WO2005066602A1 - エンジンの過渡試験装置および方法 - Google Patents

エンジンの過渡試験装置および方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2005066602A1
WO2005066602A1 PCT/JP2005/000131 JP2005000131W WO2005066602A1 WO 2005066602 A1 WO2005066602 A1 WO 2005066602A1 JP 2005000131 W JP2005000131 W JP 2005000131W WO 2005066602 A1 WO2005066602 A1 WO 2005066602A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
engine
control
simulation
transient
value
Prior art date
Application number
PCT/JP2005/000131
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Yasunori Urano
Original Assignee
Hino Motors, Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP2004004342A priority Critical patent/JP4145806B2/ja
Priority to JP2004-004323 priority
Priority to JP2004-004342 priority
Priority to JP2004004323A priority patent/JP4213049B2/ja
Application filed by Hino Motors, Ltd. filed Critical Hino Motors, Ltd.
Publication of WO2005066602A1 publication Critical patent/WO2005066602A1/ja

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00Testing of engines
    • G01M15/02Details or accessories of testing apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2432Methods of calibration
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00Testing of engines
    • G01M15/04Testing internal-combustion engines
    • G01M15/042Testing internal-combustion engines by monitoring a single specific parameter not covered by groups G01M15/06 - G01M15/12
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1433Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a model or simulation of the system

Abstract

 エンジンの模擬モデルを使って、シミュレーションによりエンジンの過渡試験を行なう。この過渡試験において、エンジンの制御値を設定する際に、オペレータが視覚的に制御値の設定状態を把握できるようにする。シミュレーションの実行結果と共に、当該シミュレーションの実行に用いた制御値を時系列的にグラフ表示する。さらに、時系列的に表示された制御値のグラフを表示画面上においてドラッグ操作することにより、その制御値を手動で変更する。  

Description

明 細 書

エンジンの過渡試験装置および方法

技術分野

[0001] 本発明は、エンジン(内燃機関)の過渡試験に用いる。本発明は、特にディーゼル エンジンの過渡特性性能を、要求される性能目標に適合ィ匕させるための過渡試験方 法およびそのためのシステムに関する。本発明は、エンジン過渡性能目標を満足す るエンジン制御システムを短時間に構築できるようにするためのものである。 背景技術

[0002] エンジンの過渡特性は、回転速度やトルクが一定状態であるような定常状態でなく 、時間によって変化する場合の特性をいう。例えば、加速中であるとか減速中である とか、回転速度などが変化して 、る状態でのエンジンの特性を 、う。

[0003] 従来のエンジンの過渡状態でのエンジンのトルク出力や排気ガスなどの出力特性 測定は、実機を定常状態にしてそのエンジンの出力状態を測定し、その定常状態の 出力データに何らかの重み付けをして過渡状態の特性に置き換えてエンジンの出力 を推定すると ヽぅ手法で行われて 、た。

[0004] しかし、定常状態でのエンジン特性の測定は、あるエンジンの制御因子 (例えば燃 料噴射量、燃料噴射タイミングなど)の制御値を変更したときは、定常状態になるまで 所定時間(例えば 3分)経過するのを待ってその状態の出力を測定するというように、 一つの制御因子の制御値を変更して定常状態になって所定時間経過後に測定し、 次にまた制御因子の制御値を変更して、測定を行うというように時間の力かるもので めつに。

[0005] 実際の車両の走行では、エンジンは加速状態あるいは減速状態である時間の方が 多ぐ定速状態で走行できることの方が少ない。このため、エンジンの過渡状態での 特性を測定することが重要である。また、近年排気ガス規制の仕方が、いままでのェ ンジンの定常状態での排気ガスの値で規制するのではなく、エンジンの過渡状態で の排気ガスの規制値で規制しょうとする方向にある。したがって、エンジンについて、 どの制御因子をどのように変更したらどのような過渡状態の排気ガスが得られるかと いう過渡特性の測定が重要になった。

[0006] 上述したように、定常状態のエンジンの制御因子の変更に対してどのような出力が 得られるかという定常特性の測定でも、制御因子が多くなり、特に ECUによる電子制 御によってエンジン制御に多数の制御因子が現れるようになつたので、試験時間が 長時間力かるようになった。例えば、 EGR (Exhaust Gas Recirculation)バルブ制御で あるとか、 VGT (Variable Geometry Turbo)制御などエンジン制御に関する種々の電 子制御の要素が加わってくるようになった。過渡特性測定では、エンジンの回転速度 やトルク自体が時系列的に変化する状態で、その出力データも当然時系列的に変 動するデータとして現れるので、制御因子の数が多くなり、それらの制御因子一つ一 つについてその制御値を変更しながら定常状態で測定しょうとすれば、その試験時 間は指数関数的に増大する。

[0007] そこで、仮想的にエンジンや車両の特性を模擬したシミュレーションを用いてェンジ ン制御等の評価を行うとする技術が提案されている (特許文献 1参照)。

