JP2018053985A - 能動型防振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＡＣＭの制御による防振効果を好適に達成しながら、異音やブーミング等の騒音を抑制可能な能動型防振装置を提供する。
【解決手段】エンジン１２の回転数ＮＥが第１所定回転数ＮＥ＿ｔｈ１未満である場合に、位相可変制御を禁止する。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両に搭載される多気筒の内燃機関と車体との間に介在するエンジンマウントを備え、エンジンマウントのアクチュエータが発生させる能動的振動により内燃機関側から車体側への振動伝達を抑制する能動型防振装置に関する。

内燃機関（以下「エンジン」ともいう。）で発生する振動は車体（サブフレーム及び／又はメインフレーム）を経て車室に伝搬する。エンジンから車室に伝搬する振動の経路としては、大きくは、エンジンからエンジンマウントを経て車体に伝搬する経路（以下「マウント系経路」という。）と、エンジンの出力軸からサスペンション等を経て車体へ伝搬する経路（以下「駆動系経路」という。）がある。

車両にはマウント系経路を伝搬する振動を抑制するために防振装置が設けられる。防振装置としては、液体を封入した液室を備える液封マウントや、液封マウントとアクチュエータとを一体にしたアクティブコントロールマウント（以下「ＡＣＭ」という。）等が公知である。本明細書では、ＡＣＭやその制御装置（ＡＣＭ−ＥＣＵ）等、防振に関わる機器をまとめて能動型防振装置という。

特許文献１には、ＡＣＭのアクチュエータが発生させる能動的振動の振幅と位相を可変制御する技術が示される。この技術によれば、振動を好適に抑制できる。

特開平０９−０２５９８４号公報

特許文献１で示される可変制御において、ＡＣＭのアクチュエータが発生させる能動的振動の方向は車両上下方向である。一方、車両に発生する振動には、車両垂直方向（上下方向）の成分の他に、車両水平方向（前後左右）の成分も含まれる。エンジン動作（回転数や回転トルク）次第では、この車両水平方向の成分がＡＣＭの能動的振動と干渉し、異音やブーミング（こもり音）等の騒音が発生する虞がある。

騒音を抑制する装置としては、アクティブノイズコントロール（以下「ＡＮＣ」という。）が公知である。しかし、ＡＮＣは高周波の騒音を抑制できるが、低周波の騒音の低減には不向きである。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、ＡＣＭの制御による防振効果を好適に達成しながら、異音やブーミング等の騒音を抑制可能な能動型防振装置を提供することを目的とする。

第１発明は、車両に搭載される多気筒の内燃機関と車体との間に介在するエンジンマウントを備え、前記エンジンマウントのアクチュエータが発生させる能動的振動により前記内燃機関側から前記車体側への振動伝達を抑制する能動型防振装置であって、前記内燃機関の回転数に基づいて前記アクチュエータが発生させる前記能動的振動を制御する振動制御部を備え、前記振動制御部は、前記内燃機関の回転数を検知する回転数検知部を有し、前記アクチュエータが発生させる前記能動的振動の振幅と位相を前記回転数検知部により検知される前記回転数に応じて可変制御する振幅可変・位相可変制御を実行し、前記回転数検知部により検知される前記回転数が所定回転数未満である場合には、前記振幅可変・位相可変制御を禁止することを特徴とする。

振幅可変・位相可変制御を実行する場合、内燃機関の回転数が低回転のときに許容音圧を超える低周波の騒音が発生する。また、内燃機関の回転数が高回転のときに許容音圧を超える高周波の騒音が発生する。ＡＮＣは、高周波の騒音を抑制できるが、低周波の騒音を十分に抑制できない。

第１発明によれば、内燃機関の回転数が所定回転数未満である場合に、振幅可変・位相可変制御を禁止するため、低周波の騒音が発生しなくなる。また、内燃機関の回転数が所定回転数以上である場合には、振幅可変・位相可変制御が実行可能であるため、ＡＣＭの制御による防振効果を好適に達成できる。

前記振動制御部は、前記振幅可変・位相可変制御を禁止した場合には、前記アクチュエータが発生させる前記能動的振動の振幅を前記回転数検知部により検知される前記回転数に応じて可変制御すると共に前記アクチュエータが発生させる前記能動的振動の位相を固定制御する振幅可変・位相固定制御を実行してもよい。

このように、振幅可変・位相可変制御を禁止した場合に、振幅可変・位相固定制御を実行すれば、内燃機関の回転数が所定回転数未満であってもＡＣＭの制御による防振効果を期待できる。

第２発明は、車両に搭載される多気筒の内燃機関と車体との間に介在するエンジンマウントを備え、前記エンジンマウントのアクチュエータが発生させる能動的振動により前記内燃機関側から前記車体側への振動伝達を抑制する能動型防振装置であって、前記内燃機関の回転情報に基づいて前記アクチュエータが発生させる前記能動的振動を制御する振動制御部を備え、前記振動制御部は、前記内燃機関の回転トルクを検知する回転トルク検知部を有し、前記アクチュエータが発生させる前記能動的振動の振幅と位相を前記回転トルク検知部により検知される前記回転トルクに応じて可変制御する振幅可変・位相可変制御を実行し、前記回転トルク検知部により検知される前記回転トルクが所定回転トルク未満である場合には、前記振幅可変・位相可変制御を禁止することを特徴とする。

振幅可変・位相可変制御を実行する場合、内燃機関の回転トルクが第１所定回転トルク未満のときに低周波の騒音が発生し、第２所定回転トルク以上のときに高周波の騒音が発生する。ＡＮＣは、高周波の騒音を抑制できるが、低周波の騒音を十分に抑制できない。

第２発明によれば、内燃機関の回転トルクが所定回転トルク未満である場合に、振幅可変・位相可変制御を禁止するため、低周波の騒音が発生することがなくなる。また、内燃機関の回転トルクが所定回転トルク以上である場合には、振幅可変・位相可変制御が実行可能であるため、ＡＣＭの制御による防振効果を好適に達成できる。

前記振動制御部は、前記振幅可変・位相可変制御を禁止した場合には、前記アクチュエータが発生させる前記能動的振動の振幅を前記回転トルク検知部により検知される前記回転トルクに応じて可変制御すると共に前記アクチュエータが発生させる前記能動的振動の位相を固定制御する振幅可変・位相固定制御を実行してもよい。

このように、振幅可変・位相可変制御を禁止した場合に、振幅可変・位相固定制御を実行すれば、内燃機関の回転トルクが所定回転トルク未満であってもＡＣＭの制御による防振効果を好適に達成できる。

本発明によれば、内燃機関の回転数又は回転トルクが所定値未満である場合に、振幅可変・位相可変制御を禁止するため、低周波の騒音が発生することがなくなる。また、内燃機関の回転数又は回転トルクが所定値以上である場合には、振幅可変・位相可変制御が実行可能であるため、ＡＣＭの制御による防振効果を期待できる。

図１は第１実施形態に係る能動型防振装置を備える車両の構成図である。 図２は第１実施形態に係る能動型防振装置の機能ブロック図である。 図３は第１実施形態で使用されるＡＣＭ−ＥＣＵの制御ブロック図である。 図４ＡはＴＤＣパルスとＣＲＫパルスの波形図であり、図４Ｂはエンジンの振動の波形図であり、図４ＣはＡＣＭのソレノイドに対して通電する電流の波形図である。 図５Ａは電流波形マップを示す図であり、図５Ｂは補正マップを示す図である。 図６は第１実施形態で実行する処理のフローチャートである。 図７は第１実施形態で実行する禁止判定処理のフローチャートである。 図８Ａは位相固定制御の作用効果を説明するためのベクトル図であり、図８Ｂは位相可変制御の作用効果を説明するためのベクトル図である。 図９は第１実施形態を使用しない場合のエンジンの回転数と騒音の音圧との関係を示す図である。 図１０は第１実施形態を使用する場合のエンジンの回転数と騒音の音圧との関係を示す図である。

以下、本発明に係る能動型防振装置について、好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

［１ 第１実施形態］
［１．１ 車両１０］
図１を用いて車両１０について説明する。車両１０は、エンジン１２から車体１４（サブフレーム１４Ｓ及び／又はメインフレーム１４Ｍ）を介して車室１０ａに伝搬する振動を抑制する能動型防振装置１６を備える。車両１０は、走行用の駆動源としてエンジン１２を搭載するエンジン車両、又は、エンジン１２及び電動モータ（図示せず）を含むハイブリッドパワープラントを搭載するハイブリッド車両である。

エンジン１２は、全気筒運転状態と気筒休止運転状態の切り替えが可能な多気筒の内燃機関である。エンジン１２は、複数のＡＣＭ１８を介してサブフレーム１４Ｓの上に固定される。本実施形態では、エンジン１２の前部にフロント側ＡＣＭ１８Ｆ（以下「ＡＣＭ−Ｆｒ１８Ｆ」ともいう。）が配置され、エンジン１２の後部にリア側ＡＣＭ１８Ｒ（以下「ＡＣＭ−Ｒｒ１８Ｒ」ともいう。）が配置される。なお、複数のＡＣＭ１８が設けられるのではなく、１つのＡＣＭ１８が設けられてもよい。また、ＡＣＭ１８以外に他のマウントが設けられてもよい。ＡＣＭ１８等のマウント系の機構と車体１４によりマウント系経路が形成される。マウント系経路にはエンジン１２の振動Ｖｍが伝搬する。

エンジン１２は、燃料制御装置２０から供給される燃料を燃焼させて出力軸２２を回転させる。出力軸２２は、ロックアップクラッチ２６（以下「ＬＣ２６」ともいう。）を有するトルクコンバータ２４、変速機２８、駆動軸（図示せず）を介して駆動輪（図示せず）に連結される。ＬＣ２６の締結率Ｌｒ、及び、変速機２８のギア段は、油圧制御装置３０から供給される圧油に応じて変化する。駆動輪と車体１４の間にはサスペンション（図示せず）が介在する。出力軸２２からサスペンションまでの駆動系の機構と車体１４により駆動系経路が形成される。駆動系経路にはエンジン１２の振動Ｖｄが伝搬する。

ＡＮＣ５４は、ＡＮＣ−ＥＣＵ５０とスピーカ５２とマイク（図示せず）を有する。ＡＮＣ−ＥＣＵ５０は、マイクで集音された音のノイズ成分に対して逆位相の音をスピーカ５２で再生させる。

［１．２ 能動型防振装置１６の構成］
図２を用いて能動型防振装置１６の構成について説明する。能動型防振装置１６は、ＡＣＭ１８と、ＴＤＣセンサ３４と、ＣＲＫセンサ３６と、フューエルインジェクションＥＣＵ３８（以下「ＦＩ−ＥＣＵ３８」という。）と、ＡＣＭ−ＥＣＵ４０を有する。

ＡＣＭ１８は、上述したようにＡＣＭ−Ｆｒ１８ＦとＡＣＭ−Ｒｒ１８Ｒとからなる。ＡＣＭ１８には公知のもの、例えば特開２００７−１０７５７９号公報等で開示されたものを使用可能である。ＡＣＭ１８は、液室とリニア式のアクチュエータ（共に図示せず）を有する。アクチュエータは、固定子と可動子とソレノイドを有する。可動子は、ＡＣＭ−ＥＣＵ４０から出力される駆動信号に応じて振動する。本明細書では、ＡＣＭ１８のアクチュエータが発生させる振動を能動的振動という。能動的振動の振幅、周期及び位相はエンジン１２の周期的な振動に応じて調整される。

ＡＣＭ−ＥＣＵ４０は、マイクロコンピュータを含む計算機であり、Ａ／Ｄ変換器やＤ／Ａ変換器や各種回路等を備える入出力部４２と、ＣＰＵを備える処理部４４と、フラッシュメモリやＥＥＰＲＯＭ及びＳＲＡＭ等を備える記憶部４６を有する。処理部４４は、ＣＰＵが各種プログラムを実行し、下記［１．３］で説明する各機能を実現する。ＡＣＭ−ＥＣＵ４０は１つのＥＣＵで構成されてもよいし、複数のＥＣＵで構成されてもよい。

