JP2552360Y2 - Diesel engine testing equipment - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本考案は、ディーゼルエンジンの
試験装置に係り、特にヘビーデューティ運転におけるス
ロットル開度補正制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a test apparatus for a diesel engine, and more particularly to a throttle opening correction control apparatus for heavy duty operation.
【０００２】[0002]
【従来の技術】エンジンの屋内試験にはエンジン負荷と
してダイナモメータが結合され、エンジンの性能試験や
耐久試験が行われる。このうち、ディーゼルエンジンの
試験として、排気ガス規制の強化に伴う排気ガス試験が
ある。この試験はヘビーデューティ運転モードでなさ
れ、図３に示す排気ガス試験システムに構成される。2. Description of the Related Art In an indoor test of an engine, a dynamometer is connected as an engine load, and a performance test and an endurance test of the engine are performed. Among them, there is an exhaust gas test accompanying the tightening of exhaust gas regulations as a test for a diesel engine. This test is performed in the heavy duty operation mode, and is configured in the exhaust gas test system shown in FIG.
【０００３】同図において、供試体になるディーゼルエ
ンジン１の変速機出力軸にはトルク検出器２とダイナモ
メータ３が結合され、スロットルアクチュエータ４によ
るスロットル開度調節によってディーゼルエンジン１の
トルク制御又はスロットル開度制御がなされ、この出力
吸収体としてのダイナモメータ３の回転数が電力変換器
５によって制御される。In FIG. 1, a torque detector 2 and a dynamometer 3 are connected to a transmission output shaft of a diesel engine 1 serving as a specimen, and torque control or throttle control of the diesel engine 1 is performed by adjusting a throttle opening degree by a throttle actuator 4. The opening degree is controlled, and the number of rotations of the dynamometer 3 as the output absorber is controlled by the power converter 5.
【０００４】コンピュータ６は、トルク検出器３の検出
信号をトルク演算回路７から取り込み、また速度検出器
８の速度検出信号を取り込み、これら信号をフィードバ
ック信号としてスロットルアクチュエータ４へのスロッ
トル開度指令θ及び電力変換器５への電流，電圧指令を
発生する。The computer 6 takes in the detection signal of the torque detector 3 from the torque calculation circuit 7 and also takes in the speed detection signal of the speed detector 8, and uses these signals as feedback signals to give the throttle opening command θ to the throttle actuator 4. And a current and voltage command to the power converter 5 are generated.
【０００５】ディーゼルエンジン１の排気ガスは、排気
ガスの定容量サンプリング装置（ＣＶＳ）９Ａとガス分
析計９Ｂになる分析システム９によって分析され、コン
ピュータ６に分析結果が送られる。The exhaust gas of the diesel engine 1 is analyzed by an exhaust gas constant volume sampling device (CVS) 9A and an analysis system 9 which becomes a gas analyzer 9B, and the analysis result is sent to a computer 6.
【０００６】上述の構成において、排気ガス試験は、図
４に示す手順で行われる。供試エンジンを試験装置に装
着してエンジン自体の試運転及び計測と制御系の動作チ
ェック等を行う試験準備を行い（ステップＳ１）、本試
験開始（ステップＳ２）に先立ってエンジンの最大トル
クカーブの作成（ステップＳ３）と本試験前の練習サイ
クルの実行（ステップＳ４）を行い、エンジンの基本特
性を記録する。In the above configuration, the exhaust gas test is performed according to the procedure shown in FIG. The test engine is mounted on a test apparatus, and test preparation for test operation and measurement of the engine itself and operation check of the control system are performed (step S1). Prior to the start of the main test (step S2), the maximum torque curve of the engine is measured. Preparation (step S3) and execution of a practice cycle before the main test (step S4) are performed, and the basic characteristics of the engine are recorded.
