JP6658013B2 - Rotation fluctuation reduction device - Google Patents
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Description
本発明は、回転変動低減装置に関する。 The present invention relates to a rotation fluctuation reducing device.
一般に、自動車はエンジンを駆動することにより、クランクシャフト、変速機のインプットシャフト、ドライブシャフト、及びこれらに取り付けられて一体に回転する部品を介して車輪を駆動する。エンジンが駆動する際、エンジンの気筒数に応じたトルク変動がクランクシャフト等に伝達され、トルク変動による乗り心地の低下や変速機の騒音等、種々の問題が生じることが知られている。そのため、クランクシャフトにはフライホイールが取り付けられ、その慣性でトルク変動を抑制している。フライホイールの慣性が大きければ、トルク変動の抑制効果が高く、上記問題が改善できる。ところが、フライホイールの慣性を大きくすると、加速性能や加減速時の燃費性能が低下する。 In general, an automobile drives an engine to drive wheels via a crankshaft, an input shaft of a transmission, a drive shaft, and components attached thereto and rotating integrally therewith. It is known that when an engine is driven, torque fluctuations corresponding to the number of cylinders of the engine are transmitted to a crankshaft or the like, and various problems such as a reduction in riding comfort and transmission noise due to the torque fluctuations occur. Therefore, a flywheel is attached to the crankshaft, and its inertia suppresses torque fluctuation. If the inertia of the flywheel is large, the effect of suppressing torque fluctuation is high, and the above problem can be improved. However, when the inertia of the flywheel is increased, the acceleration performance and the fuel efficiency during acceleration / deceleration decrease.
そこで、特許文献1のエンジンのトルク平滑化装置、特許文献2のエンジンのトルク変動抑制装置等では、クランクシャフトに発電機能、電動機能を有するモータを直結することにより慣性を大きくせず、トルク変動を抑制している。つまり、発電機能、電動機能を交互に働かせてトルク変動を抑え、フライホイールの慣性を小さくしている。
Therefore, in the engine torque smoothing device of
また、フライホイールにモータの機能を付加する技術として、特許文献3のフライホィール式エネルギー貯蔵装置では、コイル、磁極の配置方法を提案し、特許文献4の車両用駆動装置では、負荷と発動機の回転速度を比較して、モータを発電機とするか電動機とするかの切替方法が提案されている。更に、位置検出についても様々な方法が提案されており、例えば、特許文献5の速度測定装置では、コイルを貫く磁束変化を利用して、回転速度の検出対象となる回転体の位置検出を行う方法が提案されている。
As a technique for adding a motor function to a flywheel, a flywheel energy storage device of
しかしながら、特許文献1、2の装置は、発電機能、電動機能を有するモータをクランクシャフトに直結する構成であり、エンジンから入力されるトルクの変動が大きい。そのため、モータ性能が低い場合には、十分な制振効果が得られず、慣性低減効果も小さい。これに対し、性能が高いモータを使用した場合には、満足できる制振効果が得られ、慣性も低減できる。しかし、モータサイズが大きいため、現状のフライホイールの配置スペースを大幅に超過し、重量も増加する。結局、加速性能、燃費性能は向上せず、自動車への搭載が困難になる可能性もある。
一方、特許文献3には、充放電の具体的な方法についての記載がない。特許文献4の車両用駆動装置は、負荷と発動機の回転速度を比較して決定するために演算回路及びセンサが必要となる。このため、回路構成が煩雑となり、回路の消費電力が大きくなってエネルギー効率を低下させる。また、特許文献5の速度測定装置においても、コイルが演算回路に接続される。そのため、上記特許文献4の場合と同様に、回路構成が煩雑となり、回路の消費電力が大きくなってエネルギー効率を低下させる問題がある。
However, the devices of
On the other hand,
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、モータサイズを大きくすることなく、簡単な制御回路で、十分な慣性低減量が得られる回転変動低減装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a rotation fluctuation reduction device that can obtain a sufficient amount of inertia reduction with a simple control circuit without increasing the motor size.
本発明は下記構成からなる。
回転駆動力が供給される慣性体と、前記慣性体の回転トルク変動を低減するトルク低減機構部と、前記慣性体の回転が前記トルク低減機構部を介して伝達される回転部材と、前記回転部材に設けられた磁石、及び前記回転部材に対し回転しない非回転部材に固定され前記磁石に対向するコイルを備えるモータと、前記モータが発電した電力を一時的に蓄えるキャパシタを有し、一回転する間の前記回転部材の回転速度が上昇する状態では、前記キャパシタに電力を蓄え、前記回転速度が低下する状態では、スイッチを駆動することにより前記キャパシタに蓄えた電力を前記コイルに供給するLC回路と、を具備することを特徴とする回転変動低減装置。
The present invention has the following configuration.