[0008] この技術は、シミュレータ内にエンジンを含む仮想的な車両モデルを車種ごとに作 成しておき、車両モデルに種々の制御入力、例えばスリット開度であると力、クランク 角度などの制御因子の制御値を入力し、その入力された制御値に基づいて仮想的 な車両モデルの出力として、エンジン回転速度とか車速とか排気ガス温度センサの 値とかを推定しょうとするものである。

特許文献 1 :特開平 11— 326135号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0009] 上述のように、実機で定常状態や過渡状態の特性を測定しょうとすると、近年はェ ンジンの制御因子の数が多数になったため、試験データを得るにはどうしても長時間 かかり、エンジン開発のネックとなっていた。

[0010] また、仮想のエンジンモデルを含む車両モデルをシミュレータに展開して、それを 用いてエンジンの挙動を観察する手法は、エンジン開発の時間を短縮できる点で有 用である。しかし、上述の公知文献では車両モデルの模擬モデルを作成することを 目的とするもので、エンジンの過渡状態の現象について模擬モデルを生成してそれ によりエンジンの過渡状態に要求される性能を評価するものではな力つた。また、ェ ンジンのそれぞれの制御因子の制御値を過渡状態に対応して変更してその結果を 推定するには、操作性が悪い問題があった。

[0011] 本発明は、このような背景になされたもので、エンジンの過渡試験の時間を短縮す ることができる過渡試験装置および方法を提供することを目的とする。また、本発明 は、過渡状態のエンジンに要求される性能目標を満足するエンジンの制御値を設定 する際に、オペレータが視覚的に制御値の設定状態を把握することができる過渡試 験装置および方法を提供することを目的とする。これにより、本発明は、エンジン開発 の時間を短縮することができる過渡試験装置および方法を提供することを目的とする 課題を解決するための手段

[0012] 一般的に、エンジンの過渡試験を実施する場合に、まず、このエンジンの模擬モデ ルを使ってシミュレーションを実行する。すなわち、エンジンの制御を行なう ECU ( Electronic Control Unit or Engine Control Unit)をエミュレートする仮想 ECUに制御 値を設定し、その制御値に基づいて模擬モデルに制御信号を供給する。そして、当 該模擬モデルが目標性能を満足するような制御値が得られると、その制御値を実際 の ECUに設定し、実エンジンによる過渡試験を実施する。

[0013] このようなシミュレーションでは制御値のベストモードの検討が行われる力 ォペレ ータが手動により制御値を変更する必要がある。本発明は、オペレータの操作 (チュ 一-ング)を援助するためのものである。

[0014] すなわち、本発明の第一の観点によると、時間の経過に応じてエンジンの回転速 度あるいはトルクが変動する過渡状態をシミュレートする仮想エンジン試験手段を備 え、この仮想エンジン試験手段は、少なくとも 1つの制御因子の値を変化させて実機 エンジンを運転することにより得られたデータに基づいて作成された過渡エンジンモ デルによりエンジンの挙動をシミュレートするシミュレーション手段と、実機エンジンを 制御する実制御手段 (ECU)をエミュレートし、前記シミュレーション手段にエンジン 制御信号を与える仮想制御手段と、この仮想制御手段に前記制御因子に対する制 御値を与えるとともに、前記シミュレーション手段のシミュレーション結果をオペレータ の表示手段に表示させ、オペレータの操作に従って前記制御値を修正する制御値 操作手段とを含み、前記制御値操作手段は、前記シミュレーション結果と共にそのシ ミュレーシヨンに用いた制御値を前記表示手段に時系列的にグラフ表示させる手段 を含むことを特徴とするエンジンの過渡試験装置が提供される。

[0015] 前記制御値操作手段により修正された制御値を用いて実機エンジンの過渡試験を 行なう手段と、この過渡試験を行なう手段の試験結果に基づ 、て前記シミュレーショ ン手段の過渡エンジンモデルを更新する手段とをさらに備えることができる。

[0016] 本発明の過渡試験装置では、シミュレーションの実行結果の表示と共に当該シミュ レーシヨンの実行に用いた制御値を時系列的にグラフ表示することにより、実行結果 と制御値との対応関係をオペレータが視覚的に把握することを容易にすることができ る。

[0017] 前記制御値操作手段は、前記表示手段にグラフ表示された制御値に対してォペレ ータが行なったドラッグ操作に従って、制御値を更新することが望ましい。これにより、 オペレータは、視覚的にシミュレーションの実行結果と制御値との対応関係を把握し ながら、制御値の変更操作を行うことができる。したがって、制御値をどのように変更 したらシミュレーションの実行結果がどのように変更されるかという対応関係を実験的 に認識することができるため、過渡状態のエンジンに要求される性能目標を満足する 結果を短時間に得ることを容易にする。

