JPH03230799A - 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
の発電機駆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
、従来から種々の提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廓動に必要なト
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駒動
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、単にエンジントルクが増大
するタイミングのみを検出し、これに同期させて発電機
を制御するため、周期的かつ定常なトルク変動には対応
できるようになっているが、不規則な周期で急激かつ大
きなトルク変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。

［ｉ１！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１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。

口作用コ エンジンに不Ｎ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、特にエンジンが縦置きの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、車体が振動を始めると、ある所定の時間後に
は逆方向に振れる。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、その軸比カト
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、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、かつ、励磁電流の立上り、立下りが迅速化される
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１図
示の実施例により詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例で、図において、■はバッテ
リ、２は十電源線、３は一電源線、４゜５は端子Ａ　、
　Ｂ　、　６はオルタネータ（交流発電機）、７はオル
タネータのステータコイル（電機子コイル）、８はブリ
ッジダイオード、９は励磁電源用のダイオード、１０は
オルタネータの界磁コイル、１１は界磁電流制御用の電
圧レギュレータ、１２は昇圧用のトランス、１３は１次
コイル、１４は２次コイル、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６
の端子（Ａ）４と端子（Ｂ）５を介して接続される。オ
ルタネータ６のステータコイル７は３相巻線からなり、
そのｕ、ｖ、ｗの各コイルはダイオードブリッジ８に接
続し、ダイオードブリッジ８の＋側出力は端子（Ａ）４
でバッテリ１に接続される。

また、ステータコイル７の各コイルｕ、ｖ、ｗはダイオ
ード９にも接続され、界磁コイル１０のし、端子に接続
される。他方、界磁コイル１０のＦ端子はトランジスタ
ＴＲＩと電流検出用の抵抗Ｒ１の直列回路を介して一電
源線３に接続さ些る。

トランジスタＴＲＩは電圧レギュレータ１１により制御
され、バッテリ１の電圧が一定になるように、オン（Ｏ
Ｎ）オフ（ＯＦＦ）制御される。

なお、この動作は、通常のオルタネータで行なわれてい
る動作と同じである。

ステータコイル７の各コイルＵ、Ｖ、Ｗは、さらにサイ
リスタＳｌ、Ｓ２．Ｓ３を介してトランス１２の１次コ
イル１３−１．１３−２．１３−３に接続される。そし
て、トランス１２の２次コイル１４−１．１４−２．１
４−３は、ダイオードＤ５〜ＤＩＯからなるダイオード
整流回路に接続され、その出力が界磁コイル１０のＬ端
子に接続される。

サイリスタＳＬ、Ｓ２．Ｓ３のゲートは、各々抵抗Ｒ２
，Ｒ３，Ｒ４とトランジスタＴＲ２を介して十電源線２
に接続される。そして、これらのサイリスタＳｌ、Ｓ２
．Ｓ３と並列に逆尊通方向にダイオードＤ２．Ｄ３．Ｄ
４が接続されている。

制御回路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、バッテリ１の電圧が過大に
ならないよう電圧を制御する電圧制限回路１７、界磁コ
イル１０に流れる電流が過大にならないよう制御する電
流制限回路１８、そして各電圧、電流の制限値を規定す
る基準電圧（Ａ）１９、基４Ｉ！’Ｒ圧（Ｂ）　２０な
どより構成されている。

Ｓは制御（５号の入力端子で、制御回路１５を動作させ
、トランジスタＴＲＩを全導通にするための信号が印加
される。そして、このＳ端子は、抵抗Ｒ５を介してトラ
ンジスタＴＲ３のベースに接続され、これにより、その
コレクタからダイオードＤｌｌ、Ｄ１２を介して制御回
路１５と電圧レギュレータ１１に信号が印加される。

次に、この実施例の動作について説明する。

この実施例には、図示していないが、所定の振動検出制
御コントロール・ユニットが備えられており、これによ
りエンジンの回転迎度Ｎが監視されている。

イして、いま、エンジンの何れかの気筒に燃焼不良が発
生するなどの原因により、第２図に示すように、エンジ
ン回転速度Ｎの変動が、ある時点で所定値ΔＮに達し、
それが、その後の所定の時点し。で検出されたとする。

そうすると、この検出制御コントロール・ユニットから
は、第２図に示すように、この時点ｔ。

から所定の期間Ｔ工経過後に、所定幅Ｔ２を有するＳｉ
号が出力されるようになっている。

この第２図において、期間Ｔ０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
点から車体の固有振動周期の１／２に相当する期間Ｔ□
後にＳ信号を発生させるのである。なお、この期間Ｔ□
はエンジンの固有振動周期の１／２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（＝号を発生さ
せてもよい。

このとき、このＳ信号の幅Ｔ２はエンジンの回転変動Δ
Ｎ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。

こうして、Ｓ端子に信号が印加さ、ｈると、制御回路１
５が動作し、通流率制御回路２１の出力がトランジスタ
ＴＲ２をオン・オフさせ、これと同時に電圧レギュレー
タ１１が動作してトランジスタＴＲＩを全導通させる。

まず、トランジスタＴＲ２がオンになると、サイリスタ
８１〜Ｓ３は導通状態となり、ステータコイル７からの
出力電圧がトランス１２の１次コイル１３−１．１３−
２．１３−３に印加され、この結果、２次コイル１４．
−１．１４．−２．１４−３に昇圧された電圧が生し、
ダイオードＤ５〜Ｄ　１．　Ｏで整流された高電圧の励
磁電圧が界磁コイル１０に印加される。

一方、このとき、トランジスタＴＲＩが全導通になって
いるため界磁コイル１０の電流は増加し、これによりス
テータコイル７からの発電電圧が大きくなるため、バッ
テリ１およびトランス１２に流入する電流が増加する。

この結果、この所定幅Ｔ２の信号が現れている期間中、
オルタネータ６に大きなトルク吸収作用が呪われ、エン
ジンの振動を抑え、車体の振動を低減させることができ
る。

ところで、このようなシステムでは、端子（Ａ）４ある
いは端子（８）５のバッテリ側の接触が充分でないと、
ステータコイル７からの発電電圧が大きくなり、この電
圧ＶＢが他の電装品２２に印加され、不具合発生のおそ
れがある。しかしながら、この場合には、電圧制限回路
１７が動作し１通流率制御回路２１に信号を印加してト
ランジスタＴＲ２をオフにし、過大電圧が生じないよう
に保護する。

一方、この実施例では、界磁コイル１０の電流を制御す
ることにより、オルタネータの吸収トルクを加減できる
が、このためには基準電圧（Ｂ）２０の値を加減すれば
よい（図示はしていない）。

第３図は本発明の他の一実施例で、第１図と同じ記号は
、同じ動作を行なうものである。

この実施例は、オルタネータ６のステータコイルを２回
路とし、通常のバッテリ充電用のステータコイル７に加
えて、さらに第２のステータコイル２３を有するオルタ
ネータを使用し、このステータコイル２３のｘ、ｙ、ｚ
端子から、ダイオードＤ１３〜Ｄ１８で構成される整流
回路高電圧を得、トランジスタＴＲ２を介して、界磁コ
イル１０のＬ端子に接続するのである。

この第３図の実施例では、一方のステータコイル７は通
常の場合と同じくバッテリ充電用であり、他方のステー
タコイル２３を高電圧発生用としたもので、これにより
別途、昇圧回路などを用いないで済むようにしたもので
ある。

これらのステータコイル７と２３は、第４図に示すよう
に、互に独立してステータコア２４に巻回してあり、こ
のとき、ステータコイル２３の巻回数をステータコイル
７のそれよりも多くして、所定の高電圧が得られるよう
にしである。

従って、この第３図の実施例と、第１図の実施例との違
いは、後者におけるトランス１２が、前者では第２のス
テータコイル２３に変っているだけであり、その他の構
成及び動作は同じである。

そして、この第３図の実施例によれば、特別な仕様のオ
ルタネータを要するものの、その他の構成要素、例えば
トランス１２などは不要で、この結果、第１図の実施例
と同等の効果が得られる上、さらに構成の単純化が可能
になるという付加的な効果をも期待できる。

この第３図の実施例の動作について説明すると、第２＠
に示すように、時点ｔ。でエンジンの回転速度Ｎが所定
の変動幅ΔＮを超えたことが検出されたら、その後の期
間Ｔ２でＳ信号が発生され、これによりトランジスタＴ
Ｒ２がオンにされ、第２のステータコイル２３からの高
電圧による界磁コイル１０の励磁が行なおれ、この結果
、第１図の実施例と同じく、オルタネータ６による吸収
トルクの＄１１＃を、大きなトルク値のもとての迅速な
応答性をもって行なわせることができ、車体振動を充分
に低減させることができる。

ここで、上記本発明の実施例による効果について、以下
に説明する。

界磁コイルに印加される電圧を高くすることにより、励
磁電流の立上りを迅速にすることができかっ、発電電圧
が高くなるので、出力電流も増加する。そして、このこ
とは、オルタネータでの磁束と、この磁束と鎖交する電
流の双方の増加を意味し、大きな吸収トルクの増大とな
って現れる。

また、このときのトルクの迅速な応答ともなって現れ、
従って、この実施例によれば、車体の振動を低減させる
のに最適なタイミングの設定を容易に行なうことができ
、優れた車体振動低減効果を得ることができる。

また、上記したように、オルタネータによる吸収トルク
は、はぼ界磁電流と電機子電流の積に比例している。ま
た電機子電流は、界磁電流が増加すると、これに応じて
増加する（但し、回転速度は一定で、バッテリの充電状
態は変わらないものとする）。従って、界磁電流を加減
することにより、オルタネータが吸収するトルクを加減
することができ、これを利用して、この実施例では、エ
ンジンの回転法度変動の大小に応じてオルタネータのト
ルクを制御するようにしており、この結果。

この実施例によれば、エンジン振動の大きさに応して、
それを打ち消すのに最適なトルクの選択が可能で、車体
振動の低減を充分に得ることができる。

ところで、界磁コイル電流を増大させると、オルタネー
タの発電電圧が増加する。このとき、バッテリの端子が
確実に接続されていれば何も問題はなく、発電電圧は１
６Ｖ程度に保たれるが、何かの理由、例えばバッテリの
端子が外れたとか、接触不良が生じたなどのことが起き
ると、オルタネータの発電電圧は１’７　Ｖ以上にも上
昇する。

しかして、上記実施例では、オルタネータの発電電圧を
横比して界磁電流を制限するようにしであるので、たと
え上記のような事態を生じても、だの電装機器が損傷す
るなどの虞れをなくすことができる。

［発明の効果］ 本発明によれば、エンジンで記動される発電様による吸
収トルクを充分に大きくでき、かつ、その立上りを迅速
にすることができるので、エンジンの振動に応答して、
常に的確な吸収トルクの制御が可能になり、車体振動の
低減を充分に得るこ第１図は本発明による車体振動低減
制御装置の一実施例を示す回路図、第２図は動作説明用
のタイミングチャート、第３図は本発明の他の一実施例
を示す回路図、第４図は本発明の一実施例で使用される
オルタネータの説明図である。

１　　・バッテリ、２　・・（＋）電源線、３　・・・
（−）電源線、４・・・・・・端子（Ａ）、５・・・・
・・端子（Ｂ）、６　・・オルタネータ、７・・・・・
・ステータコイル、８・ダイオードブリッジ、９・・・
・・・ナインダイオード、１０・・・・界磁コイル、１
１・・・電圧レギュレータ、１２・・・・・トランス、
１３・・・・１次コイル、１４　２次コイル、１５・・
・・・制御回路、１６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他の電装品、２３・・・・・
ステータコイル、２４・・−ステータコア。

第 ２ 図 Ｔｔ　　　ｌ　Ｔｚ’ ｔ。

第４ 図 ３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内燃機関の回転速度変動が所定値を超えたことを検
   出して内燃機関に直結した交流発電機の励磁を制御する
   こと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、上記交流発電機の出力電圧を昇圧
   する変圧器と、この変圧器に対する入力電圧の供給をオ
   ン・オフ制御するスイッチング手段とを設け、上記車体
   振動の低減制御の為の交流発電機の励磁が、上記変圧器
   の出力電圧により行わ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。 ２、内燃機関の回転速度変動が所定値を超えたことを検
   出して内燃機関に直結した交流発電機の励磁を制御する
   こと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、上記発電機として高低２種の出力
   電圧を発生する少なくとも２の電機子巻線を備えた交流
   発電機を用い、上記車体振動の低減制御の為の交流発電
   機の励磁が、上記２の電機子巻線の内の高電圧を発生す
   る方の電機子巻線からの出力により行われるように構成
   したことを特徴とする車体振動低減制御装置。 ３、請求項１の発明において、上記交流発電機の出力に
   より充電されるバッテリの端子電圧が所定の基準電圧を
   超えたことを検出する電圧監視手段を設け、この電圧監
   視手段の検出出力により上記スイッチング手段をオフに
   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。