JPH0561484B2 - - Google Patents

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JPH0561484B2
JPH0561484B2 JP59134593A JP13459384A JPH0561484B2 JP H0561484 B2 JPH0561484 B2 JP H0561484B2 JP 59134593 A JP59134593 A JP 59134593A JP 13459384 A JP13459384 A JP 13459384A JP H0561484 B2 JPH0561484 B2 JP H0561484B2
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JP
Japan
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vibration
vehicle body
engine
signal
actuator
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JP59134593A
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English (en)
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JPS6112435A (ja
Inventor
Yoshio Furuishi
Kyoshi Muto
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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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Publication of JPS6112435A publication Critical patent/JPS6112435A/ja
Publication of JPH0561484B2 publication Critical patent/JPH0561484B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • 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
    • 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)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

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
乱によつ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ヨ
ツ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
を図つている。ところが横置きエンジンFF(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、車体の振動が過大に励起される問題が表面化
する。エンジンマウントは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り、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、
エンジンマウントは剛性にする必要があり、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極めて艱難で、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
振動が極めて大きくなり、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
で重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
振動の方向と一致するなどによつて車体には過度
の振動が励起され、乗心地や快適性などの低下に
は著しいものがあつた。 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はエンジン、2,3は
エンジン1の前方および後方部を弾性的には支持
するフロントエンジンマウントと、リアーエンジ
ンマウント、4は車体で、エンジン1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は車体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
心とするロツ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1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25Hz)が存在する。特に
エンジン1のロツク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
リング回転数領域では、車体4は共振現象によつ
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り、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。 第2図に従来の振動低減装置を示す。図におい
て、6は車体4な装着するアクチユエータ、7は
フロントエンジンマウント2と車体4間に装着し
た荷重変換器で、この荷重変換部7はエンジン1
から発生しフロントエンジンマウント2を介して
車体4へ伝達される変動トルク外乱を検出するも
のである。8は荷重変換器7からほ検出信号にも
とずいてアクチユエータ6を駆動させるための制
御回路である。第3図はエンジ1と荷重変換器7
と車体4の構成を示す詳細図で、21はゴムやエ
ラストマー等からなる弾性マウント、22はこの
弾性マウント21を保持するホルダーで、エンジ
ン1は弾性マウント21、ホルダー22を介して
荷重変換器7に固着し、荷重変換器7は車体4に
装着する。第4図は上記制御回路8のブロツク図
で、81は荷重検出回路、82は位相調節器、8
3は駆動回路である。荷重変換器7は圧電素子あ
るいはひずみゲージ等で構成されるもので、エン
ジン1から車体4に伝達される変動トルク外乱を
直接検出し、変動トルク外乱に対応する電気信号
として取出す。この電気信号は荷重検出回路81
へ伝送され所要の利得をもつ信号に増幅され、位
相調節器82に入力される。位相調節器82はア
クチユエータ6の発生する制振力と車体4に印加
する変動トルク外乱との位相関係を調節するもの
で、変動トルク外乱を相殺あるいは軽減するのに
必要な制振力の位相特性を有している。そして駆
動回路83はアクチユエータ6を駆動する電力を
供給するものである。上記の構成によりアクチユ
エータ6で発生する制振力で変動トルク外乱を打
消す方向に作用させることで車体4に印加される
加振力を軽減し、振動の低減を図る。第5図は上
記振動制御方式のブロツク図である。 次に、アクチユエータ6に付加マスの慣性力を
利用した導電型リニアアクチユエータを適用した
実施例を第6図に示す。図中、61は永久磁石、
62は円筒状のヨーク、63はコイル、64はコ
イル63を支持するコイルサポート、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
棒、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、ガイド溝66に沿つて摺動
し、ヨーク62は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
チユ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
空隙では所定の磁束密度が生ずる。これによりコ
イル62に駆動回路83より駆動電流が供給され
ると、電磁気学作用によつてコイル63と永久磁
石61との間には電磁力が発生する。この時、作
用、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を支持する支持ばね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り合う。 上記の力学的モデルを第7図に示す。11はヨ
ーク62と永久磁石61の質量の和の付加マス
で、支持ばね65はばね定数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
とが加算された制振力Tが作用する。また支持ば
ね65はヨーク62の中立位置を確保する役割を
果す。 従来の振動制御装置は以上のように構成したた
め、アクチユエータ6の発生する制振力は車体4
に印加される変動トルク外乱を軽減する。しなわ
ち、加振入力を小さくすることによつて車体振動
の低減を図つており、加振振動数全領域にわたつ
て振動低減効果はあるが、車体4のダイビングが
小さく、かつ変動トルク外乱の周波数と車体の固
有振動数が常に一致あるいは接近する共振現象で
は加振入力の軽減による振動低減効果は半減して
いた。 〔発明の概要〕 この発明は、かかる欠点を改善する目的でなさ
れたもので、車体の振動を検出して車体のダンピ
ング特性を向上させる制御ループを付加すること
により、共振時においても十分な振動低減効果を
図ることができ、又、車体の啓経時変化にも十分
対応することができる車輌の振動制御装置を提供
するもとである。 〔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8図において、第1図の同一部分は同一符
号を付して説明は省略する。9は車体4に固着し
た振動センサで、10は制御回路である。、第9
図は制御回路10のブロツク図で、振動センサ9
によつて検出される車体振動信号は振動検出回路
10aで所要の利得に増幅する。振動検出回路1
0aからの伝送される信号は演算回路10bに入
力される。演算回路10bでは振動センサ9から
の信号を車体4の振動速度に対応する信号に変換
する。演算回路10bで得られた振動速度信号は
加算器10cで従来での荷重変換器7からの変動
トルク外乱に対応する信号と重ね合される。その
御、駆動回路83を介してアクチユエータ6を駆
動し、車体4に制振力を印加する。第10図は従
来例の振動制御方式(第5図)と明確にするため
にこの発明での制御ブロツク図を示し、第5図の
ものと比べて車体4の振動検出の制御ループが付
加されている。 以下に振動低減の原理を説明する。この発明に
よる装置の振動低減は、車体4にエジン1からの
変動トルク外乱と制振力が作用したときに成立す
る。下記の車体振動の力のつり合い式を前提とす
る。 Ms X¨s+Ks Xs=F−U ……(1) ただし、 Ms:車体4の等価質量 Ks:車体4の等価剛性 Xs:車体4の振動変位 F:変動トルウ外乱 U:制振力 上記(1)式において、機械力学的考察から制振力
Uを変動トルク外乱Fを軽減するように作用させ
ると車体4の振動を減少させることができる。こ
の方式は従来例に対応する。また、この発明のよ
うに制振力Uの構成に変動トルク外乱にもとずく
成分と車体の振動速度X〓sにもとずく成分を付加
することにより、車体の振動減衰特性も制御して
改善することができる。すなわち、変動トルク外
乱にもとずく制振力をFcそし、振動速度X〓sに比
例する制振力は制御ゲインをCsとすると、CaX〓s
で与えられ、これらの和の制振力Uは次式で表わ
される。 U=Fc−Cs X〓s ……(2) (2)式を(1)式に代入すると、 Ms X〓s+Cs X〓s+Ks Xs=F−Fc
……(3) となる。(3)式から解るようにFcは変動トルク外
乱Fを軽減し、Cs X〓sは車体のダイピングを与え
る。 第11図に従来例とこの発明での車体4の変動
トルク外乱に対する振動特性を模式的に表す。図
中、実線が非制御での車体の振動応答で、一点鎖
線が従来例の応答、破線がこの発明での応答であ
る。つまり、従来例では変動トルク外乱が軽減さ
れる分、車体振動は小さくなる。しかしながら、
車体4の振動減衰特性は何ら改善する制御ループ
はないため、車体の固有振動数Wn(≒
〔発明の効果〕
以上のように、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が生じる車体へ装
着され、車体へ直接制振力を作動させるアクチユ
エータと、エンジンマウント部に装着され、エン
ジンから車体へ伝達される変動トルク外乱を検出
する荷重変換器と、アクチユエータの制振力と上
記変動トルク外乱との位相関係を調整する手段
と、車体の振動を検出する振動センサと、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
信号に変換する手段と、位相調整された変動トル
ク外乱信号と振動速度信号とを加算する手段と、
この加算信号に応じてアクチユエータを駆動する
手段を備えたので、車体の振動抑制は勿論のこ
と、固有振動数で振動する共振現像に対しても著
しい振動低減を図ることができ、又、車体の経時
変化が発生しても十分に対応でき正確な制御を行
うことができる車輌の振動制御装置を提供するこ
とが可能になる。
【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
図は従来の振動制御装置の構成図、第3図は従来
のエンジンマウントの断面図、第4図は同じく制
御回路のブロツク図、第5図は制御方式のブロツ
ク図、第6図はアクチユエータの断面図、第7図
はアクチユエータの力学的モデル図、第8図はこ
の発明の一実施例を示す振動制御装置の構成図、
第9図は制御回路のブロツク図、第10図は制御
方式のブロツク図、第11図は従来例とこの発明
との振動特性図である。 1……エンジン、4……車体、6……アクチユ
エータ、7……荷重変換器、8……制御回路、9
……振動センサ、10……制御回路、10a……
振動検出回路、10b……演算回路、10c……
加算器、81……荷重検出回路。なお、図中、同
一号符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 エンジンからの変動トルク外乱を受けて振動
    が生じる車体へ装着され、車体へ直接制振力を作
    動させるアクチユエータと、エンジンマウント部
    に装着され、エンジンから車体へ伝達される変動
    トルク外乱を検出する荷重変換器と、アクチユエ
    ータの制振力と上記変動トルク外乱との位相関係
    を調整する手段と、車体の振動を検出する振動セ
    ンサと、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手段と、位相調整
    された変動トルク外乱信号と振動速度信号とを加
    算する手段と、この加算信号に応じてアクチユエ
    ータを駆動する手段を具えたことを特徴とする車
    輌の振動制御装置。
JP13459384A 1984-06-27 1984-06-27 車輌の振動制御装置 Granted JPS6112435A (ja)

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JPS6112435A JPS6112435A (ja) 1986-01-20
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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