JPH02132343A - 駆動試験機の電気慣性補償制御方法 - Google Patents

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〕 本発明は自動車等の駆動系の実車等価試験を実施する駆
動試験機の慣性補償制御方法と装置に係り、特に高応答
の補償と高範囲の慣性量補償を可能とする電気慣性補償
制御方法と装置に関する。

〔従来の技術〕

この種の慣性補償制御装置に関しては特公昭５６−１０
１５３１号公報に記載の駆動試験機の慣性補償制御装置
が公知である。

第６図は上記公知例における構成図を示す。１はエンジ
ン、２はトランスミッション、３はトランスミッション
軸、４はカップリング、５はトルクピックアップ、６は
直流電動機または電気動力計（以下たんに電動機と称す
）、８はパルスピックアップ、９は電流検出器、１０は
サイリスタ電源装置、１１はサイリスタゲートパルス発
生器、１２は定電流制御演算増幅器（以下ＡＣＲと称す
）、１４はトルク制御演算増幅器（以下ＡＴＲと称す）
、１５はＦ／Ｖ　（周波数／電圧）変換器、１６は定常
吸収トルク設定演算器である。

以上はトルクピックアップ５をフィードバックとする自
動トルク制御系を構成しており、定常吸収トルク設定演
算器１６の出力及び後述の慣性補償演算の出力に一致し
たトルクを電動機６に発生させている。

一３ 慣性補償は第６図において、微分器１７．２０で電動機
６の回転角加速度が算出され、それに慣性量設定器１９
、補償量演算器２２の出力が掛算された結果が、それぞ
れＡＴＲ１４、Ａ　Ｃ　Ｒ　１．　２に与えられ、上述
のトルク制御系で電気的に慣性補償トルクを発生させて
行なわれていた。

以下の説明に用いる記号の意味は、以下の通りである。

Ｉｅ ；各図において、トルクピックアップ５より左側の慣性
量 ■．；各図において、　トルクピックアップ５より右側
の慣性量 工ａ　；試験機の全慣性量すなわち（Ｉｅ＋Ｉ−）■エ
　；被試験駆動系すなわち実車の全慣性量従って（エエ
ーＩａ）が実車と試験機の慣性量の差になる ζφ；電動機６のトルク係数 Ｆｃ　ｉ定電流制御系の電流検出利得（ゲイン）ＫＴ　
；トルク検出利得（ゲイン） Ｋω；エンジン回転検出利得（ゲイン）すなわちＦ／Ｖ
変換器１０７，パルスピックアップ１０６の利得 Ｋ８　；エンジン速度制御系の利得（ゲイン）Ｔ，，Ｔ
２；トルク制御系の補償時定数Ｔ３；トルク検出遅れ時
定数 Ｔ５；微分器１７，２０（７）遅れ時定数（Ｆ／Ｖ変換
器１５の遅れも含） Ｔ．．゜微分器１０９の遅れ時定数 Ｔ７；エンジン速度制御系の応答時定数Ｔｃ　・定電流
制御系の応答時定数 Ｔｅ”エンジン１の発生トルク Ｔｄ　；試験機に対する駆動トルク Ｔ．　　・電動機６の発生トルク Ｔｚ；トルクピックアップ５の検出トルクω．；回転角
速度（実回転数） ωＰ　；回転角速度指令値（回転数指令値）ω．；ω．
の角加速度 ωＰ　；ωＰの角加速度 Ｖｉ”トルクピックアップ５の検出電圧ＶＴＰ；定常吸
収トルク指令値 ｖＩｃ；過渡吸収もしくは駆動トルク指令値すなわち慣
性補償トルク ＶＡＣ；ＶＩＣの電流指令換算値 Ｖｃｐ；定電流制御系に対する指令値 〔発明が解決しようとする課題〕 電気慣性補償は、供試品の等価慣性モーメント分の慣性
トルクを電動機で電気的に発生させ、機械フライホイー
ルの代りに使用されるものである。

しかし、電気慣性補償には種々の制御遅れが存在し、こ
の遅れをいかに小さくして、機械フライホイールに近づ
けるか従来より課題となっていた。

前記公知例では、トルクピックアップ５の検出遅れの影
響を無くすため、電流制御系にフォーシング電流指令と
して、慣性補償を与える手段を採択し、応答の改善を図
ったものであった。

