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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2017-156265(P2017-156265A)
(43)【公開日】2017年9月7日
(54)【発明の名称】零点設定方法、評価装置およびプログラム
(51)【国際特許分類】
G01L 3/10 20060101AFI20170810BHJP
【ＦＩ】
G01L3/10 301M
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
【全頁数】25
(21)【出願番号】特願2016-41071(P2016-41071)
(22)【出願日】2016年3月3日
(71)【出願人】
【識別番号】000002059
【氏名又は名称】シンフォニアテクノロジー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100142022
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 一晃
(72)【発明者】
【氏名】宗行 正
(57)【要約】
【課題】トルク計によって検出されるトルク値の零点設定を適切に行うことができる構成を得る。【解決手段】評価装置１０は、トルク検出部３２、回転制御部３４、零点設定部３６、平均値処理部３８および角度計算部４０を備える。トルク検出部３２は、トルク計２０から送信されてきた検出信号に基づいて、トルク伝達軸２０ａに作用するトルク値を検出する。回転制御部３４は、予備停止処理、予備回転処理、第１基準停止処理、第１基準回転処理、第２基準停止処理、第２基準回転処理および本停止処理を行うことによって、トルク伝達軸２０ａを停止および回転させる。零点設定部３６は、予備零点処理、第１基準零点処理、第２基準零点処理および本零点処理を行うことによって、トルク検出部３２によって検出されるトルク値を零に設定する。零点設定部３６が本零点処理を行うことによって、トルク検出部３２の零点設定が完了する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
トルク伝達軸を有するトルク計の検出信号に基づいてトルク検出部によって検出されるトルク値の零点設定を行う零点設定方法であって、
（ｉ）前記トルク伝達軸の回転位置が下記式（１）によって定まるｎ個（ｎは３以上の自然数）の予備零点角度のときに、前記トルク検出部によって検出されるトルク値を零に設定するｎ回の予備零点処理と、
（ii）前記予備零点処理ごとに、前記トルク伝達軸の回転中の所定時間の間に前記トルク検出部によって検出されるトルク値の平均値を予備平均値として求める予備平均処理と、
（iii）前記予備平均値に基づいて、２つの第１基準零点角度を決定する第１基準零点角度決定処理と、
（iv）前記トルク伝達軸の回転位置が前記２つの第１基準零点角度のときに、前記トルク検出部によって検出されるトルク値を零に設定する２回の第１基準零点処理と、
（ｖ）前記第１基準零点処理ごとに、前記トルク伝達軸の回転中の所定時間の間に前記トルク検出部によって検出されるトルク値の平均値を第１基準平均値として求める第１基準平均処理と、
（vi）前記第１基準平均値に基づいて、２つの第２基準零点角度を決定する第２基準零点角度決定処理と、
（vii）前記トルク伝達軸の回転位置が前記２つの第２基準零点角度のときに、前記トルク検出部によって検出されるトルク値を零に設定する２回の第２基準零点処置と、
（viii）前記第２基準零点処理ごとに、前記トルク伝達軸の回転中の所定時間の間に前記トルク検出部によって検出されるトルク値の平均値を第２基準平均値として求める第２基準平均処理と、
（ix）前記第２基準平均値に基づいて、本零点角度を決定する本零点角度決定処理と、
（ｘ）前記トルク伝達軸の回転位置が前記本零点角度のときに、前記トルク検出部によって検出されるトルク値を零に設定する本零点処理と、
を備え、
前記（iii）の第１基準零点角度決定処理は、順に実行される下記の（ａ）〜（ｃ）の処理を含み、
前記（vi）の第２基準零点角度決定処理は、順に実行される下記の（ｄ）および（ｅ）の処理を含み、
前記（ix）の本零点角度決定処理は、順に実行される下記の（ｆ）および（ｇ）の処理を含む、零点設定方法。
θｘ−１＝θ０＋（ｘ−１）×（３６０／ｎ）° ・・・（１）
上記式（１）において、θｘ−１は予備零点角度であり、θ０は、前記トルク伝達軸の任意の回転角度であり、ｘは係数（ｘ＝１、２、・・・、ｎ）である。
（ａ）前記予備零点処理ごとに求められた前記予備平均値のうちから下記式（２）および（３）を満たす予備平均値ＴｒＡ（θＫ）およびＴｒＡ（θＫ+１）、または下記式（４）および（５）を満たす予備平均値ＴｒＡ（θＫ）およびＴｒＡ（θＫ+１）を選択する処理。
ＴｒＡ（θＫ）＜ＴｒＢ ・・・（２）
ＴｒＡ（θＫ+１）≧ＴｒＢ ・・・（３）
ＴｒＡ（θＫ）＞ＴｒＢ ・・・（４）
ＴｒＡ（θＫ+１）≦ＴｒＢ ・・・（５）
上記式（２）〜（５）において、ＴｒＢは、所定の基準トルク値である。θＫおよびθＫ+１はそれぞれ前記予備零点角度を意味し、θＫ+１はθＫよりも（３６０／ｎ）°大きい回転角度を意味する。ＴｒＡ（θＫ）は、予備零点角度θＫで前記予備零点処理したときに求められる前記予備平均値であり、ＴｒＡ（θＫ+１）は、予備零点角度θＫ+１で前記予備零点処理したときに求められる前記予備平均値である。
（ｂ）前記予備零点角度θＫおよびθＫ+１、前記基準トルク値ＴｒＢ、前記（ａ）の処理で選択された前記予備平均値ＴｒＡ（θＫ）およびＴｒＡ（θＫ+１）、ならびに下記式（６）に基づいて、暫定角度θＴを求める処理。
θＴ＝｛θＫ+１・（ＴｒＢ−ＴｒＡ（θＫ））＋θＫ・（ＴｒＡ（θＫ+１）−ＴｒＢ）｝／｛ＴｒＡ（θＫ+１）−ＴｒＡ（θＫ）｝ ・・・（６）
（ｃ）前記（ｂ）の処理で求められた前記暫定角度θＴ、ならびに下記式（７）および（８）に基づいて、第１基準零点角度θＢ１およびθＢ２を求める処理。
θＢ１＝θＴ−α ・・・（７）
θＢ２＝θＴ＋α ・・・（８）
上記式（７）および（８）において、αは、予め設定された回転角度である。
（ｄ）前記第１基準零点角度θＢ１およびθＢ２、前記基準トルク値ＴｒＢ、ならびに下記式（９）に基づいて、予測角度θＥを求める処理。
θＥ＝｛θＢ２・（ＴｒＢ−ＴｒＡ（θＢ１））＋θＢ１・（ＴｒＡ（θＢ２）−ＴｒＢ）｝／｛ＴｒＡ（θＢ２）−ＴｒＡ（θＢ１）｝ ・・・（９）
上記式（９）において、ＴｒＡ（θＢ１）は、前記第１基準零点角度θＢ１で前記第１基準零点処理したときに求められる前記第１基準平均値であり、ＴｒＡ（θＢ２）は、前記第１基準零点角度θＢ２で前記第１基準零点処理したときに求められる前記第１基準平均値である。
（ｅ）前記予測角度θＥ、ならびに下記式（１０）および（１１）に基づいて、第２基準零点角度θＢ３およびθＢ４を求める処理。
θＢ３＝θＥ−β ・・・（１０）
θＢ４＝θＥ＋β ・・・（１１）
上記式（１０）および（１１）において、βは、予め設定された回転角度である。
（ｆ）下記式（１２）を満たしているか否かを判別する処理。
｜ＴｒＡ（θＢ３）＋ＴｒＡ（θＢ４）−２ＴｒＢ｜≦Ｔｈ ・・・（１２）
上記式（１２）において、ＴｒＡ（θＢ３）は、前記第２基準零点角度θＢ３で前記第２基準零点処理したときに求められる前記第２基準平均値であり、ＴｒＡ（θＢ４）は、前記第２基準零点角度θＢ４で前記第２基準零点処理したときに求められる前記第２基準平均値である。Ｔｈは、予め設定された閾値である。
（ｇ）前記第２基準平均値ＴｒＡ（θＢ３）,ＴｒＡ（θＢ４）および前記基準トルク値ＴｒＢが上記式（１２）を満たしている場合には、前記予測角度θＥを前記本零点角度に設定する。一方、前記第２基準平均値ＴｒＡ（θＢ３）,ＴｒＡ（θＢ４）および前記基準トルク値ＴｒＢが上記式（１２）を満たしていない場合には、前記第２基準零点角度θＢ３およびθＢ４を、前記第１基準零点角度θＢ１およびθＢ２として設定し、前記第２基準平均値ＴｒＡ（θＢ３）およびＴｒＡ（θＢ４）を前記第１基準平均値ＴｒＡ（θＢ１）およびＴｒＡ（θＢ２）として設定し、上記式（１２）が満たされるまで前記（vi）から前記（ix）の処理を再度実行する処理。
（ｉ）前記トルク伝達軸の回転位置が下記式（１）によって定まるｎ個（ｎは３以上の自然数）の予備零点角度のときに、前記トルク検出部によって検出されるトルク値を零に設定するｎ回の予備零点処理と、
（ii）前記予備零点処理ごとに、前記トルク伝達軸の回転中の所定時間の間に前記トルク検出部によって検出されるトルク値の平均値を予備平均値として求める予備平均処理と、
（iii）前記予備平均値に基づいて、２つの第１基準零点角度を決定する第１基準零点角度決定処理と、
（iv）前記トルク伝達軸の回転位置が前記２つの第１基準零点角度のときに、前記トルク検出部によって検出されるトルク値を零に設定する２回の第１基準零点処理と、
（ｖ）前記第１基準零点処理ごとに、前記トルク伝達軸の回転中の所定時間の間に前記トルク検出部によって検出されるトルク値の平均値を第１基準平均値として求める第１基準平均処理と、
（vi）前記第１基準平均値に基づいて、２つの第２基準零点角度を決定する第２基準零点角度決定処理と、
（vii）前記トルク伝達軸の回転位置が前記２つの第２基準零点角度のときに、前記トルク検出部によって検出されるトルク値を零に設定する２回の第２基準零点処置と、
（viii）前記第２基準零点処理ごとに、前記トルク伝達軸の回転中の所定時間の間に前記トルク検出部によって検出されるトルク値の平均値を第２基準平均値として求める第２基準平均処理と、
（ix）前記第２基準平均値に基づいて、本零点角度を決定する本零点角度決定処理と、
（ｘ）前記トルク伝達軸の回転位置が前記本零点角度のときに、前記トルク検出部によって検出されるトルク値を零に設定する本零点処理と、
を備え、
前記（iii）の第１基準零点角度決定処理は、順に実行される下記の（ａ）〜（ｃ）の処理を含み、
前記（vi）の第２基準零点角度決定処理は、順に実行される下記の（ｄ）および（ｅ）の処理を含み、
