JPH06109060A - 車両の振動低減装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】エンジンからの伝達振動を効果的に低減しつ
つ、低減用振動発生用のアクチュエ−タの作動領域を小
さくできるようにする。 【構成】エンジン２の車体への取付用となるマウント部
材３には、主液室１４と副液室１５とが形成されると共
に、液室１４と１５とを連通する可変オリフィス２４が
形成されている。主液室１４の容積変化を行なわせるア
クチュエ−タ１９のコイル１８に対して、エンジンの回
転振動が車室において低減されるように、例えば最適化
手法により生成された交流波（高周波）が付与される。
アイドル回転域等低周波成分が問題となる領域では、加
振用アクチュエ−タ１９を休止させて、可変オリフィス
２４を利用した振動低減が行なわれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は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、特にエンジンからの
伝達振動に対応して振動低減を十分行なうには、例えば
特開平３−２１９１３９号公報に示すように、適応型フ
ィルタを利用した最適化手法によって、低減用振動を時
々刻々と適切化すればよい。上述の最適化手法によれ
ば、アクチュエ−タと振動低減効果を測定するセンサ
（一般にはマイク）との間の伝達特性をモデル化、すな
わち所定の遅延処理のための伝達関数が設定される。

【０００３】低減用振動は、振動低減しようとする車両
の所定空間内に配設したスピ−カから出力させることも
できるが、エンジンのマウント部材内に低減用振動発生
用のアクチュエ−タを組込んで、このマウント部材部分
から低減用振動を発生させることもできる。このような
アクチュエ−タは、比較的高周波域を対象として作動さ
れる。つまり、少なくともエンジンのアイドル回転以上
の回転域での周波数域に対して対応したものとなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、アクチュエ
−タつまり低減用振動を利用した干渉作用により、エン
ジンからの伝達振動が車両の所定空間で低減させようと
する場合、振幅が大きくなる領域例えば低周波域では、
アクチュエ−タを大きく駆動させる必要上、極めて大き
な電力を要することになり、かつアクチュエ−タも大型
化せざるを得ないものとなる。

【０００５】したがって、本発明の目的は、低減用振動
を発生させるためのアクチュエ−タの作動領域を限定し
つつ、振動低減の領域を広く確保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と共に、エンジンから
の伝達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−タが組込まれたマウ
ント部材と、第１の制御領域になったときに作動され、
前記アクチュエ−タから出力される低減用振動を制御す
る振動制御手段と、前記マウント部材に組込まれ、減衰
特性の変更可能な可変式の減衰手段と、第２の制御領域
となったときに作動され、前記減衰手段の減衰特性を変
更する減衰特性制御手段と、を備えた構成としてある。

【０００７】前記第１の制御領域が高周波域として設定
され、前記第２の制御領域が低周波域として設定された
構成とすることができる。

【０００８】前記第１の制御領域がエンジンの高次振動
域として設定され、前記第２の制御領域がエンジンの低
次振動域として設定された構成とすることができる。

【０００９】前記第１の制御領域が車両の走行時として
設定され、前記第２の制御領域が停車時として設定され
た構成とすることができる。

【００１０】前記マウント部材が、主液室と副液室とを
有し、前記アクチュエ−タが、前記主液室の容積を変更
するものとされ、前記可変式の減衰手段が、前記主液室
と副液室とを連通する可変オリフィスとされた構成とす
ることができる。

【００１１】

【発明の効果】本発明によれば、減衰手段により振動低
減が十分行なえないような所定の制御領域でのみ、低減
用振動発生のためのアクチュエ−タを作動させればよい
一方、減衰手段の減衰特性を変更するための消費電力は
極めてわずかで済むので、全体として電力消費を大幅に
低減することができる。勿論、アクチュエ−タを利用し
た振動低減領域以外の領域では、減衰手段を利用した振
動低減を行なって、全体として振動低減の領域を広いも
のとして確保することができる。

【００１２】請求項２に記載したような構成とすること
により、減衰手段による減衰を利用した振動低減領域と
アクチュエ−タを利用した振動低減領域というものが、
それぞれ振動低減効果の大きい領域となるように最適に
分担化される一方、消費電力が極めて大きくなる領域で
のアクチュエ−タの作動が回避されることになる。

【００１３】請求項３、請求項４に記載したような構成
とすることにより、請求項２と同じような効果が得られ
ることになる。

【００１４】請求項５に記載したような構成とすること
により、従来からある液体封入式のマウント部材を大き
く変更することなく、特にマウント部材を比較的コンパ
クトにしつつ本発明の効果を得る上で好ましいものとな
る。

【００１５】

【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−タお
よび可変オリフィスを装備したマウント部材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。

【００１６】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。

【００１７】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、可変オリフィ
ス２４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。

【００１８】可変オリフィス２４の一例を図３に示して
ある。可変オリフィス２４は、常時主液室１４と副液室
２１とを連通する固定オリフィス３１と、回動式とされ
た弁体３２とを有する。この弁体３２は、可変オリフィ
スを構成する連通路３２ａを有するが、その通路断面積
は、固定オリフィスの断面積よりも十分大きくされてい
る。

【００１９】弁体３２を電磁式のアクチュエ−タ３３に
より回動駆動することにより、連通路３２ａを介した主
液室１４と副液室２１との連通度合が、全閉状態から全
開状態の間で連続可変式に調整され得るものとなってい
る。連通路３２ａが全閉のときが、固定オリフィス３１
のみを介したもっとも開度の小さい最小絞り状態とさ
れ、連通路３２ａが全開のときが、最大絞り状態とされ
る。そして、最大絞り状態から最小絞り状態に向かうに
つれて、減衰ピ−ク値が徐々に高周波域へと移ってい
き、最小絞り状態により得られる減衰ピ−ク値を越えて
周波数が大きくなるにつれて減衰作用が低下して、やが
てオリフィス２４による減衰効果が何等期待できないも
のとなる。

【００２０】上述の可変オリフィス２４により減衰可能
な周波数域であることを前提に、振動低減を期待する周
波数付近において減衰ピ−ク値がくるように弁体３２の
回動位置を調整することにより、大きな減衰効果がかな
り広い周波数域に渡って期待し得るものとなる。そし
て、弁体３２の回動には特に大きな力を要しないので、
アクチュエ−タ３３を駆動するための消費電力は極めて
小さくて済むものとなる。なお、減衰特性を変更するた
めの構成としては、オリフィスを開度調整式とする場合
に限らず、通路長さ調整式とする等により行なうことも
できる（例えばテレスコピック式としてオリフィスを構
成する）。

【００２１】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。

【００２２】いま、エンジン２の運転に起因して生じる
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。

【００２３】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、可
変オリフィス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、当該可変オ
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）。

【００２４】前述したコイル１８（アクチュエ−タ１
９）および可変オリフィス２４（アクチュエ−タ３３）
に対する制御系統が、例えば図４に示すように構成され
る。この図４において、４１は適応型デジタルフィル
タ、４２は伝達特性モデル（遅延回路）、４３は収束係
数設定等を行なう適応アルゴリズム、４４は振動低減さ
れるべき所定空間として車室内に設置されたマイクであ
る。勿論、車室内でのエンジンからの伝達振動低減のた
めに、マイク４４により検される振動が極力０となるよ
うに、コイル１８に対する出力信号つまり低減用振動の
レベルおよび位相が時々刻々と調整される。

【００２５】なお、最適化のための適応アルゴリズムと
しては、例えば最少２乗法等、既知の適宜のものを選択
し得るが、最適化の手法そのものは周知なのでその詳し
い説明は省略する。また、コイル１８を利用した低減す
べき振動は、実施例ではエンジン２が４気筒４サイクル
エンジンとされている関係上、もっとも問題となる回転
２次成分のみとしてあるが、４次、６次等の回転成分を
も低減するように設定することもできる。また、リファ
レンス信号として、例えば点火パルスとすることができ
る。

【００２６】図４において、４５はエンジン回転数判定
手段、４６は切換スイッチ、４７はオリフィス制御手段
である。切換スイッチ４６は、エンジン回転数に応じ
て、適応アルゴリズム４３のＯＮ／ＯＦＦを切換えると
共に、この切換に同期してオリフィス制御手段４７が、
可変オリフィス２４の開度を変更する。

【００２７】図５は、図４に示す制御系の制御内容を示
すフロ−チャ−トであり、以下の説明でＰはステップを
示す。先ず、Ｐ１において、エンジン回転数が読込まれ
た後、Ｐ２において、実際のエンジン回転数がアイドル
回転以下であるか否かが判別される。このＰ２でいうア
イドル回転数は、アイドル域であるときの最大回転数と
して設定されている。例えば、所定の目標アイドル回転
が７００ｒｐｍのとき、Ｐ２でのアイドル回転は１００
０ｒｐｍとして設定される。

【００２８】Ｐ２の判別でＹＥＳのときは、Ｐ３におい
て適応アルゴリズム４３の作動を停止しすると共に、Ｐ
４において加振用アクチュエ−タ１９（コイル１８）へ
の出力を停止させて、干渉作用による振動低減の制御が
停止される。この後、Ｐ５において、可変オリフィス２
４をＯＮとして、その開度つまり弁体３２の回動位置
を、アイドル回転数域での周波数に適したものとされ
る。この場合、実施例では、可変オリフィス２４は最大
開度位置に固定されるが、エンジン回転数に応じて、弁
体３２の回動位置をもっとも減衰効果が発揮される位置
に制御することもできる。

