(57)【要約】【課題】従来よりも高いサンプリング速度でモータジェネレータ・システムから複数種のデータを安定的に取得できる評価装置を提供する。【解決手段】モータジェネレータ１０４に関するデータを取得するデータロガー１０（又は、擬似制御部２０，電力計３０）と、測定用コンピュータ４０とを備え、データロガー１０（又は、擬似制御部２０，電力計３０）は、測定データを一時的に記憶させるバッファメモリ１８（又は、バッファメモリ２８，３８）を備え、測定用コンピュータ４０は、データロガー１０（又は、擬似制御部２０，電力計３０）からバッファメモリ１８（又は、バッファメモリ２８，３８）を介さずにリアルタイムに測定データを取得すると共に、バッファメモリ１８（又は、バッファメモリ２８，３８）に記憶された測定データをオフタイムに取得する評価装置により上記課題を解決することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータジェネレータの状態に関するデータを取得するデータ取得部と、
前記データ取得部で取得された測定データを処理する測定用コンピュータと、
を備える評価装置であって、
前記データ取得部は、前記測定データを一時的に記憶させるバッファメモリを備え、前記測定用コンピュータは、リアルタイム測定時には前記データ取得部から前記バッファメモリを介さずにリアルタイムに前記測定データを取得すると共に、オフタイム測定時には前記バッファメモリに記憶された前記測定データをオフタイムに取得することを特徴とする評価装置。
【請求項２】
請求項１に記載の評価装置において、
前記データ取得部を複数備え、前記複数のデータ取得部は互いに異なる種類のデータをそれぞれ取得することを特徴とする評価装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の評価装置において、
前記データ取得部は、前記モータジェネレータの温度、電圧及び電流の少なくとも１つを取得するデータロガーであることを特徴とする評価装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の評価装置において、
前記データ取得部は、前記モータジェネレータの回転数、前記モータジェネレータを制御するインバータ回路のスイッチング状態、及び、前記モータジェネレータのエラー状況を示すエラー信号、の少なくとも１つを取得する擬似制御部であることを特徴とする評価装置。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の評価装置において、
前記データ取得部は、前記モータジェネレータで消費される電力又は前記モータジェネレータで生成される電力を取得する電力計であることを特徴とする評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータジェネレータ・システムを安定的に評価するための評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃料電池等の発電手段とモータジェネレータとを備えた電気自動車、さらにエンジンを備えたハイブリッド自動車等が用いられるようになっている。このようなシステムにおいてモータジェネレータでの力行・回生を制御するためのデータを取得したり、システムの開発・調整を行ったりするために、システムから様々なデータを取得する評価装置が用いられている。
【０００３】
例えば、システムの温度、電圧、電流を測定するデータロガーやモータジェネレータの回転数、インバータ回路のスイッチング状態、エラー状態を測定する擬似制御ユニット等を用いてモータジェネレータ・システムをリアルタイムで測定する試みがなされている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−８９００２号公報
【特許文献２】特開２００４−１３６８１６号公報
【特許文献３】特開２００５−１４０６６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、データロガーや擬似制御ユニット等を介して測定用コンピュータでモータジェネレータ・システムからデータを取得する場合において、測定データの種類が増加するにつれて、測定用コンピュータで測定データを測定者に呈示する処理と共に、測定データを電子ファイルとして出力する処理等を同時に行おうとすると、測定用コンピュータの処理負担が増加し、それぞれのデータを必要十分なサンプリング速度で安定的に取得できなくなる問題が発生する。
【０００６】
そこで、本発明は、従来よりも高いサンプリング速度でモータジェネレータ・システムを安定的に評価することを可能とする評価装置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】
【０００７】
本発明は、モータジェネレータの状態に関するデータを取得するデータ取得部と、前記データ取得部で取得された測定データを処理する測定用コンピュータと、を備える評価装置であって、前記データ取得部は、前記測定データを一時的に記憶させるバッファメモリを備え、前記測定用コンピュータは、リアルタイム測定時には前記データ取得部から前記バッファメモリを介さずにリアルタイムに前記測定データを取得すると共に、オフタイム測定時には前記バッファメモリに記憶された前記測定データをオフタイムに取得することを特徴とする。
【０００８】
ここで、前記データ取得部は、リアルタイム測定時には取得したデータの少なくとも一部を前記測定用コンピュータへ出力すると共に、取得したデータの少なくとも一部を前記バッファメモリに格納することが好適である。
【０００９】
このように、前記データ測定部において前記バッファメモリに測定データをバッファリングすることによって、リアルタイム測定時において前記測定用コンピュータでの処理負担を軽減することができる。したがって、モータジェネレータ・システムを安定的に評価することができる。
【００１０】
前記データ取得部は、前記モータジェネレータの温度、電圧、電流を取得するデータロガーとすることができる。また、前記データ取得部は、前記モータジェネレータの回転数、前記モータジェネレータを制御するインバータ回路のスイッチング状態、前記モータジェネレータのエラー状況を示すエラー信号を取得する擬似制御部とすることができる。また、前記データ取得部は、前記モータジェネレータで消費される電力又は前記モータジェネレータで生成される電力を取得する電力計とすることもできる。
【００１１】
ここで、本発明では、前記データ取得部として、前記データロガー、前記擬似制御部及び前記電力計のうちいずれか２つ以上を備えることが好適である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、従来よりも高いサンプリング速度でモータジェネレータ・システムから複数種のデータを安定的に取得することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本実施の形態におけるモータジェネレータ・システムの評価装置１００は、図１に示すように、データロガー１０、擬似制御部２０、電力計３０及び測定用コンピュータ４０を含んで構成される。評価装置１００は、モータジェネレータ１０４を制御するためのパワーコントロールユニット（ＰＣＵ）１０２に接続され、ＰＣＵ１０２が接続されるモータジェネレータ１０４の状態を示す様々なデータを取得して処理を行う。
【００１４】
データロガー１０は、図１に示すように、制御部１２、マルチプレクサ１４、アナログ／デジタル変換器１６及びバッファメモリ１８を含んで構成される。制御部１２は、測定用コンピュータ４０からの制御信号Ｓ１を受けて、制御信号Ｓ１に応じてデータロガー１０でのデータの取得、データの格納及びデータの出力を制御する。マルチプレクサ１４は、複数のスイッチ素子を含み、ＰＣＵ１０２からデータロガー１０へ入力される信号を制御部１２からの切替制御信号Ａ１に応じて順次切り替えてアナログ／デジタル変換器１６へ出力する。アナログ／デジタル変換器１６は、入力された信号をアナログからデジタルへ変換して出力する。アナログ／デジタル変換器１６から出力された測定データは、測定用コンピュータ４０へ直接出力されると共に、バッファメモリ１８のデータバスに入力される。制御部１２は、制御信号Ｓ１に応じてバッファメモリ１８のアドレスバス及び制御バスに制御信号を出力することによって、アナログ／デジタル変換器１６から出力される測定データをバッファメモリ１８に一時的に格納及び保持させる。また、制御部１２は、制御信号Ｓ１に応じて、バッファメモリ１８に保持されている測定データを一括して読み出して測定用コンピュータ４０へ出力する。
【００１５】
より具体的には、マルチプレクサ１４には、モータジェネレータ１０４に配置された温度センサから出力される温度に関する信号、モータジェネレータ１０４に設けられた電圧センサ、及び、電流センサから出力される電圧及び電流に関する信号が入力される。制御部１２は、外部から制御部１２に入力されるシステムクロックパルス等に同期させて、マルチプレクサ１４へ入力される信号を順次切り替えてアナログ／デジタル変換器１６へ出力させる。制御部１２は、測定用コンピュータ４０から受信した制御信号Ｓ１が“リアルタイム出力”を要求する信号である場合、アナログ／デジタル変換器１６の出力を測定用コンピュータ４０へ出力すると共に、バッファメモリ１８に測定データの種類に対応付けて順次格納及び保持させる。一方、制御部１２は、測定用コンピュータ４０から受信した制御信号Ｓ１が“オフタイム出力”を要求する信号である場合、バッファメモリ１８に測定データの種類に対応付けて格納されている過去の測定データを一括して測定用コンピュータ４０へ出力させる。
【００１６】
擬似制御部２０は、図１に示すように、制御部２２、マルチプレクサ２４、アナログ／デジタル変換器２６及びバッファメモリ２８を含んで構成される。制御部２２は、測定用コンピュータ４０からの制御信号Ｓ２を受けて、制御信号Ｓ２に応じて擬似制御部２０でのデータの取得、データの格納及びデータの出力を制御する。また、制御部２２は、測定用コンピュータ４０から入力される制御信号Ｓ２に含まれるトルク制御信号をＣＡＮ形式の命令に変換し、ＰＣＵ１０２にトルク指令として出力する。これによって、ＰＣＵ１０２及びモータジェネレータ１０４において実際に電気自動車やハイブリッド車に搭載された場合と同様の状況をシミュレーションさせる。マルチプレクサ２４は、複数のスイッチ素子を含み、ＰＣＵ１０２に含まれるモータジェネレータ電子制御ユニット（ＭＧＥＣＵ：Ｍｏｔｅｒ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌ  Ｕｎｉｔ）から入力される信号を制御部２２からの切替制御信号Ａ２に応じて順次切り替えてアナログ／デジタル変換器２６へ出力する。アナログ／デジタル変換器２６は、入力された信号をアナログからデジタルへ変換して出力する。アナログ／デジタル変換器２６から出力された測定データは、測定用コンピュータ４０へ直接出力されると共に、バッファメモリ２８のデータバスに入力される。制御部２２は、制御信号Ｓ２に応じてバッファメモリ２８のアドレスバス及び制御バスに制御信号を出力することによって、アナログ／デジタル変換器２６から出力される測定データをバッファメモリ２８に一時的に格納及び保持させる。また、制御部２２は、制御信号Ｓ２に応じて、バッファメモリ２８に保持されている測定データを一括して読み出して測定用コンピュータ４０へ出力する。
【００１７】
より具体的には、マルチプレクサ２４には、モータジェネレータ１０４の回転軸に取り付けられたレゾルバから出力される回転速度、回転角等に関する信号、モータジェネレータ１０４との電力のやり取りを制御するインバータ回路に含まれるスイッチのオン・オフ状態に関する信号、モータジェネレータ１０４の回転異常やインバータ回路の動作異常等を示すエラーに関する信号が入力される。制御部２２は、外部から制御部２２に入力されるシステムクロックパルス等に同期させて、マルチプレクサ２４へ入力される信号を順次切り替えてアナログ／デジタル変換器２６へ出力させる。制御部２２は、測定用コンピュータ４０から受信した制御信号Ｓ２が“リアルタイム出力”を要求する信号である場合、アナログ／デジタル変換器２６の出力を測定用コンピュータ４０へ出力すると共に、バッファメモリ２８に測定データの種類に対応付けて順次格納及び保持させる。一方、制御部２２は、測定用コンピュータ４０から受信した制御信号Ｓ２が“オフタイム出力”を要求する信号である場合、バッファメモリ２８に測定データの種類に対応付けて格納されている過去の測定データを一括して測定用コンピュータ４０へ出力させる。
【００１８】
電力計３０は、図１に示すように、制御部３２、アナログ／デジタル変換器３６及びバッファメモリ３８を含んで構成される。制御部３２は、測定用コンピュータ４０からの制御信号Ｓ３を受けて、制御信号Ｓ３に応じて電力計３０でのデータの取得、データの格納及びデータの出力を制御する。アナログ／デジタル変換器３６は、モータジェネレータ１０４の電力ラインに設置された電力センサから入力された信号をアナログからデジタルへ変換して出力する。アナログ／デジタル変換器３６から出力された測定データは、測定用コンピュータ４０へ直接出力されると共に、バッファメモリ３８のデータバスに入力される。制御部３２は、制御信号Ｓ３に応じてバッファメモリ３８のアドレスバス及び制御バスに制御信号を出力することによって、アナログ／デジタル変換器３６から出力される測定データをバッファメモリ３８に一時的に格納及び保持させる。また、制御部３２は、制御信号Ｓ３に応じて、バッファメモリ３８に保持されている測定データを一括して読み出して測定用コンピュータ４０へ出力する。
【００１９】
より具体的には、制御部３２は、測定用コンピュータ４０から受信した制御信号Ｓ３が“リアルタイム出力”を要求する信号である場合、アナログ／デジタル変換器３６の出力を測定用コンピュータ４０へ出力すると共に、バッファメモリ３８に測定データの種類に対応付けて順次格納及び保持させる。一方、制御部３２は、測定用コンピュータ４０から受信した制御信号Ｓ３が“オフタイム出力”を要求する信号である場合、バッファメモリ３８に測定データの種類に対応付けて格納されている過去の測定データを一括して測定用コンピュータ４０へ出力させる。
【００２０】
測定用コンピュータ４０は、制御部４２、入出力インターフェース４４、表示部４６及びデータ出力部４８を含んで構成される。制御部４２は、ＣＰＵ（Ｃｏｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）であり、内蔵されたメモリに格納された制御プログラムを実行することによって測定用コンピュータ４０の各部を制御する。入出力インターフェース４４は、データロガー１０、擬似制御部２０及び電力計３０と接続されて情報を伝達可能とする。すなわち、測定用コンピュータ４０は、データロガー１０、擬似制御部２０及び電力計３０にそれぞれ制御信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を出力すると共に、データロガー１０、擬似制御部２０及び電力計３０からモータジェネレータ１０４の制御に関する様々な測定データを取得する。表示部４６は、ディスプレイを含んで構成され、リアルタイム計測時及びオフタイム計測時において入出力インターフェース４４を介して取得された測定データを測定者に対して測定データを呈示する。データ出力部４８は、例えば、磁気ディスク装置、光ディスク装置、光磁気ディスク装置及びハードディスク装置の少なくとも１つを含み、オフタイム計測時において入出力インターフェース４４を介して取得された測定データを一括して電子ファイルとして格納及び保持する。
【００２１】
パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）１０２は、ＭＧＥＣＵを含んで構成され、擬似制御部２０からのトルク指令やレゾルバからの回転速度等の信号を受けて、モータジェネレータ１０４を力行させる場合にはモータジェネレータ１０４に供給される電力を制御し、モータジェネレータ１０４を回生させる場合にはモータジェネレータ１０４から蓄電池等（図示しない）に回生される電力を制御する。これによって、モータジェネレータ１０４が実際に電気自動車やハイブリッド車に搭載された場合と同様の状態となるようにシミュレーションを行うことができる。
【００２２】
次に、図２のタイミングチャートを参照しつつ、本実施の形態における評価装置１００におけるリアルタイム測定について説明する。
【００２３】
まず、測定用コンピュータ４０からデータロガー１０に対して“リアルタイム出力”を要求することを示す制御信号Ｓ１を出力する。例えば、制御信号Ｓ１が“Ｒ”である場合に“リアルタイム出力”が要求されているものとする。制御部１２は、“Ｒ”である制御信号Ｓ１を受信すると、システムクロックに同期させて切替制御信号Ａ１を出力する。切替制御信号Ａ１のパルスが立ち上がる毎にマルチプレクサ１４の入力が順次切り替えられて温度センサ、電圧センサ、電流センサの出力値がアナログ／デジタル変換器１６へ順次入力される。測定値はアナログ／デジタル変換器１６によってデジタル化され、それぞれ温度データＤ１、電圧データＤ２、電流データＤ３として測定用コンピュータ４０へ出力される。測定用コンピュータ４０は、入出力インターフェース４４によりデータロガー１０から測定データを受信し、表示部４６等を用いて測定者へ受信した測定データを呈示する。また、制御部１２は、アナログ／デジタル変換器１６から出力される温度データＤ１、電圧データＤ２、電流データＤ３をデータの種類別にバッファメモリ１８に格納及び保持させる。
【００２４】
次に、測定用コンピュータ４０から擬似制御部２０に対して“リアルタイム出力”を要求することを示す制御信号Ｓ２を出力する。例えば、制御信号Ｓ２が“Ｒ”である場合に“リアルタイム出力”が要求されているものとする。制御部２２は、“Ｒ”である制御信号Ｓ２を受信すると、システムクロックに同期させて切替制御信号Ａ２を出力する。切替制御信号Ａ２のパルスが立ち上がる毎にマルチプレクサ２４の入力が順次切り替えられて、レゾルバから出力される回転速度、回転角等に関する信号、インバータ回路のスイッチの状態を示す信号、モータジェネレータ１０４の異常を示す信号がアナログ／デジタル変換器２６へ順次入力される。測定値はアナログ／デジタル変換器２６によってデジタル化され、それぞれ回転データＤ４、スイッチ状態データＤ５、エラーデータＤ６として測定用コンピュータ４０へ出力される。測定用コンピュータ４０は、入出力インターフェース４４により擬似制御部２０から測定データを受信し、表示部４６等を用いて測定者へ受信した測定データを呈示する。また、制御部２２は、アナログ／デジタル変換器２６から出力される回転データＤ４、スイッチ状態データＤ５、エラーデータＤ６をデータの種類別にバッファメモリ２８に格納及び保持させる。
【００２５】
続いて、測定用コンピュータ４０から電力計３０に対して“リアルタイム出力”を要求することを示す制御信号Ｓ３を出力する。例えば、制御信号Ｓ３が“Ｒ”である場合に“リアルタイム出力”が要求されているものとする。制御部３２は、“Ｒ”である制御信号Ｓ３を受信すると、モータジェネレータ１０４の力行電力又は回生電力を検出してアナログ／デジタル変換器３６へ入力する。測定値はアナログ／デジタル変換器３６によってデジタル化され、電力データＤ７として測定用コンピュータ４０へ出力される。測定用コンピュータ４０は、入出力インターフェース４４により電力計３０から測定データを受信し、表示部４６等を用いて測定者へ受信した測定データを呈示する。また、制御部３２は、アナログ／デジタル変換器３６から出力される電力データＤ７をバッファメモリ３８に格納及び保持させる。
【００２６】
次に、図３のタイミングチャートを参照しつつ、本実施の形態における評価装置１００におけるオフタイム測定について説明する。
【００２７】
まず、測定用コンピュータ４０からデータロガー１０に対して“オフタイム出力”を要求することを示す制御信号Ｓ１を出力する。例えば、制御信号Ｓ１が“Ｏ”である場合に“オフタイム出力”が要求されているものとする。制御部１２は、“Ｏ”である制御信号Ｓ１を受信すると、バッファメモリ１８に蓄積されている過去の測定データを読み出し、測定用コンピュータ４０へ出力する。このとき、測定データの種類毎に測定データを読み出して出力することが好ましい。例えば、所定のサンプリング時間毎に測定された複数の温度データＤ１を出力し、次に所定のサンプリング時間毎に測定された複数の電圧データＤ２、所定のサンプリング時間毎に測定された複数の電流データＤ３を測定用コンピュータ４０へ出力する。
【００２８】
次に、測定用コンピュータ４０から擬似制御部２０に対して“オフタイム出力”を要求することを示す制御信号Ｓ２を出力する。例えば、制御信号Ｓ２が“Ｏ”である場合に“オフタイム出力”が要求されているものとする。制御部２２は、“Ｏ”である制御信号Ｓ２を受信すると、バッファメモリ２８に蓄積されている過去の測定データを読み出し、測定用コンピュータ４０へ出力する。このとき、データロガー１０と同様に測定データの種類毎に測定データを読み出して出力することが好ましい。例えば、所定のサンプリング時間毎に測定された複数の回転データＤ４を出力し、次に所定のサンプリング時間毎に測定された複数のスイッチング状態データＤ５、所定のサンプリング時間毎に測定された複数のエラーデータＤ６を測定用コンピュータ４０へ出力する。
【００２９】
続いて、測定用コンピュータ４０から電力計３０に対して“オフタイム出力”を要求することを示す制御信号Ｓ３を出力する。例えば、制御信号Ｓ３が“Ｏ”である場合に“オフタイム出力”が要求されているものとする。制御部３２は、“Ｏ”である制御信号Ｓ２を受信すると、バッファメモリ３８に蓄積されている過去の電力データＤ７を読み出し、測定用コンピュータ４０へ出力する。
【００３０】
以上のように、本実施の形態では、リアルタイム測定においてはデータロガー１０、擬似制御部２０、電力計３０のそれぞれにおいて測定データをバッファメモリ１８，２８，３８に蓄積する。また、リアルタイム測定が終了した後にオフタイム測定において各データ取得部で取得された過去の測定データを纏めて測定用コンピュータ４０へ転送することかできる。すなわち、測定データをバッファリングする処理をデータロガー１０、擬似制御部２０、電力計３０のそれぞれに分散させているので、測定用コンピュータ４０では測定データを電子ファイルとして出力する処理や過去の測定データに対する統計的な計算処理等の高負荷の処理をリアルタイム測定時に行う必要がなくなり、高いサンプリング速度でモータジェネレータ・システムのリアルタイム計測を行うことができる。例えば、データロガー１０では各測定データを１０ｍｓ間隔、擬似制御部２０では各測定データを０．１ｍｓ間隔、電力計３０では電力データを５０ｍｓ間隔で測定することができる。
【００３１】
また、データロガー１０や電力計３０ではモータジェネレータ１０４の制御に直接関係しないデータを取得して処理し、擬似制御部２０ではモータジェネレータ１０４をハイブリッド自動車等に実装した場合に制御に直接関係するデータを取得して処理させることが好適である。このように、制御に直接関係するデータと直接関係しないデータとを分類して各データ取得部（データロガー１０、擬似制御部２０、電力計３０）に振り分けて測定を行うことによって、他のデータ取得部における測定データの取得状況に無関係に擬似制御部２０の制御部２２において制御に関係するデータに基づいてモータジェネレータ１０４を制御しつつ、リアルタイム計測を行うことが可能となる。
【００３２】
なお、本実施の形態では、システムクロックのパルスの立ち上がり毎に切替制御信号Ａ１，Ａ２のパルスを出力するものとしたが、これに限定されるものではなく、システムクロックに同期させて切替制御信号Ａ１，Ａ２のパルスを生成するものであればよい。例えば、測定データの種類毎にサンプリング時間を変更してもよい。
【００３３】
また、本実施の形態では、データロガー１０、擬似制御部２０及び電力計３０からの出力を時分割して測定用コンピュータ４０へシリアル転送する態様としたが、測定用コンピュータ４０が複数の測定データを同時に受信できる構成を有する場合にはパラレル転送する態様とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態における評価装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における評価装置におけるリアルタイム計測を説明するタイミングチャートである。
【図３】本発明の実施の形態における評価装置におけるオフタイム計測を説明するタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００３５】
１０  データロガー、１２  制御部、１４  マルチプレクサ、１６  アナログ／デジタル変換器、１８  バッファメモリ、２０  擬似制御部、２２  制御部、２４  マルチプレクサ、２６  アナログ／デジタル変換器、２８  バッファメモリ、３０  電力計、３２  制御部、３６  アナログ／デジタル変換器、３８  バッファメモリ、４０  測定用コンピュータ、４２  制御部、４４  入出力インターフェース、４６  表示部、４８  データ出力部、１００  評価装置、１０２  パワーコントロールユニット、１０４  モータジェネレータ。
【図１】
2007129860.tif 000003
【図２】
2007129860.tif 000004
【図３】
2007129860.tif 000005