前記（ix）の本零点角度決定処理は、順に実行される下記の（ｆ）および（ｇ）の処理を含む、零点設定方法。
θｘ−１＝θ０＋（ｘ−１）×（３６０／ｎ）° ・・・（１）
上記式（１）において、θｘ−１は予備零点角度であり、θ０は、前記トルク伝達軸の任意の回転角度であり、ｘは係数（ｘ＝１、２、・・・、ｎ）である。
（ａ）前記予備零点処理ごとに求められた前記予備平均値のうちから下記式（２）および（３）を満たす予備平均値ＴｒＡ（θＫ）およびＴｒＡ（θＫ+１）、または下記式（４）および（５）を満たす予備平均値ＴｒＡ（θＫ）およびＴｒＡ（θＫ+１）を選択する処理。
ＴｒＡ（θＫ）＜ＴｒＢ ・・・（２）
ＴｒＡ（θＫ+１）≧ＴｒＢ ・・・（３）
ＴｒＡ（θＫ）＞ＴｒＢ ・・・（４）
ＴｒＡ（θＫ+１）≦ＴｒＢ ・・・（５）
上記式（２）〜（５）において、ＴｒＢは、所定の基準トルク値である。θＫおよびθＫ+１はそれぞれ前記予備零点角度を意味し、θＫ+１はθＫよりも（３６０／ｎ）°大きい回転角度を意味する。ＴｒＡ（θＫ）は、予備零点角度θＫで前記予備零点処理したときに求められる前記予備平均値であり、ＴｒＡ（θＫ+１）は、予備零点角度θＫ+１で前記予備零点処理したときに求められる前記予備平均値である。
（ｂ）前記予備零点角度θＫおよびθＫ+１、前記基準トルク値ＴｒＢ、前記（ａ）の処理で選択された前記予備平均値ＴｒＡ（θＫ）およびＴｒＡ（θＫ+１）、ならびに下記式（６）に基づいて、暫定角度θＴを求める処理。
θＴ＝｛θＫ+１・（ＴｒＢ−ＴｒＡ（θＫ））＋θＫ・（ＴｒＡ（θＫ+１）−ＴｒＢ）｝／｛ＴｒＡ（θＫ+１）−ＴｒＡ（θＫ）｝ ・・・（６）
（ｃ）前記（ｂ）の処理で求められた前記暫定角度θＴ、ならびに下記式（７）および（８）に基づいて、第１基準零点角度θＢ１およびθＢ２を求める処理。
θＢ１＝θＴ−α ・・・（７）
θＢ２＝θＴ＋α ・・・（８）
上記式（７）および（８）において、αは、予め設定された回転角度である。
（ｄ）前記第１基準零点角度θＢ１およびθＢ２、前記基準トルク値ＴｒＢ、ならびに下記式（９）に基づいて、予測角度θＥを求める処理。
θＥ＝｛θＢ２・（ＴｒＢ−ＴｒＡ（θＢ１））＋θＢ１・（ＴｒＡ（θＢ２）−ＴｒＢ）｝／｛ＴｒＡ（θＢ２）−ＴｒＡ（θＢ１）｝ ・・・（９）
上記式（９）において、ＴｒＡ（θＢ１）は、前記第１基準零点角度θＢ１で前記第１基準零点処理したときに求められる前記第１基準平均値であり、ＴｒＡ（θＢ２）は、前記第１基準零点角度θＢ２で前記第１基準零点処理したときに求められる前記第１基準平均値である。
（ｅ）前記予測角度θＥ、ならびに下記式（１０）および（１１）に基づいて、第２基準零点角度θＢ３およびθＢ４を求める処理。
θＢ３＝θＥ−β ・・・（１０）
θＢ４＝θＥ＋β ・・・（１１）
上記式（１０）および（１１）において、βは、予め設定された回転角度である。
（ｆ）下記式（１２）を満たしているか否かを判別する処理。
｜ＴｒＡ（θＢ３）＋ＴｒＡ（θＢ４）−２ＴｒＢ｜≦Ｔｈ ・・・（１２）
上記式（１２）において、ＴｒＡ（θＢ３）は、前記第２基準零点角度θＢ３で前記第２基準零点処理したときに求められる前記第２基準平均値であり、ＴｒＡ（θＢ４）は、前記第２基準零点角度θＢ４で前記第２基準零点処理したときに求められる前記第２基準平均値である。Ｔｈは、予め設定された閾値である。
（ｇ）前記第２基準平均値ＴｒＡ（θＢ３）,ＴｒＡ（θＢ４）および前記基準トルク値ＴｒＢが上記式（１２）を満たしている場合には、前記予測角度θＥを前記本零点角度に設定する。一方、前記第２基準平均値ＴｒＡ（θＢ３）,ＴｒＡ（θＢ４）および前記基準トルク値ＴｒＢが上記式（１２）を満たしていない場合には、前記第２基準零点角度θＢ３およびθＢ４を、前記第１基準零点角度θＢ１およびθＢ２として設定し、前記第２基準平均値ＴｒＡ（θＢ３）およびＴｒＡ（θＢ４）を前記第１基準平均値ＴｒＡ（θＢ１）およびＴｒＡ（θＢ２）として設定し、上記式（１２）が満たされるまで前記（vi）から前記（ix）の処理を再度実行する処理。
【請求項2】
前記（ｖ）の処理において、
下記式（１３）を満たしている場合には、前記暫定角度θＴを前記本零点角度に設定して前記（ｘ）の処理を行い、
下記式（１３）を満たしていない場合に、前記（vi）から前記（ｘ）の処理を行う、請求項１に記載の零点設定方法。
｜ＴｒＡ（θＢ１）＋ＴｒＡ（θＢ２）−２ＴｒＢ｜≦Ｔｈ ・・・（１３）
下記式（１３）を満たしている場合には、前記暫定角度θＴを前記本零点角度に設定して前記（ｘ）の処理を行い、
下記式（１３）を満たしていない場合に、前記（vi）から前記（ｘ）の処理を行う、請求項１に記載の零点設定方法。
｜ＴｒＡ（θＢ１）＋ＴｒＡ（θＢ２）−２ＴｒＢ｜≦Ｔｈ ・・・（１３）
【請求項3】
前記基準トルク値ＴｒＢは、前記予備零点処理ごとに求められた前記予備平均値の平均値である、請求項１または２に記載の零点設定方法。
【請求項4】
前記基準トルク値ＴｒＢは、零である、請求項１または２に記載の零点設定方法。
【請求項5】
前記（ｉ）〜（ｘ）の処理は、供試体としてのモータが前記トルク伝達軸に接続された状態で実行され、
前記（１）式のθ０は、前記モータのコギングトルクが最小となるときの前記トルク伝達軸の回転角度であり、
前記（１）式のｎは、下記式（Ａ）に基づいて決定される、請求項１から４のいずれかに記載の零点設定方法。
ｎ＝ＬＣＭ／ｍ ・・・（Ａ）
上記式（Ａ）において、ｍは予め設定される自然数であり、ＬＣＭは前記モータのポール数およびスロット数の最小公倍数である。
前記（１）式のθ０は、前記モータのコギングトルクが最小となるときの前記トルク伝達軸の回転角度であり、
前記（１）式のｎは、下記式（Ａ）に基づいて決定される、請求項１から４のいずれかに記載の零点設定方法。
ｎ＝ＬＣＭ／ｍ ・・・（Ａ）
上記式（Ａ）において、ｍは予め設定される自然数であり、ＬＣＭは前記モータのポール数およびスロット数の最小公倍数である。
【請求項6】
トルク伝達軸を有するトルク計の検出信号に基づいてトルク検出部によってトルク値を検出し、かつ請求項１から５のいずれかに記載の零点設定方法によって前記トルク検出部によって検出されるトルク値の零点設定を行う評価装置であって、
前記（ｉ）、（iv）、（vii）、および（ｘ）の処理を行う零点設定部と、
前記（ii）、（ｖ）、および（viii）の処理を行う平均値処理部と、
前記（iii）、（vi）、および（ix）の処理を行う角度計算部と、
を備える、評価装置。
前記（ｉ）、（iv）、（vii）、および（ｘ）の処理を行う零点設定部と、
前記（ii）、（ｖ）、および（viii）の処理を行う平均値処理部と、
前記（iii）、（vi）、および（ix）の処理を行う角度計算部と、
を備える、評価装置。
【請求項7】
トルク伝達軸を有するトルク計の検出信号に基づいてトルク検出部によってトルク値を検出する評価装置において、前記トルク検出部によって検出されるトルク値の零点設定を行うためのプログラムであって、
コンピュータに、
（ｉ）前記トルク伝達軸の回転位置が下記式（１）によって定まるｎ個（ｎは３以上の自然数）の予備零点角度のときに、前記トルク検出部によって検出されるトルク値を零に設定するｎ回の予備零点処理と、
（ii）前記予備零点処理ごとに、前記トルク伝達軸の回転中の所定時間の間に前記トルク検出部によって検出されるトルク値の平均値を予備平均値として求める予備平均処理と、
（iii）前記予備平均値に基づいて、２つの第１基準零点角度を決定する第１基準零点角度決定処理と、
（iv）前記トルク伝達軸の回転位置が前記２つの第１基準零点角度のときに、前記トルク検出部によって検出されるトルク値を零に設定する２回の第１基準零点処理と、
（ｖ）前記第１基準零点処理ごとに、前記トルク伝達軸の回転中の所定時間の間に前記トルク検出部によって検出されるトルク値の平均値を第１基準平均値として求める第１基準平均処理と、
（vi）前記第１基準平均値に基づいて、２つの第２基準零点角度を決定する第２基準零点角度決定処理と、
（vii）前記トルク伝達軸の回転位置が前記２つの第２基準零点角度のときに、前記トルク検出部によって検出されるトルク値を零に設定する２回の第２基準零点処置と、
（viii）前記第２基準零点処理ごとに、前記トルク伝達軸の回転中の所定時間の間に前記トルク検出部によって検出されるトルク値の平均値を第２基準平均値として求める第２基準平均処理と、
（ix）前記第２基準平均値に基づいて、本零点角度を決定する本零点角度決定処理と、
（ｘ）前記トルク伝達軸の回転位置が前記本零点角度のときに、前記トルク検出部によって検出されるトルク値を零に設定する本零点処理と、
を実行させ、
前記（iii）の第１基準零点角度決定処理は、順に実行される下記の（ａ）〜（ｃ）の処理を含み、
前記（vi）の第２基準零点角度決定処理は、順に実行される下記の（ｄ）および（ｅ）の処理を含み、
前記（ix）の本零点角度決定処理は、順に実行される下記の（ｆ）および（ｇ）の処理を含む、プログラム。
θｘ−１＝θ０＋（ｘ−１）×（３６０／ｎ）° ・・・（１）
上記式（１）において、θｘ−１は予備零点角度であり、θ０は、前記トルク伝達軸の任意の回転角度であり、ｘは係数（ｘ＝１、２、・・・、ｎ）である。
（ａ）前記予備零点処理ごとに求められた前記予備平均値のうちから下記式（２）および（３）を満たす予備平均値ＴｒＡ（θＫ）およびＴｒＡ（θＫ+１）、または下記式（４）および（５）を満たす予備平均値ＴｒＡ（θＫ）およびＴｒＡ（θＫ+１）を選択する処理。
ＴｒＡ（θＫ）＜ＴｒＢ ・・・（２）
ＴｒＡ（θＫ+１）≧ＴｒＢ ・・・（３）
ＴｒＡ（θＫ）＞ＴｒＢ ・・・（４）
ＴｒＡ（θＫ+１）≦ＴｒＢ ・・・（５）
上記式（２）〜（５）において、ＴｒＢは、所定の基準トルク値である。θＫおよびθＫ+１はそれぞれ前記予備零点角度を意味し、θＫ+１はθＫよりも（３６０／ｎ）°大きい回転角度を意味する。ＴｒＡ（θＫ）は、予備零点角度θＫで前記予備零点処理したときに求められる前記予備平均値であり、ＴｒＡ（θＫ+１）は、予備零点角度θＫ+１で前記予備零点処理したときに求められる前記予備平均値である。
（ｂ）前記予備零点角度θＫおよびθＫ+１、前記基準トルク値ＴｒＢ、前記（ａ）の処理で選択された前記予備平均値ＴｒＡ（θＫ）およびＴｒＡ（θＫ+１）、ならびに下記式（６）に基づいて、暫定角度θＴを求める処理。
θＴ＝｛θＫ+１・（ＴｒＢ−ＴｒＡ（θＫ））＋θＫ・（ＴｒＡ（θＫ+１）−ＴｒＢ）｝／｛ＴｒＡ（θＫ+１）−ＴｒＡ（θＫ）｝ ・・・（６）
（ｃ）前記（ｂ）の処理で求められた前記暫定角度θＴ、ならびに下記式（７）および（８）に基づいて、第１基準零点角度θＢ１およびθＢ２を求める処理。
θＢ１＝θＴ−α ・・・（７）
θＢ２＝θＴ＋α ・・・（８）
上記式（７）および（８）において、αは、予め設定された回転角度である。
（ｄ）前記第１基準零点角度θＢ１およびθＢ２、前記基準トルク値ＴｒＢ、ならびに下記式（９）に基づいて、予測角度θＥを求める処理。
θＥ＝｛θＢ２・（ＴｒＢ−ＴｒＡ（θＢ１））＋θＢ１・（ＴｒＡ（θＢ２）−ＴｒＢ）｝／｛ＴｒＡ（θＢ２）−ＴｒＡ（θＢ１）｝ ・・・（９）
上記式（９）において、ＴｒＡ（θＢ１）は、前記第１基準零点角度θＢ１で前記第１基準零点処理したときに求められる前記第１基準平均値であり、ＴｒＡ（θＢ２）は、前記第１基準零点角度θＢ２で前記第１基準零点処理したときに求められる前記第１基準平均値である。
（ｅ）前記予測角度θＥ、ならびに下記式（１０）および（１１）に基づいて、第２基準零点角度θＢ３およびθＢ４を求める処理。
θＢ３＝θＥ−β ・・・（１０）
θＢ４＝θＥ＋β ・・・（１１）
上記式（１０）および（１１）において、βは、予め設定された回転角度である。
（ｆ）下記式（１２）を満たしているか否かを判別する処理。
｜ＴｒＡ（θＢ３）＋ＴｒＡ（θＢ４）−２ＴｒＢ｜≦Ｔｈ ・・・（１２）
上記式（１２）において、ＴｒＡ（θＢ３）は、前記第２基準零点角度θＢ３で前記第２基準零点処理したときに求められる前記第２基準平均値であり、ＴｒＡ（θＢ４）は、前記第２基準零点角度θＢ４で前記第２基準零点処理したときに求められる前記第２基準平均値である。Ｔｈは、予め設定された閾値である。
（ｇ）前記第２基準平均値ＴｒＡ（θＢ３）,ＴｒＡ（θＢ４）および前記基準トルク値ＴｒＢが上記式（１２）を満たしている場合には、前記予測角度θＥを前記本零点角度に設定する。一方、前記第２基準平均値ＴｒＡ（θＢ３）,ＴｒＡ（θＢ４）および前記基準トルク値ＴｒＢが上記式（１２）を満たしていない場合には、前記第２基準零点角度θＢ３およびθＢ４を、前記第１基準零点角度θＢ１およびθＢ２として設定し、前記第２基準平均値ＴｒＡ（θＢ３）およびＴｒＡ（θＢ４）を前記第１基準平均値ＴｒＡ（θＢ１）およびＴｒＡ（θＢ２）として設定し、上記式（１２）が満たされるまで前記（vi）から前記（ix）の処理を再度実行する処理。
コンピュータに、
（ｉ）前記トルク伝達軸の回転位置が下記式（１）によって定まるｎ個（ｎは３以上の自然数）の予備零点角度のときに、前記トルク検出部によって検出されるトルク値を零に設定するｎ回の予備零点処理と、
（ii）前記予備零点処理ごとに、前記トルク伝達軸の回転中の所定時間の間に前記トルク検出部によって検出されるトルク値の平均値を予備平均値として求める予備平均処理と、
（iii）前記予備平均値に基づいて、２つの第１基準零点角度を決定する第１基準零点角度決定処理と、
（iv）前記トルク伝達軸の回転位置が前記２つの第１基準零点角度のときに、前記トルク検出部によって検出されるトルク値を零に設定する２回の第１基準零点処理と、
（ｖ）前記第１基準零点処理ごとに、前記トルク伝達軸の回転中の所定時間の間に前記トルク検出部によって検出されるトルク値の平均値を第１基準平均値として求める第１基準平均処理と、
（vi）前記第１基準平均値に基づいて、２つの第２基準零点角度を決定する第２基準零点角度決定処理と、
（vii）前記トルク伝達軸の回転位置が前記２つの第２基準零点角度のときに、前記トルク検出部によって検出されるトルク値を零に設定する２回の第２基準零点処置と、
（viii）前記第２基準零点処理ごとに、前記トルク伝達軸の回転中の所定時間の間に前記トルク検出部によって検出されるトルク値の平均値を第２基準平均値として求める第２基準平均処理と、
（ix）前記第２基準平均値に基づいて、本零点角度を決定する本零点角度決定処理と、
（ｘ）前記トルク伝達軸の回転位置が前記本零点角度のときに、前記トルク検出部によって検出されるトルク値を零に設定する本零点処理と、
を実行させ、
前記（iii）の第１基準零点角度決定処理は、順に実行される下記の（ａ）〜（ｃ）の処理を含み、
前記（vi）の第２基準零点角度決定処理は、順に実行される下記の（ｄ）および（ｅ）の処理を含み、
前記（ix）の本零点角度決定処理は、順に実行される下記の（ｆ）および（ｇ）の処理を含む、プログラム。
θｘ−１＝θ０＋（ｘ−１）×（３６０／ｎ）° ・・・（１）
上記式（１）において、θｘ−１は予備零点角度であり、θ０は、前記トルク伝達軸の任意の回転角度であり、ｘは係数（ｘ＝１、２、・・・、ｎ）である。
（ａ）前記予備零点処理ごとに求められた前記予備平均値のうちから下記式（２）および（３）を満たす予備平均値ＴｒＡ（θＫ）およびＴｒＡ（θＫ+１）、または下記式（４）および（５）を満たす予備平均値ＴｒＡ（θＫ）およびＴｒＡ（θＫ+１）を選択する処理。
ＴｒＡ（θＫ）＜ＴｒＢ ・・・（２）
ＴｒＡ（θＫ+１）≧ＴｒＢ ・・・（３）
ＴｒＡ（θＫ）＞ＴｒＢ ・・・（４）
ＴｒＡ（θＫ+１）≦ＴｒＢ ・・・（５）
上記式（２）〜（５）において、ＴｒＢは、所定の基準トルク値である。θＫおよびθＫ+１はそれぞれ前記予備零点角度を意味し、θＫ+１はθＫよりも（３６０／ｎ）°大きい回転角度を意味する。ＴｒＡ（θＫ）は、予備零点角度θＫで前記予備零点処理したときに求められる前記予備平均値であり、ＴｒＡ（θＫ+１）は、予備零点角度θＫ+１で前記予備零点処理したときに求められる前記予備平均値である。
（ｂ）前記予備零点角度θＫおよびθＫ+１、前記基準トルク値ＴｒＢ、前記（ａ）の処理で選択された前記予備平均値ＴｒＡ（θＫ）およびＴｒＡ（θＫ+１）、ならびに下記式（６）に基づいて、暫定角度θＴを求める処理。
θＴ＝｛θＫ+１・（ＴｒＢ−ＴｒＡ（θＫ））＋θＫ・（ＴｒＡ（θＫ+１）−ＴｒＢ）｝／｛ＴｒＡ（θＫ+１）−ＴｒＡ（θＫ）｝ ・・・（６）
（ｃ）前記（ｂ）の処理で求められた前記暫定角度θＴ、ならびに下記式（７）および（８）に基づいて、第１基準零点角度θＢ１およびθＢ２を求める処理。
θＢ１＝θＴ−α ・・・（７）
θＢ２＝θＴ＋α ・・・（８）
上記式（７）および（８）において、αは、予め設定された回転角度である。
（ｄ）前記第１基準零点角度θＢ１およびθＢ２、前記基準トルク値ＴｒＢ、ならびに下記式（９）に基づいて、予測角度θＥを求める処理。
θＥ＝｛θＢ２・（ＴｒＢ−ＴｒＡ（θＢ１））＋θＢ１・（ＴｒＡ（θＢ２）−ＴｒＢ）｝／｛ＴｒＡ（θＢ２）−ＴｒＡ（θＢ１）｝ ・・・（９）
上記式（９）において、ＴｒＡ（θＢ１）は、前記第１基準零点角度θＢ１で前記第１基準零点処理したときに求められる前記第１基準平均値であり、ＴｒＡ（θＢ２）は、前記第１基準零点角度θＢ２で前記第１基準零点処理したときに求められる前記第１基準平均値である。
（ｅ）前記予測角度θＥ、ならびに下記式（１０）および（１１）に基づいて、第２基準零点角度θＢ３およびθＢ４を求める処理。
θＢ３＝θＥ−β ・・・（１０）
θＢ４＝θＥ＋β ・・・（１１）
上記式（１０）および（１１）において、βは、予め設定された回転角度である。
（ｆ）下記式（１２）を満たしているか否かを判別する処理。
｜ＴｒＡ（θＢ３）＋ＴｒＡ（θＢ４）−２ＴｒＢ｜≦Ｔｈ ・・・（１２）
上記式（１２）において、ＴｒＡ（θＢ３）は、前記第２基準零点角度θＢ３で前記第２基準零点処理したときに求められる前記第２基準平均値であり、ＴｒＡ（θＢ４）は、前記第２基準零点角度θＢ４で前記第２基準零点処理したときに求められる前記第２基準平均値である。Ｔｈは、予め設定された閾値である。
（ｇ）前記第２基準平均値ＴｒＡ（θＢ３）,ＴｒＡ（θＢ４）および前記基準トルク値ＴｒＢが上記式（１２）を満たしている場合には、前記予測角度θＥを前記本零点角度に設定する。一方、前記第２基準平均値ＴｒＡ（θＢ３）,ＴｒＡ（θＢ４）および前記基準トルク値ＴｒＢが上記式（１２）を満たしていない場合には、前記第２基準零点角度θＢ３およびθＢ４を、前記第１基準零点角度θＢ１およびθＢ２として設定し、前記第２基準平均値ＴｒＡ（θＢ３）およびＴｒＡ（θＢ４）を前記第１基準平均値ＴｒＡ（θＢ１）およびＴｒＡ（θＢ２）として設定し、上記式（１２）が満たされるまで前記（vi）から前記（ix）の処理を再度実行する処理。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、零点設定方法、評価装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、トルク計を有する試験装置が知られている。例えば、特許文献１には、供試体に試験負荷を与えるダイナモと、供試体の回転軸に接続されたトルク計とを備えた試験装置が開示されている。
【0003】
特許文献１の試験装置では、供試体の回転軸およびダイナモの回転軸のうちの何れか一方の回転軸が回転すると、該一方の回転軸のトルクは、トルク計のトルク伝達軸を介して他方の回転軸に伝達される。したがって、特許文献１の試験装置では、トルク計のトルク伝達軸に作用するトルクを検出（計測）することによって、一方の回転軸から他方の回転軸へ伝達されるトルクを測定することができる。これにより、供試体の種々の特性を測定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１３−２１０２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記のような試験装置においては、一般に、温度等の環境の影響を排除するために、トルク計の零点設定が行われる。具体的には、トルク計のトルク伝達軸に負荷がかかっていない状態（以下、無負荷時という。）において、トルク計によって検出されるトルクの値が零に設定される。
【0006】
ところで、特許文献１の試験装置にトルク計を設置する場合には、寸法精度および組立精度等の種々の要因により、トルク計のトルク伝達軸（トルク検出部）に曲げ応力および軸方向の応力等が作用する。このような曲げ応力等の影響により、トルク伝達軸に作用するトルクは、該トルク伝達軸が１回転する際に変化する。これにより、以下に説明するように、零点設定時のトルク伝達軸の回転角度（回転位置）が、零点設定後のトルク計測値に影響する。特に高精度のトルク計測を行う場合、その影響によって供試体に負荷されるトルクを適切に評価できない場合がある。
【0007】
図１０は、無負荷の状態においてトルク伝達軸が１回転する際に、該トルク伝達軸に作用するトルクの変化の特性の一例を示す図である。また、図１１は、トルク伝達軸に作用するトルクが図１０に示すように変化することを前提として、横軸に示すトルク伝達軸の回転角度で零点を設定した場合の、該回転角度とトルク計によって検出される平均トルクとの関係を示す図である。平均トルクとは、トルク伝達軸を回転させたときにトルク計によって所定時間の間に検出されるトルクの平均値を意味する。なお、図１０においては、説明を分かりやすくするために、無負荷時にトルク伝達軸に作用するトルクの変化を正弦波で示しているが、実際には、完全な正弦波にはならない。また、図１０および図１１において破線は、トルク伝達軸の回転角度が３６０°変化する間に、トルク伝達軸に作用するトルクの平均値を示している。前述のように、トルク伝達軸に作用するトルクは回転角度によって変化するが、通常の試験運転において、トルク伝達軸は回転しているため、トルク計によって計測されるトルクはその平均値として得られる。
【0008】
図１０を参照して、例えば、トルク伝達軸の回転角度がθＸ°の時に零点設定を行うと、上記平均値よりも高いトルク値Ｔｒ（θＸ）が零点に設定される。この場合、図１１を参照して、トルク計によって検出される平均トルクは、上記平均値よりも低いトルク値ＴｒＡ（θＸ）となる。このため、供試体の試験を行う際に、トルク伝達軸に作用するトルクを平均トルクとして求める場合、該平均トルクは、トルク伝達軸に実際に作用するトルクよりも低い値として検出されることになる。
【0009】
また、図１０を参照して、トルク伝達軸の回転角度がθＹ°の時に零点設定を行うと、上記平均値よりも低いトルク値Ｔｒ（θＹ）が零点に設定される。この場合、図１１を参照して、トルク計によって検出される平均トルクは、上記平均値よりも高いトルク値ＴｒＡ（θＹ）となる。このため、供試体の試験を行う際に、トルク伝達軸に作用するトルクを平均トルクとして求める場合、該平均トルクは、トルク伝達軸に実際に作用するトルクよりも高い値として検出されることになる。
【0010】
このように、無負荷時にトルク伝達軸に作用するトルクが上記のように変化する場合、零点設定を行う時のトルク伝達軸の回転角度によって、供試体の試験を行う際のトルク計の検出値に誤差が生じる場合がある。すなわち、供試体に負荷されるトルクを適切に評価することができない場合がある。
【0011】
本発明は、トルク計によって検出されるトルク値の零点設定を適切に行うことができる構成を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
トルク伝達軸に作用するトルクが上記平均値と等しい値または上記平均値に近い値（以下、これらの値を基準トルク値という。）になる時に零点設定を行うことができれば、基準トルク値が零点に設定されるので、上記のような誤差の発生を抑制できる。
【0013】
図１０の例では、トルク回転軸の回転角度がθａ°、θｂ°、または（θａ+３６０）°の時に零点設定を行うことによって、基準トルク値を零点に設定することができる。図１１を参照して、例えば、トルク回転軸の回転角度がθｂ°の時に零点設定を行うと、平均トルクは、基準トルク値に等しいトルク値ＴｒＡ（θｂ）となる。したがって、供試体の試験を行う際に、トルク伝達軸に実際に作用するトルクを、平均トルクとして求めることができる。これにより、供試体に負荷されるトルクを適切に評価することができる。
【0014】
本発明者は、上記のような観点に基づいて、以下のような構成を見出した。
【0015】
本発明の一実施形態に係る零点設定方法は、トルク伝達軸を有するトルク計の検出信号に基づいてトルク検出部によって検出されるトルク値の零点設定を行う零点設定方法であって、（ｉ）前記トルク伝達軸の回転位置が下記式（１）によって定まるｎ個（ｎは３以上の自然数）の予備零点角度のときに、前記トルク検出部によって検出されるトルク値を零に設定するｎ回の予備零点処理と、
（ii）前記予備零点処理ごとに、前記トルク伝達軸の回転中の所定時間の間に前記トルク検出部によって検出されるトルク値の平均値を予備平均値として求める予備平均処理と、
（iii）前記予備平均値に基づいて、２つの第１基準零点角度を決定する第１基準零点角度決定処理と、
（iv）前記トルク伝達軸の回転位置が前記２つの第１基準零点角度のときに、前記トルク検出部によって検出されるトルク値を零に設定する２回の第１基準零点処理と、
（ｖ）前記第１基準零点処理ごとに、前記トルク伝達軸の回転中の所定時間の間に前記トルク検出部によって検出されるトルク値の平均値を第１基準平均値として求める第１基準平均処理と、
（vi）前記第１基準平均値に基づいて、２つの第２基準零点角度を決定する第２基準零点角度決定処理と、
（vii）前記トルク伝達軸の回転位置が前記２つの第２基準零点角度のときに、前記トルク検出部によって検出されるトルク値を零に設定する２回の第２基準零点処置と、
（viii）前記第２基準零点処理ごとに、前記トルク伝達軸の回転中の所定時間の間に前記トルク検出部によって検出されるトルク値の平均値を第２基準平均値として求める第２基準平均処理と、
（ix）前記第２基準平均値に基づいて、本零点角度を決定する本零点角度決定処理と、
（ｘ）前記トルク伝達軸の回転位置が前記本零点角度のときに、前記トルク検出部によって検出されるトルク値を零に設定する本零点処理と、
を備え、
前記（iii）の第１基準零点角度決定処理は、順に実行される下記の（ａ）〜（ｃ）の処理を含み、
前記（vi）の第２基準零点角度決定処理は、順に実行される下記の（ｄ）および（ｅ）の処理を含み、
前記（ix）の本零点角度決定処理は、順に実行される下記の（ｆ）および（ｇ）の処理を含む。
θｘ−１＝θ０＋（ｘ−１）×（３６０／ｎ）° ・・・（１）
上記式（１）において、θｘ−１は予備零点角度であり、θ０は、前記トルク伝達軸の任意の回転角度であり、ｘは係数（ｘ＝１、２、・・・、ｎ）である。
（ａ）前記予備零点処理ごとに求められた前記予備平均値のうちから下記式（２）および（３）を満たす予備平均値ＴｒＡ（θＫ）およびＴｒＡ（θＫ+１）、または下記式（４）および（５）を満たす予備平均値ＴｒＡ（θＫ）およびＴｒＡ（θＫ+１）を選択する処理。
ＴｒＡ（θＫ）＜ＴｒＢ ・・・（２）
ＴｒＡ（θＫ+１）≧ＴｒＢ ・・・（３）
ＴｒＡ（θＫ）＞ＴｒＢ ・・・（４）
ＴｒＡ（θＫ+１）≦ＴｒＢ ・・・（５）
上記式（２）〜（５）において、ＴｒＢは、所定の基準トルク値である。θＫおよびθＫ+１はそれぞれ前記予備零点角度を意味し、θＫ+１はθＫよりも（３６０／ｎ）°大きい回転角度を意味する。ＴｒＡ（θＫ）は、予備零点角度θＫで前記予備零点処理したときに求められる前記予備平均値であり、ＴｒＡ（θＫ+１）は、予備零点角度θＫ+１で前記予備零点処理したときに求められる前記予備平均値である。
（ｂ）前記予備零点角度θＫおよびθＫ+１、前記基準トルク値ＴｒＢ、前記（ａ）の処理で選択された前記予備平均値ＴｒＡ（θＫ）およびＴｒＡ（θＫ+１）、ならびに下記式（６）に基づいて、暫定角度θＴを求める処理。
θＴ＝｛θＫ+１・（ＴｒＢ−ＴｒＡ（θＫ））＋θＫ・（ＴｒＡ（θＫ+１）−ＴｒＢ）｝／｛ＴｒＡ（θＫ+１）−ＴｒＡ（θＫ）｝ ・・・（６）
（ｃ）前記（ｂ）の処理で求められた前記暫定角度θＴ、ならびに下記式（７）および（８）に基づいて、第１基準零点角度θＢ１およびθＢ２を求める処理。
θＢ１＝θＴ−α ・・・（７）
θＢ２＝θＴ＋α ・・・（８）
上記式（７）および（８）において、αは、予め設定された回転角度である。
（ｄ）前記第１基準零点角度θＢ１およびθＢ２、前記基準トルク値ＴｒＢ、ならびに下記式（９）に基づいて、予測角度θＥを求める処理。
θＥ＝｛θＢ２・（ＴｒＢ−ＴｒＡ（θＢ１））＋θＢ１・（ＴｒＡ（θＢ２）−ＴｒＢ）｝／｛ＴｒＡ（θＢ２）−ＴｒＡ（θＢ１）｝ ・・・（９）
上記式（９）において、ＴｒＡ（θＢ１）は、前記第１基準零点角度θＢ１で前記第１基準零点処理したときに求められる前記第１基準平均値であり、ＴｒＡ（θＢ２）は、前記第１基準零点角度θＢ２で前記第１基準零点処理したときに求められる前記第１基準平均値である。
（ｅ）前記予測角度θＥ、ならびに下記式（１０）および（１１）に基づいて、第２基準零点角度θＢ３およびθＢ４を求める処理。
θＢ３＝θＥ−β ・・・（１０）
θＢ４＝θＥ＋β ・・・（１１）
上記式（１０）および（１１）において、βは、予め設定された回転角度である。
（ｆ）下記式（１２）を満たしているか否かを判別する処理。
｜ＴｒＡ（θＢ３）＋ＴｒＡ（θＢ４）−２ＴｒＢ｜≦Ｔｈ ・・・（１２）
上記式（１２）において、ＴｒＡ（θＢ３）は、前記第２基準零点角度θＢ３で前記第２基準零点処理したときに求められる前記第２基準平均値であり、ＴｒＡ（θＢ４）は、前記第２基準零点角度θＢ４で前記第２基準零点処理したときに求められる前記第２基準平均値である。Ｔｈは、予め設定された閾値である。
（ｇ）前記第２基準平均値ＴｒＡ（θＢ３）,ＴｒＡ（θＢ４）および前記基準トルク値ＴｒＢが上記式（１２）を満たしている場合には、前記予測角度θＥを前記本零点角度に設定する。一方、前記第２基準平均値ＴｒＡ（θＢ３）,ＴｒＡ（θＢ４）および前記基準トルク値ＴｒＢが上記式（１２）を満たしていない場合には、前記第２基準零点角度θＢ３およびθＢ４を、前記第１基準零点角度θＢ１およびθＢ２として設定し、前記第２基準平均値ＴｒＡ（θＢ３）およびＴｒＡ（θＢ４）を前記第１基準平均値ＴｒＡ（θＢ１）およびＴｒＡ（θＢ２）として設定し、上記式（１２）が満たされるまで前記（vi）から前記（ix）の処理を再度実行する処理。
