JP6102513B2

JP6102513B2 - Vibration reduction mechanism and vibration reduction method for vehicle radiator unit

Info

Publication number: JP6102513B2
Application number: JP2013109737A
Authority: JP
Inventors: 平井　誠; 誠平井
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2013-05-24
Filing date: 2013-05-24
Publication date: 2017-03-29
Anticipated expiration: 2033-05-24
Also published as: JP2014228092A

Description

本発明は、車両のラジエータユニットの振動低減機構及び振動低減方法に関し、より詳細には、内燃機関のクランクシャフトの回転動力の一部を、クランクプーリ、第１の伝動ベルト、アイドラプーリ、第２の伝動ベルト及びファンプーリを介して、ラジエータユニットのファンシャフトに伝達するラジエータユニットの動力伝達機構において、内燃機関の振動に起因する第１の伝動ベルトの張力変動が車体に伝達されて車内騒音が悪化することを抑制できる車両のラジエータユニットの振動低減機構及び振動低減方法に関する。 The present invention relates to a vibration reduction mechanism and a vibration reduction method for a radiator unit of a vehicle. More specifically, the present invention relates to a part of rotational power of a crankshaft of an internal combustion engine, a crank pulley, a first transmission belt, an idler pulley, a second In the power transmission mechanism of the radiator unit that transmits to the fan shaft of the radiator unit via the power transmission belt and the fan pulley, the tension fluctuation of the first power transmission belt caused by the vibration of the internal combustion engine is transmitted to the vehicle body, and the in-vehicle noise is generated. The present invention relates to a vibration reduction mechanism and a vibration reduction method for a radiator unit of a vehicle that can suppress deterioration.

内燃機関を動力とする車両では、燃料の燃焼により発生する熱で内燃機関が加熱することを防止するために、冷却水を、内燃機関のシリンダボディの内部に設けられたウォータジャケットとラジエータユニットの間を循環させることで、内燃機関を冷却している。このウォータジャケットの循環の過程で昇温した冷却水は、ラジエータユニットで空冷により熱交換されて冷却される。 In a vehicle powered by an internal combustion engine, in order to prevent the internal combustion engine from being heated by heat generated by the combustion of fuel, cooling water is supplied to a water jacket and a radiator unit provided inside the cylinder body of the internal combustion engine. The internal combustion engine is cooled by circulating between them. The cooling water whose temperature has been raised during the circulation of the water jacket is cooled by being subjected to heat exchange in the radiator unit by air cooling.

このラジエータユニットの冷却においては、ラジエータファンを回転することで、車両走行中の風を取り込んでラジエータユニットの熱交換部に当てて、この熱交換部内を循環する冷却水の熱を放熱させて冷却している。 In cooling the radiator unit, the radiator fan is rotated to take in the wind while the vehicle is running and hit the heat exchange part of the radiator unit to dissipate the heat of the cooling water circulating in the heat exchange part to cool the radiator unit. doing.

そして、バス等の大型車両では、車重が大きいので車両の走行に必要な動力も大きくなり、内燃機関で発生する熱量も多くなるため、ラジエータユニットの冷却性能を大きくする必要がある。この冷却性能は、ラジエータファンの吸気量に依存するため、冷却性能を大きくするには、このラジエータファンの回転動力を大きくし、ラジエータユニットに当てる空気の吸気量を大きくする必要がある。 In a large vehicle such as a bus, since the vehicle weight is large, the power required for running the vehicle also increases and the amount of heat generated in the internal combustion engine also increases. Therefore, it is necessary to increase the cooling performance of the radiator unit. Since this cooling performance depends on the intake air amount of the radiator fan, in order to increase the cooling performance, it is necessary to increase the rotational power of the radiator fan and increase the intake air amount of air applied to the radiator unit.

一般に、大型車両では、ラジエータファンの回転動力を大きくするため、内燃機関とラジエータユニットを隣接して配置し、内燃機関のクランクシャフトの回転動力の一部をクランクプーリ、アイドラプーリ（アイドラー）、ファンプーリ及びこれらの間に架けられた伝動ベルトを介してラジエータファンのファンシャフトに伝達し、この回転動力でラジエータファンを回転駆動している。 Generally, in large vehicles, in order to increase the rotational power of a radiator fan, an internal combustion engine and a radiator unit are arranged adjacent to each other, and a part of the rotational power of the crankshaft of the internal combustion engine is used as a crank pulley, idler pulley (idler), fan The power is transmitted to the fan shaft of the radiator fan via the pulley and the transmission belt laid between them, and the radiator fan is driven to rotate by this rotational power.

従来技術のラジエータファンの動力伝達機構の一例を図５を参照しながら説明すると、車両１Ｘの車体２に、内燃機関１０及びラジエータユニット１３が隣接した状態で、防振支持装置２５を介して配設されている。この内燃機関１０のクランクシャフト１１にはクランクプーリ１２が設けられ、ラジエータユニット１３のファンシャフト１４にはファンプーリ１５及びファン１６が設けられている。また、プーリアーム１７がファンシャフト１４の軸周りに揺動可能に設けられ、このプーリアーム１７の先端にアイドラプーリ１８が回動自在に軸支されている。さらに、クランクプーリ１２とアイドラプーリ１８との間に第１の伝動ベルト（ファンベルト）１９が、アイドラプーリ１８とファンプーリ１５の間には第２の伝動ベルト２０が架けられている。 An example of a power transmission mechanism of a conventional radiator fan will be described with reference to FIG. 5. When the internal combustion engine 10 and the radiator unit 13 are adjacent to the vehicle body 2 of the vehicle 1 </ b> X, the vibration transmission support device 25 is arranged. It is installed. The crankshaft 11 of the internal combustion engine 10 is provided with a crank pulley 12, and the fan shaft 14 of the radiator unit 13 is provided with a fan pulley 15 and a fan 16. A pulley arm 17 is swingably provided around the axis of the fan shaft 14, and an idler pulley 18 is pivotally supported at the tip of the pulley arm 17. Further, a first transmission belt (fan belt) 19 is suspended between the crank pulley 12 and the idler pulley 18, and a second transmission belt 20 is suspended between the idler pulley 18 and the fan pulley 15.

この構成により、内燃機関１０のクランクシャフト１１で発生する回転動力の一部が、クランクプーリ１２、第１の伝動ベルト１９を介して、アイドラプーリ１８に伝達され、さらに、第２の伝動ベルト２０を介して、ラジエータユニット１３のファンプーリ１５及びファンシャフト１４に伝達されて、ラジエータファン１６が回転する。 With this configuration, part of the rotational power generated in the crankshaft 11 of the internal combustion engine 10 is transmitted to the idler pulley 18 via the crank pulley 12 and the first transmission belt 19, and further, the second transmission belt 20. Is transmitted to the fan pulley 15 and the fan shaft 14 of the radiator unit 13, and the radiator fan 16 rotates.

また、図５に示すように、アイドラプーリ１８と車体２の間に、テンションバネ２１を引張側の第１の伝動ベルト１９の直線方向と平行に設け、このテンションバネ２１を介してプーリアーム１７を車体２に接続する。このテンションバネ２１により、第１の伝動ベルト１９の張力調整を行って第１の伝動ベルト１９の緩みを防止している。 Further, as shown in FIG. 5, a tension spring 21 is provided between the idler pulley 18 and the vehicle body 2 in parallel with the linear direction of the first transmission belt 19 on the tension side, and the pulley arm 17 is connected via the tension spring 21. Connect to the vehicle body 2. The tension spring 21 adjusts the tension of the first transmission belt 19 to prevent the first transmission belt 19 from loosening.

しかし、この図５に示す従来技術の構成では、第１の伝動ベルト１９の張力を略一定にして第１の伝動ベルト１９の緩みを防止することはできても、図６に示すように、内燃機関１０のクランクシャフト１１の回転変動によって、第１の伝動ベルト１９の張力が変動し、この第１の伝動ベルト１９の張力変動により、アイドルプーリ１８が振動する。つまり、クランクシャフト１１の回転の変動トルクΔＴ１が、第１の伝動ベルト１９の張力変動ΔＦ１を発生させ、この張力変動ΔＦ１がアイドラプーリ１８に伝達されてアイドラプーリ１８及びプーリアーム１７が振動するので、この振動に起因するテンションバネ２１の弾性力ΔＦ３が車両１の車体２へ伝達されて車内騒音が悪化するという問題がある。 However, in the configuration of the prior art shown in FIG. 5, although the tension of the first transmission belt 19 can be made substantially constant to prevent the first transmission belt 19 from loosening, as shown in FIG. The tension of the first transmission belt 19 varies due to the rotational variation of the crankshaft 11 of the internal combustion engine 10, and the idle pulley 18 vibrates due to the tension variation of the first transmission belt 19. That is, the fluctuation torque ΔT1 of the rotation of the crankshaft 11 generates the tension fluctuation ΔF1 of the first transmission belt 19, and this tension fluctuation ΔF1 is transmitted to the idler pulley 18 so that the idler pulley 18 and the pulley arm 17 vibrate. There is a problem that the elastic force ΔF3 of the tension spring 21 caused by this vibration is transmitted to the vehicle body 2 of the vehicle 1 and the in-vehicle noise is deteriorated.

この問題に関して、エンジンの振動がプーリアームを介して車両のボディへ伝達されることを抑制して車体振動及びこもり音を低減すべく、車両のボディに配設されたエンジンのクランクシャフトに固定されたクランクプーリと、補機に揺動可能に設けられたプーリアームに回転可能に支持されたアイドルプーリとの間に掛け渡された補機駆動用ベルトの張力を保持する装置であって、プーリアームと車両のボディとの間に介設され、バネを用いてプーリアームをクランクプーリから離間する方向に付勢することにより、補機駆動用ベルトに張力を付与する張力付与機構を備え、更に、プーリアームとエンジンとの間に介設され、ストッパバネを底付して、プーリアームの揺動を規制する揺動規制機構を備える補機駆動用ベルトの張力保持装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。 Regarding this problem, it was fixed to the engine crankshaft arranged in the vehicle body in order to suppress the vibration of the engine to be transmitted to the vehicle body through the pulley arm and reduce the vehicle body vibration and the booming noise. An apparatus for holding tension of an auxiliary machine driving belt stretched between a crank pulley and an idle pulley rotatably supported by a pulley arm swingably provided on the auxiliary machine, the pulley arm and the vehicle And a tension applying mechanism that applies tension to the accessory driving belt by biasing the pulley arm away from the crank pulley using a spring, and further includes a pulley arm and an engine. A tension holding device for a belt for driving an auxiliary machine that includes a swing restricting mechanism that is interposed between the stopper arm and restricts the swing of the pulley arm. There has been disclosed (e.g., see Patent Document 1).

この補機駆動用ベルトの張力保持装置では、エンジンの振動を張力付与機構の張力バネによって遮断することができ、車体振動及びこもり音を低減することができ、またエンジンの急激な動きがあった場合に、振動規制機構のストッパバネの底付けにより、プーリアームの振動を規制して、冷却ファン駆動用ベルトの外れを防止できる。 In this tension drive device for driving an auxiliary machine belt, the vibration of the engine can be shut off by the tension spring of the tension applying mechanism, the vehicle body vibration and the booming noise can be reduced, and the engine suddenly moves. In this case, the vibration of the pulley arm can be regulated by the bottom of the stopper spring of the vibration regulating mechanism to prevent the cooling fan driving belt from coming off.

しかしながら、振動規制機構によりエンジンの振動がプーリアームに伝達され、張力バネを介して車両にエンジンの振動が伝わってしまうので、エンジンの振動に基づく車内騒音の悪化を完全に抑制することは難しいという問題がある。 However, since the vibration of the engine is transmitted to the pulley arm by the vibration regulating mechanism and the vibration of the engine is transmitted to the vehicle via the tension spring, it is difficult to completely suppress the deterioration of the in-vehicle noise due to the vibration of the engine. There is.

特開２０１２−２１５１８５号公報JP 2012-215185 A

本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関のクランクシャフトの回転動力の一部を、クランクプーリ、第１の伝動ベルト、アイドラプーリ、第２の伝動ベルト及びファンプーリを介して、ラジエータユニットのファンシャフトに伝達するラジエータユニットの動力伝達機構において、内燃機関の振動に起因する第１の伝動ベルトの張力変動が車体に伝達されて車内騒音が悪化することを抑制できる車両のラジエータユニットの振動低減機構及び振動低減方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to use a part of rotational power of a crankshaft of an internal combustion engine as a crank pulley, a first transmission belt, an idler pulley, and a second transmission belt. In the power transmission mechanism of the radiator unit that transmits to the fan shaft of the radiator unit via the fan pulley, the fluctuation in the tension of the first transmission belt caused by the vibration of the internal combustion engine is transmitted to the vehicle body and the in-vehicle noise is deteriorated. An object of the present invention is to provide a vibration reduction mechanism and vibration reduction method for a radiator unit of a vehicle that can suppress the vibration.

上記の目的を達成するための本発明の車両のラジエータユニットの振動低減機構は、車両に搭載された内燃機関のクランクシャフトに配設したクランクプーリと、ラジエータユニットのファンシャフトに配設したファンプーリと、前記ファンシャフト周りに搖動可能に設けられたプーリアームと、該プーリアームに配設したアイドラプーリと、前記クランクプーリと前記アイドラプーリとの間に架けられた第１の伝動ベルトと、前記アイドラプーリと前記ファンプーリとの間に架けられた第２の伝動ベルトとを備えた車両のラジエータユニットの振動低減機構において、前記プーリアームを直列に配置された伸縮アクチュエータと弾性部材で前記車両の車体に接続すると共に、前記伸縮アクチュエータの伸縮量を制御する伸縮量制御装置を設け、該伸縮量制御装置により、前記第１の伝動ベルトの変動張力に対して、前記伸縮アクチュエータの伸縮量を制御して前記弾性部材の伸縮により前記変動張力と逆向きの弾性力を発生させて、該弾性力を前記プーリアームに作用させることで前記プーリアームにおいて前記変動張力を相殺するように構成される。 In order to achieve the above object, a vibration reduction mechanism for a radiator unit of a vehicle according to the present invention includes a crank pulley disposed on a crankshaft of an internal combustion engine mounted on the vehicle, and a fan pulley disposed on a fan shaft of the radiator unit. A pulley arm provided so as to be swingable around the fan shaft, an idler pulley provided on the pulley arm, a first transmission belt spanned between the crank pulley and the idler pulley, and the idler pulley And a second transmission belt spanned between the fan pulley and the vibration reduction mechanism of the radiator unit of the vehicle, wherein the pulley arm is connected to the vehicle body of the vehicle by an expansion / contraction actuator and an elastic member arranged in series And an expansion / contraction amount control device for controlling the expansion / contraction amount of the expansion / contraction actuator. The expansion / contraction amount control device controls the expansion / contraction amount of the expansion / contraction actuator with respect to the variable tension of the first transmission belt, and generates elastic force opposite to the variable tension by expansion / contraction of the elastic member. The elastic force is applied to the pulley arm so as to cancel the fluctuating tension in the pulley arm.

つまり、第１の伝動ベルト（ファンベルト）の張力変動によって、アイドラプーリ（アイドラー）及びプーリアームを動かそうとする変動振動力を打ち消すテンションバネの弾性力を、伸縮アクチュエータの伸縮により、プーリアームに加え、アイドラプーリの振動を抑える。これにより、騒音悪化を防止できる。 That is, the elastic force of the tension spring that counteracts the fluctuating vibration force that tries to move the idler pulley (idler) and the pulley arm due to the tension fluctuation of the first transmission belt (fan belt) is applied to the pulley arm by the expansion and contraction of the expansion actuator. Suppresses idler pulley vibration. Thereby, noise deterioration can be prevented.

この構成によれば、内燃機関のクランクシャフトの回転変動に伴い、第１の伝動ベルトの張力に変動が発生する場合に、この変動張力と逆向きの弾性力を弾性部材に発生させるように、伸縮アクチュエータの伸縮量を制御するので、この弾性力により変動張力をプーリアームにおいて相殺することができる。つまり、初期張力を伸縮アクチュエータの伸縮量ゼロのテンションバネの弾性力で分担し、張力の変動成分のみを伸縮アクチュエータの伸縮量で発生するテンションバネの弾性力で打ち消して、変動成分のみを伸縮アクチュエータの伸縮で吸収する。 According to this configuration, when a fluctuation occurs in the tension of the first transmission belt due to a fluctuation in the rotation of the crankshaft of the internal combustion engine, an elastic force opposite to the fluctuation tension is generated in the elastic member. Since the expansion / contraction amount of the expansion / contraction actuator is controlled, the variable tension can be canceled in the pulley arm by this elastic force. In other words, the initial tension is shared by the elastic force of the tension spring with zero expansion / contraction amount of the expansion / contraction actuator, and only the fluctuation component of tension is canceled out by the elastic force of the tension spring generated by the expansion / contraction amount of the expansion / contraction actuator. Absorbs by stretching.

従って、内燃機関の振動に起因する第１の伝動ベルトの張力の変動によるプーリアーム及びプーリアームの振動を抑制できるので、第１の伝動ベルトの変動張力に起因する振動が車体への伝達されるのを防止して、車両の騒音悪化を抑制することができる。 Accordingly, since the vibration of the pulley arm and the pulley arm due to the fluctuation of the tension of the first transmission belt caused by the vibration of the internal combustion engine can be suppressed, the vibration caused by the fluctuation tension of the first transmission belt is transmitted to the vehicle body. This can prevent the deterioration of vehicle noise.

また、上記の車両のラジエータユニットの振動低減機構において、前記伸縮量制御装置を、前記クランクプーリの角速度を計測し、該角速度を時間微分して前記クランクプーリの角加速度を算出し、該角加速度に回転プーリ系の慣性モーメントを乗算して、前記クランクプーリにおける変動トルクを算出し、該変動トルクを前記クランクプーリの回転半径で除算して前記第１の伝動ベルトの前記変動張力を算出する変動張力算出部と、前記プーリアームの回転軸周りの、前記変動張力によるモーメントと前記プーリアームに作用する弾性力によるモーメントの釣り合いから、前記弾性力を算出する弾性力算出部と、前記弾性力を前記弾性部材の弾性係数で除算して前記伸縮アクチュエータの伸縮量を算出する伸縮量算出部と、該算出された伸縮量になるように伸縮アクチュエータの伸縮量を制御する伸縮量制御部を備えて構成する。 In the above-described vibration reduction mechanism of the radiator unit of the vehicle, the expansion / contraction amount control device measures the angular velocity of the crank pulley, calculates the angular acceleration of the crank pulley by differentiating the angular velocity with time, and calculates the angular acceleration. Is multiplied by the moment of inertia of the rotating pulley system to calculate the variable torque in the crank pulley, and the variable torque is divided by the rotation radius of the crank pulley to calculate the variable tension of the first transmission belt. A tension calculation unit; an elastic force calculation unit that calculates the elastic force from a balance between a moment due to the variable tension and a moment due to the elastic force acting on the pulley arm around the rotation axis of the pulley arm; and An expansion / contraction amount calculation unit that calculates the expansion / contraction amount of the expansion / contraction actuator by dividing by the elastic coefficient of the member; Configuring comprises a stretchable amount control unit for controlling the amount of expansion and contraction of the expansion actuators so that the amount.

この構成によれば、第１の伝動ベルトの変動張力をより正確に算出できて、これを相殺する弾性力も正確に算出できるので、精度よく、変動張力を相殺する弾性力を発生させる伸縮量を伸縮アクチュエータに発生させることができ、弾性力により変動張力を正確に相殺することができる。その結果、第１の伝動ベルトの変動張力によるアイドラプーリ及びプーリアームの振動を防止できて、この振動に基づく車両の騒音悪化をより効果的に抑制することができる。 According to this configuration, the fluctuating tension of the first transmission belt can be calculated more accurately, and the elastic force that cancels the fluctuating tension can also be accurately calculated. Therefore, the expansion and contraction amount that generates the elastic force that cancels the fluctuating tension can be accurately calculated. It can be generated in the telescopic actuator, and the variable tension can be accurately canceled by the elastic force. As a result, vibrations of the idler pulley and the pulley arm due to the variable tension of the first transmission belt can be prevented, and deterioration of vehicle noise based on this vibration can be more effectively suppressed.

上記の目的を達成するための本発明の車両のラジエータユニットの振動低減方法は、車両に搭載された内燃機関のクランクシャフトに配設したクランクプーリと、ラジエータユニットのファンシャフトに配設したファンプーリと、前記ファンシャフト周りに搖動可能に設けられたプーリアームと、該プーリアームに配設したアイドラプーリと、前記クランクプーリと前記アイドラプーリとの間に架けられた第１の伝動ベルトと、前記アイドラプーリと前記ファンプーリとの間に架けられた第２の伝動ベルトとを備えた車両のラジエータユニットの振動低減方法において、前記プーリアームを直列に配置された伸縮アクチュエータと弾性部材で前記車両の車体に接続して、前記第１の伝動ベルトの変動張力に対して、前記伸縮アクチュエータの伸縮量を制御して前記弾性部材の伸縮により前記変動張力と逆向きの弾性力を発生させて、該弾性力を前記プーリアームに作用させることで前記プーリアームにおいて前記変動張力を相殺することを特徴とする方法である。 In order to achieve the above object, a vibration reduction method for a radiator unit of a vehicle according to the present invention includes a crank pulley disposed on a crankshaft of an internal combustion engine mounted on the vehicle, and a fan pulley disposed on a fan shaft of the radiator unit. A pulley arm provided so as to be swingable around the fan shaft, an idler pulley provided on the pulley arm, a first transmission belt spanned between the crank pulley and the idler pulley, and the idler pulley And a second transmission belt spanned between the fan pulley and a vibration unit for a vehicle radiator unit, wherein the pulley arm is connected to the vehicle body of the vehicle by an extendable actuator and an elastic member arranged in series Then, with respect to the variable tension of the first transmission belt, The amount of contraction is controlled to generate an elastic force opposite to the variable tension by expanding and contracting the elastic member, and the elastic force is applied to the pulley arm to cancel the variable tension in the pulley arm. It is a method to do.

この方法によれば、内燃機関のクランクシャフトの回転変動に伴い、アイドラプーリ及びプーリアームに変動張力が発生する場合に、この変動張力と逆向きの弾性力を弾性部材に発生させるように、伸縮アクチュエータの伸縮量を制御するので、この弾性力により変動張力をプーリアームにおいて相殺することができる。従って、内燃機関の振動に起因する第１の伝動ベルトの張力の変動によるプーリアーム及びプーリアームの振動を抑制できるので、第１の伝動ベルトの変動張力に起因する振動が車体への伝達されるのを防止して、車両の騒音悪化を抑制することができる。 According to this method, when a fluctuation tension is generated in the idler pulley and the pulley arm due to the rotation fluctuation of the crankshaft of the internal combustion engine, the expansion / contraction actuator is configured to generate an elastic force opposite to the fluctuation tension in the elastic member. Since the amount of expansion and contraction of the pulley is controlled, the variable tension can be canceled in the pulley arm by this elastic force. Accordingly, since the vibration of the pulley arm and the pulley arm due to the fluctuation of the tension of the first transmission belt caused by the vibration of the internal combustion engine can be suppressed, the vibration caused by the fluctuation tension of the first transmission belt is transmitted to the vehicle body. This can prevent the deterioration of vehicle noise.

また、上記の車両のラジエータユニットの振動低減方法において、前記クランクプーリの角速度を計測し、該角速度を時間微分して前記クランクプーリの角加速度を算出し、該角加速度に回転プーリ系の慣性モーメントを乗算して、前記クランクプーリにおける変動トルクを算出し、該変動トルクを前記クランクプーリの回転半径で除算して前記第１の伝動ベルトの前記変動張力を算出すると共に、前記プーリアームの回転軸周りの、前記変動張力によるモーメントと前記プーリアームに作用する弾性力によるモーメントの釣り合いから、算出した前記弾性力を前記弾性部材の弾性係数で除算して前記伸縮アクチュエータの伸縮量を算出して、該算出された伸縮量になるように伸縮アクチュエータの伸縮量を制御する。 Further, in the above-described vibration reduction method for the radiator unit of the vehicle, the angular velocity of the crank pulley is measured, the angular velocity is time-differentiated to calculate the angular acceleration of the crank pulley, and the inertia moment of the rotating pulley system is calculated as the angular acceleration. To calculate the variable torque in the crank pulley, and to divide the variable torque by the rotation radius of the crank pulley to calculate the variable tension of the first transmission belt, and around the rotation axis of the pulley arm From the balance between the moment due to the variable tension and the moment due to the elastic force acting on the pulley arm, the calculated elastic force is divided by the elastic coefficient of the elastic member to calculate the expansion / contraction amount of the expansion / contraction actuator. The expansion / contraction amount of the expansion / contraction actuator is controlled so as to be the expanded / contracted amount.

この方法によれば、第１の伝動ベルトの変動張力をより正確に算出できて、これを相殺する弾性力も正確に算出できるので、精度よく、変動張力を相殺する弾性力を発生させる伸縮量を伸縮アクチュエータに発生させることができ、弾性力により変動張力を正確に相殺することができる。その結果、第１の伝動ベルトの変動張力によるアイドラプーリ及びプーリアームの振動を防止できて、この振動に基づく車両の騒音悪化をより効果的に抑制することができる。 According to this method, the fluctuating tension of the first transmission belt can be calculated more accurately, and the elastic force that cancels the fluctuating force can also be accurately calculated. Therefore, the expansion / contraction amount that generates the elastic force that cancels the fluctuating tension can be accurately calculated. It can be generated in the telescopic actuator, and the variable tension can be accurately canceled by the elastic force. As a result, vibrations of the idler pulley and the pulley arm due to the variable tension of the first transmission belt can be prevented, and deterioration of vehicle noise based on this vibration can be more effectively suppressed.

本発明の車両のラジエータユニットの振動低減機構及び振動低減方法によれば、内燃機関のクランクシャフトの回転変動に伴い、アイドラプーリ（アイドラー）及びプーリアームに変動張力が発生する場合に、この変動張力と逆向きの弾性力を弾性部材に発生させるように、伸縮アクチュエータの伸縮量を制御するので、この弾性力により変動張力をプーリアームにおいて相殺することができる。 According to the vibration reduction mechanism and the vibration reduction method for a radiator unit of a vehicle according to the present invention, when a variable tension is generated in an idler pulley (idler) and a pulley arm due to a rotation fluctuation of a crankshaft of an internal combustion engine, Since the expansion / contraction amount of the expansion / contraction actuator is controlled so that the elastic force in the opposite direction is generated in the elastic member, the variable tension can be canceled in the pulley arm by this elastic force.

従って、内燃機関のクランクシャフトの回転動力の一部を、クランクプーリ、第１の伝動ベルト、アイドラプーリ、第２の伝動ベルト及びファンプーリを介して、ラジエータユニットのファンシャフトに伝達するラジエータユニットの動力伝達機構において、内燃機関の振動に起因する第１の伝動ベルトの張力変動が車体に伝達されて車内騒音が悪化することを抑制できる。 Therefore, a part of the rotational power of the crankshaft of the internal combustion engine is transmitted to the fan shaft of the radiator unit via the crank pulley, the first transmission belt, the idler pulley, the second transmission belt and the fan pulley. In the power transmission mechanism, it is possible to prevent the fluctuation in the tension of the first transmission belt caused by the vibration of the internal combustion engine from being transmitted to the vehicle body and deteriorating the in-vehicle noise.

本発明の実施の形態の車両のラジエータユニットの振動低減機構の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the vibration reduction mechanism of the radiator unit of the vehicle of embodiment of this invention. 図１の車両のラジエータユニットの振動低減機構における、変動トルク、変動張力、弾性力等の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the fluctuation | variation torque, fluctuation | variation tension, elastic force, etc. in the vibration reduction mechanism of the radiator unit of the vehicle of FIG. 図１の車両のラジエータユニットの振動低減機構における、プーリアームの回転軸を中心としたモーメントの関係を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship of moments about a rotation axis of a pulley arm in the vibration reduction mechanism of the radiator unit of the vehicle in FIG. 1. 伸縮量制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an expansion-contraction amount control apparatus. 従来技術の実施の形態の車両のラジエータユニットの振動低減機構の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the vibration reduction mechanism of the radiator unit of the vehicle of embodiment of a prior art. 図５の車両のラジエータユニットの振動低減機構における、変動トルク、変動張力、弾性力等の関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between fluctuating torque, fluctuating tension, elastic force, and the like in the vibration reduction mechanism of the radiator unit of the vehicle in FIG. 5.

以下、本発明に係る実施の形態の車両のラジエータユニットの振動低減機構及び振動低減方法について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a vibration reduction mechanism and a vibration reduction method for a radiator unit of a vehicle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１に示すように、車両１の車体２に、内燃機関（エンジン）１０とラジエータユニット１３が隣接して防振支持装置２５を介して設けられている。内燃機関１０のクランクシャフト１１にはクランクプーリ１２が配設され、ラジエータユニット１３のファンシャフト１４にはファンプーリ１５及びラジエータファン１６が配設される。さらに、プーリアーム１７がファンシャフト１４周りに搖動可能に設けられ、このプーリアーム１７の先端側にアイドラプーリ（アイドラー）１８が回転自在に軸支されている。 As shown in FIG. 1, an internal combustion engine (engine) 10 and a radiator unit 13 are provided adjacent to a vehicle body 2 of a vehicle 1 via a vibration isolation support device 25. A crank pulley 12 is disposed on the crankshaft 11 of the internal combustion engine 10, and a fan pulley 15 and a radiator fan 16 are disposed on the fan shaft 14 of the radiator unit 13. Further, a pulley arm 17 is provided to be swingable around the fan shaft 14, and an idler pulley (idler) 18 is rotatably supported on the tip end side of the pulley arm 17.

このクランクプーリ１２とアイドラプーリ１８との間に第１の伝動ベルト１９が、また、アイドラプーリ１８とファンプーリ１５との間に第２の伝動ベルト２０がそれぞれ架けられている。この第１の伝動ベルト１９と第２の伝動ベルト２０の長さの比率は、弦振動の高周波成分が一致しないように、整数倍としない方がよい。 A first transmission belt 19 is laid between the crank pulley 12 and the idler pulley 18, and a second transmission belt 20 is laid between the idler pulley 18 and the fan pulley 15. The ratio of the lengths of the first transmission belt 19 and the second transmission belt 20 should not be an integral multiple so that the high frequency components of the string vibration do not coincide.

この構成により、内燃機関１０のクランクシャフト１１で発生する回転動力の一部が、クランクプーリ１２と第１の伝動ベルト１９を介して、アイドラプーリ１８に伝達され、さらに、このアイドラプーリ１８に伝達された回転動力が、第２の伝動ベルト２０を介して、ラジエータユニット１３のファンプーリ１５、ファンシャフト１４に伝達され、ラジエータファン１６が回転する。 With this configuration, a part of the rotational power generated in the crankshaft 11 of the internal combustion engine 10 is transmitted to the idler pulley 18 via the crank pulley 12 and the first transmission belt 19, and further transmitted to the idler pulley 18. The rotational power thus transmitted is transmitted to the fan pulley 15 and the fan shaft 14 of the radiator unit 13 via the second transmission belt 20, and the radiator fan 16 rotates.

この動力伝達機構により、内燃機関１０のクランクシャフト１１で発生する回転動力の一部が、ラジエータユニット１３のラジエータファン１６に伝達され、このラジエータファン１６の回転により、空気をラジエータユニット１３の熱交換部（図示しない）に当てて、この熱交換部内を循環する冷却水を冷却する。 By this power transmission mechanism, a part of the rotational power generated by the crankshaft 11 of the internal combustion engine 10 is transmitted to the radiator fan 16 of the radiator unit 13, and the rotation of the radiator fan 16 causes the air to exchange heat with the radiator unit 13. The cooling water circulating in this heat exchange part is cooled by hitting the part (not shown).

そして、本発明においては、図１に示すように、アイドラプーリ１８と車体２の間に、テンションバネ２１を引張側の第１の伝動ベルト１９の直線方向と平行に、電磁アクチュエータ（伸縮アクチュエータ）２２とテンションバネ（弾性部材）２１を直列にして設け、この電磁アクチュエータ２２とテンションバネ２１を介してプーリアーム１７を車体２に接続する。つまり、直列に配置された電磁アクチュエータ２２とテンションバネ２１で、車両１の車体２にプーリアーム１７を接続する。言い換えれば、このテンションバネ２１により、第１の伝動ベルト１９の張力調整を行って第１の伝動ベルト１９の緩みを防止すると共に、第１の伝動ベルト１９の張力変動によって発生するアイドラプーリ１８及びプーリアーム１７への加振力をキャンセルする電磁アクチュエータ２２をプーリアーム１７とテンションバネ２１との間に追加して設ける。 In the present invention, as shown in FIG. 1, a tension spring 21 is placed between the idler pulley 18 and the vehicle body 2 in parallel with the linear direction of the first transmission belt 19 on the tension side, and an electromagnetic actuator (extension actuator). 22 and a tension spring (elastic member) 21 are provided in series, and the pulley arm 17 is connected to the vehicle body 2 via the electromagnetic actuator 22 and the tension spring 21. That is, the pulley arm 17 is connected to the vehicle body 2 of the vehicle 1 by the electromagnetic actuator 22 and the tension spring 21 arranged in series. In other words, the tension spring 21 adjusts the tension of the first transmission belt 19 to prevent the first transmission belt 19 from loosening, and the idler pulley 18 generated by the tension fluctuation of the first transmission belt 19 and An electromagnetic actuator 22 that cancels the excitation force to the pulley arm 17 is additionally provided between the pulley arm 17 and the tension spring 21.

また、電磁アクチュエータ２２は、電気信号による制御で電磁力を活用して装置の一部を伸び縮みさせるアクチュエータであり、図２に示すように、エンジン１０のクランクシャフト１１のトルク変動ΔＴ１に起因する第１の伝動ベルト１９の変動張力ΔＦ１の発生に伴って、アイドラプーリ１８及びプーリアーム１７に変動振動力ΔＦ２が発生した場合に、伸縮量Δｄを発生させてこの変動振動力ΔＦ２を打ち消すための逆向きの弾性力ΔＦ３をテンションバネ２１に発生させるために設けられる。 Further, the electromagnetic actuator 22 is an actuator that expands and contracts a part of the apparatus by utilizing electromagnetic force under the control of an electric signal, and is caused by torque fluctuation ΔT1 of the crankshaft 11 of the engine 10 as shown in FIG. When the fluctuation vibration force ΔF2 is generated in the idler pulley 18 and the pulley arm 17 with the generation of the fluctuation tension ΔF1 of the first transmission belt 19, the reverse is generated to generate the expansion / contraction amount Δd and cancel the fluctuation vibration force ΔF2. It is provided to generate the elastic force ΔF3 in the direction on the tension spring 21.

この構成によれば、第１の伝動ベルト１９の張力Ｆ１の変動に伴って、アイドラプーリ１８に変動振動力ΔＦ２が発生する場合に、変動張力ΔＦ１と逆向きの弾性力ΔＦ３を、テンションバネ２１に発生させるように、電磁アクチュエータ２２の伸縮量δを伸縮量Δｄになるように制御して、弾性力ΔＦ３により変動張力ΔＦ１を打ち消すことができる。 According to this configuration, when the fluctuation vibration force ΔF2 is generated in the idler pulley 18 with the fluctuation of the tension F1 of the first transmission belt 19, the elastic force ΔF3 opposite to the fluctuation tension ΔF1 is applied to the tension spring 21. As shown in FIG. 2, the expansion / contraction amount δ of the electromagnetic actuator 22 is controlled to be the expansion / contraction amount Δd, so that the fluctuation tension ΔF1 can be canceled by the elastic force ΔF3.

なお、図１に示すように、電磁アクチュエータ２２とテンションバネ２１を、クランクプーリ１２とアイドラプーリ１８に架かる張力側の第１の伝動ベルト１９の直線と平行に配設すると、第１の伝動ベルト１９の変動張力ΔＦ１とテンションバネ２１が発生する弾性力ΔＦ３とが平行になり、テンションバネ２１が発生する弾性力ΔＦ３の変動張力ΔＦ１に対する直角方向の成分が発生しなくなるので、この弾性力ΔＦ３による車体２への影響を最小にすることができる。 As shown in FIG. 1, when the electromagnetic actuator 22 and the tension spring 21 are disposed in parallel to the straight line of the tension-side first transmission belt 19 that spans the crank pulley 12 and the idler pulley 18, the first transmission belt is provided. Since the fluctuation tension ΔF1 of 19 and the elastic force ΔF3 generated by the tension spring 21 are parallel to each other, a component perpendicular to the fluctuation tension ΔF1 of the elastic force ΔF3 generated by the tension spring 21 is not generated. The influence on the vehicle body 2 can be minimized.

つまり、変動張力ΔＦ１の方向と平行に配置することで、第１の伝動ベルト１９の張力Ｆ１の初期張力に対するテンションバネ２１の分担荷重を最小にすることができ、変動張力ΔＦ１に対する電磁アクチュエータの分担駆動力も最小にするメリットを得ることができる。 That is, by arranging in parallel with the direction of the variable tension ΔF1, the load of the tension spring 21 relative to the initial tension of the tension F1 of the first transmission belt 19 can be minimized, and the electromagnetic actuator is allocated to the variable tension ΔF1. The advantage of minimizing the driving force can be obtained.

なお、電磁アクチュエータ２２とテンションバネ２１の設置方向が、張力側の第１の伝動ベルト１９の直線（変動張力ΔＦ１の方向）に対して傾斜角βだけ傾斜させて配設した場合には、伸縮量δは「Δｄ／ｃｏｓ（β）」になるように制御する。この場合は、弾性力ΔＦ３の変動張力ΔＦ１の方向とは直角の方向の成分（ΔＦ３×ｓｉｎ（β））が発生する。 When the electromagnetic actuator 22 and the tension spring 21 are disposed at an inclination angle β with respect to the straight line of the first transmission belt 19 on the tension side (the direction of the variable tension ΔF1), the expansion and contraction is performed. The amount δ is controlled to be “Δd / cos (β)”. In this case, a component (ΔF3 × sin (β)) in a direction perpendicular to the direction of the variable tension ΔF1 of the elastic force ΔF3 is generated.

また、第１の伝動ベルト１９と第２の伝動ベルト２０との間の取り付けの角度は、図１及び図２に示すように、直角（９０度）とした方が、第１の伝動ベルト１９の張力Ｆ１と第２の伝動ベルト２０の張力Ｆ４との間の相互影響がなくなり、テンションバネ２１の弾性力ΔＦ３と第２の伝動ベルト２０の張力Ｆ４との間の相互影響もなくなるので好ましい。 Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the angle of attachment between the first transmission belt 19 and the second transmission belt 20 is a right angle (90 degrees). This is preferable because the mutual influence between the tension F1 of the second transmission belt 20 and the tension F4 of the second transmission belt 20 is eliminated, and the mutual influence between the elastic force ΔF3 of the tension spring 21 and the tension F4 of the second transmission belt 20 is also eliminated.

この直角とした場合には、第２の伝動ベルト２０の張力Ｆ４による影響を受けないので、電磁アクチュエータ２２及びテンションバネ２１で発生する弾性力ΔＦ３を最小にすることができる。そのため、電磁アクチュエータ２２で発生させる伸縮量Δｄの大きさを最小にすることができ、電磁アクチュエータ２２の駆動において省エネルギー効果を奏することができる。また、テンションバネ２１で繰り返し発生する弾性力ΔＦ３も最小になるので、テンションバネ２１のバネ定数Ｋを最小にできる。また、疲労破壊面でも有利となり、テンションバネ２１の寿命を長くすることができる。 In the case of this right angle, since it is not affected by the tension F4 of the second transmission belt 20, the elastic force ΔF3 generated by the electromagnetic actuator 22 and the tension spring 21 can be minimized. Therefore, the magnitude of the expansion / contraction amount Δd generated by the electromagnetic actuator 22 can be minimized, and an energy saving effect can be achieved in driving the electromagnetic actuator 22. In addition, since the elastic force ΔF3 repeatedly generated by the tension spring 21 is minimized, the spring constant K of the tension spring 21 can be minimized. Further, it is advantageous in terms of fatigue failure, and the life of the tension spring 21 can be extended.

さらに、テンションバネ２１で適正な弾性力ΔＦ３が発生するように、電磁アクチュエータ２２の伸縮量δを伸縮量Δｄにするように制御する伸縮量制御装置２３を設ける。この伸縮量制御装置２３は、通常は、ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）と呼ばれる内燃機関１０の全般的な制御を行う制御装置３０に組み込まれるが、この制御装置３０と別離して設けてもよい。 Further, an expansion / contraction amount control device 23 for controlling the expansion / contraction amount δ of the electromagnetic actuator 22 to the expansion / contraction amount Δd is provided so that an appropriate elastic force ΔF3 is generated by the tension spring 21. The expansion / contraction amount control device 23 is usually incorporated in a control device 30 that performs general control of the internal combustion engine 10 called an ECU (engine control unit), but may be provided separately from the control device 30.

図４に示すように、この伸縮量制御装置２３は、変動張力算出部２３ａ、弾性力算出部２３ｂ、伸縮量算出部２３ｃと伸縮量制御部２３ｄを備えて構成される。 As shown in FIG. 4, the expansion / contraction amount control device 23 includes a variable tension calculation unit 23a, an elastic force calculation unit 23b, an expansion / contraction amount calculation unit 23c, and an expansion / contraction amount control unit 23d.

この変動張力算出部２３ａでは、クランクシャフト１１及びクランクプーリ１２の角速度ωを計測する。この角速度ωは、内燃機関１０のクランクシャフト１１のリングギア（図示しない）のパルス（ギヤの歯の通過）を電磁ピックアップ（図示しない）で検出した回転パルスｆを、周波数−速度（Ｆ−Ｖ）変換器などにより角速度に変換することで求める。 The fluctuating tension calculating unit 23a measures the angular speed ω of the crankshaft 11 and the crank pulley 12. This angular velocity ω is obtained by converting a rotation pulse f obtained by detecting a ring gear (not shown) pulse (passage of gear teeth) of the crankshaft 11 of the internal combustion engine 10 with an electromagnetic pickup (not shown) into a frequency-speed (F-V ) Obtained by converting to angular velocity with a converter.

この角速度ωを時間微分してクランクプーリ１２の角加速度α（＝ｄω／ｄｔ）を算出し、この角加速度αに、予め算出しておいた回転プーリ系の被駆動側の慣性モーメントＪ２を乗算して、クランクプーリ１２における変動トルクΔＴ１（＝α×Ｊ２）を算出し、この変動トルクΔＴ１をアイドラプーリ１８側の第１の伝動ベルト１９の回転半径ｒ２で除算して第１の伝動ベルト１９の変動張力ΔＦ１（＝ΔＴ１／ｒ２＝α×Ｊ２／ｒ２）を算出する。この慣性モーメントＪ２は、ファンに関連する部品の慣性モーメントから求めることができる。この第１の伝動ベルト１９の変動張力ΔＦ１が、アイドラプーリ１８とプーリアーム１７に作用する変動振動力（加振力）ΔＦ２となる。 This angular velocity ω is time-differentiated to calculate the angular acceleration α (= dω / dt) of the crank pulley 12, and this angular acceleration α is multiplied by the inertia moment J2 on the driven side of the rotating pulley system calculated in advance. Then, the fluctuation torque ΔT1 (= α × J2) in the crank pulley 12 is calculated, and the fluctuation torque ΔT1 is divided by the rotation radius r2 of the first transmission belt 19 on the idler pulley 18 side to obtain the first transmission belt 19. Fluctuating tension ΔF1 (= ΔT1 / r2 = α × J2 / r2) is calculated. This moment of inertia J2 can be obtained from the moment of inertia of the parts related to the fan. The fluctuation tension ΔF1 of the first transmission belt 19 becomes a fluctuation vibration force (excitation force) ΔF2 acting on the idler pulley 18 and the pulley arm 17.

また、弾性力算出部２３ｃでは、図３に示すように、第１の伝動ベルト１９がプーリアーム１７と接触する点Ｐ１とプーリアーム１７の回転軸Ｃとの距離をＬ１とし、直列配置された電磁アクチュエータ２２とテンションバネ２１がプーリアーム１７７と接続する点Ｐ２とプーリアーム１７の回転軸Ｃとの距離をＬ２とすると、プーリアーム１７の回転軸Ｃ周りの、変動張力ΔＦ１によるモーメントΔＭ１（＝ΔＦ１×Ｌ１）とプーリアーム１７７に作用する弾性力ΔＦ３によるモーメントΔＭ３（＝ΔＦ３×Ｌ３）の釣り合い（ΔＭ１＝ΔＭ３）、即ち、ΔＦ１×Ｌ１＝ΔＦ３×Ｌ３から、変動張力ΔＦ１を相殺するための弾性力ΔＦ３（＝ΔＦ１×Ｌ１／Ｌ３）を算出する。 Further, in the elastic force calculation unit 23c, as shown in FIG. 3, the distance between the point P1 where the first transmission belt 19 contacts the pulley arm 17 and the rotation axis C of the pulley arm 17 is L1, and the electromagnetic actuators are arranged in series. 22 and the tension spring 21 is connected to the pulley arm 177, and the distance between the rotation axis C of the pulley arm 17 and the rotation point C of the pulley arm 17 is L2, the moment ΔM1 (= ΔF1 × L1) due to the variable tension ΔF1 From the balance (ΔM1 = ΔM3) of the moment ΔM3 (= ΔF3 × L3) due to the elastic force ΔF3 acting on the pulley arm 177, that is, ΔF1 × L1 = ΔF3 × L3, the elastic force ΔF3 (= ΔF1) for canceling the fluctuation tension ΔF1 XL1 / L3) is calculated.

なお、図３では、電磁アクチュエータ２２とテンションバネ２１の直線は、アイドラプーリ１８の中心を通る上にあるが、必ずしも、アイドラプーリ１８の中心を通る必要はなく、Ｌ２は、アイドラプーリ１８の搖動半径Ｒａと等しくなくてもよい。 In FIG. 3, the straight line between the electromagnetic actuator 22 and the tension spring 21 is above the center of the idler pulley 18, but does not necessarily have to pass through the center of the idler pulley 18, and L <b> 2 is the swing of the idler pulley 18. It may not be equal to the radius Ra.

また、伸縮量算出部２３ｄは、算出された弾性力ΔＦ３をテンションバネ２１のバネ定数Ｋで除算して電磁アクチュエータ２２の伸縮量Δｄ（＝ΔＦ３／Ｋ）を算出する。これらの変動張力ΔＦ１は波形の大きさのみならず、その変動波形にも対応させて、伸縮量の大きさと変動波形を算出すると、より精度よく変動張力ΔＦ１を打ち消すことになるので、より好ましい。 The expansion / contraction amount calculation unit 23d calculates the expansion / contraction amount Δd (= ΔF3 / K) of the electromagnetic actuator 22 by dividing the calculated elastic force ΔF3 by the spring constant K of the tension spring 21. It is more preferable to calculate the magnitude of the expansion / contraction amount and the fluctuation waveform corresponding to not only the magnitude of the waveform but also the fluctuation waveform, because the fluctuation tension ΔF1 can be canceled more accurately.

図１〜図４に示すように、電磁アクチュエータ２２とテンションバネ２１を、クランクプーリ１２とアイドラプーリ１８に架かる張力側の第１の伝動ベルト１９の直線と平行に配設した場合には、第１の伝動ベルト１９の変動張力ΔＦ１とテンションバネ２１が発生する弾性力ΔＦ３とが平行になる。 As shown in FIGS. 1 to 4, when the electromagnetic actuator 22 and the tension spring 21 are arranged in parallel with the straight line of the first transmission belt 19 on the tension side spanning the crank pulley 12 and the idler pulley 18, The variable tension ΔF1 of the first transmission belt 19 and the elastic force ΔF3 generated by the tension spring 21 are parallel to each other.

この構成の伸縮量制御装置２３により、第１の伝動ベルト１９の変動張力ΔＦ１に対して、電磁伸縮アクチュエータ２２の伸縮量δを算出された伸縮量Δｄになるように制御してテンションバネ２１の伸縮により変動張力ΔＦ１と逆向きの弾性力ΔＦ３を発生させて、この弾性力ΔＦ３をプーリアーム１７に作用させることでプーリアーム１７において変動張力ΔＦ１を相殺する。より好ましくは、その変動波形も考慮に入れて、算出された伸縮量Δｄの大きさと変動波形になるように、電気信号を出力して電磁アクチュエータ２２の伸縮量δを制御する。 The expansion / contraction amount control device 23 having this configuration controls the tension spring 21 by controlling the expansion / contraction amount δ of the electromagnetic expansion / contraction actuator 22 to the calculated expansion / contraction amount Δd with respect to the variable tension ΔF1 of the first transmission belt 19. The elastic force ΔF3 opposite to the variable tension ΔF1 is generated by the expansion and contraction, and the elastic force ΔF3 is applied to the pulley arm 17 to cancel the variable tension ΔF1 in the pulley arm 17. More preferably, taking the fluctuation waveform into account, the electric signal is output to control the expansion / contraction amount δ of the electromagnetic actuator 22 so that the calculated expansion / contraction amount Δd and the fluctuation waveform are obtained.

さらに、この構成によれば、第１の伝動ベルト１９の変動張力ΔＦ１をより正確に算出できて、これを打ち消す弾性力ΔＦ３も正確に算出できるので、精度よく、変動張力ΔＦ１を打ち消す弾性力ΔＦ３を発生させる伸縮量Δｄを電磁アクチュエータ２２に発生させることができ、弾性力ΔＦ３により変動張力ΔＦ１を正確に打ち消すことができる。 Furthermore, according to this configuration, the variable tension ΔF1 of the first transmission belt 19 can be calculated more accurately, and the elastic force ΔF3 that cancels this can also be calculated accurately. Therefore, the elastic force ΔF3 that cancels the variable tension ΔF1 with high accuracy. The electromagnetic actuator 22 can generate the expansion / contraction amount Δd that causes the variation tension ΔF1 to be accurately canceled by the elastic force ΔF3.

そして、本発明による車両のラジエータユニットの振動低減方法では、アイドラプーリ１８を先端に配置したプーリアーム１７を、直列に配置された電磁アクチュエータ２２とテンションバネ２１で車両１の車体２に接続して、第１の伝動ベルト１９の変動張力ΔＦ１に対して、電磁アクチュエータ２１の伸縮量δを伸縮量Δｄになるように制御してテンションバネ２１の伸縮により変動張力ΔＦ１と逆向きの弾性力ΔＦ３を発生させて、この弾性力ΔＦ３をプーリアーム１７に作用させることでプーリアーム１７において変動張力ΔＦ１を相殺する。 In the vehicle radiator unit vibration reduction method according to the present invention, the pulley arm 17 having the idler pulley 18 disposed at the tip thereof is connected to the vehicle body 2 of the vehicle 1 by the electromagnetic actuator 22 and the tension spring 21 disposed in series. With respect to the variable tension ΔF1 of the first transmission belt 19, the expansion / contraction amount δ of the electromagnetic actuator 21 is controlled to be the expansion / contraction amount Δd, and the elastic force ΔF3 opposite to the variable tension ΔF1 is generated by the expansion / contraction of the tension spring 21. Then, the elastic force ΔF3 is applied to the pulley arm 17 to cancel the fluctuation tension ΔF1 in the pulley arm 17.

この方法によれば、第１の伝動ベルト１９の張力Ｆ１の変動に伴って、アイドラプーリ１８に振動が発生する場合に、変動張力ΔＦ１と逆向きの弾性力ΔＦ３を、テンションバネ２１に発生させるように、電磁アクチュエータ２２の伸縮量δを伸縮量Δｄになるように制御して、弾性力ΔＦ３により変動張力ΔＦ１を打ち消すことができる。 According to this method, when the idler pulley 18 vibrates with the fluctuation of the tension F1 of the first transmission belt 19, the tension spring 21 generates the elastic force ΔF3 opposite to the fluctuation tension ΔF1. Thus, the variable tension ΔF1 can be canceled by the elastic force ΔF3 by controlling the expansion / contraction amount δ of the electromagnetic actuator 22 to be the expansion / contraction amount Δd.

この電磁アクチュエータ２２の伸縮量δの制御は次のような方法で行われる。先ず、クランクプーリ１４の角速度ωを計測し、この角速度ωを時間微分してクランクプーリ１４の角加速度α（＝ｄω／ｄｔ）を算出し、この角加速度αに予め算出しておいた回転プーリ系の被駆動側の慣性モーメントＪ２を乗算して、クランクプーリ１２における変動トルクΔＴ１（＝α×Ｊ２）を算出し、この変動トルクΔＴ１をアイドラプーリ１８側の第１の伝動ベルト１９の回転半径ｒ２で除算して第１の伝動ベルト１９の変動張力ΔＦ１（＝ΔＴ１／ｒ２＝α×Ｊ２／ｒ２）を算出する。 The expansion / contraction amount δ of the electromagnetic actuator 22 is controlled by the following method. First, the angular velocity ω of the crank pulley 14 is measured, the angular velocity ω is time-differentiated to calculate the angular acceleration α (= dω / dt) of the crank pulley 14, and the rotary pulley previously calculated for the angular acceleration α is calculated. The fluctuation torque ΔT1 (= α × J2) in the crank pulley 12 is calculated by multiplying the inertia moment J2 on the driven side of the system, and this fluctuation torque ΔT1 is calculated as the rotational radius of the first transmission belt 19 on the idler pulley 18 side. Dividing by r2, the fluctuation tension ΔF1 (= ΔT1 / r2 = α × J2 / r2) of the first transmission belt 19 is calculated.

そして、プーリアーム１７の回転軸Ｃ周りの、変動張力ΔＦ１によるモーメントΔＭ１とプーリアーム１７に作用する弾性力ΔＦ３によるモーメントΔＭ３の釣り合い（ΔＭ１＝ΔＭ３）から、算出した弾性力ΔＦ３（＝ΔＦ１×Ｌ１／Ｌ３）をテンションバネ２１のバネ定数Ｋで除算して電磁アクチュエータ２２の伸縮量Δｄ（＝ΔＦ３／Ｋ）を算出して、この算出された伸縮量Δｄになるように電磁アクチュエータ２２の伸縮量δを制御する。 The elastic force ΔF3 (= ΔF1 × L1 / L3) calculated from the balance (ΔM1 = ΔM3) of the moment ΔM1 due to the variable tension ΔF1 and the elastic force ΔF3 acting on the pulley arm 17 around the rotation axis C of the pulley arm 17 (ΔM1 = ΔM3). ) Is divided by the spring constant K of the tension spring 21 to calculate the expansion / contraction amount Δd (= ΔF3 / K) of the electromagnetic actuator 22, and the expansion / contraction amount δ of the electromagnetic actuator 22 is set to be the calculated expansion / contraction amount Δd. Control.

この方法によれば、第１の伝動ベルト１９の変動張力ΔＦ１をより正確に算出できて、これを打ち消す弾性力ΔＦ３も正確に算出できるので、精度よく、変動張力ΔＦ１を打ち消す弾性力ΔＦ３を発生させる伸縮量Δｄを電磁アクチュエータ２２に発生させることができ、弾性力ΔＦ３により変動張力ΔＦ１を正確に打ち消すことができる。 According to this method, the variable tension ΔF1 of the first transmission belt 19 can be calculated more accurately, and the elastic force ΔF3 that cancels this can also be calculated accurately, so that the elastic force ΔF3 that cancels the variable tension ΔF1 can be generated with high accuracy. The expansion / contraction amount Δd to be generated can be generated in the electromagnetic actuator 22, and the fluctuation tension ΔF1 can be accurately canceled by the elastic force ΔF3.

