JP2614302B2 - エンジン試験装置 - Google Patents

エンジン試験装置

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JP2614302B2
JP2614302B2 JP1700489A JP1700489A JP2614302B2 JP 2614302 B2 JP2614302 B2 JP 2614302B2 JP 1700489 A JP1700489 A JP 1700489A JP 1700489 A JP1700489 A JP 1700489A JP 2614302 B2 JP2614302 B2 JP 2614302B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、自動車のほか,種々の動力伝達機構を駆動
するエンジンを試験するエンジン試験装置の改良に関す
る。
(従来の技術) 従来、この種のエンジン試験装置としては、第5図に
示すように回転数指令値NRおよび負荷指令値TRを目標値
として発生する運転指令発生器1と、この運転指令発生
器1から発生された回転数指令値NRに基づいてエンジン
のスロットル開度(アクセル開度あるいはレバー位置な
どとも呼ぶ)を制御し所望のエンジン回転数を得る自動
回転数制御系(以下、ASR系と指称する)2と、前記運
転指令発生器1から発生された負荷指令値TRに基づいて
エンジンに機械的に接続された動力計設備を制御するこ
とにより動力計設備,つまり負荷を自動的に調製する自
動負荷制御系(以下、ATR系と指称する)3とによって
構成されている。図中,4は自動回転数制御部、5はスロ
ットルコントローラ、6はエンジン、7は回転数セン
サ、8は自動負荷制御部、9は動力計設備、10は負荷セ
ンサである。
従って、以上のような装置では、エンジン6が始動す
るとそれぞれの偏差演算部11,12により運転指令発生器
1から発生された回転指令値NRと回転センサ7で検出さ
れた回転数実績値NFとを比較して回転数偏差NEを得、ま
た負荷指令値TRと負荷センサ10で検出された負荷実績値
TFとを比較して負荷偏差TEを得、これら回転数偏差NE
よび負荷偏差TEはそれぞれASR系2およびATR系3に供給
される。ここで、ASR系2は、回転数偏差NEを受けると
自動回転数制御部4にて該回転数偏差NEを零とするため
の回転数に応じたスロットル開度操作量SDを得、この信
号SDに基づいてスロットルコントローラ5がエンジン6
のスロットル開度を制御する。
一方、ATR系3においては、負荷偏差TEを受けると自
動負荷制御部8にて該負荷偏差TEを零とするような調整
信号TDを出力し動力計設備9を調整する。なお、この調
整後の動力計設備9,つまり調整負荷はエンジン6に与え
られ、このときの各偏差演算部11,12からの回転数偏差N
E、負荷偏差TEを受けてASR系2およびATR系3で上記と
同様な制御がなされる。
(発明が解決しようとする課題) しかるに、上記試験装置においては、ASR系2およびA
TR系3が互いに独立していると仮定して速度,トルクを
制御しているが、実際には2つの系2,3の間では相互に
干渉し合う関係にあり、そのためエンジン6の回転速度
がトルクによって変動を生じ、またエンジン6の出力ト
ルクを迅速に負荷指令値TRに追従させることができず、
それに伴ってASR系2およびATR系3の制御精度を著しく
低下させる問題がある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、相互に干
渉し合う系の干渉を抑制し、両系とも優れた制御精度を
実現し得るエンジン試験装置を提供することを目的とす
る。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は上記課題を解決するために、回転指令値に追
従するようにエンジン自動回転制御部からスロットルま
たはアクセルの開度操作量を出力してエンジンを自動運
転するとともに、このエンジンに自動負荷制御系を設け
たエンジン試験装置において、予め所定回転数ごとに分
割されたエンジンの複数の回転数と全閉から全開の範囲
で所定の開度ごとに分割された複数のスロットル開度と
を対応させて負荷が規定されているエンジントルクマッ
