JPS6112437A - 車輌の振動制御装置 - Google Patents

車輌の振動制御装置

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JPS6112437A
JPS6112437A JP13459584A JP13459584A JPS6112437A JP S6112437 A JPS6112437 A JP S6112437A JP 13459584 A JP13459584 A JP 13459584A JP 13459584 A JP13459584 A JP 13459584A JP S6112437 A JPS6112437 A JP S6112437A
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vehicle body
vibration
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actuator
vehicle
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JP13459584A
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Yoshio Furuishi
古石 喜郎
Yasuyuki Oikawa
牧川 安之
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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    • 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
    • F16F7/1005Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect characterised by active control of the mass

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 この発明は車輌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輌の振動制御装置に
関するものである。
〔従来技術〕
自動車等の車輌の重要な技術課題の一つに振動に関して
乗心地等の快適車輌の追求がある。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、さ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
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シ、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トヲ介して伝達され、車体の振動が
過大に励起される問題が表面化する。エンシ9ンマウン
ドにエンジンと車体の接点で、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
、エンジンマウントハ剛性にする必要があシ、アイドリ
ンクおよび中高画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に低剛性にする
必要がある。これら相反する条件を高次元に実現する手
段に極めて困難で、また車体の曲は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しり、は一致する
場合、車体の振動が極めて太きくなり、乗心地が低下す
る問題がある。これはエンジンマウントを含めて車体振
動の低減は車輌の乗心地、快適性の向上を図る上でN要
な技術課題である。特に横置きエンジンでFF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、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があった。
第1図は車輌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はエンシ9ン、2.3flエンジン1
の前方および後方部を弾性的には支持するフロントエン
シ9ンマウンドト、リアーエンジンマウンド、4に車体
で、エンジンIが上記両エンジンマウント2,3を介し
て車体4に装着される。5に車体4上に設置される座席
である。
上記横置きエンジン車でのエンジンIのシリンダに複数
個あり、その配列灯車体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1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】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25H2)が存在する。特にエンシ9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
が近接ないしは一致するアイドリンク回転数領域では、
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に振動が伝達されることになシ
、乗心地や快適性が低下し、乗員に肉体的、精神的な苦
痛を与える。
〔発明の概要〕
この発明は、かかる問題に鑑みなされたもので、エンシ
9ンから車体に印加される変動トルり外因、を検出し、
この震動トルり外乱を打消すよりな市11振力を車体に
付与するアクチュエータを備えたことにより、車体の振
動を積極的に低減できる車輌の振動制御装置を提供する
ことにある。
〔発明の実施例〕
以下この発明の一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は車体4に装着するアクチュエー
タ、7はエンシ゛ン1に固定シ、エンジンのロッキング
振動を検出するための振即lセンサ、8は車体4に固定
し、車体振動を検出するための振動センサ、9は上記両
振動センサ7.8カーらの信号を受けてアクチュエータ
6を駆動させる制御回路である。
第3図は上記制御回路9のブロック図で、91はロッキ
ング検出回路、92は位相調節器、93は駆動回路であ
る。すなわち、エンシ9ン1に固着した振動センサ7は
、エンジンのロッキング振動を検出することによシ、こ
れに対応するエンジン1の変動トルク外乱の発生を測定
し、変動トルク外乱を電気信号として取出す。この電気
信号はロッキング検出回路91に伝送され、所要の利得
を有する信号に増幅される。位相調節器92はロッキン
グ振動と変動トルク外乱の車体4への印加時期との時間
的な補償を行なうものである。一方、車体4に固着した
振動センサ8は車体の振動加速度を検出し、振動検出回
路93で増幅する。演算回路94は振動加速度信号を振
動速度信号に変換する回路で、通常主に積分回路を基本
として構成する。加算器95に上記2種の電気信号を重
ね合すための回路であって、この加算器95を介して駆
動回路96に伝送する。そして駆動回路96はアクチュ
エータ6を駆動し、制振力を生じさせるための電力を供
給する。
第4図はアクチュエータ6に付加マスの慣性力を利用し
て制振力を車体4に印加する動電型リニアアクチュエー
タを適用した構成図である。図中、61は永久磁石、6
2け円筒状のヨーク、63はコイル、64はコイル63
を支持するコイルサボ−)、65はヨーク62の上下端
部に配設されヨーク62を保持する支持ばね、66はヨ
ーク62を貫通したガイド俸、67はヨーク62の上下
端部に固着したスライドベアリングで、ガイド棒66に
沿って摺動し、ヨーク62に上下方向にリニアに駆動さ
れる。68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61は半径
方向に着磁されてヨーク62に固着され、磁気回路を形
成してコイル62が挿入される空隙でに所定の磁束密度
が生ずる。これKよりコイル62に駆動回路83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6
3と永久磁石61との間には電磁力が発生する。この時
、作用1反作用の原理に基づきコイル63に生じた電磁
力はコイルサポート64を介して車体4に固着されるケ
ーシング68へ伝達され車体4に作用する。一方、永久
磁石61に発生する電磁力はヨーク62を支持する支持
はね65の復元力とヨーク62と永久磁石61の慣性力
との和とつシ合う。
上記の力学的モテルを第5図に示す。10けヨーク62
と永久磁石61の質I・の和の付加マスで、支持ばね6
5にばね定数Rdである。またUはコイル63と永久磁
石61との間に働く電磁力で、車体4には電磁力Uと支
持ばね65の復元力とが加算された割振力Tが作用する
。また支持ばね65にヨーク62の中立位置を確保する
役割を果す〇以下、この発明の振動低減原理を説明する
。この発明による装置の振動低減は車体4にエンジン1
からの変動トルク外乱と制振力が同時に作用したときに
成立する。下記の車体振動の力のつシ合い式を前提とす
る。
MsXs 十KsXs = F −U      Il
lただし、Ms :車体4の等髄質量 KS :車体4の等側割性 X8 :車体4の撮動変位 F :変動トルク外乱 U 二側振力 第6図は振動低減原理をブロック図で示したものである
。(1)式において、割振力Uは次のように構成される
。すなわち、エンジン1に固着した振動センサ7の信号
にもとず〈ロッキング検出回路91からの信号は変動ト
ルク外乱に同期する割振力で、これをF′とする。一方
、車体4の振動速度X8 に比例する制振力は制御ゲイ
ンf CsとするとCsX5で寿えられる。車体4へ印
加される割振力Uはこれら2種の制御ループでの制振力
の和の次式で与えられる。
U = F’ −08Xs+21 (2)式を111式に代入すると、この発明を適用した
ときの車体の運動方程式を得る。
MsXs +CsX5 +KsXs=F−F’  (3
1(3)式において機械力学的考察により変動トルク外
乱の検出にもとず〈制振力F′ハ変動トルク外乱Fの軽
減に効果があシ、振動速度Xsにもとず〈割振力の成分
CaX5&!車体4にダンピング作用として作用し、車
体の振動減衰特性を改善することができることが触る。
第7図に振動低減効果を車体の伝達特性の変化よシ示す
。図中、実線は非制御での車体4の振動特性で、一点鎖
線がこの発明での振動特性である。
これによシ車体4の固有振動数w n (= Q )近
傍では振動速度X8にもとず〈制御ループの制振効果に
よって共振ピークは抑制され、変動トルク外乱にもとす
く制御ループの作用によって変動トルク外乱そのものが
軽減されるため、車体4の振動は全ての周波数領域にわ
たって振動低減を図ることができる。この結果、車輌の
乗心地や快適性が向上する。
なお、上記実施例でけ動電型リニアアクチュエータの場
合について説明したが、その他、空気圧あるいは油圧ア
クチュエータであっても同様の作用が得られる。また、
この発明の装置は車輌以外、振動が問題となる一般構造
物に対しても広く適用可能である。
〔発明の効果〕
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装着するアクチ
ュエータ、変動トルク外乱を軽減する制御ループと車体
の振動減衰特性の向上を目的とする車体振動制御ループ
を有する制御回路を備えたので、アクチュエータから発
生する制振力を利用して車体の振動を極めて低減するこ
とができ、この結果、車輌の乗心地や快適性を向上する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は車輌の振動発生メカニズムの図、第2図はこの
発明の振動制御装置の構成図、第3図に制御回路のブロ
ック図、第4図はアクチュエータの断面図、第5図にア
クチュエータの力学的モデル図、第6図は制御方式のブ
ロック図、第7図は車体の振動特性図である。 1・・・エンシ9ン、4・・・車体、6・・・アクチュ
エータ、7.8・・・振動センサ、9・・・制御回路、
10・・・付加マス、9】・・・ロッキング検出回路、
95・・・加算器、96・・・駆動回路1、 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示すO 第5図 第7図 0             ωn 倣動数 手続補正書(自発) 1.事件の表示   特願昭59−134595号3、
補正をする者 名 称  (601)三菱電機株式会社代表者片山仁八
部 4、代理人 5、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 6、補正の内容 (1)明細書8頁15行の式(1) %式% r MsXs 十KsXs = F−U Jと訂正する
。 (2)  同9頁20行の「触る」全1解る」と訂正す
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. エンジンからの変動トルク外乱を受けて振動が生ずる車
    体へ装着するアクチュエータ、車体の振動を検出する振
    動センサ、この振動センサからの信号を車体の振動速度
    に比例する信号に変換する回路とエンジンに装着する振
    動センサによりエンジンの変動トルク外乱を検出する振
    動制御装置において、上記車体の振動速度に比例する制
    御信号と変動トルク外乱に比例する制御信号を重ね合せ
    る加算器、この加算器からの信号によりアクチュエータ
    を駆動させる駆動回路を備え、車体にダンピング作用を
    印加させて変動トルク外乱を軽減させることを特徴とす
    る車輌の振動制御装置。
JP13459584A 1984-06-27 1984-06-27 車輌の振動制御装置 Granted JPS6112437A (ja)

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JPS6112437A true JPS6112437A (ja) 1986-01-20
JPH0541453B2 JPH0541453B2 (ja) 1993-06-23

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62272680A (ja) * 1986-05-20 1987-11-26 Sharp Corp テレビジヨン受像機における子画面側の表示方式
JP2010190424A (ja) * 2009-02-19 2010-09-02 Integrated Dynamics Engineering Gmbh 振動分離のためのフィードバック制御システムで使用するためのコンビネーション形運動センサ

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