JP2008203052A - Control device for engine bench system - Google Patents

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Gakuo Akiyama
岳夫 秋山
Yoshimasa Sawada
喜正 澤田
Toshimichi Takahashi
利道 高橋
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem wherein the vibration due to pulsating torque of an engine is superimposed and adversely affects the actual axial torque detection, depending on driving conditions in an engine bench system. <P>SOLUTION: A band filter circuit for filtering out vibration components due to the torque variation of the engine is connected to the front stage of a torque control part for a dynamometer. The band-filter circuit is provided with a converter passing a rotational speed signal, and the constant of the converter is set at the constant that corresponds to the filtration of main frequency components of the torque variations of the engine. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、エンジンベンチシステムの制御装置に係り、特にエンジン脈動トルクに起因する振動の発生を抑制した制御装置に関するものである。   The present invention relates to a control device for an engine bench system, and more particularly to a control device that suppresses generation of vibration caused by engine pulsation torque.

エンジンベンチシステムは、エンジン、クラッチ、プロペラシャフト、軸トルクメータ及びダイナモメータ等より構成され、ダイナモメータのトルク制御を実施しながらエンジンの耐久試験や燃費、排ガス計測等の試験を行っている。このようなエンジンベンチシステムとしては、特許文献1が公知となっている。   The engine bench system includes an engine, a clutch, a propeller shaft, a shaft torque meter, a dynamometer, and the like, and performs tests such as an engine durability test, fuel consumption, and exhaust gas measurement while performing torque control of the dynamometer. Patent Document 1 is known as such an engine bench system.

図11は特許文献1で示されたエンジンベンチシステムの制御装置の構成図で、エンジン1にシャフト2と軸トルクメータ3を介してダイナモメータ4を連結し、このダイナモメータ4はインバータ5によって駆動される。6は車両モデル部で、例えば4慣性系のばねモデルとサスペンション及びタイヤばねによる上下振動モデルよりなり、エンジン負荷トルク指令をトルク制御部7に出力する。トルク制御部7は、入力された車両モデル部6からのエンジンの負荷トルク指令値と、検出された回転速度信号、及び軸トルク信号とをもとにトルク電流指令を演算し、その出力に応じてインバータ5を介してダイナモメータ4を制御する。   FIG. 11 is a block diagram of the engine bench system control device disclosed in Patent Document 1. A dynamometer 4 is connected to the engine 1 via a shaft 2 and a shaft torque meter 3, and this dynamometer 4 is driven by an inverter 5. Is done. A vehicle model unit 6 includes, for example, a four-inertia spring model and a vertical vibration model using a suspension and a tire spring, and outputs an engine load torque command to the torque control unit 7. The torque control unit 7 calculates a torque current command based on the engine load torque command value input from the vehicle model unit 6 and the detected rotational speed signal and shaft torque signal, and according to the output. The dynamometer 4 is controlled through the inverter 5.

8はエンジン慣性モデル部で、このモデル部において(1/(Je・s))を演算してエンジンのモデル速度信号として車両モデル部6と減算部11に出力される。減算部11では、ダイナモメータ又はエンジンの速度検出信号とエンジンモデル速度信号との差演算が実行され、偏差信号はコントローラ9に出力される。コントローラ9の伝達関数G(s)は、例えばPIコントローラ(Kp+Ki/s)のような積分特性、もしくは比例特性をもった任意のコントローラが使用される。
ここで、Jeはエンジンの慣性モーメント、Kpは比例係数、Kiは積分係数である。
An engine inertia model unit 8 calculates (1 / (Je · s)) in the model unit, and outputs it to the vehicle model unit 6 and the subtracting unit 11 as an engine model speed signal. In the subtractor 11, a difference calculation between the dynamometer or engine speed detection signal and the engine model speed signal is executed, and the deviation signal is output to the controller 9. As the transfer function G (s) of the controller 9, for example, an arbitrary controller having integral characteristics or proportional characteristics such as a PI controller (Kp + Ki / s) is used.
Here, Je is the moment of inertia of the engine, Kp is a proportional coefficient, and Ki is an integral coefficient.

コントローラ9の出力は、加算部12においてエンジントルクマップ10の出力と加算されて加算部13に出力され、この加算部13においてエンジンの負荷トルク指令値と加算されてエンジンモデル部に出力される。エンジントルクマップ10には、予め測定して用意したエンジン回転数とスロットル開度、及びエンジントルク特性の関係をグラフ化して格納されている。エンジンの試験が開始されると、検出されたダイナモメータ(又はエンジン)の速度信号とスロットル開度信号がエンジントルクマップ10に入力され、入力信号からエンジントルクを推定して加算部12に出力する。
特開2004−177259号公報
The output of the controller 9 is added to the output of the engine torque map 10 in the adding unit 12 and output to the adding unit 13, and is added to the engine load torque command value in the adding unit 13 and output to the engine model unit. The engine torque map 10 stores a graph of the relationship between the engine speed, throttle opening, and engine torque characteristics prepared in advance by measurement. When the engine test is started, the detected speed signal of the dynamometer (or engine) and the throttle opening signal are input to the engine torque map 10, and the engine torque is estimated from the input signal and output to the adder 12. .
JP 2004-177259 A

