CN102124316B - 原动机的转矩计测装置及其方法、以及控制程序 - Google Patents

原动机的转矩计测装置及其方法、以及控制程序 Download PDF

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Abstract

用简单的结构估计各气缸的输出(转矩)特性。因此，原动机的转矩计测装置具有：转矩检测部(4)，其检测具有多个气缸的原动机的输出转矩作为信号；旋转检测部(3)，其检测在原动机中连接有各气缸活塞的旋转部的旋转角度；顶标检测部(2)，其检测各气缸活塞的旋转角度；以及转矩运算部(10)，其根据转矩检测部(4)检测到的输出转矩信号、旋转检测部(3)检测到的旋转部的旋转角度、顶标检测部(2)检测到的各气缸活塞的旋转角度、以及原动机的气缸数和循环数，预测各气缸的转矩特性。转矩运算部(10)预测各气缸的峰值转矩及得到该峰值转矩的燃烧角度中的至少一方，作为各气缸的转矩特性。

Description

原动机的转矩计测装置及其方法、以及控制程序
技术领域
本发明涉及针对具有多个气缸的原动机，计测该各气缸的转矩特性的转矩计测装置及其方法、以及控制程序。
背景技术
以往以来，提出了各种估计原动机状态的装置。例如在专利文献1公开的技术中，具有输出计测用的燃烧压力检测器（内缸压力检测单元）。通过在各气缸中配备这种燃烧压力检测器，能够根据从各燃烧压力检测器得到的信号，估计各气缸的输出。
专利文献1：日本特开2006－242146号公报
但是，由于将燃烧压力检测器安装在各气缸中，因此需要对气缸体进行机械加工，由于该机械加工，在发动机自身中产生结构上的应力变化。此外，还存在燃烧压力检测器价格高、燃烧压力检测器的强度不足等问题。
发明内容
本发明的课题在于用简单的结构估计各气缸的输出（转矩）特性。
为了解决所述问题，本发明的第1方面所述的原动机的转矩计测装置具有：原动机，其具有多个气缸，传递驱动转矩；负载单元，其对所述原动机施加旋转负载；输出转矩检测单元，其检测从所述原动机传递的所述驱动转矩与由所述负载单元施加的所述旋转负载产生的控制转矩平衡的点，从而检测从所述原动机传递的所述驱动转矩，生成模拟的转矩检测信号；旋转部旋转角度检测单元，其检测在所述原动机中连接有各气缸活塞的旋转部的旋转角度；活塞旋转角度检测单元，其检测所述各气缸活塞的旋转角度；以及转矩预测单元，其根据所述输出转矩检测单元生成的所述转矩检测信号、所述旋转部旋转角度检测单元检测到的旋转部的旋转角度、所述活塞旋转角度检测单元检测到的各气缸活塞的旋转角度、以及所述原动机的气缸数和循环数，预测各气缸的转矩特性，所述转矩预测单元预测各气缸的峰值转矩及得到该峰值转矩的燃烧角度中的至少一方，作为所述各气缸的转矩特性。
此外，本发明的第2方面所述的原动机的转矩计测装置在第1方面所述的原动机的转矩计测装置中，所述转矩预测单元根据所述原动机的气缸数和循环数，与各气缸对应地对所述输出转矩检测单元生成的所述转矩检测信号进行划分，并对该划分后的信号的频率进行频谱分析，由此预测各气缸的峰值转矩。
此外，本发明的第3方面所述的原动机的转矩计测装置在第2方面所述的原动机的转矩计测装置中，所述转矩预测单元根据所述旋转部的旋转角度、所述各气缸活塞的旋转角度以及所述频谱分析结果，预测所述燃烧角度。
此外，本发明的第4方面所述的原动机的转矩计测装置在第1方面所述的原动机的转矩计测装置中，所述转矩预测单元根据所述旋转部的旋转角度、所述各气缸活塞的旋转角度以及所述原动机的气缸数和循环数，以构成所述原动机的1个循环的过程单位来划分所述输出转矩检测单元生成的所述转矩检测信号，并对该划分后的信号的频率进行频谱分析，由此预测各气缸的峰值转矩。
此外，本发明的第5方面所述的原动机的转矩计测装置在第4方面所述的原动机的转矩计测装置中，所述转矩预测单元根据所述频谱分析结果，预测所述燃烧角度。
