KR960014006B1 - 엔진 벤치 테스트 시스템 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

엔진 벤치 테스트 시스템

제1도는 본 발명의 한 실시예를 도시한 제어 블럭도.

제2도는 본 발명에 따른 실시예의 제어 상태도.

제3도는 엔진 벤치 테스트 시스템을 도시한 도면.

제4도는 종래의 제어 블럭도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 공시 엔진 3 : 동력계

5 : 제어기 12 : 토크 제어계

15 : 속도 제어계 18 : 홀드 회로

19 : 토크 편차 감시 회로 20 : 가감 속도 제어계

21 : 전환 스위치 22 : 미분 회로

23 : 속도 편차 감시 회로.

본 발명은 동력계(dynamo meter)를 사용하여 성능 내구 시험을 하기 위한 엔진 벤치 테스트 시스템에 관한 것으로, 특히 엔진의 제어 계측에 관한 것이다.

엔진 벤치 테스트 시스템은, 예를 들면, 주요 부분은 제3도에 도시하는 구성으로 된다. 공시 엔진(1)은 출력측에는 토크 미터(2)와 동력 흡수용의 동력계(3) 및 관성 부하용의 플라이휘일(flywheel)(4)가 결합된다.

공시 엔진(1)은 드로틀(throttle) 개방 각 조절에 의해 토크 제어가 행해지고 동력계(3)은 전류 조절에 의해 속도 제어가 행해진다. 이들 제어는 제어기(5)에 의해 아날로그 제어계 또는 디지탈 제어계에 의해 행해지고, 이로 인한 토크 검출은 토크 미터(2)에 의해 동력계(3)의 토크 출력 검출로 행해지며, 속도 검출은 속도 검출기(6)에 의해 검출된다. 또, 드로틀 개방 각 조작은 작동자(도시 생략)에 의해 행해지고, 전류 조절은 반도체 전력 변환기(도시 생략)로 행해진다.

계측부(7)은 제어기(5)에 의한 공시 엔진(1)의 각종 제어 상태에서의 토크 출력 계측치, 속도 계측지나 흡입/배기 공기 온도, 냉각 수온, 열료 유량 등의 각종 계측치를 얻어 공시 엔진(1)의 시험 데이타를 얻는다.

이와 같은 종래 시스템에 있어서, 공시 엔진(1)의 출력 토크는 직접 측정할 수 없기 때문에, 토크 미터(2)는 동력계(3)이 수신하는 토크를 로드 셀(load cell) 등으로 검출하고 있다. 또, 제어기(5)에 의해 토크 제어 및 속도 제어는 제4도에 도시하는 제어 블럭도로 구성된다. 제4도에 있어서, 토크 제어는 엔진 토크 지령치에 대해 검출 필터(11)을 통한 토크 검출치는 피드백 신호로서 토크 제어계(12)에 의해 비례 적분 연산을 행하고, 이 연산 결과를 드로틀 개방 각 지령으로서 작동자 제어계(13)에 의해 작동자의 스트로크(stroke) 제어를 행하며, 공시 엔진(1)의 드로틀 개방 각을 조절한다.

속도 제어는 동력계 속도 지령치에 대해 검출 필터(14)를 통한 속도 검출치는 피드백 신호로서 속도 제어계(15)에 의해 비교 적분 연산을 행하고, 이 연산 결과를 동력계의 전류 지령으로서 동력계 전류 제어계(16)에 의해 전류 제어를 행하여 동력계(3)의 토크 출력을 얻는다.

동력계(3)의 출력 토크와 엔진(1)의 출력 토크의 편차는 시스템 관성[주로, 플라이휘일(4)](17)로서 관성분으로 변환된다.

종래의 시스템에 있어서, 공시 엔진(1)을 토크 제어하고, 동력계(3)을 속도 제어할 때, 동력계(3)의 토크 검출 및 계측에 다음과 같은 문제가 있다.

(1) 공시 엔진(1)이 토크 제어이기 때문에, 토크를 일정하게 하고자 드로틀 개방 각이 조절될 때, 공시 엔진(1)의 토크-개방 각 특성에 히스테리시스가 존재하기 때문에, 동일한 토크 출력이어도 드로틀 개방 각의 증감 방향에 따라 상이한 드로틀 개방 각으로 된다. 이 때문에, 일정한 출력 토크로 일정한 드로틀 개방 각의 안정한 조건에서의 계측이 불가능하다.

