JP4691075B2

JP4691075B2 - 能動型防振支持装置、及びその制御方法

Info

Publication number: JP4691075B2
Application number: JP2007210077A
Authority: JP
Inventors: 浩臣根本
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2007-08-10
Filing date: 2007-08-10
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2027-08-10
Also published as: JP2009041739A

Description

本発明は、車両のエンジンを支持する能動型防振支持装置、及びその制御方法に関する。

クランクパルスセンサを使用してエンジン振動の位相及びエンジン振動の大きさを推定し、その推定結果にもとづいてアクチュエータを駆動して、エンジンの振動を抑制する能動型防振支持装置が、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１に開示される従来の技術によると、クランクパルスの変動をサンプリングしてエンジン振動を推定し、その推定結果に基づいて、アクチュエータを駆動するため、アイドル状態や一定走行等、定常状態の振動に対しては、効果的な防振性能を有することができる。

しかしながら、短期間の振動（過渡振動）に対しては、クランクパルスの変動でエンジン振動を判定しようとしても制御が間に合わず、過渡振動を抑制できないという問題がある。そこで、たとえば特許文献２には、エンジンが全筒運転から休筒運転に切り換わるときの過渡振動に対して効果的な防振性能を有する能動型防振支持装置の技術が開示されている。
特開２００７−１０７５７９号公報（段落００２２〜００２５参照）特開２００６−０１７２８８号公報（段落００２６、図７参照）

特許文献１及び特許文献２に開示された技術は、エンジンが定常運転をしているときに、エンジン振動による車体振動の緩和には効果的であるが、その制御は一定の周期で行われており、最初の周期でクランクパルスをサンプリングしたその結果は、次の周期での制御のための演算に用いられ、更に演算の結果は次の周期におけるアクチュエータの伸縮制御に用いられるというものであり、エンジン始動時に発生する過渡振動を、効果的に抑制するにはアクチュエータの伸縮制御の開始が間に合わないという課題があった。

そこで、本発明は、エンジン始動時に発生する過渡振動を効果的に抑制できる能動型防振支持装置、及びその制御方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、エンジンを車体に支承するとともに、前記エンジンの回転変動の大きさに基づいて前記エンジンの振動状態を推定する制御手段がアクチュエータを伸縮駆動して、前記エンジンの振動の伝達を抑制する能動型防振支持装置とした。そして、前記制御手段は、前記エンジンの最初の点火を検出する初爆検出手段と、前記エンジンの回転変動の大きさを検出する変動検出手段を備え、前記エンジンの最初の点火から所定の回転速度に達するまでの時間を計測し、その時間に基づき前記エンジンの固有振動周波数における振動の大きさ及び期間を推定することを特徴とした。

請求項１に係る発明によると、エンジンの最初の点火後の回転変動の大きさによって、最初の点火後のエンジンの過渡振動の大きさ及び期間を推定することができる。
なお、車両のエンジンは、例えばエンジン始動時などの低いエンジン回転速度による振動による振動の振動数が固有振動周波数になるように構成される。したがって、最初の点火後に発生する固有振動周波数における振動は、エンジン始動時に発生する過渡振動を示す。

また、請求項２に係る発明は、エンジンを車体に支承するとともに、前記エンジンの回転変動の大きさに基づいて前記エンジンの振動状態を推定する制御手段がアクチュエータを伸縮駆動して、前記エンジンの振動の伝達を抑制する能動型防振支持装置の制御方法とした。そして、前記制御手段は、前記エンジンの最初の点火を検出する初爆検出手段を介して前記エンジンの最初の点火を検出するステップと、前記エンジンの最初の点火を検出してから、前記エンジンが所定の回転速度に達するまでの時間を計測するステップと、前記計測された時間に基づいて、前記エンジンの回転変動の大きさを検出するステップと、前記検出されたエンジンの回転変動の大きさに基づいて、前記エンジンの固有振動周波数における振動の大きさ及び期間を推定するステップと、を有することを特徴とした。

請求項２に係る発明によると、エンジンの最初の点火の検出と、最初の点火後の回転変動の大きさとを算出でき、回転変動の大きさに基づいてエンジン始動時の過渡振動の大きさ及び期間を推定することができる。

本発明によると、エンジン始動時に発生する過渡振動を効果的に抑制できる能動型防振支持装置、及びその制御方法を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、適宜図を参照して詳細に説明する。
（能動型防振支持装置の全体構成）
図１は本発明の実施形態に係る能動型防振支持装置を適用した車両におけるエンジン搭載状態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図である。図２は、本発明に係わる能動型防振支持装置の構造を示す断面図である。

本実施形態にかかる能動型防振支持装置１は、上下方向に駆動することが可能で、図１の（ａ）、（ｂ）に示すように、車両Ｖのエンジン２を車体フレームに弾性的に支承するために用いられるアクティブ・コントロール・マウント（以下、ＡＣＭと略称する）１０を、エンジン２の前後方向に２つ配置してなる。
ここで、エンジン２は、クランク軸（図示せず）の一端にトランスミッション３が結合されるとともに、クランク軸が車両Ｖの本体に横向きに配置される、いわゆる横置きのＶ型６気筒エンジンである。したがって、エンジン２はクランク軸方向が車両Ｖの左右方向に配置され、ＡＣＭ１０は、エンジン２によるロール方向の振動を抑制するため、エンジン２を挟んで車両Ｖの前後に１対備える。以降、車両Ｖに対してエンジン２の前方向に備わるＡＣＭ１０を前方ＡＣＭ１０ａ、後方向に備わるＡＣＭ１０を後方ＡＣＭ１０ｂと称する。

前方ＡＣＭ１０ａ及び後方ＡＣＭ１０ｂは、エンジン２の重心の高さより低い位置に取り付けられ、エンジン２の前後方向のロール振動を抑制するとともに、エンジン２を車両Ｖの車体に弾性支持する機能を有する。

