JP2009226967A - Engine vibration damping system - Google Patents
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Description
本発明は、車両に搭載されたエンジンの振動の車体への伝搬を抑制するエンジン制振システムに関し、特に、どの方向に対しても、また、トルクの大きさに関係なくエンジンの振動を抑えることのできるものに関する。 The present invention relates to an engine damping system that suppresses propagation of engine vibration mounted on a vehicle to a vehicle body, and particularly suppresses engine vibration in any direction and regardless of the magnitude of torque. It relates to what can be done.
図1に模式図で示すように、エンジン11は、通常、弾性体よりなるエンジンマウント13を介して車体12に支持されていて、このエンジンマウント13は、エンジン11を支持する機能に加え、乗り心地に関わる振動や車内こもり音等を低減することを目的に、エンジン11の車体への振動伝達を低減し、さらにはエンジン11の振動そのものを抑制する機能を担っている。
As schematically shown in FIG. 1, the engine 11 is normally supported by the
そして、乗り心地に関わる振動や車内こもり音をさらに低減する必要がある場合には、図2に模式図で示すように、一部のエンジンマウントを、これにボイスコイルなどのアクチュエータを内蔵させたアクティブコントロールマウント14(以下、「ACM」という)に代えることも行われていて、エンジン11をACM14とエンジンマウント13とで支持しするとともにACM14を電気的に駆動しアクティブ制御することで、制振効果や防音効果を高めることも行われている。
If it is necessary to further reduce the vibration related to ride comfort and the noise of the vehicle interior, as shown in the schematic diagram of FIG. 2, some engine mounts and actuators such as voice coils are built in. The active control mount 14 (hereinafter referred to as “ACM”) is also replaced. The engine 11 is supported by the ACM 14 and the
また、最近では、エンジンの高トルク化、高出力化に伴って、エンジンマウント13を介して車体12に支持されたエンジン11の激しい揺れを抑えるため、トルクロッドと呼ばれる制振部品が用いられていて(図3参照)、トルクロッド15は、エンジン11の回転軸廻りの振動を抑えるため、回転軸から離れた位置におけるエンジンの回転方向の変位を、ゴム部材の弾性によって吸収するよう作用するものである。
In recent years, as the torque of the engine is increased and the output is increased, a vibration damping component called a torque rod is used to suppress the intense vibration of the engine 11 supported by the
しかしながら上記従来技術は以下のような問題を抱えている。すなわち、ACMを用いたエンジン制振システムにおいて、ACMはエンジンを支持することによってはじめてこれをアクティブに制振するよう構成されていて、そのため、上下方向の振動を制御することはできるが他の方向の振動に対しては十分機能さえることができず、また、トルクロッドについては、そもそもアクティブ制御をするものでない上、例えば発進時のトルク等、大きなトルクが作用している状態下では、トルクロッドのゴム部材が圧縮されて剛性が高くなっていて、エンジンの振動がそのまま車体に伝達されてしまい乗り心地が悪化するという問題がある。 However, the above prior art has the following problems. In other words, in an engine damping system using an ACM, the ACM is configured to actively suppress the vibration only when the engine is supported. Therefore, the vibration in the vertical direction can be controlled but the other direction can be controlled. In addition, the torque rod does not perform active control in the first place, and the torque rod under the condition that a large torque is applied, such as the torque at the time of starting. There is a problem that the rubber member is compressed and has high rigidity, and the vibration of the engine is transmitted to the vehicle body as it is and the ride comfort is deteriorated.
本発明は、このような問題を鑑みてなされたものであり、どの方向に対しても、また、トルクの大きさに関係なくエンジンの振動を抑えることができるエンジン制振システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and provides an engine damping system capable of suppressing engine vibration in any direction and regardless of the magnitude of torque. Objective.
<1>は、車両に搭載されたエンジンの振動の、車体への伝搬を抑制するエンジン制振システムにおいて、
エンジンの振動の、車体への伝搬を抑制するアクチュエータとして、複数個の永久磁石を軸方向に並べて構成したシャフトと、その周囲に配置された電磁コイルとよりなり、これらの磁気的な相互作用により、それらのシャフトおよび電磁コイルが非接触状態で軸方向に相対変位できるよう構成されたシャフトモータを少なくとも1個具え、
シャフトおよび電磁コイルの一方をエンジンに、これらの他方を車体に、それぞれ、球面ジョイントを介して連結してなるエンジン制振システムである。
<1> is an engine damping system that suppresses propagation of vibrations of an engine mounted on a vehicle to a vehicle body.
As an actuator that suppresses the propagation of engine vibration to the vehicle body, it consists of a shaft composed of a plurality of permanent magnets arranged in the axial direction, and an electromagnetic coil arranged around the shaft. And at least one shaft motor configured such that the shaft and the electromagnetic coil can be displaced relative to each other in the axial direction in a non-contact state;
This is an engine damping system in which one of a shaft and an electromagnetic coil is connected to an engine, and the other is connected to a vehicle body via a spherical joint.
<2>は、<1>において、エンジンは、エンジンマウントを介して、車体に支持されている請求項1に記載のエンジン制振システムである。
<2> is the engine damping system according to
<3>は、<1>もしくは<2>において、長さ方向に弾性変形するトルクロッドの両端を、それぞれエンジンと車体とに連結し、このトルクロッドの向きを前記シャフトモータのシャフトと平行に配置してなる記載のエンジン制振システムである。 <3> is either <1> or <2>, wherein both ends of the torque rod elastically deformed in the longitudinal direction are connected to the engine and the vehicle body, and the direction of the torque rod is parallel to the shaft of the shaft motor. The engine damping system according to the description.
<4>は、<1>〜<3>のいずれかにおいて、エンジンは、少なくとも一つのACMによって支持されているエンジン制振システムである。 <4> is an engine damping system according to any one of <1> to <3>, in which the engine is supported by at least one ACM.
<5>は、<1>〜<4>のいずれかにおいて、前記エンジンマウントの少なくとも一つを、エンジンと車体との相対変位によって変化する液室の容積変化に伴いこの液室に接続されたオリフィスを通って流出入する際の粘性抵抗または液柱共振によって制振する液封式防振マウントとするエンジン制振システムである。 <5> In any one of <1> to <4>, at least one of the engine mounts is connected to the liquid chamber in accordance with a volume change of the liquid chamber that changes due to a relative displacement between the engine and the vehicle body. This is an engine vibration control system that is a liquid seal type vibration proof mount that is controlled by viscous resistance or liquid column resonance when flowing in and out through an orifice.
<1>によれば、エンジンの振動の、車体への伝搬を抑制するアクチュエータとして、少なくとも1個のシャフトモータを用い、シャフトモータを構成するシャフトおよび電磁コイルの一方をエンジンに連結し、これらの他方を車体に連結しているので、詳細を後述するように、エンジンの任意の方向の振動を吸収することができ、また、トルクロッドとは異なり、コイルに流す電流を制御することによりエンジンをアクティブ制御することが可能であり、しかも、高トルクが作用してエンジンが大きく変位した状態でも有効に制御することができる。 According to <1>, at least one shaft motor is used as an actuator that suppresses propagation of engine vibration to the vehicle body, and one of the shaft and the electromagnetic coil constituting the shaft motor is connected to the engine. Since the other is connected to the vehicle body, the vibration in any direction of the engine can be absorbed as will be described in detail later. Unlike the torque rod, the engine is controlled by controlling the current flowing through the coil. Active control is possible, and effective control is possible even when the engine is greatly displaced due to high torque.
<2>によれば、エンジンは、エンジンマウントを介して、車体に支持されているので、エンジンマウントによって柔軟にエンジンを支持することができ、これによってシャフトモータによるアクティブ制御を効果的に働かせることができる。 According to <2>, since the engine is supported by the vehicle body via the engine mount, the engine can be flexibly supported by the engine mount, thereby effectively making active control by the shaft motor work. Can do.
<3>によれば、長さ方向に弾性変形するトルクロッドの両端を、それぞれエンジンと車体とに連結し、このトルクロッドの向きを前記シャフトモータのシャフトと平行に配置したので、トルクロッドの作用によりエンジンの変位を制限することができ、しかも、発進時等における大きなトルクに伴いトルクロッドゴム部材が圧縮されて剛性が高くなりトルクロッドの制振作用が低減したときでも、シャフトモータの作用によってこれを補いエンジン振動の車体への伝達を抑制することができる。 According to <3>, both ends of the torque rod that is elastically deformed in the length direction are respectively connected to the engine and the vehicle body, and the direction of the torque rod is arranged in parallel with the shaft of the shaft motor. The displacement of the engine can be limited by the action, and even when the torque rod rubber member is compressed due to a large torque at the time of starting etc. and the rigidity is increased and the damping action of the torque rod is reduced, the action of the shaft motor Thus, this can be compensated for and transmission of engine vibration to the vehicle body can be suppressed.
<4>によれば、エンジンは、少なくとも一つのACMによって支持されているので、エンジンをさらに効果的に制振することができる。 According to <4>, since the engine is supported by at least one ACM, the engine can be more effectively damped.
<5>によれば、前記エンジンマウントの少なくとも一つを、エンジンと車体との相対変位によって変化する液室の容積変化に伴いこの液室に接続されたオリフィスを通って流出入する際の粘性抵抗または液柱共振によって制振する液封式防振マウントとしたので、エンジンの制振効果をさらに高めることができる。 According to <5>, at least one of the engine mounts has a viscosity when flowing in and out through an orifice connected to the liquid chamber as the volume of the liquid chamber changes due to a relative displacement between the engine and the vehicle body. Since the liquid-sealed anti-vibration mount that suppresses vibration by resistance or liquid column resonance is used, the vibration damping effect of the engine can be further enhanced.
図4は、この発明の第一の実施形態のエンジン制振システムを示す模式図であり、このエンジン制振システム10は、エンジン11を支持するエンジンマウント13と、エンジンマウントから離れた位置に設けられたシャフトモータ1とを具えて構成される。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the engine damping system of the first embodiment of the present invention. The engine damping system 10 is provided at an
図5に模式図で示すように、シャフトモータ1は、複数個の永久磁石25を軸方向に並べて構成したシャフト21と、その周囲に配置された電磁コイル22とよりなり、電磁コイル22に電流を流したときそれらに発生する磁気的な相互作用により、シャフト21と電磁コイル22とは、非接触状態を保ちながら軸方向に相対変位が可能なように構成されている。すなわち、シャフトは永久磁石をN極同士、S極同士をそれぞれ接合した構造になっており、接合部から強い磁力線が発生し、一方、このシャフト21を取り囲む電磁コイル22に電流が流れると磁界が発生し、フレミングの左手の法則によりシャフト21と電磁コイル22とを軸方向に相対変位させる推力が発生する。
As schematically shown in FIG. 5, the
このように構成されたシャフトモータ1は、相互の磁気作用により非接触状態を保つことができ、その状態で相対変位することができるので、応答性が極めて高く、また、その軸方向の変位に対して、推力を制御することにより、それらの相対変位における可動範囲内であればどの位置でもあっても、バネ特性を固くしたり柔らかくしたり自在に制御できるという特長を有している。
The
このような特長を有するシャフトモータ1を、例えば、図4に示すように、シャフト21と電磁コイル22との一方をエンジン11の側に固定し、他方を車体12の側に固定し、電磁コイル22に流す電流を制御することによって、エンジン11と車体12との相対変位に対して、これらの間に設けられたバネとして介在させることができ、しかも、そのバネ常数をリアルタイムで制御することにより、所望の制振効果を得ることができる。
For example, as shown in FIG. 4, the
ここで、エンジン11と車体12の相対変位は、シャフトモータ1の軸方向に沿った変位だけではなくこれに直交する面内方向の成分の相対変位もあるので、このような変位に対応するため、シャフト21および電磁コイル22は、それぞれ、エンジン11もしくは車体12に球面ジョイント23を介して固定する必要があり、このように構成することによって、シャフトモータの向きが変化しても、シャフト21とコイル22とは、接触することなくこれらを同一軸線上に保持することができる。
Here, the relative displacement between the engine 11 and the
この実施形態において、エンジン11は、エンジンマウント13もしくは、その全部もしくは一部をACMに代えて支持するのが好ましく、これは、シャフトモータ1が、それと直交する方向の支持能力がないためである。
In this embodiment, the engine 11 preferably supports the
ここで、エンジンマウント13の一部もしくは全部を、液封式防振マウントで構成すれば、制振効果を高めることができ好ましい。液封式防振マウントは、少なくとも一部が弾性体で囲まれた液室を有していて、エンジン11と車体12との相対変位によって弾性体の壁が移動し液室の容積が変化すると液室に接続されたオリフィスを通過して液室内の液体が流出入できるように構成されていて、このときの液体の粘性抵抗または液柱共振によって制振作用を発揮することができるようになっている。
Here, it is preferable that a part or all of the
図6は、本発明に係る第二の実施形態のエンジン制振システムを示す模式図であり。このエンジン制振システム30は、6個のシャフトモータ31A、31B、31Cを具え、対をなすシャフトモータ31Aは車両左右方向(Y方向)の振動を制御し、同様に、一対のシャフトモータ31Bは車両前後方向(X方向)の振動を、一対のシャフトモータ31Cは高さ方向(Z方向)の振動をそれぞれ制御するよう構成されている。
FIG. 6 is a schematic diagram showing an engine damping system according to a second embodiment of the present invention. The
そして、これらのシャフトモータ31A、31B、31Cを構成するシャフト21および電磁コイル22の一方はエンジン11に、他方は車体12に、それぞれ球面ジョイント23を介して固定されていて、そのため、シャフトモータ31A、31B、31Cの延在方向と交わる方向の変位に対しても、シャフト21と電磁コイル22とを非接触状態に保つことができる。
One of the
さらに、シャフト21と電磁コイル22とは周方向に相対変位可能に構成されているので、X方向、Y方向、および、Z方向のそれぞれに対してこれらを回転中心とする変位に対してもスムースに追従させることができる。
Further, since the
ここで、エンジン11は、図示しないエンジンマウント13を介して車体12に支持されていて、エンジン11を支持する機能はエンジンマウント13が担い、シャフトモータ31A、31B、31Cは、それぞれの自身の軸線に沿った方向の振動を専ら制御するように機能する。
Here, the engine 11 is supported by the
このように、シャフトモータ31A、31B、31Cは、その軸線を所望の方向に向けることにより、その軸線に沿った方向の振動成分を制振することができ、種々の方向の振動に対応して用いることができる。
As described above, the
1 シャフトモータ
10 エンジン制振システム
11 エンジン
12 車体
13 エンジンマウント
14 ACM
15 トルクロッド
21 シャフト
22 電磁コイル
23 球面ジョイント
25 永久磁石
30 エンジン制振システム
31A、31B、31C シャフトモータ
1 Shaft motor 10 Engine vibration control system 11
15
Claims (5)
エンジンの振動の、車体への伝搬を抑制するアクチュエータとして、複数個の永久磁石を軸方向に並べて構成したシャフトと、その周囲に配置された電磁コイルとよりなり、これらの磁気的な相互作用により、それらのシャフトおよび電磁コイルが非接触状態で軸方向に相対変位できるよう構成されたシャフトモータを少なくとも1個具え、
シャフトおよび電磁コイルの一方をエンジンに、これらの他方を車体に、それぞれ、球面ジョイントを介して連結してなるエンジン制振システム。 In an engine damping system that suppresses the propagation of engine vibration mounted on a vehicle to the vehicle body,
As an actuator that suppresses the propagation of engine vibration to the vehicle body, it consists of a shaft composed of a plurality of permanent magnets arranged in the axial direction, and an electromagnetic coil arranged around the shaft. And at least one shaft motor configured such that the shaft and the electromagnetic coil can be displaced relative to each other in the axial direction in a non-contact state;
An engine damping system in which one of a shaft and an electromagnetic coil is connected to an engine and the other is connected to a vehicle body via a spherical joint.
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