JPH05286334A - 車両の振動低減装置 - Google Patents
車両の振動低減装置Info
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- JPH05286334A JPH05286334A JP9567092A JP9567092A JPH05286334A JP H05286334 A JPH05286334 A JP H05286334A JP 9567092 A JP9567092 A JP 9567092A JP 9567092 A JP9567092 A JP 9567092A JP H05286334 A JPH05286334 A JP H05286334A
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- vibration
- vehicle
- engine
- vehicle body
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
- B60G2202/20—Type of damper
- B60G2202/25—Dynamic damper
Landscapes
- Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
- Combined Devices Of Dampers And Springs (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 車体の振動、特に車輪のばね定数及びばね下
質量により決定される振動周波数のときの路面入力に対
する車体の振動加速度の伝達関数としての,いわゆる不
動点を低減する。 【構成】 車両の車体1側(ばね上)に補助質量体7を
配置すると共に、該補助質量体7を加振する加振器8を
設ける。車体1と車輪2FLとの間の相対変位を相対変
位センサ10にて検出し、その検出信号から相対速度信
号を算出する。上記相対速度信号及び相対変位信号に基
づき、車体1の振動に対抗する方向に補助質量体7を加
振器8を用いて加振する。補助質量体7はエンジンで構
成し、加振器8はエンジンマウントで構成する。これに
より、補助質量体7の変位量を小さく制限しつつ車両の
振動を効果的に低減できる。
質量により決定される振動周波数のときの路面入力に対
する車体の振動加速度の伝達関数としての,いわゆる不
動点を低減する。 【構成】 車両の車体1側(ばね上)に補助質量体7を
配置すると共に、該補助質量体7を加振する加振器8を
設ける。車体1と車輪2FLとの間の相対変位を相対変
位センサ10にて検出し、その検出信号から相対速度信
号を算出する。上記相対速度信号及び相対変位信号に基
づき、車体1の振動に対抗する方向に補助質量体7を加
振器8を用いて加振する。補助質量体7はエンジンで構
成し、加振器8はエンジンマウントで構成する。これに
より、補助質量体7の変位量を小さく制限しつつ車両の
振動を効果的に低減できる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は車両の振動低減装置の改
良に関する。
良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、車両の振動低減装置として、
例えば特開昭63−130418号公報に開示されるよ
うに、いわゆるアクティブサスペンション装置が知られ
ている。このサスペンション装置は、車両のばね上とば
ね下との間に流体シリンダを設けると共に、車両に加わ
る上下方向加速度や車高、上記流体シリンダ内の流体圧
力等を検出し、これ等検出信号に基いて上記流体シリン
ダへの流体の給排流量を制御することにより、車両の運
転状態の如何に拘らず車両のバウンス、ピッチング及び
ロールの各振動を低減している。
例えば特開昭63−130418号公報に開示されるよ
うに、いわゆるアクティブサスペンション装置が知られ
ている。このサスペンション装置は、車両のばね上とば
ね下との間に流体シリンダを設けると共に、車両に加わ
る上下方向加速度や車高、上記流体シリンダ内の流体圧
力等を検出し、これ等検出信号に基いて上記流体シリン
ダへの流体の給排流量を制御することにより、車両の運
転状態の如何に拘らず車両のバウンス、ピッチング及び
ロールの各振動を低減している。
【0003】また、車体の振動、特に車両のばね下共振
に伴う振動は、いわゆるブルブルした不快な振動である
ため、従来、これを低減すべく、ばね下重量を軽減して
ばね下共振周波数を高周波側に移行させたり、サスペン
ション装置のダンパーの減衰特性を調整して最適化する
方法が取られていた。
に伴う振動は、いわゆるブルブルした不快な振動である
ため、従来、これを低減すべく、ばね下重量を軽減して
ばね下共振周波数を高周波側に移行させたり、サスペン
ション装置のダンパーの減衰特性を調整して最適化する
方法が取られていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の如き
アクティブサスペンション装置や、構成を簡易にしてダ
ンパーの減衰定数のみを可変としたセミアクティブサス
ペンション装置、又はサスペンション特性が変化しない
通常のサスペンション装置を備えた車両は、図8に示す
ように、ばね下質量m1 とばね上質量m2 との2自由度
モデルで表現できる。
アクティブサスペンション装置や、構成を簡易にしてダ
ンパーの減衰定数のみを可変としたセミアクティブサス
ペンション装置、又はサスペンション特性が変化しない
通常のサスペンション装置を備えた車両は、図8に示す
ように、ばね下質量m1 とばね上質量m2 との2自由度
モデルで表現できる。
【0005】今、図8の2自由度モデルにおいて、タイ
ヤばね定数をKT 、路面変位をX0、ばね下変位をX1
、ばね上変位をX2 、サスペンション装置の反力をF
とすれば、運動方程式は次式で示される。
ヤばね定数をKT 、路面変位をX0、ばね下変位をX1
、ばね上変位をX2 、サスペンション装置の反力をF
