JPH0423097B2 - - Google Patents

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JPH0423097B2
JPH0423097B2 JP57095531A JP9553182A JPH0423097B2 JP H0423097 B2 JPH0423097 B2 JP H0423097B2 JP 57095531 A JP57095531 A JP 57095531A JP 9553182 A JP9553182 A JP 9553182A JP H0423097 B2 JPH0423097 B2 JP H0423097B2
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JP
Japan
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torque
torque fluctuation
field current
crankshaft
detection means
Prior art date
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JP57095531A
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Japanese (ja)
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JPS58211542A (en
Inventor
Takashige Muneto
Tatsuro Oda
Hideki Tanaka
Katsuhiko Yokooku
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D29/00Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto
    • F02D29/06Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving electric generators

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、エンジンのトルク変動抑制装置に関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an engine torque fluctuation suppressing device.

(従来の技術) 一般に、エンジンにおいては、シリンダ内の爆
発力をクランク軸の回転に変換するため、クラン
ク軸が1回転する間に、このクランク軸に上記爆
発と同期して回転トルク変動が発生する。そし
て、このクランク軸に発生する回転トルク変動
は、振動、歯打ち音等を生起するものであつて、
種々の弊害を有する。
(Prior art) In general, in an engine, the explosive force in the cylinder is converted into rotation of the crankshaft, so during one revolution of the crankshaft, rotational torque fluctuations occur on the crankshaft in synchronization with the explosion. do. The rotational torque fluctuations generated in the crankshaft cause vibrations, rattling noises, etc.
It has various disadvantages.

従来より、上記クランク軸の回転トルク変動を
抑制するものとして、特開昭55−1431号公報に示
されるように、エンジンのクランク軸と一体に回
転運動する第1の磁束発生手段と、固定側の第2
の磁束発生手段とを設け、クランク軸に発生する
回転トルク変動に同期してこの回転トルク変動と
逆位相の磁気トルクを発生させてエンジンのトル
ク変動を抑制する技術が提案されている。
Conventionally, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1431/1983, a first magnetic flux generating means that rotates integrally with the crankshaft of the engine, and a fixed side have been used to suppress the rotational torque fluctuation of the crankshaft. the second of
A technique has been proposed for suppressing engine torque fluctuations by providing a magnetic flux generating means and generating magnetic torque in phase opposite to the rotational torque fluctuations in synchronization with the rotational torque fluctuations generated in the crankshaft.

(発明が解決しようとする課題) しかるに、上記提案技術では、従来のエンジン
に第1及び第2磁束発生手段を別途に設けなけれ
ばならず、コスト面で不利になる問題がある。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the above-mentioned proposed technique, it is necessary to separately provide the first and second magnetic flux generating means in the conventional engine, which poses a problem in terms of cost.

そこで、本発明はかかる点に鑑みてなされたも
ので、既存のオルタネータを利用して回転トルク
変動を抑制し、振動、歯打ち音等を有効に防止す
ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of this problem, and an object of the present invention is to suppress fluctuations in rotational torque by using an existing alternator, and effectively prevent vibrations, rattle noise, etc.

さらに、本発明の目的は、トルク変動を常に許
容レベル以下に効果的に抑制せんとするものであ
る。
Furthermore, it is an object of the present invention to effectively suppress torque fluctuations always below an allowable level.

(課題を解決するための手段及び作用) 上記の目的を達成するため、本発明では、エン
ジンの爆発と同期してクランク軸に発生する回転
トルク変動のトルク増大時を検出するタイミング
検出手段と、該タイミング検出手段の信号を受け
てトルク増大時にオルタネータのフイールドコイ
ルにフイールド電流を印加するフイールド電流制
御手段とを設ける。これにより、トルク増大時に
クランク軸に逆トルクを発生させて、エンジンの
爆発と同期してクランク軸に発生する回転トルク
変動を抑制することで、既存のオルタネータを利
用して回転トルク変動を抑制し、振動、歯打ち音
等を有効に防止する。
(Means and effects for solving the problem) In order to achieve the above object, the present invention includes a timing detection means for detecting when the torque increases in rotational torque fluctuations occurring in the crankshaft in synchronization with engine explosion; Field current control means is provided for receiving the signal from the timing detection means and applying a field current to the field coil of the alternator when the torque increases. This allows the existing alternator to be used to suppress rotational torque fluctuations by generating reverse torque on the crankshaft when torque increases and suppressing rotational torque fluctuations that occur on the crankshaft in synchronization with engine explosion. , vibration, rattling noise, etc. can be effectively prevented.

さらに、本発明では、トルク変動の大きさを検
出するトルク変動検出手段と、該トルク変動検出
手段の信号を受けてトルク変動が予め設定した許
容レベル以上の大きさの時は印加フイールド電流
値を増加させ、トルク変動が予め設定した許容レ
ベル以下の大きさの時は上記トルク変動増大に伴
う印加フイールド電流値の増加を制限するように
上記フイールド電流制御手段を補正する補正手段
とを設ける。これにより、上述の如きフイールド
電流を印加することで回転トルク変動を抑制する
においてトルク変動が許容レベル以上の大きさに
なつた時に初めて、つまり高トルク発生期間が同
一であつてもトルク変動の大きさが異なる場合で
かつこのトルク変動の大きさが許容レベル以上の
時、上記印加フイールド電流値を大きくするの
で、トルク変動を常に許容レベル以下に効果的に
抑制できる。
Furthermore, the present invention includes a torque fluctuation detection means for detecting the magnitude of torque fluctuation, and an applied field current value that receives a signal from the torque fluctuation detection means and changes the applied field current value when the torque fluctuation is greater than a preset allowable level. and a correction means for correcting the field current control means so as to limit the increase in the applied field current value due to the increase in the torque fluctuation when the torque fluctuation is less than a preset allowable level. As a result, when the rotational torque fluctuation is suppressed by applying the field current as described above, only when the torque fluctuation becomes larger than the allowable level, that is, even if the high torque generation period is the same, the torque fluctuation becomes large. When the torque fluctuations are different and the magnitude of the torque fluctuations is above the permissible level, the applied field current value is increased, so that the torque fluctuations can always be effectively suppressed to below the permissible level.

すなわち、この場合、エンジンのトルク変動の
大きさは負荷および回転数によつて変化し、トル
ク変動が比較的小さい許容レベル以下のときに大
きなトルク変動時と同様に大きなフイールド電流
をフイールドコイルに印加して不必要にトルク変
動を抑制することは、エンジン負荷の増大による
燃費性の低下をもたらす問題を有するので、この
問題点をトルク変動を検出し許容レベル以下の時
には印加フイールド電流値の増加を制限すること
により効果的にトルク変動を抑制する。
In other words, in this case, the magnitude of the engine torque fluctuation changes depending on the load and rotation speed, and when the torque fluctuation is below a relatively small allowable level, a large field current is applied to the field coil in the same way as when there is a large torque fluctuation. Unnecessarily suppressing torque fluctuations by using this method has the problem of reducing fuel efficiency due to an increase in engine load.This problem can be solved by detecting torque fluctuations and increasing the applied field current value when the torque fluctuations are below an allowable level. By limiting torque fluctuations, torque fluctuations are effectively suppressed.

(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に沿つて説明す
る。第1図において、1はフイールドコイル1a
とステータコイル1bとを備えたオルタネータで
あつて、該オルタネータ1のフイールドコイル1
aには、フイールド電流制御手段2が接続され、
また、このフイールド電流制御手段2にはタイミ
ング検出手段3が接続されている。上記タイミン
グ検出手段3はエンジンの爆発と同期してクラン
ク軸(図示せず)に発生する回転トルク変動のト
ルク増大時を検出するものである。フイールド電
流制御手段2はタイミング検出手段3の信号を受
けて、トルク増大時にオルタネータ1のフイール
ドコイル1aにフイールド電流を通電するもので
ある。
(Example) Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings. In Fig. 1, 1 is a field coil 1a.
and a stator coil 1b, the field coil 1 of the alternator 1
Field current control means 2 is connected to a,
Furthermore, timing detection means 3 is connected to this field current control means 2. The timing detecting means 3 detects when the rotational torque fluctuation occurring on the crankshaft (not shown) increases in synchronization with the explosion of the engine. The field current control means 2 receives a signal from the timing detection means 3 and applies a field current to the field coil 1a of the alternator 1 when the torque increases.

一方、オルタネータ1のステータコイル1bに
は、整流回路4を介してバツテリ5およびランプ
等の電気負荷6が接続されている。
On the other hand, a battery 5 and an electric load 6 such as a lamp are connected to the stator coil 1b of the alternator 1 via a rectifier circuit 4.

前記タイミング検出手段3を構成するクランク
角センサー7は、各気筒のピストンが上死点位置
から所定角度遅れた位置にあるときに検出信号を
出力するものであつて、このクランク角センサー
7の検出信号は波形整形回路8に入力されて矩形
波に整形される。
The crank angle sensor 7 constituting the timing detecting means 3 outputs a detection signal when the piston of each cylinder is at a position delayed by a predetermined angle from the top dead center position. The signal is input to the waveform shaping circuit 8 and shaped into a rectangular wave.

波形整形回路8の信号は、フイールド電流制御
手段2の単安定マルチバイブレータ9に出力さ
れ、この単安定マルチバイブレータ9でフイール
ド電流を印加する時間に相当する所定のパルス幅
を有する信号に変換された後、減衰回路10に入
力される。
The signal from the waveform shaping circuit 8 is output to the monostable multivibrator 9 of the field current control means 2, and is converted by the monostable multivibrator 9 into a signal having a predetermined pulse width corresponding to the time for applying the field current. Thereafter, the signal is input to the attenuation circuit 10.

この減衰回路10の信号は増幅回路11でもつ
てトルク変動の大きさに応じた増幅度で増幅さ
れ、この信号を駆動回路12でさらに増幅してオ
ルタネータ1のフイールドコイル1aに所定タイ
ミングで印加するものである。
The signal from this attenuation circuit 10 is amplified by an amplifier circuit 11 with an amplification degree corresponding to the magnitude of torque fluctuation, and this signal is further amplified by a drive circuit 12 and applied to the field coil 1a of the alternator 1 at a predetermined timing. It is.

また、上記増幅回路11には補正手段18が接
続され、この補正手段18にはトルク変動検出手
段13が接続されている。上記トルク変動検出手
段13は、エンジンのトルク変動の大きさを検出
するものである。補正手段18は、該トルク変動
検出手段13の信号を受けて、トルク変動が予め
設定した許容レベル以上の大きさの時はフイール
ドコイル1aに印加する印加フイールド電流値を
増加させ、トルク変動が予め設定した許容レベル
以下の大きさの時は上記トルク変動増大に伴う印
加フイールド電流値の増加を制限するように上記
フイールド電流制御手段2を補正するものであ
る。
Further, a correction means 18 is connected to the amplifier circuit 11, and a torque fluctuation detection means 13 is connected to this correction means 18. The torque fluctuation detection means 13 detects the magnitude of engine torque fluctuation. Upon receiving the signal from the torque fluctuation detection means 13, the correction means 18 increases the applied field current value applied to the field coil 1a when the torque fluctuation is greater than a preset allowable level, so that the torque fluctuation is When the magnitude is below the set permissible level, the field current control means 2 is corrected so as to limit the increase in the applied field current value due to the increase in torque fluctuation.

上記トルク変動検出手段13はトルク変動をエ
ンジンの振動から検出する振動センサー14を有
し、この振動センサー14の検出信号は、ローパ
スフイルター15を経て低周波成分のみの信号と
されて全波整流回路16に出力され、この全波整
流回路16で全波整流された信号V1は、補正手
段18の比較器17に出力され、該比較器17で
では全波整流回路16の出力V1を基準値V0と比
較する。この基準値V0はトルク変動の許容レベ
ルに対応する値に設定されているものであつて、
全波整流回路16の出力V1(実効値)がこの基準
値V0より高くなつたとき、すなわちトルク変動
(検出振動)が許容レベルより大きくなつたとき
のみに、比較器17から補正信号が前記増幅回路
11に出力される。
The torque fluctuation detecting means 13 has a vibration sensor 14 that detects torque fluctuations from engine vibrations, and the detection signal of the vibration sensor 14 is converted into a signal containing only low frequency components through a low-pass filter 15, and is converted into a signal containing only low frequency components, and is then converted into a signal containing only low frequency components. The signal V 1 outputted to the full-wave rectification circuit 16 and full-wave rectified by the full-wave rectification circuit 16 is output to the comparator 17 of the correction means 18 , and the comparator 17 uses the output V 1 of the full-wave rectification circuit 16 as a reference. Compare with the value V 0 . This reference value V 0 is set to a value corresponding to the permissible level of torque fluctuation, and
Only when the output V 1 (effective value) of the full-wave rectifier circuit 16 becomes higher than this reference value V 0 , that is, when the torque fluctuation (detected vibration) becomes larger than the allowable level, the comparator 17 outputs a correction signal. The signal is output to the amplifier circuit 11.

上記増幅回路11は、トルク変動が許容レベル
より大きく比較器17からの補正信号を受けてい
るときには、該増幅回路11の増幅度が大きくな
るものであつて、フイールド電流の波高値を増大
してオルタネータ1の発電量を増大するものであ
る。一方、トルク変動が許容レベル以下で比較器
17から補正信号が出力されていないときには、
上記出力されているときに比べ小さい増幅度で増
幅を行うようになされている。
When the amplification circuit 11 receives the correction signal from the comparator 17 when the torque fluctuation is larger than the allowable level, the amplification degree of the amplification circuit 11 increases, and increases the peak value of the field current. This increases the amount of power generated by the alternator 1. On the other hand, when the torque fluctuation is below the allowable level and no correction signal is output from the comparator 17,
Amplification is performed with a smaller amplification degree than when the signal is output.

上記フイールドコイル1aに印加されるフイー
ルド電流は、上記各手段の作用によりクランク軸
に発生する回転トルク変動のトルク増大時に通電
されるとともに、トルク変動が許容レベルより大
きいときに初めてその電流値が増大するものであ
つて、このフイールド電流の通電時にオルタネー
タ1で発電を行わせて、クランク軸に逆トルクを
発生させ、エンジンの爆発と同期してクランク軸
に発生する回転トルク変動を抑制するものであ
る。
The field current applied to the field coil 1a is energized when the torque of rotational torque fluctuations generated on the crankshaft increases due to the action of each of the above means, and the current value increases only when the torque fluctuation is larger than an allowable level. When this field current is applied, the alternator 1 generates electricity to generate reverse torque on the crankshaft, thereby suppressing rotational torque fluctuations that occur on the crankshaft in synchronization with engine explosion. be.

すなわち、例えば、4サイクル4気筒エンジン
においては、クランク軸が2回転する間に4回爆
発が行われることから、第2図Aに示すような回
転トルク変動が発生する。
That is, for example, in a 4-stroke, 4-cylinder engine, explosions occur four times during two rotations of the crankshaft, so rotational torque fluctuations as shown in FIG. 2A occur.

これに対し、タイミング検出手段3とフイール
ド電流制御手段2およびトルク変動検出手段13
と補正手段18とにより、第2図Bに示すような
フイールド電流を、クランク軸に発生する回転ト
ルク変動のトルク増大時にオルタネータ1のフイ
ールドコイル1aに印加し、このフイールド電流
の印加により、第2図Cに示すような負荷トルク
(逆トルク)が発生し、このCの負荷トルクとA
の回転トルクとの合成により、第2図Dに示すよ
うなクランク軸合成トルクとなり、その変動幅が
小さくなるよう抑制されている。
On the other hand, the timing detection means 3, the field current control means 2, and the torque fluctuation detection means 13
and the correction means 18, apply a field current as shown in FIG. A load torque (reverse torque) as shown in Figure C is generated, and this load torque of C and A
By combining the torque with the rotational torque, a crankshaft composite torque as shown in FIG. 2D is obtained, and the fluctuation range thereof is suppressed to be small.

また、第2図においては、Aのエンジンの回転
トルクは、例えばアイドリング状態からクーラー
等が作動して負荷が上昇したときのように、途中
からそのトルク変動が増大するように変化してお
り、これに応じてDの合成トルクが許容レベルを
越えて大きくなるが、この現象をトルク変動検出
手段13で検出し、補正手段18及びフイールド
電流制御手段2の作用により、Bに示すようにフ
イールド電流の波高値を増大して、Cの負荷トル
クを増大することにより、Dの合成トルクは次の
サイクルから許容レベル以下に抑制されるもので
ある。
In addition, in FIG. 2, the rotational torque of the engine A changes so that the torque fluctuation increases from the middle, for example, when the load increases from an idling state due to the operation of a cooler, etc. Correspondingly, the resultant torque of D increases beyond the allowable level, but this phenomenon is detected by the torque fluctuation detection means 13, and by the action of the correction means 18 and the field current control means 2, the field current is increased as shown in B. By increasing the peak value of , and increasing the load torque of C, the resultant torque of D is suppressed to below an allowable level from the next cycle.

本発明は、上記実施例の構造に限定されるもの
ではなく、種々の変形例を包含している。すなわ
ち、上記実施例では、トルク変動が許容レベル以
上の時、フイールド電流を段階的に増加させるよ
うにしているが、トルク変動の大きさに応じて無
段階に増加させるようにしてもよい。
The present invention is not limited to the structure of the above embodiment, but includes various modifications. That is, in the above embodiment, the field current is increased stepwise when the torque fluctuation is equal to or higher than the allowable level, but it may be increased steplessly depending on the magnitude of the torque fluctuation.

さらに、トルク変動の大きさを検出するものと
しては、上記実施例の振動センサー14のほか、
クランク角センサーによるクランク軸の回転角速
度の変化から検出するようにしてもよい。
Furthermore, as a device for detecting the magnitude of torque fluctuation, in addition to the vibration sensor 14 of the above embodiment,
It may also be detected from a change in the rotational angular velocity of the crankshaft using a crank angle sensor.

一方、タイミング検出手段3としては、点火回
路からエンジンのイグニシヨンパルスを検出する
ものを使用してもよく、その際には遅延回路を設
けて点火時期から所定量遅らせた時期にフイール
ド電流を印加するようにするものである。
On the other hand, the timing detection means 3 may be one that detects the ignition pulse of the engine from the ignition circuit, in which case a delay circuit is provided to apply the field current at a time delayed by a predetermined amount from the ignition timing. It is intended to do so.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、タイミ
ング検出手段とフイールド電流制御手段とを設け
たことにより、トルク増大時にクランク軸に逆ト
ルクを発生させ、エンジンの爆発と同期してクラ
ンク軸に発生する回転トルク変動を抑制すること
ができ、振動、歯打ち音等の弊害を改善すること
ができ、しかも、既存のオルタネータを利用して
行えるものであつて、コスト的にも有利となる利
点を有する。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, by providing the timing detection means and the field current control means, a reverse torque is generated on the crankshaft when torque increases, and synchronized with engine explosion. It is possible to suppress fluctuations in the rotational torque generated on the crankshaft, and it is possible to improve problems such as vibration and rattling noise. Moreover, it can be done using an existing alternator, and is cost-effective. It has advantageous advantages.

また、トルク変動検出手段と補正手段とを設
け、トルク変動が許容レベル以上の時に初めて印
加フイールド電流値を増加させて逆トルクを増大
させるので、回転トルク変動を許容レベル以下に
有効に抑制することができる。つまり、トルク変
動が許容レベル以下の時はフイールド電流の増加
を制限して、エンジンの駆動損失を低減し燃費性
の向上を図ることができ、効果的なトルク変動の
抑制が行えるものである。
Further, the torque fluctuation detection means and the correction means are provided, and the applied field current value is increased to increase the reverse torque only when the torque fluctuation is above the permissible level, so that the rotational torque fluctuation can be effectively suppressed to below the permissible level. I can do it. In other words, when the torque fluctuation is below the allowable level, the increase in field current is restricted, reducing engine drive loss and improving fuel efficiency, thereby effectively suppressing torque fluctuation.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す概略構成図、
第2図A〜Dはトルク変動抑制作用を示す説明図
である。 1……オルタネータ、1a……フイールドコイ
ル、1b……ステータコイル、2……フイールド
電流制御手段、3……タイミング検出手段、18
……補正手段、13……トルク変動検出手段、1
4……振動センサー。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention;
FIGS. 2A to 2D are explanatory diagrams showing the torque fluctuation suppressing effect. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Alternator, 1a... Field coil, 1b... Stator coil, 2... Field current control means, 3... Timing detection means, 18
...Correction means, 13...Torque fluctuation detection means, 1
4... Vibration sensor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 エンジンの爆発と同期してクランク軸に発生
する回転トルク変動のトルク増大時を検出するタ
イミング検出手段と、該タイミング検出手段の信
号を受けてトルク増大時にオルタネータのフイー
ルドコイルにフイールド電流を印加するフイール
ド電流制御手段と、トルク変動の大きさを検出す
るトルク変動検出手段と、該トルク変動検出手段
の信号を受けてトルク変動が予め設定した許容レ
ベル以上の大きさの時は印加フイールド電流値を
増加させ、トルク変動が予め設定した許容レベル
以下の大きさの時は上記トルク変動増大に伴う印
加フイールド電流値の増加を制限するように上記
フイールド電流制御手段を補正する補正手段とを
設け、トルク増大時にクランク軸に逆トルクを発
生させ、エンジンの爆発と同期してクランク軸に
発生する回転トルク変動を抑制するようにしたこ
とを特徴とするエンジンのトルク変動抑制装置。
1 Timing detection means for detecting when torque increases due to rotational torque fluctuations occurring in the crankshaft in synchronization with engine explosion, and applying a field current to a field coil of an alternator when torque increases upon receiving a signal from the timing detection means. field current control means; torque fluctuation detection means for detecting the magnitude of torque fluctuation; and upon receiving a signal from the torque fluctuation detection means, the applied field current value is adjusted when the torque fluctuation is greater than a preset allowable level. and a correction means for correcting the field current control means so as to limit the increase in the applied field current value due to the increase in the torque fluctuation when the torque fluctuation is less than a preset allowable level. An engine torque fluctuation suppressing device characterized by generating a reverse torque on the crankshaft when the torque increases and suppressing rotational torque fluctuations generated on the crankshaft in synchronization with engine explosion.
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