发动机计测装置的制作方法

专利名称：发动机计测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种计测汽车发动机的机械损失的发动机计测装置。
背景技术：
近年，为了评价开发，制造的汽车发动机是否具备规定的性能，进 行如下的台架实验将作为实验对象的发动机安装在台架(发动机实验台) 上，在发动机的输出轴上经由转矩计及转速计连接测力计，驱动测力计 对发动机单体的性能进行测定 评价。
作为该台架实验系统的申请例，存在1、将发动机-发电机系统作为
惯性系统，并将其模型化的"发动机实验台系统(日本特开2003-207424 号)"；2、使用发动机-发电机控制系统的惯性系统所具有的机械参数，并 将控制系统模型化的"发动机实验台系统(日本特开2003-207422号)"；3、 通过钢丝将驱动器连接到发动机的节流阀上，将从驱动器位置指令到得 到转矩推定值为止的控制对象模型化的"汽车发动机实验装置(日本专利 第3489241号)"。
在发动机的性能评价中，计测发动机的机械损失对于燃料费的提高 和高度的ECU控制也是优选的。
在此，机械损失是指通过发动机的燃烧驱动而产生的燃料转矩(输入) 与实际成为驱动发动机的力的发动机转矩(输出)之差，是对活塞以及活塞 环与气缸之间的摩擦损失、曲轴以及凸轮轴等轴承摩擦损失、凸轮-凸轮 从动件之间的摩擦损失、交流发电机、泵、分配器等辅机的驱动损失等 的摩擦损失、测定上不能分离的发动机的泵损失(泵作用损失)以及热损失 等对发动机的燃烧驱动没有贡献的转矩的统称。
因此，以往，在专利文献l所示的系统中测定了发动机的机械损失。 在专利文献1所示的机械损失转矩测定系统中，将发动机20连接到马达 30(测力计)上，不使发动机燃烧、在同一条件(使发动机转速、发动机油温分别恒定)下多次测定马达30的转矩。另外，这样在使转速等条件恒定 的状态(稳定状态)下测定转矩的方法的实验一般被称为稳定实验。
另外，关于通过稳定实验求出机械损失和发动机转矩的装置，也表 示在专利文献2和专利文献3中。
但是，在这种测定系统中存在以下所说明的技术课题。
专利文献1:日本特开2002-267552号公报
专利文献2:日本特开2002-206453号公报
专利文献3:日本专利第3489241号公报
在专利文献1~专利文献3所记载的测定系统中，需要在转速等条件 为恒定的稳定状态下进行测定。
在此，不限于转速，在大部分的物理现象中， 一般都经过过渡状态(值 不稳定在恒定值、振幅反复的状态)转移到稳定状态，在发动机的转矩测 定的情况下，到转速稳定在稳定状态为止需要数十秒的时间。
因此，为了得到发动机性能评价所需要的每个转速 节流阀开度的 所有转矩数据，需要数天的时间。而且，发动机性能评价所需要的项目 不限于发动机转矩和机械损失，要进行数百项目的实验，因此即使是一 项也希望尽早取得测定数据。

发明内容
本发明是鉴于这种以往的问题而进行的，其目的是提供一种发动机 计测装置，不通过以往的稳定实验方法，在各测定数据稳定在稳定状态 之前的过渡状态的期间，在短时间中求出发动机的机械损失。
并且，作为能实现本发明的背景技术为，在高速'高分辨能力地取 得多通道的计测数据的基础上，作为时间轴同步信号进行存储，进行低 通滤波器的高频成分的除去 通道间的计测时间延迟的时间轴修正 反 传递函数修正等的数字处理用的半导体设备的进步较大，可将他们应用 在过渡测定中。
为实现上述目的，本发明的发动机计测装置为，在通过汽车发动机 和连接在上述发动机上的负载进行的台架实验中计测发动机性能的发动 机计测装置，上述发动机计测装置具备发动机控制部，控制上述发动
机的喷袖正时；检测器，在通过上述发动机控制部的控制使上述发动机 燃烧驱动的状态下，在各过渡状态下对至少含有上述发动机的转速和在 上述发动机与负载之间检测的轴转矩的时间序列数据进行计测；转矩运 算部，根据上述转速及轴转矩的时间序列数据来算出成为上述发动机的 实际驱动力的发动机转矩；和模型运算部，使用上述转速及上述喷油正 时等发动机参数将上述发动机转矩模型化，根据上述模型求出由上述发 动机燃烧驱动产生的燃料转矩及作为上述发动机转矩和上述燃料转矩的 差分的机械损失转矩。
根据这种构成，可不通过以往的稳定实验方法，而在各测定数据稳 定在稳定状态之前的过渡状态期间，在短时间内求出发动机的机械损失。
而且，以往由于在求机械损失转矩时不使发动机燃烧驱动地进行实 验，所以不可能测定作为输入要素的燃料转矩，并难以求出发动机燃烧 时的正确的机械损失。但是，根据本发明，由于可以将发动机燃烧驱动 时的发动机转矩分离成燃料转矩和机械损失转矩来算出，而且可以使用 过渡数据在短时间内算出，由此可以使其在用于燃烧消耗率上升的ECU 控制的精度提高等、发动机控制中起作用。
并且，本发明的发动机计测装置为，在通过汽车发动机和连接在上 述发动机上的外部驱动单元进行的台架实验中计测发动机性能的发动机 计测装置，上述发动机计测装置具备发动机控制部，控制上述发动机 的喷油正时；外部驱动单元控制部，控制上述外部驱动单元；检测器， 在通过上述发动机控制部和外部驱动单元控制部的控制使上述外部驱动 单元驱动的非燃烧驱动状态下，在各过渡状态下对至少含有上述发动机 的转速和在上述发动机与外部驱动单元之间检测的轴转矩的时间序列数 据进行计测；转矩运算部，根据上述转速及轴转矩的时间序列数据，算 出成为上述发动机的实际驱动力的发动机转矩作为在上述非燃烧驱动时 产生的机械损失转矩；和模型运算部，使用上述发动机的转速、发动机 油温、吸入空气量等发动机参数将上述机械损失转矩模型化，根据上述 模型对每个上述发动机参数算出上述机械损失转矩。
根据这种构成，可不通过以往的稳定实验方法，而在各测定数据稳 定在稳定状态之前的过渡状态期间，在短时间内求出发动机的机械损失。
而且，由于可以将机械损失分离到每个发动机参数并算出，所以可 以根据实验 评价的目的任意地选择在机械损失的模型化时是否取入哪 个发动机参数，实验 评价的灵活性提高。
并且，上述模型也可以是上述发动机参数的函数。
通过进行函数化可容易地算出每个发动机参数的机械损失转矩。
