JPH07167204A - 振動制御装置 - Google Patents

振動制御装置

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JPH07167204A
JPH07167204A JP5315510A JP31551093A JPH07167204A JP H07167204 A JPH07167204 A JP H07167204A JP 5315510 A JP5315510 A JP 5315510A JP 31551093 A JP31551093 A JP 31551093A JP H07167204 A JPH07167204 A JP H07167204A
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JP
Japan
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waveform
engine
waveforms
vibration
multiplier
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JP5315510A
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English (en)
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Takao Ushijima
孝夫 牛島
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Bridgestone Corp
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Bridgestone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 車体へのエンジン振動の伝達を最小にする。 【構成】 パルスセンサ16でエンジンの爆発を検出す
る。制御回路22で、周期がエンジンの爆発周期の整数
倍でかつ周期が各々異なる複数のsin波形と、周期が
sin波形と同様でかつsin波形に対して90°の位
相差をもった複数のcos波形とを生成し、車体の振動
が減衰するようにsin波形の振幅およびcos波形の
振幅を補正する。また、これらsin波形及びcos波
形と初期位相が45°異なるsin波形及びcos波形
を制御回路22で生成し、振幅を補正する。補正された
これらsin波形とcos波形とを各々複数個合成した
合成波形に基づいて加振力を求め、この加振力を一対の
アクチュエータ20A、20Bに伝達する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は振動制御装置に係り、特
にエンジンが搭載された車体の音や振動を低減させる振
動制御装置に関し、その他、モータ等の音や振動を低減
させる振動制御装置に適用可能なものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】エンジ
ンはエンジンマウントを介して車体に搭載されている。
このとき、エンジンによる加振力Feは、直流成分を除
くと、以下の数1で表される。
【0003】
【数1】
【0004】ただし、n=1,2,3,・・・であり、
n は振幅、ωは周波数、tは時間、δnは初期位相で
ある。また、エンジンからエンジンマウントを介して車
体に伝達される力FB は、以下の数2で表される。
【0005】
【数2】
【0006】このエンジンマウントは、複数でエンジン
の重量を支え、かつ防振機能を備えているため設計が難
しい部品である。このため、エンジンマウントだけでは
充分な防振機能が得られていないのが現状である。
【0007】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、複数のエンジンマウントで支持されるエン
ジンから車体に伝達された振動を減衰させることによっ
て、エンジンが搭載された車体の振動を最小にすること
ができる振動制御装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明による振動制御装
置は、エンジンの爆発を検出する検出手段と、周期がエ
ンジンの爆発周期の整数倍でかつ該周期が各々異なる複
数の第1の波形と、周期が該第1の波形と同様でかつ該
第1の波形に対して所定の位相差をもった複数の第2の
波形とを、前記所定の位相差より相互間の初期位相差を
小さくされて、それぞれ複数生成する生成手段と、エン
ジン振動が伝達される部材の振動が減衰するように前記
第1の波形の振幅および前記第2の波形の振幅を補正す
る補正手段と、前記補正手段によって補正され且つ、相
互に同一の初期位相の第1の波形及びこの第1の波形に
対して前記所定の位相差をもった第2の波形を各々複数
個合成した合成波形を、相互に異なる初期位相毎にそれ
ぞれ演算する複数の演算手段と、前記複数の演算手段に
より演算された前記合成波形に基づいてそれぞれ生成し
た加振力を前記部材に伝達する複数の伝達手段と、を含
む。
【0009】
【作用】一般に、適応制御には入力としてPE特性(P
ersistently Exciting、システム
の各モードを励振するに足る幅広い周波数成分を必要と
すること)が要求されるが、エンジン振動の場合エンジ
ンの爆発の周期に関連した入力成分しか発生されない。
本発明は、この点に着目し、エンジンの爆発の周期に関
連した入力成分のみを利用して振動を減衰させるもので
ある。
【0010】本発明の検出手段は、エンジンの爆発を検
出する。生成手段は、複数の第1の波形と複数の第2の
波形とを生成する。第1の波形は、周期がエンジンの爆
発周期の整数倍でかつ周期が各々異なる波形であり、第
2の波形は、周期が第1の波形と同様でかつ第1の波形
に対して所定の位相差を持った波形である。さらに、生
成手段は、第1の波形と第2の波形との間の所定の位相
差より相互間の初期位相差が小さい状態で、第1の波形
及び第2の波形をそれぞれ複数生成する。補正手段は、
エンジン振動が伝達される部材の振動が減衰するように
第1の波形の振幅及び第2の波形の振幅を補正する。複
数の演算手段は、補正手段によって補正され且つ相互に
同一の初期位相の第1の波形及び第1の波形に対して前
記所定の位相差をもった第2の波形を、相互に異なる初
期位相毎に各々複数個合成するように、それぞれ演算す
る。そして、複数の伝達手段は、それぞれ合成された合
成波形に基づいて生成した加振力を、エンジン振動が伝
達される部材に伝達する。
【0011】このように、本発明ではエンジン爆発の周
期に関連した波形、すなわち、エンジンの爆発力の規則
性を利用しているので、システムの伝達特性、即ち補正
手段によって振幅を補正するのに簡単な構成で行うこと
ができる。また、エンジン爆発力に関連した波形のみ用
いているため、爆発力以外の起振力やノイズを除いた制
御が可能となり制御の安定性が向上する。
【0012】また、複数の伝達手段それぞれに対応し
て、それぞれ合成波形が演算されるので、複数の伝達手
段が個々に制御されて、制御による効果がより有効に発
揮される。
【0013】
【実施例】以下、本発明をエンジンマウントを介してエ
ンジンが搭載された車体の振動を制御する振動制御装置
として適用した場合の実施例を説明する。
【0014】図1に示すように、車体10には、アクチ
ュエータ20Aを内蔵したエンジンマウント12A及び
同じくアクチュエータ20Bを内蔵したエンジンマウン
ト12Bを介して、エンジン14が搭載されている。
【0015】エンジン14にはエンジンの爆発パルスを
検出するパルスセンサ16が取り付けられている。この
パルスセンサ16としてはピックアップ等を用いること
ができるが、エンジンの点火時期を演算するマイクロコ
ンピュータをパルスセンサとして用い、点火時期を爆発
パルスとして利用してもよい。
【0016】また、以下で説明するように、このパルス
センサ16出力から爆発パルスの周波数を求めるが、エ
ンジン1気筒の爆発パルスから爆発パルスの周波数を求
めてもよく、また、多気筒エンジン等の場合にはエンジ
ン全体の爆発パルスの周波数の気筒数分の1を爆発パル
スの周波数としてもよい。このパルスセンサ16は制御
回路22に接続されている。
【0017】さらに、車体10には車体10の振動を検
出する振動センサ18が取り付けられている。振動セン
サ18及び、それぞれ車体10に振動を伝達する一対の
アクチュエータ20A、20Bは、制御回路22に接続
されている。
【0018】次に制御回路22の詳細を説明する。な
お、以下では説明を簡単にするために一般式とこの一般
式を用いた制御回路とを説明することによって、制御回
路22を説明する。
【0019】図2に示すように、制御回路22は、パル
スセンサ16に接続された発振器30を備えている。こ
の発振器30は、sin(nωt)及びsin(nωt
+δ)の波形をそれぞれ出力する。但し、nは整数、ω
はパルスセンサ16出力から演算されるエンジンの爆発
パルスの周波数、tは時間、δは初期位相である。ここ
で初期位相δは、45度とされている。
【0020】発振器30は、過電圧保護回路32及びバ
ッファアンプ34を介して乗算器36と乗算器38とに
接続されている。乗算器38は、予め定められた係数−
γn1を乗算する乗算器40及び積分器42を介して、乗
算器36に接続されている。さらに、発振器30は、過
電圧保護回路132及びバッファアンプ134を介して
乗算器136と乗算器138とに接続されている。乗算
器138は、予め定められた係数−γn2を乗算する乗算
器140及び積分器142を介して乗算器136に接続
されている。
【0021】また、制御回路22はパルスセンサ16に
接続された発振器50を備えており、この発振器50は
cos(nωt)及びcos(nωt+δ)の波形を出
力する。
【0022】発振器50は、過電圧保護回路52及びバ
ッファアンプ54を介して乗算器56と乗算器58とに
接続されている。乗算器58は、予め定められた係数−
ξn1を乗算する乗算器60及び積分器62を介して乗算
器56に接続されている。さらに、発振器50は過電圧
保護回路152及びバッファアンプ154を介して乗算
器156と乗算器158とに接続されている。乗算器1
58は、予め定められた係数−ξn2を乗算する乗算器1
60及び積分器162を介して乗算器156に接続され
ている。
【0023】さらに、制御回路22は振動センサ18に
接続された過電圧保護回路72を備えており、この過電
圧保護回路72はバッファアンプ74を介して乗算器3
8、乗算器58、乗算器138及び乗算器158に接続
されている。一方、乗算器36及び乗算器56は、加算
器80Aに接続されており、この加算器80Aは出力制
御回路82Aを介してアクチュエータ20Aに接続され
ている。また、乗算器136及び乗算器156は、加算
器80Bに接続されており、この加算器80Bは出力制
御回路82Bを介してアクチュエータ20Bに接続され
ている。
【0024】次に本実施例の作用を説明する。図2に示
すように、パルスセンサ16で検出されたエンジンの爆
発パルスは発振器30及び発振器50に入力される。発
振器30は、エンジンの爆発パルスの周波数を整数倍す
る周波数の波形sin(nωt)及び、この波形に対し
て初期位相δが45度ずれた波形sin(nωt+δ)
を出力する。また、発振器50はsin(nωt)に対
して位相が90度ずれた波形cos(nωt)及び、s
in(nωt+δ)に対して位相が90度ずれた波形c
os(nωt+δ)を出力する。
【0025】つまり、初期位相δは、sin波形とco
s波形との位相差である90度をアクチュエータの数で
ある2で除した値である45度となっている。従って、
sin波形相互間の位相差及びcos波形相互間の位相
差が、それぞれ90度より小さくされていることにな
る。
【0026】発振器30から出力された2種類の波形の
内の波形sin(nωt)は、過電圧保護回路32及び
バッファアンプ34を介して、乗算器36及び乗算器3
8に入力される。この乗算器38には、振動センサ18
で検出された車体10の振動の振幅Y(t)が過電圧保
護回路72及びバッファアンプ74を介して入力され
る。
【0027】乗算器38は、波形sin(nωt)と振
幅Y(t)とを乗算し、乗算器40は乗算器38出力に
係数−γn1を乗算し、積分器42は乗算器40出力を積
分して振幅An1(t)として出力する。このAn1(t)
は数3のようになる。
【0028】
【数3】
【0029】発振器50から出力された2種類の波形の
内の波形cos(nωt)は、過電圧保護回路52及び
バッファアンプ54を介して乗算器56及び乗算器58
に入力される。この乗算器58には、振動センサ18で
検出された車体10の振動の振幅Y(t)が過電圧保護
回路72及びバッファアンプ74を介して入力される。
【0030】乗算器58は、波形cos(nωt)と振
幅Y(t)とを乗算し、乗算器60は乗算器58出力に
係数−ξn1を乗算し、積分器62は乗算器60出力を積
分して振幅Bn1(t)として出力する。このBn1(t)
は数4のようになる。
【0031】
【数4】
【0032】上記数3、数4から理解されるように、振
幅An1(t)、Bn1(t)は車体の振動の振幅Y(t)
を含んでいる。また、車体の振動の振幅の目標値を0
(車体の振動を最小にするため)とすると、誤差eはe
=0−Y(t)となり、振動センサ18で検出された車
体の振動の振幅Y(t)が0になるように、振幅An1
(t)、Bn1(t)を決定することにより車体の振動を
最小にすることができる。
【0033】さらに、乗算器36はバファアンプ34出
力と積分器42出力とを乗算し、乗算器56はバファア
ンプ54出力と積分器62出力とを乗算する。そして、
加算器80Aは、乗算器36出力と乗算器56出力とを
加算した数5で示す波形を出力する。
【0034】
【数5】
【0035】出力制御回路82Aは、加算器80A出力
を予め定められた個数加算することによって波形を合成
し、この合成波形に基づいてアクチュエータ20Aを制
御する。
【0036】一方、発振器30から出力された波形si
n(nωt+δ)及び発振器50から出力された波形c
os(nωt+δ)は、上記と同様に処理されて、数6
及び数7に基づき振幅An2(t)、Bn2(t)が得られ
ると共に、数8の波形が得られる。
【0037】
【数6】
【0038】
【数7】
【0039】
【数8】
【0040】従って、出力制御回路82Bは、上記と同
様に加算器80B出力を予め定められた個数加算するこ
とによって波形を合成し、この合成波形に基づいてアク
チュエータ20Bを制御する。
【0041】以上より、エンジン爆発の周期に関連した
波形、すなわち、エンジン爆発力に関連した波形のみ用
いて車体の振動を減衰させることができる。また、エン
ジン爆発力に関連した波形のみ用いているため、爆発力
以外の起振力やノイズを除いた制御が可能となり制御の
安定性が向上する。
【0042】また、複数の伝達手段であるアクチュエー
タそれぞれに対応して、それぞれ合成波形が演算される
ので、複数のアクチュエータが個々に制御されて、制御
による効果がより有効に発揮される。
【0043】つまり、波形sin(nωt)、波形co
s(nωt)のみによって制御されると、同位相で増幅
の大小のみによる振幅の違いしか生ぜず、個々のアクチ
ュエータを有効に制御することが困難となるが、本実施
例によれば、個々のアクチュエータごとに信号波形が生
成されて演算される為、有効な制御が可能となる。
【0044】なお、上記では説明を簡単にするために一
般式及び一般式を用いた制御回路について説明したが、
実際にはn=1から予め定められた数m(例えば4、6
等)個の発信器、乗算器、加算器等を用いて数9で示す
予め定められたm個の波形を形成し、出力制御回路82
Aにおいて数10で示す式に従って波形を合成する。
【0045】
【数9】
【0046】
【数10】
【0047】そして、この際の波形処理の流れを図3に
示す。
【0048】また、上記と初期位相δだけ位相差を有す
る場合も、同様に数11で示す予め定められたm個の波
形を形成し、出力制御回路82Bにおいて数12で示す
式に従って波形を合成する。
【0049】
【数11】
【0050】
【数12】
【0051】そして、この際の波形処理の流れを図4に
示す。
【0052】なお、上記ではエンジンの爆発周波数の整
数倍の周波数の波形を正弦波としたが、矩形波や三角波
を用いることもできる。また、第1の波形と第2の波形
との間の位相差を最も効果的な90度としたが、90度
付近の位相差であれば実用上問題のない効果が得られ
る。また、同様に初期位相δを45度として、波形間の
相関を小さくして相関の影響を緩和したが、45度付近
の位相差であれば実用上問題のない効果が得られる。そ
して、本実施例において、アクチュエータの数に対応し
て初期位相δを45度としたが、アクチュエータの数が
3個以上の場合には、アクチュエータの数をnとして、
90度/nの値を初期位相δとすればよい。
【0053】さらに、上記では、エンジンの爆発パルス
から爆発の周波数を検出して周期が爆発周期の整数倍の
波形等を発生させたが、エンジンの爆発パルスから爆発
の周期を検出して周期が爆発周期の整数倍の波形等を発
生させてもよい。また、上記では、発信器、乗算器、加
算器等を用いた制御回路を用いた例について説明したが
マイクロコンピュータを用いてアクチュエータを制御し
てもよい。
【0054】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、周
期がエンジン爆発周期の整数倍の波形を合成することに
よってエンジン振動が伝達される部材の振動を減衰させ
ているため、簡単な構成でシステムの伝達特性を決定す
ることができ、またエンジン爆発力以外の起振力やノイ
ズを除いた制御が可能になるため安定性良く制御を行う
ことができる、という効果が得られる。
【0055】また、複数の伝達手段それぞれに対応し
て、それぞれ合成波形が演算されるので、複数の伝達手
段が個々に制御されて、より有効に振動が低減されると
いう効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のブロック図である。
【図2】図1の制御回路のブロック図である。
【図3】一実施例の波形処理の流れを表したブロック図
である。
【図4】一実施例の波形処理の流れを表したブロック図
であって、初期位相δを有した場合を表す図である。
【符号の説明】
10 車体 12A、12B エンジンマウント 14 エンジン 16 パルスセンサ 18 振動センサ 20A、20B アクチュエータ 22 制御回路 30、130 発振器 32、132 過電圧保護回路 34、134 バッファアンプ 36、136 乗算器 38、138 乗算器 40、140 乗算器 42、142 積分器 50、150 発振器 52、152 過電圧保護回路 54、154 バッファアンプ 56、156 乗算器 58、158 乗算器 60、160 乗算器 62、162 積分器 72 過電圧保護回路 74 バッファアンプ 82A、82B 出力制御回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンの爆発を検出する検出手段と、 周期がエンジンの爆発周期の整数倍でかつ該周期が各々
    異なる複数の第1の波形と、周期が該第1の波形と同様
    でかつ該第1の波形に対して所定の位相差をもった複数
    の第2の波形とを、前記所定の位相差より相互間の初期
    位相差を小さくされて、それぞれ複数生成する生成手段
    と、 エンジン振動が伝達される部材の振動が減衰するように
    前記第1の波形の振幅および前記第2の波形の振幅を補
    正する補正手段と、 前記補正手段によって補正され且つ、相互に同一の初期
    位相の第1の波形及びこの第1の波形に対して前記所定
    の位相差をもった第2の波形を各々複数個合成した合成
    波形を、相互に異なる初期位相毎にそれぞれ演算する複
    数の演算手段と、 前記複数の演算手段により演算された前記合成波形に基
    づいてそれぞれ生成した加振力を前記部材に伝達する複
    数の伝達手段と、 を含む振動制御装置。
JP5315510A 1993-12-15 1993-12-15 振動制御装置 Pending JPH07167204A (ja)

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Cited By (1)

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