(57)【要約】【課題】サスペンションメンバに入力されるエンジンのトルク変動に基づいたピッチング振動を、アクティブダンパによって効率的に制振することができると共に、アクティブダンパの必要数を減らすことができる、新規な構造のサスペンションメンバ構造体を提供すること。【解決手段】サスペンションメンバ構造体１０において、アクティブダンパ３０が、差動装置２４に対する車両前後の少なくとも一方の側で、サスペンションメンバ１２の差動装置２４を節としたピッチング振動モードの腹となる位置に取り付けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前後方向に延びるプロペラシャフトに連結された差動装置が、サスペンションアームと車両ボデーの間に介装されるサスペンションメンバに支持されていると共に、該サスペンションメンバには能動的な加振力を及ぼすアクティブダンパが取り付けられているサスペンションメンバ構造体において、
前記差動装置に対する車両前後の少なくとも一方の側には前記サスペンションメンバの該差動装置を節としたピッチング振動モードの腹となる位置に前記アクティブダンパが取り付けられていることを特徴とするサスペンションメンバ構造体。
【請求項２】
前記アクティブダンパが前記サスペンションメンバに対して前記差動装置の車両後方側で１つだけ取り付けられている請求項１に記載のサスペンションメンバ構造体。
【請求項３】
前記アクティブダンパが、前記サスペンションメンバの中央部分で該サスペンションメンバの車両左右方向での幅寸法に対する２０％以内の領域に配設されている請求項１又は２に記載のサスペンションメンバ構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フロントエンジン・リアドライブ方式の車両において、後輪のサスペンションアームや差動装置等を支持するサスペンションメンバ構造体に係り、特に、エンジンのトルク変動に起因するピッチング振動を抑えることができるサスペンションメンバ構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、フロントエンジン・リアドライブ方式の車両では、後輪のサスペンションアームや差動装置等を支持するリアのサスペンションメンバが採用されており、サスペンションメンバがメンバマウント等を介して車両ボデーに防振連結されることにより、サスペンションアームや差動装置等が車両ボデーに連結されるようになっている。例えば、特開２０１０−９５０４２号公報（特許文献１）に示されているのが、それである。
【０００３】
ところで、サスペンションメンバの振動は、メンバマウント等の防振装置によって車両ボデーへの伝達が低減されているが、サスペンションメンバ自体の振動を低減することによって、車両ボデーへの振動の伝達を抑えることも検討されている。即ち、特開平１０−２３１８８６号公報（特許文献２）に記載されているようなアクティブダンパをサスペンションメンバに取り付けてサスペンションメンバ構造体を構成することにより、アクティブダンパから制振対象振動と逆位相の加振力をサスペンションメンバに能動的に及ぼして制振対象振動を相殺し低減するのである。
【０００４】
このようなアクティブダンパによる能動的な制振作用を利用する場合には、アクティブダンパのサスペンションメンバへの取付け位置が極めて重要になる。一般的に、アクティブダンパからサスペンションメンバに及ぼされる加振力は、アクティブダンパの取付け位置付近での振動に対して有効な制振作用を発揮することから、アクティブダンパのサスペンションメンバへの取付け位置は、サスペンションメンバから車両ボデーへの振動伝達点であるメンバマウントの配設位置付近に設定される。
【０００５】
ところが、サスペンションメンバは、一般的に、車両幅方向の両端部分がそれぞれ複数のメンバマウントを介して車両ボデーに防振支持されることから、各メンバマウントの配設位置にそれぞれアクティブダンパを配設すると、車両重量の増大や部品点数の増加等が問題になり易い。
【０００６】
また、メンバマウントの配設位置等によっては、アクティブダンパ自体が新たな振動の発生源となって振動状態が悪化するという問題が生じ得る。即ち、アクティブダンパのサスペンションメンバへの取付け位置が適当ではない場合には、アクティブダンパからサスペンションメンバに及ぼされる能動的な加振力が制振対象振動を有効に相殺し得ず、却って振動を増幅したり、新たに問題となる振動を生み出すおそれがあって、充分な制振効果が得られないおそれがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−９５０４２号公報
