(57)【要約】【課題】  能動型防振支持装置の可動部材の位置ずれを補償して有効な防振機能を発揮させる。【解決手段】  振動体であるエンジンの振動状態に応じた電流を能動型防振支持装置Ｍのアクチュエータ４１に供給し、アクチュエータ４１により往復動する可動部材２８で液室３０，３１の容積を変化させて防振機能を発揮させる際に、リフト量センサＳｂで検出した可動部材２８の基準位置の位置ずれ（つまり固定コア４２および可動コア５４間のエアギャップｇの基準値からの変動）を補償するようにアクチュエータ４１に供給する電流のデューティ値を制御するので、可動部材２８を精度良く駆動して能動型防振支持装置Ｍに有効な防振機能を発揮させることができる。【選択図】        図１
2006002831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動体の荷重を受ける弾性体（１９）と、
弾性体（１９）が少なくとも壁面の一部を構成する液室（３０，３１）と、
振動体の振動状態に応じた電流の供給を受けて往復動するアクチュエータ（４１）と、  アクチュエータ（４１）により往復動して液室（３０，３１）の容積を変化させる可動部材（２８）と、
アクチュエータ（４１）に供給する電流を制御する制御手段（Ｕ）と、
を備えた能動型防振支持装置において、
可動部材（２８）の基準位置の位置ずれを検出する変位センサ（Ｓｂ）を備え、制御手段（Ｕ）は変位センサ（Ｓｂ）で検出した前記位置ずれを補償するようにアクチュエータ（２８）に供給する電流を制御することを特徴とする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、振動体の振動状態に応じた電流の供給を受けて往復動するアクチュエータと、アクチュエータにより往復動して液室の容積を変化させる可動部材と、アクチュエータに供給する電流を制御する制御手段とを備えた能動型防振支持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる能動型防振支持装置は、下記特許文献１により公知である。
【０００３】
こ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。
【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】
【０００４】
ところで、かかる能動型防振支持装置のアクチュエータにより駆動される可動部材の位置が基準位置に対して位置ずれすると、アクチュエータのエアギャップの大きさが基準値に対して変動するため、アクチュエータに同じ電流を供給しても可動部材の変位が一定にならず、可動部材の変位を精度良く制御して能動型防振支持装置に有効な防振機能を発揮させることが困難になる。
【０００５】
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可動部材の位置ずれを補償して有効な防振機能を発揮させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、振動体の振動状態に応じた電流の供給を受けて往復動するアクチュエータと、アクチュエータにより往復動して液室の容積を変化させる可動部材と、アクチュエータに供給する電流を制御する制御手段とを備えた能動型防振支持装置において、可動部材の基準位置の位置ずれを検出する変位センサを備え、制御手段は変位センサで検出した前記位置ずれを補償するようにアクチュエータに供給する電流を制御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】
尚、実施例の第１弾性体１９は本発明の弾性体に対応し、実施例の第１、第２液室３０，３１は本発明の液室に対応し、実施例のエンジンは本発明の振動体に対応し、実施例のリフト量センサＳｂは本発明の変位センサに対応し、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する。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の構成によれば、振動体の振動状態に応じた電流をアクチュエータに供給し、アクチュエータにより往復動する可動部材で液室の容積を変化させて防振機能を発揮させる際に、変位センサで検出した可動部材の基準位置の位置ずれを補償するようにアクチュエータに供給する電流を制御するので、可動部材を精度良く駆動して能動型防振支持装置に有効な防振機能を発揮させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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。
【００１０】
図１〜図３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は作用を説明するフローチャートである。
【００１１】
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。
【００１２】
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の下端に設けたフランジ状の車体取付部１２ｂが図示せぬ車体フレームに固定される。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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の内部空間に水や塵が入り込むのを阻止することができる。
【００１９】
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。
【００２０】
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４４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の内部に緩く嵌合する。
【００２１】
