專利名稱：車輛用隔振裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于抑制從作為振動(dòng)源的發(fā)動(dòng)機(jī)向車體側(cè)傳遞的振動(dòng)的車輛用隔振裝置。
背景技術(shù)：
作為抑制從發(fā)動(dòng)機(jī)向車體側(cè)傳遞的振動(dòng)的隔振裝置，提出了一種這樣的隔振裝置將扭力桿的剛體共振頻率設(shè)定得低于發(fā)動(dòng)機(jī)的共振頻率，并且在驅(qū)動(dòng)器中產(chǎn)生與扭力桿的軸向移位的速度成正比的力(專利文獻(xiàn)I)。專利文獻(xiàn)I :日本特開2011 - 12757號(hào)公報(bào)但是，在上述以往的隔振裝置中，由于驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)電力是自搭載在車輛上的電·池供給的，因此，存在車輛的燃油消耗上升與驅(qū)動(dòng)電力相應(yīng)的量這樣的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明欲解決的問(wèn)題在于，提供一種能夠減少?gòu)呐ちU外部向驅(qū)動(dòng)器供給的驅(qū)動(dòng)電力的車輛用隔振裝置。本發(fā)明通過(guò)以下方法解決上述問(wèn)題在驅(qū)動(dòng)器非驅(qū)動(dòng)時(shí)，利用驅(qū)動(dòng)器將慣性塊的振動(dòng)轉(zhuǎn)換為電力并蓄存到蓄電部件中，另一方面，在驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)時(shí)，利用蓄存在蓄電部件中的電力來(lái)驅(qū)動(dòng)控制慣性塊。由于發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)也使慣性塊振動(dòng)，因此，在停止隔振功能的期間內(nèi)，能夠利用驅(qū)動(dòng)器將該慣性塊的振動(dòng)能量轉(zhuǎn)換為電力并蓄存。而且，在需要隔振功能時(shí)，能夠利用蓄存的電力驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器，因此，僅利用蓄存的量就能夠降低從扭力桿的外部向驅(qū)動(dòng)器供給的驅(qū)動(dòng)電力。


圖IA是表示將本發(fā)明的一實(shí)施方式的隔振裝置應(yīng)用于車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的例子的主視圖。圖IB是圖IA的俯視圖。圖2是圖IA和圖IB的分解立體圖。圖3是表示圖IB的上扭力桿的剖視圖。圖4A是表示圖IB的上扭力桿的立體圖。圖4B是從相反側(cè)看圖4A的上扭力桿的立體圖。圖5A是表示圖4A、圖4B的上扭力桿的四視圖(主視圖、左視圖、右視圖、俯視圖)。圖5B是表示從圖5A的上扭力桿拆除了基板后的狀態(tài)的立體圖及主視圖。圖5C是表不圖5A的基板的立體圖和王視圖。圖6A是表示將圖4A、圖4B的上扭力桿安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝例的俯視圖。圖6B是表示將圖4A、圖4B的上扭力桿安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)的另一安裝例的俯視圖。
圖7是用于說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)狀態(tài)的圖。圖8A是表示上扭力桿驅(qū)動(dòng)時(shí)及非驅(qū)動(dòng)時(shí)的振動(dòng)特性的曲線圖。圖SB是表示本發(fā)明一實(shí)施方式的車輛用隔振裝置的控制區(qū)域和充電區(qū)域的切換例的圖。圖SC是表示怠速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的上扭力桿的慣性塊的振動(dòng)能量和控制模式下的驅(qū)動(dòng)器的電力消耗的曲線圖。圖9是能夠獲得雙重隔振效果的結(jié)構(gòu)的傳遞力的頻率特性圖。圖10是表示扭力桿的襯套剛性的設(shè)定例的曲線圖。圖11是用于說(shuō)明利用扭力桿的加速度傳感器計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的一例子的曲線圖。 圖12是用于說(shuō)明利用扭力桿的加速度傳感器計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的另一例子的曲線圖。