しかし、トルクピックアップ５の検出遅れについては解
決をみたが、以下に示す問題があった。

（ａ）回転角加速度の検出遅れの影響については解決さ
れていないため、応答が制限されていた。

第６図の等価変換制御ブロック図を第７図に示す。第７
図中の１２ｂの伝達ブロックのＴ５が、上記の検出遅れ
に相当するものである。又、１２ｂは公知例における慣
性補償の過渡応答伝達関数であり、Ｔ，が大となること
は応答が悪くなることを示す。Ｔ，は第６図のＦ／Ｖ変
換器１５及び微分器１７．２０の遅れである。

周知の通りＦ／Ｖ変換器には、速度に比例した周波数（
又はパルス）を電圧に変換するための変換遅れがあり、
特に低速度では応答はいちじるしく劣化する。微分器１
７．２０は回転速度を微分して回転角加速度を演算する
ものであり、理想的には遅れ無しの完全微分器がよいこ
とはいうまでもない。しかし、完全微分器は対ノイズ，
微分器を構成するアンプの安定性上から原理的に成立し
ないのも又、周知の通りである。そのためアンプの発振
防止、および実用となるＳ／Ｎ比を確保した遅れを有す
る不完全微分器が用いられているのである。

（ｂ）前記従来技術は、第６図に示す通り慣性補償の制
御ループは電動機６の回転をパルスピックアップ８で検
知し、Ｆ／Ｖ変換器１５で回転パルスを電圧に変換して
、さらに微分器１７．２０で回転角加速度を演算し、そ
れに補償慣性量を掛算器１８．２１で掛算して慣性補償
トルクを算出して、その値を電動機６のトルク制御系で
発生させるものである。以上で分る通り、従来の慣性補
償制御系は、電動機６の自己の回転からのフィードバッ
クで、電動機６自身が慣性補償トルクを発生する閉ルー
プ制御である。

このため以下の２つの問題があった。

（ｂ）−１，閉ループ制御においては応答の速さと安定
性は裏腹の関係にあり、無条件で応答を上げることがで
きないことと、系として調整が難しいという問題があっ
た。

（ｂ）−２，第７図の等価制御ブロック図に示す通り、
慣性補償の電流制御系へのフィードバックを含む等価伝
達関数１２ｃの応答の早さを示す時定数が、試験機の全
慣性量Ｉａと被試験体の全慣性量■エの比（即ち慣性補
償範囲で以下Ｉａ／Ｉエと称す）により変化する。その
ため，Ｉａ／Ｉｚ比の変化により、系の安定性に限界が
生じるという問題があった。

従来技術でもＩａ／Ｉエの比により、時定数Ｔ　ｃ　，
Ｔ５を増減させ系の応答の一定化を図っている。

しかし近年、低μ路（低慣性シュミレーション）試験，
電動機の交流モータ化のため、Ｉａ／ＩΣの比が０．１
〜１０の高範囲補償の要求がでて来ている。

これに対応するためには伝達関数１２ｃの（　Ｔ　ｃ　
＋Ｔ　ｓ　）を１００倍変化させる必要がある。

Ｔｃは定電流制御系の応答時定数であるから、定電流制
御系単独で考えれば、最少でなければならない。よって
変化させるとすればＴ５となる。Ｔ５の変化は伝達関数
１２ｃにおいて、分子の項が変化する。自動制御理論上
からいって、係る場合のＴ５の増減は０．３〜３位が限
界である。したがって従来技術においては、上記（ｂ）
−２で述べた如く慣性補償の大幅な拡大に対しては、系
が不安定となるため対応できないという問題が生じてい
た。

本発明の目的は、高応答，高範囲慣性補償を可能とする
にある。

〔課題を解決するための手段〕

係る駆動試験機は、自動車等の走行をシュミレーション
するものであるからして、駆動側のエンジン１は走行速
度パターンに従って運転される。

即ち、駆動側のエンジン１は、速度パターンを再現する
速度制御装置で運転される。速度パターンで運転される
エンジン１の速度に対して、慣性補償トルクを電動機６
で発生させるのが慣性補償の目的とする機能である。従
来はこの機能を達成するに、前に述べている通り電動機
６の自己回転、即ちエンジン１の実回転（速度）の角加
速度で慣性補償を行なっていた。しかし、以上から分る
通り、エンジン１の回転は速度パターンに従って再現さ
れるのであるから、速度パターンから直接演算された回
転角加速度をもってして慣性補償を行なっても、同一の
機能を得られることは明らかである。

よって、高応答かつ高範囲の慣性補償は上述の速度パタ
ーンに基いて回転角加速度を検出する手段と、慣性量設
定器を設け、両者の信号を掛算した慣性補償トルクを電
動機のトルク制御系にトルクパターンとして与える手段
を設けることにより、実現される。

すなわち、上記の目的は、駆動側原動機が速度制御装置
と速度パターン発生器を有し、該駆動側原動機にトルク
ピックアップを備えた出力軸を介して結合される吸収側
電動機は電流制御演算手段およびトルク制御演算手段と
、前記トルク制御演算手段のフィードバックとして、駆
動側原動機の出力軸のトルクを検出するトルクピックア
ップと、検出したトルクに基づいて慣性補償トルクを前
記吸収側電動機に与える手段と、を備えた駆動試験機の
電気慣性補償制御装置の、慣性補償トルクを与える手段
に、前記速度パターン発生器の出力から回転角加速度を
算出する微分演算器と、トルク換算慣性量設定器と、電
流換算慣性量設定器と、前記微分演算器の出力と前記ト
ルク換算慣性量設定器の出力を掛算してトルク換算慣性
補償トルク値を算出する掛算器と、前記微分演算器の出
力と一１１ 前記電流換算慣性量設定器の出力を掛算して電流換算慣
性補償トルク値を算出する掛算器と、を備えることによ
り達成される。

また、駆動原動機の回転速度が速度バタ、一ン発生器の
出力に基づいて速度制御装置により制御され、該暉動原
動機にトルクピックアップを備えた出力軸を介して結合
された吸収側電動機に、電流制御演算手段とｌ・ルク制
御演算手段とを介して慣性補償トルク値が与えられる駆
動試験機の電気慣性補償制御方法の、慣性補償トルク値
を与える方法が、前記速度パターン発生器の出力から回
転角加速度を算出する手順と、該回転角加速度と必要補
償慣性量の設定値からトルク換算慣性補償トルク値と電
流換算慣性補償トルク値とを算出する手順と、前記トル
ク換算慣性補償トルク値を前記トルク制御演算手段の入
力に加え、前記電流換算慣性補償トルク値を前記電流制
御演算手段の入力に加える手順と、を備えている卵動試
験機の電気慣性補償制御方法としてもよい。

速度制御装置の応答し１と、電流制御演算手段の応答Ｔ
ｃと、回転角加速度の算出応答時間Ｔ６とが、ｔ１≧Ｔ
，＋Ｔｃとなるように設定されている請求項２に記載の
駆動試験機の電気慣性補償制御方法としてもよい。

さらに、トルク換算慣性補償トルク値は、被試験駆動系
の全慣性量Ｉエ，試験機の全慣性量Ｉａ，トルクピップ
アップからみて駆動側の慣性量Ｉｅ，回転角加速度ωを
用いて、ωＸ（ＩエーＩｅ）で与えられ、電流換算慣性
補償トルク値は、同じくωｘ（Ｉｒ．−■ａ）で与えら
れる請求項２に記載の駆動試験機の電気慣性補償制御方
法としてもよい。

〔作用〕

被試験駆動系をなす駆動側原動機出力軸の回転速度が、
速度パターン発生器から出力される速度パターンに従っ
て制御され、該速度パターン発生器から出力される前記
速度パターンから前記出力軸の回転角加速度が算出され
る。算出された回転角加速度に電流換算慣性量設定器の
出力が乗算され、電流換算慣性補償トルク値として、電
流制御演算手段に入力され、該電流制御演算手段が、そ
れに基いて吸収側電動機をその発生トルクが前記速度パ
ターンの場合に必要なトルクとなるように制御する。さ
らに、前記回転角加速度にトルク換算慣性量設定器の出
力が乗算されてトルク換算慣性補償トルク値として出力
され、トルクピックアップで検出されたトルク値と比較
されて、その偏差が演算される。演算された偏差は前記
電流制御演算手段に入力され、該電流制御演算手段は、
前記電流換算慣性補償トルク値に基く吸収側電動機の発
生トルクを、入力される前記偏差に基いて増減させる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図〜第５図に基いて説明する。

