JP4839286B2 - 能動型防振支持装置 - Google Patents

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、アイドル状態や定速走行等、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、従来の能動型防振支持装置は、クランクパルスの変動量に応じて算出される制御量によって制御されることから、シフトポジションや能動型防振支持装置の電源電圧の影響は考慮されず、クランクパルスの変動量が同じであれば同じ制御量が算出される。このことによって、シフトポジションや電源電圧の状態によっては、不安定な振動や騒音が車両に発生し、ドライバが違和感を覚えるという問題があった。
特開２００７−１０７５７９号公報（段落００２７〜００３０参照）

そこで、本発明は、シフトポジションやアクチュエータの電源電圧に対応して制御し、振動や騒音の抑制を向上させた能動型防振支持装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、エンジンを支持し、エンジン回転速度およびクランク速度の変動量と、これらの値をパラメータとする制御マップと、に基づいて制御部が算出する制御量で伸縮するアクチュエータの動作によって、防振機能を発揮する車両の能動型防振支持装置とした。そして、前記制御マップは、前記エンジンと駆動系がトルクコンバータおよび自動変速機を介して連結されるシフトポジションであるＤレンジに対応したＤレンジ用制御マップと、前記エンジンと前記駆動系が切断されるシフトポジションであるＮレンジに対応したＮレンジ用制御マップとを有し、前記制御部は、シフトポジションが前記Ｄレンジの場合は前記Ｄレンジ用制御マップを参照して前記制御量を算出し、シフトポジションが前記Ｎレンジの場合は前記Ｎレンジ用制御マップを参照して前記制御量を算出し、さらに、算出した前記制御量を、前記アクチュエータの電源電圧に基づいて補正することを特徴とした。

請求項１に係る発明によると、アクチュエータを制御する制御量が、設定されるシフトポジションに応じて変更されることから、設定されるシフトポジションに対応して好適な制御量を算出することができる。

また、請求項１に係る発明によると、算出された制御量はアクチュエータの電源電圧に基づいて補正されることから、アクチュエータの電源電圧の変動に対応して好適な制御量を算出することができる。

本発明によると、シフトポジションに応じて制御量を変更することで、車両の状態が同一でアクチュエータに入力される振動荷重が異なるような場合であっても振動や騒音を抑制する能動型防振支持装置を提供することができる。また、アクチュエータの電源電圧に対応して制御することで、制御量に対するアクチュエータの作動の追従を確実にし、振動や騒音を抑制できる能動型防振支持装置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。
（能動型防振支持システムの全体構成）
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を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図である。
本実施形態にかかる能動型防振支持装置Ｍを含む能動型防振支持システム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能動型防振支持装置Ｍを、例えばエンジン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、能動型防振支持装置Ｍ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の前方向に備わる能動型防振支持装置Ｍを必要に応じて前方能動型防振支持装置Ｍａ、後方向に備わる能動型防振支持装置Ｍを後方能動型防振支持装置Ｍｂと称する。
さらに、車両Ｖには、搭載される電気機器に電力を供給するバッテリ４が備わり、能動型防振支持装置Ｍもバッテリ４から供給される電力で駆動される。

能動型防振支持装置Ｍ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の前後方向に発生するロール振動のロール共振周波数を検出して、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。
このため、能動型防振支持システム１は、例えば図２に示す構成を有する。図２は、能動型防振支持システムの構成を示す図である。

図２に示すように、能動型防振支持システム１は、エンジン２を弾性支持する能動型防振支持装置Ｍと、能動型防振支持装置Ｍを制御する電子制御ユニット（制御部）Ｕとを備え、電子制御ユニットＵはエンジン２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）１０と通信回線で接続されている。
そして、電子制御ユニットＵには、クランクパルスセンサＳａが検出するクランクパルス信号、カム角センサＳｂが検出するクランクシャフトのカム角、エンジン回転速度センサＳｃが検出するエンジン回転速度が入力される。さらに、エンジンＥＣＵ１０から、例えば、エンジン２の動作状態を通知する信号が入力される。
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。

図２に示すように、クランクパルスセンサＳａ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。前記のとおり、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Ｓａはこのクランクパルスを検出して電子制御ユニットＵに入力する。
エンジンＥＣＵ１０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、例えばエンジン２の回転速度を制御する。そして、エンジン２の動作状態（例えば全筒運転か休筒運転か）などの情報を信号として、電子制御ユニットＵに入力する。