図１の（ｂ）に示すように、能動型防振支持装置１は、エンジン２を車両Ｖに弾性支持する機能を有し、エンジン２の前方もしくは後方を上下動する機能を有する。このため、たとえば図２に示す構成を有する。
図２に示すように、能動型防振支持装置１（図１参照）には、ＡＣＭ１０を制御するアクティブコントロール・マウント制御ＥＣＵ（Electric Control Unit、以下ＡＣＭＥＣＵと称する）６２を備え、ＡＣＭＥＣＵ６２はエンジン２（図１の（ｂ）参照）の回転速度や出力トルク等を制御するエンジン制御ＥＣＵ（以下、エンジンＥＣＵと称する）６１と通信回線で接続されている。
なお、ＡＣＭＥＣＵ６２は、エンジンＥＣＵ６１からエンジン回転速度ＮＥ信号、クランクパルスセンサ６０が検出するクランクパルス信号、各気筒の上死点のタイミングを示すＴＤＣ信号、Ｖ型６気筒のエンジン２を全気筒運転しているのか、半気筒運転をしているのか示すシリンダ・オフ信号、イグニッション・スイッチ信号（以下、ＩＧ−ＳＷ信号と称する）が入力される。
なお、クランクパルスは、Ｖ型６気筒エンジンの場合、クランクシャフトの１回転につき２４回、つまりクランクアングルの１５°毎に１回出力される。

（ＡＣＭの構成）
図２に示すように、ＡＣＭ１０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、主に、概略円筒状の上部ハウジング１１と、その下側に配置された概略円筒状の下部ハウジング１２と、下部ハウジング１２内に収容された上面が開放した概略カップ状のアクチュエータケース１３と、上部ハウジング１１の上側に接続したダイヤフラム２２と、上部ハウジング１１内に格納された環状の第１弾性体支持リング１４と、第１弾性体支持リング１４の上側に接続した第１弾性体１９等から構成されている。

上部ハウジング１１下端のフランジ部１１ａと、下部ハウジング１２の上端のフランジ部１２ａとの間に、アクチュエータケース１３の外周のフランジ部１３ａと、第１弾性体支持リング１４の外周部と、アクチュエータケース１３内の上部側に配置された環状の第２弾性体支持リング１５の外周部とが重ね合わされてカシメにより結合される。このとき、フランジ部１２ａとフランジ部１３ａとの間に環状の第１フローティングラバー１６を介在させ、かつアクチュエータケース１３の上部と第２弾性体支持リング１５の内面との間に環状の第２フローティングラバー１７を介在させることで、アクチュエータケース１３は上部ハウジング１１及び下部ハウジング１２に対して上下方向に相対移動可能にフローティング支持される。

第１弾性体支持リング１４と、第１弾性体１９の上面側に設けられた凹部内に配置された第１弾性体支持ボス１８とは、厚肉のラバー等の弾性部材で形成された第１弾性体１９の下端及び上端が、加硫接着によって接合されている。さらに、第１弾性体支持ボス１８の上面にダイヤフラム支持ボス２０が図示しないボルト等で固定されており、ダイヤフラム支持ボス２０に内周部を加硫接着等によって接合されたダイヤフラム２２の外周部が、上部ハウジング１１に加硫接着により接合されている。
ダイヤフラム支持ボス２０の上面にはエンジン取付部２０ａが一体に形成され、エンジン２（図１の（ｂ）参照）に固定される。また下部ハウジング１２の下端の車体取付部１２ｂが車体フレームＦに固定される。

上部ハウジング１１の上端のフランジ部１１ｂには、ストッパ部材２３の下端のフランジ部２３ａが図示しないボルト及びナットの締結等によって固定されており、ストッパ部材２３の上部内面に取り付けたストッパラバー２６に、エンジン取付部２０ａが当接可能に対向する。
このような構造によって、ＡＣＭ１０にエンジン２（図１の（ｂ）参照）から大きな荷重が入力したとき、エンジン取付部２０ａがストッパラバー２６に当接することで、エンジン２の過大な変位が抑制される。

第２弾性体支持リング１５には、膜状のラバー等からなる弾性体で形成された第２弾性体２７の外周部が加硫接着により接合されており、第２弾性体２７の中央部に埋め込むように可動部材２８が加硫接着により接合される。
そして、第２弾性体支持リング１５の上面と第１弾性体１９の外周部との間に円板状の隔壁部材２９が固定されており、隔壁部材２９及び第１弾性体１９により区画された第１液室３０と、隔壁部材２９及び第２弾性体２７により区画された第２液室３１とが、隔壁部材２９の中央に開口している連通孔２９ａを介して相互に連通する。

また、第１弾性体支持リング１４と上部ハウジング１１との間に環状の連通路３２が形成されている。連通路３２は連通孔３３を介して第１液室３０に連通するとともに、連通孔３４を介して、第１弾性体１９とダイヤフラム２２により区画された第３液室３５に連通する。

次に、アクチュエータケース１３内に格納された破線枠内で示した駆動部（アクチュエータ）４１の詳細構造を説明する。

図２に示すように駆動部４１は、主に透磁率が高い金属又は合金からなる固定コア４２、ヨーク４４、可動コア５４と、外周をコイルカバー４７で覆われた電磁石のコイル４６と、から構成されている。固定コア４２は、下端部に受け座面のフランジ部を有する略円筒状で、円筒部の外周は円錐の周面形状をしている。可動コア５４は略円筒状で上端が内周方向に突き出てばね座を形成し、円筒部の内周は円錐の周面形状をしている。
コイルカバー４７には、アクチュエータケース１３及び下部ハウジング１２に開口する開口部を貫通して外部に延出するコネクタ部４７ａが一体に形成され、そこにコイル４６に給電する図示しない給電線が接続される。

