JP2010253968A - エンジン制振システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両の操縦安定性を向上させるようエンジンを確実に制振することのできるエンジン制振システムを提供する。
【解決手段】エンジン制振システム１０は、エンジン１上に固定され、ロール方向の加速度を検知する１対もしくは複数対の加速度センサ４ａ、４ｂと、エンジン１を制振する少なくとも１つ以上のＡＣＲ３と、加速度センサ４ａ、４ｂからの所定帯域における加速度信号に基づいて、ＡＣＲ３の制振力をリアルタイムに制御する制御部１１とを具え、対をなす加速度センサ４ａ、４ｂのそれぞれは、エンジン１のドライブシャフトの軸線ＳＴに関して互いに対称に配置されてなり、制御部１１は、予め設定された固定のフィードバックフィルタマトリックスと、車両の走行に伴って変動する、前記対をなす加速度センサ４ａ、４ｂからの加速度信号の差とに基づいて、ＡＣＲ３の制振力を制御する信号をリアルタイムに算出する高速演算装置を具えて構成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両に搭載されたエンジンの所定方向の振動、特にロール共振による振動の、車体への伝搬を抑制するエンジン制振システムに関し、特に、車体への伝搬を効果的に抑制することのできるものに関する。

車両に搭載されたエンジンにおける所定方向の振動の車体への伝搬を抑制するため、エンジンに加速度センサを固定し、エンジンを制振する複数個のアクティブコントロールマウント（以下「ＡＣＭ」という）でエンジンを支持し、前記加速度センサからの加速度信号を、予め設定されたフィードバックフィルタマトリックスに入力することによって得られた制御出力を用いて前記ＡＣＭの制振力を制御するエンジン制振システムが開示されており（例えば、特許文献１参照。）、このシステムによると、エンジンとエンジンマウントとよりなる系の固有振動数を含む所定の周波数帯域において効果的に制振効果を得ることができる。

上記従来技術においては、エンジン上の1点に設置された加速度センサにおける加速度情報だけに基づいてそれぞれのＡＣＭを制御していて、この加速度センサはロール方向成分、すなわち、ドライブシャフト軸線を中心とする円周の接線方向成分の加速度を検出するよう設定されているが、実際には、このように設置された加速度センサは、ロール方向成分の加速度に、ドライブシャフト軸線自体が並進移動した場合の並進成分の加速度が重畳されたものを検出することになり、したがって、この加速度センサからの信号に基づいて制御をかけると、純粋にロール成分だけを検出していないことに起因してうまくフィードック制御ができず、車両の操縦安定性を向上させるのに十分なようにエンジンを制振することができなかった。

一方、出願人は、特願２００８-０７１３５１にて、エンジンをアクティブに制振することのできる装置として、ＡＣＭに代えてアクティブコントロールロッド（以下「ＡＣＲ」という）を用いたエンジン制動システムを提案している。このＡＣＲは、複数個の永久磁石を軸方向に並べて構成したシャフトと、その周囲に配置された電磁コイルとを配設しそれらの磁気的な相互作用により、それらのシャフトおよび電磁コイルが非接触状態で軸方向に相対変位できるよう構成するともに、シャフトおよび電磁コイルの一方をエンジンに、これらの他方を車体に、それぞれ、球面ジョイントを介して連結して構成されている。

特開平１１−３２５１６５号公報

本発明は、このような問題を、ＡＣＭの代わりにＡＣＲを用いたエンジン制振システムに適用して解決しようとするものであり、車両の操縦安定性を向上させるようエンジンを確実に制振することのできるエンジン制振システムを提供することを目的とする。

＜１＞は、車両に搭載されたエンジンのロール方向の振動の、車体への伝搬を抑制するエンジン制振システムにおいて、
エンジン上に固定され、前記ロール方向の加速度を検知する１対もしくは複数対の加速度センサと、エンジンを支持するとともにこれを制振する１個以上のアクティブコントロールロッド（以下「ＡＣＲ」という）と、前記加速度センサからの加速度信号に基づいて、前記ＡＣＲの制振力をリアルタイムに制御する制御部とを具え、
前記対をなす加速度センサのそれぞれは、エンジンのドライブシャフトの軸線に関して互いに対称に配置されてなり、前記制御部は、予め設定された固定のフィードバックフィルタマトリックスと、車両の走行に伴って変動する、前記対をなす加速度センサからの加速度信号の差とに基づいて、前記ＡＣＲの制振力を制御する信号をリアルタイムに算出する高速演算装置を具えて構成され、
前記フィードバックフィルタマトリックスは、前記加速度信号の差を入力して前記ＡＣＲへの制御信号を出力するよう設定されてなり、
前記ＡＣＲを、複数個の永久磁石を軸方向に並べて構成したシャフトと、その周囲に配置された電磁コイルとを配設しそれらの磁気的な相互作用により、それらのシャフトおよび電磁コイルが非接触状態で軸方向に相対変位できるよう構成するともに、シャフトおよび電磁コイルの一方をエンジンに、これらの他方を車体に、それぞれ、球面ジョイントを介して連結して構成してなるエンジン制振システムである。

＜２＞は、＜１＞において、前記所定方向をエンジンのロール方向としてなる請求項１に記載のエンジン制振システム。

＜３＞は、＜１＞または＜２＞において、前記所定帯域を、10〜20Hzとしてなるエンジン制振システムである。

＜４＞は、＜２＞または＜３＞において、前記制御部は、適応ディジタルフィルタ（以下「ＡＤＦ」という）を用いて、車両の走行に伴って変動する前記加速度信号からロール共振以外の振動成分を除去した前処理済み信号をリアルタイムに生成する前処理部と、この前処理済み信号、および、予め設定された固定のフィードバックフィルタマトリックスに基づいて、前記ＡＣＲの制振力を制御する信号をリアルタイムに算出する高速演算部とを具え、
前記ＡＤＦは、除去対象とするロール共振以外の振動成分に相関する信号を入力し、この入力信号をフィルタリングパラメータでフィルタリングして出力信号を生成するとともに、前記加速度信号信号からこの出力信号を差し引いた誤差信号が最小になるように前記フィルタリングパラメータを更新するよう構成され、前記前処理部は、前記誤差信号を前記前処理済み信号として出力するよう構成されてなるエンジン制振システムである。

＜５＞は、＜４＞において、前記ＡＤＦに入力する、ロール共振以外の振動成分と相関する信号を、エンジン回転に同期する１次および／もしくは高次の信号とするエンジン制振システムである。

＜６＞は、＜４＞において、前記ＡＤＦに入力する、ロール共振以外の振動成分と相関する信号を、前記加速度信号を所定の位相だけ遅延させた信号とするエンジン制振システムである。

＜７＞は、＜４＞において、前記ＡＤＦに入力する、ロール共振以外の振動成分と相関する信号を、ロール共振以外の振動成分を検知することのできる位置に設けられたセンサによって検知された信号とするエンジン制振システムである。

＜１＞によれば、エンジン上に固定され、前記所定方向の加速度を検知する１対もしくは複数対の加速度センサと、エンジンを支持するとともにこれを制振する１個以上のＡＣＲと、前記加速度センサからの所定帯域における加速度信号に基づいて、前記ＡＣＲの制振力をリアルタイムに制御する制御部とを具え、前記対をなす加速度センサのそれぞれは、エンジンのドライブシャフトの軸線に関して互いに対称に配置されてなり、前記制御部は、予め設定された固定のフィードバックフィルタマトリックスと、車両の走行に伴って変動する、前記対をなす加速度センサからの加速度信号の差と、に基づいて、前記複数個のＡＣＲのそれぞれの制振力を制御する信号をリアルタイムに算出する高速演算装置を具えて構成され、前記フィードバックフィルタマトリックスは、前記加速度信号の差を入力して前記ＡＣＲへの制御信号を出力するよう設定されているので、例えば、前記所定方向をロール方向とした場合に、ドライブシャフトの軸線に関して互いに対称に配置された一対の加速度センサで検出された加速度の差は、加速度センサが検出するロール方向成分と並進成分のうち並進成分を互いにキャンセルさせロール方向成分を２倍にしたものとなり、よって、ロール方向成分だけを抽出することができ、この差に基づいたロール成分の制御を精度の高いものにすることができる。

＜２＞によれば、前記所定方向をエンジンのロール方向としたので、エンジンの固有モードの振動を車体に伝搬するのを防止することができる。

＜３＞によれば、前記所定帯域を、10〜20Hzとしたので、エンジンとエンジンマウントとよりなる系
の固有モードの振動を車体に伝搬するのを効果的に防止することができる。

＜４＞によれば、前記制御部は、ＡＣＲの制振力を制御する信号をリアルタイムに算出する高速演算部に入力する信号として、加速度センサで検知した加速度信号を直接入力するのではなく、ＡＤＦを用いてロール共振以外の振動成分を除去したあとの前処理済み信号を入力するよう構成されているので、制御対象とするロール共振以外の振動成分をＡＣＭにフィードバックすることはなく、その結果、制御対象以外の振動が悪化したり、エネルギーが制御対象以外の振動抑制に消費されて制御対象とするロール共振を制御することができなかったりする問題を解消することができる。

＜５＞によれば、ＡＤＦに入力する、ロール共振以外の振動成分と相関する信号を、エンジン回転に同期する１次および／もしくは高次の信号としたので、もっとも振動レベルの高いエンジン回転に同期する振動が制御対象以外の系に入り込むのを防止することができる。

＜６＞によれば、前記ＡＤＦに入力する、ロール共振以外の振動成分と相関する信号を、前記加速度信号を所定の位相だけ遅延させた信号としたので、例えば、エンジンの回転検出器なしでもＡＤＦを機能させることができ、低コストなエンジン制御システムとすることができる。

＜７＞によれば、前記ＡＤＦに入力する、ロール共振以外の振動成分と相関する信号を、ロール共振以外の振動成分を検知することのできる位置に設けられたセンサによって検知された信号としたので、センサで振動を検知できる成分であれば何でもこれを除去することができ、種々のノイズに対応することができる。

本発明の第１の実施形態に係るエンジンの側面配置を示す模式図である。 ＡＣＲを示す模式図である。 本発明に係る第１の実施形態のエンジン制振システムの構成を示すブロック線図である。 加速度センサの取得する加速度の成分の構成を示す模式図である。 フィードバックマトリックスを設計するのに際して用いる系を示すブロック線図である。 本発明に係る第２の実施形態のエンジン制振システムの構成を示すブロック線図である。 本発明に係る第２の実施形態の第１態様の前処理部の処理ロジックを示すブロック線図である。 第２の実施形態の第１態様の前処理部に設けられたＡＤＦの構成を例示するブロック線図である。 本発明に係る第２の実施形態の第２態様の前処理部の処理ロジックを示すブロック線図である。 本発明に係る第２の実施形態の第２態様の変形例の処理ロジックを示すブロック線図である。 本発明に係る第２の実施形態の第３態様の前処理部の処理ロジックを示すブロック線図である。 実施例１、２のブレーキング実験における車速変化を示すグラフである。 実施例１の実験において、各加速度センサで検出した加速度の時間変化を示すグラフである。 実施例１の実験において、加速度差の時間変化を示すグラフである。 実施例１の実験において、加速度差に基づいて制御したときの、加速度の時間変化を示すグラフである。 加速度差信号を前処理部で処理したあとの前処理済み信号の時間変化を示すグラフである。

図１は、この発明の第１の実施形態のエンジン制振システムに係るエンジンの側面面配置を示す模式図であり、エンジン１は、車体２に対して、ＡＣＲ（アクティブコントロールロッド、シャフトモータともいう）３と、図示の場合３個のエンジンマウント５（アクティブコントロールなし）とによって支持され、ＡＣＲ３はエンジンを支持するともに、制振力を能動的にエンジン１に加えてその振動が車体に伝達されるのを抑制するよう機能する。

ここで、ＡＣＲ３は、図２に模式図で示すように、複数個の永久磁石２５を軸方向に並べて構成したシャフト２１と、その周囲に配置された電磁コイル２２とよりなり、電磁コイル２２に電流を流したときそれらに発生する磁気的な相互作用により、シャフト２１と電磁コイル２２とは、非接触状態を保ちながら軸方向に相対変位が可能なように構成されている。すなわち、シャフトは永久磁石をＮ極同士、Ｓ極同士をそれぞれ接合した構造になっており、接合部から強い磁力線が発生し、一方、このシャフト２１を取り囲む電磁コイル２２に電流が流れると磁界が発生し、フレミングの左手の法則によりシャフト２１と電磁コイル２２とを軸方向に相対変位させる推力が発生する。

このように構成されたＡＣＲ３は、相互の磁気作用により非接触状態を保つことができ、その状態で相対変位することができるので、応答性が極めて高く、また、その軸方向の変位に対して、推力を制御することにより、それらの相対変位における可動範囲内であればどの位置でもあっても、バネ特性を固くしたり柔らかくしたり自在に制御できるという特長を有している。

このような特長を有するＡＣＲ３を、例えば、図１に示すように、シャフト２１と電磁コイル２２との一方をエンジン１の側に固定し、他方を車体１２の側に固定し、電磁コイル２２に流す電流を制御することによって、エンジン１と車体１２との相対変位に対して、これらの間に設けられたバネとして介在させることができ、しかも、そのバネ常数をリアルタイムで制御することにより、所望の制振効果を得ることができる。

また、エンジン１には、その表面（図示の場合はエンジンの上面）上に一対もしくは複数対（図示の場合は1対）の加速度センサ４ａ、４ｂが固定されて設けられ、エンジン１のそれらの点における加速度をリアルタイムに検知するよう機能する。対をなす加速度センサ４ａ、４ｂは、ドライブシャフト軸線ＳＴの周りに互いに対称に配置されドラブシャフト軸線ＳＴの周りの円周の接線方向成分、すなわちエンジン１のロール方向成分の加速度を検知するよう設定されている。

図３は、この実施形態のエンジン制振システムの構成を示すブロック線図であり、エンジン制振システム１０は、車体２に対してエンジン１を支持するとともにこれを制振する複数個のＡＣＲ３と、エンジン１表面上の、ドライブシャフト軸線ＳＴに関し互いに対称に配置された一対の加速度センサ４ａ、４ｂと、加速度センサ４ａ、４ｂからの加速度信号に基づいて、ＡＣＲ３の制振力を制御する制御部１１とを具える。

制御部１１は、加速度センサ４ａ、４ｂからの加速度信号α1、α2の差αを算出する加速度差算出部１２と、予め設定された固定のフィードバックフィルタマトリックス、および、加速度信号α1、α2の差αに基づいて、複数個のＡＣＲ３のそれぞれの制振力を制御する信号β1、β2をリアルタイムに算出する高速演算装置９とを具える。

ここで、加速度センサ４ａ、４ｂが検出する加速度信号の成分の内、ロール成分をr、並進成分をtとすると、加速度センサ４ａ、４ｂが検知する加速度信号α1、α2は、図４に模式図で示すように、式（１）、（２）のように表すことができ、したがって、加速度信号α1、α2の差αは、式（３）で示すように、ロール成分rの2倍の値となり、このことによって、並進成分を取り除き、ロール成分だけを取り出すことができる。

α1＝r＋t （１）
α2＝r−t （２）
α＝α1−α２＝2r （３）

本発明は、このように、並進成分tを取り除いたあとの、加速度信号α1、α2の差αをフィードバックしてＡＣＭ３ａ、３ｂの制振力を制御するので、高精度にロール成分の振動を抑えることができる。

制御部１１には、また、加速度信号α1、α2を得るために、加速度センサ４ａ、４ｂからの信号を増幅するアンプ７が設けられるとともに、高速演算装置９からの出力信号をβ1、β2を増幅してＡＣＲ３に入力するアンプ６が配設される。

本発明においては、エンジンのロール共振モードを制振することを主たる目的としており、その場合、フィルタ８は，一般的なエンジンの共振周波数を含む10〜15Hzの周波数だけを通過させるものとするのが好ましい。

出力信号をβ1、β2は、加速度信号α1、α2の差αを基に、フィードバックフィルタマトリックスを用いて式（４）により求めることができる。ここで、βは、β1、β2よりなるマトリックスである。

β＝K・α （４）

また、フィードバックフィルタマトリックスを構成するKは、例えば、次のようにして設計することができる。すなわち、この設計を、入力端外乱を用いたＨ∞制御における混合感度問題として捉え、図５に示した系において、外乱w1、w2から制御量z1、z2までの伝達関数WsMのＨ∞ノルム、および、外乱w1、w2から制御量z3、z4までの伝達関数WtTのＨ∞ノルムを求め、これらの伝達関数WsM、WtTにおけるM、Tが、それぞれコントローラＫの関数であるので、これらの伝達関数WsM、WtTのＨ∞ノルムを小さくするように全体の系を設計することによってコントローラＫを求めることができる。