[0018] 前記制御値操作手段は、シミュレーション手段におけるシミュレーションの目標値を シミュレーション結果と並行に前記表示手段に表示させることが望ましい。

[0019] 前記制御値操作手段は、シミュレーション結果と目標値との差分が許容範囲を超え た箇所にっ 、ては、そのシミュレーション結果にっ 、てそれ以外の箇所とは異なる表 示パターンで表示させることが望ましい。また、シミュレーション結果と目標値との差 分が許容範囲を越えた箇所に対応する制御値についても、それ以外の箇所と異なる 表示パターンで表示させることが望ましい。これによりオペレータは、シミュレーション 結果の中で再検討すべき箇所を速やかに把握することができ、オペレータの操作効 率を高めることができる。

[0020] シミュレーションの実行時間を単位時間毎のタイムスリットに分割し、シミュレーショ ン結果と目標値との差分の積分値が閾値を越えたタイムスリットについて、それ以外 のタイムスリットと異なる表示パターンで表示させることもできる。このようによれば、短 V、パルス的なピークをもつシミュレーション結果の値は取り除き、許容範囲を越えた 箇所を検出することができるため、精度の高い検出を行なうことができる。

[0021] 本発明の第二の観点によると、時間の経過に応じてエンジンの回転速度あるいはト ルクが変動する過渡状態で少なくとも 1つの制御因子の値を変化させて実機ェンジ ンを運転することにより得られたデータに基づいて過渡エンジンモデルを作成する第 一のステップと、この過渡エンジンモデルを仮想エンジンとし、この仮想エンジンを動 作させるための前記制御因子に対する制御値を表示する第二のステップと、実機ェ ンジンを制御する実制御手段をエミュレートし、前記制御値に基づ!、て前記仮想ェン ジンにエンジン制御信号を与える第三のステップと、このエンジン制御信号にしたが つて前記仮想エンジンを動作させたシミュレーション結果を表示する第四のステップ と、表示されたシミュレーション結果に対応して前記制御値を修正する第五のステツ プとを含み、前記シミュレーション結果が性能目標を満足するまで前記第二な 、し第 五のステップを繰り返し、前記第二のステップでは前記制御値を時系列的にグラフ表 示し、前記第四のステップでは前記シミュレーション結果を前記制御値のグラフ表示 と並列に表示することを特徴とするエンジンの過渡試験方法が提供される。

[0022] 前記第二な!/、し第五のステップを繰り返して性能目標を満足する結果が得らたとき の制御値を実機エンジンの制御手段に与えてその実機エンジンで実際に過渡試験 を行なう第六のステップと、この過渡試験の結果に基づ 、て前記過渡エンジンモデ ルを更新する第七のステップとをさらに含み、更新された過渡エンジンモデルを用い て前記第二ないし第五のステップを繰り返すことができる。

[0023] 前記第五のステップでは、前記第二のステップにおいてグラフ表示された制御値に 対してオペレータがドラッグ操作を行なうことにより制御値を更新することが望ましい。

[0024] 前記第二のステップまたは前記第四のステップにお!/、て、シミュレーションの目標 値を前記第四のステップにおいてシミュレーション結果と並行に表示されるように表 示することができる。

[0025] 前記第四のステップでは、シミュレーション結果と目標値との差分が許容範囲を超 えた箇所にっ 、て、そのシミュレーション結果にっ 、てそれ以外の箇所とは異なる表 示パターンで表示することが望ましい。シミュレーション結果と目標値との差分が許容 範囲を越えた箇所に対応する制御値についても、それ以外の箇所と異なる表示バタ ーンとすることが望ましい。

[0026] 前記第四のステップでは、シミュレーションの実行時間を単位時間毎のタイムスリツ トに分割し、シミュレーション結果と目標値との差分の積分値が閾値を越えたタイムス リットにっ 、て、それ以外のタイムスリットと異なる表示パターンで表示することもできる

[0027] 本発明の第三の観点によると、情報処理装置にインストールすることにより、少なく とも 1つの制御因子の値を変化させて実機エンジンを運転することにより得られたデ ータに基づいて作成された過渡エンジンモデルによりエンジンの挙動をシミュレート するシミュレーション手段と、実機エンジンを制御する実制御手段をエミュレートし、前 記シミュレーション手段にエンジン制御信号を与える仮想制御手段と、この仮想制御 手段に前記制御因子に対する制御値を与えるとともに、前記シミュレーション手段の シミュレーション結果をオペレータの表示手段に表示させ、オペレータの操作に従つ て前記制御値を修正する制御値操作手段と、前記シミュレーション結果と共にそのシ ミュレーシヨンに用いた制御値を前記表示手段に時系列的にグラフ表示させる手段と を実現することを特徴とするコンピュータプログラムが提供される。

[0028] このコンピュータプログラムは、情報処理装置で読み取り可能な記憶媒体として流 通させることができ、また、ネットワークを介して直接情報処理装置にインストールする こともでき、本発明を汎用の情報処理装置を用いて実施することができる。

発明の効果

[0029] 本発明では、性能目標を満足するエンジンの制御値を設定する際に、オペレータ が制御値の設定状況を視覚的に把握することができる。本発明によりエンジン開発 の時間を短くでき、製品開発の時間を短くできる。

図面の簡単な説明

[0030] [図 1]本発明を実施するエンジン過渡試験装置のブロック構成図。

[図 2]実機による試験を含むエンジン過渡試験の全体の流れを示すフローチャート。 [図 3]仮想エンジン試験装置による処理の流れを示すフローチャート。

[図 4]過渡状態におけるデータ取得例を説明するための図。

[図 5]制御値操作部によるオペレータ端末への表示例を示す図。

[図 6]制御値の修正操作の一例を示す図。

[図 7]シミュレーション結果と目標値との表示例を示す図。

[図 8]現在の制御値と目標となる制御値との表示例を示す図。

[図 9]シミュレーション結果と制御値との遅延の補正例を示す図。

[図 10]仮想エンジン試験装置による処理の別の例を示すフローチャート。

[図 11]タイムスリットに分割した表示例を示す図。

[図 12]許容範囲を越えたタイムスリットを異なる表示とした表示例を示す図。

[図 13]制御因子として利用可能な燃料噴射量制御値の表示例を示す図。

符号の説明

[0031] 1 仮想エンジン試験装置

2 モデル作成部

3 仮想 ECU

4 制御値操作部

5 エンジンシミュレーション部

6 オペレータ端末

10 実機過渡試験装置

11 ECU

12 エンジン

13 回転検出器

14 計測部

発明を実施するための最良の形態

[0032] 図 1は本発明を実施するエンジン過渡試験装置のブロック構成図である。このェン ジン過渡試験装置は、時間の経過に応じてエンジンの回転速度あるいはトルクが変 動する過渡状態をシミュレートする仮想エンジン試験装置 1と、実際のエンジンの過 渡試験を行なう実機過渡試験装置 10とを備える。実機過渡試験装置 10には、ェン ジンの制御を行なう ECU11、 ECU11によって制御されるエンジン 12、エンジン 12 のクランクシャフトの回転速度およびトルクを検出する回転検出器 13、回転検出器 1 3から出力される回転速度およびエンジン 12の排ガス、煙、その他 (燃費等)を計測 する計測部 14を備える。

[0033] 仮想エンジン試験装置 1は、少なくとも 1つの制御因子の値を変化させてエンジン 1 2を運転することにより得られたデータに基づいて作成された過渡エンジンモデルに よりエンジン 12の挙動をシミュレートするエンジンシミュレーション部 5と、 ECU11を エミュレートし、エンジンシミュレーション部 5にエンジン制御信号を与える仮想 ECU3 と、この仮想 ECU3に前記制御因子に対する制御値を与えるとともに、エンジンシミュ レーシヨン部 5のシミュレーション結果をオペレータ端末 6の表示画面に表示させ、ォ ペレータの操作に従って制御値を修正する制御値操作部 4とを備える。制御値操作 部 4は、シミュレーション結果と共にそのシミュレーションに用いた制御値をオペレー タ端末 6の表示画面に時系列的にグラフ表示させることができる(図 5参照)。

[0034] 仮想エンジン試験装置 1はまた、制御値操作部 4により修正された制御値を実機過 渡試験装置 10の ECU11に与えてエンジン 12の過渡試験を行なって得られた試験 結果、すなわち計測部 14の出力、に基づいてエンジンシミュレーション部 5の過渡ェ ンジンモデルを更新するモデル作成部 2を備える。

[0035] 実機過渡試験装置 10と仮想エンジン試験装置 1とは隣接して設ける必要はなぐ 例えば、 LANを用いて実機過渡試験装置 10と仮想エンジン試験装置 1とを接続して もよい。さらに、仮想エンジン試験装置 1とオペレータ端末 6とを隣接して設ける必要 はなぐこれらも LANを用いて接続することができる。

[0036] 図 2は実機による試験を含むエンジン過渡試験の全体の流れを示すフローチャート であり、図 3は仮想エンジン試験装置による処理の流れを示すフローチャートである。

[0037] エンジン過渡試験を行なうために、まず、時間の経過に応じてエンジンの回転速度 あるいはトルクが変動する過渡状態で少なくとも 1つの制御因子の値を変化させて実 機エンジン 12を運転し (S1)、計測部 14によりそのデータを取得する(S2)。このデ ータを用いてモデル作成部 2において過渡エンジンモデルを作成し (S4)、この過渡 エンジンモデルを仮想エンジンとしてシミュレーションを実行する(S5)。 [0038] このシミュレーションにおいては、モデル作成部 2で作成した過渡エンジンモデルを エンジンシミュレーション部 5に格納し(S50)、制御値操作部 4は、この過渡エンジン モデル力 なる仮想エンジンを動作させるための制御因子に対する制御値を仮想 E CU3に設定するとともに、それをオペレータ端末 6に表示する(S51)。仮想 ECU3は 、エンジン 12を制御する ECU11をエミュレートし、制御値操作部 4により設定された 制御値に基づ!、て、エンジンシュミレーシヨン部 5の仮想エンジンにエンジン制御信 号を与え、シミュレーションを実行する(S52)。制御値操作部 4は、シミュレーション結 果をオペレータ端末 6に表示するとともに(S53)、目標値を並行表示する(S54)。ォ ペレータはこの表示を見て、性能目標が満足された力否かを判断する(S55)。性能 目標が満足されていない場合には、制御値操作部 4において、表示されたシミュレ一 シヨン結果に対応して制御値の修正を受け付ける(S56)。以上のステップをシミュレ ーシヨン結果が性能目標を満足するまで繰り返す。

