CN102472359A - 减振装置 - Google Patents

Abstract

减振装置具有：杆刚体，其在发动机和车体之间，分别经由弹性体支撑，共振频率设定得低于发动机的弯曲、扭转的1次共振频率；弹性部件，其设置在杆刚体上，利用向杆刚体的轴向作用的力而进行变形；惯性块，其由弹性部件支撑；以及致动器，其产生与杆刚体的轴向速度成正比的力，使惯性块在杆刚体的轴向往复运动。由此，不降低双重防振效果而抑制共振本身。

Description

减振装置

技术领域

本发明涉及减轻从发动机向车体传递的振动的减振装置。

背景技术

日本国专利厅1997年公布的JP-H09-273586-A2，为了减轻从发动机向车体的振动，在将橡胶部分隔为两个部分的中间板上连结振动板。由此，通过分隔出的外侧橡胶部和内侧橡胶部使共振点不同。由此得到双重防振的效果。

发明内容

在得到双重防振效果的结构中，因为在共振点附近的频率处从发动机传递至车体的传递力增大，所以为了进一步减轻从发动机向车体的振动，必须抑制共振。

在这种情况下，如果使橡胶部的阻尼增大，则在共振点附近的频率处的传递力减小，共振得到抑制。但是，在大于或等于共振频率的高频区域，与使阻尼增大之前相比，传递力反而增大，高频区域侧的向车体侧部件的传递特性恶化。为了抑制共振而使橡胶部的阻尼单增，会使双重防振的效果恶化。

因此本发明的目的是提供一种不降低双重防振效果而可以抑制共振的装置。

为了实现该目的，本发明涉及的减振装置包含发动机安装部和车体安装部，并且包含：杆部，其杆刚体的共振频率低于发动机的扭转共振频率；弹性部件，其设置在杆部，且利用作用在杆部的轴向上的力进行变形；由弹性部件支撑的惯性块；以及致动器，其产生与杆部的轴向速度成正比的力，使上述惯性块沿杆部的轴向往复运动。

本发明的具体内容与其他特征及优点同样地，在说明书后面的记载中说明，并且在附图中表示。

附图说明

图1是表示将本发明应用的减振装置的第1实施方式应用于摆动方式的发动机搭载构造的状态的概略斜视图。

图2是表示可以得到双重防振效果的扭力杆的俯视图。

图3是根据可以得到双重防振效果的结构的传递力的频率特性凸。

图4是表示扭力杆11的物理模型的图。

图5是从上方观察车载状态的扭力杆组件的俯视图。

图6是功能性地表现电压放大电路23和致动器17的框图。

图7是将在大端部112处产生发动机刚体共振时的大端部112的外筒112a的变形放大的图。

图8是表示第1实施方式的扭力杆组件的物理模型的图。

图9是由第1实施方式的扭力杆组件得到的传递力的频率特性图。

图10是表示第1实施方式的加速时噪音的效果的特性图。

图11是表示用于设定第1实施方式的共鸣音降低用的起振力的曲线的一个例子的表。

图12是表示第1实施方式的共鸣音的效果的特性图。

图13A至13B是第2实施方式的扭力杆组件的斜视图。

图14是第3实施方式扭力杆组件的概略俯视图。

图15是表示以第3实施方式的扭力杆组件作为1个自由度振动系统的物理模型的图。

图16是第3实施方式的控制器的概略结构图。

具体实施方式

下面参照附图，对用于实施本发明的实施方式进行说明。

(第1实施方式)

图1是表示将本发明涉及的减振装置的第1实施方式应用于摆动(pendulum)方式的发动机搭载构造的状态的概略斜视图。

发动机1在发动机旋转的基本次数下不作用不平衡惯性力，主要仅作用发动机扭矩变动的反作用力。这种发动机存在例如带2次平衡器的4气缸发动机或V型6气缸发动机。发动机1是使曲轴沿车辆的左右方向设置的横置型。而且，在本实施方式中，车辆右侧是发动机前侧。

减轻从发动机1传递的振动的构造，是支撑发动机1的构造的一部分。发动机1的与重心相比上方的两个位置，由右侧发动机搭载部3和左侧发动机搭载部4支撑。右侧发动机搭载部3从车辆右侧支撑发动机1。左侧发动机搭载部4从车辆左侧支撑发动机1。这种支撑方法被称为摆动方式。

在摆动方式的发动机搭载构造中，发动机1通过运转中的旋转惯性力而围绕连结2个搭载点的轴倾斜。为了防止这种倾斜，设置上侧杆部11-1和下侧杆部11-2。上侧杆部11-1设置在车辆右上侧，一端与发动机连结，另一端与车体2连结。上侧杆部11-1，其杆轴部111水平安装。下侧杆部11-2设置在车辆下侧，一端与发动机1连结，另一端与车体2连结。下侧杆部11-2，其杆轴部111也水平安装。