【０００７】この後、エンジンのコールドソーク又は強
制冷却し（ステップＳ５）、コールドスタート排気ガス
試験を行い（ステップＳ６）、さらにエンジンのホット
ソーク（ステップＳ７）後にホットスタート排気ガス試
験を行い（ステップＳ８）、排気ガス試験を終了する
（ステップＳ９）。Thereafter, the engine is cold soaked or forcibly cooled (step S5), a cold start exhaust gas test is performed (step S6), and a hot start exhaust gas test is performed after the engine hot soak (step S7) (step S7). S8), end the exhaust gas test (Step S9).
【０００８】従来の排気ガス試験装置において、エンジ
ン１の制御装置は図５に示す構成にされる。トルク設定
値Ｔｓは検出トルクＴとの偏差が検出され、比例アンプ
１１による増幅がなされて比例積分アンプ１２による比
例積分がなされる。In the conventional exhaust gas testing apparatus, the control device of the engine 1 is configured as shown in FIG. The deviation of the torque set value Ts from the detected torque T is detected, amplified by the proportional amplifier 11, and proportionally integrated by the proportional integration amplifier 12.
【０００９】さらに、積分アンプ１２の出力はアンダー
リミッタアンプ１３によって最小値リミッタ補正が施さ
れ、スロットル開度制御回路１４のスロットル開度指令
θｓにされる。スロットル開度制御回路１４はトルク制
御系のマイナーループになり、スロットルアクチュエー
タ４も含めた自動制御系を構成してスロットル開度指令
θｓに一致するスロットル開度θを得る。Further, the output of the integrating amplifier 12 is subjected to a minimum value limiter correction by an under limiter amplifier 13, and is converted into a throttle opening command θs of a throttle opening control circuit 14. The throttle opening control circuit 14 forms a minor loop of the torque control system, forms an automatic control system including the throttle actuator 4, and obtains a throttle opening θ that matches the throttle opening command θs.
【００１０】アンダーリミッタアンプ１３に設定するア
ンダーリミッタ値θｏは、ディーゼルエンジンのガバナ
特性に伴うトルク制御の追従遅れを補償する。これを以
下に詳細に説明する。The under limiter value θo set in the under limiter amplifier 13 compensates for a delay in following torque control due to governor characteristics of a diesel engine. This will be described in detail below.
【００１１】ディーゼルエンジンのガバナ特性は図６に
オールスピードガバナの場合を、図７に２スピードガバ
ナの場合を示す。オールスピードガバナでは（ａ）に示
すように部分負荷時の燃料噴射量をエンジン回転数（ポ
ンプ回転数）が上昇してくると減らし、エンジン回転数
の安定化を得る。これに対し、２スピードガバナでは
（ａ）に示すように、エンジン回転数が上昇すると燃料
噴射量を緩やかに減らし、エンジン回転数の安定化を得
る。FIG. 6 shows the governor characteristics of a diesel engine in the case of an all-speed governor, and FIG. 7 shows the case of a two-speed governor. In the all-speed governor, as shown in (a), the fuel injection amount under a partial load is reduced as the engine speed (pump speed) increases, and the engine speed is stabilized. On the other hand, in the two-speed governor, as shown in (a), when the engine speed increases, the fuel injection amount is gradually reduced, and the engine speed is stabilized.
【００１２】上述のガバナ特性から、２スピードガバナ
では、図７の（ｂ）に回転数一定時の軸トルク特性を示
すように、最高速と最低速のみガバナで回転数を制御
し、その他の回転域ではスロットル開度に応じた軸トル
ク（噴射量）が得られる。これに対し、オールスピード
ガバナでは、図６の（ｂ）に示すように、最高速から最
低速の全領域に渡ってガバナで回転数を制御する。From the above governor characteristics, in the two-speed governor, as shown in FIG. 7B, the shaft speed is controlled by the governor only at the highest speed and the lowest speed, as shown in the shaft torque characteristics at a constant speed. In the rotation range, a shaft torque (injection amount) corresponding to the throttle opening is obtained. On the other hand, in the all-speed governor, as shown in FIG. 6B, the governor controls the rotation speed over the entire range from the highest speed to the lowest speed.
【００１３】このため、回転数一定時での軸トルク出力
は、２スピードガバナではスロットル開度の変化に対し
て緩やかな傾斜で変化するのに対し、オールスピードガ
バナではスロットル開度の変化に対して急激な軸トルク
変化を伴い、しかも軸トルク出力零点でスロットル開度
には各回転数で異なるθ0，θ1，…θM等の遊びが発生
する。For this reason, the shaft torque output at a constant rotational speed changes with a gentle slope with respect to the change in the throttle opening in the case of the two-speed governor, whereas the shaft torque output in the case of the all-speed governor does not change with respect to the change in the throttle opening. Te with a sharp shaft torque change, moreover shaft torque output to the throttle opening at the zero point different theta 0 in each rotational speed, theta 1, ... theta play M or the like occurs.
【００１４】このオールスピードガバナにおけるスロッ
トル開度の遊び（デッドゾーン）は、ヘビーデューティ
運転のためにエンジンをスロットル開度０％制御から軸
トルク制御に切り換えるときや軸トルク設定値を零から
ステップ的に増加させるときにエンジンの軸トルク変化
に遅れを生じさせ、トルク制御の応答性を悪くする。The play (dead zone) of the throttle opening in the all-speed governor is performed when the engine is switched from 0% throttle opening control to shaft torque control for heavy-duty operation, or the shaft torque set value is changed stepwise from zero. When it is increased, the change in the shaft torque of the engine is delayed, and the response of the torque control is deteriorated.
【００１５】そこで、従来装置ではエンジンの排気ガス
試験に先立って最大トルク曲線の測定を行い、該特性を
エンジン特性発生部１５に記憶又はテーブルデータとし
て用意しておき、コールドスタート排気ガス試験やホッ
トスタート排気ガス試験中に現在回転数Ｎと軸トルク指
令Ｔｓをパラメータとしてエンジン特性から必要なスロ
ットル開度を求め、この値をアンダーリミッタアンプ１
３の最小値出力としてバイアス加算し、軸トルク制御の
追従遅れを無くすようにしている。Therefore, in the conventional apparatus, the maximum torque curve is measured prior to the engine exhaust gas test, and the characteristics are stored in the engine characteristic generating unit 15 or prepared as table data, so that the cold start exhaust gas test and the hot start During the start exhaust gas test, the required throttle opening is obtained from the engine characteristics using the current rotational speed N and the shaft torque command Ts as parameters, and this value is used as the under limiter amplifier 1.
A bias is added as the minimum value output of No. 3 so as to eliminate the following delay of the shaft torque control.
【００１６】[0016]
【考案が解決しようとする課題】従来の排気ガス試験装
置において、オールスピードガバナを持つディーゼルエ
ンジンでは、エンジン出力特性（スロットル開度−軸ト
ルク特性）の測定時にガバナ特性の影響を受けてスロッ
トル開度誤差を発生することがある。In a conventional exhaust gas testing apparatus, in a diesel engine having an all-speed governor, the throttle opening is affected by the governor characteristic when measuring the engine output characteristic (throttle opening-shaft torque characteristic). Error may occur.
【００１７】上述の測定は、回転数一定でスロットル開
度を０〜１００％まで一定時間に開くことでエンジンの
軸トルク出力を採取することで行われる。このとき、図
８に示すように、スロットル開度に対して実線で示す真
の軸トルク変化がトルク出力の遅れによって破線で示す
軸トルク変化として特性データの採取がなされる。The above-described measurement is performed by sampling the shaft torque output of the engine by opening the throttle opening from 0 to 100% for a fixed time at a constant rotation speed. At this time, as shown in FIG. 8, characteristic data is collected as a true shaft torque change indicated by a solid line with respect to the throttle opening as a shaft torque change indicated by a broken line due to a delay in torque output.
