JPS61220923A - 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、エンジンの回転にともなう出力トルク変動
によって生じる車体の振動を低減する車両の振動制御装
置に関するものでめる。

〔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か
める。

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微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、その方向が車体の倣動方向と一致
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、車体の奈勤が過度に励起される
問題が表向化する。

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などの排気系の変位撤
を制限するため、エンジンマウントＦｉＰＩＩＩ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嶽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、単体の微動が大きく
なυ、乗り心地が低下する間鮫がある。

ここにおいて、エンジンマウントを含めて阜悴振゛　励
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、アイドリンク回転数領域
に車体の固有振＃ｌ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７図は車両の車体摂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）は車体であシ、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）の挙動は矢印方向にシリンダの
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
とするロッキング微動が励起される。

一方、車体（４）の振動特性には破線で示すような車体
全体が曲げ菱形する弾性モードで振動する固有振動数〔
通常２５１−１ｚ（＝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ｗＪ数とが一致ないしは近くなるアイドリン
ク回転数領域（４気筒では、１２００〜１６００回爆発
／分）では、車体は共倣現象によって過度の振動が励起
され、これＫ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６７−０４１０９８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哀装置を作動させ、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５！現している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし々から、車両の制振装置は未だ実現されていない
。また、上記振動減衰装置は信号のフィードバックルー
プを形成するので、発振などのおそれがある。

この発明は、このような実情を考えてなされたもので、
エンジンの出力トルク変動によシ生じる車体振動が、エ
ンジンの回転数に対応していることに着目し、エンジン
の回転数を検出することによシ、発生することが予測さ
れる車体振動を打消すように７クチユエータを駆動、制
御して制振力を車体に付与し、車体の振動を低減させて
乗り心地や快適性の向上を図るようにした車両の振動制
御装置を得ることを目的とするものである。

〔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、車体に装着され
たエンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出装置
と、車体に表層されて単体に制振力を加えるアクチュエ
ータと、上ａピエンジン回転数検出装置からの検出信号
にもとづいて車体の振動モードを予測し、その結果にも
とづいてアクチュエータを駆動する制御部とを備えてい
る。

〔作用〕

この発明においては、エンジン回転数に応じて、あらか
じめ記憶しておいた表を参照しながら、車体ｌ振動を打
消すために最適な振幅と位相を持つ信号を発生させ、ア
クチュエータを駆動することにより、車体の振動を低減
させる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図囲にしたがって説明する。

第１図はこの発明の一実施例による車両の摂動制御装置
のシステム構成図である。図において、（６）は車体（
４）に装着されたアクチュエータ、（７）はエンジンの
回転を検出するエンジン点火パルスの端子、（８）はこ
の端子（７）に′！１ｃ続されるエンジン［１１４ｍ数
検出回路、（９〕はこのエンジン回転数検出回路（８）
からの信号を受けてアクチュエータ（６）を駆動する信
号を発生する制御回路、αｑはこの信号を増幅し、アク
チュエータ（６）を駆動する電力増幅回路で、上記制御
回路（９）とともに制御１部（ト）を構成している。

第２図はアクチュエータ（６）の一実施例を示すもので
、可動質量物体ａυの慣性力を利用して制振力を車体（
４）に作用させる動電型リニアアクチュエータの縦断面
図である。図中、参υは永久磁石、輪は円筒状のヨーク
で、可動質量物俸Ｑη扛このヨーク−と永久磁石部υと
からなる。岐はコイル、−はコイル輪を支持するコイル
サポート、輪はヨーク−の上下端部に配設されヨーク輪
を保持する支持ば′　　ね、員はヨーク四を貫通したカ
イト棒、ｆＪｆｉヨーク輪の上下端部に固層したスライ
ドベアリングで、ガイド棒輪に沿ってｍｗＪし、ヨーク
輪は上１方向にリニアに駆動される。−はケーシングで
ある。

上記のリニアアクチュエータ（６）の動作について説明
すると、永久磁石Ｉυは半径方向に着磁されてヨークＭ
Ｋ固着され、磁気回路を形成してコイル岐が挿入される
空隙では所定の磁束＠度が生ずる。

これによりコイル輪に電力増幅回路叫（第１図参照）よ
り電流が供給されると、コイル輪と永久磁石部υとの間
に電磁力が発生する。このとき、コイル輪に生じた！磁
力はコイルサポー）　１４）を介して車体（４）に固設
し九ケーシング−へ伝達され、車体（４）に作用する。

一方、永久磁石部に発生する％磁力はヨーク書を支持す
る支持はね輪の復元力と可動質量物体（ロ）の慣性力の
和とつシ合う。これらの力学的モデルを第８図に示す。

Ｒｄは支持はね輪のはね定数である。Ｕはコイル輪と永
久磁石部との間に働く電磁力で、車体（４）には電磁力
Ｕと支持にね−の復元力とが加算された制振力Ｔが作用
する。

また支持はね■はヨークの中立位置を確保する役割をす
る。

つぎに％振動制御装置全体の動作について説明する。第
１図において、制御回路（９）では、エンジン点火パル
ス端子（７）およびエンジン回転ａａ出回路（８）より
得られる信号からエンジン回転紙が計算される。ところ
で、エンジン回転数に対する車体振動の特性は、たとえ
ば第４図に示すようになる。

同図において（ａ）　、　（ｂ）はいずれも横軸にエン
ジン回転数をとシ、縦軸には、（ａ）では車体振動の振
幅、（ｂ）では車体振動の位相をそれぞれ表した線図で
、車体振動の振幅と位相が変化する様子を示している 第　　１　　表 制御回路（９）においては、同図と逆の特性、すなわち
車体振動と比べて振幅が同じで位相が１８０゜異なる値
をたとえば第１表に示すような制御表として記憶してお
き、計算された回転数に応じてこの制御表を参照し、そ
れぞれの振幅と位相を有する波形を出力する。すなわち
、回転数が８ＰＭＩ。

時、振幅がＡ１で位相が１＞１０波ルを出力し、回転数
がＲＰＭｎＫ変化すると振幅がＡｎで位相がｐｎに出力
波彫金変化する。この波形は第１図の電力増幅回路四に
よシミ力増幅され、アクテュエータ（６）により車体（
４）に力が加えられる。したがって、車体（４）には、
エンジン（υの回転にともなうトルク変動と、アクチュ
エータ（りによる２つの力を受けるが、前述したように
後者は前者とは逆特性の力なので両者は相殺し、その結
果、車体には倣動の原因となる力は加わらないことと同
じになり、車体の振動は低減される。

つぎに、制御回路（９）における、ｌ１ＩＪ御動作１ｒ
第５図のフローチャートによって説明する。まず、Ｐｌ
でエンジン回転数検出回路からのｇ！ｉ号をもとに、エ
ンジン回転数が計算される。つぎに、Ｐ２で求めたエン
ジン回転紙が制御表に含まれるかチェックする。もし表
の中になけれは、制御の公安なしと判断し、Ｐ４で装置
を停止する。一方、表に含まれていれば、Ｐ８でその回
転数に対応した振幅と位相を読み出し波形を出力する。

出力波形は次段の電力増！１．１回路ＱＯ（第１図）に
加えられる。

なお、上記★施例では、エンジン回転数を検出する手段
として、エンジンの点火パルスを利用するものを示した
が、第６図に示すように、エンジンのクランク軸（１４
１の回転を利用してもよい。図において、叫・ハピスト
ン、檜はシリンダブロック、頭はコンロッド、σＱはウ
ェブ、ａ力は回転センサである。回転センサ時はクラン
ク軸μ養の近接に伴なう磁気的あるいは電気的な変化を
パルス信号として検出することによシ、エンジン回転数
を検出するもので、非接触形回転センサとしてはインダ
クタンス変化型の寂位計、電磁ピックアップ等が適用で
きる。

また、エンジン回転数と車体振動が対応していることに
着目し、振動ピックアップで車体振動を検出し、エンジ
ン回転数を得てもよい。

また、上＃ｉｉ、！実施例では、単体全体の振動低減効
果について説明したが、ハンドルやシートなど車体に含
まれる一部分のみについてであってもよく、上紀夫施例
と同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれは、車体振動をエンジン
１１！１松数から予測し、アクチュエータによりエンジ
ンから車体に加わる力を相殺するように構成したので、
振動低減の効果が大きく、信号のフィードバックループ
を形成しないので発振などの心配がなく、安定な動作か
得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による車両の振動制御装置
のシステム構成図、第２図はこの発明の一実施例による
アクチュエータの縦断面図、第８図はアクチュエータの
力学的モデル図、第４図はエンジン［！ｌ！１転数に対
する車体の振動特性を示すもので、（ａ）は振幅と回転
数の関係を示す線図、（６）は位相と回転数の関係を示
す線図、第６図は制御回路の動作を示すフローチャート
、１１４６図はエンジン回転数検出手段の他の東施例を
示す概略断面図、第７図は単体ｗＩｔＭの発生メカニズ
ムを示す説明図である。 （υ・・・エンジン、（４）・・・単体、（６）・・・
アクチュエータ、（７）・・・エンジン点火パルス端子
、（８Ｊ−・・エンジン回転数検出回路、（至）・・・
制御部。 なお、図中、同−符号線同一また鉱相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）車体に装着されたエンジンの回転数を検出するエ
   ンジン回転数検出装置と、車体に装着されて単体に制振
   力を加えるアクチュエータと、上記エンジン回転数検出
   装置からの検出信号にもとづいて車体の振動モードを予
   測しその結果にもとづいてアクチュエータを駆動する制
   御部とを備えてなる車両の振動制御装置。