(2) 공시 엔진(1)의 해석을 행하는 경우, 계측 데이타는 가능한한 일정한 것이 요구되지만, 상기와 같이 토크 제어시에 드로틀 개방 각의 약간 어긋남이 해석상에서 문제로 된다. 또, 드로틀 개방 각의 어긋남을 없애도록 토크 지령을 변경하는 것은 이 토크 지령의 어긋남이 문제로 된다.

(3) 공시 엔진(1)의 진동 토크 등이 연결 축을 통하여 동력계(3)의 속도 제어계로의 외란(外亂)으로 되고, 이 외란으로, 동력계(3)의 속도에 변동이 나타나는 것을 억제하려고 하기 때문에 동력계(3)의 출력 토크에 흔들림이 발생한다.

본 발명의 목적은 토크 제어와 속도 제어를 안정화하고, 또한 공시 엔진의 해석을 용이하게 하는 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 공시 엔진에 동력계를 결합하고, 공시 엔진의 토크 지령과 동력계의 토크 검출치로부터 토크 제어계에 의해 이 공시 엔진를 토크 제어하며, 상기 동력계의 속도 지령과 그 속도 검출치로부터 속도 제어계에 의해 이 동력계를 속도 제어하는 엔진 벤치 테스트 시스템에 있어서, 상기 토크 지령과 토크 검출치의 편차가 일정치 내에 있을 때에 상기 토크 제어계의 출력을 홀드하여 상기 공시 엔진의 토크 제어 신호로 하는 회로와, 상기 속도 지령과 속도 검출치의 편차가 일정치 내에 있을 때에 상기 속도 제어계를 대신하여 가감 속도 제어계에 의해 상기 동력계를 영 가감 속도로 제어하는 회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.

공시 엔진의 토크 제어가 안정할 때에 토크 제어계의 출력을 홀드하는 것으로 드로틀 개방 각 토크 제어-계측을 안정화한다. 또, 동력계의 속도 제어가 안정할 때의 동력계를 속도 제어계를 대신하여 가감 속도 제어로 전환하여 외란에 의한 속도 및 토크 제어 계측을 안정화한다.

제1도는 본 발명의 한 실시예를 도시하는 제어 블럭도로, 제4도와 동일한 것을 동일 부호로 표시한다.

토크 제어계(12)에서의 드로틀 개방 각 지령은 홀드 회로(18)에 의해 홀드할 수 있게 되고, 이 홀드와 해제는 토크 편차 감시 회로(19)에 의해 제어된다. 토크 편차 감시 회로(19)는 공시 엔진(1)의 토크 지령치와 동력계(3)의 검출 토크와의 편차가 일정치 내에 있을 때(토크 안정시)에 홀드 신호를 발생한다.

다음에, 속도 제어계(15)와 전류 제어계(16)의 사이에는 낮은 이득으로 되는 가감 속도 제어계(20)이 설치되고, 속도 제어계(15)의 출력은 전환 스위치(21)에 의해 영 가감 속도로 전환되어 가감 속도 지령으로 된다. 또, 가감 속도 지령계(20)은 미분 회로(22)에서 얻은 속도 검출치의 미분치(가감 속도 검출치)를 피드백 신호로서 비례 적분 연산하고, 이 연산 결과를 전류 제어계(16)으로 전류 제어 지령으로 한다.

속도 편차 감시 회로(23)은 동력계의 속도 지령치와 속도 검출치의 편차가 일정치 내에 있을때 전환 스위치(21)을 영 가감 속도로 전환한다.

본 발명이 동작을 다음에 상세히 설명한다.

공시 엔진(1)의 토크 제어와 동력계(3)의 속도 제어를 행하기 위하여, 토크 지령을 영에서부터 일정치까지 변화시킬 때, 토크 제어에 의해 제2도에 도시하는 바와 같이 공시 엔진(1)의 드로틀 개방 각(θ)가 증가하고, 공시 엔진(1)의 토크 출력(T)도 토크 지령치까지 상승한다. 이 후, 토크 제어가 안정하고, 토크 지령치와 토크 검출치의 편차가 일정치 내로 들어갈 때[시간(t1)], 토크 편차 감시 회로(19)는 홀드 신호를 발생하고, 홀드 회로(18)에 의해 드로틀 개방 각 지령을 현재치로 홀드한다.

이로 인해, 공시 엔진(1)의 드로틀 개방 각(θ)가 현재치로 일정하고, 토크 출력(T)도 일정하게 유지된다. 따라서, 공시 엔진(1)을 토크 제어하기 위하여, 그 토크-개방 각 특성에 히스테리시스가 있어서 일정한 토크에서 일정한 개방 각의 안정한 조건을 계측할 수 있다. 또, 토크와 개방 각을 일정하게 한 데이타를 얻을 수 있다.

또, 토크 지령과 토크 검출치의 편차가 일정치 이상으로 될 때에는 토크 편차 감시 회로(19)는 해제 신호를 발생하고, 홀드 회로(18)의 홀드 해제에 의해 통상의 토크 제어로 되돌아 간다.

여기에서, 공시 엔진(1)의 진동 토크 등이 동력계(3)측으로 외란으로서 입력되면, 상술한 바와 같이 동력계의 출력 토크가 변동되어 버린다.

여기에서, 본 실시예에서는 동력계(3)의 속도와 검출치가 일정치 내에 들어가는 안정화된 때에 감시 회로(23)이 전환 스위치(21)을 영 가감 속도측으로 전환하여 외란에도 동력계(3)의 속도 변화를 작게 하고, 더 나아가 동력계(3)의 출력 토크 변동을 작게 한다.

즉, 통상의 속도 제어에서는 시스템 관성에 대한 응답성을 높이기 위한 루프 이득을 높게 하고, 외란에 의해 속도 변동이 있으면 전류 제어계(16)으로의 지령이 크게 변동하여, 동력계(3)의 출력 토크 변동을 일으키기 쉽다. 이 점에서, 본 실시예에서는 속도가 안정화 된 후에는 가감 속도 제어계(20)에 의해 영 가감 속도로 제어하고, 또 가감 속도 제어계(20)에서는 루프 이득은 속도제어계에 비해 작게 할 수 있으며, 외란에 의해 토크 변동을 작게 할 수 있다.

또, 속도 지령과 속도 검출치의 편차가 일정치 이상으로 될 때에는 속도 편차 감시 회로(23)은 전환 스위치(21)을 속도 제어계(15)로 되돌리고, 동력계(3)은 통상의 속도 제어로 되돌아 간다. 이 전환에 의해 전원 변동에 의한 큰 외란이 있은 경우에는 속도 제어로 되돌아 가고, 속도의 안정화를 기다려 다시 가감 속도 제어로의 변환에 의해 토크 안정화를 얻는다.

또, 실시예에 있어서, 공시 엔진의 토크 제어계의 부 루프는 드로틀 개방 각을 대신하여 흡기 부압 제어로 하는 시스템에 적용하여 동등한 작용 효과를 얻을 수 있다. 더욱이, 동력계의 속도 제어계의 부 루프에 가감 속도 제어계를 설치하는 구성을 대신하여 속도 제어게와 가감 속도 제어계를 전환하는 구성으로 할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 따르면, 공사 엔진의 토크 제어가 앉어할 때에 토크 제어 신호를 홀드하고, 동력계의 속도 제어가 안정할 때에 속도 제어로부터 영 가감 속도로 전환하여 영 가감 속도 제어를 행하도록 하기 때문에, 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 토크 제어 신호 출력을 홀드함과 동시에, 외란에 의한 동력계 측의 토크 변동을 작게 하여 공시 엔진의 출력 토크 제어를 안정화하고, 또 토크 측정을 일의적으로 하여 측정, 관리를 용이하게 한다.

(2) 공시 엔진의 토크 제어의 안정화와 드로틀 개방 각도 등의 부 제어의 안정화 및 속도의 안정화에 의해 엔진의 해석을 용이하게 한다.

(3) 장치 구성으로서는 제어 장치에 작은 회로 요소를 추가하는 것만으로 실현되고, 이미 설치된 시스템의 간단한 개량으로 완료한다.

Claims (1)

1. 공시 엔진에 동력계를 결합하고, 공시 엔진의 토크 지령과 동력계의 토크 검출치로부터 토크 제어계에 의해 상기 공시 엔진를 토크 제어하며, 상기 동력계의 속도 지령과 그 속도 검출치로부터 속도 제어계에 의해 상기 동력계를 속도 제어하는 엔진 벤치 테스트 시스템에 있어서, 상기 토크 지령과 토크 검출치의 편차가 일정치 내에 있을 때에 상기 토크 제어계의 출력을 홀드하여 상기 공시 엔진의 토크 제어 신호로 하는 회로, 및 상기 속도 지령과 속도 검출치의 편차가 일정치 내에 있을 때에 상기 속도 제어계를 대신하여 가감 속도 제어계에 의해 상기 동력계를 영 가감 속도로 제어하는 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 벤치 테스트 시스템.