(57)【要約】【課題】制振対象部材の特別な設計変更やアクティブダンパの大型化を要することなく加速度センサを取り付けることができると共に、加速度センサによって制振対象部材の振動を高精度に検出することが可能とされた、新規な構造のアクティブダンパシステムを提供すること。【解決手段】アクティブダンパ１４と、その加振力を制御する駆動制御手段３０と、駆動制御手段３０に振動状態に応じた残留信号を送信する加速度センサ２８とを、有するアクティブダンパシステム１０であって、アクティブダンパ１４と制振対象部材１２の間にブラケット部材１８が介装されており、ブラケット部材１８に加速度センサ２８を支持するセンサステー２６が設けられていると共に、ブラケット部材１８の共振周波数が制振対象部材１２の共振周波数よりも高周波数に設定されている。【選択図】図１
2012159107.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制振対象部材に能動的な加振力を及ぼすアクティブダンパが設けられていると共に、該制振対象部材の振動状態を検出して残留信号を該アクティブダンパの駆動制御装置に送信する加速度センサが配設されたアクティブダンパシステムであって、
前記アクティブダンパと前記制振対象部材の間にブラケット部材が介装されており、該ブラケット部材に前記加速度センサを支持するセンサステーが設けられていると共に、該ブラケット部材の共振周波数が該制振対象部材の共振周波数よりも高周波数に設定されていることを特徴とするアクティブダンパシステム。
【請求項２】
前記ブラケット部材における前記センサステーの共振周波数が、該ブラケット部材における前記アクティブダンパの取付部の共振周波数よりも、高周波数に設定されている請求項１に記載のアクティブダンパシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サスペンションメンバ等の制振対象部材に能動的な加振力を及ぼすアクティブダンパと、制振対象部材の振動状態を検出する加速度センサとを備えており、加速度センサの検出結果に基づく残留信号によって駆動制御装置がアクティブダンパの加振力の制御を行うアクティブダンパシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば車両のサスペンションメンバ等の振動を低減すべき部材に対して、能動的な加振力を及ぼすことで振動を相殺して低減する、アクティブダンパ（能動型制振装置）が知られている。例えば、特開平９−２２９１３６号公報（特許文献１）や特開２０００−１９３０２１号公報（特許文献２）等に記載されているのが、それである。
【０００３】
ところで、特許文献１および特許文献２にも示されているように、上記の如き能動的な制振を行う場合には、一般的に、上記サスペンションメンバ等の制振対象部材の振動状態を加速度センサによって検出し、検出結果に基づいて駆動制御装置によってアクティブダンパの加振力を適応制御することにより、目的とする振動低減効果を発揮するアクティブダンパシステムが構成されている。
【０００４】
しかしながら、加速度センサを制振対象部材に直接取り付けようとすると、制振対象部材に加速度センサの配設スペースを確保する必要が生ずると共に、加速度センサを固定するための特別な構造が必要になって、制振対象部材の構造の自由度が制限されるという問題があった。
【０００５】
そこで、特許文献１，２では、加速度センサがアクティブダンパのハウジングに収容されており、ハウジングを介して制振対象部材に間接的に取り付けられている。これによれば、制振対象部材にセンサ取付け用の特別な構造を設ける必要がなく、加速度センサの配設が容易になる。
【０００６】
ところが、加速度センサをアクティブダンパのハウジング内に内蔵しようとすると、加速度センサの配設スペースを確保するために、ハウジングが著しく大型化するおそれがある。また、加振力を発生するアクティブダンパに内蔵されていることによって、アクティブダンパ自体の振動や熱，電磁波等が加速度センサの検出精度に悪影響を及ぼすおそれがあり、有効な制振制御が困難になる可能性もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−２２９１３６号公報
【特許文献２】特開２０００−１９３０２１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、制振対象部材の特別な設計変更やアクティブダンパの大型化を要することなく加速度センサを取り付けることができると共に、加速度センサによって制振対象部材の振動を高精度に検出することが可能とされた、新規な構造のアクティブダンパシステム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、制振対象部材に能動的な加振力を及ぼすアクティブダンパが設けられていると共に、該制振対象部材の振動状態を検出して残留信号を該アクティブダンパの駆動制御装置に送信する加速度センサが配設されたアクティブダンパシステムであって、前記アクティブダンパと前記制振対象部材の間にブラケット部材が介装されており、該ブラケット部材に前記加速度センサを支持するセンサステーが設けられていると共に、該ブラケット部材の共振周波数が該制振対象部材の共振周波数よりも高周波数に設定されていることを特徴とする。
