JPH07238986A - アクティブマウントの制御装置とそれを用いた防振装置およびアクティブマウントの制御方法 - Google Patents

アクティブマウントの制御装置とそれを用いた防振装置およびアクティブマウントの制御方法

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JPH07238986A
JPH07238986A JP2649394A JP2649394A JPH07238986A JP H07238986 A JPH07238986 A JP H07238986A JP 2649394 A JP2649394 A JP 2649394A JP 2649394 A JP2649394 A JP 2649394A JP H07238986 A JPH07238986 A JP H07238986A
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JP2649394A
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Katsuhiro Goto
勝博 後藤
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Sumitomo Riko Co Ltd
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Sumitomo Riko Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 安定制御可能な条件下における能動的な防振
効果を抑制することなく、制御系の発散を防止して安定
制御を実現せしめること。 【構成】 アクティブマウントと防振対象における防振
を目的とする部位との間の伝達関数を判定材料として採
用し、かかる伝達関数が小さくなった場合に、アクティ
ブマウントを制御する適応型フィルタの出力信号の大き
さに応じて該出力信号を減ずる方向にフィルタ係数を更
新する更新式を導入するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は、防振対象に加振力を及ぼすこと
により防振対象における振動を能動的に抑えるアクティ
ブマウントの制御装置と、かかる制御装置を用いた防振
装置、およびそのようなアクティブマウントの制御方法
に関するものである。
【0002】
【背景技術】近年、防振性能に関する高度な要求を達成
するための一つの手段として、特開昭59−1828号
公報や特開昭59−23139号公報,特開平2−42
228号公報等に開示されているように、磁力や電磁
力,電歪力,磁歪力等を利用した加振手段を備えたアク
ティブマウントが提案されており、自動車用エンジンマ
ウント等の各種防振装置への適用が検討されている。こ
のようなアクティブマウントを例えば自動車用エンジン
マウントに採用すれば、車体側に加振力を及ぼすことに
よって、エンジン回転振動等に起因する車体の振動(騒
音を含む)を能動的に相殺することが可能となるのであ
る。
【0003】ところで、このようなアクティブマウント
では、特開昭64−83742号公報や特開平3−21
9140号公報等に記載されているように、一般に、加
振手段を制御するために、適応型フィルタを用いて最小
自乗法に基づく制御アルゴリズムに従い、防振対象にお
ける防振を目的とする部位の振動検出信号を誤差信号と
して、かかる誤差信号ができるだけ小さくなるように、
即ち防振を目的とする部位の残留振動を減ずる方向に、
フィルタ係数を調整する適応制御が行われる。
【0004】ところが、従来の制御アルゴリズムでは、
特に車両の走行条件等に応じて入力振動が大きく変化す
るエンジンマウント等において、アクティブマウントの
加振手段の定格値を越えた制御信号が出力される場合が
あり、それによってシステムに線形応答性が得られなく
なって制御系が発散状態となるために、防振性能が著し
く低下するおそれがあった。
【0005】しかも、本発明者らが実験を行ったとこ
ろ、従来の制御アルゴリズムでは、制御信号がアクティ
ブマウントの加振手段の定格値を越えない範囲でも、適
応型フィルタのフィルタ係数の更新方向が定まらずに発
散方向に更新されるために、制御が不良実行されて防振
性能が悪化する場合もあることが認められた。
【0006】なお、制御系の発散を防止するために、制
御信号の出力値に限界値を設定することも考えられる
が、そうすると制御信号が限界値に達した後は、実質的
に適応制御が実行されなくなって防振性能が著しく悪化
するという不具合が生ずると共に、フィルタ係数の更新
方向が定まらないことに起因する制御の不良実行による
防振性能の悪化には十分な効果が発揮され難いために、
有効な方法ではなかったのである。
【0007】
【解決課題】ここにおいて、本発明は、上述の如き事情
を背景として為されたものであって、その解決課題とす
るところは、制御系の発散や制御の不良実行が効果的に
