JPS62255534A - 内燃機関のトルク変動抑制装置 - Google Patents

内燃機関のトルク変動抑制装置

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JPS62255534A
JPS62255534A JP9810186A JP9810186A JPS62255534A JP S62255534 A JPS62255534 A JP S62255534A JP 9810186 A JP9810186 A JP 9810186A JP 9810186 A JP9810186 A JP 9810186A JP S62255534 A JPS62255534 A JP S62255534A
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JP
Japan
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torque
internal combustion
combustion engine
crankshaft
torque fluctuation
Prior art date
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Pending
Application number
JP9810186A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoyuki Soma
相馬 直行
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.)
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Motors Ltd filed Critical Isuzu Motors Ltd
Priority to JP9810186A priority Critical patent/JPS62255534A/ja
Publication of JPS62255534A publication Critical patent/JPS62255534A/ja
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)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

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] 本発明は内燃機関の[・ルク変肋抑II ’a nに関
する。
[従来の技術] 一般に、往復動向t5機関には不可避なトルク変動が存
在し、その変動の振幅は第5図に示す如く、中速以下で
は回転が低い程大きい。特にアイドリング等の低速回転
時にはトルク変動が非常に大きくなって車体を低周波で
振動させ、アイドル振動や車室内のこもり音の原因とな
っていた。
そのため、従来例えば、磁束発生手段を4極構成とした
り(特開昭55−1431号公報)、クランク角センサ
を用いたりして(待R[(158−185937号公報
)、1回転で90度の位相差を有する抑らリトルクをク
ランク軸に発生させて回転トルクの変動を抑制するよう
にしたものがある。
[発明が解決しようとする問題点] しかし、上述した従来のものでは、9019単位のクラ
ンク角制御であり、その単位内でのトルク方向はプラス
かマイカスかいずれか一方の制御しかできないため、単
位内でトルク変動が両方向に生じた場合には、この変動
を抑i1することができなかった。例えば、ディーゼル
機関にあっては第7図の速度′ti肋に示すように、ガ
ス圧力によるトルク変動と慣性力によるトルク変動が打
ち消し合ってトータルのトルク変動が小さくなる2 、
 000 RPM付近では、トルク変動成分は回転2次
成分より回転4次成分が大きくなる。したがって、この
回転付近でのトータルのトルク変動は第6図に示ずよう
に、クランク角喰180度毎にトルクの山が2個現われ
る。即ち、90度毎にプラス方向のトルクとマイナス方
向のトルが交互に発生することになる。このような場合
、90度毎に一方向の抑制トルクを発生させるのでは、
正しく回転4次成分を打ち消すことができない。
したがって、本発明の目的は、トルクを直接知ることに
よって、上記従来の問題点を解消して、機関回転域に拘
わらず、回転トルクの変動を大幅に抑制することが可能
となり、機関の低速時振動やこもり音を可及的に低減す
ることができ、しかもアイドル回転数を低下させること
ができる内燃機関のトルク変動抑制装置を提供すること
である。
[問題点を解決するための手段] 上記目的に沿う本発明は、機関のクランク軸の歪を検出
する歪ゲージと、機関側とは別個にクランク軸に回転ト
ルクを付与する、例えば直流回転a等のトルク付与手段
とを備える。このトルク付与手段は制@器によってトル
ク変動を抑制するように操作される。υ1罪器は歪ゲー
ジが検出したクランク軸の歪からクランク軸トルクを求
め、このクランク軸トルクに応じてトルク付与手段を操
作する。
[作 用] 歪ゲージとυ1611器によりクランク軸トルクを直接
知ることによって、回転トルク変動を抑える適正なトル
クを、連続的にトルク付与手段からクランク軸に与える
ようにし、トルクの山が180度毎に2個現われてもこ
れを打ち消すことができるようにしたものである。
[実施19!l] 本発明の実施例を第1図〜第4図°に基づいて説明すれ
ば以下の通りである。
第1図は本発明の内燃機関のトルク変動抑制装百の実施
例を示す。
1は内燃機関であり、そのクランク軸2に取り付けたフ
ライホイール3の外周にはリングギア4が設けられてい
る。このリングギア4の近例にはセンサとしての電磁ピ
ックアップ5が装着され、クランク角を検出するように
なっている。ここで、クランク角を検知するのは、第3
図に示すように、トルク変動の周期を知るためである。
  □またクランク軸2の軸表面には歪ゲージ11が貼
り付けられ、クランク’11112の歪を検出するよう
になっている。この歪ゲージ11は軸方向に対し45°
方向に正しく4枚貼り付け、曲げモーメント成分を相殺
し、45°方向の主応力だけを検出するよう各々のゲー
ジ11をブリッジに配線して増幅器12に接続しである
。ここで、クランク軸の歪εを検知するのは、次の関係
式を利用してクランク軸トルクTを直接求めるためであ
る。
但し、E:軸材のヤング率 μ:ボアソン比 d :軸径 さらに、内燃i関1に発電機と電vJ磯の両機能を併せ
持つ発電v) il 8を設け、その回転軸6に取り付
けたビニオンギア7をフライホイール外周のリングギア
4に噛合させて、クランク軸2に回転トルクを付与する
ようになっている。この発電動機8は単に電動機であっ
ても良く、その場合全く新規に設けることもできるが、
スタータモータ取付は位置に設け、スタータモータの機
能をも併せ持たせて構造の簡素化を図ることもできる。
なお発電動機8には、スタータモータと同様に、所定回
転以上になると作動してビニオンギア7とリングギア4
間の連結を切るクラッチが付設されている。
発電8機8は制御器としての電力制御部9によって操作
制nt+される。この電カル114(1部9−ま上記セ
ンサ5の出力と増幅器12の出力とからの情報に基づき
、バッテリ10から発電動機8の電動機へ電力を供給し
、あるいは発電機からの電力をバッテリ10に受1づ取
るようになっている。
さて、上記のような実茄例の構成において、第2図に示
す如く、電力制御部9は、まず、トルク変動6丁を算出
する。このトルク変動ΔTの4出は、例えば、次のよう
にして行なわれる。内燃機関が直列4気筒の場合、トル
ク変動は第3図に示すようになるが、これから平均有効
トルクを求める。この場合、変動−周期に亙り、トルク
を積分してその平均値を求めるようにしてもよいが、こ
こでは、各気筒0° (上死点TDC>と90’アング
ル角位置での各トルクの平均値を求め、これをそのサイ
クル時点での平均有効トルクTとする。
そのうえで、後続サイクルのOoと90°アングル角位
置との間に求められるクランク軸トルク下と前ブイクル
の平均有効トルクTとの差、すなゎち、ΔT −T −
’Tによりトルク変動を算出する。
ここで、上死点と90°アングル角位置は、Wituピ
ックアップ5で検出したクランク角に基づいて、またト
ルク値は歪ゲージ11で検出したクランク軸の歪から前
記関係式に塁づいて電力制御部9内で算出される。
つぎに、算出したトルク変動6丁が正であるか負である
かを判断し、機関1のトルク変動が正のときは、トルク
を下げる必要があるとして、電力制御部9は変動分を打
ち消すために変動分と逆の負トルクを発生させるべく発
?8妨機8に命令を出し、機関側からの回転エネルギー
を電気エネルギーに変換する発電機として発電動n8を
作用させ、機関に負荷を与えてトルクを減少させる。反
対に、トルク変動が負のときは、その変動分を打消す正
のトルクを発生させるべく発電動機8に1力を供給して
電動機として作用させ、フライホイール3の回転を加速
し機関のトルクを増加させる。この場合において、特に
発電機により発電した電力が、電動機を駆動する電力と
なるような制御を行なえば、機関回転数を変化させない
ようにすることも可能となる。
このように、トルク変動の正負に関わらず常にこの変動
を抑制するトルクを発電動機8から発生するようにした
ので、トルク変動を全サイクルに亙って大幅に平滑化す
ることができる。特に、時々刻々と変化するトルク変動
を直接軸トルクで監視して変動トルク方向と反対方向の
抑制トルクを常に発生させるようにしているため、90
度毎に一方向の抑制トルクを発生させるものと異なり、
正しく回転4機成分を打ち消ずことができる。その結果
、ガソリンエンジン搭載車両は勿論のこと、ディーゼル
エンジン搭載車両、エンジン装置きFWD車等の低速時
振動やこもり音が低減する。またこの低減に伴なって、
アイドル回転数を低くセツティングすることが可能とな
り、燃費も向上する。
なお、機関が所定の回転数以上のときは、トルク変動の
正負に拘わらず、ビニオンギア7とリングギヤ4間の連
結が切られ、電動機8は過回転による遠心力から保護さ
れる。
また、発電i11]既8を単に電動機とした場合には、
トルク変動が負のときのみ電動機をONさせるようにし
て、落ち込もうとする1−ルクを増大さVる。
これによってもトルク変動を有効に抑制することができ
る。
[発明の効果1 以上要するに本発明によれば次のような優れた効果を発
揮する。
(1)  クランク軸トルクを直接検知し、これに応じ
てトルク付与手段を操作してトルク変動を抑制するよう
に構成したことにより、クランク角90度毎に近似的な
抑制トルクを発生していた従来のものに比して、正確な
抑Llトルクを連続的に発生でき、トルク変動を大幅に
低減することができる。したがって、機関の低速時振動
やこもり音が可及的に低減する。
Q) 回転トルク変動が低減するので、アイドル回転数
を低く設定することが可能となり、その結束、燃費が良
好になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る内燃機関のトルク変動
抑制装置の構成図、第2図は第1図の装置の作動を説明
するフローチャート、第3図は直列4気筒機関のサイク
ル内トルク変動を示す波形図、第4図は第1図の装置の
作動を説明するタイミングチャート、第5図はエンジン
回転故に対するトルク変動特性図、第6図は2000R
)”M付近でのトルク変動を示す波形図、第7図は角速
度変動のRPMt−ラッキング解析図である。 図中、1は内燃機関、2はクランク軸、3はフライホイ
ール、4はリングギア、5はヒンサとしての電磁ピック
アップ、6は回転軸、7はピニオンギヤ、8は発電8機
、9は制御器としての電力制御部、11は歪ゲージであ
る。 特許出願人  いすず自動車株式会社 代理人弁理士 絹  谷  信  雄 第3図 エンジン回軒l欠 第5図

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)機関のクランク軸の歪を検出する歪ゲージと、ク
    ランク軸に回転トルクを付与するトルク付与手段と、歪
    ゲージ出力からクランク軸トルクを求め、クランク軸ト
    ルクに応じてトルク付与手段を操作して回転トルク変動
    を抑制する制御器とから成る内燃機関のトルク変動抑制
    装置。
  2. (2)上記制御器が、クランク角を検出するセンサを備
    え、該センサ出力と上記クランク軸トルクとから平均有
    効トルクを求めたうえ、平均有効トルクに対するクラン
    ク軸トルクのトルク変動を算出し、トルク変動に応じて
    トルク付与手段を操作して回転トルク変動を抑制する構
    成としたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    内燃機関のトルク変動抑制装置。
  3. (3)上記センサがフライホイール外周のリングギヤの
    近傍に取り付けられた電磁ピックアップである特許請求
    の範囲第2項記載の内燃機関のトルク変動抑制装置。
  4. (4)上記トルク付与手段が、フライホイール外周のリ
    ングギヤと回転軸が噛合され、トルク変動が負のとき給
    電されてフライホイール回転を加速する電動機である特
    許請求の範囲第2項又は第3項記載の内燃機関のトルク
    変動抑制装置。
  5. (5)上記電動機がスタータモータである特許請求の範
    囲第4項記載の内燃機関のトルク変動抑制装置。
  6. (6)上記トルク付与手段が、フライホイール外周のリ
    ングギヤと回転軸が噛合され、トルク変動が負のとき給
    電されてフライホイール回転を加速し、トルク変動が正
    のとき発電してフライホイール回転を減速する発電動機
    である特許請求の範囲第2項又は第3項記載の内燃機関
    のトルク変動抑制装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5020491A (en) * 1988-08-12 1991-06-04 Hitachi, Ltd. Method and apparatus for controlling power generation in internal combustion engines
EP0473079A2 (en) * 1990-08-28 1992-03-04 Hitachi, Ltd. Apparatus and method for reducing vibration of internal combustion engine
EP0604979A2 (en) * 1992-12-28 1994-07-06 Nippondenso Co., Ltd. Vibration damping control apparatus for vehicle
WO1995023301A1 (de) * 1994-02-28 1995-08-31 Clouth Gummiwerke Ag Verfahren zur aktiven schwingungsdämpfung und ein system zu dessen durchführung
US5939793A (en) * 1994-02-28 1999-08-17 Isad Electronic Systems Gmbh & Co. Kg Starter for drive units, especially internal combustion engines, and process for operating the same

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