電子制御ユニットＵ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、クランクパルスセンサＳａから入力されるクランクパルス、カム角センサＳｂから入力されるクランクシャフトのカム角、エンジン回転速度センサＳｃから入力されるエンジン回転速度、エンジンＥＣＵ１０から入力されるエンジン動作状態等の信号を入力する信号入力部６２ａが備わる。
さらに、電子制御ユニットＵは、前方能動型防振支持装置Ｍａ及び後方能動型防振支持装置Ｍｂがそれぞれ備えるコイル４６（図３参照）に電流を通電する、図示しないスイッチング回路を含む定電流出力回路６２ｆを備える。定電流出力回路６２ｆの前記スイッチング回路はＣＰＵ６２ｂに制御され、定電流出力回路６２ｆがバッテリ４（図１の（ａ）参照）や図示しないジェネレータから供給される直流電源を、能動型防振支持装置Ｍに供給可能となっている。そして、電子制御ユニットＵ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、電子制御ユニットＵにはフラッシュメモリ等からなる記憶部６２ｅが備わり、能動型防振支持装置Ｍを制御するために必要なデータ６２ｅ１等が記憶される。
なお、記憶部６２ｅにデータ６２ｅ１として記憶されるマップ１〜４については後記する。
また、記憶部６２ｅとＲＯＭ６２ｃを共用し、例えばＲＯＭ６２ｃを備えない構成とすることも可能である。その場合、電子制御ユニットＵを動作するプログラムは、例えば記憶部６２ｅに格納すればよい。

また、エンジン２には、トランスミッション３が接続される。本実施形態におけるトランスミッション３は、ＡＴ（オートマチックトランスミッション）であって、トランスミッション３はトルクコンバータ３ｂと自動変速機３ａを含んで構成される。
さらに、ドライバが操作するシフトレバー５ａと、シフトレバー５ａのシフトポジションを検出して、自動変速機３ａの図示しない制御部に出力するシフトＥＣＵ５ｂと、を備えるシフト装置５が備わる。
そして、シフトＥＣＵ５ｂが検出するシフトポジションは電子制御ユニットＵの信号入力部６２ａにも入力される。

（能動型防振支持装置の構成）
図３は能動型防振支持装置の縦断面図、図４は、図３のＡ部拡大図である。
図３及び図４に示すように、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、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、環状の第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、下部ハウジング１２のフランジ部１２ａと、アクチュエータケース１３のフランジ部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、軸線Ｌ上に配置された第１弾性体支持ボス１８とに、厚肉のラバーで形成された第１弾性体１９の下端及び上端がそれぞれ加硫接着により接合される。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がボルト２１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（ａ）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がボルト２４及びナット２５で結合されており、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、ダイヤフラム支持ボス２０の上面に突設したエンジン取付部２０ａが当接可能に対向する。
このような構造によって、能動型防振支持装置Ｍにエンジン２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。
第２弾性体２７の外周部は、第２弾性体支持リング１５と、ヨーク４４との間に挟持され、その先端の環状の肉厚部がシール機能を発揮する。
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の一端は連通孔３３を介して第１液室３０に連通し、連通路３２の他端は連通孔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、可動部材２８を駆動するアクチュエータ４１の詳細構造を説明する。
図４に示すように、アクチュエータ４１は、アクチュエータケース１３の内部に、透磁率が高い金属又は合金からなる固定コア４２、コイル組立体４３及びヨーク４４が下から上に順次取り付けられる。コイル組立体４３は、固定コア４２及びヨーク４４間に配置されたコイル４６と、コイル４６の外周を覆うコイルカバー４７とで構成される。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に形成した開口１３ｂ、１２ｃを貫通して外部に延出するコネクタ４８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。

コイルカバー４７の上部とヨーク４４の下面との間にシール部材４９が配置され、コイル４６の下面と固定コア４２の上面との間にシール部材５０が配置される。これらのシール部材４９，５０によって、アクチュエータケース１３及び下部ハウジング１２に形成した開口１３ｂ、１２ｃからアクチュエータ４１の内部空間に水や塵が入り込むのを阻止することができる。
ヨーク４４の円筒部４４ａの内周面に薄肉円筒状の軸受け部材５１が上下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５１ａ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５１ｂが形成されている。下部フランジ５１ｂとヨーク４４の円筒部４４ａ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の弾発力で軸受け部材５１の下部フランジ５１ｂを下方に付勢して、下部フランジ５１ｂ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の内周面に概略円筒状の可動コア５４が上下摺動自在に嵌合する。前記可動部材２８の中心から下向きに伸びるロッド５５が可動コア５４の中心を緩く貫通し、その下端にナット５６が締結される。可動コア５４の上面に設けたばね座５７と可動部材２８の下面との間には、圧縮状態のセットばね５８が配置されており、このセットばね５８の弾発力で可動コア５４はナット５６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。ロット５５に対し、ナット５６は固定コア４２の中心に形成された開口４２ａ内で上下位置を調整されて締結されており、この開口４２ａはゴム製のキャップ６０で閉塞される。