【特許文献２】特開平１０−２３１８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、サスペンションメンバに入力されるエンジンのトルク変動に基づいたピッチング振動を、アクティブダンパによって効率的に制振することができると共に、アクティブダンパの必要数を減らすことができる、新規な構造のサスペンションメンバ構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本発明の第１の態様は、車両前後方向に延びるプロペラシャフトに連結された差動装置が、サスペンションアームと車両ボデーの間に介装されるサスペンションメンバに支持されていると共に、該サスペンションメンバには能動的な加振力を及ぼすアクティブダンパが取り付けられているサスペンションメンバ構造体において、前記差動装置に対する車両前後の少なくとも一方の側には前記サスペンションメンバの該差動装置を節としたピッチング振動モードの腹となる位置に前記アクティブダンパが取り付けられていることを特徴とする。
【００１０】
このような第１の態様に記載されたサスペンションメンバ構造体によれば、アクティブダンパの取付け位置が、差動装置に対する車両前後の少なくとも一方の側で且つピッチング振動モードの腹となる位置に設定することにより、少ないアクティブダンパの取付け数で、ピッチング振動によるこもり音の発生が効率的に低減乃至は防止される。
【００１１】
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載されたサスペンションメンバ構造体において、前記アクティブダンパが前記サスペンションメンバに対して前記差動装置の車両後方側で１つだけ取り付けられているものである。
【００１２】
第２の態様によれば、プロペラシャフトを避けて差動装置の後方側にアクティブダンパが配設されることにより、アクティブダンパの配設スペースを容易に確保することが可能となる。
【００１３】
しかも、プロペラシャフトの延長線により接近した位置（より好適には、延長線上）にアクティブダンパを配設することも可能となることから、ブラケット部材の共振によるサスペンションメンバの振動状態への悪影響が抑えられて、制振効果をより効率的に得ることができる。
【００１４】
本発明の第３の態様は、第１又は第２の態様に記載されたサスペンションメンバ構造体において、前記アクティブダンパが、前記サスペンションメンバの中央部分で該サスペンションメンバの車両左右方向での幅寸法に対する２０％以内の領域に配設されている。
【００１５】
第３の態様によれば、アクティブダンパがサスペンションメンバ上で車両左右方向の略中央部分に配設されることにより、アクティブダンパからサスペンションメンバに及ぼされる加振力がピッチング振動に対して効率的に作用してピッチング振動が低減されると共に、加振力の作用による新たな振動の発生も回避される。その結果、少数のアクティブダンパによって目的とする制振性能を有効に得ることが可能とされる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、アクティブダンパが、差動装置の前後で且つ制振対象振動のピッチング振動モードの腹に位置するように配設されていることにより、少ない数のアクティブダンパによって目的とする制振効果を効率的に得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態としてのサスペンションメンバ構造体を概略的に示す平面図。
【図２】図１に示されたサスペンションメンバ構造体を概略的に示す左側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
図１，図２には、本発明の１実施形態としてのサスペンションメンバ構造体１０が、車両への装着状態で示されている。サスペンションメンバ構造体１０は、サスペンションメンバ１２と、サスペンションメンバ１２に取り付けられるアクティブダンパシステム１４とを含んで構成されている。なお、以下の説明において、原則として、前方とは車両の前方に相当する図１中の下方（図２中の右方）を、後方とは、後方向とは車両の後方に相当する図１中の上方（図２中の左方）を、それぞれ言うものとする。
【００２０】
より詳細には、サスペンションメンバ１２は、図示しないサスペンションアーム等を支持し得る充分な剛性を備えたサブフレームであって、左右方向（図１中、左右方向）の両端において前後方向に延びる一対のボデー連結部１６，１６を有している。このボデー連結部１６は、前後両端部がそれぞれサスペンションメンバマウント１８によって車両ボデーに防振連結されており、サスペンションメンバ１２が図示しないサスペンションアームと車両ボデーの間に介装されている。なお、サスペンションメンバ１２やサスペンションメンバマウント１８は、何れも公知の従来構造のものが採用され得ることから、ここでは概略的な説明とする。
【００２１】
また、一対のボデー連結部１６，１６は、フロント側デフ支持部２０とリア側デフ支持部２２によって相互に連結されている。このフロント側デフ支持部２０とリア側デフ支持部２２は、何れも左右方向に延びており、左右両端部が一対のボデー連結部１６，１６の各一方に溶接等の手段で固定されている。そして、フロント側デフ支持部２０が差動装置２４の前部を左右において支持していると共に、リア側デフ支持部２２が差動装置２４の後部を後方において支持している。
【００２２】
差動装置２４は、図示しないパワーユニットによって及ぼされた後述するプロペラシャフト２８の回転力を図示しない後輪の車軸に伝達すると共に、左右の車輪の回転量を調節して走行安定性の向上を図るものである。この差動装置２４は、その前部の左右両側がデフマウント２６，２６によってフロント側デフ支持部２０に防振連結されると共に、後部がデフマウント２６，２６によってリア側デフ支持部２２に防振連結されることにより、サスペンションメンバ１２によって防振支持されている。なお、差動装置２４やデフマウント２６の構造の詳細については、本発明の要部ではなく、何れも公知の従来構造のものが採用され得ることから、ここでは概略的な説明とする。
【００２３】
また、差動装置２４には、プロペラシャフト２８が連結されている。プロペラシャフト２８は、車両前後方向に延びており、車両の前部に搭載された図示しないパワーユニットの発生力を後輪に伝達するものである。そして、プロペラシャフト２８は、歯車を設けられた後端部分が差動装置２４に差し込まれて、差動装置２４の歯車と噛合することにより、差動装置２４に連結されている。
【００２４】
一方、サスペンションメンバ１２のリア側デフ支持部２２には、アクティブダンパシステム１４が取り付けられている。アクティブダンパシステム１４は、アクティブダンパ３０と、その駆動を制御するためのコントロールシステム３２とを含んで構成されている。
【００２５】
アクティブダンパ３０は、外部からの通電によって図示しないマス部材を変位させることによって、制振対象振動と逆位相の加振力を発生する電磁式の制振器であって、一般的には、マス部材と、マス部材を駆動変位させる電磁式アクチュエータとを有している。また、アクティブダンパ３０には、上記マス部材と電磁式アクチュエータを収容する図示しないハウジングが設けられている。なお、アクティブダンパ３０としては、例えば、特開平１０−２３１８８６号公報等に開示されているような公知構造のものが採用され得ることから、ここでは具体的な構造に関する詳細な説明を省略する。また、アクティブダンパ３０の加振方向は、略鉛直上下方向（図２中の上下方向）とされている。
【００２６】
さらに、アクティブダンパ３０のハウジングには、ブラケット部材３４が取り付けられている。ブラケット部材３４は、前後方向視で略山形状を呈する高剛性の板部材とされたブラケット本体３６を有しており、ブラケット本体３６の外周部分には３つの頂点部分にそれぞれボルト孔が貫通形成されている。また、ブラケット部材３４には、アクティブダンパ３０の取付部としてのダンパステー３８が設けられており、ダンパステー３８にハウジングが嵌着されることにより、アクティブダンパ３０がブラケット部材３４に固定される。なお、ダンパステー３８は、ハウジングに外嵌される筒状や、ハウジングに係止される突起乃至は突片状等、各種構造が採用され得る。
【００２７】
また、ブラケット部材３４には、センサステー４０が設けられている。センサステー４０は、一次の固有振動数がブラケット本体３６およびダンパステー３８の一次の固有振動数よりも高く設定された剛性の高い部材であって、溶接や螺子止め等によってブラケット本体３６に固設されている。また、センサステー４０は、ブラケット本体３６のサスペンションメンバ１２への固定部位、要するにブラケット本体３６におけるボルト孔の付近に設けられている。なお、センサステー４０は、ブラケット本体３６と一体で形成されていても良い。
【００２８】
このセンサステー４０には、加速度センサ４２が取り付けられている。加速度センサ４２は、センサステー４０の加速度を検出することによって振動状態を検出するものであって、検出結果に基づいて残留信号を生成する図示しない発信手段を内蔵している。そして、加速度センサ４２は、センサステー４０に対して、接着や螺子止め等の手段で固定されて支持されており、センサステー４０に伝達されるサスペンションメンバ１２の振動状態が加速度センサ４２によって検出されるようになっている。なお、加速度センサ４２の具体的な構造は、特に限定されるものではなく、機械式や光学式の加速度センサも採用可能であるが、好適には、圧電効果に基づく電荷の変化や静電容量の変化等によって加速度を検出する半導体式の加速度センサが採用される。
【００２９】
また、加速度センサ４２の振動検出結果に基づいて生成された残留信号は、駆動制御装置４４に送信される。駆動制御装置４４は、アクティブダンパ３０の電磁式アクチュエータを制御する装置であって、例えば、図示しない電源装置から電磁式アクチュエータへの給電経路上に配設されて、電磁式アクチュエータへの給電電圧等を残留信号に基づいて制御することによって加振力を制御するようになっている。このように、加速度センサ４２と駆動制御装置４４によって、アクティブダンパ３０を制御するためのコントロールシステム３２が構成されている。そして、サスペンションメンバ１２に取り付けられるブラケット部材３４と、それに嵌着されたアクティブダンパ３０と、アクティブダンパ３０を制御するコントロールシステム３２によって、本実施形態のアクティブダンパシステム１４が構成されている。
【００３０】
かくの如きアクティブダンパシステム１４は、サスペンションメンバ１２に対して所定の位置に配置されて取り付けられている。即ち、アクティブダンパシステム１４を構成するブラケット部材３４のブラケット本体３６が、サスペンションメンバ１２のリア側デフ支持部２２の後面に重ね合わされてボルトで固定されている。これにより、アクティブダンパ３０が差動装置２４の後方に１つだけ配設されて、サスペンションメンバ１２の左右方向中央部分に取り付けられている。そして、アクティブダンパシステム１４がサスペンションメンバ１２に取り付けられることによって、本実施形態のサスペンションメンバ構造体１０が構成されている。
【００３１】
アクティブダンパ３０の取付け位置は、車両の前後方向の投影において差動装置２４と重なり合う領域に設定されており、好適にはサスペンションメンバ１２の左右方向寸法（幅寸法）を１００％とした場合に中央の２０％の領域に設定される。これによって、アクティブダンパ３０は、左右方向において、プロペラシャフト２８の延長線上乃至はサスペンションメンバ１２の左右両端よりもプロペラシャフト２８の延長線に近い位置に配設されている。なお、上下方向では、アクティブダンパ３０の位置は特に限定されるものではなく、プロペラシャフト２８の延長線や差動装置２４を上下に外れていても問題はないが、本実施形態では、プロペラシャフト２８の延長線上に配設されている。
【００３２】
また、車両への装着状態では、エンジンのトルク変動に起因するピッチング振動がサスペンションメンバ１２に及ぼされるが、アクティブダンパ３０は、サスペンションメンバ１２において差動装置２４を節とするピッチング振動モードの腹となる位置に取り付けられている。このように、制振対象振動の振幅が最大となる振動モードの腹にアクティブダンパ３０が取り付けられていることによって、アクティブダンパ３０の能動的な加振力による振動の相殺作用（制振作用）が効率的に発揮されて、トルク変動に起因するピッチング振動が低減される。
【００３３】
また、アクティブダンパ３０がサスペンションメンバ１２の左右方向の中央部分に配設されていることから、アクティブダンパ３０およびブラケット部材３４の質量やアクティブダンパ３０の加振力によって、サスペンションメンバ１２に新たな振動が及ぼされるのを防ぐことができる。このように、１つのアクティブダンパ３０だけによって、左右方向での質量のバランスの悪化や、加振による振動状態への悪影響を防ぎつつ、ピッチング振動に対する有効な制振効果を得ることができる。
【００３４】
さらに、アクティブダンパ３０は、上下方向において、プロペラシャフト２８の延長線上を外れないように配設されている。その結果、ブラケット部材３４の共振やアクティブダンパ３０を構成する電磁式アクチュエータの発生力によって生じる振動が抑えられて、有効な制振効果が発揮される。
【００３５】
また、アクティブダンパ３０が差動装置２４よりも車両後方側に取り付けられていることによって、差動装置２４から車両前方側に延び出すプロペラシャフト２８によって制限されることなく、アクティブダンパ３０の配設スペースを容易に確保することが可能とされている。
【００３６】
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、上下方向と左右方向の何れにおいても、アクティブダンパ３０の配設位置は、プロペラシャフト２８の延長線上を外れていても良い。
【００３７】
さらに、アクティブダンパ３０は、配設スペースを確保し易い等の理由から、差動装置２４の後方に配設されていることが望ましいが、ピッチング振動モードの腹に位置していれば、差動装置２４の前方に配設されていても良い。
【００３８】
また、アクティブダンパ３０は、必ずしも１つだけが配設されているものに限定されず、例えば、差動装置２４の前後に１つずつ、合計２つのアクティブダンパ３０，３０が配設されていても良い。
【符号の説明】
【００３９】
１０：サスペンションメンバ構造体、１２：サスペンションメンバ、２４：差動装置、２８：プロペラシャフト、３０：アクティブダンパ
【図１】
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【図２】
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