防止されて、優れた防振効果を安定して得ることのでき
るアクティブマウントの制御装置とそれを用いた防振装
置およびアクティブマウントの制御方法を提供すること
にある。
【0008】
【解決手段】そして、このような課題を解決するため
に、アクティブマウントの制御装置に関する本発明の特
徴とするところは、振動発生源と防振対象の間に介装さ
れて該防振対象に加振力を及ぼすアクティブマウント
を、最小自乗法に基づく適応アルゴリズムに従って防振
対象における防振を目的とする部位の残留振動を減ずる
方向に適応型フィルタのフィルタ係数を更新することに
より適応制御せしめて、防振対象の振動を能動的に抑え
るアクティブマウントの制御装置において、アクティブ
マウントと防振対象における防振を目的とする部位との
間の伝達関数が、アクティブマウントにおける最大発生
加振力の大きさと防振対象における防振を目的とする部
位の振動レベルとを考慮して求められる第一の判定値よ
り小さくなった場合に、適応型フィルタの出力信号の大
きさに応じて該出力信号を減ずる方向に適応型フィルタ
のフィルタ係数を更新する更新式を導入するようにした
ことにある。
【0009】また、防振装置に関する本発明の特徴とす
るところは、(a)防振対象に加振力を及ぼして該防振
対象における防振を目的とする部位の振動を能動的に抑
える加振手段を備えたアクティブマウントと、(b)最
小自乗法に基づく適応アルゴリズムに従って防振対象に
おける防振を目的とする部位の残留振動を減ずる方向に
フィルタ係数を更新することにより、アクティブマウン
トの加振手段を適応制御すると共に、かかるアクティブ
マウントと防振対象における防振を目的とする部位との
間の伝達関数が、アクティブマウントにおける最大発生
加振力の大きさと防振対象における防振を目的とする部
位の振動レベルとを考慮して求められる第一の判定値よ
り小さくなった場合に、出力信号の大きさに応じて該出
力信号を減ずる方向にフィルタ係数を更新する更新式を
導入する適応型フィルタとを、含んで構成したことにあ
る。
【0010】更にまた、アクティブマウントの制御方法
に関する本発明の特徴とするところは、振動発生源と防
振対象の間に介装されて該防振対象に加振力を及ぼすア
クティブマウントを、最小自乗法に基づく適応アルゴリ
ズムに従って防振対象における防振を目的とする部位の
残留振動を減ずる方向に適応型フィルタのフィルタ係数
を更新することにより適応制御せしめるに際して、アク
ティブマウントと防振対象における防振を目的とする部
位との間の伝達関数が、アクティブマウントにおける最
大発生加振力の大きさと防振対象における防振を目的と
する部位の振動レベルとを考慮して求められる第一の判
定値より小さくなった場合に、適応型フィルタの出力信
号の大きさに応じて該出力信号を減ずる方向に適応型フ
ィルタのフィルタ係数を更新する更新式を導入するよう
にしたことにある。
【0011】なお、かかるアクティブマウントの制御方
法は、防振対象に加振力を及ぼすアクティブマウントの
個数や防振対象における防振を目的とする部位の数が、
それぞれ単数であると複数であるとに拘わらず適用され
得る。
【0012】また、かかるアクティブマウントの制御方
法において、アクティブマウントと防振対象における防
振を目的とする部位との間の伝達関数の値が第一の判定
値より小さいか否かは、例えば、下式:
【数2】 σx :適応型フィルタの入力信号の推定平均値 σy :適応型フィルタの出力信号の推定平均値 σy Max :マウント定格内でのσy の最大値 σe :残留振動に対応した誤差信号の推定平均値 σr :フィルタ係数の更新のための入力信号の推定
平均値 M :アクティブマウントの数 におけるDの値が、予め決定された境界値より小さいか
否かによって判断することができる。
【0013】更にまた、かかるアクティブマウントの制
御方法においては、アクティブマウントと防振対象にお
ける防振を目的とする部位との間の伝達関数が、アクテ
ィブマウントにおける最大発生加振力の大きさと前記防
振対象における防振を目的とする部位の振動レベルとを
考慮して求められる第二の判定値より小さくなった場合
に、前記防振対象における防振を目的とする部位の残留
振動を減ずる方向への適応型フィルタのフィルタ係数の
更新量を抑えることも、有効である。
【0014】また、かかるアクティブマウントの制御方
法においては、例えば、適応型フィルタにおけるフィル
タ係数の更新式として、下式: Wk+1 = Wk + μ{(ek /σr k 2)/Rk +ξ
(yk /σx k 2)/Xk } W :フィルタ係数ベクトル μ :更新係数 e :残留振動に対応した誤差信号 y :適応型フィルタの出力信号 σr :フィルタ係数の更新のための入力信号の推定平均
値 σx :適応型フィルタの入力信号の推定平均値 R :フィルタ係数の更新のための入力ベクトル X :適応型フィルタの入力ベクトル 添字:k,k+1 は、時刻を表す を採用し、アクティブマウントと防振対象における防振
を目的とする部位との間の伝達関数が第一の判定値より
小さくなった場合にξ>0とすることによって、適応型
フィルタのフィルタ係数を、かかる適応型フィルタの出
力信号の大きさに応じて該出力信号を減ずる方向に有利
に更新することができる。
【0015】更にまた、かくの如き適応型フィルタにお
けるフィルタ係数の更新式を採用してフィルタ係数を更
新する場合には、アクティブマウントと防振対象におけ
る防振を目的とする部位との間の伝達関数が小さい程、
ξの値が漸次大きくなるように調整する一方、かかる伝
達関数が小さい程、μの値が漸次小さくなるように調整
することも有効である。
【0016】
【実施例】先ず、図1には、本発明が有利に適用され得
る、アクティブマウントを含んで構成された防振装置と
しての自動車用エンジン支持装置における制御系の基本
システムの一例が、ブロック図によって概略的に示され
ている。かかるエンジンマウントの制御系は、適応アル
ゴリズム10によってフィルタ係数(ベクトル):Wが
書き換えられる適応型フィルタ12を備えている。そし
て、この適応型フィルタ12に、防振を目的とする部位
の振動に相関を有する入力信号:x(添字: k は時刻を
表す)が入力されると、エンジンマウントの加振手段を
制御する出力信号:yが出力されるようになっている。
そして、かかる適応型フィルタ12のフィルタ係数:W
を、防振を目的とする部位における振動が小さくなるよ
うに高速で更新することによって、エンジンマウントの
適応制御が行われるようになっているのである。
【0017】すなわち、図1において伝達関数:Gで表
される要素14は、適応型フィルタ12の出力信号によ
って駆動されるエンジンマウントの加振手段による加振
力が車体の防振を目的とする部位に及ぼされる出力系
と、車体の防振を目的とする部位の振動検出信号:zを
目標信号:dと比較して得られた誤差信号:eに基づい
て適応アルゴリズム10により適応型フィルタ12のフ
ィルタ係数:Wを変更するフィードバック系との、両方
を含む信号及び振動の伝達系を表すものであって、具体
的には、伝達関数:Gは、それら出力系とフィードバッ
ク系を構成するD/A変換器やフィルタ,アンプ,エン
ジンマウントの加振手段,エンジンマウントおよび車
体,振動センサ,アンプ,A/D変換器等の各種要素の
信号又は振動の伝達特性に基づくものである。なお、適
応アルゴリズム10には、入力信号:xが、要素14に
おける伝達関数:Gの推定値:GE を伝達関数とする遅
延要素16を通じて、入力信号:rとして入力されるよ
うになっており、入力信号:rと誤差信号:eが時間合
わせされている。
【0018】より具体的には、図1に示された制御系シ
ステムを実現するためのエンジン支持装置の具体的な構
成例が、図2に概略的に示されている。なお、図2で
は、理解を容易とするために、図1に対応する部材につ
いて、それぞれ、図1と同一の符号を付しておく。
【0019】すなわち、図2に示されたエンジン支持装
置は、自動車18のエンジンを含むパワーユニット20
を車体22に防振支持せしめる複数個のエンジンマウン
ト24を含んで構成されていると共に、それら複数個の
エンジンマウント24のうちの一つ又は複数個のものが
加振手段を備えたエンジンマウント24aとされてい
る。そして、かかるエンジンマウント24aの加振手段
が、制御装置26によって駆動制御されることにより、
防振対象たる車体22に対して加振力が及ぼされるよう
になっている。
【0020】なお、エンジンマウント24aとしては、
磁力や電磁力,電歪力,磁歪力等を利用した加振手段を
備えた従来から公知の各種構造のアクティブマウントが
何れも採用可能であるが、特に、電気信号によって発生
加振力を調整することのできるものが、制御性の点等か
ら望ましい。更にまた、パワーユニット支持のために大
きな剛性が要求されるような場合等においては、加振手
段による加振力に加えて、ゴム弾性体やばね手段等によ
る弾性支持力を発揮し得るものが好適に採用される。更
にまた、かかるエンジンマウント24aとして、内部に
流体室が形成されて流体流動作用に基づく減衰効果や低
動ばね効果が発揮される流体封入式のマウントを採用す
ることも可能である。
【0021】そこにおいて、制御装置26は、パワーユ
ニット20の振動に相関を有する信号を出力し得る第一
のセンサ28を有している。そして、かかる第一のセン
サ28の検出信号が、AMP30,LPF32およびA
/D変換器34を通じて、入力信号:xとして、適応型
フィルタ12に入力されるようになっている。
【0022】なお、第一のセンサ28としては、パワー
ユニット20の振動に相関を有する信号を出力するもの
であれば良く、例えば、図示されているように、パワー
ユニット20に取り付けられてパワーユニット20の振
動状態を検出する加速度センサや騒音計等が好適に採用
されるが、その他、アイドリング振動等の防振のために
は、エンジンのクランク軸の回転角度検出のためのパル
ス信号を加工してパワーユニット20の振動に相関を有
する信号を出力する装置も有効であり、また、シェイク
振動等の防振のためには、サスペンション部材に取り付
けられて路面からパワーユニットに及ぼされる加振力等
によるパワーユニットの振動に相関を有する信号を出力
する加速度センサ等も有利に用いられる。また、適応型
フィルタ12としては、一般にデジタルフィルタが用い
られる。
【0023】そして、かかる適応型フィルタ12によっ
て得られた出力信号:yが、D/A変換器36,LPF
38およびAMP40を通じて、加振手段を備えたエン
ジンマウント24aに、制御信号として入力されるよう
になっている。その結果、エンジンマウント24aの加
振手段により、自動車の車体22に加振力が及ぼされる
ようになっているのである。
【0024】また一方、車体22における防振を目的と
する部位には、第二のセンサ42が取り付けられてお
り、この第二のセンサ42によってかかる部位の振動レ
ベルが検出されるようになっている。なお、車体22と
は、防振を目的とする部位となり得る部材の全てを含む
ものであって、ボデーの他、フレーム、ステアリングシ
ステムやその他の装置を含む。また、第二のセンサ42
としては、防振を目的とする部位の振動レベルを検出可
能なものであれば良く、一般に、加速度センサや騒音計
等が採用される。更にまた、かかる第二のセンサ42が
取り付けられる防振を目的とする部位は、必ずしも一箇
所である必要はなく、複数箇所であっても良い。なお、
自動車では、例えば、運転席のシートレールの取付部位
や運転席前方のフロア、ステアリング等が、防振を目的
とする部位として選択される。
【0025】さらに、この第二のセンサ42の検出信号
が、AMP44,LPF46およびA/D変換器48を
通じて、誤差信号:eとして、適応アルゴリズム10に
入力されるようになっている。また、適応アルゴリズム
10には、第一のセンサ28の検出信号に基づいて得ら
れた入力信号:xが、遅延回路16を通じて入力される
ようになっている。
【0026】そして、かかる適応アルゴリズム10によ
り、第二のセンサ42の検出信号に基づいて得られる誤
差信号:eが零に近づくように、適応型フィルタ12の
フィルタ係数が変更されるようになっている。それによ
って、防振を目的とする部位の振動レベルが小さくなる
ように、エンジンマウント24aから車体22に及ぼさ
れる加振力が調節されるのである。
【0027】また、適応アルゴリズム10としては、簡
素で実現容易であることなどから最小自乗法が採用され
る。なお、最小自乗法とは、基本更新式: Wk+1 = Wk + μ′(−∇k ) W :フィルタ係数 μ′:更新係数 ∇ :勾配ベクトル 添字:k,k+1 は、時刻を表す に基づくアルゴリズムをいい、狭義の最小自乗法だけで
なく、それに基づくN−LMS法等をも含むものであ
り、一般には、入力信号:xの平均パワーが利用し易い
ことから、N−LMS法等が好適に用いられる。
【0028】そして、そのような最小自乗法に基づく適
応アルゴリズムにおいて、誤差信号:eに加えて出力信
号:yも考慮した自乗平均誤差の評価関数: J=E[ek 2 ]+ξE[yk 2 ] (ξは、係数) を採用する。即ち、かかる評価関数:Jを用いると、上
記基本更新式は、 Wk+1 = Wk − μ′{∂(E[ek 2 ]+ξE[y
k 2 ])}/∂W= Wk − μ′∂(ek 2 +ξyk
2 )/∂W= Wk + 2μ′(ek k +ξy
k k ) のように表される。但し、Xk ,Rk は、入力信号:x
k ,rk の相関行列であり、 Xk =[xk ,xk-1 ・・・,xk-L Tk =[rk ,rk-1 ・・・,rk-L T である。なお、Lは適応フィルタのタップ数であり、T
で転置を表す。
【0029】また、N−LMSに基づいて入力信号:
x,rの平均パワーに関する時変推定値:σx ,σr を
用いると、下記(式A)のように、μ′を新たな更新係
数:μに置き換えた最小自乗アルゴリズムを得ることが
できる。 Wk+1 = Wk +μ{(ek /σr k 2 )Rk+ξ(y
k /σx k 2 )Xk } ・・・(式A) なお、入力信号:x,rの推定平均値:σx ,σr の求
め方は特に限定されるものではないが、一般に、下式が
好適に採用される。 σx k 2 =αx k 2 +(1−α)σx k-1 2 (0≦
α≪1) σr k 2 =βr k 2 +(1−β)σr k-1 2 (0≦
β≪1)
【0030】そして、本実施例では、上記(式A)にお
ける「μ(ek /σr k 2 )Rk 」の項が、残留振動を
減ずる方向へのフィルタ係数の更新量を調節するための
更新式であり、また、「μ・ξ(yk /σx k 2
k 」の項が、出力信号の大きさに応じて該出力信号を
減ずる方向にフィルタ係数を更新するための更新式であ
る。即ち、かかる(式A)に従う適応アルゴリズムにお
いては、更新係数:μ,ξの値を調節することによっ
て、誤差信号:eおよび出力信号:yに関する適応性を
調節して、残留振動を減ずる方向へのフィルタ係数の更
新量を抑えたり、出力信号の大きさに応じて該出力信号
を減ずる方向にフィルタ係数を更新することができるの
である。ここにおいて、これらの更新係数:μ,ξの値
を設定するための判別式は、以下の如くして導くことが
できる。
【0031】先ず、エンジンマウント24aの加振手段
を安定して制御することのできる条件式として、下式を
考えることができる。
【数3】 Y :エンジンマウント24aにおける発生加振力 YMax :エンジンマウント24aにおける最大発生加振
力 M :加振力を及ぼし得るエンジンマウント24aの
配設数 添字 m:全部でM個あるうちのエンジンマウント24a
の番号 添字 n:全部でN個あるうちの第二のセンサ42の番号 なお、E[ ]は、期待値を表す。また、Gは、エンジ
ンマウント24aと第二のセンサ42が取り付けられた
防振部位との間の振動伝達系と、エンジンマウント24
a及び第二のセンサ42を含めた出力系とフィードバッ
ク系の両方の信号伝達系とを含めた、出力信号:yから
検出信号:zまでの伝達系における伝達関数であり、例
えば、特定の周波数に関する出力信号:yと検出信号:
zとを比較し、振幅比(ゲイン)および位相差等を求め
ることによって設定することができる。更に、伝達関
数:Gは、運転条件、特にエンジン回転数の変化に伴っ
て変化することから、低周波数から高周波数に至る各種
の周波数毎の測定或いは制御対象の周波数帯域における
掃引測定等によって、予め広帯域に亘って伝達関数:G
を設定しておくことが望ましい。
【0032】すなわち、上式において、左辺は、M個の
エンジンマウント24aによる最大発生加振力の絶対値
の時間平均値の総和を表すものと考えることができる一
方、右辺の第一項が、NO. nの第二のセンサ42によっ
て検出された防振部位における残留振動に対応する信号
の絶対値の時間平均値を表し、第二項が、M個のエンジ
ンマウント24aによる現在の発生加振力の絶対値の時
間平均値の総和を表すものと考えることができる。
【0033】さらに、上式は、推定平均値:σx ,σr
,σy ,σr を用いると、下式のように表すことがで
きる。
【数4】 なお、添字: pは、基準信号の番号を表す。尤も、伝達
関数:Gは基準信号の大きさによって変わらないことか
ら、二つ以上の基準信号を採用し、例えば、一つのエン
ジンマウントを、パワーユニット20に取り付けた第一
のセンサによって得られる基準信号と、サスペンション
部材に取り付けた第一のセンサによって得られる基準信
号とによって適応制御する場合にも、その何れか一方の
基準信号を採用すれば良い。
【0034】それ故、前記(式A)に従う適応アルゴリ
ズムにおいて、エンジンマウント24aの加振手段を安
定して制御することができるか否かを判断する判別式と
して、下記(式B)を得ることができる。
【数5】
【0035】なお、上記(式B)によって得られる判定
値:D[n] の値は、伝達係数:Gの値が、各エンジンマ
ウント24aと各第二のセンサ42との間でそれぞれ異
なることから、第二のセンサ42、即ち車体22におけ
る防振を目的とする部位毎に求められることとなる。
【0036】また、(式B)中、各エンジンマウント2
4aにおける最大発生加振力:YMa x を同一とすると、
かかる(式B)は、下記のように表すこともできる。
【数6】
【0037】すなわち、上記(式B)において、判定
値:D[n] の値によってエンジンマウント24aの加振
手段を安定して制御することができるか否かを判断する
ことができるのである。そして、かかる判定値:D[n]
の値に基づいて、前記(式A)における更新係数:μ,
ξの値を適宜に変更設定して誤差信号:eおよび出力信
号:yに関する適応性が調節されることとなる。
【0038】具体的には、例えば、図3に示されている
如く、安定制御可能な判定値:D[n ] の最小値を境界
値:C[n] として設定し、D[n] ≧C[n] の場合にξ=
0とする一方、D[n] <C[n] の場合にξ>0となるよ
うに、更新係数:ξの値が変更設定される。そこにおい
て、理論的には判定値:D[n] が1以上であれば安定制
御可能となるが、実際にはエンジンマウント24aにお
ける加振手段や第二のセンサ42の特性等を考慮すると
共に安全率を見込んで、境界値C[n] を、1<C [n]
2となるように設定することが望ましく、より好適に
は、かかる境界値C [n] は実験的に定められる。なお、
[n] >2とすると、制御の発散は防止されるが、安定
制御可能な範囲内でもエンジンマウント24aによる加
振力が制限されてしまい、必ずしも効果的な防振効果が
得られなくなってしまう場合がある。
【0039】このように、ξ>0とすると、適応型フィ
ルタ12のフィルタ係数:Wが、出力信号:yの大きさ
に応じて、かかる出力信号:yを減ずる方向に更新され
るのであり、その結果、制御の発散が効果的に防止され
得るのである。なお、ξの具体的数値は、D[n] <C
[n] の範囲でξ>0であれば一応の効果は発揮される
が、判定値:D[n] の値が小さくなるに従って直線的
(図3参照)や曲線的,段階的等の関係をもって、ξの
値が漸次大きくなるように変更すれば、より有効な発散
防止効果が得られる。
【0040】また一方、図3に示されている如く、判定
値:D[n] の値が境界値:C[n] より小さくなった場合
に、更新係数:ξだけでなく、更新係数:μも変更設定
することも可能であり、D[n] <C[n] の場合に、かか
る更新係数:μを初期設定値:μ0 より小さくすること
により、誤差信号:eの大きさに応じた出力信号:yの
増加を一層有効に抑えることができる。なお、更新係
数:ξの変更設定の境界値:C[n] と更新係数:μの変
更設定の境界値:C[n] は、必ずしも一致させる必要は
ない。
【0041】また、更新係数:μの具体的数値は、更新
係数:ξと同様、D[n] <C[n] の範囲でμ<μ0 とな
るように、判定値:D[n] の増減に対する各種の対応形
態をもって変更設定され得るが、特に判定値:D[n]
値が小さくなるに従ってμの値が漸次小さくなるように
変更すれば、より有効な発散防止効果が得られる。更
に、判定値:D[n] の値が0となった場合に、更新係
数:μが0又は0に近い値となるように設定することに
より、伝達関数:Gの値が極めて小さい場合でも、不安
定な制御状態が一層効果的に防止されて、フィルタ係数
の更新方向が定まらずに不良制御されることに起因する
制御の実施による振動特性の悪化が、未然に且つ一層効
果的に防止され得るのである。
【0042】しかも、上述のように更新係数:μ,ξを
変更設定すれば、D[n] ≧C[n] となる安定制御可能な
範囲内では、出力抑制作用が働かないのであり、目的と
する能動的な防振効果が極めて有効に発揮され得るので
ある。
【0043】因みに、4気筒2000ccのガソリンエン
ジンを車両前後左右のエンジンマウントによって車体に
防振支持せしめると共に、リヤ側に加振手段を備えたア
クティブマウントを採用したオートマチック型トランス
ミッションのFF型乗用車において、図2に示されてい
る如き構成の制御装置を適用し、シフトレバーをNレン
ジに入れてエンジン回転数を3300回転/分に保持し
た状態下で、パワーユニットに取り付けた第一のセンサ
によって得られる検出信号を入力信号として、前記(式
A)に基づく適応アルゴリズムに従い、運転席フロアの
振動を能動的に制御せしめた。その結果として、運転席
フロアに取り付けた第二のセンサによる振動検出信号
と、適応フィルタによって出力されるエンジンマウント
の制御信号とを、図4に示す。
【0044】なお、実験では、C[1] =2に設定し、D
[1] ≧C[1] の場合に、μ=μ0 =0.02一定,ξ=
0とする一方、D[1] <C[1] の場合に、μ=μ0 ×
(D[1 ] /C[1] ),ξ=ξ0 ×(1−D[1]
[1] ),ξ0 =0.05とした。
【0045】また、同一のエンジン支持機構を有する実
車において、D[1] の値に拘わらずξ=0,μ=μ0
0.02一定とした適応アルゴリズムを採用すると共
に、適応フィルタによって出力されるエンジンマウント
の制御信号の設定限界値を定めて、かかる限界値に達し
た場合に制御信号を強制的に0に引き戻すようにして、
同様な実験を行った結果を、比較例結果として、図5に
示す。
【0046】かかる実験結果からも、本発明に従う制御
装置を採用した場合には、発散や不安定な制御状態が防
止されて、優れた防振効果が安定して発揮されることが
認められる一方、単に制御信号の出力制限をした比較例
の場合には、制御信号を限界値で強制的に0に引き戻す
ことによって発散状態は防止されるものの、それによっ
て制御が不安定となって周期的な振動悪化状態が発生
し、安定した防振効果が発揮されていないことが認めら
れる。
【0047】以上、本発明の実施例について詳述してき
たが、これは文字通りの例示であって、本発明は、かか
る具体例にのみ限定して解釈されるものではない。
【0048】特に、最小自乗法に基づく適応アルゴリズ
ム、更にはそこにおいて導入される適応型フィルタの出
力信号の大きさに応じて出力信号を減ずる方向にフィル
タ係数を更新する更新式は、上述の具体式に限定される
ものではない。
【0049】例えば、適応アルゴリズムの一具体例を示
す前記(式A)は、下式のようにも表すことが可能であ
る。 Wk+1 = Wk +μ(ek /σr k 2 )Rk +μy (y
k /σx k 2 )Xk μy =μ・ξ そして、かかる式においては、μ,μy が、前記実施例
におけるμ,ξに相当する更新係数と考えることもでき
ることから、これらμ,μy の値を、前記実施例におけ
るμ,ξに従って変更設定することにより、本発明を実
施することも可能である。
【0050】また、前記実施例においては、本発明を自
動車のエンジンマウント機構に適用した場合の具体例に
ついて説明したが、本発明は、各種の防振機構に関して
適用され得るものである。
【0051】その他、一々列挙はしないが、本発明は、
当業者の知識に基づいて、種々なる変更,修正,改良等
を加えた態様において実施され得るものであり、また、
そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限
り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであること
は、言うまでもないところである。
【0052】
【発明の効果】上述の説明から明らかなように、本発明
においては、伝達関数を安定制御可能性の判定材料とし
て採用し、伝達関数値が小さくなった場合に適応型フィ
ルタの出力信号を減ずる方向にフィルタ係数を更新する
ようにしたことにより、安定制御が可能な状況下ではア
クティブマウントの加振力が抑制されることなく有利に
及ぼされて能動的な防振効果が有効に発揮され得る一
方、システムに線形応答性が得られなくなった状況下で
の制御系の発散が効果的に防止され得て、制御系の発散
に起因する防振性能の著しい低下が回避され得るのであ
る。
【0053】また、伝達関数による安定制御可能性の判
定は、請求項4に記載の判定式に基づいて行うことによ
って、容易且つ有利に行うことが可能となる。
【0054】さらに、伝達関数を安定制御可能性の判定
材料として採用し、伝達関数値が小さくなった場合に、
適応型フィルタの出力信号を減ずる方向にフィルタ係数
を更新すると共に、防振を目的とする部位の残留振動を
減ずる方向へのフィルタ係数の更新量を抑えるようにす
れば、フィルタ係数の更新方向が定まらずに発散方向に
更新されること等に起因する制御の不良実行も有効に防
止され得ることとなり、防振性能のより一層の安定化が
図られ得るのである。
【0055】また、適応型フィルタの出力信号を減ずる
方向へのフィルタ係数の更新は、請求項6に記載の更新
式に基づいて行うことによって、容易且つ有利に行うこ
とが可能となる。
【0056】更にまた、防振を目的とする部位の残留振
動を減ずる方向へのフィルタ係数の更新量の抑制は、請
求項6に記載の更新式においてμの値を調整することに
よって、容易且つ有利に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用され得る自動車用エンジン支持装
置における制御系の基本システムの一例を概略的に示す
ブロック図である。
【図2】図1に示された制御系システムを実現するため
のエンジン支持装置の具体的な構成例を概略的に示す説
明図である。
【図3】更新係数:ξ,μの変更設定の具体例を示すグ
ラフである。
【図4】実車のアクティブエンジンマウントを本発明に
従う適応アルゴリズムによって制御した防振実験結果と
しての振動検出信号および制御信号を示すグラフであ
る。
【図5】更新係数を一定とし、制御信号の設定限界値を
定めて実車のアクティブエンジンマウントを制御した比
較防振実験結果としての振動検出信号および制御信号を
示すグラフである。
【符号の説明】
10 適応アルゴリズム 12 適応型フィルタ 20 パワーユニット 22 車体 24 エンジンマウント 26 制御装置 28 第一のセンサ 42 第二のセンサ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 振動発生源と防振対象の間に介装されて
    該防振対象に加振力を及ぼすアクティブマウントを、最
    小自乗法に基づく適応アルゴリズムに従って該防振対象
    における防振を目的とする部位の残留振動を減ずる方向
    に適応型フィルタのフィルタ係数を更新することにより
    適応制御せしめて、前記防振対象の振動を能動的に抑え
    るアクティブマウントの制御装置において、 前記アクティブマウントと前記防振対象における防振を
    目的とする部位との間の伝達関数が、前記アクティブマ
    ウントにおける最大発生加振力の大きさと前記防振対象
    における防振を目的とする部位の振動レベルとを考慮し
    て求められる第一の判定値より小さくなった場合に、前
    記適応型フィルタの出力信号の大きさに応じて該出力信
    号を減ずる方向に前記適応型フィルタのフィルタ係数を
    更新する更新式を導入することを特徴とするアクティブ
    マウントの制御装置。
  2. 【請求項2】 防振対象に加振力を及ぼして該防振対象
    における防振を目的とする部位の振動を能動的に抑える
    加振手段を備えたアクティブマウントと、 最小自乗法に基づく適応アルゴリズムに従って前記防振
    対象における防振を目的とする部位の残留振動を減ずる
    方向にフィルタ係数を更新することにより、前記アクテ
    ィブマウントの加振手段を適応制御すると共に、かかる
    アクティブマウントと前記防振対象における防振を目的
    とする部位との間の伝達関数が、該アクティブマウント
    における最大発生加振力の大きさと該防振対象における
    防振を目的とする部位の振動レベルとを考慮して求めら
    れる第一の判定値より小さくなった場合に、出力信号の
    大きさに応じて該出力信号を減ずる方向にフィルタ係数
    を更新する更新式を導入する適応型フィルタとを、含ん
    で構成されていることを特徴とする防振装置。
  3. 【請求項3】 振動発生源と防振対象の間に介装されて
    該防振対象に加振力を及ぼすアクティブマウントを、最
    小自乗法に基づく適応アルゴリズムに従って該防振対象
    における防振を目的とする部位の残留振動を減ずる方向
    に適応型フィルタのフィルタ係数を更新することにより
    適応制御せしめるに際して、 前記アクティブマウントと前記防振対象における防振を
    目的とする部位との間の伝達関数が、前記アクティブマ
    ウントにおける最大発生加振力の大きさと前記防振対象
    における防振を目的とする部位の振動レベルとを考慮し
    て求められる第一の判定値より小さくなった場合に、前
    記適応型フィルタの出力信号の大きさに応じて該出力信
    号を減ずる方向に前記適応型フィルタのフィルタ係数を
    更新する更新式を導入することを特徴とするアクティブ
    マウントの制御方法。
  4. 【請求項4】 前記アクティブマウントと前記防振対象
    における防振を目的とする部位との間の伝達関数の値
    が、前記アクティブマウントにおける最大発生加振力の
    大きさと前記防振対象における防振を目的とする部位の
    振動レベルとを考慮して求められる第一の判定値より小
    さいか否かを、下式: 【数1】 σx :適応型フィルタの入力信号の推定平均値 σy :適応型フィルタの出力信号の推定平均値 σy Max :マウント定格内でのσy の最大値 σe :残留振動に対応した誤差信号の推定平均値 σr :フィルタ係数の更新のための入力信号の推定
    平均値 M :アクティブマウントの数 におけるDの値が、予め決定された境界値より小さいか
    否かによって判断する請求項3に記載のアクティブマウ
    ントの制御方法。
  5. 【請求項5】 前記アクティブマウントと前記防振対象
    における防振を目的とする部位との間の伝達関数が、前
    記アクティブマウントにおける最大発生加振力の大きさ
    と前記防振対象における防振を目的とする部位の振動レ
    ベルとを考慮して求められる第二の判定値より小さくな
    った場合に、前記防振対象における防振を目的とする部
    位の残留振動を減ずる方向への適応型フィルタのフィル
    タ係数の更新量を抑える請求項3又は4に記載のアクテ
    ィブマウントの制御方法。
  6. 【請求項6】 前記適応型フィルタにおけるフィルタ係
    数の更新式として、下式: Wk+1 = Wk + μ{(ek /σr k 2)/Rk +ξ
    (yk /σx k 2)/Xk } W :フィルタ係数ベクトル μ :更新係数 e :残留振動に対応した誤差信号 y :適応型フィルタの出力信号 σr :フィルタ係数の更新のための入力信号の推定平均
    値 σx :適応型フィルタの入力信号の推定平均値 R :フィルタ係数の更新のための入力ベクトル X :適応型フィルタの入力ベクトル 添字:k,k+1 は、時刻を表す を採用し、前記アクティブマウントと前記防振対象にお
    ける防振を目的とする部位との間の伝達関数が前記第一
    の判定値より小さくなった場合に、ξ>0とする請求項
    3乃至5の何れかに記載のアクティブマウントの制御方
    法。
  7. 【請求項7】 前記アクティブマウントと前記防振対象
    における防振を目的とする部位との間の伝達関数が小さ
    い程、前記ξの値が漸次大きくなるように調整する一
    方、かかる伝達関数が小さい程、前記μの値が漸次小さ
    くなるように調整する請求項6に記載のアクティブマウ
    ントの制御方法。
JP2649394A 1994-02-24 1994-02-24 アクティブマウントの制御装置とそれを用いた防振装置およびアクティブマウントの制御方法 Pending JPH07238986A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003195951A (ja) * 2001-12-28 2003-07-11 Nissan Motor Co Ltd 能動型振動制御装置、車両用能動型振動制御装置
JP2010162956A (ja) * 2009-01-13 2010-07-29 Honda Motor Co Ltd 能動型振動制御装置
JP2012119800A (ja) * 2010-11-30 2012-06-21 Tokai Rubber Ind Ltd 能動型振動騒音抑制装置

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JP2010162956A (ja) * 2009-01-13 2010-07-29 Honda Motor Co Ltd 能動型振動制御装置
JP2012119800A (ja) * 2010-11-30 2012-06-21 Tokai Rubber Ind Ltd 能動型振動騒音抑制装置

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