JPWO2015186616A1 - Chassis dynamometer controller - Google Patents
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Abstract
シャシーダイナモメータの制御装置において、仕事量誤差とベンチ間の機差は車両特性の計測精度に悪影響を与える。検出速度信号とトルク検出信号を駆動力オブザーバ6に入力して正慣性の電気慣性指令を出力する。その電気慣性指令は、検出速度信号に対応して走行抵抗設定部7から出力される走行抵抗指令と加算し、この加算値からトルク検出信号を減算してトルク制御指令を生成する。駆動力オブザーバ6と併設して負慣性の電気慣性指令を出力する電気慣性設定部20を設ける。設定慣性をM、固定慣性をMoとし、M>Moのときに駆動力オブザーバ6から電気慣性指令を出力し、M<Moのときに電気慣性設定部20から電気慣性指令を出力する。また、前記電気慣性指令に速度補正部21の速度補正値を加える。In a chassis dynamometer control device, work error and machine difference between benches adversely affect the measurement accuracy of vehicle characteristics. The detection speed signal and the torque detection signal are input to the driving force observer 6 and a positive inertia electric inertia command is output. The electric inertia command is added to the running resistance command output from the running resistance setting unit 7 corresponding to the detected speed signal, and the torque detection signal is subtracted from the added value to generate a torque control command. An electric inertia setting unit 20 that outputs a negative inertia electric inertia command is provided in combination with the driving force observer 6. When the set inertia is M and the fixed inertia is Mo, an electric inertia command is output from the driving force observer 6 when M> Mo, and an electric inertia command is output from the electric inertia setting unit 20 when M <Mo. Further, the speed correction value of the speed correction unit 21 is added to the electric inertia command.
Description
本発明は、シャシーダイナモメータの制御装置に係わり、特にシャシーダイナモメータの仕事量精度の向上と機差の低減に関するものである。 The present invention relates to a controller for a chassis dynamometer, and more particularly to improvement in work accuracy of a chassis dynamometer and reduction of machine differences.
シャシーダイナモメータシステムで車両の性能試験や排ガス試験などを行うとき、ダイナモメータは制御装置による走行抵抗制御を行うことで実車と等価な慣性を付加し、実路走行を模擬した試験を行っている。
図13はシャシーダイナモメータ制御部の概略構成を示したもので、1は被試験車両、2はダイナモメータ、3はローラで、このローラ3に被試験車両1が載置される。4はロードセル、5はパルスピックアップで、このロードセル4とパルスピックアップ5により計測された信号が駆動力オブザーバ6に入力される。When performing vehicle performance tests, exhaust gas tests, etc. with a chassis dynamometer system, the dynamometer adds a inertia equivalent to that of a real vehicle by performing running resistance control with a control device, and performs a test that simulates running on a real road. .
FIG. 13 shows a schematic configuration of the chassis dynamometer control unit, where 1 is a vehicle under test, 2 is a dynamometer, 3 is a roller, and the vehicle under
7は、パルスピックアップ5により計測された信号を入力とし、車速に応じた走行抵抗指令を出力する走行抵抗設定部であり、その出力は加算部8と駆動力オブザーバ6に出力される。その際、駆動力オブザーバ6は、走行抵抗のうち、ダイナモメータの吸収分として慣性抵抗を制御する電気慣性補償方式が採用されており、この方式は特許文献1として公知となっている。特許文献1は、慣性抵抗を変える手段としてトルク制御系が生成したゲインを可変してダイナモメータの出力トルクを変えることで、電気慣性ループの安定化を図ったものである。
走行抵抗設定部7の出力と駆動力オブザーバ6の出力は加算部8で加算され、その加算値からロードセル4により検出されたトルクを減算部9で減じ、差分の値がトルク制御部10に入力されてトルク指令を生成し、制御値としてインバータ11に出力される。インバータ11はトルク指令に対応してダイナモメータ2に対するトルク吸収の制御を実行する。
The output of the running
シャシーダイナモメータシステムで車両の性能試験などを行うとき、実路を走行して得られた仕事量と、ダイナモメータ上でモード走行して得られた仕事量は一致せずに誤差が発生する。この仕事量誤差はベンチ間で異なることが分っており、誤差の発生及びベンチ間機差の発生原因として以下のA〜Cの3要因が挙げられる。なお、仕事量誤差率などは(1)〜(5)式によって定義する。
仕事量誤差率[%]=(計測仕事量[J]−目標仕事量[J])/目標仕事量[J]
×100[%] ………(1)
目標仕事量[J] =∫(目標駆動力[N]×車速検出[km/h])/
(3.6)dt ………(2)
計測仕事量[J] =∫(計測駆動力[N]×車速検出[km/h])/
(3.6)dt ………(3)
目標駆動力[J] =走行抵抗設定+(固定慣性[kg]+電気慣性[kg])
×加速度[m/s^2] ………(4)
計測駆動力[J] =DYトルク[N]+メカロス[N]+固定慣性[kg]
×加速度[m/s^2] ………(5)
ただし、DY:ダイナモメータ。When performing a vehicle performance test or the like with the chassis dynamometer system, the work amount obtained by traveling on the actual road and the work amount obtained by mode traveling on the dynamometer do not coincide with each other, and an error occurs. It is known that this work amount error differs between benches, and the following three factors A to C can be cited as causes of the occurrence of errors and machine differences between benches. The work error rate and the like are defined by equations (1) to (5).
Work error rate [%] = (Measured work [J] −Target work [J]) / Target work [J]
× 100 [%] ……… (1)
Target work [J] = ∫ (target driving force [N] × vehicle speed detection [km / h]) /
(3.6) dt (2)
Measurement work [J] =] (measurement driving force [N] × vehicle speed detection [km / h]) /
(3.6) dt (3)
Target driving force [J] = Running resistance setting + (Fixed inertia [kg] + Electric inertia [kg])
× Acceleration [m / s ^ 2] (4)
Measurement drive force [J] = DY torque [N] + Mecharos [N] + Fixed inertia [kg]
× Acceleration [m / s ^ 2] (5)
However, DY: Dynamometer.
A.トルク制御部の制御応答によるばらつきについて
制御応答は、例えば90%応答、100ms以内というようにある基準は設定されているが、制御応答は調整者によってフィードフォワードの量やPID調整パラメータの違いにより応答性に機差が生じる。これにより、電気慣性の応答性能に機差が生じて計測の仕事量誤差率のばらつきに影響する。また、制御のフィードバックに使用するトルク検出には一意のローパスフィルターが使用されるが、これにより検出応答性が低くなって応答性を上げることが困難になっている。A. Regarding the variation due to the control response of the torque controller The control response has a certain standard such as 90% response and within 100 ms, but the control response depends on the amount of feedforward and PID adjustment parameters by the adjuster. There is a difference in sex. As a result, there is a difference in the response performance of the electric inertia, which affects the variation in the measurement work error rate. In addition, a unique low-pass filter is used for torque detection used for control feedback, but this makes detection responsiveness low, making it difficult to increase responsiveness.
B.負慣性設定時の電気慣性制御方式について
図13で示す駆動力オブザーバ6での電気慣性制御方式は、特許文献1のものが使用されるが、この方式は原動機の出力トルクを推定し、その推定値に機械慣性と電気慣性補償から求めるゲインを乗算して電気慣性分のトルク指令とするため、電気慣性補償の増減にも係わらずオブザーバのゲイン増減を小さくでき、応答性が向上できる利点を有する。その反面、負慣性では、電気慣性指令として固定慣性分の発生トルクから演算を開始するため、速度の変化点では理論電気慣性指令より大きな電気慣性となってしまう。B. Regarding Electric Inertia Control Method at Negative Inertia Setting As the electric inertia control method in the
このことは(7)式で表される理論電気慣性指令と(6)式で表される駆動力オブザーバ電気慣性指令を比較してみるとわかる。設定慣性−固定慣性は電気慣性のことであり、この電気慣性が負慣性となる時の設定慣性は固定慣性より小さくなることから、駆動力オブザーバ電気慣性指令は理論電気慣性指令より大きくなり、速度変化点で電気慣性がかかりすぎる傾向となって仕事量誤差の発生に影響する。
駆動力オブザーバ電気慣性指令=(ロードセルトルク+固定慣性×加速度)×(設定慣性−固定慣性)/設定慣性 ……(6)
理論電気慣性指令=電気慣性×加速度 ……(7)
なお、負慣性とは、シャシーダイナモメータの機械慣性(固定慣性)より小さい慣性とするためにかける慣性量で、例えば、固定慣性が1000kg(相当車重)あるとき、700kgの車両の試験を行うときには−300kgの負慣性をかける必要がある。つまりシャシーダイナモメータから駆動することになる。This can be seen by comparing the theoretical electric inertia command expressed by the equation (7) with the driving force observer electric inertia command expressed by the equation (6). Setting inertia-Fixed inertia is electric inertia, and when this electric inertia becomes negative inertia, the setting inertia becomes smaller than the fixed inertia, so the driving force observer electric inertia command becomes larger than the theoretical electric inertia command, and the speed At the change point, the electric inertia tends to be applied too much, which affects the generation of work error.
Driving force observer electric inertia command = (Load cell torque + Fixed inertia x Acceleration) x (Set inertia-Fixed inertia) / Set inertia (6)
Theoretical electric inertia command = Electric inertia x Acceleration (7)
The negative inertia is an inertia amount applied to make the inertia smaller than the mechanical inertia (fixed inertia) of the chassis dynamometer. For example, when the fixed inertia is 1000 kg (equivalent vehicle weight), a 700 kg vehicle is tested. Sometimes it is necessary to apply a negative inertia of -300 kg. In other words, it is driven from the chassis dynamometer.
