JP3695058B2 - 能動型振動制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両エンジン等の振動体で発生する振動に、振動体及び支持体間に介在する制御振動源が発生する制御振動を干渉させることにより、支持体側に伝達される振動の低減を図るようにした能動型振動制御装置に関し、特に、制御振動源を駆動させるための制御アルゴリズムが、制御振動源と残留振動を検出する手段との間の伝達関数を含むものにおいて、温度変化に伴う前記制御振動源と、前記残留振動を検出する手段との間の伝達特性の変化に対して対処することができるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
本発明のような能動型振動制御装置の場合、制御振動源と残留振動を検出する手段との間の伝達関数は、その能動型振動制御装置の適用対象装置，適用対象設備等の特性のばらつきによって、微妙に異なる。また、適用対象装置等の使用に伴う特性変化等によって、当初の状態からは変化してしまう可能性があるため、高精度の振動低減制御を実行するためには、能動型振動制御装置を適用対象装置に組み込んだ後に伝達関数を同定したり、適用対象装置の定期検査毎に伝達関数を同定することが望ましい。
【０００３】
そこで、本出願人は、先に特開平６−３３２４７１号公報に開示されるような技術を提案している。すなわち、この公報に開示された従来技術は、制御音源や制御振動源からインパルス信号に応じた同定音や同定振動を発生させ、その応答を残留騒音や残留振動を検出する手段で計測することにより、能動型騒音又は振動制御装置や、この能動型騒音又は振動制御装置の制御アルゴリズムに必要な伝達関数を同定するようになっている。そして、そのインパルス信号に応じた同定音や同定信号を発生するタイミングを、騒音源や振動源から騒音や振動が発生していない状態から発生する状態に移行する直前に限ることにより、演算負荷の大幅な増大を招くことなく、また、人間等に不快感を与えることなく、伝達関数の同定が行えるようになっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
確かに、上述したような先行技術によれば、能動型騒音又は振動制御装置や、能動型騒音又は振動制御装置を適用した対象装置毎に、制御に必要な伝達関数を同定することは可能であるから、高精度の騒音又は振動の低減制御等が期待できる。
【０００５】
ここで、能動型騒音又は振動制御装置を構成する構成品のうち、例えばゴム等の弾性体、或いは、ゴム等の弾性体内部に減衰力発生可能に流体を封入してなる流体封入式のマウントインシュレータ等、温度変化によりその特性が変化しやすいもので形成されている構成品を含んで形成される場合、能動型騒音又は振動制御装置が取り付けられた場所の雰囲気温度が変化したとき、或いは、能動型騒音又は振動制御装置が稼働することによって装置自体が発熱し、この発熱等によって、能動型騒音又は振動制御装置に温度変化が生じたとき等には、これら温度変化に応じて能動型騒音又は振動制御装置の特性が変化し、すなわち、制御音源又は制御振動源と、残留騒音又は残留振動を検出する手段との間の伝達特性が変化してしまう。
【０００６】
しかしながら、上記の先行技術では、騒音源や振動源から騒音や振動が発生していない状態から発生する状態に移行する直前に限って、伝達関数を同定するようになっている。そのため、能動型騒音又は振動制御装置が稼働することに伴い生じる温度変化、或いは気温の変化等による稼働中の周囲の温度変化等によって、伝達特性の変化が生じた場合等には、実際の伝達特性に応じた伝達関数とは異なった伝達関数、つまり、騒音源や振動源から騒音や振動が発生していない状態における伝達関数に基づいて制御音や制御振動を発生させることになるから、最適な制御を行うことができないうえ、発散に至ってしまう可能性があるという問題がある。
【０００７】
そこで、この発明は、上記従来の未解決の問題に着目してなされたものであり、稼働中の温度変化に伴う伝達特性の変化に、適切に対処することのできる能動型振動制御装置を提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る能動型振動制御装置は、振動源から発せられる振動と干渉する制御振動を発生可能な制御振動源と、前記振動の発生状態を表す基準信号を生成し出力する基準信号生成手段と、前記干渉後の振動を検出し残留振動信号として出力する残留振動検出手段と、前記基準信号及び前記残留振動信号に基づき、前記制御振動源及び前記残留振動検出手段間の振動の伝達系の伝達関数を含む制御アルゴリズムを用いて、前記振動が低減するように前記制御振動源を駆動する能動制御手段と、を備えた能動型振動制御装置において、車両に適用され、前記振動源はエンジンであり、前記制御振動源は、前記エンジンと車体側部材との間に介在する支持弾性体を備えた制御振動源であって、前記伝達系の温度を検出する温度検出手段と、当該温度検出手段で検出した温度に応じて前記伝達関数を補正する伝達関数補正手段と、を備え、前記温度検出手段は、前記エンジンが始動してからの経過時間に基づいて、前記支持弾性体の温度を予測するようになっていることを特徴としている。
【００１９】
この発明によれば、振動源から発せられる振動と干渉する制御振動が制御振動源から発生され、これによって、振動源から発生される振動が低減される。前記制御振動源は、能動制御手段によって駆動制御され、具体的には、振動の発生状態を表す基準信号と、干渉後の振動を検出した残留振動信号とに基づいて、制御振動源と残留振動検出手段との間の伝達系の伝達関数を含む制御アルゴリズムを用いて、駆動制御される。
【００２０】
このとき、温度検出手段によって、制御振動源と残留振動検出手段との間の伝達系の温度が検出され、検出された温度に応じて前記伝達関数が補正される。そして、補正された伝達関数に基づいて制御アルゴリズムが実行されて、制御振動源から制御振動が発生される。
【００２１】
よって、例えば、制御振動源と残留振動検出手段との間の伝達系に、温度変化によって振動の伝達特性が変化しやすいものが介在している場合等には、温度変化によってその振動の伝達特性が変わることから、制御振動源と残留振動検出手段との間の伝達系の伝達特性も変化することになる。したがって、制御振動源を駆動する能動制御手段での処理に用いられる、伝達系の伝達特性を、温度検出手段で検出した伝達系の温度に基づいて補正することにより、現在の伝達系の伝達特性に応じて制御振動源が制御されることになる。よって、現在の伝達系の伝達特性に応じた制御振動が発生されることになって、適切な振動低減処理が行われることになる。
また、このとき、制御振動源は、振動源としてのエンジンと車体側部材との間に介在する支持弾性体を備えた制御振動源であって、エンジンが始動してからの経過時間に基づいて、伝達系の温度が予測される。つまり、エンジンが始動するとその振動を低減させるために制御振動源が作動し、この作動に伴って発熱が生じると、この発熱によって支持弾性体に温度変化が生じる。よって、エンジンが始動してからの経過時間に応じて支持弾性体に温度変化が生じるとみなすことができるから、例えば、エンジンが始動してからの経過時間と、これに伴う支持弾性体の温度との対応を実験等によって予め求めておけば、エンジンが始動してからの経過時間を検出することによって、容易に、支持弾性体の温度を予測することができる。
また、支持弾性体は、エンジンと車体側部材との間に介在しているから、その振動特性の変化は伝達系の伝達特性の変化の一因となり、特に、支持弾性体が、温度変化に対してその振動特性が大きく変化する、例えばゴム等で形成されている場合等には、支持弾性体の特性変化は、伝達系の伝達特性の変化に大きく起因することになる。よって、この支持弾性体の温度を予測し、この支持弾性体の温度に基づいて伝達関数を補正することによって、より適切な伝達関数が設定される。
【００２２】
また、本発明の請求項２に係る能動型振動制御装置は、前記伝達関数補正手段は、予め前記伝達系の温度に対して所定の温度範囲毎に設定した伝達関数候補のうち、前記温度検出手段で検出した温度が含まれる温度範囲に対応する伝達関数候補を、前記伝達関数として選定するようになっていることを特徴としている。
【００２３】
この発明によれば、制御振動源と残留振動検出手段との間の伝達系の温度に対して、予め所定の温度範囲毎に、それぞれの温度範囲に応じた伝達関数候補が実験等によって設定され、所定の記憶領域に記憶されている。そして、伝達関数補正手段によって、温度検出手段で検出された伝達系の温度に基づいて対応する温度範囲が特定され、これに応じた伝達関数候補が前記伝達関数として設定される。そして、この伝達関数に基づく制御アルゴリズムに基づいて、能動制御手段により制御振動源が駆動制御される。
【００２４】
よって、温度検出手段で検出した温度が含まれる温度範囲から、設定すべき伝達関数候補が直接選定されるから、伝達関数補正手段での伝達関数の補正処理が容易に行われる。
【００２５】
また、本発明の請求項３に係る能動型振動制御装置は、前記伝達関数補正手段は、予め前記伝達系の温度に対して所定の温度範囲毎に設定した、基準伝達関数の特性を補正する補正値のうち、前記温度検出手段で検出した温度が含まれる温度範囲に対応する補正値を選定し、当該補正値をもとに補正した前記基準伝達関数を、前記伝達関数として設定するようになっていることを特徴としている。
【００２６】
この発明によれば、予め設定した基準伝達関数の特性を補正する補正値が、制御振動源と残留振動検出手段との間の伝達系の温度に対して、所定の温度範囲毎に設定されて所定の記憶領域に格納されている。この補正値は、例えばゲイン或いは位相等であって、予め実験等によって設定される。そして、伝達関数補正手段によって、温度検出手段で検出された温度が含まれる温度範囲が特定され、これに応じた補正値が選定され、この補正値によって基準伝達関数が補正され、温度検出手段で検出された温度に応じた伝達関数が設定される。
【００２７】
よって、各温度範囲毎に応じた補正値と、基準伝達関数とのみを記憶しておけばよいから、各温度範囲毎の伝達関数を記憶する場合に比較して、記憶領域はより少なくてすむ。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係る能動型振動制御装置によれば、伝達関数補正手段によって、温度検出手段で検出した温度に応じて、制御振動源及び残留振動検出手段間の伝達関数を補正するようにしたから、温度変化に伴う振動の伝達系の伝達特性の変化に応じた伝達関数に基づいて、制御振動源を適切に駆動することができる。
また、このとき、エンジンが始動してからの経過時間に基づいて、伝達系の伝達特性の変化に起因する支持弾性体の温度を予測するようにしたから、より適切な伝達関数を設定することができると共に、例えば温度センサ等を設けることなく、容易に支持弾性体の温度を予測することができる。
【００３９】
また、本発明の請求項２に係る能動型振動制御装置によれば、温度検出手段で検出した温度に基づいて、予め温度範囲毎に設定した伝達関数候補の中から、対応する伝達関数候補を選定してこれを伝達系の伝達関数として設定するようにしたから、伝達関数の補正処理を容易に行うことができる。
【００４０】
また、本発明の請求項３に係る能動型振動制御装置によれば、温度検出手段で検出した温度に基づいて、予め温度範囲毎に設定した補正係数の中から、対応する補正係数を選定し、これに基づいて基準伝達関数を補正しこれを伝達系の伝達関数として設定するようにしたから、各温度範囲毎の補正係数と基準伝達関数とのみを記憶しておけばよいから、より少ない記憶領域で実現することができる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１乃至図５は、本発明の第１の実施の形態を示す図であって、図１は、本発明に係る能動型振動制御装置の実施の形態の一例を車両に適用した概略構成図である。
【００４５】
まず、構成を説明すると、エンジン３０が駆動信号に応じた能動的な支持力を発生可能な能動型エンジンマウント１を介して、サスペンションメンバ等から構成される車体３５に支持されている。なお、実際には、エンジン３０及び車体３５間には、能動型エンジンマウント１の他に、エンジン３０及び車体３５間の相対変位に応じた受動的な支持力を発生する複数のエンジンマウントも介在している。受動的なエンジンマウントとしては、例えばゴム状の弾性体で荷重を支持する通常のエンジンマウントや、ゴム状の弾性体内部に減衰力発生可能に流体を封入してなる公知の流体封入式のマウントインシュレータ等が適用できる。
【００４６】
一方、能動型エンジンマウント１は、例えば図２に示すように構成されている。すなわち、この実施の形態における能動型エンジンマウント１は、エンジン３０への取り付け用ボルト２ａを上部に一体に備え且つ内部が空洞で下部が開口したキャップ２を有し、このキャップ２の下部外面には、軸が上下方向を向く内筒３の上端部がかしめ止めされている。
【００４７】
内筒３は、下端側が縮径した形状となっていて、その下端部が内側に水平に折り曲げられて、ここに円形の開口部３ａが形成されている。そして、内筒３の内側には、キャップ２及び内筒３内部の空間を上下に二分するように、キャップ２及び内筒３のかしめ止め部分に一緒に挟み込まれてダイアフラム４が配設されている。ダイアフラム４の上側の空間は、キャップ２の側面に孔を開けることにより大気圧に通じている。
【００４８】
さらに、内筒３の内側には、オリフィス構成体５が配設されている。なお、本実施の形態では、内筒３内面及びオリフィス構成体５間には、薄膜状の弾性体（ダイアフラム４の外周部を延長させたものでもよい）が介在していて、これにより、オリフィス構成体５は内筒３内側に強固に嵌め込まれている。
【００４９】
このオリフィス構成体５は、内筒３の内部空間に整合して略円柱形に形成されていて、その上面には円形の凹部５ａが形成されている。そして、その凹部５ａと、底面の開口部３ａに対向する部分との間が、オリフィス５ｂを介して連通するようになっている。オリフィス５ｂは、例えば、オリフィス構成体５の外周面に沿って螺旋状に延びる溝と、その溝の一端部を凹部５ａに連通させる流路と、その溝の他端部を開口部３ａに連通させる流路とで構成される。
【００５０】
一方、内筒３の外周面には、内周面側が若干上方に盛り上がった肉厚円筒状の支持弾性体６の内周面が加硫接着されていて、その支持弾性体６の外周面は、上端側が拡径した円筒部材としての外筒７の内周面上部に加硫接着されている。
【００５１】
そして、外筒７の下端部は上面が開口した円筒形のアクチュエータケース８の上端部にかしめ止めされていて、そのアクチュエータケース８の下端面からは、車体３５側への取り付け用の取り付けボルト９が突出している。取り付けボルト９は、その頭部９ａが、アクチュエータケース８の内底面に張り付いた状態で配設された平板部材８ａの中央の空洞部８ｂに収容されている。
【００５２】
さらに、アクチュエータケース８の内側には、円筒形の鉄製のヨーク１０Ａと、このヨーク１０Ａの中央部に軸を上下に向けて巻き付けられた励磁コイル１０Ｂと、ヨーク１０Ａの励磁コイル１０Ｂに包囲された部分の上面に極を上下に向けて固定された永久磁石１０Ｃと、から構成される電磁アクチュエータ１０が配設されている。
【００５３】
また、アクチュエータケース８の上端部はフランジ状に形成されたフランジ部８Ａとなっていて、そのフランジ部８Ａに外筒７の下端部がかしめられて両者が一体となっているのであるが、そのかしめ止め部分には、円形の金属製の板ばね１１の周縁部（端部）が挟み込まれていて、その板ばね１１の中央部の電磁アクチュエータ１０側には、リベット１１ａによって磁化可能な磁路部材１２が固定されている。なお、磁路部材１２はヨーク１０Ａよりも若干小径の鉄製の円板であって、その底面が電磁アクチュエータ１０に近接するような厚みに形成されている。
【００５４】
さらに、上記かしめ止め部分には、フランジ部８Ａと板ばね１１とに挟まれるように、リング状の薄膜弾性体１３と、力伝達部材１４のフランジ部１４ａとが支持されている。具体的には、アクチュエータケース８のフランジ部８Ａ上に、薄膜弾性体１３と、力伝達部材１４のフランジ部１４ａと、板ばね１１と、をこの順序で重ね合わせると共に、その重なり合った全体を外筒７の下端部をかしめて一体としている。
【００５５】
力伝達部材１４は、磁路部材１２を包囲する短い円筒形の部材であって、その上端部がフランジ部１４ａとなっており、その下端部は電磁アクチュエータ１０のヨーク１０Ａの上面に結合している。具体的には、ヨーク１０Ａの上端面周縁部に形成された円形の溝に、力伝達部材１４の下端部が嵌合して両者が結合されている。また、力伝達部材１４の弾性変形時のばね定数は、薄膜弾性体１３のばね定数よりも大きい値に設定されている。
【００５６】
ここで、本実施の形態では、支持弾性体６の下面及び板ばね１１の上面によって画成された部分に流体室１５が形成され、ダイアフラム４及び凹部５ａによって画成された部分に副流体室１６が形成されていて、これら流体室１５及び副流体室１６間が、オリフィス構成体５に形成されたオリフィス５ｂを介して連通している。なお、これら流体室１５，副流体室１６及びオリフィス５ｂ内には、エチレングリコール等の流体が封入されている。
【００５７】
かかるオリフィス５ｂの流路形状等で決まる流体マウントとしての特性は、走行中のエンジンシェイク発生時、つまり、５〜１５Ｈｚで能動型エンジンマウント１が加振された場合に高動ばね定数，高減衰力を示すように調整されている。
【００５８】
そして、電磁アクチュエータ１０の励磁コイル１０Ｂは、コントローラ２５からハーネス２３ａを通じて供給される電流である駆動信号ｙに応じて所定の電磁力を発生するようになっている。
【００５９】
コントローラ２５は、マイクロコンピュータ，必要なインタフェース回路，Ａ／Ｄ変換器，Ｄ／Ａ変換器，アンプ等を含んで構成され、エンジンシェイクよりも高周波の振動であるアイドル振動やこもり音振動・加速時振動が車体３５に入力されている場合には、その振動を低減できる能動的な支持力が能動型エンジンマウント１に発生するように、能動型エンジンマウント１に対する駆動信号ｙを生成し出力するようになっている。
【００６０】
ここで、アイドル振動やこもり音振動は、例えばレシプロ４気筒エンジンの場合、エンジン回転２次成分のエンジン振動が車体３５に伝達されることが主な原因であるから、そのエンジン回転２次成分に同期して駆動信号ｙを生成し出力すれば、車体側低減が可能となる。そこで、本実施の形態では、燃焼タイミングに同期するように、エンジン３０のクランク軸の回転に同期した（例えば、レシプロ４気筒エンジンの場合には、クランク軸が１８０度回転する度に一つの）インパルス信号を生成しこれを基準信号ｘとして出力するパルス信号生成器２６（図１）を設けていて、その基準信号ｘがエンジン３０における振動の発生状態を表す信号としてコントローラ２５に供給されるようになっている。
【００６１】
一方、電磁アクチュエータ１０のヨーク１０Ａの下端面と、アクチュエータケース８の底面を形成する平板部材８ａの上面との間に挟み込まれるように、エンジン３０から支持弾性体６を通じて伝達する加振力を検出する荷重センサ２２が配設されていて、荷重センサ２２の検出結果がハーネス２３ｂを通じて残留振動信号ｅとしてコントローラ２５に供給されるようになっている。荷重センサ２２としては、具体的には、圧電素子，磁歪素子，歪ゲージ等が適用可能である。
【００６２】
そして、コントローラ２５は、供給される残留振動信号ｅ及び基準信号ｘに基づき、適応アルゴリズムの一つである同期式Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳアルゴリズムを実行することにより、能動型エンジンマウント１に対する駆動信号ｙを演算し、その駆動信号ｙを能動型エンジンマウント１に出力するようになっている。
【００６３】
具体的には、コントローラ２５は、フィルタ係数Ｗi （ｉ＝０，１，２，……，Ｉ−１：Ｉはタップ数）可変の適応ディジタルフィルタＷを有していて、最新の基準信号ｘが入力された時点から所定のサンプリング・クロックの間隔で、その適応ディジタルフィルタＷのフィルタ係数Ｗi を順番に駆動信号ｙとして出力する一方、基準信号ｘ及び残留振動信号ｅに基づいて適応ディジタルフィルタＷのフィルタ係数Ｗi を適宜更新する処理を実行するようになっている。
【００６４】
適応ディジタルフィルタＷの更新式は、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳアルゴリズムに従った下記の（１）式のようになる。
Ｗi （ｎ＋１）＝Ｗi （ｎ）−μＲT ｅ（ｎ） ……（１）
ここで、（ｎ），（ｎ＋１）が付く項は、サンプリング時刻ｎ，ｎ＋１，における値であることを表し、μは収束係数である。また、更新用基準信号ＲT は、理論的には、基準信号ｘを、能動型エンジンマウント１の電磁アクチュエータ１０及び荷重センサ２２間の伝達関数Ｃを有限インパルス応答型フィルタでモデル化した伝達関数フィルタＣ＾でフィルタ処理をした値であり、基準信号ｘと伝達関数フィルタＣ＾との関数である次式（２）として表すことができる。ここで、基準信号ｘの大きさは“１”であるから、伝達関数フィルタＣ＾のインパルス応答を基準信号ｘに同期して次々と生成した場合のそれらインパルス応答波形のサンプリング時刻ｎにおける和に一致する。
【００６５】
ＲT ＝ｆ（ｘ，Ｃ＾） ……（２）
また、理論的には、基準信号ｘを適応ディジタルフィルタＷでフィルタ処理して駆動信号ｙを生成するのであるが、基準信号ｘの大きさが“１”であるため、フィルタ係数Ｗi を順番に駆動信号ｙとして出力しても、フィルタ処理の結果を駆動信号ｙとしたのと同じ結果になる。
【００６６】
さらに、コントローラ２５は上記のような適応ディジタルフィルタＷを用いた振動低減処理を実行する一方で、その振動低減制御に必要な伝達関数Ｃをモデルタ化した伝達関数フィルタＣ＾を、ヨーク１０Ａの温度変化に応じて更新する処理をも実行するようになっている。
【００６７】
すなわち、コントローラ２５には、アクチュエータケース８を貫通してヨーク１０Ａに挿入して配設された、例えば熱電対等で形成される温度センサ２８の温度検出値ｔが入力され、コントローラ２５では、この温度センサ２８からの温度検出値ｔに基づいて、予め設定された所定周期で、前記伝達関数フィルタＣ＾を更新する伝達関数更新処理が実行される。
【００６８】
この伝達関数更新処理では、入力される温度センサ２８からの温度検出値ｔに基づいて、予め温度範囲毎に設定し所定の記憶領域に格納した伝達関数フィルタＣ＾N （Ｎ＝１〜４）のうち、温度検出値ｔに対応する温度範囲に応じた伝達関数フィルタＣ＾N を選定し、この伝達関数フィルタＣ＾N を、それまでの伝達関数フィルタＣ＾と置き換えるようになっている。そして、前記振動低減制御処理においては、この置き換えられた新たな伝達関数フィルタＣ＾に基づいて処理を実行するようになっている。
【００６９】
次に、第１の実施の形態の動作を説明する。
すなわち、能動型エンジンマウント１内の流体共振系の共振周波数を２０Ｈｚに調節している結果、５〜１５Ｈｚの振動であるエンジンシェイク発生時にもある程度の減衰力がこの能動型エンジンマウント１で発生するため、エンジン３０側で発生したエンジンシェイクが能動型エンジンマウント１によってある程度減衰されると共に、図示しない他の流体封入式エンジンマウント等によってもエンジンシェイクは減衰されるから、車体３５側の振動レベルが低減される。なお、エンジンシェイクに対しては、特に磁路部材１２を積極的に変位させる必要はない。
【００７０】
一方、アイドル振動周波数以上の周波数の振動が入力された場合には、コントローラ２５は、所定の演算処理を実行し、電磁アクチュエータ１０に駆動信号ｙを出力し、能動型エンジンマウント１に振動を低減し得る能動的な支持力を発生させる。
【００７１】
これを、アイドル振動，こもり音振動入力時にコントローラ２５内で実行される処理の概要を示すフローチャートである図３に従って具体的に説明する。
まず、そのステップ１０１において所定の初期設定が行われた後に、ステップ１０２ａに移行し、所定の記憶領域に形成された、伝達関数フィルタ格納領域に格納されている伝達関数フィルタＣ＾が読み込まれる。そして、ステップ１０２ｂに移行し、読み込まれた伝達関数フィルタＣ＾に基づいて更新用基準信号ＲT が演算される。なお、このステップ１０２ｂでは、一周期分の更新用基準信号ＲT がまとめて演算される。
【００７２】
そして、ステップ１０３に移行し、カウンタｉが零クリアされた後に、ステップ１０４に移行して、適応ディジタルフィルタＷのｉ番目のフィルタ係数Ｗi が駆動信号ｙとして出力される。
【００７３】
ステップ１０４で駆動信号ｙを出力したら、ステップ１０５に移行し、残留振動信号ｅが読み込まれる。そして、ステップ１０６に移行して、カウンタｊが零クリアされ、次いでステップ１０７に移行し、適応ディジタルフィルタＷのｊ番目のフィルタ係数Ｗj が上記（１）式にしたがって更新される。
【００７４】
ステップ１０７における更新処理が完了したら、ステップ１０８に移行し、次の基準信号ｘが入力されているか否かを判定し、ここで基準信号ｘが入力されていないと判定された場合には、適応ディジタルフィルタＷの次のフィルタ係数の更新又は駆動信号ｙの出力処理を実行すべく、ステップ１０９に移行する。
【００７５】
ステップ１０９では、カウンタｊが出力回数Ｔy （正確には、カウンタｊは０からスタートするため、出力回数Ｔy から１を減じた値）に達しているか否かを判定する。この判定は、ステップ１０４で適応ディジタルフィルタＷのフィルタ係数Ｗi を、駆動信号ｙとして出力した後に、適応ディジタルフィルタＷのフィルタ係数Ｗi を、駆動信号ｙとして必要な数だけ更新したか否かを判断するためのものである。そこで、このステップ１０９の判定が「ＮＯ」の場合には、ステップ１１０でカウンタｊをインクリメントした後に、ステップ１０７に戻って上述した処理を繰り返し実行する。
【００７６】
しかし、ステップ１０９の判定が「ＹＥＳ」の場合には、適応ディジタルフィルタＷのフィルタ係数のうち、駆動信号ｙとして必要な数のフィルタ係数の更新処理が完了したと判断できるから、ステップ１１１に移行してカウンタｉをインクリメントした後に、所定時間待機する。この所定時間は、上記ステップ１０４の処理を実行してから所定のサンプリング・クロックの間隔に対応する時間が経過するまでの時間である。そして、サンプリング・クロックに対応する時間が経過したら、上記ステップ１０４に戻って上述した処理を繰り返し実行する。
【００７７】
一方、ステップ１０８で基準信号ｘが入力されたと判断された場合には、ステップ１１２に移行し、カウンタｉ（正確には、カウンタｉは０からスタートするため、カウンタｉに１を加えた値）を最新の出力回数Ｔy として保存した後に、ステップ１０２ａに戻って、上述した処理を繰り返し実行する。
【００７８】
このような図３の処理を繰り返し実行する結果、コントローラ２５から能動型エンジンマウント１の電磁アクチュエータ１０に対しては、基準信号ｘが入力された時点から、サンプリング・クロックの間隔で、適応ディジタルフィルタＷのフィルタ係数Ｗi が順番に駆動信号ｙとして供給される。
【００７９】
この結果、励磁コイル１０Ｂに駆動信号ｙに応じた磁力が発生するが、磁路部材１２には、すでに永久磁石１０Ｃによる一定の磁力が付与されているから、その励磁コイル１０Ｂによる磁力は永久磁石１０Ｃの磁力を強める又は弱めるように作用すると考えることができる。つまり、励磁コイル１０Ｂに駆動信号ｙが供給されていない状態では、磁路部材１２は、板ばね１１による支持力と、永久磁石１０Ｃとの磁力との釣り合った中立の位置に変位することになる。そして、この中立の状態で励磁コイル１０Ｂに駆動信号ｙが供給されると、その駆動信号ｙによって励磁コイル１０Ｂに発生する磁力が永久磁石１０Ｃの磁力と逆方向であれば、磁路部材１２は電磁アクチュエータ１０とのクリアランスが増大する方向に変位する。逆に、励磁コイル１０Ｂに発生する磁力が永久磁石１０Ｃの磁力と同じ方向であれば、磁路部材１２は電磁アクチュエータ１０とのクリアランスが減少する方向に変位する。
【００８０】
このように磁路部材１２は、正逆両方向に変位可能であり、磁路部材１２が変位すれば主流体室１５の容積が変化し、その容積変化によって支持弾性体６の拡張ばねが変形するから、この能動型エンジンマウント１に正逆両方向の能動的な支持力が発生するのである。
【００８１】
そして、駆動信号ｙとなる適応ディジタルフィルタＷの各フィルタ係数Ｗi は、同期式Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳアルゴリズムにしたがった上記（１）式によって逐次更新されるため、ある程度の時間が経過して適応ディジタルフィルタＷの各フィルタ係数Ｗi が最適値に収束した後は、駆動信号ｙが能動型エンジンマウント１に供給されることによって、エンジン３０から能動型エンジンマウント１を介して車体３５側に伝達されるアイドル振動やこもり音振動が低減されるようになるのである。
【００８２】
以上は車両走行時等に実行される振動低減処理の動作である。その一方、図４に示すような、伝達関数フィルタＣ＾を設定する伝達関数更新処理が実行される。
【００８３】
すなわち、まず、そのステップ２０１において、温度センサ２８からの温度検出値ｔを読み込み、続いて、ステップ２０２に移行し、予め設定して所定の記憶領域に格納している図５に示すような制御テーブルＭ1 を参照して、読み込んだ温度検出値ｔに対応する温度範囲を判定する。
【００８４】
ここで、制御テーブルＭ1 は、図５に示すように、所定の温度範囲毎にそれぞれ伝達関数フィルタＣ＾N が設定されている。図５の場合には、温度範囲は、例えば、第１の温度範囲−５０〜０℃，第２の温度範囲０〜５０℃，第３の温度範囲５０〜１００℃，第４の温度範囲１００〜１５０℃，の４つの温度範囲に分割され、それぞれの範囲毎に伝達関数フィルタＣ＾1 〜Ｃ＾4 が設定されている。この伝達関数フィルタＣ＾1 〜Ｃ＾4 は、例えば、実験等によって、予め検出することにより設定される。
【００８５】
したがって、ステップ２０２の処理では、温度検出値ｔが、前記第１〜第４の温度範囲の何れに該当するかを判定し、次いでステップ２０３に移行して、ステップ２０２の処理で判定した温度範囲が、予め所定の記憶領域に格納している前回実行時の温度範囲と一致するか否かを判定し、前回の温度範囲と一致する場合には、伝達関数フィルタＣ＾を更新する必要がないから、そのまま処理を終了する。
【００８６】
一方、ステップ２０３の処理で、前回の温度範囲と今回の温度範囲とが一致しない場合には、ステップ２０４に移行し、対応テーブルＭ1 を参照して対応する温度範囲に応じた伝達関数フィルタＣ＾N を読み出し、これを、前述の伝達関数フィルタ格納領域に伝達関数フィルタＣ＾として更新記憶する。そして、ステップ２０２の処理で検出した温度範囲を、前回の温度範囲として所定の記憶領域に更新記憶した後、処理を終了する。
【００８７】
なお、前記伝達関数フィルタ格納領域には、例えば出荷時等に同定した伝達関数Ｃに応じた伝達関数フィルタＣ＾が初期値として格納されているものとする。このように、本実施の形態によれば、能動型エンジンマウント１の温度変化に応じて、現在の温度に応じた伝達関数フィルタＣ＾N を選定し、この伝達関数フィルタＣ＾N に基づいて、振動減衰処理を実行するようになっているから、例えば温度変化等によって、能動型エンジンマウント１の振動の伝達特性が変化した場合でも、現在の温度に応じた伝達関数フィルタＣ＾に基づいて制御振動が発生されて、良好な振動低減制御が実行できるのである。
【００８８】
よって、車両の外気温度の変化、或いは、能動型エンジンマウント１が稼働することに伴う、電磁アクチュエータ１０の発熱による能動型エンジンマウント１内の温度変化等によって、エンジン１と車体３５との間の振動の伝達特性が変化した場合でも、現在の温度に応じた伝達特性に基づく伝達関数フィルタＣ＾に基づき制御振動が発生されるから、良好な振動低減制御を実行することができる。
【００８９】
特に、ゴム製の支持弾性体６等の場合には、温度変化によりその特性が大きく変化し、例えば温度が０℃以下となった場合等には硬化してしまい、車体３５に伝わるエンジン１の振動を減衰する力が弱くなってしまい、車体３５に伝わる振動が大きくなるが、上記実施の形態によれば、予め実験等によって設定した０℃以下における伝達特性に応じた、伝達関数フィルタＣ＾に基づき、振動低減処理が行われるから、支持弾性体６の硬化による振動を減衰する力の低下分を考慮して制御振動が発生されることになって、良好な振動低減制御を実行することができる。
【００９０】
また、支持弾性体６の特性変化に係わらず、例えば、温度変化に応じて主流体室１５及び副流体室１６内の作動流体の特性、或いはその他の部分の特性が変化する場合でも、これらの特性変化をも考慮して、制御テーブルＭ1 の伝達関数フィルタＣ＾N を設定するようにすれば、これら特性変化にも対処することができる。
【００９１】
また、上記第１の実施の形態においては、第１〜第４の温度範囲毎に、対応する伝達関数フィルタＣ＾1 〜Ｃ＾4 が設定されているから、温度範囲から設定すべき伝達関数フィルタを容易に得ることができ、更新処理に要する処理負荷を軽減することができると共に短時間で更新処理を行うことができる。
【００９２】
ここで、本実施の形態では、エンジン３０が振動源に対応し、能動型エンジンマウント１が制御振動源に対応し、パルス信号生成器２６が基準信号生成手段に対応し、荷重センサ２２が残留振動検出手段に対応し、図３の処理が能動制御手段に対応し、温度センサ２８が温度検出手段に対応し、図４の処理が伝達関数補正手段に対応している。
【００９３】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
本発明の第２の実施の形態は、上記第１の実施の形態における、伝達関数フィルタＣ＾の補正方法が異なること以外は同様であり、全体的な構成や振動低減処理の処理内容は上記第１の実施の形態と同様であるため、その重複する説明は省略する。
【００９４】
この第２の実施の形態においては、伝達関数補正処理では、温度変化に応じて基準となる基準伝達関数フィルタＣ＾* の位相及びゲインを補正するようにしている。
【００９５】
つまり、能動型エンジンマウント１に温度変化が生じた場合、その影響を最も受けるのは支持弾性体６であり、そのばね定数が変化することからこれに伴う伝達関数フィルタの位相及びゲインの変化を推定し、これに応じて伝達関数フィルタを補正するようにしている。
【００９６】
図６は、第２の実施の形態における制御テーブルＭ2 を表したものであり、この第２の実施の形態における制御テーブルＭ2 では、温度範囲毎に、基準伝達関数フィルタＣ＾* に対する、位相の補正値及びゲインの補正値が設定されている。この補正値は、基準伝達関数フィルタＣ＾* の伝達特性を補正する補正値であって、補正後の基準伝達関数フィルタＣ＾* が、各温度範囲毎に応じた伝達関数フィルタとなるように、予め実験等によって求めた値である。また、基準伝達関数フィルタＣ＾* は、例えば、出荷時に同定処理を行うこと等によって設定された伝達関数フィルタである。例えば、−５０〜０℃を第１の温度範囲，０〜５０℃を第２の温度範囲，５０〜１００℃を第３の温度範囲、１００〜１５０℃を第４の温度範囲とした場合、第３の温度範囲を基準としたとき、第１及び第２の温度範囲の位相補正値は、位相を進める値＋Ｂ1 ，＋Ａ1 に設定され、第４の温度範囲の位相補正値は位相を遅らせる値−Ｃ1 に設定される。また、第１及び第２の温度範囲のゲイン補正値は、×Ｂ2 ，×Ａ2 、第４の温度範囲のゲイン補正値は、×Ｃ2 に設定され、Ｂ2 及びＡ2 は例えば、“１”よりも小さい値であり且つ、Ｂ2 ＞Ａ2 を満足する値であり、また、Ｃ2 は“１”よりも大きい値に設定される。
【００９７】
そして、第２の実施の形態における伝達関数補正処理は、図７に示すフローチャートに基づいて実行される。なお、全体的な処理内容は上記第１の実施の形態と同様であるため、同一部分には同一番号を付与し、重複する説明は省略する。
【００９８】
すなわち、まず、温度センサ２８からの温度検出値ｔを読み込み（ステップ２０１）、続いて、制御テーブルＭ2 を参照して、対応する温度範囲を特定する（ステップ２０２）。そして、特定した温度範囲が予め記憶している前回の温度範囲と一致するか否かを判定し（ステップ２０３）、一致する場合には、そのまま処理を終了する。一方、前回の温度範囲と今回の温度範囲とが一致しない場合には、制御テーブルＭ2 を参照して、特定した温度範囲に対応する位相補正値及びゲイン補正値を読み出す（ステップ２０４ａ）。そして、読み出した位相補正値及びゲイン補正値によって、予め設定した基準伝達関数フィルタＣ＾* を補正し（ステップ２０４ｂ）、これを前述の伝達関数フィルタ格納領域に更新記憶する。また、ステップ２０２で判定した温度範囲を、前回の温度範囲として所定の記憶領域に更新記憶する。
【００９９】
なお、この伝達関数フィルタ格納領域には、初期値として例えば基準伝達関数フィルタＣ＾* が格納されている。
したがって、この第２の実施の形態のような構成であっても、温度変化に応じた伝達関数フィルタＣ＾に基づいて振動低減処理が実行されるから、上記第１の実施の形態と同等の作用効果を得ることができる。
【０１００】
しかも、図６に示すように、温度範囲毎に伝達関数フィルタを保持しておく必要はなく、温度範囲と位相及びゲインの補正値とを記憶するだけで済むから、メモリ容量の低減にも寄与することができる。
【０１０１】
なお、上記第１及び第２の実施の形態においては、温度範囲を４段階に分けた場合について説明したが、これに限るものではなく、より細かい温度範囲或いはより大まかな温度範囲に分けるようにしてもよい。
【０１０２】
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。
この第３の実施の形態は、温度センサ２８で検出した電磁アクチュエータ１０の温度である温度検出値ｔに基づいて、支持弾性体６の温度を予測し、この予測した支持弾性体６の温度に基づいて、伝達関数フィルタＣ＾を補正するようにしたものである。上記第１及び第２の実施の形態において、その全体的な構成や振動低減処理等の処理内容は同様であるので、その重複する説明は省略する。
【０１０３】
図８は、第３の実施の形態における伝達関数補正処理の処理手順を示すフローチャートであって、上記第１及び第２の実施の形態における伝達関数補正処理と同一部分には、同一符号を付与している。
【０１０４】
すなわち、まず、温度センサ２８からの温度検出値ｔを読み込むと（ステップ２０１）、次に、この温度検出値ｔをもとに、支持弾性体６の温度を予測する（ステップ２０１ａ）。つまり、温度センサ２８は、支持弾性体６の温度変化の主な原因である電磁アクチュエータ１０のヨーク１０Ａの温度を検出している。ここで、温度変化の影響を受けやすいのは、例えば支持弾性体６等、温度変化に伴いその振動の伝達関数が大きく変化するゴム等で形成された部分であり、ヨーク１０Ａと支持弾性体６との間には、熱の伝達特性等によって温度差があることから、この温度差を考慮して支持弾性体６の温度に変換するようになっている。この変換は、例えば予め実験等によって、ヨーク１０Ａと支持弾性体６との温度の相関関係を表す関係式を求めておき、この関係式と前記温度検出値ｔとに基づいて支持弾性体６の温度を予測する。
【０１０５】
そして、変換後の温度予測値に基づいて、制御テーブルＭ1 における何れの温度範囲に相当するかを判定し（ステップ２０２）、以後、上記第１の実施の形態と同様に、前回伝達関数補正処理を実行したときの温度範囲と一致する場合には、そのまま処理を終了し、前回の温度範囲と今回の温度範囲とが一致しない場合には、制御テーブルＭ1 を参照して今回の温度範囲と対応する伝達関数フィルタを選定し、これを伝達関数フィルタ格納領域に更新記憶する（ステップ２０３，２０４）。
【０１０６】
したがって、この場合にも、温度変化に応じた伝達関数フィルタＣ＾に基づいて振動低減処理が実行されるから、上記第１の実施の形態と同等の作用効果を得ることができると共に、特に、支持弾性体６の温度を予測してこの予測温度に基づいて、伝達関数フィルタＣ＾を補正するように、能動型エンジンマウント１のうち、温度変化の影響を受けやすい箇所の温度に応じて、伝達関数フィルタＣ＾を補正するようにしているから、実際の伝達特性に応じてより適切な伝達関数フィルタＣ＾を設定することができ、よって、より良好な振動低減制御を実行することができる。
【０１０７】
特に、温度変化の影響を受けやすい支持弾性体６等は、その直接その温度を測定するようにすることも考えられるが、支持弾性体６の耐久性の問題等から、支持弾性体６に温度センサを挿入して温度を計測することは困難である。しかしながら、第３の実施の形態によれば、電磁アクチュエータ１０の温度から支持弾性体６の温度を予測することができるから、支持弾性体６の耐久性に悪影響を与えることなく、温度を検出することができ効果的である。
【０１０８】
なお、上記第３の実施の形態においては、上記第１の実施の形態において、支持弾性体６の温度を予測するようにした場合について説明したが、これに限らず、上記第２の実施の形態に適用することもできる。
【０１０９】
また、上記各実施の形態においては、温度センサ２８を、電磁アクチュエータ１０に設け、ヨーク１０Ａの温度を計測するようにした場合について説明したが、これに限らず、例えば、支持弾性体６の表面の温度，或いは主流体室１５内の作動流体の温度，或いは能動型エンジンマウント１本体が設置されている場所の温度，等を測定するようにしてもよい。
【０１１０】
また、上記各実施の形態においては、温度センサ２８を設けて、これにより支持弾性体６の温度を検出或いは推測するようにした場合について説明したが、主に、支持弾性体６の温度変化の原因となるのは、ヨーク１０Ａの発熱によるものであるから、例えばヨーク１０Ａの発熱が開始するイグニッションスイッチがオン状態となった時点から、支持弾性体６の温度が伝達特性を変化させるべき温度となるまでの経過時間を実験等により検出しておき、イグニッションスイッチがオン状態となった時点から所定時間経過したときに、伝達特性を更新するようにしてもよく、この場合には、例えば温度センサ等を設けることなく、実現することができる。
【０１１１】
また、上記各実施の形態においては、残留振動を能動型エンジンマウント１に内蔵した荷重センサ２２によって検出しているが、これに限定されるものではなく、例えば車室内の乗員足元位置にフロア振動を検出する加速度センサを配設し、その加速度センサの出力信号を残留振動信号ｅとしてもよい。
【０１１２】
また、上記各実施の形態においては、伝達関数フィルタＣ＾の初期値、或いは基準伝達関数フィルタＣ＾* として、出荷時等に同定した伝達関数Ｃに応じた伝達関数フィルタＣ＾を格納するようにした場合について説明したが、例えば、イグニッションスイッチがオン状態となったとき、或いは定期検査時等、出荷時以後にも、同定処理が実行可能であり伝達関数フィルタＣ＾を更新可能なものについては、更新後の伝達関数フィルタＣ＾を、伝達関数フィルタＣ＾の初期値、或いは、基準伝達関数フィルタＣ＾* として設定するようにしてもよい。なお、この同定処理を実行する場合には、例えば、０℃の環境下等ではなく、伝達関数フィルタを設定するにあたって適当な温度のときに設定したものが好ましい。
【０１１３】
また、上記各実施の形態においては、本発明における能動型振動制御装置をエンジン３０から車体３５に伝達される振動を低減する車両用の能動型振動制御装置に適用した場合について説明したが、本発明の対象はこれに限定されるものではなく、エンジン３０以外で発生する振動を低減するための能動型振動制御装置であっても本発明は適用可能である。
【０１１４】
また、例えば騒音源としてのエンジン３０から車室内に伝達される騒音を低減する能動型騒音制御装置であってもよく、かかる能動型騒音制御装置とする場合には、車室内に制御音を発生するための制御音源としてのラウドスピーカと、車室内の残留騒音を検出する残留騒音検出手段としてのマイクロフォンと、車室内の温度を測定する温度検出手段としての温度センサを設け、上記各実施の形態と同様の演算処理によって得られる駆動信号ｙに応じてラウドスピーカを駆動させると共に、マイクロフォンの出力を残留騒音信号ｅとして適応ディジタルフィルタＷの各フィルタ係数Ｗi の更新処理に用い、伝達関数補正処理（伝達関数補正手段）等を実行すれば、上記各実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【０１１５】
また、本発明の適用対象は車両に限定されるものではなく、エンジン３０以外で発生する周期的な振動や騒音を低減するための能動型振動制御装置，能動型騒音制御装置や、非周期的な振動や騒音（ランダム・ノイズ）を低減するための能動型振動制御装置，能動型騒音制御装置であっても適用可能であり、適用対象に関係なく上記各実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。例えば、工作機械からフロアや室内に伝達される振動を低減する装置等であっても、本発明は適用可能である。
【０１１６】
さらに、上記各実施の形態では、駆動信号ｙを生成するアルゴリズムとして同期式Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳアルゴリズムを適用しているが、適用可能なアルゴリズムはこれに限定されるものではなく、例えば、通常のＦｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳアルゴリズム等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】能動型エンジンマウントの一例を示す断面図である。
【図３】振動低減処理の概要を示すフローチャートである。
【図４】第１の実施の形態における伝達関数補正処理の概要を示すフローチャートである。
【図５】第１の実施の形態における制御テーブルＭ1 の一例である。
【図６】第２の実施の形態における制御テーブルＭ2 の一例である。
【図７】第２の実施の形態における伝達関数補正処理の概要を示すフローチャートである。
【図８】第３の実施の形態における伝達関数補正処理の概要を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 能動型エンジンマウント
５ｂ オリフィス
１０ 電磁アクチュエータ
１１ 板ばね
１２ 磁路部材
１５ 主流体室
１６ 副流体室
２２ 荷重センサ
２５ コントローラ
２６ パルス信号生成器
２８ 温度センサ
３０ エンジン
３５ 車体
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両エンジン等の振動体で発生する振動に、振動体及び支持体間に介在する制御振動源が発生する制御振動を干渉させることにより、支持体側に伝達される振動の低減を図るようにした能動型振動制御装置に関し、特に、制御振動源を駆動させるための制御アルゴリズムが、制御振動源と残留振動を検出する手段との間の伝達関数を含むものにおいて、温度変化に伴う前記制御振動源と、前記残留振動を検出する手段との間の伝達特性の変化に対して対処することができるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
本発明のような能動型振動制御装置の場合、制御振動源と残留振動を検出する手段との間の伝達関数は、その能動型振動制御装置の適用対象装置，適用対象設備等の特性のばらつきによって、微妙に異なる。また、適用対象装置等の使用に伴う特性変化等によって、当初の状態からは変化してしまう可能性があるため、高精度の振動低減制御を実行するためには、能動型振動制御装置を適用対象装置に組み込んだ後に伝達関数を同定したり、適用対象装置の定期検査毎に伝達関数を同定することが望ましい。
【０００３】
そこで、本出願人は、先に特開平６−３３２４７１号公報に開示されるような技術を提案している。すなわち、この公報に開示された従来技術は、制御音源や制御振動源からインパルス信号に応じた同定音や同定振動を発生させ、その応答を残留騒音や残留振動を検出する手段で計測することにより、能動型騒音又は振動制御装置や、この能動型騒音又は振動制御装置の制御アルゴリズムに必要な伝達関数を同定するようになっている。そして、そのインパルス信号に応じた同定音や同定信号を発生するタイミングを、騒音源や振動源から騒音や振動が発生していない状態から発生する状態に移行する直前に限ることにより、演算負荷の大幅な増大を招くことなく、また、人間等に不快感を与えることなく、伝達関数の同定が行えるようになっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
確かに、上述したような先行技術によれば、能動型騒音又は振動制御装置や、能動型騒音又は振動制御装置を適用した対象装置毎に、制御に必要な伝達関数を同定することは可能であるから、高精度の騒音又は振動の低減制御等が期待できる。
【０００５】
ここで、能動型騒音又は振動制御装置を構成する構成品のうち、例えばゴム等の弾性体、或いは、ゴム等の弾性体内部に減衰力発生可能に流体を封入してなる流体封入式のマウントインシュレータ等、温度変化によりその特性が変化しやすいもので形成されている構成品を含んで形成される場合、能動型騒音又は振動制御装置が取り付けられた場所の雰囲気温度が変化したとき、或いは、能動型騒音又は振動制御装置が稼働することによって装置自体が発熱し、この発熱等によって、能動型騒音又は振動制御装置に温度変化が生じたとき等には、これら温度変化に応じて能動型騒音又は振動制御装置の特性が変化し、すなわち、制御音源又は制御振動源と、残留騒音又は残留振動を検出する手段との間の伝達特性が変化してしまう。
【０００６】
しかしながら、上記の先行技術では、騒音源や振動源から騒音や振動が発生していない状態から発生する状態に移行する直前に限って、伝達関数を同定するようになっている。そのため、能動型騒音又は振動制御装置が稼働することに伴い生じる温度変化、或いは気温の変化等による稼働中の周囲の温度変化等によって、伝達特性の変化が生じた場合等には、実際の伝達特性に応じた伝達関数とは異なった伝達関数、つまり、騒音源や振動源から騒音や振動が発生していない状態における伝達関数に基づいて制御音や制御振動を発生させることになるから、最適な制御を行うことができないうえ、発散に至ってしまう可能性があるという問題がある。
【０００７】
そこで、この発明は、上記従来の未解決の問題に着目してなされたものであり、稼働中の温度変化に伴う伝達特性の変化に、適切に対処することのできる能動型振動制御装置を提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る能動型振動制御装置は、振動源から発せられる振動と干渉する制御振動を発生可能な制御振動源と、前記振動の発生状態を表す基準信号を生成し出力する基準信号生成手段と、前記干渉後の振動を検出し残留振動信号として出力する残留振動検出手段と、前記基準信号及び前記残留振動信号に基づき、前記制御振動源及び前記残留振動検出手段間の振動の伝達系の伝達関数を含む制御アルゴリズムを用いて、前記振動が低減するように前記制御振動源を駆動する能動制御手段と、を備えた能動型振動制御装置において、車両に適用され、前記振動源はエンジンであり、前記制御振動源は、前記エンジンと車体側部材との間に介在する支持弾性体を備えた制御振動源であって、前記伝達系の温度を検出する温度検出手段と、当該温度検出手段で検出した温度に応じて前記伝達関数を補正する伝達関数補正手段と、を備え、前記温度検出手段は、前記エンジンが始動してからの経過時間に基づいて、前記支持弾性体の温度を予測するようになっていることを特徴としている。
【００１９】
この発明によれば、振動源から発せられる振動と干渉する制御振動が制御振動源から発生され、これによって、振動源から発生される振動が低減される。前記制御振動源は、能動制御手段によって駆動制御され、具体的には、振動の発生状態を表す基準信号と、干渉後の振動を検出した残留振動信号とに基づいて、制御振動源と残留振動検出手段との間の伝達系の伝達関数を含む制御アルゴリズムを用いて、駆動制御される。
【００２０】
このとき、温度検出手段によって、制御振動源と残留振動検出手段との間の伝達系の温度が検出され、検出された温度に応じて前記伝達関数が補正される。そして、補正された伝達関数に基づいて制御アルゴリズムが実行されて、制御振動源から制御振動が発生される。
【００２１】
よって、例えば、制御振動源と残留振動検出手段との間の伝達系に、温度変化によって振動の伝達特性が変化しやすいものが介在している場合等には、温度変化によってその振動の伝達特性が変わることから、制御振動源と残留振動検出手段との間の伝達系の伝達特性も変化することになる。したがって、制御振動源を駆動する能動制御手段での処理に用いられる、伝達系の伝達特性を、温度検出手段で検出した伝達系の温度に基づいて補正することにより、現在の伝達系の伝達特性に応じて制御振動源が制御されることになる。よって、現在の伝達系の伝達特性に応じた制御振動が発生されることになって、適切な振動低減処理が行われることになる。
また、このとき、制御振動源は、振動源としてのエンジンと車体側部材との間に介在する支持弾性体を備えた制御振動源であって、エンジンが始動してからの経過時間に基づいて、伝達系の温度が予測される。つまり、エンジンが始動するとその振動を低減させるために制御振動源が作動し、この作動に伴って発熱が生じると、この発熱によって支持弾性体に温度変化が生じる。よって、エンジンが始動してからの経過時間に応じて支持弾性体に温度変化が生じるとみなすことができるから、例えば、エンジンが始動してからの経過時間と、これに伴う支持弾性体の温度との対応を実験等によって予め求めておけば、エンジンが始動してからの経過時間を検出することによって、容易に、支持弾性体の温度を予測することができる。
また、支持弾性体は、エンジンと車体側部材との間に介在しているから、その振動特性の変化は伝達系の伝達特性の変化の一因となり、特に、支持弾性体が、温度変化に対してその振動特性が大きく変化する、例えばゴム等で形成されている場合等には、支持弾性体の特性変化は、伝達系の伝達特性の変化に大きく起因することになる。よって、この支持弾性体の温度を予測し、この支持弾性体の温度に基づいて伝達関数を補正することによって、より適切な伝達関数が設定される。
【００２２】
また、本発明の請求項２に係る能動型振動制御装置は、前記伝達関数補正手段は、予め前記伝達系の温度に対して所定の温度範囲毎に設定した伝達関数候補のうち、前記温度検出手段で検出した温度が含まれる温度範囲に対応する伝達関数候補を、前記伝達関数として選定するようになっていることを特徴としている。
【００２３】
この発明によれば、制御振動源と残留振動検出手段との間の伝達系の温度に対して、予め所定の温度範囲毎に、それぞれの温度範囲に応じた伝達関数候補が実験等によって設定され、所定の記憶領域に記憶されている。そして、伝達関数補正手段によって、温度検出手段で検出された伝達系の温度に基づいて対応する温度範囲が特定され、これに応じた伝達関数候補が前記伝達関数として設定される。そして、この伝達関数に基づく制御アルゴリズムに基づいて、能動制御手段により制御振動源が駆動制御される。
【００２４】
よって、温度検出手段で検出した温度が含まれる温度範囲から、設定すべき伝達関数候補が直接選定されるから、伝達関数補正手段での伝達関数の補正処理が容易に行われる。
【００２５】
また、本発明の請求項３に係る能動型振動制御装置は、前記伝達関数補正手段は、予め前記伝達系の温度に対して所定の温度範囲毎に設定した、基準伝達関数の特性を補正する補正値のうち、前記温度検出手段で検出した温度が含まれる温度範囲に対応する補正値を選定し、当該補正値をもとに補正した前記基準伝達関数を、前記伝達関数として設定するようになっていることを特徴としている。
【００２６】
この発明によれば、予め設定した基準伝達関数の特性を補正する補正値が、制御振動源と残留振動検出手段との間の伝達系の温度に対して、所定の温度範囲毎に設定されて所定の記憶領域に格納されている。この補正値は、例えばゲイン或いは位相等であって、予め実験等によって設定される。そして、伝達関数補正手段によって、温度検出手段で検出された温度が含まれる温度範囲が特定され、これに応じた補正値が選定され、この補正値によって基準伝達関数が補正され、温度検出手段で検出された温度に応じた伝達関数が設定される。
【００２７】
よって、各温度範囲毎に応じた補正値と、基準伝達関数とのみを記憶しておけばよいから、各温度範囲毎の伝達関数を記憶する場合に比較して、記憶領域はより少なくてすむ。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係る能動型振動制御装置によれば、伝達関数補正手段によって、温度検出手段で検出した温度に応じて、制御振動源及び残留振動検出手段間の伝達関数を補正するようにしたから、温度変化に伴う振動の伝達系の伝達特性の変化に応じた伝達関数に基づいて、制御振動源を適切に駆動することができる。
また、このとき、エンジンが始動してからの経過時間に基づいて、伝達系の伝達特性の変化に起因する支持弾性体の温度を予測するようにしたから、より適切な伝達関数を設定することができると共に、例えば温度センサ等を設けることなく、容易に支持弾性体の温度を予測することができる。
【００３９】
また、本発明の請求項２に係る能動型振動制御装置によれば、温度検出手段で検出した温度に基づいて、予め温度範囲毎に設定した伝達関数候補の中から、対応する伝達関数候補を選定してこれを伝達系の伝達関数として設定するようにしたから、伝達関数の補正処理を容易に行うことができる。
【００４０】
また、本発明の請求項３に係る能動型振動制御装置によれば、温度検出手段で検出した温度に基づいて、予め温度範囲毎に設定した補正係数の中から、対応する補正係数を選定し、これに基づいて基準伝達関数を補正しこれを伝達系の伝達関数として設定するようにしたから、各温度範囲毎の補正係数と基準伝達関数とのみを記憶しておけばよいから、より少ない記憶領域で実現することができる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１乃至図５は、本発明の第１の実施の形態を示す図であって、図１は、本発明に係る能動型振動制御装置の実施の形態の一例を車両に適用した概略構成図である。
【００４５】
まず、構成を説明すると、エンジン３０が駆動信号に応じた能動的な支持力を発生可能な能動型エンジンマウント１を介して、サスペンションメンバ等から構成される車体３５に支持されている。なお、実際には、エンジン３０及び車体３５間には、能動型エンジンマウント１の他に、エンジン３０及び車体３５間の相対変位に応じた受動的な支持力を発生する複数のエンジンマウントも介在している。受動的なエンジンマウントとしては、例えばゴム状の弾性体で荷重を支持する通常のエンジンマウントや、ゴム状の弾性体内部に減衰力発生可能に流体を封入してなる公知の流体封入式のマウントインシュレータ等が適用できる。
【００４６】
一方、能動型エンジンマウント１は、例えば図２に示すように構成されている。すなわち、この実施の形態における能動型エンジンマウント１は、エンジン３０への取り付け用ボルト２ａを上部に一体に備え且つ内部が空洞で下部が開口したキャップ２を有し、このキャップ２の下部外面には、軸が上下方向を向く内筒３の上端部がかしめ止めされている。
【００４７】
内筒３は、下端側が縮径した形状となっていて、その下端部が内側に水平に折り曲げられて、ここに円形の開口部３ａが形成されている。そして、内筒３の内側には、キャップ２及び内筒３内部の空間を上下に二分するように、キャップ２及び内筒３のかしめ止め部分に一緒に挟み込まれてダイアフラム４が配設されている。ダイアフラム４の上側の空間は、キャップ２の側面に孔を開けることにより大気圧に通じている。
【００４８】
さらに、内筒３の内側には、オリフィス構成体５が配設されている。なお、本実施の形態では、内筒３内面及びオリフィス構成体５間には、薄膜状の弾性体（ダイアフラム４の外周部を延長させたものでもよい）が介在していて、これにより、オリフィス構成体５は内筒３内側に強固に嵌め込まれている。
【００４９】
このオリフィス構成体５は、内筒３の内部空間に整合して略円柱形に形成されていて、その上面には円形の凹部５ａが形成されている。そして、その凹部５ａと、底面の開口部３ａに対向する部分との間が、オリフィス５ｂを介して連通するようになっている。オリフィス５ｂは、例えば、オリフィス構成体５の外周面に沿って螺旋状に延びる溝と、その溝の一端部を凹部５ａに連通させる流路と、その溝の他端部を開口部３ａに連通させる流路とで構成される。
【００５０】
一方、内筒３の外周面には、内周面側が若干上方に盛り上がった肉厚円筒状の支持弾性体６の内周面が加硫接着されていて、その支持弾性体６の外周面は、上端側が拡径した円筒部材としての外筒７の内周面上部に加硫接着されている。
【００５１】
そして、外筒７の下端部は上面が開口した円筒形のアクチュエータケース８の上端部にかしめ止めされていて、そのアクチュエータケース８の下端面からは、車体３５側への取り付け用の取り付けボルト９が突出している。取り付けボルト９は、その頭部９ａが、アクチュエータケース８の内底面に張り付いた状態で配設された平板部材８ａの中央の空洞部８ｂに収容されている。
【００５２】
さらに、アクチュエータケース８の内側には、円筒形の鉄製のヨーク１０Ａと、このヨーク１０Ａの中央部に軸を上下に向けて巻き付けられた励磁コイル１０Ｂと、ヨーク１０Ａの励磁コイル１０Ｂに包囲された部分の上面に極を上下に向けて固定された永久磁石１０Ｃと、から構成される電磁アクチュエータ１０が配設されている。
【００５３】
また、アクチュエータケース８の上端部はフランジ状に形成されたフランジ部８Ａとなっていて、そのフランジ部８Ａに外筒７の下端部がかしめられて両者が一体となっているのであるが、そのかしめ止め部分には、円形の金属製の板ばね１１の周縁部（端部）が挟み込まれていて、その板ばね１１の中央部の電磁アクチュエータ１０側には、リベット１１ａによって磁化可能な磁路部材１２が固定されている。なお、磁路部材１２はヨーク１０Ａよりも若干小径の鉄製の円板であって、その底面が電磁アクチュエータ１０に近接するような厚みに形成されている。
【００５４】
さらに、上記かしめ止め部分には、フランジ部８Ａと板ばね１１とに挟まれるように、リング状の薄膜弾性体１３と、力伝達部材１４のフランジ部１４ａとが支持されている。具体的には、アクチュエータケース８のフランジ部８Ａ上に、薄膜弾性体１３と、力伝達部材１４のフランジ部１４ａと、板ばね１１と、をこの順序で重ね合わせると共に、その重なり合った全体を外筒７の下端部をかしめて一体としている。
【００５５】
力伝達部材１４は、磁路部材１２を包囲する短い円筒形の部材であって、その上端部がフランジ部１４ａとなっており、その下端部は電磁アクチュエータ１０のヨーク１０Ａの上面に結合している。具体的には、ヨーク１０Ａの上端面周縁部に形成された円形の溝に、力伝達部材１４の下端部が嵌合して両者が結合されている。また、力伝達部材１４の弾性変形時のばね定数は、薄膜弾性体１３のばね定数よりも大きい値に設定されている。
【００５６】
ここで、本実施の形態では、支持弾性体６の下面及び板ばね１１の上面によって画成された部分に流体室１５が形成され、ダイアフラム４及び凹部５ａによって画成された部分に副流体室１６が形成されていて、これら流体室１５及び副流体室１６間が、オリフィス構成体５に形成されたオリフィス５ｂを介して連通している。なお、これら流体室１５，副流体室１６及びオリフィス５ｂ内には、エチレングリコール等の流体が封入されている。
【００５７】
かかるオリフィス５ｂの流路形状等で決まる流体マウントとしての特性は、走行中のエンジンシェイク発生時、つまり、５〜１５Ｈｚで能動型エンジンマウント１が加振された場合に高動ばね定数，高減衰力を示すように調整されている。
【００５８】
そして、電磁アクチュエータ１０の励磁コイル１０Ｂは、コントローラ２５からハーネス２３ａを通じて供給される電流である駆動信号ｙに応じて所定の電磁力を発生するようになっている。
【００５９】
コントローラ２５は、マイクロコンピュータ，必要なインタフェース回路，Ａ／Ｄ変換器，Ｄ／Ａ変換器，アンプ等を含んで構成され、エンジンシェイクよりも高周波の振動であるアイドル振動やこもり音振動・加速時振動が車体３５に入力されている場合には、その振動を低減できる能動的な支持力が能動型エンジンマウント１に発生するように、能動型エンジンマウント１に対する駆動信号ｙを生成し出力するようになっている。
【００６０】
ここで、アイドル振動やこもり音振動は、例えばレシプロ４気筒エンジンの場合、エンジン回転２次成分のエンジン振動が車体３５に伝達されることが主な原因であるから、そのエンジン回転２次成分に同期して駆動信号ｙを生成し出力すれば、車体側低減が可能となる。そこで、本実施の形態では、燃焼タイミングに同期するように、エンジン３０のクランク軸の回転に同期した（例えば、レシプロ４気筒エンジンの場合には、クランク軸が１８０度回転する度に一つの）インパルス信号を生成しこれを基準信号ｘとして出力するパルス信号生成器２６（図１）を設けていて、その基準信号ｘがエンジン３０における振動の発生状態を表す信号としてコントローラ２５に供給されるようになっている。
【００６１】
一方、電磁アクチュエータ１０のヨーク１０Ａの下端面と、アクチュエータケース８の底面を形成する平板部材８ａの上面との間に挟み込まれるように、エンジン３０から支持弾性体６を通じて伝達する加振力を検出する荷重センサ２２が配設されていて、荷重センサ２２の検出結果がハーネス２３ｂを通じて残留振動信号ｅとしてコントローラ２５に供給されるようになっている。荷重センサ２２としては、具体的には、圧電素子，磁歪素子，歪ゲージ等が適用可能である。
【００６２】
そして、コントローラ２５は、供給される残留振動信号ｅ及び基準信号ｘに基づき、適応アルゴリズムの一つである同期式Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳアルゴリズムを実行することにより、能動型エンジンマウント１に対する駆動信号ｙを演算し、その駆動信号ｙを能動型エンジンマウント１に出力するようになっている。
【００６３】
具体的には、コントローラ２５は、フィルタ係数Ｗi （ｉ＝０，１，２，……，Ｉ−１：Ｉはタップ数）可変の適応ディジタルフィルタＷを有していて、最新の基準信号ｘが入力された時点から所定のサンプリング・クロックの間隔で、その適応ディジタルフィルタＷのフィルタ係数Ｗi を順番に駆動信号ｙとして出力する一方、基準信号ｘ及び残留振動信号ｅに基づいて適応ディジタルフィルタＷのフィルタ係数Ｗi を適宜更新する処理を実行するようになっている。
【００６４】
適応ディジタルフィルタＷの更新式は、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳアルゴリズムに従った下記の（１）式のようになる。
Ｗi （ｎ＋１）＝Ｗi （ｎ）−μＲT ｅ（ｎ） ……（１）
ここで、（ｎ），（ｎ＋１）が付く項は、サンプリング時刻ｎ，ｎ＋１，における値であることを表し、μは収束係数である。また、更新用基準信号ＲT は、理論的には、基準信号ｘを、能動型エンジンマウント１の電磁アクチュエータ１０及び荷重センサ２２間の伝達関数Ｃを有限インパルス応答型フィルタでモデル化した伝達関数フィルタＣ＾でフィルタ処理をした値であり、基準信号ｘと伝達関数フィルタＣ＾との関数である次式（２）として表すことができる。ここで、基準信号ｘの大きさは“１”であるから、伝達関数フィルタＣ＾のインパルス応答を基準信号ｘに同期して次々と生成した場合のそれらインパルス応答波形のサンプリング時刻ｎにおける和に一致する。
【００６５】
ＲT ＝ｆ（ｘ，Ｃ＾） ……（２）
また、理論的には、基準信号ｘを適応ディジタルフィルタＷでフィルタ処理して駆動信号ｙを生成するのであるが、基準信号ｘの大きさが“１”であるため、フィルタ係数Ｗi を順番に駆動信号ｙとして出力しても、フィルタ処理の結果を駆動信号ｙとしたのと同じ結果になる。
【００６６】
さらに、コントローラ２５は上記のような適応ディジタルフィルタＷを用いた振動低減処理を実行する一方で、その振動低減制御に必要な伝達関数Ｃをモデルタ化した伝達関数フィルタＣ＾を、ヨーク１０Ａの温度変化に応じて更新する処理をも実行するようになっている。
【００６７】
すなわち、コントローラ２５には、アクチュエータケース８を貫通してヨーク１０Ａに挿入して配設された、例えば熱電対等で形成される温度センサ２８の温度検出値ｔが入力され、コントローラ２５では、この温度センサ２８からの温度検出値ｔに基づいて、予め設定された所定周期で、前記伝達関数フィルタＣ＾を更新する伝達関数更新処理が実行される。
【００６８】
この伝達関数更新処理では、入力される温度センサ２８からの温度検出値ｔに基づいて、予め温度範囲毎に設定し所定の記憶領域に格納した伝達関数フィルタＣ＾N （Ｎ＝１〜４）のうち、温度検出値ｔに対応する温度範囲に応じた伝達関数フィルタＣ＾N を選定し、この伝達関数フィルタＣ＾N を、それまでの伝達関数フィルタＣ＾と置き換えるようになっている。そして、前記振動低減制御処理においては、この置き換えられた新たな伝達関数フィルタＣ＾に基づいて処理を実行するようになっている。
【００６９】
次に、第１の実施の形態の動作を説明する。
すなわち、能動型エンジンマウント１内の流体共振系の共振周波数を２０Ｈｚに調節している結果、５〜１５Ｈｚの振動であるエンジンシェイク発生時にもある程度の減衰力がこの能動型エンジンマウント１で発生するため、エンジン３０側で発生したエンジンシェイクが能動型エンジンマウント１によってある程度減衰されると共に、図示しない他の流体封入式エンジンマウント等によってもエンジンシェイクは減衰されるから、車体３５側の振動レベルが低減される。なお、エンジンシェイクに対しては、特に磁路部材１２を積極的に変位させる必要はない。
【００７０】
一方、アイドル振動周波数以上の周波数の振動が入力された場合には、コントローラ２５は、所定の演算処理を実行し、電磁アクチュエータ１０に駆動信号ｙを出力し、能動型エンジンマウント１に振動を低減し得る能動的な支持力を発生させる。
【００７１】
これを、アイドル振動，こもり音振動入力時にコントローラ２５内で実行される処理の概要を示すフローチャートである図３に従って具体的に説明する。
まず、そのステップ１０１において所定の初期設定が行われた後に、ステップ１０２ａに移行し、所定の記憶領域に形成された、伝達関数フィルタ格納領域に格納されている伝達関数フィルタＣ＾が読み込まれる。そして、ステップ１０２ｂに移行し、読み込まれた伝達関数フィルタＣ＾に基づいて更新用基準信号ＲT が演算される。なお、このステップ１０２ｂでは、一周期分の更新用基準信号ＲT がまとめて演算される。
【００７２】
そして、ステップ１０３に移行し、カウンタｉが零クリアされた後に、ステップ１０４に移行して、適応ディジタルフィルタＷのｉ番目のフィルタ係数Ｗi が駆動信号ｙとして出力される。
【００７３】
ステップ１０４で駆動信号ｙを出力したら、ステップ１０５に移行し、残留振動信号ｅが読み込まれる。そして、ステップ１０６に移行して、カウンタｊが零クリアされ、次いでステップ１０７に移行し、適応ディジタルフィルタＷのｊ番目のフィルタ係数Ｗj が上記（１）式にしたがって更新される。
【００７４】
ステップ１０７における更新処理が完了したら、ステップ１０８に移行し、次の基準信号ｘが入力されているか否かを判定し、ここで基準信号ｘが入力されていないと判定された場合には、適応ディジタルフィルタＷの次のフィルタ係数の更新又は駆動信号ｙの出力処理を実行すべく、ステップ１０９に移行する。
【００７５】
ステップ１０９では、カウンタｊが出力回数Ｔy （正確には、カウンタｊは０からスタートするため、出力回数Ｔy から１を減じた値）に達しているか否かを判定する。この判定は、ステップ１０４で適応ディジタルフィルタＷのフィルタ係数Ｗi を、駆動信号ｙとして出力した後に、適応ディジタルフィルタＷのフィルタ係数Ｗi を、駆動信号ｙとして必要な数だけ更新したか否かを判断するためのものである。そこで、このステップ１０９の判定が「ＮＯ」の場合には、ステップ１１０でカウンタｊをインクリメントした後に、ステップ１０７に戻って上述した処理を繰り返し実行する。
【００７６】
しかし、ステップ１０９の判定が「ＹＥＳ」の場合には、適応ディジタルフィルタＷのフィルタ係数のうち、駆動信号ｙとして必要な数のフィルタ係数の更新処理が完了したと判断できるから、ステップ１１１に移行してカウンタｉをインクリメントした後に、所定時間待機する。この所定時間は、上記ステップ１０４の処理を実行してから所定のサンプリング・クロックの間隔に対応する時間が経過するまでの時間である。そして、サンプリング・クロックに対応する時間が経過したら、上記ステップ１０４に戻って上述した処理を繰り返し実行する。
【００７７】
一方、ステップ１０８で基準信号ｘが入力されたと判断された場合には、ステップ１１２に移行し、カウンタｉ（正確には、カウンタｉは０からスタートするため、カウンタｉに１を加えた値）を最新の出力回数Ｔy として保存した後に、ステップ１０２ａに戻って、上述した処理を繰り返し実行する。
【００７８】
このような図３の処理を繰り返し実行する結果、コントローラ２５から能動型エンジンマウント１の電磁アクチュエータ１０に対しては、基準信号ｘが入力された時点から、サンプリング・クロックの間隔で、適応ディジタルフィルタＷのフィルタ係数Ｗi が順番に駆動信号ｙとして供給される。
【００７９】
この結果、励磁コイル１０Ｂに駆動信号ｙに応じた磁力が発生するが、磁路部材１２には、すでに永久磁石１０Ｃによる一定の磁力が付与されているから、その励磁コイル１０Ｂによる磁力は永久磁石１０Ｃの磁力を強める又は弱めるように作用すると考えることができる。つまり、励磁コイル１０Ｂに駆動信号ｙが供給されていない状態では、磁路部材１２は、板ばね１１による支持力と、永久磁石１０Ｃとの磁力との釣り合った中立の位置に変位することになる。そして、この中立の状態で励磁コイル１０Ｂに駆動信号ｙが供給されると、その駆動信号ｙによって励磁コイル１０Ｂに発生する磁力が永久磁石１０Ｃの磁力と逆方向であれば、磁路部材１２は電磁アクチュエータ１０とのクリアランスが増大する方向に変位する。逆に、励磁コイル１０Ｂに発生する磁力が永久磁石１０Ｃの磁力と同じ方向であれば、磁路部材１２は電磁アクチュエータ１０とのクリアランスが減少する方向に変位する。
【００８０】
このように磁路部材１２は、正逆両方向に変位可能であり、磁路部材１２が変位すれば主流体室１５の容積が変化し、その容積変化によって支持弾性体６の拡張ばねが変形するから、この能動型エンジンマウント１に正逆両方向の能動的な支持力が発生するのである。
【００８１】
そして、駆動信号ｙとなる適応ディジタルフィルタＷの各フィルタ係数Ｗi は、同期式Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳアルゴリズムにしたがった上記（１）式によって逐次更新されるため、ある程度の時間が経過して適応ディジタルフィルタＷの各フィルタ係数Ｗi が最適値に収束した後は、駆動信号ｙが能動型エンジンマウント１に供給されることによって、エンジン３０から能動型エンジンマウント１を介して車体３５側に伝達されるアイドル振動やこもり音振動が低減されるようになるのである。
【００８２】
以上は車両走行時等に実行される振動低減処理の動作である。その一方、図４に示すような、伝達関数フィルタＣ＾を設定する伝達関数更新処理が実行される。
【００８３】
すなわち、まず、そのステップ２０１において、温度センサ２８からの温度検出値ｔを読み込み、続いて、ステップ２０２に移行し、予め設定して所定の記憶領域に格納している図５に示すような制御テーブルＭ1 を参照して、読み込んだ温度検出値ｔに対応する温度範囲を判定する。
【００８４】
ここで、制御テーブルＭ1 は、図５に示すように、所定の温度範囲毎にそれぞれ伝達関数フィルタＣ＾N が設定されている。図５の場合には、温度範囲は、例えば、第１の温度範囲−５０〜０℃，第２の温度範囲０〜５０℃，第３の温度範囲５０〜１００℃，第４の温度範囲１００〜１５０℃，の４つの温度範囲に分割され、それぞれの範囲毎に伝達関数フィルタＣ＾1 〜Ｃ＾4 が設定されている。この伝達関数フィルタＣ＾1 〜Ｃ＾4 は、例えば、実験等によって、予め検出することにより設定される。
【００８５】
したがって、ステップ２０２の処理では、温度検出値ｔが、前記第１〜第４の温度範囲の何れに該当するかを判定し、次いでステップ２０３に移行して、ステップ２０２の処理で判定した温度範囲が、予め所定の記憶領域に格納している前回実行時の温度範囲と一致するか否かを判定し、前回の温度範囲と一致する場合には、伝達関数フィルタＣ＾を更新する必要がないから、そのまま処理を終了する。
【００８６】
一方、ステップ２０３の処理で、前回の温度範囲と今回の温度範囲とが一致しない場合には、ステップ２０４に移行し、対応テーブルＭ1 を参照して対応する温度範囲に応じた伝達関数フィルタＣ＾N を読み出し、これを、前述の伝達関数フィルタ格納領域に伝達関数フィルタＣ＾として更新記憶する。そして、ステップ２０２の処理で検出した温度範囲を、前回の温度範囲として所定の記憶領域に更新記憶した後、処理を終了する。
【００８７】
なお、前記伝達関数フィルタ格納領域には、例えば出荷時等に同定した伝達関数Ｃに応じた伝達関数フィルタＣ＾が初期値として格納されているものとする。このように、本実施の形態によれば、能動型エンジンマウント１の温度変化に応じて、現在の温度に応じた伝達関数フィルタＣ＾N を選定し、この伝達関数フィルタＣ＾N に基づいて、振動減衰処理を実行するようになっているから、例えば温度変化等によって、能動型エンジンマウント１の振動の伝達特性が変化した場合でも、現在の温度に応じた伝達関数フィルタＣ＾に基づいて制御振動が発生されて、良好な振動低減制御が実行できるのである。
【００８８】
よって、車両の外気温度の変化、或いは、能動型エンジンマウント１が稼働することに伴う、電磁アクチュエータ１０の発熱による能動型エンジンマウント１内の温度変化等によって、エンジン１と車体３５との間の振動の伝達特性が変化した場合でも、現在の温度に応じた伝達特性に基づく伝達関数フィルタＣ＾に基づき制御振動が発生されるから、良好な振動低減制御を実行することができる。
【００８９】
特に、ゴム製の支持弾性体６等の場合には、温度変化によりその特性が大きく変化し、例えば温度が０℃以下となった場合等には硬化してしまい、車体３５に伝わるエンジン１の振動を減衰する力が弱くなってしまい、車体３５に伝わる振動が大きくなるが、上記実施の形態によれば、予め実験等によって設定した０℃以下における伝達特性に応じた、伝達関数フィルタＣ＾に基づき、振動低減処理が行われるから、支持弾性体６の硬化による振動を減衰する力の低下分を考慮して制御振動が発生されることになって、良好な振動低減制御を実行することができる。
【００９０】
また、支持弾性体６の特性変化に係わらず、例えば、温度変化に応じて主流体室１５及び副流体室１６内の作動流体の特性、或いはその他の部分の特性が変化する場合でも、これらの特性変化をも考慮して、制御テーブルＭ1 の伝達関数フィルタＣ＾N を設定するようにすれば、これら特性変化にも対処することができる。
【００９１】
また、上記第１の実施の形態においては、第１〜第４の温度範囲毎に、対応する伝達関数フィルタＣ＾1 〜Ｃ＾4 が設定されているから、温度範囲から設定すべき伝達関数フィルタを容易に得ることができ、更新処理に要する処理負荷を軽減することができると共に短時間で更新処理を行うことができる。
【００９２】
ここで、本実施の形態では、エンジン３０が振動源に対応し、能動型エンジンマウント１が制御振動源に対応し、パルス信号生成器２６が基準信号生成手段に対応し、荷重センサ２２が残留振動検出手段に対応し、図３の処理が能動制御手段に対応し、温度センサ２８が温度検出手段に対応し、図４の処理が伝達関数補正手段に対応している。
【００９３】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
本発明の第２の実施の形態は、上記第１の実施の形態における、伝達関数フィルタＣ＾の補正方法が異なること以外は同様であり、全体的な構成や振動低減処理の処理内容は上記第１の実施の形態と同様であるため、その重複する説明は省略する。
【００９４】
この第２の実施の形態においては、伝達関数補正処理では、温度変化に応じて基準となる基準伝達関数フィルタＣ＾* の位相及びゲインを補正するようにしている。
【００９５】
つまり、能動型エンジンマウント１に温度変化が生じた場合、その影響を最も受けるのは支持弾性体６であり、そのばね定数が変化することからこれに伴う伝達関数フィルタの位相及びゲインの変化を推定し、これに応じて伝達関数フィルタを補正するようにしている。
【００９６】
図６は、第２の実施の形態における制御テーブルＭ2 を表したものであり、この第２の実施の形態における制御テーブルＭ2 では、温度範囲毎に、基準伝達関数フィルタＣ＾* に対する、位相の補正値及びゲインの補正値が設定されている。この補正値は、基準伝達関数フィルタＣ＾* の伝達特性を補正する補正値であって、補正後の基準伝達関数フィルタＣ＾* が、各温度範囲毎に応じた伝達関数フィルタとなるように、予め実験等によって求めた値である。また、基準伝達関数フィルタＣ＾* は、例えば、出荷時に同定処理を行うこと等によって設定された伝達関数フィルタである。例えば、−５０〜０℃を第１の温度範囲，０〜５０℃を第２の温度範囲，５０〜１００℃を第３の温度範囲、１００〜１５０℃を第４の温度範囲とした場合、第３の温度範囲を基準としたとき、第１及び第２の温度範囲の位相補正値は、位相を進める値＋Ｂ1 ，＋Ａ1 に設定され、第４の温度範囲の位相補正値は位相を遅らせる値−Ｃ1 に設定される。また、第１及び第２の温度範囲のゲイン補正値は、×Ｂ2 ，×Ａ2 、第４の温度範囲のゲイン補正値は、×Ｃ2 に設定され、Ｂ2 及びＡ2 は例えば、“１”よりも小さい値であり且つ、Ｂ2 ＞Ａ2 を満足する値であり、また、Ｃ2 は“１”よりも大きい値に設定される。
【００９７】
そして、第２の実施の形態における伝達関数補正処理は、図７に示すフローチャートに基づいて実行される。なお、全体的な処理内容は上記第１の実施の形態と同様であるため、同一部分には同一番号を付与し、重複する説明は省略する。
【００９８】
すなわち、まず、温度センサ２８からの温度検出値ｔを読み込み（ステップ２０１）、続いて、制御テーブルＭ2 を参照して、対応する温度範囲を特定する（ステップ２０２）。そして、特定した温度範囲が予め記憶している前回の温度範囲と一致するか否かを判定し（ステップ２０３）、一致する場合には、そのまま処理を終了する。一方、前回の温度範囲と今回の温度範囲とが一致しない場合には、制御テーブルＭ2 を参照して、特定した温度範囲に対応する位相補正値及びゲイン補正値を読み出す（ステップ２０４ａ）。そして、読み出した位相補正値及びゲイン補正値によって、予め設定した基準伝達関数フィルタＣ＾* を補正し（ステップ２０４ｂ）、これを前述の伝達関数フィルタ格納領域に更新記憶する。また、ステップ２０２で判定した温度範囲を、前回の温度範囲として所定の記憶領域に更新記憶する。
【００９９】
なお、この伝達関数フィルタ格納領域には、初期値として例えば基準伝達関数フィルタＣ＾* が格納されている。
したがって、この第２の実施の形態のような構成であっても、温度変化に応じた伝達関数フィルタＣ＾に基づいて振動低減処理が実行されるから、上記第１の実施の形態と同等の作用効果を得ることができる。
【０１００】
しかも、図６に示すように、温度範囲毎に伝達関数フィルタを保持しておく必要はなく、温度範囲と位相及びゲインの補正値とを記憶するだけで済むから、メモリ容量の低減にも寄与することができる。
【０１０１】
なお、上記第１及び第２の実施の形態においては、温度範囲を４段階に分けた場合について説明したが、これに限るものではなく、より細かい温度範囲或いはより大まかな温度範囲に分けるようにしてもよい。
【０１０２】
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。
この第３の実施の形態は、温度センサ２８で検出した電磁アクチュエータ１０の温度である温度検出値ｔに基づいて、支持弾性体６の温度を予測し、この予測した支持弾性体６の温度に基づいて、伝達関数フィルタＣ＾を補正するようにしたものである。上記第１及び第２の実施の形態において、その全体的な構成や振動低減処理等の処理内容は同様であるので、その重複する説明は省略する。
【０１０３】
図８は、第３の実施の形態における伝達関数補正処理の処理手順を示すフローチャートであって、上記第１及び第２の実施の形態における伝達関数補正処理と同一部分には、同一符号を付与している。
【０１０４】
すなわち、まず、温度センサ２８からの温度検出値ｔを読み込むと（ステップ２０１）、次に、この温度検出値ｔをもとに、支持弾性体６の温度を予測する（ステップ２０１ａ）。つまり、温度センサ２８は、支持弾性体６の温度変化の主な原因である電磁アクチュエータ１０のヨーク１０Ａの温度を検出している。ここで、温度変化の影響を受けやすいのは、例えば支持弾性体６等、温度変化に伴いその振動の伝達関数が大きく変化するゴム等で形成された部分であり、ヨーク１０Ａと支持弾性体６との間には、熱の伝達特性等によって温度差があることから、この温度差を考慮して支持弾性体６の温度に変換するようになっている。この変換は、例えば予め実験等によって、ヨーク１０Ａと支持弾性体６との温度の相関関係を表す関係式を求めておき、この関係式と前記温度検出値ｔとに基づいて支持弾性体６の温度を予測する。
【０１０５】
そして、変換後の温度予測値に基づいて、制御テーブルＭ1 における何れの温度範囲に相当するかを判定し（ステップ２０２）、以後、上記第１の実施の形態と同様に、前回伝達関数補正処理を実行したときの温度範囲と一致する場合には、そのまま処理を終了し、前回の温度範囲と今回の温度範囲とが一致しない場合には、制御テーブルＭ1 を参照して今回の温度範囲と対応する伝達関数フィルタを選定し、これを伝達関数フィルタ格納領域に更新記憶する（ステップ２０３，２０４）。
【０１０６】
したがって、この場合にも、温度変化に応じた伝達関数フィルタＣ＾に基づいて振動低減処理が実行されるから、上記第１の実施の形態と同等の作用効果を得ることができると共に、特に、支持弾性体６の温度を予測してこの予測温度に基づいて、伝達関数フィルタＣ＾を補正するように、能動型エンジンマウント１のうち、温度変化の影響を受けやすい箇所の温度に応じて、伝達関数フィルタＣ＾を補正するようにしているから、実際の伝達特性に応じてより適切な伝達関数フィルタＣ＾を設定することができ、よって、より良好な振動低減制御を実行することができる。
【０１０７】
特に、温度変化の影響を受けやすい支持弾性体６等は、その直接その温度を測定するようにすることも考えられるが、支持弾性体６の耐久性の問題等から、支持弾性体６に温度センサを挿入して温度を計測することは困難である。しかしながら、第３の実施の形態によれば、電磁アクチュエータ１０の温度から支持弾性体６の温度を予測することができるから、支持弾性体６の耐久性に悪影響を与えることなく、温度を検出することができ効果的である。
【０１０８】
なお、上記第３の実施の形態においては、上記第１の実施の形態において、支持弾性体６の温度を予測するようにした場合について説明したが、これに限らず、上記第２の実施の形態に適用することもできる。
【０１０９】
また、上記各実施の形態においては、温度センサ２８を、電磁アクチュエータ１０に設け、ヨーク１０Ａの温度を計測するようにした場合について説明したが、これに限らず、例えば、支持弾性体６の表面の温度，或いは主流体室１５内の作動流体の温度，或いは能動型エンジンマウント１本体が設置されている場所の温度，等を測定するようにしてもよい。
【０１１０】
また、上記各実施の形態においては、温度センサ２８を設けて、これにより支持弾性体６の温度を検出或いは推測するようにした場合について説明したが、主に、支持弾性体６の温度変化の原因となるのは、ヨーク１０Ａの発熱によるものであるから、例えばヨーク１０Ａの発熱が開始するイグニッションスイッチがオン状態となった時点から、支持弾性体６の温度が伝達特性を変化させるべき温度となるまでの経過時間を実験等により検出しておき、イグニッションスイッチがオン状態となった時点から所定時間経過したときに、伝達特性を更新するようにしてもよく、この場合には、例えば温度センサ等を設けることなく、実現することができる。
【０１１１】
また、上記各実施の形態においては、残留振動を能動型エンジンマウント１に内蔵した荷重センサ２２によって検出しているが、これに限定されるものではなく、例えば車室内の乗員足元位置にフロア振動を検出する加速度センサを配設し、その加速度センサの出力信号を残留振動信号ｅとしてもよい。
【０１１２】
また、上記各実施の形態においては、伝達関数フィルタＣ＾の初期値、或いは基準伝達関数フィルタＣ＾* として、出荷時等に同定した伝達関数Ｃに応じた伝達関数フィルタＣ＾を格納するようにした場合について説明したが、例えば、イグニッションスイッチがオン状態となったとき、或いは定期検査時等、出荷時以後にも、同定処理が実行可能であり伝達関数フィルタＣ＾を更新可能なものについては、更新後の伝達関数フィルタＣ＾を、伝達関数フィルタＣ＾の初期値、或いは、基準伝達関数フィルタＣ＾* として設定するようにしてもよい。なお、この同定処理を実行する場合には、例えば、０℃の環境下等ではなく、伝達関数フィルタを設定するにあたって適当な温度のときに設定したものが好ましい。
【０１１３】
また、上記各実施の形態においては、本発明における能動型振動制御装置をエンジン３０から車体３５に伝達される振動を低減する車両用の能動型振動制御装置に適用した場合について説明したが、本発明の対象はこれに限定されるものではなく、エンジン３０以外で発生する振動を低減するための能動型振動制御装置であっても本発明は適用可能である。
【０１１４】
また、例えば騒音源としてのエンジン３０から車室内に伝達される騒音を低減する能動型騒音制御装置であってもよく、かかる能動型騒音制御装置とする場合には、車室内に制御音を発生するための制御音源としてのラウドスピーカと、車室内の残留騒音を検出する残留騒音検出手段としてのマイクロフォンと、車室内の温度を測定する温度検出手段としての温度センサを設け、上記各実施の形態と同様の演算処理によって得られる駆動信号ｙに応じてラウドスピーカを駆動させると共に、マイクロフォンの出力を残留騒音信号ｅとして適応ディジタルフィルタＷの各フィルタ係数Ｗi の更新処理に用い、伝達関数補正処理（伝達関数補正手段）等を実行すれば、上記各実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【０１１５】
また、本発明の適用対象は車両に限定されるものではなく、エンジン３０以外で発生する周期的な振動や騒音を低減するための能動型振動制御装置，能動型騒音制御装置や、非周期的な振動や騒音（ランダム・ノイズ）を低減するための能動型振動制御装置，能動型騒音制御装置であっても適用可能であり、適用対象に関係なく上記各実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。例えば、工作機械からフロアや室内に伝達される振動を低減する装置等であっても、本発明は適用可能である。
【０１１６】
さらに、上記各実施の形態では、駆動信号ｙを生成するアルゴリズムとして同期式Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳアルゴリズムを適用しているが、適用可能なアルゴリズムはこれに限定されるものではなく、例えば、通常のＦｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳアルゴリズム等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】能動型エンジンマウントの一例を示す断面図である。
【図３】振動低減処理の概要を示すフローチャートである。
【図４】第１の実施の形態における伝達関数補正処理の概要を示すフローチャートである。
【図５】第１の実施の形態における制御テーブルＭ1 の一例である。
【図６】第２の実施の形態における制御テーブルＭ2 の一例である。
【図７】第２の実施の形態における伝達関数補正処理の概要を示すフローチャートである。
【図８】第３の実施の形態における伝達関数補正処理の概要を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 能動型エンジンマウント
５ｂ オリフィス
１０ 電磁アクチュエータ
１１ 板ばね
１２ 磁路部材
１５ 主流体室
１６ 副流体室
２２ 荷重センサ
２５ コントローラ
２６ パルス信号生成器
２８ 温度センサ
３０ エンジン
３５ 車体
Claims (3)
- 振動源から発せられる振動と干渉する制御振動を発生可能な制御振動源と、
前記振動の発生状態を表す基準信号を生成し出力する基準信号生成手段と、
前記干渉後の振動を検出し残留振動信号として出力する残留振動検出手段と、
前記基準信号及び前記残留振動信号に基づき、前記制御振動源及び前記残留振動検出手段間の振動の伝達系の伝達関数を含む制御アルゴリズムを用いて、前記振動が低減するように前記制御振動源を駆動する能動制御手段と、を備えた能動型振動制御装置において、
車両に適用され、前記振動源はエンジンであり、
前記制御振動源は、前記エンジンと車体側部材との間に介在する支持弾性体を備えた制御振動源であって、
前記伝達系の温度を検出する温度検出手段と、
当該温度検出手段で検出した温度に応じて前記伝達関数を補正する伝達関数補正手段と、を備え、
前記温度検出手段は、前記エンジンが始動してからの経過時間に基づいて、前記支持弾性体の温度を予測するようになっていることを特徴とする能動型振動制御装置。 - 前記伝達関数補正手段は、予め前記伝達系の温度に対して所定の温度範囲毎に設定した伝達関数候補のうち、前記温度検出手段で検出した温度が含まれる温度範囲に対応する伝達関数候補を、前記伝達関数として選定するようになっていることを特徴とする請求項１記載の能動型振動制御装置。
- 前記伝達関数補正手段は、予め前記伝達系の温度に対して所定の温度範囲毎に設定した、基準伝達関数の特性を補正する補正値のうち、前記温度検出手段で検出した温度が含まれる温度範囲に対応する補正値を選定し、当該補正値をもとに補正した前記基準伝達関数を、前記伝達関数として設定するようになっていることを特徴とする請求項１記載の能動型振動制御装置。
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