(57)【要約】【課題】所定の入力から所定の出力までの入出力特性を精度良く推定できる試験システムの入出力特性推定方法を提供すること。【解決手段】試験システムの入出力特性推定方法は、第２トルク制御入力ｉｂ２に加振入力ｄ２を重畳したものを第２トルク電流指令信号ｉ２として第２動力計に入力し、加振入力ｄ２に対する周波数応答ｉ２ｄ２等を測定する第１加振測定工程（Ｓ３〜Ｓ５）と、第３トルク制御入力ｉｂ３に加振入力ｄ３を重畳したものを第３トルク電流指令信号ｉ３として第３動力計に入力し、加振入力ｄ３に対する周波数応答ｉ２ｄ３等を測定する第２加振測定工程（Ｓ７〜Ｓ９）と、第１及び第２加振測定工程において測定された応答を用いることによって、第２又は第３トルク電流指令信号（ｉ２、ｉ３）から第１又は第２軸トルク検出信号（ｔ２又はｔ３）までの伝達関数Ｇｔ２＿ｉ２等を推定する機械特性推定工程（Ｓ１１及びＳ１２）と、を備える。【選択図】図３
2018151183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１軸及び当該第１軸と動力伝達可能に接続された第２軸及び第３軸を備える供試体と、
前記第２軸に連結された第２電動機と、
前記第３軸に連結された第３電動機と、
前記第２軸又は前記第２電動機の状態を検出し第２状態検出信号を発生する第２状態検出手段と、
前記第３軸又は前記第３電動機の状態を検出し第３状態検出信号を発生する第３状態検出手段と、
所定の入力信号に基づいて、前記第２電動機の回転速度を制御するための前記第２電動機への第２トルク制御入力と、前記第３電動機の回転速度を制御するための前記第３電動機への第３トルク制御入力と、を生成する速度制御装置と、
所定の周波数で変化する加振入力を発生する加振入力発生手段と、を備える試験システムの入出力特性推定方法であって、
前記第２トルク制御入力に前記加振入力を重畳したものを第２入力として前記第２電動機に入力しかつ前記第３トルク制御入力を第３入力として前記第３電動機に入力し、当該加振入力に対する応答を測定する第１加振測定工程と、
前記第２トルク制御入力を第２入力として前記第２電動機に入力しかつ前記第３トルク制御入力に前記加振入力を重畳したものを第３入力として前記第３電動機に入力し、当該加振入力に対する応答を測定する第２加振測定工程と、
前記第１加振測定工程において測定された応答と前記第２加振測定工程において測定された応答とを用いることによって、前記第２又は第３入力から前記第２又は第３状態検出信号までの伝達関数を推定する機械特性推定工程と、を備えることを特徴とする試験システムの入出力特性推定方法。
【請求項２】
前記第２状態検出手段は、前記第２軸のトルクを検出し第２トルク検出信号を発生する第２トルク検出器と、前記第２電動機の回転速度を検出し第２速度信号を発生する第２回転速度検出器と、を備え、
前記第３状態検出手段は、前記第３軸のトルクを検出し第３トルク検出信号を発生する第３トルク検出器と、前記第３電動機の回転速度を検出し第３速度信号を発生する第３回転速度検出器と、を備え、
前記速度制御装置は、前記第２及び第３速度信号に基づいて、前記第２及び第３トルク制御入力を生成し、
前記第１加振測定工程では、前記第２トルク制御入力に重畳した加振入力に対する前記第２及び第３入力の少なくとも何れかの応答を測定し、
前記第２加振測定工程では、前記第３トルク制御入力に重畳した加振入力に対する前記第２及び第３入力の少なくとも何れかの応答を測定し、
前記機械特性推定工程では、前記第１及び第２加振測定工程において測定された応答を用いることによって、前記第２若しくは第３入力から前記第２若しくは第３トルク検出信号又は前記第２若しくは第３速度信号までの伝達関数を推定することを特徴とする請求項１に記載の試験システムの入出力特性推定方法。
【請求項３】
（実施例１）：数式（１０）〜（１３）
前記第１加振測定工程では、前記加振入力に対する前記第２入力、前記第３入力、前記第２トルク検出信号、及び前記第３トルク検出信号の応答を測定し、
前記第２加振測定工程では、前記加振入力に対する前記第２入力、前記第３入力、前記第２トルク検出信号、及び前記第３トルク検出信号の応答を測定し、
前記機械特性推定工程では、前記第１及び前記第２加振測定工程において測定された応答を用いることによって、前記第２又は第３入力から前記第２又は第３トルク検出信号までの伝達関数を推定することを特徴とする請求項２に記載の試験システムの入出力特性推定方法。
【請求項４】
前記第１加振測定工程では、前記加振入力に対する前記第２入力、前記第３入力、前記第２速度信号、及び前記第３速度信号の応答を測定し、
前記第２加振測定工程では、前記加振入力に対する前記第２入力、前記第３入力、前記第２速度信号、及び前記第３速度信号の応答を測定し、
前記機械特性推定工程では、前記第１及び前記第２加振測定工程において測定された応答を用いることによって、前記第２又は第３入力から前記第２又は第３速度信号までの伝達関数を推定することを特徴とする請求項２に記載の試験システムの入出力特性推定方法。
【請求項５】
前記第１加振測定工程において測定された応答と前記第２加振測定工程において測定された応答とを用いることによって、前記速度制御装置における前記入力信号から前記第２又は第３入力までの伝達関数を推定する制御回路特性推定工程をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の試験システムの入出力特性推定方法。
【請求項６】
前記試験システムは、
前記第１軸に連結された第１電動機と、
前記第１軸又は前記第１電動機の状態を検出し第１状態検出信号を発生する第１状態検出手段と、をさらに備え、
前記入出力特性推定方法は、
所定の基準入力に前記加振入力を重畳したものを第１入力として前記第１電動機に入力しかつ前記第２及び第３トルク制御入力をそれぞれ第２及び第３入力として前記第２及び第３電動機に入力し、当該加振入力に対する応答を測定する第３加振測定工程をさらに備え、
前記機械特性推定工程では、前記第１及び第２加振測定工程の何れか又は両方において測定された応答と前記第３加振測定工程において測定された応答とを用いることによって、前記第１入力から前記第１、第２若しくは第３状態検出信号までの伝達関数又は前記第２若しくは第３入力から前記第１状態検出信号までの伝達関数を推定することを特徴とする請求項１に記載の試験システムの入出力特性推定方法。
【請求項７】
第１軸及び当該第１軸と動力伝達可能に接続された第２軸及び第３軸を備える供試体と、
前記第２軸に連結された第２電動機と、
前記第３軸に連結された第３電動機と、
前記第２軸又は前記第２電動機の状態を検出し第２状態検出信号を発生する第２状態検出手段と、
前記第３軸又は前記第３電動機の状態を検出し第３状態検出信号を発生する第３状態検出手段と、
所定の入力信号に基づいて、前記第２電動機の回転速度を制御するための前記第２電動機への第２トルク制御入力と、前記第３電動機の回転速度を制御するための前記第３電動機への第３トルク制御入力と、を生成する速度制御装置と、
所定の周波数で変化する加振入力を発生する加振入力発生手段と、を備える試験システムの入出力特性推定方法であって、
前記第２トルク制御入力に前記加振入力を重畳したものを第２入力として前記第２電動機に入力しかつ前記第３トルク制御入力を第３入力として前記第３電動機に入力し、当該加振入力に対する応答を測定する第１加振測定工程と、
前記第２トルク制御入力を第２入力として前記第２電動機に入力しかつ前記第３トルク制御入力に前記加振入力を重畳したものを第３入力として前記第３電動機に入力し、当該加振入力に対する応答を測定する第２加振測定工程と、
前記第１加振測定工程において測定された応答と前記第２加振測定工程において測定された応答とを用いることによって、前記速度制御装置における前記入力信号から前記第２又は第３入力までの伝達関数を推定する制御回路特性推定工程と、を備えることを特徴とする試験システムの入出力特性推定方法。
【請求項８】
（実施例２）：式（１８）〜（２１）
前記第２状態検出手段は、前記第２軸のトルクを検出し第２トルク検出信号を発生する第２トルク検出器と、前記第２電動機の回転速度を検出し第２速度信号を発生する第２回転速度検出器と、を備え、
前記第３状態検出手段は、前記第３軸のトルクを検出し第３トルク検出信号を発生する第３トルク検出器と、前記第３電動機の回転速度を検出し第３速度信号を発生する第３回転速度検出器と、を備え、
前記速度制御装置は、前記第２及び第３速度信号に基づいて、前記第２及び第３トルク制御入力を生成し、
前記第１加振測定工程では、前記第２トルク制御入力に重畳した加振入力に対する前記第２及び第３速度信号の応答を測定し、
前記第２加振測定工程では、前記第３トルク制御入力に重畳した加振入力に対する前記第２及び第３速度信号の応答を測定し、
前記制御回路特性推定工程では、前記第１及び第２加振測定工程において測定された応答を用いることによって、前記速度制御装置における前記第２又は第３速度信号から前記第２又は第３入力までの伝達関数を推定することを特徴とする請求項７に記載の試験システムの入出力特性推定方法。
【請求項９】
第１軸及び当該第１軸と動力伝達可能に接続された第２軸を備える供試体と、
前記第１軸に連結された第１電動機と、
前記第２軸に連結された第２電動機と、
前記第１軸又は前記第１電動機の状態を検出し第１状態検出信号を発生する第１状態検出手段と、
前記第２軸又は前記第２電動機の状態を検出し第２状態検出信号を発生する第２状態検出手段と、
所定の入力信号に基づいて、前記第２電動機の回転速度を制御するための前記第２電動機への第２トルク制御入力を生成する速度制御装置と、
所定の周波数で変化する加振入力を発生する加振入力発生手段と、を備える試験システムの入出力特性推定方法であって、
所定の基準入力に前記加振入力を重畳したものを第１入力として前記第１電動機に入力しかつ前記第２トルク制御入力を第２入力として前記第２電動機に入力し、当該加振入力に対する応答を測定する第１加振測定工程と、