プと、前記エンジン回転数信号および負荷信号が入力さ
れ、この入力されたエンジン回転数信号に対応する前記
エンジントルクマップ上のエンジンの回転数と前記負荷
信号に対応する前記エンジントルクマップ上の負荷とに
基づいてエンジントルクマップ上からスロットル開度を
取り出し、スロットル開度補正値として出力する負荷補
償手段と、この負荷補償手段によって得られたスロット
ル開度補正値を前記自動回転数制御部の出力に加えて前
記スロットルまたはアクセルの開度操作量を得る加算部
とを備えたものである。
(作用) 従って、本発明は以上のような手段を講じたことによ
り、自動回転数制御部が回転数指令値とエンジンの回転
数実測値との偏差に基づいてエンジンのスロットル開度
を制御するとともに、回転数センサおよび負荷センサと
によりエンジン回転数および負荷を検出し、これらエン
ジン回転数および負荷に基づき予め定めたエンジントル
クマップから必要なデータを取出してエンジン回転数と
負荷を満足させるに必要なスロットル開度をエンジント
ルクマップからスロットル開度補正値として取り出し、
このスロットル開度補正値を自動回転数制御部の出力に
加算することにより、負荷変動に応じてASR系のスロッ
トル開度を補償し相互干渉を抑制して両系の制御精度を
高めるものである。
(実施例) 以下、本発明の一実施例について第1図を参照して説
明する。なお、同図において第5図と同一部分には同一
符号を付してその詳しい説明は省略し、専ら従来と比較
して異なる部分について詳細に説明する。
先ず、本装置は、ASR系2に新たに負荷補償手段21お
よびエンジントルクマップ22が設けられ、さらに自動回
転数制御部4とスロットルコントローラ5との間に加算
部23が設けられ、この加算部23に対して前記自動回転数
制御部4の出力と負荷補償手段21の出力を供給する構成
となっている。
前記負荷補償手段21は、例えばマイクロコンピュータ
等で構成され、負荷センサ10で検出された負荷TFと回転
数センサ7で検出された回転数実測値NFとが入力され、
これら負荷TFと回転数実測値NFに基づきエンジントルク
マップ22から負荷TFおよび回転数実測値NFを満足させる
スロットル開度補正値SPを求めるものである。
前記エンジントルクマップ22は、模式的には第2図に
示すように予めエンジン回転数Nごとにエンジントルク
Tとスロットル開度Sとの関係を定めたエンジン特性で
表わされ、メモリマップ化した場合には第3図に示すよ
うな関係のデータがメモリに保管されることになる。な
お、スロットル開度Sは、スロットル開度補正値Spでも
あり、第3図から明らかなように全閉から全開までを例
えばm分割し、分割された各々のスロットル開度に全閉
側から全開方向へ昇順のNOを付け、それぞれのスロット
ル開度をS1,S2,……,Si,……,Smとする。一方、回転数
Nはスロットル開度全閉時でのアイドリング回転数から
最大回転数までをl分割し、その分割された各々の回転
数について回転数増加方向に昇順のNOを付け、それぞれ
の回転数をN1,N2,……,Nj,……,Nlとする。また、それ
ぞれのスロットル開度Si、回転数Njに対応するエンジン
6のトルクをTi,jとし、第3図のような状態となる様に
テーブルに振分けしておく。これらのテーブルデータは
試験対象エンジン毎に試験実施前に得られた測定値また
は設計値等を用いるが、特にそのデータ取得手段および
データ設定手段については特定するものではない。
前記加算部23は、自動回転数制御部4の出力に負荷補
償手段21でエンジントルクマップ22から求めたスロット
ル開度補正値SPを加算し、得られたスロットル開度操作
量をスロットルコントローラ5に基準値SRとして供給す
る機能を持っている。このスロットルコントローラ5は
回転数指令値に追従するように回転数指令値と回転数実
績値との偏差に応じたスロットル開度と開度補正値に基
づきエンジン6のスロットル開度を制御する機能を持っ
ている。
次に、以上のように構成された装置において特にスロ
ットル開度補正値SPを求める手順に関し第4図を参照し
ながら説明する。すなわち、負荷補償手段21は、所定の
サンプリング周期ごとに回転数センサ7および負荷セン
サ10から回転数実績値NFおよび負荷TFが入力されたか否
かを判断し(ステップS1,S2)、両信号NF,負荷TFが入
