(57)【要約】【課題】  能動型防振支持装置の弾性体が経年変化等により劣化したのを的確に判定できるようにする。【解決手段】  能動型防振支持装置Ｍは、アクチュエータ４１のコイル４６に通電して可動コア５４を駆動し、第２液室３１の一部を区画する第２弾性体２７を往復動させることで、エンジンの振動が車体フレームに伝達されるのを抑制する。第２弾性体２７が劣化して可動コア５４のエアギャップｇが増減すると、コイル４６のインダクタンスが変化して実電流が変化し、実電流および目標電流が一致しなくなることに着目し、実電流および目標電流の偏差が閾値を超えた場合に第２弾性体２７が劣化したと判定する。そして第２弾性体２７の劣化が判定されると、前記偏差に応じて目標電流を補正することで、能動型防振支持装置Ｍの制振機能を確保することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動体（Ｅ）の荷重を支承するとともに、制御手段（Ｕ）の制御により振動体（Ｅ）の振動状態に応じた目標電流でアクチュエータ（４１）を周期的に伸縮駆動して振動を抑制する能動型防振支持装置において、
前記制御手段（Ｕ）は、実電流検出手段（Ｓｂ）で検出したアクチュエータ（４１）の実電流と前記目標電流との偏差に基づいて装置の劣化状態を判定することを特徴とする能動型防振支持装置。
【請求項２】
前記アクチュエータ（４１）はコイル（４６）への通電により作動して液室（３１）の一部を区画する弾性体（２７）を往復動させるアマチュア（５４）を備えており、前記制御手段（Ｕ）は、弾性体（２７）の劣化に伴うアマチュア（５４）の位置変化により発生する前記偏差を検出することを特徴とする、請求項１に記載の能動型防振支持装置。
【請求項３】
前記制御手段（Ｕ）は、装置の劣化状態に応じて前記目標電流を補正することを特徴とする、請求項１に記載の能動型防振支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動体の荷重を支承するとともに、制御手段の制御により振動体の振動状態に応じた目標電流でアクチュエータを周期的に伸縮駆動して振動を抑制する能動型防振支持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の能動型防振支持装置は、クランクシャフトの所定回転角毎に出力されるクランクパルスの時間間隔からクランク角速度を算出し、クランク角速度を時間微分したクランク角加速度からクランクシャフトのトルクを算出し、トルクの変動量としてエンジンの振動状態を推定し、エンジンの振動状態に応じてアクチュエータのコイルへの通電を制御して防振機能を発揮させるようになっている（例えば、下記特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１１３８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、液室の一部を区画する弾性体をアクチュエータで往復駆動して制振力を発生させる能動型防振支持装置では、経年変化等で弾性体が劣化すると該弾性体に接続されたアクチュエータのアマチュアの位置がずれてコイルとの間のエアギャップが変化するため、コイルのインダクタンスが変化して所定の目標電流を供給しても実際にコイルに流れる実電流が前記目標電流と一致しなくなり、能動型防振支持装置が所期の制振機能を発揮できなくなる可能性がある。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、能動型防振支持装置の劣化を的確に判定できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、振動体の荷重を支承するとともに、制御手段の制御により振動体の振動状態に応じた目標電流でアクチュエータを周期的に伸縮駆動して振動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、実電流検出手段で検出したアクチュエータの実電流と前記目標電流との偏差に基づいて装置の劣化状態を判定することを特徴とする能動型防振支持装置が提案される。
【０００６】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記アクチュエータはコイルへの通電により作動して液室の一部を区画する弾性体を往復動させるアマチュアを備えており、前記制御手段は、弾性体の劣化に伴うアマチュアの位置変化により発生する前記偏差を検出することを特徴とする能動型防振支持装置が提案される。
【０００７】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記制御手段は、装置の劣化状態に応じて前記目標電流を補正することを特徴とする能動型防振支持装置が提案される。
【０００８】
尚、実施例のエンジンＥは本発明の振動体に対応し、実施例の電流センサＳｂは本発明の実電流検出手段に対応し、実施例の電子制御ユニットＵは本発明の制御手段に対応し、実施例の第２弾性体２７は本発明の弾性体に対応し、実施例の第２液室３１は本発明の液室に対応し、実施例の可動コア５４は本発明のアマチュアに対応する。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の構成によれば、制御手段が能動型防振支持装置のアクチュエータに目標電流を供給して周期的に伸縮駆動することで振動体の振動を抑制する際に、実電流検出手段で検出したアクチュエータの実電流と目標電流との偏差に基づいて装置の劣化状態を判定するので、装置が劣化した状態のままアクチュエータを従前の目標電流で駆動して能動型防振支持装置が充分な制振効果を発揮できなくなる事態を回避することができる。
【００１０】
請求項２の構成によれば、能動型防振支持装置のアクチュエータは、コイルに通電してアマチュアを駆動することで液室の一部を区画する弾性体を往復動させるので、弾性体が劣化してアマチュアのエアギャップが増減するとコイルのインダクタンスが変化して実電流が変化することに基づき、電子制御ユニットは実電流および目標電流の偏差から弾性体の劣化状態を判定することができる。
【００１１】
請求項３の構成によれば、装置の劣化状態に応じてアクチュエータの目標電流を補正するので、劣化に伴う能動型防振支持装置の制振機能の低下を自動的に補償することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１３】
図１〜図５は本発明の一実施例を示すもので、図１は能動型防振支持装置の縦断面図、図２は図１の２部拡大図、図３はアクチュエータの目標電流および実電流の不一致を示すグラフ、図４は作用を説明するフローチャートの第１分図、図５は作用を説明するフローチャートの第２分図である。
【００１４】
図１および図２に示すように、自動車のエンジンを車体フレームに弾性的に支持するために用いられる能動型防振支持装置Ｍ（アクティブ・コントロール・マウント）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、概略円筒状の上部ハウジング１１の下端のフランジ部１１ａと、概略円筒状の下部ハウジング１２の上端のフランジ部１２ａとの間に、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、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弾性体支持部材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および下部ハウジング１２に対して相対移動可能にフローティング支持される。
【００１５】
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した第１弾性体１９の下端および上端がそれぞれが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により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る。ダイヤフラム支持ボス２０の上面に一体に形成されたエンジン取付部２０ａが図示せぬエンジンに固定される。また下部ハウジング１２の下端の車体取付部１２ｂが図示せぬ車体フレームに固定される。
【００１６】
上部ハウジング１１の上端のフランジ部１１ｂにストッパ部材２３の下端のフランジ部２３ａがボルト２４…およびナット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。能動型防振支持装置Ｍに大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、エンジンの過大な変位が抑制される。
【００１７】
第２弾性体支持リング１５に膜状のラバーで形成した第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および第１弾性体１９により区画された第１液室３０と、隔壁部材２９および第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の中央に形成した連通孔２９ａを介して相互に連通する。
【００１８】
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が形成されており、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およびダイヤフラム２２により区画された第３液室３５に連通する。
【００１９】
次に、前記可動部材２８を駆動するアクチュエータ４１の構造を説明する。
【００２０】
アクチュエータケース１３の内部に固定コア４２、コイル組立体４３およびヨーク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の外周に配置されたボビン４５と、ボビン４５に巻き付けられたコイル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および下部ハウジング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が一体に形成される。
【００２１】
コイルカバー４７の上面とヨーク４４の下面との間にシール部材４９が配置され、ボビン４５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および下部ハウジング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６１に水や塵が入り込むのを阻止することができる。
【００２２】
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の弾発力で下部フランジ５１ｂを弾性体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に支持される。
【００２３】
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延びるロッド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。ロッド５５およびナット５６は固定コア４２の中心に形成された開口４２ａに緩く嵌合しており、この開口４２ａはシール部材５９を介してプラグ６０で閉塞される。
【００２４】
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クランクパルスセンサＳａと、アクチュエータ４１に供給される実電流を検出する電流センサＳｂと、能動型防振支持装置Ｍに給電するバッテリの電圧を検出するバッテリ電圧センサＳｃと、能動型防振支持装置Ｍの温度を検出する温度センサＳｄと、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサＳｅとが接続された電子制御ユニットＵは、能動型防振支持装置Ｍのアクチュエータ４１に供給する目標電流を制御する。エンジンのクランクパルスは、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。
【００２５】
次に、上記構成を備えた本発明の実施例の作用について説明する。
【００２６】
自動車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、エンジンからダイヤフラム支持ボス２０および第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および第３液室３５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の形状および寸法、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および高減衰力を示すように設定されているため、エンジン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。
【００２７】
尚、上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。
【００２８】
前記エンジンシェイク振動よりも周波数の高い振動、即ち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や気筒休止時の振動が発生した場合、第１液室３０および第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防振機能を発揮できなくなるため、アクチュエータ４１を駆動して防振機能を発揮させる。
【００２９】
ところで、能動型防振支持装置Ｍの第１弾性体１９や第２弾性体２７は経年変化等により次第に劣化するが、特に可動部材２８に接続された第２弾性体２７が劣化すると、可動部材２８にロッド５５を介して接続された可動コア５４の上下位置が当初の位置からずれるため、可動コア５４の下面と固定コア４２の上面との間に形成されるエアギャップｇの大きさが変動する。このようにしてエアギャップｇの大きさが変動すると、アクチュエータ４１のコイル４６のインダクタンスが変化するため、電子制御ユニットＵからの指令でコイル４６に所定の目標電流を供給しても、図３に示すように、実際にコイル４６に流れる電流（電流センサＳｂで検出される実電流）が前記目標電流に一致しなくなり、能動型防振支持装置Ｍが充分な制振機能を発揮できなくなる可能性がある。
【００３０】
そこで本実施例では、上記問題を以下のようにして解決している。
【００３１】
即ち、図４および図５のフローチャートにおいて、先ずステップＳ１でクランクパルスセンサＳａからクランクアングルの１５°毎に出力されるクランクパルスを読み込み、ステップＳ２で前記読み込んだクランクパルスを基準となるクランクパルス（特定のシリンダのＴＤＣ信号）と比較することでクランクパルスの時間間隔を演算する。続くステップＳ３で前記１５°の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でクランク角速度ωを演算し、ステップＳ４でクランク角速度ωを時間微分してクランク角加速度ｄω／ｄｔを演算する。続くステップＳ５でエンジンのクランクシャフト回りのトルクＴｑを、エンジンのクランクシャフト回りの慣性モーメントをＩとして、
Ｔｑ＝Ｉ×ｄω／ｄｔ
により演算する。このトルク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になるが、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が発生するため、そのクランク角加速度ｄω／ｄｔに比例したトルクＴｑが発生することになる。
【００３２】
続くステップＳ６で時間的に隣接するトルクの最大値および最小値を判定し、ステップＳ７でトルクの最大値および最小値の偏差、つまりトルクの変動量としてエンジンを支持する能動型防振支持装置Ｍの位置における振幅を演算するとともに、ステップＳ８でアクチュエータ４１のコイル４６に印加する電流の波形およびタイミング（位相）を決定し、ステップＳ９で前記振幅、波形およびタイミングからアクチュエータ４１の目標電流を決定する。
【００３３】
続くステップＳ１０でバッテリ電圧センサＳｃによりバッテリ電圧を検出し、その検出電圧と基準電圧との偏差に応じて前記目標電流を補正するとともに、ステップＳ１１で温度センサＳｄにより能動型防振支持装置Ｍの温度を検出し、その検出温度と基準温度との偏差に応じて前記目標電流を補正する。そしてステップＳ１２で補正後の目標電流をアクチュエータ４１に供給し、ステップＳ１３で電流センサＳｂによりアクチュエータ４１に流れる実電流を検出する。
【００３４】
続くステップＳ１４でアクチュエータ４１の目標電流および実電流の偏差の絶対値を算出し、その偏差の絶対値が所定の閾値以下であれば能動型防振支持装置Ｍ（具体的には、その第２弾性体２７）が劣化していないと判定し、ステップＳ１にリターンする。一方、前記ステップＳ１４でアクチュエータ４１の目標電流および実電流の偏差の絶対値が所定の閾値を超えていれば能動型防振支持装置Ｍ（具体的には、その第２弾性体２７）が劣化していると判定し、ステップＳ１５でエンジンの振動状態から目標電流を決定する際のゲインのマップを前記偏差に応じて持ち替えることで、目標電流を補正して能動型防振支持装置Ｍの劣化の影響を補償する。このとき、エンジン回転数センサＳｅで検出したエンジン回転数を考慮することで、目標電流を一層精度良く補正することができる。
【００３５】
しかして、エンジンが車体フレームに対して下向きに移動し、第１弾性体１９が下向きに変形して第１液室３０の容積が減少したとき、それにタイミングを合わせてアクチュエータ４１のコイル４６を励磁すると、エアギャップｇに発生する吸着力で可動コア５４が固定コア４２に向けて下向きに移動し、可動コア５４にロッド５５を介して接続された可動部材２８に引かれて第２弾性体２７が下向きに変形する。その結果、第２液室３１の容積が増加するため、エンジン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、エンジンから車体フレームに伝達される荷重を低減することができる。
【００３６】
続いてエンジンが車体フレームに対して上向きに移動し、第１弾性体１９が上向きに変形して第１液室３０の容積が増加したとき、それにタイミングを合わせてアクチュエータ４１のコイル４６を消磁すると、エアギャップｇに発生する吸着力が消滅して可動コア５４が自由に移動できるようになるため、下向きに変形した第２弾性体２７が自己の弾性復元力で上向きに復元する。その結果、第２液室３１の容積が減少するため、第２液室３１の液体が隔壁部材２９の連通孔２９ａを通過して第１液室３０に流入し、エンジンが車体フレームに対して上向きに移動するのを許容することができる。
【００３７】
このように、エンジンの振動の周期に応じてアクチュエータ４１のコイル４６を励磁および消磁することで、エンジンの振動が車体フレームに伝達するのを防止する能動的な制振力を発生させることができる。
【００３８】
以上のように、アクチュエータ４１の目標電流と実電流とを比較することで能動型防振支持装置Ｍの劣化状態を判定し、その性能に影響を及ぼす劣化が判定された場合には目標電流を補正するので、長期に亘って能動型防振支持装置Ｍに安定した制振機能を発揮させることができる。
【００３９】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００４０】
例えば、実施例の能動型防振支持装置Ｍは自動車のエンジンの支持に適用されているが、それ以外の任意の用途に適用することができる。
【００４１】
また実施例では、能動型防振支持装置Ｍの劣化が判定されると、エンジンの振動状態から目標電流を決定する際のゲインのマップを持ち替えることで目標電流を補正しているが、アクチュエータ４１の目標電流および実電流の偏差に応じて目標電流の補正値を検索するマップを持ち替え、そのマップから検索した補正値を目標電流に加算することで補正を行っても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】能動型防振支持装置の縦断面図
【図２】図１の２部拡大図
【図３】アクチュエータの目標電流および実電流の不一致を示すグラフ
【図４】作用を説明するフローチャートの第１分図
【図５】作用を説明するフローチャートの第２分図
【符号の説明】
【００４３】
Ｅ          エンジン（振動体）
Ｓｂ        電流センサ（実電流検出手段）
Ｕ          電子制御ユニット（制御手段）
２７        第２弾性体（弾性体）
３１        第２液室（液室）
４１        アクチュエータ
４６        コイル
５４        可動コア（アマチュア）
【図１】
2006057753.tif 000003
【図２】
2006057753.tif 000004
【図３】
2006057753.tif 000005
【図４】
2006057753.tif 000006
【図５】
2006057753.tif 000007