JPH11113220A - Torque change control equipment of internal combustion engine - Google Patents
Torque change control equipment of internal combustion engineInfo
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- JPH11113220A JPH11113220A JP9271817A JP27181797A JPH11113220A JP H11113220 A JPH11113220 A JP H11113220A JP 9271817 A JP9271817 A JP 9271817A JP 27181797 A JP27181797 A JP 27181797A JP H11113220 A JPH11113220 A JP H11113220A
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- gear
- torque
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- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、補機のトルク負荷
を制御することによって、内燃機関のトルク変動を防止
することができる内燃機関のトルク変動制御装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a torque fluctuation control device for an internal combustion engine, which can prevent torque fluctuation of the internal combustion engine by controlling a torque load on an auxiliary machine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば、自動車用エンジン等として代表
的な内燃機関（以下、エンジンともいう）では、シリン
ダ内に供給された混合気を燃焼させ、この燃焼により生
じた燃焼加振力（燃焼圧）をコネクティングロッド（以
下、コンロッドという）及びクランク軸等からなるリン
ク機構によって回転出力に変換している。ここで、各シ
リンダで発生する燃焼加振力は、クランク角によって大
きく変動する。従って、クランク−コンロッド連結機構
で生じる揺動により、クランク軸には、燃焼に同期した
トルク変動が発生する。2. Description of the Related Art For example, in a typical internal combustion engine (hereinafter also referred to as an engine) as an automobile engine or the like, an air-fuel mixture supplied to a cylinder is burned, and a combustion excitation force (combustion pressure) generated by the combustion is generated. ) Is converted into rotational output by a link mechanism including a connecting rod (hereinafter, referred to as a connecting rod) and a crankshaft. Here, the combustion excitation force generated in each cylinder greatly varies depending on the crank angle. Therefore, the fluctuation generated in the crank-conrod connecting mechanism causes a torque fluctuation in the crankshaft in synchronization with the combustion.
【０００３】クランク軸に発生したトルク変動は、フラ
イホイール、クラッチ（またはトルクコンバータ）等を
介してパワートレインに伝達される。一方、クランク軸
に発生するトルク変動の反作用は、エンジンブロックに
加振力として働く。従って、エンジンがロール振動し、
エンジンマウントへの変位加振となって車体に加振力が
伝達される。これらの現象は、アイドリング時には、ア
イドリング振動としてステアリングや車体のフロア振動
を増大させる原因となり、また、定常ロックアップ走行
時には、いわゆるロックアップこもり音等を招く原因と
なる。[0003] The torque fluctuation generated in the crankshaft is transmitted to a power train via a flywheel, a clutch (or a torque converter) and the like. On the other hand, the reaction of the torque fluctuation generated in the crankshaft acts as an exciting force on the engine block. Therefore, the engine roll vibrates,
Excitation force is transmitted to the vehicle body as displacement excitation to the engine mount. These phenomena cause idling vibration to increase steering and vehicle floor vibration as idling vibration, and cause so-called lock-up muffled sound during steady-state lock-up traveling.
【０００４】図９には、ロール振動発生メカニズムの概
略が示されている。図９中では、シリンダ内に混合気を
供給する従来燃焼による場合とシリンダ内に直接燃料を
噴射する直噴成層燃焼による場合とが、それぞれ示され
ている。図９（Ａ）に示すように、シリンダ内の燃焼圧
はクランク軸の角度θによって大きく変動するため、ク
ランク軸にはトルク変動が発生する。図９（Ｂ）に示す
ように、アイドリング回転数付近では、エンジンとエン
ジンマウントとがなす振動系の共振点に燃焼周波数が近
づくため、トルク変動が増大する。図９（Ｃ）に示すよ
うに、このトルク変動がロール振動の加振力としてエン
ジンに作用するため、エンジンのロール振動が増大す
る。FIG. 9 schematically shows a roll vibration generating mechanism. FIG. 9 shows the case of the conventional combustion in which the air-fuel mixture is supplied into the cylinder and the case of the direct injection stratified combustion in which the fuel is directly injected into the cylinder. As shown in FIG. 9A, the combustion pressure in the cylinder greatly varies depending on the angle θ of the crankshaft, so that a torque variation occurs on the crankshaft. As shown in FIG. 9B, near the idling speed, the combustion frequency approaches the resonance point of the vibration system formed by the engine and the engine mount, so that the torque fluctuation increases. As shown in FIG. 9 (C), the torque fluctuation acts on the engine as a vibrating force of the roll vibration, so that the roll vibration of the engine increases.
【０００５】そこで、従来より、クランク軸のトルク変
動を抑制するための技術が提案されている。例えば、19
93年の日本機械学会論文集（Ｃ編）５９巻５６０号に
は、クランク軸に発生するトルク変動に応じて、エンジ
ンに設けられた電気補機のトルク負荷をアクティブ制御
することにより、トルク変動を抑制するようにした技術
が開示されている（論文No.92-1175）。[0005] Therefore, a technique for suppressing the torque fluctuation of the crankshaft has been conventionally proposed. For example, 19
In the 1993 Journal of the Japan Society of Mechanical Engineers (C), Vol. 59, No. 560, the torque fluctuation by actively controlling the torque load of the electric auxiliary equipment provided in the engine in response to the torque fluctuation generated in the crankshaft. A technique has been disclosed that suppresses this (Paper No. 92-1175).
【０００６】従来技術のトルク変動制御について、図１
０〜図１２に基づき説明する。図１０及び図１１は、振
動発生メカニズムを説明するための模式図である。図１
０に示すように、エンジン本体１００のクランク軸１０
１と、オルタネータ等の電気補機１０２の回転軸１０３
とは、ベルト１０４によって連結されている。また、エ
ンジン本体１００は、エンジンマウント１０５を介して
シャーシ１０６上に支持されている。ここで、シリンダ
内の燃焼により発生するエンジントルクＴＥは、パワー
トレインや駆動輪を駆動する動力トルクＴＬと、電気補
機１０２を駆動する補機トルクＴＡとして費やされる。FIG. 1 shows a conventional torque fluctuation control.
This will be described with reference to FIGS. FIG. 10 and FIG. 11 are schematic diagrams for explaining the vibration generation mechanism. FIG.
0, the crankshaft 10 of the engine body 100
1 and a rotating shaft 103 of an electric auxiliary machine 102 such as an alternator.
And are connected by a belt 104. The engine main body 100 is supported on a chassis 106 via an engine mount 105. Here, the engine torque TE generated by the combustion in the cylinder is consumed as a power torque TL for driving the power train and the driving wheels and an accessory torque TA for driving the electric accessory 102.
【０００７】クランク軸１０１のトルク変動は、回転系
のイナーシャにクランク軸１０１の回転角加速度を乗じ
たもので表現できるため、回転角加速度に基づいてクラ
ンク軸１０１のトルク変動を検出することができる。従
って、図１２に示すように、１燃焼サイクル内の全ての
回転角度において回転角加速度が低減するように、補機
トルクＴＡを制御することにより、クランク軸１０１の
トルク変動を低減することができる。より正確には、電
気補機１０２が発電機能及び電動機機能を備えたモータ
ジェネレータの場合は、エンジントルクＴＥと逆相にな
るように補機トルクＴＡを制御すればよく、電気補機１
０２がオルタネータの場合は、吸収トルクの増減を制御
すればよい。Since the torque fluctuation of the crankshaft 101 can be expressed by multiplying the inertia of the rotating system by the rotation angular acceleration of the crankshaft 101, the torque fluctuation of the crankshaft 101 can be detected based on the rotation angular acceleration. . Accordingly, as shown in FIG. 12, by controlling the accessory torque TA such that the rotational angular acceleration is reduced at all rotational angles within one combustion cycle, torque fluctuation of the crankshaft 101 can be reduced. . More precisely, when the electric auxiliary machine 102 is a motor generator having a power generation function and a motor function, the auxiliary machine torque TA may be controlled so as to be in the opposite phase to the engine torque TE.
When 02 is an alternator, it is sufficient to control the increase and decrease of the absorption torque.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、電気補機１０２のトルク負荷をアクティブ
制御することにより、クランク軸１０１のトルク変動を
低減している。しかし、電気補機１０２とクランク軸１
０１とをベルト１０４によって連結しているため、ベル
ト１０４の耐久性の点から、トルク変動制御装置の寿命
向上を図れない可能性がある。また、図１３に示すよう
に、通常、ベルト１０４の共振周波数は、数十ヘルツ付
近に存在するため、２次成分で見ると、１０００ｒｐｍ
前後でしかトルク変動の低減効果を得ることができな
い。By the way, in the above-mentioned prior art, the torque fluctuation of the crankshaft 101 is reduced by actively controlling the torque load of the electric auxiliary machine 102. However, the electric auxiliary machine 102 and the crankshaft 1
01 is connected by the belt 104, there is a possibility that the life of the torque fluctuation control device cannot be improved from the viewpoint of the durability of the belt 104. In addition, as shown in FIG. 13, the resonance frequency of the belt 104 normally exists around several tens of hertz, and therefore, when viewed as a secondary component, 1000 rpm
The effect of reducing torque fluctuation can be obtained only before and after.
【０００９】また、図１４に示すように、トルク変動を
防止すべく、電気補機１０２の回転軸１０２の後端部に
イナーシャプレート１０４を設け、電気補機１０２をサ
ブフライホイールとして活用することも考えられる。し
かし、この場合には、回転軸１０３がねじりバネ（バネ
定数Ｋ）となり、イナーシャプレート１０４を慣性マス
（Ｉｐ）とするねじり共振を生じる。従って、常時、ク
ランク軸１０１からのトルク変動が入力されると、強度
や耐久性が低下する可能性もある。換言すれば、従来技
術では、電気補機１０２をサブフライホイールとして活
用できないため、クランク軸１０１のトルク変動を電気
的に解消しなければならない。従って、トルク変動を十
分に低減するには、電気補機１０２を大型化する必要が
あり、取付空間及び製造コスト等が増大するという問題
がある。As shown in FIG. 14, an inertia plate 104 is provided at the rear end of the rotating shaft 102 of the electric accessory 102 to prevent torque fluctuation, and the electric accessory 102 is used as a sub flywheel. Is also conceivable. However, in this case, the rotating shaft 103 becomes a torsion spring (spring constant K), and torsional resonance with the inertia plate 104 as the inertial mass (Ip) occurs. Therefore, if a torque fluctuation is constantly input from the crankshaft 101, the strength and durability may be reduced. In other words, in the related art, since the electric accessory 102 cannot be used as a sub flywheel, the torque fluctuation of the crankshaft 101 must be electrically eliminated. Therefore, in order to sufficiently reduce the torque fluctuation, it is necessary to increase the size of the electric auxiliary machine 102, and there is a problem that the mounting space and the manufacturing cost increase.
【００１０】本発明は、上記のような種々の課題に鑑み
なされたものであり、その目的は、比較的広い回転範囲
にわたってクランク軸のトルク変動を抑制することがで
きるようにした内燃機関のトルク変動制御装置を提供す
ることにある。The present invention has been made in view of the above-described various problems, and has as its object to reduce the torque fluctuation of a crankshaft over a relatively wide rotation range. An object of the present invention is to provide a fluctuation control device.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明に係る内燃機関の
トルク変動制御装置では、クランク軸のトルク変動を複
数のギヤ手段によって補機に伝達している。In the torque fluctuation control device for an internal combustion engine according to the present invention, the torque fluctuation of the crankshaft is transmitted to the auxiliary machine by a plurality of gear means.
