KR102431573B1 - 시험 시스템의 기계 특성 추정 방법 및 기계 특성 추정 장치 - Google Patents
시험 시스템의 기계 특성 추정 방법 및 기계 특성 추정 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은, 탠덤형 동력계를 구비하는 시험 시스템에 있어서, 제어 장치의 제어 회로 특성을 포함하지 않는 진정한 기계 특성을 추정할 수 있는 기계 특성 추정 방법 및 기계 특성 추정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
드라이브 트레인 벤치 시스템은, 공시체에 대해 직렬로 연결된 2개의 동력계를 구비한다. 기계 특성 추정 방법은, 측정용 제어 회로에 의해 2개의 동력계가 제어되어 있는 상태로, 제 1 토크 전류 지령 신호에 제 1 가진 토크 입력 신호를 중첩했을 때의 제 1 가진 토크 입력 신호에 대한 응답을 측정하는 제 1 측정 공정(S3)과, 측정용 제어 회로에 의해 2개의 동력계가 제어되어 있는 상태로, 제 2 토크 전류 지령 신호에 제 2 가진 토크 입력 신호를 중첩했을 때의 제 2 가진 토크 입력 신호에 대한 응답을 측정하는 제 2 측정 공정(S4)과, 제 1 및 제 2 측정 공정의 결과를 이용하여 기계 특성 전달 함수를 추정하는 기계 특성 전달 함수 추정 공정(S5)을 구비한다.
드라이브 트레인 벤치 시스템은, 공시체에 대해 직렬로 연결된 2개의 동력계를 구비한다. 기계 특성 추정 방법은, 측정용 제어 회로에 의해 2개의 동력계가 제어되어 있는 상태로, 제 1 토크 전류 지령 신호에 제 1 가진 토크 입력 신호를 중첩했을 때의 제 1 가진 토크 입력 신호에 대한 응답을 측정하는 제 1 측정 공정(S3)과, 측정용 제어 회로에 의해 2개의 동력계가 제어되어 있는 상태로, 제 2 토크 전류 지령 신호에 제 2 가진 토크 입력 신호를 중첩했을 때의 제 2 가진 토크 입력 신호에 대한 응답을 측정하는 제 2 측정 공정(S4)과, 제 1 및 제 2 측정 공정의 결과를 이용하여 기계 특성 전달 함수를 추정하는 기계 특성 전달 함수 추정 공정(S5)을 구비한다.
Description
본 발명은, 시험 시스템의 기계 특성 추정 방법 및 기계 특성 추정 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 공시체에 대해 직렬로 연결된 2개의 전동기를 구비하는 시험 시스템의 기계 특성을 추정하는 기계 특성 추정 방법 및 기계 특성 추정 장치에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 차량의 드라이브 트레인인 공시체에 대해, 2개의 동력계를 직렬로 연결한 소위 탠덤형 동력계를 구비하는 시험 시스템이 개시된다. 이러한 탠덤형 동력계는, 예를 들어, 큰 구동 토크를 발생시킬 필요가 있지만, 공시체의 형상 등에 기인하는 레이아웃상의 제약으로부터 동력계의 대직경화(大俓化)가 어려운 경우에 이점이 있다.
또한 동력계를 이용한 시험 시스템에서는, 축의 비틀림에 기인하여 공진이 발생할 우려가 있다. 따라서 특허문헌 1에는, 탠덤형 동력계를 갖는 시험 시스템에 있어서, 공진이 억제되도록 각 동력계를 제어하는 공진 억제 회로와, 그 설계 방법이 개시되어 있다. 보다 구체적으로, 특허문헌 1의 설계 방법에서는, 탠덤형 동력계를 갖는 시험 시스템을, 3개의 관성체와 2개의 탄성 요소로 연결하여 구성되는 소위 3 관성계로 간주하고, 이 3 관성계 모델이 내장된 일반화 플랜트에 H∞제어 또는 μ설계법이라 불리는 제어계 설계 방법을 적용함으로써 공진 억제 효과가 높은 공진 억제 회로를 설계한다.
특허문헌 1의 발명에 있어서, 일반화 플랜트에 내장되는 3 관성계 모델을 만들기 위해서는, 각 동력계 및 공시체의 관성 모멘트나 축의 스프링 강성 등의 기계 특성 파라미터의 값을 특정할 필요가 있지만, 이들 기계 특성 파라미터의 값은, 실제 시험 시스템에 있어서 측정한 기계 특성 전달 함수에 근거하는 해석에 의해 특정된다. 따라서 공진 억제 회로를 설계하기 위해서는, 시험 시스템의 기계 특성 전달 함수를 측정해 둘 필요가 있다.
그런데 기계 특성 전달 함수는, 일반적으로는, 동력계가 제어 장치에 의해 어떠한 제어(예를 들어, 속도 제어)가 실행되어 있는 상태로, 동력계에 대한 입력을 가진했을 때에 얻어지는 응답을 취득함으로써 측정된다. 그러나 탠덤형 동력계를 구비하는 시험 시스템에서는, 2개의 동력계 중 가진 제어되지 않는 쪽은, 제어 장치에 의한 제어하에 있다. 그러므로, 종래의 방법에 의해 측정되는 기계 특성 전달 함수에는, 제어 장치의 제어 회로 특성이 반영되어 있어, 진정한 기계 특성을 측정할 수 없다.
본 발명은, 탠덤형 동력계를 구비하는 시험 시스템에 있어서, 제어 장치의 제어 회로 특성을 포함하지 않는 진정한 기계 특성을 추정할 수 있는 기계 특성 추정 방법 및 기계 특성 추정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
(1) 시험 시스템(예를 들어, 후술하는 드라이브 트레인 벤치 시스템(1))은, 공시체(예를 들어, 후술하는 공시체(W))의 입력축(예를 들어, 후술하는 입력축(W1))과 동일축으로 연결된 제 1 구동축(예를 들어, 후술하는 제 1 구동축(21a))을 갖고, 제 1 입력에 따라 해당 제 1 구동축을 회전시키는 제 1 전동기(예를 들어, 후술하는 제 1 동력계(21)); 상기 제 1 구동축과 동일축으로 연결된 제 2 구동축(예를 들어, 후술하는 제 2 구동축(22a))을 갖고, 제 2 입력에 따라 해당 제 2 구동축을 회전시키는 제 2 전동기(예를 들어, 후술하는 제 2 동력계(22)); 상기 입력축과 상기 제 1 구동축을 연결하는 축토크에 따른 축토크 검출 신호를 생성하는 축토크 센서(예를 들어, 후술하는 축토크 센서(3)); 상기 제 1 구동축의 회전 속도에 따른 제 1 속도 검출 신호를 생성하는 제 1 속도 검출기(예를 들어, 후술하는 제 1 회전 속도 검출기(41)); 상기 제 2 구동축의 회전 속도에 따른 제 2 속도 검출 신호를 생성하는 제 2 속도 검출기(예를 들어, 후술하는 제 2 회전 속도 검출기(42)); 및 상기 제 1 속도 검출 신호 및 상기 제 2 속도 검출 신호를 바탕으로 상기 제 1 입력 및 상기 제 2 입력을 생성하는 제어 장치(예를 들어, 후술하는 측정용 제어 회로(55));를 구비한다. 본 발명에 따른 기계 특성 추정 방법은, 이러한 시험 시스템의 기계 특성(예를 들어, 후술하는 기계 특성 전달 함수나 기계 특성 파라미터 등)을 추정하는 방법으로서, 상기 제어 장치에 의해 상기 제 1 전동기 및 상기 제 2 전동기가 제어되어 있는 상태로, 상기 제 1 입력에 제 1 가진 신호를 중첩했을 때의 해당 제 1 가진 신호에 대한 응답을 측정하는 제 1 측정 공정(예를 들어, 후술하는 도 3의 S2); 상기 제어 장치에 의해 상기 제 1 및 제 2 전동기가 제어되어 있는 상태로, 상기 제 2 입력에 제 2 가진 신호를 중첩했을 때의 해당 제 2 가진 신호에 대한 응답을 측정하는 제 2 측정 공정(예를 들어, 후술하는 도 3의 S3); 상기 제 1 측정 공정 및 상기 제 2 측정 공정의 결과를 이용하여 상기 기계 특성을 추정하는 기계 특성 추정 공정(예를 들어, 후술하는 도 3의 S4);을 구비하는 것을 특징으로 한다.
