JP2019144199A - 試験システムの制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】供試体が新たなものに交換された場合であっても、この新たな供試体の機械特性に応じた共振抑制制御器の下で速やかに試験を開始できる試験システムの制御装置を提供すること。
【解決手段】試験システムの総括制御装置１は、ベーストルク電流指令信号と軸トルク検出信号とが入力されると、供試体ＷとダイナモメータＤとの間の機械共振が抑制されるようなトルク電流指令信号を生成しかつそれぞれ異なる入出力特性を有する複数の共振抑制制御器３２＿１，…，３２＿ｎと、ダイナモメータＤに接続されている供試体Ｗの慣性モーメントの値を取得する供試体特性取得部５１と、供試体特性取得部５１によって取得された慣性モーメントの値に基づいて複数の共振抑制制御器３２＿１，…，３２＿ｎのうち１つを選択し、選択した共振抑制制御器３２＿ｉを、ダイナモメータ制御モジュール３に実装する共振抑制制御器選択部５２と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、試験システムの制御装置に関する。
エンジンベンチシステムやドライブトレインベンチシステム等の試験システムでは、供試体であるエンジンやドライブトレイン等の慣性体は、ばね要素である連結軸を介して電動機に連結されているため、少なからず共振が発生する。またこのような試験システムでは、高い応答性を得るために連結軸として高剛性かつ低ダンピングのものが用いられる場合が多いため、共振が顕著となる。そこで試験システムには、連結軸に作用する軸トルクの検出信号と上位指令信号とに基づいて、共振を抑制するようなトルク電流指令信号を生成する共振抑制制御器が搭載されている（例えば、特許文献１参照）。
特許第５８３９１５４号公報
ところで試験システムに搭載される共振抑制制御器は、十分な共振抑制効果が得られるように、専門の設計者によって供試体の特性に応じて個別に設計されたものが用いられる。このため従来では、供試体が交換される度に設計者が出向いて共振抑制制御器を新たに設計し直す必要があり、新たな供試体で試験を開始するまでに長い時間がかかってしまうおそれがある。
本発明は、供試体が新たなものに交換された場合であっても、この新たな供試体の特性に応じた共振抑制制御器の下で速やかに試験を開始できる試験システムの制御装置を提供することを目的とする。
（１）本発明の制御装置（例えば、後述の総括制御装置１，１ａ）は、供試体（例えば、後述の供試体Ｗ，Ｗａ）と連結軸（例えば、後述の連結軸Ｓ、入力軸Ｓ１）を介して接続された電動機（例えば、後述のダイナモメータＤ，Ｄａ）と、トルク電流指令信号に応じて前記電動機に電力を供給するインバータ（例えば、後述のインバータ７）と、前記連結軸に発生する軸トルクに応じた軸トルク検出信号を発生する軸トルクセンサ（例えば、後述の軸トルクセンサ８１）と、前記電動機の回転速度に応じた回転速度検出信号を発生する回転速度センサ（例えば、後述の回転速度センサ８２）と、を備える試験システム（例えば、後述の試験システムＳＳ，ＳＳａ）の制御装置である。前記制御装置は、前記トルク電流指令信号に対する上位指令信号と前記軸トルク検出信号とが入力されると、前記供試体と前記電動機との間の機械共振が抑制されるような前記トルク電流指令信号を生成しかつそれぞれ異なる入出力特性を有する複数の共振抑制制御器（例えば、後述の共振抑制制御器３２＿１，…，３２＿ｎ、共振抑制制御器３２ａ＿１，…，３２ａ＿ｍ）と、前記電動機に接続されている供試体の特性パラメータの値を取得する供試体特性取得手段（例えば、後述の供試体特性取得部５１，５１ａ）と、前記供試体特性取得手段によって取得された前記特性パラメータの値に基づいて前記複数の共振抑制制御器のうち１つを選択する共振抑制制御器選択手段（例えば、後述の共振抑制制御器選択部５２，５２ａ）と、を備え、前記共振抑制制御器選択手段によって選択された共振抑制制御器（例えば、後述の共振抑制制御器３２＿ｉ，３２ａ＿ｊ）に前記上位指令信号と前記軸トルク検出信号とを入力し、当該選択された共振抑制制御器で生成されたトルク電流指令信号を前記インバータへ入力することを特徴とする。
（２）この場合、前記特性パラメータは、前記電動機に接続されている供試体の慣性モーメントであることが好ましい。
（３）この場合、前記供試体特性取得手段は、オペレータからの指令操作に応じて所定時間にわたり前記電動機の加振運転を実行するとともに当該加振運転の実行中における前記軸トルク検出信号及び前記回転速度検出信号を含むデータを取得するデータ取得手段（例えば、後述の図２のＳ２又は図１０のＳ１２のシステム同定運転の実行に係る手段）と、前記データ取得手段で取得したデータに基づいて前記特性パラメータの値を算出する特性パラメータ算出手段（図２のＳ３又は図１０のＳ１３のシステム同定処理の実行に係る手段）と、を備えることが好ましい。
（１）本発明の試験システムの制御装置は、トルク電流指令信号に対する上位指令信号と軸トルク検出信号とが入力されると、供試体と電動機との間の機械共振が抑制されるようなトルク電流指令信号を生成するものであって、それぞれ異なる入出力特性を有する複数の共振抑制制御器を備える。また本発明では、供試体特性取得手段によって電動機に接続されている供試体の特性パラメータの値を取得し、共振抑制制御器選択手段によって取得した特性パラメータの値に基づいて複数の共振抑制制御器のうち１つを選択する。さらに本発明では、上位指令信号と軸トルク検出信号とを、特性パラメータの値に応じて選択した共振抑制制御器に入力し、この共振抑制制御器で生成されたトルク電流指令信号をインバータへ入力する。従って本発明によれば、電動機に接続される供試体が、新たなものに交換された場合であっても、この供試体の特性に応じた共振抑制制御器が自動的に選択されるので、供試体に応じた共振抑制制御器を新たに設計し直す必要がなく、速やかに試験を開始することができる。また本発明では、共振抑制制御器として、予め準備された複数のものから供試体の特性パラメータの値に応じたものを自動的に選択することにより、オペレータのスキルによらずに安定した共振抑制効果を得ることができる。
（２）一般的に共振抑制制御器を設計する際には、電動機に接続されている供試体の慣性モーメントの他、ばね定数や減衰定数等の特性パラメータの値も必要となるが、これら特性パラメータの中でも供試体の慣性モーメントの値が共振抑制制御器による共振抑制効果に及ぼす影響が大きい。そこで本発明では、これら複数の特性パラメータの中でも慣性モーメントに着目し、慣性モーメントの値に応じて共振抑制制御器を選択する。これにより、予め準備しておく共振抑制制御器の数を最小限にしながら、高い共振抑制効果を得ることができる。
（３）本発明では、供試体特性取得手段は、オペレータからの指令操作に応じて電動機の加振運転を実行するとともに、この加振運転の実行中における軸トルク検出信号及び回転速度検出信号とを含むデータを取得し、さらに取得したデータに基づいて特性パラメータの値を算出する。すなわち、本発明では、供試体の特性パラメータの値の取得から、この特性パラメータの値に応じた共振抑制制御器の選択までを全て自動で行うことができる。よって本発明によれば、オペレータが供試体の特性パラメータの値を同定するための試験を行う手間や、取得した特性パラメータの値を入力する手間も省けるので、利便性が高い。
本発明の第１実施形態に係る試験システムとその総括制御装置の構成を示す図である。 設計モジュールによって供試体に応じた共振抑制制御器を選択する具体的な手順を示すフローチャートである。 供試体特性取得部によって実行されるシステム同定運転の具体的な手順を示すフローチャートである。 供試体特性取得部によって実行されるシステム同定処理の具体的な手順を示すフローチャートである。 システム同定処理において算出される周波数伝達関数の具体例を示す図である。 共振抑制制御器選択部に格納されているテーブルの具体例を示す図である。 動作検証部によって実行されるシステム動作検証処理の具体的な手順を示すフローチャートである。 ２つの周波数伝達関数を重ねてプロットした図である。 本発明の第２実施形態に係る試験システムとその総括制御装置の構成を示す図である。 設計モジュールによって供試体に応じた共振抑制制御器を選択する具体的な手順を示すフローチャートである。 供試体特性取得部によって実行されるシステム同定運転の具体的な手順を示すフローチャートである。 動作検証部によって実行されるシステム動作検証処理の具体的な手順を示すフローチャートである。
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る試験システムＳＳとその総括制御装置１との構成を示す図である。なお本実施形態では、図１に示すように車両に搭載されるエンジンを供試体としたエンジンに対する試験システム、所謂エンジンベンチシステムに本発明を適用した場合について説明する。
試験システムＳＳは、車両のエンジンＥ及びクラッチＣを組み合わせて構成される供試体Ｗと、この供試体Ｗと略棒状の連結軸Ｓ（例えば、プロペラシャフト）を介して連結されたダイナモメータＤと、これら供試体Ｗ及びダイナモメータＤを制御するコンピュータシステムである総括制御装置１と、総括制御装置１から送信される指令信号に応じてエンジンＥのスロットル開度、ひいてはその出力を制御するエンジン電子制御ユニット６（以下、「ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）６」との略称を用いる）と、総括制御装置１からの指令信号に応じてダイナモメータＤに電力を供給し、その出力を制御するインバータ７と、連結軸Ｓで発生する捩れトルク（以下、「軸トルク」という）を検出する軸トルクセンサ８１と、ダイナモメータＤの出力軸の回転速度を検出する回転速度センサ８２と、を備える。
軸トルクセンサ８１は、一端側が連結軸Ｓと図示しないカップリングによって結合され、他端側がダイナモメータＤの出力軸と図示しないカップリングによって結合されている。軸トルクセンサ８１は、連結軸Ｓに発生する軸トルクに応じた軸トルク検出信号を発生し、総括制御装置１へ送信する。
エンジンＥとクラッチＣと連結軸ＳとダイナモメータＤとは、この軸トルクセンサ８１によって同軸になるように機械的に連結されている。なおこれらエンジンＥ、クラッチＣ、連結軸Ｓ、軸トルクセンサ８１、及びダイナモメータＤを連結して構成される機械系において、主な慣性要素はエンジンＥ及びダイナモメータＤであり、主なばね要素はクラッチＣである。またこの機械系は、ばね要素を含むため、機械共振が発生し得る。なお本実施形態では、主なばね要素であるクラッチＣを含む供試体ＷとダイナモメータＤとを連結軸Ｓで連結した場合について説明するが、本発明はこれに限らない。供試体はクラッチを含まないものを用い、その代わりに連結軸としてクラッチによる共振点を考慮したばね定数を有する軸体を用いてもよい。
回転速度センサ８２は、例えばロータリエンコーダである。回転速度センサ８２は、ダイナモメータＤの出力軸が回転すると、その回転速度に応じたパルス信号である回転速度検出信号を発生し、総括制御装置１へ送信する。
ＥＣＵ６は、総括制御装置１のエンジン制御モジュール２において実行される制御プログラムに従って生成されるアクセルストローク指令信号が入力されると、このアクセルストローク指令信号によって指定されるアクセルストローク量が実現するようにエンジンＥのスロットル開度を制御する。
インバータ７は、総括制御装置１のダイナモメータ制御モジュール３において実行される制御プログラムに従って生成されるトルク電流指令信号が入力されると、このトルク電流指令信号が実現するようにダイナモメータＤに電力を供給する。
コンピュータである総括制御装置１には、供試体Ｗの試験内容に応じたアクセルストローク指令信号を生成するエンジン制御モジュール２と、軸トルクセンサ８１から送信される軸トルク検出信号及び回転速度センサ８２から送信される回転速度検出信号に基づいてトルク電流指令信号を生成するダイナモメータ制御モジュール３と、ダイナモメータＤに接続されている供試体Ｗの機械特性を取得し、この供試体Ｗの機械特性に適したダイナモメータ制御モジュール３を構築する設計モジュール５と、が構成されている。
ダイナモメータ制御モジュール３は、上位制御器３１と、それぞれ異なる入出力特性を有するｎ（ｎは、２以上の整数）台の共振抑制制御器３２＿１，３２＿２，…，３２＿ｎと、を備える。
上位制御器３１は、所定のアルゴリズムに従ってトルク電流指令信号に対する上位指令信号であるベーストルク電流指令信号を生成する。より具体的には、上位制御器３１は、軸トルク検出信号を用いた軸トルク制御や回転速度検出信号を用いた回転速度制御等、既知の制御アルゴリズムに従ってベーストルク電流指令信号を生成する。
共振抑制制御器３２＿１，…，３２＿ｎは、それぞれ、ベーストルク電流指令信号と軸トルク検出信号と回転速度検出信号とが入力されると、上記機械系のうち供試体ＷとダイナモメータＤとの間で発生し得る機械共振が抑制されるようにトルク電流指令信号を生成する共振抑制機能を有する。またこれらｎ台の共振抑制制御器３２＿１，…，３２＿ｎは、それぞれ、ベーストルク電流指令信号、軸トルク検出信号、及び回転速度検出信号からトルク電流指令信号までの入出力特性が異なる。
ところで上記機械系のうち主要な慣性要素である供試体Ｗは、例えば試験対象とする車種を変更する度に、オペレータによって適宜交換され得る。また供試体Ｗの機械特性は、車種によって様々であり基本的には未知である。このため、機械系の一部である供試体Ｗを変更すると、この機械系において発生し得る機械共振の特性も変化する。
そこでダイナモメータ制御モジュール３には、供試体Ｗは機械特性が異なるものに交換され得ることを考慮して、それぞれ異なる入出力特性を有する共振抑制制御器３２＿１，…，３２＿ｎが構成されている。また供試体Ｗの機械特性を特徴付けるパラメータの中でも供試体Ｗの慣性モーメントは、機械共振の特性に及ぼす影響が最も大きい。そこで各共振抑制制御器３２＿１，…，３２＿ｎは、ダイナモメータＤにはそれぞれ異なる慣性モーメントを有する供試体が接続されることを想定して、最も効果的に機械共振を抑制できるように構築されている。なおエンジンベンチシステムにおいて、供試体の慣性モーメントに基づいて効果的に機械共振が抑制されるように共振抑制制御器を構築する具体的な手順については、例えば本願出願人による特許第５１３６２４７号に示されているので、ここでは詳細な説明を省略する。
ダイナモメータ制御モジュール３では、図１に示すように、ｎ台の共振抑制制御器３２＿１，…，３２＿ｎのうち設計モジュール５によって選択されたｉ（ｉは、１からｎの間の整数の何れか）番目の共振抑制制御器３２＿ｉに対してのみ、上位制御器３１、軸トルクセンサ８１、回転速度センサ８２、及びインバータ７の入出力ポートを接続する。これにより、ベーストルク電流指令信号と軸トルク検出信号と回転速度検出信号とは、設計モジュール５によって選択された１つの共振抑制制御器３２＿ｉに入力される。またベーストルク電流指令信号と軸トルク検出信号と回転速度検出信号とを入力することによってこの共振抑制制御器３２＿ｉで生成されたトルク電流信号は、インバータ７へ入力される。
設計モジュール５は、ダイナモメータＤに連結されている供試体Ｗの機械特性を取得する供試体特性取得部５１と、供試体特性取得部５１によって取得された機械特性に基づいて上記ｎ台の共振抑制制御器３２＿１，…，３２＿ｎの中から１つを選択し、選択した共振抑制制御器３２＿ｉをダイナモメータ制御モジュール３に実装する共振抑制制御器選択部５２と、共振抑制制御器選択部５２によって選択された共振抑制制御器３２＿ｉの効果を検証する動作検証部５３と、を備える。
図２は、設計モジュール５によって供試体に応じた共振抑制制御器を選択する具体的な手順を示すメインフローチャートである。図２に示す処理は、ダイナモメータＤにその機械特性が未知である新規な供試体を連結する作業がオペレータによって行われた後、この新規な供試体に最も適した共振抑制制御器を選択する処理を開始するための操作がオペレータによって行われたことを契機として、設計モジュール５において実行される。
始めにＳ１では、供試体特性取得部５１は、後述のシステム同定運転の準備を行う。より具体的には、供試体特性取得部５１は、システム同定運転を実行するために必要となる１つ以上の運転パラメータの値を取得する。ここで運転パラメータとは、例えば、システム同定運転の実行中におけるエンジンの上限回転数［ｒｐｍ］、エンジンの最大負荷トルク［Ｎｍ］、及び後述の加振運転において用いられるランダム加振振幅［Ｎｍ］等がある。なお、供試体特性取得部５１は、これら運転パラメータの値を、その都度、オペレータによる数値入力操作に基づいて取得してもよいし、予め定められた値を用いてもよい。
次にＳ２では、供試体特性取得部５１は、Ｓ１で取得した運転パラメータの値に基づいて供試体Ｗ及びダイナモメータＤを試験的に運転することによって、供試体Ｗの機械特性パラメータを推定するために必要となるデータを収録するシステム同定運転を実行する。
図３は、供試体特性取得部５１によって実行されるシステム同定運転の具体的な手順を示すフローチャートである。
始めにＳ２１では、供試体特性取得部５１は、エンジン制御モジュール２へ、エンジンＥの始動を指令する信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、エンジン制御モジュール２は、エンジンＥの図示しないスタータを駆動することによってエンジンＥを始動し、ひいてはエンジンＥをアイドル運転状態で維持する。
次にＳ２２では、供試体特性取得部５１は、上位制御器３１へ回転速度制御の開始を指令する信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、上位制御器３１は、回転速度検出信号を用いたダイナモメータＤの回転速度制御を開始し、ダイナモメータＤの回転速度を所定の目標回転速度で維持する。
次にＳ２３では、供試体特性取得部５１は、エンジン制御モジュール２へ、エンジンＥのアクセルストローク量を徐々に増加させる旨の信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、エンジン制御モジュール２は、アクセルストローク量を徐々に大きくさせる。ここで上位制御器３１によるダイナモメータＤの回転速度制御下でアクセルストローク量を大きくすると、連結軸Ｓにおける軸トルクも大きくなる。そこでエンジン制御モジュール２は、アクセルストローク量を徐々に大きくすることによって軸トルクが所定の目標値に到達した場合には、アクセルストローク量をこの時の大きさに維持し、軸トルクセンサ８１によって検出される軸トルクをこの目標値で維持する。
次にＳ２４では、供試体特性取得部５１は、上位制御器３１へ、ダイナモメータＤの加振運転の実行を指令する信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、上位制御器３１はダイナモメータＤの加振運転を所定時間にわたり実行する。この加振運転では、上位制御器３１は、予め設定されたランダム加振振幅内でランダムな周波数で振動するランダムトルク信号をベーストルク電流指令信号に重畳して得られる信号をインバータ７へ入力する。またこのＳ２４では、供試体特性取得部５１は、ダイナモメータＤの加振運転を実行するとともに、この加振運転の実行中にインバータ７に入力されるランダムトルク信号と、この加振運転の実行中における軸トルク検出信号及び回転速度検出信号とを取得し、これらランダムトルク信号と軸トルク検出信号と回転速度検出信号とを図示しない記憶媒体に収録する。
次にＳ２５では、供試体特性取得部５１は、ダイナモメータＤの加振運転を所定時間にわたり実行した後、上位制御器３１へ、加振運転の終了を指令する旨の信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、上位制御器３１は加振運転を終了する。また供試体特性取得部５１は、加振運転を終了したことに応じて、ランダムトルク信号と軸トルク検出信号と回転速度検出信号との収録を終了する。
次にＳ２６では、供試体特性取得部５１は、エンジン制御モジュール２へ、エンジンＥのアクセルストローク量を０にする旨の信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、エンジン制御モジュール２は、アクセルストローク量を０にする。
次にＳ２７では、供試体特性取得部５１は、上位制御器３１へ、ダイナモメータＤの回転速度の低下を指令する信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、上位制御器３１は、ダイナモメータＤの回転速度制御下でエンジンＥの回転速度をアイドル回転速度まで低下させた後、図３のシステム同定運転を終了する。
図２に戻り、Ｓ３では、供試体特性取得部５１は、Ｓ２で収録したランダムトルク信号、軸トルク検出信号、及び回転速度検出信号のデータに基づいて、供試体Ｗの機械特性パラメータを推定するシステム同定処理を実行する。
図４は、供試体特性取得部５１によって実行されるシステム同定処理の具体的な手順を示すフローチャートである。
始めにＳ３１では、供試体特性取得部５１は、Ｓ２のシステム同定運転において収録したデータを用いることによって、図５に例示するような軸トルク検出信号から回転速度検出信号までの周波数伝達関数を算出する。なお軸トルク検出信号及び回転速度検出信号の時系列データから上記周波数伝達関数を算出するには、高速フーリエ変換等の既知の方法が用いられる。
次にＳ３２では、供試体特性取得部５１は、Ｓ３１において算出された周波数伝達関数から、最低次の反共振周波数（図５の太破線Ｌａ参照）である第１反共振周波数を特定する。
次にＳ３３では、供試体特性取得部５１は、Ｓ３１において算出された周波数伝達関数のうち、Ｓ３２において特定された第１反共振周波数以下でありかつ積分特性を示す周波数領域（図５の太線Ｌｂ参照）を特定する。
次にＳ３４では、供試体特性取得部５１は、Ｓ３３で特定された周波数領域内における指定周波数ωとこの指定周波数ωおける周波数伝達関数のゲイン値Ａを取得する。
次にＳ３５では、供試体特性取得部５１は、Ｓ３４で取得された指定周波数ωとゲイン値Ａとを用いて、下記式（１）に従った演算を行うことにより、供試体Ｗの機械特性を示す複数の特性パラメータのうちの１つである供試体Ｗの慣性モーメントＪｗの値を算出する。
Ｊｗ＝１／（ω・Ａ） （１）
図２に戻り、Ｓ４では、共振抑制制御器選択部５２は、Ｓ３のシステム同定処理によって算出された供試体Ｗの慣性モーメントＪｗの値に基づいて、ｎ台の共振抑制制御器３２＿１，…，３２＿ｎのうち最適なものを１つ、ダイナモメータ制御モジュール３に実装する共振抑制制御器３２＿ｉとして選択する。より具体的には、共振抑制制御器選択部５２には、図６に示すように、各共振抑制制御器３２＿１，３２＿２，…，３２＿ｎと、その共振抑制機能が保証される供試体Ｗの慣性モーメントの数値範囲［ａ０〜ａ１］，［ａ１〜ａ２］，…，［ａｎ−１〜ａｎ］と、を関連付けるテーブルが格納されている。なおこの慣性モーメントの数値範囲は、共振抑制制御器を構築する際に参照した供試体の慣性モーメントの設計値を中心として、例えば±２０％程度の範囲とする。共振抑制制御器選択部５２は、このテーブルを参照することによってシステム同定処理によって算出された慣性モーメントＪｗの値を数値範囲に含む共振抑制制御器を特定し、これをダイナモメータ制御モジュール３に実装する共振抑制制御器３２＿ｉとして選択する。
次にＳ５では、共振抑制制御器選択部５２は、Ｓ４で選択した共振抑制制御器３２＿ｉを、ダイナモメータ制御モジュール３に実装する。これにより、上位制御器３１によって生成されるベーストルク指令信号、軸トルクセンサ８１によって生成される軸トルク検出信号、及び回転速度センサ８２によって生成される回転速度検出信号は、共振抑制制御器３２＿ｉに入力される。また共振抑制制御器３２＿ｉによって生成されるトルク電流指令信号はインバータ７に入力される。
次にＳ６では、動作検証部５３は、実装した共振抑制制御器３２＿ｉが適切に作動するか否かを検証するシステム動作検証処理を実行する。
図７は、動作検証部５３によって実行されるシステム動作検証処理の具体的な手順を示すフローチャートである。
始めにＳ４１では、動作検証部５３は、エンジン制御モジュール２へ、エンジンＥの始動を指令する信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、エンジン制御モジュール２は、エンジンＥの図示しないスタータを駆動することによってエンジンＥを始動し、ひいてはエンジンＥをアイドル運転状態で維持する。
次にＳ４２では、動作検証部５３は、ダイナモメータ制御モジュール３へ、共振抑制機能をオフにする旨の信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、ダイナモメータ制御モジュール３は、実装された共振抑制制御器３２＿ｉの機能をオフにする。これにより、上位制御器３１で生成されるベーストルク電流指令信号は、共振抑制制御器３２＿ｉを経ずにインバータ７へ入力される。
次にＳ４３では、動作検証部５３は、上位制御器３１へ回転速度制御の開始を指令する信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、上位制御器３１は、回転速度検出信号を用いたダイナモメータＤの回転速度制御を開始し、ダイナモメータＤの回転速度を所定の目標回転速度で維持する。
次にＳ４４では、動作検証部５３は、エンジン制御モジュール２へ、エンジンＥのアクセルストローク量を徐々に増加させる旨の信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、エンジン制御モジュール２は、アクセルストローク量を徐々に大きくさせ、軸トルクが所定の目標値に到達した場合には、アクセルストローク量をこの時の大きさに維持し、軸トルクセンサ８１によって検出される軸トルクをこの目標値で維持する。
次にＳ４５では、動作検証部５３は、上位制御器３１へ、ダイナモメータＤの加振運転の実行を指令する信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、上位制御器３１は、図３のＳ２４と同様の手順によってダイナモメータＤの加振運転を所定時間にわたり実行する。またこのＳ４５では、動作検証部５３は、ダイナモメータＤの加振運転を実行するとともに、この加振運転の実行中にインバータ７に入力されるランダムトルク信号と、この加振運転の実行中における軸トルク検出信号及び回転速度検出信号とを取得し、これらランダムトルク信号と軸トルク検出信号と回転速度検出信号とを図示しない記憶媒体に収録する。これにより、共振抑制制御器３２＿ｉの機能をオフにした状態における加振運転時のデータが収録される。
次にＳ４６では、動作検証部５３は、ダイナモメータＤの加振運転を所定時間にわたり実行した後、上位制御器３１へ、加振運転の終了を指令する旨の信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、上位制御器３１は加振運転を終了する。また動作検証部５３は、加振運転を終了したことに応じて、ランダムトルク信号と軸トルク検出信号と回転速度検出信号との収録を終了する。
次にＳ４７では、動作検証部５３は、エンジン制御モジュール２へ、エンジンＥのアクセルストローク量を０にする旨の信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、エンジン制御モジュール２は、アクセルストローク量を０にする。
次にＳ４８では、動作検証部５３は、上位制御器３１へ、ダイナモメータＤの回転速度の低下を指令する信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、上位制御器３１は、ダイナモメータＤの回転速度制御下でエンジンＥ及びダイナモメータＤの回転速度をアイドル回転速度まで低下させる。
次にＳ４９では、動作検証部５３は、ダイナモメータ制御モジュール３へ、共振抑制機能をオンにする旨の信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、ダイナモメータ制御モジュール３は、実装された共振抑制制御器３２＿ｉの機能をオンにする。これにより、上位制御器３１で生成されるベーストルク電流指令信号は、共振抑制制御器３２＿ｉを経てインバータ７へ入力される。このように動作検証部５３では、ダイナモメータＤ及びエンジンＥの回転速度がアイドル回転速度まで低下し、低負荷及び低回転速度状態になってから共振抑制機能をオンにすることにより、供試体ＷやダイナモメータＤ等の機器にかかる負担を抑制できる。
次にＳ５０では、動作検証部５３は、上位制御器３１へ回転速度制御の開始を指令する信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、上位制御器３１は、回転速度検出信号を用いたダイナモメータＤの回転速度制御を開始し、ダイナモメータＤの回転速度を所定の目標回転速度で維持する。
次にＳ５１では、動作検証部５３は、エンジン制御モジュール２へ、エンジンＥのアクセルストローク量を徐々に増加させる旨の信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、エンジン制御モジュール２は、アクセルストローク量を徐々に大きくさせ、軸トルクが所定の目標値に到達した場合には、アクセルストローク量をこの時の大きさに維持し、軸トルクセンサ８１によって検出される軸トルクをこの目標値で維持する。
次にＳ５２では、動作検証部５３は、上位制御器３１へ、ダイナモメータＤの加振運転の実行を指令する信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、上位制御器３１は、図３のＳ２４と同様の手順によってダイナモメータＤの加振運転を所定時間にわたり実行する。この加振運転では、上位制御器３１は、予め設定されたランダム加振振幅内でランダムな周波数で振動するランダムトルク信号をベーストルク電流指令信号に重畳して得られる信号を共振抑制制御器３２＿ｉに入力し、この共振抑制制御器３２＿ｉで生成されるトルク電流指令信号をインバータ７へ入力する。またこのＳ５２では、動作検証部５３は、ダイナモメータＤの加振運転を実行するとともに、この加振運転の実行中にインバータ７に入力されるランダムトルク信号と、この加振運転の実行中における軸トルク検出信号及び回転速度検出信号とを取得し、これらランダムトルク信号と軸トルク検出信号と回転速度検出信号とを図示しない記憶媒体に収録する。これにより、共振抑制制御器３２＿ｉの機能をオンにした状態における加振運転時のデータが収録される。
次にＳ５３では、動作検証部５３は、ダイナモメータＤの加振運転を所定時間にわたり実行した後、上位制御器３１へ、加振運転の終了を指令する旨の信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、上位制御器３１は加振運転を終了する。また動作検証部５３は、加振運転を終了したことに応じて、ランダムトルク信号と軸トルク検出信号と回転速度検出信号との収録を終了する。
次にＳ５４では、動作検証部５３は、エンジン制御モジュール２へ、エンジンＥのアクセルストローク量を０にする旨の信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、エンジン制御モジュール２は、アクセルストローク量を０にする。
次にＳ５５では、動作検証部５３は、上位制御器３１へ、ダイナモメータＤの回転速度の低下を指令する信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、上位制御器３１は、ダイナモメータＤの回転速度制御下でダイナモメータＤ及びエンジンＥの回転速度をアイドル回転速度まで低下させる。
次にＳ５６では、動作検証部５３は、図４のＳ３１と同様の手順により、Ｓ４５で収録したデータを用いて共振抑制制御器３２＿ｉの機能をオフにした状態における軸トルク検出信号から回転速度検出信号までの周波数伝達関数を算出し、さらにＳ５２で収録したデータを用いて共振抑制制御器３２＿ｉの機能をオンにした状態における軸トルク検出信号から回転速度検出信号までの周波数伝達関数を算出する。
次にＳ５７では、動作検証部５３は、上記２つの周波数伝達関数を重ねてプロットしたものを、例えば図８に示すような態様でディスプレイに表示する。これによりオペレータは、共振抑制制御器３２＿ｉが効果的に作動しているか否かを判定できる。すなわち、オペレータは、共振抑制制御器３２＿ｉの機能をオフにした状態では表れていた共振周波数におけるゲインのピークが、自動で選択された共振抑制制御器３２＿ｉの機能をオンにした状態では十分に低減されているか否かを、視覚を通じて判定することができる。なおオペレータの負担を軽減するため、Ｓ５７の処理は自動化してもよい。この場合、動作検証部５３は、２つの周波数伝達関数を比較することにより、共振抑制制御器３２＿ｉが効果的に作動しているか否かを判定する。
本実施形態に係る試験システムＳＳの総括制御装置１によれば、以下の効果を奏する。
（１）総括制御装置１のダイナモメータ制御モジュール３は、それぞれ異なる入出力特性を有する複数の共振抑制制御器３２＿１，…，３２＿ｎを備える。また総括制御装置１の設計モジュール５では、供試体特性取得部５１によってダイナモメータＤに接続されている供試体Ｗの慣性モーメントＪｗの値を取得し、共振抑制制御器選択部５２によって上記慣性モーメントＪｗの値に基づいて複数の共振抑制制御器３２＿１，…，３２＿ｎのうち１つを選択し、選択した共振抑制制御器３２＿ｉをダイナモメータ制御モジュール３に実装する。従って総括制御装置１によれば、ダイナモメータＤに接続される供試体Ｗが、新たなものに交換された場合であっても、この新たな供試体の機械特性に応じた共振抑制制御器３２＿ｉが自動的に選択されるので、供試体に応じた共振抑制制御器を新たに設計し直す必要がなく、速やかに試験を開始することができる。また総括制御装置１では、共振抑制制御器として、予め準備された複数のものから供試体の慣性モーメントＪｗの値に応じたものを自動的に選択することにより、オペレータのスキルによらずに安定した共振抑制効果を得ることができる。
（２）一般的に共振抑制制御器を設計する際には、ダイナモメータＤに接続されている供試体の慣性モーメントの他、ばね定数や減衰定数等の特性パラメータの値も必要となるが、これら特性パラメータの中でも供試体の慣性モーメントの値が共振抑制制御器による共振抑制効果に及ぼす影響が大きい。そこで総括制御装置１では、これら複数の特性パラメータの中でも慣性モーメントＪｗに着目し、慣性モーメントＪｗの値に応じて共振抑制制御器を選択する。これにより、予め準備しておく共振抑制制御器の数を最小限にしながら、高い共振抑制効果を得ることができる。
（３）総括制御装置１では、供試体特性取得部５１は、オペレータからの指令操作に応じてダイナモメータＤの加振運転を実行するとともに、この加振運転の実行中における軸トルク検出信号及び回転速度検出信号とを含むデータを取得し、さらに取得したデータに基づいて慣性モーメントＪｗの値を算出する。すなわち総括制御装置１では、供試体Ｗの慣性モーメントＪｗの値の取得から、この慣性モーメントＪｗの値に応じた共振抑制制御器の選択までを全て自動で行うことができる。よって総括制御装置１によれば、オペレータが供試体Ｗの慣性モーメントの値を同定するための試験を行う手間や、取得した慣性モーメントＪｗの値を入力する手間も省けるので、利便性が高い。
＜第２実施形態＞
以下、本発明の第２実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図９は、本実施形態に係る試験システムＳＳａとその総括制御装置１ａとの構成を示す図である。なお本実施形態では、図９に示すように車両に搭載されるドライブトレインを供試体としたドライブトレインに対する試験システム、所謂ドライブトレインベンチシステムに本発明を適用した場合について説明する。なお以下では、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
試験システムＳＳａは、入力軸Ｓ１及び出力軸Ｓ２を備える供試体Ｗａと、この供試体Ｗａの入力軸Ｓ１に軸トルクセンサ８１を介して連結されたダイナモメータＤａと、これら供試体Ｗａ及びダイナモメータＤａを制御するコンピュータシステムである総括制御装置１ａと、を備える。なお図９では、試験システムＳＳａのうち供試体Ｗａの出力軸Ｓ２より先の構成の図示を省略する。
供試体Ｗａは、入力軸Ｓ１と、出力軸Ｓ２と、これら入力軸Ｓ１と出力軸Ｓ２との間でトルクを増幅して伝達するトルクコンバータＴＣと、を備える。軸トルクセンサ８１は、一端側が入力軸Ｓ１と図示しないカップリングによって結合され、他端側がダイナモメータＤａの出力軸と図示しないカップリングによって結合されている。
ダイナモメータＤａと供試体Ｗａとは、この軸トルクセンサ８１によって同軸になるように機械的に連結されている。なおこれらダイナモメータＤａ、軸トルクセンサ８１、及び供試体Ｗａを連結して構成される機械系において、主な慣性要素はダイナモメータＤａ及びトルクコンバータＴＣのドライブプレートＰ及び図示しないポンプインペラであり、主なばね要素はダイナモメータＤａの出力軸のうち最も細い軸端部である。またこの機械系は、ばね要素を含むため、第１実施形態のエンジンベンチシステムと同様に、機械共振が発生し得る。
コンピュータである総括制御装置１ａには、供試体Ｗａの変速動作を制御するトルクコンバータ制御モジュール２ａと、軸トルクセンサ８１から送信される軸トルク検出信号及び回転速度センサ８２から送信される回転速度検出信号に基づいてトルク電流指令信号を生成するダイナモメータ制御モジュール３ａと、ダイナモメータＤａに接続されている供試体Ｗａの機械特性を取得し、この供試体Ｗａの機械特性に適したダイナモメータ制御モジュール３ａを構築する設計モジュール５ａと、が構成されている。
ダイナモメータ制御モジュール３ａは、上位制御器３１ａと、それぞれ異なる入出力特性を有するｍ（ｍは、２以上の整数）台の共振抑制制御器３２ａ＿１，３２ａ＿２，…，３２ａ＿ｍと、を備える。
上位制御器３１ａは、所定のアルゴリズムに従ってトルク電流指令信号に対する上位指令信号であるベーストルク電流指令信号を生成する。より具体的には、上位制御器３１ａは、軸トルク検出信号を用いた軸トルク制御や回転速度検出信号を用いた回転速度制御等、既知の制御アルゴリズムに従ってベーストルク電流指令信号を生成する。
共振抑制制御器３２ａ＿１，…，３２ａ＿ｍは、それぞれ、ベーストルク電流指令信号と軸トルク検出信号と回転速度検出信号とが入力されると、上記機械系のうち供試体ＷａとダイナモメータＤａとの間で発生し得る機械共振が抑制されるようにトルク電流指令信号を生成する共振抑制機能を有する。またこれらｍ台の共振抑制制御器３２ａ＿１，…，３２ａ＿ｍは、それぞれ、ベーストルク電流指令信号、軸トルク検出信号、及び回転速度検出信号からトルク電流指令信号までの入出力特性が異なる。
ところで上記機械系のうち主要な慣性要素である供試体Ｗａは、第１実施形態の供試体Ｗと同様に、例えば試験対象とする車種を変更する度に、オペレータによって適宜交換され得る。そこでダイナモメータ制御モジュール３ａには、供試体Ｗａは機械特性が異なるものに交換され得ることを考慮して、それぞれ異なる入出力特性を有する共振抑制制御器３２ａ＿１，…，３２ａ＿ｍが構成されている。また供試体Ｗａの機械特性を特徴付けるパラメータの中でも供試体Ｗａの慣性モーメントは、機械共振の特性に及ぼす影響が最も大きい。そこで各共振抑制制御器３２ａ＿１，…，３２ａ＿ｎは、ダイナモメータＤａには、それぞれ異なる慣性モーメントを有する供試体が接続されることを想定して、最も効果的に機械共振を抑制できるようにチューニングされている。なおドライブトレインベンチシステムにおいて、供試体の慣性モーメントに基づいて効果的に機械共振が抑制されるように共振抑制制御器を構築する具体的な手順については、例えば本願出願人による特許第５８３９１５４号に示されているので、ここでは詳細な説明を省略する。
ダイナモメータ制御モジュール３ａでは、図９に示すように、ｍ台の共振抑制制御器３２ａ＿１，…，３２ａ＿ｍのうち設計モジュール５ａによって選択されたｊ（ｊは、１からｍの間の整数の何れか）番目の共振抑制制御器３２ａ＿ｊに対してのみ、上位制御器３１ａ、軸トルクセンサ８１、回転速度センサ８２、及びインバータ７の入出力ポートを接続する。これにより、ベーストルク電流指令信号と軸トルク検出信号と回転速度検出信号とは、設計モジュール５ａによって選択された１つの共振抑制制御器３２ａ＿ｊに入力される。またベーストルク電流指令信号と軸トルク検出信号と回転速度検出信号とを入力することによってこの共振抑制制御器３２ａ＿ｊで生成されたトルク電流信号は、インバータ７へ入力される。
図１０は、設計モジュール５ａによって供試体に応じた共振抑制制御器を選択する具体的な手順を示すメインフローチャートである。図１０に示す処理は、ダイナモメータＤａにその機械特性が未知である新規な供試体を連結する作業がオペレータによって行われた後、この新規な供試体に最も適した共振抑制制御器を選択する処理を開始するための操作がオペレータによって行われたことを契機として、設計モジュール５ａにおいて実行される。
始めにＳ１１では、供試体特性取得部５１ａは、後述のシステム同定運転の準備を行う。より具体的には、供試体特性取得部５１ａは、システム同定運転を実行するために必要となる１以上の運転パラメータの値を取得する。ここで運転パラメータとは、例えば、加振運転において用いられるランダム加振振幅［Ｎｍ］がある。なお、供試体特性取得部５１ａは、これら運転パラメータの値を、その都度、オペレータによる数値入力操作に基づいて取得してもよいし、予め定められた値を用いてもよい。
次にＳ１２では、供試体特性取得部５１ａは、Ｓ１１で取得した運転パラメータの値に基づいて供試体Ｗａ及びダイナモメータＤａを試験的に運転することによって、供試体Ｗａの機械特性パラメータを推定するために必要となるデータを収録するシステム同定運転を実行する。
図１１は、供試体特性取得部５１ａによって実行されるシステム同定運転の具体的な手順を示すフローチャートである。
始めにＳ６１では、供試体特性取得部５１ａは、トルクコンバータ制御モジュール２ａへ、トルクコンバータＴＣをニュートラルポジションにする信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、トルクコンバータ制御モジュール２ａは、トルクコンバータＴＣをニュートラルポジションにし、ポンプインペラと出力軸Ｓ２との接続を遮断する。
次にＳ６２では、供試体特性取得部５１ａは、上位制御器３１ａへ回転速度制御の開始を指令する信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、上位制御器３１ａは、回転速度検出信号を用いたダイナモメータＤａの回転速度制御を開始し、ダイナモメータＤａの回転速度を所定の目標回転速度で維持する。
次にＳ６３では、供試体特性取得部５１ａは、上位制御器３１ａへ、ダイナモメータＤａの加振運転の実行を指令する信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、上位制御器３１ａ、図３のＳ２４と同様の手順によってダイナモメータＤａの加振運転を所定時間にわたり実行する。またＳ６３では、供試体特性取得部５１ａは、ダイナモメータＤａの加振運転を実行するとともに、この加振運転の実行中にインバータ７に入力されるランダムトルク信号と、この加振運転の実行中における軸トルク検出信号及び回転速度検出信号とを取得し、これらランダムトルク信号と軸トルク検出信号と回転速度検出信号とを図示しない記憶媒体に収録する。
次にＳ６４では、供試体特性取得部５１ａは、ダイナモメータＤａの加振運転を所定時間にわたり実行した後、上位制御器３１ａへ、加振運転の終了を指令する旨の信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、上位制御器３１ａは加振運転を終了する。また供試体特性取得部５１ａは、加振運転を終了したことに応じて、ランダムトルク信号と軸トルク検出信号と回転速度検出信号との収録を終了する。
次にＳ６５では、供試体特性取得部５１ａは、上位制御器３１ａへ、ダイナモメータＤａの回転速度の低下を指令する信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、上位制御器３１ａは、ダイナモメータＤの回転速度制御下でエンジンＥの回転速度をアイドル回転速度まで低下させた後、図１１のシステム同定運転を終了する。
図１０に戻り、Ｓ１３では、供試体特性取得部５１ａは、Ｓ１２で収録したランダムトルク信号、軸トルク検出信号、及び回転速度検出信号のデータに基づいて、供試体Ｗａの機械特性パラメータを推定するシステム同定処理を実行する。なおこのシステム同定処理では、供試体特性取得部５１ａは、図４と同じ手順を経て、供試体Ｗａの慣性モーメントＪｗａを推定する。
次にＳ１４では、共振抑制制御器選択部５２ａは、Ｓ１３のシステム同定処理によって算出された供試体Ｗａの慣性モーメントＪｗａの値に基づいて、ｍ台の共振抑制制御器３２ａ＿１，…，３２ａ＿ｍのうち最適なものを１つ、ダイナモメータ制御モジュール３ａに実装する共振抑制制御器３２ａ＿ｉとして選択する。共振抑制制御器選択部５２ａには、各共振抑制制御器３２ａ＿１，…，３２ａ＿ｍと、供試体の慣性モーメントの数値範囲とを関連付ける図６と同様のテーブルが格納されている。そこで共振抑制制御器選択部５２ａは、このテーブルを参照することによってシステム同定処理によって算出された慣性モーメントＪｗａの値を数値範囲に含む共振抑制制御器を特定し、これをダイナモメータ制御モジュール３ａに実装する共振抑制制御器３２ａ＿ｊとして選択する。
次にＳ１５では、共振抑制制御器選択部５２ａは、Ｓ１４で選択した共振抑制制御器３２ａ＿ｊを、ダイナモメータ制御モジュール３ａに実装する。これにより、上位制御器３１ａによって生成されるベーストルク指令信号、軸トルクセンサ８１によって生成される軸トルク検出信号、及び回転速度センサ８２によって生成される回転速度検出信号は、共振抑制制御器３２ａ＿ｊに入力される。また共振抑制制御器３２ａ＿ｊによって生成されるトルク電流指令信号はインバータ７に入力される。
次にＳ１６では、動作検証部５３ａは、実装した共振抑制制御器３２ａ＿ｊが適切に作動するか否かを検証するシステム動作検証処理を実行する。
図１２は、動作検証部５３ａによって実行されるシステム動作検証処理の具体的な手順を示すフローチャートである。
始めにＳ７１では、動作検証部５３ａは、ダイナモメータ制御モジュール３ａへ、共振抑制機能をオフにする旨の信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、ダイナモメータ制御モジュール３ａは、実装された共振抑制制御器３２ａ＿ｊの機能をオフにする。これにより、上位制御器３１ａで生成されるベーストルク電流指令信号は、共振抑制制御器３２ａ＿ｊを経ずにインバータ７へ入力される。
次にＳ７２では、動作検証部５３ａは、トルクコンバータ制御モジュール２ａへ、トルクコンバータＴＣをニュートラルポジションにする信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、トルクコンバータ制御モジュール２ａは、トルクコンバータＴＣをニュートラルポジションにし、ポンプインペラと出力軸Ｓ２との接続を遮断する。
次にＳ７３では、動作検証部５３ａは、上位制御器３１ａへ回転速度制御の開始を指令する信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、上位制御器３１ａは、回転速度検出信号を用いたダイナモメータＤａの回転速度制御を開始し、ダイナモメータＤａの回転速度を所定の目標回転速度で維持する。
次にＳ７４では、動作検証部５３ａは、上位制御器３１ａへ、ダイナモメータＤａの加振運転の実行を指令する信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、上位制御器３１ａは、図１１のＳ６３と同様の手順によってダイナモメータＤａの加振運転を所定時間にわたり実行する。またこのＳ７４では、動作検証部５３ａは、ダイナモメータＤａの加振運転を実行するとともに、この加振運転の実行中にインバータ７に入力されるランダムトルク信号と、この加振運転の実行中における軸トルク検出信号及び回転速度検出信号とを取得し、これらランダムトルク信号と軸トルク検出信号と回転速度検出信号とを図示しない記憶媒体に収録する。これにより、共振抑制制御器３２ａ＿ｊの機能をオフにした状態における加振運転時のデータが収録される。
次にＳ７５では、動作検証部５３ａは、ダイナモメータＤａの加振運転を所定時間にわたり実行した後、上位制御器３１ａへ、加振運転の終了を指令する旨の信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、上位制御器３１ａは加振運転を終了する。また動作検証部５３ａは、加振運転を終了したことに応じて、ランダムトルク信号と軸トルク検出信号と回転速度検出信号との収録を終了する。
次にＳ７６では、動作検証部５３ａは、上位制御器３１ａへ、ダイナモメータＤａの回転速度の低下を指令する信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、上位制御器３１ａは、ダイナモメータＤａの回転速度制御下でダイナモメータＤａ及び供試体Ｗａの回転速度をアイドル回転速度近傍（例えば、１０００［ｒｐｍ］）まで低下させる。
次にＳ７７では、動作検証部５３ａは、ダイナモメータ制御モジュール３ａへ、共振抑制機能をオンにする旨の信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、ダイナモメータ制御モジュール３ａは、実装された共振抑制制御器３２ａ＿ｊの機能をオンにする。これにより、上位制御器３１ａで生成されるベーストルク電流指令信号は、共振抑制制御器３２ａ＿ｊを経てインバータ７へ入力される。このように動作検証部５３ａでは、ダイナモメータＤａ及び供試体Ｗａの回転速度がアイドル回転速度近傍まで低下し、低負荷及び低回転速度状態になってから共振抑制機能をオンにすることにより、供試体ＷａやダイナモメータＤａ等の機器にかかる負担を抑制できる。
次にＳ７８では、動作検証部５３ａは、上位制御器３１ａへ回転速度制御の開始を指令する信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、上位制御器３１ａは、回転速度検出信号を用いたダイナモメータＤａの回転速度制御を開始し、ダイナモメータＤａの回転速度を所定の目標回転速度で維持する。
次にＳ７９では、動作検証部５３ａは、上位制御器３１ａへ、ダイナモメータＤａの加振運転の実行を指令する信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、上位制御器３１ａは、図１１のＳ６３と同様の手順によってダイナモメータＤａの加振運転を所定時間にわたり実行する。この加振運転では、上位制御器３１ａは、予め設定されたランダム加振振幅内でランダムな周波数で振動するランダムトルク信号をベーストルク電流指令信号に重畳して得られる信号を共振抑制制御器３２ａ＿ｊに入力し、この共振抑制制御器３２ａ＿ｊで生成されるトルク電流指令信号をインバータ７へ入力する。またこのＳ７９では、動作検証部５３ａは、ダイナモメータＤａの加振運転を実行するとともに、この加振運転の実行中にインバータ７に入力されるランダムトルク信号と、この加振運転の実行中における軸トルク検出信号及び回転速度検出信号とを取得し、これらランダムトルク信号と軸トルク検出信号と回転速度検出信号とを図示しない記憶媒体に収録する。これにより、共振抑制制御器３２ａ＿ｊの機能をオンにした状態における加振運転時のデータが収録される。
次にＳ８０では、動作検証部５３ａは、ダイナモメータＤａの加振運転を所定時間にわたり実行した後、上位制御器３１ａへ、加振運転の終了を指令する旨の信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、上位制御器３１ａは加振運転を終了する。また動作検証部５３ａは、加振運転を終了したことに応じて、ランダムトルク信号と軸トルク検出信号と回転速度検出信号との収録を終了する。
次にＳ８１では、動作検証部５３ａは、上位制御器３１ａへ、ダイナモメータＤａの停止を指令する信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて、上位制御器３１ａは、ダイナモメータＤａの回転速度制御下でダイナモメータＤａ及び供試体Ｗａの回転速度を停止回転数（例えば、０［ｒｐｍ］）まで低下させる。
次にＳ８２では、動作検証部５３ａは、図４のＳ３１と同様の手順により、Ｓ７４で収録したデータを用いて共振抑制制御器３２ａ＿ｊの機能をオフにした状態における軸トルク検出信号から回転速度検出信号までの周波数伝達関数を算出し、さらにＳ７９で収録したデータを用いて共振抑制制御器３２ａ＿ｊの機能をオンにした状態における軸トルク検出信号から回転速度検出信号までの周波数伝達関数を算出する。
次にＳ８３では、動作検証部５３ａは、上記２つの周波数伝達関数を重ねてプロットしたものを、ディスプレイに表示する。これによりオペレータは、共振抑制制御器３２ａ＿ｊが効果的に作動しているか否かを判定できる。すなわち、オペレータは、共振抑制制御器３２ａ＿ｊの機能をオフにした状態では表れていた共振周波数におけるゲインのピークが、自動で選択された共振抑制制御器３２ａ＿ｊの機能をオンにした状態では十分に低減されているか否かを、視覚を通じて判定することができる。なおオペレータの負担を軽減するため、Ｓ８３の処理は自動化してもよい。この場合、動作検証部５３ａは、２つの周波数伝達関数を比較することにより、共振抑制制御器３２ａ＿ｊが効果的に作動しているか否かを判定する。
本実施形態に係る試験システムＳＳａの総括制御装置１ａによれば、上記第１実施形態に係る総括制御装置１と同等の効果を奏する。
Ｓ，Ｓａ…試験システム
Ｗ，Ｗａ…供試体
Ｓ…連結軸
Ｓ１…入力軸
Ｄ，Ｄａ…ダイナモメータ（電動機）
１，１ａ…総括制御装置（制御装置）
３，３ａ…ダイナモメータ制御モジュール
３１，３１ａ…上位制御器
３２＿１，…，３２＿ｎ…共振抑制制御器
３２ａ＿１，…，３２ａ＿ｍ…共振抑制制御器
５，５ａ…設計モジュール
５１，５１ａ…供試体特性取得部（供試体特性取得手段）
５２，５２ａ…共振抑制制御器選択部（共振抑制制御器選択手段）
５３，５３ａ…動作検証部
７…インバータ
８１…軸トルクセンサ
８２…回転速度センサ

Claims (3)

  1. 供試体と連結軸を介して接続された電動機と、
    トルク電流指令信号に応じて前記電動機に電力を供給するインバータと、
    前記連結軸に発生する軸トルクに応じた軸トルク検出信号を発生する軸トルクセンサと、
    前記電動機の回転速度に応じた回転速度検出信号を発生する回転速度センサと、を備える試験システムの制御装置であって、
    前記トルク電流指令信号に対する上位指令信号と前記軸トルク検出信号とが入力されると、前記供試体と前記電動機との間の機械共振が抑制されるような前記トルク電流指令信号を生成しかつそれぞれ異なる入出力特性を有する複数の共振抑制制御器と、
    前記電動機に接続されている供試体の特性パラメータの値を取得する供試体特性取得手段と、
    前記供試体特性取得手段によって取得された前記特性パラメータの値に基づいて前記複数の共振抑制制御器のうち１つを選択する共振抑制制御器選択手段と、を備え、
    前記共振抑制制御器選択手段によって選択された共振抑制制御器に前記上位指令信号と前記軸トルク検出信号とを入力し、当該選択された共振抑制制御器で生成されたトルク電流指令信号を前記インバータへ入力することを特徴とする試験システムの制御装置。
  2. 前記特性パラメータは、前記電動機に接続されている供試体の慣性モーメントであることを特徴とする請求項１に記載の試験システムの制御装置。
  3. 前記供試体特性取得手段は、
    オペレータからの指令操作に応じて所定時間にわたり前記電動機の加振運転を実行するとともに当該加振運転の実行中における前記軸トルク検出信号及び前記回転速度検出信号を含むデータを取得するデータ取得手段と、
    前記データ取得手段で取得したデータに基づいて前記特性パラメータの値を算出する特性パラメータ算出手段と、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の試験システムの制御装置。
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