エンジンベンチシステムでは、機械的要因によってトルク制御部7の応答遅れが発生し、この応答遅れに起因してハンチング等の不安定現象が発生するが、 図 で示す制御装置は、その現象が防止できる効果を有している。しかし、エンジンが大型ディーゼルエンジンなどのように、大きなエンジン脈動トルクを発生する場合、車両モデル部6からのエンジン負荷トルク指令にエンジン脈動トルクによる振動が重畳し、運転条件によってはその振動が実際の軸トルク検出値までも振動させる虞を有している。   In the engine bench system, a response delay of the torque control unit 7 occurs due to mechanical factors, and an unstable phenomenon such as hunting occurs due to this response delay. However, the control device shown in FIG. Has an effect. However, when the engine generates a large engine pulsation torque, such as a large diesel engine, the vibration due to the engine pulsation torque is superimposed on the engine load torque command from the vehicle model unit 6, and the vibration may actually vary depending on the operating conditions. There is a possibility that even the shaft torque detection value is vibrated.

よって本発明が目的とするところは、大型なエンジンの場合でも安定した制御を可能としたエンジンベンチシステムの制御装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a control device for an engine bench system that enables stable control even in the case of a large engine.

本発明の第1は、シャフトを介してエンジンとダイナモメータを直結し、エンジンの慣性モデル速度部により生成されたエンジンのモデル速度信号を車両モデル部に出力してエンジン負荷トルク指令値を演算し、この演算値をトルク制御部に出力し、トルク制御部に入力されたエンジン負荷トルク指令値と検出された軸トルク及びダイナモメータの回転速度信号を用いてトルク電流指令値を求め、このトルク電流指令値をインバータに出力することによりダイナモメータを制御するエンジンベンチシステムにおいて、
前記トルク制御部の前段に、前記エンジンのトルク変動に起因する振動成分を除去するためのバンド除去フィルタ回路を接続したことを特徴としたものである。エンジンベンチシステムの制御装置。
In the first aspect of the present invention, an engine and a dynamometer are directly connected via a shaft, and an engine model speed signal generated by the engine inertia model speed unit is output to the vehicle model unit to calculate an engine load torque command value. The calculated value is output to the torque control unit, and the torque current command value is obtained using the engine load torque command value input to the torque control unit, the detected shaft torque and the rotational speed signal of the dynamometer. In an engine bench system that controls a dynamometer by outputting a command value to an inverter,
A band removal filter circuit for removing vibration components caused by torque fluctuations of the engine is connected to the front stage of the torque control unit. Control device for engine bench system.

本発明の第2は、前記バンド除去フィルタ回路に、前記回転速度信号を通す変換器を設け、この変換器の定数をエンジンのトルク変動の主要周波数成分を除去するように対応した定数に設定したことを特徴としたものである。   According to a second aspect of the present invention, a converter that passes the rotational speed signal is provided in the band removal filter circuit, and the constant of the converter is set to a constant corresponding to remove a main frequency component of engine torque fluctuation. It is characterized by that.

本発明の第3は、前記バンド除去フィルタ回路は複数段接続され、エンジンのトルク変動の主要周波数成分がエンジン回転数の整数倍の場合で、この整数倍の周波数に対応した複数のトルク変動分を除去するよう構成したことを特徴としたものである。   A third aspect of the present invention is a case where the band elimination filter circuit is connected in a plurality of stages, and the main frequency component of the engine torque fluctuation is an integer multiple of the engine speed, and a plurality of torque fluctuation components corresponding to the integer multiple frequency. It is characterized in that it is configured to remove the.

本発明の第4は、前記検出された軸トルク信号と回転速度信号を、エンジンのトルクオブザーバに入力してエンジントルクを推定し、推定されたエンジントルク推定値と前記エンジン負荷トルク指令値との偏差を求め、この偏差値に基づいて前記エンジンのモデル速度信号を生成することを特徴としたものである。   According to a fourth aspect of the present invention, the detected shaft torque signal and rotation speed signal are input to an engine torque observer to estimate the engine torque, and the estimated engine torque estimated value and the engine load torque command value are calculated. A deviation is obtained, and a model speed signal of the engine is generated based on the deviation value.

本発明の第5は、前記エンジンのモデル速度信号と検出された回転速度信号の偏差値を算出してエンジンのトルク推定値補正部に出力し、このトルク推定値補正部により偏差値に応じた補正値を生成して前記トルクオブザーバの出力値と加算するよう構成したことを特徴としたものである。   According to a fifth aspect of the present invention, a deviation value between the engine model speed signal and the detected rotation speed signal is calculated and output to a torque estimation value correction unit of the engine, and the torque estimation value correction unit responds to the deviation value. A correction value is generated and added to the output value of the torque observer.

本発明の第6は、前記検出された回転速度信号とエンジンのスロットル開度信号を、エンジンのトルクマップに入力してエンジントルクを推定し、推定されたエンジントルク推定値と前記エンジン負荷トルク指令値との偏差を求め、この偏差値に基づいて前記エンジンのモデル速度信号を生成することを特徴としたものである。   According to a sixth aspect of the present invention, the detected rotational speed signal and the engine throttle opening signal are input to an engine torque map to estimate the engine torque, and the estimated engine torque estimated value and the engine load torque command A deviation from the value is obtained, and a model speed signal of the engine is generated based on the deviation value.

本発明の第7は、前記エンジンのモデル速度信号と検出された回転速度信号の偏差値を算出してエンジンのトルク推定値補正部に出力し、このトルク推定値補正部により偏差値に応じた補正値を生成して前記トルクマップの出力値と加算するよう構成したことを特徴としたものである。   According to a seventh aspect of the present invention, a deviation value between the engine model speed signal and the detected rotation speed signal is calculated and output to a torque estimation value correction unit of the engine, and the torque estimation value correction unit responds to the deviation value. A correction value is generated and added to the output value of the torque map.

以上のとおり、本発明によれば、トルク制御部の前段に、前記エンジンのトルク変動に起因する振動成分を除去するためのバンド除去フィルタ回路を設けたことにより、エンジンのトルク変動周波数に対応した振動周波数のみの除去を可能としたものである。このため、エンジンの脈動トルクの重畳されてないトルク電流指令が生成され、安定なエンジンベンチシステムの動作が実現できる。
また、複数段構成のバンド除去フィルタ回路とすることにより、エンジンのトルク変動の主要周波数成分が複数存在する場合でも、高精度制御を可能とし、安定なエンジンベンチシステムの動作が実現できるものである。
As described above, according to the present invention, the band removal filter circuit for removing the vibration component due to the torque fluctuation of the engine is provided in the front stage of the torque control unit, thereby corresponding to the torque fluctuation frequency of the engine. Only the vibration frequency can be removed. For this reason, a torque current command in which the pulsating torque of the engine is not superimposed is generated, and a stable operation of the engine bench system can be realized.
In addition, by using a multi-band band elimination filter circuit, high-precision control is possible even when there are a plurality of main frequency components of engine torque fluctuations, and stable engine bench system operation can be realized. .

本発明は、車両モデル部で演算されたエンジン負荷トルク指令をフィルタ回路を介してトルク制御部に出力することで脈動を抑制するようにしたものである。図2は各実施例に共通して使用されるバンド除去フィルタ回路20を示したもので、21〜24は、定数A〜Dを各別に有する変換器、25は乗算器、26は積分器、27及び28は加算器である。各変換器中の定数(A、B、C、D)は、1[rad/s]を特性周波数として持つバンド除去フィルタの連続系状態方程式表現の各ABCD行列である。
連続系状態方程式は、dx/dt=A・x+B・u、y=C・x+D・uで表現される。
図3は、1[rad/s]を特性周波数として持つバンド除去フィルタのボード線図の例である。
According to the present invention, pulsation is suppressed by outputting an engine load torque command calculated by a vehicle model unit to a torque control unit via a filter circuit. FIG. 2 shows a band elimination filter circuit 20 that is commonly used in each embodiment. 21 to 24 are converters each having constants A to D, 25 is a multiplier, 26 is an integrator, Reference numerals 27 and 28 denote adders. The constants (A, B, C, D) in each converter are the ABCD matrices of the continuous state equation expression of the band removal filter having 1 [rad / s] as the characteristic frequency.
The continuous system equation of state is expressed by dx / dt = A · x + B · u and y = C · x + D · u.
FIG. 3 is an example of a Bode diagram of a band elimination filter having 1 [rad / s] as a characteristic frequency.

一般に、エンジンベンチシステムの主要な振動源はエンジンの発生するトルク変動である。エンジンのトルク変動の周波数は、通常エンジン回転数に比例しており、例えば、エンジン回転数の2倍、4倍、場合によっては0.5倍,1.5倍などの周波数を持つ。
従来では、これらの周波数のトルク変動が軸トルク検出やダイナモメータの回転数検出に重畳して制御装置の閉ループによりエンジン負荷トルク指令に入って振動現象が発生する。
In general, the main vibration source of an engine bench system is a torque fluctuation generated by the engine. The frequency of engine torque fluctuation is generally proportional to the engine speed, and has a frequency of, for example, 2 or 4 times the engine speed, or 0.5 or 1.5 times in some cases.
Conventionally, torque fluctuations of these frequencies are superimposed on shaft torque detection or dynamometer rotation speed detection, and an engine load torque command is entered by a closed loop of the control device to generate a vibration phenomenon.

図1は、本発明の実施例を示すエンジンベンチシステムの制御装置の構成図を示したもので、図11と同一部分若しくは相当する部分に同一符号を付してその説明を省略する。   FIG. 1 shows a configuration diagram of a control device of an engine bench system showing an embodiment of the present invention. The same reference numerals are given to the same or corresponding parts as in FIG.

図1で示す構成のものにおいて、エンジン1は図示省略された制御回路によりスロットル開度指令と検出されたスロットル開度信号との偏差がなくなるように制御される。トルク制御部7においては、バンド除去フィルタ回路20を通って入力された車両モデル部6からのエンジン負荷トルク指令値と、検出された回転速度信号、及び軸トルク信号とをもとにトルク電流指令を演算し、その出力に応じてインバータ5を介してダイナモメータ4を制御する。   In the configuration shown in FIG. 1, the engine 1 is controlled by a control circuit (not shown) so that there is no deviation between the throttle opening command and the detected throttle opening signal. In the torque control unit 7, a torque current command is generated based on the engine load torque command value from the vehicle model unit 6 input through the band removal filter circuit 20, the detected rotation speed signal, and the shaft torque signal. And the dynamometer 4 is controlled via the inverter 5 according to the output.

ダイナモメータ4(又はエンジン)の回転速度信号がエンコーダ等によって検出され、エンジンのトルクオブザーバ30とバンド除去フィルタ回路20に入力される。トルクオブザーバ30には検出された軸トルク信号も入力され、これら回転速度信号と軸トルク信号からエンジントルクを推定し、その推定値は減算部31に出力される。減算部31では、エンジントルク推定信号と車両モデル部6からのエンジン負荷トルク指令との差演算が実行され、その偏差信号はエンジン慣性モデル部8に出力されてエンジンのモデル速度信号が演算される。   A rotational speed signal of the dynamometer 4 (or engine) is detected by an encoder or the like, and is input to the torque observer 30 and the band removal filter circuit 20 of the engine. The detected shaft torque signal is also input to the torque observer 30, the engine torque is estimated from the rotational speed signal and the shaft torque signal, and the estimated value is output to the subtractor 31. In the subtracting unit 31, the difference between the engine torque estimation signal and the engine load torque command from the vehicle model unit 6 is executed, and the deviation signal is output to the engine inertia model unit 8 to calculate the engine model speed signal. .

車両モデル部6では、入力されたエンジンのモデル速度信号をもとにエンジン負荷トルク指令を演算し、減算部31とバンド除去フィルタ回路20に出力する。バンド除去フィルタ回路20は図2のように構成されたもので、エンジン負荷トルク指令を変換器22と24で、それぞれ定数BDを掛けて出力する。変換器22の出力は加算器27で定数Aの加算器21の出力と加算され、その加算値は乗算器25において変換器29を通して入力されるダイナモメータ(又はエンジン)の速度信号と乗算される。乗算値は積分器26で積分された後、加算器28において変換器24の出力と加算されてトルク制御部7に出力される。   The vehicle model unit 6 calculates an engine load torque command based on the input model speed signal of the engine and outputs it to the subtracting unit 31 and the band removal filter circuit 20. The band removal filter circuit 20 is configured as shown in FIG. 2, and outputs an engine load torque command by the converters 22 and 24 multiplied by a constant BD, respectively. The output of the converter 22 is added to the output of the adder 21 of the constant A by the adder 27, and the added value is multiplied by the speed signal of the dynamometer (or engine) input through the converter 29 in the multiplier 25. . The multiplication value is integrated by the integrator 26 and then added to the output of the converter 24 by the adder 28 and output to the torque control unit 7.

バンド除去フィルタ回路20の周波数特性は、例えば図3のような特性を有していることから、10[rad/s]近辺のみが大きく減衰する特性を有し、他の周波数範囲においては減衰しない特性が維持されて1[rad/s]の脈動波形が除去されている。したがって、トルク制御部7には脈動のないトルク指令が入力される。   Since the frequency characteristic of the band elimination filter circuit 20 has a characteristic as shown in FIG. 3, for example, it has a characteristic that only the vicinity of 10 [rad / s] is greatly attenuated, and is not attenuated in other frequency ranges. The characteristic is maintained and the pulsation waveform of 1 [rad / s] is removed. Therefore, a torque command without pulsation is input to the torque control unit 7.

ここで、例えば、エンジンのトルク変動周波数がエンジン回転数の2倍が主な成分のときには、ダイナモメータの速度信号を変換する変換器29の定数NをN=2と設定することにより、問題となる振動の周波数のみが図3で示す特性を有するバンド除去フィルタ回路20によって除去される。このため、トルク制御部7には、エンジンの脈動トルクが重畳されてないエンジン負荷トルク指令が入力されるため高精度制御を可能とするトルク電流指令が生成され、安定なエンジンベンチシステムの動作が実現できる。   Here, for example, when the torque fluctuation frequency of the engine is the main component of twice the engine speed, setting the constant N of the converter 29 for converting the speed signal of the dynamometer to N = 2 causes a problem. Only the frequency of the vibration is removed by the band removal filter circuit 20 having the characteristics shown in FIG. For this reason, since the engine load torque command on which the pulsating torque of the engine is not superimposed is input to the torque control unit 7, a torque current command that enables high-precision control is generated, and stable engine bench system operation is performed. realizable.

図4は、本発明の実施例2の構成を示したものである。図1で示す実施例と相違するところは、エンジントルクの推定値補正部40を追加し、ダイナモメータ(又はエンジン)の速度信号とエンジン慣性モデル部8からのモデル速度信号との差を減算部33で求め、実速度とモデル速度との偏差に基づいてエンジントルク推定値を補正する。補正信号は、加算部32においてエンジンのトルクオブザーバ30からの出力信号と加算された後、減算部31に出力される。   FIG. 4 shows the configuration of Embodiment 2 of the present invention. The difference from the embodiment shown in FIG. 1 is that an estimated value correction unit 40 for engine torque is added, and a subtraction unit for subtracting the difference between the dynamometer (or engine) speed signal and the model speed signal from the engine inertia model unit 8. The engine torque estimated value is corrected based on the deviation between the actual speed and the model speed. The correction signal is added to the output signal from the engine torque observer 30 in the adder 32 and then output to the subtractor 31.

この実施例では、エンジンのトルクオブザーバ30からの振動成分に加え、トルク推定値補正部40による推定値補正を行ない、車両モデル部6を介してエンジン負荷トルク指令に振動成分が加わるような構成となっているが、この場合においてもバンド除去フィルタ回路20の作用により、エンジンのトルク変動に起因する振動成分の除去が可能となり、実施例1と同様に安定なエンジンベンチシステムの動作が実現できる。   In this embodiment, in addition to the vibration component from the engine torque observer 30, the estimated value correction is performed by the torque estimated value correction unit 40, and the vibration component is added to the engine load torque command via the vehicle model unit 6. However, even in this case, the operation of the band removal filter circuit 20 makes it possible to remove vibration components due to engine torque fluctuations, and a stable engine bench system operation can be realized as in the first embodiment.

図5は、本発明の実施例3の構成を示したものである。図1で示す実施例と相違するところは、エンジンのトルクオブザーバ30に代えてエンジンのトルクマップ10を設け、エンジンのスロットル開度信号と速度信号とが入力される。エンジンのトルクマップ10は、エンジンの試験動作中にエンジントルクを直接測定するものではなく、予め測定して用意したエンジン回転数とスロットル開度、及びエンジントルク特性の関係をグラフ化して表したものである。   FIG. 5 shows the configuration of the third embodiment of the present invention. The difference from the embodiment shown in FIG. 1 is that an engine torque map 10 is provided instead of the engine torque observer 30, and an engine throttle opening signal and a speed signal are input. The engine torque map 10 does not directly measure the engine torque during the test operation of the engine, but is a graph showing the relationship between the engine speed, the throttle opening, and the engine torque characteristics prepared in advance. It is.

エンジンの試験動作中は、検出されたエンジン又はダイナモメータの速度信号とスロットルアクチュエータにおけるスロットル開度信号とを入力し、これら入力された信号からエンジントルクを推定し、その推定値を減算部34に出力してエンジン負荷トルク指令値との偏差が演算される。この偏差値に基づいて慣性モデル部8においてエンジンのモデル速度値が生成される。   During the engine test operation, the detected engine or dynamometer speed signal and the throttle opening signal of the throttle actuator are input, the engine torque is estimated from these input signals, and the estimated value is input to the subtractor 34. The deviation from the engine load torque command value is calculated. Based on this deviation value, an inertia model unit 8 generates a model speed value of the engine.

この実施例によれば、実施例1と比較して、トルクオブザーバ30に代えてエンジンのトルクマップ10を使用したことにより、軸トルクに重畳しているエンジントルクの変動成分をエンジン負荷トルク指令に伝達することは無くなるが、トルクマップ10に入力されるダイナモメータの速度信号に重畳されているエンジンのトルク変動分はエンジン負荷トルク指令値に伝達される。しかし、この場合もエンジントルク変動分に起因する振動成分は、バンド除去フィルタ回路20により除去され、安定なエンジンベンチシステムの動作が実現できる。   According to this embodiment, the engine torque map 10 is used in place of the torque observer 30 as compared with the first embodiment, so that the engine torque fluctuation component superimposed on the shaft torque is used as the engine load torque command. However, the torque fluctuation of the engine superimposed on the dynamometer speed signal input to the torque map 10 is transmitted to the engine load torque command value. However, also in this case, the vibration component caused by the engine torque fluctuation is removed by the band removal filter circuit 20, and a stable operation of the engine bench system can be realized.

図6は本発明の実施例4の構成を示したものである。図5で示す実施例と相違するところは、エンジントルクの推定値補正部40を追加し、ダイナモメータ(又はエンジン)の速度信号とエンジン慣性モデル部8からのモデル速度信号との差を減算部33で求め、実速度とモデル速度との偏差に基づいてエンジントルク推定値を補正する。補正信号は、加算部35においてエンジンのトルクマップ10からの出力信号と加算された後、減算部34に出力される。   FIG. 6 shows the configuration of Embodiment 4 of the present invention. The difference from the embodiment shown in FIG. 5 is that an estimated value correction unit 40 for engine torque is added, and a difference between the speed signal of the dynamometer (or engine) and the model speed signal from the engine inertia model unit 8 is subtracted. The engine torque estimated value is corrected based on the deviation between the actual speed and the model speed. The correction signal is added to the output signal from the engine torque map 10 in the adder 35 and then output to the subtractor 34.

この実施例においては、トルク変動分はエンジントルクマップ10からに加え、
エンジントルクの推定値補正部40からの補正値をとおしてエンジン負荷トルク指令値に伝達される。伝達されたトルク変動分はバンド除去フィルタ回路20により除去され、安定なエンジンベンチシステムの動作が実現できる。
In this embodiment, the torque fluctuation is added from the engine torque map 10,
It is transmitted to the engine load torque command value through the correction value from the estimated value correction unit 40 of the engine torque. The transmitted torque fluctuation is removed by the band removal filter circuit 20, and a stable operation of the engine bench system can be realized.

図7は、図2で示すバンド除去フィルタ回路20を20−1,20−2の2段構成とした他の例を示したものである。図2で示すフィルタ回路は1段ため、除去できる周波数は1成分のみとなるが、図7では2段構成としたことにより2成分の周波数除去を可能としたものである。この場合、例えば、エンジンのトルク変動の主成分がエンジンの回転数の2倍、4倍の周波数であったとすると、フィルタ回路の変換器29−1,29−2の定数N1,N2を、N1=2,N2=4、または、N1=4,N2=2と設定することによりエンジン回転数の2倍、4倍の両周波数成分を持つトルク変動分を除去することができる。フィルタ回路の段数を2段のみではなく任意に選定できることは勿論である。   FIG. 7 shows another example in which the band elimination filter circuit 20 shown in FIG. 2 has a two-stage configuration of 20-1 and 20-2. Since the filter circuit shown in FIG. 2 has one stage, the frequency that can be removed is only one component, but in FIG. 7, the two-stage configuration enables frequency removal of two components. In this case, for example, if the main component of the engine torque fluctuation is twice or four times the engine speed, the constants N1 and N2 of the converters 29-1 and 29-2 of the filter circuit are set to N1. By setting = 2, N2 = 4, or N1 = 4, N2 = 2, it is possible to remove torque fluctuation components having both frequency components twice and four times the engine speed. Of course, the number of stages of the filter circuit can be arbitrarily selected instead of only two.

図7のように構成されたバンド除去フィルタ回路20aを、実施例1〜4で示す各バンド除去フィルタ回路20にそれぞれ代えて使用することにより、複数周波数を持つエンジントルク変動分に起因する振動成分を除去することが可能となるものである。   By using the band removal filter circuit 20a configured as shown in FIG. 7 in place of each of the band removal filter circuits 20 shown in the first to fourth embodiments, vibration components caused by engine torque fluctuations having a plurality of frequencies are used. Can be removed.

図8〜10は、本発明の検証に基づくエンジンベンチシステムの運転波形図である。図8は実施例1〜4で示すフィルタ回路が1段の場合、図9は、図1および図4〜6の構成でバンド除去フィルタ回路20に代えて2段のバンド除去フィルタ回路20aを使用した場合、図10は図11で示す従来のエンジンベンチシステムの運転波形をしめしたもので、それぞれの(a)はダイナモメータの回転数−時間の関係図、(b)は軸トルク−時間関係図、(c)は軸トルク指令周波数−時間関係図である。   8 to 10 are operation waveform diagrams of the engine bench system based on the verification of the present invention. 8 shows a case where the filter circuit shown in the first to fourth embodiments has one stage, and FIG. 9 uses a two-stage band elimination filter circuit 20a in place of the band elimination filter circuit 20 in the configuration of FIGS. 1 and 4-6. FIG. 10 shows the operation waveform of the conventional engine bench system shown in FIG. 11, where (a) shows the relationship between the rotational speed and time of the dynamometer, and (b) shows the relationship between the shaft torque and time. FIG. 4C is a diagram showing the relationship between shaft torque command frequency and time.

図10で示す従来においては、軸トルク指令値の標準偏差(図中、stdで示している値)が約35程度となっている。これに対し、図8で示す本発明における軸トルク指令値の標準偏差は約21にまで低下している。更に、図9で示したように、2段のバンド除去フィルタ回路20aを使用した場合の軸トルク指令値の標準偏差は約4まで低下しており、本発明の効果が確認された。   In the prior art shown in FIG. 10, the standard deviation (value indicated by std in the figure) of the shaft torque command value is about 35. On the other hand, the standard deviation of the shaft torque command value in the present invention shown in FIG. Further, as shown in FIG. 9, the standard deviation of the shaft torque command value when the two-stage band elimination filter circuit 20a is used is reduced to about 4, and the effect of the present invention was confirmed.

なお、図8で示す運転波形は、図2で示す変換器29のNをN=1とした場合であり、図9での運転波形は、図7で示す変換器29−1のN1をN1=0.5、N2=1とした場合である。
また、図8〜10の各(c)図は、軸トルク指令値の振動周波数の分布を示したものであるが、選択したNまたはN1,N2に対応した軸トルク指令値の振動周波数成分が低減していることが判る。
The operation waveform shown in FIG. 8 is when N of the converter 29 shown in FIG. 2 is N = 1, and the operation waveform in FIG. 9 is N1 of the converter 29-1 shown in FIG. = 0.5 and N2 = 1.
Each of FIGS. 8 to 10 shows the distribution of the vibration frequency of the shaft torque command value. The vibration frequency component of the shaft torque command value corresponding to the selected N or N1, N2 is shown in FIG. It turns out that it is reducing.

本発明の実施形態を示す構成図。The block diagram which shows embodiment of this invention. 本発明に使用されるバンド除去フィルタ回路の構成図。The block diagram of the band removal filter circuit used for this invention. バンド除去フィルタ回路の特性図。The characteristic diagram of a band removal filter circuit. 本発明の他の実施形態(実施例2)を示す構成図。The block diagram which shows other embodiment (Example 2) of this invention. 本発明の他の実施形態(実施例3)を示す構成図。The block diagram which shows other embodiment (Example 3) of this invention. 本発明の他の実施形態(実施例4)を示す構成図。The block diagram which shows other embodiment (Example 4) of this invention. 2段構成のバンド除去フィルタ回路の構成図。The block diagram of the band removal filter circuit of 2 steps | paragraphs structure. 本発明によるエンジンベンチシステムの運転波形図で、(a)はダイナモメータ回転数−時間関係図、(b)は軸トルク−時間関係図、(c)軸トルク指令周波数−時間関係図。FIG. 4 is an operation waveform diagram of the engine bench system according to the present invention, where (a) is a dynamometer rotational speed-time relationship diagram, (b) is an axial torque-time relationship diagram, and (c) is an axial torque command frequency-time relationship diagram. 本発明によるエンジンベンチシステムの運転波形図で、(a)はダイナモメータ回転数−時間関係図、(b)は軸トルク−時間関係図、(c)軸トルク指令周波数−時間関係図。FIG. 4 is an operation waveform diagram of the engine bench system according to the present invention, where (a) is a dynamometer rotational speed-time relationship diagram, (b) is an axial torque-time relationship diagram, and (c) is an axial torque command frequency-time relationship diagram. 従来のエンジンベンチシステムの運転波形図で、(a)はダイナモメータ回転数−時間関係図、(b)は軸トルク−時間関係図、(c)軸トルク指令周波数−時間関係図。FIG. 4 is an operation waveform diagram of a conventional engine bench system, in which (a) is a dynamometer rotation speed-time relationship diagram, (b) is a shaft torque-time relationship diagram, and (c) is a shaft torque command frequency-time relationship diagram. 従来のエンジンベンチシステムの構成図。The block diagram of the conventional engine bench system.

符号の説明Explanation of symbols

1… エンジン
2… シャフト
3… 軸トルクメータ
4… ダイナモメータ
5… インバータ
6… 車両モデル部
7… トルク制御部
8… エンジン慣性モデル部
10…トルクマップ
20… バンド除去フィルタ回路
30… エンジントルクオブザーバ
40… エンジントルク推定値補正部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine 2 ... Shaft 3 ... Shaft torque meter 4 ... Dynamometer 5 ... Inverter 6 ... Vehicle model part 7 ... Torque control part 8 ... Engine inertia model part 10 ... Torque map 20 ... Band removal filter circuit 30 ... Engine torque observer 40 … Engine torque estimated value correction unit

Claims (7)

