JPS60244623A - Vibration control device for vehicle - Google Patents

Vibration control device for vehicle

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Publication number
JPS60244623A
JPS60244623A JP10122884A JP10122884A JPS60244623A JP S60244623 A JPS60244623 A JP S60244623A JP 10122884 A JP10122884 A JP 10122884A JP 10122884 A JP10122884 A JP 10122884A JP S60244623 A JPS60244623 A JP S60244623A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vehicle body
actuator
engine
vibration
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10122884A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshio Furuishi
古石 喜郎
Kiyoshi Muto
武藤 浄
Yasuyuki Makikawa
牧川 安之
Yukihiko Hagino
萩野 幸彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP10122884A priority Critical patent/JPS60244623A/en
Publication of JPS60244623A publication Critical patent/JPS60244623A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/10Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect

Abstract

PURPOSE:To reduce disturbance due to torque variations applied to a vehicle body to reduce the vibration of the vehicle body, by providing a control circuit for driving an actuator in accordance with an electrical signal from a load transducer for detecting torque variations. CONSTITUTION:An actuator 6 is attached to a vehicle body 4, and a load transducer 7 is attached to the lower section of a front engine mount 2. A control circuit 8 receives a signal from the load transducer 7 and drives the actuator 6. With this arrangement. Disturbances due to torque variations produced by the engine 1 and transmitted to the vehicle body 4 is directly detected by the load transducer 7 which is attached to the engine mount 2 and which therefore issues an electrical signal. A computing circuit receives the signal through a load detecting circuit to adjust the gain and phase of the signal to satisfy a predetermined control rule, and then transmits the signal to a vibration circuit for driving the actuator 6 so that the direction of control force of the actuator 6 is set in the direction in which the disturbance due to torque variations is cancelled out.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明はエンジンからの変動トルク外乱によって励起
はれる正体振動を抑制する車輌の振動制御装置に関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a vibration control device for a vehicle that suppresses normal vibrations excited by fluctuating torque disturbances from an engine.

〔従来技術〕[Prior art]

自動車等の車輌の重要な技術課題の一つに振動に対して
乗心地等の優れた快適車輌の追求がある。
One of the important technical issues for vehicles such as automobiles is the pursuit of comfortable vehicles with excellent riding comfort and vibration resistance.

この乗心地の向上に関連して車体を支持するショックア
ブソーバの減衰力制御装置の装着、さらにはエンシ゛ン
を支持するマウント機構に振動吸収機能全付与する等の
工夫を施こして車体振動の低減を図っている。ところが
、横置きエンジンでF、F(フロントエンシ9ン、フロ
ントドライフ)方式では特にエンジンの駆動反トルクが
大きくなり、その方向が車体の振動方向と一致するため
に、エンジンからの変動トルクがエンジンマウン)f介
して伝達され正体の振動が過大に励起される問題が表面
化する。
In order to improve ride comfort, we have taken measures such as installing a damping force control device for the shock absorber that supports the car body, and adding full vibration absorption functions to the mount mechanism that supports the engine to reduce car body vibration. I'm trying. However, in the F, F (front engine 9 engine, front drive) system with a horizontally mounted engine, the driving reaction torque of the engine is particularly large, and its direction matches the vibration direction of the vehicle body, so the fluctuating torque from the engine is The problem arises that the vibrations of the real body transmitted through the mount) f are excessively excited.

エンジンマウントはエンシ゛ンと車体の接点で設計時に
は多くの検討課題があシ、次のような相反する条件を満
足しなければならない。すなわち、駆動反トルクが大き
い領域では、エンジン及びマフラー等の排気系の変位を
制限するため、エンジンマウントに剛性にする必要があ
シ、アイドリンク及び中高回転域における比較的トルク
が小をい領域では振動絶縁を主目的としてマウントは低
剛性にする必要がある。これら相反する条件を高次元に
実現する手段は極めて困難で、また車体の曲けモード振
動の固有振動数がアイドリンク回転数域に近接ないしけ
一致する場合、車体の振動が大きくなり、乗心地が低下
する問題がある。これけエンジンマウントに含めて車体
振動の低減は車輌の乗心地、快適性の向上を図る上で重
要な技術課題である。特に横置きエンシ゛ンでF、F駆
動方式を採用する車輌では、アイドリンク回転数領域に
車体の固有振動数が近接ないしは存在すること、ざらに
は変動トルクの方向が車体の振動の方向と一致する等に
よって車体には過度の振動が励起さ力1、乗心地や快適
性等の低下には著しいものがあった。
The engine mount is the point of contact between the engine and the vehicle body, and there are many issues to consider when designing it, and the following conflicting conditions must be satisfied. In other words, in the region where the driving reaction torque is large, the engine mount needs to be made rigid to limit the displacement of the engine and exhaust system such as the muffler, and in the region where the torque is relatively small in the idling and mid-to-high speed ranges. In this case, the mount needs to have low rigidity for the main purpose of vibration isolation. It is extremely difficult to achieve these contradictory conditions in a high-dimensional manner, and if the natural frequency of the bending mode vibration of the car body is close to or coincides with the idling rotation speed range, the vibration of the car body becomes large and the ride becomes uncomfortable. There is a problem that the value decreases. Reducing vehicle body vibration, including the engine mount, is an important technical issue in improving vehicle ride comfort and comfort. Especially for vehicles that are horizontally mounted engines that use the F or F drive system, the natural frequency of the vehicle body is close to or exists in the idle link rotation speed region, and the direction of the fluctuating torque roughly matches the direction of vibration of the vehicle body. As a result, excessive vibrations were excited in the vehicle body, resulting in a significant decrease in riding comfort and comfort.

第1図は車輌の正体振動の発生メカニズム分水しており
、1はエンジン、2汀エンシ9ン1の前方III k弾
性的に支持しているフロントエンジンマウント、3け後
方側を支持しているリアーエンジンマウント、4け車体
であり、エンジン]はエンジンマウン)2.3に介して
車体4に装着きれている。5は座席である。ところで、
横置きエンジンではエンジン1のシリンダは複数個あシ
、その配列ハ車体4に対して横断する方向すなわち長手
方向に直角になるっこのためエンジン1の挙動は矢印方
向にシリンダの圧力変動に伴なうトルクを受けて駆動軸
を回転中心とするロッキング振動が励起す2bo一方、
車体4の振動特性には破線で示すような正体全体が曲は
変形する弾性モードで振動する固有振動数(通常約25
18Z)が存在する。
Figure 1 shows the exact vibration generation mechanism of the vehicle. 1 is the engine, 2 is the front engine mount, 3 is the front engine mount that is elastically supported, and 3 is the rear side that is supported. It is a 4-seater car body, and the engine is attached to the car body 4 via the engine mount 2.3. 5 is a seat. by the way,
In a horizontally mounted engine, the engine 1 has a plurality of cylinders, and their arrangement is perpendicular to the direction transverse to the vehicle body 4, that is, the longitudinal direction, so the behavior of the engine 1 follows the pressure fluctuations in the cylinders in the direction of the arrow. On the other hand, in 2bo, rocking vibration is excited about the drive shaft as the center of rotation due to the torque applied.
The vibration characteristics of the vehicle body 4 include a natural frequency (usually about 25
18Z) exists.

特にエンジン1のロッキング振動の周波数と車体の固有
振動数とが一致ないしは近くなるとアイドリンク回転数
領域では、車体は共振現象によって過度の振動が励起婆
れ、これによって座席5に振動が伝達されて乗心地や快
適性が低下し、乗員に肉体的、精神的7I苦痛を与える
In particular, when the frequency of the rocking vibration of the engine 1 and the natural frequency of the vehicle body match or become close to each other, in the idling speed region, the vehicle body is excited with excessive vibration due to a resonance phenomenon, and this vibration is transmitted to the seat 5. Ride quality and comfort deteriorate, causing physical and mental pain to the occupants.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

この発明は、かかる欠点を改善する目的でなされたもの
で、エンジンから車体に受ける変動トルク外乱を検出し
、この変動トルク外乱を打消すような制振力を車体に伺
与するアクチュエータヲ備えたことにより、車体の振動
を低減し、乗心地や快適性全向上するようにした車輌の
振動制御装置全提供するものである。
This invention was made with the aim of improving such drawbacks, and includes an actuator that detects a fluctuating torque disturbance applied to the vehicle body from the engine and applies a damping force to the vehicle body to cancel out the fluctuating torque disturbance. The present invention provides a vibration control device for a vehicle that reduces vehicle body vibration and improves riding comfort and comfort.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下この発明の実施例を図について説明する。−第2図
において、第1図と同一符号は同一部分であるので説明
は省略する。6け1体4に装着したアクチュエータ、7
はフロントエンジンマウント2の下部に配置した荷重変
換器、8は荷重変換器7からの信号を検出し、アクチュ
エータ6を駆動する制御回路である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. - In FIG. 2, the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same parts, so the explanation will be omitted. Actuator attached to 6 pieces 1 body 4, 7
Reference numeral 8 indicates a load converter disposed at the lower part of the front engine mount 2, and 8 indicates a control circuit that detects a signal from the load converter 7 and drives the actuator 6.

第3[1iH−Jエンジン1のフロントエンジンマウン
ト2の詳細図で、エンシ1ン1il−rゴム等からなる
弾性マウント21及びこのマウント21を保持するホル
ダー22を荷重変換器7を介して車体4に設置されてい
る。アクチュエータ6は荷重変換器7からの検出係号を
受けて制御回路8によって駆動される。
This is a detailed view of the front engine mount 2 of the third [1iH-J engine 1], in which an elastic mount 21 made of rubber or the like and a holder 22 that holds this mount 21 are connected to the vehicle body 4 via a load converter 7. It is installed in Actuator 6 is driven by control circuit 8 in response to a detection signal from load converter 7 .

第4図は制御回路8のブロック図で、81は荷重検出回
路、82は演算回路、83は駆動回路である。荷重変換
器7に圧電素子あるいはひずみゲージ等で構成され、エ
ンジン1から車体4に伝達される変動トルク外乱を直接
的に検出し、電気信号として取出すものである。この変
動トルク外乱に比例した電気信号灯荷重検出回路81で
増幅され演算回路82に入力される 演算回路82は所
定のゲイン、位相特性をもつ回路で、電気信号のゲイン
、位相全調整して駆動回路83に伝送する。
FIG. 4 is a block diagram of the control circuit 8, in which 81 is a load detection circuit, 82 is an arithmetic circuit, and 83 is a drive circuit. The load transducer 7 is composed of a piezoelectric element or a strain gauge, and the variable torque disturbance transmitted from the engine 1 to the vehicle body 4 is directly detected and extracted as an electrical signal. This fluctuating torque disturbance is amplified by an electric signal lamp load detection circuit 81 which is proportional to the disturbance and inputted to an arithmetic circuit 82. The arithmetic circuit 82 is a circuit with predetermined gain and phase characteristics, and fully adjusts the gain and phase of the electric signal to drive the circuit. 83.

駆動回路83はアクチュエータ6を駆動する)4ワーを
供給するものである。これによってアクチュエータ6か
ら発生する制御力ヲ車体4の振動を阻止する方向に印加
し、車体4の振動を積極的に低減式せることができる。
The drive circuit 83 supplies 4 powers (to drive the actuator 6). As a result, the control force generated from the actuator 6 is applied in a direction that prevents vibrations of the vehicle body 4, and vibrations of the vehicle body 4 can be actively reduced.

第5図はアクチュエータ6に動電型リニアアクチュエー
タを適用した実施例全示すもので、図において、61は
永久磁石、62は円筒状のヨーク、63はコイル、64
はコイル63全支持するコイルサポート、65はヨーク
62の上下両端に配設しヨーク全保持する支持ばね、6
6けカイト棒、67けヨーク62の上下端部に固着した
スライドベアリングで、このベアリング67はガイド棒
66に沿って摺動し、ヨーク627>Z上下方向に駆動
される。68はケーシングである。上記動電型リニアア
クチュエータの動作について説明すると、永久磁石61
け半径方向に着磁されヨーク62に固着されて磁気回路
を形成し、コイル63が挿入される空隙では所定″の磁
束密度が生ずる。このような構成によりコイル63に駆
動回路83から電流が供給されると、コイル63と永久
磁石61との間に電磁力が発生する。このとき、コイル
63に生じた電磁力はコイルサポート64を介して車体
4に固設したケーシング68へ伝達され、車体4に作用
する。一方、永久磁力61に発生する電磁力はヨーク6
2全支持する支持ばね65の復元力とヨーク62と永久
磁石61の慣性力の和とっシ合う。これらの力学的モデ
ルを第6図に示す。9はヨーク62と永久磁石61の質
舊の和の付加マスで、支持はね65けばね定数Rdであ
る。Ull−]:コイル63と永久磁石61との間に働
く電磁力士、車体4Kに電磁力Uと支持はね65の復元
力とか加算はれた割振力Tが作用する。また支持ばね6
5はヨークの中立位tF=j’に確保する役割をする。
FIG. 5 shows all the embodiments in which an electrodynamic linear actuator is applied to the actuator 6. In the figure, 61 is a permanent magnet, 62 is a cylindrical yoke, 63 is a coil, and 64
65 is a coil support that fully supports the coil 63; 65 is a support spring that is disposed at both the upper and lower ends of the yoke 62 and that holds the entire yoke;
Slide bearings are fixed to the upper and lower ends of the 6-piece kite rod and the 67-piece yoke 62, and the bearings 67 slide along the guide rod 66 and are driven in the vertical direction (yoke 627>Z). 68 is a casing. To explain the operation of the electrodynamic linear actuator, the permanent magnet 61
The coil 63 is magnetized in the radial direction and fixed to the yoke 62 to form a magnetic circuit, and a predetermined magnetic flux density is generated in the gap where the coil 63 is inserted.With this configuration, current is supplied to the coil 63 from the drive circuit 83. Then, an electromagnetic force is generated between the coil 63 and the permanent magnet 61. At this time, the electromagnetic force generated in the coil 63 is transmitted to the casing 68 fixed to the vehicle body 4 via the coil support 64, and On the other hand, the electromagnetic force generated in the permanent magnetic force 61 acts on the yoke 6.
The sum of the restoring force of the supporting spring 65 and the inertial force of the yoke 62 and the permanent magnet 61 is balanced. These mechanical models are shown in FIG. 9 is an additional mass that is the sum of the yoke 62 and the permanent magnet 61, and the supporting spring 65 has a spring constant Rd. Ull-]: An electromagnetic force acting between the coil 63 and the permanent magnet 61, and an allocation force T added to the electromagnetic force U and the restoring force of the support spring 65 acts on the vehicle body 4K. Also, the support spring 6
5 serves to secure the neutral position tF=j' of the yoke.

上記のような構成によシ、エンシ“ン1から発生し車体
4に伝達される変動トルク外乱汀、エンジンマウント2
に装着さ7″した荷重変換器7vこニジ直接に電気信号
として検出し、荷重検出回路81を介して演算回路82
で所定の制御則を満たすようゲイン、位相を調整し、駆
動回路83へ伝送はれる。駆動回路83け車体4に装着
したアクチュエータ6を駆動する。そしてアクチュエー
タ6から発生する制御力の方向i1[体4にエンジン1
からの変動トルク外乱を相殺する方向にすると、車体4
に印加する外乱が軽減されることになって車体の振動は
極度に低減し、この結果、車輌の乗心地。
With the above-described configuration, the variable torque disturbance generated from the engine 1 and transmitted to the vehicle body 4, and the engine mount 2
The load converter 7V installed on the
The gain and phase are adjusted to satisfy a predetermined control law, and the signal is transmitted to the drive circuit 83. The drive circuit 83 drives the actuator 6 mounted on the vehicle body 4. Then, the direction i1 of the control force generated from the actuator 6 [engine 1 to body 4]
If the direction is set to cancel out the fluctuating torque disturbance from the vehicle body 4,
As a result, the external disturbance applied to the vehicle body is reduced, and the vibration of the vehicle body is extremely reduced, resulting in an improved ride comfort of the vehicle.

快適性か改善されることシてなる。I'm sure comfort will be improved.

なお、この発明の実施例では荷重変換器7はフロントエ
ンジンマウント側に備えたが、その他すアーエンジンマ
ウント側に備えることであっても同様の作用が得られる
。また、アクチュエータ6としてハリニアアクチュエー
タの他、空気圧及び油圧アクチュエータを用いることも
可能である。
In the embodiment of the present invention, the load converter 7 is provided on the front engine mount side, but the same effect can be obtained even if the load converter 7 is provided on the rear engine mount side. Further, as the actuator 6, it is also possible to use a pneumatic or hydraulic actuator in addition to a linear actuator.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したようにこの発明によれば、エンジンからの
変動トルク外乱を受けて振動する車体に設置婆れたアク
チュエータ、エンシ“ンからのi動トルクを検出する荷
N変換器、この荷重変換器からの電気信号に基づいてア
クチュエータを駆動させる制御回路を備えたことr(ニ
ジ、アクチュエータでの制御力が変動トルク外乱を相殺
する作用が得られ、この結果車体へ印加する変動トルク
外乱が軽減でき、車体への振動が低減されて車輌の乗心
地、快適性全大幅に改善することができる効果がある1
As explained above, according to the present invention, there is provided an actuator installed in a vehicle body that vibrates in response to fluctuating torque disturbance from the engine, a load N converter that detects i-dynamic torque from the engine, and this load converter. The control circuit that drives the actuator based on the electric signal from , it has the effect of reducing vibrations to the vehicle body and significantly improving the ride quality and comfort of the vehicle1.
,

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は車−の振動発生メカニズムを示す図、第2図は
この発明による振動制御装置の構成図、第3図はエンシ
“ンマウンドの部分拡大図、第4図は制御1回路のブロ
ック図、第5図はアクチュエータの一例を示す断面図、
第6図はアクチュエータの力学モデルの図である。 1・・・エンシ1ン、2・・・フロントエンジンマウン
ト、4・・・車体、6・・・アクチュエータ、7・・・
荷重変換器、8・・・制御回路、8]・・・荷重検出回
路、82・・・演算回路、83・・・駆動回路。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 第5図 旦 第6図
Fig. 1 is a diagram showing the vibration generation mechanism of a vehicle, Fig. 2 is a block diagram of the vibration control device according to the present invention, Fig. 3 is a partially enlarged view of the engine mound, and Fig. 4 is a block diagram of the control circuit 1. , FIG. 5 is a sectional view showing an example of the actuator,
FIG. 6 is a diagram of a dynamic model of the actuator. 1... Engine 1, 2... Front engine mount, 4... Vehicle body, 6... Actuator, 7...
Load converter, 8... Control circuit, 8]... Load detection circuit, 82... Arithmetic circuit, 83... Drive circuit. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts. Agent Masuo Oiwa Figure 5 Figure 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] エンジンからの変動トルク外乱を受けて感動を生ずる車
体に設置されたアクチュエータ、上記エンジンのマウン
トに装着した荷重変換器、この荷重り°換器によりエン
ジンから車体に伝達でれる変動トルク外乱を検出し、荷
重変換器の検出信号に基づいてアクチュエータを制御し
駆動する制御回路を備えたことを特徴とする車輌の振動
制御装置。
An actuator installed on the vehicle body that generates excitement when it receives fluctuating torque disturbances from the engine, a load converter attached to the engine mount, and this load converter detects fluctuating torque disturbances transmitted from the engine to the vehicle body. A vibration control device for a vehicle, comprising a control circuit that controls and drives an actuator based on a detection signal from a load converter.
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