前記基準入力を第１入力として前記第１電動機に入力しかつ前記第２トルク制御入力に前記加振入力を重畳したものを第２入力として前記第２電動機に入力し、当該加振入力に対する応答を測定する第２加振測定工程と、
前記第１加振測定工程において測定された応答と前記第２加振測定工程において測定された応答とを用いることによって、前記第１入力から前記第１又は第２状態検出信号までの伝達関数を推定する機械特性推定工程と、を備えることを特徴とする試験システムの入出力特性推定方法。
【請求項１０】
前記第１状態検出手段は、前記第１軸のトルクを検出し第１トルク検出信号を発生する第１トルク検出器と、前記第１電動機の回転速度を検出し第１速度信号を発生する第１回転速度検出器と、を備え、
前記第２状態検出手段は、前記第２軸のトルクを検出し第２トルク検出信号を発生する第２トルク検出器と、前記第２電動機の回転速度を検出し第２速度信号を発生する第２回転速度検出器と、を備え、
前記第１加振測定工程では、前記基準入力に重畳した加振入力に対する前記第２速度信号及び前記第１トルク検出信号の応答を測定し、
前記機械特性推定工程では、前記第１及び第２加振測定工程において測定された応答を用いることによって、前記第１入力から前記第１トルク検出信号までの伝達関数を推定することを特徴とする請求項９に記載の試験システムの入出力特性推定方法。
【請求項１１】
前記第１加振測定工程では、前記基準入力に重畳した加振入力に対する前記第２速度信号並びに前記第１及び第２トルク検出信号の応答を測定し、
前記機械特性推定工程では、前記第１及び第２加振測定工程において測定された応答を用いることによって、前記第１入力から前記第１トルク検出信号までの伝達関数及び前記第１入力から前記第２トルク検出信号までの伝達関数を推定することを特徴とする請求項１０に記載の試験システムの入出力特性推定方法。
【請求項１２】
前記第１状態検出手段は、前記第１軸のトルクを検出し第１トルク検出信号を発生する第１トルク検出器と、前記第１電動機の回転速度を検出し第１速度信号を発生する第１回転速度検出器と、を備え、
前記第２状態検出手段は、前記第２軸のトルクを検出し第２トルク検出信号を発生する第２トルク検出器と、前記第２電動機の回転速度を検出し第２速度信号を発生する第２回転速度検出器と、を備え、
前記第１加振測定工程では、前記基準入力に重畳した加振入力に対する前記第１及び第２速度信号の応答を測定し、
前記機械特性推定工程では、前記第１及び第２加振測定工程において測定された応答を用いることによって、前記第１入力から前記第１速度信号までの伝達関数及び前記第１入力から前記第２速度信号までの伝達関数を推定することを特徴とする請求項９に記載の試験システムの入出力特性推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試験システムの入出力特性推定方法に関する。より詳しくは、少なくとも２つの軸を備える供試体の試験システムにおける所定の入力から所定の出力までの入出力特性を推定する入出力特性推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、供試体であるエンジンと動力計とを結合軸で連結して構成されるエンジンの試験システム（以下、「エンジンベンチシステム」という）が示されている。エンジンベンチシステムでは、エンジン制御装置を用いてエンジンのスロットル開度を制御しながら、動力計制御装置によって動力計のトルクや速度等を制御することにより、エンジンの耐久性、燃費、及び排気浄化性能等を評価する。エンジンベンチシステムではエンジンの性能を評価する試験を行う前に、エンジンの特性、とりわけエンジンの慣性モーメントを測定しておき、これを動力計制御装置におけるトルク制御や速度制御の制御パラメータとして利用する場合がある。
【０００３】
特許文献１には、エンジンと結合軸で連結された動力計のトルクを振動させる加振制御を行うことにより、エンジンベンチシステムにおける信号の入出力特性（より具体的には、トルク電流指令信号から角速度検出信号への伝達関数Ｇ１、及びトルク電流指令信号から軸トルク検出信号への伝達関数Ｇ２）を測定し、この測定結果を利用することによってエンジンの慣性モーメントを推定する方法が示されている。エンジンベンチシステムでは、供試体であるエンジンには１台の動力計のみが連結されることから、その入出力特性は、動力計への加振入力に対する所定の信号の応答を測定することによって容易に測定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−７６０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、動力計を用いた試験システムには、特許文献１に示すようなエンジンを供試体としたエンジンベンチシステムの他、車両のドライブトレインを供試体としたドライブトレインベンチシステムも存在する。ドライブトレインとは、エンジンで発生したエネルギを駆動輪に伝達するための複数の装置の総称をいい、エンジン、クラッチ、トランスミッション、ドライブシャフト、プロペラシャフト、デファレンシャルギヤ、及び駆動輪等を組み合わせて構成される。ドライブトレインは、エンジンの出力軸に連結される１つの入力軸と、この入力軸と動力伝達可能に接続された第１及び第２出力軸とを備える３軸である。
【０００６】
ドライブトレインベンチシステムは、ドライブトレインの入力軸に実エンジンやダイナモメータ等の動力発生源を接続し、この動力発生源で発生した動力を入力軸に入力し供試体を駆動しながら、その第１及び第２出力軸の各々に連結された第１及び第２ダイナモメータの回転速度を速度制御装置によって制御し、これら第１及び第２ダイナモメータで動力を吸収することによって供試体の性能を評価する。
【０００７】
このようなドライブトレインベンチシステムにおいても、上述のエンジンベンチシステムと同様に信号の入出力特性を推定したい場合がある。しかしながらドライブトレインベンチシステムでは、エンジンベンチシステムと異なり、供試体には２台又は３台の動力計が連結されているため、特許文献１の発明の方法をそのまま適用しただけでは、その入出力特性を精度良く推定することできない。より具体的には、ドライブトレインベンチシステムでは、供試体には加振させる動力計の他にも、速度制御装置によって制御されている動力計が接続されていることから、この速度制御装置の影響によって、特許文献１の発明のように単純に加振入力信号に対する対象とする出力信号の応答を測定するだけでは、その入出力特性を正確に推定することができない。
【０００８】
本発明は、少なくとも２つの軸を備える供試体を試験対象とした試験システムにおいて、所定の入力から所定の出力までの入出力特性を精度良く推定できる試験システムの入出力特性推定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）試験システム（例えば、後述の試験システムＳ）は、第１軸（例えば、後述の第１軸Ｓ１）及び当該第１軸と動力伝達可能に接続された第２軸（例えば、後述の第２軸Ｓ２）及び第３軸（例えば、後述の第３軸Ｓ３）を備える供試体（例えば、後述の供試体Ｗ）と、前記第２軸に連結された第２電動機（例えば、後述の第２動力計２２）と、前記第３軸に連結された第３電動機（例えば、後述の第３動力計２３）と、前記第２軸又は前記第２電動機の状態を検出し第２状態検出信号（ｔ２，ｗ２）を発生する第２状態検出手段（例えば、後述の第２回転速度検出器５２及び第２軸トルク検出器６２）と、前記第３軸又は前記第３電動機の状態を検出し第３状態検出信号（ｔ３，ｗ３）を発生する第３状態検出手段（例えば、後述の第３回転速度検出器５３及び第３軸トルク検出器６３）と、所定の入力信号（ｗ２，ｗ３，ｗ＿ａｖ，ｄｗ）に基づいて、前記第２電動機の回転速度を制御するための前記第２電動機への第２トルク制御入力（例えば、後述の第２トルク制御入力ｉｂ２）と、前記第３電動機の回転速度を制御するための前記第３電動機への第３トルク制御入力（例えば、後述の第３トルク制御入力ｉｂ３）と、を生成する速度制御装置（例えば、後述の速度制御装置７３）と、所定の周波数で変化する加振入力（ｄ１，ｄ２，ｄ３）を発生する加振入力発生手段（例えば、後述の加振トルク生成部７２）と、を備える。この試験システムの入出力特性推定方法は、前記第２トルク制御入力（ｉｂ２）に前記加振入力（ｄ２）を重畳したものを第２入力（ｉ２）として前記第２電動機に入力しかつ前記第３トルク制御入力（ｉｂ３）を第３入力（ｉ３）として前記第３電動機に入力し、当該加振入力（ｄ２）に対する応答（例えば、後述の周波数応答ｉ２ｄ２，ｔ２ｄ２，ｗ２ｄ２，ｉ３ｄ２，ｔ３ｄ２，ｗ３ｄ２）を測定する第１加振測定工程（例えば、後述の図３のＳ３〜Ｓ５の工程）と、前記第２トルク制御入力（ｉｂ２）を第２入力（ｉ２）として前記第２電動機に入力しかつ前記第３トルク制御入力（ｉｂ３）に前記加振入力（ｄ３）を重畳したものを第３入力として前記第３電動機に入力し、当該加振入力（ｄ３）に対する応答（例えば、後述の周波数応答ｉ２ｄ３，ｔ２ｄ３，ｗ２ｄ３，ｉ３ｄ３，ｔ３ｄ３，ｗ３ｄ３）を測定する第２加振測定工程（例えば、後述の図３のＳ７〜Ｓ９の工程）と、前記第１加振測定工程において測定された応答と前記第２加振測定工程において測定された応答とを用いることによって、前記第２又は第３入力（ｉ２又はｉ３）から前記第２又は第３状態検出信号（ｔ２，ｔ３，ｗ２，ｗ３）までの伝達関数（例えば、後述のＧｔ２＿ｉ２，Ｇｔ２＿ｉ３，Ｇｔ３＿ｉ２，Ｇｔ３＿ｉ３，Ｇｗ２＿ｉ２，Ｇｗ２＿ｉ３，Ｇｗ３＿ｉ２，Ｇｗ３＿ｉ３）を推定する機械特性推定工程（例えば、後述の図３のＳ１１及びＳ１２の工程）と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
