JPH04193624A - パワーユニット支持装置 - 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〕 この発明は、エンジン等からなるパワーユニットを車体
に支持するためのパワーユニット支持装置に関し、特に
、アイドリング時の振動低減効果の向上を図ったもので
ある。

〔従来の技術〕

この種の従来の技術としては、例えば、特開昭６０−１
０４８２８号公報に開示されたものかある。

この従来の技術は、エンジン等からなるパワーユニット
と車体との間に弾性体を介在させるとともに、その弾性
体内に主流体室を形成し、この主流体室と、容積可変の
副流体室とを、内部に電極板を備えたオリフィスを介し
て連通させ、そして、それら主流体室、副流体室及びオ
リフィス内に印加電圧に応じて粘性が変化する粘性可変
流体を封入したものであり、例えば、エンジンの回転数
に応じて電極板に電圧を印加してオリフィス内を通過す
る流体の粘性を調整することにより、支持装置の動バネ
定数と、振動伝達の位相とを割部して、複数の周波数領
域において良好な防振特性か得られるようにしている。

また、本出願人が先に提案した特願平２−８７７８号明
細書に記載されるように、エンジンの振動が支持装置を
介して車体に入力されて乗員足元フロア等に伝わる振動
伝達系には、ベクトルの考え方が適用できることか判っ
ている。

即ち、パワーユニットの各支持位置からの入力の大きさ
とともに、振動伝達の位相をも考慮することにより、各
支持位置からの個々の入力をベクトルとして評価するも
のであり、それら個々の入力が多少大きくても、それら
のベクトル和を小さくすることができれば、フロアにお
いて乗員が感じる振動を低減することができるのである
。

〔発明が解決しようとする課題〕

ここで、上述したようなベクトルの考え方か適用できる
ことから、パワーユニット支持装置の動バネ定数と、振
動伝達の位相とを広い範囲で変化させることかできれば
、比較的自由にベクトル和を調整することか可能となり
、最適な防振特性を実現することができる。

しかしなから、上述した従来のパワーユニット支持装置
では、電極板に電圧を印加しない状態と印加した状態と
の間で、動バネ定数か最も大きく変化する周波数と、位
相が最も大きく変化する周波数とが、それぞれ異なった
周波数に固定されているので、エンジンの振動に起因す
るフロア振動の内、特に問題となるアイドリング時の振
動を低減するために、動バネ定数か最も大きく変化する
周波数をアイドリング周波数に併せた場合には、位相の
変化か少なくなってしまうし、逆に、位相が最も大きく
変化する周波数をアイドリンク周波に併せた場合には、
動バネ定数の変化か少なくなってしまうので、いずれに
してもベクトル和を大きく変化させ難く、フロア振動の
大幅な低減を図ることが困難であるという問題点かあっ
た。

この発明は、このような従来の技術における未解決の課
題に着目してなされたものであり、動バネ定数及び振動
伝達の位相の両方を大きく変化させることか可能であっ
て、フロア振動の大幅な低減が図れるパワーユニット支
持装置を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、車体及びパワー
ユニット間に介装され且つ主流体室を画成する弾性体と
、前記主流体室にオリフィスを介して連通し且つ容積可
変の副流体室と、前記主流体室、副流体室及びオリフィ
ス内に封入され且つ印加される電圧に応じて粘性か変化
する粘性可変流体と、前記オリフィス内の粘性可変流体
に電圧を印加する電圧印加手段と、を備えたパワーユニ
ット支持装置において、前記オリフィス及び電圧印加手
段を二組備えるとともに、それら電圧印加手段を個別に
制御可能とし、そして、いずれのオリフィス内の粘性可
変流体にも電圧を印加しない状態の前記パワーユニット
支持装置の動バネ定数か最も低下する周波数と、予め定
められた一方のオリフィス内の粘性可変流体には電圧を
印加しない状態の前記パワーユニット支持装置の振動伝
達の位相か最も大きくなる周波数とを、前記パワーユニ
ットのアイドリンク周波数に略一致させたものである。

