JPH11117989A - Torque fluctuation control device - Google Patents

Torque fluctuation control device

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Publication number
JPH11117989A
JPH11117989A JP28087497A JP28087497A JPH11117989A JP H11117989 A JPH11117989 A JP H11117989A JP 28087497 A JP28087497 A JP 28087497A JP 28087497 A JP28087497 A JP 28087497A JP H11117989 A JPH11117989 A JP H11117989A
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JP
Japan
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vibration
engine
torque
transfer function
torque fluctuation
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Pending
Application number
JP28087497A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Kindo
雅彦 金堂
Izuho Hirano
出穂 平野
Yoichi Uraki
洋一 浦木
Yasuyuki Asahara
康之 浅原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP28087497A priority Critical patent/JPH11117989A/en
Publication of JPH11117989A publication Critical patent/JPH11117989A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately calculate a torque fluctuation reduction amount necessary to the high grade component of a torque fluctuation. SOLUTION: In an engine having an excitation device 31 to regulate excitation torque exerted on a crank shaft, excitation torque generated by the excitation device 31 is detected by a detecting means 32, the vibration acceleration of an engine power train is detected by a detecting means 33. From the detecting values, a transmission function of excitation torque, generated by the excitation device 31, and vibration acceleration of the engine power train is calculated by a calculating means 34. Based on this transmission function, excitation torque of the excitation device 31 is controlled so that the generation of vibration of an engine roll is reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、燃焼加振力や慣
性力により発生するエンジンのトルク変動をアクティブ
に低減するための装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for actively reducing engine torque fluctuations caused by combustion excitation or inertia.

【0002】[0002]

【従来の技術】オルタネータもしくはモータジェネレー
タの負荷をエンジンが発生するトルクとは逆相で発生さ
せることによりクランク軸のトルク変動を低減すること
が可能となる。この場合、トルク変動は回転系のイナー
シャにクランク軸の回転角加速度を乗じたもので表現可
能であるから、クランク軸の回転角速度を検出し、この
値を微分演算して回転角加速度を求め、この値に比例さ
せてトルク変動を求め、このトルク変動の位相を考慮し
て逆相のトルク負荷を発生させるようにしたものがある
(1993年の機械学会論文集(C編)59巻560号
(論文No.92−1175)の「電気補機のアクティ
ブトルク制御による自動車アイドリング振動低減」参
照)。
2. Description of the Related Art It is possible to reduce a torque fluctuation of a crankshaft by generating a load of an alternator or a motor generator in a phase opposite to a torque generated by an engine. In this case, since the torque fluctuation can be expressed by multiplying the inertia of the rotating system by the rotational angular acceleration of the crankshaft, the rotational angular velocity of the crankshaft is detected, and this value is differentiated to obtain the rotational angular acceleration. A torque fluctuation is calculated in proportion to this value, and a torque load having an opposite phase is generated in consideration of the phase of the torque fluctuation (Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, 1993, Vol. 59, No. 560). (See “Paper No. 92-1175”, “Reduction of Idling Vibration of Vehicle by Active Torque Control of Electric Auxiliary Equipment”).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来装
置のように、トルク変動の検出のため、クランク軸の回
転角速度を検出し、この値の微分演算によって回転角加
速度を求めるのでは、回転角加速度の検出精度が低い。
また、回転角速度を検出するにはクランク軸(あるいは
これに同期して回転する軸)の回転に応じて所定数のパ
ルスを発生させることになるが、クランク軸1回転当た
りの検出パルス数が少ないと、変動トルクの高次成分の
検出精度が一層低くなる(パルス数を大きくするとサン
プリング周波数を改善する必要が発生しコスト高とな
る)。
However, if the rotational angular velocity of the crankshaft is detected to detect a torque fluctuation and the rotational angular acceleration is calculated by differentiating this value, as in the conventional apparatus, the rotational angular acceleration is determined. Detection accuracy is low.
In order to detect the rotational angular velocity, a predetermined number of pulses are generated according to the rotation of the crankshaft (or the shaft that rotates in synchronization with the crankshaft). However, the number of detected pulses per one rotation of the crankshaft is small. Therefore, the detection accuracy of the higher-order component of the fluctuation torque is further reduced (if the number of pulses is increased, it is necessary to improve the sampling frequency and the cost increases).

【0004】さらに、自動変速機のギア位置がNレンジ
にあるときとDレンジにあるときとでエンジン状態が変
化するのに、ギア位置に関係なくクランク軸の回転変動
を検出するのではロール振動を低減するための制御精度
が不十分となる(トランスミッション側の回転変動も考
慮する必要がある)。
Further, although the engine state changes between when the gear position of the automatic transmission is in the N range and when the gear position is in the D range, detecting the fluctuation of the rotation of the crankshaft irrespective of the gear position causes roll vibration. The control accuracy for reducing the transmission becomes insufficient (it is also necessary to consider the rotation fluctuation on the transmission side).

【0005】そこで本発明は、ロール振動加速度と加振
装置からのトルク入力との伝達関数を所定の運転条件で
算出し、ロール振動が問題となる運転条件になると、こ
の伝達関数に基づいてロール振動を低減するように制御
することにより、トルク変動の高次成分までの必要トル
ク変動低減量を正確に算出することを目的とする。
Accordingly, the present invention calculates the transfer function between the roll vibration acceleration and the torque input from the vibrating device under predetermined operating conditions. It is an object of the present invention to accurately calculate a required amount of torque fluctuation reduction up to a higher-order component of torque fluctuation by performing control so as to reduce vibration.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、図6に示
すように、クランク軸に加える加振トルクを調整可能な
加振装置31を有するエンジンにおいて、前記加振装置
31の発生する加振トルクを検出する手段32と、エン
ジン−パワートレインの振動加速度を検出する手段33
と、これら検出値から前記加振装置31の発生する加振
トルクとエンジン−パワートレインの振動加速度との伝
達関数を算出する手段34と、この伝達関数に基づいて
エンジンロール振動を低減するように前記加振装置31
の加振トルクを制御する手段35とを設けた。
According to a first aspect of the present invention, as shown in FIG. 6, in an engine having a vibration device 31 capable of adjusting a vibration torque applied to a crankshaft, the vibration device 31 generates the vibration. Means 32 for detecting the excitation torque and means 33 for detecting the vibration acceleration of the engine-power train
Means 34 for calculating a transfer function between the vibration torque generated by the vibration device 31 and the vibration acceleration of the engine-power train from the detected values, and reducing the engine roll vibration based on the transfer function. The vibration device 31
And means 35 for controlling the excitation torque of the motor.

【0007】第2の発明では、第1の発明において前記
加振装置によりエンジン始動時に既知のインパルス入力
を与えたときのエンジンロール振動の変化より前記伝達
関数を算出する。
In a second aspect of the present invention, in the first aspect, the transfer function is calculated from a change in engine roll vibration when a known impulse input is given by the vibrator when the engine is started.

【0008】第3の発明は、第1の発明においてロール
振動が問題となる運転条件であってエンジン始動後初め
て経験する運転条件の初期状態で前記加振装置により既
知の入力を与えたときのエンジンロール振動の変化より
前記伝達関数を算出する。
In a third aspect of the present invention, in the first aspect, when a known input is given by the vibrating device in an initial state of the operating condition in which the roll vibration is a problem and which is first experienced after starting the engine. The transfer function is calculated from a change in engine roll vibration.

【0009】第4の発明では、第1から第3までのいず
れか一つの発明において前記加振装置がモータジェネレ
ータである。
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the vibrating device is a motor generator.

【0010】第5の発明は、第4の発明において前記モ
ータジェネレータをスタータとして兼用させ、フライホ
イールのリングギアと噛み合うようにするとともに、エ
ンジン側壁に剛に結合してモータジェネレータの加振力
の反作用がエンジンブロックに作用するように設ける。
According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect, the motor generator is also used as a starter so as to mesh with a ring gear of a flywheel, and is rigidly connected to an engine side wall to reduce the exciting force of the motor generator. It is provided so that the reaction acts on the engine block.

【0011】[0011]

【発明の効果】第1の発明では、伝達関数の逆数にエン
ジン−パワートレインの振動加速度を乗ずることによ
り、エンジン−パワートレインの振動を低減するために
必要な加振トルクを求めているので、従来装置と比較し
て微分演算が必要でなく、トルク変動の高次成分までの
必要トルク変動低減量を正確に算出できる。この結果、
アイドル振動やロックアップこもり音が大幅に低減可能
である。
According to the first aspect of the present invention, the vibration torque required for reducing the vibration of the engine-power train is obtained by multiplying the reciprocal of the transfer function by the vibration acceleration of the engine-power train. Differential operation is not required as compared with the conventional device, and the required amount of torque fluctuation reduction up to a higher-order component of torque fluctuation can be accurately calculated. As a result,
Idle vibration and lock-up muffled sound can be significantly reduced.

【0012】エンジン始動時はもともと外乱が発生する
タイミングであるから、第2の発明によりエンジン始動
時に加振装置による加振力を加えても振動の違和感を感
知させることなく伝達特性の把握が可能となる。
When the engine is started, it is the timing at which disturbance occurs. Therefore, according to the second aspect of the present invention, it is possible to grasp the transmission characteristics without perceiving a sense of discomfort even if a vibrating force is applied by the vibrating device at the time of starting the engine. Becomes

【0013】第3の発明では、制御対象の変動(つま
り、同じ運転条件でもガタの違い(個体差、経時変化な
ど)により、また同じ個体、同じ回転数でも負荷により
伝達関数が変化するということ)に追従してきめ細かく
制御可能である。言い換えると、ロール振動をどの使用
状況にあっても直接的にキャンセル可能である。また、
エンジン始動後2度目以降にロール振動が問題となる運
転条件となったときにも伝達関数を算出するのでは、そ
の都度、加振力による振動の違和感を感知させることに
なるが、第3の発明ではそうしたこともなくなる。
According to the third invention, the transfer function changes due to the variation of the control object (that is, the difference in play (individual difference, change over time, etc.) even under the same operating conditions) and the load even with the same individual and the same rotational speed. ) And can be finely controlled. In other words, the roll vibration can be canceled directly in any use situation. Also,
When the transfer function is calculated even when the roll vibration becomes a problematic operating condition after the second engine start, the discomfort of the vibration due to the excitation force is sensed each time. The invention does not.

【0014】ベルトはトルクを伝達しようとする場合に
伸縮する。この場合、補機やプーリをイナーシャ、また
ベルトを伸縮方向のバネとして、たとえば20Hzから
30Hzのあいだに共振点が存在する(エンジンの回転
速度では1200rpm程度)ため、共振周波数以上で
はトルクが同相で伝わらなくなる。したがって、エンジ
ンの燃焼タイミングに合わせてモータジェネレータに発
生させるトルクを制御し続けると位相が合わなくなり、
かえってトルク変動を大きくしてしまうことがある。こ
れに対して、第5の発明では、ベルト(あるいはチェー
ン)駆動方式によるこうした駆動系共振の影響を受ける
ことがなく、正確な伝達特性の把握やトルク変動低減制
御が可能となる。
The belt expands and contracts when transmitting torque. In this case, the resonance point exists between, for example, 20 Hz and 30 Hz (the rotational speed of the engine is about 1200 rpm) when the accessory and the pulley are used as the inertia and the belt is used as the spring in the expansion and contraction direction. It will not be transmitted. Therefore, if the torque generated by the motor generator is continuously controlled in accordance with the combustion timing of the engine, the phases will not match.
Instead, the torque fluctuation may be increased. On the other hand, in the fifth invention, accurate transmission characteristics can be grasped and torque fluctuation reduction control can be performed without being affected by such drive system resonance caused by the belt (or chain) drive system.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図1はパワープラント1(エンジ
ン−パワートレイン)の斜視図である。図において、3
はシリンダブロック、4はアルミ製のオイルパン、5は
板金製のオイル溜まり、6はシリンダブロック3にボル
トで一体結合されているシリンダヘッド、7はシリンダ
ヘッド6を覆うロッカーカバーで、これらからエンジン
2が構成され、このエンジン2にトルクコンバータ(図
示しない)を介してパワートレインとしてのトランスミ
ッション8が接続される。エンジンおよびパワートレイ
ンからなるこのパワープラント1は、図3に示したよう
にエンジンマウント9を介して車体10に固定される。
FIG. 1 is a perspective view of a power plant 1 (engine-power train). In the figure, 3
Is a cylinder block, 4 is an aluminum oil pan, 5 is an oil sump made of sheet metal, 6 is a cylinder head integrally connected to the cylinder block 3 with bolts, 7 is a rocker cover that covers the cylinder head 6, and an engine A transmission 8 as a power train is connected to the engine 2 via a torque converter (not shown). The power plant 1 including an engine and a power train is fixed to a vehicle body 10 via an engine mount 9 as shown in FIG.

【0016】本来、エンジンは燃焼加振力によるピスト
ンの往復運動をコンロッドとクランク軸によるリンク機
構から回転出力に変換しているが、燃焼加振力が大きく
変動していると、クランク-コンロッド機構の揺動から
トルク変動が発生する。このトルク変動は、フライホイ
ール、クラッチ(またはトルクコンバータ)を介してト
ランスミッションに伝達される。一方、クランク軸に作
用するこれらのトルク変動は、反作用としてエンジンブ
ロックにも加振力として加わる。この結果、エンジンが
ロール振動し、エンジンマウントへの変位加振となって
車体へ加振力が伝達される。これらの現象は、アイドル
時にはアイドル振動としてステアリングや車体のフロア
振動を増大させ、また定常ロックアップ走行時にはロッ
クアップこもり音などとして問題になる。
Originally, the engine converts the reciprocating motion of the piston due to the combustion excitation force from the link mechanism using the connecting rod and the crankshaft into the rotational output. However, if the combustion excitation force fluctuates greatly, the crank-connecting rod mechanism is used. Fluctuations occur due to the swing of the motor. This torque fluctuation is transmitted to the transmission via a flywheel and a clutch (or a torque converter). On the other hand, these torque fluctuations acting on the crankshaft are also applied as a reaction force to the engine block as an exciting force. As a result, the engine vibrates in a roll, and the engine is displaced and excited on the engine mount to transmit the exciting force to the vehicle body. These phenomena increase the floor vibration of the steering wheel or the vehicle body as idle vibration during idling, and cause a problem such as a lock-up muffled sound during steady lock-up traveling.

【0017】この場合、オルタネータもしくはモータジ
ェネレータの負荷をエンジンが発生するトルクとは逆相
で発生させることにより(正確にはオルタネータの場合
は吸収トルクを大きくしたり小さくしたりしている)、
クランク軸のトルク変動を低減することが可能となるた
め、クランク軸の回転角速度を微分演算することによっ
て回転角加速度を求め、これに比例させてトルク変動を
求め(トルク変動は、回転系のイナーシャに回転角加速
度を乗じたもので表現可能)、このトルク変動の位相を
考慮して逆相のトルク負荷を発生させるようにしたもの
が提案されているが、クランク軸の回転角速度の微分演
算によって回転角加速度を求めるのでは、回転角加速度
の検出精度が低いし、トランスミッションのギア位置が
NレンジにあるときとDレンジにあるときとでエンジン
状態が変化するのに、ギア位置に関係なくクランク軸の
回転変動を検出するだけではロール振動を低減するため
の制御精度が不十分である。
In this case, the load of the alternator or the motor generator is generated in a phase opposite to the torque generated by the engine (accurately, in the case of the alternator, the absorption torque is increased or decreased).
Since it is possible to reduce the torque fluctuation of the crankshaft, the rotational angular acceleration is obtained by differentiating the rotational angular velocity of the crankshaft, and the torque fluctuation is calculated in proportion to this (the torque fluctuation is determined by the inertia of the rotating system. Is multiplied by the rotational angular acceleration), and a method has been proposed in which a torque load of the opposite phase is generated in consideration of the phase of the torque fluctuation. When the rotational angular acceleration is obtained, the detection accuracy of the rotational angular acceleration is low, and the engine state changes between when the transmission gear position is in the N range and when it is in the D range. The control accuracy for reducing the roll vibration is not sufficient only by detecting the rotation fluctuation of the shaft.

【0018】これに対処するため本発明では、エンジン
のロール振動加速度(エンジン−パワートレインの振動
加速度)と加振装置からのトルク入力との伝達関数を運
転中に算出し、この運転中に得た伝達関数に基づいてロ
ール振動を低減するように制御する。
In order to cope with this, in the present invention, the transfer function between the roll vibration acceleration of the engine (the vibration acceleration of the engine-power train) and the torque input from the vibrating device is calculated during the operation, and the transfer function is obtained during the operation. Control to reduce roll vibration based on the transfer function.

【0019】このため、シリンダブロック3の一部に
は、ロール方向振動を検出するための加速度ピックアッ
プ11が装着されている。このピックアップ11の装着
位置は、パワープラント1の慣性主軸25(図3参照)
からなるべく離れていてかつロール振動の接線方向に加
速度ピックアップ11の主軸が向くように配向すること
が望ましい。
For this reason, an acceleration pickup 11 for detecting roll direction vibration is mounted on a part of the cylinder block 3. The mounting position of the pickup 11 is determined by the inertia main shaft 25 of the power plant 1 (see FIG. 3).
It is desirable to orient the acceleration pickup 11 so that the main axis of the acceleration pickup 11 is as far away from the main body as possible and in the tangential direction of the roll vibration.

【0020】シリンダブロック3の側壁には加振装置と
して働くとともにスタータを兼用するモータジェネレー
タ12が台座13を介して固定される。加振装置として
働くときはインバータ14(図3参照)からの出力に応
じて駆動され、モータジェネレータ12の発生するトル
クが加振トルクとしてパワープラント1の全体に作用す
る。
On the side wall of the cylinder block 3, a motor generator 12 which functions as a vibration device and also serves as a starter is fixed via a pedestal 13. When acting as a vibration device, it is driven according to the output from the inverter 14 (see FIG. 3), and the torque generated by the motor generator 12 acts on the entire power plant 1 as vibration torque.

【0021】このモータジェネレータ12からの加振ト
ルクをエンジンが発生するトルクと逆相で発生させるこ
とにより、クランク軸のトルク変動を低減することが可
能となる。さらに説明すると、トルク変動を低減するた
めの原理図である図2において、エンジンの燃焼加振力
によりピストンサイドフォースがライナに作用している
が、これの反力がクランク軸に加わったものがクランク
軸中心より右に向かう図示の力F1で、この力F1と燃
焼加振力とでエンジン2を反時計回りに回転させようと
する力となる。これに対して、モータジェネレータ12
より右斜め上に向かう力F2とクランク軸中心より左下
に向かう力F3はギアのかみ合いによる反力で、r1+
r2の距離分を腕としてエンジン1を時計方向に回転さ
せる偶力となる。この偶力が上記の燃焼加振力に伴う反
時計回りの力をキャンセルするのである。
By generating the excitation torque from motor generator 12 in a phase opposite to the torque generated by the engine, it is possible to reduce torque fluctuations of the crankshaft. More specifically, in FIG. 2, which is a principle diagram for reducing the torque fluctuation, a piston side force acts on the liner by the combustion excitation force of the engine, but the reaction force of the piston side force is applied to the crankshaft. The force F1 shown to the right from the center of the crankshaft is a force for rotating the engine 2 counterclockwise by the force F1 and the combustion excitation force. In contrast, the motor generator 12
A force F2 going diagonally upward and rightward and a force F3 going left and lower from the center of the crankshaft are reaction forces due to meshing of gears, and r1 +
A couple that rotates the engine 1 clockwise with the arm corresponding to the distance r2. This couple cancels the counterclockwise force accompanying the combustion excitation force.

【0022】なお、図2において、メインフライホイー
ルのイナーシャをI1(2リッタークラスのガソリンエ
ンジンであれば0.1kgm2程度)、サブホイールと
してのモータジェネレータのイナーシャをI2としたと
き、I2は理想的にはギア比(r1/r2)の逆数をI
1に乗じた値であることが望ましい。したがって、スペ
ースの関係でこの値にまでモータジェネレータのイナー
シャを大きくとれないときは、その分だけロール振動の
低減効果が少なくなる。
In FIG. 2, when the inertia of the main flywheel is I1 (about 0.1 kgm 2 for a 2-liter class gasoline engine) and the inertia of the motor generator as a sub-wheel is I2, I2 is ideal. In general, the reciprocal of the gear ratio (r1 / r2) is I
It is desirable that the value be multiplied by one. Therefore, when the inertia of the motor generator cannot be increased to this value due to the space, the effect of reducing the roll vibration is reduced accordingly.

【0023】図3は図1に示したメカ構成に電気回路を
追加したものである。
FIG. 3 is a diagram in which an electric circuit is added to the mechanical configuration shown in FIG.

【0024】加速度ピックアップ11の出力は、出力が
安定している電圧タイプのものが望ましく、アンプ21
に入力させる。このアンプ21からの出力信号のうち不
要な高周波成分をカットするため(加速度出力は一般的
に高周波数領域ほど大きいためオーバーロードを意識す
るとS/N比が低下するので)、ローパスフィルタ22
を介して演算装置23に入力させる。
The output of the acceleration pickup 11 is desirably of a voltage type whose output is stable.
Input. In order to cut unnecessary high-frequency components from the output signal from the amplifier 21 (acceleration output is generally larger in a higher frequency region, so that the S / N ratio is reduced when overloading is considered), the low-pass filter 22 is used.
Is input to the arithmetic unit 23 via the.

【0025】エンジン回転数、ブースト圧、トランスミ
ッションのギア位置などの信号が入力される演算装置2
3では、所定の運転条件でモータジェネレータ12を加
振装置として働かせ、このときのロール振動加速度とモ
ータジェネレータ12からのトルク入力との伝達関数H
を求め、その後にエンジンのロール振動が問題となる運
転条件になると、この伝達関数Hに基づいて加振装置と
してのモータジェネレータ12に与える制御トルクを求
め、この制御トルクによりロール振動を低減するように
制御する。
An arithmetic unit 2 to which signals such as engine speed, boost pressure, and transmission gear position are input.
In 3, the motor generator 12 is operated as a vibrator under predetermined operating conditions, and a transfer function H between the roll vibration acceleration at this time and the torque input from the motor generator 12 is obtained.
Then, when the operating condition is such that the roll vibration of the engine becomes a problem, a control torque to be applied to the motor generator 12 as the vibrating device is calculated based on the transfer function H, and the roll torque is reduced by the control torque. To control.

【0026】主にマイコンからなる演算装置23で実行
される伝達関数の算出方法を図4のフローチャートを用
いて詳述する。
The method of calculating the transfer function executed by the arithmetic unit 23 mainly composed of a microcomputer will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.

【0027】ここで、伝達関数が必要となる運転条件は
ロール振動が問題となる運転条件であるから、エンジン
始動後初めてロール振動が問題となる運転条件となった
とき伝達関数を算出し、記憶させておく。
Here, since the operating condition that requires a transfer function is an operating condition in which roll vibration is a problem, the transfer function is calculated when the operating condition in which roll vibration becomes a problem for the first time after the engine is started is calculated and stored. Let it be.

【0028】ロール振動が問題となるのは、エンジン
がアイドル状態のときの車両(フロアーやステアリン
グ)のアイドル振動や自動変速機をロックアップした
ときに発生するロックアップこもり音である。したがっ
て、ロール振動が問題となる運転条件としては比較的低
回転かつ低負荷の領域(たとえば2000rpm以下か
つ1/2負荷以下)である。以下では簡単のため、上記
のとを対象とする場合で述べる。
Roll vibration is a problem due to idle vibration of a vehicle (floor or steering) when the engine is idle or a lock-up muffled sound generated when the automatic transmission is locked up. Therefore, the operating condition in which roll vibration is a problem is a region of relatively low rotation and low load (for example, 2000 rpm or less and 1/2 load or less). In the following, for simplicity, the above case will be described.

【0029】ステップ1ではイグニッションキースイッ
チをみて、これがON状態のときはステップ2でギア位
置をみてNレンジにあるかDレンジにあるかを確認して
ステップ3に進む。
In step 1, the ignition key switch is checked, and when it is ON, the gear position is checked in step 2 to determine whether the switch is in the N range or the D range.

【0030】ステップ3ではエンジン回転数とブースト
圧(負荷)を読み込み、ステップ4においてこれらが上
記の運転域(比較的低回転かつ低負荷の領域)にあるか
どうかをみる。
In step 3, the engine speed and boost pressure (load) are read, and in step 4, it is checked whether or not these are in the above-mentioned operation range (relatively low rotation and low load range).

【0031】上記の運転域であるときは、ステップ5に
進み、始動後に当該運転域で伝達関数をすでに算出済み
であるかどうかをみる。当該運転域で伝達関数をまだ算
出していない場合にステップ6に進む。
If it is in the above-mentioned operating range, the process proceeds to step 5, and it is determined whether or not the transfer function has already been calculated in the operating range after starting. If the transfer function has not been calculated in the operation range, the process proceeds to step 6.

【0032】ステップ6ではモータジェネレータを加振
装置として働かせるため、モータジェネレータ12への
駆動電流を指示する。このとき、ギア比(モータジェネ
レータ12とフライホイール15(図3参照)のギア
比)も考慮してモータジェネレータ12に駆動トルク
(始動時に伝達関数を求めるときは始動に必要なDCト
ルク)を発生させると同時に、燃焼加振力とは無相関の
変動成分も重ね合わせた信号を与える。
In step 6, a drive current to the motor generator 12 is instructed in order to make the motor generator work as a vibration device. At this time, a driving torque (DC torque required for starting when a transfer function is obtained at the time of starting) is generated in the motor generator 12 in consideration of a gear ratio (a gear ratio between the motor generator 12 and the flywheel 15 (see FIG. 3)). At the same time, a signal in which a fluctuation component uncorrelated with the combustion excitation force is also superimposed is given.

【0033】ここで、燃焼加振力とは無関係の変動成分
も重ねた合わせた信号を与えるのは次の理由からであ
る。計測される振動加速度にはエンジンが燃焼すること
によって発生する振動も含まれている。これを分離する
ために無相関な信号を重ね合わせたものである。また、
エンジン側の燃焼加振力から燃焼加振力に対する伝達特
性も明らかになる。
Here, the reason why the overlapped signal is also given to the fluctuation component unrelated to the combustion excitation force is as follows. The measured vibration acceleration includes vibration generated by combustion of the engine. In order to separate this, uncorrelated signals are superimposed. Also,
The transmission characteristics for the combustion excitation force from the combustion excitation force on the engine side also become clear.

【0034】ステップ7では、このときのロール振動加
速度を測定し、これをステップ8においてモータジェネ
レータ12の発生する駆動トルクで除することにより伝
達関数Hを算出する。
In step 7, the roll vibration acceleration at this time is measured, and in step 8, the transfer function H is calculated by dividing the roll vibration acceleration by the drive torque generated by the motor generator 12.

【0035】なお、モータジェネレータ12に発生する
駆動トルクは、モータの電流もしくは電圧と素直な比例
関係にあるため、インバータ14に与えた電流もしくは
電圧を用いて推定している。
Since the driving torque generated in the motor generator 12 is directly proportional to the current or voltage of the motor, the driving torque is estimated using the current or voltage applied to the inverter 14.

【0036】ステップ9ではメモリにそのときのギア位
置に応じて最新の値を格納する。
In step 9, the latest value is stored in the memory according to the gear position at that time.

【0037】ここで、上記の運転域(比較的低回転かつ
低負荷の領域)の全体に対して1つの伝達関数を求める
のではなく、この運転域をさらに複数の小さな領域に区
分しており、その小さな領域毎に伝達関数(周波数ごと
の伝達関数)を格納している。つまり、回転数と負荷を
パラメータとする伝達関数のマップをギア位置ごとに持
っており(NレンジとDレンジに対して1つずつのマッ
プ)、その各マップ上の小さな領域ごとに別々の値が格
納されることになる。
Here, instead of obtaining one transfer function for the entire operation range (region with relatively low rotation and low load), this operation region is further divided into a plurality of small regions. The transfer function (transfer function for each frequency) is stored for each small area. That is, a map of the transfer function having the rotation speed and the load as parameters is provided for each gear position (one map for each of the N range and the D range), and a different value is provided for each small area on each map. Will be stored.

【0038】図5のフローチャートは、このようにして
伝達関数を求めた後にロール振動が問題となる運転条件
になったとき、その求めた伝達関数に基づいてトルク制
御を行うためのものである。
The flowchart in FIG. 5 is for performing torque control based on the transfer function obtained when the roll vibration becomes a problematic operating condition after the transfer function is obtained in this manner.

【0039】ステップ11ではエンジン回転数とブース
ト圧を読み込み、ステップ12においてこれらが所定の
運転域にあるかどうかをみる。この所定の運転域は前述
したロール振動が問題となる運転域である。所定の運転
域でないときはロール振動が問題とならないので、その
まま今回の処理を終了する。
In step 11, the engine speed and boost pressure are read, and in step 12, it is determined whether or not these are within a predetermined operating range. This predetermined operating range is an operating range in which the roll vibration described above becomes a problem. If it is not in the predetermined operation range, the roll vibration does not cause a problem, and thus the current process is terminated.

【0040】所定の運転域であるときは、ステップ13
に進んでギア位置がNレンジにあるのかDレンジにある
のかを確認したあと、ステップ14、15において加速
度ピックアップ11により検出されるそのときのロール
振動加速度Aを測定し、車両感度やマウントインシュレ
ータ(ばね定数)等より決定されるエンジンマウント振
動の目標加速度とこの実際の加速度Aの差を0と比較す
る。
If it is within the predetermined operating range, step 13
After checking whether the gear position is in the N range or the D range, the roll vibration acceleration A at that time detected by the acceleration pickup 11 in steps 14 and 15 is measured, and the vehicle sensitivity and the mount insulator ( The difference between the target acceleration of the engine mount vibration determined from the spring constant) and the actual acceleration A is compared with zero.

【0041】比較の結果、目標値−Aの値が0より大き
い場合は、ロール振動を低減する必要があるので、ステ
ップ16以降に進み、モータジェネレータ12を加振装
置として働かせてエンジンマウント振動を抑制する方向
に加振力を加える。
As a result of the comparison, if the value of the target value -A is larger than 0, it is necessary to reduce the roll vibration. Therefore, the process proceeds to step 16 and thereafter, in which the motor generator 12 is operated as a vibration device to reduce the engine mount vibration. Excitation force is applied in the direction to suppress.

【0042】詳細には、ステップ16で摂動トルクTに
ギア位置に応じた伝達関数H(t)を乗算した値を、モ
ータで制御したときの加速度レベルAcとして求め、上
記の目標値−Aの値とこのAcをステップ17において
比較し、目標値−Aの値がこのAcと一致するまでステ
ップ16、17の操作を繰り返す。
More specifically, a value obtained by multiplying the perturbation torque T by the transfer function H (t) corresponding to the gear position in step 16 is obtained as the acceleration level Ac when the motor is controlled, and the target value -A The value and this Ac are compared in step 17, and the operations in steps 16 and 17 are repeated until the value of target value-A matches this Ac.

【0043】上記の摂動トルクTは、モータジェネレー
タの必要発生トルクTm0(平均的な数値)を初期値に
して摂動させるトルクのことで、Tm0はマップ検索に
より求める。このマップも、エンジン回転数と負荷をパ
ラメータとするマップで、伝達関数のマップと同じに複
数の領域に区分けしている。
The above-mentioned perturbation torque T is a torque that is perturbed with the necessary generated torque Tm0 (average numerical value) of the motor generator as an initial value, and Tm0 is obtained by searching a map. This map is also a map using the engine speed and the load as parameters, and is divided into a plurality of regions like the map of the transfer function.

【0044】上記の目標値−Aの値がAcと一致したと
きはステップ17よりステップ18、19に進み、この
ときの摂動トルクTの値を制御トルクTmに移し、この
制御トルクTm(の得られる電流値)をインバータに出
力する。
When the value of the target value -A coincides with Ac, the process proceeds from step 17 to steps 18 and 19, in which the value of the perturbation torque T is transferred to the control torque Tm, and the control torque Tm (is obtained. Output current value) to the inverter.

【0045】単純に考えると、制御トルクTmを求める
のに、Tm=(目標値−A)/h(t)とすればよいわ
けであるが、伝達関数H(t)の逆数をとるときに伝達
関数H(t)が限りなく0に近い場合(反共振点)、誤
差が拡大されてしまうため、乗算の形で収束計算を行わ
せてTmを求めることで、制御精度の低下を防止するの
である。もちろん、Tm=(目標値−A)/h(t)に
より制御トルクTmを求めてもよいことはいうまでもな
い。
To put it simply, the control torque Tm can be obtained by setting Tm = (target value−A) / h (t). When the inverse of the transfer function H (t) is obtained, If the transfer function H (t) is infinitely close to 0 (anti-resonance point), the error is enlarged. Therefore, the convergence calculation is performed in the form of multiplication to obtain Tm, thereby preventing a decrease in control accuracy. It is. Of course, it goes without saying that the control torque Tm may be obtained from Tm = (target value−A) / h (t).

【0046】このようにして、伝達関数に基づいて求め
た制御トルクTmをモータジェネレータ12よりパワー
プラント1に与えることで、エンジンの目標ロール振動
加速度に対する実際のロール振動加速度Aとの差分をキ
ャンセルすることができる。
In this way, the difference between the target roll vibration acceleration of the engine and the actual roll vibration acceleration A is canceled by applying the control torque Tm obtained based on the transfer function to the power plant 1 from the motor generator 12. be able to.

【0047】次に、本発明の作用を説明する。Next, the operation of the present invention will be described.

【0048】通常、トルク変動の検出は回転角速度を検
出し、これを微分演算することにより回転角加速度を求
め、これにエンジンのイナーシャIpを掛け合わせるこ
とでトルク変動を算出する。一般的に微分演算の精度が
低いこともあり、トルク変動の高次成分を算出するため
には検出パルス数を上げなければならないが、この場
合、演算に時間を要するため、時時刻々の制御は無理で
あり、何サイクルか前の状態で制御することになる。
Normally, torque fluctuation is detected by detecting a rotational angular velocity, performing a differential operation on the rotational angular velocity to obtain a rotational angular acceleration, and multiplying the rotational angular acceleration by an inertia Ip of the engine to calculate a torque fluctuation. In general, the accuracy of the differential calculation may be low, and the number of detection pulses must be increased in order to calculate the higher-order component of the torque fluctuation. Is impossible, and control is performed in a state several cycles before.

【0049】これに対して、伝達関数を用いてのトルク
変動低減方式である本発明では、微分演算が発生せず、
エンジンマウント振動を低減するために必要なトルクT
mを伝達関数の逆数にエンジンマウント振動加速度Aを
乗ずる(時間領域では畳み込み積分)ことにより求めて
いるので、従来装置と比較すると、トルク変動の高次成
分までの必要トルク変動低減量を正確に算出できる。
On the other hand, in the present invention, which is a torque fluctuation reducing system using a transfer function, no differential operation occurs,
Torque T required to reduce engine mount vibration
Since m is obtained by multiplying the reciprocal of the transfer function by the engine mount vibration acceleration A (convolution integral in the time domain), the required torque fluctuation reduction amount up to the higher-order component of the torque fluctuation can be accurately calculated as compared with the conventional device. Can be calculated.

【0050】また、モータジェネレータにも所定のイナ
ーシャを持たせることにより、ロール振動を低減させる
際のシステムをコンパクトにすることが可能である。従
来のように電気モータだけでトルク変動をキャンセルし
ようとすると、非常に大きなモータが必要となり、レイ
アウトや重量が現実的でなかったが(エンジンは平均的
な出力に比べ変動分が大きく、この傾向は負荷が大きい
と顕著だから)、所定のイナーシャを持たせたモータジ
ェネレータであれば、物理的にキャンセルできるトルク
が存在するため、残った変動成分を電気的にキャンセル
するだけでよくなるためコンパクトなシステムとなるの
である。
Also, by providing the motor generator with a predetermined inertia, the system for reducing the roll vibration can be made compact. When trying to cancel torque fluctuations using only an electric motor as in the past, a very large motor was required, and the layout and weight were not realistic. (Engines have large fluctuations compared to the average output. Is remarkable when the load is large.) If the motor generator has a predetermined inertia, there is a torque that can be physically canceled, so that it is sufficient to only cancel the remaining fluctuation components electrically, so a compact system can be achieved. It becomes.

【0051】実施形態では、伝達関数を実際に算出する
場合で説明したが、計算負荷を低く抑えるのであれば、
周波数毎の伝達関数をギア位置毎の運転領域のマップに
格納したものを予め用意しておき、トルク制御は、この
マップに応じて行うようにすることもできる。
In the embodiment, the case where the transfer function is actually calculated has been described. However, if the calculation load is to be kept low,
A function in which a transfer function for each frequency is stored in a map of an operating region for each gear position may be prepared in advance, and torque control may be performed according to this map.

【0052】実施形態では、ロール振動が問題となる運
転条件をエンジン始動後初めて経験したときモータジェ
ネレータにより既知の入力を与えてエンジンロール振動
の変化より伝達関数を算出する場合で説明したが、モー
タジェネレータによりエンジン始動時に既知のインパル
ス入力を与えたときのエンジンロール振動の変化より伝
達関数を算出させてもかまわない。
In the embodiment, the description has been given of the case where the transfer function is calculated from the change in the engine roll vibration by giving a known input from the motor generator when the operating condition in which the roll vibration is a problem is experienced for the first time after starting the engine. The transfer function may be calculated from a change in engine roll vibration when a known impulse input is given by the generator when the engine is started.

【0053】伝達関数を求める場合、入力となる加振力
の周波数特性と応答となるエンジンマウント振動の周波
数特性のわり算を実行することになる。このため、加振
力と加速度レベルの計測と周波数分析が必要となる。本
実施形態では、この加振力がモータジェネレータによる
トルク入力であるため、この計測が必要となる。この場
合に、トルクセンサを用いてトルクを計測するのも一例
ではあるが、コストがかさむため、モータジェネレータ
を流れる電流とトルクの関係を予め求めておき、その電
流を計測することでトルクに換算する。このとき、限ら
れた時間にトルクを発生させるという意味合いで上記
「インパルス」という表現を用いている。モータ駆動電
流により発生トルクを予測すれば実際の電流を計測する
ことも必要でない。エンジン始動時はもともと外乱が発
生するタイミングであるから、エンジン始動時にモータ
ジェネレータにより加振力を加えても振動の違和感を感
知させることなく伝達特性の把握が可能となる。
When obtaining the transfer function, the frequency characteristic of the input excitation force and the frequency characteristic of the engine mount vibration as the response are divided. Therefore, measurement of the excitation force and the acceleration level and frequency analysis are required. In the present embodiment, since this exciting force is a torque input by the motor generator, this measurement is necessary. In this case, measuring the torque using a torque sensor is also an example, but the cost is increased, so the relationship between the current flowing through the motor generator and the torque is determined in advance, and the current is measured to convert the torque. I do. At this time, the expression “impulse” is used to mean that torque is generated for a limited time. If the generated torque is predicted based on the motor drive current, it is not necessary to measure the actual current. When the engine is started, it is the timing at which disturbance occurs, so that even if an exciting force is applied by the motor generator at the time of starting the engine, it is possible to grasp the transfer characteristics without sensing the unnaturalness of the vibration.

【0054】ただし、ギア位置がNレンジにあるエンジ
ン始動時に求まる伝達関数は、ギア位置がNレンジにあ
るときに最適な値となるので、このときの伝達関数を、
ギア位置がDレンジにあるロックアップ時に用いたので
は、ズレが生じる。したがって、ロックアップ時に用い
る伝達関数は、ギア位置がDレンジにあるときに求めた
伝達関数であることが望ましい。
However, the transfer function obtained at the start of the engine with the gear position in the N range has an optimum value when the gear position is in the N range.
If it is used at the time of lock-up when the gear position is in the D range, a shift occurs. Therefore, it is desirable that the transfer function used at the time of lock-up is a transfer function obtained when the gear position is in the D range.

【0055】実施形態では、伝達関数を算出するのに、
運転域のほかギア位置を考慮したが、補機の駆動状態に
ついても考慮することで、さらにトルク制御の精度を高
めることができる。
In the embodiment, when calculating the transfer function,
Although the gear position is considered in addition to the operating range, the accuracy of torque control can be further improved by considering the driving state of the auxiliary equipment.

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

【図1】第1実施形態のパワープラント1の斜視図であ
る。
FIG. 1 is a perspective view of a power plant 1 according to a first embodiment.

【図2】トルク変動を低減するための原理図である。FIG. 2 is a principle diagram for reducing torque fluctuation.

【図3】第1実施形態の制御システム図である。FIG. 3 is a control system diagram of the first embodiment.

【図4】伝達関数の算出を説明するためのフローチャー
トである。
FIG. 4 is a flowchart for explaining calculation of a transfer function.

【図5】伝達関数に基づいたトルク制御を説明するため
のフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart illustrating torque control based on a transfer function.

【図6】第1の発明のクレーム対応図である。FIG. 6 is a diagram corresponding to claims of the first invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 パワープラント 2 エンジン 8 トランスミッション(パワートレイン) 12 モータジェネレータ 14 インバータ 21 加速度ピックアップ 23 演算装置 Reference Signs List 1 power plant 2 engine 8 transmission (power train) 12 motor generator 14 inverter 21 acceleration pickup 23 arithmetic unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅原 康之 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Yasuyuki Asahara Nissan Motor Co., Ltd. 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】クランク軸に加える加振トルクを調整可能
な加振装置を有するエンジンにおいて、 前記加振装置の発生する加振トルクを検出する手段と、 エンジン−パワートレインの振動加速度を検出する手段
と、 これら検出値から前記加振装置の発生する加振トルクと
エンジン−パワートレインの振動加速度との伝達関数を
算出する手段と、 この伝達関数に基づいてエンジンロール振動を低減する
ように前記加振装置の加振トルクを制御する手段とを設
けたことを特徴とするトルク変動制御装置。
1. An engine having a vibration device capable of adjusting a vibration torque applied to a crankshaft, means for detecting a vibration torque generated by the vibration device, and detecting a vibration acceleration of an engine-power train. Means for calculating a transfer function between the vibration torque generated by the vibration device and the vibration acceleration of the engine-power train from the detected values; and a means for reducing engine roll vibration based on the transfer function. Means for controlling a vibration torque of the vibration device.
【請求項2】前記加振装置によりエンジン始動時に既知
のインパルス入力を与えたときのエンジンロール振動の
変化より前記伝達関数を算出することを特徴とする請求
項1に記載のトルク変動制御装置。
2. The torque fluctuation control device according to claim 1, wherein the transfer function is calculated from a change in engine roll vibration when a known impulse input is given at the time of engine start by the vibration device.
【請求項3】ロール振動が問題となる運転条件であって
エンジン始動後初めて経験する運転条件の初期状態で前
記加振装置により既知の入力を与えたときのエンジンロ
ール振動の変化より前記伝達関数を算出することを特徴
とする請求項1に記載のトルク変動制御装置。
3. The transfer function based on a change in engine roll vibration when a known input is given by the vibrator in an initial state of operating conditions that roll vibration is a problem and an operating condition first experienced after starting the engine. The torque fluctuation control device according to claim 1, wherein the torque fluctuation control device calculates:
【請求項4】前記加振装置はモータジェネレータである
ことを特徴とする請求項1から3までのいずれか一つに
記載のトルク変動制御装置。
4. The torque fluctuation control device according to claim 1, wherein said vibration device is a motor generator.
【請求項5】前記モータジェネレータをスタータとして
兼用させ、フライホイールのリングギアと噛み合うよう
にするとともに、エンジン側壁に剛に結合してモータジ
ェネレータの加振力の反作用がエンジンブロックに作用
するように設けることを特徴とする請求項4に記載のト
ルク変動制御装置。
5. The motor generator is also used as a starter so that it engages with a ring gear of a flywheel, and is rigidly connected to an engine side wall so that a reaction of the excitation force of the motor generator acts on an engine block. The torque fluctuation control device according to claim 4, wherein the torque fluctuation control device is provided.
JP28087497A 1997-10-14 1997-10-14 Torque fluctuation control device Pending JPH11117989A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007002816A (en) * 2005-06-27 2007-01-11 Denso Corp Control device and control method for electric compressor
JP2010048145A (en) * 2008-08-20 2010-03-04 Toyota Motor Corp Vibration reducing device for internal combustion engine

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JP2007002816A (en) * 2005-06-27 2007-01-11 Denso Corp Control device and control method for electric compressor
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