具體實(shí)施例方式首先，針對(duì)應(yīng)用本發(fā)明一實(shí)施方式的車輛用隔振裝置的、所謂的鐘擺式(Pendulum)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行說(shuō)明。如圖IA及圖IB所示,采用鐘擺式的發(fā)動(dòng)機(jī)I的支承結(jié)構(gòu)為相對(duì)于將發(fā)動(dòng)機(jī)I的慣性主軸L與車輛的寬度方向(與行進(jìn)方向正交的方向，也稱作車輛左右方向)平行地配置的所謂橫置發(fā)動(dòng)機(jī)I而言，支承發(fā)動(dòng)機(jī)I的兩個(gè)支承點(diǎn)PU P2在圖IB的俯視中位于發(fā)動(dòng)機(jī)I的慣性主軸L附近，隔著重心G彼此在軸向相反側(cè)的位置，在圖IA的側(cè)視中，兩個(gè)支承點(diǎn)P1、P2均以位于慣性主軸L的車輛上方。另外，兩個(gè)支承點(diǎn)P1、P2如圖2所示地由左右各自的發(fā)動(dòng)機(jī)懸置3、4構(gòu)成。鐘擺式發(fā)動(dòng)機(jī)的支承結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于將發(fā)動(dòng)機(jī)I像擺一樣地懸吊支承，并且，利用安裝在車體上的扭力桿5、6這樣的棒狀構(gòu)件，抑制繞連結(jié)兩支承點(diǎn)P1、P2的直線擺動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)重心G的動(dòng)作，能夠利用較少件數(shù)的構(gòu)件獲得與以往同樣的減振效果。S卩，利用鐘擺方式支承的發(fā)動(dòng)機(jī)1，在發(fā)動(dòng)機(jī)I運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)旋轉(zhuǎn)慣性力的作用下，發(fā)動(dòng)機(jī)I繞連結(jié)兩2個(gè)支承點(diǎn)P1、P2的軸線傾斜。為了在防止該傾斜的前提下支承發(fā)動(dòng)機(jī)1，具有用于連結(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)I的大致上半部分與車體側(cè)構(gòu)件的第I扭力桿(上扭力桿)5、和用于連結(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)I的其余下半部分與車體側(cè)構(gòu)件的第2扭力桿(下扭力桿)6。上扭力桿5從車輛右上方連結(jié)于發(fā)動(dòng)機(jī)1，另一個(gè)下扭力桿6從車輛下方連結(jié)于發(fā)動(dòng)機(jī)1，利用這兩個(gè)扭力桿5、6，能夠防止鐘擺式發(fā)動(dòng)機(jī)I傾斜。上述發(fā)動(dòng)機(jī)I例如是帶有兩階平衡器的直列4缸、V型6缸發(fā)動(dòng)機(jī)。在帶有兩階平衡器的直列4缸發(fā)動(dòng)機(jī)、V型6缸發(fā)動(dòng)機(jī)中，在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的基本階次(日語(yǔ)基本次數(shù))下其不平衡慣性力較小，因此主要是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩變動(dòng)的反作用力作用于發(fā)動(dòng)機(jī)I。因而，本發(fā)明者得出這樣的見解在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的基本階次下，來(lái)自支承轉(zhuǎn)矩的上述兩個(gè)扭力桿5、6的輸入主要形成車內(nèi)噪音和車內(nèi)振動(dòng)。另外，眾所周知，主要是在車輛加速時(shí)，以基本階次的高階次構(gòu)成的達(dá)到約IOOOHz的車內(nèi)噪音對(duì)乘客來(lái)說(shuō)會(huì)成為問(wèn)題。如前所述，本例子的車輛用隔振裝置包括兩個(gè)扭力桿5、6。如圖IB所不,上扭力桿5安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)I的上部與車體之間。相對(duì)于此，如圖1A、圖IB及圖2所示，下扭力桿6安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)I的下部與副車架2之間。由于本例子的上扭力桿5和下扭力桿6的基本結(jié)構(gòu)相同，因此對(duì)上扭力桿5的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明，下扭力桿6的結(jié)構(gòu)引用該內(nèi)容而省略說(shuō)明。就圖2及圖3所示的上扭力桿5而言，為了說(shuō)明其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，表示為拆除了圖4A等所示的殼體20后的狀態(tài),但如圖4A 圖6B所示,實(shí)際的上扭力桿5形成為包括殼體20等的結(jié)構(gòu)。如圖2及圖3所示，上扭力桿5包括桿11，該桿11的一端部的襯套12固定在發(fā)動(dòng)機(jī)I的上部、另一端部的襯套13固定在車體上；慣性塊15，其支承于桿11 ;驅(qū)動(dòng)器17，其使慣性塊15在桿11的軸向上往返運(yùn)動(dòng)。圖3是上扭力桿5的主要部分剖視圖，一對(duì)襯套12、13通過(guò)焊接固定在棒狀的桿11的兩端。固定在發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)的襯套12由圓筒狀的外筒12a、與外筒12a同軸的圓筒狀的內(nèi)筒12b、及將改外筒12a和內(nèi)筒12b連結(jié)起來(lái)的彈性體(隔音材料)12c構(gòu)成。利用沿與圖3 紙面正交方向貫穿內(nèi)筒12b的螺栓(未圖示)，將襯套12固定在發(fā)動(dòng)機(jī)I上。另一方面，固定在車體側(cè)的襯套13也與上述襯套12相同，由圓筒狀的外筒13a、與外筒13a同軸的圓筒狀的內(nèi)筒13b、及將該外筒13a和內(nèi)筒13b連結(jié)起來(lái)的彈性體(隔音材料)13c構(gòu)成。利用沿與圖3紙面正交的方向貫穿內(nèi)筒13b的螺栓(未圖示)，將襯套13固定在車體側(cè)的構(gòu)件上。另外，圖3中所示的實(shí)施方式是將襯套12固定在發(fā)動(dòng)機(jī)I上、將襯套13固定在車體側(cè)的結(jié)構(gòu)，但并不限定于此，也可以將襯套12固定在車體側(cè)，將襯套13固定在發(fā)動(dòng)機(jī)I上。而且，圖3中所示的上扭力桿5，是貫穿襯套12、13的內(nèi)筒12b、13b的兩個(gè)螺栓平行配置的例子，但圖2、圖4A 圖6B所示的上扭力桿5，是貫穿襯套12、13的內(nèi)筒12b、13b的兩個(gè)螺栓18、19沿相互正交的方向配置的例子。這樣的襯套12、13的固定方向能夠根據(jù)車體側(cè)的固定部及發(fā)動(dòng)機(jī)I的固定部的形狀適當(dāng)?shù)刈兏?。本例子的彈性體(隔音材料)12c、13c是兼具彈簧和衰減功能的構(gòu)件，例如能夠使用彈性橡膠。在本例子的上扭力桿5中，使襯套12、13的外筒及內(nèi)筒的直徑不同。即，使襯套13的外筒13a、內(nèi)筒13b的直徑相對(duì)地小于對(duì)應(yīng)的襯套12的外筒12a、內(nèi)筒12b的直徑，并且，也使襯套13的彈性體13c的剛性相對(duì)地大于襯套12的彈性體12c的剛性。通過(guò)使一對(duì)襯套12、13的彈性體12c、13c的剛性不同，在兩個(gè)不同的頻率下產(chǎn)生適合雙重隔振的桿軸向的發(fā)動(dòng)機(jī)剛性共振和桿剛性共振。S卩，如圖9中實(shí)線所示，由襯套12的彈性體12c的剛性決定的桿軸向的發(fā)動(dòng)機(jī)剛性共振A在大致接近O的頻率Π [Hz]下產(chǎn)生，由襯套13的彈性體13c的剛性決定的桿軸向的桿剛性共振B在接近200Hz的頻率f2 [Hz]下產(chǎn)生。若為了容易理解而基于將發(fā)動(dòng)機(jī)剛性共振和桿剛性共振極度簡(jiǎn)化而成的彈簧塊系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明，則發(fā)動(dòng)機(jī)剛性共振A由發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量、襯套12的彈性體12c的剛性(彈簧常數(shù))決定，桿剛性共振B由襯套12的彈性體12c與襯套13的彈性體13c之間的質(zhì)量、即桿11 (及各襯套的外筒部分)的質(zhì)量和襯套13的彈性體13c的剛性(彈簧常數(shù))決定。發(fā)動(dòng)機(jī)I單體的彎曲、扭轉(zhuǎn)I次的共振頻率f3在通常的車輛用發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下為280Hz 350Hz左右，若像本例子這樣將發(fā)動(dòng)機(jī)剛性共振A大致設(shè)為零，將桿剛性共振B設(shè)為約200Hz，則在高頻率側(cè)(隔振區(qū)域內(nèi))能夠有效地抑制發(fā)動(dòng)機(jī)I的彎曲、扭轉(zhuǎn)的共振振動(dòng)向車體傳遞(雙重隔振)。根據(jù)上述內(nèi)容，為了使發(fā)動(dòng)機(jī)剛性共振A和桿剛性共振B的頻率小于發(fā)動(dòng)機(jī)的彎曲、扭轉(zhuǎn)的共振頻率f3，只要確定襯套12的彈性體12c的剛性(彈簧常數(shù))、作為襯套12的彈性體12c與襯套13的彈性體13c之間的質(zhì)量即桿11 (及各襯套的外筒部分)的質(zhì)量、及襯套13的彈性體13c的剛性(彈簧常數(shù))即可。于是，存在這樣的雙重隔振的效果，即，使發(fā)動(dòng)機(jī)剛性共振A和桿剛性共振B在兩個(gè)不同的頻率、即低頻區(qū)的頻率fl和中頻區(qū)的頻率f2這兩個(gè)部分發(fā)生，從而得到防止從發(fā)動(dòng)機(jī)I向車體側(cè)傳遞的振動(dòng)的效果。但是，在本發(fā)明的隔振裝置中，并不是必須使襯套12、13的外筒及內(nèi)筒的直徑不同，也可以將襯套12、13做成相同的結(jié)構(gòu)。返回到圖3，本例子的上扭力桿5包括由具有磁性的金屬等構(gòu)成的慣性塊15、驅(qū)動(dòng)器17、加速度傳感器21、帶通濾波器22、及電壓放大電路23。 慣性塊15與桿11同軸地設(shè)置在桿11的周圍。在桿11的軸向上看到的慣性塊15的截面是以桿11的中心(重心)為中心的點(diǎn)對(duì)稱的形狀，并且，慣性塊15的重心與桿11的中心一致。如圖2及圖5C所示，慣性塊15做成方筒型，慣性塊15的桿軸 向的兩端(圖3中的上下端)各自借助彈性支承彈簧16連結(jié)在桿11上。彈性支承彈簧16例如是具有較小剛性的板簧。慣性塊15的內(nèi)壁15a的一部分朝向后述驅(qū)動(dòng)器17的永久磁體17c地凸出設(shè)置。如圖3所示，本例子的上扭力桿5在慣性塊15與桿11之間的空間內(nèi)設(shè)有驅(qū)動(dòng)器17。驅(qū)動(dòng)器17是包含方筒狀的鐵芯17a、線圈17b、及永久磁體17c的線型(直線運(yùn)動(dòng)型)的驅(qū)動(dòng)器，其用于使慣性塊15在桿11的軸向上往返運(yùn)動(dòng)。構(gòu)成線圈磁路的鐵芯17a由層疊鋼板構(gòu)成，其固定設(shè)置在桿11上。鐵芯17a在組裝上扭力桿5之前被分開為多個(gè)構(gòu)件，通過(guò)用粘接劑將這些多個(gè)構(gòu)件粘接在棒狀的桿11的周圍，整體形成了方筒狀的鐵芯17a。線圈17b卷繞安裝在該方筒狀的鐵芯17a上。永久磁體17c設(shè)置在鐵芯17a的外周面上。由于驅(qū)動(dòng)器17是這樣的結(jié)構(gòu)，因此,會(huì)利用由線圈17b與永久磁體17c產(chǎn)生的磁場(chǎng)所產(chǎn)生的電抗轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)慣性塊15，使慣性塊15線性運(yùn)動(dòng)，即，使慣性塊15在桿11的軸向上往返運(yùn)動(dòng)。相反，在傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)I的振動(dòng)而慣性塊15在桿11的軸向上往返運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)電磁感應(yīng)作用在線圈17b中產(chǎn)生交流電流。即，由于驅(qū)動(dòng)器17也起到發(fā)電機(jī)的功能，因此，在本例子的車輛用隔振裝置中，利用該發(fā)電電力驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器17。該詳細(xì)內(nèi)容見后述。在襯套12、13之間且在與通過(guò)桿11的軸心的水平面平行的面上安裝有加速度傳感器21，該加速度傳感器21用于將桿11的大致軸心位置的軸向振動(dòng)加速度作為從發(fā)動(dòng)機(jī)I傳遞到桿11的振動(dòng)的加速度來(lái)檢測(cè)。具體地講，如圖5C所示，加速度傳感器21安裝在基板24上,該基板24安裝于殼體20的開口部20A。于是,來(lái)自加速度傳感器21的桿軸向加速度的信號(hào)通過(guò)帶通濾波器22被輸入到電壓放大電路23中，在該電壓放大電路23中放大后的信號(hào)施加于驅(qū)動(dòng)器17的線圈17b (控制電壓)。電壓放大電路23例如能夠由運(yùn)算放大器構(gòu)成。如圖5C所示，這些帶通濾波器22及電壓放大電路23也安裝在安裝于殼體20的開口部20A處的基板24上。慣性塊15利用比較柔軟的板簧(彈性支承彈簧16)支承，例如在IOHz IOOHz的較低頻率下慣性塊15相對(duì)于桿11在桿軸向上產(chǎn)生共振。例如，由于4缸發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速轉(zhuǎn)速兩階的振動(dòng)頻率為約20Hz，因此，只要能夠?qū)T性塊15的共振頻率設(shè)為10Hz，就無(wú)論發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)條件如何，都能夠抑制慣性塊15共振。
另一方面，欲將慣性塊15的共振頻率設(shè)定為IOHz這樣的低頻率時(shí)，在慣性塊15過(guò)大而難以進(jìn)行該設(shè)定的情況下，只要事先將慣性塊15的共振頻率設(shè)定得低于欲抑制的桿剛性共振B (在實(shí)施方式中為200Hz)的約1/2的頻率，互相的共振頻率就會(huì)充分拉開，能夠充分抑制振動(dòng)傳遞。而且，通過(guò)將利用加速度傳感器21檢測(cè)出的加速度信號(hào)通入帶通濾波器22，不會(huì)在多余頻率下進(jìn)行控制，提高控制穩(wěn)定性，并且，能夠謀求抑制多余的電力消耗并在目標(biāo)的頻率范圍內(nèi)可靠地抑制傳遞力。如圖9所示，對(duì)于桿剛性共振B的隔振區(qū)域是將桿剛性共振B的共振頻率f2乘以規(guī)定值(4 1.4)而求出的頻率f5以上的頻率范圍，因此，作為帶通濾波器22，選擇包含慣性塊15的桿軸向的共振頻率(IOHz IOOHz的低頻率)、使該共振頻率 對(duì)于桿剛性共振B的隔振區(qū)域的頻率范圍內(nèi)的信號(hào)通過(guò)的濾波器，S卩，使直到隔振區(qū)域中的控制不會(huì)發(fā)散的范圍的上限(例如為400Hz)為止的信號(hào)通過(guò)的濾波器。