JPH1122504A - 内燃機関のトルク変動低減装置 - Google Patents
内燃機関のトルク変動低減装置Info
- Publication number
- JPH1122504A JPH1122504A JP9193083A JP19308397A JPH1122504A JP H1122504 A JPH1122504 A JP H1122504A JP 9193083 A JP9193083 A JP 9193083A JP 19308397 A JP19308397 A JP 19308397A JP H1122504 A JPH1122504 A JP H1122504A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- torque
- internal combustion
- combustion engine
- torque fluctuation
- reducing device
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 時々刻々のトルク変化を正確に測定し、十分
なトルク変動低減効果を発揮することができる内燃機関
のトルク変動低減装置を提供する。 【解決手段】 内燃機関３が発生するトルク変動を検出
し、該トルク変動をモータジェネレータ１を制御するこ
とにより低減する内燃機関のトルク変動低減装置におい
て、該トルク変動を検出する手段として、内燃機関の慣
性主軸を中心軸とする円弧の接線方向の振動を計測する
加速度センサ２の出力を用いた。
なトルク変動低減効果を発揮することができる内燃機関
のトルク変動低減装置を提供する。 【解決手段】 内燃機関３が発生するトルク変動を検出
し、該トルク変動をモータジェネレータ１を制御するこ
とにより低減する内燃機関のトルク変動低減装置におい
て、該トルク変動を検出する手段として、内燃機関の慣
性主軸を中心軸とする円弧の接線方向の振動を計測する
加速度センサ２の出力を用いた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の運転時
の燃焼圧力変動等によって生じるトルク変動を低減する
ための制御方法に関する。
の燃焼圧力変動等によって生じるトルク変動を低減する
ための制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来この種の内燃機関のトルク変動低減
装置としては、例えば日本機械学会論文集Ｎｏ．９２−
１１７５に発表されているものが知られている。この装
置では、エンジン回転軸に接続したモータジェネレータ
を用いて、内燃機関のトルク変動を打消すトルクを発生
させ、トルク変動を低減している。
装置としては、例えば日本機械学会論文集Ｎｏ．９２−
１１７５に発表されているものが知られている。この装
置では、エンジン回転軸に接続したモータジェネレータ
を用いて、内燃機関のトルク変動を打消すトルクを発生
させ、トルク変動を低減している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが上述の従来技
術では、変動している時々刻々のトルクを検出する信号
として、クランク軸の回転パルス周期の逆数（即ち回転
角速度）を微分することにより求めたクランク軸角加速
度を用いていたため、算出する時々刻々のトルクの精度
が不十分であり、十分にトルク低減効果を発揮できない
恐れがあるという問題点があった。
術では、変動している時々刻々のトルクを検出する信号
として、クランク軸の回転パルス周期の逆数（即ち回転
角速度）を微分することにより求めたクランク軸角加速
度を用いていたため、算出する時々刻々のトルクの精度
が不十分であり、十分にトルク低減効果を発揮できない
恐れがあるという問題点があった。
【０００４】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、時々刻々のトルク変化を正確に測定し、十分なトル
ク変動低減効果を発揮することができる内燃機関のトル
ク変動低減装置を提供することを目的とする。
で、時々刻々のトルク変化を正確に測定し、十分なトル
ク変動低減効果を発揮することができる内燃機関のトル
ク変動低減装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の内燃機関のトルク変動低減装置では、トルク
変動を検出する手段として、内燃機関の慣性主軸を中心
軸とする円弧の接線方向の振動を計測する加速度センサ
を用い、該加速度センサの出力信号にエンジン回転速度
から定める通過周波数帯を有するバンドパスフィルター
を通し、さらにあらかじめ測定され制御装置内に記憶さ
れているトルクと振動の伝達関数でわり算を行い、時々
刻々のトルク値を演算し、該トルクの演算値を打消すよ
うにモータジェネレータを制御することとした。
に本発明の内燃機関のトルク変動低減装置では、トルク
変動を検出する手段として、内燃機関の慣性主軸を中心
軸とする円弧の接線方向の振動を計測する加速度センサ
を用い、該加速度センサの出力信号にエンジン回転速度
から定める通過周波数帯を有するバンドパスフィルター
を通し、さらにあらかじめ測定され制御装置内に記憶さ
れているトルクと振動の伝達関数でわり算を行い、時々
刻々のトルク値を演算し、該トルクの演算値を打消すよ
うにモータジェネレータを制御することとした。
【０００６】そのために請求項１では、内燃機関が発生
するトルク変動を検出し、該トルク変動をモータジェネ
レータを制御することにより低減する内燃機関のトルク
変動低減装置において、該トルク変動を検出する手段と
して、内燃機関の慣性主軸を中心軸とする円弧の接線方
向の振動を計測する加速度センサの出力を用いたことを
特徴としている。
するトルク変動を検出し、該トルク変動をモータジェネ
レータを制御することにより低減する内燃機関のトルク
変動低減装置において、該トルク変動を検出する手段と
して、内燃機関の慣性主軸を中心軸とする円弧の接線方
向の振動を計測する加速度センサの出力を用いたことを
特徴としている。
【０００７】この場合、請求項２に記載したように、直
列４気筒の内燃機関に対しては、ピストン上下運動の方
向と直角方向で、慣性主軸を中心軸とする円弧の接線方
向の振動を計測する加速度センサの出力を用いるとよ
い。
列４気筒の内燃機関に対しては、ピストン上下運動の方
向と直角方向で、慣性主軸を中心軸とする円弧の接線方
向の振動を計測する加速度センサの出力を用いるとよ
い。
【０００８】また請求項３に記載したように、前記加速
度センサの出力をエンジン回転速度によって通過周波数
帯を変化させるバンドパスフィルタにより処理した結果
の信号に、トルクと振動との伝達関数で割った信号を、
時々刻々の内燃機関が発生しているトルクとして制御す
るようにするとよい。
度センサの出力をエンジン回転速度によって通過周波数
帯を変化させるバンドパスフィルタにより処理した結果
の信号に、トルクと振動との伝達関数で割った信号を、
時々刻々の内燃機関が発生しているトルクとして制御す
るようにするとよい。
【０００９】この場合、請求項４に記載したように、前
記伝達関数の値として、エンジンの出力軸と変速機の入
力軸とが非締結状態のときと締結状態のときとで異なる
値を用いることが望ましい。さらにこの場合、請求項５
に記載したように、前記伝達関数の値として、オートマ
チックトランスミッションの場合にはＮ又はＰレンジと
Ｄその他のレンジとで、マニュアルトランスミッション
の場合にはニュートラルとその他のギアとで、異なる値
を用いることが望ましい。
記伝達関数の値として、エンジンの出力軸と変速機の入
力軸とが非締結状態のときと締結状態のときとで異なる
値を用いることが望ましい。さらにこの場合、請求項５
に記載したように、前記伝達関数の値として、オートマ
チックトランスミッションの場合にはＮ又はＰレンジと
Ｄその他のレンジとで、マニュアルトランスミッション
の場合にはニュートラルとその他のギアとで、異なる値
を用いることが望ましい。
【００１０】また、請求項６に記載したように、請求項
３記載の内燃機関のトルク変動低減装置において、内燃
機関のトルク変動低減後の目標平均出力トルクをあらか
じめ定め、該目標平均出力トルクから前記時々刻々のト
ルクを引いた信号をモータジェネレータの吸収するトル
クとして制御するとよい。
３記載の内燃機関のトルク変動低減装置において、内燃
機関のトルク変動低減後の目標平均出力トルクをあらか
じめ定め、該目標平均出力トルクから前記時々刻々のト
ルクを引いた信号をモータジェネレータの吸収するトル
クとして制御するとよい。
【００１１】この場合、請求項７に記載したように、前
記目標平均出力トルクの値を、加速時には減速時よりも
大きな値に定め、モータジェネレータによる負荷を小さ
くし、駆動力を大きくするとよい。
記目標平均出力トルクの値を、加速時には減速時よりも
大きな値に定め、モータジェネレータによる負荷を小さ
くし、駆動力を大きくするとよい。
【００１２】また請求項８に記載したように、前記目標
平均出力トルクの値を、バッテリーの充電量が少ない場
合には小さな値に定め、モータジェネレータによる発電
量を大きくするのが望ましい。
平均出力トルクの値を、バッテリーの充電量が少ない場
合には小さな値に定め、モータジェネレータによる発電
量を大きくするのが望ましい。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、時々刻々のトルク変化
を正確に測定できるので、十分なトルク変動低減効果を
発揮することができる。
を正確に測定できるので、十分なトルク変動低減効果を
発揮することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
に係る内燃機関のトルク変動低減装置の実施形態を説明
する。
に係る内燃機関のトルク変動低減装置の実施形態を説明
する。
【００１５】図１は本発明のトルク変動低減装置を備え
た内燃機関を示す正面図である。
た内燃機関を示す正面図である。
【００１６】モータジェネレータ１はエンジン３に取付
けられている。エンジン３には不図示のクランク軸に直
結されたフライホイール４が備えられ、前記モータジェ
ネレータ１とギア等により噛合してこれを駆動する。す
なわちモータジェネレータ１はクランク軸と同期して回
転する。なおエンジン３は複数のエンジンマウント７を
介して車体６に防振支持されている。
けられている。エンジン３には不図示のクランク軸に直
結されたフライホイール４が備えられ、前記モータジェ
ネレータ１とギア等により噛合してこれを駆動する。す
なわちモータジェネレータ１はクランク軸と同期して回
転する。なおエンジン３は複数のエンジンマウント７を
介して車体６に防振支持されている。
【００１７】加速度センサ２はエンジン３の慣性主軸を
中心軸とする円弧の接線方向の振動を計測するように取
付けられている。本実施形態は直列４気筒のエンジンの
ため、加速度センサ２はさらにピストン（図示せず）の
上下方向に直角な方向の振動を計測するようにエンジン
の直下に取付けられている。加速度センサ２の出力は制
御装置１１に入力される。制御装置１１で決定されたモ
ータジェネレータ１への制御信号は、インバータ１０に
入力されモータジェネレータ１を制御する。エンジン３
の回転速度、負荷等の情報はエンジン制御装置９から制
御装置１１へ伝えられる。
中心軸とする円弧の接線方向の振動を計測するように取
付けられている。本実施形態は直列４気筒のエンジンの
ため、加速度センサ２はさらにピストン（図示せず）の
上下方向に直角な方向の振動を計測するようにエンジン
の直下に取付けられている。加速度センサ２の出力は制
御装置１１に入力される。制御装置１１で決定されたモ
ータジェネレータ１への制御信号は、インバータ１０に
入力されモータジェネレータ１を制御する。エンジン３
の回転速度、負荷等の情報はエンジン制御装置９から制
御装置１１へ伝えられる。
【００１８】次に、上記構成からなる本実施形態の内燃
機関のトルク変動低減装置の作用を説明する。
機関のトルク変動低減装置の作用を説明する。
【００１９】エンジン３は燃焼によるトルク変動の反力
を受け、慣性主軸８を中心としてロール振動する。この
ロール振動を加速度センサ２で検知し、モータジェネレ
ータを制御し、トルク変動を低減する。
を受け、慣性主軸８を中心としてロール振動する。この
ロール振動を加速度センサ２で検知し、モータジェネレ
ータを制御し、トルク変動を低減する。
【００２０】図２は本実施形態による制御の流れをしめ
す流れ図である。
す流れ図である。
【００２１】まずロール振動を加速度センサ２で測定す
る。加速度センサ２は慣性主軸回りのロール振動を正確
に測定するために慣性主軸を中心軸とする円弧の接線方
向の振動のみを検出するような方向に取付けられてい
る。さらに直列４気筒エンジンでは、回転系のアンバラ
ンスによって生じるピストン上下方向の、エンジン回転
２次周波数の振動を測定しないように、加速度センサ２
はピストン上下方向と直角方向の振動を測定する向きに
なっている。
る。加速度センサ２は慣性主軸回りのロール振動を正確
に測定するために慣性主軸を中心軸とする円弧の接線方
向の振動のみを検出するような方向に取付けられてい
る。さらに直列４気筒エンジンでは、回転系のアンバラ
ンスによって生じるピストン上下方向の、エンジン回転
２次周波数の振動を測定しないように、加速度センサ２
はピストン上下方向と直角方向の振動を測定する向きに
なっている。
【００２２】エンジンのトルク変動は、直列４気筒エン
ジンでは、エンジン１回転で２回爆発するので、エンジ
ン回転２次の周波数が基本となる。このため本実施形態
では、エンジン回転２次から６次までの周波数帯域を通
過するバンドパスフィルタを用いる。トルク変動のレベ
ルが高い周波数帯は回転によって変化するが、それに伴
ったトルク変動の検出が可能である。また、エンジン３
とトランスミッション５とのねじれ方向の弾性変形の共
振周波数が数百Ｈｚに存在し、その一番低い共振周波数
以上の周波数は、このバンドパスフィルタで遮断する。
これにより、エンジン−トランスミッションの弾性変形
の共振により、検出されるトルクが増幅されてしまうこ
とはない。
ジンでは、エンジン１回転で２回爆発するので、エンジ
ン回転２次の周波数が基本となる。このため本実施形態
では、エンジン回転２次から６次までの周波数帯域を通
過するバンドパスフィルタを用いる。トルク変動のレベ
ルが高い周波数帯は回転によって変化するが、それに伴
ったトルク変動の検出が可能である。また、エンジン３
とトランスミッション５とのねじれ方向の弾性変形の共
振周波数が数百Ｈｚに存在し、その一番低い共振周波数
以上の周波数は、このバンドパスフィルタで遮断する。
これにより、エンジン−トランスミッションの弾性変形
の共振により、検出されるトルクが増幅されてしまうこ
とはない。
【００２３】ロール振動Ａとその入力であるトルクＴｅ
の関係は、ギアがニュートラルもしくはＮレンジのと
き、すなわちエンジンの出力軸とトランスミッションの
入力軸とが締結されていないときは、エンジン，トラン
スミッション，エンジンマウントから決まる伝達関数Ｈ
を用いて、次式によって算出できる。
の関係は、ギアがニュートラルもしくはＮレンジのと
き、すなわちエンジンの出力軸とトランスミッションの
入力軸とが締結されていないときは、エンジン，トラン
スミッション，エンジンマウントから決まる伝達関数Ｈ
を用いて、次式によって算出できる。
【数１】Ｔｅ＝Ａ／Ｈ ギアがニュートラルもしくはＮレンジ以外のとき、すな
わちエンジンの出力軸とトランスミッションの入力軸と
が締結されているときは、トランスファーを介してトル
クが伝達されその反力もエンジンは受けるので伝達関数
Ｈが異なるが、同じ式でトルクを計算可能である。この
ように、ギアがニュートラルかＮレンジのときと、それ
以外のときで伝達関数Ｈを２種類もち、上式により時々
刻々のトルクを算出する。
わちエンジンの出力軸とトランスミッションの入力軸と
が締結されているときは、トランスファーを介してトル
クが伝達されその反力もエンジンは受けるので伝達関数
Ｈが異なるが、同じ式でトルクを計算可能である。この
ように、ギアがニュートラルかＮレンジのときと、それ
以外のときで伝達関数Ｈを２種類もち、上式により時々
刻々のトルクを算出する。
【００２４】次に付加するトルクＴｍを次式により算出
する。
する。
【数２】Ｔｍ＝Ｔｔ−Ｔｅ Ｔｍが正のときは、モータジェネレータはモータとして
トルク｜Ｔｍ｜を発生させエンジンにトルクを付加す
る。Ｔｍが負のときは、モータジェネレータは発電機と
してトルク｜Ｔｍ｜を吸収しエンジンに負荷を与える。
トルク｜Ｔｍ｜を発生させエンジンにトルクを付加す
る。Ｔｍが負のときは、モータジェネレータは発電機と
してトルク｜Ｔｍ｜を吸収しエンジンに負荷を与える。
【００２５】出力トルクの平均値の目標値Ｔｔはエンジ
ン回転と負荷によって定るマップ上であらかじめ規定す
る。Ｔｔを、エンジンが発生するトルクの平均値よりも
大きくすれば、モータジェネレータは電気を消費しトル
クを発生し、小さくすれば発電を行う。本実施形態では
バッテリー残量を検知し、バッテリー残量が少ないとき
はＴｔをマップ上の値よりも小さくし、モータジェネレ
ータの発電量を多くする。また、エンジン回転と負荷の
変化（前の演算時の値との差）から加速中か、減速中か
を判断し、加速中はＴｔを大きくし、減速中はＴｔを小
さくする。
ン回転と負荷によって定るマップ上であらかじめ規定す
る。Ｔｔを、エンジンが発生するトルクの平均値よりも
大きくすれば、モータジェネレータは電気を消費しトル
クを発生し、小さくすれば発電を行う。本実施形態では
バッテリー残量を検知し、バッテリー残量が少ないとき
はＴｔをマップ上の値よりも小さくし、モータジェネレ
ータの発電量を多くする。また、エンジン回転と負荷の
変化（前の演算時の値との差）から加速中か、減速中か
を判断し、加速中はＴｔを大きくし、減速中はＴｔを小
さくする。
【００２６】上記の演算を制御装置１１で行い、エンジ
ン回転，負荷，シフトポジション等の情報はエンジン制
御装置９から得る。このようにして算出されたトルクＴ
ｍを吸収もしくは発生するように、制御装置１１はイン
バータ１０に信号を送り、モータジェネレータ１はトル
クＴｍを発生もしくは吸収する。
ン回転，負荷，シフトポジション等の情報はエンジン制
御装置９から得る。このようにして算出されたトルクＴ
ｍを吸収もしくは発生するように、制御装置１１はイン
バータ１０に信号を送り、モータジェネレータ１はトル
クＴｍを発生もしくは吸収する。
【００２７】本実施形態によれば図３に示すようにエン
ジンが発生するトルクの演算値Ｔｅとモータジェネレー
タの発生／吸収するトルクＴｍと、結果として得られる
トルクの関係が成立つ。
ジンが発生するトルクの演算値Ｔｅとモータジェネレー
タの発生／吸収するトルクＴｍと、結果として得られる
トルクの関係が成立つ。
【図１】本発明の実施形態によるトルク変動低減装置を
備えた内燃機関を示す正面図である。
備えた内燃機関を示す正面図である。
【図２】本実施形態による制御の流れを示す流れ図であ
る。
る。
【図３】本実施形態の作用を説明する図である。
１ モータジェネレータ ２ 加速度センサ ３ エンジン ４ フライホイール ５ トランスミッション ６ 車体フレーム ７ エンジンマウント ８ エンジン慣性主軸 ９ エンジン制御装置 １０ インバータ １１ 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── 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
Claims (8)
- 【請求項１】 内燃機関が発生するトルク変動を検出
し、該トルク変動をモータジェネレータを制御すること
により低減する内燃機関のトルク変動低減装置におい
て、該トルク変動を検出する手段として、内燃機関の慣
性主軸を中心軸とする円弧の接線方向の振動を計測する
加速度センサの出力を用いたことを特徴とする内燃機関
のトルク変動低減装置。 - 【請求項２】 直列４気筒の内燃機関に対しては、ピス
トン上下運動の方向と直角方向で、慣性主軸を中心軸と
する円弧の接線方向の振動を計測する加速度センサの出
力を用いたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の
トルク変動低減装置。 - 【請求項３】 前記加速度センサの出力をエンジン回転
速度によって通過周波数帯を変化させるバンドパスフィ
ルタにより処理した結果の信号に、トルクと振動との伝
達関数で割った信号を、時々刻々の内燃機関が発生して
いるトルクとして制御することを特徴とする請求項１又
は２記載の内燃機関のトルク変動低減装置。 - 【請求項４】 前記伝達関数の値として、エンジンの出
力軸と変速機の入力軸とが非締結状態のときと締結状態
のときとで異なる値を用いることを特徴とする請求項３
記載の内燃機関のトルク変動低減装置。 - 【請求項５】 前記伝達関数の値として、オートマチッ
クトランスミッションの場合にはＮ又はＰレンジとＤそ
の他のレンジとで、マニュアルトランスミッションの場
合にはニュートラルとその他のギアとで、異なる値を用
いることを特徴とする請求項４記載の内燃機関のトルク
変動低減装置。 - 【請求項６】 請求項３記載の内燃機関のトルク変動低
減装置において、内燃機関のトルク変動低減後の目標平
均出力トルクをあらかじめ定め、該目標平均出力トルク
から前記時々刻々のトルクを引いた信号をモータジェネ
レータの吸収するトルクとして制御することを特徴とす
る内燃機関のトルク変動低減装置。 - 【請求項７】 前記目標平均出力トルクの値を、加速時
には減速時よりも大きな値に定め、モータジェネレータ
による負荷を小さくし、駆動力を大きくすることを特徴
とする請求項６記載の内燃機関のトルク変動低減装置。 - 【請求項８】 前記目標平均出力トルクの値を、バッテ
リーの充電量が少ない場合には小さな値に定め、モータ
ジェネレータによる発電量を大きくすることを特徴とす
る請求項６記載の内燃機関のトルク変動低減装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9193083A JPH1122504A (ja) | 1997-07-03 | 1997-07-03 | 内燃機関のトルク変動低減装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9193083A JPH1122504A (ja) | 1997-07-03 | 1997-07-03 | 内燃機関のトルク変動低減装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1122504A true JPH1122504A (ja) | 1999-01-26 |
Family
ID=16301950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9193083A Pending JPH1122504A (ja) | 1997-07-03 | 1997-07-03 | 内燃機関のトルク変動低減装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1122504A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2008087928A1 (ja) | 2007-01-16 | 2008-07-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 内燃機関のトルク推定装置 |
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| JP2015042099A (ja) * | 2013-08-23 | 2015-03-02 | スズキ株式会社 | 発電機の制御装置 |
| KR20170102473A (ko) * | 2015-01-12 | 2017-09-11 | 툴라 테크놀로지, 인크. | 스킵 파이어 엔진 제어 시스템에서의 소음, 진동 및 잡소리 감소 |
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-
1997
- 1997-07-03 JP JP9193083A patent/JPH1122504A/ja active Pending
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