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JP3430699B2 - 制御型防振支持装置 - Google Patents

制御型防振支持装置

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JP3430699B2
JP3430699B2 JP07638995A JP7638995A JP3430699B2 JP 3430699 B2 JP3430699 B2 JP 3430699B2 JP 07638995 A JP07638995 A JP 07638995A JP 7638995 A JP7638995 A JP 7638995A JP 3430699 B2 JP3430699 B2 JP 3430699B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば車両のエンジ
ン等の振動体を車体等の支持体に支持する装置に関し、
特に、振動体での振動発生状況及び支持体への振動の伝
達状況に応じた制御力を発生可能な制御型防振支持装置
において、その制御型防振支持装置の異常を検出してシ
ステムの信頼性を向上できるようにしたものである。
【0002】
【従来の技術】この種の従来の防振支持装置としては、
例えば特開平3−24338号公報に開示されたものが
知られている。即ち、上記公報に記載された防振支持装
置は、振動体及び支持体間に介在する支持弾性体と、こ
の支持弾性体によって画成された流体室とを有し、その
流体室には流体を封入する一方、流体室の容積を変動可
能に可動板を弾性体に支持させて配設し、そして、その
可動板を、永久磁石及び電磁石からなる電磁アクチュエ
ータによって適宜変位させて流体室の容積を変動させ、
支持弾性体を拡張方向に弾性変形させて、防振支持装置
に伝達される振動を相殺し得る制御力を発生させてい
た。つまり、可動板は、自身を弾性支持する弾性体の支
持力と、永久磁石による磁力とが釣り合う所定の中立位
置まで電磁アクチュエータ側に引き寄せられるが、電磁
石が発生する磁力を適宜調整すれば可動板に付与される
磁力が増減するから、その可動板と電磁アクチュエータ
との間の隙間は可能な範囲で任意の値に変化することが
でき、流体室の容積を変動させることができるのであ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た公報記載の防振支持装置等の従来の制御型防振支持装
置にあっては、装置自身の故障や劣化等の異常を検出す
る手段を備えていないため、十分な信頼性が確保できる
ように、故障や劣化が問題とならない高耐久性の従って
高価な部材や部品を用いなければならないという問題点
があった。
【0004】本発明は、このような従来の技術が有する
未解決の課題に着目してなされたものであって、故障や
劣化などの異常を高耐久性の高価な部材を用いることな
く効率的に検出することができる制御型防振支持装置を
提供することを目的としている。
【0005】
【0006】
【0007】
【0008】
【0009】
【0010】
【0011】
【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するため
に、請求項に係る発明は、周期的な振動を発する振動
体及び支持体間に介在し制御振動を発生可能な制御振動
源と、前記振動体の振動発生状態を検出し基準信号とし
て出力する基準信号生成手段と、前記支持体側の残留振
動を検出し残留振動信号として出力する残留振動検出手
段と、前記支持体側の振動が低減するように前記基準信
号及び前記残留振動信号に基づいて前記制御振動源を駆
動する駆動信号を生成する制御手段と、を備えた制御型
防振支持装置において、この制御型防振支持装置の状態
を検出する状態検出手段と、この状態検出手段の検出結
果に基づいて異常の発生を判断する異常判断手段と、を
設け、前記状態検出手段は、前記残留振動信号及び前記
駆動信号の相互相関関数を求める相互相関関数演算手段
を有し、前記異常判断手段は、前記基準信号の周期を最
大値とした時間遅れの範囲内で、前記相互相関関数が複
数の箇所で所定のしきい値を越えた場合に高次発散の異
常が発生していると判断するようにした。上記目的を達
成するために、請求項2に係る発明は、振動体及び支持
体間に介在し制御振動を発生可能な制御振動源と、前記
振動体の振動発生状態を検出し基準信号として出力する
基準信号生成手段と、前記支持体側の残留振動を検出し
残留振動信号として出力する残留振動検出手段と、前記
支持体側の振動が低減するように前記基準信号及び前記
残留振動信号に基づいて前記制御振動源を駆動する駆動
信号を生成する制御手段と、を備えた制御型防振支持装
置において、この制御型防振支持装置の状態を検出する
状態検出手段と、この状態検出手段の検出結果に基づい
て異常の発生を判断する異常判断手段と、を設け、前記
制御振動源は、前記振動体及び前記支持体間に介在する
支持弾性体と、この支持弾性体によって画成された流体
室と、この流体室内に封入された流体と、前記流体室の
隔壁の一部を形成するように弾性支持された磁化可能な
可動部材と、前記駆動信号に応じて作動して前記可動部
材を前記流体室の容積が変化する方向に変位させる電磁
アクチュエータと、を備えて構成され、前記状態検出手
段は、前記可動部材と前記電磁アクチュエータとの間の
クリアランスを検出するクリアランス検出手段を有し、
前記異常判断手段は、前記クリアランスに基づいて前記
制御振動源の異常 の発生を判断するようにした。 上記目
的を達成するために、請求項3に係る発明は、振動体及
び支持体間に介在し制御振動を発生可能な制御振動源
と、前記振動体の振動発生状態を検出し基準信号として
出力する基準信号生成手段と、前記支持体側の残留振動
を検出し残留振動信号として出力する残留振動検出手段
と、前記支持体側の振動が低減するように前記基準信号
及び前記残留振動信号に基づいて前記制御振動源を駆動
する駆動信号を生成する制御手段と、を備えた制御型防
振支持装置において、この制御型防振支持装置の状態を
検出する状態検出手段と、この状態検出手段の検出結果
に基づいて異常の発生を判断する異常判断手段と、を設
け、前記制御振動源は、前記振動体及び前記支持体間に
介在する支持弾性体と、この支持弾性体によって画成さ
れた流体室と、この流体室内に封入された流体と、前記
流体室の隔壁の一部を形成するように弾性支持された磁
化可能な可動部材と、前記駆動信号に応じて作動して前
記可動部材を前記流体室の容積が変化する方向に変位さ
せる電磁アクチュエータと、を備えて構成され、前記状
態検出手段は、前記振動体で振動が発生し且つ前記駆動
信号を前記電磁アクチュエータに供給していない場合に
前記電磁アクチュエータの励磁コイルに誘導される非制
御時誘導電圧を検出する誘導電圧検出手段を有し、前記
異常判断手段は、前記非制御時誘導電圧が零の場合に前
記制御振動源に異常が発生したと判断するようにした。
また、請求項4に係る発明は、上記請求項1〜3に係る
発明である制御型防振支持装置において、異常が発生し
ていると前記異常判断手段が判断した場合に警報を発す
る警報発生手段を設けた。
【0012】一方、請求項に係る発明は、上記請求項
に係る発明である制御型防振支持装置において、前記
制御振動源を、前記振動体及び前記支持体間に介在する
支持弾性体と、この支持弾性体によって画成された流体
室と、この流体室内に封入された流体と、前記流体室の
隔壁の一部を形成するように弾性支持された磁化可能な
可動部材と、前記駆動信号に応じて作動して前記可動部
材を前記流体室の容積が変化する方向に変位させる電磁
アクチュエータと、を備えて構成した。
【0013】また、請求項に係る発明は、上記請求項
に係る発明である制御型防振支持装置において、前記
状態検出手段は、前記可動部材と前記電磁アクチュエー
タとの間のクリアランスを検出するクリアランス検出手
段を有し、前記異常判断手段は、前記クリアランスに基
づいて前記制御振動源の異常の発生を判断するものであ
る。
【0014】そして、請求項に係る発明は、上記請求
2又は6に係る発明である制御型防振支持装置におい
て、前記クリアランス検出手段は、前記振動体で振動が
発生し且つ前記駆動信号を前記電磁アクチュエータに供
給していない場合に前記電磁アクチュエータの励磁コイ
ルに誘導される非制御時誘導電圧を検出する誘導電圧検
出手段を有する。
【0015】さらに、請求項に係る発明は、上記請求
に係る発明である制御型防振支持装置において、前
記異常判断手段は、前記非制御時誘導電圧の最大値又は
最小値が所定値を上回った場合に、前記制御振動源に前
記クリアランスが縮小する異常が発生したと判断するも
のである。またさらに、請求項に係る発明は、上記請
求項又はに係る発明である制御型防振支持装置にお
いて、前記異常判断手段は、前記非制御時誘導電圧の最
大値又は最小値が所定値を下回った場合に、前記制御振
動源に前記クリアランスが増大する異常が発生したと判
断するものである。
【0016】そして、請求項10に係る発明は、上記請
求項2、5〜9に係る発明である制御型防振支持装置に
おいて、前記状態検出手段は、前記振動体で振動が発生
し且つ前記駆動信号を前記電磁アクチュエータに供給し
ていない場合に前記電磁アクチュエータの励磁コイルに
誘導される非制御時誘導電圧を検出する誘導電圧検出手
段を有し、前記異常判断手段は、前記非制御時誘導電圧
が零の場合に前記制御振動源に異常が発生したと判断す
るものである。
【0017】また、請求項11に係る発明は、上記請求
2、3、5〜10に係る発明である制御型防振支持装
置において、前記状態検出手段は、前記励磁コイルに実
際に流れる制御電流の最大値を検出する電流最大値検出
手段を有し、前記異常判断手段は、前記制御電流の最大
値が所定のしきい値を下回った場合に前記電磁アクチュ
エータが高温状態であると判断するものである。
【0018】請求項12に係る発明は、上記請求項11
に係る発明である制御型防振支持装置において、前記電
磁アクチュエータが高温状態であると前記異常判断手段
が判断した場合に前記制御電流の最大値を低下させる制
御電流補正手段を設けた。さらに、請求項13に係る発
明は、上記請求項2、3、5〜12に係る発明である制
御型防振支持装置において、オリフィスを介して前記流
体室に連通する容積可変の副流体室を前記制御振動源に
設けるとともに、前記流体室,前記オリフィス及び前記
副流体室内に流体を封入した。
【0019】
【作用】請求項1に係る発明にあっては、状態検出手段
が制御型防振支持装置の各手段や各信号の状態を検出
し、その検出結果に基づいて異常判断手段が故障や劣化
等の異常が発生しているか否かを判断するから、各手段
を高耐久性の高価な部品により構成しなくても、それを
認識することができ、例えば完全に故障する前に制御型
防振支持装置の作動を積極的に停止すること等が可能と
なる。
【0020】
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】
【0025】
【0026】そして、請求項に係る発明にあっては
態検出手段としての相互相関関数検出手段が検出する
相互相関関数は、残留振動信号及び駆動信号の相互相関
関数であり、その相互相関関数が大きいということは、
制御振動源が発する制御振動が残留振動として検出され
ているということであり、これは振動低減制御が正常に
行われていない場合である。しかも、振動体以外から発
せられて支持体に入力される振動は残留振動信号及び駆
動信号の相互相関関数には影響を与えない。
【0027】そして、相互相関関数演算手段によって求
められた残留振動信号及び駆動信号の相互相関関数が、
基準信号の周期を最大値とした時間遅れの範囲内で複数
のピーク値を有する場合には、基準信号の高調波成分が
駆動信号に表れ、その影響が残留振動信号にも表れてい
ると考えることができる。
【0028】よって、請求項に係る発明のように、異
常判断手段において、基準信号の周期Tを最大値とした
時間遅れτの範囲内(τ=0〜T)で、残留振動信号及
び駆動信号の相互相関関数が複数の箇所で所定のしきい
値を越えていると判断された場合には、高次発散の異常
が発生していると判断することができる。これに対し、
請求項2、3、5に係る発明は、制御振動を発生する制
御振動源を流体封入式の制御振動源としたものである。
即ち、支持弾性体によって流体室が画成され、その流体
室内に流体が封入されているため、振動体及び支持体間
には、支持弾性体による支持ばねと、流体室の拡縮に伴
う支持弾性体の拡張方向の弾性変形による拡張ばねとの
二つのばね要素が並列に介在していることと等価であ
る。
【0029】そして、電磁アクチュエータが発生する磁
力によって可動部材が変位すると、流体室の容積が変化
するから、上記拡張ばねが弾性変形し、その拡張ばねの
ばね定数と変形量とを掛け合わせた大きさの制御力が発
生する。従って、電磁アクチュエータが発生する磁力を
適宜制御することにより振動体と支持体との間に能動的
な力を付与することができ、その力は振動体側から入力
される振動入力と干渉する。よって、制御手段が適宜駆
動信号を生成し、その駆動信号が電磁アクチュエータに
供給されれば、振動体側から支持体側に伝達される振動
が制御力によって打ち消され、支持体側の振動レベルが
低減する。
【0030】このような制御振動源の場合、可動部材と
電磁アクチュエータとの間のクリアランスを適正な値に
保つことは、正確な制御力を発生させる上で重要である
が、その可動部材を支持する部材の劣化や、永久磁石の
減磁等によって、クリアランスは初期の適正な値から変
動することが考えられる。そこで、請求項2、6に係る
発明であれば、クリアランス検出手段が可動部材と電磁
アクチュエータとの間のクリアランスを検出するから、
その検出されたクリアランスに基づいて、異常判断手段
において異常の発生が判断される。
【0031】そして、可動部材と電磁アクチュエータと
の間のクリアランスは、例えばギャップセンサを設け、
その出力から検出することも可能である。しかし、ヨー
ク,励磁コイル,永久磁石を含んで構成される電磁アク
チュエータにおいては、磁化可能な材料からなる可動部
材が変位すると、その励磁コイルの両端間に電圧が誘導
されるが、その誘導電圧の大きさは可動部材と電磁アク
チュエータとの間のクリアランスに応じて変化する。
【0032】よって、請求項に係る発明のように誘導
電圧検出手段を有していると、振動体で振動が発生して
いる状況であれば、支持弾性体への振動入力による流体
室の容積の拡縮によって可動部材が振動するし、電磁ア
クチュエータに駆動信号が供給されていないと励磁コイ
ルの両端間の電圧はそのまま誘導電圧(非制御時誘導電
圧)であるから、可動部材及び電磁アクチュエータ間の
クリアランスが、励磁コイルの誘導電圧として容易に検
出される。
【0033】そして、可動部材及び電磁アクチュエータ
間のクリアランスの縮小に対しては、非制御時誘導電圧
は増加方向に変化するし、そのクリアランスの増大に対
しては、非制御時誘導電圧は減少方向に変化する。ま
た、可動部材の振幅は、振動体の振動状況が同じであれ
ば一定であると考えられるから、非制御時誘導電圧の検
出タイミングを適宜選定すれば、請求項に係る発明の
ように非制御時誘導電圧の最大値又は最小値が所定値を
上回った場合にクリアランスが縮小する異常が発生した
と判断でき、請求項に係る発明のように非制御時誘導
電圧の最大値又は最小値が所定値を下回った場合にクリ
アランスが増大する異常が発生したと判断できる。
【0034】また、請求項3、10に係る発明であれ
ば、状態検出手段としての誘導電圧検出手段が検出する
非制御時誘導電圧は、電磁アクチュエータの励磁コイル
を含む回線に断線等の異常が発生していなければ、なん
らかの値が検出されるはずであることから、その非制御
時誘導電圧が検出されなければ、異常判断手段におい
て、制御振動源に異常が発生したと判断できる。一方、
請求項4に係る発明であれば、異常発生に対して警報発
生手段が警報を発するため、異常が発生したことが知ら
しめられる。
【0035】ここで、電磁アクチュエータの励磁コイル
は特に高周波側で可動部材に渦電流が流れインピーダン
スが高まるため、励磁コイルの駆動回路に対する入力電
圧が一定であれば、励磁コイルに実際に流れる電流の最
大値が決まってくるが、その電流の最大値は、励磁コイ
ルの温度が上昇してコイルインピーダンスが高まるとや
はり低下する傾向にある。そこで、請求項11に係る発
明のように、状態検出手段としての電流最大値検出手段
が、励磁コイルに実際に流れる制御電流の最大値を検出
すれば、異常判断手段において、その制御電流の最大値
が所定のしきい値を下回った場合に、励磁コイルを含む
電磁アクチュエータが高温状態であると判断することが
できる。
【0036】そして、請求項12に係る発明のように、
電磁アクチュエータが高温状態であると異常判断手段が
判断した場合に、制御電流補正手段が、制御電流の最大
値を低下させる。そして、制御電流の最大値の低下は、
電磁アクチュエータの高温状態が解消される方向である
から、電磁アクチュエータの高温化の悪化が回避される
又は高温状態が解消されるようになる。
【0037】さらに、請求項13に係る発明にあって
は、オリフィスを介して流体室と容積可変の副流体室と
の間を連通させているため、そのオリフィスを介して流
体室及び副流体室間で流体の往来が可能な周波数の振動
が入力されている状況では、受動的な支持力を発生する
流体封入式の防振支持装置として作用する。そこで、例
えばそのオリフィス内の流体を質量とし、支持弾性体の
拡張方向ばね及び副流体室を形成する隔壁をばねとした
流体共振系の減衰が最大となる周波数を、振動体で発生
する特定の振動の周波数(特に、振幅の大きな周波数)
に一致又は略一致させれば、その特定の振動が発生して
いる場合には、電磁アクチュエータを作動させる必要が
なくなる、或いは、電磁アクチュエータに必要な制御力
が小さくて済むようになる。
【0038】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図1は本発明の第1実施例の構成を示す図であ
り、この実施例は、本発明に係る制御型防振支持装置
を、エンジンから車体に伝達される振動を能動的に低減
する所謂アクティブエンジンマウントに適用したもので
ある。
【0039】先ず、構成を説明すると、制御振動源とし
てのエンジンマウント1は、周期的な振動を発する振動
体としてのエンジン30への取付け用の取付けボルト2
aを上部に一体に備え且つ内側が空洞で下部が開口した
取付部材2を有し、この取付部材2の下部外面には内筒
3の上端部がかしめ止めされている。この内筒3の内側
には、取付部材2及び内筒3の内側の空間を上下に二分
するように、それら取付部材2及び内筒3のかしめ止め
部分の下側に挟み込まれてダイアフラム4が配設されて
いて、このダイアフラム4によって二分された空間のう
ち、ダイアフラム4の上側の空間は大気圧に通じ、ダイ
アフラム4の下側の空間にはオリフィス構成体5が配設
されている。
【0040】一方、内筒3の外周面には、内周面及び外
周面の軸方向位置が内周側が高くなるように成形されて
いる円筒状の支持弾性体6の内周面が加硫接着されてい
て、その支持弾性体6の外周面は外筒7の内周面に加硫
接着されている。そして、外筒7の下端部は、上面側が
開口した円筒形のアクチュエータケース8の上部のフラ
ンジ部8Aにかしめ止めされていて、そのアクチュエー
タ保持部材8の下端面からは、支持体としてのメンバ3
5側への取付け用の取付けボルト9が突出している。取
付けボルト9は、その頭部9aが、アクチュエータケー
ス8の内底面の凹部8aに嵌合したキャップ8bの空洞
部に収容されている。
【0041】さらに、アクチュエータケース8の内側に
は、これと同軸にキャップ8b上面に固定された円筒形
のヨーク10Aと、このヨーク10A内の上端面側に軸
を上下に向けて巻き付けられた励磁コイル10Bと、ヨ
ーク10Aの励磁コイル10Bに包囲された部分の上面
に極を上下に向けて固定された永久磁石10Cと、から
構成される電磁アクチュエータ10が配設されている。
なお、アクチュエータケース8内周面と電磁アクチュエ
ータ10外周面との間には、その電磁アクチュエータ1
0を固定するためのアダプタ10aを介在させている。
【0042】また、アクチュエータケース8の開口部側
を覆うように金属製の円形の板ばね11が配設されてい
る。この板ばね11は、その周縁部11aが外筒7下端
部のかしめ止め部分にフランジ部8Aと一体に挟み込ま
れることにより配置されている。そして、その板ばね1
1の中央部11bの裏面側(電磁アクチュエータ10
側)には、リベット等によって磁化可能な材料製(例え
ば、鉄製)の円盤状の磁路部材12が、電磁アクチュエ
ータ10上端面との間で所定のクリアランスを開けるよ
うに固定されている。これら板ばねの中央部11b及び
磁路部材12によって、本発明における可動部材が構成
される。
【0043】さらに、本実施例では、支持弾性体6の下
面及び板ばね11の上面によって画成された部分に流体
室15が形成され、ダイアフラム4及びオリフィス構成
体5によって画成された部分に副流体室16が形成され
ていて、これら流体室15及び副流体室16間が、オリ
フィス構成体5に形成されたオリフィス5aを介して連
通している。なお、これら流体室15,副流体室16及
びオリフィス5a内には油等の流体が封入されている。
【0044】かかるオリフィス5aの流路形状等で決ま
る流体マウントとしての特性は、走行中のエンジンシェ
イク発生時、つまり5〜15Hzでエンジンマウント1
が加振された際に高動ばね定数,高減衰力を示すように
調整されている。そして、電磁アクチュエータ10の励
磁コイル10Bは、H型ブリッジ回路等からなる駆動回
路19に図示しないハーネスを介して接続されるととも
に、その駆動回路19は、コントローラ20にやはり図
示しないハーネスを介して接続されていて、その駆動回
路19は、コントローラ20から供給される駆動信号y
に応じた方向及び大きさの制御電流Iを、励磁コイル1
0Bに供給するようになっている。
【0045】コントローラ20は、マイクロコンピュー
タ,必要なインタフェース回路,A/D変換器,D/A
変換器等を含んで構成されていて、オリフィス5aを通
じて流体室15及び副流体室16間で流体が移動不可能
な周波数帯域の振動、つまり上述したエンジンシェイク
よりも高周波の振動であるアイドル振動やこもり音振動
・加速時振動が入力されている場合には、その振動と同
じ周期の制御振動がエンジンマウント1に発生して、メ
ンバ35への振動の伝達力が“0”となるように(より
具体的には、エンジン30側の振動によってエンジンマ
ウント1に入力される加振力が、電磁アクチュエータ1
0の電磁力によって得られる制御力で相殺されるよう
に)、駆動信号yを生成し駆動回路19に供給するよう
になっている。
【0046】ここで、アイドル振動やこもり音振動は、
例えばレシプロ4気筒エンジンの場合、エンジン回転2
次成分のエンジン振動がエンジンマウント1を介してメ
ンバ35に伝達されることが主な原因であるから、その
エンジン回転2次成分に同期して駆動信号yを生成し出
力すれば、振動伝達率の低減が可能となる。そこで、本
実施例では、エンジン30のクランク軸の回転に同期し
た(例えば、レシプロ4気筒エンジンの場合には、クラ
ンク軸が180度回転する度に一つの)インパルス信号
を生成し基準信号xとして出力する基準信号生成手段と
してのパルス信号生成器21を設けていて、その基準信
号xが、エンジン30における振動の発生状態を表す信
号としてコントローラ20に供給されるようになってい
る。
【0047】一方、メンバ35には、エンジンマウント
1の取り付け位置に近接して、メンバ35の振動状況を
加速度の形で検出し残留振動信号eとして出力する残留
振動検出手段としての加速度センサ22が固定されてい
て、その残留振動信号eが、干渉後における振動を表す
信号としてコントローラ20に供給されるようになって
いる。
【0048】そして、コントローラ20は、それら基準
信号x及び残留振動信号eに基づき、逐次更新形の適応
アルゴリズムの一つであるFiltered−X LM
Sアルゴリズム、より具体的には、同期式Filter
ed−X LMSアルゴリズムに従って駆動信号yを生
成し出力する。即ち、コントローラ20は、フィルタ係
数Wi (i=0,1,2,…,I−1:Iはタップ数)
可変の適応ディジタルフィルタWを有していて、最新の
基準信号xが入力された時点から所定サンプリング・ク
ロックの間隔で、その適応ディジタルフィルタWのフィ
ルタ係数Wi を順番に駆動信号yとして出力する一方、
エンジン30からエンジンマウント1を介してメンバ3
5に伝達される振動が低減するように、基準信号x及び
残留振動信号eに基づいて適応ディジタルフィルタWの
フィルタ係数Wi を適宜更新する処理を実行する。
【0049】適応ディジタルフィルタWの更新式は、F
iltered−X LMSアルゴリズムに従った下記
の(1)式のようになる。 Wi (n+1)=Wi (n)−μRT e(n) ……(1) ここで、(n)が付く項は時刻nにおける値であること
を表し、また、μは収束係数と呼ばれる係数であってフ
ィルタ係数Wi の収束の速度やその安定性に関与する係
数である。RT は、理論的には、基準信号xを、電磁ア
クチュエータ10及び加速度センサ22間の伝達関数C
をモデル化した伝達関数フィルタC^でフィルタ処理し
た値(リファレンス信号若しくはFiltered-X信号)であ
るが、この実施例では同期式Filtered−X L
MSアルゴリズムを適用した結果基準信号xがインパル
ス列であるため、伝達関数フィルタC^のインパルス応
答を基準信号xに同期して次々に生成した場合のそれら
インパルス応答波形の時刻nにおける和に一致する。
【0050】また、理論的には、適応ディジタルフィル
タWで基準信号xをフィルタ処理して駆動信号yを生成
することになり、フィルタ処理はディジタル演算では畳
み込み演算に該当するが、基準信号xがインパルス列で
あるので、上述したように最新の基準信号xが入力され
た時点から、所定サンプリング・クロックの間隔で適応
ディジタルフィルタWの各フィルタ係数Wi を順番に駆
動信号yとして出力しても、フィルタ処理の結果を駆動
信号yとしたのと同じ結果になる。
【0051】さらに、コントローラ20は、後にフロー
チャートを伴って詳細に説明するように、駆動信号yと
残留振動信号eとの相互相関関数に基づいて、このアク
ティブエンジンマウントに異常が発生しているか否かを
判定する異常検出処理を実行するようになっている。
【0052】そして、コントローラ20は、異常が発生
していると判断した場合には、このエンジンマウント1
による振動低減制御の実行を禁止(システムダウン)す
るとともに、図2に示すようなコントローラ20のケー
ス20Aの側面に備えられたLEDランプからなる警報
発生手段としての警告灯20Bを点灯させて、故障の発
生を、例えば定期点検時に作業者に知らせるようになっ
ている。
【0053】次に、本実施例の作用を説明する。即ち、
エンジンシェイク発生時には、オリフィス5aの流路形
状等を適宜選定している結果、このエンジンマウント1
は高動ばね定数,高減衰力の支持装置として機能するた
め、エンジン30で発生したエンジンシェイクがエンジ
ンマウント1によって減衰され、メンバ35側の振動レ
ベルが低減される。なお、かかる場合には、特に磁路部
材12を変位させる必要はない。
【0054】一方、オリフィス5a内の流体がスティッ
ク状態となり流体室15及び副流体室16間での流体の
移動が不可能になるアイドル振動周波数以上の周波数の
振動が入力された場合には、コントローラ20は、所定
の演算処理を実行し、電磁アクチュエータ10に駆動信
号yを出力し、エンジンマウント1に振動を低減し得る
能動的な制御力を発生させる。
【0055】これを、アイドル振動,こもり音振動入力
時にコントローラ20内で実行される処理の概要を示す
フローチャートである図3に従って具体的に説明する。
先ず、そのステップ101において所定の初期設定が行
われた後に、ステップ102に移行し、伝達関数フィル
タC^に基づいてリファレンス信号RT が演算される。
なお、このステップ102では、一周期分のリファレン
ス信号RT がまとめて演算される。
【0056】そして、ステップ103に移行しカウンタ
iが零クリアされた後に、ステップ104に移行して、
適応ディジタルフィルタWのi番目のフィルタ係数Wi
が駆動信号yとして出力される。ステップ104で駆動
信号yを出力したら、ステップ105に移行し、残留振
動信号eが読み込まれ、この残留振動信号eは、現在の
カウンタiの値とともに記憶される。
【0057】次いで、ステップ106に移行し、カウン
タjが零クリアされ、次いでステップ107に移行し、
適応ディジタルフィルタWのj番目のフィルタ係数Wj
が上記(1)式に従って更新される。ステップ107に
おける更新処理が完了したら、ステップ108に移行
し、次の基準信号xが入力されているか否かを判定し、
ここで基準信号xが入力されていないと判定された場合
は、適応ディジタルフィルタWの次のフィルタ係数の更
新又は駆動信号yの出力処理を実行すべく、ステップ1
09に移行する。
【0058】ステップ109では、カウンタjが、出力
回数Ty (正確には、カウンタjは0からスタートする
ため、出力回数Ty から1を減じた値)に達しているか
否かを判定する。この判定は、ステップ104で適応デ
ィジタルフィルタWのフィルタ係数Wi を駆動信号yと
して出力した後に、適応ディジタルフィルタWのフィル
タ係数Wi を、駆動信号yとして必要な数だけ更新した
か否かを判断するためのものである。そこで、このステ
ップ109の判定が「NO」の場合には、ステップ11
0でカウンタjをインクリメントした後に、ステップ1
07に戻って上述した処理を繰り返し実行する。
【0059】しかし、ステップ109の判定が「YE
S」の場合には、適応ディジタルフィルタWのフィルタ
係数のうち、駆動信号yとして必要な数のフィルタ係数
の更新処理が完了したと判断できるから、ステップ11
1に移行し、カウンタiをインクリメントした後に、上
記ステップ104の処理を実行してから所定のサンプリ
ング・クロックの間隔に対応する時間が経過するまで待
機し、サンプリング・クロックに対応する時間が経過し
たら、上記ステップ104に戻って上述した処理を繰り
返し実行する。
【0060】しかし、ステップ108で基準信号xが入
力されたと判断された場合には、ステップ112に移行
し、カウンタi(正確には、カウンタiが0からスター
トするため、カウンタiに1を加えた値)を最新の出力
回数Ty として保存した後に、ステップ102に戻っ
て、上述した処理を繰り返し実行する。このような図3
の処理を繰り返し実行する結果、基準信号x,駆動信号
y及び伝達関数フィルタC^の関係を表す図4に示すよ
うに、コントローラ20から駆動回路19に対しては、
基準信号xが入力された時点から、サンプリング・クロ
ックの間隔で、適応ディジタルフィルタWのフィルタ係
数Wi が順番に駆動信号yとして供給される。
【0061】この結果、駆動回路19によって励磁コイ
ル10Bに駆動信号yに応じた磁力が発生するが、磁路
部材12には、既に永久磁石10Cによる一定の磁力が
付与されているから、その励磁コイル10Bによる磁力
は永久磁石10Cの磁力を強める又は弱めるように作用
すると考えることができる。つまり、励磁コイル10B
に駆動信号yが供給されていない状態では、磁路部材1
2は、板ばね11による支持力と、永久磁石10Cの磁
力との釣り合った中立の位置に変位することになる。そ
して、この中立の状態で励磁コイル10Bに駆動信号y
が供給されると、その駆動信号yによって励磁コイル1
0Bに発生する磁力が永久磁石10Cの磁力と逆方向で
あれば、磁路部材12は電磁アクチュエータ10とのク
リアランスが増大する方向に変位する。逆に、励磁コイ
ル10Bに発生する磁力が永久磁石10Cの磁力と同じ
方向であれば、磁路部材12は電磁アクチュエータ10
とのクリアランスが減少する方向に変位する。
【0062】このように磁路部材12は正逆両方向に変
位可能であり、磁路部材12が変位すれば主流体室15
の容積が変化し、その容積変化によって支持弾性体6の
拡張ばねが変形するから、このエンジンマウント1に正
逆両方向の能動的な支持力が発生するのである。そし
て、駆動信号yとなる適応ディジタルフィルタWの各フ
ィルタ係数Wi は、同期式Filtered−X LM
Sアルゴリズムに従った上記(1)式によって逐次更新
されるため、ある程度の時間が経過して適応ディジタル
フィルタWの各フィルタ係数Wi が最適値に収束した後
は、駆動信号yがエンジンマウント1に供給されること
によって、エンジン30からエンジンマウント1を介し
てメンバ35側に伝達されるアイドル振動やこもり音振
動が低減されるようになるのである。
【0063】
【0064】
【0065】
【0066】
【0067】
【0068】
【0069】
【0070】
【0071】
【0072】
【0073】
【0074】
【0075】
【0076】
【0077】
【0078】
【0079】
【0080】
【0081】
【0082】
【0083】
【0084】
【0085】
【0086】次に、図5のフローチャートに従って異常
検出処理を説明する。 即ち、図5に示す異常検出処理
は、図3の振動低減処理のステップ112の処理が完了
するたびに割り込み処理として実行される。
【0087】ここで、上述したように、本実施例にあっ
は、駆動信号yと残留振動信号eとの相互相関関数に
基づいて異常の発生を判断する。つまり、駆動信号yと
残留振動信号eとは、振動低減制御が良好に実行されて
いる状況であれば、例えば図に示すように、基準信号
xに同期した周期的な駆動信号yが出力されるととも
に、レベルの小さな残留振動信号eが検出されているは
ずである。これは、基準信号xに同期したエンジン30
側の振動は、駆動信号yに応じてエンジンマウント1に
発生する制御振動によって打ち消されているからであ
る。従って、残留振動信号eには、基準信号xに同期し
た成分は小さくなっているはずであるから、その場合の
駆動信号yと残留振動信号eとの相互相関関数ε(τ)
は、図に示すように、十分小さくなっているはずであ
る。
【0088】これに対し、故障や劣化等の異常が発生し
ているため、振動低減制御を実行しているにも関わらず
エンジン30側の振動がメンバ35側に伝達されている
状況では、図に示すように、基準信号xに同期した駆
動信号yが出力される一方で、基準信号xに同期した成
分が低減されていない残留振動信号eが検出されてしま
うことになる。従って、その場合の駆動信号yと残留振
動信号eとの相互相関関数ε(τ)は、図に示すよう
に、残留振動信号eのレベルが振動低減制御が良好に実
行されている場合に比べて大きいと判断できるしきい値
εthを越えるようなピーク値を有するようになる。
【0089】以上から、相互相関関数ε(τ)に基づけ
ば、異常の発生を判断することができるのである。そこ
で、本実施例の異常検出処理が実行されると、先ずその
ステップ401において、図3の振動低減処理のステッ
プ104で順次出力した駆動信号yと、ステップ105
で順次記憶した残留振動信号eとの相互相関関数ε
(τ)が演算される。ただし、その時間遅れτは、基準
信号xの周期である出力回数Ty を最大値とする範囲
(τ=0〜Ty )である。相互相関関数ε(τ)の演算
式は、下記の(3)式のようになる。
【0090】
【数2】
【0091】……(3) ステップ401で相互相関関数ε(τ)が求められた
ら、ステップ402に移行し、しきい値εthを越えるよ
うな相互相関関数ε(τ)のピーク値が、τ=0〜Ty
の範囲内でいくつ存在するかを計数し、その計数結果を
個数CFとして記憶する。
【0092】次いで、ステップ403に移行し、個数C
Fが1以上であるか否か、つまりしきい値εthを越える
ような相互相関関数ε(τ)のピーク値が少なくとも1
つ存在するか否かを判定する。このステップ403の判
定が「NO」の場合には、ステップ404に移行してカ
ウンタFALEを零クリアした後に今回の異常検出処理
を終了するが、ステップ403の判定が「YES」の場
合には、ステップ405に移行し、カウンタFALEを
インクリメントし、ステップ406でそのカウンタFA
LEが所定値βに達しているか否かを判定する。
【0093】そして、ステップ406の判定が「NO」
の場合には、このまま今回の異常検出処理を終了する
が、ステップ406の判定が「YES」の場合には、ス
テップ407に移行し、個数CFが“1”であるか否か
を判定する。このステップ407でCF=1であると判
定された場合は、図に示すように、基準信号xと同じ
周期の成分が強い残留振動信号eが表れている状況であ
るから、異常が発生していると判断することができる。
そこで、ステップ408に移行し、図3の振動低減処理
の実行を禁止してシステムをダウンするとともに、警告
灯20Bを点灯状態とする。
【0094】一方、ステップ407の判定が「NO」の
場合は、例えば図10に示すように、駆動信号y及び残
留振動信号eに、基準信号xの高次成分が表れる高次発
散が発生している状況であり、そのときの駆動信号y及
び残留振動信号eの相互相関関数ε(τ)は、図11
示すように、複数(ここでは、二つ)のピーク値を有す
るようになる。
【0095】そして、高次発散は、エンジン30以外か
ら入力された振動等の影響により、適応ディジタルフィ
ルタWに基準信号xの高次成分が表れ、その高次成分が
徐々に成長した結果生じる発散であり、本質的な異常状
態とまでは至っていないと考えることができる。そこ
で、本実施例では、ステップ407が「NO」の場合に
は、ステップ409に移行し、ここで適応ディジタルフ
ィルタWのフィルタ係数Wj をリセットしてから、上記
ステップ404でカウンタFALEを零クリアして、図
3の処理に戻るようにした。これにより、高次発散が確
実に解消された状態で、振動低減制御が再び実行される
ようになる。
【0096】なお、ステップ403の判定が「YES」
の場合に直ちにステップ407に移行しないのは、相互
相関関数ε(τ)が偶然大きくなった場合に、誤って異
常が発生していると判断することを回避することによ
り、異常検出処理の信頼性をより高めるためである。こ
のように、本実施例の構成であれば、相互相関関数ε
(τ)に基づいて異常の発生を判断することができるか
、異常が発生しているアクティブエンジンマウントを
作動させることが回避し、場合によって振動悪化等を招
く可能性のある誤動作を避けることができ、異常の影響
を最小限に止めることができる。そして、このように異
常の発生を判断できる機能を備えていれば、異常が発生
する可能性を回避するために極めて高耐久性の従って極
めて高価な部材や部品を用いなくても、実際に使用する
際の装置の信頼性を高めることができるのである。
た、異常が発生していると判断された場合には、警告灯
20Bを点灯させるから、コントローラ20が運転者の
確認できる位置にあれば直ぐさま異常の発生を知らしめ
ることができるし、仮にコントローラ20が運転者から
見えない所に配設されていても、定期点検等の際に、ア
クティブエンジンマウントに異常が発生していることを
作業者に容易に且つ確実に知らしめることができ、異常
発生を見逃す可能性を極めて小さくすることができる。
しかも、本実施例では、駆動信号yと残留振動信号eと
の相互相関関数に基づいて異常の発生を判断できるか
ら、振動低減に必要なセンサ以外に新たなセンサを設け
る必要がない。このことは、大幅なコストアップや装置
の大型化を招くこともないということであり、装置の大
型化を招かないということは、搭載スペース上の制約が
大きい車両にとっては非常に望ましい。
【0097】しかも、本実施例の構成であれば、軽度な
異常である高次発散を判断することができ、その場合に
はシステムダウンすることなく異常を解消して振動低減
制御を実行することができるから、振動低減制御をより
長く継続するできるという利点がある。また、駆動信号
yと残留振動信号eとの相互相関関数であるから、エン
ジン30以外から発せられた(例えば、路面側から入力
された)外乱振動がメンバ35に伝達されても、相互相
関関数自体は変化しないから、異常のみを容易に検出す
ることができるという利点もある。
【0098】ここで、本実施例では、図3に示す処理に
よって制御手段が構成され、ステップ401の処理が状
態検出手段としての相互相関関数演算手段を構成し、ス
テップ402〜407の処理が異常判断手段を構成す
る。図12乃至図16は本発明の第実施例を示す図で
あって、本実施例も、上記第1実施例と同様にアクティ
ブエンジンマウントに制御型防振支持装置を適用したも
のである。
【0099】即ち、図12は励磁コイル10Bの駆動回
路19及びコントローラ20の接続状態を表す回路図で
あって、本実施例では、駆動回路19と励磁コイル10
Bとの間を、励磁コイル10Bの一方の端子側に電流検
出用の抵抗器25を介在させた状態で接続している。そ
して、励磁コイル10Bの他方の端子側の電圧V1 及び
抵抗器25の両端の電圧V2 ,V3 が、コントローラ2
0に供給されるようなっていて、コントローラ20は、
それら電圧V1 〜V2 を図示しないA/D変換器等を介
して読み込むようになっている。
【0100】ここで、本実施例の異常検出処理は、車両
のイグニッション・スイッチをオンにした直後であって
図3に示す振動低減処理の実行前に実行される第1異常
検出処理と、上記第1実施例等と同様に振動低減処理の
実行中に割り込み処理として実行される第2異常検出処
理との二種類の処理からなっている。そして、第1異常
検出処理は、エンジンマウント1の故障及び劣化を検出
するための処理であり、第2異常検出処理は、電磁アク
チュエータ10の高温状態を検出するための処理であ
る。
【0101】先ず、第1異常検出処理について説明する
と、イグニッション・スイッチがオンになった直後は、
エンジン30からエンジンマウント1に振動は入力され
ているが、振動低減制御は実行されていないから、磁路
部材12に電磁アクチュエータ10の出力による積極的
な変位は生じていない。しかし、エンジン30からエン
ジンマウント1に振動が入力されると、支持弾性体6が
弾性変形して流体室15の容積が拡縮するため、その容
積変動が板ばね11に伝達されて磁路部材12が変位す
る。
【0102】そして、磁路部材12は磁化可能な材料で
形成されているため、磁路部材12が変位すると、励磁
コイル10Bの両端間に電圧が誘導される。そこで、そ
の誘導される電圧(非制御時誘導電圧)が確認されれ
ば、少なくとも励磁コイル10Bには例えば断線等は生
じていないことが判る。逆に、非制御時誘導電圧が確認
されなければ、励磁コイル10Bに断線等の異常が発生
していることが判る。
【0103】また、電磁アクチュエータ10と磁路部材
12との間のクリアランスが変化すると、非制御時誘導
電圧の大きさも変化することから、逆にその非制御時誘
導電圧に基づけば、電磁アクチュエータ10と磁路部材
12との間のクリアランスを認識することができるよう
になる。具体的には、電磁アクチュエータ10及び磁路
部材12間のクリアランスを横軸にとり、励磁コイル1
0Bに誘導される電圧を縦軸にとったグラフである図
に示すように、そのクリアランスが小さくなる程、誘
導電圧は大きくなる傾向があるから、クリアランスが比
較的大きい位置で磁路部材12が変位する(図13にC
1 で示す範囲)と、クリアランスが比較的小さい位置で
磁路部材12が変位する場合(図13にC2 で示す範
囲)とでは、誘導される電圧の範囲もD1 ,D2 という
具合に異なってくるのである。従って、その誘導される
電圧の最大値や最小値、或いは振幅範囲等に基づけば、
電磁アクチュエータ10及び磁路部材12間のクリアラ
ンスの状態が検出できるようになる。
【0104】そこで、イグニッション・スイッチがオン
となった直後に、図3に示す振動低減制御が実行される
前に、図14に示す第1異常検出処理が実行されると、
先ずそのステップ501において、励磁コイル10Bの
両端子に誘導される電圧V1及びV3 が読み込まれる。
次いで、ステップ502に移行し、読み込まれた電圧V
1 ,V3 の差分(=|V1 −V3 |)である非制御時誘
導電圧V0 が求められる。そして、ステップ503に移
行し、この図14に示す処理が実行されてから所定時間
(例えば、1秒)経過したか否かが判定され、その所定
時間経過するまではステップ501,502の処理を繰
り返し実行する。
【0105】ステップ503の判定が「YES」となっ
たら、ステップ504に移行し、ステップ502で求め
た非制御時誘導電圧V0 の最大値を選出して最大値V
max として記憶する。なお、この最大値Vmax の選出処
理は、ステップ502の処理にそれまでで最大の非制御
時誘導電圧V0 を残す処理を付加することにより実現し
てもよい。
【0106】ステップ504で最大値Vmax が求まった
ら、ステップ505に移行し、その最大値Vmax が零で
あるか否かを判定する。そして、このステップ505に
おいてVmax =0と判定されたら、これは励磁コイル1
0Bに電圧が誘導されるべき状態であるにも関わらず、
それが誘導されていない場合、或いは誘導されても端子
電圧として表れていない場合であるから、例えば流体室
15内の液体が漏れて支持弾性体6が変形しても流体室
15の容積が拡縮しないような異常、或いは、励磁コイ
ル10Bが断線している故障等が発生していると判断で
きる。
【0107】そこで、ステップ505の判定が「YE
S」の場合には、ステップ506に移行し、図3の振動
低減処理の実行を禁止してシステムをダウンするととも
に、警告灯20Bを点灯状態とする。一方、ステップ5
05の判定が「NO」の場合には、上述のような異常は
取り敢えず発生していないと判断できるから、他の異常
や劣化が生じていないかを判断するために、ステップ5
07に移行する。
【0108】そして、ステップ507では、最大値V
max と、電磁アクチュエータ10及び磁路部材12間の
クリアランスが適正値にあるときの非制御時誘導電圧の
最大値である所定値Vthとの差分Δ1 (=|Vmax −V
th|)が、所定値δ1 を越えているか否かを判定する。
この所定値δ1 は、電磁アクチュエータ10及び磁路部
材12間のクリアランスが適正値から大きく離れている
か否かを判定できる値であり、実際のエンジンマウント
1を用いた実験から求めることができる。
【0109】従って、ステップ507の判定が「YE
S」の場合は、磁路部材12を保持する板ばね11が繰
り返しの変形により延びたため磁路部材12が初期の位
置よりも電磁アクチュエータ10側に大きく近づいてし
まった、或いは、永久磁石10Cが何らかの原因により
減磁したため磁路部材12の中立位置が電磁アクチュエ
ータ10から大きく離れてしまった、ということが考え
られるが、いずれにしても、エンジンマウント1を正常
に作動させ得ることができない異常状態である。そこ
で、ステップ507の判定が「YES」の場合にも、ス
テップ506側に移行するのであるが、その前に、ステ
ップ508に移行して、最大値Vmax が、所定値Vth
りも大きいか否かを判定する。
【0110】このステップ508の処理は、電磁アクチ
ュエータ10及び磁路部材12間のクリアランスが縮小
する異常が発生しているのか、増大する異常が発生して
いるのかを確認し、その確認された異常の方向をコント
ローラ20の読み取り可能な記憶領域に記憶して、後の
故障解析に役立たせるための処理である。つまり、図
にも示したように、クリアランスが狭い程、誘導され
る電圧が大きくなることから、ステップ508の判定が
「YES」の場合には、クリアランスは縮小していると
判断でき、「NO」の場合には、クリアランスは増大し
ていると判断できる。そこで、ステップ508が「YE
S」の場合にはステップ509に移行して、クリアラン
スが縮小する異常が発生したことを記憶し、ステップ5
08の判定が「NO」の場合にはステップ510に移行
して、クリアランスが増大する異常が発生したことを記
憶する。そして、ステップ509又は510からステッ
プ506に移行し、図3の振動低減処理の実行を禁止し
てシステムをダウンするとともに、警告灯20Bを点灯
状態とする。
【0111】一方、ステップ507の判定が「NO」の
場合は、クリアランスが極端に変化するような異常は発
生していない場合であるが、クリアランスが変化するよ
うな劣化が生じている可能性はある。そこで、ステップ
511に移行し、差分Δ1 が所定値δ2 よりも大きいか
否かを判定する。この所定値δ2 は、所定値δ1 よりも
小さな値であって、電磁アクチュエータ10及び磁路部
材12間のクリアランスが、振動低減制御に若干の影響
が出る程に適正値から離れているか否かを判定できる値
であり、所定値δ1 と同様に実際のエンジンマウント1
を用いた実験から求めることができる。
【0112】そして、ステップ511の判定が「NO」
の場合には、クリアランスは適正値に保たれていると判
断できるから、特に劣化は確認できなかったとして、こ
のまま第1異常検出処理を終了し、図3の振動低減処理
に移行する。しかし、ステップ511の判定が「YE
S」の場合には、クリアランスは、異常レベルには達し
ていないが、振動低減制御に若干の影響がでる程に変化
していると判断できる。そこで、ステップ512〜51
4の処理を経て、ステップ515に移行する。ステップ
512〜514の処理の内容は、上述したステップ50
8〜510の処理と同様である。そして、ステップ51
5では、システムダウンは行わないで、警告灯の点灯
(或いは、異常と区別するために、点滅)を行い、運転
者或いは定期点検時の作業者に、劣化が生じていること
を知らしめるようにしてから、この第1異常検出処理を
終了し、図3の振動低減処理に移行する。
【0113】次に、第2異常検出処理について説明する
と、エンジンマウント1に駆動源として用いられている
電磁アクチュエータ10の励磁コイル10Bを高周波の
電流で駆動させると、磁路部材12に渦電流が流れるた
め、励磁コイル10Bのインピーダンスが高まる。そし
て、励磁コイル10Bに流れる電流の周波数は、エンジ
ン30の回転数によって決まるから、入力電圧が一定で
あれば、励磁コイル10Bに流れる電流の最大値は決ま
ってくる。また、励磁コイル10Bの温度が上昇してそ
のインピーダンスが高くなっても、励磁コイル10Bに
流れる電流の最大値は低下傾向になる。
【0114】従って、励磁コイル10Bに実際に流れる
電流の最大値を検出し、その電流の最大値と、エンジン
回転数から決まる理論的な電流の最大値であるしきい値
とを比較すれば、励磁コイル10Bを含む電磁アクチュ
エータ10が高温状態であるか否かを判定できるのであ
る。そこで、図3に示す振動低減制御のステップ112
の処理が行われた直後に、図15に示す第2異常検出処
理が割り込み処理として実行されると、先ずそのステッ
プ601において基準信号xの周期である出力回数Ty
やサンプリング時間に基づいてエンジン回転数N(rp
m)を求める。次いで、ステップ602に移行し、エン
ジン回転数Nが所定値N0 を越えているか否かを判定す
る。この所定値N0 は、磁路部材12に流れる渦電流が
励磁コイル10Bのインピーダンスにとって問題となる
程にエンジン回転数Nが高いか否かを判定するためのも
のであり、例えばN0 =3000(rpm)とする。
【0115】このステップ602の判定が「NO」の場
合には、特に高温状態になる状態ではないと判断できる
から、ステップ603に移行して、後述する振動低減処
理で用いる制御電流Iの最大値であるリミット値IL
通常の値としてから、今回の第2異常検出処理を終了す
る。しかし、ステップ602の判定が「YES」の場合
には、ステップ604に移行し、図12に示す抵抗器2
5の両端の電圧V2 ,V3 を読み込む。そして、ステッ
プ605に移行し、それら電圧V2 ,V3 と、抵抗器2
5の抵抗値R1 とに基づいて、励磁コイル10Bに実際
に流れている制御電流I0 (=|V2 −V3|/R1
を演算し、その制御電流I0 の最大値Imax を求める。
なお、実際には、最大値Imax は、駆動信号yと同様に
正弦波状に変化するから、その最大値Imax を求めるた
めには、駆動信号yの少なくとも半周期に対応した時間
に渡って制御電流I0 を検出する必要があるから、ステ
ップ604,605の処理は、例えば図3のステップ1
11の処理に続いて常時実行することが望ましい。
【0116】そして、ステップ605で最大値Imax
求まったら、ステップ606に移行し、最大値Imax
しきい値Ithを越えているか否かを判定する。ここで、
しきい値Ithは、電磁アクチュエータ10が高温状態で
ないときに流れることができる電流の最大値よりも若干
(例えば、10%程度)小さくした値であり、エンジン
回転数Nによって例えば下記の表1に示すように決まっ
てくる。
【0117】
【表1】
【0118】ステップ606の判定が「YES」の場合
には、十分に大きな制御電流Iが流れている状態である
から、励磁コイル10Bのインピーダンスはそれほど大
きくなっていない、つまり電磁アクチュエータ10は高
温状態にないと判断し、ステップ603を経てから、今
回の第2異常検出処理を終了する。しかし、ステップ6
06の判定が「NO」の場合には、制御電流Iが大きく
なれない状態であるから、励磁コイル10Bのインピー
ダンスが大きくなっている、つまり電磁アクチュエータ
10は高温状態にあると判断できる。そこで、ステップ
607に移行し、リミット値IL を、ステップ603で
設定した通常の値よりも小さな高温時の値に設定してか
ら、今回の第2異常検出処理を終了する。
【0119】そして、本実施例の振動低減処理も、基本
的には上記第1実施例と同様に図3に示す処理が実行さ
れるが、図16に示すように、ステップ109及び11
1の処理の間に、適応ディジタルフィルタWのフィルタ
係数Wj の補正を行うステップ113の処理を行うよう
になっている。ステップ113における処理は、具体的
には、駆動信号yと制御電流Iとの関係に基づき、制御
電流Iの最大値がリミット値IL を越えないように、駆
動信号yとして出力される適応ディジタルフィルタWの
各フィルタ係数Wj を一定の割合で小さくなる方向に補
正するようになっている。
【0120】このように、本実施例にあっては、エンジ
ン30を始動させた直後には、図14に示す第1異常検
出処理が実行され、振動低減処理が実行されている最中
には、図15に示す第2異常検出処理が実行される。そ
して、第1異常検出処理が実行されると、エンジンマウ
ント1内における断線や、電磁アクチュエータ10及び
磁路部材12間のクリアランス異常,劣化を検出するこ
とができ、それに応じて適切な対処を行うから、上記第
1実施例と同様に、異常が発生しているアクティブエン
ジンマウントを作動させることを回避し、場合によって
振動悪化等を招く可能性のある誤動作を避けることがで
き、異常の影響を最小限に止めることができる、という
作用が得られる。
【0121】しかも、本実施例の第1異常検出処理によ
れば、新たなセンサ等を設けなくても、断線の有無や、
電磁アクチュエータ10及び磁路部材12間のクリアラ
ンス変化の有無,大小を検出,判断することができる
し、その演算処理の内容も特に複雑ではないから、大幅
なコストアップや装置の大型化を招くこともなく、上記
第1実施例と同様に、搭載スペース上の制約が大きい車
両にとっては非常に望ましい。
【0122】また、第2異常検出処理によれば、電磁ア
クチュエータ10が高温状態にあることを検出すること
ができ、高温状態が検出された場合には、ステップ60
7の処理によってリミット値IL を通常時よりも小さな
値に設定し、これにより、振動低減処理が実行された場
合の制御電流Iの最大値を積極的に低下させるようにな
っているから、電磁アクチュエータ10の高温状態の悪
化が回避される若しくは高温状態が解消されるようにな
り、電磁アクチュエータ10に高温を原因とした異常が
発生することを事前に回避できるという利点がある。そ
して、電磁アクチュエータ10の高温状態が解消され、
再びステップ606の判定が「YES」となれば、ステ
ップ603の処理が実行されて通常の制御状態に戻るか
ら、必要最小限の間だけ制御電流Iの最大値が制限され
る。つまり、制御電流Iの最大値を制限することによる
振動低減効果の低下を最小限に抑えることができるので
【0123】なお、第1異常検出処理を実行する場合
に、本実施例では、非制御時誘導電圧V0 の最大値V
max と、クリアランスが適正値にあるときの非制御時誘
導電圧の最大値である所定値Vthとに基づいてクリアラ
ンスの変化を判断しているが、これに限定されるもので
はなく、非制御時誘導電圧V0 の最小値と、クリアラン
スが適正値にあるときの非制御時誘導電圧の最小値とに
基づいてクリアランスの変化を判断するようにしてもよ
い。
【0124】ここで、本実施例にあっては、ステップ5
01〜504の処理によって状態検出手段としてのクリ
アランス検出手段及び誘導電圧検出手段が構成され、ス
テップ604,605の処理によって電流最大値検出手
段が構成され、ステップ607,113の処理によって
制御電流補正手段が構成され、ステップ505の処理
と、ステップ507〜514の処理と、ステップ606
の処理とによって、異常判断手段が構成される。
【0125】なお、上記各実施例では、本発明に係る制
御型防振支持装置を、エンジン30を支持するエンジン
マウント1に適用した場合を示しているが、本発明に係
る制御型防振支持装置の適用対象はエンジンマウント1
に限定されるものではなく、例えば振動を伴う工作機械
の防振支持装置等であってもよい。また、上記第1、第
実施例の構成は、単独で用いることも可能であるが、
各実施例の構成を複数備えることも当然に可能であり、
複数備えれば各実施例の作用効果を合わせた作用効果が
得られるようになる。
【0126】そして、上記実施例では、駆動信号yを同
期式Filtered−X LMSアルゴリズムに従っ
て生成しているが、適用可能なアルゴリズムはこれに限
定されるものではなく、例えば通常のFiltered
−X LMSアルゴリズムであってもよいし、周波数領
域のLMSアルゴリズムであってもよい。また、系の特
性が安定しているのであれば、LMSアルゴリズム等の
適応アルゴリズムを用いることなく、係数固定のディジ
タルフィルタ或いはアナログフィルタによって駆動信号
yを生成し、その位相のみを残留振動信号eが小さくな
る方向に変化させるような制御であっても構わない。
【0127】そして、上記各実施例では、制御振動源と
して所謂流体封入式の防振支持装置を適用した場合につ
いて説明したが、制御振動源の形式はこれに限定される
ものではなく、例えば圧電アクチュエータ等を利用した
ものであってもよい。さらに、上記各実施例では、低周
波振動入力時には流体がオリフィス5aを通過する際に
発生する流体共振を利用して防振効果を得るようにして
いるが、そのような低周波振動が入力されない振動体を
支持する防振支持装置の場合には、オリフィス構成体
5,ダイアフラム4等を設ける必要がなく、その分、部
品点数が削減されるからコストが低減する。
【0128】またさらに、上記各実施例では、警報発生
手段として図2に示すようなLEDランプからなる警告
灯20Bを用いた場合について説明したが、警報手段は
これに限定されるものではなく、例えばダッシュパネル
に取り付けた警告灯であってもよいし、ブザーのような
音を発する警報装置であってもよい。または、それらを
複数組み合わせてもよい。
【0129】そして、上記第実施例では、非制御時誘
導電圧V0 に基づいて電磁アクチュエータ10及び磁路
部材12間のクリアランスの変化を判断するようにして
いるが、これに限定されるものではなく、例えば電磁ア
クチュエータ10及び磁路部材12間にギャップセンサ
を設け、これによりクリアランスを直接測定するように
してもよい。
【0130】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に係る発
明によれば、使用中の制御型防振支持装置に故障や劣化
等の異常が生じても、それを認識することが可能とな
り、例えば完全に故障する前に装置の作動を積極的に停
止することができるから、大幅なコストアップ等を招く
ことなく、実際に使用する際の信頼性を高めることがで
きるという効果がある。また、残留振動信号及び駆動信
に基づいて異常の発生が判断できるから、装置の大型
化や大幅なコストアップを回避できるという効果もあ
る。しかも、異常判断手段において、高次発散の異常が
発生していると判断することができるから、異常の程度
に応じて適切な対処を講じることができるという効果が
ある。 また、請求項2、6に係る発明によれば、使用に
伴って可動部材と電磁アクチュエータとの間のクリアラ
ンスが変化しても、それを認識することが可能となり、
クリアランスが適正値から大きく変化してしまった状態
で振動低減制御を実行することを回避できるという効果
がある。 また、請求項3、10に係る発明によれば、電
磁アクチュエータの励磁コイルを含む回線に断線等の異
常が発生していることを、容易に判断することができる
という効果がある。
【0131】そして、請求項に係る発明によれば、異
常が発生したことが知らしめられることができるから、
異常の発生を例えば定期点検時の作業者等に確実に認識
させることができるという効果がある。
【0132】
【0133】さらに、請求項2、3、5〜13に係る
明によれば、流体封入式の制御振動源に使用中に異常が
生じても、それを認識することが可能となり、例えば完
全に故障する前に装置の作動を積極的に停止することが
できるから、大幅なコストアップ等を招くことなく、実
際に使用する際の信頼性を高めることができる。
【0134】また、請求項に係る発明によれば、可動
部材及び電磁アクチュエータ間のクリアランスを、励磁
コイルの誘導電圧を利用して検出するようにしたため、
装置の大型化や大幅なコストアップを回避できるという
効果がある。
【0135】また、請求項及び請求項に係る発明に
よれば、可動部材及び電磁アクチュエータ間のクリアラ
ンスの変化の方向を認識できるから、後に故障解析等を
行う際に有益な情報を与えることができるという効果が
る。
【0136】さらに、請求項11に係る発明によれば、
励磁コイルを含む電磁アクチュエータが高温状態にある
ことを、容易に判断することができるという効果があ
る。特に、請求項12に係る発明によれば、電磁アクチ
ュエータの高温化の悪化を回避できる又は高温状態を解
消できるから、電磁アクチュエータに高温を原因とした
異常が発生することを事前に回避できるという効果があ
る。
【0137】そして、請求項13に係る発明によれば、
受動的な支持力を発生する通常の流体封入式の防振支持
装置としても作用させることができるから、種々の振動
に対して良好な防振効果を発揮することができるという
効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の全体構成を示す断面図で
ある。
【図2】警報装置の一例を示すコントローラの部分斜視
図である。
【図3】コントローラ内で実行される振動低減処理のフ
ローチャートである。
【図4】基準信号x,駆動信号y及び伝達関数フィルタ
C^の波形図である。
【図5】第1実施例における異常検出処理のフローチャ
ートである。
【図6】正常時の駆動信号y,残留振動信号e及び基準
信号xの波形図である。
【図7】正常時の残留振動信号eの自己相関関数を示す
図である。
【図8】異常時の駆動信号y,残留振動信号e及び基準
信号xの波形図である。
【図9】異常時の残留振動信号eの自己相関関数を示す
図である。
【図10】高次発散時の駆動信号y,残留振動信号e及
び基準信号xの波形図である。
【図11】高次発散時の残留振動信号eの自己相関関数
を示す図である。
【図12】第実施例の構成の要部を示す回路図であ
る。
【図13】電磁アクチュエータ及び磁路部材間のクリア
ランスと誘導される電圧との関係を示すグラフである。
【図14】第実施例における異常検出処理のフローチ
ャートである。
【図15】第実施例における他の異常検出処理のフロ
ーチャートである。
【図16】第実施例における振動低減処理の変更部分
のフローチャートである。
【符号の説明】
1 エンジンマウント(制御振動源) 5a オリフィス 6 支持弾性体 10 電磁アクチュエータ 10B 励磁コイル 11 板ばね 11b 中央部(可動部材) 12 磁路部材(可動部材) 15 流体室 16 副流体室 19 駆動回路 20 コントローラ 20B 警告灯(警報発生手段) 21 パルス信号生成器(基準信号生成手段) 22 加速度センサ(残留振動検出手段)
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−264645(JP,A) 特開 平6−33635(JP,A) 特開 平7−64575(JP,A) 特開 平3−239835(JP,A) 特開 平6−288421(JP,A) 特開 平4−316739(JP,A) 特開 平5−166081(JP,A) 特開 平7−158691(JP,A) 特開 平5−24753(JP,A) 特開 平7−37186(JP,A) 特開 昭61−192449(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16F 15/00 - 15/08 G05B 23/02 302 G05D 19/02

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 周期的な振動を発する振動体及び支持体
    間に介在し制御振動を発生可能な制御振動源と、前記振
    動体の振動発生状態を検出し基準信号として出力する基
    準信号生成手段と、前記支持体側の残留振動を検出し残
    留振動信号として出力する残留振動検出手段と、前記支
    持体側の振動が低減するように前記基準信号及び前記残
    留振動信号に基づいて前記制御振動源を駆動する駆動信
    号を生成する制御手段と、を備えた制御型防振支持装置
    において、 この制御型防振支持装置の状態を検出する状態検出手段
    と、この状態検出手段の検出結果に基づいて異常の発生
    を判断する異常判断手段と、を設け、 前記状態検出手段は、前記残留振動信号及び前記駆動信
    号の相互相関関数を求める相互相関関数演算手段を有
    し、前記異常判断手段は、前記基準信号の周期を最大値
    とした時間遅れの範囲内で、前記相互相関関数が複数の
    箇所で所定のしきい値を越えた場合に高次発散の異常が
    発生していると判断するようになっていることを特徴と
    する制御型防振支持装置。
  2. 【請求項2】 振動体及び支持体間に介在し制御振動を
    発生可能な制御振動源と、前記振動体の振動発生状態を
    検出し基準信号として出力する基準信号生成手段と、前
    記支持体側の残留振動を検出し残留振動信号として出力
    する残留振動検出手段と、前記支持体側の振動が低減す
    るように前記基準信号及び前記残留振動信号に基づいて
    前記制御振動源を駆動する駆動信号を生成する制御手段
    と、を備えた制御型防振支持装置において、 この制御型防振支持装置の状態を検出する状態検出手段
    と、この状態検出手段の検出結果に基づいて異常の発生
    を判断する異常判断手段と、を設け、 前記制御振動源は、前記振動体及び前記支持体間に介在
    する支持弾性体と、この支持弾性体によって画成された
    流体室と、この流体室内に封入された流体と、前記流体
    室の隔壁の一部を形成するように弾性支持された磁化可
    能な可動部材と、前記駆動信号に応じて作動して前記可
    動部材を前記流体室の容積が変化する方向に変位させる
    電磁アクチュエータと、を備えて構成され、 前記状態検出手段は、前記可動部材と前記電磁アクチュ
    エータとの間のクリアランスを検出するクリアランス検
    出手段を有し、前記異常判断手段は、前記クリ アランス
    に基づいて前記制御振動源の異常の発生を判断するよう
    になっていることを特徴とする制御型防振支持装置。
  3. 【請求項3】 振動体及び支持体間に介在し制御振動を
    発生可能な制御振動源と、前記振動体の振動発生状態を
    検出し基準信号として出力する基準信号生成手段と、前
    記支持体側の残留振動を検出し残留振動信号として出力
    する残留振動検出手段と、前記支持体側の振動が低減す
    るように前記基準信号及び前記残留振動信号に基づいて
    前記制御振動源を駆動する駆動信号を生成する制御手段
    と、を備えた制御型防振支持装置において、 この制御型防振支持装置の状態を検出する状態検出手段
    と、この状態検出手段の検出結果に基づいて異常の発生
    を判断する異常判断手段と、を設け、 前記制御振動源は、前記振動体及び前記支持体間に介在
    する支持弾性体と、この支持弾性体によって画成された
    流体室と、この流体室内に封入された流体と、前記流体
    室の隔壁の一部を形成するように弾性支持された磁化可
    能な可動部材と、前記駆動信号に応じて作動して前記可
    動部材を前記流体室の容積が変化する方向に変位させる
    電磁アクチュエータと、を備えて構成され、 前記状態検出手段は、前記振動体で振動が発生し且つ前
    記駆動信号を前記電磁アクチュエータに供給していない
    場合に前記電磁アクチュエータの励磁コイルに誘導され
    る非制御時誘導電圧を検出する誘導電圧検出手段を有
    し、前記異常判断手段は、前記非制御時誘導電圧が零の
    場合に前記制御振動源に異常が発生したと判断するよう
    になっていることを特徴とする制御型防振支持装置。
  4. 【請求項4】 異常が発生していると前記異常判断手段
    が判断した場合に警報を発する警報発生手段を設けた請
    求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の制御型防振
    支持装置。
  5. 【請求項5】 前記制御振動源は、前記振動体及び前記
    支持体間に介在する支持弾性体と、この支持弾性体によ
    って画成された流体室と、この流体室内に封入された流
    体と、前記流体室の隔壁の一部を形成するように弾性支
    持された磁化可能な可動部材と、前記駆動信号に応じて
    作動して前記可動部材を前記流体室の容積が変化する方
    向に変位させる電磁アクチュエータと、を備えて構成さ
    れた請求項1に記載の制御型防振支持装置。
  6. 【請求項6】 前記状態検出手段は、前記可動部材と前
    記電磁アクチュエータとの間のクリアランスを検出する
    クリアランス検出手段を有し、前記異常判断手段は、前
    記クリアランスに基づいて前記制御振動源の異常の発生
    を判断する請求項記載の制御型防振支持装置。
  7. 【請求項7】 前記クリアランス検出手段は、前記振動
    体で振動が発生し且つ前記駆動信号を前記電磁アクチュ
    エータに供給していない場合に前記電磁アクチュエータ
    の励磁コイルに誘導される非制御時誘導電圧を検出する
    誘導電圧検出手段を有する請求項2又は請求項6記載の
    制御型防振支持装置。
  8. 【請求項8】 前記異常判断手段は、前記非制御時誘導
    電圧の最大値又は最小値が所定値を上回った場合に、前
    記制御振動源に前記クリアランスが縮小する異常が発生
    したと判断する請求項記載の制御型防振支持装置。
  9. 【請求項9】 前記異常判断手段は、前記非制御時誘導
    電圧の最大値又は最小値が所定値を下回った場合に、前
    記制御振動源に前記クリアランスが増大する異常が発生
    したと判断する請求項又は記載の制御型防振支持装
    置。
  10. 【請求項10】 前記状態検出手段は、前記振動体で振
    動が発生し且つ前記駆動信号を前記電磁アクチュエータ
    に供給していない場合に前記電磁アクチュエータの励磁
    コイルに誘導される非制御時誘導電圧を検出する誘導電
    圧検出手段を有し、前記異常判断手段は、前記非制御時
    誘導電圧が零の場合に前記制御振動源に異常が発生した
    と判断する請求項2、請求項5乃至請求項9のいずれか
    一項に記載の制御型防振支持装置。
  11. 【請求項11】 前記状態検出手段は、前記励磁コイル
    に実際に流れる制御電流の最大値を検出する電流最大値
    検出手段を有し、前記異常判断手段は、前記制御電流の
    最大値が所定のしきい値を下回った場合に前記電磁アク
    チュエータが高温状態であると判断する請求項2、請求
    項3、請求項5乃至請求項10のいずれか一項に記載の
    制御型防振支持装置。
  12. 【請求項12】 前記電磁アクチュエータが高温状態で
    あると前記異常判断手段が判断した場合に前記制御電流
    の最大値を低下させる制御電流補正手段を設けた請求項
    11記載の制御型防振支持装置。
  13. 【請求項13】 オリフィスを介して前記流体室に連通
    する容積可変の副流体室を前記制御振動源に設けるとと
    もに、前記流体室,前記オリフィス及び前記副流体室内
    に流体を封入した請求項2、請求項3、請求項5乃至請
    求項12のいずれか一項に記載の制御型防振支持装置。
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