JP3575270B2 - Active vibration isolator - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両等の制振対象部材からの能動的振動を低減させるための能動型防振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の能動型防振装置としては、制振対象部材からの振動入力によって弾性変形させられる本体ゴム弾性体で壁部の一部が構成されて液体が封入された液室を有すると共に、駆動手段によって変位させられる加振板にて該液室の壁部の他の一部が構成されてなる防振装置本体と、制振対象部材の振動に対応した制御駆動信号を駆動手段に加え、駆動手段により加振板を加振させるように制御する振動制御手段とを備え、加振板を加振制御することにより、液室の内圧を制御して加振力を発生させ、制振対象部材の振動を低減させるようにしたものが知られている。例えば、制振対象部材の振動入力に対応した周波数や振幅、位相を有する正弦波信号を制御駆動信号とし、これを駆動手段に給電して加振力を発生させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、制振対象部材の振動波形に対応した正弦波の駆動信号を得るためには、適応制御装置等を用いる必要があり、また得られた正弦波信号をパワーアンプで増幅する必要があり、制御コストが高価になると共に、高周波のノイズの影響を受けやすいという問題がある。また、制振対象部材の振動形態に応じたパルス幅変調（ＰＷＭ）によって基本電圧信号を得、これをトランジスタ等のスイッチング素子を用いて給電制御することにより制御駆動信号を得るＰＷＭ制御が考えられるが、この場合、高周波のパルス信号が必要となり、高速演算能力と大容量メモリが要求され１６〜３２ビットといった高性能のＣＰＵが必要となるため制御コストが高価になるという問題がある。
【０００４】
一方、車両においては、能動制御が最も要求されるのはアイドリング時等のエンジンの低回転運転時であり振動周波数が２０〜５０Ｈｚの範囲であり、このような低い限定された周波数範囲における能動制御を行う場合には、上記複雑かつ高価な制御方式は必ずしも必要ではない。
本発明は、上記した問題を解決しようとするもので、限られた低周波数において安価な制御手段を用いて、制振対象に対する適正な防振効果を得ることができる能動型防振装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記目的を達成するために、上記請求項１に係る発明の構成上の特徴は、制振対象部材からの振動入力によって弾性変形させられる本体ゴム弾性体で壁部の一部が構成されて液体が封入された液室を有すると共に、駆動手段によって変位させられる加振板にて液室の壁部の他の一部が構成されてなる防振装置本体と、制振対象部材の振動に対応した制御電気信号を駆動手段に加えて、駆動手段により加振板を加振させるように制御する振動制御手段とを備え、液室を、本体ゴム弾性体の弾性変形に基づく圧力変化が及ぼされる主液室と、加振板の変位に基づく圧力変化が及ぼされる副液室を含んで構成すると共に主液室と副液室を連通する主オリフィス通路を設けた能動型防振装置であって、駆動手段を、加えられる制御電気信号の大きさに対応した大きさの駆動力を生じる電気・機械変換駆動手段により構成し、振動制御手段を、制振対象部材による振動入力に対応した周波数及び位相を有する位相調整パルス信号を生成する位相調整パルス生成手段と、位相調整パルス信号を予め定めたデータに基づき振動入力に対応した振幅を有する振幅変調パルス信号に変換する振幅変調手段と、振幅変調パルス信号の入力に応じてオンオフすることにより、駆動手段へ振幅変調パルス信号の振幅に応じた電源からの給電を行わせるスイッチング手段とにより構成したことにある。
【０００６】
上記のように構成した請求項１に係る発明においては、制振対象部材における振動周波数に対応した周波数のパルス信号を、位相調整パルス生成手段により制振対象部材からの振動入力に対応した位相を有する位相調整パルス信号を生成し、この位相調整パルス信号を、振幅変調手段によって予め定めたデータに基づき制振対象部材からの振動入力に対応した振幅を有する振幅変調信号に変換する。そして、この振幅変調信号入力をスイッチング手段によってオンオフすることによ
り、駆動手段に対して振幅変調パルス信号の振幅に応じた電源からの給電を行わせることができる。
【０００７】
これにより、駆動手段に、制振対象部材からの振動入力に対応する振幅と位相の電源電圧が加えられ、この電気信号に応じた駆動力が加振板に加えられる。このような加振板の振動により、副液室に内圧変化が生じ、主液室と副液室間で、両室間の内圧差に基づいて、主オリフィス通路を通しての液体流動が生じさせられ、そのため主オリフィス通路を通じての液体流動によって副液室の内圧変化が主液室まで伝達させられ、この主液室の圧力変化が加振力として制振対象部材の及ぼされ、制振対象部材からの振動入力を低減させることができる。
【０００８】
一方、主オリフィス通路は、通路長さや断面積、封入液体の粘度や密度、主液室及び副液室の壁ばね剛性等の値によって決定される固有の共振周波数を有しており、共振周波数域では、共振作用により液体の流動量が非常に増大され、加振力が大きくされ、一方共振周波数を外れた周波数域特に高い周波数域では液体の流動抵抗が増大し、そのため加振力が低下するようになっている。これに基づき、主オリフィス通路の特性の調整により、その固有の共振周波数が、制振対象部材からの低周波数の振動入力に応じた所望の値に設定される。
【０００９】
その結果、請求項１の発明によれば、位相調整パルス生成手段、振幅変調手段、スイッチング手段等の従来に比べて安価な手段を用いることができるので、制振対象部材からの限定された特定の低周波数の振動を安価に減少させることができる。
【００１０】
また、上記請求項２に係る発明の構成上の特徴は、制振対象部材からの振動入力によって弾性変形させられる本体ゴム弾性体で壁部の一部が構成されて液体が封入された液室を有すると共に、駆動手段によって変位させられる加振板にて液室の壁部の他の一部が構成されてなる防振装置本体と、制振対象部材の振動に対応した制御電気信号を駆動手段に加えて、駆動手段により加振板を加振させるように制御する振動制御手段とを備え、液室を、本体ゴム弾性体の弾性変形に基づく圧力変化が及ぼされる主液室と、加振板の変位に基づく圧力変化が及ぼされる副液室を含んで構成すると共に主液室と副液室を連通する主オリフィス通路を設けた能動型防振装置であって、駆動手段を、加えられる制御電気信号の大きさに対応した大きさの駆動力を生じる電気・機械変換駆動手段により構成し、振動制御手段を、制振対象部材による振動入力に対応した周波数と位相を有する位相調整パルス信号を生成する位相調整パルス生成手段と、位相調整パルス信号を振動入力の振幅に応じて予め定めたデータに基づき振幅の大きさに対応してデューティ比を変更した振幅調整用パルス信号に変換する振幅調整用パルス生成手段と、振幅調整用パルス信号及び位相調整パルス信号に基づいて振幅変調された振幅変調信号を生成する振幅変調手段と、振幅変調信号の入力に応じてオンオフすることにより、駆動手段へ振幅変調パルス信号の振幅及び位相に応じた電源からの給電を行わせるスイッチング手段とにより構成したことにある。
【００１１】
上記のように構成した請求項２に係る発明においては、位相調整パルス生成手段により制振対象部材からの振動入力に対応した周波数と位相の位相調整パルス信号を生成し、この位相調整パルス信号を用いて振幅調整用パルス生成手段により予め定めたデータに基づき制振対象部材からの振動入力の振幅に対応したデューティ比を変更した振幅調整用パルス信号に変換される。さらに、振幅調整用パルス信号及び位相調整パルス信号を用いて、振幅変調手段により、予め定めたデータに基づき、制振対象部材からの振動入力の振幅に対応した振幅に変換された振幅変調信号が生成される。そして、この振幅変調信号入力をスイッチング手段によってオンオフすることにより、駆動手段に対して振幅変調パルス信号の振幅に応じた電源からの給電を行わせることができる。
【００１２】
これにより、駆動手段に、制振対象部材からの振動入力に対応する振幅と位相の電源電圧が加えられ、この電気信号に応じた駆動力が加振板に加えられる。かかる加振板の振動により、副液室に内圧変化が生じ、主液室と副液室間で、両室間の内圧差に基づいて、主オリフィス通路を通しての液体流動が生じさせられ、そのため主オリフィス通路を通じての液体流動によって副液室の内圧変化が主液室まで伝達させられ、この主液室の圧力変化が加振力として制振対象部材の及ぼされ、制振対象部材からの振動入力を低減させることができる。
【００１３】
その結果、請求項２の発明によれば、位相調整パルス生成手段、振幅調整用パルス生成手段及びスイッチング手段等の安価な手段を用いて、上記請求項１の発明と同様に、制振対象部材からの限定された特定の低周波数の振動を安価に減少させることができる。
【００１４】
また、上記請求項３に係る発明の構成上の特徴は、前記請求項２に記載の能動型防振装置において、振幅変調手段を、振幅調整用パルス信号を積分する積分回路と、積分された信号のピークをホールドするピークホールド回路と、ピークホールドされた信号を位相調整パルス信号によりスイッチングするスイッチング回路とにより構成したしたことにある。
上記のように構成した請求項３に係る発明においては、請求項２の発明を確実に実施できる。
【００１５】
