JP2003207422A - エンジンベンチシステム - Google Patents

エンジンベンチシステム

Info

Publication number
JP2003207422A
JP2003207422A JP2002002017A JP2002002017A JP2003207422A JP 2003207422 A JP2003207422 A JP 2003207422A JP 2002002017 A JP2002002017 A JP 2002002017A JP 2002002017 A JP2002002017 A JP 2002002017A JP 2003207422 A JP2003207422 A JP 2003207422A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
engine
dynamometer
dynamo
controller
mechanical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2002002017A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4019710B2 (ja
Inventor
Yoshimasa Sawada
喜正 澤田
Gakuo Akiyama
岳夫 秋山
Masayasu Sugaya
正康 菅家
Minoru Kobayashi
小林  実
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Meidensha Corp, Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Meidensha Corp
Priority to JP2002002017A priority Critical patent/JP4019710B2/ja
Publication of JP2003207422A publication Critical patent/JP2003207422A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4019710B2 publication Critical patent/JP4019710B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンベンチシステムにおいて、エンジン
等が変更された場合でも、簡易に同等の制御性能を得る
ことができるようにする。 【解決手段】 エンジンにダイナモメータを直結し、ダ
イナモメータ制御装置によりエンジンの軸トルク制御ま
たはダイナモメータの速度制御によってエンジンの各種
性能試験を行うにおいて、コントローラ21は、エンジ
ンの軸トルク指令とその検出値からダイナモトルク指令
を得る。伝達特性22は、μ設計法によれ設計され、ダ
イナモトルク指令とエンジントルクからエンジン−ダイ
ナモ制御系の伝達特性K(S)を有して軸トルクを検出
する。上位マンマシン装置23は、μ設計で使用する機
械パラメータを所定の区分単位で変更したダイナモメー
タ制御装置を設計しておき、エンジン等の機械系の変更
にはそれに対応した機械パラメータに近い値をもつ区分
のダイナモメータ制御装置に切り替える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンにダイナ
モメータを直結してエンジンの各種性能試験を行うため
のエンジンベンチシステムに係り、特にダイナモメータ
の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のエンジンベンチシステムでは図3
に示すようにエンジン1とトランスミッション(ATあ
るいMT、MTの場合はクラッチ付)2を組み合わせ、
シャフト3を介してダイナモメータ4と結合している。
【0003】エンジン側はスロットルアクチェータ(A
CT)5によりスロットル開度をコントロールする。ダ
イナモ4側には回転検出器6、トルク検出器(ロードセ
ル)7を設け、この検出によりダイナモ4の速度、トル
クの制御を実施する。このシステムによりエンジン1の
耐久性や性能(燃費、排ガス計測等)、ECU適合等の
試験をしている。
【0004】但し、このようなシステムでは、機械の共
振点が低く、ダイナモ側からエンジン側へ高応答なトル
ク特性をもってトルク伝達ができない、あるいはエンジ
ン側の高応答な挙動をダイナモ側へ伝達することができ
ないため、エンジンや車両関連部品の過渡性能試験が完
成車両を使用しないと実施できない問題があった。
【0005】このような課題を解決する手段として、最
近、図4に示すように、エンジン1とダイナモ4を高剛
性のシャフト8で直結することで、ダイナモ4からエン
ジン1に対して高い周波数特性までのトルク加振を可能
にし、実車に近い状態での過渡再現を実施することによ
り、車両レスでのエンジン試験を可能にするシステムが
考えられている。
【0006】図5は、エンジンベンチシステムのダイナ
モメータ制御装置の基本構成図を示す。エンジン1とダ
イナモ4をシャフト8で機械結合した機構に対して、軸
トルクメータ9によるエンジン軸トルク検出と、図示省
略する回転検出器によるダイナモ4の速度検出を行い、
コントローラ10はダイナモ速度または軸トルクを指令
値とし、軸トルク検出値またはダイナモ速度検出値をフ
ィードバック信号として自動制御演算を行い、この演算
結果としてダイナモトルク指令を求める。インバータ1
1は、コントローラ10からのダイナモトルク指令に応
じた電流出力でダイナモ4を駆動することでダイナモ4
にダイナモトルク指令に一致したトルクを発生させる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】エンジンベンチシステ
ムでは、供試体であるエンジンを各種のものに変更して
試験を実施可能とした汎用性が要望される。しかし、エ
ンジンが変われば、当然、機械的パラメータでありシス
テムの制御性能に大きく影響を与えるエンジン慣性が変
化する。
【0008】このとき、本発明で対象としているような
高応答のエンジンベンチシステムでは、エンジン慣性が
変わる毎に、同一の制御性能を得るためにコントローラ
の厳密な設計が必要であった。そのため、設計に時間を
要し、かつどの程度の制御性能を得ることができるがが
即座にわからなかった。
【0009】本発明の目的は、エンジン−ダイナモ系を
高応答にしたエンジンベンチシステムにおいて、エンジ
ン等の機械系が変更された場合でも、簡易に同等の制御
性能を得ることができるエンジンベンチシステムを提供
することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】(発明の原理的な説明)
本発明では、まず、制御対象システムであるエンジン−
ダイナモ制御系のモデル化を行う。ここでは図6に示す
5慣性系のモデル化例を示す。このエンジン−ダイナモ
系モデルにおいて、各パラメータは、以下の表に示す意
味である。
【0011】
【表1】
【0012】このモデル化は適用する制御対象で制御に
大きく寄与する機械パラメータを利用してモデル化を行
うもので、5慣性系に限ったものではなく、4慣性系、
3慣性系でもよい。
【0013】次にダイナモメータの制御装置の設計を行
うために、前記モデルの運動方程式を次式のように展開
する。なお、θxは機械要素xの回転位相角である。
【0014】
【数1】
【0015】次に、今回対象としている制御対象でパラ
メータの変動を許容するパラメータを設定する。ここで
は、以下の式に示すように、エンジン慣性Je、シャフ
トばね定数K3C、カップリング慣性J3、カップリング
ばね定数K4Cを変動許容対象と定義している。
【0016】
【数2】
【0017】これらの定義を利用してμ設計法により設
計したエンジン−ダイナモ制御系の等価ブロックを示し
たのが図7であり、図5のインバータも含めた5慣性系
の等価ブロック構成の場合を示す。
【0018】以上のことから、本発明は、エンジン−ダ
イナモ制御系をモデル化し、このモデルを使用してμ設
計法によりダイナモメータ制御装置を設計し、このダイ
ナモメータ制御装置として供試体の変更に応じてモデル
に設定した機械パラメータをそれぞれ変更したものを用
意しておき、エンジン等の機械系の変更にはそれに対応
した機械パラメータをもつダイナモメータ制御装置に切
り替えることで簡易に高応答のエンジン試験ができるよ
うにするものである。
【0019】(発明の構成) (1)エンジンとダイナモメータを高剛性シャフトで結
合し、ダイナモメータ制御装置によりエンジンの軸トル
ク制御またはダイナモメータの速度制御によってエンジ
ンの各種性能試験を行うエンジンベンチシステムにおい
て、エンジン−ダイナモ制御系の慣性系がもつ機械パラ
メータを使用して該制御系のモデル化を行い、このモデ
ルを基にした運動方程式からμ設計法により前記ダイナ
モメータ制御装置を設計し、前記ダイナモメータ制御装
置は、エンジン等の機械系の変更に応じて前記機械パラ
メータをそれぞれ変更したものを設計しておき、エンジ
ン等の機械系の変更にはそれに対応した機械パラメータ
をもつ制御装置に切り替える手段を備えたことを特徴と
する。
【0020】(2)前記ダイナモメータ制御装置は、エ
ンジンの軸トルク指令またはダイナモメータの速度指令
に対して軸トルク検出値またはダイナモメータ速度検出
値をフィードバック信号としてダイナモトルク指令を得
るするコントローラと、前記μ設計法によれ設計され、
前記コントローラからのダイナモトルク指令とエンジン
が発生するエンジントルクの検出値から前記エンジン−
ダイナモ制御系の伝達特性K(S)を有して前記軸トル
クまたはダイナモメータ速度を検出する伝達特性演算器
とを備え、前記伝達特性演算器またはコントローラは、
前記機械パラメータを所定の区分単位で変更したものを
設計しておき、エンジン等の機械系の変更にはそれに対
応した機械パラメータに近い値をもつ前記区分の伝達特
性演算器またはコントローラに切り替える手段を備えた
ことを特徴とする。
【0021】(3)前記機械パラメータは、エンジン慣
性、エンジンとダイナモメータ間の結合機構の慣性とそ
のばね定数、ダイナモメータ慣性のいずれか1つ、また
は複数を組み合わせたことを特徴とする。
【0022】
【発明の実施の形態】(実施形態1)図1は、本発明の
実施形態1を示す装置構成図であり、μ設計法で設計し
た軸トルク制御装置の場合である。
【0023】コントローラ21は、エンジンの試験内容
に応じてパターン設定される軸トルク指令に対して、軸
トルク検出値をフィードバック信号として自動制御演算
を行い、ダイナモトルク指令を図5のK(S)に与え
る。このコントローラ21は、従来のPID制御、また
はH∞制御、μ設計法による制御特性をもつものにされ
る。
