JPH11157346A - 可変防振支承装置 - Google Patents

可変防振支承装置

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JPH11157346A
JPH11157346A JP32448897A JP32448897A JPH11157346A JP H11157346 A JPH11157346 A JP H11157346A JP 32448897 A JP32448897 A JP 32448897A JP 32448897 A JP32448897 A JP 32448897A JP H11157346 A JPH11157346 A JP H11157346A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、内燃機関のアイドル時の防振特性
を向上させることを目的とする。 【解決手段】 本発明にかかる可変防振支承装置は、防
振特性が変更可能で、内燃機関の振動を車体側へ伝達さ
せないように内燃機関を支承する防振支承手段と、内燃
機関の各気筒毎に独立して点火時期または燃料噴射時期
を変更して実質的に爆発時期を変更する爆発時期可変手
段と、次に爆発が予測される気筒の爆発前に前記防振支
承手段の防振特性を変更するに際し、防振支承手段の防
振特性の変更時期を、前記爆発時期可変手段により変更
された当該気筒の爆発時期に応じて変更する防振特性変
更時期可変手段と、を備えることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関を自動車
等の車体に支承する防振支承装置に関し、特に、入力さ
れる振動特性に応じて防振特性を可変制御される可変防
振支承装置に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車等では、内燃機関を車体側へ支承
する装置として、内燃機関のアイドル振動やエンジンシ
ェイク等の種々の振動が車体側へ伝達されるのを防止す
るために、種々の振動特性に応じた防振特性を実現する
可変防振支承装置が用いられている。
【0003】このような可変防振支承装置としては、特
開平6−16050号公報に記載されたアクティブマウ
ント等が知られている。このアクティブマウントは、ゴ
ム材と、可変オリフィスにより連通された液封部とを備
えてなり、入力側の振動特性に応じて可変オリフィスの
開口部の開口面積を可変することにより、アクティブマ
ウントの動ばね定数を可変させている。そして、このア
クティブマウントの動ばね定数を変更する時期に関して
は、エンジンのカムシャフトが1回転する毎に出力され
る気筒判別信号と、クランクシャフトが所定クランク角
度回転する毎に出力されるクランク角信号を利用して、
爆発行程を迎える気筒とその爆発時期を予測し、予測さ
れた爆発時期より所定の一定時間前にアクティブマウン
トの動ばね定数を変更させている。
【0004】一方、内燃機関においては、特開平3−1
24967号公報に記載されているように、アイドル時
の機関回転数の変動を抑制するために、各気筒毎に点火
時期を補正する技術が知られている。このように制御さ
れる内燃機関においては、アイドル時、各気筒毎に点火
時期が異なるため爆発時期も異なってくる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
特開平6−16050号公報に記載された技術では、全
ての気筒について点火時期が同じであるとして、つまり
全ての気筒の爆発時期が同じであるとして、その爆発時
期よりも一定時間前にアクティブマウントの動ばね定数
を変更させているため、実際には、動ばね定数を変更す
るタイミングがずれてしまい、十分な防振効果を得るこ
とができない場合があった。
【0006】本発明は、上記のような問題点に鑑みてな
されたものであり、内燃機関のアイドル時に各気筒毎に
点火時期が異なっても十分な防振効果を得ることができ
る可変防振支承装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために以下のような手段を採用した。すなわち、本
発明にかかる可変防振支承装置は、防振特性が変更可能