ヨーク４４は、コイルカバー４７の上面側に環状の鍔部を持ち、その鍔部の内周から下方に伸びる円筒部を有する、謂わば、フランジ付き円筒の形状である。ヨーク４４の円筒部の内周面には、薄肉円筒状の軸受け部材５１が上下方向に摺動自在に嵌合しており、この軸受け部材５１の上端には径方向内向きに折り曲げられた上部フランジが形成されるとともに、下端には径方向外向きに折り曲げられた下部フランジ５１ａが形成されている。
下部フランジ５１ａとヨーク４４の円筒部の下端との間には、セットばね５２が圧縮状態で配置されており、このセットばね５２の弾性力で軸受け部材５１の下部フランジ５１ａを下方に付勢して、下部フランジ５１ａの下面と固定コア４２との間に配された弾性体５３を介して、固定コア４２の上面に押し付けることで、軸受け部材５１がヨーク４４にて支持される。

軸受け部材５１の内周面には、略円筒状の可動コア５４が上下方向に摺動自在に嵌合する。更に、固定コア４２及び可動コア５４はそれぞれ軸線Ｌ上の中心部が中空になっており、可動部材２８が配置されている。可動部材２８はロッド２８ａとその上端部のロッド２８ａより外径の大きいヘッド部２８ｂからなる。ロッド２８ａの下端部にはナット部材５６が締結される。ナット部材５６は、中心部に上端が開口した中空部を有し、その中空部にロッド２８ａの下端側を収容し、その上端がやや外径が大きく上面が可動コア５４の後記するばね座の下面と当接するようになっている。
また、可動コア５４の上面が内周側に突き出て形成されるばね座とヘッド部２８ｂの下面との間には、セットばね５８が圧縮状態で配置され、このセットばね５８の弾性力で可動コア５４は下方に付勢され、可動コア５４の前記ばね座の下面がナット部材５６の上端面に押し付けられて固定される。この状態で、可動コア５４の下面と固定コア４２の上面とが、円錐状のエアギャップｇを介して対向する。
ロッド２８ａ及びナット部材５６は、固定コア４２の中心に形成された開口部に緩く嵌合し、この開口部は下方がプラグ４２ａで閉塞されている。

以上のように構成されるＡＣＭ１０の作用について説明する（以下、適宜図１、図２参照）。
車両Ｖの走行中に低周波数（例えば、７〜２０Ｈｚ）のエンジン、車体、サスペンションの連成系において車体の剛体振動とエンジン系の共振により発生する低周波振動であるエンジンシェーク振動が発生したとき、エンジン２からダイヤフラム支持ボス２０及び第１弾性体支持ボス１８を介して入力される荷重で第１弾性体１９が変形して第１液室３０の容積が変化すると、連通路３２を介して接続された第１液室３０及び第３液室３５の間で液体が行き来する。この状態で、第１液室３０の容積が拡大・縮小すると、それに応じて第３液室３５の容積は縮小・拡大するが、この第３液室３５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、連通路３２の形状及び寸法、並びに第１弾性体１９のばね定数は、前記エンジンシェーク振動の周波数領域で低ばね定数及び高減衰力を示すように設定されているため、エンジン２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。
なお、前記エンジンシェーク振動の周波数領域では、ＡＣＭ１０の駆動部４１は駆動しない非作動状態に保たれる。

前記エンジンシェーク振動よりも周波数の高い振動、すなわちエンジン２の図示しない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３０及び第３液室３５を接続する連通路３２内の液体はスティック状態になって振動を抑制できなくなるため、ＡＣＭ１０の駆動部４１を駆動してエンジン２の振動を抑制する。ちなみに、アイドル振動は、アイドル回転状態でフロア、シート及びステアリング・ホイールが低周波振動を起こすもので、ブルブル振動は４気筒エンジンで、例えば２０〜３５Ｈｚ、Ｖ型６気筒エンジンで、例えば３０〜５０Ｈｚであり、ユサユサ振動は５〜１０Ｈｚで燃焼不均一にて発生し、エンジンのロール振動が主な要因である。
そこで、駆動部４１を駆動するため、図２に示すＡＣＭ１０を含む能動型防振支持装置１（図１参照）には、エンジン２のクランクパルスを検出するクランクパルスセンサ６０、エンジンＥＣＵ６１、及びＡＣＭＥＣＵ６２が備わる。

図３は、クランクパルスセンサ、エンジンＥＣＵ及びＡＣＭＥＣＵの接続を示すブロック図である。
クランクパルスセンサ６０は、エンジン２の図示しないクランク軸が発生するクランクパルスを検出するセンサである。Ｖ型６気筒エンジンの場合、クランクパルスは、エンジン２におけるクランク角が１５°ごとに発生し、クランクパルスセンサ６０はこのクランクパルスを検出してエンジンＥＣＵ６１に入力する。
エンジンＥＣＵ６１は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えるマイクロコンピュータ及び周辺回路等から構成され、エンジン２の回転速度を制御したり、エンジン２に備わる図示しない回転速度センサを介してエンジン２の回転速度を検出したりする。そして、検出した回転速度やクランクパルスセンサ６０から入力されるクランクパルスをＡＣＭＥＣＵ６２に入力する機能を有する。

ＡＣＭＥＣＵ６２は、ＣＰＵ６２ｂ、ＲＯＭ６２ｃ、ＲＡＭ６２ｄ等を備えるマイクロコンピュータ及び周辺回路等から構成される。そして、エンジンＥＣＵ６１から入力されるエンジン回転速度やクランクパルス等の信号を入力する信号入力部６２ａが備わる。
さらに、ＡＣＭＥＣＵ６２は、前方ＡＣＭ１０ａ及び後方ＡＣＭ１０ｂがそれぞれ備えるコイル４６（図２参照）に電流を通電する図示しないスイッチング回路を含む給電部６２ｆを備える。給電部６２ｆの前記スイッチング回路はＣＰＵ６２ｂに制御され、給電部６２ｆが図示しないバッテリから供給される直流電源を、コネクタ部４７ａ（図２参照）を介してコイル４６（図２参照）に供給可能となっている。そして、ＡＣＭＥＣＵ６２は、例えばＲＯＭ６２ｃに格納されるプログラムによって動作する。
また、ＡＣＭＥＣＵ６２にはフラッシュメモリ等の記憶部６２ｅが備わり、ＡＣＭ１０を制御するために必要なデータ６２ｅ１等が記憶される。

図２に示すように構成されるＡＣＭ１０の駆動部４１は、コイル４６に電流が通流されていない状態のとき、可動部材２８は、第２弾性体２７の自己の弾性復元力によって上動する。そして、ナット部材５６が可動コア５４を押し上げ、可動コア５４と固定コア４２との間にエアギャップｇが形成される。

一方、ＡＣＭＥＣＵ６２からコイル４６に電流が通電されると、エアギャップｇを上下に貫通する磁束によって可動コア５４が下方に引き寄せられて下方に移動する。このとき、可動コア５４は可動部材２８に固定されるナット部材５６を介して、可動部材２８を下方に移動させ、第２弾性体２７が下向きに変形する。その結果、第２液室３１（図２参照）の容積が増加するため、エンジン２（図１参照）からの荷重で圧縮された第１液室３０の液体が隔壁部材２９の連通孔２９ａを通過して第２液室３１に流入し、エンジン２から車両Ｖ（図１の（ａ）参照）に伝達される荷重を低減することができる。

以上のように、ＡＣＭＥＣＵ６２は、コイル４６へ通電する電流をＯＮ／ＯＦＦすることで可動部材２８の上下動を制御でき、エンジン２の振動を抑制することができる。

図１の（ａ）に示すように、車両Ｖに備わるエンジン２は、前方ＡＣＭ１０ａと後方ＡＣＭ１０ｂとに支持される。したがって、ＡＣＭ１０の動作によって、エンジン２の車両Ｖに対する前後方向に発生する振動を抑制することができる。
また、前記のように、本実施形態にかかるエンジン２は、車両Ｖに対して横置きされるため、前方ＡＣＭ１０ａ及び後方ＡＣＭ１０ｂはエンジン２の側面に配置される。したがって、クランク軸の回転方向に沿って発生するロール振動を抑制することができる。

次に本発明の特徴であるエンジン２の起動時に発生する振動の抑制について説明する。これまでの能動型防振支持装置では、エンジン２のアイドリング時や６気筒運転から３気筒運転に切り換えた場合等、エンジン２が定常回転をしている場合のエンジン振動を吸収することに着目されたものであった。
本実施形態にかかる能動型防振支持装置１（図１の（ａ）参照）は、ＡＣＭ１０（図１の（ａ）参照）でエンジン２（図１の（ａ）参照）を支持し、特にエンジン始動時に発生するロール振動を、ＡＣＭ１０のアクチュエータを駆動することで抑制するものである。

エンジン２（図１の（ａ）参照）をスタータで起動すると、エンジン２が発動（点火による気筒爆発により自力回転力を得始めることを、ここではそのように称することとする）した直後から、回転速度がアイドリング状態の回転速度に上がるまでは、エンジン２の振動は、エンジン２の重量（ここでは、図１の（ｂ）に示すエンジン２と変速機３の重量を含む）と、ＡＣＭ１０（図１の（ｂ）参照）のばね定数によって決まる固有振動周波数（ロール固有値）による振動が大半を占めることが分かった。

そして、Ｖ型６気筒エンジンの場合、クランク軸の１回転で３回気筒の爆発があるので、エンジン回転速度ＮＥに応じた振動を「エンジン振動３次」と称するが、エンジン振動３次の振動周波数は、エンジン回転速度ＮＥが増加するに連れて増加し、かつ、振動の大きさも増加する。これに対し、前記した固有振動数によるロール振動は低減していき、アイドリング状態のエンジン回転速度に近づくと、エンジン振動３次の振動が支配的となることが分かった。

なお、ロール振動は、クランク軸の回転方向に発生する振動であって、横置きエンジンの場合、車両の前後方向に発生する。
そして、ロール振動は、例えばエンジン始動時等クランク軸が不安定な回転をしている場合に発生する振動である。
ちなみに、直列４気筒エンジンの場合はクランク軸の１回転で２回気筒爆発があるので、エンジン回転速度ＮＥに応じた振動をエンジン振動２次と称し、Ｖ型６気筒エンジンにおける３気筒での運転状態、つまり、休筒運転時の場合は１回転に１．５回気筒爆発があるので、エンジン回転速度ＮＥに応じた振動をエンジン振動１．５次と称する。

図４はエンジン始動時のエンジン振動特性の時間推移を示す解析結果である。図４において横軸は時間（ｓｅｃ）であり、縦軸は振動周波数（Ｈｚ）を示している。そして、振動の大きさをハッチングの種類を変えた領域で示してある。
破線で示すように、エンジン振動３次（図中、「ＥＮＧ振動３次」と表示）の振動成分は、エンジン２が発動した時間ｔ_０以降、アイドリング状態のエンジン回転速度ＮＥよりやや低い所定のエンジン回転速度ＮＥｍに達する時間ｔ_２までの間では、前記固有振動周波数（ロール固有値）での振動とエンジン振動３次成分の混成振動域である。そして、時間ｔ_２以降は、エンジン振動３次成分が主成分になるのが分かる。

本実施形態においては、エンジン始動時のエンジン回転変動の大きさ、すなわちエンジン回転速度の上昇率に基づいて、ＡＣＭＥＣＵ６２が、ロール振動の大きさ及び振動期間（図４におけるｔ_０からｔ_２の時間に相当）を推定することを特徴とする。
なお、以降においては、ロール振動の大きさ及び振動期間をまとめて、ロール振動の振動状態と称する場合がある。

図５は、エンジンの始動時におけるエンジン回転速度の上昇率とロール振動の振動状態の相関関係を示すグラフである。図５は、エンジン回転速度の上昇率を、エンジンの始動時におけるエンジン回転速度の立ち上がり時間として計測し、エンジン２（図１の（ｂ）参照）の回転速度が低い回転速度から上昇して、所定の高い回転速度に達するまでにかかる時間（立ち上がり時間）に対応する、ロール振動の大きさ（図中、破線で示す）及びロール振動期間（図中、実線で示す）を示す。そして、横軸は右の方ほど立ち上がり時間が長い、すなわち、緩やかに立ち上がることを示す。

図５に示すように、エンジン回転速度の立ち上がり時間が短いほど、すなわち、急激に立ち上がるほど、発生するロール振動の大きさが小さく、ロール振動期間が短いという相関関係がある。このことは、エンジン回転速度の上昇率が大きいほど発生するロール振動の大きさが小さく、ロール振動期間が短いということを示している。そこで、エンジン回転速度の上昇率と、発生するロール振動の振動状態との相関関係を測定し、マップ化することができる。そして、図３に示すＡＣＭＥＣＵ６２の記憶部６２ｅに、例えばテーブルデータ形式のデータ６２ｅ１として記憶することができる。
このように作成されるマップを、ＡＣＭＥＣＵ６２（図３参照）の記憶部６２ｅ（図３参照）に記憶しておくことで、ＡＣＭＥＣＵ６２は、このマップを参照して、エンジン回転速度の上昇率に対応した、エンジン２（図１の（ｂ）参照）の始動時におけるロール振動の振動状態を推定できる。

または、エンジン回転速度の上昇率から、ロール振動の振動状態を算出する計算式を設定してもよい。
このような計算式を設定することで、エンジン回転速度の上昇率に基づいた、エンジン２（図１の（ｂ）参照）の始動時におけるロール振動の振動状態を、ＡＣＭＥＣＵ６２（図３参照）は計算式によって算出（推定）することができる。

図６は、エンジンの始動時におけるエンジン回転速度とクランクパルスの状態を示す図である。図６に示すように、エンジン２（図１の（ｂ）参照）の始動時においては、スタータ（セルモータなど）によりエンジン２のクランク軸が回転されてエンジン回転速度が徐々に上昇する（スタータ駆動期間）。そして、所定のエンジン回転速度に達すると最初の点火（以下、初爆と称する場合がある）が発生し、エンジン２が発動する。ロール振動は、初爆が発生してからエンジン回転速度が安定するまでの期間（ロール固有期間）で発生する。

本実施形態においては、ＡＣＭＥＣＵ６２（図３参照）が初爆を検出した、図６に示すＡ点からの時間、すなわち振動状態算出期間で、ＡＣＭＥＣＵ６２（図２参照）がエンジン２（図１の（ｂ）参照）のエンジン回転速度の上昇率を計測し、計測されたエンジン回転速度の上昇率に基づいて、ロール振動の振動状態を推定する。そして、推定されたロール振動の振動状態に基づいて、ＡＣＭＥＣＵ６２がＡＣＭ１０の駆動部４１を制御することで、ロール振動を抑制する。

本実施形態において、ＡＣＭＥＣＵ６２（図３参照）は、回転変動によって初爆を検出する構成とした。
図６に示すように、クランクパルスＣｐは、スタータ駆動期間においては、エンジン回転速度が小さいことから周期が長いが、初爆の発生によるエンジン回転速度の上昇に伴って周期が短くなる。したがって、クランクパルス１周期あたりの平均値が小さくなると、ＡＣＭＥＣＵ６２（図３参照）は、エンジン回転速度が大きくなったことを判定できる。図６に示すように初爆の発生後は、エンジン回転速度が急速に大きくなることから、エンジン回転速度が大きくなったことを判定することで、ＡＣＭＥＣＵ６２は初爆を検出できる。

そこで、本実施形態においては、クランクパルスセンサ６０（図３参照）が検出するクランクパルスをＡＣＭＥＣＵ６２に入力し、ＡＣＭＥＣＵ６２は入力される８個のクランクパルスの時間間隔を計測する。そして、ＡＣＭＥＣＵ６２は、８個のクランクパルスの時間間隔を８で除してクランクパルス１周期あたりの平均値を算出する。このように算出したクランクパルス１周期あたりの平均値が、あらかじめ設定されている閾値より小さくなった時点で、ＡＣＭＥＣＵ６２は初爆を検出したと判定する。
なお、ＡＣＭＥＣＵ６２で算出される、８個のクランクパルスの１周期あたりの平均値の大きさが、請求項に記載の回転変動の大きさに相当する値である。
また、本実施形態においては８個のクランクパルス１周期あたりの平均値を算出したが、８個のクランクパルスは限定される個数ではない。

図６に示すように、クランクパルスＣｐはエンジン回転速度の上昇に伴って周期が短くなる。そこで、ＡＣＭＥＣＵ６２（図３参照）は、算出するクランクパルスＣｐの１周期あたりの平均が、あらかじめ設定されている閾値以下になった時点で、初爆を検出したと判定する。図６おいては、Ｐ１で示される８個のクランクパルスＣｐの時間間隔の平均が閾値以下になった場合、ＡＣＭＥＣＵ６２は、Ａ点において初爆が発生したと判定する。

なお、初爆の検出方法は、エンジン回転速度の変動を計測する前記の方法に限定されず、例えば、初爆を検出可能な内部圧センサなどを備えて検出する方法であってもよい。

そして本実施形態においては、ＡＣＭＥＣＵ６２が初爆を検出した、図６に示すＡ点からの時間、すなわち、図６に振動状態算出期間として示される時間で、ＡＣＭＥＣＵ６２（図２参照）がエンジン２（図１の（ｂ）参照）のエンジン回転速度の上昇率を計測し、計測されたエンジン回転速度の上昇率に基づいてロール振動の振動状態を推定する。さらに、推定したロール振動の振動状態に基づいて、ＡＣＭＥＣＵ６２がＡＣＭ１０を制御することで、ロール振動を抑制する。

図６に示すように、ＡＣＭＥＣＵ６２（図２参照）は、初爆を検出したＡ点直前の８個のクランクパルスＣｐの時間間隔をＰ１（ｓｅｃ）として例えばＲＡＭ６２ｄ（図３参照）に一時記憶しておく。さらにＡＣＭＥＣＵ６２は、Ａ点直後の８個のクランクパルスＣｐの時間間隔をＰ２（ｓｅｃ）とする。前記したように、Ｖ型６気筒エンジンにおいてクランクパルスＣｐは、クランク角１５°ごとに発生するため、８個のクランクパルスＣｐは１２０°になる。すなわち、８個のクランクパルスＣｐの時間間隔はクランク軸が１／３回転するのに要する時間を示す。

そこで、ＡＣＭＥＣＵ６２（図３参照）は、初爆が発生する直前、すなわち図６においてＡ点直前のエンジン回転速度ＮＥ１（ｒｐｍ）を、次式（１）で算出する。
ＮＥ１＝（１／３）／（Ｐ１／６０）・・・（１）
また、ＡＣＭＥＣＵ６２は、初爆が発生した直後、すなわち図６においてＡ点直後のエンジン回転速度ＮＥ２（ｒｐｍ）を次式（２）で算出する。
ＮＥ２＝（１／３）／（Ｐ２／６０）・・・（２）
このようにして、ＡＣＭＥＣＵ６２は、初爆直前のエンジン回転速度ＮＥ１と初爆直後のエンジン回転速度ＮＥ２とを算出する。そして、ＡＣＭＥＣＵ６２は、ＮＥ２−ＮＥ１を、初爆直後のエンジン回転速度の上昇として算出する。

また初爆直後に、エンジン回転速度がＮＥ１（ｒｐｍ）からＮＥ２（ｒｐｍ）に上昇するのに要する時間は、Ｐ２／６０（ｍｉｎ）で表される。
したがって、初爆直後の単位時間あたりのエンジン回転速度の上昇率ＮＥｒは、次式（３）で算出される。
ＮＥｒ＝（ＮＥ２−ＮＥ１）／（Ｐ２／６０）・・・（３）

前記のように、エンジン回転速度の上昇率ＮＥｒと、ロール振動の振動状態の間には、所定の相関関係が認められることから、あらかじめ実験等によって、エンジン回転速度の上昇率ＮＥｒと、ロール振動の振動状態の相関関係を計測し、マップ化することができる。そして、マップ化されたデータは、ＡＣＭＥＣＵ６２の記憶部６２ｅ（図３参照）に、例えばテーブルデータ形式のデータ６２ｅ１（図３参照）として記憶できる。このことによってＡＣＭＥＣＵ６２は、記憶部６２ｅに記憶されるマップを参照して、算出したエンジン回転速度の上昇率ＮＥｒに対応する、ロール振動の振動状態を推定することができる。

なお、初爆直後のクランクパルスＣｐを計測して時間間隔を算出することは、請求項に記載されている、最初の点火から所定の回転速度に達するまでの時間を計測ことに相当する。前記のようにＶ型６気筒エンジンの場合、クランクパルスＣｐはクランク軸が１／２４回転するごとに発生するパルスであって、同じ個数（本実施形態においては８個）のパルスの時間間隔を計測することは、クランク軸が所定の回転（本実施形態においては１／３回転）をするのに要する時間を計測することになる。したがって、初爆の前後における、クランク軸の所定の回転に要する時間の変化から、クランク軸が所定の回転速度に達するまでの時間を推定できる。このことから、初爆直後のクランクパルスＣｐを計測して時間間隔を算出することは、最初の点火から所定の回転速度に達するまでの時間を計測することになる。

もちろん、初爆前後におけるエンジン２（図１の（ｂ）参照）の回転速度を測定し、初爆からエンジン２の回転速度が所定の回転速度に達するまでの時間を計測してもよい。しかしながら、この場合はエンジン２の回転速度を２回測定する必要があり、最低でも２回転、クランク軸を回転させる時間を要する。
これに対して、本実施形態のように８個のクランクパルスＣｐを測定する場合、前記のようにクランク軸が１／３回転すればよく、初爆の前後でそれぞれ８個のクランクパルスＣｐを測定する場合であっても、クランク軸が２／３回転する時間で測定できる。したがって、エンジン２の回転速度を測定するよりも短時間で測定できるという優れた効果を奏する。

以上のようにして、ロール振動の振動状態が推定されたら、ＡＣＭＥＣＵ６２（図３参照）は、前方ＡＣＭ１０ａ（図３参照）及び後方ＡＣＭ１０ｂ（図３参照）に、推定したロール振動の大きさに基づいて算出する制御信号を送信して、ロール振動を抑制するように前方ＡＣＭ１０ａ及び後方ＡＣＭ１０ｂの駆動部４１（図２参照）を制御する。そして、ＡＣＭＥＣＵ６２は、推定したロール振動期間の間、前記のようにＡＣＭ１０を制御することで、エンジン２（図３参照）の始動時に発生するロール振動を抑制する。

