JP5814024B2 - Vehicle vibration reduction system and vehicle vibration reduction method - Google Patents
Vehicle vibration reduction system and vehicle vibration reduction method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5814024B2 JP5814024B2 JP2011160360A JP2011160360A JP5814024B2 JP 5814024 B2 JP5814024 B2 JP 5814024B2 JP 2011160360 A JP2011160360 A JP 2011160360A JP 2011160360 A JP2011160360 A JP 2011160360A JP 5814024 B2 JP5814024 B2 JP 5814024B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- value
- control
- vibration
- signal
- update coefficient
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Description
本発明は、適応制御による、車両の振動低減システム及び車両の振動低減方法に関するものである。 The present invention relates to a vehicle vibration reduction system and a vehicle vibration reduction method by adaptive control.
従来、車両に搭載されたエンジンに生じる振動のうち、所定方向の振動が車両各部へ伝達することを低減するため、エンジン制振システムが研究されてきた。エンジン制振システムは、エンジンに取り付けられた振動を検知するためのセンサと、エンジンを支持および制振する能動型防振装置(アクティブコントロールマウント、以下ACMという)と、を備え、センサからの信号に基づいてACMの制振力を制御するものである。 Conventionally, an engine damping system has been studied in order to reduce transmission of vibrations in a predetermined direction to various parts of a vehicle among vibrations generated in an engine mounted on the vehicle. The engine damping system includes a sensor for detecting vibration attached to the engine, and an active vibration isolator (active control mount, hereinafter referred to as ACM) for supporting and damping the engine, and a signal from the sensor. The vibration control force of the ACM is controlled based on the above.
他方、適応デジタルフィルタを用いた適応制御技術が、音や振動の低減を目的として広く用いられており、Filtered-X LMS(Least Mean Square)など多くの手法が提案されている。更に、適応フィルタの構造についても、FIR(Finite Impulse Response)フィルタやSAN(Single-frequency Adaptive Notch)フィルタなど、様々な構造が提案されている。 On the other hand, adaptive control technology using an adaptive digital filter is widely used for the purpose of reducing sound and vibration, and many methods such as Filtered-X LMS (Least Mean Square) have been proposed. Furthermore, various structures such as an FIR (Finite Impulse Response) filter and a SAN (Single-frequency Adaptive Notch) filter have been proposed as the structure of the adaptive filter.
これらの適応制御においては、制御対象である音や振動を検出する信号が最小となるように、適応フィルタを所定の法則に従って更新して、音や振動を低減する。そして、適応制御が良好に機能している間は、適応フィルタが最適解に収束した時点で音や振動が最小値となる。更新の際にフィルタ更新量に重み付けされるフィルタ更新係数は、フィルタが最適解に収束する速度、つまり制御の追従性や、制御の安定性に関る重要なパラメータである。しかし、最適なフィルタ更新係数は、音や振動の周波数に対する振幅特性やフィルタの構造によって変化する。このため、フィルタ更新係数は、様々な値の振幅特性に対して実際に計測を行って取得したデータに基づいて、例えば、参照テーブルのような形式で決定されるものである。 In these adaptive controls, the adaptive filter is updated according to a predetermined law so as to minimize the signal for detecting the sound and vibration to be controlled, thereby reducing the sound and vibration. And while adaptive control is functioning well, sound and vibration become minimum values when the adaptive filter converges to the optimal solution. The filter update coefficient weighted by the filter update amount at the time of update is an important parameter related to the speed at which the filter converges to the optimal solution, that is, control followability and control stability. However, the optimum filter update coefficient varies depending on the amplitude characteristic with respect to the frequency of sound and vibration and the structure of the filter. For this reason, the filter update coefficient is determined in a format such as a reference table, for example, based on data obtained by actually performing measurement on amplitude characteristics of various values.
従来、適応制御では、適応フィルタが最適解に収束するまでにはある程度の収束時間が必要とされてきた。例えば、乗用車に生じる振動の低減に適応フィルタを利用する場合には、この収束時間は、乗員に対して乗り心地の違和感を与える原因となっていた。そこで、この収束時間を短縮するとともに、制御の安定性を確保するために、例えば、振動や音の発生源であるエンジンの回転数に応じて、サンプリング周波数や、フィルタ学習係数を変更するなど、種々な更新アルゴリズムが検討されてきた。 Conventionally, in adaptive control, a certain amount of convergence time has been required for the adaptive filter to converge to an optimal solution. For example, when an adaptive filter is used to reduce vibrations generated in a passenger car, this convergence time has caused a sense of discomfort for the passenger to ride. Therefore, in order to shorten the convergence time and ensure the stability of the control, for example, the sampling frequency and the filter learning coefficient are changed according to the engine speed that is the source of vibration and sound. Various update algorithms have been considered.
