JP4945368B2 - 能動型防振支持装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両のエンジンを車体に支承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伸縮駆動して、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、クランクパルスをサンプリングしてクランクパルス間隔の変動からエンジン振動を推定し、その推定結果に基づいて、アクチュエータを伸縮駆動するため、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、クランクパルス間隔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、例えば、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６参照）

しかしながら、特許文献２に開示された技術は、全筒運転と休筒運転の切り換わりを検知して、予めマップとして記憶されている補正値でエンジン振動の推定を過渡的に補正するものであり、その基本的な考え方は、エンジンが定常運転をしているときのものである。つまり、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、演算の結果は更に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等の一過性のものを、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、エンジン始動時等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に係る発明の能動型防振支持装置は、エンジンを車体に支承するとともに、エンジンの回転変動を検出するセンサからの出力にもとづいて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、振動の伝達を抑制する能動型防振支持装置において、制御手段は、エンジンの始動からアイドリング状態に達するまでの期間に、センサからの出力にもとづくエンジンの回転変動の変化率が所定値以上のときに、エンジンが発動を開始したと判定し、エンジン及びエンジンの支承により決まる固有振動数と、センサからの出力にもとづくエンジンが発動を開始したと判定したタイミングで求めた位相遅れと、によりアクチュエータの伸縮駆動を開始することを特徴とする。

請求項１に係る発明によると、エンジンの回転変動の変化率が所定値以上のときに、制御手段は、エンジンが発動を開始したと判定し、エンジン及びエンジンの支承により決まる固有振動数と、センサからの出力にもとづくエンジンが発動を開始したと判定したタイミングで求めた位相遅れと、によりアクチュエータの伸縮駆動を開始するので、車体への振動の伝達を速やかに抑制することができる。
また、エンジン及びエンジンの支承により決まる固有振動数にてアクチュエータの伸縮駆動を開始するので、エンジン及びエンジンの車体への搭載の仕方で決まるエンジンが発動したときの固有の振動が車体に伝達されるのが抑制できる。

請求項２に係る発明の能動型防振支持装置は、エンジンを車体に支承するとともに、エンジンの回転変動を検出するセンサからの出力にもとづいて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、振動の伝達を抑制する能動型防振支持装置において、エンジンの発動を検知するエンジン発動検知手段を備え、制御手段は、エンジンの始動からアイドリング状態に達するまでの期間に、エンジン発動検知手段によりエンジンの発動を検知したときに、エンジンが発動を開始したと判定し、エンジン及びエンジンの支承により決まる固有振動数と、エンジン発動検知手段にもとづくエンジンが発動を開始したと判定したタイミングで求めた位相遅れと、によりアクチュエータの伸縮駆動を開始することを特徴とする。

請求項２に係る発明によると、エンジン発動検知手段によりエンジンの発動を検知したときに、制御手段は、エンジンが発動を開始したと判定し、エンジン及びエンジンの支承により決まる固有振動数と、エンジン発動検知手段にもとづくエンジンが発動を開始したと判定したタイミングで求めた位相遅れと、によりアクチュエータの伸縮駆動を開始するので、車体への振動の伝達を速やかに抑制することができる。
また、エンジン及びエンジンの支承により決まる固有振動数にてアクチュエータの伸縮駆動を開始するので、エンジン及びエンジンの車体への搭載の仕方で決まるエンジンが発動したときの固有の振動が車体に伝達されるのが抑制できる。

請求項３に係る発明の能動型防振支持装置における制御方法は、エンジンを車体に支承するとともに、エンジンの回転変動を検出するセンサからの出力にもとづいて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、振動の伝達を抑制する能動型防振支持装置における制御方法であって、制御手段は、エンジンの始動からアイドリング状態に達するまでの期間に、センサからの出力にもとづくエンジンの回転変動の変化率が所定値以上のときに、エンジンが発動を開始したと判定し、エンジン及びエンジンの支承により決まる固有振動数と、センサからの出力にもとづくエンジンが発動を開始したと判定したタイミングで求めた位相遅れと、によりアクチュエータの伸縮駆動を開始することを特徴とする。

請求項３に係る発明によると、センサからの出力にもとづくエンジンの回転変動の変化率が所定値以上のときに、制御手段は、エンジンが発動を開始したと判定し、エンジン及びエンジンの支承により決まる固有振動数と、センサからの出力にもとづくエンジンが発動を開始したと判定したタイミングで求めた位相遅れと、によりアクチュエータの伸縮駆動を開始するので、エンジン及びエンジンの車体への搭載の仕方で決まるエンジンが発動したときの固有の振動が車体へ伝達されるのを速やかに抑制することができる。

