JP2004231091A

JP2004231091A - Suspension mechanism and control method for suspension mechanism, and strut mount used for suspension mechanism

Info

Publication number: JP2004231091A
Application number: JP2003023346A
Authority: JP
Inventors: Akira Katagiri; 顕片桐; Kazuhiko Kato; 和彦加藤
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2004-08-19

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel vibration control mechanism capable of exhibiting an effective vibration control effect for a body while sufficiently assuring vehicle traveling performance such as running stability. <P>SOLUTION: This fluid sealed strut mount, of variable characteristic type capable of setting a change of spring characteristics from the outside, is adopted as a shock absorber 24 constituting a suspension mechanism, thus enabling a change of the spring characteristics of the strut mount 28 to be set under the running and stopping conditions of the vehicle. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、サスペンション部材を制振機構の要素として巧く利用することにより、自動車の走行状態下での安定性を高度に確保しつつ、停車状態下での振動状態を改善せしめ得る、新規な構造のサスペンション機構とその関連技術に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
自動車は、振動発生源としての内燃機関を車載していることから、良好な乗り心地を実現するために、従来から多くの防振手段が採用されているが、近年における乗り心地の高度な要求とも相俟って、現状の防振手段は、未だ要求される程の防振性能を発揮し得るものでなく、自動車における防振手段は、その改良が進められている。
【０００３】
ところで、自動車における防振手段として主要なものとして、（ａ）内燃機関や車輪等の振動源からボデー等の防振対象物に至る振動伝達経路上に防振ゴム等の防振装置を介在せしめるものや、（ｂ）主振動系たるボデー等の防振対象物に対して副振動系たるダイナミックダンパを装着し、該ダイナミックダンパの固有振動数を主振動系での防振すべき振動周波数にチューニングすることにより、主振動系の振動エネルギを副振動系で吸収するようにしたもの、が知られている。
【０００４】
しかしながら、前者（ａ）の防振装置では、大きな振動絶縁性能を発揮させるためにエンジンマウントやサスペンションブッシュ等として低ばね特性のゴム弾性体等を採用すると、エンジンシェイクや車体ローリング変位等が大きくなって自動車の走行安定性が低下することから、車両走行安定性との両立のために防振性能を抑えざるを得ないという点がネックとなって、充分な防振性能の実現が難しいという問題がある。
【０００５】
また、後者（ｂ）のダイナミックダンパでは、防振対象物に対してマス−バネからなる副振動系を付加的に設けることが必要であり、特に自動車ボデー等のように重量物の制振のためには相当に大きな質量のマスを装着する必要があることから、装着スペースや装着に伴う重量の増大と、それに起因する自動車の運動性能の低下等が問題となり易く、現実的には、充分な効果を発揮し得る程に大型のダイナミックダンパを装着することが難しいという問題がある。
【０００６】
【解決課題】
ここにおいて、本発明は、従来にない新規な構造をもって構成されて、走行時における操縦安定性を高度に確保しつつ、自動車のボデーにおける特にアイドリング振動に対する防振性能を大幅に改善せしめ得る、技術を提供することにある。
【０００７】
【解決手段】
以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。また、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに限定されることなく、明細書全体および図面に記載され、或いはそれらの記載から当業者が把握することの出来る発明思想に基づいて認識されるものであることが理解されるべきである。
【０００８】
（サスペンション機構に関する本発明の態様１）
サスペンション機構に関する本発明の態様１は、自動車のボデーに対して揺動可能に取り付けられたサスペンション部材に車輪を装着せしめて、該車輪を該サスペンション部材を介して該ボデーに連結支持せしめると共に、該サスペンション部材と該ボデーの間にサスペンションばねとショックアブソーバを装着したサスペンション機構において、前記ショックアブソーバを前記ボデーに対してストラットマウントを介して防振連結せしめると共に、該ストラットマウントとして、内部に非圧縮性流体が封入された流体室が形成されて該流体室における流体の流動状態及び／又は圧力状態を外部から変更制御することによりばね特性を変更設定することの出来る特性可変型の流体封入式ストラットマウントを採用して、車両走行状態と車両停車状態で該ストラットマウントのばね特性を変更設定するようにしたことを、特徴とする。
【０００９】
すなわち、自動車のボデーに対して揺動可能に取り付けられたサスペンション部材は、ショックアブソーバやストラットマウント，サスペンションブッシュ等を介して自動車ボデーに対して弾性的に連結支持されていると共に、路面に対してタイヤを介して弾性的に連結支持せしめられているのであり、その結果、かかるサスペンション部材は、（α）タイヤが外嵌されたホイール等を含む全体として、主振動系たる自動車ボデーに対する一つの副振動系と考えることが出来るし、或いはまた、（β）内燃機関からの加振力が及ぼされてそれがボデーに伝達される経路上に位置せしめられる場合に、ショックアブソーバ等によって振動の位相が変化される一つの位相調節可能な振動伝達系と考えることも出来る。
【００１０】
そこにおいて、本発明では、外部からばね特性を変更設定することの出来る流体封入式ストラットマウントを採用したことにより、（α）前者の副振動系においては、そのばね系のばね特性を変更設定することを可能としたのであり、その結果、サスペンション部材を含んで構成されたマス系を、ボデーにおいて問題となる振動周波数域で有効なダイナミックダンパとして利用することが出来るようになると共に、（β）後者の振動伝達系においては、その伝達振動の位相を変更設定することを可能としたのであり、その結果、サスペンション部材を含んで構成された振動伝達系を、ボデーにおいて問題となる振動に対して相殺し得る逆位相の振動を及ぼす制振手段として利用することが出来るようになるのである。
【００１１】
従って、本態様に従う構造とされたサスペンション機構においては、自動車の走行状態に応じてストラットマウントのばね特性を変更設定することにより、自動車の走行安定性に悪影響が及ぼされない範囲で、必要に応じて、既存のサスペンション部材をダイナミックダンパとして機能させたり、制振装置として機能させることが出来るのであり、それによって、特別なマス部材や加振手段等を付加することなく、全体として充分な質量を備えた副振動系や充分な相殺パワーをもった制振手段が有利に実現され得て、自動車のボデーに対して有効な防振効果が発揮され得るのである。
【００１２】
（サスペンション機構に関する本発明の態様２）
サスペンション機構に関する本発明の態様２は、上述の態様１に係るサスペンション機構であって、車両停車状態において、前記ボデーに対して揺動可能に取り付けられた前記サスペンション部材の固有振動数が、防振すべきアイドリング振動に対応した周波数域となるように、前記ストラットマウントのばね特性を調節するようにしたことを、特徴とする。このような本態様においては、防振に関して特に問題となり易いアイドリング振動に対して、その発生が自動車の停車状態下であることに着目して、本発明を適用したものであり、即ち自動車が停車状態であるが故に、（α）サスペンション部材をマス系として利用して構成したダイナミックダンパにおいて、アイドリング振動へのチューニングを実現するためにそのばね系を構成するストラットマウントのばね特性を充分に柔らかく設定しても、或いは、（β）サスペンション部材を位相調節の振動伝達系として利用した場合において、アイドリング振動へのチューニングによる伝達振動のパワーの確保と位相調節を有利に実現するために、振動伝達系の特性を左右するストラットマウントのばね特性を充分に柔らかく設定しても、自動車の走行安定性には何等の悪影響を及ぼすものでないことから、（α）アイドリング振動に対するダイナミックダンパとして、及び／又は、（β）伝達振動の位相調節による相殺的な振動低減効果を発揮し得る振動伝達系として、最適に近いチューニングが実現可能となるのである。しかも、アイドリング振動が問題とならない走行時には、ストラットマウントのばね特性を調節して、良好な走行安定性を得ることが可能となる。
【００１３】
（サスペンション機構に関する本発明の態様３）