このように構成された能動型防振支持装置Ｍは、エンジン２（図１の（ａ）参照）の振動状態に応じて電子制御ユニットＵ（図３参照）により制御される。

図３に示すように、電子制御ユニットＵは、エンジン２（図１の（ａ）参照）の図示しないクランクシャフトの回転に伴って、クランクシャフトの１回転につき２４個、つまりクランクアングル１５°毎に１回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、クランクシャフトの１回転につき３回、つまり各気筒の上死点毎に１回出力されるカム角センサＳｂに接続されている。
そして、電子制御ユニットＵは、クランクパルスセンサＳａ、カム角センサＳｂ及びエンジン回転速度センサＳｃの出力に基づいてエンジン２（図１の（ａ）参照）の振動状態を推定し、能動型防振支持装置Ｍのアクチュエータ４１に対する通電を制御する。

図４に示すアクチュエータ４１のコイル４６は、電子制御ユニットＵ（図３参照）からの通電制御により励磁され、可動コア５４を吸引して可動部材２８を下側に移動させる。この可動部材２８の移動に伴い、第２液室３１を区画する第２弾性体２７が下方に変形して第２液室３１の容積が増加する。逆にコイル４６を消磁すると、第２弾性体２７が自己の弾性によって上方に変形し、可動部材２８及び可動コア５４が上昇し、第２液室３１の容積が減少する。

ところで、車両Ｖ（図１の（ａ）参照）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２（図１の（ａ）参照）から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（図３参照）の間で液体が行き来する。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の容積が拡大・縮小するが、このとき第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イ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、前記エンジンシェイク振動の周波数領域では、アクチュエータ４１は非作動状態に保たれる。

前記エンジンシェイク振動よりも周波数の高い振動、すなわちエンジン２（図１の（ａ）参照）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（図３参照）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、能動型防振支持装置Ｍのアクチュエータ４１を駆動して防振機能を発揮させる。
能動型防振支持装置Ｍのアクチュエータ４１を作動させて、防振機能を発揮させるべく、電子制御ユニットＵ（図３参照）はクランクパルスセンサＳａ、カム角センサＳｂ、エンジン回転速度センサＳｃ及びエンジンＥＣＵ１０からの信号に基づいてコイル４６に対する通電を制御する。

次に、図５及び図６を参照して、エンジン２（図１の（ａ）参照）の始動時及び停止時を除く通常の運転状態での能動型防振支持装置Ｍの制御を説明する（適宜、図１〜図４参照）。
図５は、通常運転時におけるアクチュエータの制御ステップを示すフローチャートである。また、図６は、累積時間と平均累積時間の関係を示すグラフであって、横軸はクランクアングル、縦軸は累積時間を示す。そして、クランクアングルが１５°変化する時間間隔と、その累積時間の関係を示している。
あらかじめ、エンジンＥＣＵ１０からの情報（信号）に基づきエンジン２の気筒のうち、一部を休止している気筒休止運転状態か、エンジン２の全ての気筒が運転する全筒運転かを、電子制御ユニットＵが判定する。
本実施形態では、４サイクルＶ型６気筒のエンジンに基づいて説明する。全筒運転時には、クランクシャフトが２回転する間に６回の爆発が起きるため、その振動周期のクランクアングルは１２０°となる。この振動周期において、クランクアングルの１５°毎に８個のクランクパルスが出力される。また片方のバンクの気筒の運転を休止する気筒休止運転時には、クランクシャフトが２回転する間に３回の爆発が起きるため、その振動周期のクランクアングルは２４０°になり、その間に１６個のクランクパルスが出力される。

