JP2683653B2 - Engine torque control device - Google Patents

Engine torque control device

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JP2683653B2
JP2683653B2 JP63007968A JP796888A JP2683653B2 JP 2683653 B2 JP2683653 B2 JP 2683653B2 JP 63007968 A JP63007968 A JP 63007968A JP 796888 A JP796888 A JP 796888A JP 2683653 B2 JP2683653 B2 JP 2683653B2
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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、エンジンのトルク制御装置に関するもので
ある。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a torque control device for an engine.

(従来の技術) 従来より、エンジンの作動に伴ってその出力軸には燃
焼サイクルの繰り返しに対応して周期的にトルク変動が
発生するものであり、このトルク変動の抑制制御等が行
える装置としては、例えば、特公昭61−54949号公報に
みられるような始動充電装置いわゆるセルタネータの技
術が公知である。
(Prior Art) Conventionally, a torque fluctuation is periodically generated on the output shaft of the engine in response to the repetition of the combustion cycle as the engine operates. For example, the technology of a start-up charging device, a so-called cell alternator, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 61-54949 is known.

上記セルタネータは、エンジンの出力軸に回転界磁極
を設け、この回転界磁極内方に励磁コイルを、外方にス
テータコイルを設け、ステータコイルおよび励磁コイル
への通電制御によってモータとしての電気駆動機能を得
てエンジン出力軸に正トルクを与えると共に、発電機能
を得て出力軸に逆トルクを与えるようにしたものであ
る。
The above cell alternator is provided with a rotating field magnetic pole on the output shaft of the engine, an exciting coil is provided inside the rotating field pole, and a stator coil is provided outside the rotating field magnetic pole, and an electric drive function as a motor is provided by controlling energization of the stator coil and the exciting coil. The engine output shaft is provided with positive torque, and the power generation function is provided to provide reverse torque to the output shaft.

そして、エンジンのトルク変動を抑制する場合には、
トルク低下時に正トルクを与える一方、トルク増大時に
弱トルクを与えるように、エンジンのトルク変動に対応
した励磁コイルおよびステータコイルの通電制御によっ
てトルク制御が行えるものである。
And when suppressing the torque fluctuation of the engine,
Torque control can be performed by energizing the excitation coil and the stator coil in accordance with engine torque fluctuations so that a positive torque is applied when the torque decreases and a weak torque is applied when the torque increases.

(発明が解決しようとする課題) しかして、上記のような装置において、トルク制御を
行うために正トルクをエンジン回転角に対応して与える
ように電気駆動機能を得る場合には、回転界磁極すなわ
ちエンジン出力軸の回転位置に対応して、ステータコイ
ルに通電する電流の位相を設定すると効率のよい制御が
行えるものであるが、上記出力軸の位置検出のための角
度センサを別途に設けると、装置が複雑となりコストア
ップを招く問題がある。
(Problems to be Solved by the Invention) In the above device, however, when an electric drive function is provided so as to give a positive torque corresponding to the engine rotation angle in order to perform torque control, a rotating field pole is required. That is, efficient control can be performed by setting the phase of the electric current supplied to the stator coil in accordance with the rotational position of the engine output shaft. However, if an angle sensor for detecting the position of the output shaft is separately provided, However, there is a problem that the device becomes complicated and the cost increases.

すなわち、上記ステータコイルに通電する電流の位相
を設定するためのエンジン出力軸の角度センサは、精度
のよい検出を行なわなければならず、また、角度センサ
の検出信号に基づいて通電制御する場合に、その検出信
号には各部の製造誤差、組付け誤差等があり、これによ
って制御精度が低下して、高効率のトルク制御を実現す
る際の障害となるものである。
That is, the angle sensor of the engine output shaft for setting the phase of the current to be applied to the stator coil must perform accurate detection, and when the energization control is performed based on the detection signal of the angle sensor. The detection signal has a manufacturing error of each part, an assembly error, and the like, which lowers the control accuracy and becomes an obstacle in realizing highly efficient torque control.

そこで、本発明は上記事情に鑑み、ステータコイルの
通電位相設定用のセンサを設置することなく、このステ
ータコイルへの通電時期を適正に設定でき効率的なトル
ク制御が行えるようにしたエンジンのトルク制御装置を
提供することを目的とするものである。
In view of the above-mentioned circumstances, the present invention has been made in view of the above circumstances, without providing a sensor for setting the energization phase of the stator coil, the energization timing of the stator coil can be properly set, and efficient torque control can be performed. An object is to provide a control device.

(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため本発明のトルク制御装置は、
エンジンの出力軸に接続した回転界磁極と、この回転界
磁極を励磁する励磁手段と、通電時に上記回転界磁極に
磁力を作用させるステータコイルとからなる電気駆動手
段、上記回転界磁極の回転によって上記ステータコイル
に発生する電圧を検出する電圧検出手段、この電圧検出
手段により検出された電圧が最大値を示すエンジン出力
軸の回転角を検出する回転角検出手段、この回転角検出
手段により検出された回転角に基づいて上記電気駆動手
段のステータコイルへの通電時期を設定する通電時期設
定手段を備えるように構成したものである。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the torque control device of the present invention is
An electric drive means including a rotating field pole connected to the output shaft of the engine, an exciting means for exciting the rotating field pole, and a stator coil for exerting a magnetic force on the rotating field pole when energized, by the rotation of the rotating field pole. Voltage detection means for detecting the voltage generated in the stator coil, rotation angle detection means for detecting the rotation angle of the engine output shaft at which the voltage detected by the voltage detection means shows the maximum value, and this rotation angle detection means detects the rotation angle. It is configured to include an energization timing setting means for setting an energization timing to the stator coil of the electric drive means based on the rotation angle.

第1図は本発明の構成を明示するための全体構成図で
ある。
FIG. 1 is an overall configuration diagram for clearly showing the configuration of the present invention.

エンジン1の出力軸2には強磁性体で磁極部が交互に
位置するように回転界磁極3を接続し、上記回転界磁極
3の内方に該回転界磁極3を励磁する励磁手段としての
励磁コイル4を設け、また、回転界磁極3の外方に通電
時に上記回転界磁極3に磁力を作用させるステータコイ
ル5を設け、この回転界磁極3と励磁コイル4とステー
タコイル5とによって電気駆動手段Aを設ける。
A rotating field magnetic pole 3 is connected to the output shaft 2 of the engine 1 so that magnetic pole portions are alternately located by a ferromagnetic material, and serves as an exciting means for exciting the rotating field magnetic pole 3 inward of the rotating field magnetic pole 3. An exciting coil 4 is provided, and a stator coil 5 for exerting a magnetic force on the rotating field pole 3 when energized is provided outside the rotating field pole 3, and the rotating field pole 3, the exciting coil 4, and the stator coil 5 provide electric power. Drive means A is provided.

そして、主に上記ステータコイル5への通電制御によ
って電気駆動手段Aをモータとして機能させてエンジン
出力軸2に正トルクを与えると共に、主に上記励磁コイ
ル4への通電制御によって電気駆動手段Aを発電機とし
て機能させてエンジン出力軸2に逆トルクを与えるトル
ク制御手段Bを設ける。
The electric drive means A functions as a motor mainly by controlling the energization of the stator coil 5 to give a positive torque to the engine output shaft 2. At the same time, the electric drive means A is controlled mainly by the energization control of the exciting coil 4. Torque control means B is provided which functions as a generator and applies reverse torque to the engine output shaft 2.

また、前記ステータコイル5に発生する電圧を検出す
る電流検出手段を有する回転角検出手段Cを設け、この
回転角検出手段Cは逆トルク作用状態でのステータコイ
ル5に発生する電力波形において、電圧が最大値を示す
エンジン出力軸2の回転角を検出するものであり、その
検出信号は通電時期設定手段Dに出力される。この通電
時期設定手段Dは、上記回転角検出手段Cにより検出さ
れた回転角を、前記トルク制御手段Bによって電気駆動
手段Aのステータコイル5への通電時期として設定する
ものである。
Further, a rotation angle detecting means C having a current detecting means for detecting a voltage generated in the stator coil 5 is provided, and the rotation angle detecting means C has a voltage waveform in a power waveform generated in the stator coil 5 in the reverse torque acting state. Indicates the maximum value of the rotation angle of the engine output shaft 2, and the detection signal is output to the energization timing setting means D. The energization timing setting means D sets the rotation angle detected by the rotation angle detection means C as the energization timing of the stator coil 5 of the electric drive means A by the torque control means B.