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、適宜図を参照しながら詳細に説明する。
（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、本実施形態に係わる能動型防振支持装置のエンジンマウント（アクティブ・コントロール・マウント）の構造を示す断面図である。

本実施形態に係わる能動型防振支持装置１は、図１の（ａ）、（ｂ）において、上下方向に伸縮駆動することが可能で、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。従って、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対備えられている。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（支承）する。

図２に示すように、能動型防振支持装置１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）６２を備えている。以下では、アクティブ・コントロール・マウント制御ＥＣＵ６２は、ＡＣＭＥＣＵ６２と称する。
ＡＣＭＥＣＵ６２は、請求項に記載の制御手段に対応する。
ＡＣＭＥＣＵ６２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）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を全筒運転しているのか、休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、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、つまりクランク角の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、略円筒状の上部ハウジング１１と、その下側に配置された略円筒状の下部ハウジング１２と、下部ハウジング１２内に収容されて上面が開放した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と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の下端及び上端で、加硫接着によって接合されている。更に、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１参照）に固定される（詳細な固定方法は、図示省略してある）。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の内周面には、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の中央部にその上部が埋め込まれるように可動部材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弾性体支持リング１４の下部との間に円板状の隔壁部材２９が固定されており、第１弾性体支持リング１４、第１弾性体１９及び隔壁部材２９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、環状の連通間隙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、そこに前記した可動部材２８が配置されている。可動部材２８は、ロッド２８ａと、ロッド２８ａの上端部の、ロッド２８ａより外径の大きいヘッド部２８ｂと、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の上面のばね座とヘッド部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の円筒部の円錐の周面形状の内周面と固定コア４２の円錐の周面形状の外周面とが、円錐の周面状のギャップｇを介して対向している。
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中空部に緩く嵌合し、この中空部は下方がプラグ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の間で液体が流通する。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、上記エンジンシェーク振動の周波数領域では、エンジン２が定常回転の場合は、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、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（センサ）６０、エンジンＥＣＵ６１、及びＡＣＭＥＣＵ６２が備わる。

（ＡＣＭＥＣＵの構成）
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。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ＮＥ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。

更に、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６２が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、コイル４６が発生させた磁束線がヨーク４４、可動コア５４、更にギャップｇを上下に貫通して、固定コア４２、コイル４６に戻る閉じた回路を形成することによって、可動コア５４が下方に吸引され、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１参照）に伝達される荷重を低減することができる。コイル４６への通電を止めると、可動コア５４は下への吸引力から解放される。

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

（エンジン始動時のエンジン振動）
次に本発明の特徴であるエンジン２の始動時の振動の車体への伝達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。
本実施形態に係わる能動型防振支持装置１（図１の（ａ），（ｂ）参照）は、ＡＣＭ１０でエンジン２を支承し、特にエンジン始動時に発生する後記するロール固有値振動を、ＡＣＭ１０の駆動部（アクチュエータ）４１（図２参照）を伸縮駆動することで車体に伝達されるのを抑制するものである。

エンジン２をスタータで始動すると、エンジン２が発動（エンジン２の点火が開始、つまり気筒爆発により自力回転力を始めることを、ここでは「発動」と称することとする）した直後しばらく、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、エンジン２とトランスミッション３の重量を含む）と、エンジンマウントのばね定数によって決まる固有振動数（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、エンジン２が発動して点火周期（エンジン振動の３次成分）がロール固有値と一致したエンジン回転速度ＮＥのとき、共振して振動が最大になる。

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固有値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、ロール固有値振動は、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、ロール固有値振動は、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、１回転に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を説明する図である。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に達した時間ｔ_２までの間では、前記固有振動数（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、エンジン回転速度ＮＥが前記したロール固有値と一致したとき最大の振動になる。
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。