シャフトを介してエンジンとダイナモメータを直結し、エンジンの慣性モデル速度部により生成されたエンジンのモデル速度信号を車両モデル部に出力してエンジン負荷トルク指令値を演算し、この演算値をトルク制御部に出力し、トルク制御部に入力されたエンジン負荷トルク指令値と検出された軸トルク及びダイナモメータの回転速度信号を用いてトルク電流指令値を求め、このトルク電流指令値をインバータに出力することによりダイナモメータを制御するエンジンベンチシステムにおいて、
前記トルク制御部の前段に、前記エンジンのトルク変動に起因する振動成分を除去するためのバンド除去フィルタ回路を接続したことを特徴としたエンジンベンチシステムの制御装置。
The engine and dynamometer are directly connected via a shaft, the engine model speed signal generated by the inertia model speed part of the engine is output to the vehicle model part to calculate the engine load torque command value, and the calculated value is torque controlled The torque current command value is obtained using the engine load torque command value input to the torque control unit, the detected shaft torque and the rotational speed signal of the dynamometer, and the torque current command value is output to the inverter. In the engine bench system that controls the dynamometer by
A control device for an engine bench system, wherein a band removal filter circuit for removing vibration components caused by torque fluctuations of the engine is connected to a front stage of the torque control unit.
前記バンド除去フィルタ回路に、前記回転速度信号を通す変換器を設け、この変換器の定数をエンジンのトルク変動の主要周波数成分を除去するように対応した定数に設定したことを特徴とした請求項1記載のエンジンベンチシステムの制御装置。 The converter for passing the rotational speed signal is provided in the band removal filter circuit, and the constant of the converter is set to a constant corresponding to remove a main frequency component of engine torque fluctuation. 1. The control device for the engine bench system according to 1. 前記バンド除去フィルタ回路は複数段接続され、エンジンのトルク変動の主要周波数成分がエンジン回転数の整数倍の場合で、この整数倍の周波数に対応した複数のトルク変動分を除去するよう構成したことを特徴とした請求項2記載のエンジンベンチシステムの制御装置。 The band removal filter circuit is connected in a plurality of stages, and when the main frequency component of engine torque fluctuation is an integer multiple of the engine speed, a plurality of torque fluctuation components corresponding to the integer multiple frequency are removed. The engine bench system control device according to claim 2, wherein 前記検出された軸トルク信号と回転速度信号を、エンジンのトルクオブザーバに入力してエンジントルクを推定し、推定されたエンジントルク推定値と前記エンジン負荷トルク指令値との偏差を求め、この偏差値に基づいて前記
エンジンのモデル速度信号を生成することを特徴とした請求項1から請求項3の何れか1項に記載のエンジンベンチシステムの制御装置。
The detected shaft torque signal and rotational speed signal are input to an engine torque observer to estimate the engine torque, and a deviation between the estimated engine torque estimated value and the engine load torque command value is obtained. The engine bench system control device according to any one of claims 1 to 3, wherein a model speed signal of the engine is generated on the basis of the engine speed signal.
前記エンジンのモデル速度信号と検出された回転速度信号の偏差値を算出してエンジンのトルク推定値補正部に出力し、このトルク推定値補正部により偏差値に応じた補正値を生成して前記トルクオブザーバの出力値と加算するよう構成したことを特徴とした請求項4記載のエンジンベンチシステムの制御装置。 A deviation value between the engine model speed signal and the detected rotational speed signal is calculated and output to a torque estimation value correction unit of the engine, and a correction value corresponding to the deviation value is generated by the torque estimation value correction unit. 5. The engine bench system control device according to claim 4, wherein the control device is added to an output value of a torque observer. 前記検出された回転速度信号とエンジンのスロットル開度信号を、エンジンのトルクマップに入力してエンジントルクを推定し、推定されたエンジントルク推定値と前記エンジン負荷トルク指令値との偏差を求め、この偏差値に基づいて前記エンジンのモデル速度信号を生成することを特徴とした請求項1から請求項3の何れか1項に記載のエンジンベンチシステムの制御装置。 The detected rotation speed signal and the engine throttle opening signal are input to an engine torque map to estimate the engine torque, and a deviation between the estimated engine torque estimated value and the engine load torque command value is obtained, The engine bench system control device according to any one of claims 1 to 3, wherein a model speed signal of the engine is generated based on the deviation value. 前記エンジンのモデル速度信号と検出された回転速度信号の偏差値を算出してエンジンのトルク推定値補正部に出力し、このトルク推定値補正部により偏差値に応じた補正値を生成して前記トルクマップの出力値と加算するよう構成したことを特徴とした請求項6記載のエンジンベンチシステムの制御装置。
A deviation value between the engine model speed signal and the detected rotational speed signal is calculated and output to a torque estimation value correction unit of the engine, and a correction value corresponding to the deviation value is generated by the torque estimation value correction unit. 7. The engine bench system control device according to claim 6, wherein the control device is added to an output value of a torque map.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012068199A (en) * 2010-09-27 2012-04-05 Meidensha Corp Axial torque control device

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