駆動原動機１のトランスミッション２の出力軸には、パ
ルス発生用回転歯車１０５およびパルスピックアップ１
０６が設けられている（以下、パルス発生用回転歯車１
０５とパルスピックアップ１０６を一体として回転ピッ
クアップ１０６と記す）。駆動原動機１には、さらに，
そのスロットル１０１を遠隔操作するプッシュプルワイ
ヤ１０２と、該ワイヤを駆動する操作アクチュエータ１
０３，速度パターン発生器１０８の出力信号と回転ピッ
クアップ１０６の出力信号の偏差に基いて操作アクチュ
エータ１０３を駆動し、駆動原動機１の回転を速度パタ
ーン発生器が出力する速度パターンに追従制御する速度
制御装置１０４が接続されている。

尚、実エンジン回転数は、前記出力軸の回転数をトラン
スミッション２のギャー比で除した値である。しかし、
慣性補償が実行される軸回転は、トランスミッション２
の出力軸回転に対してであり、これまでに述べたエンジ
ン回転数も、この意味のものである。エンジン回転その
ものを、直接エンジンの点火パルスから検出する場合は
、逆にトランスミッション２のギャー比を乗じて、トラ
ンスミッシ巨ン２の出力軸回転数を算出する。

トランスミッション２の出力軸には、カップリング４を
介してトルクピックアップ５を備えたトランスミッショ
ン軸３の一端が結合され、該トランスミッシミン軸３の
他端には、更にカツプリン＝１５ グ４を介して吸収側電動機６が結合されている。

該電動機６には、その回転を検出するパルスビックアッ
プ８が接続され、該パルスピックアップ８の出力線は、
Ｆ／Ｖ変換器１５，定常吸収トルク設定演算器１６を経
て、加算器１４．Ａに接続されている。また、トルクピ
ックアップ５の出力線も、加算器１４Ａに接続され、該
加算器１４Ａの出力線はトルク制御演算手段であるトル
ク制御演算増幅器（以下ＡＴＲと記す）１４に接続され
ている。

ＡＴＲ１４の出力側には、加算器１２Ａ，電流制御演算
手段である定電流制御演算増幅器（以下ＡＣＲと記す）
１２，サイリスタゲートパルス発生器１１，サイリスタ
電源装置１０，がこの順に直列に接続され、サイリスタ
電源装置１０は吸収側電動機６に接続されている。サイ
リスタ電源装置１０と電動機６を接続する線には、電流
検出器９が設けられ、電流検出器９の出力線は、加算器
１２Ａに接続されている。トランスミッション軸３以降
に述べた第１図点線枠（イ）内の上述の構成は、前記第
６図に示す従来例と同じであり、トルクピックアップ５
の検知するトルクをフィードバックとするトルク制御系
をなしている。

前記速度パターン発生器１０８の出力側には、該速度パ
ターン発生器１０８の出力信号ω，を微分して回転角加
速度ωＰを演算する微分演算器１０９が接続され、該微
分演算器１０９の出力側に、並列に掛算器１１０，１１
１の入力側が接続されている。掛算器１１０の他の入力
側にはトルク換算慣性量設定器（以下慣性量設定器とい
う）１１２が接続され、出力線は前記加算器１４Ａの入
力側に接続されている。また、掛算器１１１の他の入力
側には電流換算慣性量設定器（以下慣性量設定及び補償
器という）１１３が接続され、出力側は前記加算器１２
Ａの入力側に接続されている。

本実施例が従来例と異なるのは、前述の微分演算器１０
９，慣性量設定器１１２および慣性量設定及び補償器１
１３が設けられた点にある。

本実施例において、トルクピックアソブ５の検出遅れの
影響をなくすため、ＡＣＲ１２へ、掛算器１１１の出力
信号ＶＡＣ１１５である慣性補償トルクの電流指令換算
値、つまり、電流換算慣性補償トルク値が加算器１２Ａ
を経て直接フォーシングとして与えられている。また、
ＡＴＲ１４へは掛算器１１０の出力信号Ｖｒｃｌｌ４で
あるトルク換算慣性補償トルク値が加算器１４Ａを経て
与えられている。ＡＴＲ１４へはトルクピックアップ５
の検出トルクが加算器１　４．　Ａを経てフィードバッ
クされる。よって、トルクピックアップ５により検出さ
れるトルクが、目的とする慣性補償トルク相当となるよ
うな信号が、ＡＴＲ１４へ与えらる必要がある。加算器
１４Ａでは、トルクピックアップ５の検出トルクと信号
１１４の偏差が演算され、ＡＴＲ１４を経て加算器１２
Ａに入力される。

トランスミッション軸３の回転角加速度をωとして、目
的とする慣性補償トルクをＴａとすれば、 Ｔ　ａ　”ω×エエ　　　　　　　　　　　・・・・・
（１）エエ：実車の全慣性量 である。試験機の全慣性量１ａとＩエの差分の慣性トル
クを八Ｔ＆とすれば、 ΔＴａ＝ｃ＋＋Ｘ（Ｉｘ−Ｉａ）　　　　　　　−−（
２）であり、このΔＴａ分を電動機６で発生させてやれ
ば駆動原動機１に加わるトルクがＴａとなる。

トルクピックアップ５の検出トルクＴｉは、第４図に示
されるように、 Ｔ　ｉ　＝ωＸＩ．＋Ｔ．　　　　　　　　　　・＝・
（３）■．二トルクピックアップより電動機側の全慣性
量 Ｔ．：電動機の発生トルク であるΣ、Ｔ．が電動機の発生トルクであるから、（３
）式において、Ｔ．＝ΔＴａであるＴｉと同一の値を信
号１１４の値とすればよい。（３）式のＴ．に（２）式
が代入されると、 Ｔｚ＝ｃ＋＋ＸＩｍ＋ω（Ｉｚ　　Ｉａ）＝ωＸ（Ｉエ
ーエｅ）　　　　　　　　　・・・・・（４）但し　Ｉ
ａ”Ｉ−　　Ｉｅ となる。よって信号１１４は（４）式の値で与えられる
必要がある。

ー２０一 次に電動機の発生トルクと電動機の電流値は界磁電流一
定であれば、１対１で比例する（直流電動機等で界磁制
御がある場合は別に述べる）。ＡＣＲ１２で制御される
トルクはＴ．そのものであり、Ｔ．＝ΔＴａであればよ
いから、信号１１５は（２）式の値で与えられる必要が
ある。

以上のことから、慣性量設定および補償器１１３の設定
出力は（ＩエーＩａ），慣性量設定器１１２の設定出力
は（工．−Ｉｅ）であれば，目的の慣性補償が実現され
る。Ｉａ，Ｉｅは試験機に定まった既知の値であり、前
記設定器１１２，１１３は試験時の■エの設定値に基い
て、それぞれ、エエーＩｅ，ＩエーＩａの値を算出する
。また、それぞれの設定器の実際の出力には、後述する
各制御系のゲインを補正する定数が乗じられる。

本実施例の動作を以下に説明する。速度パターン発生器
１０８に設定される速度パターンは、時間によって変化
する速度またはトランスミッション軸の回転数として設
定される。速度とトランスミッション軸の回転数は一義
的な関係のものであるから、以後回転数として説明する
。速度パターン発生器１０８が出力する設定回転数ωＰ
と、回転ピックアップ１０６のフィードバック信号とが
比較され、その偏差が零となるよう、速度制御装置１０
４が制御信号を出力し、この制御信号により、操作アク
チュエータ１０３，プッシュプルワイヤ１０２，を介し
て駆動原動機（以下エンジンという）１のスロットル１
０１が調節される。その結果、速度パターン発生器１０
８の出力する設定回転数に、トランスミッション軸３の
回転数が一致するようにエンジン１が運転される。

速度パターン発生器１０８が出力する設定回転数ωＰは
、微分演算器１０９により微分されて回転角加速度ω，
となる。エンジン１は上述の通り、トランスミッション
軸３の実回転数ω１が設定回転数ω，と一致するように
運転されるから、前記回転角加速度ω，の算出は、トラ
ンスミッション軸３の回転角加速度ω１を検出するのと
同等である。速度制御装置１０４に遅れも誤差もなけれ
ば、ωＰ＝ω．であるが、速度制御装置１０４は応答遅
れを有するから、ωＰはω．を前時間で検出した値とな
る。この点が応答の改善上、重要である。

