JPS61256042A

JPS61256042A - エンジンの振動低減装置

Info

Publication number: JPS61256042A
Application number: JP60098642A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Kitada; 真一郎北田; Mamoru Shinshi; 進士　守
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1985-05-09
Filing date: 1985-05-09
Publication date: 1986-11-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（発明の分野）本発明は、回転電機を用いてエンジンの振動を低減する
装置に関するものである。

（発明の背景）特開昭５５−１４３１等で示されるこの種の装置におい
ては、エンジンのクランクシャフトに回転電機が連結さ
れており、その回転Ｎ機が通電制御されることによりエ
ンジンの撮動が低減されている。

そして従来装置においては、エンジンクランク角に応じ
て前記回転電機の通電制御が行なわれており、これによ
りエンジンの爆発−次以上の成分が抑制され、例えば４
気筒エンジンの場合ではエンジン回転数の二次以上の成
分が低減されていた。

しかしながら従来装置においては、エンジンのトルク変
動それ自体は多少低減されるものの、エンジンのトルク
変動にかなり多く含まれエンジン燃焼変動により発生す
る爆発−次以上の成分は抑制されないので、体感されや
すいエンジンマウント系の共撮周波数（１０〜１５Ｈ２
）付近でエンジンが大きくロール振動するという問題が
あった。

なお、従来装置においては、上記ロール振動の低減率が
最高で約１割であることが確認されており、また４気筒
２０００ＣＣのエンジンではそのトルク変動に含まれる
爆発−次以上の成分を完全に除去してこの僅かな振動低
減を行なうために、約８Ｋｇ−ｍものトルク変動吸収能
力が必要となることも確認されている。

（発明の目的）本発明は上記従来の課題に鑑みてなされたものでおり、
その目的は、体感されやすいエンジン振動を大幅に低減
できるエンジンの振動低減装置を提供することにある。

（発明の構成）上記目的を達成するために本発明に係る装置では、エン
ジンのロール方向振動が検出されており、その振動に対
して反対位相のトルクが発生するように、エンジンクラ
ンクシャフトに連結された回転電機が制御されている。

（実施例の説明）以下、図面に基づいて本発明に係る装置の好適な実施例
を説明する。

第１図には本発明に係る装置の好適な第１実施例が示さ
れており、同図において三相交流同期発電機１０が有す
るフィールドコイル１２のフイルード電流はバッテリ１
４の平均電圧が一定となるようにフィルード電流制御回
路１６により制御されている。

そしてフィールドコイル１２は第２図のフィルドコア１
８に巻回されており、フィールドコア１８はシリンダブ
ロック２０のリアプレート２２にボルト固定されている
。

さらにロータ２４の外周に設けられた複数の磁極片２６
が上記フィールドコイル１６の通電により磁化されてお
り、これら磁極片２６は第３図に示されるように爪状に
各々形成されている。

このロータ２４はエンジンクランクシャフト２８へボル
ト３０により固定されており、ロータ２４ｎ外周に設け
られた各磁極片２６にはステータコイル３２が対向配置
されている。

そのステータコイル３２は第４図に示されるように短筒
状のステータコア３４へ巻回されており、ステータコア
３４はブラケット３６を介してボルト３８によりシリン
ダブロック２０へ固定されている。

なお第２図においては、クラッチカバー４０゜プレッシ
ャープレート４２．ワイヤリング４４゜４６、ダイヤフ
ラムスプリング４８．そしてクラッチディスク５０が示
されている。

以上のように三相交流同期発電機１０が構成されている
ので、エンジンクランクシャフト２８とともにロータ２
４が回転されると、ステータコイル３２に起電力が誘起
されて発電が行なわれる。

その発電電流は第１図のダイオードブリッジ５２で整流
された後、パワー、トランジスタ５４を介して前記バッ
テリ１４に供給されており、これによりエンジンクラン
クシャフト２８の回転エネルギーがバッテリ１４に吸収
されている。

ここで、上記パワートランジスタ５４のベースにはエミ
ッタ接地されたドライブ用トランジスタ５６のコレクタ
出力がスイッチング制御信号として抵抗５８を介し供給
されており、トランジスタ５６のベースにはコンパレー
タ６０の比較信号が抵抗６２を介して供給されている。

そしてコンパレータ６０の一方の比較入力は接地されて
おり、他方の比較入力には積分回路６４の積分信号が供
給されている。

ざらにその積分回路６４には加速度ピックアップ６６の
ピックアップ信号が電圧増幅器６８を介して供給されて
おり、この加速度ピックアップ６６によりエンジンのロ
ール方向における振動加速度が検出されている。

なお加速度ピックアップ６６はシリンダブロック２０等
のエンジン本体部であってそのロール振動を検出し易い
位置に取付けられている。

本実施例は以上の構成からなり、以下その作用を説明す
る。

加速度ピックアップ６６によりシリンダブロック２０（
エンジン）のロール方向における振動加速度が検出され
、そのピックアップ信号は増幅された後に積分回路６４
で積分される。

従って積分回路６４の積分信号はエンジンのロール方向
振動に対応したものとなる。

そしてコンパレータ６０ではこの積分信号からエンジン
ロール方向振動の方向が判別されており、その振動が所
定方向であるときにのみトランジスタ５６が駆動されて
パワートランジスタ５４がオンされる。

これによりステータコイル３２に発電電流が流れてステ
ータコア３４でロータ２４にロール方向振動と反対位相
のトルクが生じ、その結果、シリンダブロック２０の軸
回り回転数が下げられてエンジンのロール方向振動が低
減される。

なおフィールド電流制御回路１６においてはこの発電タ
イミングで所定の電圧が得られるようにフィールド電流
の制御が行なわれており、その電流の制御によりエンジ
ントルクの変動低減効果が調整されている。

以上説明したように本実施例によれば、エンジンのロー
ル方向振動に対して反対位相のトルクが発生するように
、エンジンクランクシャフト２８に連結された三相交流
同期発電機１０の発電制御が行なわれるので、体感され
やすいエンジンのロール方向振動が大幅に低減できる。

また、発電電流でバッテリ１４の充電が行なわれるので
、振動を発生させる不要なエンジン出力を電気エネルギ
ーとして有効に利用することが可能となる。

次に本実施例に係る装置の好適な第２実施例を第５図に
基づいて説明する。

本実施例ではブラシレス直流モータ７０が前記第１図の
三相交流同期発電機１０に代えて使用されており、ブラ
シレス直流モータ７０のステータコイル７１に流れる電
流はモータコントローラ７２により制御されている（な
お、ブラシレス直流モータ７０の取付構造は前記第１実
施例とほぼ同様であるので、その説明は省略する）。

そして、上記電流制御のために、ブラシレス直流モータ
７０の回転位置が位置検出器７４，７６゜７８により検
出されており、それらの検出信号はモータコントローラ
７２に供給されている。

またコンパレータ６０の比較信号がこのモータコントロ
ーラ７２にオア回路８０を介して供給されており、その
比較信号に応じてブラシレス直流モータ７０が電動機動
作と発電機動作とに切替えられている。

すなわち、この比較信号がＨレベルのときには電動機動
作へ、Ｌレベルのときには発電機動作へブラシレス直流
モータ７０の動作が切替えられている。

本実施例ではエンジンフロント側から見てエンジンクラ
ンクシャフト２８の回転方向が時計方向とすると、エン
ジン本体が反時計方向に回転している時に、上記比較信
号がＨレベルとなればブラシレス直流モータ７０が発電
機動作してエンジンクランクシャフト２８に反時計方向
のトルクが与えられる。すなわち、エンジン本体には時
計回りのトルクが発生し、振動を押えることができる。

従ってこれら電動機動作および発電機動作により両方向
においてエンジンのロール方向振動が低減されている。

なおモータコントローラ７２はブラシレス直流モータ７
０を駆動するためにブリッジ接続されたパワートランジ
スタ８２，８４，８６，８８，９０．９２を備えており
、それらは前記比較信号がＨレベルとなってブラシレス
直流モータ７０がモータ動作するときには位置検出器７
４，７６．７８の検出信号に応じてスイッチング制御回
路９４によりスイッチング制御されている。

そして前記比較信号がＬレベルとなってブラシレス直流
モータ７０が発電機動作するときにはパワートランジス
タ８２，８４，８６，８８，９０゜９２はオフされ、こ
れらのフリーホイールダイオード９６，９８，１００，
１０２，１０４，１０６はそのときに整流ダイオードし
て機能している。

またブラシレス直流モータ７０の励磁コイル１０８に流
れる励磁電流が励磁電流制御回路１１０で制御されてお
り、これによりブラシレス直流モータ７０の発電電圧が
ほぼ一定に保持されている。

この制御を行なうために励磁電流制御回路１１０にはツ
ェナダイオード１１２が設けられており、発電電圧が所
定の電圧以上となったときにはツェナダイオード１１２
に電流が流れてトランジスタ１１４がオン駆動される。

そしてそのオン駆動によりトランジスタ１１４のコレク
タ電圧が低下するとトランジスタ１１６がオフ駆動され
、こればより励磁コイル１０８の励磁電流がフライホイ
ールダイオード１１８を介して流れ、その電流が徐々に
減少する。

その電流減少によりブラシレス直流モータ７０の発電電
圧が減少制御されており、発電電圧が所定電圧まで低下
すると、トランジスタ１１６がオン駆動されて逆に発電
電圧が増加制御され、その結果Ｒ電電圧は一定に制御さ
れる。

さらに本実施例では、イグニションスイッチ１２０のキ
イスイッチ１２２がエンジン始動のためにイグニション
接点１２４を介してスタータ接点１２６へ操作された場
合には、前記オア回路８０を介してＨレベルのスタート
信号が供給される。

これによりブラシレス直流モータ７０が電動機動作して
エンジンクランクシャフト２８が駆動され、エンジンが
始動される。

このようにブラシレス直流モータ７０はスタータモータ
としても利用されている。

以上説明したように本実施例によれば、エンジンのロー
ル方向振動が双方向において低減されるので、その振動
低減をｆｌＪ記第１実施例よりさらに高めることが可能
となる。

また、スタータモータが不要となるので、装置の製造コ
ストを低減することが可能となる。

（発明の効果）以上説明したように本発明によれば、エンジンのクラン
クシャフトに連結された回転電機のロータにエンジンの
ロール方向振動に対して反対位相となるトルクが発生す
るので、エンジンマウント系の共振周波数付近における
エンジントルクの変動成分が抑制され、このため体感さ
れるエンジン振動を大幅に低減することが可能となる。

第６図の特性１５０は本発明に係る装置の振動低減効果
を説明するもので、エンジンのクランク角に応じて上記
回転電機が制御される場合の特性１５２、エンジン回転
数に応じて上記回転電機が制御される場合の特性１５４
と比較しても、その振動低減効果が著しく向上されたこ
とが理解される。

また、従来装置の半分のトルク変動吸収能力（約４Ｋｇ
−ｍ）で約５割もの振動低減を図れることも確認されて
おり、従って本発明によれば、軽量かつ小型で高性能な
装置の製造が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置の好適な第１実施例を示す回
路図、第２図は三相交流同期発電機の取付構造説明図、
第３図はロータの斜視図、第４図はステータの斜視図、
第５図は本発明に係る装置の好適な第２実施例を示す回
路図、第６図は振動低減効果説明用の特性図である。１０・・・三相交流同期発電機１２・・・フィールドコイル１６・・・フィールド電流制御回路２４・・・ロータ２８・・・エンジンクランクシャフト３２・・・ステータコイル５２・・・ダイオードブリッジ５４・・・パワートランジスタ６０・・・コンパレータ６６・・・加速度ピックアップ７０・・・ブラシレス直流モータ７１・・・ステータコイル７２・・・モータコントローラ１１０・・・励磁電流制御回路特許出願人　　日産自動車株式会社第２図第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）エンジンのクランクシャフトにロータが連結され
た回転電機と、エンジンのロール方向振動を検出するロール方向エンジ
ン振動検出手段と、検出されたロール方向エンジン振動に対して反対位相の
トルクを前記回転電機のロータに発生させる回転電機制
御手段と、を有することを特徴とするエンジンの振動低減装置。