〔作用〕

本発明にあっては、アイドリング時に、いずれのすリフ
イス内の粘性可変流体にも電圧を印加しなければ、パワ
ーユニット支持装置の動バネ定数は最も小さくなり、両
オリフィス内の粘性可変流体に電圧を印加するとオリフ
ィスを通じて粘性可変流体が移動し難くなるから、パワ
ーユニット支持装置の動バネ定数は増大するため、その
動バネ定数は広い範囲で変化することになる。

また、アイドリング時に、予め定められた一方のオリフ
ィス内の粘性可変流体に電圧を印加せず、他方のオリフ
ィス内の粘性可変流体にのみ電圧を印加すると、パワー
ユニット支持装置の振動伝達の位相は最も大きくなる。

そして、この状態から上記一方のオリフィス内の粘性可
変流体に電圧を印加すれば、位相は広い範囲で変化する
ことになる。

従って、動バネ定数及び位相の両方を広い範囲で変化さ
せ得るから、ベクトル和を大きく変化させることか可能
となる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明を適用したパワーユニット支持装置１の
断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図、第３図はパ
ワーユニット支持装置１の一部分を破断省略した斜視図
である。

即ち、図示しないエンジン等を含むパワーユニット若し
くは車体の一方に取り付けられる内筒２と、この内筒２
を包囲し且つ図示しないパワーユニット若しくは車体の
他方に取り付けられる外筒３と、これら内筒２及び外筒
３間に介在するゴム等の弾性体４と、を有している。

なお、弾性体４の内周面は、内筒２の外周面に加硫接着
されるとともに、弾性体４の外周面は、外筒３の内周面
に加硫接着された薄ゴム層５の内面に圧入されている。

また、弾性体４には、内筒２を境に図中下方に、内筒２
側の面及び軸方向内端面か弾性体４で画成された主流体
室６か形成されるとともに、図中上方に、内筒２側かダ
イアフラム７ａ及び大気圧に通じる空間部７ｂか構成さ
れた副流体室７か形成されている。

そして、弾性体４の軸方向中央部の外面には、主流体室
６及び副流体室７に通じる環状溝８か形成されていて、
この環状溝８には、主流体室６及び副流体室７の径方向
外側を覆い且つ二つのオリフィス１０及び１１を構成す
る絶縁体からなるオリフィス構成体９ａ、９ｂ、９ｃ、
９ｄが外嵌している。

また、主流体室６．副流体室７及びオリフィス１０．１
１内には、印加される電圧に応じて粘性か変化する例え
ば電気レオロジー流体等の粘性可変流体が封入されてい
る。

さらに、オリフィス１０及び１１の内面には、一対の電
極板１２ａ、１２ｂ及び１３ａ、１．３ｂか固定されて
いて、それら電極板１２ａ、１２ｂは、コントローラ１
５から供給される制御信号に応じた電圧を印加する高電
圧電源１６ａに接続され、電極板１３ａ、１３ｂは、コ
ントローラ１５から供給される別に制御信号に応じた電
圧を印加する高電圧電源１６ｂに接続されている。

コントローラ１５は、マイクロコンピュータやメモリ等
から構成されていて、車速を検出する左側センサ１７が
出力する車速信号Ｖ、エンジンの回転数を検出するエン
ジン回転数センサ１８か出力する回転数信号Ｎ２乗員足
元フロアの振動を大きさを測定するフロア振動センサ１
９か出力するフロア振動信号Ｇに基づいて後述する演算
処理を実行して、オリフィス１０及び１１内の粘性可変
流体か、振動を低減するために最適な粘性となるような
電圧かその粘性可変流体に印加されるように高電圧電源
１６ａ及び１６ｂに制御信号出力する。

ここて、電極板１２ａ、１２ｂ及び１３ａ、１３ｂに全
く電圧を印加しなければ、このパワーユニット支持装置
１は、通常の流体封入式の支持装置として作用するよう
になり、その場合のパワーユニット支持装置１の動バネ
定数と振動伝達の位相とは、第４図に実線て示す特性Ｃ
１及びＣ２のようになる。

このとき、動バネ定数か最も低下して振動伝達率か最低
となる周波数ｆ、は、下記の（１）式で表される系の共
振周波数ｆ。よりも、５〜１０Ｈｚ低い周波数となる。

なお、Ｓｌはオリフィス１０及び１１のトータルの通路
断面積、Ｓ２は主流体室６の断面積、ｋは弾性体４のバ
ネ定数、ｌはオリフィスｌＯ及び１１の流れ方向の長さ
、ρは粘性可変流体の流体密度である。

一方、振動伝達の位相が最も大きくなってパワーユニッ
トの振動を最も抑制できる周波数ｆ、は、周波数ｆ、と
は逆に、周波数ｆ０よりも数市高くなる。

従って、動バネ定数が最も低下する周波数ｆ。

と、位相か最も大きくなる周波数ｆ、とを、同じ周波数
にチューニングすることはこのままでは不可能である。

第４図に破線て示す特性Ｃ３及びＣ４は、主流体室６及
び副流体室７間を連通ずるオリフィス１０．１１のトー
タルの通路断面積Ｓ１を１／２にした場合の動バネ定数
及び位相の特性であって、この場合の位相が最も大きく
なる周波数ｆｐ２と、上述した周波数ｆ、との間には、
下記の（２）式の関係が成り立つ。

ｆ　、、＝　ｆ　、　／２　”’　　　　　　　　・・
・・・・（２）つまり、オリフィス１０及び１１のそれ
ぞれの通路断面積を適宜選定すれば、両方のオリフィス
ｌＯ及びｌｌ内の粘性可変流体に電圧を印加しない場合
に最も動バネ定数が低下する周波数ｆ、と、予め定めら
れた一方のオリフィス１０又は１１内の粘性可変流体に
は電圧を印加しない場合に最も振動伝達の位相か大きく
なる周波数ｆ　ｏ３とを略−致させることかでき、それ
ら特性の関係を第５図に示す。

なお、第５図中、特性Ｃ５は、予め定められた一方のオ
リフィス１０又は１１内の粘性可変流体には全く電圧を
印加せず且つ他方のオリフィス１０又は１１内の粘性可
変流体には印加可能な最大印加電圧を印加した場合の動
バネ定数の特性を示し、特性Ｃ８は、同場合の位相の特
性を示し、特性Ｃ７は、オリフィス１０及び１１の両方
内の粘性可変流体に電圧を印加した場合の動バネ定数の
特性を示し、特性Ｃ８は、同場合の位相の特性を示して
いる。

そして、本実施例ては、エンジンの振動に起因するフロ
ア振動の内、特に問題となるアイドリング時のフロア振
動を効率的に低減できるように、特性Ｃ１において最も
動バネ定数か低下する周波数ｆ、と、特性Ｃ６において
最も位相か大きくなる周波数ｆ１とを、パワーユニット
を構成するエンジンのアイドリング周波数ｆ、に略一致
させている。

従って、アイドリング時には、特性Ｃ１と特性Ｃ７との
間で連続的に動バネ定数を大きく変化させることかでき
、特性Ｃ，と特性Ｃ８との間で連続的に位相を大きく変
化させることかできる。なお、動バネ定数を大きく変化
させる場合には、位相は特性Ｃ２と特性Ｃ８との間て変
化するため、その変化幅は小さく、位相を大きく変化さ
せる場合には、動バネ定数は特性Ｃ５と特性Ｃ７との間
で変化するため、その変化幅は小さい。

つまり、パワーユニットの各支持位置からの振動入力の
ベクトル和を最も小さくするのに、本実施例の構成であ
れば、伝達される振動の振幅を決める動バネ定数と、伝
達される振動の位相との両方を広い範囲で変化させるこ
とができるから、ベクトル和を容易に小さくすることか
できる。

第６図は、パワーユニットを三つのパワーユニット支持
装置ｌて支持した場合に、パワーユニット支持装置１の
振動伝達の位相を変化させることによりフロア振動の評
価点におけるベクトル和か小さくなる例を示すグラフで
ある。

