JPH04361130A - エンジン試験装置におけるエンジン性能記録方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、エンジン試験装置に
おけるエンジン性能記録方法、特にエンジン性能マップ
作成用のエンジン性能記録方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】米国の環境保護庁（ＥＰＡ）の排気ガス
テスト用運転においては、運転プログラムは、次のよう
に規定されている。即ち、各ステップの速度（回転数）
は、そのエンジンの最大速度との比で、又、各ステップ
のトルクは、その時の速度（回転数）に対応した最大ト
ルクとの比で夫々規定されている。従って、このような
運転を行う際には、予め、各速度に対応した最大トルク
カーブを決定する必要がある。

【０００３】従来の技術においては、スロットルを全開
にして、エンジンの速度を最小速度から最大速度まで一
定値、例えば８ＲＰＭ　／ＳＥＣ　で増加させ、１秒毎
に速度とトルクとを計測する方法などがある。但し、こ
こでの一定値とは、加速度の影響を無視できるほどの十
分に遅い速度の意味である。

【０００４】即ち、エンジン試験装置における性能記録
装置においては、被試験エンジンが運転パターン発生器
からの設定スロットル開度信号に基づいてスロットル開
度が一定に設定された状態で運転され、エンジン回転数
の検出値が運転パターン発生器からの設定回転数と一致
するように負荷トルクを被試験エンジンに与えるように
ダイナモメータトルクが制御される。そして、エンジン
回転数を適宜の間隔の設定回転数毎にサンプリングする
と共に、それに対応する負荷トルク値をサンプリングし
、エンジン回転数−負荷トルク関係のプロットがなされ
る。

【０００５】上記のエンジン回転数と負荷トルク値との
サンプリングは、最大トルクカーブの決定においては、
スロットル開度全開で行われるが、異なるスロットル開
度に設定値を種々に変えて行われることもある。そうし
て、レコーダにおいては、入力されたそれらのサンプル
データに基づいてトルク−エンジン回転数線図が記憶さ
れるのである。従来の技術においては、上記の負荷トル
クの検出には、軸トルク計が用いられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のダイナモメータ
トルクとエンジン回転数とのサンプリングにおいて、エ
ンジン回転数は、加速中、又は減速中にサンプリングさ
れるので、そのサンプリングされたエンジン回転数に対
応する負荷トルクの検出に従来の技術におけるように軸
トルク計を用いると、捩じり振動の影響を受けて、検出
される負荷トルク値は不正確である。

【０００７】そこで、捩じり振動の影響を避けるために
は、サンプリングする際のエンジン回転数の定常状態を
必要時間維持して、その間の検出負荷トルク値の平均値
をもって負荷トルク値としているが、そのためには、各
サンプリング毎にエンジン回転数の定常状態を維持しな
ければならず、試験時間が長くなり、試験効率が悪い。 この発明は、上記の負荷トルクをサンプリングする際に
生じる問題を解消し、且つ装置の構造を簡単化するエン
ジン試験装置における性能記録装方法及びその装置を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明のエンジン試験
装置におけるエンジン性能マップ作成用エンジン性能記
録方法は、被試験エンジンのスロットルを試験条件に対
応したスロットル開度状態にし、その状態で被試験エン
ジンを運転し、その運転において、エンジン回転数を実
測検出し、エンジン回転数実測値が設定運転パターンか
らのエンジン回転数指令値に一致するような負荷トルク
をダイナモメータにより被試験エンジンに付与し、その
際のダイナモメータトルクを実測検出し、前記エンジン
回転数実測値と前記ダイナモメータトルク実測値とを記
録するのであって、次のプロセスから構成されている。

【０００９】（１）スロットル開度指令値を所定値に設
定すると共に、その設定スロットル開度状態において設
定運転パターンに従って変化するエンジン回転数に対し
ダイナモメータトルク実測値の実測検出を行うサンプリ
ングエンジン回転数値を適宜間隔で設定する。

【００１０】（２）前記の設定運転パターンは、各サン
プリングエンジン回転数値を通過して低位値と高位値と
の間を加減速するものとする。

【００１１】（３）加速過程中における前記の各サンプ
リングエンジン回転数値に対応するダイナモメータトル
ク実測値と減速過程中における前記のサンプリングエン
ジン回転数値に対応するダイナモメータトルク実測値を
実測検出し、各サンプリングエンジン回転数値毎の相加
平均値を算出し、それをもって前記の各サンプリングエ
ンジン回転数値に応じたダイナモメータトルク実測値と
する。