[0039] 以上のステップを繰り返して性能目標を満足する結果が得られると、その制御値を ECU11に与え、エンジン 12で実際に過渡試験を行なう(Sl)。計測部 14によりその データを取得し (S2)、要求される過渡性能目標が実際に満足されるかを確認する( S3)。満足された場合には、その制御値を用いて、 ECU11の制御ソフトウェアを作 成する(S6)。満足されな力つた場合には、モデル作成部 2において過渡エンジンモ デルを更新し (S4)、シミュレーションを実行する(S5)。

[0040] 図 4を参照して過渡状態における実機エンジン力ものデータ取得例を説明する。図 4に示すように、回転速度(一点鎖線)、トルク(実線)が秒単位で変化する過渡運転 を実施する。このとき ECU11の制御因子は、破線のようにエンジン 12に与えられる。 これらの回転速度、トルク、制御因子をそれぞれ記録して表示したものが図 4に示す グラフである。また、制御因子の変化と回転速度、トルクの変化との間に遅延がある 場合には、これを補正して記録表示することができる。これにより、制御因子の変化に 対応する回転速度、トルクの変化を明示することができる。

[0041] 具体的な例として、制御因子として EGRおよび VGT、性能目標の指標として一時 間当たりの NOxのグラム数 (gZh)および一秒当たりの煙のグラム数 (gZs)を想定 する。 ECU 11に EGR制御値および VGT制御値を設定し、それらの制御値にしたが つてエンジン 12を制御し(図 2の SI)、回転検出器 13により回転速度およびトルクを 測定してそのデータを計測部 14に取り込むとともに、計測部 14により、エンジン 12か ら排出される NOxおよび煙を計測する(S2)。この計測結果に基づいてモデル作成 部 2によりモデル作成を行い(S4)、エンジンシミュレーション部 5に格納して(図 3の S 50)、上述の手順によるシミュレーションを開始する。

[0042] 図 5に、制御値操作部 4によるオペレータ端末 6への表示例を示す。制御値操作部 4はオペレータ端末 6に、シミュレーション結果である NOx排出量および煙の排出量 とともに、そのシミュレーションに用いた制御値である EGR制御値および VGT制御値 を時系列的にグラフ表示させる。シミュレーションを実行する前の初期値として、最初 の実機試験時に ECU11に設定された制御値と計測部 14により計測された結果とを 表示することちでさる。

[0043] 仮想 ECU3に設定される制御値を修正するには、オペレータ端末 6上にグラフ表示 された制御値をオペレータがマウスによりドラッグ操作する。このときの操作状況がォ ペレータ端末 6から制御値操作部 4に通知され、制御値操作部 4が新たな制御値を 求めてオペレータ端末 6に表示する。これにより、視覚的にグラフ形状の変化を確認 しながら制御値を変更することができる。

[0044] 図 6は制御値の修正操作の一例を示す。まず、図 6 (a)に示す現在の制御値のダラ フに対し、変更を行う範囲を画面の横軸方向に指定する。この範囲指定は、図 6 (b) に示すように、マウス操作によって画面上のポインタを横軸方向にドラッグさせること により行う。続いて、変更を行う増減幅を画面の縦軸方向に指定する。この増減幅指 定は、図 6 (c)に示すように、マウス操作によって画面上のポインタを縦軸方向にドラ ッグさせることにより行う。

[0045] グラフ形状の変化による制御値の修正だけでなぐオペレータ端末 6から直接制御 値を入力して修正することもできる。

[0046] シミュレーションの目標値をシミュレーション結果と並列に表示させることもできる。

その例を図 7に示す。この例では、 NOxおよび煙のシミュレーション結果 (仮想実測 値)を実線で示し、その目標値を破線で示している。オペレータは、この仮想実測値 と目標値との差が許容範囲内かどうかを判断し、許容範囲外のときには、仮想実測 値が目標値に近づくように制御値を修正する。

[0047] 制御値の修正に関しても、修正前の値と修正後の値を並列表示することが望ましい 。図 8に、修正前の制御値を実線で示し、修正後の制御値を破線で示した例を示す

[0048] このようにして変更された制御値は、再び仮想 ECU3に与えられ、エンジンシミュレ ーシヨン部 5によるシミュレーションが実行される。

[0049] 制御値の変化とシミュレーションの実行結果との間に遅延がある場合は、この遅延 を補正することができる。図 9に遅延補正の例を示す。 EGR制御値に故意に外乱を 与えるために、テストパターンを挿入する。この外乱の影響が煙の量の顕著な変化と なって t時間後に現れる。これにより、 EGR制御値と煙量との間には t時間の遅延が あることがかわるので、これを補正して表示することにより、シミュレーションの実行結 果と制御値とを時系列的に対応させることができる。他のシミュレーション実行結果と 制御値との間の遅延についても同様に補正することができる。

[0050] シミュレ一ヨン結果と目標値との差分が許容範囲を越えた場合には、その箇所のシ ミュレーシヨン結果をそれ以外の箇所と異なる表示パターンで表示させることもできる 。このような処理の流れを図 10に示す。この処理は、目標値並列表示(S54)、仮想 エンジン試験装置による処理の流れを示す。この処理フローが図 3に示した処理フロ 一と異なる点は、制御値操作部 4が、シミュレーション結果および目標値をオペレータ 端末 6に表示 (S53、 S54)した後、実行結果と目標値との差分が許容範囲を越えた 箇所があるかどうかを判定し (S61)、越えた箇所がある場合には、その箇所がォペレ ータにすぐにわ力るように、他と異なる表示パターンにより警告表示を行なう(S62)こ とである。

[0051] 異なる表示パターンとするためには、シミュレーションの実行時間を単位時間毎のタ ィムスリットに分割しておき、そのタイムスリットを単位に許容範囲内か否かを判断する ことがよい。すなわち、シミュレーション結果と目標値との差分の積分値が閾値を越え たタイムスリットについて、それ以外のタイムスリットと異なる表示パターンで表示させ る。図 11および図 12にタイムスリットに分割した表示例を示す。図 11の表示例では、 シミュレーション結果 (仮想実測値)と目標値とをタイムスリットに分けて並列に表示し ている。図 12の表示例では、仮想実測値と目標値との差分が許容範囲を越えたタイ ムスリットにつ 、て、仮想実測値および目標値を他のタイムスリットと異なる表示とし、 さらに、制御値についても、他のスィムスリットと異なる表示としている。図 11、図 12で は他と異なる表示をハッチングで示しているが、実用的には色を変えた表示とするこ とが望ましい。

[0052] 以上の説明では、制御因子の例として EGR制御値および VGT制御値を挙げて説 明したが、その他の制御因子についても同様に説明することができる。例えば、図 13 に示すような、図 7に示した NOxおよび煙の過渡状態に対応する燃料噴射量の制御 値を用いることちできる。

[0053] 以上説明したように、本発明によれば、エンジンの過渡状態をシミュレートして性能 目標を満足するエンジンの制御値を設定する際に、オペレータが制御値の設定状況 を視覚的に把握することができる。本発明によりエンジン開発の時間を短くでき、製 品開発の時間を短くできる。

産業上の利用可能性

[0054] 上述した実施例における仮想エンジン試験装置 1、特にその仮想 ECU3、エンジン シミュレーション部 5および制御値操作部 4につ 、ては、汎用の情報処理装置を用い て実施することができる。本発明は、汎用の情報処理装置にインストールして上記各 部を実現するコンピュータプログラムとして実施することができ、さらに、そのようなコン ピュータプログラムが記録された情報処理装置読み取り可能な記録媒体として実施 することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 時間の経過に応じてエンジンの回転速度あるいはトルクが変動する過渡状態をシミ ュレートする仮想エンジン試験手段を備え、
この仮想エンジン試験手段は、
少なくとも 1つの制御因子の値を変化させて実機エンジンを運転することにより得ら れたデータに基づいて作成された過渡エンジンモデルによりエンジンの挙動をシミュ レートするシミュレーション手段と、
実機エンジンを制御する実制御手段をエミュレートし、前記シミュレーション手段に エンジン制御信号を与える仮想制御手段と、
この仮想制御手段に前記制御因子に対する制御値を与えるとともに、前記シミュレ ーシヨン手段のシミュレーション結果をオペレータの表示手段に表示させ、オペレー タの操作に従って前記制御値を修正する制御値操作手段と
を含み、
前記制御値操作手段は、前記シミュレーション結果と共にそのシミュレーションに用 いた制御値を前記表示手段に時系列的にグラフ表示させる手段を含む
ことを特徴とするエンジンの過渡試験装置。
[2] 前記制御値操作手段により修正された制御値を用いて実機エンジンの過渡試験を 行なう手段と、
この過渡試験を行なう手段の試験結果に基づいて前記シミュレーション手段の過渡 エンジンモデルを更新する手段と
をさらに備えた請求項 1記載のエンジンの過渡試験装置。
[3] 前記制御値操作手段は、前記表示手段にグラフ表示された制御値に対してォペレ ータが行なったドラッグ操作に従って、制御値を更新する請求項 1記載のエンジンの 過渡試験装置。
[4] 前記制御値操作手段は、シミュレーション手段におけるシミュレーションの目標値を シミュレーション結果と並行に前記表示手段に表示させる請求項 1記載のエンジンの 過渡試験装置。
[5] 前記制御値操作手段は、シミュレーション結果と目標値との差分が許容範囲を超え た箇所にっ 、ては、そのシミュレーション結果にっ 、てそれ以外の箇所とは異なる表 示パターンで表示させる請求項 1記載のエンジンの過渡試験装置。
[6] 前記制御値操作手段は、シミュレーション結果と目標値との差分が許容範囲を越え た箇所に対応する制御値にっ 、て、それ以外の箇所と異なる表示パターンで表示さ せる請求項 1記載のエンジンの過渡試験装置。
[7] 前記制御値操作手段は、シミュレーションの実行時間を単位時間毎のタイムスリット に分割し、シミュレーション結果と目標値との差分の積分値が閾値を越えたタイムスリ ットについて、それ以外のタイムスリットと異なる表示パターンで表示させる請求項 1記 載のエンジンの過渡試験装置。
[8] 時間の経過に応じてエンジンの回転速度あるいはトルクが変動する過渡状態で少 なくとも 1つの制御因子の値を変化させて実機エンジンを運転することにより得られた データに基づ 、て過渡エンジンモデルを作成する第一のステップと、
この過渡エンジンモデルを仮想エンジンとし、この仮想エンジンを動作させるための 前記制御因子に対する制御値を表示する第二のステップと、
実機エンジンを制御する実制御手段をエミュレートし、前記制御値に基づ 、て前記 仮想エンジンにエンジン制御信号を与える第三のステップと、
このエンジン制御信号にしたがって前記仮想エンジンを動作させたシミュレーション 結果を表示する第四のステップと、
表示されたシミュレーション結果に対応して前記制御値を修正する第五のステップ と
を含み、
前記シミュレーション結果が性能目標を満足するまで前記第二な!/、し第五のステツ プを繰り返し、
前記第二のステップでは前記制御値を時系列的にグラフ表示し、
前記第四のステップでは前記シミュレーション結果を前記制御値のグラフ表示と並 列に表示する
ことを特徴とするエンジンの過渡試験方法。
[9] 前記第二な 、し第五のステップを繰り返して性能目標を満足する結果が得られたと きの制御値を実機エンジンの制御手段に与えてその実機エンジンで実際に過渡試 験を行なう第六のステップと、
この過渡試験の結果に基づいて前記過渡エンジンモデルを更新する第七のステツ プと
をさらに含み、
更新された過渡エンジンモデルを用いて前記第二な 、し第五のステップを繰り返 す
請求項 8記載のエンジンの過渡試験方法。
[10] 前記第五のステップでは、前記第二のステップにおいてグラフ表示された制御値に 対してオペレータがドラッグ操作を行なうことにより制御値を更新する請求項 8記載の エンジンの過渡試験方法。
[11] 前記第二のステップまたは前記第四のステップにおいて、シミュレーションの目標 値を前記第四のステップにおいてシミュレーション結果と並行に表示されるように表 示する請求項 8記載のエンジンの過渡試験方法。
[12] 前記第四のステップでは、シミュレーション結果と目標値との差分が許容範囲を超 えた箇所にっ 、て、そのシミュレーション結果にっ 、てそれ以外の箇所とは異なる表 示パターンで表示する請求項 8記載のエンジンの過渡試験方法。
[13] 前記第四のステップでは、シミュレーション結果と目標値との差分が許容範囲を越 えた箇所に対応する制御値にっ 、て、それ以外の箇所と異なる表示パターンとする 請求項 8記載のエンジンの過渡試験方法。
[14] 前記第四のステップでは、シミュレーションの実行時間を単位時間毎のタイムスリツ トに分割し、シミュレーション結果と目標値との差分の積分値が閾値を越えたタイムス リットについて、それ以外のタイムスリットと異なる表示パターンで表示する請求項 8記 載のエンジンの過渡試験方法。
[15] 情報処理装置にインストールすることにより、
少なくとも 1つの制御因子の値を変化させて実機エンジンを運転することにより得ら れたデータに基づいて作成された過渡エンジンモデルによりエンジンの挙動をシミュ レートするシミュレーション手段と、 実機エンジンを制御する実制御手段をエミュレートし、前記シミュレーション手段に エンジン制御信号を与える仮想制御手段と、
この仮想制御手段に前記制御因子に対する制御値を与えるとともに、前記シミュレ ーシヨン手段のシミュレーション結果をオペレータの表示手段に表示させ、オペレー タの操作に従って前記制御値を修正する制御値操作手段と、
前記シミュレーション結果と共にそのシミュレーションに用いた制御値を前記表示手 段に時系列的にグラフ表示させる手段と
を実現する
ことを特徴とするコンピュータプログラム。
請求項 15記載のコンピュータプログラムが記録された情報処理装置読み取り取り 可能な記録媒体。
PCT/JP2005/000131 2004-01-09 2005-01-07 エンジンの過渡試験装置および方法 WO2005066602A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004004342A JP4145806B2 (ja) 2004-01-09 2004-01-09 過渡エンジン試験装置および方法
JP2004-004323 2004-01-09
JP2004-004342 2004-01-09
JP2004004323A JP4213049B2 (ja) 2004-01-09 2004-01-09 エンジンの過渡試験装置および方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/585,406 US20090187390A1 (en) 2004-01-09 2005-01-07 Engine Transition Test Instrument and Method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2005066602A1 true WO2005066602A1 (ja) 2005-07-21