并且，还可以具有显示部，显示上述算出的发动机转矩、机械损失 转矩、燃料转矩和上述发动机参数的任意两个以上的关系。
根据这种构成，可以在视觉上一目了然地掌握各转矩和发动机参数的关系，对发动机性能的短时间评价、ECU控制的精度提高有贡献。
并且，上述转矩运算部也可以通过进行包含对上述转速的时间序列数据进行时间微分的运算处理，算出上述发动机转矩。
根据这种构成，与在等待转速稳定在稳定状态之后再算出发动机转矩的以往的发动机计测装置相比，能根据过渡数据算出发动机转矩，所以大幅縮短了算出时间。
上述转矩运算部还可以具备除去上述时间序列数据所含有的惯性矩的影响的滤波处理部，上述滤波处理部进行上述时间序列数据的频率分析，并分离成低频成分和高频成分，通过低通滤波器去除高频成分。
当重叠到在本发明中使用的过渡数据的高频成分只进行平均化处理
时，被抵消而成为0，并成为与在本来评价中应使用的数据不同的数据，
不能进行正当的评价，所以将过渡数据分离成低频率和高频率而除去不
需要的成分的手法是过渡数据的分析、处理不可缺少的技术。
并且，模型运算部也可以将转速N和喷油正时FT作为发动机参数，
并与发动机转矩Te-(Kf^x(FT)2+Kf2x(FT))+(Kimx(N)+Km2)的函数一致地
决定常数K&、 Kf2、 Knn、 Km2。
如此，方案1记载的模型运算部可通过函数将发动机转矩模型化。
并且，也可以使机械损失转矩T^-(Km^(N)+Km2)。
如上所述，通过将发动机转矩作为转速和喷油正时的函数模型，可
以将依存于转速的项视为机械损失转矩。
并且，模型运算部也可以将转速N作为发动机参数，并用l次近似
式或2次近似式表示机械损失转矩Tmm。
这样，方案2记载的模型运算部可通过将发动机转矩作为转速的函 数模型，来将该函数模型直接视为机械损失转矩。
并且，也可以将由方案1记载的发动机计测装置算出的机械损失转 矩Tm的模型与由方案2记载的发动机计测装置算出的机械损失转矩Tmm 的模型进行比较，并验证各机械损失转矩的有效性、 一致性。
详细地说，通过将机械损失转矩Tm和机械损失转矩Tmm分别作为转 速N的1次近似式进行模型化，并将转速N的系数彼此进行比较，可以 验证各机械损失转矩的有效性、 一致性。
根据是否使发动机燃烧的实验条件的不同，机械损失转矩Tm和Tmm 的内容不同，但通过比较可以验证两者的有效性、 一致性。由此，可以 将Tm和T,作为相同因次的数据来处理，所以可以适当组合不同的实验 的细目不同的机械损失数据，并用于发动机解析。
并且，也可以通过进行上述机械损失转矩Tm和机械损失转矩Tmm的 相减，来算出上述发动机燃烧引起的机械损失转矩。
由于在机械损失转矩Tm中，除燃烧引起的机械损失转矩以外，还包
含机械部件引起的机械损失转矩等所有机械损失，所以使用具有一致性
的机械损失转矩Tm和机械损失转矩Tmm，能够仅抽出至今不能计测的燃
烧引起的机械损失转矩。
根据本发明的发动机计测装置，可以不通过以往的稳定实验方法， 而在各测定数据稳定在稳定状态之前的过渡状态的期间，在短时间内求 出发动机的机械损失。
而且，以往在求机械损失转矩时，不使发动机燃烧驱动地进行实验， 所以不能测定作为输入要素的燃料转矩，并难以求出发动机燃烧驱动时 的正确的机械损失。但是，根据本发明，可以将发动机燃烧驱动时的发 动机转矩分离成燃料转矩和机械损失转矩并算出，而且可以使用过渡数
据在短时间内算出，由此可以使其在用于燃料消耗率上升的ECU控制的 精度提高等、发动机控制中起作用。
并且，在非燃烧驱动时求机械损失的情况下，可以将机械损失转矩 分离到每个发动机参数并算出，所以可以根据实验 评价的目的任意地 选择在机械损失的模型化时是否取入哪个发动机参数，实验 评价的灵
活性提高。


图1是表示发动机计测装置的结构的图。
图2是表示发动机计测装置的整体动作的流程图。
图3是表示点火实验时的轴转矩、喷油正时和转速的关系的图表。
图4是表示点火实验时的发动机转矩、喷油正时和转速的关系的图表。
图5是表示点火实验时的发动机转矩、推定发动机转矩、喷油正时、 燃料转矩和机械损失转矩的关系的图表。
图6是按照每个转速表示发动机转矩和喷油正时的关系以及推定发 动机转矩和喷油正时的关系的图表。
图7是按照每个喷油正时表示发动机转矩、机械损失转矩和转速的 关系以及推定发动机转矩和机械损失转矩和转速的关系的图表。
图8是表示推定的燃料消耗率、转速和推定发动机转矩的关系的图表。
图9是表示电动回转实验时的轴转矩、转速和吸入空气量的关系的 图表。
图1O是表示电动回转实验时的发动机转矩、转速和吸入空气量的关 系的图表。
图11是表示转速和吸入空气量的关系的图表。
图12是表示发动机转矩和转速的关系的图表。
图13是表示电动回转实验时的发动机转矩、冷却水出口温度、油温 和燃烧气体的排气温度的关系的图表。
图14是表示在电动回转实验时使节流阀开度和发动机转速变化时的 节流阀开度30%时的发动机转矩、发动机转速、冷却水出口温度、润滑 油温度、燃烧气体的排气温度和吸入空气量的关系的图表。
图15是表示将发动机转矩(机械损失)分离成发动机转速的损失、润 滑油温度的损失、吸入空气量的损失和空气移动的损失进行解析的结果 的图表。
图16是表示为了得到图15的计测数据而进行的电动回转实验的运 转图形的图表。
图17是在时间上非连续地结合了测定条件不同的时间序列数据的图表。
符号说明
1、 la:发动机计测装置
10:发动机
12:测力计
14:架台
16:转矩传动轴
16a:万向联轴器
2:检测器
3:发动机控制部
4:测力计控制部
5:中央控制部
6:信号处理部
60:测定部
62:存储器
64:转矩运算部
66:模型运算部
7:显示部
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。图1是表 示本实施例的发动机计测装置1的大致连接结构的图，发动机计测装置1
具有作为实验对象的汽车发动机10、与发动机10连接的测力计12和固 定发动机IO和测力计12的架台(发动机实验台)14。
另外，在使用了发动机计测装置1的实验方法中具有如下的2种实
验方法在将燃料供给到发动机10并使发动机10燃烧驱动的状态下，进行发动机性能的计测的点火实验；以及在不供给燃料 不使其燃烧的 发动机10的非燃烧驱动状态、即使测力计12驱动的状态下，进行发动 机性能的计测的电动回转实验；但在本实施例中，首先说明将发动机计 测装置1用于点火实验的情况。
该发动机计测装置1被用于不连接发动机10以外的实机部分(传动装 置、轮胎等)、对发动机10单体进行性能测定 评价的台架实验中。
在本实施例中，在发动机10的输出轴上经由万向联轴器16a等的连 接单元连接有转矩传动轴16的一端，在转矩传动轴16的另一端上连接 有转速检测器(转速计)、转矩计等各种检测器2，并经由检测器2与测力 计12连接。
本实施例的测力计12采用小惯量测力计12，在发生从发动机10的 低速旋转到最大能力的高速旋转的急剧转速变化的情况下，也可对应于 各转速并从检测器2得到稳定的输出。
另外，在本实施例中，通过转矩传动轴16和测力计12之间的检测 器2检测转矩，但也可以根据测力计12的输出检测转矩。并且，在转矩 传动轴16上除检测器2以外也可以根据台架实验的目的来插入离合器、
变速机和各种连接单元等。
并且，在本实施例中使用的测力计12是小惯量测力计，由于由测力 计12检测的负载转矩与由检测器2检测的轴转矩Td实质相同，所以以下 负载转矩和轴转矩Td为同义。并且，在本说明书中，由测力计12检测的 负载转矩包含于在发动机10和测力计12之间检测的轴转矩Td。
而且，发动机计测装置1具有发动机控制部3、中央控制部5、信号 处理部6和显示部7。
发动机控制部3与发动机3连接，是在本实施例的点火实验时控制 发动机10的节流阀开度S、喷油正时FT的单元。另外，发动机控制部3 也可以包含在发动机ECU内。
在点火实验的情况下，发动机控制部3赋予发动机10规定的喷油正 时FT，发动机10燃烧，活塞承受在内部的气缸中爆发的燃料的力，并 通过转矩传动轴16将活塞的上下运动传动到测力计12，变成测力计12 的旋转运动。即，发动机10的转速N可以通过发动机控制部3控制喷油正时FT来得到。另外，转速N除检测器2之外还可以由设置在发动机 10和测力计12的转速计(未图示)检测。并且，在本实施例的点火实验时， 测力计12起到负载的作用。
中央控制部5是进行发动机控制部3、后述的信号处理部6和显示部 7的控制的单元。另外，中央控制部5例如也可以根据来自未图示的操作 输入部的指示进行动作。并且，中央控制部5和发动机控制部3也可以 是ECU。
本实施例的中央控制部5在发动机10的控制过程中控制发动机控制 部3,以便由检测器2计测至少2种的时间序列数据，即、没有稳定在恒 定值的过渡状态的转速N的时间序列数据和在该过渡状态的期间进行变 化的轴转矩Td。
信号处理部6的详细如图l所示，具有测定部60、存储器62、转矩 运算部64个模型运算部66，并根据中央部5的指令进行动作。另外，也 可以在控制发动机控制部3的中央控制部5之外，另外设置控制信号处 理部6和显示部7的控制部。
观U定部60是如下的单元对在中央控制部5对发动机控制部3进行 控制、并在预先决定的实验条件下进行实验的期间从检测器2得到的测 定数据，即转速N、轴转矩Td的时间序列数据；以及在同期间从发动机 控制部3赋予发动机10的节流阀开度S、喷油正时FT的时间序列数据
进行测定并输入。
另外，节流阀开度S、喷油正时FT的时间序列数据也可以不从发动 机控制部3输入而从中央控制部5直接输入，也可以从设置于发动机10 的节流阀开度检测器、喷油正时计数器等检测器输入。并且，除上述时 间序列数据以外，也可以根据评价项目向测定部60输入燃料的油温和吸 入空气量的时间序列数据。
在测定数据为模拟信号的情况下，测定部60具有A/D变换器，将该 模拟信号变换成数字信号。测定数据为数字信号的情况下，不需要A/D 变换器，但不管怎样，由于输入的多个测定数据在转矩运算部64进行处 理，因此需要相互在时间上取得同步。
存储器62是对输入测定部60的测定数据以及由后述的转矩运算部
64、模型运算部66计算的数据进行暂时存储的单元。
转矩运算部64是根据测定的转速N和轴转矩Td的过渡状态的时间 序列数据求出发动机转矩Te的单元。
本来，在表示单纯的发动机单体性能并对实际的发动机驱动有贡献 的发动机转矩Te与从以往一直测定的轴转矩Td之间，存在 Te=Td-IxdN/dt(I:包括发动机10、从发动机10向测力计12的传动系统和 测力计12的旋转轴的惯性矩)的关系。g卩，在轴转矩Td中含有飞轮等、 转矩传动系统的惯性成分，不能使用于真实的发动机性能评价。
因此，以往，在使用了测力计12的台架实验时，发动机转矩Te是通 过在稳定状态(转速N的微分项视为0的状态)下测定轴转矩Td来求出的， 但如上所述，由于稳定在稳定状态花费时间，因此本发明的一个特征为， 为了测定时间的縮短，取得轴转矩Td和转速N的过渡数据，并由此算出 真实的发动机评价所使用的发动机转矩Te。
详细地说，根据所测定的转速N的时间序列数据求出发动机转矩Te 的修正数据(-IxdN/dt)，并且在时间序列数据的每个相同时间中，进行轴 转矩Td和该修正数据的相减，求出发动机转矩Te(=Td-IxdN/dt)。
另外，惯性矩I的值为，在预先知道惯性的情况下使用该已知的值， 但在惯性不明的情况下需要进行推定。惯性的推定方法为，在将发动机 连接到测力计的状态下，驱动发动机或测力计，使转速N以最小—最大 —最小的方式变化并测定转矩T，在转速N为最大的附近，制作转矩 TMxdN/dt+常数的模型并由此推定I。优选在推定时考虑温度的影响。另 外，在以后的实施例中，不论点火实验、电动回转实验，都使用通过推 定得到的I-0.17kgm2。
这样，在本发明的发动机计测装置1中，不用等待转速N稳定在稳 定状态，就能使用没有稳定在恒定值的过渡状态的测定数据(过渡数据)， 来运算转速N的时间微分，将其乘以惯性矩I得到修正数据，并在每个 相同时间从轴转矩Td减去该修正数据而算出发动机转矩Te，所以比以往 相比大幅縮短了发动机转矩Te的算出时间。
模型运算部66是使用转速N、喷油正时FT等发动机参数将算出的 发动机转矩Te的时间序列数据模型化的单元。另外，优选在模型化之前进行伴随由于滤波(噪声去除)、信号电平匹配和计测而产生的时间延迟的 相互数据之间的时间轴匹配等的第一次数据修正处理。
以下对模型化进行详细说明。作为模型化的具体例，除公式化(函数 化)以外，可举出图表表示、框图化等，但在此，对进行公式模型化时的 一个实施例进行说明。
在点火实验的情况下，模型运算部66根据从测定部60得到的转速N、 喷油正时FT的时间序列数据以及在转矩运算部64先得到的发动机转矩 Te的时间序列数据(都经过了第一次数据修正处理)，发动机转矩Te进行 成为下式所示的转速N和喷油正时FT的函数那样的运算处理。
<formula>see original document page 15</formula>(Kf,、 Kf2、 Km1、Km2为常 数)…(1)
理论上，在点火实验时所算出的机械损失转矩Tm是发动机转矩Te(输出)与燃料转矩Tf(输入)的差分，机械损失转矩Tm的细目大致分为燃烧引
起的损失和纯粹由机构部件引起(主要为摩擦)的损失。
具体来说，所谓燃烧引起的损失是指，吸排气损失(气体交换损失、 换气(排气喷出)损失、泵损失(压出、吸入损失)、吸排气系统摩擦损失、 阀节流损失)、冷却损失(由燃烧室壁、气缸盖、气缸、活塞引起)、不完全燃烧的损失(由混合气组成、空燃消耗、EGR率、点火时期(喷射时期)、 燃烧时间损失、转速和负载引起)和泄漏损失(由气缸、活塞之间的泄漏引起)、这些不在点火实验时不能算出的损失。
另一方面，机构部件引起的损失是指，机械损失(活塞 活塞环和气 缸之间的摩擦、曲轴 凸轮轴等的轴承损失、凸轮-凸轮从动件之间的摩 擦、动阀系统损失、泵损失)和辅机损失(由水泵、油泵、点火装置、动力 转向用泵、空调用压縮机引起)。
即，在点火实验时和电动回转实验中，所算出的机械损失转矩的内 容不同，在电动回转实验时由后者的机构部件引起的损失、燃烧引起的 损失中的泵损失、吸排气系统摩擦损失作为机械损失转矩被算出。电动 回转实验时的机械损失转矩的算出进行后述，但为了区别，设点火实验时的机械损失转矩为Tm、电动回转实验时的机械损失转矩为Tmm。
当回到本实施例的说明时，可认为燃料转矩Tf存在对喷油正时FT
15
的依存性，机械损失转矩Tm存在对转速N的依存性。
于是，由模型运算部66模型化的上式(1)可以由Te=Tf-Tm(Tf=Kf1x(FT)2+Kf2x(FT)、 Tm=(Km1x(N)+Km2))置换。即，通过 使用发动机参数将发动机转矩Te模型化，发动机转矩Te被分别分成转 速N的函数(依存于转速N的项)和喷油正时FT的函数(依存于喷油正时 FT的项)，可以不在稳定状态而在过渡状态早期地求出点火时的燃料转矩Tf和机械损失转矩Tm。
在模型运算部66中，在将(1)式暂时存储在存储器62之后，将模型 中依存于转速N的项作为机械损失转矩Tm、并且将依存于喷油正时FT 的项作为燃料转矩Tf抽出，再次存储在存储器62中或输出到显示部7。
另外，由于中央控制部5需要进一步控制发动机控制部3，以便反馈 由检测器2检测的轴转矩Td、转速N，而可进行设定的实验条件下的实 验，所以本实施例的信号处理部6根据从测定部60输入的信号来运算向 发动机控制部3的控制信号，还具有发送到中央控制部5的功能(反馈控 制用运算功能)。其中，该反馈控制用运算不一定需要在信号处理部6中 进行，也可以将来自检测器2的输出直接输入中央控制部5，并在中央控 制部5内进行反馈控制用运算。
显示部7是显示测定部60所测定的数据和转矩运算部64、模型运算 部66的运算结果的单元。具体来说，显示部7不仅限于各个测定数据和 运算结果，还可以显示多个数据的关系、轨迹、相关系数图表、度数分 布表和标准偏差图表等。当然，如果测定数据和运算结果为相同时间的， 则可以将多个种类组合显示在同一个画面中。
在显示部7中，例如，通过对将喷油正时FT、转速N作为参数时的 发动机转矩Te以及发动机机械损失等的关系特性进行图表表示，由此可 在视觉上一目了然地掌握发动机10的基本性能。
实施例1
以下，参照图2的流程图说明发动机计测装置1的整体动作。另外， 在本实施例的发动机计测装置1中，表示如下的一个例子，即在使发动 机10燃烧驱动的点火实验中，根据发动机转矩Te、喷油正时FT和转速 N的过渡状态的时间序列数据的关系求出机械损失转矩Tm。
首先，发动机计测装置1设定可得到过渡状态的时间序列数据那样
的实验条件(S110)。在本实施例中，通过来自中央控制部5以及发动机控 制部3的控制使喷油正时FT从0上升到30msec，随之使发动机转速N 从0上升到大约4000rpm。
发动机计测装置1在上述实验条件下实行点火实验，信号处理部6 内的测定部60从检测器2和发动机控制部3收集过渡状态的轴转矩Td、 喷油正时FT和转速N的时间序列数据，并存储在存储器62中(S120)。 使所收集的时间序列数据从测定开始的15秒间表示为图表，如图3。
在图3所示的轴转矩Td的时间序列数据中，如上所述，包含飞轮等 的传动系统惯性的成分和噪声成分，所以在转矩运算部64中进行滤波处 理及向发动机转矩Te的修正处理(S130)。另外，发动机转矩Te的算出如 上所述，通过Te-TVIxdN/dt求出(I-0.17kgm2)。在此，将图3的图表的轴 转矩Td以发动机转矩Te代替地进行表示的为图4。
模型运算部66根据喷油正时FT、转速N和发动机转矩Te的时间序 列数据，将发动机转矩Te模型化成为下式中所示的转速N和喷油正时FT 的函数(S140)。
图4所示的发动机转矩Te的模型式以下式表示。
推定发动机转矩Tee(Nm)=(-0.02132±0.00066)x(FT)2+(3.839±0.034)x (FT)+(-0.004756士0.00026)xN+(-34.04士0.39)…(2)
另外，在上式(2)中作为推定发动机转矩Tee不限于在整个发动机转矩 Te的全测定期间，发动机转矩Tf(2)式右边的模型式成立，也存在右边 的运算结果和实际的发动机转矩Te产生差的期间。
而且，模型运算部66根据(2)式算出点火时的机械损失转矩 Tm(S150)。具体来说，将(2)式的右边分离成依存于喷油正时FT的项和依 存于转速N的项，并使其与推定发动机转矩Te^燃料转矩Tr机械损失转
矩Tm匹配。
于是，通过(2)式可以得到(2-l)式、(2-2)式。
Tf=0.02132x(FT)2+3.839xFT…(2-l)
Tm=0.004756xN+34.04...(2-2)
使如此求得的推定发动机转矩Tee、燃料转矩Tf、机械损失转矩Tm
以及之前的喷油正时FT、发动机转矩Te通过显示部7显示t=5 20s期 间的图表如图5所示。
根据图5，在相当的时间范围内，表示了发动机转矩Te与推定发动 机转矩Tee的适合性，可知确保了所算出的机械损失转矩Tm的信赖性。
而且，在显示部7中，显示如图6 图7所示的图表。图6是对每个
转速N表示发动机转矩Te和喷油正时FT的关系以及推定发动机转矩Tee
和喷油正时FT的关系的图表，图7(a)是对每个喷油正时FT表示发动机
转矩Te和转速N的关系以及推定发动机转矩Tee和转速N的关系的图表，
图7(b)是表示所算出的机械损失转矩Tm和转速N的关系的图表。另外， 在图7(b)中，表示在发动机转矩Te为0±5Nm时所算出的机械损失转矩 Tm，但机械损失转矩如上所述作为转速N的函数表示，所以与发动机转 矩Te的值无关，为相同的值。
根据图6的图表中可以一目了然地掌握的情况为，即使喷射燃料从
发动机转矩Te至推定发动机转矩Tee也存在成为负的区域。并且，根据
图7的图表可以一目了然地掌握的情况为，在喷油正时为10ms以下的情
况下从发动机转矩Te至推定发动机转矩Tee成为负，当转速上升时机械
损失大致直线地增加(图7(b))。
并且，根据此前的测定'算出的数据(包括发动机转矩Te、推定发动 机转矩Tee、燃料转矩Tf和机械损失转矩Tm)所推定的燃料消耗率、转速 N和推定转矩Te的关系如图8所示。另外，图8中，燃料消耗率通过喷 油正时FT/发动机转矩Te求出。由此可以一目了然地掌握的情况为，随
着转速上升燃烧消耗率降低、发动机转矩越上升燃烧消耗率降低率越上 升等。
以往，在求机械损失转矩时不使发动机燃烧驱动地进行实验，所以 不可能测定作为输入要素的燃料转矩，并难以求出发动机燃烧时的正确 的机械损失。但是，根据本发明，可以将点火时的发动机转矩分离成燃 料转矩和机械损失转矩并求出，而且可以使用过渡数据在短时间内算出，
因此可以使其对用于燃烧消耗率上升的ECU控制的精度提高等、发动机
控制起作用。
实施例2
以下，说明本发明的其他实施方式。本实施例是将发动机计测装置
la在电动回转实验中使用时的实施例。另外，所谓电动回转实验是指， 在不供给燃料、不使其燃烧的发动机10的非燃烧驱动状态、即在使测力 计12驱动的状态下进行发动机性能的计测的实验。
以下，列举上一实施例的发动机计测装置1和本实施例的发动机计 测装置la的不同点，除此之外两者相同。
首先，在点火实验时的发动机计测装置1和本实施例的电动回转实 验时的发动机计测装置la中，所求得的机械损失转矩的内容不同。
即，理论上，电动回转实验的发动机转矩Te是在发动机10的非燃烧 驱动状态下从输出轴得到的转矩，所以燃料转矩(点火实验中的输入要素) 为0。即，在电动回转实验中不能计测在点火实验时作为由燃烧引起的损 失的吸排气损失(除泵损失)、冷却损失、不完全燃烧的损失和泄漏损失。
因此，电动回转实验时的机械损失转矩T自是指作为上述以外的损
失的不是由燃烧引起的损失，即机械损失(活塞，活塞环和气缸间的摩擦、 曲轴，凸轮轴等轴承损失、凸轮-凸轮从动件间的摩擦、动阀系统损失和 泵损失)以及辅机损失(由水泵、油泵、点火装置、动力转向用泵和空调用 压縮机引起)。
并且，发动机计测装置la除了图1所示的发动机控制部3、中央控 制部5、信号处理部6和显示部7以外，还具有图1中虚线表示的测力计 控制部(外部驱动单元控制部)4。
测力计控制部4与测力计12连接，是在本实施例的电动回转实验时， 可变控制施加到测力计12的电流 电压的单元。通过可变控制施加到测 力计12的电流 电压，驱动测力计12并控制连接到测力计12的发动机 10的负载转矩。
另外，在本实施例中使用的测力计12与上一实施例相同，是小惯量 测力计。
而且，发动机控制部3在电动回转实验中停止燃料的供给，并且赋 予发动机10规定的节流阀开度，测力计控制部4向测力计12施加电流 电压并驱动控制测力计12。因此，观ij力计12可以称为代替发动机10的 外部驱动单元。
而且，发动机10成为测力计12的负载，以通过测力计12的驱动得 到的转速驱动发动机10的各气缸，由节流阀开度决定的空气被吸入/排出 气缸内。即，转速N通过测力计控制部4控制测力计12而获得。
另外，电动回转实验时的转速N除由检测器2检测以外，也可以直 接从测力计12检测，还可以根据来自测力计控制部4的信息(施加电压、 电流)算出。
并且，本实施例的中央控制部5是除进行发动机控制部3、信号处理 部6和显示部7的控制以外，还进行测力计控制部4的控制的单元。
而且，本实施例的中央控制部5在发动机10和测力计12的控制过 程中，控制发动机控制部3以及测力计控制部4，以便由检测器2计测未 稳定在恒定值的过渡状态的转速N的时间序列数据和在该过渡状态的期 间变化的轴转矩Td的至少2种时间序列数据。
信号处理部6的构成与上一实施例相同，但模型运算部66的处理内 容与点火实验时不同。
即，电动回转实验时的模型运算部66根据由测定部60得到的转速 N(在电动回转实验中也是测力计12的转速)、空气流入量的时间序列数 据以及由转矩运算部64得到的发动机转矩Te的时间序列数据(都进行了 第一次数据修正处理)，将发动机转矩Te模型化以便成为转速N和空气流 入量等发动机参数的函数。另外，此处成为以下式表示的转速N的函数。
Te= Kmm1 xN+Kmm2(KmnM 、 Kmm2为常数)…(3)
如上所述，理论上电动回转实验的发动机转矩Te是在发动机10的非 燃烧驱动状态下从输出轴得到的转矩。即，作为点火实验时的输入的燃
料转矩为0，通过从外部驱动测力计12，对发动机驱动有贡献的发动机
转矩Te全部损失，因此在电动回转实验中可以说Te=Tmm,(机械损失转矩)。
于是，根据上式(3)可以不在稳定状态而在过渡状态早期地求出电动
回转时的机械损失转矩Tmm。此时，模型运算部66将(3)式存储在存储器
62中，并以Te=-Tmm输入到显示部7。
另外，如(3)式那样，也可以将机械损失转矩T^J乍为依存于转速N 的项算出，但不限于此，通过作为其他的发动机参数的函数进行表现， 可以分成由各发动机参数引起的机械损失进行计算。
并且，中央控制部5需要进一步控制发动机控制部3和测力计控制 部4，以便反馈由检测器2检测的轴转矩Td、转速N，而可进行在设定 的实验条件下的实验，因此本实施例的信号处理部6根据从测定部60输 入的信号来运算向发动机控制部3和测力计控制部4的控制信号，还具 有发送到中央控制部5的功能(反馈控制用运算功能)。其中，该反馈控制 用运算不一定需要在信号处理部6中进行，也可以将来自检测器2的输 出直接输入中央控制部5并在中央控制部5内进行反馈控制用运算。
下面，参照图2的流程图说明表示发动机计测装置la的整体动作的 实施例。另外，在本实施例的发动机计测装置la中表示的例子为，在不 使发动机10燃烧驱动，使节流阀开度S恒定并使测力计12驱动的电动 回转实验中，根据发动机转矩L和转速N的过渡状态的时间序列数据的 关系求出机械损失转矩Tmm。
首先，发动机计测装置la设定可得到过渡状态的时间序列数据的实 验条件(S110)。在本实施例中，通过来自中央控制部5和发动机控制部3 的控制，使发动机10的燃料喷射量为0、节流阀开度S为30。/。，通过来 自测力计控制部4的控制，使测力计12的转速(以下、与发动机10的转 速相同)以20rpm/s如0、 4000、 0 rpm那样从上升到下降地变化。另外， 需要如此控制转速的原因是，之后根据所检测的轴转矩Td的时间序列数 据高效地修正转矩传动系统的惯性项的影响。
发动机计测装置la在上述实验条件下实行电动回转实验，信号处理 部6内的测定部60从检测器2和发动机控制部3收集过渡状态的轴转矩 Td、吸入空气量和转速N的时间序列数据，并存储在存储器62中(S120)。 使所收集的时间序列数据从开始测定的400秒间表示为图表，如图9。
在图9所示的轴转矩Td的时间序列数据中包含飞轮、活塞和曲轴等 的惯性成分和噪声成分，所以在转矩运算部64中进行滤波处理(高频成分 去除、平均化等)以及对发动机转矩Te的修正处理(S130)。
发动机转矩Te的算出如上所述通过Te=Td-IxdN/dt来求出，但在此 之前，在转矩运算部64中去除了活塞、曲轴等的不平衡的惯性成分(高频 2次矩)，所以对轴转矩Td的时间序列数据进行频率分析并将其分离成低 频成分和高频成分，通过低通滤波器将高频成分去除。当重叠于这种过
渡数据的高频成分仅进行平均化处理时被抵消而成为o，成为与本来评价
应使用的数据不同的数据、不能进行正当的评价，所以将过渡数据分离 成低频率和高频率而去除不需要的成分的手法是过渡数据的分析、处理 不可缺少的技术。
另外，对于发动机转矩Te以外的数据(吸入空气量)，也需要进行上 述相同的滤波处理。这是因为之后在观察双方数据的相关性时，不在相 同条件下进行处理就不能得到正确的相关关系。
在此，对图9的图表的轴转矩Td以及吸入空气量进行滤波处理，而
且用发动机转矩Te代替轴转矩Td进行表示的图表如图IO所示。另外，
即使在进行上述的滤波处理之后，在转速N较慢的部分(0 40s、360 400s) 在发动机转矩Te中残留有噪声。并且，在80s、 160s、 240s、 320s附近发 生随着AD变换测定数据时的低速取样的重叠噪声(混淆噪声)。
在通过模型运算部66模型化发动机转矩Te的时间序列数据之前，进 行关于吸入空气量的研究。吸入空气量为泵效率的指标。图ll(a)是根据 图10的图表将转速N为2000 2300rpm之间的吸入空气量图表化的图。
在本实施例中，在电动回转实验时使转速N在0 4000、 4000-0地上 升下降变化的原因为，分别计测上升时和下降时的数据而提高计测精度， 观察上升时和下降时的数据的相关。
在图ll(a)中，两个数据(转速N的上升时和下降时)的时间轴错开， 这是伴随计测而产生的误差，所以在转矩运算部64至模型运算部66中 进行修正，以便使一个的数据A和另一个的数据B的时间轴一致。在图 ll(b)中表示进行了时间轴修正的结果。另夕卜，在图ll(a)、 (b)中，直线C 是将数据A的倾斜直线从数据B的起始点延伸的直线。
而且，对于如图ll(c)那样修正的吸入空气量，与对轴转矩Td进行的 相同地分离成低频成分和高频成分，并通过低通滤波器去除高频成分。 其结果如图ll(c)所示。并且，根据图ll(c)求出发动机10的1个循环的 吸入空气量和转速N的关系，并将其表示在图ll(d)中。
根据图ll(c)、 (d)可知，吸入空气量与转速N大致成比例关系，l个 循环的吸入空气量与转速N无关地为大致恒定。即，在本实施例中发动 机转矩Te不依存于吸入空气量。
可以认为图10所示的发动机转矩Te是表示不使发动机燃烧时的机械 损失和在测定上不能分离的泵损失，但根据图ll(c)、 (d)的结果，可以认 为发动机转矩Te是不依存于吸入空气量而依存于转速N。因此，模型运
算部66将图10所示的发动机转矩Te的时间序列数据模型化成转速N的
函数，并求出机械损失转矩T自(S140、 S150)。
图12是表示发动机转矩Te和转速N的关系的图表。根据图12，转
速依存的机械损失转矩T目的2次近似模型式用下式表示。
机械损失转矩Tmm(Nm)=8.49+0.000508xN+0.801 xN2. .(4) 而且，在N-1000 4000rpm范围的1次近似模型式用下式表示。
机械损失转矩Tmm(Nm)=3.80+0.004653xN...(5)
这些所算出的模型式被存储在存储器62中或输出到显示部7。
另外，严密地说，机械损失除依存于转速的项以外还被分离成依存 于温度的项、依存于空气的项等，所以在机械损失的模型函数化时是否 取入哪个依存项，可根据实验，评价的目的、或者通过使用统计指标任 意地选择，实验*评价的灵活性提高。在使用当前时刻的统计指标的情 况下，可知对机械损失影响大的因素为吸入空气量、转速x吸入空气量、 冷却水出口温度、转速x转速。
图13是表示本实施例2中的电动回转实验时的163 198s期间的发 动机转矩Te、冷却水出口温度、油温与燃烧气体的排气温度的关系的图 表。另外，在电动回转实验中不使发动机燃烧，所以本来冷却水出口和 油温的数据与发动机评价无关，但在本实施例的电动回转实验之前使发 动机燃烧，所以直接继续进行了测定。
并且，图14是以强制地使各发动机参数变化的目的，如图16所示 的运转图形那样，在200s的计测期间，每20s使节流阀开度以0、 20、 40、 60、 80、 90、 70、 50、 30、 10%的顺序变化，在各节流阀开度时使发 动机转速以500rpm/s的速率以0—5000—Orpm地变化，由测定部60在 180 200s的期间(即节流阀开度30°/。时)测定此时的发动机转矩、发动机 转速、冷却水出口温度、润滑油温度、燃烧气体的排气温度和吸入空气 量，并同时进行表示的图表。如果以这种运转图形进行电动回转实验， 则可以在短时间内取得各种值的过渡数据。
另夕卜，图14(a)表示修正前的计测数据本身，图14(b)表示对于图14(a) 的计测数据，进行了由于施加到活塞的压力和活塞，曲轴的惯性的修正 (2Hz的低通滤波器)、飞轮 轴的惯性的修正(使用了发动机转速的时间 微分和惯性矩的修正)和计测而产生的吸入空气量 发动机转速的时间延 迟的修正(分别对1.09s、 0.02s的延迟进行时间轴调整)等各种修正处理的 结果。并且，实际上，除图14所示的节流阀开度30%时的数据以外，还 计测以图16的运转图形进行实验时的所有节流阀开度的数据，并保存在 存储器62中。
图15是表示根据图14的计测结果、模型运算部66将发动机转矩 Te(机械损失T^)分离成发动机转速的损失、润滑油温度的损失、吸入空 气量的损失和空气移动的损失地进行解析的结果的图表。即，在此，在 模型运算部66中，决定发动机转矩Te作为发动机转速、润滑油温度和吸 入空气量的发动机参数的函数进行表示的系数(常数)，并将模型式及其系 数存储在存储器62中，而且在显示部7中显示各项的运算值。另外，根 据轴转矩Td求发动机转矩Te时的惯性矩I使用0.17kgm2。
另外，吸入空气量的损失是指在将空气吸入气缸时产生的损失，并 与吸入空气量/吸入空气压成比例，所以该损失相当于做成的模型函数中 的依存于吸入空气量的项。并且，空气移动的损失是指在吸入空气并排 气时产生的损失，与移动的空气量成比例。移动的空气量由吸入空气量x 转速表示，所以该损失相当于做成的模型函数中的依存于吸入空气量x转 速的项。
实施例3
以上，对使用过渡状态的时间序列数据在点火实验时求机械损失转
矩Tm的情况以及在电动回转实验时求机械损失转矩Tmm的细目(对各发
动机参数的依存项)的情况进行了说明。
如上所述，在点火实验时所求的机械损失转矩Tm和在电动回转实验
时所求的机械损失转矩T目中，内容不同。
首先，Tm表示在发动机10的燃烧驱动时对发动机驱动没有贡献的所 有损失，但是在点火实验时求机械损失是不可能的，因此可以说求出机 械损失转矩Tm本身就是有意义。此外，燃烧引起的损失(吸排气损失、冷却损失、不完全燃烧损失等)当然必须通过点火实验来求出，并可以根据 机械损失转矩Tm解析燃烧效率和排出气体特性，也可以作为使用了本发
明的发动机计测装置la时的效果之一来列举。
其次，T皿表示在发动机10的非燃烧驱动时对发动机驱动没有贡献 的损失，所以当然在T皿不包含上述燃烧引起的损失。但是，根据Tmm 可以将上述燃烧引起的损失以外的机械损失分离成依存于转速的项、依 存于温度的项和依存于空气的项等的各发动机参数的依存项而求出，并 可以将其活用于发动机实验的性能评价中。
另外，能够根据过渡状态的时间序列数据即时地算出机械损失这一
点是Tm、 Tmm两者共通的特征。此外，可在将测定条件不同、时间上非
连续的多个数据结合的基础上，在机械损失的算出、机械损失的每个项 目的算出的发动机解析中集中使用，也是利用过渡数据的优点。
例如，前面所示的图14是如下的图表以强制地使各发动机参数变
化的目的，如图16所示的运转图形那样，在200s的计测期间，每20s 以0、 20、 40、 60、 80、 90、 70、 50、 30、 10%的顺序使节流阀开度变化， 在各节流阀开度时使发动机转速以500rpm/s的速率以0—5000—Orpm地 变化，由测定部60在1S0 200s的期间(即节流阀开度30%时)测定此时的 发动机转矩、发动机转速、冷却水出口温度、润滑油温度、燃烧气体的 排气温度和吸入空气量，并同时进行表示。
也可以如此地使测定条件(该情况下，为节流阀开度)连续地变化并计 测时间序列数据，但在不同的测定条件之间不一定需要存在时间上的连 续性，也可以将在每个节流阀开度由测定部60测定并保存在存储器62 中的各个时间序列数据如存在时间上连续性那样地结合，并使用于发动 机解析。如此，可以首先在使保存在存储器62的各个时间序列数据与解 析者的情况配合之后，在信号处理部6内适当结合并用于解析，并不一 定需要测定 解析的一系列的过程。
另外，将时间上非连续、测定条件不同的时间序列数据结合的图表 如图17所示。根据该图17的图表也能进行如图15所示那样的发动机转
矩Te(机械损失Tmm)的每个发动机参数的分离解析。这种解析手法是在稳
定状态的数据解析中不可能进行的手法。
而且，在本发明的发动机计测装置l、 la中，通过进行将在实施例l 中将机械损失转矩Tm模型化的结果与在实施例2中将机械损失转矩Tmm
模型化的结果进行比较的处理，可以进行通过点火实验和电动回转实验 这两种不同实验得到的各数据的有效性、 一致性的验证。
艮P，点火实验时的机械损失转矩Tm、通过(2-2)式被模型化为 Tm=0.004756XN+34.04，电动回转实验时的机械损失转矩T咖通过(5)式被 模型化为Tmm=3.80+0.004653xN。如果比较这些模型式，可知两者的转速 N的依存系数是0.004653和0.004756，非常近似。
艮P，由本发明的发动机计测装置1、 la求出的各不同实验方法的机 械损失的模型式是有效的，并表示取得了细目不同的机械损失转矩Tm和 T,的一致性。
由此，可以将Tm和Tmm作为相同因次的数据来处理，因此可以适当
组合不同的实验的细目不同的机械损失数据并用于发动机解析。例如，
如果从Tm减去T,，则可以只求出Tm中的燃烧引起的损失。以往，这 是根据点火实验、电动回转实验和各独立的实验的结果中不能求出的。
如此，使用过度状态的时间序列数据不但可即时地求出点火实验时 的机械损失时、或进行电动回转实验时的机械损失的每个发动机参数的 分离算出，还充分期待可以将结合点火实验和电动回转实验的不同的实
验结果并进行解析的研究，对与未来的节能时代相对应的发动机 ECU
的开发做出贡献。
以上，说明了发动机计测装置的实施例，但本发明的发动机计测装 置不限于具有在上述实施例中说明的全部构成要素的发动机计测装置， 可以进行各种变更以及修正。并且，所述变更以及修正当然也是在本发
明的专利请求的范围内。例如，发动机计测装置l、 la也可以单独构成， 也可以作为各功能合体的一个装置(一个系统)构成，以便进行点火实验和 电动回转实验的适当选择。
并且，当然转矩运算部64、模型运算部66例如由去除数据的噪声(含 有在发动机性能评价时不需要的成分)的噪声去除器(滤波器)、加减乘除 器、微分积分器、平均值运算器、标准偏差运算器、数据频数等的计数 器(计数器)、近似式运算器和频率 延迟时间 相关系数解析器(FFT、脉冲应答、混合频谱)等公知的运算器构成。这些公知的运算器包含在信号处理部6中，转矩运算部64、模型运算部66也可以根据需要呼出运算器 的运算处理。并且，如果信号处理器6本身由运算器构成，则上述第一 次数据修正处理和模型化前的研究处理等的处理在信号处理部6内进行 即可，不一定需要由转矩运算部64和模型运算部66进行。
权利要求
1.一种发动机计测装置，在通过汽车发动机和连接于上述发动机的负载进行的台架实验中计测发动机性能，其特征在于，上述发动机计测装置具备发动机控制部，控制上述发动机的喷油正时；检测器，在通过上述发动机控制部的控制使上述发动机燃烧驱动的状态下，在各个过渡状态下对至少含有上述发动机的转速和在上述发动机和负载之间检测出的轴转矩的时间序列数据进行计测；转矩运算部，根据上述转速及轴转矩的时间序列数据，算出成为上述发动机的实际驱动力的发动机转矩；和模型运算部，使用上述转速及上述喷油正时等发动机参数将上述发动机转矩模型化，根据上述模型，求出通过上述发动机的燃烧驱动而产生的燃料转矩以及作为上述发动机转矩与上述燃料转矩的差分的机械损失转矩。
2. —种发动机计测装置，在通过汽车发动机和连接于上述发动机的 外部驱动单元进行的台架实验中计测发动机性能，其特征在于，上述发动机计测装置具备发动机控制部，控制上述发动机的节流阀开度； 外部驱动单元控制部，控制上述外部驱动单元；检测器，在通过上述发动机控制部和外部驱动单元控制部的控制使 上述外部驱动单元驱动的非燃烧驱动的状态下，在各个过渡状态下对至 少含有上述发动机的转速和在上述发动机和外部驱动单元之间检测出的 轴转矩的时间序列数据进行计测；转矩运算部，根据上述转速及轴转矩的时间序列数据，算出成为上 述发动机的实际驱动力的发动机转矩作为在上述非燃烧驱动时产生的机 械损失转矩；和模型运算部，使用上述发动机的转速、发动机油温和吸入空气量等 发动机参数将上述机械损失转矩模型化，根据上述模型，对每个上述发动机参数算出上述机械损失转矩。
3. 如权利要求1或权利要求2所述的发动机计测装置，其特征在于， 上述模型是上述发动机参数的函数。
4. 如权利要求1到权利要求3的任意一项所述的发动机计测装置， 其特征在于，上述发动机计测装置具备显示部，该显示部显示上述算出的发动机 转矩、机械损失转矩、燃料转矩和上述发动机参数的任意两个以上的关 系。
5. 如权利要求1到权利要求4的任意一项所述的发动机计测装置， 其特征在于，上述转矩运算部通过进行包含对上述转速的时间序列数据进行时间 微分的运算处理，算出上述发动机转矩。
6. 如权利要求1到权利要求5的任意一项所述的发动机计测装置， 其特征在于，上述转矩运算部具备滤波处理部，该滤波处理部除去上述时间序列 数据所含有的惯性矩的影响，上述滤波处理部进行上述时间序列数据的频率分析，分离成低频成 分和高频成分，并通过低通滤波器除去高频成分。
7. —种发动机计测装置，其特征在于，权利要求1记载的模型运算部将转速N和喷油正时FT作为发动机 参数，并与发动机转矩Te二(Kf1x(FT)2+Kf2x(FT))+(Kimx(N)+Km2)的函数 一致地决定常数K&、 Kf2、 Km,、 Km2。
8. 如权利要求7所述的发动机计测装置，其特征在于， 使损失转矩Tm=-(Km1x(N)+Km2)。
9. 一种发动机计测装置，其特征在于，权利要求2记载的模型运算部将转速N作为发动机参数，并由1次 近似式或2次近似式表示机械损失转矩Tmm。
10. —种发动机计测装置，其特征在于，将由权利要求1记载的发动机计测装置算出的机械损失转矩Tm的模 型与由权利要求2记载的发动机计测装置算出的机械损失转矩Tmm的模 型进行比较，验证各机械损失转矩的有效性、 一致性。
11. 如权利要求10所述的发动机计测装置，其特征在于，分别将机械损失转矩Tm和机械损失转矩Tmm作为转速N的1次近似式进行模型化，并通过将转速N的系数彼此进行比较来验证各机械损失转矩的有效性、 一致性。
12. 如权利要求10或权利要求11所述的发动机计测装置，其特征在于，通过进行上述机械损失转矩Tm和机械损失转矩Tmm的减算，算出由上述发动机的燃烧引起的机械损失转矩。
全文摘要
提供一种在短时间内求出发动机的机械损失的发动机计测装置，其特征是，具备检测器(2)，在通过发动机控制部(3)的控制使发动机(10)燃烧驱动的状态下，在各过渡状态下对至少包含发动机(10)的转速和轴转矩的时间序列数据进行计测；转矩运算部(64)，根据转速以及轴转矩的时间序列数据算出发动机转矩；和模型运算部(66)，使发动机转矩成为转速及上述喷油正时的函数地进行模型化，根据该模型算出通过发动机的燃烧驱动而产生的燃料转矩及作为发动机转矩与上述燃料转矩的差分的机械损失转矩。
文档编号G01L3/26GK101175980SQ20058004974
公开日2008年5月7日 申请日期2005年5月9日 优先权日2005年5月9日
发明者杉田满春 申请人:株式会社爱安德