JP3489241B2 - Automotive engine test equipment - Google Patents

Automotive engine test equipment

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JP3489241B2
JP3489241B2 JP02356995A JP2356995A JP3489241B2 JP 3489241 B2 JP3489241 B2 JP 3489241B2 JP 02356995 A JP02356995 A JP 02356995A JP 2356995 A JP2356995 A JP 2356995A JP 3489241 B2 JP3489241 B2 JP 3489241B2
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dynamometer
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engine torque
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充孝 堀
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】この発明は、自動車エンジン試験
装置に関するものである。 【0002】 【従来の技術】近年、環境汚染の問題に鑑み、自動車に
おける排気ガス規制が厳しくなっており、自動車エンジ
ンは高性能、高精度化が図られるようになってきた。そ
れに伴い、エンジン性能を評価する試験装置が重要な役
割を担うようになってきた。従来のエンジン試験装置を
図4に示す。図において、1はエンジン、2はペラシャ
フト3を介してエンジン1と連結されたダイナモメータ
であり、ダイナモメータ2はダイナモ制御部4からの電
圧、電流により制御され、ダイナモメータ2の出力は制
御操作盤5に入力される。又、制御操作盤5からはダイ
ナモメータ2の速度と速度指令値がダイナモ制御部4に
入力されるとともに、ダイナモメータ2の速度とトルク
値がアナログまたはディジタルPI制御部6に入力さ
れ、PI制御部6からはドライバ8にエンジン1のスロ
ットル弁を駆動するスロットルアクチュエータ7を駆動
するための位置指令値が与えられ、スロットルアクチュ
エータ7からは位置信号がドライバ8に与えられる。 【0003】上記構成のエンジン試験装置においては、
エンジン1の速度またはトルクを所定のパターンで運転
し、エンジン1の排気ガスや燃費等を計測することによ
りエンジン1の性能を評価する。この際、エンジン1の
トルクを直接検出することが困難であるため、ペラシャ
フト3の軸トルク検出出力あるいはエンジン1に直結さ
れたダイナモメータ2の出力がPI制御部6に入力さ
れ、これに応じてエンジン1が制御される。 【0004】このように、上記した従来の自動車エンジ
ン試験装置においては、エンジン1のトルク制御の際、
エンジントルクを直接検出することが困難であるため、
ペラシャフト3の軸トルクあるいはダイナモメータ2の
トルクを制御操作盤5を介してPI制御部6に入力し、
エンジントルクが設定値となるようPI制御部6により
制御していたが、ダイナモメータ2の加減速トルク分が
エンジントルクに干渉し、即ちエンジントルク制御系と
ダイナモメータ2の速度制御系が干渉し、エンジントル
ク制御特性が悪化した。 【0005】そこで、本出願人はエンジントルクをオブ
ザーバを用いて推定し、この推定トルクをフィードバッ
クすることによりこの問題を解決することを提案した。
このような自動車エンジン試験装置を図5に示す。図に
おいて、9はエンジン制御系制御対象部であり、エンジ
ン1、ダイナモメータ2及びペラシャフト3をブロック
構成で表したものである。10はスロットルアクチュエ
ータ位置制御系であり、偏差器10a、Pアンプ10
b、偏差器10c、PIアンプ10d、電流制御部(A
CR)10e、及び定数部(Km)10fから構成され
ている。 【0006】位置制御系10の出力は種々の機械的な定
数(Kc,Kd)12,13及びスロットル弁ばね係数
(Kb)11との偏差を取った後、その偏差出力はエン
ジン慣性部14及び積分部15(出力はアクチュエータ
位置θm)を介してワイヤヒステリシス部16に入力さ
れる。ワイヤヒステリシス部16はアクチュエータとス
ロットル弁を連結するワイヤにより構成される。ワイヤ
ヒステリシス部16の出力であるスロットル弁開度θA
はエンジン特性部17に入力され、その出力にエンジン
トルクTEを得る。エンジントルクTEはエンジン1と
ダイナモメータ2が直結された二慣性系で構成された二
慣性系モデルブロック18に入力される。 【0007】二慣性系モデルブロック18は、偏差器1
8a〜18c、エンジン慣性部18d、ばね係数部18
e、及びダイナモメータ慣性部18fから構成される。
偏差器18aにはエンジントルクTEとばね係数部18
eの出力である軸トルクTPが供給され、その偏差出力
がエンジン慣性部18dに入力され、エンジン慣性部1
8dからはエンジン速度NEが出力される。偏差器18
bには軸トルクTPとダイナモメータトルクTLCが供
給され、その偏差出力がダイナモメータ慣性部18fに
入力され、ダイナモメータ慣性部18fはダイナモメー
タ速度NDを出力する。偏差器18cにはエンジン速度
NEとダイナモメータ速度NDが供給され、その偏差出
力がばね係数部18eに入力され、その出力に軸トルク
TPが得られる。この二慣性系モデルブロック18のモ
デル状態の出力方程式を示すと、次の(1),(2)式