对于带2次平衡器的4气缸发动机或V型6气缸发动机来说，在发动机旋转的基本次数下不作用不平衡惯性力，而主要仅作用发动机扭矩变动的反作用力。因此，本发明的发明人发现，在基本次数下，由于将扭矩经由支撑的扭力杆传递至车体的振动，会产生车内噪音·车内振动。此外，本发明的发明人发现，主要在车辆加速时由基本次数中的高次构成的至大约1000Hz的车内噪音对于乘客来说成为问题。

因此，本发明的发明人提出一种新的扭力杆组件，其为了减轻从发动机1经由上侧杆部11-1及下侧杆部11-2传递至车体的振动，在已有双重防振效果的结构的基础上，增加可以进一步减轻振动的构造。

此外，上侧杆部11-1及下侧杆部11-2的基本构造相同。因此，下面在没有特别需要的时候作为杆部11进行说明。

(关于具有双重防振效果的结构)

图2是表示具有双重防振效果的扭力杆的俯视图。

即使是图2中所示的扭力杆11，由于双重防振效果，也可以期待某种程度的防振效果。对于这一点进行说明。

扭力杆11，其杆轴部111的两端是大端部112及小端部113。

大端部112包含外筒112a、内筒112b和弹性体112c。

外筒112a与杆轴部111焊接。

内筒112b与外筒112a同心。内筒112b如图1所示插入螺栓18而固定在发动机1上。

弹性体112c安装在外筒112a和内筒112b之间。弹性体112c例如是弹性橡胶。弹性体112c不仅具有弹性，还同时具有阻尼性。

小端部113的基本构造与大端部112相同。即，小端部113包含：与杆轴部111焊接的外筒113a；与外筒112a同心的内筒113b；安装在外筒112a和内筒112b之间的弹性体113c。

在本实施方式中，在大端部112和小端部113处，外筒及内筒的直径不同。即，小端部113的外筒113a的直径与大端部112的外筒112a的直径相比较小。小端部113的内筒113b的直径与大端部112的内筒112b的直径相比较小。而且，小端部113的弹性体113c的刚性与大端部112的弹性体112c的刚性相比较大。

如上所述，大端部外筒112a及小端部外筒113a焊接在杆轴部111上，即刚体结合。因此，下面将在杆轴部111上焊接大端部外筒112a及小端部外筒113a的结构适当地称为杆刚体110。

在这种扭力杆上，如图3中实线所示，出现2个共振点。

一个是发动机刚体共振A。所谓发动机刚体，是在发动机上刚体结合大端部内筒112b的结构。发动机刚体共振A的共振频率由发动机质量和大端部弹性体112c的特性决定。

另一个是杆刚体共振B。杆刚体共振B的共振频率由杆刚体110的质量(即杆轴部111、大端部外筒112a和小端部外筒113a的质量)和小端部弹性体113c的特性决定。

通常的车辆用发动机，弯曲、扭转的1次共振频率f₃是280Hz至350Hz左右。因此，设定大端部弹性体112c的特性、杆轴部111和大端部外筒112a和小端部外筒113a的质量、及小端部弹性体113c的特性，以使得发动机刚体共振A的共振频率及杆刚体共振B的共振频率小于发动机的弯曲、扭转共振频率f₃。

在本实施方式中，如图3所示，发动机刚体共振A的共振频率调整为大致接近于零的频率f₁[Hz]。杆刚体共振B的共振频率调整为接近于200Hz的频率f₂[Hz]。

如果这样调整，则发动机的弯曲、扭转共振振动首先利用第1衬套防止。然后利用第2衬套防止。因此，发动机1的弯曲、扭转共振得到双重防振，抑制向车体的传递。

由此，即使是扭力杆11，利用双重防振的效果，也可以期待一定程度的防振效果。但是，很难得到进一步的防振效果。对于这一点进行说明。

为了利用扭力杆11得到进一步的防振效果，考虑抑制杆刚体共振B。并且，忽略发动机刚体共振A。要抑制杆刚体共振B可以增大小端部弹性体113c的阻尼项。

但是，如果使小端部弹性体113c的阻尼项增大，则如图3虚线所示，在杆刚体共振B附近，传递力减小，杆刚体共振B被抑制，但在高频区域传递力反而增大，传递特性恶化。

其机理如下。

图4是表示扭力杆11的物理模型的图表。

根据图示的模型，杆部的运动方程为下式(1)。

(-m_rω²+c_riω+k_r)x_r＝Fe  …(1)

其中

m_r：杆刚体的质量

x_r：杆刚体的轴向位移

ω：角频率

k_r：小端部的杆轴向的弹性系数

c_r：小端部的杆轴向的阻尼系数

i：虚数单位

Fe：经由大端部的来自发动机的输入

另外，从杆部11向车体2的输入Ft成为下式(2)。

Ft＝k_rx_r+c_riωx_r  …(2)

其中，

x_r：杆部的轴向位移

ω：角频率

k_r：小端部的杆轴向的弹性系数

c_r：小端部的杆轴向的阻尼系数

i：虚数单位

扭力杆11的向车体2的传递特性根据式(1)及式(2)，利用下式(3)表示。

$\frac{\mathrm{Ft}}{\mathrm{Fe}}=\frac{c_r\mathrm{i\ω}+k_r}{-m_r{\mathrm{\ω}}^2+c_r\mathrm{i\ω}+k_r}\·\·\·\left(3\right)$

在杆刚体共振B附近的频率处，因为m_rω²的绝对值与k_r的绝对值接近而使-m_rω²与k_r相互抵消，所以向车体2的传递特性取决于式(3)右边的分母中的阻尼系数c_r。

因此，如果阻尼系数c_r较大，则如图3中虚线所示，在杆刚体共振B附近，传递力下降，杆刚体共振B被抑制。

式(3)右边的分子由小端部的杆轴向的刚性系数k_r和小端部的杆轴向的阻尼系数c_r决定。在具有通常的双重防振效果程度的阻尼中，阻尼系数c_r小，刚性系数k_r是决定性的。但是，如果使分母中的阻尼系数c_r较大，抑制杆刚体共振B，则分子中的阻尼系数c_r也联动。而且，如图3中虚线所示，在超过杆刚体共振B的共振频率f₂的频率区域，向车体2的传递力反而增大，在高频区域侧的向车体2的传递特性恶化。

(第1实施方式)

基于以上说明，参照图5说明本发明涉及的减振装置的第1实施方式。而且，图5是从上方观察车载状态的扭力杆组件的俯视图。

减振装置100包含：扭力杆组件10；加速度传感器21；带通滤波器22；和电压放大电路23。

扭力杆组件10包含扭力杆11、板弹簧16、惯性块15、和致动器17。扭力杆组件10一端与发动机1连结，另一端与车体2连结。扭力杆组件10以杆轴部111成为水平的方式安装。

板弹簧16在杆轴部111的发动机侧及车体侧设置2个。板弹簧16是弹性部件。板弹簧16的刚性较小。

惯性块15设置在杆轴部111的周围。惯性块15如图1所示为方筒形。惯性块15与杆轴部111同轴。惯性块15如图5所示，固定在板弹簧16的左右两端。在惯性块15的侧壁的车体侧端固定车体侧的板弹簧。在惯性块15的侧壁的发动机侧端固定发动机侧的板弹簧。即，板弹簧16和惯性块15的固定部分从纸面前侧向内侧延伸。即，其与重力方向平行。惯性块15是带有磁性的金属体。惯性块15的剖面左右对称并且上下对称。惯性块15的重心与杆部11的中心一致。惯性块15的内壁15a的一部分朝向致动器17的永磁体17c凸出。

因为惯性块15由刚性较小的板弹簧16支撑，所以杆轴方向(图5中的上下方向)的共振频率是从10Hz至100Hz的较低范围。因为4气缸发动机的空转速度的2次振动频率大约是20Hz，所以如果惯性块15的共振频率是10Hz，则无论发动机1的运转条件如何，惯性块15不会共振。但是，要使惯性块15的共振频率达到10Hz，惯性块15将非常重。在增大惯性块15重量困难的情况下，如果与杆刚体共振B(在本实施方式中为200Hz)的大约一半的频率相比，将惯性块15的共振频率设定得较低，则彼此的共振频率充分远离，可以充分抑制后述的振动传递。

致动器17是使惯性块15沿杆轴方向(图5中的上下方向)往复运动的直线运动型致动器。致动器17如后所述，根据通过电压放大电路23放大并取相反符号后得到的信号，产生力。

由此，进行增大作为控制对象的杆部11的阻尼的速度反馈控制。

致动器17设置在惯性块15与杆轴部111之间的空间中。致动器17包含铁芯17a、线圈17b、永磁体17c。

铁芯17a是方筒形状。铁芯17a固定在杆轴部111上。铁芯17a由多个层叠钢板构成。铁芯17a构成线圈17b的磁路。铁芯17a利用粘接剂将钢板固定在杆轴部111的周围，作为整体成为方筒形状的铁芯17a。线圈17b卷绕在铁芯17a上。永磁体17c设置在铁芯17a的外周面。

致动器17因为是这种结构，所以利用由线圈17b和永磁体17c产生的磁场引起的致动扭矩，使惯性块15沿杆轴方向往复运动。

加速度传感器21检测杆部11的轴向振动的加速度。加速度传感器21安装在杆部11的轴线上的小端部113的前端。这种方式的原因如后所述。

带通滤波器22使从加速度传感器21输入的信号中规定频率的信号通过，截断其他频率的信号。具体地说，带通滤波器22使至少包含杆刚体共振B的共振频率f₂的防振区域的下限频率f₅通过。此外，防振区域的下限频率是传递率达到1倍的频率，具体地说，是杆刚体共振B的共振频率f₂乘以规定值

求出的频率。此外，更优选带通滤波器22使至控制不发散的上限(例如400Hz)的信号通过。换言之，带通滤波器22不使超过控制不发散的上限(例如400Hz)频率的信号通过。

另外，带通滤波器22使大于或等于惯性块15的杆轴方向的共振频率的频率通过。换言之，带通滤波器22不使低于惯性块15的杆轴方向的共振频率的频率通过。此外，惯性块15的杆轴方向的共振频率由惯性块15的质量和板弹簧16的刚性决定，是从10Hz至100Hz左右。而且，如上所述，因为4气缸发动机的空转速度的2次振动频率大约是20Hz，所以如果使惯性块15的杆轴方向的共振频率为20Hz，则存在耦合的可能性。因此，更加优选带通滤波器22的通过频率设定为避免耦合。

因为如上所述，所以在本发明中对于多余的频率不控制。因此，可以提高控制稳定性，并且可以抑制多余的电力消耗，并在目标频率范围内可靠地抑制传递力。

电压放大电路23将从带通滤波器22输入的信号放大。即，电压放大电路23使由加速度传感器21检测到的振动的杆轴方向速度增大。并且，电压放大电路23向致动器17的线圈17b施加电压，进行电压控制。电压放大电路23例如是运算放大器。

对此进一步进行说明。

图6是从功能角度表现电压增幅电路23和致动器17的框图。

杆部11的轴向加速度

通过加速度传感器21检测。

电压放大电路23将轴向加速度

乘以增益-G而输出

在致动器17中，线圈17b作为积分器起作用。因此，致动器17输出

其结果是，致动器17产生的力Fa与

成正比，方向与加速度相反。即，进行增大作为控制对象的杆部11的阻尼的速度反馈控制。

图7是将在大端部112上产生发动机刚体共振A时的大端部112的外筒112a的变形放大的图。

发动机刚体共振A的共振频率f₁如上所述与零接近。在这种情况下，大端部外筒112a变形很大。杆部11的振动与大端部外筒112a的振动不一致。因此，如果在杆部11的轴线上的大端部112的前端安装加速度传感器21，受到大端部外筒112a的较大变形的影响，控制会发散。

与之相对，小端部外筒113a与大端部外筒112a相比刚性较大，不易变形。因此，在本实施方式中，将加速度传感器21配置在小端部外筒113a。

图8是表示扭力杆组件的物理模型的图。

在本发明中，考虑抑制杆刚体共振B，发动机刚体共振A忽略。另外，惯性块15的实际安装点在图5中是C点、D点2个位置，但在图8的物理模型中，将作为平均C点和D点的位置的E点作为“惯性块15的安装点”进行处理。

根据图示的模型，关于杆部的运动方程式成为下式(4)。

(-m_rω²+c_riω+k_r)x_r＝Fe+Fa  …(4)

其中，

m_r：杆刚体的质量

x_r：杆刚体的轴向位移

ω：角频率

k_r：小端部的杆轴向的弹性系数

c_r：小端部的杆轴向的阻尼系数

i：虚数单位

Fe：经由大端部的来自发动机的输入

Fa：致动器产生的力

另外，从杆部11向车体2的输入Ft成为下式(5)。

Ft＝k_rx_r+c_riωx_r    …(5)

其中，

x_r：杆刚体的轴向位移

ω：角频率

k_r：小端部的杆轴向的弹性系数

c_r：小端部的杆轴向的阻尼系数

i：虚数单位

另外，在本实施方式中，致动器17产生由下式(6)表示的力F_a。

Fa＝-Giωx_r    …(6)

其中，

x_r：杆刚体的轴向位移

ω：角频率

i：虚数单位

G：速度反馈增益

根据式(6)判断，致动器产生力F_a与杆部的轴向位移x_r的一阶微分值即杆部的轴向速度成正比。

如果将式(6)代入式(4)，可以得到下式(7)。

{-m_rω²+(c_r+G)iω+k_r}x_r＝Fe …(7)

根据式(7)，判断杆部的阻尼项从c_r增大为c_r+G。

由此，根据本实施方式，使用在具有双重防振效果的扭力杆上追加惯性块15及致动器17后的扭力杆组件10。并且，利用带通滤波器22及电压放大电路23进行速度反馈控制。这时向车体2的传递特性，根据式(5)及式(7)成为下式(8)。

$\frac{\mathrm{Ft}}{\mathrm{Fe}}=\frac{c_r\mathrm{i\ω}+k_r}{-m_r{\mathrm{\ω}}^2+(c_r+G)\mathrm{i\ω}+k_r}\·\·\·\left(8\right)$

在式(8)中，因为右边分母中的阻尼项的系数是c_r+G，另一方面，右边分子中阻尼项的系数是c_r而不变化，所以不受分母阻尼系数增大的影响。

由此，可以以仅影响经由大端部12传递的来自发动机1的输入Fe的方式，使阻尼系数增大，降低传递力。

因此，按照上述方式，如图9中单点划线所示，可以抑制杆刚体共振B，并且，即使在超过杆刚体共振B的共振频率f₂的频率区域也可以得到防振效果。

而且，小端部的杆轴方向阻尼系数c_r，是可以得到通常的双重防振效果的程度，即，可以在高于杆刚体共振B的频率区域充分抑制传递力的程度的值。

另外，可以在通过带通滤波器22的频率范围内，提高杆刚体共振B的阻尼。由此，增益G可以使杆刚体共振B的频率附近的传递力充分降低。换言之，可以设定为由杆刚体共振B引起的传递力不会增大的程度的值。

图10是表示在发动机转速为3000rpm的条件下将加速踏板完全踏入而加速时，从200Hz至1000Hz的车内噪音的总噪音水平的图。

观察图10判断，根据本实施方式的结构，与仅可以得到双重防振效果的比较方式相比，可以降低噪音水平。

以上主要是考虑减轻从发动机1向车体2传递的从中频区域至高频区域的振动的情况。

下面，进一步考虑减轻从发动机1向车体2传递的低频区域的振动。这种振动作为共鸣音而被传递。

共鸣音是由基于发动机旋转的基本次数的发动机振动产生。4气缸发动机的基本次数是旋转2次。6气缸发动机的基本次数是旋转3次。

对于共鸣音来说，按照下述方式应对。例如，在直列4气缸发动机中，对于每个发动机转速准备图11例示的对应图。并且，根据发动机转速检索该对应图，求出振幅的大小和相位。并且，根据下式(9)，设定最适合于发动机转速的起振力F。

F＝Asin(2θ+B)…(9)

其中，

A：振幅的大小

B：相位

θ：曲轴角

并且，相对于式(6)的致动器17的发生力Fa，施加式(9)的起振力F。

由此，通过相对于致动器17的发生力Fa施加式(9)的起振力F，从而如图12所示，在直列4气缸发动机中，可以在发动机转速较低的情况下，与相对于致动器17的发生力Fa不施加式(9)的起振力F的比较方式相比，降低共鸣音(车内噪音)。

由此，根据本实施方式的减振装置，可以大幅度减轻从低频区域中的共鸣音至加速时的噪音。

在这里，说明本实施方式的作用效果。

根据本实施方式，杆部11，因为杆刚体的共振频率低于发动机的弯扭共振频率，另外，通过致动器，产生与杆部的轴向速度成正比的力，使惯性块15沿杆部的轴向往复移动，所以可以维持小端部113的弹性体113c的阻尼特性，同时增大杆部11的阻尼，可以同时实现使杆轴向的杆刚体共振B的抑制和双重防振。

另外，根据本实施方式，利用滤波器，使杆轴向的加速度信号(或速度信号)中至少包含杆刚体共振的共振频率的规定的频率范围的信号通过，而使这个范围以外的信号不通过。并且，致动器根据通过滤波器的信号而产生与杆部的轴向速度成正比的力。因为采用这种方式，所以不进行多余频率处的控制，提高控制稳定性，并且可以抑制多余的电力消耗，并且抑制杆刚体共振频率f₂附近的传递力。

此外，根据本实施方式，规定的频率范围因为包含与杆刚体共振B的频率f₂相比位于高频侧的防振区域(图5所示的大于或等于频率f₅的频率范围)的频率，所以可以在从杆刚体共振频率f₂至防振区域的频率范围内抑制传递力。

此外，根据本实施方式，规定的频率范围包含与杆刚体共振B的共振频率f₂相比位于低频侧的惯性块15的杆轴方向共振频率，因为不控制高频的局部变形的共振，所以可以提高控制的稳定性。

另外，根据本实施方式，因为弹性部件(板弹簧16)以使惯性块15的共振频率小于杆刚体共振频率f₂的1/2的方式确定弹性系数，所以可以使惯性块15的共振频率充分地从杆刚体共振频率f₂远离。

此外，根据本实施方式，杆刚体包含：杆轴部111；外筒112a，其作为发动机安装部(大端部112)的结构部件，固定设置在杆轴部的一端；外筒113a，其作为车体安装部(小端部113)的结构部件，固定设置在杆轴部的另一端，设定杆刚体的质量、以及设置在车体安装部的结构部件即车体安装部外筒的内侧的弹性体113c的特性，以使杆刚体的共振频率低于发动机的弯扭共振频率，由此，可以在内外筒衬套构造中，设定适合于双重防振的杆刚体共振频率f₂。

此外，根据本实施方式，具有：加速度传感器21，其设置在杆部11的轴线上，并且设置在发动机安装部(大端部112)和车体安装部(小端部113)中刚性较高的一方，检测杆部的轴向加速度；以及电压放大电路23，其将加速度传感器的信号放大，致动器17根据由电压放大电路放大的信号使惯性块15沿杆部的轴向往复移动。并且，致动器17是直线运动型的致动器，包含：固定设置在杆部的轴部上的铁芯；设置在铁芯外周面上的永磁体；以及线圈，其卷绕在铁芯上，并且施加由电压放大电路放大的信号。因此，刚性较高一侧的具有弹性体113c的车体安装部(小端部113)因为在要进行控制的频带区域内不具有固有模式，所以可以提高控制的稳定性，提高增加杆部11的阻尼的控制效果。可以根据高精度地追随杆部11的动作的加速度信号，对线圈施加电压。

另外，根据本实施方式，因为安装在以摆动方式支撑的发动机1上，所以可以主要在进行输入的传递路径上进行控制，得到较大振动·噪音减轻的效果。

此外，根据本实施方式，杆轴水平地载置在车辆上。因此，可以在致动器使惯性块动作时，避免重力的影响。另外，板弹簧16和惯性块15的固定部分与重力方向平行。由此，可以在致动器使惯性块动作时，避免重力的影响。

(第2实施方式)

图13A是第2实施方式的扭力杆组件的斜视图。图13B是图13A的局部剖视图。

在本实施方式中，不使用粘接剂，将致动器铁芯17a固定在杆轴部111上。

而且，在图13A-13B中，仅示出大端部112的外筒112a。内筒112b及弹性体112c省略。仅示出小端部113的外筒113a。内筒113b及弹性体113c省略。仅示出致动器17的铁芯17a。线圈17b及永磁体17c省略。

杆轴部111的大端部112侧是较粗直径。并且，隔着台阶部相对一侧为较细直径。杆轴部111的较细直径与致动器铁芯17a的内径相同。在杆轴部111的较细直径部分的规定位置形成外螺纹111a。

扭力杆组件按照下述方式制造。

首先，致动器铁芯17a使杆轴部111插入，与台阶部抵接。

然后，拧紧螺母50，使致动器铁芯17a固定。

然后，在杆轴部111上焊接大端部112及小端部113。

然后，追加其他部件。

如果使用粘接剂，则在高温环境下粘接剂可能恶化。

根据本实施方式，因为不使用粘接剂固定致动器铁芯17a，所以可以提高耐久性。

(第3实施方式)

图14是第3实施方式的扭力杆组件6的概略俯视图。对于与第1实施方式相同的部分标记相同的标号。

在第1实施方式中，使用加速度传感器21、带通滤波器22、电压放大电路23，而在第3实施方式中，取代这些结构，使用由微型计算机、存储器构成的控制器40。在得到具有双重防振效果的结构的基础上，增加惯性块15及致动器17的结构与第1实施方式相同。

在第3实施方式中，使减振装置模型化为如图15所示在惯性块15的安装点受到强制变形的1个自由度振动系统。所谓惯性块15的安装点，是指图14所示的E点。

在该1个自由度振动系统的模型中，惯性块15和杆轴11的各运动方程可以利用下式(8)(9)表示。

$m_i\stackrel{\·\·}{x}+c_i\stackrel{\·}{x}+k_{i}x=u+w\·\·\·\left(8\right)$

$c_i{\stackrel{\·}{x}}_0+k_i{x}_0=w\·\·\·\left(9\right)$

其中，

m_i：惯性块质量

c_i：小端部的杆轴向的阻尼系数

k_i：小端部的杆轴向的刚性

x：惯性块的杆轴方向位移

x₀：杆部的轴向位移

u：致动器的控制力

w：外部干扰

并且，如果将上述(8)式、(9)式输出惯性块15的杆轴方向加速度

，并变换为状态空间表示，则成为下式(10-1)(10-2)。

$\left[\begin{array}{c}\stackrel{\·\·}{x}\\ \stackrel{\·}{x}\\ {\stackrel{\·}{x}}_0\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}-\frac{c_i}{m_i}& -\frac{k_i}{m_i}& 0\\ 1& 0& 0\\ 0& 0& -\frac{k_i}{c_i}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\stackrel{\·}{x}\\ x\\ x_0\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}\frac{1}{m_i}\\ 0\\ 0\end{array}\right]u+\left[\begin{array}{c}\frac{1}{m_i}\\ 0\\ \frac{1}{c_i}\end{array}\right]w\·\·\·(10-1)$

$\left[\stackrel{\·\·}{x}\right]=\left[\begin{array}{ccc}-\frac{c_i}{m_i}& -\frac{k_i}{m_i}& 0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\stackrel{\·}{x}\\ x\\ x_0\end{array}\right]+\left[\frac{1}{m_i}\right]u+\left[\frac{1}{m_i}\right]w\·\·\·(10-2)$

根据式(10-1)(10-2)，可以利用惯性块15的杆轴方向加速度

和致动器17的控制力u，可以形成推定惯性块15的杆轴方向速度

惯性块15的杆轴方向位移x、惯性块15的安装点的杆轴方向位移x₀这三者的观测器。

此外，可以通过对推定的惯性块15的安装点的杆轴方向位移x₀进行一阶微分，推定惯性块15的安装点的杆轴方向速度

由此，可以利用观测器推定惯性块15及杆部11的杆轴方向位移的状态量。

在第3实施方式中，检测惯性块15的杆轴方向加速度并且，通过

$u_v=-G_1{\stackrel{\·}{x}}_0\·\·\·\left(11\right)$

式，即，将惯性块15的安装点的杆轴方向速度

乘以增益G₁并取相反符号后得到的力u_v输入至作为控制对象的杆部11。

这时，作为运算中使用的杆轴方向速度，也可以与第1实施方式同样的使用通过滤波器后的杆轴方向速度。即，可以使用通过下述滤波器的杆轴方向速度

上述滤波器包含惯性块15的杆轴方向的共振频率，根据该共振频率，使至相对于杆刚体共振B的防振区域的频率范围的信号通过，并且，使防振区域中直至控制不发散的范围的上限的信号通过。

由此，因为在多余的频率处不进行控制，所以可以提高控制稳定性，并且，可以抑制多余的电力消耗，并在目标频率范围内可靠地抑制传递力。

在这里，相对于输入作为控制对象的杆部11的力u_v，致动器17的控制力u，通过下式(12)表示。

$u=c_i(\stackrel{\·}{x}-{\stackrel{\·}{x}}_0)+k_i(x-x_0)-u_v\·\·\·\left(12\right)$

惯性块15的杆轴方向加速度

根据致动器17的逆电动势检测。

因此，如图16所示，控制器40包含观测器41、积分器42、积分器43、减法器44。

观测器41推定惯性块15的安装点的杆轴方向速度

并且，积分器43根据式(11)确定输入杆部11的力u_v。

另外，观测器41推定惯性块15的杆轴方向速度在惯性块15的安装点处的杆部11的杆轴方向速度

惯性块15的杆轴方向位移x，在惯性块15的安装点处的杆部11的杆轴方向位移x₀这四个要素。并且，积分器42相对于这四个要素的列向量，乘以以c_i、-c_i、k_i、-k_i这四个值为要素的行向量，成为标量。

减法器44通过从该标量中减去杆部输入u_v，即通过式(12)确定控制力u。

与该控制力u相对应的电流向线圈17b施加，致动器17产生控制力u。

第3实施方式与第1实施方式比较，未设置加速度传感器21。另外，第3实施方式使用观测器41，将杆轴方向速度

乘以增益G₁并取相反符合后得到的力u_v输入作为控制对象的杆部11。在第1实施方式这种方式中，并不进行速度反馈。

由此，第3实施方式的控制回路的结构，与由带通滤波器22及电压放大电路23构成的第1实施方式的控制回路的结构不同。

第3实施方式中，致动器17产生控制器40根据惯性块15的杆轴方向加速度

确定的控制力u。

第3实施方式可以得到与图9中由单点划线所示的第1实施方式的效果相同的效果。其结果，可以得到与图7所示的第1实施方式的效果相同的加速时噪音降低效果。而且，在利用基于速度的控制量，即在速度上乘以增益求出的控制量，进行线圈17b的控制的情况下，控制电流。

根据第3实施方式，因为具有：观测器41，其根据惯性块15的杆轴方向加速度

和致动器的控制力u，推定至少包含杆部的轴方向速度在内的惯性块15及杆部的杆轴方向位移的状态量；杆部输入生成部43，其生成将从观测器41输出的速度信号

乘以增益G₁并取相反符号后得到的力u_v，作为杆部输入；以及致动器控制力计算部44，其根据由杆部输入生成部43生成的杆部输入、由观测器41推定的惯性块15及杆部的轴向位移的状态量，和弹性部件(板弹簧16)的杆轴方向的阻尼c_i及刚性

计算出致动器的控制力u，所以可以不使用加速度传感器21而得到与技术方案1相同的效果。即，可以维持小端部113的弹性体113c的阻尼特性，而使杆部11的阻尼增大，同时实现使杆轴方向的杆刚体共振B的抑制和双重防振。

另外，根据第3实施方式，惯性块15的杆轴方向加速度，因为根据致动器17的逆电动势检测，所以不需要安装加速度传感器21，可以降低成本。

不限于以上说明的实施方式，可以在该技术思想范围内进行各种变更，其都包含在本发明的技术范围内。

例如，上述实施方式将大端部112固定在发动机上，将小端部113固定在车体侧，但也可以将大端部112固定在车体侧，而将小端部113固定在发动机上。另外，如图1所示，下侧的扭力杆组件，插入内筒112b中的螺栓和插入内筒113b中的螺栓彼此平行。与此相对，上侧的扭力杆组件使插入内筒112b的螺栓及插入内筒113b的螺栓彼此正交。任意一种均可以。

关于以上说明，将申请日为2009年7月2日的日本国的特愿2009-157653的内容通过引用加入到本说明。

本发明实施方式包含的排他性质或特征如权利要求书所示。

Claims (12)

1.一种减振装置，其特征在于，具有：

杆刚体(111、112a、113a)，其分别经由弹性体(112c、113c)支撑在发动机(1)和车体(2)之间，共振频率设定得低于发动机刚体共振频率；

弹性部件(16)，其设置在上述杆刚体(111、112a、113a)上，利用作用在上述杆刚体(111、112a、113a)的轴向上的力而进行变形；

惯性块(15)，其由上述弹性部件(16)支撑；以及

致动器(17)，其产生与上述杆刚体(111、112a、113a)的轴向速度成正比的力，使上述惯性块(15)在杆刚体(111、112a、113a)的轴向往复运动。

2.如权利要求1所述的减振装置，其特征在于，

还具有滤波器(22)，其使上述杆刚体(111、112a、113a)的轴向加速信号或速度信号中至少包含杆刚体共振的共振频率在内的规定频率范围的信号通过，而不使该范围以外的信号通过，

上述致动器(17)根据通过上述滤波器(22)的信号，产生与上述杆刚体(111、112a、113a)的轴向速度成正比的力。

3.如权利要求2所述的减振装置，其特征在于，

上述规定频率范围包含与上述杆刚体共振的共振频率相比处于高频侧的防振区域的频率。

4.如权利要求2或3所述的减振装置，其特征在于，

上述规定频率范围包含与上述杆刚体共振的共振频率相比处于低频侧的惯性块(15)的杆轴方向共振频率。

5.如权利要求1至4中任意一项所述的减振装置，其特征在于，具有：

加速度传感器(21)，其设置在上述杆刚体(111、112a、113a)的轴线上，且设置在发动机安装部(112)和车体安装部(113)中刚性较高一侧，检测杆刚体(111、112a、113a)的轴向加速度；以及

电压放大电路(23)，其对上述加速度传感器(21)的信号进行放大，

上述致动器(17)是直线运动型致动器，其包含：固定设置在上述杆刚体(111、112a、113a)的轴部(111)上的铁芯(17a)；设置在铁芯(17a)的外周面上的永磁体(17c)；以及线圈(17b)，其卷绕在铁芯(17a)上，并且被施加由上述电压放大电路(23)放大后的信号，上述致动器(17)根据由电压放大电路(23)放大后的信号使上述惯性块(15)沿杆轴方向往复运动。

6.如权利要求1所述的减振装置，其特征在于，具有：

观测器(41)，其根据上述惯性块(15)的杆轴方向加速度和上述致动器(17)的控制力，推定至少包含上述杆刚体(111、112a、113a)的轴向速度在内的上述惯性块(15)及上述杆刚体(111、112a、113a)的杆轴方向位移的状态量；

杆部输入生成部(43)，其生成将从上述观测器(41)输出的速度信号乘以增益并取相反符号后得到的力，作为杆部输入；以及

致动器控制力计算部(44)，其根据由上述杆部输入生成部(43)生成的杆部输入、由上述观测器(41)推定的惯性块(15)及杆刚体(111、112a、113a)的轴向位移的状态量、和上述弹性部件(16)的杆轴方向的阻尼及刚性，计算上述致动器(17)的控制力。

7.如权利要求6所述的减振装置，其特征在于，

上述惯性块(15)的杆轴方向加速度根据上述致动器(17)的逆电动势检测。

8.如权利要求1至7中任意一项所述的减振装置，其特征在于，

上述弹性部件(16)的弹性系数确定为，使得上述惯性块(15)的共振频率小于杆刚体共振频率的1/2。

9.如权利要求1至8中任意一项所述的减振装置，其特征在于，

设定上述杆刚体(111、112a、113a)的质量和上述弹性体(112c、113c)的特性，以使得上述杆刚体(111、112a、113a)的共振频率低于发动机刚体共振频率。

10.如权利要求1至9中任意一项所述的减振装置，其特征在于，

上述杆刚体(111、112a、113a)的轴部包含粗直径部分和细直径部分，该细直径部分相对于该粗直径部而隔着台阶部形成，且具有外螺纹部分(111a)，

还具有与上述外螺纹部分(111a)螺合的螺母(50)，

通过上述螺母(50)进行紧固，从而将上述致动器(17)按压在台阶部上。

11.如权利要求1至权利要求10中任意一项所述的减振装置，其特征在于，

安装在以摆动方式装配的发动机(1)上。

12.如权利要求1至权利要求11中的任意一项所述的减振装置，其特征在于，

上述杆刚体(111、112a、113a)的杆轴水平地载置在车辆上。

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