JPH0467055B2

JPH0467055B2 -

Info

Publication number: JPH0467055B2
Application number: JP59106511A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Tada; Naotake Kumagai
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1984-05-28
Filing date: 1984-05-28
Publication date: 1992-10-27
Also published as: JPS60252835A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、車両の車体振動を軽減する車体振動
低減装置に関する。

一般に、車両のアイドリング時等エンジン低回
転領域では、エンジン回転による車体振動が車体
の共振点付近に存在するため、大きな車体振動が
生ずる。この大きな車体振動は、高速運転のとき
のような振動相互の相殺や風切り音等を伴わず室
内こもり音の増大も加わつて乗員に非常な不快感
をもたらす。

本発明は、上述の問題に鑑み車体の共振点付近
の振動を加振機の駆動により軽減させるようにし
た車体振動低減装置の提供を目的とする。

かかる目的を達成する本発明は、車体に取付けられ、同車体に対し付加振動を
発生させる加振機と、車体振動による加速度を
検出しかつ車室内において車体振動を低減すべ
き位置または同位置の車体振動を検出可能な任
意の位置に配置された加速度センサと、エンジ
ン回転振動の位相及び周波数を導出するイグニ
ツシヨンパルス発生器と、上記イグニツシヨン
パルス発生器によつて導出されたエンジン回転
振動の位相及び周波数を上記加速度センサによ
り検出された車体振動の振幅に基づいて調整し
た位相及び周波数をもつ加振信号を設定すると
共に上記加振信号を加振機に供給する制御手段
とを備えることを特徴とし、また、車体に取付けられ、同車体に対し付加振動を
発生させる加振機と、車体振動による加速度を
検出しかつ車室内において車体振動を低減すべ
き位置または同位置の車体振動を検出可能な任
意の位置に配置された加速度センサと、上記加
速度センサにより検出された車体振動の位相及
び周波数を同車体振動の振幅に基づいて調整し
た位相及び周波数をもつ加振信号を設定すると
共に上記加振信号を加振機に供給する制御手段
とを備えることを特徴とする。

ここで、図を参照して本発明の実施例を説明す
る。第１図は車両の前部の一例を示し、車両のボ
デイフレーム１には横置きのエンジンＥの前後端
部が支持されると共にボデイフレーム１の前端中
央には加振機２が取付けられるという構造であ
る。そして、加振機２を駆動するとボデイフレー
ム１を介して車体Ｂに所望の振動が伝達されるよ
うになつている。この場合、加振機２による振動
は、後述のように車体振動を制振するようにすな
わち振動の節を車室内に存在させるように加えら
れる。

第２図は、加振機２を駆動させるための回路ブ
ロツクであり、マイコンＭに信号を入力する信号
入力端としては、車速センサ３、エンジン回転数
センサ４、加速度センサ５、及びエンジン回転数
に相応するイグニツシヨンパルス発生器６換言す
ればエンジンＥがある。ここにおいて、車速セン
サ３は、車速信号を出力するもので、設定車速以
下の車速により加振機２の駆動を可能にするため
に用いられる。これは車体の共振振動領域を車速
により検出するためである。また、エンジン回転
数センサ４は、エンジン回転数を検出するもの
で、約600rpm〜900rpm程の範囲内の回転数にて
加振機２の駆動を可能とするために用いられる。
この範囲は車体の共振振動領域がこの回転数にて
生ずるために決められたものである。また、車速
センサ３およびエンジン回転数センサ４の出力信
号は、検出される車速及びエンジン回転数に応じ
て加振機の加振信号の位相及びゲインを決定する
ためにも用いられる。したがつて、一定条件下で
の車速と回転数が検出されるとその値に応じた位
相及びゲインが一応定まることになる。こうし
て、車速センサ３およびエンジン回転数センサ４
は、加振機２を駆動するか否か、駆動した場合の
加振信号の位相とゲインはどの位かを決めるため
に存在する。この場合、車速とエンジン回転数と
を双方共検出せず車速より狭い範囲を特定できる
エンジン回転数センサ４のみ設置して車速センサ
３を省いても、上述の駆動条件の設定は可能であ
る。また、エンジン回転数センサ４としては、例
えばクランク軸の回転角を検出するセンサがある
が、ノイズがない望ましい矩形波が得られればイ
グニツシヨンパルスを波形整形するようにした回
路を代用させてもよい。

加速度センサ５は、車体の振動を検出するため
のもので、厳密には振動による加速度を得るもの
である。この加速度Ｇは、車体の振動の状態を表
わしており、振動の有無と振幅を有する信号が得
られる。この加速度センサ５は、車室内において
車体振動を低減すべき位置、たとえば運転席とか
後部座席とかあるいは全座席にそれぞれ配置した
り、また、たとえば後部座席中央とか車室中央な
どに配置でき、あるいは車体振動を低減すべき位
置の車体振動を検出可能な任意の位置、すなわち
車体振動を低減すべき位置に直接設置されてはい
ないが、その位置の振動を低減するための信号を
取得することが可能であるような位置に配置され
る。

加速度センサ５のこのような配置は、加振機２
の容量が大きくて振動を完全に相殺できるもので
あればさほど注意して決める必要はなくなる。こ
れは、車両の共振振動を全体として完全に抑える
ことができるからである。ところが、車両に搭載
する加振機２としては、それ程大きな容量の配置
は困難であるので、車両の車室内の一部分を制振
するために加速度センサ５の配置を注意して上述
のように決めている。もつとも、加振機２の容量
が大きくて振動を完全に相殺できる場合でも加速
度センサ５の位置は制振すべき車室内に備えるの
が良く、低減すべき車室内に関連して設けられる
のが良い。

イグニツシヨンパルス発生器６は、エンジン回
転数を出力するパルス発生器であつて、第２図ａ
に示すパルスを出力する。このイグニツシヨンパ
ルス発生器６の出力パルスは、車体の共振振動が
エンジンの振動すなわちエンジンの回転数に起因
するために、この回転数と同期して発生され、よ
つてこの出力パルスが車体振動と同期することに
なる。イグニツシヨンパルス発生器６に接続され
た波形整形部７では、イグニツシヨンパルス波形
がノイズ除去されて第２図ｂに示す矩形波に整形
される。更に、波形整形部７に接続されたSIN波
発生部９では、第２図ｂの矩形波に基づき同位相
のSIN波が形成されて第２図ｃに示す加振信号が
作られる。

マイコンＭ内は、SIN波発生部９に接続された
位相制御部１０と、この位相制御部１０に接続さ
れアンプ１１に出力を出すゲインコントロール部
１２と、位相制御部１０及びゲインコントロール
部１２に指令を出し車速センサ３、エンジン回転
数センサ４、加速度センサ５からの出力を受ける
コントローラ１３とを有する。そして、このマイ
コン内では、エンジン回転数すなわち車体振動に
同期するSIN波が位相制御部１０に入力されると
共に、車速センサ３からの設定車速以下の車速信
号、エンジン回転数センサ４からの一定範囲内の
回転数信号がコントローラ１３に入力され、その
車速及び回転数に応じて位相制御部１０内のSIN
波が移相され第２図ｄに示す波形に制御される。
そして更に、この移相されたSIN波はゲインコン
トロール部１２において上記車速及び回転数によ
つて決まるゲインに制御され第２図ｅに示す波形
を得る。この結果、ゲインコントロール部１２か
らアンプ１１に出力されるマイコンＭの出力は、
イグニツシヨンパルスであるエンジン回転数すな
わち車体振動と同期したSIN波発生部９のSIN波
に対し異なる位相と振幅を有することになる。こ
のマイコン出力を増幅したアンプ出力は加振機２
を駆動することになるが、加振信号が車体振動と
位相及びゲインにおいて異なるので、加振機２の
振動は車体振動に何らかの影響を及ぼし車体振動
を抑えることが可能となる。

