(57)【要約】【課題】エンジンベンチシステムにおいて、エンジンスタータによってエンジンを始動するとき、エンジンと一体的に取付けられているクラッチのバネ特性により、エンジンが発生するトルク周波数がクラッチの機械共振周波数近傍になったとき共振し軸トルク検出値がハンチングして始動不可能になる。【解決手段】制御装置のトルク電流指令を生成するコントローラに、エンジン始動時の回転数に応じて吸収トルクリミットを低下させる手段を設ける。この低下手段は、駆動トルクリミット値に対して吸収トルクリミット値を所定比率で低下させることでエンジン平均負荷トルクを駆動トルク側に変移させながらエンジンを始動する。【選択図】  図１
2013015352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットルアクチュエータによって開度制御されるエンジンとダイナモメータを連結し、検出された軸トルクと軸トルク指令値をコントローラに入力してトルク電流指令を生成し、トルク電流指令に基づいてインバータを介してダイナモメータを制御するエンジンベンチシステムにおいて、
前記コントローラに、速度検出信号に応じて前記トルク電流指令生成時の吸収トルクリミットを低下させる手段を設け、この低下させる手段は、吸収トルクリミット値を所定比率で低下させる事を特徴としたエンジンベンチシステムの制御装置。
【請求項２】
前記吸収トルクリミットを低下させる手段は、前記速度検出信号を入力して機械の所定回転数の回転時間を算出する機械回転算出部と、
機械回転算出部で得られた回転時間信号と前記トルク電流指令を入力して機械回転時間における平均トルクを算出する平均トルク算出部と、
平均トルク算出部で得られた平均トルクと設定された駆動トルクリミットの偏差信号を入力して吸収リミット値の比率を設定する比率設定部を備え、前記平均トルク算出部で得られた平均トルクと、
比率設定部からの比率信号の偏差によって前記吸収トルクリミット値の可変信号とするよう構成したことを特徴とする請求項１記載のエンジンベンチシステムの制御装置。
【請求項３】
前記機械回転算出部によって算出される回転時間は、機械の１回転分であることを特徴とする請求項１記載の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係わり、特にエンジンスタート時の制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの各種特性を測定するエンジンベンチシステムは、概略図３のように構成されている。同図において、エンジンＥ／ＧはトランスミッションＴ／Ｍ（ＡＴあるいはクラッチ付ＭＴ）と組み合わされ、シャフト及び軸トルクＳＴを介してダイナモメータＤＹと直結される。エンジンＥ／Ｇ側には、スロットルアクチュエータＡＣＴが接続され、スロットル開度を調節することでエンジンが制御される。
【０００３】
また、ダイナモメータＤＹには速度検出器ＰＰや軸トルクメータＳＴなどの検出器が取付けられ、検出信号はトルク指令との差演算が実行されてコントローラＣに入力される。コントローラＣは差信号に基づくトルク電流指令を生成し、インバータＩＶを介して動力吸収体としてダイナモメータＤＹを制御する。なお、直結するシャフトは、供試体が異なるエンジンとなった場合でも、一般には設備として設置された共通のものが使用される。
【０００４】
上記のようなエンジンベンチシステムの制御は特許文献１などによって公知となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−７１７７２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図３で示すようなエンジンベンチシステムにおいて実車相当のエンジン始動を、エンジンＥ／Ｇ〜ダイナモメータＤＹが直結状態で再現する場合、前記直結状態のままで図示省略されたスタータを起動させることでエンジンＥ／Ｇを始動させ、始動確認後にエンジン単体試験が実行される。その際、トランスミッションＴ／Ｍでのクラッチは常時接合状態となって、エンジンＥ／ＧからダイナモメータＤＹまでの連結体がスタート時の起動負荷とならないように軸トルクメータＳＴの検出値が０になるようにトルク制御を行う。しかし、以下の理由によってスタータにて始動できない虞が生じる。
【０００７】
図４はエンジンスタータ始動波形を示したものである。（ａ）は回転数で、線Ｅはエンジン単体の場合、線ＤはダイナモメータＤＹを直結した場合、（ｂ）は軸トルクメータによって検出された軸トルク検出値、（ｃ）はコントローラＣによって生成されるトルク電流指令で、ＵＬは上限値、ＬＬは下限値である。
【０００８】
エンジン始動時における連結体には、エンジンＥ／ＧとダイナモメータＤＹとの間にクラッチが入っており、そのクラッチにはガタなどによるバネ特性が存在して機械共振特性を有している。このため、ＩＰ制御によるトルク制御では、エンジンが発生するトルクの周波数がクラッチによる機械共振周波数近傍になったときに共振し、図４の（ｂ）で示すように軸トルク検出値にハンチング現象が生じる。また、（ｃ）図で示すように検出値がハンチングするためトルク電流指令もハンチングする。
【０００９】
トルク電流指令は、コントローラＣにおいて上限値ＵＬ（吸収トルクリミット）と下限値ＬＬ（駆動トルクリミット）として所定の大きさの範囲内で加減速リミットが設定されており、そのリミットは、一般に減速（吸収）リミット側が大きく設定されている。このため、ハンチング現象が発生すると、エンジンの平均負荷トルクは吸収側に偏り、例えば図４（ａ）の線Ｄで示すように機械共振周波数近傍においてハンチング現象が生じるため共振領域を抜け出ることができずエンジンの始動ができなくなる。
【００１０】
本発明が目的とするとこは、エンジンスタート時の始動が容易となるエンジンベンチシステムの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、スロットルアクチュエータによって開度制御されるエンジンとダイナモメータを連結し、検出された軸トルクと軸トルク指令値をコントローラに入力してトルク電流指令を生成し、トルク電流指令に基づいてインバータを介してダイナモメータを制御するエンジンベンチシステムにおいて、
前記コントローラに、速度検出信号に応じて前記トルク電流指令生成時の吸収トルクリミットを低下させる手段を設け、この低下手段は、吸収トルクリミット値を所定比率で低下させる事を特徴としたものである。
【００１２】
本発明の吸収トルクリミット低下手段は、前記速度検出を入力して機械の所定回転数の回転時間を算出する機械回転算出部と、機械回転算出部で得られた回転時間信号と前記トルク電流指令を入力して機械回転時間における平均トルクを算出する平均トルク算出部と、平均トルク算出部で得られた平均トルクと設定された駆動トルクリミットの偏差信号を入力して吸収リミット値の比率を設定する比率設定部を備え、前記平均トルク算出部で得られた平均トルクと
比率設定部からの比率信号の偏差によって前記吸収トルクリミット値の可変信号とするよう構成したことを特徴としたものである。
【００１３】
また、本発明の前記機械回転算出部によって算出される回転時間は、機械の１回転分であることを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１４】
以上のとおり、本発明によれば、エンジンベンチシステムの制御装置におけるトルク電流指令値に対し、エンジン始動時の吸収トルクリミットを動的に制限してエンジン平均負荷トルクを駆動側に変移するよう制御するものである。その結果、エンジン平均負荷トルクが駆動側に掛かるようになって始動時の負荷が抑制され、エンジンスタータにて容易な始動が可能となるものである。また、エンジン平均負荷トルクの駆動側への変移は、吸収トルクリミット値を変化させるだけでよいので容易に設定でき、且つ簡単に既存の設備へ追加可能となり、エンジン始動の失敗は生じないので評価試験時間の短縮が図れるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態を示す制御装置の部分構成図。
【図２】本発明の説明用の波形図で、（ａ）はダイナモメータのトルク、（ｂ）は回転数、（ｃ）は軸トルク。
【図３】エンジンベンチシステムの制御装置の概略構成図。
【図４】エンジンスタータの始動波形図で、（ａ）は回転数、（ｂ）は軸トルク検出、（ｃ）はトルク電流指令。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の実施例を示す構成図で、図３のコントローラＣ内の一部である。１は機械回転算出部で、エンジン、又はダイナモメータの機械部分の回転時間を算出するもので、ここでは、速度検出器ＰＰによって検出されたダイナモメータＤＹの速度検出信号を入力して機械の１回転分（任意の回転数でよい）の時間を算出するものとする。２は平均トルク算出部で、後述するトルク電流指令と機械回転算出部１によって算出された機械の１回転分の時間を入力して、機械１回転時間分の平均トルクを算出する。３は公知となっているダイナモメータのトルク制御部で、例えば、軸トルク指令と軸トルクメータＳＴにより検出された軸トルク検出との偏差信号を入力し、偏差信号に対応したトルク電流指令を生成する。
【００１７】
４は吸収トルクリミット値の設定部で、駆動トルクリミット値に対する吸収トルクリミット値の比率αを、例えばα＝１か、又はα＝０．５のように設定され、同等か又は吸収トルクリミット値が駆動トルクリミット値よりも小さな値となるよう設定される。そして、この比率設定部４には、機械の１回転分平均トルクの算出値と駆動トルクリミット値との偏差信号が入力され、その出力は機械の１回転分平均トルクの算出値から減算されてリミット回路５に入力される。また、トルク制御部３からのトルク電流指令が入力されて、リミット回路５で機械の１回転分の時間間隔に対応してリミット値が可変され、可変リミット値に規制されたトルク電流指令としてインバータに出力される。７、８は減算部である。
【００１８】
図２は4気筒4サイクルのエンジンにおいて、比率設定部４でα＝０．５と設定した場合の動作説明図である。同図（ａ）の線Ａは平均トルク算出部２によって算出されたダイナモメータＤＹの平均トルク電流指令値、線Ｂはトルク電流指令、ＵＬは吸収トルクリミット値、ＬＬは駆動トルクリミット値である。また、（ｂ）図はダイナモメータＤＹの回転数、（ｃ）図の線はローパスフィルタを介して検出された軸トルク値である。
【００１９】
速度検出器ＰＰで検出されたダイナモメータＤＹの速度検出信号は、機械回転算出部１に入力されて機械の１回転分信号に変換される。図２で示す時間幅Ｔは、
時刻ｔ１（＝０．３ｓ）時点におけるダイナモメータ１回分の時間幅で、ダイナモメータの回転数の上昇に伴って時間幅は徐々に小さくなり、その算出信号は機械平均トルク算出部２に入力される。機械平均トルク算出部２には、トルク電流指令が入力されており、時刻ｔ１後の時間幅Ｔでは機械１回転分の平均トルクＡ１が算出されて減算部７と８にそれぞれ出力される。
【００２０】
減算部７では、駆動トルクリミット値ＬＬと機械の１回転分平均トルクＡ１との減算が実行され、その差分が比率設定部４に入力されて所定の比率に設定される。減算部８では、駆動トルクリミット値ＬＬと機械の１回転分の平均トルクＡ１から比率設定部４で設定された比率分が減算され、吸収トルクリミット値ＵＬが設定比率分に見合った値に下がり、下がった値が時間幅Ｔでのリミット値として可変すべくリミット回路５に入力される。この吸収トルクリミット値ＵＬは、時間の経過に伴って段階的に低下してエンジンが始動確認される時刻ｔ２まで継続し、エンジンが始動後は評価試験時の所定の吸収トルクリミット値ＵＬに切換えられる。
【００２１】
一方、軸トルク指令と軸トルク検出はトルク制御部３に入力されて偏差分に応じたトルク電流指令が算出され、リミット回路５に出力される。したがって、リミット回路５から出力されるトルク電流指令Ｂは、固定された駆動トルクリミット値ＬＬと、可変される吸収トルクリミット値ＵＬによりリミットされる。これにより、回転数は図２（ｂ）で示すように徐々に上昇し、検出される軸トルクも（ｃ）図で示すように吸収側に偏ることは防止されている。すなわち、トルク電流指令の吸収トルクリミット値ＵＬを動的に制限されることでエンジン平均負荷トルクＡが吸収側にかかるのが防止され、エンジン平均負荷トルクＡが駆動側にかかる。その結果、エンジンスタータにて容易にエンジン始動が可能となるものである。
【００２２】
以上、本発明は、エンジンベンチシステムの制御装置におけるトルク電流指令値に対し、エンジン始動時の吸収トルクリミットを動的に制限してエンジン平均負荷トルクを駆動側に変移するよう制御するものである。エンジン平均負荷トルクの駆動側への変移は、吸収トルクリミット値を変化させるだけでよいので容易に設定でき、且つ簡単に既存の設備へ追加可能となり、エンジン始動の失敗は生じないので評価試験時間の短縮が図れるものである
【符号の説明】
【００２３】
１…  機械回転算出部
２…  平均トルク算出部
３…  トルク制御部
４…  比率設定部
５…  リミット回路
【図１】
2013015352.tif 000003
【図２】
2013015352.tif 000004
【図３】
2013015352.tif 000005
【図４】
2013015352.tif 000006