KR920006828B1 - 내연기관의 토크제어장치 - Google Patents

내연기관의 토크제어장치 Download PDF

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가부시기가이샤 히다찌세이사꾸쇼
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Abstract

내용 없음.

Description

내연기관의 토크제어장치
제1도는 본원 발명의 제1실시예의 구성도.
제2도 및 제3도는 각각 토크파형기억부에 기억된 토크의 변동성분의 특성을 나타내는 설명도.
제4도는 내연기관이 발생하는 토크변동을 나타내는 도면.
제5도는 토크파형기억부가 기억하고 있는 토크의 변동성분의 파형을 나타내는 도면.
제6도는 전동발동기가 흡수, 발생하는 토크파형을 나타내는 도면.
제7도는 제어된 내연기관발생토크를 나타내는 도면.
제8도, 제9도, 제10도, 제11도는 각각 본원 발명의 제2실시예에 있어서의 내연기관이 발생하는 토크변동, 이때 토크파형 기억부가 기억하고 있는 토크변동성분파형, 발전기가 흡수하는 토크파형 및 제어된 내연기관 발생토크파형도.
제12도, 제13도, 제14도, 제15도는 각각 본원 발명의 제3실시예에 있어서의 내연기관이 발생하는 토크변동, 이때 토크파형기억부가 기억하고 있는 토크변동성분파형, 전동기가 발생하는 토크파형, 제어된 내연기관발생토크파형도.
제16도는 제4의 실시예의 구성도.
제17도, 제20도, 제23도, 제26도 및 제29도는 각각의 제어형태에 있어서의 내연기관발생토크의 변동을 나타내는 그래프.
제18도, 제21도, 제24도, 제27도 및 제30도는 제17도, 제20도, 제23도, 제26도 및 제29도의 제어형태에 있어서의 역토크의 파형을 나타내는 그패프.
제19도, 제22도, 제25도, 제28도 및 제31도는 제17도, 제20도, 제23도, 제26도 및 제29도의 제어형태에 있어서의 제어된 내연기관발생토크의 변동을 나타내는 그래프.
제32도는 다른 실시예의 제어형태를 나타내는 다이어그램.
본원 발명은 내연기관에 생기는 토크의 변동성분을 감소시키기 위한 토크제어장치에 관한 것이다.
종래, 내연기관에서는 혼합기의 흡입압축, 연소가스의 팽창등에 의한 기통내압력의 변화에 따라 가스토크가 변동되는 것, 및 크랭크축에 대한 코넥팅로드의 각도의 변화에 의해 회전관성이 변화하여 관성토크가 변동되는 것은 주지하는 바이다. 이와 같은 토크의 변동성분이 내연기관에 의해 구동되는 각종기기에 전달되면, 이들의 기기에 토션진동이 발생하고, 성능의 저하나 기기의 손상등을 야기한다. 또한, 차량에 탑재된 내연기관의 경우, 이 토크변동의 반작용은 실린더블록에서 마운트나 샤시에 이르기까지 전달되어 내연기관이나 차량전체의 진동을 야기하는 원인이 된다. 이들 진동을 억제하기 위해서는 내연기관이 발생하는 토크의 변동성분을 감소시킬 필요가 있었다.
이와 같은 과제에 대해, 종래는 일본국 특개소 61(1986)-171612호에 기재된 바와 같이, 내연기관이 발생하는 토크의 변동의 토크증대시에 동기해서 크랭크축에 역토크를 발생시켜서 토크의 변동성분을 소거하여 감소시키는 토크제어기술이 제안되고 있다.
그러나, 상기 종래 기술은 내연기관이 발생하는 토크를 크랭크축의 회전가속도에서 구하고 있다. 내연기관이 발생하는 토크의 변동성분에 대해 신속하게 응답해서 역토크를 발생시키기 위해서는 회전가속도 산출등의 연산을 매우 빠른 속도로 행할 필요가 있었다. 그리고, 고속연산이 불가능한 경우에는 내연기관이 발생하는 토크의 변동을 검출하는 간격을 넓게 해야하며, 정밀도 높게 토크의 변동성분을 감소시키는 것은 어렵다.
본원 발명의 목적은 내연기관이 발생하는 토크의 변동성분을 구하기 위해 특별히 고속연산처리를 필요로 하지 않으며, 또한 충분히 정밀도 높게 토크의 변동성분을 감소시킬 수 있는 내연기관의 토크제어장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본원 발명은 내연기관으로부터의 토크의 흡수 및/또는 내연기관에의 토크를 부여할 수 있는 전기기계와, 내연기관의 각 운전상태에 따른 토크변동성분의 파형의 특성을 미리 기억하고 있는 기억수단과, 내연기관의 운전상태를 검출하는 검출수단과, 검출수단에 의해 검출된 운전상태에 대응한 토크변동성분파형을 기억수단으로부터 독해하고, 그 파형에 대응하는 역토크를 발생시켜 변동성분이 작아지도록 전기기계를 제어하는 제어수단을 가진 토크제어장치를 제공한다.
본원 발명에 의하면, 내연기관의 운전상태를 알면, 그 운전상태에 있어서의 토크변동성분파형을 기억수단으로부터 알 수 있다. 따라서, 이 내연기관이 발생하는 토크의 변동성분을 소거하여 감소시키도록 전기기계에 역토크를 즉시 발생시킬 수 있다. 즉, 토크변동성분을 연산할 필요가 없으므로, 고속연산처리회로를 필요로 하지 않고 토크변동성분을 감소시킬 수 있다.
다음에, 본원 발명의 실시예에 대하여 도면에 따라서 설명한다.
차량을 구동하기 위해 차량에 탑재된 내연기관에 적용한 제1실시예를 도면에 따라 설명한다. 제1도에 나타낸 토크제어장치는 전기기계의 일에인 전동발전기(2)와, 내연기관의 운전상태를 검출하는 운전상태검출부(5)와, 각 운전상태에 있어서 내연기관이 발생하는 토크의 변동성분의 파형 ΔT(=T-Tm : T는 발생토크, Tm은 평균토크)를 미리 기억하고 있는 토크파형기억부(6)와, 전동발전기(2)를 제어하는 제어부(7)를 구비하고 있다. 전동발전기(2)는 내연기관(8)의 크랭크축에 V 벨트에 의해 결합되고, 또한 내연기관(8)과 일체적으로 장착되어 있다. 운전상태검출부(5)는 내연기관(8)에 흡수되는 공기량을 검출하는 에어플로미터(3)와, 내연기관의 평균회전속도를 검출하는 회전속도계(4)를 구비하고, 에어플로미터(3)로부터 출력되는 흡입공기량 및 회전속도계(4)에서 출력되는 내연기관의 평균회전속도에서 내연기관의 운전상태를 검출한다. 제어부(7)는 운전상태검출부(5)가 검출한 내연기관의 운전상태에서 내연기관이 발생하는 토크의 변동성분의 파형을 토크파형기억부(6)에서 독해해서, 이 독해파형에 따라서 전동발전기(2)를 제어하여 역토크를 발생시켜 변동성분을 소거한다.
내연기관의 운전상태, 특히 본원 발명의 토크제어장치로 제어하는 내연기관의 토크성분은 기통내압력의 변동에 의하는 것이다. 따라서, 운전상태는 연소에 제공되는 혼합기흡입량과 내연기관의 평균회전속도에 의해 결정된다. 따라서, 내연기관의 운전상태를 가장 용이하게 아는 방법은 연소에 제공되는 연료의 양과, 그때의 내연기관의 평균회전속도를 아는 것이다. 이중에서 연소에 제공되는 연료의 양은 기통내에 들어가는 흡기의 공기량과 연료의 양의 혼합비가 일정하면, 에어플로미터(3)로 검출되는 흡입공기량 Q에서 즉시 구할 수 있다. 또한, 내연기관의 평균회전속도 ω는 회전속도계(4)로 검출할 수 있다. 이상의 방법에 따라서, 본 실시예의 운전상태 검출부(5)는 내연기관의 운전상태를 검출한다. 그리고, 상술한 방법은 어디까지나 내연기관의 운전상태를 가장 용이하게 알 수 있는 방법의 예에 불과하며, 흡입공기량을 더욱 간단하게 구하기 위해서는 스로틀포지션센서에서 출력되는 스로틀개폐도를 이용할 수도 있고, 또한 냉각수온, 유온(油溫), 변속기의 기어포지션 등의 다른 상태량을 다시 가해서 검출하므로써, 더욱 섬세하게 내연기관의 운전상태를 특정해서 검출하는 것은 용이하게 실현할 수 있다.
토크파형기억부(6)는 크랭크각센서(1)로 검출할 수 잇는 크랭크축의 최소 회전각도인 1도마다 내연기관이 발생하는 토크의 변동성분의 파형부분을 여러가지 운전상태의 경우에 대해서 기억하고 있다. 그리고, 토크파형 기억부(6)는 운전상태검출부(5)가 검출한 내연기관의 운전상태(흡입공기량 Q, 평균회전속도 ω)에 따라서, 그 운전상태에 있어서 내연기관이 발생하는 토크의 변동성분의 파형을 크랭크각센서(1)에서 1도마다 출력되는 회전펄스에 동기시켜 출력하므로, 내연기관이 크랭크축의 각 회전각마다 발생하는 토크의 변동성분의 파형을 충실하게 재현할 수 있다(제2도). 또한, 본 실시예의 토크파형기억부(6)는 내연기관이 발생하는 토크의 변동성분의 파형을 크랭크각센서(1)로 검출할 수 있는 크랭크축의 최소회전각인 1도마다 기억하고 있으나, 크랭크축의 회전각도에 대한 분해능을 이정도로 필요로 하지 않을 경우에는 기억하는 크랭크축의 회전각도의 간격을 크게 하는 동시에, 크랭크각센서(1)로부터 1도마다 출력되는 회전펄스를 기억한 회전각도의 간격에 합치될 때까지 분주(分周)한 다음에 기억한 토크파형을 출력할 때의 동기신호로 하면 된다.
또한, 별도의 토크파형기억부로서 토크변동성분의 파형이 흡입공기량 Q, 평균회전속도 ω, 크랭크축의 회전각도 θ의 함수 fn로서 나타낼 수 있는 경우에는 토크파형기억부는 토크의 변동성분의 파형을 나타내는 함수 fn와 그 계수 K1…KN를 기억해 두는 것만으로 된다. 그리고, 이들 계수를 사용해서 크랭크축의 각 회전각도에 있어서의 토크의 변동성분의 파형 ΔT=fn(K1…KN, Q,ω,θ)을 구하고(제3도), 이 값을 크랭크각센서(1)로부터 1도마다 출력되는 회전펄스에 동기시켜서 제어부(7)에 출력하면, 제2도에 나타낸 경우와 같이 내연기관이 크랭크축의 각 회전각도마다 발생하는 토크의 변동성분의 파형을 충실하게 재현할 수 있다.
제2도에 나타낸 경우와 제3도에 나타낸 경우의 차이는 아래에 설명하는 바와 같다. 즉, 제2도의 경우에는 토크의 변동성분의 파형특성으로서 그 파형자체가 모두 미리 기억되어 있으므로, 토크파형 기억부(6)는 연산을 전혀 행할 필요가 없는 반면, 토크파형을 기억해 두기 위한 기억용량이 많이 필요하게 된다. 이에 대해, 제3도의 경우에는 토크변동성분의 파형은 특성으로서 함수의 계수를 기억해 둘 뿐이므로, 기억용량이 적어도 되는 반면, 이들의 계수를 사용해서 토크파형을 산출할 필요가 있으므로, 토크파형기억부(6)는 약간의 연산을 행할 필요가 생긴다. 따라서, 제2도에 나타낸 방법과 제3도에 나타낸 방법중 어느 것을 사용하는가는 토크파형기억부(6)의 연산능력과 기억용량의 관계에서 결정하면 된다.
