(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
供試エンジンと冷却水タンクとの間で冷却水を循環させ、該冷却水の温度検出により前記冷却水タンクに供給する冷却用水量を制御してエンジンに循環させる冷却水温度を設定値に調節する冷却水温度調節装置を備えたエンジン試験用ダイナモメータシステムにおいて、
前記冷却水温度調節装置は、
供試エンジンの回転数がアイドリング領域にあるときは回転数に比例して増加し、エンジン回転数がアイドリング領域以上にあるときは一定値になる折線特性の出力を得る関数発生器と、
冷却水の温度設定値とその検出値との偏差に前記関数発生器の出力を乗じて前向きゲインを調節する比較演算部と、
帰還回路を有して前記比較演算部の出力を比例積分演算し、該帰還回路に設けた乗算器によりエンジン回転数を乗じて後向きゲインを調節するＰＩ演算部とを備えたことを特徴とするエンジン試験用ダイナモメータシステム。
【請求項２】
燃料タンクから供試エンジンに燃料を供給し、該燃料の温度検出により前記燃料タンクの温度を制御してエンジンに供給する燃料温度を設定値に調節する燃料温度調節装置を備えたエンジン試験用ダイナモメータシステムにおいて、
前記燃料温度調節装置は、
供試エンジンの回転数がアイドリング領域にあるときは回転数に比例して増加し、エンジン回転数がアイドリング領域以上にあるときは一定値になる折線特性の出力を得る関数発生器と、
燃料の温度設定値とその検出値との偏差に前記関数発生器の出力を乗じて前向きゲインを調節する比較演算部と、
帰還回路を有して前記比較演算部の出力を比例積分演算し、該帰還回路に設けた乗算器によりエンジン回転数を乗じて後向きゲインを調節するＰＩ演算部とを備えたことを特徴とするエンジン試験用ダイナモメータシステム。
【請求項３】
供試エンジンとオイルタンクとの間でエンジンオイルを循環させ、該エンジンオイルの温度検出により前記オイルタンク内のオイル温度を制御してエンジンに循環させるエンジンオイル温度を設定値に調節するエンジンオイル温度調節装置を備えたエンジン試験用ダイナモメータシステムにおいて、
前記エンジンオイル温度調節装置は、
供試エンジンの回転数がアイドリング領域にあるときは回転数に比例して増加し、エンジン回転数がアイドリング領域以上にあるときは一定値になる折線特性の出力を得る関数発生器と、
エンジンオイルの温度設定値とその検出値との偏差に前記関数発生器の出力を乗じて前向きゲインを調節する比較演算部と、
帰還回路を有して前記比較演算部の出力を比例積分演算し、該帰還回路に設けた乗算器によりエンジン回転数を乗じて後向きゲインを調節するＰＩ演算部とを備えたことを特徴とするエンジン試験用ダイナモメータシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン試験用ダイナモメータシステムに係り、特に供試エンジンの冷却水や燃料またはエンジンオイルの温度調節装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジン試験用ダイナモメータシステムは、供試エンジンの動力吸収手段としてダイナモメータを結合し、供試エンジンの出力試験や燃費試験など屋内での各種試験を可能にする。これら試験に際して、供試エンジンを実車に搭載したときの運転状態を忠実に模擬するには、ダイナモメータの動力吸収制御性能を高めるのは勿論、供試エンジンの冷却水温度が燃費等に影響するため、その温度を一定に保つ必要がある。
【０００３】
この冷却水の温度調節は、車両に搭載されるエンジンでは走行に伴う風とファンによりラジエータで熱交換することで冷却水を一定温度に制御できるが、ダイナモメータシステムではこれらを設備するのに代えて、冷却水タンクで一定温度にした冷却水を供試エンジンに循環させるようにしている。
【０００４】
図２は供試エンジンの冷却水温度調節装置の従来の構成例を示す。この装置は、供試エンジン１にダイナモメータ２を結合し、これらをコントローラ３により試験条件に応じて速度制御や出力トルク制御を行うにおいて、供試エンジン１のシリンダ外部等に循環させる冷却水の温度調節を可能にする。
【０００５】
冷却水は、冷却水タンク４と供試エンジン１との間を管路５Ａ，５Ｂを通して循環させる。また、冷却水の温度調節は、供試エンジン１を冷却して循環する冷却水の温度を温度検出器６で検出し、この検出温度と温度設定値との偏差を比例積分（ＰＩ）演算する冷却水コントローラ７に冷却水温度制御量を得、これに対応した幅または周波数のパルスをアクチェータ８に得、このパルス出力でバルブ９の開度を調節し、冷却水タンク４に供給する冷却用水の水量を調節する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の冷却水温度調節装置において、供試エンジンへの冷却水の循環速度（循環水量）は、供試エンジンの回転数に応じて大きく変化する。すなわち、アイドリング（約６００ｒｐｍ）時には緩やかな速度で循環し、高速回転（例えば、５０００ｒｐｍ）時には高速循環する。
【０００７】
ここで、冷却水の温度変化は温度検出器６で検出されるまでにはエンジンでの発熱が冷却水の温度上昇までの遅れに加えて、冷却水がエンジン出口まで循環するための遅れ時間があり、この遅れ時間はエンジン回転数の大小によって変化する。
【０００８】
一方、コントローラ７は、冷却水を一定温度にするよう冷却用水量を調節するのに、ＰＩアンプの帰還回路のＣＲ時定数回路の時定数を冷却水温度検出の遅れ時間に対応させておき、供試エンジンの一定速度（例えば中速度）のときに適切な応答性が得られるよう、そのＰＩ時定数やゲインが固定されている。
【０００９】
これらのことから、供試エンジンがアイドリング状態や高速回転時には冷却水の温度変化に遅れや進みが発生するのに対して、コントローラでは一定の応答性で制御するため、冷却水の不足冷却や過冷却を起こし、冷却水を設定温度の±２℃３分以内に維持するのが難しかった。
【００１０】
特に、供試エンジンを急加速や急減速を繰り返す試験では、コントローラの応答性が問題となる。
【００１１】
同様の問題として、燃料タンクから供試エンジンに供給する燃料（ガソリンや軽油）温度や、オイルタンクから供試エンジンに循環させるエンジンオイル温度も試験環境条件に合わせて制御する装置では、これらのコントローラの応答性が問題となる。
【００１２】
本発明の目的は、供試エンジンの回転数変化に拘わらず冷却水温度を設定温度範囲内に維持し、さらには燃料温度やエンジンオイル温度を設定温度範囲内に維持し、供試エンジンの精度良い試験ができるエンジン試験用ダイナモメータシステムを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、供試エンジンに循環させる冷却水やエンジンオイルの温度調節や、供試エンジンに供給する燃料の温度調節をコントローラで行うのに、供試エンジンの回転速度に応じてコントローラのゲインを調節し、これにより制御系の応答性を変化させて過冷却や不足冷却を防止したもので、以下の構成を特徴とする。
【００１４】
（１）供試エンジンと冷却水タンクとの間で冷却水を循環させ、該冷却水の温度検出により前記冷却水タンクに供給する冷却用水量を制御してエンジンに循環させる冷却水温度を設定値に調節する冷却水温度調節装置を備えたエンジン試験用ダイナモメータシステムにおいて、
前記冷却水温度調節装置は、
供試エンジンの回転数がアイドリング領域にあるときは回転数に比例して増加し、エンジン回転数がアイドリング領域以上にあるときは一定値になる折線特性の出力を得る関数発生器と、
冷却水の温度設定値とその検出値との偏差に前記関数発生器の出力を乗じて前向きゲインを調節する比較演算部と、
帰還回路を有して前記比較演算部の出力を比例積分演算し、該帰還回路に設けた乗算器によりエンジン回転数を乗じて後向きゲインを調節するＰＩ演算部とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
（２）燃料タンクから供試エンジンに燃料を供給し、該燃料の温度検出により前記燃料タンクの温度を制御してエンジンに供給する燃料温度を設定値に調節する燃料温度調節装置を備えたエンジン試験用ダイナモメータシステムにおいて、
前記燃料温度調節装置は、
供試エンジンの回転数がアイドリング領域にあるときは回転数に比例して増加し、エンジン回転数がアイドリング領域以上にあるときは一定値になる折線特性の出力を得る関数発生器と、
燃料の温度設定値とその検出値との偏差に前記関数発生器の出力を乗じて前向きゲインを調節する比較演算部と、
帰還回路を有して前記比較演算部の出力を比例積分演算し、該帰還回路に設けた乗算器によりエンジン回転数を乗じて後向きゲインを調節するＰＩ演算部とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
（３）供試エンジンとオイルタンクとの間でエンジンオイルを循環させ、該エンジンオイルの温度検出により前記オイルタンク内のオイル温度を制御してエンジンに循環させるエンジンオイル温度を設定値に調節するエンジンオイル温度調節装置を備えたエンジン試験用ダイナモメータシステムにおいて、
前記エンジンオイル温度調節装置は、
供試エンジンの回転数がアイドリング領域にあるときは回転数に比例して増加し、エンジン回転数がアイドリング領域以上にあるときは一定値になる折線特性の出力を得る関数発生器と、
エンジンオイルの温度設定値とその検出値との偏差に前記関数発生器の出力を乗じて前向きゲインを調節する比較演算部と、
帰還回路を有して前記比較演算部の出力を比例積分演算し、該帰還回路に設けた乗算器によりエンジン回転数を乗じて後向きゲインを調節するＰＩ演算部とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態を示す冷却水温度調節装置の構成図であり、図２と同一の部分は同一符号を付して示す。
【００１８】
エンジン回転数検出器１０は、パルスピックアップ等に構成されて供試エンジン１の回転数を検出する。温度検出器６は、供試エンジン１を循環した冷却水の出口温度を検出する。
【００１９】
関数発生器１１は、エンジン回転数検出信号を入力とし、エンジン回転数がアイドリング領域にあるときは回転数に比例して増加し、エンジン回転数がアイドリング領域以上にあるときは一定値になる折線特性の出力を得る。
【００２０】
比較演算部１２は、差動アンプ１２Ａにより冷却水温度設定値とその検出値との偏差を増幅し、乗算器１２Ｂによりアンプ１２Ａの出力に関数発生器１１の出力を乗じて前向きゲインを調節する。
【００２１】
ＰＩ演算部１３は、リミッタ付きＰＩアンプ１３Ａにより比較演算部１２からの出力を比例積分演算してリミッタ値に制限した出力を得、このＰＩアンプ１３Ａの帰還回路に設けた乗算器１３Ｂによりアンプ１３Ａの出力にエンジン回転数を乗じて後向きゲインを調節する。
【００２２】
アクチェータ８は、ＰＩ演算部１３の出力に応じたパルスを得てバルブ９の開度を調節する。
【００２３】
以上の構成になるＰＩコントローラは、基本的には、冷却水の温度設定値とその検出値との偏差を基にしたバルブ９の開度フィードバック制御を行い、その時定数やゲインは中速など基準速度に合わせておく。この制御に際して、ＰＩコントローラは、供試エンジン１の回転数に応じてゲインを調節することでその応答性を変化させ、供試エンジン１の運転状態や状態変化に拘わらず冷却水温度が設定温度から逸脱しないように制御する。
【００２４】
例えば、供試エンジン１の回転数がアイドリング領域にあるとき、中速に合わせた応答性による制御では供試エンジン１の冷却水の温度低下でその過冷却を起こす。これには、エンジン回転数に比例して関数発生器１１の出力を小さくし、比較演算部１２のゲインを下げ、その応答性を低下させることで過冷却を防止し、さらに同じアイドリング速度でもその高低に合わせたゲイン調節により、過冷却や不足冷却を防止する。
【００２５】
また、供試エンジン１の回転数を高速領域にしたとき、供試エンジン１の出口の冷却水温度の不足冷却を起こし易くなる。これには、比較演算部１２のゲインを一定値に戻し、エンジン回転数に比例してＰＩ演算部１３のゲインを変化させることで、供試エンジンの回転数に対応した応答性を得て、冷却水の過冷却や不足冷却を防止する。
【００２６】
なお、乗算器１２Ｂ、１３Ｂにおけるゲイン調節は、エンジン回転数×ゲイン定数（冷却水の流量調整定数）×システム定数（冷却水配管のロス分定数）で適宜決定される。
【００２７】
また、本実施形態は冷却水の温度調節装置の場合を示すが、供試エンジンの燃料やエンジンオイルの温度調節装置に適用して同等の作用効果を得ることができる。これらの場合、温度検出器がエンジンに供給する燃料の温度やエンジンにオイルを循環させるオイルタンク内のオイル温度を検出し、コントローラはエンジン回転数をパラメータとして比較演算部１２およびＰＩ演算部１３のゲインを調節する構成で実現される。
【００２８】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば、供試エンジンの冷却水やエンジンオイル、燃料の温度調節をコントローラで行うのに、供試エンジンの回転速度に応じてコントローラのゲインを調節するため、供試エンジンの回転数変化に拘わらず冷却水等の温度を設定温度範囲内に維持し、供試エンジンの精度良い試験ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す冷却水温度調節装置の構成図。
【図２】従来の冷却水温度調節装置の構成図。
【符号の説明】
１…供試エンジン
２…ダイナモメータ
３…コントローラ
４…冷却水タンク
６…温度検出器
７…ＰＩコントローラ
８…アクチェータ
９…バルブ
１０…速度検出器
１１…関数発生器
１２…比較演算部
１３…ＰＩ演算部
１２Ｂ、１３Ｂ…乗算器
【図１】
0004158377.tif 000002
【図２】
0004158377.tif 000003