An inertial body to which a rotational driving force is supplied, a torque reduction mechanism for reducing a variation in rotational torque of the inertia body, a rotating member to which rotation of the inertia body is transmitted via the torque reduction mechanism, a magnet provided on a member, and a motor having a coil fixed to said non-rotating member that does not rotate with respect to the rotating member to face the magnet, the temporarily storing capacitor power said motor has power, one rotation In a state where the rotation speed of the rotating member increases during the operation, power is stored in the capacitor, and in a state where the rotation speed decreases, a switch is driven to supply the power stored in the capacitor to the coil. And a circuit.
本発明に係る回転変動低減装置によれば、モータサイズを大きくすることなく、簡単な制御回路で、十分な慣性低減量が得られる。 According to the rotation fluctuation reducing device according to the present invention, a sufficient amount of inertia reduction can be obtained with a simple control circuit without increasing the motor size.
以下、本発明の構成例について、図面を参照して詳細に説明する。
図1は第1構成例の回転変動低減装置の構成図である。
本構成例の回転変動低減装置100は、慣性体11と、トルク低減機構部13と、回転部材15と、モータ17と、LC回路19と、を有する。
Hereinafter, a configuration example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of a rotation fluctuation reduction device of a first configuration example.
The rotation
慣性体11は、回転駆動装置からの回転駆動力が供給される。回転駆動装置としては、例えば内燃機関であるエンジン21が挙げられるが、その他にも回転トルク変動(回転ムラ)が周期的に生じるエンジン以外の装置であってもよい。以下、回転駆動装置がエンジン21である場合を例に説明する。この場合、慣性体11、トルク低減機構部13、回転部材15は、後述するデュアルマスフライホイールの構成要素となる。
The
慣性体11は、デュアルマスフライホイールの1次側回転部である第1フライホイールとなる。
The
トルク低減機構部13は、慣性体11の回転トルク変動を低減する。このトルク低減機構部13は、デュアルマスフライホイールの1次側回転部と2次側回転部とを連結している後述の圧縮コイルばね及びディスクとなる。このトルク低減機構部13により回転トルク変動を低減する作用は、後述のデュアルマスフライホイールの作用で説明する。
The
回転部材15は、デュアルマスフライホイールの2次側回転部である第2フライホイールであり、慣性体11の回転がトルク低減機構部13を介して伝達される。回転部材15は、中間シャフト23を介してトランスミッション25のトランスミッション入力軸に連結される。
The rotating
モータ17は、磁石27と、コイル29とを備える。磁石27は、回転部材15に設けられる。コイル29は、磁石27に対向して配置され、例えば、シリンダハウジングやクランクケースの他、フライホイールを覆うカバー部材等の回転部材15に対して回転しない非回転部材(図示略)に固定される。
The
LC回路19は、キャパシタを有し、モータ17が発電した電力を一時的に蓄える。また、LC回路19は、回転部材15の回転速度が低下する場合に、キャパシタC1に蓄えた電力をコイル29に供給して回転のアシストを行う。
The
図2は図1に示した回転変動低減装置を構成するデュアルマスフライホイールの断面図である。
ここでは、モータ17が設けられるより具体的な回転変動低減装置100の要部の一例を説明する。デュアルマスフライホイール31は、相対回転可能な慣性体11である第1フライホイール33と、回転部材15である第2フライホイール35と、第1フライホイール33と第2フライホイール35の間に配置される圧縮コイルバネ43及びディスク47と、を備える。第1フライホイール33及び第2フライホイール35は、共に慣性モーメントを発生する質量体である。第1フライホイール33には、ハブ37がリベット等によって固定される。ハブ37は、クランクシャフト39に連結され、クランクシャフト39と一体に回転する。つまり、第1フライホイール33は、エンジン21からの回転トルクがクランクシャフト39を介して伝達される。
FIG. 2 is a sectional view of a dual mass flywheel constituting the rotation fluctuation reducing device shown in FIG.
Here, a more specific example of a main part of the rotation
第1フライホイール33の内周には、環状室41が形成される。環状室41には、弾性体である圧縮コイルバネ43が装着される。圧縮コイルばね43は、その端部が第1フライホイール33に係止され、ディスク49をばね弾性により回転規制する。
An
ハブ37の外周には、第2フライホイール35が玉軸受45を介して相対回転可能に同心で取り付けられる。この第2フライホイール35には、ディスク47が同心で固定される。ディスク47は、ハブ37を遊嵌する内穴を有し、ハブ37及び第1フライホイール33と相対回転可能に第2フライホイール35に支持される。
A
第2フライホイール35は、ハブ37に対して相対回転する際に、圧縮コイルばね43を圧縮する。これにより、クランクシャフト39のトルクは、第1フライホイール33側から圧縮コイルばね43を経由して第2フライホイール35に伝達される。つまり、エンジントルクの変動により、第1フライホイール33に対して第2フライホイール35側のディスク47が相対回転すると、圧縮コイルばね43が円周方向に伸縮する。これにより、エンジントルクの変更による振動が吸収又は緩和され、トランスミッション25へのトルク変動が小さくなる。
The
このように、回転変動低減装置100は、慣性体11、トルク低減機構部13、及び回転部材15により、1次側回転部である慣性体11からの回転トルクを、トルク低減機構部13を介して2次側回転部である回転部材15に伝達する。
As described above, the rotation
そして、回転変動低減装置100は、このデュアルマスフライホイール31の第2フライホイール35に、モータ17を設けている。つまり、第2フライホイール35に磁石27が設けられ、第2フライホイール35に対して非回転となる非回転部材に磁石27と対向してコイル29が設けられる。
In the rotation
図3は発電用コイル及び放電用コイルの充放電を制御するLC回路の回路図である。
LC回路19は、コイル29として発電用コイルL2と、放電用コイルL3と、スイッチS1を駆動する電力を発生するスイッチ駆動用コイルL1とを有する。スイッチ駆動用コイルL1、発電用コイルL2、放電用コイルL3は、磁石27と相対する回転しない非回転部材に設けられる。各コイルL1,L2,L3の巻数、極性は所望の電圧、位相に応じて適宜調整することができる。
FIG. 3 is a circuit diagram of an LC circuit that controls charging and discharging of the power generation coil and the discharge coil.
The
LC回路19は、キャパシタC1に対して、発電用コイルL2と放電用コイルL3とが並列に接続される。キャパシタC1の容量については、必要とされる所望の電力に応じて適宜調整が可能である。また、キャパシタC1の種類(電解、タンタル等)は、応答速度、容量を考慮し適宜調整が可能である。
In the
発電用コイルL2とキャパシタC1を含むループ、及び放電用コイルL3とキャパシタC1を含むループは、極力対称的な回路構成とし、電圧降下等を抑制するのが望ましい。LC回路19は、キャパシタC1に充電する電圧の極性を揃えるため、発電用コイルL2とキャパシタC1の間に、スイッチ駆動用コイルL1側をアノードとして図示例のダイオードD1を接続する等の回路構成も可能である。
It is desirable that the loop including the power generating coil L2 and the capacitor C1 and the loop including the discharging coil L3 and the capacitor C1 have a symmetrical circuit configuration as much as possible to suppress a voltage drop or the like. The
スイッチS1は、キャパシタC1と放電用コイルL3を含むループ上に設けられる。スイッチS1は、放電用コイルL3への放電を制御する。スイッチS1は、スイッチ駆動用コイルL1で発電された電力を用いて駆動される。スイッチS1は、機械的スイッチ、半導体、例えば電界効果トランジスタやバイポーラトランジスタ等のいずれもであってもよい。LC回路19は、スイッチS1の入力定格電圧に応じ、スイッチ駆動用コイルL1にツェナーダイオード等の電圧調整素子を接続することも可能である。スイッチ駆動用コイルL1の接続方法は、図3においてはスイッチS1とグラウンドとの間としているが、例えばスイッチS1が電界効果トランジスタの場合は、ゲートとソースとの間に接続する等、スイッチS1の素子に応じて任意に変更可能である。
The switch S1 is provided on a loop including the capacitor C1 and the discharging coil L3. The switch S1 controls discharge to the discharge coil L3. The switch S1 is driven using electric power generated by the switch driving coil L1. The switch S1 may be any of a mechanical switch and a semiconductor, for example, a field-effect transistor or a bipolar transistor. The
回転ムラが生じる機械角(クランク角)が既知である場合、スイッチS1のON/OFFタイミングは、フライホイール等に設ける磁石27の数を考慮し、スイッチ駆動用コイルL1、発電用コイルL2、放電用コイルL3の取り付け位置を調整することのみで決定できる。すなわち、磁石27の数、コイル29の数、取り付け位置は、充放電のタイミングを考慮して、この位置調整により任意に決定可能である。
When the mechanical angle (crank angle) at which the rotation unevenness occurs is known, the ON / OFF timing of the switch S1 is determined by considering the number of
次に、磁石27の数、コイル29の数、取り付け位置の具体的な一例を説明する。
図4(A)は4気筒エンジンのクランクシャフトの一例を表す模式図、(B)は4サイクル直列4気筒の点火順の一例を表す説明図である。
4気筒エンジンのクランクシャフト39は、例えば図4(A)に示す1番目の気筒、4番目の気筒のクランクピンがクランクシャフト39の軸線に対して同方向に偏心し、2番目の気筒、3番目の気筒のクランクピンがクランクシャフト39の軸線に対して上記と反対方向に偏心する。これにより、クランクシャフト39は、回転質量による慣性力、慣性偶力が釣り合う。ただし、各シリンダの往復質量、回転質量、クランク半径、連接棒の長さは等しいものとする。
Next, a specific example of the number of
FIG. 4A is a schematic diagram illustrating an example of a crankshaft of a four-cylinder engine, and FIG. 4B is an explanatory diagram illustrating an example of an ignition sequence of a four-cycle in-line four-cylinder.
The
上記のクランクシャフト39を用いた各気筒の点火は、図4(B)に示す通りとなる。図4(B)中の上段の数字は、気筒の番号を示す。エンジンが4サイクルエンジンである場合、爆発、排気、吸気、圧縮のそれぞれでピストンが上死点と下死点の間を移動する。これら4つの行程は、クランクシャフト39が2回転する間に行われる。クランクシャフト39は、1番のピストンが下がっているときは4番も下がり、その際、2番と3番は上がる。
The ignition of each cylinder using the
上記例における爆発行程において、正のトルクを発生するクランクシャフト39の回転角は180度以下となる。したがって、爆発によるトルク変動は、4気筒の等間隔爆発であれば2回転(720度)の1/4のサイクルであり、1回転で2回となる。よって、クランクシャフト39の回転トルクは、1回転する間に大きく変動するものとなる。
In the explosion stroke in the above example, the rotation angle of the
本構成では、エンジントルクにこのような変動が生じると、上記したデュアルマスフライホイール31の圧縮コイルばね43が伸縮して、圧縮コイルばね43が振動を吸収又は緩和する。
In this configuration, when such a fluctuation occurs in the engine torque, the
図5は磁石とコイル29の配置の一例を表す模式図である。なお、図中、1、2、3、4の数字は気筒の番号を示す。気筒の爆発順は、図4(B)に示した通り、1→2→4→3の順となる。
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an example of the arrangement of the magnet and the
スイッチS1は、スイッチ駆動用コイルL1、発電用コイルL2、及び放電用コイルL3の回転部材15(本例では第2フライホイール35)の回転方向に沿った取り付け位置に応じてON/OFFタイミングが決定される。図5に示す例では、磁石27は、回転部材15の半径方向両端側に一対設けられる。発電用コイルL2は、回転部材15の回転速度が上昇する位置に配置される。すなわち、発電用コイルL2は、略180°の間隔で1対のものが配置される。この場合、発電用コイルL2の位置は、爆発時のクランクシャフト39の回転角度と略一致する(ただし、1次側回転部と2次側回転部のトルク変動による相対的な角度位相のずれは考慮しないものとする)。つまり、一方のLC回路19には、1番と4番の気筒の爆発時に磁石27と発電用コイルL2が対面して配置され、他方のLC回路19には、2番と3番の気筒の爆発時に磁石27と発電用コイルL2が対面して配置される。
The switch S1 has an ON / OFF timing according to a mounting position of the switch driving coil L1, the power generation coil L2, and the discharge coil L3 along the rotation direction of the rotating member 15 (the
また、スイッチ駆動用コイルL1及び放電用コイルL3は、回転部材15の回転速度が低下する位置に配置される。つまり、スイッチ駆動用コイルL1及び放電用コイルL3は、略180°の間隔で1対のものが配置される。この場合、スイッチ駆動用コイルL1及び放電用コイルL3の位置は、排気終了行程又は吸気開始行程のときのクランクシャフト39の回転角度と略一致する(但し、1次側回転部と2次側回転部のトルク変動による相対的な角度位相のずれは考慮しないものとする)。
The switch driving coil L1 and the discharge coil L3 are arranged at positions where the rotation speed of the rotating
なお、発電用コイルL2は、回転部材15の回転方向に沿って延在して形成されることが好ましい。これにより、発電時間を長く確保することができる。
Note that the power generation coil L2 is preferably formed to extend along the rotation direction of the rotating
図5に示す例では、磁石27と、スイッチ駆動用コイルL1と、発電用コイルL2と、放電用コイルL3と、からなるモータ17が、回転部材15の周方向に点対称で1組み設けられることになる。これら1組みのモータ17には、上記のLC回路19がそれぞれ設けられる。
In the example shown in FIG. 5, one set of the
次に、回転変動低減装置100の充電、放電のタイミングについて説明する。
図6はアシストが有る場合と無い場合の回転数とクランク角の相関を表す説明図である。
エンジン21は、上述したようにクランク角によって常に同じタイミングでトルク変動がある(ピストンの爆発タイミング起因であるため)。例えば、4気筒エンジンの場合は、図6に示すように、クランク角が360度回転する間に2回の最大トルク振幅が生じる(正負それぞれのトルク)がある。回転変動低減装置100は、モータ17の発電、電動機能を用いることによって、この回転変動を抑制する。その際、発電機能(充電)で得た電力をLC回路19のキャパシタC1に一時的に蓄え、電動機能(放電)時に活用する。これにより、モータ17は、発電時、回転負荷を生じさせ、電動時には回転をアシストする。つまり、モータ17は、外部電源を必要とせずに、回転変動を抑制するように働く。
Next, charging and discharging timings of the rotation
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the correlation between the rotational speed and the crank angle when assist is provided and when there is no assist.
As described above, the
図7は慣性が大きい場合と小さい場合のトルク変動起因の回転変動を表す説明図である。
エンジン21は、慣性が大きい場合、回転変動が小さく、慣性が小さい場合、回転変動が大きい。回転変動低減装置100は、慣性が小さい場合の回転変動増加を、モータ17により慣性大相当の回転変動に抑制するよう働く。それにより、加速性能、燃費性能を向上させることができる。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing rotation fluctuation caused by torque fluctuation when the inertia is large and when the inertia is small.
When the inertia is large, the rotation fluctuation of the
図8(A)はクランクシャフトにモータを直結した場合の慣性低減量を表す説明図、(B)はデュアルマスフライホイールの2次側回転部にモータを連結した場合の慣性低減量を表す説明図である。
図8(A),(B)において、横軸は慣性(kgm2)を表し、縦軸は回転角速度(rad/s2)を表す。回転角速度は、トルク変動を表す指標値であり、大きい値が振動大となる。図8(A)の例は、クランクシャフト39のトルク振幅が±200(Nm)でモータでの発電、電動によるトルク振幅が±3(Nm)の場合の結果である。図8(A)の例では、モータの性能が足らず、同じ慣性でも制振性能の向上は少なく、慣性低減量は小さい。すなわち、クランクシャフト39にモータ17を直結した構成では慣性低減量は小さい。
FIG. 8A is an explanatory diagram showing an inertia reduction amount when a motor is directly connected to a crankshaft, and FIG. 8B is an explanatory diagram showing an inertia reduction amount when a motor is connected to a secondary rotating portion of a dual mass flywheel. FIG.
8A and 8B, the horizontal axis represents the inertia (kgm 2 ), and the vertical axis represents the rotational angular velocity (rad / s 2 ). The rotation angular velocity is an index value indicating a torque fluctuation, and a large value indicates a large vibration. The example of FIG. 8A is a result in the case where the torque amplitude of the
これに対し、図8(B)に示すデュアルマスフライホイール31の2次側回転部にモータ17を連結した構成では、2次側のトルク振幅を±50(Nm)とし、モータ17での発電、電動によるトルク振幅が±3(Nm)(上記と同じ性能)とすると、慣性低減量は図8(A)に対して、大きくとれることが分かる。つまり、回転変動低減装置100は、エンジン21から直結のクランクシャフト39にモータ17を設けるのではなく、一度トルク変動を抑える機能を持つものに発電機能、電動機能を有するモータ17を接続する方が、高い慣性低減量が得られる。
On the other hand, in the configuration in which the
次に、上記した構成の作用を説明する。
本構成の回転変動低減装置100では、1次側回転部である慣性体11に入力される捩り振動成分が、トルク低減機構部13により吸収され、減衰されて回転部材15へ伝わる。すなわち、トルク変動は、2次側回転部となる回転部材15で小さくなる。このトルク変動が小さくなる部分(回転部材15)にモータ17を接続することにより、モータ17のサイズを大きくせずに大きな制振性能が得られるようになる。つまり、回転部材15にモータ17を設けた場合、モータ17を1次側回転部に設けた場合に比べ、慣性をより小さくでき、これにより、図8(B)に示したように、慣性低減量を増大できる。
Next, the operation of the above configuration will be described.
In the rotation
また、モータ17は、回転部材15に設けた磁石27と、非回転部材に設けたコイル29とにより構成される。モータ17のコイル29にはキャパシタC1が接続され、モータ17の回転によりキャパシタC1に電力が蓄えられる。キャパシタC1に蓄えられた電力は、LC回路19のスイッチS1のON/OFFによりモータ17への放電が可能となる。これにより、コイル29への充放電を制御する演算回路等の制御回路を省略できる。そのため、回転変動低減装置100は、電力消費を抑え、且つ極めて単純な回路構成で、回転部材15の回転ムラを抑えることが可能となる。
The
また、この回転変動低減装置100は、デュアルマスフライホイールを利用した装置である。そのため、1次側回転部である慣性体11に捩り振動成分が入力されると、慣性体11と回転部材15とが相対回転する。この相対回転に応じて、慣性体11と、2次側回転部である回転部材15との間でトルク低減機構部13の圧縮コイルばね43が伸縮する。この圧縮コイルばね43の弾性作用によって捩り振動が吸収され、減衰される。
The rotation
また、回転変動低減装置100によれば、慣性体11の回転ムラが高回転数側の場合、発電用コイルL2からキャパシタC1へ充電が可能となる。そして、回転ムラが低回転数側の場合、スイッチS1がONすることによりキャパシタC1から放電用コイルL3へ放電が可能となり、モータ17による回転部材15の回転アシストが実現する。
Moreover, according to the rotation
また、回転変動低減装置100によれば、キャパシタC1の両端端子に、発電用コイルL2の両端端子と、放電用コイルL3の両端子とが並列に接続される。磁石27と発電用コイルL2との電磁誘導で得られた電力は、キャパシタC1に充電される。キャパシタC1に一時的に蓄えられた電力は、放電用コイルL3で放電可能となる。キャパシタC1は、発電用コイルL2と放電用コイルL3を直列接続した含むループ回路上に設けられたスイッチS1のON/OFFにより充電、放電が可能となる。
According to the rotation
また、回転変動低減装置100によれば、スイッチ駆動用コイルL1が所定位置に配置されることによりスイッチ駆動用コイルL1からのON/OFF制御信号が、所定のON/OFFタイミングでLC回路19に入力可能となる。したがって、スイッチS1を駆動するための電源を装置外部に別途設ける必要がない。
Further, according to the rotation
また、回転変動低減装置100によれば、内燃機関であるエンジン21に生じる回転ムラが、機械角(クランク角)により把握される。この回転ムラの生じるクランク角の位置に応じて、発電用コイルL2、放電用コイルL3及びスイッチ駆動用コイルL1が配置される。そのため、回転変動低減装置100は、これらコイル29の配置位置を調整することのみで充放電タイミングを制御できる。よって、スイッチS1のON/OFFタイミングを制御する位置検知機構等が付随したスイッチ制御回路等を省略できる。
Further, according to the rotation
したがって、本構成の回転変動低減装置100によれば、モータサイズを大きくせずに、慣性低減量を大きくとることができ、しかも、制御回路を簡単な構成にすることができる。
Therefore, according to the rotation
図9はコイルと磁石が回転軸に直交する面を挟んで対向配置される回転変動低減装置の変形例の構成図である。
上記した回転変動低減装置100の構成においては、磁石27が回転部材15の外周に設けられ、コイル29がこの磁石27に対向するように非回転部材の内周に設けられている。しかし、回転変動低減装置100の磁石27とコイル29の対向方向は、これに限定されない。
FIG. 9 is a configuration diagram of a modified example of the rotation fluctuation reducing device in which a coil and a magnet are arranged to face each other across a plane perpendicular to the rotation axis.
In the configuration of the rotation
例えば、図9に示すように、回転変動低減装置100は、磁石27を回転部材15の側面に設けることができる。この場合、コイル29は、回転部材15の側面に対向する非回転部材の面に、磁石27と対向させて設けることができる。
この回転変動低減装置100の変形例によれば、磁石27及びコイル29を、回転部材15の半径方向外側に配置しなくて済むので、回転部材15の外径を小径にすることができる。
For example, as shown in FIG. 9, in the rotation
According to the modification of the rotation
また、上記した回転変動低減装置100は、コイル29の配置により充電と放電とを切り替えている。しかし、これに限らず、エンジン21のクランク角を検出するセンサ51(図1参照)を備えた構成にしてもよい。その場合、回転変動低減装置100は、LC回路19が、センサ51が検出したクランク角に基づいて、充電と放電とを切り替える。
この場合の回転変動低減装置100によれば、センサ51により読み取られたクランク角に応じ、コイル29の充電タイミング、放電タイミングを決定するため、スイッチ駆動用コイルL1を不要にできる。
Further, the rotation
According to the rotation
また、デュアルマスフライホイール31のように1次側回転部と2次側回転部が弾性体(圧縮コイルばね43)で繋がっている場合、1次側回転部と2次側回転部は、エンジン21からのトルクにより相対的に角度位相がずれる。したがって、2次側回転部の角度は、クランク角と常に1:1の関係ではない。そのため、1次側回転部の角度を検出する方が好ましい場合がある。このような場合、回転変動低減装置100は、センサ51を1次側回転部に設ける構成とすることにより、より正確な制御が行えるようになる。
When the primary rotating part and the secondary rotating part are connected by an elastic body (compression coil spring 43) like the
本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above embodiments, and it is also possible for those skilled in the art to modify and apply the configurations of the embodiments to each other based on the description, the description, and the well-known techniques. The invention is intended to be included in the scope for which protection is sought.
例えば上記の構成例では、モータをデュアルマスフライホイールに設ける場合を例に説明したが、モータは、その他、デュアルマスフライホイール以外のトルク低減機構部よりも下流側の回転部材、例えば、クラッチの入力軸やトランスミッションに接続される中間シャフト等に設けてもよい。 For example, in the above configuration example, the case where the motor is provided in the dual mass flywheel is described as an example.However, the motor may be a rotating member downstream of the torque reduction mechanism other than the dual mass flywheel, such as a clutch. It may be provided on an intermediate shaft or the like connected to the input shaft or the transmission.
以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
(1) 回転駆動力が供給される慣性体と、前記慣性体の回転トルク変動を低減するトルク低減機構部と、前記慣性体の回転が前記トルク低減機構部を介して伝達される回転部材と、前記回転部材に設けられた磁石、及び前記回転部材に対し回転しない非回転部材に固定され前記磁石に対向するコイルを備えるモータと、前記モータが発電した電力を一時的に蓄えるキャパシタを有し、前記回転部材の回転速度が上昇する場合に前記キャパシタに電力を蓄え、前記回転速度が低下する場合にスイッチを駆動することにより前記キャパシタに蓄えた電力を前記コイルに供給するLC回路と、を具備することを特徴とする回転変動低減装置。
この回転変動低減装置100によれば、慣性体11に入力される捩り振動成分が、トルク低減機構部13により吸収・減衰されて回転部材15へ伝わる。このトルク変動が小さくなる回転部材15にモータ17を接続することによりモータ17のサイズを大きくせずに制振性能が得られるようになる。すなわち、回転部材15にモータ17を設けることにより、慣性低減量を大きくとることができる。また、回転部材15に設けた磁石27と、非回転部材に設けたコイル29とによりモータ17が構成される。モータ17のコイル29にはキャパシタC1が接続され、モータ17の回転により発電した電力がキャパシタC1に蓄えられる。キャパシタC1に蓄えられた電力は、LC回路19のスイッチS1のON/OFFによりモータ17へ放電が可能となる。これにより、コイル29への充放電を制御する演算回路等の制御回路を省略できる。
As described above, the following items are disclosed in this specification.
(1) An inertial body to which a rotational driving force is supplied, a torque reduction mechanism for reducing a variation in the rotational torque of the inertia body, and a rotating member to which rotation of the inertia body is transmitted via the torque reduction mechanism. A motor provided with a coil provided on the rotating member, a coil fixed to a non-rotating member that does not rotate with respect to the rotating member, and facing the magnet, and a capacitor that temporarily stores power generated by the motor. An LC circuit that stores power in the capacitor when the rotation speed of the rotating member increases and drives a switch when the rotation speed decreases to supply the power stored in the capacitor to the coil. A rotation fluctuation reduction device, comprising:
According to the rotation
(2) 前記慣性体、前記トルク低減機構部、及び前記回転部材は、1次側回転部である前記慣性体からの回転トルクを、前記トルク低減機構部を介して2次側回転部である前記回転部材に伝達するデュアルマスフライホイールであることを特徴とする(1)の回転変動低減装置。
この回転変動低減装置100によれば、1次側回転部である慣性体11に捩り振動成分が入力されると、慣性体11と回転部材15とが相対回転する。この相対回転に応じて、慣性体11と、2次側回転部である回転部材15との間でトルク低減機構部13の圧縮コイルばね43が伸縮する。この圧縮コイルばね43の弾性作用によって捩り振動が吸収され、減衰される。
(2) The inertial body, the torque reducing mechanism, and the rotating member are configured to rotate the torque from the inertial body, which is the primary rotating unit, to the secondary rotating unit via the torque reducing mechanism. The rotation fluctuation reducing device according to (1), which is a dual mass flywheel transmitting to the rotating member.
According to the rotation
(3) 前記コイルは、発電用コイルと、放電用コイルと、前記スイッチを駆動するスイッチ駆動用コイルとを有することを特徴とする(1)又は(2)の回転変動低減装置。
この回転変動低減装置100によれば、慣性体11の回転ムラが高回転数側の場合、発電用コイルL2からキャパシタC1へ充電が可能となる。そして、回転ムラが低回転数側の場合、スイッチS1がONすることによりキャパシタC1から放電用コイルL3へ放電が可能となり、モータ17による回転部材15の回転アシストが実現する。
(3) The rotation fluctuation reducing device according to (1) or (2), wherein the coil includes a power generating coil, a discharging coil, and a switch driving coil for driving the switch.
According to the rotation
(4) 前記LC回路は、前記キャパシタに対して、前記発電用コイルと前記放電用コイルとが並列に接続されることを特徴とする(3)の回転変動低減装置。
この回転変動低減装置100によれば、磁石27と発電用コイルL2との電磁誘導で得られた電力は、キャパシタC1に充電される。キャパシタC1に一時的に蓄えられた電力は、放電用コイルL3で放電可能となる。キャパシタC1は、発電用コイルL2と放電用コイルL3を直列接続した含むループ回路上に設けられたスイッチS1のON/OFFにより充電、放電が可能となる。
(4) The rotation fluctuation reducing device according to (3), wherein the LC circuit is configured such that the power generation coil and the discharge coil are connected in parallel to the capacitor.
According to the rotation
(5) 前記スイッチは、前記スイッチ駆動用コイルで発電された電力を用いて駆動されることを特徴とする(3)又は(4)の回転変動低減装置。
この回転変動低減装置100によれば、スイッチ駆動用コイルL1が所定位置に配置されることによりスイッチ駆動用コイルL1からのON/OFF制御信号が、所定のON/OFFタイミングでスイッチS1に入力可能となる。したがって、スイッチS1を駆動するための電源が不要となる。
(5) The rotation fluctuation reducing device according to (3) or (4), wherein the switch is driven using electric power generated by the switch driving coil.
According to this rotation
(6) 前記慣性体がエンジンに接続されて回転駆動されることを特徴とする(1)乃至(5)のいずれか一項の回転変動低減装置。
この回転変動低減装置100によれば、エンジン21のクランクシャフト39が慣性体11に接続される。エンジン21は、爆発に起因するトルク変動がクランクシャフト39に生じている。このトルク変動は、慣性体11に伝達される。慣性体11に伝達されたトルク変動は、トルク低減機構部13により変動量が低減されて回転部材15へ伝達される。
(6) The rotation fluctuation reducing device according to any one of (1) to (5), wherein the inertial body is connected to an engine and driven to rotate.
According to the rotation
(7) 前記エンジンのクランク角を検出するセンサを備え、前記LC回路は、前記センサが検出したクランク角に基づいて、前記充電と前記放電とを切り替えることを特徴とする(6)の回転変動低減装置。
この回転変動低減装置100によれば、センサ51によりクランク角が読み取られる。LC回路19は、この読み取られたクランク角に応じ、コイル29の充電タイミング、放電タイミングを決定する。そのため、スイッチ駆動用コイルL1を不要とすることができる。
(7) The engine according to (6), further comprising a sensor for detecting a crank angle of the engine, wherein the LC circuit switches between the charging and the discharging based on the crank angle detected by the sensor. Reduction device.
According to the rotation
(8) 前記スイッチは、前記スイッチ駆動用コイル、前記発電用コイル、及び前記放電用コイルの前記回転部材の回転方向に沿った取り付け位置に応じてON/OFFタイミングが決定されることを特徴とする(6)の回転変動低減装置。
この回転変動低減装置100によれば、回転ムラの生じるクランク角の位置に応じ、発電用コイルL2、放電用コイルL3及びスイッチ駆動用コイルL1が配置される。すなわち、回転変動低減装置100は、これらコイル29の配置位置を調整することのみで充放電タイミングを制御することができる。これにより、位置検知機構等が付随したスイッチ制御回路を省略することが可能となる。
(8) The switch is characterized in that ON / OFF timing is determined according to a mounting position of the switch driving coil, the power generation coil, and the discharge coil along a rotation direction of the rotating member. The rotation fluctuation reducing device according to (6).
According to the rotation
11 慣性体
13 トルク低減機構部
15 回転部材
17 モータ
19 LC回路
27 磁石
29 コイル
100 回転変動低減装置
S1 スイッチ
C1 キャパシタ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記慣性体の回転トルク変動を低減するトルク低減機構部と、
前記慣性体の回転が前記トルク低減機構部を介して伝達される回転部材と、
前記回転部材に設けられた磁石、及び前記回転部材に対し回転しない非回転部材に固定され前記磁石に対向するコイルを備えるモータと、
前記モータが発電した電力を一時的に蓄えるキャパシタを有し、一回転する間の前記回転部材の回転速度が上昇する状態では、前記キャパシタに電力を蓄え、前記回転速度が低下する状態では、スイッチを駆動することにより前記キャパシタに蓄えた電力を前記コイルに供給するLC回路と、
を具備することを特徴とする回転変動低減装置。 An inertial body to which a rotational driving force is supplied;
A torque reduction mechanism that reduces the rotational torque fluctuation of the inertial body,
A rotating member to which the rotation of the inertial body is transmitted via the torque reduction mechanism,
A magnet provided on the rotating member, and a motor including a coil fixed to a non-rotating member that does not rotate with respect to the rotating member and facing the magnet,
The motor has a capacitor that temporarily stores the power generated by the motor.In a state where the rotation speed of the rotating member increases during one rotation , power is stored in the capacitor, and in a state where the rotation speed decreases, a switch is used . An LC circuit for supplying power stored in the capacitor to the coil by driving
A rotation fluctuation reducing device comprising:
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