即ち、パワーユニットを、右、左及び後の三点において
パワーユニット支持装置１て支持した場合に、右支持位
置から入力される振動のベクトルかＦ　Ｉ　、左支持位
置から入力される振動のベクトルかＦ　２　、後支持位
置から入力される振動のベクトルかＦ３であると、それ
らのベクトル和は、合成ベクトルＦ４のようになる。

この場合、三つのベクトルＦｌ、Ｆ２及びＦ３は、１８
０度よりも狭い範囲に入っているので、その合成ベクト
ルＦ４は比較的大きくなり、フロア振動は大きいことか
判る。

そこで、左支持位置のパワーユニット支持装置ｌの位相
を大きく変化させて、ベクトルＦ２をベクトルＦ６のよ
うに変化させる。

その結果、ベクトルＦ＋、Ｆ３及びＦ、のベクトル和は
、合成ベクトルＦ６で示すように合成ベクトルＦ４に比
へて飛躍的に小さくなり、フロア振動の低減が図られる
。

第７図は、パワーユニット支持装置１の動バネ定数を変
化させることによりフロア振動の評価点におけるベクト
ル和か小さくなる例を示すグラフである。

即ち、上記と同様に三つのパワーユニット支持装置ｌで
パワーユニットを支持した場合に、右支持位置から入力
される振動のベクトルがＦｌｌ、左支持位置から入力さ
れる振動のベクトルかＦ１□、後支持位置から入力され
る振動のベクトルがＦ’＋３であると、それらのベクト
ル和は、合成ベクトルＦ１４のようになる。

この場合、三つのベクトルＦ　１１＋　　Ｆ　Ｈ□及び
Ｆ１３は、比較的具なった方向を向いているため、それ
らの合成ベクトルＦ　１４はさほど大きくないか、後支
持位置のパワーユニット支持装置１の動バネ定数を大き
くして、合成ベクトルＦ１４とは逆側を向くベクトルＦ
Ｉ３をベクトルＦ’ｓで示すように変化させれば、合成
ベクトルＦ　１４は合成ベクトルＦ　１８で示すように
変化し、フロア振動かさらに小さ（なる。

次に、ベクトル和を小さく変化させるためにコントロー
ラ１５内のマイクロコンピュータで実行される処理の一
例を説明する。

先ず、車速センサ１７から供給される車速信号Ｖに基づ
いて、車両か停車中であるか否かを判断するとともに、
エンジン回転数センサ１８から供給される回転数信号Ｎ
とアイドリング周波数１１とを比較することにより、車
両かアイドリンク時であるか否かを判定し、アイドリン
グ時であると判定された場合には、フロア振動を低減さ
せるために、第８図に示す動バネ定数割部及び第９図に
示す位相制御を実行する。

なお、第８図及び第９図に示す処理は、パワーユニット
を複数のパワーユニット支持装置ｌで支持した場合には
、それら複数のパワーユニット支持装置１に対して順番
に実行するか、重複する説明となるため、一つのパワー
ユニット支持装置１に対する処理の説明を行い、他の装
置に対する説明は省略する。

また、動バネ定数制御及び位相制御は必ずしもこの順に
実行する必要はないか、本実施例では、動バネ定数を制
御してフロア振動の低減を図った後に、位相制御を実行
してさらなるフロア振動の低減を図るようにした。

先ず、第８図のステップ■において、回転数信号Ｎに基
づいてマツプ参照し、電圧値ｖ１を読み込む。

この電圧値Ｖ１は、実験で求めた振動を低減する最適な
電圧値であるが、後述するように、制御を実行する上で
さらに最適な値が見つかれば更新される値である。

そして、ステップ■に移行し、電圧値Ｖ、に応じた電圧
か印加されるように、高電圧電源１６ａ及び１６ｂに制
御信号を出力して、オリフィス１０及び１１内の粘性可
変流体に電圧を印加し、それらの粘性を変化させる。

次いで、ステップ■に移行し、フロア振動センサ１９か
ら供給されるフロア振動信号Ｇを読み込み、これをステ
ップ■においてフロア振動値Ｇ１として記憶する。

次いで、ステップ■に移行し、所定電圧Δｖ１を正の値
に設定する。

そして、ステップ■に移行し、電圧値Ｖ、に所定電圧△
ｖ１を加算した値を新たな電圧値Ｖ１として設定する。

次いて、ステップ■に移行し、上記ステップ■と同様に
、電圧値Ｖ１に応した電圧か印加されるように、高電圧
電源１６ａ及び１６ｂに制御信号を出力して、オリフィ
ス１０及びｌｌ内の粘性可変流体に電圧を印加し、それ
らの粘性を変化させる。

つまり、この時は所定値ΔＶ１か正であるから、ステッ
プ■の処理を繰り返し実行することにより、オリフィス
ｌＯ及び１１内の粘性可変流体の粘性は徐々に高くなる
から、動バネ定数は、第５図に示す特性Ｃ７に徐々に近
づいてい（。

そして、ステップ■の処理を終えたら、ステップ■に移
行し、フロア振動センサ１９から供給されるフロア振動
信号Ｇを読み込み、そして、ステップ■に移行して、こ
のフロア信号信号Ｇか、上記ステップ■て記憶したフロ
ア振動値Ｇ１よりも小さいか否か、即ち、フロア振動が
改善されたか否かを判断する。

このステップ■において、Ｇ＜Ｇｌであると判定された
場合は、フロア振動が低減される傾向にあると判断てき
るから、上記処理を繰り返し実行してさらなる低減を図
るために、ステップ［相］においてフロア振動値Ｇ１に
現在のフロア振動信号Ｇを記憶した後に、上記ステップ
■に戻る。

しかし、ステップ■において、Ｇ≧６１であると判定さ
れた場合には、逆にフロア振動か悪化している可能性か
あるため、ステップ０に移行し、フロア振動の増加値Ｇ
−Ｇ、か所定値ΔＬ１以上であるか否かを判定する。

このステップ■において、Ｇ−Ｇｌ　＜ΔＬ１であると
判定された場合は、フロア振動はさほど悪化していない
と判断し、ステップ■に移行して、所定値ΔＶ１が既に
負の値に設定されているか否かを判定し、所定値ΔＶ、
か正の値であれば、ステップ０に移行して、所定値Δｖ
１を負の値に設定し、上記ステップ■に戻る。

つまり、ステップ０を経た後は、所定値Δ■１か負の値
となり、上記ステップ■を繰り返し実行することにより
、オリフィス１０及びｌｌ内の粘性可変流体の粘性は徐
々に低くなるから、動バネ定数は、第５図に示す特性Ｃ
１に徐々に近づいていく。

さらに、ステップ■においてＧ−Ｇ、≧ΔＬ１であると
判定された場合、並びに、ステップ０（＝おいて既に所
定値△Ｖ、か負の値に設定されたと判定された場合には
、ステップ［有］に移行し、この時の電圧値ｖ１をマツ
プに記憶して、この第８図に示す動バネ定数割部を終了
する。

そして、この第８図に示す処理を実行すれば、アイドリ
ング時のパワーユニット支持装置１の動バネ定数は、第
５図に示した特性Ｃ１と特性Ｃ７との間で連続的にする
ことかてき、その変化幅は大きい。

なお、動バネ定数制御を実行している場合は、パワーユ
ニット支持装置１の位相は、上述したように、第５図に
示した特性Ｃ２と特性Ｃ８との間で変化するため、その
変化幅は小さい。

第８図に示す動バネ定数制御を全てのパワーユニット支
持装置１に対して実行したら、第９図に示す位相制御を
実行する。

第９図に示す処理は、第８図に示した処理と基本的に同
じであるか、大きく異なるのは、先ず、ステップＯにお
いて、高電圧電源１６ｂに制御信号を出力して、オリフ
ィス１１内の粘性可変流体に印加可能な最大印加電圧を
印加して、そのオリフィス１１を略閉塞状態にしておき
、そして、ステップ＠及びステップ＠において、一方の
高電圧電源（例えば高電圧電源１６ａ）に対してのみ制
御信号を供給し、他方の高電圧電源（例えば高電圧電源
１６ｂ）には制御信号を出力しないところである。

