JPH06109072A - パワーユニットの防振支持装置 - Google Patents

パワーユニットの防振支持装置

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JPH06109072A
JPH06109072A JP4276593A JP27659392A JPH06109072A JP H06109072 A JPH06109072 A JP H06109072A JP 4276593 A JP4276593 A JP 4276593A JP 27659392 A JP27659392 A JP 27659392A JP H06109072 A JPH06109072 A JP H06109072A
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vibration
sensor
power unit
vehicle body
signal
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Minoru Ishioka
穣 石岡
Yoshikazu Kato
嘉一 加藤
Katsuhiro Goto
勝博 後藤
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Sumitomo Riko Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 シェイク等の低周波振動に対しても有効な防
振効果を発揮し得る、パワーユニットの能動型防振支持
装置を提供すること。 【構成】 （ａ）自動車の車体１２とパワーユニット１
０との間に装着された加振手段１４と、（ｂ）パワーユ
ニットに取り付けられた第一のセンサ１６と、（ｃ）自
動車の車輪１８の動きに伴って変位せしめられる懸架系
部材に取り付けられた第二のセンサ２０と、（ｄ）自動
車の車体１２上の評価点に取り付けられた第三のセンサ
２２と、（ｅ）前記第一のセンサ１６および第二のセン
サ２０からの信号をそれぞれ基準信号とすると共に、前
記第三のセンサ２２からの信号を誤差信号とし、該誤差
信号が最小となるように、前記加振手段１４の作動を適
応制御する制御手段とを、有することを特徴とするパワ
ーユニットの防振支持装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】本発明は、自動車におけるパワーユニット
の防振支持装置に係り、特にパワーユニットから車体に
伝達される振動を能動的に制御することにより、シェイ
ク等の低周波振動からこもり音等の高周波振動に至る、
広い周波数域の入力振動に対して優れた防振効果を得る
ことのできるパワーユニットの防振支持装置に関するも
のである。
【０００２】
【背景技術】一般に、自動車では、車室内振動や騒音を
防止するために、エンジンを含むパワーユニットが、車
体に対して、複数のエンジンマウントによって弾性支持
されており、パワーユニットから車体への振動伝達の低
減が図られている。ところが、所定のばね特性および減
衰特性を有する、一般的な受動型のマウントによってパ
ワーユニットを弾性支持すると、それらパワーユニット
と支持装置（マウント）によって構成されるパワーユニ
ット懸架系における共振点付近で振動が増幅されてしま
い、車体側振動状態が逆に悪化するという問題があっ
た。
【０００３】なお、流体封入式マウント等で、ばね特性
や減衰特性を可変としたものも提案されているが、通
常、パワーユニットからの振動は広い周波数域に亘る振
動成分を含むために、そのようなマウントを用いても、
全ての周波数域の入力振動に対して共振作用による防振
性能の悪化を回避することは、極めて困難であった。
【０００４】そこで、近年、振動を打ち消す加振力を発
生する加振手段を用いて、防振対象物体の振動を低減す
る能動型の防振装置が開発されてきている。例えば、特
開平３−２１９２３９号公報等には、パワーユニットに
取り付けたセンサからの基準信号と、車体に取り付けた
センサからの参照信号に基づいて、パワーユニットと車
体との間に介装されたアクチュエータを適応制御するこ
とにより、パワーユニットから車体に伝達される振動
を、かかるアクチュエータが発生する逆振動によって低
減するようにした振動制御装置が開示されている。
【０００５】ところが、自動車のパワーユニットからの
振動伝達力によって発生する車体側振動を低減するため
には、かくの如き振動制御装置では、未だ充分でなく、
有効な防振効果を得ることが難しかった。
【０００６】すなわち、上述の如き能動型の防振装置に
おける加振手段を適応制御する場合には、その制御信号
の演算に必要な情報として、（ａ）制御すべき車体側の
評価点における振動を表す誤差信号と、（ｂ）適応型制
御のアルゴリズムを実施する際の基礎となる基準信号と
の、大別して二種類が必要とされ、良好な制御を実現す
るためには、これらの信号の選定と、制御対象となる加
振手段の選定，設置が重要であって、特に、上記（ｂ）
基準信号の選定に際しては、評価点にて低減すべき振動
特性と相関性の高い情報を取り出すことができるように
留意することが、極めて重要である。
【０００７】そこにおいて、車体振動を生ぜしめるパワ
ーユニット振動には、（１）エンジンの爆発，回転等に
起因する、こもり音等の原因となる高周波振動と、
（２）走行する路面の凹凸によって車輪側から入力され
る加振力によってパワーユニット懸架系が共振状態とな
ることに起因する、シェイク等の原因となる低周波振動
とがある。そして、前者の高周波振動にあっては、車体
上の多くの部分における振動は、パワーユニットの振動
と非常に相関性が高いことから、パワーユニットに取り
付けたセンサからの信号を基準信号とすることは、防振
上、有効である。しかし、後者のパワーユニット懸架系
の共振に起因するシェイク等の現象にあっては、通常、
防振制御の効果がパワーユニットの揺動低減として現れ
るために、前述の如く、パワーユニットの振動を基準信
号とすることは、制御回路の構成上および制御精度の点
から好ましくなく、パワーユニットの振動を基準信号と
すると充分な防振効果を得ることが難しいという問題が
あったのである。
【０００８】
【解決課題】ここにおいて、本発明は、上述の如き事情
を背景として為されたものであって、その解決課題とす
るところは、シェイク等の低周波振動に対しても有効な
防振効果を発揮し得るパワーユニットの防振支持装置を
提供することにある。
【０００９】
【解決手段】そして、かかる課題を解決するために、本
発明の特徴とするところは、（ａ）自動車の車体と、該
車体に対してエンジンマウントを介して防振支持された
パワーユニットとの間に装着されて、それら車体とパワ
ーユニットとの間に加振力を及ぼし得る加振手段と、
（ｂ）前記パワーユニットに取り付けられて、該パワー
ユニットの振動を検出する第一のセンサと、（ｃ）自動
車の車輪の動きに伴って車体に対して変位せしめられる
懸架系部材に取り付けられて、該懸架系部材の振動を検
出する第二のセンサと、（ｄ）自動車の車体上の評価点
に取り付けられて、該評価点における車体の振動を検出
する第三のセンサと、（ｅ）前記第一のセンサおよび前
記第二のセンサからの信号をそれぞれ基準信号とすると
共に、前記第三のセンサからの信号を誤差信号とし、該
誤差信号が最小となるように、前記加振手段の作動を適
応制御する制御手段とを、有するパワーユニットの防振
支持装置にある。
【００１０】
【作用・効果】すなわち、このような本発明に従う構造
とされた防振支持装置において、第二のセンサにより検
出される懸架系部材の振動は、路面の凹凸によって車輪
から入力される加振力に基づくものであり、かかる加振
力を振動強制力とするパワーユニット懸架系の共振現象
によるシェイク等に対して、極めて高い相関関係を有す
るものである。
【００１１】それ故、かかる防振装置においては、第一
のセンサにより、こもり音等の原因となるパワーユニッ
トの高周波振動に対して極めて相関性の高い信号を検出
することができると共に、第二のセンサにより、シェイ
ク等の原因となるパワーユニットの低周波振動に対して
極めて相関性の高い信号を検出することができるのであ
り、そして、それら二つのセンサにて検出される信号を
基準信号として、第三のセンサにて検出される車体振動
が最小となるように、加振手段が適応制御されることか
ら、シェイク等の低周波振動からこもり音等の高周波振
動に至る、広い周波数域の入力振動に対して、優れた防
振効果が有利に発揮され得るのである。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を更に具体的に明らかにするた
めに、本発明の実施例について、図面を参照しつつ、詳
細に説明することとする。
【００１３】先ず、図１には、本発明の一実施例である
防振支持装置の構成が、概略的に示されている。かかる
図において、１０は、エンジンを含むパワーユニットで
あり、車体１２に対して、複数個のマウントによって、
弾性的に防振支持されている。
【００１４】また、かかるパワーユニット１０と車体１
２との間には、加振装置１４が、装着されている。この
加振装置１４としては、パワーユニットに対して加振力
を及ぼし得るものであって、且つその加振力および加振
周波数が制御可能なものが、何れも採用可能である。具
体的には、公知の電磁型や圧電型のアクチュエータや超
音波モータ，空気圧乃至は油圧機構などが用いられ、ま
た、特開平２−４２２２８号公報等に開示されているよ
うに、そのような加振手段をマウントに組み込んだもの
を用いることも可能である。
【００１５】更にまた、パワーユニット１０には、その
振動を検出する第一のセンサ１６が、取り付けられてい
る。この第一のセンサ１６としては、パワーユニットの
振動波形（振幅および周波数）を検出できるものであれ
ば良く、例えば、加速度センサや変位センサ，速度セン
サ，荷重センサ，マイク等を使用することができる。
【００１６】また一方、車輪１８を車体１２に取り付け
る懸架系部材には、第二のセンサ２０が、取り付けられ
ている。なお、この第二のセンサ２０が取り付けられる
懸架系部材は、車輪１８の車体１２に対する動きに伴っ
て変位せしめられる部材であれば良く、各種のサスペン
ションロッド，リンクやアームの他、ショックアブソー
バやスプリング等が、選択され得る。また、かかる第二
のセンサ２０としては、上記第一のセンサ１６と同様、
公知の加速度センサ等が用いられる。
【００１７】さらに、車体１２には、適当な評価点にお
いて、第三のセンサ２２が、取り付けられている。かか
る評価点は、防振を目的とする位置、例えば運転席下部
などの車室フロアに設定される。なお、かかる第三のセ
ンサ２２としても、上記第一及び第二のセンサ１６，２
０と同様、公知の加速度センサ等が用いられる。
【００１８】そして、かかる防振支持装置は、上記第
一，第二，第三のセンサ１６，２０，２２からの信号：
Ｐ，Ｑ，Ｒが入力される制御装置２４を備えており、こ
の制御装置２４にて、第一及び第二のセンサ１６，２０
からの信号：Ｐ，Ｑを基準信号とし、第三のセンサ２２
からの信号：Ｒを誤差信号として、処理されることによ
り、車体１２の評価点における振動（誤差信号：Ｒ）を
最小とするための、前記加振装置１４の制御信号：Ｓが
出力されるようになっている。
【００１９】かかる制御装置２４は、自動車の走行条件
や車体振動伝達特性、或いは制御装置２４を構成するセ
ンサやアンプの特性、加振装置の特性等の環境変化に応
じて伝達特性を変化させることにより適応型制御を行な
う制御装置であって、例えば、図２に示されている如
く、第一及び第二のデジタルフィルタ２６，２８と、第
一及び第二の適応型デジタルフィルタ３０，３２とを含
んで構成される。
【００２０】そこにおいて、第一のデジタルフィルタ２
６は、第一のセンサ１６からの入力信号：Ｘ1 を、加振
装置１４の制御のための出力信号：Ｙ1 に変換するもの
であり、また、第二のデジタルフィルタ２８は、第二の
センサ２０からの入力信号：Ｘ2 を、加振装置１４の制
御のための出力信号：Ｙ2 に変換するものである。そし
て、これら第一のデジタルフィルタ２６および第二のデ
ジタルフィルタ２８のフィルタ係数は、第一の適応型デ
ジタルフィルタ３０および第二の適応型デジタルフィル
タ３２によって、逐次、書き込み、修正されるようにな
っている。
【００２１】すなわち、これら第一及び第二の適応型デ
ジタルフィルタ３０，３２は、適応アルゴリズムに従っ
て、前記第三のセンサ２２にて検出される車体１２の振
動が最小となるように（図２中、第三のセンサ２２から
の入力信号：Ｚが０となるように）第一及び第二のデジ
タルフィルタ２６，２８のフィルタ係数を高速で収束さ
せ、それら第一及び第二のデジタルフィルタ２６，２８
のフィルタ係数を、自動車の走行条件等による振動制御
系の伝達特性の変化に応じて高速で変化させることによ
り、そのような伝達特性の変化に追従して、逐次、書き
込み，更新するものである。
【００２２】なお、かかる第一及び第二の適応型デジタ
ルフィルタ３０，３２における適応アルゴリズムは、最
小二乗法（ＬＭＳ法）や逐次回帰法，ニュートン法，最
急降下法等で構成することが可能であるが、一般に、最
小二乗法が採用される。
【００２３】また、第一及び第二の適応型デジタルフィ
ルタ３０，３２に入力される第一及び第二のセンサ１
６，２０からの入力信号：Ｘ1 ，Ｘ2 と、第三のセンサ
２２からの入力信号：Ｚは、同時刻のものであるべきで
あることから、必要に応じて、通常の手法に従い、入力
回路上に遅延素子やデジタルフィルタ等にて構成された
遅延回路が組み込まれる。更にまた、かくの如き制御
は、フィードバック要素が強いことから、必要に応じ
て、デジタルフィルタ等を用いた発振防止回路が、付加
される。
【００２４】そして、第一のセンサ１６からの入力信
号：Ｘ1 および第二のセンサ２０からの入力信号：Ｘ2
は、上述の如く、第一のデジタルフィルタ２６および第
二のデジタルフィルタ２８により、各別に処理された
後、それら第一のデジタルフィルタ２６の出力信号：Ｙ
1 と第二のデジタルフィルタ２８の出力信号：Ｙ2 の和
として、加振装置１４の制御信号：Ｙが、求められる。
即ち、このように、第一のセンサ１６からの入力信号：
Ｘ1 と第二のセンサ２０からの入力信号：Ｘ2 を、各別
に処理することにより、両センサ１６，２０からの入力
信号：Ｘ1 ，Ｘ2 を単純に加え合わせたものを基準信号
として処理することによる、必要信号の相殺を回避する
ことができるのである。
【００２５】従って、上述の如き適応型の制御装置２４
を備えた防振支持装置によれば、第一のセンサ１６から
の信号を基準信号とし、第三のセンサ２２からの信号を
参照信号として、車体１２の評価点における振動が最小
となるように、加振装置１４の作動が制御されて、該加
振装置１４からパワーユニット１０と車体１２との間に
振動が加えられる結果、かかる加振振動がパワーユニッ
ト１０の振動と干渉し、以て、車体１２における振動
が、可及的に低減され得るのである。
【００２６】そして、そこにおいて、基準信号として、
第一のセンサ１６によって検出される、パワーユニット
の振動に対応した信号と、第二のセンサ２０によって検
出される、車輪１８の動きに伴う懸架系部材の信号に対
応した信号とが用いられていることから、該第一のセン
サ１６からの入力信号：Ｘ1 に基づいて、こもり音等の
原因となる高周波振動に対して有効な振動低減効果が発
揮され得ると共に、第二のセンサ２０からの入力信号：
Ｘ2 に基づいて、シェイク等の原因となる低周波振動に
対しても、有効な振動低減効果が発揮され得るのであ
る。即ち、シェイク等の低周波振動の低減効果はパワー
ユニット１０自体の揺動低減として現れるために、第一
のセンサ１６によって検出されるパワーユニット振動に
対応した信号を基準信号として用いても有効な防振制御
は困難であるが、上述の防振支持装置では、シェイク等
の低周波振動と極めて相関性の高い懸架系部材の振動信
号を基準信号とすることによって、低周波振動に対して
も、優れた防振制御効果が、安定して発揮され得ること
となるのである。
【００２７】しかも、本実施例においては、かかる第二
のセンサ２０からの入力信号が、第一のセンサ１６から
の入力信号とは別の処理系によって信号処理されるよう
になっていることから、第一のセンサ１６からの入力信
号に含まれる、高周波信号に相関性の高い信号と、第二
のセンサ２０からの入力信号に含まれる、低周波振動と
の相関性の高い信号とを、何れも、有利に取り出すこと
ができるのであり、それによって、より一層優れた防振
効果が発揮され得るのである。
【００２８】以上、本発明の実施例について詳述してき
たが、これは文字通りの例示であって、本発明は、かか
る具体例にのみ限定して解釈されるものではない。
【００２９】例えば、前記実施例では、本発明の最も基
本的なモデルについて説明したが、本発明は、実車に要
求される防振特性等に応じて、適宜、発展型の構成を採
用することが可能である。具体的には、第一のセンサ，
第二のセンサ，第三のセンサ、或いは加振手段を、それ
ぞれ複数個用いて防振制御精度の向上を図ることも可能
である。
【００３０】また、パワーユニットの振動は、最大、６
自由度系を持つ剛体振動として把握されることから、各
センサの振動検出方向や加振手段による加振方向を、複
数組み合わせることによって、多次元の振動制御装置を
構成することも可能である。
【００３１】更にまた、複数個の加振手段を用いる場合
には、各加振装置に対して、別々の作動を行なわせるこ
とも可能であり、例えば、ロール振動等に対しては、ロ
ール軸を挟んで対向配置させた加振装置を相対制御する
こと等も有効である。
【００３２】また、前記実施例では、第一のセンサ１６
からの入力信号と第二のセンサ２０からの入力信号が、
第一のデジタルフィルタ２６および第二のデジタルフィ
ルタ２８によって、各別に処理されるようになっていた
が、それら両センサ１６，２０からの入力信号を、加え
合わせた後に、一つのデジタルフィルタで処理すること
も可能である。
【００３３】その他、一々列挙はしないが、本発明は、
当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等
を加えた態様において実施され得るものであり、また、
そのような実施態様が、本発明の趣旨をを逸脱しない限
り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであること
は、言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例としての防振支持装置の構成
を概略的に示す説明図である。
【図２】図１に示された防振支持装置における制御装置
の一具体例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ パワーユニット １２ 車体 １４ 加振装置 １６ 第一のセンサ １８ 車輪 ２０ 第二のセンサ ２２ 第三のセンサ ２４ 制御装置 ２６ 第一のデジタルフィルタ ２８ 第二のデジタルフィルタ ３０ 第一の適応型デジタルフィルタ ３２ 第二の適応型デジタルフィルタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 自動車の車体と、該車体に対してエンジ
    ンマウントを介して防振支持されたパワーユニットとの
    間に装着されて、それら車体とパワーユニットとの間に
    加振力を及ぼし得る加振手段と、 前記パワーユニットに取り付けられて、該パワーユニッ
    トの振動を検出する第一のセンサと、 自動車の車輪の動きに伴って車体に対して変位せしめら
    れる懸架系部材に取り付けられて、該懸架系部材の振動
    を検出する第二のセンサと、 自動車の車体上の評価点に取り付けられて、該評価点に
    おける車体の振動を検出する第三のセンサと、 前記第一のセンサおよび前記第二のセンサからの信号を
    それぞれ基準信号とすると共に、前記第三のセンサから
    の信号を誤差信号とし、該誤差信号が最小となるよう
    に、前記加振手段の作動を適応制御する制御手段とを、
    有することを特徴とするパワーユニットの防振支持装
    置。
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