JPH10281901A - Load device - Google Patents

Load device

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JPH10281901A
JPH10281901A JP12775997A JP12775997A JPH10281901A JP H10281901 A JPH10281901 A JP H10281901A JP 12775997 A JP12775997 A JP 12775997A JP 12775997 A JP12775997 A JP 12775997A JP H10281901 A JPH10281901 A JP H10281901A
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JP
Japan
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torque
load
generator
mechanical
generated
Prior art date
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Application number
JP12775997A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinji Aranaka
新二 新中
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C&S Kokusai Kenkyusho KK
Original Assignee
C&S Kokusai Kenkyusho KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To measure the instantaneous torque of a torque generating machine without using a mechanical torque measuring device by generating a load torque to be able to oppose the torque generating machine, and measuring a torque instantaneous value during the rotation of the torque generating machine. SOLUTION: A load torque is generated by a load torque generator 7 with a change-over switch thrown down on the side of a mechanical characteristic identification part to drive a continuous rotary system 5 for inputting the information of load torque and speed in the load torque generator 7 into the mechanical characteristic identification part. The mechanical characteristic identification part computes three parameters of the moment of inertia, coefficient of viscous friction and coefficient of Coulomb's friction of the continuous rotary system 5 from the load torque and speed. The change-over switch is thrown down on the side of a torque computing part for driving a torque generator 1 to inspect a torque performance and simultaneously starting the load torque generator 7 inside a load device 6. A torque computing section computes a load torque and speed from the load torque generator 7 and the torque of the torque generator 1 from the three parameters at real time to output them toward an external part.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、トルク発生機の発
生するトルクに抗してこれに負荷を与えるための負荷装
置に関するものである。特に、トルク発生機の発生トル
ク瞬時値を測定する機能を、新たな機械的増設なく、負
荷発生機能と同時に実現した負荷装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a load device for applying a load against a torque generated by a torque generator. In particular, the present invention relates to a load device in which a function of measuring an instantaneous value of a generated torque of a torque generator is realized at the same time as a load generation function without additional mechanical addition.

【0002】[0002]

【従来技術】エンジン、タービン、モータなどに代表さ
れる各種トルク発生機のトルク発生性能の向上には、こ
の発生性能の検査が不可欠である。一般に、トルク発生
機のトルク発生性能は、回転速度に依存し、回転状態で
のトルク測定が必要とされる。ガソリンエンジン等の内
燃式エンジンにおいては、この特性が特に顕著である。
2. Description of the Related Art In order to improve the torque generation performance of various torque generators represented by engines, turbines, motors, and the like, it is essential to inspect the generation performance. Generally, the torque generation performance of a torque generator depends on the rotation speed, and it is necessary to measure the torque in a rotating state. This characteristic is particularly remarkable in an internal combustion engine such as a gasoline engine.

【0003】図5は、トルク発生機の回転時の発生トル
クを検査するための従来方式の代表的1例を、機械構成
的観点から概略的に示したものである。1はトルク発生
性能の検査を受けるべきトルク発生機であり、2はトル
ク発生機のトルクを測定するためのトルク測定装置であ
る。また、3はトルク発生機に負荷を与えるための負荷
装置である。このように従来の代表的方式では、3つの
機械要素をシャフトとで機械的に連結し、トルク検査の
ための連結回転系を構成するものである。
FIG. 5 schematically shows a typical example of a conventional system for inspecting a generated torque at the time of rotation of a torque generator from the viewpoint of a mechanical configuration. Reference numeral 1 denotes a torque generator to be subjected to a torque generation performance inspection, and reference numeral 2 denotes a torque measuring device for measuring the torque of the torque generator. Reference numeral 3 denotes a load device for applying a load to the torque generator. As described above, in the conventional typical method, the three mechanical elements are mechanically connected to each other with the shaft, thereby forming a connected rotation system for torque inspection.

【0004】発生トルクの検査においては、トルク発生
機に所定のトルク発生させるとと同時に負荷装置にもこ
れに抗し得るトルクを発生させる。このとき、負荷装置
には、トルク制御、速度制御のいずれかの制御が直接的
あるいは間接的に施されるのが、一般である。このた
め、負荷装置には、連結回転系の速度等の変位情報を取
り込む手段が通常施されている。周知のように、連結回
転系のトルクはシャフトを通じて伝達されるが、連結回
転系の中間に配置されたトルク測定装置でこのトルクが
測定される。
In the inspection of the generated torque, a predetermined torque is generated in the torque generator, and at the same time, a torque that can withstand this is also generated in the load device. At this time, it is general that any one of torque control and speed control is directly or indirectly applied to the load device. For this reason, the load device is usually provided with a means for taking in displacement information such as the speed of the coupled rotary system. As is well known, the torque of the coupled rotating system is transmitted through a shaft, and the torque is measured by a torque measuring device arranged in the middle of the coupled rotating system.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上に説明したように、
従来、トルク発生機の信頼できるトルク性能検査には、
負荷装置に加えて、トルク測定装置を設置する必要があ
った。この種のトルク測定装置は、トルク印加に応じて
発生するトルク測定装置内のシャフトの捻じりを利用し
てトルクの検出を行っている。すなわち、印加トルクの
強度に応じて発生するシャフトの機械的捻じりを機械
的、電気的あるいは磁気的などの方法で検出増幅し、こ
れを基に印加トルクの強度を測定している。また、測定
感度を向上させるために、トルク測定装置内のシャフト
の径はトルク伝達に利用されるシャフト径に比し細くし
てあるのが、一般である。
SUMMARY OF THE INVENTION As explained above,
Conventionally, for reliable torque performance inspection of torque generators,
It was necessary to install a torque measuring device in addition to the load device. This type of torque measuring device detects a torque by using a torsion of a shaft in the torque measuring device generated according to the application of the torque. That is, the mechanical torsion of the shaft generated according to the intensity of the applied torque is detected and amplified by any method such as mechanical, electrical or magnetic, and the intensity of the applied torque is measured based on the detected amplification. Further, in order to improve the measurement sensitivity, the diameter of the shaft in the torque measuring device is generally smaller than the diameter of the shaft used for transmitting torque.

【0006】トルク検査のための連結回転系に、上記の
ような原理と構成に基づくトルク測定装置を設置する場
合、トルク発生機が発生する脈動的な瞬時トルクに対
し、相対的に小径のシャフトを用いたトルク測定装置
は、連結回転系内ではある種のバネとして作用して振動
を誘発する。このため、トルク発生機の発生する瞬時ト
ルクを精密かつ正確に測定することが困難であった。ま
た、この種のトルク測定装置を大容量化することは、多
少なりとも精密性を維持しようとするならば、検出技術
的に困難であった。また、トルク測定装置は、概して負
荷装置と同等あるいはそれ以上に高価であり、連結回転
系にトルク測定装置を設置することは、コスト面におい
ても不都合であった。
[0006] When a torque measuring device based on the above-described principle and configuration is installed in a coupled rotating system for torque inspection, a shaft having a relatively small diameter relative to the pulsating instantaneous torque generated by the torque generator. A torque measuring device using the same acts as a kind of spring in the connected rotating system to induce vibration. For this reason, it has been difficult to measure the instantaneous torque generated by the torque generator accurately and accurately. In addition, it has been difficult to increase the capacity of this type of torque measuring device in terms of detection technology if it is desired to maintain the precision to some extent. Further, the torque measuring device is generally as expensive or more expensive than the load device, and it is inconvenient in terms of cost to install the torque measuring device in the connected rotating system.

【0007】以上のように、トルク発生機のトルク性能
検査において、特に回転時の瞬時トルクの測定に関し、
従来よりトルク測定装置の設置は精密性、正確性、コス
トなどの諸点で問題を露見しており、これらが解決すべ
き課題として残置されてきた。
As described above, in the torque performance inspection of the torque generator, particularly in the measurement of the instantaneous torque during rotation,
Conventionally, installation of a torque measuring device has revealed problems in various points such as precision, accuracy, and cost, and these have been left as problems to be solved.

【0008】本発明は、以上の背景のもとになされたも
のであり、その目的は、機械的なトルク測定装置の導
入、設置に起因する瞬時トルク測定の諸問題を解決すべ
く、機械的なトルク測定装置を用いることなくトルク発
生機の瞬時トルクを測定できる負荷装置を提供すること
にある。
The present invention has been made in view of the above background, and has as its object to solve the problems of instantaneous torque measurement caused by the introduction and installation of a mechanical torque measuring device. An object of the present invention is to provide a load device capable of measuring the instantaneous torque of a torque generator without using a simple torque measuring device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明は、トルク発生機に負荷を与えるた
めの負荷装置であって、トルク発生機に抗し得る負荷ト
ルクを発生する負荷トルク発生手段と、トルク発生機の
発生する回転時のトルク瞬時値を測定し得るトルク測定
手段とを、一体的に備えることを特徴とするものであ
る。
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is a load device for applying a load to a torque generator, which generates a load torque that can withstand the torque generator. And a torque measuring means for measuring an instantaneous torque value during rotation generated by the torque generator.