このような更新アルゴリズムとして、例えば、LMS(Least Mean Square)を用いた適応制御では、アクチュエータから制御点までの伝達特性Cとし、適応フィルタをタップ数iのFIR型のデジタルフィルタで構成した場合、適応フィルタの更新式は、数式(1)のように記述される。
w(n+1)=w(n)+2μ・e(n)・r(n−i)・・・(1)
As such an update algorithm, for example, in adaptive control using LMS (Least Mean Square), when the transfer characteristic C is set from the actuator to the control point, and the adaptive filter is configured by an FIR type digital filter with i taps, The update formula of the adaptive filter is described as Equation (1).
w (n + 1) = w (n) + 2μ · e (n) · r (n−i) (1)
ここで、eは制御点における制御対象信号、rは対象信号の発生状態に関する信号を検出して作成した基準信号と伝達特性Cを畳み込み演算した信号である。例えば、エンジンの振動制御においては、rは、エンジンのクランク軸の回転パルスから算出した制御周波数の正弦波もしくは余弦波を伝達特性Cと畳み込み演算した信号である。また、μはフィルタの更新係数であり、フィルタの最適値までの収束速度や制御の安定性に寄与するパラメータである。更新係数μを大きくすれば収束性能は向上するが不安定な制御になりやすく、更新係数μを小さくすればより安定な制御は実現されるが収束時間が長くなる。 Here, e is a signal to be controlled at the control point, and r is a signal obtained by convolution of a reference signal created by detecting a signal related to the generation state of the target signal and the transfer characteristic C. For example, in engine vibration control, r is a signal obtained by convolving a sine wave or cosine wave having a control frequency calculated from the rotation pulse of the crankshaft of the engine with the transfer characteristic C. Further, μ is an update coefficient of the filter, and is a parameter that contributes to the convergence speed to the optimum value of the filter and the stability of control. If the update coefficient μ is increased, the convergence performance is improved, but unstable control is likely to occur. If the update coefficient μ is decreased, more stable control is realized, but the convergence time is increased.
音や振動のゲイン特性は、通常、周波数特性を持っているため、制御の安定性と高速な追従性を両立させるためには、周波数に対応した更新係数を持つことが望ましいと考えられている。例えば、エンジン振動のアクティブ制御に適応制御を適用した場合、エンジンは仕様によって様々な回転数にて様々な振動レベルを示すことから、エンジンの回転数に応じた更新係数の最適値が存在することが容易に想像される。さらに、エンジンの加速時などではフィルタの収束速度が重要となるため、加速の程度によっても更新係数μの値を可変とすることが望まれる。そこで、エンジンの回転速度、その変化量、及び収束係数αの関係をテーブルとして記憶し、これによって収束係数αを変化させるようにする構成が提案されている(例えば、特許文献1参照)。ここで、収束係数αは、更新係数μに対応するものである。すなわち、従来は、特許文献1に記載のテーブルのように、エンジンの回転速度の変化量に対応して予め定められ、記憶された更新係数μに基づいて、適応制御が行われてきた。すなわち、特許文献1に係る構成によれば、例えば、エンジンの回転速度の変化量が増加した場合に、更新係数μが大きな値になるようにしてフィルタ係数の収束の追従性を高め、適切な制御を行うことが可能となる。
Since the gain characteristics of sound and vibration usually have frequency characteristics, it is considered desirable to have an update coefficient corresponding to the frequency in order to achieve both control stability and high-speed tracking. . For example, when adaptive control is applied to active control of engine vibration, the engine shows various vibration levels at various rotational speeds depending on the specifications, so there is an optimum value for the update coefficient corresponding to the engine rotational speed. Is easily imagined. Further, since the convergence speed of the filter is important when the engine is accelerated, it is desirable to make the value of the update coefficient μ variable depending on the degree of acceleration. In view of this, a configuration has been proposed in which the relationship between the engine speed, the amount of change thereof, and the convergence coefficient α is stored as a table, and the convergence coefficient α is thereby changed (see, for example, Patent Document 1). Here, the convergence coefficient α corresponds to the update coefficient μ. That is, conventionally, adaptive control has been performed on the basis of the update coefficient μ that is predetermined and stored in accordance with the amount of change in the rotational speed of the engine, as in the table described in
乗用車などの車両は、車両の劣化や、温度などに応じて、振動の周波数特性は、予め定められた値から変化する。そこで、予め想定された周波数特性に応じて定められた更新係数による制御ではなく、実際の車両に生じる振動に対応する適切な制御が望まれてきた。 In a vehicle such as a passenger car, the frequency characteristic of vibration changes from a predetermined value in accordance with deterioration of the vehicle, temperature, and the like. Accordingly, there has been a demand for appropriate control corresponding to vibration generated in an actual vehicle, instead of control using an update coefficient determined according to a frequency characteristic assumed in advance.
しかしながら、特許文献1に記載のように、予め定めた所定の値を有するテーブルに基づいて更新係数μを変化させるようにする場合には、更新係数μは予め定められたテーブルに従って設定される。このため、例えば、エンジン支持装置の劣化などにより車両内の所定位置に生じる振動の周波数特性が変更された場合に、変更された周波数特性に対応して最適化された更新係数による適切な制御を行うことができなかった。
However, as described in
そこで、本発明は、適応制御において、適応フィルタの更新係数を振動の周波数特性に対応して動的に最適化し、安定的に車両内の所定位置に生じる振動を補償することができる、車両の振動低減システム及び車両の振動低減方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention dynamically optimizes the update coefficient of the adaptive filter corresponding to the frequency characteristics of vibration in adaptive control, and can stably compensate for vibrations occurring at a predetermined position in the vehicle. An object is to provide a vibration reduction system and a vehicle vibration reduction method.
