JP2011085446A - Engine cooling liquid control unit and testing system on engine stand - Google Patents

Engine cooling liquid control unit and testing system on engine stand Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To control temperature of a cooling liquid in an engine to desired temperature faster than conventionally, for an engine cooling liquid control unit which sends out a cooling liquid to an engine to be tested, by controlling the temperature of the cooling liquid and a testing system on an engine stand for testing engine on the stand. <P>SOLUTION: Temperature operation value is obtained, by acquiring a first temperature measurement value outputted from a first temperature sensor for measuring temperature of an engine exit part of a cooling liquid within a cooling liquid circulation path and a second temperature measurement value, outputted from a second temperature sensor for measuring temperature of an exit part of the engine cooling liquid control unit of a cooling liquid within the cooling liquid circulation path and then by adding an average deviation of the first temperature measurement value from the second temperature value to the second temperature measurement value. The flow rate water for cooling is controlled so as to control the temperature operation value to be identical to the target temperature. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、冷却液の温度を制御して試験対象のエンジンに送り出すエンジン冷却液制御装置、およびエンジンの台上試験を行なうエンジン台上試験システムに関する。   The present invention relates to an engine coolant control apparatus that controls the temperature of coolant and sends it to an engine to be tested, and an engine bench test system that performs an engine bench test.

近年、地球環境の観点から、エンジン台上試験システムにおいて、燃費、性能をより短時間に高精度に測定することについてのニーズが高まっている。   In recent years, from the viewpoint of the global environment, there is an increasing need for highly accurate measurement of fuel efficiency and performance in a shorter time in an engine bench test system.

ここで、エンジン台上試験は、試験対象のエンジンを室内に設置しそのエンジンの周囲に設置された様々な設備を駆使しながら行なう試験をいう。   Here, the engine stand test refers to a test that is performed while installing the engine to be tested in a room and using various facilities installed around the engine.

エンジン台上試験の一般的な試験方法の1つとして、試験対象のエンジンに動力計(ここでは、計測・測定機能のみでなく動力発生、制御可能な動力装置をいう)を結合し、動力計の回転速度およびエンジンのスロットル開度を制御し、その時のエンジン出力トルク、燃料消費量、各部の温度や圧力を計測する方法がある。この試験を行なうにあたっては、エンジンに供給する燃料の温度と圧力、およびエンジン冷却液の温度と圧力を制御することにより、一層高精度な試験が行なわれる。また、台上試験といえども、近年では実車相当の試験を行ないたいとする要求が強く、燃料や冷却液の温度と圧力の制御条件が一段と厳しくなっている。特に、冷却液の温度制御については、応答性が遅いため、目的温度に達するまでに長時間を要し、高精度の試験を効率良く行なう上での大きな障害となっている。   As one of the general test methods for engine bench tests, a dynamometer (here, a power device capable of generating and controlling power as well as measurement and measurement functions) is connected to the engine under test, and the dynamometer There is a method of measuring the engine output torque, fuel consumption, temperature and pressure of each part at that time by controlling the rotation speed of the engine and the throttle opening of the engine. In conducting this test, a more accurate test is performed by controlling the temperature and pressure of the fuel supplied to the engine and the temperature and pressure of the engine coolant. Even in the bench test, in recent years, there is a strong demand for a test equivalent to an actual vehicle, and the control conditions for the temperature and pressure of the fuel and the coolant are becoming more severe. In particular, the temperature control of the cooling liquid is slow in response, so it takes a long time to reach the target temperature, which is a major obstacle to efficient high-accuracy testing.

特許文献1には、エンジン潤滑油温度制御についての提案がある。   Patent Document 1 has a proposal for engine lubricant temperature control.

特開平6−117212号公報JP-A-6-117212

本発明は、上記事情に鑑み、エンジンの冷却液温度を従来よりも高速に所望の温度に制御することのできるエンジン冷却液制御装置、およびそのエンジン冷却液制御装置を利用して短時間に試験を行なうことのできるエンジン台上試験システムを提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, the present invention is an engine coolant control device capable of controlling the engine coolant temperature to a desired temperature faster than before, and a test in a short time using the engine coolant control device. It is an object of the present invention to provide an engine bench test system capable of performing the above.

上記目的を達成する本発明のエンジン冷却液制御装置は、試験対象のエンジンに冷却液を送り込みエンジンから送り出された冷却液をエンジン内に再び送り込む冷却液循環路の一部を分担し冷却液循環路内の冷却液の温度を制御して冷却液をエンジンに向けて送り出すエンジン冷却液制御装置であって、
冷却液循環路上に配置され冷却液循環路内の冷却液を第2の冷却液で冷却する熱交換器と、
熱交換器に送り込む第2の冷却液の流量を調整する流量調整弁の開度を制御する弁開度制御部とを備え、
上記弁開度制御部が、
冷却液循環路内の冷却液の、エンジン出口部分の温度を計測する第1の温度センサで計測される第1の温度計測値と、冷却液循環路内の冷却液の、このエンジン冷却液制御装置出口部分の温度を計測する第2の温度センサで計測される第2の温度計測値とを取得し、第2の温度計測値に、第1の温度計測値の、第2の温度計測値からの平均的な偏差を加えることにより、温度演算値を求める温度演算器と、
冷却液循環路内の冷却液の、エンジン出口部分の目標温度と、温度演算器で求められた温度演算値との入力を受け、その温度演算値を目標温度と同じ値に制御するための流量調整弁の開度を表わす第1の弁開度制御値を出力するPID制御器と、
流量調整弁の開度を、PID制御器から出力された第1の弁開度制御値に応じた開度に制御する弁開度制御器とを備えたことを特徴とする。
The engine coolant control apparatus of the present invention that achieves the above object shares a part of a coolant circulation path that sends coolant to the engine under test and sends the coolant sent from the engine back into the engine, and circulates the coolant. An engine coolant control device that controls the temperature of the coolant in the road and sends the coolant toward the engine,
A heat exchanger disposed on the coolant circulation path for cooling the coolant in the coolant circulation path with the second coolant;
A valve opening degree control unit that controls the opening degree of the flow rate adjustment valve that adjusts the flow rate of the second coolant fed into the heat exchanger;
The valve opening control unit is
This engine coolant control of the first temperature measurement value measured by the first temperature sensor that measures the temperature of the engine outlet portion of the coolant in the coolant circulation path and the coolant in the coolant circulation path The second temperature measurement value measured by the second temperature sensor that measures the temperature of the apparatus outlet portion is acquired, and the second temperature measurement value of the first temperature measurement value is obtained as the second temperature measurement value. A temperature calculator that calculates a temperature calculation value by adding an average deviation from
Flow rate for controlling the temperature calculation value to the same value as the target temperature by receiving the target temperature of the coolant outlet in the coolant circulation path and the temperature calculation value obtained by the temperature calculator A PID controller that outputs a first valve opening control value representing the opening of the regulating valve;
And a valve opening controller that controls the opening of the flow rate adjustment valve to an opening corresponding to the first valve opening control value output from the PID controller.

エンジンの試験にあたっては、エンジンを適切に冷却するためにエンジン出口部分の冷却液の温度を目標温度に制御する必要がある。   When testing the engine, it is necessary to control the temperature of the coolant at the engine outlet to a target temperature in order to cool the engine appropriately.

ここで、冷却液循環路の長さは、実験室のレイアウトの都合もあり、多くのケースで一周あたり10m〜15mにもなり、エンジン冷却液制御装置内の熱交換器からエンジン出口までの長さもその約半分と長く、エンジン出口の冷却液温度を計測してその温度計測値に基づいて熱交換器で冷却液の温度を制御してもその制御がエンジン出口の冷却液温度に反映されるまでに時間がかかり、応答性が悪い。この応答性を向上させるには、冷却液循環路を短かくしたり、冷却液を高速に送り出す必要があるが、設備全体のシステム上、いずれも難しい。   Here, the length of the coolant circulation path is 10 m to 15 m per circuit in many cases because of the layout of the laboratory, and is the length from the heat exchanger in the engine coolant control device to the engine outlet. Even if it is about half as long, even if the coolant temperature at the engine outlet is measured and the temperature of the coolant is controlled by the heat exchanger based on the measured temperature, the control is reflected in the coolant temperature at the engine outlet. Takes a long time and poor responsiveness. In order to improve this responsiveness, it is necessary to shorten the coolant circulation path or to feed the coolant at a high speed.

本発明のエンジン冷却液制御装置は、エンジン出口の冷却液温度の計測値である第1の温度計測値のほかに、エンジン冷却液制御装置出口の冷却液温度の計測値である第2の温度計測値も取得して、温度演算器で上記の温度演算値を求め、その温度演算値が目標温度になるように制御するものであり、冷却液循環路の長さや冷却液の流速等の条件が従来と同じであっても、冷却液の温度の制御応答性が向上する。   The engine coolant control device of the present invention has a second temperature that is a measured value of the coolant temperature at the outlet of the engine coolant controller, in addition to a first temperature value that is a measured value of the coolant temperature at the engine outlet. The measured value is also obtained, the above temperature calculated value is obtained with a temperature calculator, and the temperature calculated value is controlled so as to become the target temperature. Conditions such as the length of the coolant circulation path and the coolant flow rate Is the same as the conventional case, the control response of the temperature of the coolant is improved.

ここで、上記本発明のエンジン冷却液制御装置において、予め、冷却液循環路内の冷却液の、エンジン出口部分の温度と、エンジンの馬力と、流量調整弁の開度との対応関係が記述されたマップを記憶しておき、目標温度とエンジンの馬力計測値とを入力し、そのマップを参照して、冷却液循環路内の冷却液の、エンジン出口部分の温度を目標温度に一致させるための流量調整弁の開度を表わす第2の弁開度制御値を出力するマップ演算器と、
PID制御器から出力された第1の弁開度制御値とマップ演算器から出力された第2の弁開度制御値とを加算して第3の弁開度制御値を生成する加算器とをさらに備え、
弁開度制御器は、流量調整弁を、加算器で生成された第3の弁開度制御値に応じた開度に制御するものであることが好ましい。
Here, in the engine coolant control apparatus of the present invention, the correspondence relationship between the temperature of the engine outlet portion of the coolant in the coolant circulation path, the horsepower of the engine, and the opening degree of the flow control valve is described in advance. The stored map is stored, the target temperature and the measured horsepower of the engine are input, and the temperature of the engine outlet portion of the coolant in the coolant circulation path is matched with the target temperature by referring to the map. A map calculator for outputting a second valve opening control value representing the opening of the flow regulating valve for
An adder that adds the first valve opening control value output from the PID controller and the second valve opening control value output from the map calculator to generate a third valve opening control value; Further comprising
The valve opening controller preferably controls the flow rate adjustment valve to an opening corresponding to the third valve opening control value generated by the adder.

このように、マップ演算器を備えてPID制御器からの出力とマップ演算器からの出力との双方に基づいて流量調整弁の開度を制御すると、動力計の回転数をステップ的に変更したり、スロットル開度を急激に変更したりなど、試験条件が急に大きく変化した場合の安定性がさらに向上する。   Thus, if the map calculator is provided and the opening degree of the flow control valve is controlled based on both the output from the PID controller and the output from the map calculator, the rotational speed of the dynamometer is changed stepwise. The stability is further improved when the test conditions change drastically, such as when the throttle opening is changed suddenly.

また、本発明のエンジン冷却液制御装置において、温度演算器は、冷却液循環路内の冷却液が熱交換器から送り出されてからエンジンの出口に達するまでの時間に応じた平均算出時間を求め、第2の温度計測値に、第1の温度計測値の、第2の移動計測値からの上記の平均算出時間に渡って平均化された偏差を加えることにより、温度演算値を求めるものであることが好ましい。   In the engine coolant control apparatus according to the present invention, the temperature calculator obtains an average calculation time corresponding to a time from when the coolant in the coolant circulation path is delivered from the heat exchanger until it reaches the engine outlet. The temperature calculation value is obtained by adding the deviation of the first temperature measurement value over the average calculation time from the second movement measurement value to the second temperature measurement value. Preferably there is.

温度制御の遅れ時間は、熱交換器で冷却された冷却液がエンジンの出口に達するまでの時間と密接に関連しており、したがって冷却液が熱交換器から送り出されてからエンジンの出口に達するまでの時間に応じた平均算出時間を設定することにより、系の応答速度に合わせた温度演算値を求めることができ、より高精度な温度制御が可能となる。   The temperature control delay time is closely related to the time until the coolant cooled by the heat exchanger reaches the engine outlet, and therefore the coolant is sent from the heat exchanger and then reaches the engine outlet. By setting the average calculation time corresponding to the time until the temperature calculation value can be obtained in accordance with the response speed of the system, temperature control with higher accuracy is possible.

さらに、本発明のエンジン冷却液制御装置において、冷却液循環路上に配置され冷却液循環路内の冷却液を循環させるポンプをさらに備えることが好ましい。   Furthermore, the engine coolant control apparatus of the present invention preferably further includes a pump that is disposed on the coolant circulation path and circulates the coolant in the coolant circulation path.

このポンプを備えることにより、冷却液の、エンジン入口およびエンジン出口での圧力についても一層高精度に制御することができる。   By providing this pump, the pressure of the coolant at the engine inlet and the engine outlet can be controlled with higher accuracy.

さらに、本発明のエンジン冷却液制御装置において、上記熱交換器は、上記第2の冷却液として工業用水を用いて、冷却液循環器内の冷却液を冷却するものであることが好ましい。   Furthermore, in the engine coolant control apparatus of the present invention, it is preferable that the heat exchanger cools the coolant in the coolant circulator using industrial water as the second coolant.

上記第2の冷却液として冷却用の溶質が加えられた冷却液を採用してもよいが、工業用水をそのまま利用してもよい。   As the second cooling liquid, a cooling liquid to which a solute for cooling is added may be employed, but industrial water may be used as it is.

また、本発明のエンジン台上試験システムは、
本発明のエンジン冷却液制御装置と、
エンジンの出力軸に連結される動力計と、
燃料の温度および圧力を制御して燃料をエンジンに供給するとともに燃料消費量を計測する燃料制御計測装置と、
エンジンのスロットル開度を制御するスロットルアクチュエータとを備えたことを特徴とする。
In addition, the engine bench test system of the present invention,
An engine coolant control device of the present invention;
A dynamometer connected to the output shaft of the engine;
A fuel control measuring device for controlling the temperature and pressure of the fuel to supply the fuel to the engine and measuring the fuel consumption;
And a throttle actuator for controlling the throttle opening of the engine.

ここでは、前述と同様、計測・測定機能のみでなく動力発生、制御可能な動力装置を動力計と称している。   Here, as described above, a power device capable of generating and controlling power as well as measurement and measurement functions is referred to as a dynamometer.

本発明のエンジン台上試験システムは、本発明のエンジン冷却液制御装置を採用しているため、従来障害となっていた冷却液温度の応答性の低さが解消され、高精度かつ効率の良いエンジン台上試験を行なうことができる。   Since the engine bench test system of the present invention employs the engine coolant control apparatus of the present invention, the low responsiveness of the coolant temperature, which has been an obstacle in the past, is eliminated, and the accuracy and efficiency are high. Engine stand test can be performed.

以上の本発明によれば、エンジンの冷却液を従来よりも高速に所望の温度に制御することができる。   According to the present invention described above, the engine coolant can be controlled to a desired temperature at a higher speed than in the prior art.

本発明のエンジン台上試験システムの一実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram showing one embodiment of an engine stand test system of the present invention. 図1に示すエンジン台上試験システムのうちの、冷却液循環路を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the coolant circulation path among the engine stand top test systems shown in FIG. 本実施形態における冷却液温度制御回路を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the coolant temperature control circuit in this embodiment. 平均算出時間(sec)の算出方法説明図である。It is calculation method explanatory drawing of average calculation time (sec). 図3に示す温度演算器における温度演算値の求め方を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the calculation method of the temperature calculation value in the temperature calculator shown in FIG. 冷却液温度制御フローを示す図である。It is a figure which shows a coolant temperature control flow. 既存制御法を採用したとき冷却液の温度変化を示した概念図である。It is the conceptual diagram which showed the temperature change of the cooling fluid when the existing control method was employ | adopted. 本実施形態における冷却液の温度変化を示した概念図である。It is the conceptual diagram which showed the temperature change of the cooling fluid in this embodiment. 試験条件をステップ的に変化させたときの温度T1の変動を示した図である。It is the figure which showed the fluctuation | variation of the temperature T1 when changing test conditions in steps.

以下、本発明の実施形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below.

図1は、本発明のエンジン台上試験システムの一実施形態を示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the engine bench test system of the present invention.

この図1は、テスト室100内に、試験対象のエンジン10と、動力計20と、スロットルアクチュエータ30と、燃料制御計測装置40と、エンジン冷却液制御装置50と、現場中継箱60と、冷却液循環路を形成する冷却液用配管70と、工業用水の水路を形成する工業用水用配管80とが図示されている。また、ここで、テスト室100の外部に、操作盤90が備えられている。エンジン10からは排気管11が延び、建屋設備である排気ファン(不図示)により建屋の外に排気される構造となっている。   This FIG. 1 shows in a test chamber 100 an engine 10 to be tested, a dynamometer 20, a throttle actuator 30, a fuel control measuring device 40, an engine coolant control device 50, an on-site relay box 60, a cooling device. A coolant pipe 70 forming a liquid circulation path and an industrial water pipe 80 forming an industrial water path are shown. Here, an operation panel 90 is provided outside the test chamber 100. An exhaust pipe 11 extends from the engine 10 and is exhausted out of the building by an exhaust fan (not shown) which is a building facility.

ここで、動力計20は、エンジン10の出力軸15に結合されており、動力計電流の制御により回転速度やトルクが制御される。   Here, the dynamometer 20 is coupled to the output shaft 15 of the engine 10, and the rotational speed and torque are controlled by controlling the dynamometer current.

また、スロットルアクチュエータ30は、エンジン10のスロットル開度を制御する。   The throttle actuator 30 controls the throttle opening of the engine 10.

また、燃料制御計測装置40は、エンジン10に供給される燃料の温度と圧力を制御してエンジン10に供給する。また、この燃料制御計測装置40は、燃料消費量を計測する。   The fuel control measuring device 40 controls the temperature and pressure of the fuel supplied to the engine 10 and supplies it to the engine 10. The fuel control measuring device 40 measures fuel consumption.

エンジン冷却液制御装置50は、本発明のエンジン冷却液制御装置の一例であり、冷却液の温度と圧力を制御して冷却液を循環させる。冷却液の温度制御は、工業用水用配管80内を流れる工業用水との熱交換により行なわれる。   The engine coolant control device 50 is an example of the engine coolant control device of the present invention, and circulates the coolant by controlling the temperature and pressure of the coolant. The temperature control of the coolant is performed by heat exchange with industrial water flowing in the industrial water pipe 80.

エンジン10にはその各部に温度センサや圧力センサ等が配置されており、現場中継箱60では、それらのセンサによるエンジン各部の温度や圧力が計測される。また、この現場中継箱60は、イグニッション、スタータの電気的なコントロールも担当している。また、操作盤90には、手動運転、自動運転によるエンジン台上試験実施のための操作部であって、制御・計測・管理を行なうCPUが内蔵されている。尚、この操作盤90は、制御・計測のための信号線が各部に延びているが、煩雑さを避けるため図示省略されている。   The engine 10 is provided with a temperature sensor, a pressure sensor, and the like in each part, and the on-site relay box 60 measures the temperature and pressure of each part of the engine by those sensors. The field relay box 60 is also in charge of electrical control of the ignition and starter. The operation panel 90 includes an operation unit for performing an engine bench test by manual operation and automatic operation, and a CPU that performs control, measurement, and management. Note that the control panel 90 has signal lines for control and measurement extending to each part, but is omitted from the drawing to avoid complication.

図2は、図1に示すエンジン台上試験システムのうちの、冷却液循環路を示したブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram showing a coolant circulation path in the engine bench test system shown in FIG.

冷却液循環路は、エンジン10内の流路と、エンジン冷却液制御装置50内の流路と、それら2つの流路どうしを結ぶ冷却液用配管70とで構成されている。この冷却液循環路上には、エンジン10内の循環ポンプ12と、エンジン冷却液制御装置50内の循環ポンプ51と、さらにエンジン冷却液制御装置50内の熱交換器52が配置されている。エンジン10の運転により発熱した冷却液は、エンジン10内の循環ポンプ12により、エンジン10の出口→エンジン冷却液制御装置50の入口→エンジン冷却液制御装置50内の循環ポンプ51→熱交換器52→エンジン冷却液制御装置50の出口→エンジン10の入口と循環する。循環距離は、1周約10m〜15mにも及ぶ。エンジン10を運転すると、エンジン10の出力軸に結合されているエンジン10内の循環ポンプ12が回り、冷却液が循環する。したがって冷却液の流量(リットル/min)はエンジン10の回転速度にほぼ比例する。ここで、エンジン冷却液制御装置50内にも循環ポンプ51が配備されている。この循環ポンプ51は、エンジン10の出口での冷却液の圧力P1または、入口での冷却液の圧力P2を、試験内容に応じた任意の圧力に制御する。あるいは、出口圧力P1と入口圧力P2の差圧を指定の値、通常は実車相当となるように制御する。   The coolant circulation path includes a flow path in the engine 10, a flow path in the engine coolant control apparatus 50, and a coolant pipe 70 that connects the two flow paths. On this coolant circulation path, a circulation pump 12 in the engine 10, a circulation pump 51 in the engine coolant control device 50, and a heat exchanger 52 in the engine coolant control device 50 are arranged. The coolant generated by the operation of the engine 10 is, by the circulation pump 12 in the engine 10, the outlet of the engine 10 → the inlet of the engine coolant control device 50 → the circulation pump 51 in the engine coolant control device 50 → the heat exchanger 52. → Circulate with the outlet of the engine coolant control device 50 → the inlet of the engine 10. The circulation distance ranges from about 10 m to 15 m per round. When the engine 10 is operated, the circulation pump 12 in the engine 10 coupled to the output shaft of the engine 10 rotates, and the coolant circulates. Therefore, the flow rate of the coolant (liter / min) is substantially proportional to the rotational speed of the engine 10. Here, a circulation pump 51 is also provided in the engine coolant control apparatus 50. The circulation pump 51 controls the coolant pressure P1 at the outlet of the engine 10 or the coolant pressure P2 at the inlet to an arbitrary pressure according to the test contents. Alternatively, the differential pressure between the outlet pressure P1 and the inlet pressure P2 is controlled to be a specified value, usually equivalent to an actual vehicle.

エンジン冷却液制御装置50内の熱交換器52には、工業用水の流路も形成されており、冷却液はこの熱交換器52を通過する間に工業用水で冷却されて再びエンジン10に向けて送り出される。工業用水の流路を形成する用水用配管80の途中には、工業用水の流量調整弁81が配備されている。この流量調整弁81は、制御モータ82によりその開度が調整される。熱交換器52は、この工業用水の流量に応じた冷却能力を発揮し、冷却液は、この工業用水の流量に応じて冷却される。   An industrial water flow path is also formed in the heat exchanger 52 in the engine coolant control device 50, and the coolant is cooled with the industrial water while passing through the heat exchanger 52 and directed to the engine 10 again. Sent out. An industrial water flow rate adjusting valve 81 is provided in the middle of the industrial water pipe 80 forming the industrial water flow path. The flow rate adjustment valve 81 has its opening degree adjusted by a control motor 82. The heat exchanger 52 exhibits a cooling capacity corresponding to the flow rate of the industrial water, and the cooling liquid is cooled according to the flow rate of the industrial water.

ここで、冷却液は、エンジン10の出口での温度T1が設定温度となるように、熱交換器52を流れる工業用水の水量が調整される。このとき、エンジン10の回転速度が低い場合は冷却液の流量が低く、その結果、エンジン冷却液制御装置50から出た冷却液がエンジン10の出口に到達するまでに長時間を要する。   Here, the amount of industrial water flowing through the heat exchanger 52 is adjusted so that the coolant T1 at the outlet of the engine 10 becomes the set temperature. At this time, when the rotational speed of the engine 10 is low, the flow rate of the coolant is low, and as a result, it takes a long time for the coolant exiting the engine coolant controller 50 to reach the outlet of the engine 10.

従来は、一般的には、エンジン出口付近の温度T1を計測しその温度T1が設定温度となるようにPID制御が行なわれている。この場合、熱交換器52で冷却された冷却液がエンジン10の出口に到達するまでの大きな時間遅れを考慮する必要があり、ゆっくりとした制御にとどめる必要がある。その結果、エンジン10の出口での温度T1が目標温度に到達するまでに長時間を要し、高精度な試験、計測を効率よく行なうことができない。   Conventionally, generally, PID control is performed so that a temperature T1 near the engine outlet is measured and the temperature T1 becomes a set temperature. In this case, it is necessary to consider a large time delay until the coolant cooled by the heat exchanger 52 reaches the outlet of the engine 10, and it is necessary to limit the control slowly. As a result, it takes a long time for the temperature T1 at the outlet of the engine 10 to reach the target temperature, and a highly accurate test and measurement cannot be performed efficiently.

そこでここでは、エンジン10の出口での冷却液の温度T1を監視しつつ、さらにエンジン冷却液制御装置50の出口での冷却液の温度T2も監視し、温度T2に、さらに温度T1の、温度T2からの偏差を加えることにより温度演算値を求め、その温度演算値をPID制御の対象としている。その結果、より速いPID制御が可能となり、エンジン10の出口の温度T1の、目標温度への収束時間が短縮され、高精度な試験、計測を効率良く行なうことが可能となる。さらに、図3を参照して説明するマップを持つと、過渡運転での温度のオーバシュートも抑えられる。   Therefore, here, while monitoring the temperature T1 of the coolant at the outlet of the engine 10, the temperature T2 of the coolant at the outlet of the engine coolant controller 50 is also monitored. A temperature calculation value is obtained by adding a deviation from T2, and the temperature calculation value is a target of PID control. As a result, faster PID control is possible, the time required for the temperature T1 at the outlet of the engine 10 to converge to the target temperature is shortened, and highly accurate testing and measurement can be performed efficiently. Furthermore, if the map described with reference to FIG. 3 is provided, temperature overshoot during transient operation can be suppressed.

図3は、本実施形態における冷却液温度制御回路を示すブロック図である。   FIG. 3 is a block diagram showing a coolant temperature control circuit in the present embodiment.

ここには、PID制御器510、温度演算器520、マップ演算器530、スイッチ540、加算器550、および弁開度制御器560が示されている。   Here, a PID controller 510, a temperature calculator 520, a map calculator 530, a switch 540, an adder 550, and a valve opening controller 560 are shown.

また、この図3には、図2にも示したエンジン10、エンジン冷却液制御装置内の循環ポンプ51、熱交換器52、冷却液用配管70、工業用水用配管80、流量調整弁81、および流量調整弁81の弁開度制御用のモータ82も示されている。   3 also shows the engine 10 shown in FIG. 2, the circulation pump 51 in the engine coolant control apparatus, the heat exchanger 52, the coolant pipe 70, the industrial water pipe 80, the flow control valve 81, A motor 82 for controlling the valve opening degree of the flow rate adjusting valve 81 is also shown.

また、ここには、冷却液用配管70等によって形成されている冷却液循環路内を流れる冷却液の、エンジン出口での温度T1を計測する温度センサ521が備えられている。この温度センサ521から出力されたエンジン出口での冷却液の温度計測値T1は、温度演算器520に入力される。また、これと同様に、エンジン冷却液制御装置50(図2参照)の出口部分の冷却液の温度を計測する温度センサ522が配置されており、その温度センサ522から出力されたエンジン冷却液制御装置50の出口での冷却液の温度計測値T2も温度演算器520に入力される。また、エンジン10の出力軸の回転速度を計測するための速度センサ531と、エンジンの出力軸のトルクを計測するための動力計20が配置されている。   Further, here, a temperature sensor 521 for measuring the temperature T1 at the engine outlet of the coolant flowing in the coolant circulation path formed by the coolant pipe 70 or the like is provided. The measured temperature value T1 of the coolant at the engine outlet output from the temperature sensor 521 is input to the temperature calculator 520. Similarly, a temperature sensor 522 for measuring the temperature of the coolant at the outlet of the engine coolant control device 50 (see FIG. 2) is disposed, and the engine coolant control output from the temperature sensor 522 is disposed. The temperature measurement value T2 of the coolant at the outlet of the apparatus 50 is also input to the temperature calculator 520. A speed sensor 531 for measuring the rotational speed of the output shaft of the engine 10 and a dynamometer 20 for measuring the torque of the output shaft of the engine are arranged.

速度センサ531および動力計20でそれぞれ計測されたエンジン出力軸の回転速度およびトルクは、乗算器533で互いに乗算されて馬力計測値に変換される。その馬力計測値はマップ演算器530に入力される。   The rotational speed and torque of the engine output shaft measured by the speed sensor 531 and the dynamometer 20 are multiplied by a multiplier 533 and converted into a horsepower measurement value. The horsepower measurement value is input to the map calculator 530.

マップ演算器530には、エンジン出口での冷却液の温度T1と、エンジン10から出力された馬力と、工業用水の流量調整弁81の開度との対応関係を表わすマップ530aが記憶されている。このマップ530aは、様々な条件下での安定した運転状態を作り、温度T1と馬力と弁開度とを取得して作成したものである。エンジン台上試験を実際に行なう際には、マップ演算器530には温度T1に代わる目標温度(Tset)と、その時点のテンポラリな馬力計測値が入力され、マップ530aが参照されて、流量調整弁81の開度(ここではこの弁開度を、PID制御器510から出力される弁開度と区別するために、「予測弁開度」と称する)が出力される。このマップ演算器530から出力された予測弁開度はスイッチ540を通り、加算器550により、後述するPID制御器510から出力された弁開度(ここでは、これを「PID制御弁開度」と称する)と加算されてその加算された弁開度が弁開度制御器560に入力される。弁開度制御器560はモータ82に信号を送り、流量調整弁81を、入力されてきた弁開度に応じた開度に制御する。   The map calculator 530 stores a map 530 a representing the correspondence relationship between the coolant temperature T1 at the engine outlet, the horsepower output from the engine 10, and the opening degree of the industrial water flow rate adjustment valve 81. . This map 530a is created by creating a stable operating state under various conditions and acquiring the temperature T1, horsepower, and valve opening. When the engine bench test is actually performed, the target temperature (Tset) instead of the temperature T1 and the temporary horsepower measurement value at that time are input to the map calculator 530, and the flow rate adjustment is performed by referring to the map 530a. The opening of the valve 81 (here, this valve opening is referred to as “predicted valve opening” in order to distinguish it from the valve opening output from the PID controller 510). The predicted valve opening degree output from the map calculator 530 passes through the switch 540, and the valve opening degree output from the PID controller 510 (to be described later) by the adder 550 (here, this is referred to as "PID control valve opening degree"). The added valve opening is input to the valve opening controller 560. The valve opening controller 560 sends a signal to the motor 82 to control the flow rate adjustment valve 81 to an opening corresponding to the input valve opening.

温度演算器520には、上述の通り、2つの温度センサ521,522で計測された、冷却液のエンジン出口の温度計算値T1と装置出口の温度計測値T2が入力され、以下の演算式に基づいて温度演算値(ここではこの温度演算値を「T1 F.B.(フィードバック)」と称する)が求められる。   As described above, the temperature calculator 520 receives the calculated coolant temperature T1 at the engine outlet and the measured temperature T2 at the device outlet measured by the two temperature sensors 521 and 522. Based on this, a temperature calculation value (herein, this temperature calculation value is referred to as “T1 FB (feedback)”) is obtained.

T1 F.B.(℃)=T2+Σ(T1−T2)/N ・・・(1)
ここでNは、以下のようにして求められる平均算出時間(sec)である。
T1 F.E. B. (° C.) = T2 + Σ (T1-T2) / N (1)
Here, N is an average calculation time (sec) obtained as follows.

ただし、Nは具体的には平均算出時間に相当する平均算出時間を演算周期Δtで割った離散個数である。   However, N is specifically a discrete number obtained by dividing the average calculation time corresponding to the average calculation time by the calculation cycle Δt.

図4は、平均算出時間(sec)の算出方法説明図である。   FIG. 4 is an explanatory diagram of a method for calculating the average calculation time (sec).

この図4には、エンジン冷却液制御装置50(図2参照)内の熱交換器52からエンジン出口までの冷却液の流路の長さD(m)を示した図である。装置出口の温度センサ522は、熱交換器に隣接して配置されているため、この距離D(m)は、温度センサ522から温度センサ521までの距離と同じである。   FIG. 4 is a diagram showing the length D (m) of the coolant flow path from the heat exchanger 52 in the engine coolant control apparatus 50 (see FIG. 2) to the engine outlet. Since the temperature sensor 522 at the apparatus outlet is disposed adjacent to the heat exchanger, this distance D (m) is the same as the distance from the temperature sensor 522 to the temperature sensor 521.

平均算出時間(sec)は、以下のようにして算出される。   The average calculation time (sec) is calculated as follows.

冷却液の流速Rは、
R=A/πB ・・・(2)
ここで、Aは、冷却液流量(m/sec)
Bは、冷却液用配管の内径(m)
Rは、冷却液流速(m/sec)
である。冷却液流量Aは、エンジンの回転速度に比例するため、エンジン回転速度から求められる。
The flow rate R of the coolant is
R = A / πB 2 (2)
Here, A is the coolant flow rate (m 3 / sec)
B is the inner diameter of the coolant pipe (m)
R is the coolant flow velocity (m / sec)
It is. Since the coolant flow rate A is proportional to the engine speed, it can be obtained from the engine speed.

平均算出時間N(sec)は、
N=D/R ・・・(3)
ここで、Dは、図4に示す距離(m)
Rは、(2)式で求めた冷却液の流速(m/sec)
である。
The average calculation time N (sec) is
N = D / R (3)
Here, D is the distance (m) shown in FIG.
R is the flow rate of the coolant (m / sec) determined by equation (2)
It is.

ここでは、上記の通り、エンジン回転速度から求めた冷却液流量、配管径、配管長により平均算出時間Nを算出して、(1)式による演算に用いている。こうすることにより、この系の応答速度にあわせた温度演算値T1 F.B.(℃)が算出される。   Here, as described above, the average calculation time N is calculated from the coolant flow rate, the pipe diameter, and the pipe length obtained from the engine rotation speed, and is used for the calculation by the equation (1). By doing so, the temperature calculation value T1 F.F. matched to the response speed of this system. B. (° C.) is calculated.

図5は、図3に示す温度演算器520における温度演算値T1 F.B.の求め方を示すフローチャートである。   FIG. 5 shows the temperature calculation value T1 F.F. in the temperature calculator 520 shown in FIG. B. It is a flow chart which shows how to obtain.

温度の演算が開始されると、その初回には、温度偏差T5が、式
T5=T1−T2 ・・・(4)
により算出される(ステップS11)。ここで、T1,T2は、それぞれ、エンジン出口温度計測値、装置出口温度計測値である。
When the calculation of the temperature is started, at the first time, the temperature deviation T5 is expressed by the expression T5 = T1-T2 (4)
(Step S11). Here, T1 and T2 are an engine outlet temperature measurement value and a device outlet temperature measurement value, respectively.

次にその初回の温度演算値T3の算出時刻からの経過時間Cの計測が開始され(ステップS12)、再度、温度偏差
T3=T1−T2 ・・・(5)
が算出され(ステップS13)、その温度偏差T3の平均算出時間N(sec)の間の総和T4(初期値はT4=0)が式
T4=T3+T4 ・・・(6)
に従って算出される(ステップS14)。この(6)式は、それまでの総和T4に今回算出した温度偏差T3を加算した値を新たな総和T4とすることを意味している。
Next, measurement of elapsed time C from the calculation time of the first temperature calculation value T3 is started (step S12), and temperature deviation T3 = T1-T2 (5) again.
Is calculated (step S13), and the total T4 (initial value is T4 = 0) during the average calculation time N (sec) of the temperature deviation T3 is expressed by the equation T4 = T3 + T4 (6)
(Step S14). This equation (6) means that a value obtained by adding the temperature deviation T3 calculated this time to the previous total sum T4 is set as a new total sum T4.

次いで、経過時間Cが平均算出時間N(sec)に達したか否かが判定される(ステップS15)。経過時間Cが移動平均時間N(sec)に達すると、温度偏差平均値T5が、式
T5=T4/N ・・・(7)
により算出され(ステップS16)、経過時間CがC=0にリセットされ(ステップS17)、温度演算値T1 F.B.が、式
T1 F.B.=T2+T5 ・・・(8)
により算出されて、図3に示すPID制御器510に向けて出力される(ステップS18)。ステップS15で経過時間Cが平均算出時間N(sec)に達していない旨判定されたときは、前回算出された温度演算値T1 F.B.がそのまま出力され続ける。
Next, it is determined whether or not the elapsed time C has reached the average calculation time N (sec) (step S15). When the elapsed time C reaches the moving average time N (sec), the temperature deviation average value T5 is expressed by the equation T5 = T4 / N (7)
(Step S16), the elapsed time C is reset to C = 0 (step S17), and the temperature calculation value T1 F.F. B. Is represented by the formula T1 F. B. = T2 + T5 (8)
Is output to the PID controller 510 shown in FIG. 3 (step S18). If it is determined in step S15 that the elapsed time C has not reached the average calculation time N (sec), the previously calculated temperature calculation value T1 F.F. B. Will continue to be output.

このように、本実施形態では、図4を参照して説明した冷却液の流速に応じて、すなわち、系のその時その時の応答性に応じて、温度演算値T1 F.B.の更新周期が変更される。尚、ここでは温度演算値算出の周期自体を変更しているが、温度演算値算出周期は温度T1,T2の1回のサンプリング周期に合わせ、移動平均を行なってもよい。   As described above, in the present embodiment, the temperature calculation value T1 F.F. according to the flow rate of the coolant described with reference to FIG. 4, that is, according to the current responsiveness of the system at that time. B. The update cycle of is changed. Here, the temperature calculation value calculation cycle itself is changed. However, the temperature calculation value calculation cycle may be adjusted in accordance with one sampling cycle of the temperatures T1 and T2.

図6は、冷却液温度制御フローを示す図である。   FIG. 6 is a diagram showing a coolant temperature control flow.

ここでは、先ずマップ演算器530に有効なマップ530aが存在するか否かが判定され(ステップS21)、マップ530aが存在するときは、マップ演算器530において、予測弁開度が求められる(ステップS22)。また、温度演算器520では、温度演算値が算出され(ステップS24)、PID制御器510にて、その温度演算値と、目標温度Tsetから、PID制御弁開度が算出される(ステップS24)。ステップS22で求められた予測弁開度はスイッチ540を通過して加算器550に入力され、また、ステップS24で算出されたPID制御弁開度も加算器550に入力され、加算器550により互いに加算される。加算器550は、その加算値からなる弁開度を弁開度制御器560に向けて指令値として出力する(ステップS25)。弁開度制御器560は、流量調整弁81の開度が指令値としてのその弁開度に一致するように、制御モータ82に制御電流を出力する。   Here, it is first determined whether or not a valid map 530a exists in the map calculator 530 (step S21). When the map 530a exists, the map calculator 530 obtains the predicted valve opening (step S21). S22). Further, the temperature calculator 520 calculates the temperature calculation value (step S24), and the PID controller 510 calculates the PID control valve opening from the temperature calculation value and the target temperature Tset (step S24). . The predicted valve opening obtained in step S22 is input to the adder 550 through the switch 540, and the PID control valve opening calculated in step S24 is also input to the adder 550. Is added. The adder 550 outputs the valve opening composed of the added value as a command value to the valve opening controller 560 (step S25). The valve opening controller 560 outputs a control current to the control motor 82 so that the opening of the flow rate adjustment valve 81 matches the valve opening as the command value.

図6のステップS21においてマップ演算器530内に有効なマップ530aが存在しないと判定されたときは、スイッチ540が開き、加算器550にはPID制御器510からのPID制御弁開度のみが入力されてそのPID制御弁開度からなる指令値が加算器550から弁開度制御器560に出力される。弁開度制御器560は、流量調整弁81がそのPID制御弁開度に応じた開度となるように制御モータ82に制御電流を送る。   When it is determined in step S21 in FIG. 6 that there is no valid map 530a in the map calculator 530, the switch 540 is opened, and only the PID control valve opening from the PID controller 510 is input to the adder 550. Then, a command value including the PID control valve opening is output from the adder 550 to the valve opening controller 560. The valve opening controller 560 sends a control current to the control motor 82 so that the flow rate adjustment valve 81 has an opening corresponding to the PID control valve opening.

ここで、マップ演算器530を利用したときは、弁開度の大まかな値は予測弁開度で定まり、PID制御器510からはその大まかな弁開度からの誤差を補正するだけの小さな値のPID制御弁開度が出力されることになる。一方、マップ演算器530を利用しないときはPID制御器510からは弁開度の全幅を表わすPID制御弁開度が出力されることになる。   Here, when the map calculator 530 is used, the rough value of the valve opening is determined by the predicted valve opening, and the PID controller 510 is a small value that only corrects the error from the rough valve opening. The PID control valve opening is output. On the other hand, when the map calculator 530 is not used, the PID control valve opening indicating the full width of the valve opening is output from the PID controller 510.

PID制御器510では、温度演算器520で算出された温度演算値T1 F.B.が目標温度Tsetに一致するようにPID制御弁開度が求められるため、スイッチ540をオンにするとPID制御弁開度が自動的にマップ演算器530で求められた予測弁開度を補正するだけの小さい値となり、あるいは、スイッチ540をオフにすると、その予測弁開度の分も含めた、そのPID制御弁開度のみで流量調整弁の開度を制御するだけの大きな値となる。   In the PID controller 510, the temperature calculation value T1 F.F. B. Therefore, when the switch 540 is turned on, the PID control valve opening only automatically corrects the predicted valve opening obtained by the map calculator 530. When the switch 540 is turned off, it becomes a large value that only controls the opening degree of the flow rate adjusting valve only by the opening degree of the PID control valve including the predicted opening degree of the valve.

ここで、図3ではスイッチ540を備え、また図6ではステップS21を置いて、マップ演算器530を利用する場合と利用しない場合との双方を使い分ける旨、説明したが、マップ演算器530を備えてそのマップ演算器530を常に利用するときはスイッチ540および図6のステップS21は不要である。また、マップ演算器530を利用せずに温度演算器520およびPID制御器510のみを利用しても良く、その場合は、マップ演算器530、スイッチ540、および加算器550ともに不要であって、PID制御器510からの出力値が弁開度制御器560に入力される。また、このときは、マップ演算器530に馬力を入力するための、乗算器533、並びに速度センサ531、動力計20も、図3に示す冷却液の温度制御用としては不要である。ただし、エンジン10の回転速度やトルクは、重要な計測項目であり、図1に示すエンジン台上試験システムとしては必要である。   In FIG. 3, the switch 540 is provided, and in FIG. 6, step S <b> 21 is placed, and it has been described that both the case of using the map calculator 530 and the case of not using the map calculator 530 are used. When the map calculator 530 is always used, the switch 540 and step S21 in FIG. 6 are not necessary. Alternatively, only the temperature calculator 520 and the PID controller 510 may be used without using the map calculator 530. In that case, the map calculator 530, the switch 540, and the adder 550 are unnecessary, An output value from the PID controller 510 is input to the valve opening controller 560. At this time, the multiplier 533, the speed sensor 531 and the dynamometer 20 for inputting horsepower to the map calculator 530 are also not necessary for the temperature control of the coolant shown in FIG. However, the rotational speed and torque of the engine 10 are important measurement items, and are necessary for the engine bench test system shown in FIG.

図7は、既存制御法を採用したときの冷却液の温度変化を示した概念図、図8は本実施形態における冷却液の温度変化を示した概念図である。   FIG. 7 is a conceptual diagram showing the temperature change of the coolant when the existing control method is adopted, and FIG. 8 is a conceptual diagram showing the temperature change of the coolant in the present embodiment.

図7の既存制御法は、本実施形態と対比される比較例であって図3においてマップ演算器530および温度演算器520は存在せず、エンジン出口部分の冷却液の温度T1を直接にPID制御器10に入力し、PID制御器510でその温度T1を目標温度Tsetに一致させるためのPID制御弁開度を求め、そのPID制御弁開度に基づいて流量調整弁81の開度を制御するという、従来方法を採用した場合を指している。   The existing control method of FIG. 7 is a comparative example compared with the present embodiment. In FIG. 3, the map calculator 530 and the temperature calculator 520 are not present, and the coolant temperature T1 at the engine outlet is directly set to PID. Input to the controller 10, the PID controller 510 obtains a PID control valve opening for making the temperature T1 coincide with the target temperature Tset, and controls the opening of the flow regulating valve 81 based on the PID control valve opening. This refers to the case where the conventional method is adopted.

図7に示す比較例の場合、図8に示す実施形態の場合と比べ、エンジン出口温度T1は、目標温度Tsetから大きく偏倚している。図8に示す実施形態は、マップ演算器530は使わずに温度演算器520で算出した温度演算値T1 F.B.をPID制御器10に入力した場合の例である。温度演算器520では、前述のようにして求めた平均算出時間(図4参照)ごとに、エンジン出口温度T1と装置出口温度T2との双方を考慮した温度演算値を求めて弁開度の制御に反映させており、図8に示すように、エンジン出口温度T1が図7に示す比較例よりもその変動が抑えられる。   In the case of the comparative example shown in FIG. 7, the engine outlet temperature T1 is greatly deviated from the target temperature Tset as compared to the case of the embodiment shown in FIG. In the embodiment shown in FIG. 8, the temperature calculation value T1 F.F. calculated by the temperature calculator 520 without using the map calculator 530 is used. B. Is input to the PID controller 10. The temperature calculator 520 controls the valve opening degree by calculating a temperature calculation value considering both the engine outlet temperature T1 and the apparatus outlet temperature T2 for each average calculation time (see FIG. 4) obtained as described above. As shown in FIG. 8, the variation in the engine outlet temperature T1 is suppressed as compared with the comparative example shown in FIG.

表1は、「既存制御法」と、「演算」と「演算+マップ」の動作原理、特徴、および欠点を示した図である。ここで、「演算」は、図3におけるスイッチ540を開放にした場合(マップ演算器530を利用しない場合)を指し、「演算+マップ」は、スイッチ540を閉じた場合(マップ演算器530を併用する場合)を指している。   Table 1 is a diagram showing the operation principle, features, and drawbacks of the “existing control method”, “calculation”, and “calculation + map”. Here, “calculation” refers to the case where the switch 540 in FIG. 3 is opened (when the map calculator 530 is not used), and “calculation + map” refers to the case where the switch 540 is closed (the map calculator 530 is changed). When using together).

Figure 2011085446
Figure 2011085446

また表2は、定常運転と過渡運転における、「既存制御法」、「演算」、「演算+マップ」の制御性と収束時間の評価結果を示す図である。   Table 2 is a diagram showing evaluation results of controllability and convergence time of “existing control method”, “calculation”, and “calculation + map” in steady operation and transient operation.

Figure 2011085446
Figure 2011085446

既存制御法の場合、定常運転であっても冷却液の流量が低下すると制御性が悪く収束時間が長くなってしまい、過渡運転では、なおさらである。「演算」の場合、定常運転では低流量であっても制御性が高まり収束時間が短かい。過渡運転でも「既存制御法」と比べると改善が見られる。「演算+マップ」の場合は定常運転だけでなく過渡運転についてもさらに大きな改善が見られる。   In the case of the existing control method, the controllability is poor when the flow rate of the cooling liquid is lowered even in steady operation, and the convergence time becomes long. In the case of “calculation”, the controllability increases and the convergence time is short in steady operation even at a low flow rate. Even in transient operation, improvements can be seen compared to the “existing control method”. In the case of “calculation + map”, not only steady operation but also transient operation can be improved further.

図9は、試験条件をステップ的に変化させたときの温度T1の変動を示した図である。   FIG. 9 is a diagram showing fluctuations in the temperature T1 when the test conditions are changed stepwise.

ここでは、動力計回転数、およびエンジン出力軸トルクを20分ごとに図示の通りに変化させている。その結果、馬力も図示の通りに変化する。エンジン出口温度T1の目標温度Tsetは80℃、制御目標は±1℃である。「演算」および「演算+マップ」の双方とも定常状態では安定的に制御されている。過渡状態では、「演算」では、大きな変動が見られるが、「演算+マップ」では、過渡応答においても「演算」よりも安定している。   Here, the dynamometer rotation speed and the engine output shaft torque are changed as shown in the drawing every 20 minutes. As a result, the horsepower also changes as shown. The target temperature Tset of the engine outlet temperature T1 is 80 ° C., and the control target is ± 1 ° C. Both “calculation” and “calculation + map” are stably controlled in a steady state. In the transient state, large fluctuations are seen in the “calculation”, but the “calculation + map” is more stable in the transient response than the “calculation”.

尚、ここでは、熱交換器で工業用水を用いて冷却液循環器内の冷却液を冷却しているが、冷却液循環器内の冷却液を工業用水以外の冷却液を用いて冷却する系を採用してもよい。   Here, the cooling liquid in the cooling liquid circulator is cooled using industrial water in the heat exchanger, but the cooling liquid in the cooling liquid circulator is cooled using a cooling liquid other than industrial water. May be adopted.

