JP5389636B2 - 能動型防振支持装置 - Google Patents
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Description
これによれば、まず、エンジンの回転速度が、エンジン停止検出手段によりエンジンの停止動作が検出されたエンジン停止時での回転速度の減少率の算出を開始する所定回転速度になった時点から、回転変化率算出手段がエンジンの回転速度の減少率を算出し、エンジン停止時にエンジンの固有振動が実際に発生する前に、固有振動発生時期推定手段が固有振動発生以前のエンジン回転速度の減少率に基づいて、エンジンが停止してゆく過程で該エンジンの固有振動防振制御を開始すべき時期である固有振動発生時期を推定し、駆動制御手段は、推定された固有振動発生時期になったときにエンジン振動推定手段により推定されたエンジン振動の位相のタイミングで能動型防振支持部材の駆動部材の作動を制御する。
この結果、エンジン回転速度が減少する過程で実際のエンジン振動を通じて固有振動の発生を検出する場合に比べて、固有振動発生時期での駆動部材の作動応答性を向上させることができるので、エンジン停止時におけるエンジンの固有振動に対して、能動型防振支持装置による防振効果の向上が可能になる。
さらに、エンジンの経年変化に起因してエンジン停止時のエンジン回転速度の減少率が変化したとしても、変化した減少率に基づいて固有振動発生時期を推定できるので、該経年変化に関わらず高い防振効果を維持できる。
これによれば、エンジン停止時のエンジン回転速度の減少率により、固有振動発生領域での固有振動の大きさや振動発生期間(すなわち、エンジン回転速度が固有振動発生領域内のエンジン回転速度となる時間。)の長さが予測できるので、制御ゲインを減少率に基づいて算出することにより、駆動制御手段は、駆動部材の作動を、固有振動の形態に合わせて、防振効果がより高まるように制御できる。
また、請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の能動型防振支持装置において、前記固有振動発生時期推定手段(63)は、前記減少率(ΔN)を変数とした固有振動発生時期マップ(63a)に基づいて前記固有振動発生時期を推定するものである。
これによれば、マップを利用することにより簡単に固有振動発生時期を推定できる。
これによれば、エンジンの回転速度が、所定回転速度よりも低いエンジンの回転速度である特定回転速度になった時点を起点として前記待ち時間が経過した時点を、固有ロール振動の発生時期として推定するので、その推定精度を高めることができる。
図1に示されるように、本発明が適用された能動型防振支持装置(以下、「支持装置」という。)1は、搭載対象としての車両に搭載されたエンジン4を支持体としての車体5に支持する1以上の能動型防振支持部材としてのアクティブ・コントロール・マウント(以下、「マウント」という。)2と、エンジン4をマウント2を介して支持する車体5へのエンジン4の振動の伝達を抑制すべく、マウント2の作動を制御する制御装置3とを備える。
エンジン4の出力取出用の回転軸であるクランク軸4aには、エンジン4の構成部品である前記ピストンの運動に起因して周期的に発生するトルク変動により、角速度ωの変動(すなわち、回転変動)が発生し、該回転変動によりエンジン4にはエンジン振動が発生する。
このように配置された2つのマウント2a,2bを備える支持装置1は、エンジン振動としてのロール振動、すなわち回転中心線Lc回りのエンジン振動であって、両マウント2a,2bを含むマウント部材により車体5に支持されて車両に搭載された状態のエンジン4の固有振動(共振である。)としての固有ロール振動を含むロール振動を抑制する。この固有ロール振動はエンジン4のアイドル回転速度よりも低いエンジン回転速度Ne(図3参照)で発生する。
なお、両マウント2a,2bを区別しないときは、単に、マウント2と記載する。
なお、説明の便宜上、マウント2に関しての上下方向は、図2に示されるマウント2での上下方向であるとし、この実施形態ではマウント2の軸線Lmに平行な方向である。
第1,第2弾性体19,27により区画された液室30,31を仕切る円板状の隔壁部材29が、第1支持リング14と第2支持リング15との間に固定される。液室30,31は、第1支持リング14、第1弾性体19および隔壁部材29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とから構成される。両液室30,31は、隔壁部材29の中央に設けられた連通孔29aを介して相互に連通する。
第1支持リング14と第1ハウジング11との間には、環状の連通路32が形成される。連通路32の一端は、第1弾性体19および第1支持リング14を貫通して設けられた連通孔33を介して第1液室30に連通し、連通路32の他端は、連通路34を介して第1弾性体19とダイヤフラム22により区画された第3液室35に連通する。
そして、ハウジング10、ダイヤフラム22、第2弾性体27などのマウント2の構成部材により液密状態に形成された第1〜第3液室30,31,35には、連通路32,34および連通孔33,29aを通じてそれら液室30,31,35に渡って流動する液体が封入されている。
固定コア42およびヨーク44間に配置されるコイル組立体43は、制御装置3(図1参照)からの通電制御により励磁および消磁するコイル46と、該コイル46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、下部ハウジング12およびホルダ13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、該コネクタ48にコイル46に給電する電線が接続される。
そして、ナット28bをロッド28cに対して上下方向で位置調整することにより、可動部材28の初期位置である上限位置が調整される。ナット28bは、固定コア42の中空部に配置され、該中空部は、固定コア42に着脱可能なゴム製のキャップ38で閉塞される。
ECU60は、入出力インターフェース、中央演算処理装置、各種の制御プログラムおよび各種のマップ(後記マップ63a,64a(図5参照)が含まれる。)などが記憶されたROMおよび各種のデータなどが一時的に記憶されるRAMを有する記憶装置を備えるコンピュータである。なお、一部の運転状態検出手段50はECU60の機能として該ECU60に備えられるが、図1では、説明の便宜上、運転状態検出手段50として扱われている。
なお、この明細書、特許請求の範囲および図面において、エンジン停止時とは、エンジン4の停止動作がなされたときからクランク軸4aが停止するまでの時期を意味する。したがって、エンジン停止検出手段51はエンジン停止時を検出する。
図3を併せて参照すると、固有ロール振動が発生するエンジン回転速度Neである第1回転速度Ne3および固有ロール振動が終了するエンジン回転速度Neである第2回転速度Ne4で規定される固有振動発生領域Rが、実験やシミュレーションなどにより得られることから、該実験などに基づいて、マップ63aには、減少率ΔNを変数として、エンジン回転速度Neが第1回転速度Ne3よりも高いエンジン回転速度Neである特定回転速度Ne2から第1回転速度Ne3まで、減少率ΔNで低下するのに要する待ち時間がカウンタ値として設定されている。したがって、エンジン停止時に、エンジン回転速度Neが特定回転速度Ne2になった時点から前記待ち時間が経過した時点が、固有振動発生時期としての固有ロール振動発生時期であり、すなわち駆動制御手段65が各マウント2a,2bの駆動部材40を駆動して固有ロール振動がフレーム5a,5bに伝達されることを抑制するための固有振動防振制御が開始される時期である。
より具体的には、図2を併せて参照すると、駆動制御手段65によりコイル46に通電されると、可動コア45が下方に吸引されて移動する。このとき、可動コア45はナット28bを介して可動部材28を下方に移動させ、第2弾性体27が下向きに変形する。このため、第2液室31の容積が増加して、エンジン4(図1参照)からの下方への変位で減少した第1液室30の液体が連通孔29aを通過して第2液室31に流入するので、エンジン4から車体5に伝達される振動が抑制される。
一方、コイル46への通電が停止されると、可動コア45は第2弾性体27自身の弾性力により引っ張られて上方に移動し、空隙gが形成される。このとき、第2弾性体27が上方に移動して、第2液室31の容積が減少するため、エンジン4からの上方への変位で拡大した第1液室30へ連通孔29aを通過して第2液室31の液体が流入し、エンジン4から車体5に伝達される振動が抑制される。
ここで、極低速回転領域Sは、固有振動発生領域Rのエンジン回転速度Neよりも低いエンジン回転速度Neの運転領域である。
なお、図5に示される制御フローで実行されるECU60による固有振動防振制御は、エンジン4のイグニッションスイッチ51aによる始動および自動停止手段51bによる自動停止終了後の再始動時に開始される。
ステップS2では、回転速度検出手段55により検出されるエンジン回転速度Neに基づいて、エンジン停止時でのエンジン回転速度Neの減少率ΔNの算出を開始する所定回転速度Ne1になったか否かが判定される。エンジン回転速度Neが所定回転速度Ne1になったとき、ステップS3に進んで、回転変化率算出手段62により減少率ΔNが算出され、ステップS4に進む。
次いで、ステップS5では、エンジン回転速度Neが、前記待ち時間のカウントを開始するカウント開始時期である特定回転速度Ne2になったか否かが判定される。そして、エンジン回転速度Neが特定回転速度Ne2になったとき、ステップS6に進む。
なお、別の例として、固有ロール振動発生時期と同様に、減少率ΔNに基づいて固有振動終了時期推定手段により固有振動終了時期を推定してもよい。
また、ステップS5〜ステップS9の処理は、駆動制御手段65により行われる。
エンジン4を車体5に支持するマウント2a,2bと、マウント2a,2bの駆動部材40を制御する制御装置3とを備える支持装置1において、エンジン停止検出手段51によりエンジン4の停止動作が検出されたエンジン停止時に、固有振動発生時期推定手段63は、エンジン停止時に回転変化率算出手段62により検出された減少率ΔNに基づいて、固有ロール振動発生時期を推定し、駆動制御手段65は、車体5へのエンジン振動の伝達を抑制すべく、該固有ロール振動発生時期になったときに駆動部材40を制御する。
これにより、エンジン停止時にエンジン4の固有ロール振動が実際に発生する前に、固有振動発生時期推定手段63が固有ロール振動発生以前のエンジン回転速度Neの減少率ΔNに基づいて固有ロール振動発生時期を推定し、駆動制御手段65は、推定された固有ロール振動発生時期になったときに能動型防振支持部材の駆動部材40の作動を制御する。この結果、エンジン回転速度Neが減少する過程で実際のエンジン振動を通じて固有振動の発生を検出する場合に比べて、固有ロール振動発生時期での駆動部材40の作動応答性を向上させることができるので、エンジン停止時におけるエンジン4の固有ロール振動に対して、支持装置1による防振効果の向上が可能になる。
さらに、エンジン4の経年変化に起因してエンジン停止時のエンジン回転速度Neの減少率ΔNが変化したとしても、変化した減少率ΔNに基づいて固有ロール振動発生時期を推定できるので、該経年変化に関わらず高い防振効果を維持できる。
固有振動発生時期推定手段63は、前記実施形態では待ち時間を算出したが、該待ち時間の代わりに、回転変化率算出手段62で算出された減少率ΔNに基づいて、固有ロール振動発生時期として、固有ロール振動が発生するエンジン回転速度Neである固有振動発生回転速度を、マップを検索することにより算出してもよい。この場合、エンジン停止時のエンジン回転速度Neが固有振動発生時期推定手段63により算出された前記固有振動発生回転速度になった時点が、固有振動防振制御が開始される時期である。
固有ロール振動発生時期または制御ゲインは、マップを利用することなく算出されてもよい。
固有振動は、ロール振動以外の固有振動、例えばピッチ振動またはヨー振動であってもよい。
エンジンは、V型6気筒以外の多気筒内燃機関、または単気筒内燃機関であってもよく、さらに内燃機関以外の、トルク変動に起因する振動が発生するもの(例えば、電動モータ)であってもよい。
エンジンの搭載対象は、車両以外の機械、例えば、エンジンにより駆動される発電機を備える発電装置、またはエンジンにより駆動される圧縮機を備える圧縮機装置であってもよい。
2 アクティブ・コントロール・マウント
3 制御装置
4 エンジン
40 駆動部材
50 運転状態検出手段
51 エンジン停止検出手段
62 回転変化率算出手段
63 固有振動発生時期推定手段
64 制御ゲイン算出手段
65 駆動制御手段
Claims (4)
- エンジンを支持体に支持する能動型防振支持部材と、前記能動型防振支持部材の駆動部材を制御する駆動制御手段を備える制御装置と、を備える能動型防振支持装置において、
前記制御装置は、
前記エンジンの停止動作を検出するエンジン停止検出手段と、
前記エンジン振動の位相を算出するエンジン振動推定手段と、
前記エンジンの回転速度の減少率を算出する回転変化率算出手段と、
前記エンジンが停止してゆく過程で該エンジンの固有振動防振制御を開始すべき時期である固有振動発生時期を推定する固有振動発生時期推定手段とを備え、
前記回転変化率算出手段は、前記エンジンの回転速度が、前記エンジン停止検出手段により前記エンジンの停止動作が検出されたエンジン停止時での回転速度の減少率の算出を開始する所定回転速度になった時点から、当該エンジンの回転速度の減少率を算出し、
前記固有振動発生時期推定手段は、前記エンジン停止時に前記回転変化率算出手段により算出された減少率に基づいて、前記固有振動発生時期を推定し、
前記駆動制御手段は、前記支持体への前記エンジンの振動の伝達を抑制すべく、前記固有振動発生時期になったときに前記エンジン振動推定手段により推定された前記エンジン振動の位相のタイミングで前記駆動部材を制御する
ことを特徴とする能動型防振支持装置。 - 前記制御装置は、前記エンジン停止時に前記減少率に基づいて制御ゲインを算出する制御ゲイン算出手段を備え、
前記駆動制御手段は、前記固有振動発生時期になったときに、前記制御ゲインに基づいて前記駆動部材を制御することを特徴とする請求項1記載の能動型防振支持装置。 - 前記固有振動発生時期推定手段は、前記減少率を変数とした固有振動発生時期マップに基づいて前記固有振動発生時期を推定することを特徴とする請求項1または2記載の能動型防振支持装置。
- 前記エンジンの固有振動は、当該エンジンの固有ロール振動であり、
前記固有振動発生時期マップには、前記減少率を変数とし、前記所定回転速度よりも低い前記エンジンの回転速度である特定回転速度から、前記エンジン停止時に固有ロール振動が発生しはじめるエンジン回転速度である第1回転速度に至るまで、当該減少率で低下するのに要する待ち時間がそれぞれ設定されており、
前記固有振動発生時期推定手段は、前記エンジンの回転速度が前記特定回転速度になった時点を起点して、前記固有振動発生時期マップを参照して得られる、前記回転変化率算出手段で算出された減少率に対応する前記待ち時間が経過した時点を、前記固有ロール振動の発生時期と推定する
ことを特徴とする請求項3記載の能動型防振支持装置。
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