JPH0342272Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、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、車両のアイドリング時等エンジン低回
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、大きな車体振動が
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
内こもり音の増大も加わつて乗員に非常な不快感
をもたらす。

本考案は、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考案は、車体に取付け
られて振動を発生する加振機と、車体振動による
加速度を検出しかつ車室の床を構成する剛性部材
に配置された加速度センサと、エンジンの回転数
を検出するエンジン回転数センサと、当該エンジ
ン回転数センサにより検出されたエンジン回転数
が予め設定された値である場合にエンジンによる
車体振動の周波数で作られた加振信号を上記加速
度センサによる検出信号に基づき前記加速度が零
に近づくよう移相及びゲイン調整を行なつて上記
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、図を参照して本考案の一実施例を説明
する。第１図Ａは車両の前部の概略を表す透視
図、第１図Ｂは車体を一部破断して表す斜視図で
ある。車両のエンジンルーム内エンジンサポート
メンバ１には横置きのエンジンＥの前後端部が支
持されると共にエンジンサポートメンバ１の前端
中央には加振機２が取付けられるという構造であ
る。そして、加振機２を駆動するとエンジンサポ
ートメンバ１を介して車体Ｂに所望の振動が伝達
されるようになつている。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
ロツクであり、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、エンジン回転数
センサ４、加速度センサ５、イグニツシヨンパル
ス発生器６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域を車速によ
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
600rpm〜900rpm程度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域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、車速セン
サ３およびエンジン回転数センサ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ンを決定するた
めにも用いられる。したがつて、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定できるエン
ジン回転数センサ４のみ設置して車速センサ３を
省いても、上述の駆動条件の設定は可能である。
また、エンジン回転数センサ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
ツシヨ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。

加速度センサ５は、車体の振動を検出するため
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、車体の上下方向
の振動を検出できる方向に設定されて車室Ｘの床
Ｙを構成する剛性部材、すなわちサイドシルＹ１
に取付けられており、この加速度センサ５により
床Ｙに設置された座席に伝達する車体振動を検出
するようにしている。ここで、加速度センサ５を
床を構成するフロントフロアパンＹ２等の板状部
材に取付けた場合には、フロントフロアパンＹ２
がサイドシルＹ１に較べて剛性が低いために、加
速度センサ５がフロントフロアパンＹ２自体の２
次振動所謂ビビリ振動を検出してしまつたり、乗
員の動きによる振動を検出してしまつたりして正
確な車体振動を検出できない。しかしながら、本
実施例は剛性の高いサイドシルＹ１に加速度セン
サ５が取付けられているため、車体振動が正確に
検出される。尚、剛性部材としてはサイドシルＹ
１以外にもフロントクロスメンバＹ３、フロアト
ンネル部Ｙ４や図示していないがリヤクロスメン
バ、リヤフロアサイドメンバ等に加速度センサ５
を取付けても良い。

イグニツシヨンパルス発生器６は、エンジンの
点火タイミングを出力するパルス発生器であつ
て、第２図ａに示すパルスを出力する。このイグ
ニツシヨンパルス発生器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燃
焼室内の爆発に起因するために、この点火タイミ
ングと同期して発生され、よつてこの出力パルス
が車体振動と同期することになる。イグニツシヨ
ンパルス発生器６に接続された波形整形部７で
は、イグニツシヨンパルス波形がノイズ除去され
た第２図ｂに示す矩形波に整形される。更に、波
形整形部７に接続された正弦波発生部９では、第
２図ｂの矩形波に基づき同位相の正弦波が形成さ
れて第２図ｅに示す加振信号が作られる。

マイコンＭ内は、正弦波発生部９に接続された
位相制御部１０と、この位相制御部１０に接続さ
れたアンプ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、エンジン回
転数センサ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、このマ
イコン内では、車体振動に同期する正弦波が位相
制御部１０に入力されると共に、車速センサ３か
らの設定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１３に入力され、その車速及び回転数に応じ
て位相制御部１０内の正弦波が移相され第２図ｄ
に示す波形に制御される。そして更に、この移相
された正弦波はゲインコントロール部１２おいて
上記車速及び回転数によつ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の出力は、車体振動と同期した正弦
波発生部９の正弦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
ンプ出力は加振機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ゲインにおいて異な
るので、加振機２の振動は車体振動に何らかの影
響を及ぼし車体振動を抑えることが可能となる。

車速センサ３からの車速信号、エンジン回転数
センサ４からの回転数信号によりもとの正弦波が
移相されゲインコントロールされた加振信号は、
減衰振動信号であつて、この加振信号により加振
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、更に厳密に制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
加速度センサ５にて正確に検出される。ここで、
移相されゲインコントロールされた正弦波である
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
ば全く問題は無いのであるが、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
１０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
態にもつていく。

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゜ずれた同振幅位相を加振機により
発生させれば車体は完全に制振する。

したがつて、マイコンＭではイグニツシヨンパ
ルスによる正弦波を反転させ、この正弦波を加振
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
な制振ができる。また、同一振幅まで加振しなく
てもより小さい振幅で逆相に加振させてもある程
度の制振は可能となる。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で車
体振動に基づく正弦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も小さいという現
実をみれば、しかも車体全体を一様に減衰又は制
振せずに車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御ももちろん可
能である。

第２図に戻り車速センサ３からの設定車速以下
の信号が出ないとき及びエンジン回転数センサ４
からの設定範囲内の信号が出ないとき、マイコン
Ｍからアンプ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はロツクされ、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Ｂは車
速コントロール部１５が接続され、この車速コン
トロール部１５は車速センサ３によつて検出され
る車速により、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
行なわれた加振信号を作るフローチヤートで、第
２図のマイコンＭにおける働きを示す。第３図に
示すフローチヤートを大きく分けると、車速、及
びエンジン回転数の検出よる加振機の駆動又は非
駆動のルート、加振機を駆動する場合の車速及び
エンジン回転数に対応した位相及びゲインの設
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
テツプB1が実行されて車速が所定の速度V₀より
大きいか否かを判断される。この車速V₀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V₀より大きい場合にはステツプB32におい
てアンプ１１がオフになり、ついでステツプB33
においてホールド機１４により加振機２が機械的
にロツクされているかどうか判断される。このス
テツプB33において加振機がロツされていると判
断された場合、ステツプB35においてひきつづき
ロツク状態が保たれ、ロツクされていないと判断
された場合には、ステツプB34においてホールド
機構１４にロツク指示信号がコントローラ１３か
ら伝達され、加振機２がロツクされる。

車速Ｖが設定車速V₀より小さい場合には、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１
３に入力され、ステツプB2が実行されて、エン
ジン回転数Ｎが所定の回転数N₁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N₁＝600r.p.m.N₂＝900r.p.m.である。エ
ンジン回転数Ｎが所定の範囲内にないとき、すな
わちＮ＜N₁、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プ１１のオフステツプ
B32以後の動作となり、加振機２は機械的にロツ
クされる。

ステツプ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≦N₂のと
き、ステツプB3において、このエンジン回転数
Ｎと車速Ｖ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つて判明
している振動モードがあるので、この振動を制限
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、マツプの選択で制振に
好適な位相φとゲインＦとが決定される。

決定されたマツプに基づきステツプB4では、
位相φ₁およびゲインF₁を決定し、ステツプB5に
おいて位相φ₁ゲインF₁を出力する。すなわち、
マイコンＭ内において、第２図に示すイグニツシ
ヨンパルスに基づく正弦波を位相制御もしくはゲ
インコントロールを行なつて位相φ₁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、ステツプ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＝φ₁＋Δφを作る。そ
して、このΔφを予めめ加えてみることによつて
振動すなわち加速度センサ５の出力が低減したか
どうかをステツプB7にて判定する。加速度セン
サの出力が低減した場合には、ステツプB8，B9
にてφ₃＝φ₂＋Δφ＝φ₁＋2Δφの如くφ₂に更にΔφ
が加えられて、ステツプB10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（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Δφ
を順次加えていき、加速度センサ５の出力が減少
から増加に変化したとき、すなわちステツプB10
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、ステツプB11にてφn＝φ_o+1−Δφの演算をし
て最低出力に当る位相φnを決定する。

当初Δφ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ツプ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移相が行なわれたことに
なるので、ステツプB12にてφ₂＝φ₁−Δφの演算
を行なう。ここでは、ステツプ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、ステツプB14，B15にてφ₃＝φ₂−
Δφ＝φ₁−2Δφの如く更にΔφが減じられてステツ
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、ステツプB17にてφn＝φ_o+1＋Δφの演算を
して、加速度センサの最低出力に当る位相φnを
決定する。

ステツプB12にてΔφ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ツ
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つて加速度
センサの出力を最低とすることになり、そのまま
位相φ₁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、ステツプB20，B21，B22，B23，
B24にてゲインを繰返し増加させていつて加速度
センサの最低出力を得るルートと、ステツプ
B20，B25，B26，B27，B28，B29，B30にてゲ
インを繰返し減少させていつて加速度センサの最
低出力を得ルートと、そして、ステツプB31にて
示すようにゲインＦ１に固定したままのルートと
を有する。このゲインの制御は、位相制御と同じ
であるので説明は省く。

このようにして位相φnとゲインFnとを調整し
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り加速度センサの最低出力を
得て振動の制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り
決まるマツプに基づき、加速度センサ５により加
速度Ｇを検出しつつ位相φnとゲインFnとを調整
したものである。本発明はこの第２図、第３図に
よる実施例ばかりでなく第２図に示す加速度セン
サ５を除き第３図に示すステツプB6以後を除い
て、マツプにより車速やエンジン回転数に応じて
きめ細かに位相φ₁とゲインＦ１とを決めるよう
にしてもよい。この場合には、第３図に示す実施
例でのマツプ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。

また、更に他の例として第２図に示すイグニツ
シヨンパルス発生器６の代りに信号源として加速
度センサ５を備え、この加速度センサ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た信号
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、例えば、図示しない他の制御手段等に
より、この検出された総和の車体振動と加振機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における車体振
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、ベース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つている。

また、有蓋筒状に形成されたハウジング２４
が、マス２３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２４ａの中央部を摺動軸２
２の上端に固着されている。一方、ハウジング２
４の下端２４ｂは、ベース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
面との間およびベース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をベース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
障なく上下動できるようになつている。

また、マス２３には、円筒状空間部２３ａ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。

円筒状空間部２３ａは、マス２３の下端面に開
口しており、ベース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２２７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２８を介して接続されており、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により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
るようになつている。

そして、ハウジング２４の外側下部には、加振
機２のホールド機構１４が取り付けられている。

ホールド機構１４は、ロツクピン２９と、ロツ
クピン２９の駆動機構２９ａと、マス２３に形成
されたロツクピン係合孔２３ｂとにより構成され
ている。

ロツクピン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
ロツクピン２９の軸心線とロツクピン係合孔２３
ｂの軸心線とが正確に一致しない場合に、ロツク
ピン２９の水平駆動によりマス２３を若干上下動
させ、ロツクピン２９の軸心線とロツクピン係合
孔２３ｂの軸心線とを自動的に一致させるように
なつている。

また、ロツクピン２９の駆動機構２９ａは、ソ
レノイドバルブ等で構成され、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１
３からの信号により駆動機構２９ａが駆動されて
ロツクピン２９を水平駆動し、マス２３の上下動
を適宜停止させるようになつている。

以上説明したように本考案によれば、車体振動
に対して車室の床を構成する剛性部材に配設され
た加速度センサの検出信号に基づいて移相及びゲ
イン調整した別の加振信号にて加振機を駆動する
ようにしたため、車体の振動特に車体の固有振動
数付近の振動を効果的に低減することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本考案の一実施例で、第
１図Ａは加振機の取付状態を模式的に示す車両の
前部の透視図、第１図Ｂは車体を一部破断して表
す斜視図、第２図は車体振動低減装置のブロツク
図、第３図は制御プロセスを示すフローチヤー
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、Ｙは車室の床、Ｙ１はサイドシル、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、６はイグニツシヨンパルス発生器、１０
は位相制御部、１２はゲインコントロール部、１
３はコントローラ、B1〜B35は制御プロセスの
各ステツプである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 車体に取り付けられて振動を発生する加振機
   と、車体振動の加速度を検出しかつ車室の床を構
   成する剛性部材に配置された加速度センサと、エ
   ンジンの回転数を検出するエンジン回転数センサ
   と、当該エンジン回転数センサにより検出された
   エンジン回転数が予め設定された値である場合に
   エンジンによる車体振動の周波数で作られた加振
   信号を上記加速度センサによる検出信号に基づき
   前記加速度が零に近づくように移相及びゲイン調
   整を行つて上記加振機に供給する制御手段とを有
   する車体振動減速装置。