【0010】請求項2の発明は、請求項1の負荷装置に
おいて、該トルク測定手段が、該トルク発生機と該負荷
装置の連結により構成される連結回転系の機械特性の一
部または全部を、少なくとも該負荷トルク発生手段によ
り発生したトルクあるいはこれと関係づけられる物理量
を参照して、トルク発生機のトルク測定に先立って同定
する機械特性同定手段と、該負荷トルク発生手段により
発生したトルクあるいはこれと関係づけられる物理量と
該機械特性同定手段により予め同定された該連結回転系
の機械特性とを少なくとも利用してトルク発生機による
トルクを算定するトルク算定手段とを、少なくとも備え
ることを特徴とするものである。
[0010] According to a second aspect of the present invention, in the load device of the first aspect, the torque measuring means determines a part or all of the mechanical characteristics of a coupled rotary system formed by coupling the torque generator and the load device. Referring to at least the torque generated by the load torque generating means or a physical quantity associated therewith, mechanical characteristic identification means for identifying prior to torque measurement of the torque generator, and a torque generated by the load torque generating means or A torque calculating means for calculating a torque by a torque generator by using at least a physical quantity associated therewith and a mechanical characteristic of the coupled rotating system identified in advance by the mechanical characteristic identifying means, Is what you do.

【0011】請求項3の発明は、請求項2の負荷装置に
おいて、該機械特性同定手段が該トルク測定手段より着
脱可能となるように、該トルク測定手段が更に着脱手段
を備えることを特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, in the load device of the second aspect, the torque measuring means further includes an attaching / detaching means such that the mechanical characteristic identifying means is detachable from the torque measuring means. Is what you do.

【0012】さてつぎに、講じた手段によって発生する
作用について説明する。請求項1記載の本発明によれ
ば、負荷装置は、トルク発生機に抗し得る負荷トルクを
発生する負荷トルク発生手段のみならずトルク発生機の
発生する回転時のトルク瞬時値を測定し得るトルク測定
手段までも、一体的に備えることになる。これにより、
トルク測定手段においては、負荷トルク発生手段の内部
で負荷トルク発生に際し使用した種々の信号(例えば、
負荷トルク発生に際し用いた連結回転系の角加速度、角
速度、角度などの情報、また負荷トルク発生手段により
発生した負荷トルクあるいはこれと関係づけられる負荷
トルク指令値などの物理量)を容易に利用でき、またこ
れら諸信号に所要の信号処理を施すことも可能となり、
これら信号処理のみで甚大な機器構成の要なく、トルク
発生機の瞬時トルクを測定できるようなる。
Next, the operation that occurs due to the means taken will be described. According to the first aspect of the present invention, the load device can measure not only load torque generating means for generating a load torque that can withstand the torque generator but also an instantaneous torque value during rotation generated by the torque generator. Even the torque measuring means is integrally provided. This allows
In the torque measuring means, various signals used for generating the load torque inside the load torque generating means (for example,
Information such as the angular acceleration, angular velocity, and angle of the coupled rotary system used for generating the load torque, and the load torque generated by the load torque generating means or a physical quantity such as a load torque command value related thereto can be easily used. In addition, it becomes possible to perform necessary signal processing on these signals,
The instantaneous torque of the torque generator can be measured without the necessity of an enormous device configuration only by these signal processings.

【0013】請求項2記載の本発明によれば、請求項1
記載の発明における負荷装置におけるトルク測定手段が
機械特性同定手段を備えることになるので、トルク測定
に先立って、連結回転系の機械特性(主として、慣性モ
ーメント、粘性摩擦係数、クーロン摩擦係数)の全部を
または既知の特性があれば未知部分を同定できるように
なる。しかも、このときの機械特性の同定は、負荷トル
ク発生手段により発生したトルクあるいはこれと関係づ
けられる物理量を少なくとも参照して実施されるので、
負荷装置内におけるトルク測定手段の側から評価した連
結回転系の実際的な機械特性が同定かつ入手できるよう
になる。また、請求項2記載の本発明によれば、請求項
1記載の発明における負荷装置におけるトルク測定手段
が、少なくとも次のようなトルク算定手段を備えること
ができる。すなわち、この算定手段は、負荷トルク発生
手段に使用された諸信号と、同類の信号に基づいて同定
した実際的な連結回転系の機械特性との両者を少なくと
も有することができるので、関連の諸信号に対し実際的
な機械特性を考慮した信号処理を施すことが可能とな
る。
According to the second aspect of the present invention, first aspect is provided.
Since the torque measuring means in the load device according to the described invention includes the mechanical characteristic identifying means, all of the mechanical characteristics (mainly, the moment of inertia, the viscous friction coefficient, and the Coulomb friction coefficient) of the coupled rotating system are measured prior to the torque measurement. Or, if there are known properties, the unknown part can be identified. Moreover, since the identification of the mechanical characteristics at this time is performed with reference to at least the torque generated by the load torque generating means or a physical quantity related thereto,
The actual mechanical properties of the coupled rotary system evaluated from the torque measuring means in the load device can be identified and obtained. According to the second aspect of the present invention, the torque measuring means in the load device according to the first aspect can include at least the following torque calculating means. That is, since the calculating means can have at least both the signals used for the load torque generating means and the mechanical characteristics of the actual coupled rotating system identified based on the similar signals, the related various The signal can be subjected to signal processing in consideration of actual mechanical characteristics.

