JP4110015B2 - 能動型防振支持装置のアクチュエータ駆動制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、休筒運転可能なエンジンの振動を受ける弾性体と、弾性体が少なくとも壁面の一部を構成する液室と、液室の容積を変化させる可動部材と、可動部材を電磁力で駆動するアクチュエータと、アクチュエータの作動を制御する制御手段とを備えた能動型防振支持装置のアクチュエータ駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる能動型防振支持装置は、下記特許文献により公知である。
【０００３】
この能動型防振支持装置は、アクチュエータに電流を印加して可動部材を振動させることでバネ定数を変化させるもので、そのバネ定数を設定する印加電流のピーク電流値と位相との関係を予めマップとして記憶しておき、エンジン回転数に応じて前記マップからアクチュエータに印加すべき電流のピーク電流値と位相とを求めることで、種々のエンジン回転数領域で能動型防振支持装置に有効な防振性能を発揮させるようになっている。
【０００４】
【特許文献】
特開平７−４２７８３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、能動型防振支持装置はエンジンの振動が小さい全筒運転時に作動を停止し、エンジンの振動が大きい休筒運転時に作動して防振性能を発揮するようになっており、その作動時にはエンジンのクランクパルス信号からエンジンの振動状態（振幅および位相）を推定し、その振動状態に基づいてアクチュエータへの通電を制御している。
【０００６】
しかしながら、エンジンが全筒運転状態から休筒運転状態に移行する過渡期には、エンジンの振動状態が不規則に変化するために該振動状態を的確にかつ速やかに推定することが難しく、能動型防振支持装置に有効な防振性能を発揮させるのが困難であった。
【０００７】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、エンジンが全筒運転状態から休筒運転状態に移行する過渡期に能動型防振支持装置に有効な防振性能を発揮させることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、休筒運転可能なエンジンの振動を受ける弾性体と、弾性体が少なくとも壁面の一部を構成する液室と、液室の容積を変化させる可動部材と、可動部材を電磁力で駆動するアクチュエータと、アクチュエータの作動を制御する制御手段とを備えた能動型防振支持装置のアクチュエータ駆動制御装置において、前記制御手段は、休筒運転状態では推定したエンジンの振動状態に基づいてアクチュエータを制御するとともに、全筒運転状態から休筒運転状態への過渡期には予め設定したマップからエンジン振動の振幅を検索し、その振幅に基づいてアクチュエータを制御することを特徴とする能動型防振支持装置のアクチュエータ駆動制御装置が提案される。
【０００９】
上記構成によれば、エンジンの振動状態を推定し易い定常的な休筒運転状態では、推定したエンジンの振動状態に基づいてアクチュエータを制御し、エンジンの振動状態を推定し難い全筒運転状態から休筒運転状態への過渡期には、予め設定したマップからエンジン振動の振幅を検索し、その振幅に基づいてアクチュエータを制御するので、能動型防振支持装置は前記過渡期から定常的な休筒運転状態に亘って有効な防振性能を発揮することができる。
【００１０】
尚、実施例の第１弾性体１４は本発明の弾性体に対応し、実施例の第１液室２４は本発明の液室に対応し、実施例の電子制御ユニットＵは本発明の制御手段に対応する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１２】
図１〜図８は本発明の一実施例を示すもので、図１は能動型防振支持装置の縦断面図、図２は図１の２−２線断面図、図３は図１の３−３線断面図、図４は図１の要部拡大図、図５は能動型防振支持装置の制御系のブロック図、図６はアクチュエータの制御手法を示すフローチャート、図７はエンジン振動の振幅を検索するマップを示す図、図８は作用を説明するタイムチャートである。
【００１３】
図１〜図４に示す能動型防振支持装置Ｍは、自動車の気筒休止制御が可能なエンジンＥを車体フレームＦに弾性的に支持するためのもので、エンジンＥのクランクシャフトの回転に伴って出力されるクランクパルスを検出するクランクパルスセンサＳａと、エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサＳｂと、吸気負圧Ｐｂを検出する吸気負圧センサＳｃとが接続された電子制御ユニットＵによって制御される。このクランクパルスはクランクシャフトの１回転につき３６回、つまりクランクアングルの１０°毎に１回出力される。
【００１４】
能動型防振支持装置Ｍは軸線Ｌに関して実質的に軸対称な構造を有するもので、エンジンＥに結合される板状の取付ブラケット１１に溶接した内筒１２と、この内筒１２の外周に同軸に配置された外筒１３とを備えており、内筒１２および外筒１３には厚肉のゴムで形成した第１弾性体１４の上端および下端がそれぞれが加硫接着により接合される。中央に開口１５ｂを有する円板状の第１オリフィス形成部材１５と、上面が開放した樋状の断面を有して環状に形成された第２オリフィス形成部材１６と、同じく上面が開放した樋状の断面を有して環状に形成された第３オリフィス形成部材１７とが溶接により一体化されており、第１オリフィス形成部材１５および第２オリフィス形成部材１６の外周部が重ね合わされて前記外筒１３の下部に設けたカシメ固定部１３ａに固定される。
【００１５】
膜状のゴムで形成された第２弾性体１８の外周が第３オリフィス形成部材１７の内周に加硫接着により固定されており、この第２弾性体１８の内周に加硫接着により固定されたキャップ部材１９が、軸線Ｌ上に上下動可能に配置された可動部材２０に圧入により固定される。外筒１３のカシメ固定部１３ａに固定されたリング部材２１にダイヤフラム２２の外周が加硫接着により固定されており、このダイヤフラム２２の内周に加硫接着により固定されたキャップ部材２３が前記可動部材２０に圧入により固定される。
【００１６】
しかして、第１弾性体１４および第２弾性体１８間に液体が封入された第１液室２４が区画され、第２弾性体１８およびダイヤフラム２２間に液体が封入された第２液室２５が区画される。そして第１液室２４および第２液室２５は、第１〜第３オリフィス形成部材１５，１６，１７により形成された上部オリフィス２６および下部オリフィス２７によって相互に連通する。
【００１７】
上部オリフィス２６は第１オリフィス形成部材１５および第２オリフィス形成部材１６間に形成される環状の通路であって、その一部に設けられた隔壁２６ａの一側において第１オリフィス形成部材１５に連通孔１５ａが形成され、前記隔壁２６ａの他側において第２オリフィス形成部材１６に連通孔１６ａが形成される。従って、上部オリフィス２６は、第１オリフィス形成部材１５の連通孔１５ａから第２オリフィス形成部材１６の連通孔１６ａまでの略１周の範囲に亘って形成される（図２参照）。
【００１８】
下部オリフィス２７は第２オリフィス形成部材１６および第３オリフィス形成部材１７間に形成される環状の通路であって、その一部に設けられた隔壁２７ａの一側において第２オリフィス形成部材１６に前記連通孔１６ａが形成され、前記隔壁２７ａの他側において第３オリフィス形成部材１７に連通孔１７ａが形成される。従って、下部オリフィス２７は、第２オリフィス形成部材１６の連通孔１６ａから第３オリフィス形成部材１７の連通孔１７ａまでの略１周の範囲に亘って形成される（図３参照）。
【００１９】
以上のことから、第１液室２４および第２液室２５は、直列に接続された上部オリフィス２６および下部オリフィス２７によって相互に連通する。
【００２０】
外筒１３のカシメ固定部１３ａには、能動型防振支持装置Ｍを車体フレームＦに固定するための環状の取付ブラケット２８が固定されており、この取付ブラケット２８の下面に前記可動部材２０を駆動するためのアクチュエータ２９の外郭を構成するアクチュエータハウジング３０が溶接される。
【００２１】
アクチュエータハウジング３０にはヨーク３２が固定されており、ボビン３３に巻き付けられたコイル３４がアクチュエータハウジング３０およびヨーク３２に囲まれた空間に収納される。環状のコイル３４の内周に嵌合するヨーク３２の筒状部３２ａに有底円筒状のベアリング３６が嵌合する。コイル３４の上面に対向する円板状のアーマチュア３８がアクチュエータハウジング３０の内周面に摺動自在に支持されており、このアーマチュア３８の内周に形成した段部３８ａがベアリング３６の上部に係合する。アーマチュア３８はボビン３３の上面との間に配置した皿ばね４２で上方に付勢され、アクチュエータハウジング３０に設けた係止部３０ａに係合して位置決めされる。
【００２２】
ベアリング３６の内周に円筒状のスライダ４３が摺動自在に嵌合しており、可動部材２０から下方に延びる軸部２０ａが、ベアリング３６の上底部を緩く貫通してスライダ４３の内部に固定したボス４４に接続される。ベアリング３６の上底部とスライダ４３との間にコイルばね４１が配置されており、このコイルばね４１でベアリング３６は上向きに付勢され、スライダ４３は下向きに付勢される。
【００２３】
アクチュエータ２９のコイル３４が消磁状態にあるとき、ベアリング３６に摺動自在に支持されたスライダ４３にはコイルばね４１の弾発力が下向きに作用するとともに、ヨーク３２の底面との間に配置したコイルばね４５の弾発力が上向きに作用しており、スライダ４３は両コイルばね４１，４５の弾発力が釣り合う位置に停止する。この状態からコイル３４を励磁してアーマチュア３８を下方に吸引すると、段部３８ａに押されてベアリング３６が下方に摺動することによりコイルばね４１が圧縮される。その結果、コイルばね４１の弾発力が増加してコイルばね４５を圧縮しながらスライダ４３が下降するため、スライダ４３にボス４４および軸部２０ａを介して接続された可動部材２０が下降し、可動部材２０に接続された第２弾性体１８が下方に変形して第１液室２４の容積が増加する。逆にコイル３４を消磁すると、可動部材２０が上昇して第２弾性体１８が上方に変形し、第１液室２４の容積が減少する。
【００２４】
しかして、自動車の走行中に低周波数のエンジンシェイク振動が発生したとき、エンジンＥから入力される荷重で第１弾性体１４が変形して第１液室２４の容積が変化すると、上部オリフィス２６および下部オリフィス２７を介して接続された第１液室２４および第２液室２５間で液体が行き来する。第１液室２４の容積が拡大・縮小すると、それに応じて第２液室２５の容積が縮小・拡大するが、この第２液室２５の容積変化はダイヤフラム２２の弾性変形により吸収される。このとき、上部オリフィス２６および下部オリフィス２７の形状および寸法、並びに第１弾性体１４のばね定数は前記エンジンシェイク振動の周波数領域で低ばね定数および高減衰力を示すように設定されているため、エンジンＥから車体フレームＦに伝達される振動を効果的に低減することができる。
【００２５】
尚、上記エンジンシェイク振動の周波数領域では、アクチュエータ２９は非作動状態に保たれる。
【００２６】
前記エンジンシェイク振動よりも周波数の高い振動、即ちエンジンＥのクランクシャフトの回転に起因するアイドル時の振動や気筒休止時の振動が発生した場合、第１液室２４および第２液室２５を接続する上部オリフィス２６および下部オリフィス２７内の液体はスティック状態になって防振機能を発揮できなくなるため、アクチュエータ２９を駆動して防振機能を発揮させる。
【００２７】
能動型防振支持装置Ｍのアクチュエータ２９を作動させて防振性能を発揮させるべく、電子制御ユニットＵはクランクパルスセンサＳａ、エンジン回転数センサＳｂおよび吸気負圧センサＳｃからの信号に基づいてコイル３４に対する通電を制御する。
【００２８】
即ち、図５に示すように、電子制御ユニットＵは振動状態推定手段Ｍ１と、マ
ップ記憶手段Ｍ２と、選択手段Ｍ３とを備える。振動状態推定手段Ｍ１は、クランクパルスセンサＳａで検出したクランクパルスに基づいてエンジンＥの振動状態（実施例ではエンジン振動の振幅）を推定する。マップ記憶手段Ｍ２は、エンジン回転数センサＳｂで検出したエンジン回転数Ｎｅおよび吸気負圧センサＳｃで検出した吸気負圧ＰｂをパラメータとしてエンジンＥの振動状態を検索するマップを予め記憶する。選択手段Ｍ３は、気筒切換信号、つまり全筒運転状態および休筒運転状態を切り換える信号に基づいて、振動状態推定手段Ｍ１で推定したエンジンＥの振動状態、あるいはマップ記憶手段Ｍ２に記憶したマップから検索したエンジンＥの振動状態の一方を選択し、その選択したエンジンＥの振動状態に基づいて能動型防振支持装置Ｍのアクチュエータ２９の作動を制御する。
【００２９】
次に、能動型防振支持装置Ｍのアクチュエータ２９の制御内容を、図６のフローチャートに基づいて具体的に説明する。
【００３０】
先ずステップＳ１でクランクパルスセンサＳａからクランクアングルの１０°毎に出力されるクランクパルスを読み込み、ステップＳ２で前記読み込んだクランクパルスを基準となるクランクパルス（特定のシリンダのＴＤＣ信号）と比較することでクランクパルスの時間間隔を演算する。続くステップＳ３で前記１０°のクランクアングルをクランクパルスの時間間隔で除算することでクランク角速度ωを演算し、ステップＳ４でクランク角速度ωを時間微分してクランク角加速度ｄω／ｄｔを演算する。続くステップＳ５でエンジンＥのクランクシャフト回りのトルクＴｑを、エンジンＥのクランクシャフト回りの慣性モーメントをＩとして、
Ｔｑ＝Ｉ×ｄω／ｄｔ
により演算する。このトルクＴｑはクランクシャフトが一定の角速度ωで回転していると仮定すると０になるが、膨張行程ではピストンの加速により角速度ωが増加し、圧縮行程ではピストンの減速により角速度ωが減少してクランク角加速度ｄω／ｄｔが発生するため、そのクランク角加速度ｄω／ｄｔに比例したトルクＴｑが発生することになる。
【００３１】
続くステップＳ６で時間的に隣接するトルクの最大値および最小値を判定し、ステップＳ７でトルクの最大値および最小値の偏差、つまりトルクの変動量としてエンジンＥを支持する能動型防振支持装置Ｍの位置における振幅を演算する。前記ステップＳ１〜Ｓ７の処理は振動状態推定手段Ｍ１により実行される。
【００３２】
続くステップＳ８で、選択手段Ｍ３によりエンジンＥが全筒運転状態から休筒運転状態に切り換わる過渡期であるか否かを判断する。エンジンＥが前記過渡期にあるときはエンジンＥの振動状態が不安定になるため、振動状態推定手段Ｍ１で推定したエンジン振動の振幅は信頼性が低くなり、その推定した振幅に基づいて能動型防振支持装置Ｍを制御しても有効な防振性能を得ることが難しい。
【００３３】
そこで、エンジンＥが前記過渡期にあるときは、ステップＳ９でマップ記憶手段Ｍ２に記憶したマップにエンジン回転数Ｎｅおよび吸気負圧Ｐｂを適用してエンジン振動の振幅を検索し、その振幅に基づいて能動型防振支持装置Ｍを制御する。
【００３４】
図７はエンジン回転数Ｎｅおよび吸気負圧Ｐｂをパラメータとする前記マップを示しており、エンジン回転数Ｎｅが減少して吸気負圧Ｐｂが増加するに伴ってエンジン振動の振幅が増加するように設定されている。
【００３５】
一方、前記ステップＳ８でエンジンＥが全筒運転状態から休筒運転状態に切り換わる過渡期でないとき、つまりエンジンＥが休筒運転状態にあるとき、ステップＳ１０で振動状態推定手段Ｍ１で推定したエンジン振動の振幅に基づいて能動型防振支持装置Ｍを制御する。このとき、エンジン振動の振幅以外に、エンジン振動の位相がクランクパルスから推定される。そしてステップＳ１１で、選択手段Ｍ３により選択した一方の振幅に基づいて、アクチュエータ２９のコイル３４に印加する電流のデューティ波形およびタイミング（位相）を決定する。
【００３６】
しかして、振動によってエンジンＥが下方に偏倚して第１液室２４の容積が減少して液圧が増加するときには、コイル３４を励磁してアーマチュア３８を吸引する。その結果、アーマチュア３８はコイルばね４１，４５を圧縮しながらスライダ４３および可動部材２０と共に下方に移動し、可動部材２０に内周を接続された第２弾性体１８を下方に変形させる。これにより、第１液室２４の容積が増加して液圧の増加を抑制するため、能動型防振支持装置ＭはエンジンＥから車体フレームＦへの下向きの荷重伝達を防止する能動的な支持力を発生する。
【００３７】
逆に振動によってエンジンＥが上方に偏倚して第１液室２４の容積が増加して液圧が減少するときには、コイル３４を消磁してアーマチュア３８の吸引を解除する。その結果、アーマチュア３８はコイルばね４１，４５の弾発力でスライダ４３および可動部材２０と共に上方に移動し、可動部材２０に内周を接続された第２弾性体１８を上方に変形させる。これにより、第１液室２４の容積が減少して液圧の減少を抑制するため、能動型防振支持装置ＭはエンジンＥから車体フレームＦへの上向きの荷重伝達を防止する能動的な支持力を発生する。
【００３８】
以上のように、エンジンＥが定常的な休筒運転状態にあるとき、クランクパルスセンサＳａで検出したエンジンＥのクランクパルスからエンジン振動の振幅を推定し、推定した振幅に基づいてアクチュエータ２９のコイル３４に印加する電流を制御するので、エンジンＥの個体間の振動特性のバラツキ、あるいはエンジンの長期の使用に伴う振動特性の変化の影響を受けることなく、能動型防振支持装置Ｍに有効な防振性能を発揮させることができる。
【００３９】
またエンジンＥが全筒運転状態から休筒運転状態に切り換わる過渡期にあってエンジン振動の振幅を的確に推定できない場合には、予め記憶したマップにより能動型防振支持装置Ｍを制御するので、能動型防振支持装置Ｍは前記過渡期から定常的な休筒運転状態に亘って有効な防振性能を発揮することができる。
【００４０】
図８は本制御の作用を示すタイムチャートであって、車体の前側および後側のエンジンマウント部から車体に伝達される振動は、全筒運転状態では小さく、定常的な休筒運転状態では大きくなっており、全筒運転状態から休筒運転状態への過渡期では振動が次第に増加している。この過渡期においてマップに基づく能動型防振支持装置Ｍの制御が行われるが、その期間は振動の２周期分程度が適切である。その理由は、振動の２周期分の期間が経過すると定常的な休筒運転状態が確立してエンジン振動の振幅が安定するからである。
【００４１】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００４２】
例えば、実施例では自動車のエンジンＥを支持する能動型防振支持装置Ｍを例示したが、本発明の能動型防振支持装置Ｍは自動車以外のエンジンの支持に適用することができる。
【００４３】
また実施例ではエンジンＥの振動状態をマップで検索する場合に、振動の位相を固定値としているが、それをエンジン回転数Ｎｅおよび吸気負圧Ｐｂからマップ検索しても良い。
【００４４】
また実施例では振動状態推定手段Ｍ１はクランクパルス信号からエンジン振動の振幅を推定しているが、エンジン振動の振幅を荷重センサで検出しても良い。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、エンジンの振動状態を推定し易い定常的な休筒運転状態では、推定したエンジンの振動状態に基づいてアクチュエータを制御し、エンジンの振動状態を推定し難い全筒運転状態から休筒運転状態への過渡期には、予め設定したマップからエンジン振動の振幅を検索し、その振幅に基づいてアクチュエータを制御するので、能動型防振支持装置は前記過渡期から定常的な休筒運転状態に亘って有効な防振性能を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 能動型防振支持装置の縦断面図
【図２】 図１の２−２線断面図
【図３】 図１の３−３線断面図
【図４】 図１の要部拡大図
【図５】 能動型防振支持装置の制御系のブロック図
【図６】 アクチュエータの制御手法を示すフローチャート
【図７】 エンジン振動の振幅を検索するマップを示す図
【図８】 作用を説明するタイムチャート
【符号の説明】
Ｅ エンジン
Ｕ 電子制御ユニット（制御手段）
１４ 第１弾性体（弾性体）
２０ 可動部材
２４ 第１液室（液室）
２９ アクチュエータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、休筒運転可能なエンジンの振動を受ける弾性体と、弾性体が少なくとも壁面の一部を構成する液室と、液室の容積を変化させる可動部材と、可動部材を電磁力で駆動するアクチュエータと、アクチュエータの作動を制御する制御手段とを備えた能動型防振支持装置のアクチュエータ駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる能動型防振支持装置は、下記特許文献により公知である。
【０００３】
この能動型防振支持装置は、アクチュエータに電流を印加して可動部材を振動させることでバネ定数を変化させるもので、そのバネ定数を設定する印加電流のピーク電流値と位相との関係を予めマップとして記憶しておき、エンジン回転数に応じて前記マップからアクチュエータに印加すべき電流のピーク電流値と位相とを求めることで、種々のエンジン回転数領域で能動型防振支持装置に有効な防振性能を発揮させるようになっている。
【０００４】
【特許文献】
特開平７−４２７８３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、能動型防振支持装置はエンジンの振動が小さい全筒運転時に作動を停止し、エンジンの振動が大きい休筒運転時に作動して防振性能を発揮するようになっており、その作動時にはエンジンのクランクパルス信号からエンジンの振動状態（振幅および位相）を推定し、その振動状態に基づいてアクチュエータへの通電を制御している。
【０００６】
しかしながら、エンジンが全筒運転状態から休筒運転状態に移行する過渡期には、エンジンの振動状態が不規則に変化するために該振動状態を的確にかつ速やかに推定することが難しく、能動型防振支持装置に有効な防振性能を発揮させるのが困難であった。
【０００７】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、エンジンが全筒運転状態から休筒運転状態に移行する過渡期に能動型防振支持装置に有効な防振性能を発揮させることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、休筒運転可能なエンジンの振動を受ける弾性体と、弾性体が少なくとも壁面の一部を構成する液室と、液室の容積を変化させる可動部材と、可動部材を電磁力で駆動するアクチュエータと、アクチュエータの作動を制御する制御手段とを備えた能動型防振支持装置のアクチュエータ駆動制御装置において、前記制御手段は、休筒運転状態では推定したエンジンの振動状態に基づいてアクチュエータを制御するとともに、全筒運転状態から休筒運転状態への過渡期には予め設定したマップからエンジン振動の振幅を検索し、その振幅に基づいてアクチュエータを制御することを特徴とする能動型防振支持装置のアクチュエータ駆動制御装置が提案される。
【０００９】
上記構成によれば、エンジンの振動状態を推定し易い定常的な休筒運転状態では、推定したエンジンの振動状態に基づいてアクチュエータを制御し、エンジンの振動状態を推定し難い全筒運転状態から休筒運転状態への過渡期には、予め設定したマップからエンジン振動の振幅を検索し、その振幅に基づいてアクチュエータを制御するので、能動型防振支持装置は前記過渡期から定常的な休筒運転状態に亘って有効な防振性能を発揮することができる。
【００１０】
尚、実施例の第１弾性体１４は本発明の弾性体に対応し、実施例の第１液室２４は本発明の液室に対応し、実施例の電子制御ユニットＵは本発明の制御手段に対応する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１２】
図１〜図８は本発明の一実施例を示すもので、図１は能動型防振支持装置の縦断面図、図２は図１の２−２線断面図、図３は図１の３−３線断面図、図４は図１の要部拡大図、図５は能動型防振支持装置の制御系のブロック図、図６はアクチュエータの制御手法を示すフローチャート、図７はエンジン振動の振幅を検索するマップを示す図、図８は作用を説明するタイムチャートである。
【００１３】
図１〜図４に示す能動型防振支持装置Ｍは、自動車の気筒休止制御が可能なエンジンＥを車体フレームＦに弾性的に支持するためのもので、エンジンＥのクランクシャフトの回転に伴って出力されるクランクパルスを検出するクランクパルスセンサＳａと、エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサＳｂと、吸気負圧Ｐｂを検出する吸気負圧センサＳｃとが接続された電子制御ユニットＵによって制御される。このクランクパルスはクランクシャフトの１回転につき３６回、つまりクランクアングルの１０°毎に１回出力される。
【００１４】
能動型防振支持装置Ｍは軸線Ｌに関して実質的に軸対称な構造を有するもので、エンジンＥに結合される板状の取付ブラケット１１に溶接した内筒１２と、この内筒１２の外周に同軸に配置された外筒１３とを備えており、内筒１２および外筒１３には厚肉のゴムで形成した第１弾性体１４の上端および下端がそれぞれが加硫接着により接合される。中央に開口１５ｂを有する円板状の第１オリフィス形成部材１５と、上面が開放した樋状の断面を有して環状に形成された第２オリフィス形成部材１６と、同じく上面が開放した樋状の断面を有して環状に形成された第３オリフィス形成部材１７とが溶接により一体化されており、第１オリフィス形成部材１５および第２オリフィス形成部材１６の外周部が重ね合わされて前記外筒１３の下部に設けたカシメ固定部１３ａに固定される。
【００１５】
膜状のゴムで形成された第２弾性体１８の外周が第３オリフィス形成部材１７の内周に加硫接着により固定されており、この第２弾性体１８の内周に加硫接着により固定されたキャップ部材１９が、軸線Ｌ上に上下動可能に配置された可動部材２０に圧入により固定される。外筒１３のカシメ固定部１３ａに固定されたリング部材２１にダイヤフラム２２の外周が加硫接着により固定されており、このダイヤフラム２２の内周に加硫接着により固定されたキャップ部材２３が前記可動部材２０に圧入により固定される。
【００１６】
しかして、第１弾性体１４および第２弾性体１８間に液体が封入された第１液室２４が区画され、第２弾性体１８およびダイヤフラム２２間に液体が封入された第２液室２５が区画される。そして第１液室２４および第２液室２５は、第１〜第３オリフィス形成部材１５，１６，１７により形成された上部オリフィス２６および下部オリフィス２７によって相互に連通する。
【００１７】
上部オリフィス２６は第１オリフィス形成部材１５および第２オリフィス形成部材１６間に形成される環状の通路であって、その一部に設けられた隔壁２６ａの一側において第１オリフィス形成部材１５に連通孔１５ａが形成され、前記隔壁２６ａの他側において第２オリフィス形成部材１６に連通孔１６ａが形成される。従って、上部オリフィス２６は、第１オリフィス形成部材１５の連通孔１５ａから第２オリフィス形成部材１６の連通孔１６ａまでの略１周の範囲に亘って形成される（図２参照）。
【００１８】
下部オリフィス２７は第２オリフィス形成部材１６および第３オリフィス形成部材１７間に形成される環状の通路であって、その一部に設けられた隔壁２７ａの一側において第２オリフィス形成部材１６に前記連通孔１６ａが形成され、前記隔壁２７ａの他側において第３オリフィス形成部材１７に連通孔１７ａが形成される。従って、下部オリフィス２７は、第２オリフィス形成部材１６の連通孔１６ａから第３オリフィス形成部材１７の連通孔１７ａまでの略１周の範囲に亘って形成される（図３参照）。
【００１９】
以上のことから、第１液室２４および第２液室２５は、直列に接続された上部オリフィス２６および下部オリフィス２７によって相互に連通する。
【００２０】
外筒１３のカシメ固定部１３ａには、能動型防振支持装置Ｍを車体フレームＦに固定するための環状の取付ブラケット２８が固定されており、この取付ブラケット２８の下面に前記可動部材２０を駆動するためのアクチュエータ２９の外郭を構成するアクチュエータハウジング３０が溶接される。
【００２１】
アクチュエータハウジング３０にはヨーク３２が固定されており、ボビン３３に巻き付けられたコイル３４がアクチュエータハウジング３０およびヨーク３２に囲まれた空間に収納される。環状のコイル３４の内周に嵌合するヨーク３２の筒状部３２ａに有底円筒状のベアリング３６が嵌合する。コイル３４の上面に対向する円板状のアーマチュア３８がアクチュエータハウジング３０の内周面に摺動自在に支持されており、このアーマチュア３８の内周に形成した段部３８ａがベアリング３６の上部に係合する。アーマチュア３８はボビン３３の上面との間に配置した皿ばね４２で上方に付勢され、アクチュエータハウジング３０に設けた係止部３０ａに係合して位置決めされる。
【００２２】
ベアリング３６の内周に円筒状のスライダ４３が摺動自在に嵌合しており、可動部材２０から下方に延びる軸部２０ａが、ベアリング３６の上底部を緩く貫通してスライダ４３の内部に固定したボス４４に接続される。ベアリング３６の上底部とスライダ４３との間にコイルばね４１が配置されており、このコイルばね４１でベアリング３６は上向きに付勢され、スライダ４３は下向きに付勢される。
【００２３】
アクチュエータ２９のコイル３４が消磁状態にあるとき、ベアリング３６に摺動自在に支持されたスライダ４３にはコイルばね４１の弾発力が下向きに作用するとともに、ヨーク３２の底面との間に配置したコイルばね４５の弾発力が上向きに作用しており、スライダ４３は両コイルばね４１，４５の弾発力が釣り合う位置に停止する。この状態からコイル３４を励磁してアーマチュア３８を下方に吸引すると、段部３８ａに押されてベアリング３６が下方に摺動することによりコイルばね４１が圧縮される。その結果、コイルばね４１の弾発力が増加してコイルばね４５を圧縮しながらスライダ４３が下降するため、スライダ４３にボス４４および軸部２０ａを介して接続された可動部材２０が下降し、可動部材２０に接続された第２弾性体１８が下方に変形して第１液室２４の容積が増加する。逆にコイル３４を消磁すると、可動部材２０が上昇して第２弾性体１８が上方に変形し、第１液室２４の容積が減少する。
【００２４】
しかして、自動車の走行中に低周波数のエンジンシェイク振動が発生したとき、エンジンＥから入力される荷重で第１弾性体１４が変形して第１液室２４の容積が変化すると、上部オリフィス２６および下部オリフィス２７を介して接続された第１液室２４および第２液室２５間で液体が行き来する。第１液室２４の容積が拡大・縮小すると、それに応じて第２液室２５の容積が縮小・拡大するが、この第２液室２５の容積変化はダイヤフラム２２の弾性変形により吸収される。このとき、上部オリフィス２６および下部オリフィス２７の形状および寸法、並びに第１弾性体１４のばね定数は前記エンジンシェイク振動の周波数領域で低ばね定数および高減衰力を示すように設定されているため、エンジンＥから車体フレームＦに伝達される振動を効果的に低減することができる。
【００２５】
尚、上記エンジンシェイク振動の周波数領域では、アクチュエータ２９は非作動状態に保たれる。
【００２６】
前記エンジンシェイク振動よりも周波数の高い振動、即ちエンジンＥのクランクシャフトの回転に起因するアイドル時の振動や気筒休止時の振動が発生した場合、第１液室２４および第２液室２５を接続する上部オリフィス２６および下部オリフィス２７内の液体はスティック状態になって防振機能を発揮できなくなるため、アクチュエータ２９を駆動して防振機能を発揮させる。
【００２７】
能動型防振支持装置Ｍのアクチュエータ２９を作動させて防振性能を発揮させるべく、電子制御ユニットＵはクランクパルスセンサＳａ、エンジン回転数センサＳｂおよび吸気負圧センサＳｃからの信号に基づいてコイル３４に対する通電を制御する。
【００２８】
即ち、図５に示すように、電子制御ユニットＵは振動状態推定手段Ｍ１と、マ
ップ記憶手段Ｍ２と、選択手段Ｍ３とを備える。振動状態推定手段Ｍ１は、クランクパルスセンサＳａで検出したクランクパルスに基づいてエンジンＥの振動状態（実施例ではエンジン振動の振幅）を推定する。マップ記憶手段Ｍ２は、エンジン回転数センサＳｂで検出したエンジン回転数Ｎｅおよび吸気負圧センサＳｃで検出した吸気負圧ＰｂをパラメータとしてエンジンＥの振動状態を検索するマップを予め記憶する。選択手段Ｍ３は、気筒切換信号、つまり全筒運転状態および休筒運転状態を切り換える信号に基づいて、振動状態推定手段Ｍ１で推定したエンジンＥの振動状態、あるいはマップ記憶手段Ｍ２に記憶したマップから検索したエンジンＥの振動状態の一方を選択し、その選択したエンジンＥの振動状態に基づいて能動型防振支持装置Ｍのアクチュエータ２９の作動を制御する。
【００２９】
次に、能動型防振支持装置Ｍのアクチュエータ２９の制御内容を、図６のフローチャートに基づいて具体的に説明する。
【００３０】
先ずステップＳ１でクランクパルスセンサＳａからクランクアングルの１０°毎に出力されるクランクパルスを読み込み、ステップＳ２で前記読み込んだクランクパルスを基準となるクランクパルス（特定のシリンダのＴＤＣ信号）と比較することでクランクパルスの時間間隔を演算する。続くステップＳ３で前記１０°のクランクアングルをクランクパルスの時間間隔で除算することでクランク角速度ωを演算し、ステップＳ４でクランク角速度ωを時間微分してクランク角加速度ｄω／ｄｔを演算する。続くステップＳ５でエンジンＥのクランクシャフト回りのトルクＴｑを、エンジンＥのクランクシャフト回りの慣性モーメントをＩとして、
Ｔｑ＝Ｉ×ｄω／ｄｔ
により演算する。このトルクＴｑはクランクシャフトが一定の角速度ωで回転していると仮定すると０になるが、膨張行程ではピストンの加速により角速度ωが増加し、圧縮行程ではピストンの減速により角速度ωが減少してクランク角加速度ｄω／ｄｔが発生するため、そのクランク角加速度ｄω／ｄｔに比例したトルクＴｑが発生することになる。
【００３１】
続くステップＳ６で時間的に隣接するトルクの最大値および最小値を判定し、ステップＳ７でトルクの最大値および最小値の偏差、つまりトルクの変動量としてエンジンＥを支持する能動型防振支持装置Ｍの位置における振幅を演算する。前記ステップＳ１〜Ｓ７の処理は振動状態推定手段Ｍ１により実行される。
【００３２】
続くステップＳ８で、選択手段Ｍ３によりエンジンＥが全筒運転状態から休筒運転状態に切り換わる過渡期であるか否かを判断する。エンジンＥが前記過渡期にあるときはエンジンＥの振動状態が不安定になるため、振動状態推定手段Ｍ１で推定したエンジン振動の振幅は信頼性が低くなり、その推定した振幅に基づいて能動型防振支持装置Ｍを制御しても有効な防振性能を得ることが難しい。
【００３３】
そこで、エンジンＥが前記過渡期にあるときは、ステップＳ９でマップ記憶手段Ｍ２に記憶したマップにエンジン回転数Ｎｅおよび吸気負圧Ｐｂを適用してエンジン振動の振幅を検索し、その振幅に基づいて能動型防振支持装置Ｍを制御する。
【００３４】
図７はエンジン回転数Ｎｅおよび吸気負圧Ｐｂをパラメータとする前記マップを示しており、エンジン回転数Ｎｅが減少して吸気負圧Ｐｂが増加するに伴ってエンジン振動の振幅が増加するように設定されている。
【００３５】
一方、前記ステップＳ８でエンジンＥが全筒運転状態から休筒運転状態に切り換わる過渡期でないとき、つまりエンジンＥが休筒運転状態にあるとき、ステップＳ１０で振動状態推定手段Ｍ１で推定したエンジン振動の振幅に基づいて能動型防振支持装置Ｍを制御する。このとき、エンジン振動の振幅以外に、エンジン振動の位相がクランクパルスから推定される。そしてステップＳ１１で、選択手段Ｍ３により選択した一方の振幅に基づいて、アクチュエータ２９のコイル３４に印加する電流のデューティ波形およびタイミング（位相）を決定する。
【００３６】
しかして、振動によってエンジンＥが下方に偏倚して第１液室２４の容積が減少して液圧が増加するときには、コイル３４を励磁してアーマチュア３８を吸引する。その結果、アーマチュア３８はコイルばね４１，４５を圧縮しながらスライダ４３および可動部材２０と共に下方に移動し、可動部材２０に内周を接続された第２弾性体１８を下方に変形させる。これにより、第１液室２４の容積が増加して液圧の増加を抑制するため、能動型防振支持装置ＭはエンジンＥから車体フレームＦへの下向きの荷重伝達を防止する能動的な支持力を発生する。
【００３７】
逆に振動によってエンジンＥが上方に偏倚して第１液室２４の容積が増加して液圧が減少するときには、コイル３４を消磁してアーマチュア３８の吸引を解除する。その結果、アーマチュア３８はコイルばね４１，４５の弾発力でスライダ４３および可動部材２０と共に上方に移動し、可動部材２０に内周を接続された第２弾性体１８を上方に変形させる。これにより、第１液室２４の容積が減少して液圧の減少を抑制するため、能動型防振支持装置ＭはエンジンＥから車体フレームＦへの上向きの荷重伝達を防止する能動的な支持力を発生する。
【００３８】
以上のように、エンジンＥが定常的な休筒運転状態にあるとき、クランクパルスセンサＳａで検出したエンジンＥのクランクパルスからエンジン振動の振幅を推定し、推定した振幅に基づいてアクチュエータ２９のコイル３４に印加する電流を制御するので、エンジンＥの個体間の振動特性のバラツキ、あるいはエンジンの長期の使用に伴う振動特性の変化の影響を受けることなく、能動型防振支持装置Ｍに有効な防振性能を発揮させることができる。
【００３９】
またエンジンＥが全筒運転状態から休筒運転状態に切り換わる過渡期にあってエンジン振動の振幅を的確に推定できない場合には、予め記憶したマップにより能動型防振支持装置Ｍを制御するので、能動型防振支持装置Ｍは前記過渡期から定常的な休筒運転状態に亘って有効な防振性能を発揮することができる。
【００４０】
図８は本制御の作用を示すタイムチャートであって、車体の前側および後側のエンジンマウント部から車体に伝達される振動は、全筒運転状態では小さく、定常的な休筒運転状態では大きくなっており、全筒運転状態から休筒運転状態への過渡期では振動が次第に増加している。この過渡期においてマップに基づく能動型防振支持装置Ｍの制御が行われるが、その期間は振動の２周期分程度が適切である。その理由は、振動の２周期分の期間が経過すると定常的な休筒運転状態が確立してエンジン振動の振幅が安定するからである。
【００４１】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００４２】
例えば、実施例では自動車のエンジンＥを支持する能動型防振支持装置Ｍを例示したが、本発明の能動型防振支持装置Ｍは自動車以外のエンジンの支持に適用することができる。
【００４３】
また実施例ではエンジンＥの振動状態をマップで検索する場合に、振動の位相を固定値としているが、それをエンジン回転数Ｎｅおよび吸気負圧Ｐｂからマップ検索しても良い。
【００４４】
また実施例では振動状態推定手段Ｍ１はクランクパルス信号からエンジン振動の振幅を推定しているが、エンジン振動の振幅を荷重センサで検出しても良い。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、エンジンの振動状態を推定し易い定常的な休筒運転状態では、推定したエンジンの振動状態に基づいてアクチュエータを制御し、エンジンの振動状態を推定し難い全筒運転状態から休筒運転状態への過渡期には、予め設定したマップからエンジン振動の振幅を検索し、その振幅に基づいてアクチュエータを制御するので、能動型防振支持装置は前記過渡期から定常的な休筒運転状態に亘って有効な防振性能を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 能動型防振支持装置の縦断面図
【図２】 図１の２−２線断面図
【図３】 図１の３−３線断面図
【図４】 図１の要部拡大図
【図５】 能動型防振支持装置の制御系のブロック図
【図６】 アクチュエータの制御手法を示すフローチャート
【図７】 エンジン振動の振幅を検索するマップを示す図
【図８】 作用を説明するタイムチャート
【符号の説明】
Ｅ エンジン
Ｕ 電子制御ユニット（制御手段）
１４ 第１弾性体（弾性体）
２０ 可動部材
２４ 第１液室（液室）
２９ アクチュエータ
Claims (1)
- 休筒運転可能なエンジン（Ｅ）の振動を受ける弾性体（１４）と、
弾性体（１４）が少なくとも壁面の一部を構成する液室（２４）と、
液室（２４）の容積を変化させる可動部材（２０）と、
可動部材（２０）を電磁力で駆動するアクチュエータ（２９）と、
アクチュエータ（２９）の作動を制御する制御手段（Ｕ）と、
を備えた能動型防振支持装置のアクチュエータ駆動制御装置において、
前記制御手段（Ｕ）は、休筒運転状態では推定したエンジン（Ｅ）の振動状態に基づいてアクチュエータ（２９）を制御するとともに、全筒運転状態から休筒運転状態への過渡期には予め設定したマップからエンジン振動の振幅を検索し、その振幅に基づいてアクチュエータ（２９）を制御することを特徴とする能動型防振支持装置のアクチュエータ駆動制御装置。
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