C.速度補正ゲインについて
シャシーダイナモメータの制御には、速度補正といわれる目標車速と実車速の速度差が0となるような補正が行われている。これは、(8)〜(10)式に示すように目標駆動力=計測駆動力となるように目標車速を算出するためのもので、補正が正しく機能すれば仕事量としても仕事量誤差を0に近づけることができる。
現状では差車速(目標車速と実車速の差)に一定のゲインをかけて補正量としているため、車重設定が大きい場合と小さい場合では、その効果率が一定とならず仕事量誤差率が設定慣性で変化する原因となっている。
目標駆動力 = 走行抵抗設定+(固定慣性+電気慣性)×加速度 …(8)
計測駆動力 = DYトルク+メカロス+固定慣性×加速度 ……(9)
(8)式=(9)式から
目標車速=1/電気慣性×∫(DYトルク+メカロス−走行抵抗設定)dt
……(10)
本発明が目的とするとこは、シャシーダイナモメータの制御精度の向上と機差低減を可能としたシャシーダイナモメータの制御装置を提供することにある。C. About Speed Correction Gain In the control of the chassis dynamometer, correction is performed so that the speed difference between the target vehicle speed and the actual vehicle speed, which is called speed correction, becomes zero. This is for calculating the target vehicle speed so that the target driving force = measured driving force as shown in the equations (8) to (10), and if the correction functions correctly, the work error is also calculated as the work amount. Can approach 0.
At present, the difference vehicle speed (difference between the target vehicle speed and the actual vehicle speed) is adjusted by applying a fixed gain. Therefore, when the vehicle weight setting is large or small, the effect rate is not constant and the work error rate is not constant. This is the cause of the change in the set inertia.
Target driving force = Running resistance setting + (Fixed inertia + Electric inertia) x Acceleration (8)
Measurement drive force = DY torque + mechanical loss + fixed inertia x acceleration (9)
Equation (8) = Target vehicle speed from Equation (9) = 1 / Electric inertia × ∫ (DY torque + mechanical loss−running resistance setting) dt
...... (10)
An object of the present invention is to provide a control device for a chassis dynamometer that can improve the control accuracy of the chassis dynamometer and reduce machine differences.
本発明の請求項1は、ダイナモメータのローラ上に被試験車両を載置し、前記ローラの検出速度信号とダイナモメータのトルク検出信号を駆動力オブザーバに入力して正慣性の電気慣性指令を出力し、検出速度信号に対応して出力される走行抵抗指令と電気慣性指令との加算値からトルク検出信号を減算し、差分をトルク制御部に入力してトルク制御指令を生成し、インバータを介してダイナモメータを制御するシャシーダイナモメータにおいて、
前記検出速度信号を入力して負慣性の電気慣性指令を出力する電気慣性設定部を設け、
設定慣性をM、固定慣性をMoとしてM>Moのときに前記駆動力オブザーバから電気慣性指令を出力し、M<Moのときに前記電気慣性設定部から電気慣性指令の出力を得て前記走行抵抗指令と加算するよう構成したことを特徴としたものである。According to the first aspect of the present invention, a vehicle to be tested is placed on a roller of a dynamometer, and a detection speed signal of the roller and a torque detection signal of the dynamometer are inputted to a driving force observer to give an electric inertia command of positive inertia. The torque detection signal is subtracted from the added value of the running resistance command and the electric inertia command output corresponding to the detected speed signal, and the difference is input to the torque control unit to generate the torque control command. In a chassis dynamometer that controls the dynamometer via
An electric inertia setting unit that inputs the detection speed signal and outputs an electric inertia command of negative inertia is provided,
When the set inertia is M and the fixed inertia is Mo, when M> Mo, an electric inertia command is output from the driving force observer, and when M <Mo, the output of the electric inertia command is obtained from the electric inertia setting unit and the travel is performed. It is characterized in that it is configured to be added to the resistance command.
本発明の請求項2は、電気慣性設定値に応じて速度補正ゲインがマップ化された速度補正ゲインマップを有する速度補正部を設け、
前記電気慣性設定値に応じて速度補正ゲインを変えて前記駆動力オブザーバ若しくは電気慣性設定部の出力に加算するよう構成したことを特徴としたものである。
The speed correction gain is changed in accordance with the electric inertia setting value and added to the output of the driving force observer or the electric inertia setting unit.
本発明の請求項3は、前記電気慣性設定部は、前記検出速度信号を微分する第1の微分回路と、第1の微分回路の微分信号と予め設定された電気慣性を乗算する第1の乗算部を設け、第1の乗算部の乗算値を前記走行抵抗指令に加算するよう構成したことを特徴としたものである。 According to a third aspect of the present invention, the electric inertia setting unit is configured to multiply a first differentiating circuit for differentiating the detection speed signal, a differential signal of the first differentiating circuit, and a preset electric inertia. A multiplication unit is provided, and the multiplication value of the first multiplication unit is added to the travel resistance command.
