JPH05149806A - ダイナモメータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 負荷側に吸収用ダイナモメータ３が連結され
る直流モータ２のトルク制御をエンジン特性パターンの
トルク指令に従って制御するダイナモメータにおいて、
精度及び応答性に優れた過渡性能試験ができるようにす
る。 【構成】 エンジン特性パターンを、回転数変化に対し
てフラットとなるトルク指令データＴ＊を出力するエン
ジン特性シミュレータ２１で構成し、該トルク指令デー
タＴ＊に対応する電流及びトルクの実測値Ｉ、Ｔを各指
令データ毎に求め、該実測値Ｉ、Ｔと指令データＴ＊の
偏差から電流補正値を求めて電流指令値Ｉ＊を更新す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の変速機の過
渡性能等を試験するためのダイナモメータに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の車両用変速機の変速時の過渡
的な挙動を試験するには、変速機の駆動源になるエンジ
ンと同等の性能（応答性，トルク，慣性等）を持つダイ
ナモメータが要望される。

【０００３】このための従来のダイナモメータは、応答
性に優れる直流電動機を駆動用モータとして使用し、制
御装置には実際のエンジン特性を模擬したエンジン特性
ジェネレータからのトルク指令によって駆動用モータを
トルク制御するトルク制御装置が採用される。

【０００４】図４は従来のダイナモメータの装置構成図
を示す。供試変速機１はその駆動源として直流モータ２
が連結され、負荷として吸収用ダイナモメータ３が連結
される。この直流モータ２の制御装置は、エンジン特性
ジェネレータ４によって実際のエンジンが持つ回転数−
トルク特性に従ったトルク指令出力Ｔ＊を得る。このジ
ェネレータ４は、エンジンのスロットル開度指令θ（又
は吸気圧指令）をパラメータとして与えられ、現在の回
転数Ｎが与えられることでエンジンの出力に相当するト
ルク指令出力Ｔ＊を得る。回転数Ｎは直流モータ２の回
転数を検出するパルスピックアップ５の出力パルスを周
波数−電圧変換器６で電圧信号（又はディジタル値）に
変換することで得る。エンジン特性ジェネレータ４から
のトルク指令Ｔ＊はトルク−電流変換部１１によって直
流モータ２のトルク−電流特性に一致させた電流指令Ｉ
₁ に変換される。このトルク−電流変換部１１による変
換特性は直流モータ２を種々の電流Ｉで駆動するときの
軸トルクメータ８からの検出トルクＴを取込み、各電流
ＩとトルクＴとの関係を記憶又はテーブルデータとして
おくことで求められ、また検出トルクＴを校正用として
使用できる。

【０００５】トルク−電流変換部１１からの電流指令Ｉ
₁ は加減算部１２において直流モータ２の慣性分補正が
なされる。この補正は直流モータ２の慣性分の加減速ト
ルクを補償する電気慣性補正手段にされ、周波数−電圧
変換器６の検出速度Ｎを微分演算部１３によって微分す
ることで加減速度ｄＮ／ｄｔを求め、この加減速度から
慣性演算部１４によって直流モータ２の慣性分の加減速
に必要な加減速トルクをその補償電流値として求めるこ
とで加減算部１２に与える。直流モータ２の慣性分は慣
性設定部１５で設定される。

【０００６】加減算部１２を通した電流指令Ｉ₂ は割算
部１６に与えられ、直流モータ２の界磁特性発生部１７
からの係数Ｋによる割算によって界磁特性によるトルク
変化分補正がなされる。界磁特性発生部１７は直流モー
タ２の検出速度Ｎに対する出力トルクＴとの関係から基
底速度Ｎ_B を境にして一定トルクと指数関数的に低下す
るトルクになる界磁特性から係数Ｋを求める。

【０００７】割算部１６からの電流指令Ｉ＊は電流制御
部１８の電流指令にされ、直流モータ２の駆動電流Ｉの
検出信号とからフィードバック制御による電流制御で直
流モータ２を運転する。従って、供試変速機１のトルク
制御は、エンジン特性ジェネレータ４からのトルク指令
Ｔ＊に対して、トルク−電流変換部１１により電流指令
に変換し、直流モータ２の慣性分による補正及び界磁特
性による補正を行った電流指令Ｉ＊によって直流モータ
２を電流制御で駆動する。

