JP6951244B2 - 駆動トルクを特定する装置及び方法 - Google Patents
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Description
試験台(2)上に組み立てられているトルク発生装置(D)の駆動トルク(MV)を特定する方法であって、
トルク発生装置(D)の内部トルク(Mi)が測定され、
測定された内部トルク(Mi)と、質量慣性モーメント(J)と測定されたトルク発生装置(D)の角加速度(φ’’)又は検出された回転数(N(V、E))から導き出されたトルク発生装置(D)の角加速度(φ’’)とから少なくとも求められる力学的トルク(Mdyn)と、トルク発生装置(D)に接続されている出力軸(8)で測定された軸トルク(MW)とによるMdyn=Mi+Mcоr+Mwの運動方程式から、推定される補正トルク(M^cor)が推定され、
式MV=M^cor+Miにしたがう駆動トルク(M V )が、推定される補正トルク(M^cor)と測定された内部トルク(Mi)とから計算される当該方法によって解決される。
さらにこの課題は、請求項13に記載の:
試験台上(2)上に組み立てられているトルク発生装置(D)の駆動トルク(MV)を特定する装置において、
トルク発生装置(D)の内部トルク(Mi)を測定する計測システムが、試験台(2)に配置されており、
補正トルク計算ユニット(14)と駆動トルク計算ユニット(13)とが備えられており、
補正トルク計算ユニット(14)は、測定された内部トルク(Mi)に基づいて、測定された内部トルク(Mi)と、質量慣性モーメント(J)と測定されたトルク発生装置(D)の角加速度(φ’’)又は検出された回転数(N(V、E))から導き出されたトルク発生装置(D)の角加速度(φ’’)とから少なくとも特定された力学的トルク(Mdyn)と、トルク発生装置(D)に接続されている出力軸(8)で測定された軸トルク(MW)とによるMdyn=Mi+Mcоr+Mwの運動方程式から、推定される補正トルク(M^cor)を推定し、
駆動トルク計算ユニット(13)は、推定される補正トルク(M^cor)と測定された内部トルク(Mi)とから、MV=M^cor+Miにしたがう駆動トルク(MV)を計算する当該装置によって解決される。
トルク発生装置の内部トルクを測定することによって、高品質の測定量が得られ、この測定量により、回転角および/または軸トルクの品質の劣った測定量から(および/または場合によりダイノの電気的トルクおよび/またはリンケージロッドのトルクから)、中間ステップにおいて補正トルクを推定し、そこから第二のステップにおいて所望の駆動トルクを計算することが可能になる。この推定により、品質の劣った測定量の影響を低減することができ、補正トルクを良好に推定することが実現できるようになる。これは、補正トルクが時間に依存しない又は専ら極めて緩慢にしか時間に依存しないことによるものであるか或いは補正トルクのモデルがオンラインで構築され、継続的に修正されることによるものである。これが、他の構成要素において(特に試運転において)或いは仮想要素において利用できる質のよい(qualitativ gut)駆動トルクをもたらす。ここで、“質のよい(Qualitativ gut)”とは、特に、計算された駆動トルクに十分高い時間的(角度的)および定量的な分解能があり、邪魔になる誤差信号(測定ノイズなど)が乗っていないことを意味する。
トルク発生装置の内部トルクを測定するように設けられている指示計測システムが試験台に配置されており、
補正トルク計算ユニットと駆動トルク計算ユニットとが備えられており、
補正トルク計算ユニットは、測定された内部トルクに基づいて、運動方程式から、測定された内部トルク、力学的トルク及びトルク発生装置の出力軸で測定された軸トルクを用いて補正トルクを推定するように設けられており、
駆動トルク計算ユニットは、推定された補正トルクと測定された内部トルクから、次の関係により駆動トルクを計算するように設けられていることで解決される:
この例では、内燃機関3は4気筒エンジンである。燃焼解析システム(指示計測システム)MS1...MSnが各シリンダZ1...Znに配置されている。燃焼解析システム(指示計測システム)(Indiziermesssystem)MSは、周知のように、シリンダZ1...Zn内における燃焼の熱力学的変数、特に各シリンダZ1...Zn内に働く内圧の時間的な変化ないしは同等のクランク角による内圧の変化を検出し、これらから内燃機関3の内部トルクMiTが得られる。このようにして検出された燃焼解析測定量(指示計測量)(Indiziermessgroesse)I1...Inは、試験台制御ユニット11に転送される。このとき、燃焼解析測定量I1...lnは、すでに内燃機関3の内部トルクMiTを表したものである。代替的に、内部トルクMiTは、燃焼解析測定量I1...lnから試験台制御ユニット11において計算することもできる。さらにまた、内燃機関3の内部トルクMiTは、図2に示すように、十分速く且つ十分正確であれば、エンジンコントロールユニットECUから試験台制御ユニット11に送ることもできる。
Claims (15)
- 試験台(2)上に組み立てられているトルク発生装置(D)の駆動トルク(MV)を特定する方法であって、
トルク発生装置(D)の内部トルク(Mi)が測定され、
測定された内部トルク(Mi)と、質量慣性モーメント(J)と測定されたトルク発生装置(D)の角加速度(φ’’)又は検出された回転数(N(V、E))から導き出されたトルク発生装置(D)の角加速度(φ’’)とから少なくとも求められる力学的トルク(Mdyn)と、トルク発生装置(D)に接続されている出力軸(8)で測定された軸トルク(MW)とによるMdyn=Mi+Mcоr+Mwの運動方程式から、推定される補正トルク(M^cor)が推定され、
式MV=M^cor+Miにしたがう駆動トルク(M V )が、推定される補正トルク(M^cor)と測定された内部トルク(Mi)とから計算される当該方法。 - 推定される補正トルク(M^cor)の値は、所定期間にわたって前記運動方程式から推定され、このときに、この推定された値の平均値が、生成され、当該平均値が、推定される補正トルク(M^cor)として駆動トルク(M V )を計算するために使用されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 角速度(φ’)に依存する補正トルク(Mcоr(φ’))が、補正トルク(Mcоr)として使用され、
推定される補正トルク(M^cor(φ’))が、基本補正トルク(Mcor,0)と角速度(φ’)に依存する少なくとも一つの項κφ’とから生成され、
基本補正トルク(Mcor,0)と当該項κφ’のパラメータ(κ)とが、所望の角速度(φ’)において、前記運動方程式から得られる少なくとも二つの値の平均から特定されることを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 角速度(φ’)についての推定される補正トルク(M^cor)の特性曲線が作成されることによって、当該推定される補正トルク(M^cor)のためのモデルが作成されることを特徴とする請求項2または3に記載の方法。
- 状態観測器が、前記運動方程式から作成され、推定される補正トルク(M^cor)が、前記状態観測器によって推定されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記運動方程式は、推定される回転角(φ^)とその時間微分(φ^’,φ^’’)と推定される補正トルク(M^cor)とを含み、
推定される回転角(φ^)と測定された回転角(φm)と推定される補正トルク(M^cor)とを含む目標関数(Z)が特定され、
推定される補正トルク(M^cor)が、目標関数(Z)を最適化することによって特定されることを特徴とする請求項5に記載の方法。 - 推定される補正トルク(M^cor)が、反復法で特定され、反復法の開始時に、推定される補正トルク(M^cor)に対する初期値が予め設定され、
推定される回転角(φ^)が、反復法のそれぞれの反復ステップごとに前記運動方程式から計算され、
補正トルク(M^cor)に対する新しい推定値が、推定される回転角(φ^)によって目標関数(Z)の最適化から計算され、当該新しい推定値は、駆動トルク(MV)を計算するための推定される補正トルク(M^cor)として使用され、当該最適化のための設定された停止条件が満たされるまで、反復法は実行されることを特徴とする請求項6に記載の方法。 - 目標関数(Z)は、重み付け係数(λφ,λφ’,λM)を含むことを特徴とする請求項6または7に記載の方法。
- 推定される補正トルク(M^cor)に対する数理モデルが、特定された推定される補正トルク(M^cor)によって訓練されることを特徴とする請求項6〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 数理モデルは、補正トルク(M^cor)の現在の推定に基づいて修正されることを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 試運転が、試験台(2)上の試験対象によって実施され、試験対象は、実体要素としてのトルク発生装置(D)と少なくとも一つのシミュレートされる仮想要素とを有し、試験対象の仮想要素が、試験対象の実体要素を補い、仮想要素のシミュレーションが、計算された駆動トルク(MV)を処理する特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
- トルク発生装置(D)は、n気筒の内燃機関(3)を有し、n気筒の内燃機関(3)の駆動トルク(MV)は、内燃機関(3)の少なくとも一つのシリンダ(Zn)で測定される内部トルク(Mi)から計算されることを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 試験台上(2)上に組み立てられているトルク発生装置(D)の駆動トルク(MV)を特定する装置において、
トルク発生装置(D)の内部トルク(Mi)を測定する計測システム(MS)が、試験台(2)に配置されており、
補正トルク計算ユニット(14)と駆動トルク計算ユニット(13)とが備えられており、
補正トルク計算ユニット(14)は、測定された内部トルク(Mi)に基づいて、測定された内部トルク(Mi)と、質量慣性モーメント(J)と測定されたトルク発生装置(D)の角加速度(φ’’)又は検出された回転数(N(V、E))から導き出されたトルク発生装置(D)の角加速度(φ’’)とから少なくとも特定された力学的トルク(Mdyn)と、トルク発生装置(D)に接続されている出力軸(8)で測定された軸トルク(MW)とによるMdyn=Mi+Mcоr+Mwの運動方程式から、推定される補正トルク(M^cor)を推定し、
駆動トルク計算ユニット(13)は、推定される補正トルク(M^cor)と測定された内部トルク(Mi)とから、MV=M^cor+Miにしたがう駆動トルク(MV)を計算する当該装置。 - トルク発生装置(D)は、n気筒の内燃機関(3)を有し、計測システム(MSn)が、試験台(2)の少なくとも一つのシリンダ(Zn)に配置されていることを特徴とする請求項13に記載の装置。
- トルク発生装置(D)は、n気筒の内燃機関(3)を有し、n気筒の内燃機関の少なくとも一つのシリンダが、試験台(2)に組み立てられていることを特徴とする請求項13に記載の装置。
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