(57)【要約】【課題】簡易な手法によりエンジンのトルク脈動に起因したシャフトへの負荷を低減できるエンジンベンチシステムの制御装置を提供することを課題とする。【解決手段】シャフトを介してエンジンとダイナモメータとが連結されたエンジンベンチシステムの制御装置であって、検出された前記ダイナモメータの回転速度を示す回転速度信号に対して、前記エンジンの気筒数と前記エンジンの回転速度とに基づいて、前記エンジンのトルク脈動の周波数帯を減衰させるフィルタ処理を実行するフィルタ処理部と、前記フィルタ処理がなされた後の前記回転速度信号に基づいて、前記ダイナモメータをフィードバック制御するフィードバック制御部と、を備えたエンジンベンチシステムの制御装置。【選択図】図２
2019090680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトを介してエンジンとダイナモメータとが連結されたエンジンベンチシステムの制御装置であって、
検出された前記ダイナモメータの回転速度を示す回転速度信号に対して、前記エンジンの気筒数と前記エンジンの回転速度とに基づいて、前記エンジンのトルク脈動の周波数帯を減衰させるフィルタ処理を実行するフィルタ処理部と、
前記フィルタ処理がなされた後の前記回転速度信号に基づいて、前記ダイナモメータをフィードバック制御するフィードバック制御部と、を備えたエンジンベンチシステムの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンベンチシステムの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シャフトを介してエンジンとダイナモメータとが連結されたエンジンベンチシステムが知られている。エンジンには、トルクが周期的に変動するトルク脈動が発生する場合がある。このトルク脈動を抑制するようにダイナモメータのトルクが制御されると、シャフトに大きな負荷が加わる可能性がある。例えば特許文献１では、トルク脈動による影響をモデル化することにより、エンジンのトルク脈動による影響を抑制してダイナモメータを制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２０７４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようにトルク脈動による影響をモデル化するためには、エンジン及びダイナモメータのトルク、慣性、直径のみならず、カップリングやトルクメータの慣性、バネ定数等のパラメータが必要となり、モデル化することは容易ではない。
【０００５】
そこで本発明は、簡易な手法によりエンジンのトルク脈動に起因したシャフトへの負荷を低減できるエンジンベンチシステムの制御装置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】
【０００６】
上記目的は、シャフトを介してエンジンとダイナモメータとが連結されたエンジンベンチシステムの制御装置であって、検出された前記ダイナモメータの回転速度を示す回転速度信号に対して、前記エンジンの気筒数と前記エンジンの回転速度とに基づいて、前記エンジンのトルク脈動の周波数帯を減衰させるフィルタ処理を実行するフィルタ処理部と、前記フィルタ処理がなされた後の前記回転速度信号に基づいて、前記ダイナモメータをフィードバック制御するフィードバック制御部と、を備えたエンジンベンチシステムの制御装置によって達成できる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、簡易な手法によりエンジンのトルク脈動に起因したシャフトへの負荷を低減できるエンジンベンチシステムの制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、エンジンベンチシステムの説明図である。
【図２】図２Ａは、システム制御部の機能ブロック図であり、図２Ｂは、フィルタ処理部での周波数特性を示すゲイン線図である。
【図３】図３Ａは、回転速度とクランク角度との関係を示したグラフであり、図３Ｂは、システム制御部からダイナモ制御部に出力されるトルク指令値とクランク角度との関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、エンジンベンチシステム１の説明図である。エンジンベンチシステム１は、エンジンベンチでエンジン３の各種特性を測定及び評価する際に用いられる。エンジンベンチシステム１は、エンジン３の回転を伝達するマニュアルトランスミッション２、マニュアルトランスミッション２に接続されたエンジン３、マニュアルトランスミッション２を介してエンジン３に連結されたシャフト５、シャフト５を介してエンジン３に連結されたダイナモメータ４、エンジン３を含むシステム全体を制御するシステム制御部１０、ダイナモメータ４を制御するダイナモ制御部２０、エンジン３のトルクを検出してシステム制御部１０に検出信号を出力するトルクメータ６、シャフト５の回転速度を検出してシステム制御部１０に検出した回転速度信号を出力する速度メータ７を含む。
【００１０】
