CN101438078B - 降低汽车车身的振动的汽车用减振装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供在确保较高的可靠性的同时用简单的结构可得到良好的减振效果的汽车用减振装置。减小汽车车身的振动的汽车用减振装置包括：致动器，其安装在汽车车身上，驱动辅助质量；电流检测器，检测流过致动器的电枢的电流；检测部件，检测在致动器上施加的端子电压；运算电路，基于由电流检测器检测出的电流以及端子电压，计算致动器的感应电压，并且计算致动器的相对速度、相对位移、或者相对加速度中的至少一个；以及控制电路，基于由运算电路计算的致动器的相对速度、相对位移、或者相对加速度中的至少一个，对致动器进行驱动控制。

Description

降低汽车车身的振动的汽车用减振装置

技术领域

本发明涉及进行汽车的振动抑制控制的汽车用减振装置以及减振控制方法。 

本申请要求基于2006年5月8日申请的特愿2006-129013号、2007年1月15日申请的特愿2007-6006号、2007年3月5日申请的特愿2007-54532号、2007年3月5日申请的特愿2007-54274号、2007年3月6日申请的特愿2007-55423号以及2007年4月13日申请的特愿2007-105728号的优先权，并将其内容引用于本申请。 

背景技术

在实现汽车的乘坐心情、舒适性的提高的基础上，需要使引擎(engine)的振动不会传到驾驶室内的方法。至今，提出了对支承引擎的支架(mount)机构上附加振动吸收功能的技术，或者通过利用致动器(actuator)进行强制激振，从而减少车身振动的技术(例如，参照特开昭61-220925号公报、特开昭64-83742号公报)。 

在以往技术中，为了控制致动器，在检测致动器可动部分和固定部分的相对位移、相对速度、相对加速度时使用了传感器。但是，存在必须将传感器自身安装在被暴露在高温环境下的引擎周边，缺乏可靠性的问题。 

此外，在为了确保作为致动器的可动部分支承部件的耐用性而利用了板簧等时，构成基于可动部分质量和板簧常数的谐振系统。但是，存在以下问题，即在控制汽车振动的基础上该谐振倍率较高时，若谐振频率因温度变化或时效变化等而稍微变化，则致动器对于指令信号的响应极大地变化等，在振动抑制控制中产生不良影响。 

此外，已知一种振动抑制装置，其检测防振对象物体的振动，通过使该检测信号通过滤波器，从而生成振动因与防振对象物体的振动产生干扰而将振动消除的振动波形，并将基于该振动波形的信号施加到致动器，从而可在较宽的整个频带中主动地降低防振对象物体的振动(例如，参照特开平  03-219140号公报)。 

在近年的汽车中，根据需要以实行6汽缸引擎的汽缸暂停的少数汽缸(例如，3汽缸)方式进行引擎驱动，从而进行阻止了燃料费的提高的控制。引擎驱动与进行6汽缸运行时相比，若进行汽缸暂停，则存在振动会变大的可能性。为了解决这样的问题，如特开平03-219140号公报所记载的那样，能动地减少宽带中的振动的振动抑制装置是有效的。 

但是，以往的减振装置由于只是抑制产生的振动的控制，因此在6汽缸引擎中进行使规定的汽缸数停止的控制的汽车中，所有的振动被抑制了，难以感觉引擎在驱动，所以存在驾驶者感到不协调的问题。期望抑制振动，使得驾驶者不会感觉到从6汽缸驱动转移到汽缸暂停操作，从而不会带来不协调。 

此外，已知使用了致动器的车辆的振动控制装置，该致动器利用驱动可动部分的反作用力而产生与引擎转速对应的减振力(例如，参照特开昭61-220925号公报)。根据该结构，可由车身振动引擎转速进行预测，并通过致动器抵消从引擎施加到车身的力，因此能够减少车身的振动。这样的减动装置使用进行往复运动的线性致动器，通过使辅助质量振动从而减少减振对象的振动。另一方面，作为线性致动器，已知有弹性支承单元(板簧)以固定位置保持可动元件，通过自身发生弹性变形而支承可动元件的线性致动器(例如，参照特开2004-343964号公报)。该线性致动器在可动元件中不产生磨擦损耗，也不产生滑动电阻(sliding resistance)，所以即使在长时间使用后，轴支承的精度也不会下降，可得到较高的可靠性，可实现性能的提高，而不会有滑动电阻引起的消耗功率的损失。此外，在避免与线圈的干扰的同时以可动元件作为基准点，在比线圈更远的位置上使定子(stator)支承弹性支承单元，从而可以将体积庞大的线圈和弹性支承单元进一步邻近配置，所以可实现线性致动器的小型化。 

此外，已知一种减震装置，其为了使减振控制最佳化，根据车辆的运行状态，预先准备对于振福以及相位数据的多个数据映射，并基于按照运行状态取出的来自数据映射的振幅相位数据，生成用于驱动使振动衰减的致动器的信号(例如，参照特开平11-259147号公报)。此外，作为跟踪车辆的状态变化进行减振的方法有自适应滤波器，已知有在时域中实现的自适应滤波器(例如，参照特开平10-49204号公报、特开2001-51703号公报)、在频域中  实现的自适应滤波器(例如，参照応適応フイルタの

用技術、小坂敏文、日本音

学会誌48卷7号P520)。使用自适应滤波器的方法都基于在特定的观测点中的误差信号(例如加速度信号)，自己求用于抑制振动的振幅相位来进行控制。 

但是，由于自适应滤波器的处理动作需要时间，所以在引擎转速较大地变动了的情况下减振效果变差，特别是在频域中实现的方法存在需要处理时间的问题。此外，若存在从对致动器的指令值到观测点上的信号(加速度)的传递函数变动这样的特性变动或时效变动，则存在减振特性劣化的问题。另一方面，参照映射数据进行控制的方法可以缩短处理时间，所以可使响应性变好，但存在减振性能因用于控制的致动器或减振对象的引擎的个体差异或时效变化而劣化的问题。 

此外，对线性致动器附加辅助质量(weight)，利用使该辅助质量振动时的反作用力进行抑制对象设备的振动的减振控制时，基于控制对象设备的振动状态值求振幅指令值以及频率指令值，按照该振幅指令值以及频率指令值，控制对线性致动器施加的电流值。通过将这样的减振装置安装到汽车的车身上，可以抵消从汽车的引擎施加到车身的力，所以可减少车身的振动。 

但是，在与由可动元件上所固定的辅助质量和保持该可动元件的板簧决定的固有振动频率相近的外力(外部干扰)发生作用，或者输入与固有振动频率相近的驱动指令值时，存在因谐振而产生过大的振幅，产生了所需的用于减振的反作用力以上的力，不能进行适当的振动抑制控制的问题。 

此外，为了限制可动元件的可动范围而在构造上设置了可动元件的限制器(stopper)，所以在汽车的行迹变化因汽车急加速或在坏路行驶而剧烈的情况等中，因外力作用于辅助质量，所以存在会产生过大的振幅，从而产生可动元件碰撞限制器的现象的问题。并且，在汽车的行迹变化剧烈的情况等中，驱动线性致动器的电流也成比例增加，从而变动变大，存在产生可动元件碰撞限制器的现象的问题。可动元件与限制器碰撞时，碰撞声作为异常噪声而产生。此外，若可动元件和限制器的碰撞常发生，则还存在很可能构成线性致动器的部件的寿命变短的问题。 

发明内容

发明要解决的课题

本发明考虑了这样的情况而完成，其目的在于，提供能够在确保较高的可靠性的同时用简单的结构可得到良好的减振效果的汽车用减振装置以及其控制方法。 

此外，本发明的目的还在于，提供即使在激振源的状态变化了的情况下也能够将振动的状态保持为与变化前同样的状态的减振装置以及振动抑制方法。 

此外，本发明的目的还在于，提供减少个体差异或时效变化引起的对减振性能的不良影响，对于引擎转速的剧烈变动也能够维持良好的减振性能的汽车用减振装置以及减振控制方法。 

此外，本发明的目的还在于，提供抑制谐振现象，从而通过将辅助质量的振动幅度设为适当的范围内，可实现理想的振动抑制的减振装置以及减振装置的控制方法。 

此外，目的还在于提供一种可通过将辅助质量的振动幅度限制为适当的范围内而抑制异常噪声的产生等的减振装置以及减振装置的控制方法。 

解决课题的方案 

本发明为用于减小汽车车身的振动的汽车用减振装置，其特征在于，包括：致动器，其安装在所述汽车车身上，驱动辅助质量；电流检测器，检测流过所述致动器的电枢的电流；检测部件，检测在所述致动器上施加的端子电压；运算电路，基于由所述电流检测器检测出的电流和所述端子电压，计算所述致动器的感应电压，并且计算所述致动器的相对速度、相对位移、或者相对加速度中的至少一个；以及控制电路，基于由所述运算电路计算的所述致动器的相对速度、相对位移、或者相对加速度中的至少一个，对所述致动器进行驱动控制。 

根据该发明，检测流过被安装在所述汽车车身上并驱动辅助质量的致动器的电枢的电流，检测在所述致动器上施加的端子电压，基于检测出的电流和端子电压，计算致动器的感应电压，并且计算致动器的相对速度、相对位移、或者相对加速度中的至少一个，基于计算的致动器的相对速度、相对位移、或者相对加速度中的至少一个，对致动器进行驱动控制。因此，不需要为了检测致动器可动部分和固定部分的相对位移、相对速度、相对加速度而使用将传感器自身配置在高温环境下的传感器，可以确保较高的可靠性。通过使用致动器的相对速度、相对位移、或者相对加速度等位移信息，可得到  弹性效应(spring effect)。此外，使用由运算得到的速度信息(相对速度)进行反馈控制，从而可以使致动器的谐振特性平缓，即使致动器的谐振频率变化，由于增益特性或相位特性平缓，因此可减少对于指令信号的响应的变动，并减少对控制性能的影响。 

本发明为一种减振装置，其抑制不必要的振动，同时根据需要产生规定的振动，其特征在于，该减振装置包括：激振部件，通过使线性致动器所支承的补助质量振动，从而激振减振对象；频率检测部件，检测使所述减振对象振动的激振源的频率；振动检测部件，检测测量点上的振动；运算部件，基于所述激振源的频率和在所述测量点检测出的振动，求应抑制的振动和应产生振动的指令值；以及控制信号输出部件，将叠加了所述应抑制的振动的指令值和应产生的振动的指令值的控制信号输出到所述激振部件。 

根据该发明，可以控制不必要的振动，同时根据需要产生规定的振动，所以能够得到不会带来振动控制造成的不协调的效果。 

本发明为一种汽车用减振装置，其特征在于，包括：激振部件，激振辅助质量；状态信息取得部件，取得表示汽车的运行状态的信息；映射控制部件，从所述运行状态信息和用于通过所述激振部件产生激振力的指令值相关联的减振信息表中，读出与通过所述状态信息取得部件所取得的运行状态信息对应的激振力指令值，从而基于该激振力指令值控制所述激振部件；振动检测部件，检测表示所述减振对象在观测点中的振动状态的振动状态值；自适应控制部件，根据所述振动检测部件检测出的振动状态，使用自适应滤波器来求激振力指令值，并基于该激振力指令值控制所述激振部件；以及控制切换部件，在所述映射控制部件对所述激振部件的控制中，当通过所述振动检测部件检测到的振动状态值超过了规定值时，切换为所述自适应控制部件对所述激振部件的控制。 

根据该发明，在映射控制的减振控制性能因个体差异或时效变化的影响而劣化时，切换为自适应滤波器，因此可提高减振性能。此外，根据自适应滤波器的控制来更新映射控制的映射数据，所以可使映射控制的减振性能恢复。此外，在实施自适应滤波器时，切换为根据转速变动率的方式，所以可在引擎转速变动时选择适当的自适应滤波器进行减振控制。此外，使用频域自适应滤波器的计算过程来更新时域自适应滤波器中所需的传递函数，所以可防止传递函数的变动引起的时域自适应滤波器中的特性劣化。

本发明为一种减振装置，包括对减振对象设备驱动由弹性元件所保持的辅助质量的致动器，利用驱动了所述辅助质量时的反作用力来抑制所述减振对象设备的振动，其特征在于，所述减振装置还包括：基于理想致动器反特性的所述致动器的谐振抑制部件，该理想致动器反特性使用相对振动速度对于所述致动器的振动系统的激振力的传递函数。 

根据该发明，由于包括了基于理想致动器反特性的致动器的谐振抑制部件，因此通过基于规定的特性来设定理想致动器反特性，可得到能够将致动器的特性调整为任意特性的效果，该理想致动器反特性使用对于致动器的振动系统的激振力的相对振动速度的传递函数。由此，通过增大期望的特性的衰减特性，可以设为致动器的可动部分的谐振不容易因作用于致动器本体的外力而产生的特性，所以可产生适当的反作用力而实现理想的振动抑制。此外，通过降低期望的特性的固有振动频率，可降低致动器的表观的固有振动频率，所以即使在实际致动器的固有振动频率附近也能够实现稳定的减振控制，而不受弹簧特性等的影响。此外，可以将致动器的可动元件的可动范围保持在适当的范围内，所以可动元件和限制器不会碰撞，可抑制碰撞声的产生。 

本发明为一种减振装置，包括：辅助质量构件，其通过弹性元件支承；致动器，使所述辅助质量构件振动；以及控制部件，控制对所述致动器施加的电流，以便使用在通过所述致动器使所述辅助质量构件振动时的反作用力，抑制振动控制对象的振动，其特征在于，所述减振装置还包括：振幅量控制部件，在所述控制部件基于应产生的振动的振幅指令值以及频率指令值控制所述致动器上施加的电流时，进行限制对所述致动器施加的电流值的控制，以使所述辅助质量构件的振动振幅不超过预先决定的值。 

根据该发明，在基于应产生的振动的振幅指令值以及频率指令值控制致动器上施加的电流时，限制对致动器施加的电流值，以使辅助质量构件的振动振幅不超过预先决定的值，所以可得到能够始终在适当的可动范围内驱动致动器的可动元件的效果。由此，可动元件和限制器不会碰撞，因而可抑制碰撞声的产生。 

附图说明

图1是表示本发明第1实施方式的汽车减振装置的结构的方框图。 

图2是表示图1所示的第1实施方式的变形例的结构的方框图。

图3是表示本发明第2实施方式的汽车减振装置的结构的方框图。 

图4是表示在第2实施方式中检测线性致动器的感应电动势的方法的概念图。 

图5是表示在第2实施方式中检测线性致动器的感应电动势的方法的概念图。 

图6是作为线性致动器对于指令信号的响应例(无感应电压反馈)，表示增益特性以及相位特性的图。 

图7是作为线性致动器对于指令信号的响应例(有感应电压反馈)，表示增益特性以及相位特性的图。 

图8是表示检测图5所示的线性致动器的感应电动势的方法的变形例的概念图。 

图9是表示检测图5所示的线性致动器的感应电动势的方法的变形例的概念图。 

图10是表示本发明第3实施方式的结构的方框图。 

图11是表示本发明第4实施方式的结构的方框图。 

图12是表示本发明第5实施方式的结构的方框图。 

图13是表示图12所示的控制切换单元607的动作的状态转换图。 

图14是表示图12所示的映射控制单元604的结构的图。 

图15是表示图12所示的频域自适应滤波器605的结构的图。 

图16是表示图12所示的时域自适应滤波器606的结构的图。 

图17是表示本发明第6实施方式的汽车减振装置的结构的方框图。 

图18是表示图17所示的汽车减振装置的变形例的结构的方框图。 

图19是表示图17、18所示的激振单元30的结构的示意图。 

图20是表示本发明第7实施方式的结构的方框图。 

图21是表示图20所示的第7实施方式的结构的变形例的方框图。 

图22是表示本发明第8实施方式的结构的方框图。 

图23是表示图22所示的第8实施方式的结构的变形例的方框图。 

图24是表示本发明第9实施方式的结构的方框图。 

图25是表示图24所示的第9实施方式的结构的变形例的方框图。 

图26是表示线性致动器的结构的立体图。 

标号说明

30...激振单元、31...线性致动器、32...辅助质量、33...相对速度传感器、40...引擎、41...车身底架、43...振动传感器、50...高层控制器、60...稳定控制器、70...电源电路 

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的优选实施例。但是，本发明不限于以下的各个实施例，例如也可以将这些实施例的构成要素之间进行适当组合。 

[第1实施方式] 

图1是表示本发明第1实施方式的减振装置的结构的方框图。在本实施方式中，将减振装置应用到汽车的情况作为例子进行说明。在图1中，标号31是使辅助质量32往复运动的线性致动器，辅助质量32以与应抑制的振动方向相同的方向进行往复运动。标号33是检测线性致动器31和辅助质量32的相对速度的相对速度传感器。标号40是汽车的引擎，被固定在车身底架41上。标号42是汽车的车轮。标号43是包括在座席(passenger seat)44或车身底架41的规定位置上的振动传感器(加速传感器)。标号50是从引擎40所具备的控制装置(未图示)输入点火脉冲、油门开度(accelerator opening)、燃料喷射量等引擎旋转信息和振动传感器43的输出，从而输出对于进行减振的线性致动器31的驱动指令的高层控制器。高层控制器50生成并输出用于控制通过引擎旋转产生的车身底架41的振动的指令信号(驱动指令)。标号60是输入从相对速度传感器33输出的相对速度信号和从高层控制器50输出的驱动指令，从而稳定地驱动线性致动器31的稳定控制器。标号70是基于从稳定控制器60输出的稳定驱动指令，输出对于线性致动器31的驱动电流的电源电路。 

图1所示的减振装置利用使线性致动器31上安装的辅助质量32往复运动时的反作用力，从而抑制通过引擎40的旋转在车身底架41或车身的规定位置上产生的振动。这时，稳定控制器60输入车身41上所固定的线性致动器31的本体和进行往复运动的辅助质量32之间的相对速度信号，对驱动指令进行反馈，从而使线性致动器31产生衰减力，从而减少对于车身底架41因路面的凹凸而受到的外部干扰振动的灵敏度。由此，能够减少外部干扰振动的影响。 

另外，相对速度传感器33也可以通过对检测线性致动器31的行程 (stroke)的位移传感器的输出进行微分来检测相对速度。此外，相对速度传感器33也可以根据在线性致动器31和辅助质量32上分别设置的加速度传感器的积分值的差分来检测相对速度。 

这里，参照图26，说明本发明中使用的线性致动器(往复式电动机)的机构。如图26所示，线性致动器包括可动部分1、配置在可动部分1的周围的固定部分2、重叠了两张板簧或者多个板簧的两组支承构件(弹性支承单元)3，其通过自身发生弹性变形来支承可动部分1，使可动部分1可相对固定部分2进行往复动作。 

可动部分1构成在前端形成了内螺纹(female screw)单元11a的圆柱状，包括在轴方向上往复移动的轴(shaft)11、将轴11插嵌到其内侧，从而被固定在轴11的轴向的中途位置的作为可动磁极的可动元件12。在内螺纹单元11a拧上了用于将轴11固定在应驱动的对象物(未图示)上的螺母(nut)13。 

 固定部分2包括：在从轴11的轴向看时外形构成矩形且内侧掏空的轭(yoke)21；以及被配置为以将可动部分1夹持在其间，并被固定在轭21的内侧的一对线圈22、23。在轭21中以向内侧凸出地形成的磁极单元21a上被安装卷筒26，并在该卷筒26上多重缠绕金属线27而构成线圈22。夹持固定部分2且在与磁极单元21a相对的位置上形成的磁极单元21b中同样地被安装卷筒26，并在该卷筒26上多重缠绕金属线27而构成线圈23。 

在磁极单元21a面向可动部分1的前端面上，永磁磁铁24、25在轴11的轴方向上被排列固定。在磁极单元21b面向可动部分1的前端面上，永磁磁铁24、25在轴11的轴方向上也被排列固定。这些永磁磁铁24、25由形成同轴同径同长度的瓦状的稀土类磁铁等构成，相互地在轴线方向以相邻的状态排列。这里，这些永磁磁铁24、25是将磁极排列在与轴线方向正交的方向上的、径向各不相同的磁铁，其磁极的排列相互反向。具体来说，永磁磁铁24中，N极被配置在外径侧，S极被配置在内径侧，另一个永磁磁铁25中，N极被配置在内径侧，S极被配置在外径侧。 

 两张板簧3在轴11的轴向上分开，将轭21夹持其间而配置。两张板簧3构成相同的形状，是将均匀厚度的金属板穿孔加工而成，从轴11的轴向看时形成了“8”字形。在相当于“8”的中央线交叉的部分的地方，分别形成了支承轴11的前端或者末端的贯穿孔3a。此外，在相当于“8”的圈内侧的地方，分别形成了足以使上述的线圈22或者23通过内侧的大小的贯穿孔3b、 3c。并且，在相当于“8”的最上部以及最下部的地方，分别形成了用于将板簧3固定在轭21的小孔3d、3e。 

各个板簧3都在线圈22的轴向的中途位置上支承轴11。若更详细地说明，则支承轴11的前端的一边的板簧3，使轴11的前端侧通过贯穿孔3a而被固定，同时在从轴11的中心比线圈22或者23更远的位置上由穿过小孔3d的螺纹以及穿过小孔3e的螺纹而被固定在轭21上。此外，支承轴11的末端的另一边的板簧3，使轴11的末端侧通过贯穿孔3a而被固定，同时在从轴11的中心比线圈22或者23更远的位置上由穿过小孔3d、3e的螺纹而被固定在轭21上。 

一边的板簧3使线圈22从贯穿孔3b向轴11的前端侧凸出，同时使线圈23从贯穿孔3c向轴11的前端侧凸出，另一边的板簧3使线圈22从贯穿孔3b向轴11的末端侧凸出，同时使线圈23从贯穿孔3c同样向轴11的末端侧凸出。沿轴11的轴向的两张板簧3的间隔比沿同方向的线圈22或者23的尺寸还要窄，贯穿孔3b、3c起到作为避免与线圈23的干扰的“清除(clearances)”作用。 

各个板簧3不是像以往那样使可动元件滑动从而可往复移动地支承，而是在轴11的前端侧以及末端侧的两处保持可动部分1，通过自身发生弹性变形而使可动部分1可在轴11的轴方向上往复移动地支承。另外，各个板簧3进行了使从支承轴11的贯穿孔3a至小孔3d或者3e的距离(不是直线距离，而是板簧自身的长度)尽可能较长，或者使板厚度变薄的事前调整，以使可动部分1进行往复移动时的变形量比因强制重复弹性变形而疲劳并因此可能被破坏的变形量小。但是，在从轴11的轴向观察线性致动器整体的情况下，板簧3的外形为不会从轭21的外形凸出的程度的大小。 

下面说明这样构成的线性致动器的动作方法。在线圈22、23中流过交流电流(正弦波电流、矩形波电流)时，在线圈22、23中流过规定方向的电流的状态下，磁通在永磁磁铁24中从S极导向N极，从而形成按轭21的外周部分、磁极单元21a、永磁磁铁24、可动元件12、轴11、轭21的外周部分的顺序循环的磁通环(magnetic flux loop)。其结果，在可动部分1上力沿轴11的末端向前端的轴向上产生作用，可动部分1受该力推动而沿同方向移动。一方面，在线圈22、23中流过与上述规定方向反向的电流的状态下，磁通在永磁磁铁25中从S极导向N极，从而形成按轭21的外周部分、磁极单元21a、  永磁磁铁25、可动元件12、轴11、轭21的外周部分的顺序循环的磁通环。其结果，在可动部分1上力沿轴11的前端向末端的轴向上产生作用，可动部分1受该力推动而沿同方向移动。因交流电流使得线圈22、23中的电流的流动方向交替变化，从而可动部分1重复以上的动作，相对固定部分2在轴11的轴方向上往复移动。 

在上述的线性致动器中，各个板簧3不是使可动部分滑动从而可往复移动地支承，而是在轴11的前端侧以及末端侧的两个部位保持可动部分1，通过自身发生弹性变形而使可动部分1可在轴11的轴方向上往复移动地支承。由此，可动不分1上不会产生摩擦也不会产生滑动电阻。因此，即使在长时间使用后，轴支承的精度也不会下降，可得到较高的可靠性。并且，可实现性能的提高，而不会有滑动电阻引起的消耗功率的损失。此外，在上述的线性致动器中，在避免与线圈22、23的干扰的同时以可动元件作为基准点，在比线圈更远的位置上使固定部分2支承各个板簧3。从而可以将体积庞大的线圈22、23和两张板簧3进一步相邻配置。因此，可实现线性致动器的小型化。 

下面，参照图2说明图1所示的减振装置的变形例。图2所示的装置与图1所示的装置的区别在于，代替相对速度传感器33，包括检测驱动电流的电流检测器51，并基于由该电流检测器51检测的电流而使装置稳定。稳定控制器61根据线性致动器31的线圈电流(驱动电流)、从电源电路71输出的电压指令或者端子电压等估计线性致动器31产生的感应电压，并基于此而估计线性致动器31和辅助质量32的相对速度。通过反馈该估计值，从而使线性致动器31产生衰减力。由此，可以减少外部干扰振动的影响。 

另外，端子电压也可以使用在电源电路71所包含的电压放大器中将电压指令乘以电压放大器增益所得的信号。 

图6的(a)、(b)是作为具有用于支承辅助质量的弹性元件的线性致动器对于指令信号的响应例(无感应电压反馈)，表示增益特性以及相位特性的图。此外，图7的(a)、(b)是作为线性致动器对于指令信号的响应例(有感应电压反馈，或者有相对速度反馈)，表示增益特性以及相位特性的图。 

在没有感应电压反馈时，对于致动器的谐振频率的变化，图6的(a)所示的增益特性、图6的(b)所示的相位特性的变化急剧。相对于此，在本实施方式的汽车用减振装置中，通过进行感应电压反馈(使用了速度信息的反  馈控制)，即使致动器的谐振频率变化，图7的(a)所示的增益特性、图7的(b)所示的相位特性都平缓，由此可知，对于指令信号的响应的变动变小，对控制性能的影响变小。 

此外，使用从运算得到的速度信息进行反馈控制，从而致动器的谐振特性变得平缓。因此，即使致动器的谐振频率变化，增益特性或相位特性都平缓，所以可减少对于指令信号的响应的变动，并减少对控制性能的影响。 

[第2实施方式] 

下面，说明本发明第2实施方式的减振装置的结构。图3是表示第2实施方式的减振装置的结构的方框图。在图3中，假设减振装置连接在作为控制对象的汽车的车身底架(主系统质量)41，并控制在车身底架41上产生的上下方向(重力方向)的振动(减振)。 

本实施方式的减振装置为所谓的有源动态减振器(active dynamicvibration absorber)，包括：检测对线性致动器31的驱动电流的电流检测器63；检测线性致动器31的端子电压的端子电压检测器64；基于该电流检测器63以及端子电压检测器64的检测结果进行驱动的线性致动器31。减振装置使用线性致动器31的驱动力，将辅助质量32在上下方向(应减振的振动方向)上驱动，将包含辅助质量32的辅助质量的惯性力作为反作用力，提供给主系统质量41上，从而抑制主系统质量41的振动。 

图3所示的电流检测器63检测提供给线性致动器31的电流，并提供给控制器62。此外，端子电压检测器64检测在线性致动器31上施加的端子电压，并提供给控制器62。在驱动了线性致动器31的情况下，线性致动器31产生与速度成比例的感应电动势。通过计算该感应电动势，可以得到速度信号。此外，通过对该感应电动势进行积分处理还可得到振动位移信号，通过对该感应电动势进行微分处理还可得到振动加速度。 

例如，如图4以及图5所示，检测端子电压V和电流i，并通过放大电路和微分电路，作为感应电压E输出。这时，需要设定相当于绕线(wire wound)电阻R、绕线电感L的增益K1、K2。调整设定，以在限制了线性致动器的可动部分(可动元件、辅助质量)的状态下流过规定的频率的电流，并使输出为零。在感应电压E中，E＝V-R·i-L(di/dt)的关系成立，所以通过检测端子电压V和电流i，可求出感应电压E。 

在通过磁性弹簧特性或者机械的弹簧元件，获得关于动态减振器接近最  佳值的弹簧常数的情况下，通过调整线性致动器31产生的衰减力，可以得到较高的振动衰减效果，而不必提供用于减振的能量。衰减力可以通过在线性致动器31的线圈的两端连接负载电阻并改变该负载电阻的大小来调整。 

控制器62基于从电流检测器63以及端子电压检测器64检测出的电流以及端子电压计算的感应电压，运算线性致动器31的相对速度、或者相对位移、或者相对加速度，导出线性致动器31的最佳的驱动量(控制量)，以使减振装置为使主系统质量41减振而得到最适合的弹簧特性以及衰减特性，并将导出的结果作为指令信号输出到功率放大器72。另外，功率放大器72上通过电源电路90提供电力。功率放大器72根据控制器62的指令信号驱动线性致动器31，线性致动器31在上下(重力)方向上驱动(振动)辅助质量32，从而使主系统质量41减振。 

根据上述的实施方式，不必使用检测致动器可动部分和固定部分之间的相对位移、相对速度、相对加速度的传感器，而基于从线性致动器31的电流以及端子电压计算的感应电压，运算线性致动器31的相对速度、或者相对位移、或者相对加速度，并基于相对速度、或者相对位移、或者相对加速度控制线性致动器31，因此可确保较高的可靠性。 

此外，通过使用从运算得到的位移信息，可得到弹性效应。此外，通过使用从运算得到的速度信息，可得到阻尼效应(damping effect)。 

另外，端子电压也可以根据应施加到致动器上的电压的指令值而求。 

下面，参照图8说明图5所示的感应电动势的检测方法的变形例。图8所示的感应电动势的检测方法与图5所示的感应电动势的检测方法的不同点在于，为了通过速度估计值的反馈将控制谐振的控制频带限定在线性致动器31的谐振频率附近，设置了带通滤波器(BPF)。该带通滤波器是用于仅在线性致动器31的谐振频率附近(接近固有振动频率的频率)得到衰减效应的滤波器，该带通滤波器的相位被设定为在致动器的谐振频率附近为0°。 

通过设置带通滤波器，可抑制直流的噪声成分，同时可进行相位的调整，所以可提高感应电压的估计值的准确度。 

下面，参照图9说明图8所示的感应电动势的检测方法的变形例。图7所示的感应电动势的检测方法与图8所示的感应电动势的检测方法的不同点在于，为了抑制高频噪声成分，设置了两个低通滤波器(LPF)。该低通滤波器的截止频率被设定为高于线性致动器31的谐振频率(固有振动频率)的频  率。 

通过设置低通滤波器，可以除去高频的噪声成分，所以可抑制噪声成分引起的异常噪声的产生。

另外，本发明的汽车用减振装置在装配到汽车的车身底架、引擎支架附近、散热器附近、后部的货箱下部或者行李箱下部等的汽车构成元件上时有效。 

此外，线性致动器31为利用了电磁力的致动器，例如在使用往复式电动机时有效。

如以上说明的那样，在可动部分通过弹性元件支承的致动器中，即使汽车行驶中路面的凹凸引起的外部激振力对致动器作用，也可以抑制产生外部激振力或谐振现象引起的过大的位移，所以可防止致动器的可动部分因与限制器碰撞等从而产生异常噪声。此外，由于可在驱动电路侧检测谐振现象，所以不必在致动器本体中设置传感器等，可以使致动器本体小型化。此外，在因致动器的个体差异或时效变化等，线圈的常数中产生了误差的情况下，也能够防止产生减振控制所不需要的电流的直流成分。此外，由于不放大高频的噪声成分等，所以可降低噪音或异常噪声的产生电平。并且，在振动速度反馈中设置了带通滤波器或低通滤波器，且使其与电流反馈电路独立，所以能够防止给致动器对于高频的驱动指令的响应性产生影响。 

[第3实施方式] 

下面参照附图说明本发明第3实施方式的减振装置。图10是表示该实施方式的结构的方框图。这里，假设在汽车中进行汽缸数控制的引擎为激振源进行说明。在该图中，标号41是汽车的车身底架。标号40是可根据运行状态进行汽缸数控制的引擎，该引擎40成为振动的发生源(激振源)。标号44是驾驶者的座席(以下简称为座席)，该座席44为振动的测量点。标号43是安装在座席44上的加速度传感器，检测座席44的加速度。标号31是安装在车身底架41上的线性致动器(往复式电动机)，为了抑制引擎40产生的振动，通过使辅助质量32振动从而抑制振动。标号52是基于激振源中产生的振动以及测量点中检测的振动，控制线性致动器31的驱动的控制单元。 

标号510是输入对引擎40提供的点火脉冲的脉冲IF(接口)。标号520是输入加速度传感器43的输出的传感器IF(接口)。标号530是检测输入的点火脉冲的频率的频率检测单元。标号540是执行FFT(Fast Fourier  Transform：快速傅立叶变换)的FFT单元，提取在加速度传感器43的输出信号中哪个频率成分包含多少，并输出1次振动模式的相位/振幅FB(反馈)、2次振动模式的相位/振幅FB信号。标号550是预先存储了用于产生对于1次振动模式的振动的指令值的1次指令ROM，读出与在频率检测单元530中检测的频率对应的指令值从而输出。标号560是预先存储了用于产生对于2次振动模式的振动的指令值的2次指令ROM，读出与在频率检测单元530中检测的频率对应的指令值从而输出。 

标号570是输入从1次指令ROM550读出的1次振动指令值和从FFT单元540输出的1次振动振幅FB值以及1次振动相位FB值，通过运算求出应激振的振动的1次振动指令值和1次相位指令值从而输出的1次频率运算单元。标号580是输入从1次频率运算单元570输出的1次振动指令值、1次相位指令值和从频率检测单元530输出的振动频率值，从而输出1次电流指令值的正弦波发生器。标号590是输入从2次指令ROM560读出的2次振动指令值和从FFT单元540输出的2次振动振幅FB值以及2次振动相位FB值，通过运算求出应激振的振动的2次振动指令值和2次相位指令值从而输出的2次频率运算单元。标号600是输入从2次频率运算单元590输出的2次振动指令值、2次相位指令值和从频率检测单元530输出的振动频率值，从而输出2次电流指令值的正弦波发生器。标号610是输出0次电流指令值的0次指令输出单元。标号53是基于叠加了0次电流指令值、1次电流指令值以及2次电流指令值所得的叠加电流指令值，输出线性致动器31中流过的电动机电流的电流放大器。 

下面，参照图10，说明在车身底架41产生的振动中，在仅抑制应抑制的振动的同时产生应重叠施加的振动的动作。在装配了6汽缸引擎的汽车中，若进行从6汽缸到3汽缸的汽缸暂停控制，则1次频率运算单元570通过运算求用于抑制因成为3汽缸驱动而新产生的振动(3汽缸驱动时产生的振动)的指令值并将其输出。另一方面，2次频率运算单元590通过运算求出用于重新产生因成为3汽缸驱动而不会产生的振动(6汽缸驱动时产生的振动)的指令值并将其输出。然后，在将叠加了用于抑制3汽缸驱动时产生的振动的指令值和、用于重新产生6汽缸驱动时产生的振动的指令值的叠加电流指令值输出到电流放大器53时，在线性致动器31中，为了抑制不需要的振动并产生应重新产生的振动，辅助质量32振动。由此，即使进行从6汽缸到3  汽缸的汽缸暂停控制，也会继续产生6汽缸驱动时的振动，不会使驾驶者感到不协调。 

[第4实施方式] 

参照图11说明第4实施方式。图11所示的减振装置与图10所示的减振装置的不同点在于，设置多个检测振动的测量点，同时设置了多个进行激振的线性致动器。并且，控制单元52在测量点441、442、443、44n中，求应抑制的振动和应产生的振动的指令值，并将其输出到各自的线性致动器31、301、302、30n。由此，可以减少要抑制的振动，可以增加要强调的振动，因此可进行例如以下控制，即抑制引擎的振动，将音乐再现时从音频扬声器产生的低音振动基于再现中的音乐信号而增加。此外，通过抑制引擎的振动，可以减少车内的消声器声(muffleness of sound)等。 

这样，在为了抑制不必要的振动，同时根据需要产生规定的振动，具备了通过使线性致动器31所支承的辅助质量32振动从而激振车身底架41的部件的减振装置中，检测使车身底架41振动的引擎40的频率和座席44中的振动，并基于引擎40的频率和座席44中的振动，求应抑制的振动和应产生的振动的指令值，将叠加了这些指令值的控制信号输出到线性致动器31，所以能够抑制不必要的振动，同时根据需要产生规定的振动，能够防止操作者感到振动控制引起的不协调。

[第5实施方式] 

下面参照附图说明本发明第5实施方式的减振装置。图12是表示该实施方式的结构的方框图。在该图中，标号41是装配了内燃机关等引擎的车身底架，通过引擎的旋转驱动形成了车身的振动系统。标号30是通过线性致动器使辅助质量振动从而控制车身底架41的车身中产生的振动的激振单元。该激振单元30可以使用音圈(voice coil)电动机或往复式电动机等线性致动器。标号70是驱动激振单元30的电源电路。标号604是参照内部的映射数据从而进行减振控制的映射控制单元。标号605是进行基于频域自适应滤波器的减振控制的频域自适应滤波器单元。标号606是进行基于时域自适应滤波器的减振控制的时域自适应滤波器单元。

频域自适应滤波器单元605以及时域自适应滤波器单元606基于自适应滤波器的结果更新映射控制单元604中保持的映射数据。标号607是根据当前时刻的状态选择映射控制单元604、频域自适应滤波器单元605以及时域自适应滤波器单元606的任意一个，从而进行减振控制的控制切换单元，基于车身底架41的规定位置的观测点的加速度、加速度基准值、和引擎转速变化率，切换所适用的控制。此外，频域自适应滤波器单元605对时域自适应滤波器单元606传输传递函数G′(S)，从而进行更新。在频域自适应滤波器单元605中计算的(S(n)-S(n-1))/(M(n)-M(n-1))的倒数相当于G′(S)。标号608是对每个运行状态预先存储了与转速对应的加速度基准值的加速度基准值表。标号609是从引擎脉冲信号测量引擎转速的变动率的转速变动率测量单元，引擎脉冲信号根据产生的时间间隔计算引擎转速N和转速变动率dN/dt，从而对每个引擎脉冲信号进行更新。车身底架41中具备检测观测点的加速度A从而输出观测点加速度信号的加速度传感器和输出表示当前时刻的运行状态(齿轮位置(gear position)、空调ON/OFF、油门开度)的运行状态信号D0的功能(未图示)。 

这里，参照图14～图16说明各个控制单元的动作。如图14～图16所示的控制动作原则上是基于以往技术的控制，所以在这里省略详细的说明。 

图14是表示图12所示的映射控制单元604的动作的图。映射控制单元604基于运行状态信号和从引擎脉冲信号求得的引擎转速，选择控制信号数据映射，读出在该数据映射中预先定义的振幅指令值和相位指令值，从而将该读出的振幅指令值和相位指令值输出到电源电路70。电源电路70基于该指令值控制激振单元的振动，从而减少减振对象(车身)的振动。 

图15是表示图12所示的时域自适应滤波器单元606的动作的图。时域自适应滤波器单元606输入观测点加速度信号和引擎脉冲信号，基于信号传递特性的估计传递函数G(S)求正弦波激振力指令值(振幅指令值和相位指令值)，并将该正弦波激振力指令值输出到电源电路70。电源电路70基于该指令值控制激振单元的振动，从而减少减振对象(车身)的振动。 

图16是表示图12所示的频域自适应滤波器单元605的动作的图。频域自适应滤波器单元605输入观测点加速度信号和引擎脉冲信号，基于使用傅立叶变换得到的减振对象的频率成分求出应产生的力的力指令，求基于该力指令得到的正弦波激振力指令值(振幅指令值和相位指令值)，并将该正弦波激振力指令值输出到电源电路70。电源电路70基于该指令值控制激振单元的振动，从而减少减振对象(车身)的振动。 

下面说明图12所示的减振装置的动作。首先，在汽车启动引擎时，切换单元607选择映射控制单元604。由此，进行映射控制。在该状态时，对车身底架41在观测点的加速度信号和加速度基准值表608所存储的加速度基准值进行比较，在检测得到的加速度超过加速度基准值时，进行从映射控制到自适应滤波器的切换。在进行从映射控制到自适应滤波器的切换时，控制切换单元607参照转速变动率测量单元609的输出，从而在变动率较大时切换为时域自适应滤波器单元606，在变动率较小时切换为频域自适应滤波器单元605。此外，在频域自适应滤波器单元605动作时，通过自适应滤波器的计算过程，求时域自适应滤波器单元606中不可或缺的信号传递特性的估计传递函数(S(n)-S(n-1))/(M(n)-M(n-1))。由于该估计传递函数相当于1/G′(S)，所以基于该结果更新时域自适应滤波器单元606的估计传递函数G′(S)。 

并且，控制切换单元607在转移到自适应滤波器之后，在低于加速度基准值的时刻，进行从自适应滤波器返回到映射控制的切换。这时，在频域自适应滤波器单元605或者时域自适应滤波器单元606中，通过自适应滤波器的动作而求可有效地减振的正弦波激振力指令，所以频域自适应滤波器单元605或者时域自适应滤波器单元606基于求得的激振力指令值，更新映射控制单元604中所保持的映射数据。通过该动作，被更新为在当前时刻最适合的映射数据，所以能够防止个体差异或时效变化的影响带来的减振性能劣化，并可维持执行适当的减振控制处理。 

下面，参照图13说明控制切换单元607切换各个控制的定时。图13是表示基于状态值切换控制方式的动作的图。在图13中，基于引擎转速N、运行状态值D0，将参照加速度基准值表608所得到的基准值表示为A1(N，D0)或者A2(N，D0)。A1(N，D0)是从映射控制转移到自适应滤波器的基准值，A2(N，D0)是从自适应滤波器转移到映射控制的基准值，满足A2(N，D0)≤A1(N，D0)的关系。此外，将用于进行自适应滤波器的方式转移的基准值表示为W1～W4。W1是基于引擎转速变动率dN/dt，从频域自适应滤波器转移到时域自适应滤波器的基准值。W2是基于引擎转速变动率dN/dt，从时域自适应滤波器转移到无控制的基准值。W3是基于引擎转速变动率dN/dt，从时域自适应滤波器转移到频域自适应滤波器的基准值。W4是基于引擎转速变动率dN/dt，从无控制转移到时域自适应滤波器的基准值。基准值W1～W4满足W1＜W2、W3＜W4、W1≥W3、W2≥W4。此外，将映射控制状态(初始状态) 表示为C0＝1、将频域自适应滤波器的控制状态表示为C0＝2、将时域自适应滤波器的控制状态表示为C0＝3、将没有自适应滤波器控制的状态表示为C0＝4。如图13所示，基于从引擎转速N、转速变动率dN/dt求出的基准值A1、A2和自适应滤波器切换的基准值W1～W4，选择执行当前时刻最适合的控制方式，从而可进行最佳的减振控制。 

基准值A1、A2可以是同一值，但也可以设定为满足A2<A1，在超过加速度基准值而转移到自适应滤波器控制之后，在返回到映射控制时设置滞后(hysteresis)，从而在低于加速度基准值为滞后幅度程度时返回。由此可进一步提高减振性能，可以更新为比映射数据更好的数据。此外，也可以是返回到映射控制时低于加速度基准值，并且在转速变动率高于规定值时返回。由此，能够尽可能停留在自适应滤波器控制中，可在提高了减振性能的状态下进行映射数据的更新。 

此外，在更新映射数据时，可以仅更新从映射控制转移到自适应控制的引擎转速的数据，也可以对在实施自适应滤波器控制中低于加速度基准值的转速的全部数据进行更新。此外，映射数据更新的定时除了返回映射控制时之外，也可以在实施自适应滤波器控制中低于加速度基准值为某一规定的值时实施映射数据更新。此外，传递函数的更新定时除了在每个一定的时间间隔实施之外，也可以在成为从上一次更新的转速距离规定间隔的转速时实施。此外，在实施自适应滤波器时的转速变动率过大时，为了避免不良影响也可以暂停自适应滤波器动作(无控制)。 

这样，在映射控制的减振控制性能因个体差异或时效变化等而劣化的情况下，切换为自适应滤波器而提高减振性能，同时更新映射控制的映射数据，所以可恢复基于映射控制的减振性能。此外，在实施自适应滤波器时，根据转速变动率和响应性而切换为频域、时域、无控制的其中一个，所以可防止在转速变动时振动反而因自适应滤波器而变大。此外，使用频域自适应滤波器的计算过程来更新时域自适应滤波器中所需的传递函数，所以可防止传递函数的变动引起的时域自适应滤波器中的特性劣化。 

[第6实施方式] 

下面，参照附图说明本发明第6实施方式的减振装置。图17是表示该实施方式的减振装置的结构的方框图。在图17中，标号30是使辅助质量(重量)振动，并利用其反作用力抑制汽车等的减振对象设备的振动的激振单元。  标号41是装配了激振单元30的汽车的车身底架。激振单元30控制在车身底架(主系统质量)41上产生的上下方向(重力方向)的振动。标号72是提供用于驱动激振单元30内所包含的线性致动器的电流的功率放大器。标号65是根据激振单元30中应产生的力，控制提供给线性致动器的电流的电流控制单元。标号631是检测提供给激振单元30的电流的电流检测单元。标号641是检测对功率放大器72施加的电压的施加电压检测单元。标号66是基于电流检测单元631以及施加电压检测单元641的输出(电流值和电压值)，估计激振单元30内所包含的线性致动器的振动速度的致动器振动速度估计单元。标号67是输入从致动器振动速度估计单元66输出的振动速度的值，并基于理想致动器反特性而输出理想致动器应输出的力指令信号的理想致动器反特性单元。标号68是输出规定值的力指令值的规定值输出单元。 

这里，参照图19说明图17所示的激振单元30的详细结构。图19是表示图17所示的激振单元30的详细结构的图。在该图中，标号32是对车身底架41附加的辅助质量(重量)。标号34是构成线性致动器(往复式电动机)的定子，被固定在车身底架41上。标号12是构成线性致动器(往复式电动机)的可动元件，例如进行重力方向的往复移动(在图3的纸面上为上下移动)。激振单元30被固定在车身底架41上，使得车身底架41应抑制的振动的方向和可动元件12的往复移动方向(推力方向)一致。标号3是支承可动元件12以及辅助质量32使其可在推力方向上移动的板簧。标号11是连接可动元件12和辅助质量32的轴，通过板簧3支承。标号35是限制可动元件12的可动范围的限制器，在可动元件12的两端(在图19中为上限和下限)中限制可动范围。通过该激振单元30构成动态减振器。 

下面，说明图19所示的激振单元30的动作。在构成线性致动器(往复式电动机)的线圈(未图示)中流过了交流电流(正弦波电流、矩形波电流)时，在线圈中流过规定方向的电流的状态下，磁通在永磁磁铁中从S极导向N极，从而形成磁通环。其结果，可动元件12在与重力相反的方向(上方向)移动。另一方面，在线圈中流过与规定方向相反方向的电流时，可动元件12在重力方向(下方向)上移动。因交流电流使得线圈中的电流的流动方向交替变化，从而可动元件12重复以上的动作，相对定子34在轴11的轴方向上往复移动。由此，轴11上所连接的辅助质量32在上下方向振动。基于从电流控制单元65输出的控制信号，通过控制辅助质量32的加速度，调节控制 力，从而减少车身底架41的振动。 

下面，参照图17说明图17所示的减振装置的动作。首先，电流检测单元631检测提供给激振单元30的电流，并提供给电流控制单元65和致动器振动速度估计单元66。此外，施加电压检测单元641检测激振单元30上所施加的电压，并提供给致动器振动速度估计单元66。在驱动了激振单元30内的线性致动器时，线性致动器产生与速度成比例的感应电动势。通过计算该感应电动势，致动器振动速度估计单元66可得到振动速度信号。 

例如，检测施加电压V和电流i，并通过放大电路和微分电路，从而作为感应电压E输出。这时，需要设定相当于绕线电阻R、绕线电感L的增益K1、K2。调整设定，以在束缚了线性致动器的可动部分(可动元件、辅助质量)的状态下流过规定频率的电流，输出成为零。在感应电压E中成立E＝V-R·i-L(di/dt)的关系，所以通过检测端子电压V和电流i，可求出感应电压E。此外，在通过磁性弹簧特性或者机械的弹簧元件，在激振单元30中得到接近最佳值的弹簧常数的情况下，通过调整线性致动器产生的衰减力，可以得到较高的振动衰减效果，而不必提供用于减振的能量。衰减力可以通过在线性致动器的线圈的两端连接负载电阻并改变该负载电阻的大小来进行调整。 

 致动器振动速度估计单元66的输出中反映了对于当前时刻的指令值的实际致动器的输出。若假设线性致动器为理想致动器，则理想致动器输出致动器振动速度估计单元66估计的振动速度时所需的力指令信号被输入到电流控制单元65，所以理想致动器反特性单元67输出理想致动器输出致动器振动速度估计单元66估计的振动速度时所需的力指令信号。式(1)表示一例理想致动器反特性的传递函数。

[0125 Gi(s)＝(Mis2+Cis+Ki)/2      ...(1)

其中，Mi：辅助质量(理想值)、Ci：衰减系数(理想值)、Ki：弹簧常数(理想值)，传递函数的衰减系数为临界衰减(衰减率＝1)的1/100～100倍的范围。

通过将实际的指令信号和理想致动器反特性单元67之间输出的差分值作为指令信号的校正值来反馈，从而可将实际致动器作为理想致动器。电流控制单元65基于电流检测单元631检测出的电流以及从理想致动器反特性单元单元67输出的指令信号，导出线性致动器的最佳的驱动量(控制量)，以  使激振单元30为控制车身底架41的振动而得到最适合的弹簧特性以及衰减特性，并将导出的结果作为指令信号输出到功率放大器72。功率放大器72根据电流控制单元65的指令信号驱动激振单元30，从而辅助质量32在上下(重力)方向振动。通过该辅助质量32振动引起的反作用力来抑制在车身底架41中产生的振动。

另外，也可以设置将理想致动器反特性限制在致动器的谐振频率附近的频带的带通滤波器。 

这样，通过使理想致动器的特性与最佳动态减振器相同，可以将有源动态减振器作为最佳动态减振器，所以在汽车用的减振装置中，抑制谐振现象从而可将辅助质量的振动幅度设在适当的范围内，可实现理想的振动抑制，可提高振动抑制性能。

下面，参照图18说明图17所示的减振装置的变形例。图18是表示图17所示的减振装置的变形例的结构的方框图。在该图中，对与图17所示的装置相同的部分附加相同的标号，并省略该说明。图18所示的装置与图17所示的装置的不同点在于，代替规定值输出单元68而设置了控制单元69，该控制单元69取得激振源信息(激振定时、频率、激振力波形、车身振动等)，并基于该激振源信息输出用于抑制振动的指令值。控制单元69输出的振动抑制指令值根据激振源的激振力或者激振力的频率信息、车身底架(激振对象设备)41的振动信息或者激振力信息生成并输出。激振单元30基于该振动抑制指令值进行线性致动器的驱动。其他动作与前述的动作相同，所以在这里省略详细的说明。

另外，本发明的汽车用减振装置在装配到汽车的车身底架、引擎支架附近、散热器附近、后部的货箱下部或者行李箱下部上时有效。

此外，激振单元30内所具备的线性致动器为利用了电磁力的致动器，例如在使用往复式电动机时有效。此外，激振单元30内所具备的致动器也可以是使用了通过施加电压来引起位移的元件的压电致动器。 

如以上说明的那样，由于包括了基于理想致动器反特性的致动器的谐振抑制部件，因此通过基于规定的特性来设定理想致动器反特性(inversecharacteristic)，可将致动器的特性调整为任意特性，该理想致动器反特性使用对于致动器的振动系统的激振力的相对振动速度的传递函数。由此，通过增大期望的特性的衰减特性，可以达到致动器的可动部分的谐振难以因作用于致动器本体的外力而产生的特性，所以可产生适当的反作用力而实现理想的振动抑制。此外，通过降低期望的特性的固有振动频率，可降低致动器的表观的固有振动频率，所以即使在实际致动器的固有振动频率附近也能够实现稳定的减振控制，而不会受弹簧特性等的影响。 

[第7实施方式] 

下面，参照附图说明本发明第7实施方式的减振装置。图20是表示同一实施方式的结构的方框图。在该图中，标号30是固定在减振控制的对象物即控制对象设备44上，并通过在内部具备的线性致动器(往复式电动机)驱动辅助质量部件从而抑制控制对象设备44的振动的激振单元。这里所说的控制对象设备44是指例如汽车的车身等。 

标号32是对控制对象设备44附加的辅助质量(重量)。标号34是构成往复式电动机的定子，被固定在控制对象设备44上。标号12是构成往复式电动机的可动元件，例如进行重力方向的往复移动(在图1的纸面上为上下移动)。激振单元30被固定在控制对象设备44上，使得控制对象设备44应抑制的振动的方向和可动元件12的往复移动方向(推力方向)一致。标号3是支承可动元件12以及辅助质量32使其可在推力方向上移动的板簧。标号11是连接可动元件12和辅助质量32的轴，由板簧3支承。标号35是限制可动元件12的可动范围的限制器，在可动元件12的两端(在图20中为上限和下限)中限制可动范围。 

标号620是输入控制对象设备44的状态值(例如，引擎转速)，通过运算求辅助质量中应产生的振动的振幅指令值和频率指令值从而输出的指令值生成单元。标号621是对每个频率定义了根据从指令值生成单元620输出的振幅指令值和频率指令值决定的可施加的电流值的上限的振幅上限钳位表。标号622是输入振幅指令值和频率指令值，参照振幅上限钳位表621进行用于将输入的振幅指令值限制在适当的可动范围的校正，并基于输入的频率指令和该校正(限制)后的振幅指令值求应对往复式电动机施加的电流的指令值并将其输出的施加电流生成单元。标号72是对构成激振单元30的往复式电动机的定子34提供电流，并控制可动元件12的往复移动的功率放大器。 

下面，说明图20所示的激振单元30的动作。在构成往复式电动机的线圈(未图示)中流过了交流电流(正弦波电流、矩形波电流)时，在线圈中流过规定方向的电流的状态下，磁通在永磁磁铁中从S极导向N极，从而形 成磁通环。其结果，可动元件12在与重力相反的方向(上方向)移动。另一方面，在线圈中流过与规定方向反向的电流时，可动元件12在重力方向(下方向)上移动。因交流电流使得线圈中的电流的流动方向交替变化，从而可动元件12重复以上的动作，相对定子34在轴11的轴方向上往复移动。由此，连接到轴11的辅助质量32在上下方向振动。基于从功率放大器72输出的控制信号，通过控制辅助质量32的加速度，调节控制力，从而可减小控制对象设备44的振动。 

在图20所示的线性致动器中，不是使轴11滑动而可往复移动地支承，而是各个板簧3在轴11的上端侧以及下端侧的两处保持可动元件12，通过自身进行弹性变形而使可动元件12可在轴11的轴方向上往复移动地支承。由此，可动元件12中不会产生摩擦也不会产生滑动电阻，所以即使在长时间使用后，轴支承的精度也不会下降，可得到较高的可靠性，同时可实现性能的提高，而不会有滑动电阻引起的消耗功率的损失。但是，如前所述，在汽车的行迹变化因汽车急加速或在坏路行驶而强烈的情况等中，对定子34提供的电流的变动也会变大，产生可动元件12碰撞限制器35的现象。在汽车中作为减振装置而装配了激振单元30时，期望没有可动元件12碰撞限制器35而产生的碰撞声(异常噪声)。 

因此，在对定子34施加的每个电流频率，预先求出在当前时刻可重新施加的电流的上限值，将该电流频率和电流上限值的关系置换为振幅指令值和频率指令值的关系并存储到振幅上限钳位表621，在施加电流生成单元622求新的施加电流指令值时，参照该振幅上限钳位表621，校正从指令值生成单元620输出的振幅指令值，基于该校正后的振幅指令值和从指令值生成单元620输出的频率指令值，求新的施加电流指令值输出到功率放大器72，从而可防止可动元件12碰撞限制器35。此外，通过参照表进行振幅指令值的校正，所以可减轻施加电流生成单元622中的运算量，因而可实现处理的高速化，同时可使用廉价的运算装置，降低成本。 

下面，参照图21说明图20所示的减振装置的变形例。在该图中，对与图20所示的装置相同的部分附加相同的标号，并省略该说明。该图所示的装置与图20所示的装置的不同点在于，代替振幅上限钳位表621，设置了电流上限钳位表623。电流上限钳位表623是在对定子34施加的每个电流频率，预先求在当前时刻可重新施加的电流的上限值，将该电流频率和电流上限值的关系置换为施加电流指令值和频率指令值的关系而预先存储的表。当施加电流生成单元622求新的施加电流指令值时，参照该电流上限钳位表623，基于从指令值生成单元620输出的振幅指令值和从指令值生成单元620输出的频率指令值，校正新求的施加电流指令值并输出到功率放大器72，从而可防止可动元件12碰撞限制器35。 

[第8实施方式] 

下面，参照图22说明本发明第8实施方式的减振装置。图22是表示该实施方式的结构的方框图。在该图中，对与图20所示的装置相同的部分附加相同的标号，并省略该说明。该图22所示的装置与图20所示的装置的不同点在于，代替振幅上限钳位表621，设置梯度限制单元625，施加电流生成单元624基于振幅的变动梯度通过梯度限制单元625而受到限制的振幅指令值求施加电流指令值。梯度限制单元625将所输入的振幅指令值的变动梯度设为缓慢的变动而输出。在施加电流生成单元624求新的施加电流指令值时，基于变动梯度通过梯度限制单元625而被限制的振幅指令值和从指令值生成单元620输出的频率指令值，求新的施加电流指令值并输出到功率放大器72，从而可抑制施加电流急剧地变动，所以可防止可动元件12碰撞限制器35。此外，通过只在频率变动大时设置限制，从而还可以减少响应的延迟。 

下面，参照图23说明图22所示的减振装置的变形例。在该图中，对与图22所示的装置相同的部分附加相同的标号，并省略该说明。该图所示的装置与图22所示的装置的不同点在于，将梯度限制单元625设置在了施加电流生成单元624的后级。梯度限制单元625具有与低通滤波器相同的功能，输入施加电流生成单元624求得的施加电流指令值，将该输入的施加电流指令值的变动梯度设为缓慢的变动而输出。校正施加电流生成单元624新求的施加电流指令值，使其变动梯度变得平缓，并输出到功率放大器72，从而可抑制施加电流急剧地变动，所以可防止可动元件12碰撞限制器35。 

[第9实施方式] 

下面，参照图24说明本发明第9实施方式的减振装置。图24是表示该实施方式的结构的方框图。在该图中，对与图20所示的装置相同的部分附加相同的标号，并省略该说明。该图24所示的装置与图20所示的装置的不同点在于，代替振幅上限钳位表621，设置振幅抑制单元627和变动检测单元629，施加电流生成单元628基于振幅通过振幅抑制单元627而受到抑制的振  幅指令值求施加电流指令值。振幅抑制单元627根据变动检测单元629检测的频率指令值的变动量来抑制振幅指令值的变动。变动检测单元629不断地检测从指令值生成单元620输出的频率指令值的变动，在变动量超过了规定值时，对振幅抑制单元627通知变动量超过了规定值。在施加电流生成单元628求新的施加电流指令值时，基于振幅通过振幅抑制单元627且基于变动检测单元629检测的频率变动而被抑制的振幅指令值、和从指令值生成单元620输出的频率指令值，求新的施加电流指令值并输出到功率放大器72，从而可抑制施加电流急剧地变动，所以可防止可动元件12碰撞限制器35。此外，通过适当地控制基于振幅抑制单元627的振幅的抑制量，即使在急剧的频率变动时也能够在某一程度上继续进行驱动。 

下面，参照图25说明图24所示的减振装置的变形例。在该图中，对与图24所示的装置相同的部分附加相同的标号，并省略该说明。该图所示的装置与图24所示的装置的不同点在于，代替振幅抑制单元627设置了电流抑制单元630。电流抑制单元630在变动检测单元629检测的频率指令值的变动量超过了规定值时，抑制施加电流生成单元628求得的施加电流指令值的变动。在从指令值生成单元620输出的频率指令值的变动量超过了规定值时，校正以抑制施加电流生成单元628新求的施加电流指令值的变动，并输出到功率放大器72，从而可抑制施加电流急剧地变动，所以可防止可动元件12碰撞限制器35。 

如以上说明的那样，在基于应产生的振动的振幅指令值以及频率指令值来控制施加到致动器(往复式电动机)上的电流时，限制对致动器施加的电流值以使辅助质量32的振动幅度不超过预先决定的值，所以可不断地在适当的可动范围内驱动致动器的可动元件。由此，可动元件12不会与限制器35碰撞，所以可抑制碰撞声的产生。进而，通过施加电流值的控制可始终在适当的可动范围内驱动致动器的可动元件，所以不需要致动器(往复式电动机)内所设置的限制器35，可使致动器的结构简单。 

另外，也可以将用于实现各种功能的程序记录在计算机可读取的记录介质中，通过使计算机系统读入并执行该记录介质中所记录的程序，从而进行振动抑制控制。另外，这里所说的“计算机系统”是指包含OS或外围设备等硬件的系统。此外，“计算机可读取的记录介质”是指软盘、光磁盘、ROM、CD-ROM等可移动介质、计算机系统中内置的硬盘等存储装置。进而，“计  算机可读取的记录介质”还包括，作为在程序经由因特网等网络或电话线路等通信线路而被发送时的服务器或客户机的计算机系统内部的易失性存储器(RAM)那样，在一定时间内保持程序的装置。 

此外，上述程序也可以从将该程序存储在存储装置等中的计算机系统，经由传输介质或者通过传输介质中的传输波而被传输到其他的计算机系统。这里，传输程序的“传输介质”是指如因特网等网络(通信网)或电话线路等通信线路(通信线)那样具有传输信息的功能的介质。此外，上述程序也可以是用于实现前述的功能的一部分的程序。进而，也可以是可通过与计算机系统中已经记录的程序的组合来实现前述的功能的、所谓的差分文档(差分程序)。 

工业上的可利用性 

在前述的说明中，将减振对象作为汽车的车身进行了说明，但本发明的减振对象设备不一定是汽车的车身，也可以是自主行驶运送车(autonomounstraveling carrier)、机器人臂(robot arm)等。

Claims (23)

1.一种汽车用减振装置，用于减小汽车车身的振动，其特征在于，该汽车用减振装置包括：

致动器，安装在所述汽车车身上，驱动辅助质量；

电流检测器，检测流过所述致动器的电枢的电流；

检测部件，检测在所述致动器上施加的端子电压；

电源电路，输出电压指令；

运算电路，基于由所述电流检测器检测出的电流以及所述电压指令，计算所述致动器的感应电压，并且计算所述致动器的相对速度、相对位移、或者相对加速度中的至少一个；以及

控制电路，基于由所述运算电路计算的所述致动器的相对速度、相对位移、或者相对加速度中的至少一个，对所述致动器进行驱动控制。

2.一种汽车用减振装置，用于减小汽车车身的振动，其特征在于，该汽车用减振装置包括：

致动器，其安装在所述汽车车身上，驱动辅助质量；

弹簧元件，支承辅助质量，以使其可在致动器的驱动方向上移动；

电流检测器，检测流过所述致动器的电枢的电流；

检测部件，检测在所述致动器上施加的端子电压；

电源电路，输出电压指令；

运算电路，基于由所述电流检测器检测出的电流和所述电压指令，计算所述致动器的感应电压，并且计算所述致动器的相对速度；以及

控制电路，基于由所述运算电路计算的所述致动器的相对速度而对致动器叠加衰减特性，并对所述致动器进行驱动控制。

3.如权利要求1或2所述的汽车用减振装置，其特征在于，

所述运算电路在限定为所述致动器的固有的振动频率附近的频带下计算所述感应电压。

4.如权利要求3所述的汽车用减振装置，其特征在于，

所述运算电路包括将频带限定为所述致动器的固有的振动频率附近的频带的带通滤波器。

5.如权利要求4所述的汽车用减振装置，其特征在于，

所述带通滤波器被设定，以在所述致动器的固有的振动频率附近相位为0°。

6.如权利要求4所述的汽车用减振装置，其特征在于，

所述运算电路还包括低通滤波器，其截止频率高于所述致动器的固有振动的频率。

7.如权利要求1或2所述的汽车用减振装置，其特征在于，

所述端子电压根据应施加到所述致动器上的电压的指令值而求。

8.如权利要求1或2所述的汽车用减振装置，其特征在于，

所述汽车用减振装置被安装在汽车的车身底架上。

9.如权利要求1或2所述的汽车用减振装置，其特征在于，

所述汽车用减振装置被安装在汽车的引擎支架附近。

10.如权利要求1或2所述的汽车用减振装置，其特征在于，

所述汽车用减振装置被安装在汽车的散热器附近。

11.如权利要求1或2所述的汽车用减振装置，其特征在于，

所述汽车用减振装置被安装在汽车后部的货箱下部或者行李箱下部。

12.如权利要求1或2所述的汽车用减振装置，其特征在于，

所述致动器是利用了电磁力的致动器。

13.如权利要求1或2所述的汽车用减振装置，其特征在于，

所述致动器是往复式电动机。

14.一种控制方法，用于减小汽车车身的振动，其特征在于，该控制方法包括：

检测流过被安装在所述汽车车身上、驱动辅助质量的致动器的电枢的电流的步骤；

检测在所述致动器上施加的端子电压的步骤；

基于所述检测出的电流和从电源电路输出的电压指令，计算所述致动器的感应电压，并且计算所述致动器的相对速度、相对位移、或者相对加速度中的至少一个的步骤；以及

基于所述计算的所述致动器的相对速度、相对位移、或者相对加速度中的至少一个，对所述致动器进行驱动控制的步骤。

15.一种控制方法，用于减小汽车车身的减振方法，其特征在于，该控制方法包括：

检测流过被安装在所述汽车车身上、驱动辅助质量的致动器的电枢的电流的步骤；

检测在所述致动器上施加的端子电压的步骤；

基于所述检测出的电流和从电源电路输出的电压指令，计算所述致动器的感应电压，并且计算所述致动器的相对速度的步骤；以及

基于所述计算的所述致动器的相对速度而叠加衰减特性，并对所述致动器进行驱动控制的步骤。

16.如权利要求14或15所述的控制方法，其特征在于，

在限定为所述致动器的固有的振动频率附近的频带下计算所述感应电压。

17.如权利要求1至13任一项所述的减振装置，抑制不必要的振动，同时根据需要产生规定的振动，其特征在于，该减振装置包括：

激振部件，通过使线性致动器所支承的补助质量振动，从而激振减振对象物；

频率检测部件，检测使所述减振对象物振动的激振源的频率；

振动检测部件，检测测量点上的振动；

运算部件，基于所述激振源的频率和在所述测量点检测出的振动，求应抑制的振动和应产生振动的指令值；以及

控制信号输出部件，将叠加了所述应抑制的振动的指令值和应产生的振动的指令值的控制信号输出到所述激振部件。

18.如权利要求17所述的减振装置，其特征在于，

所述激振部件使所述线性致动器所支承的所述补助质量振动，以成为应产生的振动状态。

19.如权利要求17所述的减振装置，其特征在于，

所述激振部件包括所述辅助质量的振动方向不同的多个线性致动器，

所述振动检测部件设置在应抑制振动或应产生振动的位置上，

所述运算部件求在设置所述振动检测部件的位置上应抑制的振动和应产生的振动的指令值。

20.如权利要求17所述的减振装置，其特征在于，

所述线性致动器为往复式电动机。

21.如权利要求17所述的减振装置，其特征在于，

所述减振装置被设置在汽车中，

所述运算部件基于求应产生的振动的指令值，以基于在车内再现中的音乐信号，使低音振动的幅度增大。

22.如权利要求17所述的减振装置，其特征在于，

所述减振装置被设置在汽车中，

所述运算部件求应抑制引擎振动的振动的指令值和降低引擎振动造成的车内的消音器声。

23.如权利要求14或15所述的振动抑制方法，用于包括了激振部件的减振装置，所述激振部件通过使线性致动器所支承的补助质量振动来激振减振对象，以便减振装置抑制不必要的振动，同时根据需要产生规定的振动，其特征在于，该振动抑制方法包括：

频率检测步骤，检测使所述减振对象振动的激振源的频率；

振动检测步骤，检测测量点上的振动；

运算步骤，基于所述激振源的频率和在所述测量点检测出的振动，求应抑制的振动和应产生振动的指令值；以及

控制信号输出步骤，将叠加了所述应抑制的振动的指令值和应产生的振动的指令值的控制信号输出到所述激振部件。

Images