ＴＤＣセンサ３４は、エンジン１２のピストン（図示せず）が上死点に来たこと（上死点タイミング）を検知し、検知毎にＴＤＣパルスを生成してＦＩ−ＥＣＵ３８に出力する。各気筒が作動している場合、ＴＤＣパルスの間隔は、エンジン１２の各気筒が上死点に位置する間隔、すなわち、爆発工程の間隔を示す。ＣＲＫセンサ３６は、エンジン１２のクランクシャフト（図示せず）が所定角度（クランクアングル）だけ回転したことを検知し、検知毎に回転ＣＲＫパルスを生成してＦＩ−ＥＣＵ３８に出力する。なお、ＴＤＣパルス及びＣＲＫパルスがＡＣＭ−ＥＣＵ４０に直接出力されてもよい。

ＦＩ−ＥＣＵ３８は、ＡＣＭ−ＥＣＵ４０と同様の構成を有する。ＦＩ−ＥＣＵ３８は、ＴＤＣパルス及びＣＲＫパルスの他にアクセルペダル操作量等を入力し、燃料制御装置２０に対して燃料噴射指令を出力する。また、ＦＩ−ＥＣＵ３８は、ＡＣＭ−ＥＣＵ４０に対してＴＤＣパルス及びＣＲＫパルスを出力すると共に、エンジン１２の運転状態の切り替わりを示す気筒切替信号を出力する。

［１．３ ＡＣＭ−ＥＣＵ４０が実行する制御］
図３を用いてＡＣＭ−ＥＣＵ４０が実行する制御について説明する。ＡＣＭ−ＥＣＵ４０は、処理部４４によりＡＣＭ１８に通電する電流を求め、入出力部４２によりＡＣＭ１８に駆動信号を出力する。処理部４４は、外乱８４を考慮したフィードフォワード制御を実行し、ＡＣＭ１８に通電する電流を求める。ＡＣＭ１８に通電する電流は、エンジン１２の振動を車両１０の所定位置で相殺する波形情報（後述の電流波形マップ６８Ｍ及び補正マップ７０Ｍ）として予め記憶部４６に記憶されている。処理部４４は、図３で示される各機能（パルス読み取り機能５６〜ソレノイドデューティ制御機能７６）を有する。

パルス読み取り機能５６において、ＦＩ−ＥＣＵ３８から出力されるＴＤＣパルス及びＣＲＫパルスを読み取る（図４Ａ参照）。ＥＮＧ振動パターン判定機能５８において、ＦＩ−ＥＣＵ３８から出力される気筒切替信号に基づいてエンジン１２の運転状態が全気筒運転状態と気筒休止運転状態のいずれであるかを判定する。

回転情報算出機能６２において、パルス読み取り機能５６で読み取られたＴＤＣパルス及びＣＲＫパルスに基づいてエンジン１２の回転情報を算出する。ここでは、エンジン１２の回転情報として回転数ＮＥと回転トルクＴＲを算出する。なお、回転数ＮＥに代えて周期ＭＥ又は周波数を算出してもよい。本明細書において、回転数ＮＥを周期ＭＥ又は周波数と読み換えることも可能である。回転数ＮＥは単位時間当たりのＴＤＣパルス数又はＣＲＫパルス数に基づいて求められる。一方、回転トルクＴＲは、次のようにして求められる。先ず、ＣＲＫパルスの間隔を算出する。次に、所定のクランクアングルをＣＲＫパルスの間隔で除算してクランク角速度を算出し、クランク角速度を時間微分してクランク角加速度を算出する。そして、エンジン１２のクランクシャフト回りの所定のイナーシャとクランク角加速度とを乗算することによりクランクシャフト回りの回転トルクＴＲを算出する。

ＥＮＧ振動推定機能６４において、エンジン１２の振動推定値を算出する。ここでは、エンジン１２の振動の大きさＶＡＰＰ（Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｐｅａｋ ｔｏ Ｐｅａｋ）を算出する。以下では、エンジン１２の振動の大きさＶＡＰＰを「振動値ＶＡＰＰ」という。振動値ＶＡＰＰは、例えば回転トルクＴＲから求められる。具体的には、時間的に隣接する回転トルクＴＲの最大値と最小値を判定し、その差を算出する。この差はエンジン１２が発生する振動の振幅とみなされる。この振幅をエンジン１２の振動値ＶＡＰＰとする。なお、図４Ｂで示されるように、エンジン１２の振動は波形で表されるため、振動の位相Ｐも求められる。例えば、任意のＴＤＣパルスＰｒの立ち上がり又は立ち下がりのタイミングを基準とし、振動値ＶＡＰＰが最小値となるタイミングまでのずれを位相Ｐとする。

なお、振動値ＶＡＰＰは、例えばＣＲＫパルスから求めることも可能である。具体的には、先ず、１つのＴＤＣパルス内で計測される複数のＣＲＫパルスを、横軸を経過時間、縦軸を各ＣＲＫパルス間で計測される時間の累積値としての累積時間（ＣＲＫパルス間時間累積値）とする座標にプロットする。次に、このプロットにおいて、１つのＴＤＣパルス内で計測される複数のＣＲＫパルスの始値と終値を結ぶ直線（平均ＣＲＫパルス間時間累積）を算出する。そして、直線（平均ＣＲＫパルス間時間累積）に対する累積時間の偏差を算出する。この偏差は、１つのＴＤＣパルス内で計測される複数のＣＲＫパルスの個数と同数のデータからなる。最後に、この偏差の最大値と最小値の差を振動値ＶＡＰＰとする。

上述したように、本実施形態では、エンジン１２の回転情報として周期ＭＥと回転トルクＴＲを算出する。しかし、振動値ＶＡＰＰは回転トルクＴＲの特徴を備えることに鑑み、エンジン１２の回転情報として周期ＭＥと振動値ＶＡＰＰを算出してもよい。

制御選択機能６６において、ＥＮＧ振動パターン判定機能５８で判定されたエンジン１２の運転状態と、回転情報算出機能６２で算出された回転数ＮＥに基づいてＡＣＭ１８の制御を選択する。具体的には、振幅可変・位相固定制御と振幅可変・位相可変制御のいずれかを選択する。

振幅可変・位相固定制御というのは、ＡＣＭ１８のアクチュエータが発生させる能動的振動の振幅を、エンジン１２の回転情報（回転数ＮＥ、回転トルクＴＲ（振動値ＶＡＰＰ））に応じて可変制御すると共に、アクチュエータが発生させる能動的振動の位相を、エンジン１２の振動値ＶＡＰＰに関わらず固定制御（保持）することをいう。また、振幅可変・位相可変制御というのは、ＡＣＭ１８のアクチュエータが発生させる能動的振動の振幅と位相を、エンジン１２の回転情報（回転数ＮＥ、回転トルクＴＲ（振動値ＶＡＰＰ））に応じて可変制御することをいう。以下では、説明の便宜のために、振幅可変・位相固定制御を単に「位相固定制御」とも称し、振幅可変・位相可変制御を単に「位相可変制御」とも称する。

制御選択機能６６において、エンジン１２の運転状態が全気筒運転状態である場合には位相固定制御を選択し、気筒休止運転状態である場合には位相可変制御を選択する。回転数ＮＥが第１所定回転数ＮＥ＿ｔｈ１未満である場合には、位相可変制御を禁止する。第１所定回転数ＮＥ＿ｔｈ１は適宜設定可能である。

例えば、図９の破線１００で示されるように、位相可変制御を実行する場合、エンジン１２の回転数ＮＥが低回転になると、音圧は許容音圧Ｓ＿ｔｈを超える。許容音圧Ｓ＿ｔｈを超えるときの回転数を第１所定回転数ＮＥ＿ｔｈ１とする。第１所定回転数ＮＥ＿ｔｈ１は車体の形状毎に設定される。

電流算出機能６８において、エンジン１２の回転情報に基づいてＡＣＭ１８に通電する電流の波形を求める。電流算出機能６８の処理は、制御選択機能６６で位相固定制御と位相可変制御のどちらが選択されても行われる。以下で電流算出機能６８において行われる処理の一例を説明する。

記憶部４６（図２参照）には、ＡＣＭ１８の電流波形情報とエンジン１２の回転情報とを対応付ける電流波形マップ６８Ｍ（図５Ａ参照）が記憶される。電流波形情報というのは、車両１０内の第１位置を制振するためにＡＣＭ１８に通電する電流の情報であり、振幅Ａ、周期Ｔ及び位相Ｐの情報を含む。この電流波形は、ＡＣＭ１８が発生させる振動の波形に相当する。第１位置というのは、位相固定制御を行う場合の評価点に相当する。本実施形態では、第１位置をＡＣＭ１８とサブフレーム１４Ｓとの連結点にする。電流波形情報に含まれる位相Ｐというのは、エンジン１２の振動波形を基準とした場合の位相である。

電流波形マップ６８Ｍは、ＡＣＭ１８毎に設定される。個別の電流波形マップ６８Ｍには、第１位置におけるエンジン１２の振動を各ＡＣＭ１８の協調制御によって抑制するための電流波形情報が、エンジン１２の回転情報に対応付けて設定される。なお、１つの電流波形マップ６８Ｍの各アドレスに各ＡＣＭ１８の電流波形情報がまとめて設定されていてもよい。

図５Ａで示される電流波形マップ６８Ｍは、回転数ＮＥ（横軸）と振動値ＶＡＰＰ（縦軸）とで特定されるアドレスに電流波形情報を紐付けている。例えば、図５Ａで示されるように、ＮＥ＝ａ１、ＶＡＰＰ＝ｂ１で特定されるアドレスＸには（振幅Ａ１、周期Ｔ１、位相Ｐ１）という電流波形情報が紐付けられている。また、ＮＥ＝ａ１、ＶＡＰＰ＝ｂ２で特定されるアドレスＹには（振幅Ａ２、周期Ｔ２、位相Ｐ１）という電流波形情報が紐付けられている。また、ＮＥ＝ａ２、ＶＡＰＰ＝ｂ１で特定されるアドレスＺには（振幅Ａ３、周期Ｔ３、位相Ｐ３）という電流波形情報が紐付けられている。

このように、電流波形マップ６８Ｍには、電流波形の振幅及び周期として、回転数ＮＥ及び振動値ＶＡＰＰに対応する個別の値が設定される。また、電流波形の位相として、回転数ＮＥに対応する一方で振動値ＶＡＰＰに依存しない値が設定される。このため、回転数ＮＥが変化せずに振動値ＶＡＰＰが変化する状況では、電流波形マップ６８Ｍにより求められる振幅Ａ及び周期Ｔは異なる値となり、位相Ｐは同じ値となる。

補正値算出機能７０において、エンジン１２の回転情報に基づいてＡＣＭ１８に通電する電流の波形の補正値を求める。補正値算出機能７０の処理は、制御選択機能６６で位相可変制御が選択され、且つ、位相可変制御が禁止されていない場合に行われる。以下で補正値算出機能７０において行われる処理の一例を説明する。

記憶部４６（図２参照）には、ＡＣＭ１８の電流波形情報の補正情報とエンジン１２の回転情報とを対応付ける補正マップ７０Ｍ（図５Ｂ参照）が記憶される。補正情報というのは、車両１０内の第２位置を制振するためにＡＣＭ１８に通電する電流の補正値の情報であり、振幅Ａ及び位相Ｐの情報を含む。第２位置というのは、位相可変制御を行う場合の評価点に相当する。本実施形態では、第２位置をサブフレーム１４Ｓとメインフレーム１４Ｍとの連結点、又は、サスペンションとメインフレーム１４Ｍとの連結点にする。なお、第１位置と第２位置は同じでもよい。

補正マップ７０Ｍは、ＡＣＭ１８毎に設定される。個別の補正マップ７０Ｍには、第２位置におけるエンジン１２の振動を各ＡＣＭ１８の協調制御によって抑制するための補正情報が、エンジン１２の回転情報に対応付けて設定される。なお、１つの補正マップ７０Ｍの各アドレスに各ＡＣＭ１８の補正情報がまとめて設定されていてもよい。

図５Ｂで示される補正マップ７０Ｍは、回転数ＮＥ（横軸）と振動値ＶＡＰＰ（縦軸）とで特定されるアドレスに補正情報を紐付けている。例えば、図５Ｂで示されるように、ＮＥ＝ａ１、ＶＡＰＰ＝ｂ１で特定されるアドレスＸには（振幅Ａ１´、位相Ｐ１´）の補正情報が紐付けられる。また、ＮＥ＝ａ１、ＶＡＰＰ＝ｂ２で特定されるアドレスＹには（振幅Ａ２´、位相Ｐ２´）の補正情報が紐付けられる。また、ＮＥ＝ａ２、ＶＡＰＰ＝ｂ１で特定されるアドレスＺには（振幅Ａ３´、Ｐ３´）の補正情報が紐付けられる。

このように、補正マップ７０Ｍには、振幅Ａ及び位相Ｐの補正値として、回転数ＮＥ及び振動値ＶＡＰＰに対応する個別の値が設定される。このため、回転数ＮＥ及び／又は振動値ＶＡＰＰが変化する状況では、補正マップ７０Ｍにより求められる振幅Ａの補正値及び位相Ｐの補正値は異なる値となる。

加算機能７２において、電流算出機能６８で求められたＡＣＭ１８の電流の振幅Ａ及び位相Ｐに、補正値算出機能７０で求められた振幅Ａ及び位相Ｐの補正値を加算する。制御選択機能６６で位相固定制御が選択された場合、補正値算出機能７０により補正情報が出力されないため、加算機能７２からは電流算出機能６８の電流波形情報がそのまま出力される。つまり、位相固定制御を実行することができる。一方、制御選択機能６６で位相可変制御が選択された場合、補正値算出機能７０により補正情報が出力されるため、加算機能７２からは電流算出機能６８の電流波形情報が補正値算出機能７０の補正情報で補正されて出力される。つまり、位相可変制御を実行することができる。

目標電流決定機能７４において、加算機能７２で算出された電流波形情報の振幅Ａ、周期Ｔ及び位相ＰをＡＣＭ１８のソレノイドに対して通電する電流の振幅Ａ、周期Ｔ及び位相Ｐの目標値として決定する（図４Ｃ参照）。

ソレノイドデューティ制御機能７６において、目標電流決定機能７４で決定された電流の振幅Ａ、周期Ｔ及び位相Ｐに基づいてソレノイドに対して通電する電流を実現するためのデューティ比を求める。この際、電流検出回路８０により検出されるＡＣＭ１８の実電流に基づいてフィードバック制御、例えばＰＩＤ制御を行う。

入出力部４２に含まれるソレノイド駆動回路８８は、電源８６に接続されており、ソレノイドデューティ制御機能７６で求められたデューティ比に基づいてＡＣＭ１８に対して駆動信号を出力する。

［１．４ ＡＣＭ−ＥＣＵ４０の処理フロー］
図６を用いてＡＣＭ−ＥＣＵ４０が実行する一連の処理について説明する。図６は、図３で示される一連の制御ブロックを処理フローにして示すものである。ＡＣＭ−ＥＣＵ４０は、以下で説明する処理を極短い時間間隔で繰り返し実行する。

ステップＳ１において、各種情報、ここではＴＤＣパルス、ＣＲＫパルス、気筒切替信号等を取得する。ステップＳ２において、ＴＤＣパルス及びＣＲＫパルスに基づいてエンジン１２の回転情報（回転数ＮＥ及び回転トルクＴＲ）を算出する。

ステップＳ３において、エンジン１２の振動を推定する。本実施形態では振動値ＶＡＰＰを算出する。ステップＳ４において、禁止判定処理（図７参照）を行う。ここでは、位相可変制御を禁止するか否かを判定する。禁止判定処理に関しては後述する。

ステップＳ５において、エンジン１２の運転状態を判定する。全気筒運転状態である場合（ステップＳ５：全気筒）、処理はステップＳ７に移行する。一方、気筒休止運転状態である場合（ステップＳ５：気筒休止）、処理はステップＳ６に移行する。

ステップＳ５からステップＳ６に移行した場合、位相可変制御が禁止されているか否かを判定する。上記［１．３］で説明したように、制御選択機能６６により、回転数ＮＥが第１所定回転数ＮＥ＿ｔｈ１未満であると判定される場合、位相可変制御は禁止される。位相可変制御が禁止されている場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、処理はステップＳ７に移行する。一方、位相可変制御が禁止されていない場合（ステップＳ６：ＮＯ）、処理はステップＳ８に移行する。

ステップＳ５又はステップＳ６からステップＳ７に移行した場合、位相固定制御を実行する。ここでは、ステップＳ２で算出した回転数ＮＥと、ステップＳ３で算出した振動値ＶＡＰＰに基づいてＡＣＭ１８に通電する電流の波形（振幅Ａ、周期Ｔ及び位相Ｐ）を決定する。具体的には、上記［１．３］で説明したように、図５Ａで示される電流波形マップ６８Ｍを用いて電流の波形（振幅Ａ、周期Ｔ及び位相Ｐ）を求める。電流波形マップ６８Ｍによれば、エンジン１２の回転数ＮＥが変わらない限り、演算毎に同じ位相Ｐが求められる。すなわち位相Ｐは固定（保持）される。

ステップＳ６からステップＳ８に移行した場合、位相可変制御を実行する。ここでは、ステップＳ２で算出した回転数ＮＥと、ステップＳ３で算出した振動値ＶＡＰＰに基づいてＡＣＭ１８に通電する電流の波形（振幅Ａ、周期Ｔ及び位相Ｐ）を決定する。具体的には、上記［１．３］で説明したように、図５Ａで示される電流波形マップ６８Ｍを用いて電流の波形（振幅Ａ、周期Ｔ及び位相Ｐ）を求め、更に、図５Ｂで示される補正マップ７０Ｍを用いて補正値（振幅Ａ及び位相Ｐ）を求める。そして、電流の波形を補正値で補正する。

