JP2554452Y2 - 温度調節装置 - Google Patents
温度調節装置Info
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- JP2554452Y2 JP2554452Y2 JP8657791U JP8657791U JP2554452Y2 JP 2554452 Y2 JP2554452 Y2 JP 2554452Y2 JP 8657791 U JP8657791 U JP 8657791U JP 8657791 U JP8657791 U JP 8657791U JP 2554452 Y2 JP2554452 Y2 JP 2554452Y2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、エンジンの冷却水温度
を外部で調整するための温度調節装置に関する。
を外部で調整するための温度調節装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両用ダイナモメータは、エンジン単体
試験や変速機等の動力伝達系を含めた試験を屋内で行う
システムで構成される。
試験や変速機等の動力伝達系を含めた試験を屋内で行う
システムで構成される。
【０００３】エンジンを屋内に設置して運転するには、
排気ガス排出装置や冷却水の温度調節装置が設けられ
る。図５は従来の温度調節装置を示す。エンジン１にダ
イナモメータ２を結合して該エンジン１の出力性能試験
等を行うシステム構成において、エンジン１の冷却水を
冷却水タンク３に循環させることにより強制冷却する。
排気ガス排出装置や冷却水の温度調節装置が設けられ
る。図５は従来の温度調節装置を示す。エンジン１にダ
イナモメータ２を結合して該エンジン１の出力性能試験
等を行うシステム構成において、エンジン１の冷却水を
冷却水タンク３に循環させることにより強制冷却する。
【０００４】冷却水タンク３には冷却器４から制御用電
磁弁５を通して冷却水が供給され、エンジン１とは冷却
水の供給配管６と排出配管７を通して冷却水の循環がな
される。
磁弁５を通して冷却水が供給され、エンジン１とは冷却
水の供給配管６と排出配管７を通して冷却水の循環がな
される。
【０００５】エンジン１内の冷却水の温度調節は、エン
ジン１の冷却水排出口に設けられる温度検出器８の検出
値と設定される目標温度との突き合わせでＰＩＤ（比例
・積分・微分）コントローラ９に制御量を得、直流−パ
ルス変換器１０を通したパルス幅変調した信号によって
電磁弁５の開閉度合を制御する。
ジン１の冷却水排出口に設けられる温度検出器８の検出
値と設定される目標温度との突き合わせでＰＩＤ（比例
・積分・微分）コントローラ９に制御量を得、直流−パ
ルス変換器１０を通したパルス幅変調した信号によって
電磁弁５の開閉度合を制御する。
【０００６】この温度調節によって、冷却水タンク３で
温度調節された冷却水がエンジン１に供給され、エンジ
ン１の冷却水出口温度が目標温度に制御される。
温度調節された冷却水がエンジン１に供給され、エンジ
ン１の冷却水出口温度が目標温度に制御される。
【０００７】
【考案が解決しようとする課題】従来の温度調節装置に
おいて、エンジン１を循環する冷却水量ｑ（リットル／
分）はエンジン１内のウォータポンプの回転数で決ま
り、通常のエンジンではエンジン回転数にウォータポン
プの回転数が比例する。
おいて、エンジン１を循環する冷却水量ｑ（リットル／
分）はエンジン１内のウォータポンプの回転数で決ま
り、通常のエンジンではエンジン回転数にウォータポン
プの回転数が比例する。
【０００８】このため、エンジン１のアイドリング状態
又はそれに近い低回転域ではウォータポンプの回転数が
低くなるため、冷却水量ｑが少なくなり、冷却水が冷却
水タンク３からエンジン１の冷却水排出口まで循環する
のに要する時間は３０〜１２０秒にもなる。
又はそれに近い低回転域ではウォータポンプの回転数が
低くなるため、冷却水量ｑが少なくなり、冷却水が冷却
水タンク３からエンジン１の冷却水排出口まで循環する
のに要する時間は３０〜１２０秒にもなる。
【０００９】上述の循環時間は、温度調節装置から見れ
ば制御ループ内に大きなデッドタイムを持つことにな
り、制御系の応答性をデッドタイムの２〜５倍にも遅く
しなければ安定性を確保できなくなる。しかし、応答性
の低下は実際のエンジンが持つ冷却水温度調節計の応答
性に比べて著しく悪くなり、冷却水温度の大きな変動に
なって試験精度に影響を及ぼすことがある。
ば制御ループ内に大きなデッドタイムを持つことにな
り、制御系の応答性をデッドタイムの２〜５倍にも遅く
しなければ安定性を確保できなくなる。しかし、応答性
の低下は実際のエンジンが持つ冷却水温度調節計の応答
性に比べて著しく悪くなり、冷却水温度の大きな変動に
なって試験精度に影響を及ぼすことがある。
【００１０】本考案の目的は、冷却水タンクからエンジ
ンに供給する冷却水の温度制御系のデッドタイムを小さ
くし、安定かつ高い応答性で温度調節する温度調節装置
を提供することにある。
ンに供給する冷却水の温度制御系のデッドタイムを小さ
くし、安定かつ高い応答性で温度調節する温度調節装置
を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本考案は、前記課題の解
決を図るため、エンジン（１）の外部に設置される冷却
水タンク（３）から冷却水の供給配管（６）と排出配管
（７）を通して該エンジン内に冷却水を循環させ、冷却
器（４）から冷却水タンクへ供給する冷却水量の制御に
よって前記エンジン内の冷却水温度を目標温度に制御す
る温度調節装置において、前記冷却水タンク内の冷却水
温度と前記エンジンの冷却水排出口温度との温度差△ｔ
を該エンジンの運転状態から予測する温度差予測回路
（１２）と、前記目標温度から温度差△ｔを減算する減
算器（１４）と、この減算器の出力を目標値として前記
冷却水タンク内の冷却水温度検出値との突き合わせによ
って前記冷却器から冷却水タンクへの冷却水量を制御す
る温度制御系（９，１０，５）とを備えたことを特徴と
する。
決を図るため、エンジン（１）の外部に設置される冷却
水タンク（３）から冷却水の供給配管（６）と排出配管
（７）を通して該エンジン内に冷却水を循環させ、冷却
器（４）から冷却水タンクへ供給する冷却水量の制御に
よって前記エンジン内の冷却水温度を目標温度に制御す
る温度調節装置において、前記冷却水タンク内の冷却水
温度と前記エンジンの冷却水排出口温度との温度差△ｔ
を該エンジンの運転状態から予測する温度差予測回路
（１２）と、前記目標温度から温度差△ｔを減算する減
算器（１４）と、この減算器の出力を目標値として前記
冷却水タンク内の冷却水温度検出値との突き合わせによ
って前記冷却器から冷却水タンクへの冷却水量を制御す
る温度制御系（９，１０，５）とを備えたことを特徴と
する。
【００１２】また、本考案は目標温度とエンジンの冷却
水排出口温度検出値との突き合わせによって前記温度制
御系に定常偏差を補償する第２の温度制御系（８，１
６）を備えたことを特徴とする。
水排出口温度検出値との突き合わせによって前記温度制
御系に定常偏差を補償する第２の温度制御系（８，１
６）を備えたことを特徴とする。
【００１３】
【作用】上記構成により、冷却水タンク内の冷却水がエ
ンジンによって加温される温度差を温度差予測回路によ
って予測し、この温度差分を目標温度から減算すること
によって目標温度を冷却水タンク内の冷却水温度目標値
とし、この目標値に従って温度制御系が冷却水タンク内
の冷却水温度制御を行う。これにより、温度制御系は冷
却水タンク内の冷却水温度制御によってエンジンの冷却
水排出口温度を目標温度に一致させ、しかも温度制御を
冷却水タンク内の冷却水温度検出によって行うことで制
御系のデッドタイムを小さくし、安定性を確保しながら
応答性を高める。
ンジンによって加温される温度差を温度差予測回路によ
って予測し、この温度差分を目標温度から減算すること
によって目標温度を冷却水タンク内の冷却水温度目標値
とし、この目標値に従って温度制御系が冷却水タンク内
の冷却水温度制御を行う。これにより、温度制御系は冷
却水タンク内の冷却水温度制御によってエンジンの冷却
水排出口温度を目標温度に一致させ、しかも温度制御を
冷却水タンク内の冷却水温度検出によって行うことで制
御系のデッドタイムを小さくし、安定性を確保しながら
応答性を高める。
【００１４】また、温度差予測回路による冷却水タンク
内の冷却水温度とエンジン出口温度との温度差には定常
偏差が発生するのを第２の温度制御系で補償する。
内の冷却水温度とエンジン出口温度との温度差には定常
偏差が発生するのを第２の温度制御系で補償する。
【００１５】
【実施例】図１は本考案の一実施例を示す装置構成図で
あり、図５と同じものは同一符号で示す。冷却水タンク
３には冷却水の温度検出器１１が設けられ、この温度検
出信号がＰＩＤコントローラ９へのフィードバック信号
にされる。
あり、図５と同じものは同一符号で示す。冷却水タンク
３には冷却水の温度検出器１１が設けられ、この温度検
出信号がＰＩＤコントローラ９へのフィードバック信号
にされる。
【００１６】温度差予測回路１２は、冷却水タンク３内
の冷却水温度ｔtとエンジン１の冷却水出口温度ｔeとの
温度差△ｔを予測する。この温度差△ｔは冷却水タンク
の冷却水温度をエンジン１の発熱によって上昇させる温
度差となり、エンジン１の発熱量Ｐに比例し冷却水量ｑ
に反比例する関数になり、また発熱量Ｐがエンジン１の
回転数ＮとトルクＴに比例することを利用し、次式から
求められる。
の冷却水温度ｔtとエンジン１の冷却水出口温度ｔeとの
温度差△ｔを予測する。この温度差△ｔは冷却水タンク
の冷却水温度をエンジン１の発熱によって上昇させる温
度差となり、エンジン１の発熱量Ｐに比例し冷却水量ｑ
に反比例する関数になり、また発熱量Ｐがエンジン１の
回転数ＮとトルクＴに比例することを利用し、次式から
求められる。
【００１７】 △ｔ＝Ｋ1・Ｐ（Ｋｗ）／ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）……（１） △ｔ＝Ｋ2・Ｎ（ｒｐｍ）・Ｔ（Ｎ・ｍ）／ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）……（２） 但し、Ｋ1，Ｋ2は比例定数 図示ではダイナモメータ２側で検出されるエンジン回転
数ＮとトルクＴを利用し、また、エンジン１の冷却水流
量ｑは流量計１３によって検出される。
数ＮとトルクＴを利用し、また、エンジン１の冷却水流
量ｑは流量計１３によって検出される。
【００１８】減算器１４はエンジン１の冷却水出口温度
の目標温度から温度差△ｔを減算することで冷却水タン
ク３の目標温度を求め、この目標温度をＰＩＤコントロ
ーラ９への目標値として与える。
の目標温度から温度差△ｔを減算することで冷却水タン
ク３の目標温度を求め、この目標温度をＰＩＤコントロ
ーラ９への目標値として与える。
【００１９】上述の構成において、冷却水タンク３内の
冷却水はエンジン１内を循環することで加温される。こ
の温度上昇分はエンジン１の運転状態によって変化する
ことから、温度差予測回路１２ではエンジン１の運転状
態の変化に応じて温度上昇分を温度差△ｔとして予測す
る。
冷却水はエンジン１内を循環することで加温される。こ
の温度上昇分はエンジン１の運転状態によって変化する
ことから、温度差予測回路１２ではエンジン１の運転状
態の変化に応じて温度上昇分を温度差△ｔとして予測す
る。
【００２０】この温度差△ｔをエンジン１の出口温度の
目標値としての目標温度から減算器１４で減算し、これ
を冷却水タンク３内の冷却水温度目標値とすることで該
冷却水タンク３内の冷却水を温度差△ｔだけ上昇・下降
させる温度制御を行う。これにより、エンジン１の運転
状態の変化には冷却水タンク３内の冷却水温度が上昇，
下降制御され、エンジン１の出口温度を目標温度に合わ
せる。
目標値としての目標温度から減算器１４で減算し、これ
を冷却水タンク３内の冷却水温度目標値とすることで該
冷却水タンク３内の冷却水を温度差△ｔだけ上昇・下降
させる温度制御を行う。これにより、エンジン１の運転
状態の変化には冷却水タンク３内の冷却水温度が上昇，
下降制御され、エンジン１の出口温度を目標温度に合わ
せる。
【００２１】ここで、温度制御系としては冷却水タンク
３内の冷却水温度制御を行う制御ループになり、エンジ
ン１への冷却水供給配管６を通した供給でのデッドタイ
ムが介在しないため、２〜３秒程度のデッドタイムに低
減され、応答性は５〜１０秒程度まで高めることができ
る。
３内の冷却水温度制御を行う制御ループになり、エンジ
ン１への冷却水供給配管６を通した供給でのデッドタイ
ムが介在しないため、２〜３秒程度のデッドタイムに低
減され、応答性は５〜１０秒程度まで高めることができ
る。
【００２２】図２は温度制御波形図を従来例と対比して
示し、エンジン１の運転状態が時刻ｔ1で変化し、その
発熱量をステップ状に変化させたときのエンジン１の出
口温度と冷却水タンク３内の冷却水温度の変化態様を示
す。
示し、エンジン１の運転状態が時刻ｔ1で変化し、その
発熱量をステップ状に変化させたときのエンジン１の出
口温度と冷却水タンク３内の冷却水温度の変化態様を示
す。
【００２３】特性Ａ1，Ａ2で示す従来例の温度変化に対
し、特性Ｂ1，Ｂ2で示す本実施例のものではエンジン発
熱量変化に対する冷却水タンク３内の温度変化を早め、
エンジン出口温度の応答性を時刻ｔ2までに高めること
ができる。また、エンジン出口温度の温度変動も少なく
することができる。
し、特性Ｂ1，Ｂ2で示す本実施例のものではエンジン発
熱量変化に対する冷却水タンク３内の温度変化を早め、
エンジン出口温度の応答性を時刻ｔ2までに高めること
ができる。また、エンジン出口温度の温度変動も少なく
することができる。
【００２４】図３は本考案の他の実施例を示す装置構成
図である。同図が図１と異なる部分は、冷却水タンク３
内の冷却水温度制御系の外側に応答時間を遅くしたエン
ジン出口温度制御ループを設けた点である。
図である。同図が図１と異なる部分は、冷却水タンク３
内の冷却水温度制御系の外側に応答時間を遅くしたエン
ジン出口温度制御ループを設けた点である。
【００２５】図３において、加減算器１５は目標温度と
温度差予測回路１２からの温度差△ｔの減算入力のほ
か、ＰＩＤコントローラ１６からの制御入力を加減算す
る。
温度差予測回路１２からの温度差△ｔの減算入力のほ
か、ＰＩＤコントローラ１６からの制御入力を加減算す
る。
【００２６】コントローラ１６は、目標温度と温度検出
器８の検出温度とを突き合わせて温度制御系を構成し、
目標温度とエンジン出口温度の定常偏差を零にする。
器８の検出温度とを突き合わせて温度制御系を構成し、
目標温度とエンジン出口温度の定常偏差を零にする。
【００２７】本実施例において、冷却水タンク３内の冷
却水温度制御系はエンジン１の発熱量から予測した温度
差△ｔによって目標温度を補正することによりエンジン
１の出口温度を目標温度に一致させようとする。
却水温度制御系はエンジン１の発熱量から予測した温度
差△ｔによって目標温度を補正することによりエンジン
１の出口温度を目標温度に一致させようとする。
【００２８】このとき、温度差△ｔの予測誤差分が存在
し、目標温度とエンジン出口温度に誤差を生じる。この
誤差分をコントローラ１６による制御ループで補償す
る。この補償は定常偏差を無くすもので、コントローラ
９の応答速度に較べて遅くされ、エンジン冷却水の温度
制御の応答性はコントローラ９の制御系で確保され、温
度制御の精度がコントローラ１６の制御系で確保され
る。
し、目標温度とエンジン出口温度に誤差を生じる。この
誤差分をコントローラ１６による制御ループで補償す
る。この補償は定常偏差を無くすもので、コントローラ
９の応答速度に較べて遅くされ、エンジン冷却水の温度
制御の応答性はコントローラ９の制御系で確保され、温
度制御の精度がコントローラ１６の制御系で確保され
る。
【００２９】図４は本実施例の温度制御波形図を示し、
時刻ｔ1でエンジン発熱量をステップ状に変化させたと
きのエンジン出口温度変化を示す。図中、特性Ｂ1はコ
ントローラ１６の制御系を持たない図１の構成の場合の
応答波形を示し、目標温度との間に誤差が発生すること
がある。この誤差分がコントローラ１６の制御系によっ
て補償され、破線Ｃ1で示すように目標温度に一致した
制御状態を得ることができる。
時刻ｔ1でエンジン発熱量をステップ状に変化させたと
きのエンジン出口温度変化を示す。図中、特性Ｂ1はコ
ントローラ１６の制御系を持たない図１の構成の場合の
応答波形を示し、目標温度との間に誤差が発生すること
がある。この誤差分がコントローラ１６の制御系によっ
て補償され、破線Ｃ1で示すように目標温度に一致した
制御状態を得ることができる。
【００３０】
【考案の効果】以上のとおり、本考案によれば、エンジ
ンの冷却水排出口温度制御を行うのに、冷却水タンク内
の冷却水温度とエンジン出口温度との差をエンジンの運
転状態から予測し、この温度差を目標値から減算して冷
却水タンク内の冷却水温度制御目標値を得、この目標値
に従って冷却水タンク内の冷却水温度制御を行うように
したため、温度制御系に供給配管６を通したデッドタイ
ムが介在しなくなり、温度制御系に安定を確保しながら
応答性を高め、実走行時と同等以上の冷却水温度調節性
能を得ることができる。
ンの冷却水排出口温度制御を行うのに、冷却水タンク内
の冷却水温度とエンジン出口温度との差をエンジンの運
転状態から予測し、この温度差を目標値から減算して冷
却水タンク内の冷却水温度制御目標値を得、この目標値
に従って冷却水タンク内の冷却水温度制御を行うように
したため、温度制御系に供給配管６を通したデッドタイ
ムが介在しなくなり、温度制御系に安定を確保しながら
応答性を高め、実走行時と同等以上の冷却水温度調節性
能を得ることができる。
【００３１】また、目標温度とエンジン出口温度検出値
との突き合わせによって温度制御系の定常偏差を補償す
るようにしたため、冷却水タンク内の冷却水温度とエン
ジン出口温度との温度差予測に誤差が存在する場合でも
冷却水温度制御での精度が低下することが無い。
との突き合わせによって温度制御系の定常偏差を補償す
るようにしたため、冷却水タンク内の冷却水温度とエン
ジン出口温度との温度差予測に誤差が存在する場合でも
冷却水温度制御での精度が低下することが無い。
【図１】本考案の一実施例を示す装置構成図。
【図２】実施例における温度制御を説明するための波形
図。
図。
【図３】本考案の他の実施例を示す装置構成図。
【図４】実施例における温度制御を説明するための波形
図。
図。
【図５】従来の装置構成図。
１…エンジン、２…ダイナモメータ、３…冷却水タン
ク、４…冷却器、５…制御用電磁弁、１１…温度検出
器、１２…温度差予測回路、１３…流量計、１４…減算
器、１５…加減算器。
ク、４…冷却器、５…制御用電磁弁、１１…温度検出
器、１２…温度差予測回路、１３…流量計、１４…減算
器、１５…加減算器。
Claims (2)
- 【請求項１】 エンジン（１）の外部に設置される冷却
水タンク（３）から冷却水の供給配管（６）と排出配管
（７）を通して該エンジン内に冷却水を循環させ、冷却
器（４）から前記冷却水タンクへ供給する冷却水量の制
御によって前記エンジン内の冷却水温度を目標温度に制
御する温度調節装置において、前記冷却水タンク内の冷
却水温度と前記エンジンの冷却水排出口温度との温度差
△ｔを該エンジンの運転状態から予測する温度差予測回
路（１２）と、前記目標温度から温度差△ｔを減算する
減算器（１４）と、この減算器の出力を目標値として前
記冷却水タンク内の冷却水温度検出値との突き合わせに
よって前記冷却器から冷却水タンクへの冷却水量を制御
する温度制御系（９，１０，５）とを備えたことを特徴
とする温度調節装置。 - 【請求項２】 前記目標温度と前記エンジンの冷却水排
出口温度検出値との突き合わせによって前記温度制御系
の定常偏差を補償する第２の温度制御系８，１６を備え
たことを特徴とする請求項１記載の温度調節装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8657791U JP2554452Y2 (ja) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | 温度調節装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8657791U JP2554452Y2 (ja) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | 温度調節装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0536340U JPH0536340U (ja) | 1993-05-18 |
| JP2554452Y2 true JP2554452Y2 (ja) | 1997-11-17 |
Family
ID=13890866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8657791U Expired - Fee Related JP2554452Y2 (ja) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | 温度調節装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2554452Y2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5214572B2 (ja) * | 2009-10-14 | 2013-06-19 | 株式会社小野測器 | エンジン冷却液制御装置およびエンジン台上試験システム |
| JP2011127904A (ja) * | 2009-12-15 | 2011-06-30 | A & D Co Ltd | エンジンベンチ |
-
1991
- 1991-10-24 JP JP8657791U patent/JP2554452Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0536340U (ja) | 1993-05-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |