(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンとダイナモメータとを回転軸を介して直結し、このエンジンを加減速運転しながらトルクメータおよび速度検出器を介してエンジントルクと回転角加速度とを検出しながらエンジン試験を行うものにおいて、
前記エンジンの任意回速度時におけるエンジントルク損失分を予め検出して記憶し、エンジン試験時における対応した前記任意速度時で測定されたトルク値より、前記記憶された当該相当時間におけるトルク損失分を減算してトルク検出補正値とし、前記角加速度（ｒａｄ／ｓ2）をＸ，トルク検出補正値をＹとし、最小二乗法で一次関数Ｙ＝ＡＸ＋Ｂとした場合のＡの絶対値をエンジンの慣性モーメントとして測定することを特徴としたエンジンの慣性モーメント測定方法。
【請求項２】
前記トルク検出補正値は直線補間にて行い、トルク検出補正値の演算時のエンジン回転数は、エンジンの慣性モーメント計測時の当該エンジン回転数と最も近い上下の回転数で補正することを特徴とした請求項１記載のエンジンの慣性モーメント測定方法。
【請求項３】
前記エンジン試験時のデータ収集は、各測定区間の開始時と終了時の所定時間はそれぞれ除外することを特徴としたエンジンの慣性モーメント測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力計測システムにおけるエンジンの慣性モーメントの測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９は試験装置の概略図を示したもので、エンジン１とダイナモメータ２とをトルクメータ３を介して回転軸４で連結し、エンジン側はスロットルアクチェータ５によりスロットル開度が制御されるように構成されている。この装置によって、ダイナモメータのトルク制御・速度制御を実施しながらエンジンの耐久性や燃費、排ガス計測等の性能試験およびＥＣＵ（Electronic Control Unit）適合試験が行われる。なお、６はエンジンの軸回転を検出する速度検出器である。
上記のようなダイナモメータを使用してエンジンを試験する装置においては、前もってエンジンの慣性モーメントを測定し、その測定値を制御パラメータとして使用することが行われている。
【０００３】
その際の慣性モーメントの計測は次のような手順で行われている。
（１）エンジンの燃料流入を遮断し、エンジンの吸入空気の抵抗を減らすためにエンジンのスロットルを全開にする。
（２）回転軸４が或る一定の速度で回転している状態より、ダイナモメータ２によって一定の角加速度αで加速、又は減速する。この一定の加減速時に、その時のトルクＴをトルクメータ３によって計測する。
（３）計測値をもとに、運動方程式Ｔ＝ＪαよりＪ＝Ｔ／αとしてＪを求めて制御パラメータとしている。
【０００４】
なお、ダイナモメータ２は速度制御によって制御され、エンジン１は開度制御によって制御されるが、全ての運転において、エンジンの吸気ロスを極力減らすために１００％開度にされる。また、エンジンが点火しないように燃料供給を遮断し、イグニッションはオフにされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
慣性モーメントが測定されるエンジン１には、機械的な抵抗が存在しているが、従来の測定方法による計測値にはその抵抗による損失分が考慮されてないため、算出されたエンジンの慣性モーメント精度は決して高いものとはいえない。
特に、エンジン慣性モーメントの小さい小排気量エンジンの精度は悪いものとなっていた。
【０００６】
本発明が目的とするところは、高精度な慣性モーメントの測定を可能とした  慣性モーメントの測定方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１は、エンジンとダイナモメータとを回転軸を介して直結し、このエンジンを加減速運転しながらトルクメータおよび速度検出器を介してエンジントルクと回転角加速度とを検出しながらエンジン試験を行うものにおいて、
前記エンジンの任意回速度時におけるエンジントルク損失分を予め検出して記憶し、エンジン試験時における対応した前記任意速度時で測定されたトルク値より、前記記憶された当該相当時間におけるトルク損失分を減算してトルク検出補正値とし、前記角加速度（ｒａｄ／ｓ2）をＸ，トルク検出補正値をＹとし、最小二乗法で一次関数Ｙ＝ＡＸ＋Ｂとした場合のＡの絶対値をエンジンの慣性モーメントとして測定することを特徴としたものである。
【０００８】
本発明の第２は、前記トルク検出補正値は直線補間にて行い、トルク検出補正値の演算時のエンジン回転数は、エンジンの慣性モーメント計測時の当該エンジン回転数と最も近い上下の回転数で補正することを特徴としたものである。
【０００９】
本発明の第３は、前記エンジン試験時のデータ収集は、各測定区間の開始時と終了時の所定時間はそれぞれ除外することを特徴としたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施形態を示したもので、図９と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
１０はエンジンのトルク，速度を検出するための検出部で、試験に先立って或る加減速度α時におけるエンジンの損失分を前もって求める。そのために、この検出部１０は設定された最低回転数（アイドリング回転数）Ｎｉから最高回転数Ｎｍにまで到達する時間τを任意数ｎで分割し、各分割時点におけるエンジンのトルクを検出するためのサンプリング機能を有している。
１１は記憶部で、検出部１０によって検出された各分割時点の検出値をこの記憶部において保存する。１２は第１の演算部でトルク検出補正値を演算する。１３は第２の演算部で慣性モーメントＪを演算する。１４は制御部で、この制御部１４はエンジンのモデル部や軸トルク制御部などによって構成されている。１５はコントローラで、このコントローラ１５はダイナモメータ２が交流機の場合にはインバータが用いられ、制御部１４よりの信号に基づいてダイナモメータ２を速度制御する。
【００１１】
図２は検出部１０におけるエンジンの損失検出状態を示したものである。
この損失検出はエンジン１の試験に先立って行われるもので、ダイナモメータ２を介して制御されるエンジン１の軸回転数が、指定最低回転数Ｎｉから最高回転数Ｎｍまでの時間τをダイナモメータ２による速度制御よって加速するものとすると、その間を任意数ｎ（ここでは、ｎ＝２０）で段階状に分割し、分割された時刻毎に当該時刻の軸回転数と軸トルクを速度検出器６とトルクメータ３を介してサンプリングして記憶部１１に格納する。最高回転数Ｎｍよりの減速時は、一定の傾斜を持って指定最低回転数Ｎｉまで減速される。
【００１２】
図３は分割された或る段階部を拡大したもので、各段階毎の軸回転数と軸トルクの検出は、速度指令とその指令に追従する実速度との間には僅かでも遅れが生じているので、各信号のサンプリングは、速度が安定した時点，例えば各段の平行部分の時間を５秒とすると前半の２秒を非測定範囲として安定状態となるのを待ち、計測は後半の３秒にて例えば１００ｍｓ周期で行われ、その平均値を当該段（当該回転数）におけるエンジンの損失とし記憶部１１に格納される。
図４はその結果におけるエンジン回転数とトルクとのイメージ例を示したものである。図中のＮＯ．は図２における各分割段階（回転数）を示したものである。なお、計測データをＡ／Ｄコンバータを介して取得するは場合には、エリアジングノイズを避けるためにカットオフ周波数が或る周波数以下の低域通過フィルタを通してサンプリングする。
【００１３】
慣性モーメントの測定は、前述した従来の（１）〜（３）と同様の手順によって測定される。
【００１４】
図５はエンジン試験時において、加減速運転をしながらのデータ収集の状態例を示したもので、アイドル（指定最低）回転数Ｎｉと最高回転数Ｎｍ間において加速，減速の加速度を変えながらエンジン回転数を制御し、その時の各区間におけるエンジンの軸トルクをトルクメータ３によって検出する。
検出部１０は、計測区間である加速１，減速１，加速２，減速２…の各区間において計測を行うが、データ数を多くとるために例えば２０ｍｓ周期にてサンプリングを行う。なお、その際、ＮｉからＮｍにおける各計測区間の開始時点と終了時点のトルクは不安定であると考えられるので、図６で示すように例えば各計測区間の開始時１０％、終了時５％の範囲は計測より除外される。
【００１５】
検出部１０によって検出されたトルク信号は第１の演算部１２に出力され、この演算部１２において、先に記憶部１１に記憶されているエンジンの損失計測値Ｔｍと今回入力された検出値Ｔｎを基に式（１）によるトルク検出値の補正演算が行なわれる。
【００１６】
【数１】
トルク検出補正値：Ｔｎ−Ｔｍ＝Ｔｎ−（Ｓｎ−Ｓ1）／（Ｓ2−Ｓ1）×（Ｔ2−Ｔ1）            （１）
すなわち、１計測毎のエンジンの損失測定で得られたエンジン回転数毎の損失Ｔｍをトルク検出値Ｔｎから減じてトルク検出補正値とする。その補正方法は図７で示すように直線補間で行ない、Ｓ1及びＳ2は、今回の検出トルクＴｎが検出されたエンジン回転数Ｓｎに最も近いサンプリング時点のエンジン回転数の上と下の値が適用される。
【００１７】
第１の演算部１２によって補正されたトルク検出値は第２の演算部１３に出力されてエンジンの慣性モーメントが求められる。
図５で示す計測区間である加速１，減速１，加速２，減速２…の各区間の角加速度α（ｒａｄ／ｓ2）をＸとし、そのときの当該加速，減速時のトルク検出補正値Ｔｎ−Ｔｍ（Ｎｍ）をＹとし、最小二乗法で１次関数Ｙ＝ＡＸ＋ＢとしたときのＡを求め、その絶対値をエンジンの慣性モーメントＪとする。なお、絶対値とすることは、トルクの方向がシステムによって異なることに基づくものである。図８が角加速度αとトルク検出値Ｔｎ−Ｔｍをプロットしたもので、直線の方程式による傾Ａがエンジンの慣性モーメントＪとなる。
なお、最小二乗法による解法は（２）式による。
【００１８】
【数２】
0004023195.tif 000002
【００１９】
演算された慣性モーメントＪは制御部１４に出力されて例えば共振抑制手段用のパラメータとして使用され、コントローラ１５を介してダイナモメータ２を制御する。
【００２０】
【発明の効果】
以上本発明によれば、エンジンの機械的損失分に基づくトルク誤差分を考慮してエンジンの慣性モーメントを算出したものであるから、その精度が向上するものである。したがって、測定されたエンジンの慣性モーメント値を用いて機械系の制御パラメータに適用した場合、有効なる制御が可能となる。
また、測定された慣性モーメントが高精度となることにより、その測定値を機械系の共振抑制制御に適用する場合には、機械系の破壊強度に対する入力信号レベルの上限値が高精度で求まるため、機械系の破壊防止が可能となる等の効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す制御ブロック図。
【図２】エンジントルク損失分測定態様図。
【図３】各段（回転数）毎の測定態様図。
【図４】測定結果のイメージ図。
【図５】加減速運転の態様図。
【図６】計測データ収集説明図。
【図７】トルク検出値の補正説明図。
【図８】エンジン慣性モーメントの説明図。
【図９】従来のエンジン試験装置の概要図。
【符号の説明】
１…エンジン
２…ダイナモメータ
３…トルクメータ
４…回転軸
５…スロットルアクチェータ
６…速度検出器
１０…検出部
１１…記憶部
１２…第１の演算部
１３…第２の演算部
１４…制御部
１５…コントローラ
【図１】
0004023195.tif 000003
【図２】
0004023195.tif 000004
【図３】
0004023195.tif 000005
【図４】
0004023195.tif 000006
【図５】
0004023195.tif 000007
【図６】
0004023195.tif 000008
【図７】
0004023195.tif 000009
【図８】
0004023195.tif 000010
【図９】
0004023195.tif 000011