JP2018135941A - 振動低減装置 - Google Patents

Abstract

【課題】振動低減と軽量化による内燃機関の燃費性能向上との両立を図る。【解決手段】トルクロッド５の剛体部分をアルミニウム合金製として軽量化することによって、ロッド剛体共振の共振周波数をこもり音領域よりも高く、かつ加速時騒音領域の低周波側の境界近傍（境界付近）に設定する。そして、慣性マス１４のロッド軸方向に沿った振動の共振周波数ｆｒがエンジン１のアイドル回転数における基本次数の振動の周波数よりも高く、かつエンジン１の常用回転数における基本次数の振動の周波数以下となるように設定する。【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関から車体等の支持体へ伝達される振動を低減する振動低減装置に関する。

例えば、特許文献１には、エンジン側に取り付けられる第１インシュレータと、車体側に取り付けられる第２インシュレータと、第１インシュレータと第２インシュレータとを連結するロッド部と、このロッド部に支持された慣性マスと、この慣性マスをロッド部の軸方向に往復動させるアクチュエータと、を有し、ロッド剛体共振の周波数をエンジンの曲げ・捩り共振周波数よりも低く設定し、ロッドの軸方向変位の速度に比例した力をアクチュエータに発生させる振動低減装置が開示されている。

ここで、ロッド剛体共振の周波数をエンジンの曲げ・捩り共振周波数よりも低く設定するためには、第１、第２インシュレータの弾性体の剛性（ばね定数）を下げるか、第１、第２インシュレータの剛体部分の質量とロッド部の質量の和であるロッド質量を増加させることになる。

特開２０１１−１２７５７号公報

しかしながら、第１、第２インシュレータの弾性体の剛性（ばね定数）を下げるとエンジンのトルクを受けきれなくなる虞がある。また、ロッド質量を増加させると、質量増加によりエンジンの燃費が悪化してしまう虞がある。

本発明の振動低減装置は、内燃機関を支持体に弾性支持するロッドの質量を調整することにより当該ロッドのロッド軸方向に沿った振動の共振周波数を、所定のこもり音領域よりも高く、かつ該こもり音領域の高周波側に隣接する所定の周波数領域の低周波側に設定する。また、上記ロッドに支持された慣性マスのロッド軸方向に沿った振動の共振周波数を、上記内燃機関のアイドル回転数における基本次数の振動の周波数よりも高く、かつ上記内燃機関の常用回転数における基本次数の振動の周波数以下となるように設定する。

本発明によれば、こもり音領域における振動を低減しつつ、ロッドの軽量化により内燃機関の燃費性能を向上させることができる。

本発明に係る振動低減装置が適用されたエンジンの概略斜視図。 本発明の第１実施例における振動低減装置の概略を模式的に示した説明図。 ノッチフィルタのゲイン特性を示す説明図。 ノッチフィルタの位相特性を示す説明図。 ノッチフィルタの位相特性と、加速度センサの検出信号の位相特性と、ノッチフィルタによる処理後の加速度センサの検出信号の位相特性と、を模式的に示した説明図。 トルクロッドの剛体部分の振動のしやすさを模式的に示した説明図。 トルクロッドのロッド軸方向に沿った振動の周波数特性を模式的に示した説明図。 本発明の第２実施例における振動低減装置の概略を模式的に示した説明図。 ノッチフィルタの位相特性と、加速度センサの検出信号の位相特性と、ノッチフィルタによる処理後の加速度センサの検出信号の位相特性と、を模式的に示した説明図。 位相補償回路の位相特性と、ノッチフィルタによる処理後の加速度センサの検出信号の位相特性と、ノッチフィルタと位相補償回路による処理後の加速度センサの検出信号の位相特性と、を模式的に示した説明図。 本発明の第３実施例における振動低減装置の概略を模式的に示した説明図。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、ペンデュラム方式のエンジンマウント装置に本発明の振動低減装置を適用したエンジン（内燃機関）１の概略を模式的に示した概略斜視図である。なお、図１におけるＸ軸が車両前後方向、図１におけるＹ軸が車両左右（幅）方向、図１におけるＺ軸が車両上下方向、をそれぞれ示している。

図１において、エンジン１はクランクシャフトが車両の左右方向に沿って置かれた横置きタイプで、車両右側（図１における右側）がエンジンフロントである。

エンジン１は、重心より上（図１における上方）の２箇所を右側エンジンマウント２及び左側エンジンマウント３により支持されている。すなわち、右側エンジンマウント２によって車両右側からエンジン１のフロント側が、左側エンジンマウント３によって車両左側からエンジン１のリア側が支持されている。このように、振動体（振動源）であるエンジン１を振り子状に車体側部材にマウントする構造がペンデュラム方式のエンジンマウント装置である。

ペンデュラム方式のエンジンマウント装置では、エンジン１の運転時に回転慣性力によって２つのマウント点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、エンジンマウント装置は、トルクロッド４、５を有している。

トルクロッド４は、エンジン１の略上半分とエンジン１を支持する支持体としての車体側部材（図示しない）とを連結するものである。

トルクロッド５は、エンジン１の略下半分とエンジン１を支持する支持体としての車体側部材６とを連結するものである。

エンジン１は、例えば、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次バランサつきの直列４気筒や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ないので、主にエンジントルク変動の反力のみがエンジン１に作用する。従って、エンジン回転の基本次数では、トルクを支持しているトルクロッド４、５からの入力よって主に車内音、車内振動が発生する。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になる。ここで、エンジン回転の基本次数は、たとえば、４気筒エンジンでは２次、６気筒エンジンでは３次である。

トルクロッド４、５は、車体側に伝達される振動を低減するため、後述する２重防振の効果が得られるとともに、後述するロッド剛体共振を抑制可能な構成となっている。すなわち、トルクロッド４、５は、エンジン１を車体側部材に弾性支持するものである。

ここで、トルクロッド４とトルクロッド５とは、実質的に略同一構成となっている。そこで、説明の便宜上、以下の説明では、下側のトルクロッド５について説明することで、トルクロッド４の説明を兼ねるものとする。

図２は、本発明の第１実施例における振動低減装置の概略を模式的に示した説明図である。トルクロッド５は、棒状（直線状）のロッド部１０と、ロッド部１０の一端に接続された第１インシュレータとしての第１ブッシュ１１と、ロッド部１０の他端に接続された第２インシュレータとしての第２ブッシュ１２と、ロッド部１０に弾性支持ばね１３を介して支持された慣性マス１４と、慣性マス１４をロッド軸方向（ロッド部１０の軸方向）に往復動させるアクチュエータ１５と、を有している。

第１ブッシュ１１は、円筒状の第１外筒１７と、第１外筒１７と同心で円筒状の第１内筒１８と、第１外筒１７と第１内筒１８とを連結する第１弾性体１９と、を有している。第１ブッシュ１１は、第１内筒１８に対して図２の紙面垂直方向に挿入されるボルト（図示せず）によって、エンジン１に固定される。

第２ブッシュ１２は、円筒状の第２外筒２０と、第２外筒２０と同心で円筒状の第２内筒２１と、第２外筒２０と第２内筒２１とを連結する第２弾性体２２と、を有している。第２ブッシュ１２は、第２内筒２１に対して図２の紙面垂直方向に挿入されるボルト（図示せず）によって、車体側部材６に固定される。

また、トルクロッド５の剛体部分は、例えば、アルミニウム合金となっている。すなわち、ロッド部１０、第１ブッシュ１１の第１外筒１７及び第１内筒１８、第２ブッシュ１２の第２外筒２０及び第２内筒２１は、例えばアルミニウム合金からなっている。トルクロッド５の剛体部分をアルミニウム合金製とすれば、トルクロッド５の剛体部分を鉄製とする場合よりも大幅な軽量化を図ることができる。

第１弾性体１９及び第２弾性体２２は、ばね（弾性）と減衰（減衰性）の機能を合わせ持つ材料からなり、例えば弾性ゴムからなっている。

第１ブッシュ１１と第２ブッシュ１２とでは、外筒及び内筒の径が互いそれぞれ異なっている。すなわち、第１ブッシュ１１の第１外筒１７の外径は、第２ブッシュ１２の第２外筒２０の外径よりも大きく設定されている。また、第１ブッシュ１１の第１内筒１８の外径は、第２ブッシュ１２の第２内筒２１の外径よりも大きく設定されている。

そして、第２ブッシュ１２の第２弾性体２２の剛性は、第１ブッシュ１１の第１弾性体１９の剛性よりも大きく設定されている。

第１ブッシュ１１における第１弾性体１９の剛性と、第２ブッシュ１２における第２弾性体２２の剛性と、を異なる値に設定することで、トルクロッド５には、２つの共振点が現れる。すなわち、トルクロッド５は、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（ロッド部軸方向であり、図２における上下方向）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。

第２ブッシュ１２の第２外筒２０の外周面には、ロッド部１０の軸心の延長線上となる位置に、加速度検出部としての加速度センサ２３が取り付けられている。加速度センサ２３は、エンジン１からトルクロッド５に伝達される振動の加速度を検出するものであって、ロッド部１０のロッド軸方向の振動の加速度を検出する。なお、加速度センサ２３の取り付け位置は、第２外筒２０の外周面に限定されるものではなく、ロッド部１０のロッド軸方向の振動の加速度を検出可能であれば、第２外筒２０の外周面以外の場所であってもよい。

エンジン剛体共振の共振周波数は、エンジン１の質量と、第１弾性体１９の剛性（ばね定数）とで決まる。ロッド剛体共振の共振周波数は、ロッド部１０、第１外筒１７及び第２外筒２０の質量と、第２弾性体２２の剛性（ばね定数）とで決まる。

エンジン剛体共振の共振周波数及びロッド剛体共振の共振周波数は、エンジン１単体での曲げ、捩りの一次の共振周波数よりも小さくに設定される。エンジン１単体での曲げ、捩りの一次の共振周波数は、一般的な車両用エンジンでは、２８０Ｈｚ〜３５０Ｈｚ程度である。そこで、エンジン剛体共振の共振周波数は、例えば、ほぼゼロに近い周波数に設定される。ロッド剛体共振の共振周波数は、例えば、２００Ｈｚに近い周波数に設定される。

このようにエンジン剛体共振及びロッド剛体共振を２つの異なる周波数（低周波域のエンジン剛体共振の共振周波数と、中周波域のロッド剛体共振の共振周波数との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ことで２重防振の効果を得ることができる。

慣性マス１４は、磁性を有する金属等からなり、角筒型状（図１を参照）を呈している。慣性マス１４の内壁面１４ａは、その一部が内側に向かって突出するよう形成されている。慣性マス１４は、その軸方向に直交する平面と平行な断面形状が、ロッド部１０の中心（重心）を中心にして点対称となっている。慣性マス１４の重心は、ロッド部１０の中心と一致している。

アクチュエータ１５は、ロッド部１０のロッド軸方向に沿った振動を抑制可能なものであって、慣性マス１４とロッド部１０との間の空間に位置している。

アクチュエータ１５は、ロッド部１０の外周に固定された角筒状のコア２５と、コア２５に巻き掛けられたコイル２６と、コア２５に埋め込まれた永久磁石２７と、を有している。

アクチュエータ１５は、永久磁石２７がコア２５に埋め込まれた構造となっているため、永久磁石２７がコア２５の外表面に貼り付けられた構造のものに比べて高出力化が可能となっている。

コア２５は、積層鋼板から構成されている。詳述すると、コア２５は、例えば電磁鋼板からなる複数個の部材をロッド部１０の周囲に接着剤で接着することで構成される。コア２５は、コイル２６の磁路を構成する。

コイル２６は、ロッド部１０の軸方向に沿ってコア２５に巻き掛けられた導線（図示せず）からなる。

永久磁石２７は、その先端側がロッド部１０の外周側に配置された慣性マス１４と対向するように、コア２５に埋め込まれている。

慣性マス１４とロッド部１０とを連結する弾性支持ばね１３は、比較的小さい剛性（ばね定数）を有している。また、慣性マス１４のロッド軸方向の共振周波数ｆｒは、例えば１０Ｈｚ〜１００Ｈｚ程度の低周波数で生じるものとする。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。そのため、慣性マス１４の共振周波数ｆｒが１０Ｈｚ程度であれば、エンジン１の運転条件によらず慣性マス１４の共振を抑えることができる。

また、慣性マス１４の共振周波数ｆｒを１０Ｈｚ程度の低周波数に設定しようとすると、慣性マス１４の質量が重くなる。そのため、慣性マス１４の質量を重くするような設定が困難な場合には、ロッド剛性共振（本実施形態では２００Ｈｚ）の約１／２の周波数より低く設定しておけば、互いの共振周波数が十分に離れ、振動伝達の抑制が十分に行なわれる。

アクチュエータ１５は、トルクロッド５の剛体部分の振動が減衰するように制御される。詳述すると、この第１実施例のアクチュエータ１５は、加速度センサ２３で検出した振動のロッド軸方向に沿った速度に略比例した力を逆符号とした力が発生するよう制御部３１に制御される。アクチュエータ１５に発生する力は、ロッド部１０のロッド軸方向に沿った速度に比例し、ロッド部１０のロッド軸方向に沿った加速度の向きとは逆向きの力となる。

制御部３１は、所定周波数域の出力を抑制するノッチフィルタ３２と、アンプコントローラ３３と、を有している。

ノッチフィルタ３２には、加速度センサ２３の検出信号が入力される。ノッチフィルタ３２は、図３に示すように、慣性マス１４の共振周波数ｆｒを含む所定周波数域の出力を抑制するよう設定されている。また、ノッチフィルタ３２は、図４に示すように、カットオフ周波数ｆｃよりも高い周波数域の位相を進角させる位相特性を有している。カットオフ周波数ｆｃは、ノッチフィルタ３２の通過域の振幅レベルに対して所定レベル（例えば−３ｄＢ）低下した周波数である。

ノッチフィルタ３２は、図５に示すように、慣性マス１４の共振周波数ｆｒよりも高い周波数域の位相を進角させる位相特性を有している。詳述すると、ノッチフィルタ３２は、図５に示すように、加速度センサ２３の検出信号の位相遅れを相殺するように設定されている。

加速度センサ２３の検出信号における周波数の位相特性は、加速度センサ２３の性能により決まる。一般的には、安価な加速度センサほど、高周波域で位相が遅れる傾向がある。つまり、高性能、すなわち高価な加速度センサほど、検出信号における周波数の位相特性は、遅進のないフラットな特性となっている。

図５は、ノッチフィルタ３２の位相特性と、加速度センサ２３の検出信号の位相特性と、ノッチフィルタ３２による処理後の加速度センサ２３の検出信号の位相特性と、を模式的に示した説明図である。

図５中の破線は、ノッチフィルタ３２の位相特性を示す特性線である。図５中の一点鎖線は、加速度センサ２３の位相特性を示す特性線である。図５中の実線は、図５中の破線と一点鎖線を合成した特性線であり、加速度センサ２３の位相特性をノッチフィルタ３２により補正した結果を示すものである。ノッチフィルタ３２を通過した信号は、アンプコントローラ３３に入力される。

アンプコントローラ３３は、入力された信号に所定のゲインを乗じたアクチュエータ制御量を出力する。アクチュエータ１５は、アンプコントローラ３３から出力されたアクチュエータ制御量により制御される。アンプコントローラ３３は、例えば、オペアンプから構成される電圧増幅回路を有し、上記ゲインのハイゲイン化により大きくなったアクチュエータ制御量を出力可能となっている。また、アクチュエータ１５は、永久磁石２７がコア２５に埋め込まれたものであり、上記ゲインをハイゲイン化した際に、自身が発生する力を大きくすることが可能な構成となっている。

また、アンプコントローラ３３は、エンジン１を制御するエンジンコントロールモジュール（ＥＣＭ）３４からの指令に基づき、アクチュエータ制御量の出力をＯＮ／ＯＦＦすることが可能となっている。アクチュエータ制御量の出力がＯＮ状態であれば、加速度センサ２３の検出信号に応じてアクチュエータ１５が駆動、制御される。アクチュエータ制御量の出力がＯＦＦ状態であれば、アンプコントローラ３３からアクチュエータ制御量が出力されず、アクチュエータ１５は停止状態（非駆動状態）となる。例えば、制振に関係のない運転状態（機関回転数）である場合には、アンプコントローラ３３からアクチュエータ制御量を出力しないようにすれば、アクチュエータ１５の消費電力を低減できる。

ここで、ロッド剛体共振の共振周波数をエンジン１単体での曲げ、捩りの一次の共振周波数よりも小さくに設定する方策としては、第２ブッシュ１２の第２弾性体２２の剛性（ばね定数）を下げることや、トルクロッド５の剛体部分の質量を増加させることが考えられる。しかし、トルクロッド５においては、第２弾性体２２の剛性（ばね定数）を下げると、エンジン１のトルクを受けきれなくなる虞がある。また、トルクロッド５の剛体部分の質量を増加させることは、燃費の悪化を招く虞がある。

そこで、この第１実施例の振動低減装置においては、トルクロッド５の剛体部分をアルミニウム合金製としてトルクロッド５を軽量化（トルクロッド５の質量を調整）することによって、ロッド剛体共振の共振周波数をこもり音領域よりも高く、かつ加速時騒音領域の低周波側の境界近傍（境界付近）に設定している。

そして、この第１実施例の振動低減装置においては、慣性マス１４のロッド軸方向に沿った振動の共振周波数ｆｒがエンジン１のアイドル回転数における基本次数の振動の周波数よりも高く、かつエンジン１の常用回転数における基本次数の振動の周波数以下となるように設定している。

ここで、こもり音領域とは、こもり音が生じる領域であって、エンジン１の通常使用するエンジン回転域の上限回転数をＮ（ｒｐｍ）とすれば、［（Ｎ／６０）×（エンジン回転の基本次数）］、で表せる周波数を上限とする周波数域である。こもり音とは、エンジン回転の基本次数によるエンジン振動に基づく音である。エンジン回転の基本次数は、４気筒エンジンでは回転２次、６気筒エンジンでは回転３次である。例えば、通常使用するエンジン回転域の上限回転数が６０００ｒｐｍの４気筒エンジンの場合、こもり音が生じるこもり音領域は２００Ｈｚを上限とする周波数域（０〜２００Ｈｚ）となる。

加速時騒音領域とは、こもり音領域の高周波側に隣接する所定の周波数領域である。例えば通常使用するエンジン回転域の上限回転数が６０００ｒｐｍの４気筒エンジンの場合、加速時騒音領域は２００Ｈｚより高い周波数域となる。

そのため、このような第１実施例の振動低減装置においては、こもり音領域における振動を低減しつつ、トルクロッド５の剛体部分の軽量化によりエンジン１の燃費性能を向上させることができる。

図６は、トルクロッド５の剛体部分の振動のしやすさ、すなわちエンジン１からの振動の入力（加振力）に対するトルクロッド５の剛体部分の振動レベルを模式的に示した説明図である。図６にあっては、振動レベルが大きくなるほど振動しやすいことを表している。

ロッド剛体共振の共振周波数をこもり音領域に設定すると、トルクロッド５の剛体部分の振動のしやすさは、例えば図６中に細破線で示す特性線Ａのようになる。そして、この状態（特性線Ａの状態）でアクチュエータ１５を加速度センサ２３の検出信号に応じて制御すると、トルクロッド５の剛体部分の振動のしやすさは、図６中に細実線で示す特性線Ｂのようになる。

ロッド剛体共振の共振周波数をこもり音領域に隣接する加速時騒音領域の低周波側の境界近傍（境界付近）に設定すると、トルクロッド５の剛体部分の振動のしやすさは、例えば図６中に破線で示す特性線Ｃのようになる。そして、この状態（特性線Ｃの状態）でアクチュエータ１５を加速度センサ２３の検出信号に応じて制御すると、トルクロッド５の剛体部分の振動のしやすさは、図６中に実線で示す特性線Ｄのようになる。

上述した第１実施例では、ロッド剛体共振の共振周波数をこもり音領域よりも高く、かつ加速時騒音領域の低周波側の境界近傍（境界付近）に設定しているため、図６中の特性線Ｄに示すように、こもり音領域におけるトルクロッド５の剛体部分の振動のしやすさを特性線Ｂに比べて低減できる。

第１実施例の振動低減装置においては、トルクロッド５の剛体部分のロッド軸方向に沿った振動を打ち消すようにアクチュエータ１５が制御されている。

そのため、第１実施例の振動低減装置においては、トルクロッド５の剛体部分のロッド軸方向に沿った過度な振動が抑制され、総じて異音や故障の発生を抑制することができる。

また、第１実施例の振動低減装置において、アクチュエータ１５は、ノッチフィルタ３２によって慣性マス１４の共振周波数ｆｒを含む所定周波数域の出力が抑制されたアクチュエータ制御量によって制御されている。

そのため、第１実施例の振動低減装置においては、慣性マス１４の共振周波数ｆｒを含む所定周波数域の入力に対するアクチュエータ１５の過剰な動きが抑制され、総じて異音や故障の発生を抑制することができる。

また、ノッチフィルタ３２を用いているため、上記ゲインのハイゲイン化によりアクチュエータ制御量を大きくしても、慣性マス１４の共振周波数を含む所定周波数域の出力は抑制される。つまり、アクチュエータ１５の過剰な動きを抑制しつつ、上記ゲインのハイゲイン化が可能となり、図６中に一点鎖線で示す特性線Ｅのように、トルクロッド５の剛体部分の振動のしやすさ（振動レベル）をさらに低減することができ、さらに高い静粛性を達成可能となる。詳述すると、ロッド剛体共振の共振周波数を加速時騒音領域の低周波側の境界近傍（境界付近）に設定した場合でも、ロッド剛体共振の共振周波数をこもり音領域に設定した場合と略同等の振動レベルまで低減可能となる。

また、上記ゲインをハイゲイン化することで、ロッド剛体の軽量化によるエンジン１の燃費性能向上と、ロッド剛体の振動レベルの改善とを高い次元で両立させることができる。

図６中の特性線Ｅは、ロッド剛体共振の共振周波数を加速時騒音領域の低周波側の境界近傍（境界付近）に設定し、アンプコントローラ３３に入力された信号に乗ずる上記ゲインをハイゲイン化した場合のトルクロッド５の剛体部分の振動のしやすさ（振動レベル）を示している。

図７は、トルクロッド５のロッド軸方向に沿った振動の周波数特性を模式的に示した説明図である。図７の縦軸である「ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ」は、ロッド変位を加振力で除した値に相当するものであり、トルクロッド５のエンジン１からの振動の入力（加振力）対する揺れやすさを示している。

図７中の特性線Ｒは、アクチュエータ制御量を用いてアクチュエータ１５を制御しない場合におけるトルクロッド５の剛体部分のロッド軸方向に沿った振動の周波数特性を示している。換言すると、図７中の特性線Ｒは、アクチュエータ１５を加速度センサ２３の検出信号に応じてフィードバック制御しない場合におけるトルクロッド５の剛体部分のロッド軸方向に沿った振動の周波数特性を示している。図７中の特性線Ｓは、上記ゲインをハイゲイン化して乗ずることで得られたアクチュエータ制御量を用いてアクチュエータ１５を制御した場合におけるトルクロッド５の剛体部分のロッド軸方向に沿った振動の周波数特性を示している。

アンプコントローラ３３に入力された信号に乗ずる上記ゲインをハイゲイン化することで、エンジン１からの振動の入力（加振力）に対してトルクロッド５の剛体部分を揺れにくくできる。

また、ノッチフィルタ３２は、加速度センサ２３の検出信号の位相遅れを相殺するように設定されている。詳述すると、ノッチフィルタ３２は、トルクロッド５の剛体部分のロッド軸方向に沿った振動の共振周波数よりも高い周波数域の位相を進角させる特性を有している。

そのため、第１実施例の振動低減装置においては、加速度センサ２３に安価な加速度センサを使用したとしても、高周波側の位相遅れが改善され、高周波側での制御安定性を向上させることができる。

なお、上述した第１実施例では、第１ブッシュ１１をエンジン１に、第２ブッシュ１２を車体に固定する構成であるが、これに限らず、第１ブッシュ１１を車体に、第２ブッシュ１２をエンジン１に固定する構成としてもよい。

第１実施例におけるトルクロッド５は、第１、第２ブッシュ１１、１２の内筒１８、２１に挿通される２つのボルト（図示せず）が平行に配置されるのに対して、図１に示されるトルクロッド４は、第１、第２ブッシュ１１、１２の内筒１８、２１に挿通される２つのボルト３６、３７が互いに直交する向きに配置されている。すなわち、トルクロッド５においては、第１ブッシュ１１と第２ブッシュ１２の軸方向が平行となっているのに対して、トルクロッド４においては、第１ブッシュ１１と第２ブッシュ１２の軸方向が互いに直交している。このように、トルクロッド５とトルクロッド４とでは、第１ブッシュ１１と第２ブッシュ１２の相対的な関係性（向き）が異なっているが、それ以外は同一の構成であり、機能として両者で全く変わらないものである。従って、トルクロッド５とトルクロッド４は、どちらも本願発明に適用可能な構成である。

以下、本発明の他の実施例について説明する。なお、上述した第１実施例と同一の構成要素については、同一の符号を付し重複する説明を省略する。

次に、図８〜図１０を用いて、本発明の第２実施例について説明する。

第２実施例における振動低減装置は、上述した第１実施例における振動低減装置と略同一構成となっているが、図８に示すように、加速度センサ２３の検出信号が、ノッチフィルタ３２と所定の位相補償回路４２とによって処理された後に、アンプコントローラ３３に入力されている。

