JPH03230798A - 車体振動低減制御装置 - Google Patents

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、アイドリング運転時でのエンジンの回転速度
変動による自動車の車体の振動を、車載電装機器電源用
の発電機即動に吸収されるトルクの制御により低減する
装置に係り、特に乗用自動車に好適な車体振動低減制御
装置に関する。

［従来の技術］ 近年、自動車に対する要求はますます高級化され、例え
ば、その乗り心地についても、はとんど極限に近い要求
がなされるようになっており、この−環として、エンジ
ンがアイドリング運転時での車体の振動低減についても
、従来から種々の捉案がなされているが、その−例とし
て、エンジンに設けられている発電機の暉勤に必要なト
ルクを制御することにより、エンジンの振動を抑え、車
体の振動を低減させる方法が知られており、その例を特
公昭６３−４５４９８号公報にみることができる。

ところで、この従来技術では、レシプロエンジンでの圧
縮工程や爆発行程による周期的なトルク変動、すなわち
トルク脈動を、このトルク脈動に同期して発電機の界磁
コイル電流を断続させ、これにより発生する発電機即動
トルクの脈動により打ち消し、車体振動を低減するよう
になっているものである。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術は、エンジンがアイドリング運転時での不
整燃焼（不規則に発生する燃焼不良）について配慮がさ
れておらず、この不整燃焼によりエンジンが振動して、
それが自動車の車体に伝わり、乗り心地に影響する点に
ついては対応出来ないという問題があった。

つまり、上記従来技術では、周期的なトルク変動には対
応できるようになっているが、不規則な周期で発生する
トルク変動によるエンジン及び車体の固有振動について
は何ら配慮がされていないからである。

ここで、不規則な周期で発生するトルク変動とは、２秒
〜１分間に１回程度生じるアイドル運転時での燃焼不良
によるトルク変動、あるいは高速運転から急激にアイド
ル運転に戻したときなどでの燃料供給制御の乱れによる
トルク変動をいう。

本発明の目的は、不整燃焼によるエンジンの回転速度の
変動が自動車の車体を振動させ、この振動が継続されて
乗り心地が悪化するのを防止することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明は、エンジンで唾動さ
れている発電機による吸収トルクを、エンジン回転速度
の変化が所定値を超えたときに対応して増減制御したも
のであり、さらにこのとき、発電機の励磁電源を昇圧手
段から与えるようにし。

これにより、発電機による吸収トルクの増大と、励磁電
流の植立上り、立下りの迅速化による応答性の改善が充
分に得られ、大きな振動低減が得られるようにしたもの
である。

［作用コ エンジンに不整燃焼が現れると、これにより内燃機関の
回転速度が大きく変動し、エンジンが振動する。

このエンジンのローリング方向の振動は、エンジンマウ
ントを介して車体を振動させる。車体はタイヤを介して
支持されており、特にエンジンが＃１置きのＰＲ車にお
いてローリング方向に振動が生じ易い。

こうして、エンジン及び車体が振動を始めると、夫々の
固有振動周期より決定される所定の時間後には夫々が逆
方向に振れる。このときに発電機にトルクを発生させる
ため、エンジンのトルクが吸収され、その軸出力トルク
が低下する。

このため、エンジンはローリング方向に振動し、付整燃
焼によるエンジンの振れと逆方向の力が作用し、エンジ
ンの振動が低減され、また車体に対してエンジンマウン
トを介して車体の振れと逆方向の力が作用し、これで車
体の振動が低減される。

また、このとき、発電機の励磁コイルに供給される電圧
が昇圧されているため、得られるトルクの吸収量が多く
なり、さらにその立上りが速くなる上、励磁電流の立下
りを速くする手段が設けられているため、発電機のトル
ク制御の応答性が良くなり、振動低減を効果的に得るこ
とができる。

［実施例］ 以下、本発明による車体振動低減制御装置について、図
示の実施例により詳細に説明する。

第１図は本発明の〜実施例で、図において、１はバッテ
リ、２は十電源線、３は〜電′ｔｇ線、４はオルタネー
タ（発電機）、５はオルタネータのステータコイル（電
機子コイル）、６はブリッジダイオード、７は励磁電源
用のダイオード、８はオルタネータの界磁コイル、９は
界磁電流制御用の電圧レギュレータ、１０はリレー、１
１はリレー１０のＢ接点（常閉接点）、１２は同じくＡ
接点（常閉接点）、１３はリレーのコイル５１４は昇圧
回路、１５は制御回路である。

バッテリ１の十電源線２と一電源線３はオルタネータ４
に接続され、そのステータコイル５の各相巻線ｕ、ｖ、
ｗはダイオードブリッジ６に接続され、その８力端子は
バッテリ１に接続される。