車速センサ３からの車速信号、エンジン回転数
センサ４からの回転数信号によりもとのSIN波が
移相されゲインコントロールされた加振信号は、
減衰振動信号であつて、この加振信号により加振
機２を駆動すれば車体振動は制振されるはずであ
る。ここでは、更に厳密に制振を行なうために加
速度センサ５の出力を用いている。すなわち、加
振信号により加振機２を駆動した後、車体振動は
加速度センサ５にて検出される。ここで、移相さ
れゲインコントロールされたSIN波である上述の
加振信号による駆動で、車体振動が所望の如く制
振できて加速度センサ５の出力が出なければ全く
問題は無いのであるが、有害な車体振動がなお存
在して加速度が検出されると今度はこの加速度セ
ンサ５からの検出信号の存在により、再度、コン
トローラ１３では加振信号に対する一定幅の移相
およびゲインコントロールを位相制御部１０およ
びゲインコントロール部１２に指令する。こうし
て、加速度センサ５による振動検出と加振信号の
一定移相及びゲインコントロールとを繰返して最
終的に加速度センサ５が制振される状態にもつて
いく。

ここで、加振信号すなわち加振機の振動と車体
振動との相殺又は減衰について述べる。エンジン
回転による振動、この場合には車体の共振を生じ
させる低周波振動に対し、加振機の容量がこの共
振車体振動を抑える程大きければ、車体振動と逆
相となるように同じ振幅の振動を加えることによ
り車体振動は相殺されて止まる。すなわち、車体
振動に対し180゜ずれた同振幅位相を加振機により
発生させれば車体は完全に制振する。

したがつて、マイコンＭではエンジン回転数に
よるSIN波を反転させ、このSIN波を加振機の振
動と車体振動とが同一振幅になるようにゲイン調
整する機能さえあれば、加振機により完全な制振
ができる。また、同一振幅まで加振しなくともよ
り小さい振幅で逆相に加振させてもある程度の制
振は可能となる。もつともこの場合、エンジンＥ
の位置と加振機の位置がずれて異なるので車体振
動に基づくSIN波に対し加振信号を完全な逆相と
することができず、加振機の振動が車体振動と逆
相となるように加振信号を調整することになる。

かかる逆相加振ももちろん可能であるが、一般
に加振機の容量が共振振動より小さいという現実
をみれば、しかも車体全体を一様に減衰又は制振
せずに車室の一部分だけでも完全にもしくは完全
近くに制振したいという要求に沿えば、車体振動
波形のうちその制振したい車室の一部分に当る波
形を零振動となるように加振機の振動すなわち加
振信号を移相させゲイン調整する機能が必要とな
る。第２図に示すマイコンＭ内では前述の逆相制
振のみならず一部分の制振の制御ももちろん可能
である。

第２図に戻り車速センサ３からの設定車速以下
の信号が出ないとき及びエンジン回転数センサ４
からの設定範囲内の信号が出ないとき、マイコン
Ｍからはアンプ１１の停止信号が出力されるの
で、加振信号が加振機２に入力されなくなり加振
機２は駆動されない。同時にホールド機構１４に
より加振機２はロツクされ、加振機のマスが機械
的に固定される。なお、第２図において、車体Ｂ
には車速コントロール部１５が接続され、この車
速コントロール部１５は車速センサ３によつて検
出される車速により、車両Ｂの速度を一定にコン
トロールするように構成されている。

第３図は位相制御及びゲインコントロールが行
なわれた加振信号を作るフローチヤートで、第２
図のマイコンＭにおける働きを示す。第３図に示
すフローチヤートを大きく分けると、車速、及び
エンジン回転数の検出による加振機の駆動又は非
駆動のルート、加振機を駆動する場合の車速及び
エンジン回転数に対応した位相及びゲインの設
定、単位位相の加減算による加速度センサの出力
検出、単位ゲインの加減算による加速度センサの
出力検出からなる。第３図に基づき以下にくわし
く述べる。第２図に示す車速センサ３により検出
された車速Ｖがコントローラ１３に入力され、ス
テツプＢ１が実行されて車速が所定の速度V₀よ
り大きいか否か判断される。この車速V₀は車体
の共振により有害となる場合の最大車速、通常車
速測定限界の最小速度に設定される。車速Ｖが設
定車速V₀より大きい場合にはステツプＢ３２に
おいてアンプ１１がオフになり、ついでステツプ
Ｂ３３においてホールド機１４により加振機２が
機械的にロツクされているかどうか判断される。
このステツプＢ３３において加振機がロツクされ
ていると判断された場合、ステツプＢ３５におい
てひきつづきロツク状態が保たれ、ロツクされて
いないと判断された場合には、ステツプＢ３４に
おいてホールド機構１４にロツク指示信号がコン
トローラ１３から伝達され、加振機２がロツクさ
れる。

車速Ｖが設定車速V₀より小さい場合には、今
度は、第２図に示すエンジン回転数センサ４によ
り検出されたエンジン回転数Ｎがコントローラ１
３に入力され、ステツプＢ２が実行されて、エン
ジン回転数Ｎが所定の回転数Ｎ１およびＮ２の範
囲内にあるか否かが判断される。この場合、回転
数は例えばN1＝600r.p.m.N2＝900r.p.m.である。
エンジン回転数Ｎが所定の範囲内にないとき、す
なわちＮ＜N1、あるいはＮ＞N2の場合には車体
共振が生じず前述したアンプ１１のオフステツプ
Ｂ３２以後の動作となり、加振機２は機械的にロ
ツクされる。

ステツプＢ２においてエンジン回転数Ｎが所定
の範囲内にあるとき、すなわちN1≦Ｎ≦N2のと
き、ステツプＢ３において、このエンジン回転数
Ｎと車速Ｖとに応じて、マイコンＭ内において位
相φとゲインＦとを予め記憶した各種マツプから
相応するマツプを選択する。これは、一定の車速
又はエンジン回転数の場合は予め経験によつて判
明している振動モードがあるので、この振動を制
振するような加振機の基本の加振信号を得るため
に決められたマツプであり、マツプの選択で制振
に好適な位相φとゲインＦとが決定される。

決定されたマツプに基づきステツプＢ４では、
位相φ₁およびゲインＦ１を決定し、ステツプＢ
５において位相φ₁ゲインＦ１を出力する。すな
わち、マイコンＭ内において、第２図に示すエン
ジン回転数に基づくSIN波を位相制御もしくはゲ
インコントロールを行なつて位相φ₁およびゲイ
ンＦ１からなる加振信号を作り加振をする。つい
で、ステツプＢ６にて示されるように単位位相△
φ分を予め加えて加振信号φ₂＝φ₁＋△φを作る。
そして、この△φを予め加えてみることによつて
振動すなわち加速度センサ５の出力が低減したか
どうかをステツプＢ７にて判定する。加速度セン
サの出力が低減した場合には、ステツプＢ８，Ｂ
９にてφ₃＝φ₂＋△φ＝φ₁＋２△φの如くφ₂に更
に△φが加えられて、ステツプＢ１０にて再び加
速度センサ５の出力が減少したか否か判定する。
こうして、加振信号を一定（単位）位相△φずつ
移相させて加速度センサ５の出力が最も減少した
ときを検知する。最も減少したか否かの判定は位
相△φを順次加えていき、加速度センサ５の出力
が減少から増加に変化したとき、すなわちステツ
プＢ１０の判定がNO（Ｇが増加）を検出したと
き、加速度センサの出力は最低を通り超したこと
になるので、ステツプＢ１１にてφ_o＝φ_o+1−△φ
の演算をして最低出力に当る位相φ_oを決定する。

