CN105317915A - 减振系统以及车辆 - Google Patents

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Abstract

提供一种减振系统以及车辆,能够装配着要素设备地准确地进行故障诊断并且能够实现能量消耗减少和作业时间缩短。该减振系统的控制单元具备生成用于驱动致动器的驱动电压指令的电压指令生成部以及根据振动检测单元的振动检测信号诊断有无故障的振动故障诊断部,在执行进行用于抑制振动的控制的普通模式时,电压指令生成部根据振动检测信号生成驱动电压指令,使致动器产生与该驱动电压指令相应的励振力,在执行进行用于故障诊断的控制的故障诊断模式时,电压指令生成部生成预先设定为与框架的共振频率相同或接近的规定频率的诊断频率所对应的驱动电压指令,使致动器产生与驱动电压指令相应的励振力,由振动故障诊断部根据振动检测信号诊断有无故障。

Description

减振系统以及车辆
技术领域
本发明涉及一种除了能够进行抑制振动的普通情况时的动作以外还能够进行用于诊断有无故障的故障诊断模式下的动作的减振系统以及车辆。
背景技术
以往,关于安装于内部具备振动源的装置并抑制由振动源产生的振动的减振系统,提出了很多的方案。
例如,在下述专利文献1中公开了如下一种减振装置:将作为励振单元的致动器安装于车辆的框架,检测从作为振动源的发动机传递的振动,并通过上述致动器产生抵消该振动的抵消振动,由此抑制因发动机而产生的振动。
这样的减振装置一般构成为将振动检测器安装于框架的期望的位置来减轻该振动检测器所安装的位置的振动,通过将被设置在与振动检测器不同的位置处的励振单元所产生的振动经由框架传递至振动检测器的设置位置,从而在该设置位置处产生抵消振动,由此减轻振动源所产生的振动。即,包括安装励振单元的框架在内整体构成一个减振系统。
另外,在将振动检测器、励振单元等要素设备设置于框架上并一体地构成减振系统的情况下,难以自框架卸下这些要素设备。因此,在构成减振系统之后进行功能确认的情况下,要求不卸下要素设备地确认有无故障。
因此,考虑用于控制励振单元的控制单元除了具备进行减振的普通模式以外还具备故障诊断模式,在该故障诊断模式下,在框架上安装着各要素设备的状态下以预先决定的条件驱动励振单元,通过确认是否正常地进行动作来诊断有无故障。
专利文献1:日本特开2009-275814号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,即使在如上述那样控制单元具备故障诊断模式的情况下,如果是否发生故障的诊断不准确,则只要不自框架卸下构成减振系统的要素设备就难以判别是否真正发生故障。
另外,在想要可靠地进行判别的情况下,考虑长时间地大幅地驱动励振单元来检测由此产生的振动,但是在采用了这样的方法的情况下,能量消耗变多且环境方面的负荷变多,并且由于作业时间变长而导致维护管理所需的成本增大。
因此,本发明的目的在于提供一种能够在将构成减振系统的要素设备不卸下而装配着的状态下准确地进行故障诊断并且能够实现能量消耗的减少和作业时间的缩短的减振系统以及车辆。
用于解决问题的方案
本发明为了达成所述目的,采用了如下方案。
即,本发明的减振系统具备:励振单元,其被安装于框架;振动检测单元,其检测通过上述框架而在参照点处表现出的振动并输出振动检测信号;以及控制单元,其进行上述励振单元的控制,该减振系统构成为:上述控制单元具备:电压指令生成部,其生成用于驱动上述励振单元的驱动电压指令;以及振动故障诊断部,其根据上述振动检测单元的振动检测信号,诊断有无故障,其中,在执行普通模式时,上述电压指令生成部根据上述振动检测信号生成上述驱动电压指令,使上述励振单元产生与该驱动电压指令相应的励振力,其中,该普通模式是进行用于抑制振动的控制的模式,在执行故障诊断模式时,上述电压指令生成部生成与诊断频率对应的驱动电压指令,使上述励振单元产生与该驱动电压指令相应的励振力,并且通过上述振动故障诊断部来根据振动检测信号进行有无故障的诊断,其中,该故障诊断模式是进行用于故障诊断的控制的模式,该诊断频率被预先设定为与上述框架和上述励振单元中的至少一个的共振频率相同或与该共振频率接近的规定频率。
当像这样构成时,在普通模式下,电压指令生成部根据由振动检测单元获得的振动检测信号生成驱动电压指令,使励振单元产生与该驱动电压指令相应的励振力,由此能够适当地抑制振动。另一方面,在故障诊断模式下,通过电压指令生成部生成被设定为与框架或励振单元的共振频率相同或与该共振频率接近的规定频率的诊断频率所对应的驱动电压指令,来使励振单元以与框架或励振单元的共振频率相同或与该共振频率接近的频率进行动作,由此虽然是较少的能量但能够利用共振现象在参照点处产生较大的振动。因此,由于振动检测单元能够获得较大的振动检测信号,因此不将构成减振系统的要素设备卸下就能够根据振动检测信号更准确地进行振动故障诊断部的有无故障的诊断。并且,也能够使框架大幅地振动来快速地进行有无故障的诊断,因此也能够实现故障诊断所需的作业时间的缩短。
另外,为了能够在利用共振现象获得较大的振动的同时以更少的能量获得较大的振动检测信号从而更准确地进行有无故障的诊断并且在短时间内进行该诊断,而优选构成为,上述振动故障诊断部具备:振动稳定判别部,其判别出上述振动检测信号处于稳定状态这一情况并输出稳定判别信号;以及振动故障检测部,其进行预先决定的正常振动基准值与上述振动检测信号的比较,在上述振动检测信号小于上述正常振动基准值的情况下输出振动故障检测信号,其中,在开始向上述励振单元输出驱动电压指令并且上述振动故障检测部从上述振动稳定判别部被输入稳定判别信号的情况下,上述振动故障检测部进行上述正常振动基准值与上述振动检测信号的比较。
并且,为了能够简单且迅速地判别振动检测信号处于稳定状态的情形,而优选构成为,在上述振动检测信号中的一个周期内的峰值与该周期的前一周期内的峰值之差小于预先决定的振动稳定基准值的情况下,上述振动稳定判别部判别为振动检测信号处于稳定状态并输出上述稳定判别信号。
另外,为了在诊断为故障时容易地确定具体的故障位置,而优选为,设置有电流检测单元,该电流检测单元检测对上述励振单元供给的驱动电流并输出电流检测信号,上述控制单元还具备电流故障诊断部,该电流故障诊断部根据上述电流检测单元的电流检测信号来诊断有无故障。
为了实现通过具备上述减振系统而能够较佳地进行振动的抑制并且能够容易地进行该减振系统的故障诊断的车辆,而优选为具备上述任一个减振系统,并且上述框架构成车辆主体的至少一部分。
发明的效果
根据以上说明的本发明,能够提供一种能够在将构成减振系统的要素设备不卸下而装配着的状态下准确地进行故障诊断并且能够实现能量消耗的减少和作业时间的缩短的减振系统以及车辆。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的减振系统的概要结构的框图。
图2是表示该减振系统中的控制器的结构的框图。
图3是表示该减振系统的驱动电压和各检测信号的波形的一例的图。
图4是示意性地表示该减振系统的驱动电压与各检测信号的关系的图。
图5是表示该减振系统中的振动故障诊断部的结构的框图。
图6是说明该减振系统中的电压指令变化判别部的动作的图。
图7是说明该减振系统中的最小振动检测值输出部的结构和动作的图。
图8是说明该减振系统中的最大振动检测值输出部的结构和动作的图。
图9是表示该减振系统中的振动稳定判别部的结构的框图。
图10是说明该减振系统中的振动稳定判别部的动作的图。
图11是表示该减振系统中的电流故障诊断部的结构的框图。
附图标记说明
1:减振系统;11:框架;13:致动器(励振单元);14:加速度传感器;31:控制单元;43:电压指令生成部;44:振动故障诊断部;45:电流故障诊断部;57:振动稳定判别部;58:振动故障检测部;Fc:诊断频率;Id:电流检测信号;Mi:电流检测单元;Mv:振动检测单元;Pref:参照点;Sbv:振动故障检测信号;Sgs:振动稳定检测信号(稳定判别信号);Vc:驱动电压指令;Vid:振动检测信号;Vis:振动稳定基准值;Vit:正常振动基准值;Vid10:前次最小振动检测值(负侧的峰值);Vid11:本次最小振动检测值(负侧的峰值);Vid20:前次最大振动检测值(正侧的峰值);Vid21:本次最大振动检测值(正侧的峰值)。
具体实施方式
下面,参照附图说明本发明的一个实施方式。
本实施方式的减振系统以车辆作为减振对象而被搭载在该车辆上,如图1所示,该减振系统与构成车辆主体的一部分的框架11构成为一体。作为振动源的发动机12通过弹簧12s和阻尼器12d被支承于框架11,通过驱动发动机12而产生的振动被传递至框架11。
并且,本减振系统1具备:作为振动传感器的加速度传感器14,其被安装于设定在框架11的一个位置的参照点Pref;作为励振单元的致动器13,其被设置在框架11上的与发动机12和加速度传感器14分离的位置处;电源16,其供给用于驱动该致动器13的电力;以及控制器15,其与这些加速度传感器14、致动器13及电源16连接。电源16通过电源线缆Ca2、致动器13通过致动器线缆Ca3、加速度传感器14通过传感器线缆Ca4分别独立地与控制器15连接。
并且,在控制器15上经由通信线缆Ca1连接有上位控制器21,控制器15根据来自该上位控制器21的命令进行动作,基于来自振动传感器14的信号,利用从电源16获得的电力来驱动致动器13。
在本实施方式中,作为振动传感器,使用了加速度传感器14,但是位移传感器、速度传感器也能够同样地利用,还能够适当地使用微分电路等将信号进行变换来取出相同的信号。
另外,用作励振单元的致动器13是可动元件进行线性的往复动作的、一般被称为往复式马达的线性致动器,能够优选利用在上述专利文献1中使用的结构的致动器(参照专利文献1的图2)。本实施方式的致动器13也具备与其同样的结构,设为在定子的内部通过板簧来弹性支承可动元件并且由铁芯构成可动元件并在定子侧设置永磁体和线圈的结构。而且,通过使驱动电流流过线圈而在定子的内部产生磁通的变化,由此能够使可动元件进行动作,通过使电流的方向变化而能够使可动元件线性地进行往复运动。这样的致动器13形成为是可动铁芯型且可动元件简单的结构,因此在动作稳定性和机械强度的点上是有利的,并且通过板簧来弹性支承可动元件,因此滑动部少且能量的损失少,并且即使长期使用,特性的变化也较少。
致动器13直接固定于框架11,但是通过将框架11所对应的致动器13的支承刚性和致动器13内部的可动部的支承刚性合成并进行模型化,能够如图中所示那样认为致动器13经由弹簧13s和阻尼器13d与框架11连接。
图2是用于说明控制器15的结构的框图。控制器15包括控制单元31以及与该控制单元31连接的电压输出电路32、振动检测电路33及电流检测电路34。
电压输出电路32作为用于向致动器13输出驱动电压Vp的电压输出单元而发挥功能,能够按照从控制单元31输出的驱动电压指令Vc生成与其对应的驱动电压Vp并输出。通过从电压输出电路32对致动器13施加驱动电压Vp,来对致动器13供给与驱动电压Vp对应的驱动电流。
振动检测电路33被输入从加速度传感器14获得的信号,按照该信号生成与加速度的波形相应的振动检测信号Vid并输出,该振动检测电路33与加速度传感器14一起构成振动检测单元Mv。
电流检测电路34被输入从设置于上述电压输出电路32与致动器13之间的电流检测器17获得的信号,按照该信号生成与从电压输出电路32对致动器13供给的驱动电流相应的电流检测信号Id并输出,该电流检测电路34与电流检测器17一起构成电流检测单元Mi。
控制单元31包括具备CPU、存储器以及接口的普通的微处理器等,在存储器中预先保存有处理所需的程序,CPU依次取出需要的程序并执行,与周边的硬件资源协作地实现期望的功能。该控制单元31具备两个动作模式,能够选择这些动作模式中的任一个动作模式并执行,这两个动作模式包括进行用于抑制振动的控制的普通模式和进行用于诊断该减振系统1有无故障的控制的故障诊断模式。
在此,本实施方式中所称的故障包含刚刚制造和组装之后的初期的故障以及随着时间的经过而引起的部件的劣化、损伤所致的故障,假定布线的错误、断线、加速度传感器14的输出异常、从控制器15向致动器13的驱动电压Vc的输出异常、致动器13的动作异常等。
当将控制单元31分开成功能块详细地进行说明时,该控制单元31具备动作模式设定部41、存储部42、电压指令生成部43、振动故障诊断部44、电流故障诊断部45、故障诊断部46、驱动状态判断部47以及通信部48。
动作模式设定部41接受从上述的上位控制器21经由通信部48提供的动作命令Ca,根据该动作命令Ca向构成电压指令生成部43的电压指令切换部43c输出用于设定动作模式的动作模式指令Cm,并且将用于使各动作模式下的控制动作开始或停止的驱动指令Cd输出至与动作模式对应的后述的减振用电压指令生成部43A或诊断用电压指令生成部43B。另外,该动作模式设定部41在从驱动状态判断部47被输入停止指令Ce的情况下,通过输出与其对应的驱动指令Cd也能够使各动作模式下的控制动作停止。
存储部42存储预先设定的作为故障诊断时的致动器13的驱动条件的诊断频率Fc和诊断电压振幅Ac,并且存储用于进行故障诊断的作为基准值的正常振动基准值Vit、振动稳定基准值Vis以及正常电流基准值It。
在此,正常振动基准值Vit是指用于在获得比该正常振动基准值Vit大的振动检测信号Vid的情况下判断为正常、在比其该正常振动基准值Vit的情况下判断为在与致动器13的动作或振动检测相关联的部位有故障的基准值。另外,正常电流基准值It是指用于在获得比该正常电流基准值It大的电流检测信号Id的情况下判断为正常、在比该正常电流基准值It小的情况下判断为与驱动电压Vp的生成或电流检测相关联的部位有故障的基准值。并且,振动稳定基准值Vis是指用于在振动检测信号Vid的峰值的变化量低于该振动稳定基准值Vis的情况下判断为振动检测信号Vid稳定、即使振动稳定化的基准值。
并且,上述诊断频率Fc是指在故障诊断模式下驱动致动器13时的频率,设定为与框架11的共振频率接近的规定的频率。在此,框架11的共振频率不仅取决于框架11的形状、材质,还取决于用于支承该框架11的支承结构,也能够称为以框架11为中心构成的振动系统(system)整体的共振频率,是指在以该频率进行了励振的情况下通过产生共振现象而使框架11产生大的振动的频率。另外,与共振频率接近的频率虽然与共振频率不一致,但是在以该频率进行了励振的情况下,也与以共振频率进行励振的情况同样地产生共振现象而产生大的振动,例如在共振频率下的振动强烈的情况下、即在Q值大的情况下,设定为±3%、在Q值小的情况下设定为±5%以内即可。
通过这样设定诊断频率Fc,即使在以较少的能量进行励振的情况下,也能够通过共振现象而产生大的振动。当然,也可以将诊断频率Fc设定为与框架11的共振频率相同,在这种情况下,能够更显著地产生共振现象,从而在参照点Pref处获得更大的振动。
电压指令生成部43生成与被输入的信号相应的驱动电压指令Vc,并输出至上述电压输出电路32。该电压指令生成部43具备:减振用电压指令生成部43A,其用于生成普通模式下的驱动电压指令Vc;诊断用电压指令生成部43B,其用于生成故障诊断模式下的驱动电压指令Vc;以及电压指令切换部43C,其选择性地将来自这些减振用电压指令生成部43A和诊断用电压指令生成部43B的输出中的某一个作为驱动电压指令Vc进行输出。
减振用电压指令生成部43A通过从上述动作模式设定部41被输入与控制动作的开始对应的驱动指令Cd来进行动作,根据由振动检测电路33获得的振动检测信号Vid生成在参照点Pref处产生用于抵消该参照点Pref处所产生的振动的抵消振动的减振用驱动电压指令Vcd作为驱动电压指令Vc之一。具体地说,由致动器13产生的励振力根据致动器13与参照点Pref间的传递函数G而变化并表现在参照点Pref处,因此在想要在参照点Pref处产生期望的振动的情况下,根据其振动波形和作为上述传递函数G的逆特性的逆传递函数1/G能够获得要使致动器13产生的励振力。因此,在本实施方式中,减振用电压指令生成部43A基于将振动检测信号Vid反转得到的逆相位信号和逆传递函数1/G生成减振用驱动电压指令Vcd。另外,该减振用电压指令生成部43A通过从动作模式设定部41被输入与控制动作的停止对应的驱动指令Cd来停止减振用驱动电压指令Vcd的生成和输出。
诊断用电压指令生成部43B通过从上述动作模式设定部41被输入与控制动作的开始对应的驱动指令Cd来进行动作,读出存储部42所存储的诊断频率Fc和诊断电压振幅Ac并基于它们生成矩形波状的交流电压指令、即诊断用驱动电压指令Vct作为驱动电压指令Vc之一。诊断用驱动电压指令Vct的频率与所设定的诊断频率Fc一致,其振幅与诊断电压振幅Ac成比例。另外,该诊断用电压指令生成部43B也通过从动作模式设定部41被输入与控制动作的停止对应的驱动指令Cd来停止诊断用驱动电压指令Vct的生成和输出。
电压指令切换部43C根据从上述动作模式设定部41输入的动作模式指令Cm,选择性地进行切换使得减振用电压指令生成部43A和诊断用电压指令生成部43B中的某一方与向电压输出电路32输出的输出线连接。通过这样,与动作模式相应地将减振用电压指令生成部43A的减振用驱动电压指令Vcd和诊断用电压指令生成部43B的诊断用驱动电压指令Vct中的某一方作为驱动电压指令Vc输出到电压输出电路32。
振动故障诊断部44基于从振动检测单元Mv获得的振动检测信号Vid、从电压指令生成部43获得的驱动电压指令Vc(诊断用驱动电压指令Vct)以及从存储部42读出的正常振动基准值Vit/振动稳定基准值Vis来诊断与致动器13的动作或振动检测相关联的部位有无故障,在诊断为有故障的情况下输出振动故障检测信号Sbv。该具体的结构在后面详细记述。
另外,电流故障诊断部45基于从电流检测单元Mi获得的电流检测信号Id和从存储部42读出的正常电流基准值It诊断与驱动电压Vp的生成或电流检测相关联的部位有无故障,在诊断为有故障的情况下输出电流故障检测信号Sbi。该具体的结构也在后面详细记述。
故障诊断部46通过被输入来自振动故障诊断部44的振动故障检测信号Sbv和来自电流故障诊断部45的电流故障检测信号Sbi中的至少一个,从而视为在某个部位有故障而输出故障判断信号Sbt。在该故障判断信号Sbt中包含能够判别振动故障检测信号Sbv和电流故障检测信号Sbi中的哪一个被输出、或者是否双方都被输出的信息,通过这样,在诊断为有故障的情况下,能够容易地进行具体的故障位置的确定。
驱动状态判断部47通过被输入故障诊断部46的故障判断信号Sbt来进行与有无故障相关的的判断,将其判断结果作为动作信息Di之一进行输出,并经由通信部48传递至上位控制器21,由此向操作者通知。另外,在根据故障判断信号Sbt的输入而能够判别为存在故障的情况下,通过将停止指令Ce输出至动作模式设定部41,来从动作模式设定部41输出用于使控制动作停止的驱动指令Cd。通过这样来在存在故障位置的状况下立即中止运转,也能够防止设备的故障扩大。
并且,驱动状态判断部47不只收集与有无故障相关的信息,还收集故障判断信号Sbt被输入时的与控制器15的动作状态相关的信息,作为动作信息Di而经由通信部48传递至上位控制器21。作为动作信息Di,存在与过电流、过电压、断线等异常状态发生状况有关的信息、与初始设定模式、休眠模式、普通模式等动作模式有关的信息以及与电压指令值、电流检测值、振动检测值、温度检测值等动作值有关的信息,但是也可以将这些信息以外的信息适当地添加至动作信息Di中。
另外,根据故障判断信号Sbt所能判别出的故障位置的存在不仅仅是通过驱动状态判断部47和上位控制器21被传递给操作者,也可以使故障诊断部46或驱动状态判断部47具有声音输出、发光等的通知功能,从控制器15直接传递给操作者。
通信部48被构成为用于与上位控制器21之间进行信息的发送和接收的接口,能够如上述那样将来自上位控制器21的动作指令Co提供给动作模式设定部41、或者将从驱动状态判断部47获得的动作信息Di传递至上位控制器21。另外,关于上述信息以外的信息,也能够适当地进行发送和接收,通过上位控制器21基于这样的信息进行精细的控制。
通过如上述那样构成,在动作模式设定部41中设定普通模式并输出了与其相应的动作模式指令Cm的情况下,电压指令切换部43C按照该指令进行切换以输出来自减振用电压指令生成部43A的驱动电压指令Vc。并且,减振用电压指令生成部43A通过从动作模式设定部41被输入与控制动作的开始对应的驱动指令Cd,来根据从被设置于参照点Pref处的加速度传感器14获得的振动检测信号Vid,开始生成减振用驱动电压指令Vcd,并将其作为驱动电压指令Vc进行输出,该减振用驱动电压指令Vcd用于在参照点Pref处产生对从振动源12传递至该参照点Pref的振动进行抑制的抵消振动。然后,电压输出电路32利用从电源16(参照图1)获得的电力,按照该减振用驱动电压指令Vcd生成驱动电压Vp并输入至致动器13。因此,致动器13按照减振用驱动电压指令Vcd产生励振力,该励振力通过框架11在参照点Pref处产生抵消振动,由此能够抑制由振动源12在参照点Pref处产生的振动。
另外,在动作模式设定部41中设定故障诊断模式并输出了与其相应的动作模式指令Cm的情况下,电压指令切换部43C按照该动作模式指令Cm进行切换使得从诊断用电压指令生成部43B输出驱动电压指令Vc。并且,诊断用电压指令生成部43B通过从动作模式设定部41被输入与控制动作的开始对应的驱动指令Cd,来根据存储部42中所存储的诊断频率Fc和诊断电压振幅Ac,开始生成矩形波状的交流电压指令、即诊断用驱动电压指令Vct,并将其作为驱动电压指令Vc进行输出。然后,电压输出电路32利用从电源16(参照图1)获得的电力,按照该诊断用驱动电压指令Vct生成驱动电压Vp并输入至致动器13。因此,致动器13按照诊断用驱动电压指令Vct,更具体地说,根据上述诊断频率Fc和诊断电压振幅Ac产生励振力。
并且,在从动作模式设定部41输出了用于使各动作模式停止的驱动指令Cd的情况下,无论是哪种模式的情况,电压指令生成部43的驱动电压指令Vc的生成都被停止,形成不对致动器13输出驱动电压Vp的状态。此外,与其同样地,在从驱动状态判断部47输出了停止指令Ce的情况下,也形成驱动电压Vp不被输出的状态。
如上所述,在本实施方式中,将诊断频率Fc设定为与框架11的共振频率接近的规定的值,因此在执行故障诊断模式的情况下,通过使致动器13以诊断频率Fc进行动作,能够利用共振现象使框架11产生大的振动。然后,利用振动检测单元Mv检测在参照点Pref处产生的振动,并将由此获得的振动检测信号Vid与正常振动基准值Vit进行比较,由此能够如后述那样诊断与致动器13的动作或振动检测相关联的部位有无故障。即,通过利用共振现象能够获得足以判断有无故障的充分大的振动,因此能够减少从电源16(参照图1)对致动器13提供的能量,并且能够与提高传感器的检测灵敏度的情况同样地进行更准确的诊断。
下面,详细地说明具体的进行故障诊断的结构。
图3是表示在执行故障诊断模式时获得的驱动电压Vp、电流检测信号Id以及振动检测信号Vid的一例的图。首先,参照图2并使用图3说明各信号的特征。
驱动电压Vp如上述那样是按照诊断用驱动电压指令Vct而得到的电压,根据预先决定的诊断频率Fc和诊断电压振幅Ac将该诊断用驱动电压指令Vct设定为矩形波状,因此该驱动电压Vp作为呈图中所示那样的矩形波状地变化的交流电压而被输出。
在本实施方式中,作为一例,设定框架11的共振频率为200Hz的情况,与其相应地将诊断频率Fc设为200Hz。因此,驱动电压Vp的一个周期为5.0ms,驱动电压Vp每半周期即2.5ms正负反转。
通过电流检测单元Mi检测在施加这样的驱动电压Vp时被供给至致动器13的驱动电流,由此能够如图中所示那样获得三角波状的电流检测信号Id。具体地说,在驱动电压Vp为正电压的情况下,电流检测信号Id根据致动器13的电特性而具有包含L/R的时间常数的一阶滞后特性并呈大致直线状地增加,在驱动电压Vp转变为负电压时电流检测信号Id表示正侧的峰值,之后具有上述一阶滞后特性并呈大致直线状地减少,在该减少的过程中转变至负侧。此外,该负侧的电流值意味着电流与正侧的电流逆向地流动。并且,在驱动电压Vp再次转变为正电压的情况下电流检测信号Id表示负侧的峰值,之后呈大致直线状地增加,在该增加的过程中转变至正侧。
根据这样的驱动电流的变化,在致动器13中产生用于使可动元件(未图示)动作的磁通的变化,伴随可动元件的移动而产生的反作用力作为励振力被传递至框架11,通过参照点Pref振动而由振动检测单元Mv获得振动检测信号Vid。
振动检测信号Vid按照致动器13的电特性相对于电流检测信号Id产生大约90°的相位延迟,但是以相同的周期进行变化。其中,振动检测信号Vid的振幅从致动器13的动作开始起逐渐变大,不久成为振幅大致固定的稳定状态。在该图中,在从致动器13的动作开始起的第8个周期几乎不产生振幅的变化,从而振动达到了稳定。此外,在上述的例子中在第8个周期振动达到了稳定,但是根据各部分的形状、支承条件或者励振力的施加方式的不同而达到稳定为止的时间可能变化。
振幅像这样产生变化的原因在于如下的共振时的振动的特征。即,具有以下特征:在共振频率附近进行励振的情况下,由于衰减系数的影响而振动的振幅从励振开始逐渐变大,最终达到饱和,因此在振幅达到稳定之前需要时间。因此,在本申请中,不只是通过共振使振动增大,还在振动更大幅地成长后的稳定状态下进行评价,由此能够以更少的能量获得大的振动,并且能够在振动更大的状态下进行准确的诊断。
为了实现上述的内容,在本申请中,具备用于判别振动的稳定状态的单元。在此,使用图4说明本实施方式中的进行稳定状态的判别的原理。图4示意性地记载了驱动电压Vp、电流检测信号Id以及振动检测信号Vid的关系。
驱动电压Vp如上述那样是正电压和负电压呈矩形波状地反复交替的交流电压,在其正电压施加期间,电流检测信号Id呈大致直线状地增加,在负电压施加期间,电流检测信号Id呈大致直线状地减少。因此,在正常地进行动作的情况下,在驱动电压Vp从正转变为负的所谓的下降沿时,电流检测信号Id取正侧的峰值,在驱动电压Vp从负转变为正的所谓的上升沿时,电流检测信号Id取负侧的峰值。
然后,在将从驱动电压Vp的上升沿至下一个上升沿为止的一个周期作为本次周期并在评价中使用的情况下,检测其中的作为正侧的峰值的本次最大电流检测值Id21和作为负侧的峰值的本次最小电流检测值Id11,根据它们的绝对值是否足够大于预先决定的正常电流基准值It(参照图2),来进行与驱动电压Vp的生成或电流检测相关联的部位有无故障的诊断。此外,如果驱动电压Vp的振幅稳定,则电流检测信号Id能够与共振无关地立即流动稳定的电流。因此,如果是普通情况,则前次周期内的前次最大电流检测值Id20和前次最小电流检测值Id10与本次周期内的本次最大电流检测值Id21和本次最小电流检测值Id11之间几乎没有变化,从而无论使用哪个周期的检测值都能够进行故障诊断。
另外,振动检测信号Vid也根据驱动电压Vp而变化,在正电压施加期间减小并且在取负侧的峰值后转为增大,在负电压施加期间增大并且在取正侧的峰值后转为减小。
而且,在将某一个周期作为本次周期并在评价中使用的情况下,检测其中的作为负侧的峰值的本次最小振动检测值Vid11和作为正侧的峰值的本次最大电流检测值Vid21,通过比较它们的绝对值相对于预先决定的正常振动基准值Vit(参照图2)是大还是小来进行与致动器13的动作或振动检测相关联的部位有无故障的诊断。
下面,详细地说明有效利用如上所述的各检测信号的特征的振动故障诊断部44和电流故障诊断部45的具体结构。
图5是详细地示出了图2所记载的振动故障诊断部44的结构的框图。如该图所示,振动故障诊断部44包括电压指令变化判别部51、最小振动检测值输出部52、最小振动检测值保存部53、前次最小振动检测值保存部54、减法器55、绝对值电路56、最大振动检测值输出部62、最大振动检测值保存部63、前次最大振动检测值保存部64、减法器65、绝对值电路66、振动稳定判别部57以及振动故障检测部58。
电压指令变化判别部51判别驱动电压指令Vc的变化并输出与驱动电压指令Vc的变化相应的信号。
在此,图6是用于说明电压指令变化判别部51的功能的图。如图6所示,电压指令变化判别部51在检测出驱动电压指令Vc从负转变为正的上升沿时,输出脉冲状的上升沿检测信号Sgu。并且,在检测出驱动电压指令Vc从正转变为负的下降沿时,输出脉冲状的下降沿检测信号Sgd。此外,驱动电压Vp是通过电压输出电路32(参照图2)来按照驱动电压指令Vc生成的,因此两者的变化时机大致相同,检测驱动电压指令Vc的上升沿和下降沿大致等同于检测驱动电压Vp的上升沿和下降沿。
返回图5,最小振动检测值输出部52被输入振动检测信号Vid和从电压指令变化判别部51获得的下降沿检测信号Sgd,基于这些信号生成一个周期内的最小振动检测值Vid1并输出。
在此,图7是更详细地示出最小振动检测值输出部52的结构并且用于说明其功能的图。
最小振动检测值输出部52包括比较最小值保存部52a和比较电路52b。比较最小值保存部52a能够从输出部OUT输出从输入部IN被输入的信号,通过将信号输入到复位部CLR来将输出的信号复位为零。比较电路52b将从比较最小值保存部52a的输出部OUT获得的信号与振动检测信号Vid进行比较,将两者之中较小的一方作为最小振动检测值Vid1输出。
最小振动检测值Vid1经由比较最小值保存部52a再次被输入到比较电路52b,与新获得的振动检测信号Vid进行比较,将两者之中较小的一方作为最小振动检测值Vid1输出。即,比较最小值保存部52a和比较电路52b具备振动检测信号Vid的自我保持功能和最小值的更新功能。
另外,对比较最小值保存部52a的复位部CLR输入下降沿检测信号Sgd,在驱动电压指令Vc的下降沿的时机将振动检测信号Vid的最小值复位。
因而,在该最小振动检测值输出部52中,由于在下降沿检测信号Sgd的时机进行复位并在此时振动检测信号Vid变为零,因此最小振动检测值Vid1也变为零。而且,在自此起半个周期的期间,振动检测信号Vid成为比零大的值,因此最小振动检测值Vid1不被更新而保持零的状态。在振动检测信号Vid为负的值并减少的期间,最小振动检测值Vid1根据振动检测信号Vid的值而继续更新。不久,在取得负侧的峰值并转变为增大的情况下,最小振动检测值Vid1维持着振动检测信号Vid的负侧的峰值。并且,通过输入下降沿检测信号Sgd,而最小振动检测值Vid1被复位,重复与上述相同的动作。
再次返回图5,最小振动检测值保存部53被输入从电压指令变化判别部51获得的下降沿检测信号Sgd和从最小振动检测值输出部52获得的最小振动检测值Vid1,将进行了振动的检测的那一个周期内的最小振动检测值Vid1作为本次最小振动检测值Vid11输出。当具体地进行记述时,最小振动检测值保存部53在下降沿检测信号Sgd被输入的时机,锁存紧此之前从最小振动检测值输出部52输入的最小振动检测值Vid1并将其作为本次最小振动检测值Vid11输出。然后,通过下一个下降沿检测信号Sgd被输入,来新锁存紧此之前从最小振动检测值输出部52输入的最小振动检测值Vid1并将其作为新的本次最小振动检测值Vid11输出,重复进行这样的动作。即,最小振动检测值保存部53可以说是将上一个周期内的振动检测信号Vid的负侧的峰值作为本次最小振动检测值Vid11并在一个周期的期间持续地输出。
前次最小振动检测值保存部54被输入从电压指令变化判别部51获得的下降沿检测信号Sgd和从最小振动检测值保存部53获得的本次最小振动检测值Vid11,将进行了振动的检测的周期的前一个周期内的最小振动检测值Vid1作为前次最小振动检测值Vid10输出。当具体地进行记述时,前次最小振动检测值保存部54在下降沿检测信号Sgd被输入的时机,锁存紧此之前从最小振动检测值保存部53输入的本次最小振动检测值Vid11并将其作为前次最小振动检测值Vid10输出。然后,通过下一个下降沿检测信号Sgd被输入,来新锁存紧此之前从最小振动检测值保存部53输入的本次最小振动检测值Vid11并将其作为新的前次最小振动检测值Vid10输出,重复进行这样的动作。即,前次最小振动检测值保存部54可以说是将上一个周期的前一个周期内的振动检测信号Vid的负侧的峰值作为前次最小振动检测值Vid10并在一个周期的期间持续地输出。
减法器55生成从最小振动检测值保存部53获得的本次最小振动检测值Vid11与从前次最小振动检测值保存部54获得的前次最小振动检测值Vid10的差分,并作为最小振动差分△Vid1输出。
绝对值电路56取得被输入的最小振动差分△Vid1的绝对值,并作为最小振动差分绝对值|△Vid1|输出。
与如上述那样为了生成本次最小振动检测值Vid11和前次最小振动检测值Vid10而设置了最小振动检测值输出部52、最小振动检测值保存部53以及前次最小振动检测值保存部54同样地,为了生成本次最大振动检测值Vid21和前次最大振动检测值Vid20,而设置了最大振动检测值输出部62、最大振动检测值保存部63以及前次最大振动检测值保存部64。
图8是详细地示出最大振动检测值输出部62的结构并且用于说明其功能的图。
最大振动检测值输出部62包括比较最大值保存部62a和比较电路62b。最大振动检测值输出部62虽然具备与上述最小振动检测值输出部52(参照图7)同样的功能,但是与该最小振动检测值输出部52之间的不同点在于,上升沿检测信号Sgu代替下降沿检测信号Sgd而被输入到比较最大值保存部62a的复位部CLR;以及比较电路62b将从比较最大值保存部62a的输出部OUT获得的信号与振动检测信号Vid进行比较,将两者之中较大的一方作为最大振动检测值Vid2输出。
因此,最大振动检测值输出部62进行如下动作。首先,在被输入上升沿检测信号Sgu的时机进行复位并在此时振动检测信号Vid变为零,因此最大振动检测值Vid2也变为零。而且,在自此起半个周期的期间内,振动检测信号Vid成为比零小的值,因此最大振动检测值Vid2不被更新而保持零的状态。在振动检测信号Vid为正的值并增大的期间,最大振动检测值Vid2根据振动检测信号Vid的值而继续更新。不久,在取得正侧的峰值并转变为减小的情况下,最大振动检测值Vid2维持着振动检测信号Vid的正侧的峰值。并且,通过输入上升沿检测信号Sgu,而最大振动检测值Vid2被复位,重复与上述相同的动作。
再次返回图5,最大振动检测值保存部63被输入从电压指令变化判别部51获得的上升沿检测信号Sgu和从最大振动检测值输出部62获得的最大振动检测值Vid2,将进行了振动的检测的那一个周期内的最大振动检测值Vid2作为本次最大振动检测值Vid21输出。具体地说,最大振动检测值保存部63与最小振动检测值保存部53相反地,将上一个周期内的振动检测信号Vid的正侧的峰值作为本次最大振动检测值Vid21并在一个周期的期间持续地输出。
另外,前次最大振动检测值保存部64被输入从电压指令变化判别部51获得的上升沿检测信号Sgu和从最大振动检测值保存部63获得的本次最大振动检测值Vid21,将进行了振动的检测的周期的前一个周期内的最大振动检测值Vid2作为前次最大振动检测值Vid20输出。具体地说,前次最大振动检测值保存部64与前次最小振动检测值保存部54相反地,将上一个周期的前一个周期内的振动检测信号Vid的正侧的峰值作为前次最大振动检测值Vid20并在一个周期的期间持续地输出。
并且,通过减法器65生成从最大振动检测值保存部63获得的本次最大振动检测值Vid21与从前次最大振动检测值保存部64获得的前次最大振动检测值Vid20的差分,并作为最大振动差分△Vid2输出。
然后,通过绝对值电路66取得最大振动差分△Vid2的绝对值,并作为最大振动差分绝对值|△Vid2|输出。
振动稳定判别部57基于从上述两个绝对值电路56、66输入的最小振动差分绝对值|△Vid1|和最大振动差分绝对值|△Vid2|以及从存储部42(图2参照)获得的振动稳定基准值Vis,判别振动检测信号Vid是否为稳定状态,在是稳定状态的情况下输出作为稳定判别信号的振动稳定检测信号Sgs。
图9是更详细地说明振动稳定判别部57的结构的框图。振动稳定判别部57包括两个比较电路71、73、两个锁存电路72、74以及和(AND)电路75。
在比较电路71中,进行最小振动差分绝对值|△Vid1|与振动稳定基准值Vis的比较,在最小振动差分绝对值|△Vid1|比振动稳定基准值Vis小的情况下,向锁存电路72输出信号。在锁存电路72中,在获得了来自比较电路71的输入的状态下,通过进行上升沿检测信号Sgu的输入,将来自比较电路71的信号锁存并作为最小振动稳定检测信号Sg1输出。
同样地,在比较电路73中,进行最大振动差分绝对值|△Vid2|与振动稳定基准值Vis的比较,在最大振动差分绝对值|△Vid2|比振动稳定基准值Vis小的情况下,向锁存电路74输出信号。在锁存电路74中,在获得了来自比较电路73的输入的状态下,通过进行下降沿检测信号Sgd的输入,将来自比较电路73的信号锁存并作为最大振动稳定检测信号Sg2输出。
和电路75连接有锁存电路72、74,通过来自锁存电路72的最小振动稳定检测信号Sg1和来自锁存电路74的最大振动稳定检测信号Sg2均被输入到和电路75,和电路75输出振动稳定检测信号Sgs。
该振动稳定检测信号Sgs被输出表示振动检测信号Vid的正侧的峰值和负侧的峰值的变化都非常小从而成为振动检测信号Vid已稳定的状态。
图10示意性地表示图9所示的由振动稳定判别部57获得振动稳定检测信号Sgs为止的各信号的变化。下面,参照图9并使用图10再次说明获得振动稳定检测信号Sgs为止的流程。
振动检测信号Vid每半个周期T1、T2、T3···正负反转,并且振幅逐渐变大,不久成为振幅大致相同的稳定状态。在此,假设用-10这样的无因次量表示半个周期T1内的负侧的峰值,将接下来的半个周期T2内的正侧的峰值表示为20、将半个周期T3内的负侧的峰值表示为-30。并且,在以后的半个周期T4、T5、T6···中设为正侧的峰值为40、负侧的峰值为-40地成为固定值。
如上所述,由于驱动电压指令Vc相对于振动检测信号Vid而相位偏移了大约90°,因此在半个周期T3、T5、T7···的最初输出上升沿检测信号Sgu,在半个周期T2、T4、T6···的最初输出下降沿检测信号Sgd。
因此,当着眼于最小振动检测值Vid1时,进行如下动作:每当下降沿检测信号Sgd被输出时都进行复位并保持振动检测信号Vid的最小值。并且,通过下降沿检测信号Sgd被输出,而将紧此之前的最小振动检测值Vid1在一个周期内保持为本次最小振动检测值Vid11。具体地说,在半个周期T2~T3、T4~T5、T6~T7、T8~中,本次最小振动检测值Vid11分别-10、-30、-40、-40地变化,前次最小振动检测值Vid10分别按每一个周期地产生偏移,为0、-10、-30、-40地变化。此时,最小振动差分△Vid1为-10、-20、-10、0地变化,最小振动差分绝对值|△Vid1|为10、20、10、0地变化。
在此,在将正常振动基准值Vis设为无因次量1的情况下,在半个周期T8以后,最小振动差分绝对值|△Vid1|比正常振动基准值Vis(=1)小,从而与之后输出的上升沿检测信号Sgu相应地,在半个周期T9以后输出最小振动稳定检测信号Sg1。
同样地,当着眼于最大振动检测值Vid2时,进行如下动作:每当上升沿检测信号Sgu被输出时都进行复位并保持振动检测信号Vid的最大值。并且,通过上升沿检测信号Sgu被输出,而将紧此之前的最大振动检测值Vid2在一个周期内保持为本次最大振动检测值Vid21。具体地说,在半个周期T3~T4、T5~T6、T7~T8、T9~中,本次最大振动检测值Vid21分别20、40、40、40地变化,前次最大振动检测值Vid20分别按每一个周期产生偏移,为0、20、40、40地变化。此时,最大振动差分△Vid2和最大振动差分绝对值|△Vid2|为20、20、0、0地变化。
然后,在半个周期T7以后,最大振动差分绝对值|△Vid2|比正常振动基准值Vis(=1)小,从而与之后输出的下降沿检测信号Sgd相应地,在半个周期T8以后输出最大振动稳定检测信号Sg2。
并且,在半个周期T9以后成为最小振动稳定检测信号Sg1和最大振动稳定检测信号Sg2都被输出的状态,因此输出振动稳定检测信号Sgs。
此外,在开始振动检测信号Vid的输出起直到获得最初的下降沿检测信号Sgd或上升沿检测信号Sgu为止的期间,有可能在锁存电路72、74中锁存有振动检测以前的值,根据其内容的不同,有可能立即输出振动稳定检测信号Sgs。为了避免该情形,优选的是在故障诊断模式的执行开始时或结束时清除锁存电路72、74的内容,并且不进行从比较电路71、73向锁存电路72、74的输入。当然,也可以在获得第二次的下降沿检测信号Sgd和上升沿检测信号Sgu为止的期间进行屏蔽使得不从和电路75输出振动稳定检测信号Sgs。
通过如上述那样构成,振动稳定判别部57判别出振动检测信号Vid已稳定后立即发送振动稳定检测信号Sgs,因此不需要经过多余时间而在短时间内就能够通知能够诊断的时机。
返回图5,对振动故障检测部58输入由最小振动检测值保存部53获得的本次最小振动检测值Vid11、由最大振动检测值保存部63获得的本次最大振动检测值Vid21以及由振动稳定判别部57获得的振动稳定检测信号Sgs,还输入存储部42所存储的正常振动基准值Vit。而且,振动故障检测部58在从振动稳定判别部57被输入振动稳定检测信号Sgs时,分别将本次最小振动检测值Vid11和本次最大振动检测值Vid21与正常振动基准值Vit进行比较,在本次最小振动检测值Vid11和本次最大振动检测值Vid21的绝对值中的至少一方比正常振动基准值Vit小的情况下,输出振动故障检测信号Sbv。
即,在开始向致动器13(参照图2)输出驱动电压指令Vc后,振动故障检测部58通过振动稳定判别部57获得用于通知振动已稳定的状态的振动稳定检测信号Sgs,并立即进行振动检测信号Vid的评价,因此能够在振动检测信号Vid足够大的状态下进行诊断,从而能够实现能量削减,并且能够缩短进行诊断之前的时间。
在该振动故障检测信号Sbv被输出的情况下,能够判断为致动器13的动作不良、与振动检测相关联的部位存在故障。另外,考虑由于与驱动电压Vp的生成相关联的部位、布线等有问题的情况、致动器13自身有机械性或电性故障的情况等构成该减振系统1的要素中的任一个有问题而可能产生致动器13的动作不良。因此,振动故障检测信号Sbv被输出这一情况可联系到诊断为减振系统1的结构要素的某一个部位有故障或与振动检测相关联的部位有故障,振动故障检测信号Sbv不被输出这一情况可联系到诊断为减振系统1没有故障。
图11是表示电流故障诊断部45(参照图2)的详细结构的框图。如该图所示,电流故障诊断部45包括电压指令变化判别部81、最小电流检测值输出部82、最小电流检测值保存部83、最大电流检测值输出部84、最大电流检测值保存部85以及电流故障检测部86。
电压指令变化判别部81具有与上述电流指令变化判别部51(参照图6)相同的功能,根据驱动电压指令Vc的变化而输出上升沿检测信号Sgu和下降沿检测信号Sgd。
最小电流检测值输出部82具备与上述最小振动检测值输出部52(参照图7)同样的结构,代替振动检测信号Vid而将电流检测信号Id作为输入信号,通过被输入下降沿检测信号Sgd来进行复位,并将在被输入下一个下降沿检测信号Sgd之前的期间获得的电流检测信号Id的最小值作为最小电流检测值Id1输出。
并且,最小电流检测值保存部83与上述最小振动检测值保存部53(参照图5)同样地构成,通过被输入下降沿检测信号Sgd而将紧此之前从最小电流检测值输出部82输入的最小电流检测值Id1锁存,并将其作为最小电流保存值Id1s输出。
另外,最大电流检测值输出部84与上述最大振动检测值输出部62(参照图8)同样地构成,通过被输入上升沿检测信号Sgu来进行复位,并将在被输入下一个上升沿检测信号Sgu之前的期间获得的电流检测信号Id的最大值作为最大电流检测值Id2输出。
并且,最大电流检测值保存部85与上述最大振动检测值保存部63(参照图5)同样地构成,通过被输入上升沿检测信号Sgu而将紧此之前从最大电流检测值输出部84输入的最大电流检测值Id2锁存,并将其作为最大电流保存值Id2s输出。
对电流故障检测部86输入由最小电流检测值保存部83获得的最小电流保存值Id1s和由最大电流检测值保存部85获得的最大电流保存值Id2s,还输入存储部42所存储的正常电流基准值It。然后,电流故障检测部86分别将最小电流保存值Id1s和最大电流保存值Id2s与正常电流基准值It进行比较,在最小电流保存值Id1s和最大电流保存值Id2s中的至少一方比正常电流基准值It小的情况下,输出电流故障检测信号Sbi。
在该电流故障检测信号Sbi被输出的情况下,能够判别为在与对致动器13供给的驱动电压Vp的生成或电流检测相关联的部位有故障。此外,在这些故障中还包含关联部位的布线不良等。虽然如上述那样仅获得振动故障检测信号Sbv就能够大致进行关于减振系统1是否正常这一点的诊断,但是除了该振动故障检测信号Sbv以外还获得电流故障检测信号Sbi的输出,由此即使在被诊断为故障的情况下,也能够容易地进行更具体的故障位置的确定。
通过将运转模式设定部41设定为故障诊断模式并将通过诊断用电压指令生成部43B生成的诊断用驱动电压指令Vct作为驱动电压指令Vc输出来执行如上述那样的使用振动故障诊断部44和电流故障诊断部45的故障诊断。该故障诊断被认为是在嵌入减振系统1来组装车辆的阶段作为检查之一来进行、在车检等定期检查时执行。当然,在没有获得适当的减振效果等质疑减振系统1的功能的情况下,也能够在适合的时机执行,能够在任何情况下都无需将加速度传感器14、致动器13等要素设备卸下而简单地执行故障诊断。
如以上那样,本实施方式的减振系统1具备:作为励振单元的致动器13,其被安装于框架11;振动检测单元Mv,其检测通过框架11而在参照点Pref处表现出的振动并输出振动检测信号Vid;以及控制单元31,其进行致动器13的控制,该减振系统构成为,控制单元31具备:电压指令生成部43,其生成用于驱动致动器13的驱动电压指令Vc;以及振动故障诊断部44,其根据振动检测单元Mv的振动检测信号Vid,诊断有无故障,其中,在执行进行用于抑制振动的控制的普通模式时,电压指令生成部43根据振动检测信号Vid生成驱动电压指令Vc,使致动器13产生与该驱动电压指令Vc相应的励振力,在执行进行用于故障诊断的控制的故障诊断模式时,电压指令生成部43生成与诊断频率Fc对应的驱动电压指令Vc,使致动器13产生与驱动电压指令Vc相应的励振力,并且通过振动故障诊断部44来根据振动检测信号Vid进行有无故障的诊断,该诊断频率Fc被预先设定为与框架11的共振频率相同或与该共振频率接近的规定的频率。
由于像这样构成,因此在普通模式下,电压指令生成部43根据由振动检测单元Mv获得的振动检测信号Vid生成驱动电压指令Vc,使致动器13产生与其相应的励振力,由此能够适当地抑制振动。另一方面,在故障诊断模式下,通过电压指令生成部43生成被设定为与框架11的共振频率相同或与该共振频率接近的规定的频率的诊断频率Fc所对应的驱动电压指令Vc,来使致动器13以与框架11的共振频率相同或与其接近的频率进行动作,由此虽然是较少的能量但能够利用共振现象在参照点Pref处产生大的振动。因此,振动检测单元Mv能够获得较大的振动检测信号Vid,因此不将构成减振系统1的加速度传感器14、致动器13等要素设备卸下就能够根据振动检测信号Vid更准确地进行振动故障诊断部44中的有无故障的诊断。并且,也能够使框架11大幅地振动来快速地进行有无故障的诊断,因此也能够实现故障诊断所需的作业时间的缩短。
而且,由于构成为,振动故障诊断部44具备:振动稳定判别部57,其判别振动检测信号Vid处于稳定状态并输出作为稳定判别信号的振动稳定检测信号Sgs;以及振动故障检测部58,其进行预先决定的正常振动基准值Vit与振动检测信号Vid的比较,在振动检测信号Vid比正常振动基准值Vit更小的情况下输出振动故障检测信号Sbv,其中,振动故障检测部58在开始向致动器13输出驱动电压指令Vc并且从振动稳定判别部57被输入振动稳定检测信号Sgs的情况下,进行正常振动基准值Vit与振动检测信号Vid的比较,因此通过振动稳定判别部57判别为振动已稳定并输出振动稳定检测信号Sgs后,通过振动故障检测部58进行振动检测信号Vid与正常振动基准值Vit的比较,通过进行有无振动故障检测信号Sbv的输出来进行有无故障的诊断,由此能够以更少的能量获得较大的振动检测信号Vid而更准确地进行有无故障的诊断。另外,由于能够在振动稳定后快速地进行有无故障的诊断,因此不需要经过多余时间而在短时间内就能够进行准确的诊断。
并且,振动稳定判别部57构成为在振动检测信号Vid中的一个周期内的峰值即本次最小振动检测值Vid11/本次最大振动检测值Vid21与其前一个周期内的峰值即前次最小振动检测值Vid10/前次最大振动检测值Vid20之差比预先决定的振动稳定基准值Vis小的情况下,判别为振动检测信号Vid处于稳定状态而输出振动稳定检测信号Sgs,因此能够简单且迅速地判别振动检测信号Vid变为稳定状态、即振动已稳定。
另外,设置有检测供给至致动器13的驱动电流并输出电流检测信号Id的电流检测单元Mi,控制单元31构成为具备根据电流检测单元Mi的电流检测信号Id来诊断有无故障的电流故障诊断部45,因此通过诊断是否适当地供给了用于使致动器13动作的驱动电流,能够与振动故障诊断部44一起进行两个类型的故障诊断,因此在诊断为有故障的情况下,能够容易地进行具体的故障位置的确定。
另外,通过包括构成车辆主体的至少一部分的框架11在内来构成减振系统1,能够适当地抑制振动,而且能够构成能够容易且在短时间内进行减振系统1的故障诊断的车辆。
此外,各部分的具体结构不仅仅限定于上述的实施方式。
例如,在上述的实施方式中,将诊断频率Fc设定为与框架11的共振频率相同或与其接近的频率,但是取而代之地,也可以将与致动器13的共振频率相同或与其接近的规定的频率作为诊断频率Fc。在这种情况下,也能够以较少的能量使致动器13产生大的振动并向框架11施加大的励振力,因此能够在参照点Pref处获得大的振动,从而能够获得与上述同样的效果。
另外,在上述的实施方式中,为了抵消参照点Pref处的振动,而进行致动器13的控制以向参照点Pref施加作为与该振动相反相位的抵消振动,但是本发明也能够有效地利用于具有与该控制不同的控制方式的系统中。具体地说,即使是基于从发动机等振动源12获得的驱动信号脉冲设定基准频率并根据该频率生成驱动电压指令的系统、通过自适应控制算法生成用于驱动致动器13的驱动电压指令Vc的系统、或者为了将致动器13作为能动型消振器使用而生成驱动电压指令Vc以产生与框架11之间的相对位移和相对速度相应的励振力的系统等,也能够与上述同样地利用本发明。
并且,在上述的实施方式中,在两个下降沿检测信号Sgd、Sgd之间的一个周期内进行了最小振动检测值Vid1的检测,但是也可以只在从获得了上升沿检测信号Sgu起直到获得下降沿检测信号Sgd之前的半个周期的期间进行最小振动检测值Vid1的检测。通过这样,在由于布线错误而将正负连接反了的情况下,无法获得最小振动检测值Vid1,从而能够容易地找出布线的错误。同样地,也可以只在从获得了下降沿检测信号Sgd起直到获得上升沿检测信号Sgu之前的期间进行最大振动检测值Vid2的检测。
另外,在上述的实施方式中,在振动故障诊断部44中,生成作为振动检测信号Vid的一个周期内的负侧的峰值和正侧的峰值的本次最小振动检测值Vid11和本次最大振动检测值Vid21与作为其前一个周期的负侧的峰值和正侧的峰值的前次最小振动检测值Vid10和前次最大振动检测值Vid20的差分的绝对值,通过这些绝对值比振动稳定基准值Vis小而判别出振动已变为稳定,并从振动稳定判别部57输出了振动稳定检测信号Sgs,但是也能够代替像这样根据每一个周期的峰值的变化量判别振动的稳定,而构成为根据每隔两个周期、每隔三个周期等间隔的多个周期间的峰值的变化量判别振动的稳定。
并且,在根据经验已知振动达到稳定所需要的时间或周期数的情况下,也可以根据从诊断开始起经过这样的时间或周期数来输出代替振动稳定检测信号Sgs的稳定判别信号。
相反地,框架11的支承结构使用橡胶等假定有逐年劣化的部件,在由于这样的原因而振动达到稳定所需要的时间或周期数逐年变化很大的情况下,也可以设置对从驱动电压指令Vc的输出开始起直到振动稳定检测信号Sgs为止的时间进行计数并记录的功能。通过这样,也能够用于通过观察其记录来掌握衰减要素的变化并进行故障预知、部件的更换时期等的预测。
另外,在上述的实施方式中,将安装加速度传感器14的参照点Pref设定于框架11上的一个位置,但是该参照点Pref能够设定于作为减振对象的车辆的任意位置。例如,也可以设定于车辆的座椅、仪表盘或者方向盘等。即使在这样的情况下,致动器13所产生的励振力也仍会通过框架11被传递至参照点Pref,从而能够与上述同样地构成减振系统1。
并且,不只是车辆,该减振系统1还能够与上述同样地较佳地使用于具备振动源的各种设备中,在这种情况下也在构成作为减振对象的设备的至少一部分的框架11上设置致动器13、在通过该框架11被传递振动的位置适当地设定参照点Pref即可。
另外,如果是通过被供给驱动电压Vp而产生励振力的设备,则也能够使用不同结构的励振单元来代替上述致动器13。
其它的结构也能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形。

Claims (5)

1.一种减振系统,具备:励振单元,其被安装于框架;振动检测单元,其检测通过上述框架而在参照点处表现出的振动并输出振动检测信号;以及控制单元,其进行上述励振单元的控制,该减振系统的特征在于,
上述控制单元具备:
电压指令生成部,其生成用于驱动上述励振单元的驱动电压指令;以及
振动故障诊断部,其根据上述振动检测单元的振动检测信号,诊断有无故障,
其中,在执行普通模式时,上述电压指令生成部根据上述振动检测信号生成上述驱动电压指令,使上述励振单元产生与该驱动电压指令相应的励振力,其中,该普通模式是进行用于抑制振动的控制的模式,
在执行故障诊断模式时,上述电压指令生成部生成与诊断频率对应的驱动电压指令,使上述励振单元产生与该驱动电压指令相应的励振力,并且通过上述振动故障诊断部来根据振动检测信号进行有无故障的诊断,其中,该故障诊断模式是进行用于故障诊断的控制的模式,该诊断频率被预先设定为与上述框架和上述励振单元中的至少一个的共振频率相同或与该共振频率接近的规定频率。
2.根据权利要求1所述的减振系统,其特征在于,
上述振动故障诊断部具备:
振动稳定判别部,其判别出上述振动检测信号处于稳定状态这一情况,并输出稳定判别信号;以及
振动故障检测部,其进行预先决定的正常振动基准值与上述振动检测信号的比较,在上述振动检测信号小于上述正常振动基准值的情况下输出振动故障检测信号,
其中,在开始向上述励振单元输出驱动电压指令并且上述振动故障检测部从上述振动稳定判别部被输入稳定判别信号的情况下,上述振动故障检测部进行上述正常振动基准值与上述振动检测信号的比较。
3.根据权利要求2所述的减振系统,其特征在于,
在上述振动检测信号中的一个周期内的峰值与该周期的前一周期内的峰值之差小于预先决定的振动稳定基准值的情况下,上述振动稳定判别部判别为振动检测信号处于稳定状态并输出上述稳定判别信号。
4.根据权利要求1~3中的任一项所述的减振系统,其特征在于,
设置有电流检测单元,该电流检测单元检测对上述励振单元供给的驱动电流并输出电流检测信号,
上述控制单元还具备电流故障诊断部,该电流故障诊断部根据上述电流检测单元的电流检测信号来诊断有无故障。
5.一种车辆,其特征在于,具备根据权利要求1~4中的任一项所述的减振系统,上述框架构成车辆主体的至少一部分。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108128114A (zh) * 2017-12-25 2018-06-08 衢州职业技术学院 分布式电动汽车的主动减震系统以及主动减震方法
CN111163989A (zh) * 2017-09-27 2020-05-15 日立汽车系统株式会社 铁路车辆用振动控制装置
CN112996705A (zh) * 2018-11-28 2021-06-18 日立安斯泰莫株式会社 铁道车辆用减振装置
CN113454359A (zh) * 2019-02-01 2021-09-28 爱司公司 预测减震器故障的系统

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6741716B2 (ja) * 2018-04-09 2020-08-19 株式会社Subaru 航空機管理システム
CN109211583A (zh) * 2018-08-15 2019-01-15 宁波拓普集团股份有限公司 一种汽车动力总成主动悬置试验台架
KR20210120192A (ko) * 2020-03-26 2021-10-07 현대자동차주식회사 차량의 진동 검사 시스템 및 그 방법
AT523672B1 (de) * 2020-04-03 2022-05-15 Engel Austria Gmbh Verfahren zur Diagnose eines Zustandes wenigstens eines Bauteils einer Formgebungsmaschine
CN114137929B (zh) * 2021-10-14 2024-04-09 江苏开沃汽车有限公司 一种汽车减振器实时故障诊断方法
CN113965132A (zh) * 2021-10-29 2022-01-21 瑞声开泰声学科技(上海)有限公司 线性马达的驱动电压生成方法以及相关装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060222291A1 (en) * 2005-03-31 2006-10-05 Japan Aviation Electronics Industry Limited MEMS device with failure diagnosis function
CN102460318A (zh) * 2009-04-24 2012-05-16 A.舒尔茨 高能效的致动器系统
US20120293094A1 (en) * 2009-12-28 2012-11-22 Sinfonia Technology Co., Ltd. Vibration damping apparatus, electric actuator driving apparatus and vehicle
CN103354879A (zh) * 2010-10-01 2013-10-16 大陆汽车有限公司 用于车辆驱动系中的扭振减振器的诊断方法
CN103485126A (zh) * 2012-06-07 2014-01-01 三星电子株式会社 具有平衡器的洗衣机及其控制方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4278845B2 (ja) * 2000-08-30 2009-06-17 カヤバ工業株式会社 車両の振動抑制装置
JP4211268B2 (ja) * 2002-03-15 2009-01-21 住友金属工業株式会社 鉄道車両の振動制御診断装置及び診断方法並びに鉄道車両
JP4834420B2 (ja) * 2006-02-28 2011-12-14 アイシン精機株式会社 振動減衰装置
JP2008304878A (ja) * 2007-06-08 2008-12-18 Zero Rabo Kk プロジェクタ
JP5051363B2 (ja) * 2007-07-31 2012-10-17 日立オートモティブシステムズ株式会社 鉄道車両用振動制御装置
JP5120707B2 (ja) * 2008-05-14 2013-01-16 シンフォニアテクノロジー株式会社 制振装置及び車両
JP5365508B2 (ja) * 2009-12-28 2013-12-11 シンフォニアテクノロジー株式会社 制振装置及びこれを搭載した車両
DE102010009863A1 (de) * 2010-03-02 2011-09-08 Robert Bosch Gmbh Einrichtung und Verfahren zur Reduzierung von Lasten

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060222291A1 (en) * 2005-03-31 2006-10-05 Japan Aviation Electronics Industry Limited MEMS device with failure diagnosis function
CN102460318A (zh) * 2009-04-24 2012-05-16 A.舒尔茨 高能效的致动器系统
US20120293094A1 (en) * 2009-12-28 2012-11-22 Sinfonia Technology Co., Ltd. Vibration damping apparatus, electric actuator driving apparatus and vehicle
CN103354879A (zh) * 2010-10-01 2013-10-16 大陆汽车有限公司 用于车辆驱动系中的扭振减振器的诊断方法
CN103485126A (zh) * 2012-06-07 2014-01-01 三星电子株式会社 具有平衡器的洗衣机及其控制方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111163989A (zh) * 2017-09-27 2020-05-15 日立汽车系统株式会社 铁路车辆用振动控制装置
CN111163989B (zh) * 2017-09-27 2021-08-27 日立安斯泰莫株式会社 铁路车辆用振动控制装置
CN108128114A (zh) * 2017-12-25 2018-06-08 衢州职业技术学院 分布式电动汽车的主动减震系统以及主动减震方法
CN112996705A (zh) * 2018-11-28 2021-06-18 日立安斯泰莫株式会社 铁道车辆用减振装置
CN113454359A (zh) * 2019-02-01 2021-09-28 爱司公司 预测减震器故障的系统

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Publication number Publication date
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