JPS61116140A - 車両の振動制御装置 - 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】 （産業上の利用分野〕 この発明は、車両のエンジンからの変動トルク外乱によ
って励起される車体振動を抑制する車両の振動制御装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

自動車等の車両の重要な技術課題の一つに振動に関して
乗心地等の快適車両の追求かある。従来乗心地の向上に
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、畜らにはエンジンを支持するマウント機
構に振動吸収機能を付与する等の工夫を施こして車体撮
動の低減を図っている。ところが横置きエンジンでＦＦ
（７０ントエンジン、フロントドライブ）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ノ変動トルク
がエンジンマウントを介して伝達され、車体の振動が過
大に励起される問題が表面化する。エンジンマウントは
エンジンと車体の接点で、設計時には多くの検討ｋＷか
あり、次のような相反する条件を満足しなけれはならな
い。すなわち、駆動反トルクが大きい領域ではエンジン
およびマフラー等の排気系の変位を制限するため、エン
ジンマウントは削性にする必要があり、アイドリングお
よび中高回転域における比較的トルクが小さい領域では
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、また車体の曲げモード振動の固有振動数か
アイドリング回転数域に近接ないしは一致する場合、車
体の振動が極めて大きくなり、乗心地か低下する問題が
ある。これはエンジンマウントを含めて車体振動の低減
は車両の乗心地、快適性の向上を図る上で重要な技術課
題である。特に横置きエンジンでＩＦＩＦ駆動方式を採
用する車両では、アイドリング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、さらには変動トル
クの方向が車体の振動の方向と一致するなどによって車
体には過度の振動が励起され、乗心地や快適性などの低
下には著しいものかあった。

第４図は車両の車体振動の発生メカニズムを示すもので
、図において、（１）はエンジン、（２１−、（ａ）は
エンジン（１）の前方および後方部を弾性的に支持する
それぞれフロントエンジンマウントおよびリアーエンジ
ンマウント、（４）は車体で、エンジン（１）が上記両
エンジンマウント（２）　、　ｆ３）を介して車体（４
）に装着される。（５）は車体（４）上に設置される座
席である０ 上記横置きエンジン車でのエンジン（１）のシリンダは
複数個あり、その配列は車体（４）に対して横断する方
向すなわち長手方向に直角方向に配列される。このため
エンジンを駆動させると、エンジン（１）の挙動は第６
図の矢印で示すように、シリンダの圧力変動に伴なうト
ルクを受けて駆動軸（図示せず）を回転中心とするロッ
キング振動の励起が卓越する。一方、車体（４）の振動
特性には第４図の破線で示すように車体全体が曲げ変形
する弾性モードで振動する固有振動数（通常は約、２ｊ
Ｈ２）が存在する。特に、エンジン（１）のロッキング
振動の周波数と、車体（４）の固有振動数とが近接ない
しけ一致するアイドリング回転数領域では、車体（４）
は共振現象によって過度の振動が励起され、車体（４）
上に設置される座席（５）に振動か伝達されることにな
るＯ 〔発明か解決しようとする問題点〕 上記のような車両においては、エンジン（１）からの変
動トルク外乱によって車体（４）に振動が励起され、こ
れによって座席（５）も振動するため、乗心地や快適性
が低下して乗員に肉体的、精神的な苦痛を与えるという
問題点があった。

この発明け、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、エンジン自身の振動を制御することにより、これ
に起因する車体の振動を低減することを目的としている
。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る車両の振動制御装置は、車両のエンジン
に装置されるアクチュエータ、上記エンジンの振動によ
りエンジンから車体へ伝達される変動トルク外乱または
この変動トルク外乱に起因する振動を検出するセンサ、
およびこのセンサからの検出信号に基づいて上記変動ト
ルク外乱を低減するように上記アクチュエータを駆動す
る制動回路を備えたものである。