システム制御部１０は、エンジン３のスロットル開度を制御すると共に、ダイナモメータ４のトルクを制御するトルク指令値をダイナモ制御部２０に出力する。システム制御部１０は、エンジンベンチシステム１の制御装置の一例である。ダイナモ制御部２０は、システム制御部１０から受信したトルク指令値に基づいてダイナモメータ４のトルクを制御する。システム制御部１０及びダイナモ制御部２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたコンピュータである。
【００１１】
図２Ａは、システム制御部１０の機能ブロック図である。システム制御部１０は、フィルタ処理部１２、及びフィードバック制御部１４を有する。フィルタ処理部１２は、速度メータ７から出力された回転速度信号と予め入力されたパラメータとに基づいて、この回転速度信号に対してエンジン３のトルク脈動の周波数帯を減衰させるフィルタ処理を実行し、フィルタ処理実行後の回転速度信号をフィードバック制御部１４へ出力する。ここでパラメータとは、具体的にはエンジン３の気筒数である。トルク脈動の周波数ｆｃ［Ｈｚ］は、以下の式（１）により算出される。
ｆｃ＝エンジンの回転周波数×（１／２）×気筒数…（１）
エンジン回転周波数は、フィルタ処理部１２に入力された回転速度信号に基づいて算出される。気筒数は、予めシステム制御部１０のＲＡＭに記憶されている。回転速度信号からトルク脈動の周波数帯を減衰させるための伝達関数Ｇ（ｓ）は、以下の式により規定されている。
Ｇ（ｓ）＝１／{１＋（ｓ／２πｆｃ）}…（２）
図２Ｂは、フィルタ処理部１２での周波数特性を示すゲイン線図である。ここで、エンジン３は４気筒４サイクルエンジンであり、上記の式（１）が適用できるエンジンの気筒数は、３以上に限定される。例えば２気筒４サイクルエンジンの場合、シャフト５が３６０度回転している間に１回トルク脈動が発生することになる。従って、エンジンの回転周波数とトルク脈動の周波数とが一致することになり、回転速度信号からトルク脈動の周波数帯を減衰させると、回転周波数も減衰してしまい、ダイナモメータ４を制御することができなくなるからである。
【００１２】
フィードバック制御部１４は、フィルタ処理部１２によりフィルタ処理がなされた後の回転速度信号と、目標回転速度とに基づいて、ダイナモメータ４へのトルク指令値を算出し、このトルク指令値をダイナモ制御部２０に出力する。ダイナモ制御部２０は、入力されたトルク指令に基づいてダイナモメータ４のトルクを制御する。このようにして、トルク脈動が減衰された回転速度信号に基づいてダイナモメータ４のトルクはフィードバック制御される。
【００１３】
図３Ａは、回転速度とクランク角度との関係を示したグラフである。図３Ｂは、システム制御部１０からダイナモ制御部２０に出力されるトルク指令値とクランク角度との関係を示したグラフである。図３Ｂにおいて、トルクＴは上述したフィルタ処理後の回転速度信号に基づいて算出されたトルク指令値を示しており、トルクＴｘはフィルタ処理がなされていない回転速度信号に基づいて算出されたトルク指令値を示している。図３Ａに示すように、クランク角度が７２０度回転する間に、４つの気筒の各燃焼行程に起因したトルク脈動により、エンジン３の回転速度の変動が周期的に発生している。トルクＴは、上述したフィルタ処理により、トルクＴｘよりも変動が抑制されている。このため、トルク変動が抑制されてダイナモメータ４の駆動も制御され、シャフト５への負荷が低減される。
【００１４】
以上のように、システム制御部１０に入力される回転速度信号に対して上述したフィルタ処理を行うという簡易な手法により、エンジン３のトルク脈動に起因したシャフト５への負荷を低減できる。従って、システム制御部１０の処理負荷の増大や製造コストの増大を最小限に抑制しつつ、シャフト５への負荷を低減できる。
【００１５】
また、上記のシステム制御部１０は、上述したエンジン３以外の異なるエンジン、例えば６気筒４サイクルエンジンや８気筒４サイクルエンジンを評価するエンジンベンチシステムに対しても容易に適用できる。評価の対象となるエンジンの気筒数をシステム制御部１０に入力さえすれば、上記の式（１）及び（２）により、回転速度信号からトルク脈動の周波数帯を容易に減衰させることができるからである。従ってシステム制御部１０は汎用性に優れている。
【００１６】
尚、上記のフィルタ処理部１２は、システム制御部１０とは別に構成された制御機器により実現されていてもよい。この場合、この制御機器は、評価対象となるエンジンの気筒数を入力でき、速度メータ７から直接又はシステム制御部１０を介して回転速度信号を取得できればよい。
【００１７】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００１８】
１  エンジンベンチシステム
２  マニュアルトランスミッション
３  エンジン
４  ダイナモメータ
５  シャフト
１０  システム制御部
１２  フィルタ処理部
１４  フィードバック制御部
２０  ダイナモ制御部
【図１】
2019090680.tif 000003
【図２】
2019090680.tif 000004
【図３】
2019090680.tif 000005