JP3308306B2 - 車両の振動低減装置 - Google Patents

車両の振動低減装置

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JP3308306B2 JP18357492A JP18357492A JP3308306B2 JP 3308306 B2 JP3308306 B2 JP 3308306B2 JP 18357492 A JP18357492 A JP 18357492A JP 18357492 A JP18357492 A JP 18357492A JP 3308306 B2 JP3308306 B2 JP 3308306B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は車両の振動低減装置に関
し、特に、車両を加振するアクチュエータを別途備え、
車両をその車両振動とは逆位相で同振幅に加振して、車
両振動を低減するものの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、この種の車両の振動低減装置
として、例えば特開昭60−263739号公報に開示
されるように、車体に取付けられて車両を加振する加振
機を備え、車両振動の位相に対して逆位相の振動を車両
に付与するように加振機を制御すると共に、車両振動の
振幅が大きい場合には、加振機に出力する加振信号のゲ
インを大に設定して、加振機により付加する振動の振幅
を車両振動とほぼ同振幅として、車両振動を有効に低減
するものが知られている。また、上記公報に示されてい
るものは、加振制御状態において振動センサによって車
両振動を検出しておき、この検出値を微分して、この微
分値が所定値以上になった場合には、振動センサからの
信号を取込まないようにして制御の安定性を確保するよ
うにした構成が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したよ
うな構成にあっては、外乱としてエンジン以外からの振
動(例えば車両走行中における路面からの振動)が入力
された場合には、車両に発生している振動がエンジンか
ら伝達されたものであるのか、その他の外乱としての振
動からのものであるのかを判定することができないた
め、エンジンから発せられる振動のみを低減することが
できず、振動低減制御に乱れが生じてしまって安定した
制御が行えなくなり、加振機を誤作動させてしまうとい
った不具合が生じることがある。
【0004】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、エンジンから発せられる振動のみを
外乱の影響を受けることなく正確に低減することができ
る構成を得ることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、エンジンから伝達される振動以外の振動
を外乱として排除して振動低減動作行わせるようにし
た。具体的に、請求項1記載の発明は、図1に示すよう
に、特定の振動要素を加振するアクチュエータ3と、前
記振動要素の振動を検出する第1の振動センサ7と、エ
ンジン2から発せられる振動に基くリファレンス信号を
受け、該リファレンス信号に基いて前記振動要素の振動
とは逆位相且つ同振幅で該振動要素を加振するような駆
動信号を作成すると共に、前記第1の振動センサ7から
発せられる振動信号を小さくするように前記駆動信号を
フィードバック補正し、該フィードバック補正した駆動
信号を前記アクチュエータ3に送信して該アクチュエー
タ3を駆動制御する制御手段24とを備えた車両の振動
低減装置を前提としている。そして、前記エンジンを車
体前部のエンジンルーム内に配置されているものとし、
前記第1の振動センサ7を車体前部に配設する。そし
て、車両走行中に路面からリヤサスペンションに入力さ
れる振動のみを外乱振動として検出する第2の振動セン
サ26と、該第2の振動センサ26から発せられる外乱
振動信号を受け、前記第1の振動センサ7から発せられ
た振動信号から外乱振動信号を差し引くことによって該
振動信号を補正し、この補正された振動信号を前記制御
手段24に送信する振動信号補正手段32とを備えさせ
るような構成としている。
【0006】請求項2記載の発明は、前記請求項1記載
の車両の振動低減装置において、振動信号補正手段を、
第2の振動センサの配設位置と第1の振動センサの配設
位置との間における車両振動の伝達特性をモデル化する
ことにより設定された伝達関数でもって、外乱振動信号
を補正する外乱デジタルフィルタを備える構成としてい
【0007】
【作用】以上の構成により本発明では以下に述べるよう
な作用が得られる。請求項1記載の発明では、エンジン
2から発生される振動に基くリファレンス信号を制御手
段24が受け、該制御手段24は、前記リファレンス信
号に基いて振動要素の振動とは逆位相且つ同振幅で該振
動要素を加振するような駆動信号を作成する。そして、
第2の振動センサ26によって検出された外乱振動信号
が振動信号補正手段32に入力され、該振動信号補正手
段32は、第1の振動センサ7から発せられた振動信号
から外乱振動信号を差し引くことによって該振動信号を
補正し、この補正された振動信号を前記制御手段24に
送信する。これによって、制御手段24が、この補正さ
れた振動信号を小さくするような駆動信号をアクチュエ
ータ3に送信することによって該アクチュエータ3が振
動要素を加振して該振動要素の振動を低減する。従っ
て、外乱としての信号を排除するようになっているため
にエンジン2から発せられる振動のみを効率良く低減す
ることができる。
【0008】しかも、前記第2の振動センサ26が車両
走行時に路面からリヤサスペンションに入力される振動
のみを検出することにより、振動信号補正手段32にお
いて補正された振動信号は、この路面から車両に入力さ
れる振動を排除したものとなっており、路面からの振動
による悪影響を受けることなしにアクチュエータによる
振動低減動作が行われる。
【0009】
【実施例】次に、本発明に係る実施例を図2以下の図面
に基いて説明する。
【0010】図2において、1は車体、2は車体1のボ
ンネット1a下方のエンジンルーム1b内に配置された
エンジンであって、該エンジン2は、その下部を弾性支
持するマウント3及び支持ブラケット4を介して車体1
に弾性支持され、該エンジン2及び車体1等により車両
の全体が構成される。
【0011】上記マウント3は、図3に示すように、振
動源としてのエンジン2を加振するアクチュエータとし
ての機能を有する。即ち、同図のマウント3は、エンジ
ン2下端部が固定される挿入ロッド3aが上端部に配置
されたケーシング3bと、該ケーシング3bの下端部に
外周端が固定された中空錐形状の支持ゴム3cと、該支
持ゴム3cの内周端が固定された支持部3dとを有する
基本構成から成り、支持部3d下端に設けた挿入ロッド
3eが車体1に固定される。
【0012】上記ケーシング3b内には主液室3fが形
成されると共に、支持ゴム3cの下方にはダイヤフラム
3gにて区画した副液室3hが形成されている。上記主
液室3fと副液室3hとの間には、支持ゴム3cの側方
に形成した小径のオリフィス3iが形成されていて、主
液室3fと副液室3hとの流体をオリフィス3iを介し
て相互に流通させる構成である。更に、ケーシング3b
内には、主液室3fの上面を形成する加振板3jがラバ
ー3kを介してケーシング3b内周面を上下に摺動可能
に配置されると共に、該加振板3jの上方には、該加振
板3jを上下に摺動させる永久磁石3m及び電磁コイル
3nが配置されていて、該永久磁石3m及び電磁コイル
3nにより加振板3jを上下に振動させて主液室3fの
容積を可変にすることにより、主液室3fと副液室3h
との間で流体をオリフィス3iを通じて流通させること
を繰返して、支持ゴム3cを上下に振動させ、その結
果、加振力を発生させる構成としている。
【0013】また、図2において、7は車両1の左前輪
近傍の位置に配置されて車体1の上下加速度により車両
の振動を検出する第1の振動センサとしての加速度セン
サであって、該加速度センサ7の検出信号はコントロー
ラ8に入力され、該コントローラ8により、上記加速度
センサ7で検出される上下加速度信号に基いて上記エン
ジンマウント3を加振制御してエンジン2を上下振動さ
せて、本発明でいう特定の振動要素としての車体の振動
を低減する構成である。
【0014】次に、上記コントローラ8による車両振動
の低減制御のブロック構成を図4に示す。同図におい
て、10はエンジン2での混合気の点火信号に基いてエ
ンジン回転の周期を測定するエンジン回転周期測定回
路、11は該周期測定回路10にて測定されたエンジン
回転の周期に基いてエンジン2の振動に関連するリファ
レンス信号Rを発生するリファレンス信号発生器であ
る。また、12は上記加速度センサ7からの振動信号と
しての加速度信号を設定ゲインG2で増幅する増幅器、
13は該増幅器12で増幅された加速度信号の低周波成
分を濾波するローパスフィルタ、14は該ローパスフィ
ルタ13で濾波された加速度信号をアナログ値からデジ
タル値に変換するA/D変換器、15は該A/D変換器
14からの加速度信号Sを入力し、該加速度信号Sに基
いて上記エンジンマウント3を加振制御する駆動信号と
しての加振信号Aを生成する加振信号生成器である。更
に、17は該加振信号生成器15にて生成される加振信
号Aをデジタル値からアナログ値に変換するD/A変換
器、18は該D/A変換器17からの加振信号の低周波
成分を濾波するローパスフィルタ、19は該ローパスフ
ィルタ18で濾波された加振信号を設定ゲインG1で増
幅する増幅器であって、該増幅器19で増幅された加振
信号は上記エンジンマウント3に出力される。
【0015】そして、本例の特徴の1つとして、図2に
示すように、本車両のリヤサスペンション6の上端部に
は、上述した加速度センサ7と同構成の本発明でいう第
2の振動センサとしての路面振動センサ26が取付けら
れている。この路面振動センサ26は、車両走行中に路
面の凹凸に伴って路面からサスペンションに入力される
振動を検出するようになっている。また、図4における
27は上記路面振動センサ26からの振動信号を設定ゲ
インG3で増幅する増幅器、28は該増幅器27で増幅
された振動信号の低周波成分を濾波するローパスフィル
タ、29は該ローパスフィルタ28で濾波された加速度
信号をアナログ値からデジタル値に変換するA/D変換
器である。つまり、本例における加振信号生成器15に
あっては、リファレンス信号R及び加速度信号Sの他
に、リヤサスペンション6上端部おいて検出された振動
に基く外乱振動信号Tが入力されるようになっている。
【0016】そして、上記加振信号生成器15は、その
加振信号の生成のアルゴリズムとして、最小二乗法(L
east Mean Square Method(=
LMS))の適応アルゴリズムが用いられる。この最小
二乗法の適応アルゴリズムを用いた加振信号生成器15
の内部構成を図5に示す。同図において、20は、該加
振信号生成器15から加振信号Aを出力した後、この加
振信号Aによりマウント3が加振制御され、その結果車
両振動に変化があり、この車両振動の変化が加速度セン
サ7で検出されてその加速度信号Sが加振信号生成器1
5に入力されるまでの伝達関数Hをモデル化したデジタ
ルフィルタ、21は加速度センサ7からの加速度信号S
に応じてフィルタ係数を書き変えるための収束係数αを
算出する収束係数算出回路、22は上記リファレンス信
号Rに伝達関数H及び収束係数αを乗算する乗算器、2
3は該乗算器22の出力毎にその出力値に基いてフィル
タ係数が逐次更新され、その更新後のフィルタ係数に基
いてリファレンス信号とは逆位相で同振幅の加振信号A
を出力する適応フィルタである。よって、加振信号生成
器15により、加速度センサ7からの加速度信号Sを受
け、該加速度信号S及び収束係数に基いて適応フィルタ
23のフィルタ係数を更新して加振信号Aを適宜調整
し、該加振信号Aでエンジンマウント3を駆動制御し
て、その車両に付加する振動の位相及び振幅をエンジン
2の振動と逆位相で同振幅として車両の振動を低減する
ようにした制御手段24を構成している。
【0017】そして、本例の特徴とするもう1つの構成
として、図5に示す如く、この加振信号生成器15には
外乱デジタルフィルタ30が備えられている。この外乱
デジタルフィルタ30は、前記路面振動センサ26によ
って検出された外乱振動信号Tが入力されるようになっ
ていると共に、所定の伝達関数H´でもって、この外乱
振動信号Tを補正するようになっている。この伝達関数
H´について説明すると、この伝達関数H´は、路面振
動センサ26の配設位置と加速度センサ7の配設位置と
の間における車両振動の伝達特性をモデル化することに
よって設定されている。更に、本加振信号生成器15に
は減算器31が備えられていて、この減算器31は、前
記加速度センサ7からの加速度信号Sと外乱デジタルフ
ィルタ30によって処理された外乱振動信号Tとが入力
されて、加速度振動Sから外乱振動信号Tを減算し、こ
の減算により生成された補正振動信号Eを収束係数算出
回路21に入力するようになっている。つまり、この収
束係数算出回路21に入力される補正振動信号Eがリヤ
サスペンション6における路面振動が除去された信号、
つまり外乱としての振動信号が除去された信号とされる
ようになっている。このようにして、外乱デジタルフィ
ルタ30と減算器31とによって本発明でいう振動信号
補正手段32が構成されている。
【0018】従って、本例における振動低減動作におい
ては、収束係数算出回路21に入力される補正振動信号
Eは、予め路面からの外乱振動信号Tが除去されて、エ
ンジン2からの振動信号のみを対象としたものとなって
いるので、外乱による悪影響を受けることなく、エンジ
ン2から発せられる振動のみを正確に低減することがで
きて、最適な振動低減動作を行うことができることにな
る。
【0019】また、図6は加振制御するアクチュエータ
及び振動センサの変形例を示し、上記実施例ではエンジ
ンマウント3及び加速度センサ7で構成したのに代え、
車室内に配置するスピーカ及びマイクロホンで構成した
ものである。
【0020】すなわち、図6においては、車室内という
所定空間での振動を低減すべく、車室内の複数位置にM
個のマイクロホン40-1,40 -2 〜40-M(図2に仮
想線で示す前席ヘッドレスト部、及び後席側方等に配置
されるマイクロホン)と、L個のスピーカ41-1,41
-2〜41-Lを各々配置している。更に、上記各スピーカ
41-1…と各マイクロホン40-1…との間の伝達特性H
11〜HLMをモデル化した複数個のデジタルフィルタ20
…と、上記スピーカ41-1…の数に等しいL個の適応フ
ィルタ23…と、L個のD/A変換器17…と、L個の
出力側の増幅器19…と、M個のA/D変換器14…
と、M個の入力側の増幅器12…とを備えている。その
他の構成は図4及び図5と同一であるので、同一部分に
同一の符号を付してその説明を省略する。
【0021】尚、加速度センサ7の配設位置としては、
フロアパネル、ドアインナパネル、ステアリング、シフ
トノブ等種々の振動発生部に配設することが望ましい。
また、外乱としての振動を検出する第2の振動センサと
しては、上述したような路面からの振動を検出するよう
にサスペンションに配設されるものの他に、図2に3
5,36で示すように、サイドドアやトランクリッドに
配設して、該サイドドアやトランクリッドの開閉時の振
動を外乱として検知できるような構成としてもよい。
【0022】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば以下に述べるような効果が発揮される。請求項1記載
の発明によれば、エンジン及び第1の振動センサを車体
前部に配設する一方、車両走行中に路面からリヤサスペ
ンションに入力される振動のみを検出する第2の振動セ
ンサを設け、該第2の振動センサから発せられる外乱振
動信号を受け、前記第1の振動センサから発せられた振
動信号から外乱振動信号を差し引くことによって該振動
信号を補正し、この補正された振動信号を制御手段に送
信する振動信号補正手段とを備える構成としたために、
外乱としての信号を排除することができ、この外乱の悪
影響を受けることなしにエンジンから発せられる振動の
みを効率良く低減することができる。
【0023】その際、前記第2の振動センサを、車両走
行時に路面からリヤサスペンションに入力される振動
みを検出するように設したために、振動信号補正手段
において補正された振動信号を、この路面から車両に入
力される振動を排除したものとすることができ、路面か
らの振動による悪影響を受けることなしにアクチュエー
タによる振動低減動作を行わせることができる
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成を示すブロック図である。
【図2】車両の全体概略構成を示す図である。
【図3】加振制御用アクチュエータを兼用するエンジン
マウントの具体的構成を示す図である。
【図4】加振制御のブロック構成を示す図である。
【図5】LMSの適応アルゴリズムを用いた加振信号生
成器の構成を示す図である。
【図6】加振制御用アクチュエータを複数個のスピーカ
で構成した場合のLMSの適応アルゴリズムのブロック
構成図ある。
【符号の説明】
1 車体(振動要素) 2 エンジン 3 エンジンマウント(アクチュエータ) 7 加速度センサ(第1の振動センサ) 24 制御手段 26 路面振動センサ(第2の振動セン
サ) 32 振動信号補正手段
フロントページの続き (72)発明者 中尾 憲彦 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (72)発明者 三藤 千明 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (72)発明者 塚原 裕 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (72)発明者 原田 真悟 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−263739(JP,A) 特開 昭59−97341(JP,A) 特開 平4−11291(JP,A) 特開 平3−219140(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16F 15/02 - 15/08 B60R 11/02 B60R 5/12

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 特定の振動要素を加振するアクチュエー
    タと、振動要素の振動を検出する第1の振動センサと、
    エンジンから発せられる振動に基くリファレンス信号を
    受け、該リファレンス信号に基いて前記振動要素の振動
    とは逆位相且つ同振幅で該振動要素を加振するような駆
    動信号を作成すると共に、入力される振動信号を小さく
    するように前記駆動信号をフィードバック補正し、該フ
    ィードバック補正した駆動信号を前記アクチュエータに
    送信して該アクチュエータを駆動制御する制御手段とを
    備えた車両の振動低減装置において、前記エンジンが車体前部のエンジンルーム内に配置され
    ており、 前記第1の振動センサが車体前部に配設され、 車両走行中に路面からリヤサスペンションに入力される
    振動のみを外乱振動として検出する第2の振動センサ
    と、 該第2の振動センサから発せられる外乱振動信号を受
    け、前記第1の振動センサから発せられた振動信号から
    外乱振動信号を差し引くことによって該振動信号を補正
    し、この補正された振動信号を前記制御手段に送信する
    振動信号補正手段とを備えていることを特徴とする車両
    の振動低減装置。
  2. 【請求項2】 振動信号補正手段は、第2の振動センサ
    の配設位置と第1の振動センサの配設位置との間におけ
    る車両振動の伝達特性をモデル化することにより設定さ
    れた伝達関数でもって、外乱振動信号を補正する外乱デ
    ジタルフィルタを備えることを特徴とする請求項1記載
    の車両の振動低減装置
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10655698B2 (en) 2016-12-15 2020-05-19 Hyundai Motor Company Vibration damping device for vehicle

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US10655698B2 (en) 2016-12-15 2020-05-19 Hyundai Motor Company Vibration damping device for vehicle

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