(57)【要約】  エネルギアシストシステム選定支援装置は、昇降圧チョッパユニット、蓄電ユニット、及び電動機を有し機械を駆動するエネルギアシストシステムの選定を支援するエネルギアシストシステム選定支援装置であって、電子機械構成を考慮した運転パターンを生成する運転パターン生成部と、前記生成された運転パターンに応じて、消費電力に関する負荷パターンを生成する負荷パターン生成部と、前記生成された負荷パターンに応じて、前記生成された運転パターンが適用されたエネルギアシストシステムの特性を制限値と比較しながら評価し、評価結果に応じて、エネルギアシストシステムの各ユニットの個数を含む構成情報を生成するデータ処理部と、前記生成された構成情報に応じて、仮想空間上にエネルギアシストシステムの各ユニットをレイアウト配置して表示画面上に表示するレイアウト部とを備える。
2014109057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇降圧チョッパユニット、蓄電ユニット、及び電動機を有し機械を駆動するエネルギアシストシステムの選定を支援するエネルギアシストシステム選定支援装置であって、
電子機械構成を考慮した運転パターンを生成する運転パターン生成部と、
前記生成された運転パターンに応じて、消費電力に関する負荷パターンを生成する負荷パターン生成部と、
前記生成された負荷パターンに応じて、前記生成された運転パターンが適用されたエネルギアシストシステムの特性を制限値と比較しながら評価し、評価結果に応じて、エネルギアシストシステムの各ユニットの個数を含む構成情報を生成するデータ処理部と、
前記生成された構成情報に応じて、仮想空間上にエネルギアシストシステムの各ユニットをレイアウト配置して表示画面上に表示するレイアウト部と、
を備えたことを特徴とするエネルギアシストシステム選定支援装置。
【請求項２】
前記運転パターン生成部は、
電子機械を配置し、電子機械条件を生成する電子機械配置部と、
運転プログラムを記述する記述部と、
前記生成された電子機械条件と前記記述された運転プログラムとに応じて、運転パターンを生成する生成部と、
を有する    
ことを特徴とする請求項１に記載のエネルギアシストシステム選定支援装置。
【請求項３】
前記負荷パターン生成部は、
実機械条件が入力される機械条件入力部と、
前記生成された運転パターンと前記入力された実機械条件とに応じて、電動機条件を選定する条件選定部と、
前記生成された運転パターンと前記選定された電動機条件とに応じて、トルクパターンを計算する計算部と、
前記生成された運転パターン、前記選定された電動機条件、及び前記計算されたトルクパターンに応じて、総消費電力を計算し負荷パターンを求める処理部と、
を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のエネルギアシストシステム選定支援装置。
【請求項４】
前記データ処理部は、
前記求められた負荷パターンに応じて、エネルギアシストシステムの各ユニットの個数に関する個数条件を設定する条件設定処理部と、
前記設定された個数条件に応じたエネルギアシストシステムの電流を電流制限値と比較して、エネルギアシストシステムの特性を評価する評価処理部と、
前記評価処理部による評価結果に応じて、前記設定された個数条件を調整して、前記構成情報を生成するデータ調整部と、
を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のエネルギアシストシステム選定支援装置。
【請求項５】
前記レイアウト部は、
前記構成情報とユーザからの指示とに応じて、エネルギアシストシステムの各ユニットを示す表示オブジェクトを表示画面上にレイアウト配置して、前記表示画面上における各ユニットを示す表示オブジェクトの位置に関するレイアウト情報を生成するレイアウト配置部と、
前記レイアウト情報をレイアウト制限値と比較しながら評価するレイアウト評価部と、
前記レイアウト評価部による評価結果に応じて、警告を出力する、あるいは、前記レイアウト情報を出力するレイアウト出力部と、
を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のエネルギアシストシステム選定支援装置。
【請求項６】
昇降圧チョッパユニット、蓄電ユニット、及び電動機を有し機械を駆動するエネルギアシストシステムにおける電動機の容量選定を支援する容量選定装置であって、
１以上の前記電動機により駆動されるべき機械に対応した電子機械を配置し、電子機械条件を生成する電子機械配置部と、
運転プログラムを記述する記述部と、
前記生成された電子機械条件と前記記述された運転プログラムとに応じて、運転パターンを生成する生成部と、
実機械条件が入力される機械条件入力部と、
前記生成された運転パターンと前記入力された実機械条件とに応じて、前記１以上の電動機の容量選定ができるように、電動機条件を選定する条件選定部と、
を備えたことを特徴とする容量選定装置。
【請求項７】
昇降圧チョッパユニット、蓄電ユニット、及び電動機を有し機械を駆動するエネルギアシストシステムの総消費電力を計算する消費電力計算装置であって、
実機械条件が入力される機械条件入力部と、
前記生成された運転パターンと前記入力された実機械条件とに応じて、電動機条件を選定する条件選定部と、
前記生成された運転パターンと前記選定された電動機条件とに応じて、トルクパターンを計算する計算部と、
前記生成された運転パターン、前記選定された電動機条件、及び前記計算されたトルクパターンに応じて、銅損、鉄損、リラクタンストルクを含んだ軸出力を求め、求められた軸出力からエネルギアシストシステムの総消費電力を計算する処理部と、
を備えたことを特徴とする消費電力計算装置。
【請求項８】
昇降圧チョッパユニット、蓄電ユニット、及び電動機を有し機械を駆動するエネルギアシストシステムにおける各ユニットのレイアウト情報を生成するレイアウト生成装置であって、
前記エネルギアシストシステムの各ユニットの個数を含む構成情報とユーザからの指示とに応じて、エネルギアシストシステムの各ユニットを示す表示オブジェクトを表示画面上にレイアウト配置して、表示画面上におけるレイアウト配置された各ユニットを示す表示オブジェクトの位置に関するレイアウト情報を生成するレイアウト配置部と、
インピーダンスに起因する充放電時定数と充放電パターンから決まる配置可能な蓄電ユニットの並列数と前記レイアウト情報により示される蓄電ユニットの並列数とを比較することにより、前記レイアウト情報により示される蓄電ユニットの並列数が許容範囲内かを判定するレイアウト評価部と、
前記レイアウト情報により示される蓄電ユニットの並列数が許容範囲外となる場合、警告を出力し、前記レイアウト情報により示される蓄電ユニットの並列数が許容範囲内となる場合、前記レイアウト情報を出力するレイアウト出力部と、
を備えたことを特徴とするレイアウト生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギアシストシステム選定支援装置、容量選定装置、消費電力計算装置、及びレイアウト生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、複数のキャパシタが直列及び並列に接続されたキャパシタ電源の設計支援装置において、負荷データが入力され、キャパシタの並列数が入力されると、負荷データの各時におけるキャパシタ電圧を求め、上昇温度の最大値を求め、条件変更が必要であれば新たに並列数が入力され、同様の処理が繰り返されることが記載されている。これにより、特許文献１によれば、所定の負荷データに対してモジュールの並列数を増減させながら繰り返すことで、許容範囲内の最適なキャパシタ電源を見出すことができるとされている。【０００３】
特許文献２には、電動機制御装置の選定装置において、様々な要素のモデルを組み合わせて機構条件が入力され、電動機の指令速度、指令位置などの指令条件が入力され、電動機制御装置の仕様条件が入力されると、電動機制御装置の特性データベースの中から機構条件、指令条件、及び仕様条件に見合った電動機制御装置を選定することが記載されている。これにより、特許文献２によれば、機構条件、指令条件、及び仕様条件によって絞り込むことができるので、効率的に電動機制御装置を選定できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−５２４１７号公報
【特許文献２】国際公開第２００８／１３９８００号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１，２に記載の技術は、いずれも、ユーザ側でシステムに使用する要素の個数を決定して入力することが前提となっているので、システムに使用する要素の個数が適正なものとなるまで試行錯誤的に処理を繰り返す必要がある。これにより、ユーザ側に煩雑な入力作業を繰り返し強いることになり、システムに使用する要素を選定する際の効率が低下しやすい。【０００６】
また、特許文献１に記載のキャパシタ電源の設計支援装置は、入力された並列数を元に負荷パターンからキャパシタの集合体（キャパシタバンク）の直列数を求めるものであると考えられる。そのため、仮に、特許文献１に記載のキャパシタ電源の設計支援装置をエネルギアシストシステムの選定に適用する場合、キャパシタバンクの充放電の制御を行うユニットの性能からくる制限値（例えばスイッチング素子の性能やリアクトルの性能等）が考慮されていないため、負荷パターンによってはキャパシタバンクの特性が上記の制限値を越え、正常な充放電動作ができなくなる可能性がある。【０００７】
また、特許文献２に記載の電動機制御装置の選定装置では、負荷パターンの算出方法として、トルクと速度とを乗算した単純な軸出力のみを計算した運転パターンを基にしていると考えられる。よって、特許文献２に記載の電動機制御装置の選定装置では、電子機械構成を考慮していないため、顧客が使用する運転パターンの模擬を行うことは難しい。つまり、特許文献２に記載の電動機制御装置の選定装置では、顧客のニーズにあった運転パターンを求めることは難しく、特に電子機械構成（例えば電子ギアや電子カム運転など）を含む複雑な運転パターンから電動機の容量選定を効率的に行うことが困難である。【０００８】
また、特許文献２に記載の電動機制御装置の選定装置では、磁石を内部に埋め込んだＩＰＭモータに特有なリラクタンストルクを考慮していないため、電動機の容量選定の正確な算出が困難であり、システムにおけるエネルギの正確な算出が困難である。特に、消費電力と負荷とが大きいＩＰＭモータを用いたシステムについては、銅損やリラクタンストルクの誤差が無視できないものとなり、正しいエネルギの算出ができないと考えられる。【０００９】
さらに、特許文献１，２に記載の技術では、製品を購入する顧客が考えるべき装置制御盤内レイアウトや導体（例えば電線や銅板等）、キャパシタバンク等のインピーダンスからなるユニットの並列設置数制限は考慮しておらず、適正なレイアウトを設計することが困難である。【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、エネルギアシストシステムの選定を簡易且つ効率的な処理で支援できるエネルギアシストシステム選定支援装置、容量選定装置、消費電力計算装置、及びレイアウト生成装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の１つの側面にかかるエネルギアシストシステム選定支援装置は、昇降圧チョッパユニット、蓄電ユニット、及び電動機を有し機械を駆動するエネルギアシストシステムの選定を支援するエネルギアシストシステム選定支援装置であって、電子機械構成を考慮した運転パターンを生成する運転パターン生成部と、前記生成された運転パターンに応じて、消費電力に関する負荷パターンを生成する負荷パターン生成部と、前記生成された負荷パターンに応じて、前記生成された運転パターンが適用されたエネルギアシストシステムの特性を制限値と比較しながら評価し、評価結果に応じて、エネルギアシストシステムの各ユニットの個数を含む構成情報を生成するデータ処理部と、前記生成された構成情報に応じて、仮想空間上にエネルギアシストシステムの各ユニットをレイアウト配置して表示画面上に表示するレイアウト部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、データ処理部が、エネルギアシストシステムの特性の評価結果に応じて、エネルギアシストシステムの各ユニットの個数を含む構成情報を生成する。これにより、エネルギアシストシステムの特性が制限値に対応した許容範囲内に収まるように、エネルギアシストシステムの各ユニットの個数を容易に選定でき提示できる。また、レイアウト部は、データ処理部により生成された構成情報に応じて、仮想空間上にエネルギアシストシステムの各ユニットをレイアウト配置して表示画面上に表示する。これにより、エネルギアシストシステムの各ユニットのレイアウトがレイアウト制限値に対応した許容範囲内に収まるようにエネルギアシストシステムのレイアウトを事前に検討でき容易に選定できる。したがって、エネルギアシストシステムの選定を簡易且つ効率的な処理で支援できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施の形態にかかるエネルギアシストシステム選定支援装置の機能構成を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態にかかるエネルギアシストシステム選定支援装置のハードウェア構成を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態における運転パターン生成部及び負荷パターン生成部の動作を示すフローチャートである。