（２）この場合、前記第２状態検出手段は、前記第２軸のトルクを検出し第２トルク検出信号（ｔ２）を発生する第２トルク検出器（例えば、後述の第２軸トルク検出器６２）と、前記第２電動機の回転速度を検出し第２速度信号（ｗ２）を発生する第２回転速度検出器（例えば、後述の第２回転速度検出器５２）と、を備え、前記第３状態検出手段は、前記第３軸のトルクを検出し第３トルク検出信号（ｔ３）を発生する第３トルク検出器（例えば、後述の第３軸トルク検出器６３）と、前記第３電動機の回転速度を検出し第３速度信号（ｗ３）を発生する第３回転速度検出器（例えば、後述の第３回転速度検出器５３）と、を備え、前記速度制御装置は、前記第２及び第３速度信号に基づいて、前記第２及び第３トルク制御入力を生成し、前記第１加振測定工程では、前記第２トルク制御入力に重畳した加振入力に対する前記第２及び第３入力の少なくとも何れかの応答（ｉ２ｄ２，ｉ３ｄ２）を測定し、前記第２加振測定工程では、前記第３トルク制御入力に重畳した加振入力に対する前記第２及び第３入力の少なくとも何れかの応答（ｉ２ｄ３，ｉ３ｄ３）を測定し、前記機械特性推定工程では、前記第１及び第２加振測定工程において測定された応答を用いることによって、前記第２若しくは第３入力（ｉ２又はｉ３）から前記第２若しくは第３トルク検出信号（ｔ２又はｔ３）又は前記第２若しくは第３速度信号（ｗ２又はｗ３）までの伝達関数（Ｇｔ２＿ｉ２，Ｇｔ２＿ｉ３，Ｇｔ３＿ｉ２，Ｇｔ３＿ｉ３，Ｇｗ２＿ｉ２，Ｇｗ２＿ｉ３，Ｇｗ３＿ｉ２，Ｇｗ３＿ｉ３）を推定することが好ましい。
【００１１】
（３）この場合、前記第１加振測定工程では、前記加振入力に対する前記第２入力、前記第３入力、前記第２トルク検出信号、及び前記第３トルク検出信号の応答（ｉ２ｄ２，ｉ３ｄ２，ｔ２ｄ２，ｔ３ｄ２）を測定し、前記第２加振測定工程では、前記加振入力に対する前記第２入力、前記第３入力、前記第２トルク検出信号、及び前記第３トルク検出信号の応答（ｉ２ｄ３，ｉ３ｄ３，ｔ２ｄ３，ｔ３ｄ３）を測定し、前記機械特性推定工程では、前記第１及び前記第２加振測定工程において測定された応答を用いることによって、前記第２又は第３入力から前記第２又は第３トルク検出信号までの伝達関数（Ｇｔ２＿ｉ２，Ｇｔ２＿ｉ３，Ｇｔ３＿ｉ２，Ｇｔ３＿ｉ３）を推定することが好ましい。
【００１２】
（４）この場合、前記第１加振測定工程では、前記加振入力に対する前記第２入力、前記第３入力、前記第２速度信号、及び前記第３速度信号の応答（ｉ２ｄ２，ｉ３ｄ２，ｗ２ｄ２，ｗ３ｄ２）を測定し、前記第２加振測定工程では、前記加振入力に対する前記第２入力、前記第３入力、前記第２速度信号、及び前記第３速度信号の応答（ｉ２ｄ３，ｉ３ｄ３，ｗ２ｄ３，ｗ３ｄ３）を測定し、前記機械特性推定工程では、前記第１及び前記第２加振測定工程において測定された応答を用いることによって、前記第２又は第３入力から前記第２又は第３速度信号までの伝達関数（Ｇｗ２＿ｉ２，Ｇｗ２＿ｉ３，Ｇｗ３＿ｉ２，Ｇｗ３＿ｉ３）を推定することが好ましい。
【００１３】
（５）この場合、入出力特性推定方法は、前記第１加振測定工程において測定された応答と前記第２加振測定工程において測定された応答とを用いることによって、前記速度制御装置における前記入力信号（ｗ２又はｗ３）から前記第２又は第３入力（ｉ２又はｉ３）までの伝達関数を推定する制御回路特性推定工程（例えば、後述の図５のＳ３１の工程）をさらに備えることが好ましい。
【００１４】
（６）この場合、前記試験システムは、前記第１軸に連結された第１電動機（例えば、後述の第１動力計２１）と、前記第１軸又は前記第１電動機の状態を検出し第１状態検出信号（ｔ１，ｗ１）を発生する第１状態検出手段（例えば、後述の第１回転速度検出器５１、第１軸トルク検出器６１）と、をさらに備え、前記入出力特性推定方法は、所定の基準入力（ｉｂ１）に前記加振入力（ｄ１）を重畳したものを第１入力（ｉ１）として前記第１電動機に入力しかつ前記第２及び第３トルク制御入力をそれぞれ第２及び第３入力として前記第２及び第３電動機に入力し、当該加振入力に対する応答（ｔ１ｄ１，ｗ１ｄ１，ｔ２ｄ１，ｗ２ｄ１，ｔ３ｄ１，ｗ３ｄ１）を測定する第３加振測定工程（例えば、後述の図６ＢのＳ６４〜Ｓ６６の工程）をさらに備え、前記機械特性推定工程では、前記第１及び第２加振測定工程の何れか又は両方において測定された応答と前記第３加振測定工程において測定された応答とを用いることによって、前記第１入力から前記第１、第２若しくは第３状態検出信号までの伝達関数（Ｇｔ１＿ｉ１，Ｇｔ２＿ｉ１，Ｇｔ３＿ｉ１，Ｇｗ１＿ｉ１，Ｇｗ２＿ｉ１，Ｇｗ３＿ｉ１）又は前記第２若しくは第３入力から前記第１状態検出信号までの伝達関数（Ｇｔ１＿ｉ２，Ｇｔ１＿ｉ３，Ｇｗ１＿ｉ２，Ｇｗ１＿ｉ３）を推定することが好ましい。
【００１５】
（７）試験システムは、第１軸及び当該第１軸と動力伝達可能に接続された第２軸及び第３軸を備える供試体と、前記第２軸に連結された第２電動機と、前記第３軸に連結された第３電動機と、前記第２軸又は前記第２電動機の状態を検出し第２状態検出信号を発生する第２状態検出手段と、前記第３軸又は前記第３電動機の状態を検出し第３状態検出信号を発生する第３状態検出手段と、所定の入力信号に基づいて、前記第２電動機の回転速度を制御するための前記第２電動機への第２トルク制御入力と、前記第３電動機の回転速度を制御するための前記第３電動機への第３トルク制御入力と、を生成する速度制御装置と、所定の周波数で変化する加振入力を発生する加振入力発生手段と、を備える。この試験システムの入出力特性推定方法は、前記第２トルク制御入力に前記加振入力を重畳したものを第２入力として前記第２電動機に入力しかつ前記第３トルク制御入力を第３入力として前記第３電動機に入力し、当該加振入力に対する応答を測定する第１加振測定工程（例えば、後述の図５のＳ２３〜Ｓ２５の工程）と、前記第２トルク制御入力を第２入力として前記第２電動機に入力しかつ前記第３トルク制御入力に前記加振入力を重畳したものを第３入力として前記第３電動機に入力し、当該加振入力に対する応答を測定する第２加振測定工程（例えば、後述の図５のＳ２７〜Ｓ２９の工程）と、前記第１加振測定工程において測定された応答と前記第２加振測定工程において測定された応答とを用いることによって、前記速度制御装置における前記入力信号（ｗ２又はｗ３）から前記第２又は第３入力（ｉ２又はｉ３）までの伝達関数（Ｃ２２，Ｃ２３，Ｃ３２，Ｃ３３）を推定する制御回路特性推定工程（例えば、後述の図５のＳ３１の工程）と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
（８）この場合、前記第２状態検出手段は、前記第２軸のトルクを検出し第２トルク検出信号を発生する第２トルク検出器と、前記第２電動機の回転速度を検出し第２速度信号を発生する第２回転速度検出器と、を備え、前記第３状態検出手段は、前記第３軸のトルクを検出し第３トルク検出信号を発生する第３トルク検出器と、前記第３電動機の回転速度を検出し第３速度信号を発生する第３回転速度検出器と、を備え、前記速度制御装置は、前記第２及び第３速度信号に基づいて、前記第２及び第３トルク制御入力を生成し、前記第１加振測定工程では、前記第２トルク制御入力に重畳した加振入力に対する前記第２及び第３速度信号の応答を測定し、前記第２加振測定工程では、前記第３トルク制御入力に重畳した加振入力に対する前記第２及び第３速度信号の応答を測定し、前記制御回路特性推定工程では、前記第１及び第２加振測定工程において測定された応答を用いることによって、前記速度制御装置における前記第２又は第３速度信号から前記第２又は第３入力までの伝達関数（Ｃ２２，Ｃ２３，Ｃ３２，Ｃ３３）を推定することが好ましい。
【００１７】
（９）試験システムは、第１軸（例えば、後述の第１軸Ｓ１）及び当該第１軸と動力伝達可能に接続された第２軸（例えば、後述の第２軸Ｓ２又は第３軸Ｓ３）を備える供試体（例えば、後述の供試体Ｗ）と、前記第１軸に連結された第１電動機（例えば、後述の第１動力計２１）と、前記第２軸に連結された第２電動機（例えば、後述の第２動力計２２又は第３動力計２３）と、前記第１軸又は前記第１電動機の状態を検出し第１状態検出信号を発生する第１状態検出手段（例えば、後述の第１回転速度検出器５１、第１軸トルク検出器６１）と、前記第２軸又は前記第２電動機の状態を検出し第２状態検出信号を発生する第２状態検出手段（例えば、後述の第２回転速度検出器５２及び第２軸トルク検出器６２又は第３回転速度検出器５３及び第３軸トルク検出器６３）と、所定の入力信号（ｗ２又はｗ３）に基づいて、前記第２電動機の回転速度を制御するための前記第２電動機への第２トルク制御入力（ｉｂ２又はｉｂ３）を生成する速度制御装置（例えば、後述の速度制御装置７３）と、所定の周波数で変化する加振入力（ｄ１，ｄ２，ｄ３）を発生する加振入力発生手段（例えば、後述の加振トルク生成部７２）と、を備える。この試験システムの入出力特性推定方法は、所定の基準入力（ｉｂ１）に前記加振入力（ｄ１）を重畳したものを第１入力（ｉ１）として前記第１電動機に入力しかつ前記第２トルク制御入力（ｉｂ２又はｉｂ３）を第２入力（ｉ２又はｉ３）として前記第２電動機に入力し、当該加振入力に対する応答を測定する第１加振測定工程（例えば、後述の図６ＢのＳ６４〜Ｓ６６の工程）と、前記基準入力を第１入力として前記第１電動機に入力しかつ前記第２トルク制御入力に前記加振入力を重畳したものを第２入力として前記第２電動機に入力し、当該加振入力に対する応答を測定する第２加振測定工程（例えば、後述の図６ＡのＳ５３〜Ｓ５５の工程若しくはＳ５７〜Ｓ５９の工程）と、前記第１加振測定工程において測定された応答（ｔ１ｄ１，ｗ１ｄ１，ｔ２ｄ１，ｗ２ｄ１，ｔ３ｄ１，ｗ３ｄ１）と前記第２加振測定工程において測定された応答（ｉ２ｄ２，ｉ２ｄ３等）とを用いることによって、前記第１入力から前記第１又は第２状態検出信号までの伝達関数（Ｇｔ１＿ｉ１，Ｇｔ２＿ｉ１，Ｇｔ３＿ｉ１，Ｇｗ１＿ｉ１，Ｇｗ２＿ｉ１，Ｇｗ３＿ｉ１）を推定する機械特性推定工程（例えば、後述の図６ＢのＳ６８及びＳ６９の工程）と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
（１０）この場合、前記第１状態検出手段は、前記第１軸のトルクを検出し第１トルク検出信号を発生する第１トルク検出器と、前記第１電動機の回転速度を検出し第１速度信号を発生する第１回転速度検出器と、を備え、前記第２状態検出手段は、前記第２軸のトルクを検出し第２トルク検出信号を発生する第２トルク検出器と、前記第２電動機の回転速度を検出し第２速度信号を発生する第２回転速度検出器と、を備え、前記第１加振測定工程では、前記基準入力に重畳した加振入力に対する前記第２速度信号及び前記第１トルク検出信号の応答を測定し、前記機械特性推定工程では、前記第１及び第２加振測定工程において測定された応答を用いることによって、前記第１入力から前記第１トルク検出信号までの伝達関数（Ｇｔ１＿ｉ１）を推定することが好ましい。