Family

ID=34752099

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2005/000131 WO2005066602A1 (ja) 2004-01-09 2005-01-07 エンジンの過渡試験装置および方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20090187390A1 (ja)
WO (1) WO2005066602A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2659659C1 (ru) * 2017-04-10 2018-07-03 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" Способ определения предзадирного состояния в сопряжении цилиндро-поршневой группы двигателя внутреннего сгорания

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5153465B2 (ja) * 2008-06-09 2013-02-27 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションInternational Business Machines Corporation シミュレーション方法、システム及びプログラム
JP6252793B2 (ja) * 2015-02-02 2017-12-27 マツダ株式会社 エンジンの試験方法及びエンジンの試験装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2803364B2 (ja) * 1989-12-25 1998-09-24 株式会社デンソー ディジタル制御装置
JP2002304438A (ja) * 2001-04-04 2002-10-18 Denso Corp 車両開発システム
JP2003108614A (ja) * 2001-09-27 2003-04-11 Mazda Motor Corp 新型車両の企画、設計及び検証を支援するプログラム

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6331731B2 (ja) * 1979-06-28 1988-06-27 Nissan Motor
JPH0362202A (en) * 1989-07-31 1991-03-18 Japan Electron Control Syst Co Ltd Control program developing device
US5313395A (en) * 1989-12-25 1994-05-17 Nippondenso Co. Ltd. Speed control system for an internal combustion engine
US5619631A (en) * 1995-06-07 1997-04-08 Binaryblitz Method and apparatus for data alteration by manipulation of representational graphs
GB9703066D0 (en) * 1997-02-14 1997-04-02 Schlumberger Ind Ltd EMS testing system
CA2340557C (en) * 2000-03-14 2004-05-25 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Simulator for automatic vehicle transmission controllers

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2803364B2 (ja) * 1989-12-25 1998-09-24 株式会社デンソー ディジタル制御装置
JP2002304438A (ja) * 2001-04-04 2002-10-18 Denso Corp 車両開発システム
JP2003108614A (ja) * 2001-09-27 2003-04-11 Mazda Motor Corp 新型車両の企画、設計及び検証を支援するプログラム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2659659C1 (ru) * 2017-04-10 2018-07-03 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" Способ определения предзадирного состояния в сопряжении цилиндро-поршневой группы двигателя внутреннего сгорания

Also Published As

Publication number Publication date
US20090187390A1 (en) 2009-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6058357B2 (ja) 乗り物用ハイブリッド駆動装置の過渡状態制御方法
JP3186866B2 (ja) 構造部材の劣化・損傷予測方法およびその予測装置
AT10073U9 (de) Verfahren und vorrichtung zur analyse und bewertung von messdaten eines messsystems
CN102066729B (zh) 通过分析发动机气缸压力信号和曲轴速度信号的燃料系统诊断
US7020595B1 (en) Methods and apparatus for model based diagnostics
US6666201B1 (en) System and method for diagnosing EGR performance using NOx sensor
US9169795B2 (en) Exhaust gas sensor diagnosis and controls adaptation
US7047125B1 (en) Internal combustion engine performance calibration systems
US8800356B2 (en) Engine catalyst diagnostics
JP2008138630A (ja) 内燃機関の制御装置
EP1834219B1 (en) Evaluation device for control system, method for evaluating control system, and computer program used therein
US5732382A (en) Method for identifying misfire events of an internal combustion engine
JP4547239B2 (ja) エンジン計測装置
JP2007138921A (ja) ガスタービンエンジン構成要素品質のモデルベース反復推定
KR101974654B1 (ko) 내연기관을 구비한 엔진 시스템에서 물리적 변수를 위한 모델링 값을 결정하는 방법 및 그 장치
Atkinson et al. Dynamic model-based calibration optimization: An introduction and application to diesel engines
JP2009162230A (ja) タービンに対して代替制御方式を用いてリアルタイム比較を実現する方法及びシステム
JP3510021B2 (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
JP2004178247A (ja) モデル作成方法、モデル作成プログラム及びシミュレーション装置
CN105092260B (zh) 车辆测试系统、车辆部件测试装置和车辆测试方法
CN106224066B (zh) 颗粒物传感器诊断系统和方法
EP1114991A2 (en) Methods and systems for estimating engine faults
CN102191979A (zh) 用于内燃机的发动机排出NOx虚拟传感器
US8095296B2 (en) Procedure and device for an adaptation of a dynamic model of an exhaust gas probe
Simon Propulsion diagnostic method evaluation strategy (ProDiMES) user's guide

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10585406

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase in:

Ref country code: DE

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase
NENP Non-entry into the national phase in:

Ref country code: JP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: JP