上記目的を達成するため、第1の発明は、
加振力を発生する少なくとも1つの加振装置と、
車両内の所定位置での振動を検出する装置と、
エンジンの回転数を測定する装置と、
適応フィルタの更新係数を変更することにより適応制御を実施する制御装置と、を備える車両の振動低減システムであって、
前記制御装置は、前記制御装置は、前記エンジンの回転数を測定する装置からの回転数信号と、前記振動を検出する装置から得た信号と、前記更新係数と、に基づいて制御信号を生成する制御信号生成部と、前記更新係数を、前記制御信号もしくは該制御信号によって決定される信号の変動に基づいて更新する更新係数更新部と、を備え、該制御信号により前記少なくとも1つの加振装置に加振力を発生させて、前記車両内の所定位置に生じる振動を低減するように制御し、
前記制御信号若しくは該制御信号によって決定される信号の変動は、前記加振装置へ入力される電流値を規定し、前記制御装置は、前記更新係数を、所定時間内に前記加振装置へ入力される前記電流値の振幅値の最大振幅値と最小振幅値との差分に基づいて更新することを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the first invention provides:
At least one excitation device for generating an excitation force;
A device for detecting vibration at a predetermined position in the vehicle;
A device for measuring the rotational speed of the engine;
A vehicle vibration reduction system comprising: a control device that performs adaptive control by changing an update coefficient of the adaptive filter;
The control device generates a control signal based on a rotation speed signal from a device that measures the rotation speed of the engine, a signal obtained from a device that detects the vibration, and the update coefficient. A control signal generation unit that updates the update coefficient based on fluctuations of the control signal or a signal determined by the control signal, and the at least one excitation is generated by the control signal. Controlling the apparatus to generate a vibration force to reduce vibration generated at a predetermined position in the vehicle ,
The fluctuation of the control signal or a signal determined by the control signal defines a current value input to the vibration exciter, and the controller inputs the update coefficient to the exciter within a predetermined time. The current value is updated based on a difference between the maximum amplitude value and the minimum amplitude value of the amplitude value of the current value .
第2の発明は、第1の発明による車両の振動低減システムにおいて、
前記制御装置は、前記更新係数を、さらに、前記所定時間内に前記加振装置へ入力される前記電流値の振幅値の平均値もしくは自乗平均値に基づいて更新することを特徴とするものである。
第3の発明は、第1の発明による車両の振動低減システムにおいて、
前記制御装置は、前記更新係数を、エンジンを支持するアクティブコントロールマウントへ入力される電流値に基づく第1評価対象値と、前記制御装置から出力される正の電流振幅値の各ピーク値の平均値である第2評価対象値とを併用して決定することを特徴とするものである。
A second invention is the vehicle vibration reduction system according to the first invention.
The control device further updates the update coefficient based on an average value or a mean square value of amplitude values of the current values input to the vibration generator within the predetermined time. is there.
A third invention is the vehicle vibration reduction system according to the first invention,
The control device uses the update coefficient as an average of each peak value of a first evaluation target value based on a current value input to an active control mount that supports the engine and a positive current amplitude value output from the control device. It is characterized by determining together with the 2nd evaluation object value which is a value.
第4の発明は、
加振力を発生する少なくとも1つの加振装置と、
車両内の所定位置での振動を検出する装置と、
エンジンの回転数を測定する装置と、
適応フィルタの更新係数を変更することにより適応制御を実施する制御装置とを備えたシステムにおける車両の振動低減方法であって、
前記エンジンの回転数を測定する装置からの回転数信号に基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の参照信号を生成するステップと、前記振動を検出する装置から得た信号、前記参照信号、並びに前記更新係数に基づいて制御信号を生成するステップと、該制御信号により前記少なくとも1つの加振装置に加振力を発生させて、前記車両内の所定位置に生じる振動を低減するように制御するステップと、前記更新係数を前記制御信号もしくは該制御信号によって決定される信号の変動に基づいて更新するステップとを含むことを特徴とするものである。
The fourth invention is:
At least one excitation device for generating an excitation force;
A device for detecting vibration at a predetermined position in the vehicle;
A device for measuring the rotational speed of the engine;
A vehicle vibration reduction method in a system including a control device that performs adaptive control by changing an update coefficient of an adaptive filter,
Generating a reference signal having a signal frequency that is a real number multiple of the frequency of the rotational speed signal based on the rotational speed signal from the apparatus for measuring the rotational speed of the engine; A step of generating a control signal based on the reference signal and the update coefficient, and generating a vibration force in the at least one vibration device by the control signal, thereby reducing a vibration generated at a predetermined position in the vehicle. And a step of updating the update coefficient based on a fluctuation of the control signal or a signal determined by the control signal.
本発明によれば、適応制御において、適応フィルタの更新係数を振動の周波数特性に対応じて動的に最適化し、安定的に車両内の所定位置に生じる振動を補償することができる。 According to the present invention, in the adaptive control, the update coefficient of the adaptive filter can be dynamically optimized in accordance with the frequency characteristic of vibration, and vibration generated at a predetermined position in the vehicle can be compensated stably.
