）で与える必要がある。ただしＷｍ２は軸トルク
メータ１０１から見てドラム手段１２の慣性である。そ
の理由は軸トルクメータ１０１から直流電動機１７側の
慣性はトルク制御系の閉ループに包含されるためである
。したがって、第３図に示す実施例では加減算器１０６
では（車輌等価慣性Ｗｃ−軸トルクメータｌｏｔから見
てドラム手段ｌ２の慣性Ｗ　ｍ　２　）を演算している
。

したがって、本発明のいずれの実施例においても応答遅
れを従来の１７１０以下に改再でき、かつ応答が回転の
絶対的値の大小に関係することなく良好なシャシーダイ
ナモメータ等の車輌試験機の電気慣性補償の応答を行な
うことができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、シャシーダイナモメータ等の車輌試験
機の電気慣性補償の応答の遅れを改善し、良好に行なう
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である車輌試験機の走行抵抗
制御装置を示すブロック図、第２図は本発明の他の一実
施例である車輌試験機の走行抵抗ル１』御装置を示すブ
ロック図、第３図は本発明のさらに他の一実施例である
車輌試験機の走行抵抗制御装置を示すブロック図、第４
図は前記第１図乃至第３図に示すトルクメータの検出ト
ルク値の説明図、第５図は慣性補償トルク波形図、第６
図は従来の車輌試験機の走行抵抗制御装置を示すブロッ
ク図である。 ↓・・・電気動力計、２・・・ロードセル、３・・・コ
ンデショナーアンプ、４・・・トルク制御アンプ、５・
・・サイリスタドライバー、６・・・サイリスタ整流器
、１２・・・ドラム手段、１４・・・フライホール、１
５．　１６・・・加減算器、１０１・・・トルクメータ
、１０２・・・コンデショナーアンプ、１０３・・・加
減算器、１０４・・割算器、１０５・・・乗算器、１０
６・・加減算器、１０７・・・加減算器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、車輌の駆動輪に対接して回転するドラム手段と、該
   ドラム手段からのトルクを吸収する動力吸収手段と、該
   動力吸収手段から発生するトルクと走行抵抗値とから上
   記動力吸収手段の吸収動力を制御する走行抵抗制御手段
   とを備えたシャシーダイナモメータ等の車輌試験機の走
   行抵抗制御装置において、上記ドラム手段のトルクを検
   出するトルクメータと、該トルクメータの出力から上記
   動力吸収手段の発生トルク分を減算する減算器と、該減
   算器の出力を上記トルクメータより上記動力吸収手段側
   の慣性を割算する割算器と、該割算器の出力と電気慣性
   補償量を乗算する乗算器とを備え、該乗算器の出力を慣
   性補償トルク値として上記走行抵抗制御手段に入力する
   トルクメータフィードバック方式電気慣性補償手段を設
   けた車輌試験機の走行抵抗制御装置。 ２、前記動力吸収手段を電気動力計と、該電気動力計の
   トルクを検出するロードセルから構成し、該ロードセル
   からの出力を前記走行抵抗制御手段に出力するように構
   成した請求項１記載の車輌試験機の走行抵抗制御装置。 ３、前記動力吸収手段の発生トルクを前記電気慣性補償
   手段の乗算器と前記走行抵抗制御手段の走行抵抗値の両
   者と見なし、それぞれを前記電気慣性補償手段のトルク
   メータ出力から減算するように構成した請求項１記載の
   車輌試験機の走行抵抗制御装置。 ４、前記動力吸収手段に直流電動機を用い、該直流電動
   機がマイナー電流制御系を有する前記トルクメータから
   のトルクフィードバックによるトルク制御で制御される
   トルク制御系を設け、前記走行抵抗制御手段に設けたト
   ルク制御アンプの出力を上記動力吸収手段の発生トルク
   と見なし、上記トルクメータの出力から減算するように
   構成した請求項１記載の車輌試験機の走行抵抗制御装置
   。