また、前記回転角検出手段Cによる回転角の検出は、
ステータコイル5にステータ電流を通電していない状態
で、その電圧検出手段で検出した電圧を受けて行うの
が、さらにステータコイル5への通電時期を適正に設定
できる点で好適である。
Further, the detection of the rotation angle by the rotation angle detection means C is
Performing by receiving the voltage detected by the voltage detecting means while the stator coil 5 is not supplied with the stator current is preferable because the timing of supplying the stator coil 5 with electricity can be set appropriately.

(作用) 上記のようなエンジンのトルク制御装置では、電気駆
動手段のステータコイルおよび励磁コイルへの通電制御
によるトルク制御を行うについて、ステータコイルで発
生する電圧を検出し、その最大値を示すエンジン出力軸
の回転角を回転角検出手段で求め、このステータコイル
の電圧が最大値となる回転角は、電気駆動手段によって
正トルクを発生する際にステータコイルに対して通電す
る電圧の通電時期としても最も効率のよい時期に相当す
るものであり、この検出回転角を通電時期設定手段によ
ってステータコイルへの通電時期として設定し、高精度
の高価な角度センサを設置することなくステータコイル
への通電時期を適正に設定して、効率的なトルク制御を
行うようにしている。
(Operation) In the engine torque control device as described above, the torque generated by controlling the energization of the stator coil and the excitation coil of the electric drive means is detected by detecting the voltage generated in the stator coil and showing the maximum value. The rotation angle of the output shaft is obtained by the rotation angle detection means, and the rotation angle at which the voltage of the stator coil reaches the maximum value is the timing of the voltage applied to the stator coil when the positive torque is generated by the electric drive means. Corresponds to the most efficient time, and this detected rotation angle is set as the time to energize the stator coil by the energization time setting means, and the current to the stator coil is energized without installing a highly accurate and expensive angle sensor. The time is set appropriately to perform efficient torque control.

(実施例) 以下、図面に沿って本発明の実施例を説明する。第2
図は具体例の全体構成図である。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings. Second
The figure is an overall configuration diagram of a specific example.

エンジン1の出力軸2の一端部にはフライホイール7
が取り付けられ、このフライホイール7の外周部分が回
転界磁極3に設けられている。この回転界磁極3は強磁
性体で一対の櫛形磁極等により磁極部が円周方向に交互
に位置するように非磁性体を介して一体に結合されてい
る。上記回転界磁極3の内方には励磁コイル4が設けら
れ、この励磁コイル4は回転界磁極3を励磁するための
もので、磁性体部材8を介して固定側に取り付けられて
いる。この励磁コイル4は若干の空隙を介して回転界磁
極3と対向している。一方、前記回転界磁極3の外方に
はステータコイル5が設けられ、このステータコイル5
は通電時に上記回転界磁極3に磁力を作用させるための
もので、心材9に巻き付けられて固定側に取り付けられ
ている。そして、これらにより電気駆動手段Aとしての
無整流子電動機10が構成されている。
A flywheel 7 is provided at one end of the output shaft 2 of the engine 1.
Is attached, and the outer peripheral portion of the flywheel 7 is provided on the rotating field pole 3. The rotating field pole 3 is a ferromagnetic body and is integrally coupled by a pair of comb-shaped magnetic poles or the like via a non-magnetic body so that the magnetic pole portions are alternately located in the circumferential direction. An exciting coil 4 is provided inside the rotating field pole 3, and this exciting coil 4 is for exciting the rotating field pole 3 and is attached to the fixed side via a magnetic member 8. The exciting coil 4 faces the rotating field pole 3 with a slight air gap. On the other hand, a stator coil 5 is provided outside the rotating field pole 3, and the stator coil 5
Is for applying a magnetic force to the rotating field pole 3 when energized, and is wound around the core material 9 and attached to the fixed side. Then, a commutatorless electric motor 10 as the electric drive means A is constituted by these.

前記フライホイール7の外側にはエンジン出力軸2と
変速機駆動軸11との間の動力の伝達を断続するクラッチ
装置12が配設されている。上記無整流子電動機10および
クラッチ装置12などがエンジン1に取り付けられたハウ
ジング14で覆われている。
A clutch device 12 is provided outside the flywheel 7 for connecting and disconnecting power transmission between the engine output shaft 2 and the transmission drive shaft 11. The commutatorless electric motor 10 and the clutch device 12 are covered with a housing 14 attached to the engine 1.

