JP3136810B2 - エンジンベンチテストシステム - Google Patents
エンジンベンチテストシステムInfo
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- JP3136810B2 JP3136810B2 JP04330840A JP33084092A JP3136810B2 JP 3136810 B2 JP3136810 B2 JP 3136810B2 JP 04330840 A JP04330840 A JP 04330840A JP 33084092 A JP33084092 A JP 33084092A JP 3136810 B2 JP3136810 B2 JP 3136810B2
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- speed
- dynamometer
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- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M15/00—Testing of engines
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- G—PHYSICS
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- Combustion & Propulsion (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ダイナモメータを使用
してエンジンの性能・耐久試験をするためのエンジンベ
ンチテストシステムに係り、特にエンジンのトルク制御
・計測に関する。
してエンジンの性能・耐久試験をするためのエンジンベ
ンチテストシステムに係り、特にエンジンのトルク制御
・計測に関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジンベンチテストシステムは、例え
ば主要部は図３に示す構成にされる。供試エンジン１の
出力軸にはトルクメータ２と動力吸収用のダイナモメー
タ３及び慣性負荷用のフライホイール４が結合される。
ば主要部は図３に示す構成にされる。供試エンジン１の
出力軸にはトルクメータ２と動力吸収用のダイナモメー
タ３及び慣性負荷用のフライホイール４が結合される。
【０００３】供試エンジン１はスロットル開度調節によ
ってトルク制御がなされ、ダイナモメータ３は電流調節
によって速度制御がなされる。これら制御はコントロー
ラ５によってアナログ制御系又はディジタル制御系によ
ってなされ、このためのトルク検出にはトルクメータ２
によりダイナモメータ３のトルク出力検出でなされ、速
度検出には速度検出器６により検出される。また、スロ
ットル開度操作にはアクチェータ（図示省略）によりな
され、電流調節には半導体電力変換器（図示省略）でな
される。
ってトルク制御がなされ、ダイナモメータ３は電流調節
によって速度制御がなされる。これら制御はコントロー
ラ５によってアナログ制御系又はディジタル制御系によ
ってなされ、このためのトルク検出にはトルクメータ２
によりダイナモメータ３のトルク出力検出でなされ、速
度検出には速度検出器６により検出される。また、スロ
ットル開度操作にはアクチェータ（図示省略）によりな
され、電流調節には半導体電力変換器（図示省略）でな
される。
【０００４】計測部７はコントローラ５による供試エン
ジン１の各種制御状態におけるトルク出力計測値，速度
計測値や吸入／排気空気温度，冷却水温，燃料流量等の
各種計測値を得て供試エンジン１の試験データを得る。
ジン１の各種制御状態におけるトルク出力計測値，速度
計測値や吸入／排気空気温度，冷却水温，燃料流量等の
各種計測値を得て供試エンジン１の試験データを得る。
【０００５】このような従来システムにおいて、供試エ
ンジン１の出力トルクは直接測定できないため、トルク
メータ２はダイナモメータ３が受けるトルクをロードセ
ル等で検出している。また、コントローラ５によるトル
ク制御及び速度制御は、図４に示す制御ブロック構成に
される。同図において、トルク制御はエンジントルク指
令値に対して検出フィルタ１１を通したトルク検出値を
フィードバック信号としてトルク制御系１２により比例
積分演算を行い、この演算結果をスロットル開度指令と
してアクチェータ制御系１３によりアクチェータのスト
ローク制御を行い、供試エンジン１のスロットル開度を
調節する。
ンジン１の出力トルクは直接測定できないため、トルク
メータ２はダイナモメータ３が受けるトルクをロードセ
ル等で検出している。また、コントローラ５によるトル
ク制御及び速度制御は、図４に示す制御ブロック構成に
される。同図において、トルク制御はエンジントルク指
令値に対して検出フィルタ１１を通したトルク検出値を
フィードバック信号としてトルク制御系１２により比例
積分演算を行い、この演算結果をスロットル開度指令と
してアクチェータ制御系１３によりアクチェータのスト
ローク制御を行い、供試エンジン１のスロットル開度を
調節する。
【０００６】速度制御は、ダイナモメータ速度指令値に
対して検出フィルタ１４を通した速度検出値をフィード
バック信号として速度制御系１５により比例積分演算を
行い、この演算結果をダイナモメータの電流指令として
ダイナモメータ電流制御系１６により電流制御を行い、
ダイナモメータ３にトルク出力を得る。
対して検出フィルタ１４を通した速度検出値をフィード
バック信号として速度制御系１５により比例積分演算を
行い、この演算結果をダイナモメータの電流指令として
ダイナモメータ電流制御系１６により電流制御を行い、
ダイナモメータ３にトルク出力を得る。
【０００７】ダイナモメータ３の出力トルクとエンジン
１の出力トルクの偏差はシステム慣性（主にフライホイ
ール４）１７として慣性分に変換される。
１の出力トルクの偏差はシステム慣性（主にフライホイ
ール４）１７として慣性分に変換される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来システムにおい
て、供試エンジン１をトルク制御し、ダイナモメータ３
を速度制御したとき、ダイナモメータ３のトルク検出及
び計測に下記の問題がある。
て、供試エンジン１をトルク制御し、ダイナモメータ３
を速度制御したとき、ダイナモメータ３のトルク検出及
び計測に下記の問題がある。
【０００９】（１）供試エンジン１がトルク制御である
ため、トルクを一定にしようとスロットル開度が調節さ
れたとき、供試エンジン１のトルク一開度特性にヒステ
リシスが存在するため、同じトルク出力であってもスロ
ットル開度の増減方向によって異なるスロットル開度に
なる。このため、出力トルク一定でスロットル開度一定
の安定した条件での計測ができない。
ため、トルクを一定にしようとスロットル開度が調節さ
れたとき、供試エンジン１のトルク一開度特性にヒステ
リシスが存在するため、同じトルク出力であってもスロ
ットル開度の増減方向によって異なるスロットル開度に
なる。このため、出力トルク一定でスロットル開度一定
の安定した条件での計測ができない。
【００１０】（２）供試エンジン１の解析を行う場合、
計測データはできるだけ一定のものが要求されるが、上
記のようにトルク制御時にスロットル開度のわづかなず
れが解析の上で問題となる。なお、スロットル開度のず
れを無くすようトルク指令をずらすことは該トルク指令
のずれが問題となる。
計測データはできるだけ一定のものが要求されるが、上
記のようにトルク制御時にスロットル開度のわづかなず
れが解析の上で問題となる。なお、スロットル開度のず
れを無くすようトルク指令をずらすことは該トルク指令
のずれが問題となる。
【００１１】（３）供試エンジン１の振動トルク等が連
結軸を通してダイナモメータ３の速度制御系への外乱と
なり、この外乱でダイナモメータ３の速度に変動が表わ
れるの抑制しようとするためダイナモメータ３の出力ト
ルクにゆれが生じる。
結軸を通してダイナモメータ３の速度制御系への外乱と
なり、この外乱でダイナモメータ３の速度に変動が表わ
れるの抑制しようとするためダイナモメータ３の出力ト
ルクにゆれが生じる。
【００１２】本発明の目的は、トルク制御と速度制御を
安定化し、また供試エンジンの解析を容易にするシステ
ムを提供することにある。
安定化し、また供試エンジンの解析を容易にするシステ
ムを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題の解
決を図るため、供試エンジンにダイナモメータを結合
し、供試エンジンのトルク指令とダイナモメータのトル
ク検出値からトルク制御系によって該供試エンジンをト
ルク制御し、前記ダイナモメータの速度指令とその速度
検出値から速度制御系によって該ダイナモメータを速度
制御するエンジンベンチテストシステムにおいて、前記
トルク指令とトルク検出値の偏差が一定値内にあるとき
に前記トルク制御系の出力をホールドして前記供試エン
ジンのトルク制御信号とする回路と、前記速度指令と速
度検出値の偏差が一定値内にあるときに前記速度制御系
に代えて加減速度制御系によって前記ダイナモメータを
零加減速度に制御する回路を備えたことを特徴とする。
決を図るため、供試エンジンにダイナモメータを結合
し、供試エンジンのトルク指令とダイナモメータのトル
ク検出値からトルク制御系によって該供試エンジンをト
ルク制御し、前記ダイナモメータの速度指令とその速度
検出値から速度制御系によって該ダイナモメータを速度
制御するエンジンベンチテストシステムにおいて、前記
トルク指令とトルク検出値の偏差が一定値内にあるとき
に前記トルク制御系の出力をホールドして前記供試エン
ジンのトルク制御信号とする回路と、前記速度指令と速
度検出値の偏差が一定値内にあるときに前記速度制御系
に代えて加減速度制御系によって前記ダイナモメータを
零加減速度に制御する回路を備えたことを特徴とする。
【００１４】
【作用】供試エンジンのトルク制御が安定したときにト
ルク制御系の出力をホールドすることでスロットル開度
及びトルク制御・計測を安定化する。また、ダイナモメ
ータの速度制御が安定したときにダイナモメータを速度
制御系に代えて加減速度制御に切換えることで外乱によ
る速度及びトルク制御・計測を安定化する。
ルク制御系の出力をホールドすることでスロットル開度
及びトルク制御・計測を安定化する。また、ダイナモメ
ータの速度制御が安定したときにダイナモメータを速度
制御系に代えて加減速度制御に切換えることで外乱によ
る速度及びトルク制御・計測を安定化する。
【００１５】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示す制御ブロック
図であり、図４と同じものは同一符号で示す。
図であり、図４と同じものは同一符号で示す。
【００１６】トルク制御系１２からのスロットル開度指
令はホールド回路１８によってホールド可能とされ、こ
のホールドと解除はトルク偏差監視回路１９によって制
御される。トルク偏差監視回路１９は供試エンジン１の
トルク指令値とダイナモメータ３の検出トルクとの偏差
が一定値内にあるとき（トルク安定時）にホールド信号
を発生する。
令はホールド回路１８によってホールド可能とされ、こ
のホールドと解除はトルク偏差監視回路１９によって制
御される。トルク偏差監視回路１９は供試エンジン１の
トルク指令値とダイナモメータ３の検出トルクとの偏差
が一定値内にあるとき（トルク安定時）にホールド信号
を発生する。
【００１７】次に、速度制御系１５と電流制御系１６の
間には低いゲインにされる加減速度制御系２０が設けら
れ、速度制御系１５の出力は切換スイッチ２１によって
零加減速度と切換えられて加減速度指令にされる。ま
た、加減速度制御系２０は、微分回路２２に得る速度検
出値の微分値（加減速度検出値）をフィードバック信号
として比例積分演算し、この演算結果を電流制御系１６
への電流制御指令にする。
間には低いゲインにされる加減速度制御系２０が設けら
れ、速度制御系１５の出力は切換スイッチ２１によって
零加減速度と切換えられて加減速度指令にされる。ま
た、加減速度制御系２０は、微分回路２２に得る速度検
出値の微分値（加減速度検出値）をフィードバック信号
として比例積分演算し、この演算結果を電流制御系１６
への電流制御指令にする。
【００１８】速度偏差監視回路２３は、ダイナモメータ
の速度指令値と速度検出値の偏差が一定値内にあるとき
に切換スイッチ２１を零加減速度に切換える。
の速度指令値と速度検出値の偏差が一定値内にあるとき
に切換スイッチ２１を零加減速度に切換える。
【００１９】本実施例の動作を以下に詳細に説明する。
【００２０】供試エンジン１のトルク制御とダイナモメ
ータ３の速度制御を行うのに、トルク指令を零から一定
値まで変化させたとき、トルク制御により図２に示すよ
うに供試エンジン１のスロットル開度θが増加し、供試
エンジン１のトルク出力Ｔもトルク指令値まで上昇す
る。この後、トルク制御が安定し、トルク指令値とトル
ク検出値の偏差が一定値内に入ったとき（時刻ｔ1）、
トルク偏差監視回路１９はホールド信号を発生し、ホー
ルド回路１８によりスロットル開度指令を現在値にホー
ルドする。
ータ３の速度制御を行うのに、トルク指令を零から一定
値まで変化させたとき、トルク制御により図２に示すよ
うに供試エンジン１のスロットル開度θが増加し、供試
エンジン１のトルク出力Ｔもトルク指令値まで上昇す
る。この後、トルク制御が安定し、トルク指令値とトル
ク検出値の偏差が一定値内に入ったとき（時刻ｔ1）、
トルク偏差監視回路１９はホールド信号を発生し、ホー
ルド回路１８によりスロットル開度指令を現在値にホー
ルドする。
【００２１】これにより供試エンジン１のスロットル開
度θが現在値に一定し、トルク出力Ｔも一定に保持され
る。従って、供試エンジン１をトルク制御するのに、そ
のトルク一開度特性にヒステリシスがあるもトルク一定
で開度一定の安定した条件の計測ができる。また、トル
クと開度を一定にしたデータを得ることができる。
度θが現在値に一定し、トルク出力Ｔも一定に保持され
る。従って、供試エンジン１をトルク制御するのに、そ
のトルク一開度特性にヒステリシスがあるもトルク一定
で開度一定の安定した条件の計測ができる。また、トル
クと開度を一定にしたデータを得ることができる。
【００２２】なお、トルク指令とトルク検出値の偏差が
一定値以上になるときにはトルク偏差監視回路１９は解
除信号を発生し、ホールド回路１８のホールド解除によ
って通常のトルク制御に戻る。
一定値以上になるときにはトルク偏差監視回路１９は解
除信号を発生し、ホールド回路１８のホールド解除によ
って通常のトルク制御に戻る。
【００２３】ここで、供試エンジン１の振動トルク等が
ダイナモメータ３側への外乱として入力されると、前述
のようにダイナモメータの出力トルクが変動してしま
う。
ダイナモメータ３側への外乱として入力されると、前述
のようにダイナモメータの出力トルクが変動してしま
う。
【００２４】そこで、本実施例では、ダイナモメータ３
の速度と検出値が一定値内に入る安定化したときに監視
回路２３が切換スイッチ２１を零加減速度側に切換え、
外乱にもダイナモメータ３の速度変化を少なくし、ひい
てはダイナモメータ３の出力トルク変動を少なくする。
の速度と検出値が一定値内に入る安定化したときに監視
回路２３が切換スイッチ２１を零加減速度側に切換え、
外乱にもダイナモメータ３の速度変化を少なくし、ひい
てはダイナモメータ３の出力トルク変動を少なくする。
【００２５】即ち、通常の速度制御ではシステム慣性に
対する応答性を高めるためループゲインを高くしてお
り、外乱によって速度変動があると電流制御系１６への
指令が大きく変動し、ダイナモメータ３の出力トルク変
動を起し易い。この点、本実施例では速度が安定化した
後には加減速度制御系２０によって零加減速度に制御
し、しかも加減速度制御系２０でのループゲインは速度
制御系に比して低くでき、外乱によるトルク変動を小さ
くできる。
対する応答性を高めるためループゲインを高くしてお
り、外乱によって速度変動があると電流制御系１６への
指令が大きく変動し、ダイナモメータ３の出力トルク変
動を起し易い。この点、本実施例では速度が安定化した
後には加減速度制御系２０によって零加減速度に制御
し、しかも加減速度制御系２０でのループゲインは速度
制御系に比して低くでき、外乱によるトルク変動を小さ
くできる。
【００２６】なお、速度指令と速度検出値の偏差が一定
値以上になるときには速度偏差監視回路２３は切換スイ
ッチ２１を速度制御系１５へ戻し、ダイナモメータ３は
通常の速度制御に戻る。この切換えにより、電源変動等
による大きな外乱がある場合には速度制御へ戻し、速度
の安定化を待って再び加減速度制御への切換えによりト
ルク安定化を得る。
値以上になるときには速度偏差監視回路２３は切換スイ
ッチ２１を速度制御系１５へ戻し、ダイナモメータ３は
通常の速度制御に戻る。この切換えにより、電源変動等
による大きな外乱がある場合には速度制御へ戻し、速度
の安定化を待って再び加減速度制御への切換えによりト
ルク安定化を得る。
【００２７】また、実施例において、供試エンジンのト
ルク制御系のマイナループはスロットル開度に代えて吸
気負圧制御とするシステムに適用して同等の作用効果を
得ることができる。さらに、ダイナモメータの速度制御
系のマイナループに加減速度制御系を設ける構成に代え
て速度制御系と加減速度制御系を切換える構成とするこ
とができる。
ルク制御系のマイナループはスロットル開度に代えて吸
気負圧制御とするシステムに適用して同等の作用効果を
得ることができる。さらに、ダイナモメータの速度制御
系のマイナループに加減速度制御系を設ける構成に代え
て速度制御系と加減速度制御系を切換える構成とするこ
とができる。
【００２８】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、供試エ
ンジンのトルク制御が安定したときにトルク制御信号を
ホールドし、ダイナモメータの速度制御が安定したとき
に速度制御から零加減速度に切換えて零加減速度制御を
行うようにしたため、以下の効果がある。
ンジンのトルク制御が安定したときにトルク制御信号を
ホールドし、ダイナモメータの速度制御が安定したとき
に速度制御から零加減速度に切換えて零加減速度制御を
行うようにしたため、以下の効果がある。
【００２９】（１）トルク制御信号出力をホールドする
と共に外乱によるダイナモメータ側のトルク変動を少な
くして供試エンジンの出力トルク制御を安定化し、また
トルク測定を一意にして測定・管理を容易にする。
と共に外乱によるダイナモメータ側のトルク変動を少な
くして供試エンジンの出力トルク制御を安定化し、また
トルク測定を一意にして測定・管理を容易にする。
【００３０】（２）供試エンジンのトルク制御の安定化
とスロットル開度等のマイナー制御の安定化及び速度の
安定化によってエンジンの解析を容易にする。
とスロットル開度等のマイナー制御の安定化及び速度の
安定化によってエンジンの解析を容易にする。
【００３１】（３）装置構成としては制御装置に少しの
回路要素を追加するのみで実現され、既設システムの簡
単な改良で済む。
回路要素を追加するのみで実現され、既設システムの簡
単な改良で済む。
【図１】本発明の一実施例を示す制御ブロック。
【図２】実施例の制御態様図。
【図３】エンジンベンチテストシステム。
【図４】従来の制御ブロック。
１…供試エンジン ３…ダイナモメータ ５…コントローラ １２…トルク制御系 １５…速度制御系 １８…ホールド回路 １９…トルク偏差監視回路 ２０…加減速度制御系 ２１…切換スイッチ ２２…微分回路 ２３…速度偏差監視回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01M 15/00 G01L 3/22 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (1)
- 【請求項１】 供試エンジンにダイナモメータを結合
し、供試エンジンのトルク指令とダイナモメータのトル
ク検出値からトルク制御系によって該供試エンジンをト
ルク制御し、前記ダイナモメータの速度指令とその速度
検出値から速度制御系によって該ダイナモメータを速度
制御するエンジンベンチテストシステムにおいて、前記
トルク指令とトルク検出値の偏差が一定値内にあるとき
に前記トルク制御系の出力をホールドして前記供試エン
ジンのトルク制御信号とする回路と、前記速度指令と速
度検出値の偏差が一定値内にあるときに前記速度制御系
に代えて加減速度制御系によって前記ダイナモメータを
零加減速度に制御する回路を備えたことを特徴とするエ
ンジンベンチテストシステム。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04330840A JP3136810B2 (ja) | 1992-12-11 | 1992-12-11 | エンジンベンチテストシステム |
| KR1019930027147A KR960014006B1 (ko) | 1992-12-11 | 1993-12-10 | 엔진 벤치 테스트 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04330840A JP3136810B2 (ja) | 1992-12-11 | 1992-12-11 | エンジンベンチテストシステム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06174597A JPH06174597A (ja) | 1994-06-24 |
| JP3136810B2 true JP3136810B2 (ja) | 2001-02-19 |
Family
ID=18237127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04330840A Expired - Fee Related JP3136810B2 (ja) | 1992-12-11 | 1992-12-11 | エンジンベンチテストシステム |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3136810B2 (ja) |
| KR (1) | KR960014006B1 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3772721B2 (ja) * | 2001-10-11 | 2006-05-10 | 株式会社明電舎 | エンジンベンチシステムおよびエンジン特性の測定方法 |
| JP3775284B2 (ja) * | 2001-11-08 | 2006-05-17 | 株式会社明電舎 | エンジンベンチシステムおよびエンジン特性の測定方法 |
| KR100786010B1 (ko) * | 2003-09-18 | 2007-12-14 | 현대중공업 주식회사 | 동력계 부하 자동 추적 ｐ.ｉ.ｄ 제어 방식 |
| JP4645231B2 (ja) * | 2005-02-28 | 2011-03-09 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | 動力伝達系の試験装置とその制御方法 |
| JP4655677B2 (ja) * | 2005-02-28 | 2011-03-23 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | 動力伝達系の試験装置とその制御方法 |
| JP5771940B2 (ja) * | 2010-10-15 | 2015-09-02 | 株式会社明電舎 | 速度制御装置 |
| CN103499409B (zh) * | 2013-08-27 | 2016-04-06 | 广州飞机维修工程有限公司 | 一种民用飞机vbv燃油驱动马达仿真模拟的扭矩测试系统 |
| CN104458263A (zh) * | 2014-12-12 | 2015-03-25 | 重庆和平自动化工程股份有限公司 | 一种发动机在线控制仪 |
| CN112346399A (zh) * | 2020-10-26 | 2021-02-09 | 无锡沃尔福汽车技术有限公司 | 一种发动机台架测油耗的切换方法 |
-
1992
- 1992-12-11 JP JP04330840A patent/JP3136810B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-12-10 KR KR1019930027147A patent/KR960014006B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR940015480A (ko) | 1994-07-21 |
| KR960014006B1 (ko) | 1996-10-11 |
| JPH06174597A (ja) | 1994-06-24 |
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