JPS61155627A - Torque fluctuation restraining device of engine - Google Patents

Torque fluctuation restraining device of engine

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Publication number
JPS61155627A
JPS61155627A JP59275450A JP27545084A JPS61155627A JP S61155627 A JPS61155627 A JP S61155627A JP 59275450 A JP59275450 A JP 59275450A JP 27545084 A JP27545084 A JP 27545084A JP S61155627 A JPS61155627 A JP S61155627A
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JP
Japan
Prior art keywords
torque
engine
function
power generation
battery
Prior art date
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Pending
Application number
JP59275450A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Harumi Azuma
東 晴己
Takashige Tokushima
徳島 孝成
Hideki Tanaka
英樹 田中
Shigeki Hamada
浜田 茂樹
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.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP59275450A priority Critical patent/JPS61155627A/en
Publication of JPS61155627A publication Critical patent/JPS61155627A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/06Engines with means for equalising torque

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Auxiliary Drives, Propulsion Controls, And Safety Devices (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent excessive discharging of a battery by preventing actuation of a motor function consuming battery power by marking an electrical condition where motor function is not actuated in low rotation of an engine. CONSTITUTION:When a motor function is actuated, a torque fluctuation restraining device is to have a circuit structure similar to that of a normal electric motor and positive torque is provided to a crank shaft 1. When a power generating function is actuated, it is to have a circuit structure similar to that of a normal AC power generator and inverse torque is provided to the crack shaft 1, and a portion of engine power is converted into electric energy and charged in a battery. By switching motor function and power generating function properly, torque fluctuation of the crank shaft which becomes problem can be releaved in the range from low rotation to medium rotation of an engine. And at the time of low rotation of the engine when charging efficiency to the battery is relatively low, motor function consuming battery power is controlled not be actuated. Then, excessive discharging can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、エンジンクランク軸に生じるトルク変動を抑
制する装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a device for suppressing torque fluctuations occurring in an engine crankshaft.

(従来技術) エンジン、特にレシプロエンジンでは、クランク軸に回
転トルクが非連続的に与えられることから、クランク軸
のトルク変動が不可避的に生じる。
(Prior Art) In an engine, particularly a reciprocating engine, since rotational torque is discontinuously applied to the crankshaft, torque fluctuations in the crankshaft inevitably occur.

このトルク変動は、エンジン振動の原因になる等の悪影
響をもたらすので、できるだけ小さくすることが望まし
い。従来、このようなエンジンのトルク変動を抑制する
ための装置として、特開昭55−1431号に記載され
るものが挙げられる。
This torque fluctuation has negative effects such as causing engine vibration, so it is desirable to minimize it as much as possible. Conventionally, as a device for suppressing such engine torque fluctuations, there is one described in Japanese Patent Application Laid-open No. 1431/1983.

この開示された装置は、クランク軸とともに回転する磁
束発生手段とこれと協働する磁束発生手段とを備えてお
り、クランク軸に発生する回転トルクの爆発1次成分と
ほぼ逆位相の磁気トルクをクランク軸に印加するように
している。この場合、上記爆発1次成分の変動特性は、
エンジンの気筒数に応じて変化するので、これに対応し
て磁気発中手段の極数を制御しトルク変動特性とほぼ逆
位相の磁気トルクを発生するようにしている。
This disclosed device includes a magnetic flux generating means that rotates together with the crankshaft and a magnetic flux generating means that cooperates with the magnetic flux generating means, and generates a magnetic torque that is almost in opposite phase to the explosive primary component of the rotational torque generated on the crankshaft. It is applied to the crankshaft. In this case, the fluctuation characteristics of the above primary explosion component are:
Since this changes depending on the number of cylinders in the engine, the number of poles of the magnetic torque generating means is controlled accordingly to generate magnetic torque that is approximately in phase opposite to the torque fluctuation characteristic.

(解決すべき問題点) 上記特開昭55−1431号に記載された装置は、常に
磁気トルクを発生させるための電力を消費するためバッ
テリの新たな負担となるという問題がある。特に始動時
、低回転時においては、バッテリの負荷が大きいので重
大である。また、上記装置は、トルク変動抑制装置とし
て特別に構成されるものであるためコスト面で不利とな
る。さらに、適正な磁気トルクを与えるために、気筒数
変化に応じて極数を変化させる必要があり、装置の汎用
性に乏しいという問題がある。
(Problems to be Solved) The device described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 55-1431 has a problem in that it constantly consumes electric power for generating magnetic torque, which places a new burden on the battery. This is particularly important at startup and at low rotation speeds because the load on the battery is large. Further, since the above device is specially configured as a torque fluctuation suppressing device, it is disadvantageous in terms of cost. Furthermore, in order to provide an appropriate magnetic torque, it is necessary to change the number of poles in accordance with the change in the number of cylinders, resulting in a problem that the device lacks versatility.

