JP3867869B2

JP3867869B2 - 車両の駆動系振動防止装置

Info

Publication number: JP3867869B2
Application number: JP08199197A
Authority: JP
Inventors: 敏雄中嶋
Original assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Current assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date: 1997-03-14
Filing date: 1997-03-14
Publication date: 2007-01-17
Anticipated expiration: 2017-03-14
Also published as: JPH10252818A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の駆動系の振動を防止する車両の駆動系振動防止装置に係り、特に、車両の変速機の出力を終減速装置に伝達するプロペラシャフトの振動を抑制して車室への振動伝播を規制し、車室内振動騒音を低減するようにした車両の動系振動防止装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、フロントエンジンリヤドライブの車両では、変速機から後車軸へプロペラシャフト７を介して動力を伝達している。
この場合、動力伝達経路は、起点となるエンジンはフレームまたは車体にゴム等弾性体のマウントを介して支持され、終点である後車軸は、リーフスプリング等のサスペンションで支持されているため、荷重の上下変動や路面の凹凸等により応じてたえず上下に動揺している。このためにその間のプロペラシャフトは走行中に自由にその取付角度と長さが変化する構造が必要でこのために自在継手（ユニバーサルジョイント）及びすべり継手（スリーブヨ−ク）が備えられている。
【０００３】
しかし、図５に示すように、エンジン２の回転変動やプロペラシャフト７交角により発生する駆動系の角速度変動ωは、終減速装置３のファイナルギヤで方向を変換されてリアアクスル２２のワインドアップの角速度変動ωwとなり、さらに、リアサスペンション９ａのシャックルリンク２３を通じて車体フレーム１の前後加速度αfとなって、最終的には、キャブの前後加速度αcとなり、キャブ内振動騒音の一因となっている。また、図６に示すように駆動系の横曲げ方向の共振が起こると駆動系の強度にかかわるため、最低次の固有振動数ｆ0を一定値以下にする必要もある。
そして、このような現象を回避または低減するため、車両設計には種々の配慮が必要で、多くの工数を必要とする。
【０００４】
一方、駆動系の振動を能動的に低減させる装置として、特開平５−２４５３１号公報が知られており、この公知例ではデフケースとこれを包囲する円筒状の支持ケースとの間に掛け渡して圧電アクチュエータを介設すると共に、支持ケースとデフケースとの間の変位を検出すべく変位センサを介設し、変位量が所定量増減した場合に、圧電アクチュエータにより変位と逆位相の振動を加えて相殺することによりデフケースの振動を規制するものが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例は振動が発生する部品の変位を検出してその検出結果に基づき、その部品を直接的に変位させるものであるため、比較的大出力のアクチュエータが必要になるし、大型部品のデフケース内に複雑な構成を組込むためコスト増を招いてしまう問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、比較的小型のアクチュエータで効率良く振動を低減できる車両の駆動系振動防止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】
上記目的は、以下の構成により達成される。
【０００８】
請求項１記載の発明は、車両の変速機の出力を終減速装置に伝達するプロペラシャフトの略中間部を回転支持するセンタベアリングと車体との間に介設され同センタベアリングに軸直角の上下方向の変位力を付与するアクチュエータと、上記プロペラシャフトに連結される前記変速機または前記終減速装置を含む駆動系部材のうち上記終減速装置に設けられるリダクションピニオン又は上記プロペラシャフトの後端部の回転角速度を直接又は間接的に検出する振動状態検出手段と、
上記振動状態検出手段の検出出力に基づき上記回転角速度の変動に起因する上記終減速装置のワインドアップ振動を低減すべく上記アクチュエータの作動を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
係る発明によれば、センタベアリングにアクチュエータを設けているのでユニット化が容易であるし、アクチュエータは終減速装置のリダクションピニオン又はプロペラシャフトの後端部とは離れて位置するセンタベアリングに軸直角方向の変位力を付与するのでセンタベアリングと終減速装置のリダクションピニオン又はプロペラシャフトの後端部との間の距離をモーメント力の腕の長さとして利用することができ比較的小さなアクチュエータの出力で上記終減速装置のワインドアップ振動を効率よく低減できる。
さらに、リダクションピニオン又はプロペラシャフトの後端部の回転角速度を検出するので簡単かつ応答性よく終減速装置のワインドアップ挙動を推定でき、センタベアリングに上下方向に変位力を付与することで終減速装置のワインドアップ振動を効率よく低減できる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、車両の変速機の出力を終減速装置に伝達するプロペラシャフトの略中間部を回転支持するセンタベアリングと車体との間に介設され同センタベアリングに軸直角の車幅方向の変位力を付与するアクチュエータと、上記プロペラシャフトに連結される前記変速機または前記終減速装置を含む駆動系部材のうち上記変速機の車体に対する車幅方向加速度を直接又は間接的に検出する振動状態検出手段と、上記振動状態検出手段の検出出力に基づき上記変速機の車幅方向振動を低減すべく上記アクチュエータの作動を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
係る発明によれば、センタベアリングにアクチュエータを設けているのでユニット化が容易であるし、アクチュエータはプロペラシャフトに連結される変速機とは離れて位置するセンタベアリングに軸直角方向の変位力を付与するのでセンタベアリングと変速機との間の距離をモーメント力の腕の長さとして利用することができ比較的小さなアクチュエータの出力で上記変速機の車幅方向振動を効率よく低減できる。
さらに、駆動系の車幅方向曲げ振動により車幅方向振動が生じやすい変速機の車幅方向加速度を検出するので簡単かつ応答性よく駆動系の車幅方向の曲げ振動状況を推定でき、センタベアリングに車幅方向の変位力を付勢することで変速機の車幅方向変位を効率よく抑制して駆動系の曲げ振動を低減できる。
【００１０】
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１２】
図１に示す符号１はトラック等の車体をなす車体フレームで、この車体フレーム１の前部には駆動源たるエンジン２が、後部には終減速装置３が、さらに、中央部には、エンジンに連結された変速機４の出力軸５から終減速装置３の入力軸（リダクションピニオン）６にエンジン２の駆動力を伝達するためのプロペラシャフト７が配設され、上記エンジン２は、ゴム等の弾性体のマウント（図示せず）を介して車体フレーム１に弾性支持され、上記終減速装置３は車両の後車軸８を支持するアクスルケース（図示せず）を介してリーフスプリング式等のサスペンション９ａにより車体に弾性支持されている。
【００１３】
上記プロペラシャフト７は、走行中の荷重変動や路面の凹凸により動揺しても、エンジン２から終減速装置３に駆動力が安定して伝達されるように、自在継手部１０及び伸縮継手部１１を介して屈曲自在に且つ伸縮自在に連結された分割式のシャフト（例えば、フロントプロペラシャフト、リアプロペラシャフト）から成り、両端の自在継手１１を介して上記出力軸５及び入力軸６に連結されると共に、センタベアリング１２を介して上記車体フレーム１に弾性支持されている。
【００１４】
図３、図４に示すように、このセンタベアリング１２は、図示しないベアリング部を内蔵する本体部１２ｃと、本体部１２ｃを外周側から支持するサドル形の第１ブラケット１２ａ及び第２ブラケット１２ｂとに分離可能に構成されていて、各ブラケット１２ａ，１２ｂ両端の取付耳１３ａ、１３ｂのボルト挿通孔１４にそれぞれ取付ボルト１５を挿入しこれを車体フレーム１のねじ孔１６に螺入して締結したとき、一体のセンタベアリング１２を構成するようになっている。
なお、第１ブラケット１２ａの軸方向両側を外向きに折曲げて補強のためのリブ１７を形成すると一定の曲げ、捩り強度が得られる。
【００１５】
そして係るセンタベアリング１２で車体フレーム１にプロペラシャフト７を弾性支持するため、第１ブラケット１２ａの各取付耳１３ａと取付ボルト１５の頭部１５ａの座面との間、車体フレーム１と各第２ブラケット１２ｂの取付耳１３ｂとの間及び、各ブラケット１２ａ，１２ｂの内面（把持面）とプロペラシャフト７外周面との間にそれぞれ所定硬度、所定耐摩耗性の弾性体１８が介設される。
従って、上記ボルト挿通孔１４に取付ボルト１５を挿入しこれを車体フレーム１のねじ孔１６に螺入して締結し、ロック材（接着材等）により固定するだけで、車体フレーム１にプロペラシャフト７を簡単に弾性支持することができる。
【００１６】
図３，４は、上下方向の変位力を発生する第１アクチェエータ１９ａと車幅方向の変位力を発生する第２アクチュエータ１９ｂを一つのアクチュエータとしてユニット化した場合の実施形態を示しているが、各アクチュエータ１９ａ、１９ｂをそれぞれ別々に設けても良い。
図示されるようにこのユニットアクチュエータ１９は、アクチュエータ本体１９ｃの一端部に上記第１ブラケット１２ａ，第２ブラケット１２ｂの取付耳１３ａ、１３ｂに係合して支持され係合部１９ｄを有し、このアクチュエータ本体１９ｃの係合部１９ｄと反対側の端部内及び上面部内にアクチュエータ本板１９ｃ及び取付耳１３ａ、１３ｂを介してセンタベアリング１２を上下、左右に変位移動させるべく上記第１アクチュエータ１９ａ，第２アクチュエータ１９ｂを取付けたものである。そして、各アクチュエータ１９ａ、１９ｂは弾性体１８の弾性変形領域内でセンタベアリング１２を変位駆動させるものとなっている。
なお、アクチュエータ１９ａ、１９ｂとしては圧電式、電磁式等が好ましいが、油圧式や電気モ−タ式等、他の方式でも良い。
【００１７】
さて、図１、図２に示されるように、上記車両のエンジン２から終減速装置３に至る車両駆動系の振動を抑制するため、各センタベアリング１２と上記車体又は車体フレーム１の間には、プロペラシャフト７に軸直角方向でかつ上下方向の変位力を付与して制振すべくそれぞれ第１アクチュエータ１９ａが設置されると共に、プロペラシャフト７に軸直角方向でかつ車幅方向の変位力を付与して制振すべく第２アクチュエータ１９ｂが設置され、そして、車両の駆動系の振動状態を検出すべく振動状態検出手段２０ａ、２０ｂが配設されている。この振動状態検出手段２０ａは、回転角速度センサであり、終減速装置３のリダクションピニオン軸６の回転角速度（終減速機４のワインドアップ振動の要因）を検出するよう設けられており、プロペラシャフト７の出力端の回転角速度を検出するセンサに代替することも可能である。また、振動検出手段２０ｂは、横加速度センサであり、車体に対する変速機４の車幅方向加速度（変速機４の車幅方向振動の要因）を検出するよう設けられている。もちろん、各振動状態検出手段２０は、上記駆動系部材の振動状態を直接又は間接的に検出し得るものであればよく、例えば、コイル抵抗の変化により振動を検出するピックアップセンサ等、他の方式のセンサであっても構わない。
【００１８】
そしてこの振動状態検出手段２０及び上記第１アクチュエータ１９ａ，第２アクチュエータ１９ｂの駆動回路は、それぞれマイクロコンピュータを中心として構成されたコントローラ（ＥＣＵ等）２１に接続されている。
この場合に、コントローラ２１は、演算処理部（ＣＰＵ等）、メモリ、Ｉ／Ｏ等を中心として電気的に回路構成され、その演算処理部で予めメモリに格納しておいたマップ等の参照値に対して上記振動状態検出の検出出力を比較して入力軸６の振動状態を求める演算と、この演算値に基くセンタベアリング１２の目標制振出力を求める演算とを行うと共に、この演算に基づく制御信号を第１アクチュエータ１９ａ，第２アクチュエータ１９ｂの駆動回路に入力するよう構成されている。
すなわち、上記プロペラシャフト７の振動状態が、その捩りトルク変動に起因するワインドアップ振動を主体とする振動状態である場合には、少なくとも第１アクチュエータ１９ａの駆動回路にその振動を抑え込む制御信号を入力してセンタベアリング１２の位置を上下方向の所定制振位置に変位させ、また、上記プロペラシャフト７の振動状態が、横曲げ振動を主体とする振動状態である場合には、その振動を抑え込む制御信号を少なくとも第２アクチュエータ１９ｂの駆動回路に入力してセンタベアリング１２の位置を径方向の所定制振位置に変位させるよう構成されている。
【００１９】
このようにプロペラシャフト７に連結される車両の駆動系部材から離れて位置するセンタベアリング１２に軸直角方向の変位力を付与するよう第１，第２アクチュエータを配設し、振動状態検出手段２０ａにより上記終減速装置３のリダクションピニオン軸６の回転角速度を検出して、コントローラ２１により該角速度変動が減少するよう第１アクチュエータ１９ａの作動を制御すれば、上記終減速装置３のワインドアップ振動を抑制することが可能であるし、振動検出手段２０ｂにて検出した車体に対する変速機４の車幅方向加速度に基づきコントローラ２１が該加速度を減少させるように第２アクチュエータ１９ｂの作動を制御すれば、駆動系の車幅方向曲げ振動を低減できる。このような場合、センタベアリング１２と振動が発生する駆動系部材との間の距離をモーメント力の腕の長さとして利用することができ、比較的小さなアクチュエータ出力で上記車両の駆動系の振動を効率良く抑制してその振動の伝播を抑制することができる。
このため、従来、問題となっていた車室内騒音等が大幅に低減される。
【００２０】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば次の如き優れた効果を発揮する。
【００２１】
（１）センタベアリングにアクチュエータを設けているのでユニット化が容易であるし、アクチュエータはプロペラシャフトに連結される駆動系部材とは離れて位置するセンタベアリングに軸直角方向の変位力を付与するのでセンタベアリングと駆動系部材との間の距離をモーメント力の腕の長さとして利用することができ比較的小さなアクチュエータ出力で上記駆動部材の振動を効率よく低減できる（請求項１、２）。
（２）リダクションピニオン又はプロペラシャフトの後端部の回転角速度を検出するので簡単かつ応答性よく終減速装置のワインドアップ挙動を推定でき、センタベアリングに上下方向に変位力を付与することで終減速装置のワインドアップ振動を効率よく低減できる（請求項１）。
（３）駆動系の車幅方向曲げ振動により、車幅方向振動が生じやすい変速機の車幅方向加速度を検出するので、簡単かつ応答性よく駆動系の車幅方向の曲げ振動状況を推定でき、センタベアリングに車幅方向の変位力を付勢することで変速機４の車幅方向変位を効率よく抑制して駆動系の曲げ振動を低減できる（請求項２）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車両の駆動系振動防止装置の側面図である。
【図２】本発明に係る車両の駆動系振動防止装置の平面図である。
【図３】本発明に係るセンタベアリングの構造とユニットアクチュエータとの取付け関係を示す図である。
【図４】本発明に係るセンタベアリングの構造とユニットアクチュエータとの取付け関係を示し、図３のＡ−Ａ線矢視図である。
【図５】従来の車両の駆動系の振動状態を説明するための車両の駆動系の側面図である。
【図６】従来の車両の駆動系の振動状態を説明するための車両の駆動系の平面図である。
【符号の説明】
２エンジン
３終減速装置
４変速機
７プロペラシャフト
１２センタベアリング
１９ａ第１アクチュエータ
１９ｂ第２アクチュエータ
２０振動状態検出手段
２１コントローラ
２９ユニットアクチュエータ

Claims

車両の変速機の出力を終減速装置に伝達するプロペラシャフトの略中間部を回転支持するセンタベアリングと車体との間に介設され同センタベアリングに軸直角の上下方向の変位力を付与するアクチュエータと、
上記プロペラシャフトに連結される前記変速機または前記終減速装置を含む駆動系部材のうち上記終減速装置に設けられるリダクションピニオン又は上記プロペラシャフトの後端部の回転角速度を直接又は間接的に検出する振動状態検出手段と、
上記振動状態検出手段の検出出力に基づき上記回転角速度の変動に起因する上記終減速装置のワインドアップ振動を低減すべく上記アクチュエータの作動を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両の駆動系振動防止装置。
車両の変速機の出力を終減速装置に伝達するプロペラシャフトの略中間部を回転支持するセンタベアリングと車体との間に介設され同センタベアリングに軸直角の車幅方向の変位力を付与するアクチュエータと、
上記プロペラシャフトに連結される前記変速機または前記終減速装置を含む駆動系部材のうち上記変速機の車体に対する車幅方向加速度を直接又は間接的に検出する振動状態検出手段と、
上記振動状態検出手段の検出出力に基づき上記変速機の車幅方向振動を低減すべく上記アクチュエータの作動を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両の駆動系振動防止装置。