JP2644752B2 - 内燃機関のトルク制御装置 - Google Patents
内燃機関のトルク制御装置Info
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- JP2644752B2 JP2644752B2 JP62123821A JP12382187A JP2644752B2 JP 2644752 B2 JP2644752 B2 JP 2644752B2 JP 62123821 A JP62123821 A JP 62123821A JP 12382187 A JP12382187 A JP 12382187A JP 2644752 B2 JP2644752 B2 JP 2644752B2
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- crankshaft
- fluctuation
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関に係り、特に運転時に生じるトル
クの変動成分を低減するために好適な内燃機関のトルク
制御装置に関する。
クの変動成分を低減するために好適な内燃機関のトルク
制御装置に関する。
従来、内燃機関では、混合気の吸入圧縮、燃焼ガスの
膨張等による気筒内圧力の変化によつてガストルクが変
動すること、および、クランク軸に対するコネクテイン
グロツドの角度の変化によつて回転慣性が変化し、慣性
トルクが変動することは周知のことである。このような
トルクの変動成分が内燃機関によつて駆動される各種機
器に伝達されると、それらの機器にねじり振動が発生
し、性能の低下又は機器の損傷等を引き起こす。さら
に、このトルクの変動成分の反作用は、シリンダブロツ
クから内燃期間を支持する部材やシヤシーにまで伝達さ
れ、内燃機関や車両全体の振動を引き起こす原因となる
ため、内燃機関が発生するトルクの変動成分の大きさを
十分低減させる必要がある。
膨張等による気筒内圧力の変化によつてガストルクが変
動すること、および、クランク軸に対するコネクテイン
グロツドの角度の変化によつて回転慣性が変化し、慣性
トルクが変動することは周知のことである。このような
トルクの変動成分が内燃機関によつて駆動される各種機
器に伝達されると、それらの機器にねじり振動が発生
し、性能の低下又は機器の損傷等を引き起こす。さら
に、このトルクの変動成分の反作用は、シリンダブロツ
クから内燃期間を支持する部材やシヤシーにまで伝達さ
れ、内燃機関や車両全体の振動を引き起こす原因となる
ため、内燃機関が発生するトルクの変動成分の大きさを
十分低減させる必要がある。
このような課題に対して、従来から、ねじり振動の低
減のためにはフライホイールの慣性質量を増加する、内
燃機関の振動低減のためには支持部材との共振を避ける
ように支持部材の剛性を低下させる、さらに、トルク変
動を直接低減するためには特開昭58−185938号や特開昭
61−171612号等に見られるように、内燃機関が発生する
トルクの増大時に同期してクランク軸に逆トルクを発生
させてトルクの変動成分を低減させる方法などが提案さ
れている。
減のためにはフライホイールの慣性質量を増加する、内
燃機関の振動低減のためには支持部材との共振を避ける
ように支持部材の剛性を低下させる、さらに、トルク変
動を直接低減するためには特開昭58−185938号や特開昭
61−171612号等に見られるように、内燃機関が発生する
トルクの増大時に同期してクランク軸に逆トルクを発生
させてトルクの変動成分を低減させる方法などが提案さ
れている。
しかし、上記従来技術では、フライホイールの慣性質
量の増加は回転速度の加減速に対する応答性の悪化をも
たらし、また、支持部材の剛性低下は、急加速時に内燃
機関が発生する大きな回転トルクの反作用により、かえ
つて内燃機関を大きく振動させることもなりかねない。
さらに、従来の逆トルクを発生させる方法では、オープ
ンループ制御であるために速度変化によるトルクの変化
に追従できない（特開昭58−185938号）ことや、負荷ト
ルクの大きさを回転加速度自身に比例させているため
に、トルクの変動成分を低減させるのみならず、加減速
時におけるトルクの平均成分の増減をも抑えてしまい、
加減速に対する応答性が低下する（特開昭61−171612
号）こと、新たな装置を設ける必要があることなどの問
題がある。
量の増加は回転速度の加減速に対する応答性の悪化をも
たらし、また、支持部材の剛性低下は、急加速時に内燃
機関が発生する大きな回転トルクの反作用により、かえ