すなわち、この第２実施例における振動低減装置の制御部４１は、ノッチフィルタ３２とアンプコントローラ３３の他に、所定周波数域の位相を進角化させる位相補償回路４２を有している。

位相補償回路４２は、ノッチフィルタ３２を通過した信号の高周波数域の位相が遅角しないように設定されたものであって、予め設定された所定周波数よりも高い周波数域における位相を進角化させるものである。換言すると、位相補償回路４２は、加速度センサ２３の検出信号に位相を進角化させる処理（位相進角化処理）を施すものである。この第２実施例における位相補償回路４２は、慣性マス１４の共振周波数ｆｒよりも高い周波数域の位相を進角させる位相特性を有している。位相補償回路４２を通過した信号は、アンプコントローラ３３に入力される。

例えば、加速度センサ２３の検出信号の高周波側の位相遅れが大きい場合、図９に示すように、ノッチフィルタ３２では加速度センサ２３の検出信号の位相遅れを解消できない場合がある。

図９は、ノッチフィルタ３２の位相特性と、加速度センサ２３の検出信号の位相特性と、ノッチフィルタ３２による処理後の加速度センサ２３の検出信号の位相特性と、を模式的に示した説明図である。

図９中の破線は、ノッチフィルタ３２の位相特性を示す特性線である。図９中の一点鎖線は、加速度センサ２３の位相特性を示す特性線である。図９中の実線は、図９中の破線と一点鎖線を合成した特性線であり、加速度センサ２３の位相特性をノッチフィルタ３２により補正した結果を示すものである。

そこで、このような場合には、この第２実施例のように、ノッチフィルタ３２に加えて、位相補償回路４２を用いて加速度センサ２３の位相遅れを相殺してもよい。

位相補償回路４２における位相補償は、例えば、図１０中に破線で示すように、ノッチフィルタ３２による処理後の加速度センサ２３の検出信号の位相特性の位相遅れを相殺するように、高周波側の位相を進角させるように設定されている。換言すると、位相補償回路４２における位相補償は、高周波側ほど位相が進角するように設定されている。

図１０は、位相補償回路４２の位相特性と、ノッチフィルタ３２による処理後の加速度センサ２３の検出信号の位相特性と、ノッチフィルタ３２と位相補償回路４２による処理後の加速度センサ２３の検出信号の位相特性と、を模式的に示した説明図である。

図１０中の破線は、位相補償回路４２の位相補償特性を示す特性線である。図１０中の一点鎖線は、加速度センサ２３の位相特性をノッチフィルタ３２により補正した結果を示す特性線である。図１０中の実線は、図１０中の破線と一点鎖線を合成した特性線であり、加速度センサ２３の位相特性をノッチフィルタ３２と位相補償回路４２とにより補正した結果を示すものである。

このような第２実施例の振動低減装置おいても、上述した第１実施例の振動低減装置と略同様の作用効果を得ることができる。また、この第２実施例の振動低減装置は、加速度センサ２３の検出信号の高周波側の位相遅れが大きい場合でも、この位相遅れを相殺することができ、高周波側での制御安定性を向上させることができる。

次に、図１１を用いて、本発明の第３実施例における振動低減装置について説明する。

第３実施例における振動低減装置は、上述した第１実施例における振動低減装置と略同一構成となっているが、図１１に示すように、加速度センサ２３及びノッチフィルタ３２を具備していない。第３実施例における振動低減装置は、図１１に示すように、トルクロッド５の状態を推定する状態推定回路５２からの信号に応じてアクチュエータ１５を制御する。

第３実施例における振動低減装置の制御部５１は、状態推定回路５２とアンプコントローラ３３を有している。

状態推定回路５２は、アクチュエータ１５の状態からトルクロッド５の剛体部分のロッド軸方向に沿った動きを予測し、トルクロッド５の剛体部分のロッド軸方向に沿った動きを打ち消すような信号を算出する。

状態推定回路５２は、例えば、アクチュエータ１５に生じる逆起電力と、アクチュエータ１５に流れる電流との関係から定義されるカルマンフィルタである。 そして、状態推定回路５２は、推定されたトルクロッド５の動きを打ち消すようにアクチュエータ１５が動く信号を算出する。

この第３実施例の振動低減装置においても、上述した第１実施例の振動低減装置と同様に、ロッド剛体共振の共振周波数をこもり音領域よりも高く、かつ加速時騒音領域の低周波側の境界近傍（境界付近）に設定している。そして、この第３実施例の振動低減装置においても、上述した第１実施例の振動低減装置と同様に、慣性マス１４のロッド軸方向に沿った振動の共振周波数ｆｒがエンジン１のアイドル回転数における基本次数の振動の周波数よりも高く、かつエンジン１の常用回転数における基本次数の振動の周波数以下となるように設定している。

そのため、このような第３実施例の振動低減装置においても、こもり音領域における振動を低減しつつ、トルクロッド５の剛体部分の軽量化によりエンジン１の燃費性能を向上させることができる。

また、第３実施例の振動低減装置においても、アクチュエータ１５は、トルクロッド５の剛体部分のロッド軸方向に沿った振動を打ち消すように制御されている。

そのため、この第３実施例の振動低減装置においても、トルクロッド５の剛体部分のロッド軸方向に沿った過度な振動が抑制され、総じて異音や故障の発生を抑制することができる。

５…トルクロッド
１０…ロッド部１０
１１…第１ブッシュ（第１インシュレータ）
１２…第２ブッシュ（第２インシュレータ）
１３…弾性支持ばね
１４…慣性マス
１５…アクチュエータ
１７…第１外筒
１８…第１内筒
１９…第１弾性体
２０…第２外筒
２１…第２内筒
２２…第２弾性体
２３…加速度センサ
２５…コア
２６…コイル
２７…永久磁石
３１…制御部
３２…ノッチフィルタ
３３…アンプコントローラ
３４…エンジンコントロールモジュール

Claims (11)

1. 内燃機関を支持体に弾性支持するロッドと、
   上記ロッドに支持された慣性マスと、
   上記慣性マスをロッド軸方向に往復動させるアクチュエータと、
   上記アクチュエータを制御する制御部と、を有し、
   上記ロッドの質量を調整することにより当該ロッドのロッド軸方向に沿った振動の共振周波数を、所定のこもり音領域よりも高く、かつ該こもり音領域の高周波側に隣接する所定の周波数領域の低周波側に設定し、
   上記慣性マスのロッド軸方向に沿った振動の共振周波数を、上記内燃機関のアイドル回転数における基本次数の振動の周波数よりも高く、かつ上記内燃機関の常用回転数における基本次数の振動の周波数以下となるように設定することを特徴とする振動低減装置。
2. 上記ロッドのロッド軸方向に沿った振動を打ち消すように上記アクチュエータを制御することを特徴とする請求項１に記載の振動低減装置。
3. 上記制御部は、上記ロッドのロッド軸方向に沿った動きを予測し、上記ロッドの動きを打ち消すように上記アクチュエータを制御することを特徴とする請求項１または２に記載の振動低減装置。
4. 上記ロッドの加速度を検出する加速度検出部と、
   上記慣性マスのロッド軸方向に沿った振動の共振周波数を含む所定周波数域の出力を抑制するノッチフィルタと、を有し、
   上記制御部は、上記加速度検出部で検出された検出信号を上記ノッチフィルタで処理して得られる信号に基づく制御量で上記アクチュエータを制御することを特徴とする請求項１または２に記載の振動低減装置。
5. 上記ノッチフィルタは、上記加速度検出部で検出される検出信号の位相遅れを相殺するように設定されていることを特徴とする請求項４に記載の振動低減装置。
6. 上記アクチュエータの制御量は、上記加速度検出部で検出された検出信号に位相を進角化させる処理が施された信号に基づくものであることを特徴とする請求項４または５に記載の振動低減装置。
7. 上記ノッチフィルタは、上記ロッドのロッド軸方向に沿った振動の共振周波数よりも高い周波数域の位相を進角させる位相特性を有することを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の振動低減装置。
8. ハイゲイン化により上記アクチュエータに発生させる力を大きくする請求項１〜７のいずれかに記載の振動低減装置。
9. 上記ロッドの剛体部分をアルミニウム合金製とする請求項１〜８のいずれかに記載の振動低減装置。
10. 上記アクチュエータは、コアと、上記コアに巻き掛けられたコイルと、上記ロッドの外周側に配置された上記慣性マスと対向するよう上記コアに取り付けられた永久磁石と、を有し、
    上記永久磁石は、上記コアに埋め込まれていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の振動低減装置。
11. 上記ロッドは、エンジンに取り付けられる第１インシュレータと、上記支持体に取り付けられる第２インシュレータと、上記第１インシュレータと上記第２インシュレータとを連結するロッド部と、を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の振動低減装置。

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