(57)【要約】【課題】  主エンジンと補助エンジンとがエンジンマウントを共用する構成において、エンジンマウントを介して過大な振動が入力されることを抑制することにより、車両振動の増大を抑制することができる車両振動抑制装置を提供する。【解決手段】  車両駆動用のメインエンジン１０と、メインエンジン１０とエンジンマウント５１を共有するサブエンジン２０とを搭載した車両の車両振動抑制装置１は、メインエンジン１０のエンジン回転数が所定値Ｎ１以下の場合に、メインエンジンの振動ピーク周波数とサブエンジン２０の振動ピーク周波数とが異なる値となるように、サブエンジン２０エンジンの回転数を制御するサブＥＣＵ７０を備える。【選択図】  図1
2005330916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両駆動用の主エンジンと、前記主エンジンとエンジンマウントを共有する、前記主エンジンよりも小排気量の補助エンジンと、を備えた車両の車両振動抑制装置であって、
前記主エンジンの振動レベルが最大となる振動周波数と前記補助エンジンの振動レベルが最大となる振動周波数とが異なる値となるように、前記主エンジン及び前記補助エンジンのうちの少なくとも一方のエンジンの回転数を制御する回転数制御手段を備えることを特徴とする車両振動抑制装置。
【請求項２】
前記回転数制御手段は、前記主エンジンのエンジン回転数が第１所定値以下の場合に、前記主エンジンの振動レベルが最大となる振動周波数と前記補助エンジンの振動レベルが最大となる振動周波数とが異なる値となるように、前記主エンジン及び前記補助エンジンのうち少なくとも一方のエンジンの回転数を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両振動抑制装置。
【請求項３】
前記回転数制御手段は、前記主エンジンのエンジン回転数が前記第１所定値以下のときに前記補助エンジンを始動させる場合、
前記主エンジンのエンジン回転数を前記第１所定値より高い第２所定値まで上昇させた後、前記補助エンジンを始動すると共に、始動された前記補助エンジンのエンジン回転数を前記第１所定値より高い第３所定値まで上昇させた後、前記主エンジンのエンジン回転数を前記第１所定値以下の回転数に戻すことを特徴とする請求項２に記載の車両振動抑制装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両振動抑制装置に関し、特に複数のエンジンを搭載した車両における車両振動抑制装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両走行用の主エンジンとは別の補助エンジンにより、オルタネータやエアコンコンプレッサ等の車両用補機を駆動する車両用補機駆動装置が下記特許文献１に記載されている。この車両用補機駆動装置によれば、エンジンルーム内の各機器の大幅な配置変更を不要にするため、エンジンブロックを主エンジンと補助エンジンとで一部共有している。
【特許文献１】特開平３−２３７２２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記車両用補機駆動装置では、エンジンブロックが共用されているため、主エンジンの振動レベルが最大になる振動周波数と補助エンジンの振動レベルが最大になる振動周波数とが重なる場合、過大な振動がエンジンマウントに入力され、車両振動が発生するおそれがある。
【０００４】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、主エンジンと補助エンジンとがエンジンマウントを共用する構成において、エンジンマウントを介して過大な振動が入力されることを抑制することにより、車両振動の増大を抑制することができる車両振動抑制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】
本発明に係る車両振動抑制装置は、車両駆動用の主エンジンと、主エンジンとエンジンマウントを共有する、主エンジンよりも小排気量の補助エンジンと、を備えた車両の車両振動抑制装置であって、主エンジンの振動レベルが最大となる振動周波数と補助エンジンの振動レベルが最大となる振動周波数とが異なる値となるように、主エンジン及び補助エンジンのうちの少なくとも一方のエンジンの回転数を制御する回転数制御手段を備えることを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る車両振動抑制装置によれば、主エンジンの振動レベルが最大となる振動周波数（以下「振動ピーク周波数」という）と補助エンジンの振動ピーク周波数とが異なる値となるように、主エンジン又は補助エンジンのエンジン回転数が制御される。よって、主エンジンの振動ピークと補助エンジンの振動ピークとが重なることにより発生する過大な振動がエンジンマウントに入力されることを防止することができる。
【０００７】
また、本発明に係る車両振動抑制装置では、回転数制御手段が、主エンジンのエンジン回転数が第１所定値以下の場合に、主エンジンの振動レベルが最大となる振動周波数と補助エンジンの振動レベルが最大となる振動周波数とが異なる値となるように、主エンジン及び補助エンジンのうち少なくとも一方のエンジンの回転数を制御することが好ましい。
【０００８】
車両に伝達される主エンジンの振動レベルは、エンジン回転数が第１所定値以下の低回転領域（例えばアイドル運転領域等）でより大きくなる。本発明に係る車両振動抑制装置によれば、振動レベルがより大きくなる低回転領域で振動ピーク周波数の重なりを防止することにより、エンジンマウントに過大な振動が入力されることをより効果的に防止することができる。
【０００９】
また、本発明に係る車両振動抑制装置では、回転数制御手段が、主エンジンのエンジン回転数が第１所定値以下のときに補助エンジンを始動させる場合、主エンジンのエンジン回転数を第１所定値より高い第２所定値まで上昇させた後、補助エンジンを始動すると共に、始動された補助エンジンのエンジン回転数を第１所定値より高い第３所定値まで上昇させた後、主エンジンのエンジン回転数を第１所定値以下の回転数に戻すことが好ましい。
【００１０】
振動ピーク周波数が高くなるほど、即ちエンジン回転数が高くなるほどエンジンマウントを介して車両に伝達される振動レベルは小さくなる。本発明に係る車両振動抑制装置によれば、補助エンジンが始動された後、主エンジンの振動レベルが低減される第１所定値以上の高回転領域で、主エンジンの振動ピーク周波数と補助エンジンの振動ピーク周波数とが交差される。振動ピーク周波数の交差時に主エンジンの振動ピークと補助エンジンの振動ピークとが一時的に重なるが、車両に伝達される振動レベルが低減される高回転領域で重ならせることにより、車両振動の増大を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、主エンジンと補助エンジンとがエンジンマウントを共用する構成において、エンジンマウントを介して過大な振動が入力されることを抑制することにより、車両振動の増大を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。
【００１３】
まず、図１を用いて、実施形態に係る車両振動抑制装置１の構成について説明する。図１は、車両の振動を抑制する車両振動抑制装置１の全体構成を示す図である。
【００１４】
車両振動抑制装置１が搭載された車両は、車両駆動用のメインエンジン（主エンジン）１０と、メインエンジン１０よりも小排気量の補機駆動用のサブエンジン（補助エンジン）２０とを備えている。
【００１５】
本実施形態のメインエンジン１０は、Ｖ型６気筒のガソリンエンジンである。メインエンジン１０は、シリンダが形成されたシリンダブロック１０ｂと、シリンダブロック１０ｂの上部に固定されたシリンダヘッド１０ａとを備えている。メインエンジン１０には、トランスミッションが連結されている。トランスミッションに伝達されたメインエンジン１０の駆動力は、ディファレンシャル及びドライブシャフト等を介して駆動輪に伝達される。そして駆動輪が駆動されることにより、車両が走行する。なお、メインエンジン１０がＶ型６気筒のガソリンエンジンに限られないことは言うまでもない。
【００１６】
メインエンジン１０のクランクシャフトには、メインクランクプーリー１８が接続されている。メインエンジン１０から出力された駆動力によりメインクランクプーリー１８が駆動される。
【００１７】
メインエンジン１０に接続されている吸気管１３には、電動モータにより開閉駆動される電子制御式スロットルバルブ１４が設けられている。メインエンジン１０では、エアクリーナから吸入された空気が、電子制御式スロットルバルブ１４により絞られ、メインエンジン１０に形成された各シリンダに吸入される。エアクリーナから吸入された空気の量は、エアクリーナと電子制御式スロットルバルブ１４との間に配置されたエアフローメータ１６により検出される。
【００１８】
吸気管１３には、燃料を噴射するインジェクタ１２が設けられており、各インジェクタ１２には加圧された燃料が導かれている。そして、各シリンダでは、吸入空気と燃料との混合気が点火装置１１によって着火されて燃焼する。燃焼後の排気ガスは排気管１７へ排出される。
【００１９】
混合気が燃焼し、メインエンジン１０が駆動されることにより、メインエンジン１０が振動する。エンジンにおける主要な励振力は燃焼圧力による衝撃力と往復質量及び回転質量に起因する慣性力である。Ｖ型６気筒エンジンの場合、慣性力に起因する振動は各気筒間で相殺されるため、図２（ａ）（ｂ）に破線で示されるように、爆発一次振動が振動レベルの最大値（振動ピーク）となる。図２（ａ）の破線は、メインエンジン１０のみを稼動させたときの、メインエンジンの右バンクの上下方向の振動レベルを振動周波数との関係で示したものである。また、図２（ｂ）の破線は、メインエンジンの左バンクの上下方向の振動レベルを振動周波数との関係で示したものである。それぞれ、メインエンジン１０を７００ｒｐｍで運転したときの振動レベルを示す。
【００２０】
なお、振動レベルは次式により求めた。
振動レベルLｖ＝２０ｌoｇ１０（ａ／ａ０）  ・・・（１）
ただし、ａは加速度（ｍ／ｓ２）、ａ０＝１０−５（ｍ／ｓ２）である。
【００２１】
メインエンジン１０のシリンダブロック１０ｂにはマウンティングブラケット５０が取付けられている。マウンティングブラケット５０には、メインエンジン１０と車体５２とを連結するエンジンマウント５１が取付けられている。このエンジンマウント５１は、車体５２に伝わるメインエンジン１０及びサブエンジン２０の振動を低減する。
【００２２】
サブエンジン２０は、排気量が１００〜１５０ｃｃ程度の単気筒エンジンであり、例えば、ロングストローク化や膨張比を大きくすること等により熱効率を向上させたエンジンである。なお、サブエンジン２０が単気筒エンジンに限られないことは言うまでもない。
【００２３】
サブエンジン２０は、メインエンジン１０のシリンダブロック１０ｂにリジッドに固定されている。すなわち、サブエンジン２０は、独自のエンジンマウントを有しておらず、メインエンジン１０と共有するエンジンマウント５１を介して車体５２に連結されている。
【００２４】
サブエンジン２０に接続されている吸気管２３には、電動モータにより開閉駆動される電子制御式スロットルバルブ２４が設けられている。サブエンジン２０では、エアクリーナから吸入された空気が、電子制御式スロットルバルブ２４により絞られて、サブエンジン２０に形成されたシリンダに吸入される。エアクリーナから吸入された空気の量は、エアクリーナと電子制御式スロットルバルブ２４との間に配置されたエアフローメータ２６により検出される。
【００２５】
吸気管２３に設けられたインジェクタ２２には加圧された燃料が導かれている。シリンダ内では、インジェクタ２２から噴射された燃料と吸入空気との混合気が点火装置２１によって着火されて燃焼する。燃焼後の排気ガスは排気管２７へ排出される。
【００２６】
混合気が燃焼し、サブエンジン２０が駆動されることにより、サブエンジン２０が振動する。単気筒エンジンの場合、慣性力に起因する振動が相殺されないため、図２（ａ）（ｂ）に実線で示されるように、回転一次振動が振動レベルの最大値となる。図２（ａ）の実線は、サブエンジン２０のみを稼動させたときの、メインエンジンの右バンクの上下方向の振動レベルを振動周波数との関係で示したものである。また、図２（ｂ）の実線は、メインエンジンの左バンクの上下方向の振動レベルを振動周波数との関係で示したものである。それぞれ、サブエンジン２０を２５００ｒｐｍで運転したときの振動レベルを示す。
【００２７】
サブエンジン２０のクランクシャフトには、サブクランクプーリー２８が接続されている。サブエンジン２０から出力された駆動力は、サブクランクプーリー２８に伝達される。本実施形態において、サブクランクプーリー２８には、大径プーリー２９と大径プーリー２９より直径の小さい小径プーリー３０とを備えたダブルプーリーを用いた。
【００２８】
小径プーリー３０とメインクランクプーリー１８にはベルトＢ１が掛けられており、ベルトＢ１により小径プーリー３０とメインクランクプーリー１８との間で駆動力の伝達が行われる。
【００２９】
大径プーリー２９、及び、パワーステアリングポンプ４０、エアコンコンプレッサ４１、ウォーターポンプ４２、オルタネータ４３等の車両用補機にはベルトＢ２が掛けられている。サブエンジン２０又はメインエンジン１０により大径プーリー２９が駆動されることにより各車両用補機が駆動される。
【００３０】
電子制御装置５５は、メインエンジン１０の運転を制御するメインエンジン用電子制御ユニット（以下「メインＥＣＵ」という）６０及びサブエンジン２０の運転を制御するサブエンジン用電子制御ユニット（以下「サブＥＣＵ」という）７０を備えている。
【００３１】
メインＥＣＵ６０には、上述した点火装置１１、インジェクタ１２、電子制御式スロットルバルブ１４、エアフローメータ１６の他、メインエンジン１０のクランク位置を検出するクランクポジションセンサ６１、アクセルペダル開度を検出するアクセル開度センサ６２及び電子制御式スロットルバルブ１４の開度を検出するスロットル開度センサ１５等が接続されている。
【００３２】
メインＥＣＵ６０は、その内部に演算を行うマイクロプロセッサ、このマイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを記憶するＲＡＭ及び図示しない１２Ｖバッテリによってその記憶内容が保持されるバックアップＲＡＭ等を有している。
【００３３】
また、メインＥＣＵ６０は、インジェクタ１２を駆動するインジェクタドライバ、点火装置１１に点火信号を出力する出力回路及び電子制御式スロットルバルブ１４を開閉する電動モータを駆動するモータドライバ等を備えている。
【００３４】
メインＥＣＵ６０は、各種センサからの出力値に基づいて、燃料噴射量、点火時期及びスロットル開度等の最適値を算出し、算出した値に基づいて、メインエンジン１０の運転を総合的に制御する。
【００３５】
サブＥＣＵ７０には、上述した点火装置２１、インジェクタ２２、電子制御式スロットルバルブ２４、エアフローメータ２６の他、サブエンジン２０のクランク位置を検出するクランクポジションセンサ７１及び電子制御式スロットルバルブ２４の開度を検出するスロットル開度センサ２５等が接続されている。また、サブＥＣＵ７０は、インジェクタ２２を駆動するインジェクタドライバ及び点火装置２１に点火信号を出力する出力回路等を備えている。
【００３６】
サブＥＣＵ７０は、メインＥＣＵ６０と同様に、マイクロプロセッサやＲＯＭ等により構成されており、各種センサからの出力値に基づいて、燃料噴射量、点火時期及びスロットル開度等の最適値を算出し、算出した値に基づいて、サブエンジン２０の運転を総合的に制御する。
【００３７】
メインＥＣＵ６０は、電子制御式スロットルバルブ１４の開度を調節して吸入空気量を調節することにより、メインエンジン１０のエンジン回転数を制御する。また、サブＥＣＵ７０は、電子制御式スロットルバルブ２４の開度を調節して吸入空気量を調節することによりサブエンジン２０のエンジン回転数を調節する。すなわち、メインＥＣＵ６０及びサブＥＣＵ７０は、回転数制御手段として機能する。
【００３８】