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明に係る車両の振動低減システムの一例を示す模式図である。図1において、エンジン12は、電磁型アクチュエータなどを内蔵させた2個のアクティブコントロールマウント3a、3b(以下、ACMという。)と複数個のエンジンマウント(図示せず)によって支持されており、ACM3a、3bは、エンジン12を支持する機能と共に、加振装置としての機能を有し、加振力を能動的に発生させて、車両内の所定位置での振動を低減するように機能する。また、エンジン12には、エンジンの回転数を測定するセンサ6が設けられている。車両10のステアリング4には、振動を検出するセンサ9aが取り付けられており、運転席のフロア部には振動を検出するセンサ9bが取り付けられている。また、運転席の前部の位置(例えばインストルメントパネル内)には、制御信号によって、ACM3a、3bの制振力を制御する制御装置11が配置されている。制御装置11は、適応フィルタの更新係数を変更することにより適応制御を実施するものである。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a vehicle vibration reduction system according to the present invention. In FIG. 1, an
振動を検出するセンサ9は、車両内の所定位置での振動(例えば加速度)をリアルタイムで検出するように機能するものであり、乗員が体感する場所や振動源(車体、加振装置近辺)に配設されるのが好ましい。上述の例ではステアリング4や運転席のフロア部に配設したが、シート13、車体14、前席のヘッドレスト部、後席のフロア部等に設けるようにしても良い。センサ9には、例えば加速度センサ、荷重センサ等を用いることができる。また、制御装置11は、車両内のいずれの場所に配置しても良い。
The sensor 9 that detects vibration functions to detect vibration (for example, acceleration) at a predetermined position in the vehicle in real time, and is located at a place where a passenger feels or a vibration source (a vehicle body, the vicinity of a vibration device). It is preferable to be disposed. In the above-described example, the steering wheel 4 and the driver's seat are disposed on the floor portion. As the sensor 9, for example, an acceleration sensor, a load sensor, or the like can be used. Further, the
図2は、図1に示した車両の振動低減システムの基本制御系の一例を示すブロック線図である。制御装置11は、適応フィルタ17により構成される制御信号生成部と、LMS演算部18により構成される更新係数更新部とを備える。なお、図2において、CはACM3a,3bからセンサ9aまでの実際の伝達特性、C’は推定伝達特性(測定したインパルス応答)を示す。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of a basic control system of the vehicle vibration reduction system shown in FIG. The
制御信号生成部を構成する適応フィルタ17は、エンジンの回転数を測定する装置からの回転数信号と、振動を検出する装置から得た信号と、更新係数と、に基づいて制御信号を生成する。具体的には、適応フィルタ17は、シンセサイザ16からの参照信号x(n)の位相と、ゲインを示す信号等を調節してACM3a,3bの制御信号y(n)を出力する。シンセサイザ16は、エンジンの回転数を測定するセンサ6から出力されたエンジンの回転数信号(例えば回転パルス信号)から参照信号(基本周波数信号と、その高調波信号)x(n)を生成する。適応フィルタ17は、ゲインとしてセンサ9で検出した加速度信号(誤差信号)e(n)を読み込む。さらに、適応フィルタ17は制御信号y(n)の出力にあたって、図3を参照して説明する方法によって更新(設定)した適応フィルタ17の更新係数も併せて用いる。
The
更新係数更新部を構成するLMS演算部18は、上述した更新係数を、制御信号もしくは制御信号によって決定される信号の変動に基づいて更新する。具体的には、図3を参照して後述する方法によって適応フィルタの更新係数を決定する。ここで、制御信号とは制御装置11によって印加される電圧値に対応し、制御信号によって決定される信号とは、この電圧値によって実際に流れる電流値に対応するものである。
The
上述のような機能部を備える制御装置11の動作の概略を以下に説明する。先ず、制御装置11は、エンジンの回転数を測定するセンサ6からエンジンの回転数信号である回転パルス信号を受けると、シンセサイザ16により、回転パルス信号に基づいて、信号周波数が回転パルス信号の周波数(基本周波数)の実数倍の参照信号x(n)を生成する。そして制御装置11は、LMS演算部18を制御して、参照信号x(n)を読み込み、センサ9から誤差信号e(n)を読み込み、さらに、図3を参照して説明する方法によって決定した適応フィルタ17の更新係数を用いて、LMSアルゴリズムを用いて適応フィルタ17のフィルタ係数の更新処理を行う。適応フィルタ17は、更新されたフィルタ係数に基づいて制御信号y(n)をACM3a,3bに出力する。
An outline of the operation of the
図3は、本発明に係るフィルタの更新係数の設定方法を示すフローチャートである。ここでは、更新係数μが適切か否かを判定するための評価対象値として、図5を参照して詳述する第1評価対象値E1を用いるものとする。LMS演算部18は、更新係数μ0を設定する(ステップS01)。さらに、LMS演算部18は、ACM3aへ入力される電流値に基づいて、図5を参照して後述する第1評価対象値E1を算出する(ステップS02)。そして、LMS演算部18は、予め設定された閾値と、ステップS02で算出した評価対象値とを比較する(ステップS03)。ステップS03では、現在設定されている更新係数による制御が許容する範囲内で安定か不安定かを判定している。閾値が第1評価対象値E1以上の場合、更新件数μに、μの調節のために予め設定した所定量の値Δμを加えた値を、新たな更新係数μ1として設定する(ステップS04)。この新たな更新係数μ1で、適応フィルタ17を再度更新する。
FIG. 3 is a flowchart showing a filter update coefficient setting method according to the present invention. Here, the first evaluation target value E 1 described in detail with reference to FIG. 5 is used as the evaluation target value for determining whether or not the update coefficient μ is appropriate. The
そして、LMS演算部18は、ACM3aへ入力される電流値に基づいて、再度、第1評価対象値E1を算出する(ステップS05)。そして、LMS演算部18は、再度予め設定された閾値と、ステップS05で算出した第1評価対象値E1とを比較する(ステップS06)。その結果、閾値が第1評価対象値E1未満の場合、LMS演算部18は、更新係数μ1から所定量の値Δμを差し引いて、その値を新たな更新係数μ2とする(ステップS07)。
Then, the
他方、LMS演算部18は、ステップS03において閾値が第1評価対象値E1未満であると判定した場合、更新係数μ0から所定量の値Δμを差し引いて、その値を新たな更新係数μ1とする(ステップS08)。そして、LMS演算部18は、ステップS05と同様に、ACM3aへ入力される電流値に基づく第1評価対象値E1を算出する(ステップS09)。さらに、LMS演算部18は、ステップS06と同様に、再度、予め設定された閾値と、ステップS09で算出した第1評価対象値E1とを比較する(ステップS10)。
