JP4983720B2 - Vibration control device and vehicle - Google Patents

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Description

本発明は、発生する振動を抑制する制振装置及びこれを備えた車両に関する。   The present invention relates to a vibration damping device that suppresses generated vibrations and a vehicle including the vibration damping device.

従来から車両のエンジンの出力トルク変動により生じた車両振動について、加振手段によって制振力を発生させて積極的に加振させることで、車両振動を打ち消す制振装置が知られている。より具体的には、このような制振装置としては、振動発生源となるエンジンに設けられた加振手段となるリニアアクチュエータと、振動発生源となるエンジンの回転数を検出する手段と、制振するべき位置における振動を検出する振動検出手段と、検出されたエンジンの回転数及び制振するべき位置の振動に基づいてリニアアクチュエータに加振指令を出力する適応制御アルゴリズムとを備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この制振装置では、適応制御アルゴリズムによってエンジン回転数と制振するべき位置で現在検出されている振動に応じた最適な振幅と位相とを有する加振指令を出力することが可能であり、これにより加振手段から発生する制振力によって振動発生源となるエンジンから発生し、座席部など制振するべき位置に伝達される振動を低減させることができるものである。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a vibration damping device that cancels vehicle vibrations by generating vibration damping force by a vibration means and actively vibrating vehicle vibrations caused by fluctuations in the output torque of a vehicle engine. More specifically, such a vibration damping device includes a linear actuator that is a vibration means provided in an engine that is a vibration generation source, a means that detects the rotational speed of the engine that is a vibration generation source, Proposed is provided with vibration detection means for detecting vibration at a position to be shaken, and an adaptive control algorithm for outputting a vibration command to the linear actuator based on the detected engine speed and vibration at the position to be dampened (For example, refer to Patent Document 1). In this vibration damping device, it is possible to output a vibration command having an optimum amplitude and phase corresponding to the vibration currently detected at the position to be damped by the adaptive control algorithm. Thus, the vibration generated from the engine that is the vibration generation source by the vibration control force generated from the vibration means and transmitted to the position to be controlled such as the seat portion can be reduced.

また、車両に加振機と、加振機の設置箇所から車室内の所定点までの振動伝達特性を記憶した特性マップと、加速度センサによる検出信号と振動伝達特性とから車室内の所定点における振動を予測するデジタルフィルタとを備え、予測した振動を低減するように加振機によって振動を与えることによって振動を低減する装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。   In addition, the vehicle at the predetermined point in the vehicle interior based on the vibration generator, the characteristic map storing the vibration transmission characteristics from the place where the vibrator is installed to the predetermined point in the vehicle interior, and the detection signal and the vibration transmission characteristic by the acceleration sensor. There is known an apparatus that includes a digital filter that predicts vibration and reduces vibration by applying vibration using a shaker so as to reduce the predicted vibration (see, for example, Patent Document 2).

一方、往復動を行う加振手段として、可動子が、固定子に対して往復動可能であるように弾性支持部(板バネ)によって支持されたリニアアクチュエータが知られている(例えば、特許文献3参照)。このリニアアクチュエータは、可動子が摩耗しないため、長期間にわたって使用した後でも軸支持の精度が低下しない。また,可動子に摺動抵抗が作用しないため、摺動抵抗による消費電力の損失が少ない。さらにまた、嵩の張るコイルと弾性支持部とを近接して配置できるので、リニアアクチュエータを小型化できるという特徴がある。   On the other hand, a linear actuator in which a movable element is supported by an elastic support portion (plate spring) so that the movable element can reciprocate with respect to a stator is known as a vibrating means that performs reciprocating movement (for example, Patent Documents). 3). In this linear actuator, since the mover does not wear, the accuracy of shaft support does not deteriorate even after being used for a long time. Further, since sliding resistance does not act on the mover, power loss due to sliding resistance is small. Furthermore, since the bulky coil and the elastic support portion can be disposed close to each other, the linear actuator can be miniaturized.

特許文献3に記載されたリニアアクチュエータは,駆動時の反力によって,制振しようとする対象機器が発生している振動を相殺することができる。すなわち,制振対象機器の振動加速度に対して,アクチュエータの発生反力が逆位相になるように電流指令を印加することにより,アクチュエータは制振対象機器の振動を低減することができる。なお,一般的には,アクチュエータの反力を増加させるため,可動子には補助質量(おもり)が付与される。このようなリニアアクチュエータを用いた制振装置を自動車の車体に取り付けることにより,自動車のエンジンから車体に加わる力を相殺することができるため,車体の振動を低減することができる。
特開平10−49204号公報 特開平08−226489号公報 特開2004−343964号公報
The linear actuator described in Patent Document 3 can cancel the vibration generated by the target device to be controlled by the reaction force during driving. That is, by applying a current command so that the reaction force generated by the actuator has an opposite phase with respect to the vibration acceleration of the vibration suppression target device, the actuator can reduce the vibration of the vibration suppression target device. In general, in order to increase the reaction force of the actuator, an auxiliary mass (weight) is given to the mover. By attaching a vibration damping device using such a linear actuator to the vehicle body, the force applied to the vehicle body from the engine of the vehicle can be offset, so that vibration of the vehicle body can be reduced.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-49204 Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-226489 JP 2004-343964 A

ところで、特許文献1に示す制振装置は、加振手段であるリニアアクチュエータを車体の振動発生源であるエンジン近傍に装着しているが、例えば特許文献3に記載されたリニアアクチュエータを加振手段として車体に後付けしようとしても、設置スペースの都合上,エンジン近傍や制振するべき位置近傍に装着できない場合がある。このような場合、加振手段の装着位置をエンジンや制振するべき位置から離す必要があるが,振動発生源(エンジン)、加振手段(リニアアクチュエータ)、制振するべき位置(座席部)が異なることになるため、最適な制振力を得られないという問題がある。すなわち、振動発生源から制振するべき位置までの伝達特性と、加振手段が設けられた位置から制振するべき位置までの伝達特性が異なるため、加振手段によって発生させるべき制振力の振幅と位相を,エンジン回転数から一意に決めることができなくなるのである。なお,各伝達特性は、車体の剛性や、加振手段の指令に対する応答性や、加速度センサのフィルタ特性などによって決定される。   Incidentally, in the vibration damping device disclosed in Patent Document 1, a linear actuator that is a vibration means is mounted in the vicinity of an engine that is a vibration generation source of the vehicle body. For example, the linear actuator described in Patent Document 3 is a vibration means. Even if it is going to be retrofitted to the vehicle body, it may not be installed in the vicinity of the engine or the position to be damped due to the installation space. In such a case, it is necessary to move the mounting position of the vibration means away from the engine and the position where vibration is to be suppressed. However, the vibration source (engine), vibration means (linear actuator), position where vibration is to be suppressed (seat part) Therefore, there is a problem that optimal vibration control force cannot be obtained. That is, the transmission characteristic from the vibration source to the position to be damped is different from the transmission characteristic from the position where the oscillating means is provided to the position to be damped, so the damping force to be generated by the oscillating means The amplitude and phase cannot be determined uniquely from the engine speed. Each transfer characteristic is determined by the rigidity of the vehicle body, the response to the command of the vibration means, the filter characteristic of the acceleration sensor, and the like.

このような問題を解決するために、特許文献2の制振装置は、振動伝達特性に基づいて、発生している振動を予測し、加振手段によって発生させるべき制振力の位相と振幅を求めるようにしたため、振動伝達特性を考慮して、振動抑制制御を行うことができる。   In order to solve such a problem, the vibration damping device of Patent Document 2 predicts the generated vibration based on the vibration transmission characteristics, and determines the phase and amplitude of the vibration damping force to be generated by the vibration excitation means. Therefore, vibration suppression control can be performed in consideration of vibration transfer characteristics.

以上のようにして各伝達特性を考慮することで、図11に示すように、制振するべき位置において、振動発生源から伝達される振動F1に対して、加振手段による制振力F2がほぼ逆位相となって伝達されることで、振動F1の振幅から制振力F2の振幅分が打ち消され、制振状態として、振動発生源から伝達された振動F1を振動F3に抑制することが可能となる。そして、該振動F3を検出し、この検出した振動F3に基づいて、加振手段で発生させる制振力F2の振幅を調整することを繰り返すことで、制振力F2の振幅が振動発生源から伝達される振動F1の振幅と近似した値となり、制振するべき位置における振動振幅を限りなく小さくすることが可能となる。   By considering each transfer characteristic as described above, as shown in FIG. 11, the vibration damping force F2 by the vibration means is applied to the vibration F1 transmitted from the vibration source at the position where vibration is to be suppressed. By being transmitted in almost opposite phase, the amplitude of the vibration damping force F2 is canceled out from the amplitude of the vibration F1, and the vibration F1 transmitted from the vibration source is suppressed to the vibration F3 as a vibration damping state. It becomes possible. Then, by repeatedly detecting the vibration F3 and adjusting the amplitude of the damping force F2 generated by the vibrating means based on the detected vibration F3, the amplitude of the damping force F2 is reduced from the vibration source. The value approximates the amplitude of the transmitted vibration F1, and the vibration amplitude at the position to be damped can be reduced as much as possible.

しかしながら、制振力F2による調整を繰り返すことで、図12に示すように、該制振力F2の振幅は、振動発生源から伝達される振動F1の振幅を超えて、当該振幅よりも大きくなってしまう過補償状態となってしまう場合がある。この場合、検出される振動F3の位相は加振手段による制振力F2とほぼ同位相となる。そして、制御部では、検出される該振動F3の振幅を減少させるようにさらに加振手段による制振力F2の振幅を大きくするので、検出される振動F3は、同位相でさらに大きくなって制振できなくなってしまう問題があった。   However, by repeating the adjustment by the damping force F2, as shown in FIG. 12, the amplitude of the damping force F2 exceeds the amplitude of the vibration F1 transmitted from the vibration generating source and becomes larger than the amplitude. Overcompensation may occur. In this case, the phase of the detected vibration F3 is substantially the same as the vibration damping force F2 by the vibration means. Then, the control unit further increases the amplitude of the damping force F2 by the vibration means so as to decrease the amplitude of the detected vibration F3, so that the detected vibration F3 is further increased and controlled in the same phase. There was a problem that could not be shaken.

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、過補償状態となることにより制振するべき位置での振動を制振することができなくなってしまうことを防止することが可能な制振装置及びこれを備えた車両を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and can prevent the vibration at a position to be damped from being able to be damped due to the overcompensation state. An object is to provide a vibration damping device and a vehicle including the vibration damping device.

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の制振装置は、振動発生源から伝達された制振するべき位置での振動を検出して振動信号として出力する振動検出手段と、前記制振するべき位置と異なる位置に設けられ、前記制振するべき位置での振動を打ち消すための制振力を発生させる加振手段と、前記振動信号と、前記振動発生源が発生する振動の振動周波数を有する基準波との位相差を近似した算出位相信号を算出する位相算出手段と、前記算出位相信号と、前記基準波とから、前記加振手段に前記制振力を発生させるための加振指令を出力する加振指令発生手段と、前記振動信号と、前記基準波との位相差である抽出位相信号を出力する位相抽出手段と、前記位相算出手段の前記算出位相信号と前記位相抽出手段の前記抽出位相信号とに基づいて、制振状態か過補償状態であるかを判別する過補償判別手段とを備え、前記位相算出手段は、該過補償判別手段が過補償状態と判別した場合には前記算出位相信号を減少させて出力させることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The vibration damping device of the present invention is provided at a position different from the position to be damped, with vibration detecting means for detecting vibration at a position to be damped transmitted from the vibration generating source and outputting it as a vibration signal, Approximate the phase difference between the vibration means for generating a damping force for canceling the vibration at the position to be damped, the vibration signal, and the reference wave having the vibration frequency of the vibration generated by the vibration source. Phase calculation means for calculating the calculated phase signal, excitation command generation means for outputting an excitation command for causing the excitation means to generate the damping force from the calculated phase signal and the reference wave; , Based on the phase extraction means for outputting an extracted phase signal that is a phase difference between the vibration signal and the reference wave, the calculated phase signal of the phase calculation means, and the extracted phase signal of the phase extraction means, In vibration suppression or overcompensation A overcompensation discriminating means for discriminating Luke, the phase calculating means, if 該過 compensation determination means has determined that the overcompensation state is characterized by to output to reduce the calculation phase signal.

ここで、制振状態とは、制振するべき位置において、図1における加振手段700によって制振力を発生させて振動発生源に起因して伝達される振動を打ち消すことで、振動検出手段200で検出され出力される振動信号が、振動発生源100に起因して伝達される振動に対して同位相を含む位相領域で減衰している状態をいう。言い換えれえれば、振動検出手段200による振動信号が、加振手段700により制振されるべき位置に伝達される制振力の位相を基準として、逆位相を含む位相領域M”、図2に示すように当該振動信号の位相差をΔφ”として、(180°−q)≦Δφ”≦(180°+q)を満たす範囲の位相で出力されていることをいう。
また、過補償状態とは、振動検出手段200で検出され出力される振動信号が、振動発生源100に起因して伝達される振動に対して逆位相を含む位相領域で生成されている状態をいう。すなわち、振動検出手段200による振動信号が、加振手段700により制振されるべき位置に伝達される制振力の位相を基準として、同位相を含み、上記位相領域M”以外となる位相領域N”、すなわち、0≦Δφ”<(180°−q)、(180°+q)<Δφ”≦360°で出力されることをいう。
ここで、制振状態と過補償状態との閾値を決定するqは、以下の関係に基づいて求められる。すなわち、制限状態では、周期(2π/ω)の正弦波sin(ωt)で表される振動に対して、とqだけ位相がずれ、同じ振幅となる正弦波で表される制振力で制振した場合に、合成した結果がもとの振動の振幅以下になる必要がある。このため、sin(ωt)+sin(ωt+q)≦1の関係、及び加法定理に基づいて、qは60°となる。
Here, the vibration suppression state means that vibration detection means is generated by canceling vibration transmitted by the vibration generation source by generating a vibration suppression force by the vibration means 700 in FIG. A state in which the vibration signal detected and output at 200 is attenuated in a phase region including the same phase with respect to the vibration transmitted due to the vibration generation source 100. In other words, a phase region M ″ including an antiphase with reference to the phase of the damping force transmitted to the position to be damped by the vibration means 700 is shown in FIG. As described above, the phase difference of the vibration signal is Δφ ″, and the phase is output in a range satisfying (180 ° −q) ≦ Δφ ″ ≦ (180 ° + q).
The overcompensation state is a state in which the vibration signal detected and output by the vibration detection means 200 is generated in a phase region including an opposite phase to the vibration transmitted from the vibration generation source 100. Say. That is, the phase region including the same phase and other than the phase region M ″ with reference to the phase of the damping force transmitted to the position to be damped by the vibration unit 700 when the vibration signal from the vibration detecting unit 200 is transmitted. N ″, that is, 0 ≦ Δφ ″ <(180 ° −q), (180 ° + q) <Δφ ″ ≦ 360 °.
Here, q for determining the threshold value between the vibration suppression state and the overcompensation state is obtained based on the following relationship. In other words, in the limited state, the vibration is represented by a damping force represented by a sine wave having the same amplitude as that of the sine wave sin (ωt) having a period (2π / ω). When shaken, the synthesized result needs to be less than the amplitude of the original vibration. Therefore, q is 60 ° based on the relationship of sin (ωt) + sin (ωt + q) ≦ 1 and the addition theorem.

この構成によれば、図1に示すように、振動検出手段200は,振動発生源100から伝達された制振するべき位置での振動を検出し,振動信号として位相算出手段300および位相抽出手段400に出力する。位相算出手段300は,振動信号と,振動発生源100が発生する振動と略同じ周波数の基準波との位相差および振動信号の振幅を近似した算出位相信号を、加振指令発生手段600へ出力する。一方、位相抽出手段400は,前記振動信号と前記基準波との位相差である抽出位相信号を過補償判別手段500へ出力する。そして、加振指令発生手段600は、位相算出手段300から出力された算出位相信号と、基準波とから、加振指令を加振手段700に出力する。加振手段700は,加振指令発生手段600が出力した加振指令により,前記制振するべき位置とは異なる位置を加振することによって,該制振するべき位置の振動を抑制する。   According to this configuration, as shown in FIG. 1, the vibration detection means 200 detects the vibration at the position to be damped transmitted from the vibration generation source 100 and uses the phase calculation means 300 and the phase extraction means as vibration signals. Output to 400. The phase calculating means 300 outputs a calculated phase signal approximating the phase difference between the vibration signal and the reference wave having substantially the same frequency as the vibration generated by the vibration generating source 100 and the amplitude of the vibration signal to the vibration command generating means 600. To do. On the other hand, the phase extraction unit 400 outputs an extraction phase signal that is a phase difference between the vibration signal and the reference wave to the overcompensation determination unit 500. Then, the vibration command generation unit 600 outputs a vibration command to the vibration unit 700 from the calculated phase signal output from the phase calculation unit 300 and the reference wave. The vibration means 700 suppresses the vibration at the position to be damped by oscillating a position different from the position to be damped by the vibration command output from the vibration command generation means 600.

ここで、過補償判別手段500では、位相算出手段300によって算出された算出位相信号と、位相抽出手段400によって抽出された抽出位相信号とから、加振手段700による制振力で制振状態となっているか過補償状態となっているかを判別している。制振状態と判断した場合には、位相算出手段300は、当該判別結果に基づいて同様に算出位相信号を出力し、加振指令発生手段600も同様に加振指令値を出力し、加振手段700によって制振力を発生させる。一方、過補償状態と判断した場合には、位相算出手段300は当該判別結果に基づいて算出位相信号を減少して出力することとなり、これにより、加振指令手段600からの加振指令により加振手段700から発生する制振力の振幅も減少することとなる。このため、制振状態から過補償状態となったとしても、速やかに制振状態に復帰させることができ、これにより過補償状態が続いて制振することができなくなってしまうことを防止することができる。   Here, in the overcompensation determination unit 500, the vibration suppression state is determined by the vibration control force of the vibration unit 700 from the calculated phase signal calculated by the phase calculation unit 300 and the extracted phase signal extracted by the phase extraction unit 400. Or overcompensated. When it is determined that the vibration is controlled, the phase calculation unit 300 outputs a calculated phase signal based on the determination result, and the vibration command generation unit 600 outputs a vibration command value in the same manner. A vibration damping force is generated by the means 700. On the other hand, when it is determined that the state is an overcompensation state, the phase calculation means 300 outputs the calculated phase signal after being reduced based on the determination result. The amplitude of the damping force generated from the vibration means 700 is also reduced. For this reason, even if the vibration suppression state is changed to the overcompensation state, the vibration suppression state can be quickly restored, thereby preventing the overcompensation state from continuing to be suppressed. Can do.

また、本発明の制振装置は、前記位相算出手段は、前記算出位相信号として、正弦成分と余弦成分とを算出し、それぞれに1未満の共通のゲインを乗算することで前記算出位相信号を減少させることを特徴としている。   Further, in the vibration damping device of the present invention, the phase calculating means calculates a sine component and a cosine component as the calculated phase signal, and multiplies each by a common gain less than 1, thereby obtaining the calculated phase signal. It is characterized by decreasing.

この構成によれば、位相算出手段は、算出位相信号として正弦成分と余弦成分とを算出しており、過補償判別手段による判別結果が過補償状態である場合に、正弦成分と余弦成分のそれぞれに1未満の共通のゲインを乗算して算出位相信号を減少させている。このため、算出位相信号を減少させるのに伴って、基準波に対する該算出位相信号の位相差が、振動信号の位相差に近似しない方向に変化してしまうことを防ぐことができる。これにより、加振手段による制振力によって効果的に減衰させつつ、過補償状態が続いて制振することができなくなってしまうことを確実に防止することができる。   According to this configuration, the phase calculation unit calculates the sine component and the cosine component as the calculated phase signal, and each of the sine component and the cosine component is obtained when the determination result by the overcompensation determination unit is an overcompensation state. Is multiplied by a common gain of less than 1 to reduce the calculated phase signal. For this reason, it is possible to prevent the phase difference of the calculated phase signal with respect to the reference wave from changing in a direction that does not approximate the phase difference of the vibration signal as the calculated phase signal is decreased. Accordingly, it is possible to surely prevent the overcompensation state from being unable to be continuously suppressed while being effectively attenuated by the vibration suppression force of the vibration excitation unit.

また、本発明の制振装置は、前記位相算出手段は、前記算出位相信号として、正弦成分と余弦成分とを算出し、前記位相抽出手段は、前記抽出位相信号として、正弦成分と余弦成分とを抽出し、前記過補償判別手段は、前記算出位相信号の正弦成分及び余弦成分、並びに前記抽出位相信号の正弦成分及び余弦成分に基づいて、前記算出位相信号と前記抽出位相信号との差分を算出し、該差分から制振状態か過補償状態かを判別することを特徴としている。   In the vibration damping device of the present invention, the phase calculating unit calculates a sine component and a cosine component as the calculated phase signal, and the phase extracting unit calculates a sine component and a cosine component as the extracted phase signal. And the overcompensation determining means calculates a difference between the calculated phase signal and the extracted phase signal based on the sine component and cosine component of the calculated phase signal and the sine component and cosine component of the extracted phase signal. It is characterized by calculating and discriminating whether it is a vibration suppression state or an overcompensation state from the difference.

この構成によれば、位相算出手段が算出位相信号として正弦成分及び余弦成分を算出し、位相抽出手段が抽出位相信号として正弦成分及び余弦成分を抽出することで、これらに基づいて算出位相信号と前記抽出位相信号との差分を算出することができる。このため、この差分に基づいて制振状態か過補償状態かを正確に判別することができる。   According to this configuration, the phase calculating unit calculates the sine component and the cosine component as the calculated phase signal, and the phase extracting unit extracts the sine component and the cosine component as the extracted phase signal, so that the calculated phase signal and A difference from the extracted phase signal can be calculated. Therefore, it is possible to accurately determine whether the vibration suppression state or the overcompensation state is based on this difference.

また、本発明の制振装置は、前記位相算出手段が前記算出位相信号として正弦成分X1と余弦成分Y1とを算出した結果と、前記位相抽出手段が前記抽出位相信号として正弦成分X2と余弦成分Y2とを抽出した結果から、関係式<α=X2×Y1−Y2×X1>で算出される第一の特性値α及び関係式<β=Y2×X1+X2×Y1>で算出される第二の特性値βとを出力する位相差ベクトル抽出手段を備え、前記過補償判別手段は、前記第一の特性値と前記第二の特性値との比β/αが予め設定された閾値に対して大小いずかであるかによって制振状態か過補償状態かを判別することを特徴としている。   In the vibration damping device of the present invention, the phase calculating unit calculates the sine component X1 and the cosine component Y1 as the calculated phase signal, and the phase extracting unit calculates the sine component X2 and the cosine component as the extracted phase signal. From the result of extracting Y2, the first characteristic value α calculated by the relational expression <α = X2 × Y1-Y2 * X1> and the second characteristic value calculated by the relational expression <β = Y2 × X1 + X2 × Y1> A phase difference vector extracting unit that outputs a characteristic value β, wherein the overcompensation determining unit is configured to set a ratio β / α between the first characteristic value and the second characteristic value to a preset threshold value. It is characterized by determining whether it is a vibration suppression state or an overcompensation state depending on whether it is large or small.

この構成によれば、位相差ベクトル抽出手段は、位相算出手段が算出位相信号として正弦成分及び余弦成分を算出し、位相抽出手段が抽出位相信号として正弦成分及び余弦成分を抽出したそれぞれの結果からこれらに基づいて第一特性値α及び第二特性値βを算出することができる。このため、過補償判別手段は、両者の比β/αと予め設定された閾値とに基づいて制振状態か過補償状態かを正確に判別することができる。   According to this configuration, the phase difference vector extraction unit calculates the sine component and the cosine component as the calculated phase signal by the phase calculation unit, and the phase extraction unit extracts the sine component and the cosine component as the extracted phase signal. Based on these, the first characteristic value α and the second characteristic value β can be calculated. For this reason, the overcompensation discrimination means can accurately discriminate whether the vibration suppression state or the overcompensation state based on the ratio β / α of both and a preset threshold value.

また、本発明の制振装置は、前記位相算出手段は、前記振動信号に収束ゲインおよび前記基準波を乗ずる第一乗算器と、該第一乗算器の出力を積分する積分器と、過補償状態で前記積分器の帰還経路中に挿入されて1未満のゲインを乗算する第二乗算器とを有することを特徴としている。   In the vibration damping device of the present invention, the phase calculation means includes a first multiplier that multiplies the vibration signal by a convergence gain and the reference wave, an integrator that integrates an output of the first multiplier, and overcompensation. And a second multiplier that is inserted into the integrator feedback path and multiplies a gain of less than one.

この構成によれば、位相算出手段では、入力される振動信号に第一乗算器によって収束ゲイン及び基準波を乗じ、積分器によって積分することで、算出位相信号として、基準波に対する振動信号の位相差に近似した信号を算出することができる。また、過補償判別手段による判別結果が過補償状態である場合には、積分器における帰還経路中に第二乗算器が挿入されて1未満のゲインが乗算され積分されることで、積分器による積分結果となる算出位相信号を減少させて出力することができ、これにより加振指令手段により加振手段から発生する制振力の振幅を減少させることができる。   According to this configuration, the phase calculation unit multiplies the input vibration signal by the convergence gain and the reference wave by the first multiplier and integrates by the integrator, thereby obtaining the position of the vibration signal with respect to the reference wave as the calculated phase signal. A signal approximating the phase difference can be calculated. Further, when the determination result by the overcompensation determination means is in the overcompensation state, a second multiplier is inserted in the feedback path in the integrator, multiplied by a gain of less than 1, and integrated. The calculated phase signal that is the integration result can be reduced and output, whereby the amplitude of the damping force generated from the vibration means by the vibration command means can be reduced.

また、本発明の制振装置は、前記加振手段を車両の車体フレームに装着したことを特徴としている。
この構成によれば、加振手段を車体フレーム上の設置可能な任意の場所へ設置できるため,制振装置を車両に後付けで設置することができる。そのため,制振装置が未装着の車両に対しても,制振装置を装着することにより乗員が感じる振動を軽減することができる。また、制振するべき位置において、制振装置による制振が制振状態から過補償状態となったとしても、速やかに制振状態に復帰させることができ、これにより過補償状態が続いて制振することができなくなってしまうことを防止することができる。
The vibration damping device of the present invention is characterized in that the vibration means is mounted on a vehicle body frame.
According to this configuration, since the vibration exciting means can be installed at any place where the vehicle body frame can be installed, the vibration damping device can be installed later on the vehicle. Therefore, the vibration felt by the occupant can be reduced by mounting the vibration damping device even on a vehicle without the vibration damping device. In addition, even if the damping by the damping device is changed from the damping state to the overcompensation state at the position where the damping is to be performed, it can be quickly returned to the damping state, so that the overcompensation state continues. It is possible to prevent the user from shaking.

また、本発明の車両は、上記の制振装置を備えることを特徴としている。
この構成によれば、過補償状態が続いて制振することができなくなってしまうことを防止しつつ、制振するべき位置における制振を行うことができ、乗員に快適な乗り心地を提供することが出来る。
Moreover, the vehicle of this invention is provided with said damping device.
According to this configuration, it is possible to perform vibration suppression at a position where vibration is to be suppressed while preventing an overcompensation state from continuing to be suppressed, and provide a comfortable ride for the occupant. I can do it.

本発明の制振装置によれば、過補償判別手段及びその判別結果に基づいて算出位相信号を出力する位相算出手段を備えることで、過補償状態となることにより制振するべき位置での振動を制振することができなくなってしまうことを防止しつつ、確実に振動発生源に起因して伝達される振動を制振することができる。   According to the vibration damping device of the present invention, by providing the overcompensation determination unit and the phase calculation unit that outputs the calculated phase signal based on the determination result, vibration at a position where vibration suppression should be performed when the overcompensation state is achieved. The vibration transmitted due to the vibration generating source can be reliably suppressed while preventing the vibration from being suppressed.

以下、図面を参照して本発明の一実施形態による制振装置を説明する。図3は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、符号1は、自動車等の車両を走行させるための駆動力を発生するために車両に搭載されたエンジン(振動発生源)であり、車両内に発生する振動の発生源である。符号10は、所定の質量を有する補助質量11を備え、この補助質量11を振動させることにより得られる反力によって車両内に発生する振動を抑制するための制振力を発生するリニアアクチュエータ(以下、アクチュエータと称する。「加振手段」)である。符号2は、車両の車体フレームであり、エンジンマウント1mによってエンジン1が搭載されるとともに、所定の位置にアクチュエータ10が装着される。ここでは、アクチュエータ10は、車体フレーム2に発生する上下方向(重力方向)の振動を抑制制御するものとする。   Hereinafter, a vibration damping device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the embodiment. In this figure, reference numeral 1 denotes an engine (vibration generation source) mounted on the vehicle in order to generate a driving force for driving the vehicle such as an automobile, and is a generation source of vibration generated in the vehicle. Reference numeral 10 includes an auxiliary mass 11 having a predetermined mass, and a linear actuator that generates a damping force for suppressing vibration generated in the vehicle by a reaction force obtained by vibrating the auxiliary mass 11 (hereinafter referred to as a linear actuator). These are referred to as “actuators” (excitation means). Reference numeral 2 denotes a vehicle body frame of the vehicle. The engine 1 is mounted by the engine mount 1m, and the actuator 10 is mounted at a predetermined position. Here, it is assumed that the actuator 10 suppresses and controls vibration in the vertical direction (gravity direction) generated in the vehicle body frame 2.

符号3は、アクチュエータ10に制振力を発生させて、車両内に発生する振動を抑制する制御を行う制御部である。符号4は、制御部3から出力される指令値に基づいて、アクチュエータ10を駆動するための電流をアクチュエータ10に対して供給するアンプである。符号5は、車両内の乗員用の座席6の近傍に装着された加速度センサ(振動検出手段)である。制御部3は、エンジン1から出力されるエンジンパルス信号(点火タイミング信号)と、加速度センサ5から出力される加速度センサ出力信号に基づいて、アクチュエータ10を駆動するための加振指令を求めて、アンプ4へ出力する。アンプ4は、この加振指令に基づいて、アクチュエータ10に対して供給するべき電流値を求めてアクチュエータ10へ供給することにより、補助質量が往復運動(図3に示す例では、上下方向の運動)を行い、その反力を使用して、制振するべき位置である座席近傍に発生している振動を低減することができる。   Reference numeral 3 denotes a control unit that performs control to generate vibration damping force in the actuator 10 and suppress vibration generated in the vehicle. Reference numeral 4 denotes an amplifier that supplies a current for driving the actuator 10 to the actuator 10 based on a command value output from the control unit 3. Reference numeral 5 denotes an acceleration sensor (vibration detecting means) mounted in the vicinity of a passenger seat 6 in the vehicle. The control unit 3 obtains an excitation command for driving the actuator 10 based on the engine pulse signal (ignition timing signal) output from the engine 1 and the acceleration sensor output signal output from the acceleration sensor 5. Output to the amplifier 4. Based on this excitation command, the amplifier 4 obtains a current value to be supplied to the actuator 10 and supplies it to the actuator 10 so that the auxiliary mass reciprocates (in the example shown in FIG. ) And the reaction force can be used to reduce the vibration generated in the vicinity of the seat, which is the position to be damped.

ここで、図4を参照して、図3に示すアクチュエータ10の詳細な構成を説明する。図4は、図3に示すアクチュエータ10の詳細な構成を示す図である。この図において、符号12は、永久磁石を備える固定子であり、車体フレーム2に固定される。符号13は、可動子であり、抑制するべき振動方向と同方向の往復動(図4の紙面では上下動)を行う。ここでは、車体フレーム2の抑制するべき振動の方向と可動子13の往復動方向(推力方向)とが一致するように、車体フレーム2に固定される。符号14は、可動子13及び補助質量11を推力方向に移動可能なように支持する板バネであり固定子12に固定されている。符号15は、可動子13と補助質量11を接合する軸であり、板バネ14によって支持されている。アクチュエータ10と補助質量11によって、動吸振器が構成されていることになる。   Here, with reference to FIG. 4, the detailed structure of the actuator 10 shown in FIG. 3 is demonstrated. FIG. 4 is a diagram showing a detailed configuration of the actuator 10 shown in FIG. In this figure, reference numeral 12 denotes a stator having a permanent magnet, which is fixed to the vehicle body frame 2. Reference numeral 13 denotes a mover that reciprocates in the same direction as the vibration direction to be suppressed (up and down movement on the paper surface of FIG. 4). Here, the body frame 2 is fixed to the body frame 2 so that the vibration direction to be suppressed coincides with the reciprocating direction (thrust direction) of the mover 13. Reference numeral 14 denotes a leaf spring that supports the movable element 13 and the auxiliary mass 11 so as to be movable in the thrust direction, and is fixed to the stator 12. Reference numeral 15 denotes a shaft that joins the mover 13 and the auxiliary mass 11, and is supported by a leaf spring 14. The actuator 10 and the auxiliary mass 11 constitute a dynamic vibration absorber.

次に、図4に示すアクチュエータ10の動作を説明する。アクチュエータ10を構成するコイル(図示せず)に交流電流(正弦波電流、矩形波電流)を流した場合、コイルに所定方向の電流が流れる状態では、磁束が、永久磁石においてS極からN極に導かれることにより、磁束ループが形成される。その結果、可動子13には、重力に逆らう方向(上方向)に移動する。一方、コイルに対して所定方向とは逆方向の電流を流すと、可動子13は、重力方向(下方向)に移動する。可動子13は、交流電流によるコイルへの電流の流れの方向が交互に変化することにより以上の動作を繰り返し、固定子12に対して軸15の軸方向に往復動することになる。これにより、軸15に接合されている補助質量11が上下方向に振動することになる。アクチュエータ10と補助質量11によって構成される動吸振器は、アンプ4から出力する電流制御信号に基づいて、補助質量11の加速度を制御して制振力を調節することにより、車体フレーム2に発生する振動を相殺して振動を低減することができる。   Next, the operation of the actuator 10 shown in FIG. 4 will be described. When an alternating current (sine wave current, rectangular wave current) is passed through a coil (not shown) constituting the actuator 10, the magnetic flux is changed from the S pole to the N pole in the permanent magnet when a current in a predetermined direction flows through the coil. As a result, a magnetic flux loop is formed. As a result, the mover 13 moves in a direction (upward) against gravity. On the other hand, when a current in a direction opposite to the predetermined direction is applied to the coil, the mover 13 moves in the direction of gravity (downward). The mover 13 repeats the above operation by alternately changing the direction of the current flow to the coil by the alternating current, and reciprocates in the axial direction of the shaft 15 with respect to the stator 12. As a result, the auxiliary mass 11 joined to the shaft 15 vibrates in the vertical direction. A dynamic vibration absorber composed of the actuator 10 and the auxiliary mass 11 is generated in the vehicle body frame 2 by controlling the acceleration of the auxiliary mass 11 and adjusting the damping force based on the current control signal output from the amplifier 4. The vibration can be reduced by canceling the vibration.

次に、図5を参照して、図3に示す車体フレーム2の振動伝達特性について説明する。ここでは、車体フレーム2の振動の振動源はエンジン1のみであるとし、車体フレーム2に発生する振動のうち、乗員用の座席(運転席)6付近で発生する振動を抑制するものとして説明する。エンジン1を駆動するためのエンジンパルスは、点火するタイミングで立ち上がるパルスであり、4気筒のエンジン1の回転数が1200rpmであれば40Hzのパルス信号となって出力されることになる(図6(a)参照)。このエンジンパルスに応じて、エンジン1の各気筒は、点火することになるため、この点火タイミングに同期した振動がエンジン1から発生することになる(図5(b)参照)。エンジン1において発生した振動波は、車体フレーム2を伝達して座席6に到達する。このときの車体フレーム2の振動伝達特性をG’とする。エンジン1で発生した振動は、車体フレーム2の振動伝達特性G’によって、位相が変化する(例えば、θ’だけ遅れる)とともに、振幅も変化して、座席6の振動として現れることになる。この振動波を加速度センサ5で検出することにより、座席6において発生する振動を検出することが可能となる(図5(c)参照)。加速度センサ5により得られた振動波の信号の逆位相の振動(図5の破線で示す振動波)を座席6の位置において発生すれば座席6に発生している振動を相殺することができるため、座席6の振動を抑制することが可能となる。   Next, with reference to FIG. 5, the vibration transmission characteristics of the vehicle body frame 2 shown in FIG. 3 will be described. Here, it is assumed that the vibration source of the vehicle body frame 2 is only the engine 1 and that vibrations generated in the vicinity of the passenger seat (driver's seat) 6 among vibrations generated in the vehicle body frame 2 are described. . The engine pulse for driving the engine 1 is a pulse that rises at the timing of ignition, and is output as a 40 Hz pulse signal if the rotational speed of the engine 1 of four cylinders is 1200 rpm (FIG. 6 ( a)). In response to the engine pulse, each cylinder of the engine 1 is ignited, and vibrations synchronized with the ignition timing are generated from the engine 1 (see FIG. 5B). Vibration waves generated in the engine 1 reach the seat 6 through the body frame 2. The vibration transmission characteristic of the vehicle body frame 2 at this time is G ′. The vibration generated in the engine 1 changes in phase (for example, delayed by θ ′) and changes in amplitude due to the vibration transfer characteristic G ′ of the body frame 2 and appears as vibration of the seat 6. By detecting this vibration wave with the acceleration sensor 5, it is possible to detect vibration generated in the seat 6 (see FIG. 5C). If vibration in the opposite phase of the vibration wave signal obtained by the acceleration sensor 5 (vibration wave indicated by a broken line in FIG. 5) is generated at the position of the seat 6, the vibration generated in the seat 6 can be canceled out. The vibration of the seat 6 can be suppressed.