で、内燃機関の振動を車体側へ伝達させないように内燃
機関を支承する防振支承手段と、内燃機関の各気筒毎に
独立して点火時期または燃料噴射時期を変更して実質的
に爆発時期を変更する爆発時期可変手段と、次に爆発が
予測される気筒の爆発前に前記防振支承手段の防振特性
を変更するに際し、防振支承手段の防振特性の変更時期
を、前記爆発時期可変手段により変更された当該気筒の
爆発時期に応じて変更する防振特性変更時期可変手段
と、を備えることを特徴とする。
【0008】ある気筒が、爆発時期可変手段により爆発
時期が変更されると、防振特性変更時期可変手段がその
気筒の爆発時期に応じて、防振支承手段の防振特性の変
更時期を変更するので、各気筒毎に爆発時期が異なって
も防振機能が十分に発揮されるようになる。
【0009】ここで、爆発時期と防振特性の変更時期と
の関係は、前記爆発時期可変手段により爆発時期が進角
側に変更されるにしたがって、前記防振特性変更時期可
変手段により防振特性の変更時期が進角側に変更される
ようにするのが好ましい。
【0010】内燃機関がガソリンエンジンのように火花
点火式の場合には、爆発時期変更手段を、点火時期を変
更して実質的に爆発時期を変更するように構成すること
ができ、内燃機関がディーゼルエンジンのように圧縮着
火式の場合には、爆発時期変更手段を、燃料噴射時期を
変更して実質的に爆発時期を変更するように構成するこ
とができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて説明する。図1は、本発明にかかる可
変防振支承装置を適用する内燃機関の概略構成を示す図
であり、内燃機関1は、直列6気筒の内燃機関であり、
1番気筒(#1)19、2番気筒(#2)20、3番気
筒(#3)21、4番気筒(#4)22、5番気筒(#
5)23、及び6番気筒(#6)24を備え、各気筒1
9〜24には、点火栓25が取り付けられる。
【0012】続いて、各気筒19〜24には吸気枝管2
が接続され、これらの吸気枝管2はサージタンク3に接
続される。そして、前記各吸気枝管2には、その噴孔が
吸気ポート(図示せず)に臨むよう燃料噴射弁26が取
り付けられる。
【0013】前記サージタンク3は、吸気管4を介して
エアクリーナボックス5と接続され、前記吸気管4に
は、図示しないアクセルペダルと連動して吸気管4内の
通路を開閉するスロットルバルブ6が取り付けられる。
このように構成された吸気系では、スロットルバルブ6
が開弁されると、エアクリーナボックス5を通過した新
気が吸気管4を経てサージタンク3に流れ込み、サージ
タンク3にて吸気脈動を平滑化された後、各気筒19〜
24に分配及び供給される。
【0014】さらに、前記吸気管4には、前記スロット
ルバルブ6の上流と下流とを連通させるバイパス通路2
7が取り付けられ、このバイパス通路27には、バイパ
ス通路27内を流れる新気の流量を調節するアイドルス
ピードコントロールバルブ(ISCV)28が取り付け
られる。
【0015】前記アイドルスピードコントロールバルブ
28は、開閉を繰り返す弁体と、この弁体を駆動するソ
レノイドとからなり、前記弁体の全開時間と全閉時間の
比率に相当するデューティ比を有する駆動パルス信号を
入力すると、前記ソレノイドが前記駆動パルス信号に従
って前記弁体を駆動し、前記バイパス通路27内の空気
流量を調節する。
【0016】さらに、各気筒19〜24には排気枝管8
が接続され、この排気枝管8が排気管9に接続される。
次に、前記内燃機関1は、可変エンジンマウント11及
びエンジンマウント12等により自動車の車体側10に
支承される。
【0017】前記可変エンジンマウント11は、図2、
3に示すように、上部が開口した外筒金具32と、この
外筒金具32の内径と略同径の外径を有する円板状の剛
体からなり前記外筒金具32の内部を上下2室に仕切る
仕切板33と、ゴムなどの弾性体からなり前記仕切板3
3より上側の空間に圧入されて前記外筒金具32に固着
される防振基体35と、ゴムなどの弾性体からなり前記
仕切板33より下側の空間に圧入されて前記外筒金具3
2に固着される防振基体36とを備える。
【0018】そして、前記防振基体35を内燃機関1に
ボルト42で固定するとともに、前記外筒金具32を自
動車の車体側10にボルト43で固定することにより、
内燃機関1は、可変エンジンマウント11を介して車体
側10に支承される。
【0019】続いて、前記仕切板33より上側には、前
記防振基体35と前記仕切板33とに囲まれるよう空間
が形成され、この空間は、その周縁が前記仕切板33に
固定されたダイヤフラム39によって空間部37と空間
部41とに分割される。そして、前記空間部37には、
液体が封入される(以下、空間部37を作動液室37と
称する)。
【0020】また、前記可変エンジンマウント11の前
記仕切板33より下側には、前記防振基体36と前記仕
切板33とに囲まれるよう形成された空間部38が形成
され、この空間部38には、液体が封入される。そし
て、前記作動液室37と前記空間部38は、前記仕切板
33に形成されるオリフィス40を介して連通する。
【0021】さらに、前記仕切板33及び前記外筒金具
32には、前記空間部41と外部とを連通する連通路3
4が形成され、この連通路34がバキュームスイッチン
グバルブVSV16へ通じている。
【0022】ここで、VSV16は、前記連通路34と
接続されるとともに、前記スロットルバルブ6より上流
の吸気管4に接続された第1通路17と、前記サージタ
ンク3に接続された第2通路18とに接続された三方弁
であり、前記連通路34及び前記第1通路17の連通
(第2通路18の閉塞)と、前記連通路34及び前記第
2通路18の連通(第1通路17の閉塞)とを切り替え
る弁体、及びECU15からの制御信号に応じて前記弁
体を駆動するソレノイドを有する。
【0023】そして、前記VSV16にて前記連通路3
4及び前記第1通路17が連通されると、図2に示すよ
うに、前記吸気管4内を流れる大気(圧)が可変エンジ
ンマウント11の空間部41に導入され、空間部41の
容積が増加されると同時に作動液室37の容積が縮小さ
れ、その結果、作動液室37内が増圧される。このよう
に作動液室37内の圧力を増圧することにより、可変エ
ンジンマウント11は、引っ張り方向の入力を吸収する
ことができる。
【0024】一方、前記VSV16にて前記連通路34
及び前記第2通路18が連通されると、図3に示すよう
に、前記サージタンク3内の吸気負圧が可変エンジンマ
ウント11の空間部41に導入され、空間部41内の大
気が吸い出され、ダイヤフラム39が仕切板33に密着
する。これにより、空間部41の容積が縮小されると同
時に作動液室37の容積が増加されるので、作動液室3
7内の圧力が減圧される。このように作動液室37内の
圧力を減圧することにより、可変エンジンマウント11
は、圧縮方向の入力を吸収することができる。
【0025】このように可変エンジンマウント11とV
SV16は、本発明にかかる防振支承手段を実現する。
ここで図1に戻って、内燃機関1には、図示しないクラ
ンクシャフトが所定角度(例えば10度)回転する都
度、電気信号を出力するクランクポジションセンサ13
や、図示しないカムシャフトの回転位置が所定位置にあ
るとき電気信号を出力する気筒判別センサ14等のセン
サが取り付けられる。そして、前記吸気管4には、吸気
管4内を流れる吸気質量に応じた電気信号を出力するエ
アフローメータ7が取り付けられる。
【0026】前記気筒判別センサ14は、電磁ピックア
ップ方式のセンサであり、基準となる気筒の圧縮上死点
前に電気信号を出力する。その際、前記気筒判別センサ
14は、例えば、気筒判別センサ14の出力直後に前記
クランクポジションセンサ13から出力される信号が前
記基準気筒の圧縮上死点前10°になるよう設定されて
いる。
【0027】次に、ECU15はデジタルコンピュータ
からなり、双方向バスによって相互に接続されたROM
(リードオンメモリ)、RAM(ランダムアクセスメモ
リ)、CPU(セントラルプロセッサユニット)、入力
ポート、出力ポートを具備する。
【0028】前記ROMは、各気筒19〜24の燃料噴
射量を決定する燃料噴射量制御ルーチン、各気筒19〜
24の燃料噴射時期を決定する燃料噴射時期制御ルーチ
ン、各気筒19〜24の点火時期を決定する点火時期制
御ルーチン、ISCV28の目標開度を決定するための
ISCV制御ルーチン、VSV16の切り替え時期を決
定するVSV切替時期制御ルーチン等のアプリケーショ
ンプログラムと、各種の制御マップを格納する。前記制
御マップは、例えば、アイドル時の点火時期補正値及び
機関回転数とVSV16の切替時期補正値との関係を示
すマップA等である。
【0029】マップAは、内燃機関1のアイドル時に、
気筒毎に点火時期が異なっても、可変エンジンマウント
11による防振効果を十分に引き出すために、爆発行程
の気筒の点火時期に応じてVSV16の切り替え時期を
最適にするための補正値が設定されたマップである。図
4はこのマップAの一例を示しており、点火時期の補正
値と機関回転数とが決定されると、このマップAによ
り、最適なVSV16の切替時期補正値が特定されるよ
うになっている。
【0030】また、ECU15の前記RAMは、各セン
サからの出力信号やCPUの演算結果等を格納する。上
記演算結果は、例えば、クランクポジションセンサ13
の出力信号より算出される機関回転数や、エアフローメ
ータ7の出力信号(吸入空気質量)と機関回転数とから
算出される機関負荷等である。そして、各センサからの
出力信号やCPUの演算結果等は、クランクポジション
センサ13が信号を出力する度に更新される。
【0031】次に、ECU15の前記CPUは、前記R
OMに記憶されたアプリケーションプログラムに従って
動作し、RAMに記憶された前記各センサの出力信号や
制御マップに基づいて各気筒の燃料噴射量、燃料噴射時
期、もしくは点火時期等を決定するとともに、燃料噴射
弁26、点火栓25、VSV16、ISCV28を制御
する。
【0032】前記ISCV28を制御する際、ECU1
5は、内燃機関1の運転状態に応じた目標アイドル回転
数を算出するとともに、前記クランクポジションセンサ
13の出力信号より実際の機関回転数を算出し、次いで
前記目標アイドル回転数と実際の機関回転数とを比較
し、両者の偏差を小さくすべく最適なデューティ比を算
出する。そして、ECU15は、前記デューティ比に対
応したパルス信号を前記ISCV28に印加し、実際の
機関回転数が目標アイドル回転数となるよう制御を行
う。
【0033】また、ECU15は、アイドル時に点火栓
25を制御する際、各気筒19〜24毎に爆発行程(1
80゜CA)にかかる時間を計測し、全ての気筒19〜
24の爆発行程所要時間を比較して、全ての気筒19〜
24の爆発行程所要時間の偏差が極小になるように、一
番所要時間の長かった気筒あるいは一番所要時間の短か
った気筒に対して点火時期を補正し、これによりアイド
ル時の機関回転数の変動を抑制するように制御する。こ
の実施の形態では、各気筒毎に点火時期を補正し変更す
ることにより、実質的に各気筒毎の爆発時期を変更して
おり、ECU15は、アイドル時に各気筒毎に独立して
点火時期を補正する点火時期補正制御ルーチンを実行す
ることにより、本発明にかかる爆発時期可変手段を実現
する。
【0034】そして、ECU15は、内燃機関1のアイ
ドル振動を防振すべく前記VSV16を制御する際、各
気筒19〜24の点火時期(もしくは爆発行程の時期)
より、各気筒19〜24での混合気の燃焼により発生す
る内燃機関1の振動方向を判定し、その振動方向の振動
を吸収するよう前記VSV16を切替制御する。ここ
で、内燃機関1は、各気筒19〜24の爆発行程毎に図
示しないクランクシャフトの回転方向側へ回動しようと
するので、その際、可変エンジンマウント11には、圧
縮方向の力が加わる。そこで、ECU15は、連通路3
4と第2通路18とが連通するようVSV16を切替制
御し、前記内燃機関1の振動に追従して作動液室37を
減圧させる。このとき、可変エンジンマウント11の動
バネ定数が前記圧縮方向の振動に追従して低くなるの
で、前記圧縮方向の振動は、前記可変エンジンマウント
11によって吸収される。
【0035】続いて、前記内燃機関1が前記した回動の
反動で反対方向へ回動する際には、前記可変エンジンマ
ウント11には、引っ張り方向の力が加わる。そこで、
ECU15は、連通路34と第1通路17とが連通する
ようVSV16を切替制御し、前記内燃機関1の振動に
追従して作動液室37を増圧させる。このとき、可変エ
ンジンマウント11の動バネ定数が前記引っ張り方向の
振動に追従して高くなるので、前記引っ張り方向の振動
は、前記可変エンジンマウント11によって吸収され
る。
【0036】さらに、ECU15は、上記したVSV1
6を切替制御するに際し、可変エンジンマウント11の
防振機能を十分に発揮させるために、各気筒19〜24
の点火時期に応じて、VSV16の切替時期を最適に補
正する。
【0037】ここで、本実施の形態の説明をする前に、
従来のVSV切替の制御方法について図5を参照して説
明する。図5において、(A)はクランク角度の時間的
経過を示しており、(B)は従来のVSV16の切替タ
イミングチャートである。この内燃機関1では爆発順番
として1番気筒の次に2番気筒が爆発するものとする。
今、1番気筒の点火時期は、アイドル時の基準点火時期
からクランク角度で例えば10度進角した時に設定さ
れ、2番気筒の点火時期は、アイドル時の基準点火時期
からクランク角度で例えば5度遅角した時に設定されて
いるものとする。このように気筒によって点火時期が異
なるにもかかわらず、従来は、いずれの気筒も基準点火
時期に点火されるものとして、VSV16の切替時期を
いつも同一時期に設定していた。具体的な制御例として
は、図5(B)に示すように、各気筒の圧縮上死点から
一定時間前を基準にして経過時間を計測し、所定時間T
0が経過した時に、連通路34と第2通路18とが連通
するようにVSV16を切り替えていた。換言すれば、
いずれの気筒も基準点火時期に点火されるものとして、
VSV16の切替時期を圧縮上死点から一定時間前に設
定していた。これでは、1番気筒に対してはVSV16
の切替時期が遅すぎることとなり、2番気筒に対しては
VSV16の切替時期が早すぎることとなる。つまり、
各気筒の実際の爆発時期に対して、VSV16の動ばね
定数の変更タイミングが微妙にずれてしまい、十分な防
振効果を得ることができない。
【0038】そこで、本実施の形態では、点火時期が基
準点火時期よりも進角側に変更された場合にはその変更
の大きさに応じて、VSV16の切替時期も基準切替時
期よりも所定時間だけ進角側に補正し、点火時期が基準
点火時期よりも遅角側に変更された場合にはその変更の
大きさに応じて、VSV16の切替時期も基準切替時期
よりも所定時間だけ遅角側に補正するようにした。その
ため、各気筒の圧縮上死点から一定時間前を基準にして
経過時間を計測し、切替時間Tが経過した時にVSV1
6を切り替えることとし、この切替時間Tは、基準切替
時間T0に切替時期補正値tを加算して設定することと
した(すなわち、T=T0+t)。そして、VSV16
の切替時期の補正値は図4に示すマップAを用いて決定
することにした。このマップAにおいて、点火時期補正
値「0」は点火時期が基準点火時期であることを意味
し、その時にはVSV16の切替時期補正値tも「0」
となって、VSV16は基準切替時間T0後に切り替え
られることとなる。
【0039】以下、本実施の形態の作用及び効果につい
て述べる。ECU15は、内燃機関1がアイドル状態に
あると判定した場合、図6に示すVSV切替時期制御ル
ーチンをクランクシャフトが所定クランク角度回転する
毎(爆発行程と爆発行程の間)に実行する。
【0040】先ず、ECU15は、ステップ101にお
いて、クランクポジションセンサ13と気筒判別センサ
14の出力信号に基づいて、次に爆発行程となる気筒が
何番気筒かを判定する(以下、単に気筒といった場合は
ステップ101で判定された気筒をいうものとする)。
【0041】次に、ECU15は、ステップ102にお
いてRAMへアクセスし、このVSV切替時期制御ルー
チンと並行して実行される点火時期制御ルーチンによっ
て決定された前記気筒の点火時期補正値を読み出す。
【0042】続いて、ECU15は、ステップ103に
おいてRAMへアクセスし、現在の内燃機関1の機関回
転数を読み出す。次に、ECU15は、ステップ104
においてROMのマップAにアクセスし、ステップ10
2で求めた点火時期補正値とステップ103で求めた機
関回転数とに対応する、VSV16の切替時期補正値t
を算出する。
【0043】さらに、ECU15は、ステップ105に
おいて、VSV16の基準切替時間T0にステップ10
4で算出した切替時期補正値tを加算して、当該気筒の
点火時期に対して最適なVSV16の切替時間Tを算出
し、RAMの所定領域に記憶する。
【0044】次に、ECU15は、ステップ106にお
いて、当該気筒の圧縮上死点より所定クランク角度前の
基準時点(図5においてタイマスタート点)からカウン
トアップして、ステップ105で算出した切替時間Tが
経過したか否かを判定する。
【0045】ステップ106において切替時間Tを経過
していないと判定した場合は、ECU15は、VSV1
6の切り替えを行わず経過時間のカウントアップを続行
する。
【0046】ステップ106において切替時間Tを経過
していると判定した場合は、ECU15は、ステップ1
07において、連通路34と第2通路18とが連通する
ようにVSV16を切り替える。このように、ECU1
5は、VSV切替時期制御ルーチンを実行することによ
り、本発明にかかる防振特性変更時期可変手段を実現す
る。
【0047】図5(C)は、本実施の形態におけるVS
V16の切替タイミングチャートである。本実施の形態
の場合も、1番気筒と2番気筒の点火時期条件を前述し
た従来例と同じにしている。このタイミングチャートか
らも、本実施の形態によれば、1番気筒のように点火時
期が基準点火時期よりも進角側に変更された場合にはV
SV16の切替時期も基準切替時期よりも進角側に変更
され、2番気筒のように点火時期が基準点火時期よりも
遅角側に変更された場合にはVSV16の切替時期も基
準切替時期よりも遅角側に変更されることがわかる。
【0048】このように、この実施の形態によれば、内
燃機関1のアイドル時に、各気筒の点火時期に応じてV
SV16の切替時期を変更しているので、可変エンジン
マウント11の防振機能を常に十分に発揮させることが
でき、アイドル時の防振性能を向上させることができ
る。
【0049】
【発明の効果】本発明にかかる可変防振支承装置によれ
ば、各気筒毎の爆発時期に応じて防振支承手段の防振特
性の変更時期を変更しているので、アイドル時に各気筒
の爆発時期が異なっても、防振支承手段の防振機能を十
分に発揮させることができ、アイドル時の防振性能が向
上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明にかかる可変防振支承装置を適用する
内燃機関の概略構成を示す図
【図2】 防振支承手段の概略構成を示す図
【図3】 防振支承手段の動作を説明する図
【図4】 アイドル時の点火時期補正値と機関回転数と
VSV切替時期補正値との関係を示すマップAの具体例
を示す図
【図5】 従来と本発明とを比較して示すVSVの切替
タイミングチャートの具体例を示す図
【図6】 VSV切替時期制御ルーチンを示すフローチ
ャート図
【符号の説明】
1・・・内燃機関 11・・可変エンジンマウント 14・・気筒判別センサ 15・・ECU 16・・VSV 25・・点火栓 28・・アイドルスピードコントロールバルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02P 5/15 F16F 15/02 B F16F 13/26 F02P 5/15 E 15/02 F16F 13/00 630D

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 防振特性が変更可能で、内燃機関の振動
    を車体側へ伝達させないように内燃機関を支承する防振
    支承手段と、 内燃機関の各気筒毎に独立して点火時期または燃料噴射
    時期を変更して実質的に爆発時期を変更する爆発時期可
    変手段と、 次に爆発が予測される気筒の爆発前に前記防振支承手段
    の防振特性を変更するに際し、防振支承手段の防振特性
    の変更時期を、前記爆発時期可変手段により変更された
    当該気筒の爆発時期に応じて変更する防振特性変更時期
    可変手段と、を備えることを特徴とする可変防振支承装
    置。
  2. 【請求項2】 前記爆発時期可変手段により爆発時期が
    進角側に変更されるにしたがって、前記防振特性変更時
    期可変手段により防振特性の変更時期が進角側に変更さ
    れることを特徴とする請求項1記載の可変防振支承装
    置。
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