上記無整流子電動機10の制御系は、その励磁コイル4
に流れる界磁電流を制御する界磁コントローラ15と、ス
テータコイル5に3相交流のステータ電流を印加するイ
ンバータ16とを備え、界磁コントローラ15およびインバ
ータ16にはエンジンコントロールユニット17からの制御
信号が出力されて、エンジン出力軸2に対して正トルク
もしくは逆トルクを与えてトルク制御、充電制御および
クランキング始動制御を行うものである。
The control system of the commutatorless electric motor 10 includes the exciting coil 4
A field controller 15 for controlling a field current flowing through the inverter and an inverter 16 for applying a three-phase AC stator current to the stator coil 5 are provided. The field controller 15 and the inverter 16 are provided with a control signal from the engine control unit 17. Is output and a positive torque or a reverse torque is applied to the engine output shaft 2 to perform torque control, charging control and cranking start control.

上記エンジンコントロールユニット17にはエンジン1
の運転状態を検出するために、キースイッチ19からのイ
グニション信号およびスタータ信号、エンジン出力軸2
の回転クランク角を検出する角度センサ20から増幅器21
を介してクランク角信号、エンジン1の吸気通路22に介
装されたスロットル弁23の開度を検出するスロットルセ
ンサ24からのスロットル開度信号、吸気負圧を検出する
負圧センサ25からのブースト信号がそれぞれ入力され
る。
The engine control unit 17 has an engine 1
Ignition signal and starter signal from the key switch 19, engine output shaft 2
Amplifier 21 from the angle sensor 20 that detects the rotation crank angle of
Through a crank angle signal, a throttle opening signal from a throttle sensor 24 that detects the opening of a throttle valve 23 provided in an intake passage 22 of the engine 1, and a boost from a negative pressure sensor 25 that detects an intake negative pressure. Each signal is input.

前記界磁コントローラ15は、発電状態においては、バ
ッテリ18の端子電圧に対応してその電圧値を所定の値に
保つようにエンジンコントロールユニット17から出力さ
れる制御信号に基づいて、励磁コイル4への界磁電流を
調整して充電制御を行うものである。上記発電状態で
は、界磁電流の調整に対応してステータコイル5で発電
された出力電圧はインバータ16内の整流回路で直流に変
換されてバッテリ18に充電される。一方、始動状態にお
いては大電流が流れるためバッテリ18の端子電圧が低く
なり、励磁電流は最大で一定となる。
In the power generation state, the field controller 15 controls the excitation coil 4 based on the control signal output from the engine control unit 17 so as to keep the voltage value of the battery 18 at a predetermined value in response to the terminal voltage. The field current is adjusted to control charging. In the power generation state, the output voltage generated by the stator coil 5 corresponding to the adjustment of the field current is converted into direct current by the rectifier circuit in the inverter 16 and charged in the battery 18. On the other hand, in the starting state, since a large current flows, the terminal voltage of the battery 18 becomes low and the exciting current becomes constant at maximum.

ステータコイル5への電流制御は、ステータコイル5
のU,V,W各相端子にインバータ16の出力線がそれぞれ接
続され、このインバータ16に対してエンジンコントロー
ルユニット17からU,V,W各相の切り換え信号と、ステー
タコイル5に出力するステータ電流の大きさを指令する
電流指令信号とが出力され、始動制御とトルク制御とが
行われる。
The current control to the stator coil 5 is performed by the stator coil 5
The output lines of the inverter 16 are connected to the U, V, and W phase terminals of the inverter 16, and the inverter control unit 17 outputs a switching signal for the U, V, and W phases to the inverter 16 and outputs the stator coil 5 with the stator. A current command signal that commands the magnitude of the current is output, and start control and torque control are performed.