【００１８】このとき、エンジンに軸トルクＴAを得る
にはスロットル開度θｂとする出力特性になり、このス
ロットル開度θｂではエンジンの実際の軸トルクはＴｂ
となり、ＴA−ＴBがトルク誤差になる。At this time, in order to obtain the shaft torque T A in the engine, the output characteristic is the throttle opening θb. At this throttle opening θb, the actual shaft torque of the engine is Tb.
And T A -T B becomes the torque error.
【００１９】上述のトルク誤差を含むエンジン出力特性
をエンジン特性発生部１５に記憶しておくと、ヘビーデ
ューティ運転のためにスロットル開度制御から軸トルク
制御に切り換えたとき、軸トルクＴAを発生させるのに
エンジン特性発生部１５からはスロットル開度θｂの値
がアンダーリミッタ値として発生し、このときＴA−ＴB
の軸トルク誤差が発生する。この軸トルク誤差はスロッ
トル開度指令θｓがスロットル開度のアンダーリミッタ
値としてバイアスされるためトルク制御中に残存する。If the engine output characteristics including the above-mentioned torque error are stored in the engine characteristic generator 15, when the throttle opening control is switched from the throttle opening control to the shaft torque control for the heavy duty operation, the shaft torque T A is generated. For this purpose, the value of the throttle opening θb is generated as an under limiter value from the engine characteristic generating unit 15, and at this time T A −T B
Shaft torque error occurs. This shaft torque error remains during torque control because the throttle opening command θs is biased as an under limiter value of the throttle opening.
【００２０】このような現象は、スロットル開度変化に
対して軸トルク変化が大きいオールスピードガバナを持
つエンジンに発生し易く、また軸トルク誤差も大きくな
り、ヘビーデューティ運転では図９に示すようにアイド
リング状態のような定常状態でトルク誤差ΔＴとして明
確に表れる。Such a phenomenon is likely to occur in an engine having an all-speed governor in which the change in the shaft torque is large with respect to the change in the throttle opening, and the shaft torque error is also large. In heavy-duty operation, as shown in FIG. It clearly appears as a torque error ΔT in a steady state such as an idling state.
【００２１】上述までの軸トルク誤差の問題を解消する
には、エンジン出力特性の測定時にトルクの追従遅れの
影響を無くすよう、スロットル開度を緩やかに変化させ
て軸トルクデータを得ることが考えられるが、エンジン
交換の都度、各回転数毎に多点データ採取するには長時
間を要し、試験準備の負担が大きくなる。In order to solve the above-described problem of the shaft torque error, it is conceivable to obtain the shaft torque data by gradually changing the throttle opening so as to eliminate the influence of the torque following delay when measuring the engine output characteristics. However, each time the engine is replaced, it takes a long time to collect multi-point data for each rotation speed, which increases the load on test preparation.
【００２２】本考案の目的は、エンジン出力特性の測定
誤差による軸トルク誤差を無くしたディーゼルエンジン
試験装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a diesel engine test apparatus which eliminates a shaft torque error due to a measurement error of an engine output characteristic.
【００２３】[0023]
【課題を解決するための手段】本考案は、前記課題の解
決を図るため、ディーゼルエンジンのトルク制御系にマ
イナループのスロットル開度制御系を設け、予め測定し
たエンジンの出力特性とトルク指令及び回転数から前記
スロットル開度制御系のスロットル開度指令の補正分を
求めるエンジン特性発生部を備えたディーゼルエンジン
の試験装置において、前記エンジン特性発生部の出力を
比例積分アンプの加算入力とし該アンプの出力を前記ス
ロットル開度指令とすることを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a diesel engine torque control system with a minor loop throttle opening control system, and measures the output characteristics of the engine, the torque command, and the rotational speed measured in advance. In a test apparatus for a diesel engine having an engine characteristic generator for obtaining a correction amount of a throttle opening command of the throttle opening control system from the number, the output of the engine characteristic generator is used as an addition input of a proportional-integral amplifier, and An output is the throttle opening command.