ステップＳ９において、ステップＳ７又はステップＳ８で求められた電流波形に基づいて目標電流を決定する。ステップＳ１０において、ステップＳ９で決定された目標電流に基づいてＡＣＭ１８を駆動する。

［１．５ 禁止判定処理］
図７を用いて禁止判定処理（図６のステップＳ４）について説明する。ステップＳ１１において、図６のステップＳ２で算出した回転数ＮＥと記憶部４６に記憶される第１所定回転数ＮＥ＿ｔｈ１とを比較する。回転数ＮＥが第１所定回転数ＮＥ＿ｔｈ１以上である場合（ステップＳ１１：≧）、処理はステップＳ１２に移行する。そして、ステップＳ１２において、位相可変制御を許可する。一方、回転数ＮＥが第１所定回転数ＮＥ＿ｔｈ１未満である場合（ステップＳ１１：＜）、処理はステップＳ１３に移行する。そして、ステップＳ１３において、位相可変制御を禁止する。

［１．６ 位相固定制御と位相可変制御の切り替え］
ＡＣＭ−ＥＣＵ４０の処理部４４は、位相固定制御から位相可変制御への切り替えに要する第１時間間隔と、位相可変制御から位相固定制御への切り替えに要する第２時間間隔とを変えている。本実施形態では、第１時間間隔を第２時間間隔よりも長くする。

例えば、制御の切り替え時には、補正値算出機能７０において、補正マップ７０Ｍで求められる補正値（振幅Ａ、位相Ｐ）に対して０から１の間で変化する係数を乗算する。このとき、位相固定制御から位相可変制御への切り替え時には、時間の経過と共に係数を徐々に大きくし（０から１）、位相可変制御から位相固定制御への切り替え時には、時間の経過と共に係数を徐々に小さくする（１から０）。位相固定制御から位相可変制御への切り替え時に係数の変化率を小さくし、位相可変制御から位相固定制御への切り替え時に係数の変化率を大きくすることにより、第１時間間隔を第２時間間隔よりも長くすることができる。

位相固定制御と位相可変制御とを比較すると、位相固定制御の方が安定している。このような場合、位相固定制御から位相可変制御への切り替えを素早く行うと、制御が不安定になる虞がある。このため、第１時間間隔を第２時間間隔よりも長くして制御を徐々に切り替えることにより、制御が不安定になることを抑制できる。また、第２時間間隔を第１時間間隔よりも短くすることにより、制御を素早く切り替えることができる。

［１．７ 位相固定制御、位相可変制御の作用効果］
図８Ａ、図８Ｂを用いて能動型防振装置１６の作用効果について説明する。図８Ａ、図８Ｂは、車両１０内に設定された評価点に伝搬する各振動成分の大きさと位相とを示すベクトル図である。本実施形態では、評価点を、上述した第２位置、すなわちサブフレーム１４Ｓとメインフレーム１４Ｍとの連結点、又は、サスペンションとメインフレーム１４Ｍとの連結にしている。図８Ａ、図８Ｂにおいて、ベクトルの長さは各振動により発生する駆動力の大きさ（単位［ｍ／ｓ²］）を示し、ベクトルの角度（横軸正方向を基準にした正方向すなわち図中左回りの回転角度）はエンジン１２の振動を基準にした場合の位相を示す。また、図８Ａ、図８Ｂにおいて、円状の許容範囲９０は、許容できる駆動力の範囲を示す。

図８Ａを用いてエンジン１２の運転状態が全気筒運転状態であり且つＬＣ２６の締結率Ｌｒが１００％でない場合（約９６〜９７％）に実行される位相固定制御の作用効果について説明する。全気筒運転状態であり且つＬＣ２６の締結率Ｌｒが１００％でない場合、評価点には、駆動系経路を介してエンジン１２の振動Ｖｄ１が伝搬し、マウント系経路を介してエンジン１２の振動Ｖｍ１が伝搬する。図８Ａの点９２で示されるように、振動Ｖｄ１と振動Ｖｍ１により、評価点における振動の駆動力は許容範囲９０外となる。

電流波形マップ６８Ｍ（図５Ａ参照）を使用する位相固定制御が実行されると、評価点には、マウント系経路を介してＡＣＭ−Ｆｒ１８Ｆの振動Ｖｆ１とＡＣＭ−Ｒｒ１８Ｒの振動Ｖｒ１が伝搬する。このとき、振動Ｖｆ１及び振動Ｖｒ１の位相は、エンジン１２の振動を基準にして一定となるように制御される。ここでは、振動Ｖｒ１の位相よりも振動Ｖｆ１の位相が９０度程度遅れるように制御される。図８Ａの点９４で示されるように、振動Ｖｆ１と振動Ｖｒ１の合成振動Ｖｆｒ１により、エンジン１２から伝搬する振動が相殺され、評価点における振動の大きさを許容範囲９０内にすることができる。

図８Ｂを用いてエンジン１２の運転状態が気筒休止運転状態であり且つＬＣ２６の締結率Ｌｒが約１００％である場合に実行される位相可変制御の作用効果について説明する。エンジン１２の回転数ＮＥが一定のまま、全気筒運転状態から気筒休止運転状態に切り替わり、更にＬＣ２６の締結率Ｌｒが１００％になったとする。このとき、評価点には、駆動系経路を介してエンジン１２の振動Ｖｄ２が伝搬し、マウント系経路を介してエンジン１２の振動Ｖｍ２が伝搬する。振動Ｖｄ２は、図８Ａで示される振動Ｖｄ１と、気筒休止運転状態により増大する振動Ｖｄｉｎ１と、ＬＣ２６の締結率Ｌｒが１００％になることにより増大する振動Ｖｄｉｎ２が合成されたものである。また、振動Ｖｍ２は、図８Ａで示される振動Ｖｍ１に、気筒休止運転状態により増大する振動Ｖｍｉｎが合成されたものである。図８Ｂの点９６で示されるように、振動Ｖｄ２と振動Ｖｍ２により、評価点における振動の大きさは許容範囲９０外となる。このとき発生する振動は、全気筒運転状態のときに発生する振動（点９２）よりも大きくなる。

電流波形マップ６８Ｍ（図５Ａ参照）及び補正マップ７０Ｍ（図５Ｂ参照）を使用する位相可変制御が実行されると、評価点には、マウント系経路を介してＡＣＭ−Ｆｒ１８Ｆの振動Ｖｆ２とＡＣＭ−Ｒｒ１８Ｒの振動Ｖｒ２が伝搬する。振動Ｖｆ２は、図８Ａで示される振動Ｖｆ１と比較して、駆動力が大きく且つ位相が位相角θ１［ｄｅｇ］だけ遅れる方向（図中右回り）に変化している。また、振動Ｖｒ２は、図８Ａで示される振動Ｖｒ１と比較して、駆動力が大きく且つ位相が位相角θ２［ｄｅｇ］だけ進む方向（図中左回り）に変化している。

本実施形態では位相可変制御を行い、ＡＣＭ−Ｆｒ１８ＦとＡＣＭ−Ｒｒ１８Ｒに通電される電流を制御し、振動Ｖｆ２の位相と振動Ｖｒ２の位相を互いに逆方向（進む方向と遅れる方向）に変化させる。すると、振動Ｖｆ２と振動Ｖｒ２の合成ベクトルは大きくなる。つまり、位相可変制御によれば、ＡＣＭ１８の駆動により評価点に伝搬する振動の駆動力を位相固定制御時よりも大きくすることができる。図８Ｂの点９８で示されるように、振動Ｖｆ２と振動Ｖｒ２の合成振動Ｖｆｒ２により、エンジン１２から伝搬する振動が相殺され、評価点における振動の大きさを許容範囲９０内にすることができる。

図８Ｂにおいては、振動Ｖｆ２の駆動力と振動Ｖｒ２の駆動力は略同じであり、且つ、位相角θ１と位相角θ２は略同じである。位相角θ１と位相角θ２を略同じにすることで、合成振動Ｖｆｒ２の駆動力を大きくすることができる。但し、振動Ｖｆ２の駆動力と振動Ｖｒ２の駆動力が相違し、又は、位相角θ１と位相角θ２が相違してもよい。要は、評価点における振動の駆動力を点９６から許容範囲９０内に戻すことができるのであれば、振動Ｖｆ２の駆動力と振動Ｖｒ２の駆動力、及び、位相角θ１と位相角θ２をどのようしてもよい。

なお、各ＡＣＭ１８に通電する電流を定格値まで増加させれば、各ＡＣＭ１８から出力される振動の振幅を最大にすることができる。その結果、ＡＣＭ１８の駆動により評価点に伝搬する振動の駆動力を最大にすることができる。

［１．８ 変形例］
本実施形態の位相可変制御は、電流波形マップ６８Ｍ（図５Ａ参照）を補正マップ７０Ｍ（図５Ｂ参照）で補正する制御である。これに代えて、位相固定制御と位相可変制御を、それぞれ独立した電流波形マップを用いて実行してもよい。

本実施形態では、各アドレスに電流波形情報（振幅Ａ、周期Ｔ、位相Ｐ）が紐付けられた電流波形マップ６８Ｍ（図５Ａ参照）を使用する。これに代えて、各アドレスに個別の情報が紐付けられた複数のマップを使用してもよい。例えば、各アドレスに電流波形の振幅Ａ及び周期Ｔの情報が紐付けられた電流振幅マップと、各アドレスに電流波形の位相Ｐの情報が紐付けられた電流位相マップを使用してもよい。また、本実施形態では、各アドレスに電流波形の振幅Ａ及び位相Ｐの補正情報が紐付けられた補正マップ７０Ｍ（図５Ｂ参照）を使用する。これに代えて、各アドレスに個別の情報が紐付けられた複数のマップを使用してもよい。例えば、各アドレスに電流波形の振幅Ａの補正情報が紐付けられた振幅補正マップと、各アドレスに電流波形の位相Ｐの補正情報が紐付けられた位相補正マップを使用してもよい。

［１．９ 第１実施形態のまとめ］
第１実施形態は、車両１０に搭載される多気筒のエンジン１２（内燃機関）と車体１４との間に介在するＡＣＭ１８（エンジンマウント）を備え、ＡＣＭ１８のアクチュエータが発生させる能動的振動によりエンジン１２側から車体１４側への振動伝達を抑制する能動型防振装置１６に関する。能動型防振装置１６は、エンジン１２の回転情報に基づいてアクチュエータが発生させる能動的振動を制御するＡＣＭ−ＥＣＵ４０（振動制御部）を備える。ＡＣＭ−ＥＣＵ４０は、エンジン１２の運転状態が、全ての気筒で燃焼させる全気筒運転状態と一部の気筒で燃焼を休止させる気筒休止運転状態のいずれであるかを検知するＥＮＧ振動パターン判定機能５８（運転状態検知部）を有する。そして、ＡＣＭ−ＥＣＵ４０は、ＥＮＧ振動パターン判定機能５８により全気筒運転状態が検知される場合には、アクチュエータが発生させる能動的振動の振幅を回転情報に応じて可変制御すると共にアクチュエータが発生させる能動的振動の位相を固定制御する位相固定制御を実行する。また、ＡＣＭ−ＥＣＵ４０は、ＥＮＧ振動パターン判定機能５８により気筒休止運転状態が検知される場合には、アクチュエータが発生させる能動的振動の振幅と位相を回転情報に応じて可変制御する位相可変制御を実行する。

第１実施形態は、車両１０に搭載される多気筒のエンジン１２（内燃機関）と車体１４との間に介在するＡＣＭ１８（エンジンマウント）を備え、ＡＣＭ１８のアクチュエータが発生させる能動的振動によりエンジン１２側から車体１４側への振動伝達を抑制する能動型防振装置１６に関する。能動型防振装置１６は、エンジン１２の回転数ＮＥに基づいてアクチュエータが発生させる能動的振動を制御するＡＣＭ−ＥＣＵ４０（振動制御部）を備える。ＡＣＭ−ＥＣＵ４０は、エンジン１２の回転数ＮＥを検知する回転情報算出機能６２（回転数検知部）を有する。そして、ＡＣＭ−ＥＣＵ４０は、アクチュエータが発生させる能動的振動の振幅と位相を回転情報算出機能６２により検知される回転数ＮＥに応じて可変制御する位相可変制御を実行する。更に、ＡＣＭ−ＥＣＵ４０は、回転情報算出機能６２により検知される回転数ＮＥが第１所定回転数ＮＥ＿ｔｈ１未満である場合には、位相可変制御を禁止する。

図９の破線１００で示されるように、位相可変制御を実行する場合、エンジン１２の回転数ＮＥが低回転、例えば第１所定回転数ＮＥ＿ｔｈ１未満のときに許容音圧Ｓ＿ｔｈを超える低周波の騒音が発生する。また、エンジン１２の回転数ＮＥが高回転、例えば第２所定回転数ＮＥ＿ｔｈ２以上のときに許容音圧Ｓ＿ｔｈを超える高周波の騒音が発生する。実線１０２で示されるように、ＡＮＣ１４は、高周波の騒音を抑制できるが、低周波の騒音を十分に抑制できない。

第１実施形態によれば、エンジン１２の回転数ＮＥが第１所定回転数ＮＥ＿ｔｈ１未満である場合に、位相可変制御を禁止する。このため、図１０の破線１０４で示されるように、低周波の騒音が発生しなくなる。また、エンジン１２の回転数ＮＥが第１所定回転数ＮＥ＿ｔｈ１以上である場合には、位相可変制御が実行可能であるため、ＡＣＭ１８の制御による防振効果を好適に達成できる。

ＡＣＭ−ＥＣＵ４０は、位相可変制御を禁止した場合には、アクチュエータが発生させる能動的振動の振幅を回転情報算出機能６２により検知される回転数ＮＥに応じて可変制御すると共にアクチュエータが発生させる能動的振動の位相を固定制御する位相固定制御を実行する。

このように、位相可変制御を禁止した場合に、位相固定制御を実行すれば、エンジン１２の回転数ＮＥが第１所定回転数ＮＥ＿ｔｈ１未満であってもＡＣＭ１８の制御による防振効果を期待できる。

［２ 第２実施形態］
第１実施形態ではエンジン１２の回転数ＮＥが第１所定回転数ＮＥ＿ｔｈ１未満の場合に位相可変制御を禁止しているが、エンジン１２の回転数ＮＥに代えて、エンジン１２の回転トルクＴＲを使用することも可能である。この場合、エンジン１２の回転トルクＴＲが所定回転トルクＴＲ＿ｔｈ未満の場合に位相可変制御を禁止する。更に、位相可変制御を禁止した場合には、位相固定制御を実行することも可能である。第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が得られる。

なお、本発明に係る能動型防振装置１６は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…車両 １２…エンジン（内燃機関）
１４…車体 １４Ｍ…メインフレーム
１４Ｓ…サブフレーム １６…能動型防振装置
１８…ＡＣＭ（エンジンマウント） １８Ｆ…ＡＣＭ−Ｆｒ
１８Ｒ…ＡＣＭ−Ｒｒ
４０…ＡＣＭ−ＥＣＵ（振動制御部）
６２…回転情報算出機能（回転数検知部）

Claims (4)

1. 車両に搭載される多気筒の内燃機関と車体との間に介在するエンジンマウントを備え、前記エンジンマウントのアクチュエータが発生させる能動的振動により前記内燃機関側から前記車体側への振動伝達を抑制する能動型防振装置であって、
   前記内燃機関の回転数に基づいて前記アクチュエータが発生させる前記能動的振動を制御する振動制御部を備え、
   前記振動制御部は、
   前記内燃機関の回転数を検知する回転数検知部を有し、
   前記アクチュエータが発生させる前記能動的振動の振幅と位相を前記回転数検知部により検知される前記回転数に応じて可変制御する振幅可変・位相可変制御を実行し、
   前記回転数検知部により検知される前記回転数が所定回転数未満である場合には、前記振幅可変・位相可変制御を禁止する
   ことを特徴とする能動型防振装置。
2. 請求項１に記載の能動型防振装置において、
   前記振動制御部は、
   前記振幅可変・位相可変制御を禁止した場合には、
   前記アクチュエータが発生させる前記能動的振動の振幅を前記回転数検知部により検知される前記回転数に応じて可変制御すると共に前記アクチュエータが発生させる前記能動的振動の位相を固定制御する振幅可変・位相固定制御を実行する
   ことを特徴とする能動型防振装置。
3. 車両に搭載される多気筒の内燃機関と車体との間に介在するエンジンマウントを備え、前記エンジンマウントのアクチュエータが発生させる能動的振動により前記内燃機関側から前記車体側への振動伝達を抑制する能動型防振装置であって、
   前記内燃機関の回転情報に基づいて前記アクチュエータが発生させる前記能動的振動を制御する振動制御部を備え、
   前記振動制御部は、
   前記内燃機関の回転トルクを検知する回転トルク検知部を有し、
   前記アクチュエータが発生させる前記能動的振動の振幅と位相を前記回転トルク検知部により検知される前記回転トルクに応じて可変制御する振幅可変・位相可変制御を実行し、
   前記回転トルク検知部により検知される前記回転トルクが所定回転トルク未満である場合には、前記振幅可変・位相可変制御を禁止する
   ことを特徴とする能動型防振装置。
4. 請求項３に記載の能動型防振装置において、
   前記振動制御部は、
   前記振幅可変・位相可変制御を禁止した場合には、
   前記アクチュエータが発生させる前記能動的振動の振幅を前記回転トルク検知部により検知される前記回転トルクに応じて可変制御すると共に前記アクチュエータが発生させる前記能動的振動の位相を固定制御する振幅可変・位相固定制御を実行する
   ことを特徴とする能動型防振装置。

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