JPH01223024A - 車両の振動減衰装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、車両の振動減衰装置に関し、特に、デファレ
ンシャル側から車体に伝達される振動を抑制する装置に
関する。

（従来の技術） 一般に、セミトレーリングアーム式独立懸架のリアサス
ペンションをもつ車両では、デファレンシャルキャリア
をサスペンションメンバに固定し、このサスペンション
メンバ両端に設けられたラバーブツシュを介して弾性的
に車体に支持するとともに、デファレンシャルキャリア
後部と車体とを剛的に連結しているが、近時、制振性改
善のために、デファレンシャルキャリア後部もラバーブ
ツシュを用いて弾性結合することが行われている。

第９図は従来のこの種のリアサスペンションを示す図で
ある。デファレンシャルキャリア１は、その前部が車幅
方向に延在するサスペンションメンバ２に固定され、そ
の後部がゴム等の弾性体からなるデフマウント３を介し
て車体に取り付けられている。なお、４．４′はジョブ
クアプソーバ、５．５′はコイルスプリング、６．６′
はリアアクスル、７、？’はサスペンションメンバ２の
両端を弾性的に車体に取り付けるブツシュである。

（発明が解決しようとする課題） 、しかしながら、このような従来のリアサスペンション
にあら′では、デファレンシャルケース１の後部と車体
どの間に設けられたデフマウント３の剛性が、デフマウ
ント３を形成するゴム等の弾性係数によって単一に決定
される構成となっていたため、デファレンシャルキャリ
ア１から車体に伝達される各種振動の全てを効果的に抑
制、遮断することが国難であるといった欠点があった。

ここで、各種振動について詳述すると、（１）第１θ図
に示すように、プロペラシャフトの軸心と変速機出力軸
の回転中心とが一致していない場合、プロペラシャフト
に発生した振れ回りによる２次偶力がデファレンシャル
キャリアから車体へと伝えられ、上下方向の加振力とな
る。この種の振動は、主としてプロペラシャフトの回転
開始時、すなわち、車両の発進時に発生することがらい
わゆる発進時振動として知られている。

（Ｕ）車両走行中に、特定の変速段（例えば、２速や３
速）で急激なアクセルのオン／オフ操作を行つと、エン
ジン出力トルクのステップ状変化に応答して、車両のフ
ライホイールをマス、アクスルシャフトを捩りバネとす
るバネマス系に自由振動が発生する。この振動はおよそ
５１１ｚ程度の低周波加速度変化となって車体に作用し
、いわゆるスナツチを引き起こす。

（ＩＩ［）はぼ直進時の定速走行中では、上記（、■）
および（■）は発生せず、むしろ、デファレンシャルキ
ャリア内のギア歯合音（デフノイズ）が車体に伝帳して
車室内騒音を悪化させる。

すなわち、上述の（１）〜（Ｉ［［）までの振動は、そ
の振動レベルや振動周波数等に各々差異があり１、した
がって、単一の弾性係数をもつ従来のデフマウント３で
は（Ｉ）〜（Ｉ［Ｉ）までの全てを遮断することは困難
であった。

（発明の目的） そこで本発明は、デフマウント等の内部に形成された一
対の液室内およびこの液室を連通ずるオリフィス内に電
気レオロジカル流体を封入し、走行状態に応じて上記オ
リフィス内の電気レオロジカル流体の粘性を変化させる
ことにより、デフマウントの特性を可変して各種振動に
対してこれを効果的に抑制、遮断することを目的として
いる。

（課題を解決するための手段） 本発明による車両の振動減衰装置は上記目的達成のため
、車体側部材およびデファレンシャル側部材間を連結す
る弾性体内に、車両の路上下方向に対向して一対の液室
を形成し、両液室間を連通ずる少なくとも１つのオリフ
ィスを備え、上記−対の液室およびオリフィス内に、印
加電圧に応じて液体からほぼ個体まで粘性が変化しうる
電気レオロジカル流体を封入し、さらに、車両の走行状
態を検出する検出手段からの出力信号に応じてオリフィ
ス内の電気レオロジカル流体の粘性を可変操作する操作
手段を設けて構成し′ζいる。

