JP6513385B2 - 能動型防振装置 - Google Patents

Description

本発明は能動型防振装置に関し、特に省電力の能動型防振装置に関するものである。

車両に搭載される振動体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を備える能動型防振装置が知られている（例えば特許文献１）。特許文献１に開示される技術では、アクチュエータに電流を流して可動部材を駆動（振動）することにより振動体の振動を減衰できる。

特許第５４７３８６９号公報

しかしながら、上述した従来の技術では、可動部材を駆動するアクチュエータの省電力化の要求がある。

本発明は上述した要求に応えるためになされたものであり、消費電力を削減できる能動型防振装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段および発明の効果

この目的を達成するために請求項１記載の能動型防振装置によれば、車両に搭載される振動体の振動を受ける弾性体とダイヤフラムとの間に液室が形成され、仕切板により、液室が弾性体側の第１液室とダイヤフラム側の第２液室とに仕切られ、第１液室と第２液室とを連通するオリフィスが形成される。アクチュエータにより電磁力で可動部材を駆動させ、液室の容積を変化させて振動を抑制する。弾性体の変形により変化した液室の内圧で可動部材に生じる推力とその推力によって生じる可動部材の変位量との比であるばね定数と、可動部材の質量とにより決定される可動部材の固有振動数に略等しい振動をアクチュエータが可動部材に与えると、アクチュエータの出力が小さくても、共振によって強い振れを生じさせることができる。可動部材の固有振動数は、車両の運転状態で防振対象となる振動の周波数帯域内に設定されているので、比較的小さい電磁力で可動部材を振動させることができる。よって、アクチュエータの消費電力を削減できる効果がある。
アクチュエータは、反力発生手段により推力に抗する反力を発生し、第１液室の容積変化に伴いオリフィスを通って第１液室と第２液室との間を行き来する液体の量を確保する。第１液室の内圧が変化したときの可動部材の移動が抑制されるので、予め設定された減衰力等を得ることができ、防振性能を確保できる。

請求項２記載の能動型防振装置によれば、可動部材の固有振動数は、車両のアイドル運転状態において抑制する振動を代表する第１周波数と、車両の走行運転状態において抑制する振動を代表する周波数であって第１周波数より高い第２周波数との間に設定されている。そのため、アイドル運転状態、走行運転状態のいずれの場合も、アクチュエータにより駆動（振動）される可動部材の振動数と、可動部材の固有振動数とを近づけることができる。よって、請求項１の効果に加え、アイドル運転状態、走行運転状態のいずれの場合も、アクチュエータの消費電力を削減できる効果がある。

請求項３記載の能動型防振装置によれば、アクチュエータは、車両のアイドル運転状態において固有振動数より低い周波数域で可動部材を駆動する。そのため、請求項２の効果に加え、共振によって可動部材が制御し難くなることを防ぎつつ、アイドル運転状態の防振性能を確保できる効果がある。

請求項４記載の能動型防振装置によれば、アクチュエータは、車両の走行運転状態において固有振動数より高い周波数域で可動部材を駆動する。そのため、請求項２又は３の効果に加え、共振によって可動部材が制御し難くなることを防ぎつつ、走行運転状態の防振性能を確保できる効果がある。

本発明の一実施の形態における能動型防振装置の軸方向断面図である。 可動部材の模式図である。 能動型防振装置の電気的構成を示したブロック図である。 ＡＣＭ処理のフローチャートである。 拘束処理のフローチャートである。 可動処理のフローチャートである。

以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、図１を参照して能動型防振装置１０の構造について説明する。図１は本発明の一実施の形態における能動型防振装置１０の軸方向断面図であり、図２は可動部材の模式図である。なお、図１では、エンジンを支持する前の状態（即ち、エンジンの重量が負荷される前の状態）を図示している。

能動型防振装置１０は、自動車のエンジン（振動体、図示せず）を支持固定しつつ、そのエンジン振動を車体フレーム（図示せず）へ伝達させないようにするための防振装置であり、図１に示すように、エンジン側に取り付けられる第１取付具１１と、エンジン下方の車体フレーム側に取付けられる筒状の第２取付具１２と、これらを連結すると共にゴム状弾性体から構成される防振基体１５と、第２取付具１２に取付けられて防振基体１５との間に液室１７を形成すると共にゴム状弾性体から構成されるダイヤフラム１８と、ダイヤフラム１８に連結される駆動軸４２を有すると共にダイヤフラム１８を挟んで液室１７と反対側に配設されるアクチュエータ４０と、アクチュエータ４０の駆動軸４２により軸方向へ加振変位されるピストン部材３０と、ピストン部材３０が挿通される挿通孔２０を有する仕切板１９とを備えている。

第１取付具１１は、アルミニウム合金などの金属材料から略円柱状に形成され、その上端面には、内周面にめねじが形成された孔部が凹設されている。第２取付具１２は、防振基体１５が加硫成形される筒状金具１３と、その筒状金具１３の下方にかしめ加工により固着される底金具１４とを備えている。筒状金具１３は上広がりの開口を有する筒状に、底金具１４は底部を有するカップ状に、それぞれ鉄鋼材料などから形成されている。底金具１４の底部には、取付けボルトが突設されている。

防振基体１５（弾性体）は、ゴム状弾性体から円錐台形状に形成され、第１取付具１１の下面側と筒状金具１３の上端開口部との間に加硫接着されている。防振基体１５の下端部には、筒状金具１３の内周面を覆うゴム膜１６が連なっており、このゴム膜１６に仕切板１９の外周縁が密着されることで、仕切板１９とゴム膜１６との間にオリフィス２１が形成される。

ダイヤフラム１８は、ゴム状弾性体から蛇腹状に屈曲したゴム膜として形成されており、上面視円環状の取付け板２３に外周が加硫接着され、軸状の軸状部材４４に内周が加硫接着されている。軸状部材４４は、径方向外方へ向けてフランジ状に張り出す張出部２４が、ダイヤフラム１８と一体に成形されると共に外周面に加硫接着されている。ダイヤフラム１８は、取付け板２３が、底金具１４により筒状金具１３と共にかしめ加工により狭持固定されることで、第２取付具１２に取着される。その結果、ダイヤフラム１８の上面側と防振基体１５の下面側との間に液室１７が形成される。液室１７には、エチレングリコール等の不凍性の液体（図示せず）が封入される。

仕切板１９は、樹脂材料から円板状に形成される部材である。仕切板１９が防振基体１５とダイヤフラム１８との間に配設されることで、液室１７が防振基体１５側の第１液室１７ａとダイヤフラム１８側の第２液室１７ｂとの２室に仕切られる。なお、仕切板１９は、軸心Ｏ方向に沿って穿設された挿通孔２０を備える。挿通孔２０にピストン部材３０が挿通され、ピストン部材３０が第１液室１７ａ及び第２液室１７ｂを仕切る区画壁（壁面）の一部を形成している。また、仕切板１９は、ダイヤフラム１８の取付け板２３と防振基体１５の膜部１６に形成された段部との間で挟圧保持される。

仕切板１９は、外周側に、径方向外向きに開かれた断面コの字状をなすオリフィス形成部２２が形成され、オリフィス形成部２２の内周側（軸心Ｏ側）に、ダイヤフラム１８及びピストン部材３０を収納するための、下方に開かれた空間が形成されている。オリフィス形成部２２は、筒状金具１３の内周を覆うゴム膜１６に密着することで、断面略矩形状のオリフィス２１を形成する。オリフィス形成部２２は、オリフィス形成部２２の上側の壁部に凹欠形成される切欠き部（図示せず）と、オリフィス形成部２２の胴部に開口形成される開口部（図示せず）と、オリフィス形成部２２の上下の壁部および胴部を接続する縦壁（図示せず）とを備える。オリフィス２１は、縦壁により周方向に分断され、切欠き部を介して第１液室１７ａに連通されると共に、開口部を介して第２液室１７ｂに連通される。即ち、本実施の形態では、切欠き部から開口部まで約半周の流路長を持つオリフィス流路として、オリフィス２１が形成される。

ピストン部材３０（可動部材の一部）は、ゴム状弾性体から略円柱状に形成される部材であり、軸状部材４４の先端にねじ３３で固定されている。ピストン部材３０は、径方向外方へ向けて張り出す張出部３１が、外周面に形成されている。ピストン部材３０及び軸状部材４４は、第２取付具１２の軸心Ｏに沿って（本実施の形態では同軸に）縦姿勢に配設されている。ピストン部材３０は、駆動軸４２を介してアクチュエータ４０の駆動力が伝達されることで、液室１７内で軸心Ｏ方向に加振変位される。これにより液室１７の容積を変化させ、液圧制御が行われる。なお、軸状部材４４は、駆動軸４２の一部をなす部材であり、可動子４３（後述する）と共に駆動軸４２を構成する。

ピストン部材３０は、軸心Ｏ方向上端および下端に、張出部３１，２４が径方向外方へ向けてフランジ状に張り出して設けられている。張出部３１は第１液室１７ａ側に配設される部位であり、張出部２４は第２液室１７ｂ側に配設される部位である。張出部３１，２４の直径は、挿通孔２０の内径よりも大きくされている。よって、ピストン部材３０のアクチュエータ４０へ近接する方向への変位が所定量以上に達した場合には、張出部３１が仕切板１９の上面に当接することで、ピストン部材３０の変位が規制される。また、ピストン部材３０の防振基体１５へ近接する方向への変位が所定量以上に達した場合には、張出部２４が仕切板１９の下面に当接することで、ピストン部材３０の変位が規制される。