10 エンジン
11 排気管
12,51 循環ポンプ
15 出力軸
20 動力計
30 スロットルアクチュエータ
40 燃料制御計測装置
50 エンジン冷却液制御装置
52 熱交換器
60 現場中継箱
70 冷却液用配管
80 工業用水用配管
81 流量調整弁
82 制御モータ
90 操作盤
100 テスト室
510 PID制御器
520 温度演算器
521,522 温度センサ
530 マップ演算器
530a マップ
531 速度センサ
532 動力計
533 乗算器
540 スイッチ
550 加算器
560 弁開度制御器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Engine 11 Exhaust pipe 12,51 Circulation pump 15 Output shaft 20 Dynamometer 30 Throttle actuator 40 Fuel control measurement device 50 Engine coolant control device 52 Heat exchanger 60 On-site relay box 70 Coolant piping 80 Industrial water piping 81 Flow rate Adjustment valve 82 Control motor 90 Operation panel 100 Test chamber 510 PID controller 520 Temperature calculator 521, 522 Temperature sensor 530 Map calculator 530a Map 531 Speed sensor 532 Dynamometer 533 Multiplier 540 Switch 550 Adder 560 Valve opening controller

Claims (6)

試験対象のエンジンに冷却液を送り込み該エンジンから送り出された冷却液を該エンジン内に再び送り込む冷却液循環路の一部を分担し該冷却液循環路内の冷却液の温度を制御して該冷却液を該エンジンに向けて送り出すエンジン冷却液制御装置であって、
前記冷却液循環路上に配置され該冷却液循環路内の冷却液を第2の冷却液で冷却する熱交換器と、
前記熱交換器に送り込む第2の冷却液の流量を調整する流量調整弁の開度を制御する弁開度制御部とを備え、
前記弁開度制御部が、
前記冷却液循環路内の冷却液の、前記エンジン出口部分の温度を計測する第1の温度センサで計測される第1の温度計測値と、前記冷却液循環路内の冷却液の、当該エンジン冷却液制御装置出口部分の温度を計測する第2の温度センサで計測される第2の温度計測値とを取得し、該第2の温度計測値に、該第1の温度計測値の、該第2の温度計測値からの平均的な偏差を加えることにより、温度演算値を求める温度演算器と、
前記冷却液循環路内の冷却液の、前記エンジン出口部分の目標温度と、前記温度演算器で求められた前記温度演算値との入力を受け、該温度演算値を該目標温度と同じ値に制御するための前記流量調整弁の開度を表わす第1の弁開度制御値を出力するPID制御器と、
前記流量調整弁を、前記PID制御器から出力された前記第1の弁開度制御値に応じた開度に制御する弁開度制御器とを備えたことを特徴とするエンジン冷却液制御装置。
A part of the coolant circulation path that sends the coolant to the engine under test and sends the coolant sent from the engine back into the engine is shared, and the temperature of the coolant in the coolant circulation path is controlled to An engine coolant control apparatus that sends out coolant toward the engine,
A heat exchanger disposed on the coolant circulation path for cooling the coolant in the coolant circulation path with a second coolant;
A valve opening degree control unit that controls the opening degree of a flow rate adjusting valve that adjusts the flow rate of the second coolant fed into the heat exchanger;
The valve opening control unit is
The engine of the first temperature measurement value measured by a first temperature sensor for measuring the temperature of the engine outlet portion of the coolant in the coolant circulation path and the coolant in the coolant circulation path. A second temperature measurement value measured by a second temperature sensor that measures the temperature of the coolant control device outlet portion, and the second temperature measurement value includes the first temperature measurement value, A temperature calculator for calculating a temperature calculation value by adding an average deviation from the second temperature measurement value;
Receiving the input of the target temperature of the engine outlet portion of the coolant in the coolant circulation path and the temperature calculation value obtained by the temperature calculator, the temperature calculation value is set to the same value as the target temperature. A PID controller that outputs a first valve opening control value representing the opening of the flow regulating valve for controlling;
An engine coolant control apparatus comprising: a valve opening controller that controls the flow rate adjustment valve to an opening degree corresponding to the first valve opening control value output from the PID controller. .
前記冷却液循環路内の冷却液の、前記エンジン出口部分の温度と、該エンジンの馬力と、前記流量調整弁の開度との対応関係が記述されたマップを記憶しておき、前記目標温度と前記エンジンの馬力計測値とを入力し、該マップを参照して、前記冷却液循環路内の冷却液の、前記エンジン出口部分の温度を前記目標温度に一致させるための前記流量調整弁の開度を表わす第2の弁開度制御値を出力するマップ演算器と、
前記PID制御器から出力された前記第1の弁開度制御値と前記マップ演算器から出力された前記第2の弁開度制御値とを加算して第3の弁開度制御値を生成する加算器とをさらに備え、
前記弁開度制御器は、前記流量調整弁を、前記加算器で生成された前記第3の弁開度制御値に応じた開度に制御するものであることを特徴とする請求項1記載のエンジン冷却液制御装置。
A map describing a correspondence relationship between the temperature of the engine outlet portion of the coolant in the coolant circulation path, the horsepower of the engine, and the opening of the flow rate adjusting valve is stored, and the target temperature is stored. And the horsepower measurement value of the engine, and referring to the map, the flow rate adjusting valve for matching the temperature of the engine outlet portion of the coolant in the coolant circulation path with the target temperature. A map calculator for outputting a second valve opening control value representing the opening;
The first valve opening control value output from the PID controller and the second valve opening control value output from the map calculator are added to generate a third valve opening control value. And an adder that
The valve opening controller controls the flow rate adjusting valve to an opening corresponding to the third valve opening control value generated by the adder. Engine coolant control device.
前記温度演算器は、前記冷却液循環路内の冷却液が前記熱交換器から送り出されてから前記エンジンの出口に達するまでの時間に応じた平均算出時間を求め、前記第2の温度計測値に、前記第1の温度計測値の、前記第2の移動計測値からの前記平均算出時間に渡って平均化された偏差を加えることにより、前記温度演算値を求めるものであることを特徴とする請求項1又は2記載のエンジン冷却液制御装置。   The temperature calculator obtains an average calculation time corresponding to a time from when the coolant in the coolant circulation path is sent out from the heat exchanger until it reaches the outlet of the engine, and the second temperature measurement value Further, the temperature calculation value is obtained by adding a deviation of the first temperature measurement value averaged over the average calculation time from the second movement measurement value. The engine coolant control apparatus according to claim 1 or 2. 前記冷却液循環路上に配置され該冷却液循環路内の冷却液を循環させるポンプをさらに備えたことを特徴とする請求項1から3のうちいずれか1項記載のエンジン冷却液制御装置。   The engine coolant control apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a pump disposed on the coolant circulation path and circulating the coolant in the coolant circulation path. 前記熱交換器が前記第2の冷却液として工業用水を用いて、前記冷却循環器内の冷却液を冷却するものであることを特徴とする請求項1から4のうちいずれか1項記載のエンジン冷却液制御装置。   5. The heat exchanger according to claim 1, wherein the heat exchanger cools the cooling liquid in the cooling circulator using industrial water as the second cooling liquid. 6. Engine coolant control device. 請求項1から5のうちいずれか1項記載のエンジン冷却液制御装置と、
前記エンジンの出力軸に連結される動力計と、
燃料の温度および圧力を制御して該燃料を前記エンジンに供給するとともに燃料消費量を計測する燃料制御計測装置と、
前記エンジンのスロットル開度を制御するスロットルアクチュエータとを備えたことを特徴とするエンジン台上試験システム。
The engine coolant control device according to any one of claims 1 to 5,
A dynamometer coupled to the output shaft of the engine;
A fuel control measuring device for controlling the temperature and pressure of the fuel to supply the fuel to the engine and measuring the fuel consumption;
An engine bench test system comprising a throttle actuator for controlling the throttle opening of the engine.
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