例えば、エンジン２が全筒運転状態であると判断された場合、図５に示すように、電子制御ユニットＵはエンジン２の振動周期Ｔに対応するクランクアングル（全筒運転の場合は１２０°）を決定する（ステップＳ１）。
そして、電子制御ユニットＵは、振動周期Ｔにおける８個のクランクパルスを読み込み、クランクパルスの時間間隔を算出する（ステップＳ２）。図６に示すように、振動周期Ｔの間に８個のクランクパルスが出力され、それらの時間間隔ｔｎ（ｎ＝１、２、・・・、８）はクランクシャフトの角速度の変動に応じて変動する。
すなわち、エンジン２の爆発工程ではクランク角速度ωが増加して時間間隔ｔｎが短くなり、エンジン２の圧縮工程では、クランク角速度ωが減少して時間間隔ｔｎが長くなるが、それ以外にエンジン回転速度Ｎｅが増加する過程では、クランク角速度ωの増加により時間間隔ｔｎが短くなり、エンジン回転速度Ｎｅが減少する過程では、クランク角速度ωの減少により時間間隔ｔｎが長くなる。したがって、図６に示すクランクパルスの時間間隔ｔｎは、エンジン２の各振動周期Ｔ内の振動に伴うクランク角速度ωの変動に起因する要素と、エンジン回転速度Ｎｅの増減に伴うクランク角速度ωの変動に起因する要素とを含むものになる。

前記２つの要素のうち、能動型防振支持装置Ｍの制御に影響を与えるのは前者の要素（振動に伴うクランク角速度ωの変動）であり、能動型防振支持装置Ｍの制御に影響を与えない後者の要素（エンジン回転速度Ｎｅの増減に伴うクランク角速度ωの変動）を排除する必要がある。このため、電子制御ユニットＵは、以下のようにステップＳ３からステップＳ５を実行する。

すなわち、電子制御ユニットＵは、クランクパルスの８個の、振動周期における時間間隔ｔｎの累積時間Σｔｎ＝ｔ１＋ｔ２＋・・・＋ｔ８を算出する（ステップＳ３）。この累積時間Σｔｎは振動周期Ｔに相当する。
そして、クランクパルス８個の時間間隔ｔｎの、振動周期における平均累積時間を算出する（ステップＳ４）。図６に示すように、累積時間ΣｔｎのラインはＳ字状にカーブしているが、平均累積時間のラインは、累積時間Σｔｎのラインの始点と終点を結ぶ直線となる。つまり、平均累積時間は、クランク角速度ωが一定である場合の累積時間Σｔｎに相当し、その値はクランクアングル１５°増加する毎にＴ／８ずつ増加する。

そして、電子制御ユニットＵはクランクアングル１５°おきの各位置において、累積時間Σｔｎから平均累積時間を減算することにより、８個の偏差Δｔ１、Δｔ２、・・・、Δｔ８を算出し、エンジン回転速度Ｎｅの増減の影響を排除する（ステップＳ５）。図６の下側のＳ字状にカーブするラインは、偏差Δｔｎを表すもので、このラインはエンジン回転速度Ｎｅの増減の影響を取り除いたクランクパルスの時間間隔ｔｎの変動波形、つまりクランク角速度ωが一定である場合のクランクパルスの時間間隔ｔｎに対するずれに相当する。

エンジン振動が存在しないと仮定した場合、エンジン回転速度Ｎｅが一定であれば、時間間隔ｔｎの累積時間Σｔｎは、平均累積時間と同じように直線状に増加するが、エンジン回転速度Ｎｅが増減する場合には、時間間隔ｔｎの累積時間Σｔｎは、直線状の平均累積時間から外れることになる。しかしながら、本実施形態では、実際には変動するエンジン回転速度Ｎｅを平均化した直線状の平均累積時間を基準とし、その平均累積時間からの偏差Δｔｎを算出することで、エンジン回転速度Ｎｅの変動の影響を排除してエンジン２の振動だけに起因する偏差Δｔｎを得ることができる。このことは、クランクシャフトの平均角速度に対する実角速度の偏差を求めることに他ならない。

さらに電子制御ユニットＵは、偏差Δｔｎの最大値と最小値とを判定し、その最大値と最小値との偏差に基づいてクランク速度の変動量ＶＡＰＰを算出し（ステップＳ６）、カム角センサＳｂの出力タイミングと最小値までの時間ｎに基づき振動の位相を推定する（ステップＳ７）。そして、電子制御ユニットＵは、記憶部６２ｅに予め記憶されるクランク速度の変動量ＶＡＰＰとエンジン回転速度Ｎｅとのマップに基づき、振動の振幅を算出して、アクチュエータ４１に印可する目標電流波形を決定するとともに、位相とエンジン回転速度Ｎｅとのマップに基づき、出力タイミングを決定する（ステップＳ８）。
なお、電子制御ユニットＵが、エンジン２が気筒休止運転状態であると判断した場合には、前記振動周期Ｔにおける１６個のクランクパルスを読み込み、全筒運転状態と同じ手順でアクチュエータ４１に印可する目標電流波形とその出力タイミングとを決定する。

以上のように、エンジン２が振動すると、その振動の振幅及び位相に応じて、エンジン２の上下動に追従するように能動型防振支持装置Ｍを伸縮させることで、エンジン２の振動が車体フレームに伝達されるのを抑制して、防振機能を発揮させることができる。

前記のように、電子制御ユニットＵ（図３参照）が、アクチュエータ４１（図３参照）に供給する目標電流波形を決定するには、算出したクランク速度の変動量ＶＡＰＰに基づいたマップを参照して決定する。
クランク速度の変動量ＶＡＰＰは、クランクシャフトにかかる負荷によって変動することから、クランク速度の変動量ＶＡＰＰに基づいて目標電流波形を決定することは、クランクシャフトにかかる負荷、すなわちエンジン２（図１の（ａ）参照）の負荷に基づいたマップによって、目標電流波形を決定することになる。

（シフトポジションの違いによる制御量の変更）
ここで、クランクシャフトにかかる負荷、すなわちエンジン２（図１の（ａ）参照）の負荷と、シフトレバー５ａのシフトポジションの関係をみると、例えばＮレンジ（ニュートラルレンジ）とＤレンジ（ドライブレンジ）とで、エンジン２の負荷は異なる。Ｎレンジはエンジン２が図示しない駆動輪などの駆動系と切断されているのに対し、Ｄレンジはエンジン２がトルクコンバータ３ｂ及び自動変速機３ａ（図２参照）を介して、図示しない駆動系と連結されることから、ＤレンジとＮレンジとでは、エンジン２の負荷が異なる。

しかしながら、エンジン２（図１の（ａ）参照）の負荷が異なっていても、クランク速度の変動量ＶＡＰＰには変動の幅があることから、ＤレンジとＮレンジで同じクランク速度の変動量ＶＡＰＰを示す領域がある。

図７の（ａ）は、アイドリング状態のエンジン回転速度で、Ｎレンジ及びＤレンジのときに、アクチュエータに供給する目標電流波形の電流ピーク値の範囲と、クランク速度の変動量ＶＡＰＰの関係を示す概略図である。図７において破線は、Ｎレンジの場合を示し、実線はＤレンジの場合を示す。そして、図７の（ａ）の横軸は、アイドリング状態におけるエンジン回転速度Ｎｅの変動を示している。図７の（ａ）に示すように、同じエンジン回転速度Ｎｅであっても、クランク速度の変動量ＶＡＰＰには幅があって、斜線で示すようにＮレンジのクランク速度の変動量ＶＡＰＰと、Ｄレンジのクランク速度の変動量ＶＡＰＰが重なる領域がある。

従来、クランク速度の変動量ＶＡＰＰがＮレンジとＤレンジで重なる場合、ＮレンジであってもＤレンジに対応する目標電流波形を演算している。これは、クランク速度の変動量ＶＡＰＰに基づいたマップがシフトポジションの違いによる振動荷重の大きさの違いを考慮せず、走行中の振動抑制を優先させるため、Ｄレンジに対応する目標電流波形を優先するように構成されていることによる。
したがって、例えばシフトポジションがＮレンジの場合、Ｄレンジに対応する目標電流波形がアクチュエータ４１（図３参照）に供給されることになる。このことによって、シフトポジションがＮレンジの場合、車両Ｖ（図１の（ａ）参照）に発生する振動や騒音が不安定になって、ドライバが違和感を覚えることがある。

そこで、本実施形態においては、シフトポジションによって異なるマップを用いることとし、ＮレンジとＤレンジの２種類のマップを用いることを特徴とした。
すなわち、シフトポジションがＤレンジの場合にアクチュエータ４１に供給する目標電流波形の電流ピーク値の範囲と、エンジン回転速度Ｎｅに対応するクランク速度の変動量ＶＡＰＰの関係を示すマップ１と、Ｎレンジの場合にアクチュエータ４１に供給する目標電流波形の電流ピーク値の範囲と、エンジン回転速度Ｎｅに対応するクランク速度の変動量ＶＡＰＰの関係を示すマップ２と、をあらかじめ実験等に基づいて作成し、例えば図２に示す電子制御ユニットＵの記憶部６２ｅに、データ６２ｅ１として記憶しておく構成とした。

このように構成することで、例えばシフトポジションがＤレンジの場合、電子制御ユニットＵはマップ１を参照して、エンジン回転速度Ｎｅとクランク速度の変動量ＶＡＰＰに対応する電流ピーク値を演算して、アクチュエータ４１に供給する目標電流波形を算出することができる。
また、シフトポジションがＮレンジの場合、電子制御ユニットＵはマップ２を参照して、エンジン回転速度Ｎｅとクランク速度の変動量ＶＡＰＰに対応する電流ピーク値を演算して、アクチュエータ４１に供給する目標電流波形を算出することができる。すなわち、設定されるシフトポジションに応じて、制御量である目標電流波形が変更されることになる。
なお、シフトポジションがＤレンジ以外の駆動レンジ（他の前進レンジやリバースレンジ）の場合、電子制御ユニットＵはマップ１を参照して目標電流波形を演算し、パーキングレンジの場合は、電子制御ユニットＵはマップ２を参照して目標電流波形を演算する構成としてもよいし、Ｎレンジ、Ｄレンジ以外の各シフトポジションに対応する個別のマップを有する構成としてもよい。

このように、シフトポジションによって参照するマップを変更することで、エンジン２（図１の（ａ）参照）にかかる負荷に基づいた目標電流波形を演算することができ、シフトポジションの違いによって、車両Ｖ（図１の（ａ）参照）に発生する振動や騒音が不安定になる現象を抑制できるという優れた効果を奏する。

図７の（ｂ）は、所定のエンジン回転速度において、Ｎレンジで車両に発生する振動を測定した結果を示すグラフである。図７の（ｂ）は横軸が周波数で縦軸が振動の大きさを示す。図７の（ｂ）に破線で示すように、対応前、すなわちＤレンジのマップとＮレンジのマップを共用した場合に比べて、対応後、すなわち、Ｄレンジ用のマップ１とＮレンジ用のマップ２を備え、Ｎレンジのときにマップ２を参照した場合は、全てのロール共振周波数の帯域において振動の大きさの変位が小さい。このことから、Ｎレンジ用のマップ２を備え、シフトポジションがＮレンジの場合は、電子制御ユニットＵがマップ２を参照して目標電流波形を演算することで、車両Ｖ（図１の（ａ）参照）に発生する振動が不安定になる現象を抑制できることがわかる。

また、アイドリング時にエンジン２（図１の（ａ）参照）にかかる負荷は、車両Ｖ（図１の（ａ）参照）に備わる電気機器の動作状態によっても変動する。これは、動作する電気機器、すなわちＯＮされた電気機器が多いときは、ジェネレータによる発電が促進されるため、ジェネレータからクランクシャフトにかかる負荷が増大することによる。
例えば、ＤレンジでライトをＯＮした場合と、Ｎレンジでエアコン（エアコンディショナ）をＯＮした場合の目標電流波形とクランク速度の変動量ＶＡＰＰはほぼ同じ値を示すが、エンジンの振動荷重は異なる値となる。
このように、車両Ｖ（図１の（ａ）参照）に備わる電気機器の動作状態によっても、エンジン回転速度Ｎｅとクランク速度の変動量ＶＡＰＰと振動荷重の関係は変動することから、電気機器の動作状態に対応したマップをあらかじめ作成し、図２に示す記憶部６２ｅに記憶しておく構成であってもよい。
すなわち、例えばエアコンがＯＮの場合とＯＦＦの場合のマップ、ライトがＯＮの場合とＯＦＦの場合のマップ、及び各電気機器のＯＮとＯＦＦを組み合わせた場合のマップを、それぞれＤレンジとＮレンジに対応させて用意し、図２に示す記憶部６２ｅに記憶させておく。
そして、電子制御ユニットＵ（図２参照）は、例えば各電気機器がＯＮの場合とＯＦＦの場合とに応じ、設定されているシフトポジション（ＤレンジまたはＮレンジ）に対応したマップを参照して、目標電流波形を演算する構成とする。
このように構成することで、シフトポジションと電気機器の動作状態に対応して好適な目標電流波形を演算することができ、能動型防振支持装置Ｍが、より好適に振動を抑制することができる。

（電源電圧による制御量の変更）
また、電子制御ユニットＵ（図２参照）が演算する、アクチュエータ４１（図３参照）により往復駆動される可動部材２８（図４参照）の目標振動波形は、エンジン２（図１の（ａ）参照）の振動波形を近似した正弦波状であるが、本実施形態のアクチュエータ４１のようにリニアソレノイドを使用したものでは、アクチュエータ４１に正弦波電流を供給しても可動部材２８の振動波形は正弦波状にならず、例えば、周波数が２倍の二次振動波形（以下、駆動２次と称する）のような高次振動波形が乗ってしまい、アクチュエータ４１が有効な制振力を発生するのを妨げる問題がある。

通常、エンジン２の振動状態から決定したアクチュエータ４１の正弦波状の一次電流波形に、周波数が２倍の二次電流波形を、一次電流波形に対する位相およびゲインを考慮して加算することで補正を施し、その補正後の目標電流波形をアクチュエータ４１に供給することで可動部材２８を正確な正弦波状に往復駆動し、駆動２次の発生を抑制している。

以上のようにアクチュエータ４１に供給する目標電流波形を決定し、この目標電流波形で能動型防振支持装置Ｍを作動させるが、このときの目標電流波形はエンジンの振動状態に基づいて決定されたフィードフォワード制御量であり、能動型防振支持装置Ｍの制御は基本的にフィードフォワード制御である。そして目標電流波形が供給されたアクチュエータ４１を流れる実電流を、電子制御ユニットＵが図示しない電流センサで検出し、この実電流が目標電流波形に一致するようにフィードバック制御を行うことで、アクチュエータ４１に供給される実電流を精度良く目標電流波形に一致させることができる。

しかしながら、能動型防振支持装置Ｍを駆動する電源電圧が低い場合、供給できる電流が充分に確保できないことから、電子制御ユニットＵの定電流出力回路６２ｆ（図２参照）から出力されてアクチュエータ４１に供給されるデューティ信号の出力波形が、目標電流波形に追従できなくなる。その結果、能動型防振支持装置Ｍの電源電圧が低い場合に駆動２次が発生し、車両Ｖ（図１の（ａ）参照）に伝達されてしまう。このことによって、ドライバが違和感を覚える。

車両Ｖ（図１の（ａ）参照）においては、例えばジェネレータによる発電電圧が安定せず、バッテリ４（図１の（ａ）参照）から低い電圧が能動型防振支持装置Ｍ（図１の（ａ）参照）を含む各電気機器に供給されるＢａｔｔモードと、ジェネレータによる発電電圧が安定し、所定の高い電圧が各電気機器に供給される発電モードを有する。そして、Ｂａｔｔモード時は、前記のように能動型防振支持装置Ｍに供給される電圧が低いことから、アクチュエータ４１（図４参照）を駆動すると駆動２次が発生する。これは、電子制御ユニットＵが、アクチュエータ４１に供給する目標電流波形を決定するときに使用するマップが、Ｂａｔｔモード時と発電モード時とで同じであることに起因して、アクチュエータの電源がバッテリ４から供給されているときには、アクチュエータが目標電流波形に追従することができずに駆動２次が発生する。

そこで、本実施形態においては、Ｂａｔｔモードと発電モードで異なる２種類のマップを用いることを特徴とする。
すなわち、Ｂａｔｔモード時にアクチュエータ４１に供給する目標電流波形の電流ピーク値の範囲と所定のエンジン回転速度Ｎｅにおけるクランク速度の変動量ＶＡＰＰの関係を示すマップ３と、発電モード時にアクチュエータ４１（図３参照）に供給する目標電流波形の電流ピーク値の範囲と所定のエンジン回転速度Ｎｅにおけるクランク速度の変動量ＶＡＰＰの関係を示すマップ４と、をあらかじめ実験等に基づいて作成し、図２に示す電子制御ユニットＵの記憶部６２ｅに、データ６２ｅ１として記憶しておく構成とした。

そして、電子制御ユニットＵ（図２参照）には、例えば能動型防振支持装置Ｍ（図２参照）の電源電圧を測定する図示しない電圧計が備わり、所定の閾値をもって、Ｂａｔｔモードと発電モードとを判定する構成とする。一般的に、Ｂａｔｔモード時にバッテリ４から供給される電源電圧の標準電圧は１２Ｖであり、発電モード時に図示しないジェネレータ等から供給される電源電圧の標準電圧は１４Ｖであることから、閾値を、例えば１３Ｖとして、電子制御ユニットＵが計測する電圧が１３Ｖより低い場合はＢａｔｔモードと判定し、１３Ｖ以上の場合は、発電モードと判定すればよい。
なお、閾値は限定される値ではなく、車両Ｖ（図１の（ａ）参照）の特性等によって適宜設定すればよい。

このように構成することで、例えばＢａｔｔモード時は、電子制御ユニットＵ（図２参照）はマップ３を参照して、エンジン回転速度Ｎｅとクランク速度の変動量ＶＡＰＰに対応する電流ピーク値を演算して、アクチュエータ４１に供給する目標電流波形を算出することができる。
すなわち、アクチュエータ４１の電源電圧に基づいて、制御量である目標電流波形が補正されることになる。
また、発電モード時は、電子制御ユニットＵはマップ４を参照して、エンジン回転速度Ｎｅとクランク速度の変動量ＶＡＰＰに対応する電流ピーク値を演算して、アクチュエータ４１に供給する目標電流波形を算出することができる。

