专利名称：减少发动机空转振动的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种减少发动机在空转时产生的振动的装置。
在运行期间，内燃机在各个发动机汽缸的燃烧冲程中产生转矩变化或波动，这种转矩的变化或波动导致发动机出现振动。发动机的振动传到装有该发动机的车辆本体上，产生使车箱中的司机和乘客很不舒适的噪音。
现有的一种实用的解决方案是采用一个与发动机曲轴平行的平衡轴。该平衡轴围绕其自身的轴线相对于曲轴联动旋转，用于抵消发动机转矩的变化。虽然这种平衡轴对减少发动机振动是有效的，但需要复杂的机械结构以使平衡轴与曲轴同步旋转，并且平衡轴和这种机械结构会使发动机的重量增加。
另一种建议是由日本专利公开No.63(1988)-167640公开的一种机动车发电机控制装置。该机动车发电机控制装置根据发动机的转速控制电能的消耗，上述电能是由一个发动机驱动的发电机产生的。通过在发动机上施加一个与发动机转速有关的负载，来抑制发动机空转时的转速变化或波动。为了防止发电机转速的增加，发电机产生的电流供给一个电阻器，该电阻器吸收电流而发热，因此，所产生的电能被浪费掉了。
本发明的目的是提供一种装置，用于把发动机空转时的发动机转速变化或波动转换成电能，从而减少发动机的振动，该装置还具有一个可有效地存贮所产生的电能的装置。
按照本发明所提供的，在发动机空转时用于减少车辆发动机振动的装置，包括一个由发动机驱动的发电机，适合于安装在车辆上的电容器装置，用于存贮电能，一个适合于安装在车辆上的电池，用于检测发动机转速变化的检测装置，电容器充电控制装置，当检测装置检测到发动机转速变化时，该充电控制装置用发电机产生的电能为电容器装置充电，以及电池充电控制装置，用存贮在电容器中的电能为电池充电。
从以下结合附图的描述中，可以更清楚地了解本发明的上述及其它目的、特征和优点，附图中以举例的方式表示了本发明的最佳实施例。
图1是根据本发明的一个实施例的，用于减少发动机空转时产生的振动的装置框图;
图2是图1所示装置中的一个控制器的框图;
图3是图2所示控制器的一个电路图;以及图4和图5是控制器内产生的信号波形图，用于解释该装置的操作。
图1和图2表示一个装置，该装置用于减少发动机空转时产生的振动。
如图1和图2所示，一个发动机1安装在车辆(未示出)上，并产生输出功率，输出功率通过一个传送装置11传送，用于驱动车轮(未示出)。
一个交流发电机2通过一个传送带由发动机1的转矩驱动。该交流发电机2产生交流电能，但是通过一个内装的整流器提供直流电能。
一个控制器3响应来自发动机转速传感器4的信号，以便把来自交流发电机2的电能存入一个大容量电容器5，通过控制作为发动机1负载的交流发电机2所产生的电能，控制发动机1的输出功率，并把存贮在大容量电容器5中的电能提供给电池6，为电池6充电。该车辆装有用电池6供电的电气设备7。
按照图2所示更详细地描述，控制器3包括一个波形形成器31，一个积分器32，一个判定单元33及一个电源电路34。波形形成器31从来自发动机传速传感器4的信号中除去噪音成分，由此产生一个能便于积分的波形。来自波形形成器31的信号送到积分器32，该积分器对该信号进行积分，并把积分的信号作为发动机转速信号提供给判定单元33。判定单元33是一个微型计算机，它判定来自积分器32的信号电平的增加趋势。该判定单元33还控制电源电路34，用于传送来自交流发电机2的电能并把该电能存入大容量电容器5，监测大容量电容器5两端的电压，以及控制电源电路34以便把电容器5的电能传送到电池6，对电池6充电。该判定单元33还具有一个存储器。
图3表示控制器3的电路布置，其中包括电源电路34，交流发电机2，由电容器C1，C2组成的大容量电容器5，以及电池6。图4和图5表示图3所示的电路中的信号波形，图5用于解释大容量电容器5放电的方式。
以下将描述本发明装置的操作。如图4所示，来自发动机转速传感器4的信号由波形形成器31和积分器32转换成与发动机转速成正比的一个电压信号(积分器输出)。当转速出现增加的趋势时，判定单元33在预定的时间间隔T。内从它的一个输出端a产生一个信号。当判定单元33的输出端a上出现该信号时，场效应管T11，T12和T13通过一个与门被导通，允许来自交流发电机2的电能经过场效应管T11被传送到电容器C1，对电容器C1充电，同时还允许来自交流发电机2的电能通过场效应管T12和T13被传送到电容器C2，为电容器C2充电。供给电容器C1、C2的充电电流使交流发电机2的负载增大，从而增大了发动机1的负载，结果就抑制了发动机1转速的增加。
每个电容器C1，C2(它们构成大电容器5)都是由具有大静电电容量和低内阻的双层电容器构成，并应具有这样的特性，即应能瞬时并有效地存储来自交流发电机2的电能。
判定单元33连续地监测来自积分器32的信号，当判定单元33在时间To期间从它的输出端a产生信号之后，判定单元33根据来自积分器32的信号的变化来确定其下一周期中输出信号的脉冲持续时间。时间To可以是To+Ts，To-Ts，或者仅取决于来自积分器32的信号，To存储在判定单元33的存储器中。
如上所述，当发动机1的转速增加时，电容器C1，C2充电。虽着电容器C1，C2被连续地充电，充电电能达到与其静电电容量相符合的电平，在超出其静电电容量时，电容器不再充电。当判定单元33通过其输入端C监测的电容器C1的端电压达到一个预定电平K时，判定单元从输出端b产生一个信号。来自输出端b的信号使与门关断，切断场效应管T11，T12和T13，并同时用来激励场效应管T2。此时，电容器C1，C2通过场效应管T2相互串联连接，因而，电容器C1，C2两端的电压是相加的，并通过二极管D提供给电池6，对电池6充电二极管D还起到阻止来自交流发电机2和电池6的电流返送到电容器2的作用。
如上所述，发动机空转时的振动是由发动机转速的变化和波动造成的，为了抑制发动机转速的变化和波动，判定单元根据发动机转速传感器的信号来检测发动机转速的增加趋势，并控制电源电路，以便把来自交流发电机的电能存入大容量电容器。从而增大了发动机的负载，用以减少发动机转速的增加，因此可以减少发动机转速的变化和波动。
此外，存贮在大容量电容器中的电能可供给电池，为电池充电。由于存贮在大容量电容器中的电能被用作车辆电气设备的电源，本发明的装置构成了一个节能装置。存贮在大容量电容器中的电能可直接供给发动机启动器，用于启动发动机，车辆上电池的容量及尺寸也可以缩小。
按照本发明的装置，由于不需要在发动机上安装平衡轴，可以简化发动机的结构，并减少其重量和费用。
尽管本文是按一个指定的实施例来描述的，很显然，在不超出本发明的权利要求书的范围内可以做出很多变更和修改。
权利要求
1.一种用于在车辆发动机空转时减少车辆发动机振动的装置，其特征是具有一个可由上述发动机驱动的发电机；适合安装在车辆上的电容器装置，用于存贮电能；一个适合安装在车辆上的电池；检测装置，用于检测发动机转速的变化；电容器充电控制装置，当上述检测装置检测到发动机转速的变化时，用上述发电机产生的电能为上述电容器装置充电；以及电池充电控制装置，用存贮在上述电容器装置中的电能为上述电池充电。
2.如权利要求1所述的装置，其特征是上述电容器装置包括多个电容器，上述电容器充电控制装置包括为上述多个并联的电容器充电的装置，上述电池充电控制装置包括用存贮在上述多个相互串联连接的电容器中的电能为上述电池充电的装置。
3.如权利要求1所述的装置，其特征是，上述电池充电控制装置包括用于监测上述电容器装置两端的电压的装置，以及在上述电容器装置两端的被监测电压达到一个预定电平时，用存贮在上述电容器装置中的电能为上述电池充电的装置。
全文摘要
当车辆发动机空转，使发动机转速增大时，把一个由车辆发动机驱动的发电机所产生的电能存入一个大容量电容器，从而在发动机上施加一个负载。此时，发动机转速的增大受到抑制。存贮在电容器中的电能提供给车辆电池，为电池充电。
文档编号H02J7/14GK1052357SQ9010986
公开日1991年6月19日 申请日期1990年11月9日 优先权日1989年11月9日
发明者土屋善信, 仓林研 申请人:五十铃汽车有限公司