つて内燃機関を大きく振動させることもなりかねない。
さらに、従来の逆トルクを発生させる方法では、オープ
ンループ制御であるために速度変化によるトルクの変化
に追従できない（特開昭58−185938号）ことや、負荷ト
ルクの大きさを回転加速度自身に比例させているため
に、トルクの変動成分を低減させるのみならず、加減速
時におけるトルクの平均成分の増減をも抑えてしまい、
加減速に対する応答性が低下する（特開昭61−171612
号）こと、新たな装置を設ける必要があることなどの問
題がある。
さらに、従来技術では、内燃機関が発生するトルクの
変動成分に十分に同期させて負荷トルクを発生させるこ
とは、以下に説明する理由により実現が難しかつた。す
なわち、高速で変動するトルクを検出し、このトルクの
変動成分を打ち消すのに必要な負荷トルクの大きさを演
算し、何らかの制御手段により負荷トルクを変化させる
には、検出−演算−制御の一連の処理を機関の回転速度
の上昇に伴い高速化せねばならず、既存の制御技術では
対応が難しいということである。
変動成分に十分に同期させて負荷トルクを発生させるこ
とは、以下に説明する理由により実現が難しかつた。す
なわち、高速で変動するトルクを検出し、このトルクの
変動成分を打ち消すのに必要な負荷トルクの大きさを演
算し、何らかの制御手段により負荷トルクを変化させる
には、検出−演算−制御の一連の処理を機関の回転速度
の上昇に伴い高速化せねばならず、既存の制御技術では
対応が難しいということである。
第12図は、内燃機関が発生するトルク変動の一例とし
て、４サイクル機関の一つの気筒が発生するガストルク
を示した図である。４サイクル機関の１燃焼サイクル、
すなわち、吸入−圧縮−燃焼−排気の４行程は、クラン
ク軸の回転角度に換算して720゜に相当し、なかでも、
燃焼行程では燃焼ガス圧により非常に大きなトルクの変
動が生じている。機関が多気筒の場合、例えば４気筒で
あれば、720゜/4＝180゜の角度間隔で第12図と同一のト
ルクの変動が４回重ね合わされたものが、機関の１燃焼
サイクル内のガストルク変動となる。そして、これに回
転慣性の変動による慣性トルクの変動が加わったもの
が、実際の機関が発生するトルクの変動になる（第13
図）。
て、４サイクル機関の一つの気筒が発生するガストルク
を示した図である。４サイクル機関の１燃焼サイクル、
すなわち、吸入−圧縮−燃焼−排気の４行程は、クラン
ク軸の回転角度に換算して720゜に相当し、なかでも、
燃焼行程では燃焼ガス圧により非常に大きなトルクの変
動が生じている。機関が多気筒の場合、例えば４気筒で
あれば、720゜/4＝180゜の角度間隔で第12図と同一のト
ルクの変動が４回重ね合わされたものが、機関の１燃焼
サイクル内のガストルク変動となる。そして、これに回
転慣性の変動による慣性トルクの変動が加わったもの
が、実際の機関が発生するトルクの変動になる（第13
図）。
このように、内燃期間が発生するトルク変動成分は、
機関の１燃焼サイクル内においても、クランク軸の回転
角度によつて急激かつ複雑に変化するため、トルクの変
動に追従してリアルタイムに補機が吸収する負荷トルク
を変化させるのは困難である。
機関の１燃焼サイクル内においても、クランク軸の回転
角度によつて急激かつ複雑に変化するため、トルクの変
動に追従してリアルタイムに補機が吸収する負荷トルク
を変化させるのは困難である。
そこで、本発明の目的は、加減速の応答性の悪化をま
ねくことなく、またクランク軸の回転角度に応じた急激
かつ複雑な変化に追従して、内燃機関に発生するトルク
の変動成分を低減することができる内燃機関のトルク制
御装置を提供することにある。
ねくことなく、またクランク軸の回転角度に応じた急激
かつ複雑な変化に追従して、内燃機関に発生するトルク
の変動成分を低減することができる内燃機関のトルク制
御装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の内燃機関のトル
ク制御装置は、機関と、この機関が発生するトルクの変
動を吸収する補機と、クランク軸の各回転角度を検出す
るクランク角センサと、補機が吸収するトルクの大きさ
をクランク軸の各回転角度に応じて制御する制御手段と
を備え、制御手段は、補機を制御する指令値を算出する
手段であり、クランク角センサの出力を用いてクランク
軸の回転加速度の変動成分を算出し、クランク軸の各回
転角度における現在の指令値を最も新しく得られた回転
加速度の変動成分にゲインを乗じた値を加える形で修正
し、次の燃焼サイクルの対応する回転角度における指令
値として出力して補機を制御するようにしたものであ
る。
ク制御装置は、機関と、この機関が発生するトルクの変
動を吸収する補機と、クランク軸の各回転角度を検出す
るクランク角センサと、補機が吸収するトルクの大きさ
をクランク軸の各回転角度に応じて制御する制御手段と
を備え、制御手段は、補機を制御する指令値を算出する
手段であり、クランク角センサの出力を用いてクランク
軸の回転加速度の変動成分を算出し、クランク軸の各回
転角度における現在の指令値を最も新しく得られた回転
加速度の変動成分にゲインを乗じた値を加える形で修正
し、次の燃焼サイクルの対応する回転角度における指令
値として出力して補機を制御するようにしたものであ
る。
トルクの変動は機関の１燃焼サイクルを１周期として
繰り返される脈動現象である。従って、クランク軸の各
回転角度における現在の指令値を最も新しく得られた回
転加速度の変動成分にゲインを乗じた値を加える形で修
正し、次の燃焼サイクルの対応する回転角度における指
令値として補機を制御することにより、急激かつ複雑な
変化に追従してリアルタイムと同等の制御効果を上げる
ことができる。
繰り返される脈動現象である。従って、クランク軸の各
回転角度における現在の指令値を最も新しく得られた回
転加速度の変動成分にゲインを乗じた値を加える形で修
正し、次の燃焼サイクルの対応する回転角度における指
令値として補機を制御することにより、急激かつ複雑な
変化に追従してリアルタイムと同等の制御効果を上げる
ことができる。
また、機関が発生するトルクと補機が吸収する負荷ト
ルクの差は、クランク軸の回転加速度となって現れ、こ
のうち、平均回転加速度は回転速度の加減速に有効に使
われるトルクの平均成分を表し、回転加速度の周期的に
脈動する変動成分は前述のねじり振動などの問題を引き
起こすトルクの変動成分を表す。従って、クランク軸の
回転加速度から平均回転加速度を除いた変動成分を検出
し、この変動成分に基づいて内燃機関の発生するトルク
の変動成分が低減するように補機が吸収する負荷トルク
を制御すれば、回転加速度の周期的に脈動する変動成
分、すなわちトルクの周期的に脈動する変動成分を低減
させ、有用であるトルクの平均成分の変化を妨げること
がないので、加減速に対する応答性が低下しない。
ルクの差は、クランク軸の回転加速度となって現れ、こ
のうち、平均回転加速度は回転速度の加減速に有効に使
われるトルクの平均成分を表し、回転加速度の周期的に
脈動する変動成分は前述のねじり振動などの問題を引き
起こすトルクの変動成分を表す。従って、クランク軸の
回転加速度から平均回転加速度を除いた変動成分を検出
し、この変動成分に基づいて内燃機関の発生するトルク
の変動成分が低減するように補機が吸収する負荷トルク
を制御すれば、回転加速度の周期的に脈動する変動成
分、すなわちトルクの周期的に脈動する変動成分を低減
させ、有用であるトルクの平均成分の変化を妨げること
がないので、加減速に対する応答性が低下しない。
以下、本発明の実施例を図面により説明する。
第１図は、本発明の第１実施例に係り、その構成を模
式的に示した図である。第１図において、内燃機関１
は、機関本体2,クランク角センサを内蔵したデイストリ
ビユータ3,機関からＶベルト４により駆動され、機関本
体２と一体に取り付けられている補機の一例たる交流発
電機（ACG）５とを備えている。また、内燃機関１のト
ルクの変動成分を表わすクランク軸の回転加速度変動の
検出手段たるクランク角センサの出力パルス間隔を計時
して、クランク軸の各回転角度の回転加速度変動を演算
し、これが低減するために必要なACG5の負荷トルク（発
電量）を算出した後、出力の回転角度を合せて制御指令
を出力するマイクロコンピユータ６と、この指令値を受
けてACG5の発電量を増減させてACG5が吸収する負荷トル
クの増減を行う発電量制御部７とで制御系が構成されて
いる。
式的に示した図である。第１図において、内燃機関１
は、機関本体2,クランク角センサを内蔵したデイストリ
ビユータ3,機関からＶベルト４により駆動され、機関本
体２と一体に取り付けられている補機の一例たる交流発
電機（ACG）５とを備えている。また、内燃機関１のト
ルクの変動成分を表わすクランク軸の回転加速度変動の
検出手段たるクランク角センサの出力パルス間隔を計時
して、クランク軸の各回転角度の回転加速度変動を演算
し、これが低減するために必要なACG5の負荷トルク（発
電量）を算出した後、出力の回転角度を合せて制御指令
を出力するマイクロコンピユータ６と、この指令値を受
けてACG5の発電量を増減させてACG5が吸収する負荷トル
クの増減を行う発電量制御部７とで制御系が構成されて