【００１０】
このような第１の態様に従う構造とされたアクティブダンパシステムでは、加速度センサがブラケット部材に取り付けられている。それ故、制振対象部材に対して、加速度センサを取り付けるための特別な取付構造が必要とされることはなく、加速度センサを容易に取り付けることができる。
【００１１】
しかも、加速度センサがアクティブダンパのハウジングに収容された構造に比して、加速度センサの取付けによるアクティブダンパの大型化が回避されると共に、特別なシール構造やセンサ支持構造をアクティブダンパに設ける必要がなくなって、部品点数の増加を防ぐことができる。
【００１２】
また、電磁式アクチュエータによって加振力が発揮される一般的なアクティブダンパを採用する場合には、アクティブダンパのハウジング内に加速度センサが設けられた構造に比して、熱や電磁波，加振による振動等による加速度センサの検出精度への悪影響が低減乃至は回避される。その結果、加速度センサによって制振対象部材の振動状態がより高精度に検出されて、アクティブダンパの能動的な加振力に基づいた相殺作用等による制振効果がより効率的に発揮される。
【００１３】
また、ハウジング部材の一次の共振周波数が制振対象部材の一次の共振周波数よりも高い周波数に設定されていることから、制振対象部材から加速度センサまでの振動伝達経路上に配されるハウジング部材は、制振対象部材からの入力振動によってそれ自体が共振するのを回避される。その結果、ハウジング部材の共振による加速度センサの検出精度への悪影響が回避されて、高精度な振動検出が可能となり、検出結果に基づいた高度な制振が実現される。
【００１４】
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載されたアクティブダンパシステムにおいて、前記ブラケット部材における前記センサステーの共振周波数が、該ブラケット部材における前記アクティブダンパの取付部の共振周波数よりも、高周波数に設定されているものである。
【００１５】
第２の態様によれば、制振対象部材から加速度センサまでの振動伝達経路上に配されるセンサステーの一次の共振周波数が、制振対象部材から加速度センサまでの振動伝達経路上を外れて配される取付部の一次の共振周波数よりも高周波数に設定されていることによって、加速度センサによる制振対象振動の検出精度が充分に確保される。しかも、振動検出への影響が比較的に小さいアクティブダンパの取付部においては、センサステーよりも剛性を低く設定することが可能であり、ブラケット部材において軽量化や構造の簡単化が実現され得る。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ブラケット部材に設けられたセンサステーに対して加速度センサが取り付けられており、制振対象部材とアクティブダンパの何れに対しても加速度センサを取り付けるための特別な構造は必要とされないことから、それら制振対象部材やアクティブダンパに加速度センサを取り付けるための大幅な設計変更は必要なく、加速度センサを容易に配設することができると共に、アクティブダンパの大型化や部品点数の増加も回避される。しかも、ブラケット部材の一次の共振周波数が制振対象部材の一次の共振周波数よりも小さくされていることから、制振対象部材に直接加速度センサを取り付けた場合に比して検出精度が低下することなく、有効な制振効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の１実施形態としてのアクティブダンパシステムの車両への装着状態を概略的に示す平面図。
【図２】図１に示されたアクティブダンパシステムの車両への装着状態を概略的に示す側面図。
【図３】図１のアクティブダンパシステムを概略的に示す背面拡大図。
【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実施形態としてのアクティブダンパシステム１０が、制振対象部材としてのサスペンションメンバ１２への装着状態で、概略的に示されている。アクティブダンパシステム１０は、能動的な加振力を発揮するアクティブダンパ１４と、サスペンションメンバ１２の振動状態に応じてアクティブダンパ１４の発生加振力を制御するコントロールシステム１６とを含んでいる。そして、アクティブダンパシステム１０がサスペンションメンバ１２に取り付けられることにより、サスペンションメンバ１２の振動がアクティブダンパ１４の能動的な加振力によって相殺されて低減されるようになっている。なお、原則として、上下方向とは鉛直上下方向に相当する図１の紙面直交方向を、前後方向とは車両前後方向に相当する図１中の上下方向（前方が図１中の下方）を言う。
【００２０】
より詳細には、アクティブダンパ１４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１４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１４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１４の加振方向は、図３中の矢印からも明らかなように、略鉛直上下方向（図１中の紙面直交方向）とされている。
【００２１】
さらに、アクティブダンパ１４のハウジングには、ブラケット部材１８が取り付けられている。ブラケット部材１８は、図１〜図３に示されているように、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２０を有しており、ブラケット本体２０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１８には、アクティブダンパ１４の取付部としてのダンパステー２４が設けられており、ダンパステー２４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１４がブラケット部材１８に固定される。なお、ダンパステー２４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。
【００２２】
また、ブラケット部材１８には、センサステー２６が設けられている。センサステー２６は、一次の共振周波数がブラケット本体２０およびダンパステー２４の一次の共振周波数よりも高周波数に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２０に固設されている。また、センサステー２６は、ブラケット本体２０の後述する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２０におけるボルト孔の付近に設けられている。より詳細には、センサステー２６は、最も近い位置に形成されたボルト孔までの距離が、３つのボルト孔の相互離間距離の半分よりも充分に小さくなるように設けられている。なお、センサステー２６は、ブラケット本体２０と一体で形成されていても良い。
【００２３】
このセンサステー２６には、加速度センサ２８が取り付けられている。加速度センサ２８は、センサステー２６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２８は、センサステー２６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２６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２８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２８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。
【００２４】
また、加速度センサ２８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３０に送信される。駆動制御装置３０は、アクティブダンパ１４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２８と駆動制御装置３０によって、アクティブダンパ１４を制御するためのコントロールシステム１６が構成されている。そして、制振対象部材に取り付けられるブラケット部材１８と、それに嵌着されたアクティブダンパ１４と、アクティブダンパ１４を制御するコントロールシステム１６によって、本実施形態のアクティブダンパシステム１０が構成されている。
【００２５】
かくの如きアクティブダンパシステム１０は、図１に示されているように、サスペンションメンバ１２に取り付けられる。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するサブフレームであって、複数のサスペンションメンバマウント３２によって図示しない車両ボデーに防振連結されている。また、サスペンションメンバ１２によって差動装置３４が支持されている。差動装置３４は、車両前後方向に延びる駆動軸３６に連結されており、図示しないパワーユニットによって及ぼされた駆動軸３６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って、複数のデフマウント３８によってサスペンションメンバ１２に防振連結されている。なお、サスペンションメンバ１２や差動装置３４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。更に、サスペンションメンバマウント３２やデフマウント３８は、本発明の要部ではなく、公知構造の防振装置を適用可能であることから、説明を省略する。
【００２６】
かかるサスペンションメンバ１２には、ブラケット部材１８のブラケット本体２０が重ね合わされてボルトによって固定されている。そして、ブラケット部材１８のダンパステー２４にアクティブダンパ１４が取り付けられると共に、センサステー２６に加速度センサ２８が取り付けられることによって、それらアクティブダンパ１４と加速度センサ２８がブラケット部材１８を介してサスペンションメンバ１２に取り付けられている。
【００２７】
このようなアクティブダンパシステム１０のサスペンションメンバ１２への装着状態において、差動装置３４や車輪からサスペンションメンバ１２に振動が入力されると、先ず、振動がサスペンションメンバ１２からブラケット部材１８のブラケット本体２０に伝達される。ここで、ブラケット本体２０を含むブラケット部材１８は剛性が高くされており、ブラケット本体２０およびダンパステー２４の一次共振周波数がサスペンションメンバ１２の一次共振周波数に対して充分に高く設定されている。その結果、サスペンションメンバ１２からブラケット本体２０に振動が伝達される際に、ブラケット本体２０自体の共振によって振動状態が変化するのを防止されている。
【００２８】
次に、サスペンションメンバ１２の振動は、ブラケット本体２０を介してセンサステー２６に伝達される。このセンサステー２６も、ブラケット本体２０と同様に、サスペンションメンバ１２よりも一次の共振周波数が更に高い周波数に設定されていることから、センサステー２６自体の共振による振動状態の変化も回避されている。特に、本実施形態では、センサステー２６の一次共振周波数が、ブラケット本体２０およびダンパステー２４の一次共振周波数よりも更に高周波数に設定されており、加速度センサ２８の検出精度に直接的に影響するセンサステー２６の共振が防止されている。
【００２９】
そして、サスペンションメンバ１２から振動を伝達されたセンサステー２６の振動状態が、センサステー２６に取り付けられた加速度センサ２８によって検出される。そこにおいて、加速度センサ２８の検出結果において、上記のように、ブラケット部材１８およびセンサステー２６の共振の影響が排除されていることから、サスペンションメンバ１２の振動状態を高精度に検出することができる。
【００３０】
最後に、加速度センサ２８の検出結果に基づいて生成される残留信号が、駆動制御装置３０に送信される。そして、駆動制御装置３０がアクティブダンパ１４の電磁式アクチュエータを制御することにより、アクティブダンパ１４からダンパステー２４およびブラケット本体２０を介してサスペンションメンバ１２に制振対象振動と逆位相の加振力が能動的に及ぼされる。これにより、サスペンションメンバ１２の振動が相殺的に低減されて、目的とする制振効果が発揮されるようになっている。
【００３１】
このような本実施形態に従うアクティブダンパシステム１０によれば、加速度センサ２８がブラケット部材１８のセンサステー２６に取り付けられていることから、加速度センサ２８の取付けによるアクティブダンパ１４の大型化が問題となることはなく、小型のアクティブダンパ１４を用いて高度な制振性能を実現することが可能となる。しかも、アクティブダンパ１４に加速度センサ２８を内蔵する場合に必要とされるハウジングの密封性の確保や取付け用の特別な部材も不要となって、構造の複雑化が回避されると共に、軽量でコンパクトなアクティブダンパ１４を得ることができる。
【００３２】
さらに、電磁式アクチュエータを備えたアクティブダンパ１４では、加振駆動時に熱や電磁波等が発せられるが、加速度センサ２８がブラケット部材１８に取り付けられていることによって、アクティブダンパ１４のハウジングに内蔵されている場合に比して、加速度センサ２８において熱や電磁波等の影響による検出精度の低下が抑えられる。
【００３３】
また、ブラケット部材１８の一次の共振周波数が、サスペンションメンバ１２の一次の共振周波数よりも充分に高い周波数に設定されている。それ故、制振対象となるサスペンションメンバ１２の一次共振周波数の振動を加速度センサ２８によって検出する際に、ブラケット部材１８の共振による検出精度の低下が回避される。従って、サスペンションメンバ１２の振動状態を高精度に検出することが可能とされて、アクティブダンパ１４によってサスペンションメンバ１２に及ぼされる能動的な制振作用をより効率的に得ることができる。
【００３４】
さらに、本実施形態では、センサステー２６の一次共振周波数が、ダンパステー２４の一次共振周波数よりも高周波数に設定されている。このようにブラケット部材１８の各部の共振周波数（一次の固有振動数）をそれぞれ設定することにより、サスペンションメンバ１２から加速度センサ２８への振動伝達経路での共振を防ぎつつ、振動伝達経路から外れたダンパステー２４の強度は比較的に抑えることが可能となる。
【００３５】
また、センサステー２６がブラケット本体２０のボルト孔に近接して設けられており、センサステー２６の付近でブラケット本体２０がサスペンションメンバ１２にボルトで固定されている。これにより、サスペンションメンバ１２の振動が精度良くセンサステー２６に伝達されて、ブラケット本体２０の振動等による加速度センサ２８の検出精度の低下が防止されている。
【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、ブラケット部材の具体的な形状等は特に限定されない。例えば、ブラケット本体は、必ずしも山形の板状とされていなくても良く、矩形の板状等であっても良い。更に、センサステーの形状や設けられている位置等も特に限定されるものではなく、ブラケット本体に固設されていれば良い。
【００３７】
また、本発明のアクティブダンパシステムは、必ずしもサスペンションメンバの制振にのみ適用されるものではなく、排気管や車両ボデー等の振動低減にも採用され得る。
【符号の説明】
【００３８】
１０：アクティブダンパシステム、１２：サスペンションメンバ（制振対象部材）、１４：アクティブダンパ、１８：ブラケット部材、２４：ダンパステー（取付部）、２６：センサステー、２８：加速度センサ、３０：駆動制御装置
【図１】
2012159107.tif 000003
【図２】
2012159107.tif 000004
【図３】
2012159107.tif 000005