JPH052179B2 - - Google Patents
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- JPH052179B2 JPH052179B2 JP60251525A JP25152585A JPH052179B2 JP H052179 B2 JPH052179 B2 JP H052179B2 JP 60251525 A JP60251525 A JP 60251525A JP 25152585 A JP25152585 A JP 25152585A JP H052179 B2 JPH052179 B2 JP H052179B2
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- control coefficient
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M17/00—Testing of vehicles
- G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
- G01M17/0072—Wheeled or endless-tracked vehicles the wheels of the vehicle co-operating with rotatable rolls
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- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、自動車工場や自動車修理工場などに
おいて使用される一種の車両走行シミュレータ
ー、即ち、自動車が発生する力を吸収することに
より、車体を静止させたままでありながら、自動
車が実際の道路を走行している状態を模擬的に現
出させることが可能なシヤシダイナモメータ、更
に詳しくは、供試車両の駆動車輪が載置される回
転ローラにフライホイールを備えたシヤフトを介
して連動連結されたダイナモメータにより吸収す
べき力を制御するために、そのダイナモメータに
対する制御信号を、前記シヤフト上に設けられた
トルクセンサーおよび速度センサーによる各検出
信号、車両の慣性量、システムの機械慣性量など
の所要のパラメータと制御係数とから成る制御方
程式に基づく演算により生成するように構成され
ているシヤシダイナモメータシステムの制御装置
に関する。
おいて使用される一種の車両走行シミュレータ
ー、即ち、自動車が発生する力を吸収することに
より、車体を静止させたままでありながら、自動
車が実際の道路を走行している状態を模擬的に現
出させることが可能なシヤシダイナモメータ、更
に詳しくは、供試車両の駆動車輪が載置される回
転ローラにフライホイールを備えたシヤフトを介
して連動連結されたダイナモメータにより吸収す
べき力を制御するために、そのダイナモメータに
対する制御信号を、前記シヤフト上に設けられた
トルクセンサーおよび速度センサーによる各検出
信号、車両の慣性量、システムの機械慣性量など
の所要のパラメータと制御係数とから成る制御方
程式に基づく演算により生成するように構成され
ているシヤシダイナモメータシステムの制御装置
に関する。
シヤーシダイナモメータシステムの全体概略構
成は、一般に、第５図に示すようなブロツク回路
図で表すことができる。
成は、一般に、第５図に示すようなブロツク回路
図で表すことができる。
図において、１は供試車両の駆動車輪が載置さ
れる回転ローラ、２はシヤフト３を介して前記回
転ローラ１に連動連結された動力吸収装置として
のダイナモメータ、４，５，６は夫々前記シヤフ
ト３上に設けられたフライホイール、トルクセン
サー、速度センサーを示し、７は、制御装置８か
ら与えられる制御信号に基づいて、前記ダイナモ
メータ２への界磁電流または励磁電流を制御する
ことにより、車両の発生する力と前記回転ローラ
１、シヤフト３、フライホイール４などによるシ
ステムの機械慣性量に基づく力との差に相当する
力を、そのダイナモメータ２により電気的に吸収
させるようにする電力変換器を示している。つま
り、このシヤシダイナモメータシステムは、機械
慣性量調整方式と電気力調整方式とを組み合わせ
て車両の発生する力を吸収するように構成されて
おり、前記フライホイール４の重量を車種に応じ
て切り換えることによつて機械慣性量が切り換え
設定され、前記制御装置８により前記ダイナモメ
ータ２の電気的な力が適宜調節されるようになつ
ている。そして、前記制御装置８としては、従
来、速度関係式に基づく制御方式によるものとト
ルク関係式に基づく制御方式によるものとがある
が、最近では、加減速時の制御特性などに鑑みて
後者のトルク関係式に基づく制御方式が有利であ
ることを判つてきた。
れる回転ローラ、２はシヤフト３を介して前記回
転ローラ１に連動連結された動力吸収装置として
のダイナモメータ、４，５，６は夫々前記シヤフ
ト３上に設けられたフライホイール、トルクセン
サー、速度センサーを示し、７は、制御装置８か
ら与えられる制御信号に基づいて、前記ダイナモ
メータ２への界磁電流または励磁電流を制御する
ことにより、車両の発生する力と前記回転ローラ
１、シヤフト３、フライホイール４などによるシ
ステムの機械慣性量に基づく力との差に相当する
力を、そのダイナモメータ２により電気的に吸収
させるようにする電力変換器を示している。つま
り、このシヤシダイナモメータシステムは、機械
慣性量調整方式と電気力調整方式とを組み合わせ
て車両の発生する力を吸収するように構成されて
おり、前記フライホイール４の重量を車種に応じ
て切り換えることによつて機械慣性量が切り換え
設定され、前記制御装置８により前記ダイナモメ
ータ２の電気的な力が適宜調節されるようになつ
ている。そして、前記制御装置８としては、従
来、速度関係式に基づく制御方式によるものとト
ルク関係式に基づく制御方式によるものとがある
が、最近では、加減速時の制御特性などに鑑みて
後者のトルク関係式に基づく制御方式が有利であ
ることを判つてきた。
而して、そのトルク関係式に基づく制御方式と
しては、例えば、特願昭58−118681号で本願出願
人が既に提案しているような、フイードフオーワ
ード制御とフイードバツク制御とを組み合わせた
制御方式のものや、やはり本願出願人の提案に係
る特願昭59−52657号に示されるような、最急降
下法により評価関数を最小にする制御方式があ
る。
しては、例えば、特願昭58−118681号で本願出願
人が既に提案しているような、フイードフオーワ
ード制御とフイードバツク制御とを組み合わせた
制御方式のものや、やはり本願出願人の提案に係
る特願昭59−52657号に示されるような、最急降
下法により評価関数を最小にする制御方式があ
る。
第６図は、前者のフイードフオーワード制御と
フイードバツク制御とを組み合わせた制御方式を
採用した従来構成のDCシヤシダイナモメータの
一例を示している。
フイードバツク制御とを組み合わせた制御方式を
採用した従来構成のDCシヤシダイナモメータの
一例を示している。
即ち、この構成において、時刻ｔにおける供試
車両の発生した力FVEH（ｔ）の殆どは、トルクセ
ンサー５によつて出力FTT（ｔ）として測定され、
また、速度Ｖ（ｔ）は速度センサー６によつて測
定される。なお、これらの測定値FTT（ｔ）、Ｖ
（ｔ）は、制御装置８におけるフイードフオーワ
ード制御回路９および誤差関数演算回路１０に入
力される。
車両の発生した力FVEH（ｔ）の殆どは、トルクセ
ンサー５によつて出力FTT（ｔ）として測定され、
また、速度Ｖ（ｔ）は速度センサー６によつて測
定される。なお、これらの測定値FTT（ｔ）、Ｖ
（ｔ）は、制御装置８におけるフイードフオーワ
ード制御回路９および誤差関数演算回路１０に入
力される。
そして、前記フイードフオーワード制御回路９
においては、時刻ｔにおける前記測定値FTT（ｔ）、
Ｖ（ｔ）および各種の設定パラメータを用いて、
次のステツプ（Δt時間後の時刻ｔ＋Δt時）にダ
イナモメータ２が吸収すべき力FPAU（ｔ＋Δt）を
次式に基づいて演算する。
においては、時刻ｔにおける前記測定値FTT（ｔ）、
Ｖ（ｔ）および各種の設定パラメータを用いて、
次のステツプ（Δt時間後の時刻ｔ＋Δt時）にダ
イナモメータ２が吸収すべき力FPAU（ｔ＋Δt）を
次式に基づいて演算する。
FPAU（ｔ＋Δt）＝In＋Ir／ＩRL（Ｖ）＋Ie／Ｉ
｛FTT（ｔ）＋IndV／dt＋Ln（Ｖ）｝ ここに、 In：機械慣性量の設定値（フライホイール４の
慣性量で近似的に代表される） Ir：ダイナモメータ２内のローラの慣性量 Ｉ：供試車両の慣性量 Ie：電気的慣性量｛＝Ｉ−（In＋Ir）｝ RL（Ｖ）：走行抵抗（−Ａ＋BV＋CVx；Ａ，
Ｂ，Ｃは定数） Ln（Ｖ）：フライホイール４の機械的損失 Ｖ：時刻ｔにおける車速Ｖ（ｔ） である。
｛FTT（ｔ）＋IndV／dt＋Ln（Ｖ）｝ ここに、 In：機械慣性量の設定値（フライホイール４の
慣性量で近似的に代表される） Ir：ダイナモメータ２内のローラの慣性量 Ｉ：供試車両の慣性量 Ie：電気的慣性量｛＝Ｉ−（In＋Ir）｝ RL（Ｖ）：走行抵抗（−Ａ＋BV＋CVx；Ａ，
Ｂ，Ｃは定数） Ln（Ｖ）：フライホイール４の機械的損失 Ｖ：時刻ｔにおける車速Ｖ（ｔ） である。
一方、前記誤差関数演算回路１０においては、
誤差関数の演算を行う。ここで、誤差関数とは、
ローラ１の慣性力をも含めてダイナモメータ２の
実際の出力予測値FPAU′（ｔ＋Δt）と目標値であ
るFTT（ｔ）＋Ln（Ｖ）との差の積分値であり、次
式で与えられる。
誤差関数の演算を行う。ここで、誤差関数とは、
ローラ１の慣性力をも含めてダイナモメータ２の
実際の出力予測値FPAU′（ｔ＋Δt）と目標値であ
るFTT（ｔ）＋Ln（Ｖ）との差の積分値であり、次
式で与えられる。
∫t 0ε（ｔ）dt＝∫t 0｛FTT（ｔ）＋Ln（Ｖ）
−FPAU′（ｔ＋Δt）｝dt＝∫t 0｛FTT（ｔ）
＋Ln（Ｖ）−RL（Ｖ）｝dt−（Ｉ−In）・Ｖ
この誤差関数演算回路１０からの誤差信号は、
その誤差信号を０にするように制御動作を行うフ
イードバツク制御回路１１を通つて加算部１２に
入力され、この加算部１２において、前記フイー
ドフオーワード制御回路９からの信号FPAU（ｔ＋
Δt）の修正が行われる。そして、前記フイード
バツク制御回路１１が例えばPI制御を行うもの
である場合には、修正された信号は次式のように
表される。
その誤差信号を０にするように制御動作を行うフ
イードバツク制御回路１１を通つて加算部１２に
入力され、この加算部１２において、前記フイー
ドフオーワード制御回路９からの信号FPAU（ｔ＋
Δt）の修正が行われる。そして、前記フイード
バツク制御回路１１が例えばPI制御を行うもの
である場合には、修正された信号は次式のように
表される。
FPC（ｔ）＝FPAU（ｔ＋Δt）
＋KP・ｘ（ｔ）＋KI∫t 0ｘ（ｔ）dt
ここに、
ｘ（ｔ）＝∫t 0ε（ｔ）dt
KP：PI制御の比例項の制御係数
KI：PI制御の積分項の制御係数
である。
上記修正信号FPC（ｔ）は、電力変換器７を制御
し、ダイナモメータ２への界磁電流または励磁電
流を流し、これによつて、ダイナモメータ２は供
試車両の出力している力を吸収するように制御さ
れるのである。
し、ダイナモメータ２への界磁電流または励磁電
流を流し、これによつて、ダイナモメータ２は供
試車両の出力している力を吸収するように制御さ
れるのである。
また、第７図は、後者の最急降下法により評価
関数を最小にするよう制御方式を採用した従来構
成のDCシヤシダイナモメータの一例を示してい
る。
関数を最小にするよう制御方式を採用した従来構
成のDCシヤシダイナモメータの一例を示してい
る。
即ち、この構成において、時刻ｔにおける供試
車両の発生した力FVEH（ｔ）は、トルクセンサー
５によつて出力FTT（ｔ）として測定されて制御装
置８における評価関数勾配演算回路１３に入力さ
れ、また、速度Ｖ（ｔ）は速度センサー６によつ
て測定されて制御装置８における加速度演算用微
分回路１４を介して前記評価関数勾配演算回路１
３に入力される。
車両の発生した力FVEH（ｔ）は、トルクセンサー
５によつて出力FTT（ｔ）として測定されて制御装
置８における評価関数勾配演算回路１３に入力さ
れ、また、速度Ｖ（ｔ）は速度センサー６によつ
て測定されて制御装置８における加速度演算用微
分回路１４を介して前記評価関数勾配演算回路１
３に入力される。
そして、この評価関数勾配演算回路１３におい
ては、前述の誤差関数に対応するものとして用い
られる評価関数、 Ｊ＝｛FTT（ｔ）＋Ln（Ｖ）−FPAU′（ｔ＋Δt）｝2 の勾配ΔJが次式に基づいて演算される。
ては、前述の誤差関数に対応するものとして用い
られる評価関数、 Ｊ＝｛FTT（ｔ）＋Ln（Ｖ）−FPAU′（ｔ＋Δt）｝2 の勾配ΔJが次式に基づいて演算される。
▽Ｊ＝FTT（ｔ）＋Ln（Ｖ）−RL（Ｖ）
−（Ｉ−In）dv／dt
ここに、
In：機械慣性量の設定値（フライホイール４の
慣性量で近似的に代表される） Ｉ：供試車両の慣性量 RL（Ｖ）：走行抵抗（＝Ａ＋BV＋CVx；Ａ，
Ｂ，Ｃは定数） Ln（Ｖ）：フライホイール４の機械的損失 Ｖ：Ｖ（ｔ） FPAU′（ｔ＋Δt）：ダイナモメータ２の実際の
出力予測値 である。
慣性量で近似的に代表される） Ｉ：供試車両の慣性量 RL（Ｖ）：走行抵抗（＝Ａ＋BV＋CVx；Ａ，
Ｂ，Ｃは定数） Ln（Ｖ）：フライホイール４の機械的損失 Ｖ：Ｖ（ｔ） FPAU′（ｔ＋Δt）：ダイナモメータ２の実際の
出力予測値 である。
次に、上記評価関数勾配演算回路１３からの出
力信号（勾配ΔJ）は制御係数乗算回路１５に入
力され、この制御係数乗算回路１５からは前記勾
配ΔJに小さな制御係数αが乗ぜられたα・ΔJが
出力されて、これが逐次修正演算回路１６に与え
られる。
力信号（勾配ΔJ）は制御係数乗算回路１５に入
力され、この制御係数乗算回路１５からは前記勾
配ΔJに小さな制御係数αが乗ぜられたα・ΔJが
出力されて、これが逐次修正演算回路１６に与え
られる。
すると、その逐次修正演算回路１６は、メモリ
１６Ａに蓄積されていたひとつ前のステツプにお
ける制御信号FPAU（ｔ）と前記α・ΔJとから、最
急降下法に基づく次式によつて、次のステツプに
おける制御信号FPAU（ｔ＋Δt）を演算する。
１６Ａに蓄積されていたひとつ前のステツプにお
ける制御信号FPAU（ｔ）と前記α・ΔJとから、最
急降下法に基づく次式によつて、次のステツプに
おける制御信号FPAU（ｔ＋Δt）を演算する。
FPAU（ｔ＋Δt）＝FPAU（ｔ）−α・ΔJ
＝FPAU（ｔ）−α｛FTT（ｔ）＋Ln（Ｖ）−RL（Ｖ
） −（Ｉ−In）dv／dt｝ そして、前記メモリ１６Ａおよびフイードバツ
ク用減算器１６Ｂから成る前記逐次修正演算回路
１６では、加速・減速などのシステムの変動に適
応して、電力変換器７の制御信号FPAU（ｔ＋Δt）
を、前述のような最急降下法により逐次修正演算
し、これによつてダイナモメータ２への界磁電流
または励磁電流が制御されて、ダイナモメータ２
は供試車両の出力している力を吸収する力を所定
時間内に発生するのである。
） −（Ｉ−In）dv／dt｝ そして、前記メモリ１６Ａおよびフイードバツ
ク用減算器１６Ｂから成る前記逐次修正演算回路
１６では、加速・減速などのシステムの変動に適
応して、電力変換器７の制御信号FPAU（ｔ＋Δt）
を、前述のような最急降下法により逐次修正演算
し、これによつてダイナモメータ２への界磁電流
または励磁電流が制御されて、ダイナモメータ２
は供試車両の出力している力を吸収する力を所定
時間内に発生するのである。
しかしながら、上記した従来構成のシヤシダイ
ナモメータの演算制御装置では、前記第６図に示
したフイードフオーワード制御とフイードバツク
制御とを組み合わせた制御方式のものにせよ、前
記第７図に示した最急降下法により評価関数を最
小によるような制御方式のものにせよ、その制御
の基準となるところの、トルク、速度、車両の慣
性量、システムの機械慣性量などの所要のパラメ
ータと制御係数とから成る前述したような制御方
程式における前記制御係数（フイードフオーワー
ド制御とフイードバツク制御とを組み合わせた制
御方式のものでは前記したKP、KI、最急降下法
により評価関数を最小にするよう制御方式のもの
では前記したα）が、ある一定の値に固定的に設
定されていたために、車種の違い等による測定条
件如何によつては、制御システムの収束時間が極
端に遅くなつてしまつたり、発振してしまう、と
いう不安定制御状態に陥り易い欠点があつた。そ
して、そのような不安定制御状態になつた場合に
は、前記制御係数を調整する必要があるが、従来
は、その調整を手動による試行錯誤的な手法によ
り行なわざるを得なかつたために、非常に能率が
悪い上に、適確な調整を行うことは極めて困難で
あつた。
ナモメータの演算制御装置では、前記第６図に示
したフイードフオーワード制御とフイードバツク
制御とを組み合わせた制御方式のものにせよ、前
記第７図に示した最急降下法により評価関数を最
小によるような制御方式のものにせよ、その制御
の基準となるところの、トルク、速度、車両の慣
性量、システムの機械慣性量などの所要のパラメ
ータと制御係数とから成る前述したような制御方
程式における前記制御係数（フイードフオーワー
ド制御とフイードバツク制御とを組み合わせた制
御方式のものでは前記したKP、KI、最急降下法
により評価関数を最小にするよう制御方式のもの
では前記したα）が、ある一定の値に固定的に設
定されていたために、車種の違い等による測定条
件如何によつては、制御システムの収束時間が極
端に遅くなつてしまつたり、発振してしまう、と
いう不安定制御状態に陥り易い欠点があつた。そ
して、そのような不安定制御状態になつた場合に
は、前記制御係数を調整する必要があるが、従来
は、その調整を手動による試行錯誤的な手法によ
り行なわざるを得なかつたために、非常に能率が
悪い上に、適確な調整を行うことは極めて困難で
あつた。
本発明は、上記従来実情に鑑みてなされたもの
であつて、その目的は、前述した制御方程式にお
ける制御係数が、安定な制御状態を実現する上で
最適またはほぼ最適な値に自動的に設定されるよ
うに工夫することによつて、車種の違い等による
測定条件如何によらず、システムを常に安定で且
つ応答性に優れた制御状態に容易に維持させ得る
ようにせんとすることにある。
であつて、その目的は、前述した制御方程式にお
ける制御係数が、安定な制御状態を実現する上で
最適またはほぼ最適な値に自動的に設定されるよ
うに工夫することによつて、車種の違い等による
測定条件如何によらず、システムを常に安定で且
つ応答性に優れた制御状態に容易に維持させ得る
ようにせんとすることにある。
上記目的を達成するために、本発明に係るシヤ
シダイナモメータシステムの制御装置は、機械慣
性量の変化によりほぼ一意的に決められる制御係
数に自動的に調節する手段を設けてある。
シダイナモメータシステムの制御装置は、機械慣
性量の変化によりほぼ一意的に決められる制御係
数に自動的に調節する手段を設けてある。
即ち、上記本発明は、後述する実施例の説明か
ら理解されるように、安定な制御状態を実現する
上で最適またはほぼ最適な制御係数の値の変化
が、機械慣性量の設定値の変化に大きく（ほぼ一
意的に）支配される傾向にある、という発見的知
見に基いてなされたものであり、前記のように、
機械慣性量の変化に応じて、前記制御方程式にお
ける制御係数を自動的に調節する手段を設けたシ
ヤーシダイナモメータシステムの制御装置を開発
したものである。
ら理解されるように、安定な制御状態を実現する
上で最適またはほぼ最適な制御係数の値の変化
が、機械慣性量の設定値の変化に大きく（ほぼ一
意的に）支配される傾向にある、という発見的知
見に基いてなされたものであり、前記のように、
機械慣性量の変化に応じて、前記制御方程式にお
ける制御係数を自動的に調節する手段を設けたシ
ヤーシダイナモメータシステムの制御装置を開発
したものである。
そして、かかる特徴構成故に、車種に応じて適
宜設定される機械慣性量の変化という測定条件の
変化如何に拘わらず、制御係数が、最適またはほ
ぼ最適な値に自動的に調節設定されるので、面倒
かつ困難な手動調整操作を全く必要とせずに、極
めて容易に、システムを常に安定で且つ応答性に
優れた制御状態に維持させ得るに至つたのであ
る。
宜設定される機械慣性量の変化という測定条件の
変化如何に拘わらず、制御係数が、最適またはほ
ぼ最適な値に自動的に調節設定されるので、面倒
かつ困難な手動調整操作を全く必要とせずに、極
めて容易に、システムを常に安定で且つ応答性に
優れた制御状態に維持させ得るに至つたのであ
る。
以下、本発明の具体的実施例を図面（第１図な
いし第４図）を参照しながら説明する。
いし第４図）を参照しながら説明する。
第１図は第１実施例を示し、フイードフオーワ
ード制御とフイードバツク制御とを組み合わせた
制御方式によるシヤシダイナモメータシステムの
制御装置に本発明を適用したものである。
ード制御とフイードバツク制御とを組み合わせた
制御方式によるシヤシダイナモメータシステムの
制御装置に本発明を適用したものである。
なお、図において、１ないし７および９，１
０，１２の参照符号で示される各構成要素は、第
６図に示した従来装置における同符号で示したも
のと全く同じであるので、その説明は省略する。
０，１２の参照符号で示される各構成要素は、第
６図に示した従来装置における同符号で示したも
のと全く同じであるので、その説明は省略する。
さて、本実施例装置における前記従来装置との
違いは次の点にある。
違いは次の点にある。
即ち、フイードバツク制御回路１１をこの場合
にはIP制御を行うものに構成してあること（但
し、この点には本質的な差は無い）、ならびに、
そのフイードバツク制御回路１１において演算に
用いられる制御係数（積分項の制御係数KI、比
例項の制御係数KP）を、従来装置におけるよう
に一定の固定的な値に設定しておくのでは無く、
そのフイードバツク制御回路１１における制御係
数KI，KPを随時変更可能に構成すると共に、例
えば、車種の変更に伴つて機械慣性量Inの設定値
が切り換えられて制御条件に変化が生じたような
場合においても、システムを常に安定な制御状態
に維持させる上で最適またはほぼ最適なオプテイ
マム制御係数KIO、KPOを演算して前記フイード
バツク制御回路１１に対して供給するための制御
係数演算回路１８Ａ（制御係数を自動的に調節す
る手段Ｘ）を設けてあることである。
にはIP制御を行うものに構成してあること（但
し、この点には本質的な差は無い）、ならびに、
そのフイードバツク制御回路１１において演算に
用いられる制御係数（積分項の制御係数KI、比
例項の制御係数KP）を、従来装置におけるよう
に一定の固定的な値に設定しておくのでは無く、
そのフイードバツク制御回路１１における制御係
数KI，KPを随時変更可能に構成すると共に、例
えば、車種の変更に伴つて機械慣性量Inの設定値
が切り換えられて制御条件に変化が生じたような
場合においても、システムを常に安定な制御状態
に維持させる上で最適またはほぼ最適なオプテイ
マム制御係数KIO、KPOを演算して前記フイード
バツク制御回路１１に対して供給するための制御
係数演算回路１８Ａ（制御係数を自動的に調節す
る手段Ｘ）を設けてあることである。
前記制御係数演算回路１８Ａにおいて決定され
るオプテイマム制御係数KIO、KPOは、この例で
は次式に基づいて演算される。
るオプテイマム制御係数KIO、KPOは、この例で
は次式に基づいて演算される。
KIO＝ka×In＋Ir／Ta 2
KPO＝kb×In＋Ir／Ta
ここに、ka，kbは夫々定数であつて、この例で
は、ka＝0.18、kb＝0.60に設定されている。
は、ka＝0.18、kb＝0.60に設定されている。
ところで、上記したオプテイマム制御係数KIO、
KPOの演算式は、モデルマツチング法を用いるこ
とによつて、次のようにして導かれたものであ
る。即ち、そのモデルマツチング法とは、対象と
する制御系の伝達関数を、優れた応答性および安
定性を有する状態が選ばれているモデル制御系の
伝達関数と等価なものに一致（マツチング）させ
ることにより、そのモデル制御系の優れた応答性
および安定性を対象とする制御系に与える、とい
う設計手法である。
KPOの演算式は、モデルマツチング法を用いるこ
とによつて、次のようにして導かれたものであ
る。即ち、そのモデルマツチング法とは、対象と
する制御系の伝達関数を、優れた応答性および安
定性を有する状態が選ばれているモデル制御系の
伝達関数と等価なものに一致（マツチング）させ
ることにより、そのモデル制御系の優れた応答性
および安定性を対象とする制御系に与える、とい
う設計手法である。
さて、本実施例装置における前記フイードバツ
ク制御回路１１はIP制御方式を用いているから、
その伝達関数Ｇ（ｓ）は次式で表される。
ク制御回路１１はIP制御方式を用いているから、
その伝達関数Ｇ（ｓ）は次式で表される。
Ｇ（ｓ）＝１／１＋ｓ×ａ（ｓ）＋KP／K1
ただし、
ａ（ｓ）＝a0＋a1ｓ＋a2s2
a0＝０
a1＝（In＋Ir）／ka
a2＝Ta（In＋Ir）／ka
ｓ：ラプラス演算子
ここに、Taはダイナモメータ２の時定数であ
り、Kaはゲインである。
り、Kaはゲインである。
一方、参照すべきモデル制御系としては、本例
では、ステツプ応答において第２図に示すような
優れた応答性および安定性を有するモデル制御系
を選定した。このモデル制御系の伝達関数Ｍ（ｓ）
は次式で与えられる。
では、ステツプ応答において第２図に示すような
優れた応答性および安定性を有するモデル制御系
を選定した。このモデル制御系の伝達関数Ｍ（ｓ）
は次式で与えられる。
Ｍ（ｓ）＝１／β0＋β1σs＋β2σ2s2＋β3σ3s3
ただし、
β0＝１
β1＝１
β2＝0.5
β3＝0.15
σ＝a2β2／a1β3
そこで、Ｇ（ｓ）＝Ｍ（ｓ）として、KIおよびKp
を求めると、次のようにして前述のオプテイマム
制御係数KIO，KPOの演算式が得られるのである。
を求めると、次のようにして前述のオプテイマム
制御係数KIO，KPOの演算式が得られるのである。
KI＝a1 3・β3 2／β2 3・a2 2
＝0.18×In＋Ir／Ta 2＝KIO
KP＝a1 2・β3／β2 2・a2
＝0.60×In＋Ir／Ta＝KPO
つまり、上式によつて与えられるオプテイマム
制御係数KIO，KPOは、機械慣性量Inの関数である
（Ir，Taは共に固定的な値）から、機械慣性量In
の設定値の切り換えに応じて、前記フイードバツ
ク制御回路１１において演算に用いられる制御係
数KI，KPは、前記オプテイマム制御係数KIO，
KPOに自動調整されることになり、また、そのオ
プテイマム制御係数KIO，KPOは優れた応答性お
よび安定性を有するモデル制御系をもとにして得
られたものであるから、本制御系もそのモデル制
御系と同様に応答性および安定性に優れた状態で
運転されるのである。
制御係数KIO，KPOは、機械慣性量Inの関数である
（Ir，Taは共に固定的な値）から、機械慣性量In
の設定値の切り換えに応じて、前記フイードバツ
ク制御回路１１において演算に用いられる制御係
数KI，KPは、前記オプテイマム制御係数KIO，
KPOに自動調整されることになり、また、そのオ
プテイマム制御係数KIO，KPOは優れた応答性お
よび安定性を有するモデル制御系をもとにして得
られたものであるから、本制御系もそのモデル制
御系と同様に応答性および安定性に優れた状態で
運転されるのである。
なお、上記の実施例においては、前記フイード
バツク制御回路１１がIP制御方式のものを示し
たが、PI制御方式などの他の方式のものであつ
ても同様に本発明を適用可能であることは言うま
でも無い。
バツク制御回路１１がIP制御方式のものを示し
たが、PI制御方式などの他の方式のものであつ
ても同様に本発明を適用可能であることは言うま
でも無い。
第３図は第２実施例を示し、量急降下法により
評価関数を最小にするよう制御方式によるシヤシ
ダイナモメータの演算制御装置に本発明を適用し
たものである。
評価関数を最小にするよう制御方式によるシヤシ
ダイナモメータの演算制御装置に本発明を適用し
たものである。
なお、図において、１ないし７および１３ない
し１６（１６Ａ，１６Ｂ）の参照符号で示される
各構成要素は、第７図に示した従来装置における
同符号で示したものと全く同じであるので、その
説明は省略する。
し１６（１６Ａ，１６Ｂ）の参照符号で示される
各構成要素は、第７図に示した従来装置における
同符号で示したものと全く同じであるので、その
説明は省略する。
さて、本実施例装置における前記従来装置との
違いは次の点にある。
違いは次の点にある。
即ち、制御係数乗算器１５において演算に用い
られる制御係数αを、従来装置におけるように一
定の固定的な値に設定しておくのでは無く、その
制御係数乗算器１５の制御係数αを随時変更可能
に構成すると共に、例えば車種の変更に伴つて機
械慣性量Inの設定値が切り換えられて制御条件に
変化が生じたような場合においても、システムを
常に安定な制御状態に維持させる上で最適または
ほぼ最適なオプテイマム制御係数α0を演算して前
記制御係数乗算器１５に対して供給するための制
御係数演算回路１８Ｂ（制御係数を自動的に変化
させる手段Ｘ）を設けてあることである。
られる制御係数αを、従来装置におけるように一
定の固定的な値に設定しておくのでは無く、その
制御係数乗算器１５の制御係数αを随時変更可能
に構成すると共に、例えば車種の変更に伴つて機
械慣性量Inの設定値が切り換えられて制御条件に
変化が生じたような場合においても、システムを
常に安定な制御状態に維持させる上で最適または
ほぼ最適なオプテイマム制御係数α0を演算して前
記制御係数乗算器１５に対して供給するための制
御係数演算回路１８Ｂ（制御係数を自動的に変化
させる手段Ｘ）を設けてあることである。
前記制御係数演算回路１８Ｂにおいて決定され
るオプテイマム制御係数α0は、この例では次式に
基づいて演算される。
るオプテイマム制御係数α0は、この例では次式に
基づいて演算される。
α0＝α（In，Ｉ）
＝（c0＋c1Ｉ＋c2I2）In
＋（d0＋d1Ｉ＋d2I2）
ここに、c0，c1，c2，d0，d1，d2は、夫々、制
御系により決まる定数である。
御系により決まる定数である。
ところで、上記したオプテイマム制御係数α0の
演算式は、多数のシミユレーシヨン実験の結果か
ら、次のようにして帰納的に導かれた回帰関数で
ある。
演算式は、多数のシミユレーシヨン実験の結果か
ら、次のようにして帰納的に導かれた回帰関数で
ある。
即ち、第４図は、供試車両の慣性量Ｉを種々に
変化させると共に、それに伴つて機械慣性量Inの
設定値を変化させ、夫々の状態における最適また
はほぼ最適なオプテイマム制御係数α0をシミユレ
ーシヨン実験により探索した結果をプロツトした
グラフであるが、このグラフから判断すると、前
記オプテイマム制御係数α0は、少なくとも形式的
には、供試車両の慣性量Ｉおよび機械慣性量Inを
パラメータとした関数で表現可能なことが明らか
であり、しかも好都合なことに、機械慣性量Inの
変化は、供試車両の慣性Ｉの変化によつて決まる
カーブを縦軸方向に並行移動させるように影響す
る、という非常に単純な形が看破できるので、オ
プテイマム制御係数α0を与える式を上記のような
形に容易に同定することができる。そして、その
オプテイマム制御係数α0を与える式における制御
系により決まる定数c0，c1，c2，d0，d1，d2は、
例えば最小自乗法を用いることによつて容易に求
めることができる。なお、前記オプテイマム制御
係数α0を与える式の形は上記したものに限らず、
前記シミユレーシヨン実験結果を大体において同
定できるものでありさえすれば、他の形のもので
あつても差支え無い。
変化させると共に、それに伴つて機械慣性量Inの
設定値を変化させ、夫々の状態における最適また
はほぼ最適なオプテイマム制御係数α0をシミユレ
ーシヨン実験により探索した結果をプロツトした
グラフであるが、このグラフから判断すると、前
記オプテイマム制御係数α0は、少なくとも形式的
には、供試車両の慣性量Ｉおよび機械慣性量Inを
パラメータとした関数で表現可能なことが明らか
であり、しかも好都合なことに、機械慣性量Inの
変化は、供試車両の慣性Ｉの変化によつて決まる
カーブを縦軸方向に並行移動させるように影響す
る、という非常に単純な形が看破できるので、オ
プテイマム制御係数α0を与える式を上記のような
形に容易に同定することができる。そして、その
オプテイマム制御係数α0を与える式における制御
系により決まる定数c0，c1，c2，d0，d1，d2は、
例えば最小自乗法を用いることによつて容易に求
めることができる。なお、前記オプテイマム制御
係数α0を与える式の形は上記したものに限らず、
前記シミユレーシヨン実験結果を大体において同
定できるものでありさえすれば、他の形のもので
あつても差支え無い。
つまり、上式によつて与えられるオプテイマム
制御係数α0は、供試車両の慣性量Ｉが設定されれ
ば、機械慣性量Inのみの関数となるから、機械慣
性量Inの設定値の切り換えに応じて、前記制御係
数乗算器１５において演算に用いられる制御係数
αは、前記オプテイマム制御係数α0に自動調整さ
れることになり、制御系は応答性および安定性に
優れた状態で運転されるのである。
制御係数α0は、供試車両の慣性量Ｉが設定されれ
ば、機械慣性量Inのみの関数となるから、機械慣
性量Inの設定値の切り換えに応じて、前記制御係
数乗算器１５において演算に用いられる制御係数
αは、前記オプテイマム制御係数α0に自動調整さ
れることになり、制御系は応答性および安定性に
優れた状態で運転されるのである。
なお、前記各実施例における演算制御装置８
を、デジタル回路またはマイクロコンピユーター
を利用したソフトウエア処理構成によつても実現
可能であることは言うまでも無い。
を、デジタル回路またはマイクロコンピユーター
を利用したソフトウエア処理構成によつても実現
可能であることは言うまでも無い。
以上詳述したところから明らかなように、本発
明に係るシヤシダイナモメータシステムの制御装
置によれば、それがフイードフオーワード制御と
フイードバツク制御とを組み合わせた制御方式の
ものであれ、最急降下法により評価関数を最小に
するような制御方式のものであれ、その制御の基
準となるところの、トルク、速度、車両の慣性
量、システムの機械慣性量などの所要のパラメー
タと制御係数とから成る制御方程式において、機
械慣性量の変化によりほぼ一意的に決められる制
御係数に自動的に調節する手段を設けてあるか
ら、車種に応じて適宜設定される機械慣性量の変
化という測定条件の変化如何に拘わらず、制御係
数が、常に最適またはほぼ最適な値に自動的に調
節設定されるので、面倒かつ困難な手動調整操作
を全く必要とせずに、極めて容易に、システムを
常に安定で且つ応答性に優れた制御状態に維持さ
せ得る、という効果が発揮されるに至つたのであ
る。
明に係るシヤシダイナモメータシステムの制御装
置によれば、それがフイードフオーワード制御と
フイードバツク制御とを組み合わせた制御方式の
ものであれ、最急降下法により評価関数を最小に
するような制御方式のものであれ、その制御の基
準となるところの、トルク、速度、車両の慣性
量、システムの機械慣性量などの所要のパラメー
タと制御係数とから成る制御方程式において、機
械慣性量の変化によりほぼ一意的に決められる制
御係数に自動的に調節する手段を設けてあるか
ら、車種に応じて適宜設定される機械慣性量の変
化という測定条件の変化如何に拘わらず、制御係
数が、常に最適またはほぼ最適な値に自動的に調
節設定されるので、面倒かつ困難な手動調整操作
を全く必要とせずに、極めて容易に、システムを
常に安定で且つ応答性に優れた制御状態に維持さ
せ得る、という効果が発揮されるに至つたのであ
る。
第１図ないし第４図は本発明に係るシヤシダイ
ナモメータシステムの制御装置の具体的実施例を
示し、第１図は第１実施例の全体概略構成図、第
２図はモデルマツチング法を説明するために用い
るグラフ、第３図は第２実施例の全体概略構成
図、第４図はシミユレーシヨン実験結果のグラフ
である。また、第５図ないし第７図は、夫々、従
来技術の問題点を説明するためのものであつて、
第５図はシヤシダイナモメータシステムの制御装
置の一般的な構成を表す概略ブロツク図、第６図
はフイードフオーワード制御とフイードバツク制
御とを組み合わせた制御方式を採用した装置の全
体概略構成図、第７図は最急降下法により評価関
数を最小にするよう制御方式のものを採用した装
置の全体概略構成図を夫々示している。 １……回転ローラ、２……ダイナモメータ、５
……トルクセンサー、６……速度センサー、８…
…制御装置、Ｘ，１８Ａ，１８Ｂ……制御係数自
動調節手段。
ナモメータシステムの制御装置の具体的実施例を
示し、第１図は第１実施例の全体概略構成図、第
２図はモデルマツチング法を説明するために用い
るグラフ、第３図は第２実施例の全体概略構成
図、第４図はシミユレーシヨン実験結果のグラフ
である。また、第５図ないし第７図は、夫々、従
来技術の問題点を説明するためのものであつて、
第５図はシヤシダイナモメータシステムの制御装
置の一般的な構成を表す概略ブロツク図、第６図
はフイードフオーワード制御とフイードバツク制
御とを組み合わせた制御方式を採用した装置の全
体概略構成図、第７図は最急降下法により評価関
数を最小にするよう制御方式のものを採用した装
置の全体概略構成図を夫々示している。 １……回転ローラ、２……ダイナモメータ、５
……トルクセンサー、６……速度センサー、８…
…制御装置、Ｘ，１８Ａ，１８Ｂ……制御係数自
動調節手段。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 供試車両の駆動車輪が載置される回転ローラ
にフライホイールを備えたシヤフトを介して連動
連結されたダイナモメータにより吸収すべき力を
制御するために、そのダイナモメータに対する制
御信号を、前記シヤフト上に設けられたトルクセ
ンサーおよび速度センサーによる各検出信号、車
両の慣性量、システムの機械慣性量などの所要の
パラメータと制御係数とから成る制御方程式に基
づく演算により生成するように構成されているシ
ヤシダイナモメータシステムの制御装置におい
て、前記機械慣性量の変化によりほぼ一意的に決
められる制御係数に自動的に調節する手段を設け
てあることを特徴とするシヤシダイナモメータシ
ステムの制御装置。 ２ 前記機械慣性量の変化によりほぼ一意的に決
められる制御係数に自動的に調節する手段が、モ
デルマツチング法により導かれる関数に基づいて
前記制御係数を算出する手段から成る特許請求の
範囲第１項に記載のシヤシダイナモメータシステ
ムの制御装置。 ３ 前記機械慣性量の変化によりほぼ一意的に決
められる制御係数に自動的に調節する手段が、多
数の実験結果から求められた回帰関数に基づいて
前記制御係数を算出する手段から成る特許請求の
範囲第１項に記載のシヤシダイナモメータシステ
ムの制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60251525A JPS62112028A (ja) | 1985-11-09 | 1985-11-09 | シャシダイナモメータシステムの制御装置 |
| US06/907,998 US4745799A (en) | 1985-11-09 | 1986-09-16 | Control device for chassis dynamometer system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60251525A JPS62112028A (ja) | 1985-11-09 | 1985-11-09 | シャシダイナモメータシステムの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62112028A JPS62112028A (ja) | 1987-05-23 |
| JPH052179B2 true JPH052179B2 (ja) | 1993-01-11 |
Family
ID=17224105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60251525A Granted JPS62112028A (ja) | 1985-11-09 | 1985-11-09 | シャシダイナモメータシステムの制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4745799A (ja) |
| JP (1) | JPS62112028A (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5447060A (en) * | 1993-11-26 | 1995-09-05 | Schenck Pegasus Corporation | Chasis dynamometer with improved torque measurement |
| US5465612A (en) * | 1994-06-16 | 1995-11-14 | Clayton Industries | Method and apparatus for testing motor vehicles under simulated road conditions |
