JPWO2009139403A1 - 制振装置および車両 - Google Patents

Abstract

制振対象の位置と制振力発生位置が異なる場合であっても制振効果を高めることができる制振装置を提供する。制振装置は、振動発生源に起因して制振するべき位置に伝達された振動を検出する振動検出手段と、制振するべき位置とは異なる位置に設けられ、振動を打ち消すために制振力を発生させる加振手段と、振動検出手段が検出した振動に基づいて、加振手段に制振力を発生させる加振指令を出力する加振指令発生手段と、加振手段が設けられる位置から制振するべき位置までの振動伝達特性を含む制振力伝達経路の逆特性を加振指令に対して与えて加振手段に出力する加振指令補正手段とを有する。

Description

本発明は、発生する振動を抑制する制振装置およびこれを備えた車両に関する。

従来から車両のエンジンの出力トルク変動により生じた車両振動について、加振手段によって制振力を発生させて積極的に加振させることで、車両振動を打ち消す制振装置が知られている。より具体的には、このような制振装置としては、振動発生源となるエンジンに設けられた加振手段となるリニアアクチュエータと、振動発生源となるエンジン回転数を検出する手段と、制振しようとする位置における振動を検出する振動検出手段と、検出されたエンジン回転数及び制振しようとする位置の振動に基づいてリニアアクチュエータに加振力を出力する適応制御アルゴリズムとを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この制振装置では、適応制御アルゴリズムによってエンジン回転数と制振しようとする位置で現在検出されている振動に応じた最適な振幅と位相とを有する加振指令を出力することが可能であり、これにより加振手段から発生する制振力によって振動発生源となるエンジンから発生し、座席部など制振しようとする位置に伝達される振動を低減させることができるものである。

一方、加振手段となるリニアアクチュエータとして、弾性支持部（板バネ）が、可動子を定位置で保持し、自らが弾性変形することによって可動子を支持したリニアアクチュエータが知られている（例えば、特許文献２参照）。このリニアアクチュエータは、可動子には摩耗も摺動抵抗も生じないため、長期間にわたる使用を経た後においても軸支持の精度が低下することがなく高い信頼性が得られ、摺動抵抗に起因する消費電力の損失がなく性能の向上を図ることができる。また、弾性支持部を、コイルとの干渉を回避しつつ可動子を基点としてコイルよりも遠い位置にて固定子に支持させることにより、嵩の張るコイルと弾性支持部とをより近接して配置することが可能になるので、リニアアクチュエータの小型化を図ることができる。

特許文献２に記載されたリニアアクチュエータに補助質量（おもり）を付け、この補助質量を振動させた場合の反力を使用して、対象機器の振動抑制を行う制振制御を行う場合、制御対象機器の振動状態に基づいて振幅指令値及び周波数指令値を求め、この振幅指令値及び周波数指令値に応じて、リニアアクチュエータに対して印加する電流値を制御することが行われる。このような制振装置を自動車の車体に取り付けることにより、自動車のエンジンから車体に加わる力を相殺することができるため、車体の振動を低減することができる。

特開平１０−０４９２０４号公報 特開２００４−３４３９６４号公報

ところで、特許文献１に示す制振装置は、加振手段であるリニアアクチュエータを車体の振動発生源であるエンジン近傍に装着しているが、例えば特許文献２に記載されたリニアアクチュエータを加振手段として車体に後付けしようとしても、設置スペースの都合上、エンジン近傍や制振しようとする位置近傍に装着できない場合がある。このような場合、加振手段の装着位置をエンジンや制振しようとする位置から離す必要があるが、振動発生源（エンジン）、加振手段（リニアアクチュエータ）、制振しようとする位置（座席部）が異なることになるため、最適な制振力を得られないという問題がある。すなわち、加振手段取り付け位置から制振しようとする位置までの伝達特性の影響により、加振手段によって発生した制振力が制振しようとする位置で有効に効果を発揮できない。また、本伝達特性は、車体の剛性や、加振手段の指令に対する応答性や、加速度センサのフィルタ特性などによって決定されるものであるため、これらの伝達特性を考慮して、加振手段によって発生させるべき制振力の振幅と位相を決めなければならないという問題もある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、制振対象の位置と制振力発生位置が異なる場合であっても制振効果を高めることができる制振装置および車両を提供することを目的とする。

