JPS6128832A - 電気動力計の電気的慣性補償装置 - Google Patents

電気動力計の電気的慣性補償装置

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JPS6128832A
JPS6128832A JP15024284A JP15024284A JPS6128832A JP S6128832 A JPS6128832 A JP S6128832A JP 15024284 A JP15024284 A JP 15024284A JP 15024284 A JP15024284 A JP 15024284A JP S6128832 A JPS6128832 A JP S6128832A
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torque
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electric dynamometer
shaft
engine
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Junzo Inamura
稲村 純三
Akira Owada
昭 大和田
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Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/16Rotary-absorption dynamometers, e.g. of brake type
    • G01L3/22Rotary-absorption dynamometers, e.g. of brake type electrically or magnetically actuated

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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〕 本発明は電気動力計の電気的慣性補償装置の改良に関す
るもので自動車等の車両用エンジンの特性測定に使用さ
れるものである。
〔従来の技術〕
車両用エンジンは自動車の排出ガスが規制されて以来、
人間が実走行運転するのと等価な試験を行なって、加減
速時の過渡特性や排出ガスの測定等を行なっていること
は周知の迫りである。その際に負荷装置としては電気動
力計を使用し、車速に応じて負荷する所謂″走行抵抗制
御“を行なう。
走行抵抗制御は電気動力計トルクを7に行速度の関数と
して制御し、車両用エンジンに走行時と等価な負荷全力
える制御方法で、例えばエンジン出力軸に換算した自動
車の路上定行抵抗トルクTけ一般に下式によって与えら
れる。
T = A + BN + cN’ + IWsinθ
+E −GD2− dN/d t ・・曲(1)但しA
−E・・・タイヤ有効半径、減速比、各種抵抗係数、換
算係数等の冗数 N・・・エンジン回転速度 W・・・車両重量θ・・・
路面勾配 D*Wsinθ・・・登降板抵抗GD・・・
等価慣性it・・・時間 上式中の慣性抵抗トルクE −GD2− dN/dtを
与える装置を慣性補償装置と称し、従来はフライホイー
ルを用いた機械的にものが使用されていたが、最近は設
備全体のノ」・形化、高速回転時の安全性、慣性量穴、
史の容易さ、価格等の面で有、Hlな電気的慣性補償装
置が採用六れるように々つてきた。
しかし力から、電気動力計をトルク制御回路により制御
し、トルク指令値を供試エンジンの回転速度N1及び加
速度dN、/diにより(1)式に対応した回路で作る
と、等価慣性量の大きさに比例してトルク指令回路のゲ
インが大きく彦り、制御ループゲインが太きくなるから
トルク制御回路が不安定になり易い。
例えば貨物車用エンジンの等価試験時に、空車条件の場
合には安定な走行抵抗制御ができていたにもかかわらず
、貨物満載条件では不安定になってしまうとか、或は変
速機を切換えて車速をに倍に増速したと等価な試験をす
る場合、等価慣性量はに1倍となるためにトルク制御回
路が不安定になり試験を継続することができなく々って
しまう。
不安定になったトルク制御回路を安定々らしめるために
トルク制御増巾器のゲインを小さくすると、応答特性が
悪ろくなりエンジンの回転速度変化に対する走行抵抗の
変化、即ちエンジン角荷ρ追従が遅れ、精度の良い制御
ができなくなることは勿論のこと、遂には走行抵抗制御
とは言え々い状態に々つてしまう。
此等の問題点を解決するために出願人は第2図に示すよ
うに、従来前記(1)式におけるE−GD’−dN/d
t  に基づいて行なっていた慣性補償を、回転運動方
程式 %式%(2) から回転速度 N=(H/面2)Jτdt  ・・・・・・・・・・・
・(3)を得て、この(3)式に基づいて慣性補償を行
ない、   1も 速度制御手段によって等価慣性量が大きくて秒安定な走
行抵抗制御をすることができる電気的慣性補償装置を提
案した。(lWHiA昭59−82352号うまずこの
先願を第2図に示すブロック結線図面の簡単な説明する
。々お上式でてはトルク、HFi定数を示している。
第2図において、1け供試エンジン、2け電気動力計、
で前記供試エンジン1に直結されて、自動車の路上走行
時と等価な負荷を供試エンジン1に与える。6は回転速
度に比例した速度信号を破り出すパルスピックアップ、
4け回転速度を電圧信号に変換するF/V変換回路、5
は比較回路で後述の速度指令値と比較される。6は速度
制御用増巾器、7は比較回路で前記増巾器6の出力たる
電流指令値と可変電源部11の負荷電流に比例した電圧
信号に変換する電流検出器8の出力である負荷電流検出
値とを比較する比較回路、9は電流制御用増巾器、1(
)はゲート信号を移相する位相制御回路、可変電源部1
1は電気動力計2の主回路電流或は励磁電流を制御して
電気動力計2にトルクを発生させる。前記7.8.9,
10.11で電流制御藁イナーループを構成し、又2,
3.45.6で速度制御回路を構成している。
一方12は抵抗定数設定回路、16はロードセル、14
は電圧置換回路、15は比較回路、16は微分回路、1
7f′i電気動力!12の回転部慣性定数設定回路、1
8は比較回路、19は按分回路、20けエンジンの出力
軸に換算した自動車の慣性抵抗定数設定回路で此等によ
り速度指令回路を構成している。
供試エンジン1f:起動するとパルスピックアップ3、
lli”/V変換回路4を経て回転速度に比例した電圧
が速度信号としてY4’iり出され、比較回路5に加え
られる。自動車の慣性抵抗定数設定回路20の出ブハ即
ち速度指令値が起動した時点で、なお零であるとすると
、速度制御回路は回転速度を零に押えるように働くから
、電気動力計2はエンジ′ン1の回転速度を零とするた
めのトルクを発生する。該トルクにロードセル16、電
圧変換回路14kiで、ロードセル16で検出したトル
クに比例した電圧信号に変換されて比較回路15に入る
。一方抵抗定数設定回路12と微分回路16にもF/V
変換回路4の出力である速度信号が供給されているから
平坦路定常走行抵抗トルクと登降坂抵抗トルクとの和、
即ち(1ン式のA 十BN + CN”+D−W・si
nθに比例した電圧信号が抵抗定数設定回路12から出
力され、前ii[18電圧変換回路14の出力、と比較
回路15において比較され、史に起動の際の回転速度変
化が微分値として微分回路16から出力されて、電気動
力計2の回転部回転部数設定回路17を胎た電圧、即ち
回転速度が変化したとき電気動力計2の回転部が発生す
るトルクτaに比例した電圧と比較回路18で比較され
る。但し、ra=c(GD’)a/H)dN/dt  
で(CD”)aは電気動力計2の回転部慣性量で、Hに
定数である。比較回路15.18を経たトルク偏差に比
例する電圧は積分回路19で積分され、自動車の慣性抵
抗定数設定回路20を起て(3)式のN=(H/Σ2)
f−r@dt に比例した電圧が速度指令値として比較
回路5に入り、前記F/V変換回路4の出力との偏差を
零とする。即ち電気動力計2の回転部速度を前記速度指
令値に合せるぺ〈電気動力計2の主回路電流或は励磁電
流が制御される。然るに回転速度は別途に制御されてい
るエンジン1の回転速度であるから、前記速度指令値と
F/V変換回路4の出力との偏差を零とすべく、電気動
力計2の主回路電流或は%、+磁(流が制御されたとし
てもエンジン1の回転速度は変化ゼす、エンジン1に対
する負荷トルクが変化する。
以上に述べた如く、速度を検出する回路は電気動力計2
の回転部に設けられたバルヌビツ々アップ3、F/V変
換回路4のみであるから遅れ要素は少く、速度制御増巾
器乙のゲインを充分大きくすることができる。又速度指
令回路には微分回路16が含オれているが、慣性定数設
定回路17で設定づれる電気動力計2の回転部慣性定数
は、エンジン1の出力軸に換p−シた自動車の慣性抵抗
定数に比し格段に/」・さく、速度制御回路を不安定に
する程の大きな影舎力はない。20で設定される自動車
の慣性抵抗定数は(3)式から明らかなように、ゲイン
が等価慣性量■2に反比例するから、速度制御回路が安
定であれば速度指令回路の信号が加わっでも不安定に在
るよう々ことはシい。従って自動車の慣性抵抗定数が大
きい場合であっても安定力走行抵抗制御を行なうことか
できる。
〔発明がか決しようとする問題点〕
電1気動力計の発生トルクと、諸定数が設定されエンジ
、ンの回転数或は回転数の変化に応じて出力される走行
抵抗トルクとの偏差を積分することによって慣性補償を
行なった速度制御回路は、前述の如く慣性′jI荷が大
きい場合にも安定々走行抵抗制御に−J−ることかでき
るが、逆にスポーツカーのように、エンジンの単位出力
当りの阜両重楚が小さな自ij7車で急加減速金繰り返
す編付と等価な試駆をしようとすると、速度指令値の遅
れ、即ち電気動力計のトルク検出の遅れが問題となる。
周知の如く、電気動力計の揺動子は、直流電気動力計の
場合は直流発電機或は直流電動機の固定子と同様に、継
鉄、磁極鉄心、磁極線輪等から成り、又渦流電気動力計
の場合は継鉄、励磁線輪等から成り、何れも継鉄部には
剛性の大きな腕が取て1 付けられ、腕の先端〆ロードセルを押圧してトルクを検
出しているために揺動子の慣性が大きく、絵り返し周期
の小さな速度変化に対しては応答の遅れが目立つように
なる。
〔問題点を解決するための手段〕
供試エンジンの出力軸と電気動力計の回転軸との連結軸
に軸トルク検出器を設ける。
〔作 用〕
エンジンの負荷トルクをエンジンの出力軸端部で直払検
出することができるから、電気動力計の揺動子を介して
ロードセルによりトルクを検出する場合におけるトルク
検出の遅れは全く無く々る。
〔実施例〕
第1図は本発明の一実施例を示すブロック結線図で、同
図において第2図と同一部分には同一符号を付して説明
を省略する。
同図において21け供試エンジン1の出力軸と電気動力
計2の回転軸との連結軸に設けられた軸トルク検出器で
、22け検出したトルクに比例した電圧信号に変換する
電圧変換回路である。
供試エンジン1を起動すると、パルスビックアツブ3、
F/V変換回路4を経°C回転速度に比例した電圧か比
較回路5に加えられる。自動車の慣性抵抗定数設定回路
20の出力、部ち速度指令値が起動直後りお零であると
すると、速度制御回路。
は回転速度を零に抑えるように働くから、電気動力計2
はエンジン1の回転速度を零とするためのトルクを発生
する。該トルクは軸トルク検出器21、電圧変換回路2
2を紐て、検出トルクに比例した電圧信号に変換されて
比較回路15に入る。
一方抵抗定数設定回路12にもF/V変換回路4の出力
が供約されているから、平坦路定常走行抵抗トルクと登
降坂抵抗トルクとの和に比例した電圧信号が抵抗定数設
定回路12から出力され、前記電圧f換回路22の出力
と比較回路15において比較される。
なお、第2図に示した従来例と異り、エンジン1に負荷
されるトルクを軸トルク検出器2LKより検出している
ので、電気動力計2の回転部を加速するために生ずるエ
ンジン1の負荷となるトルクは検出したトルク中に含ま
れているから、電気動力計2の回転部の慣性量が発生す
るトルクを補正する必をは無い。
比較回路15を経たトルク偏差に比例する電圧は積分回
路19で積分され、自動車の慣性抵抗定数設定回路20
を経て速度指令値上して比較回路5に入り、前記F/V
変換回路4の出力との偏差を零とするように速度制御回
路が動作する。即ち電気動力計2の回転部速度(供試エ
ンジン10回転速度)fr、前記速度指令値に合せるべ
く電気動力計2の主回路電流或は励磁電流が制御され、
供試エンジン1に負荷するトルクが制御される。
〔発明の効果1 供試エンジンの出力軸と電気動力計の回転軸との連結軸
に軸トルク検出器を設け、供試エンジンの負荷トルクを
該エンジンの出力軸端部で直接検出することができるか
ら、揺動子を介してロードセルにより電気動力計の発生
トルクを検出して前記エンジンめ負荷トルクとする従来
の場合の様々トルク検出の遅れは全く無く々る。
一方電気動力計の回4転子の慣性によって発生する供試
エンジンの負荷トルクは、供試エンジンを加減速すると
同時に軸トルク検出器で検出されるから、電気動力計の
回転子の慣性が発生する供試エンジンの負荷となるトル
クを補償するための微分回路や慣性定数設定回路は不要
となり、制御回路が簡、酪化されると共に、加速度検出
の遅れによるトルク補正の遅れも無くなる。
従って本発明の電気的慣性補償装置を備えた走行抵抗制
御装置は、慣性負荷の大小にかかわらず安定且つ応答特
性の良い走行抵抗制御を実施することができるという優
れた効果を萎する。
々お第2図の実施例においては軸トルク検出器を供試エ
ンジンの出力軸と電気動力計の回転軸との連結軸に設け
た場合につ゛いて述べたが、これに限らず軸トルクに比
例した電気信号を取り出すことができるものであれば良
いことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す電気的慣性補償装置を
備えた走行抵抗制御装置のブロック結線図、第2図は従
来の電気的慣性補償装置を備えた走行抵抗制御装置のブ
ロック結線図である。 1は供試エンジン、2は電気動力計、6はパルスピック
アップ、4tj:F/V変換回路、5゜7゜15は比較
回路、6は速度制御用増中器、8゜22は電圧変換回路
、9は亀流制御用増巾器、10は位相制御回路、11は
可変電海部、12け抵抗定数設定回路、19は積分回路
、20け慣性抵抗定数設定回路、21け軸トルク検出器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電気動力計の回転速度に比例した信号を取り出して速度
    信号とし、前記速度信号を入力とする抵抗定数設定回路
    を設け、更に前記電気動力計の発生トルクに比例したト
    ルク信号を取り出して、該トルク信号と前記抵抗定数設
    定回路の出力とを比較し、その偏差を積分すると共に、
    該積分された出力を慣性抵抗定数設定回路を介して速度
    指令信号とした電気動力計の電気的慣性補償装置におい
    て、前記電気動力計の発生トルクに比例した信号を供試
    エンジンの出力軸と前記電気動力計の回転軸との連結軸
    に設けた軸トルク検出器により取り出したことを特徴と
    する電気動力計の電気的慣性補償装置。
JP59150242A 1984-07-19 1984-07-19 電気動力計の電気的慣性補償装置 Expired - Fee Related JPH0612312B2 (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0658844A (ja) * 1991-06-28 1994-03-04 Hitachi Ltd 駆動試験機の電気慣性補償制御方法および装置
JP2008203053A (ja) * 2007-02-20 2008-09-04 Meidensha Corp 動力計測システムの電気慣性制御装置
JP2010014409A (ja) * 2008-07-01 2010-01-21 Meidensha Corp シャシーダイナモメータの速度制御装置
JP2012237747A (ja) * 2011-05-09 2012-12-06 Avl List Gmbh 燃焼式動力機関の動力学的試験課題用試験装置とそのような試験装置の動作方法

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JP2010014409A (ja) * 2008-07-01 2010-01-21 Meidensha Corp シャシーダイナモメータの速度制御装置
JP2012237747A (ja) * 2011-05-09 2012-12-06 Avl List Gmbh 燃焼式動力機関の動力学的試験課題用試験装置とそのような試験装置の動作方法

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JPH0612312B2 (ja) 1994-02-16

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