（作用） 本発明では、オリフィス内の電気レオロジカル流体の粘
性が走行状態に応じて可変される。

したがって、車体側部材およびデファレンシャル側部材
間を連結する弾性体の特性が走行状態に応じて変化する
ので、上述した各種振動に対してこれを抑制、遮断する
ことができる。

（実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１〜８図は本発明に係る車両の振動減衰装置の一実施
例を示す図であり、例えば、第９図に示すサスペンショ
ン装置に適用した例である。

まず、構成を説明する。ｌＯは車両の振動減衰装置であ
り、車両の振動減衰装置１０は、検出手段としてのセン
サ群１１、操作手段としてのコントロールユニット１２
および第９図のデフマウント３に相当する可変特性マウ
ント１３を含んで構成されている。

センサ群１１は、車速Ｓｖを検出する車速センサ１１ａ
％変速機のギア位置Ｓｉ（但し、ｉ−各ギア位置を示し
、例えば１〜４速の何れか）を検出するギヤ位置センサ
ｌｌｂ、エンジンのスロットル開度ＴＶＯを検出するス
ロットルセンサｌｌｃ、エンジンのフライホイール回転
速度ＳＦを検出する回転センサｌｌｄ、操舵ハンドルの
舵角θ　（但し、直進時θ＃０°）を検出する舵角セン
サｌｌｅを備え、各センサからの信号Ｓｖ、Ｓ　ｉ、Ｔ
ＶＯ１ＳＦ％θはコントロールユニット１２に入力され
る。

コントロールユニット１２は、例えば、マイクロコンピ
ュータおよびプログラマブル電源部を含み、マイクロコ
ンピュータは、内部に格納された所定のプログラムを実
行し、各入力信号に従って必要な処理値を演算する。プ
ログラマブル電源部はマイクロコンピュータで演算され
た処理値に従って２つの高電圧電位信号ＯＦａ、ＯＦ’
ａを生成し、可変特性マウン１−１３に出力する。

可変特性マウント１３は、図示しないデファレンシャル
キャリアに連結される導電性を有する外筒（デファレン
シャル側部材＞　１４と、外筒１４の内周面に加硫接着
されたゴム等の弾性膜１５と、この弾性膜１５の内周側
に圧入された中間筒１６と、中間筒１６の内周面に加硫
接着された車体の路上下方向に延在するゴム等からなる
弾性体１７と、弾性体１７の上下方向はぼ中間に位置し
て上下両側の弾性体１７に加硫接着され車体側に連結さ
れる内筒（車体側部材）１８と、を有して構成され、 弾性体１７内部には、第２図に第１図における■−■′
矢視断面を示すように車両の路上下方向に対向する一対
の液室１７ａ、１７ｂが形成されており、一方の液室（
例えば、液室１７　ｂ　）の画壁の一部は、他方の液室
のそれよりも薄膜に形成されている。

これらの液室１７ａ、１７ｂは、第１図に示すように中
間筒１６の胴回りに形成された大径オリフィス１６ａお
よび小径オリフィス１６ｂにより連通されている。液室
１７ａ、１７ｂおよび大径オリフィス１６ａ、小径オリ
フィス１（ｉｂ内部には電気レオロジカル流体が封入さ
れている。

ここで、電気レオロジカル流体について説明すると、電
気レオロジカル流体は、電場の強さに応じて液体からほ
ぼ個体までその粘性が可逆的に変化する特殊な流体であ
り、このような流体としては、例えば、シリコン油等の
絶縁油内に所定量の粒子（例えば、シリカゲル）が含有
されたものが知られている。この流体は印加電圧の大き
さによる電場の強さに応じて含有粒子の粒子配列が変化
し、この粒子配列が極めて整一になされたときにはほぼ
固体に近いものに状態が遷移する。すなわち、電気レオ
ロジカル流体は、印加電圧の大きさに応じて絶縁油が備
えた液体としての粘性からほぼ固体としての剛性までそ
の塑性変形特性が連続的に変化し、また、その電圧印加
から粘性変化までの応答速度が極めて早いといった特長
を有している。さらに、絶縁油内の粒子種類や含有の割
合を変えることにより、印加電圧に対する塑性変形特性
をある程度変化させることが可能である。

第３図は第１図におけるｍ−ｍ’矢視断面図である。第
３図において、大径オリフィス１６ａおよ、び小径オリ
フィス１６ｂ内の電気レオロジカル流体は、大径オリフ
ィス１６ａおよび小径オリフィ゛ス１６ｂの壁面に貼着
された図示しない導電性薄膜材に接するとともに、弾性
膜１５に形成された開口窓１５ａ、１５ａ’を介して外
筒１４にも接している。外筒１４は信号線Ｌ１を介して
接地され、また、大径オリフィス１６ａの導電性薄膜材
には信号線Ｌ２を介して必要に応じて高電圧電位信号ｏ
ＦＡが印加され、小径オリフィス１６ｂの導電性薄膜材
には信号線Ｌ１を介して必要に応じて高電圧電位信号Ｏ
Ｆ。

が印加される。

なお、可変特性マウント１３の組立は、まず、内筒１８
、弾性体１７、中間筒１６を第４図のように組立てると
ともに、この組立てたものを、第５図に示す外筒１４お
よび弾性膜１５の内側に圧入することで行われる。

次に、作用を説明する。

第６図はコントロールユニット１２において実行される
プログラムのフローチャートである。なお、以下の説明
で用いられる基準値Ｌ　ｌ”’　Ｌ　ｓは、好ましくは
次のとおり設定される。

Ｌｌ−停車状態若しくは停車状態に近い極低速時の車両
の車速Ｓｖに相当する値。

Ｌ２−中高速走行時の車両の車速Ｓｖ（例えば、５９ｋ
ｍ／ｈ程度）に相当する値。

Ｌ、−低速走行時の車両の車速Ｓｖ（例えば、３９に＋
ａ／ｈ程度）に相当する値。

Ｌ４→アクセルペダルが急激にオン／オフ操作されたと
きのエンジンのスロットル開度ＴＶＯの変化量ΔＴＶＯ
よりも若干小さ目の適当な値。

Ｌｓ−エンジンに回転変動が発生したときのフライホイ
ール回転速度ＳＦの変化量ΔＳＦよりも若干小さ目の適
当な値。

まず、ステップ（以下単にＰという）Ｐｔ〜Ｐ。

で、検出された車速Ｓｖと基準値し１〜Ｌ、を比較し、
■停車状態か、■中高速域で走行中か、■低速域で走行
中か、の何れかを判別し、何れにも属さない場合（■）
は今回の処理を終了する。■の場合はＰａに進み、高電
圧電位信号ＯＦＡおよび高電圧電位信号ＯＦ、の双方を
ＯＮにするように処理値を演算してプログラムを終了す
る。すなわち、■は停車状態であるから、直後に発進状
態に移行して前述の（１）が発生する恐れがある。

したがって、ＯＦＡおよびＯＦ、の双方を出力して大径
オリフィス１６ａおよび小径オリフィス１６ｂ内の電気
レオロジカル流体の粘性をほぼ固体へと変化させる。そ
の結果、液室１７ａ、１７ｂ間の流体（電気レオロジカ
ル流体）の流動が禁止され、可変特性マウン目３の剛性
は最大に高められて（Ｉ）の発生を防止することができ
る。

一方、上述の■の場合、Ｐ、でギア位置センサ１１ｂか
らの信号Ｓｉが加速に用いられる例えば２速あるいは３
速のギア段であるか否かを判別する。

このＰ、がＹＥＳの場合、Ｐ、でΔＴＶＯ（ΔＴＶ　Ｏ
＝　Ｔ　Ｖ　ＯＴ　Ｖ　Ｏ−イ但し、ＴＶＯ−＋：先回
のＴＶＯ）とＬ４とを比較して急激なアクセル繰作が行
われたか否かを判別する。さらに、このＰ、もＹＥＳの
場合、Ｐ、でΔＳｒ　　（Δ５Ｆ＝ＳＦＳｙ−１、但し
、５Ｆ−１？先回のｓｒ）とり、とを比較してエンジン
回転故に比較的大きな変動が、発生しているか否かを判
別する。そして、このＰ、もＹＥＳの場合は、上述のＰ
ｓ　、Ｐａの判別結果も併せて加速に移行しつつあると
判別し、Ｐａに進み高電圧電位信号ＯＦ、のみをＯＮに
するように処理値を演算する。すなわち、高電圧電位信
号ｏＦＡのみのＯＮによって、可変特性マウント１３の
大径オリフィス１６ａ内の電気レオロジカル流体のみが
ほぼ固体に変化し、この場合、可変特性マウン目３の特
性はスナツチを抑制するに必要なバネ定数及び減衰特性
（第７図）を満足するように変化する。

ここで、上記バネ定数を満足させるためには、例えば、
第４図に示す可変特性マウン）１３の半径Ｌａおよび厚
さＬｂを共に５１とし、小径オリフィス１６ｂの断面径
をφ３　ａｍ程度とした場合、可変特性マウント１３本
体の断面積Ａは、Ａ＝ＬａＸＬｂ＝２５ｃｄで与えられ
、一方、小径オリフィス１６ｂの断面積Ｂは、Ｂ＝　（
３ｍａ／２）”　ｘπ＝０．０７ＣＩ＋！で与えられる
から、これらＡ、Ｂの比（断面積比ζ）は、ζ＝２．８
　Ｘｌ０−３となる。また、小径オリフィス１６ｂ内の
電気レオロジカル流体（ＯＦ８が印加されていないので
ほぼ液体である）の液体マスｍは、小径オリフィス１６
ｂの長さを１０ａｍとすると、ｍ＝　０．７ｇ　＝　０
．７／　（８９００Ｘ１０００）　＝７．Ｉ　Ｘ１０−
’　（ｋｇ−＊鳳／Ｓ２）が得られる。

（例えば５１１ｚ） だから、拡張バネ定数Ｋａ＝９ｋｇ／ａｍに設定すれば
スナツチを抑制することができる。

再び第６図において、上述のＰ、〜Ｐ７でＮ。

の場合は、ハイギア（例えば４．５速）で低速走行中で
あるから、スナツチの発生の恐れはないので、Ｐａに進
み、高電圧電位信号ＯＦＡ、ＯＦ。

の双方をＯＮにするように処理値を演算する。

一方、上記■の場合、すなわち、中高速域で走行中の場
合、Ｐ、でギア位置センサｌｌｂからの信号Ｓｉを点検
してハイギア（例えば４．５速）走行か否かを判別し、
ＹＥＳの場合、ＰＩＧで舵角センサｌｉｅからの信号θ
を点検して直進走行中（θ、＃０°あるいはθ＃０°±
α）か否かを判別する。

その結果、ハイギア直進時には、（Ｉ）および（ｎ）の
発生の恐れはなく、むしろ前述の（ＩＩＩ）、すなわち
、デフノイズを抑制する必要がある。したがって、Ｐ、
で高電圧電位信号ＯＦＡおよびＯＦ、の双方をＯＦＦに
するように処理値を演算し、可変特性マウント１３の大
径オリフィス１６ａ小径オリフイス１６ｂ内の電気レオ
ロジカル流体の粘性を低粘性とする。その結果、可変特
性マウント１３の剛性は最も柔らかくなり、デフノイズ
を抑制することができる。

なお、Ｐ、およびＰＩ（ｌでＮｏ命令の場合には、加速
中、あるいは転舵中のため、Ｐ１□で高電圧電位信号Ｏ
ＦＡ、ＯＦｍｌの双方をＯＮにする処理値を演算し、可
変特性マウン目３の剛性を高める。

その結果、サスペンション剛性が高められ、操安性が確
保される。

このように本実施例では、可変特性マウント１３内部に
一対の液室１７ａ、１７ｂおよび液室１７ａ、１７ｂを
連通ずる大径オリフィス１６ａ、小径オリフィ、ス１６
ｂを設けるとともに、これらの液室１７ａ、１７ｂ、大
径オリフィス１６ａ、小径オリフィス１６ｂ内に電気レ
オロジカル流体を封入し、セン、す群１１で検出された
各信号Ｓｖ、Ｓｉ、ＴＶｏ、ＳＦ、θに従って大径オリ
フィス１６ａ、小径オリフィス１６ｂ内の電気レオロジ
カル流体の粘性を選択的に変化させている。したがって
、車両の走行状態に応じて可変特性マウント１３の特性
を可変させることができ、例えば、走行状態が急加減速
状態に変化したとき、第７図に示すように可変特性マウ
ント１３の動バネ定数が、スナツチ周波数域で最小とな
り、振動を抑制するロスファクタを最大に高めてスナツ
チを抑制することができる。その結果、車体に作用する
車体前後方向加速度が第８図に従来との比較で示すよう
に速やかに収束し、走行フィーリングを改善することが
できる。

なお、本実施例では、大径オリフィス１６ａおよび小径
オリフィス１６ｂを設け、これら２つのオリフィス内部
の電気レオロジカル流体の粘性を２値的に（はぼ固体か
あるいは液体か）変化させるようにしているが、例えば
、ＯＦＡ　、ＯＦＭの電圧値を多段階的あるいは直線的
に変化させて電気レオロジカル流体の粘性をその変化に
追随させるようにしてもよい。あるいは、オリフィス数
も２つに限定されるものではなく、要求される可変特性
マウント１３の特性の変化程度に応じて１つ以上複数の
中から適宜選択してもよい。

（効果） 本発明によれば、デフマウントの特性を走行状態に応じ
て可変させることができ、例えば、発進時振動、スナツ
チ、デフノイズといった各種の振動を効果的に抑制する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜８図は本発明に係る車両の振動減衰装置の一実施
例を示す図であり、第１図はその全体構成図、第２図は
第１図におけるｎ−ｎ　’矢視断面図、第３図は第１図
におけるｍ−ｍ　’矢視断面図、第４．５図はその可変
特性マウントの組立て過程を説明するための図、第６図
はそのコントロールユニットで実行されるプログラムの
フローチャート、第７図はその効果を説明するための動
バネ定数およびロスファクタを示す特性図、第８図はそ
の効果を説明するための車体前後加速度を示す特性図、
第９．１０図は従来のサスペンション装置を示す図であ
り、第９図はその全体斜視図、第１０図はその問題点を
説明するための概念図である。 １１・・・・・・センサ群（検出手段）、１２・・・・
・・コントロールユニット（ｆｉ　作手段）、１４・・
・外筒（デファレンシャル側部材）、１６ａ・・・・・
・大径オリフィス（オリフィス）、１６ｂ・・・・・・
小径オリフィス（オリフィス）、１７・・・・・・弾性
体、 １７ａ・・・・・・液室、 １７ｂ・・・・・・液室、 １８・・・・・・内筒（車体側部材）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車体側部材およびデファレンシャル側部材間を連結する
   弾性体内に、車両の路上下方向に対向して一対の液室を
   形成し、両液室間を連通する少なくとも１つのオリフィ
   スを備え、上記一対の液室およびオリフィス内に、印加
   電圧に応じて液体からほぼ個体まで粘性が変化しうる電
   気レオロジカル流体を封入し、さらに、車両の走行状態
   を検出する検出手段からの出力信号に応じてオリフィス
   内の電気レオロジカル流体の粘性を可変操作する操作手
   段を設けたことを特徴とする車両の振動減衰装置。