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電子制御ユニットＵには、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クランクパルスセンサＳａと、可動部材２８の位置（即ちエアギャップｇの大きさ）を検出するリフト量センサＳｂとが接続される。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。
【００２２】
アクチュエータ４１の下部に設けられたリフト量センサＳｂは、下部ハウジング１２の車体取付部１２ｂの下面にボルト６６…で結合されたセンサハウジング５９を備える。センサハウジング５９の内部に固定したガイド部材６０にセンサロッド６１が摺動自在に支持されており、このセンサロッド６１の下端がセンサハウジング５９の底部との間に設けたコイルばね６２で上方に付勢されることで、センサロッド６１の上端がナット５６の下面に当接する。
【００２３】
センサハウジング５９の内部に固定した抵抗体６３に、センサロッド６１に固定した接点６４が接触する。抵抗体６３の下端と接点６４との間の電気抵抗値がコネクタ６５を介して電子制御ユニットＵに入力される。可動部材２０のリフト量は接点５０の位置に対応しており、リフト量センサＳｂが出力する電気抵抗値の大きさは接点６４の位置（つまり可動部材２０の位置）に応じて変化するため、その電気抵抗値に応じて可動部材２０のリフト量を検出することができる。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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はクランクパルスセンサＳａ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。
【００２８】
即ち、図３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。
【００２９】
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。そしてステップＳ８で、アクチュエータ４１のコイル４６に印加する電流のデューティ波形およびタイミング（位相）を決定する。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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の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。
【００３３】
ところで、アクチュエータ４１のコイル４６が消磁しているとき、固定コア４２および可動コア５４間のエアギャップｇが一定の大きさに維持されることが必要であり、このことは可動部材２８が正しく基準位置になければならないことを意味している。アクチュエータ４１のコイル４６が消磁しているときに可動部材２８が基準位置からずれており、エアギャップｇが所定の基準値に一致していないと、コイル４６に一定の電流を流しても、エアギャップｇが過大であるときには可動コア５４の吸着力が小さくなり、エアギャップｇが過小であるときには可動コア５４の吸着力が大きくなるため、可動部材２８の変位を精度良く制御することが不可能になる。
【００３４】
このようなエアギャップｇの変動は、車両の発進時や制動時の前後加速度あるいは車両の旋回時の横加速度によりエンジンが前後方向あるいは左右方向に倒れようとし、能動型防振支持装置Ｍに圧縮荷重や引張荷重が作用したときに発生するだけでなく、経年変化で第２弾性体２７やセットばね５８が劣化したような場合にも発生する。
【００３５】
そこで、図３のフローチャートのステップＳ９で可動部材２８の位置が目標位置よりも低いか否かをリフト量センサＳｂで検出し、その結果、可動部材２８の位置が目標位置よりも低ければ、即ちエアギャップｇが基準値よりも小さければ、コイル４６による可動コア５４の吸着力が過大にならないように、ステップＳ１０でコイル４６に供給する電流のデューティ値を減少させる。逆に、可動部材２８の位置が目標位置よりも高ければ、即ちエアギャップｇが基準値よりも大きければ、コイル４６による可動コア５４の吸着力が過小にならないように、ステップＳ１１でコイル４６に供給する電流のデューティ値を増加させる。このとき、エアギャップｇの変動量とデューティ値の補正量との関係は、予めマップとして電子制御ユニットＵに記憶されている。
【００３６】
以上のように、可動部材２８の基準位置からの位置ずれであるエアギャップｇの変動をリフト量センサＳｂで検出し、その検出結果に基づいてアクチュエータ４１のコイル４６に供給する電流のデューティ値を補正するので、可動部材２８を精度良く目標リフト量で駆動して能動型防振支持装置Ｍの防振効果を有効に発揮させることができる。
【００３７】
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。
【００３８】
例えば、実施例では自動車のエンジンを支持する能動型防振支持装置Ｍを例示したが、本発明の能動型防振支持装置Ｍは自動車のエンジン以外の任意の振動体の支持に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【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】作用を説明するフローチャート
【符号の説明】
【００４０】
１９        第１弾性体（弾性体）
２８        可動部材
３０        第１液室（液室）
３１        第２液室（液室）
４１        アクチュエータ
Ｓｂ        リフト量センサ（変位センサ）
Ｕ          電子制御ユニット（制御手段）
【図１】
2006002831.tif 000003
【図２】
2006002831.tif 000004
【図３】
2006002831.tif 000005