また、上記請求項４に係る発明の構成上の特徴は、前記請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の能動型防振装置において、スイッチング手段の出力側に並列にコンデンサを接続したことにある。
上記のように構成した請求項４に係る発明においては、請求項１、請求項２、請求項３の発明の効果に加えて、コンデンサによりスイッチング手段からの出力に含まれる高次成分を低減させることができ、従来の高価なパワーアンプにより正弦波で駆動する場合の出力特性と同等の特性を安価に得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明すると、図１は、第１の実施形態に係るガソリンエンジン車の能動振動を除去するための能動型防振装置をブロック図により概略的に示したものであり、図２は、能動型防振装置を構成する防振装置本体としてのエンジンマウントを断面図により示したものである。
【００１７】
能動型防振装置は、位相調整パルス生成装置１１と、振幅変調装置１２と、スイッチング装置１３とが順次接続されており、スイッチング装置の出力側には抵抗ｒを介して自動車のバッテリ電源１４から給電されるエンジンマウント２０の後述する電磁石３９のコイル３９ａが接続されて構成されている。抵抗ｒとコイル３９ａの間には、コンデンサＣが接続されかつ接地されている。ただし、電源はバッテリに限らない。
【００１８】
位相調整パルス生成装置１１は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等を含むマイクロコンピュータにより構成されており、入力される基準信号と参照信号に基づいて位相調整された位相調整パルス信号を出力するものである。ここで、基準信号ＳＦ としては、防振しようとする振動周波数と関連する信号であり、例えばエンジンのイグニッションパルスやクランク角パルスが用いられる。参照信号ＳＳ は、自動車の運転状態において変化する振動に影響を与えるシフトポジション信号や車速信号等の自動車の走行状態信号が用いられる。そして、ＣＰＵでは、予め定められた走行状態と位相の対応関係に基づいて、参照信号ＳＳ に応じて位相が決定され、この位相により基準信号ＳＦ の位相が調整されて位相調整パルス信号ＳＩ として出力される。ここでは、車のアイドリング時に発生する２０Ｈｚ近辺の低周波数の振動を制御対象としており、その周波数領域の信号に対して位相調整が行われるようになっている。
【００１９】
振幅変調装置１２は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータと、Ａ／Ｄコンバータ及びＤ／Ａコンバータにより構成されており、入力された位相調整パルス信号ＳＩ を振幅変調された振幅変調パルス信号ＳＡ として出力するものである。すなわち、位相調整パルス信号ＳＩ をＡ／Ｄコンバータによりデジタル変換し、アイドリング時の振動の振幅変化を予めデータ等により求めてＲＯＭに記憶したマップ等に基づき、デジタル的に振幅変調し、振幅変調の結果をＤ／Ａコンバータによりアナログ変換することにより、振幅変調パルス信号ＳＡ として出力するものである。
【００２０】
スイッチング装置１３は、ここではエミッタ接地されたバイポーラトランジスタを用いて構成されており、振幅変調パルス信号ＳＡ の入力によりオンオフされて、バッテリ電源１４からエンジンマウント２０の電磁石３９のコイル３９ａへの給電を制御するようになっている。なお、スイッチング装置１３としては、バイポーラトランジスタには限らない。コンデンサＣは、スイッチング装置１３からの出力に含まれる高次成分を低減させて、コイルに流れる信号を正弦波により近似したものにさせるものである。
【００２１】
つぎに、エンジンマウント２０は、図２に示すように、所定間隔を隔てて互いに同軸位置に図示上下に配置された第１支持金具２１と第２支持金具３０と、両者を連結する略筒状の本体ゴム弾性体４１とにより構成されている。第１支持金具２１は、パワーユニット５１に固定され、第２支持金具３０がボデー５２に固定されており、これによりエンジンマウント２０はパワーユニット５１をボデー５２に対して防振支持させるようになっている。
【００２２】
第１支持金具２１は、略有底円筒形状の略対称形状の上金具２２と下金具２３が、各開口側で軸方向に重ね合わされてボルトにより連結されており、内部に中空部を設けている。上金具２２の上面中心に上方突出する取付ボルト２４が固定されており、取付ボルト２４によって第１支持金具２１がパワーユニット５１に取り付けられるようになっている。第１支持金具２１の中空部には、略円板状の薄肉のゴム弾性膜２５が収容されており、その外周縁部が上下金具２２，２３間で挟持されることにより第１支持金具２１の中空部が、ゴム弾性膜を挟んで上金具２２側と下金具２３側に液密に仕切られている。これにより、ゴム弾性膜２５と上金具２２の間には外部空間に連通されて、ゴム弾性膜２５の変形を可能にする空気室２６が形成され、一方ゴム弾性膜２５と下金具２３との間には、非圧縮性の液体が封入されてゴム弾性膜２５の変形に基づいて容積が変化する上液室２７が形成されている。上液室２７内に封入される液体として、水、アルキレングリコール、ポリアルキレングリコール、シリコンオイル等が用いられる。
【００２３】
第１支持金具２１の下金具２３の底壁部には、円盤形状の通路形成金具２８が重ね合わされてボルトにより固定されている。下金具２３と通路形成金具２８の合わせ面間において、周方向に１周弱の長さで延びるオリフィス通路を構成する流体通路２９が形成されており、流体通路２９の一端部が上液室２７に連通されており、他方の端部が下金具２３の底面の開口２３ａに連通している。
【００２４】
第２支持金具３０は、円環形状の連結金具３１と、円柱形状のヨーク部材３２及び円板形状の底板金具３３が、互いに同軸的に上下方向に重ね合わされて各々がボルトにより固定されて構成されている。底板金具３３の下面中央にはボルト孔３３ａが設けられており、このボルト孔３３ａにボルトが螺着されて、第２支持金具３０がボデー５２に取り付けられるようになっている。
【００２５】
そして、第２支持金具３０が、第１支持金具２１に対して軸方向下方の所定距離を隔てて対向位置されており、その間に介装された本体ゴム弾性体４１によって弾性的に連結されている。本体ゴム弾性体４１は、厚肉の略円錐筒状であり、小径の上端開口部が第１支持金具２１の下金具２３の外周面に加硫接着されており、大径の下端開口部が連結リング４２に加硫接着されている。この連結リング４２が、第２支持金具３０の連結金具３１の上面に重ね合わせてボルトにより固定されることにより、本体ゴム弾性体４１が連結リング４２を介して連結金具３１に固定されている。これにより、第１支持金具２１と第２支持金具３０が本体ゴム弾性体４１によって弾性連結され、第１支持金具２１と第２支持金具３０の対向面間において、本体ゴム弾性体４１に囲まれて内部に空間が形成されている。
【００２６】
連結金具３１の中央孔３１ａ内の中央部には、金属、樹脂等の硬質材料により形成された円板形の加振板３４が同軸的に配設されている。また、連結金具３１の内周縁と加振板３４の外周縁との間には円環板状のゴム弾性体支持板３５が介装されている。すなわち、加振板３４は、連結金具３１によりゴム弾性体支持板３５を介して弾性的に支持されていると共に、ゴム弾性体支持板３５と共に中央孔３１ａを液密に閉塞している。
【００２７】
加振板３４の上方には、所定間隔を隔てて円板状の仕切り部材３６が、加振板３４と同軸的に配置され、その外周縁が連結金具３１の上面に重ね合わされボルトにより固定されている。仕切り部材３６により連結金具３１の中央孔３１ａの上側開口部は、液密に覆われている。これにより、第１支持金具２１と仕切り部材３６の対向面間には周壁が本体ゴム弾性体４１で構成された主液室４３が形成され、仕切り部材３６と加振板３４の対向面間には加振板３４の変位によって圧力変化が生じる副液室４４が形成されている。主液室４３と副液室４４には、上記非圧縮性の液体が封入されている。
【００２８】
仕切り部材３６は、厚肉円板形状で、径方向中間部分を上面に開口して周方向に延びる周溝が設けられてなる仕切り金具３６ａと、薄肉平板形状であって仕切り金具３６ａの上面に重ね合わされてボルトにより固定された蓋金具３６ｂによって構成されている。仕切り金具３６ａの周壁が蓋金具３６ｂで被覆されていることにより、仕切り部材３６の内部を周方向に所定長さ延びて副液室４４を主液室４３に連通させる主オリフィス通路３６ｃが形成されている。また、主液室４３は、第１支持金具２１に設けられた流体連通路２９にも開口２３ａを介して接続されており、この流体連通路２９を通じて上液室２７が主液室４３に連通している。ここで、流体連通路２９は、主液室４３や副液室４４や上液室２７の各壁ばね剛性や封入流体の粘度等を考慮して、内部を通じて流動する流体の共振周波数が、主オリフィス通路３６ｃを通じて流動する流体の共振周波数よりも低周波数になるように、各通路の長さや断面積が設定されている。また、主オリフィス通路３６ｃは、アイドリング振動に相当する２０Ｈｚ前後の周波数域で振動伝達力を低減させる効果が得られるように調整されている。
【００２９】
第２支持金具３０のヨーク部材３２は、鉄等の強磁性体で形成されており上面に開口した円環形の溝３２ａが同軸的に形成されている。溝３２ａの外周面には、周方向に連続しまたは不連続に円筒状の永久磁石３７が固定されている。永久磁石３７は、内周面がＳ磁極面で外周面がＮ磁極面とされ、溝３２ａの内周側面と永久磁石３７の内周面との対向面間に磁気ギャップ３７ａが形成されている。
【００３０】