（ＡＣＭＥＣＵの作用）
次に図５から図７を参照しながらＡＣＭＥＣＵの作用について説明する。
図５は、本実施形態におけるＡＣＭＥＣＵの機能構成ブロック図である。図６はクランクパルスの移動平均の算出を説明する図であり、図７は前方ＡＣＭと後方ＡＣＭのアクチュエータを伸縮駆動制御する電流の出力タイミングを説明する図である。
ＡＣＭＥＣＵの各機能構成ブロックの機能は、ＲＯＭ６２ｃ（図３参照）に記憶されたプログラムをＣＰＵ６２ｂが実行することで実現される。具体的には、クランクパルス間隔算出部６２１、エンジン回転モード判定部６２２、振動状態推定部６２３、位相検出部６２４、アクチュエータ駆動制御部６２５を含んで構成されている。

クランクパルス間隔算出部６２１は、ＣＰＵ６２ｂの内部クロック信号とエンジンＥＣＵ６１からのクランクパルス信号及びＴＤＣパルス信号により、クランクパルスの間隔を算出する。クランクパルス（図６中、ＣＲＫパルスと表示）信号は、前記したようにクランク軸回転角１５°ごとに出力されるが、代表シリンダの上死点に対してはクランクパルスを出力しない、歯抜けの状態とする（図６参照）。ここでクランクパルス間隔（図６中のＴ_１，Ｔ_２，Ｔ_３，Ｔ_４，Ｔ_５，Ｔ_６，Ｔ_７，Ｔ_８）とは、図６で示すように、方形波の１周期分であるが、代表シリンダの上死点ではＴＤＣパルス信号はあるが、クランクパルス信号は発生しないので、このクランク軸回転角３０°分についてのクランクパルス間隔（Ｔ_４＋Ｔ_５）を半分にした値をクランクパルス間隔として算出する。
クランクパルス間隔算出部６２１で算出されたクランクパルス間隔は、エンジン回転モード判定部６２２と振動状態推定部６２３に入力される。

エンジン回転モード判定部６２２には、エンジンＥＣＵ６１からのエンジン回転速度ＮＥ信号、シリンダ・オフ信号、ＩＧ−ＳＷ信号、アクセル・ポジション・センサ信号、クランクパルス間隔が入力される。
エンジン回転モード判定部６２２は、これらの信号にもとづいて、エンジン２の回転モードをエンジン始動時のエンジン発動を検出してエンジン起動状態と判定したり、その後エンジン回転速度ＮＥの上昇を監視して所定のエンジン回転速度ＮＥｍ以上に達したときアイドリング状態と判定したり、シリンダ・オフ信号にもとづいてエンジン２の運転状態が全筒運転状態か休筒運転状態かを判定したり、アクセル・ポジション・センサ信号にもとづいてアイドリング状態と判定したりする。
エンジン発動の検出、つまり、エンジン始動時のエンジン２の回転変動を検出する方法は、図８に示すエンジン始動時のＡＣＭ制御の流れのフローチャートの説明の中で後記する。

振動状態推定部６２３は、エンジン回転モード判定部６２２からの回転モードの判定がアイドリング状態や、全筒運転状態、休筒運転状態の場合、その判定にもとづいて、クランクパルス間隔からクランク軸の回転変動を検出することとし、回転変動のＰ−Ｐ値（ピークから次のピークまでの間隔）から、エンジン振動の大きさ、エンジン振動の周期を求め、アクチュエータ駆動制御部６２５及び位相検出部６２４にエンジン振動の周期及び大きさ、クランク軸の回転変動のピークのタイミング等を出力する。このとき、エンジン回転モード判定部６２２から入力された、エンジン２の回転モードのフラグ信号に応じて算出して出力する。つまり、ここではＶ型６気筒エンジンなので全筒運転状態の場合はエンジン振動３次とし、休筒運転状態の場合はエンジン振動１．５次として推定する。この振動状態の推定方法については、例えば、２００３年９月１８日開催の自動車技術会秋季学術講演会の前刷集の「１１１ アクティブエンジンマウントの開発」に記載された公知の技術なので詳細な説明は省略する。
振動状態推定部６２３は、エンジン回転モード判定部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、予め記憶部６２ｅに記憶された所定の固有振動数（ロール固有値）の振動周期及び振動の大きさをアクチュエータ駆動制御部６２５及び位相検出部６２４に出力する。