【0024】伝達特性22は、コントローラ21からの
ダイナモトルク指令とエンジン1が発生するエンジント
ルクの検出値からエンジン−ダイナモ制御系の伝達特性
K(S)を有して軸トルクを検出し、コントローラ21
へのフィードバック信号にする。この伝達特性22は、
前記のμ設計法を利用してダイナモーエンジン制御系の
厳密な制御特性が得られるように設計したものである。
【0025】ここで、伝達特性22、さらにはコントロ
ーラ21は、エンジン慣性のある区分単位(例えばエン
ジン慣性Je=0.1 kgm2)で所望の軸トルク制御
特性が得られるコントローラ21をあらかじめ設計した
データを上位マンマシン装置23に用意しておく。
【0026】これにより、供試体であるエンジンが変更
になった場合は、上位マンマシン装置23から試験対象
となるエンジン慣性を与えて、その区分に該当するコン
トローラ21(例えばJe=0.15 kgm2であれ
ば、Je=0.1〜0.2 kgm2用のもの)を選定
し、この選定した演算器とコントローラによりエンジン
試験を行うことで、高応答の軸トルク制御が可能とな
る。
【0027】なお、本実施形態では、エンジン慣性を機
械系の変更対象としたが、例えば、前記式2の例では、
エンジン慣性Je、シャフトばね定数K3C、カップリン
グ慣性J3、カップリングばね定数K4Cを変動許容対象
にしているので、これらのパラメータのある区分単位で
所望の軸トルク制御特性が得られる演算器さらにはコン
トローラをあらかじめ設計しておき、それらの中から適
合するものを選択してもよい。さらに、エンジンとダイ
ナモメータ間の結合機構の慣性、ばね定数、ダイナモメ
ータ慣性など、複数の機械パラメータを組み合わせた設
計をしておくこともできる。
【0028】(実施形態2)図2は、本発明の実施形態
2を示す装置構成図であり、μ設計を利用したダイナモ
メータ速度制御装置の場合である。
【0029】コントローラ24は、エンジンの試験内容
に応じてパターン設定されるダイナモ速度指令に対し
て、ダイナモ速度検出値をフィードバック信号として自
動制御演算を行い、ダイナモトルク指令を図5のK
(S)に与える。
【0030】伝達特性25は、コントローラ24からの
ダイナモトルク指令とエンジン1が発生するエンジント
ルクの検出値からエンジン−ダイナモ制御系の伝達特性
K(S)を有してダイナモ速度を検出し、コントローラ
24へのフィードバック信号にする。
【0031】これら伝達特性25、さらにはコントロー
ラ24は、前記のμ設計法を利用してダイナモーエンジ
ン系の厳密な制御特性が得られるように設計しておく。
【0032】ここで、コントローラ24は、エンジン慣
性のある区分単位(例えばJe=0.1kgm2)で所
望のダイナモ速度制御特性が得られるコントローラ24
をあらかじめ設計したデータを上位マンマシン装置26
に用意しておく。
【0033】これにより、供試体であるエンジンが変更
になった場合は、上位マンマシン装置26から試験対象
となるエンジン慣性を与えて、その区分に該当するコン
トローラ24(例えばJe=0.15 kgm2であれ
ば、Je=0.1〜0.2 kgm2用)を選定し、この
選定したコントローラと演算器によりエンジン試験を行
うことで、高応答の軸トルク制御が可能となる。
【0034】なお、本実施形態では、エンジン慣性を供
試体の変更対象としたが、例えば、前記式2の例では、
エンジン慣性Je、シャフトばね定数K3C、カップリン
グ慣性J3、カップリングばね定数K4Cを変動許容対象
にしているので、これらのパラメータのある区分単位で
所望のダイナモ速度制御特性が得られる演算器およびコ
ントローラをあらかじめ設計しておき、それらの中から
適合するものを選択してもよい。さらに、エンジンとダ
イナモメータ間の結合機構の慣性、ばね定数、ダイナモ
メータ慣性など、複数の機械パラメータを組み合わせた
設計をしておくこともできる。
【0035】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、高応答
にしたエンジンベンチシステムで、エンジン慣性もしく
は結合機構が変わる毎に、同一の制御性能を得るために
厳密な制御装置を設計することなく、簡易に制御装置を
組むことができ、かつどの程度の制御性能を得ることが
できるかをあらかじめ予測することができるので、試験
工数を大幅に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1を示す軸トルク制御装置の
構成図。
【図2】本発明の実施形態2を示すダイナモメータ速度
制御装置の構成図。
【図3】従来のエンジンベンチシステムの構成図。
【図4】従来の他のエンジンベンチシステムの構成図。
【図5】ダイナモメータ制御装置の構成図。
【図6】エンジン−ダイナモ制御系のモデル化例。
【図7】エンジン−ダイナモ制御系のブロック図。
【符号の説明】
1…エンジン 4…ダイナモメータ 8…シャフト 10、21、24…コントローラ 11…インバータ 22、25…伝達特性 23、26…上位マンマシン装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅家 正康 東京都品川区大崎2丁目1番17号 株式会 社明電舎内 (72)発明者 小林 実 東京都品川区大崎2丁目1番17号 株式会 社明電舎内 Fターム(参考) 2G087 BB01 CC06 DD17 EE11 3G084 BA02 EB00 EB11 FA00

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンとダイナモメータを高剛性シャ
    フトで結合し、ダイナモメータ制御装置によりエンジン
    の軸トルク制御またはダイナモメータの速度制御によっ
    てエンジンの各種性能試験を行うエンジンベンチシステ
    ムにおいて、 エンジン−ダイナモ制御系の慣性系がもつ機械パラメー
    タを使用して該制御系のモデル化を行い、このモデルを
    基にした運動方程式からμ設計法により前記ダイナモメ
    ータ制御装置を設計し、 前記ダイナモメータ制御装置は、エンジン等の機械系の
    変更に応じて前記機械パラメータをそれぞれ変更したも
    のを設計しておき、エンジン等の機械系の変更にはそれ
    に対応した機械パラメータをもつ制御装置に切り替える
    手段を備えたことを特徴とするエンジンベンチシステ
    ム。
  2. 【請求項2】 前記ダイナモメータ制御装置は、 エンジンの軸トルク指令またはダイナモメータの速度指
    令に対して軸トルク検出値またはダイナモメータ速度検
    出値をフィードバック信号としてダイナモトルク指令を
    得るするコントローラと、 前記μ設計法によれ設計され、前記コントローラからの
    ダイナモトルク指令とエンジンが発生するエンジントル
    クの検出値から前記エンジン−ダイナモ制御系の伝達特
    性K(S)を有して前記軸トルクまたはダイナモメータ
    速度を検出する伝達特性演算器とを備え、 前記伝達特性演算器またはコントローラは、前記機械パ
    ラメータを所定の区分単位で変更したものを設計してお
    き、エンジン等の機械系の変更にはそれに対応した機械
    パラメータに近い値をもつ前記区分の伝達特性演算器ま
    たはコントローラに切り替える手段を備えたことを特徴
    とする請求項1に記載のエンジンベンチシステム。
  3. 【請求項3】 前記機械パラメータは、エンジン慣性、
    エンジンとダイナモメータ間の結合機構の慣性とそのば
    ね定数、ダイナモメータ慣性のいずれか1つ、または複
    数を組み合わせたことを特徴とする請求項1または2に
    記載のエンジンベンチシステム。
JP2002002017A 2002-01-09 2002-01-09 エンジンベンチシステム Expired - Fee Related JP4019710B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002002017A JP4019710B2 (ja) 2002-01-09 2002-01-09 エンジンベンチシステム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002002017A JP4019710B2 (ja) 2002-01-09 2002-01-09 エンジンベンチシステム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003207422A true JP2003207422A (ja) 2003-07-25
JP4019710B2 JP4019710B2 (ja) 2007-12-12

Family

ID=27641991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002002017A Expired - Fee Related JP4019710B2 (ja) 2002-01-09 2002-01-09 エンジンベンチシステム

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4019710B2 (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008286614A (ja) * 2007-05-17 2008-11-27 Meidensha Corp 電気慣性制御方法
JP2008304233A (ja) * 2007-06-06 2008-12-18 Meidensha Corp 電気慣性制御方法
JP2009288036A (ja) * 2008-05-29 2009-12-10 Meidensha Corp ローラ表面駆動力の推定方法とその装置
JP2009300129A (ja) * 2008-06-11 2009-12-24 Meidensha Corp 動力計システムの駆動力制御方法とその装置
JP2009300290A (ja) * 2008-06-16 2009-12-24 Meidensha Corp 動力計システムの軸トルク制御方法
JP2010014409A (ja) * 2008-07-01 2010-01-21 Meidensha Corp シャシーダイナモメータの速度制御装置
JP2010019711A (ja) * 2008-07-11 2010-01-28 Meidensha Corp 動力計測システムの速度制御方法とその装置
JP2010019713A (ja) * 2008-07-11 2010-01-28 Meidensha Corp 動力計システムの電気慣性制御装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008286614A (ja) * 2007-05-17 2008-11-27 Meidensha Corp 電気慣性制御方法
JP2008304233A (ja) * 2007-06-06 2008-12-18 Meidensha Corp 電気慣性制御方法
JP2009288036A (ja) * 2008-05-29 2009-12-10 Meidensha Corp ローラ表面駆動力の推定方法とその装置
JP2009300129A (ja) * 2008-06-11 2009-12-24 Meidensha Corp 動力計システムの駆動力制御方法とその装置
JP2009300290A (ja) * 2008-06-16 2009-12-24 Meidensha Corp 動力計システムの軸トルク制御方法
JP2010014409A (ja) * 2008-07-01 2010-01-21 Meidensha Corp シャシーダイナモメータの速度制御装置
JP2010019711A (ja) * 2008-07-11 2010-01-28 Meidensha Corp 動力計測システムの速度制御方法とその装置
JP2010019713A (ja) * 2008-07-11 2010-01-28 Meidensha Corp 動力計システムの電気慣性制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP4019710B2 (ja) 2007-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3918435B2 (ja) 自動車部品の試験装置
US6768940B2 (en) Engine testing system using torque controller designed by μ-synthesis method
JP4397104B2 (ja) 特性値同定方法及び装置
KR102045801B1 (ko) 공시체 특성 추정 방법 및 공시체 특성 추정 장치
JP6139896B2 (ja) エンジン試験装置及び方法
KR20070090202A (ko) 과도 엔진 성능 적합화 방법 및 시스템
JP4788543B2 (ja) エンジンベンチシステムのパラメータ推定装置
JP2003207422A (ja) エンジンベンチシステム
US7039541B2 (en) Method for controlling a test bench
JP2008203051A (ja) エンジンベンチシステムのパラメータ推定装置
CN113740077A (zh) 车辆底盘测试方法、装置、设备及存储介质
JP2003207424A (ja) エンジンベンチシステム
KR102431570B1 (ko) 시험 시스템의 제어 장치
Coelingh et al. Assessment of mechatronic system performance at an early design stage
JP4019709B2 (ja) エンジンベンチシステム
JP2011127904A (ja) エンジンベンチ
JP4019711B2 (ja) エンジンベンチシステムのシャフトばね定数計測方法
JP2008298793A (ja) エンジン慣性測定方法
JP2003207418A (ja) エンジンベンチシステムの始動方式
JP2003207420A (ja) エンジンベンチシステム
JP2003344224A (ja) 動力伝達系の試験装置とその制御方法
JP3965924B2 (ja) エンジンの始動試験装置
JP2019090624A (ja) エンジン試験装置
JP2004340878A (ja) エンジンの出力同定装置
JP3768804B2 (ja) エンジンシミュレーション装置のエンジン特性設定方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041117

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20051017

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070508

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070706

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070904

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070917

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101005

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4019710

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101005

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101005

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111005

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111005

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121005

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131005

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees