JP2013184572A - 車両用防振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型で簡素な構造の車両用防振装置を提供する。
【解決手段】一端部１２がエンジン１に固定され、他端部１３が車体に固定されるロッド１１と、前記ロッドに支持された慣性マス１５と、前記慣性マスを前記ロッドの軸方向に往復動させるアクチュエータ１７と、を有するトルクロッドアッセンブリ５と、前記エンジンの駆動状態に応じて前記アクチュエータの動作を制御する制御手段２２と、を備え、前記制御手段は、前記エンジンがクランキング状態にある間又は前記クランキング状態から所定時間経過するまでの間は、前記慣性マスの強制的往復動を停止する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、振動源であるエンジンから車体側へ伝達される振動を抑制する車両用防振装置に関するものである。

エンジンから車体側へ伝達される振動を抑制する防振装置として、エンジンと車体との間に支持部材を介装し、当該支持部材の支持反力を増減させることでエンジンからの振動を抑制する防振装置が提案されている（特許文献１）。

特開２００６−１７７４３１号公報

しかしながら、質量マスを用いて支持反力を増減するアクチュエータを用いた場合には、クランキング状態のようにエンジンの回転変動が大きな領域では、アクチュエータ内で質量マスが干渉するおそれがある。慣性マスの共振数歯数に対応させて所定のエンジン回転速度で制御を禁止する事にしたとしても、回転変動によって、制御を許可する回転速度と制御を禁止する回転速度とが短時間の間に繰り返され、質量マスの干渉を防ぎきれない可能性がある。この干渉を防止するためには、ストッパや質量の増加といった対策を必要とし、大型で複雑な構造の防振装置になるという問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、小型で簡素な構造の車両用防振装置を提供することである。

本発明は、エンジンがクランキング状態にある間又はクランキング状態から所定時間経過するまでの間は、慣性マスの強制的往復動を停止することによって上記課題を解決する。

エンジンがクランキング状態にある場合又はクランキング状態から所定時間経過するまでの間は、エンジンの回転速度の変動が大きく不安定である一方、車室内のこもり音の発生は少ない。本発明では、こうしたクランキング状態等においては慣性マスの強制的往復動を停止するので、慣性マスがアクチュエータ内で干渉することが防止され、その対策が不要となるので、車両用防振装置を小型で簡素な構造とすることができる。

本発明の一実施の形態に係る防振装置を車両のエンジンに適用した例を示す正面図である。 図１Ａの平面図である。 図１Ａ及び図１Ｂの分解斜視図である。 図１Ｂのアッパトルクロッドアッセンブリを示す断面図である。 図１Ａのロアトルクロッドアッセンブリの一例を示す断面図である。 図１Ａのロアトルクロッドアッセンブリの他例を示す断面図である。 ２重防振の効果が得られる構成による伝達力の周波数特性図である。 エンジン回転速度に対するトルクロッドの制振寄与率の一例を示すグラフである。 図３のコントローラの制御手順を示すフローチャートである。 図７の制御内容を示すタイミングチャートである。 図３のコントローラの制御手順の他例を示すフローチャートである。 図９の制御内容を示すタイミングチャートである。 （Ａ）〜（Ｄ）はハイブリッド車両のパワートレイン系の一例を示す図である。 図１１のハイブリッド車両に適用した防振装置の制御内容の一例を示すタイミングチャートである。 低温減磁特性を有する永久磁石を含むアクチュエータに対する直流電流の制御マップである。 高温減磁特性を有する永久磁石を含むアクチュエータに対する直流電流の制御マップである。

最初に本発明の一実施の形態に係る車両用防振装置を適用する、いわゆるペンデュラム方式エンジンについて説明する。ペンデュラム方式によるエンジン１の支持構造とは、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、エンジン１の慣性主軸Ｌを、車両の幅方向（進行方向と直交する方向，車両左右方向ともいう）と平行に向けて配置された、いわゆる横置きエンジン１に対して、エンジン１を支持する２個の支持点Ｐ１，Ｐ２が、図１Ｂの平面視においては、エンジン１の慣性主軸Ｌの近傍の、重心Ｇを挟んで互いに軸方向反対側に位置し、図１Ａの側面視においては、ともに慣性主軸Ｌの車両上方に位置するように設けられた支持構造である。なお、２個の支持点Ｐ１，Ｐ２は、図２に示すように左右それぞれのエンジンマウント３，４により構成される。

ペンデュラム方式エンジンの支持構造は、エンジン１を振り子のように吊り下げて支持するとともに、それらの支持点Ｐ１，Ｐ２を結ぶ直線の周りを揺動するエンジン重心Ｇを、車体に取り付けられたトルクロッドアッセンブリ５，６のような棒状部材で抑えるよう構成され、少ない点数の部品で従来と同様の制振効果が得られるといったメリットがある。すなわち、ペンデュラム方式でマウントされたエンジン１では、エンジン１の運転時に回転慣性力によって２つの支持点Ｐ１，Ｐ２を結んだ軸の回りにエンジン１が傾く。この傾きを防止してエンジン１を支持するため、エンジン１のほぼ上半分と車体側部材とを連結する第１のトルクロッドアッセンブリ５と、エンジン１の残り下半分と車体側部材とを連結する第２のトルクロッドアッセンブリ６とを備える。第１のトルクロッドアッセンブリ５が車両右上側からエンジン１に、もう一つの第２トルクロッドアッセンブリ６が車両下側からエンジン１に連結され、これら２つのトルクロッドアッセンブリ５，６により、ペンデュラム方式のエンジン１が傾くことを防止している。

上記のエンジン１は、たとえば２次バランサつきの直列４気筒やＶ型６気筒エンジンである。２次バランサつきの４気筒エンジンやＶ型６気筒エンジンでは、エンジン回転の基本次数で不平衡慣性力が小さいので、主にエンジントルク変動の反力がエンジン１に作用する。したがってエンジン回転の基本次数では、トルクを支持している上記２つのトルクロッドアッセンブリ５，６からの入力によって主に車内音・車内振動が発生することが本発明者によって知見されている。さらに、車両の主に加速時に、基本次数の高次数で構成される約１０００Ｈｚまでの車内音が乗員にとって問題となることが知られている。

図２に示す実施形態では、本例の車両用防振装置を２つのトルクロッドアッセンブリ５，６のうちの第１のトルクアッセンブリ５として具現化した。第１のトルクロッドアッセンブリ５は、アッパトルクロッドとも称され、図１Ｂに示すようにエンジン１の上部と車体との間に装着される。これに対し、第２のトルクロッドアッセンブリ６は、ロアトルクロッドとも称され、図１Ａ，図１Ｂ及び図２に示すように、エンジン１の下部とサブフレーム２との間に装着される。ここで、第１のトルクロッドアッセンブリ５が固定される車体とは、乗員が乗り込むキャビンを構成、或いは、キャビンを支持する剛体部材のことを指すのであって、例えばメインフレーム（車体フレーム）がその代表である。サブフレーム２は、具体的にはゴム製のブッシュ、あるいはインシュレータ等を介して車体に取り付けられているものであって、例えばサスペンションフレームを具体例として挙げられる。

本例の車両用防振装置が適用された第１のトルクロッドアッセンブリ５は、図２及び図３に示すように、一端部のブッシュ１２がエンジン１の上部に固定され、他端部のブッシュ１３が車体に固定される第１ロッド１１と、第１ロッド１１に支持された慣性マス１５と、慣性マス１５を第１ロッド１１の軸方向に往復動させるアクチュエータ１７とを有する。

図３はアッパトルクロッド５の要部断面図であり、棒状の第１ロッド１１の両端に一対のブッシュ１２，１３が溶接により固定されている。エンジン側に固定されるブッシュ１２は、円筒状の外筒１２ａと、外筒１２ａと同心の円筒状の内筒１２ｂと、これら外筒１２ａと内筒１２ｂとを連結する弾性体（防音材）１２ｃとからなる。内筒１２ｂに対して図３で紙面に直交する向きに挿通されるボルト（図示しない）によってブッシュ１２はエンジン１に固定される。

一方、車体側に固定されるブッシュ１３も、上記ブッシュ１２と同様に、円筒状の外筒１３ａと、外筒１３ａと同心の円筒状の内筒１３ｂと、これら外筒１３ａと内筒１３ｂとを連結する弾性体（防音材）１３ｃとからなる。内筒１３ｂに対して図３で紙面に直交する向きに挿通されるボルト（図示しない）によってブッシュ１３は車体側の部材に固定される。

なお、図示する実施形態は、ブッシュ１２をエンジン１に固定し、ブッシュ１３を車体側に固定する構成であるが、これに限らず、ブッシュ１２を車体側に固定し、ブッシュ１３をエンジン１に固定してもよい。また、図３に示すアッパトルクロッド５は、ブッシュ１２，１３の内筒１２ｂ，１３ｂに挿通される２つのボルトが平行に配置される例を示すが、図２に示すアッパトルクロッドは、ブッシュ１２，１３の内筒１２ｂ，１３ｂに挿通される２つのボルト１８，１９が互いに直交する向きに配置された例を示す。車体側の固定部及びエンジンの固定部の形状に応じて適宜変更することができる。

本例の弾性体（防音材）１２ｃ，１３ｃは、ばねと減衰の機能を兼ね備えた部材であり、例えば弾性ゴムを用いることができる。

本例のアッパトルクロッド５では、ブッシュ１２，１３の外筒及び内筒の径を相違させることができる。すなわち、ブッシュ１３の外筒１３ａ、内筒１３ｂの径を、対応するブッシュ１２の外筒１２ａ、内筒１２ｂの径よりも相対的に小さくすると共に、さらに、ブッシュ１３の弾性体１３ｃの剛性を、ブッシュ１２の弾性体１２ｃの剛性よりも相対的に大きくすることができる。一対のブッシュ１２、１３の弾性体１２ｃ、１３ｃの剛性を異ならせることで、２つの異なる周波数において２重防振に適したロッド軸方向のエンジン剛体共振とロッド剛体共振とを生じさせている。

すなわち、図５に実線で示したように、ブッシュ１２の弾性体１２ｃの剛性から定まるロッド軸方向のエンジン剛体共振Ａがほぼゼロに近い周波数ｆ１［Ｈｚ］で生じ、ブッシュ１３の弾性体１３ｃの剛性から定まるロッド軸方向のロッド剛体共振Ｂが２００Ｈｚに近い周波数ｆ２［Ｈｚ］で生じている。分かり易さのため、エンジン剛体共振とロッド剛体共振を極めて単純化したばねマス系に基づいて説明すれば、エンジン剛体共振Ａは、エンジン質量と、ブッシュ１２の弾性体１２ｃの剛性（ばね定数）で決まり、ロッド剛体共振Ｂは、ブッシュ１２の弾性体１２ｃとブッシュ１３の弾性体１３ｃの間の質量である第１ロッド１１（および各ブッシュの外筒部分）の質量と、ブッシュ１３の弾性体１３ｃの剛性（ばね定数）で決まる。

エンジン１単体での曲げ、捩りの１次の共振周波数ｆ３は、一般的な車両用エンジンでは２８０Ｈｚ〜３５０Ｈｚ程度なので、本例のようにエンジン剛体共振Ａをほぼゼロ（０Ｈｚ）とし、ロッド剛体共振Ｂを約２００Ｈｚとすれば、エンジン１の曲げ、捩りの共振振動の車体への伝達が、高周波数側（防振域内）で効果的に抑えられる（２重防振される）ことになる。

以上より、エンジン剛体共振Ａおよびロッド剛体共振Ｂが、エンジンの曲げ、捩りの共振周波数ｆ３より小さな周波数となるように、ブッシュ１２の弾性体１２ｃの剛性（ばね定数）、およびブッシュ１２の弾性体１２ｃとブッシュ１３の弾性体１３ｃの間の質量である第１ロッド１１（および各ブッシュの外筒部分）の質量、ブッシュ１３の弾性体１３ｃの剛性（ばね定数）を定めればよい。このように、エンジン剛体共振Ａおよびロッド剛体共振Ｂを２つの異なる周波数で、つまり低周波域の周波数ｆ１と、中周波数域の周波数ｆ２との２箇所で生じさせてエンジン１から車体側に伝達される振動を防止する効果が得られるのが２重防振の効果である。

図３に戻り、本例のアッパトルクロッド５は、磁性を有する金属等からなる慣性マス１５と、アクチュエータ１７と、加速度センサ２１と、バンドパスフィルタ２２と、電圧増幅回路２３とを備える。

慣性マス１５は、第１ロッド１１の周囲に第１ロッド１１と同軸で設けられている。第１ロッド１１の軸方向に見た慣性マス１５の断面は、第１ロッド１１の中心（重心）を中心にした点対称な形であると共に、慣性マス１５の重心が第１ロッド１１の中心に一致している。慣性マス１５は、図２にも示されているように角筒型とされ、慣性マス１５のロッド軸方向の両端（図３で上下端）がそれぞれ弾性支持バネ１６を介して第１ロッド１１に連結されている。弾性支持バネ１６は、たとえば比較的小さな剛性を有する板バネである。慣性マス１５の内壁１５ａはその一部が後述するアクチュエータ１７の永久磁石１７ｃに向けて凸設されている。

本例のアッパトルクロッド５は、慣性マス１５と第１ロッド１１との間の空間にアクチュエータ１７が設けられている。アクチュエータ１７は、角筒状のコア１７ａと、コイル１７ｂと、永久磁石１７ｃとを含むリニアタイプ（直線運動型）のアクチュエータで、慣性マス１５を第１ロッド１１の軸方向に往復動するものである。

コイルの磁路を構成するコア１７ａは積層鋼鈑から構成されており、第１ロッド１１に固設されている。コア１７ａは、アッパトルクロッド５の組立前には複数個の部材に分割されており、これら複数個の部材を接着剤で棒状の第１ロッド１１の周囲に接着することにより、全体として角筒状のコア１７ａを形成している。コイル１７ｂは、この角筒状のコア１７ａに巻装されている。

永久磁石１７ｃは、コア１７ａの外周面に設けられている。永久磁石１７ｃとしては、温度の低下とともに不可逆的な減磁を引き起こして磁界強度が低下するフェライトや、温度の上昇とともに不可逆的な減磁を引き起こして磁界強度が低下するネオジム系又はサマコバ系磁石などを用いることができる。前者の減磁特性を低温減磁特性と称し、後者の減磁特性を高温減磁特性と称する。

アクチュエータ１７は、このような構成であるので、コイル１７ｂと永久磁石１７ｃとが発生する磁界によるリアクタンストルクによって慣性マス１５をリニアに、つまり慣性マス１５を第１ロッド１１の軸方向に往復動するように駆動することとなる。

第１ロッド１１の略軸心の延長線上のブッシュ１３の先端（図３で上端）には、第１ロッド１１の略軸心位置での軸方向の振動の加速度を、エンジン１から第１ロッド１１に伝達される振動の加速度として検出する加速度センサ２１が取り付けられ、加速度センサ２１からのロッド軸方向加速度の信号はコントローラ２２に入力される。そして、コントローラ２２はエンジン回転速度の情報を読み込み、エンジン回転速度に応じた制御交流電流をアクチュエータ１７のコイル１７ｂに印加する（電圧の制御を行なう）。これにより、加速度センサ２１により検出した振動のロッド軸方向速度に略比例した力を逆符合とした力をアクチュエータ１７から発生させることができる。なお、エンジン回転速度に応じたコントローラ２２によるアクチュエータ１７の作動制御の詳細は、後述する。

慣性マス１５は比較的柔らかい板バネ（弾性支持バネ１６）で支持され、例えば慣性マス１５の第１ロッド１１に対するロッド軸方向の共振は１０Ｈｚから１００Ｈｚまでの低い周波数で生じるものとされている。例えば４気筒エンジンのアイドル回転速度２次の振動周波数は約２０Ｈｚであることから、慣性マス１５の共振周波数を１０Ｈｚにすることができれば、エンジン１の運転条件によらず慣性マス１５が共振するのを抑えることができる。

図１Ａ，図１Ｂ及び図２に戻り、エンジン１の下部とサブフレーム２との間に装着されるロアトルクロッド（第２のトルクロッドアッセンブリ）６は、一端部のブッシュ６１がエンジン１に固定され、他端部のブッシュ６２が、車体に弾性部材を介して装着されたサブフレーム２に固定される第２ロッド６３を有する。

図４Ａはロアトルクロッド６の概略平面図であり、棒状の第２ロッド６３の両端に一対のブッシュ６１，６２が溶接により固定されている。エンジン側に固定されるブッシュ６１は、円筒状の外筒６１ａと、外筒６１ａと同心の円筒状の内筒６１ｂと、これら外筒６１ａと内筒６１ｂとを連結する弾性体（防音材）６１ｃとからなる。内筒６１ｂに対して図４Ａで紙面に直交する向きに挿通されるボルト（図示しない）によってブッシュ６１はエンジン１に固定される。

一方、車体側に固定されるブッシュ６２も、上記ブッシュ６１と同様に、円筒状の外筒６２ａと、外筒６２ａと同心の円筒状の内筒６２ｂと、これら外筒６２ａと内筒６２ｂとを連結する弾性体（防音材）６２ｃとからなる。内筒６２ｂに対して図４Ａで紙面に直交する向きに挿通されるボルト（図示しない）によってブッシュ１３はサブフレーム２に固定される。

なお、図示する実施形態は、ブッシュ６１をエンジン１に固定し、ブッシュ６２をサブフレーム２に固定する構成であるが、これに限らず、ブッシュ６１をサブフレーム２に固定し、ブッシュ６２をエンジン１に固定してもよい。

また、図４Ａに示すロアトルクロッド６は、ブッシュ６１，６２の内筒６１ｂ，６２ｂに挿通される２つのボルトが平行に配置される例を示すが、図４Ｂに示すロアトルクロッド６は、ブッシュ６１，６２の内筒６１ｂ，６２ｂに挿通される２つのボルトが互いに直交する向きに配置された例を示す。特に相対的に小径とされたブッシュ６２をサブフレーム２に固定する方向について車両の左右方向にボルトが挿通するように構成されている。

サブフレーム２は、車体そのものではなく、車体に対して弾性ゴムなどの弾性部材を介して装着された車体部品であり、懸架装置を支持するサスペンションフレームなどを例示することができる。既設部品であるサスペンションフレームへロアトルクロッド６を固定すれば、重量アップすることなく防振効果を発揮できる。ただし、本発明のサブフレームはサスペンションフレームのみに限定されず、弾性部材を介して車体に取り付けられた他の部品や車体そのものに適用してもよい。

次に、本例のコントローラ２２における制御内容について説明する。
まず、本例では、慣性マスの共振周波数に対応して慣性マスの駆動制御を禁止するように、エンジン回転速度に応じてアクチュエータ１７の作動をＯＮ／ＯＦＦする。図６は、エンジン１の回転速度に対するアッパトルクロッド５の制振寄与率の一例を示すグラフであり、エンジン回転速度が高回転領域において寄与率が高くなることが理解される。一方、低回転領域においては本例の防振装置が目的とする車室内のこもり音は、吸気音や排気音の影響が大きく、したがってアッパトルクロッド５の制振寄与率は相対的に低下する。そして、本例では、この回転速度範囲において慣性マスの共振を励起させる可能性がある。このため、エンジン回転速度が所定の回転速度Ｎｅ１以上においてはアクチュエータ１７をＯＮする一方で、回転速度がＮｅ１未満の場合は慣性マスの共振を防止するように、省電力を優先してアクチュエータ１７をＯＦＦすることとしている。尚、作動をＯＦＦ（禁止）させる回転速度は、所定の低回転速度から所定の高回転速度までの、所定の中間速度範囲に設定しても構わない。

エンジン１がクランキング状態にある場合は、主に空気の圧縮によるマイナストルクが生じ、定常時の運転状態とは異なるため、車室内のこもり音に対する制振効果が小さい。しかも、エンジン１がクランキング状態にある場合は、回転速度の変動が大きく不安定となり、上述した加速度センサ２１によるフィードバック制御を実行すると制御が発散するおそれがある。つまり、上記のように、慣性マスの共振数歯数に対応させて所定のエンジン回転速度で制御を禁止する事にしたとしても、回転変動によって制御を許可する回転速度と制御を禁止する回転速度とが短時間の間に繰り返され、質量マスの干渉を防ぎきれない可能性がある。すなわち、駆動制御の実行と停止の短時間の間の繰り返しによって制御が発散し、却って質量マスが干渉してしまう可能性がある。このため、本例のコントローラ２２は、エンジン１がクランキング状態にある旨の検出信号を読み込み、エンジン１がクランキング状態にある場合は、エンジン回転速度がＮｅ１以上であってもアクチュエータをＯＦＦすることとしている。

図７はコントローラ２２におけるアクチュエータ１７の制御手順を示すフローチャート、図８はエンジン回転速度、振動制御禁止及びアクチュエータ制御のタイミングチャートである。まず、ステップＳ７１ではエンジン回転速度、エンジンオイル温度、エンジン冷却水温度及びクランキング信号を読み込む。クランキング信号はセルモータの駆動信号などを用いることができる。ステップＳ７２ではクランキング信号に基づいてエンジン１がクランキング状態であるか否かを判断し、クランキング状態である場合はステップＳ７５へ進み、アクチュエータ１７の駆動を停止する（図８の時間ｔ１〜ｔ２）。

これにより、クランキング時にエンジン回転速度が所定回転速度Ｎｅ１以上になってもアクチュエータ１７は作動しないので、駆動制御の実行と停止の短時間の間の繰り返しが回避され、慣性マス１５がアクチュエータ内部で干渉して衝突音が発生したり、フィードバック制御が発散したりすることが防止される。その結果、これらの対策が不要となるので、防振装置を小型化することができ、また簡素な構造とすることができる。

ステップＳ７２において、クランキング状態でない場合はステップＳ７３へ進む。ステップＳ７３では、エンジン回転速度が所定回転速度Ｎｅ１以上であるか否かを判断し、所定回転速度Ｎｅ１以上である場合はステップＳ７４へ進んでアクチュエータ１７を駆動し、振動制御を実行する（図８の時間ｔ２以降）。これによりエンジン１から車体へ伝達される振動を制振することができる。これに対して、エンジン回転速度が所定回転速度Ｎｅ１未満である場合はステップＳ７５へ進み、アクチュエータ１７の駆動を停止する。これにより省電力化が図られる。

図９はコントローラ２２の制御手順の他例を示すフローチャート、図１０はエンジン回転速度、振動制御禁止及びアクチュエータ制御のタイミングチャートである。本例では、エンジン１がクランキング状態にある場合に加えて、クランキング状態から所定時間が経過するまでの間は、エンジン回転速度が所定回転速度Ｎｅ１以上であってもアクチュエータ１７の駆動を停止することとしている。

まず、ステップＳ９１ではエンジン回転速度、エンジンオイル温度、エンジン冷却水温度及びクランキング信号を読み込む。クランキング信号はセルモータの駆動信号などを用いることができる。ステップＳ９２ではクランキング信号に基づいてエンジン１がクランキング状態であるか否かを判断し、クランキング状態でない場合はステップＳ９３へ進む。

ステップＳ９３では、エンジン回転速度が所定回転速度Ｎｅ１以上であるか否かを判断し、所定回転速度Ｎｅ１以上である場合はステップＳ９４へ進んでアクチュエータ１７を駆動し、振動制御を実行する（図１０の時間ｔ１以前）。これによりエンジン１から車体へ伝達される振動を制振することができる。これに対して、エンジン回転速度が所定回転速度Ｎｅ１未満である場合はステップＳ９５へ進み、アクチュエータ１７の駆動を停止する（図１０の時間ｔ１〜ｔ２）。これにより省電力化が図られる。

ステップＳ９２において、エンジン１がクランキング状態である場合はステップＳ９５へ進み、アクチュエータ１７の駆動を所定時間だけ停止する（図１０の時間ｔ３〜ｔ４）。この所定時間は、クランキング状態の時間とそれ以後の一定時間との総和を意味する。

これにより、クランキング時にエンジン回転速度が所定回転速度Ｎｅ１以上になってもアクチュエータ１７は作動しないので、駆動制御の実行と停止の短時間の間の繰り返しが回避され、慣性マス１５がアクチュエータ内部で干渉して衝突音が発生したり、フィードバック制御が発散したりするのが防止される。その結果、これらの対策が不要となるので、防振装置を小型化することができ、また簡素な構造とすることができる。特にクランキング状態終期からアイドル状態に至る間はエンジン回転速度が未だ不安定な状態にあるので、この間もアクチュエータ１７の駆動を停止することにより上記効果がより顕著になる。

本例の防振装置は、エンジン（内燃機関）とモータ（電動機）とを車両の駆動源とするハイブリッド車両にも適用することができる。図１１（Ａ）〜（Ｄ）はハイブリッド車両のパワートレイン系の一例を示す図であり、図１１（Ａ）を用いて構成を説明すると、本例のハイブリッド車両は、エンジンＶ１とモータＶ２とがドライブシャフトＶ３及びディファレンシャルギヤＶ４を介して駆動輪（本例では後輪）Ｖ５に接続され、エンジンＶ１とモータＶ２との間に第１クラッチＶ６が介装され、モータＶ２とディファレンシャルギヤＶ４との間に第２クラッチＶ７が介装されている。Ｖ８はモータＶ２へ電力を供給するとともにモータＶ２の回生電力を蓄電するバッテリ、Ｖ９はバッテリＶ８の電力をＤＣ／ＡＣ変換してモータＶ２に供給するとともにモータＶ２の回生電力をＡＣ／ＤＣ変換してバッテリＶ８に供給するインバータである。

本例のハイブリッド車両は、図１１（Ａ）に示すように、第１クラッチＶ６をＯＦＦ（非接続）、第２クラッチＶ７をＯＮ（接続）し、モータＶ２の駆動力のみで走行するモータ走行モードと、図１１（Ｂ）に示すように、第１クラッチＶ６をＯＮ（接続）、第２クラッチＶ７をＯＮ（接続）し、エンジンＶ１の駆動力のみで走行するとともにこの駆動力によりモータＶ２の回生電力をバッテリＶ８に蓄電するエンジン走行モードと、図１１（Ｃ）に示すように、第１クラッチＶ６をＯＮ（接続）、第２クラッチＶ７をＯＮ（接続）し、エンジンＶ１及びモータＶ２の駆動力で走行するエンジン＋パワーアシスト走行モードと、図１１（Ｄ）に示すように、第１クラッチＶ６をＯＦＦ（非接続）、第２クラッチＶ７をＯＮ（接続）し、モータＶ２の回生電力をバッテリＶ８に蓄電するエネルギ回生モードと、を備える。

このようなハイブリッド車両に本例の防振装置を適用した場合に、加速指令が入力されて図１１（Ａ）に示すモータ走行モードから図１１（Ｃ）に示すエンジン＋パワーアシスト走行モードへ遷移するときに、第１クラッチＶ６を接続してエンジンＶ１をクランキングすると、エンジン回転速度が高い状態でのクランキングとなる。このため本例では、図１２に示すように第１クラッチＶ６がＯＮしてからクランキング状態が終了するまでの間は、コントローラ２２からアクチュエータ１７へ非作動とする指令を出力し、アクチュエータ１７を停止する。なお、アクチュエータ１７を停止する期間を図９及び図１０に示すようにクランキング状態の間だけでなく所定時間延長してもよい。

ちなみに、上述した実施形態において、エンジン１がクランキング状態にある間又はクランキング状態を含む所定時間の間は、アクチュエータ１７へ駆動指令の出力を禁止するが、これに代えてこの禁止期間、すなわち図８の時間ｔ１〜ｔ２の間や図１０の時間ｔ３〜ｔ４の間は、アクチュエータ１７へ直流電流を印加し、慣性マス１５を図３の上側又は下側の一方に付勢しておいてもよい。このような直流電流の印加によっても、慣性マス１５がアクチュエータ内部で干渉して衝突音が発生したり、フィードバック制御が発散したりすることが防止される。その結果、これらの対策が不要となるので、防振装置を小型化することができ、また簡素な構造とすることができる。

さて、アクチュエータ１７に使用される永久磁石１７ｃとしては、温度の低下とともに不可逆的な減磁を引き起こして磁界強度が低下する（低温減磁特性）フェライトや、温度の上昇とともに不可逆的な減磁を引き起こして磁界強度が低下する（高温減磁特性）ネオジム系又はサマコバ系磁石などがある。

上述したとおり、エンジン１がクランキング状態にある間又はクランキング状態を含む所定時間の間は、アクチュエータ１７へ駆動指令の出力に代えて、図８の時間ｔ１〜ｔ２の間や図１０の時間ｔ３〜ｔ４の間は、アクチュエータ１７へ直流電流を印加し、慣性マス１５を図３の上側又は下側の一方に付勢しておいてもよい。しかしながら、フェライト磁石などの低温減磁特性を有する永久磁石１７ｃを用いたアクチュエータ１７のコイル１７ｂに直流電流を流す場合に、たとえば−３０℃といった低温環境で通電すると永久磁石１７ｃが減磁し、アクチュエータ１７の耐久性や信頼性が低下するといった問題が生じる。同様に、ネオジム系又はサマコバ系磁石などの高温減磁特性を有する永久磁石１７ｃを用いたアクチュエータ１７のコイル１７ｂに直流電流を流す場合に、高温環境で通電すると永久磁石１７ｃが減磁し、アクチュエータ１７の耐久性や信頼性が低下するといった問題が生じる。

このため本例では、フェライト磁石などの低温減磁特性を有する永久磁石１７ｃを用いたアクチュエータ１７のコイル１７ｂに直流電流を流す場合には、図１３に示す制御マップを用いて電流値を制御することとしている。すなわち、同図に示すように、永久磁石１７ｃの温度が所定温度Ｔ１よりも低い領域では電流値が小さくなるように印加電圧を抑制する。同様に、ネオジム系又はサマコバ系磁石などの高温減磁特性を有する永久磁石１７ｃを用いたアクチュエータ１７のコイル１７ｂに直流電流を流す場合には、図１４に示す制御マップを用いて電流値を制御することとしている。すなわち、同図に示すように、永久磁石１７ｃの温度が所定温度Ｔ２よりも高い領域では電流値が小さくなるように印加電圧を抑制する。これにより、永久磁石１７ｃの減磁劣化が防止され、アクチュエータ１７の耐久性及び信頼性が向上する。なお、永久磁石１７ｃの温度の検出は、永久磁石１７ｃそのものの温度を検出するほか、永久磁石１７ｃの周囲環境、たとえばエンジンルーム内の温度や走行環境の温度を検出してこれを永久磁石１７ｃの温度に補正してもよい。

