(57)【要約】【課題】エンジンの特性を高精度に計測することができるエンジン試験装置を提供する。【解決手段】エンジンＥにシャフトＳを介して連結されたダイナモメータＤと、エンジンＥ及びダイナモメータＤの動作を制御する制御演算装置３とを備えたエンジン試験装置Ｗであって、エンジンＥの出力軸の回転速度を計測し制御装置３に送信する速度計測装置１を有し、制御装置３は、エンジンＥの動作を制御するエンジン制御部３０と、ダイナモメータの動作を制御するダイナモ制御部４０とを有し、ダイナモ制御部４０は、エンジン制御部３０に制御され動作しているエンジンＥが、シャフトＳ及びダイナモメータＤが接続されていないかのような無負荷状態で動作するように、速度計測装置１から送信された回転速度を用いてダイナモメータＤで発生させるトルク値に相当するトルク電流指令を生成する。【選択図】図１
2018017591.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにシャフトを介して連結されたダイナモメータと、前記エンジン及び前記ダイナモメータの動作を制御する制御装置とを備えたエンジン試験装置であって、
前記シャフトは、その一端部が前記エンジンの回転軸の一方の出力軸に連結され、その他端部が前記ダイナモメータの回転軸に連結されており、
前記エンジンの出力軸の回転速度を計測し前記制御装置に送信する速度計測装置を有し、
前記制御装置は、前記エンジンの動作を制御するエンジン制御部と、前記ダイナモメータの動作を制御するダイナモ制御部とを有し、
前記ダイナモ制御部は、前記エンジン制御部に制御され動作している前記エンジンが、前記シャフト及び前記ダイナモメータが接続されていないかのような無負荷状態で動作するように、前記速度計測装置から送信された前記回転速度を用いて前記ダイナモメータで発生させるトルク値に相当するトルク電流指令を生成し、該ダイナモメータに該トルク電流指令出力して前記ダイナモメータの動作を制御する慣性補償制御を行うことを特徴とするエンジン試験装置。
【請求項２】
前記速度計測装置は、前記シャフトの一端部或いは前記エンジンの出力軸にレーザ光を照射し該エンジンの出力軸の回転速度を非接触で計測して前記制御装置に送信するドップラ速度計であることを特徴とする請求項１に記載のエンジン試験装置。
【請求項３】
前記速度計測装置は、前記シャフトの一端部或いは前記エンジンの回転軸に装着された回転スリット円板と、前記回転スリット円板に光を照射する発光素子と、前記回転スリット円板のスリットを通った光を受光し、該受光した光から回転速度を検出し前記制御装置に送信する受光制御装置とを有するエンコーダであることを特徴とする請求項１に記載のエンジン試験装置。
【請求項４】
前記ダイナモ制御部は、前記速度計測装置から送信された回転速度から所定の高周波ノイズを取り除き、前記高周波ノイズが取り除かれた回転速度から、予め設定された特定周波数のゲインを軽減する共振補正処理を行い、前記共振補正がなされた回転速度に対して、予め設定された周波数帯域の位相遅延分を位相進み補償処理により回復させ、該位相進み補償処理がなされた回転速度を用いて前記トルク電流指令を生成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のエンジン試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン試験装置に関し、例えば、ダイナモメータを備えてエンジンの各種特性を計測するエンジン試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジンを備えた供試体にダイナモメータを接続し、シミュレーションにより、エンジンの各種特性を計測するダイナモメータシステム（エンジン試験装置）が利用されている。例えば、特許文献１には、上記のダイナモメータシステムの構成が提案されている。ここで、図６を参照しながら、特許文献１に記載されたダイナモシステムの構成を簡単に説明する。
【０００３】
図示するように、従来技術のダイナモメータシステム（エンジン試験装置）１００は、ダイナモメータＤと、エンジンＥの出力軸とダイナモメータＤの回転軸とを連結するシャフト（連結シャフト）Ｓと、スロットルアクチュエータ１２０を介してエンジンＥを制御するエンジン制御装置１３０と、ダイナモメータＤに電力を供給するインバータ１４０と、インバータ１４０を介してダイナモメータＤを制御するダイナモ制御装置１６０と、シャフトＳの捩れトルクを検出する軸トルクセンサ１５０と、ダイナモメータＤの出力軸の回転速度（回転数）を検出するエンコーダ１６０とを備えている。  
【０００４】
そして、エンジン制御装置１３０が、所定のタイミングでスロットルアクチュエータ１２０を介してエンジンＥを始動させ、予め定められた態様によってエンジンＥを駆動させるようになっている。また、ダイナモ制御装置１６０は、軸トルクセンサ１５０が検出した捩れトルク（ダイナモメータＤに近い部分の捩れトルク）と、エンコーダ１６０が検出したダイナモメータＤの回転速度（回転数）とに基づいてダイナモメータＤで発生させるべきトルク値に相当するトルク電流指令を生成し、インバータ１４０へ入力し、ダイナモメータＤの動作を制御するように構成されている。
【０００５】
そして、ダイナモメータシステム１００では、上述したようにして生成したトルク電流指令でダイナモメータＤの動作を制御することで、エンジンＥの始動時において、エンジンＥからみてシャフトＳ及びダイナモメータＤが接続されていないかのような無負荷状態でエンジンＥが動作しているように制御している。すなわち、特許文献１に記載のダイナモメータシステム１００では、ダイナモメータＤに近い部分のシャフトＳの捩れトルクと、ダイナモメータＤの回転速度（回転数）とを用いてダイナモメータＤで発生させるべきトルク値を求め、ダイナモメータＤの吸収トルクを制御する「慣性補償制御」を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５８００００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来技術によるダイナモメータＤの回転速度（ダイナモ回転数）を用いた慣性補償制御は、慣性補償できる帯域が制限されるという課題を有している。具体的には、図７（ａ）に示すように、慣性補償制御にダイナモ回転数を用いた場合、１００Ｈｚ付近の帯域（図中のＡ部参照）に反共振点があるため、この帯域でゲインが落ち込み、広域にわたった慣性補償性能が望めないという問題が生じる。また、ダイナモ回転数を用いた場合、図７（ｂ）に示すように、反共振で位相が進み（図中のＢ部参照）、共振点で位相が戻るため、慣性補償閉ループを組んだときに共振点で発振し易いという課題も招いてしまう。すなわち、従来技術のダイナモメータシステム（エンジン試験装置）１００は、ダイナモメータＤの回転速度（ダイナモ回転数）を用いた慣性補償制御を行っているため、慣性補償できる帯域が制限され、エンジンＥが始動するとき等において、エンジンの各種特性を高精度に計測できない虞がある。尚、図中の破線はダイナモ回転数伝達特性を示し、実線はエンジン回転数伝達特性を示している。
【０００８】
ところで、エンジンの出力軸の回転速度（回転数）には反共振点が無いため、上記のような慣性補償制御にエンジンの出力軸の回転速度（回転数）を用いることができれば、上記の課題は解消される。しかし、従来技術のエンジン試験装置では、ダイナモメータＤの回転軸の回転速度（ダイナモ回転数）を計測し、その計測したダイナモ回転数を用いて慣性補償制御を行う構成が一般的であり、エンジンＥの出力軸の回転速度を計測し、その回転速度を用いてダイナモメータを制御する構成のものは知られていない。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、エンジンの各種特性を高精度に計測することができるエンジン試験装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための本発明は、エンジンにシャフトを介して連結されたダイナモメータと、前記エンジン及び前記ダイナモメータの動作を制御する制御装置とを備えたエンジン試験装置であって、前記シャフトは、その一端部が前記エンジンの回転軸の一方の出力軸に連結され、その他端部が前記ダイナモメータの回転軸に連結されており、前記エンジンの出力軸の回転速度を計測し前記制御装置に送信する速度計測装置を有し、前記制御装置は、前記エンジンの動作を制御するエンジン制御部と、前記ダイナモメータの動作を制御するダイナモ制御部とを有し、前記ダイナモ制御部は、前記エンジン制御部に制御され動作している前記エンジンが、前記シャフト及び前記ダイナモメータが接続されていないかのような無負荷状態で動作するように、前記速度計測装置から送信された前記回転速度を用いて前記ダイナモメータで発生させるトルク値に相当するトルク電流指令を生成し、該ダイナモメータに該トルク電流指令出力して前記ダイナモメータの動作を制御する慣性補償制御を行うことを特徴とする。
【００１１】
このように、本発明では、エンジンの回転軸の回転速度を計測し制御装置に送信する速度計測装置を設けている。そして、本発明では、エンジンがシャフト及びダイナモメータが接続されていないかのような無負荷状態で動作するように、速度計測装置から送信されたエンジンの出力軸の回転速度を用いてダイナモメータで発生させるトルク値に相当するトルク電流指令を生成し、ダイナモメータにトルク電流指令出力してダイナモメータの動作を制御する慣性補償制御を行っている。この構成によれば、従来技術のダイナモメータの回転速度（ダイナモ回転数）を用いた慣性補償制御のように慣性補償できる帯域が制限されることがない。そのため、エンジンの始動時の挙動の再現だけでなく、エンジンの爆発変動による回転変動までもが再現可能となる。その結果、本発明によれば、従来技術と比べて、エンジンの特性を高精度に計測することができる。
また、本発明では、エンジン回転数の挙動をトルクに変換してダイナモメータを制御するため、慣性補償を行わないときと比べ、ダイナモメータの回転挙動は、エンジンの回転挙動に近づく。これにより、軸のねじりが低減され、加振源であるエンジン爆発変動が印加されることにより発生する共振が低減される。その結果、本発明によれば、共振による特別な運転制限を受けることなく、エンジン試験装置を運転することができる。
【００１２】
また、前記速度計測装置は、前記シャフトの一端部或いは前記エンジンの出力軸にレーザ光を照射し該エンジンの出力軸の回転速度を非接触で計測して前記制御装置に送信するドップラ速度計であっても良い。この構成によれば、エンジンの熱の影響を受けることがなく、エンジンの近傍において、エンジンの出力軸の回転速度を高精度に計測することができる。
【００１３】
また、前記速度計測装置は、前記シャフトの一端部或いは前記エンジンの回転軸に装着された回転スリット円板と、前記回転スリット円板に光を照射する発光素子と、前記回転スリット円板のスリットを通った光を受光し、該受光した光から回転速度を検出し前記制御装置に送信する受光制御装置とを有するエンコーダであっても良い。
【００１４】
また、前記ダイナモ制御部は、前記速度計測装置から送信された回転速度から所定の高周波ノイズを取り除き、前記高周波ノイズが取り除かれた回転速度から、予め設定された特定周波数のゲインを軽減する共振補正処理を行い、前記共振補正がなされた回転速度に対して、予め設定された周波数帯域の位相遅延分を位相進み補償処理により回復させ、該位相進み補償処理がなされた回転速度を用いて前記トルク電流指令を生成することが望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、正確な「エンジンの出力軸の回転速度」を取得し、それを用いた慣性補償制御を行っているため、従来技術と比べて、エンジンの特性を高精度に計測することができるエンジン試験装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態のエンジン試験装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態のエンジン試験装置を構成する速度計測装置として用いられるドップラ速度計の設置位置を示した模式図である。
【図３】本発明の実施形態のエンジン試験装置のダイナモ制御部により行われる慣性補償制御処理の機能を説明するための模式図である。
【図４】本発明の実施形態のエンジン試験装置のダイナモ制御部が行う1制御周期の慣性補償制御処理を示すフローチャートである。
【図５】本実施形態のエンジン試験装置に接続されたエンジンを慣性補償制御で動作させたエンジンの回転数の時間変化と、本実施形態のエンジン試験装置に接続されたエンジンを慣性補償制御せずに動作させたエンジンの回転数の時間変化と、本実施形態のエンジン試験装置に接続されていないエンジンを単体で動作させたエンジンの回転数の時間変化とを示した模式図である。
【図６】従来技術のダイナモメータシステムの構成図である。
【図７】従来技術のダイナモメータシステムを構成するダイナモメータの慣性補償時の閉ループ伝達特性を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態のエンジン試験装置について図面を用いて説明する。尚、本実施形態の説明では、上述した図６で示した従来技術と同じ構成或いは相当する構成については、同じ符号を付している。また、本実施形態のエンジン試験装置は、エンジンの各種性能試験を行うものであるが、以下では、慣性補償制御を行う場合を例にして説明する。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態のエンジン試験装置Ｗは、試験対象であるエンジンＥに負荷を与えるダイナモメータＤと、ダイナモメータＤとエンジンＥとを連結するシャフトＳと、エンジンＥ及びダイナモメータＤの動作を制御する制御演算装置（以下、単に「制御装置」という）３と、制御装置３に制御されてエンジンを動作させるスロットルアクチュエータ２と、制御装置３に制御されてダイナモメータＤを動作させるインバータ４とを備えている。
【００１９】
尚、上記のシャフトＳは、棒状に形成されており、その一端部がエンジンＥの回転軸の一方の出力軸に連結され、その他端部がダイナモメータＤの回転軸に連結されている。このシャフトＳには、高剛性のものが用いられる。具体的には、本実施形態のシャフトＳは、エンジン試験装置Ｗにおいて、動力系とエンジンＥをつなぐものであり、機械構造的にバックラッシ等のガタ成分がなく、エンジン試験装置Ｗを構成するシステム系全体で、シャフトＳをバネ成分とした回転系にて形成されるねじり共振周波数が所定値以上（例えば、１００Ｈｚ以上（システムの仕様により必要となる周波数は変わる））となるようなねじり剛性を有している。
【００２０】
また、エンジン試験装置Ｗには、エンジンの回転軸の回転速度を計測し制御装置３に送信する速度計測装置１が設けられている。尚、本実施形態では、速度計測装置１が、シャフトＳの一端部にレーザ光を照射してエンジンＥの出力軸の回転速度（回転数）を非接触で計測して制御装置３に送信するドップラ速度計１ａである場合を例にする。
【００２１】
また、本実施形態では、図２に示すように、１対（２台）のドップラ速度計１ａが、シャフトＳの一端部に対して向かい合うように相対向して配置されている（シャフトＳの一端部を挟んで向かい合うように配置されている）ものとする。そして、一対のドップラ速度計１ａは、それぞれ、シャフトＳの一端部の側面に対して垂直にレーザ光を照射するように設定されており、シャフトＳの一端部のレーザ光の照射点の回転速度が検出できるようになっている。尚、図示する例では、１対（２台）のドップラ速度計１ａが、左右方向に設置されているが特にこれに限定されるものではない。１対（２台）のドップラ速度計１ａは、シャフトＳに対して向かい合うように設置されていれば、どの設置位置であってもかまわない。また、図示する例では、ドップラ速度計１ａがシャフトＳの一端部に対して向かい合うように相対向して配置されているが特にこれに限定するものではない。例えば、１対（２台）のドップラ速度計１ａが、エンジンＥの出力軸に対して向かい合うように相対向して配置され、ドップラ速度計１ａがエンジンＥの出力軸にレーザ光を照射して、エンジンＥの出力軸の回転速度を計測するようになっていても良い。
【００２２】
また、エンジン試験装置Ｗには、シャフトＳの他端部（ダイナモメータＤ側の端部）側に設置されてシャフトＳの捩れトルクを検出して制御装置３に送信する軸トルク計５と、ダイナモメータＤの出力軸の回転速度（回転数）を検出して制御装置３に送信するダイナモ回転計（エンコーダ）６とが設けられている。尚、軸トルク計５及びダイナモ回転計６は、周知な構成のものが用いられている。
【００２３】
また、制御装置３は、エンジンＥを動作させるスロットルアクチュエータ２を介してエンジンＥを制御するエンジン制御部３０と、ダイナモメータＤに電力を供給するインバータ４を介してダイナモメータＤを制御するダイナモ制御部４０とを有している。
【００２４】
尚、制御装置３のハードウェア構成について特に限定しないが、制御装置３は、例えば、ＣＰＵ、補助記憶装置、主記憶装置、ネットワークインターフェース及び入出力インターフェースを備えるコンピュータ（１台或いは複数台のコンピュータ）により構成することができる。この場合、入出力インターフェースには、２台のドップラ速度計１ａと、軸トルク計５と、ダイナモ回転計６と、ダイナモ目標値を送信してくる制御処理装置（図示せず）とが接続されている。また、補助記憶装置には、エンジン制御部３０及びダイナモ制御部４０の機能を実現するためのプログラムが記憶されている。そして、エンジン制御部３０及びダイナモ制御部４０の機能は、ＣＰＵが上記プログラムを主記憶装置にロードして実行することにより実現される。
【００２５】
また、エンジン制御部３０は、操作者からの要求を受け付けて、スロットルアクチュエータ２を介してエンジンＥを始動させ、予め定められた態様によってエンジンＥを動作させるようになっている。尚、本実施形態のエンジン制御部３０の機能は、周知技術と同じであるため詳細な説明は省略する。
【００２６】
また、ダイナモ制御部４０は、２台のドップラ速度計１ａからそれぞれ送信されたエンジンＥの出力軸の回転速度（回転速度１、回転速度２）を受信し、受信した回転速度（絶対値）の平均値（（回転速度１＋回転速度２）／２）を算出するように構成されている。このように、シャフトＳの一端部に対して向かい合うように相対向して配置された一対のドップラ速度計１ａがそれぞれ計測した回転速度の平均値を算出するようにしているのは以下の理由による。
【００２７】
具体的には、図２に示すドップラ速度計１ａによる計測では、エンジンＥ又はシャフトＳの振動のうち、レーザ照射方向に対して垂直且つ回転速度として検出される方向（図2に示す上下方向）の振動（以下、説明の便宜上、「エンジンＥ本体の振動」という）が回転速度として計測される。尚、この場合、「シャフトＳのスラスト方向の振動」及び「照射点の前後方向（図２の左右方向）の振動」は計測されない。すなわち、図示するドップラ速度計１ａによる計測された回転速度には、「エンジンＥ本体の振動」が回転ノイズとして含まれている。そのため、本実施形態では、シャフトＳの一端部（エンジンＥ側の端部）に対して向かい合うように相対向して配置された一対のドップラ速度計１ａがそれぞれ計測した回転速度の平均値を算出するようにして、エンジンＥ本体の振動（図２の例では上下方向の振動）による回転ノイズをキャンセルし、この処理により、エンジンＥの出力軸の回転速度（回転数）の正確な値を取得できるようにしている。
【００２８】
また、ダイナモ制御部４０は、エンジン制御部３０により動作させているエンジンＥが「シャフトＳ及びダイナモメータＤ」が接続されていないかのような無負荷状態で動作するように、上記の算出した「エンジンＥの出力軸の回転速度（回転数）の平均値」を用いて、ダイナモメータＤで発生させるべきトルク値に相当するトルク電流指令（ダイナモ指令値）を生成してインバータ４へ入力し、インバータ４を介してダイナモメータＤの動作を制御している（これにより、エンジンＥの動作も制御される）。
【００２９】
尚、ダイナモ制御部４０は、軸トルク計５が計測したシャフトＳの捩れトルク、ダイナモ回転計６が計測したダイナモメータＤの出力軸の回転速度（回転数）、図示しない制御処理装置から送信されたダイナモ目標値（回転数又はトルク）を受信するように構成されている。また、ダイナモ制御部４０は、上記計測値（捩れトルク、ダイナモメータＤの出力軸の回転速度（回転数）、ダイナモ目標値（回転数又はトルク））を慣性補償制御以外の処理に用いるように構成されている。しかし、上記計測値（捩れトルク、ダイナモメータＤの出力軸の回転速度（回転数）、ダイナモ目標値（回転数又はトルク））を利用した制御は、周知技術と同様であるため、その説明を省略する。
【００３０】
ここで、図３及び図４を参照しながら、ダイナモ制御部４０が行う「慣性補償制御」について説明する。ここで、図３は、本実施形態のエンジン試験装置のダイナモ制御部により行われる慣性補償制御処理のための機能を説明するための模式図である。また、図４は、本実施形態のエンジン試験装置のダイナモ制御部が行う1制御周期の慣性補償制御処理を示すフローチャートである。
尚、図４に示すフローチャートのＳ２〜Ｓ６の処理は、エンジンＥの出力軸の回転速度（回転数）を用いていること以外は、周知技術と同様であるため、以下では説明を簡略化している。また、図４に示すフローチャートが開始される前提として、エンジン制御部３０によりエンジンＥが始動されているものとする。
【００３１】
図３に示すように、ダイナモ制御部４０は、回転数取得部４１と、ローパスフィルタ部４２と、共振補正処理部４３と、位相補正処理部４４と、トルク指令生成処理部４５と、ダイナモ回転数制御処理部４６と、ダイナモ目標値及びダイナモ回転数を受信する受信部４７と、インバータ４（図３では省略）にトルク電流指令（ダイナモ指令値）を送信する送信部４８とを備えている。尚、ダイナモ回転数制御処理部４６及び受信部４７は、「慣性補償制御」に関係しないため、説明を省略する。
【００３２】
そして、慣性補償制御処理では、図４に示すように、先ず、回転数取得部４１が、２台のドップラ速度計１ａからそれぞれ送信されてくるエンジンＥの出力軸の回転速度（回転数）を受信し、受信した回転速度の平均値（回転数）を算出してローパスフィルタ部４２に出力し（Ｓ１）、Ｓ２の処理に移行する。
【００３３】
Ｓ２では、ローパスフィルタ部４２が、Ｓ１で算出した回転速度の平均値（回転数）から高周波ノイズ（制振すべき共振周波数帯域を超える周波数成分（例えば、３００Ｈｚ付近の周波数成分）を取り除き（Ｓ２）、Ｓ３の処理に移行する。
Ｓ３では、共振補正処理部４３が、上記の高周波ノイズが取り除かれた回転数から、予め設定された共振部分（特定周波数）のゲインを軽減する共振補正処理を行い、Ｓ４の処理に移行する。  
【００３４】
Ｓ４では、位相補正処理部４４が、Ｓ３で共振補正がなされた回転数に対して、予め設定された周波数帯域（所定の周波数（低周波〜１００Ｈｚ付近の周波数）帯域）の位相遅延分を位相進み補償処理により回復させ、Ｓ５の処理に移行する。
【００３５】
Ｓ５では、トルク指令生成処理部４５は、エンジンＥが「シャフトＳ及びダイナモメータＤ」が接続されていないかのような無負荷状態での動作するように、Ｓ４で位相補正がなされた回転数を用いて、ダイナモメータＤで発生させるべきトルク値に相当するトルク電流指令（ダイナモ指令値）を生成する。具体的には、トルク指令生成処理部４５が、Ｓ４で位相補正がなされた回転数をトルクの次元に変換することにより（微分演算により変換することにより）、トルク電流指令（ダイナモ指令値）が生成され、送信部４８に対して、生成されたトルク電流指令（ダイナモ指令値）を出力する。
【００３６】
Ｓ６では、送信部４８が、インバータ４に対して、Ｓ５で生成されたトルク電流指令（ダイナモ指令値）を送信し、Ｓ１の処理に戻る。尚、インバータ４は、受信したトルク電流指令（ダイナモ指令値）を用いて、ダイナモメータＤの動作を制御し、これにより、あたかもエンジンＥが「シャフトＳ及びダイナモメータＤ」が接続されていないかのような無負荷状態で動作しているように制御される。
【００３７】
尚、本願の発明者は、図４に示すＳ１〜Ｓ６に示す慣性補償制御の効果について検証するための比較試験を行った。具体的には、エンジン試験装置Ｗに接続されたエンジンＥを慣性補償制御で動作させたときのエンジンの回転数と、エンジン試験装置Ｗに接続されたエンジンＥを慣性補償制御せずに動作させたときのエンジンの回転数と、エンジン試験装置Ｗに接続されていないエンジンＥを単体で動作させたときのエンジンの回転数とを計測して比較する比較試験を行った。その結果、図５に示す結果が得られた。
【００３８】
尚、図５は、本実施形態のエンジン試験装置に接続されたエンジンを慣性補償制御で動作させたエンジンの回転数の時間変化と、本実施形態のエンジン試験装置に接続されたエンジンを慣性補償制御せずに動作させたエンジンの回転数の時間変化と、本実施形態のエンジン試験装置に接続されていないエンジンを単体で動作させたエンジンの回転数の時間変化とを示した模式図である。
【００３９】
図５を見ると、エンジン試験装置Ｗに接続されたエンジンＥを慣性補償制御して動作させたときのエンジンの回転数の時間変化は、エンジンを単体で動作させたときのエンジンの回転数の時間変化に近似している（略重なっている）軌道になっている。この結果から、本実施形態のエンジン試験装置Ｗにより慣性補償制御して動作させたエンジンＥは、エンジン単体で動作させた場合と非常に近い動作をすることが確認できる。
【００４０】
このように、本実施形態では、エンジンＥの出力軸の回転速度を計測し制御装置３に送信するドップラ速度計１ａを設けている。そして、本実施形態のエンジン試験装置Ｗは、エンジンＥがシャフトＳ及びダイナモメータＤが接続されていないかのような無負荷状態で動作するように、ドップラ速度計１ａから送信された回転速度を用いてダイナモメータＤで発生させるトルク値に相当するトルク電流指令を生成し、ダイナモメータＤにトルク電流指令出力してダイナモメータＤの動作を制御している。この構成によれば、従来技術のダイナモメータの回転速度（ダイナモ回転数）を用いた慣性補償制御のように慣性補償できる帯域が制限されることがない。そのため、エンジンＥの始動時の挙動の再現だけでなく、エンジンＥの爆発変動による回転変動までもが再現可能となる。その結果、本実施形態によれば、従来技術と比べて、エンジンＥの特性を高精度に計測することができる。