此外，本发明的第6方面所述的原动机的转矩计测方法具有以下步骤：一边对具有多个气缸且传递驱动转矩的原动机施加旋转负载一边检测从该原动机传递的所述驱动转矩与由所述旋转负载产生的控制转矩平衡的点，从而检测从该原动机传递的所述驱动转矩，生成模拟的转矩检测信号，并且检测在所述原动机中连接有各气缸活塞的旋转部的旋转角度、所述各气缸活塞的旋转角度；以及根据生成的所述转矩检测信号、旋转部的旋转角度、各气缸活塞的旋转角度、及所述原动机的气缸数和循环数，预测各气缸的峰值转矩及燃烧角度中的至少一方。
根据本发明，根据输出转矩检测单元检测到的输出转矩信号、旋转部旋转角度检测单元检测到的旋转部的旋转角度、活塞旋转角度检测单元检测到的各气缸活塞的旋转角度、以及所述原动机的气缸数和循环数，预测各气缸的峰值转矩及得到该峰值转矩的燃烧角度中的至少一方，作为各气缸的转矩特性，从而能够以简单的结构预测各气缸的转矩特性。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式的原动机的转矩计测装置的一部分结构的图。
图2是示出本发明的实施方式的原动机的转矩计测装置的一部分结构的另一个图。
图3是示出原动机的结构例的图。
图4是示出各种信号等的时序图。
图5是示出针对各气缸得到的峰值转矩的图。
图6是示出转矩计测装置的处理过程的流程图。
图7是示出旋转负载的其他结构的图。
图8是示出根据构成4循环原动机的1个循环的冲程单位的顶标检测信号，得到各气缸的峰值转矩及其燃烧角度的处理过程的流程图。
图9是示出各气缸的各冲程、旋转检测用脉冲、顶标检测信号以及转矩检测信号（测力计L/C信号）的关系的一例的时序图。
图10是示出频谱和燃烧角度的关系的一例的图。
图11是示出针对2循环原动机得到的各种信号等的时序图。
图12是示出针对2循环原动机得到的各气缸的各过程、旋转检测用脉冲、顶标检测信号以及转矩检测信号（测力计L/C信号）的关系的一例的时序图。
具体实施方式
（结构）
本实施方式是原动机的转矩计测装置。图1和图2示出该原动机的转矩计测装置的结构。
如图1和图2所示，转矩计测装置具有旋转负载1、顶标检测部2、旋转检测部（旋转检测器）3、转矩检测部（转矩检测器、负载传感器）4、放大器5以及转矩运算部10。转矩运算部10具有数据输入部11、脉冲输入部12、模拟输入部13、输出部14以及运算部15。
在图3中示出作为该转矩计测装置的计测对象的原动机100的结构例。如图3所示，原动机100构成为具有4个活塞101、102、103、104的4气缸的原动机。4个活塞101、102、103、104经由连杆与作为旋转部的曲轴110连接。此外，在本实施方式中，原动机100是4循环的原动机。
旋转负载1对原动机100施加负载。旋转负载1例如是用于船舶推动的螺旋桨等。在旋转负载1中，每一定的旋转角度设置吸收从原动机100传递的驱动转矩的多个转矩吸收要素。
顶标检测部2用于实现检测各气缸的活塞101、102、103、104的上止点或下止点。具体而言，各气缸的活塞101、102、103、104与曲轴（旋转部）连接，在该曲轴110的端部设置有未图示的飞轮。顶标检测部2在该飞轮的与所述各气缸的上止点或下止点相当的位置上附上标记（顶标），并检测该顶标。例如，顶标检测部2构成为以光学或机械（磁铁等）方式检测这种顶标。顶标检测部2对应于顶标的检测而生成顶标检测信号。此处，顶标检测信号是用于确定各气缸的上止点或下止点（1个冲程）的信号。顶标检测部2将所生成的顶标检测信号输出到转矩运算部10。
旋转检测部3检测原动机100的转速。具体而言，旋转检测部3具有在周围等间隔地设置有多个狭缝的未图示的旋转板、和将通过该狭缝的光转换为数字的电气信号的未图示的光电开关，旋转检测部3生成与原动机100的旋转速度（转速）成比例的频率的旋转检测信号（旋转检测用脉冲）。旋转检测部3将旋转检测信号输出到转矩运算部10（脉冲输入部12）。旋转板与曲轴一体旋转，例如是飞轮。
转矩检测部4检测从原动机100传递的驱动转矩与从旋转负载1产生的控制转矩平衡的点。由此，转矩检测部4检测原动机100的驱动转矩，从而生成模拟的转矩检测信号。转矩检测部4将转矩检测信号输出到放大器5。放大器5放大转矩检测信号，并输出到转矩运算部10（模拟输入部13）。
