DE4038301A1 - Suppressing motor vehicle bodywork vibration by alternator excitation - pulse width modulating field current supplied by proportional controller comparing measured and desired accelerations - Google Patents

Suppressing motor vehicle bodywork vibration by alternator excitation - pulse width modulating field current supplied by proportional controller comparing measured and desired accelerations

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Abstract

The vibrational wave detected by an accelerometer (31a) is filtered (31b) with a passband of e.g. 5.5 Hz for comparison with a preset desired acceleration value. The difference gives rise to proportional control (40) of the field current of the alternator (10) by pulse-width modulation (40a). The field current varies approximately in phase with the vibration so that the alternator (10) generates electric power to absorb the mechanical energy. Loading (29) is regarded as an external disturbance of the driving system. ADVANTAGE - Vibration esp. under acceleration is suppressed effectively by absorption of energy in alternator.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie auf eine Vorrichtung zur Unterdrückung von Vibratio­ nen des Aufbaus eines Fahrzeugs und insbesondere auf ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zur Unterdrückung von Schwingungen eines Fahrzeugs bei der Beschleunigung des Fahrzeugs.The present invention relates to a method as well as a device for suppressing vibratio nen the construction of a vehicle and in particular on a Method or device for suppressing Vibration of a vehicle when accelerating Vehicle.

Im Automobilbau ist es eine bekannte Technik, die Dreh­ momentsänderung eines Fahrzeugs aufgrund der Maschinenlei­ stung zu erfassen und die Drehmomentsänderung durch Steue­ rung der Ausgangsleistung eines Generators, wie z. B. der Lichtmaschine, zu unterdrücken. Eine derartige Technik ist beispielsweise in den japanischen Offenlegungsschriften 58-1 85 937, 58-1 85 938 und 63-2 12 723 offenbart.In automotive engineering, it is a well-known technique, the rotary Torque change of a vehicle due to the machine work and the torque change through control tion of the output power of a generator, such as. B. the Alternator to suppress. One such technique is  for example in Japanese laid-open publications 58-1 85 937, 58-1 85 938 and 63-2 12 723.

Man macht sich dabei zunutze, daß die als Maschinenlast wirkende Leistung zum Antrieb der Lichtmaschine entspre­ chend der Ausgangsleistung der Lichtmaschine (erzeugte Energie) variiert. Wenn im Fahrzeug ein Drehmomentwechsel stattfindet, wird die Ausgangsleistung der Lichtmaschine so gesteuert, daß sie sich entsprechend dem Drehmomentwechsel ändert, wodurch die Änderung des Drehmomentes absorbiert und die Vibrationen des Fahrzeugaufbaus aufgrund des Dreh­ momentwechsels unterdrückt werden.One makes use of the fact that the machine load effective power to drive the alternator correspond according to the output power of the alternator (generated Energy) varies. If there is a torque change in the vehicle takes place, the output power of the alternator is like this controlled that they change according to the torque changes, absorbing the change in torque and the vibrations of the vehicle body due to the rotation torque change can be suppressed.

Diese bekannte Technik unterdrückt hauptsächlich gleich­ bleibende Vibrationen des Fahrzeugaufbaus, wie sie durch den Betrieb des Motors verursacht werden. Periodische Dreh­ momentsänderungen treten auf synchron zu Ansaugtakt, Ver­ dichtungstakt, Explosionstakt und Ausstoßtakt des Motors, und die periodische Änderung des Drehmoments wird unter­ drückt, indem die Ausgangsleistung der Lichtmaschine so ge­ steuert wird, daß sie in ihrer Phase gegenläufig zum perio­ dischen Drehmomentwechsel ist.This known technique mainly suppresses the same permanent vibrations of the vehicle body as they go through the operation of the engine. Periodic rotation Torque changes occur synchronously with the intake stroke, ver seal cycle, explosion cycle and exhaust cycle of the engine, and the periodic change in torque is under presses by the output power of the alternator so ge is controlled that in its phase it runs counter to the perio is the torque change.

Vibrationen des Fahrzeugaufbaus umfassen aber auch andere als diese gleichbleibenden, durch den Maschinenzyklus ver­ ursachten Vibrationen, wie z. B. Schwingungen des Fahr­ zeuges, die durch Beschleunigungen des Fahrzeugs verursacht werden. Die gleichbleibenden Vibrationen werden durch den gleichbleibenden Zyklus des Drehmomentwechsels im Fahrzeug­ aufbau erzeugt, und bekannte Techniken unterdrücken den Drehmomentwechsel, indem sie ihn erfassen, insbesondere die Zunahme des Drehmoments im Zündtakt, und ein Drehmoment entgegengesetzter Phase zu der des Drehmomentwechsels im Antrieb erzeugen. Mit dieser Technik ist es aber schwerlich möglich, die Anfahrschwingungen eines Fahrzeugaufbaus aus­ reichend zu unterdrücken.Vibrations of the vehicle body also include others than these constant, through the machine cycle cause vibrations such as B. Vibrations of the driving stuff caused by acceleration of the vehicle will. The constant vibrations are caused by the constant cycle of torque change in the vehicle construction creates, and known techniques suppress the Torque change by capturing it, especially the Increase in torque in the ignition stroke, and a torque opposite phase to that of the torque change in Generate drive. With this technique it is difficult possible, the starting vibrations of a vehicle body  enough to suppress.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Vor­ richtung anzugeben, womit Vibrationen des Fahrzeugaufbaus, insbesondere Schwingungen bei der Beschleunigung des Fahr­ zeugs wirksam unterdrückt werden, indem ein mit dem Fahr­ zeugmotor gekoppelter Generator gesteuert wird.The object of the invention is to provide a method and a to indicate the direction with which vibrations of the vehicle body, especially vibrations when accelerating driving stuff can be effectively suppressed by driving Witness motor coupled generator is controlled.

Ein Fahrzeug hat einen Hauptantrieb sowie ein Übertragungs­ system zur Übertragung von Motorenergie auf die Räder des Fahrzeugs, sowie einen Hilfsapparateantrieb und ein dazuge­ höriges Übertragungssystem. Der Hauptantrieb sowie dessen Übertragungssystem umfaßt den Motor zum Antreiben des Fahr­ zeugs, und der Hilfsapparateantrieb samt zugehörigem Über­ tragungssystem umfaßt einen mit dem Motor verbundenen Gene­ rator, wie z. B. die Lichtmaschine, der von diesem Motor an­ getrieben wird. Wenn der Generator viel Energie erzeugt, entzieht er diese der Motorleistung, wodurch das Drehmoment zum Antreiben des Fahrzeugs herabgesetzt wird.A vehicle has a main drive and a transmission system for transferring engine energy to the wheels of the Vehicle, as well as an auxiliary apparatus drive and one audible transmission system. The main drive as well as its Transmission system includes the engine to drive the vehicle stuff, and the auxiliary apparatus drive including the associated over Carrier system includes a gene associated with the engine rator, such as B. the alternator by this engine is driven. If the generator produces a lot of energy, it extracts this from the engine power, thereby reducing the torque is reduced to drive the vehicle.

In einem derartigen Fahrzeug wird die der vorliegenden Er­ findung zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst, daß der Drehmomentwechsel beispielsweise bei Schwingungen des Fahr­ zeugs, die durch Beschleunigung des Motors erzeugt werden, erfaßt wird, dann mittels Pulsbreitenmodulation mit der er­ faßten Schwingungswelle ein Steuersignal für den Feldstrom des Generators erzeugt wird, und der Feldstrom durch das Steuersignal moduliert wird. Erfindungsgemäß wird das Tast­ verhältnis des Feldstromes durch die Pulsbreitenmodulation der Schwingungswelle gesteuert, so daß der Feldstrom nähe­ rungsweise gleichphasig zur Schwingungswelle ist und der Drehmomentwechsel im Fahrzeug durch Energieerzeugung des Generators, die durch den derartig veränderten Feldstrom erzeugt wird, absorbiert wird. In such a vehicle, the present Er The underlying problem is solved in that the Torque changes, for example, when driving vibrations stuff generated by accelerating the engine is detected, then by means of pulse width modulation with which it seized vibration wave a control signal for the field current of the generator is generated, and the field current through the Control signal is modulated. According to the key ratio of the field current through the pulse width modulation controlled the vibration wave so that the field current is close approximately in phase with the vibration wave and Torque change in the vehicle by generating energy Generator caused by the field current changed in this way is generated, absorbed.  