〔作　用〕

この発明においては、エンジンに装着されたアクチュエ
ータが、変動トルク外乱またはこの変動トルク外乱に起
因する振動の検出信号に基づいて上記変動トルク外乱を
低減するように駆動されるので、エンジンの変動トルク
振動は効果的に低減される。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図をもとに説明する。第１
図はこの発明の一実施例を示す構成図である。

図において、ｊｉ！６図と同一符号は同一部分であるの
で説明は省略する。（６）はエンジン（１）に装着され
たアクチュエータ、（７）はフロントエンジンマウント
（２）と車体（４）間に装着されたセンサすなわちこの
例では荷重変換器で、荷重変換器（７）は例えば圧電素
子あるいはひずみゲージ等で構成され、エンジン（１）
から発生しフロントエンジンマウント（２）ヲ介して車
体（４）へ伝達される変動トルク外乱を直接的に検出し
、電気信号として取り出すものである。

（８）は荷重変換器（７）からの検出信号に基づいて上
記変動トルク外乱を低減するようにアクチュエータ（６
）　ｆｃ駆動する制御回路である。第２図は第１図のフ
ロントエンジンマウント金拡大して詳細に示す断面図で
あり、エンジン（１）はゴム等からなる弾性マウントシ
υ、このマウント（２υを固着するホルダー偽、および
荷重変換器（７）を介して車体（４）に弾性的に装着さ
れている。第３図は第１図に示すこの発明の一実施例に
係わる制御回路を詳細に示すブロック図であり、図にお
いて匈は演算回路、幻は駆動回路である。荷重変換器（
７）により検出された変動トルク外乱に比例する電気信
号は、荷重検出回路［Ｆ］υで増幅され、演算回路りに
入力される。演算回路曽は上記信号を所定の位相とゲイ
ンを有する信号に変換する回路で、変換された信号は駆
動回路（至）に伝送される。駆動回路彎はアクチュエー
タ（６）を駆動し、アクチュエータ（６）で発生する制
御力をエンジン（１）に印加することにより、エンジン
（１）の変動トルク外乱に同期するロッキング振動を低
減させることができる。さらに、７マントエンジンマウ
ント（２＞やリアーエンジンマウント（３）から車体（
４）に伝達さｎる変動トルク外乱の大きさも小さくなる
ため、車体（４）の撮動は効果的に低減される。

次に、アクチュエータ（６）に付加マスの慣性力を利用
した動電型りζアクチュエータを適用した実施例を第μ
図に示す。

図において、ｆｉυは永久磁石、樋は円筒状のヨーク、
臼はコイル、Ｉ）４１はフィル（至）を支持するコイル
サポート、田はヨーク臼の上下端部に配設されヨークの
を保持する支持はね、缶はヨーク＠ａを貫通したガイド
棒、１′７Ｉはヨーク器の上下端部に固着したスライド
ベアリングで、ガイド棒（至）に沿って摺動し、ヨーク
ＩＸ５は上下方向にリニアに駆動されろ。

（至）はケーシングである。上記の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ａｎは半径方向
に着磁されてヨークロに固着され、磁気回路を形成して
コイル（至）が挿入される空隙では所定の磁束密度が生
ずる。これによりコイル口に駆動回路−より駆動電流が
供給されると、電磁気宇作用によってコイルＱと永久磁
石旬との間にｈｔ電磁力発生する。この時、作用、反作
用の原理に基づきコイル口に生じた電磁力はフィルサポ
ート（財）ヲ介してエンジン（１）に固着されるケーシ
ング（至）へ伝達されエンジン（１）に作用する。一方
、永久磁石６υに発生する電磁力はヨーク臼を支持する
支持はね（至）の復元力とヨークロと永久磁石６υの慣
性力との和とつり合う。上記の力学的モデルを第５図に
示す。

図において、（１１３はヨークロと永久磁石＠υの質量
の和の付加マスで、支持ばね缶けばね定数Ｒ（Ｌである
。またＵはコイル口と永久磁石６υとの間に動く電磁力
で、エンジン（１）には電磁力Ｕと支持はね缶の復元力
とが加算式れた制振力Ｔが作用する。また支持ばね曽は
ヨーク綿の中立位置を確保する役割を果たす。上記のよ
うな構成により、エンジン（１）から発生し車体（４）
に伝達される変動トルク外乱すなわち車体（４）に実際
にかかる力は、フロントエンジンマウント（２）と車体
（４）間に装着された荷重変換器（７）により電気信号
として検出される。この検出信号は荷重検出回路机によ
り増幅はれて演算回路物に伝送される。演算回路（ハ）
は、アクチュエータ（６）から発生する制御力が、エン
ジン（１）からの変動トルク外乱を打消すあるいけ軽減
するような所定の制御則を満たすゲインおよび位相特性
に設定されている。そのため、荷重検出回路侶υからの
信号は、演算回路輸でゲインおよび位相が調節され駆動
回路−を介してアクチュエータ（６）を駆動すムアクチ
ュエータ（６）より発生する制御力の方向が変動トルク
外乱を相殺する方向となるように演算回路■の制御則を
設定しているので、エンジン（１）の変動トルク振動そ
のものが軽減される。したがって、これに伴ってエンジ
ン（１）からエンジンマウン）　（２１、（３１ヲ介し
て車体（４）に伝達される変動トルク外乱が低減される
ことになり、その結果として車体（４）に励起される振
動も低減でき、乗心地や快適性は大いに改善される。ま
た、この発明によればエンジン（１）にアクチュエータ
ｒ６）を装着してエンジン（１）の変動トルク振動その
ものを軽減するので、車体（４）にアクチュエータ（６
）を装着する場合に比べ制御力すなわちアクチュエータ
（６）が小さくて済む。

なお、上記実施例では荷重変換器（７）をフロントエン
ジンマウント（２）に装着した場合について説明したが
、リアーエンジンマウント（３）に装着しても同様の効
果か得られる。また、上記実施例ではエンジンマウント
（２）と車体（４）ＩＳｌ］に荷重変換器（７）を装着
してエンジン（１）から車体ｍへ伝達される変動トルク
外乱を検出する場合について説明したが、例えばひずみ
ゲージを第２図に示す弾性マウント■に直接貼付して変
動トルク外乱に起因する弾性マウント（社）の振動を検
出し、この検出信号に基づいてアクチュエータ（６）を
駆動した場合にも上記実施例と同様の効果が得られる。

さらに、アクチュエータ（６）としてはリニアアクチュ
エータの他、空気圧および油圧アクチュエータなどを用
いることも可能である。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、車両のエンジンに装
着されるアクチュエータ、上記エンジンの振動によりエ
ンジンから車体へ伝達される変動トルク外乱またはこの
変動トルク外乱に起因する振動を検出するセンナ、およ
びこのセンサかもの検出信号に基づいて上記変動トルク
外乱を低減するように上記アクチュエータを駆動する制
御回路を備えたので、上記車体に実際にかかる力を検出
して、この検出信号に基づいて上記エンジン自身の振動
を低減することにより、エンジンの振動に起因する車体
の振動を効果的に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第一図は第
７図に示すフロントエンジンマウントを拡大して示す断
面図、第３図はこの発明の一実施例に係わる制御回路を
詳細に示すブロック図、第μ図はこの発明の一実施例に
係わるアクチュエータを示す断面図、第３図はアクチュ
エータの力学的モデルを示す説明図、第６図は車両にお
ける車体振動の発生メカニズムを説明する説明図である
。 図において、（１）はエンジン、（４）は車体、（６）
はアクチュエータ、（７）けセンサすなわち荷重変換器
、（８）は制御回路である。 なお、各図中同一符号は同一ま之は相当部分を示すもの
とする。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　車両のエンジンに装着されるアクチユエータ、上記エ
   ンジンの振動によりエンジンから車体へ伝達される変動
   トルク外乱またはこの変動トルク外乱に起因する振動を
   検出するセンサ、およびこのセンサからの検出信号に基
   づいて上記変動トルク外乱を低減するように上記アクチ
   ユエータを駆動する制御回路を備えた車両の振動制御装
   置。