JPS63289245A - Torque control device for internal combustion engine - Google Patents

Torque control device for internal combustion engine

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JPS63289245A
JPS63289245A JP12382187A JP12382187A JPS63289245A JP S63289245 A JPS63289245 A JP S63289245A JP 12382187 A JP12382187 A JP 12382187A JP 12382187 A JP12382187 A JP 12382187A JP S63289245 A JPS63289245 A JP S63289245A
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torque
engine
fluctuation
internal combustion
combustion engine
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裕三 門向
Mitsuru Nakamura
満 中村
Yozo Nakamura
中村 庸藏
Naoyuki Tanaka
直行 田中
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Abstract

PURPOSE:To make it possible to reduce a fluctuation component of torque generated by an internal combustion engine without incurring a reduction in responsiveness of acceleration and deceleration by detecting the fluctuation component of the torque and controlling a load torque to be absorbed by an accessory so as to reduce the fluctuation component only. CONSTITUTION:An a.c. generator (accessory) 5 is driven through a V-belt 4 by the power of an internal combustion engine 1. A crank angle sensor as means for detecting a fluctuation in rotational acceleration of a crankshaft indicative of a fluctuation component of torque of the internal combustion engine 1 is included in a distributor 3. A pulse interval of an output from the crank angle sensor is measured by a microcomputer 6, and the fluctuation in rotational acceleration of the crankshaft per rotational angle is computed by the microcomputer 6. Further, a load torque (quantity of power generation) of the generator 5 required for reducing the fluctuation is calculated to be defined as a control command. Then, the quantity of power generation of the generator 5 is increased or decreased by a power generation quantity controller 7 according to the control command, thereby increasing or decreasing the load torque to be absorbed by the generator 5.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関に係り、特に運転時に生じるトルク
の変動成分を低減するために好適な内燃機関のトルク制
御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an internal combustion engine, and particularly to a torque control device for an internal combustion engine suitable for reducing fluctuation components of torque generated during operation.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、内燃機関では、混合気の吸入圧縮、燃焼ガスの膨
張等による気筒内圧力の変化によってガストルクが変動
すること、および、クランク軸に対するコネクティング
ロッドの角度の変化によって回転慣性が変化し、慣性ト
ルクが変動することは周知のことである。このようなト
ルクの変動成分が内燃機関によって駆動される各種機器
に伝達されると、それらの機器にねじり振動が発生し。
Conventionally, in internal combustion engines, gas torque fluctuates due to changes in cylinder pressure caused by suction compression of the air-fuel mixture, expansion of combustion gas, etc., and rotational inertia changes due to changes in the angle of the connecting rod with respect to the crankshaft. It is well known that the When such torque fluctuation components are transmitted to various devices driven by the internal combustion engine, torsional vibrations occur in those devices.

性能の低下又は機器の損傷等を引き起こす。さらに、こ
のトルクの変動成分の反作用は、シリンダブロックから
内燃機関を支持する部材やシャシ−にまで伝達され、内
燃機関や車両全体の振動を引き起こす原因となるため、
内燃機関が発生するトルクの変動成分の大きさを十分低
減させる必要がある。
This may cause performance deterioration or equipment damage. Furthermore, the reaction of this torque fluctuation component is transmitted from the cylinder block to the parts that support the internal combustion engine and the chassis, causing vibrations in the internal combustion engine and the entire vehicle.
It is necessary to sufficiently reduce the magnitude of the fluctuation component of the torque generated by the internal combustion engine.

このような課題に対して、従来から、ねじり振動の低減
のためにはフライホイールの慣性質量を増加する、内燃
機関の振動低減のためには支持部材との共振を避けるよ
うに支持部材の剛性を低下させる。さらに、トルク変動
を直接低減するためには特開昭58−185938号や
特開昭61−171612号等に見られるように、内燃
機関が発生するトルクの増大時に同期してクランク軸に
逆トルクを発生させてトルクの変動成分を低減させる方
法などが提案されている。
To address these issues, conventional approaches have been to increase the inertial mass of the flywheel in order to reduce torsional vibration, and to increase the rigidity of the support member to avoid resonance with the support member in order to reduce internal combustion engine vibration. decrease. Furthermore, in order to directly reduce torque fluctuations, as seen in JP-A-58-185938 and JP-A-61-171612, a reverse torque is applied to the crankshaft in synchronization with the increase in torque generated by the internal combustion engine. A method has been proposed in which the torque fluctuation component is reduced by generating the torque.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかし、上記従来技術では、フライホイールの慣性質量
の増加は回転速度の加減速に対する応答性の悪化をもた
らし、また、支持部材の剛性低下は、急加速時に内燃機
関が発生する大きな回転トルクの反作用により、かえっ
て内燃機関を大きく振動させることにもなりかねない、
さらに、従来の逆トルクを発生させる方法では、オープ
ンループ制御であるために速度変化によるトルクの変化
に追従できない(特開昭58− L85938号)こと
や、負荷トルクの大きさを回転加速度自身に比例させて
いるために、トルクの変動成分を低減させるのみならず
、加減速時におけるトルクの平均成分の増減をも抑えて
しまい、加減速に対する応答性が低下する(特開昭61
−171612号)こと、新たな装置を設ける必要があ
ることなどの問題がある。
However, in the above conventional technology, an increase in the inertial mass of the flywheel causes a deterioration in responsiveness to acceleration/deceleration of the rotational speed, and a decrease in the rigidity of the support member causes a reaction to the large rotational torque generated by the internal combustion engine during sudden acceleration. This may actually cause the internal combustion engine to vibrate significantly.
Furthermore, with the conventional method of generating reverse torque, it is impossible to follow changes in torque due to speed changes because it is an open-loop control (Japanese Patent Laid-Open No. 58-L85938), and the magnitude of the load torque cannot be adjusted to the rotational acceleration itself. Because it is made proportional, it not only reduces the fluctuation component of torque, but also suppresses the increase and decrease of the average component of torque during acceleration and deceleration, resulting in a decrease in responsiveness to acceleration and deceleration.
171612) and the need to provide new equipment.

