(57)【要約】【課題】実際のエンジン振動の位相と能動型防振支持装置のアクチュエータが作動する位相とのずれを補償し、能動型防振支持装置による防振効果を一層高める。【解決手段】能動型防振支持装置は、クランクパルスおよび各気筒のＴＤＣ信号から各気筒毎のエンジン振動の位相を推定し、その推定したエンジン振動の位相に基づいて能動型防振支持装置のアクチュエータを作動させる位相を制御する。その際にエンジン回転数Ｎｅと外気温Ｔａとに基づいて前記推定したエンジン振動の位相を補正することにより、エンジン振動の位相に対して時間遅れを発生させることなく能動型防振支持装置のアクチュエータを作動させ、能動型防振支持装置の防振効果を充分に発揮させることができる。【選択図】　　　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともクランクパルスからエンジン（Ｅ）の振動の位相を推定し、その推定した振動の位相に基づいて能動型防振支持装置（Ｍ）のアクチュエータ（２９）を作動させる位相を制御するエンジンの振動防止制御装置において、
エンジン回転数（Ｎｅ）を検出するエンジン回転数センサ（Ｓｃ）と、検出したエンジン回転数（Ｎｅ）に基づいて前記推定した振動の位相を補正する補正手段（Ｕ）とを備えたことを特徴とするエンジンの振動防止制御装置。
【請求項２】
外気温（Ｔａ）を検出する外気温センサ（Ｓｄ）を備え、補正手段（Ｕ）はエンジン回転数（Ｎｅ）および外気温（Ｔａ）に基づいて前記推定した振動の位相を補正することを特徴とする、請求項１に記載のエンジンの振動防止制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、能動型防振支持装置の防振性能を高めるためのエンジンの振動防止制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンのクランクパルスを検出することでエンジン振動の振幅および位相を推定し、推定したエンジン振動の振幅および位相に基づいてアクチュエータの作動を制御することで、液室の容積を変化させる可動板を駆動してエンジン振動を低減する能動型防振支持装置が、本出願人により特願２００２−１０１５９２号により既に提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のものは、エンジンのクランクパルスに基づいてエンジン振動の振幅およびクランク位相を推定しているが、燃焼室における混合気の爆発により発生した振動が能動型防振支持装置の位置に達するまでには時間遅れがあり、しかも能動型防振支持装置に駆動信号が入力してからアクチュエータが作動するまでには時間遅れがあるため、前記推定したエンジン振動のクランク位相と能動型防振支持装置の作動位相との間にずれが発生してしまい、結果として能動型防振支持装置の防振効果が充分に発揮されない可能性があった。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、エンジン振動の位相と能動型防振支持装置のアクチュエータが作動する位相とのずれを補償し、能動型防振支持装置による防振効果を一層高めることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
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、少なくともクランクパルスからエンジンの振動の位相を推定し、その推定した振動の位相に基づいて能動型防振支持装置のアクチュエータを作動させる位相を制御するエンジンの振動防止制御装置において、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサと、検出したエンジン回転数に基づいて前記推定した振動の位相を補正する補正手段とを備えたことを特徴とするエンジンの振動防止制御装置が提案される。
【０００６】
上記構成によれば、クランクパルスから推定したエンジンの振動の位相に基づいて能動型防振支持装置のアクチュエータを作動させる位相を制御する際に、エンジン回転数センサで検出したエンジン回転数に基づいて前記推定した振動の位相を補正するので、実際のエンジンの振動の位相に対して時間遅れを発生させることなく能動型防振支持装置のアクチュエータを作動させ、能動型防振支持装置の防振効果を充分に発揮させることができる。
【０００７】
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、外気温を検出する外気温センサを備え、補正手段はエンジン回転数および外気温に基づいて前記推定した振動の位相を補正することを特徴とするエンジンの振動防止制御装置が提案される。
【０００８】
上記構成によれば、クランクパルスから推定したエンジンの振動の位相を、エンジン回転数だけでなく外気温に基づいて補正するので、外気温の変動による位相のずれを補償してエンジンの振動の位相に対して一層適切なタイミングで能動型防振支持装置のアクチュエータを作動させ、防振効果を更に高めることができる。
【０００９】
尚、実施例の電子制御ユニットＵは本発明の補正手段に対応する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１１】
図１〜図６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２−２線断面図、図３は図１の３−３線断面図、図４は図１の要部拡大図、図５は能動型防振支持装置の制御手法を示すフローチャート、図６は振動のクランク位相の補正位相値を検索するマップである。
【００１２】
図１〜図４に示す能動型防振支持装置Ｍは、自動車のエンジンＥを車体フレームＦに弾性的に支持し、エンジンＥの振動が車体フレームＦに伝達され難くする機能を有する。エンジンＥのクランクシャフトが所定角度（例えば、１０°）回転する度に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からの信号と、気筒毎の上死点のタイミングを検出するＴＤＣセンサＳｂからの信号と、エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサＳｃからの信号と、外気温Ｔａ（実施例では、吸気温あるいは冷却水温で代用）を検出する外気温センサＳｄからの信号とが入力される電子制御ユニットＵは、能動型防振支持装置Ｍの制御を司る。
【００１３】
能動型防振支持装置Ｍ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、エンジンＥに結合される板状の取付ブラケット１１に溶接した内筒１２と、この内筒１２の外周に同軸に配置された外筒１３とを備えており、内筒１２および外筒１３には厚肉のゴムで形成した第１弾性体１４の上端および下端がそれぞれが加硫接着により接合される。中央に開口１５ｂを有する円板状の第１オリフィス形成部材１５と、上面が開放した樋状の断面を有して環状に形成された第２オリフィス形成部材１６と、同じく上面が開放した樋状の断面を有して環状に形成された第３オリフィス形成部材１７とが溶接により一体化されており、第１オリフィス形成部材１５および第２オリフィス形成部材１６の外周部が重ね合わされて前記外筒１３の下部に設けたカシメ固定部１３ａに固定される。
【００１４】
膜状のゴムで形成された第２弾性体１８の外周が第３オリフィス形成部材１７の内周に加硫接着により固定されており、この第２弾性体１８の内周に加硫接着により固定されたキャップ部材１９が、軸線Ｌ上に上下動可能に配置された可動部材２０に圧入により固定される。外筒１３のカシメ固定部１３ａに固定されたリング部材２１にダイヤフラム２２の外周が加硫接着により固定されており、このダイヤフラム２２の内周に加硫接着により固定されたキャップ部材２３が前記可動部材２０に圧入により固定される。
【００１５】
しかして、第１弾性体１４および第２弾性体１８間に液体が封入された第１液室２４が区画され、第２弾性体１８およびダイヤフラム２２間に液体が封入された第２液室２５が区画される。そして第１液室２４および第２液室２５は、第１〜第３オリフィス形成部材１５，１６，１７により形成された上部オリフィス２６および下部オリフィス２７によって相互に連通する。
【００１６】
上部オリフィス２６は第１オリフィス形成部材１５および第２オリフィス形成部材１６間に形成される環状の通路であって、その一部に設けられた隔壁２６ａの一側において第１オリフィス形成部材１５に連通孔１５ａが形成され、前記隔壁２６ａの他側において第２オリフィス形成部材１６に連通孔１６ａが形成される。従って、上部オリフィス２６は、第１オリフィス形成部材１５の連通孔１５ａから第２オリフィス形成部材１６の連通孔１６ａまでの略１周の範囲に亘って形成される（図２参照）。
【００１７】
下部オリフィス２７は第２オリフィス形成部材１６および第３オリフィス形成部材１７間に形成される環状の通路であって、その一部に設けられた隔壁２７ａの一側において第２オリフィス形成部材１６に前記連通孔１６ａが形成され、前記隔壁２７ａの他側において第３オリフィス形成部材１７に連通孔１７ａが形成される。従って、下部オリフィス２７は、第２オリフィス形成部材１６の連通孔１６ａから第３オリフィス形成部材１７の連通孔１７ａまでの略１周の範囲に亘って形成される（図３参照）。
【００１８】
以上のことから、第１液室２４および第２液室２５は、直列に接続された上部オリフィス２６および下部オリフィス２７によって相互に連通する。
【００１９】
外筒１３のカシメ固定部１３ａには、能動型防振支持装置Ｍを車体フレームＦに固定するための環状の取付ブラケット２８が固定されており、この取付ブラケット２８の下面に前記可動部材２０を駆動するためのアクチュエータ２９の外郭を構成するアクチュエータハウジング３０が溶接される。
【００２０】
アクチュエータハウジング３０にはヨーク３２が固定されており、ボビン３３に巻き付けられたコイル３４がアクチュエータハウジング３０およびヨーク３２に囲まれた空間に収納される。環状のコイル３４の内周に嵌合するヨーク３２の筒状部３２ａに有底円筒状のベアリング３６が嵌合する。コイル３４の上面に対向する円板状のアーマチュア３８がアクチュエータハウジング３０の内周面に摺動自在に支持されており、このアーマチュア３８の内周に形成した段部３８ａがベアリング３６の上部に係合する。アーマチュア３８はボビン３３の上面との間に配置した皿ばね４２で上方に付勢され、アクチュエータハウジング３０に設けた係止部３０ａに係合して位置決めされる。
【００２１】
ベアリング３６の内周に円筒状のスライダ４３が摺動自在に嵌合しており、可動部材２０から下方に延びる軸部２０ａが、ベアリング３６の上底部を緩く貫通してスライダ４３の内部に固定したボス４４に接続される。ベアリング３６の上底部とスライダ４３との間にコイルばね４１が配置されており、このコイルばね４１でベアリング３６は上向きに付勢され、スライダ４３は下向きに付勢される。
【００２２】
アクチュエータ２９のコイル３４が消磁状態にあるとき、ベアリング３６に摺動自在に支持されたスライダ４３にはコイルばね４１の弾発力が下向きに作用するとともに、ヨーク３２の底面との間に配置したコイルばね４５の弾発力が上向きに作用しており、スライダ４３は両コイルばね４１，４５の弾発力が釣り合う位置に停止する。この状態からコイル３４を励磁してアーマチュア３８を下方に吸引すると、段部３８ａに押されてベアリング３６が下方に摺動することによりコイルばね４１が圧縮される。その結果、コイルばね４１の弾発力が増加してコイルばね４５を圧縮しながらスライダ４３が下降するため、スライダ４３にボス４４および軸部２０ａを介して接続された可動部材２０が下降し、可動部材２０に接続された第２弾性体１８が下方に変形して第１液室２４の容積が増加する。逆にコイル３４を消磁すると、可動部材２０が上昇して第２弾性体１８が上方に変形し、第１液室２４の容積が減少する。
【００２３】
しかして、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Ｅから入力される荷重で第１弾性体１４が変形して第１液室２４の容積が変化すると、上部オリフィス２６および下部オリフィス２７を介して接続された第１液室２４および第２液室２５間で液体が行き来する。第１液室２４の容積が拡大・縮小すると、それに応じて第２液室２５の容積が縮小・拡大するが、この第２液室２５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、上部オリフィス２６および下部オリフィス２７の形状および寸法、並びに第１弾性体１４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Ｅから車体フレームＦに伝達される振動を効果的に低減することができる。
【００２４】
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２９は非作動状態に保たれる。
【００２５】
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Ｅのクランクシャフトの回転に起因するアイドル振動やこもり音振動が発生した場合、第１液室２４および第２液室２５を接続する上部オリフィス２６および下部オリフィス２７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２９を駆動して防振機能を発揮させる。
【００２６】
能動型防振支持装置Ｍに防振機能を発揮させるべく、電子制御ユニットＵは各センサＳａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄからの信号に基づいてアクチュエータ２９のコイル３４に対する通電を制御する。この制御の内容を、図５のフローチャートに基づいて具体的に説明する。
【００２７】
先ずステップＳ１でクランクパルスセンサＳａにより検出した１０°のクランクアングル毎に出力されるクランクパルスと、ＴＤＣセンサＳｂにより検出した気筒毎の上死点のタイミングと、エンジン回転数センサＳｃで検出したエンジン回転数Ｎｅと、外気温センサＳｄで検出した外気温Ｔａとを読み込む。続くステップＳ２でクランクパルスの時間間隔を算出した後に、ステップＳ３で前記１０°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を算出し、更にステップ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を算出する。続くステップＳ５でエンジンＥのクランクシャフト回りのトルクＴｑを、エンジンＥ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
により算出する。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。
【００２８】
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振動量を算出する。このエンジン振動量は、能動型防振支持装置Ｍの位置における振動状態と高い相関関係を持っている。続くステップＳ８で気筒毎のＴＤＣ信号とエンジン振動量とを対応させることで、気筒毎のエンジン振動量を算出する。そしてステップＳ９で気筒毎のＴＤＣ信号とクランクシャフトの角速度ωとにより、気筒毎の振動のクランク位相を推定する。
【００２９】
このように、クランクパルスおよびＴＤＣ信号から推定した気筒毎の振動のクランク位相は、混合気の爆発により発生した振動が能動型防振支持装置Ｍの位置に達するまでの時間遅れと、能動型防振支持装置Ｍに駆動信号が入力してからアクチュエータ２９が作動するまでの時間遅れとにより、能動型防振支持装置Ｍのアクチュエータ２９の作動位相との間にずれが発生してしまい、能動型防振支持装置Ｍの防振効果が充分に発揮されない虞がある。この位相のずれの大きさは主としてエンジン回転数Ｎｅによって変化し、また外気温Ｔａによっても変化する。
【００３０】
そこで本実施例では、以下のステップＳ１０，Ｓ１１で前記時間遅れを補正している。即ち、ステップＳ１０でエンジン回転数センサＳｃにより検出したエンジン回転数Ｎｅを、図６（Ａ）のマップに適用して補正位相値を検索するとともに、ステップＳ１１で外気温センサＳｄにより検出した外気温Ｔａに相当する吸気温あるいは冷却水温を、図６（Ｂ），（Ｃ）のマップに適用して補正位相値を検索する。そしてステップＳ１２でエンジン回転数Ｎｅによる補正位相値および外気温Ｔａによる補正位相値によって気筒毎の振動のクランク位相を補正して能動型防振支持装置Ｍのアクチュエータ２９の制御位相を決定した後、ステップＳ１３で前記補正後の気筒毎の振動のクランク位相に基づいて能動型防振支持装置Ｍのアクチュエータ２９を作動させる。
【００３１】
しかして、振動によってエンジンＥが下方に偏倚して第１液室２４の容積が減少して液圧が増加するときには、コイル３４を励磁してアーマチュア３８を吸引する。その結果、アーマチュア３８はコイルばね４１，４５を圧縮しながらスライダ４３および可動部材２０と共に下方に移動し、可動部材２０に内周を接続された第２弾性体１８を下方に変形させる。これにより、第１液室２４の容積が増加して液圧の増加を抑制するため、能動型防振支持装置ＭはエンジンＥから車体フレームＦへの下向きの荷重伝達を防止する能動的な支持力を発生する。
【００３２】
逆に振動によってエンジンＥが上方に偏倚して第１液室２４の容積が増加して液圧が減少するときには、コイル３４を消磁してアーマチュア３８を吸引を解除する。その結果、アーマチュア３８はコイルばね４１，４５の弾発力でスライダ４３および可動部材２０と共に上方に移動し、可動部材２０に内周を接続された第２弾性体１８を上方に変形させる。これにより、第１液室２４の容積が減少して液圧の減少を抑制するため、能動型防振支持装置ＭはエンジンＥから車体フレームＦへの上向きの荷重伝達を防止する能動的な支持力を発生する。
【００３３】
上述した能動型防振支持装置Ｍのアクチュエータ２９のコイル３４を励磁および消磁するタイミングを、前記補正後の気筒毎の振動のクランク位相に基づいて制御することで、気筒毎の振動のクランク位相に対して時間遅れのない適切なタイミングで能動型防振支持装置Ｍを作動させることができ、その防振性能を効果的に発揮させることができる。
【００３４】
以上、本発明の実施例を詳述したが、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。
【００３５】
例えば、能動型防振支持装置Ｍの構造は実施例のものに限定されず、同様の機能を備えた種々の構造のものを採用することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、クランクパルスから推定したエンジンの振動の位相に基づいて能動型防振支持装置のアクチュエータを作動させる位相を制御する際に、エンジン回転数センサで検出したエンジン回転数に基づいて前記推定した振動の位相を補正するので、実際のエンジンの振動の位相に対して時間遅れを発生させることなく能動型防振支持装置のアクチュエータを作動させ、能動型防振支持装置の防振効果を充分に発揮させることができる。
【００３７】
また請求項２に記載された発明によれば、クランクパルスから推定したエンジンの振動の位相を、エンジン回転数だけでなく外気温に基づいて補正するので、外気温の変動による位相のずれを補償してエンジンの振動の位相に対して一層適切なタイミングで能動型防振支持装置のアクチュエータを作動させ、防振効果を更に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】能動型防振支持装置の縦断面図
【図２】図１の２−２線断面図
【図３】図１の３−３線断面図
【図４】図１の要部拡大図
【図５】能動型防振支持装置の制御手法を示すフローチャート
【図６】振動のクランク位相の補正位相値を検索するマップ
【符号の説明】
Ｅ　　　　　エンジン
Ｎｅ　　　　エンジン回転数
Ｍ　　　　　能動型防振支持装置
Ｓｃ　　　　エンジン回転数センサ
Ｓｄ　　　　外気温センサ
Ｔａ　　　　外気温
Ｕ　　　　　電子制御ユニット（補正手段）
２９　　　　アクチュエータ
【図１】
2004034826.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004034826.tif 000006
【図５】
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【図６】
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