在转矩运算部10中，向数据输入部11输入原动机100的各种数据。例如，在数据输入部11中，输入使用者通过键盘、鼠标这样的输入单元输入的各种数据。具体而言，各种数据是原动机100的气缸数（例如，在本实施方式中为“4”）和循环数（例如，在本实施方式中为“4”）。
运算部15由中央处理装置（CPU）和ROM（只读存储器）等构成。运算部15根据从数据输入部11输入的各种数据、从脉冲输入部12输入的旋转检测信号、以及从模拟输入部13输入的转矩检测信号，对各气缸的转矩特性进行运算。具体如下。还结合使用图4进行说明。
首先，运算部15根据旋转检测信号（旋转检测用脉冲），检测旋转角度。具体而言，运算部15检测原动机100的曲轴和飞轮等旋转部件的旋转角度（图4（a）、（b））。另一方面，运算部15通过FFT（Fast Fourier Transform：快速傅里叶变换）分析转矩检测信号（测力计L/C信号，图4（c）），取得原动机100的转矩变动的频率特性。
此外，运算部15使用旋转角度、原动机1的转矩变动的频率特性、顶标检测信号以及各种数据（气缸数和循环数），检测各气缸的峰值转矩及其燃烧角度。燃烧角度是由根据顶标检测信号得到的各气缸的顶标（上止点或下止点）构成的角度（曲柄角）。
具体而言，在检测各气缸的峰值转矩时，运算部15首先检测原动机100的1个周期的转矩检测信号（转矩变动）的数据。如果原动机100是4循环，则运算部15检测各气缸完成1个循环、曲轴旋转2周的期间的数据。另外，在该转矩检测信号（原动机100的输出）的数据中，包括燃烧输出和惯性分量（可算部分/吸收部分）。另一方面，运算部15根据气缸数和循环数，预测各气缸的燃烧周期（1个循环）。例如，如图4（d－1）、（e－1）、（f－1）、（g－1）所示，运算部15预测第1～第4气缸的燃烧周期。此外，运算部15根据所预测的燃烧周期，按照每个气缸划分转矩检测信号的检测数据。此外，运算部15针对各气缸用1个循环单位（“吸气”～“排气”的1周期）计测次数比频谱。由此，如图5所示，运算部15能够针对各气缸，得到频谱的峰值，并根据该频谱的峰值得到峰值转矩。
此外，关于燃烧角度，具体而言，运算部15根据顶标（顶标检测信号）和原动机100的曲轴及飞轮等旋转部件的旋转角度或旋转检测用脉冲的相对关系、以及在取得前述峰值转矩时得到的各气缸的频谱的实数及虚数，得到从各气缸的顶标（上止点或下止点）来观察到的角度（曲柄角）。
如图4（d－2）、（e－2）、（f－2）、（g－2）所示，运算部15能够根据如上得到的各气缸的峰值转矩及其燃烧角度，得到各气缸的转矩变动（预想转矩）。
输出部14与原动机100的输出值（转矩检测信号）一起，输出转矩运算部15得到的各气缸的峰值转矩及其燃烧角度。例如，从输出部14输出的这些值被输出到监视器等显示部。
（动作）
一边运转原动机100，一边用转矩计测装置进行处理。图6是其处理过程。首先，转矩计测装置向数据输入部11输入原动机100的气缸数和循环数等各种数据（步骤S1），并且输入旋转检测信号等检测数据（步骤S2）。此外，如前所述，转矩计测装置根据所输入的数据，运算原动机100的各气缸的峰值转矩及其燃烧角度（步骤S3）。此外，转矩计测装置将通过运算得到的原动机100的各气缸的峰值转矩及其燃烧角度输出到监视器等（步骤S4）。
另外，在该实施方式中，转矩检测部4实现检测具有多个气缸的原动机的输出转矩作为信号的输出转矩检测单元。旋转检测部3实现如下的旋转部旋转角度检测单元：检测在所述原动机中连接有各气缸活塞的旋转部的旋转角度。顶标检测部2实现检测所述各气缸活塞的旋转角度的活塞旋转角度检测单元。转矩运算部10实现如下的转矩预测单元：根据所述输出转矩检测单元检测到的输出转矩信号、所述旋转部旋转角度检测单元检测到的旋转部的旋转角度、所述活塞旋转角度检测单元检测到的各气缸活塞的旋转角度、以及所述原动机的气缸数和循环数，预测各气缸的转矩特性。
此外，在该实施方式中，所述转矩预测单元实现预测各气缸的峰值转矩及得到该峰值转矩的燃烧角度的至少一方，作为所述各气缸的转矩特性。
此外，在该实施方式中，实现了具有以下步骤的原动机的转矩计测方法：检测具有多个气缸的原动机的输出转矩作为信号，并且检测在所述原动机中连接有各气缸活塞的旋转部的旋转角度、所述各气缸活塞的旋转角度的步骤；以及根据检测到的输出转矩信号、旋转部的旋转角度、各气缸活塞的旋转角度、及所述原动机的气缸数和循环数，预测各气缸的峰值转矩及燃烧角度的至少一方的步骤。