加振板３４の下面には、ゴム弾性体製の有底円筒形状の押上部材３８が底部を上側にして固定されている。押上部材３８の円筒壁には、コイルが巻かれた電磁石３９が同軸的に埋設されており、この電磁石３９が埋設された円筒壁部分が、上記磁気ギャップ３７ａに上下方向に移動可能状態で挿入されている。電磁石３９に接続したリード線３８ａは、連結金具３１の周壁下端に設けた孔３１ｂを通して外部に導かれている。これにより、リード線３８ａを通して電磁石３９に通電することによって、磁気ギャップ３７ａにおける磁界との作用で電磁石３９に対して軸方向の電磁力が及ぼされ、この電磁力が電磁石３９を介して加振板３４に軸方向の力として伝達されるようになっている。
【００３１】
上記第１の実施形態の動作について説明すると、２０Ｈｚ近辺の低周波数の振動を発生するエンジンのアイドリング時において、基準信号ＳＦ （ここではイグニッションパルス信号）及び参照信号ＳＦ （ここでは車速信号）が位相調整パルス生成装置６１に入力されると、この信号は振動に応じた位相に調整された位相調整パルス信号に変換して出力される。つぎに、位相調整パルス信号は、振幅変調装置１２において、アイドリング時の振動の変化に対応した振幅変調信号に変換して出力される。さらに、振幅変調信号は、スイッチング装置１３に入力され、スイッチング装置１３をオンオフさせることにより、バッテリ電源１４から、パワーユニット５１の振動の振幅及び位相に応じた制御電気信号が、エンジンマウント２０の電磁石３９のコイル３９ａへの通電が行われる。
【００３２】
エンジンマウント２０は、コイル３９ａへの通電のオンオフにより、加振板３４が上下方向に加振され、副液室４４に対して加振板３４の加振周波数と振幅に対応した周波数と圧力の内圧変動が生じ、主液室４３と副液室４４間での相対的な内圧差により両室間で主オリフィス通路３６ｃを通じての液体の流動が生じ、副液室４４の内圧変動が主液室４３に伝達され、主液室４３の内圧変動に応じた加振力が発せられる。このように、ボデー５２における防振しようとする低周波数の振動に対応した周波数と振幅で加振板３４を加振させて、加振力を発生させることにより、パワーユニット５１からボデー５２に伝えられる振動に対して、能動的に防振効果が発揮される。
【００３３】
その結果、第１の実施形態によれば、位相調整パルス生成装置１１、振幅変調装置１２、スイッチング装置１３等の従来品にくらべて安価な装置を用いて、パワーユニット５１からボデー５２に伝達されるアイドリング時等に発生する２０Ｈｚ前後の低周波数の振動を安価に減少させることができる。さらに、スイッチング装置１３の出力側に並列にコンデンサＣを接続したことにより、スイッチング装置１３からの出力に含まれる高次成分を低減させることができ、従来のパワーアンプにより正弦波で駆動する場合の出力特性と同等の特性を非常に安価に得ることができる。
【００３４】
つぎに、第２の実施形態について説明する。
本実施形態の能動型防振装置は、図３に示すように、位相調整パルス生成装置６１と、振幅調整用パルス生成装置６２と、両者に接続された振幅変調装置６３と、振幅変調装置６３に接続されたスイッチング装置６４とを設けると共に、スイッチング装置６４の出力側には抵抗ｒを介してバッテリ電源１４から給電されるエンジンマウント２０の電磁石３９のコイル３９ａが接続されて構成されている。抵抗ｒとエンジンマウント２０の間には、コンデンサＣが並列に接続されかつ接地されている。位相調整パルス生成装置６１及びスイッチング装置６４については、上記位相調整パルス生成装置１１及びスイッチング装置１３と同様の構成である。また、エンジンマウントについても第１の実施形態で用いたものと同一構成である。
【００３５】
振幅調整用パルス生成装置６２は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータと、Ａ／Ｄコンバータ及びＤ／Ａコンバータにより構成されており、位相調整パルス信号ＳＩ をＡ／Ｄコンバータによりデジタル変換し、アイドリング時のパワーユニット５１の振動の振幅変化を予めデータ等により求めて記憶したマップ等に基づき、デジタル的にデューティ比を変化させ、Ｄ／Ａコンバータによりアナログ変換することにより、デューティ比の変更された振幅調整用パルス信号ＳＤ として出力するものである。
【００３６】
振幅変調装置６３は、位相調整パルス生成装置６１に接続されたエミッタ接地トランジスタであるスイッチング装置７１を有し、その出力側にはインピーダンス調整用のボルテージフォロア７２が接続され、その出力側に上記スイッチング装置６４が接続されている。また、振幅調整用パルス生成装置６２の出力側には、積分回路７３と、反転増幅器７４と、ピークホールド回路７５と、インピーダンス調整用のボルテージフォロア７６が順次接続されてその出力が上記スイッチング装置７１の出力側に接続されている。なお、振動変調装置の回路構成については、本実施形態に示したものに限るものではなく、これに代えて同様の機能を果たす回路構成を採用することが可能である。
【００３７】
上記のように構成した第２の実施形態の動作について説明すると、２０Ｈｚ近辺の低周波数の振動を発生するエンジンのアイドリング時において、基準信号ＳＦ （ここではイグニッションパルス信号）及び参照信号ＳＦ （ここでは車速信号）が位相調整パルス生成装置６１に入力されると、この信号はパワーユニット５１の振動に応じた位相に調整されたデューティ比５０％の位相調整パルス信号（図４の▲４▼参照）に変換して出力される。一方、位相調整パルス信号▲４▼は、振幅調整用パルス生成装置６２に入力され、アイドリング時の振動の振幅変化を応じてデユーティ比の変化した振幅調整用パルス信号（図４の▲１▼参照）として出力される。振幅調整用パルス信号▲１▼は、積分回路７３にて積分されてパルス幅に応じた立ち上がり幅及びピーク値の三角波である積分信号として出力され反転増幅された後、さらにこの積分信号（図４の▲２▼参照）は、ピークホールド回路７５にてピーク値がホールドされたステップ信号（図４の▲３▼参照）として出力され、ボルテージフォロア７６を経て、スイッチング装置７１のコレクタ出力側に加えられる。
【００３８】
ここでステップ信号▲３▼は、位相調整パルス信号▲４▼の入力によりスイッチングされて、振幅変調されたパルス信号（図４の▲５▼参照）として出力され、ボルテージフォロア７２を経て、スイッチング装置６４のベース端子に入力される。この振幅変調されたパルス信号の入力により、スイッチング装置６４がオンオフさせられ、電磁石３９のコイル３９ａに対して、パワーユニット５１の振動の振幅及び位相に応じたバッテリ電源１４からの給電が行われる。このときの、コイル３９ａに流れる電流波形は、コンデンサＣ及びコイル３９ａによって滑らかな正弦波形状にされる（図４の▲６▼参照）。その結果、第２の実施形態においても、上記第１の実施形態に示したと同様に、エンジンマウントの駆動により、パワーユニット５１からボデー５２に伝えられる振動に対して、能動的に防振効果が発揮される。
【００３９】
なお、上記各実施形態において、スイッチング装置の出力側に並列に接続したコンデンサＣについては、多少の高周波成分を含んでもようような用途に対しては、これを省くこともできる。また、エンジンマウントの具体的構造については、上記実施形態に示した構造に限るものではない。さらに、上記実施形態においては、本発明を自動車のエンジンマウントの加振制御に用いた場合について説明したが、その他の制振対象部材の加振制御にも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態である能動形防振装置を概略的に示すブロック図である。
【図２】能動型防振装置の本体であるエンジンマウントを示す断面図である。
【図３】第２の実施形態である能動形防振装置の電気的構成を示す回路図である。
【図４】図３の各部における信号波形を示す波形図である。
【符号の説明】
１１…位相調整パルス生成装置、１２…振幅変調装置、１３…スイッチング装置、１４…バッテリ電源、２０…エンジンマウント、２１…第１支持金具、２２…上金具、２３…下金具、２５…ゴム弾性膜、２６…空気室、２７…液室、２８…通路形成金具、２９…流体通路、３０…第２支持金具、３１…連結金具、３２…ヨーク部材、３３…底板金具、３４…加振板、３５…ゴム弾性体支持板、３６…仕切り部材、３６ｃ…主オリフィス通路、３７…永久磁石、３７ａ…磁気ギャップ、３８…押上部材、３８ａ…リード線、３９…電磁石、３９ａ…コイル、４１…本体ゴム弾性体、４２…連結リング、４３…主液室、４４…副液室、５１…パワーユニット、５２…ボデー、６１…位相調整パルス生成装置、６２…振幅調整用パルス生成装置、６３…振幅変調装置、６４…スイッチング装置。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an active vibration isolator for reducing active vibration from a member to be damped such as a vehicle.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an active vibration isolator of this type has a liquid chamber in which a part of a wall is formed of a main rubber elastic body which is elastically deformed by a vibration input from a member to be damped and in which a liquid is sealed. A vibration damping device body in which another part of the wall portion of the liquid chamber is constituted by a vibration plate displaced by the driving means, and a control driving signal corresponding to the vibration of the member to be damped to the driving means. In addition, vibration control means for controlling the vibration plate to be vibrated by the driving means is provided, and by controlling the vibration of the vibration plate, the internal pressure of the liquid chamber is controlled to generate a vibration force, and There has been known one that reduces vibration of a vibration target member. For example, a sine wave signal having a frequency, an amplitude, and a phase corresponding to the vibration input of the member to be damped is used as a control drive signal, and this is supplied to the drive means to generate an exciting force.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to obtain a sine wave drive signal corresponding to the vibration waveform of the vibration suppression target member, it is necessary to use an adaptive control device or the like, and it is necessary to amplify the obtained sine wave signal with a power amplifier. There is a problem that the control cost is high and the device is easily affected by high frequency noise. Further, it is conceivable to perform PWM control in which a basic voltage signal is obtained by pulse width modulation (PWM) according to the vibration mode of the vibration damping target member, and power supply is controlled using a switching element such as a transistor to obtain a control drive signal. However, in this case, a high-frequency pulse signal is required, a high-speed operation capability and a large-capacity memory are required, and a high-performance CPU such as 16 to 32 bits is required.
[0004]
On the other hand, in a vehicle, active control is most required when the engine is running at a low speed such as idling and the vibration frequency is in the range of 20 to 50 Hz. However, the above-mentioned complicated and expensive control method is not always necessary.
The present invention is intended to solve the above-mentioned problem, and provides an active vibration damping device that can obtain an appropriate vibration damping effect on a vibration damping target using inexpensive control means at a limited low frequency. It is intended to do so.
[0005]
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention
In order to achieve the above object, a structural feature of the invention according to claim 1 is that a part of a wall portion is formed of a main rubber elastic body which is elastically deformed by a vibration input from a member to be damped, and Has a liquid chamber in which is enclosed, and has a vibrating plate displaced by a driving means, and another part of the wall of the liquid chamber is formed. Vibration control means for controlling the vibrating plate to be vibrated by the driving means by adding the control electric signal to the driving means, and the liquid chamber is subjected to a pressure change based on the elastic deformation of the main rubber elastic body. An active vibration isolator comprising a main liquid chamber and a sub liquid chamber to which a pressure change based on displacement of a vibration plate is applied, and having a main orifice passage communicating the main liquid chamber and the sub liquid chamber. The drive means to the magnitude of the applied control electrical signal A phase adjustment pulse generator configured to generate a phase adjustment pulse signal having a frequency and a phase corresponding to the vibration input by the vibration damping target member, configured by an electromechanical conversion driving unit that generates a driving force of a corresponding magnitude. Means, an amplitude modulation means for converting the phase adjustment pulse signal into an amplitude modulation pulse signal having an amplitude corresponding to the vibration input based on predetermined data, and a driving means by turning on and off according to the input of the amplitude modulation pulse signal And switching means for supplying power from a power supply according to the amplitude of the amplitude-modulated pulse signal.
[0006]
In the invention according to claim 1 configured as described above, a pulse signal having a frequency corresponding to the vibration frequency of the vibration suppression target member is converted into a phase corresponding to the vibration input from the vibration suppression target member by the phase adjustment pulse generation means. A phase adjustment pulse signal is generated, and the phase adjustment pulse signal is converted into an amplitude modulation signal having an amplitude corresponding to a vibration input from a member to be damped based on predetermined data by the amplitude modulation means. The amplitude modulation signal input is turned on / off by switching means.
Thus, the driving means can be supplied with power from a power supply according to the amplitude of the amplitude modulation pulse signal.
[0007]
As a result, a power supply voltage having an amplitude and a phase corresponding to the vibration input from the vibration suppression target member is applied to the driving means, and a driving force according to the electric signal is applied to the vibration plate. Due to such vibration of the vibration plate, an internal pressure change occurs in the sub liquid chamber, and a liquid flow through the main orifice passage is generated between the main liquid chamber and the sub liquid chamber based on the internal pressure difference between the two chambers. Therefore, the internal pressure change of the sub liquid chamber is transmitted to the main liquid chamber by the liquid flow through the main orifice passage, and the pressure change of the main liquid chamber is exerted as an exciting force on the member to be damped, and from the member to be damped. Vibration input can be reduced.
[0008]
On the other hand, the main orifice passage has a unique resonance frequency determined by values such as the passage length and cross-sectional area, the viscosity and density of the sealed liquid, the wall spring stiffness of the main liquid chamber and the sub liquid chamber, and the like. In the frequency range, the flow rate of the liquid is greatly increased due to the resonance action, and the excitation force is increased. On the other hand, in the frequency range outside the resonance frequency, especially in the high frequency range, the flow resistance of the liquid is increased, so that the excitation force is reduced. It is supposed to. Based on this, by adjusting the characteristics of the main orifice passage, its inherent resonance frequency is set to a desired value according to the low-frequency vibration input from the member to be damped.
[0009]
As a result, according to the first aspect of the present invention, it is possible to use inexpensive means such as a phase adjusting pulse generating means, an amplitude modulating means, and a switching means as compared with the related art, so that limited identification from a member to be damped can be performed. Low frequency vibration can be reduced at low cost.
[0010]
Further, a structural feature of the invention according to claim 2 is that a liquid chamber in which a part of a wall portion is formed of a main rubber elastic body which is elastically deformed by a vibration input from a member to be damped and a liquid is sealed therein. And driving a control electric signal corresponding to the vibration of the member to be damped, in which the vibration chamber displaced by the driving means forms another part of the liquid chamber wall. Vibration control means for controlling the vibration plate to be vibrated by the drive means in addition to the main means, wherein the liquid chamber is provided with a main liquid chamber to which a pressure change based on elastic deformation of the main rubber elastic body is exerted; An active vibration isolator comprising a sub-liquid chamber to which a pressure change based on the displacement of a diaphragm is exerted and having a main orifice passage communicating between the main liquid chamber and the sub-liquid chamber, wherein a driving means is provided. Drive of a magnitude corresponding to the magnitude of the control electric signal A phase adjusting pulse generating means for generating a phase adjusting pulse signal having a frequency and a phase corresponding to the vibration input by the vibration suppression target member; and a phase adjusting pulse signal. An amplitude adjustment pulse generating means for converting the amplitude adjustment pulse signal into a pulse signal for amplitude adjustment in which the duty ratio is changed in accordance with the magnitude of the amplitude based on predetermined data in accordance with the amplitude of the vibration input; Amplitude modulation means for generating an amplitude-modulated signal that is amplitude-modulated based on the adjustment pulse signal, and turning on / off in response to the input of the amplitude-modulated signal, so that the drive means can be driven from a power supply according to the amplitude and phase of the amplitude-modulated pulse signal And a switching means for supplying power.
[0011]
In the invention according to claim 2 configured as described above, a phase adjustment pulse signal having a frequency and a phase corresponding to the vibration input from the vibration damping target member is generated by the phase adjustment pulse generation means, and the phase adjustment pulse signal is generated. The amplitude adjusting pulse signal is converted into an amplitude adjusting pulse signal in which the duty ratio corresponding to the amplitude of the vibration input from the vibration suppression target member is changed based on predetermined data by the amplitude adjusting pulse generating means. Further, using the amplitude adjustment pulse signal and the phase adjustment pulse signal, the amplitude modulation means converts the amplitude modulation signal, which has been converted into an amplitude corresponding to the amplitude of the vibration input from the vibration damping target member, based on predetermined data, based on predetermined data. Generated. By turning the amplitude modulation signal input on and off by the switching means, it is possible to cause the driving means to supply power from a power supply according to the amplitude of the amplitude modulation pulse signal.
[0012]
As a result, a power supply voltage having an amplitude and a phase corresponding to the vibration input from the vibration suppression target member is applied to the driving means, and a driving force according to the electric signal is applied to the vibration plate. Due to the vibration of the vibration plate, a change in the internal pressure occurs in the sub liquid chamber, and a liquid flow through the main orifice passage is generated between the main liquid chamber and the sub liquid chamber based on the internal pressure difference between the two liquid chambers. The change in the internal pressure of the sub liquid chamber is transmitted to the main liquid chamber by the liquid flow through the main orifice passage, and the change in the pressure of the main liquid chamber is exerted on the member to be damped as a vibrating force. The input can be reduced.
[0013]
As a result, according to the second aspect of the present invention, similarly to the first aspect of the present invention, a member to be damped using inexpensive means such as a phase adjusting pulse generating means, an amplitude adjusting pulse generating means, and a switching means. The limited specific low frequency vibrations from can be reduced inexpensively.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, in the active vibration isolator according to the second aspect, the amplitude modulator is integrated with an integration circuit that integrates an amplitude adjustment pulse signal. A peak hold circuit for holding a peak of a signal and a switching circuit for switching the peak held signal by a phase adjustment pulse signal are provided.
In the invention according to claim 3 configured as described above, the invention of claim 2 can be reliably implemented.
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, in the active vibration isolator according to any one of the first to third aspects, a capacitor is provided in parallel with an output side of the switching means. Has been connected.
In the invention according to claim 4 configured as described above, in addition to the effects of the invention of claims 1, 2, and 3, higher-order components contained in the output from the switching means are reduced by the capacitor. Thus, characteristics equivalent to output characteristics in the case of driving with a sine wave by a conventional expensive power amplifier can be obtained at low cost.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram schematically showing an active vibration isolator for removing active vibration of a gasoline engine vehicle according to a first embodiment. FIG. 2 is a sectional view showing an engine mount as a vibration isolator main body constituting the active vibration isolator.
[0017]
In the active vibration isolator, a phase adjustment pulse generator 11, an amplitude modulator 12, and a switching device 13 are sequentially connected. The output side of the switching device is connected to a vehicle battery power source 14 via a resistor r. A coil 39a of an electromagnet 39 to be described later of the engine mount 20 to which power is supplied is connected. A capacitor C is connected between the resistor r and the coil 39a and is grounded. However, the power source is not limited to a battery.
[0018]
The phase adjustment pulse generation device 11 is configured by a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, an I / O, etc., and outputs a phase adjustment pulse signal whose phase has been adjusted based on the input reference signal and reference signal. Things. Here, the reference signal SF 1 is a signal related to a vibration frequency to be damped, and for example, an ignition pulse or a crank angle pulse of an engine is used. As the reference signal SS, a traveling state signal of the vehicle such as a shift position signal or a vehicle speed signal that affects vibration that changes in the driving state of the vehicle is used. Then, the CPU determines a phase according to the reference signal SS based on the predetermined correspondence between the running state and the phase, and adjusts the phase of the reference signal SF 2 based on the phase, and outputs the adjusted signal as the phase adjustment pulse signal SI 2 Is done. Here, a low-frequency vibration around 20 Hz generated when the vehicle is idling is to be controlled, and phase adjustment is performed on a signal in that frequency region.
[0019]
The amplitude modulation device 12 includes a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and an A / D converter and a D / A converter. The amplitude modulation pulse signal is obtained by amplitude-modulating the input phase adjustment pulse signal SI. It is output as SA. That is, the phase adjustment pulse signal SI is digitally converted by an A / D converter, the amplitude change of the vibration at the time of idling is obtained in advance by data or the like, and is digitally amplitude-modulated based on a map or the like stored in a ROM. The result is analog-converted by a D / A converter to output as an amplitude-modulated pulse signal SA.
[0020]
Here, the switching device 13 is configured using a bipolar transistor whose emitter is grounded, and is turned on and off by the input of the amplitude modulation pulse signal SA 2, and supplies power from the battery power supply 14 to the coil 39 a of the electromagnet 39 of the engine mount 20. Control. Note that the switching device 13 is not limited to a bipolar transistor. The capacitor C reduces high-order components contained in the output from the switching device 13 to make the signal flowing through the coil approximate to a sine wave.
[0021]
Next, as shown in FIG. 2, the engine mount 20 includes a first support fitting 21 and a second support fitting 30 which are arranged coaxially at a predetermined distance from each other at an upper and lower position in the drawing, and has a substantially cylindrical shape. And a main rubber elastic body 41. The first support fitting 21 is fixed to the power unit 51, and the second support fitting 30 is fixed to the body 52, so that the engine mount 20 supports the power unit 51 against the body 52 in a vibration-proof manner. .
[0022]
The first support member 21 has an upper metal member 22 and a lower metal member 23 which are substantially symmetrical and have a substantially bottomed cylindrical shape, are axially overlapped on each opening side and connected by bolts, and a hollow portion is provided inside. I have. A mounting bolt 24 protruding upward is fixed to the center of the upper surface of the upper fitting 22, and the first support fitting 21 is attached to the power unit 51 by the mounting bolt 24. A substantially disk-shaped thin rubber elastic film 25 is accommodated in the hollow portion of the first support fitting 21, and the outer peripheral edge thereof is sandwiched between the upper and lower fittings 22 and 23 so that the first support fitting 21 is provided. Is liquid-tightly partitioned between the upper fitting 22 and the lower fitting 23 with a rubber elastic film interposed therebetween. As a result, an air chamber 26 is formed between the rubber elastic film 25 and the upper fitting 22 so as to communicate with the external space and allows the rubber elastic film 25 to be deformed. An upper liquid chamber 27 in which an incompressible liquid is sealed and whose volume changes based on the deformation of the rubber elastic film 25 is formed therebetween. As the liquid sealed in the upper liquid chamber 27, water, alkylene glycol, polyalkylene glycol, silicon oil, or the like is used.
[0023]
On the bottom wall of the lower metal member 23 of the first support metal member 21, a disk-shaped passage forming metal member 28 is superimposed and fixed by bolts. Between the mating surfaces of the lower fitting 23 and the passage forming fitting 28, there is formed a fluid passage 29 which constitutes an orifice passage extending a little less than one circumference in the circumferential direction, and one end of the fluid passage 29 is connected to the upper liquid chamber 27. , And the other end thereof communicates with an opening 23 a on the bottom surface of the lower fitting 23.
[0024]
The second support fitting 30 is configured by an annular connection fitting 31, a cylindrical yoke member 32, and a disk-shaped bottom plate fitting 33, which are coaxially overlapped with each other in the up-down direction and fixed by bolts. Have been. A bolt hole 33a is provided in the center of the lower surface of the bottom plate 33, and a bolt is screwed into the bolt hole 33a so that the second support member 30 is attached to the body 52.
[0025]
The second support member 30 is opposed to the first support member 21 at a predetermined axially downward distance, and is elastically connected by a main rubber elastic body 41 interposed therebetween. I have. The main rubber elastic body 41 has a thick, substantially conical cylindrical shape, a small-diameter upper end opening portion is vulcanized and bonded to the outer peripheral surface of the lower metal member 23 of the first support member 21, and a large-diameter lower end opening portion is formed. The connection ring 42 is vulcanized and bonded. The connection ring 42 is fixed on the upper surface of the connection fitting 31 of the second support fitting 30 by bolts, so that the main rubber elastic body 41 is fixed to the connection fitting 31 via the connection ring 42. As a result, the first support member 21 and the second support member 30 are elastically connected by the main rubber elastic body 41, and are surrounded by the main body rubber elastic body 41 between the opposing surfaces of the first support metal member 21 and the second support metal member 30. A space is formed inside.
[0026]
A disk-shaped vibrating plate 34 made of a hard material such as metal or resin is coaxially disposed in a central portion of the central hole 31 a of the connecting fitting 31. A ring-shaped rubber elastic body support plate 35 is interposed between the inner peripheral edge of the connection fitting 31 and the outer peripheral edge of the vibration plate 34. That is, the vibration plate 34 is elastically supported by the connection fitting 31 via the rubber elastic body support plate 35, and also closes the center hole 31 a together with the rubber elastic body support plate 35 in a liquid-tight manner.
[0027]
Above the vibration plate 34, a disk-shaped partition member 36 is arranged coaxially with the vibration plate 34 at a predetermined interval, and its outer peripheral edge is superimposed on the upper surface of the connection fitting 31 and fixed by bolts. ing. The upper opening of the center hole 31a of the connection fitting 31 is liquid-tightly covered by the partition member 36. As a result, a main liquid chamber 43 whose peripheral wall is formed of the main rubber elastic body 41 is formed between the opposing surfaces of the first support fitting 21 and the partition member 36, and between the opposing surfaces of the partition member 36 and the vibration plate 34. Is formed with a sub liquid chamber 44 in which a pressure change occurs due to the displacement of the vibration plate 34. The incompressible liquid is sealed in the main liquid chamber 43 and the sub liquid chamber 44.
[0028]
The partition member 36 has a thick disk shape, a radially intermediate portion is formed on the upper surface, and a circumferential groove extending in the circumferential direction is provided on the upper surface of the partition member 36a. It is composed of a lid member 36b which is overlapped and fixed by bolts. Since the peripheral wall of the partition member 36a is covered with the cover member 36b, a main orifice passage 36c extending inside the partition member 36 by a predetermined length in the circumferential direction to communicate the sub liquid chamber 44 with the main liquid chamber 43 is formed. ing. The main liquid chamber 43 is also connected to a fluid communication passage 29 provided in the first support fitting 21 through an opening 23 a, and the upper liquid chamber 27 communicates with the main liquid chamber 43 through the fluid communication passage 29. are doing. Here, the resonance frequency of the fluid flowing through the inside of the fluid communication passage 29 is mainly determined in consideration of the wall spring rigidity of the main liquid chamber 43, the sub liquid chamber 44, and the upper liquid chamber 27, the viscosity of the sealed fluid, and the like. The length and cross-sectional area of each passage are set so as to be lower than the resonance frequency of the fluid flowing through the orifice passage 36c. The main orifice passage 36c is adjusted so as to obtain the effect of reducing the vibration transmitting force in a frequency range around 20 Hz corresponding to idling vibration.
[0029]
The yoke member 32 of the second support fitting 30 is formed of a ferromagnetic material such as iron, and has an annular groove 32a opened on the upper surface formed coaxially. On the outer peripheral surface of the groove 32a, a cylindrical permanent magnet 37 is fixed continuously or discontinuously in the circumferential direction. The permanent magnet 37 has an S magnetic pole surface on the inner peripheral surface and an N magnetic pole surface on the outer peripheral surface, and a magnetic gap 37a is formed between the inner peripheral surface of the groove 32a and the inner peripheral surface of the permanent magnet 37. .
[0030]
A bottomed cylindrical push-up member 38 made of a rubber elastic body is fixed to the lower surface of the vibration plate 34 with the bottom part facing upward. An electromagnet 39 wound with a coil is coaxially embedded in the cylindrical wall of the push-up member 38, and the cylindrical wall portion in which the electromagnet 39 is embedded is inserted into the magnetic gap 37a in a vertically movable state. Have been. The lead wire 38 a connected to the electromagnet 39 is guided to the outside through a hole 31 b provided at the lower end of the peripheral wall of the connection fitting 31. As a result, by energizing the electromagnet 39 through the lead wire 38a, an electromagnetic force in the axial direction is exerted on the electromagnet 39 by the action of the magnetic field in the magnetic gap 37a. 34 is transmitted as an axial force.
[0031]
The operation of the first embodiment will be described. During idling of an engine that generates low-frequency vibration around 20 Hz, the reference signal SF (here, an ignition pulse signal) and the reference signal SF (here, a vehicle speed signal) When input to the adjustment pulse generator 61, this signal is converted into a phase adjustment pulse signal adjusted to a phase corresponding to the vibration and output. Next, the phase adjusting pulse signal is converted and output by the amplitude modulation device 12 into an amplitude modulation signal corresponding to a change in vibration during idling. Further, the amplitude modulation signal is input to the switching device 13, and by turning the switching device 13 on and off, a control electric signal corresponding to the amplitude and phase of the vibration of the power unit 51 is transmitted from the battery power supply 14 to the electromagnet 39 of the engine mount 20. Is supplied to the coil 39a.
[0032]
In the engine mount 20, the vibrating plate 34 is vibrated in the vertical direction by turning on and off the energization of the coil 39 a, and the frequency and pressure corresponding to the vibrating frequency and the amplitude of the vibrating plate 34 are applied to the auxiliary liquid chamber 44. Fluctuation of the internal pressure occurs, and due to the relative internal pressure difference between the main liquid chamber 43 and the sub liquid chamber 44, the liquid flows through the main orifice passage 36c between both chambers, and the fluctuation of the internal pressure of the sub liquid chamber 44 changes The vibration is transmitted to the main liquid chamber 43 and an exciting force corresponding to the internal pressure fluctuation of the main liquid chamber 43 is generated. In this manner, the vibration unit 34 is vibrated at a frequency and amplitude corresponding to the low-frequency vibration to be damped in the body 52 to generate a vibrating force, which is transmitted from the power unit 51 to the body 52. An anti-vibration effect is actively exerted against vibration.
[0033]
As a result, according to the first embodiment, the power is transmitted from the power unit 51 to the body 52 using an inexpensive device such as the phase adjustment pulse generation device 11, the amplitude modulation device 12, and the switching device 13 as compared with conventional products. Low-frequency vibrations of about 20 Hz that occur during idling or the like can be reduced at low cost. Further, by connecting the capacitor C in parallel to the output side of the switching device 13, higher-order components contained in the output from the switching device 13 can be reduced. Characteristics equivalent to the output characteristics can be obtained at very low cost.
[0034]
Next, a second embodiment will be described.
As shown in FIG. 3, the active vibration isolator of the present embodiment includes a phase adjustment pulse generator 61, an amplitude adjustment pulse generator 62, an amplitude modulator 63 connected to both, and an amplitude modulator 63. And a coil 39a of an electromagnet 39 of the engine mount 20 to which power is supplied from the battery power supply 14 via a resistor r, is connected to an output side of the switching device 64. A capacitor C is connected in parallel and grounded between the resistor r and the engine mount 20. The phase adjustment pulse generation device 61 and the switching device 64 have the same configurations as the phase adjustment pulse generation device 11 and the switching device 13. Also, the engine mount has the same configuration as that used in the first embodiment.
[0035]
The amplitude adjustment pulse generation device 62 includes a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and an A / D converter and a D / A converter. The A / D converter converts the phase adjustment pulse signal SI into a digital signal. The duty ratio can be changed by digitally changing the duty ratio based on a map or the like which is obtained and stored in advance by data or the like from vibrations of the power unit 51 during idling and converting the duty ratio into an analog signal by a D / A converter. It is output as a pulse signal SD for amplitude adjustment.
[0036]
The amplitude modulation device 63 has a switching device 71 which is a common-emitter transistor connected to the phase adjustment pulse generation device 61, a voltage follower 72 for impedance adjustment is connected to the output side, and the switching side is connected to the output side. Device 64 is connected. On the output side of the pulse generator for amplitude adjustment 62, an integrating circuit 73, an inverting amplifier 74, a peak hold circuit 75, and a voltage follower 76 for impedance adjustment are sequentially connected. Connected to the output side. Note that the circuit configuration of the vibration modulation device is not limited to that shown in the present embodiment, and a circuit configuration that performs a similar function can be employed instead.
[0037]
The operation of the second embodiment configured as described above will be described. At the time of idling of an engine that generates low-frequency vibration around 20 Hz, the reference signal SF (here, an ignition pulse signal) and the reference signal SF (here, When the vehicle speed signal is input to the phase adjustment pulse generation device 61, the signal is converted into a phase adjustment pulse signal (see (4) in FIG. 4) with a duty ratio of 50% adjusted to a phase corresponding to the vibration of the power unit 51. Converted and output. On the other hand, the phase adjustment pulse signal {circle around (4)} is input to the amplitude adjustment pulse generator 62, and the amplitude adjustment pulse signal (see {circle around (1)} in FIG. 4) whose duty ratio has changed according to the amplitude change of the vibration during idling. ). The amplitude adjustment pulse signal {circle around (1)} is integrated by the integration circuit 73, output as an integration signal as a triangular wave having a rising width and a peak value corresponding to the pulse width, inverted and amplified, and further integrated with the integration signal (FIG. 4). (See (2)) is output as a step signal (see (3) in FIG. 4) in which the peak value is held by the peak hold circuit 75, and is applied to the collector output side of the switching device 71 via the voltage follower 76. Can be
[0038]
Here, the step signal {circle around (3)} is switched by the input of the phase adjustment pulse signal {circle around (4)}, output as an amplitude-modulated pulse signal (see {circle around (5)} in FIG. 4), and passed through the voltage follower 72 to the switching device. 64 base terminals. The switching device 64 is turned on and off by the input of the amplitude-modulated pulse signal, and power is supplied from the battery power supply 14 to the coil 39a of the electromagnet 39 according to the amplitude and phase of the vibration of the power unit 51. At this time, the waveform of the current flowing through the coil 39a is made into a smooth sine wave shape by the capacitor C and the coil 39a (see (6) in FIG. 4). As a result, also in the second embodiment, similarly to the first embodiment, by driving the engine mount, an anti-vibration effect is actively exerted against vibration transmitted from the power unit 51 to the body 52. Is done.
[0039]
In each of the above embodiments, the capacitor C connected in parallel to the output side of the switching device can be omitted for applications that may contain some high-frequency components. Further, the specific structure of the engine mount is not limited to the structure shown in the above embodiment. Further, in the above-described embodiment, the case where the present invention is used for the vibration control of the engine mount of the automobile has been described.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram schematically showing an active vibration isolator according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing an engine mount as a main body of the active vibration isolator.
FIG. 3 is a circuit diagram showing an electrical configuration of an active vibration isolator according to a second embodiment.
FIG. 4 is a waveform chart showing signal waveforms at various parts in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Phase adjustment pulse generator, 12 ... Amplitude modulator, 13 ... Switching device, 14 ... Battery power supply, 20 ... Engine mount, 21 ... First support fitting, 22 ... Upper fitting, 23 ... Lower fitting, 25 ... Rubber elasticity Membrane, 26 ... air chamber, 27 ... liquid chamber, 28 ... passage forming fitting, 29 ... fluid passage, 30 ... second supporting fitting, 31 ... connecting fitting, 32 ... yoke member, 33 ... bottom plate fitting, 34 ... vibration plate , 35: rubber elastic support plate, 36: partition member, 36c: main orifice passage, 37: permanent magnet, 37a: magnetic gap, 38: push-up member, 38a: lead wire, 39: electromagnet, 39a: coil, 41 ... Body rubber elastic body, 42 connecting ring, 43 main liquid chamber, 44 sub liquid chamber, 51 power unit, 52 body, 61 phase adjusting pulse generator, 62 amplitude adjusting pulse generator, 3 ... amplitude modulator, 64 ... switching device.

Claims (4)

制振対象部材からの振動入力によって弾性変形させられる本体ゴム弾性体で壁部の一部が構成されて液体が封入された液室を有すると共に、駆動手段によって変位させられる加振板にて該液室の壁部の他の一部が構成されてなる防振装置本体と、前記制振対象部材の振動に対応した制御電気信号を前記駆動手段に加えて、該駆動手段により前記加振板を加振させるように制御する振動制御手段とを備え、前記液室を、前記本体ゴム弾性体の弾性変形に基づく圧力変化が及ぼされる主液室と、前記加振板の変位に基づく圧力変化が及ぼされる副液室を含んで構成すると共に該主液室と副液室を連通する主オリフィス通路を設けた能動型防振装置であって、
前記駆動手段を、加えられる前記制御電気信号の大きさに対応した大きさの駆動力を生じる電気・機械変換駆動手段により構成し、
前記振動制御手段を、前記制振対象部材による振動入力に対応した周波数及び位相を有する位相調整パルス信号を生成する位相調整パルス生成手段と、該位相調整パルス信号を予め定めたデータに基づき前記振動入力に対応した振幅を有する振幅変調パルス信号に変換する振幅変調手段と、該振幅変調パルス信号の入力に応じてオンオフすることにより、前記駆動手段へ該振幅変調パルス信号の振幅に応じた電源からの給電を行わせるスイッチング手段とにより構成したことを特徴とする能動型防振装置。A part of a wall portion is formed of a main rubber elastic body that is elastically deformed by a vibration input from a vibration suppression target member, has a liquid chamber in which a liquid is sealed, and has a vibration plate displaced by a driving unit. A vibration isolator main body in which another part of the wall of the liquid chamber is formed, and a control electric signal corresponding to the vibration of the member to be damped is added to the driving means, and the vibration plate is driven by the driving means. A vibration control means for controlling the main chamber to be subjected to a pressure change based on elastic deformation of the main rubber elastic body; and a pressure change based on a displacement of the vibration plate. An active vibration isolator having a main orifice passage communicating with the main liquid chamber and the sub liquid chamber and including a sub liquid chamber which is affected by
The driving unit is configured by an electro-mechanical conversion driving unit that generates a driving force having a magnitude corresponding to the magnitude of the control electric signal to be applied,
The vibration control unit includes: a phase adjustment pulse generation unit that generates a phase adjustment pulse signal having a frequency and a phase corresponding to a vibration input by the vibration suppression target member; Amplitude modulation means for converting to an amplitude-modulated pulse signal having an amplitude corresponding to the input; and by turning on and off in response to the input of the amplitude-modulated pulse signal, the drive means is supplied from the power supply according to the amplitude of the amplitude-modulated pulse signal to the drive means. An active vibration isolator characterized by comprising switching means for supplying electric power to the device. 制振対象部材からの振動入力によって弾性変形させられる本体ゴム弾性体で壁部の一部が構成されて液体が封入された液室を有すると共に、駆動手段によって変位させられる加振板にて該液室の壁部の他の一部が構成されてなる防振装置本体と、前記制振対象部材の振動に対応した制御電気信号を前記駆動手段に加えて、該駆動手段により前記加振板を加振させるように制御する振動制御手段とを備え、前記液室を、前記本体ゴム弾性体の弾性変形に基づく圧力変化が及ぼされる主液室と、前記加振板の変位に基づく圧力変化が及ぼされる副液室を含んで構成すると共に該主液室と副液室を連通する主オリフィス通路を設けた能動型防振装置であって、
前記駆動手段を、加えられる前記制御電気信号の大きさに対応した大きさの駆動力を生じる電気・機械変換駆動手段により構成し、
前記振動制御手段を、前記制振対象部材による振動入力に対応した周波数と位相を有する位相調整パルス信号を生成する位相調整パルス生成手段と、該位相調整パルス信号を前記振動入力の振幅に応じて予め定めたデータに基づき該振幅の大きさに対応してデューティ比を変更した振幅調整用パルス信号に変換する振幅調整用パルス生成手段と、該振幅調整用パルス信号及び位相調整パルス信号に基づいて振幅変調された振幅変調信号を生成する振幅変調手段と、該振幅変調信号の入力に応じてオンオフすることにより、前記駆動手段へ該振幅変調パルス信号の振幅及び位相に応じた電源からの給電を行わせるスイッチング手段とにより構成したことを特徴とする能動型防振装置。A part of a wall portion is formed of a main rubber elastic body that is elastically deformed by a vibration input from a vibration suppression target member, has a liquid chamber in which a liquid is sealed, and has a vibration plate displaced by a driving unit. A vibration isolator main body in which another part of the wall of the liquid chamber is formed, and a control electric signal corresponding to the vibration of the member to be damped is added to the driving means, and the vibration plate is driven by the driving means. A vibration control means for controlling the main chamber to be subjected to a pressure change based on elastic deformation of the main rubber elastic body; and a pressure change based on a displacement of the vibration plate. An active vibration isolator having a main orifice passage communicating with the main liquid chamber and the sub liquid chamber and including a sub liquid chamber which is affected by
The driving unit is configured by an electro-mechanical conversion driving unit that generates a driving force having a magnitude corresponding to the magnitude of the control electric signal to be applied,
The vibration control unit, a phase adjustment pulse generation unit that generates a phase adjustment pulse signal having a frequency and a phase corresponding to the vibration input by the vibration suppression target member, the phase adjustment pulse signal according to the amplitude of the vibration input An amplitude adjustment pulse generating means for converting the amplitude ratio into a pulse signal for amplitude adjustment in which the duty ratio is changed in accordance with the magnitude of the amplitude based on predetermined data, and based on the amplitude adjustment pulse signal and the phase adjustment pulse signal. Amplitude modulation means for generating an amplitude-modulated amplitude-modulated signal, and turning on / off in response to the input of the amplitude-modulated signal, thereby supplying power to the driving means from a power supply according to the amplitude and phase of the amplitude-modulated pulse signal. An active vibration isolator characterized by comprising switching means for performing the operation. 前記請求項２に記載の能動型防振装置において、前記振幅変調手段を、前記振幅調整用パルス信号を積分する積分回路と、積分された信号のピークをホールドするピークホールド回路と、ピークホールドされた信号を前記位相調整パルス信号によりスイッチングするスイッチング回路とにより構成したしたことを特徴とする能動型防振装置。3. The active vibration isolator according to claim 2, wherein the amplitude modulation means includes an integration circuit for integrating the amplitude adjustment pulse signal, a peak hold circuit for holding a peak of the integrated signal, and a peak hold circuit. And a switching circuit that switches the output signal by the phase adjustment pulse signal. 前記請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の能動型防振装置において、前記スイッチング手段の出力側に並列にコンデンサを接続したことを特徴とする能動型防振装置。The active vibration isolator according to any one of claims 1 to 3, wherein a capacitor is connected in parallel to an output side of the switching means.

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