また、本実施形態の構成によれば、上述した処理によりダイナモメータＤの慣性の影響をキャンセルした上で、さらに、ダイナモ回転数制御処理部４６からトルク電流指令を送信することで、エンジンＥに負荷を与えることができる。この処理を行うことで、有負荷状態（例えば加速時のような、エンジンＥにトルク負荷がかかる状態）におけるエンジンＥの試験を行うことができる。尚、ダイナモ回転数制御処理部４６からトルク電流指令を送信する処理は既存技術であり、従来から行われている。
【００４１】
さらに、本実施形態では、エンジンＥの出力軸の回転速度の測定に、エンジンＥの出力軸の回転速度を非接触で計測するドップラ速度計１ａを用いている。そのため、本実施形態によれば、エンジンの熱の影響を受けることがなく、エンジンの近傍において、エンジンの出力軸の回転速度を高精度に計測することができ、その計測された測定値を用いた慣性補償制御を行うことができる。
【００４２】
以上、説明したように、本実施形態によれば、エンジンの特性を高精度に計測することができるエンジン試験装置Ｗを提供することができる。
【００４３】
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内において種々の変更が可能である。
【００４４】
例えば、上述した実施形態では、エンジンＥの回転軸の回転速度を計測し制御装置３に送信する速度計測装置１が、ドップラ速度計１ａである場合を例にしているが、特にこれに限定されるものではない。速度計測装置１が、シャフトＳの一端部或いはエンジンＥの出力軸（エンジンＥの回転軸の一方）に装着された回転スリット円板と、回転スリット円板に光を照射する発光素子と、回転スリット円板のスリットを通った光（発光素子からの光）を受光し、その受光した光から回転速度を検出し前記制御装置に送信する受光制御装置とを有するエンコーダであってもよい。この場合、エンコーダには、できるだけ高分解能を有するものを用いることが望ましい（例えば、「２００００ｐｐｒ」以上の分解能を有するもの）。尚、回転スリット円板は、シャフトＳの一端部やエンジンＥの出力軸（エンジンＥの回転軸の一方）ではなく、シャフトＳが連結されていないエンジンＥの回転軸の他方に装着されていても良い。
【００４５】
このように、速度計測装置１にエンコーダを採用した場合においても、エンジンの近傍等において、エンジンＥの出力軸の回転速度を計測し、その計測された測定値を用いた慣性補償制御を行うことができるため、従来技術のダイナモメータの回転速度（ダイナモ回転数）を用いた慣性補償制御のように慣性補償できる帯域が制限されることがない。
【００４６】
また、上述した実施形態では、１対（２台）のドップラ速度計１ａによりエンジンＥの出力軸の回転速度を計測しているが、特にこれに限定されるものではない。１台のドップラ速度計１ａによりエンジンＥの出力軸の回転速度を計測するようにしても良い。この場合、上述した図４のＳ１の処理を以下のように変更する。具体的には、ダイナモ制御部４０の回転数取得部４１は、ドップラ速度計１から送信されたエンジンＥの出力軸の回転速度を受信すると、その受信した回転速度をローパスフィルタ部４２に出力する。尚、Ｓ２〜Ｓ６の処理は上述した実施形態と同じである。
【符号の説明】
【００４７】
Ｗ…エンジン試験装置
Ｅ…エンジン
Ｓ…シャフト
Ｄ…ダイナモメータ
１…速度計測装置
１ａ…ドップラ速度計
２…スロットルアクチュエータ
３…制御演算装置(制御装置)
４…インバータ
５…軸トルク計
６…ダイナモ回転計
８…変位計
３０…エンジン制御部
４０…ダイナモ制御部
４１…回転数取得部
４２…ローパスフィルタ部
４３…共振補正処理部
４４…位相補正処理部
４５…トルク指令生成処理部
４６…ダイナモ回転数制御処理部
４７…受信部
４８…送信部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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