【００１９】
（１１）この場合、前記第１加振測定工程では、前記基準入力に重畳した加振入力に対する前記第２速度信号並びに前記第１及び第２トルク検出信号の応答を測定し、前記機械特性推定工程では、前記第１及び第２加振測定工程において測定された応答を用いることによって、前記第１入力から前記第１トルク検出信号までの伝達関数及び前記第１入力から前記第２トルク検出信号までの伝達関数（Ｇｔ２＿ｉ１又はＧｔ３＿ｉ１）を推定することが好ましい。
【００２０】
（１２）この場合、前記第１状態検出手段は、前記第１軸のトルクを検出し第１トルク検出信号を発生する第１トルク検出器と、前記第１電動機の回転速度を検出し第１速度信号を発生する第１回転速度検出器と、を備え、前記第２状態検出手段は、前記第２軸のトルクを検出し第２トルク検出信号を発生する第２トルク検出器と、前記第２電動機の回転速度を検出し第２速度信号を発生する第２回転速度検出器と、を備え、前記第１加振測定工程では、前記基準入力に重畳した加振入力に対する前記第１及び第２速度信号の応答を測定し、前記機械特性推定工程では、前記第１及び第２加振測定工程において測定された応答を用いることによって、前記第１入力から前記第１速度信号までの伝達関数（Ｇｗ１＿ｉ１）及び前記第１入力から前記第２速度信号までの伝達関数（Ｇｗ２＿ｉ１又はＧｗ３＿ｉ１）を推定することが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
（１）本発明では、供試体の第２及び第３軸に第２及び第３電動機をそれぞれ連結し、第１加振測定工程では第２電動機を加振制御したときにおける加振入力に対する応答を測定し、第２加振測定工程では第３電動機を加振制御したときにおける加振入力に対する応答を測定する。また機械特性推定工程は、これら第１及び第２加振測定工程において得られた加振入力に対する応答を用いることによって、第２又は第３入力から第２又は第３状態検出信号までの伝達関数を推定する。このように本発明では、第２電動機を加振制御したときの応答と第３電動機を加振制御したときの応答とを組み合わせて第２又は第３入力から第２又は第３状態検出信号までの伝達関数を推定することにより、速度制御装置の入出力特性の影響を除いて精度良く伝達関数を推定することができる。
【００２２】
（２）本発明の第１加振測定工程では第２電動機に入力される加振入力に対する第２及び第３入力の応答を測定し、第２加振測定工程では第３電動機に入力される加振入力に対する第２及び第３入力の応答を測定し、機械特性推定工程は、これら４つの応答を用いて第２又は第３入力から、第２若しくは第３トルク検出信号又は第２若しくは第３速度信号までの伝達関数を推定する。これにより、これら伝達関数をさらに精度良く推定することができる。
【００２３】
（３）本発明の機械特性推定工程では、第２電動機に入力される加振入力に対する第２及び第３入力並びに第２及び第３トルク検出信号の応答と、第３電動機に入力される加振入力に対する第２及び第３入力並びに第２及び第３トルク検出信号の応答と、からなる８つの応答を用いて第２又は第３入力から第２又は第３トルク検出信号までの伝達関数を推定する。これにより、これら伝達関数をさらに精度良く推定することができる。
【００２４】
（４）本発明の機械特性推定工程では、第２電動機に入力される加振入力に対する第２及び第３入力並びに第２及び第３速度信号の応答と、第３電動機に入力される加振入力に対する第２及び第３入力並びに第２及び第３速度信号の応答と、からなる８つの応答を用いて第２又は第３入力から第２又は第３速度信号までの伝達関数を推定する。これにより、これら伝達関数をさらに精度良く推定することができる。
【００２５】
（５）本発明の制御回路特性推定工程は、第１及び第２加振測定工程において測定された応答を用いることによって、速度制御装置における入力信号から第２又は第３入力までの伝達関数を推定する。このように本発明では、第２電動機を加振制御したときの応答と第３電動機を加振制御したときの応答とを組み合わせて速度制御装置の入出力特性を表す伝達関数を推定することにより、速度制御装置を実際に稼働させた状態でその伝達関数を精度良く推定することができる。なお、実際の速度制御装置は、様々な制御回路を組み合わせて構成されていることから、特定の制御回路のみを稼働させてその入出力特性を推定することが困難である場合や、時間がかかったりする場合がある。本発明では、速度制御装置を実際に稼働させた状態でその入出力特性を推定できるので、容易かつ短い時間でその入出力特性を推定できる。
【００２６】
（６）本発明では、供試体の第１軸に第１電動機を連結し、第３加振測定工程では、第１電動機を加振制御したときにおける加振入力に対する応答を測定する。また機械特性推定工程では、第１及び第２加振測定工程の何れか又は両方において測定された応答と、第３加振測定工程において測定された応答とを用いることによって、第１入力から第１〜第３状態検出信号までの伝達関数又は第２若しくは第３入力から第１状態検出信号までの伝達関数を推定する。これにより本発明によれば、速度制御装置の入出力特性の影響を除いて精度良く伝達関数を推定することができる。
【００２７】
（７）本発明では、供試体の第２及び第３軸に第２及び第３電動機をそれぞれ連結し、第１加振測定工程では第２電動機を加振制御したときにおける加振入力に対する応答を測定し、第２加振測定工程では第３電動機を加振制御したときにおける加振入力に対する応答を測定する。また制御回路特性推定工程では、これら第１及び第２加振測定工程において測定された応答を用いることによって、速度制御装置における入力信号から第２又は第３入力までの伝達関数を推定する。このように本発明では、第２電動機を加振制御したときの応答と第３電動機を加振制御したときの応答とを組み合わせて速度制御装置の入出力特性を表す伝達関数を推定することにより、速度制御装置を実際に稼働させた状態でその伝達関数を精度良く推定することができる。なお、実際の速度制御装置は、様々な制御回路を組み合わせて構成されていることから、特定の制御回路のみを稼働させてその入出力特性を推定することが困難である場合や、時間がかかったりする場合がある。本発明では、速度制御装置を実際に稼働させた状態でその入出力特性を推定できるので、容易かつ短い時間でその入出力特性を推定できる。
【００２８】
（８）本発明の第１加振測定工程では第２電動機に入力される加振入力に対する第２及び第３速度信号の応答を測定し、第２加振測定工程では第３電動機に入力される加振入力に対する第２及び第３速度信号の応答を測定し、制御回路特性推定工程では、これら４つの応答を用いて速度制御装置における第２又は第３速度信号から第２又は第３入力までの伝達関数を推定する。これにより、これら伝達関数をさらに精度良く推定することができる。
【００２９】
（９）本発明では、供試体の第１及び第２軸に第１及び第２電動機をそれぞれ連結し、第２電動機の回転速度を速度制御装置によって制御する。第１加振測定工程では第１電動機を加振制御したときにおける加振入力に対する応答を測定し、第２加振測定工程では第２電動機を加振制御したときにおける加振入力に対する応答を測定する。また機械特性推定工程では、これら第１及び第２加振測定工程によって得られた加振入力に対する応答を用いることによって、第１入力から第１又は第２状態検出信号までの伝達関数を推定する。このように本発明では、第１電動機を加振制御したときの応答と第２電動機を加振制御したときの応答とを組み合わせて第１入力から第１又は第２状態検出信号までの伝達関数を推定することにより、速度制御装置の入出力特性の影響を除いて精度良く伝達関数を推定することができる。
【００３０】
（１０）本発明の第１加振測定工程では第１電動機に入力される加振入力に対する第２速度信号及び第１トルク検出信号の応答を測定し、機械特性推定工程では、第１加振測定工程において測定されたこれら２つの応答と第２加振測定工程において測定された応答とを用いて第１入力から第１トルク検出信号までの伝達関数を推定する。これにより、この伝達関数をさらに精度良く推定することができる。
【００３１】
（１１）本発明の第１加振測定工程では第１電動機に入力される加振入力に対する第２速度信号並びに第１及び第２トルク検出信号の応答を測定し、機械特性推定工程では、第１加振測定工程において測定されたこれら３つの応答と第２加振測定工程において測定された応答とを用いて第１入力から第１トルク検出信号までの伝達関数と、第１入力から第２トルク検出信号までの伝達関数とを推定する。これにより、これら伝達関数をさらに精度良く推定することができる。
【００３２】
（１２）本発明の第１加振測定工程では第１電動機に入力される加振入力に対する第１及び第２速度信号の応答を測定し、機械特性推定工程では、第１加振測定工程によって測定されたこれら２つの応答と第２加振測定工程によって測定された応答とを用いて第１入力から第１速度信号までの伝達関数と、第１入力から第２速度信号までの伝達関数とを推定する。これにより、これら伝達関数をさらに精度良く推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係る試験システム及びその入出力特性推定方法の構成を示す図である。
【図２】入出力特性を推定する際における動力計制御装置の制御回路の構成を示す図である。
【図３】実施例１の入出力特性推定方法の具体的な演算手順を示すフローチャートである。
【図４Ａ】実施例１の推定結果（Ｇｔ２＿ｉ２）を示す図である。
【図４Ｂ】実施例１の推定結果（Ｇｔ３＿ｉ２）を示す図である。
【図４Ｃ】実施例１の推定結果（Ｇｗ２＿ｉ２）を示す図である。
【図４Ｄ】実施例１の推定結果（Ｇｗ３＿ｉ２）を示す図である。
【図４Ｅ】実施例１の推定結果（Ｇｔ２＿ｉ３）を示す図である。
【図４Ｆ】実施例１の推定結果（Ｇｔ３＿ｉ３）を示す図である。
【図４Ｇ】実施例１の推定結果（Ｇｗ２＿ｉ３）を示す図である。
【図４Ｈ】実施例１の推定結果（Ｇｗ３＿ｉ３）を示す図である。
【図５】実施例２の入出力特性推定方法の具体的な演算手順を示すフローチャートである。
【図６Ａ】実施例３の入出力特性推定方法の具体的な演算手順を示すフローチャートである。
【図６Ｂ】実施例３の入出力特性推定方法の具体的な演算手順を示すフローチャートである。
【図７Ａ】実施例３の推定結果（Ｇｔ１＿ｉ１）を示す図である。
【図７Ｂ】実施例３の推定結果（Ｇｔ２＿ｉ１）を示す図である。
【図７Ｃ】実施例３の推定結果（Ｇｔ３＿ｉ１）を示す図である。
【図７Ｄ】実施例３の推定結果（Ｇｗ１＿ｉ１）を示す図である。
【図７Ｅ】実施例３の推定結果（Ｇｗ２＿ｉ１）を示す図である。
【図７Ｆ】実施例３の推定結果（Ｇｗ３＿ｉ１）を示す図である。
【図７Ｇ】実施例３の推定結果（Ｇｔ１＿ｉ２）を示す図である。
【図７Ｈ】実施例３の推定結果（Ｇｔ１＿ｉ３）を示す図である。
【図７Ｉ】実施例３の推定結果（Ｇｗ１＿ｉ２）を示す図である。
【図７Ｊ】実施例３の推定結果（Ｇｗ１＿ｉ３）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る入出力特性推定方法が適用された試験システムＳの構成を示す図である。試験システムＳは、少なくとも１つの入力軸としての第１軸Ｓ１並びにこの第１軸Ｓ１とそれぞれ動力伝達可能に接続された出力軸としての第２軸Ｓ２及び第３軸Ｓ３とを備えるドライブトレインを供試体Ｗとし、この供試体Ｗの性能を評価するためのものである。
【００３５】
試験システムＳは、供試体Ｗと、供試体Ｗに連結された第１動力計２１、第２動力計２２、及び第３動力計２３と、各動力計２１〜２３に電力を供給する第１インバータ３１、第２インバータ３２、及び第３インバータ３３と、各動力計２１〜２３における軸の回転速度を検出する第１回転速度検出器５１、第２回転速度検出器５２、及び第３回転速度検出器５３と、各動力計２１〜２３における軸トルクを検出する第１軸トルク検出器６１、第２軸トルク検出器６２、及び第３軸トルク検出器６３と、各インバータ３１〜３３へトルク電流指令信号を入力する動力計制御装置７と、試験システムＳにおける所定の入力から所定の出力までの入出力特性を推定する推定装置８と、を備える。
【００３６】
第１動力計２１の出力軸は、供試体Ｗの第１軸Ｓ１と同軸に連結されている。第２動力計２２の出力軸は、供試体Ｗの第２軸Ｓ２と同軸に連結されている。第３動力計２３の出力軸は、供試体Ｗの第３軸Ｓ３と同軸に連結されている。
【００３７】
第１回転速度検出器５１は、第１動力計２１の出力軸の単位時間当たりの回転数である第１回転速度を検出し、この第１回転速度に応じた第１速度検出信号ｗ１を発生する。第２回転速度検出器５２は、第２動力計２２の出力軸の単位時間当たりの回転数である第２回転速度を検出し、この第２回転速度に応じた第２速度検出信号ｗ２を発生する。第３回転速度検出器５３は、第３動力計２３の出力軸の単位時間当たりの回転数である第３回転速度を検出し、この第３回転速度に応じた第３速度検出信号ｗ３を発生する。
【００３８】
第１軸トルク検出器６１は、第１軸Ｓ１に発生する捩れトルク（以下、「第１軸トルク」という）を検出し、この第１軸トルクに応じた第１軸トルク検出信号ｔ１を発生する。第２軸トルク検出器６２は、第２軸Ｓ２に発生する捩れトルク（以下、「第２軸トルク」という）を検出し、この第２軸トルクに応じた第２軸トルク検出信号ｔ２を発生する。第３軸トルク検出器６３は、第３軸Ｓ３に発生する捩れトルク（以下、「第３軸トルク」という）を検出し、この第３軸トルクに応じた第３軸トルク検出信号ｔ３を発生する。
【００３９】
動力計制御装置７は、速度検出信号ｗ１〜ｗ３と、軸トルク検出信号ｔ１〜ｔ３と、所定の指令信号とを用いることによって、第１動力計２１に対するトルク電流指令信号である第１トルク電流指令信号ｉ１と、第２動力計２２に対するトルク電流指令信号である第２トルク電流指令信号ｉ２と、第３動力計２３に対するトルク電流指令信号である第３トルク電流指令信号ｉ３と、を所定のアルゴリズムに基づいて生成し、各信号ｉ１〜ｉ３を各インバータ３１〜３３へ入力する。第１インバータ３１は、第１トルク電流指令信号ｉ１に応じた電力を第１動力計２１に供給する。第２インバータ３２は、第２トルク電流指令信号ｉ２に応じた電力を第２動力計２２に供給する。第３インバータ３３は、第３トルク電流指令信号ｉ３に応じた電力を第３動力計２３に供給する。
【００４０】
推定装置８は、上述の動力計制御装置７による各動力計２１〜２３の制御下において、速度検出信号ｗ１〜ｗ３と、軸トルク検出信号ｔ１〜ｔ３と、トルク電流指令信号ｉ１〜ｉ３と、を用いることによって、試験システムＳにおける所定の入力信号から所定の出力信号までの入出力特性を推定する。
【００４１】
図２は、動力計制御装置７の制御回路の構成を示す図である。より具体的には、図２には、動力計制御装置７に構成される制御回路のうち、推定装置８を用いて試験システムＳの入出力特性を推定する際に用いられる部分のみを図示する。
【００４２】
動力計制御装置７は、ベーストルク生成部７１と、加振トルク生成部７２と、速度制御装置７３と、第１指令信号生成部７４と、第２指令信号生成部７５と、第３指令信号生成部７６と、を備え、入出力特性を推定する際には、これらを用いることによってトルク電流指令信号ｉ１〜ｉ３を生成する。
【００４３】
ベーストルク生成部７１は、時間変化しない一定の大きさのベーストルク指令信号ｉｂ１を生成する。加振トルク生成部７２は、所定の要求に応じて、０を中心とした所定の幅内で所定の加振周波数の下でランダムに変動する第１加振トルク入力ｄ１、第２加振トルク入力ｄ２、及び第３加振トルク入力ｄ３を生成する。
【００４４】
第１指令信号生成部７４は、第１加振トルク入力ｄ１が生成されていない場合には第１ベーストルク指令信号ｉｂ１を第１トルク電流指令信号ｉ１として出力し、第１加振トルク入力ｄ１が生成されている場合にはこの入力ｄ１をベーストルク指令信号ｉｂ１に重畳したものを第１トルク電流指令信号ｉ１として出力する。
【００４５】
速度制御装置７３は、所定の指令信号と第２速度検出信号ｗ２と第３速度検出信号ｗ３とを用いることによって、第２回転速度及び第３回転速度を所定の目標へ制御するための第２動力計２２への入力である第２トルク制御入力ｉｂ２及び第３動力計２３への入力である第３トルク制御入力ｉｂ３を生成する。より具体的には、速度制御装置７３は、第２回転速度と第３回転速度の平均速度に対する指令信号であって時間変化しないものである平均速度指令信号ｗ＿ａｖと第２回転速度と第３回転速度との差に対する指令信号であって時間変化しないものである差速度指令信号ｄｗ（以下では、０とする）とが入力されると、第２速度検出信号ｗ２と第３速度検出信号ｗ３の平均（（ｗ２＋ｗ３）／２）が平均速度指令信号ｗ＿ａｖになり、かつ第２速度検出信号ｗ２と第３速度検出信号ｗ３の差（ｗ２−ｗ３）が差速度指令信号ｄｗになるように既知のフィードバックアルゴリズムによって第２トルク制御入力ｉｂ２及び第３トルク制御入力ｉｂ３を生成する。
【００４６】
第２指令信号生成部７５は、第２加振トルク入力ｄ２が生成されていない場合には第２トルク制御入力ｉｂ２を第２トルク電流指令信号ｉ２として出力し、第２加振トルク入力ｄ２が生成されている場合にはこの入力ｄ２を第２トルク制御入力ｉｂ２に重畳したものを第２トルク電流指令信号ｉ２として出力する。
【００４７】
第３指令信号生成部７６は、第３加振トルク入力ｄ３が生成されていない場合には第３トルク制御入力ｉｂ３を第３トルク電流指令信号ｉ３として出力し、第３加振トルク入力ｄ３が生成されている場合にはこの入力ｄ３を第３トルク制御入力ｉｂ３に重畳したものを第３トルク電流指令信号ｉ３として出力する。
【００４８】
以上のように動力計制御装置７は、試験システムＳの入出力特性を推定する際には、第１動力計２１についてはベーストルク指令信号ｉｂ１を用いたトルク電流制御を行いながら、適宜第１加振トルク入力ｄ１を重畳して加振制御を行う。また動力計制御装置７は、試験システムＳの入出力特性を推定する際には、第２及び第３動力計２２，２３については速度検出信号ｗ２，ｗ３を用いた速度制御を行いながら、適宜加振トルク入力ｄ２，ｄ３を重畳して加振制御を行う。
【００４９】
図１に戻り、推定装置８は、上述のような動力計制御装置７による各動力計２１〜２３を制御することにより、各トルク電流指令信号ｉ１〜ｉ３から各軸トルク検出信号ｔ１〜ｔ３までの機械特性（以下、これらを「トルク指令−軸トルク特性」ともいう）を表した伝達関数行列Ｇｔｉと、各トルク電流指令信号ｉ１〜ｉ３から各速度検出信号ｗ１〜ｗ３までの機械特性（以下、これらを「トルク指令−回転速度特性」ともいう）を表した伝達関数行列Ｇｗｉと、各速度検出信号ｗ２〜ｗ３から各トルク制御入力ｉｂ２〜ｉｂ３までの速度制御装置７３の入出力特性（以下、「制御回路特性」ともいう）を表した伝達関数行列Ｃと、を推定する。
【００５０】
先ず、トルク指令−軸トルク特性を表した伝達関数行列Ｇｔｉは、下記式（１）に示すように合計９個の独立した成分によって構成される３×３の行列によって表される。下記式（１）において、例えば、行列Ｇｔｉの第１列目第１行目の成分である伝達関数Ｇｔ１＿ｉ１は、第１トルク電流指令信号ｉ１に対する第１軸トルク検出信号ｔ１の機械特性を表す。また行列Ｇｔｉの第２列目第１行目の成分である伝達関数Ｇｔ１＿ｉ２は、第２トルク電流指令信号ｉ２に対する第１軸トルク検出信号ｔ１の機械特性を表す。他の成分も同様であり、説明を省略する。
【数１】
2018151183.tif 000003
【００５１】
またトルク指令−回転速度特性を表した伝達関数行列Ｇｗｉは、下記式（２）に示すように合計９個の独立した成分によって構成される３×３の行列によって表される。下記式（２）において、例えば、行列Ｇｗｉの第１列目第１行目の成分である伝達関数Ｇｗ１＿ｉ１は、第１トルク電流指令信号ｉ１に対する第１速度検出信号ｗ１の機械特性の伝達関数を表す。また行列Ｇｗｉの第２列目第１行目の成分である伝達関数Ｇｗ１＿ｉ２は、第２トルク電流指令信号ｉ２に対する第１速度検出信号ｗ１の機械特性の伝達関数を表す。他の成分も同様であり、説明を省略する。