位相検出部６２４は、アイドリング状態や、全筒運転状態、休筒運転状態の場合は、振動状態推定部６２３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、エンジンＥＣＵ２１からのクランクパルス信号、各気筒のＴＤＣパルス信号と、にもとづいて、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部６２５に出力する。
アクチュエータ駆動制御部６２５は、それを受けてエンジン回転速度ＮＥ信号にもとづいて前記エンジン振動３次、又はエンジン振動１．５次に合わせて、前方ＡＣＭ１０ａと後方ＡＣＭ１０ｂの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駆動部４１（図２参照）の伸縮駆動制御を行う。
ちなみに、このアクチュエータ駆動制御部６２５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、エンジン回転モード判定部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、位相検出部６２４及びアクチュエータ駆動制御部６２５の機能を説明する。
その場合、位相検出部６２４は、振動状態推定部６２３からの所定の固有振動数（ロール固有値）の振動周期と、エンジンＥＣＵ２１からのクランクパルス信号、各気筒のＴＤＣパルス信号、とにもとづいて、エンジン２が発動したと判定したタイミングｔ_１から所定の時間差Δｔだけ位相を遅らせて（図７参照）、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部６２５に出力する。例えば、Δｔは予め設定されている。
アクチュエータ駆動制御部６２５は、それを受けて、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、以後固定された周期により出力制御を行う。

（エンジン始動時のＡＣＭ制御の流れ）
次に本実施形態の特徴であるエンジン始動時のＡＣＭ制御の流れについて図８及び図９を参照しながら（適宜、図３、図５〜図７を参照して）説明する。図８はエンジン始動時のＡＣＭ制御の流れのフローチャートであり、図９はエンジン始動時のエンジン点火タイミング、クランクパルス、エンジン振動、エンジン回転速度ＮＥの時間推移を示す図である。

この制御は、ＣＰＵ６２ｂ（図３参照）のエンジン回転モード判定部６２２、振動状態推定部６２３、位相検出部６２４、アクチュエータ駆動制御部６２５において一定の周期で行なわれる。クランクパルス間隔算出部６２１は、その一定周期内に、クランクパルス信号を受信すると、クランクパルス間隔を算出し、エンジン回転モード判定部６２２及び振動状態推定部６２３に入力する。
ステップＳ１１では、ＩＧ−ＳＷがオンになって、ＡＣＭＥＣＵ６２が起動すると初期設定として、エンジン回転モード判定部６２２は、クランクパルス間隔の移動平均値算出の初期設定としてｎ＝０とする。
ステップＳ１２では、エンジン回転モード判定部６２２は、ＩＧ−ＳＷの信号がスタータ・オン（スタータＯＮ）を示しているか否かをチェックする。スタータ・オンの場合（Ｙｅｓ）はステップＳ１３に進み、そうでない場合はステップＳ１２を繰り返す。

ステップＳ１３では、エンジン回転モード判定部６２２は、ｎが所定値（Ｎ＋１）未満、例えば、Ｎ＋１（＝９）未満か否かをチェックする。ｎがＮ＋１（＝９）未満の場合はステップＳ１４へ進み、ｎ＝ｎ＋１を算出してステップＳ１５へ進む。ステップＳ１３においてｎがＮ＋１（＝９）以上の場合はステップＳ１５へ進む。
ステップＳ１５では、エンジン回転モード判定部６２２は、クランクパルス間隔を読み込み、次いで、移動平均値Ｔ_{ＣＲＫＡＶＥ}を算出する（ステップＳ１６）。ただし、ｎがＮ（＝８）以上に達するまでは移動平均値を算出しない。
ちなみに、移動平均値Ｔ_{ＣＲＫＡＶＥ}は、図６に示すように、クランクパルス間隔Ｔ_１〜Ｔ_８の最寄りの８個のクランクパルス間隔により算出される。ｎがＮ＋１（＝９）以上のときは、新しいクランクパルス間隔が加えられるたびに、一番古いクランクパルス間隔を差し引いて、常に８個の移動平均値Ｔ_{ＣＲＫＡＶＥ}とする。
ステップＳ１７では、エンジン回転モード判定部６２２は、ｎ＝Ｎ（＝８）以上か否かをチェックする。ｎがＮ以上の場合はステップＳ１８へ進み、そうでない場合はステップＳ１２へ戻る。つまり、８個のクランクパルス間隔が入力された移動平均値Ｔ_{ＣＲＫＡＶＥ}が算出されて始めてステップＳ１８へ進む。

ステップＳ１８では、エンジン回転モード判定部６２２は、移動平均値Ｔ_{ＣＲＫＡＶＥ}が所定の閾値Ｔ_ｔｈ以下か否かをチェックする。ここで、判定の閾値Ｔ_ｔｈは、実験的に得られたデータにもとづいて設定される数値であり、エンジン２が発動したときに、その後のクランクパルス間隔が、例えば、２〜４個含まれた移動平均値が急激に短くなったときの数値である。
移動平均値Ｔ_{ＣＲＫＡＶＥ}が所定の判定の閾値Ｔ_ｔｈ以下の場合は、ステップＳ１９へ進み、そうでない場合はステップＳ１２へ戻り、ステップＳ１２〜ステップＳ１８の処理を繰り返す。

ステップＳ１９では、エンジン回転モード判定部６２２は、エンジン発動と判定し、エンジン起動回転モードのフラグ信号を振動状態推定部６２３と位相検出部６２４に出力する。また、エンジン回転モード判定部６２２は、エンジン発動と判定したタイミングのタイミング信号を位相検出部６２４に出力する。
ここで、クランクパルス間隔の移動平均値Ｔ_{ＣＲＫＡＶＥ}は、請求項に記載の回転変動の変化率に対応し、「移動平均値Ｔ_{ＣＲＫＡＶＥ}が判定の閾値Ｔ_ｔｈ以下になった場合」が、請求項に記載の「エンジンの回転変動の変化率が所定値以上の場合」に対応する。
ステップＳ２０では、振動状態推定部６２３は、エンジン回転モード判定部６２２からエンジン起動回転モードのフラグ信号を受信して、記憶部６２ｅに記憶されているロール固有値と振動の大きさを読み出し、ロール固有値での所定の振動の大きさを設定し、アクチュエータ駆動制御部６２５に出力する。
位相検出部６２４は、エンジン回転モード判定部６２２からエンジン起動回転モードのフラグとエンジン発動と判定したタイミングを受信して、それらとエンジンＥＣＵ６１からのＴＤＣパルス信号とクランクパルス信号にもとづいて、位相遅れのΔｔを設定する（ステップＳ２１）。

この位相遅れのΔｔの値は、エンジン発動と判定されたタイミングのクランクパルス（つまり、クランク軸角度位置）を基準に設定され、その設定は記憶部６１ｅの中にデータテーブルの形で用意されており、それを参照して設定される。図７では、後方ＡＣＭ１０ｂに所定の位相遅れΔｔが掛けられアクチュエータ駆動電流が出力制御され、その後ロール固有値に従って前方ＡＣＭ１０ａにもアクチュエータ駆動電流が出力制御（ステップ２２、ロール固有値にもとづいてアクチュエータを制御）されるようになっているがそれに限定されない。
発動のタイミングとクランク軸角度位置によっては、前方ＡＣＭ１０ａに所定の位相遅れΔｔが掛けられ、その後ロール固有値に従って後方ＡＣＭ１０ｂにもアクチュエータ駆動電流が出力制御される。

ステップＳ２３では、エンジン回転モード判定部６２２は、エンジン回転速度ＮＥが所定値ＮＥｍ以上か否かをチェックする。エンジン回転速度ＮＥが所定値ＮＥｍ以上の場合（Ｙｅｓ）は、このエンジン起動回転モードの制御を終了する。つまり、アイドリングモードと判定して、アイドリングモードのフラグを立て、振動状態推定部６２３、位相検出部６２４にそのフラグ信号を出力し、アイドリングモードでの振動抑制の制御をさせる。ステップＳ２３において、エンジン回転速度ＮＥが所定値ＮＥｍ未満の場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２２に戻り、ロール固有値にもとづいてアクチュエータを制御する。

以上の一連の制御による作用を、図９を参照しながら説明する。
図９はエンジンを始動してアイドリング状態に至るまでのエンジン状態の時間推移を示したものであり、（ａ）は点火タイミングパルス（ＩＧパルス）を、（ｂ）はクランクパルス（ＣＲＫパルス）を、（ｃ）はエンジン振動（ＥＮＧ振動）を、（ｄ）はエンジン回転速度ＮＥ（ｒｐｍ）を示したものである。

０秒でＩＧ−ＳＷでスタータをオン状態（図中、ＩＧ−ＯＮで表示）にするとエンジン２が回転させられ、エンジン回転数が上がり、スタータによるエンジン２の駆動によるポンピング等による１０Ｈｚ程度のスタータ駆動振動が始まる。そして、エンジン回転モード判定部６２２は、ＩＧ−ＳＷ信号のスタータがオンの状態を検出して、クランクパルス間隔の移動平均値Ｔ_{ＣＲＫＡＶＥ}を監視し、判定の閾値Ｔ_ｔｈ以下になったかどうかをチェックする。時間ｔ_０秒でエンジン２が発動すると、移動平均値Ｔ_{ＣＲＫＡＶＥ}は少し遅れた時間ｔ_１秒で判定の閾値Ｔ_ｔｈ以下を示し、エンジン回転モード判定部６２２は、「エンジン発動」と判定しエンジン起動回転モードのフラグ信号を振動状態推定部６２３及び位相検出部６２４に出力する。また、エンジン回転モード判定部６２２は、エンジン発動と判定したタイミングのタイミング信号を位相検出部６２４に出力する。

振動状態推定部６２３は、エンジン起動回転モードのフラグ信号を受けてロール固有値での所定の振動の大きさを設定し、アクチュエータ駆動制御部６２５に出力する。位相検出部６２４は、エンジン回転モード判定部６２２からエンジン起動回転モードのフラグとエンジン発動と判定したタイミングを受信して、それらとエンジンＥＣＵ６１からのＴＤＣパルス信号とクランクパルス信号にもとづいて、位相遅れのΔｔを設定する。そして、ロール固有値に従って前方ＡＣＭ１０ａ、後方ＡＣＭ１０ｂにアクチュエータ駆動電流が出力制御される（図９中に表示した「始動時制御」）。このロール固有値振動は約２０Ｈｚであり、ＡＣＭ１０ａ、１０ｂの能動的な振動緩和制御により、車体へのエンジン振動の伝達が抑制される。その間、エンジン２は、ロール固有値振動と増加するエンジン振動３次の振動の混成振動を続けながらエンジン回転速度ＮＥを増加させ、アイドリング状態の回転速度に近づき、エンジン回転モード判定部６２２は、エンジン回転速度ＮＥを監視し、所定値ＮＥｍ以上、アイドリング状態のエンジン回転速度、例えば、６００ｒｐｍに対して４５０ｒｐｍに達したか否かをチェックする。

図９において時間ｔ_２のタイミングでエンジン回転速度ＮＥが所定値ＮＥｍ以上に達すると、エンジン回転モード判定部６２２は、エンジン回転状態がアイドリング状態に入ったと判定して、アイドリング状態のフラグ信号を振動状態推定部６２３及び位相検出部６２４に出力し、振動状態推定部６２３、位相検出部６２４、アクチュエータ駆動制御部６２５によるエンジン振動の制御を、定常回転状態のエンジン振動抑制制御の一つであるアイドリング状態の制御（図９では「アイドル制御」と表示）に切り換える。つまり、エンジン振動３次の振動に対する振動抑制制御に切り換わる。

以上、本実施形態によれば、エンジン２の発動の判定をクランクパルス間隔の移動平均値Ｔ_{ＣＲＫＡＶＥ}を用いて行っているので、エンジン２が発動してからのクランクパルス間隔の値が、例えば、２ないし４個含まれた時点のクランクパルス間隔の移動平均値Ｔ_{ＣＲＫＡＶＥ}を判定の閾値Ｔ_ｔｈとすることによって、例えば、Ｖ型６気筒エンジンにおける上死点間のクランク軸角度（１２０°）の時間にてエンジン発動を判定するよりも短時間にエンジン発動を判定することができ、エンジン２のロール固有値振動の発生に対して迅速にＡＣＭ１０の制御が開始できる。もし、上死点間のクランク軸角度（例えば、１２０°）の時間にてエンジン発動を判定すると、すでにロール固有値振動の発生しており、その振動を抑制するタイミングとしては少し遅すぎる。

そのため、エンジン発動を判定した時点のクランクパルスを基準として、ロール固有値振動を相殺するに適したΔｔ時間だけ位相をずらしてＡＣＭ１０ａ，１０ｂの制御を始める。これにより、エンジン始動時のエンジン振動をその初期の段階から低減することができる。
また、移動平均値Ｔ_{ＣＲＫＡＶＥ}を用いることにより、過早な誤判定を防止でき確実にエンジン発動を検知することができる。

更に、記憶部６２ｅに格納したデータテーブルを参照して、エンジン発動と判定したタイミングにおけるクランクパルスを基準として、最初にアクチュエータの伸縮駆動制御を開始するＡＣＭ１０ａ，１０ｂを決め、その最初に制御を開始するＡＣＭ１０側の位相遅れ時間Δｔを決めるようにしているので、どの気筒から点火を開始して自発回転を始めても、それによるロール固有値振動の向きに対して適切なＡＣＭ１０ａ，１０ｂの制御を開始できる。

本実施形態では、エンジン２はＶ型６気筒エンジンを例に説明したが、それに限定されるものではない。Ｖ型８気筒エンジン、直列４気筒エンジン、水平対向４気筒エンジン等他の多気筒エンジンにも、勿論、適用可能である。
エンジン発動の検出にエンジン２の回転変動の時間変化率、つまり、クランクパルス間隔の移動平均値Ｔ_{ＣＲＫＡＶＥ}を用いることとしたが、それに限定されない。
例えば、各気筒に筒圧検出センサ（エンジン発動検知手段）を設けて、筒圧検出センサの示す筒圧が点火を示す閾値以上のときにエンジン発動と判定するようにしても良い。
この場合もエンジン発動の検知の方法のみが実施の形態と異なるだけで、他の部分は前記した実施の形態と同じにできる。

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。 実施形態の能動型防振支持装置におけるエンジンマウント（アクティブ・コントロール・マウント）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を説明する図である。 本実施形態におけるＡＣＭＥＣＵの機能構成ブロック図である。 クランクパルスの移動平均の算出を説明する図である。 前方ＡＣＭと後方ＡＣＭのアクチュエータを駆動制御する電流の出力タイミングを説明する図である。 エンジン始動時のＡＣＭ制御の流れのフローチャートである。 エンジン始動時のエンジン点火タイミング、クランクパルス、エンジン振動、エンジン回転速度ＮＥの時間推移を示す図である。

符号の説明

１ 能動型防振支持装置
２ エンジン
３ トランスミッション
１０，１０ａ，１０ｂ アクティブ・コントロール・マウント
４１ 駆動部（アクチュエータ）
６０ クランクパルスセンサ（センサ）
６１ エンジンＥＣＵ
６２ ＡＣＭＥＣＵ（制御手段）
６２ａ 信号入力部
６２ｂ ＣＰＵ
６２ｃ ＲＯＭ
６２ｄ ＲＡＭ
６２ｅ 記憶部
６２ｆ 給電部
６２１ クランクパルス間隔算出部
６２２ エンジン回転モード判定部
６２３ 振動状態推定部
６２４ 位相検出部
６２５ アクチュエータ制御部

Claims (3)

1. 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を検出するセンサからの出力にもと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、振動の伝達を抑制する能動型防振支持装置において、
   前記制御手段は、
   前記エンジンの始動からアイドリング状態に達するまでの期間に、前記センサからの出力にもとづく前記エンジンの回転変動の変化率が所定値以上のときに、前記エンジンが発動を開始したと判定し、
   前記エンジン及び前記エンジンの支承により決まる固有振動数と、前記センサからの出力にもとづく前記エンジンが発動を開始したと判定したタイミングで求めた位相遅れと、により前記アクチュエータの伸縮駆動を開始することを特徴とする能動型防振支持装置。
2. 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を検出するセンサからの出力にもと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、振動の伝達を抑制する能動型防振支持装置において、
   前記エンジンの発動を検知するエンジン発動検知手段を備え、
   前記制御手段は、
   前記エンジンの始動からアイドリング状態に達するまでの期間に、前記エンジン発動検知手段により前記エンジンの発動の開始を検知したときに、前記エンジンが発動を開始したと判定し、
   前記エンジン及び前記エンジンの支承により決まる固有振動数と、前記エンジン発動検知手段にもとづく前記エンジンが発動を開始したと判定したタイミングで求めた位相遅れと、により前記アクチュエータの伸縮駆動を開始することを特徴とする能動型防振支持装置。
3. 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を検出するセンサからの出力にもと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、振動の伝達を抑制する能動型防振支持装置における制御方法であって、
   前記制御手段は、
   前記エンジンの始動からアイドリング状態に達するまでの期間に、前記センサからの出力にもとづく前記エンジンの回転変動の変化率が所定値以上のときに、前記エンジンが発動を開始したと判定し、
   前記エンジン及び前記エンジンの支承により決まる固有振動数と、前記センサからの出力にもとづく前記エンジンが発動を開始したと判定したタイミングで求めた位相遅れと、により前記アクチュエータの伸縮駆動を開始することを特徴とする能動型防振支持装置における制御方法。

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