(57)【要約】【課題】簡単な構造で自動車のエンジンの振動および騒音の両方を効果的に低減する。【解決手段】車体フレームＦに能動型防振装置Ｍｆ，Ｍｒを介してエンジンＥを支持し、エンジンＥのクランクパルス信号から推定したエンジンＥの振動状態に基づいて能動型防振装置Ｍｆ，Ｍｒを制御することでエンジンＥの振動が車体フレームＦに伝達されないようにし、かつ車室内にスピーカ５を配置し、エンジンＥの回転数および車室内に配置したマイクロフォン４で検出した騒音に基いてスピーカ５を適応制御することで騒音の低減を図る。このように振動低減および騒音低減の相乗効果で車両の振動・騒音特性を改善することができ、またマイクロフォン４は安価であり、しかもオーディオ装置のスピーカ５をそのまま利用することで低コストで実現可能である。【選択図】　　　図１
2004051036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体フレーム（Ｆ）に能動型防振装置（Ｍｆ，Ｍｒ）を介してエンジン（Ｅ）を支持し、エンジン（Ｅ）の振動が車体フレーム（Ｆ）に伝達されないように能動型防振装置（Ｍｆ，Ｍｒ）を制御し、かつ車室内にスピーカ（５）を配置し、車室内の騒音を能動的に低減するようにスピーカ（５）を制御することを特徴とする車両の防振・防音装置。
【請求項２】
エンジン（Ｅ）のクランクパルス信号から推定したエンジン（Ｅ）の振動状態に基づいて能動型防振装置（Ｍｆ，Ｍｒ）を制御するとともに、エンジン（Ｅ）の回転数および車室内に配置したマイクロフォン（４）で検出した騒音に基いてスピーカ（５）を適応制御することを特徴とする、請求項１に記載の車両の防振・防音装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のエンジンによる振動とエンジンの排気音や吸気音等の騒音とを低減するための車両の防振・防音装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のエンジンマウントに使用される能動型防振装置として、特開平９−２７３５８９号公報に記載されたものが公知である。この能動型防振装置は、上端が振動源であるエンジンに固定され、下端が荷重センサを介して車体フレームに固定されており、エンジンから車体フレームに伝達される振動の荷重を荷重センサで検出し、その荷重変化を打ち消すように能動型防振装置を制御することで防振効果を得るようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のものは、エンジンから車体フレームに伝達される振動を低減することは可能であるが、この伝達経路を介さない振動・騒音である吸気音や排気音を低減することができなかった。また上記従来のもののように適応制御を行うことで部品のばらつきや劣化に対応した防振制御を行うことができるが、適応制御に荷重センサを用いるためにコストが嵩むという問題があった。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、簡単な構造でエンジンの振動および騒音の両方を効果的に低減することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、車体フレームに能動型防振装置を介してエンジンを支持し、エンジンの振動が車体フレームに伝達されないように能動型防振装置を制御し、かつ車室内にスピーカを配置し、車室内の騒音を能動的に低減するようにスピーカを制御することを特徴とする車両の防振・防音装置が提案される。
【０００６】
上記構成によれば、エンジンが振動原となって車体フレームに伝達される振動は、その振動の伝達経路に配置した能動型防振装置を能動的に制御することにより効率的に低減することができ、またエンジンが振動原とならない吸気音や排気音は、車室内に配置したスピーカを能動的に制御することにより効率的に低減することができる。
【０００７】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、エンジンのクランクパルス信号から推定したエンジンの振動状態に基づいて能動型防振装置を制御するとともに、エンジンの回転数および車室内に配置したマイクロフォンで検出した騒音に基いてスピーカを適応制御することを特徴とする車両の防振・防音装置が提案される。
【０００８】
上記構成によれば、エンジンのクランクパルス信号から推定したエンジンの振動状態に基づいて能動型防振装置を制御するので、従来必要であった荷重センサを廃止してコストの削減を図ることができる。またマイクロフォンで検出した騒音に基いてスピーカを適応制御することで、部品のばらつきや劣化に対しても対応することができる。
【０００９】
尚、フロント側の能動型防振装置Ｍｆおよびリヤ側の能動型防振装置Ｍｒは本発明の能動型防振装置に対応する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１１】
図１〜図５は本発明の一実施例を示すもので、図１は能動型防振装置を搭載した車両の全体側面図、図２は能動型防振装置の縦断面図（図３の２−２線断面図）、図３は図２の３−３線断面図、図４は図３の４−４線断面図、図５は本実施例による室内騒音の低減効果を示すグラフである。
【００１２】
図１に示すように、自動車の車体前部に搭載された気筒休止が可能なエンジンＥは実質的に同一構造のフロント側の能動型防振装置（ＡＣＭ）Ｍｆと、リヤ側の能動型防振装置（ＡＣＭ）Ｍｒとを介して車体フレームＦに支持される。エンジンＥを制御するエンジンＥＣＵ１に接続された能動型防振装置ＥＣＵ２は、エンジンＥＣＵ１からのクランクパルス信号に基づいてフロント側の能動型防振装置Ｍｆおよびリヤ側の能動型防振装置Ｍｒの作動を制御し、エンジンＥを制御するエンジンＥＣＵ１に接続された能動型音響低減装置ＥＣＵ３は、エンジンＥＣＵ１からの回転数信号（基準パルス信号）と、車室内に設けたマイクロフォン４からの騒音信号とに基づいて、能動型音響低減装置（ＡＮＣ）を構成するスピーカ５の作動を制御する。
【００１３】
次に、図２〜図４に基づいてフロント側およびリヤ側の能動型防振装置Ｍｆ，Ｍｒの構造を説明する。尚、フロント側およびリヤ側の能動型防振装置Ｍｆ，Ｍｒの構造は実質的に同一であるため、その代表としてフロント側の能動型防振装置Ｍｆの構造を説明する。
【００１４】
能動型防振装置Ｍｆは軸線Ｌに関して実質的に軸対称な構造を有するもので、エンジンＥに結合される板状の取付ブラケット１１に溶接した円錐状の取付ブロック１２と、この取付ブロック１２の外周に同軸に配置されたオリフィス形成部材１３とを備えており、取付ブロック１２およびオリフィス形成部材１３に厚肉のゴムで形成した第１弾性体１４の上端および下端がそれぞれが加硫接着により接合される。オリフィス形成部材１３の外周に上部ケーシング１５を結合することにより、両者の間に環状のオリフィス１６が形成される。オリフィス形成部材１３および上部ケーシング１５の上端と取付ブラケット１１の外端とがダイヤフラム１７で接続される。上部ケーシング１５の下端と下部ケーシング１８の上端との間に上下の第２弾性体ホルダ１９ａ，１９ｂが重ね合わされて固定されており、第２弾性体ホルダ１９ａ，１９ｂと皿状の可動部材２０の外周とに円環状の第２弾性体２１が加硫接着により接合される。
【００１５】
第１弾性体１４、第２弾性体２１および可動部材２０の間に主液室２２が区画され、第１弾性体１４およびダイヤフラム１７の間に副液室２３が区画される。上側の第２弾性体ホルダ１９ａとオリフィス形成部材１３との間の隔壁板２６が挟まれており、その中央部に形成されたフィルタオリフィス２６ａによって主液室２２が上下の２室に分離される。また主液室２２および副液室２３が前記オリフィス１６により連通する。即ち、略３６０°に亘って延びるオリフィス１６の一端はオリフィス形成部材１３に形成した第１通孔２４を介して主液室２２に連通し、他端はオリフィス形成部材１３および第１弾性体１４に形成した第２通孔２５（図３参照）を介して副液室２３に連通する。オリフィス１６は第１通孔２４寄りの略半周の通路断面積が大きく、第２通孔２５寄りの略半周の通路断面積が小さく形成される。
【００１６】
しかして、エンジンＥからの振動で第１弾性体１４が下方に変形して主液室２２の容積が減少すると、主液室２２から押し出された液体が第１通孔２４、オリフィス１６および第２通孔２５を介して副液室２３に流入し、副液室２３に臨むダイヤフラム１７が外側に変形する。逆にエンジンＥからの振動で第１弾性体１４が上方に変形して主液室２２の容積が増加すると、副液室２３から吸い出された液体が第２通孔２５、オリフィス１６および第１通孔２４を介して主液室２２に流入し、副液室２３に臨むダイヤフラム１７が内側に変形する。
【００１７】
下部ケーシング１８の内部にはヨーク２９が収納されており、ボビン３０に巻き付けられて軸線Ｌを囲むように配置されたコイル３１がヨーク２９内に支持される。可動部材２０の下面から軸線Ｌに沿うように突出する軸部２０ａに三角錐状のアマチュア３２が摺動自在に嵌合し、軸部２０ａの中間に設けたストッパ３３に当接するように可動部材２０の下面との間に設けたスプリング３４で下向きに付勢される。アマチュア３２の下面に固定された円筒状のガイド部材３５がヨーク２９のガイド部２９ａの外周に摺動自在に嵌合しており、ガイド部材３５およびガイド部２９ａによってアマチュア３２が軸線Ｌに沿って移動するようにガイドされる。
【００１８】
前記ヨーク２９、ボビン３０，コイル３１およびアマチュア３２は能動型防振装置ＭｆのアクチュエータＡを構成する。そしてアクチュエータＡのコイル３１が消磁状態にあるとき、アマチュア３２は第２弾性体２１の弾発力でヨーク２９から上方に離反している。この状態からコイル３１を励磁するとアマチュア３２がヨーク２９に吸引され、軸部２０ａを引かれた可動部材２０が第２弾性体２１の弾発力に抗して下方に移動する。
【００１９】
次に、上記構成を備えた本発明の実施例の作用を説明する。
【００２０】
先ず、フロント側およびリヤ側の能動型防振装置Ｍｆ，Ｍｒの作用を説明する。エンジンＥのアイドル回転数領域ではアクチュエータＡは非作動状態に保たれており、エンジンＥの振動により主液室２２の容積が拡大・縮小すると、それに応じて副液室２３の容積が縮小・拡大するが、この状態でのオリフィス１６の特性と第１弾性体１４のばね定数とは、アイドル回転数領域で低ばね定数および高減衰力を示すように設定されているため、エンジンＥから車体フレームＦに伝達される振動を効果的に低減することができる。
【００２１】
エンジンＥのアイドル回転数よりも高い回転数領域では、主液室２２および副液室２３を接続するオリフィス１６内がチョーク状態になるため、アクチュエータＡを作動させて防振機能を発揮させる。即ち、振動によってエンジンＥが下方に変位して主液室２２の容積が減少して液圧が増加するときには、コイル３１を励磁してアマチュア３２を吸引する。その結果、アマチュア３２は可動部材２０と共に下方に移動し、可動部材２０に内周を接続された第２弾性体２１を下方に変形させる。これにより、主液室２２の容積が増加して液圧の増加を抑制するため、フロント側およびリヤ側の能動型防振装置Ｍｆ，ＭｒはエンジンＥから車体フレームＦへの下向きの荷重伝達を防止する能動的な支持力を発生する。
【００２２】
逆に振動によってエンジンＥが上方に変位して主液室２２の容積が増加して液圧が減少するときには、コイル３１を消磁してアマチュア３２の吸引を解除する。その結果、アマチュア３２は第２弾性体２１の弾発力で可動部材２０と共に上方に移動する。これにより、主液室２２の容積が減少して液圧の減少を抑制するため、フロント側およびリヤ側の能動型防振装置Ｍｆ，ＭｒはエンジンＥから車体フレームＦへの上向きの荷重伝達を防止する能動的な支持力を発生する。
【００２３】
尚、可動部材２０の振動に伴って主液室２２内の液体が隔壁板２６に設けたフイルタオリフィス２６ａを通って行き来することで、フロント側およびリヤ側の能動型防振装置Ｍｆ，ＭｒがエンジンＥの振動周波数よりも高周波の変位を発生するのを防止し、特に２５ｋｍ／ｈ〜５０ｋｍ／ｈでの車両の定速走行時における振動や騒音を低減する機能を発揮する。
【００２４】
フロント側およびリヤ側の能動型防振装置Ｍｆ，ＭｒはエンジンＥから車体フレームＦに伝達される荷重により制御されるが、本実施例ではクランクパルスの時間間隔から算出したクランクシャフトの角加速度の変動から前記荷重を推定し、この推定した荷重に基づいてフロント側およびリヤ側の能動型防振装置Ｍｆ，Ｍｒを制御するので、従来使用していた高価な荷重センサを廃止してコストの削減に寄与することができる。
【００２５】
また車室内にこもる排気音や吸気音の周波数はエンジン回転数と相関があるので、エンジン回転数をパラメータとしてスピーカ５を作動させ、車室内の音波を打ち消す位相の音波を発生させることで前記排気音や吸気音を低減することができる。このとき、マイクロフォン４で検知した車室内の騒音に基づいて適応制御を行うことで、車室内の騒音を効果的に低減することができる。
【００２６】
図５に示すように、フロント側およびリヤ側の能動型防振装置Ｍｆ，Ｍｒの制御もスピーカ５の制御も行わない場合の車室内の騒音（破線参照）に比べて、フロント側およびリヤ側の能動型防振装置Ｍｆ，Ｍｒの制御を行った場合の騒音（鎖線参照）は低下し、更にスピーカ５の制御を行った場合の車室内の騒音（実線参照）は一層低下することが分かる。特に、フロント側およびリヤ側の能動型防振装置Ｍｆ，Ｍｒの制御だけでは殆ど低減不能であった特定周波数の騒音が、スピーカ５の制御により大幅に低減している。
【００２７】
以上のように、フロント側およびリヤ側の能動型防振装置Ｍｆ，Ｍｒを制御することでエンジンＥから車体フレームＦに伝達される振動を低減し、スピーカ５を制御することで車室内の騒音を低減するので、その相乗効果で車両の振動・騒音特性を改善することができる。特に、スピーカ５の適応制御に用いるマイクロフォン４は安価であり、またオーディオ装置のスピーカ５をそのまま利用することで低コストで実現可能である。
【００２８】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００２９】
例えば、実施例ではフロント側およびリヤ側の２個の能動型防振装置Ｍｆ，Ｍｒを設けているが、３個以上の能動型防振装置を設けることができる。またスピーカ５の数も１個に限定されるものではない。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、エンジンが振動原となって車体フレームに伝達される振動は、その振動の伝達経路に配置した能動型防振装置を能動的に制御することにより効率的に低減することができ、またエンジンが振動原とならない吸気音や排気音は、車室内に配置したスピーカを能動的に制御することにより効率的に低減することができる。
【００３１】
また請求項２に記載された発明によれば、エンジンのクランクパルス信号から推定したエンジンの振動状態に基づいて能動型防振装置を制御するので、従来必要であった荷重センサを廃止してコストの削減を図ることができる。またマイクロフォンで検出した騒音に基いてスピーカを適応制御することで、部品のばらつきや劣化に対しても対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】能動型防振装置を搭載した車両の全体側面図
【図２】能動型防振装置の縦断面図（図３の２−２線断面図）
【図３】図２の３−３線断面図
【図４】図３の４−４線断面図
【図５】本実施例による室内騒音の低減効果を示すグラフ
【符号の説明】
Ｅ　　　　　エンジン
Ｆ　　　　　車体フレーム
Ｍｆ　　　　フロント側の能動型防振装置（能動型防振装置）
Ｍｒ　　　　リヤ側の能動型防振装置（能動型防振装置）
４　　　　　マイクロフォン
５　　　　　スピーカ
【図１】
2004051036.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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