さらに、従来技術では、内燃機関が発生するトルクの変
動成分に十分に同期させて負荷トルクを発生させること
は、以下に説明する理由により実現が難しかった。すな
わち、高速で変動するトルクを検出し、このトルクの変
動成分を打ち消すのに必要な負荷トルクの大きさを演算
し、何らかの制御手段により負荷トルクを変化させるに
は、検出−演算−制御の一連の処理を機関の回転速度の
上昇に伴い高速化せねばならず、既存の制御技術では対
応が難しいということである。
Furthermore, in the prior art, it has been difficult to generate load torque in sufficient synchronization with the fluctuating component of torque generated by the internal combustion engine for reasons explained below. In other words, in order to detect a torque that fluctuates at high speed, calculate the magnitude of the load torque necessary to cancel the fluctuation component of this torque, and change the load torque by some control means, a series of detection, calculation, and control is required. This means that the processing speed must be increased as the rotational speed of the engine increases, which is difficult to handle with existing control technology.

第12図は、内燃機関が発生するトルク変動の一例とし
て、4サイクル機関の一つの気筒が発生するガストルク
を示した図である。4サイクル機関の1燃焼サイクル、
すなわち、吸入−圧縮一燃焼一排気の4行程は、クラン
ク軸の回転角度に換算して720”に相当し、なかでも
、燃焼行程では燃焼ガス圧により非常に大きなトルクの
変動が生じている0機関が多気筒の場合1例えば4気筒
であれば、720°/4=180°の角度間隔で第12
図と同一のトルクの変動が4回重ね合わされたものが1
機関の1燃煉サイクル内のガストルり変動となる。そし
て、これに回転慣性の変動による慣性トルクの変動が加
わったものが、実際の機関が発生するトルクの変動にな
る(第13図)。
FIG. 12 is a diagram showing gas torque generated by one cylinder of a four-cycle engine as an example of torque fluctuations generated by the internal combustion engine. 1 combustion cycle of a 4-stroke engine,
In other words, the four strokes of intake, compression, combustion, and exhaust correspond to 720" in terms of the rotation angle of the crankshaft. In particular, in the combustion stroke, there is a very large fluctuation in torque due to the combustion gas pressure. If the engine has multiple cylinders 1For example, if the engine has 4 cylinders, the 12th
The same torque fluctuations as shown in the figure are superimposed four times, resulting in 1
This is the fluctuation in gas torque within one combustion cycle of the engine. Adding to this the variation in inertia torque due to variation in rotational inertia results in the variation in torque actually generated by the engine (Figure 13).

このように、内燃機関が発生するトルク変動成分は、機
関の1燃焼サイクル内においても、クランク軸の回転角
度によって急激かつ複雑に変化するため、トルクの変動
に追従してリアルタイムに補機が吸収する負荷トルクを
変化させるのは困難である。しかし、機関の1燃焼サイ
クルについて見た場合、トルクの変動は機関の1燃焼サ
イクルを1周期として繰り返される周期脈動現象であり
、1燃焼サイクル内の同一のクランク軸の回転角度につ
いて見れば、その値はあまり変化しない。よって、例え
ば、1燃焼サイクル前の各回転角度で検出したトルクの
変動成分と、それに基づいて算出された制御量によって
、次サイクル時の各回転角度の負荷トルクを制御すれば
、リアルタイムと同等の効果を上げることができる。
In this way, the torque fluctuation component generated by the internal combustion engine changes rapidly and complexly depending on the rotation angle of the crankshaft even within one combustion cycle of the engine, so the auxiliary equipment absorbs it in real time by following the torque fluctuation. It is difficult to change the load torque. However, when looking at one combustion cycle of an engine, torque fluctuation is a periodic pulsation phenomenon that is repeated with one combustion cycle of the engine as one period, and when looking at the rotation angle of the same crankshaft within one combustion cycle, The value does not change much. Therefore, for example, if the load torque at each rotation angle in the next cycle is controlled using the torque fluctuation component detected at each rotation angle one combustion cycle before and the control amount calculated based on it, the load torque at each rotation angle in the next cycle can be controlled. You can increase the effect.