다음에, 제4도 내지 제7도까지를 참조해서, 상기 실시예의 작동에 대해서 설명한다.
제4도는 내연기관의 발생하는 토크 T의 변동의 일예를 나타내는 도면, 제5도는 내연기관이 제4도에 나타낸 토크를 발생하고 있을 때에, 토크파형기억부(6)가 출력하는 내연기관이 발생하는 토크의 변동성분의 파형을 나타낸 도면이다. 토크파형기억부(6)는 내연기관이 발생하는 토크중, 회전속도변동이나 토션진동의 원인이 되는 토크의 변동성분 ΔT, 즉 ΔT=T-Tm만을 기억하고 있다.
제어부(7)는 토크파형기억부(6)에서 독해한 변동성분파형에 따라서 파형이 플러스인때, 즉, 내연기관이 발생하는 토크 T가 그 평균토크 Tm보다 클때(잉여분이 있을때)에는 전동발전기(2)를 발전기로서 동작시켜서 내연기관이 발생하는 토크의 잉여분을 흡수한다. 반대로, 제어부(7)는 파형이 마이너스인때, 즉 내연기관이 발생하는 토크 T가 그 평균토크 Tm보다 작을때(부족분이 있을때)에는 전동발전기(2)를 전동기로서 동작시키므로써 토크를 발생시켜서 내연기관에 토크부족분을 부여한다.
제6도는 전동발전기(2)가 흡수, 발생하는 토크파형을 나타내는 도면이다. 이와 같은 제어를 했을 때에 내연기관이 발생하는 토크의 변동성분 ΔT는 제6도에 나타낸 전동발전기가 발생하는 발생/흡수토크에 의해 소거된다. 따라서, 제어된 내연기관의 발생토크는 제7도에 나타낸 바와 같이 변동성분이 없는 평활한 것이 된다.
이상 설명한 바와 같은 제어를 하면, 제7도에 나타낸 바와 같이, 내연기관이 발생하는 토크중에서 변동성분만을 용이하고 정밀도 높게 제거할 수 있다.
또한, 내연기관이 발생하는 토크의 변동성분에 있어서 내연기관의 연소행정에 동기한 주파수의 변동성분이 지배적일 때에는 토크파형기억부(6)가 기억하고 있는 내연기관이 발생하는 토크의 변동성분의 파형을 내연기관의 연소행정에 동기한 주파수의 정현파 또는 방형파로 보아도 상술한 경우와 동등한 효과를 거둘 수 있다. 여기서, 내연기관의 연소행정은 내연기관의 1연소사이클(크랭크축의 회전각도로 환산하면, 4사이클 내연기관의 경우 720도, 2사이클 내연기관의 경우 360도)의 사이에 내연기관의 기통수와 같은 회수만이 나타나므로, 내연기관의 연소행정에 동기한 주파수의 정현파 또는 방형파란, 구체적으로는 내연기관의 1연소 사이클을 기통수로 나눈 값(크랭크축의 회전각도)를 1주기로 하는 정현파 또는 방형파라고 할 수 있다. 이와 같이, 토크파형기억부(6)가 기억해야 할 내연기관이 발생하는 토크의 변동성분의 파형을 내연기관의 연소행정에 동기한 주파수의 정현파 또는 방형파로서 근사한 경우에는 토크파형기억부(6)는 정현파 또는 방형파를 연소행정에 동기시키기 위한 크랭크축의 회전각도와, 정현파 또는 방형파의 진폭만을 기억하는 것으로 족하므로, 토크파형기억부(6)가 구비해야 할 연산능력 및 기억용량은 모두 매우 작은 것으로도 좋다.
제8도 내지 제11도는 전기기계로서 발전기를 채택하고, 이것을 전기부하수단으로서 사용한 본원 발명의 제2실시예를 나타낸다. 제8도는 내연기관이 발생하는 토크변동을 나타내는 도면, 제9도는 토크파형기억부가 기억하고 있는 변동성분의 파형을 나타내는 도면, 제10도는 제어부에 의해 제어된 발전기가 흡수하는 토크파형을 나타내는 도면, 제11도는 제어된 내연기관이 발생하는 토크변동을 나타내는 도면이다. 발전기에서는 내연기관에 토크를 부여할 수 없으며, 내연기관에서 토크를 흡수할 뿐이므로, 내연기관이 발생하는 토크가 클 때에는 발전기를 제어해서 커다란 토크를 흡수시키고, 반대로 내연기관이 발생하는 토크가 작을 때에는 발전기를 제어해서 작은 토크를 흡수하게 된다.
제12도 내지 제15도는 전기기계로서 전동기를 사용한 본원 발명의 제3실시예를 나타낸다. 제12도는 내연기관이 발생하는 토크변동을 나타내는 도면, 제13도는 토크파형기억부가 기억하고 있는 변동성분의 파형을 나타내는 도면, 제14도는 제어부에 의해서 제어된 전동기가 발생하는 토크파형을 나타내는 도면, 제15도는 제어된 내연기관이 발생하는 토크변동을 나타내는 도면이다. 전동기에서는 내연기관에서 토크를 흡수할 수 없으며, 내연기관에 토크를 부여할 뿐이므로, 내연기관이 발생하는 토크가 클 때에는 전동기를 제어해서 감소된 토크를 발생시키고, 반대로 내연기관이 발생하는 토크가 작을 때에는 전동기를 제어해서 증대된 토크를 발생시키게 된다.
다음에, 제4의 실시예에 대해서 제16도 내지 제25도까지를 참조해서 설명한다.
이 실시예에서는 전기기계(2)로서 각각 별도의 발전기(21)와 전동기(22)를 구비하고, 내연기관(8)과 일체로 설치되어 있다. 이로써, 발전기(21)와 전동기(22)를 서로 독립적으로 제어할 수 있다(제16도).
제17도는 이 실시예장치를 탑재한 차량을 가속했을때, 내연기관이 발생하는 토크의 변동을 나타내고 있다.
제18도는 제어부(7)(발전기출력제어회로(71) 및 전동기입력제어회로(72))에 의해 독립적으로 제어되는 발전기(21)가 흡수하는 토크 및 전동기(22)가 발생하는 토크를 나타내고 있다. 이 경우, 발전기(21) 및 전동기(22)가 제어부(7)에 의해 교대로 작동되며, 제18도에 나타내는 역토크가 발생되고, 제17도의 토크변동성분을 소거한다. 그 결과, 제19도에 나타내는 바와 같이 내연기관이 발생하는 토크의 변동은 평활화된다.
즉, 발전기출력제어부(71)는 토크파형기억부(6)에서 독해된 토크변동성분의 파형에 맞추어서, 발전기(21)를 제어한다. 발전기(21)에 커다란 토크를 흡수시킬 때에는 배터리(9)와 발전기(21)의 사이를 흐르는 계자전류 및 출력전류중의 한쪽 또는 양쪽의 크기를 크게 한다. 반대로, 발전기(21)에 작은 토크를 흡수시킬 때에는 상기 계자전류 및 출력전류중의 한쪽 또는 양쪽의 크기를 작게 한다.
전동기입력제어부(72)는 토크파형기억부(6)에서 독해된 토크변동성분의 파형에 맞추어서 전동기(22)를 제어한다. 전동기(22)에 커다란 토크를 발생시킬 때에는 배터리(9)에서 전동기(22)에 흐르는 전기자전류의 크기를 크게 한다. 반대로, 전동기(22)에 작은 토크를 발생시킬 때에는 상기 전기자 전류의 크기를 작게 한다.
일반적으로 내연기관은 부하가 클수록 기관이 발생하는 토크의 변동성분이 커지는 특성이 있다. 상기 제어에 있어서 제17도에 나타낸 발전기(21)가 흡수하는 토크의 총화(=평균치)와 전동기(22)가 발생하는 토크의 총화(=평균치)가 같아지도록 제어하면, 내연기관에 걸리는 부하는 증대되지 않는다. 따라서, 내연기관의 발생하는 토크의 변동성분의 증가를 초래하지 않고 토크의 변동성분만을 감소시킬 수 있다.
제20도 내지 제22도까지 나타낸 제어형태는 내연기관이 발생하는 토크의 변동성분이 플러스인 크랭크축의 회전각도영역에 있어서는 발전기(21)에 커다란 토크를 흡수시키고, 토크의 변동성분이 마이너스인 크랭크축의 회전각도영역에 있어서는 발전기(21)에 작은 토크를 흡수시키고, 또한 전동기(22)가 발생하는 토크는 크랭크축의 회전각도 전영역에 있어서 같아지도록 한 것이다. 발전기가 흡수하는 토크에 의해서 내연기관이 발생하는 토크의 변동성분을 감소시키는 것이다. 발전기가 흡수가능한 토크의 크기는 그 발전용량에 따라 한계가 있기 때문에, 발전용량이 작은 발전기를 사용해서 제어를 행하는 경우에는 내연기관이 발생하는 토크의 변동성분을 모두 제거할 수는 없다. 그러나, 발전기(21)가 흡수하는 토크의 총화와 전동기(22)가 발생하는 토크의 크기가 같아지도록 제어하면(제21도), 내연기관에 걸리는 부하는 증대하지 않으므로, 제어를 하지 않는 경우에 비해서, 내연기관이 발생하는 토크의 변동성분의 증가를 초래하지 않고 토크의 변동성분만을 감소시킬 수 있다.
제23도 내지 제25도까지 나타낸 제어형태는 내연기관이 발생하는 토크의 변동성분이 마이너스인 크랭크축의 회전각도영역에 있어서는 전동기(22)에 커다란 토크를 발생시키고, 토크의 변동성분이 플러스인 크랭크축의 회전각도영역에 있어서는 전동기(22)에 작은 토크를 발생시키고, 또한 발전기(21)가 흡수하는 토크는 크랭크축의 회전각도 전영역에 있어서 같아지도록 한 것이다. 전동기(22)가 발생하는 토크에 의해서 내연기관이 발생하는 토크의 변동성분을 감소시키는 것이다. 전동기(22)가 발생가능한 토크의 크기는 그 출력용량에 따라 한계가 있으므로, 출력용량이 작은 전동기를 사용해서 제어를 행하는 경우에는 내연기관이 발생하는 토크의 변동성분을 모두 제거할 수는 없다. 그러나, 전동기(22)가 발생하는 토크의 총화와 발전기(21)가 흡수하는 토크의 크기가 같아지도록 제어하면(제24도), 내연기관에 걸리는 부하는 증대되지 않으므로, 제어를 하지 않은 경우에 비해서, 내연기관이 발생하는 토크의 변동성분의 증가를 초래하는 일 없이 토크의 변동성분만을 감소시킬 수 있다.
그리고, 전동기로서 직류전동기를 사용한 경우 직류전동기에 일정 구동전압을 인가하면, 직류전동기의 발생토크는 회전속도에 대해서 수하(垂下)특성을 나타낸다. 지금, 내연기관이 발생하는 토크가 변동하고 있으며, 그에 따라 회전속도가 변동하고 있는 상태에서 직류전동기를 정전압구동하였다고 하면, 직류전동기가 발생하는 토크는 회전속도변동에 따라 변동한다. 이 발생토크의 변동은 회전속도가 상승했을 때(내연기관이 발생하는 토크가 클때)에 작고 또한 회전속도가 하강했을 때(내연기관이 발생하는 토크가 작을때)에 커진다. 즉, 직류전동기를 정전압구동하므로써, 직류전동기는 자동적으로 그 발생토크를 회전속도를 일정하게 유지하도록 조절한다. 따라서, 직류전동기의 구동전압의 크기를 직류전동기가 발생하는 토크의 평균치가 제21도에 나타낸 전동기(22)의 발생토크의 크기와 같아지도록 설정해서 정전압구동하므로써, 내연기관이 발생하는 토크의 변동성분을 더욱 감소시킬 수 있다.
제5도의 실시예는 차량에 장비된 전기부하를 사용하기 위해 배터리(9)의 충전량이 감소해 버리고, 발전기(21)에 의해 배터리를 충전할 필요가 생겼을 때에, 토크제어하에서 발전기(21)에 발전을 하게 하는 것이다. 그 작동을 제26도 내지 제28도까지를 참조하여 설명한다.
발전기(21)에 의해 충전하는 경우, 전동기(22)가 토크를 발생시켜서 제1의 실시예와 같은 제어를 하려고 하면, 발전기(21)가 발전한 전력을 전동기(22)가 소비해 버리게 되며, 배터리에는 충전이 되지 않을 수도 있다. 따라서, 이와 같은 경우에는 전동기(22)로부터 토크를 발생시키지 않고 발전기(21)만으로 토크의 제어를 하지 않을 수 없다. 따라서, 충전에 필요한 토크총화를 흡수하는데 일정량의 토크를 발전기(21)에 의해 계속적으로 흡수하는 대신, 토크변동성분의 파형에 따라서 토크를 발전기(21)에 의해서 주기적으로 단속해서 흡수하고 있다(제27도). 이로써, 내연기관이 발생하는 토크의 변동성분의 크기를 과도하게 증대시키는 일없이 발전기(21)에 의해 배터리에의 충전을 할 수 있다(제28도).
제6의 실시예는 배터리의 전력을 소비하는 것이 필요한 경우에, 토크제어하에서 발전기(21)에 배터리의 전력을 소비시키는 것이다. 그 작동을 제29도 내지 제31도까지를 참조하여 설명한다. 전동기(22)에 의해 전력을 소비할 경우, 발전기(21)에 토크를 흡수시켜서 제1의 실시예와 같은 제어를 행하고자 하면, 발전기(21)가 발전하게 되고, 또한 배터리를 충전할지도 모른다. 따라서, 이와 같은 경우에는 발전기(21)에는 토크를 흡수하지 않고 전동기(22)만으로 토크의 제어를 하지 않을 수 없다. 따라서, 배터리의 전력을 소비하기 위해 전동기(22)에서 토크를 발생하는 경우, 일정량의 토크를 전동기(22)에서 발생시켜서 일정량의 전력을 소비하는 대신, 소비하는 전력은 같아도 토크변동성분의 파형에 따라 전동기(22)에서 토크를 주기적으로 단속해서 발생시키고 있다.(제30도) 이로써, 내연기관이 발생하는 토크의 변동성분의 크기를 더욱 감소시킬 수 있다.(제31도) 또한, 상기 실시예에 있어서 제32도에 나타내는 스텝(101)-(104)을 가진 제어회로를 추가하므로써, 토크파형기억부(6) 및 제어부(7)를 더욱 간소한 구성으로 할 수 있다.
스텝(101)에서 내연기관의 운전상태를 검출했을 때에, 내연기관의 발생토크의 변동성분이 문제가 되지 않을 정도로 작은 것임을 알았을 경우에는 상기 제어를 행하지 않도록 한다.(스텝(102)) 이로써, 토크파형기억부(6)가 기억해야 할 파형패턴의 수가 감소되므로, 용량이 작은 메모리를 사용할 수 있으며, 구성은 간소해진다. 이 스텝(101)에서의 운전상태의 검출은 차량등에 사용된 경우는 차량의 주행속도 또는 액셀페달의 밟는 양에 따라 행할 수 있다.

Claims (16)

  1. 내연기관에서 토크를 흡수하고, 이 내연기관에 토크를 부여하는 전기기계(2, 21, 22)와, 상기 내연기관의 각각의 운전상태에 있어서의 이 내연기관이 발생하는 토크의 변동성분의 파형특성을 미리 기억하고 있는 기억수단(6)과, 상기 내연기관의 운전상태를 검출하는 검출수단(3, 4, 5)와, 이 검출수단에 의해 검출된 내연기관의 운전상태에 대응한 토크변동성분의 파형특성을 상기 기억수단에서 독해하고, 그 독해된 변동성분의 파형특성에 따라 상기 전기기계를 제어해서 내연기관에서 토크를 흡수하고, 이 내연기관에 토크를 부여하고, 따라서 상기 토크의 변동성분을 작게 하는 제어수단(7, 71, 72)을 갖는 것을 특징으로 하는 내연기관의 토크제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전기기계가 전동발전기이며, 상기 제어수단은 상기 독해된 변동성분의 파형특성에 따라서 상기 전동발전기를 제어해서 상기 토크변동성분과 서로 소거하는 역토크를 발생시키는 것을 특징으로 하는 내연기관의 토크제어장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전기기계가 상기 내연기관에서 토크를 흡수하는 만큼의 전기부하수단인 것을 특징으로 하는 내연기관의 토크제어장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전기기계가 상기 내연기관에 토크만을 부여하는 전동기인 것을 특징으로 하는 내연기관의 토크제어장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 전기부하수단이 상기 내연기관이 탑재된 차량에 설치된 발전기인 것을 특징으로 하는 내연기관의 토크제어장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 기억수단이 기억하고 있는 토크변동성분의 파형특성은 파형패턴인 것을 특징으로 하는 내연기관의 토크제어장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 기억수단이 기억하고 있는 토크변동성분의 파형특성은 파형패턴을 나타내는 함수와 그 계수군인 것을 특징으로 하는 내연기관의 토크제어장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 파형패턴은 상기 내연기관의 1연소사이클을 이 내연기관의 기통수로 나눈 값을 1주기로 하는 정현파 또는 방형파인 것을 특징으로 하는 내연기관의 토크제어장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 검출수단은 상기 내연기관으로 흡수되는 혼합기량과 이 내연기관의 평균회전 속도로서 상기 운전상태를 아는 것을 특징으로 하는 내연기관의 토크제어장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 전기기계가 상기 내연기관의 본체에 일체적으로 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 내연기관의 토크제어장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 전기기계가 각각 서로 독립되어 있는 전동기와 발전기를 포함하고, 상기 제어수단은 상기 독해된 변동성분의 파형특성에 따라서 상기 전동기와 상기 발전기를 독립하여 제어해서 상기 토크변동성분과 서로 소거하는 역토크를 발생시키는 것을 특징으로 하는 내연기관의 토크제어장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 전기기계는 각각 서로 독립되어 있는 전동기와 발전기를 포함하고, 상기 제어수단은 상기 토크의 변동성분이 플러스인 경우에는 상기 발전기를 제어해서 큰 토크를 상기 내연기관에서 흡수하며, 상기 토크의 변동성분이 마이너스인 경우에는 이 발전기를 제어해서 작은 토크를 이 내연기관에서 흡수하며, 또한 상기 제어수단은 상기 전동기를 제어해서 일정한 토크를 발생시켜 이 내연기관에 부여하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 토크제어장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 전기기계는 각각 서로 독립되어 있는 전동기와 발전기를 포함하고, 상기 제어수단은 상기 토크의 변동성분이 플러스인 경우에는 상기 전동기를 제어해서 작은 토크를 상기 내연기관에 부여하며, 상기 토크의 변동성분이 마이너스인 경우에는 이 전동기를 제어해서 큰 토크를 이 내연기관에 부여하며, 또한 상기 제어수단은 상기 발전기를 제어해서 일정한 토크를 이 내연기관에서 흡수하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 토크제어장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 전동기가 상기 내연기관에 부여하는 일정토크는 영(零)토크인 것을 특징으로 하는 내연기관의 토크제어장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 발전기가 상기 내연기관에서 흡수하는 일정토크는 영토크인 것을 특징으로 하는 내연기관의 토크제어장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 전기기계는 각각 서로 독립되어 있는 발전기와 직류전동기를 포함하고, 상기 제어수단은 상기 토크의 변동성분에 플러스인 경우에는 상기 발전기를 제어해서 큰 토크를 상기 내연기관에서 흡수하고, 상기 토크의 변동성분이 마이너스인 경우에는 이 발전기를 제어해서 작은 토크를 이 내연기관에서 흡수하고, 또한 상기 제어수단은 상기 직류전동기에 일정한 인가전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 토크제어장치.
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