JP5131588B2 - Vibration control device - Google Patents

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本発明は、車両等に発生した振動を抑制する制振装置に関する。   The present invention relates to a vibration damping device that suppresses vibration generated in a vehicle or the like.

従来から、車両の各所に設けられたセンサによって、振動を抑制しようとする車両の各所において、各々振動を検出し、検出された振動に基づいて、アクチュエータを制御することにより、車両に前記振動を打ち消すような振動を加えて制振を行う車両の振動低減装置が知られている。(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, vibrations are detected in various parts of the vehicle where vibrations are to be suppressed by sensors provided in various parts of the vehicle, and the actuators are controlled based on the detected vibrations, whereby the vibrations are applied to the vehicle. 2. Description of the Related Art A vehicle vibration reduction device that performs vibration suppression by applying vibration that cancels out is known. (For example, refer to Patent Document 1).

この振動低減装置にあっては、車両の速度やエンジン回転数に応じて、前記複数のセンサの信号を制御に採用する重み付けを変更することにより、車両の走行状態に応じた最適な振動低減が行われている。この振動低減装置にあっては、振動源としてのエンジンの回転数と車両の振動モードとの関係を実験等によって予め測定して得られたテーブルを予め作成し、このテーブルを参照して得られた伝達関数を用いて振動抑制用のアクチュエータの駆動信号を生成しており、必ずしもアクチュエータの駆動能力に応じて最適な制御を構成しているものではない。   In this vibration reduction device, the optimum vibration reduction according to the running state of the vehicle can be achieved by changing the weight used to control the signals of the plurality of sensors in accordance with the speed of the vehicle and the engine speed. Has been done. In this vibration reduction device, a table obtained by measuring in advance the relationship between the rotational speed of the engine as the vibration source and the vibration mode of the vehicle by experiments or the like is prepared in advance and obtained by referring to this table. The drive signal of the actuator for vibration suppression is generated using the transfer function, and optimal control is not necessarily configured according to the drive capability of the actuator.

特許第3320842号公報 段落0039参照Japanese Patent No. 3320842 See paragraph 0039

しかしながら、アクチュエータを駆動するための指令信号を実際の車体振動モードの実験値に基づく伝達関数を用いて生成しているため、アクチュエータの駆動力が有効に作用しているとは限らない。   However, since the command signal for driving the actuator is generated using a transfer function based on the experimental value of the actual vehicle vibration mode, the driving force of the actuator is not always effective.

また、たとえ車両の各所に設けられたセンサに検出された振動を適切に重み付けして制御に採用したとしても、振動を抑制しようとする各所において十分に振動を抑制することができないという問題がある。   In addition, even if the vibrations detected by the sensors provided in various parts of the vehicle are appropriately weighted and used for the control, there is a problem that the vibrations cannot be sufficiently suppressed in various parts where vibrations are to be suppressed. .

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、振動を抑制しようとする車両の各所において、振動レベルを低い状態に保つことができる制振装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a vibration damping device capable of keeping a vibration level at a low state in various parts of a vehicle where vibrations are to be suppressed.

上記目的を達成するための本発明の構成を図7により説明すれば、本発明は、制振しようとする複数の位置に設けられ、エンジン1からステアリングに至る車体の伝達係数G1を介して発生する振動、および、エンジン1からフロアの所定位置に至る車体の伝達係数G2を介して発生する振動を検出する振動検出手段(加速度センサ)5、7と、制振しようとする位置を所定加振する加振手段10と、前記振動発生源1の振動周波数を検出する周波数検出手段38と、前記振動検出手段5、7が検出した振動に基づいて、前記加振手段10を所定加振させる振動指令を生成する制御部(振動指令発生手段)と、前記振動周波数に応じて、前記各振動検出手段が検出した振動に対して、前記参照点毎の振動伝達関数に基づいて定義しておいた重み係数を選択してそれぞれに重み付けを行うことによって、前記制御部(振動指令発生手段)3に供給される前記振動検出手段5、7の出力信号の重み付けを調整する切替手段39と、を備え、前記振動周波数が前記A参照点(ステアリング)の伝達関数の周波数特性と前記B参照点(フロア)の伝達関数の周波数特性との交点に対応する中間周波数よりも高周波数側である場合には主たる制振対象を何れか一方の参照点にするとともに、前記振動周波数が前記中間周波数よりも低周波数側である場合には主たる制振対象を他方の参照点に切替可能な制振装置であり、前記切替手段39は、前記振動周波数が前記中間周波数から高周波数側および低周波数側の所定の範囲にわたる遷移周波数領域において、前記一方の参照点の重み係数が徐々に減少するとともに、他方の参照点の重み係数が徐々に増大するように重み付けを変化させるものであることを特徴とする。
なお、図7において、G1は、振動発生源1から第1の振動検出手段5に至る車体の伝達関数、G2は、振動発生源1から第2の振動検出手段に至る車体の伝達関数を示している。
この構成によれば、周波数検出手段によって検出される振動発生源の振動周波数に応じて、第1、第2の振動検出手段が検出した振動を所定の重み付けで制御手段に供給して、加振手段が発生するべき振動を生成するようにしたため、エンジン回転数が変化した場合であっても、エンジン回転数によって制振対象を切り替えることによって制振しようとする複数の箇所に発生する振動を抑制することが可能になる。
The configuration of the present invention for achieving the above object will be described with reference to FIG. 7. The present invention is generated via a transmission coefficient G1 of a vehicle body provided at a plurality of positions to be damped and from the engine 1 to the steering. Vibration detecting means (acceleration sensors) 5 and 7 for detecting vibrations generated from the engine 1 and vibrations generated from the engine 1 through a transmission coefficient G2 of the vehicle body to a predetermined position on the floor, and a predetermined vibration excitation position. Vibration means 10 that vibrates, the frequency detection means 38 that detects the vibration frequency of the vibration source 1, and vibration that causes the vibration means 10 to vibrate based on vibrations detected by the vibration detection means 5 and 7. A control unit (vibration command generation means) that generates a command, and the vibration detected by each vibration detection means according to the vibration frequency, is defined based on the vibration transfer function for each reference point weight By performing the weighting to each select the number, provided with a switching means 39 for adjusting the weighting of the output signal of the vibration detection means 5 and 7 supplied the control portion (vibration command generation means) 3, This is mainly when the vibration frequency is higher than the intermediate frequency corresponding to the intersection of the frequency characteristic of the transfer function at the A reference point (steering) and the frequency characteristic of the transfer function at the B reference point (floor). The vibration control device is a vibration control device capable of switching the main vibration control object to the other reference point when the vibration control object is set to any one of the reference points and the vibration frequency is lower than the intermediate frequency. the switching means 39, in the transition frequency region vibration frequency over a predetermined range of the high frequency side and the low frequency side from the intermediate frequency, the weighting factor of the one of the reference point gradually decreases Rutotomoni, wherein the weighting coefficients of the other reference point is one which changes a weighting gradually increases.
In FIG. 7, G1 represents a transfer function of the vehicle body from the vibration source 1 to the first vibration detection means 5, and G2 represents a transfer function of the vehicle body from the vibration source 1 to the second vibration detection means 5. ing.
According to this configuration, the vibration detected by the first and second vibration detection means is supplied to the control means with a predetermined weight according to the vibration frequency of the vibration source detected by the frequency detection means, and the vibration is detected. Since vibrations that should be generated are generated, even if the engine speed changes, the vibrations that are generated at multiple locations that are going to be controlled are suppressed by switching the vibration suppression target according to the engine speed It becomes possible to do.

また、本発明の切替手段は、対象の振動検出手段が切り替わるときに徐々に重み付けの程度を変化させるようにしたため、対象の振動検出手段が切り替わることによる振動検出信号の変化に伴う加振手段から得られる制振力の急激な変動をできるだけ小さくすることができる。   In addition, since the switching means of the present invention gradually changes the degree of weighting when the target vibration detection means is switched, the switching means from the vibration means accompanying the change in the vibration detection signal due to the switching of the target vibration detection means. The rapid fluctuation of the obtained damping force can be minimized.

また、本発明の切替手段は、前記複数の振動検出手段から供給すべき信号の重みをゼロに至るまで調整することを特徴とする。
この構成によれば、前記複数の振動検出手段のいずれかから信号を供給して、該振動検出手段が設けられた目的箇所の振動を抑制することができる。
The switching means of the present invention is characterized in that the weight of the signal to be supplied from the plurality of vibration detecting means is adjusted until it reaches zero.
According to this configuration, a signal can be supplied from any of the plurality of vibration detection means, and vibration at a target location where the vibration detection means is provided can be suppressed.

本発明によれば、本来の振動源より小さな駆動力を持つに過ぎない加振手段を駆動して適切な振動抑制をすることができる。また、制振しようとする複数の位置に振動検出手段を設け、振動発生源の振動周波数の変化に応じて振動検出手段から供給される信号の重みを調整するようにしたから、各振動検出位置において発生する振動周波数が変化した場合であっても、振動検出手段の切替に伴うショックの発生を抑制しながら、制振しようとする位置のそれぞれにおいて発生する振動レベルを低い状態に保つことが可能になるという効果が得られる。   According to the present invention, it is possible to appropriately suppress vibrations by driving the excitation means that has a smaller driving force than the original vibration source. In addition, since vibration detection means are provided at a plurality of positions to be controlled and the weight of the signal supplied from the vibration detection means is adjusted in accordance with the change in the vibration frequency of the vibration generation source, each vibration detection position Even if the vibration frequency generated at the time changes, the vibration level generated at each position where vibration is to be suppressed can be kept low while suppressing the occurrence of shock associated with the switching of the vibration detection means The effect of becoming.

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1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であり、車両内に発生する振動の発生源である。エンジン1を発生源とする振動の周波数は、エンジン1の回転数と比例関係にあるため、エンジン回転数を検出することによって、発生する振動の周波数を予測することが可能である。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)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. 1 is a block diagram showing the configuration of the embodiment. In this figure, reference numeral 1 denotes an engine mounted on the vehicle in order to generate a driving force for driving the vehicle such as an automobile, and is a source of vibration generated in the vehicle. Since the vibration frequency generated from the engine 1 is proportional to the rotational speed of the engine 1, the frequency of the generated vibration can be predicted by detecting the engine rotational speed. 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). , Referred to as an actuator). 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、ステアリング6(この参照点をAとする)に設けられた加速度センサである。符号7は、車両内の前記ステアリングを操作する運転者の脚が接するフロア8(この参照点をB点と称する)に設けられた加速度センサである。制御部3は、エンジン1から出力される点火タイミング信号の周期から求めたエンジン回転数信号と、加速度センサ5及び加速度センサ7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を駆動するための力指令値を求めて、アンプ4へ出力する。アンプ4は、この力指令値に基づいて、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11が往復運動(図1に示す例では、上下方向の運動)を行う。   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 provided on the steering 6 (this reference point is A). Reference numeral 7 denotes an acceleration sensor provided on a floor 8 (this reference point is referred to as B point) on which a driver's leg operating the steering in the vehicle contacts. The control unit 3 drives the actuator 10 based on the engine speed signal obtained from the cycle of the ignition timing signal output from the engine 1 and the acceleration sensor output signals output from the acceleration sensor 5 and the acceleration sensor 7. Is calculated and output to the amplifier 4. Based on this force command value, 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 11 reciprocates (in the example shown in FIG. Exercise).

ここで、図2を参照して、図1に示すアクチュエータ10の詳細な構成を説明する。図2は、図1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2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, the detailed configuration of the actuator 10 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 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. 2). 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2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. 2 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3を参照して、図1に示す制御部3の構成を説明する。図3は、図1に示す制御部3の構成を示すブロック図である。図3において、符号31は、エンジン1から回転数信号(エンジンの点火パルスの周期から求まるエンジン回転数の信号)を入力し、入力した回転数に応じた重み係数を設定して出力する重み係数設定部である。符号32は、エンジン回転数毎の重み係数が予め定義した重み係数テーブルが記憶されている重み係数テーブル記憶部である。   Next, the configuration of the control unit 3 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the control unit 3 shown in FIG. In FIG. 3, reference numeral 31 is a weighting coefficient that is input from the engine 1 as a rotational speed signal (an engine rotational speed signal obtained from the engine ignition pulse cycle), and sets and outputs a weighting coefficient corresponding to the input rotational speed. It is a setting part. Reference numeral 32 denotes a weighting factor table storage unit in which a weighting factor table in which weighting factors for each engine speed are defined in advance is stored.

符号33は、加速度センサ5が出力する加速度信号に対して、重み係数設定部31から出力される重み係数を乗算して出力する乗算器である。符号34は、乗算器33から出力される重み係数が乗算された加速度信号に基づいて、振動を打ち消すための振動信号を発生して出力する振動指令発生部である。振動指令発生部34は、A点(ステアリング)における振動を打ち消すための振動を発生することになる。   Reference numeral 33 denotes a multiplier that multiplies the acceleration signal output from the acceleration sensor 5 by the weighting coefficient output from the weighting coefficient setting unit 31 and outputs the result. Reference numeral 34 denotes a vibration command generator that generates and outputs a vibration signal for canceling vibration based on the acceleration signal multiplied by the weighting coefficient output from the multiplier 33. The vibration command generator 34 generates vibration for canceling vibration at point A (steering).

符号35は、加速度センサ7が出力する加速度信号に対して、重み係数設定部31から出力される重み係数を乗算して出力する乗算器である。符号36は、乗算器35から出力される重み係数が乗算された加速度信号に基づいて、振動を打ち消すための振動信号を発生して出力する振動指令発生部である。振動指令発生部36は、B点(運転者が接するフロア)における振動を打ち消すための振動を発生することになる。   Reference numeral 35 denotes a multiplier that multiplies the acceleration signal output from the acceleration sensor 7 by the weighting coefficient output from the weighting coefficient setting unit 31 and outputs the result. Reference numeral 36 denotes a vibration command generator that generates and outputs a vibration signal for canceling vibration based on the acceleration signal multiplied by the weighting coefficient output from the multiplier 35. The vibration command generator 36 generates a vibration for canceling the vibration at point B (floor on which the driver is in contact).

符号37は、エンジン回転数に応じた重み係数がそれぞれ乗算され、振動指令発生部34と振動指令発生部36から出力される2つの振動信号を加算して出力する加算器である。加算器37の出力が力指令値に相当し、アンプ4はこの力指令値に基づいて、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11が往復運動を行う。   Reference numeral 37 denotes an adder that multiplies a weighting coefficient corresponding to the engine speed, adds the two vibration signals output from the vibration command generator 34 and the vibration command generator 36, and outputs the result. The output of the adder 37 corresponds to a force command value, and the amplifier 4 obtains a current value to be supplied to the actuator 10 based on this force command value and supplies it to the actuator 10, whereby the auxiliary mass 11 reciprocates. Do exercise.

ここで、図4、図5を参照して、図3に示す重み係数テーブル記憶部32に記憶される重み係数テーブルについて説明する。まず、図4を参照して、図1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。図4は、A点とB点におけるエンジン回転数と振動の振幅比の関係(振動指令発生部から各点までの伝達関数)を示す図である。図4に示すように、A点においてはエンジン回転数が高い時に振動指令発生部34からA点までの感度が高い。一方、B点は、前記A点より低い回転数において、振動指令発生部36からB点までの感度が高い。図4において、A点の伝達関数の周波数特性と、B点の伝達関数の周波数特性との交点P1に対応する中間周波数fより右側の領域を高周波数領域f、同左側の領域を低周波数領域fとする。 Here, the weighting factor table stored in the weighting factor table storage unit 32 shown in FIG. 3 will be described with reference to FIGS. 4 and 5. First, the vibration transmission characteristics of the vehicle body frame 2 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the engine speed and the vibration amplitude ratio at point A and point B (transfer function from the vibration command generator to each point). As shown in FIG. 4, at point A, the sensitivity from the vibration command generator 34 to point A is high when the engine speed is high. On the other hand, point B has high sensitivity from vibration command generator 36 to point B at a lower rotational speed than point A. 4, the frequency characteristics of the transfer function of the point A, the intermediate frequency f C the high frequency range to the right of the space than f H that corresponds to the intersection P1 between the frequency characteristics of the transfer function of the point B, the same left region low and the frequency domain f L.

図4に示す伝達関数を有する車体フレーム2においては、エンジンの回転が高周波数領域fにある場合、A点における伝達関数のゲイン特性が高いため、主たる制振対象をA点とし、エンジンの回転が低周波数領域fにある場合、B点における伝達関数のゲイン特性が高いため、主たる制振対象をB点とすることにより、少ない加振力により効果的に振動を抑制することが可能となる。 In the vehicle body frame 2 having a transfer function shown in FIG. 4, if the rotation of the engine is in a high frequency range f H, due to the high gain characteristic of the transfer function at point A, the main damped and point A, the engine If the rotation is in the low frequency range f L, due to the high gain characteristic of the transfer function at point B, by the main damped point B, thereby making it possible to effectively suppress the vibration by small excitation force It becomes.

したがって、図4に示す伝達関数を有する車体フレーム2においては、図5に示すように、A点、B点の振動検出信号に対する重み係数を定義しておけば、車体フレーム2の伝達関数に応じた制振制御を実施することが可能となる。図5は、図3に示す重み係数テーブル記憶部32に記憶される重み係数テーブルの構造を示す図であり、実線は、B点の重み係数を示し、破線はA点の重み係数を示している。図5に示すように、エンジン回転数が低いfの領域では、A点の重み係数を「0」、B点の重み係数を「1」とし、エンジン回転数が高いfの領域では、A点の重み係数を「1」、B点の重み係数を「」としている。この重み係数テーブルを参照して、制振制御を行うことにより、エンジン回転数がfの領域では制振対象をB点とし、fの領域では制振対象をA点とする切り替え動作が可能となる。
Therefore, in the vehicle body frame 2 having the transfer function shown in FIG. 4, if the weighting coefficients for the vibration detection signals at the points A and B are defined as shown in FIG. It is possible to implement vibration suppression control. FIG. 5 is a diagram showing the structure of the weighting factor table stored in the weighting factor table storage unit 32 shown in FIG. 3, where the solid line indicates the weighting factor of point B, and the broken line indicates the weighting factor of point A. Yes. As shown in FIG. 5, in the region of f L where the engine speed is low, the weighting factor of point A is “0”, the weighting factor of point B is “1”, and in the region of f H where engine speed is high, The weighting factor for point A is “1”, and the weighting factor for point B is “ 0 ”. With reference to this weighting factor table, by performing vibration damping control, and point B damping target engine speed in the region of f L, the switching operation of the A point damped in the region of f H is It becomes possible.

次に、図6を参照して、重み係数テーブルの他の例を用いた場合の制振動作について説明する。この実施形態では、中央周波数fから高周波数側および低周波数側の所定の範囲にわたる遷移周波数領域fにおいて、実線で示すB点の重み係数を「1」から「0」へ漸減させ、破線で示すA点の重み係数を「0」から「1」へ漸増させるように、重み係数が変化している。 Next, with reference to FIG. 6, the vibration control operation when another example of the weighting coefficient table is used will be described. In this embodiment, in the transition frequency region f N extending from the center frequency f C to a predetermined range on the high frequency side and the low frequency side, the weighting factor at point B indicated by the solid line is gradually decreased from “1” to “0”, and the broken line The weighting coefficient is changed so as to gradually increase the weighting coefficient at point A indicated by “0” from “0” to “1”.

2つの乗算器33、35は、加速度センサ5と加速度センサ7のそれぞれが出力する加速度信号を入力する。乗算器33は、加速度センサ5が出力する加速度信号に対して、エンジン回転数に応じて重み係数設定部31から出力される重み係数(「0」〜「1」)を乗算して、振動発生部34へ出力する。このとき、重み係数が「0」である場合は、加速度センサ5から加速度信号が出力されなかったのと同等である。振動発生部34は、乗算器33が出力する信号に基づいて、A点において発生している振動を打ち消すための振動信号を発生して出力する。乗算器35は、加速度センサ7が出力する加速度信号に対して、エンジン回転数に応じて重み係数設定部31から出力される重み係数(「0」〜「1」)を乗算して、振動発生部36へ出力する。このとき、重み係数が「0」である場合は、加速度センサ7から加速度信号が出力されなかったのと同等である。振動発生部36は、乗算器35が出力する信号に基づいて、B点において発生している振動を打ち消すための振動信号を発生して出力する。そして、加算器37は、2つの振動発生部34、36のそれぞれから出力される振動信号を加算してアンプ4へ出力する。なお、重み係数は、一方が「1」の場合、他方は「0」であるため、振動発生部34と振動発生部36のそれぞれが出力する振動信号のいずれか一方が選択されてアンプ4へ出力することになる。   The two multipliers 33 and 35 receive acceleration signals output from the acceleration sensor 5 and the acceleration sensor 7 respectively. The multiplier 33 multiplies the acceleration signal output from the acceleration sensor 5 by a weighting factor (“0” to “1”) output from the weighting factor setting unit 31 according to the engine speed, thereby generating vibration. To the unit 34. At this time, when the weighting factor is “0”, it is equivalent to the case where the acceleration signal is not output from the acceleration sensor 5. The vibration generator 34 generates and outputs a vibration signal for canceling the vibration generated at the point A based on the signal output from the multiplier 33. The multiplier 35 multiplies the acceleration signal output from the acceleration sensor 7 by a weighting factor (“0” to “1”) output from the weighting factor setting unit 31 according to the engine speed, thereby generating vibration. To the unit 36. At this time, when the weight coefficient is “0”, it is equivalent to the case where the acceleration signal is not output from the acceleration sensor 7. The vibration generator 36 generates and outputs a vibration signal for canceling the vibration generated at the point B based on the signal output from the multiplier 35. The adder 37 adds the vibration signals output from the two vibration generators 34 and 36 and outputs the result to the amplifier 4. Since one of the weighting factors is “1” and the other is “0”, one of the vibration signals output from the vibration generator 34 and the vibration generator 36 is selected and supplied to the amplifier 4. Will be output.

エンジン回転数が上昇し、エンジン回転数が遷移周波数領域fに入ると、重み係数設定部31から出力される重み係数の値が次第に反転(A点の重み係数が「0」、B点の重み係数が「1」)する。乗算器33と乗算器35は、重み係数が「1」から「0」、または「0」から「1」へ変化した場合、重み係数の値を徐々に変化させながら「1」から「0」、または「0」から「1」へ変化させる。このように重み係数が切り替わるときに徐々に重み係数を変化させることによって、重み係数が切り替わることによる車体フレーム2における切替ショックの発生を抑制する。そして、エンジン回転数が遷移周波数領域fを超えると、重み係数設定部31から出力される重み係数の値が反転(A点の重み係数が「1」、B点の重み係数が「0」)する。 Engine speed increases, the engine speed falls to the transition frequency domain f N, the weighting factor values are gradually reversed the weight coefficients output from the weighting coefficient setting unit 31 (A point "0", the point B The weight coefficient is “1”). When the weighting coefficient changes from “1” to “0”, or from “0” to “1”, the multiplier 33 and the multiplier 35 gradually change the value of the weighting coefficient while changing from “1” to “0”. Or “0” to “1”. Thus, by gradually changing the weighting factor when the weighting factor is switched, the occurrence of switching shock in the vehicle body frame 2 due to the switching of the weighting factor is suppressed. When the engine speed exceeds the transition frequency domain f N, the weighting factor is "1" value is inverted (A point of the weighting factor output from the weighting coefficient setting unit 31, the weighting coefficient of the point B is "0" )

一方、エンジン回転数が低下する場合は、エンジン回転数が遷移周波数領域fを下回るまで低下した時点で、重み係数設定部31から出力される重み係数の値が反転(A点の重み係数が「0」、B点の重み係数が「1」)する。 On the other hand, when the engine speed decreases, when the engine speed has decreased to below the transition frequency domain f N, the weighting factor values are inverted (A point of the weighting factor output from the weighting coefficient setting unit 31 “0” and the weighting coefficient of point B is “1”).

このように、図6に示すような重み係数テーブルを用いることにより、エンジン回転数がアイドル回転数から徐々に大きくなり、遷移周波数領域fに入ると、B点の重み係数が徐々に減少するとともに、A点の重み係数が徐々に増大するため、B点に対する振動抑制からA点に対する振動抑制へ振動検出手段の切替に伴うショックの発生を抑制しながら円滑に移行することができる。
また、車体フレーム2上のステアリングと、運転者の脚が接するフロアとの両方の位置に加速度センサを設けるとともに、加速度センサ位置(参照点)毎の振動伝達関数に基づく重み係数を定義しておき、エンジン回転数に対応する重み係数を選択して制振対象位置を切り替えるようにしたため、エンジン回転数が変化した場合であっても、運転者の手と脚とが車体と接触するステアリング6やフロア8において発生する振動を常に低い状態に保つことが可能となる。また、貨物車両等において、運転席に発生する振動を低減するとともに、異なる回転数で振動が発生するような荷台の荷物に対しても振動抑制を行うことが可能となる。また重み係数テーブル記憶部32に記憶される重み係数は、任意の値を定義することができるため、ステアリングとフロアのいずれかの制振を優先させて任意の制振度合いの乗り心地を実現することができる。
Thus, by using a weighting coefficient table shown in FIG. 6, gradually increases the engine speed from idle speed, enters the transition frequency region f N, the weighting coefficient of the point B is gradually reduced At the same time, since the weighting coefficient at point A gradually increases, it is possible to smoothly shift from suppressing the vibration at point B to suppressing the vibration at point A while suppressing the occurrence of shock associated with the switching of the vibration detecting means.
In addition, acceleration sensors are provided at both the steering position on the body frame 2 and the floor where the driver's legs are in contact, and a weighting coefficient based on a vibration transfer function for each acceleration sensor position (reference point) is defined. Since the vibration suppression target position is switched by selecting the weighting factor corresponding to the engine speed, even if the engine speed changes, the steering 6 and the driver's hand and legs are in contact with the vehicle body. It is possible to always keep the vibration generated on the floor 8 in a low state. Further, in a freight vehicle or the like, vibration generated in the driver's seat can be reduced, and vibration can be suppressed even for a load on the cargo bed that generates vibration at different rotational speeds. In addition, any value can be defined for the weighting factor stored in the weighting factor table storage unit 32. Therefore, priority is given to damping of either the steering or the floor, and a ride with any degree of damping is realized. be able to.

なお、前述した説明においては、図2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 linear actuator 10 shown in FIG. 2 is used to generate the damping force. However, the reaction force that can suppress the vibration by vibrating the auxiliary mass 11 is used. Any means for vibrating the auxiliary mass 11 may be used as long as it can be generated.

本発明による制振装置は、振動を抑制しようとする位置が複数存在す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 when there are a plurality of positions where vibrations are to be suppressed. 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1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1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. 伝達関数と参照点切替ポイントの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between a transfer function and a reference point switching point. 図3に示す重み係数テーブル記憶部32に記憶される重み係数テーブルの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the weighting coefficient table memorize | stored in the weighting coefficient table memory | storage part 32 shown in FIG. 重み係数テーブルの他の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other example of a weighting coefficient table. 本発明の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・エンジン、2・・・車体フレーム、3・・・制御部、4・・・アンプ、5・・・加速度センサ、6・・・ステアリング、7・・・加速度センサ、8・・・フロア、10・・・・アクチュエータ(リニアアクチュエータ)、11・・・補助質量、31・・・重み係数設定部、32・・・重み係数テーブル記憶部、33・・・乗算器、34・・・振動発生部、35・・・乗算器、36・・・振動発生部、37・・・加算器、39・・・切替手段   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 2 ... Body frame, 3 ... Control part, 4 ... Amplifier, 5 ... Acceleration sensor, 6 ... Steering, 7 ... Acceleration sensor, 8 ... Floor 10... Actuator (Linear Actuator) 11... Auxiliary Mass 31. Weight Factor Setting Unit 32. Weight Factor Table Storage Unit 33. Vibration generating unit, 35 ... multiplier, 36 ... vibration generating unit, 37 ... adder, 39 ... switching means

Claims (2)

制振しようとする複数の位置であるA参照点及びB参照点それぞれ設けられ、各参照点の振動を検出する振動検出手段と、
前記制振しようとする位置の振動を打ち消すために加振する加振手段と、
振動発生源の振動周波数を検出する周波数検出手段と、
前記振動検出手段が検出した振動と、前記加振手段から前記各振動検出手段までのそれぞれの伝達関数とに基づいて、前記加振手段へ供給するべき振動指令を生成する制御手段と、
前記振動周波数に応じて、前記各振動検出手段が検出した振動に対して、前記参照点毎の振動伝達関数に基づいて定義しておいた重み係数を選択してそれぞれに重み付けを行うことによって、前記制御手段に前記複数の振動検出手段から供給すべき信号の重みを調整する切替手段と、を備え、
前記振動周波数が前記A参照点の伝達関数の周波数特性と前記B参照点の伝達関数の周波数特性との交点に対応する中間周波数よりも高周波数側である場合には主たる制振対象を何れか一方の参照点にするとともに、前記振動周波数が前記中間周波数よりも低周波数側である場合には主たる制振対象を他方の参照点に切替可能な制振装置であり、
前記切替手段は、前記振動周波数が前記中間周波数から高周波数側および低周波数側の所定の範囲にわたる遷移周波数領域において、前記一方の参照点の重み係数が徐々に減少するとともに、他方の参照点の重み係数が徐々に増大するように重み付けを変化させるものであることを特徴とする制振装置。
Respectively provided at a plurality of A reference point and B reference point is a position to be damping the vibration detecting means for detecting the vibration of each reference point,
Vibration means for exciting the vibration to cancel the vibration at the position to be controlled;
A frequency detection means for detecting the vibration frequency of the vibration source;
Control means for generating a vibration command to be supplied to the vibration means based on the vibration detected by the vibration detection means and each transfer function from the vibration means to each vibration detection means;
According to the vibration frequency, for the vibration detected by each vibration detecting means, by selecting a weighting factor defined based on the vibration transfer function for each reference point and weighting each, Switching means for adjusting the weight of the signal to be supplied from the plurality of vibration detection means to the control means,
If the vibration frequency is higher than the intermediate frequency corresponding to the intersection of the frequency characteristic of the transfer function at the A reference point and the frequency characteristic of the transfer function at the B reference point, either of the main vibration suppression targets is selected. A vibration damping device capable of switching the main vibration damping object to the other reference point when the vibration frequency is lower than the intermediate frequency, with one reference point.
In the transition frequency region where the vibration frequency ranges from the intermediate frequency to a high frequency side and a low frequency side , the switching means gradually decreases the weighting coefficient of the one reference point and the other reference point. damping apparatus, characterized in that to change the weighting so that the weighting factor is increased gradually.
前記切り替え手段は、前記複数の振動検出手段が検出した振動の重みをゼロに至るまで調整することを特徴とする請求項1に記載の制振装置。 2. The vibration damping device according to claim 1, wherein the switching unit adjusts the weight of vibration detected by the plurality of vibration detection units until reaching zero.
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