(57)【要約】【課題】専用の装置を用いることなく、且つ、搭載対象物の状態に制限されることなく、確実に異常状態を警報することができる装置を提供する。【解決手段】防振対象部材の振動を抑制する能動型防振装置１を適用する。そして、能動型防振装置１は、異常状態を検知する場合に異常信号を出力するセンサ２０と、制御部３０とを備える。この制御部３０は、センサ２０が異常信号を出力しない場合に、防振対象部材の振動に応じた電流を駆動コイル１７に供給して防振対象部材の振動を能動的に抑制する振動抑制制御を行う。一方、センサ１０が異常信号を出力する場合に、振動抑制制御を停止し且つ駆動コイル１７に供給する電流を制御して警報音または警報振動を発生させる異常警報制御を行う。【選択図】図１
2008208905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
防振対象部材に取り付けられる取付部材と、
前記取付部材に対して相対的に移動可能に配置される可動部材と、
前記取付部材と前記可動部材とを弾性的に連結する弾性部材と、
供給される電流に応じて前記可動部材を前記取付部材に対して移動させる駆動コイルと、
異常状態を検知する場合に異常信号を出力するセンサと、
前記センサが前記異常信号を出力しない場合に、前記防振対象部材の振動に応じた電流を前記駆動コイルに供給して前記防振対象部材の振動を能動的に抑制する振動抑制制御を行い、前記センサが前記異常信号を出力する場合に、前記振動抑制制御を停止し且つ前記駆動コイルに供給する電流を制御して警報音または警報振動を発生させる異常警報制御を行う制御部と、
を備えることを特徴とする能動型防振装置。
【請求項２】
前記取付部材に設けられ、前記可動部材に当接することで前記取付部材に対する前記可動部材の移動範囲を規制するストッパを備え、
前記異常警報制御は、電流を前記駆動コイルに供給して、前記可動部材を前記ストッパに当接させることで、前記警報音または前記警報振動を発生させる請求項１に記載の能動型防振装置。
【請求項３】
前記異常警報制御は、周期性の電流を前記駆動コイルに供給して前記可動部材を振動させる請求項２に記載の能動型防振装置。
【請求項４】
前記振動抑制制御は、第一周波数範囲における周期性の電流を前記駆動コイルに供給して前記可動部材を振動させ、
前記異常警報制御において前記駆動コイルに供給される電流は、前記第一周波数範囲における最大ゲインよりも大きなゲインとなる第二周波数からなる周期性の電流である請求項３に記載の能動型防振装置。
【請求項５】
前記異常警報制御における前記第二周波数は、前記可動部材および前記弾性部材によって構成される振動系の共振周波数である請求項４に記載の能動型防振装置。
【請求項６】
前記ストッパは、前記可動部材の前記取付部材に対する一方移動方向を規制する第一ストッパと、前記可動部材の前記取付部材に対する他方移動方向を規制する第二ストッパと、を備え、
前記異常警報制御は、前記可動部材を前記第一ストッパおよび前記第二ストッパに当接させることで、前記警報音または前記警報振動を発生させる請求項３〜５の何れか一項に記載の能動型防振装置。
【請求項７】
前記異常警報制御は、単発または断続的に電流を前記駆動コイルに供給して前記可動部材を移動させる請求項２に記載の能動型防振装置。
【請求項８】
前記振動抑制制御は、前記振動対象部材の振動周波数に基づき第三周波数を決定し、前記第三周波数からなる周期性の電流を前記駆動コイルに供給して前記可動部材を振動させ、
前記異常警報制御は、前記第三周波数とは異なる第四周波数からなる周期性の電流を前記駆動コイルに供給して前記可動部材を振動させて、前記警報振動を発生させる請求項１に記載の能動型防振装置。
【請求項９】
前記第四周波数は、予め記憶された周波数である請求項８に記載の能動型防振装置。
【請求項１０】
前記第四周波数は、前記防振対象部材の固有振動数である請求項９に記載の能動型防振装置。
【請求項１１】
前記振動抑制制御は、前記振動対象部材の振動周波数に基づき第三周波数および所定位相を決定し、前記第三周波数および前記所定位相からなる周期性の電流を前記駆動コイルに供給して前記可動部材を振動させ、
前記異常警報制御は、前記第三周波数および前記所定位相の逆位相からなる周期性の電流を前記駆動コイルに供給して前記可動部材を振動させる請求項１に記載の能動型防振装置。
【請求項１２】
前記異常警報制御は、一定電流を前記駆動コイルに供給して前記取付部材に対する前記可動部材の位置を固定し、前記防振対象部材の振動を前記警報振動として発生させる請求項１に記載の能動型防振装置。
【請求項１３】
前記異常警報制御は、前記駆動コイルへの供給電流を遮断して、前記防振対象部材の振動を前記警報振動として発生させる請求項１に記載の能動型防振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防振対象部材の振動を能動的に抑制する能動型防振装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば、車両の運転者の覚醒度が低下した場合などに、車両構成部品を振動させて、運転者を覚醒させることが提案されている（特許文献１、２参照）。特許文献１には、シート加振機により車両シートを加振させることで、運転者を覚醒させることが記載されている。また、特許文献２には、反力用アクチュエータによりステアリングシャフトの軸回りにステアリングホイールを所定の振幅角で振動させることで、運転者を覚醒させることが記載されている。
【特許文献１】特開平５−１６６９４号公報
【特許文献２】特開２００４−３４７３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１に記載の発明においては、専用のシート加振機を設けなければならず、新たな配置スペースの確保が必要となることに加えて、高コスト化を招来することになる。一方、特許文献２に記載の発明においては、ステアリングホイールに操舵反力を与える反力用アクチュエータを用いている。この場合には、専用の装置を用いていないため、配置スペースを新たに確保することも必要なく、高コスト化を招来することもない。しかしながら、ステアリングホイールを振動させることは、車両状態によっては、車両走行に悪影響を及ぼすおそれがある。そのため、特許文献２に記載されているように、直進走行であって、車両速度が一定の範囲の場合に実施することが望ましい。つまり、反力用アクチュエータを用いてステアリングホイールを振動させることは、車両の走行状態によって制限される。従って、例えば運転者の覚醒度が低下したことなどの異常状態であることを、車両の状態に制限されることなく、運転者に警報することが求められる。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、専用の装置を用いることなく、且つ、搭載対象物の状態に制限されることなく、確実に異常状態を警報することができる装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
＜１＞そこで、本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、能動型防振装置を適用して異常状態を警報することを思いつき、本発明を完成するに至った。
【０００６】
すなわち、本発明の能動型防振装置は、防振対象部材に取り付けられる取付部材と、取付部材に対して相対的に移動可能に配置される可動部材と、取付部材と可動部材とを弾性的に連結する弾性部材と、供給される電流に応じて可動部材を取付部材に対して移動させる駆動コイルと、異常状態を検知する場合に異常信号を出力するセンサと、センサが異常信号を出力しない場合に、防振対象部材の振動に応じた電流を駆動コイルに供給して防振対象部材の振動を能動的に抑制する振動抑制制御を行い、センサが異常信号を出力する場合に、振動抑制制御を停止し且つ駆動コイルに供給する電流を制御して警報音または警報振動を発生させる異常警報制御を行う制御部とを備える。
【０００７】
つまり、本発明の能動型防振装置によれば、異常状態でない場合には振動抑制制御が行われ、異常状態である場合には警報音または警報振動が発生する。従って、異常状態の場合に、発生する警報音または警報振動により、警報被伝達者（例えば、車両の運転者）に対して確実に警報することができる。
【０００８】
ところで、能動型防振装置は、本来、防振対象部材の振動を能動的に抑制する装置である。従って、従来の能動型防振装置は、当然ではあるが、防振対象部材の振動を抑制することのみを目的として制御していた。これに対して、本発明の能動型防振装置は、防振対象部材の振動を能動的に抑制する振動抑制制御を行うことに加えて、振動抑制制御を停止して警報音または警報振動を発生させる異常警報制御を行うようにしている。つまり、本発明は、元々振動を抑制するために適用していた装置を、本来の用途とは逆の用途である、音の発生または振動の発生に適用している。
【０００９】
ここで、上述したステアリングホイールに操舵反力を与える反力用アクチュエータを用いる場合では、車両状態によって制限されることがあった。この理由は、そもそも、振動を発生させる装置が、振動とは無関係の用途に用いる装置であるためである。これに対して、本発明によれば、音や振動を発生させる用途とは逆の用途の装置を用いるという、極めて新しい発想により、搭載対象物の状態に何ら制限されることがないようにできた。この理由について説明する。能動型防振装置は、元々振動を抑制する装置であるため、振動抑制制御を停止したときには、振動が抑制されなくなる。そして、本発明の目的は、異常警報制御において、警報音または警報振動を発生させることである。つまり、能動型防振装置における元々の振動抑制という用途と、本発明の新たな警報音または警報振動の発生という用途は、何れも振動などに関係する。従って、能動型防振装置の元々の用途である振動抑制を行わないとしても、このことが異常警報制御において悪影響を及ぼすことがない。つまり、能動型防振装置が搭載される搭載対象物の状態に何ら制限されることはない。
【００１０】
また、本発明によれば、既設の装置を用いることにより、専用の装置を用いる必要がない。従って、専用の装置を用いる場合のように、配置スペースの確保および高コスト化の招来という問題が生じることを防止できる。
【００１１】
さらに、本発明によれば、異常警報制御において、警報音または警報振動を発生させることで、例えば車両の乗員などに異常状態を警報することができる。なお、上述した駆動コイルは、取付部材または可動部材に取り付けられる。また、能動型防振装置の搭載対象物および警報する対象者は、車両とその乗員に限られることなく、車両と車両が衝突しそうになる歩行者、設備機械とその作業者、携行品とその所有者などとすることもできる。
【００１２】
＜２＞また、本発明の能動型防振装置は、取付部材に設けられ、可動部材に当接することで取付部材に対する可動部材の移動範囲を規制するストッパを備え、異常警報制御は、電流を駆動コイルに供給して、可動部材をストッパに当接させることで、警報音または警報振動を発生させてもよい。ここで、「可動部材に当接」とは、ストッパが可動部材に直接当接する場合のみならず、ストッパまたは可動部材が被覆部材により被覆されている場合に、ストッパが可動部材に当該被覆部材を介して当接する場合を含む意味である。
【００１３】
このように、可動部材がストッパに当接することで、確実に音または衝撃振動を発生させることができる。そして、この発生した衝撃音を警報音とし、または、衝撃振動を警報振動とする。つまり、本発明によれば、確実に警報音または警報振動を発生させることができる。なお、可動部材をストッパに当接させることにより、通常、衝撃音と衝撃振動の何れもが発生するが、その大きさにより、警報音と警報振動の少なくとも一方が警報被伝達者に警報できればよい。また、ストッパは、取付部材に対して可動部材が何らかの事情により大変位した場合に、その移動を規制するために、元々設けられているものが多い。そして、ストッパが元々設けられている場合には、警報音または警報振動を発生させるために、新たな部品を必要としない。
【００１４】
また、異常警報制御において、可動部材をストッパに当接させる場合には、以下のようにしてもよい。すなわち、異常警報制御は、周期性の電流を駆動コイルに供給して可動部材を振動させてもよい。このように、可動部材を振動させることで、連続して警報音または警報振動を発生できる。従って、警報被伝達者へ確実に警報することができる。
【００１５】
ここで、振動抑制制御の安定性のため、振動抑制制御を行う際には、最大電流を供給したとしても可動部材がストッパに当接しないようにすることがある。このような場合に、異常警報制御において、可動部材を振動させながらストッパに当接させるには、以下のようにするとよい。すなわち、振動抑制制御は、第一周波数範囲における周期性の電流を駆動コイルに供給して可動部材を振動させ、異常警報制御において駆動コイルに供給される電流は、第一周波数範囲における最大ゲインよりも大きなゲインとなる第二周波数からなる周期性の電流とする。
【００１６】
これにより、異常警報制御において、可動部材を、振動抑制制御における移動量よりも大きく移動させることができる。従って、異常警報制御において、可動部材をストッパに確実に当接させることができる。つまり、振動抑制制御を安定して行いつつ、異常警報制御において確実に警報音または警報振動を発生させることができる。なお、ゲインとは、可動部材および弾性部材によって構成される振動系の周波数特性のゲインである。
【００１７】
そして、特に、異常警報制御における第二周波数は、可動部材および弾性部材によって構成される振動系の共振周波数とするとよい。ここで、振動抑制制御の安定性のため、振動抑制制御を行う第一周波数範囲は、振動系の周波数特性の位相の変動が小さいことが求められる。しかし、ゲインが最も大きくなる共振周波数付近では位相が大きく変動する。従って、振動抑制制御の安定性のため、振動抑制制御を行う第一周波数範囲は、共振周波数付近から外れた周波数としている。これに対して、可動部材をストッパに当接させることを目的とする異常警報制御においては、制御する位相が変動することは問題とならない。さらに、異常警報制御における第二周波数を共振周波数とすることで、駆動コイルに供給する電流値を小さくしたとしても、可動部材を大きく移動させることができる。つまり、消費電力の低減を図ることができる。
【００１８】
また、ストッパは、可動部材の取付部材に対する一方移動方向を規制する第一ストッパと、可動部材の取付部材に対する他方移動方向を規制する第二ストッパとを備え、異常警報制御は、可動部材を第一ストッパおよび第二ストッパに当接させることで、警報音または警報振動を発生させてもよい。このように、第一ストッパと第二ストッパに可動部材を当接させることで、音または衝撃振動の発生回数を増加できる。従って、警報被伝達者へより確実に警報することができる。
【００１９】
また、上述した異常警報制御は、可動部材を振動させてストッパに当接させることとした。この他に、可動部材をストッパに当接させる場合として、以下のようにしてもよい。すなわち、異常警報制御は、単発または断続的に電流を駆動コイルに供給して可動部材を移動させてもよい。この場合には、駆動コイルへの供給電流を高精度に制御することなく、警報音または警報振動を発生できる。
【００２０】
＜３＞また、異常警報制御において、可動部材をストッパに当接させることの他に、以下のようにして警報振動を発生させてもよい。すなわち、本発明の能動型防振装置において、振動抑制制御は、振動対象部材の振動周波数に基づき第三周波数を決定し、第三周波数からなる周期性の電流を駆動コイルに供給して可動部材を振動させ、異常警報制御は、第三周波数とは異なる第四周波数からなる周期性の電流を駆動コイルに供給して可動部材を振動させて、警報振動を発生させてもよい。
【００２１】
この場合、異常警報制御において、可動部材の振動そのものが、取付部材を介して、警報振動となる。そして、異常警報制御において、第三周波数とは異なる第四周波数の電流を駆動コイルに供給することで、可動部材は振動を抑制することなく、確実に警報振動を発生できる。
【００２２】
そして、第四周波数は、予め記憶された周波数とするとよい。これにより、異常警報制御における演算処理が容易となり、高速演算が可能となる。従って、異常状態を検知してから、直ちに警報振動を発生することができる。特に、第四周波数は、防振対象部材の固有振動数としてもよい。これにより、異常警報制御において、防振対象部材の共振により警報振動が増幅する。従って、警報被伝達者に確実に警報することができる。
【００２３】
＜４＞また、異常警報制御において、上記の他に、以下のようにして警報振動を発生させてもよい。すなわち、本発明の能動型防振装置において、振動抑制制御は、振動対象部材の振動周波数に基づき第三周波数および所定位相を決定し、第三周波数および所定位相からなる周期性の電流を駆動コイルに供給して可動部材を振動させ、異常警報制御は、第三周波数および所定位相の逆位相からなる周期性の電流を駆動コイルに供給して可動部材を振動させてもよい。
【００２４】
これにより、可動部材を上記のように振動させることで、防振対象部材の振動を増幅させることができる。つまり、異常警報制御において、防振対象部材そのものの振動に加えて、可動部材の振動が増幅されて、警報振動となる。従って、可動部材を振動させるために駆動コイルに供給する電流が僅かであっても、十分に大きな警報振動を発生できる。
【００２５】
＜５＞上記においては、異常警報制御において、可動部材を移動させることで、ストッパに当接させることにより、または、可動部材自体の振動により、警報音または警報振動を発生させた。この他に、以下のようにして警報振動を発生させてもよい。すなわち、本発明の能動型防振装置において、異常警報制御は、一定電流を駆動コイルに供給して取付部材に対する可動部材の位置を固定し、防振対象部材の振動を警報振動として発生させてもよい。つまり、防振対象部材の振動をそのまま伝達させることで、警報振動としている。これにより、意図的に振動を発生しないため、能動型防振装置自体および他の装置への悪影響が小さい。ただし、この場合には、振動抑制制御により抑制されない状態における防振対象部材の振動が、十分に大きいことが必要となる。
【００２６】
また、異常警報制御は、駆動コイルへの供給電流を遮断して、防振対象部材の振動を警報振動として発生させてもよい。この場合も、上記同様、防振対象部材の振動をそのまま伝達させることで、警報振動としている。これにより、意図的に振動を発生しないため、能動型防振装置自体および他の装置への悪影響が小さい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の能動型防振装置によれば、専用の装置を用いることなく、且つ、搭載対象物の状態に制限されることなく、確実に異常状態を警報することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態においては、能動型防振装置を車両に搭載した場合とし、異常状態として、プリクラッシュ、覚醒度低下、車両構成部品の故障を例に挙げて説明する。
【００２９】
＜第一実施形態＞
第一実施形態の能動型防振装置１は、車両のエンジンフレーム（本発明における「防振対象部材」に相当する）（図示せず）に搭載され、主として、エンジンフレームの振動を抑制するための装置である。
【００３０】
この第一実施形態の能動型防振装置１の構成について、図１〜図６を参照して説明する。図１は、能動型防振装置１の構成を示すブロック図である。図２は、能動型防振装置１を構成する電磁アクチュエータ１０の軸方向に切断した断面図である。図３は、判定部３１の処理を示すフローチャートである。図４は、振動抑制制御部３２の処理を示すフローチャートである。図５は、可動部材１２および弾性部材１３、１４を構成する振動系の周波数特性である。図６は、異常警報制御部３３の処理を示すフローチャートである。
【００３１】
図１に示すように、能動型防振装置１は、電磁アクチュエータ１０と、異常状態検知センサ２０と、制御部３０とから構成される。
【００３２】
電磁アクチュエータ１０については、図２を参照して説明する。以下の説明において、上下とは、図２における上下を意味し、軸方向とは、図２における上下方向を意味する。電磁アクチュエータ１０は、車両のエンジンフレームに取り付けられる。この電磁アクチュエータ１０は、質量部材（可動部材１２）を駆動可能なボイスコイル型のダイナミックダンパである。この電磁アクチュエータ１０は、図２に示すように、取付部材１１と、可動部材１２と、支持ゴム弾性体１３と、板ばね１４と、永久磁石１５と、ボビン１６と、駆動コイル１７と、ストッパ１８とから構成される。
【００３３】
取付部材１１は、ボルトによりエンジンフレームに取り付けられる円形の平板状のブラケット１１ａと、ブラケット１１ａの中心から軸方向上方に向かって延びるように固定された連結ロッド１１ｂとから構成される。
【００３４】
可動部材１２は、取付部材１１に対して軸方向に相対的に移動可能に配置されている。この可動部材１２は、詳細には、円筒部１２ａと、カバー１２ｂとから構成される。円筒部１２ａは、強磁性体からなり、ほぼ円筒状に形成されている。この円筒部１２ａは、さらに、円筒状の内周面と外周面との径方向中間部分に、周方向全周に亘って軸方向下面に開口する周溝が形成されている。そして、円筒部１２ａの中心孔に連結ロッド１１ｂが挿入され、円筒部１２ａが取付部材１１に対して軸方向に相対的に移動可能となるように配置されている。カバー１２ｂは、円筒部１２ａの外周および上面を被覆するような逆カップ状（下方が開口した有底筒状）に形成され、円筒部１２ａに一体的に固定されている。そして、このカバー１２ｂの図２の開口下端部は、円筒部１２ａの下端面との間に軸方向隙間を形成するように、径方向内方に屈曲形成されている。
【００３５】
支持ゴム弾性体１３（本発明における「弾性部材」に相当する）は、厚肉の円板状からなり、連結ロッド１１ｂと円筒部１２ａとを弾性的に連結する。具体的には、支持ゴム弾性体１３の内周側が、連結ロッド１１ｂの下端部に連結され、支持ゴム弾性体１３の外周側が、円筒部１２ａの周溝の外周側の下端部に連結される。
【００３６】
板ばね１４（支持ゴム弾性体１３とともに、本発明における「弾性部材」に相当する）は、薄肉の円板状からなり、連結ロッド１１ｂと円筒部１２ａとを弾性的に連結する。具体的には、板ばね１４の中心側が、連結ロッド１１ｂの上端部に連結され、板ばね１４の外周側が、円筒部１２ａの上端部に連結される。このように、可動部材１２と、支持ゴム弾性体１３および板ばね１４とにより、副振動系が構成されている。
【００３７】
永久磁石１５は、円筒状からなり、円筒部１２ａの周溝の外周側に固定されている。ボビン１６は、樹脂製のカップ状（上方が開口した有底筒状）からなり、連結ロッド１１ｂの下側に固定されている。このボビン１６は、支持ゴム弾性体１３よりも上方に配置されている。このボビン１６の筒状部は、円筒部１２ａの周溝に挿入されている。駆動コイル１７は、ボビン１６の筒状部の外周面に巻回されている。つまり、駆動コイル１７は、永久磁石１５の内周面に対向するように配置されている。そして、駆動コイル１７に供給される電流と、永久磁石１５の磁力の作用により、可動部材１２が取付部材１１に対して軸方向に移動する。つまり、駆動コイル１７に供給される電流に応じて、可動部材１２が取付部材１１に対して移動する。
【００３８】
ストッパ１８は、金属製からなり、取付部材１１のブラケット１１ａに一体的に設けられ、ブラケット１１ａから斜め上方に延びるように形成されている。このストッパ１８は、円筒部１２ａのうち周溝の外周側の下端部とカバー１２ｂの開口下端部との間に、それぞれに対して軸方向に離隔して配置されている。そして、ストッパ１８の表面は、ゴム弾性体により被覆されている。以下、ストッパ１８の表面を被覆するゴム弾性体を被覆ゴム１８ａと称する。
【００３９】
つまり、ストッパ１８は、取付部材１１に対する可動部材１２の軸方向の移動範囲を規制している。具体的には、ストッパ１８は、可動部材１２が取付部材１１に対して上方へ大きく移動した場合に、カバー１２ｂの開口下端部に被覆ゴム１８ａを介して当接することで、可動部材１２の取付部材１１に対する上方への移動を規制している。また、ストッパ１８は、可動部材１２が取付部材１１に対して下方へ大きく移動した場合に、円筒部１２ａの下端部に被覆ゴム１８ａを介して当接することで、可動部材１２の取付部材１１に対する下方への移動を規制している。なお、本実施形態においては、ストッパ１８は、本発明における第一ストッパおよび第二ストッパを兼用している。
【００４０】
異常状態検知センサ２０は、種々の異常状態を検知して、異常信号を出力する。この異常状態検知センサ２０には、プリクラッシュセンサ２１と、覚醒度検出センサ２２と、故障検知センサ２３とを含む。プリクラッシュセンサ２１は、車両が建物や歩行者などの外部物体に衝突するおそれがある場合に、その衝突前に衝突のおそれがあることを検知するセンサである。そして、プリクラッシュセンサ２１は、衝突のおそれがある状態（プリクラッシュ状態）である場合に、異常信号を出力する。このプリクラッシュセンサ２１は、例えば、車両前後のバンパなどに備えられた、車幅センサ、赤外線センサ、ソナーなどである。
【００４１】
覚醒度検出センサ２２は、車両の運転者の覚醒度が低下したか否かを検出するセンサである。そして、覚醒度検出センサ２２は、運転者の覚醒度が所定値以下となった場合に、異常信号を出力する。故障検知センサ２３は、車両の構成装置が故障したか否かを検知するセンサである。そして、故障検知センサ２３は、車両構成装置が故障した場合に、異常信号を出力する。ただし、本実施形態における故障検知センサ２３は、例えば、車両の駆動に影響を及ぼす装置や乗員などの安全に影響を及ぼす装置などの車両の主要構成装置が故障したか否かを検知するものとする。
【００４２】
制御部３０は、判定部３１と、振動抑制制御部３２と、異常警報制御部３３とから構成される。判定部３１は、異常状態検知センサ２０から異常信号が出力されるか否かに応じて、異常フラグのＯＮ／ＯＦＦを決定する。この判定部３１の処理は、図３を参照して説明する。図３に示すように、判定部３１は、まず、プリクラッシュセンサ２１から異常信号が出力されているか否かを判定する（ステップＳ１１）。続いて、プリクラッシュセンサ２１から異常信号が出力されていない場合には（ステップＳ１１：Ｎｏ）、覚醒度検出センサ２２から異常信号が出力されているか否かを判定する（ステップＳ１２）。続いて、覚醒度検出センサ２２から異常信号が出力されていない場合には（ステップＳ１２：Ｎｏ）、故障検知センサ２３から異常信号が出力されているか否かを判定する（ステップＳ１３）。そして、故障検知センサ２３から異常信号が出力されていない場合には（ステップＳ１３：Ｎｏ）、異常フラグをＯＦＦにして（ステップＳ１４）、ステップＳ１１に戻り、処理を繰り返す。
【００４３】
一方、プリクラッシュセンサ２１から異常信号が出力されている場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、覚醒度検出センサ２２から異常信号が出力されている場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、または、故障検知センサ２３から異常信号が出力されている場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）には、異常フラグをＯＮにして（ステップＳ１５）、ステップＳ１１に戻り、処理を繰り返す。
【００４４】
振動抑制制御部３２は、異常状態検知センサ２０から異常信号が出力されていない場合に、エンジンフレームの振動を能動的に抑制するように、電磁アクチュエータ１０を制御する。この振動抑制制御部３２の処理について、図４を参照して説明する。図４に示すように、振動抑制制御部３２は、異常フラグがＯＮであるか否かを判定する（ステップＳ２１）。異常フラグがＯＦＦである場合には（ステップＳ２１：Ｎｏ）、後述する異常警報制御部３３による異常警報制御が停止しているか否かを判定する（ステップＳ２２）。異常警報制御が停止していないのであれば（ステップＳ２２：Ｎｏ）、停止するまで待機する。
【００４５】
続いて、異常警報制御が停止すると（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、エンジンの回転数を検出するための回転検出器（図示せず）から周期性のパルス信号を入力する（ステップＳ２３）。続いて、このパルス信号に基づいて、駆動コイル１７に供給する周期性の電流を算出する（ステップＳ２４）。具体的には、当該周期性の電流のパルス信号の周波数ｆ１、ゲインＡ１、および、位相φ１を算出する。この周期性のパルス信号の周波数ｆ１は、実質的にエンジンフレームの振動周波数に相当する。つまり、この周期性のパルス信号の周波数ｆ１が、振動抑制周波数（本発明における「第三周波数」に相当する）となる。
【００４６】
このゲインＡ１および位相φ１は、振動抑制周波数ｆ１に対する関係を予めマップデータとして記憶しておき、このマップデータに基づいて算出してもよい。その他に、ゲインＡ１および位相φ１は、例えば加速度センサなどを用いて検出したエンジンフレームの振動が零となるように、適応制御法により算出することもできる。
【００４７】
続いて、算出した周期性の電流が駆動コイル１７に供給されるように、振動抑制制御を行う（ステップＳ２５）。従って、この振動抑制制御を行っている間は、エンジンフレームの振動が能動的に抑制されている。そして、ステップＳ２１に戻り、処理を繰り返す。
【００４８】
一方、異常フラグがＯＮの場合には（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、振動抑制制御が行われているか否かを判定する（ステップＳ２６）。振動抑制制御が行われている場合には（ステップＳ２６：Ｙｅｓ）、振動抑制制御を停止する（ステップＳ２７）。そして、ステップＳ２６にて振動抑制制御が停止していると判定された場合、および、ステップＳ２７にて振動抑制制御を停止した場合には、ステップＳ２１に戻り、処理を繰り返す。
【００４９】
ここで、図５を参照して、振動抑制制御について、より詳細に説明する。図５に示すように、可動部材１２および弾性部材１３、１４により構成される振動系における周波数−ゲイン特性は、周波数２０Ｈｚが共振周波数となっている。そして、周波数が共振周波数より低くなるほど、または、周波数が共振周波数より高くなるほど、ゲインが小さくなっている。そして、周波数−位相特性は、共振周波数である２０Ｈｚを０度とすると、周波数が共振周波数より低くなると位相が大きくなり、一方、周波数が共振周波数より高くなると位相が小さくなる。特に、共振周波数付近では、位相変動が非常に大きく、共振周波数から離れるほど、位相変動が小さくなる。
【００５０】
ここで、エンジンが発生する振動の周波数は、３０Ｈｚ〜１００Ｈｚ程度となっている。そして、本実施形態の防振対象部材であるエンジンフレームは、エンジンが発生する振動に起因して振動する。つまり、エンジンフレームが振動する周波数範囲は、３０〜１００Ｈｚとなる。換言すると、振動抑制制御において、可動部材１２を振動させる周波数範囲（以下、「振動抑制周波数範囲」と称する）（本発明における「第一周波数範囲」に相当する）は、３０〜１００Ｈｚとしている。
【００５１】
そこで、上述したように、当該振動系の周波数特性は、３０〜１００Ｈｚの振動抑制周波数範囲において、位相の変動が小さくなるようにしている。つまり、位相変動が大きい当該振動系の共振周波数を、３０〜１００Ｈｚの振動抑制周波数範囲から外した周波数としている。
【００５２】
さらに、３０〜１００Ｈｚの振動抑制周波数範囲を位相変動の小さい範囲とするために、当該振動抑制周波数範囲のゲインが小さくなっている。このゲインは、可動部材１２の取付部材１１に対する相対移動量に対応する。そして、振動抑制周波数範囲においては、最大の電流を駆動コイル１７に供給したとしても、可動部材１２がストッパ１８に当接しないようなゲインとしている。これは、振動抑制制御を行っている際に、何らかの理由により、駆動コイル１７に過電流が流れた場合に、可動部材１２がストッパ１８に当接することで、衝撃振動が発生しないようにするためである。つまり、振動抑制制御の安定性の観点から、上記のようにしている。
【００５３】
異常警報制御部３３は、異常状態検知センサ２０から異常信号が出力された場合に、可動部材１２を被覆ゴム１８ａを介してストッパ１８に当接させることで、警報音または警報振動を発生させるように、電磁アクチュエータ１０を制御する。
【００５４】
この異常警報制御部３３の処理について、図６を参照して説明する。図６に示すように、異常警報制御部３３は、異常フラグがＯＮであるか否かを判定する（ステップＳ３１）。異常フラグがＯＮである場合には（ステップＳ３１：Ｙｅｓ）、上述した振動抑制制御部３２による振動抑制制御が停止しているか否かを判定する（ステップＳ３２）。振動抑制制御が停止していないのであれば（ステップＳ３２：Ｎｏ）、停止するまで待機する。
【００５５】
続いて、振動抑制制御が停止すると（ステップＳ３２：Ｙｅｓ）、異常警報制御を行う（ステップＳ３３）。そして、ステップＳ３１に戻り、処理を繰り返す。この異常警報制御とは、取付部材１１に対して可動部材１２を大きく移動するように駆動コイル１７に電流を供給する。具体的には、駆動コイル１７に、周波数２０Ｈｚからなる周期性の電流を供給する。ここで、周波数２０Ｈｚとは、図５に示すように、可動部材１２および弾性部材１３、１４を構成する振動系の共振周波数である。つまり、異常警報制御において、可動部材１２を振動させる周波数ｆ２（以下、「異常警報周波数」と称する）（本発明における「第二周波数」に相当する）のゲインは、振動抑制周波数範囲における最大ゲインよりも大きなゲインとなっている。従って、振動抑制周波数範囲においては、最大電流を駆動コイル１７に供給したとしても可動部材１２がストッパ１８に当接することはないが、異常警報制御においては、最大電流を駆動コイル１７に供給することで、可動部材１２をストッパ１８に確実に当接させることができる。
【００５６】
特に、駆動コイル１７に周期性の電流を供給しているので、可動部材１２は取付部材１１に対して振動する。つまり、可動部材１２が取付部材１１に対して上方および下方へ移動した場合の何れもに、可動部材１２はストッパ１８に当接する。従って、当接回数が連続することになる。
【００５７】
さらに、当該振動系の異常警報周波数ｆ２におけるゲインは、最大電流を駆動コイル１７に供給しなくても、可動部材１２をストッパ１８に当接させることができる。なお、当該振動系において、共振周波数２０Ｈｚ付近では位相変動が大きい。しかし、異常警報制御は、可動部材１２をストッパ１８に当接させることを目的としているので、位相が変動することは問題とならない。
【００５８】
一方、異常フラグがＯＦＦの場合には（ステップＳ３１：Ｎｏ）、異常警報制御が行われているか否かを判定する（ステップＳ３４）。異常警報制御が行われている場合には（ステップＳ３４：Ｙｅｓ）、異常警報制御を停止する（ステップＳ３５）。そして、ステップＳ３４にて異常警報制御が停止していると判定された場合、および、ステップＳ３５にて異常警報制御を停止した場合には、ステップＳ３１に戻り、処理を繰り返す。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態の能動型防振装置１は、異常状態検知センサ２０が異常信号を出力していない場合には、振動抑制制御が行われる。つまり、エンジンフレームの振動が能動的に抑制される。従って、運転者が感じる振動を抑制することにつながり、良好な乗り心地を提供できる。
【００６０】
一方、異常状態検知センサ２０が異常信号を出力した場合には、異常警報制御が行われる。そして、異常警報制御において、可動部材１２がストッパ１８に当接することで、警報音および警報振動を発生する。ここで、被覆ゴム１８ａは薄肉であるため、実質的に、可動部材１２とストッパ１８との金属同士の衝撃音および衝撃振動が発生する。この衝撃音および衝撃振動が、警報音および警報振動となる。そして、この異常警報制御は、車両の走行などに実質的に影響を及ぼすものではないため、車両の走行状態などによって制限されることがない。つまり、異常状態検知センサ２０が異常信号を出力した場合には、必ず異常警報制御を行うことができる。
【００６１】
従って、警報音および警報振動により、車両の運転者に対して警報することができる。具体的には、プリクラッシュ状態であれば、運転者は警報音および警報振動によりその状態を認識することができ、衝突を回避できる。また、運転者の覚醒度が低下している場合には、警報音および警報振動により、運転者の覚醒度の低下を防止できる。さらに、車両構成部品の故障の場合には、運転者は、故障を認識することができる。その場合には、運転者に対して、直ちに、部品修理などを促進することができる。
【００６２】
また、異常警報制御において、異常警報周波数は予め決定しているので、駆動コイル１７に供給する周期性の電流の算出が非常に容易となる。従って、異常状態検知センサ２０が異常状態を出力した場合に、直ちに、異常警報制御を行うことができる。
【００６３】
＜第一実施形態の変形態様＞
上述した第一実施形態において、異常警報周波数ｆ２は、可動部材１２と弾性部材１３、１４から構成される振動系の共振周波数２０Ｈｚとした。しかし、異常警報周波数ｆ２は、共振周波数からずれていてもよい。異常警報周波数ｆ２は、可動部材１２がストッパ１８に当接することができる周波数であればよい。
【００６４】
＜第二実施形態＞
第二実施形態の能動型防振装置１は、第一実施形態の能動型防振装置１に対して、異常警報制御部３３が行う異常警報制御のみ相違する。そこで、異常警報制御のみについて説明する。
【００６５】
第二実施形態の能動型防振装置１において、異常警報制御部３３が行う異常警報制御は、駆動コイル１７に供給する電流を周期性の電流とせずに、単発の電流または断続的な電流とする。この場合、可動部材１２は、取付部材１１に対して上方または下方へ大きく移動する。そうすると、可動部材１２は、上方または下方へ移動したときに、ストッパ１８に当接する。これにより、警報音または警報振動を発生する。
【００６６】
＜第三実施形態＞
第三実施形態の能動型防振装置１は、第一実施形態の能動型防振装置１に対して、異常警報制御部３３が行う異常警報制御のみ相違する。そこで、異常警報制御のみについて説明する。
【００６７】
第三実施形態の能動型防振装置１において、異常警報制御部３３が行う異常警報制御は、駆動コイル１７に供給する電流を周期性の電流とし、取付部材１１に対して可動部材１２を振動させている。ただし、可動部材１２が、ストッパ１８に当接しないように、駆動コイル１７に供給する電流のゲインおよび周波数ｆ３（以下、「異常警報周波数」と称する）（本発明における「第四周波数」に相当する）を決定している。
【００６８】
そして、この異常警報制御において、異常警報周波数ｆ３は、振動抑制周波数ｆ１と異なる周波数としている。従って、異常警報制御が行われる際には、取付部材１１に対する可動部材１２の振動そのものが、取付部材１１を介して、警報振動となる。さらに、エンジンフレーム自体の振動が抑制されないので、エンジンから伝達されたエンジンフレーム自体の振動も、可動部材１２の振動に加えられることになる。
【００６９】
そして、例えば、エンジンフレームの固有振動数が、振動抑制周波数範囲から外れている場合には、異常警報周波数ｆ３は、エンジンフレームの固有振動数に固定する。これにより、エンジンフレームの共振により、警報振動が増幅して、確実に運転者に警報できる。
【００７０】
＜第四実施形態＞
第四実施形態の能動型防振装置１は、第一実施形態の能動型防振装置１に対して、振動抑制制御部３２の処理、および、異常警報制御部３３の処理が相違する。そこで、振動抑制制御部３２の処理および異常警報制御部３３の処理について、図７および図８を参照して説明する。図７は、第四実施形態における振動抑制制御部３２の処理を示すフローチャートである。図８は、第四実施形態における異常警報制御部３３の処理を示すフローチャートである。
【００７１】
まず、振動抑制制御部３２の処理について、図７を参照して説明する。図７に示すように、振動抑制制御部３２は、エンジンの回転数を検出するための回転検出器（図示せず）から周期性のパルス信号を入力する（ステップＳ４１）。続いて、このパルス信号に基づいて、駆動コイル１７に供給する周期性の電流を算出する（ステップＳ４２）。具体的には、当該周期性の電流のパルス信号の周波数（振動抑制周波数）ｆ１、ゲインＡ１、および、位相φ１を算出する。このゲインＡ１および位相φ１は、第一実施形態において説明したように、マップデータに基づいて算出してもよいし、適応制御法により算出してもよい。
【００７２】
続いて、異常フラグがＯＮであるか否かを判定する（ステップＳ４３）。異常フラグがＯＦＦである場合には（ステップＳ４３：Ｎｏ）、後述する異常警報制御部３３による異常警報制御が停止しているか否かを判定する（ステップＳ４４）。異常警報制御が停止していないのであれば（ステップＳ４４：Ｎｏ）、停止するまで待機する。
【００７３】
続いて、異常警報制御が停止すると（ステップＳ４４：Ｙｅｓ）、算出した周期性の電流が駆動コイル１７に供給されるように、振動抑制制御を行う（ステップＳ４５）。従って、この振動抑制制御を行っている間は、エンジンフレームの振動が能動的に抑制されている。そして、ステップＳ４１に戻り、処理を繰り返す。
【００７４】
一方、異常フラグがＯＮの場合には（ステップＳ４３：Ｙｅｓ）、振動抑制制御が行われているか否かを判定する（ステップＳ４６）。振動抑制制御が行われている場合には（ステップＳ４６：Ｙｅｓ）、振動抑制制御を停止する（ステップＳ４７）。そして、ステップＳ４６にて振動抑制制御が停止していると判定された場合、および、ステップＳ４７にて振動抑制制御を停止した場合には、算出された振動抑制周波数ｆ１および位相φ１の情報を、異常警報制御部３３へ出力する。その後、ステップＳ４１に戻り、処理を繰り返す。
【００７５】
異常警報制御部３３の処理について、図８を参照して説明する。図８に示すように、異常警報制御部３３は、異常フラグがＯＮであるか否かを判定する（ステップＳ５１）。異常フラグがＯＮである場合には（ステップＳ５１：Ｙｅｓ）、振動抑制制御部３２による振動抑制制御が停止しているか否かを判定する（ステップＳ５２）。振動抑制制御が停止していないのであれば（ステップＳ５２：Ｎｏ）、停止するまで待機する。
【００７６】
続いて、振動抑制制御が停止すると（ステップＳ５２：Ｙｅｓ）、振動抑制制御部３２から出力される振動抑制周波数ｆ１および位相φ１を入力する（ステップＳ５３）。続いて、振動抑制周波数ｆ１および位相φ１に基づき、異常警報制御において駆動コイル１７に供給する周期性の電流を算出する（ステップＳ５４）。異常警報制御における周期性の電流は、振動抑制周波数ｆ１および位相φ１の逆位相φ２からなる周期性の電流である。なお、ゲインは適宜選択できる。
【００７７】
続いて、算出した異常警報制御における周期性の電流が駆動コイル１７に供給されるように、異常警報制御を行う（ステップＳ５５）。従って、この異常警報制御を行うことで、エンジンフレームの振動が増幅される。ただし、このとき、可動部材１２がストッパ１８に当接しないようにされている。そして、ステップＳ５１に戻り、処理を繰り返す。
【００７８】
一方、異常フラグがＯＦＦの場合には（ステップＳ５１：Ｎｏ）、異常警報制御が行われているか否かを判定する（ステップＳ５６）。異常警報制御が行われている場合には（ステップＳ５６：Ｙｅｓ）、異常警報制御を停止する（ステップＳ５７）。そして、ステップＳ５６にて異常警報制御が停止していると判定された場合、および、ステップＳ５７にて異常警報制御を停止した場合には、ステップＳ５１に戻り、処理を繰り返す。
【００７９】
この場合、異常警報制御が行われる際には、エンジンフレームそのものの振動に加えて、可動部材の振動が増幅されて、警報振動となる。従って、可動部材１２を振動させるための駆動コイル１７に供給する電流が僅かであっても、十分に大きな警報振動を発生できる。
【００８０】
＜第五実施形態＞
第五実施形態の能動型防振装置１は、第一実施形態の能動型防振装置１に対して、異常警報制御部３３が行う異常警報制御のみ相違する。そこで、異常警報制御のみについて説明する。
【００８１】
第五実施形態の能動型防振装置１において、異常警報制御部３３が行う異常警報制御は、駆動コイル１７に供給する電流を一定とし、取付部材１１に対する可動部材１２の位置を固定する。この場合、異常警報制御において、エンジンフレームの振動が抑制されないため、エンジンフレームの振動がそのまま伝達され、当該振動が警報振動となる。
【００８２】
＜第五実施形態の変形態様＞
上述した第五実施形態においては、異常警報制御において、取付部材１１に対する可動部材１２の位置を固定することで、エンジンフレームの振動をそのまま警報振動とした。これに限られることなく、例えば、異常警報制御において、駆動コイル１７への供給電流を遮断して、可動部材１２を制御しないようにすることもできる。この場合、可動部材１２が制御されないため、能動型防振装置１自体が受動的なダイナミックダンパとして機能する場合を除いて、防振効果を発揮しない。そして、受動的なダイナミックダンパとして機能する周波数は、可動部材１２と弾性部材１３、１４から構成される振動系の共振周波数２０Ｈｚ付近である。一方、エンジンフレームが振動する周波数範囲は３０〜１００Ｈｚであるため、当該周波数範囲において、受動的なダイナミックダンパとして機能することはない。従って、実質的に、エンジンフレームの振動が抑制されることなく、エンジンフレームの振動が警報振動となる。
【００８３】
＜その他＞
なお、上記実施形態において、電磁アクチュエータ１０は、いわゆるボイスコイル型のダイナミックダンパを用いて説明した。この他に、以下のような電磁アクチュエータを用いることができる。
【００８４】
すなわち、質量部材を振動させるアクチュエータを備えた他のダイナミックダンパは、例えば、特開平１１−３５１３２１号公報に記載されたものがある。特開平１１−３５１３２１号公報に記載されたダイナミックダンパに適用されたアクチュエータは、ソレノイド型のアクチュエータである。このダイナミックダンパにおいても、上記実施形態と同様に適用することができる。
【００８５】
また、ダイナミックダンパの他に、例えば、加振部材を振動させるアクチュエータを備えたエンジンマウントに適用することもできる。例えば、ソレノイド型アクチュエータを備えたエンジンマウントは、例えば、特開２００６−６６８４０号公報等に記載されている。このソレノイド型アクチュエータは、コイルへの電流通電量に応じた磁気吸引力により、可動部材を軸方向に振動させるための加振力を発生する。このエンジンマウントにおいても、ダイナミックダンパの場合と実質的に同様に、異常警報制御において、警報音または警報振動を発生することができる。
【００８６】
また、ソレノイド型のアクチュエータとは異なる、例えば、特開２００６−７７９２３号公報に記載されたアクチュエータを用いるエンジンマウントに適用することもできる。このアクチュエータは、コイル及び永久磁石が組み付けられた筒状のヨーク部材の内側に、加振部材に連結されている可動部材が配置されている。そして、当該アクチュエータは、コイルへの電流通電量に応じた可動部材とヨーク部材との間に惹起される電磁力の作用により、可動部材をヨーク部材に対して軸方向に振動させるための加振力を発生する。このエンジンマウントにおいても、ダイナミックダンパの場合と実質的に同様に、異常警報制御において、警報音または警報振動を発生することができる。
【００８７】
また、上記実施形態においては、能動型防振装置１の搭載対象物を車両のエンジンフレームとしたが、これに限られるものではない。例えば、車両のサスペンションメンバなどの他の車両フレームに搭載してもよい。もちろん、車両以外でも、設備機械、携行品などに適用することもできる。さらに、異常状態検知センサ２０についても、プリクラッシュセンサ２１、覚醒度検出センサ２２および故障検知センサ２３に限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】能動型防振装置１の構成を示すブロック図である。
【図２】能動型防振装置１を構成する電磁アクチュエータ１０の軸方向に切断した断面図である。
【図３】判定部３１の処理を示すフローチャートである。
【図４】第一実施形態の振動抑制制御部３２の処理を示すフローチャートである。
【図５】可動部材１２および弾性部材１３、１４を構成する振動系の周波数特性である。
【図６】第一実施形態の異常警報制御部３３の処理を示すフローチャートである。
【図７】第四実施形態の振動抑制制御部３２の処理を示すフローチャートである。
【図８】第四実施形態の異常警報制御部３３の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８９】
１：能動型防振装置、
１０：電磁アクチュエータ、  
１１：取付部材、  １１ａ：ブラケット、  １１ｂ：連結ロッド、
１２：可動部材、  １２ａ：円筒部、  １２ｂ：カバー、
１３：支持ゴム弾性体、  １４：板ばね、
１５：永久磁石、  １６：ボビン、  １７：駆動コイル、
１８：ストッパ、  １８ａ：被覆ゴム、
２０：異常状態検知センサ、  ２１：プリクラッシュセンサ、
２２：覚醒度検出センサ、  ２３：故障検知センサ、
３０：制御部、  ３１：判定部、  ３２：振動抑制制御部、  ３３：異常警報制御部
【図１】
2008208905.tif 000003
【図２】
2008208905.tif 000004
【図３】
2008208905.tif 000005
【図４】
2008208905.tif 000006
【図５】
2008208905.tif 000007
【図６】
2008208905.tif 000008
【図７】
2008208905.tif 000009
【図８】
2008208905.tif 000010