当初△φの位相を加えて加速度センサ５の出力
が低減したかどうかを判定するステツプＢ７にお
いて、加速度センサの出力が増加した場合には、
振動を増大させる方向に移位が行なわれたことに
なるので、ステツプＢ１２にてφ₂＝φ₁−△φの
演算を行なう。ここでは、ステツプＢ１３にて加
速度センサ５の出力が減少したか否かを判定す
る。減少した場合には、ステツプＢ１４，Ｂ１５
にてφ₃＝φ₂−△φ＝φ₁−２△φの如く更に△φ
が減じられてステツプＢ１６にて再び加速度セン
サ５の出力が減少したか否か判定する。こうし
て、加振信号を一定位相ずつ移相させて加速度セ
ンサ５の出力が最も減少した場合の位相を検知す
る。最も減少したか否かの判定は、位相△φを順
次減じていき、加速度センサ５の出力が減少から
増加に転じたとき、加速度センサの出力は、最低
を通り超したことになるので、ステツプＢ１７に
てφ_o＝φ_o+1＋△φの演算をして、加速度センサの
最低出力に当る位相φ_oを決定する。

ステツプＢ１２にて△φの位相を減じ加速度セ
ンサ５の出力が低減したかどうかを判定するステ
ツプＢ１３において、加速度センサ５の出力が増
加した場合には、φ₁が丁度良い位相となつて加
速度センサの出力を最低とすることになり、その
まま位相φ₁が決定される。こうして最適な位相
が決定される。

つぎに、ゲインについても同様の操作を行な
う。すなわち、ステツプＢ２０，Ｂ２１，Ｂ２
２，Ｂ２３，Ｂ２４にてゲインを繰返し増加させ
ていつて加速度センサの最低出力を得るルート
と、ステツプＢ２０，Ｂ２５，Ｂ２６，Ｂ２７，
Ｂ２８，Ｂ２９，Ｂ３０にてゲインを繰返し減少
させていつて加速度センサの最低出力を得るルー
トと、そして、ステツプＢ３１にて示すようにゲ
インをＦ１に固定したままのルートとを有する。
このゲインの制御は、位相制御と同じであるので
説明は省く。

このようにして位相φ_oとゲインF_oとを調整し
た加振信号を得て、この加振信号により加振機２
を駆動したことにより加速度センサの最低出力を
得て振動の制振を非常に効果的に行なえる。

上述の実施例は、車速とエンジン回転数により
決まるマツプに基づき、加速度センサ５による加
速度Ｇを検出しつつ位相φ_oとゲインF_oとを調整
したものである。

また、更に他の例として第２図に示すイグニツ
シヨンパルス発生器６の代りに信号源として加速
度センサ５を備え、この加速度センサ５において
検出されるエンジンＥによる車体振動と加振機２
による車体振動との総和の車体振動に応じた信号
を検出し、波形整形部７に入力するようにしても
よい。

そして、例えば、図示しない他の制御手段等に
より、この検出された総和の車体振動と加振機２
に加えられる車体振動とから、エンジンＥによる
車体振動を推定等して、加振機２における車体振
動の周波数を決定し、この周波数と同一のタイミ
ングのパルスを入力するようにしてもよい。

ここで、加振機の構造について説明する。

加振機２は、第４図に示すように構成されてお
り、ベース２１の中央部に摺動軸２２が立設さ
れ、摺動軸２２にはマス２３が嵌挿されており、
マス２３は摺動軸２２に姿勢を拘束されながら上
下に移動できるようになつている。

また、有蓋筒状に形成されたハウジング２４
が、マス２３を上方から収容するように配設さ
れ、ハウジング２４は、マス２３上方に位置する
ハウジング２４の蓋部２４ａの中央部を摺動軸２
２の上端に固着されている。一方、ハウジング２
４の下端２４ｂは、ベース２１に固着されてい
る。

ハウジング２４の蓋部２４ａとマス２３の上端
面との間およびベース２１の上端面とマス２３の
下端面との間には、スプリング２５ａ，２５ｂが
介装されており、マス２３をベース２１から浮か
した状態で一定の位置に支持して、マス２３が支
障なく上下動できるようになつている。

また、マス２３には、円筒状空間部２３ａが半
径方向における中間部にマス２３と同軸的に形成
されている。

円筒状空間部２３ａは、マス２３の下端面に開
口しており、ベース２１に立設された円筒状駆動
コイル２６が円筒状空間部２３ａ内に配設されて
いる。

さらに、円筒状空間部２３ａには、駆動コイル
２６に対向する外方部に、円筒状永久磁石２７が
配設されており、永久磁石２７はマス２３に固着
されてマス２３の一部を構成している。

駆動コイル２６は、アンプ１１の出力端に接続
コード２８を介して接続されており、アンプ１１
の出力に応じて駆動コイル２６に電流が流れ、永
久磁石２７により発生する磁場との相互作用によ
り駆動コイル２６とマス２３とが相対的に変位す
るようになつている。

そして、ハウジング２４の外側下部には、加振
機２のホールド機構１４が取り付けられている。

ホールド機構１４は、ロツクピン２９と、ロツ
クピン２９の駆動機構２９ａと、マス２３に形成
されたロツクピン係合孔２３ｂとにより構成され
ている。

ロツクピン２９は、先端を先細り形状に形成さ
れており、この先細り形状はマス２３が移動して
ロツクピン２９の軸心線とロツクピン係合孔２３
ｂの軸心線とが正確に一致しない場合に、ロツク
ピン２９の水平駆動によりマス２３を若干上下動
させ、ロツクピン２９の軸心線とロツクピン係合
孔２３ｂの軸心線とを自動的に一致させるように
なつている。

また、ロツクピン２９の駆動機構２９ａは、ソ
レノイドバルブ等で構成され、ソレノイドがコン
トローラ１３に接続されており、コントローラ１
３からの信号により駆動機構２９ａが駆動されて
ロツクピン２９を水平駆動し、マス２３の上下動
を適宜停止させるようになつている。

以上説明したように本発明によれば、車体振動
に対して移相及びゲイン調整した別の加振信号に
て加振機を駆動することにより、車体の振動特に
車体の固有振動数付近の振動を低減することがで
きた。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の実施例で、第１
図は加振機の取付状態を模式的に示す車両の縦断
面図、第２図は車体振動低減装置のブロツク図、
第３図は制御プロセスを示すフローチヤート、第
４図はホールド機構付き加振機の一例を示す縦断
面図である。図面中、２は加振機、Ｂは車体、Ｅはエンジ
ン、３は車速センサ、４はエンジン回転数セン
サ、５は加速度センサ、６はイグニツシヨンパル
ス発生器、１０は位相制御部、１２はゲインコン
トロール部、１３はコントローラ、Ｂ１〜Ｂ３５
は制御プロセスの各ステツプである。

Claims

【特許請求の範囲】１車体に取付けられ、同車体に対し付加振動を
発生させる加振機と、車体振動による加速度を検出しかつ車室内にお
いて車体振動を低減すべき位置または同位置の車
体振動を検出可能な任意の位置に配置された加速
度センサと、エンジン回転振動の位相及び周波数を導出する
イグニツシヨンパルス発生器と、上記イグニツシヨンパルス発生器によつて導出
されたエンジン回転振動の位相及び周波数を上記
加速度センサにより検出された車体振動の振幅に
基づいて調整した位相及び周波数をもつ加振信号
を設定すると共に上記加振信号を加振機に供給す
る制御手段と、を備えることを特徴とする車体振動低減装置。２車体に取付けられ、同車体に対し付加振動を
発生させる加振機と、車体振動による加速度を検出しかつ車室内にお
いて車体振動を低減すべき位置または同位置の車
体振動を検出可能な任意の位置に配置された加速
度センサと、上記加速度センサにより検出された車体振動の
位相及び周波数を同車体振動の振幅に基づいて調
整した位相及び周波数をもつ加振信号を設定する
と共に上記加振信号を加振機に供給する制御手段
と、を備えることを特徴とする車体振動低減装置。