JPH0633981A

JPH0633981A - 車両の振動低減装置

Info

Publication number: JPH0633981A
Application number: JP4183598A
Authority: JP
Inventors: Shin Takehara; 伸竹原; Naoki Ikeda; 直樹池田; Hiroshi Seni; 浩史仙井; Norihiko Nakao; 憲彦中尾; Chiaki Mitsufuji; 千明三藤; Yutaka Tsukahara; 裕塚原; Shingo Harada; 真悟原田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1992-07-10
Filing date: 1992-07-10
Publication date: 1994-02-08

Abstract

(57)【要約】【目的】車両振動とは逆位相で同振幅の振動を車両に
与えて車両振動を低減するに際し、振動及び騒音の伝達
状態に応じて最適な振動低減動作を行わせる。【構成】車室内外の温度及び圧力、車体における重量
分布等の変化に伴う振動及び騒音の伝達状態の変化に応
じてデジタルフィルタ２０の伝達関数を変更して最適な
加振制御を行わせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両の振動低減装置に関
し、特に、車両を加振するアクチュエータを別途備え、
車両をその車両振動とは逆位相で同振幅に加振して、車
両振動を低減するものの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の車両の振動低減装置
として、例えば特開平１−５０１３４４号公報に開示さ
れるようなものがある。この公報に示されているもの
は、車両に振動が発生すると、この振動が車体シャーシ
を伝達して車室内へ達し、該車室内に騒音として放出さ
れることになるので、これを抑制するためのものであっ
て、車体に取付けられて車両を加振する加振機を備え、
車両振動の位相に対して逆位相の振動を車両に付与する
ように加振機を制御すると共に、車両振動の振幅が大き
い場合には、加振機に出力する加振信号のゲインを大に
設定して、加振機により付加する振動の振幅を車両振動
とほぼ同振幅として、車両振動を有効に低減するように
している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したよ
うに車体シャーシから室内へ伝達されて該室内へ放出さ
れる騒音は、室内温度によって伝播速度が変化するな
ど、車両の環境条件によって発生状態が異なることにな
る。つまり、環境条件によって車両における振動、騒音
の伝達特性が変化して、車両の振動発生状態や車室内で
の騒音発生状態もそれに応じて変化することになる。

【０００４】ところが、これまでの振動低減装置にあっ
ては、上述したように振動や騒音の発生状態が変化した
場合には、振動センサやマイクロホンによってその振動
や騒音を検知し、この振動や騒音を低減するようなフィ
ードバック制御を行うことによって振動や騒音を低減す
るようにしていた。そのために、その振動低減動作の収
束性が悪く、迅速な振動低減が行われないといった不具
合があった。そこで本発明の発明者らは、この振動や騒
音の変化と車両の環境条件との相関関係に着目し、この
環境条件を検知することによって振動や騒音の発生状態
を認識することについて考察した。

【０００５】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、車両の環境条件に応じて車体の振
動、騒音を迅速に低減できる振動低減動作を行わせるこ
とができる構成を得ることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、エンジンから発せられる振動の伝達状態
に応じて、アクチェータを駆動制御させるための駆動信
号を生成するデジタルフィルタの伝達関数を変更させる
ようにした。具体的に、請求項１記載の発明は、図１に
示すように、特定の振動要素を加振するアクチュエータ
３と、前記振動要素の振動を検出する振動センサ４０
と、エンジン２から発せられる振動に基くリファレンス
信号を受け、該リファレンス信号に基いて前記振動要素
の振動とは逆位相且つ同振幅で該振動要素を加振するよ
うな駆動信号を作成する制御手段２４とを備えており、
該制御手段２４には、前記振動要素の振動伝達特性に応
じた伝達関数を有するデジタルフィルタ２０が備えられ
ており、このデジタルフィルタ２０の伝達関数及び前記
振動センサ４０の振動信号に基いてフィードバック補正
された駆動信号が前記アクチュエータ３に送信されるこ
とによって該アクチュエータ３が前記振動要素を加振し
て該振動要素の振動を低減するように構成された車両の
振動低減装置を前提としている。そして、前記デジタル
フィルタ２０の伝達関数を、振動伝達状態に関連する信
号に基づいて変更する伝達関数変更手段３０を設けるよ
うな構成としている。

【０００７】請求項２記載の発明は、前記請求項１記載
の車両の振動低減装置において、伝達関数変更手段が、
振動伝達状態に関連する信号としての車室内温度信号に
基いてデジタルフィルタの伝達関数を変更するような構
成としている。

【０００８】請求項３記載の発明は、前記請求項１また
は２記載の車両の振動低減装置において、伝達関数変更
手段が、振動伝達状態に関連する信号としての外気温度
信号に基いてデジタルフィルタの伝達関数を変更するよ
うな構成としている。

【０００９】請求項４記載の発明は、前記請求項１、２
または３記載の車両の振動低減装置において、伝達関数
変更手段が、振動伝達状態に関連する信号としての車室
内圧力信号に基いてデジタルフィルタの伝達関数を変更
するような構成としている。

【００１０】請求項５記載の発明は、前記請求項１、
２、３または４記載の車両の振動低減装置において、伝
達関数変更手段が、振動伝達状態に関連する信号として
の外気圧力信号に基いてデジタルフィルタの伝達関数を
変更するような構成としている。

【００１１】請求項６記載の発明は、前記請求項１、
２、３、４または５記載の車両の振動低減装置におい
て、伝達関数変更手段が、振動伝達状態に関連する信号
としての車両の重量分布信号に基いてデジタルフィルタ
の伝達関数を変更するような構成としている。

【００１２】

【作用】以上の構成により本発明では以下に述べるよう
な作用が得られる。請求項１記載の発明では、エンジン
２から発せられる振動に基くリファレンス信号及び振動
要素の振動を検出する振動センサ７の振動信号を制御手
段２４が受け、該制御手段２４は、前記リファレンス信
号に基いて前記振動要素の振動とは逆位相且つ同振幅で
該振動要素を加振するような駆動信号を作成する。ま
た、デジタルフィルタ２０の伝達関数及び前記振動セン
サ７の振動信号に基いてフィードバック補正された駆動
信号が前記アクチュエータ３に送信されることによって
該アクチュエータ３が前記振動要素を加振して該振動要
素の振動を低減する。そして、この際、伝達関数変更手
段３０によって、デジタルフィルタ２０の伝達関数が、
振動伝達状態に関連する信号に基づいて変更される。従
って、アクチュエータ３がエンジンから発せられる振動
の伝達特性に応じた最適な振動低減動作を行うことにな
り、振動要素の振動を効率良く低減することができる。

【００１３】請求項２〜５記載の発明では、車両の空間
環境状態の変化に伴う振動伝達状態の変化に応じた最適
な振動低減動作が行われることになる。

【００１４】請求項６記載の発明では、乗員の着座状態
などのようにエンジン振動の伝達特性を変化させる要因
の状態に応じた最適な振動低減動作が行われることにな
る。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図２以下の図面に基
いて説明する。

【００１６】図２において、１は車体、２は車体１のボ
ンネット１ａ下方のエンジンルーム１ｂ内に配置された
エンジンであって、該エンジン２は、その下部を弾性支
持するマウント３及び支持ブラケット４を介して車体１
に弾性支持され、該エンジン２及び車体１等により車両
の全体が構成される。

【００１７】上記マウント３は、図３に示すように、振
動源としてのエンジン２を加振するアクチュエータとし
ての機能を有する。即ち、同図のマウント３は、エンジ
ン２下端部が固定される挿入ロッド３ａが上端部に配置
されたケーシング３ｂと、該ケーシング３ｂの下端部に
外周端が固定された中空錐形状の支持ゴム３ｃと、該支
持ゴム３ｃの内周端が固定された支持部３ｄとを有する
基本構成から成り、支持部３ｄ下端に設けた挿入ロッド
３ｅが車体１に固定される。

【００１８】上記ケーシング３ｂ内には主液室３ｆが形
成されると共に、支持ゴム３ｃの下方にはダイヤフラム
３ｇにて区画した副液室３ｈが形成されている。上記主
液室３ｆと副液室３ｈとの間には、支持ゴム３ｃの側方
に形成した小径のオリフィス３ｉが形成されていて、主
液室３ｆと副液室３ｈとの流体をオリフィス３ｉを介し
て相互に流通させる構成である。更に、ケーシング３ｂ
内には、主液室３ｆの上面を形成する加振板３ｊがラバ
ー３ｋを介してケーシング３ｂ内周面を上下に摺動可能
に配置されると共に、該加振板３ｊの上方には、該加振
板３ｊを上下に摺動させる永久磁石３ｍ及び電磁コイル
３ｎが配置されていて、該永久磁石３ｍ及び電磁コイル
３ｎにより加振板３ｊを上下に振動させて主液室３ｆの
容積を可変にすることにより、主液室３ｆと副液室３ｈ
との間で流体をオリフィス３ｉを通じて流通させること
を繰返して、支持ゴム３ｃを上下に振動させ、その結
果、加振力を発生させる構成としている。

【００１９】また、図２において、４０−１，…，４０
−Ｍは各座席のヘッドレスト部分に配設されたマイクロ
ホンであって、該マイクロホン４０−１，…，４０−Ｍ
の検出信号はコントローラ８に入力され、該コントロー
ラ８により、上記マイクロホン４０−１，…，４０−Ｍ
で検出される騒音信号に基いて上記エンジンマウント３
を加振制御してエンジン２を上下振動させて、本発明で
いう振動要素としての車体の振動を低減することにより
車室内の騒音を低減する構成となっている。

【００２０】次に、上記コントローラ８による車両振動
の低減制御のブロック構成を図４に示す。同図におい
て、１０はエンジン２での混合気の点火信号に基いてエ
ンジン回転の周期を測定するエンジン回転周期測定回
路、１１は該周期測定回路１０にて測定されたエンジン
回転の周期に基いてエンジン２の振動に関連するリファ
レンス信号Ｒを発生するリファレンス信号発生器であ
る。また、１２は上記マイクロホン４０からの振動信号
としての騒音信号を設定ゲインＧ２で増幅する増幅器、
１３は該増幅器１２で増幅された騒音信号の低周波成分
を濾波するローパスフィルタ、１４は該ローパスフィル
タ１３で濾波された騒音信号をアナログ値からデジタル
値に変換するＡ／Ｄ変換器、１５は該Ａ／Ｄ変換器１４
からの騒音信号Ｓを入力し、該騒音信号Ｓに基いて上記
エンジンマウント３を加振制御する駆動信号としての加
振信号Ａを生成する加振信号生成器である。更に、１７
は該加振信号生成器１５にて生成される加振信号Ａをデ
ジタル値からアナログ値に変換するＤ／Ａ変換器、１８
は該Ｄ／Ａ変換器１７からの加振信号の低周波成分を濾
波するローパスフィルタ、１９は該ローパスフィルタ１
８で濾波された加振信号を設定ゲインＧ１で増幅する増
幅器であって、該増幅器１９で増幅された加振信号は上
記エンジンマウント３に出力される。

【００２１】上記加振信号生成器１５は、その加振信号
の生成のアルゴリズムとして、最小二乗法（Ｌｅａｓｔ
ＭｅａｎＳｑｕａｒｅＭｅｔｈｏｄ（＝ＬＭ
Ｓ））の適応アルゴリズムが用いられる。この最小二乗
法の適応アルゴリズムを用いた加振信号生成器１５の内
部構成を図５に示す。同図において、２０は、該加振信
号生成器１５から加振信号Ａを出力した後、この加振信
号Ａによりマウント３が加振制御され、その結果車両振
動に変化があり、この車両振動の変化に伴う騒音の変化
がマイクロホン４０で検出されてその騒音信号Ｓが加振
信号生成器１５に入力されるまでの伝達関数Ｈをモデル
化したデジタルフィルタ、２１はマイクロホン４０から
の騒音信号Ｓに応じてフィルタ係数を書き変えるための
収束係数αを算出する収束係数算出回路、２２は上記リ
ファレンス信号Ｒに伝達関数Ｈ及び収束係数αを乗算す
る乗算器、２３は該乗算器２２の出力毎にその出力値に
基いてフィルタ係数が逐次更新され、その更新後のフィ
ルタ係数に基いてリファレンス信号とは逆位相で同振幅
の加振信号Ａを出力する適応フィルタである。よって、
加振信号生成器１５により、マイクロホン４０からの騒
音信号Ｓを受け、該騒音信号Ｓ及び収束係数に基いて適
応フィルタ２３のフィルタ係数を更新して加振信号Ａを
適宜調整し、該加振信号Ａでエンジンマウント３を駆動
制御して、その車両に付加する振動の位相及び振幅をエ
ンジン２の振動と逆位相で同振幅として車両の振動を低
減するようにした制御手段２４を構成している。

【００２２】そして、本例の特徴とする構成として、こ
の加振信号生成器１５には、前記デジタルフィルタ２０
の伝達関数を変更するための伝達特性調整機構２６が備
えられている。また、この伝達特性調整機構２６には、
各種センサ３１〜３７からの信号が入力されるようにな
っており、伝達特性調整機構２６は、この信号に基いて
デジタルフィルタ２０の伝達関数を変更するようになっ
ている。この各センサ３１〜３７について説明すると、
３１は車室内の温度を検出する室内温度センサ、３２は
車室内の気圧を検出する室内気圧センサ、３３は車室外
の温度を検出する室外温度センサ、３４は車室外の気圧
を検出する室外気圧センサ、３５はサスペンション装置
のストロークによって車高を検出する車高センサ、３６
は乗員の着座位置を検出するために各座席に配設された
着座センサ、３７は燃料タンク内の燃料の残量を検出す
るための燃料残量センサである。これにより、伝達特性
調整機構２６及び各センサ３１〜３７によって本発明で
いう伝達関数変更手段３０が構成されている。

【００２３】次に、本例におけるデジタルフィルタ２０
の伝達関数変更動作の手順について図６のフローチャー
トに沿って説明する。スタートした後、先ず、ステップ
Ｓ１において車両重量に関連する信号の読込みを行う。
ここでは、上述した車高センサ３５、着座センサ３６及
び燃料残量センサ３７の検知信号を読込んで、車両の重
量分布を認識するようにしている。その後、ステップＳ
２において環境信号の読込みを行う。ここでは、上述し
た室内温度センサ３１、室内気圧センサ３２、室外温度
センサ３３及び室外気圧センサ３４の検知信号を読込ん
で、車室内外の空間環境を認識するようにしている。そ
の後、ステップＳ３に移って図７に示すメモリマップに
より伝達関数の読込みを行う。このメモリマップについ
て説明すると、図７に示すように、前記ステップＳ１に
おいて読込まれた車両重量に関連する信号により重量モ
ードが予め設定されており、また、前記ステップＳ２に
おいて読込まれた環境信号により環境モードも予め設定
されており、これらモードに対応する伝達関数が算出さ
れて読込まれる。このようにして、車両の環境条件によ
って伝達関数が読込まれると、ステップＳ４に移って、
この読込まれた伝達関数がデジタルフィルタの伝達関数
とされて、加振信号が生成され、これによってマウント
３が適応加振制御される。つまり、車両の環境条件等の
変化によって変化する車両の伝達特性に応じた伝達関数
が設定されることになる。

【００２４】このように、本例の構成によれば、エンジ
ン２から発せられる振動及び該振動が車室内に達して該
車室内に放出される騒音の伝達状態を支配する要素の各
信号の変化によって変化する車両の伝達特性に応じてデ
ジタルフィルタ２０の伝達関数を変更して加振信号を補
正するようにしていることで、エンジンマウント３に最
適な振動低減動作を行わせることができ、車体の振動及
び騒音を効率良く低減することができ、その結果、車両
の静粛性が向上する。

【００２５】また、図８は加振制御するアクチュエータ
の変形例を示し、上記実施例ではエンジンマウント３で
構成したのに代え、車室内に配置するスピーカで構成し
たものである。

【００２６】すなわち、図８においては、車室内という
所定空間での振動を低減すべく、車室内の複数位置にＭ
個のマイクロホン４０-1，４０ -2 〜４０-Mと、Ｌ個の
スピーカ４１-1，４１-2〜４１-Lを各々配置している。
更に、上記各スピーカ４１-1…と各マイクロホン４０-1
…との間の伝達特性Ｈ11〜ＨLMをモデル化した複数個の
デジタルフィルタ２０…と、上記スピーカ４１-1…の数
に等しいＬ個の適応フィルタ２３…と、Ｌ個のＤ／Ａ変
換器１７…と、Ｌ個の出力側の増幅器１９…と、Ｍ個の
Ａ／Ｄ変換器１４…と、Ｍ個の入力側の増幅器１２…と
を備えている。その他の構成は図４及び図５と同一であ
るので、同一部分に同一の符号を付してその説明を省略
する。また、このような制御を行う場合には、必ずしも
前記車高センサ３５、着座センサ３６及び燃料残量セン
サ３７の各信号を読込む必要はない。

【００２７】また、上述した各実施例では、アクチュエ
ータと振動センサの組合わせとしてエンジンマウント３
とマイクロホン４０、スピーカ４１とマイクロホン４０
の２例について説明したが、その他、エンジンマウント
３と加速度センサ（図２に符号７で示す）の組合わせと
したり、アクチュエータとしてエンジンマウント３とス
ピーカ４０の両方を備えさせるようにしたり、振動セン
サとしてマイクロホン４０と加速度センサ７の両方を備
えさせるような構成としてもよい。

【００２８】尚、加速度センサ７の配設位置としては、
フロアパネル、ドアインナパネル、ステアリング、シフ
トノブ等種々の振動発生部に配設することが望ましい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば以下に述べるような効果が発揮される。請求項１記載
の発明によれば、デジタルフィルタの伝達関数を、振動
伝達状態に関連する信号に基づいて変更する伝達関数変
更手段を設けるような構成としたために、エンジンから
発せられる振動の伝達特性に応じた最適な振動低減動作
をアクチュエータに行わせることができ、振動要素の振
動を正確且つ効率良く低減することができる。

【００３０】請求項２〜５記載の発明によれば、伝達関
数変更手段を、車両の空間環境状態に応じてデジタルフ
ィルタの伝達関数を変更するような構成としたために、
車両の空間環境状態に応じた最適な振動低減動作を行わ
せることができる。

【００３１】請求項６記載の発明によれば、伝達関数変
更手段を、振動伝達状態に関連する信号としての車両の
重量分布信号に基いてデジタルフィルタの伝達関数を変
更するような構成としたために、乗員の着座状態などの
ように振動の伝達特性を変化させる要因の状態に応じた
最適な振動低減動作を行わせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図である。

【図２】車両の全体概略構成を示す図である。

【図３】加振制御用アクチュエータを兼用するエンジン
マウントの具体的構成を示す図である。

【図４】加振制御のブロック構成を示す図である。

【図５】ＬＭＳの適応アルゴリズムを用いた加振信号生
成器の構成を示す図である。

【図６】伝達関数変更動作の手順を示すフローチャート
図である。

【図７】伝達関数を設定するためのメモリマップを示す
図である。

【図８】加振制御用アクチュエータを複数個のスピーカ
で構成した場合のＬＭＳの適応アルゴリズムのブロック
構成図ある。

【符号の説明】

１車体（振動要素）２エンジン３エンジンマウント（アクチュエータ）２０デジタルフィルタ２４制御手段３０伝達関数変更手段４０マイクロホン（振動センサ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中尾憲彦広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (72)発明者三藤千明広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (72)発明者塚原裕広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (72)発明者原田真悟広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】特定の振動要素を加振するアクチュエー
タと、前記振動要素の振動を検出する振動センサと、エ
ンジンから発せられる振動に基くリファレンス信号を受
け、該リファレンス信号に基いて前記振動要素とは逆位
相且つ同振幅で該振動要素を加振するような駆動信号を
作成する制御手段とを備えており、該制御手段には、前
記振動要素の振動伝達特性に応じた伝達関数を有するデ
ジタルフィルタが備えられており、このデジタルフィル
タの伝達関数及び前記振動センサの振動信号に基いてフ
ィードバック補正された駆動信号が前記アクチュエータ
に送信されることによって該アクチュエータが前記振動
要素を加振して該振動要素の振動を低減するように構成
された車両の振動低減装置において、前記デジタルフィルタの伝達関数を、振動伝達状態に関
連する信号に基づいて変更する伝達関数変更手段が設け
られていることを特徴とする車両の振動低減装置。
【請求項２】伝達関数変更手段は、振動伝達状態に関
連する信号としての車室内温度信号に基いてデジタルフ
ィルタの伝達関数を変更するように構成されていること
を特徴とする請求項１記載の車両の振動低減装置。
【請求項３】伝達関数変更手段は、振動伝達状態に関
連する信号としての外気温度信号に基いてデジタルフィ
ルタの伝達関数を変更するように構成されていることを
特徴とする請求項１または２記載の車両の振動低減装
置。
【請求項４】伝達関数変更手段は、振動伝達状態に関
連する信号としての車室内圧力信号に基いてデジタルフ
ィルタの伝達関数を変更するように構成されていること
を特徴とする請求項１、２または３記載の車両の振動低
減装置。
【請求項５】伝達関数変更手段は、振動伝達状態に関
連する信号としての外気圧力信号に基いてデジタルフィ
ルタの伝達関数を変更するように構成されていることを
特徴とする請求項１、２、３または４記載の車両の振動
低減装置。
【請求項６】伝達関数変更手段は、振動伝達状態に関
連する信号としての車両の重量分布信号に基いてデジタ
ルフィルタの伝達関数を変更するように構成されている
ことを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の
車両の振動低減装置。