JP3335678B2 - 車両の振動低減装置 - Google Patents

車両の振動低減装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は車両の振動低減装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】最近の車両では、車室内の振動つまり騒
音を低減するため、低減用振動(アンチ騒音振動あるい
は消音用振動とも言う)を発生させて、干渉作用により
振動を低減させることが種々提案され、既に実車に塔載
されたものものある。種々の騒音、特にエンジンからの
伝達振動に対応して振動低減を十分行なうには、例えば
特開平3−219139号公報に示すように、適応型フ
ィルタを利用した最適化手法によって、低減用振動を時
々刻々と適切化すればよい。上述の最適化手法によれ
ば、アクチュエ−タと振動低減効果を測定するセンサ
(一般にはマイク)との間の伝達特性をモデル化、すな
わち所定の遅延処理のための伝達関数が設定される。
【0003】低減用振動は、振動低減しようとする車両
の所定空間内に配設したスピ−カから出力させることも
できるが、エンジンのマウント部材内に低減用振動発生
用のアクチュエ−タを組込んで、このマウント部材部分
から低減用振動を発生させることもできる。このような
アクチュエ−タは、比較的高周波域を対象として作動さ
れる。つまり、少なくともエンジンのアイドル回転以上
の回転域での周波数域に対して対応したものとなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジン、
特に自動車用エンジンは、車体に対して一時的に大きく
変位しようとする場合がある。つまり、エンジンと車体
とはマウント部材によって弾性的に結合されているた
め、例えばエンジン始動時においては、クランキング作
用により一時的にエンジンが車体に大きく変位しようと
する。このようなエンジンの車体に対する過大変位は、
エンジンに取付けられた補機類等に対して好ましくない
のは勿論のこと、走行中にエンジンの過大変位が生じる
と、操縦性の点にも悪影響を与えることになる。
【0005】エンジンの過大変位を抑制するために、マ
ウント部材の緩衝能力を十分高めることが考えられる。
しかしながら、この場合は、エンジンを車体に対して実
質的に剛体的に結合されたのを同じような結果となり、
エンジン振動の車体への伝達防止というマウント部材の
機能が大きく損なわれることになり、事実上採用し難い
ものとなる。
【0006】したがって、本発明の目的は、マウント部
材の本来有する機能を損なうことなく、車両の所定空間
での振動低減を十分行ないつつ、エンジンの車体に対す
る過大変位を防止し得るようにした車両の振動低減装置
を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明にあっては次のような構成としてある。すな
わち、
【0008】エンジンを車体に支持するマウント部材内
に、減衰手段としてのオリフィスを介して連通された主
液室と副液室とが画成され、前記マウント部材に、前記
主液室の容積を変化させて、エンジンからの伝達振動が
車両の所定空間で低減されるように低減用振動を発生す
るためのアクチュエータが設けられ、前記アクチュエー
タを制御する第1制御手段および第2制御手段を有し、
前記第1制御手段は、前記アクチュエータを高周波振動
させて前記低減用振動を得るように設定され、前記オリ
フィスは、前記第1制御手段の制御対象となる周波数域
よりも低周波の振動を減衰するように設定されると共
に、前記アクチュエータの低周波の作動に応じて減衰特
性が変更されるように設定され、前記第2制御手段は、
エンジンの振動変位が通過されるローパスフィルタと、
該ローパスフィルタを通過した後のエンジンの振動変位
信号に基づいてエンジンの過大変位を抑制する制御を実
行するか否かを判定するエンジン状態検出手段と、該エ
ンジン状態検出手段によってエンジンの過大変位を抑制
する制御を実行するときであると判定されたときに、前
記オリフィスを流れようとする方向の流量を高めて前記
減衰手段の減衰作用を高めるように前記アクチュエ−タ
を低周波振動させる制御を行う減衰成分制御手段と、を
備えている、ような構成としてある。
【0009】上記所定状態としては、例えば次のような
場合とすることができる。すなわち、エンジンの車体に
対する変位量が所定値以上となるとき、エンジンまたは
車体に作用する加速度が所定値以上のとき、エンジンの
始動時、エンジンの加速時または減速時とすることがで
きる。
【0010】
【実施例】以下本発明の実施例を添付した図面に基づい
て説明する。図1において、本発明が適用された自動車