アクチュエータ４０は、鉄心可動形の電磁石式のリニアアクチュエータであり、底金具１４により形成される収納空間に外部から密閉された状態で収納保持されている。アクチュエータ４０は、第２取付具１２に固定された固定子４１と、固定子４１に対して往復動可能に支持されると共にピストン部材３０に連結される可動子４３とを備える。可動子４３は、第２取付具１２の軸心Ｏに沿って（本実施の形態では同軸に）縦姿勢に配設された軸状の部材であり、その先端部が、ピストン部材３０に取り付けられた軸状部材４４に同軸に連結され、可動子４３と軸状部材４４とが一体となってピストン部材３０を軸心Ｏ方向に沿って上下に加振変位（往復動）させる。

駆動軸４２（可動部材の一部）は、可動子４３と軸状部材４４とボルトとを備えて構成される。可動子４３は、軸心Ｏに沿って貫通孔を有する筒状に形成される一方、軸状部材４４は、基端側に開口し内周面にめねじが形成されためねじ部を備え、可動子４３の基端側から挿通されたボルトの先端を軸状部材４４のめねじ部に螺合することで、可動子４３と軸状部材４４とが一体に連結され、駆動軸４２が構成される。

可動子４３は、外周面に、電磁鋼板等の磁性金属よりなる多数の金属板を積層してなる可動子鉄心としての磁性材部４５（可動部材の一部）が固設される。磁性材部４５は、軸心Ｏ方向に所定間隔を隔てつつ複数個（本実施の形態では２個）が設けられている。可動子４３は、上下一対の弾性支持材である板バネ４６を介して、固定子４１に対して、軸心Ｏ方向に往復動可能に、かつ、軸心Ｏ方向位置および軸心Ｏの直交方向位置を位置決めした状態に支持されている。

固定子４１は、可動子４３の外周を同軸に取り囲む環状をなし、その中空部において可動子４３を軸心Ｏ方向に往復動可能に支持しており、取付け板２５によって底金具１４内に吊り下げ状態に保持されている。取付け板２５は、筒状金具１３及びダイヤフラム１８の取付け板２３と共に底金具１４によりかしめ固定されている。

固定子４１は、電磁鋼板等の磁性金属よりなる多数の環状の金属板を積層してなるヨーク４７と、ヨーク４７の中央部において磁性材部４５を挟んで相対向するように両側より径方向内方に向かって突出する一対の磁極部４８を備える。

磁性材部４５に対向する固定子４１の磁極部４８の先端（即ち、磁極部４８の内端）には、可動子４３の往復動方向（軸心Ｏ方向）に沿って隣り合った状態に並設されつつ可動子４３に対向する上下一対の円弧板状をなす永久磁石５０，５１が、それらの磁極が互いにＮＳ交互の異極をなすように、可動子４３の往復移動方向と直交する方向に磁極を並べて、かつ、互いの磁極（Ｎ極とＳ極）の並びが逆となる状態に配設されている。本実施の形態では、上下一対の永久磁石５０，５１が、磁性材部４５に対応させて、軸心Ｏ方向に２組が並設されている。

固定子４１の一対の磁極部４８には、それぞれその周りにコイル５２が、可動子４３の往復動方向（軸心Ｏ方向）と直交する方向の軸心周りに巻回され、一対の永久磁石５０，５１を通る磁束が発生可能に構成されている。本実施の形態では、一対の永久磁石５０，５１が、磁性材部４５を挟んで対向する固定子４１の一対の磁極部４８の内端部にそれぞれ設けられており、各永久磁石５０，５１は、可動子４３の往復動方向と直交する方向で可動子４３を挟んで対向すると共に、この対向する磁極が互いに異極をなすように磁極の並びを左右（図１左右）で逆にして配設されている。

アクチュエータ４０のコイル５２が消磁状態にあるとき、板バネ４６により固定子４１に対して軸心Ｏ方向へ変位可能に支持された駆動軸４２は、ピストン部材３０及び駆動軸４２の重量と板バネ４６の弾性力とが釣り合う位置に停止する。この状態からコイル５２に正方向の励磁電流を流すと、コイル５２に発生する起磁力の向きと上側の永久磁石５０の起磁力の向きとが同一となって、起磁力が強まる。一方、下側の永久磁石５１の起磁力の向きとコイル５２の起磁力の向きが反対になって、両者の起磁力が相殺されて弱まる。その結果、磁性材部４５に上向きの力が作用して、板バネ４６を弾性変形させながら可動子４３が上昇する。可動子４３に結合されたピストン部材３０が上方へ移動するので、第１液室１７ａの容積が減少する。

一方、コイル５２に逆方向の励磁電流を流すと、上記とは反対に、磁性材部４５に下向きの力が作用して、板バネ４６を弾性変形させながら可動子４３が下降する。可動子４３に結合されたピストン部材３０が下方へ移動するので、第１液室１７ａの容積が増加する。このように、コイル５２の励磁電流の向きを正逆に交互に切り替えることで、駆動軸４２及びピストン部材３０を上下に往復動させて第１液室１７ａの容積を変化させることができる。

なお、アクチュエータ４０のコイル５２が消磁状態にあるとき、第１取付具１１に荷重が入力され防振基体１５が弾性変形して第１液室１７ａの内圧が上昇すると、ピストン部材３０及び駆動軸４２は、アクチュエータ４０側へ押される（下降する）。第１液室１７ａの内圧の上昇によってピストン部材３０に生じる推力（第１液室１７ａから押し出される力）とその推力によって生じるピストン部材３０の変位量との比であるばね定数と、ピストン部材３０及び駆動軸４２の質量とにより（図２参照）、ピストン部材３０及び駆動軸４２の固有振動数は決定される。このばね定数は、主に板バネ４６によって決定されるが、ピストン部材３０を挿通孔２０において仕切板１９と干渉させることにより調整することができる。ピストン部材３０のねじ３３や駆動軸４２の質量は比較的容易に調整できる（質量を変えられる）ので、固有振動数の調整を比較的容易にできる。

この固有振動数は、アクチュエータ４０を駆動して防振機能を発揮させる振動の周波数帯域内に設定されている。本実施の形態では、この固有振動数は、アクチュエータ４０を駆動して防振機能を発揮させる振動の周波数帯域より狭い３０Ｈｚ〜１００Ｈｚの範囲内に設定されている。

以上のように構成された能動型防振装置１０（図１参照）の製造方法について説明する。第１取付具１１と第２取付具１２（筒状金具１３）とが防振基体１５により連結された第１成形体と、ダイヤフラム１８及び張出部２４が一体に成形されると共に取付け板２３及び軸状部材４４が加硫接着された第２成形体と、ピストン部材３０とを、ゴム加硫金型によりそれぞれ加硫成形する。ゴム加硫金型による加硫成型の後は、まず、仕切板１９に第２成形体を組み付けて中間組立体を組み立てる。具体的には、仕切板１９と第２成形体とを液体中に沈め、仕切板１９の挿通孔２０へピストン部材３０を挿入し、ねじ３３でピストン部材３０を軸状部材４４に固定する。

次いで、第１成形体も液体中に沈め、第１成形体の下方開口から中間組立体を仕切板１９側から筒状金具１３内へ挿入し、第１組立体を液体中で組み立てる。その後、第１組立体を第１取付具１１が下方となる姿勢で液体外へ取り出し、この姿勢を維持しつつ、アクチュエータ４０をダイヤフラム１８の下面側から重ね、軸状部材４４と可動子４３とをボルトにより締結固定する。そして、底金具１４をアクチュエータ４０に被せ、筒状金具１３の下方開口に底金具１４をかしめ加工により固着する。これにより能動型防振装置１０の製造が完了する。

次に図３を参照して能動型防振装置１０の電気的構成について説明する。図３は能動型防振装置１０の電気的構成を示したブロック図である。図３に示すように能動型防振装置１０のアクチュエータ４０はＥＣＵ６０（Electronic Control Unit）により制御される。ＥＣＵ６０は、ＣＰＵ６１、ＲＯＭ６２及びＲＡＭ６３を備え、それらがバスライン６４を介して入出力ポート６５に接続されている。入出力ポート６５には、クランクパルスセンサ７１等の装置が接続されている。

ＣＰＵ６１は、バスライン６４により接続された各部を制御する演算装置であり、ＲＯＭ６２は、ＣＰＵ６１により実行される制御プログラム（例えば図４から図６に図示されるフローチャートのプログラム）や固定値データ等を記憶する書き換え不能な不揮発性のメモリである。ＲＡＭ６３は、制御プログラムの実行時に各種のデータを書き換え可能に記憶するためのメモリである。

クランクパルスセンサ７１は、エンジン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センサであり、検出結果を処理してＣＰＵ６１に出力する出力回路（図示せず）を備えている。ＴＤＣパルスセンサ７２は、エンジンの各気筒の上死点（ＴＤＣ：Top Dead Center）パルスを検出するセンサであり、検出結果を処理してＣＰＵ６１に出力する出力回路（図示せず）を備えている。

駆動回路７３は、アクチュエータ４０のコイル５２（図１参照）に電流を通電するスイッチング回路である。電流センサ７４は、コイル５２に実際に流れる電流を検出するセンサであり、検出結果を処理してＣＰＵ６１に出力する出力回路（図示せず）を備えている。電流アンプ７５は、コイル５２に通電する直流電流を増幅する装置である。

加速度センサ装置７６は、自動車の前後方向の加速度（前後Ｇ）及び左右方向の加速度（横Ｇ）を検出するセンサであり、検出結果を処理してＣＰＵ６１に出力する出力回路（図示せず）を備えている。ＣＰＵ６１は、加速度センサ装置７６から入力された検出結果（前後Ｇ、横Ｇ）を時間積分して、２方向（前後方向および左右方向）の速度をそれぞれ算出すると共に、それら２方向成分を合成することで、自動車の走行速度を取得する。

他の入出力装置７７としては、エンジンのクランクシャフトに取り付けられるセンサであってエンジンの回転数を検出すると共に検出結果をＣＰＵ６１に出力する回転数センサ、アクセルペダル（図示せず）の操作量を検出すると共に検出結果をＣＰＵ６１に出力するアクセルペダルセンサ、変速機のシフトポジションを検出すると共に検出結果をＣＰＵ６１に出力するシフトポジションセンサ等が挙げられる。ＣＰＵ６１は、これらのセンサの検出結果から自動車の運転状態を判断することができる。

次に図４から図６を参照してＡＣＭ処理について説明する。図４はＡＣＭ処理のフローチャートであり、図５は拘束処理のフローチャートであり、図６は可動処理のフローチャートである。ＡＣＭ処理は、ＥＣＵ６０の電源が投入されている間、ＣＰＵ６１によって繰り返し（例えば、０．２秒間隔で）実行される処理であり、アクチュエータ４０を制御して能動型防振装置１０に防振機能を発揮させる処理である。

図４に示すように、ＣＰＵ６１はＡＣＭ処理に関し、自動車の加速度（前後Ｇ）及び走行速度を取得し（Ｓ１，Ｓ２）、自動車の走行速度が所定の走行速度以上であるか否かを判断する（Ｓ３）。Ｓ３の処理では、Ｓ２の処理で取得した走行速度と、その走行速度に対応してＲＯＭ６２に予め記憶されている閾値（本実施の形態では、走行中（停車中ではない）と判断される走行速度）とを比較する。

Ｓ３の処理の結果、自動車の走行速度が所定の走行速度以上であると判断される場合には（Ｓ３：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ６１は、自動車の加速度が所定の加速度以下であるか否かを判断する（Ｓ４）。Ｓ４の処理では、Ｓ１の処理で取得した加速度と、その加速度に対応してＲＯＭ６２に予め記憶されている閾値（本実施の形態では、定速走行であると判断される加速度）とを比較する。Ｓ４の処理の結果、自動車の加速度が所定の加速度以下であると判断される場合には（Ｓ４：Ｙｅｓ）、自動車は加速度の小さい定速走行をしていると判断されるので（Ｓ４：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ６１は、アクチュエータ４０に対して拘束処理（Ｓ５）を実行する。

これに対し、Ｓ３の処理の結果、自動車の走行速度が所定の走行速度未満であると判断される場合には（Ｓ３：Ｎｏ）、自動車は停車中（エンジン停止状態）かアイドル運転がされていると判断される。Ｓ４の処理の結果、自動車の加速度が所定の加速度を超えると判断される場合には（Ｓ４：Ｎｏ）、自動車は加速または減速がされていると判断される。これらの場合にＣＰＵ６１は、アクチュエータ４０に対して可動処理（Ｓ６）を実行する。

図５に示す拘束処理（Ｓ５）は、自動車が加速度の小さい定速走行をしている場合に実行される。自動車の定速走行に伴って低周波数（例えば７Ｈｚ〜２０Ｈｚ）のエンジンシェイク振動が発生すると、エンジンから第１取付具１１（図１参照）を介して入力される荷重で防振基体１５が弾性変形して第１液室１７ａの容積が変化する。そうすると、オリフィス２１を介して接続された第１液室１７ａと第２液室１７ｂとの間で液体が行き来する。第１液室１７ａの容積が拡大・縮小すると、それに応じて第２液室１７ｂの容積が縮小・拡大するが、この第２液室１７ｂの容積変化は、ダイヤフラム１８の弾性変形により吸収される。オリフィス２１の形状および寸法、並びに防振基体１５のばね定数は、エンジンシェイク振動の周波数領域で低ばね特性および高減衰力を示すように設定されているので、エンジンから車体へ伝達される振動を低減できる。

しかし、第１液室１７ａの容積変化による第１液室１７ａの内圧の変化に伴う推力によってピストン部材３０が変位すると、ピストン部材３０の変位によって第１液室１７ａの容積変化が吸収される。そうすると、オリフィス２１を通って第１液室１７ａと第２液室１７ｂとの間を行き来する液体の量が減るので、所望する減衰力が得られないことがある。これを防ぐためにＣＰＵ６１は拘束処理（Ｓ５）を実行する。拘束処理（Ｓ５）は、自動車の定速走行中のピストン部材３０の変位を規制して、エンジンシェイク振動の周波数領域における防振性能を確保するための処理である。

図５に示すようにＣＰＵ６１は、拘束処理（Ｓ５）に関し、コイル５２（図１参照）を電流が流れるか否かを判断する（Ｓ１１、電流検出手段）。コイル５２に流れる電流は、コイル５２に対してピストン部材３０及び駆動軸４２が変位することでコイル５２に生じる誘導電流であり、電流センサ７４（図３参照）により検出される。Ｓ１１の処理の結果、ＣＰＵ６１は、コイル５２に電流が流れないと判断した場合には（Ｓ１１：Ｎｏ）、この拘束処理（Ｓ５）を終了する。

一方、Ｓ１１の処理の結果、ＣＰＵ６１は、コイル５２に電流が流れると判断した場合には（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、コイル５２による反力（推力に抗する電磁力）が大きくなるように、電流アンプ７５を通して直流電流をコイル５２に流す（Ｓ１２、制限手段）。その結果、コイル５２が励磁され、ピストン部材３０及び駆動軸４２の変位が規制される。これにより、第１液室１７ａの容積変化に伴いオリフィス２１を通って第１液室１７ａと第２液室１７ｂとの間を行き来する液体の量を確保することができる。よって、エンジンシェイク振動の周波数領域における低ばね特性および高減衰力を確保できる。

また、ＣＰＵ６１は、コイル５２に対してピストン部材３０及び駆動軸４２が変位することでコイル５２に生じる誘導電流を検出し、その電流の検出に基づいてピストン部材３０及び駆動軸４２の変位を規制する。第１液室１７ａの内圧の上昇に伴う推力によってピストン部材３０及び駆動軸４２が移動してから、短時間でピストン部材３０及び駆動軸４２の可動を制限できるので、応答の遅延（ピストン部材３０の移動開始から移動停止までの時間差）により生じるピストン部材３０の変位を最小限に抑えることができる。よって、応答の遅延により生じる防振性能の低下を抑制できる。

なお、エンジンシェイク振動よりも高い周波数の振動（例えばエンジン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（例えば２０Ｈｚ〜４０Ｈｚ）や加速運転時の振動（例えば１００Ｈｚ〜２００Ｈｚ）、気筒休止時の振動）が発生した場合、第１液室１７ａと第２液室１７ｂとを接続するオリフィス２１は目詰まり状態になる。そうすると、オリフィス２１を通って液体が流動することによる防振性能が発揮されないので、ＣＰＵ６１は可動処理（Ｓ６、図６参照）によりアクチュエータ４０を駆動して防振性能を発揮させる。

図６に示す可動処理（Ｓ６）は、停車中（エンジン停止状態またはアイドル運転状態）又は自動車の加減速運転時に実行される。ＣＰＵ６１は可動処理（Ｓ６）に関し、クランクパルスセンサ７１により検出されるクランクパルス（所定のクランクアングル毎に出力されるパルス）を取得し、ＴＤＣパルスセンサ７２により検出されるＴＤＣパルスを取得する（Ｓ２１）。次いでＣＰＵ６１は、取得したクランクパルスと、基準となるクランクパルス（特定のシリンダのＴＤＣパルス）と比較してクランクパルスの時間間隔を算出する（Ｓ２２）。次にＣＰＵ６１は、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によりクランク角速度ωを算出し（Ｓ２３）、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を算出する（Ｓ２４）。

次いでＣＰＵ６１は、エンジンのクランクシャフト回りのトルクＴｑを、Ｔｑ＝Ｉ×ｄω／ｄｔにより算出する（Ｓ２５）。但し、Ｉはエンジンのクランクシャフト回りの慣性モーメントである。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であるが、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が発生するので、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。

次にＣＰＵ６１は、時間的に隣接するトルクの最大値（最大トルク）及び最小値（最小トルク）を判定し（Ｓ２５）、トルクの最大値および最小値の偏差、即ちトルクの変動量としてエンジンを支持する能動型防振装置１０の位置における振幅（エンジン振動の大きさ）を算出する（Ｓ２７）。ＣＰＵ６１は、算出したエンジン振動の大きさ及びエンジン振動の位相に基づいて、アクチュエータ４０のコイル５２に流す電流の出力タイミング及びデューティ波形を決定し、駆動回路７３によりコイル５２に交流電流（正弦波信号や矩形波信号）を流す（Ｓ２８）。なお、エンジンが停止状態の場合にはクランクパルスは発生しないので、コイル５２に電流は流されない。

振動によってエンジンが下方に変位して第１液室１７ａの容積が減少したときに、Ｓ２８の処理によりタイミングを合わせてコイル５２に励磁電流を流し、磁性材部４５に下向きの力を作用させると、板バネ４６を弾性変形させながら可動子４３が下降する。可動子４３に結合されたピストン部材３０が下方へ移動するので、第１液室１７ａの容積が増加する。その結果、第１液室１７ａの液圧の増加を抑制できるので、能動型防振装置１０はエンジンから車体への伝達力を能動的に抑制できる。

これとは逆に、振動によってエンジンが上方に変位して第１液室１７ａの容積が増加したときに、Ｓ２８の処理によりタイミングを合わせてコイル５２に励磁電流を流し、磁性材部４５に上向きの力を作用させると、板バネ４６を弾性変形させながら可動子４３が上昇する。可動子４３に結合されたピストン部材３０が上方へ移動するので、第１液室１７ａの容積が減少する。その結果、第１液室１７ａの液圧の減少を抑制できるので、能動型防振装置１０はエンジンから車体への伝達力を能動的に抑制できる。

本実施の形態において、第１液室１７ａの内圧の変化によってピストン部材３０に生じる推力（軸心Ｏ方向の力）とその推力によって生じるピストン部材３０の変位量との比であるばね定数と、ピストン部材３０及び駆動軸４２の質量とにより決定されるピストン部材３０及び駆動軸４２の固有振動数は、アクチュエータ４０を駆動して防振機能を発揮させる振動の周波数帯域内（２０Ｈｚ〜２００Ｈｚ）に設定されている。その結果、この固有振動数に略等しい振動をアクチュエータ４０は駆動軸４２に与えることができるので、アクチュエータ４０の出力が小さくても共振によって強い振れを生じさせることができる。小出力のアクチュエータ４０を採用できるので、アクチュエータ４０を小型化（特に低背化）できる。また、ピストン部材３０及び駆動軸４２を振動させ易くできるので、コイル５２に流す電流を小さくできる。よって、アクチュエータ４０の消費電力を削減できる。

また、ピストン部材３０及び駆動軸４２の固有振動数は、自動車のアイドル運転状態において抑制する振動（例えば２０Ｈｚ〜４０Ｈｚ）を代表する第１周波数（３０Ｈｚ）と、自動車の走行運転状態において抑制する振動（例えば１００Ｈｚ〜２００Ｈｚ）を代表する周波数であって第１周波数より高い第２周波数（１００Ｈｚ）との間に設定されている。そのため、アイドル運転状態、走行運転状態のいずれの場合も、アクチュエータ４０により駆動（振動）されるピストン部材３０の振動の周波数と、ピストン部材３０及び駆動軸４２の固有振動数とを近づけることができる。よって、アイドル運転状態、走行運転状態のいずれの場合も、アクチュエータ４０の消費電力を削減できる。

また、アクチュエータ４０は、自動車のアイドル運転状態において固有振動数より低い周波数域（例えば２０Ｈｚ〜４０Ｈｚ）でピストン部材３０を駆動し、自動車の走行運転状態において固有振動数より高い周波数域（例えば１００Ｈｚ〜２００Ｈｚ）でピストン部材３０を駆動する。そのため、共振によってピストン部材３０が制御し難くなることを防ぎつつ、アイドル運転状態および走行運転状態の防振性能を確保できる。

ここで、アクチュエータ４０は、拘束処理（Ｓ５、反力発生手段）により、防振基体１５の変形により変化した第１液室１７ａの内圧でピストン部材３０に生じる推力に抗する反力を発生する。これにより、第１液室１７ａの内圧が変化したときのピストン部材３０の移動を抑制できる。その結果、ピストン部材３０の変化による第１液室１７ａの容積変化を抑制できるので、防振基体１５のばね定数やオリフィス２１によって予め設定された減衰力等を得ることができ、能動型防振装置１０の防振性能を確保できる。

また、ＡＣＭ処理（図４参照）によって、自動車の運転状態に関する情報がＳ１，Ｓ２の処理（情報取得手段）により取得され、取得された自動車の運転状態が所定の走行運転状態であるか、Ｓ３，Ｓ４の処理（運転状態判断手段）により判断される。判断の結果、自動車の運転状態が定速走行状態である場合に（Ｓ４：Ｙｅｓ）、Ｓ５の処理（反力発生手段）が実行される。よって、自動車が定速走行状態のときのエンジンシェイク振動を抑制する防振性能を確保できる。

また、自動車の運転状態が所定の走行運転状態であるかＳ３，Ｓ４の処理（運転状態判断手段）により判断された結果、自動車の運転状態がアイドル運転状態または加減速運転状態である場合に（Ｓ３：Ｎｏ，Ｓ４：Ｎｏ）、Ｓ６の処理（可動処理）が実行される。可動処理（Ｓ６）においてアイドル運転時や加減速運転時のエンジンの振動が車体に伝達される伝達力を能動的に抑制できる。よって、自動車の定速走行状態、アイドル運転状態および加減速運転状態における防振性能を確保できる。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

上記実施の形態では、仕切板１９によって液室１７が仕切られ、第１液室１７ａ及び第２液室１７ｂが形成され、第１液室１７ａと第２液室１７ｂとの間がオリフィス２１によって接続される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、要求される防振性能に応じて、第１液室１７ａと第２液室１７ｂとの間を複数のオリフィスで接続することは当然可能である。また、第１液室１７ａ及び第２液室１７ｂに加え、さらに１乃至複数の副液室を有する構成とすることは当然可能である。この場合には、第１液室１７ａ、第２液室１７ｂ及び副液室の内の２つの液室間を、オリフィス２１以外の他の１乃至複数のオリフィスによって連通させることができる。また、オリフィス２１によって抑制される振動の周波数より高い周波数の振動を抑制する弾性膜を液室１７内に設けることは当然可能である。

上記実施の形態では、自動車のエンジンを弾性支持するエンジンマウントとして能動型防振装置１０を用いる場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。ボディマウント、デフマウント等、任意の振動体の振動を抑制する防振装置に能動型防振装置１０を適用することは当然可能である。

上記実施の形態では、防振基体１５の下方にダイヤフラム１８が配置されることで、第１液室１７ａの下方に第２液室１７ｂが設けられる能動型防振装置１０について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、防振基体１５及びダイヤフラム１８は任意の位置に配置できる。例えば、防振基体の上方にダイヤフラムを配置して、第１液室の上方に第２液室を設けることは当然可能である。この場合には、防振基体の外周に、第１液室と第２液室とを接続するオリフィスが形成される。

上記実施の形態では、アクチュエータ４０に交流電流（正弦波信号や矩形波信号など）を通電してコイル５２を励磁し、板バネ４６で弾性支持された駆動軸４２を往復動させる場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。コイルスプリングによって駆動軸が軸心Ｏ方向の一方へ付勢されているアクチュエータの場合には、コイルに直流電流を断続的に通電してコイルの励磁・消磁を断続的に行うと、コイルの励磁によりコイルスプリングを圧縮して駆動軸を変位させ、コイルの消磁によりコイルスプリングの復元力により駆動軸を変位させることができる。このようなアクチュエータが採用された能動型防振装置においても、本実施の形態と同様の作用・効果を実現できる。

上記実施の形態では、仕切板１９の挿通孔２０内を往復動するピストン部材３０によって第１液室１７ａの容積を変化させる能動型防振装置１０について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。ピストン部材３０に代えて、液室の壁面の一部を構成するゴム膜（可動部材）をアクチュエータで変位して液室の容積を変化させる能動型防振装置に、本実施の形態で説明した技術を適用することは当然可能である。

上記実施の形態では、ＡＣＭ処理（図４参照）において、ＣＰＵ６１が算出したエンジン振動の大きさ（振幅）及び位相に基づいて、アクチュエータ４０のコイル５２に流す電流の出力タイミング及びデューティ波形を決定する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えばＣＰＵ６１（図３参照）は、エンジンの回転数を検出する回転数センサ（他の入出力装置７７）の検出結果から、その周波数と、振幅および位相に相関する運転状態を取得することができる。アクチュエータ４０のコイル５２に流す電流の出力信号を、運転状態における各周波数についてデータマップとしてＲＯＭ６２に記憶しておけば、ＣＰＵ６１は、適合するデータマップをＲＯＭ６２から読み出すことができる。ＣＰＵ６１は、読み出したデータマップに基づいて制御信号を生成して駆動回路７３に出力する。入力された制御信号に基づいて駆動回路７３が駆動信号を生成すると、アクチュエータ４０が通電されて、能動型防振装置１０の加振力がエンジン側に及ぼされる。これにより、本実施の形態と比較して簡易に防振性能が発揮される。これは一例であり、これ以外の公知の制御手段（処理方法）を採用することが可能である。

１０ 能動型防振装置
１５ 防振基体（弾性体）
１７ａ 第１液室（液室）
３０ ピストン部材（可動部材の一部）
４０ アクチュエータ
４２ 駆動軸（可動部材の一部）

Claims (4)

1. 車両に搭載される振動体の振動を受ける弾性体と、
   ダイヤフラムと、
   前記弾性体と前記ダイヤフラムとの間に形成される液室と、
   前記液室を前記弾性体側の第１液室と前記ダイヤフラム側の第２液室とに仕切りつつ、前記第１液室と前記第２液室とを連通するオリフィスを形成する仕切板と、
   前記液室の容積を変化させる可動部材と、
   前記可動部材を電磁力で駆動するアクチュエータと、を備え、
   前記可動部材は、前記弾性体の変形により変化した前記液室の内圧で前記可動部材に生じる推力とその推力によって生じる前記可動部材の変位量との比であるばね定数と、前記可動部材の質量とにより決定される固有振動数が、前記車両の運転状態で防振対象となる振動の周波数帯域内に設定され、
   前記アクチュエータは、前記推力に抗する反力を発生し、前記第１液室の容積変化に伴い前記オリフィスを通って前記第１液室と前記第２液室との間を行き来する液体の量を確保する反力発生手段を備えていることを特徴とする能動型防振装置。
2. 前記可動部材の固有振動数は、前記車両のアイドル運転状態において抑制する振動を代表する第１周波数と、前記車両の走行運転状態において抑制する振動を代表する周波数であって前記第１周波数より高い第２周波数との間に設定されていることを特徴とする請求項１記載の能動型防振装置。
3. 前記アクチュエータは、前記車両のアイドル運転状態において前記固有振動数より低い周波数域で前記可動部材を駆動することを特徴とする請求項２記載の能動型防振装置。
4. 前記アクチュエータは、前記車両の走行運転状態において前記固有振動数より高い周波数域で前記可動部材を駆動することを特徴とする請求項２又は３に記載の能動型防振装置。

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