第１の発明に係る制振装置は、振動発生源に起因して制振しようとする位置に伝達された振動を検出する振動検出手段と、前記制振しようとする位置とは異なる位置に設けられ、前記振動を打ち消すために制振力を発生させる加振手段と、前記振動検出手段が検出した振動に基づいて、前記加振手段に制振力を発生させる加振指令を出力する加振指令発生手段と、前記加振手段を取り付けた位置から前記制振するべき位置までの振動伝達特性を含む制振力伝達経路の逆特性を前記加振指令に対して与えて前記加振手段に出力する加振指令補正手段とを備えることを特徴とする。

この構成によれば、振動検出手段が検出した振動を打ち消すための制振力を発生させるために加振指令発生手段が出力した加振指令に対して、予め求めた加振手段を取り付けた位置から制振しようとする位置までの振動伝達特性を含む制振力伝達経路の逆特性を与えた後の加振指令を加振指令補正手段が加振手段に対して出力する。すると、制振対象の位置と制振力発生位置が異なる場合であっても加振手段取り付け位置から制振しようとする位置までの振動伝達特性を含む制振力伝達経路の特性が考慮された制振力が発生することになる。このため、制振しようとする位置に設けられた振動検出手段が検出した振動を、加振手段取り付け位置から振動検出手段までの伝達特性の影響を受けることなく適切に制振できるという効果が得られる。

第２の発明に係る制振装置は、振動発生源に起因して制振しようとする位置に伝達された振動を検出する振動検出手段と、前記制振しようとする位置とは異なる位置に設けられ、前記振動を打ち消すために制振力を発生させる加振手段と、前記振動検出手段が検出した振動に基づいて、前記加振手段に制振力を発生させる加振指令を出力する加振指令発生手段とを備え、前記加振指令発生手段は、制振するべき振動の周波数と等しい基準正弦波または基準余弦波に対し、前記加振手段を取り付けた位置から前記制振するべき位置までの振動伝達特性を含む制振力伝達経路の逆特性を与えることにより得られる補正基準正弦波または補正基準余弦波に基づいて、前記制振力を発生させる加振指令を生成して前記加振手段に出力することを特徴とする。

制振力伝達経路の逆特性を与える演算を、基準正弦波及び基準余弦波に対して、加振指令発生手段の出力前に行うようにしたため、上記第１の発明が奏する効果に加えて、制振力に逆特性を与える演算を行う演算処理回路を簡略化することができるとともに、演算処理を高速化することができる。すなわち、制振力伝達経路の逆特性を与える演算は、基準正弦波及び基準余弦波を発生する時点で予め逆特性を与える演算を行うことにより補正基準正弦波または補正基準余弦波を求め、この補正基準正弦波または補正基準余弦波に基づいて前記制振力を発生させる加振指令を前記加振手段に出力するため、所定時間の振動信号を解析する等の処理が不要となり、逆特性を与える演算をテーブル参照のみで行うことができるため、演算回路を簡単にすることができるとともに、演算時間も短縮することができる。

ここで、加振手段が設けられる位置から制振しようとする位置までの振動伝達特性を含む制振力伝達経路の逆特性とは、加振指令発生手段から出力された加振指令から加振手段、および位置車体フレームの振動伝達特性を含み振動検出手段までの制振力伝達経路の伝達特性をいう。すなわち、加振手段が設けられる位置から制振しようとする位置までの振動伝達特性を含む制振力伝達経路の逆特性とは、加振手段から振動検出手段までの振動伝達経路の逆特性（車体フレームの振動伝達特性の逆特性）だけでなく、加振指令が加振指令発生手段から出力されて加振手段に到達し、加振手段で制振力が発生し、発生した制振力が振動検出手段に到達するまでの一連の経路の逆特性をいう。

第２の発明に係る制振装置に対して、前記振動発生源に起因する振動の周波数を検出する周波数検出手段をさらに備え、前記制振しようとする振動の周波数と等しい基準正弦波または基準余弦波は、前記周波数検出手段が検出した周波数に基づいて生成されるようにすると、周波数検出手段が、振動発生源に起因する振動の周波数を検出し、制振しようとする振動の周波数と等しい基準正弦波または基準余弦波を、検出した振動周波数に基づいて生成するため、制振力を発生させるための加振指令を生成するための基準正弦波または基準余弦波を簡単に生成することができる。このため、簡単な波形発振器によって構成することができるとともに、制振しようとする位置に設けられた振動検出手段が検出した振動を、加振手段取り付け位置から振動検出手段までの伝達特性の影響を受けることなく適切に制振できるという効果が得られる。

