JP6449716B2

JP6449716B2 - エンジン性能試験方法

Info

Publication number: JP6449716B2
Application number: JP2015092680A
Authority: JP
Inventors: 克司扇元; 一歩天貝
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2015-04-30
Filing date: 2015-04-30
Publication date: 2019-01-09
Anticipated expiration: 2035-04-30
Also published as: JP2016211868A

Description

本発明は、エンジンの性能試験を行う際における失火対策を有するエンジン性能試験方法に関するものである。

図４は台上ベンチでエンジンの性能試験を実施するための台上試験装置の一例を示すもので、図４中における符号の１は台上ベンチ（図示省略）に載せられたエンジン、２は該エンジン１の出力軸１ａを接続されて任意の回転数と負荷条件を与えながらトルクを計測する動力計、３は前記エンジン１の運転状態を制御するエンジン制御装置、４は該エンジン制御装置３にアクセル開度の情報を与えるアクセル開度センサ、５は該アクセル開度センサ４を運転者のアクセルペダル操作に替えて操作するアクチュエータ、６は該アクチュエータ５及び前記動力計２の作動を制御し且つ該動力計２で検出された前記エンジン１のトルクの情報を取り込む試験運転制御装置である。

そして、図５にタイムスケジュールを示している通り、新たな性能試験を実施するに際しては、前回の性能試験から移行期間を挟み、エンジン１のトルクが試験条件の目標トルクと一致するようにアクチュエータ５によりアクセル開度センサ４を制御して燃料流量を自動的に調整し、移行期間を経てエンジン１のトルクが試験条件の目標トルクと一致したら、試験運転制御装置６にて各種の運転制御用パラメータ（燃料噴射タイミング、ＥＧＲバルブ開度、噴射圧力等）を変更し、変更したパラメータが落ち着く安定期間を挟んで各種の計測を実施し、これによりエンジン１の性能や信頼性を確認するようにしている。

尚、本発明と関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献１等がある。

特開平１１−１９０６８０号公報

しかしながら、従来の性能試験においては、パラメータを限界点まで振って行う場合もあることから試験中にパラメータの変更が要因となってエンジン１が失火する場合があり、該エンジン１の失火が生じた場合に、排気管７途中の分析計８にて過剰な未燃ＨＣ成分濃度やスモーク値が検出されることで失火を判定するようにしていたため、失火したエンジン１から排出ガスが分析計８に到るまでの所要の遅れ時間を経てから失火が判定されることになり、その遅れ時間のうちに排気管７内や分析計８の抽出管路９内が未燃ＨＣ成分により汚損してしまうという不具合があった。

特に前述の如き台上試験装置にあっては、図６にタイムスケジュールを示す如く、失火により低下するトルクを目標トルクに維持するべくアクセル開度が自動的に増大されることになるが、いくらアクセル開度を増やしてもトルクが回復しないので、アクセル開度は自動的に上限張り付きの状態となってしまい、これに伴って排出ガス中の未燃ＨＣ成分濃度やスモーク値も急激に上昇してしまう結果、これらが所定の判定値に到達したことが分析計８で検出されるまでの僅かな時間だけでも排気管７内や分析計８の抽出管路９内が著しく汚損してしまう虞れがあった。

本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、試験中に生じたエンジンの失火を従来より早期に検出して迅速な対策を講じ得るようにしたエンジン性能試験方法を提供することを目的とする。

本発明は、台上ベンチに載せたエンジンの出力軸を動力計と連結し、該動力計により前記エンジンに任意の回転数と負荷条件を与えながら燃料流量を制御して運転状態を設定し、その運転状態にて各種の運転制御用パラメータを変更して性能試験を行うエンジン性能試験方法であって、エンジンの回転数とトルクを試験条件の目標値に合わせて前記パラメータの変更を開始すると共に、該パラメータの変更中は燃料流量を一定に保ち、パラメータの変更の開始時に記録したトルクを基準トルクとしてパラメータの変更後におけるトルクを監視し、該トルクが前記基準トルクから許容幅以上に低下した時に失火が発生したものと判定することを特徴とするものである。

而して、このようにした場合、パラメータの変更中は燃料流量が一定に保たれているため、エンジンに失火が生じると実測のトルクが急激に低下することになり、エンジンの失火から時間遅れなく実測のトルクが基準トルクを許容幅以上に低下して失火が判定され、排気管途中の分析計で過剰な未燃ＨＣ成分濃度やスモーク値が検出された時にエンジンの失火を判定するようにしていた従来の手法と比較して、エンジンの失火を早期に検出して迅速な対策を講じることが可能となる。

しかも、エンジンの失火が生じて実測のトルクが急激に低下しても、これに追従して燃料流量が大幅に増加するような事態が未然に回避され、燃料流量が一定のまま固定されることになるので、失火発生から失火判定までの僅かな時間で燃料流量が著しく増加する不都合な事態を未然に回避することも可能となる。

ここで、本発明におけるエンジンの失火への具体的な対策としては、失火の判定時にエンジンにおける燃料噴射を直ちに遮断して排気管内を汚損から保護したり、失火の判定時に排気管途中の分析計への抽出管路を直ちにパージして該抽出管路内を汚損から保護したりすることが可能である。

上記した本発明のエンジン性能試験方法によれば、試験中に生じたエンジンの失火を従来より早期に検出して迅速な対策を講じることができ、例えば、失火の判定時にエンジンにおける燃料噴射を直ちに遮断して排気管内を汚損から保護したり、失火の判定時に排気管途中の分析計への抽出管路を直ちにパージして該抽出管路内を汚損から保護したりすることができ、しかも、失火発生から失火判定までの僅かな時間で燃料流量が著しく増加する不都合な事態を未然に回避することもできるので、排気管内や分析計の抽出管路内の汚損による試験精度の悪化を防止することができると共に、汚損箇所を清浄化して試験設備を復旧させるための試験中断を極力回避して試験効率の向上を図ることもできるという優れた効果を奏し得る。

本発明の一形態例でのタイムスケジュールを示すグラフである。図１のタイムスケジュールで失火が生じた場合を示すグラフである。本発明の一形態例での具体的な制御手順を示すフローチャートである。台上試験装置の一例を示す概略図である。従来例でのタイムスケジュールを示すグラフである。図５のタイムスケジュールで失火が生じた場合を示すグラフである。

以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

図１〜図３は本発明を実施する形態の一例を示すもので、本発明のエンジン性能試験方法を実施するために用いられる台上試験装置の各構成要素については、先に背景技術の説明に用いた図４の構成のものと特に変わるところがないため、本形態例の説明においても、台上試験装置の各構成要素に関連して述べた部分については図４を参照することとする。

先ず、本形態例では、台上ベンチに載せたエンジン１の出力軸１ａを動力計２と連結し、該動力計２により前記エンジン１に負荷条件を与えながらアクセル開度を制御して運転状態を設定し、その運転状態にて各種の運転制御用パラメータを変更して性能試験を行うにあたり、図１にタイムスケジュールを示している通り、前回の性能試験から移行期間を挟み、エンジン１のトルクが試験条件の目標トルクと一致するようにアクチュエータ５によりアクセル開度センサ４を制御するところまでは従来と同様に行われる。

ただし、移行期間が終了してエンジン１の回転数とトルクが試験条件の目標値と一致したら、各種の運転制御用パラメータ（燃料噴射タイミング、ＥＧＲバルブ開度、噴射圧力等）の変更を開始すると共に、該パラメータの変更中はアクセル開度を固定して燃料流量を一定に保ち、トルクの変動に対応して目標トルクに保ち続けるようなアクセル開度の調整は一時的に中断し、パラメータの変更が完了したら、実測のトルクが目標トルクと一致するようにアクチュエータ５によりアクセル開度センサ４を調整する制御を再開する。

また、パラメータの変更の開始時に記録したトルクを基準トルクとしてパラメータの変更後におけるトルクを監視し、該トルクがパラメータの変更中に前記基準トルクから許容幅以上に低下した時には失火が発生したものと判定（図２参照）するが、特に失火の発生が検出されなければ、従来と同様に、変更したパラメータが落ち着く安定期間を挟んで各種の計測を実施するようにしている。

図３は以上に述べた制御の具体的な手順を示すフローチャートであり、先ずステップＳ１で今回の性能試験の試験条件が読み出され、次のステップＳ２でエンジン１の回転数とトルクが試験条件の目標値と一致するように動力計２の回転数（ダイナモ回転数）とアクセル開度（燃料流量）の調整が開始される。

次いで、ステップＳ３でエンジン１の回転数及びトルクと夫々の目標値との偏差が許容値以内に収まっているか否かが判定され、許容値以内に収まっていない場合には、ステップＳ４を経由して動力計２の回転数とアクセル開度の調整によるエンジン１の回転数とトルクの修正が行われ、ステップＳ３でエンジン１の回転数及びトルクと夫々の目標値との偏差が許容値以内に収まっていると判定されるまで前記エンジン１の回転数とトルクの修正が繰り返される。

然る後、ステップＳ３でエンジン１の回転数及びトルクと夫々の目標値との偏差が許容値以内に収まっていると判定されたら、エンジン１の回転数とトルクが試験条件の目標値と一致したものとしてステップＳ５に進み、この時の実測のトルクが基準トルクとして記録される。

また、ステップＳ６で各種のパラメータの変更が開始されたら、前述した通り、アクセル開度が固定されて燃料流量が一定に保たれ、トルクの変動に対応して目標トルクに保ち続けるようなアクセル開度の調整が一時的に中断されるが、ステップＳ７でパラメータの変更後におけるトルクは監視され続ける。

尚、先のステップＳ３でエンジン１の回転数及びトルクと夫々の目標値との偏差が許容値以内に収まっていると判定された後は、エンジン１の回転数も固定されて一定に保持されるようにしている。

そして、ステップＳ８にて実測のトルクがパラメータの変更中に基準トルクから許容幅以上に低下しているか否かが判定され、特に実測のトルクが低下していなければ、ステップＳ９にてパラメータの変更が完了したかどうかが判定され、未だ完了していなければ、ステップＳ６からの流れが繰り返される一方、既に完了していれば、ステップＳ１０へと進んでエンジン１の回転数とトルクが試験条件の目標値と一致するように動力計２の回転数（ダイナモ回転数）とアクセル開度（燃料流量）の調整が再開されるので、ステップＳ１１でパラメータが落ち着く安定運転を実施することで安定期間が挟まれ、ステップＳ１２で各種の計測が実行される。

一方、先のステップＳ８にて実測のトルクがパラメータの変更中に基準トルクから許容幅以上に低下していると判定された場合には、ステップＳ１３に進んでエンジン１に失火が発生したものと判定され、次のステップＳ１４にてエンジン１における燃料噴射が直ちに遮断されるが、エンジン１の回転数は動力計２側の電気駆動により維持されて気筒内や排気管７内の掃気が促される。

また、ステップＳ１５では分析計８から抽出管路９にかけパージガスを用いてパージが実施される。尚、既存の分析計８には、この種のパージ機能を備えたものが多く存在しており、計測環境を清浄化して整えるためにパージすること自体は従来周知である。

そして、ステップＳ１６にて冷機運転を実施してエンジン１の運転条件を落ち着かせた後に次回の性能試験へと移行していくことになり、また、先のステップＳ１２で各種の計測が実行された後も次回の性能試験へと移行していくことになる。

而して、このように性能試験を実施すれば、パラメータの変更中はアクセル開度が固定されて燃料流量が一定に保たれているため、エンジン１に失火が生じると実測のトルクが急激に低下することになり、エンジン１の失火から時間遅れなく実測のトルクが基準トルクを許容幅以上に低下して失火が判定され、排気管７途中の分析計８で過剰な未燃ＨＣ成分濃度やスモーク値が検出された時にエンジン１の失火を判定するようにしていた従来の手法と比較して、エンジン１の失火を早期に検出して迅速な対策を講じることが可能となり、より具体的には、失火の判定時において、エンジン１における燃料噴射を直ちに遮断して排気管７内を汚損から保護したり、排気管７途中の分析計８への抽出管路９を直ちにパージして該抽出管路９内を汚損から保護したりすることが可能である。

しかも、エンジン１の失火が生じて実測のトルクが急激に低下しても、これに追従してアクセル開度が大幅に増加するような事態が未然に回避され、アクセル開度が一定のまま固定されることになるので、失火発生から失火判定までの僅かな時間で燃料流量が著しく増加する不都合な事態を未然に回避することも可能となる。

従って、上記形態例によれば、試験中に生じたエンジン１の失火を従来より早期に検出して迅速な対策を講じることができ、例えば、失火の判定時にエンジン１における燃料噴射を直ちに遮断して排気管７内を汚損から保護したり、失火の判定時に排気管７途中の分析計８への抽出管路９を直ちにパージして該抽出管路９内を汚損から保護したりすることができ、しかも、失火発生から失火判定までの僅かな時間で燃料流量が著しく増加する不都合な事態を未然に回避することもできるので、排気管７内や分析計８の抽出管路９内の汚損による試験精度の悪化を防止することができると共に、汚損箇所を清浄化して試験設備を復旧させるための試験中断を極力回避して試験効率の向上を図ることもできる。

尚、本発明のエンジン性能試験方法は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、電気的な制御によりアクセル開度センサの操作を介さずに燃料流量を制御するようにしても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１エンジン
１ａ出力軸
２動力計
４アクセル開度センサ
７排気管
８分析計
９抽出管路

Claims

台上ベンチに載せたエンジンの出力軸を動力計と連結し、該動力計により前記エンジンに任意の回転数と負荷条件を与えながら燃料流量を制御して運転状態を設定し、その運転状態にて各種の運転制御用パラメータを変更して性能試験を行うエンジン性能試験方法であって、エンジンの回転数とトルクを試験条件の目標値に合わせて前記パラメータの変更を開始すると共に、該パラメータの変更中は燃料流量を一定に保ち、パラメータの変更の開始時に記録したトルクを基準トルクとしてパラメータの変更後におけるトルクを監視し、該トルクが前記基準トルクから許容幅以上に低下した時に失火が発生したものと判定することを特徴とするエンジン性能試験方法。
失火の判定時にエンジンにおける燃料噴射を直ちに遮断して排気管内を汚損から保護することを特徴とする請求項１に記載のエンジン性能試験方法。
失火の判定時に排気管途中の分析計への抽出管路を直ちにパージして該抽出管路内を汚損から保護することを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジン性能試験方法。