Ein Aspekt der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die durch Beschleunigung des Fahrzeugs erzeugte Schwingung des Fahrzeugs erfaßt wird, daß ein Beschleunigungswert der er­ faßten Schwingung mit einem vorbestimmten Zielbeschleuni­ gungswert verglichen wird, um eine Differenz zu bilden, daß ein Steuerungssignal für den Feldstrom des Generators durch Pulsbreitenmodulation der Schwingungswelle erzeugt wird, indem ein Regelkreis mit zumindest einer Proportionalsteue­ rung verwendet wird, und daß der Feldstrom mit dem Steue­ rungssignal moduliert wird, um dadurch ein Drehmoment zu erzeugen, das zur Absorption der Schwingung im Generator führt.One aspect of the invention is characterized in that the vibration of the vehicle generated by acceleration of the vehicle Vehicle is detected that an acceleration value of the he caught vibration with a predetermined target acceleration supply value is compared to form a difference that a control signal for the field current of the generator Pulse width modulation of the oscillation wave is generated, by a control loop with at least one proportional control tion is used, and that the field current with the Steue tion signal is modulated to thereby a torque generate that to absorb the vibration in the generator leads.

Ein anderer Aspekt der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Anfangsphase eines Vibrationszyklus einer durch die Beschleunigung des Fahrzeugs verursachten Schwingungen des Fahrzeugs erfaßt wird, daß ein Schwingungswellenmuster des Fahrzeugs auf der Grundlage des erfaßten Vibrationszyklus­ teils in der Anfangsphase vorhergesagt wird, daß ein Steue­ rungssignal für den Feldstrom des Generators durch Puls­ breitenmodulation des vorhergesagten Schwingungswellenmu­ sters erzeugt wird, und daß der Feldstrom durch das Steue­ rungssignal verändert wird, so daß er näherungsweise gleichphasig mit dem vorhergesagten Schwingungswellenmuster ist, wodurch ein Drehmoment erzeugt wird, das zur Absorp­ tion der Schwingung im Generator führt.Another aspect of the invention is characterized in that that the initial phase of a vibration cycle is one by the Acceleration of the vehicle caused vibrations of the Vehicle is detected that a vibration wave pattern of the Vehicle based on the detected vibration cycle partly in the initial phase it is predicted that a tax signal for the field current of the generator by pulse width modulation of the predicted vibration wave mus sters is generated, and that the field current through the control tion signal is changed so that it approximately in phase with the predicted vibration wave pattern is, which generates a torque that leads to Absorp tion of vibration in the generator leads.

Bezugnehmend auf die Zeichnungen werden nun einzelne Aus­ führungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erläutert. Es zeigen:Referring now to the drawings, single out management examples of the present invention explained. It demonstrate:

Fig. 1 ein Wellendiagramm zur Erklärung der vorliegen­ den Erfindung; Fig. 1 is a wave diagram for explaining the present invention;

Fig. 2 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Unterdrückung der Schwingung eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung; Fig. 2 is a block diagram of an embodiment of a device for suppressing the vibration of a vehicle according to the present invention;

Fig. 3 ein Blockdiagramm der wichtigen Teile aus Fig. 2; Fig. 3 is a block diagram of the important parts of Fig. 2;

Fig. 4 ein Diagramm einer durch eine Proportionalsteue­ rung gesteuerten Schwingung; Fig. 4 is a diagram of a tion by a Proportionalsteue controlled oscillation;

Fig. 5 ein Diagramm von Schwingungswellen bei einer Vor­ hersagesteuerung; Fig. 5 is a diagram of vibration waves in a before prediction control;

Fig. 6 ein Blockdiagramm einer tatsächlichen Schaltung einer Ausführungsform der Vorrichtung zur Unter­ drückung von Schwingungen, die eine Proportional­ steuerung aufweist; Fig. 6 is a block diagram of an actual circuit of an embodiment of the device for suppressing vibrations, which has a proportional control;

Fig. 7 ein erklärendes Diagramm, das ein Schwingungsphä­ nomen zum Zeitpunkt der Fahrzeugbeschleunigung zeigt; und Fig. 7 is an explanatory diagram showing a noun Schwingungsphä the time of vehicle acceleration; and

Fig. 8 ein Diagramm, das den Schwingungsmechanismus eines Steuerungssystems gemäß dem Stand der Tech­ nik erklärt. Fig. 8 is a diagram explaining the vibration mechanism of a control system according to the prior art.

Bezugnehmend auf Fig. 7 wird zunächst ein Schwingungsphäno­ men des Fahrzeugs erklärt, die Zeit ist als Abszisse und die Geschwindigkeit als Ordinate eingetragen. Wird ein Fahrzeug gestartet und beschleunigt, pulsiert dessen Ge­ schwindigkeit. In dem Beispiel der Fig. 7 pulsiert die Fahrzeuggeschwindigkeit mit einer Frequenz von ungefähr 5,5 Hz. Referring to FIG. 7, a Schwingungsphäno of the vehicle is first explained men, the time is entered as the abscissa and the speed as ordinate. When a vehicle is started and accelerated, its speed pulsates. In the example of FIG. 7, the vehicle speed pulsates at a frequency of approximately 5.5 Hz.

Bezugnehmend auf Fig. 8 wird als nächstes ein Mechanismus erklärt, bei dem Schwingungsphänomene auftreten.Next, referring to Fig. 8, a mechanism in which vibrational phenomena occur will be explained.

Die Motorregelung 20 in Fig. 8 umfaßt einen Drosselklappen­ öffnungssensor 21, einen Luftflußsensor 22 und einen Dreh­ zahlsensor 23, eine Steuerung 24, ein Kraftstoffzufuhr­ system 25 und ein Zündsystem 26. Auf der Grundlage der Signale des vom Fahrpedal betätigten Drosselklappenöff­ nungssensors 21, des Luftflußsensors 22 und des Drehzahl­ sensors 23 steuert die Steuerung 24 das Kraftstoffzufuhr­ system 25 und das Zündsystem 26 und gibt Leistung an das Antriebssystem 28 ab.The engine control 20 in Fig. 8 includes a throttle valve opening sensor 21 , an air flow sensor 22 and a speed sensor 23 , a controller 24 , a fuel supply system 25 and an ignition system 26th Based on the signals from the accelerator pedal-operated throttle opening sensor 21 , the air flow sensor 22 and the speed sensor 23 , the controller 24 controls the fuel supply system 25 and the ignition system 26 and outputs power to the drive system 28 .

Die Fahrlast 29 kann dabei immer als eine von außen wir­ kende Störung des Antriebssystems 28 angesehen werden. Un­ ter Einfluß der Trägheit, beispielsweise der des Fahr­ zeuges, wird Maschinenleistung zeitweise in einer Antriebs­ welle gespeichert und wieder abgegeben. Durch eine Abfolge mehrerer solcher Vorgänge tritt ein Schwingungsphänomen, wie beispielsweise das des Nachhinkens der Drehzahl oder des Pendelns der Drehzahl um einen Sollwert herum, auf. Hieraus ist ersichtlich, daß sich das Schwingungsphänomen von dem kontinuierlichen Drehmomentwechsel aufgrund des Mo­ tortaktes unterscheidet, so daß die Schwingungen schwer un­ terdrückt werden können, indem man den zyklischen Dreh­ momentwechsel erfaßt, insbesondere die Zunahme während des Zündtaktes, und man dann ein Drehmoment, dessen Phase der des Drehmomentwechsels entgegengesetzt ist, in der Lichtma­ schine erzeugt. Und da außerdem die Ansprechgeschwindigkeit eines üblicherweise verwendeten Kraftstoffzufuhrsystems 25 begrenzt ist, kann eine Schwingung des Fahrzeugaufbaus auch nur schwer dadurch unterdrückt werden, daß die Schwingung des Kraftstoffzufuhrsystems 25 unterdrückt wird. The driving load 29 can always be seen as an external disturbance of the drive system 28 . Under the influence of inertia, for example that of the vehicle, machine power is temporarily stored in a drive shaft and released again. A sequence of several such processes leads to an oscillation phenomenon, such as, for example, that of lagging the speed or oscillating the speed around a setpoint. From this it can be seen that the vibration phenomenon differs from the continuous torque change due to the engine cycle, so that the vibrations are difficult to suppress by detecting the cyclic torque change, especially the increase during the ignition cycle, and then a torque whose Phase opposite to the torque change is generated in the alternator. And since the response speed of a commonly used fuel supply system 25 is also limited, vibration of the vehicle body is difficult to be suppressed by suppressing the vibration of the fuel supply system 25 .