【数２】
2018151183.tif 000004
【００５２】
また、図２に示すような動力計制御装置７において、その入力である速度検出信号ｗ１〜ｗ３及び加振トルク入力ｄ１〜ｄ３から、その出力であるトルク電流指令信号ｉ１〜ｉ３までの入出力特性は、３×３の単位行列Ｉと、速度制御装置７３の制御回路特性を表した伝達関数行列Ｃと、を用いて下記式（３）によって表される。なお推定装置８における演算では、加振トルク入力ｄ１〜ｄ３を用いて加振した時における周波数特性を計測することから、時間変化しないベーストルク指令信号ｉｂ１、平均速度指令信号ｗ＿ａｖ、及び差速度指令信号ｄｗは、下記式（３）に示すように無視することができる。また速度制御装置７３では、２つの速度検出信号ｗ２，ｗ３を入力として２つのトルク制御入力ｉｂ２，ｉｂ３を生成することから、その伝達関数行列Ｃは、下記式（３）に示すように実質的に２×２の行列によって表される。下記式（３）において、例えば、行列Ｃの第２列目第２行目の成分である伝達関数Ｃ２２は、速度制御装置７３における第２速度検出信号ｗ２に対する第２トルク制御入力ｉｂ２の伝達関数を表す。また行列Ｃの第３列目第２行目の成分である伝達関数Ｃ２３は、速度制御装置７３における第３速度検出信号ｗ３に対する第２トルク制御入力ｉｂ２の伝達関数を表す。他の成分も同様であり、説明を省略する。
【数３】
2018151183.tif 000005
【実施例１】
【００５３】
次に、以上のような試験システムを用いた実施例１の入出力特性推定方法について説明する。実施例１の入出力推定方法では、第２トルク電流指令信号ｉ２又は第３トルク電流指令信号ｉ３から第２軸トルク検出信号ｔ２又は第３軸トルク検出信号ｔ３までの伝達関数（すなわち、式（１）の伝達関数行列Ｇｔｉのうち、第２列目第２行目成分Ｇｔ２＿ｉ２と、第３列目第２行目成分Ｇｔ２＿ｉ３と、第２列目第３行目成分Ｇｔ３＿ｉ２と、第３列目第３行目成分Ｇｔ３＿ｉ３と、の４つの伝達関数）と、第２トルク電流指令信号ｉ２又は第３トルク電流指令信号ｉ３から第２速度検出信号ｗ２又は第３速度検出信号ｗ３までの伝達関数（すなわち、式（２）の伝達関数行列Ｇｗｉのうち、第２列目第２行目成分Ｇｗ２＿ｉ２と、第３列目第２行目成分Ｇｗ２＿ｉ３と、第２列目第３行目成分Ｇｗ３＿ｉ２と、第３列目第３行目成分Ｇｗ３＿ｉ３と、の４つの伝達関数）と、を推定する。
【００５４】
図３は、実施例１の入出力特性推定方法によって入出力特性を推定する具体的な演算手順を示すフローチャートである。
Ｓ１では、図２に示す動力計制御装置を用いた第１〜第３動力計の制御を開始する。すなわち、第１動力計はベーストルク指令信号ｉｂ１を用いたトルク電流制御を行い、第２及び第３動力計は速度検出信号ｗ２，ｗ３等を用いた速度制御を行う。なお、加振トルク入力ｄ１〜ｄ３は、何れも０とする。
【００５５】
Ｓ２では、動力計制御装置は、第１〜第３動力計の動作点を、入出力特性の測定時用に予め定められた動作点に設定する。より具体的には、加振トルク入力ｄ１〜ｄ３を何れも０としたまま、ベーストルク指令信号ｉｂ１を予め定められた所定値で一定とし、さらに平均速度指令信号ｗ＿ａｖを予め定められた所定値で一定とし、差速度指令信号ｄｗを０とする。
【００５６】
Ｓ３では、動力計制御装置は、ベーストルク指令信号、平均速度指令信号及び差速度指令信号をＳ２の動作点で維持したまま、所定の加振周波数で変動する第２加振トルク入力ｄ２を生成しこれを第２トルク制御入力ｉｂ２に重畳し、第２トルク電流指令信号ｉ２を振動させる。なおこの際、他の加振トルク入力ｄ１，ｄ３は何れも０とする。
【００５７】
Ｓ４では、推定装置は、第２加振トルク入力ｄ２と、第２トルク電流指令信号ｉ２と、第２軸トルク検出信号ｔ２と、第２速度検出信号ｗ２と、第３トルク電流指令信号ｉ３と、第３軸トルク検出信号ｔ３と、第３速度検出信号ｗ３と、を測定する。
【００５８】
Ｓ５では、推定装置は、Ｓ４で測定した第２加振トルク入力ｄ２と、他の出力信号ｉ２，ｔ２，ｗ２，ｉ３，ｔ３，ｗ３との比を算出することにより、下記式（４−１）〜（４−６）に示すように、６つの周波数応答ｉ２ｄ２，ｔ２ｄ２，ｗ２ｄ２，ｉ３ｄ２，ｔ３ｄ２，ｗ３ｄ２を測定する。ここでｉ２ｄ２は、第２動力計２２に入力される第２加振トルク入力ｄ２に対する第２トルク電流指令信号ｉ２の周波数応答を表し、ｔ２ｄ２は、入力ｄ２に対する第２軸トルク検出信号ｔ２の周波数応答を表し、ｗ２ｄ２は、入力ｄ２に対する第２速度検出信号ｗ２の周波数応答を表し、ｉ３ｄ２は、入力ｄ２に対する第３トルク電流指令信号ｉ３の周波数応答を表し、ｔ３ｄ２は、入力ｄ２に対する第３軸トルク検出信号ｔ３の周波数応答を表し、ｗ３ｄ２は、入力ｄ２に対する第３速度検出信号ｗ３の周波数応答を表す。
【数４】
2018151183.tif 000006
【００５９】
Ｓ６では、推定装置は、予め定められた周波数領域内で６つの周波数応答ｉ２ｄ２等の測定が完了したか否かを判定する。Ｓ６の判定がＮＯである場合には、Ｓ３に戻り第２加振トルク入力ｄ２の加振周波数を変更してＳ４〜Ｓ５の処理を再度実行する。Ｓ６の判定がＹＥＳである場合には、Ｓ７に移る。
【００６０】
Ｓ７では、動力計制御装置は、ベーストルク指令信号、平均速度指令信号及び差速度指令信号をＳ２の動作点で維持したまま、所定の加振周波数で変動する第３加振トルク入力ｄ３を生成し、これを第３トルク制御入力ｉｂ３に重畳し、第３トルク電流指令信号ｉ３を振動させる。なおこの際、他の加振トルク入力ｄ１，ｄ２は何れも０とする。
【００６１】
Ｓ８では、推定装置は、第３加振トルク入力ｄ３と、第２トルク電流指令信号ｉ２と、第２軸トルク検出信号ｔ２と、第２速度検出信号ｗ２と、第３トルク電流指令信号ｉ３と、第３軸トルク検出信号ｔ３と、第３速度検出信号ｗ３と、を測定する。
【００６２】
Ｓ９では、推定装置は、Ｓ８で測定した第３加振トルク入力ｄ３と、他の出力信号ｉ２，ｔ２，ｗ２，ｉ３，ｔ３，ｗ３との比を算出することにより、下記式（５−１）〜（５−６）に示すように、６つの周波数応答ｉ２ｄ３，ｔ２ｄ３，ｗ２ｄ３，ｉ３ｄ３，ｔ３ｄ３，ｗ３ｄ３を測定する。ここでｉ２ｄ３は、第３動力計２３に入力される第３加振トルク入力ｄ３に対する第２トルク電流指令信号ｉ２の周波数応答を表し、ｔ２ｄ３は入力ｄ３に対する第２軸トルク検出信号ｔ２の周波数応答を表し、ｗ２ｄ３は入力ｄ３に対する第２速度検出信号ｗ２の周波数応答を表し、ｉ３ｄ３は入力ｄ３に対する第３トルク電流指令信号ｉ３の周波数応答を表し、ｔ３ｄ３は入力ｄ３に対する第３軸トルク検出信号ｔ３の周波数応答を表し、ｗ３ｄ３は入力ｄ３に対する第３速度検出信号ｗ３の周波数応答を表す。
【数５】
2018151183.tif 000007
【００６３】
Ｓ１０では、推定装置は、予め定められた周波数領域内で６つの周波数応答ｉ２ｄ３等の測定が完了したか否かを判定する。Ｓ１０の判定がＮＯである場合には、Ｓ７に戻り第３加振トルク入力ｄ３の加振周波数を変更してＳ８〜Ｓ９の処理を再度実行する。Ｓ１０の判定がＹＥＳである場合には、Ｓ１１に移る。
【００６４】
Ｓ１１では、推定装置は、以上の処理によって測定した８組の周波数応答ｉ２ｄ２，ｔ２ｄ２，ｉ２ｄ３，ｔ２ｄ３，ｉ３ｄ２，ｔ３ｄ２，ｉ３ｄ３，ｔ３ｄ３を用いることにより、４組の伝達関数Ｇｔ２＿ｉ２，Ｇｔ２＿ｉ３，Ｇｔ３＿ｉ２，Ｇｔ３＿ｉ３を算出し、この処理を終了する。より具体的には、上記式（１）〜（３）に基づいて導出される下記式（６−１）〜（６−４）に上記周波数応答ｉ２ｄ２等を入力することにより、伝達関数Ｇｔ２＿ｉ２等を算出する。下記式（６−１）のＧｔ２＿ｉ２は、第２トルク電流指令信号ｉ２から第２軸トルク検出信号ｔ２までの伝達関数を表し、下記式（６−２）のＧｔ２＿ｉ３は、第３トルク電流指令信号ｉ３から第２軸トルク検出信号ｔ２までの伝達関数を表し、下記式（６−３）のＧｔ３＿ｉ２は、第２トルク電流指令信号ｉ２から第３軸トルク検出信号ｔ３までの伝達関数を表し、下記式（６−４）のＧｔ３＿ｉ３は、第３トルク電流指令信号ｉ３から第３軸トルク検出信号ｔ３までの伝達関数を表す。
【数６】
2018151183.tif 000008
【００６５】
Ｓ１２では、推定装置は、以上の処理によって測定した８組の周波数応答ｉ２ｄ２，ｗ２ｄ２，ｉ２ｄ３，ｗ２ｄ３，ｉ３ｄ２，ｗ３ｄ２，ｉ３ｄ３，ｗ３ｄ３を用いることにより、４つの伝達関数Ｇｗ２＿ｉ２，Ｇｗ２＿ｉ３，Ｇｗ３＿ｉ２，Ｇｗ３＿ｉ３を算出する。より具体的には、上記式（１）〜（３）に基づいて導出される下記式（７−１）〜（７−４）に上記周波数応答ｉ２ｄ２等を入力することにより、伝達関数Ｇｗ２＿ｉ２等を算出する。下記式（７−１）のＧｗ２＿ｉ２は、第２トルク電流指令信号ｉ２から第２速度検出信号ｗ２までの伝達関数を表し、下記式（７−２）のＧｗ２＿ｉ３は、第３トルク電流指令信号ｉ３から第２速度検出信号ｗ２までの伝達関数を表し、下記式（７−３）のＧｗ３＿ｉ２は、第２トルク電流指令信号ｉ２から第３速度検出信号ｗ３までの伝達関数を表し、下記式（７−４）のＧｗ３＿ｉ３は、第３トルク電流指令信号ｉ３から第３速度検出信号ｗ３までの伝達関数を表す。
【数７】
2018151183.tif 000009
【００６６】
図４Ａ〜図４Ｈは、それぞれ実施例１の推定装置による推定結果を示す図である。より具体的には、図４Ａは式（６−１）によって推定された伝達関数Ｇｔ２＿ｉ２のボード線図を示し、図４Ｂは式（６−３）によって推定された伝達関数Ｇｔ３＿ｉ２のボード線図を示し、図４Ｃは式（７−１）によって推定された伝達関数Ｇｗ２＿ｉ２のボード線図を示し、図４Ｄは式（７−３）によって推定された伝達関数Ｇｗ３＿ｉ２のボード線図を示し、図４Ｅは式（６−２）によって推定された伝達関数Ｇｔ２＿ｉ３のボード線図を示し、図４Ｆは式（６−４）によって推定された伝達関数Ｇｔ３＿ｉ３のボード線図を示し、図４Ｇは式（７−２）によって推定された伝達関数Ｇｗ２＿ｉ３のボード線図を示し、図４Ｈは式（７−４）によって推定された伝達関数Ｇｗ３＿ｉ３のボード線図を示す。また各図において、細実線は真の機械特性を示し、破線は実施例１の入出力特性推定方法による推定結果を示す。
【００６７】
また各図における太実線は、それぞれ従来の入出力特性推定方法による推定結果を示す。ここで従来の入出力特性推定方法とは、単純に加振トルク入力に対する応答を測定するものをいう。より具体的には、図４Ａの太実線は第２動力計に加振トルク入力ｄ２を入力したときの第２軸トルク検出信号ｔ２の応答（すなわち、式（４−２）のｔ２ｄ２）であり、図４Ｂの太実線は第２動力計に加振トルク入力ｄ２を入力したときの第３軸トルク検出信号ｔ３の応答（すなわち、式（４−５）のｔ３ｄ２）であり、図４Ｃの太実線は第２動力計に加振トルク入力ｄ２を入力したときの第２速度検出信号ｗ２の応答（すなわち、式（４−３）のｗ２ｄ２）であり、図４Ｄの太実線は第２動力計に加振トルク入力ｄ２を入力したときの第３速度検出信号ｗ３の応答（すなわち、式（４−６）のｗ３ｄ２）であり、図４Ｅの太実線は第３動力計に加振トルク入力ｄ３を入力したときの第２軸トルク検出信号ｔ２の応答（すなわち、式（５−２）のｔ２ｄ３）であり、図４Ｆの太実線は第３動力計に加振トルク入力ｄ３を入力したときの第３軸トルク検出信号ｔ３の応答（すなわち、式（５−５）のｔ３ｄ３）であり、図４Ｇの太実線は第３動力計に加振トルク入力ｄ３を入力したときの第２速度検出信号ｗ２の応答（すなわち、式（５−３）のｗ２ｄ３）であり、図４Ｈの太実線は第３動力計に加振トルク入力ｄ３を入力したときの第３速度検出信号ｗ３の応答（すなわち、式（５−６）のｗ３ｄ３）である。
【００６８】
これら図４Ａ〜図４Ｈに示すように、従来の入出力特性推定方法のように、得ようとする機械特性について、単に加振トルク入力に対する応答を測定しただけでは、真の機械特性を得ることができない。これは、供試体が複数の軸を備えており、各軸が速度制御装置によって制御されており、この速度制御装置の特性を受けてしまうからである。これに対し実施例１の入出力特性装置では、供試体に接続されている複数の動力計を加振制御したときに得られる複数の応答を組み合わせて１つの伝達関数を推定することにより、図４Ａ〜図４Ｈに示すように、速度制御装置の特性を除きながら正確に試験システムの入出力特性を推定することができる。
【００６９】
なお図３の処理では、各伝達関数を推定するにあたり、第１動力計に加振トルク入力ｄ１を入力したときの応答を測定する必要はない。このため、実施例１の入出力特性方法を行うにあたっては、供試体Ｗの第１軸Ｓ１には第１動力計２１を接続せずに、実際のエンジンを接続してもよい。
【実施例２】
【００７０】
次に、実施例２の試験システムの入出力特性推定方法について説明する。実施例２の入出力特性推定方法では、図２の速度制御装置７３における２つの入力信号（第２速度検出信号ｗ２又は第３速度検出信号ｗ３）から第２トルク電流指令信号ｉ２又は第３トルク電流指令信号ｉ３までの伝達関数（すなわち、式（３）の伝達関数行列Ｃのうち、第２列第２行目成分Ｃ２２と、第３列第２行目成分Ｃ２３と、第２列第３行目成分Ｃ３２と、第３列第３行目成分Ｃ３３と、の４つの伝達関数）を推定する。
【００７１】
図５は、実施例２の入出力特性推定方法によって入出力特性を推定する具体的な演算手順を示すフローチャートである。
Ｓ２１では、図３のＳ１と同様に、図２の動力計制御装置を用いた第１〜第３動力計の制御を開始する。Ｓ２２では、動力計制御装置は、図３のＳ２と同様に、第１〜第３動力計の動作点を、入出力特性の測定用に予め定められた動作点に設定する。Ｓ２３では、動力計制御装置は、図３のＳ３と同様に、第２加振トルク入力ｄ２を生成しこれを第２トルク制御入力ｉｂ２に重畳し、第２トルク電流指令信号ｉ２を振動させる。
【００７２】
Ｓ２４では、推定装置は、第２加振トルク入力ｄ２と、第２トルク電流指令信号ｉ２と、第２速度検出信号ｗ２と、第３トルク電流指令信号ｉ３と、第３速度検出信号ｗ３と、を測定する。
【００７３】
Ｓ２５では、推定装置は、Ｓ２４で測定した第２加振トルク入力ｄ２と、他の出力信号ｉ２，ｗ２，ｉ３，ｗ３との比を算出することにより、下記式（８−１）〜（８−４）に示すように、４つの周波数応答ｉ２ｄ２，ｗ２ｄ２，ｉ３ｄ２，ｗ３ｄ２を測定する。
【数８】
2018151183.tif 000010
【００７４】
Ｓ２６では、推定装置は、予め定められた周波数領域内で４つの周波数応答ｉ２ｄ２等の測定が完了したか否かを判定する。Ｓ２６の判定がＮＯである場合には、Ｓ２３に戻り第２加振トルク入力ｄ２の加振周波数を変更してＳ２４〜Ｓ２５の処理を再度実行する。Ｓ２６の判定がＹＥＳである場合には、Ｓ２７に移る。Ｓ２７では、動力計制御装置は、図３のＳ７と同様に、第３加振トルク入力ｄ３を生成しこれを第３トルク制御入力ｉｂ３に重畳し、第３トルク電流指令信号ｉ３を振動させる。
【００７５】
Ｓ２８では、推定装置は、第３加振トルク入力ｄ３と、第２トルク電流指令信号ｉ２と、第２速度検出信号ｗ２と、第３トルク電流指令信号ｉ３と、第３速度検出信号ｗ３と、を測定する。
【００７６】
Ｓ２９では、推定装置は、Ｓ２８で測定した第３加振トルク入力ｄ３と、他出力信号ｉ２，ｗ２，ｉ３，ｗ３との比を算出することにより、下記式（９−１）〜（９−４）に示すように、４つの周波数応答ｉ２ｄ２，ｗ２ｄ３，ｉ３ｄ３，ｗ３ｄ３を測定する。
【数９】
2018151183.tif 000011
【００７７】
Ｓ３０では、推定装置は、予め定められた周波数領域内で４つの周波数応答ｉ２ｄ３等の測定が完了したか否かを判定する。Ｓ３０の判定がＮＯである場合には、Ｓ３７に戻り第３加振トルク入力ｄ３の加振周波数を変更してＳ２８〜Ｓ２９の処理を再度実行する。Ｓ３０の判定がＹＥＳである場合には、Ｓ３１に移る。
【００７８】
Ｓ３１では、推定装置は、以上の処理によって測定した８組の周波数応答ｉ２ｄ２，ｗ２ｄ２，ｉ３ｄ２，ｗ３ｄ２，ｉ２ｄ３，ｗ２ｄ３，ｉ３ｄ３，ｗ３ｄ３を用いることにより、４つの伝達関数Ｃ２２、Ｃ２３，Ｃ３２，Ｃ３３を算出する。より具体的には、上記式（１）〜（３）に基づいて導出される下記式（１０−１）〜（１０−４）に上記周波数応答ｉ２ｄ２等を入力することにより、伝達関数Ｃ２２等を算出する。下記式（１０−１）のＣ２２は、第２速度検出信号ｗ２から第２トルク電流指令信号ｉ２（又は第２トルク制御入力ｉｂ２）までの伝達関数を表し、下記式（１０−２）のＣ２３は、第３速度検出信号ｗ３から第２トルク電流指令信号ｉ２（又は第２トルク制御入力ｉｂ２）までの伝達関数を表し、下記式（１０−３）のＣ３２は、第２速度検出信号ｗ２から第３トルク電流指令信号ｉ３（又は第３トルク制御入力ｉｂ３）までの伝達関数を表し、下記式（１０−４）のＣ３３は、第３速度検出信号ｗ３から第３トルク電流指令信号ｉ３（又は第３トルク制御入力ｉｂ３）までの伝達関数を表す。
【数１０】
2018151183.tif 000012
【００７９】
なお図５の処理では、各伝達関数を推定するにあたり、第１動力計に加振トルク入力ｄ１を入力したときの応答を測定する必要はない。このため、実施例２の入出力特性方法を行うにあたっては、実施例１と同様に供試体Ｗの第１軸Ｓ１には第１動力計２１を接続せずに、実際のエンジンを接続してもよい。
【００８０】
以上のような実施例２の入出力特性推定方法によれば、Ｓ２３〜Ｓ２５の処理では第２動力計を加振トルク入力ｄ２によって加振制御したときにおける入力ｄ２に対する周波数応答（ｉ２ｄ２，ｗ２ｄ２等）を測定し、Ｓ２７〜Ｓ２９の処理では第３動力計を加振トルク入力ｄ３によって加振制御したときにおける入力ｄ３に対する周波数応答（ｉ２ｄ３，ｗ２ｄ３等）を測定する。そしてＳ３１の処理では、これら加振制御によって測定された複数の周波数応答を用いることによって、第２及び第３動力計の速度を制御する速度制御装置における入力信号（ｗ２又はｗ３）から出力信号（ｉ２又はｉ３）までの伝達関数を推定する。このように実施例２の入出力特性推定方法では、第２動力計を入力ｄ２で加振制御したときの周波数応答と、これとは別の第３動力計を入力ｄ３で加振制御したときの周波数応答とを組み合わせて速度制御装置の入出力特性を表す伝達関数を推定することにより、速度制御装置を実際に稼働させた状態でその伝達関数を精度良く推定することができる。なお、実際の速度制御装置は、様々な制御回路を組み合わせて構成されていることから、特定の制御回路のみを稼働させてその入出力特性を推定することが困難である場合や、時間がかかったりする場合がある。実施例２の入出力特性推定方法では、速度制御装置を実際に稼働させた状態でその入出力特性を推定できるので、容易かつ短い時間でその入出力特性を推定できる。
【実施例３】
【００８１】
次に、実施例３の試験システムの入出力特性推定方法について説明する。実施例３の入出力推定装置では、上記式（１）〜（３）に示す全ての伝達関数を推定する。
【００８２】
図６Ａ及び図６Ｂは、実施例３の入出力特性推定方法によって入出力特性を推定する具体的な演算手順を示すフローチャートである。
なお、Ｓ５１〜Ｓ６２の処理は、図３のＳ１〜Ｓ１２の処理と同じであり、Ｓ６３の処理は、図５のＳ３１の処理と同じであるので、詳細な説明は省略する。
【００８３】
Ｓ６４では、動力計制御装置は、ベーストルク指令信号、平均速度指令信号及び差速度指令信号をＳ５２の動作点で維持したまま、所定の加振周波数で変動する第１加振トルク入力ｄ１を生成しこれをベーストルク指令信号ｉｂ１に重畳し、第１トルク電流指令信号ｉ１を振動させる。なおこの際、他の加振トルク入力ｄ２，ｄ３は何れも０とする。
【００８４】
Ｓ６５では、推定装置は、第１加振トルク入力ｄ１と、第１軸トルク検出信号ｔ１と、第１速度検出信号ｗ１と、第２軸トルク検出信号ｔ２と、第２速度検出信号ｗ２と、第３軸トルク検出信号ｔ３と、第３速度検出信号ｗ３と、を測定する。
【００８５】
Ｓ６６では、推定装置は、Ｓ６５で測定した第１加振トルク入力ｄ１と、他の出力信号ｔ１，ｗ１，ｔ２，ｗ２，ｔ３，ｗ３との比を算出することにより、下記式（１１−１）〜（１１−６）に示すように、６つの周波数応答ｔ１ｄ１，ｗ１ｄ１，ｔ２ｄ１，ｗ２ｄ１，ｔ３ｄ１，ｗ３ｄ１を測定する。ここでｔ１ｄ１は、第１動力計２１に入力される第１加振トルク入力ｄ１に対する第１軸トルク検出信号ｔ１の周波数応答を表し、ｗ１ｄ１は入力ｄ１に対する第１速度検出信号ｗ１の周波数応答を表し、ｔ２ｄ１は入力ｄ１に対する第２軸トルク検出信号ｔ２の周波数応答を表し、ｗ２ｄ１は入力ｄ１に対する第２速度検出信号ｗ２の周波数応答を表し、ｔ３ｄ１は入力ｄ１に対する第３軸トルク検出信号ｔ３の周波数応答を表し、ｗ３ｄ１は入力ｄ１に対する第３速度検出信号ｗ３の周波数応答を表す。
【数１１】
2018151183.tif 000013
【００８６】
Ｓ６７では、推定装置は、予め定められた周波数領域内で６つの周波数応答ｔ１ｄ１等の測定が完了したか否かを判定する。Ｓ６７の判定がＮＯである場合には、Ｓ６４に戻り第１加振トルク入力ｄ１の加振周波数を変更してＳ６５〜Ｓ６６の処理を再度実行する。Ｓ６７の判定がＹＥＳである場合には、Ｓ６８に移る。
【００８７】
Ｓ６８では、推定装置は、Ｓ６６で測定された６組の周波数応答ｔ１ｄ１，ｗ１ｄ１，ｔ２ｄ１，ｗ２ｄ１，ｔ３ｄ１，ｗ３ｄ１と、第２動力計に対する加振制御（Ｓ５３〜Ｓ５５参照）及び第３動力計に対する加振制御（Ｓ５７〜Ｓ５９参照）によって測定された周波数応答に基づいて算出された１２組の伝達関数（Ｓ６１〜Ｓ６３参照）と、を用いることにより、５組の伝達関数Ｇｔ１＿ｉ１，Ｇｔ１＿ｉ２，Ｇｔ１＿ｉ３，Ｇｔ２＿ｉ１，Ｇｔ３＿ｉ１を算出する。より具体的には、上記式（１）〜（３）に基づいて導出される下記式（１２−１）〜（１２−５）に、Ｓ６６において測定された第１加振トルク入力ｄ１に対する周波数応答ｔ１ｄ１等と、Ｓ５５及びＳ５９において測定された加振トルク入力ｄ２，ｄ３に対する周波数応答ｔ１ｄ２等と、これら周波数応答ｔ１ｄ２等に基づいてＳ６１〜Ｓ６３において算出された伝達関数Ｇｗ２＿ｉ２，Ｃ２２等と、を入力することにより、伝達関数Ｇｔ１＿ｉ１等を算出する。
【数１２】
2018151183.tif 000014
【００８８】
Ｓ６９では、推定装置は、Ｓ６６で測定された６組の周波数応答ｔ１ｄ１，ｗ１ｄ１，ｔ２ｄ１，ｗ２ｄ１，ｔ３ｄ１，ｗ３ｄ１と、第２動力計に対する加振制御（Ｓ５３〜Ｓ５５参照）及び第３動力計に対する加振制御（Ｓ５７〜Ｓ５９参照）によって測定された周波数応答に基づいて算出された１２組の伝達関数（Ｓ６１〜Ｓ６３参照）と、を用いることにより、５組の伝達関数Ｇｗ１＿ｉ１，Ｇｗ１＿ｉ２，Ｇｗ１＿ｉ３，Ｇｗ２＿ｉ１，Ｇｗ３＿ｉ１を算出し、この処理を終了する。より具体的には、上記式（１）〜（３）に基づいて導出される下記式（１３−１）〜（１３−５）に、Ｓ６６において測定された第１加振トルク入力ｄ１に対する周波数応答ｔ１ｄ１等と、Ｓ５５及びＳ５９において測定された加振トルク入力ｄ２，ｄ３に対する周波数応答ｔ１ｄ２等と、これら周波数応答ｔ１ｄ２等に基づいてＳ６１〜Ｓ６３において算出された伝達関数Ｇｗ２＿ｉ２，Ｃ２２等と、を入力することにより、伝達関数Ｇｗ１＿ｉ１等を算出する。
【数１３】
2018151183.tif 000015
【００８９】
図７Ａ〜図７Ｊは、それぞれ実施例３の入出力特性推定方法による推定結果を示す図である。より具体的には、図７Ａは式（１２−１）によって推定された伝達関数Ｇｔ１＿ｉ１のボード線図を示し、図７Ｂは式（１２−４）によって推定された伝達関数Ｇｔ２＿ｉ１のボード線図を示し、図７Ｃは式（１２−５）によって推定された伝達関数Ｇｔ３＿ｉ１のボード線図を示し、図７Ｄは式（１３−１）によって推定された伝達関数Ｇｗ１＿ｉ１のボード線図を示し、図７Ｅは式（１３−４）によって推定された伝達関数Ｇｗ２＿ｉ１のボード線図を示し、図７Ｆは式（１３−５）によって推定された伝達関数Ｇｗ３＿ｉ１のボード線図を示し、図７Ｇは式（１２−２）によって推定された伝達関数Ｇｔ１＿ｉ２のボード線図を示し、図７Ｈは式（１２−３）によって推定された伝達関数Ｇｔ１＿ｉ３のボード線図を示し、図７Ｉは式（１３−２）によって推定された伝達関数Ｇｗ１＿ｉ２のボード線図を示し、図７Ｊは式（１３−３）によって推定された伝達関数Ｇｗ１＿ｉ３のボード線図を示す。また各図において、細実線は真の機械特性を示し、破線は実施例１の入出力特性推定方法による推定結果を示す。
【００９０】
また各図における太実線は、それぞれ従来の入出力特性推定方法による推定結果を示す。より具体的には、図７Ａの太実線は第１動力計に加振トルク入力ｄ１を入力したときの第１軸トルク検出信号ｔ１の応答（すなわち、式（１１−１）のｔ１ｄ１）であり、図７Ｂの太実線は第１動力計に加振トルク入力ｄ１を入力したときの第２軸トルク検出信号ｔ２の応答（すなわち、式（１１−３）のｔ２ｄ１）であり、図７Ｃの太実線は第３動力計に加振トルク入力ｄ３を入力したときの第１軸トルク検出信号ｔ１の応答（すなわち、式（１１−５）のｔ３ｄ１）であり、図７Ｄの太実線は第１動力計に加振トルク入力ｄ１を入力したときの第１速度検出信号ｗ１の応答（すなわち、式（１１−２）のｗ１ｄ１）であり、図７Ｅの太実線は第１動力計に加振トルク入力ｄ１を入力したときの第２速度検出信号ｗ２の応答（すなわち、式（１１−４）のｗ２ｄ１）であり、図７Ｆの太実線は第１動力計に加振トルク入力ｄ１を入力したときの第３速度検出信号ｗ３の応答（すなわち、式（１１−６）のｗ３ｄ１）であり、図７Ｇの太実線は第２動力計に加振トルク入力ｄ２を入力したときの第１軸トルク検出信号ｔ１の応答であり、図７Ｈの太実線は第３動力計に加振トルク入力ｄ３を入力したときの第１軸トルク検出信号ｔ１の応答であり、図７Ｉの太実線は第２動力計に加振トルク入力ｄ２を入力したときの第１速度検出信号ｗ１の応答であり、図７Ｊの太実線は第３動力計に加振トルク入力ｄ３を入力したときの第１速度検出信号ｗ１の応答である。
【００９１】
これら図７Ａ〜図７Ｊに示すように、従来の入出力特性装置では、速度制御装置の特性を受けてしまい、真の機械特性を得ることができない。これに対し実施例３の入出力特性推定方法では、供試体に接続されている複数の動力計を加振制御したときに得られる複数の応答を組み合わせて１つの伝達関数を推定することにより、図７Ａ〜図７Ｊに示すように、速度制御装置の特性を除きながら正確に試験システムの入出力特性を推定することができる。
【符号の説明】
【００９２】
Ｓ…試験システム
Ｗ…供試体
Ｓ１…第１軸
Ｓ２…第２軸
Ｓ３…第３軸
２１…第１動力計
２２…第２動力計
２３…第３動力計
５１…第１回転速度検出器
５２…第２回転速度検出器
５３…第３回転速度検出器
６１…第１軸トルク検出器
６２…第２軸トルク検出器
６３…第３軸トルク検出器
７…動力計制御装置
７２…加振トルク生成部
７３…速度制御装置
８…推定装置
【図１】
2018151183.tif 000016
【図２】
2018151183.tif 000017
【図３】
2018151183.tif 000018
【図４Ａ】
2018151183.tif 000019
【図４Ｂ】
2018151183.tif 000020
【図４Ｃ】
2018151183.tif 000021
【図４Ｄ】
2018151183.tif 000022
【図４Ｅ】
2018151183.tif 000023
【図４Ｆ】
2018151183.tif 000024
【図４Ｇ】
2018151183.tif 000025
【図４Ｈ】
2018151183.tif 000026
【図５】
2018151183.tif 000027
【図６Ａ】
2018151183.tif 000028
【図６Ｂ】
2018151183.tif 000029
【図７Ａ】
2018151183.tif 000030
【図７Ｂ】
2018151183.tif 000031
【図７Ｃ】
2018151183.tif 000032
【図７Ｄ】
2018151183.tif 000033
【図７Ｅ】
2018151183.tif 000034
【図７Ｆ】
2018151183.tif 000035
【図７Ｇ】
2018151183.tif 000036
【図７Ｈ】
2018151183.tif 000037
【図７Ｉ】
2018151183.tif 000038
【図７Ｊ】
2018151183.tif 000039
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月3日(2018.7.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
前記第１加振測定工程では、前記加振入力に対する前記第２入力、前記第３入力、前記第２トルク検出信号、及び前記第３トルク検出信号の応答を測定し、
前記第２加振測定工程では、前記加振入力に対する前記第２入力、前記第３入力、前記第２トルク検出信号、及び前記第３トルク検出信号の応答を測定し、
前記機械特性推定工程では、前記第１及び前記第２加振測定工程において測定された応答を用いることによって、前記第２又は第３入力から前記第２又は第３トルク検出信号までの伝達関数を推定することを特徴とする請求項２に記載の試験システムの入出力特性推定方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項８】
前記第２状態検出手段は、前記第２軸のトルクを検出し第２トルク検出信号を発生する第２トルク検出器と、前記第２電動機の回転速度を検出し第２速度信号を発生する第２回転速度検出器と、を備え、
前記第３状態検出手段は、前記第３軸のトルクを検出し第３トルク検出信号を発生する第３トルク検出器と、前記第３電動機の回転速度を検出し第３速度信号を発生する第３回転速度検出器と、を備え、
前記速度制御装置は、前記第２及び第３速度信号に基づいて、前記第２及び第３トルク制御入力を生成し、
前記第１加振測定工程では、前記第２トルク制御入力に重畳した加振入力に対する前記第２及び第３速度信号の応答を測定し、
前記第２加振測定工程では、前記第３トルク制御入力に重畳した加振入力に対する前記第２及び第３速度信号の応答を測定し、
前記制御回路特性推定工程では、前記第１及び第２加振測定工程において測定された応答を用いることによって、前記速度制御装置における前記第２又は第３速度信号から前記第２又は第３入力までの伝達関数を推定することを特徴とする請求項７に記載の試験システムの入出力特性推定方法。