此外，在该实施方式中，实现了使计算机执行以下步骤来实现原动机的转矩计测装置的功能的控制程序：检测具有多个气缸的原动机的输出转矩作为信号，并且检测在所述原动机中连接有各气缸活塞的旋转部的旋转角度、所述各气缸活塞的旋转角度的步骤；以及根据检测到的输出转矩信号、旋转部的旋转角度、各气缸活塞的旋转角度、及所述原动机的气缸数和循环数，预测各气缸的峰值转矩及燃烧角度的至少一方的步骤。
例如，能够通过控制程序实现顶标检测部2、旋转检测部3、转矩检测部4和放大器5等从原动机100得到各种数据的结构部、以及转矩运算部10。
（作用和效果）
（1）转矩计测装置根据具有多个气缸的原动机100的转矩检测信号、在原动机100中连接有各气缸活塞101、102、103、104的旋转部的旋转角度（旋转检测信号）、各气缸活塞101、102、103、104的旋转角度（顶标检测信号）以及原动机100的气缸数和循环数，预测各气缸的峰值转矩及其燃烧角度的至少一方。由此，转矩计测装置不用在各气缸中设置燃烧压力检测器等，即能够用简单的结构预测各气缸的峰值转矩和其燃烧角度。
由此，转矩计测装置能够作为对从原动机的燃烧马力减去“冷却损失”、“排气损失”、“机械损失”后的一般称作“输出（马力）”的性能进行测定的原动机输出性能机即测力计单体，来测定原动机的各气缸的峰值转矩。由此，转矩计测装置能够容易地掌握燃烧状态，容易地调整提供给各气缸的燃料供给，因此能够使原动机的燃烧状态成为最佳状态。
（2）转矩计测装置根据原动机100的气缸数和循环数，与各气缸对应地对转矩检测信号进行划分，并对该所划分的信号的频率进行频谱分析，由此预测各气缸的峰值转矩。
由此，转矩计测装置能够简单地预测各气缸的峰值转矩。
（3）转矩计测装置根据旋转部的旋转角度（旋转检测信号）、各气缸活塞101、102、103、104的旋转角度（顶标检测信号）以及频谱分析结果，预测得到各气缸的峰值转矩的燃烧角度。
由此，转矩计测装置能够简单地预测燃烧角度。
（实施方式的变形例）
（1）如图7所示，旋转负载1能够由用于船舶推动的螺旋桨构成。此时，向螺旋桨赋予流体的旋转阻力，作为旋转负载。
（2）在本实施方式中，顶标检测部2检测在飞轮的与各气缸的上止点或下止点相当的位置上附上的顶标，并对应于该检测而生成顶标检测信号。但是，顶标检测信号不限于通过这种结构生成。即，顶标检测信号只要是能够确定各气缸的上止点或下止点、或者原动机的1个过程或1个作用的信号即可。这是因为，例如，即使将原动机（气缸）的2个冲程作为单位（曲轴的1个旋转单位）来生成顶标检测信号，由于该顶标检测信号和旋转检测用脉冲的关系，也能够确定各气缸的上止点或下止点或者原动机的1个过程或1个作用。
（3）转矩计测装置还能够根据构成4循环原动机的1个循环的冲程（过程、作用或曲轴的1/2个旋转）单位的顶标检测信号，得到各气缸的峰值转矩及其燃烧角度。
图8示出该处理过程。结合使用图9和图10说明该处理过程。图9示出各气缸的吸气冲程、压缩冲程、燃烧冲程以及排气冲程的各冲程（各过程或各作用）、旋转检测用脉冲、顶标检测信号以及转矩检测信号（测力计L/C信号）的关系的一例。图10示出频谱和燃烧角度的关系的一例。
如图8所示，首先在步骤S11中，转矩计测装置计测数据。具体而言，与前述说明同样地，旋转检测部3生成旋转检测信号（旋转检测用脉冲），并将所生成的旋转检测信号（图9（e））输出到转矩运算部10。此外，与前述说明同样地，顶标检测部2检测顶标，并将顶标检测信号（图9（f））输出到转矩运算部10。此外，与前述说明同样地，转矩检测部4生成转矩检测信号，并将所生成的转矩检测信号（放大后的转矩检测信号、（图9（g））输出到转矩运算部10。
此处，如图9（f）所示，顶标检测部2以2个冲程单位（曲轴的1个旋转单位）生成顶标检测信号。此外，顶标检测部2还根据基于旋转检测信号（旋转检测用脉冲）得到的旋转角度来生成顶标检测信号。
接着，在步骤S12中，转矩计测装置提取处理数据。具体而言，转矩运算部10的运算部15根据旋转检测信号（图9（e））和顶标检测信号（图9（f）），从转矩检测信号（图9（g））提取预定长度（与1个冲程或曲轴的1/2个旋转相当）的数据（以下称作处理数据。）。即，运算部15以顶标检测信号（图9（f））为基准，根据旋转检测信号确定转矩检测信号（图9（e））的预定区间，并提取所确定的预定区间的转矩检测信号（图9（g））作为处理数据。此时，运算部15连续提取出与气缸数对应的数目的处理数据。在如本实施方式那样原动机是4气缸的情况下，运算部15连续提取至少4个处理数据。
接着，在步骤S13中，转矩计测装置通过FFT处理计算频谱值。即，运算部15对在所述步骤S12中提取出的处理数据（多个各处理数据）进行FFT处理，从而计算频谱值。
接着，在步骤S14中，转矩计测装置计算峰值转矩及其燃烧角度。具体而言，运算部15根据在所述步骤S13中计算的频谱的峰值，得到峰值转矩。此外，如图10所示，运算部15根据在所述步骤S13中计算的频谱的实数和虚数，计算得到峰值转矩的燃烧角度。
此时，运算部15对应于各气缸而计算峰值转矩及其燃烧角度。因此，运算部15将在所述步骤S12中用1个冲程单位提取的处理数据与在各冲程中成为燃烧冲程的气缸对应起来。此处，如前所述，运算部15根据气缸数和循环数，预测各气缸的燃烧周期（1个循环）。例如，如图9（a－1）、（b－1）、（c－1）、（d－1）所示，运算部15预测第1～第4气缸的燃烧周期。并且，运算部15将各处理数据与在所预测的燃烧周期中成为燃烧冲程的气缸对应起来。例如，在图9的例子中，运算部15将最初提取的处理数据与处于燃烧冲程的第3气缸对应起来。
由此，运算部15能够与各气缸对应来计算峰值转矩及其燃烧角度。
如图9（a－2）、（b－2）、（c－2）、（d－2）所示，运算部15能够根据由此计算的各气缸的峰值转矩及其燃烧角度，得到各气缸的转矩变动（预想转矩）。
（4）在本实施方式中，列举4气缸、4循环的原动机的例子。与此相对，还能够将本发明应用于少于或多于4气缸、或者2循环的原动机。
（5）转矩计测装置还能够通过与前述的针对4循环原动机说明（使用所述图4的说明）的处理过程同样的处理过程，针对2循环的原动机，使用旋转角度、原动机的转矩变动的频率特性、顶标检测信号以及各种数据（气缸数和循环数），检测各气缸的峰值转矩及其燃烧角度。
图11是与针对4循环原动机示出的所述图4对应的图，示出针对2循环原动机得到的旋转检测用脉冲、旋转角度、转矩检测信号（测力计L/C信号）以及各气缸的各过程（吸气过程、压缩过程、燃烧过程以及排气过程）的关系的一例。
（6）转矩计测装置还能够根据构成2循环原动机的1个循环的过程（作用或曲轴的1/4个旋转）单位的顶标检测信号，得到各气缸的峰值转矩及其燃烧角度。此时，转矩计测装置在2循环原动机的情况下，也能够通过与表示4循环原动机的处理过程的图8相同的处理过程，得到各气缸的峰值转矩及其燃烧角度。
图12是与针对4循环原动机示出的所述图9对应的图，示出针对2循环原动机得到的各气缸的吸气过程、压缩过程、燃烧过程以及排气过程的各过程（各作用）、旋转检测用脉冲、顶标检测信号以及转矩检测信号（测力计L/C信号）的关系的一例。
此处，如图12（f）所示，顶标检测部2以2个冲程单位（曲轴的1个旋转单位）生成顶标检测信号。
产业上的可利用性
本发明能够有效用于实现能够用简单的结构预测原动机的各气缸的转矩特性的转矩计测装置及其方法、以及控制程序。
标号说明
1：旋转负载；2：顶标检测部（活塞旋转角度检测单元）；3：旋转检测部（旋转部旋转角度检测单元）；4：转矩检测部（输出转矩检测单元）；5：放大器；10：转矩运算部（转矩预测单元）；11：数据输入部；12：脉冲输入部；13：模拟输入部；14：输出部；15：运算部；100：原动机。

Claims (6)

1.一种原动机的转矩计测装置，其特征在于，具有：
原动机，其具有多个气缸，传递驱动转矩；
负载单元，其对所述原动机施加旋转负载；
输出转矩检测单元，其检测从所述原动机传递的所述驱动转矩与由所述负载单元施加的所述旋转负载产生的控制转矩平衡的点，从而检测从所述原动机传递的所述驱动转矩，生成模拟的转矩检测信号；