Erfindungsgemäß wird eine Schwingung eines Fahrzeugkörpers bei ihrem Auftreten erfaßt, so daß ein Ausgangssignal des Beschleunigungssensors, wie in Fig. 1(a) dargestellt, ent­ steht. Wie weiterhin in den Fig. 1(b) und 1(c) dargestellt, wird das Ausgangssignal des Beschleunigungsdetektors, nach­ dem es gefiltert wurde, unter Verwendung einer Referenz­ dreiecksspannung einer Pulsbreitenmodulation unterworfen, so daß ein pulsbreitenmoduliertes Ausgangssignal entsteht (PWM-Ausgabe), mit dieser PWM-Ausgabe wird dann der Feld­ strom der Lichtmaschine moduliert, so daß der modulierte Feldstrom eine zumindest annähernd gleiche Phase hat wie die Schwingungswelle.According to the present invention, vibration of a vehicle body is detected when it occurs, so that an output signal from the acceleration sensor as shown in Fig. 1 (a) is produced. As further shown in FIGS. 1 (b) and 1 (c), the output signal of the acceleration detector, after which it has been filtered, is subjected to pulse width modulation using a reference triangular voltage, so that a pulse width modulated output signal is produced (PWM output), With this PWM output, the field current of the alternator is then modulated, so that the modulated field current has an at least approximately the same phase as the oscillation wave.

Bezugnehmend auf Fig. 1 wird das Prinzip dieser Feldstrom­ steuerung genau erklärt.The principle of this field current control is explained in detail with reference to FIG. 1.

Das Ausgangssignal eines zur Schwingungserfassung einge­ setzten Beschleunigungssensors ist in Fig. 1(a) als eine Schwingungswelle dargestellt.The output signal of an acceleration sensor set for vibration detection is shown in Fig. 1 (a) as a vibration wave.

Nach Durchlaufen eines Verstärkers sowie eines Bandpaßfil­ ters, der einen bestimmten Frequenzbereich, beispielsweise den um 5,5 Hz herum, durchläßt, entsteht eine Welle, wie sie durch die durchgezogene Linie in Fig. 1(b) dargestellt ist.After passing through an amplifier and a bandpass filter which passes a certain frequency range, for example around 5.5 Hz, a wave is generated as shown by the solid line in Fig. 1 (b).

Die in der Fig. 1(b) dargestellte Schwingungswelle wird mit einer Dreiecksschwingung konstanter Frequenz verglichen und in ein pulsbreitenmoduliertes Signal (Digitalsignal), wie in Fig. 1(c) dargestellt, umgewandelt. Wie aus Fig. 1(b) und 1(c) ersichtlich, wird das Tastverhältnis größer, wenn der Drehmomentwechsel (Beschleunigungswert) größer wird. Indem das pulsbreitenmodulierte Signal als Steuerungssignal für den Feldstrom der Lichtmaschine verwendet wird und in­ dem die Welle zeitlich an den Vibrationszyklus der Schwin­ gung angepaßt wird, erhält man den Feldstrom, der gleich­ phasig oder nahezu gleichphasig mit der Schwingungswelle ist.The vibration wave shown in Fig. 1 (b) is compared with a triangular wave of constant frequency and converted into a pulse width modulated signal (digital signal) as shown in Fig. 1 (c). As shown in Figure 1 (b). And 1 (c) can be seen, the duty cycle is greater when the torque change (acceleration value) is larger. By using the pulse width modulated signal as a control signal for the field current of the alternator and in which the wave is temporally adapted to the vibration cycle of the vibration, the field current is obtained which is in phase or almost in phase with the vibration wave.

Diese Steuerung des Feldstromes führt zu einer Vergrößerung des Feldstromes, wenn der Drehmomentwechsel in positiver Richtung beim Auftreten von Schwingungen beim Beschleunigen des Fahrzeugs auftritt, wodurch der Betrag der erzeugten Energie und das zum Antrieb der Lichtmaschine benötigte Drehmoment zunimmt. Dieses zunehmende Drehmoment dient zur Auslöschung der Schwingung, sie wird dadurch absorbiert.This control of the field current leads to an enlargement of the field current when the torque change is positive Direction when vibration occurs when accelerating of the vehicle occurs, causing the amount of generated Energy and that needed to drive the alternator Torque increases. This increasing torque is used for Cancellation of the vibration, it is absorbed by it.

Wenn die Drehmomentsänderung in negativer Richtung größer wird, nimmt der Feldstrom und somit das für die Lichtma­ schine benötigte Antriebsdrehmoment ab, so daß der Dreh­ momentwechsel reduziert wird.If the torque change in the negative direction is greater the field current and thus for the light measure Required drive torque from, so that the rotation torque change is reduced.

Auf diese Weise kann die durch die Fahrzeugbeschleunigung verursachte Fahrzeugschwingung unterdrückt werden.In this way, the vehicle acceleration caused vehicle vibration are suppressed.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Steuerungssignal des Feldstromes der Lichtmaschine auf der Grundlage der Differenz zwischen einem Drehmomentsände­ rungswert, der während der Beschleunigung erfaßt wurde (erfaßter Beschleunigungswert), und einem Sollbeschleuni­ gungswert so gesteuert, daß er als Ausgangssignal eines Re­ gelkreises gleich dem Sollwert ist, wobei zumindest eine Proportionalsteuerung verwendet wird.According to one aspect of the present invention, the Control signal of the field current of the alternator on the Basis of the difference between a torque sands approximate value that was recorded during acceleration (detected acceleration value), and a target acceleration supply value controlled so that it is the output signal of a Re gelkreises is equal to the target value, at least one Proportional control is used.

Wenn die Regelung des Steuerungssignals für den Feldstrom der Lichtmaschine mittels einer Proportionalsteuerung durchgeführt wird, vergrößert sich mit größer werdendem erfaßten Drehmomentsänderungswert die Pulsbreite (das Tastverhältnis) des pulsbreitenmodulierten Signals. Indem somit der Feldstrom mit dem pulsbreitenmodulierten Signal gesteuert wird, hat der Feldstrom eine Welle, die nähe­ rungsweise gleichphasig mit der Schwingungswelle ist. Wie weiter oben beschrieben, wird somit in der Lichtmaschine ein die Schwingung absorbierendes Drehmoment erzeugt. Wenn in der Regelschleife eine PID-Steuerung, bestehend aus der Summe eines integrierenden Gliedes (I), eines differenzie­ renden Gliedes (D) und eines Proportionalgliedes (P), ver­ wendet wird, kann die Ansprechgeschwindigkeit zur Schwin­ gungsunterdrückung sehr schnell gemacht werden, was die Schwingungsunterdrückung günstig beeinflußt.When regulating the control signal for the field current the alternator by means of a proportional control is carried out increases with increasing size detected torque change value the pulse width (the Duty cycle) of the pulse width modulated signal. By doing thus the field current with the pulse width modulated signal  is controlled, the field current has a wave that is close approximately in phase with the vibration wave. How described above, is thus in the alternator generates a torque absorbing the vibration. If in the control loop a PID control consisting of the Sum of an integrating member (I), a differenzie renden member (D) and a proportional member (P), ver is used, the response speed to Schwin suppression can be done very quickly, what the Vibration suppression favorably influenced.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird beim Auftreten von Schwingungen die Beschleunigung in der Anfangsphase eines Vibrationszyklus, beispielsweise die Vibration innerhalb des ersten Viertels eines Zyklus in der Anfangsphase der Schwingung, erfaßt und dann ein Schwin­ gungswellenmuster vorhergesagt. Das durch die Beschleuni­ gung erzeugte Schwingungsphänomen hat die Eigenschaft, daß es aufgrund der zum Antriebssystem des Fahrzeugs gehörenden vibrierenden Bauteile immer dasselbe Muster von Vibrationen des Fahrzeugaufbaus hat, so daß es möglich ist, das Schwin­ gungsmuster vorherzusagen. Dann wird mittels Pulsbreitenmo­ dulation das Steuerungssignal für den Feldstrom der Licht­ maschine erzeugt, so daß der Feldstrom annähernd phasen­ gleich mit dem vorhergesagten Schwingungswellenmuster ist, wodurch in der Lichtmaschine ein Drehmoment zur Absorption der Schwingung erzeugt wird.According to another aspect of the present invention when vibrations occur the acceleration in the Initial phase of a vibration cycle, for example the Vibration within the first quarter of a cycle in the Initial phase of vibration, detected and then a swing wave patterns are predicted. The acceleration The generated vibration phenomenon has the property that it due to the fact that it belongs to the drive system of the vehicle vibrating components always have the same pattern of vibrations of the vehicle body, so that it is possible to do the swing prediction patterns. Then using pulse width mo dulation the control signal for the field current of light machine generated so that the field current approximately phase is equal to the predicted vibration wave pattern, which creates a torque for absorption in the alternator the vibration is generated.