| DE4427966A1 (de) * | 1994-08-09 | 1996-02-15 | Schenck Pegasus Corp | Verfahren und Vorrichtung zur Massensimulation auf ortsfesten Prüfständen |
| US5531107A (en) * | 1995-02-15 | 1996-07-02 | Ganzcorp Investments, Inc. | Method and apparatus for establishing virtual inertia in a chassis dynamometer |
| DE19730851B4 (de) * | 1996-08-01 | 2006-07-06 | Horiba Automotive Test Systems Gmbh | Verfahren zur Simulierung von Trägheitskräften mit Hilfe eines Dynamometers |
| DE19806755A1 (de) * | 1998-02-18 | 1999-08-19 | Zoellner Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugrollprüfstandes mit Massensimulation |
| DE19822037A1 (de) * | 1998-05-15 | 1999-11-18 | Schenck Pegasus Gmbh | Verfahren und Regeleinrichtung zur elektrischen Schwungmassensimulation bei Prüfständen |
| DE19836711A1 (de) * | 1998-08-13 | 2000-02-17 | Schenck Pegasus Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Berücksichtigung der Reibungsverluste bei der Massensimulation auf ortsfesten Prüfständen |
| DE19846612A1 (de) * | 1998-10-09 | 2000-04-20 | Schenck Pegasus Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Massensimulation von Kraftfahrzeugen auf ortsfesten Prüfständen |
| US6360591B1 (en) * | 2000-03-02 | 2002-03-26 | Burke E. Porter Machinery Company | Method of controlling a chassis dynamometer |
| JP5292922B2 (ja) * | 2008-05-29 | 2013-09-18 | 株式会社明電舎 | ローラ表面駆動力の推定方法とその装置 |
| JP5830870B2 (ja) * | 2011-02-14 | 2015-12-09 | 株式会社明電舎 | 回転体速度／加速度の計測・制御装置 |
| US10236817B2 (en) * | 2011-11-11 | 2019-03-19 | The Boeing Company | Integrated control architecture and method for a bi-directional AC-to-AC converter |
| JP6044649B2 (ja) * | 2015-01-19 | 2016-12-14 | 株式会社明電舎 | ダイナモメータシステムの制御装置 |
| CN106226083B (zh) * | 2016-08-12 | 2018-10-19 | 中检西部检测有限公司 | 发动机试验用动态模拟测功机及其道路阻力模拟方法 |
| JP6497408B2 (ja) * | 2017-04-14 | 2019-04-10 | 株式会社明電舎 | 電気慣性制御装置 |
| JP7045946B2 (ja) * | 2018-07-04 | 2022-04-01 | 株式会社堀場製作所 | シャシダイナモメータ装置、その制御方法、及び、シャシダイナモメータ装置用プログラム |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1080453A (en) * | 1963-06-27 | 1967-08-23 | Mobil Oil Company Ltd | Mileage accumulation dynamometer |
| US4382388A (en) * | 1979-10-31 | 1983-05-10 | Kabushiki Kaisha Ono Sokki | Dynamometer road simulating method and system |
| US4327578A (en) * | 1979-12-19 | 1982-05-04 | Horiba Instruments Incorporated | Dynamometer |
-
1985
- 1985-11-09 JP JP60251525A patent/JPS62112028A/ja active Granted
-
1986
- 1986-09-16 US US06/907,998 patent/US4745799A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4745799A (en) | 1988-05-24 |
| JPS62112028A (ja) | 1987-05-23 |
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