【0016】
本実施形態においては、トルク検出部によって検出されるトルク値の零点設定および平均トルクの算出を繰り返すことによって、本零点角度が決定される。具体的には、トルク伝達軸に作用するトルクが基準トルク値ＴｒＢに十分に近いときに本零点処理を行うことができるように、本零点角度が決定される。このように決定された本零点角度に基づいて零点設定を行うことによって、トルク伝達軸に作用するトルクを、基準トルク値ＴｒＢに基づいて評価することができる。これにより、例えば、無負荷時にトルク伝達軸に作用するトルクが回転角度によって変化する場合でも、その変化の影響を十分に低減した零点設定が可能となり、トルク伝達軸に作用するトルクを精度よく検出することができる。
【0017】
また、上述したように、通常の試験運転においては、トルク伝達軸に作用するトルクは、平均トルクとして計測される。本実施形態においては、本零点角度を決定する過程において、通常の試験運転と同様に、回転中のトルク伝達軸に作用するトルクが、平均トルク（予備平均値、第１基準平均値、および第２基準平均値）として計測される。そして、計測された平均トルクに基づいて本零点角度が決定される。すなわち、本実施形態では、通常の試験運転時の条件（実条件）と同じ条件または近い条件の下で、本零点角度を決定することができる。これにより、実条件に対応した適切な本零点角度を決定することができる。また、通常の試験運転と同様にトルク伝達軸を回転させながら、該トルク伝達軸に作用するトルクを検出すればよいので、零点設定を行う際の作業効率の低下を防止できる。
【0018】
以上のように、本実施形態によれば、零点設定を適切に行うことができ、供試体に負荷されるトルクを適切に評価することができる。
【0019】
本発明のその他の実施形態に係る評価装置は、トルク伝達軸を有するトルク計の検出信号に基づいてトルク検出部によってトルク値を検出し、かつ上記の零点設定方法によって前記トルク検出部によって検出されるトルク値の零点設定を行う評価装置であって、前記（ｉ）、（iv）、（vii）、および（ｘ）の処理を行う零点設定部と、
前記（ii）、（ｖ）、および（viii）の処理を行う平均値処理部と、
前記（iii）、（vi）、および（ix）の処理を行う角度計算部と、
を備える。
【0020】
本発明のさらに他の実施形態に係るプログラムは、トルク伝達軸を有するトルク計の検出信号に基づいてトルク検出部によってトルク値を検出する評価装置において、前記トルク検出部によって検出されるトルク値の零点設定を行うためのプログラムであって、コンピュータに、（ｉ）前記トルク伝達軸の回転位置が下記式（１）によって定まるｎ個（ｎは３以上の自然数）の予備零点角度のときに、前記トルク検出部によって検出されるトルク値を零に設定するｎ回の予備零点処理と、
（ii）前記予備零点処理ごとに、前記トルク伝達軸の回転中の所定時間の間に前記トルク検出部によって検出されるトルク値の平均値を予備平均値として求める予備平均処理と、
（iii）前記予備平均値に基づいて、２つの第１基準零点角度を決定する第１基準零点角度決定処理と、
（iv）前記トルク伝達軸の回転位置が前記２つの第１基準零点角度のときに、前記トルク検出部によって検出されるトルク値を零に設定する２回の第１基準零点処理と、
（ｖ）前記第１基準零点処理ごとに、前記トルク伝達軸の回転中の所定時間の間に前記トルク検出部によって検出されるトルク値の平均値を第１基準平均値として求める第１基準平均処理と、
（vi）前記第１基準平均値に基づいて、２つの第２基準零点角度を決定する第２基準零点角度決定処理と、
（vii）前記トルク伝達軸の回転位置が前記２つの第２基準零点角度のときに、前記トルク検出部によって検出されるトルク値を零に設定する２回の第２基準零点処置と、
（viii）前記第２基準零点処理ごとに、前記トルク伝達軸の回転中の所定時間の間に前記トルク検出部によって検出されるトルク値の平均値を第２基準平均値として求める第２基準平均処理と、
（ix）前記第２基準平均値に基づいて、本零点角度を決定する本零点角度決定処理と、
（ｘ）前記トルク伝達軸の回転位置が前記本零点角度のときに、前記トルク検出部によって検出されるトルク値を零に設定する本零点処理と、
を実行させ、
前記（iii）の第１基準零点角度決定処理は、順に実行される下記の（ａ）〜（ｃ）の処理を含み、
前記（vi）の第２基準零点角度決定処理は、順に実行される下記の（ｄ）および（ｅ）の処理を含み、
前記（ix）の本零点角度決定処理は、順に実行される下記の（ｆ）および（ｇ）の処理を含む。
θｘ−１＝θ０＋（ｘ−１）×（３６０／ｎ）° ・・・（１）
上記式（１）において、θｘ−１は予備零点角度であり、θ０は、前記トルク伝達軸の任意の回転角度であり、ｘは係数（ｘ＝１、２、・・・、ｎ）である。
（ａ）前記予備零点処理ごとに求められた前記予備平均値のうちから下記式（２）および（３）を満たす予備平均値ＴｒＡ（θＫ）およびＴｒＡ（θＫ+１）、または下記式（４）および（５）を満たす予備平均値ＴｒＡ（θＫ）およびＴｒＡ（θＫ+１）を選択する処理。
ＴｒＡ（θＫ）＜ＴｒＢ ・・・（２）
ＴｒＡ（θＫ+１）≧ＴｒＢ ・・・（３）
ＴｒＡ（θＫ）＞ＴｒＢ ・・・（４）
ＴｒＡ（θＫ+１）≦ＴｒＢ ・・・（５）
上記式（２）〜（５）において、ＴｒＢは、所定の基準トルク値である。θＫおよびθＫ+１はそれぞれ前記予備零点角度を意味し、θＫ+１はθＫよりも（３６０／ｎ）°大きい回転角度を意味する。ＴｒＡ（θＫ）は、予備零点角度θＫで前記予備零点処理したときに求められる前記予備平均値であり、ＴｒＡ（θＫ+１）は、予備零点角度θＫ+１で前記予備零点処理したときに求められる前記予備平均値である。
（ｂ）前記予備零点角度θＫおよびθＫ+１、前記基準トルク値ＴｒＢ、前記（ａ）の処理で選択された前記予備平均値ＴｒＡ（θＫ）およびＴｒＡ（θＫ+１）、ならびに下記式（６）に基づいて、暫定角度θＴを求める処理。
θＴ＝｛θＫ+１・（ＴｒＢ−ＴｒＡ（θＫ））＋θＫ・（ＴｒＡ（θＫ+１）−ＴｒＢ）｝／｛ＴｒＡ（θＫ+１）−ＴｒＡ（θＫ）｝ ・・・（６）
（ｃ）前記（ｂ）の処理で求められた前記暫定角度θＴ、ならびに下記式（７）および（８）に基づいて、第１基準零点角度θＢ１およびθＢ２を求める処理。
θＢ１＝θＴ−α ・・・（７）
θＢ２＝θＴ＋α ・・・（８）
上記式（７）および（８）において、αは、予め設定された回転角度である。
（ｄ）前記第１基準零点角度θＢ１およびθＢ２、前記基準トルク値ＴｒＢ、ならびに下記式（９）に基づいて、予測角度θＥを求める処理。
θＥ＝｛θＢ２・（ＴｒＢ−ＴｒＡ（θＢ１））＋θＢ１・（ＴｒＡ（θＢ２）−ＴｒＢ）｝／｛ＴｒＡ（θＢ２）−ＴｒＡ（θＢ１）｝ ・・・（９）
上記式（９）において、ＴｒＡ（θＢ１）は、前記第１基準零点角度θＢ１で前記第１基準零点処理したときに求められる前記第１基準平均値であり、ＴｒＡ（θＢ２）は、前記第１基準零点角度θＢ２で前記第１基準零点処理したときに求められる前記第１基準平均値である。
（ｅ）前記予測角度θＥ、ならびに下記式（１０）および（１１）に基づいて、第２基準零点角度θＢ３およびθＢ４を求める処理。
θＢ３＝θＥ−β ・・・（１０）
θＢ４＝θＥ＋β ・・・（１１）
上記式（１０）および（１１）において、βは、予め設定された回転角度である。
（ｆ）下記式（１２）を満たしているか否かを判別する処理。
｜ＴｒＡ（θＢ３）＋ＴｒＡ（θＢ４）−２ＴｒＢ｜≦Ｔｈ ・・・（１２）
上記式（１２）において、ＴｒＡ（θＢ３）は、前記第２基準零点角度θＢ３で前記第２基準零点処理したときに求められる前記第２基準平均値であり、ＴｒＡ（θＢ４）は、前記第２基準零点角度θＢ４で前記第２基準零点処理したときに求められる前記第２基準平均値である。Ｔｈは、予め設定された閾値である。
（ｇ）前記第２基準平均値ＴｒＡ（θＢ３）,ＴｒＡ（θＢ４）および前記基準トルク値ＴｒＢが上記式（１２）を満たしている場合には、前記予測角度θＥを前記本零点角度に設定する。一方、前記第２基準平均値ＴｒＡ（θＢ３）,ＴｒＡ（θＢ４）および前記基準トルク値ＴｒＢが上記式（１２）を満たしていない場合には、前記第２基準零点角度θＢ３およびθＢ４を、前記第１基準零点角度θＢ１およびθＢ２として設定し、前記第２基準平均値ＴｒＡ（θＢ３）およびＴｒＡ（θＢ４）を前記第１基準平均値ＴｒＡ（θＢ１）およびＴｒＡ（θＢ２）として設定し、上記式（１２）が満たされるまで前記（vi）から前記（ix）の処理を再度実行する処理。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、トルク計によって検出されるトルク値の零点設定を適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【0024】
（供試体試験装置の構成）図１は、本発明の一実施形態に係る評価装置１０を備えた供試体試験装置１００を示す概略図である。図１を参照して、供試体試験装置１００は、評価装置１０および試験装置本体１２を有する。評価装置１０の詳細については後述し、まず、試験装置本体１２について簡単に説明する。なお、試験装置本体１２としては、公知の種々の試験装置本体を用いることができるので、試験装置本体１２の詳細な説明は省略する。
【0025】
（試験装置本体の構成）図１を参照して、試験装置本体１２は、ベース１４、ダイナモ１６、ダイヤフラムカップリング１８、トルク計２０、中間軸２２、中間軸受ユニット２４、ダイヤフラムカップリング２６、および供試体ブラケット２８を備える。供試体ブラケット２８には、供試体３０が取り付けられる。供試体３０としては、例えば、電動機（例えば、モータ）または発電機を挙げることができる。
【0026】
ダイナモ１６、中間軸受ユニット２４、および供試体ブラケット２８は、ベース１４上に固定されている。
【0027】
