DE102007000651A1

DE102007000651A1 - Aktives Schwingungsreduktionssystem

Info

Publication number: DE102007000651A1
Application number: DE102007000651A
Authority: DE
Inventors: Takehiko Kariya Fushimi; Daichi Kariya Mizushima
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2006-11-08
Filing date: 2007-11-07
Publication date: 2008-05-29
Also published as: JP4941717B2; JP2008120115A; US20080106015A1

Abstract

Ein aktives Schwingungsreduktionssystem (1) für ein Fahrzeug zum Unterdrücken einer Schwingung von einer Schwingungsquelle hat eine Schwingungsunterdrückungssignalerzeugungseinheit (25) zum Erzeugen eines Schwingungsunterdrückungssignals mit einer Frequenz, die synchron zu der Schwingung von der Schwingungsquelle ist, eine Signalerzeugungseinheit (26) zum Erzeugen eines empfindlichen Signals mit e der Schwingungsquelle ist, einen magnetischen Pol (6), der einen magnetischen Fluss bildet, eine Spule (9), die derart angeordnet ist, dass sie den mkreis (31), der durch Steuern eines erregten Zustands der Spule (9) auf der Grundlage des Schwingungsunterdrückungssignals und des empfindlichen Signativ in Schwingung versetzt.

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein aktives Schwingungsreduktionssystem, insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein aktives Schwingungsreduktionssystem, das Schwingungen an einer Schwingungsquelle wie zum Beispiel einem Fahrzeugverbrennungsmotor vorsieht, um Schwingungen von der Schwingungsquelle aktiv zu unterdrücken.
Stand der Technik
Ein aktives Schwingungsreduktionssystem unterdrückt aktiv auftretende Schwingungen, wenn ein Verbrennungsmotor, ein Motor oder dergleichen, der in einem Fahrzeug angeordnet ist, schwingt, durch Aufbringen von Schwingungen, die im Wesentlichen eine entgegengesetzte Phase der Schwingungen einer Schwingungsquelle haben, wodurch der Komfort und die Geräuscharmut in dem Fahrzeug verbessert wird. Zum Beispiel wird in einem aktiven Schwingungsreduktionssystem, das in JP 2001-14097 A offenbart ist, ein elektromagnetisches Stellglied (Spule). durch Steuern einer H-Brückenschaltung angetrieben, die mit einem Drehimpulssignal eines Verbrennungsmotors, das heißt der Schwingungsquelle, synchronisiert ist, um die Schwingungen zu erzeugen. Die Schwingungen von der Schwingungsquelle werden durch eine Gegenkraft der erzeugten Schwingungen unterdrückt.
In dem aktiven Schwingungsreduktionssystem wird ein verbessertes Schwingungsunterdrückungsverhalten zum Verbessern der Geräuscharmut des Fahrzeugs erwartet. Jedoch ist es für Fußgänger und dergleichen schwierig, das Annähern des Fahrzeugs im Tausch gegen eine Verbesserung der Schwingungsunterdrückungsleistung zu bemerken. Um dieses Problem zu lösen, kann eine Fahrzeughupe verwendet werden. Jedoch können, wenn die Fahrzeughupe betätigt wird, während das Fahrzeug in einer geschlossenen Siedlung oder einem Wohngebiet angetrieben wird, andere Probleme wie zum Beispiel ein Geräuschproblem auftreten.
Es ist somit für ein aktives Schwingungsunterdrückungssystem erforderlich, ein empfindliches Signal zu erzeugen, um Fußgänger zu warnen, während Schwingungen von einer Schwingungsquelle unterdrückt werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung hat ein aktives Schwingungsreduktionssystem für ein Fahrzeug zum Unterdrücken einer Schwingung von einer Schwingungsquelle eine Schwingungsunterdrückungssignalerzeugungseinheit zum Erzeugen eines Schwingungsunterdrückungssignals mit einer Frequenz, die synchron zu der Schwingung von der Schwingungsquelle ist, eine Signalerzeugungseinheit zum Erzeugen eines empfindlichen Signals mit einer Frequenz, die asynchron zu der Schwingung von der Schwingungsquelle ist, einen magnetischen Pol, der einen magnetischen Fluss bildet, eine Spule, die derart angeordnet ist, dass sie den magnetischen Fluss kreuzet, und einen Spulenantriebskreis bzw. -schaltung, der bzw. die durch Steuern eines erregten Zustands der Spule auf der Grundlage des Schwingungsunterdrückungssignals und des empfindlichen Signals den magnetischen Pol und die Spule relativ in Schwingung versetzt.
Die Struktur des aktiven Schwingungsreduktionssystems ermöglicht es, dass das Schwingungsunterdrückungssignal die Schwingungen von der Schwingungsquelle unterdrückt. Zusätzlich wird ein Signal mit einer Frequenz, die asynchron zu den Schwingungen von der Schwingungsquelle ist, zusammengefasst, und die Spule wird auf der Grundlage des zusammengefassten Signals in Schwingung versetzt. Somit wird das empfindliche Signal ausgegeben, während die Schwingungen von der Schwingungsquelle unterdrückt werden.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Struktur des aktiven Schwingungsreduktionssystems kann das empfindliche Signal in einem hörbaren Frequenzbereich sein. Weiter kann das Signal, das auf der Grundlage des empfindlichen Signals erzeugt wird, als eine Warneinrichtung dienen. Diese Struktur ermöglicht es, dass das Fahrzeug in der geschlossenen Siedlung und dem Wohngebiet Musik spielend fahren kann, und dass dadurch die Fußgänger über das Annähern des Fahrzeugs gewarnt werden, ohne dass die Fahrzeughupe betätigt wird. Somit können Unfälle, die möglicherweise zu physischen Verletzungen führen, verhindert werden.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Struktur des aktiven Schwingungsreduktionssystems kann das Audiosignal, das von der Audioanlage über den Tiefpassfilter übertragen wird, als das empfindliche Signal verwendet werden, und der magnetische Pol und die Spule werden auf der Grundlage des Audiosignals relativ in Schwingung versetzt.
Die Struktur ermöglicht es, dass der Anwender das Audiosignal von dem externen Abschnitt des Systems als die Geräuschquelle verwendet. Somit erklingen Melodien, ohne dass neue Lautsprecher hinzugefügt werden. Weiter hebt, da das Audiosignal über den Tiefpassfilter übertragen wird, die Lautsprecherfunktion Bassgeräusche hervor. Daher wird ein Surround-Soundsystem erzeugt, das die Bassgeräusche hervorhebt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die vorstehenden und zusätzlichen Merkmale und Kennzeichen der vorliegenden Erfindung sind aus der nachstehenden, ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen besser ersichtlich:
1 ist eine schematische Ansicht, die eine Anordnung eines aktiven Schwingungsreduktionssystems darstellt;
2 ist eine schematische Ansicht, die ein gesamtes System des aktiven Schwingungsreduktionssystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
3 ist ein Diagramm, das eine Berechnung einer geschätzten Zeit durch Verwendung eines gleitenden Durchschnittsverfahrens erläutert;
4 ist ein Diagramm, das ein Signal zeigt, das aus einem Schwingungsunterdrückungssignal und einem empfindlichen Signal zusammengefasst ist;
5 ist ein Diagramm einer elektrischen Schaltung, das einen Spulenantriebskreis schematisch darstellt;
6 ist eine Tabelle einer Amplitude und einer Phase zum Erzeugen des Schwingungsunterdrückungssignals;
7 ist eine Tabelle, die Tonskaladaten zeigt, wenn das empfindliche Signal in einem hörbaren Frequenzbereich ist;
8 ist ein Diagramm, das Daten zeigt, wenn eine Melodie als das empfindliche Signal verwendet wird;
9 ist eine schematische Ansicht, die ein gesamtes System eines aktiven Schwingungsreduktionssystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt; und
10 ist ein Ablaufschaubild, das Schritte zur Schwingungsunterdrückung zeigt, die durch das aktive Schwingungsreduktionssystem gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden.
Ausführliche Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
1 ist eine schematische Schnittansicht, die eine Anordnung eines aktiven Schwingungsreduktionssystem 1 darstellt. Das aktive Schwingungsreduktionssystem 1 gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist mit einem Vibrator 5 zum aktiven Unterdrücken oder Reduzieren von Schwingungen eines Verbrennungsmotors 2, das heißt einer Schwingungsquelle, durch Aufbringen von Schwingungen an den Verbrennungsmotor 2 vorgesehen, der in einem Fahrzeug aufgenommen ist. Der Vibrator 5 ist mit einem magnetischen Pol 6 und einer Spule 9 vorgesehen, die an diesem vorgesehen ist, um einem magnetischen Fluss zu kreuzen, der durch den magnetischen Pol 6 gebildet wird.
Der magnetische Pol 6 ist mit einem Südpol 7 und einem Nordpol 8 vorgesehen, und die Spule 9 ist in einem zylindrischen Raum beweglich eingesetzt, der zwischen dem Südpol 7 und dem Nordpol 8 definiert ist. Die Spule 9 ist durch ein zylindrisches Spulenhaltebauteil 11 gehalten, und das Spulenhaltebauteil 11 ist an einem Verbrennungsmotorunterrahmen 10 fixiert, der über Gummilager 12 an einem Aufbau 100 vorgesehen ist. Weiter ist der Verbrennungsmotor 2 über dem Verbrennungsmotorunterrahmen 10 und den Verbrennungsmotorlagern 13 vorgesehen. Somit wird der magnetische Pol 6 durch das magnetische Feld in Schwingung versetzt, das durch Fließen von Strom in der Spule 9 gebildet wird. Wie vorstehend beschrieben ist, wird die Spule 9 durch ein Signal mit einer Frequenz in Schwingung versetzt, die synchron zu den Schwingungen von dem Verbrennungsmotor 2 ist, und dadurch werden die Schwingungen von dem Verbrennungsmotor 2 unterdrückt.
2 ist eine schematische Ansicht, die ein gesamtes System eines aktiven Schwingungsreduktionssystems 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Eine Steuerungseinheit 20, die das aktive Schwingungsreduktionssystem steuert, erhält Betriebsinformationen des Fahrzeugs von einem Beschleunigungssensor 3 und einem Drehsensor 4, die in dem Fahrzeug vorgesehen sind. Insbesondere wird die Verbrennungsmotordrehzahl, die eine notwendige Information für die Schwingungsunterdrückung darstellt, auf der Grundlage eines TACH Signalausgangs von dem Drehsensor 4 identifiziert. Das Drehsignal wird sequentiell zu einer Fahrzeugsignaleingangseinheit 21 eingegeben, die in der Steuerungseinheit 20 angeordnet ist, um dieses zu einer Verarbeitungseinheit 22 zu übertragen, während der Verbrennungsmotor 2 in Betrieb ist. In der Verarbeitungseinheit 22 wird die Schätzung der Verbrennungsmotordrehzahl und der Frequenz mittels des TACH Signalseingangs zu der Verarbeitungseinheit 22 auf der Grundlage einer Feedforward Theorie berechnet.
Die Schätzung der Verbrennungsmotordrehzahl wird mittels des gleitenden Durchschnittsverfahrens berechnet, wie in 3 gezeigt ist. Drei Impulse bilden ein Segment. Der Durchschnitt des Segments, von einer derzeitigen Unterbrechung zu drei vorherigen Impulsen, wird als AVR bezeichnet, und der Durchschnitt eines weiteren Segments, von AVR zu drei vorherigen Impulsen, wird als AVR-1 bezeichnet. T-1 zeigt eine Zeitdauer an, die für einen Zyklus des Impulses von der derzeitigen Unterbrechung zu dem vorherigen Impuls erforderlich ist, und T zeigt eine geschätzte Zeitdauer von der derzeitigen Unterbrechung zu der nächsten Unterbrechung an. Somit wird die geschätzte Zeitdauer von der derzeitigen Unterbrechung zu der nächsten Unterbrechung mit der nachstehend beschriebenen Formel berechnet. T = (AVR/(AVR-1))·(T-1)
Weiter werden die Verbrennungsmotordrehzahl und die Frequenz des Verbrennungsmotors 2 durch die geschätzte Zeitdauer bestimmt. Insbesondere wird angenommen, dass AVR-1 66 ms beträgt, AVR 60 ms beträgt und T-1 20 ms beträgt. In diesem Fall wird T mit ungefähr 18,18 ms berechnet. Infolgedessen wird es geschätzt, dass die Verbrennungsmotordrehzahl des Verbrennungsmotors 2, die bis zu der nächsten Unterbrechung aufrecht erhalten wird, ungefähr 1100 Umdrehungen pro Minute beträgt und dass die Frequenz 55 Hz beträgt. Wie vorstehend beschrieben ist, werden die Verbrennungsmotordrehzahl und die Frequenz mit einer höheren Genauigkeit mittels des gleitenden Durchschnittsverfahrens auf der Grundlage einer Feedforward Steuerung berechnet.
Die Steuerungseinheit 20 ist mit einer Schwingungsunterdrückungssignalerzeugungseinheit 25 vorgesehen, die ein Schwingungsunterdrückungssignal erzeugt, und einer Signalerzeugungseinheit 26 vorgesehen, die ein empfindliches Signal erzeugt. Die Frequenzanalyse wird auf der Grundlage der Verbrennungsmotordrehzahl des Verbrennungsmotors 2, die in der Verarbeitungseinheit 22 geschätzt wird, wie vorstehend beschrieben ist, in der Schwingungsunterdrückungssignalerzeugungseinheit 25 ausgeführt, um das Schwingungsunterdrückungssignal mit der Frequenz zu erzeugen, die mit den Schwingungen von dem Verbrennungsmotor 2 synchronisiert ist. In dem aktiven Schwingungsreduktionssystem gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird die Spule 9, die an dem aktiven Schwingungsreduktionssystem 1 vorgesehen ist, zum Erzeugen von sowohl dem Schwingungsunterdrückungssignal als auch dem empfindlichen Signal verwendet, und das System weist nicht zwei separate Spulen zum Erzeugen der jeweiligen Signale auf. Somit müssen diese Signale im Voraus kombiniert werden. Die Signalzusammenfassung wird in einer Signalzusammenfassungseinheit 27 durchgeführt, und ein Beispiel der Signalzusammenfassung ist in 4 gezeigt. Zum Beispiel wird ein Schwingungsunterdrückungssignal mit einer Frequenz von 25 Hz in der Schwingungsunterdrückungssignalerzeugungseinheit 25 erzeugt, und ein empfindliches Signal mit einer Frequenz von 400 Hz wird in der Signalerzeugungseinheit 26 erzeugt. Dann wird ein Signal von dem Schwingungsunterdrückungssignal mit der Frequenz von 25 Hz und dem empfindlichen Signal mit der Frequenz von 400 Hz in der Signalzusammenfassungseinheit 27 zusammengefasst. Wie in 4 gezeigt ist, wird das Signal derart zusammengefasst, dass das empfindliche Signal mit dem Schwingungsunterdrückungssignal überlagert wird. Die Frequenzen 25 Hz und 400 Hz sind nur beispielhaft, und die Signale können andere Frequenzen aufweisen.
Das empfindliche Signal hat die Frequenz, die zu den Schwingungen von dem Verbrennungsmotor 2 asynchron ist. Die Daten des empfindlichen Signals können im Voraus erzeugt werden, und die Daten werden in einer Aufzeichnungseinheit 24 gespeichert. Die Verarbeitungseinheit 22 liest die Daten von der Aufzeichnungseinheit 24 falls angefordert ein, um die Daten zu der Signalerzeugungseinheit 26 auszugeben. Obwohl eine Art des empfindlichen Signals, das in der Aufzeichnungseinheit 24 gespeichert ist, ausreichend sein kann, können mehrere Arten von empfindlichen Signalen in dieser gespeichert sein. Für den Speicherungsprozess können die Daten der empfindlichen Signale in der Aufzeichnungseinheit 24 während des Herstellungsprozesses der Steuerungseinheit 20 gespeichert werden. Zusätzlich kommuniziert eine Kommunikationseinheit 23, die an der Steuerungseinheit 20 vorgesehen ist, über eine Antenne mit externen Anlagen, und die Signaldaten können in Übereinstimmung mit der Anwenderpräferenz überschrieben und hinzugefügt werden.
Das zusammengefasste Signal, das in der Signalzusammenfassungseinheit 27 zusammengefasst wird, wird in einem Spulenantriebskreis (Spulenantriebsschaltung) 31 eingegeben. Der Spulenantriebskreis 31 steuert einen erregten Zustand der Spule 9, die an dem aktiven Schwingungsreduktionssystem 1 vorgesehen ist. 5 zeigt schematisch ein elektrisches Schaltungsdiagramm des Spulenantriebskreises 31. Strom wird zu dem Spulenantriebskreis 31 von einer Stromquelle V wie zum Beispiel einer Batterie zugeführt, die in dem Fahrzeug vorgesehen ist, und der Spulenantriebskreis 31 ist mit einer Sicherung F und einem Schalter SW in einem Eingangsbereich vorgesehen. Die Sicherung F schützt den Schaltkreis von einem übermäßigen Strom und der Schalter SW steuert den Betrieb des Spulenantriebskreises 31. Eine Zener-Diode (Z-Diode) ZD ist in einem anschließenden Bereich des Schalters SW vorgesehen, um den Spulenantriebskreis 31 von der Überspannung zu schützen, und eine Sanftanlaufschaltung 50 ist weiter an dem Spulenantriebskreis 31 vorgesehen. Die Sanftanlaufschaltung 50 verhindert, dass die Sicherung F aufgrund eines übermäßigen Stroms an einer Eingangskapazität C1 verschmilzt, oder verhindert, dass die Stromquelle V überlastet. Jedoch sind die Sicherung F, die Zener-Diode ZD, die Sanftanlaufschaltung 50 und dergleichen in dem aktiven Schwingungsreduktionssystems gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung nicht wesentlich, und der Spulenantriebskreis 31 kann ohne diese Komponenten konstruiert sein. Weiter können andere Komponenten in dem aktiven Schwingungsreduktionssystem angewandt werden, um jeweilige Funktionen zu erfüllen. Ein Steuerungselement IC1 ist in dem anschließenden Bereich der Sanftanlaufschaltung 50 angeordnet, um den Strom zu steuern, der in die Spule 9 fließt.
Ein Amplitudenwert des zusammengefassten Signals, das von der Signalzusammenfassungseinheit 27 ausgegeben wird, wird durch ein Register R1 und ein Register R2 umgewandelt, um in einem Puffer IC2 eingegeben zu werden. Der Ausgang des Puffers IC2 wird zu dem Steuerungselement IC1 über eine Kupplungskapazität C3 eingegeben. Das Steuerungselement IC1 steuert den Strom, der in die Spule 9 fließt, in Übereinstimmung mit dem zusammengefassten Signal, und dadurch werden der magnetische Pol 6 und die Spule 9 relativ in Schwingung versetzt. In 5 besteht das Steuerungselement IC1 aus fünf Anschlüssen. Jedoch können Anschlüsse für ein Regelungssignal vorgesehen sein, um die Steuerung des Stroms zu stabilisieren, der in der Spule 9 fließt. Weiter können die Schwingungen durch Steuern der Spannung anstelle des Stroms erzeugt werden.
6 zeigt eine Tabelle der Amplitude und der Phase zum Erzeugen des Schwingungsunterdrückungssignals. Wie vorstehend beschrieben ist, wird die Schätzung der Verbrennungsmotordrehzahl des Verbrennungsmotors 2 auf der Grundlage einer Feedforward Steuerung in dem aktiven Schwingungsreduktionssystem gemäß den Ausführungsbeispielen der Erfindung berechnet. Die Frequenzanalyse wird mittels der Schätzung ausgeführt. Dann werden die Amplitude und die Phase entsprechend der Frequenz, die durch die Analyse erhalten wird, ausgewählt, um die Schwingungen von dem Verbrennungsmotor 2 geeignet zu unterdrücken, und das Schwingungsunterdrückungssignal wird in Bezug auf die Amplitude und die Phase erzeugt. Insbesondere wird in dem Fall, in dem die Frequenz mit 20 Hz in der Frequenzanalyse bestimmt wird, das Schwingungsunterdrückungssignal so erzeugt, dass es ein Ausmaß der Amplitude von 500 und die Phase von 180 hat. Andererseits wird in dem Fall, in dem die Frequenz 22 Hz ist, das Schwingungsunterdrückungssignal so erzeugt, dass es ein Ausmaß der Amplitude von 450 und die Phase von 160 hat.
7 zeigt Tonskaladaten, die verwendet werden, wenn das empfindliche Signal in einem hörbaren Frequenzbereich das heißt ein Geräusch ist. Die geschätzte Frequenz, die für das Erzeugen des Schwingungsunterdrückungssignals verwendet wird, wird mit einer vorbestimmten Zahl multipliziert, die durch den Anwender festgelegt ist, und das Geräusch entsprechend der multiplizierten Frequenz wird durch die Signalerzeugungseinheit 26 erzeugt. Zum Beispiel beträgt die geschätzte Frequenz des Schwingungsunterdrückungssignals 125 Hz und die Multiplikationszahl ist mit 8 festgelegt, das empfindliche Signal wird auf der Grundlage der Daten C in Oktave 1 erzeugt, die 1000 Hz entsprechen. Somit werden das Schwingungsunterdrückungssignal und das empfindliche Signal kombiniert, wie vorstehend beschrieben ist, um die Spule 9 zu erregen, und dadurch wird das Geräusch erzeugt, während die Schwingungen des Verbrennungsmotors 2 unterdrückt werden. Daher warnt das Fahrzeug die Fußgänger und dergleichen über das Annähern des Fahrzeugs, ohne dass die Fahrzeughupe in der geschlossenen Siedlung verwendet wird.
8 zeigt ein Beispiel der Daten, wenn das empfindliche Signal als eine Melodie mit einer vorbestimmten Phrasenspielzeit erzeugt wird. Wenn ein Elektrohybridfahrzeug und dergleichen durch einen Motor angetrieben wird, werden die Schwingungen kaum von dem Verbrennungsmotor 2 übertragen. Somit kann das Schwingungsunterdrückungssignal beendet werden, und die Spule 9 kann auf der Grundlage des empfindlichen Signals allein erregt werden. In diesem Fall wird die Melodie auf der Grundlage der Daten gespielt, die in 8 gezeigt sind, wodurch die Fußgänger und dergleichen über das Annähern des Fahrzeugs gewarnt werden, ohne dass die Fahrzeughupe verwendet wird, wenn das Elektrohybridfahrzeug in der geschlossenen Siedlung fährt.
Zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
9 ist eine schematische Ansicht, die ein gesamtes System eines aktiven Schwingungsreduktionssystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Das System unterscheidet sich von dem des ersten Ausführungsbeispiels darin, dass eine Ausgangsumschalteinheit 28, ein Tiefpassfilter 29 und eine Audioanlage 30 darin vorgesehen sind. In dem zweiten Ausführungsbeispiel kann die Spule 9, die an dem aktiven Schwingungsreduktionssystem 1 vorgesehen ist, auf der Grundlage eines Audiosignals der Audioanlage 30 in Schwingung versetzt werden, die an einem externen Abschnitt des Systems vorgesehen ist. In diesem Fall wird das Audiosignal von der Audioanlage 30 über den Tiefpassfilter 29 zu dem Spulenantriebskreis 31 übertragen. Bevor das Audiosignal zu dem Spulenantriebskreis 31 übertragen wird, wird das zusammengefasste Signal, das in der Signalzusammenfassungseinheit 27 zusammengefasst wird, zu dem Audiosignal in der Ausgangsumschalteinheit 28 umgeschaltet. In dem derart gestalteten System wird die Spule 9, die in dem aktiven Schwingungsreduktionssystem 1 vorgesehen ist, auf der Grundlage des Audiosignals in Schwingung versetzt, und dadurch werden Tieftonlautsprecher- und Subwooferfunktionen erreicht, ohne dass ein Tieftonlautsprecher und ein Subwoofer in dem System zusätzlich angeordnet sind.
Das erste und das zweite Ausführungsbeispiel sind nachstehend mit Bezug auf ein Ablaufschaubild beschrieben. 10 ist ein Ablaufschaubild, das Schritte der Schwingungsunterdrückung zeigt, die durch das aktive Schwingungsreduktionssystem gemäß den Ausführungsbeispielen der Erfindung durchgeführt werden. Wenn der Verbrennungsmotor 2 startet, gibt der Drehsensor 4 das TACH Signal auf der Grundlage der Verbrennungsmotordrehzahl des Verbrennungsmotors 2 aus. Das TACH Signal wird in die Fahrzeugsignaleingangseinheit 21 (Schritt #01) eingegeben, und die Verarbeitungseinheit 22 berechnet die Schätzung der Verbrennungsmotordrehzahl mittels des gleitenden Durchschnittsverfahrens auf der Grundlage der Feedforward Theorie. Somit wird die Verbrennungsmotordrehzahl mit hoher Genauigkeit identifiziert. Die Frequenz wird auf der Grundlage der geschätzten Verbrennungsmotordrehzahl bestimmt (Schritt #02).
Wenn die Frequenz außerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereiches fällt, das heißt, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl langsam wie in einem Leerlaufzustand ist und die Frequenz niedrig ist, oder wenn die Verbrennungsmotordrehzahl hoch wie in einem Beschleunigungszustand ist und die Frequenz hoch ist (Schritt #03: Ja), liest die Schwingungsunterdrückungssignalerzeugungseinheit 25 die Phasen- und Amplitudendaten, die zu der bestimmten Frequenz korrespondieren, von der Amplituden- und Phasentabelle ein, um das Schwingungsunterdrückungssignal zu erzeugen (Schritt #04). Dann liest die Signalerzeugungseinheit 26 die Tonskaladaten ein, die in der Aufzeichnungseinheit 24 gespeichert sind, um das empfindliche Signal auf der Grundlage der Tonskaladaten zu erzeugen (Schritt #05).
Die Schwingungsunterdrückungssignalerzeugungseinheit 25 und die Signalerzeugungseinheit 26 geben das Schwingungsunterdrückungssignal und das empfindliche Signal zu der Signalzusammenfassungseinheit 27 aus (Schritt #06). Die Signalzusammenfassungseinheit 27 erzeugt das zusammengefasste Signal auf der Grundlage der jeweiligen Signale (Schritt #07), und die Spule 9 wird durch den Spulenantriebskreis 31 erregt (Schritt #08). Die Erregung der Spule 9 schreitet fort, bis die Phrasenspielzeit verstrichen ist (Schritt #09: Nein). Wenn die Phrasenspielzeit verstrichen ist, wird die Erregung der Spule 9 beendet (Schritt #09: Ja).
Wenn die Frequenz, die mittels dem TACH Signal berechnet wird, in dem vorbestimmten Frequenzbereich ist, zum Beispiel wenn das Fahrzeug auf einer Freilandstraße fährt, oder wenn das Elektrolytfahrzeug durch den Motor angetrieben wird (Schritt #03: Nein), wird die Ausgabe der Schwingungsunterdrückungssignalerzeugungseinheit 25 beendet, da die Schwingungen von dem Verbrennungsmotor 2 nicht hörbar sind (Schritt #10). Wenn der Schalter der Ausgangsumschalteinheit 28 nicht ein ist (Schritt #11: Nein), liest die Signalerzeugungseinheit 26 die Melodie, die in einer Melodietabelle abgelegt ist, welche in der Aufzeichnungseinheit 24 gespeichert ist, ein, um das empfindliche Signal zu erzeugen (Schritt #12). Zu diesem Zeitpunkt wird der Ausgang von der Schwingungsunterdrückungssignalerzeugungseinheit 25 beendet, und somit wird das empfindliche Signal zu dem Spulenantriebskreis 31 ausgegeben, ohne dass dieses mit dem Schwingungsunterdrückungssignal kombiniert wird (Schritt #13), und die Spule 9 wird erregt (Schritt #08). Die Erregung der Spule 9 schreitet fort, bis die Phrasenspielzeit verstrichen ist (Schritt #09: Nein). Wenn die Phrasenspielzeit verstrichen ist, wird die Erregung der Spule 9 beendet (Schritt #09: Ja).
Andererseits wird, wenn der Schalter der Ausgangsumschalteinheit 28 ein ist (Schritt #11: Ja), die Geräuschquelle von der Audioanlage 30 über den Tiefpassfilter 29 zu dem Spulenantriebskreis 31 ausgegeben (Schritt #14). Die Spule 9 wird durch den Spulenantriebskreis 31 auf der Grundlage des Signals der Geräuschquelle erregt (Schritt #08). Die Erregung der Spule 9 schreitet fort, bis die Phrasenspielzeit verstrichen ist (Schritt #09: Nein). Wenn die Phrasenspielzeit verstrichen ist, wird die Erregung der Spule 9 beendet (Schritt #09: Ja).
Weitere Ausführungsbeispiele
In den vorstehend erwähnten Ausführungsbeispielen ist jede Komponente der Steuerungseinheit 20 beschrieben. Diese Komponenten können auf einen Baustein durch Anwendung eines Mikrorechners und eines ASIC (anwendungsspezifischer Schaltkreis) montiert sein. Weiter können die Steuerungseinheit 20 und der Spulenantriebskreis 31 auf einem Baustein montiert sein. Somit wird die Größe des aktiven Schwingungsreduktionssystems reduziert, und dadurch ist es möglich, dass das System Platz spart.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird das Signal in dem hörbaren Frequenzbereich als das empfindliche Signal verwendet. Jedoch ist das empfindliche Signal nicht auf diese Art von Signalen beschränkt. Zum Beispiel kann das empfindliche Signal als ein Warnsignal in dem Fall verwendet werden, in dem der Fahrer am Lenkrad einschläft, und Schwingungen können erzeugt werden, um den Fahrer aufzuwecken.
In dem ersten Ausführungsbeispiel wird das empfindliche Signal durch Multiplizieren des Schwingungsunterdrückungssignals mit 8 erzeugt, aber die Multiplikationszahl ist nicht auf 8 beschränkt. Die Multiplikationszahl kann eine beliebige andere Zahl sein.
In dem ersten Ausführungsbeispiel wird das empfindliche Signal in der Aufzeichnungseinheit 24 gespeichert oder wird durch die Kommunikationseinheit 23 überschrieben oder hinzugefügt, die über die Antenne mit den externen Anlagen kommuniziert. Jedoch ist das empfindliche Signal nicht auf diese Beispiele beschränkt. Zum Beispiel kann das Fahrzeug mit einer vorbestimmten Basisstation oder weiteren Systemen mittels eines CAN (Steuerungsnetzwerk) kommunizieren, um den Fahrer über eine Abnormalität des Fahrzeugs oder der Straßenbeschaffenheit durch Melodien zu warnen.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel werden das zusammengefasste Signal, das aus dem Schwingungsunterdrückungssignal und dem empfindlichen Signal zusammengefasst ist, und das Audiosignal, das von der Audioanlage eingegeben wird, in der Ausgangsumschalteinheit 28 umgeschaltet, um das Signal zu dem Spulenantriebskreis 31 zu übertragen. Jedoch ist die Übertragung des Audiosignals nicht auf das vorstehend beschriebene Beispiel beschränkt. Ein Signal kann aus dem Schwingungsunterdrückungssignal und dem Audiosignal zusammengefasst werden, um zu dem Spulenantriebskreis 31 übertragen zu werden. Weiter können die Schwingungen allein auf der Grundlage des Audiosignals unterdrückt werden.
Ein aktives Schwingungsreduktionssystem (1) für ein Fahrzeug zum Unterdrücken einer Schwingung von einer Schwingungsquelle hat eine Schwingungsunterdrückungssignalerzeugungseinheit (25) zum Erzeugen eines Schwingungsunterdrückungssignals mit einer Frequenz, die synchron zu der Schwingung von der Schwingungsquelle ist, eine Signalerzeugungseinheit (26) zum Erzeugen eines empfindliches Signals mit einer Frequenz, die asynchron zu der Schwingung von der Schwingungsquelle ist, einen magnetischen Pol (6), der einen magnetischen Fluss bildet, eine Spule (9), die derart angeordnet ist, dass sie den magnetischen Fluss kreuzt, und einen Spulenantriebskreis (31), der durch Steuern eines erregten Zustands der Spule (9) auf der Grundlage des Schwingungsunterdrückungssignals und des empfindlichen Signals den magnetischen Pol (6) und die Spule (9) relativ in Schwingung versetzt.

Claims

Aktives Schwingungsreduktionssystem (1) für ein Fahrzeug zum Unterdrücken einer Schwingung von einer Schwingungsquelle, mit einer Schwingungsunterdrückungssignalerzeugungseinheit (25) zum Erzeugen eines Schwingungsunterdrückungssignals mit einer Frequenz, die synchron zu der Schwingung von der Schwingungsquelle ist; einer Signalerzeugungseinheit (26) zum Erzeugen eines empfindlichen Signals mit einer Frequenz, die asynchron zu der Schwingung von der Schwingungsquelle ist; einem magnetischen Pol (6), der einen magnetischen Fluss bildet; einer Spule (9), die derart angeordnet ist, dass sie den magnetischen Fluss kreuzt; und einem Spulenantriebskreis (31), der durch Steuern eines erregten Zustands der Spule (9) auf der Grundlage des Schwingungsunterdrückungssignals und des empfindlichen Signals den magnetischen Pol (6) und die Spule (9) relativ in Schwingung versetzt.
Aktives Schwingungsreduktionssystem nach Anspruch 1, wobei das empfindliche Signal ein Signal in einem hörbaren Frequenzbereich ist.
Aktives Schwingungsreduktionssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Signal, das auf der Grundlage des empfindlichen Signals erzeugt wird, als eine Warneinrichtung dient.
Aktives Schwingungsreduktionssystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das empfindliche Signal ein Audiosignal ist, das von einer Audioanlage (30) über einen Tiefpassfilter (29) übertragen wird, und wobei die Spule (9) und der magnetische Pol (6) auf der Grundlage des Audiosignals relativ in Schwingung versetzt werden.