【００１２】（４）前記の各サンプリングエンジン回転
数値におけるエンジン回転数実測値と前記の各サンプリ
ングエンジン回転数値に対応して実測検出されたダイナ
モメータトルク実測値とによりエンジン回転数−負荷ト
ルク線のマップを作成すると共に、そのマップを記録す
る。

【００１３】そして、上記の方法を実施する装置は、運
転パターン発生器と、スロットル制御部と、ダイナモメ
ータ制御部と、レコーダと、被試験エンジンの出力軸に
結合されるダイナモメータと、被試験エンジンの出力軸
に設けられるエンジン回転数検出器と、ダイナモメータ
に設けられたトルク検出器とを具備している。

【００１４】なお、上記の各部は次のような構成である
。 （１）運転パターン発生器は、所定のスロットル開度指
令値が設定され、トルク検出器の出力をサンプリング設
定するエンジン回転数値が適宜間隔で設定され、且つす
べてのサンプリングエンジン回転数値を通過して低位値
と高位値との間を加減速するようにエンジン回転数をス
イープする設定運転パターンに基づくエンジン回転数指
令値が入力されており、前記スロットル開度指令値に従
ってスロットル制御部にスロットル開度指令値信号を入
力し、同じく運転パターンに従ってダイナモメータ制御
部にエンジン回転数指令値信号を入力するように夫々接
続されている。

【００１５】（２）スロットル制御部は、スロットル開
度がスロットル開度指令値になるように制御するべくス
ロットルに接続されている。

【００１６】（３）ダイナモメータ制御部は、スロット
ル開度指令値に基づいたスロットル開度指令によるスロ
ットル開度状態で運転される被試験エンジンが運転パタ
ーンに従ったエンジン回転数指令値で運転されるような
負荷トルクを被試験エンジンに与えるようにダイナモメ
ータを制御するべく接続されている。

【００１７】（４）エンジン回転数検出器は、スロット
ル開度指令値に基づいたスロットル開度状態で、且つ運
転パターンに従ったエンジン回転数指令値に基づく負荷
トルクで運転される被試験エンジンの回転数を検出し、
その回転数実測値信号をレコーダに入力すると共に、ダ
イナモメータ制御部にフィードバックするように接続さ
れている。

【００１８】（５）トルク検出器は、上記の運転時のダ
イナモメータにおけるトルク値を検出し、そのダイナモ
メータトルク実測値信号をレコーダに入力するように接
続されている。

【００１９】（６）レコーダは、入力されるダイナモメ
ータトルク実測値信号及びエンジン回転数実測値信号に
基づき、前記のエンジン回転数指令値のスイープの増速
過程中及び減速過程中において前記のサンプリングエン
ジン回転数値に対応する回転数実測値検出時のダイナモ
メータトルク実測値の平均値を算出し、互に対応する回
転数実測値とダイナモメータトルク実測値によりエンジ
ン性能データを記録する。

【００２０】

【作用】被試験エンジンＥの所望の各スロットル開度の
エンジン回転数と負荷トルクとの関係マップの作成に当
り、先ず、運転パターン発生器からスロットル開度指令
値信号がスロットル制御部に入力されると、被試験エン
ジンＥのスロットルは、その指令値に対応した開度状態
になる。

【００２１】その状態で被試験エンジンＥは、運転され
るのであるが、その運転において、常時、エンジン回転
数がエンジン回転数検出器により実測検出され、ダイナ
モメータ制御部には、運転パターン発生器からエンジン
回転数指令値信号が入力されると共に、エンジン回転数
検出器からのエンジン回転数実測値信号がフィードバッ
クされ、ダイナモメータ制御部は、エンジン回転数実測
値がエンジン回転数指令値に一致するような負荷トルク
を被試験エンジンに与えるべく、ダイナモメータに供給
されるダイナモメータ電流を制御する。

【００２２】その際のエンジン回転数検出器からのエン
ジン回転数実測値信号とトルク検出器からのダイナモメ
ータトルク実測値信号が同時にレコーダに入力される。 そして、上記の作動において、運転パターン発生器には
、加減速の運転パターンが設定される。

【００２３】レコーダにおいては、変化するエンジン回
転数指令値に対応して適宜間隔でサンプリングされるエ
ンジン回転数実測値が入力されると共に、それに応じた
ダイナモメータトルク実測値がサンプリングされ、互に
対応するエンジン回転数実測値とダイナモメータトルク
実測値、即ち負荷トルクとがプロットされて、エンジン
回転数−負荷トルク線が記録される。

【００２４】なお、ダイナモメータトルク実測値のサン
プリングについては、次のようにして行われる。一つの
サンプリングエンジン回転数値において、運転パターン
発生器に設定された運転パターンにより、ダイナモメー
タ制御部に入力されるエンジン回転数指令値は、そのサ
ンプリングエンジン回転数値を中心に低位値から高位値
へ増加され、高位値から再び低位値へと減少されるよう
にスイープされる。即ちエンジン回転数はサンプリング
エンジン回転数値を間にして加減速される。

【００２５】そして、レコーダにおいては、加速過程中
における前記のサンプリングエンジン回転数値に対応す
るダイナモメータトルク実測値と減速過程中における前
記のサンプリングエンジン回転数値に対応するダイナモ
メータトルク実測値との相加平均値が算出され、それを
もって前記のサンプリングエンジン回転数値に応じたダ
イナモメータトルク実測値として記録されるのである。

【００２６】

【実施例】この発明の実施例におけるエンジン試験装置
におけるエンジン性能マップ作成用性能記録方法を実施
する装置を図面に従って説明する。図１に示す実施例の
エンジン試験装置におけるエンジン性能マップ作成用性
能記録装置は、エンジンベンチ上自動運転装置形式のエ
ンジン試験装置に適用される形式のものであり、運転パ
ターン発生器１と、スロットル制御部２と、スロットル
操作器３と、ダイナモメータ制御部４と、ダイナモメー
タパワーアンプ５と、レコーダ６と、被試験エンジンＥ
の出力軸Ｓに結合されるダイナモメータ７と、被試験エ
ンジンＥの出力軸Ｓに設けられたエンジン回転数検出器
８と、ダイナモメータ７に設けられたトルク検出器９と
から構成されている。

【００２７】運転パターン発生器１は、スロットル制御
部２にスロットル開度指令値信号をを入力し、ダイナモ
メータ制御部４にエンジン回転数指令値信号を入力する
ように夫々接続され、スロットル制御部２は、スロット
ル開度指令値に基づいたスロットル開度指令をスロット
ル操作器３に入力するように接続され、スロットル操作
器３は、被試験エンジンＥのスロットルをスロットル開
度指令に基づく開度に操作するようにスロットルに結合
されていると共に、その操作開度のスロットル開度実測
値信号をスロットル制御部２にフィードバックするよう
に接続されている。

【００２８】エンジン回転数検出器８は、上記のように
スロットル開度指令値に基づいたスロットル開度指令に
よるスロットル開度状態で運転される被試験エンジンＥ
の回転数を検出し、その回転数実測値信号をレコーダ６
に入力すると共に、ダイナモメータ制御部４にフィード
バックするように接続されている。

【００２９】ダイナモメータ制御部４は、ダイナモメー
タパワーアンプ５からダイナモメータ７に供給するダイ
ナモメータ電流を制御するように接続され、スロットル
開度指令値に基づいたスロットル開度指令によるスロッ
トル開度状態で運転される被試験エンジンＥからエンジ
ン回転数検出器８で検出され入力される回転数実測値が
エンジン回転数指令値に等しくなるような負荷トルクを
被試験エンジンＥに与えるようにダイナモメータ電流を
制御する。

【００３０】トルク検出器９は、上記の運転時のダイナ
モメータ７におけるトルク値を検出し、そのダイナモメ
ータトルク実測値信号をレコーダ７に入力するように接
続されている。

【００３１】運転パターン発生器１には、所定のスロッ
トル開度指令値が設定され、且つエンジン回転数指令値
が連続的に所定のエンジン回転数範囲で加減速変化され
るような運転パターンが設定される。

【００３２】上記のエンジン試験装置におけるエンジン
性能マップ作成用性能記録方法を上記のエンジン性能マ
ップ作成用性能記録装置の操作・作用として説明する。 被試験エンジンＥの例えばスロットル全開時のエンジン
回転数と負荷トルクとの関係マップの作成に当り、先ず
、運転パターン発生器１からスロットル全開指令値信号
がスロットル制御部２に入力されると、その指令値に対
応したスロットル開度指令がスロットル操作器３に入力
される。

【００３３】スロットル操作器３は、被試験エンジンＥ
のスロットルを作動してそのスロットル開度を全開状態
にすると共に、その実際操作開度のスロットル開度実測
値信号をスロットル制御部２にフィードバックし、スロ
ットルは、指令値のスロットル開度に正確に維持される
。

【００３４】その状態で被試験エンジンＥは、運転され
るのであるが、その運転において、常時、エンジン回転
数がエンジン回転数検出器８により実測検出され、ダイ
ナモメータ制御部４には、運転パターン発生器１から運
転パターン、即ち所定エンジン回転数範囲で低速から高
速へ、そして高速から低速へとスイープするエンジン回
転数指令値信号が入力されると共に、エンジン回転数検
出器８からのエンジン回転数実測値信号がフィードバッ
クされ、ダイナモメータ制御部４は、エンジン回転数実
測値がエンジン回転数指令値に一致するような負荷トル
クを被試験エンジンＥに与えるべく、ダイナモメータパ
ワーアンプ５からダイナモメータ７に供給されるダイナ
モメータ電流を制御する。その際のエンジン回転数検出
器８からのエンジン回転数実測値信号とトルク検出器９
からのダイナモメータトルク実測値信号が同時にレコー
ダ６に入力される。

【００３５】レコーダ６においては、変化するエンジン
回転数指令値に対応して検出入力されるエンジン回転数
実測値が加速中及び減速中に夫々適宜間隔のサンプリン
グエンジン回転数値においてサンプリングされると共に
、それに応じたダイナモメータトルク実測値がサンプリ
ングされて相互の加算平均が行われ、互に対応するエン
ジン回転数実測値と加算平均されたダイナモメータトル
ク実測値、即ち負荷トルクとがプロットされて、エンジ
ン回転数−負荷トルク線が記録される。

【００３６】即ち、レコーダ６においては、加速過程中
における所定の各サンプリングエンジン回転数値に対応
するダイナモメータトルク実測値と減速過程中における
各サンプリングエンジン回転数値に対応するダイナモメ
ータトルク実測値との相加平均値が算出され、それをも
って各サンプリングエンジン回転数値に応じたダイナモ
メータトルク実測値としてサンプリングされるのである
。

【００３７】従って、ダイナモメータトルク実測値に含
まれるダイナモメータ及びエンジンの慣性成分は、回転
数の増速時と減速時とで相殺され、定常化したトルクダ
イナモメータトルク実測値と同等のトルク値が得られる
。

【００３８】

【発明の効果】この発明によれば、ダイナモメータにお
いて負荷トルクを検出するので、捩じり振動の影響を受
けないで正確な実測値が得られ、軸トルク計を設ける必
要がないので装置が簡単となる。

【００３９】ダイナモメータで制御するエンジン回転数
をスイープさせ、回転数の増加時の前記の所定の回転数
におけるトルク値と回転数の減少時の前記の所定の回転
数におけるトルク値とをサンプルし、その両者の平均値
をもって所定の回転数に対応するトルク値として記録し
ているので、実測トルク値に含まれるダイナモメータ及
びエンジンの慣性成分が回転数の増減時で相殺され、定
常化したトルク値と同等の正確なトルク実測値が短時間
に得られる。

【００４０】しかも、スイープ毎にダイナモメータトル
ク値を２度計測するだけであるから、ダイナモメータト
ルクトルク実測値が定常化するのを待つ時間が不必要と
なり、計測時間が短縮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例におけるエンジン試験装置に
おける性能記録装置変位計調整装置の構成図である。

【符号の説明】

１　　運転パターン発生器 ２　　スロットル制御部 ３　　スロットル操作器 ４　　ダイナモメータ制御部 ５　　ダイナモメータパワーアンプ ６　　レコーダ ７　　ダイナモメータ ８　　エンジン回転数検出器 ９　　トルク検出器 Ｅ　　被試験エンジン Ｓ　　出力軸

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　被試験エンジンのスロットルを所定の
   スロットル開度指令値に対応したスロットル開度状態に
   し、その状態で被試験エンジンを運転し、その運転にお
   いて、エンジン回転数を実測検出し、エンジン回転数実
   測値が設定運転パターンに基づくエンジン回転数指令値
   に一致するような負荷トルクをダイナモメータにより被
   試験エンジンに付与し、その際のダイナモメータトルク
   を実測検出し、前記エンジン回転数実測値と前記ダイナ
   モメータトルク実測値とを記録するエンジン試験装置に
   おけるエンジン性能記録方法において、（１）スロット
   ル開度指令値を所定値に設定すると共に、その設定スロ
   ットル開度状態において設定運転パターンに従って変化
   するエンジン回転数に対しダイナモメータトルク実測値
   の実測検出を行うサンプリングエンジン回転数値を適宜
   間隔で設定する。 （２）前記の設定運転パターンは、各サンプリングエン
   ジン回転数値を通過して低位値と高位値との間を加減速
   するものとする。 （３）加速過程中における前記の各サンプリングエンジ
   ン回転数値に対応するダイナモメータトルク実測値と減
   速過程中における前記のサンプリングエンジン回転数値
   に対応するダイナモメータトルク実測値を実測検出し、
   各サンプリングエンジン回転数値毎の相加平均値を算出
   し、それをもって前記の各サンプリングエンジン回転数
   値に応じたダイナモメータトルク実測値とする。 （４）前記の各サンプリングエンジン回転数値における
   エンジン回転数実測値と前記の各サンプリングエンジン
   回転数値に対応して実測検出されたダイナモメータトル
   ク実測値とによりエンジン回転数−負荷トルク線のマッ
   プを作成すると共に、そのマップを記録する。上記プロ
   セスから構成されたエンジン試験装置におけるエンジン
   性能記録方法。
2. 【請求項２】　　（１）運転パターン発生器と、スロッ
   トル制御部と、ダイナモメータ制御部と、レコーダと、
   被試験エンジンの出力軸に結合されるダイナモメータと
   、被試験エンジンの出力軸に設けられるエンジン回転数
   検出器と、ダイナモメータに設けられたトルク検出器と
   を具備し、（２）運転パターン発生器は、所定のスロッ
   トル開度指令値が設定され、トルク検出器の出力をサン
   プリング設定するエンジン回転数値が適宜間隔で設定さ
   れ、且つすべてのサンプリングエンジン回転数値を通過
   して低位値と高位値との間を加減速するようにエンジン
   回転数をスイープする設定運転パターンに基づくエンジ
   ン回転数指令値が入力されており、前記スロットル開度
   指令値に従ってスロットル制御部にスロットル開度指令
   値信号を入力し、同じく運転パターンに従ってダイナモ
   メータ制御部にエンジン回転数指令値信号を入力するよ
   うに夫々接続されており、（３）スロットル制御部は、
   スロットル開度がスロットル開度指令値になるように制
   御するべくスロットルに接続されており、（４）ダイナ
   モメータ制御部は、スロットル開度指令値に基づいたス
   ロットル開度指令によるスロットル開度状態で運転され
   る被試験エンジンが運転パターンに従ったエンジン回転
   数指令値で運転されるような負荷トルクを被試験エンジ
   ンに与えるようにダイナモメータを制御するべく接続さ
   れており、（５）エンジン回転数検出器は、スロットル
   開度指令値に基づいたスロットル開度状態で、且つ運転
   パターンに従ったエンジン回転数指令値に基づく負荷ト
   ルクで運転される被試験エンジンの回転数を検出し、そ
   の回転数実測値信号をレコーダに入力すると共に、ダイ
   ナモメータ制御部にフィードバックするように接続され
   ており、（６）トルク検出器は、上記の運転時のダイナ
   モメータにおけるトルク値を検出し、そのダイナモメー
   タトルク実測値信号をレコーダに入力するように接続さ
   れており、（７）レコーダは、入力されるダイナモメー
   タトルク実測値信号及びエンジン回転数実測値信号に基
   づき、前記のエンジン回転数指令値のスイープの増速過
   程中及び減速過程中において前記のサンプリングエンジ
   ン回転数値に対応する回転数実測値検出時のダイナモメ
   ータトルク実測値の平均値を算出し、互に対応する回転
   数実測値とダイナモメータトルク実測値によりエンジン
   性能データを記録するエンジン試験装置におけるエンジ
   ン性能記録装置。