(57)【要約】【課題】エンジンを気筒休止状態から全筒状態に切り替える際に、能動型防振支持装置にエンジンの実際の振動モードに応じた有効な防振機能を発揮させる。【解決手段】エンジンの運転状態を気筒休止状態から全筒状態に切り替える切替信号が出力されても、能動型防振支持装置の制御状態を気筒休止状態の制御から全筒状態の制御の即座に切り替えず、それまでの気筒休止状態の継続時間に応じて設定された切替後経過タイマーのタイムアップを待って能動型防振支持装置の制御状態を切り替える。これにより、休止していた気筒が冷えているためにエンジンの実際の振動モードが気筒休止状態の振動モード（１．５次振動）から全筒状態の振動モード（３次振動）にスムーズに移行しない場合であっても、能動型防振支持装置にエンジンの実際の振動モードに応じた有効な防振機能を発揮させることができる。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒休止可能なエンジン（Ｅ）の振動の伝達を抑制すべく制御手段（Ｕ）でアクチュエータ（２９）の作動を制御する能動型防振支持装置のアクチュエータ駆動制御装置において、
前記制御手段（Ｕ）は、エンジン（Ｅ）の運転状態を気筒休止状態から全筒状態に切り替える切替信号が出力されたときに、アクチュエータ（２９）を気筒休止状態の作動周期から全筒状態の作動周期に切り替えるタイミングを、前記気筒休止状態の継続時間に応じて決まる所定時間だけ遅らせることを特徴とする、能動型防振支持装置のアクチュエータ駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気筒休止可能なエンジンの振動の伝達を抑制すべく制御手段でアクチュエータの作動を制御する能動型防振支持装置のアクチュエータ駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる能動型防振支持装置は、下記特許文献により公知である。
【０００３】
この能動型防振支持装置は、アクチュエータに電流を印加して可動部材を振動させることでバネ定数を変化させるもので、そのバネ定数を設定する印加電流のピーク電流値と位相との関係を予めマップとして記憶しておき、エンジン回転数に応じて前記マップからアクチュエータに印加すべき電流のピーク電流値と位相とを求めることで、種々のエンジン回転数領域で能動型防振支持装置に有効な防振性能を発揮させるようになっている。
【０００４】
【特許文献】
特開平７−４２７８３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、エンジンを気筒休止状態から全筒状態に切り替える切替信号が出力されたとき、長時間に亘って休止していた気筒が冷えているために全筒状態にスムーズに移行しない場合がある。この場合、エンジンの振動モードが気筒休止状態のモードから全筒状態のモードに移行するのにタイムラグが発生するため、前記切替信号の出力と同時に能動型防振支持装置のアクチュエータの制御モードを切り替えてしまうと、かえって能動型防振支持装置の防振機能を損ねてしまう可能性がある。
【０００６】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、エンジンを気筒休止状態から全筒状態に切り替える際に、能動型防振支持装置にエンジンの実際の振動モードに応じた有効な防振機能を発揮させることを目的とする。
【０００７】
【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、気筒休止可能なエンジンの振動の伝達を抑制すべく制御手段でアクチュエータの作動を制御する能動型防振支持装置のアクチュエータ駆動制御装置において、前記制御手段は、エンジンの運転状態を気筒休止状態から全筒状態に切り替える切替信号が出力されたときに、アクチュエータを気筒休止状態の作動周期から全筒状態の作動周期に切り替えるタイミングを、前記気筒休止状態の継続時間に応じて決まる所定時間だけ遅らせることを特徴とする、能動型防振支持装置のアクチュエータ駆動制御装置が提案される。
【０００８】
上記構成によれば、エンジンの運転状態を気筒休止状態から全筒状態に切り替える切替信号が出力されたときに、アクチュエータの作動周期を気筒休止状態のものから全筒状態のものへと切り替えるタイミングを、それまでの気筒休止状態の継続時間に応じて決まる所定時間だけ遅らせるので、休止していた気筒が冷えているために気筒休止状態の振動モードから全筒状態の振動モードにスムーズに移行しない場合であっても、能動型防振支持装置にエンジンの実際の振動モードに応じた有効な防振機能を発揮させることができる。
【０００９】
尚、実施例の電子制御ユニットＵは本発明の制御手段に対応する。
【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９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Ｖ型６気筒エンジンの点火順序を示す図、図６は全筒状態および気筒休止状態間の切替タイミングを説明するタイムチャート、図７は全筒状態および気筒休止状態間の切替制御を説明するフローチャート、図８はアクチュエータの制御手法を示すフローチャート、図９は気筒休止状態の継続時間からタイマーのカウント時間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（アクティブ・コントロール・マウント：ＡＣＭ）は、自動車の気筒休止制御が可能なエンジンＥを車体フレームＦに弾性的に支持するためのもので、エンジンＥ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、エンジンＥの気筒休止制御を司るエンジンＥＣＵ１０とが接続された電子制御ユニットＵによって制御される。こ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。
【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時の振動や気筒休止時の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のアクチュエータ２９を作動させて防振性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およびエンジンＥＣＵ１０からの信号に基づいてコイル３４に対する通電を制御する。
【００２７】
図５に示すように、本実施例のエンジンＥは４サイクルＶ型６気筒エンジンであって、一方のバンクに気筒休止可能な♯１、♯２および♯３の３個の気筒を備えるとともに、他方のバンクに気筒休止不能な♯４、♯５および♯６の３個の気筒を備える。６個の気筒♯１〜♯６の点火順序は、♯１→♯４→♯２→♯５→♯３→♯６であって、両バンクの気筒が交互に爆発するようになっており、かつ気筒休止時には一方のバンクの♯１、♯２および♯３の３個の気筒が一斉に休止するようになっている。
【００２８】
本実施例の４サイクルＶ型６気筒のエンジンＥでは、全筒状態でクランクシャフトの２回転につき６回の爆発が行われるため、クランクシャフトの１回転につき３回の振動が発生する３次振動状態となり、また気筒休止状態でクランクシャフトの２回転につき３回の爆発が行われるため、クランクシャフトの１回転につき１．５回の振動が発生する１．５次振動状態となる。
【００２９】
次に、図６のタイムチャートに基づいて、気筒休止状態から全筒状態への切替制御の内容を説明する。
【００３０】
エンジンＥの運転状態を気筒休止状態から全筒状態に切り替える切替信号が出力されたとき、その時点までの気筒休止状態の継続時間に応じてカウント時間♯ＴＭＣＳＳをセットされた切替後経過タイマーＴＭＣＳＳがカウントダウンを開始し、カウント時間♯ＴＭＣＳＳが経過して切替後経過タイマーＴＭＣＳＳがタイムアップしたときに、能動型防振支持装置Ｍの制御を気筒休止状態（１．５次振動状態）の制御から全筒状態（３次振動状態）の制御に切り替える。その結果、切替信号によりエンジンＥの運転状態が切り替えられてから、実際にエンジン振動の１．５次振動成分が減少して３次振動成分が増加するタイミングに合わせて能動型防振支持装置Ｍの制御状態が切り替わるので、気筒休止状態から全筒状態への移行期に能動型防振支持装置Ｍの防振機能を有効に発揮させることができる。
【００３１】
図９のマップに示すように、切替後経過タイマーＴＭＣＳＳのカウント時間♯ＴＭＣＳＳは、気筒休止状態の継続時間の増加に対してほぼ比例して増加するように設定される。
【００３２】
上記作用を、図７のフローチャートに基づいて、更に詳細に説明する。
【００３３】
先ず、ステップＳ１でエンジンＥＣＵ１０から気筒休止指令信号、つまり全筒状態あるいは気筒休止状態の何れが指令されているかを読み取り、ステップＳ２でエンジンＥが気筒休止状態にあれば、ステップＳ３で気筒休止状態が継続している時間ＴＣＬＹＣＵＴを算出する。続くステップＳ４で前記時間ＴＣＬＹＣＵＴを図９のマップに適用してカウント時間♯ＴＭＣＳＳを検索し、ステップＳ５で切替後経過タイマーＴＭＣＳＳのカウント時間を前記♯ＴＭＣＳＳにセットする。従って、気筒休止状態が継続する間、切替後経過タイマーＴＭＣＳＳのカウント時間♯ＴＭＣＳＳはループ毎に更新されて増加する。そしてステップＳ７で気筒休止状態の振動（１．５次振動）を推定し、ステップＳ８で気筒休止制御のパラメータを算出する。
【００３４】
一方、前記ステップＳ２でエンジンＥが気筒休止状態でないとき、つまり全筒状態であるとき、ステップＳ６で切替後経過タイマーＴＭＣＳＳがタイムアップしていなければ、前記ステップＳ７，Ｓ８に移行して気筒休止制御のパラメータを算出する。そして前記ステップＳ６で切替後経過タイマーＴＭＣＳＳがタイムアップすると、ステップＳ９で全筒状態の振動（３次振動）を推定し、ステップＳ１０で全筒制御のパラメータを算出する。
【００３５】
そして最後に、前記ステップＳ８，Ｓ１０で算出したパラメータに基づいて、ステップＳ１１で能動型防振支持装置Ｍの駆動指令値を決定する。
【００３６】
次に、上記図７のフローチャートのステップＳ７〜Ｓ１１の詳細を、図８のフローチャートに基づいて説明する。
【００３７】
先ずステップＳ２１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Ｓ２２でクランクパルスの時間間隔を演算する。続くステップＳ２３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Ｓ２４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Ｓ２５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。
【００３８】
続くステップＳ２６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Ｓ２７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Ｅ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Ｓ２８で、アクチュエータ２９のコイル３４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。
【００３９】
以上のように、エンジンＥが気筒休止状態から全筒状態に切り替わる過渡期に、切替信号が出力された直後ではなく、それまでの気筒休止状態の継続時間に応じて決まるカウント時間♯ＴＭＣＳＳだけ遅らせて能動型防振支持装置Ｍを全筒状態の制御に切り替えるので、休止していた気筒が冷えているために気筒休止状態の振動モードから全筒状態の振動モードにスムーズに移行しない場合であっても、能動型防振支持装置Ｍは前記過渡期にエンジンＥの実際の振動モードに応じた有効な防振機能を発揮することができる。
【００４０】
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。
【００４１】
例えば、能動型防振支持装置Ｍは液体を封入したものに限定されず、ピエゾ素子を用いたものであっても良い。
【００４２】
また実施例では自動車のエンジンＥ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は自動車以外のエンジンの支持に適用することができる。
【００４３】
【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、エンジンの運転状態を気筒休止状態から全筒状態に切り替える切替信号が出力されたときに、アクチュエータの作動周期を気筒休止状態のものから全筒状態のものへと切り替えるタイミングを、それまでの気筒休止状態の継続時間に応じて決まる所定時間だけ遅らせるので、休止していた気筒が冷えているために気筒休止状態の振動モードから全筒状態の振動モードにスムーズに移行しない場合であっても、能動型防振支持装置にエンジンの実際の振動モードに応じた有効な防振機能を発揮させることができる。
【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】Ｖ型６気筒エンジンの点火順序を示す図
【図６】全筒状態および気筒休止状態間の切替タイミングを説明するタイムチャート
【図７】全筒状態および気筒休止状態間の切替制御を説明するフローチャート
【図８】アクチュエータの制御手法を示すフローチャート
【図９】気筒休止状態の継続時間からタイマーのカウント時間を検索するマップ
【符号の説明】
Ｅ          エンジン
Ｕ          電子制御ユニット（制御手段）
２９        アクチュエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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