而且，為了能夠進(jìn)行使作為控制對(duì)象的桿11的衰減增大的速度反饋控制，在帶通濾波器22中通過(guò)的頻帶中，自驅(qū)動(dòng)器17產(chǎn)生這樣的力，S卩，將與利用加速度傳感器21檢測(cè)出的振動(dòng)的桿軸向速度大致成正比的力加負(fù)號(hào)而得到的力。 下面，對(duì)殼體20及基板24進(jìn)行說(shuō)明。如圖4A 圖6B所示，本例子的殼體20由固定或者一體形成在襯套12、13的外筒12a、13a上的剛性體構(gòu)成，桿11的軸向及節(jié)距方向的振動(dòng)等效地傳遞。而且，在殼體20的襯套12、13之間的位置形成有開口部20A，基板24以將該開口部20A氣密地或者水密地密封的方式安裝。在殼體20的內(nèi)部收容有圖3所示的慣性塊15及驅(qū)動(dòng)器17，利用基板24進(jìn)行保護(hù)不會(huì)接碰到來(lái)自外部的水等。如圖5C所示，在基板24的主面上安裝有上述加速度傳感器21、包括帶通濾波器22及電壓放大電路23的控制電路25、及包括電力轉(zhuǎn)換電路的二次電池26。其中的加速度傳感器21以位于襯套12、13之間、即位于與穿過(guò)桿11的軸心(支承轉(zhuǎn)矩的軸)的水平面平行的面上的方式安裝在基板24上。如圖7所示，4缸發(fā)動(dòng)機(jī)等在上下方向產(chǎn)生作用不平衡慣性力而成的振動(dòng)，在相對(duì)于支承桿11的轉(zhuǎn)矩的軸向向上方錯(cuò)開的位置配置加速度傳感器21時(shí)，因發(fā)動(dòng)機(jī)I的上下振動(dòng)，在扭力桿中產(chǎn)生節(jié)距方向的振動(dòng)，但在本例子中，由于將加速度傳感器21配置在通過(guò)轉(zhuǎn)矩支承軸且與水平面平行的面上，因此在節(jié)距方向的振動(dòng)中靈敏度降低。即，軸向的振動(dòng)檢測(cè)精度升高。結(jié)果，如圖10所示，SP使在大幅度地降低桿11的軸向的剛性共振的情況下，由于幾乎未檢測(cè)出節(jié)距方向的剛性共振的噪音，因此，像以往一樣，加速度傳感器21檢測(cè)出節(jié)距方向的剛性共振下降至常用區(qū)域，由此，能夠抑制使控制電力增大這樣的不良現(xiàn)象。特別是，由于將加速度傳感器21配置在襯套12、13之間，因此，通過(guò)將加速度傳感器21配置在桿11的節(jié)距方向的剛性共振的節(jié)所存在的區(qū)域，節(jié)距方向的靈敏度會(huì)變得更小。于是，在將上述結(jié)構(gòu)的上扭力桿5安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)I與車體之間，以發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速2000rpm 6000rpm驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，在驅(qū)動(dòng)控制上扭力桿5的驅(qū)動(dòng)器17和不驅(qū)動(dòng)控制上扭力桿5的驅(qū)動(dòng)器17的情況下觀察了車輛前后方向的振動(dòng)狀況之后，將結(jié)果表示在圖8A中。根據(jù)該結(jié)果能夠得出這樣的見解在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為高轉(zhuǎn)速區(qū)域、在該圖所示的結(jié)果中是3500rpm以上的區(qū)域中，與不驅(qū)動(dòng)控制上扭力桿5的驅(qū)動(dòng)器17的情況相比，驅(qū)動(dòng)控制上扭力桿5的驅(qū)動(dòng)器17的情況下的減振效果較大，但在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為低轉(zhuǎn)速區(qū)域、在該圖所示的結(jié)果中是3500rpm以下的區(qū)域中，不管是否驅(qū)動(dòng)控制上扭力桿5的驅(qū)動(dòng)器17，其振動(dòng)大小都沒有多大變化。因此，在本例子的車輛用隔振裝置中，如圖SB所示，進(jìn)行控制，從而在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速小于3500rpm的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)中，不向上扭力桿5的驅(qū)動(dòng)器17供給電力是非驅(qū)動(dòng)，利用驅(qū)動(dòng)器17將慣性塊15的振動(dòng)能量轉(zhuǎn)換為交流電力，利用二次電池26所包含的電力轉(zhuǎn)換電路(變頻器電路等)將該交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力，再將該直流電力充到二次電池26中。另一方面，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為3500rpm以上的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)中，在利用電力轉(zhuǎn)換電路將已充于二次電池26中的直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力之后，供給到上扭力桿5的驅(qū)動(dòng)器17中，像上述那樣振動(dòng)控制慣性塊15，從而來(lái)發(fā)揮隔振功能。圖SC是在發(fā)動(dòng)機(jī)I為怠速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)測(cè)定慣性塊15的振動(dòng)能量的結(jié)果(左側(cè)柱狀圖)、及測(cè)定進(jìn)行用于向上扭力桿5的驅(qū)動(dòng)器17供給電力來(lái)抑制車輛前后方向的共振的控制時(shí)的電力消耗的結(jié)果(右側(cè)柱狀圖)，二者是 大致同等的電力。因而，在通常的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，不用從外部供給電力，僅利用慣性塊15的振動(dòng)能量就能夠?qū)崿F(xiàn)自給自足。另外，作為使驅(qū)動(dòng)器17起到發(fā)電機(jī)的功能、或者起到隔振機(jī)的功能的閾值的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速只要能夠取得來(lái)自設(shè)置于發(fā)動(dòng)機(jī)I的轉(zhuǎn)速傳感器的檢測(cè)信號(hào)即可。但是，在本例子的上扭力桿5中，除此以外不需要與外部相連的布線，因此，也能夠使用加速度傳感器21在上扭力桿5的內(nèi)部進(jìn)行運(yùn)算。例如，在基板24中設(shè)置用于執(zhí)行傅立葉變換運(yùn)算的IC電路，用于對(duì)于圖11中的左圖所示的加速度傳感器21的檢測(cè)信號(hào)執(zhí)行傅立葉變換運(yùn)算，在該IC電路中進(jìn)行傅立葉變換運(yùn)算，如該圖中的右圖所示，檢測(cè)出成為最大水平的頻率。然后，只要將該頻率乘以60，再除以該發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)基本階次(如果是4缸發(fā)動(dòng)機(jī)，則該基本階次為2 )，就能夠求出發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。另外，取而代之，如圖12所示，對(duì)于加速度傳感器21的檢測(cè)信號(hào)，也可以使實(shí)施了控制區(qū)域?yàn)?500rpm 6000rpm的帶通濾波而得到的信號(hào)大小成為使驅(qū)動(dòng)器17起到發(fā)電機(jī)的功能、或者起到隔振機(jī)的功能的閾值。如上所述，在本例子的車輛用隔振裝置中，在驅(qū)動(dòng)器17非驅(qū)動(dòng)時(shí)，將慣性塊15的振動(dòng)能量轉(zhuǎn)換為電力充到二次電池26中，在驅(qū)動(dòng)器17驅(qū)動(dòng)時(shí)，利用已充到二次電池26中的電力進(jìn)行隔振控制，因此，不需要從外部供給電力，能夠綜合地降低電力消耗。而且，由于二次電池26和驅(qū)動(dòng)器17接近地設(shè)置在扭力桿內(nèi)，因此，由配線引起的電壓下降較小，由此也能夠降低電力損失。另外，由于將控制電路25、二次電池26設(shè)置在扭力桿內(nèi)，因此，其也具有慣性塊15的作用，能夠降低扭力桿的車輛前后方向的剛體共振頻率。特別是，本例子的車輛用隔振裝置控制扭力桿5、6的剛體共振頻率，其需要在該頻率和發(fā)動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)速區(qū)域中在基本階次相近的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下執(zhí)行隔振控制，另一方面，在發(fā)動(dòng)機(jī)I的低轉(zhuǎn)速區(qū)域中，從發(fā)動(dòng)機(jī)I向發(fā)動(dòng)機(jī)的支承部傳遞的振動(dòng)變大。因而，在發(fā)動(dòng)機(jī)I在低轉(zhuǎn)速區(qū)域中運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下做成充電模式，在高轉(zhuǎn)速區(qū)域中運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下做成控制模式，從而能夠?qū)崿F(xiàn)電力的自給自足。在本例子的車輛用隔振裝置中，發(fā)動(dòng)機(jī)I的低轉(zhuǎn)速區(qū)域優(yōu)選至少包括怠速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)或車輛為混合動(dòng)力車輛時(shí)的充電狀態(tài)(例如在車輛停車過(guò)程中，為了將電池充電而運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)等)。在這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)中，傳遞到發(fā)動(dòng)機(jī)I的支承部的振動(dòng)變大，因此，能夠增大向二次電池26的充電量。而且，優(yōu)選至少在發(fā)動(dòng)機(jī)I的旋轉(zhuǎn)基本階次與慣性塊15的軸向的固有振動(dòng)頻率一致的情況下，做成充電模式。發(fā)動(dòng)機(jī)I的旋轉(zhuǎn)基本階次與慣性塊15的固有振動(dòng)頻率一致時(shí)，慣性塊15的移位變大，因此，向二次電池26的充電量變大，能夠高效地充電。相反，優(yōu)選至少在扭力桿5、6的前后方向的共振頻率與發(fā)動(dòng)機(jī)I的旋轉(zhuǎn)基本階次相等的情況下，做成控制模式。由于能夠抑制使車內(nèi)噪音惡化的扭力桿5、6的剛性共振，因此能夠降低車內(nèi)噪音。而且，為了高效地進(jìn)行充電，盡可能地將發(fā)動(dòng)機(jī)I的振動(dòng)傳遞到扭力桿5、6，為了確保車輛的安靜，不謀求將發(fā)動(dòng)機(jī)I的振動(dòng)傳遞到車輛。因而，優(yōu)選至少在充電模式中，將襯套12、13的剛性設(shè)定為固定在發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)的襯套12的轉(zhuǎn)矩支承方向的剛性高于固定在車體側(cè)的襯套13的轉(zhuǎn)矩軸向的剛性。由于發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)的襯套12的剛性較高，因此，發(fā)動(dòng)機(jī)I的振動(dòng)傳遞到扭力桿5、6，能夠高效地充電，另一方面，由于車輛側(cè)的襯套13的剛性較低，因此，能夠阻隔向車輛傳遞振動(dòng)，從而能夠保持車輛的安靜。·此外，在本例子的車輛用隔振裝置中，由于將加速度傳感器21、包括帶通濾波器22及電壓放大電路23的控制電路25安裝在基板24上，因此，不需要整理布線等作業(yè)，能夠降低成本。另外,如圖6B所不,對(duì)于利用螺栓18固定有襯套12的發(fā)動(dòng)機(jī)I的托架Ia,本例子的基板24能夠固定在靠發(fā)動(dòng)機(jī)I側(cè)的面上。但是,如圖6A所不,對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)I的托架Ia,更優(yōu)選基板24固定在與發(fā)動(dòng)機(jī)I相反側(cè)的遠(yuǎn)離發(fā)動(dòng)機(jī)I的一側(cè)的側(cè)面。在本例子的車輛用隔振裝置中，如圖10所示，與以往的上扭力桿相比大幅度地降低了上扭力桿5的車體側(cè)襯套12的剛性，因此，例如在車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)，利用上扭力桿自身的加速度使上扭力桿在車輛的左右方向上大幅度地?cái)[動(dòng)。因而，需要將發(fā)動(dòng)機(jī)I與上扭力桿5的間隙C設(shè)定得較大(參照?qǐng)D6A、圖6B)。另一方面，由不平衡慣性力所產(chǎn)生的力作用在比發(fā)動(dòng)機(jī)I的重心G靠發(fā)動(dòng)機(jī)前方的位置，因此產(chǎn)生力矩。因而，發(fā)動(dòng)機(jī)I的前端形成的發(fā)動(dòng)機(jī)的上下移位的振動(dòng)變大。因而，像圖6所示的例子那樣，以將加速度傳感器21的配置位置配置在上扭力桿5的殼體20的與發(fā)動(dòng)機(jī)I相反側(cè)的遠(yuǎn)離發(fā)動(dòng)機(jī)I的一側(cè)的面，能夠縮短上扭力桿5與發(fā)動(dòng)機(jī)I的間隙C，從而能夠減小傳遞到上扭力桿5上的發(fā)動(dòng)機(jī)I的上下振動(dòng)。同樣，由于能夠縮短上扭力桿5與發(fā)動(dòng)機(jī)I的間隙C，因此，能夠減小發(fā)動(dòng)機(jī)I側(cè)的與扭力桿連結(jié)相關(guān)的零件，從而能夠提高與連結(jié)相關(guān)的零件的特征值。而且，在本例子的車輛用隔振裝置中，上扭力桿5包括作為熱源的驅(qū)動(dòng)器17，雖然向加速度傳感器21的熱傳遞會(huì)成為問(wèn)題，但由于加速度傳感器21能夠配置在與發(fā)動(dòng)機(jī)I的相反側(cè)的來(lái)自車輛前方的風(fēng)流所吹到的位置，因此，散熱性能也很有利。上述二次電池26相當(dāng)于本發(fā)明的蓄電部件及電力控制部件，上述加速度傳感器21相當(dāng)于本發(fā)明的振動(dòng)檢測(cè)部件。附圖標(biāo)記說(shuō)明I、發(fā)動(dòng)機(jī)；2、副車架；3、4、發(fā)動(dòng)機(jī)懸置；P1、P2、支承點(diǎn)；5、上扭力桿；6、下扭力桿；
11、桿；12、13、襯套；15、慣性塊；17、驅(qū)動(dòng)器；18、19、螺栓;20、殼體;20A、開口部;21、加速度傳感器；22、帶通濾波器；23、電壓放大電路；24、基板；25、控制電路；26、二次電池。
權(quán)利要求
1.一種車輛用隔振裝置，其包括 桿，其一端部固定在發(fā)動(dòng)機(jī)上，其另一端部固定在車體上； 慣性塊，其支承在上述桿上； 驅(qū)動(dòng)器，其用于使上述慣性塊在上述桿的軸向上往返運(yùn)動(dòng)； 電力控制部件，其用于驅(qū)動(dòng)上述驅(qū)動(dòng)器； 蓄電部件，其用于向上述電力控制部件供給電力；其中， 在上述驅(qū)動(dòng)器非驅(qū)動(dòng)時(shí)，上述電力控制部件將上述慣性塊的振動(dòng)轉(zhuǎn)換為電力并充到上述蓄電部件中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的車輛用隔振裝置，其中， 該車輛用隔振裝置還包括 振動(dòng)檢測(cè)部件，其用于檢測(cè)上述桿的軸向上的振動(dòng)； 上述振動(dòng)檢測(cè)部件與上述電力控制部件和上述蓄電部件一同安裝在基板上，并安裝在上述桿上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的車輛用隔振裝置，其中， 上述基板配置在上述桿的遠(yuǎn)離上述發(fā)動(dòng)機(jī)一側(cè)的部分上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛用隔振裝置，其中， 該車輛用隔振裝置還包括 殼體，其用于包覆上述桿、上述桿的一端部和另一端部，并收容上述慣性塊及上述驅(qū)動(dòng)器； 上述基板安裝在上述殼體的開口部，將上述驅(qū)動(dòng)器氣密地或者水密地收容。
5.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的車輛用隔振裝置，其中， 上述振動(dòng)檢測(cè)部件配置在上述桿的上述一端部與上述另一端部之間，且位于通過(guò)上述桿的轉(zhuǎn)矩支承軸且與水平面平行的面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的車輛用隔振裝置，其中， 在上述發(fā)動(dòng)機(jī)處于低于規(guī)定值的低轉(zhuǎn)速的情況下，上述電力控制裝置向上述蓄電部件充電，在上述發(fā)動(dòng)機(jī)處于上述規(guī)定值以上的高轉(zhuǎn)速的情況下，上述電力控制裝置將充在上述蓄電部件中的電力供給到上述驅(qū)動(dòng)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車輛用隔振裝置，其中， 在上述發(fā)動(dòng)機(jī)為怠速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)或者混合動(dòng)力車輛中的發(fā)動(dòng)機(jī)充電狀態(tài)時(shí)，向上述蓄電部件中充電。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車輛用隔振裝置，其中， 至少在上述發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)基本階次與上述慣性塊的軸向的固有振動(dòng)頻率一致時(shí)，向上述蓄電部件充電。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車輛用隔振裝置，其中， 至少在上述桿的前后方向的共振頻率與上述發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)基本階次相等時(shí)，將充在上述蓄電部件中的電力供給到上述驅(qū)動(dòng)器。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的車輛用隔振裝置，其中， 在向上述蓄電部件充電時(shí)，桿的固定在上述發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)的一端部的轉(zhuǎn)矩支承方向的剛性高于桿的固定在上述車體側(cè)的另一端部的轉(zhuǎn)矩軸向的剛性。
全文摘要
本發(fā)明提供一種車輛用隔振裝置。該隔振裝置能夠降低驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)電力。該車輛用隔振裝置包括桿(11)，其一端部(12)固定在發(fā)動(dòng)機(jī)(1)上，另一端部(13)固定在車體上；慣性塊(15)，其支承在上述桿上；驅(qū)動(dòng)器(17)，其用于使上述慣性塊在上述桿的軸向上往返運(yùn)動(dòng)；電力控制部件(26)，其用于驅(qū)動(dòng)上述驅(qū)動(dòng)器；蓄電部件(26)，其用于向上述電力控制部件供給電力；其中，在上述驅(qū)動(dòng)器非驅(qū)動(dòng)時(shí)，上述電力控制部件將上述慣性塊的振動(dòng)轉(zhuǎn)換為電力并充到上述蓄電部件中。
文檔編號(hào)F03G7/08GK102900804SQ201210262610
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者佐藤裕介, 金堂雅彥 申請(qǐng)人:日產(chǎn)自動(dòng)車株式會(huì)社