JP2023183279A - ダイナモメータシステム - Google Patents

Abstract

【課題】揺動子の固有振動とこの固有振動とは別の機械装置に起因する振動の影響を抑制した制御が可能なダイナモメータシステムを提供すること。【解決手段】ダイナモメータシステムの制御装置４は、トルク検出信号とこのトルク検出信号に対するフィードバック指令信号に基づいてフィードバック入力信号を生成するフィードバック制御器５０と、揺動子の固有振動が抑制されるように補正信号を生成する固有振動抑制回路５２と、フィードバック入力信号及び補正信号に基づいてインバータ入力信号を生成するインバータ入力生成部５３と、トルク検出信号及び速度検出信号に基づいてフィードバック指令信号を生成する指令生成部７と、を備え、指令生成部７は、速度検出信号及びトルク検出信号に基づいて生成される信号から、阻止帯域内の成分を減衰させかつ阻止帯域外の成分を通過させるバンドストップ処理を経てフィードバック入力信号を生成する。【選択図】図２

Description

本発明は、ダイナモメータシステムに関する。より詳しくは、揺動式のダイナモメータを備えるダイナモメータシステムに関する。

揺動式のダイナモメータを搭載したエンジンダイナモメータシステム、シャシダイナモメータシステム、及びパワートレインシステム等のダイナモメータシステムでは、その制御及び計測に係るトルクを検出するためのセンサとしてロードセルが用いられる。ロードセルは、ダイナモメータの揺動子に作用するトルクを、揺動子から延びるトルクアームを介して検出する（特許文献１参照）。このような構造上、ロードセルの出力信号は、実際にダイナモメータで検出されるトルク以外に、揺動子の固有振動に伴うトルク変動成分が重畳されたものとなるが、この変動成分は、システムの制御や計測において本来は不要な成分である。

特許文献１には、固有振動抑制回路を用いて制御対象にダンピングを与えることにより、揺動子の固有振動を抑制する制御方法が記載されている。特許文献１の固有振動抑制回路を用いることにより、揺動子の固有振動が抑制されるので、ロードセルでは固有振動が抑制された安定した検出信号が得られる。

特開２０１６－７０７８６号公報

しかしながら特許文献１に示すような固有振動抑制回路を用いると、揺動子の固有振動を抑制することができるものの、その他の振動が顕著に表れてしまう。特許文献１には、ダイナモメータに電力を供給するインバータのトルクリプルに起因する振動の影響を抑制する技術が示されているが、ダイナモメータシステムの機械装置に起因する振動の影響については考慮されていない。このため特許文献１に示された技術では、後述の図３Ａに示すように、特定の周波数領域では振動が増幅されてしまい、結果としてダイナモメータシステムの計測精度に悪影響を及ぼす場合がある。

本発明は、揺動子の固有振動とこの固有振動とは別の機械装置に起因する振動の影響を抑制した制御が可能なダイナモメータシステムを提供することを目的とする。

（１）本発明に係るダイナモメータシステム（例えば、後述のダイナモメータシステム１）は、揺動式のダイナモメータ本体（例えば、後述のダイナモメータ本体２）と、インバータ入力信号に応じた電力を前記ダイナモメータ本体に供給するインバータ（例えば、後述のインバータ３）と、前記ダイナモメータ本体の揺動子に発生するトルクに応じたトルク検出信号を生成するトルク検出装置（例えば、後述のトルク検出回路６）と、前記ダイナモメータ本体の出力軸の回転速度に応じた速度検出信号を生成する速度検出装置（例えば、後述の速度検出装置２９）と、前記トルク検出信号及び前記速度検出信号に基づいて前記インバータ入力信号を生成し、前記インバータへ入力する制御装置（例えば、後述の制御装置４，４Ａ）と、を備え、前記制御装置は、前記トルク検出信号及び前記速度検出信号の何れかである検出信号と当該検出信号に対するフィードバック指令信号との偏差に基づいてフィードバック入力信号を生成するフィードバック制御器（例えば、後述のフィードバック制御器５０，５０Ａ）と、前記インバータ入力信号に基づいて前記揺動子の固有振動が抑制されるように前記フィードバック入力信号に対する補正信号を生成する固有振動抑制回路（例えば、後述の固有振動抑制回路５２）と、前記フィードバック入力信号及び前記補正信号に基づいて前記インバータ入力信号を生成するインバータ入力生成部（例えば、後述のインバータ入力生成部５３）と、前記トルク検出信号及び前記速度検出信号に基づいて前記フィードバック指令信号を生成する指令生成部（例えば、後述の指令生成部７，７Ａ）と、を備え、前記指令生成部は、前記速度検出信号、前記トルク検出信号、又は前記速度検出信号及び前記トルク検出信号の少なくとも何れかに基づいて生成される信号から、所定の阻止帯域内の成分を減衰させかつ前記阻止帯域外の成分を通過させるバンドストップ処理を経て前記フィードバック入力信号を生成することを特徴とする。

（２）この場合、前記阻止帯域の中心周波数は、前記回転速度に比例した大きさに可変設定されることが好ましい。

（３）この場合、前記指令生成部は、前記速度検出信号及び前記トルク検出信号に基づいて前記ダイナモメータ本体に加わる駆動力に応じた駆動力推定信号を生成する駆動力オブザーバ（例えば、後述の駆動力オブザーバ７１）と、前記速度検出信号に基づいて走行抵抗設定信号を生成する走行抵抗設定部（例えば、後述の走行抵抗設定部７０）と、前記駆動力推定信号及び前記走行抵抗設定信号に対し前記バンドストップ処理を施す少なくとも１つのノッチフィルタ（例えば、後述のノッチフィルタ７５、第１ノッチフィルタ７５Ａ、及び第２ノッチフィルタ７５Ｂ）と、を備えることが好ましい。

（４）この場合、前記指令生成部は、前記速度検出信号及び前記トルク検出信号に基づいて前記ダイナモメータ本体に加わる駆動力に応じた駆動力推定信号を生成する駆動力オブザーバ（例えば、後述の駆動力オブザーバ７１）と、前記速度検出信号に基づいて走行抵抗設定信号を生成する走行抵抗設定部（例えば、後述の走行抵抗設定部７０）と、前記駆動力オブザーバ及び前記走行抵抗設定部に入力される前記速度検出信号に対し前記バンドストップ処理を施す第１ノッチフィルタ（例えば、後述の第１ノッチフィルタ７５Ａ）と、前記駆動力オブザーバに入力される前記トルク検出信号に対し前記バンドストップ処理を施す第２ノッチフィルタ（例えば、後述の第２ノッチフィルタ７５Ｂ）と、を備えることが好ましい。

（１）本発明に係るダイナモメータシステムは、揺動式のダイナモメータ本体と、インバータ入力信号に応じた電力をダイナモメータ本体に供給するインバータと、トルク検出信号及び速度検出信号に基づいてインバータ入力信号を生成する制御装置と、を備える。また制御装置は、トルク検出信号及び速度検出信号の何れかである検出信号とこの検出信号に対するフィードバック指令信号との偏差に基づいてフィードバック入力信号を生成するフィードバック制御器と、このフィードバック制御器に対するフィードバック指令信号を生成する指令生成部と、揺動子の固有振動が抑制されるようにフィードバック入力信号に対する補正信号を生成する固有振動抑制回路と、フィードバック入力信号及び補正信号に基づいてインバータ入力信号を生成するインバータ入力生成部と、を備える。このように制御装置は、固有振動抑制回路を用いてフィードバック入力信号に対する補正信号を生成し、さらにこれらフィードバック入力信号及び補正信号を用いてインバータ入力信号を生成することにより、揺動子の固有振動を抑制することができる。また本発明では、指令生成部は、速度検出信号、トルク検出信号、又は速度検出信号及びトルク検出信号の少なくとも何れかに基づいて生成される信号から、所定の阻止帯域内の成分を減衰させかつ阻止帯域外の成分を通過させるバンドストップ処理を経てフィードバック入力信号を生成する。これにより制御装置は、フィードバック制御器に入力されるフィードバック指令信号から、阻止帯域内の変動成分を選択的に減衰させることができるので、揺動子の固有振動とこの固有振動とは別の機械装置に起因する振動の影響を抑制したダイナモメータ本体の制御を実現することができる。

（２）本発明によれば、阻止帯域の中心周波数を、回転速度に比例した大きさに可変設定することにより、例えば速度検出装置が取り付けられた出力軸の偏心に起因して速度検出信号及びトルク検出信号に生じる振動の影響を抑制することができる。

（３）本発明において、指令生成部は、速度検出信号及びトルク検出信号に基づいて駆動力推定信号を生成する駆動力オブザーバと、速度検出信号に基づいて走行抵抗設定信号を生成する走行抵抗設定部と、これら駆動力推定信号及び走行抵抗設定信号に対しバンドストップ処理を施す少なくとも１つのノッチフィルタと、を備える。本発明によれば、指令生成部において、フィードバック指令信号を生成するために用いられる駆動力推定信号及び走行抵抗設定信号に対しバンドストップ処理を施すことにより、フィードバック制御器に入力されるフィードバック指令信号から阻止帯域内の変動成分を選択的に減衰させることができるので、揺動子の固有振動とは別の機械装置に起因する振動の影響を抑制したダイナモメータ本体の制御を実現することができる。

（４）本発明において、指令生成部は、速度検出信号及びトルク検出信号に基づいて駆動力推定信号を生成する駆動力オブザーバと、速度検出信号に基づいて走行抵抗設定信号を生成する走行抵抗設定部と、これら駆動力オブザーバ及び走行抵抗設定部に入力される速度検出信号に対しバンドストップ処理を施す第１ノッチフィルタと、駆動力オブザーバに入力されるトルク検出信号に対しバンドストップ処理を施す第２ノッチフィルタと、を備える。本発明によれば、指令生成部において、フィードバック指令信号、ひいては駆動力推定信号及び走行抵抗設定信号を生成するために用いられる速度検出信号及びトルク検出信号に対しバンドストップ処理を施すことにより、フィードバック制御器に入力されるフィードバック指令信号から阻止帯域内の変動成分を選択的に減衰させることができるので、揺動子の固有振動とは別の機械装置に起因する振動の影響を抑制したダイナモメータ本体の制御を実現することができる。

本発明の一実施形態に係る揺動式のダイナモメータシステムの構成を示す図である。 実施例１の制御装置の構成を示すブロック図である。 従来のダイナモメータシステムの制御装置において生成される駆動力推定信号及び速度検出信号の変化を示す図である。 本実施例の制御装置において生成される駆動力推定信号及び速度検出信号の変化を示す図である。 実施例２の制御装置の構成を示すブロック図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、ダイナモメータシステム１の構成を示す図である。
ダイナモメータシステム１は、揺動式のダイナモメータ本体２と、このダイナモメータ本体２の出力軸２２に負荷として設けられたローラ２７やフライホイール等（図示せず）と、インバータ入力信号に応じた電力をダイナモメータ本体２に供給するインバータ３と、インバータ入力信号を生成しインバータ３へ入力する制御装置４と、を備える。

ダイナモメータ本体２は、円筒状の揺動子２１と、この揺動子２１内に回転可能に支持された出力軸２２と、揺動子２１を設置面Ｇに固定された基台２４上で周方向に沿って揺動可能に支持するペデスタル２５と、揺動子２１に発生するトルクを検出するロードセル２８と、出力軸２２の回転数を検出する速度検出装置２９と、を備える。

揺動子２１の側部には、径方向に沿って外側へ延びるトルクアーム２６が設けられている。ロードセル２８は、トルクアーム２６の先端部と設置面Ｇとの間に設けられる。ロードセル２８は、トルクアーム２６と設置面Ｇとの間に作用する荷重に応じたロードセル検出信号を制御装置４に送信する。

また、このトルクアーム２６の先端部には、トルクアーム２６の加速度を検出する加速度センサ３０が設けられている。加速度センサ３０は、ロードセル２８の荷重方向に沿ったトルクアーム２６の加速度に応じた加速度検出信号を制御装置４に送信する。速度検出装置２９は、出力軸２２に取り付けられ、この出力軸２２の回転速度に応じた速度検出信号を制御装置４に送信する。

ローラ２７には、ダイナモメータシステム１による試験対象としての車両の駆動輪（図示せず）が載置される。

制御装置４は、ロードセル２８、速度検出装置２９、及び加速度センサ３０等の検出信号に基づいてダイナモメータ本体２に対するインバータ入力信号を生成し、インバータ３に入力する。より具体的には、制御装置４は、以下で説明するような制御回路を用いることによって、ローラ２７に載置された車両に実車と等価な慣性を付加し、実路走行を模擬しながら、その排ガス試験や燃費試験等の各種試験を行う。

以下、以上のような揺動式のダイナモメータシステム１の制御装置４の構成について、実施例ごとに説明する。

図２は、実施例１のダイナモメータシステムの制御装置４の構成を示すブロック図である。図２において、制御装置４の制御対象Ｐは、図１を参照して説明したインバータ３、ダイナモメータ本体２、ロードセル２８、加速度センサ３０、及び速度検出装置２９等を含んで構成される。

制御装置４は、フィードバック制御器５０と、フィードフォワード制御器５１と、固有振動抑制回路５２と、インバータ入力生成部５３と、トルク検出回路６と、指令生成部７と、を備える。

トルク検出回路６は、ロードセル２８から出力されるロードセル検出信号及び加速度センサ３０から出力される加速度検出信号に基づいて、ダイナモメータ本体の揺動子に発生するトルクに応じたトルク検出信号を生成する。

より具体的には、トルク検出回路６は、加速度検出信号から所定の周波数以下の直流成分を除く直流成分除去部６０と、この直流成分除去部６０を経た加速度検出信号のロードセル検出信号に対する位相を１８０度反転させる位相反転部６１と、この位相反転部６１を経た加速度検出信号に所定の係数を乗算しトルク信号に変換するトルク変換部６２と、ロードセル検出信号にトルク変換部６２から出力されるトルク信号を加算することにより、ロードセル検出信号からインバータ３に起因するトルク脈動成分を除去する加算部６３と、加算部６３を経たロードセル検出信号から高調波のノイズを除去し、トルク検出信号を出力するローパスフィルタ６４と、を備える。

フィードバック制御器５０は、トルク検出回路６から出力されるトルク検出信号及び速度検出装置２９から出力される速度検出信号の何れかである検出信号とこの検出信号に対する指令信号（以下、「フィードバック指令信号」という）との偏差を算出し、この偏差を無くすようなフィードバック入力信号を既知のフィードバックアルゴリズムに基づいて生成する。本実施例では、フィードバック制御器５０は、トルク検出信号とこのトルク検出信号に対し指令生成部７によって生成されるフィードバック指令信号との偏差を無くすようにフィードバック入力信号を生成するトルク制御器とした場合について説明する。

フィードフォワード制御器５１は、指令生成部７によって生成されるフィードフォワード指令信号に基づいて所定の演算を行うことによってフィードフォワード入力信号を生成する。なお本実施例では、フィードバック制御器５０に入力されるフィードバック指令信号をフィードフォワード指令信号としてフィードフォワード制御器５１に入力する場合について説明するが、本発明はこれに限らない。

インバータ入力生成部５３は、フィードバック入力信号と、フィードフォワード入力信号と、固有振動抑制回路５２によって生成される補正信号と、に基づいてインバータ入力信号を生成し、インバータ３へ入力する。より具体的には、インバータ入力生成部５３は、フィードバック入力信号とフィードフォワード入力信号との和から、補正信号を減算することによって、インバータ入力信号を生成する。

固有振動抑制回路５２は、インバータ入力生成部５３から出力されるインバータ入力信号及びトルク検出回路６を経ていいないロードセル検出信号に基づいて、揺動子の固有振動が抑制されるようにフィードバック制御器５０から出力されるフィードバック入力信号を補正する補正信号を生成する。より具体的には、固有振動抑制回路５２は、所定のダンピング係数及び揺動子の固有振動数によって特徴付けられた演算式を用いることによってロードセルの近似信号を生成し、この近似信号を所定の無駄時間だけ遅らせた信号とロードセルトルク信号との偏差が最小になるように補正信号を生成する。なお、このような機能を有する補正信号を生成するための具体的な構成については、例えば本願出願人による特開２０１３－２４６１５２号公報に記載されているので、ここでは詳細な説明を省略する。

指令生成部７は、トルク検出信号及び速度検出信号に基づいて、フィードバック制御器５０に対するフィードバック指令信号及びフィードフォワード制御器５１に対するフィードフォワード指令信号を生成する。上述のように本実施例では、フィードバック指令信号をフィードフォワード指令信号として用いる場合について説明するが、本発明はこれに限らない。

指令生成部７は、走行抵抗設定部７０と、駆動力オブザーバ７１と、減算部７２と、電気慣性比率設定部７３と、加算部７４と、ノッチフィルタ７５と、を備える。

走行抵抗設定部７０は、速度検出信号に基づいて所定の走行抵抗テーブルを検索することによって、速度検出信号に応じた走行抵抗設定信号を生成する。この走行抵抗設定信号は、走行中の車両が路面及び大気から受ける抵抗に相当する信号である。この走行抵抗テーブルは、実車による試験を行うことによって定められたものが用いられる。

駆動力オブザーバ７１は、トルク検出信号及び速度検出信号に基づいてダイナモメータ本体２に加わる駆動力に応じた駆動力推定信号を生成する。より具体的には、駆動力オブザーバ７１は、速度検出信号を微分したものに所定の固定慣性質量の値を乗じて得られる信号と、トルク検出信号と、を合わせることによって駆動力推定信号を生成する。ここで固定慣性質量とは、ダイナモメータシステム固有の慣性質量をいい、ローラ上で走行する車両に自動的に付加される固定慣性分に相当する。

減算部７２は、駆動力オブザーバ７１によって生成された駆動力推定信号から走行抵抗設定部７０によって生成された走行抵抗設定信号を減算する。電気慣性比率設定部７３は、減算部７２によって生成された信号に、所定の電気慣性質量の値と所定の設定慣性質量の値との比（電気慣性質量値／設定慣性質量値）を乗算することにより電気慣性指令信号を生成する。下記式に示すように、設定慣性質量は、固定慣性質量及び電気慣性質量を合わせたもので定義される。
設定慣性質量＝固定慣性質量＋電気慣性質量

加算部７４は、走行抵抗設定部７０によって生成される走行抵抗設定信号と、電気慣性比率設定部７３によって生成される電気慣性指令信号と、を合算することによって、フィードバック制御器５０及びフィードフォワード制御器５１に対するフィードバック指令信号を生成する。

ノッチフィルタ７５は、加算部７４から出力されるフィードバック指令信号に対し、所定の阻止帯域内の成分を減衰させかつ阻止帯域外の成分を通過させるバンドストップ処理を施す。ノッチフィルタ７５によるバンドストップ処理を経たフィードバック指令信号は、フィードバック制御器５０及びフィードフォワード制御器５１に入力される。

ノッチフィルタ７５の伝達関数Ｇ（ｓ）は、下記式（１）によって表される。下記式（１）において、“ｓ”はラプラス演算子であり、“ωｎ”は阻止帯域の中心周波数であり、“ζ”は阻止帯域の幅であり、“ｄ”は阻止帯域の深さに相当する。すなわち、ｄ＝０．１とした場合、バンドストップ処理による中心周波数における減衰量は－２０［ｄＢ］となり、ｄ＝０．０１とした場合、バンドストップ処理による中心周波数における減衰量は－４０［ｄＢ］となる。

ノッチフィルタ７５によるバンドストップ処理における阻止帯域の中心周波数ωｎは、例えば速度検出装置２９によって検出されるダイナモメータ本体２の回転速度ωｄｙに比例した大きさに可変設定される。より具体的には、阻止帯域の中心周波数ωｎは、下記式（２）に示すように、回転速度ωｄｙに所定の次数ｋ（所定の正の整数）を乗算して得られる値に可変設定される。なお本実施例では、速度検出装置２９が取り付けられた出力軸２２の偏心に伴って生じる振動の影響を抑制するため、阻止帯域の中心周波数ωｎを、回転速度ωｄｙに比例した大きさに可変設定する場合について説明するが、本発明はこれに限らない。阻止帯域の中心周波数ωｎは、所定の固定値としてもよい。

なお本実施例では、加算部７４とフィードバック制御器５０及びフィードフォワード制御器５１とを接続する信号線に１つのノッチフィルタ７５を設けることにより、速度検出信号及びトルク検出信号に基づいて生成される走行抵抗設定信号及び駆動力推定信号の両方に対しバンドストップ処理を施す場合について説明するが、ノッチフィルタを設ける数や位置はこれに限らない。例えば、走行抵抗設定部７０と加算部７４とを接続する信号線に上記ノッチフィルタ７５と同じ機能を備える第１ノッチフィルタを設け、駆動力オブザーバ７１と減算部７２とを接続する信号線に上記ノッチフィルタ７５と同じ機能を備える第２ノッチフィルタを設けることにより、速度検出信号及びトルク検出信号に基づいて生成される走行抵抗設定信号及び駆動力推定信号の両方に対しバンドストップ処理を施してもよい。

また例えば、速度検出装置２９と走行抵抗設定部７０及び駆動力オブザーバ７１とを接続する信号線に上記ノッチフィルタ７５と同じ機能を備える第１ノッチフィルタを設け、トルク検出回路６と駆動力オブザーバ７１とを接続する信号線に上記ノッチフィルタ７５と同じ機能を備える第２ノッチフィルタを設けることにより、走行抵抗設定部７０及び駆動力オブザーバ７１に入力される速度検出信号及びトルク検出信号の両方に対しバンドストップ処理を施してもよい。ただしこの場合、バンドストップ処理を経たトルク検出信号がフィードバック制御器５０に入力されると、フィードバック制御器５０によるトルク制御機能が適切に作動しなくなるおそれがあることから、第２ノッチフィルタは、トルク検出回路６と駆動力オブザーバ７１とを接続する信号線のうち、フィードバック制御器５０と接続される分岐点７６よりも駆動力オブザーバ７１側に設けることが好ましい。換言すれば、フィードバック制御器５０に入力されるトルク検出信号にはバンドストップ処理を施さないようにすることが好ましい。

以上のように指令生成部７は、速度検出信号、トルク検出信号、又は速度検出信号及びトルク検出信号の少なくとも何れかに基づいて生成される信号からバンドストップ処理を経てフィードバック制御器５０に対するフィードバック入力信号及びフィードフォワード制御器５１に対するフィードフォワード入力信号を生成する。

本実施例の制御装置４によれば、以下の効果を奏する。
（１）ダイナモメータシステム１は、揺動式のダイナモメータ本体２と、インバータ入力信号に応じた電力をダイナモメータ本体２に供給するインバータ３と、トルク検出信号及び速度検出信号に基づいてインバータ入力信号を生成する制御装置４と、を備える。また制御装置４は、トルク検出信号と、このトルク検出信号に対するフィードバック指令信号との偏差に基づいてフィードバック入力信号を生成するフィードバック制御器５０と、このフィードバック制御器５０に対するフィードバック指令信号を生成する指令生成部７と、揺動子の固有振動が抑制されるようにフィードバック入力信号に対する補正信号を生成する固有振動抑制回路５２と、フィードバック入力信号及び補正信号に基づいてインバータ入力信号を生成するインバータ入力生成部５３と、を備える。このように制御装置４は、固有振動抑制回路５２を用いてフィードバック入力信号に対する補正信号を生成し、さらにこれらフィードバック入力信号及び補正信号を用いてインバータ入力信号を生成することにより、揺動子の固有振動を抑制することができる。

図３Ａは、従来のダイナモメータシステムの制御装置において生成される駆動力推定信号及び速度検出信号の変化を示す図であり、図３Ｂは、本実施例の制御装置４において生成される駆動力推定信号及び速度検出信号の変化を示す図である。ここで従来のダイナモメータシステムの制御装置とは、本願出願人による特開２０１６－７０７８６号公報に記載の制御装置であり、バンドストップ処理を経てフィードバック指令信号を生成しない点において本実施例の制御装置４と異なる。

なお図３Ａ及び図３Ｂでは、速度検出信号は滑らかに変化しているように視えるが、実際の速度検出信号は、速度検出装置２９が取り付けられた出力軸２２の偏心の影響によって僅かに振動する。このためバンドストップ処理を施さない従来のダイナモメータシステムの制御装置では、フィードバック制御器５０及びフィードフォワード制御器５１によって振動を増幅してしまい、図３Ａに示すように駆動力推定信号が大きく振動してしまう場合がある。これに対しダイナモメータシステム１では、指令生成部７は、速度検出信号、トルク検出信号、又は速度検出信号及びトルク検出信号の少なくとも何れかに基づいて生成される信号から、所定の阻止帯域内の成分を減衰させかつ阻止帯域外の成分を通過させるバンドストップ処理を経てフィードバック入力信号を生成する。これにより制御装置４は、フィードバック制御器５０に入力されるフィードバック指令信号から、阻止帯域内の変動成分を選択的に減衰させることができるので、揺動子の固有振動とこの固有振動とは別の機械装置（本実施例の場合、出力軸２２の偏心）に起因する振動の影響を抑制したダイナモメータ本体２の制御を実現することができる。このため図３Ｂに示すように、駆動力オブザーバ７１によって生成される駆動力推定信号の振動も抑制される。

（２）ダイナモメータシステム１によれば、阻止帯域の中心周波数を、回転速度に比例した大きさに可変設定することにより、例えば速度検出装置２９が取り付けられた出力軸２２の偏心に起因して速度検出信号及びトルク検出信号に生じる振動の影響を抑制することができる。

（３）ダイナモメータシステム１において、指令生成部７は、速度検出信号及びトルク検出信号に基づいて駆動力推定信号を生成する駆動力オブザーバ７１と、速度検出信号に基づいて走行抵抗設定信号を生成する走行抵抗設定部７０と、これら駆動力推定信号及び走行抵抗設定信号に対しバンドストップ処理を施すノッチフィルタ７５と、を備える。ダイナモメータシステム１によれば、指令生成部７において、フィードバック指令信号を生成するために用いられる駆動力推定信号及び走行抵抗設定信号に対しバンドストップ処理を施すことにより、フィードバック制御器５０に入力されるフィードバック指令信号から阻止帯域内の変動成分を選択的に減衰させることができるので、揺動子の固有振動とは別の機械装置に起因する振動の影響を抑制したダイナモメータ本体２の制御を実現することができる。なお上述のように、駆動力オブザーバ７１及び走行抵抗設定部７０に入力される速度検出信号に対しバンドストップ処理を施す第１ノッチフィルタと、駆動力オブザーバに入力されるトルク検出信号に対しバンドストップ処理を施す第２ノッチフィルタと、を設けた場合であっても、同様の効果を奏する。

図４は、実施例２のダイナモメータシステムの制御装置４Ａの構成を示すブロック図である。本実施例の制御装置４Ａは、フィードバック制御器５０Ａ、フィードフォワード制御器５１Ａ、インバータ入力生成部５３Ａ、及び指令生成部７Ａの構成が実施例１の制御装置４（図２参照）と異なる。以下では、実施例１の制御装置４と同じ構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。

フィードバック制御器５０Ａは、トルク検出回路６から出力されるトルク検出信号及び速度検出装置２９から出力される速度検出信号の何れかである検出信号とこの検出信号に対するフィードバック指令信号との偏差を算出し、この偏差を無くすようなフィードバック入力信号を既知のフィードバックアルゴリズムに基づいて生成する。本実施例では、フィードバック制御器５０Ａは、速度検出信号とこの速度検出信号に対し指令生成部７Ａによって生成されるフィードバック指令信号との偏差を無くすようにフィードバック入力信号を生成する速度制御器とした場合について説明する。