メインＥＣＵ６０とサブＥＣＵ７０とは通信回線６９で接続されており、相互にデータの交換が可能となるように構成されている。
【００３９】
次に、図３を参照しつつ、本実施形態に係る車両振動抑制装置１の動作について説明する。ここで、図３は、サブエンジン２０を始動させる際におけるエンジン回転数制御の処理手順を示すフローチャートである。図３に示すエンジン回転数制御は、メインエンジン１０及びサブエンジン２０それぞれの回転に同期して実行される。
【００４０】
ステップＳ１００では、サブエンジン２０が停止中であるか否かについての判断が行われる。ここで、サブエンジン２０が停止中である場合にはステップＳ１０２に処理が移行する。一方、サブエンジン２０が停止中ではない場合、即ちサブエンジン２０が稼動中の場合には、本処理から一旦抜ける。
【００４１】
ステップＳ１０２では、サブエンジン２０の始動条件が成立しているか否かについての判断が行われる。ここで、サブエンジン２０の始動条件が成立している場合には、ステップＳ１０４に処理が移行する。一方、サブエンジン２０の始動条件が成立していないときには、本処理から一旦抜ける。
【００４２】
ステップＳ１０４では、メインエンジン１０のエンジン回転数が所定値Ｎ１（第１所定値）以下であるか否かについての判断が行われる。ここで、メインエンジン１０のエンジン回転数が所定値Ｎ１より高い場合には、ステップＳ１０６においてサブエンジン２０が始動される。その後処理がステップＳ１１６に移行する。一方、メインエンジン１０のエンジン回転数が所定値Ｎ１以下のときには、ステップＳ１０８に処理が移行する。
【００４３】
所定値Ｎ１は、例えば、８００ｒｐｍに設定される。ここで、メインエンジン１０の振動ピーク周波数ＶＰｍ、即ち爆発一次振動の振動周波数とエンジン回転数ＮＥｍとの関係は次式により定められる。
ＶＰｍ＝｛（ＮＥｍ／２）×Ｓ｝／６０  ・・・（２）
ただし、Ｓは気筒数である。
【００４４】
例えば、振動ピーク周波数ＶＰｍが４０Ｈｚ以上の高周波領域ではエンジンマウント５１での減推率が大きく、メインエンジン１０の振動ピークとサブエンジン２０の振動ピークとが重なったとしても車体５２に振動として伝達され難い。ＶＰｍが４０Ｈｚとなるエンジン回転数ＮＥｍは上式（２）より８００ｒｐｍとなる。
【００４５】
ステップＳ１０８では、メインエンジン１０のエンジン回転数が所定値Ｎ２（第２所定値）まで上昇される。ここで、所定値Ｎ２は、所定値Ｎ１より高回転に設定される。即ち、所定値Ｎ２は、振動ピークを充分に減少させることができる回転数に設定される。メインエンジン１０の回転数を上昇させる場合、電子制御式スロットルバルブ１４のスロットル開度が所定値Ｎ２に応じて開弁され、メインエンジン１０の吸入空気量が増大される。吸入空気量の増大に伴ってインジェクタ１２から噴射される燃料噴射量が増大される。吸入空気量及び燃料噴射量が増大されることによりメインエンジン１０のエンジン回転数が上昇される。
【００４６】
メインエンジン１０のエンジン回転数が所定値Ｎ２まで上昇された場合、続くステップ１１０において、サブエンジン２０が始動される。サブエンジン２０の始動が完了すると、次のステップＳ１１２において、サブエンジン２０の回転数が所定値Ｎ３（第３所定値）まで上昇される。
【００４７】
所定値Ｎ３は、例えば、振動ピーク周波数が、メインエンジン回転数が所定値Ｎ１のときの振動ピーク周波数（４０Ｈｚ）よりも５Ｈｚ高い値、即ち４５Ｈｚ以上となるように設定される。ここで、サブエンジン２０の振動ピーク周波数ＶＰｓ、即ち回転一次振動の周波数とエンジン回転数ＮＥｓとの関係は次式により定められる。
ＶＰｓ＝ＮＥｓ／６０  ・・・（３）
【００４８】
振動ピーク周波数ＶＰｓが４５Ｈｚとなるサブエンジンのエンジン回転数ＮＥｓは２７００ｒｐｍである。したがって、所定値Ｎ３は、例えば、２７００ｒｐｍに設定される。このように、所定値Ｎ３は所定値Ｎ１より高回転に設定される。なお、本実施形態では、上記所定値Ｎ２を、メインエンジン１０の振動ピーク周波数ＶＰｍが４５Ｈｚ以上となる回転数（例えば、１０００ｒｐｍ）に設定した。
【００４９】