On the other hand, LMS
図4は、図3に示すフローチャートを説明するための図である。図3のステップS03にて、(1)閾値が第1評価対象値E1以上であると判定された場合、ステップS04〜ステップS06までの処理が一度行われる毎に、一段階(ひとつの黒丸から右隣の黒丸へ)ずつ第1評価対象値E1の値が増加して、閾値Tに近づく。そして閾値Tを超える前の段階で最適値O1に達したと判断される。他方、図3のステップS03にて、(2)閾値が第1評価対象値E1未満であると判定された場合、ステップS08〜S10までの処理が一度行われるごとに一段階(ひとつの黒丸から右隣の黒丸へ)ずつ第1評価対象値E1の値が減少して、閾値Tに近づく。 FIG. 4 is a diagram for explaining the flowchart shown in FIG. At step S03 in FIG. 3, (1) if the threshold is determined to be equal to the first evaluation object value E 1 or more, each time the processing from step S04~ step S06 is performed once, a black circle one step (one The value of the first evaluation target value E 1 increases and approaches the threshold T. And it is determined to have reached the optimum value O 1 at the stage before exceeding the threshold T. On the other hand, at step S03 of FIG. 3, (2) if the threshold is determined to be the first smaller than the evaluation object value E 1, the solid circle one step (one every time processing from step S08~S10 is performed once The value of the first evaluation target value E 1 decreases and approaches the threshold value T.
図5は、図3に示すフローチャート中の第1評価対象値E1と、第1評価対象値E1とは異なる評価対象値である、第2評価対象値E2を説明するための図である。図中縦軸は、制御装置11から出力される電流値の振幅値(以下、電流値振幅値と称する)である。この電流値振幅値は、適応フィルタ17から出力される制御信号y(n)により規定される値であり、制御信号の変動に応じて変動するものである。第1評価対象値E1は、所定時間内(例えば、100ミリ秒、200ミリ秒、300ミリ秒)間における電流値振幅値の最大値fmaxから電流値振幅値の最小値fminを差し引いた値であり、式(fmax−fmin)により与えられる。
FIG. 5 is a diagram for explaining the first evaluation target value E 1 in the flowchart shown in FIG. 3 and the second evaluation target value E 2 , which is an evaluation target value different from the first evaluation target value E 1 . is there. The vertical axis in the figure is the amplitude value of the current value output from the control device 11 (hereinafter referred to as the current value amplitude value). The current value amplitude value is a value defined by the control signal y (n) output from the
車両に発生する振動を安定的に制御するためには、電流値振幅値が一定であることが理想的である。よって、第1評価対象値E1は、できるだけ小さいことが望ましい。しかし、現実的には、第1評価対象値E1の値が同様に小さい場合であっても、電流値振幅値の最大値fmax及び最小値fminの双方の値が極度に大きく差分が小さい場合(必要以上に制御している場合や制御が発振しかけている状態等)と、電流値振幅値の最大値fmax及び最小値fminの双方の値が極度に小さく差分が小さい場合(更新係数の値が小さすぎるため、安定ではあるが制御の低減効果が小さい場合等)とでは、車両に発生する振動の低減効果が異なってくる。このことに鑑みて、安定と判定された場合、すなわち閾値が第1評価対象値E1以上の場合には、許容される安定領域内にて更新係数μの値を大きくしていくことで、安定かつ高速な制御を実現させる。一方、閾値が第1評価対象値E1未満の場合には、許容される安定領域を超えているため、更新係数μの値を小さくしていき制御の安定化を図るのである。 In order to stably control the vibration generated in the vehicle, it is ideal that the current value amplitude value is constant. Therefore, the first evaluation object value E 1 is preferably as small as possible. However, in reality, the value of the first evaluation object value E 1 is a case similar small, both of the maximum value f max and the minimum value f min of the current amplitude value is extremely large difference When it is small (when it is controlled more than necessary or when control is oscillating) and when both the maximum value f max and the minimum value f min of the current amplitude value are extremely small (the difference is small) Since the value of the update coefficient is too small, the effect of reducing the vibration generated in the vehicle differs from the case where the effect of reducing the control is small although it is stable. In view of this, when it is determined to be stable, that is, when the threshold value is equal to or greater than the first evaluation target value E 1 , by increasing the value of the update coefficient μ within the allowable stable region, Realize stable and high-speed control. On the other hand, when the threshold value is less than the first evaluation target value E 1 , it exceeds the allowable stable region, so the value of the update coefficient μ is decreased to stabilize the control.
さらに、車両に発生する振動の抑制効果を向上させるため、第1評価対象値E1に加えて、第2評価対象値E2を併用して更新係数μを決定する方法が考えられる。第2評価対象値E2は、図5に示す正の電流振幅値の各ピーク値(凸値)の平均値である。ここで、正の電流振幅値の各ピーク値(凸値)の平均値ではなく、電流波形を自乗した後に各ピーク値(凸値)の平均値(自乗平均値)を求めて第2評価対象値E2としてもよい。第2評価対象値E2を評価することにより、上述したような、電流値振幅値の最大値fmax及び最小値fminの双方の値が大きく差分が小さい場合と、電流値振幅値の最大値fmax及び最小値fminの双方の値が小さく差分が小さい場合とを判別することが可能になる。評価方法は、例えば、第1評価対象値E1の場合と同様に、所定の閾値との比較であっても良い。この場合、図3のフローチャートにおいて、ステップS04〜ステップS06までの処理、又は、ステップS08〜ステップS10までの処理が一度実行され、反復処理に入る前に、第2評価対象値E2を評価し、その結果に基づいて反復処理中のステップS04又はステップS08におけるΔμの値を変更しても良い。 Furthermore, in order to improve the suppression effect of the vibration generated in the vehicle, a method of determining the update coefficient μ using the second evaluation target value E 2 in addition to the first evaluation target value E 1 can be considered. Second evaluation object value E 2 is the average value of peak values of the positive current amplitude shown in FIG. 5 (convex value). Here, instead of the average value of each peak value (convex value) of the positive current amplitude value, the second evaluation object is obtained by calculating the average value (square mean value) of each peak value (convex value) after squaring the current waveform. it may be used as the value E 2. By evaluating the second evaluation object value E 2, the case described above, both values is large difference between the maximum value f max and the minimum value f min of the current amplitude value is small, the maximum current value amplitude value It is possible to determine when both the value f max and the minimum value f min are small and the difference is small. Evaluation method, for example, as in the first evaluation object value E 1, may be compared with a predetermined threshold value. In this case, in the flowchart of FIG. 3, the process from step S04 to step S06 or the process from step S08 to step S10 is executed once, and the second evaluation target value E 2 is evaluated before entering the iterative process. Based on the result, the value of Δμ in step S04 or step S08 during the iterative process may be changed.
図6は、更新係数μの値を様々な値とした場合(μa=0.01,μa=0.1,μc=1,μd=10)の、加振装置へ入力される電流値を指数化した値(電流値指数)の変化を示す図である。ここで、上記μa〜μdの値は、実際に使用した値そのものではなく、実際に使用した値は上記μa〜μdの値に0.001を乗じた値である。図6(a)〜図6(d)に示すように、更新係数μの値に応じて電流値指数が大きく変化する。上述したように、図6(a)に示す場合は、図5を参照して説明した、電流値振幅値の最大値fmax及び最小値fminの双方の値が小さく差分が小さい場合に該当する。図6(b)に示す場合は、電流値振幅値の最大値fmax及び最小値fminの双方の値が大きく差分が小さい場合に該当する。図6(a)及び図6(b)の場合、制御装置11による制御は安定しており、図6(c)はやや安定、図6(d)の場合には制御は不安定である。さらに、図6(b)のような電流値指数の変化を示す更新係数μbを適用した制御の方が、図6(a)のような電流値指数の変化を示す更新係数μaを適用した制御よりも、振動低減効果が高い。
In FIG. 6, when the value of the update coefficient μ is set to various values (μ a = 0.01, μ a = 0.1, μ c = 1, μ d = 10), it is input to the vibration device. It is a figure which shows the change of the value (current value index | exponent) which indexed the current value. Here, the values of μ a to μ d are not the values actually used, but the values actually used are values obtained by multiplying the values of μ a to μ d by 0.001. As shown in FIGS. 6A to 6D, the current value index changes greatly according to the value of the update coefficient μ. As described above, the case illustrated in FIG. 6A corresponds to the case where both the maximum value f max and the minimum value f min of the current value amplitude value are small and the difference is small as described with reference to FIG. To do. The case shown in FIG. 6B corresponds to the case where both the maximum value f max and the minimum value f min of the current value amplitude value are large and the difference is small. 6 (a) and 6 (b), the control by the
さらに、図6(c)のような電流値指数の変化を示す更新係数μcを適用した制御では、図6(a)のような電流値指数の変化を示す更新係数μaを適用した制御よりも、振動低減効果が高い場合もあるが、図6(b)のような電流値指数の変化を示す更新係数μbを適用した制御と比較した場合に制御の安定性は劣る。
さらに、図6(d)のような電流値指数の変化を示す更新係数μcを適用した制御では、制御が不安定であると共に、振動低減効果も図6(a)〜図6(c)に示した他の制御よりも劣る。このように、更新係数μの値に応じて、制御の安定性及び振動低減効果が大きく異なる。
よって、図3〜図5を参照して説明したような方法で、更新係数μの値を最適値となるように適時更新することで、振動制御の安定性及び振動低減効果を最適化することができる。
Furthermore, control is in the applied control update coefficient mu c showing the change in the current value index as, according to the update coefficient mu a showing the change in the current value index as shown in FIG. 6 (a) FIG. 6 (c) In some cases, the vibration reduction effect is higher, but the stability of the control is inferior when compared with the control to which the update coefficient μ b indicating the change in the current value index as shown in FIG. 6B is applied.
Further, in the control using the update coefficient μ c indicating the change in the current value index as shown in FIG. 6D, the control is unstable and the vibration reduction effect is also shown in FIGS. 6A to 6C. It is inferior to the other controls shown in. As described above, the stability of the control and the vibration reduction effect are greatly different depending on the value of the update coefficient μ.
Therefore, the stability of vibration control and the vibration reduction effect can be optimized by updating the value of the update coefficient μ to the optimum value in a timely manner by the method described with reference to FIGS. Can do.
このように、本実施の形態による振動低減システムによれば、適応フィルタの更新係数を変更することにより適応制御を実施する制御装置11が、加振装置を構成するACM3a、3bへ入力される電流値の振幅値に基づいて更新係数を決定するので、適応フィルタの更新係数を自動で最適化し、車両の所定位置に生じる振動を制御することができる。このため、車両の温度や経年劣化に応じて、車両の所定位置に生じる振動が設計時に想定された態様とは変化した場合でも、適応フィルタの更新係数が動的に最適化され、適切に振動を制御することができる。
Thus, according to the vibration reduction system according to the present embodiment, the
本発明は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、図3では、LMS演算部18は、フロント側のACMであるACM3aへ入力される電流値に基づいて第1評価対象値E1を算出して、更新係数μの値を更新した。しかし、リア側のACMであるACM3bへ入力される電流値についても、第1評価対象値E1を算出して、ACM3bについての更新係数μを更新して振動制御を行うことが可能である。これにより、エンジン12に接続された、フロント側のACM3a及びリア側のACM3bのそれぞれについて、最適な更新係数μを用いた振動制御を行うことが可能となる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and many variations or modifications are possible. For example, in FIG. 3, the
例えば、上記実施形態では、加振力を与える加振装置としてACMを1つ又は2つ設けたが、3つ以上設けるようにしても良い。また、加振装置はACMに限らず、アクティブマスダンパー(Active Mass Damper)やトルクロッドタイプのものでも良い。加振装置を設ける箇所は、エンジン下部に限らず、サスペンション装置と車体との間に設けるようにしても良い。加振装置をサスペンション装置と車体との間に設けることにより、車体の振動を低減することができる。 For example, in the above-described embodiment, one or two ACMs are provided as a vibration device for applying a vibration force, but three or more ACMs may be provided. The vibration device is not limited to the ACM, but may be an active mass damper or a torque rod type. The place where the vibration device is provided is not limited to the lower part of the engine, but may be provided between the suspension device and the vehicle body. By providing the vibration device between the suspension device and the vehicle body, the vibration of the vehicle body can be reduced.
また、上記実施形態では、LMSアルゴリズムを用いて適応フィルタのフィルタ係数の更新処理を行ったが、フィルタ係数の更新処理には、複素LMSアルゴリズム(Complex Least Mean Square Algorithm)、Normalized LMSアルゴリズム(Normalized Least Mean Square Algorithm)、射影アルゴリズム(Projection Algorithm)、SHARFアルゴリズム(Simple Hyperstable Adaptive Recursive Filter Algorithm)、RLSアルゴリズム(Recursive Least Square Algorithm)、FLMSアルゴリズム(Fast Least Mean Square Algorithm)、DCTを用いた適法フィルタ(Adaptive Filter using Discrete Cosine Transform)、SANフィルタ(Single Frequency Adaptive Notch Filter)、ニューラルネットワーク(Neural Network)、遺伝的アルゴリズム(Genetic Algorithm)等、種々のアルゴリズを用いることができることは言うまでもない。 In the above embodiment, the filter coefficient update processing of the adaptive filter is performed using the LMS algorithm. For the filter coefficient update processing, a complex LMS algorithm (Complex Least Mean Square Algorithm), a Normalized LMS algorithm (Normalized Least algorithm) is used. Mean Square Algorithm), Projection Algorithm, SHARF Algorithm (Simple Hyperstable Adaptive Recursive Filter Algorithm), RLS Algorithm (Recursive Least Square Algorithm), FLMS Algorithm (Fast Least Mean Square Algorithm), and Adaptive Filter Using DCT (Adaptive) It can be said that various algorithms such as Filter using Discrete Cosine Transform, SAN filter (Single Frequency Adaptive Notch Filter), neural network, genetic algorithm, etc. can be used. Needless to say.
3a、3b アクティブコントロールマウント(ACM)
4 ステアリング
5 エンジンマウント
9,9a,9b センサ
10 車両
11 制御装置
12 エンジン
13 シート
14 車体
16 シンセサイザ
17 適応フィルタ
18 LMS演算部
3a, 3b Active control mount (ACM)
4 Steering 5
Claims (4)
車両内の所定位置での振動を検出する装置と、
エンジンの回転数を測定する装置と、
適応フィルタの更新係数を変更することにより適応制御を実施する制御装置と、を備える車両の振動低減システムであって、
前記制御装置は、前記エンジンの回転数を測定する装置からの回転数信号と、前記振動を検出する装置から得た信号と、前記更新係数と、に基づいて制御信号を生成する制御信号生成部と、前記更新係数を、前記制御信号もしくは該制御信号によって決定される信号の変動に基づいて更新する更新係数更新部と、を備え、前記制御信号により前記少なくとも1つの加振装置に加振力を発生させて、前記車両内の所定位置に生じる振動を低減するように制御し、
前記制御信号若しくは該制御信号によって決定される信号の変動は、前記加振装置へ入力される電流値を規定し、前記制御装置は、前記更新係数を、所定時間内に前記加振装置へ入力される前記電流値の振幅値の最大振幅値と最小振幅値との差分に基づいて更新することを特徴とする、車両の振動低減システム。 At least one excitation device for generating an excitation force;
A device for detecting vibration at a predetermined position in the vehicle;
A device for measuring the rotational speed of the engine;
A vehicle vibration reduction system comprising: a control device that performs adaptive control by changing an update coefficient of the adaptive filter;
The control device generates a control signal based on a rotational speed signal from a device that measures the rotational speed of the engine, a signal obtained from the device that detects the vibration, and the update coefficient. And an update coefficient update unit that updates the update coefficient based on fluctuations in the control signal or a signal determined by the control signal, and the excitation force is applied to the at least one excitation device by the control signal. Control to reduce vibration generated at a predetermined position in the vehicle ,
The fluctuation of the control signal or a signal determined by the control signal defines a current value input to the vibration exciter, and the controller inputs the update coefficient to the exciter within a predetermined time. The vehicle vibration reduction system is updated based on a difference between a maximum amplitude value and a minimum amplitude value of the amplitude values of the current values .
車両内の所定位置での振動を検出する装置と、
エンジンの回転数を測定する装置と、
適応フィルタの更新係数を変更することにより適応制御を実施する制御装置とを備えたシステムにおける車両の振動低減方法であって、
前記エンジンの回転数を測定する装置からの回転数信号に基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の参照信号を生成するステップと、前記振動を検出する装置から得た信号、前記参照信号、並びに前記更新係数に基づいて制御信号を生成するステップと、該制御信号により前記少なくとも1つの加振装置に加振力を発生させて、前記車両内の所定位置に生じる振動を低減するように制御するステップと、前記更新係数を前記制御信号もしくは該制御信号によって決定される信号の変動に基づいて更新するステップとを含むことを特徴とする車両の振動低減方法。 At least one excitation device for generating an excitation force;
A device for detecting vibration at a predetermined position in the vehicle;
A device for measuring the rotational speed of the engine;
A vehicle vibration reduction method in a system including a control device that performs adaptive control by changing an update coefficient of an adaptive filter,
Generating a reference signal having a signal frequency that is a real number multiple of the frequency of the rotational speed signal based on the rotational speed signal from the apparatus for measuring the rotational speed of the engine; and a signal obtained from the apparatus for detecting the vibration, A step of generating a control signal based on the reference signal and the update coefficient, and generating a vibration force in the at least one vibration device by the control signal, thereby reducing a vibration generated at a predetermined position in the vehicle. And a step of updating the update coefficient based on a fluctuation of the control signal or a signal determined by the control signal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011160360A JP5814024B2 (en) | 2011-07-21 | 2011-07-21 | Vehicle vibration reduction system and vehicle vibration reduction method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011160360A JP5814024B2 (en) | 2011-07-21 | 2011-07-21 | Vehicle vibration reduction system and vehicle vibration reduction method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013024340A JP2013024340A (en) | 2013-02-04 |
JP5814024B2 true JP5814024B2 (en) | 2015-11-17 |
Family
ID=47782938
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011160360A Active JP5814024B2 (en) | 2011-07-21 | 2011-07-21 | Vehicle vibration reduction system and vehicle vibration reduction method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5814024B2 (en) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3658916B2 (en) * | 1997-03-19 | 2005-06-15 | 東海ゴム工業株式会社 | Exciter drive control method |
JP2008287635A (en) * | 2007-05-21 | 2008-11-27 | Kikuchiseisakusho Co Ltd | Method and device for controlling transmitting force or signal of vibration or the like |
JP5207991B2 (en) * | 2009-01-08 | 2013-06-12 | 本田技研工業株式会社 | Active vibration control device |
JP5249062B2 (en) * | 2009-01-13 | 2013-07-31 | 本田技研工業株式会社 | Active vibration control device |
-
2011
- 2011-07-21 JP JP2011160360A patent/JP5814024B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013024340A (en) | 2013-02-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5736036B2 (en) | Vehicle vibration reduction system | |
US8848937B2 (en) | Active noise control apparatus | |
JP5312685B2 (en) | Active vibration noise control device | |
JP5093490B2 (en) | Suspension control device | |
US20160042731A1 (en) | System and method for controlling vehicle noise | |
US20110142248A1 (en) | Active noise control apparatus | |
CN106796783B (en) | Active noise reduction device | |
EP2479747B1 (en) | Active vibration noise control apparatus | |
CN111916044A (en) | Dynamic in-vehicle noise cancellation divergence control | |
CN111354331B (en) | Reducing audibility of sensor noise floor in road noise cancellation system | |
WO2010095278A1 (en) | Damping force controller | |
JP2017082667A (en) | Drive force control device of vehicle | |
JP2018105317A (en) | Dynamic damper controller | |
JP5822862B2 (en) | Active vibration and noise control device for vehicle | |
EP3996086B1 (en) | Virtual location noise signal estimation for engine order cancellation | |
KR20200110365A (en) | Active noise control method and system using variable actuator and sensor engagement | |
JP6657047B2 (en) | Active vibration noise suppression device | |
JP2007024102A (en) | Vibration absorbing device | |
JP5814024B2 (en) | Vehicle vibration reduction system and vehicle vibration reduction method | |
JP2015104966A (en) | Vehicle suspension device | |
JP3430795B2 (en) | Adaptive control method for periodic signals | |
JP5205116B2 (en) | Engine damping system | |
JP5752928B2 (en) | Active vibration and noise suppression device | |
JP2012201241A (en) | Active vibration/noise suppressing device | |
JP5474752B2 (en) | Active vibration noise control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140606 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150210 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150212 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150410 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150825 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150917 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5814024 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |