JP7089173B2 - 制振装置、制振装置を備えた車両及び制振装置の位相誤差推定方法 - Google Patents

Description

本発明は、加振手段から制振すべき位置に至る振動伝達経路上の振動伝達特性の逆伝達特性を予め設定しておき、予め設定した逆伝達特性を用いて制振すべき振動を抑制する制振装置、制振装置を備えた車両及び制振装置の位相誤差推定方法に関する。

従来から車両のエンジン等の振動発生源で生じた振動と加振手段を通じて発生させた相殺振動とを制振すべき位置で相殺する制振装置が知られている。このような従来の制振装置として、特許文献１には、振動発生源から制振すべき位置に伝達した振動に対し逆相となる相殺振動を、加振手段を通じて制振すべき位置に発生させるものが記載されている。相殺信号を生成するにあたり、加振手段で発生させた振動は制振すべき位置に伝達する過程で振幅又は位相が変化するので、この変化を考慮して制振すべき位置に相殺振動が印加されるように振動を加振手段で発生させる必要がある。したがって、特許文献１では、加振手段から制振すべき位置まで伝達する振動の振幅及び位相の変化させる振動伝達特性の逆伝達特性を適応アルゴリズム内に予め記憶しておき、制振すべき位置での振動を模擬した疑似振動を逆波形にした振動に対して逆伝達特性を加味して相殺振動を算出する。

特許５３５３６６２号明細書

ところが、振動伝達特性は経年等によって変化するものであり、特に振動伝達特性の位相成分が変化すると、システムの振動伝達特性と適応アルゴリズム内の逆伝達特性に乖離ができる。これにより、制振効果が低減し、乗り心地の低下につながると共に、その特性の変化量が適応制御系の安定限界を超えると、適応制御が制御破綻してしまう。

このような不具合に対応する構成として、適応アルゴリズム内に予め記憶した逆伝達特性を補正することが一つの有効な手段として挙げられるが、そのためには、システムの振動伝達特性の位相誤差を適正に推定する必要がある。

本発明の発明者は、適応制御アルゴリズム内に記憶された逆伝達特性に対して強制位相シフト量を意図的に与えて不安定化させた時のベクトル再収束の挙動に着目し、振動伝達特性の位相誤差の大きさによって、ベクトルが異なる収束挙動を示すことを見出した。

本発明の目的は、システムの振動伝達特性の位相誤差を適正に推定することを可能にした制振装置、制振装置を備えた車両及び制振装置の位相誤差推定方法を提供することである。

本発明は、かかる課題を解決するために、次のような手段を講じたものである。
すなわち、本発明に係る制振装置は、振動発生源で生じる振動と加振手段を通じて発生させる相殺振動とを制振すべき位置で相殺するにあたり、適応制御アルゴリズムを用いて前記振動発生源から前記制振すべき位置へ伝達した振動を相殺するために必要な疑似振動を算出し、算出した疑似振動に基づいて前記相殺振動を前記加振手段を通じて制振すべき位置に発生させ、発生した相殺振動と前記振動発生源から前記制振すべき位置へ伝達した振動との相殺誤差として残る振動を検出し、検出した相殺誤差として残る振動が小さくなるように前記適応制御アルゴリズムが働くものであり、前記加振手段から制振すべき位置まで伝達する振動の振幅及び位相を変化させる振動伝達特性の逆伝達特性が前記適応制御アルゴリズム内に予め記憶され、前記相殺振動が前記疑似振動に対して逆伝達特性を加味して算出される制振装置であって、前記適応制御アルゴリズム内に記憶された逆伝達特性に対して強制位相シフト量を加算する強制位相シフト手段と、前記強制位相シフト手段により強制位相シフト量を加算した際に、前記加振手段を駆動する駆動指令信号の振幅及び位相に対応する振幅情報及び位相情報を有する指令ベクトルの大きさの変動量を算出する変動量算出手段と、指令ベクトルの大きさの変動量に対する振動伝達特性の位相誤差の変化を予め記憶した記憶手段と、前記変動量算出手段により算出された指令ベクトルの大きさの変動量と、前記記憶手段に記憶された指令ベクトルの大きさの変動量に対する振動伝達特性の位相誤差の変化とに基づいて、振動伝達特性の位相誤差を推定する位相誤差推定手段と、を備えることを特徴とする。

これにより、本発明に係る制振装置では、適応制御アルゴリズム内に記憶された逆伝達特性に対して強制位相シフト量を意図的に与えて不安定化させた時の加振手段を駆動する駆動指令信号に対応する指令ベクトルの大きさの変動量に基づいて、システムの振動伝達特性の位相誤差を適正に推定することが可能となる。

本発明に係る制振装置において、前記記憶手段は、前記強制位相シフト手段により正の強制位相シフト量を加算した際に前記変動量算出手段により算出された指令ベクトルの大きさの変動量と、前記強制位相シフト手段により前記正の強制位相シフト量と同一の負の強制位相シフト量を加算した際に前記変動量算出手段により算出された指令ベクトルの大きさの変動量との差分に対する振動伝達特性の位相誤差の変化を記憶することを特徴とする。

これにより、本発明に係る制振装置では、適応制御アルゴリズム内に記憶された逆伝達特性に対して強制位相シフトを行うことにより、逆伝達特性がシフトすることになるが、同一の大きさの正の強制位相シフト量及び負の強制位相シフト量を加算することによって、逆伝達特性の強制位相シフトを行うまでの状態に戻すことができる。

本発明に係る車両は、本発明の制振装置を備えたことを特徴とする。これにより、本発明に係る車両では、乗員に快適な乗り心地を提供できる。

本発明に係る制振装置の位相誤差推定方法は、振動発生源で生じる振動と加振手段を通じて発生させる相殺振動とを制振すべき位置で相殺するにあたり、適応制御アルゴリズムを用いて前記振動発生源から前記制振すべき位置へ伝達した振動を相殺するために必要な疑似振動を算出し、算出した疑似振動に基づいて前記相殺振動を前記加振手段を通じて制振すべき位置に発生させ、発生した相殺振動と前記振動発生源から前記制振すべき位置へ伝達した振動との相殺誤差として残る振動を検出し、検出した相殺誤差として残る振動が小さくなるように前記適応制御アルゴリズムが働くものであり、前記加振手段から制振すべき位置まで伝達する振動の振幅及び位相を変化させる振動伝達特性の逆伝達特性が前記適応制御アルゴリズム内に予め記憶され、前記相殺振動が前記疑似振動に対して逆伝達特性を加味して算出される制振装置の位相誤差推定方法であって、前記適応制御アルゴリズム内に記憶された逆伝達特性に対して強制位相シフト量を加算する強制位相シフトステップと、前記強制位相シフトステップにより強制位相シフト量を加算した際に、前記加振手段を駆動する駆動指令信号の振幅及び位相に対応する振幅情報及び位相情報を有する指令ベクトルの大きさの変動量を算出する変動量算出ステップと、前記変動量算出ステップにより算出された指令ベクトルの大きさの変動量と、指令ベクトルの大きさの変動量に対する振動伝達特性の位相誤差の変化とに基づいて、振動伝達特性の位相誤差を推定する位相誤差推定ステップとを備えることを特徴とする。

これにより、本発明に係る制振装置の位相誤差推定方法では、適応制御アルゴリズム内に記憶された逆伝達特性に対して強制位相シフト量を意図的に与えて不安定化させた時の加振手段を駆動する駆動指令信号に対応する指令ベクトルの大きさの変動量に基づいて、システムの振動伝達特性の位相誤差を適正に推定することが可能となる。

本発明に係る制振装置の位相誤差推定方法において、前記制振装置は、車両がアイドリング状態である場合または車両が定速走行状態や一定の緩加速・緩減速状態である場合に行われることを特徴とする。

これにより、本発明に係る制振装置の位相誤差推定方法では、制振状態の安定時において適応制御アルゴリズム内に記憶された逆伝達特性に対して強制位相シフトを行うことから、システムの振動伝達特性の位相誤差をより適正に推定することが可能となる。

以上、本発明によれば、適応制御アルゴリズム内に記憶された逆伝達特性に対して強制位相シフトを意図的に与えて不安定化させた時に、加振手段を駆動する駆動指令信号に対応する指令ベクトルが異なる収束挙動を示すことに基づいて、システムの振動伝達特性の位相誤差を適正に推定することが可能となる。

本発明の実施形態に係る制振装置を車両に適用した模式的な構成図である。 図１の制振装置を構成するリニアアクチュエータを備えた加振手段の模式的な構成図である。 図１の制振装置の制振制御に係る構成を示すブロック図である。 適応フィルタ係数とその係数により表現される指令ベクトルＶｅ１Ａを示す説明図である。 振動発生源から制振すべき位置へ伝達した振動と相殺振動との相殺誤差として残る振動に関する説明図である。 図１の制振装置において強制位相シフト量を加算する方法を説明するブロック図である。 強制位相シフトによる指令ベクトルＶｅ１Ａの挙動を示す図である。 強制位相シフトによる指令ベクトルＶｅ１Ａの挙動を示す図である。 強制位相シフトによる指令ベクトルＶｅ１Ａの挙動を示す図である。 伝達特性位相誤差の安定範囲内で安定状態から強制位相シフトを行った際のベクトルＶｅ１Ａの挙動を示す図である。 伝達特性位相誤差の安定範囲内における評価基準値V1，V2のプロット図である。 伝達特性位相誤差の安定範囲内における評価値Ｖのプロット図である。 評価値Ｖを算出する方法を説明する図である。 振動伝達特性の位相誤差Δφを推定する方法を説明する図である。 位相誤差Δφの推定方法の具体例を説明する図である。

以下、本発明の一実施形態に係る制振装置を、図面を参照して説明する。

本実施形態の制振装置は、図１に示すように、自動車等の車両に搭載されるものであり、座席ｓｔ等の制振すべき位置ｐｏｓに設けた加速度センサ等の振動検出手段１と、所定の質量を有する補助質量２ａを振動させることにより振動Ｖｉ２を発生するリニアアクチュエータ２０を用いた加振手段２と、振動発生源ｇｎであるエンジンの点火パルス信号と振動検出手段１からの検出信号とを入力し加振手段２で発生させた振動Ｖｉ２を制振すべき位置ｐｏｓへ伝達させることにより制振すべき位置ｐｏｓに相殺振動Ｖｉ４を発生させる制御手段３とを有し、車体フレームｆｒｍにマウンタｇｎｍを介して搭載されたエンジン等の振動発生源ｇｎで生じる振動Ｖｉ３と加振手段２を通じて発生させる相殺振動Ｖｉ４とを制振すべき位置ｐｏｓで相殺させて制振すべき位置ｐｏｓでの振動を低減するものである。

振動検出手段１は、加速度センサ等を用いてエンジンの主振動方向と同一方向の主振動を検出し、検出加振振動ｓｇ｛＝Ａ１sin（θ＋φ）｝、θ＝ωｔを出力する。

リニアアクチュエータ２０は、図２に示すように、永久磁石を備える固定子２２を車体フレームｆｒｍに固定し、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）を可動子２３に行わせるようにしたレシプロタイプのものである。ここでは、車体フレームｆｒｍの抑制すべき振動の方向と可動子２３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ｆｒｍに固定される。可動子２３は補助質量２ａとともに軸２５に取り付けられ、この軸２５は可動子２３及び補助質量２１を推力方向に移動可能なように板バネ２４を介して固定子２２に支持されている。リニアアクチュエータ２０と補助質量２１によって、動吸振器が構成されていることになる。

リニアアクチュエータ２０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２３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２３は、重力方向（下方向）に移動する。可動子２３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２２に対して軸２５の軸方向に往復動することになる。これにより、軸２５に接合されている補助質量２１が上下方向に振動することになる。可動子２３は図示しないストッパによって動作範囲が規制されている。リニアアクチュエータ２０と補助質量２１とによって構成される動吸振器は、アンプ６から出力される電流制御信号ｓｓに基づいて、補助質量２１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ｆｒｍ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。

制御手段３は、振動発生源ｇｎから制振すべき位置ｐｏｓへ伝達した振動Ｖｉ３を的確に相殺する相殺振動Ｖｉ４を制振すべき位置ｐｏｓに発生させるために、振動発生源ｇｎから制振すべき位置ｐｏｓへ伝達した振動Ｖｉ３を模擬した疑似振動Ｖｉ３’を適応アルゴリズムを用いて算出し、算出した疑似振動Ｖｉ３’に基づいて加振手段２を通じて制振すべき位置ｐｏｓに相殺振動Ｖｉ４を発生させる。また、制御手段３は、加振手段２から制振すべき位置ｐｏｓへ伝達した相殺振動Ｖｉ４と振動Ｖｉ３との相殺誤差として残る残留振動（誤差振動）（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）を振動検出手段１で検出し、検出した相殺誤差として残る残留振動が小さくなるように適応アルゴリズムが働き、疑似振動を真値に収束させる制振制御を行う。

先ず、図１～図３等に基づいて、伝達特性を考慮しない場合の制御系について説明すると、適応フィルタ係数（Ｒｅ、Ｉｍ）に基づき振動相殺信号の制振電流指令Ｉａを生成し、これに基づいてリニアアクチュエータ２０に電流制御信号ｓｓを入力することで、制振すべき位置ｐｏｓに振動発生源ｇｎからの振動Ｖｉ３に対し逆相となる相殺振動Ｖｉ４を加振手段２を通じて発生させる。振動発生源ｇｎで生ずる振動Ｖｉ１に関連する振動としてのエンジンの点火パルス信号に基づいて制振すべき位置ｐｏｓでの振動Ｖｉ３の周波数ｆを認識し、認識された周波数ｆを基本電気角算出手段５１に入力して基本電気角θを算出する。基準波生成手段５２は、算出された基本電気角θに基づいて、基準波である正弦波ｓｉｎθ及び余弦波ｃｏｓθを生成する。

加振手段２によって制振すべき位置に振動が伝達され、加算器で表現される相殺部６４で源振動が相殺されて、残留振動が残る。振動検出手段１により検出した残留振動すなわち検出加振振動ｓｇ｛＝Ａ１sin（θ＋φ）｝は、乗算器５３において２μ（収束係数μの２倍）と乗算された後、乗算器５４、５５において基準波である正弦波sinθあるいは余弦波cosθと乗算され、積分器５６、５７において演算毎に前回値に加算する形で積分される。その演算結果は、適応制御における適応フィルタ係数 Re，Imとして算出され，（Ｒｅ、Ｉｍ）＝（Ａ１´cosφ´、Ａ１´sinφ´）と表すことができる。また、適応フィルタ係数 Reを横軸，Imを縦軸にとると、 図４のように、 それぞれ ベクトルＶｅ２Ａ、Ｖｅ３Ａと表すことができる。このときベクトルＶｅ２ＡとＶｅ３Ａの合成ベクトルはＶｅ１Ａとなる。（以降、指令ベクトルＶｅ１Ａ）とする。

その結果を加算器６０において加算することで、検出加振振動ｓｇの逆相正弦波信号としての振動相殺信号の制振電流指令Ｉａ｛＝－１×Ａ１´sin（θ＋φ´）｝を生成する。積分を繰り返すと、Ａ´、φ´が真値Ａ、φに対応する値に収束するにつれて振動の相殺が進むが、基本周波数ｆや位相θは絶えず変化しているため、常に変化に追従する形で制御が行われる。

上述したように、適応フィルタ係数Ｒｅ、Ｉｍに対して基準正弦波ｓｉｎθ及び基準余弦波ｃｏｓθをそれぞれ乗算した後に足し合わせると疑似振動Ａ１’ｓｉｎ（θ＋φ’）となる。しかし、実際には加振手段２による振動が制振すべき位置ｐｏｓに伝達するまでの間に伝達特性があり、この伝達特性によって振幅成分および位相成分が変化する。そこでまず本実施形態では、伝達特性補償手段６１において、基準波に振幅成分及び位相成分の逆伝達特性（逆伝達関数）を加味した伝達特性補償信号を生成している。具体的には、周波数に対応した逆伝達特性の振幅成分が予め記憶されており、認識周波数ｆに基づいて逆伝達特性の振幅成分１／Ｇを特定し、同様に、周波数に対応した逆伝達特性の位相成分Ｐが予め記憶されており、認識周波数ｆに基づいて逆伝達特性の位相成分Ｐを特定する。

以下、適応フィルタ係数Ｒｅ、Ｉｍに基づく振動相殺信号に対して、位相成分Ｐの逆伝達特性を加味した内容を説明し、振幅成分の逆伝達特性１／Ｇを加味した内容については説明を省略する。したがって、伝達特性補償手段６１において、認識周波数ｆに基づいて逆伝達特性の位相成分Ｐが特定された場合、後述する位相誤差Δφが生じていないときには、逆伝達特性の位相成分Ｐが加味された伝達特性補償信号として、正弦波ｓｉｎ（θ＋Ｐ）及び余弦波ｃｏｓ（θ＋Ｐ）が生成される。振幅成分１／Ｇは考慮していないため図３には示されていない。この伝達特性補償信号が、乗算器５８、５９で適応フィルタ係数Ｒｅ、Ｉｍに基づく振動相殺信号に乗算した後に足し合わせることで、最終的に出力される振動相殺信号Ａ１´ｓｉｎ（θ＋Ｐ）となる。この伝達特性を特定する位相成分Ｐが実際の車両の伝達特性に一致し、振動相殺信号の電気角θ＋φが実際の制振すべき位置ｐｏｓでの振動の電気角θ＋φと一致していれば、制振すべき位置ｐｏｓでの振動は０に近づくはずである。

しかしながら、前述したように振動伝達特性は経年変化するものであり、例えば図３に示すように、加算器で表現される位相変化入力部６２で伝達特性位相誤差Δφが入力され、振動伝達特性の位相成分が伝達特性位相誤差Δφだけシフトしている場合、その状態において、適応アルゴリズムが働き、疑似振動を真値に収束させる制振制御が行われる。

したがって、伝達特性補償手段６１において、逆伝達特性の位相成分Ｐが加味された位相差補償信号として、正弦波ｓｉｎ（θ＋Ｐ－Δφ）及び余弦波ｃｏｓ（θ＋Ｐ－Δφ）が生成されたと同じことになる。Ｐは逆伝達特性の位相成分であるため相殺信号の伝達時に相殺されるが、－Δφはブロック線図上は振動相殺信号の出力前の位置に描いているが実際には相殺信号の伝達時に生じる誤差であり、制御上認識されていない。

したがって、この位相誤差Δφを考慮した制御ブロック上では、乗算器５８、５９において、適用フィルタ係数（Ｒｅ、Ｉｍ）＝（Ａ１´cosφ´、Ａ１´sinφ´）に対し、それぞれ、位相の逆伝達特性を加味した位相差補償信号ｓｉｎ（θ＋Ｐ－Δφ）及びｃｏｓ（θ＋Ｐ－Δφ）を乗算し、その結果を加算器６０において加算して、検出加振振動ｓｇの疑似振動Ｖｉ３’｛＝ Ａ１´sin（θ＋φ´＋Ｐ－Δφ）｝を生成する。疑似振動Ｖｉ３’に乗算器６３で－１を乗算することにより、逆相正弦波信号としての相殺振動Ｖｉ４の制振電流指令Ｉａ｛＝－Ａ１´sin（θ＋φ´＋Ｐ＋Δφ）｝を生成する。

当初は、逆伝達特性の位相成分Ｐが０に近いため、制御がうまく機能する。すなわち、図１に示したように、この相殺振動Ｖｉ４の制振電流指令Ｉａがアンプ６を介して加振手段２に供給され、制振すべき位置ｐｏｓに相殺振動Ｖｉ４が発生される。加算器６４において、振動発生源ｇｎから制振すべき位置ｐｏｓへ伝達した振動Ｖｉ３と、加振手段２から制振すべき位置ｐｏｓへ伝達した相殺振動Ｖｉ４とが加算され、相殺振動Ｖｉ４と振動Ｖｉ３との相殺誤差として残る残留振動が振動検出手段１により検出される。その後、振動伝達特性の位相成分Ｐが伝達特性位相誤差Δφだけシフトした状態において、検出された相殺誤差として残る残留振動が小さくなるように適応アルゴリズムが働き、疑似振動を真値に収束させる制振制御を行う。

その後、車体を構成する樹脂やバネ等の経年変化により振動伝達特性の位相成分Ｐが変化すると、システムの振動伝達特性と適応アルゴリズム内の逆伝達特性に乖離ができる。例えば、制振しようとする位置ｐｏｓに伝わった源振動の正弦波の振動Ｖｉ３に対して、これを打ち消すべく同じ振幅で極性の反転した相殺振動Ｖｉ４が制振しようとする位置ｐｏｓに伝わっても、図５に示すように、Ｖｉ４がＶｉ４´の位相に変化して、両正弦波の位相が位相誤差Δφ分だけずれているため、残留振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４´）が残り、位相誤差Δφが大きくなるに従って残留振動も増加する。これにより、指令ベクトルＶｅ１Ａによる制振効果が低減し、乗り心地の低下につながると共に、その特性の変化量が適応制御系の安定限界を超えると、適応制御が制御破綻してしまう。このため、システムの振動伝達特性の変化を把握することが求められる。

そこで、指令ベクトルＶｅ１Ａの挙動に着目すると、システムの振動伝達特性の変化は、指令ベクトルＶｅ１Ａの変化として把握できる。すなわち、適応フィルタ係数は指令ベクトルＶｅ１Ａの大きさ及び方向を示すものであり、例えば位相誤差Δφが１０ｄｅｇのときに振動が収束する際の指令ベクトルＶｅ１Ａのベクトル挙動と、位相誤差Δφが３０ｄｅｇのときに振動が収束する際の指令ベクトルＶｅ１Ａのベクトル挙動は異なる。そこで、図６に示すように強制位相シフト手段３ａを設けて加算器６５で適応制御アルゴリズム内に記憶された逆伝達特性に対して強制位相シフト量αを加減算して、逆伝達特性の位相を強制的にシフトする。図７は位相誤差Δφ＝３０ｄｅｇが存在する状態で一時的に強制位相シフト量αを５ｄｅｇ加減算したときの残留振動Ｅｒｒの時間応答（ａ）と、指令ベクトルＶｅ１Ａの変化量の時間応答（ｂ）と、指令ベクトルＶｅ１Ａのベクトル軌跡（ｃ）を示している。図８は同様に位相誤差Δφ＝－２．５ｄｅｇが存在する状態で一時的に強制位相シフト量αを５ｄｅｇ加減算したときのもの、図９は同様に位相誤差Δφ＝－３０ｄｅｇが存在する状態で一時的に強制位相シフト量αを５ｄｅｇ加減算したときのものである。図１０は、位相誤差Δφが－６０ｄｅｇから ６０ｄｅｇで存在する状態において、位相を強制的にシフトした時の指令ベクトルＶｅ１Ａのベクトル軌跡である。また、図１０において、ベクトル軌跡でループ状になっている部分（以下、ループ）は、図７（ｃ）、図８（ｃ）、図９（ｃ）のように、各位相誤差Δφにおいて強制位相シフト量αを５ｄｅｇ加減算とした時の軌跡を示している。

図１０（ａ）において原点から各位相誤差Δφに対応するループ上のある点までの指令ベクトルＶｅ１Ａを見ると、位相誤差Δφごとに長さおよび方向が異なっており、指令ベクトルＶｅ１Ａの大きさと位相誤差Δφとは相関関係にあることが認められる。具体的には、ループの形は、位相誤差Δφが大きくなるほど膨らむため、膨らみの程度を、位相誤差Δφに対する指令ベクトルＶｅ１Ａの変動量として扱うことができる。この実施形態では、図１０（ｂ）に示すように、指令ベクトルＶｅ１Ａが強制的に逆伝達特性の位相を５ｄｅｇシフトさせてベクトル軌跡が再収束するとき（ループを半周するとき）のベクトルの大きさの平均値（V1）と、指令ベクトルＶｅ１Ａが強制的に逆伝達特性の位相を－５ｄｅｇシフトさせてベクトル軌跡が再収束するとき（ループを残り半周するとき）のベクトルの大きさの平均値（V2）との差分(V1-V2）からループの膨らみの程度すなわち変動量を算出し、これを評価値Ｖ（これについては後述する）にすれば、位相誤差Δφが未知であっても、その評価値Ｖから位相誤差Δφを推定することができる。指令ベクトルＶｅ１Ａの変動量として、指令ベクトルＶｅ１Ａが強制的に逆伝達特性の位相を±５ｄｅｇシフトさせたとき（ループを全周するとき）のベクトルの大きさの平均値を扱ったが、例えば、強制的に逆伝達特性の位相を５ｄｅｇ又は－５ｄｅｇだけシフトさせたとき（ループを半周のみするとき）のベクトルの大きさの平均値を扱ってもよい。

そこで、本実施形態の制御手段３は、図１に示すように、強制位相シフト手段３ａに加えて、変動量算出手段３ｂと、記憶手段３ｃと、位相誤差推定手段３ｄとを設け、強制位相シフト手段３ａによって、適応制御アルゴリズム内に記憶された逆伝達特性の位相を積極的に不安定な方にシフトさせて、加振手段２を駆動する駆動指令信号に対応する指令ベクトルＶｅ１Ａの変動量を評価値Ｖとして算出し、記憶手段３ｃに記憶された指令ベクトルＶｅ１Ａの大きさの変動量すなわち評価値Ｖに対する振動伝達特性の位相誤差Δφの変化とに基づいて、振動伝達特性の位相誤差Δφの推定を行う。

強制位相シフト手段３ａは、適応制御アルゴリズム内に記憶された逆伝達特性に対して強制位相シフト量αを加算する。本実施形態では、図６に示すように、伝達経路上で位相誤差Δφが生じている状態に対して、加算器６５において、強制位相シフト量αを一時的に系に加える。前述したように制御ブロック上は評価データをとるために位相変化入力部６２で種々の位相変化を想定して入力し、その後に強制位相シフト手段３ａによる位相シフトを行って指令ベクトルＶｅ１Ａの変化の様子を探る。

強制位相シフト手段３ａは、適応制御アルゴリズム内に記憶された逆伝達特性に対して正の強制位相シフト量α（例えばα＝＋５ｄｅｇ）を加算可能であると共に、適応制御アルゴリズム内に記憶された逆伝達特性に対して負の強制位相シフト量α（例えばα＝－５ｄｅｇ）を加算可能である。なお、強制位相シフト量αを加算するための信号は、例えば、位相を急激にシフトさせるステップ状の信号であってもよいし、位相を徐々にシフトさせるランプ状の信号であってもよい。

例えば図７は、位相誤差Δφ＝３０ｄｅｇを有する制御状態において、ｔ＝３．０時に強制位相シフト量αを５ｄｅｇ、ｔ＝５．０時に－５ｄｅｇを入力したときの残留振動 Ｅｒｒの時間応答（ａ）と、指令ベクトルＶｅ１Ａの変化量の時間応答（ｂ）と、指令ベクトルＶｅ１Ａのベクトル軌跡（ｃ）を示している。強制位相シフト手段３ａは、かかる強制的な位相シフトを利用して、加振手段２を駆動する駆動指令信号に対応する指令ベクトルＶｅ１Ａの大きさを変化させ、その際の図７（ｂ）の指令ベクトルＶｅ１Ａの大きさ√（Ｒｅ^２＋Ｉｍ^２）の変動量を評価値Ｖとして算出し、その評価値Ｖに対する振動伝達特性の位相誤差Δφの変化を導出する。実際の車両走行時には、かかる強制的な位相シフトを利用して、振動伝達特性の位相誤差Δφを推定する場合、図１３及び図１４はその際のシーケンスであり、これについても後述する。

車両走行時の強制位相シフト手段３ａは、制振装置が搭載された車両が、例えば、アイドリング状態である場合または車両が定速走行状態や一定の緩加速・緩減速状態である場合など、制振状態の安定時において、逆伝達特性に対して強制位相シフト量αを加算することが望ましい。本実施形態において後述する評価時にも、制振状態の安定時において、逆伝達特性に対して強制位相シフト量αを加算する。

図１における変動量算出手段３ｂは、適応制御アルゴリズム内に記憶された逆伝達特性に対して強制位相シフト量αを加算した際に、加振手段２を駆動する制振電流指令Ｉａの振幅及び位相に対応する振幅情報及び位相情報を有する指令ベクトルＶｅ１Ａの大きさの変動量を算出する。本実施形態において、変動量算出手段３ｂは、指令ベクトルＶｅ１Ａの大きさの変動量を表す評価値Ｖとして、前述したように強制位相シフト量αを加算したときに振動が収束する際のベクトル挙動におけるループの膨らみの程度を示した指令ベクトルＶｅ１Ａの大きさ√（Ｒｅ^２＋Ｉｍ^２）の平均値を利用して算出する。制振電流指令Ｉａに対応する指令ベクトルＶｅ１Ａは例えば加算器６０における加算過程でピックアップすることができる。

図１における記憶手段３ｃは、強制位相シフト量αを加算した際の指令ベクトルＶｅ１Ａの大きさの変動量を表す評価値Ｖに対する振動伝達特性の位相誤差Δφの変化、すなわち、指令ベクトルＶｅ１Ａの大きさの変動量と位相誤差Δφの変化量の関係を記憶する。本実施形態において、記憶手段３ｃは、図１２に示すように、強制位相シフト量αを加算した際の指令ベクトルＶｅ１Ａの大きさの変動量を表す評価値Ｖ（＋５ｄｅｇの強制位相シフト時の評価基準値V1と、－５ｄｅｇの強制位相シフト時の評価基準値V2との差分）に対する振動伝達特性の位相誤差Δφの変化を記憶する。この評価値Ｖは後述する図１１、図１２、[数１]、[数２]から算出される。

本実施形態において、振動が収束する際のベクトル挙動におけるループの膨らみの程度を示した指令ベクトルＶｅ１Ａの大きさ√（Ｒｅ^２＋Ｉｍ^２）の平均値を評価値Ｖとし、＋５ｄｅｇの強制位相シフト時の評価基準値をV1とし、－５ｄｅｇの強制位相シフト時の評価基準値をV2 とおくと、各評価基準値は、いずれも以下の演算式で表される。

なお、本実施形態では、基準値振幅１００に対して評価基準値が分かりやすいように、二乗和平方を適応している。したがって、この場合の演算式は以下である。

ここで、[数１]、[数２]のｎは，位相シフト直後からの制御サンプリングごとのカウント数である。

簡単にいえば、図１２は指令ベクトルＶｅ１Ａの先端がループを半周するときのベクトルの大きさの平均値V1と、指令ベクトルの先端が残り半周するときのベクトルの大きさの平均値V2との差分V1-V2と、そのときの位相誤差Δφとを、Δφの値を種々に代えてプロットしたものである。

位相誤差推定手段３ｄは、適応制御アルゴリズム内に記憶された逆伝達特性に対して強制位相シフト量αを加算した際の指令ベクトルＶｅ１Ａの大きさの変動量を表す評価値Ｖと、記憶手段３ｃに記憶された指令ベクトルＶｅ１Ａの大きさの変動量を表す評価値Ｖに対する振動伝達特性の位相誤差Δφの変化とに基づいて、振動伝達特性の位相誤差Δφを推定する。

以下、本実施形態の制振装置において位相誤差Δφを推定する方法について、図７～図１５に基づいて説明する。まず、適応制御アルゴリズム内に記憶された逆伝達特性の位相を意図的にシフトさせて不安定化させた時の指令ベクトルＶｅ１Ａの挙動について説明する。本実施形態において、適応制御をONすると、上記の残留振動 Ｅｒｒをゼロにするように、適応フィルタ係数Re，Imが作用する。このRe，Imの実軸Re，虚軸ImのRe-Im空間での挙動をベクトル挙動とする。

強制位相シフトによる指令ベクトルＶｅ１Ａの挙動について評価した。具体的には、振動伝達特性に種々の位相誤差Δφを持たせた状態で、適応制御により制振状態が安定したｔ＝３．０において＋５ｄｅｇまたは－５ｄｅｇの強制位相シフトを実行すると共に、ｔ＝５．０において－５ｄｅｇまたは＋５ｄｅｇの強制位相シフトを行った。

（評価条件）
・源振周波数 ： 20Hz
・伝達特性位相誤差Δφ ： 0，±30deg
・強制位相シフト量α ： ±5deg
なお，今回の評価では、残留振動 Ｅｒｒが１０％以下となる強制位相シフト量５ｄｅｇで固定した。今回の評価では、強制位相シフト量は、５ｄｅｇで固定したが、これに限らない。

図７～図９は、前述したように強制位相シフトによる指令ベクトルＶｅ１Ａの挙動の評価結果であって、振動伝達特性の位相誤差Δφが＋３０ｄｅｇ、－２．５ｄｅｇ、－３０ｄｅｇのそれぞれの試験結果を示している。図７(a)、図８(a)及び図９(a)は残留振動 Ｅｒｒに関する時間応答を示し、図７(ｂ)、図８(ｂ)及び図９(ｂ)は指令ベクトルＶｅ１Ａの時間応答波形を示し、図７(ｃ)、図８ (ｃ)及び図９(ｃ)はRe-Im平面における指令ベクトルＶｅ１Ａの挙動を示している。

図７(a)、図８(a)及び図９(a)に示すように、振動伝達特性の位相誤差Δφが＋３０ｄｅｇ、－２．５ｄｅｇ、－３０ｄｅｇのそれぞれにおいて、ｔ＝３．０で＋５ｄｅｇの強制位相シフトを実行したとき、及び、ｔ＝３．０で－５ｄｅｇの強制位相シフトを実行したときのいずれも、残留振動 Ｅｒｒが大きくなった後、０に収束する。したがって、図７(a)、図８(a)及び図９(a)から、振動伝達特性の位相誤差Δφが＋３０ｄｅｇ、－２．５ｄｅｇ、－３０ｄｅｇのいずれの場合においても、強制位相シフト量αが同じであれば制振効果の低下も同程度であることが確認できる。

図７(ｃ)の指令ベクトルＶｅ１Ａの挙動に示すように、ｔ＝３．０において＋５ｄｅｇの強制位相シフトを実行すると、適応フィルタは、５ｄｅｇ相当の外乱が入力されたとみなし、位相誤差Δφが３０ｄｅｇの座標から３５ｄｅｇの座標へ向かう収束挙動を行う。このとき、指令ベクトルＶｅ１Ａの軌跡は、半径１００の円弧（破線）の外側を通る。一方、ｔ＝５．０で－５ｄｅｇの強制位相シフトを行った時は、位相誤差Δφが３５ｄｅｇの座標から３０ｄｅｇの座標まで円弧（破線）の内側を通る軌跡を描く。このような指令ベクトルＶｅ１Ａの軌跡となるため、図７（ｂ）に示すように、＋５ｄｅｇの強制位相シフト時の指令ベクトルＶｅ１Ａの時間応答は、上に凸の変化となり、－５ｄｅｇの強制位相シフト時の指令ベクトルＶｅ１Ａの時間応答は、下に凸の変化となる。

図７（ｃ）の伝達特性位相誤差Δφが＋３０ｄｅｇである場合に対し、図９(ｃ)に示すように、振動伝達特性の位相誤差Δφの符号が反転し、伝達特性位相誤差Δφが－３０ｄｅｇである場合、図７（ｃ）と逆の特性が見られることが確認できる。即ち、ｔ＝３．０において－５ｄｅｇの強制位相シフトを実行すると、適応フィルタは、５ｄｅｇ相当の外乱が入力されたとみなし、位相誤差Δφが－３０ｄｅｇの座標から－３５ｄｅｇの座標へ向かう収束挙動を行う。このとき、指令ベクトルＶｅ１Ａの軌跡は、半径１００の円弧（破線）の外側を通る。一方、ｔ＝５．０で＋５ｄｅｇの強制位相シフトを行った時は、位相誤差Δφが－３５ｄｅｇの座標から－３０ｄｅｇの座標まで円弧（破線）の内側を通る軌跡を描く。このような指令ベクトルＶｅ１Ａの軌跡となるため、図９（ｂ）に示すように、－５ｄｅｇの強制位相シフト時の指令ベクトルＶｅ１Ａの時間応答は、下に凸の変化となり、＋５ｄｅｇの強制位相シフト時の指令ベクトルＶｅ１Ａの時間応答は、上に凸の変化となる。

また、伝達特性位相誤差Δφがゼロ近傍の図８（ｃ）では、指令ベクトルＶｅ１Ａの変化も小さいことが確認できる。

図７～図９の指令ベクトルＶｅ１Ａの挙動の傾向を確認するため、振動伝達特性の位相誤差Δφを±６０ｄｅｇの範囲で、安定状態から逆伝達特性の位相を５ｄｅｇずつ強制シフトさせた時の指令ベクトルＶｅ１Ａの挙動を図１０に示す。本実施形態では、安定状態から逆伝達特性の位相を５ｄｅｇずつ増加させる強制位相シフト(＋５ｄｅｇ)と、安定状態から逆伝達特性の位相を５ｄｅｇずつ減少させる強制位相シフト(－５ｄｅｇ)を行った。

図１０より、半径１００の円弧（破線）に対して、位相誤差０ｄｅｇ近傍で軌跡の内回り・外回りが逆転していることが分かる。即ち、位相誤差Δφが０～６０ｄｅｇにおいて、＋５ｄｅｇの強制位相シフトでの指令ベクトルＶｅ１Ａの軌跡は半径１００の円弧の外側を通るのに対し、－５ｄｅｇの強制位相シフトでの指令ベクトルＶｅ１Ａの軌跡は円弧の内側を通る軌跡となる。位相誤差Δφが－６０～０ｄｅｇにおいて、－５ｄｅｇの強制位相シフトでの指令ベクトルＶｅ１Ａの軌跡は円弧の外側を通るのに対し、＋５ｄｅｇの強制位相シフトでの指令ベクトルＶｅ１Ａの軌跡は半径１００の円弧の内側を通る軌跡となる。

また、位相誤差Δφが大きくなるにつれて、半径１００の円弧に対して軌跡の移動量が大きくなっていることが分かる。軌跡の移動量が大きいことは、指令ベクトルＶｅ１Ａの大きさの変動量が大きいことを意味する。

したがって、＋５ｄｅｇの強制位相シフト及び－５ｄｅｇの強制位相シフトの制御を行ったときのベクトル挙動（軌跡の移動量の大きさ、指令ベクトルＶｅ１Ａの大きさの変動量）に基づいて、振動伝達特性の位相誤差Δφを推定できる。

本実施形態では、振動伝達特性の位相誤差Δφを推定する際、＋５ｄｅｇの強制位相シフト時の評価基準値V1と、－５ｄｅｇの強制位相シフト時の評価基準値V2との差分（V1-V2）を評価値Ｖとしている。

図１１は伝達特性位相誤差Δφの安定範囲内±６０ｄｅｇにおける評価基準値V1，V2のプロット図であって、図１２は伝達特性位相誤差Δφの安定範囲内±６０ｄｅｇにおける評価値Ｖのプロット図である。したがって、本実施形態において、図１２は、指令ベクトルの大きさの変動量を表す評価値Ｖに対する振動伝達特性の位相誤差Δφの変化を示している。

図１１に示すように、＋５ｄｅｇの強制位相シフトを行った際の評価基準値V1、及び、－５ｄｅｇの強制位相シフトを行った際の評価基準値V2は、振動伝達特性の位相誤差Δφに応じて線形的に増減する。

図１２に示すように、評価基準値V1，V2の差分V1-V2である評価値Ｖも、振動伝達特性の位相誤差Δφに応じて線形的に増減する。

図１１及び図１２に示すように、評価基準値V1と評価基準値V2とが同一（評価基準値V1，V2の釣り合うV1-V2=0）となるポイントは、位相誤差が０ｄｅｇではなく、約１０ｄｅｇのオフセット角度を持つ。なお、このオフセット角度は、適応制御の離散化演算などによる誤差であり、制御演算周期や振動周波数によって決まる。

したがって、図１２に示すように、指令ベクトルＶｅ１Ａの大きさの変動量を表す評価値Ｖすなわち差分V1-V2が、振動伝達特性の位相誤差Δφに応じて線形的に増減することから、評価値Ｖの関数に基づいて、直接、評価値Ｖから位相誤差Δφを算出することが可能である。

また、図１２に基づいて、強制位相シフト制御を行う直前の状態（指令ベクトルＶｅ１Ａの大きさ：１００）に対して、評価値Ｖの変動量が－４％～＋６％（好ましくは評価値Ｖの変動量が－４％～＋４％）であれば、振動伝達特性の位相誤差Δφは、安定領域内の±６０ｄｅｇ以下であると判定できる。例えば、図１２において、評価値Ｖの変動量が－４％～＋４％のとき、振動伝達特性の位相誤差Δφは、－６０～＋４０ｄｅｇである。

このように、本実施形態では、システムの振動伝達特性が経年等によって変化し、振動伝達特性の位相成分が変化したとしても、評価基準値V1，V2の差分V1-V2である評価値Ｖに基づいて振動伝達特性の位相誤差Δφを推定することにより、適応アルゴリズム内の逆伝達特性の位相成分Ｐを補正することができる。したがって、システムの逆伝達特性を更新することで経年変化により制振効果が低下することなく、常に適応制御の制振効果が高い状態を保つことができる。

本実施形態において、評価値Ｖを算出する方法を図１３に基づいて説明する。

ステップＳ１において、認識周波数が安定している（制振状態が安定している）か否かを判定する。認識周波数が安定している場合、ステップＳ２において、強制位相シフト手段３ａにより、適応制御アルゴリズム内に記憶された逆伝達特性の位相に対して強制位相シフト量α＝５ｄｅｇを加算し、＋５ｄｅｇの強制位相シフトを行う。ステップＳ３において、位相シフト直後からの制御サンプリングごとのカウント数をｍ＝１に設定し、ステップＳ４において、指令ベクトルＶｅ１Ａの大きさ√（Ｒｅ^２＋Ｉｍ^２）を算出する。

その後、ステップＳ５において、位相シフト直後からの制御サンプリングごとのカウント数ｍがｎと同一（ｍ＝ｎ）であるか否かについて判定する。カウント数ｍがｎと同一でない場合、ステップＳ６において、ｍを１だけ増加させ（ｍ＝ｍ＋１）、ステップＳ４に移行する。ステップＳ５において、ｍがｎと同一（ｍ＝ｎ）である場合、ステップＳ７において、変動量算出手段３ｂにより、制位相シフトを行った際の指令ベクトルＶｅ１Ａの大きさの変動量を表す評価基準値Ｖ１を算出する。

同様に、ステップＳ８において、強制位相シフト手段３ａにより、適応制御アルゴリズム内に記憶された逆伝達特性の位相に対して強制位相シフト量α＝－５ｄｅｇを加算し、－５ｄｅｇの強制位相シフトを行う。ステップＳ９において、位相シフト直後からの制御サンプリングごとのカウント数をｍ＝１に設定し、ステップＳ１０において、指令ベクトルＶｅ１Ａの大きさ√（Ｒｅ^２＋Ｉｍ^２）を算出する。

その後、ステップＳ１１において、位相シフト直後からの制御サンプリングごとのカウント数ｍがｎと同一（ｍ＝ｎ）であるか否かについて判定する。カウント数ｍがｎと同一でない場合、ステップＳ１２において、ｍを１だけ増加させ（ｍ＝ｍ＋１）、ステップＳ１０に移行する。ステップＳ１１において、ｍがｎと同一（ｍ＝ｎ）である場合、ステップＳ１３において、変動量算出手段３ｂにより、強制位相シフトを行った際の指令ベクトルＶｅ１Ａの大きさの変動量を表す評価基準値Ｖ２を算出する。

その後、ステップＳ１４において、制御手段３は、ステップＳ７により算出された評価基準値Ｖ１と、ステップＳ１３により算出された評価基準値Ｖ２との差分Ｖ１－Ｖ２である評価値Ｖを算出し、その評価値Ｖを記憶手段３ｃに記憶して終了する。

本実施形態において、評価値Ｖに基づいて振動伝達特性の位相誤差Δφを推定する方法を図１４に基づいて説明する。

本実施形態では、強制位相シフト制御を評価値Ｖの符号が変化するまで（評価基準値V1と評価基準値V2の大小を比較しながら、評価基準値V1と評価基準値V2の大小関係が反転するまで）繰り返し行うことにより、位相誤差Δφを推定する場合を説明する。

ステップＳ１０１において、回数ｉ＝１を設定し、ステップＳ１０２において、適応制御アルゴリズム内に記憶された逆伝達特性の位相に対して強制位相シフト量α（例えばα＝５ｄｅｇ）を加減算した際の評価値Ｖを算出する。評価値Ｖの算出方法は、図１３に基づいて上述した方法を使用する。その後、ステップＳ１０３において、回数ｉ≧２、且つ、評価値Ｖ（ｉ）と評価値Ｖ（ｉ－１）の符号が異なるか否かが判定される。したがって、ステップＳ１０２～ステップＳ１０７において、ステップＳ１０２により算出した評価値Ｖに対応した位相誤差Δφが打ち消されるように逆伝達特性の位相成分ＰをΔＰずつシフトさせると共に、回数ｉを１ずつ増加させながら、評価値Ｖの符号が、正から負、または、負から正に変化するまで繰り返す。

具体的には、ステップＳ１０２で算出した評価値Ｖが正の値の場合、逆伝達特性の位相成分Ｐを－ΔＰだけシフトさせて、回数ｉを１ずつ増加させた後、ステップＳ１０２に移行して、評価値Ｖを算出する。これに対して、ステップＳ１０２で算出した評価値Ｖが負の値の場合、逆伝達特性の位相成分Ｐを＋ΔＰだけシフトさせて、回数ｉを１ずつ増加させた後、ステップＳ１０２に移行して、評価値Ｖを算出する。

上述の具体例について、振動伝達特性の位相誤差Δφが正の値であるときに、その位相誤差Δφを推定する場合を図１５に基づいて説明する。図１５では、回数ｉ＝１において算出した評価値Ｖ（１）は正の値であることから、逆伝達特性の位相成分Ｐを－ΔＰだけシフトさせて、回数ｉを１だけ増加させて、回数ｉ＝２において評価値Ｖ（２）を算出する。評価値Ｖ（２）は正の値であることから、逆伝達特性の位相成分Ｐを－ΔＰだけシフトさせて、回数ｉを１だけ増加させて、回数ｉ＝３において評価値Ｖ（３）を算出する。同様に、回数ｉ＝３、４、５において算出した評価値Ｖ（３）、Ｖ（４）、Ｖ（５）はいずれも正の値であることから、逆伝達特性の位相成分Ｐの－ΔＰシフトと、評価値Ｖの算出を繰り返す。回数ｉ＝６において算出した評価値Ｖ（６）は負の値であり、評価値Ｖの符号が正から負に変化している。したがって、回数ｉ＝５の評価値Ｖ（５）と回数ｉ＝６の評価値Ｖ（６）の符号が異なることから、ステップＳ２０８に進む。

ステップＳ１０８において、評価値Ｖ（ｉ）が評価値Ｖ（ｉ－１）より０に近いか否かを判定し、ステップＳ１０９、Ｓ１１０において、評価値Ｖ（ｉ）と評価値Ｖ（ｉ－１）とで０に近い方に基づいて位相誤差Ｔｍｐを算出する。その後、ステップＳ１１１において算出した位相誤差Ｔｍｐに対してオフセット処理を行うことにより、振動伝達特性の位相誤差Δφの推定が終了する。

図１５の具体例では、評価値Ｖ（５）と評価値Ｖ（６）の符号が異なり、評価値Ｖ（６）が評価値Ｖ（５）より０に近いことから、位相誤差Ｔｍｐ＝（６－１）×ΔＰが算出される。その後、位相誤差Ｔｍｐに、オフセット量と、位相シフト量補正値とが加算されて、振動伝達特性の位相誤差Δφが推定される。本実施形態において、オフセット量は、図１２に示すように－１０ｄｅｇであり、位相シフト量補正値は、５ｄｅｇ加減算して評価値Ｖを算出することから、その中央値２．５ｄｅｇとする。

以上説明したように、本実施形態の制振装置は、振動発生源ｇｎで生じる振動と加振手段２を通じて発生させる相殺振動Ｖｉ４とを制振すべき位置ｐｏｓで相殺するにあたり、適応制御アルゴリズムを用いて振動発生源ｇｎから制振すべき位置ｐｏｓへ伝達した振動Ｖｉ３を相殺するために必要な疑似振動Ｖｉ３’を算出し、算出した疑似振動Ｖｉ３’に基づいて相殺振動Ｖｉ４を加振手段２を通じて制振すべき位置ｐｏｓに発生させ、発生した相殺振動Ｖｉ４と振動発生源ｇｎから制振すべき位置ｐｏｓへ伝達した振動Ｖｉ３との相殺誤差として残る残留振動を検出し、検出した相殺誤差として残る残留振動が小さくなるように適応制御アルゴリズムが働くものであり、加振手段２から制振すべき位置ｐｏｓまで伝達する振動の振幅及び位相を変化させる振動伝達特性の逆伝達特性が適応制御アルゴリズム内に予め記憶され、相殺振動Ｖｉ４が疑似振動Ｖｉ３’に対して逆伝達特性を加味して算出される制振装置であって、適応制御アルゴリズム内に記憶された逆伝達特性に対して強制位相シフト量を加算する強制位相シフト手段３ａと、強制位相シフト手段３ａにより強制位相シフト量αを加算した際に、加振手段２を駆動する駆動指令信号の振幅及び位相に対応する振幅情報及び位相情報を有する指令ベクトルＶｅ１Ａの大きさの変動量を算出する変動量算出手段３ｂと、指令ベクトルＶｅ１Ａの大きさの変動量に対する振動伝達特性の位相誤差Δφの変化を予め記憶した記憶手段３ｃと、変動量算出手段３ｂにより算出された指令ベクトルの大きさの変動量と、記憶手段３ｃに記憶された指令ベクトルＶｅ１Ａの大きさの変動量に対する振動伝達特性の位相誤差Δφの変化とに基づいて、振動伝達特性の位相誤差Δφを推定する位相誤差推定手段３ｄとを備える。

これにより、本実施形態の制振装置では、適応制御アルゴリズム内に記憶された逆伝達特性に対して強制位相シフト量を意図的に与えて不安定化させた時の加振手段２を駆動する駆動指令信号に対応する指令ベクトルＶｅ１Ａの大きさの変動量に基づいて、システムの振動伝達特性の位相誤差Δφを適正に推定することが可能となる。

本実施形態の制振装置において、記憶手段３ｃは、強制位相シフト手段３ａにより正の強制位相シフト量αを加算した際に変動量算出手段３ｂにより算出された指令ベクトルＶｅ１Ａの大きさの変動量と、強制位相シフト手段３ａにより正の強制位相シフト量αと同一の負の強制位相シフト量αを加算した際に変動量算出手段３ｂにより算出された指令ベクトルＶｅ１Ａの大きさの変動量との差分に対する振動伝達特性の位相誤差Δφの変化を記憶する。

これにより、本実施形態の制振装置では、適応制御アルゴリズム内に記憶された逆伝達特性に対して強制位相シフトを行うことにより、逆伝達特性の位相がシフトことになるが、同一の大きさの正の強制位相シフト量α及び負の強制位相シフト量αを加算することによって、逆伝達特性の強制位相シフトを行うまでの状態に戻すことができる。

本実施形態の車両は、本発明の制振装置を備えたことにより、乗員に快適な乗り心地を提供できる。

本実施形態の制振装置の位相誤差推定方法は、振動発生源ｇｎで生じる振動と加振手段２を通じて発生させる相殺振動Ｖｉ４とを制振すべき位置ｐｏｓで相殺するにあたり、適応制御アルゴリズムを用いて振動発生源ｇｎから制振すべき位置ｐｏｓへ伝達した振動Ｖｉ３を相殺するために必要な疑似振動Ｖｉ３’を算出し、算出した疑似振動Ｖｉ３’に基づいて相殺振動Ｖｉ４を加振手段２を通じて制振すべき位置ｐｏｓに発生させ、発生した相殺振動Ｖｉ４と振動発生源ｇｎから制振すべき位置ｐｏｓへ伝達した振動Ｖｉ３との相殺誤差として残る残留振動を検出し、検出した相殺誤差として残る残留振動が小さくなるように適応制御アルゴリズムが働くものであり、加振手段２から制振すべき位置ｐｏｓまで伝達する振動の振幅及び位相を変化させる振動伝達特性の逆伝達特性が適応制御アルゴリズム内に予め記憶され、相殺振動Ｖｉ４が疑似振動Ｖｉ３’に対して逆伝達特性を加味して算出される制振装置の位相誤差推定方法であって、適応制御アルゴリズム内に記憶された逆伝達特性に対して強制位相シフト量を加算する強制位相シフトステップと、強制位相シフトステップにより強制位相シフト量αを加算した際に、加振手段２を駆動する駆動指令信号の振幅及び位相に対応する振幅情報及び位相情報を有する指令ベクトルＶｅ１Ａの大きさの変動量を算出する変動量算出ステップと、変動量算出ステップにより算出された指令ベクトルの大きさの変動量と、指令ベクトルＶｅ１Ａの大きさの変動量に対する振動伝達特性の位相誤差Δφの変化とに基づいて、振動伝達特性の位相誤差Δφを推定する位相誤差推定ステップとを備える。

これにより、本実施形態の制振装置の位相誤差推定方法では、適応制御アルゴリズム内に記憶された逆伝達特性に対して強制位相シフト量αを意図的に与えて不安定化させた時の加振手段２を駆動する駆動指令信号に対応する指令ベクトルＶｅ１Ａの大きさの変動量に基づいて、システムの振動伝達特性の位相誤差Δφを適正に推定することが可能となる。

本実施形態の制振装置の位相誤差推定方法において、制振装置は、車両がアイドリング状態である場合または車両が定速走行状態や一定の緩加速・緩減速状態である場合に行われることを特徴とする。

これにより、本実施形態の制振装置の位相誤差推定方法では、制振状態の安定時において、適応制御アルゴリズム内に記憶された逆伝達特性に対して強制位相シフトを行うことから、システムの振動伝達特性の位相誤差Δφをより適正に推定することが可能となる。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、各部の具体的な構成は上述した実施形態のみ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で種々変形が可能である。

上記実施形態では、適応制御アルゴリズム内に記憶された逆伝達特性に対して正の強制位相シフト量α及び負の強制位相シフト量αを加算したが、逆伝達特性に対して正の強制位相シフト量αだけを加算してよいし、逆伝達特性に対して負の強制位相シフト量αだけを加算してよい。即ち、上記実施形態では、正の強制位相シフト量αを加算した際の評価基準値V1と、負の強制位相シフト量αを加算した際の評価基準値V2との差分である評価値Ｖに対する振動伝達特性の位相誤差Δφの変化に基づいて振動伝達特性の位相誤差Δφを推定したが、正の強制位相シフト量αを加算した際の評価基準値V1に対する振動伝達特性の位相誤差Δφの変化に基づいて振動伝達特性の位相誤差Δφを推定してよいし、負の強制位相シフト量αを加算した際の評価基準値V2に対する振動伝達特性の位相誤差Δφの変化に基づいて振動伝達特性の位相誤差Δφを推定してよい。

上記実施形態では、指令ベクトルＶｅ１Ａの大きさの変動量を表す評価値Ｖとして、振動が収束する際のベクトル挙動におけるループの膨らみの程度を示した指令ベクトルＶｅ１Ａの大きさ√（Ｒｅ^２＋Ｉｍ^２）の平均値を算出したが、指令ベクトルＶｅ１Ａの大きさの変動量を表す評価値は、これに限られない。

上記実施形態では、制振装置が位相誤差推定手段３ｄを有しているが、制振装置は、強制位相シフト手段３ａと変動量算出手段３ｂと記憶手段３ｃとを有し、位相誤差推定手段３ｄを有しないものであってよい。したがって、制振装置において、位相誤差Δφは推定されないが、記憶手段３ｃに記憶された指令ベクトルＶｅ１Ａの大きさの変動量に対する振動伝達特性の位相誤差Δφの変化を使用することにより、振動伝達特性の位相誤差Δφを推定することが可能となって、本発明の効果が得られる。

１ 振動検出手段
２ 加振手段
３ 制御手段
３ａ 強制位相シフト手段
３ｂ 変動量算出手段
３ｃ 記憶手段
３ｄ 位相誤差推定手段

Claims (5)

1. 振動発生源で生じる振動と加振手段を通じて発生させる相殺振動とを制振すべき位置で相殺するにあたり、適応制御アルゴリズムを用いて前記振動発生源から前記制振すべき位置へ伝達した振動を相殺するために必要な疑似振動を算出し、算出した疑似振動に基づいて前記相殺振動を前記加振手段を通じて制振すべき位置に発生させ、発生した相殺振動と前記振動発生源から前記制振すべき位置へ伝達した振動との相殺誤差として残る振動を検出し、検出した相殺誤差として残る振動が小さくなるように前記適応制御アルゴリズムが働くものであり、前記加振手段から制振すべき位置まで伝達する振動の振幅及び位相を変化させる振動伝達特性の逆伝達特性が前記適応制御アルゴリズム内に予め記憶され、前記相殺振動が前記疑似振動に対して逆伝達特性を加味して算出される制振装置であって、
   前記適応制御アルゴリズム内に記憶された逆伝達特性に対して強制位相シフト量を加算する強制位相シフト手段と、
   前記強制位相シフト手段により強制位相シフト量を加算した際に、前記加振手段を駆動する駆動指令信号の振幅及び位相に対応する振幅情報及び位相情報を有する指令ベクトルの大きさの変動量を算出する変動量算出手段と、
   指令ベクトルの大きさの変動量に対する振動伝達特性の位相誤差の変化を予め記憶した記憶手段と、
   前記変動量算出手段により算出された指令ベクトルの大きさの変動量と、前記記憶手段に記憶された指令ベクトルの大きさの変動量に対する振動伝達特性の位相誤差の変化とに基づいて、振動伝達特性の位相誤差を推定する位相誤差推定手段と、
   を備えることを特徴とする制振装置。
2. 前記記憶手段は、前記強制位相シフト手段により正の強制位相シフト量を加算した際に前記変動量算出手段により算出された指令ベクトルの大きさの変動量と、前記強制位相シフト手段により前記正の強制位相シフト量と同一の負の強制位相シフト量を加算した際に前記変動量算出手段により算出された指令ベクトルの大きさの変動量との差分に対する振動伝達特性の位相誤差の変化を記憶することを特徴とする請求項１に記載の制振装置。
3. 請求項１または２に記載の制振装置を備えたことを特徴とする車両。
4. 振動発生源で生じる振動と加振手段を通じて発生させる相殺振動とを制振すべき位置で相殺するにあたり、適応制御アルゴリズムを用いて前記振動発生源から前記制振すべき位置へ伝達した振動を相殺するために必要な疑似振動を算出し、算出した疑似振動に基づいて前記相殺振動を前記加振手段を通じて制振すべき位置に発生させ、発生した相殺振動と前記振動発生源から前記制振すべき位置へ伝達した振動との相殺誤差として残る振動を検出し、検出した相殺誤差として残る振動が小さくなるように前記適応制御アルゴリズムが働くものであり、前記加振手段から制振すべき位置まで伝達する振動の振幅及び位相を変化させる振動伝達特性の逆伝達特性が前記適応制御アルゴリズム内に予め記憶され、前記相殺振動が前記疑似振動に対して逆伝達特性を加味して算出される制振装置の位相誤差推定方法であって、
   前記適応制御アルゴリズム内に記憶された逆伝達特性に対して強制位相シフト量を加算する強制位相シフトステップと、
   前記強制位相シフトステップにより強制位相シフト量を加算した際に、前記加振手段を駆動する駆動指令信号の振幅及び位相に対応する振幅情報及び位相情報を有する指令ベクトルの大きさの変動量を算出する変動量算出ステップと、
   前記変動量算出ステップにより算出された指令ベクトルの大きさの変動量と、指令ベクトルの大きさの変動量に対する振動伝達特性の位相誤差の変化とに基づいて、振動伝達特性の位相誤差を推定する位相誤差推定ステップとを備えることを特徴とする制振装置の位相誤差推定方法。
5. 前記制振装置は、車両に搭載されており、
   前記強制位相シフトステップは、車両がアイドリング状態である場合または車両が定速走行状態や一定の緩加速・緩減速状態である場合に行われることを特徴とする請求項４に記載の制振装置の位相誤差推定方法。
   

Images