となる。 【0008】 【数1】【0009】19はダイナモメータ速度制御系であり、
ダイナモメータ速度指令とダイナモメータ速度NDとの
偏差を取る偏差器19a、この偏差を増幅するPIアン
プ19b、電流制御部19c、定数部19d、及び偏差
器18bとダイナモメータ慣性部18fから構成されて
おり、定数部19dはダイナモメータトルクTLCを出
力する。 【0010】20はエンジントルク制御系であり、エン
ジントルク指令値とエンジントルク推定値へTE(以
下、推定値には∧を付す。)との偏差を取る偏差器21
と、この偏差が入力され、エンジン1のスロットル弁を
駆動するアクチュエータの位置指令値を出力するPI制
御器22と、ダイナモメータトルクTLCとダイナモメ
ータ速度NDが入力され、エンジントルク推定値へTE
を出力する最小次元オブザーバ部23から構成される。
最小次元オブザーバ部23で推定するパラメータはエン
ジントルクTE、エンジン速度NE、軸トルクTPであ
り、推定する状態量の状態方程式は次の(3),(4)
式になる。 【0011】 【数2】【0012】上記(3),(4)式をGopinath
設計法によりオブザーバを3重根となるように設計し
た。そのときの各パラメータA〜D,Gは次式のように
なる。 【0013】 【数3】 【0014】図6は最小次元オブザーバ部23のブロッ
ク構成を示し、ダイナモメータトルクTLCはパラメー
タBを介して加算器23aに供給され、加算器23aに
はダイナモメータ速度NDがパラメータGを介して与え
られるとともに、パラメータAの出力が与えられる。加
算器23aの出力は積分器23bに与えられ、その出力
はパラメータCを介して加算器23cに与えられるとと
もに、パラメータAにも与えられる。又、加算器23c
にはダイナモメータ速度NDがパラメータDを介して与
えられ、加算器23cはエンジントルク推定値∧TEを
出力する。 【0015】上記構成において、エンジントルク制御系
20をオープンにし、ダイナモメータ2を例えば200
0rpmに制御し、スロットルアクチュエータの位置指
令を20%ステップアップすると、ダイナモメータトル
クTLCは速度制御系に起因する加減速トルク分が加わ
っているが、エンジン推定トルクは吸気圧に対して推定
遅れを有するがほぼ一致し、実際のエンジントルクとも
一致し、ダイナモメータ制御系の影響を受けない。この
ようにエンジントルク推定値を用いることによりダイナ
モメータ速度制御系19の干渉を排除してエンジントル
ク制御を安定して行うことができる。 【0016】 【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
自動車エンジン試験装置においては、エンジントルクは
エンジン1のスロットル弁の開度θAを調整することに
より制御されるが、スロットル弁の開度位置を直接検出
することは困難であるので、スロットル弁に連結された
アクチュエータの位置θmを検出し、これをフィードバ
ックして、スロットル弁開度θAを調整するようにして
いる。しかしながら、スロットル弁とアクチュエータと
はワイヤにより連結されており、ワイヤヒステリシス部
16に示すように制御系にヒステリシス特性を持ち、ま
たワイヤと接触部の間に摩擦が生じる。又、エンジン1
の吸気から燃焼までの無駄時間が生じ、これらの非線形
要素がエンジントルク制御特性に悪影響を及ぼした。例
えば、図7に示すように、ダイナモメータ速度制御系1
9によりエンジン速度NEを2000rpmに制御した
状態でエンジントルク指令値を4%から8%に変化させ
た場合、アクチュエータ位置指令、吸気圧、エンジント
ルク推定値∧TEに1%程度の持続振動が発生した。こ
れは、ヒステリシスによるゲイン変動や位相遅れ、及び
無駄時間による位相遅れにより、PI制御系のゲイン余
裕が小さくなり、状態によっては不安定となってしまう
からである。 【0017】この発明は上記のような課題を解決するた
めに成されたものであり、ダイナモメータ速度制御系の
干渉によるエンジントルク制御系のトルク変動を抑制す
るとともに、エンジンのスロットル弁とそのアクチュエ
ータを連結するワイヤのヒステリシスとエンジン特性の
無駄時間によるエンジントルク制御系の不安定さを抑制
することができる自動車エンジン試験装置を得ることを
目的とする。 【0018】 【課題を解決するための手段】この発明に係る自動車エ
ンジン制御装置は、アクチュエータ位置制御系と、ダイ
ナモメータ速度制御系と、ダイナモメータのトルクと速
度を入力され、エンジントルク推定値を出力する最小次
元オブザーバ部と、アクチュエータ位置指令からトルク
推定値を得るまでの制御対象をモデル化し、このうちの
ヒステリシス特性を除いた3次遅れと無駄時間から構成
した内部モデルと、エンジントルク推定値と内部モデル
の出力との偏差が入力され、モデル化誤差や外乱誤差を
補償する第1の制御器と、エンジントルク指令値と第1
の制御器の出力との偏差が入力されるとともに、内部モ
デルと上記制御対象とが一致したときにエンジントルク
応答が目標応答となるよう構成され、出力がアクチュエ
ータ位置制御系の位置指令値となるとともに内部モデル
に入力される第2の制御器を設けたものである。 【0019】 【作用】この発明においては、エンジントルク推定値が
求められ、これに基づいてエンジントルク制御が行わ
れ、ダイナモメータ速度制御系の干渉は生じない。又、
トルク推定値を得るまでの制御対象がヒステリシス特性
を除いてモデル化されて内部モデルとされ、第2の制御
器は内部モデルが制御対象と一致したときにエンジント
ルクが目標応答となるように定められ、第1の制御器は
モデル化誤差や外乱誤差を補償する。 【0020】 【実施例】以下、この発明の実施例を図面とともに説明
する。図1はこの実施例による自動車エンジン試験装置
のブロック構成図を示し、24は最小次元オブザーバ部
23からのエンジントルク推定値と内部モデル25(P
M(S))の出力との偏差を求める偏差器、26は偏差
器24の出力を入力される第1の制御器(C2
(S))、27はエンジントルク指令値と第1の制御器
26の出力が入力され、その偏差を出力する偏差器、2
8は偏差器27の出力を入力される第2の制御器(C1
(S))である。 【0021】ここで、エンジントルクから推定までを一
次遅れで近似することにより、アクチュエータ位置指令
からトルク推定値までの制御対象、即ち制御対象部9と
最小次元オブザーバ部23を図2のようにモデル化する
ことができる。29,31は一次遅れ要素であり、30
は一次遅れ・無駄時間要素である。このうち、ワイヤヒ
ステリシス部16は実際にはモデル化不可能であるた
め、これを除いて三次遅れ要素と無駄時間要素から内部
モデル25を構成し、IMC(InternalMod
e Contorol)法を適用する。IMC法は制御
対象の内部モデル25を系内に設けるとともに、制御器
25,28を設けたものであり、二自由度制御系を構成
するものである。 【0022】又、内部モデル25の制御対象伝達関数P
M(S)は数4のようになる。 【0023】 【数4】 【0024】第2の制御器28は内部モデル25の伝達
関数PM(S)と実際の制御対象の伝達関数P(S)が
一致するとき、エンジントルク応答が目標応答伝達関数
R(S)となるように構成する。即ち、数5のように構
成する。C1(S)は第2の制御器28の伝達関数であ
る。 【0025】 【数5】 【0026】従って、C1(S)は数6のようになる。 【0027】 【数6】 【0028】第1の制御器26は外乱やモデル化誤差を
補償するためのものであり、その伝達関数C2(S)は
外乱特性を考慮して低周波領域でのゲインを低下させ、
外乱入力時にエンジントルク指令値とエンジントルク推
定値が定常状態で等しくなるように構成し、数7のよう
にする。 【0029】 【数7】 【0030】従って、C2(S)は数8のようになる。 【0031】 【数8】 【0032】上記構成において、偏差器24は最小次元
オブザーバ部23からのトルク推定値と内部モデル25
の出力の偏差を求め、第1の制御器26はこの偏差を入
力され、その誤差分を補償する。偏差器27はエンジン
トルク指令値と第1の制御器26の出力の偏差を求め、
この偏差は第2の制御器28に入力され、第2の制御器
28は内部モデル25と上記制御対象が一致したときに
エンジントルク応答が目標応答となるような出力を発生
し、この出力はアクチュエータ位置制御系10に位置指
令値として入力されるとともに、内部モデル25にも入
力される。 【0033】上記実施例においては、最小次元オブザー
バ部23によりエンジントルクを推定し、これに基づい
てエンジントルクを制御するようにしており、ダイナモ
メータ速度制御系19の干渉によるエンジントルク制御
系の変動は抑制された。又、エンジントルク制御系にI
MC法を適用し、内部モデル25及び制御器26,28
を設けたことにより、ワイヤのヒステリシス特性及びエ
ンジンの無駄時間の影響によるエンジントルク制御系の
不安定を解消することができる。例えば、図3に示すよ
うに、ダイナモ速度制御系19によりエンジン速度NE
を2000rpmに制御した状態でエンジントルク指令
値を4%から8%にステップ状に変化させた場合、アク
チュエータ位置指令値、吸気圧、エンジントルク推定値
に振動は発生しなかった。 【0034】 【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、エンジ
ントルク推定値に基づきエンジントルクを制御してお
り、ダイナモメータ速度制御系の干渉を排除してエンジ
ントルク制御系の変動を抑制することができる。又、エ
ンジントルク制御系にIMC法を適用したことにより、
ワイヤヒステリシスとエンジンの無駄時間によるエンジ
ントルク制御系の不安定を抑制することができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automobile engine test apparatus. 2. Description of the Related Art In recent years, in view of the problem of environmental pollution, exhaust gas regulations on automobiles have become strict, and automobile engines have been improved in performance and accuracy. Accordingly, test devices for evaluating engine performance have come to play an important role. FIG. 4 shows a conventional engine test apparatus. In the drawing, reference numeral 1 denotes an engine, 2 denotes a dynamometer connected to the engine 1 via a propeller shaft 3, the dynamometer 2 is controlled by a voltage and a current from a dynamometer control unit 4, and the output of the dynamometer 2 is controlled. It is input to the operation panel 5. Further, the speed and the speed command value of the dynamometer 2 are inputted from the control operation panel 5 to the dynamometer control unit 4, and the speed and the torque value of the dynamometer 2 are inputted to the analog or digital PI control unit 6, and the PI control is performed. A position command value for driving a throttle actuator 7 for driving a throttle valve of the engine 1 is given to the driver 8 from the section 6, and a position signal is given to the driver 8 from the throttle actuator 7. [0003] In the engine test apparatus having the above configuration,
The performance of the engine 1 is evaluated by operating the speed or torque of the engine 1 in a predetermined pattern and measuring the exhaust gas, fuel consumption, and the like of the engine 1. At this time, since it is difficult to directly detect the torque of the engine 1, the output of the shaft torque of the propeller shaft 3 or the output of the dynamometer 2 directly connected to the engine 1 is input to the PI control unit 6. Thus, the engine 1 is controlled. As described above, in the above-described conventional vehicle engine test apparatus, when the torque of the engine 1 is controlled,
Because it is difficult to directly detect engine torque,
The shaft torque of the propeller shaft 3 or the torque of the dynamometer 2 is input to the PI control unit 6 through the control operation panel 5,
Although the PI controller 6 controls the engine torque to be the set value, the acceleration / deceleration torque of the dynamometer 2 interferes with the engine torque, that is, the engine torque control system and the speed control system of the dynamometer 2 interfere. , Engine torque control characteristics deteriorated. Accordingly, the present applicant has proposed to solve this problem by estimating the engine torque using an observer and feeding back the estimated torque.
FIG. 5 shows such an automobile engine test apparatus. In the figure, reference numeral 9 denotes an engine control system controlled object, which is a block diagram of the engine 1, the dynamometer 2, and the propeller shaft 3. Reference numeral 10 denotes a throttle actuator position control system, which includes a deviation device 10a, a P amplifier 10
b, deviation device 10c, PI amplifier 10d, current control unit (A
CR) 10e and a constant part (Km) 10f. The output of the position control system 10 takes deviations from various mechanical constants (Kc, Kd) 12 and 13 and a throttle valve spring coefficient (Kb) 11, and the deviation output is output from the engine inertia unit 14 and the engine inertia unit 14. The signal is input to the wire hysteresis unit 16 via the integration unit 15 (the output is the actuator position θm). The wire hysteresis unit 16 is configured by a wire connecting the actuator and the throttle valve. The throttle valve opening θA which is the output of the wire hysteresis unit 16
Is input to the engine characteristic unit 17, and the output thereof obtains the engine torque TE. The engine torque TE is input to a two-inertia model block 18 composed of a two-inertia system in which the engine 1 and the dynamometer 2 are directly connected. The two-inertia model block 18 includes the deviation unit 1
8a to 18c, engine inertia part 18d, spring coefficient part 18
e, and a dynamometer inertia unit 18f.
The engine torque TE and the spring coefficient portion 18 are provided in the deviation device 18a.
e, the shaft torque TP, which is the output of the engine inertia unit 1d, is supplied to the engine inertia unit 18d.
The engine speed NE is output from 8d. Deflector 18
The shaft torque TP and the dynamometer torque TLC are supplied to b, and the deviation output thereof is input to the dynamometer inertia unit 18f, and the dynamometer inertia unit 18f outputs the dynamometer speed ND. The engine speed NE and the dynamometer speed ND are supplied to the deviation device 18c, and the deviation output thereof is input to the spring coefficient section 18e, and the shaft torque TP is obtained from the output. The output equations of the model state of the two-inertia model block 18 are expressed by the following equations (1) and (2). [0008] Reference numeral 19 denotes a dynamometer speed control system.
A deviation device 19a for taking a deviation between the dynamometer speed command and the dynamometer speed ND, a PI amplifier 19b for amplifying the deviation, a current control portion 19c, a constant portion 19d, a deviation device 18b and a dynamometer inertia portion 18f. The constant section 19d outputs the dynamometer torque TLC. Reference numeral 20 denotes an engine torque control system, which is a deviator 21 for calculating a deviation between the engine torque command value and the estimated engine torque value by TE (hereinafter, the estimated value is indicated by ∧).
The PI controller 22 outputs the position command value of the actuator that drives the throttle valve of the engine 1, the dynamometer torque TLC and the dynamometer speed ND, and inputs the deviation to the estimated engine torque value.
Is output from the minimum dimension observer 23.
The parameters estimated by the minimum-dimensional observer unit 23 are the engine torque TE, the engine speed NE, and the shaft torque TP.
Expression. ## EQU2 ## The above equations (3) and (4) are converted to Gopinath
The observer was designed to be a triple root by a design method. The parameters A to D and G at that time are as follows. [0013] FIG. 6 shows a block configuration of the minimum dimension observer unit 23. The dynamometer torque TLC is supplied to an adder 23a via a parameter B, and the dynamometer speed ND is given to the adder 23a via a parameter G. And the output of parameter A is provided. The output of the adder 23a is provided to the integrator 23b, and the output is provided to the adder 23c via the parameter C and also to the parameter A. Also, the adder 23c
Is supplied with a dynamometer speed ND via a parameter D, and the adder 23c outputs an estimated engine torque value ∧TE. In the above configuration, the engine torque control system 20 is opened, and the dynamometer 2 is
When the speed is controlled to 0 rpm and the position command of the throttle actuator is stepped up by 20%, the dynamometer torque TLC is added with the acceleration / deceleration torque due to the speed control system, but the engine estimated torque has an estimated delay with respect to the intake pressure. However, they almost coincide with each other, coincide with the actual engine torque, and are not affected by the dynamometer control system. As described above, by using the estimated engine torque value, the interference of the dynamometer speed control system 19 can be eliminated and the engine torque control can be stably performed. As described above, in the conventional automobile engine test apparatus, the engine torque is controlled by adjusting the opening θA of the throttle valve of the engine 1. Since it is difficult to directly detect the opening position, the position θm of the actuator connected to the throttle valve is detected and fed back to adjust the throttle valve opening θA. However, the throttle valve and the actuator are connected by a wire, have a hysteresis characteristic in the control system as shown by a wire hysteresis section 16, and cause friction between the wire and the contact section. Also, Engine 1
The dead time from the intake to the combustion of the engine occurred, and these non-linear factors adversely affected the engine torque control characteristics. For example, as shown in FIG.
When the engine torque command value is changed from 4% to 8% while the engine speed NE is controlled to 2000 rpm according to 9, a continuous vibration of about 1% occurs in the actuator position command, the intake pressure, and the estimated engine torque ∧TE. did. This is because the gain margin of the PI control system becomes small due to gain fluctuation and phase delay due to hysteresis and phase delay due to dead time, and the state becomes unstable depending on the state. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and suppresses torque fluctuations in an engine torque control system due to interference of a dynamometer speed control system, and also provides a throttle valve for an engine and its actuator. It is an object of the present invention to obtain an automobile engine test apparatus capable of suppressing the instability of an engine torque control system due to hysteresis of a wire connecting the motor and dead time of engine characteristics. An automobile engine control apparatus according to the present invention receives an actuator position control system, a dynamometer speed control system, a torque and a speed of a dynamometer, and calculates an estimated engine torque value. Modeling the minimum dimension observer section to be output, the control object until the torque estimation value is obtained from the actuator position command, an internal model consisting of the third-order delay and dead time excluding the hysteresis characteristics, and the engine torque estimation value A first controller for compensating for a modeling error or a disturbance error, and an engine torque command value and a first controller.
When the deviation from the output of the controller is input, the engine torque response becomes the target response when the internal model and the control target coincide, and the output becomes the position command value of the actuator position control system. And a second controller which is input to the internal model. According to the present invention, an estimated engine torque value is obtained, and the engine torque is controlled based on the estimated value, so that the dynamometer speed control system does not interfere. or,
The control object until the torque estimation value is obtained is modeled except for the hysteresis characteristic to form an internal model, and the second controller determines that the engine torque has a target response when the internal model matches the control object. The first controller compensates for modeling errors and disturbance errors. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an automobile engine test apparatus according to this embodiment. Reference numeral 24 denotes an estimated engine torque from a minimum dimension observer unit 23 and an internal model 25 (P).
M (S)) and a deviation controller 26 for obtaining a deviation from the output of the first controller (C2) to which the output of the deviation device 24 is input.
(S)) and 27 are a deviation device which receives the engine torque command value and the output of the first controller 26 and outputs the deviation thereof.
8 is a second controller (C1) to which the output of the deviation unit 27 is input.
(S)). Here, by approximating from the engine torque to the estimation with a first-order lag, the controlled object from the actuator position command to the estimated torque value, that is, the controlled object 9 and the minimum dimension observer 23 are modeled as shown in FIG. Can be 29 and 31 are first-order lag elements, and 30
Is a first-order lag / dead time element. Of these, since the wire hysteresis unit 16 cannot be modeled in practice, the internal model 25 is constructed from the third-order delay element and the dead time element except for this, and the IMC (InternalMod) is used.
e Control) method is applied. In the IMC method, an internal model 25 to be controlled is provided in the system, and controllers 25 and 28 are provided, thereby constituting a two-degree-of-freedom control system. The transfer function P to be controlled of the internal model 25
M (S) is as shown in Equation 4. (Equation 4) When the transfer function PM (S) of the internal model 25 and the transfer function P (S) of the actual control object match, the second controller 28 changes the engine torque response to the target response transfer function R (S). It is constituted so that it may become. That is, the configuration is as shown in Expression 5. C1 (S) is the transfer function of the second controller 28. (Equation 5) Therefore, C1 (S) becomes as shown in Expression 6. [Equation 6] The first controller 26 is for compensating for disturbances and modeling errors, and its transfer function C2 (S) reduces the gain in the low frequency region in consideration of the disturbance characteristics.
The engine torque command value and the estimated engine torque value are configured to be equal in a steady state at the time of a disturbance input. (Equation 7) Therefore, C2 (S) becomes as shown in Expression 8. (Equation 8) In the above configuration, the deviation unit 24 estimates the torque value from the minimum dimension observer unit 23 and the internal model 25
Is obtained, and the first controller 26 receives the deviation and compensates for the error. The deviation device 27 calculates the deviation between the engine torque command value and the output of the first controller 26,
This deviation is input to a second controller 28, and the second controller 28 generates an output such that the engine torque response becomes a target response when the internal model 25 and the above-mentioned controlled object coincide with each other. It is inputted as a position command value to the actuator position control system 10 and also inputted to the internal model 25. In the above embodiment, the engine torque is estimated by the minimum dimension observer 23, and the engine torque is controlled based on the estimated engine torque. The fluctuation of the engine torque control system due to the interference of the dynamometer speed control system 19 is performed. Was suppressed. Also, I
Applying the MC method, the internal model 25 and the controllers 26 and 28
Is provided, it is possible to eliminate the instability of the engine torque control system due to the influence of the hysteresis characteristic of the wire and the dead time of the engine. For example, as shown in FIG. 3, the dynamo speed control system 19 controls the engine speed NE.
When the engine torque command value was changed from 4% to 8% in a stepwise manner while controlling the engine torque to 2000 rpm, no vibration occurred in the actuator position command value, the intake pressure, and the estimated engine torque value. As described above, according to the present invention, the engine torque is controlled based on the estimated value of the engine torque, and the interference of the dynamometer speed control system is eliminated to reduce the fluctuation of the engine torque control system. Can be suppressed. Also, by applying the IMC method to the engine torque control system,
Instability of the engine torque control system due to wire hysteresis and dead time of the engine can be suppressed.

【図面の簡単な説明】 【図1】この発明による自動車エンジン試験装置のブロ
ック図である。 【図2】この発明による制御対象をモデル化した図であ
る。 【図3】この発明による自動車エンジン試験装置の各部
の動作波形図である。 【図4】従来装置のブロック図である。 【図5】本出願人が提案した自動車エンジン試験装置の
ブロック図である。 【図6】本出願人が提案した最小次元オブザーバ部のブ
ロック図である。 【図7】本出願人の提案装置の動作波形図である。 【符号の説明】 1…エンジン 2…ダイナモメータ 3…ペラシャフト 7…アクチュエータ 9…制御対象部 10…アクチュエータ位置制御系 16…ワイヤヒステリシス部 19…ダイナモメータ速度制御系 20…エンジントルク制御系 23…最小次元オブザーバ部 25…内部モデル 26…第1の制御器 28…第2の制御器
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of an automobile engine test apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a diagram modeling a control target according to the present invention; FIG. 3 is an operation waveform diagram of each part of the automobile engine test apparatus according to the present invention. FIG. 4 is a block diagram of a conventional device. FIG. 5 is a block diagram of an automobile engine test apparatus proposed by the present applicant. FIG. 6 is a block diagram of a minimum dimension observer unit proposed by the present applicant. FIG. 7 is an operation waveform diagram of the applicant's proposed device. [Description of Signs] 1 ... Engine 2 ... Dynamometer 3 ... Peller shaft 7 ... Actuator 9 ... Control target unit 10 ... Actuator position control system 16 ... Wire hysteresis unit 19 ... Dynamometer speed control system 20 ... Engine torque control system 23 ... Minimum dimension observer unit 25 Internal model 26 First controller 28 Second controller

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 - 17/007 G01L 3/16 G05B 23/00 - 23/02 302 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01M 15/00-17/007 G01L 3/16 G05B 23/00-23/02 302

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】自動車エンジンにダイナモメータを連結す
るとともに、エンジンのスロットル弁にワイヤを介して
アクチュエータを連結してエンジン試験を行う自動車エ
ンジン試験装置において、アクチュエータの位置を制御
するアクチュエータ位置制御系と、ダイナモメータの速
度を制御するダイナモメータ速度制御系と、ダイナモメ
ータのトルクと速度を入力され、エンジントルク推定値
を出力する最小次元オブザーバ部と、アクチュエータ位
置指令からトルク推定値を得るまでの制御対象をモデル
化し、このうちのヒステリシス特性を除いた3次遅れと
無駄時間から構成した内部モデルと、エンジントルク推
定値と内部モデルの出力との偏差が入力され、モデル化
誤差や外乱誤差を補償する第1の制御器と、エンジント
ルク指令値と第1の制御器の出力との偏差が入力される
とともに、内部モデルと上記制御対象とが一致したとき
にエンジントルク応答が目標応答となるよう構成され、
出力がアクチュエータ位置制御系の位置指令値となると
ともに内部モデルに入力される第2の制御器を備えたこ
とを特徴とする自動車エンジン試験装置。
(1) An automobile engine test apparatus for performing an engine test by connecting a dynamometer to an automobile engine and connecting an actuator to a throttle valve of the engine via a wire. An actuator position control system for controlling the position, a dynamometer speed control system for controlling the speed of the dynamometer, a minimum dimensional observer section for inputting the torque and speed of the dynamometer and outputting an estimated engine torque, and an actuator position command The model to be controlled until a torque estimate is obtained from the model is input, and the deviation between the engine model estimated value and the output of the internal model, which is composed of the third order delay and dead time excluding the hysteresis characteristic, is input. A first controller for compensating for modeling errors and disturbance errors; With the deviation between the output of Ntoruku command value and the first controller is input, the engine torque response is configured to be target response when the internal model and the said controlled object coincide with each other,
An automobile engine test apparatus comprising: a second controller whose output is a position command value of an actuator position control system and is input to an internal model.
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