一方、機関が発生するトルクと補機等が吸収する負荷ト
ルクの差は、クランク軸の回転加速度となって現われ、
このうち、平均回転加速度は回転速度の加減速に有効に
使われるトルクの平均成分を表わし、回転加速度変動は
前述のねじり振動などの問題を引き起すトルクの変動成
分を表わす。
On the other hand, the difference between the torque generated by the engine and the load torque absorbed by auxiliary equipment appears as rotational acceleration of the crankshaft.
Among these, the average rotational acceleration represents the average component of the torque that is effectively used to accelerate or decelerate the rotational speed, and the rotational acceleration variation represents the fluctuation component of the torque that causes problems such as the aforementioned torsional vibration.

したがって、このクランク軸の回転加速度変動を検知し
、これが低減するように負荷トルクを制御すれば、発生
トルクの変動成分が低減するとともに、機関と一体に取
り付けられている補機がトルクの変動成分を吸収してい
ることにより、機関本体に作用するトルク反力にも変動
成分が現れなくなり、機関の支持部材や車両全体の振動
が低減できる。さらに、回転加速度変動すなわちトルク
の変動成分のみを低減させ、有用であるトルクの平均成
分の変化を妨げることはないので、制御に伴って加減速
に対する応答性が低下しない。
Therefore, if this rotational acceleration fluctuation of the crankshaft is detected and the load torque is controlled to reduce this, the fluctuation component of the generated torque will be reduced, and the auxiliary equipment installed integrally with the engine will be able to reduce the fluctuation component of the torque. By absorbing this, fluctuation components no longer appear in the torque reaction force acting on the engine body, and vibrations of the engine support members and the entire vehicle can be reduced. Further, since only the rotational acceleration fluctuation, that is, the torque fluctuation component is reduced, and the change in the useful average torque component is not hindered, responsiveness to acceleration and deceleration does not deteriorate with control.

本発明は、以上のような考案に鑑みなされたものである
。すなわち、主動力伝達系と補機駆動伝達系とを設けた
内燃機関において、機関の1燃焼サイクル内のクランク
軸の各回転角度において機関が発生するトルクの変動成
分を、各回転角度におけるクランク軸の回転加速度変動
として検出し、最も新しく得られた回転加速度変動に基
づいて、各回転角度において回転加速度変動を0とする
ために必要な補機の吸収する負荷トルクの大きさを計算
し、この計算された制御量に基づいて負荷トルクの大き
さを制御すればよい、ここで、例えば補機が発電機であ
るならば、発電機の発電量を増減させることで、負荷ト
ルクの増減を達成できる。
The present invention has been made in view of the above ideas. In other words, in an internal combustion engine equipped with a main power transmission system and an auxiliary drive transmission system, the fluctuation component of the torque generated by the engine at each rotation angle of the crankshaft within one combustion cycle of the engine is expressed as Based on the most recently obtained rotational acceleration fluctuation, calculate the magnitude of the load torque absorbed by the auxiliary equipment necessary to make the rotational acceleration fluctuation 0 at each rotation angle. The magnitude of the load torque can be controlled based on the calculated control amount. For example, if the auxiliary machine is a generator, the load torque can be increased or decreased by increasing or decreasing the amount of power generated by the generator. can.

さらに、内燃機関が発生するトルクの変動成分の周期は
1機関の1燃焼サイクル内の各回転角度にほぼ固定して
いるとみなせるので、各回転角度における現在の制御量
をホールドし、その値を最も新しく得られた回転加速度
変動によって修正しながら負荷トルクの制御を行えば、
検出手段等に散発的に現れるノイズや、突発的な異常燃
焼等による外乱の影響を低く抑えることができ、発生ト
ルクの支配的な変動成分のみが低減されて、より信頼度
の高い制御が可能になる。
Furthermore, since the period of the fluctuation component of the torque generated by the internal combustion engine can be considered to be almost fixed at each rotation angle within one combustion cycle of one engine, the current control amount at each rotation angle is held and its value is If the load torque is controlled while correcting it using the most recently obtained rotational acceleration fluctuation,
It is possible to suppress the influence of disturbances such as noise that appears sporadically in the detection means, sudden abnormal combustion, etc., and only the dominant fluctuation component of the generated torque is reduced, enabling more reliable control. become.

また、内燃機関が多気筒であり、例えば4サイクル4気
筒の場合、各気筒の発生トルクが同一とみなせれば、こ
の発生トルクが180°の回転角度間隔ごとに位相をず
らして重なり合うので、この角度間隔をトルクの変動成
分の1周期とみなし、制御を行うことも可能である。
Furthermore, if the internal combustion engine is a multi-cylinder engine, for example a 4-cycle 4-cylinder engine, if the generated torque of each cylinder is considered to be the same, then this generated torque will overlap with a phase shift at every rotation angle interval of 180°. It is also possible to perform control by regarding the angular interval as one cycle of the torque fluctuation component.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

かかる目的達成のため、本発明は主動力伝達系と補機駆
動伝達系とを設けた内燃機関において。
To achieve this object, the present invention provides an internal combustion engine that is provided with a main power transmission system and an auxiliary drive transmission system.

