JPH01130030A - エンジンのトルク変動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの出力軸に正トルクを与える電気駆
動装置を用いて、エンジンのトルク変動を抑制するのに
加え、加速時に電気駆動装置を作動させてエンジンの加
速を高めるようにしたエンジンのトルク変動制御装置に
関する。

（従来技術） 従来、例えば特開昭６１−６１９２６号公報に記載され
ているように、フライホイールの外周に界磁コイルを設
け、一方、フライホイール外周かられずかな間隙を保っ
てクランクハウジング内周に電機子コイルを固定して、
これら界磁コイルおよび電機子コイルへの通電制御によ
り、クランクシャフトに逆トルクを与える発電装置ある
いはクランクシャフトに正トルクを与える電気駆動装置
として機能する始動充電装置を構成せしめ、これを利用
してエンジンのトルク変動の抑制制御を行うとともに加
速性能を向上させるようにしたエンジンのトルク変動制
御装置が提案されている。

この種の始動充電装置は、始動時にはスタータとして機
能せしめ、また、定常運転時には、エノジンのトルク変
動にタイミングを合わせて電機子コイルへの通電をオン
・オフすることでエンジンのトルク変動を抑制するとと
もに、バッテリを充電する発電装置としても機能せしめ
るものである。

そして、それに加えて、加速時には、上記公報記載のよ
うに電気駆動装置としての作動期間を所定幅長くしたり
、あるいは、加速信号の入力を受けた後所定時間電気駆
動装置として連続的に作動させ、加速アシストを行うよ
うにしている。このような加速アンストを行うことによ
って、加速時のレスポンスが改善される。即ち加速操作
を始めてからエンジン回転がスムーズに立ち上がるまで
の応答遅れ時間を短縮することができる。

ところで、加速時の応答遅れ時間は、緩加速の場合と急
加速の場合とで差があるし、また、エンジン及び補機類
によってもばらつきがある。したがって、エンジンのク
ランクシャフトに正トルクを与えることによって応答遅
れの短縮を図るについては、加速の度合いによる応答遅
れ時間の差やエンジン等によるばらつきを補えるよう電
気駆動装置の作動領域を設定する必要がある。そこで、
電気駆動装置の作動領域は、最も応答遅れの厳し　　　
−い加速状態を基準にして、しかも、エンジン等のばら
つきを完全にカバーできるような時間幅で設定されるこ
とになる。しかし、このようにして時間幅で電気駆動装
置の作動領域を設定し、加速信号入力後の一定時間加速
アシストを行うようにしたのでは、応答遅れが比較的小
さい加速状態では加速アシストが不必要に長く行われる
ことになり、それだけ電力消費に無駄が生じるという問
題がある。

（発明の目的） 本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、エ
ンジンの出力軸に正トルクを与える電気駆動装置を利用
してエンジンの加速性を向上させる際の電力の消費量を
節減することを目的とする。

（発明の構成） 本発明は、加速アシストを受けてエンジン回転がスムー
ズに立ち上がり、それ以降はもう正トルクを加えてもそ
の効果が小さくて、むしろ電力消費の無駄が大きくなる
といった状態に達したことが、エンジン回転数が、加速
が検出された時のエンジン回転数より所定回転数だけ高
い回転数を越えたことをもって判定でき、しかも、その
所定回転数というのが、加速検出時のエンジン回転数に
かかわらず一定値として設定できることを見いだしたこ
とによるものであって、その全体構成は第１図に示すと
おりである。すなわち、本発明に係るエンジンのトルク
変動制御装置は、エンジンの出力軸に正トルクを与える
電気駆動装置と、エンジンの加速を検出する加速検出手
段と、前記加速検出手段によって加速が検出された時の
エンジン回転数からそれより所定回転数高いエンジン回
転数までの領域を前記電気駆動装置の作動領域として設
定する作動領域設定手段と、前記加速検出手段の出力を
受けてから、前記作動領域設定手段によって設定された
設定領域を抜けるまでの間、前記電気駆動装置作動用の
作動信号を発生する作動信号発生手段とを備え、前記電
気駆動装置の作動により、エンジンのトルク変動抑制に
加えて、加速アシストを行うようにしたことを特徴とし
ている。

（作用） 加速が検出されると、それを受けて電気駆動装置作動用
の作動信号が発生され、それによって電気駆動装置の作
動が開始される。そして、エンジン回転数が、加速が検
出された時のエンジン回転数より所定回転数だけ高い回
転数を越えるまでは、作動信号の発生が続けられる。こ
の間、エンジンは、電気駆動装置によって出力軸に正ト
ルクが与えられるために速やかに立ち上がり、スムーズ
に回転数が上昇する。また、電気駆動装置の作動領域を
越える回転数に達した後はエンジンの出力による通常の
加速に移行する。

電気駆動装置は、定常運転時にはエンジンのトルク変動
を抑制するよう作動せしめられる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明の一実施例を示す全体図である。

この実施例において、エンジンｌのクランクンヤフト２
の一端にはフライホイール３が固定され、ノリンダーブ
ロック４のフライホイール３側端面には、フライホイー
ル３を取り囲んでクラッチハウジング５が取り付けられ
ている。フライホイール３の外周部には界磁コイル６が
装着され、一方、クラッチハウジング５内周には、フラ
イホイール３外周かられずかな間隙を保って電機子コイ
ル７が設けられている。また、フライホイール３の外周
面は、第３図に示すように、等間隔の爪部を有する一対
の磁性体８．９を組み合わせた形に形成されている。界
磁コイル６には、フライホイール３内側のクランクシャ
フト２外周に装着されたスリップリングｌＯａ、１０ｂ
を介して通電が行われる。クラッチハウジング５にはま
た、フライホイール３外周のマーカ１１に対峙して、フ
ライホイールの回転位置を検出するための位置検出セン
サ１２が設けられている。

界磁コイル６及び電機子コイル７は、制御回路１３を介
しバッテリ１４に接続されており、制御回路１３には上
記位置検出センサ１２からの位置信号が入力される。制
御回路１３はコントロールユニット１５からの信号によ
って各コイル６．７への電流をコントロールする。コン
トロールユニット１５には、エンジン回転数信号のほか
、スロットル開度信号およびスタータ信号が入力される
。

エンジンｌの吸気通路１６には、エアクリーナ１７下流
においてスロットル弁１８をバイノくスするバイパス通
路１９が形成され、バイパス通路１９の途中にはアイド
ルスピードコントロールバルブ２０が設けられている。

　　゛ フライホイール３外周部の界磁コイル６、磁性体８．９
およびクラッチハウジング５内面の電機子コイル７は、
電機子コイル７に交流電流が供給されたとき電気駆動装
置として機能してクランクシャフト２に正トルクを与え
、一方、電機子コイル７への通電をカットしたときには
発電装置として機能してクランクシャフト２に逆トルク
を与え、また、バッテリ１４の充電を行う。トルクおよ
び充電電流のコントロールは界磁電流の増減によ−て行
われる。

エンジン始動時には、インバータをＯＮにして電機子コ
イル７に通電し、また、界磁電流を最大にして大きな正
トルクを発生させスタータとして機能せしめる。

定常運転時には、通常、エンジンの回転毎のトルク変動
に合わせて、つまり、回転位置が加速位置（トルクの谷
）にあるか減速位置（トルクの山）にあるかを位置検出
センサの信号によって判定して、加速位置にあるときは
電機子コイル７に通電して正トルクを付加し、また、減
速位置にあるときは電機子コイル７への通電をカットす
ることによって逆トルクを与えるようにしてトルク変動
を抑制する。また、トルク制御を行わないときは、電機
子コイル７への通電をカットするとともに７＜・ソテリ
電圧に合わせて界磁電流を調整し充電を行う。

また、加速時には、スロットル開度の変化度合によって
設定される加速信号スイッチの作動によって加速制御に
切り換えられる。そして、所定の加速状態であるときは
、電機子コイル７に通電するとともに界磁電流を最大に
して大きな正トルクをクランクンヤフト２に与え、エン
ジン回転を速やかに立ち上がらせる。

このように加速時の電気駆動装置として加速アシストを
行う領域は、加速検出時のエンジン回転数に対して所定
回転数分だけ回転数が高まるまでの範囲に設定される。

すなわち、加速検出時のエンジン回転数をメモリに入れ
るとともにそれに所定の増量分を加えて目標回転数を設
定し、５　ｍ　ｓ周期毎の現在のエンジン回転数を設定
した目標回転数と比較して、エンジン回転数が目標回転
数を越えるまで界磁電流最大で電気駆動装置を作動させ
る。目標回転数を越えれば、通常の制御に戻る。

また、加速アシスト中にスロットル変化がマイナスとな
ったり、加速度合が所定以下になったときはその時点で
加速アシストを中止する。

第４図および第５図は、このような制御を実行するフロ
ーチャートを示している。

まず、そのメインルーチンを第４図によって説明する。

スタートし、まず、スタータスイッチがＯＮになってい
るかどうかを判定する。

ＯＮになっていれば、始動ということでインバータＯＮ
とし、また界磁電流ＩｆをＭＡＸにして最大のトルクを
クランクシャフトに与える。つまり、スタータとして機
能させる。

また、スタータスイッチがＯＮでなければ、つぎに、加
速信号スイッチがＯＮになっているかどうか、つまり加
速制御かどうかを判定する。

加速制御でない（ＮＯ）ということであれば、定常状態
というとことで、つぎに、トルク制御を行うかどうかを
判定する。

トルク制御を行うということであれば、つぎに、加速位
置かどうか、つまり、トルクの谷となる回転位置か山と
なる回転位置かを判定して、加速位置（トルクの谷）で
はインバータＯＮとし、加速位置でない（トルクの山）
ときはインバータＯＦＦとすることで正トルクあるいは
逆トルクを与えてトルク変動を抑制する。

また、トルク制御を行わないということであれば、イン
バータＯＦＦとし、つぎに、バッテリ電圧が所定電圧Ｃ
Ｉより高いかどうかを見て、高ければ界磁電流Ｉｆを減
少させ、また、そうでなければ界磁電流Ｉｆを増加させ
る。

加速信号スイッチがＯＮ、つまり加速制御を行うという
ことであれば、つぎに、第５図に示す加速制御のルーチ
ンに行く。

第５図において、スタートとし、まず、現在のスロット
ル開度ＴＶＯを読み込み、また、前回のスロットル開度
ＴＶＯｌを読み込む。そして、今回と前回の差ＴＶＯ２
を求める。

つぎに、ＴＶＯ２が正であるかどうかを判定し、正であ
れば、さらに、ＴＶＯ２がＸ（一定値）以上であるかど
うかを判定することによって加速アシストの対象となる
加速であるかどうかを判断する。

そして、加速と判断されれば、その最初の加速判定直後
のエンジン回転数（Ｎｅ）をメモリし、また、Ｎｅに一
定値Ｙを加えた形で目標回転数Ｎｅ２を設定する。

つぎに、現在の刻々変化する回転数Ｎｅｌを読み込み、
ＮｅｌがＮｅ２以下である間はインバータＯＮとし界磁
電流ＩｆをＭ　Ａ　Ｘとして最大の正トルクをクランク
シャフトに与え加速をアシストする。

また、ＴＶＯ２が負になったり、あるいは、ＴＶＯ２＜
ｘとなったときは、その時点でリターンして何もしない
。

なお、上記実施例では、電機子コイルへの通電制御によ
って電気駆動装置あるいは発電装置に切換えられる始動
充電装置を利用したものについて説明したが、本発明は
、他の始動充電装置あるいは単に電気駆動装置としての
み機能するモータ等を用いて実施することもできる。

また、上記実施例では、電気駆動装置の作動領域を、実
際のエンジン回転数を検出してそれが目標回転数を越え
たかどうかで判定するようにしているが、加速検出後の
回転数増量分が所定値を越えるまでの所要時間は変速機
のギア状態毎に見ればあまり差が出ないことを利用して
、ギア状態毎に加速開始からの時間を設定することで間
接的に作動領域の設定を行うようにすることも可能であ
る。

本発明はその他いろいろな態様で実施することができる
。

（発明の効果） 本発明は以上のように構成されているので、電気駆動装
置をエンジンの加速応答状態に応じて作動させることで
、加速性向上の効果を維持しながらバッテリ電力の消費
量を節減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成図、第２図は本発明の一実施
例の全体図、第３図は同実施例の部分展開図、第４図お
よび第５図は同実施例の制御を実行するフローチャート
である。 ｌ：エンジン、２：クランクシャフト、３：フライホイ
ール、６：界磁コイル、７：電機子コイル、１３：制御
回路、１５：コントロールユニット。 代理人　弁理士　進　藤　純　− 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの出力軸に正トルクを与える電気駆動装
   置と、エンジンの加速を検出する加速検出手段と、前記
   加速検出手段によって加速が検出された時のエンジン回
   転数からそれより所定回転数高いエンジン回転数までの
   領域を前記電気駆動装置の作動領域として設定する作動
   領域設定手段と、前記加速検出手段の出力を受けてから
   、前記作動領域設定手段によって設定された設定領域を
   抜けるまでの間、前記電気駆動装置作動用の作動信号を
   発生する作動信号発生手段とを備え、前記電気駆動装置
   の作動により、エンジンのトルク変動抑制に加えて、加
   速アシストを行うようにしたことを特徴とするエンジン
   のトルク変動制御装置。