(2) 이 경우, 상기 기계 특성 추정 공정에서는, 상기 제 1 입력에 대한 상기 축토크 검출 신호의 전달 함수(예를 들어, 후술하는 기계 특성 전달 함수 Pt1), 상기 제 2 입력에 대한 상기 축토크 검출 신호의 전달 함수(예를 들어, 후술하는 기계 특성 전달 함수 Pt2), 상기 제 1 입력에 대한 상기 제 1 속도 검출 신호의 전달 함수(예를 들어, 후술하는 기계 특성 전달 함수 Pw11), 상기 제 2 입력에 대한 상기 제 1 속도 검출 신호의 전달 함수(예를 들어, 후술하는 기계 특성 전달 함수 Pw12), 상기 제 1 입력에 대한 상기 제 2 속도 검출 신호의 전달 함수(예를 들어, 후술하는 기계 특성 전달 함수 Pw21), 및 상기 제 2 입력에 대한 상기 제 2 속도 검출 신호의 전달 함수(예를 들어, 후술하는 기계 특성 전달 함수 Pw22) 중 적어도 어느 하나를 추정하는 것이 바람직하다.
(3) 이 경우, 상기 제 1 측정 공정에서는, 상기 제 1 가진 신호에 대한 상기 축토크 검출 신호의 전달 함수(예를 들어, 후술하는 전달 함수 Gtd1), 상기 제 1 가진 신호에 대한 상기 제 1 속도 검출 신호의 전달 함수(예를 들어, 후술하는 전달 함수 Gw1d1), 상기 제 1 가진 신호에 대한 상기 제 2 속도 검출 신호의 전달 함수(예를 들어, 후술하는 전달 함수 Gw2d1), 상기 제 1 가진 신호에 대한 상기 제 1 입력의 전달 함수(예를 들어, 후술하는 전달 함수 Gi1d1), 및 상기 제 1 가진 신호에 대한 상기 제 2 입력의 전달 함수(예를 들어, 후술하는 전달 함수 Gi2d1)를 측정하는 것이 바람직하다.
(4) 이 경우, 상기 제 2 측정 공정에서는, 상기 제 2 가진 신호에 대한 상기 축토크 검출 신호의 전달 함수(예를 들어, 후술하는 전달 함수 Gtd2), 상기 제 2 가진 신호에 대한 상기 제 1 속도 검출 신호의 전달 함수(예를 들어, 후술하는 전달 함수 Gw1d2), 상기 제 2 가진 신호에 대한 상기 제 2 속도 검출 신호의 전달 함수(예를 들어, 후술하는 전달 함수 Gw2d2), 상기 제 2 가진 신호에 대한 상기 제 1 입력의 전달 함수(예를 들어, 후술하는 전달 함수 Gi1d2), 및 상기 제 2 가진 신호에 대한 상기 제 2 입력의 전달 함수(예를 들어, 후술하는 전달 함수 Gi2d2)를 측정하는 것이 바람직하다.
(5) 이 경우, 상기 기계 특성 추정 방법은, 상기 제 1 측정 공정 및 제 2 측정 공정의 결과를 이용하여 상기 제어 장치의 제어 회로 특성을 추정하는 제어 회로 특성 추정 공정(예를 들어, 후술하는 도 3의 S5)을 더 구비하는 것이 바람직하다.
(6) 이 경우, 상기 제어 회로 특성 추정 공정에서는, 상기 제 1 속도 검출 신호에 대한 상기 제 1 입력의 전달 함수(예를 들어, 후술하는 제어 회로 전달 함수 K11), 상기 제 2 속도 검출 신호에 대한 상기 제 1 입력의 전달 함수(예를 들어, 후술하는 제어 회로 전달 함수 K12), 상기 제 1 속도 검출 신호에 대한 상기 제 2 입력의 전달 함수(예를 들어, 후술하는 제어 회로 전달 함수 K21), 상기 제 1 속도 검출 신호에 대한 상기 제 2 입력의 전달 함수, 및 상기 제 2 속도 검출 신호에 대한 상기 제 2 입력의 전달 함수(예를 들어, 후술하는 제어 회로 전달 함수 K22) 중 적어도 어느 하나를 추정하는 것이 바람직하다.
(7) 본 발명에 따른 시험 시스템의 기계 특성 추정 장치(예를 들어, 후술하는 연산 장치(9))는, 상기 제어 장치에 의해 상기 제 1 전동기 및 제 2 전동기가 제어되어 있는 상태로, 상기 제 1 입력에 제 1 가진 신호를 중첩했을 때의 해당 제 1 가진 신호에 대한 응답을 측정하는 제 1 측정 수단(예를 들어, 후술하는 연산 장치(9)); 상기 제어 장치에 의해 상기 제 1 전동기 및 제 2 전동기가 제어되어 있는 상태로, 상기 제 2 입력에 제 2 가진 신호를 중첩했을 때의 해당 제 2 가진 신호에 대한 응답을 측정하는 제 2 측정 수단(예를 들어, 후술하는 연산 장치(9)); 및 상기 제 1 측정 수단 및 제 2 측정 수단에 의해 측정된 결과를 이용하여 상기 기계 특성을 추정하는 기계 특성 추정 수단(예를 들어, 후술하는 연산 장치(9));을 구비하는 것을 특징으로 한다.
(1) 본 발명에서는, 제어 장치에 의해, 직렬로 연결된 제 1 및 제 2 전동기가 제어되어 있는 상태로, 제 1 전동기에 대한 제 1 입력에 제 1 가진 신호를 중첩했을 때의, 이 제 1 가진 신호에 대한 응답을 측정하고, 추가로 제 2 전동기에 대한 제 2 입력에 제 2 가진 신호를 중첩했을 때의, 이 제 2 가진 신호에 대한 응답을 측정한다. 또한 본 발명에서는, 이렇게 하여 제 1 및 제 2 측정 공정에 있어서 측정된 결과를 이용하여 기계 특성을 추정한다. 본 발명에서는, 제어 장치에 의한 제어하에서의 제 1 가진 신호에 대한 응답 및 제 2 가진 신호에 대한 응답의 측정을 거쳐 기계 특성을 추정함으로써, 제어 장치의 제어 회로 특성을 포함하지 않는 진정한 기계 특성을 추정할 수 있다.