(上記問題を解決するための手段) 本発明は、上記問題を解決するため以下のように構成さ
れる。
(Means for solving the above problems) The present invention is configured as follows in order to solve the above problems.

すなわち、本発吹のトルク変動抑制装置は、通電状態を
切換えることにより電動機能と発電機能とを適宜発揮さ
せる切換手段と、クランク軸のトルク変動特性の相対的
に高トルク期間に対応して前記発電機能が発揮されてク
ランク軸に逆トルクが付加され低トルク期間に対応して
前記電動機能が発揮されてクランク軸に正トルクが付加
されるように前記切換手段の作動タイミングを制御する
タイミング制御手段と、エンジンの低回転時において前
記切換手段の作動を停止して電動機能が発揮されない通
電状態に維持する停止手段とを備えていることを特徴と
する。
That is, the present torque fluctuation suppressing device includes a switching means that appropriately exhibits an electric function and a power generation function by switching the energization state, and a switching means that appropriately exhibits an electric function and a power generation function by switching the energization state, and a Timing control that controls the actuation timing of the switching means so that the power generation function is activated and reverse torque is applied to the crankshaft, and in response to the low torque period, the electric function is activated and positive torque is applied to the crankshaft. and a stop means for stopping the operation of the switching means when the engine rotates at low speeds and maintaining the switching means in an energized state in which no electric function is exerted.

(作 用) 本発明の装置は、通電状態を切換えることにより、発電
機能と電動機能を選択的に発揮するようになっている。
(Function) The device of the present invention selectively exhibits a power generation function and an electric function by switching the energization state.

この場合、電動機能が発揮されるときには、通常の電動
機と同様な回路構造となり、クランク軸に正トルクを与
える。また、発電機能が発揮されるときには、通常の交
流発電機(オールタネータ)と同様の回路構造となりク
ランク軸に逆トルクを与えるとともに、エンジン動力の
一部は、電気エネルギに変換されてバッテリに充電され
る。本発明は、通電状態を切換えることにより、電動機
能と発電機能とを適宜発揮させエンジンの低回転から中
回転領域において特に問題となるクランク軸のトルク変
動を緩和するようにしている。そして、本発明の切換制
御では、バッテリに対する充電効率の比較的低いエンジ
ンの低回転時には、バッテリ電力を消費する電動機能が
発揮されないよう制御する。
In this case, when the electric function is performed, the circuit structure is similar to that of a normal electric motor, and positive torque is applied to the crankshaft. In addition, when the power generation function is activated, the circuit structure is similar to that of a normal alternator, which applies reverse torque to the crankshaft, and part of the engine power is converted to electrical energy and charged to the battery. Ru. In the present invention, by switching the energization state, the electric function and the power generation function are appropriately exerted, thereby alleviating the crankshaft torque fluctuation that becomes a particular problem in the low to medium rotation range of the engine. In the switching control of the present invention, control is performed so that an electric function that consumes battery power is not performed when the engine has a relatively low charging efficiency at low revolutions.

(実施例の説明) 以下、本発明の実施例につき、図面を参照しつつ、説明
する。
(Description of Examples) Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図から第3図を参照すれば、エンジンEのクランク
軸1の出力取出側端部には、フライホイール2が取付け
られている。フライホイール2の側端面には、クラッチ
機構4が組合わされるようになっており、このフライホ
イール2とクラッチ機構4は、シリンダブロック3の側
面にボルト3aによって固定されたクラッチハウジング
5によって周囲が覆われている。そして、クラッチハウ
ジング5の内側には、フライホイール2の周囲を取り囲
むようにステータ6が取付けられている。
Referring to FIGS. 1 to 3, a flywheel 2 is attached to the output side end of the crankshaft 1 of the engine E. As shown in FIG. A clutch mechanism 4 is combined with the side end surface of the flywheel 2, and the flywheel 2 and the clutch mechanism 4 are surrounded by a clutch housing 5 fixed to the side surface of the cylinder block 3 with bolts 3a. covered. A stator 6 is attached to the inside of the clutch housing 5 so as to surround the flywheel 2.

ステータ6は、サポータ6aとこれに支持されるステー
タコイル7を備えており、ステータコイル7はフライホ
イールの外周面との間に一定の間隙を有して対向するよ
うに配置されている。なお、ロータすなわちフライホイ
ール2の外周部分には、2種類のロータコイルすなわち
、電動用ロータコイル8と発電用ロータコイル9が巻回
されるとともに磁性体10が配置される。第4図を併わ
せで参照すれば、電動用ロータコイル8は、フライホイ
ール20周面上を蛇行するように巻回されており、通常
のモータの電動子配線と同様のやり方で、クランク軸l
上に配設された整流子11に接続されている。整流子1
1は、ブラシ13にと接触するようになっている。また
、第5図に示すように発電用ロータコイル9も、コイル
8と同様にフライホイール外周面上を蛇行するように巻
回されてスリップリング12に接続され、該スリップリ
ング12にはブラシ14が組合わされて接触するように
なっている。
The stator 6 includes a supporter 6a and a stator coil 7 supported by the supporter 6a, and the stator coil 7 is arranged to face the outer peripheral surface of the flywheel with a constant gap therebetween. Note that two types of rotor coils, that is, an electric rotor coil 8 and a power generation rotor coil 9 are wound around the outer circumferential portion of the rotor, that is, the flywheel 2, and a magnetic body 10 is arranged. Referring also to FIG. 4, the electric rotor coil 8 is wound around the flywheel 20 in a meandering manner, and is connected to the crankshaft in the same manner as the electric wire of a normal motor. l
It is connected to a commutator 11 disposed above. Commutator 1
1 is adapted to come into contact with the brush 13. Further, as shown in FIG. 5, the power generation rotor coil 9 is also wound in a meandering manner on the outer peripheral surface of the flywheel in the same manner as the coil 8, and is connected to a slip ring 12. are combined to make contact.

上記ステータコイル7及び電動用ロータコイル8、発電
用ロータコイル9を制御して、ステータ6及びロータず
なわちフライホイール++1造体に電動機能及び発電機
能を適宜発揮させるための制御回路につき説明する。第
6図において、ステータコイル7、電動用ロータコイル
8、及び発電用ロータコイル9は制御回路20を介して
ノくフテリ22に接続されている。
A control circuit for controlling the stator coil 7, electric rotor coil 8, and power generation rotor coil 9 to cause the stator 6 and rotor, that is, the flywheel ++1 structure, to appropriately perform the electric function and power generation function will be explained. . In FIG. 6, the stator coil 7, the electric rotor coil 8, and the power generation rotor coil 9 are connected to a nozzle 22 via a control circuit 20.

制御回路20は、好ましくは、マイクロコンピュータで
構成されるコントローラ39からの命令に応じて電動状
態と発電状態とを切換制御を行なうためのものであり、
切換回路27、タイミングmi iJj回路37.38
、ステータコイル用駆動回路25、発電用ロータコイル
用駆動回路26、電流調整回路28.29、整流回路3
0を含んで構成。
The control circuit 20 is preferably configured to perform switching control between an electric state and a power generation state in response to a command from a controller 39 constituted by a microcomputer.
Switching circuit 27, timing mi iJj circuit 37.38
, stator coil drive circuit 25, power generation rotor coil drive circuit 26, current adjustment circuit 28, 29, rectifier circuit 3
Consists of 0.

されている。制御回路20の切換回路27は、キースイ
ッチ21を介してバッテリ22に接続されている。この
場合切換回路27は、一方でキースイッチ21のスター
タスイッチ端子21a、他方でイグニッションスイッチ
端子21bに接続されている。また、制御回路20の整
流回路30はヒユーズボックス32を介して、ステータ
コイル用駆動回路25は、直接バッテリ22に接続され
ている。電動用ロータコイル8は、整流子11とブラシ
13との接触点33.34を介して、−−Aでは制御回
路20の電流IA整回路28に接続され、他方では接地
されている。発電用ロークコイル9は、スリップリング
12とブラシ14との接触点35.36を介して、一方
では制御回路200発電発電用ロークコイル用駆動26
に接続され、他方では接地されている。ステータコイル
7は、三相構造になっており、各巻線の両端で制御回路
20のステータコイル用駆動回路25に接続されている
。切換回路27は、コントローラ39の命令信号に応じ
て切換命令信号を発するようにな、ており、ステータ用
駆勧回路25は切換命令信号を受けて作動しステータコ
イル7の接続状態を切換える。また、発電用ロータコイ
ル用駆勧回路26は、同様に切換回路27からの命令信
号に応じて作動して、発電用ロータコイル9の接続状態
を切換える。駆動回路25.26は本例では、リレー回
路で構成されている。切換回路27と駆動回路25.2
6との間に配置された、タイミング制御回路37.38
は、切換回路27からの出力が所定の値のとき、コント
ローラ39からの信号に応じて、所定のタイミングで駆
動回路25.26が作動するように命令信号を発生する
。さらに、電流!JI整回路28.29は、電動用ロー
タコイル8、及び発電用ロータコイル9への電流をそれ
ぞれ調整するようになっている。また、ステータコイル
用駆動回路25とヒユーズ32との間に設けられた整流
回路30は、発電作用によってステータコイルに発生し
た三相交流を整流してバッテリ22に送電するようにな
っている。ステータコイル用駆動回路25は、ステータ
コイル7の両端部で接続端子グループ25aと接続端子
グループ25bが選択的に閉状態になるように作動し、
発電用ロータコイル用駆肋回路26は、駆動回路250
作動に関連して作動し、接点26aを開閉する。
has been done. A switching circuit 27 of the control circuit 20 is connected to a battery 22 via a key switch 21. In this case, the switching circuit 27 is connected to the starter switch terminal 21a of the key switch 21 on one side and the ignition switch terminal 21b on the other side. Further, the rectifier circuit 30 of the control circuit 20 is connected to the battery 22 via a fuse box 32, and the stator coil drive circuit 25 is directly connected to the battery 22. The electric rotor coil 8 is connected to the current IA rectifying circuit 28 of the control circuit 20 at --A via the contact points 33, 34 between the commutator 11 and the brushes 13, and is grounded at the other end. The power generating low coil 9 is connected via the contact points 35, 36 between the slip ring 12 and the brush 14 to the control circuit 200 and the power generating low coil drive 26 on the one hand.
and grounded on the other hand. The stator coil 7 has a three-phase structure, and both ends of each winding are connected to the stator coil drive circuit 25 of the control circuit 20. The switching circuit 27 is configured to issue a switching command signal in response to a command signal from the controller 39, and the stator recommendation circuit 25 operates upon receiving the switching command signal to switch the connection state of the stator coil 7. Further, the power generation rotor coil recommendation circuit 26 similarly operates in response to a command signal from the switching circuit 27 to switch the connection state of the power generation rotor coil 9. In this example, the drive circuits 25 and 26 are comprised of relay circuits. Switching circuit 27 and drive circuit 25.2
Timing control circuits 37 and 38 arranged between 6 and 6.
generates a command signal so that the drive circuits 25 and 26 operate at a predetermined timing in response to a signal from the controller 39 when the output from the switching circuit 27 is a predetermined value. Plus, electric current! The JI adjustment circuits 28 and 29 are adapted to adjust the currents to the electric rotor coil 8 and the power generation rotor coil 9, respectively. Further, a rectifier circuit 30 provided between the stator coil drive circuit 25 and the fuse 32 rectifies the three-phase alternating current generated in the stator coil by power generation and transmits the rectified power to the battery 22. The stator coil drive circuit 25 operates so that the connection terminal group 25a and the connection terminal group 25b are selectively closed at both ends of the stator coil 7,
The drive circuit 26 for the power generation rotor coil is a drive circuit 250
It operates in conjunction with the operation and opens and closes the contact 26a.

駆動回路25の接点端子グループ25aが閉じると、ス
テータコイル7は、その一端側か直接バッテリ22に接
続されるとともに、ステータコイル7の他端側は、電動
用ロータコイル8と接続状態すなわち第7図において端
子aを接続した状態になる。この接続状態は、通常の直
流直巻電動機の回路構成と同様であり、電動機能が発揮
されクランク軸lにトルクが与えられる。このとき、発
電用ロータコイル用駆動回路26の接点26aは、開い
ているので発電用ロータコイルには、通電されずその機
能は発1■されない。また、切換回路27からの命令信
号によって、駆動回路25の接続端子グループ25bが
閉じられるとステータコイル7は、整流回路30を介し
てバッテリ22と接続状態になる。このとき、電動用ロ
ータコイル8は非接続状態と、なり、一方発電用ロータ
コイル9は、駆動回路26が作動して接点26aを閉じ
るので、切換回路27、キースイッチ21を介してバッ
テリ22と接続状態すなわち、第8図において端子すを
接続した状態になる。この接続状態は、通常の交流発電
機(オルタネータ)と同様な回路構成であり、ステータ
及びローフ構造体は発電機能を発揮する。
When the contact terminal group 25a of the drive circuit 25 is closed, one end of the stator coil 7 is directly connected to the battery 22, and the other end of the stator coil 7 is connected to the electric rotor coil 8, that is, the seventh In the figure, terminal a is connected. This connection state is similar to the circuit configuration of a normal DC series motor, and an electric function is exerted to provide torque to the crankshaft l. At this time, since the contact 26a of the power generation rotor coil drive circuit 26 is open, the power generation rotor coil is not energized and its function is not activated. Further, when the connection terminal group 25b of the drive circuit 25 is closed in response to a command signal from the switching circuit 27, the stator coil 7 is connected to the battery 22 via the rectifier circuit 30. At this time, the electric rotor coil 8 is disconnected, and the power generation rotor coil 9 is connected to the battery 22 via the switching circuit 27 and the key switch 21 because the drive circuit 26 operates and closes the contact 26a. The connected state, that is, the state in which the terminals are connected as shown in FIG. This connected state has a circuit configuration similar to that of a normal alternator, and the stator and loaf structure exhibit a power generation function.

なお、コントローラ39には、エンジン回転数を算出す
るためのクランク角センサ40からの信号と、エンジン
負荷を算出するための吸気負圧を検出する負圧センサ4
1からの信号が入力され、コントローラ39は、これら
の信号に基づいてタイミング制御回路37.38及び切
換回路27に対して所定の命令信号を発生するようにな
っている。
The controller 39 includes a signal from a crank angle sensor 40 for calculating the engine speed and a negative pressure sensor 4 for detecting intake negative pressure for calculating the engine load.
1, and the controller 39 generates predetermined command signals to the timing control circuits 37 and 38 and the switching circuit 27 based on these signals.

以上の構成の装置を、クランク軸1のトルク変動の緩和
制御を含む制御に応用した場合につき、第9図のフロー
チャートを参照しつつ説明する。
A case in which the apparatus having the above configuration is applied to control including mitigation control of torque fluctuations of the crankshaft 1 will be explained with reference to the flowchart of FIG. 9.

エンジン始動時においては、キースイッチ21のスター
トスイッチ端子21aが接続状態にあること及びエンジ
ン回転数rが完爆開始状態を示す回転数r、 より小さ
いことを条件として、切換回路27はステータコイル用
駆動回路25の接続端子グループ25aが接続状態にな
るように命令信号を出力する。そして、この場合、タイ
ミング制御回路37.38はこの信号を変更しない。こ
れによって、ステータコイル7と電動用ロータコイル8
は、直列にバッテリ22に接続され、ステータ及びロー
タ構造体は電動機能を発揮する。すなわち、該構造体は
スタータとして機能し、クランク軸1に対して始動トル
クを与える。
When starting the engine, the switching circuit 27 is connected to the stator coil under the conditions that the start switch terminal 21a of the key switch 21 is in the connected state and that the engine speed r is smaller than the speed r that indicates the start of a complete explosion. A command signal is output so that the connection terminal group 25a of the drive circuit 25 becomes connected. And in this case, the timing control circuits 37, 38 do not change this signal. As a result, the stator coil 7 and the electric rotor coil 8
are connected in series to a battery 22, and the stator and rotor structures perform an electric function. That is, the structure functions as a starter and provides starting torque to the crankshaft 1.

次に、エンジン回転数rが所定回転数r2  (本例で
は3000rpm)より大きい場合には、切換回路27
は、ステータコイル用駆動回路25の接続端子グループ
25bが接続状態になるように、また、発電用ロータコ
イル用駆動回路26の接点26aが閉状態になるように
命令信号を出力する。
Next, if the engine rotation speed r is larger than the predetermined rotation speed r2 (3000 rpm in this example), the switching circuit 27
outputs a command signal so that the connection terminal group 25b of the stator coil drive circuit 25 becomes connected, and the contact 26a of the power generation rotor coil drive circuit 26 becomes closed.

この場合、タイミング制御回路は、切換回路27からの
信号を変更することなく駆動回路25.26に入力する
。従って、ステータコイル7は、整流回路30を介して
、また発電用ロータコイル9は切換回路27及びキース
イッチ21を介してバッテリ22に接続され、オールタ
ネータの回路構造を形成し、発電機能を発揮する。これ
によって、ステータコイル7には、三相交流が発生し、
この交流は整流回路30で整流されて、バッテリ22に
与えられ、充電が行なわれる。
In this case, the timing control circuit inputs the signal from the switching circuit 27 to the drive circuit 25, 26 without modification. Therefore, the stator coil 7 is connected to the battery 22 via the rectifier circuit 30, and the power generation rotor coil 9 is connected to the battery 22 via the switching circuit 27 and the key switch 21, forming an alternator circuit structure and exhibiting a power generation function. . As a result, three-phase alternating current is generated in the stator coil 7,
This alternating current is rectified by a rectifier circuit 30 and applied to the battery 22 for charging.

次に、エンジン回転数rが所定回転数r2 より低い場
合には、クランク軸1まわりのトルク変動を緩和するた
めのいわゆるトルク変動制御を行なう。
Next, when the engine speed r is lower than the predetermined speed r2, so-called torque fluctuation control is performed to alleviate torque fluctuations around the crankshaft 1.

この場合、エンジン回転数rが比較的低いときは、トル
ク変動は、例えば4気筒エンジンでは爆発工程における
爆発トルクにより第10A図の実線で示すように、クラ
ンク角180°を1サイクルとした正弦曲線に類似した
変化特性を有する。
In this case, when the engine speed r is relatively low, the torque fluctuation is, for example, a sine curve with a crank angle of 180° as one cycle, as shown by the solid line in Figure 10A, due to the explosion torque in the explosion process in a four-cylinder engine. It has change characteristics similar to.

そして、エンジン回転数が高くなると、ピストン系の慣
性力に起因する慣性トルクが増大するため第10A図の
破線で示すような、低回転時の特性と比べてクランク角
90°だけ位相がずれた変化特性を有するトルク変動が
生じる。このため、回転数が高くなるにつれて、トルク
変動の大きさは、実線特性と破線特性とが打ち消し合う
ので、次第に小さくなり、第11図に示すように回転数
r3付近で極値を有する。そして、さらに回転数が増大
すると破線で示すトルク変動が支配的になり、トルク変
動の大きさも次第に大きくなる傾向を有する。従って、
本例のトルク変動制御を行なうに当っては、ステータ及
びロータ構造体に電動機能を発揮させて、クランク軸に
正トルクを与える作動開始タイミングθ3、及び発電機
能を発揮させてクランク軸に逆トルクを与える作動開始
タイミングθ6を上記回転数r3 の前後で変えるよう
に制御する。なお、エンジン回転数が所定回転数r2を
越えるような高回転領域では、トルク変動制御を行うこ
とが困難になるとともに、その要請が少なくなるので本
例では、トルク変動制御は行なわないこととしている。
As the engine speed increases, the inertia torque due to the inertia force of the piston system increases, so the phase shifts by 90 degrees of crank angle compared to the characteristics at low speeds, as shown by the broken line in Figure 10A. Torque fluctuations with varying characteristics occur. Therefore, as the rotational speed increases, the magnitude of the torque fluctuation gradually decreases as the solid line characteristic and the broken line characteristic cancel each other out, and has an extreme value near the rotational speed r3 as shown in FIG. When the rotational speed further increases, the torque fluctuation shown by the broken line becomes dominant, and the magnitude of the torque fluctuation tends to gradually increase. Therefore,
In performing the torque fluctuation control of this example, the stator and rotor structures are made to exhibit their electric function to apply a positive torque to the crankshaft at the operation start timing θ3, and the power generation function is made to exhibit a reverse torque to the crankshaft. The operation start timing .theta.6 which gives the rotational speed r3 is controlled to be changed before and after the rotation speed r3. Note that in a high engine speed range where the engine speed exceeds the predetermined speed r2, it becomes difficult to perform torque fluctuation control and the demand for such control decreases, so in this example, torque fluctuation control is not performed. .

本例のトルク変動制御にふいて、エンジン回転数rがト
ルク変動量が極小となる回転数r、以下である場合には
電動機能及び発電機能の作動開始タイミングθ5、θ、
をそれぞれ低速域でのトルク変動に応じた値θ、1.0
.1に設定し、回転数r、を越えるときは、上記作動開
始タイミングθ5、θ8を高速域でのトルク変動に応じ
た値θ5□、θ1□に設定する。これらの値は予め運転
状態に対応したマツプとしてメモリに記憶されている。
In the torque fluctuation control of this example, when the engine rotation speed r is less than or equal to the rotation speed r at which the amount of torque fluctuation is minimal, the operation start timing θ5, θ of the electric function and the power generation function,
are the values θ and 1.0 depending on the torque fluctuation in the low speed range, respectively.
.. 1, and when the rotation speed exceeds r, the operation start timings θ5 and θ8 are set to values θ5□ and θ1□ corresponding to torque fluctuations in the high-speed range. These values are stored in memory in advance as a map corresponding to the operating state.

次に、電動機能及び発電機能を発揮させる作動期間θL
1、θt、を、それぞれエンジン回転数rと吸気負圧■
との関数fs(r、v)、f、(rSv)として設定す
る。この関数特性は、エンジンの形式により異なるが、
概略的には、回転数r3 を境として低高回転側で作動
期間θt3、θ、が長(なるように、また高負荷程作動
期間θ0、θ、が長くなるように設定される。そして、
そのときのクランク角θがそのときの回転数rに対応す
るトルク変動特性に照らして、ステータ及びロータ構造
体に電動機能を発揮させるべき時間範囲内、すなわち、
作動開始θ5から作動終期θ5十〇Lsまでの範囲にあ
る場合には、タイミング制御回路37を介して、駆動回
路25は、接続端子グループ25aを接続状態にする。
Next, the operating period θL during which the electric function and power generation function are demonstrated
1, θt, are engine speed r and intake negative pressure, respectively.
is set as a function fs (r, v), f, (rSv). This functional characteristic varies depending on the engine type, but
Roughly speaking, the operating period θt3, θ is set to be longer on the low and high rotation side with the rotation speed r3 as the boundary, and the operating period θ0, θ is set to be longer as the load increases.
The crank angle θ at that time is within the time range in which the stator and rotor structures should exhibit their electric function in light of the torque fluctuation characteristics corresponding to the rotational speed r at that time, that is,
If it is within the range from the start of operation θ5 to the end of operation θ510Ls, the drive circuit 25 connects the connection terminal group 25a via the timing control circuit 37.

また、タイミング制御回路38を介して駆動回路26は
、接点26aを開状態にする。これによって、ステータ
コイル7、電動用ロータコイル8に通電され電動機能が
発揮される。すなわち、クランク軸1には主トルクが加
えられて、トルク変動特性の相対的に低い部分(逆トル
クが作用する部分)が是正される。また、クランク角θ
が発電機能が発揮されるべき時間範囲内、すなわち、作
動開始θ1から作動終期θ2 +θL2までの範囲内に
あるときには、駆動回路25の接続端子グループ25b
が接続状態になるとともに、駆動回路26の接点26a
が閉じる。これによって、発電用ロータコイル9が通電
され、発電機能が発揮される。この場合には、トルク変
動特性の相対的に高い部分に逆トルクが加えられて是正
される。以上のように、ステータ及びロータ構造体の電
動機能は、第10C図に示すタイミングで作動期間θ、
だけ発揮されて、第10D図に示すような特性の正トル
クをクランク軸1に与える。また、発電機能は第10B
図に示すようなタイミングで作動期間θ5.だけ発揮さ
れて第10D図に示すような特性の逆トルクをクランク
軸1に与える。この結果、全体として第10A図実線特
性のトルク変動は、第10D図の正負の付加トルクが適
宜加えられることにより、第10A図1点鎖線で示すよ
うに是正され、変動量が減少する。
Further, the drive circuit 26 opens the contact 26a via the timing control circuit 38. As a result, the stator coil 7 and the electric rotor coil 8 are energized and the electric function is performed. That is, the main torque is applied to the crankshaft 1, and the portion where the torque fluctuation characteristics are relatively low (the portion where the reverse torque acts) is corrected. Also, the crank angle θ
is within the time range in which the power generation function should be performed, that is, from the start of operation θ1 to the end of operation θ2 + θL2, the connection terminal group 25b of the drive circuit 25
becomes connected, and the contact 26a of the drive circuit 26
closes. As a result, the power generation rotor coil 9 is energized and the power generation function is exhibited. In this case, a counter torque is applied to a portion where the torque fluctuation characteristic is relatively high to correct it. As described above, the electric function of the stator and rotor structures is activated during the operation period θ, at the timing shown in FIG. 10C.
10D, and a positive torque having characteristics as shown in FIG. 10D is applied to the crankshaft 1. In addition, the power generation function is the 10th B.
At the timing shown in the figure, the operating period θ5. is exerted to provide the crankshaft 1 with a reverse torque having characteristics as shown in FIG. 10D. As a result, as a whole, the torque fluctuation shown by the solid line characteristic in FIG. 10A is corrected as shown by the dashed line in FIG. 10A by appropriately adding the positive and negative additional torques shown in FIG. 10D, and the amount of fluctuation is reduced.

なお、本例のトルク変動制御においては、エンジン回転
数が所定回転数r4 より低い場合には電動機能が発揮
されず、発電機能だけを発揮させて、すなわち逆トルク
のみによってトルク変動制御を行うようにしている。
In addition, in the torque fluctuation control of this example, when the engine speed is lower than the predetermined rotation speed r4, the electric function is not performed and only the power generation function is performed, that is, the torque fluctuation control is performed only by reverse torque. I have to.

本実施例ではフライホイールをロータの構成要素として
単一の構造体により電動機及び発電機を構成し、これを
用いてトルク変動制御することによりその制御をクラン
ク軸にダイレクトに行なうため、制御応答性が良い。
In this example, the flywheel is used as a component of the rotor, and the electric motor and generator are configured in a single structure, and this is used to control torque fluctuations, so that the control is directly applied to the crankshaft, so the control response is improved. is good.

(発明の効果) 本発明によれば、発電機能が発揮されるときには、バッ
テリが充電されるので、本発明によってトルク変動制御
を行うことによってバッテリの負担が増大するといった
問題は生じない。また、発電機能を発揮させることによ
り十分にエネルギを回収できるので発電機を別個に設け
ること要しない。従って、スペース的、コスト的に有利
である。
(Effects of the Invention) According to the present invention, since the battery is charged when the power generation function is performed, the problem that the load on the battery increases due to the torque fluctuation control according to the present invention does not occur. Further, since energy can be sufficiently recovered by exerting the power generation function, it is not necessary to provide a separate generator. Therefore, it is advantageous in terms of space and cost.

さらに、充電効率の低いエンジンの低回転時には、バッ
テリの負担となる電動機能を発揮させないようにしてい
るので、バッテリが過放電することもない。また、本発
明のトルク変動抑制装置は、気筒数の異なるエンジンに
対しても何らの修正を必要とすることなく、適用するこ
とができる。
Furthermore, when the engine rotates at low speeds with low charging efficiency, the electric function that places a burden on the battery is not activated, so the battery will not be over-discharged. Further, the torque fluctuation suppressing device of the present invention can be applied to engines having different numbers of cylinders without requiring any modification.

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

第1図は、本発明の1実施例に係る電動発電装置の要部
縦断図、第2図は第1図の実施例の横断面図、第3図は
、本発明の電動発電装置を組み込んだエンジンの斜視図
、第4図は、電動用ロータコイルの巻回状態を示す概略
図、第5図は、発電用ロータコイルの巻回状態を示す概
略図、第6図は、本発明に従う電動発電装置の制御回路
図、第7図は電動機能を発揮するための配線構造を示す
概略図、第8図は発電機能を発揮するための配線構造を
示す概略図、第9図は、本発明の電動発電装置を活用し
た制御のフローチャート、第10A図はクランク軸のト
ルク変動を示すグラフ、第1OB図は、発電機能を発揮
させる時期を示すグラフ、第10C図は、電動機能を発
揮させる時期を示すグラフ、第10D図は、電動発電装
置によってりランク軸に与えられる付加トルクを表わす
図、第11図は、トルク変動量とエンジン回転数変化と
の関係を示すグラフである。 1・・・・・・クランク軸、2・・・・・・フライホイ
ール、4・・・・・・クラッチ機構、5・・・・・・ク
ラッチハウジング、6・・・・・・ステータ、7・・・
・・・ステータコイル、8・・・・・・電動用ロータコ
イル、 9・・・・・・発電用ロータコイル、lO・・・・・・
磁性体、20・・・・・・制御回路、22・・・・・・
バッテリ、39・・・・・・コントローラ。 第4図 第7図 第5図
FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of a main part of an electric power generator according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of the embodiment of FIG. 1, and FIG. Fig. 4 is a schematic diagram showing the winding state of the electric power rotor coil, Fig. 5 is a schematic diagram showing the winding state of the power generation rotor coil, and Fig. 6 is a perspective view of the engine according to the present invention. The control circuit diagram of the electric power generator, Fig. 7 is a schematic diagram showing the wiring structure to perform the electric function, Fig. 8 is a schematic diagram showing the wiring structure to perform the power generation function, and Fig. 9 is a schematic diagram showing the wiring structure to perform the electric power generation function. A flowchart of control using the electric power generating device of the invention, Fig. 10A is a graph showing the torque fluctuation of the crankshaft, Fig. 1OB is a graph showing the timing to exert the power generation function, and Fig. 10C is the graph to show the electric function. FIG. 10D is a graph showing the timing, and FIG. 11 is a graph showing the relationship between torque fluctuation amount and engine rotational speed change. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Crankshaft, 2... Flywheel, 4... Clutch mechanism, 5... Clutch housing, 6... Stator, 7 ...
...Stator coil, 8...Rotor coil for electric power, 9...Rotor coil for power generation, 1O...
Magnetic material, 20... Control circuit, 22...
Battery, 39... Controller. Figure 4 Figure 7 Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  エンジンの出力軸に連結した電動発電装置と該電動発
電装置への通電状態を切換えることにより電動機能と発
電機能とを適宜発揮させる切換手段と、クランク軸のト
ルク変動特性の相対的に高トルク期間に対応して前記発
電機能が発揮されてクランク軸に逆トルクが付加され低
トルク期間に対応して前記電動機能が発揮されてクラン
ク軸に正トルクが付加されるように前記切換手段の作動
タイミングを制御するタイミング制御手段と、エンジン
の低回転時において前記切換手段の作動を停止して電動
機能が発揮されない通電状態に維持する停止手段とを備
えていることを特徴とするエンジンのトルク変動抑制装
置。
An electric power generating device connected to the output shaft of the engine, a switching means for appropriately exerting the electric function and the power generation function by switching the energization state to the electric power generating device, and a relatively high torque period of the torque fluctuation characteristic of the crankshaft. The actuation timing of the switching means is such that the power generation function is activated in response to the low torque period and reverse torque is applied to the crankshaft, and the electric power function is activated in response to the low torque period and positive torque is applied to the crankshaft. and a stopping means that stops the operation of the switching means and maintains the switching means in an energized state in which the electric function is not exerted when the engine rotates at low speed. Device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5323743A (en) * 1990-04-23 1994-06-28 Ab Volvo Sure-start device for internal combustion engines
JP2009121324A (en) * 2007-11-14 2009-06-04 Honda Motor Co Ltd Piston for internal combustion engine

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