しかし、座席6の近傍に振動抑制のための制振力を発生する振動源を設けることは車両のレイアウトの制限上できない場合がある。そのため、図3に示すアクチュエータ10は、振動を抑制するべき位置(加速度センサ5が設けられている位置)とは異なる位置に設けなければならない場合がある。したがって、補助質量11を振動させることによって発生する制振力は、車体フレーム2を伝達して座席6に到達することになる。このとき、車体フレーム2の伝達特性Gによって、アクチュエータ10に発生させた振動波の位相と振幅が変化してしまう。このため、アクチュエータ10によって発生させるべき振動波は、アクチュエータ10の装着位置から加速度センサ5の装着位置(座席6の位置)までの振動伝達特性Gに基づく位相変化と振幅変化を考慮して(例えば、位相をθだけ早めたり、振幅を大きくするなど)、加速度センサ5の出力信号の逆位相の信号を生成する必要がある(図6(d)参照)。そこで、アクチュエータ10の装着位置から加速度センサ5の装着位置(座席6の位置)までの振動伝達特性Gに基づく位相変化と振幅変化を考慮して、制振力を発生させれば、期待する制振効果を得ることが可能となる。ただし、経年変化や温度変化等によって振動伝達特性Gが変化するため、本発明は、振動伝達特性の変化に応じて、アクチュエータ10が発生するべき振動波の補正を行うようにして、特性変化が生じることにより振動伝達特性が変化しても期待する制振効果を得ることができるようにするものである。   However, it may not be possible to provide a vibration source that generates a damping force for suppressing vibration in the vicinity of the seat 6 due to restrictions on the layout of the vehicle. For this reason, the actuator 10 shown in FIG. 3 may have to be provided at a position different from the position where vibration should be suppressed (position where the acceleration sensor 5 is provided). Therefore, the damping force generated by vibrating the auxiliary mass 11 is transmitted through the body frame 2 and reaches the seat 6. At this time, the phase and amplitude of the vibration wave generated in the actuator 10 change due to the transfer characteristic G of the body frame 2. Therefore, the vibration wave to be generated by the actuator 10 takes into account the phase change and amplitude change based on the vibration transfer characteristic G from the mounting position of the actuator 10 to the mounting position of the acceleration sensor 5 (position of the seat 6) (for example, It is necessary to generate a signal having a phase opposite to that of the output signal of the acceleration sensor 5 (see FIG. 6D). Therefore, if the damping force is generated in consideration of the phase change and the amplitude change based on the vibration transfer characteristic G from the mounting position of the actuator 10 to the mounting position of the acceleration sensor 5 (the position of the seat 6), the expected control is achieved. A vibration effect can be obtained. However, since the vibration transfer characteristic G changes due to aging, temperature change, etc., the present invention corrects the vibration wave to be generated by the actuator 10 in accordance with the change of the vibration transfer characteristic, so that the characteristic change occurs. Thus, even if the vibration transfer characteristic changes, an expected damping effect can be obtained.

次に、図5を参照して、図3に示す制御部3がアクチュエータ10の装着位置から加速度センサ5の装着位置までの振動伝達特性Gに基づく位相変化と振幅変化を考慮して、制振力を発生させるための振動波の信号(加振指令)を生成するとともに、検出される振動をもとに制振動作が過補償状態か否かを判断して過補償状態である場合に加振指令の振幅を調整する動作について説明する。
制御部3は、振動波の信号を生成する場合に、振動伝達特性の変化に応じて、生成する振動波の位相を補正した信号を生成する。図5は、図3に示す制御部3の詳細な構成を示す制御ブロック図である。
制御部3は、加速度センサ5の出力信号と、エンジン1のエンジンパルス信号を入力し、アンプ4に対して、加振指令を出力するものである。
Next, referring to FIG. 5, the control unit 3 shown in FIG. 3 considers the phase change and amplitude change based on the vibration transfer characteristic G from the mounting position of the actuator 10 to the mounting position of the acceleration sensor 5. Generates a vibration wave signal (vibration command) to generate a force, and determines whether the damping operation is in an overcompensation state based on the detected vibration. An operation for adjusting the amplitude of the vibration command will be described.
When generating the vibration wave signal, the control unit 3 generates a signal in which the phase of the vibration wave to be generated is corrected according to the change in the vibration transfer characteristic. FIG. 5 is a control block diagram showing a detailed configuration of the control unit 3 shown in FIG.
The control unit 3 inputs an output signal of the acceleration sensor 5 and an engine pulse signal of the engine 1 and outputs an excitation command to the amplifier 4.

初めに、制御部3がアクチュエータ10の装着位置から加速度センサ5の装着位置までの振動伝達特性Gに基づく位相変化と振幅変化を考慮して、制振力を発生させるための振動波の信号(加振指令)を生成する基本動作を説明する。   First, the control unit 3 considers the phase change and the amplitude change based on the vibration transfer characteristic G from the mounting position of the actuator 10 to the mounting position of the acceleration sensor 5, and generates a vibration wave signal ( The basic operation for generating the vibration command will be described.

BPF(バンドパスフィルタ)50は,加速度センサ5の出力信号のうち,振動信号としてAsin(ωt+φ)を出力する。ここでAsin(ωt+φ)は,周波数検出部31が検出したエンジンパルス信号の周波数fの成分である(ω=2πf)。BPF50が出力する振動信号は、現時点で発生している振動を検出した信号となる。すなわち、この振動信号がエンジン1を起振源として発生した振動の検出信号であるため、この振動信号の位相を反転した信号を生成し、この位相を反転した信号に対して、振動伝達特性Gの逆特性(1/G)を与えて、アンプ4へ出力することにより、エンジン1を起振源として発生した振動の制振制御を行う。   The BPF (band pass filter) 50 outputs Asin (ωt + φ) as a vibration signal among the output signals of the acceleration sensor 5. Here, Asin (ωt + φ) is a component of the frequency f of the engine pulse signal detected by the frequency detector 31 (ω = 2πf). The vibration signal output from the BPF 50 is a signal obtained by detecting the vibration occurring at the present time. That is, since this vibration signal is a detection signal of vibration generated by using the engine 1 as a vibration source, a signal in which the phase of the vibration signal is inverted is generated, and the vibration transfer characteristic G with respect to the signal in which the phase is inverted is generated. Is given to the amplifier 4 and output to the amplifier 4 to control vibration generated by using the engine 1 as a vibration source.

次に、BPF50から出力される振動信号(Asin(ωt+φ))は、収束ゲイン2μが乗算される。乗算器33、34は、その乗算結果に、正弦波発信器32から出力される基準正弦波sin(ωt)と基準余弦波cos(ωt)をそれぞれ乗算して、積分器35,36に出力する。積分器35,36は、乗算器33、34からの出力を積分し、振幅補正成分と位相差成分の両方を有する信号をそれぞれ出力する。すなわち、積分器35からは算出位相信号(−A’cosφ’)が出力され、積分器36からは算出位相信号(−A’sinφ’)が出力されることになる。図5及び以下の説明においては,加速度センサ5によって検出した成分については「A」と「φ」と表記し,制御部3内において生成した成分については「A’」と「φ’」と表記する。
積分器35,36は、算出位相信号(−A’sinφ’,−A’cosφ’)を位相差ベクトル抽出部60及び乗算器39,40に出力する。
Next, the vibration signal (Asin (ωt + φ)) output from the BPF 50 is multiplied by the convergence gain 2μ. The multipliers 33 and 34 multiply the multiplication results by the reference sine wave sin (ωt) and the reference cosine wave cos (ωt) output from the sine wave transmitter 32, respectively, and output the result to the integrators 35 and 36. . The integrators 35 and 36 integrate the outputs from the multipliers 33 and 34 and output signals having both an amplitude correction component and a phase difference component, respectively. In other words, the integrator 35 outputs a calculated phase signal (−A′cosφ ′), and the integrator 36 outputs a calculated phase signal (−A′sinφ ′). In FIG. 5 and the following description, components detected by the acceleration sensor 5 are expressed as “A” and “φ”, and components generated in the control unit 3 are expressed as “A ′” and “φ ′”. To do.
The integrators 35 and 36 output the calculated phase signals (−A′sinφ ′, −A′cosφ ′) to the phase difference vector extraction unit 60 and the multipliers 39 and 40.

正弦波発振器32は、周波数検出部31によって検出されたエンジンパルス信号の周波数fから、内蔵された電気角生成部(図示せず)によって基準角度ωtを生成し、当該基準角度ωtから、基準波sin(ωt)と基準波cos(ωt)を出力する。
値設定部37は、エンジンパルス信号の周波数fに対する振幅テーブルおよび位相テーブルを備えている。この2つのテーブルには,経年変化や温度変化前における,加振手段から振動検出手段までの振動伝達特性,すなわちアクチュエータの発生力から加速度センサが検出する加速度までの伝達関数Gを予め測定した結果に基づき,その逆特性である振幅成分|1/G(jω)|および位相成分∠1/G(jω)が記録されている。値設定部37は、周波数検出部31が検出したエンジンパルス信号の周波数fを入力し、この周波数fから求めた周波数fに関係付けられた位相成分∠1/G(jω)と振幅成分|1/G(jω)|を2つのテーブルからそれぞれ読み出す。そして、値設定部37は、位相成分をPとして、加算器61へ出力し、振幅成分を(1/G)として、乗算器64,65へ出力する。
The sine wave oscillator 32 generates a reference angle ωt from a frequency f of the engine pulse signal detected by the frequency detection unit 31 by a built-in electrical angle generation unit (not shown), and from the reference angle ωt, the reference wave sin (ωt) and reference wave cos (ωt) are output.
The value setting unit 37 includes an amplitude table and a phase table for the frequency f of the engine pulse signal. In these two tables, the result of the pre-measurement of the vibration transfer characteristics from the vibration means to the vibration detection means, that is, the transfer function G from the generated force of the actuator to the acceleration detected by the acceleration sensor before aging and temperature change. Based on the above, the amplitude component | 1 / G (jω) | and the phase component ∠1 / G (jω), which are the opposite characteristics, are recorded. The value setting unit 37 inputs the frequency f of the engine pulse signal detected by the frequency detection unit 31, and the phase component ∠1 / G (jω) and the amplitude component | 1 related to the frequency f obtained from the frequency f. / G (jω) | is read from each of the two tables. Then, the value setting unit 37 outputs the phase component as P to the adder 61, and outputs the amplitude component as (1 / G) to the multipliers 64 and 65.

振幅検出部66は,振動信号Asin(ωt+φ)を絶対値回路ABS66aにて全波整流し,ノッチフィルタ66bにて基準波の2倍の周波数成分である2f成分を除去し,ローパスフィルタLPF66cにて高周波成分を除去した後,アンプ66dにてπ/2を乗じることによって,振幅成分Aを抽出する。この振幅検出部66の出力Aは除算器68に供給される。除算器68は、BPF50から出力された振幅信号Asin(ωt+φ)を、振幅検出部66からの出力Aで除算し、振動信号sin(ωt+φ)を乗算器55,56に出力する。   The amplitude detection unit 66 performs full-wave rectification on the vibration signal Asin (ωt + φ) by the absolute value circuit ABS 66a, removes the 2f component that is twice the frequency component of the reference wave by the notch filter 66b, and uses the low-pass filter LPF 66c. After removing the high frequency component, the amplitude component A is extracted by multiplying by π / 2 by the amplifier 66d. The output A of the amplitude detector 66 is supplied to a divider 68. The divider 68 divides the amplitude signal Asin (ωt + φ) output from the BPF 50 by the output A from the amplitude detector 66 and outputs the vibration signal sin (ωt + φ) to the multipliers 55 and 56.

乗算器55,56は、正弦波発振器32が出力した基準波に2を乗じた2sinωt,2cosωtと、除算器68から出力された除算結果sin(ωt+φ)とを乗算し、乗算結果(2sinωt・sin(ωt+φ)、2cosωt・sin(ωt+φ))を出力する。この乗算結果は、ノッチフィルタ58により、周波数の2倍の成分が除去され、LPF59により高周波成分が除去された後、抽出位相信号cosφ,sinφとして、位相ベクトル抽出部60に出力する。   The multipliers 55 and 56 multiply the reference wave output from the sine wave oscillator 32 by 2 sin ωt and 2 cos ωt, and the division result sin (ωt + φ) output from the divider 68 to multiply the result (2 sin ωt · sin). (Ωt + φ), 2 cos ωt · sin (ωt + φ)) is output. This multiplication result is output to the phase vector extraction unit 60 as the extracted phase signals cosφ and sinφ after the double component of the frequency is removed by the notch filter 58 and the high frequency component is removed by the LPF 59.

位相差ベクトル抽出部60は,LPF59から出力された抽出位相信号cosφ,sinφと,積分器35,36から出力された算出位相信号−A’cosφ’,−A’sinφ’とが入力されるごとに,加法定理により,以下の第1の特性値αおよび第2の特性値βを算出する。
α=sinφ・A’cosφ’−cosφ・A’sinφ’=A’sin(Δφ)
β=cosφ・A’cosφ’+sinφ・A’sinφ’=A’cos(Δφ)
ただしΔφ=φ−φ’である。
なお,特性値α,βは,それぞれ正弦,余弦成分を有するので,極座標上でαを縦軸に,βを横軸に取ると,位相差ベクトル(β,α)と横軸との角度がΔφを,位相差ベクトルの半径が振幅A’を表すことになる。図10は,位相差ベクトル(β,α)を極座標で表したものである。
The phase difference vector extraction unit 60 receives the extracted phase signals cosφ and sinφ output from the LPF 59 and the calculated phase signals −A′cosφ ′ and −A′sinφ ′ output from the integrators 35 and 36. In addition, the following first characteristic value α and second characteristic value β are calculated by the addition theorem.
α = sinφ · A′cosφ′−cosφ · A′sinφ ′ = A′sin (Δφ)
β = cosφ · A′cosφ ′ + sinφ · A′sinφ ′ = A′cos (Δφ)
However, Δφ = φ−φ ′.
Note that the characteristic values α and β have sine and cosine components, respectively. If α is taken on the vertical axis and β is taken on the horizontal axis in polar coordinates, the angle between the phase difference vector (β, α) and the horizontal axis is Δφ and the radius of the phase difference vector represent the amplitude A ′. FIG. 10 shows the phase difference vector (β, α) in polar coordinates.

ここでΔφは,加速度センサ5で検出した成分φと,制御部3内にて生成した成分φ’との差であり,経年変化等による振動伝達特性の変化を数値化したものである。すなわち,経年変化等によって,実際の車体における振動伝達特性が値設定部37で記憶している振動伝達特性と異なるほど,Δφが0から遠ざかることになる。
本発明では,図10に示すように,このΔφが0になるように加振指令の位相を位相補正量Δpにより補正する。以下,位相補正量Δpについて説明する。
Here, Δφ is the difference between the component φ detected by the acceleration sensor 5 and the component φ ′ generated in the control unit 3 and is a numerical value of the change in vibration transfer characteristics due to secular change or the like. That is, as the vibration transfer characteristic in the actual vehicle body differs from the vibration transfer characteristic stored in the value setting unit 37 due to secular change or the like, Δφ becomes farther from zero.
In the present invention, as shown in FIG. 10, the phase of the vibration command is corrected by the phase correction amount Δp so that Δφ becomes zero. Hereinafter, the phase correction amount Δp will be described.

位相補正ブロック63は,位相差ベクトル抽出部60が算出したαに基づき,位相補正量Δpを出力する。この位相補正量Δpは,正弦波発振器38が出力するsin(ωt+P)およびcos(ωt+P)の位相を補正してsin(ωt+P+Δp)およびcos(ωt+P+Δp)とするためのものである。以下,位相補正量Δpの算出方法について説明する。   The phase correction block 63 outputs a phase correction amount Δp based on α calculated by the phase difference vector extraction unit 60. This phase correction amount Δp is for correcting the phases of sin (ωt + P) and cos (ωt + P) output from the sine wave oscillator 38 to be sin (ωt + P + Δp) and cos (ωt + P + Δp). Hereinafter, a method for calculating the phase correction amount Δp will be described.

まず,経年変化等がなく,振動伝達特性Gに変化がない場合について述べる。このとき,振動信号Asin(ωt+φ)と,制御部3内で生成される信号(−A’sin(ωt+φ’))とは,図6に示すように逆位相になるので,Δφ=φ−φ’=0よりα=0となる。なお,値設定部が出力する振幅成分(1/G)と位相成分Pを,生成信号(−A’sin(ωt+φ’))に加味した(−A’/G)sin(ωt+P+φ’)が,加振指令として出力される信号である。すなわち,(−A’/G)は加振手段から制振するべき位置までの振動伝達特性Gを考慮した加振指令の振幅値であり,P+φ’は振動信号に対する加振手段から制振するべき位置までの振動伝達特性Gを考慮した加振指令の位相差である。このとき,振動発生源から伝達される振動と,加振手段が発生する制振力とは相殺しあうため,位相補正をしなくても制振するべき位置での振動が抑制される。   First, a case where there is no change over time and the vibration transfer characteristic G does not change will be described. At this time, the vibration signal Asin (ωt + φ) and the signal (−A′sin (ωt + φ ′)) generated in the control unit 3 are in opposite phases as shown in FIG. 6, so Δφ = φ−φ From α = 0, α = 0. Note that (−A ′ / G) sin (ωt + P + φ ′) obtained by adding the amplitude component (1 / G) and phase component P output from the value setting unit to the generated signal (−A′sin (ωt + φ ′)) is This signal is output as an excitation command. That is, (−A ′ / G) is the amplitude value of the vibration command taking into account the vibration transfer characteristic G from the vibration means to the position where vibration is to be suppressed, and P + φ ′ is vibration suppression from the vibration means for the vibration signal. This is the phase difference of the excitation command in consideration of the vibration transfer characteristic G up to the power position. At this time, the vibration transmitted from the vibration generating source and the damping force generated by the vibrating means cancel each other, so that the vibration at the position to be controlled is suppressed without performing phase correction.

次に,経年変化等により振動伝達特性Gが変化した場合について述べる。このとき,生成信号は振動信号に対し,図7に示すようなΔφの位相進み(0≦Δφ≦π),または図8に示すようなΔφの位相遅れ(−π≦Δφ≦0)の状態となる。すなわち,Δφの位相進みの場合はα>0,Δφの位相遅れの場合はα<0となる。位相補正ブロック63は,このα≠0の時に位相補正量Δpを用いて加振手段に入力される位相補正された基準波の位相を補正する。   Next, the case where the vibration transfer characteristic G changes due to secular change or the like will be described. At this time, the generated signal is in a state of a phase advance of Δφ as shown in FIG. 7 (0 ≦ Δφ ≦ π) or a phase delay of Δφ as shown in FIG. 8 (−π ≦ Δφ ≦ 0) with respect to the vibration signal. It becomes. That is, α> 0 in the case of a phase advance of Δφ, and α <0 in the case of a phase delay of Δφ. The phase correction block 63 corrects the phase of the phase-corrected reference wave input to the vibration means using the phase correction amount Δp when α ≠ 0.

ここで位相補正量Δpの算出方法について述べる。位相補正量Δpは振動発生源すなわちエンジンパルス信号の振動周波数fの関数であり,次式で定義される。
Δp(f,n)=Δp(f,n−m) (α=0)
Δp(f,n)=Δp(f,n−m)−h (α>0)
Δp(f,n)=Δp(f,n−m)+h (α<0)
なお,n,mはn≧mの整数であり,hは前述した予め設定された固定角度である。すなわち,あるサンプリング周期における位相補正量Δp(f,n)は,そのmサンプリング周期前のΔp(f,m−n)に0またはhを加減算して求める。また,hは,たとえば1°などの小さい値が好ましい。hすなわちΔpによる補正を大きくすると制御が不安定になる可能性があるためである。経年変化による特性の変化は,短い時間で大きく変化するものではないため,一度に補正する値は小さい値にしておき,制御動作を安定に保ったまま徐々に補正を行うことが好ましい。
Here, a method of calculating the phase correction amount Δp will be described. The phase correction amount Δp is a function of the vibration generation source, that is, the vibration frequency f of the engine pulse signal, and is defined by the following equation.
Δp (f, n) = Δp (f, n−m) (α = 0)
Δp (f, n) = Δp (f, n−m) −h (α> 0)
Δp (f, n) = Δp (f, n−m) + h (α <0)
Here, n and m are integers of n ≧ m, and h is a preset fixed angle as described above. That is, the phase correction amount Δp (f, n) in a certain sampling period is obtained by adding or subtracting 0 or h to Δp (f, mn) before the m sampling period. Further, h is preferably a small value such as 1 °. This is because if the correction by h, that is, Δp is increased, the control may become unstable. Since changes in characteristics due to secular change do not change greatly in a short time, it is preferable that the value to be corrected at a time is set to a small value, and correction is made gradually while keeping the control operation stable.

位相補正ブロック63は,αの正負を振動信号および生成信号から判断する。すなわち,生成信号(−A’sin(ωt+φ’))の符号がたとえば負から正に変化するゼロクロスポイントの時点において,振動信号(Asin(ωt+φ))の符号が正であれば位相進み(α>0),負であれば位相遅れ(α<0)と判断する。そして,αの値に応じてΔφ=0となるΔpを算出し,加算器61へ出力する。
なお,本実施例ではゼロクロスポイントにおいて補正するものとして説明するが,後述するように,本発明における制御部3は,ゼロクロスポイントだけでなく任意の時点での位相補正が可能である。
The phase correction block 63 determines whether α is positive or negative from the vibration signal and the generation signal. That is, when the sign of the vibration signal (Asin (ωt + φ)) is positive at the time of the zero cross point where the sign of the generated signal (−A′sin (ωt + φ ′)) changes from negative to positive, for example, the phase advance (α> 0), if negative, it is determined that the phase is delayed (α <0). Then, Δp where Δφ = 0 is calculated according to the value of α, and is output to the adder 61.
In this embodiment, the correction is made at the zero cross point. However, as will be described later, the control unit 3 according to the present invention can correct the phase not only at the zero cross point but also at an arbitrary time point.

加算器61は、値設定部37の位相テーブルから出力された位相成分Pに、位相補正ブロック63から出力された位相補正量Δpを加算して、この加算結果(P+Δp)を正弦波発信器38に出力する。
正弦波発振器38は,エンジンパルス信号の周波数fに基づいて,内蔵された電気角生成部(不図示)によって基準角度ωtを生成する。そして,加算器61から出力された加算結果(P+Δp)に基づいて,基準波sinωt,cosωtを補正して,この補正した基準波sin(ωt+P+Δp),cos(ωt+P+Δp)を,乗算器64,65にそれぞれ出力する。
The adder 61 adds the phase correction amount Δp output from the phase correction block 63 to the phase component P output from the phase table of the value setting unit 37, and the addition result (P + Δp) is a sine wave transmitter 38. Output to.
The sine wave oscillator 38 generates a reference angle ωt by a built-in electrical angle generator (not shown) based on the frequency f of the engine pulse signal. Then, based on the addition result (P + Δp) output from the adder 61, the reference waves sin ωt and cos ωt are corrected, and the corrected reference waves sin (ωt + P + Δp) and cos (ωt + P + Δp) are supplied to the multipliers 64 and 65, respectively. Output each.

乗算器64,65は,値設定部37の振幅テーブルから出力された振幅1/Gと,補正された基準波sin(ωt+P+Δp),cos(ωt+P+Δp)とを乗じて,それぞれ信号(1/G)sin(ωt+P+Δp),(1/G)cos(ωt+P+Δp)を乗算器39,40に出力する。
乗算器39,40は,信号(1/G)sin(ωt+P+Δp),(1/G)cos(ωt+P+Δp)と,積分器35,36から出力された算出位相信号−A’cosφ’,−A’sinφ’とを乗じて,信号(−A’/G)cosφ’sin(ωt+P+Δp+φ’),(−A’/G)sinφ’cos(ωt+P+Δp+φ’)を加算器41に出力する。
加算器41は,信号(−A’/G)cosφ’sin(ωt+P+Δp+φ’),(−A’/G)sinφ’cos(ωt+P+Δp+φ’)を加算し,加法定理を利用して,信号(−A’/G)sin(ωt+P+Δp+φ’)を算出する。これにより,エンジンパルス信号の周波数近傍の周波数成分の信号(Asin(ωt+φ))に対して,位相を反転するための(−1)と,振動伝達特性Gの逆特性の振幅成分(1/G)とが乗算されるとともに,位相補正量Δpを含む位相差成分(P+Δp)が位相成分に加算された信号が得られることになる。そして,乗算器41は,その加算結果をBPF51に出力する。
The multipliers 64 and 65 multiply the amplitude 1 / G output from the amplitude table of the value setting unit 37 by the corrected reference wave sin (ωt + P + Δp) and cos (ωt + P + Δp), respectively, to obtain a signal (1 / G). sin (ωt + P + Δp), (1 / G) cos (ωt + P + Δp) is output to the multipliers 39 and 40.
The multipliers 39 and 40 are connected to the signals (1 / G) sin (ωt + P + Δp) and (1 / G) cos (ωt + P + Δp) and the calculated phase signals −A′cosφ ′ and −A ′ output from the integrators 35 and 36, respectively. The signals (−A ′ / G) cosφ′sin (ωt + P + Δp + φ ′) and (−A ′ / G) sinφ′cos (ωt + P + Δp + φ ′) are output to the adder 41 by multiplying by sinφ ′.
The adder 41 adds the signals (−A ′ / G) cosφ′sin (ωt + P + Δp + φ ′) and (−A ′ / G) sinφ′cos (ωt + P + Δp + φ ′), and uses the addition theorem to add the signal (−A '/ G) sin (ωt + P + Δp + φ') is calculated. As a result, with respect to the frequency component signal (Asin (ωt + φ)) in the vicinity of the frequency of the engine pulse signal (−1) for inverting the phase, the amplitude component (1 / G of the inverse characteristic of the vibration transfer characteristic G). ) And a phase difference component (P + Δp) including the phase correction amount Δp is added to the phase component. Then, the multiplier 41 outputs the addition result to the BPF 51.

BPF51は,周波数f近傍の周波数を通過させるフィルタである。なお,fは周波数検出部31から出力されるエンジンパルス信号の周波数である。
制振すべき周波数が変化した場合,過渡状態では,制振力には複数の周波数成分が存在する。そのため,たとえば変化後の周波数近傍に制振対象の共振周波数が存在する場合には,制振力には周波数が共振周波数と一致し,かつ共振振動を低減できる振動の位相とは異なる位相の成分が含まれる場合があるため,共振周波数を加振してしまい,制御が不安定化することがある。
このBPF51により,制振すべき周波数以外の制振力を除去することにより,制振効果を高め,かつ,制御が不安定化するのを防止することができる。
The BPF 51 is a filter that passes frequencies near the frequency f. Note that f is the frequency of the engine pulse signal output from the frequency detector 31.
When the frequency to be controlled changes, in the transient state, there are multiple frequency components in the damping force. Therefore, for example, when the resonance frequency to be damped exists in the vicinity of the changed frequency, the damping force has a phase component different from the vibration phase that matches the resonance frequency and can reduce the resonance vibration. In some cases, the resonance frequency is vibrated and the control becomes unstable.
By removing the damping force other than the frequency to be damped by this BPF 51, it is possible to enhance the damping effect and prevent the control from becoming unstable.

BPF51は、加算器41からの出力に対して、エンジンパルス信号の周波数近傍の周波数のみを通過させ、当該信号(−(A’/G)sin(ωt+φ’+P+Δp))をアンプ4に出力する。このBPF51から出力される信号が、アクチュエータ10の装着位置から加速度センサ5の装着位置までの振動伝達特性Gに基づく位相変化と振幅変化を考慮した加振指令となる。
この加振指令をアンプ4へ出力すると、補助質量11が振動して制振力を発生することにより、加速度センサ5によって検出されるエンジン1が発生する振動が抑制されることになる。このとき、アクチュエータ10が補助質量を振動させることにより発生する制振力は、アクチュエータ10の装着位置から加速度センサ5の装着位置までの振動伝達特性Gに基づく位相変化と振幅変化を考慮した制振力であるため、振動を検出する位置(座席6の位置)と制振力を発生する位置が異なっていても、制振するべき座席6の位置において、振動発生源となるエンジン1から発生する振動に対して、制振力が伝達され互いに打ち消しあうことで、図11に示すように、座席6の位置における振動を減衰させることができる。
The BPF 51 passes only the frequency near the frequency of the engine pulse signal with respect to the output from the adder 41, and outputs the signal (− (A ′ / G) sin (ωt + φ ′ + P + Δp)) to the amplifier 4. A signal output from the BPF 51 becomes an excitation command in consideration of a phase change and an amplitude change based on the vibration transfer characteristic G from the mounting position of the actuator 10 to the mounting position of the acceleration sensor 5.
When this excitation command is output to the amplifier 4, the auxiliary mass 11 vibrates and generates a damping force, thereby suppressing the vibration generated by the engine 1 detected by the acceleration sensor 5. At this time, the vibration damping force generated when the actuator 10 vibrates the auxiliary mass is a vibration damping considering the phase change and amplitude change based on the vibration transfer characteristic G from the mounting position of the actuator 10 to the mounting position of the acceleration sensor 5. Therefore, even if the position where vibration is detected (the position of the seat 6) is different from the position where the vibration suppression force is generated, the vibration is generated from the engine 1 serving as a vibration generation source at the position of the seat 6 where vibration is to be suppressed. As shown in FIG. 11, the vibration at the position of the seat 6 can be attenuated by transmitting the damping force against the vibration and canceling each other.

すなわち、図5に示すように、制御部3から加振指令を発生させ、これに基づいてアクチュエータ10から制振力を発生させ、該制振力によって座席6の位置における振動を減衰させる。そして、減衰させた状態で加速度センサ5で振動を検出して制御部3にフィードバックさせ、加振指令を再度発生させる。これを繰り返すことで、図11に示すように、座席6の位置に伝達される制振力の振幅がエンジン1から伝達される振動の振幅と等しい値に近づき、制振状態として、座席6の位置における加速度センサ5で検出される振動の振幅がゼロに近づくこととなる。制振状態である場合、アクチュエータ10から発生され、伝達される制振力は、積分器35、36において反転されていることから、加速度センサ5で検出される振動とほぼ同位相となっている。
一方、座席6の位置に伝達される制振力の振幅がエンジン1から伝達される振動の振幅より大きくなってしまうと、加速度センサ5では、制振状態で検出される振動と逆位相の振動が検出されることとなる。
That is, as shown in FIG. 5, a vibration command is generated from the control unit 3, a vibration control force is generated from the actuator 10 based on the vibration command, and the vibration at the position of the seat 6 is attenuated by the vibration control force. Then, the vibration is detected by the acceleration sensor 5 in the attenuated state and fed back to the control unit 3 to generate the vibration command again. By repeating this, as shown in FIG. 11, the amplitude of the damping force transmitted to the position of the seat 6 approaches a value equal to the amplitude of the vibration transmitted from the engine 1. The amplitude of the vibration detected by the acceleration sensor 5 at the position approaches zero. In the vibration suppression state, the vibration suppression force generated and transmitted from the actuator 10 is inverted by the integrators 35 and 36, and thus has substantially the same phase as the vibration detected by the acceleration sensor 5. .
On the other hand, when the amplitude of the damping force transmitted to the position of the seat 6 becomes larger than the amplitude of the vibration transmitted from the engine 1, the acceleration sensor 5 causes the vibration having the opposite phase to the vibration detected in the damping state. Will be detected.

すなわち、図12に示すように、制振力は、エンジン1から発生する振動を打ち消すために積分器34、35で反転させているので、加速度センサ5からは伝達される制振力に重畳する振動が検出されることとなる過補償状態となってしまう。この状態になると、制御部3は、加速度センサ5で検出された振動振幅に基づいてさらに生成する加振指令の振幅を大きくしてしまい、結果制御が発散してしまうこととなる。   That is, as shown in FIG. 12, the damping force is inverted by the integrators 34 and 35 in order to cancel the vibration generated from the engine 1, so that it is superimposed on the damping force transmitted from the acceleration sensor 5. It will be in the overcompensation state from which a vibration will be detected. If it will be in this state, the control part 3 will enlarge the amplitude of the vibration command further produced | generated based on the vibration amplitude detected with the acceleration sensor 5, and result control will diverge.

そこで、制御部3は、過補償判別手段70を備えていて、該過補償判別手段70は、積分器35、36から出力される算出位相信号(−A’sinφ’,−A’cosφ’)及びLPF59から出力される抽出位相信号(sinφ,cosφ)から、アクチュエータ10による制振が上記のような制振状態か過補償状態かの判別を行っている。そして、過補償判別手段70は、過補償状態であると判別した場合には、判別結果を信号として出力し、制御部3では判別結果に基づいて加振指令の振幅を低減させ、速やかに制振状態に復帰させるように制御を行う。以下に、詳細を示す。   Therefore, the control unit 3 includes an overcompensation determination unit 70, and the overcompensation determination unit 70 calculates phase signals (−A′sinφ ′, −A′cosφ ′) output from the integrators 35 and 36. And the extracted phase signal (sin φ, cos φ) output from the LPF 59 is used to determine whether the vibration suppression by the actuator 10 is in the above-described vibration suppression state or overcompensation state. When the overcompensation determination unit 70 determines that it is in the overcompensation state, it outputs the determination result as a signal, and the control unit 3 reduces the amplitude of the excitation command based on the determination result, and promptly controls it. Control is performed to return to the shaking state. Details are shown below.

ここで、上記においては、説明を容易とするため、座席6の位置における制振力と、加速度センサ5で検出された振動が同位相である場合に制振状態であるとしたが、制振状態とは、エンジン1から伝達された振動をアクチュエータ10から発生した制振力によって減衰させていくことが可能な状態であり、制振させる座席6に伝達されるべき制振力に対して、制振された結果として加速度5で検出された振動の位相差が同位相を含む位相領域Mであると定義される。同様に、過補償状態とは、制振力の振幅がエンジン1から伝達される振動の振幅を超えて、当該振幅よりも大きくなってしまい、制振力によって加振してしまっている状態であり、制振させる座席6に伝達されるべき制振力に対して、制振された結果として加速度5で検出された振動の位相差が逆位相を含む位相領域Nであると定義される。   Here, in the above description, for the sake of easy explanation, the vibration suppression force at the position of the seat 6 and the vibration detected by the acceleration sensor 5 are in the same phase. The state is a state in which the vibration transmitted from the engine 1 can be attenuated by the vibration control force generated from the actuator 10, and with respect to the vibration control force to be transmitted to the seat 6 to be controlled, The phase difference of the vibration detected at the acceleration 5 as a result of the vibration suppression is defined as the phase region M including the same phase. Similarly, the overcompensation state is a state in which the amplitude of the damping force exceeds the amplitude of the vibration transmitted from the engine 1 and becomes larger than the amplitude, and is excited by the damping force. Yes, it is defined that the phase difference of the vibration detected at the acceleration 5 as a result of the vibration damping is the phase region N including the opposite phase with respect to the damping force to be transmitted to the seat 6 to be damped.

ここで、アクチュエータ10から発生する制振力は、制御部3が生成する加振指令−(A’/G)sin(ωt+P+Δp+φ’)と同位相であり、当該制振力は、経年変化等も考慮した伝達特性Gの位相成分(P+Δp)の影響を受けることから、制振する座席6での位相は、(ωt+φ’)となる。このため、座席6に伝達される制振力と加速度センサ5で検出される振動との位相差は、基準波に対する算出位相信号の位相差φ´と抽出位相信号の位相差φとの差分Δφで表わせる。
これにより、図10に示すように、制振状態とする位相領域Mは、定数qによって、
−q≦Δφ≦+q
と表わされる。
また、過補償状態とする位相領域Nは、同様に定数qによって、
+q≦Δφ≦360−q
と表わされる。
ここで、Δφは、位相差ベクトル抽出部60で算出される第一の特性値αと第二の特性値βとの比α/βを用いて以下のとおり表わされる。
α/β=tanΔφ
Here, the damping force generated from the actuator 10 has the same phase as the excitation command − (A ′ / G) sin (ωt + P + Δp + φ ′) generated by the control unit 3. Since it is influenced by the phase component (P + Δp) of the transfer characteristic G considered, the phase at the seat 6 to be damped becomes (ωt + φ ′). Therefore, the phase difference between the damping force transmitted to the seat 6 and the vibration detected by the acceleration sensor 5 is the difference Δφ between the phase difference φ ′ of the calculated phase signal and the phase difference φ of the extracted phase signal with respect to the reference wave. It can be expressed as
Thereby, as shown in FIG. 10, the phase region M to be in a vibration suppression state is expressed by a constant q,
−q ≦ Δφ ≦ + q
It is expressed as
Similarly, the phase region N in the overcompensation state is similarly determined by the constant q,
+ Q ≦ Δφ ≦ 360−q
It is expressed as
Here, Δφ is expressed as follows using the ratio α / β between the first characteristic value α and the second characteristic value β calculated by the phase difference vector extraction unit 60.
α / β = tanΔφ

以上から、制振状態とする位相領域Mは、第一の特性値αと第二の特性値βとの比α/βによって、
α/β≦tan(+q)(但しα≧0)、α/β≧tan(−q)(但しα≧0)
で表わされる。
一方、過補償状態とする位相領域Nは、
α/β≧tan(+q)(但しα≧0)、α/β≦tan(−q)(但しα≧0)
で表わされる。
なお、制振状態と過補償状態との閾値tan(+q)、tan(−q)を決定する定数qは、上記のとおり60度であり、このことから、tan(+q)=√3、tan(−q)=−√3 を閾値として位相領域M、Nは表わされる。
From the above, the phase region M in the damping state is determined by the ratio α / β between the first characteristic value α and the second characteristic value β.
α / β ≦ tan (+ q) (where α ≧ 0), α / β ≧ tan (−q) (where α ≧ 0)
It is represented by
On the other hand, the phase region N to be overcompensated is
α / β ≧ tan (+ q) (where α ≧ 0), α / β ≦ tan (−q) (where α ≧ 0)
It is represented by
The constant q for determining the threshold values tan (+ q) and tan (−q) between the vibration suppression state and the overcompensation state is 60 degrees as described above. From this, tan (+ q) = √3, tan The phase regions M and N are expressed with (−q) = − √3 as a threshold value.

すなわち、過補償判別手段70は、位相差ベクトル抽出部60で算出位相信号(−A’sinφ’,−A’cosφ’)及び抽出位相信号(sinφ,cosφ)に基づいて算出し出力された第一の特性値α及び第二の特性値βを参照する。そして、第一の特性値と第二の特性値との比α/βを算出し、当該比及び上記閾値から、現在の状態が制振状態か過補償状態かを判別し、その判別結果を判別信号として、各積分器35、36の帰還経路中に設けられた切替器70、71に出力する。     That is, the overcompensation discriminating means 70 calculates and outputs the first calculated and output based on the calculated phase signal (−A′sinφ ′, −A′cosφ ′) and the extracted phase signal (sinφ, cosφ) by the phase difference vector extraction unit 60. Reference is made to one characteristic value α and a second characteristic value β. Then, the ratio α / β between the first characteristic value and the second characteristic value is calculated, and based on the ratio and the threshold value, it is determined whether the current state is the vibration suppression state or the overcompensation state. The determination signal is output to the switching units 70 and 71 provided in the feedback paths of the integrators 35 and 36.

切替器70、71は、制振状態と対応する判別信号が入力されることで、各積分器35、36による出力をそのまま加算させ、上記のように算出位相信号(−A’sinφ’,−A’cosφ’)をそのまま出力させる。
一方、切替器70、71は、過補償状態と対応する判別信号が入力されると、それぞれの積分器35、36の帰還経路中に乗算器(第二乗算器)73、74を挿入させる。乗算器73、74では、1未満の共通のゲインを乗ずるように設定されており、具体的には例えば0.99を乗ずるように設定されている。
The switchers 70 and 71 receive the determination signal corresponding to the vibration suppression state, add the outputs from the integrators 35 and 36 as they are, and calculate the phase signals (−A′sinφ ′, − A'cosφ ') is output as it is.
On the other hand, when the discrimination signals corresponding to the overcompensation state are input, the switching units 70 and 71 insert the multipliers (second multipliers) 73 and 74 in the feedback paths of the integrators 35 and 36, respectively. The multipliers 73 and 74 are set so as to be multiplied by a common gain of less than 1, and more specifically, for example, set to be multiplied by 0.99.

このため、積分器35、36による積分結果となる算出位相信号(A’sinφ’、A’cosφ’)の振幅は減少することとなり、算出位相信号から算出された加振指令によってアクチュエータ10から発生する制振力も減少することなる。これによりエンジン1から伝達される振動の振幅に対して、これを減衰させる制振力の振幅が減少するので、制振状態から過補償状態になったとしても、速やかに制振状態に復帰させることができる。このため、過補償状態が続いて制御が発散し、制振することができなくなってしまうことを防止することができる。また、上記のように、積分器35、36の各帰還経路では互いの共通のゲインを乗じて出力を減少させている。図10を参照して、例えば正弦成分A’sinφ’及び余弦成分A’cosφ’に対して所定値分減じる操作する場合、あるいは、異なるゲインを乗じて減少させる場合、位相差ベクトル(α、β)の向きを表わす差分Δφが変化することとなり、すなわち基準波に対する算出位相信号の位相差φ’は、基準波に対する振動信号の位相差φと近似しない方向へ変化してしまうこととなる。一方、本実施形態のように、正弦成分A’sinφ’及び余弦成分A’cosφ’ともに、共通のゲイン0.99を乗じて減少させることで、位相差ベクトル(α、β)の向きは変化せずに、半径成分のみが変化することとなり、すなわち基準波に対する算出位相信号の位相差φ’を変化させずに振幅A’のみを減少させることができる。このため、アクチュエータ10による制振力によって効果的に減衰させつつ、過補償状態が続いて制振することができなくなってしまうことを確実に防止することができる。   For this reason, the amplitudes of the calculated phase signals (A′sinφ ′, A′cosφ ′) resulting from the integration by the integrators 35 and 36 are reduced, and are generated from the actuator 10 by the excitation command calculated from the calculated phase signal. The damping force to be reduced also decreases. As a result, the amplitude of the damping force that attenuates the amplitude of the vibration transmitted from the engine 1 decreases, so that even if the overdamped state is entered from the damping state, the vibration damping state is quickly restored. be able to. For this reason, it can be prevented that the overcompensation state continues and the control diverges and vibration control cannot be performed. Further, as described above, in each feedback path of the integrators 35 and 36, the output is reduced by multiplying the mutual common gain. Referring to FIG. 10, for example, when the sine component A′sinφ ′ and the cosine component A′cosφ ′ are reduced by a predetermined value, or when they are reduced by different gains, the phase difference vectors (α, β In other words, the difference Δφ representing the orientation of the reference phase changes, that is, the phase difference φ ′ of the calculated phase signal with respect to the reference wave changes in a direction that does not approximate the phase difference φ of the vibration signal with respect to the reference wave. On the other hand, as in the present embodiment, the direction of the phase difference vector (α, β) is changed by reducing both the sine component A′sinφ ′ and the cosine component A′cosφ ′ by multiplying by a common gain 0.99. Without changing, only the radius component changes, that is, only the amplitude A ′ can be reduced without changing the phase difference φ ′ of the calculated phase signal with respect to the reference wave. For this reason, it can be reliably prevented that the overcompensation state cannot be continuously suppressed while being effectively attenuated by the vibration suppression force of the actuator 10.

また、本実施形態では、上記のとおり位相補正ブロック63を備えていることから、基準波と振動信号との位相差である抽出位相信号と,基準波と振動信号との位相差を近似した算出位相信号とから,位相補正量Δpを算出し,このΔpにより位相成分Pを補正することによって,制御部3から出力される加振指令の位相を調整することができる。すなわち,経年変化等によって制振装置内に予め設定してある振動伝達特性Gを修正する必要が生じた場合でも,制振装置が自律的にGの変化分を補正できるため,ユーザーに何ら複雑な修正作業を行わせることなく,経年変化等前の制振効果を保ち続けることができる。   Further, in the present embodiment, since the phase correction block 63 is provided as described above, a calculation that approximates the extracted phase signal, which is the phase difference between the reference wave and the vibration signal, and the phase difference between the reference wave and the vibration signal. By calculating a phase correction amount Δp from the phase signal and correcting the phase component P by this Δp, the phase of the vibration command output from the control unit 3 can be adjusted. In other words, even if it is necessary to correct the vibration transfer characteristic G preset in the vibration damping device due to secular change or the like, the vibration damping device can autonomously correct the amount of change in G. Without having to make any corrective work, the vibration control effect before aging can be maintained.

また,エンジンパルス信号の周波数fに基づいて,逆特性テーブルから振幅成分1/Gおよび位相成分Pを求める一方で,加速度センサ出力信号に基づいた算出位相信号および基準波に基づいた抽出位相信号から位相補正量Δpを求め,これらを乗算して加振指令を算出している。そのため,たとえばエンジンパルス信号と加速度センサ出力信号とから逆特性そのものを演算する場合に比べ,演算処理を簡略化でき,演算時間を短縮することが出来る。すなわち,応答性の良い制御を実現できるだけでなく,演算に必要な回路を安価に構成することができるので,ユーザーに安価で制振性能の高い制振装置を提供することが出来る。   Further, while obtaining the amplitude component 1 / G and the phase component P from the inverse characteristic table based on the frequency f of the engine pulse signal, the calculated phase signal based on the acceleration sensor output signal and the extracted phase signal based on the reference wave are used. A phase correction amount Δp is obtained and multiplied to calculate an excitation command. Therefore, for example, the calculation process can be simplified and the calculation time can be shortened as compared with the case where the inverse characteristic itself is calculated from the engine pulse signal and the acceleration sensor output signal. That is, not only can the control with good responsiveness be realized, but also the circuit necessary for the calculation can be configured at low cost, so that it is possible to provide the user with a vibration control device that is inexpensive and has high vibration control performance.

また,加振手段から振動検出手段までの振動伝達特性の逆特性を加味して制振力を発生させるようにしているため,加振手段であるアクチュエータ10を,車体フレーム2の任意の位置に後付けでも装着することが出来る。そのため,たとえば経年変化等を経た中古車両に後付けした場合でも,何ら複雑な調整作業を要することなく,制振を行うことができる。なお,経年変化等のない新車両に最初から装着することも可能である。   Further, since the damping force is generated by taking into account the reverse characteristic of the vibration transmission characteristic from the vibration means to the vibration detection means, the actuator 10 as the vibration means can be placed at an arbitrary position on the body frame 2. Can be installed later. Therefore, for example, even when retrofitted to a used vehicle that has undergone aging, vibration control can be performed without requiring any complicated adjustment work. It is also possible to install it from the beginning on a new vehicle that does not change over time.

なお、前述した説明においては、車体フレーム2に発生する上下方向(重力方向)の振動を制振する場合について述べたが,制振する振動の方向は上下方向に限られるものではなく,振動検出手段の検出位置および検出方向と,加振手段の加振位置および加振方向は適宜変更が可能である。たとえば検出手段を車両のハンドルに設置すれば,過補償状態が続いて制振することができなくなってしまうことを防止しつつ、ハンドルからドライバーの手に伝わる振動を低減することが可能である。
また、図3に示すリニアアクチュエータ10を使用して、制振力を発生するものとして説明したが、補助質量11を振動させることによって振動を抑制することができる反力を発生できる駆動源であれば、補助質量11を振動させる手段は何でもよい。
In the above description, the case of damping the vibration in the vertical direction (gravity direction) generated in the vehicle body frame 2 has been described. However, the direction of the vibration to be controlled is not limited to the vertical direction, and vibration detection is performed. The detection position and direction of the means and the vibration position and direction of the vibration means can be changed as appropriate. For example, if the detection means is installed on the steering wheel of the vehicle, it is possible to reduce the vibration transmitted from the steering wheel to the driver's hand while preventing the overcompensation state from continuing to be suppressed.
Further, the linear actuator 10 shown in FIG. 3 is used to generate the damping force. However, the drive source can generate the reaction force that can suppress the vibration by vibrating the auxiliary mass 11. For example, any means for vibrating the auxiliary mass 11 may be used.

また、位相差ベクトル抽出部60に、抽出位相信号及び算出位相信号が入力されるごとに、加振指令の位相が補正され、位相補正後の加振指令がBPF51から出力されることから、BPF51から出力される加振指令の位相を迅速に調整することができる。そのため、過渡的な位相特性変化が発生した場合であっても、アクチュエータ10による制振力によって効果的な制振を行うことができる。
また、制振装置が車体フレーム2に装着されていることから、車体フレーム2に発生する振動を、制振するべき位置において減衰させることができるため、経年変化や温度変化に基づく制振効果の低減によって生じる違和感を乗員に与えることを防止することができる。
Further, every time the extracted phase signal and the calculated phase signal are input to the phase difference vector extraction unit 60, the phase of the vibration command is corrected, and the vibration command after the phase correction is output from the BPF 51. It is possible to quickly adjust the phase of the vibration command output from the. Therefore, even when a transient phase characteristic change occurs, effective damping can be performed by the damping force by the actuator 10.
In addition, since the vibration damping device is attached to the vehicle body frame 2, the vibration generated in the vehicle body frame 2 can be attenuated at the position to be damped. It is possible to prevent the passenger from feeling uncomfortable caused by the reduction.

なお、制御部3は、位相算出手段、位相抽出手段、位相補正手段及び加振指令発生手段として兼用されるものである。具体的には、収束ゲイン2μの乗算器、乗算器33,34及び積分器35,36は、位相算出手段として機能し、振幅検出部66、除算器68、乗算器53,54,55,56、ノッチフィルタ58及びLPF59は、位相抽出手段として機能するものである。また、位相差ベクトル抽出部60、位相補正ブロック63、加算器61及び正弦波発振器38は、位相補正手段として機能し、乗算器39,40,64,65及び加算器41は、加振指令発生手段として機能するものである。   The control unit 3 is also used as a phase calculation unit, a phase extraction unit, a phase correction unit, and an excitation command generation unit. Specifically, a multiplier having a convergence gain of 2 μ, multipliers 33 and 34, and integrators 35 and 36 function as phase calculation means, and include an amplitude detector 66, a divider 68, and multipliers 53, 54, 55, and 56. The notch filter 58 and the LPF 59 function as phase extraction means. The phase difference vector extraction unit 60, the phase correction block 63, the adder 61, and the sine wave oscillator 38 function as phase correction means, and the multipliers 39, 40, 64, 65 and the adder 41 generate an excitation command. It functions as a means.

また、位相補正ブロック63は、位相補正を実施する場合に、不感帯を設け、予め決められたしきい値より小さい位相ずれに対して位相補正を行わないようにしてもよい。このようにすることにより、位相安定時における制振振動周波数が変動することを軽減することができる。このため、制振するべき位置における振動の状態をより安定的なものとしつつ、経年変化や温度変化等による振動伝達特性の変化に対して好適な制振効果を得ることができる。   Further, when performing phase correction, the phase correction block 63 may provide a dead zone so as not to perform phase correction for a phase shift smaller than a predetermined threshold value. By doing in this way, it can reduce that the damping vibration frequency changes at the time of phase stabilization. For this reason, it is possible to obtain a suitable damping effect against changes in vibration transmission characteristics due to secular change, temperature change, etc., while making the state of vibration at the position to be damped more stable.

また、位相補正ブロック63は、振動発生源(エンジン1)からの振動が安定しているときに位相の補正動作を実施するようにしてもよい。ここでいう「振動が安定している」とは、検出した振動周波数の値が、予め決められた回数連続したことをいう。このようにすることにより、振動信号の周波数の変動が過渡的なときに補正が行われることを防止し、振動信号の周波数が安定しているときにのみ位相の補正を行うことができる。このため、制振するべき位置における振動の状態が不安定化することを防止しつつ、経年変化や温度変化等による振動伝達特性の変化に対して好適な制振効果を得ることができる。   Further, the phase correction block 63 may perform the phase correction operation when the vibration from the vibration generation source (engine 1) is stable. Here, “vibration is stable” means that the value of the detected vibration frequency continues for a predetermined number of times. By doing so, it is possible to prevent correction when the fluctuation of the frequency of the vibration signal is transient, and to correct the phase only when the frequency of the vibration signal is stable. For this reason, it is possible to obtain a suitable damping effect against changes in vibration transmission characteristics due to secular changes, temperature changes, and the like, while preventing the state of vibration at the position to be controlled from becoming unstable.

また、位相補正ブロック63は、アンプ4へ供給されている加振指令が安定しているときに位相の補正動作を実施するようにしてもよい。ここでいう「加振指令が安定している」とは、アンプ4へ供給した加振指令が、予め決められた回数近い値(変動誤差が2%以内)であったことをいう。このようにすることにより、加振指令の振幅の変動が過渡的なときに補正が行われることを防止し、加振指令の振幅が安定しているときにのみ位相の補正を行うことができる。このため、制振するべき位置に伝達される制振力が不安定化することを防止しつつ、経年変化や温度変化等による振動伝達特性の変化に対して好適な制振効果を得ることができる。   Further, the phase correction block 63 may perform the phase correction operation when the vibration command supplied to the amplifier 4 is stable. Here, “the vibration command is stable” means that the vibration command supplied to the amplifier 4 is a value close to a predetermined number of times (a fluctuation error is within 2%). By doing so, it is possible to prevent correction when the fluctuation of the amplitude of the vibration command is transient, and to correct the phase only when the amplitude of the vibration command is stable. . For this reason, it is possible to obtain a suitable damping effect against changes in vibration transmission characteristics due to secular change, temperature change, etc., while preventing the damping force transmitted to the position to be controlled from destabilizing. it can.

また、位相補正ブロック63は、加速度センサ5によって検出した振動の振幅が大きいときに位相の補正動作を実施するようにしてもよい。ここでいう振動の振幅が大きいとは、検出した振動の振幅が予め決められた閾値より大きい場合をいい、人間が大きい振動であると感じる振動のことである。このようにすることにより、閾値よりも小さいときには、十分に位相の補正がなされている状態であるとして補正を行わないので、演算負荷を軽減することができるとともに、量子化誤差による誤演算を防止することができる。このため、経年変化や温度変化等による振動伝達特性の変化に対応しつつ、効率的かつ安定的に制振するべき位置における制振を行うことができる。   Further, the phase correction block 63 may perform a phase correction operation when the amplitude of vibration detected by the acceleration sensor 5 is large. The term “vibration amplitude is large” as used herein means a case where the amplitude of the detected vibration is larger than a predetermined threshold value, which is a vibration that a human feels as a large vibration. In this way, when it is smaller than the threshold value, it is not corrected because the phase is sufficiently corrected, so that the calculation load can be reduced and erroneous calculation due to quantization error can be prevented. can do. For this reason, it is possible to perform damping at a position where damping should be performed efficiently and stably, while dealing with changes in vibration transmission characteristics due to changes over time, temperature changes, and the like.

経年変化や温度変化は、極めて短い時間内に変化するものではないため、上記のように制御系が安定するのを待って位相補正を行っても問題がないとともに、制御系が安定したときに位相補正を行うことにより、正確な位相補正を行うことが可能となる。   As aging and temperature change do not change within a very short time, there is no problem with phase correction after waiting for the control system to stabilize as described above, and when the control system is stable. By performing phase correction, it is possible to perform accurate phase correction.

また、位相補正ブロック63は、図10の極座標におけるいずれの象限に位相差ベクトルが現れるかによって、位相補正量を変更してもよい。例えば、位相差ベクトルが第1及び第4象限にあるときには、位相補正量を小さくし、第2及び第3象限にあるときには、位相補正量を大きくしてもよい。これにより、差分Δφの大きさに応じた効果的な制振制御を行うことができる。
また、位相差ベクトル抽出部60は、位相補正ブロック63に第1の特性値αのみを出力するとしたが、これに限ることはなく、第1及び第2の特性値α、βを出力してもよい。これにより、位相補正ブロック63は、位相差ベクトルの差分Δφを求めることができ、差分Δφの大きさに応じたより効果的な制振制御を行うことができる。
なお、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
Further, the phase correction block 63 may change the phase correction amount depending on in which quadrant in the polar coordinates of FIG. 10 the phase difference vector appears. For example, the phase correction amount may be decreased when the phase difference vector is in the first and fourth quadrants, and may be increased when the phase difference vector is in the second and third quadrants. Thereby, effective vibration suppression control according to the magnitude of the difference Δφ can be performed.
The phase difference vector extraction unit 60 outputs only the first characteristic value α to the phase correction block 63. However, the present invention is not limited to this, and outputs the first and second characteristic values α and β. Also good. Thereby, the phase correction block 63 can obtain the difference Δφ of the phase difference vector, and can perform more effective vibration suppression control according to the magnitude of the difference Δφ.
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

本発明による制振装置は、振動を抑制するべき位置と制振力を発生させる位置が異なる場合における振動抑制する用途に適用することができる。また、前述した説明においては、制振対象を自動車の車体フレームであるものとして説明したが、本発明の制振装置による制振対象機器は必ずしも自動車の車体フレームである必要はなく、自律走行搬送車の車体、ロボットアーム等であってもよい。   The vibration damping device according to the present invention can be applied to a vibration suppressing application in a case where a position where vibration is to be suppressed and a position where a damping force is generated are different. In the above description, the vibration suppression target is described as being a vehicle body frame. However, the vibration suppression target device according to the vibration suppression device of the present invention does not necessarily have to be a vehicle body frame. It may be a car body, a robot arm, or the like.

本発明に係る制振装置を機能ごとに示すブロック図である。It is a block diagram which shows the damping device which concerns on this invention for every function. 制振状態及び過補償状態と、加振指令と振動信号との位相差との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between a vibration suppression state and an overcompensation state, and the phase difference of an excitation command and a vibration signal. 本発明の一実施形態の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of one Embodiment of this invention. 図3に示すアクチュエータ10の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the actuator 10 shown in FIG. 図3に示す制御部3の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control part 3 shown in FIG. 図3に示す車体フレーム2の振動伝達特性G、G’を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the vibration transmission characteristics G and G 'of the vehicle body frame 2 shown in FIG. 生成した信号と検出した信号の位相ずれ状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the phase shift state of the produced | generated signal and the detected signal. 生成した信号と検出した信号の位相ずれ状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the phase shift state of the produced | generated signal and the detected signal. 生成した信号と検出した信号の位相ずれ状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the phase shift state of the produced | generated signal and the detected signal. 制振状態及び加振状態と、第1の特性値αと第2の特性値βとの比α/βとの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between a damping state and a vibration state, and ratio (alpha) / (beta) of 1st characteristic value (alpha) and 2nd characteristic value (beta). 制振状態を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining a vibration suppression state. 過補償状態を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining an overcompensation state.

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジン(振動発生源)
3 制御部(位相算出手段、位相抽出手段、位相補正手段、加振指令発生手段)
5 加速度センサ(振動検出手段)
10 アクチュエータ(加振手段)
33,34 乗算器(第一乗算器)
35,36 積分器
38 正弦波発信器
39,40,64,65 乗算器
41 加算器
53,54,55,56 乗算器
60 位相差ベクトル抽出部
61 加算器
70 補償判別手段
71,72 切替器
73,74 乗算器(第二乗算器)
1 Engine (vibration source)
3 Control unit (phase calculation means, phase extraction means, phase correction means, excitation command generation means)
5 Acceleration sensor (vibration detection means)
10 Actuator (Excitation means)
33, 34 multiplier (first multiplier)
35, 36 integrator 38 sine wave transmitter 39, 40, 64, 65 multiplier 41 adder 53, 54, 55, 56 multiplier 60 phase difference vector extraction unit 61 adder 70 compensation discrimination means 71, 72 switch 73 , 74 Multiplier (second multiplier)

Claims (7)

振動発生源から伝達された制振するべき位置での振動を検出して振動信号として出力する振動検出手段と、
前記制振するべき位置と異なる位置に設けられ、前記制振するべき位置での振動を打ち消すための制振力を発生させる加振手段と、
前記振動信号と、前記振動発生源が発生する振動の振動周波数を有する基準波との位相差を近似した算出位相信号を算出する位相算出手段と、
前記算出位相信号と、前記基準波とから、前記加振手段に前記制振力を発生させるための加振指令を出力する加振指令発生手段と、
前記振動信号と、前記基準波との位相差である抽出位相信号を出力する位相抽出手段と、
前記位相算出手段の前記算出位相信号と前記位相抽出手段の前記抽出位相信号とに基づいて、制振状態か過補償状態であるかを判別する過補償判別手段とを備え、
前記位相算出手段は、該過補償判別手段が過補償状態と判別した場合には前記算出位相信号を減少させて出力させることを特徴とする制振装置。
Vibration detection means for detecting vibration at a position to be damped transmitted from the vibration source and outputting it as a vibration signal;
An excitation means that is provided at a position different from the position to be damped, and generates a damping force for canceling vibration at the position to be damped;
Phase calculation means for calculating a calculated phase signal approximating a phase difference between the vibration signal and a reference wave having a vibration frequency of vibration generated by the vibration source;
An excitation command generating means for outputting an excitation command for generating the damping force in the excitation means from the calculated phase signal and the reference wave;
Phase extraction means for outputting an extracted phase signal which is a phase difference between the vibration signal and the reference wave;
Overcompensation determining means for determining whether it is a damping state or an overcompensation state based on the calculated phase signal of the phase calculation means and the extracted phase signal of the phase extraction means;
The said phase calculation means reduces the said calculation phase signal, and outputs it, when this overcompensation discrimination | determination means discriminate | determines that it is an overcompensation state.
前記位相算出手段は、前記算出位相信号として、正弦成分と余弦成分とを算出し、それぞれに1未満の共通のゲインを乗算することで前記算出位相信号を減少させることを特徴とする請求項1に記載の制振装置。   The phase calculating means calculates a sine component and a cosine component as the calculated phase signal, and reduces the calculated phase signal by multiplying each by a common gain less than 1. The vibration control device described in 1. 前記位相算出手段は、前記算出位相信号として、正弦成分と余弦成分とを算出し、
前記位相抽出手段は、前記抽出位相信号として、正弦成分と余弦成分とを抽出し、
前記過補償判別手段は、前記算出位相信号の正弦成分及び余弦成分、並びに前記抽出位相信号の正弦成分及び余弦成分に基づいて、前記算出位相信号と前記抽出位相信号との差分を算出し、該差分から制振状態か過補償状態かを判別することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の制振装置。
The phase calculation means calculates a sine component and a cosine component as the calculated phase signal,
The phase extraction means extracts a sine component and a cosine component as the extraction phase signal,
The overcompensation determining means calculates a difference between the calculated phase signal and the extracted phase signal based on the sine component and cosine component of the calculated phase signal and the sine component and cosine component of the extracted phase signal, The vibration damping device according to claim 1, wherein the vibration damping state or the overcompensation state is determined from the difference.
前記位相算出手段が前記算出位相信号として正弦成分X1と余弦成分Y1とを算出した結果と、前記位相抽出手段が前記抽出位相信号として正弦成分X2と余弦成分Y2とを抽出した結果から、関係式<α=X2×Y1−Y2×X1>で算出される第一の特性値α及び関係式<β=Y2×X1+X2×Y1>で算出される第二の特性値βとを出力する位相差ベクトル抽出手段を備え、
前記過補償判別手段は、前記第一の特性値と前記第二の特性値との比β/αが予め設定された閾値に対して大小いずかであるかによって制振状態か過補償状態かを判別することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の制振装置。
From the result of calculating the sine component X1 and the cosine component Y1 as the calculated phase signal by the phase calculating means and the result of extracting the sine component X2 and the cosine component Y2 as the extracted phase signal by the phase calculating means A phase difference vector that outputs a first characteristic value α calculated by <α = X2 × Y1−Y2 × X1> and a second characteristic value β calculated by a relational expression <β = Y2 × X1 + X2 × Y1>. With extraction means,
The overcompensation determining means determines whether the ratio β / α between the first characteristic value and the second characteristic value is greater or smaller than a preset threshold value. The vibration damping device according to claim 1, wherein the vibration damping device determines whether or not.
前記位相算出手段は、前記振動信号に収束ゲインおよび前記基準波を乗ずる第一乗算器と、該第一乗算器の出力を積分する積分器と、過補償状態で前記積分器の帰還経路中に挿入されて1未満のゲインを乗算する第二乗算器とを有することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の制振装置。   The phase calculating means includes a first multiplier that multiplies the vibration signal by a convergence gain and the reference wave, an integrator that integrates an output of the first multiplier, and a feedback path of the integrator in an overcompensated state. 5. The vibration damping device according to claim 1, further comprising a second multiplier that is inserted and multiplies a gain of less than 1. 5. 前記加振手段を車両の車体フレームに装着したことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の制振装置。   The vibration damping device according to any one of claims 1 to 5, wherein the vibration means is attached to a vehicle body frame. 請求項1から請求項6のいずれかに記載の制振装置を備えることを特徴とする車両。   A vehicle comprising the vibration damping device according to any one of claims 1 to 6.
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