【００１２】即ち、請求項１に係る発明では、機関本体
のクランク軸のトルク変動を検出し、検出されたトルク
変動を抑制するためのトルクを補機によって発生させる
ことにより、トルク変動を制御する内燃機関のトルク変
動制御装置であって、前記補機の回転軸と前記クランク
軸とを複数のギヤ手段によって連結したことを特徴とし
ている。That is, in the invention according to the first aspect, the torque fluctuation is controlled by detecting the torque fluctuation of the crankshaft of the engine main body and generating torque for suppressing the detected torque fluctuation by the auxiliary machine. A torque fluctuation control device for an internal combustion engine, wherein a rotation shaft of the auxiliary machine and the crankshaft are connected by a plurality of gear means.
【００１３】ここで、「トルク変動を抑制するためのト
ルク」とは、例えば、トルク変動と逆相であるトルク等
を意味する。補機の回転軸とクランク軸とを複数のギヤ
手段によって連結することにより、クランク軸のトルク
変動は、複数のギヤ手段によって直接的に補機に伝達さ
れる。従って、従来技術のようなベルトの共振周波数に
よるトルク伝達特性の悪化を招くことがなく、高回転域
までトルク変動を抑制することができる。また、ギヤ手
段は、その質量等に応じてサブフライホイールとしても
機能するため、かかるサブフライホイールによる機械的
物理的なトルク変動低減作用と補機による電気的もしく
は機械的なトルク変動低減作用とを得ることができる。Here, the "torque for suppressing torque fluctuation" means, for example, a torque having a phase opposite to the torque fluctuation. By connecting the rotating shaft of the accessory and the crankshaft by a plurality of gears, torque fluctuations of the crankshaft are directly transmitted to the accessory by the plurality of gears. Therefore, it is possible to suppress the torque fluctuation up to a high rotation range without deteriorating the torque transmission characteristic due to the belt resonance frequency as in the related art. Further, since the gear means also functions as a sub flywheel according to its mass and the like, the mechanical and physical torque fluctuation reducing action by the sub flywheel and the electric or mechanical torque fluctuation reducing action by the auxiliary machine are reduced. Can be obtained.
【００１４】請求項２に係る発明では、前記補機は前記
クランク軸と略平行に配置され、前記補機の回転軸と前
記クランク軸とは、前記補機の回転軸の軸方向両端側に
それぞれ配設されたギヤ手段によって連結されているこ
とを特徴とする。[0014] In the invention according to claim 2, the accessory is disposed substantially parallel to the crankshaft, and the rotation axis of the accessory and the crankshaft are located at both axial ends of the rotation axis of the accessory. It is characterized by being connected by gear means provided respectively.
【００１５】ここで、「略平行に配置」とは、物理的に
厳密に平行に配置されていることを意味せず、ギヤ手段
によるトルク伝達を正常に行うことができる程度に、平
行配置されることを意味する。補機をクランク軸と略平
行に配置することにより、機関本体のシリンダブロック
長を増大させることなく、トルク変動を抑制することが
できる。また、補機の回転軸の軸方向両端側にギヤ手段
をそれぞれ設けることにより、いわゆる両持ち支持の構
造を得ることができる。Here, "arranged substantially in parallel" does not mean that they are physically strictly arranged in parallel, but are arranged in parallel to such an extent that torque transmission by gear means can be performed normally. Means that By arranging the accessories substantially parallel to the crankshaft, torque fluctuations can be suppressed without increasing the cylinder block length of the engine body. Further, by providing gear means at both ends in the axial direction of the rotary shaft of the accessory, a so-called double-supported structure can be obtained.
【００１６】請求項３に係る発明では、前記各ギヤ手段
にそれぞれ発生するスラスト方向の荷重が相殺されるよ
うに、前記各ギヤ手段を設定したことを特徴としてい
る。The invention according to claim 3 is characterized in that the gear units are set so that the load in the thrust direction generated on each gear unit is canceled.
【００１７】例えば、ギヤ手段としては、平行な二軸間
で回転運動を伝達できるはすば歯車等を用いることがで
きる。この場合、一方のギヤ手段の歯の傾き角（ねじれ
角）と他方のギヤ手段の歯の傾き角とを逆に設定すれ
ば、各ギヤ手段に発生するスラスト方向の荷重を相殺す
ることができる。For example, a helical gear or the like capable of transmitting a rotary motion between two parallel axes can be used as the gear means. In this case, if the inclination angle (torsion angle) of the teeth of one gear means and the inclination angle of the teeth of the other gear means are set to be opposite, the load in the thrust direction generated on each gear means can be offset. .
【００１８】請求項４に係る発明では、少なくとも前記
各ギヤ手段を収容するハウジングを設け、該ハウジング
を前記機関本体のシリンダブロックに設けたことを特徴
としている。The invention according to claim 4 is characterized in that a housing for accommodating at least the respective gear means is provided, and the housing is provided on a cylinder block of the engine body.
【００１９】ハウジングによって、外部からの塵埃等が
噛合部に侵入するのを防止することができる。また、ハ
ウジングをシリンダブロックに設けることにより、シリ
ンダブロックのねじり剛性が向上する。なお、ハウジン
グによって補機自体をも収容する構成としてもよい。The housing prevents external dust and the like from entering the engagement portion. Further, by providing the housing in the cylinder block, the torsional rigidity of the cylinder block is improved. It should be noted that the auxiliary equipment itself may be housed in the housing.
【００２０】請求項５に係る発明では、前記ハウジング
は、前記補機が露出するように、前記各ギヤ手段を収容
することを特徴としている。The invention according to claim 5 is characterized in that the housing houses the respective gear means so that the accessory is exposed.
【００２１】ハウジングによって各ギヤ手段のみを収容
し、補機自体は外部に露出させる構造とすることによ
り、補機を空冷することもできる。By housing only the respective gear means in the housing and exposing the auxiliary equipment itself to the outside, the auxiliary equipment can be air-cooled.
【００２２】請求項６に係る発明では、前記各ギヤ手段
の噛合部を潤滑するための潤滑手段を設けたことを特徴
としている。The invention according to claim 6 is characterized in that a lubricating means for lubricating a meshing portion of each gear means is provided.
【００２３】例えば、潤滑手段としては、オイルジェッ
トにより潤滑油を噴射する構成を採用することができ
る。潤滑手段を設けることにより、噛合部の損耗を防止
することができる。また、請求項５に係る発明と結合す
る場合は、補機自体は露出しているため、補機を油密構
造にする必要がない。For example, a structure in which lubricating oil is injected by an oil jet can be adopted as the lubricating means. By providing the lubricating means, it is possible to prevent the engagement portion from being worn. Further, in the case of the connection with the invention according to claim 5, since the accessory itself is exposed, it is not necessary to make the accessory an oil-tight structure.
【００２４】請求項７に係る発明では、前記補機は電動
機からなる。さらに請求項８に係る発明では、前記電動
機は、発電機能を備えていることを特徴としている。In the invention according to claim 7, the auxiliary machine comprises an electric motor. Further, in the invention according to claim 8, the electric motor has a power generation function.
【００２５】発電機能を備えた電動機とは、発電機とし
ての機能と電動機としての機能との両方を備えたものを
いい、例えば、いわゆるハイブリッドエンジンに用いら
れるモータジェネレータが該当する。The motor having a power generating function is a motor having both a function as a generator and a function as a motor, and corresponds to, for example, a motor generator used in a so-called hybrid engine.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上説明した通り、本発明に係る内燃機
関のトルク変動制御装置によれば、以下の効果を奏す
る。As described above, the torque fluctuation control device for an internal combustion engine according to the present invention has the following effects.
【００２７】請求項１に係る発明では、クランク軸のト
ルク変動を直接的に補機に伝達することができ、共振周
波数によるトルク伝達特性の悪化を招くことなく、高回
転域までトルク変動を抑制することができる。また、ギ
ヤ手段をサブフライホイールとして活用することがで
き、サブフライホイールによるトルクバランサー効果と
補機による電気的なトルク変動低減効果の相乗効果を得
ることができる。According to the first aspect of the invention, the torque fluctuation of the crankshaft can be directly transmitted to the auxiliary machine, and the torque fluctuation is suppressed up to a high rotation range without deteriorating the torque transmission characteristic due to the resonance frequency. can do. Further, the gear means can be used as a sub flywheel, and a synergistic effect of the torque balancer effect by the sub flywheel and the electric torque fluctuation reducing effect by the auxiliary equipment can be obtained.
【００２８】請求項２に係る発明では、機関本体のシリ
ンダブロック長を増大させることなく、トルク変動を抑
制できる。また、各ギヤ手段による両持ち支持の構造に
よって耐久性を向上させることができる。According to the second aspect of the invention, the torque fluctuation can be suppressed without increasing the cylinder block length of the engine body. Further, the durability can be improved by the structure of the two-sided support by each gear means.
【００２９】請求項３に係る発明では、各ギヤ手段に発
生するスラスト方向の荷重を相殺することができ、耐久
性を向上させることができる。According to the third aspect of the invention, the load in the thrust direction generated in each gear means can be offset, and the durability can be improved.
【００３０】請求項４に係る発明では、ハウジングによ
って、外部からの塵埃等が噛合部に侵入するのを防止で
き、また、シリンダブロックのねじり剛性を向上させる
ことができる。According to the fourth aspect of the present invention, the housing can prevent external dust and the like from entering the engagement portion, and can improve the torsional rigidity of the cylinder block.
【００３１】請求項５に係る発明では、簡素な構造の補
機を採用することができ、補機を空冷することができ
る。According to the fifth aspect of the invention, an auxiliary machine having a simple structure can be employed, and the auxiliary machine can be air-cooled.
【００３２】請求項６に係る発明では、噛合部の損耗や
焼け付き等を防止でき、耐久性を向上させることができ
る。According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to prevent wear and seizure of the meshing portion and improve the durability.
【００３３】請求項７および請求項８に係る発明では、
いわゆるハイブリッドエンジンにおいて、トルク変動を
抑制することができる。In the invention according to claims 7 and 8,
In a so-called hybrid engine, torque fluctuation can be suppressed.
【００３４】[0034]
【発明の実施の形態】以下、図１〜図８に基づき本発明
の実施の形態について詳述する。まず、図１〜図５に基
づいて、本発明の第１の実施の形態を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to FIGS. First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【００３５】図１は、エンジン１を上側からみた説明図
であって、エンジン１のシリンダブロック２には、複数
のシリンダ３が設けられている。シリンダブロック２の
側壁には、「ハウジング」としてのギヤハウジング４が
シール部材等を介して油密に設けられている。ギヤハウ
ジング４は、後述のモータジェネレータ１０を収容する
本体収容部５と、該本体収容部の両側に一体的に形成さ
れたギヤ収容部６とを備えて構成されている。FIG. 1 is an explanatory view of the engine 1 as viewed from above. In the cylinder block 2 of the engine 1, a plurality of cylinders 3 are provided. A gear housing 4 as a “housing” is provided on the side wall of the cylinder block 2 in an oil-tight manner via a seal member or the like. The gear housing 4 includes a main body accommodating portion 5 for accommodating a motor generator 10 to be described later, and a gear accommodating portion 6 integrally formed on both sides of the main body accommodating portion.
【００３６】次に、図２は、ギヤハウジング４の一部を
取り除いた状態で側方からみた説明図である。ギヤハウ
ジング４内には、「補機」としてのモータジェネレータ
１０が複数のボルト１１によって取り付けられている。
このモータジェネレータ１０は、電動機としての機能と
発電機としての機能との両方を備えている。なお、モー
タジェネレータ１０の配線は、ギヤハウジング４に形成
された開口部を介して外部と接続されている。配線引き
出し用の開口部は、例えば、キャップ部材等によって油
密にシールされている。Next, FIG. 2 is an explanatory view showing a state where a part of the gear housing 4 is removed and viewed from the side. In the gear housing 4, a motor generator 10 as an “auxiliary device” is attached by a plurality of bolts 11.
The motor generator 10 has both a function as an electric motor and a function as a generator. The wiring of motor generator 10 is connected to the outside via an opening formed in gear housing 4. The wiring lead-out opening is oil-tightly sealed by, for example, a cap member or the like.
【００３７】「補機の回転軸」としてのギヤシャフト１
２は、フランジ１３を介してモータジェネレータ１０に
取り付けられている。ギヤシャフト１２の軸方向両端側
には、「ギヤ手段」の一部を構成するはすば歯車１４，
１５が軸受１６を介してそれぞれ取り付けられている。
ここで、各はすば歯車１４，１５は、互いに歯の傾き角
が逆向きとなるように設定されている。Gear shaft 1 as "rotary shaft of auxiliary equipment"
2 is attached to the motor generator 10 via a flange 13. At both ends in the axial direction of the gear shaft 12, helical gears 14, which constitute a part of "gear means",
15 are mounted via bearings 16 respectively.
Here, the helical gears 14 and 15 are set so that the inclination angles of the teeth are opposite to each other.
【００３８】図３は、図１または図２中に示す矢示III
−III線からみた断面図である。図３に示すように、ク
ランク軸２０には、軸方向に離間して所定の位置に一対
の駆動歯車２１，２２が設けられており（図３中では、
一方の駆動歯車２２のみ図示）、これら各駆動歯車２
１，２２は、図４の説明図にも示すように、モータジェ
ネレータ１０側の各はすば歯車１４，１５とそれぞれ噛
合している。そして、各駆動歯車２１，２２は、クラン
ク軸２０と共に回転し、各駆動歯車２１，２２によって
各はすば歯車１４，１５が駆動されるようになってい
る。FIG. 3 shows an arrow III shown in FIG. 1 or FIG.
It is sectional drawing seen from the -III line. As shown in FIG. 3, the crankshaft 20 is provided with a pair of drive gears 21 and 22 at predetermined positions spaced apart in the axial direction (in FIG. 3,
Only one drive gear 22 is shown),
As shown in the explanatory view of FIG. 4, the gears 1 and 22 mesh with the helical gears 14 and 15 on the motor generator 10 side, respectively. The driving gears 21 and 22 rotate together with the crankshaft 20, and the helical gears 14 and 15 are driven by the driving gears 21 and 22.
【００３９】ここで、一方のギヤ対１４，２１は、駆動
歯車２１によってはすば歯車１４が常時接触するように
取り付けられている。また、他方のギヤ対１５，２２
は、モータジェネレータ１０が電動機として作用すると
きに、ガタつきが生じないように取り付けられている
（図４参照）。これにより、クランク軸２０とモータジ
ェネレータ１０との間のバックラッシを低減することが
でき、クランク軸２０の回転力（トルク変動）をモータ
ジェネレータ１０に確実に伝達することができる。な
お、ギヤシャフト１２は、ねじり剛性が比較的低いた
め、いわゆるシザーズギヤと同等の機能を発揮し、位置
ずれを吸収することができる。一方のギヤ対１４，２１
と他方のギヤ対１５，２２とは、歯の傾き角が逆となる
ように設定されているため、スラスト方向の荷重は打ち
消される。Here, one of the gear pairs 14 and 21 is mounted such that the helical gear 14 is in constant contact with the drive gear 21. The other gear pair 15, 22
Are mounted such that no rattling occurs when the motor generator 10 operates as an electric motor (see FIG. 4). Thereby, backlash between crankshaft 20 and motor generator 10 can be reduced, and the rotational force (torque fluctuation) of crankshaft 20 can be transmitted to motor generator 10 reliably. Since the torsional rigidity of the gear shaft 12 is relatively low, the gear shaft 12 exhibits the same function as a so-called scissor gear, and can absorb the displacement. One gear pair 14, 21
And the other gear pair 15 and 22 are set such that the inclination angles of the teeth are opposite, so that the load in the thrust direction is canceled.
【００４０】次に、図３に基づいて「潤滑手段」の構成
を説明する。図３に示すように、ギヤハウジング４とシ
リンダブロック２との接続部付近には、オイルギャラリ
ー４Ａと、各ギヤ対１４，２１、１５，２２に対応して
オイルギャラリー４Ａに形成された噴射口４Ｂ（片側の
み図示）とが設けられている。これにより、各噛合部に
は、オイルギャラリーからのオイルが噴射供給されるよ
うになっている。このオイルギャラリー４Ａは、通常、
シリンダブロック２に形成されているものを利用するこ
とができる。なお、これに限らず、シリンダブロック２
にいわゆるオイル落としを形成し、噛合部に向けてオイ
ルを滴下させる構成としてもよい。Next, the structure of the "lubricating means" will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, near the connection between the gear housing 4 and the cylinder block 2, an oil gallery 4A and injection ports formed in the oil gallery 4A corresponding to the gear pairs 14, 21, 15, 22 are provided. 4B (only one side is shown). Thus, the oil from the oil gallery is injected and supplied to each meshing portion. This oil gallery 4A is usually
What is formed in the cylinder block 2 can be used. The cylinder block 2 is not limited to this.
It is also possible to form a so-called oil drop, and to drop oil toward the meshing portion.
【００４１】次に、トルク変動の制御方法について図５
を参照しつつ説明する。図５には、エンジン１がエンジ
ンマウント３１を介してシャーシ３２上に支持された状
態が模式的に示されている。センサ３３は、例えば、ク
ランク角や走行レンジ、ブースト圧等のトルク変動制御
に必要な各種信号を検出するためのものであり、クラン
ク角センサや走行レンジセンサ等の複数のセンサを概念
的に一つのセンサとして示したものである。Next, FIG.
This will be described with reference to FIG. FIG. 5 schematically shows a state in which the engine 1 is supported on a chassis 32 via an engine mount 31. The sensor 33 is, for example, for detecting various signals necessary for torque fluctuation control such as a crank angle, a running range, and a boost pressure. A plurality of sensors such as a crank angle sensor and a running range sensor are conceptually integrated. It is shown as one sensor.
【００４２】センサ３３によって検出されたエンジン回
転数やエンジン負荷等は、例えば、ＣＰＵ（演算処理ユ
ニット）やＲＡＭ等からなる制御装置３４に入力され
る。また、モータジェネレータ１０のトルク負荷は、発
電量として制御装置３４に入力されている。制御装置３
４は、これらの各検出信号に基づいてモータジェネレー
タ１０が発生すべきトルクを算出し、クランク軸１０の
トルク変動と逆相になるように、インバータ３５に制御
信号を出力する。インバータ３５は、制御装置３４から
の制御信号に基づいてモータジェネレータ１０への給電
を制御し、モータジェネレータ１０のトルクをアクティ
ブに制御する。The engine speed, engine load, etc. detected by the sensor 33 are input to a control unit 34 composed of, for example, a CPU (arithmetic processing unit) and a RAM. Further, the torque load of motor generator 10 is input to control device 34 as a power generation amount. Control device 3
4 calculates a torque to be generated by the motor generator 10 based on each of these detection signals, and outputs a control signal to the inverter 35 so that the torque fluctuation of the crankshaft 10 is reversed. Inverter 35 controls power supply to motor generator 10 based on a control signal from control device 34, and actively controls the torque of motor generator 10.
【００４３】このように構成される本実施の形態によれ
ば、以下の効果を奏する。According to the present embodiment configured as described above, the following effects can be obtained.
【００４４】第１に、モータジェネレータ１０に連結さ
れたギヤシャフト１２とクランク軸２０とを、一方のギ
ヤ対１４，２１と他方のギヤ対１５，２２とによって連
結するため、クランク軸２０のトルク変動を直接的にモ
ータジェネレータ１０に入力することができる。即ち、
ギヤ結合によってクランク軸２０の回転力をギヤシャフ
ト１２に伝達するため、従来技術のように、ベルトの共
振周波数による伝達特性の悪化等を招くことがなく、高
回転域までトルク変動を防止することができ、騒音や振
動を低減して乗り心地を向上することができる。First, since the gear shaft 12 and the crankshaft 20 connected to the motor generator 10 are connected by one gear pair 14, 21 and the other gear pair 15, 22, the torque of the crankshaft 20 is increased. The fluctuation can be directly input to the motor generator 10. That is,
Since the rotational force of the crankshaft 20 is transmitted to the gearshaft 12 by the gear coupling, the transmission characteristics are not deteriorated due to the resonance frequency of the belt unlike the related art, and the torque fluctuation is prevented up to a high rotation range. Therefore, noise and vibration can be reduced and riding comfort can be improved.
【００４５】第２に、各ギヤ対１４，２１、１５，２２
を所定の質量を有する補助的なフライホイール（サブフ
ライホイール）として利用できるため、かかるサブフラ
イホイールによる機械的物理的なトルクバランサー効果
を得ることができ、トルク変動制御装置をコンパクトに
形成できる。つまり、各ギヤ対１４，２１、１５，２２
による機械的物理的なトルク変動除去作用と、モータジ
ェネレータ１０による電気的なトルク変動除去作用との
両方の除去作用を活用できるため、モータジェネレータ
１０のみで電気的にトルク変動を防止する場合に比較し
て、モータジェネレータ１０を小型化することができ、
システム全体をコンパクトに形成することができる。Second, each gear pair 14, 21, 15, 22
Can be used as an auxiliary flywheel (sub-flywheel) having a predetermined mass, so that the mechanical and physical torque balancer effect of the sub-flywheel can be obtained, and the torque fluctuation control device can be made compact. That is, each gear pair 14, 21, 15, 22
Elimination of the mechanical and physical torque fluctuations by the motor generator 10 and the electric torque fluctuation elimination by the motor generator 10 can be used. Thus, the motor generator 10 can be downsized,
The whole system can be made compact.
【００４６】第３に、モータジェネレータ１０とクラン
ク軸２０とを平行に配置しているため、シリンダブロッ
ク２のブロック長を増大させることがなく、全体をコン
パクトに形成することができる。Third, since the motor generator 10 and the crankshaft 20 are arranged in parallel, the entire block can be made compact without increasing the block length of the cylinder block 2.
【００４７】第４に、ギヤシャフト１２の両端側に各は
すば歯車１４，１５を設けて、クランク軸２０側の駆動
ギヤ２１，２２にギヤ結合させるため、いわゆる両持ち
支持の構造を得ることができ、モータジェネレータ１０
等の耐久性を向上させることができる。Fourth, since helical gears 14 and 15 are provided at both ends of the gear shaft 12 and are gear-coupled to the drive gears 21 and 22 on the crankshaft 20 side, a so-called double-supported structure is obtained. Can be a motor generator 10
And the like can be improved in durability.
【００４８】第５に、各ギヤ対１４，２１、１５，２２
の歯の傾き角を逆に設定してスラスト方向の荷重を相殺
するため、前記両持ち支持構造と相まって、モータジェ
ネレータ１０等の耐久性をより一層向上させることがで
きる。Fifth, each gear pair 14, 21, 15, 22
In order to cancel the load in the thrust direction by setting the inclination angles of the teeth in reverse, the durability of the motor generator 10 and the like can be further improved in combination with the above-mentioned double-sided support structure.
【００４９】第６に、各ギヤ対１４，２１、１５，２２
等を収容するギヤハウジング４をシリンダブロック２の
側壁に設けるため、オイルが外部に飛散するのを防止で
き、また、外部の塵埃等が噛合部に侵入するのを防止で
きる。さらに、シリンダブロック２の側壁部はギヤハウ
ジング４によって補強されるため、シリンダブロック２
のねじり剛性を高めることができる。Sixth, each gear pair 14, 21, 15, 22
Since the gear housing 4 accommodating the gears and the like is provided on the side wall of the cylinder block 2, oil can be prevented from being scattered to the outside, and external dust and the like can be prevented from entering the engagement portion. Further, since the side wall of the cylinder block 2 is reinforced by the gear housing 4, the cylinder block 2
Torsional rigidity can be increased.
【００５０】第７に、オイルギャラリー４Ａからのオイ
ルを噛合部に供給するため、潤滑用の新たな通路を形成
する必要がなく、低コストに噛合部の損耗を防止するこ
とができる。Seventh, since the oil from the oil gallery 4A is supplied to the meshing portion, there is no need to form a new passage for lubrication, and wear of the meshing portion can be prevented at low cost.
【００５１】第８に、補機としてモータジェネレータ１
０を採用するため、エンジン駆動力及びモータ回転力を
利用するいわゆるハイブリッドエンジンに好適に用いる
ことができる。Eighth, the motor generator 1
Since 0 is adopted, it can be suitably used for a so-called hybrid engine that utilizes engine driving force and motor rotational force.
【００５２】次に、図６及び図７に基づいて、本発明の
第２の実施の形態を説明する。なお、以下の各実施の形
態では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要素に
同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the following embodiments, the same components as those in the above-described first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【００５３】図６及び図７に示すように、本実施の形態
によるギヤハウジングは、各はすば歯車１４，１５をそ
れぞれ収容する一対のギヤ収容部４１Ａ，４１Ｂから構
成されている（全体としてギヤハウジング４１とい
う）。モータジェネレータ１０は、ギヤハウジング４１
により覆われておらず、外部に露出している。As shown in FIGS. 6 and 7, the gear housing according to the present embodiment includes a pair of gear housing portions 41A and 41B for housing the helical gears 14 and 15, respectively (as a whole). The gear housing 41). Motor generator 10 includes a gear housing 41
And is exposed to the outside.
【００５４】このように構成される本実施の形態でも、
上述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることがで
きる。これに加えて、本実施の形態では、モータジェネ
レータ１０を露出させる構造のため、油密構造のモータ
ジェネレータ１０を採用する必要が無く、より低コスト
に製造することができる。また、モータジェネレータ１
０が外部に露出しているため、空冷することもできる。In this embodiment configured as described above,
The same effects as in the first embodiment can be obtained. In addition, in the present embodiment, since the motor generator 10 is structured to be exposed, there is no need to employ the motor generator 10 having an oil-tight structure, and the motor generator 10 can be manufactured at lower cost. Also, the motor generator 1
Since 0 is exposed to the outside, it can be air-cooled.
【００５５】次に、図８に基づいて、本発明の第３の実
施の形態を説明する。本実施の形態の特徴は、第２の実
施の形態において、単純なはすば歯車１４，１５に代え
て、メインギヤとサブギヤとを重ね合わせてなる公知の
シザーズギヤ５１，５２を用いたことにある。Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. A feature of this embodiment is that in the second embodiment, known scissors gears 51 and 52 formed by superimposing a main gear and a sub gear are used instead of the simple helical gears 14 and 15. .
【００５６】このように構成される本実施の形態でも、
上述した第２の実施の形態と同様の効果を得ることがで
きる。これに加えて、本実施の形態では、はすば歯車１
４，１５に代えてシザーズギヤ５１，５２を用いるた
め、ギヤの取付精度が厳密に要求されず、組立作業の効
率を高めることができる。In this embodiment configured as described above,
An effect similar to that of the above-described second embodiment can be obtained. In addition, in the present embodiment, the helical gear 1
Since the scissors gears 51 and 52 are used in place of the gears 4 and 15, the mounting accuracy of the gears is not strictly required, and the efficiency of the assembling work can be improved.
【００５７】なお、本発明は、上述した各実施の形態に
限らず、種々の変形等を行うことができる。例えば、単
一のモータジェネレータ１０に代えて、モータとジェネ
レータをそれぞれ別個に設け、ギヤ結合によってクラン
ク軸２０に連結させることも可能である。It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments and various modifications can be made. For example, in place of the single motor generator 10, a motor and a generator may be separately provided and connected to the crankshaft 20 by gear coupling.
【００５８】また、はすば歯車やシザーズギヤに限ら
ず、平行な２軸間で回転力を伝達可能な種々のギヤを採
用することができる。Further, the present invention is not limited to the helical gear and the scissors gear, but may employ various gears capable of transmitting a rotational force between two parallel shafts.
【００５９】さらに、各実施の形態では、２組のギヤ対
によって回転力を伝達する場合を例示したが、本発明は
これに限らず、例えば、３組以上のギヤ対によって回転
力を伝達するように構成してもよい。Further, in each of the embodiments, the case where the torque is transmitted by two pairs of gears is exemplified. However, the present invention is not limited to this. For example, the torque is transmitted by three or more pairs of gears. It may be configured as follows.
【００６０】また各実施の形態では、補機として電動機
を用いたが、何らかの機械的にトルク変動を抑制するも
のであってもよい。In each of the embodiments, an electric motor is used as an auxiliary device. However, a torque fluctuation may be mechanically suppressed.
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関のト
ルク変動制御装置を上方からみた説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a torque fluctuation control device for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention as viewed from above.
【図２】ギヤハウジングの一部を取り除いた状態で側方
からみた説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram viewed from a side with a part of a gear housing removed.
【図３】図１または図２中の矢示III-III線方向の断面
図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 1 or FIG. 2;
【図４】クランク軸と駆動ギヤ等との関係を示す説明図
である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a relationship between a crankshaft, a drive gear, and the like.
【図５】クランク角等に基づいてトルク変動を制御する
ための電気的構造を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing an electric structure for controlling torque fluctuation based on a crank angle and the like.
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る内燃機関のト
ルク変動制御装置を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a torque fluctuation control device for an internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention.
【図７】ギヤハウジングを除いた状態で側方からみた説
明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram viewed from a side without a gear housing.
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る内燃機関のト
ルク変動制御装置を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a torque fluctuation control device for an internal combustion engine according to a third embodiment of the present invention.
【図９】従来技術によるロール振動発生メカニズムを示
す説明図である。FIG. 9 is an explanatory view showing a roll vibration generation mechanism according to the related art.
【図１０】従来技術によるトルク変動制御装置を模式的
に示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram schematically showing a torque fluctuation control device according to a conventional technique.
【図１１】従来技術によるトルク変動制御装置を側方か
らみた説明図である。FIG. 11 is an explanatory view of a torque fluctuation control device according to the related art as viewed from the side.
【図１２】エンジントルクを電気補機のトルクによって
キャンセルする状態を示す説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram showing a state in which the engine torque is canceled by the torque of the electric accessory.
【図１３】ベルトの共振周波数特性を示す特性図であ
る。FIG. 13 is a characteristic diagram showing a resonance frequency characteristic of the belt.
【図１４】モータジェネレータのねじり共振を示すため
の模式図である。FIG. 14 is a schematic diagram showing torsional resonance of the motor generator.
１…エンジン ２…シリンダブロック ４…ギヤハウジング ４Ａ…オイルギャラリー ４Ｂ…噴射口 １０…モータジェネレータ １２…ギヤシャフト １４…はすば歯車 １５…はすば歯車 ２０…クランク軸 ２１…駆動ギヤ ２２…駆動ギヤ ３３…センサ ３４…制御装置 ４１Ａ…ギヤ収容部 ４１Ｂ…ギヤ収容部 ５１…シザーズギヤ ５２…シザーズギヤ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine 2 ... Cylinder block 4 ... Gear housing 4A ... Oil gallery 4B ... Injection port 10 ... Motor generator 12 ... Gear shaft 14 ... Helical gear 15 ... Helical gear 20 ... Crankshaft 21 ... Drive gear 22 ... Drive Gear 33 ... Sensor 34 ... Control device 41A ... Gear housing part 41B ... Gear housing part 51 ... Scissors gear 52 ... Scissors gear
Claims (8)
出し、検出されたトルク変動を抑制するためのトルクを
補機によって発生させることにより、トルク変動を制御
する内燃機関のトルク変動制御装置であって、 前記補機の回転軸と前記クランク軸とを複数のギヤ手段
によって連結したことを特徴とする内燃機関のトルク変
動制御装置。A torque fluctuation control device for an internal combustion engine that controls torque fluctuation by detecting torque fluctuation of a crankshaft of an engine main body and generating torque for suppressing the detected torque fluctuation by an auxiliary machine. A torque fluctuation control device for an internal combustion engine, wherein a rotation shaft of the accessory and the crankshaft are connected by a plurality of gear means.
置され、前記補機の回転軸と前記クランク軸とは、前記
補機の回転軸の軸方向両端側にそれぞれ配設されたギヤ
手段によって連結されていることを特徴とする請求項１
に記載の内燃機関のトルク変動制御装置。2. The auxiliary device is disposed substantially in parallel with the crankshaft, and a rotation shaft of the auxiliary device and the crankshaft are provided at respective axially opposite ends of the rotation shaft of the auxiliary device. 2. The method according to claim 1, wherein said means is connected by means.
3. The torque fluctuation control device for an internal combustion engine according to claim 1.
スト方向の荷重が相殺されるように、前記各ギヤ手段を
設定したことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の
トルク変動制御装置。3. The torque fluctuation control device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the gear units are set such that loads in the thrust direction generated on the gear units are offset.
ウジングを設け、該ハウジングを前記機関本体のシリン
ダブロックに設けたことを特徴とする請求項２または請
求項３のいずれかに記載の内燃機関のトルク変動制御装
置。4. The internal combustion engine according to claim 2, wherein a housing for accommodating at least each of the gear means is provided, and the housing is provided on a cylinder block of the engine body. Torque fluctuation control device.
ように、前記各ギヤ手段を収容することを特徴とする請
求項４に記載の内燃機関のトルク変動制御装置。5. The torque fluctuation control device for an internal combustion engine according to claim 4, wherein the housing accommodates each of the gear units so that the accessory is exposed.
の潤滑手段を設けたことを特徴とする請求項４または請
求項５のいずれかに記載の内燃機関のトルク変動制御装
置。6. The torque fluctuation control device for an internal combustion engine according to claim 4, further comprising lubrication means for lubricating a meshing portion of each gear means.
する請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関のトルク
変動制御装置。7. The torque fluctuation control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein said auxiliary device comprises an electric motor.
とを特徴とする請求項７記載の内燃機関のトルク変動制
御装置。8. The torque fluctuation control device for an internal combustion engine according to claim 7, wherein the electric motor has a power generation function.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9271817A JPH11113220A (en) | 1997-10-06 | 1997-10-06 | Torque change control equipment of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9271817A JPH11113220A (en) | 1997-10-06 | 1997-10-06 | Torque change control equipment of internal combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11113220A true JPH11113220A (en) | 1999-04-23 |
Family
ID=17505267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9271817A Pending JPH11113220A (en) | 1997-10-06 | 1997-10-06 | Torque change control equipment of internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11113220A (en) |
Cited By (6)
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1997
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