本発明の請求項4は、前記速度補正部は、前記走行抵抗指令とトルク検出信号の差分を電気慣性で除算した結果の加速度を積分して演算速度を算出し、
算出された演算速度に、設定された電気慣性と設定慣性との比からなる慣性値を乗算して第1の演算速度とし、
設定された固定慣性と設定慣性の比からなる慣性値に前記検出速度信号を乗算して第2の演算速度とし、
前記第1の演算速度と第2の演算速度を加算して速度目標値を算出し、この速度目標値と前記検出速度信号の差分で速度誤差を生成するよう構成すると共に、
前記速度補正ゲインマップを補正出力部に設け、補正出力部からの速度補正ゲインと前記速度誤差を乗算することで補正信号を生成して前記駆動力オブザーバ若しくは電気慣性設定部の出力に加算するよう構成したことを特徴としたものである。According to a fourth aspect of the present invention, the speed correction unit calculates a calculation speed by integrating an acceleration obtained by dividing a difference between the travel resistance command and the torque detection signal by electric inertia,
The calculated calculation speed is multiplied by an inertia value composed of a ratio between the set electric inertia and the set inertia to obtain a first calculation speed,
Multiplying the detected inertia signal by the inertia value consisting of the ratio between the set fixed inertia and the set inertia to obtain the second calculation speed;
A speed target value is calculated by adding the first calculation speed and the second calculation speed, and a speed error is generated by a difference between the speed target value and the detected speed signal, and
The speed correction gain map is provided in the correction output unit, and a correction signal is generated by multiplying the speed correction gain from the correction output unit and the speed error, and added to the output of the driving force observer or the electric inertia setting unit. It is characterized by comprising.
本発明の請求項5は、トルク制御部のトルク検出信号フィードバック用のトルク検出回路にローパスフィルタを設け、ローパスフィルタの特性を、予め計測した機械動特性との共振倍率のピーク値が1倍以下となるよう設定したことを特徴としたものである。 According to a fifth aspect of the present invention, a low-pass filter is provided in a torque detection circuit for torque detection signal feedback of the torque control unit, and the peak value of the resonance magnification between the low-pass filter characteristic and the mechanical dynamic characteristic measured in advance is one time or less. The feature is that it is set to be.
本発明の請求項6は、前記駆動力オブザーバは、前記検出速度信号を微分する第2の微分回路と、
第2の微分回路の微分信号と予め設定された固定慣性とを乗算する第2の乗算部と、
第2の乗算部による乗算値と前記ローパスフィルタの出力値とを加算した後、前記走行抵抗指令との差分を算出する減算部と、
減算部で算出された差分と予め設定された電気慣性と設定慣性の比による電気慣性設定値とを乗算し、この乗算値と前記走行抵抗指令を加算するよう構成したことを特徴としたものである。According to a sixth aspect of the present invention, the driving force observer includes a second differentiating circuit for differentiating the detected speed signal;
A second multiplier for multiplying the differential signal of the second differentiating circuit by a preset fixed inertia;
A subtracting unit that calculates a difference from the running resistance command after adding the multiplication value obtained by the second multiplication unit and the output value of the low-pass filter;
The difference calculated by the subtracting unit is multiplied by a preset electric inertia and electric inertia set value based on a ratio of the set inertia, and the multiplied value and the running resistance command are added. is there.
以上のとおり、本発明によれば、仕事量誤差の発生、及びベンチ間機差の発生が縮減されてより高精度な車両特性の計測が可能となるものである。 As described above, according to the present invention, the occurrence of work error and the occurrence of machine difference between benches are reduced, and more accurate vehicle characteristics can be measured.
図1は、本発明の実施例を示す構成図で、図13と同一部分若しくは相当する部分に同一符号を付してその説明を省略する。13はロードセル4の出力側に接続されたローパスフィルタであり、ローパスフィルタ13の出力は駆動力オブザーバ6および減算部9に入力されている。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. The same or corresponding parts as those in FIG.