ここで、図５において、Ｐは、ＡＣＲから加速度センサまでの、実際の系の伝達関数を計測しモデリングしたもの、Ｋは、設計しようとするコントローラで、式（４）のKよりなるフィードバックマトリックスであり、また、w1、w2は外乱入力、w3は観測ノイズ、また、Ws、Wt、および、Wnは重み関数で、Ws、Wtを試行錯誤で修正しながら上記伝達関数を小さくするようにしてコントローラＫを設計するのである。ただし、実際にシステムを制御する際には、これを状態方程式に変換し時間領域でリアルタイムに制御を行う。

ここで、本発明の第２の実施形態のエンジン制振システムとして、制御部１１の代わりに、図６にブロック線図で示す制御部１１Ａを用いることもできる。すなわち、制御部１１Ａは、適応ディジタルフィルタ（以下「ＡＤＦ」という）を用いて、車両の走行に伴って変動する加速度信号αからロール共振以外の振動成分を除去した前処理済み信号δをリアルタイムに生成する前処理部１４と、この前処理済み信号δ、および、予め設定された固定のフィードバックフィルタマトリックスに基づいて、ＡＣＲ３の制振力を制御する信号β1、β2をリアルタイムに算出する高速演算部９Ａとを具える。

制御部１１には、また、加速度信号αを得るために、加速度センサ４ａ、４ｂからの加速度信号α1、α2を増幅するアンプ７、および、加速度信号α1、α2の相互の差を算出して加速度信号α（以降、「加速度差信号α」という）を出力する加速度差演算部１２が設けられ、さらに、高速演算部９Ａからの出力信号を増幅してＡＣＲ３に入力するアンプ６が配設される。

ここで、加速度信号α1、α2の差の信号αをＡＣＲ３の制御に用いるのは、加速度信号α1、α2の中に含まれるロール共振成分と並進成分とのうちロール共振成分だけを抽出するためであり、これは、加速度センサ４ａ、４ｂをエンジン１のドライブシャフト軸線ＳＴに関し対称に配置しておくことにより実現することができることは、図４を参照して先に説明したとおりである。

この第２の実施形態のエンジン制振システムの特徴は、ＡＣＲ３を制御する信号β1、β2を生成するに際し、加速度差信号αを直接入力するのではなく、前処理部１４にて、加速度差信号αからロール共振以外の振動成分、例えば、エンジン回転に同期する振動成分を除去した前処理済み信号δをリアルタイムに生成して、これを高速演算部９Ａに入力して信号β、β2を生成する点にあり、このことによって、ロール共振以外の種々のノイズ成分を効果的に除去することができる。

前処理部１４には、ロール共振以外の振動成分を除去するため、ＡＤＦが用いられており、ＡＤＦは、除去対象とするロール共振以外の振動成分に相関する信号を入力し、この入力信号をフィルタリングパラメータでフィルタリングして出力信号を生成するとともに、前記加速度信号信号からこの出力信号を差し引いた誤差信号が最小となるように前記フィルタリングパラメータを更新するよう構成され、前処理部１４は、前記誤差信号を前記前処理済み信号として出力するよう構成されている。以下にその実施形態を例示する。

なお、本発明において、前処理部１４に入力する信号の数は複数個でもよいが、以下に説明する例においては、１個の加速度差信号αを入力して１個の前処理済み信号δを出力する場合を示す。

図７は、第２の実施形態の第１態様の前処理部１４の処理ロジックを示すブロック線図であり、この実施形態は、エンジン１の回転を検出する信号を用いることによって確実にエンジン１の回転に同期する振動をノイズとして除去するよう構成されたものであり、前処理部１４には、加速度信号αの他、エンジン１の回転速度を検出するエンジン回転検出器１５からの回転同期信号γが入力され、これらの入力に基づいて前処理済み信号δが出力される。

また、前処理部１４内には、ｎ段のＡＤＦと、１次〜ｎ次コサイン生成部とが設けられ、これらの１次〜ｎ次コサイン生成部において、前処理部１４に入力された回転同期信号γから、１〜ｎ次の余弦波が生成され、ｉ次の余弦波はレファレンス信号としてｉ段目のＡＤＦ（ｉ）に入力され、それぞれのＡＤＦ（ｉ）のフィルタリングパラメータでフィルタリング処理されて出力された出力信号τiは、１次のものからｎ次のものまで互いに足し合わされ、これらの合計Στiが加速度信号から差し引かれこれらの差である誤差信号が前処理済み信号δとして次の高速演算部９Ａに入力される。

この前処理済み信号δは、各ＡＤＦ（ｉ）にフィードバックされ前処理済み信号δが最小となるようフィルタリングパラメータが更新される。

図８は、図７におけるＡＤＦ（ｉ）の例として２タップフィルタで構成したものを示すブロック線図であり、ＡＤＦ（ｉ）は、これに入力されるｉ次の余弦波cos(iθ)から、「90°遅れ」回路を用いて90度位相を遅らせた正弦波sin(iθ)を生成し、余弦波cos(iθ)、正弦波sin(iθ)にそれぞれ、フィルタリングパラメータＷcos、Ｗsinを掛けたものを足し合わせて出力信号τiとするよう構成される。ここで、フィルタリングパラメータＷcos、Ｗsinのそれぞれを、前処理済み信号δが最小となるように、LMSアルゴリズムなどを使用して適応させている。

フィルタリングパラメータを更新するのに用いるアルゴリズムとしては、上記LMSアルゴリズムの他、ニュートン法あるいは最急下法などの適応アルゴリズムを用いることができる、また、その他好適に利用できる適応アルゴリズムとして、複素LMSアルゴリズム（Complex Leasl Mean Square Algorithm）、Nomalized LMSアルゴリズム（Nomalized LeastMean Square Algorithm）、射影アルゴリズム（Projection Algorithm）、SHARFアルゴリズム（Simple Hyperstable Adaptive Recursive Filter Algorithm）RLSアルゴリズム（Recursive Least Square Algorithm）、FLMSアルゴリズム（Fast Least Mean Square Algorithm）、DCTを用いた適応フィルタ（Adaptive Filter using Discrete cosine Transform）、SANフィルタ（Single Frequency Adaptive Notch Filter）、ニューラルネットワーク（Neural Network）、遺伝的アルゴリズム（Genetic Algorithm）を用いることができる。

図９は、第２の実施形態の第２態様の前処理部１４Ａの処理ロジックを示すブロック線図であり、この実施形態は、エンジン回転に同期する信号を用いることなくエンジン回転に相関する振動をノイズとして除去するよう構成されたものであり、前処理部１４Ａには、加速度信号αだけが入力され、この入力に基づいて前処理済み信号δが出力される。

前処理部１４Ａ内には、「DELAY（遅れ）」回路と、ＡＤＦとが設けられ、入力された加速度信号αは「DELAY（遅れ）」回路によって遅延されたあと必要に応じてフィルタを通過したあとＡＤＦに入力され、ＡＤＦのフィルタリングパラメータでフィルタリング処理されて出力信号τiが出力される。この出力信号τiは加速度信号から差し引かれこれらの差である誤差信号が前処理済み信号δとして次の高速演算部９に入力される。ＡＤＦのフィルタリングパラメータは、前処理済み信号δが最小となるよう更新される。なお、第２の実施形態のの第２態様の前処理部１４Ａに代えて、図１０にブロック線図で示した前処理部１４Ｂを用いることもできる。

図１１は、第２の実施形態の第２態様の前処理部の処理ロジックを示すブロック線図であり、この実施形態の前処理部１４Ｃは、エンジン回転以外の、例えば、サスペンションや車体の共振成分等の除去したい成分の振動をノイズとして除去するよう構成されたものであり、前処理部１４Ｃには、除去対象とする振動成分を検知する加速度センサからの加速度等の信号η1、η2、・・・ηnを入力し、これらの信号をフィルタ（１）、フィルタ（２）、・・・フィルタ（ｎ）でフィルタリングしたあと、それぞれ、ＡＤＦ（１）、ＡＤＦ（２）・・・ＡＤＦ（ｎ）に入力され、これらのフィルタリングパラメータでフィルタリング処理されて処理済み信号σ1、σ2・・・σn、として出力され、これらの出力信号は足し合わされ、これらの合計Στiが加速度信号αから差し引かれこれらの差である誤差信号が前処理済み信号δとして次の高速演算部９に入力される。

この前処理済み信号δは、各ＡＤＦ（ｉ）にフィードバックされこれが最小となるようフィルタリングパラメータが更新される。

次に、高速演算部９Ａについて、図６を参照して説明を加える。高速演算部９Ａでは、前処理済み信号δを基に、フィードバックフィルタマトリックスを用いて式（５）により、ＡＣＲ３の制振力を制御する信号を、β1、β2を出力する。ここでベータは、β1、β2よりなるベクトルである。

β＝K・δ （５）

ここで、フィードバックフィルタマトリックスKは、先の第１の実施形態について説明したのと同様にして設計することができる。

実施例１は、本発明に係る第１の実施形態に関するものであり、図１、図２に示したエンジン配置、および、図３に示したブロック線図の制御部１１を有するエンジン制御システムを搭載した車両をドライアスファルトの路面を時速100km/hで走行させた状態からＡＢＳの作動下でフルブレーキングをかけて停止させ、この間の加速度センサ４ａ、４ｂが固定されている点の加速度の時間変化をグラフ化した。図１２は、ブレーキング時の速度変化を縦軸に車速を、横軸に時間をとってあらわしたグラフである。時間は、計測開始時を時間としていて、計測開始の0.4秒後がブレーキングを開始したブレーキングポイントであり、約4秒後に車速がゼロとなっている。

図１３〜１５は、横軸に図１２のグラフと時間軸を合わせた時間をとり、縦軸に振動の加速度（m/s²）をとって、上記加速度センサ４ａ、４ｂからの加速度データをプロットしたグラフである。図１３（ａ）、１３（ｂ）は、それぞれ、制御をかけない状態における、加速度センサ４ａ、４ｂからの加速度データを示し、図１４は、これらの加速度の差を計算してプロットしたものを示す。図１３（ａ）、１３（ｂ）における各加速度センサ単体の加速度データでは、十分捉えることのできなかったロール共振方向の振動成分を、図１４に示すようにそれらの差をとることによって、精度良く捉えられることが分かる。さらに並進成分が除去されていることも分かる。

図１５に示した３つのデータは、それぞれ、実線（Ａ）が、加速度センサ４ａ、４ｂの差に基づいて制御した場合のデータ、点線（Ｂ）は、エンジン上部の加速度センサ１個だけを用いて制御した１点制御の場合のデータ、そして、２点鎖線（Ｃ）は、全く制御をしない制御ＯＦＦの場合のデータをそれぞれ表す。いずれの場合も、ＡＤＦによる制御はかけていない。

図１５から分かる通り、制御ＯＦＦの場合には大きなピークがあるが、１点制御の場合にはこのピークが抑えられ、加速度差に基づいて制御した場合には、このピークがさらに小さく抑えられていることがわかる。

なお、試験に用いた車両は、2250ccのガソリンエンジンを搭載した車両総重量約2トンのミニバンであった。また、図１３（ａ）、１３（ｂ）、図１４に示したデータは、グラフを見やすくするため、元の信号を30Hzのローパスフィルタでフィルタリングしたものを用いている。

実施例２は、本発明に係る第２の実施形態の第１態様に関するものであり、図１、図２に示したエンジン配置、および、図６〜図８に示したブロック線図に示した前処理部１４を有するエンジン制御システムを搭載した車両を、ドライアスファルトの路面を時速100km/hで走行させた状態からＡＢＳの作動下で、図１２に示した減速カーブでフルブレーキングをかけて停止させ、この間の加速度センサ４ａ、４ｂが固定されている点の加速度データα1、α2をそれぞれ取得し、これらのデータの差αを前処理前信号として、この前処理前信号（図１４に示した加速度データ）を、図６〜図８に示した前処理部１４に入力して前処理したあと前処理済み信号を出力した。図１６は、前処理済み信号の時間変化をを実線で表すグラフであり、比較のため、前処理前信号のデータも合わせてこのグラフにプロットした。

図１６より明らかなように、ＡＤＦを用いることにより、特に低速時のエンジンの回転に伴う次数成分は除去されロール共振成分だけを効果的に抽出できることがわかる。なお、試験に用いた車両は、実施例１のものと同じである。

なお、以上の実験はブレーキングにおけるエンジンの振動を測定したものであるが、この結果は、当然ながらレーンチェンジ時等の操舵にも適用することができ、このことにより、本発明によって操縦性を向上させられることがわかる。

１ エンジン
２ 車体
３ ＡＣＲ
４ａ、４ｂ 加速度センサ
５ エンジンマウント
６、７ アンプ
９、９Ａ 高速演算装置
１０ エンジン制振システム
１１、１１Ａ 制御部
１２ 加速度差算出部
１４、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ 前処理部
Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３ フィードバックフィルタマトリックス
ＳＴ ドライブシャフト軸線

Claims (7)

1. 車両に搭載されたエンジンの所定方向の振動の、車体への伝搬を抑制するエンジン制振システムにおいて、
   エンジン上に固定され、前記所定方向の加速度を検知する１対もしくは複数対の加速度センサと、エンジンを支持するとともにこれを制振する１個以上のアクティブコントロールロッド（以下「ＡＣＲ」という）と、前記加速度センサからの加速度信号に基づいて、前記ＡＣＲの制振力をリアルタイムに制御する制御部とを具え、
   前記対をなす加速度センサのそれぞれは、エンジンのドライブシャフトの軸線に関して互いに対称に配置されてなり、前記制御部は、予め設定された固定のフィードバックフィルタマトリックスと、車両の走行に伴って変動する、前記対をなす加速度センサからの加速度信号の差とに基づいて、前記ＡＣＲの制振力を制御する信号をリアルタイムに算出する高速演算装置を具えて構成され、
   前記フィードバックフィルタマトリックスは、前記加速度信号の差を入力して前記ＡＣＲへの制御信号を出力するよう設定されてなり、
   前記ＡＣＲを、複数個の永久磁石を軸方向に並べて構成したシャフトと、その周囲に配置された電磁コイルとを配設しそれらの磁気的な相互作用により、それらのシャフトおよび電磁コイルが非接触状態で軸方向に相対変位できるよう構成するともに、シャフトおよび電磁コイルの一方をエンジンに、これらの他方を車体に、それぞれ、ジョイントを介して連結して構成してなるエンジン制振システム。
2. 前記所定方向をエンジンのロール方向としてなる請求項１に記載のエンジン制振システム。
3. 前記所定帯域を、10〜20Hzとしてなる請求項１または２に記載のエンジン制振システム。
4. 前記制御部は、適応ディジタルフィルタ（以下「ＡＤＦ」という）を用いて、車両の走行に伴って変動する前記加速度信号からロール共振以外の振動成分を除去した前処理済み信号をリアルタイムに生成する前処理部と、この前処理済み信号、および、予め設定された固定のフィードバックフィルタマトリックスに基づいて、前記１個以上のＡＣＲのそれぞれの制振力を制御する信号をリアルタイムに算出する高速演算部とを具え、
   前記ＡＤＦは、除去対象とするロール共振以外の振動成分に相関する信号を入力し、この入力信号をフィルタリングパラメータでフィルタリングして出力信号を生成するとともに、前記加速度信号信号からこの出力信号を差し引いた誤差信号が最小になるように前記フィルタリングパラメータを更新するよう構成され、前記前処理部は、前記誤差信号を前記前処理済み信号として出力するよう構成されてなる請求項２または３に記載のエンジン制振システム。
5. 前記ＡＤＦに入力する、ロール共振以外の振動成分と相関する信号を、エンジン回転に同期する１次および／もしくは高次の信号とする請求項４に記載のエンジン制振システム。
6. 前記ＡＤＦに入力する、ロール共振以外の振動成分と相関する信号を、前記加速度信号を所定の位相だけ遅延させた信号とする請求項４に記載のエンジン制振システム。
7. 前記ＡＤＦに入力する、ロール共振以外の振動成分と相関する信号を、ロール共振以外の振動成分を検知することのできる位置に設けられたセンサによって検知された信号とする請求項４に記載のエンジン制振システム。

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