JP3960420B2 - エンジン試験装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンが連結されるダイナモを備え、そのダイナモに連結されてたエンジンのスロットル開度とダイナモのトルクあるいは回転速度とを制御しながらエンジンの特性試験を行なうエンジン試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、エンジンの様々な特性試験、例えば近年の関心事項としては、回転速度とトルクが時々刻々と変化するトランジェントモードにおける排気ガスの出かた等の試験を行なうため、特性試験を行なおうとするエンジンを実験室等に持ち込んでベンチレーション上に据え付け、そのエンジンをダイナモに連結し、そのエンジンのスロットル開度やダイナモのトルクあるいは回転速度を、たとえば上記のトランジェントモードに適合するように変化させながら、そのエンジンの様々な特性を計測することが行なわれている。
【０００３】
図５は、従来のエンジン試験装置のブロック図である。
【０００４】
このエンジン試験装置１Ａ＿１にはダイナモ３０が備えられており、そのダイナモ３０には、測定対象のエンジン１０が出力軸２０を介して連結されている。またダイナモ３０には、そのダイナモの動力を測定する動力計３１やダイナモトルクを測定するＤＹトルク計３２が備えられている。また、出力軸２０には、軸トルクを測定する軸トルク計４０が備えられている。
【０００５】
ここでは、このエンジン１０の慣性量をＩegで表わし、ダイナモ３０の慣性量をＩdyで表わす。
【０００６】
この図５に模式的に示すように、エンジンの回転速度上昇時および下降時は、軸トルクが、エンジンおよびダイナモが慣性量Ｉeg，Ｉdyを有することと加速（減速を含む）により生じる加速度（角加速度Δω）とに起因するエンジン慣性加速度分トルクＩeg・Δω分およびダイナモ慣性加速度分トルクＩdy・Δω分だけ補正される。
【０００７】
また、このエンジン試験装置１Ａ＿１には、エンジン制御用のエンジン制御部１００Ａ＿１とダイナモ制御用のダイナモ制御部２００Ａ＿１が備えられている。これらエンジン制御部１００Ａ＿１とダイナモ制御用のダイナモ制御部２００Ａ＿１には、それらのいずれにも、あらかじめ定められたパターンで時間的に変化する回転速度指令値Ｎeと軸トルク指令値Ｔrqが入力される。
【０００８】
エンジン制御部１００Ａ＿１では、入力された回転速度指令値Ｎeは、エンジンマップ記憶部１０１、回転速度ＰＩＤ制御部１０２、およびエンジン慣性加速度分トルク演算部１０３に入力される。
【０００９】
エンジン慣性加速度分トルク演算部１０３には、エンジン１０の慣性量Ｉegがあらかじめインプットされており、このエンジン慣性加速度分トルク演算部１０３では、回転速度指令値Ｎeから角加速度Δωが求められ、その角加速度Δωにエンジン慣性量をＩegが乗算されて、エンジン慣性加速度分トルクＩeg・Δωが求められる。
【００１０】
このエンジン慣性加速度分トルク演算部１０３で求められたエンジン慣性加速度分トルクＩeg・Δωは、加算器１０４により、エンジン制御部１００Ａ＿１に入力されてきた軸トルク指令値Ｔrqに加算されることにより軸トルク指令値が補正されて、その補正された軸トルク指令値がエンジンマップ記憶部１０１に入力される。
【００１１】
このエンジンマップ記憶部１０１には、回転速度Ｎeと軸トルクＴrqとの双方とスロットル開度θとの関係を表わすエンジンマップがあらかじめ記憶されており、このエンジンマップ記憶部１０１に、回転速度指令値Ｎeと、加算器１０４により補正された後の軸トルク指令値Ｔrqが入力されると、エンジンマップ記憶部１０１からは、それら双方の入力に対応するスロットル開度制御値θ1が読み出される。
【００１２】
また、回転速度ＰＩＤ制御部１０２には回転速度指令値Ｎeのほか、計測された回転速度がフィードバック値として入力され、この回転速度ＰＩＤ制御部１０２から、回転速度フィードバック値と回転速度指令値Ｎeとの偏差に応じたスロットル開度補正値θ2が出力される。加算器１０５ではエンジンマップ記憶部１０１から読み出されたスロットル開度制御値θ1に回転速度ＰＩＤ制御部１０２から出力されたスロットル開度補正値θ2が加算されることによりスロットル開度制御値θ1が補正され、この補正後のスロットル開度補正値によりスロットル操作機１０６が制御され、これによりエンジン１０のスロットル開度が制御される。
【００１３】
一方、ダイナモ制御部２００Ａ＿１では、回転速度指令値Ｎeは、ダイナモ慣性加速度分トルク演算部２０１に入力される。ダイナモ慣性加速度分トルク演算部２０１にはダイナモ３０の慣性量Ｉdyがあらかじめインプットされており、このダイナモ慣性加速度分トルク演算部２０１では、回転速度指令値Ｎeから角加速度Δωが求められ、その角加速度Δωにダイナモ慣性量Ｉdyが乗算されてダイナモ慣性加速度分トルクＩdy・Δωが求められる。
【００１４】
このダイナモ慣性加速度分トルク演算部２０１で求められたダイナモ加速度分トルクＩdy・Δωは、減算器２０２においてダイナモ制御部２００Ａ＿１に入力されてきた軸トルク指令値Ｔrqから減算されることによりその軸トルク指令値が補正されて、ＤＹトルクＰＩＤ制御部２０３に入力される。
【００１５】
このＤＹトルクＰＩＤ制御部２０３には、減算器２０２で補正された後の軸トルク指令値のほかに、ＤＹトルク計３２で計測されたダイナモ３０のトルクを表わすトルクフィードバック値も入力され、ＤＹトルクＰＩＤ制御部２０３からは、ダイナモ３０のトルク計測値を減算器２０２で補正された後の軸トルク指令値に一致させるためのトルク制御電流値Ｃが出力される。このトルク制御電流値Ｃはダイナモ電流アンプ２０４を経由してダイナモ３０に入力され、ダイナモ３０は、ダイナモ電流アンプを経由したトルク制御電流値によりそのトルクが制御される。
【００１６】
ここで、エンジン１０は、ダイナモ３０と比べはるかに大きな無駄時間および一次遅れを有し、その点で、この図５の制御系は、その制御特性に限界を有する。
【００１７】
図６は、従来のもう１つのエンジン試験装置のブロック図である。
【００１８】
図５に示す制御系の場合、エンジンのスロットル開度を制御することにより回転速度が制御され、ダイナモによりトルクが制御されたが、この図６に示す制御系の場合、ダイナモで回転速度が制御され、エンジンのスロットル開度の制御によりトルクが制御される。
【００１９】
この図６において、図５に示すエンジン試験装置１Ａ＿１の構成要素と同一の構成要素には図５において付した符号と同一の符号を付して示し、図５との相違点について説明する。
【００２０】
この図６のエンジン試験装置１Ｂ＿１のエンジン制御部１００Ｂ＿１には、エンジン制御部１００Ａ＿１における回転速度ＰＩＤ制御部１０２に代わり、ＤＹトルクＰＩＤ制御部１１２と、減算器１１１が備えられている。
【００２１】
減算器１１１では、入力された軸トルク指令値Ｔrqから、ダイナモ制御部２００Ｂ＿１側のダイナモ慣性加速度分トルク演算部２０１で求められたダイナモ慣性加速度分トルクＩdy・Δωが減算されることにより、補正された軸トルク指令値であるＤＹトルク指令値が求められ、このＤＹトルク指令値が、ＤＹトルクＰＩＤ制御部１１２に入力される。また、このＤＹトルクＰＩＤ制御部１１２にはＤＹトルク計３２で計測されたダイナモ３０のトルクを表わすフィードバック値も入力され、ＤＹトルクＰＩＤ制御部１１２からは、それらの２つの入力の偏差に相当するスロットル開度補正値θ2が出力される。図５を参照して説明したように、エンジンマップ記憶部１０１からはスロットル開度制御値θ1が読み出され、加算器１０５では、エンジンマップ記憶部１０１から読み出されたスロットル開度制御値θ1にＤＹトルクＰＩＤ制御部１１２から出力されたスロットル開度補正値θ2が加算されることで補正されたスロットル開度制御値が生成されて、スロットル操作機１０６に入力される。
【００２２】
したがって、ここでは、エンジン１０のスロットル開度が軸トルク指令値に応じたトルクを発生するように制御される。
【００２３】
また、この図６のエンジン試験装置１Ｂ＿１のダイナモ制御部２００Ｂ＿１には、図５のダイナモ制御部２００Ａ＿１におけるＤＹトルクＰＩＤ制御部２０３に代わり、回転速度ＰＩＤ制御部２１１と、トルク／電流変換器２１２と、電流減算器２１３が備えられている。
【００２４】
回転速度ＰＩＤ制御部２１１には、回転速度指令値Ｎeが入力されるとともに、回転速度の計測値が回転速度フィードバック値として入力され、回転速度ＰＩＤ制御部２１１からは、エンジンの回転速度を回転速度指令値Ｎeに合わせるように制御する回転速度制御電流値Ｃ１が出力される。
【００２５】
また、ダイナモ慣性加速度分トルク演算部２０１で求められたダイナモ慣性加速度分トルクＩdy・Δωは、トルク／電流変換器２１２により、回転速度補正電流値Ｃ２に変換される。
【００２６】
電流減算器２１３では回転速度ＰＩＤ制御部２１１から出力された回転速度制御電流値Ｃ１から、トルク／電流変換器２１２から出力された回転速度補正電流値Ｃ２が減算されることにより、補正された回転速度制御電流値が生成される。この補正された回転速度制御電流値はダイナモアンプ２０４を経由してダイナモ３０に入力され、ダイナモ３０は、ダイナモ電流アンプ２０４を経由した回転速度制御電流値により、その回転速度が制御される。
【００２７】
この図６に示す制御系においても、図５の制御系の場合と同様、エンジン１０の無駄時間および一次遅れが大きいことにより、制御特性の一層の高精度化が妨げられている。
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、従来のエンジン試験装置の場合、例えば図５を参照して説明したように、スロットル操作機でエンジンのスロットル開度を制御することによりそのエンジンの回転制御を行ないながら、ダイナモ側でトルク制御を行うなど、図５，図６のいずれの制御系の場合も両者を個別、独立に制御しており、制御系としては両者が無関係に動作している。また、一部の予測制御を用いたシステムでは、回転制御に予め学習で取得した定常的な回転速度−トルク−スロットル開度の関係から算出されるスロットル開度分によりトルク外乱に対するロバスト性を向上させているが、エンジン応答の動特性を考慮していない等の精度的な問題があった。
【００２９】
そのため、例えばアイドル回転数からの発進時に、エンジン側のトルク出力に応答遅れなどがあっても、ダイナモ側はそれとは無関係に負荷をかけるため、エンジンの回転が低下してしまう。その結果、エンジン制御では余計にアクセルを開くなどして、運転の乱れを誘発し、モード追従性を悪化させる原因となっていた。
【００３０】
本発明は、上記事情に鑑み、従来と比べさらに高精度な制御を行なうことによりエンジンの特性をさらに高精度に計測することのできるエンジン試験装置を提供することを目的とする。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のエンジン試験装置のうちの第１のエンジン試験装置は、エンジンが連結されるダイナモを備え、ダイナモに連結されたエンジンのスロットル開度とダイナモのトルクとを制御しながらエンジンの特性試験を行なうエンジン試験装置において、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいてエンジンのスロットル開度を制御するスロットル開度制御値を求めるスロットル開度制御部と、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいてダイナモのトルクを制御するトルク制御値を求めるトルク制御部とを備え、
上記トルク制御部は、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいて、ダイナモの制御すべきトルクの基準を表わすトルク基準値を求める基準値演算部と、
基準値演算部で求められたトルク基準値とダイナモの実際のトルクを表わすトルク計測値とが同一の値となるようにトルク制御値を求めるフィードバック制御部と、
基準値演算部とフィードバック制御部との間に介在し、基準値演算部で求められたトルク基準値に無駄時間および遅れを与えて、無駄時間および遅れが付与されたトルク基準値をフィードバック制御部に伝える応答調整部とを備えたものであることを特徴とする。
【００３２】
一般に、ダイナモトルクの出力応答の方がエンジントルクの出力応答に比べて速い（５倍から１０倍）。特にディーゼルエンジンベンチではこの傾向が顕著である。そこで、上記本発明の第１のエンジン試験装置は、上記の応答調整部を備えることによりエンジン側のトルク出力と同期させるように構成し、このことにより、エンジン、ダイナモの各々の制御のタイミングのずれによるトルクの外乱を防ぐ事ができる。これにより、トルク外乱が原因のスロットルのばたつきがなくなるので、結果として回転速度制御性の向上も得られる。運転評価をそのまま実施すると補正時間分だけの低下がみこまれるが、一般的には、運転評価時に、回転速度とトルクを同期させてずらすことが許容されているので、運転評価の低下は無視できる。
【００３３】
また、上記目的を達成する本発明のエンジン試験装置のうちの第２のエンジン試験装置は、エンジンが連結されるダイナモを備え、ダイナモに連結されたエンジンのスロットル開度とダイナモのトルクとを制御しながらエンジンの特性試験を行なうエンジン試験装置において、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいてエンジンのスロットル開度を制御するスロットル開度制御値を求めるスロットル開度制御部と、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいてダイナモのトルクを制御するトルク制御値を求めるトルク制御部とを備え、
前記スロットル開度制御部は、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいてスロットル開度制御値を求めるスロットル開度制御値演算部と、
スロットル開度制御値演算部で求められたスロットル開度制御値を、回転速度指令値と実際の回転速度を表わす回転速度計測値とが同一の値となるように補正するスロットル開度補正値を求める第１のフィードバック制御部と、
スロットル開度制御値演算部で求められたスロットル開度制御値を第１のフィードバック制御部で求められたスロットル開度補正値分だけ補正するスロットル開度制御値補正部とを備え、
上記トルク制御部は、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいて、ダイナモの制御すべきトルクの基準を表わすトルク基準値を求める基準値演算部と、
基準値演算部で求められたトルク基準値とダイナモの実際のトルクを表わすトルク計測値とが同一の値となるようにトルク制御値を求める第２のフィードバック制御部とを備え、
上記スロットル開度制御値演算部が、回転速度指令値と前記エンジンの慣性量とに基づくエンジン慣性加速度分トルクを求めてエンジン慣性加速度分トルクに所定の第１の重みを付すことにより第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルクを求める第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部を備え、そのスロットル開度制御値演算部は、回転速度指令値と、前記第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部で求められた第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルク分だけ補正されたトルク指令値とに基づいて、スロットル開度制御値を求めるものであり、
上記基準値演算部が、回転速度指令値とダイナモの慣性量とに基づくダイナモ慣性加速度分トルクを求めるダイナモ慣性加速度分トルク演算部と、回転速度指令値とエンジンの慣性量とに基づくエンジン慣性加速度分トルクを求めてエンジン慣性加速度分トルクに所定の第２の重みを付すことにより第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルクを求める第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部とを備え、その基準値演算部は、トルク指令値と、ダイナモ慣性加速度分トルク演算部で求められたダイナモ慣性加速度分トルクと、前記第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部で求められた第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルクとに基づいて、トルク基準値を求めるものであることを特徴とする。
【００３４】
加減速領域では、軸トルク制御の制御性向上のためには、エンジン慣性の補正を実施する必要がある。しかしながら、従来のように、スロットル動作だけでエンジン慣性補正を実施するのでは、トルク出力が遅くなるため、加速し始めの指令によるダイナモトルク負荷が、早めにエンジンに掛かることになり、エンジンに過大な負荷を与えてしまう結果を補正することができなかった。
【００３５】
上記第２のエンジン試験装置の場合、第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部と第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部を設け、エンジン慣性加速度分トルクの一部を制御応答の速い負荷側のダイナモ電流（トルク制御電流値）から減算補正をする。この結果、加速し始めのトルク負荷を軽減することになり、結果として、回転速度、トルク双方の制御性が向上する。
【００３６】
ここで、上記第２のエンジン試験装置において、基準値演算部と前記第２のフィードバック制御部との間に介在し、基準値演算部で求められたトルク基準値に無駄時間および遅れを与えて、無駄時間および遅れが付与された基準値を第２のフィードバック制御部に伝える応答調整部を備えたものであることが好ましい。
【００３７】
この場合、第２のエンジン試験装置は、第１のエンジン試験装置の特徴も合わせ持つことになり、一層高精度な制御が可能となる。
【００３８】
また、上記本発明のエンジン試験装置のうちの第３のエンジン試験装置は、エンジンが連結されるダイナモを備え、ダイナモに連結されたエンジンのスロットル開度とダイナモのトルクとを制御しながらエンジンの特性試験を行なうエンジン試験装置において、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいてエンジンのスロットル開度を制御するスロットル開度制御値を求めるスロットル開度制御部と、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいてダイナモのトルクを制御するトルク制御値を求めるトルク制御部と、
回転速度指令値およびトルク指令値を、トルク制御部に送り込むタイミングよりも相対的に先行したタイミングでスロットル開度制御部に送り込む指令タイミング調整部とを備え、
上記スロットル開度制御部は、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいてスロットル開度制御値を求めるスロットル開度制御値演算部と、
スロットル開度制御値演算部で求められたスロットル開度制御値の遅れを補償する遅れ補償部と、
遅れ補償部で遅れが補償された後のスロットル開度制御値を、回転速度指令値と実際の回転速度を表わす回転速度計測値とが同一の値となるように補正するスロットル開度補正値を求めるフィードバック制御部と、
スロットル開度制御値演算部で求められたスロットル開度制御値をフィードバック制御部で求められたスロットル開度補正値分だけ補正するスロットル開度制御値補正部とを備えたことを特徴とする。
【００３９】
前述の第１のエンジン試験装置は、トルク制御部側に応答調整部を備えたものであるのに対し、上記第３のエンジン試験装置は、指令タイミング調整部を備えるとともにスロットル開度制御部側に遅れ補償部を備えたものであり、この場合、エンジントルクの応答がダイナモトルクの応答に同期するよう速められ、エンジン、ダイナモの制御のタイミングずれが防止される。
【００４０】
ここで、前述の第２のエンジン試験装置において、さらに、回転速度指令値およびトルク指令値を、トルク制御部に送り込むタイミングよりも相対的に先行したタイミングでスロットル開度制御部に送り込む指令タイミング調整部を備え、スロットル開度制御部は、さらに、スロットル開度制御値演算部で求められたスロットル開度制御値の遅れを補償する遅れ補償部を備え、
第１のフィードバック制御部は、遅れ補償部で遅れが補償された後のスロットル開度制御値を、回転速度指令値と実際の回転速度を表わす回転速度計測値とが同一の値となるように補正するものであることが好ましい。
【００４１】
この場合、前述の第２のエンジン試験装置が、上記の第３のエンジン試験装置の特徴を合わせ持つこととなり、一層高精度な制御が可能となる。
【００４２】
以上の、第１〜第３のエンジン試験装置は、エンジンのスロットル開度を制御することによりエンジン側で回転速度を制御し、ダイナモ側でトルクを制御するタイプのエンジン試験装置であり、以下に説明する本発明のエンジン試験装置は、第１〜第３のエンジン試験装置とは逆に、エンジンのスロットル開度を制御することによりトルクを制御し、ダイナモ側で回転速度を制御するタイプのエンジン試験装置である。
【００４３】
上記目的を達成する本発明のエンジン試験装置のうちの第４のエンジン試験装置は、エンジンが連結されるダイナモを備え、ダイナモに連結されたエンジンのスロットル開度とダイナモの回転速度とを制御しながら該エンジンの特性試験を行なうエンジン試験装置において、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいてエンジンのスロットル開度を制御するスロットル開度制御値を求めるスロットル開度制御部と、
回転速度指令値に基づいてダイナモの回転速度を制御する回転速度制御値を求める回転速度制御部とを備え、
上記回転速度制御部は、
回転速度指令値に無駄時間および遅れを与える応答調整部と、
応答調整部で求められた、無駄時間および遅れが付与された回転速度指令値とダイナモの実際の回転速度を表わす回転速度計測値とが同一の値となるように回転速度制御値を求めるフィードバック制御部とを備えたものであることを特徴とする。
【００４４】
本発明の第４のエンジン試験装置は、上述の第１のエンジン試験装置と同様に、応答調整部を備えたものであり、上述の第１のエンジン試験装置と同様に、エンジンのトルク出力とダイナモのトルク出力が同期し、エンジンとダイナモの制御のタイミングずれによるトルクの外乱を防ぐことができる。
【００４５】
また、上記目的を達成する本発明のエンジン試験装置のうちの第５のエンジン試験装置は、エンジンが連結されるダイナモを備え、ダイナモに連結されたエンジンのスロットル開度とダイナモの回転速度とを制御しながら該エンジンの特性試験を行なうエンジン試験装置において、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいてエンジンのスロットル開度を制御するスロットル開度制御値を求めるスロットル開度制御部と、
回転速度指令値に基づいてダイナモの回転速度を制御する回転速度制御値を求める回転速度制御部とを備え、
上記スロットル開度制御部は、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいてスロットル開度制御値を求めるスロットル開度制御値演算部と、
スロットル開度制御値演算部で求められたスロットル開度制御値を、トルク指令値とダイナモの実際のトルクを表わすトルク計測値とが同一の値となるように補正するスロットル開度補正値を求める第１のフィードバック制御部と、
スロットル開度制御値演算部で求められたスロットル開度制御値を第１のフィードバック制御部で求められたスロットル開度補正値分だけ補正するスロットル開度制御値補正部とを備え、
上記スロットル開度制御値演算部が、回転速度指令値とエンジンの慣性量とに基づくエンジン慣性加速度分トルクを求めてエンジン慣性加速度分トルクに所定の第１の重みを付すことにより第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルクを求める第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部を備え、そのスロットル開度制御値演算部は、回転速度指令値と、前記第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部で求められた第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルク分だけ補正されたトルク指令値とに基づいて前記スロットル開度制御値を求めるものであり、
上記回転速度制御部は、
回転速度指令値とダイナモの実際の回転速度を表わす回転速度計測値とが同一の値となるように前記回転速度制御値を求める第２のフィードバック制御部と、回転速度指令値とダイナモの慣性量とに基づくダイナモ慣性加速度分トルクを求めるダイナモ慣性加速度分トルク演算部と、
回転速度指令値とエンジンの慣性量とに基づくエンジン慣性加速度分トルクを求めてエンジン慣性加速度分トルクに所定の第２の重みを付すことにより第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルクを求める第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部と、
第２のフィードバック制御部で求められた回転速度制御値を、ダイナモ慣性加速度分トルク演算部で求められたダイナモ慣性加速度分トルクと、第２のエンジン慣性加速度分トルク演算部で求められた第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルクとに基づいて補正する回転速度制御値補正部とを備えたことを特徴とする。
【００４６】
本発明の第５のエンジン試験装置は、上述した本発明の第２のエンジン試験装置と同様、第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部と第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部を設け、エンジン慣性加速度分トルクの一部を制御応答の速い負荷側のダイナモ電流（回転速度制御電流値）から減算補正する。この結果、加速し始めのトルク負荷を軽減することになり、結果として、回転速度、トルク双方の制御性が向上する。
【００４７】
ここで、上記第５のエンジン試験装置において、トルク指令値を、ダイナモ慣性加速度分トルク演算部により求められたダイナモ慣性加速度分トルクに基づいて補正するトルク指令値補正部を備え、第１のフィードバック制御部が、スロットル開度制御値演算部で求められたスロットル開度制御値を、トルク指令値補正部で補正された後のトルク指令値とダイナモの実際のトルクを表わすトルク計測値とが同一の値となるように補正するスロットル開度補正値を求めるものであることが好ましい。
【００４８】
また、上記第５のエンジン試験装置において、上記回転速度制御部はさらに、回転速度指令値に無駄時間および遅れを与える応答調整部を備え、第２のフィードバック制御部が、応答調整部で求められた、無駄時間および遅れが付与された回転速度指令値と、ダイナモの実際の回転速度を表わす回転速度計測値とが同一の値となるように、回転速度制御値を求めるものであることも好ましい形態である。
【００４９】
この場合、上記第５のエンジン試験装置が上記第４のエンジン試験装置の特徴を合わせ持つことになり、一層高精度の制御が可能となる。
【００５０】
さらに、上記目的を達成するための本発明のエンジン試験装置のうちの第６のエンジン試験装置は、エンジンが連結されるダイナモを備え、ダイナモに連結されたエンジンのスロットル開度とダイナモの回転速度とを制御しながら該エンジンの特性試験を行なうエンジン試験装置において、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいてエンジンのスロットル開度を制御するスロットル開度制御値を求めるスロットル開度制御部と、
回転速度指令値に基づいてダイナモの回転速度を制御する回転速度制御値を求める回転速度制御部と、
回転速度指令値およびトルク指令値を、回転速度指令値を回転速度制御部に送り込むタイミングよりも相対的に先行したタイミングで前記スロットル開度制御部に送り込む指令タイミング調整部とを備え、
上記スロットル開度制御部は、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいて、スロットル開度制御値を求めるスロットル開度制御値演算部と、
スロットル開度制御値演算部で求められたスロットル開度制御値の遅れを補償する遅れ補償部と、
前記遅れ補償部で遅れが補償された後のスロットル開度制御値を、トルク指令値と前記ダイナモの実際のトルクを表わすトルク計測値とが同一の値となるように補正するスロットル開度補正値を求めるフィードバック制御部と、
スロットル開度制御値演算部で求められたスロットル開度制御値をフィードバック制御部で求められたスロットル開度補正値分だけ補正するスロットル開度制御値補正部とを備えたことを特徴とする。
【００５１】
本発明の第６のエンジン試験装置は、上述の、本発明の第３のエンジン試験装置と同様、指令タイミング調整部と遅れ補償部とを備えたものであり、エンジントルクの応答がダイナモトルクの応答に同期するよう速められ、エンジン、ダイナモの制御のタイミングずれが防止される。
【００５２】
ここで、前述の第５のエンジン試験装置において、さらに、回転速度指令値およびトルク指令値を、回転速度指令値をトルク制御部に送り込むタイミングよりも相対的に先行したタイミングでスロットル開度制御部に送り込む指令タイミング調整部を備え、
上記スロットル開度制御部は、さらに、スロットル開度制御値演算部で求められたスロットル開度制御値の遅れを補償する遅れ補償部を備え、
上記第１のフィードバック制御部は、遅れ補償部で遅れが補償された後のスロットル開度制御値を、トルク指令値と、ダイナモの実際のトルクを表わすトルク計測値とが同一の値となるように補正するものスロットル開度補正値を求めるであることが好ましい。
【００５３】
この場合、前述の第５のエンジン試験装置が、上記の第６のエンジン試験装置の特徴を合わせ持つことになり、一層高精度の制御が可能となる。
【００５４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００５５】
図１は、本発明のエンジン試験装置の第１実施形態の構成を示すブロック図である。この図１に示す第１実施形態の説明にあたっては、前述した従来例である図５に示す構成との相違点について説明する。
【００５６】
この図１に示すエンジン試験装置１Ａ＿２には、図５に示すエンジン試験装置１Ａ＿１と比べ、エンジン制御部１００Ａ＿２にトルク負担率演算部１２１が追加されており、ダイナモ制御部２００Ａ＿２に、無駄時間、１次遅れシミュレート回路２２４、エンジン慣性加速度分トルク演算部２２１、トルク負担率演算部２２２、および加算器２２３が追加されている。
【００５７】
図５に示す従来例としてのエンジン試験装置１Ａ＿１に、図１に示す無駄時間、１次遅れシミュレート回路２２４が追加された構成が本発明の第１のエンジン試験装置の一実施形態に相当し、図５に示す従来例としてのエンジン試験装置１Ａ＿１に、図１において追加された構成のうちの無駄時間、１次遅れシミュレート回路２２４以外の部分、すなわち、トルク負担率演算部１２１、エンジン慣性加速度分トルク演算部２２１、トルク負担率演算部２２２、および加算器２２３が追加された構成が、本発明の第２のエンジン試験装置の一実施形態に相当する。すなわち、この図１に示す第１実施形態は、本発明の第１のエンジン試験装置の特徴と第２のエンジン試験装置の特徴とを合わせ持つ実施形態である。
【００５８】
エンジン制御部１００Ａ＿２に追加されたトルク負担率演算部１２１では、エンジン慣性加速度分トルク演算部１０３で求められたエンジン慣性加速度分トルクＩeg・Δωに第１の重み付け計数ｋ１が乗算されて、第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルクｋ１・Ｉeg・Δωが求められる。
【００５９】
加算器１０４は、軸トルク指令値Ｔrqに、トルク負担率演算部１２１で求められた第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルクｋ１・Ｉeg・Δωが加算されることにより、補正された軸トルク指令値が求められる。
【００６０】
また、図１に示す第１実施形態のダイナモ制御部２００Ａ＿２に追加された無駄時間、１次遅れシミュレート回路２２４は、減算器２０２で求められるトルク基準値に、エンジンの特性相当分だけ無駄時間および１次遅れを与えて、その無駄時間および１次遅れが与えられたトルク基準値をＤＹトルクＰＩＤ制御部２０３に伝えるものである。
【００６１】
この無駄時間、１次遅れシミュレート回路２２４を配置したことにより、ダイナモの制御値がエンジンの応答遅れ分だけ遅れてダイナモに与えられることになり、エンジンとダイナモとの双方のトルク出力が同期し、エンジン、ダイナモの各々の制御のタイミングずれが低減され、トルクの外乱が防止されることになる。
【００６２】
ここで、無駄時間、１次遅れシミュレート回路２２４にセッティングされる、無駄時間、１次遅れ時定数の各パラメータは、エンジン回転速度一定の条件下でスロットル開度をステップ動作させて、そのトルク応答波形から自動学習することにより求められる。エンジン特性は非線形性が強いので、各パラメータは、学習するエンジン回転速度、およびトルク毎に複数設けられる。
【００６３】
また、図１のエンジン試験装置１Ａ＿２のダイナモ制御部２００Ａ＿２に備えられたエンジン慣性加速度分トルク演算部２２１には、回転速度指令値Ｎeが入力され、このエンジン慣性加速度分トルク演算部２２１では、エンジン制御部１００Ａ＿２に備えられたエンジン慣性加速度分トルク演算部１０３と同様、エンジン慣性加速度分トルクＩeg・Δωが求められる。また、トルク負担率演算部２２２では、そのエンジン慣性加速度分トルク演算部２２１において求められたエンジン慣性加速度分トルクＩeg・Δωに第２の重み付け係数ｋ２が乗算されて、第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルクｋ２・Ｉeg・Δωが求められる。
【００６４】
ダイナモ慣性加速度分トルク演算部２０１で求められたダイナモ慣性加速度分トルクＩdy・Δωとトルク負担率演算部２２２で求められた第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルクｋ２・Ｉeg・Δωは、加算器２２３に入力されて相互に加算される。
【００６５】
この加算値は減算器２０２に入力されて、軸トルク指令値からその加算値が減算されることにより、トルク基準値が求められる。
【００６６】
ここで、エンジン制御部１００Ａ＿２を構成するトルク負担率演算部１２１に用いられる第１の重み係数ｋ１とダイナモ制御部２００Ａ＿２を構成するトルク負担率演算部２２２で用いられる第２の重み係数ｋ２は、ｋ１+ｋ２＝１の関係を有する。さらにこれら第１、第２の重み係数ｋ１、ｋ２をｋ１+ｋ２＝１の関係を保ちながら任意に可変することができるようにすると、当該エンジン、ダイナモの特性に適合した制御が可能となる。重み付け係数ｋ１、ｋ２は、予め運転パターンに情報を書き込んでおき、運転パターン毎に逐次変更可能としても良い。
【００６７】
このように、エンジン慣性加速度分トルクＩeg・Δωの一部をダイナモ制御側に負担させることのより、加速し始めのトルク負荷を軽減することができ、結果として、回転速度、トルク双方の制御性が向上する。
【００６８】
この図１に示す第１実施形態は、エンジンのスロットル開度を制御することにより回転速度を制御し、ダイナモ側でトルクを制御するエンジン試験装置であり、この図１に示すエンジン試験装置１Ａ＿２は、本発明と対比し、以下の対応関係にある。
【００６９】
すなわち、エンジン制御部１００Ａ＿２は、本発明にいうスロットル開度制御部の一例であり、ダイナモ制御部２００Ａ＿２は、本発明にいうトルク制御部の一例である。
【００７０】
また、エンジン制御部１００Ａ＿２のエンジン慣性加速度分トルク演算部１０３と、トルク負担率演算部１２１と、加算器１０４と、エンジンマップ記憶部１０１との組合せが、本発明にいうスロットル開度制御値演算部の一例の相当し、回転速度ＰＩＤ制御部１０２が、本発明にいう第１のフィードバック制御部の一例に相当し、加算器１０５が、本発明にいう、スロットル開度制御値補正部の一例に相当する。ここで、エンジン慣性加速度分トルク演算部１０３とトルク負担率演算部１２１との組合せが、本発明にいう第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部の一例に相当する。
【００７１】
また、この図１のエンジン試験装置１Ａ＿２のダイナモ制御部２００Ａ＿２の、無駄時間、１次遅れシミュレート回路２２４は、本発明にいう応答調整部の一例に相当し、ダイナモ慣性加速度分トルク演算部２０１、エンジン慣性加速度分トルク演算部２２１、トルク負担率演算部２２２、加算器２２３、および減算器２０２の組合せが、本発明にいう基準値演算部の一例に相当する。さらに、エンジン慣性加速度分トルク演算部２２１とトルク負担率演算部２２２との組合せが、本発明にいう第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部の一例に相当する。
【００７２】
また、ＤＹトルクＰＩＤ制御部２０３が、本発明にいう、基準値演算部で求められたトルク基準値とダイナモの実際のトルクを表わすトルク計測値とが同一の値となるようにトルク制御値を求めるフィードバック制御部あるいは第２のフィードバック制御部の一例に相当する。
【００７３】
図２は、本発明のエンジン試験装置の第２実施形態の構成を示すブロック図である。この図２に示す第２実施形態の説明にあたっては、図１に示す第１実施形態との相違点について説明する。
【００７４】
この第２に示すエンジン試験装置１Ａ＿３には、図１に示す無駄時間、１次遅れシミュレート回路２２４に代わり、エンジン制御部１００Ａ＿３に、指令値先出し回路１３１および１次遅れ補償回路１３２が備えられている。図５に示す従来例の構成に、図２に示す指令値先出し回路１３１および１次遅れ補償回路１３２を加えた構成が、本発明の第３のエンジン試験装置の一実施形態に相当し、また、図１の場合と同様、図５に示す従来例の構成に、トルク負担率演算部１２１、エンジン慣性加速度分トルク演算部２２１、トルク負担率演算部２２２、および加算器２２３を加えた構成が、本発明にいう第２のエンジン試験装置の一実施形態に相当する。すなわち、この図２に示す第２実施形態には、本発明の第２のエンジン試験装置の特徴と第３のエンジン試験装置の特徴を合わせ持つ実施形態である。
【００７５】
指令値先出し回路１３１は、回転速度指令値Ｎeおよび軸トルク指令値Ｔrqを、ダイナモ制御部２００Ａ＿３に送り込むタイミングよりも先行したタイミングでエンジン制御部１００Ａ＿３に送り込むものである。先行させる時間は、エンジンの無駄時間が補正されるように設定された時間に調整されている。この指令値先出し回路１３１は、本発明にいう指令タイミング調整部の一例に相当する。
【００７６】
また、１次遅れ補償回路１３２は、エンジンマップ記憶部１０１から読み出されたスロットル開度制御値の１次遅れを補償する回路である。この１次遅れ補償回路１３２により補償される１次遅れは、エンジンの１次遅れに相当する。この１次遅れ補償回路１３２は、本発明にいう遅れ補償部の一例に相当する。
【００７７】
図１に示す第１実施形態の場合、無駄時間、１次遅れシミュレート回路２２４を備え、ダイナモの制御をエンジンの制御に適合するように遅らせることによりトルクの同調がとられているが、図１に示す第２実施形態の場合、指令値先出し回路１３１および１次遅れ補償回路１３２によりエンジンの制御をダイナモも制御よりも進めることによりトルクの同調がとられている。具体的な実施手段は異なるが、いずれも同様の作用を成し、エンジンとダイナモとのトルクの同期をとることができる。
【００７８】
図３は、本発明のエンジン試験装置の第３実施形態の構成を示すブロック図である。この図３に示す第３実施形態の説明にあたっては、前述した従来例である図６に示す構成との相違点について説明する。
【００７９】
この図３に示すエンジン試験装置１Ｂ＿２には、図６に示すエンジン試験装置１Ｂ＿１と比べ、エンジン制御部１００Ｂ＿２にトルク負担率演算部１２１が追加されており、ダイナモ制御部２００Ｂ＿２に、無駄時間、１次遅れシミュレート回路２２４、エンジン慣性加速度分トルク演算部２２１、トルク負担率演算部２２２、および加算器２２３が追加されている。
【００８０】
図６に示す従来例のエンジン試験装置１Ｂ＿１に、図１に示す無駄時間、１次遅れシミュレート回路２２４が追加された構成が本発明の第４のエンジン試験装置の一実施形態に相当し、図６に示す従来例のエンジン試験装置１Ｂ＿１に、図２において追加された構成のうちの無駄時間、１次遅れシミュレート回路２２４以外の部分、すなわち、トルク負担率演算部１２１、エンジン慣性加速度分トルク演算部２２１、トルク負担率演算部２２２、および加算器２２３を加えた構成が、本発明の第５のエンジン試験装置の実施形態に相当する。すなわち、この図３に示す第３実施形態は本発明の第４のエンジン試験装置の特徴と第５のエンジン試験装置の特徴とを合わせ持つ実施形態である。
【００８１】
エンジン制御部１００Ｂ＿２に追加されたトルク負担率演算部１２１では、エンジン慣性加速度分トルク演算部１０３で求められたエンジン慣性加速度分トルクＩeg・Δωに第１の重み付け係数ｋ１が乗算されて、第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルクｋ１・Ｉeg・Δωが求められる。
【００８２】
加算器１０４は、軸トルク指令値Ｔrqに、トルク負担率演算部１２１で求められた第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルクｋ１・Ｉeg・Δωが加算されることにより、補正された軸トルク指令値が求められる。
【００８３】
また、減算器１１１には軸トルク指令値Ｔrqと、ダイナモ制御部２００Ｂ＿２に備えられているダイナモ慣性加速度分トルク演算部２０１で求められたダイナモ慣性加速度分トルクＩdy・Δωとが入力されて、軸トルク指令値Ｔrqからダイナモ慣性加速度分トルクＩdy・Δωが減算されることにより、補正された軸トルク指令値が求められる。
【００８４】
また、図３に示す第３実施形態のダイナモ制御部２００Ｂ＿２に追加された無駄時間、１次遅れシミュレート回路２２４は、回転速度指令値Ｎeに、エンジンの特性相当分だけ無駄時間および１次遅れを与えて、その無駄時間および１次遅れが与えられた回転速度指令値をＤＹトルクＰＩＤ制御部２０３に伝えるものである。
【００８５】
前述した図１に示す第１実施形態の場合と同様、この無駄時間、１次遅れシミュレート回路２２４を配置したことにより、ダイナモの制御値がエンジンの応答遅れ分だけ遅れてダイナモに与えられることになり、エンジンとダイナモとの双方のトルク出力が同期し、エンジン、ダイナモの各々の制御のタイミングずれが低減され、トルクの外乱が防がれることになる。
【００８６】
また、第３のエンジン試験装置１Ｂ＿２のダイナモ制御２００Ｂ＿２に備えられたエンジン慣性加速度分トルク演算部２２１には、回転速度指令値Ｎeが入力され、このエンジン慣性加速度分トルク演算部２２１では、エンジン制御部１００Ａ＿２に備えられたエンジン慣性加速度分トルク演算部１０３と同様、エンジン慣性加速度分トルクＩeg・Δωが求められる。また、トルク負担率演算部２２２では、そのエンジン慣性加速度分トルク演算部２２１において求められたエンジン慣性加速度分トルクＩeg・Δωに第２の重み係数ｋ２が乗算されて、第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルクｋ２・Ｉeg・Δωが求められる。
【００８７】
ダイナモ慣性加速度分トルク演算部２０１で求められたダイナモ慣性加速度分トルクＩdy・Δωとトルク負担率演算部２２２で求められた第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルクｋ２・Ｉeg・Δωは、加算器２２３に入力されて相互いに加算され、その加算値がトルク／電流変換器２１２で電流値に変換され、減算器２１３により、ＤＹトルクＰＩＤ制御部２０３から出力された回転速度制御電流値から減算されることにより、その回転速度制御電流値が補正される。
【００８８】
ここで、エンジン制御部１００Ｂ＿２を構成するトルク負担率演算部１２１に用いられる第１の重み付け係数ｋ１とダイナモ制御部２００Ｂ＿２を構成するトルク負担率演算部２２２で用いられる第２の重み付け係数Ｋ２は、前述の実施形態の場合と同様、ｋ１+ｋ２＝１の関係を有し、さらにこれら第１、第２の重み係数ｋ１、ｋ２をｋ１+ｋ２＝１の関係を保ちながら任意に負担率を可変することができるようにすると、当該エンジン、ダイナモの特性にあった制御が可能となる。これらの重み付け係数ｋ１、ｋ２は、予め運転パターンに書き込んでおき、運転パターン毎に逐次変更可能としても良い。
【００８９】
このように、エンジン慣性加速度分トルクＩeg・Δωの一部をダイナモ制御側に負担させることにより、加速し始めのトルク負荷を軽減することができ、結果として、回転速度、トルク双方の制御性が向上する。
【００９０】
この図３に示す第３実施形態は、エンジンのスロットル開度を制御することによりトルクを制御し、ダイナモ側で回転速度を制御するエンジン試験装置であり、この図３に示すエンジン試験装置１Ｂ＿２は、本発明と対比し、以下の対応関係にある。
【００９１】
すなわち、エンジン制御部１００Ｂ＿２は、本発明にいうスロットル開度制御部の一例であり、ダイナモ制御部２００Ｂ＿２は、本発明にいう回転速度制御部の一例である。
【００９２】
また、エンジン制御部１００Ｂ＿２のエンジン慣性加速度分トルク演算部１０３とトルク負担率演算部１２１と、加算器１０４と、エンジンマップ記憶部１０１との組合せが、本発明にいうスロットル開度制御値演算部の一例の相当し、減算器１１１が本発明にいうトルク指令値補正部に相当し、ＤＹトルクＰＩＤ制御部１１２が、本発明にいう第１のフィードバック制御部の一例に相当し、加算器１０５が、本発明にいうスロットル開度制御値補正部の一例に相当する。ここで、エンジン慣性加速度分トルク演算部１０３とトルク負担率演算部１２１との組合せが、本発明にいう第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部の一例に相当する。
【００９３】
また、この図３のエンジン試験装置１Ｂ＿２のダイナモ制御部２００Ｂ＿２の無駄時間、１次遅れシミュレート回路２２４は、本発明にいう応答調整部の一例に相当し、さらに、エンジン慣性加速度分トルク演算部２２１とトルク負担率演算部２２２との組合せが、本発明にいう第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部の一例に相当する。
【００９４】
また、ＤＹトルクＰＩＤ制御部２０３が、本発明にいう、応答調整部で求められた、無駄時間および遅れが付与された回転速度指令値とダイナモの実際の回転速度を表わす回転速度計測値とが同一の値となるように回転速度制御値を求めるフィードバック制御部あるいは第２のフィードバック制御値の一例に相当する。
【００９５】
また、加算器２２３、トルク／電流変換部２１２、および減算器２１３の組合せから、本発明にいう回転速度制御値補正部の一例に相当する。
【００９６】
図４は、本発明のエンジン試験装置の第４実施形態の構成を示すブロック図である。この図４に示す第４実施形態の説明にあたっては、図３に示す第３実施形態との相違点について説明する。
【００９７】
この第４に示すエンジン試験装置１Ｂ＿３には、図３に示す無駄時間、１次遅れシミュレート回路２２４に代わり、エンジン制御部１００Ｂ＿３に、指令値先出し回路１３１および１次遅れ補償回路１３２が備えられている。図６に示す従来例の構成に、図４に示す指令値先出し回路１３１および１次遅れ補償回路１３２を加えた構成が、本発明の第６のエンジン試験装置の一実施形態に相当し、また、図３の場合と同様、図６に示す従来例の構成に、トルク負担率演算部１２１、エンジン慣性加速度分トルク演算部２２１、トルク負担率演算部２２２、および加算器２２３を加えた構成が、本発明にいう第５のエンジン試験装置の一実施形態に相当する。すなわち、この図４に示す第４実施形態は、本発明の第５のエンジン試験装置の特徴と第６のエンジン試験装置の特徴を合わせ持つ実施形態である。
【００９８】
指令値先出し回路１３１は、回転速度指令値Ｎeおよびトルク指令値Ｔrqを、回転速度指令値Ｎeをダイナモ制御部２００Ｂ＿３に送り込むタイミングよりも先行したタイミングでエンジン制御部１００Ｂ＿３に送り込むものである。先行させる時間は、エンジンの無駄時間が補正されるように設定された時間に調整されている。この指令値先出し回路１３１は、本発明にいう指令タイミング調整部の一例に相当する。
【００９９】
また、１次遅れ補償回路１３２は、エンジンマップ記憶部１０１から読み出されたスロットル開度制御値の１次遅れを補償する回路である。この１次遅れ補償回路１３２により補償される１次遅れは、エンジンの１次遅れに相当する。この１次遅れ補償回路１３２は、本発明にいう遅れ補償部の一例に相当する。
【０１００】
図３に示す第３実施形態の場合、無駄時間、１次遅れシミュレート回路２２４を備えることによりダイナモの制御をエンジンの制御に適合するように遅らせることによりトルクの同期がとられているが、図４に示す第４実施形態の場合、指令先出し回路１３１および１次遅れ補償回路１３２によりエンジンの制御をダイナモも制御よりも進めることによりトルクの同期がとられている。具体的な実施手段は異なるが、いずれも同様の作用を成し、エンジンとダイナモとのトルクの同期をとることができる。
【０１０１】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、従来と比べさらに高精度な制御を行なうことによりエンジンの特性をさらに高精度に計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエンジン試験装置の第１実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明のエンジン試験装置の第２実施形態の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明のエンジン試験装置の第３実施形態の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明のエンジン試験装置の第４実施形態の構成を示すブロック図である。
【図５】従来のエンジン試験装置のブロック図である。
【図６】従来のもう１つのエンジン試験装置のブロック図である。
【符号の説明】
１Ａ＿１，１Ａ＿２，１Ａ＿３，１Ｂ＿１，１Ｂ＿２，１Ｂ＿３ エンジン試験装置
１００Ａ＿１，１００Ａ＿２，１００Ａ＿３，１００Ｂ＿１，１００Ｂ＿２，１００Ｂ＿３ エンジン制御部
２００Ａ＿１，２００Ａ＿２，２００Ａ＿３，２００Ｂ＿１，２００Ｂ＿２，２００Ｂ＿３ ダイナモ制御部
１０１ エンジンマップ記憶部
１０２ 回転速度ＰＩＤ制御部
１０３ エンジン慣性加速度分トルク演算部
１０４ 加算器
１０５ 加算器
１０６ スロットル操作機
１１１ 減算器
１２１ トルク負担率演算部
１３１ 指令値先出し回路
１３２ １次遅れ補償回路
２０１ ダイナモ慣性加速度分トルク演算部
２０２ 減算器
２０３ ＤＹトルクＰＩＤ制御部
２０４ ダイナモ電流アンプ
２１１ 回転速度ＰＩＤ制御部
２１２ トルク／電流変換器
２２１ エンジン慣性加速度分トルク演算部
２２２ トルク負担率演算部
２２３ 加算器
２２４ 無駄時間、１次遅れシミュレート回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンが連結されるダイナモを備え、そのダイナモに連結されてたエンジンのスロットル開度とダイナモのトルクあるいは回転速度とを制御しながらエンジンの特性試験を行なうエンジン試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、エンジンの様々な特性試験、例えば近年の関心事項としては、回転速度とトルクが時々刻々と変化するトランジェントモードにおける排気ガスの出かた等の試験を行なうため、特性試験を行なおうとするエンジンを実験室等に持ち込んでベンチレーション上に据え付け、そのエンジンをダイナモに連結し、そのエンジンのスロットル開度やダイナモのトルクあるいは回転速度を、たとえば上記のトランジェントモードに適合するように変化させながら、そのエンジンの様々な特性を計測することが行なわれている。
【０００３】
図５は、従来のエンジン試験装置のブロック図である。
【０００４】
このエンジン試験装置１Ａ＿１にはダイナモ３０が備えられており、そのダイナモ３０には、測定対象のエンジン１０が出力軸２０を介して連結されている。またダイナモ３０には、そのダイナモの動力を測定する動力計３１やダイナモトルクを測定するＤＹトルク計３２が備えられている。また、出力軸２０には、軸トルクを測定する軸トルク計４０が備えられている。
【０００５】
ここでは、このエンジン１０の慣性量をＩegで表わし、ダイナモ３０の慣性量をＩdyで表わす。
【０００６】
この図５に模式的に示すように、エンジンの回転速度上昇時および下降時は、軸トルクが、エンジンおよびダイナモが慣性量Ｉeg，Ｉdyを有することと加速（減速を含む）により生じる加速度（角加速度Δω）とに起因するエンジン慣性加速度分トルクＩeg・Δω分およびダイナモ慣性加速度分トルクＩdy・Δω分だけ補正される。
【０００７】
また、このエンジン試験装置１Ａ＿１には、エンジン制御用のエンジン制御部１００Ａ＿１とダイナモ制御用のダイナモ制御部２００Ａ＿１が備えられている。これらエンジン制御部１００Ａ＿１とダイナモ制御用のダイナモ制御部２００Ａ＿１には、それらのいずれにも、あらかじめ定められたパターンで時間的に変化する回転速度指令値Ｎeと軸トルク指令値Ｔrqが入力される。
【０００８】
エンジン制御部１００Ａ＿１では、入力された回転速度指令値Ｎeは、エンジンマップ記憶部１０１、回転速度ＰＩＤ制御部１０２、およびエンジン慣性加速度分トルク演算部１０３に入力される。
【０００９】
エンジン慣性加速度分トルク演算部１０３には、エンジン１０の慣性量Ｉegがあらかじめインプットされており、このエンジン慣性加速度分トルク演算部１０３では、回転速度指令値Ｎeから角加速度Δωが求められ、その角加速度Δωにエンジン慣性量をＩegが乗算されて、エンジン慣性加速度分トルクＩeg・Δωが求められる。
【００１０】
このエンジン慣性加速度分トルク演算部１０３で求められたエンジン慣性加速度分トルクＩeg・Δωは、加算器１０４により、エンジン制御部１００Ａ＿１に入力されてきた軸トルク指令値Ｔrqに加算されることにより軸トルク指令値が補正されて、その補正された軸トルク指令値がエンジンマップ記憶部１０１に入力される。
【００１１】
このエンジンマップ記憶部１０１には、回転速度Ｎeと軸トルクＴrqとの双方とスロットル開度θとの関係を表わすエンジンマップがあらかじめ記憶されており、このエンジンマップ記憶部１０１に、回転速度指令値Ｎeと、加算器１０４により補正された後の軸トルク指令値Ｔrqが入力されると、エンジンマップ記憶部１０１からは、それら双方の入力に対応するスロットル開度制御値θ1が読み出される。
【００１２】
また、回転速度ＰＩＤ制御部１０２には回転速度指令値Ｎeのほか、計測された回転速度がフィードバック値として入力され、この回転速度ＰＩＤ制御部１０２から、回転速度フィードバック値と回転速度指令値Ｎeとの偏差に応じたスロットル開度補正値θ2が出力される。加算器１０５ではエンジンマップ記憶部１０１から読み出されたスロットル開度制御値θ1に回転速度ＰＩＤ制御部１０２から出力されたスロットル開度補正値θ2が加算されることによりスロットル開度制御値θ1が補正され、この補正後のスロットル開度補正値によりスロットル操作機１０６が制御され、これによりエンジン１０のスロットル開度が制御される。
【００１３】
一方、ダイナモ制御部２００Ａ＿１では、回転速度指令値Ｎeは、ダイナモ慣性加速度分トルク演算部２０１に入力される。ダイナモ慣性加速度分トルク演算部２０１にはダイナモ３０の慣性量Ｉdyがあらかじめインプットされており、このダイナモ慣性加速度分トルク演算部２０１では、回転速度指令値Ｎeから角加速度Δωが求められ、その角加速度Δωにダイナモ慣性量Ｉdyが乗算されてダイナモ慣性加速度分トルクＩdy・Δωが求められる。
【００１４】
このダイナモ慣性加速度分トルク演算部２０１で求められたダイナモ加速度分トルクＩdy・Δωは、減算器２０２においてダイナモ制御部２００Ａ＿１に入力されてきた軸トルク指令値Ｔrqから減算されることによりその軸トルク指令値が補正されて、ＤＹトルクＰＩＤ制御部２０３に入力される。
【００１５】
このＤＹトルクＰＩＤ制御部２０３には、減算器２０２で補正された後の軸トルク指令値のほかに、ＤＹトルク計３２で計測されたダイナモ３０のトルクを表わすトルクフィードバック値も入力され、ＤＹトルクＰＩＤ制御部２０３からは、ダイナモ３０のトルク計測値を減算器２０２で補正された後の軸トルク指令値に一致させるためのトルク制御電流値Ｃが出力される。このトルク制御電流値Ｃはダイナモ電流アンプ２０４を経由してダイナモ３０に入力され、ダイナモ３０は、ダイナモ電流アンプを経由したトルク制御電流値によりそのトルクが制御される。
【００１６】
ここで、エンジン１０は、ダイナモ３０と比べはるかに大きな無駄時間および一次遅れを有し、その点で、この図５の制御系は、その制御特性に限界を有する。
【００１７】
図６は、従来のもう１つのエンジン試験装置のブロック図である。
【００１８】
図５に示す制御系の場合、エンジンのスロットル開度を制御することにより回転速度が制御され、ダイナモによりトルクが制御されたが、この図６に示す制御系の場合、ダイナモで回転速度が制御され、エンジンのスロットル開度の制御によりトルクが制御される。
【００１９】
この図６において、図５に示すエンジン試験装置１Ａ＿１の構成要素と同一の構成要素には図５において付した符号と同一の符号を付して示し、図５との相違点について説明する。
【００２０】
この図６のエンジン試験装置１Ｂ＿１のエンジン制御部１００Ｂ＿１には、エンジン制御部１００Ａ＿１における回転速度ＰＩＤ制御部１０２に代わり、ＤＹトルクＰＩＤ制御部１１２と、減算器１１１が備えられている。
【００２１】
減算器１１１では、入力された軸トルク指令値Ｔrqから、ダイナモ制御部２００Ｂ＿１側のダイナモ慣性加速度分トルク演算部２０１で求められたダイナモ慣性加速度分トルクＩdy・Δωが減算されることにより、補正された軸トルク指令値であるＤＹトルク指令値が求められ、このＤＹトルク指令値が、ＤＹトルクＰＩＤ制御部１１２に入力される。また、このＤＹトルクＰＩＤ制御部１１２にはＤＹトルク計３２で計測されたダイナモ３０のトルクを表わすフィードバック値も入力され、ＤＹトルクＰＩＤ制御部１１２からは、それらの２つの入力の偏差に相当するスロットル開度補正値θ2が出力される。図５を参照して説明したように、エンジンマップ記憶部１０１からはスロットル開度制御値θ1が読み出され、加算器１０５では、エンジンマップ記憶部１０１から読み出されたスロットル開度制御値θ1にＤＹトルクＰＩＤ制御部１１２から出力されたスロットル開度補正値θ2が加算されることで補正されたスロットル開度制御値が生成されて、スロットル操作機１０６に入力される。
【００２２】
したがって、ここでは、エンジン１０のスロットル開度が軸トルク指令値に応じたトルクを発生するように制御される。
【００２３】
また、この図６のエンジン試験装置１Ｂ＿１のダイナモ制御部２００Ｂ＿１には、図５のダイナモ制御部２００Ａ＿１におけるＤＹトルクＰＩＤ制御部２０３に代わり、回転速度ＰＩＤ制御部２１１と、トルク／電流変換器２１２と、電流減算器２１３が備えられている。
【００２４】
回転速度ＰＩＤ制御部２１１には、回転速度指令値Ｎeが入力されるとともに、回転速度の計測値が回転速度フィードバック値として入力され、回転速度ＰＩＤ制御部２１１からは、エンジンの回転速度を回転速度指令値Ｎeに合わせるように制御する回転速度制御電流値Ｃ１が出力される。
【００２５】
また、ダイナモ慣性加速度分トルク演算部２０１で求められたダイナモ慣性加速度分トルクＩdy・Δωは、トルク／電流変換器２１２により、回転速度補正電流値Ｃ２に変換される。
【００２６】
電流減算器２１３では回転速度ＰＩＤ制御部２１１から出力された回転速度制御電流値Ｃ１から、トルク／電流変換器２１２から出力された回転速度補正電流値Ｃ２が減算されることにより、補正された回転速度制御電流値が生成される。この補正された回転速度制御電流値はダイナモアンプ２０４を経由してダイナモ３０に入力され、ダイナモ３０は、ダイナモ電流アンプ２０４を経由した回転速度制御電流値により、その回転速度が制御される。
【００２７】
この図６に示す制御系においても、図５の制御系の場合と同様、エンジン１０の無駄時間および一次遅れが大きいことにより、制御特性の一層の高精度化が妨げられている。
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、従来のエンジン試験装置の場合、例えば図５を参照して説明したように、スロットル操作機でエンジンのスロットル開度を制御することによりそのエンジンの回転制御を行ないながら、ダイナモ側でトルク制御を行うなど、図５，図６のいずれの制御系の場合も両者を個別、独立に制御しており、制御系としては両者が無関係に動作している。また、一部の予測制御を用いたシステムでは、回転制御に予め学習で取得した定常的な回転速度−トルク−スロットル開度の関係から算出されるスロットル開度分によりトルク外乱に対するロバスト性を向上させているが、エンジン応答の動特性を考慮していない等の精度的な問題があった。
【００２９】
そのため、例えばアイドル回転数からの発進時に、エンジン側のトルク出力に応答遅れなどがあっても、ダイナモ側はそれとは無関係に負荷をかけるため、エンジンの回転が低下してしまう。その結果、エンジン制御では余計にアクセルを開くなどして、運転の乱れを誘発し、モード追従性を悪化させる原因となっていた。
【００３０】
本発明は、上記事情に鑑み、従来と比べさらに高精度な制御を行なうことによりエンジンの特性をさらに高精度に計測することのできるエンジン試験装置を提供することを目的とする。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のエンジン試験装置のうちの第１のエンジン試験装置は、エンジンが連結されるダイナモを備え、ダイナモに連結されたエンジンのスロットル開度とダイナモのトルクとを制御しながらエンジンの特性試験を行なうエンジン試験装置において、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいてエンジンのスロットル開度を制御するスロットル開度制御値を求めるスロットル開度制御部と、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいてダイナモのトルクを制御するトルク制御値を求めるトルク制御部とを備え、
上記トルク制御部は、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいて、ダイナモの制御すべきトルクの基準を表わすトルク基準値を求める基準値演算部と、
基準値演算部で求められたトルク基準値とダイナモの実際のトルクを表わすトルク計測値とが同一の値となるようにトルク制御値を求めるフィードバック制御部と、
基準値演算部とフィードバック制御部との間に介在し、基準値演算部で求められたトルク基準値に無駄時間および遅れを与えて、無駄時間および遅れが付与されたトルク基準値をフィードバック制御部に伝える応答調整部とを備えたものであることを特徴とする。
【００３２】
一般に、ダイナモトルクの出力応答の方がエンジントルクの出力応答に比べて速い（５倍から１０倍）。特にディーゼルエンジンベンチではこの傾向が顕著である。そこで、上記本発明の第１のエンジン試験装置は、上記の応答調整部を備えることによりエンジン側のトルク出力と同期させるように構成し、このことにより、エンジン、ダイナモの各々の制御のタイミングのずれによるトルクの外乱を防ぐ事ができる。これにより、トルク外乱が原因のスロットルのばたつきがなくなるので、結果として回転速度制御性の向上も得られる。運転評価をそのまま実施すると補正時間分だけの低下がみこまれるが、一般的には、運転評価時に、回転速度とトルクを同期させてずらすことが許容されているので、運転評価の低下は無視できる。
【００３３】
また、上記目的を達成する本発明のエンジン試験装置のうちの第２のエンジン試験装置は、エンジンが連結されるダイナモを備え、ダイナモに連結されたエンジンのスロットル開度とダイナモのトルクとを制御しながらエンジンの特性試験を行なうエンジン試験装置において、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいてエンジンのスロットル開度を制御するスロットル開度制御値を求めるスロットル開度制御部と、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいてダイナモのトルクを制御するトルク制御値を求めるトルク制御部とを備え、
前記スロットル開度制御部は、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいてスロットル開度制御値を求めるスロットル開度制御値演算部と、
スロットル開度制御値演算部で求められたスロットル開度制御値を、回転速度指令値と実際の回転速度を表わす回転速度計測値とが同一の値となるように補正するスロットル開度補正値を求める第１のフィードバック制御部と、
スロットル開度制御値演算部で求められたスロットル開度制御値を第１のフィードバック制御部で求められたスロットル開度補正値分だけ補正するスロットル開度制御値補正部とを備え、
上記トルク制御部は、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいて、ダイナモの制御すべきトルクの基準を表わすトルク基準値を求める基準値演算部と、
基準値演算部で求められたトルク基準値とダイナモの実際のトルクを表わすトルク計測値とが同一の値となるようにトルク制御値を求める第２のフィードバック制御部とを備え、
上記スロットル開度制御値演算部が、回転速度指令値と前記エンジンの慣性量とに基づくエンジン慣性加速度分トルクを求めてエンジン慣性加速度分トルクに所定の第１の重みを付すことにより第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルクを求める第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部を備え、そのスロットル開度制御値演算部は、回転速度指令値と、前記第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部で求められた第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルク分だけ補正されたトルク指令値とに基づいて、スロットル開度制御値を求めるものであり、
上記基準値演算部が、回転速度指令値とダイナモの慣性量とに基づくダイナモ慣性加速度分トルクを求めるダイナモ慣性加速度分トルク演算部と、回転速度指令値とエンジンの慣性量とに基づくエンジン慣性加速度分トルクを求めてエンジン慣性加速度分トルクに所定の第２の重みを付すことにより第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルクを求める第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部とを備え、その基準値演算部は、トルク指令値と、ダイナモ慣性加速度分トルク演算部で求められたダイナモ慣性加速度分トルクと、前記第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部で求められた第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルクとに基づいて、トルク基準値を求めるものであることを特徴とする。
【００３４】
加減速領域では、軸トルク制御の制御性向上のためには、エンジン慣性の補正を実施する必要がある。しかしながら、従来のように、スロットル動作だけでエンジン慣性補正を実施するのでは、トルク出力が遅くなるため、加速し始めの指令によるダイナモトルク負荷が、早めにエンジンに掛かることになり、エンジンに過大な負荷を与えてしまう結果を補正することができなかった。
【００３５】
上記第２のエンジン試験装置の場合、第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部と第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部を設け、エンジン慣性加速度分トルクの一部を制御応答の速い負荷側のダイナモ電流（トルク制御電流値）から減算補正をする。この結果、加速し始めのトルク負荷を軽減することになり、結果として、回転速度、トルク双方の制御性が向上する。
【００３６】
ここで、上記第２のエンジン試験装置において、基準値演算部と前記第２のフィードバック制御部との間に介在し、基準値演算部で求められたトルク基準値に無駄時間および遅れを与えて、無駄時間および遅れが付与された基準値を第２のフィードバック制御部に伝える応答調整部を備えたものであることが好ましい。
【００３７】
この場合、第２のエンジン試験装置は、第１のエンジン試験装置の特徴も合わせ持つことになり、一層高精度な制御が可能となる。
【００３８】
また、上記本発明のエンジン試験装置のうちの第３のエンジン試験装置は、エンジンが連結されるダイナモを備え、ダイナモに連結されたエンジンのスロットル開度とダイナモのトルクとを制御しながらエンジンの特性試験を行なうエンジン試験装置において、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいてエンジンのスロットル開度を制御するスロットル開度制御値を求めるスロットル開度制御部と、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいてダイナモのトルクを制御するトルク制御値を求めるトルク制御部と、
回転速度指令値およびトルク指令値を、トルク制御部に送り込むタイミングよりも相対的に先行したタイミングでスロットル開度制御部に送り込む指令タイミング調整部とを備え、
上記スロットル開度制御部は、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいてスロットル開度制御値を求めるスロットル開度制御値演算部と、
スロットル開度制御値演算部で求められたスロットル開度制御値の遅れを補償する遅れ補償部と、
遅れ補償部で遅れが補償された後のスロットル開度制御値を、回転速度指令値と実際の回転速度を表わす回転速度計測値とが同一の値となるように補正するスロットル開度補正値を求めるフィードバック制御部と、
スロットル開度制御値演算部で求められたスロットル開度制御値をフィードバック制御部で求められたスロットル開度補正値分だけ補正するスロットル開度制御値補正部とを備えたことを特徴とする。
【００３９】
前述の第１のエンジン試験装置は、トルク制御部側に応答調整部を備えたものであるのに対し、上記第３のエンジン試験装置は、指令タイミング調整部を備えるとともにスロットル開度制御部側に遅れ補償部を備えたものであり、この場合、エンジントルクの応答がダイナモトルクの応答に同期するよう速められ、エンジン、ダイナモの制御のタイミングずれが防止される。
【００４０】
ここで、前述の第２のエンジン試験装置において、さらに、回転速度指令値およびトルク指令値を、トルク制御部に送り込むタイミングよりも相対的に先行したタイミングでスロットル開度制御部に送り込む指令タイミング調整部を備え、スロットル開度制御部は、さらに、スロットル開度制御値演算部で求められたスロットル開度制御値の遅れを補償する遅れ補償部を備え、
第１のフィードバック制御部は、遅れ補償部で遅れが補償された後のスロットル開度制御値を、回転速度指令値と実際の回転速度を表わす回転速度計測値とが同一の値となるように補正するものであることが好ましい。
【００４１】
この場合、前述の第２のエンジン試験装置が、上記の第３のエンジン試験装置の特徴を合わせ持つこととなり、一層高精度な制御が可能となる。
【００４２】
以上の、第１〜第３のエンジン試験装置は、エンジンのスロットル開度を制御することによりエンジン側で回転速度を制御し、ダイナモ側でトルクを制御するタイプのエンジン試験装置であり、以下に説明する本発明のエンジン試験装置は、第１〜第３のエンジン試験装置とは逆に、エンジンのスロットル開度を制御することによりトルクを制御し、ダイナモ側で回転速度を制御するタイプのエンジン試験装置である。
【００４３】
上記目的を達成する本発明のエンジン試験装置のうちの第４のエンジン試験装置は、エンジンが連結されるダイナモを備え、ダイナモに連結されたエンジンのスロットル開度とダイナモの回転速度とを制御しながら該エンジンの特性試験を行なうエンジン試験装置において、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいてエンジンのスロットル開度を制御するスロットル開度制御値を求めるスロットル開度制御部と、
回転速度指令値に基づいてダイナモの回転速度を制御する回転速度制御値を求める回転速度制御部とを備え、
上記回転速度制御部は、
回転速度指令値に無駄時間および遅れを与える応答調整部と、
応答調整部で求められた、無駄時間および遅れが付与された回転速度指令値とダイナモの実際の回転速度を表わす回転速度計測値とが同一の値となるように回転速度制御値を求めるフィードバック制御部とを備えたものであることを特徴とする。
【００４４】
本発明の第４のエンジン試験装置は、上述の第１のエンジン試験装置と同様に、応答調整部を備えたものであり、上述の第１のエンジン試験装置と同様に、エンジンのトルク出力とダイナモのトルク出力が同期し、エンジンとダイナモの制御のタイミングずれによるトルクの外乱を防ぐことができる。
【００４５】
また、上記目的を達成する本発明のエンジン試験装置のうちの第５のエンジン試験装置は、エンジンが連結されるダイナモを備え、ダイナモに連結されたエンジンのスロットル開度とダイナモの回転速度とを制御しながら該エンジンの特性試験を行なうエンジン試験装置において、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいてエンジンのスロットル開度を制御するスロットル開度制御値を求めるスロットル開度制御部と、
回転速度指令値に基づいてダイナモの回転速度を制御する回転速度制御値を求める回転速度制御部とを備え、
上記スロットル開度制御部は、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいてスロットル開度制御値を求めるスロットル開度制御値演算部と、
スロットル開度制御値演算部で求められたスロットル開度制御値を、トルク指令値とダイナモの実際のトルクを表わすトルク計測値とが同一の値となるように補正するスロットル開度補正値を求める第１のフィードバック制御部と、
スロットル開度制御値演算部で求められたスロットル開度制御値を第１のフィードバック制御部で求められたスロットル開度補正値分だけ補正するスロットル開度制御値補正部とを備え、
上記スロットル開度制御値演算部が、回転速度指令値とエンジンの慣性量とに基づくエンジン慣性加速度分トルクを求めてエンジン慣性加速度分トルクに所定の第１の重みを付すことにより第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルクを求める第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部を備え、そのスロットル開度制御値演算部は、回転速度指令値と、前記第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部で求められた第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルク分だけ補正されたトルク指令値とに基づいて前記スロットル開度制御値を求めるものであり、
上記回転速度制御部は、
回転速度指令値とダイナモの実際の回転速度を表わす回転速度計測値とが同一の値となるように前記回転速度制御値を求める第２のフィードバック制御部と、回転速度指令値とダイナモの慣性量とに基づくダイナモ慣性加速度分トルクを求めるダイナモ慣性加速度分トルク演算部と、
回転速度指令値とエンジンの慣性量とに基づくエンジン慣性加速度分トルクを求めてエンジン慣性加速度分トルクに所定の第２の重みを付すことにより第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルクを求める第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部と、
第２のフィードバック制御部で求められた回転速度制御値を、ダイナモ慣性加速度分トルク演算部で求められたダイナモ慣性加速度分トルクと、第２のエンジン慣性加速度分トルク演算部で求められた第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルクとに基づいて補正する回転速度制御値補正部とを備えたことを特徴とする。
【００４６】
本発明の第５のエンジン試験装置は、上述した本発明の第２のエンジン試験装置と同様、第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部と第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部を設け、エンジン慣性加速度分トルクの一部を制御応答の速い負荷側のダイナモ電流（回転速度制御電流値）から減算補正する。この結果、加速し始めのトルク負荷を軽減することになり、結果として、回転速度、トルク双方の制御性が向上する。
【００４７】
ここで、上記第５のエンジン試験装置において、トルク指令値を、ダイナモ慣性加速度分トルク演算部により求められたダイナモ慣性加速度分トルクに基づいて補正するトルク指令値補正部を備え、第１のフィードバック制御部が、スロットル開度制御値演算部で求められたスロットル開度制御値を、トルク指令値補正部で補正された後のトルク指令値とダイナモの実際のトルクを表わすトルク計測値とが同一の値となるように補正するスロットル開度補正値を求めるものであることが好ましい。
【００４８】
また、上記第５のエンジン試験装置において、上記回転速度制御部はさらに、回転速度指令値に無駄時間および遅れを与える応答調整部を備え、第２のフィードバック制御部が、応答調整部で求められた、無駄時間および遅れが付与された回転速度指令値と、ダイナモの実際の回転速度を表わす回転速度計測値とが同一の値となるように、回転速度制御値を求めるものであることも好ましい形態である。
【００４９】
この場合、上記第５のエンジン試験装置が上記第４のエンジン試験装置の特徴を合わせ持つことになり、一層高精度の制御が可能となる。
【００５０】
さらに、上記目的を達成するための本発明のエンジン試験装置のうちの第６のエンジン試験装置は、エンジンが連結されるダイナモを備え、ダイナモに連結されたエンジンのスロットル開度とダイナモの回転速度とを制御しながら該エンジンの特性試験を行なうエンジン試験装置において、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいてエンジンのスロットル開度を制御するスロットル開度制御値を求めるスロットル開度制御部と、
回転速度指令値に基づいてダイナモの回転速度を制御する回転速度制御値を求める回転速度制御部と、
回転速度指令値およびトルク指令値を、回転速度指令値を回転速度制御部に送り込むタイミングよりも相対的に先行したタイミングで前記スロットル開度制御部に送り込む指令タイミング調整部とを備え、
上記スロットル開度制御部は、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいて、スロットル開度制御値を求めるスロットル開度制御値演算部と、
スロットル開度制御値演算部で求められたスロットル開度制御値の遅れを補償する遅れ補償部と、
前記遅れ補償部で遅れが補償された後のスロットル開度制御値を、トルク指令値と前記ダイナモの実際のトルクを表わすトルク計測値とが同一の値となるように補正するスロットル開度補正値を求めるフィードバック制御部と、
スロットル開度制御値演算部で求められたスロットル開度制御値をフィードバック制御部で求められたスロットル開度補正値分だけ補正するスロットル開度制御値補正部とを備えたことを特徴とする。
【００５１】
本発明の第６のエンジン試験装置は、上述の、本発明の第３のエンジン試験装置と同様、指令タイミング調整部と遅れ補償部とを備えたものであり、エンジントルクの応答がダイナモトルクの応答に同期するよう速められ、エンジン、ダイナモの制御のタイミングずれが防止される。
【００５２】
ここで、前述の第５のエンジン試験装置において、さらに、回転速度指令値およびトルク指令値を、回転速度指令値をトルク制御部に送り込むタイミングよりも相対的に先行したタイミングでスロットル開度制御部に送り込む指令タイミング調整部を備え、
上記スロットル開度制御部は、さらに、スロットル開度制御値演算部で求められたスロットル開度制御値の遅れを補償する遅れ補償部を備え、
上記第１のフィードバック制御部は、遅れ補償部で遅れが補償された後のスロットル開度制御値を、トルク指令値と、ダイナモの実際のトルクを表わすトルク計測値とが同一の値となるように補正するものスロットル開度補正値を求めるであることが好ましい。
【００５３】
この場合、前述の第５のエンジン試験装置が、上記の第６のエンジン試験装置の特徴を合わせ持つことになり、一層高精度の制御が可能となる。
【００５４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００５５】
図１は、本発明のエンジン試験装置の第１実施形態の構成を示すブロック図である。この図１に示す第１実施形態の説明にあたっては、前述した従来例である図５に示す構成との相違点について説明する。
【００５６】
この図１に示すエンジン試験装置１Ａ＿２には、図５に示すエンジン試験装置１Ａ＿１と比べ、エンジン制御部１００Ａ＿２にトルク負担率演算部１２１が追加されており、ダイナモ制御部２００Ａ＿２に、無駄時間、１次遅れシミュレート回路２２４、エンジン慣性加速度分トルク演算部２２１、トルク負担率演算部２２２、および加算器２２３が追加されている。
【００５７】
図５に示す従来例としてのエンジン試験装置１Ａ＿１に、図１に示す無駄時間、１次遅れシミュレート回路２２４が追加された構成が本発明の第１のエンジン試験装置の一実施形態に相当し、図５に示す従来例としてのエンジン試験装置１Ａ＿１に、図１において追加された構成のうちの無駄時間、１次遅れシミュレート回路２２４以外の部分、すなわち、トルク負担率演算部１２１、エンジン慣性加速度分トルク演算部２２１、トルク負担率演算部２２２、および加算器２２３が追加された構成が、本発明の第２のエンジン試験装置の一実施形態に相当する。すなわち、この図１に示す第１実施形態は、本発明の第１のエンジン試験装置の特徴と第２のエンジン試験装置の特徴とを合わせ持つ実施形態である。
【００５８】
エンジン制御部１００Ａ＿２に追加されたトルク負担率演算部１２１では、エンジン慣性加速度分トルク演算部１０３で求められたエンジン慣性加速度分トルクＩeg・Δωに第１の重み付け計数ｋ１が乗算されて、第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルクｋ１・Ｉeg・Δωが求められる。
【００５９】
加算器１０４は、軸トルク指令値Ｔrqに、トルク負担率演算部１２１で求められた第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルクｋ１・Ｉeg・Δωが加算されることにより、補正された軸トルク指令値が求められる。
【００６０】
また、図１に示す第１実施形態のダイナモ制御部２００Ａ＿２に追加された無駄時間、１次遅れシミュレート回路２２４は、減算器２０２で求められるトルク基準値に、エンジンの特性相当分だけ無駄時間および１次遅れを与えて、その無駄時間および１次遅れが与えられたトルク基準値をＤＹトルクＰＩＤ制御部２０３に伝えるものである。
【００６１】
この無駄時間、１次遅れシミュレート回路２２４を配置したことにより、ダイナモの制御値がエンジンの応答遅れ分だけ遅れてダイナモに与えられることになり、エンジンとダイナモとの双方のトルク出力が同期し、エンジン、ダイナモの各々の制御のタイミングずれが低減され、トルクの外乱が防止されることになる。
【００６２】
ここで、無駄時間、１次遅れシミュレート回路２２４にセッティングされる、無駄時間、１次遅れ時定数の各パラメータは、エンジン回転速度一定の条件下でスロットル開度をステップ動作させて、そのトルク応答波形から自動学習することにより求められる。エンジン特性は非線形性が強いので、各パラメータは、学習するエンジン回転速度、およびトルク毎に複数設けられる。
【００６３】
また、図１のエンジン試験装置１Ａ＿２のダイナモ制御部２００Ａ＿２に備えられたエンジン慣性加速度分トルク演算部２２１には、回転速度指令値Ｎeが入力され、このエンジン慣性加速度分トルク演算部２２１では、エンジン制御部１００Ａ＿２に備えられたエンジン慣性加速度分トルク演算部１０３と同様、エンジン慣性加速度分トルクＩeg・Δωが求められる。また、トルク負担率演算部２２２では、そのエンジン慣性加速度分トルク演算部２２１において求められたエンジン慣性加速度分トルクＩeg・Δωに第２の重み付け係数ｋ２が乗算されて、第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルクｋ２・Ｉeg・Δωが求められる。
【００６４】
ダイナモ慣性加速度分トルク演算部２０１で求められたダイナモ慣性加速度分トルクＩdy・Δωとトルク負担率演算部２２２で求められた第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルクｋ２・Ｉeg・Δωは、加算器２２３に入力されて相互に加算される。
【００６５】
この加算値は減算器２０２に入力されて、軸トルク指令値からその加算値が減算されることにより、トルク基準値が求められる。
【００６６】
ここで、エンジン制御部１００Ａ＿２を構成するトルク負担率演算部１２１に用いられる第１の重み係数ｋ１とダイナモ制御部２００Ａ＿２を構成するトルク負担率演算部２２２で用いられる第２の重み係数ｋ２は、ｋ１+ｋ２＝１の関係を有する。さらにこれら第１、第２の重み係数ｋ１、ｋ２をｋ１+ｋ２＝１の関係を保ちながら任意に可変することができるようにすると、当該エンジン、ダイナモの特性に適合した制御が可能となる。重み付け係数ｋ１、ｋ２は、予め運転パターンに情報を書き込んでおき、運転パターン毎に逐次変更可能としても良い。
【００６７】
このように、エンジン慣性加速度分トルクＩeg・Δωの一部をダイナモ制御側に負担させることのより、加速し始めのトルク負荷を軽減することができ、結果として、回転速度、トルク双方の制御性が向上する。
【００６８】
この図１に示す第１実施形態は、エンジンのスロットル開度を制御することにより回転速度を制御し、ダイナモ側でトルクを制御するエンジン試験装置であり、この図１に示すエンジン試験装置１Ａ＿２は、本発明と対比し、以下の対応関係にある。
【００６９】
すなわち、エンジン制御部１００Ａ＿２は、本発明にいうスロットル開度制御部の一例であり、ダイナモ制御部２００Ａ＿２は、本発明にいうトルク制御部の一例である。
【００７０】
また、エンジン制御部１００Ａ＿２のエンジン慣性加速度分トルク演算部１０３と、トルク負担率演算部１２１と、加算器１０４と、エンジンマップ記憶部１０１との組合せが、本発明にいうスロットル開度制御値演算部の一例の相当し、回転速度ＰＩＤ制御部１０２が、本発明にいう第１のフィードバック制御部の一例に相当し、加算器１０５が、本発明にいう、スロットル開度制御値補正部の一例に相当する。ここで、エンジン慣性加速度分トルク演算部１０３とトルク負担率演算部１２１との組合せが、本発明にいう第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部の一例に相当する。
【００７１】
また、この図１のエンジン試験装置１Ａ＿２のダイナモ制御部２００Ａ＿２の、無駄時間、１次遅れシミュレート回路２２４は、本発明にいう応答調整部の一例に相当し、ダイナモ慣性加速度分トルク演算部２０１、エンジン慣性加速度分トルク演算部２２１、トルク負担率演算部２２２、加算器２２３、および減算器２０２の組合せが、本発明にいう基準値演算部の一例に相当する。さらに、エンジン慣性加速度分トルク演算部２２１とトルク負担率演算部２２２との組合せが、本発明にいう第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部の一例に相当する。
【００７２】
また、ＤＹトルクＰＩＤ制御部２０３が、本発明にいう、基準値演算部で求められたトルク基準値とダイナモの実際のトルクを表わすトルク計測値とが同一の値となるようにトルク制御値を求めるフィードバック制御部あるいは第２のフィードバック制御部の一例に相当する。
【００７３】
図２は、本発明のエンジン試験装置の第２実施形態の構成を示すブロック図である。この図２に示す第２実施形態の説明にあたっては、図１に示す第１実施形態との相違点について説明する。
【００７４】
この第２に示すエンジン試験装置１Ａ＿３には、図１に示す無駄時間、１次遅れシミュレート回路２２４に代わり、エンジン制御部１００Ａ＿３に、指令値先出し回路１３１および１次遅れ補償回路１３２が備えられている。図５に示す従来例の構成に、図２に示す指令値先出し回路１３１および１次遅れ補償回路１３２を加えた構成が、本発明の第３のエンジン試験装置の一実施形態に相当し、また、図１の場合と同様、図５に示す従来例の構成に、トルク負担率演算部１２１、エンジン慣性加速度分トルク演算部２２１、トルク負担率演算部２２２、および加算器２２３を加えた構成が、本発明にいう第２のエンジン試験装置の一実施形態に相当する。すなわち、この図２に示す第２実施形態には、本発明の第２のエンジン試験装置の特徴と第３のエンジン試験装置の特徴を合わせ持つ実施形態である。
【００７５】
指令値先出し回路１３１は、回転速度指令値Ｎeおよび軸トルク指令値Ｔrqを、ダイナモ制御部２００Ａ＿３に送り込むタイミングよりも先行したタイミングでエンジン制御部１００Ａ＿３に送り込むものである。先行させる時間は、エンジンの無駄時間が補正されるように設定された時間に調整されている。この指令値先出し回路１３１は、本発明にいう指令タイミング調整部の一例に相当する。
【００７６】
また、１次遅れ補償回路１３２は、エンジンマップ記憶部１０１から読み出されたスロットル開度制御値の１次遅れを補償する回路である。この１次遅れ補償回路１３２により補償される１次遅れは、エンジンの１次遅れに相当する。この１次遅れ補償回路１３２は、本発明にいう遅れ補償部の一例に相当する。
【００７７】
図１に示す第１実施形態の場合、無駄時間、１次遅れシミュレート回路２２４を備え、ダイナモの制御をエンジンの制御に適合するように遅らせることによりトルクの同調がとられているが、図１に示す第２実施形態の場合、指令値先出し回路１３１および１次遅れ補償回路１３２によりエンジンの制御をダイナモも制御よりも進めることによりトルクの同調がとられている。具体的な実施手段は異なるが、いずれも同様の作用を成し、エンジンとダイナモとのトルクの同期をとることができる。
【００７８】
図３は、本発明のエンジン試験装置の第３実施形態の構成を示すブロック図である。この図３に示す第３実施形態の説明にあたっては、前述した従来例である図６に示す構成との相違点について説明する。
【００７９】
この図３に示すエンジン試験装置１Ｂ＿２には、図６に示すエンジン試験装置１Ｂ＿１と比べ、エンジン制御部１００Ｂ＿２にトルク負担率演算部１２１が追加されており、ダイナモ制御部２００Ｂ＿２に、無駄時間、１次遅れシミュレート回路２２４、エンジン慣性加速度分トルク演算部２２１、トルク負担率演算部２２２、および加算器２２３が追加されている。
【００８０】
図６に示す従来例のエンジン試験装置１Ｂ＿１に、図１に示す無駄時間、１次遅れシミュレート回路２２４が追加された構成が本発明の第４のエンジン試験装置の一実施形態に相当し、図６に示す従来例のエンジン試験装置１Ｂ＿１に、図２において追加された構成のうちの無駄時間、１次遅れシミュレート回路２２４以外の部分、すなわち、トルク負担率演算部１２１、エンジン慣性加速度分トルク演算部２２１、トルク負担率演算部２２２、および加算器２２３を加えた構成が、本発明の第５のエンジン試験装置の実施形態に相当する。すなわち、この図３に示す第３実施形態は本発明の第４のエンジン試験装置の特徴と第５のエンジン試験装置の特徴とを合わせ持つ実施形態である。
【００８１】
エンジン制御部１００Ｂ＿２に追加されたトルク負担率演算部１２１では、エンジン慣性加速度分トルク演算部１０３で求められたエンジン慣性加速度分トルクＩeg・Δωに第１の重み付け係数ｋ１が乗算されて、第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルクｋ１・Ｉeg・Δωが求められる。
【００８２】
加算器１０４は、軸トルク指令値Ｔrqに、トルク負担率演算部１２１で求められた第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルクｋ１・Ｉeg・Δωが加算されることにより、補正された軸トルク指令値が求められる。
【００８３】
また、減算器１１１には軸トルク指令値Ｔrqと、ダイナモ制御部２００Ｂ＿２に備えられているダイナモ慣性加速度分トルク演算部２０１で求められたダイナモ慣性加速度分トルクＩdy・Δωとが入力されて、軸トルク指令値Ｔrqからダイナモ慣性加速度分トルクＩdy・Δωが減算されることにより、補正された軸トルク指令値が求められる。
【００８４】
また、図３に示す第３実施形態のダイナモ制御部２００Ｂ＿２に追加された無駄時間、１次遅れシミュレート回路２２４は、回転速度指令値Ｎeに、エンジンの特性相当分だけ無駄時間および１次遅れを与えて、その無駄時間および１次遅れが与えられた回転速度指令値をＤＹトルクＰＩＤ制御部２０３に伝えるものである。
【００８５】
前述した図１に示す第１実施形態の場合と同様、この無駄時間、１次遅れシミュレート回路２２４を配置したことにより、ダイナモの制御値がエンジンの応答遅れ分だけ遅れてダイナモに与えられることになり、エンジンとダイナモとの双方のトルク出力が同期し、エンジン、ダイナモの各々の制御のタイミングずれが低減され、トルクの外乱が防がれることになる。
【００８６】
また、第３のエンジン試験装置１Ｂ＿２のダイナモ制御２００Ｂ＿２に備えられたエンジン慣性加速度分トルク演算部２２１には、回転速度指令値Ｎeが入力され、このエンジン慣性加速度分トルク演算部２２１では、エンジン制御部１００Ａ＿２に備えられたエンジン慣性加速度分トルク演算部１０３と同様、エンジン慣性加速度分トルクＩeg・Δωが求められる。また、トルク負担率演算部２２２では、そのエンジン慣性加速度分トルク演算部２２１において求められたエンジン慣性加速度分トルクＩeg・Δωに第２の重み係数ｋ２が乗算されて、第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルクｋ２・Ｉeg・Δωが求められる。
【００８７】
ダイナモ慣性加速度分トルク演算部２０１で求められたダイナモ慣性加速度分トルクＩdy・Δωとトルク負担率演算部２２２で求められた第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルクｋ２・Ｉeg・Δωは、加算器２２３に入力されて相互いに加算され、その加算値がトルク／電流変換器２１２で電流値に変換され、減算器２１３により、ＤＹトルクＰＩＤ制御部２０３から出力された回転速度制御電流値から減算されることにより、その回転速度制御電流値が補正される。
【００８８】
ここで、エンジン制御部１００Ｂ＿２を構成するトルク負担率演算部１２１に用いられる第１の重み付け係数ｋ１とダイナモ制御部２００Ｂ＿２を構成するトルク負担率演算部２２２で用いられる第２の重み付け係数Ｋ２は、前述の実施形態の場合と同様、ｋ１+ｋ２＝１の関係を有し、さらにこれら第１、第２の重み係数ｋ１、ｋ２をｋ１+ｋ２＝１の関係を保ちながら任意に負担率を可変することができるようにすると、当該エンジン、ダイナモの特性にあった制御が可能となる。これらの重み付け係数ｋ１、ｋ２は、予め運転パターンに書き込んでおき、運転パターン毎に逐次変更可能としても良い。
【００８９】
このように、エンジン慣性加速度分トルクＩeg・Δωの一部をダイナモ制御側に負担させることにより、加速し始めのトルク負荷を軽減することができ、結果として、回転速度、トルク双方の制御性が向上する。
【００９０】
この図３に示す第３実施形態は、エンジンのスロットル開度を制御することによりトルクを制御し、ダイナモ側で回転速度を制御するエンジン試験装置であり、この図３に示すエンジン試験装置１Ｂ＿２は、本発明と対比し、以下の対応関係にある。
【００９１】
すなわち、エンジン制御部１００Ｂ＿２は、本発明にいうスロットル開度制御部の一例であり、ダイナモ制御部２００Ｂ＿２は、本発明にいう回転速度制御部の一例である。
【００９２】
また、エンジン制御部１００Ｂ＿２のエンジン慣性加速度分トルク演算部１０３とトルク負担率演算部１２１と、加算器１０４と、エンジンマップ記憶部１０１との組合せが、本発明にいうスロットル開度制御値演算部の一例の相当し、減算器１１１が本発明にいうトルク指令値補正部に相当し、ＤＹトルクＰＩＤ制御部１１２が、本発明にいう第１のフィードバック制御部の一例に相当し、加算器１０５が、本発明にいうスロットル開度制御値補正部の一例に相当する。ここで、エンジン慣性加速度分トルク演算部１０３とトルク負担率演算部１２１との組合せが、本発明にいう第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部の一例に相当する。
【００９３】
また、この図３のエンジン試験装置１Ｂ＿２のダイナモ制御部２００Ｂ＿２の無駄時間、１次遅れシミュレート回路２２４は、本発明にいう応答調整部の一例に相当し、さらに、エンジン慣性加速度分トルク演算部２２１とトルク負担率演算部２２２との組合せが、本発明にいう第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部の一例に相当する。
【００９４】
また、ＤＹトルクＰＩＤ制御部２０３が、本発明にいう、応答調整部で求められた、無駄時間および遅れが付与された回転速度指令値とダイナモの実際の回転速度を表わす回転速度計測値とが同一の値となるように回転速度制御値を求めるフィードバック制御部あるいは第２のフィードバック制御値の一例に相当する。
【００９５】
また、加算器２２３、トルク／電流変換部２１２、および減算器２１３の組合せから、本発明にいう回転速度制御値補正部の一例に相当する。
【００９６】
図４は、本発明のエンジン試験装置の第４実施形態の構成を示すブロック図である。この図４に示す第４実施形態の説明にあたっては、図３に示す第３実施形態との相違点について説明する。
【００９７】
この第４に示すエンジン試験装置１Ｂ＿３には、図３に示す無駄時間、１次遅れシミュレート回路２２４に代わり、エンジン制御部１００Ｂ＿３に、指令値先出し回路１３１および１次遅れ補償回路１３２が備えられている。図６に示す従来例の構成に、図４に示す指令値先出し回路１３１および１次遅れ補償回路１３２を加えた構成が、本発明の第６のエンジン試験装置の一実施形態に相当し、また、図３の場合と同様、図６に示す従来例の構成に、トルク負担率演算部１２１、エンジン慣性加速度分トルク演算部２２１、トルク負担率演算部２２２、および加算器２２３を加えた構成が、本発明にいう第５のエンジン試験装置の一実施形態に相当する。すなわち、この図４に示す第４実施形態は、本発明の第５のエンジン試験装置の特徴と第６のエンジン試験装置の特徴を合わせ持つ実施形態である。
【００９８】
指令値先出し回路１３１は、回転速度指令値Ｎeおよびトルク指令値Ｔrqを、回転速度指令値Ｎeをダイナモ制御部２００Ｂ＿３に送り込むタイミングよりも先行したタイミングでエンジン制御部１００Ｂ＿３に送り込むものである。先行させる時間は、エンジンの無駄時間が補正されるように設定された時間に調整されている。この指令値先出し回路１３１は、本発明にいう指令タイミング調整部の一例に相当する。
【００９９】
また、１次遅れ補償回路１３２は、エンジンマップ記憶部１０１から読み出されたスロットル開度制御値の１次遅れを補償する回路である。この１次遅れ補償回路１３２により補償される１次遅れは、エンジンの１次遅れに相当する。この１次遅れ補償回路１３２は、本発明にいう遅れ補償部の一例に相当する。
【０１００】
図３に示す第３実施形態の場合、無駄時間、１次遅れシミュレート回路２２４を備えることによりダイナモの制御をエンジンの制御に適合するように遅らせることによりトルクの同期がとられているが、図４に示す第４実施形態の場合、指令先出し回路１３１および１次遅れ補償回路１３２によりエンジンの制御をダイナモも制御よりも進めることによりトルクの同期がとられている。具体的な実施手段は異なるが、いずれも同様の作用を成し、エンジンとダイナモとのトルクの同期をとることができる。
【０１０１】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、従来と比べさらに高精度な制御を行なうことによりエンジンの特性をさらに高精度に計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエンジン試験装置の第１実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明のエンジン試験装置の第２実施形態の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明のエンジン試験装置の第３実施形態の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明のエンジン試験装置の第４実施形態の構成を示すブロック図である。
【図５】従来のエンジン試験装置のブロック図である。
【図６】従来のもう１つのエンジン試験装置のブロック図である。
【符号の説明】
１Ａ＿１，１Ａ＿２，１Ａ＿３，１Ｂ＿１，１Ｂ＿２，１Ｂ＿３ エンジン試験装置
１００Ａ＿１，１００Ａ＿２，１００Ａ＿３，１００Ｂ＿１，１００Ｂ＿２，１００Ｂ＿３ エンジン制御部
２００Ａ＿１，２００Ａ＿２，２００Ａ＿３，２００Ｂ＿１，２００Ｂ＿２，２００Ｂ＿３ ダイナモ制御部
１０１ エンジンマップ記憶部
１０２ 回転速度ＰＩＤ制御部
１０３ エンジン慣性加速度分トルク演算部
１０４ 加算器
１０５ 加算器
１０６ スロットル操作機
１１１ 減算器
１２１ トルク負担率演算部
１３１ 指令値先出し回路
１３２ １次遅れ補償回路
２０１ ダイナモ慣性加速度分トルク演算部
２０２ 減算器
２０３ ＤＹトルクＰＩＤ制御部
２０４ ダイナモ電流アンプ
２１１ 回転速度ＰＩＤ制御部
２１２ トルク／電流変換器
２２１ エンジン慣性加速度分トルク演算部
２２２ トルク負担率演算部
２２３ 加算器
２２４ 無駄時間、１次遅れシミュレート回路
Claims (10)
- エンジンが連結されるダイナモを備え、該ダイナモに連結されたエンジンのスロットル開度と該ダイナモのトルクとを制御しながら該エンジンの特性試験を行なうエンジン試験装置において、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいて前記エンジンのスロットル開度を制御するスロットル開度制御値を求めるスロットル開度制御部と、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいて前記ダイナモのトルクを制御するトルク制御値を求めるトルク制御部とを備え、
前記トルク制御部は、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいて、前記ダイナモの制御すべきトルクの基準を表わすトルク基準値を求める基準値演算部と、
前記基準値演算部で求められたトルク基準値と前記ダイナモの実際のトルクを表わすトルク計測値とが同一の値となるように前記トルク制御値を求めるフィードバック制御部と、
前記基準値演算部と前記フィードバック制御部との間に介在し、前記基準値演算部で求められたトルク基準値に無駄時間および遅れを与えて、該無駄時間および遅れが付与されたトルク基準値を前記フィードバック制御部に伝える応答調整部とを備えたものであることを特徴とするエンジン試験装置。 - エンジンが連結されるダイナモを備え、該ダイナモに連結されたエンジンのスロットル開度と該ダイナモのトルクとを制御しながら該エンジンの特性試験を行なうエンジン試験装置において、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいて前記エンジンのスロットル開度を制御するスロットル開度制御値を求めるスロットル開度制御部と、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいて前記ダイナモのトルクを制御するトルク制御値を求めるトルク制御部とを備え、
前記スロットル開度制御部は、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいて前記スロットル開度制御値を求めるスロットル開度制御値演算部と、
前記スロットル開度制御値演算部で求められたスロットル開度制御値を、回転速度指令値と実際の回転速度を表わす回転速度計測値とが同一の値となるように補正するスロットル開度補正値を求める第１のフィードバック制御部と、
前記スロットル開度制御値演算部で求められたスロットル開度制御値を前記第１のフィードバック制御部で求められたスロットル開度補正値分だけ補正するスロットル開度制御値補正部とを備え、
前記トルク制御部は、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいて、前記ダイナモの制御すべきトルクの基準を表わすトルク基準値を求める基準値演算部と、
前記基準値演算部で求められたトルク基準値と前記ダイナモの実際のトルクを表わすトルク計測値とが同一の値となるように前記トルク制御値を求める第２のフィードバック制御部とを備え、
前記スロットル開度制御値演算部が、回転速度指令値と前記エンジンの慣性量とに基づくエンジン慣性加速度分トルクを求めて該エンジン慣性加速度分トルクに所定の第１の重みを付すことにより第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルクを求める第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部を備え、該スロットル開度制御値演算部は、回転速度指令値と、前記第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部で求められた第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルク分だけ補正されたトルク指令値とに基づいて、前記スロットル開度制御値を求めるものであり、
前記基準値演算部が、回転速度指令値と前記ダイナモの慣性量とに基づくダイナモ慣性加速度分トルクを求めるダイナモ慣性加速度分トルク演算部と、回転速度指令値と前記エンジンの慣性量とに基づくエンジン慣性加速度分トルクを求めて該エンジン慣性加速度分トルクに所定の第２の重みを付すことにより第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルクを求める第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部とを備え、該基準値演算部は、トルク指令値と、前記ダイナモ慣性加速度分トルク演算部で求められたダイナモ慣性加速度分トルクと、前記第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部で求められた第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルクとに基づいて、前記トルク基準値を求めるものであることを特徴とするエンジン試験装置。 - 前記基準値演算部と前記第２のフィードバック制御部との間に介在し、前記基準値演算部で求められたトルク基準値に無駄時間および遅れを与えて、該無駄時間および遅れが付与された基準値を前記第２のフィードバック制御部に伝える応答調整部を備えたものであることを特徴とする請求項２記載のエンジン試験装置。
- 前記エンジン試験装置は、さらに、回転速度指令値およびトルク指令値を、前記トルク制御部に送り込むタイミングよりも相対的に先行したタイミングで前記スロットル開度制御部に送り込む指令タイミング調整部を備え、
前記スロットル開度制御部は、さらに、前記スロットル開度制御値演算部で求められたスロットル開度制御値の遅れを補償する遅れ補償部を備え、
前記第１のフィードバック制御部は、前記遅れ補償部で遅れが補償された後のスロットル開度制御値を、回転速度指令値と実際の回転速度を表わす回転速度計測値とが同一の値となるように補正するものであることを特徴とする請求項２記載のエンジン試験装置。 - エンジンが連結されるダイナモを備え、該ダイナモに連結されたエンジンのスロットル開度と該ダイナモのトルクとを制御しながら該エンジンの特性試験を行なうエンジン試験装置において、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいて前記エンジンのスロットル開度を制御するスロットル開度制御値を求めるスロットル開度制御部と、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいて前記ダイナモのトルクを制御するトルク制御値を求めるトルク制御部と、
回転速度指令値およびトルク指令値を、前記トルク制御部に送り込むタイミングよりも相対的に先行したタイミングで前記スロットル開度制御部に送り込む指令タイミング調整部とを備え、
前記スロットル開度制御部は、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいて前記スロットル開度制御値を求めるスロットル開度制御値演算部と、
前記スロットル開度制御値演算部で求められたスロットル開度制御値の遅れを補償する遅れ補償部と、
前記遅れ補償部で遅れが補償された後のスロットル開度制御値を、回転速度指令値と実際の回転速度を表わす回転速度計測値とが同一の値となるように補正するスロットル開度補正値を求めるフィードバック制御部と、
前記スロットル開度制御値演算部で求められたスロットル開度制御値を前記フィードバック制御部で求められたスロットル開度補正値分だけ補正するスロットル開度制御値補正部とを備えたことを特徴とするエンジン試験装置。 - エンジンが連結されるダイナモを備え、該ダイナモに連結されたエンジンのスロットル開度と該ダイナモの回転速度とを制御しながら該エンジンの特性試験を行なうエンジン試験装置において、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいて前記エンジンのスロットル開度を制御するスロットル開度制御値を求めるスロットル開度制御部と、
回転速度指令値に基づいて前記ダイナモの回転速度を制御する回転速度制御値を求める回転速度制御部とを備え、
前記スロットル開度制御部は、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいて前記スロットル開度制御値を求めるスロットル開度制御値演算部と、
前記スロットル開度制御値演算部で求められたスロットル開度制御値を、トルク指令値 と前記ダイナモの実際のトルクを表わすトルク計測値とが同一の値となるように補正するスロットル開度補正値を求める第１のフィードバック制御部と、
前記スロットル開度制御値演算部で求められたスロットル開度制御値を前記第１のフィードバック制御部で求められたスロットル開度補正値分だけ補正するスロットル開度制御値補正部とを備え、
前記スロットル開度制御値演算部が、回転速度指令値と前記エンジンの慣性量とに基づくエンジン慣性加速度分トルクを求めて該エンジン慣性加速度分トルクに所定の第１の重みを付すことにより第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルクを求める第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部を備え、該スロットル開度制御値演算部は、回転速度指令値と、前記第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部で求められた第１の重み付けエンジン慣性加速度分トルク分だけ補正されたトルク指令値とに基づいて前記スロットル開度制御値を求めるものであり、
前記回転速度制御部は、
回転速度指令値と前記ダイナモの実際の回転速度を表わす回転速度計測値とが同一の値となるように前記回転速度制御値を求める第２のフィードバック制御部と、
回転速度指令値と前記ダイナモの慣性量とに基づくダイナモ慣性加速度分トルクを求めるダイナモ慣性加速度分トルク演算部と、
回転速度指令値と前記エンジンの慣性量とに基づくエンジン慣性加速度分トルクを求めて該エンジン慣性加速度分トルクに所定の第２の重みを付すことにより第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルクを求める第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルク演算部と、
前記第２のフィードバック制御部で求められた回転速度制御値を、前記ダイナモ慣性加速度分トルク演算部で求められたダイナモ慣性加速度分トルクと、前記第２のエンジン慣性加速度分トルク演算部で求められた第２の重み付けエンジン慣性加速度分トルクとに基づいて補正する回転速度制御値補正部とを備えたことを特徴とするエンジン試験装置。 - トルク指令値を、前記ダイナモ慣性加速度分トルク演算部により求められたダイナモ慣性加速度分トルクに基づいて補正するトルク指令値補正部を備え、
前記第１のフィードバック制御部は、前記スロットル開度制御値演算部で求められたスロットル開度制御値を、前記トルク指令値補正部で補正された後のトルク指令値と、前記ダイナモの実際のトルクを表わすトルク計測値とが同一の値となるように補正するスロットル開度補正値を求めるものであることを特徴とする請求項６記載のエンジン試験装置。 - 前記回転速度制御部はさらに、回転速度指令値に無駄時間および遅れを与える応答調整部を備え、
前記第２のフィードバック制御部は、前記応答調整部で求められた、無駄時間および遅れが付与された回転速度指令値と、前記ダイナモの実際の回転速度を表わす回転速度計測値とが同一の値となるように、前記回転速度制御値を求めるものであることを特徴とする請求項６又は７記載のエンジン試験装置。 - 前記エンジン試験装置は、さらに、回転速度指令値およびトルク指令値を、該回転速度指令値を前記トルク制御部に送り込むタイミングよりも相対的に先行したタイミングで前記スロットル開度制御部に送り込む指令タイミング調整部を備え、
前記スロットル開度制御部は、さらに、前記スロットル開度制御値演算部で求められたスロットル開度制御値の遅れを補償する遅れ補償部を備え、
前記第１のフィードバック制御部は、前記遅れ補償部で遅れが補償された後のスロットル開度制御値を、トルク指令値と、前記ダイナモの実際のトルクを表わすトルク計測値とが同一の値となるように補正するものスロットル開度補正値を求めるものであることを特徴とする請求項６又は７記載のエンジン試験装置。 - エンジンが連結されるダイナモを備え、該ダイナモに連結されたエンジンのスロットル開度と該ダイナモの回転速度とを制御しながら該エンジンの特性試験を行なうエンジン試験装置において、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいて前記エンジンのスロットル開度を制御するスロットル開度制御値を求めるスロットル開度制御部と、
回転速度指令値に基づいて前記ダイナモの回転速度を制御する回転速度制御値を求める回転速度制御部と、
回転速度指令値およびトルク指令値を、該回転速度指令値を前記回転速度制御部に送り込むタイミングよりも相対的に先行したタイミングで前記スロットル開度制御部に送り込む指令タイミング調整部とを備え、
前記スロットル開度制御部は、
回転速度指令値とトルク指令値とに基づいて、前記スロットル開度制御値を求めるスロットル開度制御値演算部と、
前記スロットル開度制御値演算部で求められたスロットル開度制御値の遅れを補償する遅れ補償部と、
前記遅れ補償部で遅れが補償された後のスロットル開度制御値を、トルク指令値と前記ダイナモの実際のトルクを表わすトルク計測値とが同一の値となるように補正するスロットル開度補正値を求めるフィードバック制御部と、
前記スロットル開度制御値演算部で求められたスロットル開度制御値を前記フィードバック制御部で求められたスロットル開度補正値分だけ補正するスロットル開度制御値補正部とを備えたことを特徴とするエンジン試験装置。
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