サスペンション機構に関する本発明の態様３は、上述の態様１又は２に係るサスペンション機構において、車両走行状態よりも車両停車状態の方がばね定数が小さくなるように、前記ストラットマウントのばね特性を変更設定するようにしたことを、特徴とする。このような本態様においては、自動車の走行状態下では、高いばね特性によって良好な走行安定性を確保しつつ、停車状態下では、柔らかいばね特性によって良好な防振性能を得ることが可能となる。具体的には、例えば、停車状態下では、ストラットマウントのばね定数を小さくすることにより、サスペンション部材を含んでボデーに対するダイナミックダンパを構成した場合に、かかるダイナミックダンパの固有振動数をアイドリング振動に対して有利にチューニングすることが可能となり、或いは、サスペンション部材を含んでボデーに対する位相調節式の振動伝達系を構成した場合には、かかる振動伝達系を通じてボデーに伝達される充分に大きなパワーとすることが出来ると共に、振動位相を充分に変化させることが出来、有効な相殺効果を得ることが可能となる。
【００１４】
（サスペンション機構に関する本発明の態様４）
サスペンション機構に関する本発明の態様４は、上述の態様１乃至３の何れかに係るサスペンション機構において、前記ショックアブソーバに取り付けられる第一の取付部材と前記ボデーに取り付けられる第二の取付部材を本体ゴム弾性体で連結すると共に、前記流体室において、該本体ゴム弾性体で壁部の一部が構成された受圧室と壁部の一部が変形容易な可撓性膜で構成された平衡室を設けて、それら受圧室と平衡室を相互に連通せしめるオリフィス通路を設けた流体封入式ストラットマウントを、前記ストラットマウントとして採用すると共に、該オリフィス通路の連通状態を外部から変更制御する制御手段を設けて、該オリフィス通路の連通状態を変更することによって該ストラットマウントのばね特性を変更設定するようにしたことを、特徴とする。このような本態様においては、例えばオリフィス通路を連通／遮断する開閉弁等を設けて、それを外部から切換操作することによって、ストラットマウントのばね特性を効率的に大きく変更設定することが可能となる。
【００１５】
（サスペンション機構に関する本発明の態様５）
サスペンション機構に関する本発明の態様５は、上述の態様１乃至３の何れかに係るサスペンション機構において、前記ショックアブソーバに取り付けられる第一の取付部材と前記ボデーに取り付けられる第二の取付部材を本体ゴム弾性体で連結すると共に、前記流体室において、該本体ゴム弾性体で壁部の一部が構成された受圧室を形成し、更に該受圧室に能動的な圧力変動を及ぼすアクチュエータを設けた流体封入式ストラットマウントを、前記ストラットマウントとして採用すると共に、該アクチュエータで該受圧室の圧力を制御することによって該ストラットマウントのばね特性を変更設定するようにしたことを、特徴とする。このような本態様においては、受圧室の圧力を積極的に調節することにより、例えば入力振動に伴って惹起される受圧室の圧力変動に対応した周波数でアクチュエータを作動させて受圧室の圧力変動を低減して低ばね特性を実現したり、受圧室の圧力変動をより積極的に惹起させて減衰係数の調節や併せて設けたオリフィス通路の効率的な利用等を実現することが可能となる。
【００１６】
（サスペンション機構に関する本発明の態様６）
サスペンション機構に関する本発明の態様６は、上述の態様１乃至５の何れかに係るサスペンション機構において、前記車輪が、ドライブシャフトを介してパワーユニットに連結されており、該ドライブシャフトを介して該車輪に駆動力が及ぼされるようになっていることを、特徴とする。このような本態様において、サスペンション部材に対して、ボデーを介することなく、ドライブシャフトから直接的にエンジン振動が及ぼされることとなり、このエンジン振動がサスペンション機構を介して即ちサスペンション機構を伝達経路として、ボデーに伝達されることとなる。それ故、パワーユニットからエンジンマウント等を介して直接にボデーに及ぼされる振動に対して、サスペンション機構を伝達経路として間接的にボデーに及ぼされる振動の位相を調節することにより、それら両経路を経てボデーに伝達される振動を極めて効率的且つ相殺的に低減することが可能となるのである。
【００１７】
（サスペンション機構の制御方法に関する本発明の態様１）
サスペンション機構の制御方法に関する本発明の態様１は、自動車のボデーに対して揺動可能に取り付けられたサスペンション部材に車輪を装着せしめて、該車輪を該サスペンション部材を介して該ボデーに連結支持せしめると共に、該サスペンション部材と該ボデーの間にサスペンションばねとショックアブソーバを装着したサスペンション機構において、前記ショックアブソーバを前記ボデーに対してストラットマウントを介して防振連結せしめると共に、該ストラットマウントとして、内部に非圧縮性流体が封入された流体室が形成されて該流体室における流体の流動状態及び／又は圧力状態を外部から変更制御することによりばね特性を変更設定することの出来る特性可変型の流体封入式ストラットマウントを採用して、車両走行状態と車両停車状態で該ストラットマウントのばね特性を変更設定せしめ、車両停車状態では、前記サスペンション部材の固有振動数が防振すべきアイドリング振動に対応した周波数域となるように、該ストラットマウントのばね特性を調節するサスペンション機構の制御方法を、特徴とする。
【００１８】
このような本態様の制御方法に従えば、車両の停車状態下では、サスペンション部材を含むサスペンション機構が、ボデーに対するダイナミックダンパとして有効に機能し得て、アイドリング振動が効果的に低減され得ると共に、車両の走行状態下では、サスペンション機構をボデーに対する連結部位の剛性が有利に確保され得て良好な走行安定性が実現され得る。
【００１９】
（サスペンション機構の制御方法に関する本発明の態様２）
サスペンション機構の制御方法に関する本発明の態様２は、自動車のボデーに対して揺動可能に取り付けられたサスペンション部材に車輪を装着せしめて、該車輪を該サスペンション部材を介して該ボデーに連結支持せしめると共に、該車輪に対してドライブシャフトを介して駆動力が及ぼされるようにする一方、該サスペンション部材と該ボデーの間にサスペンションばねとショックアブソーバを装着したサスペンション機構において、前記ショックアブソーバを前記ボデーに対してストラットマウントを介して防振連結せしめると共に、該ストラットマウントとして、内部に非圧縮性流体が封入された流体室が形成されて該流体室における流体の流動状態及び／又は圧力状態を外部から変更制御することによりばね特性を変更設定することの出来る特性可変型の流体封入式ストラットマウントを採用して、車両走行状態と車両停車状態で該ストラットマウントのばね特性を変更設定せしめ、車両停車状態では、前記ドライブシャフトから前記サスペンション部材を通じて前記ボデーに伝達される伝達加振力の位相を調節して、かかる伝達加振力により該ボデーにおける振動が相殺的に低減されるように、該ストラットマウントのばね特性を調節するサスペンション機構の制御方法を、特徴とする。
【００２０】
このような本態様の制御方法に従えば、サスペンション機構を介してボデーに伝達される振動によってボデー振動が相殺的に低減され得て、アイドリング振動に対して良好な防振効果が発揮され得ると共に、車両の走行状態下では、サスペンション機構をボデーに対する連結部位の剛性が有利に確保され得て良好な走行安定性が実現され得る。
【００２１】
なお、サスペンション機構の制御方法に関する本態様２は、上述のサスペンション機構の制御方法に関する態様１と併せて採用することも可能であり、それによって、サスペンション機構を振動伝達系としてボデーに伝達される振動を、該サスペンション機構の共振作用を利用して、一層大きな加振力としてボデーに伝達せしめることが可能となる。従って、目的とするアイドリング振動に対する相殺的な制振効果をより有効に得ることが出来るのである。
【００２２】
（ストラットマウントに関する本発明）
ストラットマウントに関する本発明の特徴とするところは、自動車において車輪をボデーに連結支持せしめるサスペンション部材と該ボデーの間に介装されるショックアブソーバの該ボデーへの取付部位に装着されるストラットマウントであって、内部に非圧縮性流体が封入された流体室を形成すると共に、該流体室における流体の流動状態及び／又は圧力状態を外部から変更制御することによりばね特性を変更設定することの出来る特性可変機構を設け、更に車両走行状態と車両停車状態で該特性可変機構を作動せしめてばね特性を変更設定する作動制御手段を設けたことを、特徴とする。このような本発明に従う構造とされたストラットマウントを用いることにより、上述の如き本発明に従うサスペンション機構の制御方法が有利に実施され得る。
【００２３】
【発明の実施形態】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００２４】
先ず、図１には、本発明の一実施形態としてのサスペンション機構の全体構成が、概略的に示されていると共に、図２には、かかるサスペンション機構を備えた車両における振動系がモデル図によって示されている。これら図１〜２において、１０は自動車のボデーであり、制振対象部材である。そして、このボデー１０には、振動源であるエンジンを含むパワーユニット１２が、複数のエンジンマウント１４を介して弾性支持されている。また、ボデー１０には、ホイールにタイヤを装着した車輪１６が、サスペンション部材１８を介して、相対変位可能に連結支持されている。
【００２５】
サスペンション部材１８は、公知のサスペンション機構の何れであっても良いが、一般に、ボデーに対してサスペンションブッシュ１９を介して揺動可能に防振連結された一つ或いは複数のリンクやアーム等によって構成されており、ボデーから突出せしめられた先端部分には、ボールジョイントを介してステアリングナックル２０が装着されている。また、ステアリングナックル２０には、ホイールベアリングを介して車軸が組み付けられており、パワーユニット１２のディファレンシャルから取り出されたドライブシャフト２２によって車軸と共に車輪（ホイール）１６が回転駆動せしめられるようになっている。更に、ステアリングナックル２０とボデー１０の間には、ショックアブソーバ２４が装着されている。このショックアブソーバ２４は、ストラット式であり、サスペンション部材１８の一部を構成しており、防振装置としてのストラットマウント２８を介して、ボデー１０に防振連結されている。また、図示された実施形態では、ショックアブソーバ２４にコイルスプリング２６が外挿装着されており、かかるコイルスプリング２６によって、サスペンション部材１８が車重量に抗してボデー１０に対して弾性的に揺動可能に組み付けられている。なお、サスペンション部材１８等によって構成されて、車輪１６をボデー１０に対して揺動可能に弾性連結するサスペンション機構は、従来から公知のものであるから、ここでは詳細な説明を省略する。
【００２６】
かくの如きサスペンション機構は、図２に示されているようにモデル化して考えてみると、ボデー１０に対して相対変位可能に組み付けられたサスペンションアームやリンク，ショックアブソーバ，ステアリングナックル，ホイール等の質量体からなるサスペンション部材１８がマスとして、サスペンションブッシュ１９やストラットマウント２８等の防振装置を介して、ボデー１０に弾性連結されており、これにより、防振対象たるボデー１０を主振動系とする一つの副振動系３０が構成されている。
【００２７】
また、かかる副振動系３０におけるマスとしてのサスペンション部材１８は、車輪１６を構成する弾性体であるタイヤ３２を介して、路面３４に弾性的に支持せしめられている。従って、この副振動系３０は、タイヤ３２のばね要素も含んでバネ系が構成されている。
【００２８】
そして、本実施形態ではＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車のフロントサスペンション機構に本発明を適用したものの一例を示すものであって、副振動系３０を構成するサスペンション部材１８には、パワーユニット１２からドライブシャフト２２を介して車輪１６に駆動力が及ぼされるのと併せて、ドライブシャフト２２を通じてエンジンを振動源とする加振力（振動）が伝達されることとなる。要するに、この伝達される加振力は、エンジンマウント１４からボデー１０を介して伝達されるものでなく、それとは別の伝達経路であるドライブシャフト２２を介して、サスペンション部材１８に直接に及ぼされるのである。
【００２９】
より具体的には、例えば図３に示されているように、パワーユニット１２を構成するエンジンの加振力は、複数のエンジンマウント１４を介してボデー１０に直接に伝達されることとなり、このボデー１０への伝達加振力でボデー１０に惹起される振動が車室に伝達され、例えばステアリングが加振されたり、シートが加振されることによって振動問題が発生することとなる。一方、この振動伝達経路とは別に、エンジンの加振力は、ドライブシャフト２２を介して、主振動系たるボデー１０に対する副振動系を構成するサスペンション部材１８に直接に伝達されることとなり、このサスペンション部材１８に伝達された加振力は、サスペンション部材１８を介して、ボデー１０に伝達されることとなる。要するに、エンジン加振力のボデー１０への伝達経路は、エンジンマウント１４を介した直接的な伝達経路と、サスペンション部材１８を介した間接的な伝達経路の２系統が存在するのである。
【００３０】
ここにおいて、本実施形態のサスペンション機構においては、ストラットマウント２８として、流体封入式で特性可変型の特定構造のものが採用されており、それによって、サスペンション部材１８をマスとして構成された副振動系３０におけるばねが可変とされて、副振動系３０のチューニングが可変とされている。
【００３１】
かかるストラットマウント２８として採用され得る具体的な構造例が、図４に例示されている。
【００３２】
先ず、図４に示されたストラットマウント２８は、第一の取付部材としてのインナ金具４０と、第二の取付部材としてのアウタ筒金具４２を、本体ゴム弾性体４４で弾性連結せしめた構造とされている。そして、インナ金具４０が、ショックアブソーバ２４のピストンロッド４６の上端部に固着されると共に、コイルスプリング２６の上端部がインナ金具４０で支持されるようになっている一方、アウタ筒金具４２がボデー１０に固着されるようになっており、それによって、ショックアブソーバ２４の上端部をボデー１０に対して防振支持せしめるようになっている。
【００３３】
より詳細には、インナ金具４０は、下方に向かって拡開する逆カップ形状を有しており、その内部にベアリングを介してナット部材４８が組み付けられていると共に、外周面上には、下方に向かって拡開するスカート状のテーパ金具５０が溶着されている。そして、ナット部材４８に対して、ショックアブソーバ２４のピストンロッド４６の上端部が螺着固定されると共に、テーパ金具５０に対してコイルスプリング２６の上端部が重ね合わされて組み付けられるようになっている。
【００３４】
また、アウタ筒金具４２は、それぞれ大径円筒形状を有する上筒金具５２と下筒金具５４が、同軸的に重ね合わされて構成されており、上下筒金具５２，５４の重ね合わせ部位には、外方に向かって広がるフランジ状取付部５６が形成されている。そして、このフランジ状取付部５６に植設された複数本の固定ボルト５８により、アウタ筒金具４２が自動車のボデー１０に固着されて取り付けられるようになっている。
【００３５】
そして、アウタ筒金具４２の下方開口側にインナ金具４０が離隔して同軸上に配設されており、これらインナ金具４０とアウタ筒金具４２が本体ゴム弾性体４４で弾性的に連結されている。また、アウタ筒金具４２は、その下方開口が本体ゴム弾性体４４で流体密に覆蓋されている一方、その上方開口が可撓性膜としてのダイヤフラム６０で流体密に覆蓋されている。また、アウタ筒金具４２の内部には、軸方向中間部分で軸直角方向に広がる仕切部材６２が固定的に組み付けられており、この仕切部材６２の軸方向下方には、壁部の一部が本体ゴム弾性体４４で構成されて振動入力時に圧力変動が生ぜしめられる受圧室６４が画成されている。一方、仕切部材６２の軸方向上方には、壁部の一部がダイヤフラム６０で構成されて容積変化が容易に許容される平衡室６６が画成されている。
【００３６】
そして、これら受圧室６４と平衡室６６には、水やアルキレングリコール等の非圧縮性流体が封入されている。更に、仕切部材６２には、受圧室６４と平衡室６６を相互に連通するオリフィス通路６８が形成されており、このオリフィス通路６８を通じて流動せしめられる流体の共振作用に基づいて所定のチューニング周波数域で有効な防振効果、例えばボデーシェイク等の低周波振動に対して有効な減衰効果が発揮されるようになっている。
【００３７】
さらに、仕切部材６２には、受圧室６４に向かって開口する凹所７０が形成されていると共に、この凹所７０の開口が加振ゴム板７２で流体密に覆蓋されており、以て、受圧室６４に対して加振ゴム板７２を隔てて位置せしめられた作用空気室７４が形成されている。また、作用空気室７４には、作用空気通路７６が連通せしめられており、この作用空気通路７６を通じて、外部から、図示しない空気圧手段により空気圧変動が及ぼされるようになっている。具体的には、例えば、かかる作用空気通路７６に対して電磁切換バルブを介して、大気連通路と負圧源を接続し、電磁切換バルブを防振すべき振動周波数に応じた周期で切り換えることにより、作用空気室７４に空気圧変動を及ぼすことが出来るようにされる。
【００３８】
このようにして、作用空気室７４に空気圧を及ぼすことにより、受圧室６４の圧力を能動的に制御することが出来るのであり、入力振動に対する位相を考慮して圧力制御することによって、ストラットマウント２８のばね特性を、低ばね特性としたり、高ばね特性としたり、適宜に変更調節することが出来るのである。
【００３９】
従って、このようなストラットマウント２８を採用して構成された、図１，２に示されている如きサスペンション機構においては、自動車の走行状況に応じて作用空気室７４に及ぼされる空気圧変動の周波数や位相を適宜に調節してストラットマウント２８のばね定数を調節することが出来るのであり、例えば、自動車の走行状態下では、ストラットマウント２８を高ばね定数として硬いばね特性に基づいて車両走行安定性が高度に維持され得るようにすることが可能である。一方、車両停止状態下でのアイドリング時には、ストラットマウント２８を低ばね定数としてボデー１０に対して有効な防振性能を発揮させることが可能となる。
【００４０】
より具体的には、サスペンション部材１８からなるマス系によって構成された副振動系３０の質量やばねを考慮して、かかる副振動系３０の固有振動数が、防振すべきアイドリング振動の周波数に略一致するように、ストラットマウント２８のばね定数が低ばね定数となるように調節する。これによって、アイドリング状態下では、かかる副振動系３０が主振動系たるボデー１０に対するダイナミックダンパとして機能し得ることとなり、ボデー１０に対して有効な防振効果が発揮され得るのである。
【００４１】
すなわち、このような構造とされた副振動系３０においては、自動車において従来から必然的に備わっていた部材であるサスペンション部材１８やその防振装置であるストラットマウント２８，サスペンションブッシュ１９等を利用して、ダイナミックダンパが構成され得るのであり、従って、特別な配設スペースや部品点数の増加が必要とされることなく、極めて効率的に、しかも充分なマス質量をもって、有効なダイナミックダンパが実現可能となるのであって、有効な制振効果が発揮され得るのである。
【００４２】
そこにおいてより望ましくは、作用空気室７４の空気圧制御によりストラットマウント２８の特性を調節するに際して、パワーユニット１２からドライブシャフト２２を介してサスペンション部材１８に直接伝達され、サスペンション部材１８を介してボデー１０に伝達される加振力：Ｆの位相が考慮される。そして、かかる加振力：Ｆの位相が、パワーユニット１２からエンジンマウント１４を介して直接にボデー１０に伝達される加振力：Ｐに対して、略逆位相となってボデー１０に及ぼされるように、ストラットマウント２８の減衰係数等が調節されることとなる。
【００４３】
これにより、図５に示されているように、サスペンション部材１８を介してボデー１０に伝達される加振力：Ｆが、パワーユニット１２からボデー１０に直接に及ぼされた加振力：Ｐに対して相殺的に作用することとなり、以て、ボデー１０に対して有効な制振効果が発揮され得るのである。ここにおいて、サスペンション部材１８等で構成された副振動系３０を通じて加振力：Ｆがボデー１０に伝達されることから、かかる副振動系３０の固有振動数を、上述の如くアイドリング振動に応じてチューニングしておけば、副振動系３０の共振作用を利用して、より大きな加振力：Ｆがボデー１０に及ぼされて、アイドリング振動に対する相殺的な制振効果が一層効果的に発揮され得ることとなる。
【００４４】
従って、このような構造とされた本実施形態のサスペンション機構においては、特別に大がかりな部材や構造の追加が必要とされることもなく、簡単な構造をもって、ボデー１０に対して優れた制振効果が発揮され得るのである。
【００４５】
以上、本発明の一実施形態について詳述してきたが、これはあくまでも例示であって、本発明はかかる実施形態における具体的な記載によって、何等、限定的に解釈されるものでない。
【００４６】
例えば、本発明のサスペンション機構において採用されるストラットマウントとしては、特性を切換変更することの出来るものであれば良く、その構造は、特に限定されるものでない。そのことを理解できるように、図６と図７において、本発明において有利に採用されるストラットマウントの別の具体例を示し、簡単な説明を加えることとする。なお、図６，７において、前記実施形態におけるストラットマウント２８と同様な構造とされた部材および部位については、図中において、それぞれ前記実施形態と同一の符号を付することにより、それらの詳細な説明を省略する。
【００４７】
先ず、図６に示されたストラットマウント８０においては、アウタ筒金具４２の上方開口部を覆蓋するダイヤフラム６０の外方に空気圧式アクチュエータ８２が配設されて組み付けられている。このアクチュエータ８２は、アウタ筒金具４２に固設されたベース８４に対して相対変位可能に略カップ形状の弁体８６が配設されていると共に、該弁体８６とベース８４の間に密閉された駆動空気室８８が形成されている。また、弁体８６は、駆動空気室８８内に配設された圧縮コイルスプリング９０により、ベース８４から離隔する方向に常時付勢されており、仕切部材６２に形成されたオリフィス通路６８の平衡室６６への開口部に重ね合わされることによって、かかるオリフィス通路６８を覆蓋するようになっている。
【００４８】
さらに、駆動空気室８８には、作用空気通路９２を通じて、外部から負圧と大気圧が選択的に及ぼされるようになっている。そして、大気圧を作用空気室９２に及ぼしめた状態下では、弁体８６が、オリフィス通路６８を遮断する状態に保持されるようになっている。一方、負圧を作用空気室９２に及ぼしめた状態下では、弁体８６が、圧縮コイルスプリング９０の付勢力に抗して仕切部材６２から離隔変位せしめられ、オリフィス通路６８が開口状態に保持されるようになっている。
【００４９】
従って、このような構造とされたストラットマウント８０においては、車両走行状態下では、駆動空気室８８に大気圧を及ぼしてオリフィス通路６８を遮断状態に保持せしめることにより、高動ばね特性を発揮せしめる一方、車両停車状態下では、駆動空気室８８に負圧を及ぼしてオリフィス通路６８を開口状態に保持せしめることにより、オリフィス通路６８を流動せしめられる流体の流動作用や共振作用を利用して、低動ばね特性が発揮されるようにすることが出来る。なお、この場合には、オリフィス通路６８のチューニング周波数を、アイドリング振動の周波数域に応じて設定することが望ましい。そして、このような制御を行うことにより、前記実施形態と同様な効果を得ることが可能となるのである。
【００５０】
また、図７に示されたストラットマウント９６においては、インナ金具４０が円筒形状とされており、アウタ筒金具４２の中心軸上に貫通状態で配設されている。そして、これらインナ金具４０とアウタ筒金具４２は、軸方向両端部分で、それぞれ、本体ゴム弾性体４４によって弾性的に連結されている。また、アウタ筒金具４２には、軸方向の中間部分で径方向内方に向かって突出する環状の仕切部材９８が組み付けられており、この仕切部材９８でインナ金具４０とアウタ筒金具４２の間を径方向に狭窄することによって、仕切部材９８を挟んだ軸方向上下には、それぞれ円環形状を呈する一対の分割液室１００，１００が形成されていると共に、仕切部材９８の突出先端面とインナ金具４０の外周面の間には、それら一対の分割液室１００，１００を相互に連通せしめる環状のオリフィス通路６８が形成されている。
【００５１】
更にまた、仕切部材９８には、一方の分割液室１００に面する壁部において、加振ゴム板７２で画成された作用空気室７４が形成されている。
【００５２】
なお、本実施形態では、その自動車への装着状態下、インナ金具４０に対して、ショックアブソーバのピストンロッド４６が挿通固定される一方、コイルスプリング２６の上端部は、ボデー１０に固着されたアウタ筒金具４２のフランジ状取付部５６によって支持されるようになってる。
【００５３】
このような構造とされたストラットマウント９６においても、前記実施形態と同様に、作用空気室７４に及ぼされる空気圧変動の周波数や位相を入力振動に応じて制御することにより、ばね定数や減衰係数等のばね特性を能動的に制御することが出来るのであり、以て、前記実施形態と同様な効果が何れも有効に発揮され得ることとなる。
【００５４】
また、前記実施形態では、サスペンション部材１８を利用して構成した副振動系３０のばね特性を調節するために、専らストラットマウント２８のばね特性を調節するようになっていたが、それに加えて、例えばサスペンションブッシュ１９のばね特性も変更，調節するようにしても良い。
【００５５】
また、前記実施形態では、一つのサスペンション機構だけに着目して説明したが、左右両方のサスペンション機構、更には４輪のサスペンション機構において、同様な制御を行うことが可能であり、それによって一層効果的に防振性能が実現され得る。
【００５６】
そこにおいて、例示の如き４輪独立懸架式のサスペンション機構だけでなく、例えば左右の車輪を左右車軸方向に連結せしめたトーションビーム式のサスペンション機構等においても、本発明が同様に適用可能であることは、言うまでもない。
【００５７】
その他、一々列挙はしないが、本発明は当業者の知識に基づいて種々なる変更，修正，改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない。
【００５８】
【発明の効果】
上述の説明から明らかなように、本発明に従えば、従来から自動車において備えていたサスペンション機構を利用して、特別に大がかりな部材や構造の追加を必要とすることなく簡単な構造をもって、ボデーに対して優れた制振効果を発揮し得る新規な構造の防振機構が実現され得るのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としてのサスペンション機構を概略的に示す全体構造説明図である。
【図２】図１に示されたサスペンション機構を備えた自動車の振動伝達系を説明するためのモデル図である。
【図３】図１に示されたサスペンション機構を備えた自動車におけるパワーユニットからボデーへの振動伝達系を説明するための概略構造説明図である。
【図４】図１に示されたサスペンション機構を構成するストラットマウントを示す縦断面図である。
【図５】図１に示されたサスペンション機構における相殺的な防振効果を説明するための振動波形グラフの説明図である。
【図６】図１に示されたサスペンション機構において採用され得るストラットマウントの別の具体例を示す縦断面図である。
【図７】図１に示されたサスペンション機構において採用され得るストラットマウントの更に別の具体例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０ボデー
１２パワーユニット
１４エンジンマウント
１６車輪
１８サスペンション部材
２４ショックアブソーバ
２６コイルスプリング
２８ストラットマウント
３０副振動系
３２タイヤ[0001]
【Technical field】
The present invention is a novel method that can improve a vibration state under a stopped state while ensuring a high degree of stability under a running state of a vehicle by skillfully using a suspension member as an element of a vibration damping mechanism. The present invention relates to a suspension mechanism having a structure and related technologies.
[0002]
[Background Art]
Since automobiles are equipped with an internal combustion engine as a vibration source, many anti-vibration measures have been adopted to achieve good riding comfort. In conjunction with this, the current anti-vibration means cannot yet exhibit the required anti-vibration performance, and the anti-vibration means in automobiles are being improved.
[0003]
By the way, as a main vibration isolating means in an automobile, (a) a vibration isolating device such as a vibration isolating rubber is interposed on a vibration transmitting path from a vibration source such as an internal combustion engine or a wheel to a vibration isolating object such as a body. (B) A dynamic damper, which is a sub-vibration system, is attached to a vibration-proof object such as a body, which is a main vibration system, and the natural frequency of the dynamic damper is set to a vibration frequency of the main vibration system to be damped. There is known an apparatus in which vibration energy of a main vibration system is absorbed by a sub-vibration system by tuning.
[0004]
However, in the vibration isolator of the former (a), if a rubber elastic body or the like having a low spring characteristic is used as an engine mount, a suspension bush, or the like in order to exhibit a large vibration insulating performance, an engine shake, a vehicle body rolling displacement, and the like become large. The problem is that it is difficult to achieve sufficient anti-vibration performance due to the fact that the anti-vibration performance has to be suppressed in order to balance with the running stability of the vehicle because the running stability of the vehicle is reduced. There is.
[0005]
Further, in the latter case (b), it is necessary to additionally provide a sub-vibration system composed of a mass-spring for an object to be damped, especially for damping a heavy object such as an automobile body. In order to do so, it is necessary to mount a mass having a considerably large mass, so that an increase in the mounting space and weight due to mounting, and a decrease in the kinetic performance of the car due to it tend to be a problem, and in reality, sufficient There is a problem that it is difficult to mount a large dynamic damper to such an extent that a large effect can be exhibited.
[0006]
[Solution]
Here, the present invention is a technology which is configured with a novel structure which has not existed in the past, and which can significantly improve the vibration damping performance of a vehicle body, particularly against idling vibration, while ensuring a high degree of steering stability during traveling. Is to provide.
[0007]
[Solution]
Hereinafter, embodiments of the present invention made to solve such problems will be described. The components employed in each of the embodiments described below can be employed in any combination as much as possible. In addition, aspects or technical features of the present invention are not limited to those described below, but are described in the entire specification and drawings, or based on the invention ideas that can be understood by those skilled in the art from the descriptions. It should be understood that it is recognized on the basis of.
[0008]
(Aspect 1 of the present invention relating to suspension mechanism)
The first aspect of the present invention relating to a suspension mechanism is that a wheel is mounted on a suspension member that is swingably attached to a body of an automobile, and the wheel is connected to and supported by the body via the suspension member. In a suspension mechanism in which a suspension spring and a shock absorber are mounted between a suspension member and the body, the shock absorber is connected to the body through a strut mount for vibration isolation, and the strut mount has an incompressible interior. A fluid-filled strut mount of variable characteristic type in which a fluid chamber in which a fluid is sealed is formed and a spring property can be changed and set by externally changing and controlling the flow state and / or pressure state of the fluid in the fluid chamber. Adopts the vehicle running state and vehicle stop That it has to set changing the spring characteristics of the strut mount state, characterized.
[0009]
That is, the suspension member swingably attached to the vehicle body is elastically connected to and supported by the vehicle body via a shock absorber, a strut mount, a suspension bush, and the like, and is mounted on the road surface. The suspension member is elastically connected and supported via the tire. As a result, such a suspension member as a whole, including the wheel or the like on which the tire is externally fitted, has one sub-system with respect to the vehicle body as the main vibration system. It can be considered as a vibration system, or (β) when the exciting force from the internal combustion engine is applied and it is positioned on the path where it is transmitted to the body, the phase of the vibration is changed by a shock absorber or the like. It can be thought of as a single phase-adjustable vibration transmission system that is varied.
[0010]
In this regard, in the present invention, by adopting a fluid-filled strut mount that can change and set the spring characteristics from the outside, (α) in the former sub-vibration system, the spring characteristics of the spring system are changed and set. As a result, a mass system including a suspension member can be used as a dynamic damper effective in a vibration frequency range that is a problem in a body, and (β) In the latter vibration transmission system, it was possible to change and set the phase of the transmission vibration, and as a result, the vibration transmission system including the suspension member was designed to be able to reduce Thus, it can be used as a vibration damping means that exerts vibrations of opposite phases that can be canceled.
[0011]
Therefore, in the suspension mechanism having the structure according to the present aspect, by changing and setting the spring characteristic of the strut mount according to the running state of the vehicle, as needed, as long as the running stability of the vehicle is not adversely affected. The existing suspension member can function as a dynamic damper, or can function as a vibration damping device, thereby providing a sufficient mass as a whole without adding a special mass member or vibration means. The auxiliary vibration system and the vibration damping means having sufficient canceling power can be advantageously realized, and an effective vibration damping effect can be exerted on the body of the vehicle.
[0012]
(Aspect 2 of the invention relating to suspension mechanism)
An aspect 2 of the present invention relating to the suspension mechanism is the suspension mechanism according to the above aspect 1, wherein, when the vehicle is stopped, the natural frequency of the suspension member that is swingably attached to the body is a vibration isolation. It is characterized in that the spring characteristics of the strut mount are adjusted so that the frequency range corresponds to the idling vibration to be performed. In such an embodiment, the present invention is applied to idling vibration, which is particularly likely to be a problem with respect to vibration isolation, by focusing on the fact that the occurrence is under a stopped state of the vehicle, that is, the vehicle is stopped. (Α) In a dynamic damper configured by using a suspension member as a mass system, the spring characteristics of a strut mount constituting the spring system are set sufficiently soft in order to realize tuning to idling vibration. Alternatively, or in the case where the (β) suspension member is used as a vibration transmission system for phase adjustment, the vibration transmission system is advantageously used to secure the power of the transmission vibration by tuning to idling vibration and to advantageously realize the phase adjustment. Even if the spring characteristics of the strut mount, which affects the characteristics of the Since there is no adverse effect on running stability, (α) vibration transmission that can exhibit a decelerating vibration reduction effect as a dynamic damper against idling vibration and / or (β) phase adjustment of transmission vibration. As a system, near-optimal tuning can be realized. In addition, during running when idling vibration does not pose a problem, it is possible to obtain good running stability by adjusting the spring characteristics of the strut mount.
[0013]
(Aspect 3 of the Invention Related to Suspension Mechanism)
A third aspect of the present invention relating to a suspension mechanism is the suspension mechanism according to the first or second aspect, wherein the spring characteristics of the strut mount are changed and set such that the spring constant is smaller in a vehicle stopped state than in a vehicle running state. The feature is that it is done. In such an embodiment, while the vehicle is running, good running stability is ensured by the high spring characteristics, and when the vehicle is stopped, good vibration isolation performance can be obtained by the soft spring characteristics. . Specifically, for example, when the vehicle is stopped, by reducing the spring constant of the strut mount, when a dynamic damper for the body is formed including the suspension member, the natural frequency of the dynamic damper is reduced with respect to the idling vibration. Tuning can be performed advantageously, or when a phase-adjusting vibration transmission system for the body is configured including the suspension member, a sufficiently large power transmitted to the body through the vibration transmission system is provided. And the vibration phase can be changed sufficiently, and an effective canceling effect can be obtained.
[0014]
(Aspect 4 of the Present Invention Related to Suspension Mechanism)
A fourth aspect of the present invention relating to a suspension mechanism is the suspension mechanism according to any one of the first to third aspects described above, wherein the first attachment member attached to the shock absorber and the second attachment member attached to the body are formed of a main body rubber. In the fluid chamber, a pressure receiving chamber in which a part of the wall is formed by the main rubber elastic body and an equilibrium chamber in which a part of the wall is formed by a flexible film which is easily deformed are connected with the elastic body. A fluid-filled strut mount provided with an orifice passage for connecting the pressure receiving chamber and the equilibrium chamber to each other is adopted as the strut mount, and control means for externally changing and controlling the communication state of the orifice passage is provided. Thus, by changing the communication state of the orifice passage, the spring characteristic of the strut mount is changed and set. A, and features. In this embodiment, it is possible to efficiently change and set the spring characteristics of the strut mount efficiently by providing an on-off valve or the like for communicating / blocking the orifice passage and switching the same from the outside. Become.
[0015]
(Aspect 5 of the Invention Related to Suspension Mechanism)
A fifth aspect of the present invention relating to a suspension mechanism is the suspension mechanism according to any one of the first to third aspects described above, wherein the first attachment member attached to the shock absorber and the second attachment member attached to the body are made of a rubber body. A fluid which is connected with an elastic body, forms a pressure receiving chamber in which a part of a wall portion is formed by the main rubber elastic body in the fluid chamber, and further includes an actuator which exerts an active pressure fluctuation on the pressure receiving chamber. A sealed strut mount is employed as the strut mount, and the spring characteristics of the strut mount are changed and set by controlling the pressure of the pressure receiving chamber with the actuator. In this embodiment, by positively adjusting the pressure in the pressure receiving chamber, the actuator is operated at a frequency corresponding to the pressure fluctuation in the pressure receiving chamber caused by, for example, the input vibration, thereby causing the pressure fluctuation in the pressure receiving chamber. It is possible to realize a low spring characteristic by reducing the pressure, and to more positively cause the pressure fluctuation of the pressure receiving chamber to adjust the damping coefficient and to efficiently use the orifice passage provided additionally. .
[0016]
(Aspect 6 of the Invention Related to Suspension Mechanism)
A sixth aspect of the present invention relating to a suspension mechanism is the suspension mechanism according to any one of the first to fifth aspects, wherein the wheels are connected to a power unit via a drive shaft, and the wheels are connected to the wheels via the drive shaft. It is characterized in that a driving force is exerted. In this aspect, the engine vibration is directly applied to the suspension member from the drive shaft without passing through the body, and the engine vibration is transmitted through the suspension mechanism, that is, the suspension mechanism as a transmission path. It will be transmitted to the body. Therefore, by adjusting the phase of the vibration that is indirectly applied to the body by using the suspension mechanism as a transmission path for the vibration that is directly applied to the body from the power unit via the engine mount or the like, the body is passed through both paths. It is possible to reduce the vibration transmitted to the vehicle very efficiently and offsetting.
[0017]
(Aspect 1 of the present invention relating to a method of controlling a suspension mechanism)
According to a first aspect of the present invention relating to a method of controlling a suspension mechanism, a wheel is mounted on a suspension member which is swingably attached to a body of an automobile, and the wheel is connected to and supported by the body via the suspension member. In a suspension mechanism having a suspension spring and a shock absorber mounted between the suspension member and the body, the shock absorber is connected to the body through a strut mount for vibration isolation, and the strut mount is internally provided as the strut mount. A fluid chamber in which an incompressible fluid is sealed, a fluid chamber of a variable characteristic type in which a spring property can be changed and set by externally changing and controlling the fluid state and / or pressure state of the fluid in the fluid chamber. -Vehicle running condition by adopting a strut mount When the vehicle is stopped, the spring characteristic of the strut mount is changed and set. When the vehicle is stopped, the spring of the strut mount is adjusted so that the natural frequency of the suspension member is in a frequency range corresponding to the idling vibration to be damped. A method of controlling a suspension mechanism for adjusting characteristics is characterized.
[0018]
According to the control method of this aspect, when the vehicle is stopped, the suspension mechanism including the suspension member can effectively function as a dynamic damper for the body, and idling vibration can be effectively reduced, Under the running state of the vehicle, the rigidity of the connecting portion of the suspension mechanism to the body can be advantageously secured, and good running stability can be realized.
[0019]
(Aspect 2 of the Invention Regarding the Control Method of the Suspension Mechanism)
According to a second aspect of the present invention relating to a method of controlling a suspension mechanism, a wheel is mounted on a suspension member swingably attached to a body of an automobile, and the wheel is connected to and supported by the body via the suspension member. In the suspension mechanism, a suspension spring and a shock absorber are mounted between the suspension member and the body, while the drive force is applied to the wheel via a drive shaft. On the other hand, the strut mount is connected via a strut mount, and a fluid chamber in which an incompressible fluid is sealed is formed as the strut mount. The fluid state and / or the pressure state of the fluid in the fluid chamber is controlled from the outside. It is possible to change and set the spring characteristics by changing control. By adopting a fluid-filled strut mount with variable characteristics, the spring characteristics of the strut mount can be changed and set between a running state and a stopped state of the vehicle. In the stopped state of the vehicle, the drive shaft is driven from the drive shaft through the suspension member. A method of controlling a suspension mechanism that adjusts a spring characteristic of the strut mount by adjusting a phase of a transmission exciting force transmitted to the strut mount so that vibration in the body is offset by the transmitted excitation force. , Features.
[0020]
According to the control method of this aspect, the body vibration can be offset by the vibration transmitted to the body via the suspension mechanism, and a good vibration damping effect against idling vibration can be exhibited. In the running state of the vehicle, the rigidity of the connecting portion of the suspension mechanism with respect to the body can be advantageously secured, and good running stability can be realized.
[0021]
It should be noted that the second aspect relating to the control method of the suspension mechanism can be employed in combination with the first aspect relating to the control method of the suspension mechanism described above, whereby the vibration transmitted to the body using the suspension mechanism as a vibration transmission system can be adopted. Can be transmitted to the body as a larger exciting force by utilizing the resonance action of the suspension mechanism. Therefore, it is possible to more effectively obtain a destructive vibration damping effect for the target idling vibration.
[0022]
(The present invention relating to a strut mount)
A feature of the present invention relating to the strut mount is a suspension member for connecting and supporting wheels to a body in an automobile, and a strut mount to be attached to a mounting portion of the shock absorber interposed between the body and the body. A fluid chamber in which an incompressible fluid is sealed, and a spring property can be changed and set by externally changing and controlling the fluid state and / or pressure state of the fluid in the fluid chamber. A variable mechanism is provided, and an operation control means for changing and setting the spring characteristic by operating the characteristic variable mechanism in a vehicle running state and a vehicle stopped state is provided. By using such a strut mount having the structure according to the present invention, the control method of the suspension mechanism according to the present invention as described above can be advantageously implemented.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, in order to clarify the present invention more specifically, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0024]
First, FIG. 1 schematically shows an overall configuration of a suspension mechanism as one embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a model diagram of a vibration system in a vehicle equipped with such a suspension mechanism. It is shown. 1 and 2, reference numeral 10 denotes a body of an automobile, which is a member to be damped. A power unit 12 including an engine as a vibration source is elastically supported on the body 10 via a plurality of engine mounts 14. A wheel 16 having a tire mounted on the body 10 is connected to and supported by a body 10 via a suspension member 18 so as to be relatively displaceable.
[0025]
The suspension member 18 may be any known suspension mechanism, but is generally constituted by one or a plurality of links and arms or the like which are swingably connected to the body via a suspension bush 19. A steering knuckle 20 is attached to a tip portion protruding from the body via a ball joint. Further, an axle is assembled to the steering knuckle 20 via a wheel bearing, and a wheel (wheel) 16 is driven to rotate together with the axle by a drive shaft 22 taken out of a differential of the power unit 12. Further, a shock absorber 24 is mounted between the steering knuckle 20 and the body 10. The shock absorber 24 is of a strut type, constitutes a part of the suspension member 18, and is vibration-isolated and connected to the body 10 via a strut mount 28 as a vibration isolator. Further, in the illustrated embodiment, a coil spring 26 is externally mounted on the shock absorber 24, and the coil spring 26 causes the suspension member 18 to elastically swing with respect to the vehicle weight against the vehicle weight. Assembled as possible. The suspension mechanism constituted by the suspension member 18 and the like, which elastically connects the wheel 16 to the body 10 so as to be swingable, is a conventionally known mechanism, and thus a detailed description thereof will be omitted.
[0026]
When such a suspension mechanism is modeled as shown in FIG. 2 and considered, a suspension arm, a link, a shock absorber, a steering knuckle, a wheel, etc., which are mounted to be displaceable relative to the body 10 are considered. A suspension member 18 made of a mass body is elastically connected to the body 10 as a mass via a vibration isolator such as a suspension bush 19 or a strut mount 28, so that the body 10 to be subjected to vibration isolation is connected to the main vibration system. One sub-vibration system 30 is configured.
[0027]
The suspension member 18 as a mass in the sub-vibration system 30 is elastically supported on a road surface 34 via a tire 32 which is an elastic body constituting the wheel 16. Therefore, the auxiliary vibration system 30 includes a spring element of the tire 32 to form a spring system.
[0028]
In this embodiment, an example is shown in which the present invention is applied to a front suspension mechanism of an FF (Front Engine / Front Drive) vehicle. The driving force is applied to the wheels 16 via the drive shaft 22, and at the same time, an exciting force (vibration) from the engine as a vibration source is transmitted through the drive shaft 22. In short, the transmitted vibration force is not transmitted from the engine mount 14 via the body 10 but is directly applied to the suspension member 18 via the drive shaft 22 which is another transmission path. It is.
[0029]
More specifically, as shown in FIG. 3, for example, the exciting force of the engine constituting the power unit 12 is directly transmitted to the body 10 through the plurality of engine mounts 14, and this body The vibration induced in the body 10 by the transmission vibration force to the body 10 is transmitted to the vehicle interior, and for example, a vibration problem occurs when the steering is vibrated or the seat is vibrated. On the other hand, separately from this vibration transmission path, the exciting force of the engine is directly transmitted via the drive shaft 22 to the suspension member 18 constituting the auxiliary vibration system for the body 10 which is the main vibration system. The vibration force transmitted to the suspension member 18 is transmitted to the body 10 via the suspension member 18. In short, the transmission path of the engine excitation force to the body 10 includes two systems, a direct transmission path via the engine mount 14 and an indirect transmission path via the suspension member 18.
[0030]
Here, in the suspension mechanism of the present embodiment, a strut mount 28 having a specific structure of a fluid-filled type and a variable characteristic type is adopted, whereby the auxiliary vibration system configured with the suspension member 18 as a mass is used. The spring at 30 is variable, and the tuning of the sub-vibration system 30 is variable.
[0031]
A specific example of a structure that can be adopted as the strut mount 28 is illustrated in FIG.
[0032]
First, the strut mount 28 shown in FIG. 4 has a structure in which an inner metal fitting 40 as a first mounting member and an outer cylindrical metal fitting 42 as a second mounting member are elastically connected by a main rubber elastic body 44. Have been. The inner fitting 40 is fixed to the upper end of the piston rod 46 of the shock absorber 24, and the upper end of the coil spring 26 is supported by the inner fitting 40, while the outer cylindrical fitting 42 is connected to the body. The shock absorber 24 is supported on the body 10 by vibration isolation.
[0033]
More specifically, the inner fitting 40 has an inverted cup shape that expands downward, and a nut member 48 is assembled via a bearing inside the inner fitting 40, and the inner fitting 40 has A skirt-shaped taper fitting 50 expanding toward the bottom is welded. The upper end of the piston rod 46 of the shock absorber 24 is screwed and fixed to the nut member 48, and the upper end of the coil spring 26 is overlapped and assembled with the taper fitting 50. .
[0034]
Further, the outer cylinder fitting 42 is configured by coaxially overlapping an upper cylinder fitting 52 and a lower cylinder fitting 54 each having a large-diameter cylindrical shape. An outwardly extending flange-shaped mounting portion 56 is formed. The outer tubular fitting 42 is fixedly attached to the body 10 of the automobile by a plurality of fixing bolts 58 implanted in the flange-shaped attaching portion 56.
[0035]
The inner metal fittings 40 are coaxially arranged at the lower opening side of the outer cylindrical metal fittings 42 so as to be separated from each other. The inner metal fittings 40 and the outer cylindrical metal fittings 42 are elastically connected by the main rubber elastic body 44. . The lower opening of the outer cylinder 42 is fluid-tightly covered with a main rubber elastic body 44, while the upper opening is fluid-tightly covered with a diaphragm 60 as a flexible film. In addition, a partition member 62 that extends in a direction perpendicular to the axis at an intermediate portion in the axial direction is fixedly attached to the inside of the outer tube fitting 42, and a part of a wall portion is provided below the partition member 62 in the axial direction. A pressure receiving chamber 64 which is constituted by the main rubber elastic body 44 and in which pressure fluctuation is generated at the time of vibration input is defined. On the other hand, above the partition member 62 in the axial direction, an equilibrium chamber 66 is formed in which a part of the wall is constituted by the diaphragm 60 and a change in volume is easily allowed.
[0036]
The pressure receiving chamber 64 and the equilibrium chamber 66 are filled with an incompressible fluid such as water or alkylene glycol. Further, the partition member 62 is formed with an orifice passage 68 which communicates the pressure receiving chamber 64 and the equilibrium chamber 66 with each other. The orifice passage 68 has a predetermined tuning frequency range based on the resonance action of the fluid flowing through the orifice passage 68. An effective anti-vibration effect, for example, an effective damping effect against low-frequency vibration such as a body shake is exhibited.
[0037]
Further, the partition member 62 is formed with a recess 70 that opens toward the pressure receiving chamber 64, and the opening of the recess 70 is covered with a vibration rubber plate 72 in a fluid-tight manner. A working air chamber 74 is formed so as to be located with a vibration rubber plate 72 separated from the pressure receiving chamber 64. A working air passage 76 is communicated with the working air chamber 74, and air pressure fluctuations are applied from outside to the working air passage 76 by pneumatic means (not shown). Specifically, for example, an air communication path and a negative pressure source are connected to the working air passage 76 via an electromagnetic switching valve, and the electromagnetic switching valve is switched at a cycle corresponding to a vibration frequency to be damped. Thereby, the air pressure fluctuation can be exerted on the working air chamber 74.
[0038]
In this manner, by applying air pressure to the working air chamber 74, the pressure in the pressure receiving chamber 64 can be actively controlled. By controlling the pressure in consideration of the phase with respect to the input vibration, the strut mount 28 can be controlled. Can be changed to a low spring characteristic or a high spring characteristic, and can be appropriately changed and adjusted.
[0039]
Therefore, in the suspension mechanism as shown in FIGS. 1 and 2 which employs such a strut mount 28, the frequency of the air pressure fluctuation applied to the working air chamber 74 in accordance with the running condition of the automobile, and the like. The spring constant of the strut mount 28 can be adjusted by appropriately adjusting the phase. For example, under the running state of the vehicle, the strut mount 28 has a high spring constant and the vehicle running stability is improved based on the hard spring characteristic. It is possible to be able to be maintained at a high level. On the other hand, when the vehicle is idling with the vehicle stopped, the strut mount 28 can have a low spring constant so that the body 10 can exhibit effective anti-vibration performance.
[0040]
More specifically, in consideration of the mass and the spring of the sub-vibration system 30 formed by the mass system including the suspension member 18, the natural frequency of the sub-vibration system 30 is reduced to the frequency of the idling vibration to be damped. Adjustment is made so that the spring constant of the strut mount 28 becomes a low spring constant so as to substantially match. As a result, under the idling state, the auxiliary vibration system 30 can function as a dynamic damper for the body 10 that is the main vibration system, and an effective vibration damping effect can be exerted on the body 10.
[0041]
That is, in the sub-vibration system 30 having such a structure, the suspension member 18 which is a member inevitably provided in the automobile and the strut mount 28 and the suspension bush 19 which are the vibration isolator are used. Therefore, a dynamic damper can be constructed, and therefore, an effective dynamic damper can be realized extremely efficiently and with a sufficient mass mass without requiring a special installation space or an increase in the number of parts. Therefore, an effective vibration damping effect can be exhibited.
[0042]
More preferably, when the characteristics of the strut mount 28 are adjusted by controlling the air pressure of the working air chamber 74, the power is transmitted directly from the power unit 12 to the suspension member 18 via the drive shaft 22, and is transmitted to the body 10 via the suspension member 18. The phase of the transmitted excitation force: F is considered. Then, the phase of the exciting force: F is applied to the body 10 in a substantially opposite phase to the exciting force: P transmitted directly to the body 10 from the power unit 12 via the engine mount 14. Then, the attenuation coefficient and the like of the strut mount 28 are adjusted.
[0043]
As a result, as shown in FIG. 5, the exciting force F transmitted to the body 10 via the suspension member 18 is smaller than the exciting force P directly applied to the body 10 from the power unit 12. Thus, the damping effect is exerted, so that an effective vibration damping effect can be exerted on the body 10. Here, since the exciting force: F is transmitted to the body 10 through the sub-vibration system 30 including the suspension member 18 and the like, the natural frequency of the sub-vibration system 30 is changed according to the idling vibration as described above. If the tuning is performed, a larger exciting force: F is exerted on the body 10 by utilizing the resonance action of the sub-vibration system 30, so that a destructive damping effect against idling vibration can be more effectively exerted. It will be.
[0044]
Therefore, in the suspension mechanism of this embodiment having such a structure, it is not necessary to add a specially large-scale member or structure, and a simple structure is used to provide excellent vibration damping for the body 10. The effect can be exhibited.
[0045]
As described above, one embodiment of the present invention has been described in detail. However, this is merely an example, and the present invention is not to be construed as being limited to the specific description in the embodiment.
[0046]
For example, the strut mount employed in the suspension mechanism of the present invention is not particularly limited as long as its characteristics can be switched and changed, and the structure is not particularly limited. In order to understand this, another specific example of the strut mount which is advantageously employed in the present invention is shown in FIGS. 6 and 7, and a brief explanation will be added. In FIGS. 6 and 7, members and portions having the same structure as the strut mount 28 in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the above-described embodiment. Description is omitted.
[0047]
First, in the strut mount 80 shown in FIG. 6, a pneumatic actuator 82 is disposed outside the diaphragm 60 that covers the upper opening of the outer cylinder fitting 42 and is assembled. In this actuator 82, a substantially cup-shaped valve element 86 is disposed so as to be relatively displaceable with respect to a base 84 fixed to the outer cylinder fitting 42, and is sealed between the valve element 86 and the base 84. A driving air chamber 88 is formed. Further, the valve element 86 is constantly urged in a direction away from the base 84 by a compression coil spring 90 disposed in the drive air chamber 88, and the balance chamber of the orifice passage 68 formed in the partition member 62. The orifice 68 is overlaid on the opening to cover the orifice passage 68.
[0048]
Further, a negative pressure and an atmospheric pressure are selectively applied to the driving air chamber 88 from outside through a working air passage 92. When the atmospheric pressure is applied to the working air chamber 92, the valve 86 is kept in a state of blocking the orifice passage 68. On the other hand, under a state in which a negative pressure is applied to the working air chamber 92, the valve body 86 is displaced away from the partition member 62 against the urging force of the compression coil spring 90, and the orifice passage 68 is kept open. It is supposed to be.
[0049]
Therefore, in the strut mount 80 having such a structure, the high dynamic spring characteristic is exerted by applying the atmospheric pressure to the driving air chamber 88 to keep the orifice passage 68 in a closed state in a vehicle running state. On the other hand, when the vehicle is stopped, a negative pressure is applied to the driving air chamber 88 to hold the orifice passage 68 in an open state, so that the flow or resonance of the fluid that is caused to flow through the orifice passage 68 is used to reduce the pressure. Dynamic spring characteristics can be exhibited. In this case, it is desirable to set the tuning frequency of the orifice passage 68 according to the frequency range of idling vibration. Then, by performing such control, it is possible to obtain the same effect as in the above-described embodiment.
[0050]
Further, in the strut mount 96 shown in FIG. 7, the inner fitting 40 has a cylindrical shape, and is provided in a penetrating state on the center axis of the outer tubular fitting 42. The inner fitting 40 and the outer cylindrical fitting 42 are elastically connected to each other at both axial ends thereof by a main rubber elastic body 44. An annular partition member 98 that protrudes radially inward at an intermediate portion in the axial direction is attached to the outer cylindrical member 42, and the partition member 98 allows the inner cylindrical member 40 and the outer cylindrical member 42 to be interposed. By radially constricting the partition member 98, a pair of divided liquid chambers 100, 100 each having an annular shape are formed above and below the partition member 98 in the axial direction. An annular orifice passage 68 is formed between the outer peripheral surfaces of the inner fitting 40 to allow the pair of divided liquid chambers 100 to communicate with each other.
[0051]
Further, the partition member 98 has a working air chamber 74 defined by a vibrating rubber plate 72 at a wall facing one of the divided liquid chambers 100.
[0052]
In the present embodiment, the piston rod 46 of the shock absorber is inserted and fixed to the inner fitting 40 in the mounted state on the vehicle, while the upper end of the coil spring 26 is fixed to the outer body fixed to the body 10. It is supported by the flange-like mounting portion 56 of the cylindrical fitting 42.
[0053]
Also in the strut mount 96 having such a structure, the frequency and phase of the air pressure fluctuation applied to the working air chamber 74 are controlled in accordance with the input vibration in the same manner as in the above-described embodiment, so that the spring constant, the damping coefficient, etc. Can be actively controlled, so that the same effects as those of the above-described embodiment can be effectively exhibited.
[0054]
In the above-described embodiment, the spring characteristics of the strut mount 28 are exclusively adjusted in order to adjust the spring characteristics of the sub-vibration system 30 configured by using the suspension member 18. For example, the spring characteristics of the suspension bush 19 may be changed or adjusted.
[0055]
Further, in the above-described embodiment, the description has been made focusing on only one suspension mechanism. However, the same control can be performed in both the left and right suspension mechanisms and the four-wheel suspension mechanism, thereby further improving the effect. Anti-vibration performance can be realized in a realistic manner.
[0056]
Here, the present invention can be similarly applied not only to the four-wheel independent suspension type suspension mechanism as illustrated but also to a torsion beam type suspension mechanism in which left and right wheels are connected in the left and right axle directions. Needless to say.
[0057]
In addition, although not enumerated one by one, the present invention can be implemented in an embodiment in which various changes, modifications, improvements, and the like are made based on the knowledge of those skilled in the art. It goes without saying that any of them is included in the scope of the present invention unless departing from the gist of the invention.
[0058]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, the suspension mechanism conventionally used in automobiles can be used to provide a simple structure without the need for extra large-scale members or additional structures. Thus, a vibration damping mechanism having a novel structure capable of exhibiting an excellent vibration damping effect can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall structural explanatory view schematically showing a suspension mechanism as one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a model diagram for explaining a vibration transmission system of an automobile including the suspension mechanism shown in FIG.
FIG. 3 is a schematic structural explanatory view for explaining a vibration transmission system from a power unit to a body in an automobile equipped with the suspension mechanism shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a strut mount constituting the suspension mechanism shown in FIG. 1;
FIG. 5 is an explanatory diagram of a vibration waveform graph for explaining a destructive vibration damping effect in the suspension mechanism shown in FIG. 1;
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing another specific example of a strut mount that can be employed in the suspension mechanism shown in FIG. 1;
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing still another specific example of a strut mount that can be employed in the suspension mechanism shown in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
10 Body
12 Power unit
14 Engine mount
16 wheels
18 Suspension members
24 Shock absorber
26 Coil spring
28 strut mount
30 Secondary vibration system
32 tires

Claims

A wheel is mounted on a suspension member that is swingably attached to the body of the vehicle, the wheel is connected to and supported by the body via the suspension member, and a suspension spring is provided between the suspension member and the body. And a suspension mechanism equipped with a shock absorber,
The shock absorber is connected to the body by vibration isolation through a strut mount, and a fluid chamber in which an incompressible fluid is sealed is formed as the strut mount. A variable-characteristic fluid-filled strut mount that can change and set the spring characteristic by externally changing and controlling the pressure state is adopted, and the spring characteristic of the strut mount is determined in the vehicle running state and the vehicle stopped state. A suspension mechanism characterized by being changed and set.

When the vehicle is stopped, the spring characteristic of the strut mount is adjusted such that the natural frequency of the suspension member swingably attached to the body is in a frequency range corresponding to idling vibration to be damped. The suspension mechanism according to claim 1, wherein

3. The suspension mechanism according to claim 1, wherein a spring characteristic of the strut mount is changed and set so that a spring constant is smaller in a vehicle stopped state than in a vehicle running state.

A first attachment member attached to the shock absorber and a second attachment member attached to the body are connected by a main rubber elastic body, and in the fluid chamber, a part of a wall is formed by the main rubber elastic body. A fluid-filled strut mount provided with a pressure receiving chamber and an equilibrium chamber in which a part of a wall portion is formed of a flexible film that is easily deformable, and an orifice passage that allows the pressure receiving chamber and the equilibrium chamber to communicate with each other. And a control means for externally changing and controlling the communication state of the orifice passage so as to change and set the spring characteristic of the strut mount by changing the communication state of the orifice passage. The suspension mechanism according to any one of claims 1 to 3.

A first attachment member attached to the shock absorber and a second attachment member attached to the body are connected by a main rubber elastic body, and in the fluid chamber, a part of a wall is formed by the main rubber elastic body. A fluid-filled strut mount having a pressure receiving chamber formed therein, and further provided with an actuator for exerting an active pressure fluctuation on the pressure receiving chamber is employed as the strut mount, and the pressure of the pressure receiving chamber is controlled by the actuator. 4. The suspension mechanism according to claim 1, wherein the spring characteristic of the strut mount is changed and set by changing the setting.

The suspension mechanism according to any one of claims 1 to 5, wherein the wheel is connected to a power unit via a drive shaft, and a driving force is applied to the wheel via the drive shaft.

A wheel is mounted on a suspension member that is swingably attached to the body of the vehicle, the wheel is connected to and supported by the body via the suspension member, and a suspension spring is provided between the suspension member and the body. In the suspension mechanism equipped with the shock absorber and the shock absorber, the shock absorber is connected to the body through a strut mount for vibration isolation, and a fluid chamber in which an incompressible fluid is sealed is formed as the strut mount. A fluid-filled strut mount of a variable characteristic type capable of changing and setting a spring characteristic by externally changing and controlling the fluid state and / or the pressure state of the fluid in the fluid chamber, to thereby achieve a vehicle running state and a vehicle state. Change the spring characteristics of the strut mount when stopped And controlling the spring characteristics of the strut mount such that the natural frequency of the suspension member is in a frequency range corresponding to the idling vibration to be damped when the vehicle is stopped. Method.

A wheel is mounted on a suspension member that is swingably attached to the body of the vehicle, the wheel is connected to and supported by the body through the suspension member, and the wheel is driven through a drive shaft. In the suspension mechanism in which a suspension spring and a shock absorber are mounted between the suspension member and the body, the shock absorber is connected to the body through a strut mount for vibration isolation. A fluid chamber in which an incompressible fluid is sealed is formed as the strut mount, and a spring characteristic is changed and set by externally changing and controlling the fluid state and / or pressure state of the fluid in the fluid chamber. A fluid-filled strut mount with variable characteristics Then, the spring characteristics of the strut mount are changed and set in the vehicle running state and the vehicle stopped state, and in the vehicle stopped state, the phase of the transmission excitation force transmitted from the drive shaft to the body through the suspension member is adjusted. And controlling the spring characteristic of the strut mount so that the vibration in the body is offset by the transmitted vibration force.

A strut mount attached to a suspension member for connecting and supporting wheels to a body in a vehicle and a shock absorber interposed between the body and a mounting portion to the body,
A characteristic variable mechanism in which a fluid chamber in which an incompressible fluid is sealed is formed, and a spring property can be changed and set by externally changing and controlling the fluid state and / or pressure state of the fluid in the fluid chamber. A strut mount further comprising an operation control means for operating the characteristic variable mechanism in a vehicle running state and a vehicle stopped state to change and set a spring characteristic.