とすれば、運動方程式は次式で示される。
【0006】
【数1】
【数2】 上記式に基づけば、路面から車体への振動の伝達特性(d
2x2/dt2 ) /X0 は図9に示すグラフとなる。
2x2/dt2 ) /X0 は図9に示すグラフとなる。
【0007】次に、上記式(1),(2)を加え、反力
Fを消去すると、
Fを消去すると、
【数3】 が得られ、この式をラプラス変換し、S=jωを代入す
ると、次式(3)が得られる。
ると、次式(3)が得られる。
【数4】 次に、車体の振動伝達特性をH (S)とし、H (S)=X2
(S)・S2 /X0(S)と置くと、上記(3)式において、
ωa=√(KT /m1 )のときの振動数の伝達関数H
(ωa)は、
(S)・S2 /X0(S)と置くと、上記(3)式において、
ωa=√(KT /m1 )のときの振動数の伝達関数H
(ωa)は、
【数5】 となる。上記式(4)において、KT ,m2 及びωa2
は定数であるので、図10に示すように、ωa=√(K
T /m1 )である10Hz近傍のときの振動数の伝達関
数H(ωa)はサスペンション装置の形式に拘らず一義
的に一定値に決定されてしまい、このため、上記従来の
ようにばね下重量の軽減やダンパー調整、又はアクティ
ブサスペンション装置におけるばね定数等の変更制御を
如何に適切に行っても、ωa=√(KT /m1 )のとき
の振動数の伝達関数H(ωa)を小さく改善し得ず、そ
の結果、車両振動の低減にも限界があった。以上の事情
は、例えば日本機械学会の講習会教材('91-7.18,19 の
体験・振動制御)の第73頁〜第82頁記載の「6.ア
クティブサスペンションの設計法」の第78頁において
も開示されており、上記ωa=√(KT /m1 )のとき
の振動数の伝達関数H(ωa)を不動点と指称してい
る。尚、本説明においても以下、この伝達関数H(ω
a)を不動点と称す。
は定数であるので、図10に示すように、ωa=√(K
T /m1 )である10Hz近傍のときの振動数の伝達関
数H(ωa)はサスペンション装置の形式に拘らず一義
的に一定値に決定されてしまい、このため、上記従来の
ようにばね下重量の軽減やダンパー調整、又はアクティ
ブサスペンション装置におけるばね定数等の変更制御を
如何に適切に行っても、ωa=√(KT /m1 )のとき
の振動数の伝達関数H(ωa)を小さく改善し得ず、そ
の結果、車両振動の低減にも限界があった。以上の事情
は、例えば日本機械学会の講習会教材('91-7.18,19 の
体験・振動制御)の第73頁〜第82頁記載の「6.ア
クティブサスペンションの設計法」の第78頁において
も開示されており、上記ωa=√(KT /m1 )のとき
の振動数の伝達関数H(ωa)を不動点と指称してい
る。尚、本説明においても以下、この伝達関数H(ω
a)を不動点と称す。
【0008】そこで、例えば不動点H(ωa)を小さく
改善すべく、上記(4)式から理論的に、タイヤのばね
定数KT を小さく制限したり、ばね上質量m2 を重くす
ること、又はばね下にダイナミックダンパーを設定する
等の対応策が考えられるが、何れの考えも抜本的な解決
手段でなく、また車両の走行性や耐久性の低下を招く欠
点を有する。
改善すべく、上記(4)式から理論的に、タイヤのばね
定数KT を小さく制限したり、ばね上質量m2 を重くす
ること、又はばね下にダイナミックダンパーを設定する
等の対応策が考えられるが、何れの考えも抜本的な解決
手段でなく、また車両の走行性や耐久性の低下を招く欠
点を有する。
【0009】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、特に高層ビル等で補助質量体を使用して強風によ
る振動を抑制する制振装置の構成に着目した。この制振
装置は、例えば日本機械学会の講習会教材('91-7.18,1
9 の体験・振動制御)の第1頁〜第20頁記載の「1.
アクティブ振動制御系設計の指針」に開示されるよう
に、単独に並立して建てられた2つの高層ビルの間を通
路等で繋ぎ、該通路を補助質量体として加振することに
より、2つの高層ビルの振動を抑制するものである。
あり、特に高層ビル等で補助質量体を使用して強風によ
る振動を抑制する制振装置の構成に着目した。この制振
装置は、例えば日本機械学会の講習会教材('91-7.18,1
9 の体験・振動制御)の第1頁〜第20頁記載の「1.
アクティブ振動制御系設計の指針」に開示されるよう
に、単独に並立して建てられた2つの高層ビルの間を通
路等で繋ぎ、該通路を補助質量体として加振することに
より、2つの高層ビルの振動を抑制するものである。
【0010】そこで、本発明者は、車両において補助質
量体を別途設けて車両をばね上、ばね下及び補助質量体
との3自由度モデルで表現した場合を考察した。即ち、
図11に示す車両の3自由度モデルにおいて、m3 をば
ね上に配置した補助質量体の質量、Ks をサスペンショ
ン装置のばね定数、Cs をサスペンション装置の減衰係
数、Uを補助質量体に加えるべき加振力とすれば、次の
3式が成立する。
量体を別途設けて車両をばね上、ばね下及び補助質量体
との3自由度モデルで表現した場合を考察した。即ち、
図11に示す車両の3自由度モデルにおいて、m3 をば
ね上に配置した補助質量体の質量、Ks をサスペンショ
ン装置のばね定数、Cs をサスペンション装置の減衰係
数、Uを補助質量体に加えるべき加振力とすれば、次の
3式が成立する。
【数6】
【数7】
【数8】 ここで、上記式(6)において、
【数9】 即ち、
【数10】 となるように補助質量体m3 への加振力Uを制御すれ
ば、計算上は如何なる路面入力に対しても、ばね上加速
度を常に零値に保持でき、不動点H(ωa)を解消でき
ることが判った。
ば、計算上は如何なる路面入力に対しても、ばね上加速
度を常に零値に保持でき、不動点H(ωa)を解消でき
ることが判った。
【0011】従って、一般的にK1 ,K2 を制御ゲイン
と定めて、
と定めて、
【数11】 と置き、ゲインK1 ,K2 をサスペンション装置のばね
定数Ks 及び減衰係数Cs に等しく,又は所定値に設定
すれば、ばね上加速度を低減できて不動点H(ωa)を
小さく改善できることを知悉した。
定数Ks 及び減衰係数Cs に等しく,又は所定値に設定
すれば、ばね上加速度を低減できて不動点H(ωa)を
小さく改善できることを知悉した。
【0012】以上の点から、本発明の目的は、車両に補
助質量体を設け、該補助質量体を上記式(8)に基いて
適宜加振する構成を採用することにより、不動点を改善
し得る車両の振動低減装置を提供することにある。
助質量体を設け、該補助質量体を上記式(8)に基いて
適宜加振する構成を採用することにより、不動点を改善
し得る車両の振動低減装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、請求項1記載の発明の具体的な解決手段は、図1に
示すように、車両のばね上部分に配置された補助質量体
7と、該補助質量体7を加振する加振手段8と、車体の
振動に関する検出信号に応じた値で且つ車体振動に対抗
する加振力で上記補助質量体7を加振するよう上記加振
手段8を制御する制御手段51とを設ける構成とすると
共に、上記補助質量体をエンジンに特定し、加振器を上
記エンジンのマウントに特定する構成としている。
め、請求項1記載の発明の具体的な解決手段は、図1に
示すように、車両のばね上部分に配置された補助質量体
7と、該補助質量体7を加振する加振手段8と、車体の
振動に関する検出信号に応じた値で且つ車体振動に対抗
する加振力で上記補助質量体7を加振するよう上記加振
手段8を制御する制御手段51とを設ける構成とすると
共に、上記補助質量体をエンジンに特定し、加振器を上
記エンジンのマウントに特定する構成としている。
【0014】また、請求項2記載の発明では、上記請求
項1記載の発明の構成に加えて、エンジンの特定運転状
態を検出する運転状態手段を設け、制御手段に対し、上
記運転状態検出手段により検出されたエンジンの特定運
転状態のとき補助質量体の加振制御の制御ゲインを小さ
く変更する機能を付加する構成としている。
項1記載の発明の構成に加えて、エンジンの特定運転状
態を検出する運転状態手段を設け、制御手段に対し、上
記運転状態検出手段により検出されたエンジンの特定運
転状態のとき補助質量体の加振制御の制御ゲインを小さ
く変更する機能を付加する構成としている。
【0015】更に、請求項3記載の発明では、上記請求
項2記載の発明の運転状態手段を特定して、エンジンの
加速運転時を検出するもので構成している。
項2記載の発明の運転状態手段を特定して、エンジンの
加速運転時を検出するもので構成している。
【0016】
【作用】以上の構成により、請求項1記載の発明では、
補助質量体7は、車体振動に関する検出信号に応じた値
の加振力で加振されるので、上記式(8)で決定される
理想の加振力に近い加振力が得られ、その結果、車両の
ばね上加速度が低減されるので、不動点H(ωa)の1
0Hz近傍の周波数を含む広い周波数領域に亘って車両
の振動が有効に低減されることになる。
補助質量体7は、車体振動に関する検出信号に応じた値
の加振力で加振されるので、上記式(8)で決定される
理想の加振力に近い加振力が得られ、その結果、車両の
ばね上加速度が低減されるので、不動点H(ωa)の1
0Hz近傍の周波数を含む広い周波数領域に亘って車両
の振動が有効に低減されることになる。
【0017】その場合、質量の重いエンジン自体が補助
質量体として加振されるので、エンジンを少ない変位量
で振動させるだけで車体振動を有効に軽減できる。
質量体として加振されるので、エンジンを少ない変位量
で振動させるだけで車体振動を有効に軽減できる。
【0018】また、請求項2及び請求項3記載の発明で
は、エンジンの加速運転時等の特定運転状態のときに
は、補助質量体の加振制御の制御ゲインが制御手段によ
り小さく変更されるので、エンジンはそのマウントによ
り比較的強く固定された状態となって、大トルクの駆動
輪への伝達が良好に行われて、車両の加速性能等の走行
性が良好に確保される。
は、エンジンの加速運転時等の特定運転状態のときに
は、補助質量体の加振制御の制御ゲインが制御手段によ
り小さく変更されるので、エンジンはそのマウントによ
り比較的強く固定された状態となって、大トルクの駆動
輪への伝達が良好に行われて、車両の加速性能等の走行
性が良好に確保される。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明の車両の振動低減装置によれば、車両に配置する補助
質量体をエンジン自体で構成すると共に、該エンジンを
車体振動に関する検出信号に応じた加振力でそのエンジ
ンマウントにより加振したので、補助質量体の変位量を
小さく制限しつつ、不動点の10Hz近傍の周波数を含
む広い周波数領域に亘って車両の振動を有効に低減で
き、車両の乗心地の向上を図ることができる効果を奏す
る。
明の車両の振動低減装置によれば、車両に配置する補助
質量体をエンジン自体で構成すると共に、該エンジンを
車体振動に関する検出信号に応じた加振力でそのエンジ
ンマウントにより加振したので、補助質量体の変位量を
小さく制限しつつ、不動点の10Hz近傍の周波数を含
む広い周波数領域に亘って車両の振動を有効に低減で
き、車両の乗心地の向上を図ることができる効果を奏す
る。
【0020】また、請求項2及び請求項3記載の発明に
よれば、上記請求項1記載の発明の構成に加えて、エン
ジンの加速運転時等の特定運転状態では、補助質量体の
加振制御の制御ゲインを小さく変更したので、駆動輪へ
の大トルクの伝達を良好に確保できる等、車両の加速性
能等の走行性を良好に確保することができる。
よれば、上記請求項1記載の発明の構成に加えて、エン
ジンの加速運転時等の特定運転状態では、補助質量体の
加振制御の制御ゲインを小さく変更したので、駆動輪へ
の大トルクの伝達を良好に確保できる等、車両の加速性
能等の走行性を良好に確保することができる。
【0021】
【実施例】以下、本発明の実施例を図2以下の図面に基
いて説明する。
いて説明する。
【0022】図2は本発明に係る車両の振動低減装置の
概略構成を示す。同図においては車体の左側のみを図示
するが、車体の右側も同様に構成されている。同図にお
いて、1は車体、2FLは左前輪、2FRは左後輪であ
って、車体1と左前輪2FLとの間、及び車体1と左後
輪2FRとの間には、各々コイルばね3及びダンパー4
より成る通常のサスペンション装置5が介設されてい
る。
概略構成を示す。同図においては車体の左側のみを図示
するが、車体の右側も同様に構成されている。同図にお
いて、1は車体、2FLは左前輪、2FRは左後輪であ
って、車体1と左前輪2FLとの間、及び車体1と左後
輪2FRとの間には、各々コイルばね3及びダンパー4
より成る通常のサスペンション装置5が介設されてい
る。
【0023】更に、車体1のボンネット内にはエンジン
7が配置され、該エンジン7でもって車両のばね上部分
に配置する補助質量体7を構成している。該エンジン7
は、その下端部の複数箇所がエンジンマウント8を介し
て車体1に固定されていて、該マウント8によりエンジ
ン7を補助質量体として加振する加振手段としての加振
器を構成している。
7が配置され、該エンジン7でもって車両のばね上部分
に配置する補助質量体7を構成している。該エンジン7
は、その下端部の複数箇所がエンジンマウント8を介し
て車体1に固定されていて、該マウント8によりエンジ
ン7を補助質量体として加振する加振手段としての加振
器を構成している。
【0024】上記加振器としてのエンジンマウント8の
構成を図3に示す。同図において、マウント8は、エン
ジン7下端部が固定される挿入ロッド8aが上端部に配
置されたケーシング8bと、該ケーシング8bの内周に
所定空間隔てて配置した隔壁8jに外周端が固定された
中空錐形状の支持ゴム8cと、該支持ゴム8cの内周端
が固定された支持部8dとを有する基本構成から成り、
支持部8d下端に設けた挿入ロッド8eが車体1に固定
される。上記ケーシング8b内には主液室8fが形成さ
れると共に、支持ゴム8gの外方にダイヤフラム8hに
て区画した副液室8iが形成されている。上記主液室8
f内の上記隔壁8jには、その上部に比較的大径の流通
口8kが形成されると共に、下端位置には小径の流通口
8lが形成されていて、主液室8fと副液室8iとの間
で流体を2つの流通口8k,8lを介して流通させなが
ら、小径の流通口8lで流体を絞るオリフィス8mをケ
ーシング8bと隔壁8jとの間に形成している。更に、
ケーシング8b内には、主液室8fの上面を形成する加
振板8nが摺動可能に配置されると共に、該加振板8n
の上方に該加振板8nを摺動させる電磁アクチュエータ
8pが配置されていて、電磁アクチュエータ8pにより
加振板8nを上下に移動させて主液室8fの容積を可変
にすることにより、主液室8fと副液室8iとの間で流
体をオリフィス8mを通じて流通させることを繰返すこ
とにより、支持ゴム8cを上下に振動させる構成として
いる。尚、上記マウント8の支持ばね特性は、そのばね
定数をKdとし、エンジン7の質量をmdとすると、車
体振動の例えば2Hz以上の高周波成分を低減し得るよ
うに、2>1/2π√(Kd/md)に設定される。
構成を図3に示す。同図において、マウント8は、エン
ジン7下端部が固定される挿入ロッド8aが上端部に配
置されたケーシング8bと、該ケーシング8bの内周に
所定空間隔てて配置した隔壁8jに外周端が固定された
中空錐形状の支持ゴム8cと、該支持ゴム8cの内周端
が固定された支持部8dとを有する基本構成から成り、
支持部8d下端に設けた挿入ロッド8eが車体1に固定
される。上記ケーシング8b内には主液室8fが形成さ
れると共に、支持ゴム8gの外方にダイヤフラム8hに
て区画した副液室8iが形成されている。上記主液室8
f内の上記隔壁8jには、その上部に比較的大径の流通
口8kが形成されると共に、下端位置には小径の流通口
8lが形成されていて、主液室8fと副液室8iとの間
で流体を2つの流通口8k,8lを介して流通させなが
ら、小径の流通口8lで流体を絞るオリフィス8mをケ
ーシング8bと隔壁8jとの間に形成している。更に、
ケーシング8b内には、主液室8fの上面を形成する加
振板8nが摺動可能に配置されると共に、該加振板8n
の上方に該加振板8nを摺動させる電磁アクチュエータ
8pが配置されていて、電磁アクチュエータ8pにより
加振板8nを上下に移動させて主液室8fの容積を可変
にすることにより、主液室8fと副液室8iとの間で流
体をオリフィス8mを通じて流通させることを繰返すこ
とにより、支持ゴム8cを上下に振動させる構成として
いる。尚、上記マウント8の支持ばね特性は、そのばね
定数をKdとし、エンジン7の質量をmdとすると、車
体振動の例えば2Hz以上の高周波成分を低減し得るよ
うに、2>1/2π√(Kd/md)に設定される。
【0025】加えて、図2において、上記補助質量体7
を加振制御する基礎となる信号として、左前輪2FLの
サスペンション装置5近傍、及び左後輪2FRのサスペ
ンション装置5近傍には、各々対応するサスペンション
装置5のシリンダストローク量の検出でもって車体1と
左前輪2FL、及び車体1と左後輪2FRの変位、即ち
車両のばね上とばね下との間の相対変位を各々検出する
相対変位センサ10,10が配置されていると共に、車
体1には該車体1の上下加速度を検出するばね上加速度
センサ11が配置されている。また、図3のエンジンマ
ウント8には、主液室8f内の液圧を検出する圧力セン
サ12が配置されている。
を加振制御する基礎となる信号として、左前輪2FLの
サスペンション装置5近傍、及び左後輪2FRのサスペ
ンション装置5近傍には、各々対応するサスペンション
装置5のシリンダストローク量の検出でもって車体1と
左前輪2FL、及び車体1と左後輪2FRの変位、即ち
車両のばね上とばね下との間の相対変位を各々検出する
相対変位センサ10,10が配置されていると共に、車
体1には該車体1の上下加速度を検出するばね上加速度
センサ11が配置されている。また、図3のエンジンマ
ウント8には、主液室8f内の液圧を検出する圧力セン
サ12が配置されている。
【0026】更に、上記エンジン7の近傍には、該エン
ジン7と車体1との間のストローク量を検出するストロ
ークセンサ13が配置されている。
ジン7と車体1との間のストローク量を検出するストロ
ークセンサ13が配置されている。
【0027】そして、上記各センサ10〜13の検出信
号は、内部にCPU等を有するコントローラ15に入力
されていて、該コントローラ15によりエンジン7を加
振制御する構成である。
号は、内部にCPU等を有するコントローラ15に入力
されていて、該コントローラ15によりエンジン7を加
振制御する構成である。
【0028】上記コントローラ15によるエンジン7の
加振制御の理論を説明する。先ず、エンジン7を補助質
量体とし、エンジンマウント8を加振器とする場合の車
両の3自由度モデルは図7に示すようになる。今、エン
ジン7の質量をm3 、マウント8のばね定数をKd、マ
ウント8の減衰定数をCdとすると、次の3式が成立す
る。
加振制御の理論を説明する。先ず、エンジン7を補助質
量体とし、エンジンマウント8を加振器とする場合の車
両の3自由度モデルは図7に示すようになる。今、エン
ジン7の質量をm3 、マウント8のばね定数をKd、マ
ウント8の減衰定数をCdとすると、次の3式が成立す
る。
【数12】
【数13】
【数14】 上記式において、車両のばね上加速度を零値にするに
は、エンジン7に加えるべき加振力Uは次式で示され
る。
は、エンジン7に加えるべき加振力Uは次式で示され
る。
【数15】 一般的に、制御ゲインK1 〜K4 を適宜に決定し、
【数16】 にて定まる加振力Uでエンジン7を加振制御する。
【0029】次に、上記加振制御を行うコントローラ1
5の内部構成を図4のブロック図に基いて説明する。
尚,各車輪に対する構成は同一であるので、同図は1車
輪に対してのみ図示している。同図において、17は駆
動回路であって、該駆動回路17への相対変位センサ1
0の検出信号の入力系には、車体1と左前輪2FL間の
相対変位信号に含まれるノイズを除去するローパスフィ
ルタ20と、該ローパスフィルタ20からの信号の例え
ば1Hz以上の高周波数帯のみを濾波するハイパスフィ
ルタ21と、該ハイパスフィルタ21からの信号の位相
A1 を調整する位相調整回路22と、該位相調整回路2
2からの信号の振幅B1 を調整する振幅調整回路23と
を備えると共に、上記ローパスフィルタ20通過後の相
対変位信号を微分して車体1と左前輪2FLとの間の相
対速度,つまり車両のばね上とばね下間の相対速度を検
出する微分回路24と、該微分回路24からの信号を上
記と同様に順次高周波数の濾波、位相A2 の調整、及び
振幅B2 の調整を各々行うハイパスフィルタ25、位相
調整回路26、及び振幅調整回路27が備えられる。
5の内部構成を図4のブロック図に基いて説明する。
尚,各車輪に対する構成は同一であるので、同図は1車
輪に対してのみ図示している。同図において、17は駆
動回路であって、該駆動回路17への相対変位センサ1
0の検出信号の入力系には、車体1と左前輪2FL間の
相対変位信号に含まれるノイズを除去するローパスフィ
ルタ20と、該ローパスフィルタ20からの信号の例え
ば1Hz以上の高周波数帯のみを濾波するハイパスフィ
ルタ21と、該ハイパスフィルタ21からの信号の位相
A1 を調整する位相調整回路22と、該位相調整回路2
2からの信号の振幅B1 を調整する振幅調整回路23と
を備えると共に、上記ローパスフィルタ20通過後の相
対変位信号を微分して車体1と左前輪2FLとの間の相
対速度,つまり車両のばね上とばね下間の相対速度を検
出する微分回路24と、該微分回路24からの信号を上
記と同様に順次高周波数の濾波、位相A2 の調整、及び
振幅B2 の調整を各々行うハイパスフィルタ25、位相
調整回路26、及び振幅調整回路27が備えられる。
【0030】また、駆動回路17へのストロークセンサ
13の検出信号の入力系にも、上記と同様に補助質量体
(エンジン)7と車体1との間の相対変位信号に含まれ
るノイズを除去するローパスフィルタ30と、該ローパ
スフィルタ30からの信号の例えば1Hz以上の高周波
数帯のみを濾波するハイパスフィルタ31と、該ハイパ
スフィルタ21からの信号の位相A3 及び振幅B3 を各
々調整する位相調整回路32及び振幅調整回路33とを
備えると共に、上記ローパスフィルタ30通過後の相対
変位信号を微分して補助質量体7と車体1との間の相対
速度を検出する微分回路34と、該微分回路34からの
信号を順次高周波数の濾波、位相A4 及び振幅B4 の各
調整を行うハイパスフィルタ35、位相調整回路36、
及び振幅調整回路37が備えられる。
13の検出信号の入力系にも、上記と同様に補助質量体
(エンジン)7と車体1との間の相対変位信号に含まれ
るノイズを除去するローパスフィルタ30と、該ローパ
スフィルタ30からの信号の例えば1Hz以上の高周波
数帯のみを濾波するハイパスフィルタ31と、該ハイパ
スフィルタ21からの信号の位相A3 及び振幅B3 を各
々調整する位相調整回路32及び振幅調整回路33とを
備えると共に、上記ローパスフィルタ30通過後の相対
変位信号を微分して補助質量体7と車体1との間の相対
速度を検出する微分回路34と、該微分回路34からの
信号を順次高周波数の濾波、位相A4 及び振幅B4 の各
調整を行うハイパスフィルタ35、位相調整回路36、
及び振幅調整回路37が備えられる。
【0031】更に、駆動回路17へのばね上加速度セン
サ11の検出信号の入力系にも、ローパスフィルタ40
と、該ローパスフィルタ40からのばね上加速度信号を
積分してばね上速度信号を得る積分回路41と、この積
分前及び積分後のばね上加速度信号及びばね上速度信号
の後段に各々配置された2個のハイパスフィルタ42,
43が備えられている。
サ11の検出信号の入力系にも、ローパスフィルタ40
と、該ローパスフィルタ40からのばね上加速度信号を
積分してばね上速度信号を得る積分回路41と、この積
分前及び積分後のばね上加速度信号及びばね上速度信号
の後段に各々配置された2個のハイパスフィルタ42,
43が備えられている。
【0032】更に、コントローラ15の内部には、信号
の位相及び振幅補正回路50が備えられる。該補正回路
50は、上記ばね上加速度センサ11の信号入力系のば
ね上加速度 d2 X2 /dt2 、及びばね上速度 dX2 /dt
に基いて、これ等信号値が小さくなるように、上記相対
変位センサ10及びストロークセンサ13の各信号入力
系の位相調整回路22,26,32,36による各位相
A〜,A4 の調整、及び振幅調整回路23,27,3
3,37による各振幅B1 〜B4 の調整に対して補正信
号を出力する機能を有する。
の位相及び振幅補正回路50が備えられる。該補正回路
50は、上記ばね上加速度センサ11の信号入力系のば
ね上加速度 d2 X2 /dt2 、及びばね上速度 dX2 /dt
に基いて、これ等信号値が小さくなるように、上記相対
変位センサ10及びストロークセンサ13の各信号入力
系の位相調整回路22,26,32,36による各位相
A〜,A4 の調整、及び振幅調整回路23,27,3
3,37による各振幅B1 〜B4 の調整に対して補正信
号を出力する機能を有する。
【0033】続いて、上記コントローラ15による補助
質量体7の加振制御を図5に示す制御フローに基いて説
明する。
質量体7の加振制御を図5に示す制御フローに基いて説
明する。
【0034】同図において、スタートして、ステップS
1で各センサの検出信号をモニターした後、ステップS
2で相対変位センサ10の車体1と車輪2FL間の相対
変位X2 −X1 信号を微分して車体1と左前輪2FLと
の間の相対速度信号 dX2 /dt− dX1 /dtを演算する
と共に、ばね上加速度センサ11の車体1の上下加速度
d2 X2 /dt2 信号を積分して車体1のばね上変化速度
dX2 /dtを演算し、更にストロークセンサ13のエン
ジン7と車体1との間の相対変位X2 −X3 信号を微分
してエンジン7と車体1との間の相対速度信号 dX2 /
dt− dX3 /dtを演算する。
1で各センサの検出信号をモニターした後、ステップS
2で相対変位センサ10の車体1と車輪2FL間の相対
変位X2 −X1 信号を微分して車体1と左前輪2FLと
の間の相対速度信号 dX2 /dt− dX1 /dtを演算する
と共に、ばね上加速度センサ11の車体1の上下加速度
d2 X2 /dt2 信号を積分して車体1のばね上変化速度
dX2 /dtを演算し、更にストロークセンサ13のエン
ジン7と車体1との間の相対変位X2 −X3 信号を微分
してエンジン7と車体1との間の相対速度信号 dX2 /
dt− dX3 /dtを演算する。
【0035】続いて、ステップS3で車体1の上下加速
度 d2 X2 /dt2 信号、及び上下速度 dX2 /dt信号に
基いて、各信号の位相A1 〜A4 及び振幅(制御ゲイ
ン)B1 〜B4 を決定する。
度 d2 X2 /dt2 信号、及び上下速度 dX2 /dt信号に
基いて、各信号の位相A1 〜A4 及び振幅(制御ゲイ
ン)B1 〜B4 を決定する。
【0036】そして、ステップS4でエンジン7が加速
運転状態にあるか否か判定する。この判定は、車両に搭
載した変速機の変速段が前進第1速又は第2速の状態に
おいてエンジン7のスロットル弁開度の変化が大値の設
定値以上か否か、又は第3速又は第4速においてスロッ
トル弁開度の変化が小値の設定値以上か否かにより行
う。そして、エンジン7の加速運転状態の場合には、ス
テップS5で上記決定した各振幅B1 〜B4 をその値未
満の小値に補正してステップS6に進む。一方、エンジ
ン7の加速運転状態でない場合には、各振幅B1 〜B4
を上記決定した値のままステップS6に進む。
運転状態にあるか否か判定する。この判定は、車両に搭
載した変速機の変速段が前進第1速又は第2速の状態に
おいてエンジン7のスロットル弁開度の変化が大値の設
定値以上か否か、又は第3速又は第4速においてスロッ
トル弁開度の変化が小値の設定値以上か否かにより行
う。そして、エンジン7の加速運転状態の場合には、ス
テップS5で上記決定した各振幅B1 〜B4 をその値未
満の小値に補正してステップS6に進む。一方、エンジ
ン7の加速運転状態でない場合には、各振幅B1 〜B4
を上記決定した値のままステップS6に進む。
【0037】その後は、ステップS6で上記車体1と左
前輪2FL間の相対速度 dX2 /dt− dX1 /dt信号に
基いた加振器8の電磁アクチュエータ8pに対する制御
信号値I1 を下記式
前輪2FL間の相対速度 dX2 /dt− dX1 /dt信号に
基いた加振器8の電磁アクチュエータ8pに対する制御
信号値I1 を下記式
【数17】 に基いて演算すると共に、ステップS7で上記車体1と
左前輪2FL間の相対変位X2 −X1 信号に基いた加振
器8に対する制御信号値I2 を下記式
左前輪2FL間の相対変位X2 −X1 信号に基いた加振
器8に対する制御信号値I2 を下記式
【数18】 に基いて演算し、その後、ステップS8及びS9におい
てエンジン7と車体1間の相対速度 dX2 /dt− dX3
/dt信号、及び相対変位X2-X3 信号に各々基いた加振
器8の電磁アクチュエータ8pに対する制御信号値I3
及びI4 を各々下記式
てエンジン7と車体1間の相対速度 dX2 /dt− dX3
/dt信号、及び相対変位X2-X3 信号に各々基いた加振
器8の電磁アクチュエータ8pに対する制御信号値I3
及びI4 を各々下記式
【数19】
【数20】 に基いて演算する。
【0038】そして、その後は、ステップS10で上記
各制御信号値I1 〜I4 を加算して合計制御信号値Iを
算出し、該信号値Iを加振器8の電磁アクチュエータ8
pに出力して、リターンする。
各制御信号値I1 〜I4 を加算して合計制御信号値Iを
算出し、該信号値Iを加振器8の電磁アクチュエータ8
pに出力して、リターンする。
【0039】よって、上記図5の制御フローにおいて、
ステップS4により、エンジン7の加速運転状態を検出
する運転状態検出手段52を構成していると共に、同制
御フローのステップS5〜S9により、車体振動に関す
る車体−車輪間の相対速度 dX2 /dt− dX1 /dt、同
相対変位X2 −X1 、エンジン−車体間の相対速度 dX
2 /dt−d X3 /dt及び同相対変位X2 −X3 信号に応
じた値の制御電流値I1 〜I4 を演算し、該電流値I1
〜I4 に対応する値の加振力で車体1の振動に対抗する
ように補助質量体(エンジン)7を加振するよう加振器
(マウント)8を制御すると共に、上記運転状態検出手
段52により検出されたエンジン7の加速運転状態のと
きには制御ゲイン(振幅)B1 〜B4 を通常値よりも小
値に変更するようにした制御手段51を構成している。
ステップS4により、エンジン7の加速運転状態を検出
する運転状態検出手段52を構成していると共に、同制
御フローのステップS5〜S9により、車体振動に関す
る車体−車輪間の相対速度 dX2 /dt− dX1 /dt、同
相対変位X2 −X1 、エンジン−車体間の相対速度 dX
2 /dt−d X3 /dt及び同相対変位X2 −X3 信号に応
じた値の制御電流値I1 〜I4 を演算し、該電流値I1
〜I4 に対応する値の加振力で車体1の振動に対抗する
ように補助質量体(エンジン)7を加振するよう加振器
(マウント)8を制御すると共に、上記運転状態検出手
段52により検出されたエンジン7の加速運転状態のと
きには制御ゲイン(振幅)B1 〜B4 を通常値よりも小
値に変更するようにした制御手段51を構成している。
【0040】したがって、上記実施例においては、車体
1の上下加速度 d2 X2 /dt2 及び上下速度 dX2 /dt
に基いて交流制御信号の位相A1 〜A4 及び振幅B1 〜
B4を決定した後、車体振動に関する車体−車輪間の相
対速度 dX2 /dt− dX1 /dt、同相対変位X2 −X1
、エンジン−車体間の相対速度d X2 /dt−d X3 /d
t及び同相対変位X2 −X3 信号に基づく制御信号I1
〜I4 が演算されて、これ等を合計した制御信号値Iで
もって加振器8の電磁アクチュエータ8pが励磁され
る。このため、補助質量体7には、次式で示される加振
力Uが車体1の振動と対抗する方向に作用して、
1の上下加速度 d2 X2 /dt2 及び上下速度 dX2 /dt
に基いて交流制御信号の位相A1 〜A4 及び振幅B1 〜
B4を決定した後、車体振動に関する車体−車輪間の相
対速度 dX2 /dt− dX1 /dt、同相対変位X2 −X1
、エンジン−車体間の相対速度d X2 /dt−d X3 /d
t及び同相対変位X2 −X3 信号に基づく制御信号I1
〜I4 が演算されて、これ等を合計した制御信号値Iで
もって加振器8の電磁アクチュエータ8pが励磁され
る。このため、補助質量体7には、次式で示される加振
力Uが車体1の振動と対抗する方向に作用して、
【数21】 車体1に作用する力と相殺するので、車体1の振動が効
果的に低減されることになる。
果的に低減されることになる。
【0041】今、本願請求項1記載の発明による車体振
動の低減の程度をシミュレーションした結果を図6に示
す。同図によれば、2Hz以上の帯域で振動を効果的に
低減し得ることが判る。従って、本願の請求項1記載の
発明では、従来では低減不可能であった10Hz近傍の
不動点の周波数における車体の振動をも有効に低減し得
る効果を奏する。
動の低減の程度をシミュレーションした結果を図6に示
す。同図によれば、2Hz以上の帯域で振動を効果的に
低減し得ることが判る。従って、本願の請求項1記載の
発明では、従来では低減不可能であった10Hz近傍の
不動点の周波数における車体の振動をも有効に低減し得
る効果を奏する。
【0042】しかも、エンジン7の質量は大きく、この
ため車体振動に合せたエンジン7の上下加振に際して、
そのエンジン7を上下に変位させるべき変位量は小さく
て足りるので、車体振動の低減に効果的である。
ため車体振動に合せたエンジン7の上下加振に際して、
そのエンジン7を上下に変位させるべき変位量は小さく
て足りるので、車体振動の低減に効果的である。
【0043】しかも、エンジン7の加速運転状態の際に
は、制御ゲインB1 〜B4 が通常値よりも小値に変更さ
れて、エンジン7のマウント8による上下加振動作が制
限されるので、その分、エンジン7はマウント8で車体
1に強く固定される。その結果、エンジン7の大トルク
が駆動輪に良好に伝達されて、車両の加速性能が良好に
確保されることになる。
は、制御ゲインB1 〜B4 が通常値よりも小値に変更さ
れて、エンジン7のマウント8による上下加振動作が制
限されるので、その分、エンジン7はマウント8で車体
1に強く固定される。その結果、エンジン7の大トルク
が駆動輪に良好に伝達されて、車両の加速性能が良好に
確保されることになる。
【0044】尚、上記実施例では、加振器8を電気式と
したが、油圧式で構成してもよいのは勿論である。
したが、油圧式で構成してもよいのは勿論である。
【図1】請求項1記載の発明の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図2】全体概略構成を示す図である。
【図3】加振器の具体的構成を示す図である。
【図4】コントローラ内部のブロック構成図である。
【図5】補助質量体の加振制御を示すフローチャート図
である。
である。
【図6】請求項1記載の発明の効果の程度を示す図であ
る。
る。
【図7】エンジンを補助質量体とする場合の車両の3自
由度モデルを示す図である。
由度モデルを示す図である。
【図8】車両の2自由度モデルを示す図である。
【図9】従来のサスペンション装置の乗心地特性を示す
図である。
図である。
【図10】不動点の説明図である。
【図11】車両の一般的な3自由度モデルを示す図であ
る。
る。
1 車体 2FL,2FR 車輪 7 エンジン(補助質量体) 8 エンジンマウント(加振手段) 8c 支持ゴム 8m オリフィス 10 相対変位センサ 11 上下加速度センサ 13 ストロークセンサ 51 制御手段 52 運転状態検出手段
Claims (3)
- 【請求項1】 車両のばね上部分に配置された補助質量
体と、該補助質量体を加振する加振手段とを備えるとと
もに、車体振動に関する検出信号に応じた値で且つ車体
振動に対抗する加振力で上記補助質量体を加振するよう
上記加振手段を制御して車体振動を低減する制御手段と
を備えるとともに、上記補助質量体はエンジンであり、
加振器は該エンジンのマウントであることを特徴とする
車両の振動低減装置。 - 【請求項2】 エンジンの特定運転状態を検出する運転
状態手段を備え、制御手段は、該運転状態検出手段によ
り検出されたエンジンの特定運転状態のとき補助質量体
の加振制御の制御ゲインを小さく変更するものであるこ
とを特徴とする請求項1記載の車両の振動低減装置。 - 【請求項3】 運転状態手段は、エンジンの加速運転時
を検出するものであることを特徴とする請求項2記載の
車両の振動低減装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9567092A JPH05286334A (ja) | 1992-04-15 | 1992-04-15 | 車両の振動低減装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9567092A JPH05286334A (ja) | 1992-04-15 | 1992-04-15 | 車両の振動低減装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05286334A true JPH05286334A (ja) | 1993-11-02 |
Family
ID=14143939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9567092A Withdrawn JPH05286334A (ja) | 1992-04-15 | 1992-04-15 | 車両の振動低減装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05286334A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007129627A1 (ja) * | 2006-05-08 | 2007-11-15 | Shinko Electric Co., Ltd. | 自動車車体の振動を低減する自動車用制振装置 |
| KR20140010057A (ko) * | 2011-02-21 | 2014-01-23 | 니혼 치쿠덴키 고교 가부시키가이샤 | 전극 박, 집전체, 전극 및 이를 이용한 축전 소자 |
| JP2018002144A (ja) * | 2016-07-07 | 2018-01-11 | ベイジンウェスト・インダストリーズ・カンパニー・リミテッドBeijingwest Industries Co., Ltd. | アクティブ・パワートレイン・マウントの制御システム |
-
1992
- 1992-04-15 JP JP9567092A patent/JPH05286334A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007129627A1 (ja) * | 2006-05-08 | 2007-11-15 | Shinko Electric Co., Ltd. | 自動車車体の振動を低減する自動車用制振装置 |
| JPWO2007129627A1 (ja) * | 2006-05-08 | 2009-09-17 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | 制振装置 |
| US8401735B2 (en) | 2006-05-08 | 2013-03-19 | Shinko Electric Co., Ltd. | Damping apparatus for reducing vibration of automobile body |
| US8504239B2 (en) | 2006-05-08 | 2013-08-06 | Shinko Electric Co., Ltd. | Damping apparatus for reducing vibration of automobile body |
| US8626386B2 (en) | 2006-05-08 | 2014-01-07 | Shinko Electric Co., Ltd. | Damping apparatus for reducing vibration of automobile body |
| US8818625B2 (en) | 2006-05-08 | 2014-08-26 | Shinko Electric Co., Ltd. | Damping apparatus for reducing vibrations |
| US8892338B2 (en) | 2006-05-08 | 2014-11-18 | Shinko Electric Co., Ltd. | Damping apparatus for reducing vibration of automobile body |
| KR20140010057A (ko) * | 2011-02-21 | 2014-01-23 | 니혼 치쿠덴키 고교 가부시키가이샤 | 전극 박, 집전체, 전극 및 이를 이용한 축전 소자 |
| JP2018002144A (ja) * | 2016-07-07 | 2018-01-11 | ベイジンウェスト・インダストリーズ・カンパニー・リミテッドBeijingwest Industries Co., Ltd. | アクティブ・パワートレイン・マウントの制御システム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990706 |