第１の発明又は第２の発明に係る制振装置において、前記加振手段を車両の車体フレームに装着すると、加振手段を車体フレームの任意の位置に装着することができるため、制振装置を装着する位置決めの自由度を向上させることができるとともに、車両に対して制振装置を後付けで装着することが可能となる。

第１の発明又は第２の発明に係る制振装置を車両に備えると、制振装置により振動を減衰させることができるため、車両の乗員の乗り心地感を向上させることができる。

第１の発明によれば、制振しようとする位置に設けられた振動検出手段が検出した振動を、加振手段取り付け位置から振動検出手段までの伝達特性の影響を受けることなく適切に制振できるという効果が得られる。

第２の発明によれば、逆特性を与える演算をテーブル参照のみで行うことにより、演算が簡略化されて、逆特性を与える演算を高速化することができる。また、演算を簡略化することができるため、演算処理装置のコスト増大を防止することができる。

第１実施形態（第１の発明）に係る制振装置の構成を示すブロック図である。 図１に示すアクチュエータ１０の構成を示す模式図である。 図１に示す制御部３の構成を示すブロック図である。 図１に示す車体フレーム２の振動伝達特性Ｆ、Ｆ’を示す説明図である。 第２実施形態（第２の発明）に係る制御部１０３の構成を示すブロック図である。

（第１実施形態）

以下、図面を参照して第１実施形態（第１の発明）に係る制振装置を説明する。図１は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、符号１は、自動車等の車両を走行させるための駆動力を発生するために車両に搭載されたエンジン（振動発生源）であり、車両内に発生する振動の発生源である。符号１０は、補助質量１１を備え、この補助質量１１を振動させることにより得られる反力によって車両内に発生する振動を抑制するための制振力を発生するリニアアクチュエータ（以下、「アクチュエータ」（加振手段）と称する）である。符号２は、車両の車体フレームであり、エンジンマウント１ｍによってエンジン１が搭載されるとともに、所定の位置にアクチュエータ１０が装着される。

ここでは、アクチュエータ１０は、車体フレーム２に発生する上下方向（重力方向）の振動を抑制制御するものとする。符号３は、アクチュエータ１０に制振力を発生させて、車両内に発生する振動を抑制する制御を行う制御部である。符号４は、制御部３から出力される指令値に基づいて、アクチュエータ１０を駆動するための電流をアクチュエータ１０に対して供給するアンプである。符号５は、車両内の乗員用の座席６の近傍（振動を低減しようとする位置の近傍）に装着された加速度センサ（振動検出手段）である。制御部３は、エンジン１から出力されるエンジンパルス信号（点火タイミング信号）と、加速度センサ５から出力される加速度センサ出力信号に基づいて、アクチュエータ１０を駆動するための加振指令を求めて、アンプ４へ出力する。アンプ４は、この加振指令（力指令値）に基づいて、アクチュエータ１０に対して供給するべき電流値を求めてアクチュエータ１０へ供給することにより、補助質量が往復運動（図１に示す例では、上下方向の運動）を行う。

ここで、図２を参照して、図１に示すアクチュエータ１０の詳細な構成を説明する。図２は、図１に示すアクチュエータ１０の詳細な構成を示す図である。この図において、符号１２は、永久磁石を備える固定子であり、車体フレーム２に固定される。符号１３は、可動子であり、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）を行う。ここでは、車体フレーム２の抑制するべき振動の方向と可動子１３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２に固定される。符号１４は、可動子１３及び補助質量１１を推力方向に移動可能なように支持する板バネであり固定子１２に固定されている。符号１５は、可動子１３と補助質量１１を接合する軸であり、板バネ１４によって支持されている。アクチュエータ１０と補助質量１１によって、動吸振器が構成されていることになる。

次に、図２に示すアクチュエータ１０の動作を説明する。アクチュエータ１０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１３には、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１３は、重力方向（下方向）に移動する。可動子１３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１２に対して軸１５の軸方向に往復動することになる。これにより、軸１５に接合されている補助質量１１が上下方向に振動することになる。アクチュエータ１０と補助質量１１によって構成される動吸振器は、アンプ４から出力する電流制御信号に基づいて、補助質量１１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２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。

次に、図４を参照して、図１に示す車体フレーム２の振動伝達特性について説明する。ここでは、車体フレーム２の振動源はエンジン１のみであるとし、車体フレーム２に発生する振動のうち、乗員用の座席（運転席）６付近で発生する振動を抑制するものとして説明する。エンジン１を駆動するためのエンジンパルスは、点火するタイミングで立ち上がるパルスであり、４気筒のエンジン１の回転数が１２００ｒｐｍであれば４０Ｈｚのパルス信号となって出力されることになる（図４（ａ）参照）。このエンジンパルスに応じて、エンジン１の各気筒は、点火することになるため、この点火タイミングに同期した振動がエンジン１から発生することになる（図４（ｂ）参照）。エンジン１において発生した振動は、車体フレーム２を伝達して座席６に到達する。このときの車体フレーム２の振動伝達特性をＦ’とする。エンジン１で発生した振動は、車体フレーム２の振動伝達特性Ｆ’によって、位相が変化する（例えば、θ’だけ遅れる）とともに、振幅も変化して、座席６の振動として現れることになる。この振動を加速度センサ５で検出することにより、座席６において発生する振動を検出することが可能となる（図４（ｃ）参照）。加速度センサ５により得られた振動の信号の逆位相の振動（図４の破線で示す振動）を座席６の位置において発生すれば座席６に発生している振動を相殺することができるため、座席６の振動を抑制することが可能となる。

しかし、座席６の近傍に振動抑制のための制振力を発生する振動源を設けることは車両のレイアウトの制限上できない場合がある。そのため、図１に示すアクチュエータ１０は、振動を抑制しようとする位置（加速度センサ５が取り付けられた位置）とは異なる位置に設けなければならない場合がある。したがって、補助質量１１を振動させることによって発生する制振力は、車体フレーム２を伝達して座席６に到達することになる。このとき、車体フレーム２の伝達特性Ｆによって、アクチュエータ１０に発生させた振動の位相と振幅が変化してしまう。このため、アクチュエータ１０によって発生させるべき振動は、アクチュエータ１０の装着位置から加速度センサ５の装着位置（座席６の位置）までの振動伝達特性Ｇに基づく位相変化と振幅変化を考慮して（例えば、位相をθだけ早めたり、振幅を大きくするなど）、加速度センサ５の出力信号の逆位相の信号を生成する必要がある（図４（ｄ）参照）。伝達特性Ｇは、アンプ４への加振指令からアクチュエータ１０、アンプ４、車体フレームの振動伝達特性Ｆを含み加速度センサ出力までの伝達特性をいう。

そこで、本発明は、アクチュエータ１０の装着位置から加速度センサ５の装着位置（座席６の位置）までの振動伝達特性Ｇに基づく位相変化と振幅変化を考慮して、制振力を発生させるようにしたものである。

次に、図３を参照して、図１に示す制御部３がアクチュエータ１０の装着位置から加速度センサ５の装着位置までの振動伝達特性Ｇに基づく位相変化と振幅変化を考慮して、制振力を発生させるための加振指令を生成する動作を説明する。図３は、図１に示す制御部３の詳細な構成を示す制御ブロック図である。制御部３は、加速度センサ５の出力信号と、エンジン１のエンジンパルス信号を入力し、アンプ４に対して、加振指令（力指令値）を出力するものである。なお、ここで説明する制御方式は、周期信号の基本周波数成分およびその高調波成分に対し参照点（ここでは振動検出位置）の状態量（ここでは振動）を抑制できる最小二乗法等を利用した適応制御アルゴリズムを基本としている。

まず、加速度センサ５から出力される加速度センサ出力信号（Ａｓｉｎ（ωｔ＋φ））は、収束ゲイン２μが掛けられる。一方、周期検出部３１は、エンジンパルス信号を入力し、エンジンパルス信号の周期を検出して、正弦波発振器３２へ出力する。正弦波発振器３２は、パルス周期を入力して、基準正弦波ｓｉｎ（ωｔ）と基準余弦波ｃｏｓ（ωｔ）を出力する。収束ゲイン２μが掛けられた加速度センサ出力信号は、乗算器３３、３４により、正弦波発振器３２から出力する基準正弦波ｓｉｎ（ωｔ）と基準余弦波ｃｏｓ（ωｔ）のそれぞれと乗算される。そして積分器３５、３６によって積分すると、積分器３５、３６からそれぞれ−Ａ’ｓｉｎφと−Ａ’ｃｏｓφが出力されることになる。

そして、積分器３５から出力される−Ａ’ｓｉｎφと基準余弦波ｃｏｓ（ωｔ）とを乗算器３７によって乗算すると、乗算器３７から−Ａ’ｃｏｓ（ωｔ）・ｓｉｎφが出力することになる。一方、積分器３６から出力される−Ａ’ｃｏｓφと基準正弦波ｓｉｎ（ωｔ）とを乗算器３８によって乗算すると、−Ａ’ｓｉｎ（ωｔ）・ｃｏｓφが出力されることになる。

続いて、乗算器３７から出力する−Ａ’ｃｏｓ（ωｔ）・ｓｉｎφと、乗算器３８から出力する−Ａ’ｓｉｎ（ωｔ）・ｃｏｓφとを加算器３９によって加算すると、三角関数の加法定理から加算器３９から−Ａ’ｓｉｎ（ωｔ＋φ）が出力される。この−Ａ’ｓｉｎ（ωｔ＋φ）に対して、加振指令値から加速度センサ５の出力までの制振力伝達経路の逆特性１／Ｇを乗算することにより、制振力を発生させるための加振指令を生成することができる。逆特性演算部４０（加振指令補正手段）は、加算器３９から出力する−Ａ’ｓｉｎ（ωｔ＋φ）に対して、加振指令値から加速度センサ５の出力までの制振力伝達経路の逆特性１／Ｇを与えて、制振力を発生させるための加振指令を生成してアンプ４へ出力する。図３に示す逆特性演算部４０は、アクチュエータ１０に装着される補助質量の質量、アクチュエータ１０の駆動性能、車体フレーム２の振動伝達特性Ｆ等を予め計測し、これらの計測値から求めた伝達特性Ｇの逆特性指（１／Ｇ）が設定されているものである。

この加振指令をアンプ４へ出力すると、補助質量１１が振動して制振力を発生することにより、エンジン１で発生し座席に伝達した振動が抑制されることになる。このとき、アクチュエータ１０が補助質量を振動させることにより発生する制振力は、アクチュエータ１０の装着位置から加速度センサ５の装着位置までの振動伝達特性Ｆを含む伝達特性Ｇに基づく位相変化と振幅変化を考慮した制振力であるため、振動を検出する位置（座席６の位置）と制振力を発生する位置が異なっていても発生する振動を効果的に抑制することができる。

このように、発生するべき制振力に対して、アクチュエータ１０が装着される位置から制振するべき位置（座席６）までの振動伝達特性Ｆを含む制振力伝達経路の逆特性１／Ｇを与えた制振力を発生させる加振指令をアクチュエータ１０に出力することで、加振手段取り付け位置から振動検出手段までの伝達特性の影響を受けることなく適切に制振できるという効果が得られる。また、アクチュエータ１０を車体フレーム２の任意の位置に装着することができるため、制振装置を装着する位置決めの自由度を向上させることができる。また、アクチュエータ１０を任意の位置に装着することが可能となるため、車両に対して制振装置を後付けで装着することが可能となる。また、制振装置により車両内に発生する振動を減衰させることができるため、車両の乗員の乗り心地感を向上させることができる。

なお、前述した説明においては、図２に示すリニアアクチュエータ１０を使用して、制振力を発生するものとして説明したが、補助質量１１を振動させることによって振動を抑制することができる反力を発生できる駆動源であれば、補助質量１１を振動させる手段は何でもよい。

（第２実施形態）

次に第２の発明に係る第２実施形態の制振装置について上記第１実施形態と同じ部分には同じ符号を付して説明及び図示を省略しつつ説明する。図１、図２、図４は上記第１実施形態と同じであり、図３を図５に代えて説明する。第２実施形態に係る制振装置は、第１実施形態に係る制御部３を下記に説明する制御部１０３にしたものである。

図５は、制御部１０３の詳細な構成を示す制御ブロック図である。制御部１０３は、加速度センサ５の出力信号と、エンジン１のエンジンパルス信号を入力し、アンプ４に対して、加振指令を出力するものである。なお、ここで説明する制御方式は、周期信号の基本周波数成分およびその高調波成分に対し参照点（ここでは振動検出位置）の状態量（ここでは振動）を抑制できる最小二乗法等を利用した適応制御アルゴリズムを基本としている。

