JPH06109059A - 車両の振動低減装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】極めて簡単な構成により、エンジンの周期的な
振動を低減する。 【構成】エンジンの回転振動のうち、例えば２次振動成
分に対応して、１周期分の低減用振動を構成する１つの
振動波形を波形メモリ４１が記憶している。点火パルス
が入力される毎に、波形メモリ４１に記憶されている振
動波形が、エンジンマウント部材やスピ−カ等の振動低
減用アクチュエ−タに出力される。エンジン回転数の変
化に対応して、波形メモリ４１に記憶されている振動波
形の位相幅（波長）を変更することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの周期的な振
動が車両の所定空間例えば車室内で低減されるようにし
た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。種々の騒音に対応して振動低減を
十分行なうには、例えば特表平１−５０１３４４号公報
に示すように、適応型デジタルフィルタを利用して低減
用振動を時々刻々と適切化すればよいが、この場合は装
置の複雑化や制御系の大きな負担増大を伴って、極めて
高価なものとなってしまう。すなわち、上記最適化手法
によれば、適応型デジタルフィルタの他に、低減用振動
を発生するスピ−カ等のアクチュエ−タ、所定空間の振
動を検出するマイク、アクチュエ−タとマイクとの間の
伝達特性に基づいてリファレンス信号を遅延処理する伝
達特性モデル（遅延回路）、マイクで検出された振動が
極力小さくなるようにフィルタ係数を書き換えるための
処理を行なう適応アルゴリズム回路が必要になり、極め
て高価なものとなる。

【０００３】特公平４−２７３号公報には、制御装置の
簡単化のため、種々の運転状態に対応した多数の低減用
振動をあらかじめ作成、記憶しておき、この記憶されて
いる低減用振動のなかから現在の運転状態に応じた低減
用振動を出力させることが提案されている。このものに
あっては、前述した最適化手法の場合に比してかなりコ
スト低減が図れるものの、未だ十分なものとは言えな
い。すなわち、特公平４−２７３号公報のものでは、ス
ピ−カから車室へ向けて低減用振動を出力する一方、車
室での騒音は種々の要因により変化するので、記憶情報
にはこれ等の種々の要因を加味しておく必要がある。換
言すれば、このような種々の情報を加味しておかなけれ
ば、かえって、車室での騒音が大きくなってしまうよう
な事態を生じてしまう可能性が大きくなる。したがっ
て、この場合でも、装置のかなりの複雑さやかなりのコ
スト高をきたすことになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、車両におい
て特に問題となるのは、エンジン振動である。例えば４
サイクル４気筒エンジンでは、２次成分の回転振動が、
車室内でのこもり音として問題となる。

【０００５】したがって、本発明の目的は、極めて簡単
な構成により、エンジン振動を効果的に低減することの
でき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。

【０００６】

【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、エンジン振動が周期的な点に着
目して、この周期的な振動を打消すような低減用振動を
構成する１つの振動波形をあらかじめ作成、記憶してお
き、この記憶されている振動波形を利用して、エンジン
を支持するマウント部材に組込んだ低減用振動発生用の
アクチュエ−タを駆動するようにしてある、具体的に
は、次のような構成としてある。すなわち、エンジンを
車体に支持するマウント部材に設けられ、エンジンの回
転に起因して生じる周期的な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
−タと、１周期分の低減用振動を構成する１つの振動波
形を記憶した記憶手段と、エンジンの回転周期を検出す
る回転周期検出手段と、前記回転周期検出手段で検出さ
れる回転周期毎に、前記記憶手段で記憶されている１つ
の振動波形を前記アクチュエ−タから出力させる制御手
段と、を備えた構成としてある。

【０００７】前記記憶手段が、エンジンの所定回転周期
に対応した１つの振動波形を記憶しており、前記回転周
期検出手段で検出される回転周期と前記所定回転周期と
の差に応じて、前記記憶手段に記憶されている１つの振
動波形の位相幅を変更する位相調整手段を備えた構成と
することができる。

【０００８】前記制御手段による制御を、エンジンの全
回転領域のうち、一部の回転領域でのみ行なうことがで
きる。

【０００９】前記記憶手段が、互いに異なる回転周期に
対応した複数の振動波形を記憶しており、前記制御手段
が、前記複数の振動波形のうち前記周期検出手段で検出
される周期に対応した１つの振動波形のみを前記アクチ
ュエ−タから出力させるように構成することができる。

【００１０】

【発明の効果】エンジンの回転振動は周期的なものであ
り、かつその振動波形はエンジン回転数が一定であれば
常に同じものとなる。したがって、あらかじめこの回転
振動を打消すように低減用振動を構成する１つの振動波
形を作成、記憶しておけば、この記憶された１つの振動
波形を出力することにより所定回転数域でのエンジン振
動が効果的に低減されることになる。そして、本発明で
は、低減用振動を構成する振動波形を１周期分について
のみ記憶しておけばよいので、全体として構成が極めて
簡単かつ安価に構成することができる。換言すれば、本
発明では、マウント部材に低減用振動発生用のアクチュ
エ−タを組込んであるので、車室に入力される種々の騒
音に影響を受けることなく、エンジン振動のみを確実に
低減することができるのである。

【００１１】請求項２に記載したような構成とすること
により、記憶されている１つの振動波形を利用して、当
該１つの振動波形に対応した回転域のみならず、広い回
転領域に渡ってエンジン振動を低減することができる。

【００１２】請求項３に記載したような構成とすること
により、記憶されている低減用振動に対応した回転域か
ら大きく外れた回転領域において、当該低減用振動が逆
に騒音となってしまうような事態を防止することができ
る。

【００１３】請求項４に記載したような構成とすること
により、記憶手段の負担は若干増加するものの、広い回
転領域に渡って効果的にエンジン振動を低減することが
できる。

【００１４】

【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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】いま、エンジン２の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。

【００１９】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）。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）。

【００２０】このように、エンジン振動に応じて、これ
とは逆位相（１８０度位相ずれ）の振動を加振板１６に
与えることにより、主液室１４の容積変化を利用したエ
ンジン振動の低減がなされることになる。図３〜図７
は、加振板１６の加振制御を行なって、エンジンの周期
的な振動を防止しようとするものであり、実施例では、
エンジンの２次振動を低減するものとして構成されてい
る。

【００２１】先ず、図３は、振動低減用アクチュエ−タ
を構成しているコイル１８を駆動制御するための制御系
の全体を示す。このような制御系は、図１において符号
ＣＢで示すコントロ−ルボックス内に構成される。この
図３において、周期計算回路３１により、ＩＧパルス
（点火パルス）に基づいてエンジン２の回転周期が計算
される。実施例では、エンジン２が４サイクル往復動型
の４気筒エンジンとされている関係上、エンジン１回転
につき２回のＩＧパルスが発生されることになる。そし
て、計算された回転周期は、制御ブロック３２に入力さ
れる。

【００２２】制御ブロック３２では、後述するようにし
て低減用振動に対応した出力信号が生成され、この生成
された出力信号が、Ｄ／Ａ変換器３３、ロ−パスフィル
タ３４、アンプ３５を介して、マウント部材３のコイル
１８へ出力される。この図３において、３６は、所定サ
ンプリング周期（実施例では１ｍｓｅｃ）毎に出力を行
なうサンプリングクロックである。

【００２３】制御ブロック３２の内容を、図４に示して
ある。この制御ブロック３２は、波形メモリ４１を備え
ている。この波形メモリ４１には、１周期分の低減用振
動の振動波形が記憶されている。実施例では、アイドル
回転数例えば６００ｒｐｍでのエンジン回転振動のうち
２次成分を低減するための振動波形が記憶されている。
出力波周期調整器４２は、回転周期ｒとサンプリングク
ロック３６からの信号ｓを受けて、波形メモリ４１に記
憶されている振動波形取り出して、所定のタイミングで
発振器４３から出力させ、この発振器４３からの出力信
号が、図３のＤ／Ａ変換器３３への出力信号ａとなる。

【００２４】波形メモリ４１に記憶されている振動波形
は、例えば図５に示すようなものとなる。実施例では、
前述のように、アイドル回転数例えば６００ｒｐｍでの
エンジン回転振動の２次成分を低減するための振動波形
が記憶されている。より具体的には、６００ｒｐｍに対
応した２次振動成分の周波数は２０ＨＺであり、この時
の波長は５０ｍｓｅｃとなる。そして、サンプリング周
期は前述のように１ｍｓｅｃであるからして、記憶すべ
きデ−タの数は、位相順序０番から４９番までの５０個
となる。図５では、サンプリング周期を拡大して示して
あるため、実際のデ−タ数よりも少ないデ−タ数しか示
されていないが、位相０番から４９番までのそれぞれに
ついて、そのレベル（振幅）があらかじめ実験的に決定
されて、波形メモリ４１に記憶されている。

【００２５】波形メモリ４１に記憶されている振動波形
は、アイドル回転数に対応した低減用振動であるため、
このアイドル回転から大きく離れた回転域では、十分な
振動低減が行なえないことになる。したがって、このよ
うな場合は、エンジン回転数に応じて、波形メモリ４１
に記憶されている振動波形の位相幅を変更するのが好ま
しい。図６には、エンジン回転数が１２００ｒｐｍ対応
用として位相幅変更を行なったときのものを示してい
る。すなわち、１２００ｒｐｍのときは、波長が２５ｍ
ｓｅｃとなって、波形メモリ４１に記憶されている振動
波形の半分の位相幅（デ−タ長）を有するものとなって
いる。このようなときは、波形メモリ４１に記憶されて
いるデ−タのうち、１つおきに出力、例えば位相順で１
番、３番、５番というように順次出力していって、最後
に４９番を出力すれば、丁度波長が２５ｍｓｅｃとなる
１２００ｒｐｍのときの振動低減として好適な振動波形
となる。

【００２６】次に、図７に示すフロ−チャ−トを参照し
つつ、制御ブロック３２（図４に示す制御系）の制御内
容について説明する。なお、以下の説明でＰはステップ
を示し、イグニッションスイッチＯＮでスタ−トされ
る。先ず、Ｐ１において、ＩＧパルスが入力されたか否
かが判別される。この判別でＮＯときはエンジン２が始
動していないときなのでそのままＰ１の判別が繰返さ
れ、Ｐ１の判別でＹＥＳとなったときに、Ｐ２におい
て、次のＩＧパルスが入力されたか否かが判別される。

【００２７】Ｐ２の判別でＮＯのときは再びＰ２へ戻る
が、Ｐ２の判別がＹＥＳとなった時点で、サンプリング
クロック３６がスタ−トされる。そして、波形メモリに
記憶されている振動波形のうち、１番最初のデ−タが出
力される。次いで、Ｐ５において、２つのＩＧパルス間
の時間を計算して、エンジン２の回転周期が算出され
る。この後Ｐ６において、Ｐ５で計算された回転周期に
応じて、出力すべきデ−タ数ＭＮが計算される。このＰ
６での処理は、前述した図６の説明に対応した処理であ
る。つまり一般化して説明すると、波形メモリ４１に記
憶されている基本デ−タ数（図５の場合は５０個）をＭ
Ｂとし、このＭＢを設定したときの設定回転数ｒＢ（実
施例では前述ように６００ｒｐｍ）とし、Ｐ５で計算さ
れた回転周期に基づくエンジン回転数をｒとすると、出
力すべきデ−タ数ＭＮは、ＭＢ×（ｒＢ／ｒ）の計算値
を越えない最大の整数となる（デ−タ数は整数に限定す
る必要有り）。つまり、Ｐ６に示す式中の『ＩＮＴ』
は、そのカッコ内に示す計算値を越えない最大の整数を
選択することを示している。

【００２８】Ｐ６の後は、Ｐ７において、波形メモリ４
１に記憶されている基本デ−タ数（実施例では５０個）
の中から、出力すべきデ−タ数ＭＮ分だけ選択される
が、これは図６の説明でも行なったように、極力等間隔
でデ−タ選択される。つまり、図５に示す位相順０番に
近い方から順に２個間隔、３個間隔あるいは４個間隔と
いうようにして、出力デ−タ数ＭＮを満足するように選
択される。

【００２９】Ｐ７の後は、Ｐ８において、サンプリング
クロックからの１ｍｓｅｃ毎の信号が入力されたか否か
が判別される。このＰ８の判別でＮＯのときはＰ８へ戻
り、Ｐ８の判別がＹＥＳとなった時点で、Ｐ９におい
て、次のデ−タが出力される（出力すべきデ−タ数が５
０個のときとなる６００ｒｐｍのときは、例えば０番目
のデ−タが前回出力されていたら、次に出力されるデ−
タが１番目のものとなる）。

【００３０】Ｐ９の後は、Ｐ１０において、次のＩＧパ
ルスが入力されたか否かが判別される。このＰ１０の判
別でＮＯのときは、Ｐ１１において、出力すべきデ−タ
数ＭＮ個が全て出力し終えたか否かが判別される。この
Ｐ１１の判別でＮＯのときは、Ｐ８へ戻って前述の処理
が繰返されて、波形メモリ４１に記憶されている１周期
分のデ−タが順次出力されていく。このとき、エンジン
の回転周期に変動がない限り、出力すべきデ−タ数が全
て出力し終えるまでは、Ｐ１０の判別がＮＯとなる。エ
ンジン回転変動により、出力すべきデ−タ数ＭＮを全て
出力し終えないうちにＰ１０の判別がＹＥＳとなったと
きは、Ｐ３へ戻って、変動された後の回転周期に対応す
べく、前述の処理が行なわれる。また、Ｐ１１の判別で
ＹＥＳのときは、Ｐ１２へ戻る。

【００３１】図８〜図１０はそれぞれ本発明の他の実施
例を示すもので、それぞれ図４に対応したものであり、
この図４に示すものと同一構成要素には同一符号を付し
てその説明は省略する。先ず図８の場合は、位相メモリ
５１を有して、この位相メモリ５１には、エンジンの種
々の回転数に対応して、波形メモリ４１に記憶されてい
る振動波形に対する位相の調整量が記憶されている。そ
して、発振器４３から発振される出力信号を位相調整器
５２で位相調整を行なうが、この位相調整を、位相メモ
リ５１に記憶されている調整量でもって調整するように
なっている。換言すれば、前述した図７のＰ６、Ｐ７の
処理に対応した処理を、位相メモリ５１と位相調整器５
２によって行なうものとなっている。

【００３２】図９の場合は、エンジン回転数判定手段を
設けて、エンジン回転数が所定回転領域以外となったと
きは、波形メモリ４１に記憶されている振動波形の出力
を禁止するようにしたものである。すなわち、エンジン
高回転時は、不快なこもり音というものが問題とならな
いあるいは生じなくなる一方、前述したような波形メモ
リ４１に記憶されている基本の振動波形の位相調整のみ
では適切に振動低減を行なうのはむずかしくなることを
考慮したものである。この振動低減の制御を禁止するし
きい値としてのエンジン回転数は、波形メモリ４１に記
憶されている基本の振動波形がアイドル回転数対応であ
る場合、例えば３０００〜４０００ｒｐｍの範囲として
設定することができる。

【００３３】図１０の場合は、波形メモリ４１Ｂに、複
数の振動波形を記憶させてある。各振動波形は、互いに
異なるエンジン回転数に対応しており、現在のエンジン
回転数に応じて振動低減のためにもっとも適切な１つの
振動波形が選択されて、この選択された１つの振動波形
に基づいて前述したような制御が行なわれる。より具体
的には、例えばアイドル回転としての６００ｒｐｍ対応
用の第１振動波形と、１２００ｒｐｍ対応の第２振動波
形と、２４００ｒｐｍ対応の第３振動波形とを記憶して
おき、６００〜１２００ｒｐｍの範囲では第１振動波形
を用いた振動低減の制御を行ない、１２００〜２４００
ｒｐｍの範囲では第２振動波形を用いた振動低減制御を
行ない、２４００ｒｐｍ以上の回転域では第３振動波形
を用いた振動低減制御を行なえばよい。勿論、この実施
例の場合でも、所定の高回転領域では、振動低減の制御
を禁止するようにしてもよい。

【００３４】以上実施例では、振動低減用のアクチュエ
−タとしてマウント部材３を利用した場合を説明した
が、車室内に向けて低減用振動を出力するスピ−カを用
いる等のこともできる。また、実施例では、エンジン回
転振動の２次成分を低減する場合を説明したが、これに
代えてあるいはこれに加えて、４次成分、６次成分等の
振動を低減する場合にも同様に適用し得るものである。

【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】 振動低減用アクチュエ−タの一例を示す側面
断面図。

【図３】 本発明の制御系全体を示す図。

【図４】 図２示す制御系のうち、制御ブロック部分を
示す図。

【図５】 波形メモリに記憶されている１周期分の振動
波形の一例を示す図。

【図６】 波形メモリに記憶されている振動波形をエン
ジン回転数に応じて位相幅調整したとき状態を示す図。

【図７】 本発明の制御内容を示すフロ−チャ−ト。

【図８】 本発明の第２実施例を示すもので、図３に対
応した図。

【図９】 本発明の第３実施例を示すもので、図３に対
応した図。

【図１０】本発明の第４実施例を示すもので、図３に対
応した図。

【符号の説明】

１：自動車 ２：エンジン ３：マウント部材（振動低減用アクチュエ−タ） 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 ３１：周期計算回路 ４１：波形メモリ ４２：出力波周期調整器 ５１：位相メモリ（位相調整量記憶） ５２：位相調整器 ５３：エンジン回転数判定回路 ４１Ｂ：波形メモリ（複数の振動波形記憶）

Claims (4)

【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に
   設けられ、エンジンの回転に起因して生じる周期的な振
   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−タと、 １周期分の低減用振動を構成する１つの振動波形を記憶
   した記憶手段と、 エンジンの回転周期を検出する回転周期検出手段と、 前記回転周期検出手段で検出される回転周期毎に、前記
   記憶手段で記憶されている１つの振動波形を前記アクチ
   ュエ−タから出力させる制御手段と、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、 前記記憶手段が、エンジンの所定回転周期に対応した１
   つの振動波形を記憶しており、 前記回転周期検出手段で検出される回転周期と前記所定
   回転周期との差に応じて、前記記憶手段に記憶されてい
   る１つの振動波形の位相幅を変更する位相調整手段を備
   えているもの。
3. 【請求項３】請求項１において、 前記制御手段による制御が、エンジンの全回転領域のう
   ち、一部の回転領域でのみ行なわれるもの。
4. 【請求項４】請求項１において、 前記記憶手段が、互いに異なる回転周期に対応した複数
   の振動波形を記憶しており、 前記制御手段が、前記複数の振動波形のうち前記周期検
   出手段で検出される周期に対応した１つの振動波形のみ
   を前記アクチュエ−タから出力させるもの。