JP2706051B2

JP2706051B2 - 振動減衰装置

Info

Publication number: JP2706051B2
Application number: JP6283669A
Authority: JP
Inventors: ライバッハマルクス; フォイラーゲオルク
Original assignee: カール・フロイデンベルク
Priority date: 1993-11-24
Filing date: 1994-11-17
Publication date: 1998-01-28
Anticipated expiration: 2013-01-28
Also published as: DE59401159D1; EP0655566B1; BR9403908A; JPH07190137A; EP0655566A1; US5520375A; DE4340034C1; ES2096377T3

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、振動する構成要素の振
動を減衰するための振動減衰装置に関する。

【０００２】

【従来技術】前述の形式の振動減衰用の支承装置はドイ
ツ連邦共和国特許第３４３３２５５号公報に示されてい
る。振動減衰用の支承装置が示されており、その減衰装
置と補償壁が能動的に制御される。プロセス計算器を含
む制御ユニットを介して操作素子が作動される。その目
的は、振動体の障害振動に起因する、減衰器流体中の圧
力変動の補償を達成するためである。プロセス計算器
は、発信器により検出される参照信号たとえばエンジン
回転数ならびに、振動体の状態を特徴づける少なくとも
１つの別の信号を入力される。さらにプロセス計算器は
この参照量に依存して任意にプログラミング可能であ
る。この種の制御により、発生する振動体固有の障害振
動を全体的に良好に補償可能にするための、それ自体は
良好な前提が提供されている。しかし各々の適用事例の
ためにプロセス計算器の、全般にわたる新たなプログラ
ミングが必要とされる。そのためたとえば、相異なる構
造と装備を有する車両に適用する場合は著しく高価にな
る。しかしこれによっては空気により伝えられる音成分
の検出は行えない。しかし、実際の運転中に得られる実
際に生ずる、および生じ得る障害振動のスペクトルは、
これによっては不十分にしかカバーすることができな
い。多額の費用により算出されて特性領域の中に格納さ
れた制御データの使用も、装置そのものにおける２次変
化が生じない場合しか、たとえば支持される質量体の重
量の変化および／またはゴム支持体中に含まれているゴ
ム成分の弾性の老化による変化を許容できない場合し
か、用いられない。ドイツ連邦共和国特許第４１０４１
６８号に液圧で振動が減衰されるゴム支持体が示されて
いる。この支持体は、振動運動をする機械装置を支持体
の上に支持のために用いられる。この場合、流体の充填
された動作室に、電磁式駆動装置を有するアクチュエー
タが配属されている。この駆動装置は制御装置を有し、
この制御装置は機械装置の第１発信器から信号が導かれ
るように、この発信器と接続されている。この制御装置
は信号発生器、特性領域制御装置と出力段としての電力
増幅器を含む。この中に含まれているアクチュエータは
電磁式駆動装置を有する。そのため、振動をゴム支承体
の上部へ導く際に流体の充填された動作室の中に惹起さ
れる圧力変化を、機械部材への伝達が行なわれ得ないよ
うに、打ち消すことができる。液圧式減衰支承体は調整
装置も含めて、エンジンに発生する振動と関連づけた時
にだけ使用され得る。そのため別の部材に発生した振動
は検出されない。支持体ならびに障害振動調整用の広範
囲の回路機構の複雑な構成がコストを上昇させる。

【０００３】ドイツ連邦特許出願公開公報第４１２３２
５４号に、能動的な支持体部材たとえば自動車における
駆動機構の支承装置の支承体部材用の制御装置が示され
ている。個々にまたはグループにまとめて配置された能
動的な支承体部材、たとえば自動車における駆動機構の
支持のための能動的な支持体部材のための制御装置が示
されている。この制御装置は障害振動と車両の固有の参
照量を検出するセンサを有する。これらの参照量はたと
えばエンジン回転数、係合投入されている変速段、絞り
弁位置等である。この制御装置は、センサからの信号を
処理するための制御装置と、制御回路の出力信号に依存
して支持体部材に影響を与えるアクチュエータを有す
る。この制御回路はメモリに記憶されている車両固有の
特性領域にも依存する。この特性領域は試行で設定さ
れ、これから、センサにより検出された値と関連づけ
て、制御回路を処理する信号が発生される。この特性領
域において、センサにより検出される空気伝達値と、高
い費用でのみ測定可能な別の量が考慮される。欠点は複
雑な回路装置にある。あまりにも多くの測定値が検出さ
れ、そのため著しく多くのメモリ容量を設ける必要があ
る。その結果、コストが上昇する。支承装置については
詳細に特別には示されていない。

【０００４】

【発明の解決すべき課題】本発明の課題は冒頭に述べた
形式の支承装置を有する振動減衰装置の、発生する障害
振動が全体的に最適に補償されるように改善することで
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
り、ばね素子と、慣性質量体と、プランジャコイルと、
第１の発信器と、信号発生器と、少なくとも２つの特性
曲線素子と、第２の発信器と、少なくとも１つの伝達素
子とを有しており、前記ばね素子は、第１及び第２の側
面を有しており、前記慣性質量体は、環状磁石及び該環
状磁石用のハウジングを有していて、該慣性質量体が振
動運動を行えるように前記ばね素子の前記第１の側面に
取り付けられており、前記ばね素子の前記第２の側面
は、前記振動する構成要素に結合されており、前記プラ
ンジャコイルにより、前記慣性質量体の制御された振動
運動が生じる際、前記プランジャコイルは、前記慣性質
量体が振動するように該慣性質量体に力を加えて、前記
ばね素子の振動により、前記振動する構成要素が振動さ
れるように構成されており、前記第１の発信器は、前記
振動する構成要素の振動周波数に相応する信号周波数の
第１の発信信号を発生し、前記信号発生器は、前記第１
の発信器に接続されており、前記信号発生器は、前記振
動周波数に等しい高調波振動周波数の、位相シフトされ
た少なくとも２つの高調波信号を発生し、前記少なくと
も２つの特性曲線素子には、前記位相シフトされた少な
くとも２つの高調波信号が供給され、前記第２の発信器
は、振動減衰器及び前記振動する構成要素の振動周波数
に相応する信号周波数の第２の発信信号を発生し、前記
少なくとも１つの伝達素子は、低域通過特性を有してお
り、前記伝達素子は、前記第２の発信器及び少なくとも
２つの特性曲線素子に接続されており、前記少なくとも
１つの伝達素子は、前記プランジャコイルに接続されて
いる構成により解決される。有利な構成が従属請求項に
示されている。

【０００６】

【発明の効果】慣性質量体とばねが流体により接触され
ず、支持体は簡単に構成されたゴム支持体および／また
は金属支持体から構成されるため、複雑な構成でかつ操
作が複雑な流体支承体を使用する必要はないという利点
を有する。流体支持体として構成された支持体は、車両
のエンジンと常に結合されている。この場合、エンジン
における高い温度が流体支持体に不利に作用することも
あり得る。本発明による振動減衰装置の使用の際は、即
ち障害振動補償用の可調整の振動減衰器と結合された支
承装置は、すべての振動体に使用できる。さらに振動す
る部材としてモータだけでなく、変速器、空調装置、発
電機、またはたとえば車両の車輪もあげられる。振動減
衰器は所定の個所だけに取付けできるだけでなく、たと
えば補助フレーム、長手方向支持体、エンジンまたは車
体の任意の個所に取り付けることもできる。振動減衰器
において、慣性質量体とばねから成る振動系の固有周波
数は最高でも、往復運動の周波数と同じ大きさに設定さ
れている。慣性質量体は、支持板に、これに対して運動
せずに固定されたプランジャコイルにより、運動され
る。ばね素子はプランジャコイルにより変形可能であ
る。慣性質量体は容器状磁石により構成されている。こ
の容器状磁石は、プランジャコイルを半径方向に内側と
外側で少なくとも部分的に同心的に囲みさらに案内部材
によりプランジャコイルの軸に平行に案内されている。
その利点は、振動開始の際に、互いに運動する部材と、
運動方向に実質的に平行に延在する磁界により貫通され
る空隙に対する平行な案内により、常に一様な空隙の幅
が維持され、これにより振動減衰器が直線的な作動特性
を有する。磁界は空隙中を半径方向に走行し、そのた
め、ばね素子の、設定された運動方向へはスタティック
なバイアス力を発生しない。ばね素子がスタティックな
磁力によりスタティックに負荷を受けないため、使用時
間が増加する場合も、ばね材料の一様な設定は行わな
い。振動減衰器は、開始された振動を能動的に低減でき
る。振動減衰器はさらに所期のように振動するように励
振できる。その目的は、振動を、隣り合う部材におい
て、その周波数と強さに関して所望のように変化させる
ためである。慣性質量体とばねから成る振動減衰器は１
つの別個のケーシング中に収容されている。磁石ケーシ
ングと磁石から成る容器状磁石は、プランジャコイルの
軸線に平行に運動可能な地震質量を構成する。ケーシン
グは機械部材の、支承装置とは反対側に取り付けられて
いる。プランジャコイルへの交流電流の案内の際に、容
器状磁石と機械部分に取り付けられている−これは一方
では容器状磁石の慣性質量体に、他方では機械部に支持
されている−支持板との間に力が発生される。この種の
構成において著しく重要なことは、プランジャコイル
は、別個に取り付けられた保持体によらずに機械部材に
取り付けなければならないことである。長い使用期間中
の良好な使用特性を得る目的で、および能動的な可調整
の振動減衰器を種々の組み込み位置において使用可能に
する目的で、プランジャコイル支持体を形成する支持板
と容器状磁石との間にばね素子の形式の弾性懸架部材が
設けられる。この懸架部材は容器状磁石を所定のように
空間的なゼロ位置において保持する。案内部材は容器状
磁石をプランジャコイルに関係づけて、次のように案内
する。即ち容器状磁石へ横方向の力が作用する場合も、
磁石とコイルとの間に許容されない摩擦または力の作用
が現われないように案内する。容器状磁石の慣性質量体
の質量と振動する部材の質量との比は１／１００〜１／
１０００である。ばね素子は弾性プラスティック材料か
ら形成できる。振動減衰器の構造を、部材を少なくして
複雑化しないようにすると有利である。容器状磁石の慣
性質量と減衰されるべき振動に依存してばね素子の弾性
係数を、相応の材料選択により定めることができる。

【０００７】振動する部材により励振される、機械部材
に関連する音響的に障害となる振動からの著しく改善さ
れた遮断の目的で、振動減衰器は調整回路と結合でき
る。有利に第１発信器に信号発生器が後置接続されてい
る。この信号発生器は２つの高調波の第１信号ならびに
第２信号を発生する。第１信号は互いに位相が異なり振
動する部材の振動に一致する周波数を有する。第２信号
はこの周波数を、この第２信号が特性直線素子−その入
力信号と出力信号との間の関数関係は任意に設定される
−へ導かれるように、再生する。これらの特性曲線素子
の出力信号は正弦波発生器の第１信号に乗算され、この
ようにして得られた第３の信号は対毎に加算される。こ
のようにして得られた信号は次にそれぞれセンサの第４
の信号−これは機械の相対運動の特性を表わす−と乗算
される。このようにして得られた第５の信号は、任意に
設定されるべき伝達素子へそれぞれ導かれる。−この伝
達素子は任意に設定可能な周波数の上側に低域通過特性
を有する。このようにして得られた第６の信号は正弦波
発生器の信号と乗算され、このようにして得られた第７
の信号は第８の信号へ加算される。この信号は電力増幅
器において増幅されて振動減衰器の作動のために用いら
れる。少なくとも１つのセンサにアナログディジタル変
換器を後置接続し、さらに電力増幅器にアナログディジ
タル変換器を前置接続すると有利であることが示され
た。これにより達せられることは、振動減衰器の制御
を、ディジタル式制御ユニットの使用の下に、著しく良
好に実現できることである。この場合、任意にプログラ
ミング可能なユニットの使用は有利である。基本的に正
弦波発生器、加算素子、分岐点、乗算器、伝達素子およ
び電力増幅器を全部または部分的にディジタル式ユニッ
トで実現すると有利である。複数個の関数の実現は任意
に選定可能である。

【０００８】特性曲線素子のディジタルによる実現は著
しく有利である。この場合、振動する部材の振動の周波
数を特徴づける正弦波発生器の第２信号と、特性曲線素
子の出力信号との間の複雑な関数関係も実現できる。こ
の種の関係はその都度に定められる周波数領域のために
区間毎に一定値として設定され、テーブルの形式で記憶
できる。調整は融通性をもってこの種のディジタル形式
による実現のための種々の作動条件に適合化できる。Ａ
／Ｄ変換器にアナログ低域通過フィルタを前置接続する
ことが必要とされる時もある。その目的はエイリアス作
用を回避し、さらにＡ／Ｄ変換器にアナログの低域通過
フィルタを後置接続し、出力結合されるべき信号の階段
状の経過を平滑化し、このように平滑化された信号を電
力増幅器へ導くためである。この付加的なフィルタは、
特性曲線素子を用いて実現される関数においても考慮す
る必要がある。さらに達せられるべきことは、信号発生
器により発生される両方の第１信号の間の位相差も、信
号発生器により発生される、振動する部材の振動周波数
を特徴づける第２の信号に依存して定められる。このこ
とはたとえば不作動時間素子、アナログまたはディジタ
ルフィルタ、シフトレジスタ等の使用の下に達せられ
る。この回路により振動減衰器の調整が、著しく小数の
計算演算しか必要とされないように行われる。振動減衰
器の調整の実現の際に、必要とされる所要メモリはわず
かである。予備試行において求められた、制御において
特性曲線素子を用いて実現される関数関係は記憶する必
要がある。振動減衰器の調整は著しく大きい周波数範囲
に対して適しており、調整技術の点において著しく高い
堅牢性により特色づけられている。電力増幅器、振動減
衰器、機械部材およびセンサのダイナミック特性の変化
は広い範囲において許容できる。調整は、遮断されるべ
き振動の迅速な周波数変化へ応動する。たとえば振動部
材の回転数変化に起因する周波数変化へ応動する。

【０００９】次に本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。

【００１０】

【実施例】振動する部材１のための支承装置は支承体２
３を含み、この支持体は機械部２４たとえば車体の上に
支持されている。支持体２３はばねにより振動減衰器２
５の慣性質量体と結合されている。慣性質量体３２とば
ね２８から構成されているこの振動系は、流体により接
触されない。

【００１１】支持体２３は簡単に構成されたゴム層およ
び／または金属層から成る。支持体２３と振動減衰器２
５との結合部材は、振動する各々の部材に発生する全部
の障害振動の振動補償のために用いられる。振動する部
材はたとえばモータ、変速器、空調コンプレッサ、発電
機であり、あるいは車両の車輪でもある。換言すれば本
発明による装置は車両の所定の個所だけにではなく、振
動する部材が存在するいかなる個所にも取り付けること
ができる。

【００１２】図２は使用される振動減衰器２５を示す。
往復運動する機械部材２４に取り付けられている能動的
振動減衰器２５が示されている。振動減衰器２５は、機
械部材２４と結合されている支持板２６を有する。ここ
に図示されている実施例において、機械部材２４と支持
板２６は互いに螺合されている。振動減衰器２５の慣性
質量体は容器状磁石３２により形成されている。この容
器状磁石３２は磁石３４と磁石ケーシング３３を含む。
慣性質量は磁石ケーシング３３の質量の変化により変化
できる。このことにより、および同じく可変に構成され
たばね素子２８により、振動減衰器２５の固有振動数は
所望の値へ設定できる。容器状磁石３２はプランジャコ
イル３５を半径方向に内側と外側に含む。プランジャコ
イル３５は支持板２６に非可動に取り付けられている。
プランジャコイル３５はそれぞれ図示されていない端子
を有し、給電ユニットにより交流電流が加えられる。プ
ランジャコイル３５は機械部材２４の運動に対して平行
に設けられている。容器状磁石３２はばね素子２８によ
り、支持板２６に振動可能に取り付けられている。プラ
ンジャコイル３５の制御により、機械部材２４の中へ導
かれた振動は低減されるか、または逆方向振動の導入に
より減衰できる。機械部材２４の振動に依存して交流電
流がプランジャコイル３５の中へ導かれる。その結果、
容器状磁石３２と支持板２６との間に力が発生する。支
持板は軸方向に、互いに隣り合う、振動可能に互いに懸
架された部分に支持される。容器状磁石３２は磁石ケー
シング３３と磁石３４から構成されている。磁石３４
は、半径方向に磁化されたリング磁石３１から構成され
ている。磁石ケーシング３３はその外周の領域において
圧力ばめ３０により、支持板２６の縁領域２９と結合さ
れている。支持板２６と縁領域２９は、弾性プラスチッ
ク材料から成るばね素子２８により互いに結合されてい
る。容器状磁石３２はその内周の領域において、軸線方
向の突出部３７により貫通される。この突出部はパイプ
状に構成されており、支持板２６に非可動的に取り付け
られている。突出部３７はその外周の領域において摩擦
低減用の表面コーティング３９が設けられている。その
目的は、交流電流の案内の際の振動減衰器の応動特性を
改善するためである。使用される振動減衰器２５によ
り、たとえばアンバランス励振された振動部材１から生
ずる高調波振動の遮断が可能となる。高調波のアンバラ
ンス振動の周波数は、振動部材１の回転数と一定の関係
があり、したがって測定可能である。そのため信号３．
８が発生され、その周波数は高調波のアンバランス励振
の周波数と一致する。この信号は大きさと位相に関し
て、この信号３．８が電力増幅器２２を介して振動減衰
器２５へ導かれる時に、所望の振動遮断が達せられるよ
うに、形成する必要がある。以後の考察のために、振動
部材１がたとえば４気筒エンジンが用いられることを前
提とする。この種のエンジンにおいては、たとえばその
周波数がエンジン回転数の２倍に相応する振動が発生す
る。

【００１３】発信器２は周期的な時間信号を供給する。
その周期期間は、遮断されるべき振動の周期期間と固定
の比を有する。

【００１４】この種の発信器はたとえば振動部材１の運
動を評価できる。この場合、特に、障害となる信号成分
は除去する必要がある。別の構成は、回転する部材の１
回転毎に一定数のパルスを送出するセンサを使用する点
にある。この一例はいわゆるＯＴセンサである。このセ
ンサは、ストロークピストン機械の所定のピストンが上
死点にある時を信号化する。これにより正確にクランク
軸１回転毎の１つのパルスが得られる。

【００１５】信号発生器３は発信器２の時間信号を入力
されてこれから２つの、相異なる位相の高調波振動を発
生する。これらの両方の高調波振動の間の位相差は周波
数に依存して制御することもできる。これらの高調波振
動の周波数は、遮断されるべき振動の周波数と同一であ
る。

【００１６】正弦波発生器の出力信号は次の式で示す。

【００１７】ｕ_１（ｔ）＝ｓｉｎ（ｗｔ）ｕ_２（ｔ）＝ｓｉｎ（ｗｔ＋ｐｈｉ（ｗ））ただしｗは遮断されるべき振動の角周波数である。

【００１８】次の特別な場合がある：ｐｈｉ（ｗ）＝一定＝９０゜そのため：ｕ_１（ｔ）＝ｓｉｎ（ｗｔ）ｕ_２（ｔ）＝ｓｉｎ（ｗｔ＋９０゜）＝ｃｏｓ（ｗｔ）またはｕ_１（ｔ）＝ｓｉｎ（ｗｔ）ｕ_２（ｔ）＝ｓｉｎ（ｗｔ−ｗＴ）＝ｓｉｎ（ｗ（ｔ−
Ｔ））＝ｕ_１（ｔ−Ｔ）周波数に依存する位相角は、ｐｈｉ（ｗ）＝−ｗ＊Ｔにより形成される。ただしＴは適切な不作動時間であ
る。

【００１９】ｕ_１をＴだけ時間的に遅延されることによ
りｕ_２が得られる。このことはたとえばディジタル形式
で実現する場合に有利である。Ｔがサンプリング時間間
隔の整数倍を表わす時は、ｕ_１の時間的なシフトはシフ
トレジスタの使用の下に実現される。この可能な構成
は、機械の作動回転数領域が制限されている時に設ける
ことができる。

【００２０】振動減衰器２５の調整の実施のために必要
とされることは、ｐｈｉ（ｗ）が１８０゜の整数倍であ
ってはならずかつ０とは異なることである。

【００２１】付加的に信号発生器から、アンバランスに
励振された機械のアンバランス周波数を特徴づける信号
が発生される。この種の信号はたとえば、相応の振動の
周波数または周期期間に比例する。

【００２２】この種の信号発生器の必要な所属の構成部
材は次の素子である。

【００２３】ＰＬＬ回路トラッキングフィルタディジタル発振器。

【００２４】信号発生器３の出力信号ｕ_１（ｔ）は、乗
算器１９の使用の下で、伝達素子１７の出力信号ｒ
_１（ｔ）により生成される；信号発生器３の出力信号ｕ
_２（ｔ）は、乗算器２０の使用の下で、伝達素子１８の
出力信号ｒ２（ｔ）により生成される。

【００２５】次のようにして信号が得られる。

【００２６】ｖ_１（ｔ）＝ｒ_１（ｔ）・ｕ_１（ｔ）＝ｒ_１（ｔ）・ｓ
ｉｎ（ｗｔ）ｖ_２（ｔ）＝ｒ_２（ｔ）・ｕ_２（ｔ）＝ｒ_２（ｔ）・ｓ
ｉｎ（ｗｔ＋ｐｈｉ（ｗ））即ち直線的な振幅変調が実施される。ただしｗは機械部
材２４のアンバランス励振の角周波数ないし振動の周波
数を表わす。

【００２７】信号Ｖ_１とＶ_２は加算器２１の使用の下に
加算されて電力増幅器２２へ導かれる。電力増幅器は振
動減衰器２５を制御して、機械部材２４の運動を生ぜさ
せる。振動減衰器２５により生ぜさせられたこの運動
は、振動する部材１のアンバランスにより生ぜさせられ
た運動により重畳される。全体の運動は発信器１６によ
り検出される。

【００２８】次に前提とされることは、電力増幅器２
２、振動減衰器２５、機械部分２４および発信器２が直
線的な特性を有することである。以下ではこれらの互い
に結合されている素子を部分装置と称する。

【００２９】直線的なこの部分装置に対して、過渡振動
の終了した状態においては、電力増幅器２２の高調波の
入力信号はｘ（ｔ）＝ｒ_１（ｔ）ｓｉｎ（ｗｔ）＋ｒ_２（ｔ）ｓｉ
ｎ（ｗｔ＋ｐｈｉ（ｗ））、であり、センサ１６の出力側における高調波の出力信号
３．４はｇ（ｔ）＝ｒ_１（ｔ）ａｂｓ（Ｇ（ｊｗ））ｓｉｎ（ｗ
ｔ＋ａｒｇ（Ｇ（ｊｗ））＋ｒＴ２（ｔ）ａｂｓ（Ｇ
（ｊｗ））ｓｉｎ（ｗｔ＋ｐｈｉ（ｗ）＋ａｒｇ（ｇ
（ｊｗ）））である。ただし変化された振幅ａｂｓ（Ｇ（ｊｗ））と
位相角（Ｇ（ｊｗ））で生成される。Ｇ（ｊｗ）は増幅
器入力側２２とセンサ出力側１６との間の調整伝達関数
であり、ｒ_１（ｔ）とｒＴ２（ｔ）は適切に設定される
べき振幅である。

【００３０】さらに部材１の高調波運動は発信器１６に
おいて高調波信号ｚ（ｔ）＝Ｚ（ｔ）ｓｉｎ（ｗｔ＋ｇａｍｍａ（ｗ））を生成する。

【００３１】この信号の振幅Ｚ（ｔ）と位相ｇａｍｍａ
（ｗ）は振動する部材１のアンバランス力により、なら
びにダイナミック特性により影響される。

【００３２】簡単化のために以下では周期的な信号だけ
が発生すると前提する。そのためセンサ信号ｓ（ｔ）に
より特徴づけられる機械部材２４の運動は、電力増幅器
入力側ｘ（ｔ）における信号への作用を有すると共に、
次の式で与えられる。

【００３３】ｓ（ｔ）＝ｒ_１（ｔ）ａｂｓ（Ｇ（ｊ
ｗ））ｓｉｎ（ｗｔ＋ａｒｇ（Ｇ（ｊｗ）））＋ｒ
_２（ｔ）ａｂｓ（Ｇ（ｊｗ））ｓｉｎ（ｗｔ＋ｐｈｉ
（ｗ）＋ａｒｇ（Ｇ（ｊｗ）））＋Ｚ（ｔ）ｓｉｎ（ｗ
ｔ＋ｇａｍｍａ（ｗ））。

【００３４】振幅ｒ_１（ｔ）とｒ_２（ｔ）の整合は、セ
ンサ信号ｓ（ｔ）により特徴づけられる機械部２４の運
動が短時間で最小化されるように行うべきである。この
ことを達成するために、ここに示された方法において、
部分装置の調整伝達関数を予備的な試行において求める
ことが必要とされる。

【００３５】電力増幅器入力側２２とセンサ１６との間
で測定された伝達関数Ｇｍ（ｊｗ）は絶対値ａｂｓ（Ｇ
ｍ（ｊｗ））とａｒｇ（Ｇｍ（ｊｗ））に分けられ、そ
のため次の特性が得られる。

【００３６】

【数１】

【００３７】ｗの値の範囲は、振動する部材１の遮断さ
れるべき振動の周波数範囲により設定される。

【００３８】特性曲線素子４，６，８，１０へ、機械振
動の周波数を特徴づける、信号発生器３の信号が導かれ
る。

【００３９】特性曲線素子４，６，８，１０の出力信号
はａ（ｗ），ｂ（ｗ），ｃ（ｗ），ｄ（ｗ）で示され
る。

【００４０】乗算素子５へ信号ｕ_１（ｔ）とａ（ｗ）が
導かれる。乗算素子７はｕ_２（ｔ）とｂ（ｗ）との積を
形成する。このようにして得られた積は加算器１２の使
用の下に加算される。このようにして得られた信号ｔ_１
（ｔ）は次の式で表わされる。

【００４１】

【数２】

【００４２】同様にして信号ｔ_２（ｔ）が、特性曲線素
子８，１０、乗算器９，１１ならびに加算器１３の使用
の下に、次の式により形成される。

【００４３】

【数３】

【００４４】次に信号ｔ_１（ｔ）が乗算器１４の使用の
下に、発信器１６の出力信号ｓ（ｔ）と乗算される。別
の乗算器１５はｔ_２（ｔ）と発信器１６の出力信号ｓ
（ｔ）との積を形成する。

【００４５】次の式の考慮の下に、即ちｓｉｎ（ｘ）ｓｉｎ（ｙ）＝０．５ｃｏｓ（ｘ−ｙ）−
ｃｏｓ（ｘ＋ｙ））Ｇ（ｊｗ）＝Ｇｍ（ｊｗ）の考慮の下に、以下の式が得られる。

【００４６】

【数４】

【００４７】信号ｓ（ｔ）・ｔ_１（ｔ）は伝達素子１７
へ、信号ｓ（ｔ）・ｔ_２（ｔ）は伝達素子１８へ導かれ
る。

【００４８】これらの伝達素子において振幅ｒ_１（ｔ）
とｒ_２（ｔ）が算出される。重要なことは、周波数２ｗ
を有する僅かな信号成分だけが伝達素子の出力信号の中
に含まれていることである。この目的で第１のステップ
においてこの信号成分が低域通過フィルタを用いて十分
に減衰される。この種の低域通過濾波の後で、このよう
にして得られた信号に対して、公知の調整アルゴリズム
が適用できる。次のことも可能である、即ち最初にこの
種の調整アルゴリズムをｔ_１とｔ_２に適用し、続いて低
域通過濾波を実施するかまたは、所望の低域通過特性そ
のものを有する調整アルゴリズムを適用することもでき
る。後者の条件は、積分成分だけを有する調整器により
充足できる。

【００４９】以後の機能の手順において、まず最初に低
域通過濾波が実施され続いて適切な調整アルゴリズムが
適用される。

【００５０】低域通過フィルタの遮断（リミット）周波
数は、周波数が２ｗの高調波信号が十分に減衰されその
ため以後の考察においては無視できるように、設定され
る。しかしこの遮断周波数は、全体装置の良好なダイナ
ミック特性を維持するためにあまり低く設定すべきでは
ない。ｒ_１（ｔ）、ｒ_２（ｔ）、Ｚ（ｔ）は低域通過濾
波によりほとんど影響されない、何故ならばこれらは著
しく緩慢な信号を形成しているからである。低域通過濾
波の影響はダッシュ記号（′）により示される。

【００５１】信号ｓ（ｔ）ｔ_１（ｔ）、ｓ（ｔ）ｔ
_２（ｔ）の低域通過濾波の実施後に、次に信号が生成さ
れる。

【００５２】

【数５】

【００５３】これらの式は、調整器入力信号ｅ
_１（ｔ），ｅ_２（ｔ）がそれぞれｒ_１′とｒ_２′に依存
することを示す。そのため、結合された調整回路と関係
づける必要がある。この結合は、φ（ｗ）＝一定＝９０
゜の時は省略される。この結合は、ｃｏｓ（φ（ｗ））
が大きい値をとる時は、即ちφ（ｗ）が小さい（即ち１
８０゜の整数倍の近傍にある）時は、最も強くなる。詳
細な試験によりわかったことは、この結合項により全体
装置のダイナミック特性は影響されるが、機能は保証さ
れていることである。

【００５４】上述の式の導出は、測定された周波数特性
Ｇｍ（ｊｗ）と実際に与えられた周波数特性Ｇ（ｊｗ）
が良好な近似において一致するという前提の下に、なさ
れた。この前提は相応の測定により達せられる。付加的
に、過渡振動過程が無視できることが前提とされた。こ
の前提は多くの場合、発生する大きさが連続的に変化さ
れることにより、即ち跳躍的な変化が実際に現われない
ことにより、充足される。

【００５５】前述の式を詳細な考察により、周波数が一
定の場合はｅ_１はｒ_１またはｒ_２に比例することがわか
る。ｅ_１とｒ_１またはｒ_２との関係は角度ｐｈｉ（ｗ）
だけにより影響を受ける。これに関連して、周波数特性
Ｇ（ｊｗ）への依存性は現われない。同じことがｃ_２と
ｒ_１またはｒ_２との関係に対しても当てはまる。

【００５６】全体装置のダイナミック特性は実質的に低
域通過濾波、調整アルゴリズムならびに位相差ｐｈｉ
（ｗ）により定められる。全体装置のダイナミック特性
に対する周波数特性Ｇ（ｊｗ）の影響は無視できる。

【００５７】信号ｅ_１，ｅ_２と調整出力ｒ_１，ｒ_２との
関係は調整アルゴリズムにより設定される。実際の試験
においてＰＩ調整器は次の式にもとづいて動作する。

【００５８】

【数６】

【００５９】ただしｋｐは増幅係数、Ｔ_Ｉは調整器の積
分時定数である。

【００６０】振動減衰器２５、電力増幅器２２、信号発
生器２及び機械部分２４のダイナミック特性は、周囲の
状態により影響を受ける。この種の影響の考慮は、特性
曲線を特性曲面へ拡大することにより可能となる。この
場合、ダイナミック特性に影響を与える量は、特性曲面
を制御する付加的な入力量を形成する。これらの付加的
な入力量はセンサを用いて求められ、さらにこのように
して得られた付加的な入力信号は特性曲面へ導かれる。
たとえば機械部分２４においてこの種の信号が検出さ
れ、そのためこれらの構成素子のダイナミック特性に対
する作用が考慮される。伝達素子は、任意に設定される
べき遮断周波数の上側に低域通過特性を有する。この遮
断周波数は、部材１の抑圧されるべき振動の周波数に連
続的に追従制御される。これにより全体装置のダイナミ
ック特性がさらに改善される。

【００６１】部材１の振動を完全にまたは部分的に、２
つまたはそれより多くの高調波の振動により表わせる時
は、この回路は、全部の高調波振動が遮断されるように
拡張できる。この目的で発信器に付加的な信号発生器が
後置接続される。これらの信号発生器の各々は、互いに
位相の異なる２つの高調波の第１信号を発生する。これ
らの周波数は機械の振動の振動成分の周波数と一致す
る。付加的に各々の信号発生器は各１つの第２信号を発
生する。この第２信号は、その都度に発生される周波数
をその特性に応じて表わす。

【００６２】これらの信号発生器の各々に特性曲線素子
４，６，８，１０、乗算器５，７，９，１１，１４，１
５，１９，２０、伝達素子１７，１８ならびに加算器１
２，１３が後置接続される。

【００６３】これらの乗算器１４，１５の各々はセンサ
１６と、信号が導かれるように接続される。

【００６４】乗算器１９と２０の出力信号は信号が導か
れるように、付加的に挿入された、加算器２１の入力側
と接続されている。

【００６５】要するに、相異なる周波数の複数個の振動
成分の同時の遮断の下で、この回路は相応に多重に構成
される。この場合、センサ１６、加算器２１ならびに電
力増幅器２２は、このようにして構成される回路により
共通に利用される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による、調整回路を有する振動減衰装置
のブロック図である。

【図２】能動的な振動減衰器の横断面である。

【符号の説明】

２３支持体、２４機械部材、２５振動減衰
器、２６支持板、２８ばね、３２容器状磁
石、３３磁石ケーシング、３５プランジャコイ
ル、３７突出部、３９表面コーティング、ａ
ｂｓ絶対値、ａｒｇ偏角

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】振動する構成要素の振動を減衰するため
の振動減衰装置において、ばね素子と、慣性質量体と、プランジャコイルと、第１
の発信器と、信号発生器と、少なくとも２つの特性曲線
素子と、第２の発信器と、少なくとも１つの伝達素子と
を有しており、前記ばね素子は、第１及び第２の側面を有しており、前記慣性質量体は、環状磁石及び該環状磁石用のハウジ
ングを有していて、該慣性質量体が振動運動を行えるよ
うに前記ばね素子の前記第１の側面に取り付けられてお
り、前記ばね素子の前記第２の側面は、前記振動する構
成要素に結合されており、前記プランジャコイルにより、前記慣性質量体の制御さ
れた振動運動が生じる際、前記プランジャコイルは、前
記慣性質量体が振動するように該慣性質量体に力を加え
て、前記ばね素子の振動により、前記振動する構成要素
が振動されるように構成されており、前記第１の発信器は、前記振動する構成要素の振動周波
数に相応する信号周波数の第１の発信信号を発生し、前記信号発生器は、前記第１の発信器に接続されてお
り、前記信号発生器は、前記振動周波数に等しい高調波
振動周波数の、位相シフトされた少なくとも２つの高調
波信号を発生し、前記少なくとも２つの特性曲線素子には、前記位相シフ
トされた少なくとも２つの高調波信号が供給され、前記第２の発信器は、振動減衰器及び前記振動する構成
要素の振動周波数に相応する信号周波数の第２の発信信
号を発生し、前記少なくとも１つの伝達素子は、低域通過特性を有し
ており、前記伝達素子は、前記第２の発信器及び少なく
とも２つの特性曲線素子に接続されており、前記少なく
とも１つの伝達素子は、前記プランジャコイルに接続さ
れていることを特徴とする振動減衰装置。
【請求項２】アナログーデジタル変換器が、第１の発
信器の後ろ側に接続されており、デジタルーアナログ変
換器が、プランジャコイルの前側に接続されている請求
項１記載の振動減衰装置。