まず、正弦波発振器１３２は、エンジン１から出力されるエンジンパルス信号の周期を周期検出部１３１により検出した結果（パルス周期）を入力し、これに基づいて、基準正弦波ｓｉｎ（ωｔ）と基準余弦波ｃｏｓ（ωｔ）を出力する。一方、加速度センサ５から出力される加速度センサ出力信号は、収束ゲイン２μが掛けられ、乗算器１３３、１３４により、正弦波発振器１３２から出力する基準正弦波ｓｉｎ（ωｔ）と基準余弦波ｃｏｓ（ωｔ）のそれぞれと乗算される。そして、積分器１３５、１３６によって積分すると、積分器１３５から位相差成分の−Ａ’ｃｏｓφ’が出力され、積分器１３６から位相差成分の−Ａ’ｓｉｎφ’が出力されることになる。

値設定部１３７には、制振力伝達経路の伝達特性Ｇの位相成分∠１／Ｇ（ｊω）と、伝達特性Ｇの振幅成分｜１／Ｇ（ｊω）｜が、周波数毎に関係付けられて予め記憶された２つのテーブルを備えている。値設定部１３７は、周期検出部１３１が検出したエンジンパルス信号の周期を入力し、この周期から求めた周波数に関係付けられた位相成分∠１／Ｇ（ｊω）と振幅成分｜１／Ｇ（ｊω）｜を２つのテーブルからそれぞれ読み出し、位相成分をＰとし、振幅成分を１／Ｇとして正弦波発振器１３８へ出力する。正弦波発振器１３８は、周期検出器３１によってエンジンパルス信号の周期を検出した結果と、振動伝達特性Ｇの位相成分Ｐ、振幅成分１／Ｇを入力する。そして、正弦波発振器１３８は、パルス周期に基づき周波数を求め、この周波数と等しくなるように生成した基準正弦波ｓｉｎ（ωｔ）と基準余弦波ｃｏｓ（ωｔ）のそれぞれに対して、振動伝達特性Ｇの逆特性（∠１／Ｇ（ｊω）及び｜１／Ｇ（ｊω）｜）を乗算（振幅成分１／Ｇは乗算し、位相成分Ｐは加算）した補正基準正弦波（１／Ｇ）ｓｉｎ（ωｔ＋Ｐ）と補正基準余弦波（１／Ｇ）ｃｏｓ（ωｔ＋Ｐ）を出力する。 そして、積分器１３５から出力される位相差成分−Ａ’ｃｏｓφと補正基準正弦波（１／Ｇ）ｓｉｎ（ωｔ＋Ｐ）とを乗算器１３９によって乗算し、積分器１３６から出力される位相差成分−Ａ’ｓｉｎφと補正基準余弦波（１／Ｇ）ｃｏｓ（ωｔ＋Ｐ）とを乗算器１４０によって乗算する。そして、乗算器１３９と乗算器１４０の出力を加算器１４１によって加算すると、三角関数の加法定理より−（Ａ’／Ｇ）ｓｉｎ（ωｔ＋φ＋Ｐ）の信号が得られる。すなわち、加速度センサ出力信号（Ａｓｉｎ（ωｔ＋φ））に対して、位相を反転するための（−１）と、振動伝達特性Ｇの振幅成分（１／Ｇ）とが乗算されるとともに、位相差成分（Ｐ）が位相成分に加算された信号が得られることになる。加算器１４１から出力される信号（−（Ａ’／Ｇ）ｓｉｎ（ωｔ＋φ＋Ｐ））が、アクチュエータ１０の装着位置から加速度センサ５の装着位置までの振動伝達特性Ｇに基づく位相変化と振幅変化を考慮して、制振力を発生させるための制振力を発生させるための加振指令となる。

この加振指令をアンプ４へ出力すると、補助質量１１が振動して制振力を発生することにより、加速度センサ５によって検出されるエンジン１が発生する振動が抑制されることになる。このとき、アクチュエータ１０が補助質量を振動させることにより発生する制振力は、アクチュエータ１０の装着位置から加速度センサ５の装着位置までの振動伝達特性Ｆを含む伝達特性Ｇに基づく位相変化と振幅変化を考慮した制振力であるため、振動を検出する位置（座席６の位置）と制振力を発生する位置が異なっていても発生する振動を効果的に抑制することができる。

このように、発生するべき制振力に対して、アクチュエータ１０が装着される位置から制振するべき位置（座席６）までの振動伝達特性Ｆを含む制振力伝達経路の逆特性１／Ｇを与えた制振力を発生させる加振指令をアクチュエータ１０に出力することで、加振手段取り付け位置から振動検出手段までの伝達特性の影響を受けることなく適切に制振できるという効果が得られる。また、アクチュエータ１０を車体フレーム２の任意の位置に装着することができるため、制振装置を装着する位置決めの自由度を向上させることができる。また、アクチュエータ１０を任意の位置に装着することが可能となるため、車両に対して制振装置を後付けで装着することが可能となる。また、制振装置により車両内に発生する振動を減衰させることができるため、車両の乗員の乗り心地感を向上させることができる。

また、制御系全体の伝達特性Ｇの逆特性１／Ｇの乗算を基準正弦波及び基準余弦波に対して事前に乗算するようにしたため、逆特性１／Ｇを乗算する演算処理回路を簡略化することができるとともに、演算処理を高速化することができる。発生するべき制振力の加振指令に対して、振動伝達特性Ｇの逆特性１／Ｇを乗算する場合、得られた発生するべき制振力の瞬時値では、周波数等を簡単に求めることはできないため、所定時間の振動を解析することにより周波数等を求めて、この求めた周波数に応じた逆特性を乗じる必要がある。一方、本発明による演算は、基準振動信号を発生する時点で予め逆特性１／Ｇを乗算しておくため、所定時間の振動信号を解析する等の処理が不要となり、逆特性を乗算する演算をテーブル参照のみで行うことができるため、演算処理を簡略化できるため、演算回路簡単にすることができるとともに、演算時間も短縮することができる。

なお、図５に示す周期検出部１３１は、エンジンパルス信号の周波数を検出する周波数検出部に置き換えてもよい。このようにすることにより、正弦波発振器１３２、１３８が内部においてパルス周期から周波数を求める必要がなくなるため、正弦波発振器１３２、１３８の構成を簡単にすることができる。

第１の発明及び第２の発明による制振装置は、振動を抑制しようとする位置と制振力を発生させる位置が異なる場合における振動抑制する用途に適用することができる。また、前述した説明においては、制振対象を自動車の車体フレームであるものとして説明したが、本発明の制振装置による制振対象機器は必ずしも自動車の車体フレームである必要はなく、自律走行搬送車の車体、ロボットアーム等であってもよい。

Claims (6)

1. 振動発生源に起因して制振しようとする位置に伝達された振動を検出する振動検出手段と、
   前記制振しようとする位置とは異なる位置に設けられ、前記振動を打ち消すために制振力を発生させる加振手段と、
   前記振動検出手段が検出した振動に基づいて、前記加振手段に制振力を発生させる加振指令を出力する加振指令発生手段と、
   前記加振手段を取り付けた位置から前記制振しようとする位置までの振動伝達特性を含む制振力伝達経路の逆特性を前記加振指令に対して与えて前記加振手段に出力する加振指令補正手段と
   を備えることを特徴とする制振装置。
2. 振動発生源に起因して制振しようとする位置に伝達された振動を検出する振動検出手段と、
   前記制振しようとする位置とは異なる位置に設けられ、前記振動を打ち消すために制振力を発生させる加振手段と、
   前記振動検出手段が検出した振動に基づいて、前記加振手段に制振力を発生させる加振指令を出力する加振指令発生手段とを備え、
   前記加振指令発生手段は、
   制振しようとする位置の周波数と等しい基準正弦波または基準余弦波に対し、前記加振手段が取り付けた位置から前記制振しようとする位置までの振動伝達特性を含む制振力伝達経路の逆特性を与えることにより得られる補正基準正弦波または補正基準余弦波に基づいて、前記制振力を発生させる加振指令を生成して前記加振手段に出力することを特徴とする制振装置。
3. 前記振動発生源に起因する振動の周波数を検出する周波数検出手段をさらに備え、
   前記制振しようとする振動の周波数と等しい基準正弦波または基準余弦波は、前記周波数検出手段が検出した周波数に基づいて生成されることを特徴とする請求項２に記載の制振装置。
4. 前記加振手段を車両の車体フレームに装着したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の制振装置。
5. 請求項４に記載の制振装置を備えることを特徴とする車両。
6. 請求項１〜３のいずれかに記載の制振装置を備えることを特徴とする車両。
   
   

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