機関の1燃焼サイクル内のクランク軸の各回転角度にお
いて発生するトルクの変動成分を、各回転角度における
クランク軸の回転加速度変動として検出する検出手段と
、機関と一体に取り付けられた補機が吸収する負荷トル
クの大きさを各回転角度ごとに制御する制御手段とを備
え、この制御手段が、最も新しく得られた各回転角度に
おける回転加速度変動に基づいて、前記補機が吸収する
負荷トルクの大きさを1回転加速度変動が小さくなるよ
うに修正しながら制御することにより、機関が発生する
トルクの変動成分の大きさを低減させることを特徴とす
るものである。
A detection means that detects the fluctuation component of the torque generated at each rotation angle of the crankshaft within one combustion cycle of the engine as a fluctuation in rotational acceleration of the crankshaft at each rotation angle, and an auxiliary machine installed integrally with the engine absorb control means for controlling the magnitude of the load torque to be absorbed by the auxiliary machine for each rotation angle; It is characterized by reducing the magnitude of the fluctuation component of the torque generated by the engine by controlling the magnitude while correcting it so that the one-rotation acceleration fluctuation becomes small.

〔作用〕[Effect]

上述の構成によれば、補機が吸収する負荷トルクの大き
さは、内燃機関が発生するトルクの変動成分に対応して
制御され、トルクの変動成分が消失又は大幅に低減され
る。
According to the above-described configuration, the magnitude of the load torque absorbed by the auxiliary machine is controlled in accordance with the fluctuation component of the torque generated by the internal combustion engine, and the fluctuation component of the torque is eliminated or significantly reduced.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面により説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は、本発明の第1実施例に係り、その構成を模式
的に示した図である。第1図において、内燃機関1は、
機関本体2.クランク角センサを内蔵したディストリビ
ュータ32機関から■ベルト4によりI’21!動され
、機関本体2と一体に取り付けられている補機の一例た
る交流発電機(ACG) 5とを備えている。また、内
燃機関1のトルクの変動成分を表わすクランク軸の回転
加速度変動の検出手段たるクランク角センサの出力パル
ス間隔を計時して、クランク軸の各回転角度の回転加速
度変動を演算し、これが低減するために必要なACG5
の負荷トルク(発電量)を算出した後、出力の回転角度
を合せて制御指令を出力するマイクロコンピュータ6と
、この指令値を受けてACG5の発電量を増減させてA
CG5が吸収する負荷トルクの増減を行う発電量制御部
7とで制御系が構成されている。
FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, an internal combustion engine 1 is
Engine body 2. From the distributor 32 engine with built-in crank angle sensor ■I'21 by belt 4! The engine main body 2 and an alternating current generator (ACG) 5, which is an example of an auxiliary machine, are mounted integrally with the engine main body 2. In addition, the output pulse interval of the crank angle sensor, which is a means for detecting rotational acceleration fluctuations of the crankshaft representing the fluctuation component of the torque of the internal combustion engine 1, is timed, and the rotational acceleration fluctuations for each rotation angle of the crankshaft are calculated, and this is reduced. ACG5 required to
After calculating the load torque (power generation amount) of A, the microcomputer 6 outputs a control command according to the rotation angle of the output, and the microcomputer 6 receives this command value and increases or decreases the power generation amount of the ACG 5.
A control system includes a power generation amount control section 7 that increases or decreases the load torque absorbed by the CG 5.

第2図は、クランク角センサからの出力パルスの一例を
示した図である。図のように、クランク軸に回転加速度
変動が生じると、それに伴い出力パルス間の時間輌も変
動する。マイクロコンピュータ6は、タイマー6aによ
り出力パルス間隔を計時し、CPU6bは、各回転角度
におけるパルス間隔の値をもとにして各々の角度での回
転加速度を算出すると共に、過去nパルス番目までの各
回転角度における回転加速度ωの重みづけ移動平均をと
ることにより平均回転加速度ωを次式のごとく求め、 ωに; Σat i=ま ただし、添字には機関の1燃焼サイクル中にクランク角
センサが出力するパルスのうちに番目のものであること
を表わし、例えば、ム、はに番目のパルス出力するとき
のクランク軸の回転角度の回転加速度、ωにはその位置
での平均回転加速度である。また、at は重みを表わ
す。回転加速度各回転角度での回転加速度変動Δωkを
、     −7− Δωに=ωっ−ωk       ・・・(2)のよう
に得ることができる。
FIG. 2 is a diagram showing an example of output pulses from the crank angle sensor. As shown in the figure, when the rotational acceleration of the crankshaft changes, the time between output pulses also changes accordingly. The microcomputer 6 measures the output pulse interval using a timer 6a, and the CPU 6b calculates the rotational acceleration at each angle based on the value of the pulse interval at each rotation angle, and also calculates the rotational acceleration at each rotation angle based on the value of the pulse interval at each rotation angle. By taking a weighted moving average of the rotational acceleration ω at each rotation angle, the average rotational acceleration ω is obtained as shown in the following formula, where ω is; For example, ω is the rotational acceleration of the rotation angle of the crankshaft when the 2nd pulse is output, and ω is the average rotational acceleration at that position. Further, at represents a weight. Rotational acceleration The rotational acceleration fluctuation Δωk at each rotation angle can be obtained as −7−Δω=ω−ωk (2).

なお、重みalの大きさ及び演算に用いるパルスの数n
は、回転加速度の変化の激しさ等を考慮し、適当に決定
することで、実際の平均回転加速度に近い値を得ること
ができる。第3図、第4図。
Note that the size of the weight al and the number n of pulses used for calculation
By taking into consideration the severity of changes in rotational acceleration, etc., and appropriately determining, a value close to the actual average rotational acceleration can be obtained. Figures 3 and 4.

第5図は、一定の平均回転加速度に回転加速度変動が加
えられた場合の、それぞれ、クランク軸の回転速度9回
転加速度2回転加速度変動の様子を、横軸の回転角度を
合せて示した図である。
Fig. 5 is a diagram showing the rotational speed of the crankshaft, 9 rotational acceleration, and 2 rotational acceleration fluctuation, respectively, when rotational acceleration fluctuation is added to a constant average rotational acceleration, together with the rotation angle on the horizontal axis. It is.

第6図は、第1実施例に関し作用をより詳しく説明する
ため制御回路の構成を具体的に示したものである。AC
G5は、交流電力(第4図では3相出力)を出力するス
テータコイル5a、界磁電流を供給するロータコイル5
b、得られた交流を直流に変換する整流ダイオードによ
り構成される整流器5c、及び出力電圧を一定に調整す
る自動電圧調整器(AVR)5dより構成されている。
FIG. 6 specifically shows the configuration of the control circuit in order to explain the operation of the first embodiment in more detail. A.C.
G5 is a stator coil 5a that outputs AC power (three-phase output in FIG. 4), and a rotor coil 5 that supplies field current.
b, a rectifier 5c configured with a rectifier diode that converts the obtained alternating current into direct current, and an automatic voltage regulator (AVR) 5d that adjusts the output voltage to a constant value.

今、ロータの回転によりロータコイル5bの磁界が回転
するとステータコイル5aは発電し整流器5cを経て1
点火コイル、ライト等の負荷8とバッテリー9へ電力を
供給する。内燃機関1のトルクの変動成分はクランク軸
の回転加速度変動となって現われ、クランク角センサ1
0により検出される。検出された回転パルスは分周器1
1により制御に最小限必要なパルス数に分周された後、
マイクロコンピュータ6に入力され、前述した方法によ
り指令信号を出力しD/A変換器12を介して発電量制
御部7に送られる。発電量制御部7のドライバ16は、
負荷8及びバッテリ9と並列に接続されたMOSスイッ
チ13を○N/○FF制御させる。MOSスイッチ13
がONすると回路電流はバイパスしてここを流れるため
回路には大きな電流が流れる。
Now, when the magnetic field of the rotor coil 5b rotates due to the rotation of the rotor, the stator coil 5a generates electricity, which is then passed through the rectifier 5c to 1
Power is supplied to loads 8 such as ignition coils and lights, and to a battery 9. The torque fluctuation component of the internal combustion engine 1 appears as a rotational acceleration fluctuation of the crankshaft, and the crank angle sensor 1
Detected by 0. The detected rotation pulse is divided into frequency divider 1
After being divided into the minimum number of pulses required for control by 1,
The signal is input to the microcomputer 6, outputs a command signal using the method described above, and is sent to the power generation amount control section 7 via the D/A converter 12. The driver 16 of the power generation amount control section 7 is
The MOS switch 13 connected in parallel with the load 8 and the battery 9 is controlled in ○N/○FF. MOS switch 13
When it turns on, the circuit current bypasses it and flows through it, so a large current flows through the circuit.

即ち、ドライバ16をP’WM制御等により駆動させて
MOSスイッチ13の0N10FFのデユーティ比を変
化させることにより、負荷電流を増減できる。そして回
転加速度変動が大きいときはデユーティ比を大きくして
負荷電流を増加させて。
That is, the load current can be increased or decreased by driving the driver 16 by P'WM control or the like and changing the duty ratio of 0N10FF of the MOS switch 13. When rotational acceleration fluctuations are large, increase the duty ratio and increase the load current.

負荷トルクを増大させ、逆に回転加速度変動が小さいと
きはデユーティ比を小さくして負荷電流を減少させて負
荷トルクを減少させるようにして回転加速度変動を抑制
する。
The rotational acceleration fluctuations are suppressed by increasing the load torque and, conversely, when the rotational acceleration fluctuations are small, by decreasing the duty ratio and reducing the load current to reduce the load torque.

次に、第7図は、発電量制御部に詳細を示した図である
。低抵抗17は回路の一部に設けられて、この低抵抗R
5の電圧降下として負荷電流量iしが得られ、増幅器1
4により電流検出値VILとなり、自動電流調整器(A
CR)15に送られる。
Next, FIG. 7 is a diagram showing details of the power generation amount control section. The low resistance 17 is provided in a part of the circuit, and this low resistance R
The load current amount i is obtained as a voltage drop of 5, and the amplifier 1
4 becomes the current detection value VIL, and the automatic current regulator (A
CR) sent to 15.

ACR15は、マイクロコンピュータ6の電流指令値V
isと電流検出値Vtt、が等しくなるように回路全体
に対し帰還ループを構成しているので。
ACR15 is the current command value V of the microcomputer 6.
A feedback loop is constructed for the entire circuit so that is and current detection value Vtt are equal.

ACR15の出力と3角波発振器19によりチョッパ信
号を形成するチョッパ回路18は1回路を流れる負荷電
流iLをマイクロコンピュータの電流指令値に等しくな
るようMOSスイッチをパルス幅変調(PWM)により
デユーティ制御する(第8図参照)。
The chopper circuit 18 which forms a chopper signal using the output of the ACR 15 and the triangular wave oscillator 19 controls the duty of the MOS switch by pulse width modulation (PWM) so that the load current iL flowing through one circuit becomes equal to the current command value of the microcomputer. (See Figure 8).

第9図、以上説明した制御回路の制御フローを説明した
図である。まずステップ110では、機関の1燃焼サイ
クルでクランク角センサが出力するパルス数をNとした
とき、あるクランク軸の回転角度におけるパルス(k番
目)を検出すると、k−1番目のパルスとの間の時間間
隔tk を測定し、−二の値の逆数によりに一1番目と
に番目のパノaスの間の回転速度・・を算出する。同様
に、k+1番目のパルスを検出すると、k番目との時間
間隔thatより回転速度ωhatを算出する。これら
ω誕及びω−十1から、に番目のパルスに相当する回転
加速度ω、を次式により算出する。
FIG. 9 is a diagram illustrating the control flow of the control circuit described above. First, in step 110, when the number of pulses output by the crank angle sensor in one combustion cycle of the engine is N, when a pulse (kth) at a certain rotation angle of the crankshaft is detected, there is a gap between it and the k-1st pulse. The time interval tk is measured, and the rotational speed between the 11th and 2nd pano a is calculated by the reciprocal of the value of -2. Similarly, when the k+1st pulse is detected, the rotational speed ωhat is calculated from the time interval that with the kth pulse. From these ω birth and ω-11, the rotational acceleration ω corresponding to the th pulse is calculated by the following equation.

また同時に、(1)式により平均回転加速度ω1゜(2
)式により回転加速度変動Δωkを算出する。
At the same time, the average rotational acceleration ω1゜(2
) Calculate the rotational acceleration fluctuation Δωk using the equation.

次にステップ120では、k番目のパルスにおける負荷
電流指令値isbを、現在の負荷電流iLkに回転加速
度変動Δω1に制御ゲインkt−乗じたものを加えて。
Next, in step 120, the load current command value isb in the k-th pulse is obtained by adding the current load current iLk multiplied by the rotational acceleration fluctuation Δω1 by the control gain kt.

1sh=i+、h+K・Δωh      ”・(4)
のように算出する。(4)式によれば、回転加速度変動
Δω1が正、つまり、トルクの変動成分が正なるときは
、負荷電流ikをK・Δω、だけ増してACGが吸収す
る負荷トルクを増大させ、トルクの正なる変動成分を小
さくしようとする。逆に。
1sh=i+,h+K・Δωh”・(4)
Calculate as follows. According to equation (4), when the rotational acceleration fluctuation Δω1 is positive, that is, the torque fluctuation component is positive, the load current ik is increased by K·Δω to increase the load torque absorbed by the ACG, and the torque Attempts to reduce positive fluctuation components. vice versa.

回転加速度変動Δωkが負、つまり、トルクの変動成分
が負なるときは負荷電流を減らしてACGの負荷トルク
を減少させ、トルクの負なる変動成分を小さくしようと
する。また、回転加速度変動が0のときは、トルクの変
動成分が0であるので、現在の負荷電流値をそのまま負
荷電流指令値とする。
When the rotational acceleration fluctuation Δωk is negative, that is, when the torque fluctuation component is negative, the load current is reduced to reduce the load torque of the ACG, thereby trying to reduce the negative torque fluctuation component. Furthermore, when the rotational acceleration fluctuation is 0, the torque fluctuation component is 0, so the current load current value is directly used as the load current command value.

ステップ130では、ステップ120で算出されたに番
目のパルスにおける負荷電流指令値ishを記憶する。
In step 130, the load current command value ish at the second pulse calculated in step 120 is stored.

また、ステップ140では、パルスが入力されるたびに
、記憶されている各パルスでの負荷電流指令を出力して
、MOSスイッチの0N10FFのデユーティ比を制御
する訳である。
Further, in step 140, each time a pulse is input, a load current command for each stored pulse is outputted to control the duty ratio of 0N10FF of the MOS switch.

クランク軸の回転加速度変動は回転角度に対しては決ま
った角度で周期的に起きるので、上記のように、負荷電
流値指令値を算出する方法として、現在の指令値に、最
も新しく得られた回転加速度変動に制御ゲインを乗じた
値を加える形で修正するようにすれば、たとえ偶然的な
変動成分が現れたとしても、これによる制御性の不安定
化を最小限にし、トルクの変動成分の支配的な成分につ
いて確実に制御できるので、より信頼性の高い制御を行
うことができる。
Since rotational acceleration fluctuations of the crankshaft occur periodically at fixed angles with respect to the rotation angle, as mentioned above, the method of calculating the load current value command value is to use the latest obtained value as the current command value. If the rotational acceleration fluctuation is corrected by adding a value multiplied by the control gain, even if an accidental fluctuation component appears, the instability of controllability due to this can be minimized, and the torque fluctuation component can be corrected. Since the dominant components of can be reliably controlled, more reliable control can be performed.

第10図は、内燃機関が発生するトルク、それに対し補
機が吸収する負荷!・ルク、及び、制御の結果、最終的
に機関が発生する変動成分のないトルクの一例を示す図
である。
Figure 10 shows the torque generated by the internal combustion engine and the load absorbed by the auxiliary equipment! - It is a diagram showing an example of the torque without any fluctuation component that is finally generated by the engine as a result of the control.

次に、第11図は本発明に係る第2の実施例である。こ
れは第6図における第1実施例が負荷電流制御を行った
のに対し、ロータコイルの界磁電流制御を行ってクラン
ク軸の回転加速度変動を抑制しようとするものである。
Next, FIG. 11 shows a second embodiment according to the present invention. In contrast to the load current control in the first embodiment shown in FIG. 6, this is intended to control the field current of the rotor coil to suppress fluctuations in the rotational acceleration of the crankshaft.

すなわち界磁電流を増加させると端子電圧が増大しAC
G5が駆動に要するトルク量も増大する。したがって、
クランク角センサ10で得た機関の1燃焼サイクル前の
回転加速度変動からマイクロコンピュータ6で負荷トル
ク量を計算し、その指令値出力に同期させてロータコイ
ル5bを流れる界磁電流量を制御すればよい。その手段
としては、第11図に示すようにロータコイル5bを流
れる界磁電流量を検出し、これがマイクロコンピュータ
6の指令に等しくなるように界磁電流調整器(ACG)
30で制御し、ドライバ31を介してエミッタ接地のト
ランジスタスイッチ32を○N10FFさせることが考
えられる。トランジスタスイッチ32がON状態のとき
は界磁電流がコレクタからエミッタ側に流れるため、ロ
ータコイル5bにも電流が流れ、逆に○FF状態のとき
は流れない。このときの○N/○FFのデユーティ比を
変化させることによって界磁電流制御を行うことができ
る。
In other words, when the field current is increased, the terminal voltage increases and AC
The amount of torque required for driving G5 also increases. therefore,
The amount of load torque may be calculated by the microcomputer 6 from the rotational acceleration fluctuation of the engine one combustion cycle ago obtained by the crank angle sensor 10, and the amount of field current flowing through the rotor coil 5b may be controlled in synchronization with the command value output. . As a means for this, as shown in FIG.
30 and turn the emitter-grounded transistor switch 32 OFF via the driver 31. When the transistor switch 32 is in the ON state, the field current flows from the collector to the emitter side, so that current also flows in the rotor coil 5b, and conversely, when the transistor switch 32 is in the FF state, no current flows. Field current control can be performed by changing the duty ratio of ○N/○FF at this time.

ここで、ダイオード33は、過電圧による電流を電源側
に逆流させるための帰還ダイオードであり、ダイオード
34は、界磁電流制御よる端子電圧変動が負荷側にかか
らないようにするためのダイオードである。
Here, the diode 33 is a feedback diode for causing current due to overvoltage to flow back to the power supply side, and the diode 34 is a diode for preventing terminal voltage fluctuations due to field current control from being applied to the load side.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述のとおり、本発明によれば、内燃機関に発生するト
ルクの変動゛成分を検出し、このトルクの変動成分のみ
を低減させるように補機が吸収する負荷トルクが制御さ
せるので、加減速の応答性の悪化をまねくことなしに、
主動力伝達系へ伝達されるトルクの変動成分を低減させ
ることができる上、トルク反力による機関や車両の振動
を低減させることができる。
As described above, according to the present invention, the fluctuation component of the torque generated in the internal combustion engine is detected, and the load torque absorbed by the auxiliary equipment is controlled so as to reduce only the fluctuation component of the torque. without deteriorating responsiveness.
Not only can the fluctuation component of the torque transmitted to the main power transmission system be reduced, but also the vibration of the engine or vehicle due to torque reaction force can be reduced.

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

第1図は本発明の第1実施例である内燃機関とトルク制
御回路の構成図、第2図から第5図はクランク角センサ
の出力パルス及びそのときの回転速度1回転加速度9回
転加速度変動を示す図、第6図から第8図はトルク制御
装置の回路図及びその中で使われるチョッパ信号を示す
図、第9図はトルク制御装置の制御フロー図、第10図
はトルク制御時のトルク波形の一例を示した図、第11
図は本発明の第2実施例を示す図、第12図、第13図
は内燃機関が発生するトルク波形の一例を示した図であ
る。 1・・・内燃機関、2・・・機関本体、5・・・補機の
一例たる交流発u機(ACG)、6・・・マイクロコン
ピュータ、7・・・発電量制御部、10・・・クランク
角センサ、13・・・MOSスイッチ、32・・・トラ
ンジスタ第 1 口 3・・・看ストリビエーフ 4°゛Vへ゛ルト 第 22 第 5 目 第 4 図 第S ロ 第 6 ロ ア発電重帛″1trIfP 不 7 目 第 δ 図 第 9 口 第 10 目 1人λ焼ブイクル(4サイクル箕・開つ奉 72 田 クランク章由8転角度
Fig. 1 is a configuration diagram of an internal combustion engine and a torque control circuit according to a first embodiment of the present invention, and Figs. 2 to 5 show the output pulse of the crank angle sensor and the rotation speed, 1 rotation acceleration, and 9 rotation acceleration fluctuations. Figures 6 to 8 are circuit diagrams of the torque control device and chopper signals used therein, Figure 9 is a control flow diagram of the torque control device, and Figure 10 is a diagram showing the torque control device. Diagram showing an example of a torque waveform, No. 11
This figure shows a second embodiment of the present invention, and FIGS. 12 and 13 are diagrams showing examples of torque waveforms generated by an internal combustion engine. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Internal combustion engine, 2... Engine body, 5... AC generator (ACG) which is an example of auxiliary equipment, 6... Microcomputer, 7... Power generation amount control unit, 10...・Crank angle sensor, 13... MOS switch, 32... Transistor No. 1 port 3... Monitor stribief 4°V 1trIfP No 7th δ Figure 9th Mouth 10th 1 person λ-yaki vehicle (4-cycle winnowing/opening service 72 field crank Akiyu 8 rotation angle

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、主動力伝達系と補機駆動伝達系とを設けた内燃機関
において、機関の1燃焼サイクル(クランク軸の回転角
度に換算すると、4サイクル機関の場合720°、2サ
イクル機関の場合360°)内のクランク軸の各回転角
度において発生するトルクの変動成分を、各回軸角度に
おけるクランク軸の回転加速変動として検出する検出手
段と、機関と一体に取り付けられた補機が吸収する負荷
トルクの大きさを各回転角度ごとに制御する制御手段と
を備え、この制御手段が最も新しく得られた各回転角度
における回転加速度変動に基づいて、前記補機が吸収す
る負荷トルクの大きさを、回転加速度変動が小さくなる
ように修正しながら制御することにより、機関が発生す
るトルクの変動成分の大きさを低減させることを特徴と
する内燃機関のトルク制御装置。 2、前記制御手段が、機関の1燃焼サイクル内のクラン
ク軸の各回転角度において前記補機が吸収する負荷トル
クの大きさを現在の大きさに、最も新しく得られた各回
転角度における回転加速度変動に制御ゲインを乗じた値
を加えた大きさになるように修正しながら制御すること
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
ルク制御装置。 3、前記制御手段において、機関の1燃焼サイクル内の
クランク軸の各回転角度における最も新しい回転加速度
変動として、機関の1燃焼サイクル前の各回転角度にお
ける回転加速度変動を用いる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制御装置。 4、前記内燃機関が多気筒機関であり、各気筒が各々の
1燃焼サイクル内にトルクの変動成分の形が等しく、か
つ、一定の角度間隔をもつて配置されている場合は、こ
の各気筒間の角度差(クランク軸の回転角度に換算する
と、4サイクル機関の場合は720°を、又は、2サイ
クル機関の場合は360°を、それぞれ気筒数で除した
角度)をトルクの変動成分の1変動周期とみなし、この
1周期内のクランク軸の各回転角度において補機が吸収
する負荷トルクの大きさを制御する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制御装置。 5、前記補機として発電機を設け、発電機の発電量を増
加させることにより発電機が吸収する負荷トルクを大き
くし、逆に、発電量を減少させることにより負荷トルク
を小さくする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制御装置。
[Claims] 1. In an internal combustion engine equipped with a main power transmission system and an auxiliary drive transmission system, one combustion cycle of the engine (converted to the rotation angle of the crankshaft is 720° in the case of a 4-stroke engine, 2 A detection means for detecting the fluctuation component of the torque generated at each rotation angle of the crankshaft within 360 degrees (in the case of a cycle engine) as a rotational acceleration fluctuation of the crankshaft at each rotation angle, and an auxiliary machine installed integrally with the engine. control means for controlling the magnitude of the load torque absorbed by the auxiliary machine for each rotation angle; 1. A torque control device for an internal combustion engine, characterized in that the magnitude of a fluctuation component of torque generated by the engine is reduced by controlling the magnitude of the torque while modifying the magnitude so that rotational acceleration fluctuation is reduced. 2. The control means sets the magnitude of the load torque absorbed by the auxiliary machine at each rotation angle of the crankshaft within one combustion cycle of the engine to the current magnitude, and the rotational acceleration at each rotation angle most recently obtained. 2. The torque control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the torque control device for an internal combustion engine performs control while being corrected so as to have a magnitude equal to the value obtained by multiplying the fluctuation by a control gain. 3. A patent characterized in that, in the control means, the rotational acceleration fluctuation at each rotational angle of the engine one combustion cycle before is used as the latest rotational acceleration fluctuation at each rotational angle of the crankshaft within one combustion cycle of the engine. A torque control device for an internal combustion engine according to claim 1. 4. If the internal combustion engine is a multi-cylinder engine and each cylinder has the same shape of torque fluctuation component within each combustion cycle and is arranged at a constant angular interval, each cylinder The difference in angle between the two (converted to the rotation angle of the crankshaft: 720° for a 4-stroke engine, or 360° for a 2-stroke engine, divided by the number of cylinders) is calculated as the torque fluctuation component. Torque control for an internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the magnitude of the load torque absorbed by the auxiliary equipment is controlled at each rotation angle of the crankshaft within one cycle, which is regarded as one fluctuation cycle. Device. 5. A generator is provided as the auxiliary machine, and by increasing the power generation amount of the generator, the load torque absorbed by the generator is increased, and conversely, by decreasing the power generation amount, the load torque is decreased. A torque control device for an internal combustion engine according to claim 1.
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