20は、パルスピックアップ5により計測された信号を入力とする電気慣性設定部であり、以下の説明では、使用される電気慣性方式を、駆動力オブザーバ6に用いられる方式を正慣性時電気慣性方式と呼称するのに対し、この電気慣性設定部20での電気慣性方式を負慣性時電気慣性方式(:微分方式)と呼称する。
前記併設した駆動力オブザーバ6と電気慣性設定部20の各電気慣性設定値を、切替器により切り替えて出力し、その出力と速度補正部21の補正量とを加算部22で加算し、加算部22の出力と走行抵抗設定部7の出力とを加算部8において加算するように構成した。
The electric inertia setting values of the driving
後述のように設定慣性をM、固定慣性をMoとしたときM>Moのときに駆動力オブザーバ6から電気慣性設定値を出力し、M<Moのとき、すなわち、負慣性のときに電気慣性設定部20から電気慣性設定値が加算部8側に出力される。このように、負慣性設定時の制御方式を切替ることにより車速変化点の発生誤差量の(負慣性時の)低減を図るものである。
As will be described later, when the set inertia is M and the fixed inertia is Mo, the electric inertia set value is output from the driving
尚、図1では図示省略しているが、速度補正部21には後述の図3のように、トルク検出信号、速度検出信号および走行抵抗設定部7の走行抵抗指令が入力されるものである。
Although not shown in FIG. 1, the
図2は、図1のトルク制御部10a、インバータ11および電気慣性設定部20の詳細な構成を示し、図1における駆動力オブザーバ6、切替器、速度補正部21、加算部22等は図示省略している。また、図2においてインバータ11の出力側から車速Vまでの間に図示されたブロックは、図1のダイナモメータ2およびローラ3の機械構成部分を模擬的にブロックに置換えて表現したものである。したがってこのブロックで、被試験車両1の駆動力からダイナモメータ2の駆動力を差し引き、その差分に1/sMoを乗算した部分は、ローラ3に取り付けられたパルスピックアップ5から車速相当の速度検出をしていることを表している(これは後述の図4の場合も同様である)。
2 shows the detailed configuration of the
前記電気慣性設定部20には、パルスピックアップ5により検出された速度検出信号が入力され、微分回路20aにおいて微分され、その微分信号は設定部20cにおいて予め設定された電気慣性Meと乗算部20bで乗算される。乗算部20bの乗算値は、図示省略の速度補正部21からの補正値が加算部22で加算された後加算部8に出力され、加算部8において走行抵抗設定部7による走行抵抗指令と加算される。
The electric
図3は図1の速度補正部21の構成図を示したもので、この速度補正部21はトルク検出から得られる理論車速と実車速の差を0とするよう補正するものである。このため、速度補正部21は補正量に対しての比例ゲインをマップ化して慣性設定値に応じた補正出力を発生するよう構成される。
FIG. 3 shows a block diagram of the
減算部21aにおいて、走行抵抗設定部7の走行抵抗指令値とトルク検出信号の差分が算出され、その差分は21bにおいて電気慣性Meにより除算され加速度となる(乗算部21bによって、減算部21aの差分出力と1/Meとが乗算されて加速度となる)。
In the
加速度は積分器21cで積分されて演算速度となり乗算部21dに入力される。設定部21eでは電気慣性Meと設定慣性Mとの比が設定され、乗算部21dで演算速度と設定比率による乗算が行われて第1の演算速度となって加算部21fに入力される。
The acceleration is integrated by the
一方、設定部21gでは、シャシーダイナモメータの固定慣性Moと設定慣性Mとの比で慣性値を設定し、設定された慣性値は乗算部21hで速度検出値と乗算されて第2の演算速度となる。この第2の演算速度は加算部21fで第1の演算速度と加算演算されることによって、速度目標値(目標速度)が得られる。この速度目標値は、さらに、減算部21iで速度検出値(パルスピックアップ5の検出値)との差分が得られて速度誤差となる。この速度誤差に補正出力部21kからの比例ゲインを乗算部21jにて乗算することで図1の加算部22への補正量(SE補正)として出力される。
On the other hand, in the
なお、補正出力部21kは、縦軸を速度補正ゲイン、横軸を電気慣性設定値とし、慣性設定値に応じた速度補正ゲインマップとなっている。すなわち、速度補正機能にゲイン補正機能を加え、慣性設定値に応じて速度補正ゲインを変えるよう構成したことで、目標駆動力と計測駆動力が等しくなるよう目標車速を決定している。
The
尚、図3の構成では、電気慣性Meによる第1の演算速度(乗算部21dの出力)と固定慣性Moによる第2の演算速度(乗算部21hの出力)とを分けて求めているので、理想的な目標速度を演算することができる。
In the configuration of FIG. 3, the first calculation speed based on the electric inertia Me (output of the
図4は図1の駆動力オブザーバ6の詳細な構成を示し、図1における切替器、電気慣性設定部20、速度補正部21、加算部22等は図示省略している。