以上のとおり、本例の防振装置では、アクチュエータ１７はエンジン１の回転速度、すなわちエンジン１から車体に伝達される振動周波数に応じて制御のＯＮ／ＯＦＦを決めているが、クランキング時は、主に空気の圧縮によるマイナストルクが生じ、通常の内燃機関の運転状態と異なる。このため、こもり音の制御にもっぱら用いられるアクチュエータ１７を駆動する効果は小さい。さらに、クランキング時は回転速度の変動が大きく、加速度センサによるフィードバック制御の発散を招きやすい。そのため、クランキング状態を検知し、クランキング状態である場合はエンジン回転速度に拘らず慣性マス１５の強制的往復動を停止するので、慣性マス１５による衝突音の発生が防止され、またフィードバック制御の発散が防止され、小型で簡素な構成の防振装置とすることができる。

また本例の防振装置において、クランキング状態を含む所定時間だけ慣性マス１５の強制的往復動を停止することとしたので、クランキング状態を網羅しやすくなる。また、クランキング時の低周波時の制御禁止ができ、エンジン１の初爆〜完爆に至る、回転速度が急激に変化するような領域での、アクチュエータ１７の制御応答遅れによる振動の増幅も回避することができる。

また本例の防振装置をハイブリッド車両に適用した場合において、高速走行時にエンジン１を始動させようとするとそのクランキングはエンジン回転速度が高い状態でのクランキングとなる。しかしながら、本例の防振装置では、クランキング状態の間又はクランキング状態を含む所定時間の間は、エンジン回転速度に拘らず慣性マスの強制的往復動を停止するので、慣性マス１５による衝突音の発生が防止され、またフィードバック制御の発散が防止され、小型で簡素な構成の防振装置とすることができるといった効果がより顕著となる。

また本例の防振装置において、クランキング状態の間又はクランキング状態を含む所定時間の間に、エンジン回転速度に拘らず慣性マスの強制的往復動を停止するにあたり、アクチュエータ１７に直流電流を印加することで慣性マス１５を一定箇所に付勢することができ、慣性マス１５による衝突音の発生がより確実に防止される。

また本例の防振装置において、アクチュエータ１７の永久磁石１７ｃが低温減磁特性を有する場合は永久磁石１７ｃの温度が低いほど直流電流の電流値を小さく設定し、アクチュエータ１７の永久磁石１７ｃが低温減磁特性を有する場合は永久磁石１７ｃの温度が低いほど直流電流の電流値を小さく設定するので、永久磁石１７ｃの減磁劣化が抑制され、アクチュエータ１７の耐久性や信頼性が向上する。

上記アッパトルクロッド５は本発明に係るトルクロッドアッセンブリに相当し、上記コントローラ２２は本発明に係る制御手段に相当する。

１…エンジン
２…サブフレーム
３，４…エンジンマウント
Ｐ１，Ｐ２…支持点
５…アッパトルクロッド
６…ロアトルクロッド
１１…第１ロッド
１２，１３…ブッシュ
１５…慣性マス
１７…アクチュエータ
２１…加速度センサ
２２…コントローラ
６１，６２…ブッシュ
６３…第２ロッド

Claims (7)

1. 一端部がエンジンに固定され、他端部が車体に固定されるロッドと、前記ロッドに支持された慣性マスと、前記慣性マスを前記ロッドの軸方向に往復動させるアクチュエータと、を有するトルクロッドアッセンブリと、
   前記エンジンの駆動状態に応じて前記アクチュエータの動作を制御する制御手段と、を備える車両用防振装置において、
   前記制御手段は、前記エンジンがクランキング状態にある間又は前記クランキング状態から所定時間経過するまでの間は、前記慣性マスの強制的往復動を停止する車両用防振装置。
2. 前記制御手段は、前記エンジンがクランキング状態にある間又は前記クランキング状態から所定時間経過するまでの間は、前記アクチュエータに交流電流を印加することを禁止する請求項１に記載の車両用防振装置。
3. 前記制御手段は、前記エンジンがクランキング状態にある間又は前記クランキング状態から所定時間経過するまでの間は、前記アクチュエータに直流電流を印加する請求項１に記載の車両用防振装置。
4. 前記エンジンは、車両の駆動源として電動機と当該エンジンとを備えたハイブリッド車両に搭載され、前記エンジンは前記電動機の駆動力によりクランキングされる請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用防振装置。
5. 前記アクチュエータは永久磁石を有し、
   前記制御手段は、前記永久磁石の温度に応じて前記直流電流の電流値を制御する請求項３に記載の車両用防振装置。
6. 前記永久磁石は、低温減磁特性を有し、
   前記制御手段は、前記永久磁石の温度が低いほど前記直流電流の電流値を小さく設定する請求項５に記載の車両用防振装置。
7. 前記永久磁石は、高温減磁特性を有し、
   前記制御手段は、前記永久磁石の温度が高いほど前記直流電流の電流値を小さく設定する請求項５に記載の車両用防振装置。

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