Bezugnehmend auf die Zeichnungen wird als nächstes eine Ausführungsform der Erfindung erklärt.Referring next to the drawings, one Embodiment of the invention explained.

In Fig. 2 empfängt eine Steuerungseinheit 24 verschiedene Signale von einem Drosselklappenöffnungssensor 21, einem Luftflußsensor 22 und einem Drehzahlsensor 23 und steuert ein Kraftstoffzufuhrsystem 25 sowie das Zündsystem 26. Der Drosselklappenöffnungssensor 21 gibt ein Drosselklappenöff­ nungssignal aus, der Luftflußsensor 22 wird im Ansaugbe­ reich angebracht, um eine Luftflußmenge der in die Maschine eingesogenen Luft zu messen, und der Drehzahlsensor 23 er­ faßt die Umdrehungen pro Minute des Motors, um ein Dreh­ zahl- oder Umdrehungssignal auszugeben. Wie oben erwähnt, werden diese Signale in die Steuerungseinheit 24 zur Steue­ rung des Kraftstoffzufuhrsystems 25 und des Zündsystems 26 eingegeben. Mittels der Signale aus der Steuerungseinheit 24 steuern das Kraftstoffzufuhrsystem 25 und das Zündsystem 26 den Lauf des Motors 27. Der Motor 27 überträgt seine Ausgangsleistung an das Antriebssystem 28 des Fahrzeugs, um es dadurch anzutreiben.In FIG. 2, a control unit 24 receives various signals from a throttle valve opening sensor 21 , an air flow sensor 22 and a speed sensor 23 and controls a fuel supply system 25 and the ignition system 26 . The throttle valve sensor 21 outputs a throttle valve opening signal, the air flow sensor 22 is richly attached in the intake to measure an air flow amount of the air drawn into the engine, and the speed sensor 23 detects the revolutions per minute of the engine to a speed or revolution signal to spend. As mentioned above, these signals are input to the control unit 24 for controlling the fuel supply system 25 and the ignition system 26 . The fuel supply system 25 and the ignition system 26 control the running of the engine 27 by means of the signals from the control unit 24 . The engine 27 transmits its output to the drive system 28 of the vehicle to thereby drive it.

In dieser Ausführungsform wird ein Wechselstromgenerator 10 (im folgenden Lichtmaschine genannt), der als Hilfseinrich­ tung anzusehen ist, als Stellglied eines Steuerungssystems zur Unterdrückung von Fahrzeugvibrationen benutzt, weil er sich zur Unterdrückung von während der Beschleunigung auf­ tretenden Schwingungen gut eignet. Das System zur Schwin­ gungsunterdrückung beinhaltet einen Schwingungsdetektor 31, der einen Drehmomentwechsel des Antriebssystems 28 des Fahrzeugs, wie er beispielsweise durch Schwingungen verur­ sacht wird, erfaßt, eine Steuerung 40, der auf der Grund­ lage des erfaßten Drehmoment-Änderungswertes, wie bei­ spielsweise dem erfaßten Schwingungswert, die Pulsbreiten­ modulation des Feldstromes der Lichtmaschine 10 durchführt, sowie ein Stellglied 41, das die pulsbreitenmodulierten Signale empfängt und den Feldstrom steuert, wodurch sich eine Steuerung des Ausgangsdrehmoments ergibt.In this embodiment, an AC generator 10 (hereinafter referred to as an alternator), which is to be regarded as an auxiliary device, is used as an actuator of a control system for suppressing vehicle vibrations because it is well suited for suppressing vibrations occurring during acceleration. The system for vibration suppression includes a vibration detector 31 , which detects a torque change of the drive system 28 of the vehicle, such as is caused by vibrations, a controller 40 , which is based on the detected torque change value, such as the detected one Vibration value, the pulse width modulation of the field current of the alternator 10 performs, and an actuator 41 , which receives the pulse width modulated signals and controls the field current, resulting in a control of the output torque.

Die Steuerung 40 führt die Pulsbreitenmodulation des Steue­ rungssignals für den Feldstrom auf der Grundlage des erfaß­ ten Schwingungswertes durch, so daß der Feldstrom der Lichtmaschine 10 näherungsweise gleichphasig mit der Schwingungswelle verläuft. In der Praxis wird für die Steuerung 40 entweder ein Proportionalsteuerungssystem (P) oder eine vorhersagende Steuerung verwendet, um die Schwin­ gungsunterdrückungssteuerung durchzuführen.The controller 40 performs the pulse width modulation of the control signal for the field current on the basis of the detected vibration value, so that the field current of the alternator 10 is approximately in phase with the vibration wave. In practice, either a proportional control system (P) or a predictive controller is used for the controller 40 to perform the vibration suppression control.

In Fig. 3 wird ein Beispiel dargestellt, bei der die Puls­ breitenmodulation des Steuerungssignals für den Feldstrom unter Verwendung einer Proportionalsteuerung durchgeführt wird, die Steuerung 40 führt die Proportionalsteuerung (P- Steuerung) durch. Ein Beschleunigungsdetektor 31a und ein Bandpaßfilter 31c sind Bestandteile des Schwingungsdetek­ tors des Fahrzeugs. Beim Betrieb des Fahrzeugs wird nun dem Antriebssystem eine Fahrlast 29 als äußere Störung zuge­ führt, wodurch Schwingungen auftreten können. Ist dies der Fall, wird der Beschleunigungsdetektor 31 die Schwingung erfassen. Die erfaßte Schwingungswelle läuft durch den Bandpaßfilter 31a, der lediglich Frequenzen innerhalb eines gewissen Frequenzbereiches durchläßt, beispielsweise um 5,5 Hz herum.In Fig. 3, an example is shown in which the pulse width modulation of the control signal for the field current using a proportional control is performed, the controller 40 performs the proportional control (P control). An acceleration detector 31 a and a bandpass filter 31 c are components of the vibration detector of the vehicle. When the vehicle is operating, the drive system is now subjected to a driving load 29 as an external disturbance, which can cause vibrations. If this is the case, the acceleration detector 31 will detect the vibration. The detected vibration wave runs through the bandpass filter 31 a, which only allows frequencies within a certain frequency range, for example around 5.5 Hz.

Der erfaßte Beschleunigungswert wird mit einem vorgesetzten Sollbeschleunigungswert verglichen, um die zwischen ihnen herrschende Differenz zu erhalten, und auf deren Grundlage führt dann die Steuerung 40 eine Proportionalsteuerung des Feldstromes der Lichtmaschine durch, so daß der erfaßte Be­ schleunigungswert gleich dem Sollbeschleunigungswert wird; somit ergibt sich eine Steuerung der Ausgangsleistung der Lichtmaschine. Die gesteuerte Ausgangsleistung der Lichtma­ schine absorbiert die durch die Beschleunigung verursachten Drehmomentsänderungen im Fahrzeug. Bei dieser Proportional­ steuerung wird das Signal zur Steuerung des Feldstromes der Lichtmaschine durch Pulsbreitenmodulation der erfaßten Schwingungswelle erzeugt. The detected acceleration value is compared with a preset target acceleration value in order to obtain the difference between them, and on the basis of which the controller 40 then carries out a proportional control of the field current of the alternator so that the detected acceleration value becomes equal to the target acceleration value; this results in control of the output power of the alternator. The controlled output power of the alternator absorbs the torque changes in the vehicle caused by the acceleration. In this proportional control, the signal for controlling the field current of the alternator is generated by pulse width modulation of the detected vibration wave.

Die Steuerung zur Schwingungsabsorption oder -unterdrückung wirkt nur, wenn die elektrische Last der Lichtmaschine groß ist. Somit muß, um das für die Schwingungsunterdrückung notwendige Drehmoment zu erzeugen, ein ausreichend großer Strom verfügbar sein, und damit ein ausreichend großer Aus­ gangsstrom der Lichtmaschine fließen kann, muß eine dement­ sprechende elektrische Last vorgesehen sein.The control for vibration absorption or suppression only works if the electrical load of the alternator is large is. Thus, in order to suppress vibration to generate the necessary torque, a sufficiently large one Electricity is available, and therefore a sufficiently large out current of the alternator can flow, a demented speaking electrical load may be provided.

Fig. 4 zeigt eine abklingende Schwingung, wenn die Propor­ tionalsteuerung gemäß dieser Ausführungsform greift. Die Proportionalsteuerung kann mit vergleichsweise geringem Schaltungsaufwand durchgeführt werden, es ergibt sich aber eine Ansprechverzögerung, da die Feldwicklung 13 der Licht­ maschine eine große Induktivität hat, so daß sich eine ten­ denziell längere Zeit bis zum Abklingen der Schwingung er­ gibt. Fig. 4 shows a decaying vibration when the proportional control in accordance with this embodiment intervenes. The proportional control can be carried out with comparatively little circuitry, but there is a response delay because the field winding 13 of the alternator has a large inductance, so that there is a ten long time until the oscillation subsides.

Die Ansprechverzögerung kann verkleinert werden, indem eine PID-Steuerungsschaltung (proportional/integral/differenzie­ rend) verwendet wird, wodurch Verstärkung und Phase ent­ sprechend dem Steuerungssystem korrigiert werden.The response delay can be reduced by using a PID control circuit (proportional / integral / differenzie rend) is used, whereby gain and phase ent be corrected according to the control system.

Die genaue Konstruktion des Systems zur Erzeugung elektri­ scher Energie mit der in Fig. 3 dargestellten Proportional­ steuerung wird im folgenden bezugnehmend auf Fig. 6 be­ schrieben.The exact construction of the system for generating electrical energy with the proportional control shown in Fig. 3 will be described below with reference to Fig. 6 be.

In Fig. 6 ist eine dreiphasige Lichtmaschine 10 darge­ stellt, die eine Ankerwicklung 11, einen dreiphasigen Voll­ wellen-Gleichrichter 12, eine Feldwicklung 13 und ein Stellglied 41 aufweist. Die Lichtmaschine 10 ist elektrisch mit der Batterie 14 sowie einer elektrischen Last 15 ver­ bunden. Das Stellglied 41 besteht aus einem Leistungstran­ sistor 42 zur Steuerung des in der Feldwicklung 13 fließen­ den Stromes, einer Diode 43 zur Dämpfung der Änderungen des durch den Leistungstransistor 42 fließenden Stromes, einem UND-Gatter 44, einem Komparator 45, einer Referenzspannung 46 und einem Spannungsteiler (Widerstände) 47a, 47b.In Fig. 6, a three-phase alternator 10 is Darge, which has an armature winding 11 , a three-phase full-wave rectifier 12 , a field winding 13 and an actuator 41 . The alternator 10 is electrically connected to the battery 14 and an electrical load 15 . The actuator 41 consists of a power transistor 42 for controlling the current flowing in the field winding 13 , a diode 43 for damping the changes in the current flowing through the power transistor 42 , an AND gate 44 , a comparator 45 , a reference voltage 46 and one Voltage dividers (resistors) 47 a, 47 b.

Dem Stellglied 41 ist ein Steuerungssystem für den Genera­ tor zur Schwingungsunterdrückung beigegeben, das einen Schwingungsdetektor 31, eine Steuerung 40 und einen Puls­ breitenmodulator 40a aufweist.The actuator 41 is a control system for the generator for vibration suppression is added, which has a vibration detector 31 , a controller 40 and a pulse width modulator 40 a.

Der Schwingungsdetektor 31 besteht aus einem Beschleuni­ gungsdetektor 31a und einem Verstärker 31b. Als Beschleuni­ gungsdetektor 31a kann beispielsweise ein Bauelement ver­ wendet werden, das Druck in elektrische Spannung mittels des Piezoeffektes umwandelt. Die durch die Fahrzeugbe­ schleunigung verursachte Schwingung bewirkt diesen Druck. Die erfaßte Beschleunigung ist sowohl vorwärts als auch rückwärts gerichtet und wird durch die Fahrzeugbeschleuni­ gung verursacht.The vibration detector 31 consists of an acceleration detector 31 a and an amplifier 31 b. As an acceleration detector 31 a, for example, a component can be used to convert the pressure into electrical voltage by means of the piezo effect. The vibration caused by vehicle acceleration causes this pressure. The detected acceleration is directed both forward and backward and is caused by the vehicle acceleration.

Der Bandpaßfilter 31c läßt eine Schwingungskomponente von ungefähr 5,5 Hz durch, um die Schwingungswelle aus Fig. 1(b) zu erzeugen.The bandpass filter 31 can be c by a vibration component of about 5.5 Hz, the vibration wave from Fig. 1 to produce (b).

Bei der obigen Konstruktion lädt die Lichtmaschine die Bat­ terie 14 und versorgt die elektrische Last mit Energie. Wenn im Stellglied 41 die Spannung der Batterie 14 kleiner als eine Bezugsspannung wird, wird die Spannung am Abzapf­ punkt des Spannungsteilers aus den Widerständen 47a, 47b kleiner als die Referenzspannung 46, so daß der Ausgang des Komparators 45 einen hochpegeligen Zustand einnimmt. Ande­ rerseits ist das von der Steuerung 40 über den Pulsbreiten­ modulator 40a ausgegebene Signal gewöhnlich hochpegelig. Wenn die Signale des Komparators 45 und der Steuerung 40 hochpegelig sind, wird auch der Ausgang des UND-Gatters 43 hochpegelig, und der Leistungstransistor 42 wird leitend, dadurch nimmt der Feldstrom zu und somit auch die erzeugte Energie.In the above construction, the alternator charges the battery 14 and supplies the electrical load with energy. If in the actuator 41, the voltage of the battery 14 is less than a reference voltage, the voltage at the tap of the voltage divider from the resistors 47 a, 47 b is less than the reference voltage 46 , so that the output of the comparator 45 assumes a high-level state. On the other hand, the signal output by the controller 40 via the pulse width modulator 40 a is usually high. When the signals from the comparator 45 and the controller 40 are high, the output of the AND gate 43 also goes high and the power transistor 42 becomes conductive, which increases the field current and thus also the energy generated.

Wenn die erzeugte Energie zunimmt, nimmt auch die Ausgangs­ spannung der Ankerwicklung 11 zu und die Spannung der Bat­ terie 14 nimmt zu, so daß die Spannung am Abzapfpunkt des Spannungsteilers 47a, 47b größer als die Referenzspannung 46 wird. Demzufolge wird der Ausgang des Komparators 45 niederpegelig und der Ausgang des Gatters 44 ebenso, wo­ durch der Leistungstransistor 42 abgeschaltet wird und der Feldstrom kleiner wird. Wenn der Feldstrom kleiner wird, nimmt die Ausgangsspannung der Ankerwicklung 11 ebenso wie die der Batterie 14 ab. Durch die Abfolge der obigen Vor­ gänge wird die Batteriespannung so geregelt, daß sie kon­ stant bleibt.If the energy generated increases, the output voltage of the armature winding 11 increases and the voltage of the bat terie 14 increases, so that the voltage at the tap of the voltage divider 47 a, 47 b is greater than the reference voltage 46 . As a result, the output of the comparator 45 becomes low and the output of the gate 44 likewise, where the power transistor 42 turns off and the field current decreases. When the field current becomes smaller, the output voltage of the armature winding 11 decreases as well as that of the battery 14 . The sequence of the above operations regulates the battery voltage so that it remains constant.

Wenn die Beschleunigungsvibrationen des Fahrzeugs aufgrund der während der Beschleunigung auftretenden Schwingungen groß werden, wird eine Vibrations- bzw. Schwingungswelle durch den Beschleunigungsdetektor 31a, den Verstärker 31b und den Bandpaßfilter 31c als ein erfaßter Beschleunigungs­ wert ausgegeben. Die in Fig. 1(a) dargestellte Welle ist die Ausgangswelle des Beschleunigungsdetektors 31a, sie än­ dert sich in eine durch die durchgezogene Linie in Fig. 1(b) dargestellte Welle, nachdem sie den Verstärker 31b und den Bandpaßfilter 41c durchlaufen hat. Der Bandpaßfilter 41c beinhaltet eine Steuerung zur automatischen Verstär­ kungsregelung (AGC), so daß die Vibrationswellen nicht übermäßig groß werden.If the acceleration vibrations of the vehicle are large due to the vibrations occurring during acceleration, a vibration wave is output by the acceleration detector 31 a, the amplifier 31 b and the bandpass filter 31 c as a detected acceleration value. The wave shown in Fig. 1 (a) is the output wave of the acceleration detector 31 a, it changes into a wave shown by the solid line in Fig. 1 (b) after they pass through the amplifier 31 b and the bandpass filter 41 c Has. The bandpass filter 41 c includes a controller for automatic gain control (AGC) so that the vibration waves do not become excessively large.

Über die Steuerung 40 wird die in Fig. 1(b) mit einer durchgezogenen Linie dargestellte Welle in den Pulsbreiten­ modulator eingegeben und mit einer Dreieckswelle, wie in Fig. 1(b) dargestellt, verglichen, wobei als Ausgang des Pulsbreitenmodulators 40a das in Fig. 1(c) dargestellte Digitalsignal erzeugt wird. Die Pulsbreite des Digital­ signals wird größer, wenn der Wert der erfaßten Beschleuni­ gung (der Drehmomentsänderung) in positiver Richtung größer wird, wodurch das Tastverhältnis des Digitalsignals gesteu­ ert wird. Der Feldstrom wird mit dem Digitalsignal, also durch das pulsbreitenmodulierte Signal gesteuert; wenn näm­ lich das Digitalsignal als ein Steuerungssignal für den Feldstrom der Lichtmaschine verwendet wird, ergibt sich ein Feldstrom wie in Fig. 1(d) dargestellt, der mit der Schwin­ gung aus Fig. 1(a) näherungsweise gleichphasig ist. Tritt eine negative Beschleunigungskomponente auf, vermindert sich aufgrund des zur Schwingungswelle gleichphasigen Feld­ stromes die Ausgangsleistung der Lichtmaschine, wodurch auch die Motorlast abnimmt, wohingegen dann, wenn eine positive Beschleunigungskomponente auftritt, die Ausgangs­ leistung der Lichtmaschine zunimmt, wodurch auch die Motor­ last zunimmt, so daß durch die Zu- und Abnahme des An­ triebsmomentes der Lichtmaschine die Schwingungen des Fahr­ zeugs unterdrückt werden.Via the controller 40 , the wave shown in FIG. 1 (b) with a solid line is input into the pulse width modulator and compared with a triangular wave as shown in FIG. 1 (b), the output of the pulse width modulator 40 a being the in Fig. 1 (c) digital signal shown is generated. The pulse width of the digital signal becomes larger when the value of the detected acceleration (the change in torque) increases in the positive direction, whereby the duty cycle of the digital signal is controlled. The field current is controlled by the digital signal, that is by the pulse width modulated signal; if the digital signal is used as a control signal for the field current of the alternator, a field current results as shown in FIG. 1 (d), which is approximately in phase with the oscillation from FIG. 1 (a). If a negative acceleration component occurs, the output power of the alternator is reduced due to the field current being in phase with the oscillation wave, which also reduces the engine load, whereas if a positive acceleration component occurs, the output power of the alternator increases, which also increases the engine load, so that by the increase and decrease in the drive torque of the alternator, the vibrations of the vehicle are suppressed.

Die Schwingungsunterdrückung mittels Feldstromsteuerung ist dann wirksam, wenn die elektrische Last der Lichtmaschine groß ist. Um die in Fig. 1(d) dargestellte Wellenform des Feldstromes zu erhalten, ist es notwendig, daß sofort dann, wenn der Transistor 42 gesteuert durch das pulsbreitenmodu­ lierte Signal leitend wird, der notwendige Feldstrom zur Verfügung steht. Wenn die elektrische Last 15 am Ausgang der Lichtmaschine groß ist, wird der Ausgang des Kompara­ tors 45 dauernd hochpegelig sein und der Ausgang des Puls­ breitenmodulators 40a wird an die Basis des Leistungstran­ sistors 42 ausgegeben, wodurch mittels des in der Feldwick­ lung fließenden Feldstromes die Feldwicklung mit Energie versehen wird, wenn der Leistungstransistor 42 angeschaltet wird, und wodurch andererseits der Feldwicklung Energie entzogen wird, wenn der Leistungstransistor 42 ausgeschal­ tet wird, so daß kein Feldstrom mehr fließt. Somit erhält man eine Stromwelle wie in Fig. 1(d) dargestellt.Vibration suppression using field current control is effective when the electrical load of the alternator is high. In order to obtain the waveform of the field current shown in Fig. 1 (d), it is necessary that the necessary field current is available immediately when the transistor 42 is controlled by the pulse width modulated signal. If the electrical load 15 at the output of the alternator is large, the output of the comparator 45 will be constantly high and the output of the pulse width modulator 40 a will be output to the base of the power transistor 42 , which means that the field current flowing in the field winding will flow Field winding is energized when the power transistor 42 is turned on, and on the other hand, energy is removed from the field winding when the power transistor 42 is switched off, so that no field current flows. A current wave as shown in Fig. 1 (d) is thus obtained.

Wie weiter in Fig. 1(d) dargestellt, ist es notwendig, daß der Feldstrom näherungsweise gleichphasig mit der Schwin­ gungswelle ist und daß ein Antriebsmoment für die Lichtma­ schine erzeugt wird dessen Drehmoment gegenphasig zur Schwingungswelle verläuft. Zur Schwingungsunterdrückung ist es sehr wichtig, daß Feldstrom und Schwingungswelle gleich­ phasig sind.As further shown in Fig. 1 (d), it is necessary that the field current is approximately in phase with the vibration wave and that a drive torque for the alternator is generated whose torque is in phase opposition to the vibration wave. For vibration suppression, it is very important that the field current and the vibration wave are in phase.

Als Steuerung zur Erreichung der Schwingungsunterdrückung ist es möglich, eine Proportionalsteuerung, eine PID-Steue­ rung und eine Vorhersagesteuerung zu verwenden.As a control to achieve vibration suppression it is possible to use a proportional control, a PID control and predictive control.

Die zur Schwingungsunterdrückung der Lichtmaschine einge­ setzte Vorhersagesteuerung wird nun bezugnehmend auf Fig. 5 detailliert erklärt.The prediction control used for vibration suppression of the alternator will now be explained in detail with reference to FIG. 5.

Um die durch die Fahrzeugbeschleunigung verursachte Schwin­ gungswelle eines Fahrzeugs vorherzusagen, wird das erste Viertel eines Zyklus der Schwingungswelle, also der Be­ schleunigungsänderung, erfaßt. Die Schwingungswelle wird als eine Sinuskurve vorhergesagt, was durch eine gepunktete Linie der Vibrationsstärke H und der Zykluszeit 4T darge­ stellt ist. Die Ausgangsleistung der Lichtmaschine wird so erzeugt, daß die vorhergesagte Schwingung ausgelöscht wird, was von der Methode her dem oben beschriebenen Verfahren gleicht. Die Vorhersagesteuerung basiert auf dem Prinzip, daß das Schwingungsphänomen Fahrzeugkörpervibrationen er­ zeugt, die die Eigenfrequenz eines Antriebssystems des Fahrzeugs haben. Die Vorhersagesteuerung hat ein schnelles Ansprechverhalten dieser Steuerung, so daß diese Art der Schwingungsabsorption effektiv arbeitet. About the vibration caused by vehicle acceleration Predicting the wave of a vehicle becomes the first Quarter of a cycle of the vibration wave, i.e. the Be change in acceleration, detected. The vibration wave will as a sinusoid predicted what is dotted by a Line of vibration strength H and cycle time 4T Darge represents is. The output power of the alternator will be like this generates the predicted vibration to be canceled what the method of the method described above equal. The forecast control is based on the principle that the vibration phenomenon vehicle body vibrations he testifies to the natural frequency of a drive system of the Vehicle. The forecast control has a fast one Responsiveness of this control, so that this type of Vibration absorption works effectively.  

Durch die obige Ausführungsform der Erfindung kann die während der Beschleunigung auftretende Schwingung ausrei­ chend unterdrückt werden, so daß sich der Fahrkomfort im Innenraum des Fahrzeugs erhöht. Erfindungsgemäß wird der Ausgangsstrom der Lichtmaschine nicht direkt gesteuert, sondern indirekt über eine Steuerung des Feldstromes, so daß die Nennwerte der Leistungselemente zur Steuerung ver­ gleichsweise klein sind, was sich kostensenkend auswirkt. Da außerdem die Verwendung von leistungsstarken Schaltele­ menten vermieden werden kann, kann das Entstehen von Rau­ schen durch das Schalten vermieden werden, so daß sich keine Beeinflussung des Radios im Fahrzeug ergibt. Es kann somit durch eine kleine Verbesserung an der Steuerung einer konventionellen Lichtmaschine die Lichtmaschinensteuerung zur Schwingungsunterdrückung eines Fahrzeugs einfach durch­ geführt werden.Through the above embodiment of the invention, the Vibration occurring during acceleration is sufficient chend suppressed, so that the driving comfort in Interior of the vehicle increased. According to the Alternator output current not directly controlled, but indirectly via a control of the field current, so that the nominal values of the power elements for control ver are equally small, which has the effect of reducing costs. Since also the use of powerful Schaltele can be avoided, the formation of rough be avoided by switching, so that does not affect the radio in the vehicle. It can thus by a small improvement in the control of one conventional alternator the alternator control to suppress vibration of a vehicle be performed.

Anstelle eines Detektors für die Fahrzeugbeschleunigung kann als Schwingungsdetektor auch entweder ein Detektor für die Änderung des Beschleunigungsbetrages, der ein Signal entsprechend der zweiten Ableitung der Fahrzeuggeschwindig­ keit ausgibt, ein Winkelbeschleunigungsdetektor, der einen Änderungsbetrag der Motordrehzahl ausgibt, ein Winkelbe­ schleunigungsänderungsbetragdetektor, der ein Signal ent­ sprechend der zweiten Ableitung der Motordrehzahl ausgibt, ein Beschleunigungsdetektor, der vorwärts oder rückwärts gerichtete Beschleunigung des Fahrzeugs erfaßt, oder eine Schaltung, die die Fahrzeugbeschleunigung in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung erfaßt und das ausgegebene Signal nach der Zeit differenziert, verwendet werden, wobei die Signale eines jeden Detektors über einen Filterkreis laufen können, der Frequenzen innerhalb eines gewissen Frequenzbereiches durchläßt. Diese Signale können zur Steuerung der Lichtma­ schine zur Unterdrückung der Fahrzeugschwingungen verwendet werden. Instead of a detector for vehicle acceleration can also be used as a vibration detector either for the change in the amount of acceleration of a signal according to the second derivative of the vehicle speed emits speed, an angular acceleration detector that one Output amount of change in engine speed, an Winkelbe acceleration change amount detector which ent a signal outputs the second derivative of the engine speed, an acceleration detector that is forward or backward directional acceleration of the vehicle detected, or a Circuit that the vehicle acceleration in forward and Reverse direction detected and the output signal after differentiated in time, using the signals of each detector can run over a filter circuit, of frequencies within a certain frequency range lets through. These signals can be used to control the Lichtma machine used to suppress vehicle vibrations will.  

Da außerdem die Fahrzeugschwingungen gewöhnlich nur dann bei der Fahrzeugbeschleunigung auftreten, wenn im Getriebe der niedrigste Gang eingelegt ist, kann man sich außerdem eine Schaltung vorstellen, bei der die Getriebestellung erfaßt wird und die Steuerung der Schwingungsunterdrückung nur dann durchgeführt wird, wenn der niedrigste Gang einge­ legt ist.Since the vehicle vibrations usually only then occur in vehicle acceleration when in the transmission the lowest gear is engaged, you can also imagine a circuit in which the gear position is detected and the control of vibration suppression only performed when the lowest gear is engaged sets is.

Claims (12)