図７は、ＡＣＭＥＣＵの機能ブロック図である。前記のようにＡＣＭＥＣＵ６２は、データ６２ｅ１として記憶部６２ｅに記憶されるマップを参照して、ロール振動の振動状態を推定し、その結果に基づいてＡＣＭ１０の駆動部４１（図２参照）を制御する。そのため、図７に示すように、ＡＣＭＥＣＵ６２は、振動状態推定手段６２０、アクチュエータ駆動制御手段６２１、エンジン始動判定手段６２２、及び位相算出手段６２３、を備える。

エンジン始動判定手段６２２は、前記のようにクランクパルスに基づいて初爆を検出して、エンジン２（図１の（ｂ）参照）が始動したことを判定する。そして、初爆を検出したことを振動状態推定手段６２０に通知する機能を有する。このことから、エンジン始動判定手段６２２が請求項に記載の初爆検出手段となる。また、エンジン始動判定手段６２２がクランクパルス１周期あたりの平均値を算出することで回転変動を検出することから、エンジン始動判定手段６２２が請求項に記載の変動検出手段となる。

振動状態推定手段６２０は、エンジン始動判定手段６２２から、初爆の検出を通知されると、前記のように初爆直後のエンジン回転速度の上昇率ＮＥｒを算出する。そして、記憶部６２ｅにデータ６２ｅ１として記憶されるマップを参照して、算出した上昇率ＮＥｒに対応する、エンジン２（図１の（ｂ）参照）のロール振動の振動状態を推定する。そして、推定したロール振動の振動状態をアクチュエータ駆動制御手段６２１に通知する機能を有する。

位相算出手段６２３は、アイドリング状態や、全気筒運転状態、半気筒運転状態の場合、振動状態推定手段６２０からのクランク軸の回転変動のＰ−Ｐ値、回転変動のピークのタイミングと、クランクパルスセンサ６０が検出するクランクパルス信号、図示しないセンサが検出する各気筒のＴＤＣパルス信号と、に基づいて、クランク軸の回転変動のピークのタイミングとＴＤＣのタイミングを比較し、位相の算出を行い、アクチュエータ駆動制御手段６２１に出力する。

アクチュエータ駆動制御手段６２１は、振動状態推定手段６２０から通知されたエンジン２のロール振動の振動状態と、位相算出手段６２３が算出した位相とに基づいて、前方ＡＣＭ１０と後方ＡＣＭ１０ｂそれぞれを振動の周期毎にエンジン振動波形を相殺できるマウント動作となるように、駆動周期内にデューティ信号の集合体を用いて組み合わせ、ＴＤＣ毎の基準パルスから求めた位相により出力制御を行う。
ちなみに、このアクチュエータ駆動制御手段６２１による駆動周期内にデューティ信号の集合体を用いて行なう制御は、特開２００２−１３９０９５号公報の発明の詳細な説明の段落［００３０］，［００３１］及び図５、図６を参照されたい。

次に、エンジン始動判定手段６２２からの回転モードの判定がエンジン起動状態（エンジン２が発動直後からアイドリング状態に入るまでの間の期間）の場合の、位相算出手段６２３及びアクチュエータ駆動制御手段６２１の機能を説明する。
その場合、位相算出手段６２３は、振動状態推定手段６２０からの所定の固有振動周波数（ロール固有値）の振動周期と、クランクパルスセンサ６０が検出するクランクパルス、図示しないセンサが検出する各気筒のＴＤＣパルス信号、とに基づいて、エンジン２（図１の（ｂ）参照）が発動したと判定したタイミングから所定の時間差だけ位相を遅らせて、例えば、後方ＡＣＭ１０ｂに、そして、半周期遅れて前方ＡＣＭ１０ａに出力するようにアクチュエータ駆動制御手段６２１に出力する。
アクチュエータ駆動制御手段６２１は、それを受けて、前方ＡＣＭ１０ａと後方ＡＣＭ１０ｂそれぞれを振動の周期毎にエンジン振動波形を相殺できるマウント動作となるように、駆動周期内にデューティ信号の集合体を用いて組み合わせ、以後固定された周期により出力制御を行う。

なお、ＡＣＭＥＣＵ６２に備わる振動状態推定手段６２０、アクチュエータ駆動制御手段６２１、エンジン始動判定手段６２２、及び位相算出手段６２３は、例えば、ＡＣＭＥＣＵ６２を駆動するプログラムに組み込んだソフトウェアロジックで構成することができるが、これに限定されず、ハードウェアロジックによって構成してもよい。

図８は、ロール振動の振動状態を推定するステップを示すフローチャートである。以下、図８を参照して、ＡＣＭＥＣＵ６２が、ロール振動の振動状態を推定するステップを説明する（以下、適宜図１〜図７参照）。
図８に示すように、ＡＣＭＥＣＵ６２のエンジン始動判定手段６２２は、クランクパルスセンサ６０が検出するクランクパルスＣｐを入力して、８個のクランクパルスＣｐの時間間隔の平均値を算出する（ステップＳ１）。

算出された平均値が、あらかじめ設定されている閾値より大きい場合は（ステップＳ２→Ｎｏ）、ＡＣＭＥＣＵ６２は制御をステップＳ１に戻すが、移動平均の値が閾値以下の場合は（ステップＳ２→Ｙｅｓ）、ＡＣＭＥＣＵ６２のエンジン始動判定手段６２２は初爆を検出したと判定する（ステップＳ３）。そして、ＡＣＭＥＣＵ６２のエンジン始動判定手段６２２は、初爆の検出を振動状態推定手段６２０に通知する。さらに、初爆の検出を通知された振動状態推定手段６２０は、前記した式（１）によって、初爆直前のエンジン回転速度ＮＥ１を算出する（ステップＳ４）。