【００２９】Ｐ２の判別がＮＯのときは、Ｐ６におい
て、可変オリフィス２４がＯＦＦされることにより最小
絞り開度の状態とされて、次の加振用アクチュエ−タ１
９を利用した振動低減制御が行なわれ易い状態とされる
（オリフィス２４を事実上作動液が通過しなくなるよう
な周波数域の下限を小さくする）。この後、Ｐ７におい
て適応アルゴリズム４３の作動が開始されると共に、Ｐ
８において加振用アクチュエ−タ１９への出力が開始さ
れて、干渉を利用した振動低減の制御が実行される。

【００３０】図６、図７は、本発明の第２実施例を示す
ものである。本実施例における制御系においては、図６
に示すように、次数成分調整手段５１を備えて、エンジ
ン回転数に応じた振動の次数成分のうち、低周波成分と
なる２次振動成分のみがオリフィス制御手段４７に出力
され、４次、６次の高周波成分のみが伝達特性モデル４
２および適応型デジタルフィルタ４１に出力される。

【００３１】本実施例では、２次振動成分については可
変オリフィス２４の開度をエンジン回転数数に応じて連
続可変式に制御することにより低減させ、４次、６次の
振動成分については、適応化手法を利用した振動低減が
行なわれる。このような制御内容を図７のフロ−チャ−
トに示してあるが、図７の内容は上述の説明から既に明
らかなので、その詳細な説明は省略する。

【００３２】図８、図９は本発明の第３実施例を示すも
のである。本実施例では、その制御系が、図４に示すエ
ンジン回転数判定手段４５に代えて、車速信号およびエ
ンジン回転数信号が入力される車両状態判定手段５２を
用いている点において異なる。本実施例では、車速が０
で、かつエンジン回転数がアイドル回転数以下のときに
可変オリフィス２４を利用した振動低減を行ない、車両
の走行中、および停車中でもエンジン回転数がアイドル
回転数よりも大きいときに、加振用アクチュエ−タ１９
を利用した振動低減の制御を行なうようになっている。
このような制御内容を図９に示すフロ−チャ−トに示し
てあるが、その内容は上述した通りなので、その詳細な
説明は省略する。

【００３３】以上、実施例について説明したが、加振用
アクチュエ−タを利用した車室内でのエンジンからの伝
達振動低減のために制御としては、最適化手法によるこ
となく、種々の手法を採択し得るものである。例えば、
所定エンジン回転時において例えば回転２次成分（４
次、６次等の高周波成分を含むもの、あるいはこの高周
波成分のみでも可）を低減できるような低減用振動を、
１周期分についてあらかじめ実験的に作成、記憶してお
き、所定エンジン回転時にのみこの記憶された低減用振
動を用いた振動低減の制御を行なうようにしてもよい。
この場合、エンジン回転数に応じて記憶されている低減
用振動の位相幅を調整すれば、この記憶されている低減
用振動を利用した振動低減を広い回転域に渡って行なう
ことができる。

【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】 本発明に利用されるマウント部材の一例を示
す側面断面図。

【図３】 可変オリフィスの一例を示す要部断面図。

【図４】 本発明の第１実施例における制御系を示す
図。

【図５】 図４に示す制御系の制御内容を示すフロ−チ
ャ−ト。

【図６】 本発明の第２実施例における制御系を示す
図。

【図７】 図６に示す制御系の制御内容を示すフロ−チ
ャ−ト。

【図８】 本発明の第３実施例における制御系を示す
図。

【図９】 図８に示す制御系の制御内容を示すフロ−チ
ャ−ト。

【符号の説明】

１：自動車 ２：エンジン ３：マウント部材 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 ２１：副液室 ２４：可変オリフィス ３１：固定オリフィス ３２：弁体 ３２ａ：連通路 ３３：アクチュエ−タ（可変オリフィス用）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中尾 憲彦 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 三藤 千明 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 塚原 裕 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 原田 真悟 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンを車体に支持すると共に、エンジ
   ンからの伝達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−タが組込まれ
   たマウント部材と、 第１の制御領域になったときに作動され、前記アクチュ
   エ−タから出力される低減用振動を制御する振動制御手
   段と、 前記マウント部材に組込まれ、減衰特性の変更可能な可
   変式の減衰手段と、 第２の制御領域となったときに作動され、前記減衰手段
   の減衰特性を変更する減衰特性制御手段と、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、 前記第１の制御領域が高周波域として設定され、前記第
   ２の制御領域が低周波域として設定されているもの。
3. 【請求項３】請求項１において、 前記第１の制御領域がエンジンの高次振動域として設定
   され、前記第２の制御領域がエンジンの低次振動域とし
   て設定されているもの。
4. 【請求項４】請求項１において、 前記第１の制御領域が車両の走行時として設定され、前
   記第２の制御領域が停車時として設定されているもの。
5. 【請求項５】請求項１ないし請求項４のいずれか１項に
   おいて、 前記マウント部材が、主液室と副液室とを有し、 前記アクチュエ−タが、前記主液室の容積を変更するも
   のとされ、 前記可変式の減衰手段が、前記主液室と副液室とを連通
   する可変オリフィスとされているもの。