JPS61220925A - 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
置に関するものである。

〔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
、振動に対して乗シ心地などの優れた快適単画の追求が
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撮動の低減を図っている。

ところが、横置きエンジンでＦＦ（７０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などの排気系の変位量
を制限するため、工ンジンマウントは剛性化する必要が
あり、アイドリンク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
減は車両の乗シ心地、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単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１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図は車両の車体撮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
とするロッキング振動が励起される。

一方、車体（４）の振動特性には破線で示すような車体
全体が曲げ変形する弾性モードで振動する固有振動数〔
通常２５Ｈ２（中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
体の固有蚤動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、１２０’０〜１６００回傷発
／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プ心地
や快適性が低下し。

乗員に肉体的、！ｆＩ伸的な苦痛を与える。

一方、本出鵬人は、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５７−０４１０９１号公報）。

上記振動制御装置は、抑制の対象物の撮動を検出し、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、対象構造物の撮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、車両の割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
ズを形成するので、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アクチュエータを駆動、１
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とともに、エンジン回
転数の変化に円滑に対応し、ショックノイズなどの発生
を防止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、車体に装着されて車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信号を発生する制御回路
と、この制御回路から現在出力されている信号とつぎに
出力されようとする信号との間の位相差に応じて信号の
波形を整形し、この位相差を解消する波形整形手段とを
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、車体振動を打消
すために最適な振幅と位相を持つ信号を制御回路から発
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。

また、制御回路からの出力波形がエンジン回転数の変化
によって変化しても、波形整形手段によシ、現在の出力
波形の位相を遅らせたり、進めたりすることにより、滑
らかにつぎの出力波形に移行することができる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面にしたがって説明する。

第１図はこの発明に係る振動制御装置の一実施例を示す
全体構成図である。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）に接続されるエンジン回転数検出回路、（９）は
エンジン回転数検出回路（８）からの検出信号にもとづ
いてアクチュエータ（６）を駆動する信号全発生する制
御回路、四はこの制御回路（９）から出力され、波形整
形手段αυで滑らかにされた波形を増幅し、アクチュエ
ータ（６）を駆動する電力増幅回路である。

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（２）の慣性力を利用して割振力をエン
ジン（１）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、１１）は永久磁石、■は円筒状
のヨークで、可動買置物体（２）はこのヨーク−と永久
磁石部υとからなる。−はコイル、−はコイル輪を支持
するコイルサポート、−はヨーク−の上下端部に配設さ
れヨーク劫を保持する支持ばね、−はヨーク輪を貫通し
たガイド棒、−はヨーク輪の上下端部に固着したスライ
ドベアリングで、ガイド棒曽に沿って摺動し、ヨークわ
４は上下方向にリニアに駆動される。…はケーシングで
ある。

つぎに、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、永久磁石部υは半径方向に着磁されて
ヨークＱに固着され、磁気回路を形成してコイル輪が挿
入されるｇ！、隙では所定の磁束密度が生ずる。これに
よシコイル卿に電力増幅回路ａ１（第１図参照）より駆
動電流が供給されると、電磁気学的な作用によってコイ
ル輪と永久磁石１ｍ）との間には電磁石が発生する。こ
のとき、作用・反作用の原理にもとづき、コイル輪に生
じた電磁力はコイルサポート−を介して車体（４）に固
着されるケーシング−へ伝達され、車体（４）に作用す
る〇一方、永久磁石部ｐに発生する電磁力はヨーク−を
支持する支持ばね−の復元力と可動質量物体（ロ）の慣
性力との和と釣り合う。これらの力学的モデルを第８図
に示す。［ｄは支持ばね輪のばね定数、また、Ｕはコイ
ル−と永久磁石わυ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が作用することになる０また支持ばね■はヨーク
曹迄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図の制御回路（９）では、エンジン回転数検出回路（
８）からの信号をもとに、エンジン回転数が計算され、
求めたエンジン回転数が制御表に含まれるかチェツチさ
れる。もし表の中になければ、制御の必要なしと判断し
て装置を停止し、一方、表に含まれておれば、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
力波形は次段の波形円滑手段αυに加えられ、現在出力
中の波形（以下、現在出力波形という）と、つぎに出力
しようとする波形（以下、目標波形という）との位相の
比較を行う。

第４図のフローチャートによって＠１図の波形整形手段
αηの動作の概要を説明すると、第４図において、ＰＩ
で出力波形は、波形出力タイミングチェックルーチンに
より一定時間ごとに出力され、Ｐ２で出力波形の位相が
比較される。現在出力波形と目標波形の位相が等しい場
合は、Ｐ８でそのまま現在出力波形の出力を続け、目標
波形の位相が遅れる場合は、Ｐ４で現在出力波形の位相
を１〜数ステップ遅らせて出力し％Ｐ６で現在出力波形
の位相を書き換える。逆に、目標波形の位相が進む場合
は、Ｐ５で現在出力波形の位相を１〜数ステップ進めて
出力し、Ｐ６で現在出力波形の位相を書き換える。第５
図に示すように、出力波形は１周期をｎステップにｎ等
分され、位相の１ステツプ毎に、位相ｌＮＮに対応する
振幅ＡＩＮＡｎがデジタル式に記憶されている。

上記の波形整形手段ａυ（第１図）の働きにより、出力
波形は、第６図の実線Ｉに示すように、出力しようとす
る波形の位相が急に変化しても、滑らかに出力される。

すなわち、（ａ）では、矢印で示す時点から現在出力波
形は位相が遅れ始め、一点鎖線薯で示す波形よシ１〜数
ステップ遅れた目標波形（点線ｆｉｔ）に滑らかに移行
する。一方、（ｂ）でｒａｔ％矢印の時点から現在出力
波形は位相が進み始め、一点鎖線扉で示す波形より１〜
数ステップ進んだ目標波形（点線量）に滑らかに移行す
る。

なお、上記実施例では、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、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、エンジンのクランク軸の回転を利用して。

回転センサからパルス信号を検出するようにしてもよい
。

また、上記実施例では、車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、上記実施例と同様の
効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、単体振動をエンジン
回転数から予測し、アクチュエータによジエンジンから
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、安定な動作が得られ
る効果がある。

かつ、波形整形手段金偏えているので、出力波形の位相
が変化しても滑らかに繋がり、ショックノイズなどの発
生を防ぐことができる。

【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
の全体構成図、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図は波形整形手段の動作を示すフロー
チャート、第６図は出力波形がステップごとに記憶され
ている様子を示す図、第６図は出力波形が滑らかになる
様子を示すもので、（ａ）は出力位相を遅らせて波形を
滑らかにする場合の波形図、（ｂ）は出力位相を進めて
波形を滑らかにする場合の波形図、第７図は車体振動の
発生メカニズムを示す説明図である。 （１）・・・エンジン、（４）・・・車体、（６）・・
・アクチュエータ、（８）・・・エンジン回転数検出回
路、（９）・・・制御回路、（ロ）・・・波形整形手段
。

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、車体に装着されて車体に制振
   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信
   号を発生する制御回路と、この制御回路から現在出力さ
   れている信号とつぎに出力されようとする信号との間の
   位相差に応じて信号の波形を整形し、この位相差を解消
   する波形整形手段とを備えたことを特徴とする車両の振
   動制御装置。