このため、第９図に示し処理を実行すると、パワーユニ
ット支持装置１の振動伝達の位相は、第５図に示した特
性Ｃ６と特性Ｃ，との間で連続的に変化することができ
、その変化幅は大きい。

なお、この位相制御を実行すると、パワーユニット支持
装置ｌの動バネ定数は、上述したように、第５図に示し
た特性Ｃ５と特性Ｃ７との間で変化することになるから
、その変化幅は小さい。

そして、この第９図に示す位相制御を、全てのパワーユ
ニット支持装置ｌに対して実行する。

このように、本実施例にあっては、アイドリング時に、
パワーユニット支持装置１の動バネ定数と、振動伝達の
位相との両方を連続的に且つ広い範囲で変化させること
かできるから、フロア振動を評価するベクトル和を容易
に且つ確実に小さくすることができ、乗員が感じる振動
を大幅に低減することかできる。

ここで、本実施例では、電極板１２ａ、１２ｂ。

１３ａ、１３ｂ及び高電圧電源１６ａ、１６ｂによって
二組の電圧印加手段が構成される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、いずれのオリフ
ィス内の粘性可変流体にも電圧を印加しない状態のパワ
ーユニット支持装置の動バネ定数が最も低下する周波数
と、予め定められた一方のオリフィス内の粘性可変流体
には電圧を印加しない状態のパワーユニット支持装置の
振動伝達の位相か最も大きくなる周波数とを、パワーユ
ニットのアイドリング周波数に略一致させたため、アイ
ドリンク時に、パワーユニット支持装置の動バネ定数と
、振動伝達の位相との両方を連続的に且つ広い範囲で変
化させることかできるので、フロア振動を評価するベク
トル和を容易に且つ確実に小さくすることかでき、乗員
か感じる振動を大幅に低減することかできるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるパワーユニット支持
装置の構成を示す断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断
面図、第３図はパワーユニット支持装置の一部分を破断
省略した斜視図、第４図はオリフィスの通路断面積を変
化させた場合の動バネ定数及び位相の特性変化を説明す
るグラフ、第５図は実施例の動バネ定数及び位相の特性
を示すグラフ、第６図は位相を変化させた場合の効果を
示すグラフ、第７図は動バネ定数を変化させた場合の効
果を示すグラフ、第８図はコントローラ内のマイクロコ
ンピュータで実行される動バネ定数制圓の概要を示した
フローチャート、第９図は同マイクロコンピュータで実
行される位相割部の概要を示したフローチャートである
。 ■・・・パワーユニット支持装置、４・・・弾性体、６
・・・主流体室、７・・・副流体室、１０．１１・・・
オリフィス、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ−・・電
極板、１５・・・コントローラ、１６ａ、１６ｂ・・・
高電圧電源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）車体及びパワーユニット間に介装され且つ主流体
   室を画成する弾性体と、前記主流体室にオリフィスを介
   して連通し且つ容積可変の副流体室と、前記主流体室、
   副流体室及びオリフィス内に封入され且つ印加される電
   圧に応じて粘性が変化する粘性可変流体と、前記オリフ
   ィス内の粘性可変流体に電圧を印加する電圧印加手段と
   、を備えたパワーユニット支持装置において、 前記オリフィス及び電圧印加手段を二組備えるとともに
   、それら電圧印加手段を個別に制御可能とし、そして、
   いずれのオリフィス内の粘性可変流体にも電圧を印加し
   ない状態の前記パワーユニット支持装置の動バネ定数が
   最も低下する周波数と、予め定められた一方のオリフィ
   ス内の粘性可変流体には電圧を印加しない状態の前記パ
   ワーユニット支持装置の振動伝達の位相が最も大きくな
   る周波数とを、前記パワーユニットのアイドリング周波
   数に略一致させたことを特徴とするパワーユニット支持
   装置。