従って、上記の構成の車両のラジエータユニットの振動低減機構及び振動低減方法によれば、第１の伝動ベルト１９の張力Ｆ１に変動が発生する場合に、この変動張力ΔＦ１と逆向きの弾性力ΔＦ３をテンションバネ２１に発生させるように、電磁アクチュエータ２２の伸縮量δを伸縮量Δｄになるように制御するので、この弾性力ΔＦ３により変動張力ΔＦ１を相殺することができる。従って、内燃機関１０の振動に起因する第１の伝動ベルト１９の張力Ｆ１の変動によるアイドラプーリ１８及びプーリアーム１７の振動を防止して、ラジエータユニット１３の振動を低減でき、この振動に基づく車両１の騒音悪化を抑制することができる。 Therefore, according to the vibration reduction mechanism and the vibration reduction method for the radiator unit of the vehicle having the above-described configuration, when a fluctuation occurs in the tension F1 of the first transmission belt 19, the elastic force ΔF3 opposite to the fluctuation tension ΔF1. Since the expansion / contraction amount δ of the electromagnetic actuator 22 is controlled to become the expansion / contraction amount Δd so that the tension spring 21 is caused to generate, the elastic force ΔF3 can cancel the fluctuation tension ΔF1. Therefore, the vibration of the idler pulley 18 and the pulley arm 17 due to the fluctuation of the tension F1 of the first transmission belt 19 caused by the vibration of the internal combustion engine 10 can be prevented, and the vibration of the radiator unit 13 can be reduced. Noise deterioration can be suppressed.

１車両
２車体
１０内燃機関（エンジン）
１１クランクシャフト
１２クランクプーリ
１３ラジエータユニット
１４ファンシャフト
１５ファンプーリ
１６ラジエータファン
１７プーリアーム
１８アイドラプーリ
１９第１の伝動ベルト
２０第２の伝動ベルト
２１テンションバネ（弾性部材）
２２電磁アクチュエータ（伸縮アクチュエータ）
２３伸縮制御装置
２３ａ変動張力算出部
２３ｂ弾性力算出部
２３ｃ伸縮量算出部
２３ｄ伸縮量算出部
２５防振支持装置
３０制御装置（ＥＣＵ）
Ｃプーリアームの回転軸
Ｆ１第１の伝動ベルトの張力
Ｆ４第２の伝動ベルトの張力
Ｊ２回転プーリ系の被駆動側の慣性モーメント
Ｋテンションバネのバネ定数
Ｌ１点Ｐ１とプーリアームの回転軸との距離
Ｌ２点Ｐ２とプーリアームの回転軸との距離
Ｐ１第１の伝動ベルトがプーリアームと接触する点
Ｐ２直列配置された電磁アクチュエータとテンションバネがプーリアームと接続する点ｒ２回転半径
Ｒａアイドラプーリの搖動半径
Δｄ、δ 電磁アクチュエータの伸縮量
ΔＦ１第１の伝動ベルトの変動張力
ΔＦ２アイドラプーリ（プーリアーム）の変動振動力
ΔＦ３弾性力
ΔＭ１回転軸周りの変動張力によるモーメント
ΔＭ３プーリアームに作用する弾性力によるモーメント
ΔＭ１回転軸周りの変動張力によるモーメント
ΔＭ３プーリアームに作用する弾性力によるモーメント
ΔＴ１クランクシャフトのトルク変動
α クランクプーリの角加速度
ω クランクプーリの角速度 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle 2 Car body 10 Internal combustion engine (engine)
11 Crankshaft 12 Crank pulley 13 Radiator unit 14 Fan shaft 15 Fan pulley 16 Radiator fan 17 Pulley arm 18 Idler pulley 19 First transmission belt 20 Second transmission belt 21 Tension spring (elastic member)
22 Electromagnetic actuator (expandable actuator)
23 Stretching control device 23a Fluctuating tension calculating unit 23b Elastic force calculating unit 23c Stretching amount calculating unit 23d Stretching amount calculating unit 25 Anti-vibration support device 30 Control device (ECU)
C Pulley arm rotation axis F1 First transmission belt tension F4 Second transmission belt tension J2 Inertia moment K on the driven side of the rotary pulley system Spring spring constant L1 of the tension spring Distance L2 between the point P1 and the rotation axis of the pulley arm Distance P1 between point P2 and the rotation axis of the pulley arm Point P2 where the first transmission belt contacts the pulley arm Point P2 where the electromagnetic actuator and tension spring arranged in series are connected to the pulley arm Turning radius Ra Peristaltic radius Δd, δ of idler pulley Stretch amount ΔF1 of electromagnetic actuator Fluctuation tension ΔF2 of the first transmission belt Fluctuation vibration force ΔF3 of idler pulley (pulley arm) Elastic force ΔM1 Moment ΔM3 due to fluctuation tension around the rotation axis Moment ΔM1 due to elastic force acting on the pulley arm Around the rotation axis Moment ΔM3 due to fluctuating tension Puglia Moment ΔT1 due to elastic force acting on the torque of the crankshaft Torque fluctuation of the crankshaft Angular acceleration of the crank pulley ω

Claims

A crank pulley disposed on a crankshaft of an internal combustion engine mounted on a vehicle, a fan pulley disposed on a fan shaft of a radiator unit, a pulley arm provided to be swingable around the fan shaft, and disposed on the pulley arm A vehicle comprising: an idler pulley, a first transmission belt spanned between the crank pulley and the idler pulley, and a second transmission belt spanned between the idler pulley and the fan pulley. In the vibration reduction mechanism of the radiator unit of
The pulley arm is connected to the vehicle body of the vehicle with a telescopic actuator and an elastic member arranged in series,
An expansion / contraction amount control device for controlling the expansion / contraction amount of the expansion / contraction actuator is provided, and the expansion / contraction amount control device controls the expansion / contraction amount of the expansion / contraction actuator with respect to the variable tension of the first transmission belt. A radiator unit of a vehicle configured to generate an elastic force in a direction opposite to the fluctuating tension by expansion and contraction and cancel the fluctuating tension in the pulley arm by applying the elastic force to the pulley arm. Vibration reduction mechanism.

The expansion / contraction amount control device,
The angular velocity of the crank pulley is measured, the angular velocity is time-differentiated to calculate the angular acceleration of the crank pulley, and the angular acceleration is multiplied by the inertia moment of the rotating pulley system to calculate the fluctuation torque in the crank pulley. A variable tension calculator for calculating the variable tension of the first transmission belt by dividing the variable torque by the rotation radius of the crank pulley;
An elastic force calculation unit that calculates the elastic force from a balance between the moment due to the variable tension and the moment due to the elastic force acting on the pulley arm around the rotation axis of the pulley arm;
An expansion / contraction amount calculation unit that calculates the expansion / contraction amount of the expansion / contraction actuator by dividing the elastic force by the elastic coefficient of the elastic member, and an expansion / contraction amount control that controls the expansion / contraction amount of the expansion / contraction actuator so as to be the calculated expansion / contraction amount The vibration reduction mechanism for a radiator unit of a vehicle according to claim 1, comprising a portion.

A crank pulley disposed on a crankshaft of an internal combustion engine mounted on a vehicle, a fan pulley disposed on a fan shaft of a radiator unit, a pulley arm provided to be swingable around the fan shaft, and disposed on the pulley arm A vehicle comprising: an idler pulley, a first transmission belt spanned between the crank pulley and the idler pulley, and a second transmission belt spanned between the idler pulley and the fan pulley. In the method of reducing vibration of the radiator unit of
The pulley arm is connected to the vehicle body of the vehicle with a telescopic actuator and an elastic member arranged in series,
With respect to the variable tension of the first transmission belt, the expansion / contraction amount of the expansion / contraction actuator is controlled to generate an elastic force opposite to the variable tension by expansion / contraction of the elastic member, and the elastic force is applied to the pulley arm. A vibration reduction method for a radiator unit of a vehicle, wherein the fluctuation tension is canceled in the pulley arm by acting.

The angular velocity of the crank pulley is measured, the angular velocity is time-differentiated to calculate the angular acceleration of the crank pulley, and the angular acceleration is multiplied by the inertia moment of the rotating pulley system to calculate the fluctuation torque in the crank pulley. , Dividing the fluctuation torque by the rotation radius of the crank pulley to calculate the fluctuation tension of the first transmission belt;
From the balance between the moment due to the variable tension and the moment due to the elastic force acting on the pulley arm around the rotation axis of the pulley arm, the calculated elastic force is divided by the elastic coefficient of the elastic member to obtain the expansion / contraction amount of the expansion / contraction actuator. Calculate
4. The vibration reduction method for a radiator unit of a vehicle according to claim 3, wherein the expansion / contraction amount of the expansion / contraction actuator is controlled so as to be the calculated expansion / contraction amount.