パルスピックアップ5で検出された速度検出信号は、走行抵抗設定部7に入力されて速度に対応した走行抵抗指令値が出力される。速度検出信号は駆動力オブザーバ6にも入力されて微分回路6aで微分され、その微分信号は設定部6cで予め設定されたシャシーダイナモメータの固定慣性Moと乗算(乗算部6b)される。FIG. 4 shows a detailed configuration of the driving
The speed detection signal detected by the
乗算部6bの乗算値は加算部6dでトルク検出値(ローパスフィルタ13の出力)と加算されて機械慣性によるトルク分が求められ、このトルク分は減算部6eで走行抵抗指令値との差演算が実行されて算出された差分は乗算部6fに出力される。設定部6gでは電気慣性Meと設定慣性Mとの比によって慣性値が設定され、設定された慣性値は乗算部6fにおいて機械慣性によるトルク分と乗算されて電気慣性設定値として加算部8側に出力される。加算部8の出力は、図1で述べたように減算部9を介してトルク制御部10aに出力されてトルク指令が生成される。
The multiplication value of the
トルク制御部10aにはロードセル4により検出されたトルク検出信号がフィードバックされるが、そのトルク検出部の出力側にローパスフィルタ13が接続される。このローパスフィルタ13は、トルク制御部10aの制御応答性の向上を図るために、予め機械動特性を計測し、機械系共振点及び倍率を把握して機械動特性の定量化を図り、計測した機械動特性との共振倍率のピーク値が1倍以下となるようにトルク検出に最適な周波数特性となるよう選定され、例えば、90%/30msecを目標として制御応答・電気慣性応答の向上を図っている。
A torque detection signal detected by the load cell 4 is fed back to the
以上のように構成されたシャシーダイナモメータの制御装置において、ダイナモメータ2が正慣性で制御されているときは、駆動力オブザーバ6による電気慣性設定値に速度補正部21からの補正値が加算されて電気慣性設定値として加算部8に出力される。その際、駆動力オブザーバ6には、微分された検出速度信号(微分回路6aの出力)と固定慣性Moとの乗算値を求め、この乗算値とローパスフィルタ13を通過したトルク検出との加算演算が加算部6dで行われる。
In the chassis dynamometer control device configured as described above, when the
そして、加算部6dの加算値と走行抵抗設定部7からの走行抵抗指令との差分を求める演算が減算部6eで実行される。さらに、減算部6eの演算出力と、設定部6gに設定された電気慣性Meおよび設定慣性Mの比による慣性値とが乗算部6fにおいて乗算され、その結果乗算部6fから加算部8に電気慣性設定値が出力される。
And the calculation which calculates | requires the difference of the addition value of the
加算部8には、走行抵抗設定部7によって設定された車速に応じた走行抵抗指令が出力されており、この走行抵抗指令と電気慣性設定値(乗算部6fの出力)とが加算される。この加算部8の加算値は、減算部9においてローパスフィルタ13を経てフィードバックされたトルク検出と減算され、その差分がトルク制御部10aに入力されてトルク指令が生成され、インバータ11を介してダイナモメータ2が制御される。
A traveling resistance command corresponding to the vehicle speed set by the traveling
一方、電気慣性設定部20からは、ダイナモメータ2の正慣性制御時には設定慣性Mと固定慣性Moの関係がM>Moとなっているため、電気慣性設定部20による電気慣性設定値は加算部8には出力されない。
On the other hand, since the relationship between the set inertia M and the fixed inertia Mo is M> Mo during the positive inertia control of the
次に、ダイナモメータ2の制御が負慣性への電気慣性指令に切替られて設定慣性Mと固定慣性Moの関係がM<Moになると、電気慣性設定部20により設定された慣性値に速度補正部21からの補正値が加算されて電気慣性設定値となって加算部8に出力され、トルク制御部10a及びインバータ11を介してダイナモメータ2は負慣性制御される。当然のことながらM=Moの時にはどちらの設定値も出力されない。
Next, when the control of the
図5、図6は電気慣性指令の特性図を示したものである。各図において、線Aは固定慣性トルク、線Bは駆動力オブザーバ出力(=固定慣性トルク+ロードセルトルク)、線Cは理論電気慣性指令、線Dは電気慣性指令、線Eは車速を示したものである。 5 and 6 show characteristic diagrams of the electric inertia command. In each figure, line A represents a fixed inertia torque, line B represents a driving force observer output (= fixed inertia torque + load cell torque), line C represents a theoretical electric inertia command, line D represents an electric inertia command, and line E represents a vehicle speed. Is.