始動時にはキースイッチ19のスタータ接点STの信号を
受けたエンジンコントロールユニット17から始動時用の
最大ステータ電流がインバータ16を介して出力される。
また、エンジンコントロールユニット17は、エンジン1
が所定回転数以上に回転して角度センサ20からの検出信
号が入力されると、エンジン始動およびトルク制御のた
めにエンジン出力軸2の位相に対応してU,V,W各相に対
する電流の方向を切り換える信号を出力する。
At the time of starting, the maximum stator current for starting is output from the engine control unit 17 which has received the signal from the starter contact ST of the key switch 19 via the inverter 16.
In addition, the engine control unit 17 is the engine 1
Is rotated at a predetermined rotational speed or more and the detection signal from the angle sensor 20 is input, the current for each phase of U, V, W corresponding to the phase of the engine output shaft 2 is input for engine starting and torque control. Output the signal to switch the direction.

そして、インバータ16からステータコイル5のU,V,W
各相端子に出力されるステータ電流は、エンジン出力軸
2の位相に対応したエンジンコントロールユニット17か
らの信号に基づき、バッテリ18から供給される電流をス
テータコイル5のU相端子からV相およびW相端子へ流
し、次の期間にはU相およびV相端子からW相端子へ電
流を流し、さらに次の期間にはV相端子からU相および
W相端子へ電流を流すように通常の無整流子電動機と同
様に電流の方向を切り換え、ステータコイル5の作る磁
界が回転界磁極3による磁界に対して常に一定の位相差
を有する回転磁界となるようにする。
Then, from the inverter 16 to U, V, W of the stator coil 5
The stator current output to each phase terminal is based on the signal from the engine control unit 17 corresponding to the phase of the engine output shaft 2, and the current supplied from the battery 18 is supplied from the U phase terminal of the stator coil 5 to the V phase and W phase. The current is supplied to the phase terminals, then the current is supplied from the U-phase and V-phase terminals to the W-phase terminals in the next period, and the current is supplied from the V-phase terminals to the U-phase and W-phase terminals in the next period. Similar to the commutator motor, the direction of the current is switched so that the magnetic field produced by the stator coil 5 is a rotating magnetic field having a constant phase difference with respect to the magnetic field generated by the rotating field pole 3.

前記始動時にはステータコイル5に最大電流を流して
大きな駆動トルクすなわち正トルクをエンジン出力軸2
に与えて、エンジンのクランキング回転を行うものであ
り、エンジン停止状態からの始動初期においては、ステ
ータコイル5へのステータ電流の位相を少しずつ変えて
角度センサ20からの検出信号が得られる回転数まで上昇
させ、その後は上記のように回転角に対応して位相を設
定するようにしている。
At the time of starting, a maximum current is passed through the stator coil 5 to generate a large drive torque, that is, a positive torque, to the engine output shaft 2.
In order to perform cranking rotation of the engine, in the initial stage of starting from the engine stopped state, the phase of the stator current to the stator coil 5 is gradually changed to obtain the detection signal from the angle sensor 20. After that, the phase is set according to the rotation angle as described above.

また、トルク制御の場合には、エンジンコントロール
ユニット17は、エンジン回転位相に応じて発生するトル
ク変動に対応して予め設定されている正トルクと逆トル
クの負荷特性に基づいて、ステータ電流と界磁電流とを
1回転の間で周期的に変動させる信号を出力して、エン
ジン側からのトルク変動を抑制する方向に付加トルクを
作用させるものである。
Further, in the case of torque control, the engine control unit 17 determines the stator current and the field based on the load characteristics of the positive torque and the reverse torque which are preset corresponding to the torque fluctuations that occur according to the engine rotation phase. A signal that periodically changes the magnetic current and one rotation is output, and the additional torque acts in a direction to suppress torque fluctuation from the engine side.

さらに、前記エンジンコントロールユニット17は、電
気駆動によってエンジン1が始動した直後に、発電状態
としてステータコイル5に発生する発電電圧をインバー
タ16を介して入力し、その電圧波形の最大値となる回転
角を検出し、この回転角とステータコイル5へのステー
タ電流の通電における位相とが一致するように角度セン
サ20からの検出信号を補正するものである。
Further, the engine control unit 17 inputs the power generation voltage generated in the stator coil 5 as a power generation state through the inverter 16 immediately after the engine 1 is started by electric drive, and the rotation angle at which the voltage waveform has the maximum value. Is detected, and the detection signal from the angle sensor 20 is corrected so that the rotation angle and the phase of the stator coil 5 when the stator current is applied are matched.