1. Verfahren zur Unterdrückung von Schwingungen eines Fahrzeugs, das einen Motor zu seinem Antrieb aufweist sowie eine Lichtmaschine, die mit dem Motor verbunden und von diesem angetrieben ist, um elektrische Energie zu er­ zeugen, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
  • - Erfassung von Schwingungen des Fahrzeugs;
  • - Durchführung einer Pulsbreitenmodulation mit der Schwingung, wodurch ein pulsbreitenmoduliertes Steue­ rungssignal erzeugt wird; und
  • - Veränderungen des Feldstromes der Lichtmaschine mit dem pulsbreitenmodulierten Steuerungssignal, so daß der Feldstrom näherungsweise gleichphasig mit der Schwingung verläuft, wobei die Lichtmaschine Energie zur Absorption der Schwingung des Fahrzeugs erzeugt.
1. A method for suppressing vibrations of a vehicle which has a motor for driving it and an alternator which is connected to and driven by the motor in order to generate electrical energy, characterized by the following steps:
  • - detection of vehicle vibrations;
  • - Performing a pulse width modulation with the vibration, whereby a pulse width modulated control signal is generated; and
  • - Changes in the field current of the alternator with the pulse-width-modulated control signal, so that the field current is approximately in phase with the vibration, the alternator generating energy to absorb the vibration of the vehicle.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die er­ faßte Schwingung mit einem vorbestimmten Sollwert zur Er­ zeugung einer Differenz zwischen beiden verglichen wird, und wobei die Pulsbreitenmodulation des Feldstromsteue­ rungssignals der Lichtmaschine mit einem geschlossenen Re­ gelkreis, der eine Proportionalsteuerung enthält, durchge­ führt wird.2. The method of claim 1, wherein the he seized vibration with a predetermined target value for Er generating a difference between the two is compared and wherein the pulse width modulation of the field current control signal of the alternator with a closed Re Gelkreis, which contains a proportional control, through leads. 3. Verfahren zur Unterdrückung von Schwingungen eines Fahrzeugs, die durch die Beschleunigung des Fahrzeugs verursacht werden, wobei das Fahrzeug einen Motor zu dessen Antrieb aufweist und eine Lichtmaschine, die mit dem Motor verbunden und von diesem angetrieben ist, um elektrische Energie zu erzeugen, gekennzeichnet durch folgende Schrit­ te:
  • - Erfassung des anfänglichen Stadiums eines Vi­ brationszyklus der durch die Fahrzeugbeschleunigung verur­ sachten Schwingung;
  • - die Vorhersage eines Schwingungsmusters auf der Grundlage des erfaßten Anfangsstadiums des Vibrationszyklus der Schwingung;
  • - Durchführung der Pulsbreitenmodulation mittels der vorhergesagten Schwingungswelle, um ein Steuerungs­ signal zu erzeugen; und
  • - Veränderung des Feldstromes des Generators mit dem pulsbreitenmodulierten Steuerungssignal, so daß der Feldstrom näherungsweise gleichphasig mit der vorhergesag­ ten Schwingungswelle ist, wobei die Lichtmaschine Energie zur Absorption der Fahrzeugschwingung erzeugt.
3. A method for suppressing vibrations of a vehicle, which are caused by the acceleration of the vehicle, wherein the vehicle has an engine for driving it and an alternator, which is connected to and driven by the engine to generate electrical energy, characterized through the following steps:
  • - Detection of the initial stage of a vibration cycle of the vibration caused by vehicle acceleration;
  • - predicting a vibration pattern based on the detected initial stage of the vibration cycle of the vibration;
  • - Implementation of the pulse width modulation by means of the predicted oscillation wave in order to generate a control signal; and
  • - Change the field current of the generator with the pulse width modulated control signal, so that the field current is approximately in phase with the predicted vibration wave, the alternator generating energy to absorb the vehicle vibration.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das an­ fängliche Stadium des Vibrationszyklus der Schwingung ein Beschleunigungswert nach einem Viertel eines Zyklus ist.4. The method of claim 3, wherein the catchy stage of the vibration cycle of vibration Acceleration value after a quarter of a cycle. 5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der Be­ schleunigungswert nach einem Viertel eines Zyklus den Vi­ brationswert H aufweist.5. The method according to claim 4, wherein the loading acceleration value after a quarter of a cycle the Vi H value. 6. Verfahren zur Unterdrückung eines in einem Fahrzeug stattfindenden Drehmomentwechsels, wobei das Fahr­ zeug einen Motor zu seinem Antrieb aufweist und eine Licht­ maschine, die mit dem Motor verbunden ist, damit sie von diesem angetrieben werden kann und elektrische Energie er­ zeugt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:
  • - Erfassung eines Drehmomentwechsels im Fahrzeug;
  • - das Filtern der erfaßten Drehmomentsänderung, wobei Vibrationswellen einer bestimmten Frequenz des Dreh­ momentwechsels durchgelassen werden;
  • - Durchführung der Pulsbreitenmodulation mittels der Vibrationswelle, um ein pulsbreitenmoduliertes Steue­ rungssignal zu erzeugen; und
  • - Veränderung des Feldstromes der Lichtmaschine mit dem pulsbreitenmodulierten Steuerungssignal, so daß der Feldstrom näherungsweise gleichphasig mit der Vibrations­ welle ist, wobei die Lichtmaschine Energie zur Absorption der Schwingungswelle des Fahrzeugs erzeugt.
6. A method for suppressing a torque change taking place in a vehicle, the vehicle having a motor for driving it and an alternator which is connected to the motor so that it can be driven by it and generates electrical energy, the method includes the following steps:
  • - Detection of a torque change in the vehicle;
  • - Filtering the detected torque change, wherein vibration waves of a certain frequency of the torque change are allowed to pass;
  • - Implementation of pulse width modulation using the vibration wave to generate a pulse width modulated control signal; and
  • - Change the field current of the alternator with the pulse width modulated control signal, so that the field current is approximately in phase with the vibration wave, the alternator generating energy to absorb the vibration wave of the vehicle.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der Feldstrom der Lichtmaschine nur dann beeinflußt wird, wenn im Getriebe ein niedriger Gang eingelegt ist.7. The method according to any one of claims 1 to 6, in which the field current of the alternator is only influenced when a low gear is engaged in the transmission. 8. Vorrichtung zur Schwingungsunterdrückung bei Fahrzeugen, die mit einem Motor (27) zu ihrem Antrieb sowie einer mit dem Motor (27) verbundenen und von ihm angetrie­ benen Lichtmaschine (10) zur Erzeugung von elektrischer Energie versehen sind, gekennzeichnet durch:
  • - Mittel (31) zur Erfassung von durch die Fahr­ zeugbeschleunigung erzeugten Fahrzeugschwingungen;
  • - Mittel (40, 40a) zur Durchführung von Puls­ breitenmodulation der erfaßten Schwingung, um ein pulsbrei­ tenmoduliertes Steuerungssignal zu erzeugen; und
  • - Mittel (41) zur Veränderung des Feldstromes des Generators (10) mit dem pulsbreitenmodulierten Steue­ rungssignal, so daß der Feldstrom näherungsweise gleichpha­ sig mit der Fahrzeugschwingung ist, wobei die Lichtmaschine (10) elektrische Energie zur Absorption der Fahrzeugschwin­ gung erzeugt.
8. Device for suppressing vibrations in vehicles which are provided with a motor ( 27 ) for driving them and a generator ( 10 ) connected to and driven by the motor ( 27 ) for generating electrical energy, characterized by:
  • - Means ( 31 ) for detecting vehicle vibrations generated by the vehicle acceleration;
  • - Means ( 40 , 40 a) for performing pulse width modulation of the detected vibration to generate a pulse width modulated control signal; and
  • - Means ( 41 ) for changing the field current of the generator ( 10 ) with the pulse-width-modulated control signal, so that the field current is approximately approximately in phase with the vehicle vibration, the alternator ( 10 ) generating electrical energy for absorption of the vehicle vibration.
9. Vorrichtung zur Schwingungsunterdrückung bei Fahrzeugen, die mit einem Hauptantriebsübertragungssystem zum Übertragung von Motorleistung an die Fahrzeugräder so­ wie mit einem Hilfsantrieb zur Übertragung eines Teils der Motorleistung an eine Lichtmaschine (10) versehen sind, ge­ kennzeichnet durch:
  • - einen Sensor (31) zur Erfassung von durch Be­ schleunigung verursachten Fahrzeugschwingungen,
  • - Mittel (40) zum Vergleichen eines Beschleuni­ gungswertes der erfaßten Schwingung mit einem Soll-Be­ schleunigungswert, um eine Differenzwelle zwischen ihnen zu bilden, und zum Durchführen von Pulsbreitenmodulation mit der Differenzwelle, indem ein geschlossener Regelkreis ein­ schließlich einer Proportionalsteuerung zur Anwendung kommt, wodurch pulsbreitenmodulierte Steuerungssignale er­ zeugt werden; und
  • - Mittel (42, 44) zur Eingabe des pulsbreitenmo­ dulierten Signals und zur Steuerung des Feldstromes der Lichtmaschine mit dem pulsbreitenmodulierten Signal, um die Energieerzeugung der Lichtmaschine (10) zu steuern, wodurch die Schwingung des Fahrzeugs absorbiert wird.
9. Device for vibration suppression in vehicles, which are provided with a main drive transmission system for transmitting engine power to the vehicle wheels and with an auxiliary drive for transmitting a portion of the engine power to an alternator ( 10 ), characterized by:
  • - a sensor ( 31 ) for detecting vehicle vibrations caused by acceleration,
  • - Means ( 40 ) for comparing an acceleration value of the detected vibration with a target acceleration value to form a differential wave therebetween, and for performing pulse width modulation with the differential wave by using a closed loop including proportional control, whereby pulse-width-modulated control signals are generated; and
  • - Means ( 42 , 44 ) for entering the pulse width modulated signal and for controlling the field current of the alternator with the pulse width modulated signal to control the energy generation of the alternator ( 10 ), whereby the vibration of the vehicle is absorbed.
10. Vorrichtung zur Schwingungsunterdrückung bei einem Fahrzeug, das mit einem Hauptantriebssystem zur Übertragung von Motorleistung an die Räder sowie mit einem Hilfsantriebssystem zur Übertragung eines Teils der Motor­ leistung an einen Generator (10) versehen ist, gekennzeich­ net durch:
  • - Mittel (31) zur Erfassung eines Teils einer Schwingung des Fahrzeugs, die durch die Fahrzeugbeschleuni­ gung verursacht wurde;
  • - Mittel (40) zur Vorhersage eines Schwingungs­ wellenmusters auf der Grundlage des erfaßten Teils der Schwingung und zur Durchführung von Pulsbreitenmodulation mit der vorhergesagten Schwingungswelle, wodurch pulsbrei­ tenmodulierte Steuerungssignale erzeugt werden; und
  • - Mittel (42, 44) zur Eingabe des pulsbreitenmo­ dulierten Steuerungssignals und zur Steuerung des Feld­ stromes der Lichtmaschine (10), wodurch die Erzeugung elek­ trischer Energie gesteuert und die Schwingung des Fahrzeugs absorbiert wird.
10. Device for vibration suppression in a vehicle, which is provided with a main drive system for transmitting engine power to the wheels and with an auxiliary drive system for transmitting a portion of the engine power to a generator ( 10 ), characterized by:
  • - means ( 31 ) for detecting a part of a vibration of the vehicle caused by the vehicle acceleration;
  • - means ( 40 ) for predicting a vibration wave pattern based on the detected part of the vibration and for performing pulse width modulation with the predicted vibration wave, thereby generating pulse width modulated control signals; and
  • - Means ( 42 , 44 ) for entering the pulse width modulated control signal and for controlling the field current of the alternator ( 10 ), thereby controlling the generation of electrical energy and absorbing the vibration of the vehicle.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, bei der das Schwingungserfassungsmittel (31) einen Beschleuni­ gungsdetektor (31a) zur Erfassung einer Änderung der Fahr­ geschwindigkeit des Fahrzeugs sowie eine Filterschaltung (31c), die die Ausgabe des Beschleunigungsdetektors (31a) innerhalb eines gewissen Frequenzbereiches durchläßt, auf­ weist.11. The device according to claim 9 or 10, wherein the vibration detection means ( 31 ) an acceleration detector ( 31 a) for detecting a change in the driving speed of the vehicle and a filter circuit ( 31 c) within the output of the acceleration detector ( 31 a) of a certain frequency range passes on. 12. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, bei der das Schwingungserfassungsmittel (31) umfaßt:
  • - ein erstes Mittel (31a) , das entweder
    • - ein Detektor für den Änderungsbetrag der Beschleunigung zur Ausgabe eines Wertes entsprechend der zweiten Ableitung der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges, oder
    • - ein Winkelbeschleunigungsdetektor zur Aus­ gabe des Änderungsbetrages der Motordrehzahl; oder
    • - ein Detektor für den Änderungsbetrag der Winkelbeschleunigung zur Ausgabe eines Wertes entsprechend der zweiten Ableitung der Motordrehzahl; oder
    • - ein Beschleunigungsdetektor zur Erfassung von vorwärts und rückwärts gerichteter Beschleunigung; oder
    • - eine Kombination eines Beschleunigungsde­ tektors zur Erfassung vorwärts und rückwärts gerichteter Beschleunigung mit einer Differenzierungsschaltung zur Dif­ ferenzierung der Ausgabe des Beschleunigungsdetektors nach der Zeit ist; und
  • - eine Filterschaltung (31c), die eine Ausgabe des ersten Mittels (31a) eines bestimmten Frequenzbereiches durchläßt.
12. The apparatus of claim 9 or 10, wherein the vibration detection means ( 31 ) comprises:
  • - a first means ( 31 a) that either
    • a detector for the amount of change in the acceleration for outputting a value corresponding to the second derivative of the vehicle's driving speed, or
    • - An angular acceleration detector to output the change amount of the engine speed; or
    • - A detector for the amount of change in angular acceleration to output a value corresponding to the second derivative of the engine speed; or
    • an acceleration detector for detecting forward and backward acceleration; or
    • - is a combination of an acceleration detector for detecting forward and backward acceleration with a differentiating circuit for differentiating the output of the acceleration detector over time; and
  • - A filter circuit ( 31 c) which allows an output of the first means ( 31 a) of a certain frequency range.
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