信号１１４は、このωＰと慣性量設定器１１２の出力（
■エーエ。）が、掛算器１１０で掛算されたものに、以
下に述べるゲイン補正値が乗じられたものである。第２
図は第１図に示される装置の制御ブロック図である。ブ
ロック５ａがトルクピックアップ５の検出伝達関数で、
ＫＴがトルクの検出ゲインであるから、信号１１４とト
ルク検出値とが整合するには、信号１１４にゲインＫＴ
が乗算される必要がある。このため、第２図のブロック
１１２に示される通り、慣性量設定器１１２の設定値は
Ｋｒ（Ｉｚ　　Ｉｅ）とされ，信号１１４の電圧値■■
ｃは、 Ｖｒｃ＝Ｋ丁・ωｐ　（工ｚ−　工ｅ）　　　　　−（
５）となる。同じく信号１１５はＴ．に整合するために
は、第２図のブロック１２ａで示されるＡＣＲの前向ゲ
インζφ／　Ｆ　ｃで除す必要があるから、慣性量設定
および補償器１１３の設定値は、（ＦＣ／ζφ）・（Ｉ
エーエａ）とされ、信号１１５の電圧値Ｖａｃは、 となる。

つまり，ωＰが演算され、それに従って（６）式の値で
ある信号１１５（電流換算慣性補償トルク値）が、ＡＣ
Ｒ１２に出力される。この電流換算慣性補償トルク値は
、速度パターンに従って駆動原動機が回転するとき、被
試験駆動系（例えば実車）の全慣性量と試験装置の慣性
量の差により補償されることが必要になるトルクを吸収
側電動機に、駆動側原動機の回転に遅れることなく発生
させるためのものである。また、トルク換算慣性補償ト
ルク値として出力される、（５）式の値である信号１１
４は、トルクピックアップ５で検出されるべきトルク値
であり、トルクピックアップ５で検出されたトルク値と
の偏差が、ＡＣＲ１２に加えられ、前記電流換算慣性補
償トルク値で制御される吸収側電動機の発生トルクの増
減に用いられる。

信号１１４はωｐ｛Ｉｚ　　Ｉｅ），信号１１５はωｐ
・（Ｉｚ　　Ｉａ）であれば、（１）−（４）式を用償
が実施される。

第３図は第２図の等価制御ブロック図であり、Ｆ／Ｖ変
換器１５，定常吸収トルク設定演算器１６，は省略され
ている。定常吸収トルクは走行抵抗相当のトルクであり
、慣性補償トルクの過渡特性に比して、一定値ＶＴＰと
みなされる。ωヨは実回転角加速度で（１）〜（４）式
のωと同じであ制御の応答遅れ時間分だけ前時間で出力
される。

定数の関係を決った条件で設定すれば、（６）式は（２
）式のΔＴ　ａ　，即ち電動機のＴ．とじて、ω．時間
基準に対しては、遅れなく発生することが容易に想定さ
れる。その条件は第３図において、１０４ｂはエンジン
速度制御系の閉ループ伝達関数，１１３ａはＡＣＲ系の
慣性補償の過渡制御特性ブロックであるから、両者の分
母が、であればよい。（７）式はＴ６，　Ｔｃ，　Ｋｗ
，　ＫｅおよびＴ７の調整によって実現される。実際的
には，Ｔ６，Ｔｃは最少として、エンジン速度制御系の
ゲイン，Ｋｅと応答時定数Ｔ７で設定される。但し、Ｉ
　ａ／　（Ｋｗ−Ｋｅ）を必要以上に大きくすることは
、速度パターン回転数が正しく実現されなくなるという
不具合が生じる懸念がある。各時定数のオダーは、Ｔｃ
＝０．０１−０．０２５ｓｅｃ，Ｔ，＝０．１〜０　．
　２　ｓｅｅ位である。慣性補償の応答は、機械フライ
ホイール（応答遅れ＃零）と同等を目標とするから、Ｔ
６の０．１−０．２ｓｅｃのオダーの遅れは慣性補償と
しては許容されないが、しかしエンジン速度制御系の応
答遅れと比較すると同等オダーであり、よってエンジン
速度制御系の応答を大幅？延ばす必要はなく、エンジン
速度制御系の応答の劣化を招くことなく、（７）式の設
定は実現できる。

以上の応答の関係を第５図に時間Ｔを横軸に、回転速度
ω、回転角加速度ω、慣性補償トルクＴａを縦軸にとっ
て示す。ｔ２はＴ６相当で、ｔ，はＴ　ｔ．＋　Ｔ　ｃ
であり、ｔ１はエンジン速度制御系の応答を示し、（７
）式の条件ｔａ≦ｔ■と設定されている状態であり、ω
，は実回転ω．よりも先行するωＰに基づいて演算され
るから、ω，はωヨに遅れなく追従し、従って慣性補償
トルクＴａは実回転ω．に遅れなく追従している状態を
示している。

しかし、従来の方法では、実回転ω．に対し、検出され
る回転角加速度は、破線で示されるω１′であり、この
ωヨ′に対して、慣性補償トルクＴａ’が生じるので、
実際のω．に対しては応答遅れが生じる。

第３図の１１８ａの伝達関数がＡＣＲ系の慣性補償の過
渡特性を示し、公知例と同じく全体の過渡応答が決定さ
れることは第３図のブロック図から明らかであり、第７
図（公知例）の１２ｂに対応することになる。ＡＴＲ系
への慣性補償の入力信号は、第３図の１０９．１．１．
２ａの伝達関数で示されるもので、速度パターン発生器
１０８より指令値（オープンループ）で与えられている
。このループは以下の通り機能する。ＡＣＲ系はＡＴＲ
系のマイナーループになっている。よって、１１３ａの
信号はＡＴＲ系に対しては外乱となり、そのままではＡ
ＴＲの１４の■。Ｐはそれを打消すように作用する。こ
れを防止するため、１１３ａの出力信号と等価値の１１
２ａの出力Ｖ＋ｃが、ＡＴＲ系にも与えられる必要があ
る。又、電動機のトルクは電動機の界磁一定の条件では
理論的には入力電流に１対１で比例するが、正確には電
動機の機械損分だけ、入力電流に対して減少する。ＡＴ
Ｒ系は実トルクのフィードバック５ａの■，と突合とな
るから、ＡＴＲ系のブロック１４の出力Ｖ　ｃ　ｐが上
記の機械損分を補償するように機能する。

又、ＡＴＲ系において第３図より分る通り、従来方式の
第７図のブロック１２ｃのように、Ｉａ／■エ比で変化
する伝達関数は含まれていないから、従来のようにＩａ
／Ｉエ比により系が不安定となる欠点は解消されている
。これは慣性補償トルク値が、いずれもオープンループ
で与えられることによる。

電動機が界磁調整による定出力特性を有する場合、定出
力範囲では、電動機のトルクと入力電流は１対１で比例
しなくなる。その場合は、以下の通り補正が行われる。

定出力範囲での回転数をＮｃとし、定出力範囲では一定
である電動機電圧をＥｃとすると ＥｃＸｉａ＝ｋｃＸＮｃＸＴｍ　　　　　−−−・・（
ａ）ｉａ：電動機への入力電流，Ｋｃ：定数が成立つ。

（８）式より ．　　　　Ｋｃ ｘ　ａ＝　　　Ｘ　ＮＣ　Ｘ　Ｔｌｌ　　　　　　　　
　　−　−　（９　）ＥＣ となり、Ｋ　ｃ　／　Ｅ　ｃは一定値であるから、Ｎｃ
で補正してやればよい。よって、第１図において、慣性
量および補償設定器１１３に、破線で示される回転数信
号２０を取りこみ、定出力範囲でのＮｃを演算して、（
６）式にＮｃを乗じた なる値の信号１１５を出力すれば補正される。

上述の実施例はエンジン駆動の例であるが、電動機駆動
の場合も駆動電動機が速度制御装置を有し，速度パター
ン発生器に従った回転数で運転されるのであれば、同様
に本発明の方法が適用できる。

本実施例によれば、以上説明したように慣性補償の元信
号である回転角加速度は、速度パターンより直接演算さ
れるから、駆動側原動機の速度制御装置の応答遅れ分実
回転角加速度より前時間で出力され、回転角加速度の検
出遅れの影響を無くすことができるので、応答の大幅改
善の効果がある。

また、慣性補償制御系は吸収側電動機の自己の回転角加
速度によらず、オープンループで楕成され、従来のクロ
ーズループによるフィードバックの因果律の影響が無い
から、慣性補償量の範囲（■エ／工ａの比）により系の
不安定を招くことが無いので高範囲慣性補償が実現でき
た。