第3図は上記エンジンコントロールユニット17の基本
処理を示すフローチャートである。スタート後、ステッ
プS1でイニシャライズを行い、ステップS2でクランク角
信号(1回転で1回の基準信号)、スタータ信号、ステ
ータ電流Is等を読み込む。そして。ステップS3でスター
タ信号がオンか否かによって始動時(クランキング時)
か否かを判定する。
FIG. 3 is a flow chart showing the basic processing of the engine control unit 17. After the start, initialization is performed in step S1, and a crank angle signal (reference signal once for one rotation), a starter signal, a stator current Is, etc. are read in step S2. And. At the time of starting (at the time of cranking) depending on whether or not the starter signal is turned on in step S3
It is determined whether or not.

上記ステップS3の判定がYESで始動時には、ステップS
4に進んでインバータ16に最大ステータ電流Isを通電し
て、大きな駆動力をエンジン出力軸2に与えてクランキ
ング回転を行う。そして、ステップS5でクランキング回
転が所定回転以上となって前記角度センサ20から基準信
号が入力されたか否かを判定し、基準信号の入力がない
NO時にはインバータ16に出力するステータ電流の位相が
ずれて電気駆動力が十分に発生していないので、ステッ
プS6で位相を徐々にずらせてクランキング回転の上昇を
待つ。
If the determination in step S3 is YES and the engine is started, step S
Proceeding to 4, the maximum stator current Is is passed through the inverter 16 to give a large driving force to the engine output shaft 2 for cranking rotation. Then, in step S5, it is determined whether the cranking rotation is equal to or greater than the predetermined rotation and the reference signal is input from the angle sensor 20, and the reference signal is not input.
At the time of NO, since the phase of the stator current output to the inverter 16 is out of phase and the electric driving force is not sufficiently generated, the phase is gradually shifted in step S6 to wait for an increase in cranking rotation.

上記ステップS5の判定がYESとなって、クランキング
回転が上昇し角度センサ20からの基準信号が入力される
と、このクランク角信号を基準にU,V,W各相の位相を設
定してステータ電流Isを通電するものである。
When the determination in step S5 is YES, the cranking rotation is increased, and the reference signal from the angle sensor 20 is input, the phases of U, V, and W phases are set based on this crank angle signal. The stator current Is is passed through.

また、前記ステップS3の判定がNOとなってエンジン1
が始動すると、ステップS8でモードフラングFが1にセ
ットされているか否かを判定し、初期は0にリセットさ
れているのでNO判定によってステップS9に進み、ステー
タ電流Isをカットして発電状態とする。そして、この発
電状態において、ステップS10でステータコイル5の例
えばU相からの発電電圧Isuの最大値を示す角度θ′を
読み込み、角度センサ20の信号に基づく基準角度θとの
偏差Δθを求め(S11)、この偏差Δθを記憶し(S1
2)、モードフラグFを1にセットする(S13)。
Further, the determination in step S3 becomes NO and the engine 1
When is started, it is determined in step S8 whether or not the mode flanging F is set to 1. Since it is initially reset to 0, the process proceeds to step S9 by the NO determination, the stator current Is is cut and the power generation state is set. And Then, in this power generation state, in step S10, the angle θ'indicating the maximum value of the power generation voltage Isu from the U-phase of the stator coil 5 is read, and the deviation Δθ from the reference angle θ based on the signal of the angle sensor 20 is calculated ( S11), this deviation Δθ is stored (S1
2) The mode flag F is set to 1 (S13).

上記モードフラグFのセットにより前記ステップS8の
判定がYESとなり、ステップS14に進んでステータ電流Is
の基準位相を前記偏差Δθに基づいて補正し読み込む。
このステータ電流Isの位相は、前記ステップS10で読み
込んだ発電時の最大電圧値の回転角θ′が電気駆動時も
最も効率のよい位相であり、予めセットした位相θをス
テップS12で記憶した偏差Δθで補正して最適位相に修
正するものである。また、電流指令としては、エンジン
の回転位相に応じて発生するトルク変動に対し、その増
減と対称的に電気駆動(正トルク)と発電(逆トルク)
とを電流の大きさで制御するものであり、発電時は電気
駆動と180゜位相が異なり、ステップS15で出力軸2の回
転角に応じて電気駆動か発電かで位相を選び、ステップ
S16でステータ電流Isの位相および電流の大きさを設定
する。そして、ステップS17で設定されたステータ電流I
sの通電によってトルク制御を行うものである。
When the mode flag F is set, the determination at step S8 becomes YES, and the routine proceeds to step S14, where the stator current Is
The reference phase of is corrected and read based on the deviation Δθ.
The phase of this stator current Is is the phase in which the rotation angle θ ′ of the maximum voltage value during power generation read in step S10 is the most efficient even during electric driving, and the preset phase θ is the deviation stored in step S12. It is corrected by Δθ and corrected to the optimum phase. In addition, as the current command, with respect to torque fluctuations that occur depending on the engine rotation phase, electric drive (positive torque) and power generation (reverse torque) are symmetrical with the increase and decrease.
And are controlled by the magnitude of the current, and the phase is 180 ° different from the electric drive during power generation. In step S15, the phase is selected by electric drive or power generation according to the rotation angle of the output shaft 2.
The phase of the stator current Is and the magnitude of the current are set in S16. Then, the stator current I set in step S17
Torque control is performed by energizing s.

なお、第4図にトルク制御のステータ電流の変化を示
し、エンジン回転脈動と逆位相で、すなわちエンジン回
転が加速している時には発電を行って逆トルクを作用さ
せ、エンジン回転が減速しているときには電気駆動を行
って正トルクを作用させるものであり、電気負荷が作用
しバッテリ電圧が低下している状態では破線で示すa点
を基準として平均値が逆トルク側となって発電量を大き
くする発電制御を同時に行うようにしている。
It should be noted that FIG. 4 shows a change in the stator current for torque control, in which the engine rotation is decelerated in a phase opposite to the engine rotation pulsation, that is, when the engine rotation is accelerating, power is generated to apply a reverse torque. In some cases, electric drive is performed to apply a positive torque, and in a state where an electric load is applied and the battery voltage is reduced, the average value becomes a reverse torque side with reference to point a shown by a broken line, and the amount of power generation is increased. Power generation control is performed at the same time.

上記のような実施例によれば、始動時にはステータコ
イル5に位相を徐々にずらせながら大きなステータ電流
を通電し、正トルクをエンジン出力軸2に加えてクラン
キング駆動し、回転数の上昇に対応して角度センサ20か
ら基準信号が入力されるとこれに合わせてステータ電流
の位相を設定し、さらにエンジン回転数を上昇させて始
動を行うものである。
According to the above-described embodiment, at the time of starting, a large stator current is applied to the stator coil 5 while gradually shifting the phase, and a positive torque is applied to the engine output shaft 2 to perform cranking drive to cope with an increase in the rotation speed. Then, when the reference signal is input from the angle sensor 20, the phase of the stator current is set in accordance with the reference signal, and the engine speed is further increased to start the engine.

エンジンが始動したアイドル回転状態では、通常は発
電と共にトルク制御を行ってエンジン回転変動を抑制す
るものであるが、始動直後の状態においてはトルク制御
を停止して発電のみのモードとし、この発電状態でステ
ータコイル5で得られる発電電圧の波形の最大電圧値を
示す回転角を検出する。そして、上記検出が終了する
と、トルク制御を行い、上記検出回転角でステータコイ
ル5に通電するステータ電流の位相を補正して、精度の
よい角度センサを用いることなく最適状態に設定して効
率のよいトルク制御を行うことができる。
In the idle rotation state when the engine is started, the torque control is usually performed together with the power generation to suppress the engine rotation fluctuation, but in the state immediately after the start, the torque control is stopped and only the power generation mode is set. At, the rotation angle indicating the maximum voltage value of the waveform of the generated voltage obtained by the stator coil 5 is detected. Then, when the detection is completed, torque control is performed to correct the phase of the stator current flowing through the stator coil 5 at the detected rotation angle, and the optimum state is set without using an accurate angle sensor to improve efficiency. Good torque control can be performed.

また、エンジン回転数がアイドル状態より上昇する
と、トルク変動による振動発生の問題もなくなることか
ら、バッテリ電圧に応じた発電(充電)制御を行う。
Further, when the engine speed rises above the idle state, the problem of vibration generation due to torque fluctuations is eliminated, so power generation (charging) control is performed according to the battery voltage.