1は、そのエンジン2が、振動低減用アクチュエ−タを
兼用したマウント部材3を介して車体フレ−ム4に取付
けられている。このようなマウント部材3を介したエン
ジン2の車体への取付けは、複数箇所において行なわれ
ている。
【0011】マウント部材3の詳細を図2に示してあ
る。図2中11はエンジン側取付部材、12は車体側取
付部材であり、両部材11と12とは、互いに上下方向
に隔置された状態で、ゴム等の弾性部材13によって連
結されている。上記各部材11と12と13とで囲まれ
る空間内には、主液室14が構成されている。主液室1
4は、その上壁が、ダイヤフラム15とこれに一体化さ
れた鉄板等の磁性材からなる加振板16とにより構成さ
れている。エンジン側取付部材11には、永久磁石17
と電磁コイル18とからなる加振用アクチュエ−タ19
が一体化されている。
【0012】車体側取付部材12内には、副液室21が
構成されている、この副液室21は、ダイヤフラム22
によって空気室23と画成されると共に、オリフィス2
4を介して主液室14と連通されている。そして、主液
室14と副液室21とには、作動液が充満されている。
【0013】以上のような構成とされたマウント部材3
は、振動が何等作用しないと共にコイル18が消磁され
ている状態においては、加振板16が永久磁石17の吸
引力と釣り合う位置で静止され、このとき主液室14が
所定の基準容積とされる。この状態から、コイル18を
励磁、より具体的には振動低減用信号となる交流波で励
磁すると、磁石17による加振板16の吸引力が与えら
えた交流波にしたがうように振動して、主液室14の容
積が変化される。
【0014】いま、エンジン2の運転に起因して生じる
振動によりエンジン側取付部材11が下方へ変位すると
き、主液室14の容積を大きくすることにより、振動が
緩和つまり低減される。逆に、エンジン側取付部材11
が上方へ変位するときは、主液室14の容積を小さくす
ることにより、振動が低減される。
【0015】上述の主液室14の容積変化による振動低
減作用は、加振板16を比較的高周波で振動させて、オ
リフィス24を介した主液室14と副液室21との間で
の作動液のやりとりが事実上行なわれないときになされ
る(アクティブ振動低減で、第1制御状態)。そして、
作動液がオリフィス24を通過するような低周波振動
は、当該オリフィス24を作動液が通過することによる
減衰作用によって低減される(パッシブ振動低減)。
【0016】コイル18に対しては、エンジンの回転に
起因して生じる振動低減用の比較的高周波での交流波の
他、エンジン2が車体に対して過大変位しようとするの
を抑制するための低周波の交流派が供給される。すなわ
ち、エンジン2が車体に対して過大変位しようとしたと
きは、コイル18に低周波での交流波を供給することに
より、オリフィス24を流れる流量を増加させて、減衰
能力を高める(マウント部材3を一時的に固くしたのを
同じ)第2制御状態とされる。勿論、この第2制御状態
のときの上記交流波は、エンジン2が車体フレ−ム4か
ら離れる方向の変位時には主液室14の容積が大きくな
るようにし、エンジン2が車体フレ−ム4に近ずく方向
の変位時には主液室14の容積が小さくなるようにその
位相が設定されるものである(オリフィス24を流れよ
うとする方向の流量を高める)。
【0017】前述したコイル18に対する制御系統が、
例えば図3に示すように構成される。この図3におい
て、制御系U1が、エンジン2からの伝達振動が所定空
間としての車室内で低減されるように制御するためのも
ので、31は適応型デジタルフィルタ、32は収束係数
設定等を行なう適応アルゴリズム、33は伝達特性モデ
ル(遅延回路)、34は振動低減されるべき所定空間と
して車室内に設置されたマイクである。勿論、車室内へ
のエンジンの伝達振動低減のために、マイク34により
検される振動が極力0となるように、マウント部材3に
対する出力信号つまり低減用振動のレベルおよび位相が
調整される。
【0018】なお、最適化のための適応アルゴリズムと
しては、例えば最少2乗法等、既知の適宜のものを選択
し得るが、最適化の手法そのものは周知なのでその詳し
い説明は省略する。また、エンジン2の回転振動のうち
低減すべき振動は、エンジン2が4気筒4サイクルエン
ジンとされている関係上、もっとも問題となる回転2次
成分のみとしてあるが、4次、6次等の回転成分をも低
減するように設定することもできる。また、リファレン
ス信号として、例えば点火パルスとすることができる。
【0019】制御系U2は、エンジン2の車体に対する
過大変位を防止するための制御系を構成する。この制御
系においては、エンジン2の振動変位が、ロ−パスフィ
ルタ41を介して、エンジン状態検出手段42および減
衰成分制御手段43に入力される。エンジン状態検出手
段42は、ロ−パスフィルタ41を通過した振動変位信
号に基づいて、過大変位を抑制する制御を実行するか否
かの判定を行なって、減衰成分制御手段43を起動させ
るか休止させるかのON/OFF信号を当該減衰成分制
御手段43へ出力する。
【0020】減衰成分制御手段43は、その作動時に
は、前述のように、オリフィス24の減衰機能を高めて
エンジン2の過大変位を防止するように、コイル18に
対する制御信号を生成する(生成された制御信号は、交
流波でかつ制御系U1から出力される交流波よりも低周
波となる)。各制御系U1およびU2からの制御信号
は、加算器44によって加算された後、コイル18に供
給される。
【0021】図4には、制御系U2による制御の効果を
図式的に示すもので、制御系U2による減衰制御を実行
した方が、実行しない場合に比して、エンジン2の変位
を抑制する効果が十分向上されることが理解される。
【0022】図5は、図3に示す制御系U2の制御内容
の概略を示すフロ−チャ−トであり、以下の説明でPは
ステップを示す。先ず、P1において、エンジン振動が
読込まれた後、P2において20Hz以上の周波数成分
がカットされる。この後、P3において、P2の処理を
経た後の入力振動の位相と、振幅とが決定される。この
後、P4において、P3で決定された振幅のうち最大振
幅が、所定値A以上であるか否かが判別される。このP
4の判別でNOのときは、エンジン2が過大変位しない
ときであるとして、そのままP1へ戻る。
【0023】P4の判別でYESのときは、P5におい
て、P3で決定された入力振動を打消すのに必要な減衰
信号(交流波)の位相と振幅とが決定され、この決定さ
れた減衰信号が、P6において出力される。これによ
り、エンジン2の過大変位が防止される。
【0024】図6〜図8は、それぞれ、エンジン2の過
大変位を検出するための例を示すものである。先ず、図
6に示す例では、エンジン2と車体フレ−ム4との間に
ストロ−クセンサS51を組込んで、エンジン2の車体
フレ−ム4に対する変位量を直接検出するようにしたも
のである。この場合、センサS51からの検出信号は、
図3の制御系U2に対するエンジン振動変位を示す信号
としても利用される。
【0025】図7に示す例では、エンジン2に加速度セ
ンサS52を組込んだものである。この加速度センサS
52は、実施例では上下加速度を検出するものとしてあ
るが、横加速度を検出するものであってもよい。この場
合は、センサS52で検出される加速度が所定値以上の
ときに、エンジン2に過大変位が生じると判断される。
【0026】図8に示す例では、例えば点火パルスを利
用してエンジン回転数を検出する回転数センサS53を
用いたものであり、エンジンの始動時を検出するものと
なっている。この場合は、エンジン回転数が0以外のと
きで、アイドル回転以下の回転数のときに始動時である
として、制御系U2による減衰機能を高める制御が実行
される。
【0027】以上実施例について説明したが、エンジン
2の過大変位を生じる状態としては、実施例に示す他、
加速時あるいは減速時等の状態とすることもできる。こ
の加減速の検出は、例えば、アクセルの踏込み量の変化
度合あるいはアクセル開度の変化速度等によってみれば
よい。
【0028】また、車室内でのエンジンからの伝達振動
低減のために制御としては、最適化手法によることな
く、種々の手法を採択し得るものである。例えば、アイ
ドル回転時において回転2次成分を低減できるような低
減用振動を、1周期分についてあらかじめ実験的に作
成、記憶しておき、アイドル回転時にのみこの記憶され
た低減用振動を用いた振動低減の制御を行なうようにし
てもよい。この場合、エンジン回転数に応じて記憶され
ている低減用振動の位相幅を調整すれば、広い回転域に
渡って振動低減の制御を行なうことができる。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、通常は第1制御手段に
よってアクチュエータを制御することによって車両の所
定空間におけるエンジンからの伝達振動を低減すること
ができる。また、第1制御手段の制御対象外となる低周
波振動を、特別な制御を行うことなくオリフィスを利用
して減衰させることができる。さらに、エンジンの過大
変位は、アクチュエ−タを有効に利用してオリフィスの
減衰特性を高めることにより防止することができる。勿
論、マウント部材は、必要時のみ減衰能力が高められた
状態となるので、マウント部材そのものの本来の機能を
損なうこともない。以上に加えて、従来からある液体封
入式のマウント部材を大きく変更することなく、特にマ
ウント部材を比較的コンパクトにしつつ上記効果を得る
ことができる。また、第2制御手段が、ローパスフィル
タとエンジン状態検出手段と減衰成分制御手段と有し
て、エンジンの過大変位の低減制御を高精度に行うこと
が可能となる。
【0030】請求項2ないし請求項5に記載したような
構成とすることにより、エンジンの過大変位が生じよう
とする状態を、特別な手法を用いることなく、容易かつ
確実に検出することができる。
【0031】
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明が適用された自動車を示す要部断面側
面図。
【図2】 本発明に利用されるマウント部材の一例を示
す側面断面図。
【図3】 本発明に用いる制御系統の一例を示す図。
【図4】 本発明によるエンジン過大変位の防止制御の
効果を図式的に示す図。
【図5】 エンジン過大変位の防止制御の内容を示すフ
ロ−チャ−ト。
【図6】 エンジンが過大変位することを検出するため
の一例を示す図。
【図7】 エンジンが過大変位することを検出するため
の他の例を示す図。
【図8】 エンジンが過大変位することを検出するため
のさらに他の例を示す図。
【符号の説明】
1:自動車 2:エンジン 3:マウント部材 14:主液室 16:加振板 17:永久磁石 18:コイル 19:加振用アクチュエ−タ 21:副液室 24:オリフィス U1:振動低減用制御系 U2:エンジン過大変位防止用制御系
フロントページの続き (72)発明者 中尾 憲彦 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (72)発明者 三藤 千明 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (72)発明者 塚原 裕 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (72)発明者 原田 真悟 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−2939(JP,A) 特開 平3−219139(JP,A) 特開 昭64−46036(JP,A) 特開 昭63−235739(JP,A) 特開 平4−300725(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60K 5/12 F16F 13/26

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジンを車体に支持するマウント部材内
    に、減衰手段としてのオリフィスを介して連通された主
    液室と副液室とが画成され、 前記マウント部材に、前記主液室の容積を変化させて、
    エンジンからの伝達振動が車両の所定空間で低減される
    ように低減用振動を発生するためのアクチュエータが設
    けられ、 前記アクチュエータを制御する第1制御手段および第2
    制御手段を有し、 前記第1制御手段は、前記アクチュエータを高周波振動
    させて前記低減用振動を得るように設定され、 前記オリフィスは、前記第1制御手段の制御対象となる
    周波数域よりも低周波の振動を減衰するように設定され
    ると共に、前記アクチュエータの低周波の作動に応じて
    減衰特性が変更されるように設定され、 前記第2制御手段は、エンジンの振動変位が通過される
    ローパスフィルタと、該ローパスフィルタを通過した後
    のエンジンの振動変位信号に基づいてエンジンの過大変
    位を抑制する制御を実行するか否かを判定するエンジン
    状態検出手段と、該エンジン状態検出手段によってエン
    ジンの過大変位を抑制する制御を実行するときであると
    判定されたときに、前記オリフィスを流れようとする方
    向の流量を高めて前記減衰手段の減衰作用を高めるよう
    に前記アクチュエ−タを低周波振動させる制御を行う減
    衰成分制御手段と、を備えている、 ことを特徴とする車両の振動低減装置。
  2. 【請求項2】請求項1において、 前記所定状態が、エンジンの車体に対する変位量が所定
    値以上となるときである、ことを特徴とする車両の振動
    低減装置。
  3. 【請求項3】請求項1において、 前記所定状態が、エンジンまたは車体に作用する加速度
    が所定値以上のときである、ことを特徴とする車両の振
    動低減装置。
  4. 【請求項4】請求項1において、 前記所定状態が、エンジンの始動時である、ことを特徴
    とする車両の振動低減装置。
  5. 【請求項5】請求項1において、 前記所定状態が、エンジンの加速時または減速時であ
    る、ことを特徴とする車両の振動低減装置。
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