旋转部旋转角度检测单元，其检测在所述原动机中连接有各气缸活塞的旋转部的旋转角度；
活塞旋转角度检测单元，其检测所述各气缸活塞的旋转角度；以及
转矩预测单元，其根据所述输出转矩检测单元生成的所述转矩检测信号、所述旋转部旋转角度检测单元检测到的旋转部的旋转角度、所述活塞旋转角度检测单元检测到的各气缸活塞的旋转角度、以及所述原动机的气缸数和循环数，预测各气缸的转矩特性，
所述转矩预测单元预测各气缸的峰值转矩及得到该峰值转矩的燃烧角度中的至少一方，作为所述各气缸的转矩特性。
2.根据权利要求1所述的原动机的转矩计测装置，其特征在于，所述转矩预测单元根据所述原动机的气缸数和循环数，与各气缸对应地对所述输出转矩检测单元生成的所述转矩检测信号进行划分，并对该划分后的信号的频率进行频谱分析，由此预测各气缸的峰值转矩。
3.根据权利要求2所述的原动机的转矩计测装置，其特征在于，所述转矩预测单元根据所述旋转部的旋转角度、所述各气缸活塞的旋转角度以及所述频谱分析的结果，预测所述燃烧角度。
4.根据权利要求1所述的原动机的转矩计测装置，其特征在于，所述转矩预测单元根据所述旋转部的旋转角度、所述各气缸活塞的旋转角度以及所述原动机的气缸数和循环数，按照构成所述原动机的1个循环的过程单位来划分所述输出转矩检测单元生成的所述转矩检测信号，并对该划分后的信号的频率进行频谱分析，由此预测各气缸的峰值转矩。
5.根据权利要求4所述的原动机的转矩计测装置，其特征在于，所述转矩预测单元根据所述频谱分析的结果，预测所述燃烧角度。
6.一种原动机的转矩计测方法，其特征在于，具有以下步骤：
一边对具有多个气缸且传递驱动转矩的原动机施加旋转负载一边检测从该原动机传递的所述驱动转矩与由所述旋转负载产生的控制转矩平衡的点，从而检测从该原动机传递的所述驱动转矩，生成模拟的转矩检测信号，并且检测在所述原动机中连接有各气缸活塞的旋转部的旋转角度、所述各气缸活塞的旋转角度；以及
根据生成的所述转矩检测信号、旋转部的旋转角度、各气缸活塞的旋转角度、及所述原动机的气缸数和循环数，预测各气缸的峰值转矩及燃烧角度中的至少一方。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012210301B3 (de) 2012-06-19 2013-09-05 Continental Automotive Gmbh Bestimmen der in einem Zylinder einer Brennkraftmaschine freigesetzten Energiemenge mittels einer Auswertung von Zahnzeiten einer mit einer Kurbelwelle verbundenen Geberscheibe
US20160153852A1 (en) * 2014-12-02 2016-06-02 Mu-Chuan Wu Torque adjustment and measurement system
JP6149948B1 (ja) * 2016-01-07 2017-06-21 株式会社明電舎 供試体特性推定方法及び供試体特性推定装置
JP6645525B2 (ja) * 2018-02-23 2020-02-14 株式会社明電舎 試験システムの制御装置
GB2576480B (en) * 2018-03-26 2021-02-10 Tata Motors European Technical Ct Plc Control system and method
JP7101841B1 (ja) * 2021-04-16 2022-07-15 三菱電機株式会社 内燃機関の制御装置及び制御方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4301678A (en) * 1979-12-20 1981-11-24 United Technologies Corporation Relative power contribution of an internal combustion engine