(2) 본 발명에서는, 제 1 및 제 2 측정 공정에 있어서 측정된 결과를 이용하여, 제 1 입력에 대한 축토크 검출 신호의 전달 함수, 제 2 입력에 대한 축토크 검출 신호의 전달 함수, 제 1 입력에 대한 제 1 속도 검출 신호의 전달 함수, 제 2 입력에 대한 제 1 속도 검출 신호의 전달 함수, 제 1 입력에 대한 제 2 속도 검출 신호의 전달 함수, 및 제 2 입력에 대한 제 2 속도 검출 신호의 전달 함수 중 적어도 어느 하나를 추정한다. 이것에 의해, 제어 장치의 제어 회로 특성을 포함하지 않는 진정한 기계 특성으로서, 공진 억제 회로를 H∞제어나 μ설계법을 바탕으로 설계할 때에 필요한 것을 추정할 수 있다.
(3) 본 발명의 제 1 측정 공정에서는, 제 1 가진 신호에 대한 축토크 검출 신호의 전달 함수, 제 1 가진 신호에 대한 제 1 속도 검출 신호의 전달 함수, 제 1 가진 신호에 대한 제 2 속도 검출 신호의 전달 함수, 제 1 가진 신호에 대한 제 1 입력의 전달 함수, 및 제 1 가진 신호에 대한 제 2 입력의 전달 함수를 측정한다. 이것에 의해 제 1 측정 공정에서는, 기계 특성 추정 공정에 있어서, 제어 장치의 제어 회로 특성을 포함하지 않는 진정한 기계 특성을 추정할 때에 필요한 전달 함수를 측정할 수 있다.
(4) 본 발명의 제 2 측정 공정에서는, 제 2 가진 신호에 대한 축토크 검출 신호의 전달 함수, 제 2 가진 신호에 대한 제 1 속도 검출 신호의 전달 함수, 제 2 가진 신호에 대한 제 2 속도 검출 신호의 전달 함수, 제 2 가진 신호에 대한 제 1 입력의 전달 함수, 및 제 2 가진 신호에 대한 제 2 입력의 전달 함수를 측정한다. 이것에 의해 제 2 측정 공정에서는, 기계 특성 추정 공정에 있어서, 제어 장치의 제어 회로 특성을 포함하지 않는 진정한 기계 특성을 추정할 때에 필요한 전달 함수를 측정할 수 있다.
(5) 본 발명에서는, 제 1 및 제 2 측정 공정의 결과를 이용하여, 제어 장치의 제어 회로 특성을 추정한다. 이것에 의해, 시험 시스템으로부터 제어 장치만을 추출하여, 상기 기계 특성의 추정과는 별도로 동정(同定) 시험을 수행하지 않고 제어 장치의 제어 회로 특성을 추정할 수 있다.
(6) 본 발명의 제어 회로 특성 추정 공정에서는, 제 1 속도 검출 신호에 대한 제 1 입력의 전달 함수, 제 2 속도 검출 신호에 대한 제 1 입력의 전달 함수, 제 1 속도 검출 신호에 대한 제 2 입력의 전달 함수, 제 1 속도 검출 신호에 대한 제 2 입력의 전달 함수, 및 제 2 속도 검출 신호에 대한 제 2 입력의 전달 함수 중 적어도 어느 하나를 추정한다. 이것에 의해, 시험 시스템으로부터 제어 장치만을 추출하여, 상기 기계 특성의 추정과는 별도로 동정 시험을 수행하지 않고 제어 장치의 제어 회로 특성을 추정할 수 있다.
(7) 본 발명의 기계 특성 추정 장치에 의하면, 상기 (1)의 발명과 동일하게, 제어 장치의 제어 회로 특성을 포함하지 않는 진정한 기계 특성을 추정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기계 특성 추정 방법 및 기계 특성 추정 장치가 적용된 드라이브 트레인 벤치 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 연산 장치에 의해 기계 특성을 추정할 때에 이용되는 측정용 제어 회로의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 연산 장치에 있어서 드라이브 트레인 벤치 시스템의 기계 특성을 추정하는 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 4a는 전달 함수 Gtd1의 보드 선도이다.
도 4b는 전달 함수 Gtd2의 보드 선도이다.
도 4c는 전달 함수 Gw1d1의 보드 선도이다.
도 4d는 전달 함수 Gw1d2의 보드 선도이다.
도 4e는 전달 함수 Gw2d1의 보드 선도이다.
도 4f는 전달 함수 Gw2d2의 보드 선도이다.
도 4g는 전달 함수 Gi1d1의 보드 선도이다.
도 4h는 전달 함수 Gi1d2의 보드 선도이다.
도 4i는 전달 함수 Gi2d1의 보드 선도이다.
도 4j는 전달 함수 Gi2d2의 보드 선도이다.
도 5a는 기계 특성 전달 함수 Pt1의 보드 선도이다.
도 5b는 기계 특성 전달 함수 Pt2의 보드 선도이다.
도 5c는 기계 특성 전달 함수 Pw11의 보드 선도이다.
도 5d는 기계 특성 전달 함수 Pw12의 보드 선도이다.
도 5e는 기계 특성 전달 함수 Pw21의 보드 선도이다.
도 5f는 기계 특성 전달 함수 Pw22의 보드 선도이다.
도 6a는 제어 회로 전달 함수 K11의 보드 선도이다.
도 6b는 제어 회로 전달 함수 K12의 보드 선도이다.
도 6c는 제어 회로 전달 함수 K21의 보드 선도이다.
도 6d는 제어 회로 전달 함수 K22의 보드 선도이다.
도 2는 연산 장치에 의해 기계 특성을 추정할 때에 이용되는 측정용 제어 회로의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 연산 장치에 있어서 드라이브 트레인 벤치 시스템의 기계 특성을 추정하는 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 4a는 전달 함수 Gtd1의 보드 선도이다.
도 4b는 전달 함수 Gtd2의 보드 선도이다.
도 4c는 전달 함수 Gw1d1의 보드 선도이다.
도 4d는 전달 함수 Gw1d2의 보드 선도이다.
도 4e는 전달 함수 Gw2d1의 보드 선도이다.
도 4f는 전달 함수 Gw2d2의 보드 선도이다.
도 4g는 전달 함수 Gi1d1의 보드 선도이다.
도 4h는 전달 함수 Gi1d2의 보드 선도이다.
도 4i는 전달 함수 Gi2d1의 보드 선도이다.
도 4j는 전달 함수 Gi2d2의 보드 선도이다.
도 5a는 기계 특성 전달 함수 Pt1의 보드 선도이다.
도 5b는 기계 특성 전달 함수 Pt2의 보드 선도이다.
도 5c는 기계 특성 전달 함수 Pw11의 보드 선도이다.
도 5d는 기계 특성 전달 함수 Pw12의 보드 선도이다.
도 5e는 기계 특성 전달 함수 Pw21의 보드 선도이다.
도 5f는 기계 특성 전달 함수 Pw22의 보드 선도이다.
도 6a는 제어 회로 전달 함수 K11의 보드 선도이다.
도 6b는 제어 회로 전달 함수 K12의 보드 선도이다.
도 6c는 제어 회로 전달 함수 K21의 보드 선도이다.
도 6d는 제어 회로 전달 함수 K22의 보드 선도이다.
이하, 본 발명의 일 실시 형태에 대하여, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
도 1은, 본 실시 형태에 따른 기계 특성 추정 방법 및 기계 특성 추정 장치가 적용된 드라이브 트레인 벤치 시스템(1)의 구성을 나타내는 도면이다.
드라이브 트레인 벤치 시스템(1)은, 차량용 드라이브 트레인을 공시체(W)로 하고, 이 공시체(W)의 각종 성능을 평가할 때에 이용되는 드라이브 트레인에 대한 시험 시스템이다. 여기서, 드라이브 트레인이란, 엔진이나 모터 등의 차량용 동력 발생원에서 발생한 구동력을 구동륜에 전달하는 동력 전달 장치의 총칭을 말하고, 차량에 탑재된 상태에서는 동력 발생원측에 연결되는 입력축과, 구동륜측에 연결되는 출력축을 구비한다.
드라이브 트레인 벤치 시스템(1)은, 2개의 동력계(21, 22)를 조합하여 구성되는 탠덤형 동력계 유닛(2); 입력축(W1)에 입력되는 동력을 출력축(W2)에 전달하는 공시체(W); 축토크 센서(3); 2개의 회전 속도 검출기(41, 42); 축토크 센서(3) 및 회전 속도 검출기(41, 42)로부터 송신되는 검출 신호를 바탕으로 동력계 유닛(2)를 제어하기 위한 토크 전류 지령 신호를 생성하는 동력계 제어 장치(51); 동력계 제어 장치(51)로부터 송신되는 토크 전류 지령 신호에 따라 각 동력계(21, 22)에 전력을 공급하는 2개의 인버터(52, 53); 및 드라이브 트레인 벤치 시스템(1)의 기계 특성을 추정하기 위한 각종 연산을 수행하는 연산 장치(9);를 구비한다. 그리고 도 1에서는, 공시체(W)의 출력축(W2)에 연결되고, 이 출력축(W2)에서 발생하는 동력을 흡수하는 동력 흡수체의 구성에 대해서는, 도시를 생략한다.
동력계 유닛(2)은, 제 1 동력계(21)의 제 1 구동축(21a)과, 제 2 동력계(22)의 제 2 구동축(22a)을 동일축으로 연결함으로써 구성된다. 제 1 동력계(21)의 제 1 구동축(21a)의 선단측은, 축토크 센서(3)를 통해 공시체(W)의 입력축(W1)과 동일축으로 연결되어 있다. 제 2 동력계(22)의 제 2 구동축(22a)의 선단측은, 제 1 구동축(21a)의 기단측(基端側)과, 미도시의 커플링 부재를 통해 동일축으로 연결되어 있다. 제 1 동력계(21)는, 제 1 인버터(52)로부터 전력이 공급되면, 그 제 1 구동축(21a)을 회전시킨다. 또한 제 2 동력계(22)는, 제 2 인버터(53)로부터 전력이 공급되면, 그 제 2 구동축(22a)을 회전시킨다.
축토크 센서(3)는, 그 일단측은 제 1 커플링(3a)을 통해 제 1 동력계(21)의 제 1 구동축(21a)에 연결되고, 그 타단측은 제 2 커플링(3b)을 통해 공시체(W)의 입력축(W1)에 연결되어 있다. 이것에 의해 제 2 동력계(22)와, 제 1 동력계(21)와, 축토크 센서(3)와, 공시체(W)는 동일축에 연결된다. 축토크 센서(3)는, 입력축(W1)과 제 1 구동축(21a) 사이에서 발생하는 비틀림 토크(이하, 「축토크」라고 한다)에 따른 축토크 검출 신호를 생성하고, 이것을 동력계 제어 장치(51) 및 연산 장치(9)로 송신한다. 이하에서는, 축토크 검출 신호의 값, 즉 축토크 검출값을 "t"로 표기한다.
제 1 회전 속도 검출기(41)는, 예를 들어 엔코더이며, 제 1 동력계(21)의 제 1 구동축(21a)의 회전 속도에 따른 펄스 신호인 제 1 회전 속도 검출 신호를 생성하고, 이 신호를 동력계 제어 장치(51) 및 연산 장치(9)로 송신한다. 이하에서는, 제 1 회전 속도 검출 신호의 값, 즉 제 1 회전 속도 검출값을 “w1"로 표기한다.
제 2 회전 속도 검출기(42)는, 예를 들어 엔코더이며, 제 2 동력계(22)의 제 2 구동축(22a)의 회전 속도에 따른 펄스 신호인 제 2 회전 속도 검출 신호를 생성하고, 이 신호를 동력계 제어 장치(51) 및 연산 장치(9)로 송신한다. 이하에서는, 제 2 회전 속도 검출 신호의 값, 즉 제 2 회전 속도 검출값을 "w2"로 표기한다.
동력계 제어 장치(51)는, 축토크 센서(3)로부터 송신되는 축토크 검출 신호, 제 1 회전 속도 검출기(41)로부터 송신되는 제 1 회전 속도 검출 신호, 및 제 2 회전 속도 검출기(42)로부터 송신되는 제 2 회전 속도 검출 신호를 이용함으로써, 제 1 동력계(21)를 제어하기 위한 제 1 토크 전류 지령 신호 및 제 2 동력계(22)를 제어하기 위한 제 2 토크 전류 지령 신호를 생성하고, 이들 제 1 및 제 2 토크 전류 지령 신호를, 각각 제 1 및 제 2 인버터(52, 53)로 송신한다. 이하에서는, 제 1 토크 지령 신호의 값, 즉 제 1 토크 전류 지령값을 "i1"로 표기하고, 제 2 토크 전류 지령 신호의 값, 즉 제 2 토크 전류 지령값을 "i2"로 표기한다.
연산 장치(9)는, 컴퓨터이며, 동력계 제어 장치(51)로부터 제 1 및 제 2 인버터(52, 53)에 입력하는 제 1 및 제 2 토크 전류 지령 신호와, 이들 제 1 및 제 2 토크 전류 지령 신호를 입력함으로써 축토크 센서(3)에 의해 얻어지는 축토크 검출 신호 및 제 1 및 제 2 회전 속도 검출기(41, 42)에 의해 얻어지는 제 1 및 제 2 회전 속도 검출 신호를 이용함으로써, 이후에 도 3을 참조하여 설명하는 순서에 따라 연산을 수행함으로써, 드라이브 트레인 벤치 시스템(1)의 기계 특성을 추정한다. 여기서 기계 특성이란, 보다 구체적으로, 드라이브 트레인 벤치 시스템(1)의 입출력간의 기계 특성 전달 함수나, 드라이브 트레인 벤치 시스템(1)의 기계 모델을 특징짓는 각종 기계 특성 파라미터 등을 말한다. 그리고 연산 장치(9)에 의해 얻어지는 기계 특성의 추정 결과는, 예를 들어 동력계 제어 장치(51)에 탑재되는 공진 억제 제어 회로의 설계에 이용된다. 또한 본 실시 형태와 같이, 탠덤형 동력계 유닛(2)을 구비하는 드라이브 트레인 벤치 시스템(1)에 이용되는 공진 억제 제어 회로의 구체적인 설계 순서에 대해서는, 예를 들어 본원 출원인에 의한 일본 특허 제 5561444호에 기재되어 있으므로, 여기서는 상세한 설명을 생략한다. 이하에서는, 연산 장치(9)에 있어서, 드라이브 트레인 벤치 시스템(1)의 기계 특성을 추정하는 순서에 대하여 설명한다.
도 2는, 동력계 제어 장치(51)에 탑재되어 있는 제어 회로로서, 연산 장치(9)에 의해 드라이브 트레인 벤치 시스템(1)의 기계 특성을 추정할 때에 이용되는 측정용 제어 회로(55)의 구성을 나타내는 도면이다.
측정용 제어 회로(55)는, 회전 속도 제어 회로(56); 가진 토크 생성부(57); 제 1 지령 생성부(58); 및 제 2 지령 생성부(59);를 구비하고, 이들을 이용함으로써 기계 특성을 추정할 때의 제 1 및 제 2 토크 전류 지령 신호를 생성한다.
회전 속도 제어 회로(56)는, 제 1 회전 속도 검출 신호(w1)와, 제 2 회전 속도 검출 신호(w2)와, 이들 검출 신호(w1, w2)에 대한 회전 속도 지령 신호를 이용함으로써, 속도 검출값(w1, w2)이 함께, 소정 회전 속도 지령 신호에 따른 값이 되도록, 기존의 피드백 알고리즘에 의해 제 1 베이스 토크 입력 신호 및 제 2 베이스 토크 입력 신호를 생성한다. 이하에서는, 제 1 베이스 토크 입력 신호의 값을 "ib1"로 표기하고, 제 2 베이스 토크 입력 신호의 값을 "ib2"로 표기한다. 또한 연산 장치(9)에 있어서 기계 특성을 추정할 때에는, 회전 속도 지령 신호의 값(wa)은 시험용으로 정해진 소정값으로 일정하게 유지된다.
가진 토크 생성부(57)는, 연산 장치(9)로부터의 요구에 따라, 0을 중심으로 한 소정 폭 내에서, 소정의 가진 주파수 하에서 랜덤으로 변동하는 제 1 가진 토크 입력 신호, 및 제 2 가진 토크 입력 신호를 생성한다. 이하에서는, 제 1 가진 토크 입력 신호의 값을 "d1"로 표기하고, 제 2 가진 토크 입력 신호의 값을 "d2"로 표기한다.
제 1 지령 생성부(58)는, 제 1 가진 토크 입력 신호가 생성되지 않은 경우(d1=0인 경우)에는, 제 1 베이스 토크 입력 신호를 그대로 제 1 토크 전류 지령 신호로 출력한다(i1=ib1). 제 1 지령 생성부(58)는, 제 1 가진 토크 입력 신호가 생성되어 있는 경우(d1≠0인 경우)에는, 제 1 베이스 토크 입력 신호에 제 1 가진 토크 입력 신호를 중첩한 것을 제 1 토크 전류 지령 신호로 출력한다(i1=ib1+d1).
제 2 지령 생성부(59)는, 제 2 가진 토크 입력 신호가 생성되지 않은 경우(d2=0인 경우)에는, 제 2 베이스 토크 입력 신호를 그대로 제 2 토크 전류 지령 신호로 출력한다(i2=ib2). 제 2 지령 생성부(59)는, 제 2 가진 토크 입력 신호가 생성되어 있는 경우(d2≠0인 경우)에는, 제 2 베이스 토크 입력 신호에 제 2 가진 토크 입력 신호를 중첩한 것을 제 2 토크 전류 지령 신호로 출력한다(i2=ib2+d2).
연산 장치(9)에서의 연산에 의해 드라이브 트레인 벤치 시스템(1)의 기계 특성을 추정할 때에는, 상술한 바와 같은 측정용 제어 회로(55)를 이용함으로써, 제 1 및 제 2 회전 속도 검출 신호를 이용한 제 1 및 제 2 동력계(21, 22)의 속도 제어를 수행하면서, 적절히 제 1 및 제 2 가진 토크 입력 신호를 중첩하여 가진 제어를 수행한다.
상술한 바와 같이 탠덤형 동력계 유닛(2)을 구비하는 드라이브 트레인 벤치 시스템(1)은, 2개의 입력(제 1 및 제 2 토크 전류 지령 신호)과 3개의 출력(축토크 검출 신호 및 제 1 및 제 2 회전 속도 검출 신호)을 구비한다. 따라서 드라이브 트레인 벤치 시스템(1)의 기계 특성은, 하기 수학식 1의 식 (1-1)~(1-6)에 나타내는 바와 같이, 6개의 전달 함수(Pt1, Pt2, Pw11, Pw12, Pw21, Pw22)에 의해 표현된다. 하기 식에 나타내는 바와 같이, 전달 함수 Pt1은, 제 1 토크 전류 지령 신호에 대한 축토크 검출 신호의 기계 특성 전달 함수이며, 전달 함수 Pt2는, 제 2 토크 전류 지령 신호에 대한 축토크 검출 신호의 기계 특성 전달 함수이며, 전달 함수 Pw11은, 제 1 토크 전류 지령 신호에 대한 제 1 회전 속도 검출 신호의 기계 특성 전달 함수이며, 전달 함수 Pw12는, 제 2 토크 전류 지령 신호에 대한 제 1 회전 속도 검출 신호의 기계 특성 전달 함수이며, 전달 함수 Pw21은, 제 1 토크 전류 지령 신호에 대한 제 2 회전 속도 검출 신호의 기계 특성 전달 함수이며, 전달 함수 Pw22는, 제 2 토크 전류 지령 신호에 대한 제 2 회전 속도 검출 신호의 기계 특성 전달 함수이다.
[수학식 1]
또한 이상과 같은 6개의 기계 특성 전달 함수(Pt1, Pt2, Pw11, Pw12, Pw21, Pw22)를 이용하면, 동력계 유닛(2)의 운동 방정식은, 하기 수학식 2의 식 (2-1)~(2-3)에 의해 표현된다.
[수학식 2]
또한 도 2에 나타내는 측정용 제어 회로(55)에 있어서, 회전 속도 제어 회로(56)의 제어 회로 특성은 하기 수학식 3의 식 (3-1)~(3-4)에 나타내는 바와 같이, 4개의 전달 함수(K11, K12, K21, K22)에 의해 표현된다. 하기 식에 나타내는 바와 같이, 전달 함수 K11은, 회전 속도 제어 회로(56)에서의 제 1 회전 속도 검출 신호에 대한 제 1 베이스 토크 입력 신호의 제어 회로 전달 함수이며, 전달 함수 K12는, 회전 속도 제어 회로(56)에서의 제 2 회전 속도 검출 신호에 대한 제 1 베이스 토크 입력 신호의 제어 회로 전달 함수이며, 전달 함수 K21은, 회전 속도 제어 회로(56)에서의 제 1 회전 속도 검출 신호에 대한 제 2 베이스 토크 입력 신호의 제어 회로 전달 함수이며, 전달 함수 K22는, 회전 속도 제어 회로(56)에서의 제 2 회전 속도 검출 신호에 대한 제 2 베이스 토크 입력 신호의 제어 회로 전달 함수이다.
[수학식 3]
또한 이상과 같은 4개의 제어 회로 전달 함수(K11, K12, K21, K22)를 이용하면, 측정용 제어 회로(55)에서의 연산식은, 하기 수학식 4의 식 (4-1) 및 (4-2)에 의해 표현된다. 그리고 연산 장치(9)에서는, 기계 특성을 추정할 때, 제 1 및 제 2 가진 토크 입력 신호를 이용한 가진 시의 주파수 특성을 계측하므로, 하기 식 (4-1) 및 (4-2)에서는, 일정한 값으로 유지되는 회전 속도 지령 신호는 무시할 수 있다.
[수학식 4]
여기서 제 2 가진 토크 입력 신호를 오프하면서 제 1 가진 토크 입력 신호만을 중첩했을 경우의 제 1 가진 토크 입력 신호(d1)로부터 계측 신호(t, w1, w2, i1, i2)로의 주파수 특성과, 제 1 가진 토크 입력 신호를 오프하면서 제 2 가진 토크 입력 신호만을 중첩했을 경우의 제 2 가진 토크 입력 신호(d2)로부터 계측 신호(t, w1, w2, i1, i2)로의 주파수 특성을 이용함으로써, 연산 장치(9)에 있어서 6개의 기계 특성 전달 함수(Pt1, Pt2, Pw11, Pw12, Pw21, Pw22)와 4개의 제어 회로 전달 함수(K11, K12, K21, K22)를 추정하는 방법에 대하여 설명한다.
연산 장치(9)에 구성되어 있는 제 1 측정 수단에서는, 측정용 제어 회로(55)에 의해 제 1 및 제 2 동력계(21, 22)가 제어되어 있는 상태로, 제 2 가진 입력 신호를 오프로(d2=0) 하면서 제 1 가진 토크 입력 신호만을 중첩함으로써, 하기 수학식 5의 식 (5-1)~(5-5)에 나타내는 5개의 전달 함수(Gtd1, Gw1d1, Gw2d1, Gi1d1, Gi2d1)를 측정한다. 전달 함수 Gtd1은, 제 1 가진 토크 입력 신호에 대한 축토크 검출 신호의 전달 함수이며, 전달 함수 Gw1d1은, 제 1 가진 토크 입력 신호에 대한 제 1 회전 속도 검출 신호의 전달 함수이며, 전달 함수 Gw2d1은, 제 1 가진 토크 입력 신호에 대한 제 2 회전 속도 검출 신호의 전달 함수이며, 전달 함수 Gi1d1는, 제 1 가진 토크 입력 신호에 대한 제 1 회전 속도 검출 신호의 전달 함수이며, 전달 함수 Gi2d1은, 제 1 가진 토크 입력 신호에 대한 제 2 회전 속도 검출 신호의 전달 함수이다.
[수학식 5]
연산 장치(9)에 구성되어 있는 제 2 측정 수단에서는, 측정용 제어 회로(55)에 의해 제 1 및 제 2 동력계(21, 22)가 제어되어 있는 상태로, 제 1 가진 입력 신호를 오프로(d1=0) 하면서, 제 2 가진 토크 입력 신호만을 중첩함으로써, 하기 수학식 6의 식 (6-1)~(6-5)에 나타내는 5개의 전달 함수(Gtd2, Gw1d2, Gw2d2, Gi1d2, Gi2d2)를 측정한다. 전달 함수 Gtd2는, 제 2 가진 토크 입력 신호에 대한 축토크 검출 신호의 전달 함수이며, 전달 함수 Gw1d2는, 제 2 가진 토크 입력 신호에 대한 제 1 회전 속도 검출 신호의 전달 함수이며, 전달 함수 Gw2d2는, 제 2 가진 토크 입력 신호에 대한 제 2 회전 속도 검출 신호의 전달 함수이며, 전달 함수 Gi1d2는, 제 2 가진 토크 입력 신호에 대한 제 1 회전 속도 검출 신호의 전달 함수이며, 전달 함수 Gi2d2는, 제 2 가진 토크 입력 신호에 대한 제 2 회전 속도 검출 신호의 전달 함수이다.
[수학식 6]
여기서 상기 식 (2-1)~(2-3) 및 상기 식 (4-1) 및 (4-2)를, 상기 식 (5-1)~(5-5) 및 상기 식 (6-1)~(6-5)에 나타내는 전달 함수를 이용하여 다시 작성함으로써, 6개의 기계 특성 전달 함수(Pt1, Pt2, Pw11, Pw12, Pw21, Pw22) 및 4개의 제어 회로 전달 함수(K11, K12, K21, K22)에 대한 하기 수학식 7의 식 (7-1)~(7-10)이 도출된다.
[수학식 7]
연산 장치(9)에 구성되어 있는 기계 특성 추정 수단에서는, 상술한 바와 같이 제 1 및 제 2 측정 수단에 의해 측정된 합계 10의 전달 함수(Gtd1, Gw1d1, Gw2d1, Gi1d1, Gi2d1, Gtd2, Gw1d2, Gw2d2, Gi1d2, Gi2d2)의 측정 결과를, 상기 식 (7-1)~(7-10)에 입력함으로써, 6개의 기계 특성 전달 함수(Pt1, Pt2, Pw11, Pw12, Pw21, Pw22) 및 4개의 제어 회로 전달 함수(K11, K12, K21, K22)를 추정한다.
도 3은, 연산 장치(9)에 있어서 드라이브 트레인 벤치 시스템(1)의 기계 특성을 추정하는 순서를 나타내는 흐름도이다.
먼저 S1에서는, 연산 장치(9)는, 측정용 제어 회로(55)를 이용하여, 제 1 동력계(21) 및 제 2 동력계(22)의 회전 속도를 일정한 속도로 유지하는 정속도 제어를 시작한다. 그리고 이 정속도 제어에서는, 회전 속도 지령값(wa)은 시험용으로 정해진 소정값으로 일정하게 유지하고, 제 1 가진 토크 입력 신호 및 제 2 가진 토크 입력 신호의 값을 0으로 한다.
그 다음 S2의 제 1 측정 공정에서는, 연산 장치(9)는, 상기 정속도 제어가 계속되어 있는 상태로, 제 2 가진 토크 입력 신호의 값을 0으로 유지하면서, 제 1 가진 토크 입력 신호만을 가진하고, 이 제 1 가진 토크 입력 신호를 제 1 토크 전류 지령 신호에 중첩했을 때의 제 1 가진 토크 입력 신호에 대한 각종 응답, 보다 구체적으로, 상기 식 (5-1)~(5-5)를 참조하여 설명한 5개의 전달 함수(Gtd1, Gw1d1, Gw2d1, Gi1d1, Gi2d1)를 측정한다. 또한 연산 장치(9)는, 이들 5개의 전달 함수의 측정이 완료되면, 제 1 가진 토크 입력 신호의 값을 0으로 하고, 제 1 동력계(21)에 대한 가진 제어를 종료한다.
그 다음 S3의 제 2 측정 공정에서는, 연산 장치(9)는, 상기 정속도 제어가 계속되어 있는 상태로, 제 1 가진 토크 입력 신호의 값을 0으로 유지하면서, 제 2 가진 토크 입력 신호만을 가진하고, 이 제 2 가진 토크 입력 신호를 제 2 토크 전류 지령 신호에 중첩했을 때의 제 2 가진 토크 입력 신호에 대한 각종 응답, 보다 구체적으로, 상기 식 (6-1)~(6-5)를 참조하여 설명한 5개의 전달 함수(Gtd2, Gw1d2, Gw2d2, Gi1d2, Gi2d2)를 측정한다. 또한 연산 장치(9)는, 이들 5개의 전달 함수의 측정이 완료되면, 제 2 동력계(22)에 대한 가진 제어와, 측정용 제어 회로(55)를 이용한 정속도 제어를 종료한다.
그 다음 S4의 기계 특성 전달 함수 추정 공정에서는, 연산 장치(9)는, 제 1 측정 공정에 있어서 측정된 5개의 전달 함수(Gtd1, Gw1d1, Gw2d1, Gi1d1, Gi2d1)와, 제 2 측정 공정에 있어서 측정된 5개의 전달 함수(Gtd2, Gw1d2, Gw2d2, Gi1d2, Gi2d2)를, 상기 식 (7-1)~(7-6)에 입력함으로써, 6개의 기계 특성 전달 함수(Pt1, Pt2, Pw11, Pw12, Pw21, Pw22)를 추정한다.
그 다음 S5의 제어 회로 특성 추정 공정에서는, 연산 장치(9)는, 제 1 측정 공정에 있어서 측정된 5개의 전달 함수(Gtd1, Gw1d1, Gw2d1, Gi1d1, Gi2d1)와, 제 2 측정 공정에 있어서 측정된 5개의 전달 함수(Gtd2, Gw1d2, Gw2d2, Gi1d2, Gi2d2)를, 상기 식 (7-7)~(7-10)에 입력함으로써, 4개의 제어 회로 전달 함수(K11, K12, K21, K22)를 추정한다.
이하, 본 실시 형태에 따른 기계 특성 추정 방법 및 기계 특성 추정 장치의 효과에 대하여, 시뮬레이션에 의한 결과를 참조하면서 설명한다.
도 4a~도 4j는, 각각 제 1 및 제 2 측정 공정에 있어서 측정되는 10의 전달 함수의 보드 선도이다. 보다 구체적으로, 도 4a는 전달 함수 Gtd1의 보드 선도이며, 도 4b는 전달 함수 Gtd2의 보드 선도이며, 도 4c는 전달 함수 Gw1d1의 보드 선도이며, 도 4d는 전달 함수 Gw1d2의 보드 선도이며, 도 4e는 전달 함수 Gw2d1의 보드 선도이며, 도 4f는 전달 함수 Gw2d2의 보드 선도이며, 도 4g는 전달 함수 Gi1d1의 보드 선도이며, 도 4h는 전달 함수 Gi1d2의 보드 선도이며, 도 4i는 전달 함수 Gi2d1의 보드 선도이며, 도 4j는 전달 함수 Gi2d2의 보드 선도이다.
2개의 동력계 중 어느 하나를 가진 제어함으로써 직접적으로 얻어지는 전달 함수는, 가진 제어를 수행하지 않는 동력계는 측정용 제어 회로(55)의 제어하에 있다. 그러므로, 제 1 및 제 2 측정 공정에 있어서 직접적으로 얻어지는 10의 전달 함수는, 도 4a~도 4j에 나타내는 바와 같이, 수 10 Hz 대역에 있어서, 측정용 제어 회로(55)의 회전 속도 제어 회로(56)의 특성이 나타난다. 즉, 회전 속도 제어 회로(56)의 특성을 포함하지 않는 진정한 기계 특성은, 직접적으로는 얻을 수 없다.
도 5a~도 5f는, 각각 기계 특성 전달 함수 추정 공정에 있어서 추정되는 6의 기계 특성 전달 함수의 보드 선도이다. 보다 구체적으로, 도 5a는 기계 특성 전달 함수 Pt1의 보드 선도이며, 도 5b는 기계 특성 전달 함수 Pt2의 보드 선도이며, 도 5c는 기계 특성 전달 함수 Pw11의 보드 선도이며, 도 5d는 기계 특성 전달 함수 Pw12의 보드 선도이며, 도 5e는 기계 특성 전달 함수 Pw21의 보드 선도이며, 도 5f는 기계 특성 전달 함수 Pw22의 보드 선도이다.
도 6a~도 6d는, 각각 제어 회로 특성 추정 공정에 있어서 추정되는 4의 제어 회로 전달 함수의 보드 선도이다. 보다 구체적으로, 도 6a는 제어 회로 전달 함수 K11의 보드 선도이며, 도 6b는 제어 회로 전달 함수 K12의 보드 선도이며, 도 6c는 제어 회로 전달 함수 K21의 보드 선도이며, 도 6d는 제어 회로 전달 함수 K22의 보드 선도이다.
그리고 이들 도 5a~도 5f 및 도 6a~도 6d에 있어서, 굵은 파선은, 시뮬레이션을 수행하기 위해 준비한 진정한 전달 함수를 나타내고, 가는 실선은, 기계 특성 전달 함수 추정 공정 및 제어 회로 특성 추정 공정에 있어서 추정된 전달 함수를 나타낸다. 이들 도 5a~도 5f에 나타내는 바와 같이, 가는 실선과 굵은 파선은 거의 일치하고 있다. 따라서 본 실시 형태에 따른 기계 특성 추정 방법 및 기계 특성 추정 장치에 의하면, 측정용 제어 회로(55)의 제어 특성을 제외한 진정한 기계 특성 전달 함수를 추정할 수 있는 것이 명백해졌다. 또한 도 6a~도 6d에 나타내는 바와 같이, 가는 실선과 굵은 파선은 거의 일치하고 있다. 따라서 본 실시 형태에 따른 기계 특성 추정 방법 및 기계 특성 추정 장치에 의하면, 드라이브 트레인 벤치 시스템(1)으로부터, 측정용 제어 회로(55)만을 추출하여, 이 측정용 제어 회로(55)만을 이용한 동정 시험을 수행하지 않고, 기계 특성 전달 함수를 추정할 때에 이용되는 제 1 및 제 2 측정 공정의 결과를 이용하여 측정용 제어 회로(55)의 특성도 용이하게 추정할 수 있는 것이 명백해졌다.
이상, 본 발명의 일 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명의 취지의 범위 내에서, 세부의 구성을 적절히 변경해도 된다. 예를 들어 상기 실시 형태에서는, 드라이브 트레인 벤치 시스템(1)에 본 발명의 기계 특성 추정 방법 및 기계 특성 추정 장치를 적용했을 경우에 대하여 설명했지만, 본 발명의 적용 대상은, 드라이브 트레인 벤치 시스템에 한정되지 않는다. 본 발명은, 2개의 동력계를 직렬로 접속하여 구성되는 탠덤형 동력계 유닛를 구비하는 시험 시스템이면, 어떠한 시스템에도 적용할 수 있다.
1: 드라이브 트레인 벤치 시스템(시험 시스템)
W: 공시체
W1: 입력축
21: 제 1 동력계(제 1 전동기)
21a: 제 1 구동축
22: 제 2 동력계(제 2 전동기)
22a: 제 2 구동축
3: 축토크 센서
41: 제 1 회전 속도 검출기
42: 제 2 회전 속도 검출기
51: 동력계 제어 장치
55: 측정용 제어 회로(제어 장치)
9: 연산 장치(기계 특성 추정 장치, 제 1 측정 수단, 제 2 측정 수단, 기계 특성 추정 수단)
W: 공시체
W1: 입력축
21: 제 1 동력계(제 1 전동기)
21a: 제 1 구동축
22: 제 2 동력계(제 2 전동기)
22a: 제 2 구동축
3: 축토크 센서
41: 제 1 회전 속도 검출기
42: 제 2 회전 속도 검출기
51: 동력계 제어 장치
55: 측정용 제어 회로(제어 장치)
9: 연산 장치(기계 특성 추정 장치, 제 1 측정 수단, 제 2 측정 수단, 기계 특성 추정 수단)
Claims (7)
- 공시체의 입력축과 동일축으로 연결된 제 1 구동축을 갖고, 제 1 입력에 따라 해당 제 1 구동축을 회전시키는 제 1 전동기; 상기 제 1 구동축과 동일축으로 연결된 제 2 구동축을 갖고, 제 2 입력에 따라 해당 제 2 구동축을 회전시키는 제 2 전동기; 상기 입력축과 상기 제 1 구동축을 연결하는 축토크에 따른 축토크 검출 신호를 생성하는 축토크 센서; 상기 제 1 구동축의 회전 속도에 따른 제 1 속도 검출 신호를 생성하는 제 1 속도 검출기; 상기 제 2 구동축의 회전 속도에 따른 제 2 속도 검출 신호를 생성하는 제 2 속도 검출기; 및 상기 제 1 속도 검출 신호 및 상기 제 2 속도 검출 신호를 바탕으로 상기 제 1 입력 및 상기 제 2 입력을 생성하는 제어 장치; 제 1 가진 신호 및 제 2 가진 신호를 생성하는 가진 신호 생성부; 를 구비하는 시험 시스템 중 상기 공시체를 제외한 부분의 기계 특성을 추정하는 기계 특성 추정 방법으로서,
상기 제어 장치에 의해 상기 제 1 전동기 및 상기 제 2 전동기가 제어되는 상태로, 상기 제 2 입력에 상기 제 2 가진 신호를 중첩하지 않고 상기 제 1 입력에 제 1 가진 신호를 중첩했을 때의 해당 제 1 가진 신호에 대한 응답을 측정하는 제 1 측정 공정;
상기 제어 장치에 의해 상기 제 1 전동기 및 상기 제 2 전동기가 제어되는 상태로, 상기 제 1 입력에 상기 제 1 가진 신호를 중첩하지 않고 상기 제 2 입력에 제 2 가진 신호를 중첩했을 때의 해당 제 2 가진 신호에 대한 응답을 측정하는 제 2 측정 공정; 및
상기 제 1 측정 공정 및 상기 제 2 측정 공정의 결과를 이용하여 상기 기계 특성을 추정하는 기계 특성 추정 공정;을 구비하는 것을 특징으로 하는 시험 시스템의 기계 특성 추정 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 기계 특성 추정 공정에서는, 상기 제 1 입력에 대한 상기 축토크 검출 신호의 전달 함수, 상기 제 2 입력에 대한 상기 축토크 검출 신호의 전달 함수, 상기 제 1 입력에 대한 상기 제 1 속도 검출 신호의 전달 함수, 상기 제 2 입력에 대한 상기 제 1 속도 검출 신호의 전달 함수, 상기 제 1 입력에 대한 상기 제 2 속도 검출 신호의 전달 함수, 및 상기 제 2 입력에 대한 상기 제 2 속도 검출 신호의 전달 함수 중 적어도 어느 하나를 추정하는 것을 특징으로 하는 시험 시스템의 기계 특성 추정 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 측정 공정에서는, 상기 제 1 가진 신호에 대한 상기 축토크 검출 신호의 전달 함수, 상기 제 1 가진 신호에 대한 상기 제 1 속도 검출 신호의 전달 함수, 상기 제 1 가진 신호에 대한 상기 제 2 속도 검출 신호의 전달 함수, 상기 제 1 가진 신호에 대한 상기 제 1 입력의 전달 함수, 및 상기 제 1 가진 신호에 대한 상기 제 2 입력의 전달 함수를 측정하는 것을 특징으로 하는 시험 시스템의 기계 특성 추정 방법. - 제 1 항 및 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 측정 공정에서는, 상기 제 2 가진 신호에 대한 상기 축토크 검출 신호의 전달 함수, 상기 제 2 가진 신호에 대한 상기 제 1 속도 검출 신호의 전달 함수, 상기 제 2 가진 신호에 대한 상기 제 2 속도 검출 신호의 전달 함수, 상기 제 2 가진 신호에 대한 상기 제 1 입력의 전달 함수, 및 상기 제 2 가진 신호에 대한 상기 제 2 입력의 전달 함수를 측정하는 것을 특징으로 하는 시험 시스템의 기계 특성 추정 방법. - 제 1 항 및 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 측정 공정 및 상기 제 2 측정 공정의 결과를 이용하여 상기 제어 장치의 제어 회로 특성을 추정하는 제어 회로 특성 추정 공정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 시험 시스템의 기계 특성 추정 방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 제어 회로 특성 추정 공정에서는, 상기 제 1 속도 검출 신호에 대한 상기 제 1 입력의 전달 함수, 상기 제 2 속도 검출 신호에 대한 상기 제 1 입력의 전달 함수, 상기 제 1 속도 검출 신호에 대한 상기 제 2 입력의 전달 함수, 및 상기 제 2 속도 검출 신호에 대한 상기 제 2 입력의 전달 함수 중 적어도 어느 하나를 추정하는 것을 특징으로 하는 시험 시스템의 기계 특성 추정 방법. - 공시체의 입력축과 동일축으로 연결된 제 1 구동축을 갖고, 제 1 입력에 따라 해당 제 1 구동축을 회전시키는 제 1 전동기; 상기 제 1 구동축과 동일축으로 연결된 제 2 구동축을 갖고, 제 2 입력에 따라 해당 제 2 구동축을 회전시키는 제 2 전동기; 상기 입력축과 상기 제 1 구동축을 연결하는 축토크에 따른 축토크 검출 신호를 생성하는 축토크 센서; 상기 제 1 구동축의 회전 속도에 따른 제 1 속도 검출 신호를 생성하는 제 1 속도 검출기; 상기 제 2 구동축의 회전 속도에 따른 제 2 속도 검출 신호를 생성하는 제 2 속도 검출기; 상기 제 1 속도 검출 신호 및 상기 제 2 속도 검출 신호를 바탕으로 상기 제 1 입력 및 상기 제 2 입력을 생성하는 제어 장치; 제 1 가진 신호 및 제 2 가진 신호를 생성하는 가진 신호 생성부; 를 구비하는 시험 시스템 중 상기 공시체를 제외한 부분의 기계 특성을 추정하는 기계 특성 추정 장치로서,
상기 제어 장치에 의해 상기 제 1 전동기 및 상기 제 2 전동기가 제어되는 상태로, 상기 제 2 입력에 상기 제 2 가진 신호를 중첩하지 않고 상기 제 1 입력에 제 1 가진 신호를 중첩했을 때의 해당 제 1 가진 신호에 대한 응답을 측정하는 제 1 측정 수단;
상기 제어 장치에 의해 상기 제 1 전동기 및 상기 제 2 전동기가 제어되는 상태로, 상기 제 1 입력에 상기 제 1 가진 신호를 중첩하지 않고 상기 제 2 입력에 제 2 가진 신호를 중첩했을 때의 해당 제 2 가진 신호에 대한 응답을 측정하는 제 2 측정 수단; 및
상기 제 1 측정 수단 및 상기 제 2 측정 수단에 의해 측정된 결과를 이용하여 상기 기계 특성을 추정하는 기계 특성 추정 수단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 시험 시스템의 기계 특성 추정 장치.
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