図８の（ａ）は、発電モード時の目標電流波形とＢａｔｔモード時の目標電流波形を示すグラフである。図８の（ａ）に実線で示される、発電モード時の目標電流波形に対して、電子制御ユニットＵは、Ｂａｔｔモード時に、破線で示すように電流値の低い目標電流波形を演算する。このように、電子制御ユニットＵが、発電モード時の目標電流波形より低い電流値の目標電流波形を演算することで、Ｂａｔｔモード時であっても、アクチュエータ４１に供給されるデューティ信号の出力波形が目標電流波形に追従できるようになる。その結果、Ｂａｔｔモード時に能動型防振支持装置Ｍに発生する駆動２次の大きさを、発電モード時に発生する駆動２次の大きさと略同等に抑えることができる。

図８の（ｂ）は、Ｂａｔｔモード時と発電モード時に、発生する駆動２次の大きさを示すグラフであって、縦線が振動の大きさ、横線が振動の周波数を示す。図８の（ｂ）に、破線で示すように、Ｂａｔｔモード対策前、すなわちＢａｔｔモード時においても発電モード時用のマップ４を参照して目標電流波形を演算した場合、発生する駆動２次は、実線で示す、発電モード時に発生する駆動２次より大きい。
これに対し、図８の（ｂ）に一点鎖線で示すように、Ｂａｔｔモード対策後、すなわちＢａｔｔモード時には、Ｂａｔｔモード時用のマップ３を参照して目標電流波形を演算した場合、発生する駆動２次は、発電モード時に発生する駆動２次と略同等の値となる。このことから、Ｂａｔｔモード時用のマップ３をあらかじめ設定しておくことで、Ｂａｔｔモード時に、能動型防振支持装置Ｍ（図３参照）に発生する駆動２次の大きさを、発電モード時に発生する駆動２次の大きさと略同等に抑えることができるという優れた効果を奏する。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で、種々の設計変更が可能である。
例えば、シフトポジションの違いによる複数のマップを、電源電圧の違いに対応して備える構成も考えられる。このような構成によって、電子制御ユニットＵ（図２参照）は、シフトポジションの違いと電源電圧の違いの両方に対応した目標電流波形を演算することができ、より好適にエンジン２の振動を抑制することができる。

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。 能動型防振支持システムの構成を示す図である。 能動型防振支持装置の縦断面図である。 図３のＡ部拡大図である。 通常運転時におけるアクチュエータの制御ステップを示すフローチャートである。 累積時間と平均累積時間の関係を示すグラフである。 （ａ）は、アイドリング状態のエンジン回転速度の目標電流波形と、クランク速度の変動量ＶＡＰＰの関係を示す概略図、（ｂ）は、所定のエンジン回転速度において、Ｎレンジで車両に発生する振動を測定した結果を示すグラフである。 （ａ）は、発電モード時の目標電流波形とＢａｔｔモード時の目標電流波形を示すグラフ、（ｂ）は、Ｂａｔｔモード時と発電モード時に、発生する駆動２次の大きさを示すグラフである。

符号の説明

１ 能動型防振支持システム
２ エンジン
３ トランスミッション
４ バッテリ
５ シフト装置
４１ アクチュエータ
Ｍ 能動型防振支持装置
Ｖ 車両
Ｕ 電子制御ユニット（制御部）
Ｓａ クランクパルスセンサ
Ｓｂ カム角センサ
Ｓｃ エンジン回転速度センサ

Claims (1)

1. エンジンを支持し、
   エンジン回転速度およびクランク速度の変動量と、
   これらの値をパラメータとする制御マップと、に基づいて制御部が算出する制御量で伸縮するアクチュエータの動作によって、防振機能を発揮する車両の能動型防振支持装置において、
   前記制御マップは、
   前記エンジンと駆動系がトルクコンバータおよび自動変速機を介して連結されるシフトポジションであるＤレンジに対応したＤレンジ用制御マップと、
   前記エンジンと前記駆動系が切断されるシフトポジションであるＮレンジに対応したＮレンジ用制御マップとを有し、
   前記制御部は、シフトポジションが前記Ｄレンジの場合は前記Ｄレンジ用制御マップを参照して前記制御量を算出し、シフトポジションが前記Ｎレンジの場合は前記Ｎレンジ用制御マップを参照して前記制御量を算出し、
   さらに、算出した前記制御量を、前記アクチュエータの電源電圧に基づいて補正することを特徴とする能動型防振支持装置。

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