なお、エンジン始動判定手段６２２は、クランクパルスＣｐの時間間隔の平均値を連続して算出する場合、１パルス分ずつシフトしながら、連続した８個のクランクパルスＣｐの時間間隔の平均値を算出する。すなわち、移動平均を算出する。

次にＡＣＭＥＣＵ６２の振動状態推定手段６２０は、初爆直後の８個のクランクパルスＣｐの時間間隔Ｐ２を計測する（ステップＳ５）。具体的には、図６に示すＡ点直後に発生する８個のクランクパルスＣｐの時間間隔Ｐ２を計測する。そして、ＡＣＭＥＣＵ６２の振動状態推定手段６２０は、前記した式（２）によって、初爆直後のエンジン回転速度ＮＥ２を算出する（ステップＳ６）。さらに、前記した式（３）によって、初爆直後のエンジン回転速度の上昇率ＮＥｒを算出する（ステップＳ７）。

ＡＣＭＥＣＵ６２の振動状態推定手段６２０は、記憶部６２ｅにデータ６２ｅ１として記憶されている、エンジン回転速度の上昇率ＮＥｒと、発生するロール振動の振動状態との相関関係を示すマップを参照して、算出したエンジン回転速度の上昇率ＮＥｒに対応するロール振動の振動状態を推定する（ステップＳ８）。さらに振動状態推定手段６２０は、推定したロール振動の振動状態を、アクチュエータ駆動制御手段６２１に通知する。

そしてＡＣＭＥＣＵ６２のアクチュエータ駆動制御手段６２１は、通知されたロール振動の振動状態と、位相算出手段６２３が算出した位相とに基づいて、コイル４６に通電する電流を制御することでＡＣＭ１０の駆動部４１を制御し（ステップＳ９）、エンジン２の始動時におけるロール振動を抑制する。

アクチュエータ駆動制御手段６２１は、推定したロール振動のロール振動期間が経過するまでは（ステップＳ１０→Ｎｏ）ステップＳ９に制御を戻して、ＡＣＭ１０の駆動部４１を制御し、推定したロール振動のロール振動期間が経過したら（ステップＳ１０→Ｙｅｓ）、ＡＣＭＥＣＵ６２は制御を終了する。

以上のように、本実施形態にかかる能動型防振支持装置は、初爆直後の８個のクランクパルスに基づいてエンジン回転速度の上昇率を算出し、算出された上昇率に対応したデータを参照することで、ロール振動の振動状態を推定する。
初爆直後のエンジンは約４００ｒｐｍであることから、Ｖ型６気筒エンジンの場合、初爆直後における８個のクランクパルスの時間間隔は約０．０５秒になる。換言すると、本実施形態にかかる能動型防振支持装置及び制御方法においては、初爆後０．０５秒程度でエンジン始動時に発生するロール振動の振動状態を推定でき、能動型防振支持装置の制御を開始できる。

したがって、エンジン始動時の過渡振動において、能動型防振支持装置の制御が間に合わないという従来の問題を解決することができ、エンジン始動時の過渡振動を効果的に抑制できるという優れた効果を奏する。

本発明の実施形態に係る能動型防振支持装置を適用した車両におけるエンジン搭載状態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図である。能動型防振支持装置の構造を示す断面図である。クランクパルスセンサ、エンジンＥＣＵ及びＡＣＭＥＣＵの接続を示すブロック図である。エンジン始動時のエンジン振動特性の時間推移を示す解析結果である。エンジンの始動時におけるエンジン回転速度の上昇率とロール振動の振動状態の相関関係を示すグラフである。エンジンの始動時におけるエンジン回転速度とクランクパルスの状態を示す図である。ＡＣＭＥＣＵの機能ブロック図である。ロール振動の振動状態を推定するステップを示すフローチャートである。

符号の説明

１能動型防振支持装置
２エンジン
１０ＡＣＭ
４１駆動部（アクチュエータ）
６０クランクパルスセンサ
６１エンジンＥＣＵ
６２ＡＣＭＥＣＵ（制御手段）
６２０振動状態推定手段
６２１アクチュエータ駆動制御手段
６２２エンジン始動判定手段（初爆検出手段、変動検出手段）
Ｆ車体フレーム（車体）
Ｖ車両

Claims

エンジンを車体に支承するとともに、前記エンジンの回転変動の大きさに基づいて前記エンジンの振動状態を推定する制御手段がアクチュエータを伸縮駆動して、前記エンジンの振動の伝達を抑制する能動型防振支持装置であって、
前記制御手段は、前記エンジンの最初の点火を検出する初爆検出手段と、前記エンジンの回転変動の大きさを検出する変動検出手段を備え、前記エンジンの最初の点火から所定の回転速度に達するまでの時間を計測し、その時間に基づき前記エンジンの固有振動周波数における振動の大きさ及び期間を推定することを特徴とする能動型防振支持装置。
エンジンを車体に支承するとともに、前記エンジンの回転変動の大きさに基づいて前記エンジンの振動状態を推定する制御手段がアクチュエータを伸縮駆動して、前記エンジンの振動の伝達を抑制する能動型防振支持装置の制御方法であって、
前記制御手段は、
前記エンジンの最初の点火を検出する初爆検出手段を介して前記エンジンの最初の点火を検出するステップと、
前記エンジンの最初の点火を検出してから、前記エンジンが所定の回転速度に達するまでの時間を計測するステップと、
前記計測された時間に基づいて、前記エンジンの回転変動の大きさを検出するステップと、
前記検出されたエンジンの回転変動の大きさに基づいて、前記エンジンの固有振動周波数における振動の大きさ及び期間を推定するステップと、
を有することを特徴とする能動型防振支持装置の制御方法。