【0014】請求項3記載の本発明によれば、請求項2
記載の発明における負荷装置内のトルク測定手段を構成
する機械特性同定手段が、該トルク測定手段より着脱可
能となるという作用が得られる。ひいては、パソコン等
を用いて機械特性同定手段を実現できると言う作用が得
られる。機械特性同定手段は、連結回転系の機械特性の
所要の同定が完了した後は、使用されることはない。従
って、同定が完了し所要の機械特性が入手できた後の機
械特性同定手段の取外しは、じ後のトルク測定に何ら技
術的な支障を与えるものではない。
According to the third aspect of the present invention, a second aspect is provided.
The effect is obtained that the mechanical characteristic identification means constituting the torque measurement means in the load device according to the invention described above is detachable from the torque measurement means. As a result, an effect is obtained that the mechanical characteristic identification means can be realized using a personal computer or the like. The mechanical property identification means is not used after the required identification of the mechanical properties of the coupled rotary system is completed. Therefore, the removal of the mechanical characteristic identification means after the identification is completed and the required mechanical characteristics are available does not cause any technical hindrance to the torque measurement immediately after.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明の実
施形態を詳細に説明する。図1は、トルク発生性能の検
査を受けるトルク発生機と本発明の負荷装置を連結した
状態を概略的に示したものである。1はトルク発生機
を、6は本発明の負荷装置を、7は負荷装置内の負荷ト
ルク発生手段を具現化した負荷トルク発生器を、8は同
じく負荷装置内のトルク測定手段を具現化したトルク測
定器を、各々示している。また、5は、機械的観点から
観た場合の連結回転系を示している。本発明における負
荷トルク発生器7は、例えば図5における従来のトルク
測定機能を有しない負荷装置3と同様なものである。こ
の内容は当業者にとっては明白であるのでこれ以上の説
明は省略し、本発明の核心であるトルク測定器8の説明
に注力する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows a state in which a torque generator to be tested for torque generation performance and a load device of the present invention are connected. Reference numeral 1 denotes a torque generator, 6 denotes a load device of the present invention, 7 denotes a load torque generator embodying a load torque generating means in the load device, and 8 denotes a torque measuring means in the load device. Each of the torque measuring devices is shown. Numeral 5 indicates a connecting rotary system when viewed from a mechanical viewpoint. The load torque generator 7 in the present invention is the same as, for example, the load device 3 having no torque measurement function in the related art shown in FIG. Since this content is obvious to those skilled in the art, further description will be omitted, and focus will be placed on the description of the torque measuring device 8 which is the core of the present invention.

【0016】図2は、トルク測定器8の内部を概略的に
図示したものである。9は機械特性同定手段を具現化し
た機械特性同定部を、10はトルク算定手段を具現化し
たトルク算定部を、11は機械特性同定部をトルク測定
器本体より着脱可能とするための着脱コネクタである。
また、12は、負荷トルク発生器から出力されトルク測
定器に入力される諸信号を、機械特性同定部とトルク算
定部の何れかに振り分けるための切替スイッチである。
FIG. 2 schematically shows the inside of the torque measuring device 8. Reference numeral 9 denotes a mechanical characteristic identification unit that embodies mechanical characteristic identification means, 10 denotes a torque calculation unit that embodies torque calculation means, and 11 denotes a detachable connector for making the mechanical characteristic identification unit detachable from the torque measuring device main body. It is.
Reference numeral 12 denotes a changeover switch for distributing various signals output from the load torque generator and input to the torque measuring device to one of the mechanical characteristic identification unit and the torque calculation unit.

【0017】本発明による負荷装置の動作の説明に先立
って、本装置構成の礎である、トルク発生機の瞬時トル
クの測定原理を説明しておく。図1に示した連結回転系
の機械特性は、トルクの観点からは、図3のように示す
ことができる。これは、数学的には次の(1)式のよう
に示すこともできる。
Prior to the description of the operation of the load device according to the present invention, the principle of measuring the instantaneous torque of the torque generator, which is the foundation of the configuration of the load device, will be described. The mechanical characteristics of the coupled rotary system shown in FIG. 1 can be shown in FIG. 3 from the viewpoint of torque. This can be mathematically expressed as in the following equation (1).

【数1】 Tg=J(sw)+Dw+Fsgn(w)−Tl (1)Tg = J (sw) + Dw + Fsgn (w) -Tl (1)

【0018】図3及び(1)式における記号の意味は、
次の通りである。Tgはトルク発生機1が発生する発生
トルク、Tlは負荷装置6内の負荷トルク発生器7が発
生する負荷トルク、Jは連結回転系5の慣性モーメン
ト、Dは連結回転系に付随する粘性摩擦係数、Fは連結
回転系に付随するクーロン摩擦係数である。また、wは
連結回転系の角速度であり、sは微分演算子をまたこの
逆数は積分演算子を、sgnは変数の符号のみを取り出
す符号関数をそれぞれ意味している。また、図3におけ
るiは、負荷トルク発生器により発生したトルクと関係
づけられる物理量を表現している。本実施例では、説明
の簡明化を図るべく、この物理量iと負荷トルクTlは
ゲインKtで関係づけられるものとしている。
The meanings of the symbols in FIGS. 3 and (1) are as follows.
It is as follows. Tg is the generated torque generated by the torque generator 1, Tl is the load torque generated by the load torque generator 7 in the load device 6, J is the moment of inertia of the connecting rotary system 5, D is viscous friction accompanying the connecting rotary system. The coefficient, F, is the Coulomb friction coefficient associated with the connected rotating system. Also, w is the angular velocity of the coupled rotary system, s is a differential operator, its reciprocal is an integral operator, and sgn is a sign function that extracts only the sign of a variable. Also, i in FIG. 3 represents a physical quantity associated with the torque generated by the load torque generator. In the present embodiment, in order to simplify the description, the physical quantity i and the load torque Tl are related by the gain Kt.

【0019】(1)式の右辺のすべての物理量が入手で
きるならば、(1)式に従いトルク発生機による発生ト
ルクTgを算定できることは明白である。負荷トルクT
lは負荷装置内の負荷トルク発生器7により制御された
状態で発生されているので、Tlの値は、その指令値ま
たは他の関連物理量を通じ問題なく入手できる。また、
角速度wは、負荷トルク発生器では、トルク制御、速度
制御に関連して通常使用されているので、これも問題な
く入手可能である。速度の微分値である角加速度は、直
接的には入手できない場合が多いであろうが、この場合
には角速度の信号処理(近似微分処理)により得ること
ができる。
If all physical quantities on the right side of the equation (1) are available, it is obvious that the torque Tg generated by the torque generator can be calculated according to the equation (1). Load torque T
Since l is generated under the control of the load torque generator 7 in the load device, the value of Tl can be obtained without difficulty through its command value or other relevant physical quantity. Also,
Since the angular velocity w is usually used in the load torque generator in connection with the torque control and the speed control, it can be obtained without any problem. In many cases, the angular acceleration, which is the differential value of the velocity, cannot be directly obtained. In this case, however, the angular acceleration can be obtained by signal processing (approximate differential processing) of the angular velocity.

【0020】ここで問題となるのが、連結回転系の機械
特性を支配する慣性モーメント、粘性摩擦係数、クーロ
ン摩擦係数の実際的値を如何にして入手するかと言う点
にある。特に、発生トルクTgの瞬時値算定に際しては
慣性モーメントは角加速度の比例ゲインとして作用する
ので、高い精度が要求される。以上の基本原理と基本原
理を実現する上での課題を理解した上で、本発明の動作
の説明にはいる。
The problem here is how to obtain the actual values of the moment of inertia, viscous friction coefficient, and Coulomb friction coefficient that govern the mechanical characteristics of the coupled rotating system. In particular, when calculating the instantaneous value of the generated torque Tg, a high precision is required because the moment of inertia acts as a proportional gain of the angular acceleration. After understanding the above basic principles and problems in realizing the basic principles, the operation of the present invention will be described.

【0021】本発明の動作は、前段動作である連結回転
系の機械特性の同定と後段動作であるこの同定値を利用
した瞬時トルクの測定の2動作に大別することができ
る。以下、説明の解明性を維持すべく、これら2動作を
個別に説明する。
The operation of the present invention can be broadly divided into two operations, namely, the identification of the mechanical characteristics of the coupled rotating system, which is the first stage operation, and the measurement of the instantaneous torque using this identification value, which is the second stage operation. Hereinafter, these two operations will be described individually in order to maintain the clarity of the description.

【0022】同定動作においては、先ず、切替スイッチ
12を機械特性同定器の側に倒す。これにより、負荷ト
ルク発生器で発生される負荷トルクの情報、あるいはこ
こで利用された速度等の情報が機械特性同定部に入力さ
れる。機械特性同定部の役割は、連結回転系の機械特性
(慣性モーメント、粘性摩擦係数、クーロン摩擦係数)
の未知な部分の同定にある。従って、同定時には、トル
ク発生機1による発生トルクTgは不要であるので、こ
れによるトルク発生は停止しておく。
In the identification operation, first, the changeover switch 12 is turned to the mechanical characteristic identifier. As a result, information on the load torque generated by the load torque generator or information on the speed and the like used here is input to the mechanical characteristic identification unit. The role of the mechanical property identification part is the mechanical properties of the connected rotating system (moment of inertia, viscous friction coefficient, Coulomb friction coefficient)
In the identification of unknown parts. Therefore, at the time of identification, since the torque Tg generated by the torque generator 1 is unnecessary, the generation of torque due to this is stopped.

【0023】次に、負荷装置の負荷トルク発生器7によ
り負荷トルクTlを発生し連結回転系5を駆動する。こ
のこのときの負荷トルク発生器内の負荷トルク、速度等
の情報は、上述のように、機械特性同定部に入力されて
いる。このときの関係は、次の(2)式で表現される。
Next, the load torque generator 7 of the load device generates a load torque Tl to drive the coupled rotary system 5. At this time, information such as the load torque and the speed in the load torque generator has been input to the mechanical characteristic identification unit as described above. The relationship at this time is expressed by the following equation (2).

【数2】 Tl=J(sw)+Dw+Fsgn(w) (2)Tl = J (sw) + Dw + Fsgn (w) (2)

【0024】機械特性同定部9においては、最悪の場合
でも、少なくも速度wと負荷トルクTlとは問題なく入
手でき、また、同定すべき機械特性を表現するパラメー
タはJ,D,Fの高々3個である。機械特性同定部に
は、例えば、速度wと負荷トルクTlの2信号を用いて
J,D,Fの3パラメータを適応同定するアルゴリズム
が実装されている。適応同定のためのアルゴリズムの実
装は、文献(新中、「適応アルゴリズム」、産業図書、
1990)に詳しく解説されているので、これを利用す
ればよい。機械特性同定器は、この実装アルゴリズムに
より、2信号の入力に応じ、出力として高精度に同定し
た3パラメータを出力することができる。出力先は、図
2に示したようにトルク測定器内のトルク算定部であ
る。
In the worst case, at least the speed w and the load torque Tl can be obtained from the mechanical characteristic identification unit 9 without any problem, and the parameters expressing the mechanical characteristics to be identified are J, D, and F at most. There are three. For example, an algorithm for adaptively identifying three parameters J, D, and F using two signals of a speed w and a load torque Tl is implemented in the mechanical characteristic identification unit. Implementation of the algorithm for adaptive identification is described in the literature (Shinchu, "Adaptive Algorithm", Industrial Books,
1990), which can be used. According to the mounting algorithm, the mechanical characteristic identifier can output three parameters identified with high accuracy as an output in response to the input of two signals. The output destination is a torque calculating unit in the torque measuring device as shown in FIG.

【0025】図4は、負荷トルク発生器7内部の負荷ト
ルクと速度との情報を用いて、機械特性を同定した場合
の実際の様子である。同図は、上から、慣性モーメント
J、クーロン摩擦係数F,粘性摩擦係数Dの各々の同定
の様子を示している。横軸は時間軸であり、単位は秒で
ある。時刻2秒で同定を開始し、1秒後の時刻3秒では
既に安定した同定値が得られている。
FIG. 4 shows an actual situation when the mechanical characteristics are identified using the information on the load torque and the speed inside the load torque generator 7. This figure shows the state of identification of each of the moment of inertia J, Coulomb friction coefficient F, and viscous friction coefficient D from the top. The horizontal axis is the time axis, and the unit is seconds. Identification starts at time 2 seconds, and at time 3 seconds after 1 second, a stable identification value has already been obtained.

【0026】適応同定の動作が完了したならば、信号切
替スイッチ12をトルク算定部10側へ倒す。これによ
り、負荷トルク発生器7内の信号は、トルク算定部10
へ入力されるようになる。上に説明したように、トルク
算定部には高精度に同定された連結回転系の機械特性パ
ラメータが機械特性同定部より既に入力されている。ま
た、トルク算定部は、機械特性同定部から同定値の受領
が完了したならば、(1)式に示した算定アルゴリズム
がこの同定値を用いた形で実行可能な状態にしておく。
When the operation of the adaptive identification is completed, the signal changeover switch 12 is moved down to the torque calculating section 10 side. As a result, the signal in the load torque generator 7 is
Will be entered. As described above, the mechanical characteristic parameters of the coupled rotating system identified with high accuracy have already been input to the torque calculating unit from the mechanical characteristic identifying unit. Further, when the torque calculation unit completes the reception of the identification value from the mechanical characteristic identification unit, the torque calculation unit sets the calculation algorithm shown in Expression (1) to be executable using the identification value.

【0027】以上の準備が完了した時点で、トルク性能
を検査されるべきトルク発生機1を駆動し、またこれと
同時に、負荷装置6内の負荷トルク発生器7を起動す
る。トルク算定部は、負荷トルク発生器7からの2信号
の受信に応じて、実時間で検査対象のトルク発生機によ
るトルクを算定し、算定結果を外部(例えば、記録器、
表示器など)へ向け出力する。(1)式に示したトルク
算定アルゴリズムは、極めて簡単であるので、通常の演
算素子で何らの問題なく、実時間で実行するこが可能で
ある。
When the above preparation is completed, the torque generator 1 whose torque performance is to be tested is driven, and at the same time, the load torque generator 7 in the load device 6 is started. The torque calculating unit calculates the torque by the torque generator to be inspected in real time in response to the reception of the two signals from the load torque generator 7 and externally outputs the calculation result (for example, a recorder,
Display). Since the torque calculation algorithm shown in the equation (1) is extremely simple, it can be executed in real time without any problem using a normal arithmetic element.

【0028】上記の実施の形態例では、トルク測定器8
で使用する連結回転系の速度等の情報を負荷トルク発生
器7から入手するようにしたが、この速度等の情報は、
連結回転系にトルク測定器専用の検出器を設置して入手
してもよいことを指摘しておく。
In the above embodiment, the torque measuring device 8
The information such as the speed of the connected rotary system used in the above is obtained from the load torque generator 7.
It should be pointed out that a dedicated detector for the torque measuring device may be installed and obtained in the coupled rotating system.

【0029】速度等の情報は、少なくとも角加速度、角
速度、角度のいずれか1つを入手できれば、これらは互
いに微分・積分の関係にあるので、信号処理を通じ、他
を生成することは可能であることを指摘しておく。
If at least one of angular acceleration, angular velocity, and angle can be obtained, information such as velocity can be generated through signal processing because they have a differential / integral relationship with each other. It should be pointed out.

【0030】機械特性同定部による適応同定の動作が完
了し、信号切替スイッチ12をトルク算定部10側へ倒
した以降は、機械特性同定部をトルク測定器本体より取
り外してよいことを指摘しておく。
It is pointed out that after the adaptive identification operation by the mechanical characteristic identification unit is completed and the signal changeover switch 12 is moved down to the torque calculation unit 10 side, the mechanical characteristic identification unit may be removed from the torque measuring device main body. deep.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上の説明より明白なように、本発明に
よれば、機械的なトルク測定装置の導入、設置に起因す
る瞬時トルク測定の諸問題を解決し得る、すなわち、機
械的なトルク測定装置を用いることなくトルク発生機の
瞬時トルクを測定できる負荷装置を実現することがで
き、本発明の目的を十分に達成し得る優れた効果が得ら
れる。
As is clear from the above description, according to the present invention, it is possible to solve the problems of instantaneous torque measurement caused by the introduction and installation of a mechanical torque measuring device, that is, to solve the problem of mechanical torque. A load device capable of measuring the instantaneous torque of the torque generator without using a measuring device can be realized, and an excellent effect that can sufficiently achieve the object of the present invention can be obtained.

【0032】特に、請求項1の本発明によれば、負荷装
置は、トルク発生機に抗し得る負荷トルクを発生する負
荷トルク発生手段のみならずトルク発生機の発生する回
転時のトルク瞬時値を測定し得るトルク測定手段まで
も、一体的に備えることができるので、新たにトルク測
定装置を設置することなく、トルク発生機の発生トルク
を測定することができるようになる。この結果、従来の
ように機械的なトルク測定装置をトルク発生機と負荷装
置の間に設置することにより生ずる諸問題から開放され
得る、すなわち容易にこれに起因した諸問題を一気に解
決できるようになる。
In particular, according to the first aspect of the present invention, the load device includes not only load torque generating means for generating a load torque that can withstand the torque generator but also an instantaneous torque value during rotation generated by the torque generator. Can be integrally provided, so that the torque generated by the torque generator can be measured without installing a new torque measuring device. As a result, it is possible to relieve the problems caused by installing the mechanical torque measuring device between the torque generator and the load device as in the prior art, that is, to easily solve the problems caused by this at once. Become.

【0033】特に、請求項2の本発明によれば、トルク
測定手段において、トルク発生機と負荷装置の連結によ
り構成される連結回転系の実際的な機械特性を、負荷ト
ルク発生手段により発生したトルクあるいはこれと関係
づけられる物理量を参照して、トルク発生機のトルク測
定に先立って精密に同定できるという効果が得られる。
また、この実際的で精密な同定値の利用に加えて、負荷
トルク発生手段により発生したトルクあるいはこれと関
係づけられる物理量という負荷トルクに関連した実際的
な信号を容易に利用することができ、この結果、トルク
発生機の発生トルクの瞬時値を精度よくかつ高速算定で
きると言う効果が得られる。
In particular, according to the second aspect of the present invention, in the torque measuring means, the actual mechanical characteristics of the coupled rotary system formed by coupling the torque generator and the load device are generated by the load torque generating means. With reference to the torque or a physical quantity related to the torque, an effect is obtained that the identification can be accurately performed prior to the torque measurement of the torque generator.
Further, in addition to the use of this practical and precise identification value, it is possible to easily use a practical signal related to the load torque such as the torque generated by the load torque generating means or a physical quantity related thereto, As a result, an effect is obtained that the instantaneous value of the generated torque of the torque generator can be calculated accurately and at high speed.

【0034】特に、請求項3の本発明によれば、機械特
性同定手段を、該トルク測定手段より着脱でき、ひいて
は、パソコンを用いて機械特性同定手段を実現できるよ
うになる。この結果、廉価に機械特性同定手段を実現で
きると言う効果が得られる。また、同定が完了し所要の
機械特性が入手できた後の機械特性同定手段の取外し
は、負荷装置の人間工学的な操作性を向上させることが
できると言う効果も奏する。
In particular, according to the third aspect of the present invention, the mechanical characteristic identifying means can be detached from the torque measuring means, and the mechanical characteristic identifying means can be realized by using a personal computer. As a result, an effect is obtained that the mechanical characteristic identification means can be realized at low cost. Further, removing the mechanical property identification means after the identification is completed and the required mechanical properties are obtained has an effect that the ergonomic operability of the load device can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】1実施形態に係わる負荷装置の概略構成を示す
ブロック図
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a load device according to an embodiment.

【図2】同負荷装置のトルク測定器内部の概略構成を示
すブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration inside a torque measuring device of the load device.

【図3】1実施形態に係わる回転連結系の機械特性例を
示すブロック図。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of mechanical characteristics of the rotary connection system according to the embodiment;

【図4】機械特性同定部による回転連結系の機械特性同
定の1例を示す図。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of identification of mechanical characteristics of a rotation connection system by a mechanical characteristic identification unit.

【図5】機械的トルク測定装置を用いた従来の連結回転
系の概略構成を示すブロック図。
FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional connection rotating system using a mechanical torque measuring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 トルク発生機 2 トルク測定装置 3 負荷装置 4 連結回転系 5 連結回転系 6 負荷装置 7 負荷トルク発生器 8 トルク測定器 9 機械特性同定部 10 トルク算定部 11 着脱コネクタ 12 切替スイッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Torque generator 2 Torque measuring device 3 Load device 4 Connecting rotating system 5 Connecting rotating system 6 Loading device 7 Load torque generator 8 Torque measuring device 9 Mechanical characteristic identification unit 10 Torque calculation unit 11 Detachable connector 12 Changeover switch

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】トルク発生機に負荷を与えるための負荷装
置であって、トルク発生機に抗し得る負荷トルクを発生
する負荷トルク発生手段と、トルク発生機の発生する回
転時のトルク瞬時値を測定し得るトルク測定手段とを、
一体的に備えることを特徴とする負荷装置。
1. A load device for applying a load to a torque generator, a load torque generating means for generating a load torque that can withstand the torque generator, and a torque instantaneous value during rotation generated by the torque generator. And torque measuring means capable of measuring
A load device characterized by being provided integrally.
【請求項2】該トルク測定手段が、該トルク発生機と該
負荷装置の連結により構成される連結回転系の機械特性
の一部または全部を、少なくとも該負荷トルク発生手段
により発生したトルクあるいはこれと関係づけられる物
理量を参照して、トルク発生機のトルク測定に先立って
同定する機械特性同定手段と、該負荷トルク発生手段に
より発生したトルクあるいはこれと関係づけられる物理
量と該機械特性同定手段により予め同定された該連結回
転系の機械特性とを少なくとも利用してトルク発生機に
よるトルクを算定するトルク算定手段とを、少なくとも
備えることを特徴とする請求項1記載の負荷装置。
2. The torque measuring means according to claim 1, wherein at least a part or all of the mechanical characteristics of a coupled rotary system formed by coupling said torque generator and said load device are determined by a torque generated by said load torque generating means. With reference to a physical quantity related to the torque generator, a mechanical characteristic identifying means for identifying prior to the torque measurement of the torque generator, and a torque generated by the load torque generating means or a physical quantity related thereto and the mechanical property identifying means 2. The load device according to claim 1, further comprising: torque calculating means for calculating a torque generated by the torque generator by using at least the mechanical characteristics of the coupled rotating system identified in advance.
【請求項3】該機械特性同定手段が該トルク測定手段よ
り着脱可能となるように、該トルク測定手段が更に着脱
手段を備えることを特徴とする請求項2記載の負荷装
置。
3. The load device according to claim 2, wherein said torque measuring means further comprises a detachable means so that said mechanical characteristic identifying means is detachable from said torque measuring means.
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