また、ステータコイル５の各相巻線ｕ、ｖ、ｗは、さら
にダイオード７を介して界磁コイル８のＬ端子に接続さ
れる。

電圧レギュレータ９のトランジスタＴＲＩは、界磁コイ
ル８のＦ端子と接地間に接続される。

Ｄｌは、フリーホイールダイオードで、これはリレー１
０のＢ接点１１を介して、界磁コイル８と並列に接続さ
れている。

以上から構成されるオルタネータ４は、通常の動作を行
ない、エンジンにより邦動され、発電電流がバッテリ１
に供給される。

＋電源線２から、インダクタンスＬ１、ダイオードＤ２
を直列にして、リレー１０のＢ接点１２に接続する。そ
して、インダクタンスＬ１の入力側はコンデンサＣ１で
、他端は電界効果トランジスタＦＥＴでそれぞれ接地に
接続し、さらにダイオードＤ２のカソード側はコンデン
サＣ２を介して接地に接続し、これらにより昇圧回路１
４を構成している。

いま、電界効果トランジスタＦＥＴのスイッチング周期
をＴ、オフ時間をＴＯＦＦとし、入力電圧を■８、出力
電圧を■、とすると、ＶＦ＝　ＶＩ　Ｘ　Ｔ／ＴＯＦＦ
の関係で、昇圧された出力電圧ＶＦが得られる。なお、
コンデンサＣ１及びＣ２はリップル＠　、ｉｔ、！、低
減するものである。

制御指令ｆ６号端子Ｓ１を、抵抗Ｒ１を介してトランジ
スタＴ　Ｒ２のベースに接続すると共に、そのコレクタ
はダイオードＤ３を介してリレー１０のコイル１３に接
続する。また、このトランジスタＴ　Ｈ＜　２の；レク
タからダイオードＤ４、抵抗Ｒ２の直列回路を介してト
ランジスタＴＲ３のベースに接続し、そのコレクタは抵
抗Ｒ３を介してトランジスタＴ　Ｒ４のベースに接続す
る。そして、トランジスタ゛Ｙ　Ｒ・１のコレクタは界
磁コイル８のＦ端子に接続し、エミッタは、電流検出用
の抵抗Ｒ４を介して一宗源線３に接続する。界磁コイル
８のド端丑と一電源線３の間には、さらにツェナーダイ
オードＺＤが接続されている。リレーのコイル１；３に
は、抵抗Ｒ５とダイオードＤ５の直列回路が並列に接続
される。

制淘匠路１５は、通流率制御回路２１の出力を出さない
ようにする動作停止回路１６、出力電圧Ｖ・の電圧を制
限する電圧制限回路１７、トランジスタＴＲ４の通電電
流を制限する電流制限回路１８、そして、各電圧、電流
の制限値を規定する基４電圧（Ａ）１９基１！！！電圧
（Ｂ）２０などにより構成されている。

次に、この実施例の動作について説明する。

いま、エンジンのある気筒が燃焼不良を生したなどの理
由により、第２図に示すように、エンジン回転数Ｎが低
下し、その回転数の変動が所定値ΔＮに達したとすると
、８１指令侶号端子に、時間Ｔｌ後に、パルス巾Ｔ２の
信号が出力されるよう、他の検品制御コントロール・ユ
ニット（図示していない）が設けられている。

この第２図において、期間Ｔ１の開始点である時点ｔ。

は、ＴＤＣ（エンジンの上死点）を示しており、不整燃
焼はこの時点より始まっている。

そして、回転変動ΔＮを検出する。

こうして回転変動ΔＮが検出されたら、このＴＤＣの時
点から車体の振動周期の１７２に相当する期間Ｔｌ後に
ｓ　（Ｈ号を発生させるのである。

なお、この期間Ｔｌはエンジンの固有振動周期の１７２
としてもよく、また両方の固有振動周期の１／２経過後
にＳ信号を発生させてもよい。

このとき、このＳ信号の’ｐａ　Ｔｚはエンジンの回転
変動ΔＮの大きさにより変わるが、しかし、期間Ｔ１よ
りも大きくなることはない。

また、このユニットからは、オルタネータ４の界磁電流
を規定する電圧■、、（この電圧Ｖ。によって界磁電流
値を制限する）の発生に使用される５２（８号も同時に
発生されるようになっている。

このようにして、Ｓｌ指令信号が入力されると。

トランジスタＴＲ２が導通し、リレー１０のＡ接点１２
が閉じる。また、この結果、トランジスタＴＲ３，ＴＲ
４が導通し、トランジスタＴＲＩをバイパスして界磁コ
イル８の電流を増大させる。

さらに、図示してないが（後述する）、８１指令信号に
より制御回路１５の動作停止回路１６の動作が解除され
、通流率制御回路２１の出力により、昇圧回路１４が動
作する。昇圧回路１４の出力電圧Ｖ、は入力電圧■、の
約４程度度になるようにしであるので、界磁電流ＩＦの
立上りが４倍早くなる。そして、界磁電流が制限値に達
すると電流制限回路１８が動作し、昇圧回路１４の出力
電圧ＶＦを低下させるように動作する。

つぎに、８１指令信号が無くなると、トランジスタＴＲ
２〜ＴＲ４は不導通になり昇圧回路１４の動作も停止す
る。

しかして、このとき、リレー１０のコイル１３と並列に
接続された抵抗Ｒ５ダイオードＤ５のため、コイル１３
に循環電流が流れ、Ａ接点１２の開放が遅れる（３ｍｓ
程度）。

この結果、界磁電流ＩＦは、ツェナダイオードＺＤに流
れる。そこで、ツェナダイオードＺＤの阻止電圧を４８
Ｖ程度にしておくことにより、フリーホイールダイオー
ドＤ１が接続されているときより早く電流を立下げるこ
とができる。

以上の動作を第２図の界磁電流ＩＦの特性図で示す。時
刻Ｔ３で電流制限が動作していることを示し、時間Ｔ４
は、リレー１０のＢ接点１１がまだ閉じないで、開いて
おり、界磁電流ＩＦが速やかに立下がっていることを示
している。

第３図は制御回路１５の詳細を示したものである。

定電圧回路２２からの定電圧は定電圧線２３に供給され
る。

鋸歯状波形を出力する鋸歯状波発振器２４と増幅器Ａ　
Ｍ　Ｐの出力電圧を比較するコンパレータ２５の出力が
、トランジスタＴＲ６〜ＴＲ８で構成された通流率出力
回路２１で増幅され、昇圧回路１４のＦＥＴに供給され
る。ここで、トランジスタＴＲ７，ＴＲ８がトーテムポ
ールにして使用されているのは、電界効果トランジスタ
ＦＥＴのゲートに、急峻な立上り、立下り波形を有する
スイッチング信号を印加するためである。

動作停止回路１６のトランジスタＴＲ５は、通常、導通
しており、Ｓ１端子に信号が印加されたときだけ不導通
となり、このときだけ通流率制御回路２１からパルスが
発生できるようにする。

従って、この実施例によれば、オルタネータ４の界磁コ
イル８に通常以上の電流が流れ１発電電圧が大きくなっ
てバッテリ１への充電電流が大きくなるのを、昇圧回路
１４の動作期間を最小値に抑えることができ、これによ
り充電電流の増加を小さくし、バッテリ１が過充電にな
るのを防止するという効果がある。

第４図は本発明の他の一実施例で、第１図のトランジス
タＴＲＩとＴＲ４およびツェナダイオードＺＤを一緒に
してツェナダイオードＺＤ２にまとめたものであり、そ
の他の構成、効果は第１図の実施例と同じである。

なお、本発明における昇圧回路としては、上記実施例以
外にもトランスを用いたプッシュプルコンバータ方式や
、コンデンサの充電を利用した倍圧回路方式を用いても
良く、同じ効果を得ることができる。

ところで、上記実施例では、バッテリ１の充電が１００
％近くにあると、界磁コイル電流ＩＦは第２図の一点鎖
線のようになる。これは、電圧レギュレータ９がバッテ
リ１の電圧上昇に応答してトランジスタＴＲＩを不導通
にしてしまうからである。

しかして、この結果、バッテリ１に負荷が掛っていたと
きには、第２図の期間Ｔ５で示すように、電圧変動をも
たらし、ランプ類などが点灯されていないときには、そ
の明るさが一瞬低下する。

そこで、この実施例では、Ｓｌｉ令信号と８２指令信号
を第５図のようにして、期間Ｔ５にも所定のパルス幅で
発生させ、所定の低電流が昇圧回路１４から界磁コイル
８に供給されるようにしてもよく、これによりランプ類
の輝度低下を防ぐことができる。

従って、この実施例によれば、界磁コイル８の印力Ｕ電
圧が昇圧されているので、界ａ電流の立上りが早くなり
、オルタネータ４のトルクが早く応答し、この結果、車
体の振動を低減するタイミングが設定し易く、効果的な
振動低減が得られる。

また、界磁コイル８の電流値が大きくなると、オルタネ
ータ４の発＠電圧が大きくなり、発電電流が大きくなる
。そして、オルタネータ４が吸収するトルクも大きくな
る。そこで、界磁コイル電流を加減することによりオル
タネータのトルクの大きさを加減できる。

この結果、上記実施例によれば、８２指令信号をエンジ
ンの回転変動ΔＮの大小により変化させてやれば、オル
タネータのトルクを加減できるので、最適な制御が可能
となる。

ところで、界磁コイル８の電流を速やかに減少させるた
め、この実施例では、界磁コイル８に通電された電流の
エネルギーをまずツェナダイオードＺＤで吸収し、つぎ
にフリーホイールダイオードＤ１の接続切換えの最に放
出させるようになっており、この結果、界磁コイル８に
通電されていた電流は急速に低下し、オルタネータ４の
トルクを急速に小さくすることができる。これはトルク
をパルス状に制御できることを意味し、車体の振動低減
を、より効果的に得ることができる。

［発明の効果コ 本発明によれば、回転速度変動検出手段の検出信号の立
ち上がり時点からエンジン及び車体の少なくとも一方の
固有振動周期より決定される所定の時間経過後に発電機
のトルクを増加するから。

エンジン又は車体の固有振動を低減することができる。

また、オルタネータの界磁コイルに印加する電圧をバッ
テリ電圧よりも大幅に高くしているので、界磁コイルの
電流立上げを早くし、オルタネータのトルクを急速に増
大することができる。

また、界磁電流値を制御することができるため、オルタ
ネータのトルクを制御することができる。

さらに、界磁コイルに通電していた電流を早く低下させ
ることができるので、オルタネータのトルクを早く小さ
くすることができる。

従って、本発明によれば、指令に対しての応答性を早く
し指令値に制御できるため、エンジンの振動による車体
の振動を低減するための制御が確第１図は本発明による
車体振動低減装置の一実施例を示す回路図、第２図は動
作説明用の波形図、第３図は制御回路の詳細を示す回路
図、第４図は本発明の他の一実施例における構成の一部
を示す回ｇ図、第５図は本発明の一実施例による制御動
作を説明する波形図である。

１・・・・・・バッテリ、２・・・・・・十電源線、３
・・・・・・−電源線、４・・・・・・オルタネータ、
５・・・・・・ステータコイル、６・・・・・・ダイオ
ードブリッジ、７・・・・・・ナインダイオード、８・
・・・・・界磁コイル、９・・・・・電圧レギュレータ
、１０・・・・・・リレー、１１・・・・・・Ｂ接点、
１２・・・・・・Ａ接点、１３・・・・・コイル、１４
・・・・・・昇圧回路、１５・・・・・・制御回路、１
６・・・・・・動作停止回路、１７・・・・・・電圧制
限回路、１８・・・・・電流制限回路、１９・・・・・
・基準電圧（Ａ）、２０・・・・・・基準電圧（Ｂ）、
２１・・・・・通流率制御回路、２２・・・・・・定電
圧回路、２３・・・・定電圧線、２４・・・・・・鋸歯
状波発振器、２５・・・・・・コンパレータ、Ｄｉ・・
・・・・フリーホイールダイオード、Ｄ２・・・・・・
ダイオード、Ｒ１・・・・・・抵抗、Ｃ１・・・、コン
デンサ、ＦＥＴ・・・・・・電界効果トランジスタ、Ｖ
Ｂ・・・・・・入力電圧、ＶＦ・・・・・・出力電圧、
ＴＲＩ・・・・・トランジスタ、ＺＤ・・・・・・ツェ
ナダイオード、ＩＦ・・・・・・界磁電流。

＊ｚｒｌＡ 第４ 図 第５ 図 ！　　Ｔｈ　　ｌ 一一一一一

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内燃機関に直結した発電機で吸収されるトルクの制
   御により車体振動を低減させるようにした車体振動低減
   制御装置において、内燃機関の回転速度変動が所定値を
   超えたことを検出する回転速度変動検出手段と、この回
   転速度変動検出手段の検出信号の立ち上がり時点からエ
   ンジン及び車体の少なくとも一方の固有振動周期より決
   定される所定の時間経過後に制御信号を発生する信号処
   理手段とを設け、この制御信号により上記発電機のトル
   クを増加制御するように構成したことを特徴とする車体
   振動低減制御装置。 ２、請求項１の発明において、上記発電機の端子電圧よ
   りも高い励磁電圧を発生する励磁電圧昇圧手段と、この
   励磁電圧昇圧手段の出力電圧を制御する電圧制御手段と
   を設け、これら励磁電圧昇圧手段と電圧制御手段の双方
   を動作させることにより、上記発電機の吸収トルクを制
   御するように構成したことを特徴とする車体振動低減制
   御装置。 ３、請求項２の発明において、上記発電機の励磁電流を
   検出して所定の励磁電流指令値と比較する演算手段を設
   け、この演算手段の比較結果を上記電圧制御手段に供給
   して上記励磁電圧昇圧手段の出力電圧が制御されるよう
   に構成したことを特徴とする車体振動低減制御装置。 ４、請求項２の発明において、上記発電機の界磁巻線と
   並列に接続すべきフリーホイールダイオードを、少なく
   とも上記励磁電圧昇圧手段による上記発電機の励磁動作
   終了時から所定の時間中だけ上記界磁巻線から切り離す
   制御手段が設けられていることを特徴とする車体振動低
   減制御装置。