フィードフォワード制御器５１Ａは、指令生成部７Ａによって生成されるフィードフォワード指令信号に基づいて所定の演算を行うことによってフィードフォワード入力信号を生成する。

インバータ入力生成部５３Ａは、フィードバック入力信号と、フィードフォワード入力信号と、固有振動抑制回路５２によって生成される補正信号と、に基づいてインバータ入力信号を生成し、インバータ３へ入力する。より具体的には、インバータ入力生成部５３Ａは、フィードバック入力信号とフィードフォワード入力信号との和から、補正信号を減算することによって、インバータ入力信号を生成する。

指令生成部７Ａは、トルク検出信号及び速度検出信号に基づいて、フィードバック制御器５０Ａに対するフィードバック指令信号及びフィードフォワード制御器５１Ａに対するフィードフォワード指令信号を生成する。

指令生成部７Ａは、走行抵抗設定部７０と、駆動力オブザーバ７１と、減算部７２Ａと、電気慣性比率設定部７３と、加算部７４Ａと、第１ノッチフィルタ７５Ａと、第２ノッチフィルタ７５Ｂと、乗算部７８と、積分器７９と、を備える。

第１ノッチフィルタ７５Ａは、走行抵抗設定部７０によって生成される走行抵抗設定信号に対し、所定の阻止帯域内の成分を減衰させかつ阻止帯域外の成分を通過させるバンドストップ処理を施す。第１ノッチフィルタ７５Ａによるバンドストップ処理を経た走行抵抗設定信号は、減算部７２Ａ及び加算部７４Ａに入力される。

第２ノッチフィルタ７５Ｂは、駆動力オブザーバ７１によって生成される駆動力推定信号に対し、所定の阻止帯域内の成分を減衰させかつ阻止帯域外の成分を通過させるバンドストップ処理を施す。第２ノッチフィルタ７５Ｂによるバンドストップ処理を経た駆動力推定信号は、減算部７２Ａに入力される。

なおこれら第１ノッチフィルタ７５Ａ及び第２ノッチフィルタ７５Ｂによるバンドストップ処理を特徴付ける複数のパラメータ“ζ”、“ｄ”、“ωｎ”、及び“ｋ”は、実施例１のノッチフィルタ７５と同様に設定されるので、詳細な説明を省略する。

減算部７２Ａは、第２ノッチフィルタ７５Ｂによるバンドストップ処理を経た駆動力推定信号から第１ノッチフィルタ７５Ａによるバンドストップ処理を経た走行抵抗設定信号を減算する。

乗算部７８は、減算部７２Ａによって生成された信号に、設定慣性質量の逆数（１／設定慣性質量）を乗算する。積分器７９は、乗算部７８によって生成された信号を積分することによってフィードバック制御器５０Ａに対するフィードバック指令信号を生成する。加算部７４Ａは、第１ノッチフィルタ７５Ａによるバンドストップ処理を経た走行抵抗設定信号と、電気慣性比率設定部７３によって生成される電気慣性指令信号と、を合算することによって、フィードフォワード制御器５１Ａに対するフィードフォワード指令信号を生成する。

なお本実施例では、走行抵抗設定部７０と減算部７２Ａ及び加算部７４Ａとを接続する信号線に第１ノッチフィルタ７５Ａを設け、駆動力オブザーバ７１と減算部７２Ａとを接続する信号線に第２ノッチフィルタ７５Ｂを設けることにより、速度検出信号及びトルク検出信号に基づいて生成される走行抵抗設定信号及び駆動力推定信号の両方に対しバンドストップ処理を施す場合について説明するが、ノッチフィルタを設ける数や位置はこれに限らない。例えば、加算部７４Ａとフィードフォワード制御器５１Ａとを接続する信号線に第１ノッチフィルタ７５Ａを設け、積分器７９とフィードバック制御器５０Ａとを接続する信号線に第２ノッチフィルタ７５Ｂを設けることにより、速度検出信号及びトルク検出信号に基づいて生成される走行抵抗設定信号及び駆動力推定信号の両方に対しバンドストップ処理を施してもよい。

また例えば、速度検出装置２９と走行抵抗設定部７０及び駆動力オブザーバ７１とを接続する信号線に第１ノッチフィルタ７５Ａを設け、トルク検出回路６と駆動力オブザーバ７１とを接続する信号線に第２ノッチフィルタ７５Ｂを設けることにより、走行抵抗設定部７０及び駆動力オブザーバ７１に入力される速度検出信号及びトルク検出信号の両方に対しバンドストップ処理を施してもよい。ただしこの場合、バンドストップ処理を経た速度検出信号がフィードバック制御器５０Ａに入力されると、フィードバック制御器５０Ａによる速度制御機能が適切に作動しなくなるおそれがあることから、第１ノッチフィルタ５７Ａは、速度検出装置２９と走行抵抗設定部７０及び駆動力オブザーバ７１とを接続する信号線のうち、フィードバック制御器５０Ａと接続される分岐点７６Ａよりも走行抵抗設定部７０及び駆動力オブザーバ７１側に設けることが好ましい。換言すれば、フィードバック制御器５０Ａに入力される速度検出信号にはバンドストップ処理を施さないようにすることが好ましい。

本実施例の制御装置４Ａによれば、フィードバック制御器５０Ａを速度制御器とした場合においても、上記（１）～（３）と同様の効果を奏する。

１…ダイナモメータシステム
２…ダイナモメータ本体
２１…揺動子
２２…出力軸
２６…トルクアーム
２８…ロードセル（トルク検出装置）
２９…速度検出装置
３０…加速度センサ（トルク検出装置）
３…インバータ
４，４Ａ…制御装置
５０，５０Ａ…フィードバック制御器
５１，５１Ａ…フィードフォワード制御器
５２…固有振動抑制回路
５３，５３Ａ…インバータ入力生成部
６…トルク検出回路（トルク検出装置）
７，７Ａ…指令生成部
７０…走行抵抗設定部
７１…駆動力オブザーバ
７２，７２Ａ…減算部
７３…電気慣性比率設定部
７４，７４Ａ…加算部
７５…ノッチフィルタ
７５Ａ…第１ノッチフィルタ
７５Ｂ…第２ノッチフィルタ
７８…乗算部
７９…積分器

Claims (4)

1. 揺動式のダイナモメータ本体と、
   インバータ入力信号に応じた電力を前記ダイナモメータ本体に供給するインバータと、
   前記ダイナモメータ本体の揺動子に発生するトルクに応じたトルク検出信号を生成するトルク検出装置と、
   前記ダイナモメータ本体の出力軸の回転速度に応じた速度検出信号を生成する速度検出装置と、
   前記トルク検出信号及び前記速度検出信号に基づいて前記インバータ入力信号を生成し、前記インバータへ入力する制御装置と、を備えるダイナモメータシステムであって、
   前記制御装置は、
   前記トルク検出信号及び前記速度検出信号の何れかである検出信号と当該検出信号に対するフィードバック指令信号との偏差に基づいてフィードバック入力信号を生成するフィードバック制御器と、
   前記インバータ入力信号に基づいて前記揺動子の固有振動が抑制されるように前記フィードバック入力信号に対する補正信号を生成する固有振動抑制回路と、
   前記フィードバック入力信号及び前記補正信号に基づいて前記インバータ入力信号を生成するインバータ入力生成部と、
   前記トルク検出信号及び前記速度検出信号に基づいて前記フィードバック指令信号を生成する指令生成部と、を備え、
   前記指令生成部は、前記速度検出信号、前記トルク検出信号、又は前記速度検出信号及び前記トルク検出信号の少なくとも何れかに基づいて生成される信号から、所定の阻止帯域内の成分を減衰させかつ前記阻止帯域外の成分を通過させるバンドストップ処理を経て前記フィードバック入力信号を生成することを特徴とするダイナモメータシステム。
2. 前記阻止帯域の中心周波数は、前記回転速度に比例した大きさに可変設定されることを特徴とする請求項１に記載のダイナモメータシステム。
3. 前記指令生成部は、前記速度検出信号及び前記トルク検出信号に基づいて前記ダイナモメータ本体に加わる駆動力に応じた駆動力推定信号を生成する駆動力オブザーバと、前記速度検出信号に基づいて走行抵抗設定信号を生成する走行抵抗設定部と、前記駆動力推定信号及び前記走行抵抗設定信号に対し前記バンドストップ処理を施す少なくとも１つのノッチフィルタと、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のダイナモメータシステム。
4. 前記指令生成部は、前記速度検出信号及び前記トルク検出信号に基づいて前記ダイナモメータ本体に加わる駆動力に応じた駆動力推定信号を生成する駆動力オブザーバと、前記速度検出信号に基づいて走行抵抗設定信号を生成する走行抵抗設定部と、前記駆動力オブザーバ及び前記走行抵抗設定部に入力される前記速度検出信号に対し前記バンドストップ処理を施す第１ノッチフィルタと、前記駆動力オブザーバに入力される前記トルク検出信号に対し前記バンドストップ処理を施す第２ノッチフィルタと、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のダイナモメータシステム。
   
   
   

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