図5で示す駆動力オブザーバ6の電気慣性指令のみの場合(従来方式の場合)で、正慣性側では電気慣性範囲が広くなっているのに対し、負慣性側では過渡の初期状態では電気慣性がかかり過ぎて電気慣性指令(線D)と理論電気慣性指令(線C)との間に差異が生じている。これに対し、図6で示す電気慣性設定部20を併設した場合(本発明方式の場合)の電気慣性指令(線D)は、理論電気慣性指令(線C)と一致して電気慣性が高精度でかけられていることが分る。
In the case of only the electric inertia command of the driving
図7は機械動特性を示したボード線図で、40Hz近辺に共振点が存在し、この共振点及び倍率を把握してローパスフィルタ13の特性が選択される。
FIG. 7 is a Bode diagram showing mechanical dynamic characteristics. A resonance point exists in the vicinity of 40 Hz, and the characteristic of the low-
図8は機械動特性を考慮したローパスフィルタ13を用いたときのトルク制御特性を比較したボード線図で、線イがローパスフィルタ特性調整前、線ロが調整後であり、周波数特性が広域にまだ伸長されている。
FIG. 8 is a Bode diagram comparing the torque control characteristics when using the low-
図10,図11は車速変更時の過渡状態時における電気慣性指令を示したもので、図10は従来の駆動力オブザーバ6のみから電気慣性指令を発生させた場合の特性図、図11が本発明による電気慣性設定部20を併設した場合の電気慣性指令の特性図である。各図において線Bは電気慣性指令、線Cは理論電気慣性指令、線Eは車速であり、車速(線E)変更時点の過渡時には図10よりも図11で示す本発明の方が電気慣性指令(線B)が理論電気慣性指令(線C)に近づいていることが分る。
10 and 11 show the electric inertia command in the transient state when the vehicle speed is changed. FIG. 10 is a characteristic diagram when the electric inertia command is generated only from the conventional
本発明によりトルク制御ゲインが向上することにより、図9で示すようにステップ変化によるトルク応答が向上している。なお、図9(a)が従来のトルク応答を示し、図9(b)が機械動特性を考慮したローパスフィルタ13を用いたときのトルク応答図で、短時間にトルク検出されて電気慣性応答が向上していることが分る。
By increasing the torque control gain according to the present invention, the torque response due to the step change is improved as shown in FIG. FIG. 9A shows a conventional torque response, and FIG. 9B is a torque response diagram when using the low-
図12はモード走行時の誤差量変化図で、実際にモード走行したときの積算した仕事量誤差量の変化図で、本発明による電気慣性設定部20を併設した場合に仕事量誤差量が0に近づいている。
FIG. 12 is a diagram showing a change in the amount of error at the time of mode running. FIG. 12 is a diagram showing a change in the amount of work error accumulated when actually running in the mode, and when the electric
以上本発明によれば、次のような効果が得られるものである。
(1)正慣性時の電気慣性方式が採用された駆動力オブザーバと、負慣性時の電気慣性方式を採用した電気慣性設定部を併設し、設定慣性Mと固定慣性Moとの関係がM>Moのときに駆動力オブザーバから電気慣性値を出力し、M<Moのときに電気慣性設定部から出力を得ることで、電気慣性設定値の最適化が可能となり、負慣性時への制御切替時での応答性が向上し、車速変化点での発生誤差量が縮減されるものである。
(2)速度補正部を設けて慣性設定値毎に速度補正ゲインを変化させたことで、全電気慣性設定値の範囲において速度補正が可能となり、目標駆動力と計測駆動力が等しくなるような制御ができるものである。
(3)トルク制御部でのトルク検出フィードバック回路にローパスフィルタを設け、このローパスフィルタの特性として、予め計測した機械動特性との共振倍率のピーク値が1倍以下となるようなトルク検出とすることで、トルク制御の応答性が向上するものである。
(4)上記(1)〜(3)項の全部の組み合わせ、若しくは任意の組み合わせによる装置でシャシーダイナモシステムを使用してモード運転を行った場合、従来と比較して仕事量誤差の発生、及びベンチ間機差の発生が縮減され、仕事量誤差は燃費と相関関係にあることから燃費計測における信頼性が向上し、より高精度な車両特性の計測が可能となるものである。As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) A driving force observer adopting an electric inertia method at the time of positive inertia and an electric inertia setting unit adopting an electric inertia method at the time of negative inertia are provided side by side, and the relationship between the set inertia M and the fixed inertia Mo is M> Electric inertia value is output from the driving force observer when Mo, and output is obtained from the electric inertia setting unit when M <Mo, so that the electric inertia setting value can be optimized, and control switching to negative inertia The responsiveness at the time is improved, and the amount of error generated at the vehicle speed change point is reduced.
(2) By providing a speed correction unit and changing the speed correction gain for each inertia setting value, speed correction can be performed in the range of all electric inertia setting values, and the target driving force and the measured driving force become equal. It can be controlled.
(3) A low-pass filter is provided in the torque detection feedback circuit in the torque control unit, and the characteristic of this low-pass filter is torque detection so that the peak value of the resonance magnification with the mechanical dynamic characteristic measured in advance is 1 or less. Thus, the response of torque control is improved.
(4) When mode operation is performed using the chassis dynamo system with an apparatus based on all or a combination of the above items (1) to (3), generation of work error compared to the conventional case, and The occurrence of machine differences between benches is reduced, and the work error is correlated with the fuel consumption. Therefore, the reliability in the fuel consumption measurement is improved, and the vehicle characteristics can be measured with higher accuracy.
Claims (6)
前記検出速度信号を入力して負慣性の電気慣性指令を出力する電気慣性設定部を設け、
設定慣性をM、固定慣性をMoとしてM>Moのときに前記駆動力オブザーバから電気慣性指令を出力し、M<Moのときに前記電気慣性設定部から電気慣性指令の出力を得て前記走行抵抗指令と加算するよう構成したシャシーダイナモメータの制御装置。Place the vehicle under test on the dynamometer roller, input the detected speed signal of the roller and the torque detection signal of the dynamometer to the driving force observer, and output the electric inertia command of positive inertia, corresponding to the detected speed signal The torque detection signal is subtracted from the added value of the running resistance command and the electric inertia command that are output in this manner, the difference is input to the torque control unit to generate a torque control command, and the dynamometer is controlled via the inverter. In the dynamometer,
An electric inertia setting unit that inputs the detection speed signal and outputs an electric inertia command of negative inertia is provided,
When the set inertia is M and the fixed inertia is Mo, when M> Mo, an electric inertia command is output from the driving force observer, and when M <Mo, the output of the electric inertia command is obtained from the electric inertia setting unit and the travel is performed. Chassis dynamometer controller configured to add with resistance command.
前記電気慣性設定値に応じて速度補正ゲインを変えて前記駆動力オブザーバ若しくは電気慣性設定部の出力に加算するよう構成した請求項1記載のシャシーダイナモメータの制御装置。A speed correction unit having a speed correction gain map in which the speed correction gain is mapped according to the electric inertia set value;
2. The chassis dynamometer control device according to claim 1, wherein a speed correction gain is changed in accordance with the electric inertia setting value and added to an output of the driving force observer or the electric inertia setting unit.
第1の乗算部の乗算値を前記走行抵抗指令に加算するよう構成した請求項1又は2記載のシャシーダイナモメータの制御装置。The electrical inertia setting unit includes a first differentiation circuit that differentiates the detection speed signal, and a first multiplication unit that multiplies the differential signal of the first differentiation circuit by a preset electric inertia,
The chassis dynamometer control device according to claim 1 or 2, wherein a multiplication value of a first multiplication unit is added to the running resistance command.
算出された演算速度に、設定された電気慣性と設定慣性との比からなる慣性値を乗算して第1の演算速度とし、
設定された固定慣性と設定慣性の比からなる慣性値に前記検出速度信号を乗算して第2の演算速度とし、
前記第1の演算速度と第2の演算速度を加算して速度目標値を算出し、この速度目標値と前記検出速度信号の差分で速度誤差を生成するよう構成すると共に、
前記速度補正ゲインマップを補正出力部に設け、補正出力部からの速度補正ゲインと前記速度誤差を乗算することで補正信号を生成して前記駆動力オブザーバ若しくは電気慣性設定部の出力に加算するよう構成した請求項2又は3記載のシャシーダイナモメータの制御装置。The speed correction unit calculates the calculation speed by integrating the acceleration obtained by dividing the difference between the running resistance command and the torque detection signal by the electric inertia,
The calculated calculation speed is multiplied by an inertia value composed of a ratio between the set electric inertia and the set inertia to obtain a first calculation speed,
Multiplying the detected inertia signal by the inertia value consisting of the ratio between the set fixed inertia and the set inertia to obtain the second calculation speed;
A speed target value is calculated by adding the first calculation speed and the second calculation speed, and a speed error is generated by a difference between the speed target value and the detected speed signal, and
The speed correction gain map is provided in the correction output unit, and a correction signal is generated by multiplying the speed correction gain from the correction output unit and the speed error, and added to the output of the driving force observer or the electric inertia setting unit. 4. The chassis dynamometer control device according to claim 2, wherein the chassis dynamometer is configured.
ローパスフィルタの特性を、予め計測した機械動特性との共振倍率のピーク値が1倍以下となるよう設定した請求項1乃至4の何れか1項に記載のシャシーダイナモメータの制御装置。A torque detection circuit for torque detection signal feedback of the torque control unit is provided with a low pass filter,
The chassis dynamometer control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the characteristic of the low-pass filter is set so that a peak value of a resonance magnification with a mechanical dynamic characteristic measured in advance is 1 or less.
第2の微分回路の微分信号と予め設定された固定慣性とを乗算する第2の乗算部と、
第2の乗算部による乗算値と前記ローパスフィルタの出力値とを加算した後、前記走行抵抗指令との差分を算出する減算部と、
減算部で算出された差分と予め設定された電気慣性と設定慣性の比による電気慣性設定値とを乗算し、この乗算値と前記走行抵抗指令を加算するよう構成した請求項5記載のシャシーダイナモメータの制御装置。The driving force observer includes a second differentiating circuit for differentiating the detected speed signal;
A second multiplier for multiplying the differential signal of the second differentiating circuit by a preset fixed inertia;
A subtracting unit that calculates a difference from the running resistance command after adding the multiplication value obtained by the second multiplication unit and the output value of the low-pass filter;
6. The chassis dynamo according to claim 5, wherein the difference calculated by the subtracting unit is multiplied by a preset electric inertia set value based on a ratio between the electric inertia and the set inertia, and the multiplied value is added to the running resistance command. Meter control device.
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