いる。
第２図は、クランク角センサからの出力パルスの一例
を示した図である。図のように、クランク軸に回転加速
度変動が生じると、それに伴い出力パルス間の時間幅も
変動する。マイクロコンピユータ６は、タイマー6aによ
り出力パルス間隔を計時し、CPU6bは、各回転角度にお
けるパルス間隔の値をもとにして各々の角度での回転加
速度を算出すると共に、過去ｎパルス番目までの各回転
角度における回転加速度の重みづけ移動平均をとるこ
とにより平均回転加速度 を次式のごとく求め、 ただし、添字ｋは機関の１燃焼サイクル中にクランク
角センサが出力するパルスのうちｋ番目のものであるこ
とを表わし、例えば、ｋはｋ番目のパルス出力すると
きのクランク軸の回転角度の回転加速度、 はその位置での平均回転加速度である。また、aiは重み
を表わす。回転加速度ｋと平均回転加速度 の差をとることにより、各回転角度での回転加速度変動
Δｋを のように得ることができる。
を示した図である。図のように、クランク軸に回転加速
度変動が生じると、それに伴い出力パルス間の時間幅も
変動する。マイクロコンピユータ６は、タイマー6aによ
り出力パルス間隔を計時し、CPU6bは、各回転角度にお
けるパルス間隔の値をもとにして各々の角度での回転加
速度を算出すると共に、過去ｎパルス番目までの各回転
角度における回転加速度の重みづけ移動平均をとるこ
とにより平均回転加速度 を次式のごとく求め、 ただし、添字ｋは機関の１燃焼サイクル中にクランク
角センサが出力するパルスのうちｋ番目のものであるこ
とを表わし、例えば、ｋはｋ番目のパルス出力すると
きのクランク軸の回転角度の回転加速度、 はその位置での平均回転加速度である。また、aiは重み
を表わす。回転加速度ｋと平均回転加速度 の差をとることにより、各回転角度での回転加速度変動
Δｋを のように得ることができる。
なお、重みaiの大きさ及び演算に用いるパルスの数ｎ
は、回転加速度の変化の激しさ等を考慮し、適当に決定
することで、実際の平均回転加速度に近い値を得ること
ができる。第３図，第４図，第５図は、一定の平均回転
加速度に回転加速度変動が加えられた場合の、それぞ
れ、クランク軸の回転速度，回転加速度，回転加速度変
動の様子を、横軸の回転角度を合せて示した図である。
は、回転加速度の変化の激しさ等を考慮し、適当に決定
することで、実際の平均回転加速度に近い値を得ること
ができる。第３図，第４図，第５図は、一定の平均回転
加速度に回転加速度変動が加えられた場合の、それぞ
れ、クランク軸の回転速度，回転加速度，回転加速度変
動の様子を、横軸の回転角度を合せて示した図である。
第６図は、第１実施例に関し作用をより詳しく説明す
るため制御回路の構成を具体的に示したものである。AC
G5は、交流電力（第４図では３相出力）を出力するステ
ータコイル5a、界磁電流を供給するロータコイル5b、得
られた交流を直流に変換する整流ダイオードにより構成
される整流器5c、及び出力電圧を一定に調整する自動電
圧調整器（AVR）5dより構成されている。今、ロータの
回転によりロータコイル5bの磁界が回転するとステータ
コイル5aは発電し整流器5cを経て、点火コイル，ライト
等の負荷８とバツテリー９へ電力を供給する。内燃機関
１のトルクの変動成分はクランク軸の回転加速度変動と
なつて現われ、クランク角センサ10により検出される。
検出された回転パルスは分周器11により制御に最小限必
要なパルス数に分周された後、マイクロコンピユータ６
に入力され、前述した方法により指令信号を出力しD/A
変換器12を介して発電量制御部７に送られる。発電量制
御部７のドライバ16は、負荷８及びバツテリ９と並列に
接続されたMOSスイツチ13をON/OFF制御させる。MOSスイ
ツチ13がONすると回路電流はバイパスしてここを流れる
ため回路には大きな電流が流れる。
るため制御回路の構成を具体的に示したものである。AC
G5は、交流電力（第４図では３相出力）を出力するステ
ータコイル5a、界磁電流を供給するロータコイル5b、得
られた交流を直流に変換する整流ダイオードにより構成
される整流器5c、及び出力電圧を一定に調整する自動電
圧調整器（AVR）5dより構成されている。今、ロータの
回転によりロータコイル5bの磁界が回転するとステータ
コイル5aは発電し整流器5cを経て、点火コイル，ライト
等の負荷８とバツテリー９へ電力を供給する。内燃機関
１のトルクの変動成分はクランク軸の回転加速度変動と
なつて現われ、クランク角センサ10により検出される。
検出された回転パルスは分周器11により制御に最小限必
