JP4110048B2

JP4110048B2 - 能動型防振支持装置のアクチュエータ駆動制御装置

Info

Publication number: JP4110048B2
Application number: JP2003165539A
Authority: JP
Inventors: 敦阿部
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-06-10
Filing date: 2003-06-10
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2023-06-10
Also published as: JP2005003053A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの振動の伝達を抑制するアクチュエータと、クランクシャフトの所定回転角ごとに入力されるクランクパルス信号から推定したエンジン振動に基づいてアクチュエータの作動を制御する制御手段とを備えた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】
下記特許文献に記載された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機能を発揮させるようになっている。
【０００３】
【特許文献】
特開平７−４２７８３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、能動型防振支持装置のアクチュエータに供給する電流を制御するにはエンジン振動を推定する必要があり、このエンジン振動はクランクパルスセンサがクランクシャフトの所定回転角ごとに出力するクランクパルス信号の時間間隔、つまりクランクシャフトの回転数の変動から算出することができる。このクランクパルス信号はエンジンを制御するエンジンＥＣＵから能動型防振支持装置を制御する能動型防振支持装置ＥＣＵに入力されるが、クランクパルスセンサの故障や信号線の断線等によりクランクパルス信号が途絶えると、能動型防振支持装置のアクチュエータの制御が不能になる問題がある。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、エンジン振動を推定するためのクランクパルス信号が途絶えた場合でも能動型防振支持装置のアクチュエータの制御を支障なく継続できるようにすることを目的とする。
【０００６】
【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、エンジンの振動の伝達を抑制するアクチュエータと、クランクシャフトの所定回転角ごとに入力されるクランクパルス信号から推定したエンジン振動に基づいてアクチュエータの作動を制御する制御手段とを備えた能動型防振支持装置のアクチュエータ駆動制御装置であって、前記制御手段は、クランクパルス信号の入力が途絶えたときに、エンジン回転数と吸気負圧とに基づき設定されたマップから推定したエンジン振動に基づいてアクチュエータの作動を制御す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。
【０００７】
上記構成によれば、通常時はクランクパルス信号から推定したエンジン振動に基づいてアクチュエータの作動を制御するが、クランクパルス信号の入力が途絶えた異常時にはエンジン回転数と吸気負圧とに基づき設定されたマップから推定したエンジン振動に基づいてアクチュエータの作動を制御するので、クランクパルス信号が途絶えた場合でも能動型防振支持装置のアクチュエータの制御を継続して防振機能を確保することができる。
【０００８】
尚、実施例の第１電子制御ユニットＵ１は本発明の制御手段に対応し、実施例の吸気負圧は本発明のエンジン負荷に対応する。
【０００９】
【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。
【００１０】
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説明するフローチャート、図６は吸気負圧およびエンジン回転数からエンジン振動の振幅を検索するマップである。
【００１１】
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に弾性的に支持するためのもので、その能動型防振支持装置Ｍを制御する第１電子制御ユニットＵ１には、エンジンＥを制御する第２電子制御ユニットＵ２が接続される。第２電子制御ユニットＵ２から第１電子制御ユニットＵ１に、クランクパルス信号、シリンダ信号、吸気負圧信号が入力される。クランクパルス信号は、例えばエンジンＥの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。シリンダ信号は各気筒の上死点において出力されるもので、その時間間隔からエンジン回転数を算出することができる。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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）。
【００１６】
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）。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
能動型防振支持装置Ｍのアクチュエータ２９を作動させて防振機能を発揮させるべく、第１電子制御ユニットＵ１は第２電子制御ユニットＵ２から入力されるクランクパルス信号、シリンダ信号あるいは吸気負圧信号に基づいてコイル３４に対する通電を制御する。
【００２６】
次に、図５のフローチャートに基づいて実施例の作用を説明する。
【００２７】
先ずステップＳ１で第２電子制御ユニットＵ２から第１電子制御ユニットＵ１にクランクパルス信号が正常に入力されていれば、ステップＳ２でクランクパルス信号の時間間隔を演算する。続くステップＳ３で前記１５°のクランクアングルをクランクパルス信号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を演算する。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。
【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Ｓ８で前記振幅からアクチュエータ２９のコイル３４に供給する電流のデューティ波形を決定する。このとき、シリンダ信号に基づいて前記電流を供給するタイミング（位相）を決定する。
【００２９】
一方、前記ステップＳ１で、クランクパルスセンサの故障や信号線の断線により第２電子制御ユニットＵ２から第１電子制御ユニットＵ１にクランクパルス信号が正常に入力されていなければ、ステップＳ９で吸気負圧信号と、シリンダ信号から算出したエンジン回転数とを図６の二次元マップに適用して能動型防振支持装置Ｍの位置における振幅を検索し、前記ステップＳ８で前記振幅からアクチュエータ２９のコイル３４に供給する電流のデューティ波形を決定する。前記マップは、エンジン回転数が小さいほど、また吸気負圧が小さいほど（大気圧に近いほど）振幅ＶＡＭＰが増加するように設定される。
【００３０】
以上のように、エンジンＥを制御する第２電子制御ユニットＵ２から能動型防振支持装置Ｍを制御する第１電子制御ユニットＵ１にクランクパルス信号が入力されなくなっても、クランクパルス信号に代えて吸気負圧信号およびシリンダ信号からエンジン振動を推定することで、能動型防振支持装置Ｍの作動を継続して防振機能を発揮させることができる。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
【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、通常時はクランクパルス信号から推定したエンジン振動に基づいてアクチュエータの作動を制御するが、クランクパルス信号の入力が途絶えた異常時にはエンジン回転数と吸気負圧とに基づき設定されたマップから推定したエンジン振動に基づいてアクチュエータの作動を制御するので、クランクパルス信号が途絶えた場合でも能動型防振支持装置のアクチュエータの制御を継続して防振機能を確保することができる。
【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説明するフローチャート
【図６】吸気負圧およびエンジン回転数からエンジン振動の振幅を検索するマップ
【符号の説明】
Ｅエンジン
Ｕ第１電子制御ユニット（制御手段）
２９アクチュエータ

Claims

エンジン（Ｅ）の振動の伝達を抑制するアクチュエータ（２９）と、
クランクシャフトの所定回転角ごとに入力されるクランクパルス信号から推定したエンジン振動に基づいてアクチュエータ（２９）の作動を制御する制御手段（Ｕ１）と、
を備えた能動型防振支持装置のアクチュエータ駆動制御装置であって、
前記制御手段（Ｕ１）は、クランクパルス信号の入力が途絶えたときに、エンジン回転数と吸気負圧とに基づき設定されたマップから推定したエンジン振動に基づいてアクチュエータ（２９）の作動を制御す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。