力された場合にはエンジントルクマップ22から、 Nj≦NF<Nj+1 となるjを、j=1から昇順方向に探索する(ステップ
S3)。つまり、回転数実績値NFがエンジントルクマップ
22からNj≦NF<Nj+1の範囲に有ることを見つけだす。
しかる後、ステップS4に移行し、ここで下位の回転数
NjにおいてエンジントルクTFは、 Ti,j≦TF<Ti+1,j となるiを、i=1から昇順方向に探索し、上記Nj、Nj
+1のうち回転数NjにおけるエンジントルクTFの範囲を
特定する(第1の探索手段)。そして、この回転数Njと
負荷TFとに見合うトルクを発生させるスロットル開度SX
を下式に基づいて算出する(ステップS5,第1のスロッ
トル開度算出手段)。
SX={(Si+1−Si)/(Ti+1,j−Ti,j)} ・(TF−Ti,j)+Si …(1) 次に、上位の回転数Nj+1においてエンジントルクTF
は、 Tk,j+1≦TF<Tk+1,j+1 なるkを、k=1から昇順方向に探索する(第2の探索
手段)。そして、前述と同様に回転数Nj+1と負荷TF
見合うトルクを発生させるスロットル開度Syを(2)式
より算出する(ステップS7,第2のスロットル開度算出
手段)。
Sy={(Sk+1−Sk)/(Tk+1,j+1−Tk,j+1)} ・(TF−Tk,j+1)+Sk …(2) これらSx,Syは例えば第3図に示すようにプロットでき
るので、これらNjとNj+1でのSx,Syとを結んだ線A上
から前記NFでのスロットル開度,つまりスロットル開度
補正値Spを求めることができる。すなわち、回転数NF
おいて負荷TFに見合うトルクを発生させるスロットル開
度補正値SpはSxとSyから次の(3)式で求めることがで
きる(スロットル開度補正値算出手段)。
Sp={(Sy−Sx)/(Nj+1−Nj)} ・(NF−Nj)+Sx …(3) 以上のようにして負荷補償手段21でスロットル開度補
正値Spを求めたならば、このスロットル開度補正値Spを
加算部23へ導びき、ここで補正値Spを自動回転数制御部
4からの開度操作量SDに加算しスロットル開度基準値SR
を得る。ここで、スロットルコントローラ5は上記スロ
ットル開度基準値Spに基づいてエンジン6のスロットル
開度を制御する。
従って、以上のような実施例の構成によれば、エンジ
ン6側から見て外乱要素となる負荷TFの変動を負荷補償
手段21で取込み、ここで当該負荷TFとエンジン回転数NF
とに基づいてエンジントルクマップ22から該回転数NF
おける該負荷TFを発生させるに必要なスロットル開度補
正値Spを得るようにしたので、負荷変動に応じて適切な
スロットル開度でエンジン6を運転制御することができ
る。従って、エンジン発生トルクを迅速に負荷変動に対
応させ得、ひいてはエンジンの回転数の変動を適切に抑
制でき、ASR系2およびATR系3との相互干渉を小さくし
て両系2,3の応答性を高めることにより、ASR系2による
回転数制御およびATR系3による負荷制御を高精度に行
うことができる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものでなくそ
の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
[発明の効果] 以上詳記したように本発明によれば、負荷変動に対し
てASR系ではその負荷変動を検出して回転数変動を迅速
に抑制でき、その結果,ASR系およびATR系の応答性を高
めて制御精度を大幅に向上させ得るエンジン試験装置を
提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第4図は本発明に係わるエンジン試験装置
の一実施例を説明するために示したもので、第1図は本
発明の要部を示す構成図、第2図はエンジントルクマッ
プを得るための模式図、第3図はエンジントルクマップ
図、第4図はスロットル開度補正値を得るための動作手
順を示す図、第5図は従来装置の構成図である。 1…運転指令発生器、2…ASR系(自動回転数制御
系)、3…ATR系(自動負荷制御系)、4…エンジン自
動回転数制御部、5…スロットルコントローラ、6…エ
ンジン、7…回転数センサ、10…負荷センサ、21…負荷
補償手段、22…エンジントルクマップ、23…加算部。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転指令値に追従するようにエンジン自動
    回転制御部からスロットルまたはアクセルの開度操作量
    を出力してエンジンを自動運転するとともに、このエン
    ジンに自動負荷制御系を設けたエンジン試験装置におい
    て、 予め所定回転数ごとに分割されたエンジンの複数の回転
    数と全閉から全開の範囲で所定の開度ごとに分割された
    複数のスロットル開度とを対応させて負荷が規定されて
    いるエンジントルクマップと、 前記エンジンの回転数信号および負荷信号が入力され、
    この入力されたエンジン回転数信号に対応する前記エン
    ジントルクマップ上のエンジンの回転数と前記負荷信号
    に対応する前記エンジントルクマップ上の負荷とに基づ
    いてエンジントルクマップ上からスロットル開度を取り
    出し、スロットル開度補正値として出力する負荷補償手
    段と、 この負荷補償手段によって得られたスロットル開度補正
    値を前記自動回転数制御部の出力に加えて前記スロット
    ルまたはアクセルの開度操作量を得る加算部と、 を備えたことを特徴とするエンジン試験装置。
  2. 【請求項2】負荷補償手段は、入力されたエンジン回転
    数信号NFが前記エンジントルクマップ上の隣り合う2つ
    のエンジンの回転数Nj,Nj+1の間に存在する場合、 前記2つのエンジンの回転数Nj,Nj+1のうち、下位のエ
    ンジンの回転数Njにおいて前記負荷信号TFが前記エンジ
    ントルクマップ上の何れの隣り合う2つの負荷Ti,j,T
    i+1,jの間にあるかを探索し、下位のエンジン回転数Nj
    における負荷信号TFの範囲を特定する第1の探索手段
    と、 この第1の探索手段で探索された前記2つの負荷Ti,j
    Ti+1,jに対応する前記エンジントルクマップの2つの開
    度Si,Si+1と当該2つの負荷Ti,j,Ti+1,jとを用いて、
    前記下位のエンジンの回転数Njと負荷信号TFとに見合う
    トルクを発生させる第1のスロットル開度Sxを、 Sx={(Si+1−Si)/(Ti+1,j−Ti,j)} ・(TF−Ti,j)+Si なる式から求める第1のスロットル開度算出手段と、 前記2つのエンジンの回転数Nj,Nj+1のうち、上位のエ
    ンジンの回転数Nj+1において前記負荷信号TFが前記エン
    ジントルクマップ上の何れの隣り合う2つの負荷
    Tk,j+1,Tk+1,j+1の間にあるかを探索し、エンジン回転
    数Nj+1における負荷信号TFの範囲を特定する第2の探索
    手段と、 この第2の探索手段で探索された前記2つの負荷
    Tk,j+1,Tk+1,j+1に対応する前記エンジントルクマップ
    の2つの開度Sk,Sk+1と前記2つの負荷Tk,j+1、T
    k+1,j+1とを用いて、前記上位のエンジンの回転数Nj+1
    と前記負荷信号TFとに見合うトルクを発生させる第2の
    スロットル開度Syを、 Sy={(Sk+1−Sk)/(Tk+1,j+1−Tk,j+1)} ・(TF−Tk,j+1)+Sk なる式から求める第2のスロットル開度算出手段と、 前記下位および上位のエンジンの回転数Nj,Nj+1と前記
    第1のスロットル開度Sxおよび第2のスロットル開度Sy
    とから前記負荷信号TFに見合うトルクを発生させるスロ
    ットル開度補正値Spを、 Sp={(Sy−Sx)/(Nj+1−Nj)}・(NF−Nj)+Sx なる式から算出するスロットル開度補正値算出手段と、 を有する請求項1記載のエンジン試験装置。
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JP2727229B2 (ja) * 1989-06-07 1998-03-11 株式会社小野測器 エンジン試験装置における自動運転時のスロットル予測制御装置
CN102798530B (zh) * 2012-08-27 2015-07-15 中联重科股份有限公司渭南分公司 发动机油门标定方法、设备及工程机械

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