JPS61218427A - 車両の振動制御装置 - Google Patents

車両の振動制御装置

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JPS61218427A
JPS61218427A JP6248085A JP6248085A JPS61218427A JP S61218427 A JPS61218427 A JP S61218427A JP 6248085 A JP6248085 A JP 6248085A JP 6248085 A JP6248085 A JP 6248085A JP S61218427 A JPS61218427 A JP S61218427A
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JP
Japan
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vibration
vehicle body
damping
actuator
engine
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Pending
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JP6248085A
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English (en)
Inventor
Yukihiko Hagino
萩野 幸彦
Yasuyuki Makikawa
牧川 安之
Yoshio Furuishi
古石 喜郎
Kiyoshi Muto
武藤 浄
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
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Pending legal-status Critical Current

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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
    • F16F7/1011Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect characterised by active control of the mass by electromagnetic means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K5/00Arrangement or mounting of internal-combustion or jet-propulsion units
    • B60K5/12Arrangement of engine supports
    • B60K5/1283Adjustable supports, e.g. the mounting or the characteristics being adjustable
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/20Speed
    • B60G2400/206Body oscillation speed; Body vibration frequency
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/60Load
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/90Other conditions or factors
    • B60G2400/91Frequency

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、エンジンの振動によって発生する車体の振
動を抑制する車両の振動制御装置に関する。
〔従来の技術〕
自動車などの車両における重要な技術的な課題の1つに
、振動に対して乗り心地などの優れた快適車両の追求が
ある。
この乗り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、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など
の工夫を施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FF(フロントエンジン、
フロントドライブ)方式では、とく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
ントを介して伝達され、車体の振動が過度に励起される
問題が表面化する。
そのため、エンジンマウントはつぎのような条件を満足
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などの排気系の変位
量を制限するため、エンジンマウンドは剛性化する必要
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きわめて困難で、また、車体の
曲げモード振動の固有振動数がアイドリング回転数域に
近接ないしは一致する場合、車体の振動が大きくなり、
乗り心地が低下する問題がある。ここにおいて、エンジ
ンマウントを含めて車体振動の低減は車両の乗り心地、
快適性の向上を図るうえで重要な技術的課題である。と
くに、横置きエンジンでFF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、乗り心地や快適性などの低下には著しい
ものがあった。
第4図は車両の車体振動発生メカニズムを示しており、
(1)はエンジン、(2)はエンジン(1)の前方側を
弾性的に支持しているフロントエンジンマウント、(3
)は後方側を支持しているリアーエンジンマウント、(
4)は車体であり、エンジン(1)は、エンジンマウン
ト(2)、 (3)を介して車体(4)に装着されてい
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になる。
このためエンジン(1)の挙動は、シリンダの圧力変動
に伴なう変動トルクを受けて駆動軸を回転中心として前
後方向に揺動するロッキング振動が励起する。
一方、車体(4)の振動特性には破線で示すような車体
全体が曲げ変形する弾性モードで振動する固有振動数(
たとえば、25Hz(=1500回/分))が存在する
とくに、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アイドリング
回転数領域(4気筒では、1200〜1600回爆発/
分)では、車体は共振現象によって過度の振動が励起さ
れ、これによって、座席に振動が伝達されて乗り心地や
快適性が低下し、乗員に肉体的、精神的な苦痛を与える
一方、本出願人は、この出願に先立って、橋のような構
造物の振動を抑制する振動制御装置を提供した(たとえ
ば、特開昭57−41093号公報)。
上記振動制御装置は、抑制の対象物の振動を検出し、こ
の検出出力にもとづいて減衰装置を作動させ、対象構造
物の振動性状に応じた振動制御力を積極的に加えること
により、対象構造物の振動低減を実現している。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上記した車両の振動を効果的に抑制する
制振装置は未だ実現されていない。
さらに、車体は固有の複雑な振動モードがあるため、単
に主振動モードのみの制振を図ったのでは、有効に振動
を低減し得ないという問題点があった。
この発明は、このような問題点を解消するためになされ
たもので、複雑な振動モードを有する車体の振動を低減
することのできる車両の制振装置を得ることを目的とす
る。             6〔問題点を解決する
ための手段〕 この発明にかかる振動制御装置は、車体に取り付けられ
、当該車体に制振力を加えるアクチュエータと、車体の
振動を検出する振動センサと、この検出信号から当該車
体の固有の振動モードごとに振動成分を分離して取り出
す分離装置と、各振動モードごとにその振動を打ち消す
制御則に従って制振信号を発生させ、その加算した制振
信号を送出する制振信号発生装置と、との制振信号に基
づいて上記アクチュエータを駆動する駆動装置とを備え
たものである。
〔作用〕
この発明においては、車体の複雑な振動モードを分離し
、各振動モードごとに制御則に従って制振信号を作り出
し、これらを加算した制振信号で車体に敗り付けられて
いるアクチュエータを駆動して当該車体に制振力を加え
、車体の複雑な振動モードを、それぞれ低減させるよう
にしたものである。
〔発明の実施例〕
第1図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。図において(6)は車体に取りつけられているア
クチュエータで、この例では電磁駆動形のアクチュエー
タである。(7)は車体の振動を検出する振動センサ、
(8)は検出信号から、振動モードごとに分離して取り
出す分離装置であって、この例ではn個のバンドパスフ
ィルタである。(9)は制振信号発生装置で、この例で
は、各振動モードごとに、その成分(加速度、速度、変
位)をそれぞれ打ち消す制御則に基づいて制振(4号を
発生させる制御回路(91)〜(9n)と、これらの制
御回路(91)〜(9n)の出力信号を加算する加算回
路0埠とで構成される。C11はアクチュエータ(6)
の駆動装置で、この例では電力増幅回路である。
第2図はアクチュエータ(6)の−例である動イ型リニ
アアクチュエータの断面図で、(61)は永久磁石、6
2は円筒状のヨーク、輪はコイル、輪はコイル■を支持
するコイルサポート、−はヨーク(C32の上下端部に
配設されヨーク12を保持する支持ばね、輪はヨーク(
i2を貫通したガイド棒、暁はヨーク6つの上下端部に
固着したスライドベアリングで、ガイド棒輪に沿って摺
動し、ヨークに)は上下方向にリニアに駆動される。−
はケーシングである。こ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01)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
ル輪が挿入される空隙では所定の磁束密IWが生ずる。
これによりコイル63に駆動回路曽より駆動電流が供給
されると、電磁先学作用によってコイル輪と永久磁石6
1)との間に電磁力が発生する。この時、作用、反作用
の頓理に基づきコイル輪に生じた電磁力はコイルサポー
ト(財)を介して車体(4)に固着されるケーシング輪
へ伝達され車体(4)に作用する。他方、永久磁石(6
])に発生する電磁力はヨーク6のを支持する支持ばね
II)の復元力とヨーク1埠と永久磁石β1)の慣性力
との和とつり合う。
上記の力学的モデルを第3図に示す。Oυはヨーク(6
2と永久磁石(61)の質量の和の付加マスで、Kdは
支持ばね−のばね定数である。またUはコイル−と永久
磁石(2)との間に働く電磁力で、車体(4)には電磁
力Uと支持ばね■の復元力とが加算された制振力Tが作
用する。また支持ばね−はヨーク02の中立位置を確保
する役割を果す。
このように構成された振動制御装置においては、振動セ
ンサ(7)で検出された信号は、それぞれ車体(4)の
固有の振動モードの振動成分M1〜Mnをそれぞれ分離
して取り出し、制御回路(91)〜(9n)にそれぞれ
入力する。制御回路(91)〜(9n)は、それぞれの
振動成分の加速度、速度および変位量を算出し、それら
の振動成分を打ち消す周波数、位相および大きさの制振
信号を発生する。これらの制振信号は加算回路0ので加
算されて電力増幅回路00に入力され、電力増幅回路G
Oはその入力信号に基づいてアクチュエータ(6)を駆
動する。アクチュエータ(6)のコイル輪に制振信号に
基づいた駆動電流が通電されると、一体に形成されてい
る永久磁石t61)とヨーク02とが、固定軸−に沿っ
て上下方向に振動し、ばね−、フレーム−1す2)を介
して車体(4)に制振力を加え、これによって車体(4
)にその振動成分M1〜Mnをそれぞれ打ち消す制振力
を加えるので、車体(4)の複雑な振動を有効に抑制す
ることができる。
なお、上記実施例では、アクチュエータ(6)に成磁駆
動往復動形のアクチュエータを用いたが、エヤーまたは
油圧駆動のアクチュエータでもよく、これに伴って、駆
動装置00もそれに応じた装置と、制御機構とを備えた
ものを用いる。
また、振動モード分離装置(8)は、バンドパスフィル
タを用いた例を示したが、デジタル式の周波数分析H(
FFT)などを用いて同様に構成でき、同様の効果が与
られる。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明したとおり、車体の振動を検出して
振動モードごとに分離し、それぞれの振動モードごとに
最適な制御則に基づいた制振信号を発生させ、これらの
制振信号を加算した制振信号でアクチュエータを駆動し
て車体に制振力を加えるようにしたので、複雑な振動モ
ードを有する車体でも、効果的に振1iiJ3を抑制す
ることのできる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第2図は電磁駆動形アクチュエータの縦断面図、第3図
はアクチュエータの力学的モデル図、第4図は車体の振
動発生メカニズムを説明するための図である。 (4)・・・車体、(6)・・・アクチュエータ、(7
)・・・振動センサ、(8)・・・バンドパスフィルタ
、(9)・・・制振面号発生装置、(91)〜(9n)
・・・制御回路、02・・・加算回路、OQ・・・電力
増幅回路。 なお、図中、同一符号はそれぞれ同一、または相当部分
を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)エンジンの回転にともなう出力トルク変動をうけ
    て振動を生じる車体に取り付けられ当該車体に制振力を
    加えるアクチユエータと、上記車体の振動を検出する振
    動センサと、この検出信号から振動モードごとに分離し
    て取り出す分離装置と、各振動モードごとにその振動を
    打ち消す制御則に従つて制振信号を発生させ、各モード
    の制振信号を加え合わせた制振信号を送出する制振信号
    発生装置と、この制振信号に基づいて上記アクチユエー
    タを駆動する駆動装置とを備えた車両の振動制御装置。
JP6248085A 1985-03-25 1985-03-25 車両の振動制御装置 Pending JPS61218427A (ja)

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