CN1884809A (zh) * 2005-06-22 2006-12-27 株式会社电装 内燃机的燃料喷射控制设备

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6126835A (ja) 1984-07-16 1986-02-06 Mitsubishi Electric Corp 多気筒エンジンの気筒区別方法
EP0615117A3 (en) * 1993-03-08 1995-01-11 Yamaha Motor Co Ltd Method and device for torque detection of an engine.
JP3386593B2 (ja) 1994-09-21 2003-03-17 トヨタ自動車株式会社 内燃機関のトルク変動測定装置
JP3066716B2 (ja) 1995-06-14 2000-07-17 財団法人鉄道総合技術研究所 時系列データ解析システム
JPH09229824A (ja) 1996-02-28 1997-09-05 Ono Sokki Co Ltd 内燃機関試験装置
JP4241507B2 (ja) * 2004-05-31 2009-03-18 トヨタ自動車株式会社 失火検出装置
JP4555125B2 (ja) 2005-03-07 2010-09-29 本田技研工業株式会社 内燃機関の燃焼状態検出装置
JP4400526B2 (ja) 2005-07-29 2010-01-20 株式会社デンソー 内燃機関用制御装置
US7317983B2 (en) * 2005-06-22 2008-01-08 Denso Corporation Fuel injection controlling apparatus for internal combustion engine
JP4650429B2 (ja) * 2007-01-16 2011-03-16 トヨタ自動車株式会社 内燃機関のトルク推定装置
US8079933B2 (en) * 2007-11-04 2011-12-20 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus to control engine torque to peak main pressure for a hybrid powertrain system
US8448731B2 (en) * 2007-11-05 2013-05-28 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for determination of fast actuating engine torque for a hybrid powertrain system
US7623955B1 (en) * 2008-04-30 2009-11-24 Delphi Technologies, Inc. Method for estimation of indicated mean effective pressure for individual cylinders from crankshaft acceleration
AT10867U3 (de) * 2009-07-20 2010-04-15 Avl List Gmbh Prüfstand für einen verbrennungsmotor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4301678A (en) * 1979-12-20 1981-11-24 United Technologies Corporation Relative power contribution of an internal combustion engine
CN1884809A (zh) * 2005-06-22 2006-12-27 株式会社电装 内燃机的燃料喷射控制设备

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