【図４】図４は、実施の形態における運転パターン生成ツールの動作を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態における運転パターンを示す図である。
【図６】図６は、実施の形態における実機械条件の構成を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態における実機械条件の入力例を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態における電動機条件の選定例を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態における電流パターン、負荷パターン及びアシスト電力を示す図である。
【図１０】図１０は、実施の形態における運転エネルギ調整画面の構成を示す図である。
【図１１】図１１は、実施の形態におけるデータ処理部の動作を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、実施の形態におけるレイアウト選定ツールの構成を示す図である。
【図１３】図１３は、実施の形態におけるレイアウト選定画面の構成を示す図である。
【図１４】図１４は、実施の形態におけるレイアウト部の動作を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、実施の形態におけるレイアウト部の警告動作を説明するための図である。
【図１６】図１６は、実施の形態におけるエネルギアシストシステムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明にかかるエネルギアシストシステム選定支援装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１５】
実施の形態．
実施の形態にかかるエネルギアシストシステム選定支援装置１について説明する。
【００１６】
エネルギアシストシステム選定支援装置１は、エネルギアシストシステムの導入に先立ち、どのようなエネルギアシストシステムを導入すべきか検討する際に、エネルギアシストシステムの選定を支援する。
【００１７】
例えば、図１６に示すように、エネルギアシストシステムＳは、コンバータユニットＣＶ、ドライブユニットＤＶ、昇降圧チョッパユニットＣＰ、蓄電ユニットＣＤ、及び電動機Ｍを備える。
【００１８】
コンバータユニットＣＶは、電源ＰＳから供給された交流電力（例えば、３相交流電力）を整流器等により整流し直流電力へ変換する。コンバータユニットＣＶは、直流母線ＰＬ，ＮＬを介して、直流電力をドライブユニットＤＶへ供給する。
【００１９】
ドライブユニットＤＶは、直流電力をコンバータユニットＣＶから受ける。ドライブユニットＤＶは、直流電力を交流電力（例えば、３相交流電力）へ変換する。例えば、ドライブユニットＤＶは、複数のスイッチング素子ＳＷ１を有し、複数のスイッチング素子ＳＷ１のそれぞれを所定のタイミングでスイッチング動作させることで、直流電力を交流電力へ変換する。ドライブユニットＤＶは、交流電力を電動機Ｍに供給することで、電動機Ｍを駆動する。
【００２０】
電動機Ｍは、供給された交流電力、すなわち電気エネルギを機械エネルギに変換して、機械ＭＣを駆動する。電動機Ｍは、例えば、モータ又はサーボアンプである。機械ＭＣは、例えば、数値制御工作機械やプレス機械等である。
【００２１】
このとき、昇降圧チョッパユニットＣＰは、直流母線ＰＬ，ＮＬの線間電圧を昇圧又は降圧する。昇降圧チョッパユニットＣＰは、例えば、スイッチング素子ＳＷ２とリアクトルＬ２とを有し、スイッチング素子ＳＷ２とリアクトルＬ２とを用いて直流母線ＰＬ，ＮＬの線間電圧を昇圧又は降圧する。
【００２２】
例えば、昇降圧チョッパユニットＣＰは、電動機Ｍの回生時（発電時）において、直流母線ＰＬ，ＮＬの線間電圧を降圧し、余った電気エネルギを蓄電ユニットＣＤに充電（蓄電）する。すなわち、昇降圧チョッパユニットＣＰは、電動機Ｍの回生時（発電時）において、ドライブユニットＤＶから直流母線ＰＬ，ＮＬ経由で電気エネルギを受け、受けた電気エネルギを蓄電ユニットＣＤに蓄電する。
【００２３】
また、例えば、昇降圧チョッパユニットＣＰは、電動機Ｍの力行時（エネルギ消費時）において、蓄電ユニットＣＤに充電された電気エネルギを放電して、直流母線ＰＬ，ＮＬの線間電圧を昇圧する。すなわち、昇降圧チョッパユニットＣＰは、電動機Ｍの力行時（エネルギ消費時）において、電気エネルギを蓄電ユニットＣＤから取り出し直流母線ＰＬ，ＮＬ経由でドライブユニットＤＶへ供給する。
【００２４】
蓄電ユニットＣＤは、例えば、電動機Ｍの回生時（発電時）において、電気エネルギを充電（蓄電）し、例えば、電動機Ｍの力行時（エネルギ消費時）において、電気エネルギを放電する。
【００２５】
エネルギアシストシステムＳでは、電動機Ｍの力行時（エネルギ消費時）において、ドライブユニットＤＶへ供給すべき直流電力、すなわち電気エネルギを、コンバータユニットＣＶから供給されるものに加えて、蓄電ユニットＣＤに充電された電気エネルギでアシストする。
【００２６】
なお、図１６では、コンバータユニットＣＶとドライブユニットＤＶとを分離したものとして例示しているが、コンバータユニットＣＶとドライブユニットＤＶとが一体となったユニット（アンプユニット）になっていても良い。
【００２７】
エネルギアシストシステム選定支援装置１は、電動機Ｍに取り付けられる実際の機械ＭＣの構成とドライブユニットＤＶ内部やコンピュータ上で実現される電子的な機械構成（電子機械構成）から生成された時系列で表される電動機Ｍの位置情報（運転パターン）を元に、各ユニットの適正な組み合わせとエネルギアシストシステムＳが収められる盤内配置とを選定する。
【００２８】
次に、エネルギアシストシステム選定支援装置１の機能構成について図１を用いて説明する。図１は、エネルギアシストシステム選定支援装置１の機能構成を示す図である。
【００２９】
エネルギアシストシステム選定支援装置１は、運転パターン生成部１０、負荷パターン生成部２０、データ処理部３０、レイアウト部４０、及び出力部１５を備える。
【００３０】
運転パターン生成部１０は、ユーザからの指示に応じて、電子的な機械を考慮した運転パターンを生成するものである。すなわち、運転パターン生成部１０は、電子機械構成を考慮した運転パターンを生成して負荷パターン生成部２０へ供給する。
【００３１】
具体的には、運転パターン生成部１０は、電子機械配置部１１、運転プログラム記述部１２、及び運転パターン生成部１３を有する。
【００３２】
電子機械配置部１１は、ユーザからの指示に応じて、電動機Ｍにより駆動されるべき実際の機械ＭＣ（図１６参照）に対応した電子機械の組み合わせを配置する。すなわち、電子機械配置部１１は、ユーザからの指示に応じて、電子機械のライブラリから実際に使用する機械ＭＣに対応した電子機械を選択し、選択された電子機械を仮想空間（例えば、図４に示す電子機構組み合わせ画面６１）上に配置し、配置された電子機械に応じた電子機械条件を生成する。電子機械は、例えば、電子カム、電子ギア、電子ローラ、電子トラバース、電子ボールネジ、電子回転テーブル、電子仮想モータ、電子仮想サーボモータ、電子仮想エンコーダ、電子クラッチ、電子変速機、電子リンク等のうち少なくとも１つを含む。電子機械条件は、例えば、電子機械における伝達系の慣性力、粘性力、バネ力、重力、摩擦力、負荷力のうち少なくとも１つを含む。電子機械配置部１１は、電子機械条件を運転プログラム記述部１２経由で（又は、直接的に）運転パターン生成部１３へ供給する。
【００３３】
運転プログラム記述部１２は、ユーザからの指示に応じて、運転プログラムを記述する。運転プログラムは、例えば、運転時間及び運転開始条件を含む。運転プログラムは、例えば、ラダープログラムでもよいし、ＳＦＣ（Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｃｈａｒｔ）プログラムでもよいし、Ｃ言語プログラムでもよいし、ＦＢＤ（Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｂｌｏｃｋ  Ｄｉａｇｒａｍ）プログラムでもよい。運転プログラム記述部１２は、運転プログラムを運転パターン生成部１３へ供給する。
【００３４】
運転パターン生成部１３は、電子機械条件を電子機械配置部１１から受け、運転プログラムを運転プログラム記述部１２から受ける。運転パターン生成部１３は、電子機械条件を元に運転指令（運転パターン）を生成する。すなわち、運転パターン生成部１３は、電子機械配置部１１により生成された電子機械条件と、運転プログラム記述部１２により記述された運転プログラムとに応じて、運転パターンを生成する。
【００３５】
なお、運転パターン生成部１３は、ユーザにより作成されたシミュレーションデータ（例えば複数軸のカム運転、ギアなど複雑な運転パターンをシミュレーションした結果）をシミュレーションソフトウェアからインポートし、インポートされたシミュレーションデータを負荷パターン生成部２０で処理可能なフォーマットに変換することで、運転パターンを生成してもよい。この場合、ユーザが多大な時間をかけて作成する機械機構シミュレーションソフトウェアを利用した運転パターンを元に直接エネルギデータを算出できる。
【００３６】
運転パターンは、例えば、時系列的な電動機Ｍの位置情報及び／又は速度情報を含み、例えば、時間情報に対応付けられた電動機Ｍの位置情報及び／又は速度情報を含む（図５（ａ）、（ｂ）参照）。運転パターンは、例えば、時系列的な電動機Ｍの位置情報及び／又は速度情報に加えて、時系列的な加速度情報をさらに含んでもよく、例えば、時間情報に対応付けられた電動機Ｍの加速度情報をさらに含んでもよい（図５（ｃ）参照）。運転パターン生成部１３は、運転パターンを負荷パターン生成部２０へ供給する。
【００３７】
負荷パターン生成部２０は、運転パターンを運転パターン生成部１０から受ける。負荷パターン生成部２０は、運転パターンから消費電力を求める。すなわち、負荷パターン生成部２０は、運転パターン生成部１０により生成された運転パターンに応じて、消費電力に関する負荷パターンを生成してデータ処理部３０へ供給する。
【００３８】
具体的には、負荷パターン生成部２０は、運転パターン入力部２１、機械条件入力部２２、電動機条件選定部２３、トルクパターン計算部２４、及び消費電力処理部２５を有する。
【００３９】
運転パターン入力部２１には、運転パターンが運転パターン生成部１３から入力される。運転パターン入力部２１は、運転パターンを、機械条件入力部２２経由で（又は直接的に）電動機条件選定部２３へ供給する。また、運転パターン入力部２１は、運転パターンを、機械条件入力部２２及び電動機条件選定部２３経由で（又は直接的に）トルクパターン計算部２４へ供給するとともに、機械条件入力部２２、トルクパターン計算部２４、及び電動機条件選定部２３経由で（又は直接的に）消費電力処理部２５へ供給する。
【００４０】
機械条件入力部２２には、ユーザから、実機械条件が入力される（図６（ａ）、（ｂ）、図７参照）。実機械条件は、実際の機械要素における伝達系の慣性力、粘性力、バネ力、重力、摩擦力、負荷力のうち少なくとも１つを含む。機械条件入力部２２は、実機械条件を電動機条件選定部２３へ供給する。
【００４１】
電動機条件選定部２３は、運転パターンを運転パターン入力部２１から受け、実機械条件を機械条件入力部２２から受ける。電動機条件選定部２３は、運転パターンと実機械条件とに応じて、適正な電動機条件を選定する。電動機条件は、例えば、電動機の特性を示す定数である（図８参照）。
【００４２】
例えば、電動機条件選定部２３は、運転パターン及び実機械条件に応じて、電動機条件を自動的に（インタラクティブな処理を介することなく）選定してもよい。この場合、例えば、電動機条件選定部２３は、電動機条件の候補となる複数の電動機条件のそれぞれが運転パターン及び実機械条件に対応付けられた電動機条件テーブルを有してもよい。そして、電動機条件選定部２３は、運転パターン及び実機械条件を受けた際に、電動機条件テーブルを参照し、受けた運転パターン及び実機械条件に適合する電動機条件を選択する。
【００４３】
あるいは、例えば、電動機条件選定部２３は、運転パターン及び実機械条件に応じた電動機条件の入力を受け付けることで（インタラクティブな処理を介して）、電動機条件を選定してもよい。この場合、例えば、電動機条件選定部２３は、運転パターン及び実機械条件を受けた際に、運転パターン及び実機械条件を表示画面５２ａ（図２参照）上に表示するとともに、電動機条件の入力を促すような形態で電動機条件の入力欄を表示画面５２ａ上に表示してもよい。電動機条件選定部２３は、ユーザから入力された電動機条件を適正な電動機条件として選定してもよい。なお、このとき、電動機条件選定部２３は、電動機条件として適正な数値範囲をさらに表示してもよい。これにより、電動機条件選定部２３は、適正な電動機条件が入力されるように促しながら、ユーザから入力された電動機条件を適正な電動機条件として選定できる。
【００４４】
電動機条件選定部２３は、選定された電動機条件を、トルクパターン計算部２４へ供給するとともに、トルクパターン計算部２４経由で（又は直接的に）消費電力処理部２５へ供給する。
【００４５】
トルクパターン計算部２４は、運転パターンを運転パターン入力部２１から受け、電動機条件を電動機条件選定部２３から受ける。トルクパターン計算部２４は、運転パターン及び電動機条件に応じて、トルクパターンを計算する。トルクパターン計算部２４は、計算されたトルクパターンを、消費電力処理部２５へ供給する。
【００４６】
消費電力処理部２５は、運転パターンを運転パターン入力部２１から受け、電動機条件を電動機条件選定部２３から受け、トルクパターンをトルクパターン計算部２４から受ける。消費電力処理部２５は、運転パターン、電動機条件、及びトルクパターンに応じて、エネルギアシストシステムの総消費電力を計算し、消費電力に関する負荷パターンを求める（図９（ａ）、（ｂ）参照）。
【００４７】
例えば、消費電力処理部２５は、トルクパターンと電動機条件とから電流パターン（図９（ａ）参照）を算出し、算出された電流パターン（図９（ａ）参照）を元に銅損、マグネットトルク、リラクタンストルクを含んだ軸出力を求め、求められた軸出力からエネルギアシストシステムの総消費電力（図９（ｂ）参照）を計算する。そして、消費電力処理部２５は、エネルギアシストシステムの総消費電力を時間情報と対応付けて負荷パターン（図９（ａ）、（ｂ）参照）を算出する。
【００４８】
消費電力処理部２５は、求められた負荷パターンをデータ処理部３０へ供給する。
【００４９】
データ処理部３０は、負荷パターンを負荷パターン生成部２０から受ける。データ処理部３０は、負荷パターンに応じて、運転パターンが適用されたエネルギアシストシステムの特性を求める。データ処理部３０は、求められたエネルギアシストシステムの特性を制限値と比較しながら評価し、評価結果に応じて、エネルギアシストシステムの各ユニットの個数を含む構成情報を生成する。データ処理部３０は、生成された構成情報を、表示画面５２ａ上に表示するとともに、レイアウト部４０へ供給する。
【００５０】
具体的には、データ処理部３０は、負荷パターン入力部３１、充放電パターン生成部３２、条件設定処理部３３、電流評価処理部３４、データ調整部３５、及びデータ出力処理部３６を有する。
【００５１】
負荷パターン入力部３１には、負荷パターンが負荷パターン生成部２０から入力される。負荷パターン入力部３１は、負荷パターンを、充放電パターン生成部３２へ供給するとともに、充放電パターン生成部３２経由で（又は直接的に）条件設定処理部３３へ供給する。
【００５２】
充放電パターン生成部３２は、負荷パターンを負荷パターン入力部３１から受ける。充放電パターン生成部３２は、負荷パターン（図９（ａ）、（ｂ）参照）に応じて、蓄電ユニットＣＤ（図１６参照）の充放電パターンを生成する。充放電パターンは、例えば、昇降圧チョッパユニットＣＰによる蓄電ユニットＣＤに対する時系列的な（時間情報に対応付けられた）充電電流及び放電電流のパターンを含む。充放電パターン生成部３２は、生成された充放電パターンを条件設定処理部３３経由で（又は直接的に）電流評価処理部３４へ供給する。
【００５３】
条件設定処理部３３は、負荷パターンを負荷パターン入力部３１から受ける。条件設定処理部３３は、負荷パターンに応じて、個数条件を設定する。個数条件は、エネルギアシストシステムＳの各ユニットの個数に関する条件であり、例えば、エネルギアシストシステムＳにおける昇降圧チョッパユニットＣＰの個数、蓄電ユニットＣＤの個数、及び電動機Ｍの個数の少なくとも１つを決めるための条件を含む。個数条件は、例えば、昇降圧チョッパユニットＣＰの個数、蓄電ユニットＣＤの個数、及び電動機Ｍの個数を決めるための条件に加えて、コンバータユニットＣＶの個数及びドライブユニットＤＶの個数を決めるための条件をさらに含んでもよい。個数条件は、例えば、蓄電ユニットＣＤの容量及び耐圧を含む。
【００５４】
例えば、条件設定処理部３３は、負荷パターンに応じて、個数条件を自動的に（インタラクティブな処理を介することなく）設定してもよい。この場合、例えば、条件設定処理部３３は、個数条件の候補となる複数の個数条件のそれぞれが負荷パターンに対応付けられた個数条件テーブルを有してもよい。そして、条件設定処理部３３は、負荷パターンを受けた際に、個数条件テーブルを参照し、受けた負荷パターンに適合する個数条件を選択する。
【００５５】
あるいは、例えば、条件設定処理部３３は、負荷パターンに応じた個数条件の入力を受け付けることで（インタラクティブな処理を介して）、個数条件を設定してもよい（図１０参照）。この場合、例えば、条件設定処理部３３は、負荷パターンを受けた際に、負荷パターンを表示画面５２ａ（図２参照）上に表示するとともに、個数条件の入力を促すような形態で個数条件の入力欄を表示画面５２ａ上に表示してもよい。条件設定処理部３３は、ユーザから入力された個数条件を適正な個数条件として設定してもよい。なお、このとき、条件設定処理部３３は、個数条件として適正な数値範囲をさらに表示してもよい。これにより、条件設定処理部３３は、適正な個数条件が入力されるように促しながら、ユーザから入力された個数条件を適正な個数条件として設定できる。
【００５６】
条件設定処理部３３は、設定された個数条件を、電流評価処理部３４へ供給するとともに、電流評価処理部３４経由で（又は直接的に）データ調整部３５へ供給する。
【００５７】
電流評価処理部３４は、充放電パターンを充放電パターン生成部３２から受け、個数条件を条件設定処理部３３から受ける。電流評価処理部３４は、充放電パターンと個数条件とに応じて、エネルギアシストシステムＳにおける電流を求める。電流評価処理部３４は、例えば、エネルギアシストシステムＳにおける電流の影響を受けて劣化しやすい部分の電流値を求める。例えば、電流評価処理部３４は、エネルギアシストシステムＳにおけるスイッチング素子ＳＷ１を流れる電流を求めてもよいし、スイッチング素子ＳＷ２を流れる電流を求めてもよいし、リアクトルＬ２を流れる電流を求めてもよい（図１６参照）。
【００５８】
電流評価処理部３４は、求められたエネルギアシストシステムの電流を電流制限値と比較する。例えば、電流評価処理部３４は、エネルギアシストシステムＳにおけるスイッチング素子ＳＷ１を流れる電流をスイッチング素子ＳＷ１用の電流制限値ＴＨＳＷ１と比較してもよいし、スイッチング素子ＳＷ２を流れる電流をスイッチング素子ＳＷ２用の電流制限値ＴＨＳＷ２と比較してもよいし、リアクトルＬ２を流れる電流をリアクトルＬ２用の電流制限値ＴＨＬ２と比較してもよい。そして、電流評価処理部３４は、比較結果に応じてエネルギアシストシステムの特性を評価する。評価結果は、例えば、エネルギアシストシステムにおけるエネルギに関する情報を含み、例えば、アシスト電力、ピーク電力に関する情報などを含んでもよい。電流評価処理部３４は、評価結果を、データ調整部３５へ供給するとともに、データ調整部３５経由で（又は直接的に）データ出力処理部３６へ供給する。
【００５９】
データ調整部３５は、評価結果を電流評価処理部３４から受け、個数条件を条件設定処理部３３から受ける。データ調整部３５は、評価結果に応じて、条件設定処理部３３により設定された個数条件を調整して、構成情報を生成する。例えば、データ調整部３５は、評価結果に応じて、エネルギアシストシステムＳにおいて必要な各ユニットの個数等を算出する。構成情報は、エネルギアシストシステムの構成に関する情報であり、例えば、エネルギアシストシステムにおける各ユニットの個数を含む。構成情報は、例えば、必要な蓄電ユニットＣＤの個数、昇降圧チョッパユニットＣＰの個数、電動機Ｍの個数を含む（図１６参照）。データ調整部３５は、生成された構成情報をデータ出力処理部３６へ供給する。
【００６０】
データ出力処理部３６は、構成情報をデータ調整部３５から受け、評価結果を電流評価処理部３４から受ける。データ出力処理部３６は、構成情報と評価結果とを表示画面５２ａ上に表示する。例えば、データ出力処理部３６は、構成情報と評価結果とに応じて、構成情報と構成情報が適用されたエネルギアシストシステムのエネルギとを、表示画面５２ａ上に表示する。例えば、データ出力処理部３６は、蓄電ユニットＣＤの個数、アシスト電力、ピーク電力等に関する情報を表示画面５２ａ上に表示する（図１０参照）。
【００６１】
また、データ出力処理部３６は、構成情報及び評価結果をレイアウト部４０へ供給する。
【００６２】
レイアウト部４０は、構成情報及び評価結果をデータ処理部３０から受ける。レイアウト部４０は、構成情報に応じて、仮想空間上にエネルギアシストシステムの各ユニットをレイアウト配置して表示画面５２ａ上に表示する。また、レイアウト部４０は、レイアウト結果を出力部１５へ供給する。
【００６３】
具体的には、レイアウト部４０は、レイアウト入力部４１、レイアウト配置部４２、レイアウト評価部４３、及びレイアウト出力部４４を有する。
【００６４】
レイアウト入力部４１には、構成情報及び評価結果がデータ出力処理部３６から入力される。レイアウト入力部４１は、構成情報及び評価結果をレイアウト配置部４２へ供給する。また、レイアウト入力部４１は、レイアウト出力部４４から要求された場合、構成情報を、レイアウト配置部４２及びレイアウト評価部４３経由で（又は直接的に）レイアウト出力部４４へ供給する。
【００６５】
レイアウト配置部４２は、構成情報及び評価結果をレイアウト入力部４１から受ける。レイアウト配置部４２は、評価結果に応じて、構成情報が適用されたエネルギアシストシステムのエネルギに関する情報（例えば、電流、電力のデータ）を表示画面５２ａ上に表示する。それとともに、レイアウト配置部４２は、構成情報とユーザからの指示とに応じて、エネルギアシストシステムの各ユニットを示す表示オブジェクトを表示画面５２ａ上にレイアウト配置する。
【００６６】
例えば、レイアウト配置部４２は、構成情報に応じて、エネルギアシストシステムの各ユニットを示す表示オブジェクトを、表示画面５２ａ上におけるデフォルト位置（例えば、図１３に示すユニットエリア１０１）にレイアウト配置してもよい。そして、レイアウト配置部４２は、ユーザからの指示に応じて、表示画面５２ａ上における各表示オブジェクトの位置を変更する。例えば、レイアウト配置部４２は、マウスポインタ又はタッチパネルなどの入力インターフェースを介して、ユーザからのドラッグアンドドロップ操作を受け付け、ドラッグアンドドロップ操作に応じて、表示画面５２ａ上における各表示オブジェクトの位置を変更してもよい。すなわち、レイアウト配置部４２は、表示画面５２ａ上における各表示オブジェクトの位置を、実際の制御盤内の空間に対応した仮想空間（例えば、図１３に示す配置エリア１０２）における所望の位置に変更してもよい。これにより、ユーザがレイアウト配置部４２を用いて、エネルギアシストシステムにおける各ユニットについて配置の検討を行うことができる。
【００６７】
レイアウト配置部４２は、レイアウト配置を行ったら、レイアウト情報をレイアウト評価部４３へ供給する。レイアウト情報は、表示画面５２ａ上におけるレイアウト配置された各ユニットを示す表示オブジェクトの位置に関する情報であり、例えば、ユニットの識別子と、表示オブジェクトの識別子と、表示画面５２ａ上における配置された位置（座標）とが、複数のユニットについて対応付けられた情報である。例えば、レイアウト配置部４２は、レイアウト配置が変更されるたびに、レイアウト情報を更新して、更新されたレイアウト情報をレイアウト評価部４３へ供給する。
【００６８】
また、レイアウト配置部４２は、レイアウト出力部４４から要求された場合、レイアウト情報を、レイアウト評価部４３経由で（又は直接的に）レイアウト出力部４４へ供給する。
【００６９】
レイアウト評価部４３は、レイアウト情報をレイアウト配置部４２から受ける。レイアウト評価部４３は、レイアウト情報をレイアウト制限値と比較しながら評価する。レイアウト制限値は、例えば、レイアウト配置の電気的な可否に関する制限値を含んでいてもよいし、各ユニットの寸法等の物理的な可否に関する制限値を含んでいてもよい。
【００７０】
例えば、レイアウト評価部４３は、インピーダンスに起因する充放電時定数と充放電パターンから決まる配置可能な蓄電ユニットの並列数とユーザにより配置された蓄電ユニットの並列数とを比較することにより、ユーザにより配置された蓄電ユニットの並列数が許容範囲内かを判定する。そして、レイアウト評価部４３は、その判定結果をレイアウト情報に対する評価結果としてもよい。
【００７１】
レイアウト評価部４３は、評価結果をレイアウト出力部４４へ供給する。
【００７２】
レイアウト出力部４４は、評価結果をレイアウト評価部４３から受ける。レイアウト出力部４４は、評価結果に応じて、警告を出力する、あるいは、レイアウト情報を出力部１５へ出力する。
【００７３】
例えば、レイアウト出力部４４は、レイアウト情報がレイアウト制限値に応じた許容範囲を外れる場合、警告を出力する。例えば、レイアウト出力部４４は、ユーザにより配置された蓄電ユニットの並列数が許容範囲外となる場合、警告を出力する。警告を出力する方法は、表示画面５２ａに警告メッセージを表示したり、警報ランプを点灯させたりすることなどの視覚的な方法を用いてもよいし、音声出力部４９から警告メッセージを音声出力したり、音声出力部４９から警報ブザーを出力したりすることなどの聴覚的な方法を用いてもよい。これにより、ユーザがレイアウト配置部４２を用いて各ユニットについて配置の再検討を行うように促すことができる。
【００７４】
あるいは、例えば、レイアウト出力部４４は、レイアウト情報がレイアウト制限値に応じた許容範囲内に収まる場合、レイアウト配置部４２に要求してレイアウト配置部４２からレイアウト情報を受ける。そして、レイアウト出力部４４は、レイアウト情報をレイアウト結果として出力部１５に供給するとともに、レイアウト情報に応じて、例えば各ユニットの個数のリストを生成して出力部１５に供給する。各ユニットの個数のリストは、例えば、ユニットの識別子とユニットの個数とが複数のユニットのそれぞれについて対応付けられたものである。
【００７５】
出力部１５は、例えば、外部のコントローラ（図示せず）の要求に応じて、レイアウト情報及び各ユニットの個数のリストを、外部装置（例えば、プリンタ）へ出力したり、外部のコントローラへ通信回線経由で送信したりする。
【００７６】
このようにして、使用条件にあった蓄電ユニット、昇降圧チョッパユニットの並列数やレイアウトを評価することができる。
【００７７】
なお、電動機条件選定部２３により選定される電動機条件は、例えば、電動機の容量を求めるのに必要な電動機の特性（例えば、図８に示す回転数及び定格トルク）を含む。例えば、図１に示すように、電子機械配置部１１、運転プログラム記述部１２、運転パターン生成部１３、運転パターン入力部２１、機械条件入力部２２、トルクパターン計算部２４、及び電動機条件選定部２３を含む構成を、電動機の容量選定を行う容量選定装置２と捉えることもできる。また、容量選定装置２により選定される電動機の容量は、上記のように、エネルギアシストシステムの特性が制限値に対応した許容範囲内に収まるようにエネルギアシストシステムを選定することを支援するものである。
【００７８】
あるいは、消費電力処理部２５により計算される消費電力に着目して装置を構成することもできる。例えば、図１に示すように、機械条件入力部２２、電動機条件選定部２３、トルクパターン計算部２４、及び消費電力処理部２５を含む構成を、エネルギアシストシステムの総消費電力を計算する消費電力計算装置３と捉えることもできる。また、消費電力計算装置３により計算されるエネルギアシストシステムの総消費電力は、上記のように、エネルギアシストシステムの特性が制限値に対応した許容範囲内に収まるようにエネルギアシストシステムを選定することを支援するものである。
【００７９】
あるいは、レイアウト出力部４４により出力されるレイアウト情報に着目して装置を構成することもできる。例えば、図１に示すように、レイアウト配置部４２、レイアウト評価部４３、及びレイアウト出力部４４を含む構成を、エネルギアシストシステムの各ユニットのレイアウト情報を生成するレイアウト生成装置４と捉えることもできる。また、レイアウト生成装置４により生成されるレイアウト情報は、エネルギアシストシステムの各ユニットのレイアウトがレイアウト制限値に対応した許容範囲内に収まるようにエネルギアシストシステムのレイアウトを選定することを支援するものである。
【００８０】
次に、エネルギアシストシステム選定支援装置１のハードウェア構成について図２を用いて説明する。図２は、エネルギアシストシステム選定支援装置１のハードウェア構成を示す図である。
【００８１】
エネルギアシストシステム選定支援装置１は、第１の記憶部５１、表示部５２、入力部５３、第２の記憶部５９、取得インターフェース５７、及び制御部５０を備える。第１の記憶部５１、表示部５２、入力部５３、取得インターフェース５７、第２の記憶部５９、及び制御部５０は、バス５８を介して互いに接続されている。
【００８２】
第１の記憶部５１は、制御部５０による制御のもと、情報を一時的に記憶する。第１の記憶部５１は、例えば、制御部５０による作業領域となるワーク領域５１ａを有している。第１の記憶部５１は、揮発性の記憶媒体を有し、例えば、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）から成る。
【００８３】
表示部５２は、制御部５０による制御のもと、所定の情報を表示画面５２ａ上に表示する。表示部５２は、例えば、ディスプレイ装置であり、例えば、液晶ディスプレイ等を有する。
【００８４】
入力部５３は、入力インターフェース５３ａを有しており、入力インターフェース５３ａを介して、ユーザから所定の指示を受け付ける。入力インターフェース５３ａは、例えば、キーボード、マウス、又はタッチパネルなどである。
【００８５】
第２の記憶部５９は、制御部５０による制御のもと、情報を不揮発的に記憶する。第２の記憶部５９は、不揮発性の記憶媒体を有し、例えば、ハードディスクを有する。
【００８６】
第２の記憶部５９は、例えば、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）５４、エネルギアシストシステム選定プログラム５５、及び運転パターンデータ５６を記憶する。ＯＳ５４は、制御部５０がエネルギアシストシステム選定プログラム５５を実行する際のプラットフォームとなるシステムである。エネルギアシストシステム選定プログラム５５は、上記の機能構成をエネルギアシストシステム選定支援装置１内に実現するためのプログラムである。運転パターンデータ５６は、上記の運転パターン生成部１３により生成された運転パターンのデータである。
【００８７】
なお、図２では、エネルギアシストシステム選定プログラム５５の実行に伴い第２の記憶部５９に記憶される中間データとして、運転パターンデータ５６が例示されているが、他の中間データ（例えば、トルクパターンのデータ、充放電パターンのデータ、レイアウト情報）及び各種の設定データ（例えば、電子機械のライブラリデータ、電動機条件テーブル）が第２の記憶部５９に記憶されてもよい。
【００８８】
取得インターフェース５７は、エネルギアシストシステム選定プログラム５５を取得して第２の記憶部５９にインストールするためのインターフェースである。例えば、取得インターフェース５７は、エネルギアシストシステム選定プログラム５５を記録媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ）から取得する場合、記録媒体に書き込まれた情報を読み取るための記録媒体インターフェースである。あるいは、例えば、取得インターフェース５７は、エネルギアシストシステム選定プログラム５５を通信回線（例えば、インターネット）経由でダウンロードして取得する場合、ダウンロードされたデータを受信するための通信インターフェースである。
【００８９】
制御部５０は、エネルギアシストシステム選定支援装置１における各部を全体的に制御する。制御部５０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）である。
【００９０】
例えば、エネルギアシストシステム選定プログラム５５が制御部５０により実行されることで、図１に示すような機能構成がエネルギアシストシステム選定支援装置１内（例えば、第１の記憶部５１におけるワーク領域５１ａ内）に形成される。なお、エネルギアシストシステム選定支援装置１の各機能部は、エネルギアシストシステム選定プログラム５５の実行開始に応じて一括して形成されてもよいし、エネルギアシストシステム選定プログラム５５の実行状況に応じて順次に形成されてもよい。
【００９１】
なお、エネルギアシストシステム選定支援装置１は、図２に示すように、音声出力部４９をさらに備えてもよい。音声出力部４９は、制御部５０による制御のもと、音声情報を出力する。音声出力部４９は、例えば、スピーカである。
【００９２】
次に、運転パターン生成部１０の動作（運転パターン作成機能）及び負荷パターン生成部２０の動作（負荷パターン作成機能）について図３を用いて説明する。図３は、運転パターン生成部１０及び負荷パターン生成部２０の動作を示すフローチャートである。
【００９３】
ステップＳ１では、制御部５０が、ユーザからの起動指示に応じて、エネルギアシストシステム選定プログラム５５を起動し実行を開始する。なお、制御部５０は、エネルギアシストシステム選定プログラム５５に代えて同等の機能を有した外部のプログラムを起動し実行を開始してもよい。
【００９４】
電子機械配置部１１は、ユーザからの指示に応じて、電動機Ｍにより駆動されるべき実際の機械ＭＣ（図１６参照）に対応した電子機械の組み合わせを配置する。すなわち、電子機械配置部１１は、ユーザからの指示に応じて、電子機械のライブラリから実際に使用される機械ＭＣに対応した電子機械を選択し、選択された電子機械を仮想空間（例えば、図４に示す電子機構組み合わせ画面６１）上に配置し、配置された電子機械に応じた電子機械条件を生成する。電子機械は、例えば、電子カム、電子ギア、電子ローラ、電子トラバース、電子ボールネジ、電子回転テーブル、電子仮想モータ、電子仮想サーボモータ、電子仮想エンコーダ、電子クラッチ、電子変速機、電子リンク等のうち少なくとも１つを含む。電子機械条件は、例えば、電子機械における伝達系の慣性力、粘性力、バネ力、重力、摩擦力、負荷力のうち少なくとも１つを含む。電子機械配置部１１は、電子機械条件を運転プログラム記述部１２経由で（又は、直接的に）運転パターン生成部１３へ供給する。
【００９５】
ステップＳ２では、運転プログラム記述部１２が、ユーザからの指示に応じて、運転プログラムを記述する。運転プログラムは、例えば、運転時間及び運転開始条件を含む。運転プログラムは、例えば、ラダープログラムでもよいし、ＳＦＣ（Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｃｈａｒｔ）プログラムでもよいし、Ｃ言語プログラムでもよいし、ＦＢＤ（Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｂｌｏｃｋ  Ｄｉａｇｒａｍ）プログラムでもよい。運転プログラム記述部１２は、運転プログラムを運転パターン生成部１３へ供給する。
【００９６】
運転パターン生成部１３は、電子機械条件を電子機械配置部１１から受け、運転プログラムを運転プログラム記述部１２から受ける。運転パターン生成部１３は、電子機械条件を元に運転指令、すなわち運転パターンを生成する。すなわち、運転パターン生成部１３は、電子機械配置部１１により生成された電子機械条件と、運転プログラム記述部１２により記述された運転プログラムとに応じて、運転パターンを生成する。
【００９７】
例えば、運転パターン生成部１３は、電子機械条件に含まれる電子機械構成に対して、直線補間、円弧補完、ＰＴＰ（Ｐｏｉｎｔ  Ｔｏ  Ｐｏｉｎｔ）補間、３次元直線円弧補完などの補間処理を行い、その補間結果に応じて、運転パターンを生成する。
【００９８】
運転パターンは、例えば、時系列的な電動機Ｍの位置情報及び／又は速度情報を含み、例えば、時間情報に対応付けられた電動機Ｍの位置情報及び／又は速度情報を含む（図５（ａ）、（ｂ）参照）。運転パターンは、例えば、時系列的な電動機Ｍの位置情報及び／又は速度情報に加えて、時系列的な加速度情報をさらに含んでもよく、例えば、時間情報に対応付けられた電動機Ｍの加速度情報をさらに含んでもよい（図５（ｃ）参照）。運転パターン生成部１３は、運転パターンを負荷パターン生成部２０へ供給する。
【００９９】
ステップＳ３では、機械条件入力部２２に、ユーザから、実機械条件が入力される（図６（ａ）、（ｂ）、図７参照）。実機械条件は、実際の機械要素における伝達系の慣性力、粘性力、バネ力、重力、摩擦力、負荷力のうち少なくとも１つを含む。
【０１００】
例えば、機械条件入力部２２には、ユーザが、イナーシャ、摩擦、水平ボールネジ、垂直ボールネジ、ラック＆ピニオン、ロールフィード、回転テーブル、台車、昇降機、コンベア、リニアサーボといった機械モデルに対して台車の幅や長さ、質量等の機械情報の入力を行う。なお、機械条件入力部２２には、特定の条件が入力されてもよいし、あるいは、粘性、ばね、重力、摩擦、負荷などの伝達系の慣性力が直接組み合わされて入力されてもよい。
【０１０１】
機械条件入力部２２は、実機械条件をトルクパターン計算部２４へ供給する。この際運転パターンは運転パターンデータ５６として別途第２の記憶部５９に保存されても良い。
【０１０２】
トルクパターン計算部２４は、実機械条件を機械条件入力部２２から受ける。トルクパターン計算部２４は、実機械条件を考慮したトルクパターンを計算する。トルクパターン計算部２４は、トルクパターンを、電動機条件選定部２３へ供給するとともに、電動機条件選定部２３経由で（又は直接的に）消費電力処理部２５へ供給する。
【０１０３】
ステップＳ４では、電動機条件選定部２３が、運転パターンを運転パターン入力部２１から受け、実機械条件を機械条件入力部２２から受ける。電動機条件選定部２３は、運転パターンと実機械条件とに応じて、適正な電動機条件を選定する。電動機条件は、例えば、電動機の特性を示す定数である（図８参照）。
【０１０４】
例えば、電動機条件選定部２３は、運転パターン及び実機械条件に応じて、電動機条件を自動的に（インタラクティブな処理を介することなく）選定してもよい。この場合、例えば、電動機条件選定部２３は、電動機条件の候補となる複数の電動機条件のそれぞれが運転パターン及び実機械条件に対応付けられた電動機条件テーブルを有してもよい。そして、電動機条件選定部２３は、運転パターン及び実機械条件を受けた際に、電動機条件テーブルを参照し、受けた運転パターン及び実機械条件に適合する電動機条件を選択する。電動機条件テーブルは、エネルギアシストシステム選定プログラム５５が持っていてエネルギアシストシステム選定プログラム５５の実行に伴い動的に生成されてもよいし、予め第２の記憶部５９に記憶されていてもよい。
【０１０５】
あるいは、例えば、電動機条件選定部２３は、運転パターン及び実機械条件に応じた電動機条件の入力を受け付けることで（インタラクティブな処理を介して）、電動機条件を選定してもよい。この場合、例えば、電動機条件選定部２３は、運転パターン及び実機械条件を受けた際に、運転パターン及び実機械条件を表示画面５２ａ（図２参照）上に表示するとともに、電動機条件の入力を促すような形態で電動機条件の入力欄を表示画面５２ａ上に表示してもよい。電動機条件選定部２３は、ユーザから入力された電動機条件を適正な電動機条件として選定してもよい。なお、このとき、電動機条件選定部２３は、電動機条件として適正な数値範囲をさらに表示してもよい。これにより、電動機条件選定部２３は、適正な電動機条件が入力されるように促しながら、ユーザから入力された電動機条件を適正な電動機条件として選定できる。
【０１０６】
電動機条件選定部２３は、選定された電動機条件を、トルクパターン計算部２４へ供給するとともに、トルクパターン計算部２４経由で（又は直接的に）消費電力処理部２５へ供給する。
【０１０７】
ステップＳ５では、トルクパターン計算部２４が、電動機条件を電動機条件選定部２３から受ける。トルクパターン計算部２４は、電動機条件に応じて、トルクパターンを計算する。トルクパターン計算部２４は、計算されたトルクパターンを、消費電力処理部２５へ供給する。
【０１０８】
トルクパターン計算部２４は、電動機条件からトルク定数を読み出し、トルク定数を用いてトルクパターンを計算する。
【０１０９】
例えば、トルクパターン計算部２４は、トルク定数とＱ軸電流値とが比例する電動機の場合、トルク定数と、速度、位置、加速度のグラフ（例えば、図５（ａ）〜（ｃ）に示す運転パターン）を使用して、時系列ごとのトルクデータ（トルクパターン）を算出する。例えば、トルクパターン計算部２４は、加速度のグラフ（図５（ｃ）参照）から電動機にかかる負荷トルクＴを求めるとともに、電動機条件に含まれる定格トルクを電流定格値で除算することでトルク定数Ｋｔ［Ｎｍ］を求める。そして、トルクパターン計算部２４は、下記の数式１に示すように、電動機にかかる負荷トルクＴをトルク定数Ｋｔ［Ｎｍ］で除算することで、モータのＱ軸電流値ＩＱ［Ａ］を求める。例えば、トルクパターン計算部２４は、Ｑ軸電流値ＩＱを時間情報に対応付けることで、第１のトルクパターンを算出する。
【０１１０】
【数１】
2014109057.tif 000003
【０１１１】
あるいは、例えば、トルクパターン計算部２４は、トルク定数とＱ軸電流値とが比例しない電動機（例えばＩＰＭモータ）の場合、例えば、加速度のグラフ（図５（ｃ）参照）から電動機にかかる負荷トルクＴを求めるとともに、あらかじめ計算してあるトルクと電流との関係情報を元に負荷トルクＴからＱ軸電流値ＩＱを求める。例えば、トルクパターン計算部２４は、Ｑ軸電流値ＩＱを時間情報に対応付けることで、第１のトルクパターンを算出する。
【０１１２】
そして、トルクパターン計算部２４は、トルクとＱ軸電流値とＤ軸電流値との相関を示す電流位相情報を元に、あるいは単にＱ軸電流値から予め入力された電流位相角の換算計算を行うことで、Ｄ軸電流値ＩＤも求める。トルクパターン計算部２４は、Ｄ軸電流値ＩＤを時間情報に対応付けることで、第２のトルクパターンを算出する。
【０１１３】
それとともに、トルクパターン計算部２４は、下記の数式２により、Ｑ軸電流値ＩＱとＤ軸電流値ＩＤとをベクトル換算することで単位時間毎の相電流Ｉも求める。トルクパターン計算部２４は、相電流Ｉを時間情報に対応付けることで、第３のトルクパターンを算出する。
【０１１４】
【数２】
2014109057.tif 000004
【０１１５】
トルクパターン計算部２４は、計算された第１のトルクパターン、第２のトルクパターン、及び第３のトルクパターンを、消費電力処理部２５へ供給する。
【０１１６】
ステップＳ６では、消費電力処理部２５が、運転パターンを運転パターン入力部２１から受け、電動機条件を電動機条件選定部２３から受け、トルクパターンをトルクパターン計算部２４から受ける。消費電力処理部２５は、運転パターン、電動機条件、及びトルクパターンに応じて、エネルギアシストシステムの総消費電力を計算し、消費電力に関する負荷パターンを求める（図９（ａ）、（ｂ）参照）。
【０１１７】
例えば、消費電力処理部２５は、電動機条件から、誘起電圧定数Ｋｅ［ｖ／ｒａｄ／ｓ］、抵抗値Ｒ［Ω］、リラクタンスＬｄｑ［Ｈ］、極対数Ｐｍの固定パラメータを読み込み（図８参照）、運転パターンから回転速度ω［ｒａｄ／ｓ］を特定する。そして、消費電力処理部２５は、読み込まれた固定パラメータ、特定された回転速度ω、第１のトルクパターン（Ｑ軸電流値ＩＱ）、第２のトルクパターン（Ｄ軸電流値ＩＤ）、第３のトルクパターン（相電流Ｉ）に応じて、マグネットトルクに加え銅損、リラクタンストルクも求め、下記の数式３により電力Ｐ［Ｗ］を計算する。
【０１１８】
【数３】
2014109057.tif 000005
【０１１９】
数式３において、左辺の第１項がマグネットトルクを表し、左辺の第２項がリラクタンストルクを表し、左辺の第３項が銅損を表す。上記の数式３を用いることで、リラクタンストルクの消費電力の大きい電動機（例えば、ＩＰＭモータ）であっても、消費電力を正確に求めることができる。
【０１２０】
なお、電力算出方法を基に電力を算出する場合には、トルク［Ｎｍ］と回転速度ω［ｒａｄ／ｓ］とを乗算する下記の数式４で電力を算出してもよいし、従来用いられている電動機出力と鉄損と銅損との合計値のモデルを消費電力とする手段を用いても良い。
【０１２１】
【数４】
2014109057.tif 000006
【０１２２】
次に、運転パターン生成部１０に対応した運転パターン生成ツールの動作について図４を用いて説明する。図４は、運転パターン生成ツールの動作を示す図である。
【０１２３】
上記のステップＳ１及びステップＳ２の処理は、例えば、図４に示すような運転パターン生成ツールにより行われる。例えば、ステップＳ１では、運転パターン生成ツールにより表示画面５２ａ上に表示される、図４に示す電子機構組み合わせ画面６１が用いられる。電子機構組み合わせ画面６１では、例えば所定のボタンオブジェクト（図示せず）がクリックされることで、電子機械のライブラリに登録された複数の電子機械の名称又はアイコン等が例えばドロップダウン形式で表示される。ユーザは、電子機構組み合わせ画面６１上へ電子的な仮想モータ６２、電子ギア６３、電子カム６４等の電子機械を配置する。例えば、電子機構組み合わせ画面６１では、ドロップダウン形式で表示された複数の電子機械の名称又はアイコン等からクリック等で選択された電子機械が、電子機構組み合わせ画面６１におけるクリック等で選択された位置に配置される。また、電子機械配置部１１は、ユーザから電子機械の条件に関する入力を受け付けることで、又は、電子機械の配置された位置に応じて（例えば他の電子機器との位置関係や動作の関係などを考慮することで）、電子機械条件を生成する。この際仮想モータを複数軸に配置したり、出力される実際の軸を複数に配置したりして、電子機械配置部１１に計算を行わせても良い。
【０１２４】
また、電子機構の配置（ステップＳ１）と合わせて、例えば、ステップＳ２では、運転プログラム記述部１２が、運転時間条件や電子機構構成の動作条件の組み合わせといった運転プログラム６５を生成する。運転パターン生成部１３は、電子機構組み合わせ画面６１と運転プログラム６５の条件とから、実際のモータへ出力する運転指令パターン（図５（ａ）〜（ｃ）参照）を生成して運転パターン結果画面６６上に表示する。図４に示すような電子機械条件の運転動作を組み合わせることで例えばボールネジ上で特定の電子カムの運転パターン動作を行う工作機械や設備の運転消費電力計算や容量選定、エネルギアシストシステムの選定を行うことができる。
【０１２５】
次に、上記のステップＳ２で得られる運転パターンについて図５を用いて説明する。図５（ａ）〜（ｃ）は、運転パターンとして、電子カムの動作に応じた電動機Ｍの運転パターンを例示的に示すものである。
【０１２６】
例えば、図５（ａ）は、電子カムの動作に応じた電動機Ｍの指令位置を示すものである。例えば、図５（ａ）に示す指令位置は、ユーザが設定したカムのストローク量、電子カムの１回転あたりの周期、運転パターン、時間の情報等から求められる。また、電子カム条件の入力は運転サイクルを描画する手段や時系列事の位置を配置する手段を用いても良い。
【０１２７】
例えば、図５（ｂ）は、電子カムの動作に応じた電動機Ｍの指令速度を示すものである。例えば、図５（ｂ）に示す指令速度は、図５（ａ）に示す指令位置に対して、単位時間の変化率（微分）を計算することで求められる。
【０１２８】
例えば、図５（ｃ）は、電子カムの動作に応じた電動機Ｍの指令加速度を示すものである。例えば、図５（ｃ）に示す指令加速度は、図５（ｂ）に示す指令速度に対して、単位時間の変化率（微分）を計算することで求められる。これにより、例えば、位置、速度、加速度からなる運転パターンが作成される。
【０１２９】
次に、上記のステップＳ３で入力される実機械条件について図６及び図７を用いて説明する。図６（ａ）、（ｂ）は、実機械条件の構成を示す図である。図７は、実機械条件の入力例を示す図である。
【０１３０】
例えば、図６（ａ）は、実際の機械要素として、ボールネジ、負荷、減速機が指定され、それぞれに対応したボールネジ条件７３、負荷条件７２、減速機条件７４が機械条件入力部２２に入力された場合を示している。例えば、機械条件入力部２２は、電子機械配置部１１に配置された複数の電子機械の構成（電子機械条件）に応じて、ボールネジ、負荷、減速機の表示オブジェクトを生成して表示画面５２ａ上に表示する。ユーザは、例えば、ボールネジ、負荷、減速機の表示オブジェクトをクリックすることで、実機械条件が入力可能な状態にし、ボールネジ条件７３、負荷条件７２、減速機条件７４を入力する。これに応じて、ステップＳ４において、電動機条件７１が選定される。
【０１３１】
例えば、図７に示すように、ボールネジ条件７３として、ボールネジリード、ボールネジ直径、ボールネジ長さ、駆動部効率、摩擦係数が入力される。負荷条件７２として、テーブル質量、負荷質量、負荷反抗力、テーブル案内面の締結力が入力される。減速機条件７４として、減速比、減速機イナーシャが入力される。
【０１３２】
例えば、図６（ｂ）は、実際の機械要素として、負荷、減速機、カップリングが指定され、それぞれに対応した負荷条件７２、減速機条件７４、カップリング条件７５が機械条件入力部２２に入力された場合を示している。例えば、機械条件入力部２２は、電子機械配置部１１に配置された複数の電子機械の構成（電子機械条件）に応じて、負荷、減速機、カップリングの表示オブジェクトを生成して表示画面５２ａ上に表示する。ユーザは、例えば、負荷、減速機、カップリングの表示オブジェクトをクリックすることで、実機械条件が入力可能な状態にし、負荷条件７２、減速機条件７４、カップリング条件７５を入力する。これに応じて、ステップＳ４において、電動機条件７１が選定される。
【０１３３】
例えば、図７に示すように、負荷条件７２として、テーブル質量、負荷質量、負荷反抗力、テーブル案内面の締結力が入力される。減速機条件７４として、減速比、減速機イナーシャが入力される。カップリング条件７５として、カップリングイナーシャ、その他の出力軸換算イナーシャが入力される。
【０１３４】
次に、ステップＳ４で選定される電動機条件について図８を用いて説明する。図８は、電動機条件の選定例を示す図である。
【０１３５】
例えば、図８は、電動機条件７１（図６（ａ）、（ｂ）参照）として、電動機の特性を示す各種定数が選定される場合を示している。運転パターンと実機械条件とに応じて、例えば、図８では、電動機条件７１として、誘起電圧定数、抵抗、極対数、回転数、ｑ軸電流、ｄ軸電流、ｄ軸インダクタンスＬｄとｑ軸インダクタンスＬｑとの差分、電流定格値、定格トルクが選定される。
【０１３６】
次に、蓄電ユニットの選定機能を含むデータ処理部３０の動作について図１１を用いて説明する。図１１は、データ処理部３０の動作を示すフローチャートである。データ処理部３０は、例えば、ＯＳ５４、第１の記憶部５１、制御部５０（図２参照）と協働して図１１の処理を行う。
【０１３７】
ステップＳａ１では、負荷パターンが読み込まれる。例えば、負荷パターン入力部３１には、負荷パターンが負荷パターン生成部２０から入力される。負荷パターン入力部３１は、負荷パターンを、充放電パターン生成部３２へ供給するとともに、充放電パターン生成部３２経由で（又は直接的に）条件設定処理部３３へ供給する。
【０１３８】
充放電パターン生成部３２は、負荷パターンを負荷パターン入力部３１から受ける。充放電パターン生成部３２は、負荷パターン（図９（ａ）、（ｂ）参照）に応じて、蓄電ユニットＣＤ（図１６参照）の充放電パターンを生成する。充放電パターンは、例えば、昇降圧チョッパユニットＣＰによる蓄電ユニットＣＤに対する時系列的な（時間情報に対応付けられた）充電電流及び放電電流のパターンを含む。充放電パターン生成部３２は、生成された充放電パターンを条件設定処理部３３経由で（又は直接的に）電流評価処理部３４へ供給する。
【０１３９】
ステップＳａ２〜ステップＳａ６では、条件設定処理部３３は、負荷パターンを負荷パターン入力部３１から受ける。条件設定処理部３３は、負荷パターンに応じて、個数条件を設定する。個数条件は、エネルギアシストシステムＳの各ユニットの個数に関する条件であり、例えば、エネルギアシストシステムＳにおける昇降圧チョッパユニットＣＰの個数、蓄電ユニットＣＤの個数、及び電動機Ｍの個数の少なくとも１つを決めるための条件を含む。個数条件は、例えば、昇降圧チョッパユニットＣＰの個数、蓄電ユニットＣＤの個数、及び電動機Ｍの個数を決めるための条件に加えて、コンバータユニットＣＶの個数及びドライブユニットＤＶの個数を決めるための条件をさらに含んでもよい。例えば、個数条件の設定は、蓄電ユニットの必要個数を求めるための条件設定を含む。個数条件は、例えば、蓄電ユニットＣＤの容量及び耐圧を含む。例えば、個数条件は、ステップＳａ７で用いる制限値を求めるための条件であってもよい。
【０１４０】
例えば、ステップＳａ２では、条件設定処理部３３が、個数条件の設定方法について、例えば既定値の設定を行うか任意の設定を行うかを問い合わせるメッセージを表示画面５２ａ上に表示し、いずれかを選択するようにユーザに促す。条件設定処理部３３は、既定値の設定を行う指示をユーザから受けた場合、処理をステップＳａ３へ進め、任意の設定を行う指示をユーザから受けた場合、処理をステップＳａ４へ進める。
【０１４１】
ステップＳａ３では、条件設定処理部３３が、既定値を選択して条件を個数設定する。この場合、例えば、条件設定処理部３３は、個数条件の候補となる複数の個数条件のそれぞれが負荷パターンに対応付けられた個数条件テーブルを有してもよい。そして、条件設定処理部３３は、負荷パターンを受けた際に、個数条件テーブルを参照し、受けた負荷パターンに適合する個数条件を選択する。条件設定処理部３３は、例えば、個数条件として、受けた負荷パターンに対応する蓄電ユニットＣＤの容量及び耐圧を選択する。
【０１４２】
ステップＳａ４では、条件設定処理部３３が、個数条件を任意に設定する。例えば、条件設定処理部３３は、負荷パターンに応じた個数条件の入力を受け付けることで（インタラクティブな処理を介して）、個数条件を設定してもよい（図１０参照）。この場合、例えば、条件設定処理部３３は、負荷パターンを受けた際に、負荷パターンを表示画面５２ａ（図２参照）上に表示するとともに、個数条件の入力を促すような形態で個数条件の入力欄を表示画面５２ａ上に表示してもよい。条件設定処理部３３は、ユーザから入力された個数条件を適正な個数条件として設定してもよい。条件設定処理部３３は、例えば、個数条件として、蓄電ユニットＣＤの容量及び耐圧の入力を受け付け、入力された容量及び耐圧を適正な容量及び耐圧として設定する。
【０１４３】
なお、このとき、条件設定処理部３３は、個数条件として適正な数値範囲をさらに表示してもよい。これにより、条件設定処理部３３は、適正な個数条件が入力されるように促しながら、ユーザから入力された個数条件を適正な個数条件として設定できる。
【０１４４】
ステップＳａ５では、条件設定処理部３３が、プログラムに格納されたデータ、条件に基づき時系列にキャパシタ電源の電流、電圧、放電量、電力損失、発熱・放熱量を求め格納された負荷データ、時系列の負荷パターン、キャパシタ電源の定格仕様等との比較処理を行う。処理は、ステップＳａ１にて読み込まれた負荷パターン（例えば、消費エネルギデータ）から下記の数式５〜数式７により必要な蓄電ユニットの合計個数の算出を行う。ただし上記にて任意設定した場合には、蓄電ユニットの個数が算出される。読み込まれた負荷パターン［Ｗ］を消費エネルギＥ［Ｊ］のデータへ変形すると、次の数式５のようになる。
【０１４５】
【数５】
2014109057.tif 000007
【０１４６】
蓄電ユニットの放電初期電圧をＶ０［Ｖ］とし、蓄電ユニットの電圧使用範囲をａ［Ｖ］とするとき、蓄電ユニットの合計容量値Ｃ［Ｆ］は次の数式６により求まる。
【０１４７】
【数６】
2014109057.tif 000008
【０１４８】
その後、必要な蓄電ユニットのユニット単位の容量Ｃを入力された蓄電ユニットの容量あるいは決まっている１単位あたりの蓄電ユニット容量Ｃ’で割ることで必要な蓄電ユニットの個数ｎを次の数式７により算出する。
【０１４９】
【数７】
2014109057.tif 000009
【０１５０】
ステップＳａ６では、条件設定処理部３３が、最大負荷量と昇降圧チョッパユニットが操作可能な電力量との比較を行い、昇降圧チョッパユニットの必要台数を算出する。
【０１５１】
条件設定処理部３３は、設定された個数条件を、電流評価処理部３４へ供給するとともに、電流評価処理部３４経由で（又は直接的に）データ調整部３５へ供給する。
【０１５２】
ステップＳａ７では、電流評価処理部３４が、充放電パターンを充放電パターン生成部３２から受け、個数条件を条件設定処理部３３から受ける。電流評価処理部３４は、充放電パターンと個数条件とに応じて、エネルギアシストシステムＳにおける電流を求める。電流評価処理部３４は、例えば、エネルギアシストシステムＳにおける電流の影響を受けて劣化しやすい部分の電流値を求める。例えば、電流評価処理部３４は、エネルギアシストシステムＳにおけるスイッチング素子ＳＷ１を流れる電流を求めてもよいし、スイッチング素子ＳＷ２を流れる電流を求めてもよいし、リアクトルＬ２を流れる電流を求めてもよい（図１６参照）。
【０１５３】
電流評価処理部３４は、求められたエネルギアシストシステムの電流を電流制限値と比較する。例えば、電流評価処理部３４は、エネルギアシストシステムＳにおけるスイッチング素子ＳＷ１を流れる電流をスイッチング素子ＳＷ１用の電流制限値ＴＨＳＷ１と比較してもよいし、スイッチング素子ＳＷ２を流れる電流をスイッチング素子ＳＷ２用の電流制限値ＴＨＳＷ２と比較してもよいし、リアクトルＬ２を流れる電流をリアクトルＬ２用の電流制限値ＴＨＬ２と比較してもよい。そして、電流評価処理部３４は、比較結果に応じてエネルギアシストシステムの特性を評価する。評価結果は、例えば、エネルギアシストシステムにおけるエネルギに関する情報を含み、例えば、アシスト電力、ピーク電力に関する情報などを含んでもよい。電流評価処理部３４は、評価結果を、データ調整部３５へ供給するとともに、データ調整部３５経由で（又は直接的に）データ出力処理部３６へ供給する。
【０１５４】
例えば、電流評価処理部３４は、求めたアシスト後の消費電力と蓄電ユニットの条件から蓄電ユニット内部に流れる電流を求める。蓄電ユニット内部に流れる電流データと昇降圧チョッパユニット内のスイッチング素子の電流許容値との比較を行う。また同様に昇降圧チョッパユニットの制御電流値及び制御サイクルパターンと選定装置が保有するスイッチング素子のパワーサイクル寿命データとの比較を行い運転パターンからの昇降圧チョッパユニットの寿命値を計算、表示する（図１０参照）。
【０１５５】
データ調整部３５は、評価結果を電流評価処理部３４から受け、個数条件を条件設定処理部３３から受ける。データ調整部３５は、評価結果に応じて、条件設定処理部３３により設定された個数条件を調整して、構成情報を生成する。例えば、データ調整部３５は、評価結果に応じて、エネルギアシストシステムＳにおいて必要な各ユニットの個数等を算出する。例えば、データ調整部３５は、エネルギアシストシステムの電流が電流制限値に収まるように、エネルギアシストシステムＳにおいて必要な各ユニットの個数等を算出する。
【０１５６】
例えば、データ調整部３５は、エネルギアシストシステムＳにおけるスイッチング素子ＳＷ１を流れる電流がスイッチング素子ＳＷ１用の電流制限値ＴＨＳＷ１に収まる（第１の条件を満たす）ように、エネルギアシストシステムＳにおいて必要な各ユニットの個数等を算出してもよい。あるいは、例えば、データ調整部３５は、スイッチング素子ＳＷ２を流れる電流がスイッチング素子ＳＷ２用の電流制限値ＴＨＳＷ２に収まる（第２の条件を満たす）ように、エネルギアシストシステムＳにおいて必要な各ユニットの個数等を算出してもよい。あるいは、例えば、データ調整部３５は、リアクトルＬ２を流れる電流がリアクトルＬ２用の電流制限値ＴＨＬ２に収まる（第３の条件を満たす）ように、エネルギアシストシステムＳにおいて必要な各ユニットの個数等を算出してもよい。あるいは、例えば、データ調整部３５は、第１の条件、第２の条件、及び第３の条件のうち２つ以上を満たすように、エネルギアシストシステムＳにおいて必要な各ユニットの個数等を算出してもよい。
【０１５７】
構成情報は、エネルギアシストシステムの構成に関する情報であり、例えば、エネルギアシストシステムにおける各ユニットの個数を含む。構成情報は、例えば、必要な蓄電ユニットＣＤの個数、昇降圧チョッパユニットＣＰの個数、電動機Ｍの個数を含む（図１６参照）。データ調整部３５は、生成された構成情報をデータ出力処理部３６へ供給する。
【０１５８】
ステップＳａ８では、データ出力処理部３６は、構成情報をデータ調整部３５から受け、評価結果を電流評価処理部３４から受ける。データ出力処理部３６は、構成情報と評価結果とを表示画面５２ａ上に表示する。例えば、データ出力処理部３６は、構成情報と評価結果とに応じて、構成情報と構成情報が適用されたエネルギアシストシステムのエネルギとを、表示画面５２ａ上に表示する。例えば、データ出力処理部３６は、蓄電ユニットＣＤの個数、アシスト電力、ピーク電力等に関する情報を表示画面５２ａ上に表示する（図１０参照）。
【０１５９】
例えば、データ出力処理部３６は、これまでに求めた蓄電ユニット数、最大スペックからのシステム余裕率、システムの電源回生、アシスト電力、ピーク電力のシステム適用前とのエネルギ比較データを表示する。
【０１６０】
ステップＳａ９では、データ調整部３５が、最終出力に対してピーク電力、アシスト量の増減により運転パターンの条件を視覚的に調整する指示を受け付けた場合、その指示に応じて、削減される電力コスト、ユニット数の増減を調整する。データ調整部３５は、調整を行った場合（ステップＳａ９で「Ｙｅｓ」）、処理をステップＳａ８へ戻し、調整後の個数を含む構成情報をデータ出力処理部３６へ供給する。これに応じて、データ出力処理部３６は、調整後の個数を含む構成情報に応じて、その表示内容を更新する（ステップＳａ８）。一方、データ調整部３５は、例えば所定の待ち時間以内に調整を行わなかった場合（ステップＳａ９で「Ｎｏ」）、処理をステップＳａ１０へ進める。
【０１６１】
ステップＳａ１０では、データ出力処理部３６が、ユーザによる条件確定ボタンの操作に応じて指示を受けた場合（ステップＳａ１０で「Ｙｅｓ」）、構成情報及び評価結果をレイアウト部４０へ供給するとともに、処理をステップＳａ１１へ進める。一方、データ出力処理部３６は、ユーザによる条件確定ボタンの操作を所定の待ち時間以内に受けなかった場合（ステップＳａ１０で「Ｎｏ」）、処理をステップＳａ９に戻す。
【０１６２】
ステップＳａ１１では、レイアウト部４０が、アシスト、電力ユニットの個数を元に、レイアウトの調整を行うレイアウト選定画面（図１３参照）を立ち上げる。
【０１６３】
次に、電流パターン、負荷パターン、及びアシスト電力について図９を用いて説明する。図９（ａ）は、電流パターンを示す図であり、図９（ｂ）は、負荷パターンを示す図であり、図９（ｃ）は、負荷パターンに対してアシスト電力を計算した結果を示す図である。
【０１６４】
図９（ａ）は、電動機Ｍにおける負荷に対応した電流（例えば、ｑ軸電流）の時間変化のパターン（電流パターン）を示す図である。図９（ａ）に示す電流パターンは、トルクパターンと電動機条件（図８参照）とから算出されたものであり、例えば、各軸ごとのパターンである。
【０１６５】
図９（ｂ）は、電動機Ｍにおける負荷に対応した電力の時間変化のパターン（負荷パターン）を示す図である。図９（ｂ）に示す負荷パターンは、図９（ａ）に示す電流パターンから銅損、鉄損、リラクタンストルクを含んだ各軸の軸出力を求め、求められた各軸の軸出力を合計してエネルギアシストシステムの総消費電力の時間変化のパターンとして得られる。
【０１６６】
図９（ｃ）は、図９（ｂ）に示す負荷パターンに対して、斜線部の電力を蓄電ユニットＣＤの電気エネルギでアシストするように計算されたことを示す図である。例えば、図９（ｃ）に示すように、データ出力処理部３６が、負荷パターンにおけるアシスト電力が識別可能な形態（例えば、斜線部等でハイライトする形態）で表示画面５２ａ上に表示するので、ユーザは、識別可能な形態で区別された部分（例えば、斜線部等でハイライトされた部分）を確認することでアシストされたエネルギ（アシスト電力）を確認することができる。
【０１６７】
次に、上記のステップＳａ８で表示画面５２ａ上に表示される運転エネルギ調整画面について図１０を用いて説明する。図１０は、運転エネルギ調整画面の構成を示す図である。
【０１６８】
運転エネルギ調整画面では、図１０に示すように、負荷パターン（電力パターン）ＬＰが表示されるとともに、負荷パターンＬＰにおける運転ピーク電力８０及びアシスト電力ライン８５の差分としてアシスト電力８６が表示される。
【０１６９】
運転エネルギ調整画面は、アシスト電力を増減させるための構成として、蓄電ユニット個数入力欄８１、エネルギアシスト量入力欄８２、力行アシスト電力ライン操作バー８３、及びアシスト電力ライン操作バー８４を有する。
【０１７０】
蓄電ユニット個数入力欄８１には、例えば、現在の算出された蓄電ユニット個数が表示されている。ユーザは、例えば、現在の個数から増減された個数を入力することで、アシスト電力を増減させることができる。なお、データ調整部３５は、評価結果に応じて、エネルギアシストシステムＳにおいて必要な蓄電ユニットの個数の候補（適正数値範囲）を算出して、蓄電ユニット個数入力欄８１の近くに適正数値範囲を表示してもよい。これにより、ユーザが蓄電ユニット個数として適正な個数を入力するように促すことができる。
【０１７１】
エネルギアシスト量入力欄８２には、例えば、現在の算出されたアシスト量（アシスト電力）（すなわち、アシスト電力８６に対応した電力の量）が表示されている。ユーザは、例えば、現在のアシスト量（アシスト電力）から増減されたアシスト量（アシスト電力）を入力することで、アシスト電力を増減させることができる。なお、データ調整部３５は、現在の負荷パターンＬＰから適正なアシスト量（アシスト電力）の調整範囲（適正調整範囲）を算出して、エネルギアシスト量入力欄８２の近くに適正調整範囲を表示してもよい。これにより、ユーザが適正なアシスト量（アシスト電力）を入力するように促すことができる。
【０１７２】
力行アシスト電力ライン操作バー８３は、回生時のアシスト電力ライン８５を変えずに（例えば、アシスト電力ライン操作バー８４により設定されたレベルに維持しながら）、力行時におけるアシスト電力ライン８５を選択的に操作するためのユーザインターフェースである。力行アシスト電力ライン操作バー８３は、例えば左側に移動操作された際に、アシスト電力ライン８５を低エネルギ側へ移動させ、例えば右側に移動操作された際に、アシスト電力ライン８５を高エネルギ側へ移動させる。なお、回生時と力行時とでアシスト電力ライン８５を同じレベルにする場合、力行アシスト電力ライン操作バー８３は、例えば非活性化ボタン（図示せず）が押されることにより、非活性状態にされる。
【０１７３】
アシスト電力ライン操作バー８４は、アシスト電力ライン８５を操作するためのユーザインターフェースである。力行アシスト電力ライン操作バー８３は、例えば左側に移動操作された際に、アシスト電力ライン８５を低エネルギ側へ移動させ、例えば右側に移動操作された際に、アシスト電力ライン８５を高エネルギ側へ移動させる。なお、力行アシスト電力ライン操作バー８３が活性化されている場合、アシスト電力ライン操作バー８４は、回生時のアシスト電力ライン８５を選択的に操作するためのユーザインターフェースとして機能し、力行アシスト電力ライン操作バー８３が非活性化されている場合、アシスト電力ライン操作バー８４は、回生時及び力行時に共通のアシスト電力ライン８５を操作するためのユーザインターフェースとして機能する。
【０１７４】
例えば、ユーザは、力行アシスト電力ライン操作バー８３、アシスト電力ライン操作バー８４を動かすことでアシスト電力ラインを調整してもよいし、蓄電ユニット個数入力欄８１の個数あるいはエネルギアシスト量入力欄８２のアシスト量（アシスト電力）を編集してもよい。このとき、運転エネルギ調整画面では、エネルギアシストシステムの特性が制限値を超えないようにするために不足するアシスト量（アシスト電力）を確認できるように表示してもよい。
【０１７５】
次に、レイアウト部４０に対応したレイアウト選定ツールの機能構成について図１２を用いて説明する。図１２は、レイアウト選定ツールの機能構成を示す図である。
【０１７６】
レイアウト選定ツールは、制御部５０（図２参照）により実行されることで、図１２に示すような機能構成がエネルギアシストシステム選定支援装置１内（例えば、第１の記憶部５１におけるワーク領域５１ａ内）に形成される。なお、レイアウト選定ツールにより形成される各機能部は、レイアウト選定ツールの実行開始に応じて一括して形成されてもよいし、レイアウト選定ツールの実行状況に応じて順次に形成されてもよい。
【０１７７】
例えば、エネルギアシストシステム選定支援装置１は、レイアウト選定ツールにより実現される機能構成として、図１２に示すように、電流・蓄電ユニット数読み込み部９１、操作部９２、表示部９３、蓄電ユニット配置処理部９４、ユニットデータファイル保持部９５、及びユニット配置部９６を有する。
【０１７８】
電流・蓄電ユニット数読み込み部９１は、データ処理部で求められた昇降圧チョッパユニットの個数、蓄電ユニットの個数、電流を読み込む。すなわち、電流・蓄電ユニット数読み込み部９１には、構成情報及び評価結果がデータ出力処理部３６から入力される。すなわち、電流・蓄電ユニット数読み込み部９１は、レイアウト入力部４１（図１参照）に対応している。
【０１７９】
操作部９２は、キーボード、マウス等で構成されておりユーザからの操作を受け付ける入力制御を行う。すなわち、操作部９２は、レイアウト配置部４２におけるユーザからのレイアウト指示を受け付けるための入力制御を行う部分に対応する。
【０１８０】
表示部９３は、レイアウト配置部４２にて配置された結果を表示し、ディスプレイ、印刷機等への表示を行う。すなわち、表示部９３は、レイアウト配置部４２におけるレイアウト指示に応じてレイアウト配置された各表示オブジェクトを表示画面５２ａ上に表示するための表示制御を行う部分に対応するとともに、レイアウト出力部４４における評価結果に応じて警告を表示する表示制御を行う部分に対応する。
【０１８１】
蓄電ユニット配置処理部９４は、例えば、電流・蓄電ユニット数読み込み部９１により読み込んだデータに基づき、ユーザが配置した蓄電ユニットの並列数がアシスト動作可能なユニット制限値（レイアウト制限値）を越えないかどうかの比較を行う。すなわち、蓄電ユニット配置処理部９４は、レイアウト情報をレイアウト制限値と比較しながら評価するものであり、レイアウト評価部４３に対応する。
【０１８２】
ユニットデータファイル保持部９５は、コンバータユニット、ドライブユニット、蓄電ユニット、モータ、ケーブル、昇降圧チョッパユニットに関する情報を保持しユニット配置部９６へ情報を伝達する。ユニットデータファイル保持部９５は、レイアウト配置部４２、レイアウト評価部４３、及びレイアウト出力部４４のそれぞれにおける情報を一時的に保持する部分に対応する。
【０１８３】
ユニット配置部９６は、操作部９２及びユニットデータファイル保持部９５の情報を元に、表示部９３へレイアウト情報を伝達する。すなわち、ユニット配置部９６は、表示部９３を介して表示画面５２ａ上にレイアウト情報を表示するものであり、レイアウト配置部４２におけるレイアウト指示に応じてレイアウト配置された各表示オブジェクトを表示画面５２ａ上に表示するための表示制御を行う部分に対応する。
【０１８４】
次に、レイアウト部４０により表示画面５２ａ上に表示されるレイアウト選定画面について図１３を用いて説明する。
【０１８５】
レイアウト選定画面は、図１３に示すように、ユニットエリア１０１、配置エリア１０２、リストエリア１０６、コストエリア１０７、及びアシスト量表示エリア１０８を有する。
【０１８６】
ユニットエリア１０１には、初期状態において、構成情報に応じた個数の各ユニットの表示オブジェクトが表示されている。図１３では、コンバータユニット、昇降圧チョッパユニット、ドライブユニット、蓄電ユニット、ケーブルがユニットエリア１０１内に表示された状態が例示されている。
【０１８７】
配置エリア１０２は、実際に各ユニットが配置されるべき制御盤内の空間に対応した仮想空間を表している。ユーザは、ユニットエリア１０１よりユニットを選択し、配置エリア１０２に配置を行う。この際、前述の蓄電ユニット配置処理部９４（又は図１に示すレイアウト評価部４３）にて蓄電ユニットの並列数が既定値以上かどうかを判断しながら配置を行う。蓄電ユニットの並列数が既定値を超えた場合は警告手段１０４により警告を行う。警告手段１０４は、例えば、警告メッセージを表示画面５２ａ上に表示することで警告を行う。
【０１８８】
例えば、図１３では、コンバータユニット、昇降圧チョッパユニット、ドライブユニットがそれぞれ１個配置エリア１０２内に配置され、蓄電ユニットが２個配置エリア１０２内に配置された状態が例示されている。このとき、破線で示すように、蓄電ユニットがさらに追加されると、蓄電ユニットの並列数（３個）が既定値（２個）を超えたものと判断され、警告手段１０４による警告が行われる。
【０１８９】
例えば、図１３では、コンバータユニット、昇降圧チョッパユニット、ドライブユニットがそれぞれ１個配置エリア１０２内に配置され、蓄電ユニットが２個配置エリア１０２内に配置された状態が例示されている。このとき、実線で示すように、追加される蓄電ユニットが１１ｍのケーブルを介して２個の蓄電ユニットに接続されると、ケーブルの長さ（１１ｍ）が既定値（１０ｍ）を超えたものと判断され、警告手段１０５による警告が行われる。
【０１９０】
リストエリア１０６には、配置エリア１０２上に存在する各ユニットに対応した購入リストが表示される。例えば、終了ボタン１０９が押された場合に、配置エリア１０２上に存在する各ユニットをリストアップした購入リストが作成され、作成された購入リストがリストエリア１０６上に表示される。なお、例えば、配置エリア１０２にユニットが追加配置されるたびに、購入リストが動的に更新されリストエリア１０６上に表示されてもよい。
【０１９１】
コストエリア１０７には、配置エリア１０２上に存在する各ユニットに対応したエネルギコストが表示される。例えば、終了ボタン１０９が押された場合に、配置エリア１０２上に存在する各ユニットを設置する前後におけるエネルギコストが計算され、計算された各ユニットの設置前後におけるエネルギコストがコストエリア１０７上に比較表示される。
【０１９２】
なお、例えば、配置エリア１０２にユニットが追加配置されるたびに、エネルギコストが動的に更新されコストエリア１０７上に表示されてもよい。この場合、終了ボタン１０９が押されることで、エネルギコストが確定される。
【０１９３】
アシスト量表示エリア１０８には、配置エリア１０２上に存在する各ユニットに対応したアシスト量（アシスト電力）が表示される。例えば、終了ボタン１０９が押された場合に、配置エリア１０２上に存在する各ユニットに対応したアシスト量が計算され、計算されたアシスト量がアシスト量表示エリア１０８上に（例えば、必要な電力（エネルギ）、及び電源電力とともに）表示される。
【０１９４】
なお、例えば、配置エリア１０２にユニットが追加配置されるたびに、アシスト量が動的に更新されアシスト量表示エリア１０８上に表示されてもよい。この場合、終了ボタン１０９が押されることで、アシスト量が確定される。
【０１９５】
次に、レイアウト部４０の動作について図１４を用いて説明する。図１４は、レイアウト部４０の動作を示すフローチャートである。
【０１９６】
ステップＴ１〜Ｔ３では、レイアウト入力部４１に、構成情報及び評価結果がデータ出力処理部３６から入力される。レイアウト入力部４１は、構成情報及び評価結果をレイアウト配置部４２へ供給する。また、レイアウト入力部４１は、レイアウト出力部４４から要求された場合、構成情報を、レイアウト配置部４２及びレイアウト評価部４３経由で（又は直接的に）レイアウト出力部４４へ供給する。
【０１９７】
ステップＴ１では、レイアウト入力部４１に、構成情報として、例えば、配置可能な蓄電ユニットの個数が読み込まれる。
【０１９８】
ステップＴ２では、レイアウト入力部４１に、構成情報として、例えば、昇降圧チョッパユニットの個数が読み込まれる。
【０１９９】
ステップＴ３では、レイアウト入力部４１に、評価結果として、例えば、運転パターン、電流値、電圧が読み込まれる。
【０２００】
ステップＴ４では、レイアウト配置部４２が、構成情報及び評価結果をレイアウト入力部４１から受ける。レイアウト配置部４２は、評価結果に応じて、構成情報が適用されたエネルギアシストシステムのエネルギに関する情報（例えば、電流、電力のデータ）を表示画面５２ａ上に表示する。そして、ユーザが図１３に示すようなレイアウト選定画面を介してレイアウト配置の操作を実行する。レイアウト配置部４２は、構成情報とユーザからの指示とに応じて、エネルギアシストシステムの各ユニットを示す表示オブジェクトを表示画面５２ａ上にレイアウト配置する。
【０２０１】
例えば、レイアウト配置部４２は、構成情報に応じて、エネルギアシストシステムの各ユニットを示す表示オブジェクトを、表示画面５２ａ上におけるデフォルト位置（例えば、図１３に示すユニットエリア１０１）にレイアウト配置してもよい。そして、レイアウト配置部４２は、ユーザからの指示に応じて、表示画面５２ａ上における各表示オブジェクトの位置を変更する。例えば、レイアウト配置部４２は、マウスポインタ又はタッチパネルなどの入力インターフェースを介して、ユーザからのドラッグアンドドロップ操作を受け付け、ドラッグアンドドロップ操作に応じて、表示画面５２ａ上における各表示オブジェクトの位置を変更してもよい。すなわち、レイアウト配置部４２は、表示画面５２ａ上における各表示オブジェクトの位置を、実際の制御盤内の空間に対応した仮想空間（例えば、図１３に示す配置エリア１０２）における所望の位置に変更してもよい。これにより、ユーザがレイアウト配置部４２を用いて、エネルギアシストシステムにおける各ユニットについて配置の検討を行うことができる。
【０２０２】
レイアウト配置部４２は、レイアウト配置を行ったら、レイアウト情報をレイアウト評価部４３へ供給する。レイアウト情報は、表示画面５２ａ上におけるレイアウト配置された各ユニットを示す表示オブジェクトの位置に関する情報であり、例えば、ユニットの識別子と、表示オブジェクトの識別子と、表示画面５２ａ上における配置された位置（座標）とが、複数のユニットについて対応付けられた情報である。例えば、レイアウト配置部４２は、レイアウト配置が変更されるたびに、レイアウト情報を更新して、更新されたレイアウト情報をレイアウト評価部４３へ供給する。
【０２０３】
ステップＴ５〜ステップＴ８では、レイアウト評価部４３が、レイアウト情報をレイアウト配置部４２から受ける。レイアウト評価部４３は、レイアウト情報をレイアウト制限値と比較しながら評価する。レイアウト制限値は、例えば、レイアウト配置の電気的な可否に関する制限値を含んでいてもよいし、各ユニットの寸法等の物理的な可否に関する制限値を含んでいてもよい。例えば、レイアウト評価部４３は、インピーダンスに起因する充放電時定数と充放電パターンから決まる配置可能な蓄電ユニットの並列数とユーザにより配置された蓄電ユニットの並列数とを比較することにより、ユーザにより配置された蓄電ユニットの並列数が許容範囲内かを判定する。そして、レイアウト評価部４３は、その判定結果をレイアウト情報に対する評価結果としてもよい。レイアウト評価部４３は、評価結果をレイアウト出力部４４へ供給する。
【０２０４】
例えば、ステップＴ５では、ステップＴ３で読み込まれた電流値により、ケーブル配線に要求される部材の断面寸法を決定する。また求められた断面寸法から、本レイアウト検討装置が持つケーブルの最大長のデータベースからケーブル長さの制限値を決定する。この際、ユーザが配置するケーブル長が既定仕様値を超えた場合、警告手段１０５により例えばケーブル長さの警告メッセージを表示画面５２ａ上に表示する（図１３参照）。
【０２０５】
ステップＴ６では、蓄電ユニットが配置される際、直列に接続されたのか並列に接続されたのかを判断する。
【０２０６】
ステップＴ７では、蓄電ユニットの並列数と直列数とから蓄電ユニットの充放電にかかるＣとＲとＬで表現される時定数τの算出を行う。図１５に式の概念図を示す。例えば、図１５に示すように、ドライブユニットＤＶ内の蓄電ユニット１７１に対して、容量素子Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４が並列に接続され、容量素子Ｃ１と容量素子Ｃ２との間に抵抗Ｒ１が接続され、容量素子Ｃ２と容量素子Ｃ３との間に抵抗Ｒ２が接続され、容量素子Ｃ３と容量素子Ｃ４との間に抵抗Ｒ３が接続された構成を考える。この構成では、（合成抵抗）×（合成容量）が、近似的に最近蓄電ユニットの通電ルート１７９のインピーダンスと最遠蓄電ユニットの通電ルート１７４のインピーダンスとの差に比例していると考えられる。そのため、最近蓄電ユニットの通電ルート１７９のインピーダンスと最遠蓄電ユニットの通電ルート１７４のインピーダンスとの差を求め、求められた差に応じて（例えば、求められた差に所定の係数を乗じて）時定数τの算出を行う。
【０２０７】
ステップＴ８では、ステップＴ７で求められた蓄電ユニットの時定数と昇降圧チョッパユニットのアシストに要求される制御応答時間αとの比較を行い、アシスト動作が可能かどうかの判定を行う。
【０２０８】
例えば、下記の数式８に示すように、昇降圧チョッパユニットのアシストに関する計算周期（制御応答時間）αと蓄電ユニットを並列につないだ際の時定数τを比較して制御可能かどうかの判断を行う。時定数τが制御応答時間αより小さい場合に、全ての蓄電ユニットが蓄電可能なエネルギを合計したアシストエネルギ量が運転パターンのエネルギ量における不足分を上回ると考えられるので、アシスト動作が可能と判断する。それに対して、時定数τが制御応答時間α以上である場合には、全ての蓄電ユニットが蓄電可能なエネルギを合計したアシストエネルギ量が運転パターンのエネルギ量における不足分を下回ると考えられるので、アシスト動作が不可能と判断する。レイアウト評価部４３は、アシスト動作が可能である場合（ステップＴ８で「動作可能」）、処理をステップＴ１０へ進める。
【０２０９】
【数８】
2014109057.tif 000010
【０２１０】
一方、レイアウト評価部４３は、アシスト動作が不可である場合（ステップＴ８で「動作不可能」）、処理をステップＴ９へ進める。
【０２１１】
ステップＴ９では、レイアウト出力部４４が、評価結果に応じて、警告を出力する。例えば、レイアウト出力部４４は、レイアウト情報がレイアウト制限値に応じた許容範囲を外れる場合、警告を出力する。例えば、レイアウト出力部４４は、ユーザにより配置された蓄電ユニットの並列数が許容範囲外となる場合、警告を出力する。警告を出力する方法は、表示画面５２ａに警告メッセージを表示したり、警報ランプを点灯させたりすることなどの視覚的な方法を用いてもよいし、音声出力部４９から警告メッセージを音声出力したり、音声出力部４９から警報ブザーを出力したりすることなどの聴覚的な方法を用いてもよい。これにより、ユーザがレイアウト配置部４２を用いて各ユニットについて配置の再検討を行うように促すことができる。例えば、ユーザは、警告に従い並列数を変更することで制限値に対する修正を行うことができる。
【０２１２】
ステップＴ１０では、レイアウト出力部４４が、ユーザから配置終了の指示を受けた場合、処理をステップＴ１１に進め、所定の待ち時間以内に配置終了の指示を受けなかった場合、処理をステップＴ４に戻す。
【０２１３】
ステップＴ１１では、レイアウト出力部４４が、構成情報に応じて、例えば各ユニットの個数のリストを生成して出力部１５に供給する。各ユニットの個数のリストは、例えば、ユニットの識別子とユニットの個数とが複数のユニットのそれぞれについて対応付けられたものである（図１３参照）。
【０２１４】
以上のように、実施の形態では、エネルギアシストシステム選定支援装置１において、運転パターン生成部１０が、電子機械構成を考慮した運転パターンを生成する。負荷パターン生成部２０は、運転パターン生成部１０により生成された運転パターンに応じて、消費電力に関する負荷パターンを生成する。データ処理部３０は、負荷パターン生成部２０により生成された負荷パターンに応じて、運転パターン生成部１０により生成された運転パターンが適用されたエネルギアシストシステムの特性を制限値と比較しながら評価する。データ処理部３０は、その評価結果に応じて、エネルギアシストシステムの各ユニットの個数を含む構成情報を生成する。これにより、エネルギアシストシステムの特性が制限値に対応した許容範囲内に収まるように、エネルギアシストシステムの各ユニットの個数を容易に選定でき提示できる。レイアウト部４０は、データ処理部３０により生成された構成情報に応じて、仮想空間上にエネルギアシストシステムの各ユニットをレイアウト配置して表示画面５２ａ上に表示する。これにより、エネルギアシストシステムの各ユニットのレイアウトがレイアウト制限値に対応した許容範囲内に収まるようにエネルギアシストシステムのレイアウトを事前に検討でき容易に選定できる。したがって、エネルギアシストシステムの選定を簡易且つ効率的な処理で支援できる。
【０２１５】
また、実施の形態では、エネルギアシストシステム選定支援装置１において、電子機械配置部１１が、電子機械を配置し、電子機械条件を生成する。運転プログラム記述部１２は、運転プログラムを記述する。運転パターン生成部１３は、電子機械配置部１１により生成された電子機械条件と運転プログラム記述部１２により記述された運転プログラムとに応じて、運転パターンを生成する。これにより、電子機械構成を考慮した運転パターンを生成できる。
【０２１６】
あるいは、実施の形態では、運転パターン生成部１３が、ユーザにより作成されたシミュレーションデータ（例えば複数軸のカム運転、ギアなど複雑な運転パターンをシミュレーションした結果）をシミュレーションソフトウェアからインポートし、インポートされたシミュレーションデータを負荷パターン生成部２０で処理可能なフォーマットに変換することで、運転パターンを生成する。これにより、ユーザが多大な時間をかけて作成する機械機構シミュレーションソフトウェアを利用して、複雑な手計算をする必要なく、運転パターンを元に直接エネルギデータを算出できる。すなわち、ユーザがシミュレーションソフトウェアにて事前に作成した複雑な運転パターンと連携し、機械条件入力することで複雑かつ複数軸で運転パターンのアシスト量を実際に近い条件で計算できる効果を有する。
【０２１７】
また、実施の形態では、エネルギアシストシステム選定支援装置１において、機械条件入力部２２に、実機械条件が入力される。電動機条件選定部２３は、運転パターン生成部１０により生成された運転パターンと機械条件入力部２２に入力された実機械条件とに応じて、電動機条件を選定する。トルクパターン計算部２４は、運転パターン生成部１０により生成された運転パターンと電動機条件選定部２３により選定された電動機条件とに応じて、トルクパターンを計算する。消費電力処理部２５は、運転パターン生成部１０により生成された運転パターン、電動機条件選定部２３により選定された電動機条件、及びトルクパターン計算部２４により計算されたトルクパターンに応じて、総消費電力を計算し負荷パターンを求める。これにより、運転パターン生成部１０により生成された運転パターンに応じて、消費電力に関する負荷パターンを生成できる。また、運転パターンの変更に対して負荷パターンを容易に再計算できる。
【０２１８】
また、実施の形態では、エネルギアシストシステム選定支援装置１において、条件設定処理部３３が、負荷パターン生成部２０により求められた負荷パターンに応じて、エネルギアシストシステムの各ユニットの個数に関する個数条件を設定する。電流評価処理部３４は、条件設定処理部３３により設定された個数条件に応じたエネルギアシストシステムの電流を電流制限値と比較して、エネルギアシストシステムの特性を評価する。データ調整部３５は、電流評価処理部３４による評価結果に応じて、条件設定処理部３３により設定された個数条件を調整して、構成情報を生成する。これにより、負荷パターン生成部２０により生成された負荷パターンに応じて、運転パターン生成部１０により生成された運転パターンが適用されたエネルギアシストシステムの特性を制限値と比較しながら評価でき、評価結果に応じて、エネルギアシストシステムの各ユニットの個数を含む構成情報を生成できる。また、運転パターンの変更に対して構成情報を容易に再計算できる。
【０２１９】
また、実施の形態では、エネルギアシストシステム選定支援装置１において、レイアウト配置部４２が、構成情報とユーザからの指示とに応じて、エネルギアシストシステムの各ユニットを示す表示オブジェクトを表示画面５２ａ上にレイアウト配置して、表示画面５２ａ上における各ユニットを示す表示オブジェクトの位置に関するレイアウト情報を生成する。レイアウト評価部４３は、レイアウト情報をレイアウト制限値と比較しながら評価する。レイアウト出力部４４は、レイアウト評価部４３による評価結果に応じて、警告を出力する、あるいは、レイアウト情報を出力する。これにより、データ処理部３０により生成された構成情報に応じて、仮想空間上にエネルギアシストシステムの各ユニットをレイアウト配置して表示画面上に表示でき、例えば、必要なユニット数、ケーブル長さ、配置図を算出できるため、ユーザの実際の制御盤内検討においてエネルギアシストシステムのレイアウト検討を事前に行うことができる。
【０２２０】
また、実施の形態では、容量選定装置２（図１参照）において、電子機械配置部１１が、電動機により駆動されるべき機械に対応した電子機械を配置し、電子機械条件を生成する。運転プログラム記述部１２は、運転プログラムを記述する。運転パターン生成部１３は、電子機械配置部１１により生成された電子機械条件と運転プログラム記述部１２により記述された運転プログラムとに応じて、運転パターンを生成する。機械条件入力部２２には、実機械条件が入力される。電動機条件選定部２３は、運転パターン生成部１３により生成された運転パターンと機械条件入力部２２に入力された実機械条件とに応じて、電動機の容量選定ができるように、電動機条件を選定する。これにより、電動機により駆動されるべき機械に対応した電動機の容量選定を容易に行うことができる。この結果、例えば、エネルギアシストシステムの特性が制限値に対応した許容範囲内に収まるように電動機の容量選定を行うことが容易である。
【０２２１】
また、実施の形態では、消費電力計算装置３（図１参照）において、機械条件入力部２２に、実機械条件が入力される。電動機条件選定部２３は、運転パターン生成部１０により生成された運転パターンと機械条件入力部２２に入力された実機械条件とに応じて、電動機条件を選定する。トルクパターン計算部２４は、運転パターン生成部１０により生成された運転パターンと電動機条件選定部２３により選定された電動機条件とに応じて、トルクパターンを計算する。消費電力処理部２５は、運転パターン生成部１０により生成された運転パターン、電動機条件選定部２３により選定された電動機条件、及びトルクパターン計算部２４により計算されたトルクパターンに応じて、銅損、鉄損、リラクタンストルクを含んだ軸出力を求め、求められた軸出力からエネルギアシストシステムの総消費電力を計算する。これにより、電動機により駆動されるべき機械の動作に対応したエネルギアシストシステムの総消費電力を事前に求めることができる。この結果、例えば、エネルギアシストシステムの特性が制限値に対応した許容範囲内に収まるようにエネルギアシストシステムを選定することを容易に支援できる。
【０２２２】
また、実施の形態では、レイアウト生成装置４（図１参照）において、レイアウト配置部４２が、エネルギアシストシステムの各ユニットの個数を含む構成情報とユーザからの指示とに応じて、エネルギアシストシステムの各ユニットを示す表示オブジェクトを表示画面上にレイアウト配置して、表示画面上におけるレイアウト配置された各ユニットを示す表示オブジェクトの位置に関するレイアウト情報を生成する。レイアウト評価部４３は、インピーダンスに起因する充放電時定数と充放電パターンから決まる配置可能な蓄電ユニットの並列数とレイアウト情報により示される蓄電ユニットの並列数とを比較することにより、レイアウト情報により示される蓄電ユニットの並列数が許容範囲内かを判定する。レイアウト出力部４４は、レイアウト情報により示される蓄電ユニットの並列数が許容範囲外となる場合、警告を出力し、レイアウト情報により示される蓄電ユニットの並列数が許容範囲内となる場合、レイアウト情報を出力する。これにより、構成情報に応じてエネルギアシストシステムの各ユニットのレイアウト配置を検討する場合に、蓄電ユニットの並列数が許容範囲内となるようなレイアウト配置を容易に特定できる。この結果、例えば、エネルギアシストシステムの各ユニットのレイアウトがレイアウト制限値に対応した許容範囲内に収まるようにエネルギアシストシステムのレイアウトを選定することを容易に支援できる。また、レイアウト情報として、設置したユニットのリストを作成し出力すれば、ユニットの購入の手助けを行うことができる。
【０２２３】
また、実施の形態では、運転エネルギ調整画面（図１０参照）において、達成される見込みのエネルギコスト削減量、必要なコンデンサ数や条件、及びアシスト量を表示するので、エネルギアシストシステムの投資に対する結果を事前に定量的に評価できるため、資金投資に踏み切りやすくなる。
【０２２４】
また、実施の形態では、運転エネルギ調整画面（図１０参照）において、負荷パターン（電力パターン）及びアシスト電力を表示するとともに、アシスト量（アシスト電力）を増減させるためのユーザインターフェースを表示するので、視覚的にアシスト電力を確認しながら直感的にアシスト量及び運転パターンの調整ができる。例えば、蓄電ユニットが現状３つ必要であるが、アシスト量を微調整するだけで蓄電ユニットの必要な個数を２個に低減できる場合などに、スライドバー等で容易に調整できる。
【０２２５】
また、実施の形態では、レイアウト選定画面（図１３参照）において、実際に各ユニットが配置されるべき制御盤内の空間に対応した仮想空間（配置エリア１０２）上に、各ユニットを示す表示オブジェクトをレイアウト配置することで、レイアウト情報が生成される。これにより、視覚的に各ユニットの位置を確認しながら直感的にレイアウト配置を検討できる。この結果、例えば、必要部材及び盤レイアウトの注意事項に気を付けながら、ケーブル、コンデンサ配置条件の見落としを低減できる。
【産業上の利用可能性】
【０２２６】
以上のように、本発明にかかるエネルギアシストシステム選定支援装置は、エネルギアシストシステムの選定に有用である。
【符号の説明】
【０２２７】
１  エネルギアシストシステム選定支援装置、２  容量選定装置、３  消費電力計算装置、４  レイアウト生成装置、１０  運転パターン生成部、２０  負荷パターン生成部、３０  データ処理部、４０  レイアウト部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
2014109057.tif 000027
2014109057.tif 000028
2014109057.tif 000029
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