また、制御系がオープンループで構成されるから、従来
のフィードバックの因果律による調整の困難性が無くな
り、調整は大幅に容易になる効果もある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、慣性補償の元信号である回転角加速度
が、速度パターン発生器の出力信号を微分して求められ
、駆動側の速度制御装置の応答遅れ分だけ実回転角加速
度より前時間で出力されるから、回転角加速度の検出遅
れが解消され、補償トルクの応答が改善される効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す系統図，第２図は第１図
の系統の制御ブロック図、第３図は第２図を等価変換し
て簡略化した制御ブロック図、第４図はトルクピックア
ップの検出トルクと各部慣性モーメントの関係を示す概
念図、第５図は慣性補償の応答を示す概念図、第６図は
従来例を示す系統図で、第７図は第６図の系統の制御ブ
ロック図である。 １・・・駆動側原動機、３・・・出力軸、５・・・トル
クピックアップ、６・・・吸収側電動機、１２・・・電
流制御演算手段（ＡＣＲ）、１４・・・トルク制御演算
手段（ＡＴＲ）、１　０　１，１　０　２，１　０　３
，１　０４・・速度制御装置、１０８・・・速度パター
ン発生器、１０９・・・微分演算器、１１０，１１１・
・・掛算器、１１２・・トルク換算慣性量設定器、１１
３・・・電流換算慣性量設定器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、駆動側原動機が速度制御装置と速度パターン発生器
   を有し、該駆動側原動機にトルクピックアップを備えた
   出力軸を介して結合される吸収側電動機は電流制御演算
   手段およびトルク制御演算手段と、前記トルク制御演算
   手段のフィードバックとして、駆動側原動機の出力軸の
   トルクを検出するトルクピックアップと、検出したトル
   クに基づいて慣性補償トルクを前記吸収側電動機に与え
   る手段と、を備えた駆動試験機の電気慣性補償制御装置
   において、慣性補償トルクを与える手段が、前記速度パ
   ターン発生器の出力から回転角加速度を算出する微分演
   算器と、トルク換算慣性量設定器と、電流換算慣性量設
   定器と、前記微分演算器の出力と前記トルク換算慣性量
   設定器の出力を掛算してトルク換算慣性補償トルク値を
   算出する掛算器と、前記微分演算器の出力と前記電流換
   算慣性量設定器の出力を掛算して電流換算慣性補償トル
   ク値を算出する掛算器と、を備えていることを特徴とす
   る駆動試験機の電気慣性補償制御装置。 ２、駆動原動機の回転速度が速度パターン発生器の出力
   に基づいて速度制御装置により制御され、該駆動原動機
   にトルクピックアップを備えた出力軸を介して結合され
   た吸収側電動機に、電流制御演算手段とトルク制御演算
   手段とを介して慣性補償トルク値が与えられる駆動試験
   機の電気慣性補償制御方法において、慣性補償トルク値
   を与える方法が、前記速度パターン発生器の出力から回
   転角加速度を算出する手順と、該回転角加速度と必要補
   償慣性量の設定値からトルク換算慣性補償トルク値と電
   流換算慣性補償トルク値とを算出する手順と、前記トル
   ク換算慣性補償トルク値を前記トルク制御演算手段の入
   力に加え、前記電流換算慣性補償トルク値を前記電流制
   御演算手段の入力に加える手順と、を備えていることを
   特徴とする駆動試験機の電気慣性補償制御方法。 ３、速度制御装置の応答を、と、電流制御演算手段の応
   答Ｔｃと、回転角加速度の算出応答時間Ｔ＿６とが、ｔ
   ＿１≧Ｔ＿６＋Ｔｃとなるように設定されていることを
   特徴とする請求項２に記載の駆動試験機の電気慣性補償
   制御方法。 ４、トルク換算慣性補償トルク値は、被試験駆動系の全
   慣性量Ｉ＿Σ、試験機の全慣性量Ｉ＿ａ、トルクピップ
   アップからみて駆動側の慣性量Ｉ＿ｅ、回転角加速度■
   を用いて、■×（Ｉ＿Σ−Ｉ＿ｅ）で与えられ、電流換
   算慣性補償トルク値は、同じく■×（Ｉ＿Σ−Ｉ＿ａ）
   で与えられることを特徴とする請求項２に記載の駆動試
   験機の電気慣性補償制御方法。