サブエンジン２０の回転数を上昇させる場合、電子制御式スロットルバルブ２４のスロットル開度が所定値Ｎ３に応じて開弁され、サブエンジン２０の吸入空気量が増大される。吸入空気量の増大に伴ってインジェクタ２２から噴射される燃料噴射量が増大される。吸入空気量及び燃料噴射量が増大されることによりサブエンジン２０のエンジン回転数が上昇される。
【００５０】
次に、ステップＳ１１４では、メインエンジン１０の回転数制御が通常制御に戻される。これにより、ステップＳ１０８において所定値Ｎ２まで上昇されていたメインエンジン１０のエンジン回転数が、車両の運転状態に基づいた通常制御のエンジン回転数に戻される。メインエンジン１０のエンジン回転数が所定値Ｎ１以下の回転数に戻る途中で、メインエンジン１０の振動ピーク周波数とサブエンジン２０の振動ピーク周波数とが交差する。しかしながら、振動ピーク周波数が４０Ｈｚ以上の高周波領域で交差されるので、メインエンジン１０の振動ピークとサブエンジン２０の振動ピークとが重なったとしても車体５２に振動として伝達され難い。
【００５１】
続いて、ステップＳ１１６では、サブエンジン２０のエンジン回転数が所定値Ｎ４に制御される。所定値Ｎ４は、例えば、サブエンジン２０の振動ピーク周波数が４５Ｈｚとなるエンジン回転数、即ち２７００ｒｐｍに設定される。その後、サブエンジン２０稼動中はエンジン回転数が所定値Ｎ４に保持される。サブエンジン２０のエンジン回転数を所定値２７００ｒｐｍに保持した場合、メインエンジン１０のエンジン回転数が所定値８００ｒｐｍ（第１所定値）以下の場合に、メインエンジン１０の振動ピーク周波数とサブエンジン２０の振動ピーク周波数とが一致することはない。その後、本処理から一旦抜ける。
【００５２】
本実施形態によれば、サブエンジン２０始動時に、メインエンジン１０及びサブエンジン２０の振動レベルが低減される高周波領域で振動ピーク周波数を交差させることにより、エンジンマウント５１を介して過大な振動が車体５２に入力されることを防止することができる。そのため、車両振動の増大を抑制することが可能となる。
【００５３】
また、振動レベルがより大きくなる低回転領域（例えば８００ｒｐｍ以下）において、メインエンジン１０の振動ピーク周波数とサブエンジン２０の振動ピーク周波数とが異なる値となるように、サブエンジン２０のエンジン回転数が制御される。そのため、メインエンジン１０の振動ピークとサブエンジン２０の振動ピークとが重なることにより発生する過大な振動がエンジンマウント５１に入力されることを抑制することができる。よって、車両振動の増大を効果的に抑制することが可能となる。
【００５４】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、電子制御装置５５をメインＥＣＵ６０とサブＥＣＵ７０とを用いて構成したが、単一のＥＣＵで構成してもよい。また、サブエンジン２０のエンジン回転数が所定値以下の場合に、メインエンジン１０の振動ピーク周波数とサブエンジン２０の振動ピーク周波数とが異なる値となるように、メインエンジン１０又はサブエンジン２０のエンジン回転数を制御するような構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】実施形態に係る車両振動抑制装置の全体構成を示す図である。
【図２】（ａ）メインエンジンの右バンクの上下方向の振動レベルを示す図である。（ｂ）メインエンジンの左バンクの上下方向の振動レベルを示す図である。
【図３】実施形態に係る車両振動抑制装置によるエンジン回転数制御の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５６】
１…車両振動抑制装置、１０…メインエンジン、１４，２４…電子制御式スロットルバルブ、２０…サブエンジン、５１…エンジンマウント、５５…電子制御装置、６０…メインＥＣＵ、６１，７２…クランクポジションセンサ、７０…サブＥＣＵ、Ｂ１，Ｂ２…ベルト。
【図１】
2005330916.tif 000003
【図２】
2005330916.tif 000004
【図３】
2005330916.tif 000005