【０００８】このような電流制御により、直流モータ２
は高速応答し、またトルク制御の精度も高い。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】現在のトルク−電流変
換方式では１００ｒｐｍ毎に実際に流れた電流とその時
の軸トルクメータの検出を実測し、エンジン特性ジェネ
レータのメモリの中に１Ｋｇｍピッチのデータとして持
っている。この方式では現在約１％の精度を有している
が、この精度をもっと高めることが求められている（倍
以上に）。現在の方式で誤差になっている要因としては
下記のものがある。

【００１０】（１）電流検出の誤差（電流制御の誤差に
含まれる）。

【００１１】（２）直流モータの電流制御の誤差。

【００１２】（３）トルク−電流変換部のアナログ入力
（Ａ／Ｄ変換器）の誤差。

【００１３】（４）電流指令のアナログ出力（Ｄ／Ａ変
換器）の誤差。

【００１４】（５）軸トルクメータの検出誤差（検量に
より校正してキャンセルできる）。

【００１５】（６）メモリの中の１Ｋｇｍの間の補完計
算と実測との誤差。

【００１６】（７）機械装置のメカロスの変動。

【００１７】以上の項目について、各検出器、変換器は
現在あるものの中で精度の良いものを使用しているの
で、これ以上の精度を高めることは現在は困難な状況に
ある。

【００１８】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
その目的は、現在の装置のハードウェアを変更すること
なく高速応答、高精度のトルク−電流変換データが得ら
れるダイナモメータを提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、ダイナモメー
タに連結される直流モータのトルク制御を、駆動用エン
ジンのエンジン特性ジェネレータから得るトルク指令に
従って制御するダイナモメータにおいて、前記直流モー
タに軸トルクメータを介してダイナモメータを直結し、
前記エンジン特性ジェネレータを、エンジンのスロット
ル開度指令に応じて変化するとともに回転数の変化に対
してフラットとなるトルク指令データを出力するエンジ
ン特性シミュレータで構成し、前記トルク指令を前記直
流モータのトルク−電流特性に従って電流指令に変換す
るトルク−電流変換手段と、前記エンジン特性シミュレ
ータのトルク指令データに対応する直流モータの電流お
よび軸トルクの実測値を各指令データ毎に求め、該求め
られた実測データと前記トルク指令データとの偏差に基
づいて電流補正値を求め、該電流補正値を前記トルク−
電流変換手段の電流指令値に加算して新電流指令値を求
める演算部と、前記新電流指令値に従って前記直流モー
タを電流制御する電流制御手段とを備えたことを特徴と
している。

【００２０】

【作用】直流モータの負荷側のダイナモメータはエンジ
ン特性シミュレータのトルク指令をトルク−電流変換手
段によって電流指令値Ｉ＊に変換したデータにより制御
される。前記エンジン特性シミュレータのトルク指令値
Ｔ＊に対応する直流モータの電流、トルクの実測値は各
エンジンのスロットル開度指令θ、各回転数Ｎ毎に求め
られる。この実測値と前記トルク指令値Ｔ＊との偏差に
基づいて電流補正値ΔＩが求められる。この補正値ΔＩ
は前記トルク−電流変換手段の電流指令値Ｉ＊に加算さ
れて新しい電流指令値が求められる。この新しい電流指
令値に従って直流モータを電流制御した後さらに前述の
演算をｎ回繰り返して電流指令値Ｉ＊の更新を繰り返す
と、トルクの設定精度は著しく高くなる。

【００２１】

【実施例】以下図面を参照しながら本発明の一実施例を
説明する。図１において図４と同一部分は同一符号を以
て示しその説明は省略する。図１において図４と異なる
点は、供試変速機１を除去して吸収用ダイナモメータ３
を直結するとともに、エンジン特性ジェネレータ４の代
わりに回転数に対してフラットとなるトルク指令データ
を有するエンジン特性シミュレータ２１を設けたこと
と、直流モータ２の駆動電流Ｉをトルク−電流変換部１
１に取り込んで次のような演算を行う（マイコンのソフ
トウェア機能等による）ようにした点にあり、その他の
部分は図４と同一に構成されている。以下にその演算を
含めた動作を述べる。

【００２２】（１）エンジン特性シミュレータ２１の設
定を図２に示すようにフラットデータとする。ただしｉ
は１Ｋｇｍ毎のトルクによるパラメータ（１〜ｎ）、ｊ
は１００ｒｐｍ毎の回転によるパラメータ（１〜ｋ）で
ある。

【００２３】（２）上記のデータでトルク−電流変換を
して直流モータ２にＡＣＲの駆動指令を出して負荷側の
吸収用ダイナモメータ３をＡＳＲで一定速度を保持させ
る。

【００２４】（３）Ｎ₁の速度において、θ₁＝Ｔ₁の時
の電流Ｉ₁₁ ⁽¹⁾と軸トルクＴ₁₁ ⁽¹⁾を実測する。同様にθ
₂＝Ｔ₂の時の電流Ｉ₂₁ ⁽¹⁾と軸トルクＴ₂₁ ⁽¹⁾、θ_i＝Ｔ_i
の時の電流Ｉ_i1 ⁽¹⁾と軸トルクＴ_i1 ⁽¹⁾、θ_n＝Ｔ_nの時の
電流Ｉ_n1 ⁽¹⁾と軸トルクＴ_n1 ⁽¹⁾を実測する。またＮ_jの
速度において、θ₁＝Ｔ₁の時の電流Ｉ_1j ⁽¹⁾と軸トルク
Ｔ_1j ⁽¹⁾を実測する。同様にθ₂＝Ｔ₂の時の電流Ｉ_2j ⁽¹⁾
と軸トルクＴ_2j ⁽¹⁾、θ_i＝Ｔ_iの時の電流Ｉ_ij ⁽¹⁾と軸ト
ルクＴ_ij ⁽¹⁾、θ_n＝Ｔ_nの時の電流Ｉ_nj ⁽¹⁾と軸トルクＴ
_nj ⁽¹⁾を実測する。そしてｉ＝１〜ｎ、ｊ＝１〜ｋの上
記のデータを全てエンジン特性シミュレータ２１のメモ
リに取り込み記憶させる。

【００２５】（４）前記の設定データと実測データを図
３のように比較する。尚図３の実線は実測トルクが設定
トルクと等しい場合のラインを示している。

【００２６】（５）図３から各データ毎に偏差を求め
る。ΔＴ_1j ⁽¹⁾＝Ｔ₁−Ｔ_1j ⁽¹⁾、ΔＴ_2j ⁽¹⁾＝Ｔ₂−Ｔ_2j
⁽¹⁾、ΔＴ_3j ⁽¹⁾＝Ｔ₃−Ｔ_3j ⁽¹⁾、……ΔＴ_ij ⁽¹⁾＝Ｔ_i−
Ｔ_ij ⁽¹⁾、ΔＴ_nj ⁽¹⁾＝Ｔ_n−Ｔ_nj ⁽¹⁾、（ｊ＝１〜ｋ）。

【００２７】（６）前記偏差データから電流補正量を求
める。ΔＩ_1j ⁽¹⁾＝Ｉ_1j ⁽¹⁾×ΔＴ_1j ⁽¹⁾／Ｔ_1j ⁽¹⁾、ΔＩ
_2j ⁽¹⁾＝Ｉ_2j ⁽¹⁾×ΔＴ_2j ⁽¹⁾／Ｔ_2j ⁽¹⁾、ΔＩ_3j ⁽¹⁾＝Ｉ
_3j ⁽¹⁾×ΔＴ_3j ⁽¹⁾／Ｔ_3j ⁽¹⁾、……ΔＩ_ij ⁽¹⁾＝Ｉ_ij ⁽¹⁾
×ΔＴ_ij ⁽¹⁾／Ｔ_ij ⁽¹⁾、……ΔＩ_nj ⁽¹⁾＝Ｉ_nj ⁽¹⁾×ΔＴ
_nj ⁽¹⁾／Ｔ_nj ⁽¹⁾、（ｊ＝１〜ｋ）。

【００２８】（７）新しい（２回目）トルク−電流変換
データを上記の電流補正量を用いて作る。つまりＴ₁〜
Ｔ_nに対してＩ_ij ⁽²⁾ _set＝Ｉ_ij ⁽¹⁾ _set＋ΔＩ_ij ⁽¹⁾、（ｉ
＝１〜ｎ、ｊ＝１〜ｋ）とした計算を行う。ただし、Ｉ
_ij ⁽¹⁾ _setは１回目の運転におけるＴｉ設定でＮｊ時の電
流指令、Ｉ_ij ⁽²⁾ _setは２回目の運転におけるＴｉ設定で
Ｎｊ時の電流指令である。

【００２９】（８）前記（１）項と同じエンジン特性シ
ミュレータのデータ（図２のもの）にて（２）項と同じ
運転を行う。

【００３０】（９）前記（３）項と同様に電流と軸トル
クを実測する。ただしサフィックスは⁽¹⁾→⁽²⁾となる。
つまりθ_i＝Ｔ_iの時の電流Ｉ_ij ⁽²⁾と軸トルクＴ_ij ⁽²⁾を
測定し、ｉ＝１〜ｎ、ｊ＝１〜ｋ（Ｎ_j＝Ｎ₁〜Ｎ_k）の
データを全てメモリする。

【００３１】（１０）前記（４）、（５）項のように設
定データと実測データを比較し、偏差を求める。ΔＴ_ij
⁽²⁾＝Ｔ_i−Ｔ_ij ⁽²⁾、（ｉ＝１〜ｎ、ｊ＝１〜ｋ）。

【００３２】（１１）前記（６）項と同様に電流補正量
を求める。ΔＩ_ij ⁽²⁾＝Ｉ_ij ⁽²⁾×ΔＴ_ij ⁽²⁾／Ｔ_ij ⁽²⁾、
（ｉ＝１〜ｎ、ｊ＝１〜ｋ）。

【００３３】（１２）前記（７）項と同様に新しい（３
回目）トルク−電流変換データを作る。Ｉ_ij ⁽³⁾ｓｅｔ
＝Ｉ_ij ⁽²⁾ｓｅｔ＋ΔＩ_ij ⁽²⁾、（ｉ＝１〜ｎ、ｊ＝１〜
ｋ）。

【００３４】（１３）以下前記（１）〜（７）項と同様
にしてＰ回目のトルク−電流変換データを作り運転を行
うと、目標とするトルクの設定精度が得られる。最初
（１回目）のトルク−電流変換データでは約１％である
が３〜４回目で０．５〜０．２％まで可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば演算部によ
ってトルク−電流変換データを学習補正して新電流指令
値を求めるようにしたので、トランジェントダイナモメ
ータにてトルク−電流変換を行うことにより必要なトル
クを高速応答で得られるというメリットを生かしつつ、
従来の装置のハードウエアを変更することなく一桁高い
精度のトルク設定を行い運転することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図。

【図２】エンジン特性シミュレータの設定データを示す
特性図。

【図３】実測トルクと設定トルクの関係を示す特性図。

【図４】従来のダイナモメータの構成図。

【符号の説明】

１…供試変速機、２…直流モータ、３…吸収用ダイナモ
メータ、４…エンジン特性ジェネレータ、８…軸トルク
メータ、１１…トルク−電流変換部、１２…加減算部、
１３…微分演算部、１４…慣性演算部、１５…慣性設定
部、１６…割算部、１７…界磁特性発生部、１８…電流
制御部、２１…エンジン特性シミュレータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイナモメータに連結される直流モータ
   のトルク制御を、駆動用エンジンのエンジン特性ジェネ
   レータから得るトルク指令に従って制御するダイナモメ
   ータにおいて、 前記直流モータに軸トルクメータを介してダイナモメー
   タを直結し、 前記エンジン特性ジェネレータを、エンジンのスロット
   ル開度指令に応じて変化するとともに回転数の変化に対
   してフラットとなるトルク指令データを出力するエンジ
   ン特性シミュレータで構成し、 前記トルク指令を前記直流モータのトルク−電流特性に
   従って電流指令に変換するトルク−電流変換手段と、 前記エンジン特性シミュレータのトルク指令データに対
   応する直流モータの電流および軸トルクの実測値を各指
   令データ毎に求め、該求められた実測データと前記トル
   ク指令データとの偏差に基づいて電流補正値を求め、該
   電流補正値を前記トルク−電流変換手段の電流指令値に
   加算して新電流指令値を求める演算部と、 前記新電流指令値に従って前記直流モータを電流制御す
   る電流制御手段とを備えたことを特徴とするダイナモメ
   ータ。