【００２４】[0024]
【作用】本考案によれば、スロットル開度指令の補正分
をトルク制御系の比例積分アンプへの加算入力とするこ
とにより、該アンプの積分項によって軸トルク誤差を吸
収する。これにより、エンジン出力特性の測定に軸トル
ク誤差がある場合にもアイドリング状態等での定常誤差
を無くす。According to the present invention, the correction of the throttle opening command is used as an addition input to the proportional-integral amplifier of the torque control system, so that the shaft torque error is absorbed by the integral term of the amplifier. As a result, even when there is a shaft torque error in the measurement of the engine output characteristic, a steady error in an idling state or the like is eliminated.
【００２５】[0025]
【実施例】図１は本考案の一実施例を示すエンジン制御
装置である。同図が図５と異なる部分は、アンダーリミ
ッタアンプ１３は省略され、エンジン特性発生部１５の
出力θｏは比例積分アンプ１２へのバイアス加算入力と
される点にある。FIG. 1 is an engine control device showing an embodiment of the present invention. 5 differs from FIG. 5 in that the under limiter amplifier 13 is omitted and the output θo of the engine characteristic generator 15 is used as a bias addition input to the proportional-plus-integral amplifier 12.
【００２６】本実施例において、エンジン特性発生部１
５は、エンジンをスロットル開度０％制御から軸トルク
制御に切り換えるとき、又は軸トルク設定値を零からス
テップ的に増加させるときの軸トルク変化の遅れを防止
するため、スロットル開度補正分θｏを発生させる。In this embodiment, the engine characteristic generator 1
5 is a throttle opening correction θo in order to prevent a delay in shaft torque change when the engine is switched from the throttle opening control of 0% to the shaft torque control or when the shaft torque set value is increased stepwise from zero. Generate.
【００２７】ここで、補正分θｏは比例積分アンプ１２
の加算入力になるため、該補正分θｏにエンジン出力特
性測定時の誤差が含まれるも比例積分アンプ１２の積分
項によって定常誤差吸収がなされる。これにより、ヘビ
ーデューティ運転時のトルク波形図を図２に示すよう
に、トルク指令に対するトルク検出値はトルク制御系の
遅れが従来のスロットル開度補正制御と同等に補償され
るのに加えて、アイドリング状態等での軸トルク誤差が
無くなる。Here, the correction θo is calculated by the proportional integration amplifier 12
Therefore, even though the correction θo includes an error during the measurement of the engine output characteristic, a steady-state error is absorbed by the integral term of the proportional-integral amplifier 12. As a result, as shown in FIG. 2, a torque waveform diagram during heavy-duty operation is obtained. In addition to the fact that the delay of the torque control system is compensated in the same manner as the conventional throttle opening correction control, The shaft torque error in an idling state or the like is eliminated.
【００２８】従って、本実施例によれば、エンジン出力
特性にスロットル開度誤差が含まれる場合にも軸トルク
誤差の発生を無くすことができ、エンジン出力特性の測
定もスロットル開度の変化を早くした測定によって比較
的簡単な試験準備で済む。Therefore, according to the present embodiment, even when the throttle opening error is included in the engine output characteristic, the occurrence of the shaft torque error can be eliminated, and the measurement of the engine output characteristic can quickly change the throttle opening. The required measurements allow for relatively simple test preparation.
【００２９】なお、本実施例は、オールスピードガバナ
を持つディーゼルエンジンに限らず、２スピードガバナ
を持つエンジンなど、各種ガバナを持つディーゼルエン
ジンの試験に適用してエンジン出力特性の測定を短時間
で容易にしながら軸トルク誤差を無くす効果がある。The present embodiment is not limited to a diesel engine having an all-speed governor, but can be applied to a test of a diesel engine having various governors, such as an engine having a two-speed governor, to measure engine output characteristics in a short time. This has the effect of eliminating shaft torque errors while simplifying.
【００３０】[0030]
【考案の効果】以上のとおり、本考案によれば、トルク
の追従遅れを補償するためにスロットル開度指令を補正
するエンジン特性発生部は、その出力をトルク制御系の
比例積分アンプへの加算入力とするため、補正分で軸ト
ルクに定常誤差が残ることを無くした高精度試験を可能
にし、またエンジン出力特性の測定を短時間にして試験
を容易にする効果がある。As described above, according to the present invention, the engine characteristic generator for correcting the throttle opening command to compensate for the torque following delay adds the output to the proportional integral amplifier of the torque control system. Since the input is used, a high-precision test can be performed without a steady error remaining in the shaft torque due to the correction, and the test can be facilitated by shortening the measurement of the engine output characteristics.
【図１】実施例のエンジン制御装置。FIG. 1 is an engine control device according to an embodiment.
【図２】実施例のトルク波形図。FIG. 2 is a torque waveform chart of the embodiment.
【図３】排気ガス試験システム構成図。FIG. 3 is a configuration diagram of an exhaust gas test system.
【図４】排気ガス試験手順図。FIG. 4 is an exhaust gas test procedure diagram.
【図５】従来のエンジン制御装置。FIG. 5 shows a conventional engine control device.
【図６】オールスピードガバナの特性図。FIG. 6 is a characteristic diagram of an all-speed governor.
【図７】２スピードガバナの特性図。FIG. 7 is a characteristic diagram of a two-speed governor.
【図８】エンジン出力特性の測定態様図。FIG. 8 is a diagram showing a measurement mode of an engine output characteristic.
【図９】従来のトルク出力波形図。FIG. 9 is a conventional torque output waveform diagram.
１…ディーゼルエンジン、２…トルクメータ、３…ダイ
ナモメータ、８…速度検出器、１１…比例アンプ、１２
…比例積分アンプ、１４…スロットル開度制御回路、１
５…エンジン特性発生部。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Diesel engine, 2 ... Torque meter, 3 ... Dynamometer, 8 ... Speed detector, 11 ... Proportional amplifier, 12
... Proportional integration amplifier, 14 ... Throttle opening control circuit, 1
5 ... Engine characteristic generating section.
Claims (1)
イナループのスロットル開度制御系を設け、予め測定し
たエンジンの出力特性とトルク指令及び回転数から前記
スロットル開度制御系のスロットル開度指令の補正分を
求めるエンジン特性発生部を備えたディーゼルエンジン
の試験装置において、前記エンジン特性発生部の出力を
比例積分アンプの加算入力とし該アンプの出力を前記ス
ロットル開度指令とすることを特徴とするディーゼルエ
ンジンの試験装置。1. A throttle opening control system for a minor loop is provided in a torque control system of a diesel engine, and a correction amount of a throttle opening command of the throttle opening control system is obtained from a previously measured output characteristic of the engine, a torque command, and a rotation speed. A diesel engine test apparatus provided with an engine characteristic generator for determining the throttle characteristic, wherein the output of the engine characteristic generator is an addition input of a proportional-integral amplifier, and the output of the amplifier is the throttle opening command. Testing equipment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10247291U JP2552360Y2 (en) | 1991-12-12 | 1991-12-12 | Diesel engine testing equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10247291U JP2552360Y2 (en) | 1991-12-12 | 1991-12-12 | Diesel engine testing equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0552742U JPH0552742U (en) | 1993-07-13 |
| JP2552360Y2 true JP2552360Y2 (en) | 1997-10-29 |
Family
ID=14328396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10247291U Expired - Fee Related JP2552360Y2 (en) | 1991-12-12 | 1991-12-12 | Diesel engine testing equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2552360Y2 (en) |
-
1991
- 1991-12-12 JP JP10247291U patent/JP2552360Y2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0552742U (en) | 1993-07-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |