JP5223477B2 - 動力計システムの駆動力制御方法とその装置 - Google Patents

Description

本発明は、動力計システムの駆動力制御方法とその装置に関するものである。

動力計計測システムの負荷側または駆動側で、動力計測対象の機械慣性成分を電気的に補償するために電気慣性制御方式が採られている。この電気慣性制御方式としては、特許文献１が公知となっている。この特許文献１には、設置された軸トルクメータにより車両の動力伝達軸に発生する軸トルクを検出する。動力計は、軸トルクの検出値と、機械慣性分を除いた走行抵抗分のトルク設定値と、動力計の機械慣性及び設定慣性から電気慣性トルク設定値を求め、この電気慣性トルク設定値と走行抵抗分のトルク設定値との和で吸収トルクを制御する。そして、電気慣性制御のための加速度検出を不要としたことにより、電気慣性制御の応答性を高めかつ安定化した制御を可能としたことが記載されている。
特開２００４−３６１２５５

特許文献１では、動力計の機械系モデルを共振特性を持つ２慣性系としている。特許文献１のものは、機械系の共振特性が考慮されていないため、電気慣性制御応答を高めようとすると、機械系の共振特性に起因するハンチングや発散等の不安定現象が発生する。

図３９はシャシーダイナモメータシステムの概略構成図を示したもので、Ｄｙは動力計、Ｒは動力計Ｄｙに連結されたローラ、ＩＶはインバータ、Ｄｒは計測・制御ユニット内に設けられる駆動力制御回路、ＴＭは軸トルクメータ、Ｔはタイヤ、Ｍｅは六分力計若しくはホイールトルクメータ等による駆動力計測器、ＥＣ１は動力計の回転数を検出するためのエンコーダ、ＥＣ２はローラ回転数を検出するためのエンコーダで、これら軸トルクメータＴＭ、駆動力計測器Ｍｅ、及びエンコーダＥＣ１，ＥＣ２によって検出された各検出信号は駆動力制御回路Ｄｒに入力される。

図４０は駆動力制御回路Ｄｒの構成図を示したもので、シャシーダイナモメータシステムやドライブトレインベンチシステムの動力計システムで駆動力を制御する場合、ＰＩＤ制御による駆動力制御方式が採用されている。この駆動力制御方式では、前述のように駆動力指令値Fx.refと駆動力検出値Fx.detとの関係にのみ着目して制御ゲインを調整し、機械系の共振特性を考慮していない制御であるため、駆動力制御応答を高めようとしたときに機械系の共振特性に起因する不安定現象が発生する。

また、シャシーダイナモメータシステムやドライブトレインベンチシステム等の動力計システムでは、機械系の共振特性以外の軸トルク検出特性、動力計角速度検出特性及びインバータ応答特性なども存在し、これらによる軸トルク、角速度の検出遅れやインバータのトルク制御応答遅れ要素なども考慮しないと、より高応答で安定した制御ができない。より高応答で安定した制御を実施するために、高応答で安定な駆動力制御を施すことが要求されている。

そこで、本発明が目的とするとこは、高応答で安定な駆動力制御方法とその装置を提供することにある。

本発明の第１は、ローラをシャフトにて連結した動力計を設け、検出された動力計とローラの回転数、及び軸トルク検出を駆動力制御回路に入力してトルク電流指令を生成し、このトルク電流指令に基づきインバータを介して動力計を制御する動力計システムであって、駆動力制御回路でトルク電流指令を生成するものにおいて、
前記駆動力制御回路の駆動力部をＨ∞制御、μ設計法と呼称されるコントローラ設計手法により駆動力制御一般化プラントモデルで作成し、
この駆動力制御一般化プラントモデルは、それぞれ重み付けされたローラ表面駆動力信号と駆動力制御コントローラによって算出された動力計トルク指令を入力してローラ角速度信号とシャフトの軸トルク信号及び動力計角速度信号を演算する機械系モデルを有し、
且つ前記駆動力制御一般化プラントモデルは、前記機械系モデル出力のローラ角速度信号と軸トルク信号から生成されたローラ表面駆動力推定、このローラ表面駆動力推定と外乱に重み付けされた駆動力推定器観測ノイズの和から算出されたローラ表面駆動力推定値、及びこのローラ表面駆動力推定値と外乱に重み付けされた駆動力指令の差で求められた駆動力制御の制御偏差と、前記機械系モデル出力のローラ角速度信号と外乱に重み付けされたローラ角速度観測ノイズの和から求めたローラ角速度検出と、前記機械系モデル出力の軸トルク信号と外乱に重み付けされた軸トルク観測ノイズの和から求めた軸トルク検出と、前記機械系モデル出力の動力計角速度信号と外乱に重み付けされた動力計角速度観測ノイズの和から求めた動力計角速度検出を観測量とし、前記駆動力制御の制御偏差に積分特性を持たせて駆動力信号とすることを特徴としたものである。

本発明の第２は、駆動力制御一般化プラントモデルの観測量は、前記駆動力制御の制御偏差と、動力計角速度検出、及び軸トルク検出としたことを特徴としたものである。

本発明の第３は、駆動力制御一般化プラントモデルの観測量は、前記駆動力制御の制御偏差と、ローラ角速度検出、及び軸トルク検出としたことを特徴としたものである。

本発明の第４は、駆動力制御の制御偏差は、前記機械系モデル出力の動力計角速度信号と軸トルク信号から生成された駆動力推定、この駆動力推定と外乱に重み付けされた駆動力推定の和から算出されたローラ表面駆動力推定値、及びこのローラ表面駆動力推定値と外乱に重み付けされた駆動力指令による差で求めたことを特徴としたものである。

本発明の第５は、駆動力制御一般化プラントモデルの観測量は、前記駆動力制御の制御偏差と、動力計角速度検出、及び軸トルク検出としたことを特徴としたものである。

本発明の第６は、駆動力制御一般化プラントモデルの観測量は、前記駆動力制御の制御偏差と、ローラ角速度検出、及び軸トルク検出としたことを特徴としたものである。

本発明の第７は、駆動力制御一般化プラントモデルは、外乱に重み付けされた駆動力指令と、前記機械系モデル出力のローラ角速度信号と軸トルク信号から生成された駆動力推定、この駆動力推定と外乱に重み付けされた駆動力推定の和から算出された駆動力推定値と、前記機械系モデル出力のローラ角速度信号と外乱によるローラ角速度観測ノイズの和から求められたローラ角速度検出と、前記機械系モデル出力の軸トルク信号と外乱に重み付けされた軸トルク観測ノイズの和から求めた軸トルク検出と、前記機械系モデル出力の動力計角速度信号と外乱に重み付けされた動力計角速度観測ノイズの和から求めた動力計角速度検出を観測量とし、前記駆動力指令と駆動力推定値の偏差を求めて駆動力制御の制御偏差とし、この制御偏差に積分特性を持たせて駆動力信号とすることを特徴としたものである。

本発明の第８は、駆動力制御一般化プラントモデルの観測量は、重み付けされた駆動力指令と、動力計角速度検出、駆動力推定値、及び軸トルク検出としたことを特徴としたものである。

本発明の第９は、駆動力制御一般化プラントモデルの観測量は、重み付けされた駆動力指令と、ローラ角速度検出、駆動力推定値、及び軸トルク検出としたことを特徴としたものである。

本発明の第１０は、駆動力推定値は、前記機械系モデル出力の動力計角速度信号と軸トルク信号から生成された駆動力推定値と、この駆動力推定値と外乱に重み付けされた駆動力推定の和から算出することを特徴としたものである。

本発明の第１１は、駆動力制御一般化プラントモデルの観測量は、重み付けされた駆動力指令と、動力計角速度検出、駆動力推定値、及び軸トルク検出としたことを特徴としたものである。

本発明の第１２は、駆動力制御一般化プラントモデルの観測量は、重み付けされた駆動力指令と、ローラ角速度検出、駆動力推定値、及び軸トルク検出としたことを特徴としたものである。

本発明の第１３は、駆動力制御の制御偏差は、外乱に重み付けされた駆動力指令と、前記試験車両に取り付けられる駆動力計測器測定の駆動力検出を外乱とし、この外乱に重み付けされた駆動力の差で求めると共に、前記駆動力を前記重み付けして測定駆動力としたことを特徴としたものである。

本発明の第１４は、駆動力制御一般化プラントモデルの観測量は、駆動力制御の制御偏差と、動力計角速度検出、駆動力検出、及び軸トルク検出としたことを特徴としたものである。

本発明の第１５は、駆動力制御一般化プラントモデルの観測量は、駆動力制御の制御偏差と、ローラ角速度検出、駆動力駆動力検出、及び軸トルク検出としたことを特徴としたものである。

本発明の第１６は、駆動力制御一般化プラントモデルの観測量は、駆動力計測器の駆動力外乱に重み付けされた駆動力検出と、ローラ角速度検出、外乱に重み付けされた駆動力指令、動力計角速度検出、及び軸トルク検出としたことを特徴としたものである。

本発明の第１７は、駆動力制御一般化プラントモデルの観測量は、重み付けされた駆動力検出と、外乱に重み付けされた駆動力指令、動力計角速度検出、及び軸トルク検出としたことを特徴としたものである。

本発明の第１８は、駆動力制御一般化プラントモデルの観測量は、駆動力検出と、外乱に重み付けされた駆動力指令、ローラ角速度検出、及び軸トルク検出としたことを特徴としたものである。

本発明の第１９は、ローラをシャフトにて連結した動力計を設け、検出された動力計とローラの回転数、及び軸トルク検出を駆動力制御回路に入力してトルク電流指令を生成し、このトルク電流指令に基づきインバータを介して動力計を制御する動力計システムであって、駆動力制御回路でトルク電流指令を生成するものにおいて、
前記駆動力制御回路の駆動力部をＨ∞制御、μ設計法と呼称されるコントローラ設計手法により駆動力制御一般化プラントモデルで構成し、
この駆動力制御一般化プラントモデルは、それぞれ重み付けされたローラ表面駆動力信号と駆動力制御コントローラにより算出された動力計トルク指令を入力し、
入力されたローラ表面駆動力信号と動力計トルク指令に基づいてローラ角速度信号とシャフトの軸トルク信号及び動力計角速度信号を演算する機械系モデルを備え、且つ軸トルクを含む演算された複数のパラメータを観測量として前記算動力計トルク指令を算出し、駆動力制御の制御偏差に積分特性を持たせて出力するよう構成すると共に、
前記動力計システムのローラ角速度信号、動力計の角速度信号、及び軸トルク信号をそれぞれ検出し、何れかの角速度信号と軸トルク信号からローラ表面駆動力推定値を演算するオブザーバーを設け、このオブザーバーから出力されたローラ表面駆動力推定値と駆動力設定値の偏差を求めて駆動力偏差信号とし、この駆動力偏差値と、前記検出されたローラ角速度信号、動力計角速度信号、及び軸トルク信号をそれぞれ前記駆動力制御一般化プラントモデルにし、この駆動力制御一般化プラントモデルにて前記トルク電流指令を算出するよう構成したことを特徴としたものである。

本発明の第２０は、駆動力制御一般化プラントモデルは、前記偏差信号と、動力計角速度信号、及び軸トルク信号を入力してトルク電流指令を算出するよう構成したことを特徴としたものである。

本発明の第２１は、駆動力制御一般化プラントモデルは、前記偏差信号と、ローラ角速度信号、及び軸トルク信号を入力してトルク電流指令を算出するよう構成したことを特徴としたものである。

本発明の第２２は、駆動力制御一般化プラントモデルは、前記駆動力設定信号と、ローラ角速度信号、動力計角速度信号、軸トルク信号、及びオブザーバーからのローラ表面駆動力推定信号を入力してトルク電流指令を算出するよう構成したことを特徴としたものである。

本発明の第２３は、駆動力制御一般化プラントモデルは、前記駆動力設定信号と、動力計角速度信号、軸トルク信号、及びオブザーバーからのローラ表面駆動力推定信号を入力してトルク電流指令を算出するよう構成したことを特徴としたものである。

本発明の第２４は、駆動力制御一般化プラントモデルは、前記駆動力設定信号と、ローラ角速度信号、軸トルク信号、及びオブザーバーからのローラ表面駆動力推定信号を入力してトルク電流指令を算出するよう構成したことを特徴としたものである。

本発明の第２５は、相対次数1次以上の任意の伝達関数をＧ（ｓ）とし、ローラの慣性モーメントをＪ_rollerとしたとき、ローラ若しくは動力計の角速度信号を要素Ｊ_roller・ｓ／Ｇ（ｓ）で演算し、軸トルク信号を要素１／Ｇ（ｓ）で演算し、算出された各信号の差をローラ表面駆動力推定値として駆動力制御一般化プラントモデルに入力することを特徴としたものである。

以上のとおり、本発明によれば、ＡＦＲ部を一般化プラントモデルに基づき「Ｈ∞制御」「μ設計法」にて状態方程式のパラメータを算出した回路を作成したことにより、動力計システムにおける機械系の共振特性、軸トルク検出特性、動力計角速度特性、ローラ角速度特性、及びインバータ応答特性などを考慮した駆動力制御設計が可能となる。また、このＡＦＲ一般化プラントモデルの観測量を、軸トルク検出を含む観測量から複数のパラメータで動力計トルク電流指令を算出し、駆動力制御の制御偏差に積分特性を持たせたことにより、共振特性が抑制され、高応答で安定なシャシーダイナモメータシステムの駆動力制御が可能となるものである。

本発明は、特許文献１のように電気慣性制御回路そのものを提供するものではなく、駆動力制御（以下ＡＦＲと称す）部を「Ｈ∞制御」「μ設計法」と呼称されるコントローラ設計手法により作成し、状態方程式のパラメータを算出して駆動力制御部とするものである。
なお、「Ｈ∞制御」「μ設計法」「一般化プラント」については、例えば、劉康志著、「線形ロバスト制御」、コロナ社、２００２年などにおいて、ロバスト制御の一般的な教科書で説明されている。

本発明は、上記手法を用いて設計された一般化プラントモデルを用いて図３９で示すシャシーダイナモメータシステムに使用される。以下、実施例に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施例を示すＡＦＲ一般化プラントを、また、図２はＡＦＲの機械系モデルを示したもので、それぞれ一般化プラントに基づき「Ｈ∞制御」または、「・設計法」にて状態方程式のパラメータを算出するものである。
図１で示すＡＦＲ一般化プラントモデルは、その外乱としてローラ表面駆動力ｗ１、インバータトルク制御誤差ｗ２、駆動力指令ｗ３、ローラ角速度観測ノイズｗ４、軸トルク観測ノイズｗ５、動力計角速度観測ノイズｗ６、及び駆動力推定器観測ノイズｗ７が入力され、制御量としてｚ１〜ｚ６が出力される。３０はＡＦＲコントローラで、観測量c_-in1〜 c_-in4が入力される。ＡＦＲコントローラ３０では駆動力制御のための状態方程式のパラメータを設定し、ゲインが小さくなるようアルゴリズムに基づいてパラメータを決定し、動力計のトルク指令c_-outを生成する。ここで、c_-in1はローラ角速度検出、 c_-in2は駆動力制御偏差、 c_-in3は動力計角速度検出、 c_-in4は軸トルク検出である。また、一般化プラントモデルでは、制御量としてｚ１〜ｚ6が生成される。

入力された外乱には、それぞれは重み係数付加手段１（Gw1(s)）〜７（Gw7(s)）、及び２０（Gz1(s)）〜２５（Gz6(s)）において各別に重み付けされ、求める特性が得られるようになっている。すなわち、手段１は車両駆動力に重み付けされ、ある定数となってローラの回転モーメントトルクJ1.Tとし機械系モデル４０（Gmec(s)）に入力される。手段２では、インバータのトルク電流制御誤差に重み付けされてある定数、または、高域でゲインが高くなるような特性にされる。手段３では、駆動力指令に重み付けされてある定数、または、高域でゲインが高くなるような特性にして減算部１４に出力する。手段４では、ローラ角速度の検出誤差に重み付けされ、ある定数、または、高域でゲインが高くなるような特性にして加算部１７に出力する。手段５では、軸トルクの検出誤差に重み付けされ、ある定数、または、高域でゲインが高くなるような特性にして加算手段１８に出力する。手段６では、動力計角速度検出誤差に重みがかけられ、ある定数、または、高域でゲインが高くなるような特性にして加算手段１９に出力する。手段７では、駆動力推定器の検出誤差に重みがかけられ、ある定数、または、高域でゲインが高くなるような特性にして加算手段１５に出力する。

８はインバータ特性モデル部で、ＡＦＲコントローラ３０の出力c_-outに基づいてインバータの応答特性信号を生成し、手段２において重み付けされた信号と加算部１６で加算され、動力計トルクJ2.Tとして機械系モデル４０に入力される。

９は駆動力推定部で、機械系モデル４０からのローラと動力計と結合するシャフトの軸トルクK12.Tと、ローラ角速度Ｊ1.wを入力してローラ表面駆動力推定値を演算し、このローラ表面駆動力推定値を加算部１５に出力する。加算部１５では、手段７で重み付けされた駆動力推定器検出誤差とローラ表面駆動力推定値の和演算が実行される。加算信号は、減算部１４において重み付けされた駆動力推定器の検出誤差と減算され、観測量の駆動力制御偏差c_-in2としてＡＦＲコントローラ３０に出力すると共に、手段１３にも出力する。手段１３では、駆動力制御偏差に積分特性を持つ重み関数に変換され、手段２２で駆動力制御の制御偏差に重み付けされ、ある定数、または、高域でゲインが低くなるような特性にされて駆動力制御信号ｚ３となる。
また、加算部１５で加算された信号は手段２５に出力され、この手段２５で重み付けされた駆動力推定器にある定数、または、高域でゲインが高くなるような特性にされて駆動力推定器信号ｚ６となる。

１０はローラ角速度を検出するエンコーダ特性モデルで、機械系モデル４０からのローラ角速度Ｊ1.wと手段４で重み付けされたローラ角速度観測誤差との和信号（加算部１７にて）に基づいてエンコーダ特性信号が生成され、ローラ角速度検出量c_-in1としてＡＦＲコントローラ３０に出力する。また、加算部１７で加算された信号は手段２４にも出力され、この手段２４でローラ角速度検出に重み付けされ、ある定数、または、高域でゲインが高くなるような特性にされて重み付きローラ角速度検出信号ｚ５となる。

１１は軸トルクを検出するトルクメータ特性モデルで、機械系モデル４０からの軸トルクK12.Tと手段５で重み付けされた軸トルクの検出誤差との和信号（加算部１８での）に基づいてトルクメータ特性信号を生成し、軸トルク検出信号
c_-in4としてＡＦＲコントローラ３０に出力する。また、加算部１８により加算された軸トルクK12.Tと手段５で重み付けされた軸トルク観測誤差の和は手段２１へ出力されて重み付けされ、ある定数、または、高域でゲインが高くなるような特性にされて重み付き軸トルク信号ｚ２となる。

１２は動力計角速度を検出するエンコーダ特性モデルで、機械系モデル４０からの動力計角速度Ｊ2.wと手段６で重み付けされた動力計角速度観測誤差との和信号（加算部１９にて）に基づいたエンコーダ特性信号が生成され、動力計角速度検出量c_-in3としてＡＦＲコントローラ３０に出力する。
また、加算部１９で加算された動力計角速度Ｊ2.wと手段６で重み付けされた動力計角速度観測誤差との和信号は手段２３へ出力されて重み付けされ、ある定数、または、高域でゲインが高くなるような特性にされて重み付き動力計角速度信号ｚ４となる。

ＡＦＲコントローラ３０では、入力された観測量c_-in1〜 c_-in4に基づき駆動力制御のための状態方程式のパラメータを設定し、ゲインが小さくなるようアルゴリズムに基づいてパラメータを決定するための所定の演算を実行し、演算動力計トルク指令c_-outを生成してインバータ特性モデル部８に出力すると共に、手段２０に出力する。手段２０ではインバータへのトルク電流指令に重み付けをし、ある定数、または、高域でゲインが高くなるような特性にされて重み付トルク電流指令信号ｚ１となる。

図２で示すＡＦＲ部の機械系モデル４０は、動力計の機械特性を伝達関数で表現したもので、２慣性機械系のモデルである。この実施例での機械系モデルは、J1.TとJ2.Tを入力として持ち、J1.w、K12.T、及びJ2.wを出力として持つ。
同図において、４１はローラ慣性モーメント要素で、その出力はローラ角速度J1.wとして一般化プラントへ出力すると共に、減算手段４６に出力する。４２はばね剛性要素で、減算手段４６により演算された動力計角速度とローラ角速度の差信号が入力されてシャフト捩れトルクK12.T信号として一般化プラントへ出力すると共に、加算手段４４と減算手段４５に出力する。加算手段４４では、ローラ表面にかかる車両駆動力によるローラの回転モーメントJ1.Tとシャフト捩れトルクK12.Tが加算されてローラ慣性モーメント要素４１に入力する。また、減算手段４５では、入力された動力計トルク信号J2.Tとシャフト捩れトルクK12.Tの差信号が求められて動力計慣性モーメント要素４３に出力され、この動力計慣性モーメント要素４３において動力計角速度J2.wを演算して一般化プラントへ出力すると共に、減算手段４６に出力する。

図３は図１のようにして設計された駆動力制御回路で、図３９で示すシャシーダイナモメータシステムに適用する場合の例である。５０は駆動力推定器（オブザーバー）で、このオブザーバー５０はエンコーダＥＣ２により検出されたローラの角速度信号w_-rollerと、軸トルクメータＴＭによって検出された軸トルク信号SH.Tを入力して、「Ｈ∞制御」「・設計法」などにより設計された状態方程式のパラメータより所定の演算を実行し、ローラ表面駆動力推定値を生成する。ローラ表面駆動力推定値は、駆動力設定値Fx.refとの差演算が実行された後、ＡＦＲ部に駆動力指令in2として入力される。また、ＡＦＲ部にはローラの角速度信号w_-rollerがin1、エンコーダＥＣ１により検出された動力計角速度信号w_-dyがin3、軸トルク信号SH.Ｔ がin4としてそれぞれ入力され、ＡＦＲ部からは動力計のトルク指令（インバータトルク電流指令）Dy.Tが出力される。

第１の実施例によれば、ＡＦＲ部を一般化プラントモデルに基づき「Ｈ∞制御」「・設計法」にて状態方程式のパラメータを算出した回路を作成したことにより、動力計システムにおける機械系の共振特性、軸トルク検出特性、動力計角速度特性、ローラ角速度検出、及びインバータ応答特性などを考慮した駆動力制御設計が可能となる。また、ＡＦＲ一般化プラントにて、観測量を駆動力制御の制御偏差、動力計角速度検出、ローラ角速度検出、及び軸トルク検出とし、駆動力制御の制御偏差に積分特性を持たせたことにより、共振特性も抑制され、高応答で安定なシャシーダイナモメータシステムの駆動力制御が可能となる。

図４は第２の実施例を示すＡＦＲ一般化プラントの模式図で、図１と同一部分、若しくは相当部分に同一符号を付してその説明を省略する。この実施例において
図１と相違する点は、ＡＦＲ一般化プラントにローラ角速度検出を使用しないことである。これにより、外乱のローラ角速度観測ノイズw4とその重み付け手段４、観測量のローラ角速度検出c_-in1、及びローラ角速度を検出するエンコーダ特性モデル１０を省いたものである。したがって、ＡＦＲコントローラ３０ａは、
駆動力制御の制御偏差c_-in2、動力計角速度検出c_-in3、及び軸トルク検出c_-in4、の３つの観測量を基に駆動力制御のための状態方程式のパラメータを設定し、ゲインが小さくなるようなアルゴリズムに基づいてパラメータを決定するための所定の演算を実行し、動力計のトルク指令c_-outを出力する。
なお、図４において用いられる機械系モデル４０は、図２のものが使用される。
また、図４にて設計されたＡＦＲを、シャシーダイナモメータシステムに適用する場合は図５のように使用され、ＡＦＲ部への入力in1が省かれる。他は第１の実施例と同様である。

第２の実施例によれば、ＡＦＲ一般化プラントにて、観測量を駆動力制御の制御偏差、動力計角速度検出、及び軸トルク検出とし、駆動力制御の制御偏差に積分特性を持たせたもので、これにより、第１の実施例と同様な効果が得られるものである。

図６は第３の実施例を示すＡＦＲ一般化プラントの構成図で、図１と同一部分、若しくは相当部分に同一符号を付してその説明を省略する。この実施例において
図１と相違する点は、ＡＦＲ一般化プラントに動力計角速度検出を使用しないことである。これにより、外乱の動力計角速度観測ノイズw6とその重み付け手段６、観測量の動力計角速度検出c_-in3、及び動力計角速度を検出するエンコーダ特性モデル１２を省いたものである。したがって、ＡＦＲコントローラ３０ｂは、
ローラ角速度検出c_-in1、駆動力制御の制御偏差c_-in2、及び軸トルク検出c_-in4、の３つの観測量を基に駆動力制御のための状態方程式のパラメータを設定し、ゲインが小さくなるようなアルゴリズムに基づいてパラメータを決定するための所定の演算を実行し、動力計のトルク指令c_-outを出力する。
なお、図６において用いられる機械系モデル４０は、図２のものが使用される。
また、図６にて設計されたＡＦＲを、シャシーダイナモメータシステムに適用する場合は図７のように使用され、ＡＦＲ部への入力in３が省かれる。他は第１の実施例と同様である。

第３の実施例によれば、ＡＦＲ一般化プラントにて、観測量を駆動力制御の制御偏差、ローラ角速度検出、及び軸トルク検出とし、駆動力制御の制御偏差に積分特性を持たせたもので、これにより、第１の実施例と同様な効果が得られるものである。

図８は第４の実施例を示すＡＦＲ一般化プラントの模式図で、図１と同一部分、若しくは相当部分に同一符号を付してその説明を省略する。この実施例において
図１と相違する点は、駆動力特性モデル部９ａである。この駆動力特性モデル部９ａは、機械系モデル４０で求められたシャフトの軸トルクK12.Tと動力計角速度Ｊ2.wを入力してローラ表面駆動力推定値を生成することで、他は図１と同様である。

図９は図８にて設計されたＡＦＲを、シャシーダイナモメータシステムに適用する場合の構成図である。駆動力特性モデル部９ａで動力計角速度Ｊ2.wを用いたことで、駆動力推定器のオブザーバー５１にはエンコーダＥＣ１によって検出された動力計角速度信号w_-dyと軸トルクメータＴＭによって検出された軸トルク信号SH.Tを入力して所定の演算を実行し、ローラ表面駆動力推定値を出力する。他は図３と同様である。

この実施例によれば、ＡＦＲ一般化プラントにて、駆動力推定器の入力を軸トルク検出と動力計角速度検出とし、観測量を駆動力制御の制御偏差、動力計角速度検出、ローラ角速度検出、及び軸トルク検出とし、駆動力制御の制御偏差に積分特性を持たせたもので、これにより、第１の実施例と同様な効果が得られるものである。

図１０は第５の実施例を示すＡＦＲ一般化プラントの模式図で、図８と同一部分、若しくは相当部分に同一符号を付してその説明を省略する。この実施例は、ローラ表面駆動力推定値を演算するモデルを図８で示す駆動力特性モデル部９ａを使用し、且つＡＦＲ一般化プラントにローラ角速度検出を使用しない場合の例である。ローラ角速度検出を使用しないことにより、外乱のローラ角速度観測ノイズw4とその重み付け手段４、観測量のローラ角速度検出c_-in1、及びローラ角速度を検出するエンコーダ特性モデル１０を省いたものである。
したがって、ＡＦＲコントローラ３０ａは、駆動力制御の制御偏差c_-in2、動力計角速度検出c_-in3、及び軸トルク検出c_-in4、の３つの観測量を基に駆動力制御のための状態方程式のパラメータを設定し、ゲインが小さくなるようなアルゴリズムに基づいてパラメータを決定するための所定の演算を実行し、動力計のトルク指令c_-outを出力する。
なお、機械系モデル４０は、図２のものが使用される。
図１１は、シャシーダイナモメータシステムに図１０にて設計されたＡＦＲを適用した場合の構成図で、ＡＦＲ部への入力in1が省かれる。他は第４の実施例と同様である。

この実施例によれば、ＡＦＲ一般化プラントにて、駆動力推定器の入力を軸トルク検出と動力計角速度検出とし、観測量を駆動力制御の制御偏差、動力計角速度検出、及び軸トルク検出とし、駆動力制御の制御偏差に積分特性を持たせたもので、これにより、第１の実施例と同様な効果が得られるものである。

図１２は第６の実施例を示すＡＦＲ一般化プラントの模式図で、図８と同一部分、若しくは相当部分に同一符号を付してその説明を省略する。この実施例は、ローラ表面駆動力推定値を演算するモデルを図８で示す駆動力特性モデル部９ａを使用し、且つＡＦＲ一般化プラントに動力計角速度検出を使用しない場合の例である。動力計角速度検出を使用しないことにより、外乱の動力計角速度観測ノイズw6とその重み付け手段６、観測量の動力計角速度検出c_-in3、及びエンコーダ特性信号を生成するエンコーダ特性モデル１２を省いたものである。
したがって、ＡＦＲコントローラ３０ｂは、ローラ角速度検出c_-in1、駆動力制御の制御偏差c_-in2、及び軸トルク検出c_-in4、の３つの観測量を基に駆動力制御のための状態方程式のパラメータを設定し、ゲインが小さくなるようなアルゴリズムに基づいてパラメータを決定するための所定の演算を実行し、動力計のトルク指令c_-outを出力する。
なお、機械系モデル４０は、図２のものが使用される。
図１３は、シャシーダイナモメータシステムに図１２にて設計されたＡＦＲを適用した場合の構成図で、ＡＦＲ部への入力in3が省かれる。他は第４の実施例と同様である。

この実施例によれば、ＡＦＲ一般化プラントにて、駆動力推定器の入力を軸トルク検出と動力計角速度検出とし、観測量を駆動力制御の制御偏差、ローラ角速度検出、及び軸トルク検出とし、駆動力制御の制御偏差に積分特性を持たせたもので、これにより、第１の実施例と同様な効果が得られるものである。

図１４は第７の実施例を示すＡＦＲ一般化プラントの模式図で、図１と同一部分、若しくは相当部分に同一符号を付してその説明を省略する。この実施例で図１と相違する点は、ＡＦＲコントローラ３０ｃに入力される観測量が駆動力指令が直接c_-in2’として入力されることと、駆動力推定検出c_-in5が入力されることである。そのため、加算部１５の出力であるローラ表面駆動力推定値が、駆動力推定検出c_-in5とされ、この駆動力推定検出は減算部１４において駆動力指令w３との差演算が実行される。差信号は手段１３で積分特性を持つ重み関数に変換され、手段２２を介して駆動力制御信号ｚ３として出力される。他は図１と同様である。

図１５はシャシーダイナモメータシステムに図１４にて設計されたＡＦＲを適用した場合の構成図で、ＡＦＲ部にはローラの角速度検出信号in1、動力計角速度検出信号in3、軸トルク検出信号in4の他に、駆動力指令in2’とオブザーバー５０からのin5が入力されて動力計のトルク指令が演算される。他は第１の実施例と同様である。

この実施例によれば、ＡＦＲ一般化プラントにて、観測量を駆動力制御の制御指令、駆動力推定検出、動力計角速度検出、ローラ角速度検出、及び軸トルク検出とし、駆動力制御の制御偏差に積分特性を持たせたことにより、共振特性が抑制され、高応答で安定なシャシーダイナモメータシステムの駆動力制御が可能となるなど第１の実施例と同様な効果が得られるものである。

図１６は第８の実施例を示すＡＦＲ一般化プラントの模式図で、図１４と同一部分、若しくは相当部分に同一符号を付してその説明を省略する。この実施例で図１４と相違する点は、ＡＦＲコントローラ３０ｄに入力される観測量にローラ角速度検出を使用しない場合の例である。ローラ角速度検出を使用しないことにより、外乱のローラ角速度観測ノイズw4とその重み付け手段４、観測量のローラ角速度検出c_-in1、及びローラ角速度を検出するエンコーダ特性モデル１０を省いたものである。
したがって、ＡＦＲコントローラ３０ｄは、駆動力制御の制御指令c_-in2’、動力計角速度検出c_-in3、軸トルク検出c_-in4、及び駆動力推定検出c_-in5の４つの観測量を基に駆動力制御のための状態方程式のパラメータを設定し、ゲインが小さくなるようなアルゴリズムに基づいてパラメータを決定するための所定の演算を実行し、動力計のトルク指令c_-outを出力する。他は図８と同様である。

図１７はシャシーダイナモメータシステムに図１６にて設計されたＡＦＲを適用した場合の構成図で、ＡＦＲ部には駆動力指令in2’ 動力計角速度検出信号in3、軸トルク検出信号in4、及びオブザーバー５０からのin5が入力される。
他は第７の実施例と同様である。

この実施例によれば、ＡＦＲ一般化プラントにて、観測量を駆動力制御の制御指令、駆動力推定検出、動力計角速度検出、及び軸トルク検出とし、駆動力制御の制御偏差に積分特性を持たせたことにより、共振特性が抑制され、高応答で安定なシャシーダイナモメータシステムの駆動力制御が可能となるなど第１の実施例と同様な効果が得られるものである。

図１８は第９の実施例を示すＡＦＲ一般化プラントの模式図で、図１４と同一部分、若しくは相当部分に同一符号を付してその説明を省略する。この実施例で図１４と相違する点は、ＡＦＲコントローラ３０ｅに入力される観測量に動力計角速度検出c_-in3を省いた場合の例である。動力計角速度検出を使用しないことにより、外乱の動力計角速度ｗ６とその重み付け手段６、及び動力計角速度を検出するエンコーダ特性モデル１２が省かれる。
したがって、ＡＦＲコントローラ３０ｅは、ローラ角速度検出c_-in1、駆動力制御の制御指令c_-in2’、軸トルク検出c_-in4、及び駆動力推定検出c_-in5の４つの観測量を基に駆動力制御のための状態方程式のパラメータを設定し、ゲインが小さくなるようなアルゴリズムに基づいてパラメータを決定するための所定の演算を実行し、動力計のトルク指令c_-outを出力する。他は図１４と同様である。

図１９はシャシーダイナモメータシステムに図１８にて設計されたＡＦＲを適用した場合の構成図で、ＡＦＲ部にはローラの角速度検出信号in1、駆動力指令in2’、軸トルク検出信号in4、及びオブザーバー５０からのin5が入力される。他は第８の実施例と同様である。

この実施例によれば、ＡＦＲ一般化プラントにて、観測量をローラの角速度検出、駆動力制御の制御指令、駆動力推定検出、及び軸トルク検出とし、駆動力制御の制御偏差に積分特性を持たせたことにより、共振特性が抑制され、高応答で安定なシャシーダイナモメータシステムの駆動力制御が可能となるなど第１の実施例と同様な効果が得られるものである。

図２０は第１０の実施例を示すＡＦＲ一般化プラントの模式図で、図１４と同一部分、若しくは相当部分に同一符号を付してその説明を省略する。
この実施例において図１４と相違する点は、駆動力特性モデル部９ａである。この駆動力特性モデル部９ａは、機械系モデル４０で求められたシャフトの軸トルクK12.Tと動力計角速度Ｊ2.wを入力してローラ表面駆動力推定値を生成し、この信号が駆動力推定検出c_-in5’としてＡＦＲコントローラ３０ｆに入力される。
したがって、ＡＦＲコントローラ３０ｆは、ローラ角速度検出c_-in1、駆動力制御の制御指令c_-in2’、動力計角速度検出c_-in3、軸トルク検出c_-in4、及び駆動力推定検出c_-in5’の５つの観測量を基に駆動力制御のための状態方程式のパラメータを設定し、ゲインが小さくなるようなアルゴリズムに基づいてパラメータを決定するための所定の演算を実行し、動力計のトルク指令c_-outを出力する。他は図１４と同様である。

図２１は図２０にて設計されたＡＦＲを、シャシーダイナモメータシステムに適用する場合の構成図である。駆動力特性モデル部９ａで動力計角速度Ｊ2.wを用いたことで、駆動力推定器（オブザーバー）５１にはエンコーダＥＣ１によって検出された動力計角速度信号w_-dyと軸トルクメータＴＭによって検出された軸トルク信号SH.Tを入力して「Ｈ∞制御」「・設計法」などにより設計された状態方程式のパラメータより所定の演算を実行し、ローラ表面駆動力推定値をＡＦＲに入力する。他は図１４と同様である。

この実施例によれば、ＡＦＲ一般化プラントにて、駆動力推定器の入力を軸トルク検出と動力計角速度検出とし、観測量を駆動力制御の制御指令、動力計角速度検出、ローラ角速度検出、軸トルク検出、及び駆動力推定検出とし、駆動力制御の制御偏差に積分特性を持たせたもので、これにより、第７の実施例と同様な効果が得られるものである。

図２２は第１１の実施例を示すＡＦＲ一般化プラントの模式図で、図２０と同一部分、若しくは相当部分に同一符号を付してその説明を省略する。この実施例で図２０と相違する点は、ＡＦＲコントローラ３０ｇに入力される観測量のローラ角速度検出c_-in1を省いた場合の例である。ＡＦＲコントローラ３０ｇがローラ角速度検出を使用しないことにより、外乱のローラ角速度信号ｗ４とその重み付け手段４、及びローラ角速度動を検出するエンコーダ特性モデル１０が省かれ
る。
したがって、ＡＦＲコントローラ３０ｇは、駆動力制御の制御指令c_-in2’、動力計角速度検出c_-in3、軸トルク検出c_-in4、及び駆動力推定検出c_-in5’の４つの観測量を基に駆動力制御のための状態方程式のパラメータを設定し、ゲインが小さくなるようなアルゴリズムに基づいてパラメータを決定するための所定の演算を実行し、動力計のトルク指令c_-outを出力する。他は図２０と同様である。

図２３はシャシーダイナモメータシステムに図２２にて設計されたＡＦＲを適用した場合の構成図で、ＡＦＲ部には駆動力指令in2’、動力計角速度検出c_-in3、軸トルク検出信号in4、及びオブザーバー５１からのin5’が入力される。他は第８の実施例と同様である。

この実施例によれば、ＡＦＲ一般化プラントにて、駆動力制御の制御指令、動力計角速度、駆動力推定検出、及び軸トルクを検出とし、駆動力制御の制御偏差に積分特性を持たせたことにより、共振特性が抑制され、高応答で安定なシャシーダイナモメータシステムの駆動力制御が可能となるなど第１０の実施例と同様な効果が得られるものである。

図２４は第１２の実施例を示すＡＦＲ一般化プラントの模式図で、図２０と同一部分、若しくは相当部分に同一符号を付してその説明を省略する。この実施例で図２０と相違する点は、ＡＦＲコントローラ３０ｈに入力される観測量として動力計角速度検出c_-in3を省いた場合の例である。ＡＦＲコントローラ３０ｈがローラ角速度検出を使用しないことにより、外乱の動力計角速度信号ｗ６とその重み付け手段６、及び動力計角速度を検出するエンコーダ特性モデル１２が省かれる。
したがって、ＡＦＲコントローラ３０ｈは、ローラ角速度検出c_-in1、駆動力制御の制御指令c_-in2’、軸トルク検出c_-in4、及び駆動力推定検出c_-in5’の４つの観測量を基に駆動力制御のための状態方程式のパラメータを設定し、ゲインが小さくなるようなアルゴリズムに基づいてパラメータを決定するための所定の演算を実行し、動力計のトルク指令c_-outを出力する。他は図２０と同様である。

図２５はシャシーダイナモメータシステムに図２４にて設計されたＡＦＲを適用した場合の構成図で、ＡＦＲ部にはローラ角速度検出in1、駆動力指令in2’、軸トルク検出信号in4、及びオブザーバー５１からのin5’が入力される。他は第８の実施例と同様である。

この実施例によれば、ＡＦＲ一般化プラントにてローラ角速度、駆動力制御の制御指令、駆動力推定検出、及び軸トルクを検出とし、駆動力制御の制御偏差に積分特性を持たせたことにより、共振特性が抑制され、高応答で安定なシャシーダイナモメータシステムの駆動力制御が可能となるなど第１０の実施例と同様な効果が得られるものである。

図２６は、実施例１〜実施例１２に使用される駆動力推定器（オブザーバー）としての他の例で、このオブザーバー５２は、動力計角速度検出値もしくはローラ角速度検出値と軸トルク検出値から駆動力相当の信号を推定する。ここで、Ｇ（ｓ）は相対次数1次以上の任意の伝達関数、J rollerはローラの慣性モーメント、ｓは微分演算をラプラス演算子ｓにより表現したものである。要素５２ａと要素５２ｂの信号は減算部５３において減算処理が実行され、その差信号がローラ表面駆動力推定値となってＡＦＲ部に入力される。

図２７は第１３の実施例を示すＡＦＲ一般化プラントの模式図で、図１と同一部分、若しくは相当部分に同一符号を付してその説明を省略する。この実施例は、試験車両に取り付けられる六分力計やホイールトルクメータなどの駆動力計測器が備えられている場合に好適な例である。ｗ１ａは駆動力計測器により検出された駆動力で、手段１ａにより検出された駆動力に重みをかけてある定数、または、高域でゲインが高くなる特性にされ、観測量c_-in5aとしてＡＦＲコントローラ３０ｉに入力される。また、重み付けされた駆動力は、ローラの回転モーメントトルクJ1.Tとし機械系モデル４０（Gmec(s)）に出力されると共に、減算部１４ａに出力される。減算部１４ａでは駆動力指令ｗ３と駆動力ｗ１ａとの差演算が実行され、その偏差が駆動力制御偏差c_-in2aとしてＡＦＲコントローラ３０ｉに入力される。また、駆動力制御偏差c_-in2aは手段１３ａに入力され、積分特性を持つ重み関数が付加された後、手段２２を介して重み付き駆動力信号ｚ３として出力される。
したがって、ＡＦＲコントローラ３０ｉは、ローラ角速度検出c_-in1、駆動力制御偏差c_-in2a、動力計角速度検出c_-in3、軸トルク検出c_-in4、及び駆動力検出c_-in5aの５つの観測量を基に駆動力制御のための状態方程式のパラメータを設定し、ゲインが小さくなるようなアルゴリズムに基づいてパラメータを決定するための所定の演算を実行し、動力計のトルク指令c_-outを出力する。
なお、駆動力計測器を用いたことにより、図１で示す駆動力推定部９は不要となる。他は図１と同様である。

図２８はシャシーダイナモメータシステムに図２７にて設計されたＡＦＲを適用した場合の構成図で、ＡＦＲ部には駆動力設定Fxrefと駆動力計測器により検出された検出値Fxdetとの差信号がＡＦＲ部にin2aとして入力されると共に、検出値Fxdetがin5a、ローラ角速度検出がin1、動力計角速度w_-Dyがin3、軸トルク検出信号in4がそれぞれ入力され、ＡＦＲ部で動力計トルク設定を求めインバータにトルク電流指令として出力する。他は第１の実施例と同様である。

この実施例によれば、ＡＦＲ一般化プラントにて駆動力計測器による駆動力、駆動力の制御偏差、動力計角速度、ローラ角速度、及び軸トルクを検出とし、駆動力制御の制御偏差に積分特性を持たせたことにより、共振特性が抑制され、高応答で安定なシャシーダイナモメータシステムの駆動力制御が可能となるなど第１の実施例と同様な効果が得られるものである。

図２９は第１４の実施例を示すＡＦＲ一般化プラントの模式図で、図２７と同一部分、若しくは相当部分に同一符号を付してその説明を省略する。この実施例で図２７と相違する点は、ＡＦＲコントローラ３０ｊに入力される観測量のローラ角速度検出c_-in1を省いた場合の例である。ＡＦＲコントローラ３０ｊがローラ角速度検出を使用しないことにより、外乱のローラ角速度信号ｗ４とその重み付け手段４、及びローラ角速度を検出するエンコーダ特性モデル１０が省かれ
る。
したがって、ＡＦＲコントローラ３０ｊは、駆動力制御偏差c_-in2a、動力計角速度検出c_-in3、軸トルク検出c_-in4、及び駆動力検出c_-in5aの４つの観測量を基に駆動力制御のための状態方程式のパラメータを設定し、ゲインが小さくなるようなアルゴリズムに基づいてパラメータを決定するための所定の演算を実行し、動力計のトルク指令c_-outを出力する。他は図２７と同様である。

図３０はシャシーダイナモメータシステムに図２９で示すＡＦＲ一般化プラントのオブザーバーを適用した場合の構成図で、ＡＦＲ部には駆動力制御偏差in2a、動力計角速度検出in3、軸トルク検出in4、及び駆動力検出in5aが入力される。他は第１３の実施例と同様である。

この実施例によれば、ＡＦＲ一般化プラントにて、駆動力制御偏差、動力計角速度、駆動力検出、及び軸トルクを検出とし、駆動力制御の制御偏差に積分特性を持たせたことにより、共振特性が抑制され、高応答で安定なシャシーダイナモメータシステムの駆動力制御が可能となるなど実施例１３と同様な効果が得られるものである。

図３１は第１５の実施例を示すＡＦＲ一般化プラントの模式図で、図２７と同一部分、若しくは相当部分に同一符号を付してその説明を省略する。この実施例で図２７と相違する点は、ＡＦＲコントローラ３０ｋに入力される観測量の動力計角速度検出c_-in3を省いた場合の例である。ＡＦＲコントローラ３０ｋが動力計角速度検出を使用しないことにより、外乱の動力計角速度信号ｗ６とその重み付け手段６、及び動力計角速度動を検出するエンコーダ特性モデル１２が省かれ
る。
したがって、ＡＦＲコントローラ３０ｋは、ローラ角速度検出c_-in1、駆動力制御偏差c_-in2a、軸トルク検出c_-in4、及び駆動力検出c_-in5aの４つの観測量を基に駆動力制御のための状態方程式のパラメータを設定し、ゲインが小さくなるようなアルゴリズムに基づいてパラメータを決定するための所定の演算を実行し、動力計のトルク指令c_-outを出力する。他は図２７と同様である。

図３２はシャシーダイナモメータシステムに図３１にて設計されたＡＦＲを適用した場合の構成図で、ＡＦＲ部にはローラ角速度in1、駆動力制御偏差in2a、軸トルク検出in4、及び駆動力検出in5aが入力される。他は実施例１３と同様である。

この実施例によれば、ＡＦＲ一般化プラントにて、ローラ角速度、駆動力制御偏差、駆動力検出、及び軸トルクを検出とし、駆動力制御の制御偏差に積分特性を持たせたことにより、共振特性が抑制され、高応答で安定なシャシーダイナモメータシステムの駆動力制御が可能となるなど実施例１３と同様な効果が得られるものである。

図３３は第１６の実施例を示すＡＦＲ一般化プラントの模式図で、図２７と同一部分、若しくは相当部分に同一符号を付してその説明を省略する。この実施例で図２７と相違する点は、ＡＦＲコントローラ３０ｌに入力される観測量の駆動力指令ｗ３が直接ＡＦＲコントローラ３０ｌに駆動力制御指令c_-in2bとして入力される。
これにより、ＡＦＲコントローラ３０ｌは、ローラ角速度検出c_-in1、駆動力制御指令c_-in2b、動力計角速度検出c_-in3、軸トルク検出c_-in4、及び駆動力検出c_-in5aの５つの観測量を基に駆動力制御のための状態方程式のパラメータを設定し、ゲインが小さくなるようなアルゴリズムに基づいてパラメータを決定するための所定の演算を実行し、動力計のトルク指令c_-outを出力する。他は図２７と同様である。

図３４はシャシーダイナモメータシステムに図３３にて設計されたＡＦＲを適用した場合の構成図で、ＡＦＲ部には、エンコーダＥＣ２により検出されたローラの角速度信号w_-roller、駆動力制御指令Fxref、エンコーダＥＣ１により検出された動力計角速度信号w_-dy、軸トルクメータＴＭによって検出された軸トルク信号SH.T、及び駆動力計測器によって検出された駆動力Fxdetがそれぞれ入力され、これら各信号とＡＦＲ部の状態方程式のパラメータに基づいてトルク電流指令を演算し、出力する。他は実施例１３と同様である。

この実施例によれば、ＡＦＲ一般化プラントにて、ローラ角速度、駆動力指令、駆動力検出、動力計角速度、及び軸トルクを検出とし、駆動力制御の制御偏差に積分特性を持たせたことにより、共振特性が抑制され、高応答で安定なシャシーダイナモメータシステムの駆動力制御が可能となるなど実施例１３と同様な効果が得られるものである。

図３５は第１７の実施例を示すＡＦＲ一般化プラントの模式図で、図３３と同一部分、若しくは相当部分に同一符号を付してその説明を省略する。この実施例で図３３と相違する点は、ＡＦＲコントローラ３０ｍに入力される観測量で、ローラ角速度検出c_-in1が省かれたことである。
これにより、ＡＦＲコントローラ３０ｍには、駆動力制御指令c_-in2b、動力計角速度検出c_-in3、軸トルク検出c_-in4、及び駆動力検出c_-in5aの４つの観測量を基に駆動力制御のための状態方程式のパラメータを設定し、ゲインが小さくなるようなアルゴリズムに基づいてパラメータを決定するための所定の演算を実行し、動力計のトルク指令c_-outを出力する。また、ＡＦＲコントローラ３０ｍがローラ角速度検出を使用しないことにより、外乱のローラ角速度信号ｗ４とその重み付け手段４、及びローラ角速度を検出するエンコーダ特性モデル１０が省かれる。他は図３２と同様である。

図３６はシャシーダイナモメータシステムに図３５て設計されたＡＦＲを適用した場合の構成図で、ＡＦＲ部には、駆動力制御指令Fxref、エンコーダＥＣ１により検出された動力計角速度信号w_-dy、軸トルクメータＴＭによって検出された軸トルク信号SH.T、及び駆動力計測器によって検出された駆動力Fxdetがそれぞれ入力され、これら各信号とＡＦＲ部の状態方程式のパラメータに基づいてトルク電流指令を演算して出力する。他は実施例３２と同様である。

この実施例によれば、ＡＦＲ一般化プラントにて、駆動力指令、駆動力検出、動力計角速度、及び軸トルクを検出とし、駆動力制御の制御偏差に積分特性を持たせたことにより、共振特性が抑制され、高応答で安定なシャシーダイナモメータシステムの駆動力制御が可能となるなど実施例３２と同様な効果が得られるものである。

図３７は第１８の実施例を示すＡＦＲ一般化プラントの模式図で、図３３と同一部分、若しくは相当部分に同一符号を付してその説明を省略する。この実施例で図３３と相違する点は、ＡＦＲコントローラ３０ｎに入力される観測量で、動力計角速度検出c_-in3が省かれたことである。
これにより、ＡＦＲコントローラ３０ｎには、ローラ角速度検出c_-in1、駆動力制御指令c_-in2b、軸トルク検出c_-in4、及び駆動力検出c_-in5aの４つの観測量を基に駆動力制御のための状態方程式のパラメータを設定し、ゲインが小さくなるようなアルゴリズムに基づいてパラメータを決定するための所定の演算を実行し、動力計のトルク指令c_-outを出力する。また、ＡＦＲコントローラ３０ｎが、動力計角速度検出を使用しないことにより、外乱の動力計角速度信号ｗ６とその重み付け手段６、及び動力計角速度を検出するエンコーダ特性モデル１２が省かれる。他は図３３と同様である。

図３８はシャシーダイナモメータシステムに図３７にて設計されたＡＦＲを適用した場合の構成図で、ＡＦＲ部には、ローラ角速度w_-roller、駆動力制御指令Fxref、軸トルクメータＴＭによって検出された軸トルク信号SH.T、及び駆動力計測器によって検出された駆動力Fxdetがそれぞれ入力され、これら各信号とＡＦＲ部の状態方程式のパラメータに基づいてトルク電流指令を演算して出力する。他は実施例３２と同様である。

この実施例によれば、ＡＦＲ一般化プラントにて、ローラ角速度、駆動力指令、駆動力検出、及び軸トルクを検出とし、駆動力制御の制御偏差に積分特性を持たせたことにより、共振特性が抑制され、高応答で安定なシャシーダイナモメータシステムの駆動力制御が可能となるなど実施例３２と同様な効果が得られるものである。

本発明の実施形態を示すＡＦＲ一般化プラントモデルの構成図。 本発明のＡＦＲ機械モデルの構成図。 本発明のＡＦＲ制御装置の構成図。 本発明の第２の実施形態を示すＡＦＲ一般化プラントモデルの構成図。 本発明の第２の実施形態を示すＡＦＲ制御装置の構成図。 本発明の第３の実施形態を示すＡＦＲ一般化プラントモデルの構成図。 本発明の第３の実施形態を示すＡＦＲ制御装置の構成図。 本発明の第４の実施形態を示すＡＦＲ一般化プラントモデルの構成図。 本発明の第４の実施形態を示すＡＦＲ制御装置の構成図。 本発明の第５の実施形態を示すＡＦＲ一般化プラントモデルの構成図。 本発明の第５の実施形態を示すＡＦＲ制御装置の構成図。 本発明の第６の実施形態を示すＡＦＲ一般化プラントモデルの構成図。 本発明の第６の実施形態を示すＡＦＲ制御装置の構成図。 本発明の第７の実施形態を示すＡＦＲ一般化プラントモデルの構成図。 本発明の第７の実施形態を示すＡＦＲ制御装置の構成図。 本発明の第８の実施形態を示すＡＦＲ一般化プラントモデルの構成図。 本発明の第８の実施形態を示すＡＦＲ制御装置の構成図。 本発明の第９の実施形態を示すＡＦＲ一般化プラントモデルの構成図。 本発明の第９の実施形態を示すＡＦＲ制御装置の構成図。 本発明の第１０の実施形態を示すＡＦＲ一般化プラントモデルの構成図。 本発明の第１０の実施形態を示すＡＦＲ制御装置の構成図。 本発明の第１１の実施形態を示すＡＦＲ一般化プラントモデルの構成図。 本発明の第１１の実施形態を示すＡＦＲ制御装置の構成図。 本発明の第１２の実施形態を示すＡＦＲ一般化プラントモデルの構成図。 本発明の第１２の実施形態を示すＡＦＲ制御装置の構成図。 駆動力推定器のオブザーバーの構成図。 本発明の第１３の実施形態を示すＡＦＲ一般化プラントモデルの構成図。 本発明の第１３の実施形態を示すＡＦＲ制御装置の構成図。 本発明の第１４の実施形態を示すＡＦＲ一般化プラントモデルの構成図。 本発明の第１４の実施形態を示すＡＦＲ制御装置の構成図。 本発明の第１５の実施形態を示すＡＦＲ一般化プラントモデルの構成図。 本発明の第１５の実施形態を示すＡＦＲ制御装置の構成図。 本発明の第１６の実施形態を示すＡＦＲ一般化プラントモデルの構成図。 本発明の第１６の実施形態を示すＡＦＲ制御装置の構成図。 本発明の第１７の実施形態を示すＡＦＲ一般化プラントモデルの構成図。 本発明の第１７の実施形態を示すＡＦＲ制御装置の構成図。 本発明の第１８の実施形態を示すＡＦＲ一般化プラントモデルの構成図。 本発明の第１８の実施形態を示すＡＦＲ制御装置の構成図。 シャシーダイナモメータシステムの構成図。 従来の駆動力制御回路の構成図。

符号の説明

Ｄｙ… 動力計
ＩＶ… インバータ
Ｄｒ… 駆動力制御回路
Ｒ… ローラ
ＥＣ… エンコーダ
ＴＭ… トルクメータ
３０… 駆動力制御コントローラ
４０… 機械系モデル
５０，５１，５２… 駆動力推定器（オブザーバー）

Claims (25)

1. ローラをシャフトにて連結した動力計を設け、検出された動力計とローラの回転数、及び軸トルクを駆動力制御回路に入力してトルク電流指令を演算し、このトルク電流指令に基づきインバータを介して動力計を制御する動力計システムであって、駆動力制御回路でトルク電流指令を生成するものにおいて、
   前記駆動力制御回路の駆動力部をＨ∞制御、μ設計法と呼称されるコントローラ設計手法により駆動力制御一般化プラントモデルで作成し、
   この駆動力制御一般化プラントモデルは、それぞれ重み付けされたローラ表面駆動力信号と駆動力制御コントローラによって算出された動力計トルク指令を入力してローラ角速度信号とシャフトの軸トルク信号及び動力計角速度信号を演算する機械系モデルを有し、
   且つ前記駆動力制御一般化プラントモデルは、前記機械系モデル出力のローラ角速度信号と軸トルク信号から生成されたローラ表面駆動力推定、このローラ表面駆動力推定と外乱に重み付けされた駆動力推定器観測ノイズの和から算出されたローラ表面駆動力推定値、及びこのローラ表面駆動力推定値と外乱に重み付けされた駆動力指令の差で求められた駆動力制御の制御偏差と、前記機械系モデル出力のローラ角速度信号と外乱に重み付けされたローラ角速度観測ノイズの和から求めたローラ角速度検出と、前記機械系モデル出力の軸トルク信号と外乱に重み付けされた軸トルク観測ノイズの和から求めた軸トルク検出と、前記機械系モデル出力の動力計角速度信号と外乱に重み付けされた動力計角速度観測ノイズの和から求めた動力計角速度検出を観測量とし、前記駆動力制御の制御偏差に積分特性を持たせて駆動力信号とした信号で制御することを特徴とした動力計システムの駆動力制御方法。
2. 前記駆動力制御一般化プラントモデルの観測量は、前記駆動力制御の制御偏差と、動力計角速度検出、及び軸トルク検出としたことを特徴とした請求項１記載の動力計システムの駆動力制御方法。
3. 前記駆動力制御一般化プラントモデルの観測量は、前記駆動力制御の制御偏差と、ローラ角速度検出、及び軸トルク検出としたことを特徴とした請求項１記載の動力計システムの駆動力制御方法。
4. 前記駆動力制御の制御偏差は、前記機械系モデル出力の動力計角速度信号と軸トルク信号から生成された駆動力推定、この駆動力推定と外乱に重み付けされた駆動力推定器観測ノイズの和から算出されたローラ表面駆動力推定値、及びこのローラ表面駆動力推定値と外乱に重み付けされた駆動力指令による差で求めたことを特徴とした請求項１記載の動力計システムの駆動力制御方法。
5. 前記駆動力制御一般化プラントモデルの観測量は、前記駆動力制御の制御偏差と、動力計角速度検出、及び軸トルク検出としたことを特徴とした請求項４記載の動力計システムの駆動力制御方法。
6. 前記駆動力制御一般化プラントモデルの観測量は、前記駆動力制御の制御偏差と、ローラ角速度検出、及び軸トルク検出としたことを特徴とした請求項４記載の動力計システムの駆動力制御方法。
7. 前記駆動力制御一般化プラントモデルは、外乱に重み付けされた駆動力指令と、前記機械系モデル出力のローラ角速度信号と軸トルク信号から生成された駆動力推定、この駆動力推定と外乱に重み付けされた駆動力推定器観測ノイズの和から算出された駆動力推定値と、前記機械系モデル出力のローラ角速度信号と外乱によるローラ角速度観測ノイズの和から求められたローラ角速度検出と、前記機械系モデル出力の軸トルク信号と外乱に重み付けされた軸トルク観測ノイズの和から求めた軸トルク検出と、前記機械系モデル出力の動力計角速度信号と外乱に重み付けされた動力計角速度観測ノイズの和から求めた動力計角速度検出を観測量とし、前記駆動力指令と駆動力推定値の偏差を求めて駆動力制御の制御偏差とし、この制御偏差に積分特性を持たせて駆動力信号とすることを特徴とした請求項１記載の動力計システムの駆動力制御方法。
8. 前記駆動力制御一般化プラントモデルの観測量は、重み付けされた駆動力指令と、動力計角速度検出、駆動力推定値、及び軸トルク検出としたことを特徴とした請求項７記載の動力計システムの駆動力制御方法。
9. 前記駆動力制御一般化プラントモデルの観測量は、重み付けされた駆動力指令と、ローラ角速度検出、駆動力推定値、及び軸トルク検出としたことを特徴とした請求項７記載の動力計システムの駆動力制御方法。
10. 駆動力推定値は、前記機械系モデル出力の動力計角速度信号と軸トルク信号から生成された駆動力推定値と、この駆動力推定値と外乱に重み付けされた駆動力推定器観測ノイズの和から算出することを特徴とした請求項７記載の動力計システムの駆動力制御方法。
11. 前記駆動力制御一般化プラントモデルの観測量は、重み付けされた駆動力指令と、動力計角速度検出、駆動力推定値、及び軸トルク検出としたことを特徴とした請求項１０記載の動力計システムの駆動力制御方法。
12. 前記駆動力制御一般化プラントモデルの観測量は、重み付けされた駆動力指令と、ローラ角速度検出、駆動力推定値、及び軸トルク検出としたことを特徴とした請求項１０記載の動力計システムの駆動力制御方法。
13. 前記駆動力制御の制御偏差は、外乱に重み付けされた駆動力指令と、前記試験車両に取り付けられる駆動力計測器測定の駆動力検出を外乱とし、この外乱に重み付けされた駆動力の差で求めると共に、前記駆動力を前記重み付けして測定駆動力としたことを特徴とした請求項１記載の動力計システムの駆動力制御方法。
14. 前記駆動力制御一般化プラントモデルの観測量は、駆動力制御の制御偏差と、動力計角速度検出、駆動力検出値、及び軸トルク検出としたことを特徴とした請求項１３記載の動力計システムの駆動力制御方法。
15. 前記駆動力制御一般化プラントモデルの観測量は、駆動力制御の制御偏差と、ローラ角速度検出、駆動力検出値、及び軸トルク検出としたことを特徴とした請求項１３記載の動力計システムの駆動力制御方法。
16. 前記駆動力制御一般化プラントモデルの観測量は、駆動力計測器の駆動力外乱に重み付けされた駆動力検出と、ローラ角速度検出、外乱に重み付けされた駆動力指令、動力計角速度検出、及び軸トルク検出としたことを特徴とした請求項１３記載の動力計システムの駆動力制御方法。
17. 前記駆動力制御一般化プラントモデルの観測量は、重み付けされた駆動力検出と、外乱に重み付けされた駆動力指令、動力計角速度検出、及び軸トルク検出としたことを特徴とした請求項１６記載の動力計システムの駆動力制御方法。
18. 前記駆動力制御一般化プラントモデルの観測量は、駆動力検出と、外乱に重み付けされた駆動力指令、ローラ角速度検出、及び軸トルク検出としたことを特徴とした請求項１６記載の動力計システムの駆動力制御方法。
19. ローラをシャフトにて連結した動力計を設け、検出された動力計とローラの回転数、及び軸トルク検出を駆動力制御回路に入力してトルク電流指令を生成し、このトルク電流指令に基づきインバータを介して動力計を制御する動力計システムであって、駆動力制御回路でトルク電流指令を生成するものにおいて、
    前記駆動力制御回路の駆動力部をＨ∞制御、μ設計法と呼称されるコントローラ設計手法により駆動力制御一般化プラントモデルで構成し、
    この駆動力制御一般化プラントモデルは、それぞれ重み付けされたローラ表面駆動力信号と駆動力制御コントローラにより算出された動力計トルク指令を入力し、
    入力されたローラ表面駆動力信号と動力計トルク指令に基づいてローラ角速度信号とシャフトの軸トルク信号及び動力計角速度信号を演算する機械系モデルを備え、且つ軸トルク検出を含む演算された複数のパラメータを観測量として前記動力計トルク指令を算出し、駆動力制御の制御偏差に積分特性を持たせて出力するよう構成すると共に、
    前記動力計システムのローラ角速度信号、動力計の角速度信号、及び軸トルク信号をそれぞれ検出し、何れかの角速度信号と軸トルク信号からローラ表面駆動力推定値を演算するオブザーバーを設け、このオブザーバーから出力されたローラ表面駆動力推定値と駆動力設定値の偏差を求めて駆動力偏差信号とし、この駆動力偏差値と、前記検出されたローラ角速度信号、動力計角速度信号、及び軸トルク信号をそれぞれ前記駆動力制御一般化プラントモデルにし、この駆動力制御一般化プラントモデルにて前記トルク電流指令を算出するよう構成したことを特徴とした動力計システムの駆動力制御装置。
20. 前記駆動力制御一般化プラントモデルは、前記駆動力偏差信号と、動力計角速度信号、及び軸トルク信号を入力してトルク電流指令を算出するよう構成したことを特徴とした請求項１９記載の動力計システムの駆動力制御装置。
21. 前記駆動力制御一般化プラントモデルは、前記駆動力偏差信号と、ローラ角速度信号、及び軸トルク信号を入力してトルク電流指令を算出するよう構成したことを特徴とした請求項１９記載の動力計システムの駆動力制御装置。
22. 前記駆動力制御一般化プラントモデルは、前記駆動力設定値信号と、ローラ角速度信号、動力計角速度信号、軸トルク信号、及びオブザーバーからのローラ表面駆動力推定値信号を入力してトルク電流指令を算出するよう構成したことを特徴とした請求項１９記載の動力計システムの駆動力制御装置。
23. 前記駆動力制御一般化プラントモデルは、前記駆動力設定値信号と、動力計角速度信号、軸トルク信号、及びオブザーバーからのローラ表面駆動力推定信号を入力してトルク電流指令を算出するよう構成したことを特徴とした請求項１９記載の動力計システムの駆動力制御装置。
24. 前記駆動力制御一般化プラントモデルは、前記駆動力設定信号と、ローラ角速度信号、軸トルク信号、及びオブザーバーからのローラ表面駆動力推定信号を入力してトルク電流指令を算出するよう構成したことを特徴とした請求項１９記載の動力計システムの駆動力制御装置。
25. 相対次数1次以上の任意の伝達関数をＧ（ｓ）とし、ローラの慣性モーメントをＪ_rollerとしたとき、ローラ若しくは動力計の角速度信号を要素Ｊ_roller・ｓ／Ｇ（ｓ）で演算し、軸トルク信号を要素１／Ｇ（ｓ）で演算し、算出された各信号の差をローラ表面駆動力推定値として駆動力制御一般化プラントモデルに入力することを特徴とした請求項１９乃至請求項２４記載の何れかである動力計システムの駆動力制御装置。
    
    

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