要なパルス数に分周された後、マイクロコンピユータ６
に入力され、前述した方法により指令信号を出力しD/A
変換器12を介して発電量制御部７に送られる。発電量制
御部７のドライバ16は、負荷８及びバツテリ９と並列に
接続されたMOSスイツチ13をON/OFF制御させる。MOSスイ
ツチ13がONすると回路電流はバイパスしてここを流れる
ため回路には大きな電流が流れる。
即ち、ドライバ16をPWM制御等により駆動させてMOSス
イツチ13のON/OFFのデユーテイ比を変化させることによ
り、負荷電流を増減できる。そして回転加速度変動が大
きいときはデユーテイ比を大きくして負荷電流を増加さ
せて、負荷トルクを増大させ、逆に回転加速度変動が小
さいときはデユーテイ比を小さくして負荷電流を減少さ
せて負荷トルクを減少させるようにして回転加速度変動
を抑制する。
イツチ13のON/OFFのデユーテイ比を変化させることによ
り、負荷電流を増減できる。そして回転加速度変動が大
きいときはデユーテイ比を大きくして負荷電流を増加さ
せて、負荷トルクを増大させ、逆に回転加速度変動が小
さいときはデユーテイ比を小さくして負荷電流を減少さ
せて負荷トルクを減少させるようにして回転加速度変動
を抑制する。
次に、第７図は、発電量制御部に詳細を示した図であ
る。低抵抗17は回路の一部に設けられて、この低抵抗Ｒ
Ｓの電圧降下として負荷電流量ｉＬが得られ、増幅器14
により電流検出値ＶiLとなり、自動電流調整器（ACR）1
5に送られる。ACR15は、マイクロコンピユータ６の電流
指令値ＶiSと電流検出値ＶiLが等しくなるように回路全
体に対し帰還ループを構成しているので、ACR15の出力
と３角波発振器19によりチヨツパ信号を形成するチヨツ
パ回路18は、回路を流れる負荷電流ｉＬをマイクロコン
ピユータの電流指令値に等しくなるようMOSスイツチを
パルス幅変調（PWM）によりデユーテイ制御する（第８
図参照）。
る。低抵抗17は回路の一部に設けられて、この低抵抗Ｒ
Ｓの電圧降下として負荷電流量ｉＬが得られ、増幅器14
により電流検出値ＶiLとなり、自動電流調整器（ACR）1
5に送られる。ACR15は、マイクロコンピユータ６の電流
指令値ＶiSと電流検出値ＶiLが等しくなるように回路全
体に対し帰還ループを構成しているので、ACR15の出力
と３角波発振器19によりチヨツパ信号を形成するチヨツ
パ回路18は、回路を流れる負荷電流ｉＬをマイクロコン
ピユータの電流指令値に等しくなるようMOSスイツチを
パルス幅変調（PWM）によりデユーテイ制御する（第８
図参照）。
第９図、以上説明した制御回路の制御フローを説明し
た図である。まずステツプ110では、機関の１燃焼サイ
クルでクランク角センサが出力するパルス数をＮとした
とき、あるクランク軸の回転角度におけるパルス（ｋ番
目）を検出すると、ｋ−１番目のパルスとの間の時間間
隔ｔｋを測定し、この値の逆数によりｋ−１番目とｋ番
目のパルスの間の回転速度ωｋを算出する。同様に、ｋ
＋１番目のパルスを検出すると、ｋ番目との時間間隔tk
+ 1より回転速度ωk + 1を算出する。これらωｋ及びωk + 1
から、ｋ番目のパルスに相当する回転加速度ｋを次式
により算出する。
た図である。まずステツプ110では、機関の１燃焼サイ
クルでクランク角センサが出力するパルス数をＮとした
とき、あるクランク軸の回転角度におけるパルス（ｋ番
目）を検出すると、ｋ−１番目のパルスとの間の時間間
隔ｔｋを測定し、この値の逆数によりｋ−１番目とｋ番
目のパルスの間の回転速度ωｋを算出する。同様に、ｋ
＋１番目のパルスを検出すると、ｋ番目との時間間隔tk
+ 1より回転速度ωk + 1を算出する。これらωｋ及びωk + 1
から、ｋ番目のパルスに相当する回転加速度ｋを次式
により算出する。
また同時に、（１）式により平均回転加速度 （２）式により回転加速度変動Δｋを算出する。
次にステツプ120では、ｋ番目のパルスにおける負荷
電流指令値ｉSkを、現在の負荷電流ｉLkに回転加速度変
動Δｋに制御ゲインｋを乗じたものを加えて、 ｉSk＝ｉLk＋Ｋ・Δｋ ……（４） のように算出する。（４）式によれば、回転加速度変動
Δｋが正、つまり、トルクの変動成分が正なるとき
は、負荷電流ｉｋをＫ・Δｋだけ増してACGが吸収す
る負荷トルクを増大させ、トルクの正なる変動成分を小
さくしようとする。逆に、回転加速度変数Δｋが負、
つまり、トルクの変動成分が負なるときは負荷電流を減
らしてACGの負荷トルクを減少させ、トルクの負なる変
動成分を小さくしようとする。また、回転加速度変動が
０のときは、トルクの変動成分が０であるので、現在の
負荷電流値をそのまま負荷電流指令値とする。
電流指令値ｉSkを、現在の負荷電流ｉLkに回転加速度変
動Δｋに制御ゲインｋを乗じたものを加えて、 ｉSk＝ｉLk＋Ｋ・Δｋ ……（４） のように算出する。（４）式によれば、回転加速度変動
Δｋが正、つまり、トルクの変動成分が正なるとき
は、負荷電流ｉｋをＫ・Δｋだけ増してACGが吸収す
る負荷トルクを増大させ、トルクの正なる変動成分を小
さくしようとする。逆に、回転加速度変数Δｋが負、
つまり、トルクの変動成分が負なるときは負荷電流を減
らしてACGの負荷トルクを減少させ、トルクの負なる変
動成分を小さくしようとする。また、回転加速度変動が
０のときは、トルクの変動成分が０であるので、現在の
負荷電流値をそのまま負荷電流指令値とする。
ステツプ130では、ステツプ120で算出されたｋ番目の
パルスにおける負荷電流指令値ｉSkを記憶する。
パルスにおける負荷電流指令値ｉSkを記憶する。
また、ステツプ140では、パルスが入力されるたび
に、記憶されている各パルスでの負荷電流指令を出力し
て、MOSスイツチのON/OFFのデユーテイ比を制御する訳
である。
に、記憶されている各パルスでの負荷電流指令を出力し
て、MOSスイツチのON/OFFのデユーテイ比を制御する訳
である。
クランク軸の回転加速度変動は回転角度に対しては決
まつた角度で周期的に起きるので、上記のように、負荷
電流値指令値を算出する方法として、現在の指令値に、
最も新しく得られた回転加速度変動に制御ゲインを乗じ
た値を加える形で修正するようにすれば、検出手段等に
散発的に現れるノイズや、突発的な異常燃焼等による外
乱の影響を低く抑えることができ、発生トルクの支配的
な変動成分のみが低減されるので、より信頼性の高い制
御を行うことができる。
まつた角度で周期的に起きるので、上記のように、負荷
電流値指令値を算出する方法として、現在の指令値に、
最も新しく得られた回転加速度変動に制御ゲインを乗じ
た値を加える形で修正するようにすれば、検出手段等に
散発的に現れるノイズや、突発的な異常燃焼等による外
乱の影響を低く抑えることができ、発生トルクの支配的
な変動成分のみが低減されるので、より信頼性の高い制
御を行うことができる。
第10図は、内燃機関が発生するトルク、それに対し補
機が吸収する負荷トルク、及び、制御の結果、最終的に
機関が発生する変動成分のないトルクの一例を示す図で
ある。
機が吸収する負荷トルク、及び、制御の結果、最終的に
機関が発生する変動成分のないトルクの一例を示す図で
ある。
次に、第11図は本発明に係る第２の実施例である。こ
れは第６図における第１実施例が負荷電流制御を行つた
のに対し、ロータコイルの界磁電流制御を行つてクラン
ク軸の回転加速度変動を抑制しようとするものである。
すなわち界磁電流を増加させると端子電圧が増大しACG5
が駆動に要するトルク量も増大する。したがつて、クラ
ンク角センサ10で得た機関の１燃焼サイクル前の回転加
速度変動からマイクロコンピユータ６で負荷トルク量を
計算し、その指令値出力に同期させてロータコイル5bを
流れる界磁電流量を制御すればよい。その手段として
は、第11図に示すようにロータコイル5bを流れる界磁電
流量を検出し、これがマイクロコンピユータ６の指令に
等しくなるように界磁電流調整器（ACG）30で制御し、
ドライバ31を介してエミツタ接地のトランジスタスイツ
チ32をON/OFFさせることが考えられる。トランジスタス
イツチ32がON状態のときは界磁電流がコレクタからエミ
ツタ側に流れるため、ロータコイル5bにも電流が流れ、
逆にOFF状態のときは流れない。このときのON/OFFのデ
ユーテイ比を変化させることによつて界磁電流制御を行
うことができる。
れは第６図における第１実施例が負荷電流制御を行つた
のに対し、ロータコイルの界磁電流制御を行つてクラン
ク軸の回転加速度変動を抑制しようとするものである。
すなわち界磁電流を増加させると端子電圧が増大しACG5
が駆動に要するトルク量も増大する。したがつて、クラ
ンク角センサ10で得た機関の１燃焼サイクル前の回転加
速度変動からマイクロコンピユータ６で負荷トルク量を
計算し、その指令値出力に同期させてロータコイル5bを
流れる界磁電流量を制御すればよい。その手段として
は、第11図に示すようにロータコイル5bを流れる界磁電
流量を検出し、これがマイクロコンピユータ６の指令に
等しくなるように界磁電流調整器（ACG）30で制御し、
ドライバ31を介してエミツタ接地のトランジスタスイツ
チ32をON/OFFさせることが考えられる。トランジスタス
イツチ32がON状態のときは界磁電流がコレクタからエミ
ツタ側に流れるため、ロータコイル5bにも電流が流れ、
逆にOFF状態のときは流れない。このときのON/OFFのデ
ユーテイ比を変化させることによつて界磁電流制御を行
うことができる。
ここで、ダイオード33は、過電圧による電流を電源側
に逆流させるための帰還ダイオードであり、ダイオード
34は、界磁電流制御よる端子電圧変動が負荷側にかから
ないようにするためのダイオードである。
に逆流させるための帰還ダイオードであり、ダイオード
34は、界磁電流制御よる端子電圧変動が負荷側にかから
ないようにするためのダイオードである。
本発明に係る上述の内燃機関のトルク制御装置によれ
ば、クランク軸の回転加速度変動を検出し、これが低減
するように負荷トルクを制御すれば、発生トルクの変動
成分が低減すると共に、機関と一体に取り付けられてい
る補機がトルクの変動成分を吸収していることにより、
機関本体に作用するトルク反力にも変動成分が現れなく
なり、機関の支持部材や車両全体の振動が低減できる。
ば、クランク軸の回転加速度変動を検出し、これが低減
するように負荷トルクを制御すれば、発生トルクの変動
成分が低減すると共に、機関と一体に取り付けられてい
る補機がトルクの変動成分を吸収していることにより、
機関本体に作用するトルク反力にも変動成分が現れなく
なり、機関の支持部材や車両全体の振動が低減できる。
本発明によれば、クランク軸の回転加速度から平均回
転加速度を除いた変動成分を抽出し、この変動成分に基
づいて内燃機関の発生するトルクの変動成分が低減する
ように補機が吸収する負荷トルクを制御すれば、回転加
速度の周期的に脈動する変動成分、すなわちトルクの周
期的に脈動する変動成分を低減させ、有用であるトルク
の平均成分の変化を妨げることがないので、加減速に対
する応答性が低下しない。
転加速度を除いた変動成分を抽出し、この変動成分に基
づいて内燃機関の発生するトルクの変動成分が低減する
ように補機が吸収する負荷トルクを制御すれば、回転加
速度の周期的に脈動する変動成分、すなわちトルクの周
期的に脈動する変動成分を低減させ、有用であるトルク
の平均成分の変化を妨げることがないので、加減速に対
する応答性が低下しない。
また、クランク軸の各回転角度における現在の指令値
を最も新しく得られた回転加速度の変動成分にゲインを
乗じた値を加える形で修正し、次の燃焼サイクルの対応
する回転角度における指令値として補機を制御すること
により、急激かつ複雑な変化に追従してリアルタイムと
同等の制御効果を上げることができる。
を最も新しく得られた回転加速度の変動成分にゲインを
乗じた値を加える形で修正し、次の燃焼サイクルの対応
する回転角度における指令値として補機を制御すること
により、急激かつ複雑な変化に追従してリアルタイムと
同等の制御効果を上げることができる。
第１図は本発明の第１実施例である内燃機関とトルク制
御回路の構成図、第２図から第５図はクランク角センサ
の出力パルス及びそのときの回転速度，回転加速度，回
転加速度変動を示す図、第６図から第８図はトルク制御
装置の回路図及びその中で使われるチヨツパ信号を示す
図、第９図はトルク制御装置の制御フロー図、第10図は
トルク制御時のトルク波形の一例を示した図、第11図は
本発明の第２実施例を示す図、第12図，第13図は内燃機
関が発生するトルク波形の一例を示した図である。 １……内燃機関、２……機関本体、５……補機の一例た
る交流発電機（ACG）、６……マイクロコンピユータ、
７……発電量制御部、10……クランク角センサ、13……
MOSスイツチ、32……トランジスタスイツチ。
御回路の構成図、第２図から第５図はクランク角センサ
の出力パルス及びそのときの回転速度，回転加速度，回
転加速度変動を示す図、第６図から第８図はトルク制御
装置の回路図及びその中で使われるチヨツパ信号を示す
図、第９図はトルク制御装置の制御フロー図、第10図は
トルク制御時のトルク波形の一例を示した図、第11図は
本発明の第２実施例を示す図、第12図，第13図は内燃機
関が発生するトルク波形の一例を示した図である。 １……内燃機関、２……機関本体、５……補機の一例た
る交流発電機（ACG）、６……マイクロコンピユータ、
７……発電量制御部、10……クランク角センサ、13……
MOSスイツチ、32……トランジスタスイツチ。
フロントページの続き (72)発明者 田中 直行 土浦市神立町502番地 株式会社日立製 作所機械研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−171612（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−153529（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−83530（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】機関と、この機関が発生するトルクの変動
を吸収する補機と、クランク軸の各回転角度を検出する
クランク角センサと、前記補機が吸収するトルクの大き
さをクランク軸の各回転角度に応じて制御する制御手段
とを備え、 前記制御手段は、前記補機を制御する指令値を算出する
手段であり、クランク角センサの出力を用いてクランク
軸の回転加速度の変動成分を算出し、クランク軸の各回
転角度における現在の指令値を最も新しく得られた回転
加速度の変動成分にゲインを乗じた値を加える形で修正
し、次の燃焼サイクルの対応する回転角度における指令
値として出力して前記補機を制御することを特徴とする
内燃機関のトルク制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62123821A JP2644752B2 (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | 内燃機関のトルク制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62123821A JP2644752B2 (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | 内燃機関のトルク制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63289245A JPS63289245A (ja) | 1988-11-25 |
| JP2644752B2 true JP2644752B2 (ja) | 1997-08-25 |
Family
ID=14870187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62123821A Expired - Fee Related JP2644752B2 (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | 内燃機関のトルク制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2644752B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03294631A (ja) * | 1990-04-09 | 1991-12-25 | Japan Electron Control Syst Co Ltd | 内燃機関の吸気装置 |
| JP5776329B2 (ja) * | 2011-05-25 | 2015-09-09 | いすゞ自動車株式会社 | 内燃機関の制御方法、内燃機関及びそれを搭載した車両 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6035926A (ja) * | 1983-08-06 | 1985-02-23 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用発電機の制御装置 |
| JPS6123848A (ja) * | 1984-07-09 | 1986-02-01 | Nippon Denso Co Ltd | 燃料噴射量制御方法 |
| JPS6173585A (ja) * | 1984-09-14 | 1986-04-15 | Hitachi Ltd | 密閉形圧縮機のトルク制御装置 |
| JPH0676014B2 (ja) * | 1985-01-28 | 1994-09-28 | トヨタ自動車株式会社 | エンジン動力伝達系の回転変動低減装置 |
| JPH0742939B2 (ja) * | 1985-10-07 | 1995-05-15 | 株式会社日立製作所 | トルク制御式圧縮機 |
-
1987
- 1987-05-22 JP JP62123821A patent/JP2644752B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63289245A (ja) | 1988-11-25 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |