JPS60252835A - 車体振動低減装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、車両のアイトリフグ時勢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、大訴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ともシ音の増大も加わって乗員に
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、 （１）車体に取付けられて振動を発生する加振機と、エ
ンジンによる車体振動の周波数で作られた加振信号を、
上記車体振動の節を車室内に移動させるべくエンジン回
転数に基づき移相及びゲイン調整を行なって上記加振機
に供給する制御手段とを有し、更に、 （２）車体に取付けられて振動を発生する加振機と、振
動による加速度を検出しかつ振動を低減すべき車室内の
位置に関連して配置された加速度センサと、エンジンに
よる車体振動の周波数で作られた加振信号を、エンジン
回転数に基づき移相及びゲイン調整を行なうと共に上記
加速度セ／すによる検出信号に基づき移相及びゲイン調
整を行なって上記加振機に供給する制御手段とを有する
ことを特徴とする。

ここで、図を参照して本発明の詳細な説明する。第１図
は車両の前部の一例を示し、車両のボディフレーム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
ディフレーム１の前端中央には７１１１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
とボディフレームｌを介して車ＫＢに所望の振動がト　
伝達されるようになっている。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ックで
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、ニアシン回転数センサ４、加速度セ／
す５、及びエンジン回転数に相応するイグニッションパ
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斌を車速により
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６００　ｒｐｍ〜９００　ｒｐｍ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竣がこの回転
数にて生ずるために決められたものである。また、重速
センサ３およびエンジン回転数セ／す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／を決定する友めにも用いられる
。したがって、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電できるエンジン回転数セン
サ４のみ設置して車速セ／す３を省いても、上述の駆動
条件の設定は可能である１、また、エフ９７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
ばイグニッショ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／す５は、車体の振動を検出するだめのもので
、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、車両の振動を低減すべき位置、たとえば運転席とか
後部座席とか又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単室中央などに配置でき、更
には振動を低減すべき位置ではないが任意配置の加速度
センサ５の出力状態を組合わせて予定する位置の振動を
低減するように備えることもできる。すなわち、加速度
センサ５は振動を低減すべき位置に関連して配置される
。

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５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、振する九めに加速度センサ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
の位置は割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えられるのが良い。

イグニツ７ヨ７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って、第２図ａに示すパルスを
出力する。このイグニッションパルス発生器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、よってこの出力パルスが車体振動と同期する
ことになる。イグニッションパルス発生器６に接続され
た波形整形部７では、イグニンションパルス波形がノイ
ズ除去されて第２図す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図す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ｌＯに７“） 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／回転数セ／す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７１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からの設電車速以下の車速信
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エ３に入力され、その車速及び回転
数に応じて位相制御部ＩＯ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っ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の出カバ、
イクニンン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＠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ケインにおいて異な
るので、加振機２の振動は車体振動に何らかの影響全没
はし車体振動を抑えることが可能となる。

車速セ／す３からの車速信号、エフ２フ回転数セ／す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、減衰撮動信号であっ
て、この７ＪＯ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、史に厳密に割
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／す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九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間
趙は無いのであるが、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ＩＯ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が制振される状卿にもっていく。

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ｒ加
振機により発生させれば車体は光合に制振する。

したがって、マイコンＭではエンジン回転数によるＳＩ
Ｎ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ｉ制振ができる。ｔｆｃ、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ｐ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＜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単室の一部分
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（財）ももちろん可能である
。

第２図に尿り車速セ／す３からの設電車速以下の信号が
出ないとき及び工ンジ／回転数セ／す４からの設定範囲
内の信号が出ないとき、マイコ／Ｍからはアンス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はロックされ、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ＢＫ
は車速コントロール１ｌＩ１５が接続され、この車速コ
ントロール部１５はｊＫ速セ／す３によって検出される
車速によシ、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ャートで、第２図のマイコンＭ
における働きを示す。第３図に示すフローチャートを大
きく分けると、車速、及びエンジン回転数の検出にょる
Ｄ口振機の駆動又は非駆動のルート、加振ａｔ−駆動す
る場合の車速及び１７２７回転数に対応した位相及びゲ
イどの設定、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、ステップＢｌが実行されて
車速が所定の速度Ｖ。より大きいか否か判断される。こ
の車速Ｖ。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■。より大きい場合にはステップＢ３２にお
いてアンス１１がオフになυ、ついでステップＢ３３に
おいてホールド機１４によシ加振機２が機械的にロック
されているかどうか判断される。このステップＢ３３に
おいて加振機がロックされていると判断された場合、ス
テップＢ３５においてひきつづきロック状態が保たれ、
ロックされていな、いと判断された場合には、ステップ
Ｂ３４においてホールド機構１４にロック指示信号がコ
ントローラ１３から伝達され、加振機２がロックされる
。

車速Ｖが設定車速ｖ０よシ小さい場合には、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１３に入力され、ステッ
プＢ２が実行されて、工／ジ／回転数Ｎが所定の回転数
Ｎｌ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Ｎ　１　＝　６０Ｏｒ、ｐ、ｍ
、　Ｎ２＝　９０　Ｏｒ、ｐ、ｍ、である。１７２７回
転数Ｎが所定の範囲内にないとき、すなわちＮ＜Ｎｌ、
あるいはＮ＞Ｎ２の場合には車体共振が生じず前述した
アンス１１のオフステップＢ３２以後の動作となり、加
振機２は機械的にロックされる。

ステップ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≦Ｎ２０とき、ステップ
Ｂ３において、この１７２７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
よって判明している振動そ一ドがあるので、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、マツプの選択で割振に好適な位
相φとゲインＦとが決定される。

決足されたマツプに基づきステップＢ４では、位１φ、
およびゲインＦｌを決足し、ステップす１７２７回転数
に基づ＜ＳＩＮ波を位相制御吃しくはゲインコントロー
ルを行なって位相φ。

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、ステップＢ６にて示されるように単位位相Δφ
分を予め加えて加信信号φ２＝φ□＋△φを作る。そし
て、このΔφを予め加えてみることによって振動すなわ
ち加速度センサ１、（５の出力が低減したがどうかをス
テップ８７にで判定する。加速度センサの出力が低減し
た場合には、スーテンプＢ８Ｂ９にてφａ＝４２＋△＄
　＝φ１＋２△φの如くφ２に更に△φが加えられて、
ステップＢＩＯ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１、こうして、加振信号を一定（単位
）位相Δφ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九とき、すなわちステップＢＩＯ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、ステップＢ
ｌｌにてφ。＝φｎ＋１−Δφ　の演算をして最低出力
に当る位相φ□を決足する。

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ップ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
に秒位が行なわれたことになるので、ステップＢ１２に
てφ２＝φ１−△φ　の演算を行なう。ここでは、ステ
ップ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、ステップＢｌ　４　
、　Ｂｌ　５にてφ３＝φ２−△φ＝φ、−２△φの如
く更に△φが減じられてステップ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Δφ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、ステッ
プＢ１７にてφ。＝φｎ＋１＋△φ　の演算をして、加
速度セ／すの最低出力に当る位相φ。を決定する。。

ステップＢＩ２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ップ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っ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φ、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°、ステップＢ２０　、Ｂ２１　、Ｂ２２゜Ｂ２３　
、Ｂ２４にてゲインケ繰返し増加させていって加速度セ
／すの最低出力を得るルートと、ステップＢ２０　、Ｂ
２５　、Ｂ２６　、Ｂ２７．Ｂ２８゜Ｂ２９．Ｂ３０に
てゲイン全線５返し減少させていって加速度セ／すの最
低出力を得るルートと、そして、ステップＢ３１にて示
すようにゲインｔ″Ｆｌに固定したままのルートとを有
する。このゲイ／の制御は、位相制御と同じでおるので
説明は省く。

このようにして位相φ。とゲインＦｎ　とヲ刺整した加
振信号を得て、この加振信号により加振機２を駆動した
ことによシ加速度センサの最低出力を得て振動の割振を
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シ決まるマ
ンノに基づき、加速度センサ５による加速度Ｃ１−検出
しつつ位相φ１とゲイン八　とを調整したものである。

本発明はこの第２図、第３図による実施例ばかｐでなく
第２図に示す加速度センサ５を除き第３図に示すステッ
プＢ６以後を除いて、マツプによｎ＊速やエンジン回転
数に応じてきめ細かに位相φ□とゲインＦｌとを決める
ようＫしてもよい。この場合には、第３図に示す笑施例
でのマツ１よりは多数のマツプを備えて車速やエンジン
回転数の変化に移相及びゲインの変化を追従させるよう
にすればよい。

ま九、更に他の例として第２図に示すイグニン７ヨンパ
ルス発生器６０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／す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
体振動に応じ良信号を検出し、波形整形部７に入力する
ようにしてもよい。

そして、例えは、図示しない他の制御手段尋により、こ
の検出された総和の車内振動と加振）　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における車体撮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、ペー
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ってい
る。

また、有蓋筒状に形成されたハウジング２４が、マス２
３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２４
ａの中央部を摺動軸２２の上端に固着されている。一方
、ハウジング２４の下端２４ｂは、ペース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
およびペース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をペース２１から浮かした状態で一定の位置に支持
して、マス２３が支障なく上下動モきるようになってい
る。

また、マス２３には、円筒状空間部２３＆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３゜ 円筒状空間部２３＆は、マス２３の下端面に開口してお
り、ペース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２
８１ｉ−介して接続されておシ、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によシ
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っている。

そして、ハウジング２４の外側下部には、加振機２のホ
−ルド機構１４が取シ付けられている。

ホールド機構１４は、ロックピン２９と、ロンクピ／２
９の駆動機１１１２９ａと、マス２３に形成されたロッ
クピン保合孔２３ｂとにより構成されている。

ロックピン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が移動してロックピン２９
の軸心線とロックピン保合孔２３ｂの軸心線とが正確に
一致しない場合に、ロックピン２９の水平駆動によりマ
ス２３を若干上下動させ、ロックピ／２９の軸心線とロ
ックピン保合孔２３ｂの軸心線とを自動的に一致させる
ようになっている。

また、ロンク゛ピン２９の駆動機ｅｌｔ　２９　ａ　ハ
、ソレノイドパルプ等で構成され、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１３からの
信号によシ駆動機構２９ａが駆動されてロックピン２９
を水平動１１Ｌ、マス２３の上下動を適宜停止させるよ
うになっている。

以上説明したように本発明によれは、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友。

【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Ｕｔ−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ック図、第３図は制御プロセ
スを示すフローチャート、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１ 、　６はイクニン７ヨンパルス発生器、１０は位相ｔｉ
ｌｌ　ａｌｌ　ＩＢ　。 １２はゲイ／コントロール部、 １３はコントローラ、 Ｂ１−Ｂ５５は制御プロセスの各ステップである。 特軒出願人 三菱自動車工業株式会社 代理人 弁理士　光　石　士　部（他１名）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　車体に取付けられて振動を発生する加振機と、
   エンジンによる車体振動の周波数で作られた加振信号を
   、上記車体振動の節を車室内に移動させるぺ＜エンジン
   回転数に基づき移相及びゲイン調整を行なって上記加振
   機に供給する制御手段とを有する車体振動低減装置。
2. （２）車体に取付けられて振動を発生する加振機と、振
   動による加速度を検出しかつ振動を低減すべき車室内の
   位置に関連して配置された７１１１１　速度センサと、
   エンジンによる車体振動の周波数で作られた加振信号を
   、エンジン回転数に基づき移相及びゲイン調整を行なう
   と共に上記加速度センサによる検出信号に基づき移相及
   びゲイ７−整を行なって上記カロ振様に供給する制御手
   段とを有する車体振動低減装、置。