ダイナモ１６は、回転軸１６ａ、フランジ部１６ｂ、および回転角度検出器（図示せず）を有する。フランジ部１６ｂは、回転軸１６ａの先端に設けられ、かつ回転軸１６ａと一体に回転する。回転角度検出器は、回転軸１６ａの回転角度を検出し、検出信号を評価装置１０へ送る。ダイナモ１６は、評価装置１０に制御されることによって、供試体３０に試験負荷を与える。詳細な説明は省略するが、供試体３０が電動機の場合には、ダイナモ１６は「疑似負荷」として機能する。一方、供試体３０が発電機の場合には、ダイナモ１６は「疑似電動機」として機能する。
【0028】
ダイヤフラムカップリング１８は、回転軸１８ａおよび一対のフランジ部１８ｂ,１８ｃを有する。フランジ部１８ｂ,１８ｃは、回転軸１８ａの両端に設けられ、かつ回転軸１８ａと一体に回転する。本実施形態では、ダイナモ１６のフランジ部１６ｂとダイヤフラムカップリング１８のフランジ部１８ｂとが固定されている。これにより、ダイナモ１６の回転軸１６ａとダイヤフラムカップリング１８の回転軸１８ａとが一体に回転する。
【0029】
トルク計２０は、トルク伝達軸２０ａ（回転軸）および一対のフランジ部２０ｂ，２０ｃを有する。フランジ部２０ｂ，２０ｃは、トルク伝達軸２０ａの両端に設けられ、かつトルク伝達軸２０ａと一体に回転する。本実施形態では、ダイヤフラムカップリング１８のフランジ部１８ｃとトルク計２０のフランジ部２０ｂとが固定されている。これにより、ダイヤフラムカップリング１８の回転軸１８ａとトルク計２０のトルク伝達軸２０ａとが一体に回転する。
【0030】
本実施形態では、トルク伝達軸２０ａには、例えば、該トルク伝達軸２０ａが回転する際のねじれによって歪みが発生する起歪部が形成されている。また、該起歪部には、例えば、歪ゲージが張り付けられている。トルク計２０は、該歪ゲージの歪みを検出し、検出信号を評価装置１０へ送信する。
【0031】
中間軸２２は、回転軸２２ａおよび一対のフランジ部２２ｂ,２２ｃを有する。フランジ部２２ｂ,２２ｃは、回転軸２２ａの両端に設けられ、かつ回転軸２２ａと一体に回転する。本実施形態では、トルク計２０のフランジ部２０ｃと中間軸２２のフランジ部２２ｂとが固定されている。これにより、トルク計２０のトルク伝達軸２０ａと中間軸２２の回転軸２２ａとが一体に回転する。本実施形態では、回転軸２２ａは、中間軸受ユニット２４に回転可能に支持される。
【0032】
ダイヤフラムカップリング２６は、回転軸２６ａおよび一対のフランジ部２６ｂ,２６ｃを有する。フランジ部２６ｂ,２６ｃは、回転軸２６ａの両端に設けられ、かつ回転軸２６ａと一体に回転する。本実施形態では、中間軸２２のフランジ部２２ｃとダイヤフラムカップリング２６のフランジ部２６ｂとが固定されている。これにより、中間軸２２の回転軸２２ａとダイヤフラムカップリング２６の回転軸２６ａとが一体に回転する。フランジ部２６ｃには、供試体３０の回転軸（図示せず）が固定される。このような構成によって、ダイナモ１６と供試体３０との間で、トルクを伝達することができる。また、ダイナモ１６によって供試体３０に負荷されるトルクを、トルク計２０によって検出することができる。
【0033】
（評価装置の基本構成）次に、評価装置１０の構成について説明する。図１を参照して、本実施形態に係る評価装置１０は、トルク検出部３２、回転制御部３４、零点設定部３６、平均値処理部３８および角度計算部４０を備える。
【0034】
トルク検出部３２は、トルク計２０から送信されてきた検出信号に基づいて、トルク伝達軸２０ａに作用するトルク値を検出する。
【0035】
回転制御部３４は、ダイナモ１６を駆動制御することによって、トルク伝達軸２０ａの回転を制御する。本実施形態では、回転制御部３４は、後述するように、予備停止処理、予備回転処理、第１基準停止処理、第１基準回転処理、第２基準停止処理、第２基準回転処理および本停止処理を行うことによって、トルク伝達軸２０ａを停止および回転させる。
【0036】
零点設定部３６は、トルク検出部３２によって検出されるトルク値を零に設定する。本実施形態では、零点設定部３６は、後述するように、予備零点処理、第１基準零点処理、第２基準零点処理および本零点処理を行う。本実施形態では、零点設定部３６が本零点処理を行うことによって、トルク検出部３２の零点設定が完了する。
【0037】
平均値処理部３８は、トルク検出部３２によって所定時間の間に検出されるトルク値の平均値を算出する。本実施形態では、平均値処理部３８は、後述するように、予備平均処理、第１基準平均処理、および第２基準平均処理を行う。
【0038】
角度計算部４０は、回転制御部３４が上述の第１基準停止処理、第２基準停止処理および本停止処理においてトルク伝達軸２０ａを停止させるための該トルク伝達軸２０ａの回転角度（回転位置）を求める。本実施形態では、角度計算部４０は、後述するように、第１基準零点角度決定処理、第２基準零点角度決定処理および本零点角度決定処理を行う。
【0039】
（零点設定方法）次に、本実施形態におけるトルク検出部３２の零点設定方法について図面を参照しつつ説明する。図２〜図４は、トルク伝達軸に作用するトルクが図１０に示すように変化することを前提とした場合において、零点設定時のトルク伝達軸の回転角度とトルク検出部３２によって検出される平均トルクとの関係を示す図である。なお、本実施形態において平均トルクとは、トルク伝達軸２０ａが回転している際に、トルク検出部３２によって所定時間の間に検出されるトルクの平均値を意味する。
【0040】
本実施形態では、評価装置１０は、下記の（Ａ）〜（Ｑ）の処理を行う。以下、具体的に説明する。なお、以下に説明する処理は、例えば、ダイナモ１６と供試体３０との間でトルクの伝達が行われていない状態、すなわち、トルク伝達軸２０ａにトルクが負荷されていない状態（無負荷状態）で実行される。具体的には、例えば、供試体３０の回転軸（図示せず）がダイヤフラムカップリング２６に接続されていない状態で、以下に説明する処理が行われる。
【0041】
（Ａ）予備停止処理図１および図２を参照して、本実施形態では、回転制御部３４は、ダイナモ１６を駆動制御して、回転軸２２ａを下記式（１）によって定まる予備零点角度で停止させる。予備零点角度は、例えば、作業者によって予め設定される。本実施形態では、ｎ個（ｎは３以上の自然数）の予備零点角度が設定され、ｎ回の予備停止処理が行われる。図２の例では、４つの予備零点角度θ０,θ１,θ２,θ３が９０°ごとに設定されている。すなわち、４回の予備停止処理が行われている。
θｘ−１＝θ０＋（ｘ−１）×（３６０／ｎ）° ・・・（１）
上記式（１）において、θｘ−１は予備零点角度であり、θ０は、トルク伝達軸２０ａの任意の回転角度（°）であり、ｘは係数（ｘ＝１、２、・・・、ｎ）である。
【0042】
なお、本実施形態においては、上述したように、ｎは３以上の自然数である。また、ｎは、作業者によって予め設定される。したがって、本実施形態では、ｎ個の予備零点角度が、１２０°以下の角度間隔で予め設定される。
【0043】
なお、詳細な説明は省略するが、本実施形態においては、回転制御部３４は、例えば、ダイナモ１６の回転角度検出器によって検出される回転角度に基づいて、トルク伝達軸２０ａを所定の回転角度（回転位置）で停止させることができる。
【0044】
（Ｂ）予備零点処理零点設定部３６は、トルク伝達軸２０ａが予備零点角度で停止するごとに、トルク検出部３２によって検出されるトルク値を零に設定する。本実施形態では、予備停止処理と同様に、ｎ回の予備零点処理が行われる。
【0045】
（Ｃ）予備回転処理各予備零点処理の終了後、回転制御部３４は、ダイナモ１６を駆動制御して、トルク伝達軸２０ａを所定の速度（例えば、６０〜数百ｍｉｎ−１）で回転させる。本実施形態では、ｎ回の予備回転処理が行われる。
【0046】
（Ｄ）予備平均処理平均値処理部３８は、各予備回転処理中の所定時間の間にトルク検出部３２によって検出されるトルク値の平均値を、予備平均値として求める。本実施形態では、ｎ回の予備平均処理が行われ、ｎ個の予備平均値が求められる。図２の例では、４つの予備零点角度θ０,θ１,θ２,θ３に対応する４つの予備平均値ＴｒＡ（θ０）,ＴｒＡ（θ１）,ＴｒＡ（θ２）,ＴｒＡ（θ３）が求められている。
【0047】
なお、本実施形態では、例えば、予備回転処理におけるトルク伝達軸２０ａの回転速度は一定の速度に設定される。したがって、予備平均処理における上記所定時間は、トルク伝達軸２０ａの回転数として規定することもできる。
【0048】
（Ｅ）第１基準零点角度決定処理図３を参照して、角度計算部４０は、上記予備平均値に基づいて、第１基準零点角度θＢ１およびθＢ２を決定する。具体的には、角度計算部４０は、下記の（ａ）〜（ｃ）の処理を順に行う。
【0049】
（ａ）平均値選択処理平均値選択処理では、ｎ回の予備回転処理ごとに求められたｎ個の予備平均値のうちから下記式（２）および（３）を満たす予備平均値ＴｒＡ（θＫ）およびＴｒＡ（θＫ+１）、または下記式（４）および（５）を満たす予備平均値ＴｒＡ（θＫ）およびＴｒＡ（θＫ+１）が選択される。
ＴｒＡ（θＫ）＜ＴｒＢ ・・・（２）
ＴｒＡ（θＫ+１）≧ＴｒＢ ・・・（３）
ＴｒＡ（θＫ）＞ＴｒＢ ・・・（４）
ＴｒＡ（θＫ+１）≦ＴｒＢ ・・・（５）
上記式（２）〜（５）において、ＴｒＢは、所定の基準トルク値である。本実施形態では、上記ｎ個の予備平均値の平均値が、基準トルク値ＴｒＢに設定される。図２の例では、基準トルク値ＴｒＢは、４つの予備平均値ＴｒＡ（θ０）,ＴｒＡ（θ１）,ＴｒＡ（θ２）,ＴｒＡ（θ３）の平均値である。θＫおよびθＫ+１はそれぞれ予備零点角度を意味し、θＫ+１はθＫよりも（３６０／ｎ）°大きい回転角度を意味する。ＴｒＡ（θＫ）は、予備零点角度θＫで予備零点処理したときに求められる予備平均値であり、ＴｒＡ（θＫ+１）は、予備零点角度θＫ+１で予備零点処理したときに求められる予備平均値である。
【0050】
図２の例では、予備平均値ＴｒＡ（θ１）と予備平均値ＴｒＡ（θ２）とが、上記式（２）および（３）を満たしている。したがって、図２の例では、予備平均値ＴｒＡ（θＫ）として予備平均値ＴｒＡ（θ１）が選択され、予備平均値ＴｒＡ（θＫ+１）として予備平均値ＴｒＡ（θ２）が選択される。なお、零点設定時のトルク伝達軸の回転角度とトルク検出部３２によって検出される平均トルクとが図５のような関係を示す場合には、予備平均値ＴｒＡ（θ１）と予備平均値ＴｒＡ（θ２）とが、上記式（４）および（５）を満たす。したがって、この場合も、予備平均値ＴｒＡ（θＫ）として予備平均値ＴｒＡ（θ１）が選択され、予備平均値ＴｒＡ（θＫ+１）として予備平均値ＴｒＡ（θ２）が選択される。
【0051】
（ｂ）暫定角度算出処理暫定角度算出処理では、予備零点角度θＫおよびθＫ+１、基準トルク値ＴｒＢ、上記（ａ）の処理で選択された予備平均値ＴｒＡ（θＫ）およびＴｒＡ（θＫ+１）、ならびに下記式（６）に基づいて、暫定角度θＴが求められる。図２の例では、予備零点角度θ１およびθ２、基準トルク値ＴｒＢ、ならびに予備平均値ＴｒＡ（θ１）およびＴｒＡ（θ２）を用いて、暫定角度θＴが求められる。なお、図２に示すように、暫定角度θＴは、予備零点角度θ１,θ２および予備平均値ＴｒＡ（θ１）,ＴｒＡ（θ２）によって定まる仮想直線（図２において二点鎖線で示す直線）が、基準トルク値ＴｒＢと交差するときの回転角度である。
θＴ＝｛θＫ+１・（ＴｒＢ−ＴｒＡ（θＫ））＋θＫ・（ＴｒＡ（θＫ+１）−ＴｒＢ）｝／｛ＴｒＡ（θＫ+１）−ＴｒＡ（θＫ）｝ ・・・（６）
【0052】
（ｃ）第１基準零点角度算出処理図３を参照して、第１基準零点角度算出処理では、上記（ｂ）の処理で求められた暫定角度θＴ、ならびに下記式（７）および（８）に基づいて、第１基準零点角度θＢ１およびθＢ２が求められる。
θＢ１＝θＴ−α ・・・（７）
θＢ２＝θＴ＋α ・・・（８）
上記式（７）および（８）において、αは、予め設定される回転角度である。回転角度αは、例えば、４５°以下に設定される。本実施形態では、回転角度αは、例えば、４５°に設定される。
【0053】
（Ｆ）第１基準停止処理上記のようにして第１基準零点角度が決定されると、回転制御部３４は、ダイナモ１６を駆動制御して、トルク伝達軸２０ａを該第１基準零点角度で停止させる。本実施形態では、２回の第１基準停止処理が行われ、トルク伝達軸２０ａが第１基準零点角度θＢ１およびθＢ２で停止される。
【0054】
（Ｇ）第１基準零点処理零点設定部３６は、トルク伝達軸２０ａが第１基準零点角度で停止するごとに、トルク検出部３２によって検出されるトルク値を零に設定する。したがって、本実施形態では、第１基準停止処理と同様に、２回の第１基準零点処理が行われる。
【0055】
（Ｈ）第１基準回転処理各第１基準零点処理の終了後、回転制御部３４は、ダイナモ１６を駆動制御して、トルク伝達軸２０ａを所定の速度（例えば、６０〜数百ｍｉｎ−１）で回転させる。本実施形態では、２回の第１基準回転処理が行われる。
【0056】
（Ｉ）第１基準平均処理平均値処理部３８は、各第１基準回転処理中の所定時間の間にトルク検出部３２によって検出されるトルク値の平均値を、第１基準平均値として求める。本実施形態では、２回の第１基準平均処理が行われ、２つの第１基準平均値が求められる。図３の例では、第１基準零点角度θＢ１,θＢ２に対応する第１基準平均値ＴｒＡ（θＢ１）,ＴｒＡ（θＢ２）が求められている。
【0057】
なお、本実施形態では、例えば、第１基準回転処理におけるトルク伝達軸２０ａの回転速度は一定の速度に設定される。したがって、第１基準平均処理における上記所定時間は、トルク伝達軸２０ａの回転数として規定することもできる。
【0058】
（Ｊ）第２基準零点角度決定処理角度計算部４０は、上記第１基準平均値に基づいて、第２基準零点角度を決定する。具体的には、角度計算部４０は、下記の（ｄ）および（ｅ）の処理を順に行う。
【0059】
（ｄ）予測角度算出処理図３を参照して、予測角度算出処理では、第１基準零点角度θＢ１,θＢ２、第１基準平均値ＴｒＡ（θＢ１）,ＴｒＡ（θＢ２）、基準トルク値ＴｒＢ、および下記式（９）に基づいて、予測角度θＥが求められる。なお、図３に示すように、予測角度θＥは、第１基準零点角度θＢ１,θＢ２および第１基準平均値ＴｒＡ（θＢ１）,ＴｒＡ（θＢ２）によって定まる仮想直線（図３において二点鎖線で示す直線）が、基準トルク値ＴｒＢと交差するときの回転角度である。
θＥ＝｛θＢ２・（ＴｒＢ−ＴｒＡ（θＢ１））＋θＢ１・（ＴｒＡ（θＢ２）−ＴｒＢ）｝／｛ＴｒＡ（θＢ２）−ＴｒＡ（θＢ１）｝ ・・・（９）
【0060】
（ｅ）第２基準零点角度算出処理図４を参照して、第２基準零点角度算出処理では、予測角度θＥ、ならびに下記式（１０）および（１１）に基づいて、第２基準零点角度θＢ３およびθＢ４が求められる。
θＢ３＝θＥ−β ・・・（１０）
θＢ４＝θＥ＋β ・・・（１１）
上記式（１０）および（１１）において、βは、予め設定される回転角度である。回転角度βは、例えば、４５°以下に設定される。本実施形態では、回転角度βは、例えば、回転角度α（図３参照）と同じ値に設定される。
【0061】
（Ｋ）第２基準停止処理上記のようにして第２基準零点角度が決定されると、回転制御部３４は、ダイナモ１６を駆動制御して、トルク伝達軸２０ａを該第２基準零点角度で停止させる。本実施形態では、２回の第２基準停止処理が行われ、トルク伝達軸２０ａが第２基準零点角度θＢ３およびθＢ４で停止される。
【0062】
（Ｌ）第２基準零点処理零点設定部３６は、トルク伝達軸２０ａが第２基準零点角度で停止するごとに、トルク検出部３２によって検出されるトルク値を零に設定する。したがって、本実施形態では、第２基準停止処理と同様に、２回の第２基準零点処理が行われる。
【0063】
（Ｍ）第２基準回転処理各第２基準零点処理の終了後、回転制御部３４は、ダイナモ１６を駆動制御して、トルク伝達軸２０ａを所定の速度（例えば、６０〜数百ｍｉｎ−１）で回転させる。本実施形態では、２回の第２基準回転処理が行われる。
【0064】
（Ｎ）第２基準平均処理平均値処理部３８は、各第２基準回転処理中の所定時間の間にトルク検出部３２によって検出されるトルク値の平均値を、第２基準平均値として求める。本実施形態では、２回の第２基準平均処理が行われ、２つの第２基準平均値が求められる。図４の例では、第２基準零点角度θＢ３,θＢ４に対応する第２基準平均値ＴｒＡ（θＢ３）,ＴｒＡ（θＢ４）が求められている。
【0065】
なお、本実施形態では、例えば、第２基準回転処理におけるトルク伝達軸２０ａの回転速度は一定の速度に設定される。したがって、第２基準平均処理における上記所定時間は、トルク伝達軸２０ａの回転数として規定することもできる。
【0066】
（Ｏ）本零点角度決定処理角度計算部４０は、上記第２基準平均値に基づいて、本零点角度を決定する。具体的には、角度計算部４０は、下記の（ｆ）および（ｇ）の処理を順に行う。
【0067】
（ｆ）判別処理判別処理では、第２基準平均値ＴｒＡ（θＢ３）,ＴｒＡ（θＢ４）および基準トルク値ＴｒＢが下記式（１２）を満たしているか否かが判別される。
｜ＴｒＡ（θＢ３）＋ＴｒＡ（θＢ４）−２ＴｒＢ｜≦Ｔｈ ・・・（１２）
上記式（１２）において、Ｔｈは、予め設定される閾値である。Ｔｈは、例えば、５°に設定される。
【0068】
（ｇ）角度設定処理第２基準平均値ＴｒＡ（θＢ３）,ＴｒＡ（θＢ４）および基準トルク値ＴｒＢが上記式（１２）を満たしている場合には、予測角度θＥを本零点角度に設定する。一方、第２基準平均値ＴｒＡ（θＢ３）,ＴｒＡ（θＢ４）および基準トルク値ＴｒＢが上記式（１２）を満たしていない場合には、第２基準零点角度θＢ３,θＢ４を新たに第１基準零点角度θＢ１,θＢ２として設定し、第２基準平均値ＴｒＡ（θＢ３）,ＴｒＡ（θＢ４）を新たに第１基準平均値ＴｒＡ（θＢ１）,ＴｒＡ（θＢ２）として設定し、上記（１２）式が満たされるまで前記（Ｊ）から前記（Ｏ）の処理を再度実行する。
【0069】
（Ｐ）本停止処理上記のようにして本零点角度が決定されると、回転制御部３４は、ダイナモ１６を駆動制御して、トルク伝達軸２０ａを該本零点角度で停止させる。図４の例では、例えば、トルク伝達軸２０ａが本零点角度θＥで停止される。
【0070】
（Ｑ）本零点処理零点設定部３６は、トルク伝達軸２０ａが本零点角度で停止している状態において、トルク検出部３２によって検出されるトルク値を零に設定する。これにより、零点設定が完了する。
【0072】
図６を参照して、まず、回転制御部３４による予備停止処理（ステップＳ１）、零点設定部３６による予備零点処理（ステップＳ２）、回転制御部３４による予備回転処理（ステップＳ３）、および平均値処理部３８による予備平均処理（ステップＳ４）が順に行われる。
【0073】
次に、評価装置１０は、ステップＳ４の処理がｎ回実行されたか否かを判別する（ステップＳ５）。上述の図２の例では、ステップＳ４の処理が４回実行されたか否かが判別される。ステップＳ４の処理がｎ回実行されていない場合、評価装置１０は、ステップＳ１の処理に戻る。すなわち、本実施の形態では、ステップＳ１〜ステップＳ４の処理がｎ回繰り返される。上述の図２の例では、ステップＳ１〜ステップＳ４の処理が４回繰り返されている。
【0074】
ステップＳ５においてステップＳ４の処理がｎ回実行されている場合、角度計算部４０は、第１基準零点角度決定処理を行う（ステップＳ６）。これにより、第１基準零点角度θＢ１,θＢ２（図３参照）が決定される。
【0075】
次に、図７を参照して、回転制御部３４による第１基準停止処理（ステップＳ７）、零点設定部３６による第１基準零点処理（ステップＳ８）、回転制御部３４による第１基準回転処理（ステップＳ９）、および平均値処理部３８による第１基準平均処理（ステップＳ１０）が順に行われる。
【0076】
次に、評価装置１０は、ステップＳ１０の処理が２回実行されたか否かを判別する（ステップＳ１１）。ステップＳ１０の処理が２回実行されていない場合、評価装置１０は、ステップＳ７の処理に戻る。すなわち、本実施の形態では、ステップＳ７〜ステップＳ１０の処理が２回繰り返される。
【0077】
ステップＳ１１においてステップＳ１０の処理が２回実行されている場合、角度計算部４０は、第２基準零点角度決定処理を行う（ステップＳ１２）。これにより、第２基準零点角度θＢ３,θＢ４（図４参照）が決定される。
【0078】
次に、図８を参照して、回転制御部３４による第２基準停止処理（ステップＳ１３）、零点設定部３６による第２基準零点処理（ステップＳ１４）、回転制御部３４による第２基準回転処理（ステップＳ１５）、および平均値処理部３８による第２基準平均処理（ステップＳ１６）が順に行われる。
【0079】
次に、回転制御部３４は、ステップＳ１６の処理が２回実行されたか否かを判別する（ステップＳ１７）。ステップＳ１６の処理が２回実行されていない場合、評価装置１０は、ステップＳ１３の処理に戻る。すなわち、本実施の形態では、ステップＳ１３〜ステップＳ１６の処理が２回繰り返される。
【0080】
ステップＳ１７においてステップＳ１６の処理が２回実行されている場合、角度計算部４０による本零点角度決定処理（ステップＳ１８）、回転制御部３４による本停止処理（ステップＳ１９）、および零点設定部３６による本零点処理（ステップＳ２０）が行われる。これにより、零点設定が終了する。
【0081】
（プログラム）本発明の一実施形態に係るプログラムは、コンピュータに、上述のステップＳ１〜Ｓ２０を実行させるプログラムであればよい。このプログラムをコンピュータにインストールし、実行することによって、本実施形態に係る評価装置１０および零点設定方を実現することができる。この場合、評価装置１０となるコンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）は、トルク検出部３２、回転制御部３４、零点設定部３６、平均値処理部３８および角度計算部４０として機能し、処理を行なう。
【0082】
（本実施形態の効果）本実施形態においては、トルク検出部３２によって検出されるトルク値の零点設定および平均トルク値の算出を繰り返すことによって、本零点角度が決定される。具体的には、トルク伝達軸２０ａに作用するトルク値が基準トルク値ＴｒＢに十分に近いときに本零点処理を行うことができるように、本零点角度が決定される。このように決定された本零点角度に基づいて零点設定を行うことによって、トルク伝達軸２０ａに作用するトルクを、基準トルク値ＴｒＢに基づいて評価することができる。これにより、例えば、無負荷時にトルク伝達軸２０ａに作用するトルクが回転角度によって変化する場合でも、その変化の影響を十分に低減した零点設定が可能となり、トルク伝達軸２０ａに作用するトルクを精度よく検出することができる。
【0083】
また、本実施形態においては、本零点角度を決定する過程において、通常の試験運転と同様に、回転中のトルク伝達軸２０ａに作用するトルクが、平均トルク（予備平均値、第１基準平均値、および第２基準平均値）として計測される。そして、計測された平均トルクに基づいて本零点角度が決定される。すなわち、本実施形態では、通常の試験運転時の条件（実条件）と同じ条件または近い条件の下で、本零点角度を決定することができる。これにより、実条件に対応した適切な本零点角度を決定することができる。また、通常の試験運転と同様にトルク伝達軸２０ａを回転させながら、該トルク伝達軸２０ａに作用するトルクを検出すればよいので、零点設定を行う際の作業効率の低下を防止できる。
【0084】
以上のように、本実施形態によれば、零点設定を適切に行うことができ、供試体に負荷されるトルクを適切に評価することができる。
【0085】
また、本実施形態では、予備平均値ＴｒＡ（θ０）,ＴｒＡ（θ１）,ＴｒＡ（θ２）,ＴｒＡ（θ３）の平均値が、基準トルク値ＴｒＢに設定される。この場合、試験装置本体１２の構成機械要素に起因するトルク計測値への影響（トルク伝達軸２０ａへの曲げ応力および軸方向の応力）の他、軸芯ずれによる各軸受の摩擦力変化（例えば、中間軸２２と中間軸受ユニット２４との間の摩擦力変化）等に基づくトルクがトルク伝達軸２０ａに作用していたとしても、上記摩擦力変化等に基づくトルクを考慮した基準トルク値ＴｒＢを設定することができる。したがって、トルク伝達軸２０ａに作用するトルク値が基準トルク値ＴｒＢに十分に近いときに零点設定を行うことによって、摩擦力変化等の影響による上記検出精度の低下を抑制することができる。
【0086】
（他の実施形態）上述の実施形態では、供試体３０がトルク伝達軸２０ａに接続されていない状態で零点設定を行う場合について説明したが、供試体３０がトルク伝達軸２０ａに接続されていてもよい。具体的には、例えば、供試体３０としてのモータの回転軸を、ダイヤフラムカップリング２６に接続した状態で零点設定を行ってもよい。この場合、上述の式（１）のθ０は、トルク伝達軸２０ａの回転角度がθ０のときにモータ（供試体３０）のコギングトルクが最小となるように設定される。なお、モータ（供試体３０）のコギングトルクは、該モータが無負荷かつ無通電の状態において該モータの回転軸が停止したときに最小となる。
【0087】
また、本実施形態では、上述の式（１）のｎの値は、モータ（供試体３０）のポール数およびスロット数に基づいて決定される。具体的には、例えば、下記式（Ａ）に基づいてｎの値が決定される。ｎ＝ＬＣＭ／ｍ ・・・（Ａ）
上記式（Ａ）において、ｍは予め設定される自然数であり、ＬＣＭはモータ（供試体３０）のポール数およびスロット数の最小公倍数である。
【0088】
なお、上述したように、ｎは、３以上の自然数である。したがって、本実施形態では、ｎが３以上の自然数となるように、上記式（Ａ）のｍの値が予め設定される。
【0089】
本実施形態では、トルク伝達軸２０ａの回転角度がθ０のときに、モータ（供試体３０）のコギングトルクが最小となる。また、予備零点角度を求める際に用いられるｎの値は、モータ（供試体３０）のポール数およびスロット数の最小公倍数を考慮した上記式（Ａ）を用いて決定される。これにより、トルク伝達軸２０ａの回転角度が各予備零点角度のときに、モータ（供試体３０）のコギングトルクを最小の値にすることができる。したがって、本実施形態では、ｎ回の予備零点処理をそれぞれ、モータ（供試体３０）のコギングトルクが最小のときに実行することができる。これにより、予備平均処理において、コギングトルクの影響を低減して、トルク伝達軸２０ａに実際に作用しているトルクを平均トルク（予備平均値）として求めることができる。すなわち、トルク伝達軸２０ａにモータ（供試体３０）が接続された状態でも、トルク伝達軸２０ａに実際に作用しているトルクを精度よく検出することができる。その結果、トルク伝達軸２０ａにモータ（供試体３０）が接続された状態でも、適切な零点設定が可能になる。
【0090】
（変形例）上述の（Ｉ）の第１基準平均処理において下記式（１３）を満たしている場合には、暫定角度θＴ（図２参照）を本零点角度に設定して、上記（Ｊ）から（Ｏ）の処理を省略して上記（Ｐ）,（Ｑ）の処理を行い、下記式（１３）を満たしていない場合に、上記（Ｊ）から（Ｏ）の処理を行った後に上記（Ｐ）,（Ｑ）の処理を行ってもよい。この場合、第１基準平均値ＴｒＡ（θＢ１）,ＴｒＡ（θＢ２）によっては、本零点角度をより短時間で決定することが可能になる。
｜ＴｒＡ（θＢ１）＋ＴｒＡ（θＢ２）−２ＴｒＢ｜≦Ｔｈ ・・・（１３）
【0091】
上述の実施形態では、４つの予備零点角度θ０,θ１,θ２,θ３が９０°ごとに設定される場合について説明したが、図９に示すように、３つの予備零点角度θ０,θ１,θ２が１２０°ごとに設定されてもよい。この場合も、上述の実施形態で説明した方法によって、本零点角度を決定することができる。説明は省略するが、５つ以上の予備零点角度が設定されてもよい。
【0092】
上述の実施形態では、予備平均値ＴｒＡ（θ０）,ＴｒＡ（θ１）,ＴｒＡ（θ２）,ＴｒＡ（θ３）の平均値が、基準トルク値ＴｒＢに設定される場合について説明したが、他の値が基準トルク値ＴｒＢに設定されてもよい。具体的には、トルク伝達軸２０ａに摩擦力変化の影響等がほとんど無いと考えられる場合（例えば、供試体試験装置１００において中間軸２２および中間軸受ユニット２４が設けられていない場合）には、基準トルク値ＴｒＢが零に設定されてもよい。
【0093】
上述の実施形態では、回転制御部３４がダイナモ１６を駆動制御することによってトルク伝達軸２０ａの回転動作を制御しているが、回転制御部３４が供試体３０を制御することによってトルク伝達軸２０ａの回転動作を制御してもよい。この場合、例えば、供試体３０の回転軸をダイヤフラムカップリング２６に接続した状態で、上述の零点設定方法が実行される。
【0094】
上述の実施形態では、ダイナモ１６と供試体３０との間のトルクの伝達経路において、ダイナモ１６と中間軸２２との間にトルク計２０が設けられる場合について説明したが、トルク計２０の位置は上述の例に限定されない。例えば、トルクの伝達経路において、トルク計２０が、中間軸２２と供試体３０との間に設けられてもよい。この場合、トルクの伝達経路において、トルク計２０と供試体３０との間で中間軸２２による機械損失（中間軸２２と中間軸受ユニット２４との間で生じる摩擦等に基づくエネルギー損失）が生じることがない。これにより、供試体３０に作用するトルクをトルク計２０によってより高精度に検出することができる。また、上述のように、供試体試験装置１００において、中間軸２２および中間軸受ユニット２４が設けられていなくてもよい。この場合、中間軸２２および中間軸受ユニット２４による機械損失が生じないので、供試体３０に作用するトルクをトルク計２０によってより高精度に検出することができる。
【0095】
上述の実施形態では、評価装置１０がトルク検出部３２を備えているが、トルク計２０がトルク検出部３２を備えていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0096】
本発明は、トルク計によって供試体に負荷されるトルクを検出する種々の装置に利用できる。例えば、モータ等の供試体に試験負荷を与えるダイナモを備えた試験装置において好適に利用できる。利用可能である。
【符号の説明】
【0097】
１０ 評価装置１２ 試験装置本体
１４ ベース
１６ ダイナモ
１８ ダイヤフラムカップリング
２０ トルク計
２２ 中間軸
２４ 中間軸受ユニット
２６ ダイヤフラムカップリング
２８ 供試体ブラケット
３０ 供試体
３２ トルク検出部
３４ 回転制御部
３６ 零点設定部
３８ 平均値処理部
４０ 角度計算部
１００ 供試体試験装置