なお、上記実施例においては、励磁コイル4を固定側
に設置しているが、これを回転側すなわち回転界磁極3
と一体に設けてスリップリングを介して通電するように
してもよい。
Although the exciting coil 4 is installed on the fixed side in the above embodiment, it is installed on the rotating side, that is, the rotating field pole 3.
It may be provided integrally with and to be energized via a slip ring.

(発明の効果) 上記のような本発明によれば、電気駆動手段のステー
タコイルおよび励磁コイルへの通電制御によるトルク制
御を行うについて、ステータコイルで発生する発電電圧
を検出し、その最大値を示すエンジン出力軸の回転角を
回転角検出手段で求め、この検出回転角を通電時期設定
手段によってステータコイルへの通電時期として設定す
るようにしたことにより、高価な高精度角度センサを付
設することなくステータコイルへの通電時期を適正に設
定することができ、効率的なトルク制御が行えるもので
ある。
(Effects of the Invention) According to the present invention as described above, when performing torque control by controlling energization of the stator coil and the exciting coil of the electric drive means, the generated voltage generated in the stator coil is detected and the maximum value is detected. The rotation angle of the engine output shaft shown is obtained by the rotation angle detection means, and the detected rotation angle is set as the power supply timing to the stator coil by the power supply timing setting means, so that an expensive high precision angle sensor is attached. Instead, the timing of energizing the stator coil can be appropriately set, and efficient torque control can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の構成を明示するための全体構成図、 第2図は本発明の具体例を示すエンジンのトルク制御装
置の全体構成図、 第3図はコントロールユニットの処理を説明するための
フローチャート図、 第4図はトルク制御時におけるステータ電流の制御例を
示すグラフである。 1……エンジン、2……出力軸、3……回転界磁極、4
……励磁コイル、5……ステータコイル、A……電気駆
動手段、B……トルク制御手段、C……回転角検出手
段、D……通電時期設定手段、10……無整流子電動機、
15……界磁コントローラ、16……インバータ、17……エ
ンジンコントロールユニット、20……角度センサ。
FIG. 1 is an overall configuration diagram for clarifying the configuration of the present invention, FIG. 2 is an overall configuration diagram of an engine torque control device showing a specific example of the present invention, and FIG. 3 is for explaining processing of a control unit. FIG. 4 is a graph showing an example of stator current control during torque control. 1 ... Engine, 2 ... Output shaft, 3 ... Rotating field pole, 4
...... Excitation coil, 5 ...... Stator coil, A ...... Electrical drive means, B ...... Torque control means, C ...... Rotation angle detection means, D ...... Energization timing setting means, 10 ...... No commutator motor,
15 …… field controller, 16 …… inverter, 17 …… engine control unit, 20 …… angle sensor.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】エンジンの出力軸に接続された回転界磁極
と、上記回転界磁極を励磁する励磁手段と、通電時に上
記回転界磁極に磁力を作用させるステータコイルとから
なる電気駆動手段、 上記回転界磁極の回転によって上記ステータコイルに発
生する電圧を検出する電圧検出手段、 該電圧検出手段により検出された電圧が最大値を示すエ
ンジン出力軸の回転角を検出する回転角検出手段、 上記回転角検出手段により検出された回転角に基づいて
上記電気駆動手段のステータコイルへの通電時期を設定
する通電時期設定手段を備えたことを特徴とするエンジ
ンのトルク制御装置。
1. An electric drive means comprising: a rotating field pole connected to an output shaft of an engine; an exciting means for exciting the rotating field pole; and a stator coil for exerting a magnetic force on the rotating field pole when energized. Voltage detection means for detecting a voltage generated in the stator coil by rotation of the rotating field pole; rotation angle detection means for detecting a rotation angle of the engine output shaft at which the voltage detected by the voltage detection means has a maximum value; A torque control device for an engine, comprising an energization timing setting means for setting an energization timing to the stator coil of the electric drive means based on the rotation angle detected by the angle detection means.
【請求項2】前記回転角検出手段による回転角の検出
は、ステータコイルにステータ電流を通電していない状
態で、前記電圧検出手段による電圧を検出して行うこと
を特徴とする請求項1に記載のエンジンのトルク制御装
置。
2. The rotation angle is detected by the rotation angle detecting means by detecting the voltage by the voltage detecting means while the stator coil is not supplied with a stator current. A torque control device for the engine described.
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