KR101153579B1 - 자동차 차체의 진동을 저감하는 자동차용 제진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 높은 신뢰성을 확보하면서 간단한 구성으로 양호한 제진 효과를 얻을 수 있는 자동차용 제진장치를 제공하는 것에 있다. 자동차 차체의 진동을 저감하는 자동차용 제진장치에 있어서, 자동차 차체에 장착되어 보조질량을 구동하는 엑츄에이터와, 엑츄에이터의 전기자에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출기와, 엑츄에이터에 인가되고 있는 단자전압을 검출하는 수단과, 전류 검출기에 의해 검출된 전류와 단자전압에 기초하여 엑츄에이터의 유기전압을 계산하고, 더 나아가 엑츄에이터의 상대속도, 상대변위 또는 상대 가속도의 적어도 하나를 계산하는 연산회로와, 연산회로에 의해 계산된 엑츄에이터의 상대속도, 상대변위 또는 상대 가속도의 적어도 하나에 기초하여 엑츄에이터를 구동제어하는 제어회로를 구비한다.

Description

자동차 차체의 진동을 저감하는 자동차용 제진장치{DAMPER FOR AUTOMOBILES FOR REDUCING VIBRATION OF AUTOMOBILE BODY}

본 발명은 자동차의 진동 억제를 제어하는 자동차용 제진장치(damping apparatus) 및 제진제어(damping control) 방법에 관한 것이다.

본원은 2006년 5월 8일에 출원된 특원2006-129013호, 2007년 1월 15일에 출원된 특원2007-6006호, 2007년 3월 5일에 출원된 특원2007-54532호, 2007년 3월 5일에 출원된 특원2007-54274호, 2007년 3월 6일에 출원된 특원2997-55423호 및 2007년 4월 13일에 출원된 특원2007-105728호에 대한 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

자동차의 승차감, 쾌적성의 향상을 도모하면서, 엔진의 진동을 운전실 내로 전하지 않는 고안이 필요하다. 지금까지 엔진을 지지하는 마운팅 기구(mounting mechanism)에 진동흡수 기능을 부여하거나, 또는 엑츄에이터(actuator)를 이용하여 강제 가진(forced excitation)함으로써 차체의 진동을 저감하는 기술이 제안되어있다(예를 들면, 특개소 61-220925호 공보, 특개소 64-83742호 공보 참조).

종래기술에서는 엑츄에이터를 제어하기 위하여, 엑츄에이터 가동부(movable section)와 고정부(fixation section) 간의 상대변위(relative displacement), 상대속도(relative velocity), 상대 가속도(relative acceleration)를 검출하는 경우에 센서(sensor)를 사용해왔다. 그러나, 센서 자체를 고온환경 하에 노출되는 엔진 주변에 장착하지 않으면 안되어 신뢰성이 결여된다는 문제가 있었다.

또한, 엑츄에이터의 가동자(movable elment) 지지 수단으로서 내구성을 확보하기 위하여 판용수철(plate spring) 등을 이용한 경우, 가동부 질량과 판용수철 정수(constant)에 따른 공진계(resonance system)가 구성된다. 그러나, 자동차 진동을 억제하는 가운데 이 공진배율(resonance magnification)이 높은 경우, 온도변화나 경년변화(age related changes) 등에 의해 공진 주파수(resonance frequency)가 조금이라도 변화한다면, 지령신호(command signal)에 대한 엑츄에이터의 응답이 크게 변화되어버리는 등 진동 억제 제어에 악영향을 미친다는 문제가 있다.

또한, 방진대상 물체의 진동을 검출하여 그 검출 신호를 필터에 통과시킴으로써 방진대상 물체의 진동과 간섭하여 진동이 없어지는 진동 파형을 생성하고, 이 진동파형에 기초하여 신호를 엑츄에이터에 인가함으로써 넓은 주파수 대역 전역에서 방진대상 물체의 진동을 능동적으로 저감할 수 있는 진동제어 장치가 알려져있다(예를 들면, 특개평30-219140호 공보 참조).

최근 몇년간의 자동차에 있어서는, 필요에 따라 6기통 엔진(six cylinder engine)의 기통 휴지(stopping cylinders)를 행하는 소수의 기통(예를 들면, 3기통)으로 엔진구동을 행함으로써, 연비의 향상을 꾀한 제어가 널리 쓰이고 있다. 엔진 진동은 6기통 전환을 실행할 때에 비해, 기통 휴지를 실행하면 진동이 커질 가능성이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는, 특개평03-219140호 공보에 기재되어있는 것과 같이 넓은 주파수 대역에 이르는 진동을 능동적으로 저감시키는 진동제어 장치가 유효하다.

그러나, 종래의 제진장치는 발생하는 진동을 억제하는 것만의 제어이기 때문에, 6기통 엔진에서 소정의 기통수를 정지시키는 것과 같은 제어를 실행하는 자동차에 있어서는 모든 진동이 억제되어 버려 엔진이 구동하고 있다는 것을 감지하기 어려워져 버리기 때문에 운전자가 위화감을 느낀다는 문제가 있다. 운전자에 대하여 6기통 구동으로부터 기통 휴지 운전으로 이행한 것을 느끼지 못하도록 진동을 억제하여 위화감을 주지 않도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 가동부를 구동함에 따른 반력(reaction force)을 이용하여 엔진 회전수에 따른 제진력(dampling force)을 발생하는 엑츄에이터를 사용한 차량의 진동제어 장치가 알려져 있다(예를 들면, 특개소61-220925호 공보 참조). 이 장치에 따르면, 차체 진동 엔진 회전수로부터 예측하고 엑츄에이터에 의해 엔진으로부터 차체로 추가되는 힘을 상쇄할 수 있기 때문에, 차체의 진동을 저감할 수 있다. 이와 같은 제진장치는 왕복운동을 하는 리니어 엑츄에이터(linear actuator)를 사용하고, 보조질량을 진동시킴으로써 제진대상의 진동을 저감하는 것이다. 한편, 리니어 엑츄에이터로서 탄성 지지부(판용수철)가 가동자를 정위치에서 유지하고, 스스로 탄성변형(elastically transform)함으로써 가동자를 지지한 리니어 엑츄에이터가 알려져있다(예를 들면, 특개2004-343964호 공보 참조). 이 리니어 엑츄에이터에서 가동자에는 마모(wear)도 제동저항(sliding resistance)도 생기지 않기 때문에, 장기간에 걸친 사용을 겪은 후에도 축 지지의 정도가 저하되는 일 없이 높은 신뢰성을 얻을 수 있고, 제진저항에 기인하는 소비전력의 손실 없이 성능의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 탄성 지지부를 코일과의 간섭을 회피하면서 가동자를 기점으로하여 코일보다도 먼 위치에서 고정자에 지지시킴으로써, 부피가 큰 코일과 탄성 지지부를 보다 근접하여 배치하는 것이 가능해지기 때문에, 리니어 엑츄에이터의 소형화를 도모할 수 있다.

또한, 제진제어를 최적화하기 위하여 차량의 운전상황에 따라 진폭(amplitude) 및 위상 데이터(phase data)에 대한 복수의 데이터맵을 미리 준비해두고, 운전상황에 따라 골라낸 데이터맵으로부터의 진폭위상 데이터에 기초하여 진동을 감쇠시키는 엑츄에이터를 구동하기 위한 신호를 생성하는 제진장치가 알려져있다(예를 들면, 특개평11-259147호 공보 참조). 또한, 차량의 상태변화를 추종하여 제진을 실행하는 수법으로서 적응필터(adaptive filter)가 있고, 시간 영역에서 실현하는 것(예를 들면, 특개평10-49204호 공보, 특개2001-51703호 공보 참조), 주파수 영역에서 실현하는 것(예를 들면, 적응필터의 실용기술, 코사카 토시후미, 일본음향학회지 48권7호 P520 참조)이 알려져 있다. 적응필터를 사용하는 방법은 어느 것이나 다 특정 관측점(measuring point)의 오차신호(error signals)(예를 들면, 가속도 신호)에 기초하여 진동을 억제하기 위한 진폭위상을 스스로 구하여 제어를 실행하는 것이다.

그러나, 적응필터의 처리동작은 시간이 걸리기 때문에 엔진 회전수가 크게 변동한 경우에는 제진효과가 나빠지며, 특히 주파수 영역에서 실현하는 방법은 처리시간이 걸린다는 문제가 있다. 또한, 엑츄에이터의 지령값으로부터 관측점에서의 신호(가속도)로의 전달함수가 변동하는 것과 같은 특성변동(characteristic change)이나 경년변화가 있다는 것과 제진특성이 열화(degraded)되어버린다는 문제가 있다. 한편, 맵 데이터를 참고하여 제어를 행하는 방법은 처리시간을 짧게할 수 있으므로 응답성을 좋게 하는 것이 가능하지만, 제어에 사용하는 엑츄에이터나 제진대상의 엔진의 개체차이(individual differences)나 경년변화에 따라 제진성능이 열화되어 버린다는 문제를 가지고 있다.

또한, 리니어 엑츄에이터에 보조질량(auxiliary mass;추)을 부착하여 이 보조질량을 진동시켰을 경우의 반력을 사용하여 대상기구의 진동억제를 행하는 제진제어를 실행하는 경우, 제어대상 기구의 진동상태 값에 기초하여 진폭 지령값 및 주파수 지령값을 구하고, 이 진폭 지령값 및 주파수 지령값에 따라 리니어 엑츄에이터에 대하여 인가하는 전류값을 제어하는 것이 널리 쓰인다. 이와 같은 제진장치를 자동차의 차체에 장치함으로써 자동차의 엔진으로부터 차체에 가해지는 힘을 상쇄할 수 있기 때문에, 차체의 진동을 저감할 수 있다.

*그러나, 리니어 엑츄에이터는 가동자에 고정된 보조질량과 이 가동자를 유지하는 판용수철로부터 정해지는 고유 진동수(natural frequency)에 가까운 외력(external force; 외란(disturbance))이 작용한다거나, 또는 고유 진동수에 가까운 구동 지령값을 입력하면 공진에 따라 과대한 진폭이 발생하여, 필요로 하는 제진용 반력 이상의 힘이 발생하게 되어 적정한 진동억제 제어가 실행되지 않는다는 문제가 있다.

또한, 가동자의 가동범위를 제한하기 위하여 구조상 가동자의 스토퍼(stopper)가 설치되어 있으므로, 자동차가 급가속이나 험한 길을 주행함으로써 자동차의 거동변화가 심한 경우 등에 있어서는 보조질량에 대하여 외력으로 작용하기 때문에, 과대한 진폭이 발생하여 가동자가 스토퍼에 충돌하는 현상이 발생해버린다는 문제가 있다. 게다가, 자동차의 거동변화가 심한 경우 등에 있어서는, 리니어 엑츄에이터를 구동하는 전류도 비례하여 변동이 커지고, 가동자가 스토퍼에 충돌하는 현상이 발생해 버린다는 문제가 있다. 가동자와 스토퍼가 충돌하면, 리니어 엑츄에이터를 구성하는 부품의 수명이 짧아질 가능성이 높아진다는 문제도 있다.

본 발명은 이러한 사정을 고려하여 만들어진 것이며, 그 목적은 높은 신뢰성을 확보하면서, 간편한 구성으로 양호한 제진효과를 얻을 수 있는 자동차용 제진장치 및 그 제어방법을 제공하는 것에 있다.

또한, 가진원의 상태가 변화된 경우에서도 발생하는 진동의 상태를 변화 전과 변함없는 상태로 유지할 수 있는 제진장치 및 진동억제 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 개체차이나 경년변화에 따른 제진성능에 대한 악영향을 저감하고, 엔진 회전수의 급격한 변동에 대해서도 양호한 제진성능을 유지할 수 있는 자동차용 제진장치 및 제진제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 공진현상을 억제하여 보조질량의 진동 진폭을 적정한 범위 내로 함으로써, 이상적인 진동억제를 실현할 수 있는 제진장치 및 제진장치의 억제방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 보조질량의 진동 진폭을 적절한 범위 내로 제한함으로써 이음(abnormal noise)의 발생 등을 억제할 수 있는 제진장치 및 제진장치의 억제방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 자동차 차체의 진동을 저감하는 자동차용 제진장치에 있어서, 상기 자동차 차체에 장착되어 보조질량을 구동하는 엑츄에이터와, 상기 엑츄에이터의 전기자(armature)에 흐르는 전력을 검출하는 전류 검출기와, 상기 엑츄에이터에 인가되고 있는 단자전압(terminal voltage)을 검출하는 수단과, 상기 전류 검출기에 의해 검출된 전류와 상기 단자전압에 기초하여 상기 엑츄에이터의 유기전압(induced voltage)을 계산하고, 더 나아가 상기 엑츄에이터의 상대속도, 상대변위 또는 상대 가속도 중 적어도 하나를 계산하는 연산회로(calculation circuit)와, 상기 연산회로에 의해 계산된 상기 엑츄에이터의 상대속도, 상대변위 또는 상대 가속도 중 적어도 하나에 기초하여 상기 엑츄에이터를 구동 제어하는 제어회로(control circuit)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 발명에 의하면, 자동차 차체에 장착되어 보조질량을 구동하는 엑츄에이터의 전기자에 흐르는 전류를 검출하고, 상기 엑츄에이터에 인가되고 있는 단자전압을 검출하고, 검출된 전류와 검출된 단자전압에 기초하여 엑츄에이터의 유기전압을 계산하고, 더 나아가 엑츄에이터의 상대속도, 상대변위 또는 상대 가속도 중 적어도 하나를 계산하고, 계산된 엑츄에이터의 상대속도, 상대변위 또는 상대 가속도 중 적어도 하나에 기초하여 엑츄에이터를 구동 제어한다. 따라서, 엑츄에이터 가동부와 고정부(stator)와의 상대변위, 상대속도, 상대 가속도를 검출하기 위하여 센서 자체를 고온환경 하에 노출시키는 센서를 사용할 필요가 없어지며, 높은 신뢰성을 확보할 수 있다. 또한, 엑츄에이터의 상대속도, 상대변위 또는 상대 가속도 등의 변위 정보를 사용함으로써 용수철 효과를 얻을 수 있다. 또한, 연산으로부터 얻어지는 속도정보를 사용함으로써 댐퍼효과를 얻을 수 있다. 또한, 연산으로부터 얻어지는 속도정보(상대속도)를 사용하여 피드백 제어(feed back control)를 실행함으로써, 엑츄에이터의 공진 특성을 완만하게 할 수 있고, 엑츄에이터의 공진 주파수가 변화되어도 게인 특성(gain characteristic)이나 위상 특성이 완만하기 때문에, 지령신호에 대한 응답의 변동이 적고, 제어성능에의 영향을 적게할 수 있다.

본 발명은 불필요한 진동을 억제함과 동시에 필요에 따라 소정의 진동을 발생시키는 제진장치에 있어서, 리니어 엑츄에이터에 의해 지지되는 보조질량을 진동시킴으로써 제진 대상물을 가진하는 가진수단과, 상기 제진 대상물을 진동시키는 가진원의 주파수를 검출하는 주파수 검출수단과, 측정점(measuring point)에서 진동을 검출하는 진동 검출수단과, 상기 가진원의 주파수와 상기 측정점에서 검출된 진동에 기초하여 억제해야 할 진동과 발생시켜야 할 진동의 지령값을 구하는 연산수단과, 상기 억제해야 할 진동의 지령값과 발생시켜야 할 진동의 지령값을 중첩시킨(superimposed) 제어신호를 상기 가진수단에 출력하는 제어신호 출력수단을 갖추는 것을 특징으로 한다.

이 발명에 의하면, 불필요한 진동을 억제함과 동시에 필요에 따라 소정의 진동을 발생시킬 수 있으므로, 진동제어에 따른 위화감을 주지 않는다는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 보조질량을 가진하는 가진수단과; 자동차의 운전상태를 나타내는 정보를 취득하는 상태정보 취득 수단과; 상기 운전상태 정보와 상기 가진수단에 의해 가진력을 발생시키기 위한 지령값이 관련된 제진정보 테이블(damping information table)로부터 상기 상태정보 취득 수단에 의해 취득된 운전상태 정보에 따른 가진력 지령값을 읽어들여, 그 가진력 지령값에 기초하여 상기 가진수단을 제어하는 맵핑제어 수단과; 상기 제진대상의 관측점에서의 진동상태를 나타내는 진동상태값을 검출하는 진동검출 수단과; 상기 진동검출 수단에 의해 검출된 진동상태에 따라서 적응필터를 사용하여 가진력 지령값을 구하고, 그 가진력 지령값에 기초하여 상기 가진수단을 제어하는 적응제어 수단과; 상기 맵핑제어 수단에 따른 상기 가진수단의 제어 중 상기 진동검출 수단에 의해 검출된 진동상태값이 소정값을 초과한 경우에, 상기 적응제어 수단에 따른 상기 가진수단의 제어로 전환하는 제어전환 수단(control switching section)을 갖추는 것을 특징으로 한다.

이 발명에 의하면, 개체차이나 경년변화의 영향에 의한 맵핑제어의 제진제어 성능이 열화된 경우, 적응필터로 전환하도록 하였으므로 제진성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 적응필터에 따른 제어에 따라서 맵핑제어의 맵핑 데이터를 갱신하도록 하였으므로, 맵핑제어에 따른 제진 성능을 회복시킬 수 있다. 또한, 적응필터를 실시할 때에 있어서 회전수 변동률에 따른 방식으로 전환하도록 하였으므로, 엔진 회전수가 변동할 때에 적절한 적응필터를 선택하여 제진제어를 행하는 것이 가능해진다. 또한, 시간 영역 적응필터(time domain adaptive filter)에서 필요한 전달함수(transfer function)를 주파수 영역 적응필터(frequency domain adaptive filter)의 계산과정을 사용하여 갱신하도록 하였으므로, 전달함수의 변동에 따른 시간 영역 적응필터에서의 특성 열화를 방지하는 것이 가능해진다.

본 발명은 제진대상 기구에 대하여 용수철 요소(spring element)에 의해 유지되는 보조질량을 구동하는 엑츄에이터를 갖추고, 상기 보조질량을 구동했을 때의 반력을 이용하여 상기 제진대상 기구의 진동을 억제하는 제진장치에 있어서, 상기 엑츄에이터의 진동계의 가진력에 대한 상대 진동 속도의 전달함수를 사용하는 이상적인 엑츄에이터의 역특성(ideal actuator inverse characteristic)에 기초한 상기 엑츄에이터의 공진억제 수단을 더 갖추는 것을 특징으로 한다.

이 발명에 의하면, 엑츄에이터의 진동계(vibrating system)의 가진력에 대한 상대진동 속도의 전달함수를 사용하는 이상적인 엑츄에이터의 역특성에 기초한 엑츄에이터의 공진억제 수단을 갖추었기 때문에, 이상적인 엑츄에이터의 역특성을 원하는 특성에 기초하여 설정함으로써 엑츄에이터의 특성을 임의의 특성으로 조정할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다. 이에 따라, 원하는 특성의 감쇠특성(damping characteristic)을 크게 함으로써 엑츄에이터 본체에 작용하는 외력에 따라 엑츄에이터 가동부의 공진이 발생하기 어려운 특성이 되도록 할 수 있기 때문에, 적정한 반력을 발생시켜 이상적인 진동제어를 실현할 수 있다. 또한, 원하는 특성의 고유 진동수를 낮춤으로써 엑츄에이터 외관의 고유 진동수를 낮출 수 있기 때문에, 실제 엑츄에이터(actual actator)의 고유 진동수 부근에 있어서도 용수철 특성 등의 영향을 받는 일 없이 안정된 제진제어를 실현하는 것이 가능해진다. 또한, 엑츄에이터의 가동자의 가동 범위를 적정한 범위로 유지하는 것이 가능해지므로, 가동자가 스토퍼와 충돌하는 일이 없어지며, 충돌음의 발생을 억제할 수 있다.

본 발명은 용수철 요소에 의해 지지되는 보조질량 부재(auxiliary mass member)와; 상기 보조질량 부재를 진동시키는 엑츄에이터와; 상기 보조질량 부재를 상기 엑츄에이터에 의해 진동시킨 경우의 반력을 이용하여 진동제어 대상의 진동을 억제하기 위하여, 상기 엑츄에이터에 대해 인가되는 전류를 제어하는 제어수단을 갖춘 제진장치에 있어서, 상기 제진수단은 발생해야 할 진동의 진폭 지령값 및 주파수 지령값에 기초하여 상기 엑츄에이터에 인가되는 전류를 제어하는 경우, 상기 보조질량 부재의 진동 진폭이 미리 결정된 값을 초과하지 않도록 상기 엑츄에이터에 대하여 인가되는 전류값을 제한하는 제어를 행하는 진폭량 제어수단을 더 갖추는 것을 특징으로 한다.

이 발명에 의하면, 발생해야 할 진동의 진폭 지령값 및 주파수 지령값에 기초하여 엑츄에이터에 인가되는 전류를 제어하는 경우, 보조질량 부재의 진동 진폭이 미리 결정된 값을 초과하지 않도록 엑츄에이터에 대하여 인가되는 전류값을 제한하도록 하였으므로, 엑츄에이터의 가동자를 매우 적절한 가동범위 내에서 구동할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다. 이것에 의해 가동자가 스토퍼와 충돌하는 일이 없어지므로 충돌음의 발생을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1의 실시 형태에 따른 자동차 제진장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 제1의 실시 형태의 변형예의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제2의 실시 형태에 따른 자동차 제진장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 제2의 실시 형태에 있어서, 리니어 엑츄에이터의 유기 기전력(induced electromotive force)을 검출하는 방법을 나타내는 개념도이다.
도 5는 제2의 실시 형태에 있어서, 리니어 엑츄에이터의 유기 기전력을 검출하는 방법을 나타내는 개념도이다.
도 6은 지령신호에 대한 리니어 엑츄에이터의 응답예(유기전압 피드백 없음)로서, 게인특성 및 위상특성을 나타내는 도면이다.
도 7은 지령신호에 대한 리니어 엑츄에이터의 응답예(유기전압 피드백 있음)로서, 게인특성 및 위상특성을 나타내는 도면이다.
도 8은 도 5에 나타낸 리니어 엑츄에이터의 유발 발전력을 검출하는 방법의 변형예를 나타내는 개념도이다.
도 9는 도 5에 나타낸 리니어 엑츄에이터의 유기 기전력을 검출하는 방법의 변형예를 나타내는 개념도이다.
도 10은 본 발명의 제3의 실시 형태의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 11은 본 발명의 제4의 실시 형태의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 12는 본 발명의 제5의 실시 형태의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 13은 도 12에 나타낸 제어 전환부(607)의 동작을 나타내는 상태 천이도이다.
도 14는 도 12에 나타낸 맵핑 제어부(604)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 15는 도 12에 나타낸 주파수 영역 적응필터(605)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 16은 도 12에 나타낸 시간 영역 적응필터(606)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 제6의 실시 형태에 따른 자동차 제진장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 18은 도 17에 나타낸 자동차 제진장치의 변형예의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 19는 도 17, 18에 나타낸 가진부(30)의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 20은 본 발명의 제7의 실시 형태의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 21은 도 20에 나타낸 제7의 실시 형태의 구성의 변형예를 나타낸 블록도이다.
도 22는 본 발명의 제8의 실시 형태의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 23은 도 22에 나타낸 제8의 실시 형태의 구성의 변형예를 나타내는 블록도이다.
도 24는 본 발명의 제9의 실시 형태의 구성의 변형예를 나타내는 블록도이다.
도 25는 도 24에 나타낸 제9의 실시 형태의 구성의 변형예를 나타내는 블록도이다.
도 26은 리니어 엑츄에이터의 구성을 나타내는 사시도이다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명에 알맞은 실시예에 대하여 설명한다. 다만, 본 발명은 이하의 각 실시예로 한정되는 것이 아니며, 예를 들면 이 실시예들의 구성요소들을 적당하게 조합하여도 좋다.

< 제1의 실시형태 >

도 1은 본 발명의 제1의 실시형태에 따른 제진장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 1에 있어서, 부호 31은 보조질량(32)을 왕복운동시키는 리니어 엑츄에이터이고, 보조질량(32)은 억제해야 할 진동 방향과 같은 방향으로 왕복운동한다. 부호 33은 리니어 엑츄에이터(31)와 보조질량(32)의 상대속도를 검출하는 상대속도 센서이다. 부호 40은 자동차의 엔진으로, 차체 프레임(41)에 고정되어 있다. 부호 42는 자동차의 차륜이다. 부호 43은 좌석 시트(44) 또는 차체 프레임(41)의 소정의 위치에 설치된 진동센서(가속도 센서)이다. 부호 50은 엔진(40)에 설치된 제어장치(도면에 표시하지 않음)로부터 점화 펄스(ignition pulse), 액셀 개도(accelerator opening), 연료 분사량(fuel injection amount) 등의 엔진 회전 정보와, 진동 센서(43)의 출력을 입력하여 제진을 실행하기 위한 리니어 엑츄에이터(31)에 대한 구동지령을 출력하는 상위 컨트롤러(upper level controller)이다. 상위 컨트롤러(50)는 엔진 회전에 따라 발생하는 차체 프레임(41)의 진동을 억제하기 위하여 지령신호(구동지령)를 생성하여 출력한다. 부호 60은 상대속도 센서(33)로부터 출력되는 상대속도 신호와 상위 컨트롤러(50)로부터 출력되는 구동지령을 입력하여 리니어 엑츄에이터(31)를 안정적으로 구동하는 안정화 컨트롤러(stabilizing controller)이다. 부호 70은 안정화 컨트롤러(60)로부터 출력되는 안정화 구동지령에 기초하여 리니어 엑츄에이터(31)에 대한 구동전류를 출력하는 파워 회로이다.

도 1에 나타낸 제진장치는 리니어 엑츄에이터(31)에 설치된 보조질량(32)을 왕복운동시켰을 때의 반력을 이용하여, 엔진(40)의 회전에 의해 차체 프레임(41)이나 차체의 소정의 위치에 발생하는 진동을 억제하는 것이다. 이 때, 안정화 컨트롤러(60)는 차체(41)에 고정되어 있는 리니어 엑츄에이터(31)의 본체와 왕복운동하는 보조질량(32)과의 상대속도 신호를 입력하여 구동지령에 대해 피드백함으로써, 리니어 엑츄에이터(31)에 감쇠력을 발생시켜 차체 프레임(41)이 노면의 요철에 따라 받는 외란진동(disturbance vibration)에 대한 감도를 감소시킨다. 이에 따라, 외란진동의 영향을 저감할 수 있다.

또한, 상대속도 센서(33)는 리니어 엑츄에이터(31)의 스트로크(stroke)를 검출하는 변위 센서의 출력을 미분함으로써 상대속도를 검출하도록 하여도 된다. 또한, 상대속도 센서(33)는 리니어 엑츄에이터(31)와 보조질량(32) 각각에 설치된 가속도 센서의 적분값의 차분으로부터 상대속도를 검출하도록 하여도 된다.

여기에서, 도 26을 참고하여 본 발명에 사용하는 리니어 엑츄에이터(리시프로 모터; reciprocating motor)의 구성을 설명한다. 도 26에 나타낸 것과 같이, 리니어 엑츄에이터는 가동부(1)와, 가동부(1)의 주변에 배치된 고정부(2)와, 스스로 탄성변형(elastically deforming)함으로써 가동부(1)를 고정부(2)에 대하여 왕복운동 가능하게 지지하는 2장의 판용수철 또는 복수의 판용수철을 겹친 2조의 지지부재(탄성 지지부)(3)를 갖추고 있다.

가동부(1)는 선단(tip end)에 암나사부(female screw section)(11a)가 형성된 원주상(column shape)을 이루는 축방향으로 왕복이동하는 샤프트(shaft)(11)와, 샤프트(11)를 내측으로 삽감(insert)시켜서 샤프트(11)의 축방향 도중의 위치에 고정된 가동자극(movable magnetic pole)으로서의 가동자(12)를 갖추고 있다. 암나사부(11a)에는 샤프트(11)를 구동해야 할 대상물(도면 표시하지 않음)에 고정하기 위한 너트(nut)(13)가 나착(threaded)되어 있다.

고정부(2)는 샤프트(11)의 축방향으로부터 보면 외형이 직사각형을 이루는 내측이 훤히 뚫린 요크(yoke)(21)와, 가동부(1)를 사이에 둔 것과 같이 배치되어 요크(21)의 내측에 고정된 한쌍의 코일(22, 23)을 갖추고 있다. 코일(22)은 요크(21)에서 내측으로 돌출되도록 형성된 자극부(21a)에 권동(winding drum)(26)이 설치되고, 이 권동(26)에 금속선(27)이 다중으로 휘감겨서 구성되어 있다. 코일(23)은 고정부(2)를 두고 자극부(21a)와 상대하는 위치에 형성된 자극부(21b)에 동일하게 권동(26)이 설치되고, 이 권동(26)에 금속선(27)이 다중으로 휘감겨서 구성되어 있다.

자극부(21a)의 가동부(1)로 향하는 선단면(tip end surface)에는 영구자석(permanent magnets)(24, 25)이 샤프트(11)의 축방향으로 배열되어 고정되어 있다. 자극부(21b)의 가동부(1)로 향하는 선단면에도 영구자석(24, 25)이 샤프트(11)의 축방향으로 배열되어 고정되어 있다. 이 영구자석들(24, 25)은 동일한 축, 동일한 지름, 동일한 길이를 가지는 와상의 희토류 자석(tlie shaped rare-earth magnets) 등으로 만들어지기 때문에, 서로 축선 방향에서 이웃한 상태로 배열되어 있다. 여기에서, 이 영구자석들(24, 25)은 축선 방향에 직교하는 방향으로 자극을 배열한 라디알 이방성(radial anisotropy)이므로, 서로 자극의 배열을 역으로하고 있다. 구체적으로는, 영구자석(24)은 N극이 외경측으로 S극이 내경측으로 배치되어 있으며, 다른 방향의 영구자석(25)은 N극이 내경측으로 S극이 외경측으로 배치되어 있다.

2장의 판용수철(3)은 샤프트(11)의 축방향에서 서로 떨어져 있고, 요크(21)를 사이에 두고 배치되어 있다. 2장의 판용수철(3)은 동일한 형상을 이루고, 균일한 두께의 금속판을 뚫는 가공(punch-formed)을 하여 샤프트(11)의 축방향으로부터 보면 「8」의 자형으로 형성되어 있다. 「8」의 중앙의 선이 교차하는 부분에 해당하는 부분에는 샤프트(11) 선단 또는 후단을 지지하는 관통공(through hole)(3a)이 각각 형성되어 있다. 또한, 「8」의 동그라미 내측에 해당하는 부분에는 상술한 코일(22) 또는 코일(23)을 내측으로 끼워넣는 것이 충분히 가능한 크기의 관통공(3b, 3c)이 각각 형성되어 있다. 게다가, 「8」의 최상부 및 최하부에 해당하는 부위에는 판용수철(3)을 요크(21)에 고정하기 위한 소공(3d, 3e)이 각각 형성되어 있다.

각 판용수철(3)은 함께 코일(22)의 축방향의 도중 위치에서 샤프트(11)를 지지하고 있다. 보다 상세하게 설명하면, 샤프트(11)의 선단을 지지하는 한쪽의 판용수철(3)은 관통공(3a)으로 샤프트(11)의 선단측을 삽입하여 고정됨과 동시에, 소공(3d)에 삽입된 나사 및 소공(3e)에 삽입된 나사에 의해 샤프트(11)의 중심으로부터 코일(22 또는 23)보다도 먼 위치에서 요크(21)에 고정되어 있다. 또한, 샤프트(11)의 후단을 지지하는 다른 방향의 판용수철(3)은 관통공(3a)으로 샤프트(11)의 후단측을 삽입하여 고정됨과 동시에, 소공(3d, 3e)에 삽입된 나사에 의해 샤프트(11)의 중심으로부터 코일(22 또는 23)보다도 먼 위치에서 요크(21)에 고정되어 있다.

한쪽의 판용수철(3)은 관통공(3b)으로부터 샤프트(11)의 선단측으로 코일(22)을 돌출시킴과 동시에, 관통공(3c)으로부터 샤프트(11)의 선단측으로 코일(23)을 돌출시키고, 다른 방향의 판용수철(3)은 관통공(3b)으로부터 샤프트(11)의 후단측으로 코일(22)을 돌출시킴과 동시에, 관통공(3c)으로부터 동일하게 샤프트(11)의 후단측으로 코일(23)을 돌출시키고 있다. 샤프트(11)의 축방향에 따른 2장의 판용수철(3) 간의 간격은 동일한 방향에 따른 코일(22 또는 23)의 치수(dimension)보다도 좁아지고, 관통공(3b, 3c)은 코일(23)과의 간섭을 피하기 위한 「틈(clearances)」으로서의 역할을 담당하고 있다.

각 판용수철(3)은 종래와 같이 가동자를 슬라이딩시켜 왕복운동이 가능하게 지지하는 것이 아니라, 가동부(1)를 샤프트(11)의 선단측 및 후단측 상의 2 부분에서 유지하고, 스스로 탄성변형함으로써 가동부(1)를 샤프트(11)의 축방향으로 왕복운동 가능하게 지지하고 있다. 또한, 각 판용수철(3)은 가동부(1)가 왕복운동할 때의 변형량이 반복성의 탄성변형(repetitive forced elastic deformation)에 의해 야기되는 피로 때문에 결국에는 파괴에 이르러 버릴 가능성이 있는 변형량보다도 작아지게끔, 샤프트(11)를 지지하는 관통공(3a)으로부터 소공(3d 또는 3e)까지의 거리(직경거리가 아닌, 판용수철 자체의 길이)를 가능한 한 길게 하거나, 판 두께를 얇게 한다거나 하는 사전 조정이 이루어지고 있다. 다만, 그 외형은 샤프트(11)의 축방향으로부터 리니어 엑츄에이터 전체를 본 경우에, 요크(21)의 외형으로부터는 보이지 않을 정도의 크기가 된다.

이와 같이 구성된 리니어 엑츄에이터의 작동 방법에 대하여 설명한다. 코일(22, 23)에 교류전류(alternating current)(정현파 전류(sinusoidal current), 구형파 전류(square-wave current))를 흘리면, 코일(22, 23)에 소정 방향의 전류가 흐르는 상태에서는 자속(magnetic flux)이 영구자석(24)에 있어서의 S극으로부터 N극으로 유도됨으로써, 요크(21)의 외주부(outer circumference section), 자극부(21a), 영구자석(24), 가동자(12), 샤프트(11), 요크(21)의 외주부 순으로 순환하는 자속 루프(magnetic flux loop)가 형성된다. 그 결과, 가동부(1)에는 샤프트(11)의 후단으로부터 선단으로 향하는 축방향으로 힘이 작용하고, 가동부(1)는 그 힘에 밀려서 같은 방향으로 이동한다. 한편, 코일(22, 23)에 상기 소정의 방향과는 역방향의 전류가 흐르는 상태에서는 자속이 영구자석(25)에 있어서의 S극으로부터 N극으로 유도됨으로써, 요크(21)의 외주부, 자극부(21a), 영구자석(25), 가동자(12), 샤프트(11), 요크(21)의 외주부 순으로 순환하는 자속 루프가 형성된다. 그 결과, 가동부(1)에는 샤프트(11)의 선단으로부터 후단으로 향하는 축방향으로 힘이 작용하고, 가동부(1)는 그 힘에 밀려서 같은 방향으로 이동한다. 가동부(1)는 교류전류에 따른 코일(22, 23)로의 전류 흐름의 방향이 서로 번갈아 변화함으로써 상기의 작동을 반복하고, 고정부(2)에 대하여 샤프트(11)의 축방향으로 왕복운동하게 된다.

상기의 리니어 엑츄에이터에 있어서는, 각 판용수철(3)이 가동부를 슬라이딩시켜 왕복운동이 가능하게 지지하는 것이 아니라, 가동부(1)를 샤프트(11)의 선단측 및 후단측의 2 부분에서 유지하고, 스스로 탄성변형함으로써 가동부(1)를 샤프트(11)의 축방향으로 왕복운동 가능하게 지지한다. 이에 의하여, 가동부(1)에는 마모(wear)도 접동저항(sliding resistance)도 생기지 않는다. 따라서, 장기간에 걸친 사용을 거친 후에도 축 지지의 정도가 저하되는 일 없이 높은 신뢰성을 얻을 수 있다. 게다가, 접동저항에 기인하는 소비전력의 손실 없이 성능의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 상기의 리니어 엑츄에이터에서는, 각 판용수철(3)은 코일(22, 23)과의 간섭을 회피하면서 가동자를 기점으로 하여 코일(22, 23)보다도 먼 위치에서 고정부(2)에 지지되고 있다. 이것에 의하여, 부피가 큰(voluminous) 코일(22, 23)과 2장의 판용수철(3)을 보다 근접하게 배치하는 것이 가능해진다. 따라서, 리니어 엑츄에이터의 소형화를 도모한다.

다음으로, 도 2를 참조하여 도 1에 나타낸 제진장치의 변형예를 설명한다. 도 2에 나타낸 장치가 도 1에 나타낸 장치와 다른 점은, 상대속도 센서(33)를 대신하여 구동전류를 검출하는 전류 검출기(51)를 갖추고, 이 전류 검출기(51)에 의해 검출된 전류에 기초하여 안정화되도록 한 점에 있다. 안정화 컨트롤러(61)는 리니어 엑츄에이터(31)의 코일전류(구동전류), 파워회로(71)로부터 출력되는 전압지령(voltage command) 또는 단자전압(terminal voltage) 등으로부터 리니어 엑츄에이터(31)의 발생하는 유기전압을 추정하고, 이것을 가지고 리니어 엑츄에이터(31)와 보조질량(32)과의 상대속도를 추정한다. 이 추정값을 피드백함으로써 리니어 엑츄에이터(31)에 감쇠력을 발생시킨다. 이에 따라서, 외란진동의 영향을 저감할 수 있다.

또한, 단자전압은 파워회로(71)에 포함되는 전압 증폭기(voltage amplifier)에서 전압지령으로 전압 증폭기 게인을 편승시킨 신호를 사용해도 된다.

도 6(a), (b)는 지령신호에 대한 보조질량을 지지하기 위한 용수철 요소를 가지는 리니어 엑츄에이터의 응답예(유기전압 피드백 없음)로서, 게인특성 및 위상특성을 나타내는 도면이다. 또한, 도 7(a), (b)는 지령신호에 대한 리니어 엑츄에이터의 응답예(유기전압 피드백이 있거나, 상대속도 피드백이 있음)로서, 게인특성 및 위상특성을 나타내는 도면이다.

유기전압 피드백이 없는 경우에는, 엑츄에이터의 공진 주파수의 변화에 대하여 도 6(a)에 나타낸 게인특성, 도 6(b)에 나타낸 위상특성의 변화가 가파르다. 이에 대하여, 본 실시형태에 따른 자동차용 제진장치에서는 유기전압 피드백(속도정보를 사용한 피드백 제어)를 실시함으로써, 엑츄에이터의 공진 주파수가 변화하여도 도 7(a)에 나타낸 게인특성, 도 7(b)에 나타낸 위상특성이 완만하기 때문에, 지령신호에 대한 응답의 변동이 작아지며, 제어성능에의 영향이 적어진다는 것을 알 수 있다.

또한, 연산으로부터 얻어지는 속도정보를 사용하여 피드백 제어를 실행함으로써, 엑츄에이터의 공진특성이 완만해진다. 이 때문에, 엑츄에이터의 공진 주파수가 변화하여도 게인특성이나 위상특성이 완만하기 때문에, 지령신호에 대한 응답의 변동이 작아지고 제어성능에의 영향을 적게할 수 있다.

< 제2의 실시형태 >

다음으로, 본 발명의 제2의 실시형태에 따른 제진장치의 구성을 설명한다. 도 3은 제2의 실시형태에 따른 제진장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 3에 있어서, 제진장치는 제어 대상인 자동차의 차체 프레임(주계질량(main system mass))(41)에 접속되어, 차체 프레임(주계질량)(41)에 발생하는 상하방향(동력방향)의 진동을 제어(제진)하는 것으로 한다.

본 실시형태에 있어서 제진장치는 소위 액티브 동흡진기(active dynamic vibration absorber)이며, 리니어 엑츄에이터(31)로의 구동전류를 검출하는 전류 검출기(63)와, 리니어 엑츄에이터(31)의 단자전압을 검출하는 단자전압 검출기(64)와, 그 전류 검출기(63) 및 단자전압 검출기(64)의 검출 결과에 기초하여 구동하는 리니어 엑츄에이터(31)를 갖추고 있다. 제진장치는 리니어 엑츄에이터(31)의 구동력을 사용하여 보조질량(31)을 상하방향(제진해야 할 진동의 방향)으로 구동하고, 보조질량(32)을 포함하는 보조질량의 관성력(inertial force)을 반력으로서 주계질량(41)에 부여함으로써, 주계질량(41)의 진동을 억제하게 된다.

도 3에 나타낸 전류 검출기(63)는 리니어 엑츄에이터(31)에 공급되는 전류를 검출하고, 제어기(62)에 공급한다. 또한, 단자전압 검출기(64)는 리니어 엑츄에이터(31)에 인가되는 단자전압을 검출하고, 제어기(62)에 공급한다. 리니어 엑츄에이터(31)을 구동한 경우, 리니어 엑츄에이터(31)는 속도에 비례한 유도 기전력을 발생한다. 이 유도 기전력을 계산함으로써 속도신호를 얻을 수 있다. 또한, 이것을 적분처리함으로써 진동변위 신호, 미분처리함으로써 진동 가속도를 얻는 것도 가능해진다.

예를 들면 도 4 및 도 5에 나타낸 것과 같이, 단자전압 V와 전류 i를 검출하고, 증폭회로(amplifying circuit)와 미분회로(differentiating circuit)를 통하여 유기전압 E로서 출력한다. 이 경우, 권선저항(wire wound resistance) R, 권선 인덕턴스(wire wound inductance) L에 해당하는 게인 K1, K2를 설정할 필요가 있다. 설정은 리니어 엑츄에이터의 가동부(가동자, 보조질량)를 구속한 상태로 소정의 주파수 전류를 흘리고, 출력이 제로가 되도록 조정한다. 유기전압 E에 있어서는 E = V - R?i - L(di/dt)의 관계가 성랍하므로, 단자전압 V와 전류 i를 검출함으로써 유기전압 E를 구할 수 있다.

자기 용수철 특성(magnetic spring characteristic) 또는 기계적인 용수철 요소(mechanical spring element)에 의해 동흡진기에 관련하여 최적값에 가까운 용수철 정수가 얻어지는 경우, 리니어 엑츄에이터(31)가 발생하는 감쇠력을 조정함으로써 제진을 위한 에너지를 공급하는 일 없이, 높은 진동 감쇠효과를 얻을 수 있다. 감쇠력은 리니어 엑츄에이터(31)의 코일 양단에 부하저항(load resistance)을 접속하고, 이 부하저항의 크기를 바꿈으로써 조정할 수 있다.

제어기(controller)(62)는 전류 검출기(63) 및 단자전압 검출기(64)에서 검출된 전류 및 단자전압으로부터 산출되는 유기전압에 기초하여 리니어 엑츄에이터(31)의 상대속도 또는 상대변위 또는 상대 가속도를 연산하고, 제진장치가 주계질량(41)을 제진하기 위하여 최적의 용수철 특성 및 감쇠특성을 얻을 수 있도록 리니어 엑츄에이터(31)의 최적 구동량(제어량)을 도출하고, 도출된 결과를 지령신호로 하여 파워앰프(power amplifier)(72)로 출력한다. 또한, 파워앰프(72)에는 전원회로(90)로부터 전력이 공급되고 있다. 파워앰프(72)는 제어기(62)의 지령신호에 따라서 리니어 엑츄에이터(31)를 구동하고, 리니어 엑츄에이터(31)는 보조질량(32)을 상하(중력) 방향으로 구동(진동)함으로써 주계질량(41)을 제진한다.

상술한 실시형태에 의하면, 엑츄에이터 가동부와 고정부와의 상대변위, 상대속도, 상대 가속도를 검출하는 센서를 사용하는 일 없이, 리니어 엑츄에이터(31)의 전류 및 단자전압으로부터 산출되는 유기전압에 기초하여 리니어 엑츄에이터(31)의 상대속도 또는 상대변위 또는 상대 가속도를 연산하고, 상대속도 또는 상대변위 또는 상대 가속도에 기초하여 리니어 엑츄에이터(31)를 제어하도록 하였으므로 높은 신뢰성을 확보할 수 있다.

또한, 연산으로부터 얻어지는 변위정보를 사용함으로써 용수철 효과(spring effect)를 얻을 수 있다. 또한 연산으로부터 얻어지는 속도정보를 사용함으로써 댐퍼효과를 얻을 수 있다.

또한, 단자전압은 엑츄에이터에 인가해야 할 전압의 지령값으로부터 구하도록 하여도 된다.

다음으로, 도 8을 참조하여 도 5에 나타낸 유기 기전력의 검출방법의 변형예를 설명한다. 도 8에 나타낸 유기 기전력의 검출방법이 도 5에 나타낸 유기 기전력의 검출방법과 다른 점은, 속도 추정값의 피드백에 의해 공진을 억제하는 제어 대역(control bandwidth)을 리니어 엑츄에이터(31)의 공진 주파수 부근으로 한정하기 위하여 밴드패스필터(band-pass filter; BPF)를 설치한 점이다. 이 밴드패스필터는 리니어 엑츄에이터(31)의 공진 주파수 부근(고유 진동수에 가까운 주파수)에만 감쇠효과를 얻기 위한 필터이고, 이 밴드패스필터의 위상은 엑츄에이터의 공진 주파수 부근에서 0°가 되도록 설정되어 있다.

밴드패스필터를 설치함으로써 직류의 노이즈 성분을 억제할 수 있음과 동시에 위상의 조정을 실행하는 것이 가능해지기 때문에, 유기전압의 추정값의 정확도를 향상시킬 수 있다.

다음으로, 도 9를 참조하여 도 8에 나타낸 유기 기전력의 검출방법의 변형예를 설명한다. 도 7에 나타낸 유기 기전력의 검출방법이 도 8에 나타낸 유기 기전력의 검출방법과 다른 점은, 고주파 노이즈 성분을 억제하기 위하여 2개의 로우패스필터(low pass filters; LPF)를 설치한 점이다. 이 로우패스필터의 컷오프(cutoff) 주파수는 리니어 엑츄에이터(31)의 공진 주파수(고유 진동수) 보다 높은 주파수로 설정되어 있다.

로우패스필터를 설치함으로써 고주파수의 노이즈 성분을 제거할 수 있기 때문에, 노이즈 성분에 따른 이음의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 자동차용 제진장치는 자동차의 차체 프레임, 엔진 마운트(engine mount) 부근, 라디에이터(radiator) 부근, 뒷부분의 적재함(luggage carrying) 하부 또는 트렁크(trunk) 하부 등의 자동차 구성 부품에 설치하면 유효하다.

또한, 리니어 엑츄에이터(31)는 전자력을 이용한 엑츄에이터로서, 예를 들면 리시프로 모터를 사용하면 유효하다.

상기 설명한 바와 같이, 용수철 요소에 의해 가동부가 지지되는 엑츄에이터에 있어서, 자동차 주행시에 노면의 요철에 따른 외부 가진력(external excitation force)이 엑츄에이터에 대하여 작용하여도 외부 가진력이나 공진현상에 따른 과대한 변위의 발생을 억제할 수 있기 때문에, 엑츄에이터의 가동부가 스토퍼에 충돌하거나 하여 이음이 발생해버리는 것을 방지할 수 있다. 또한, 구동회로 측에서 공진현상을 검출 가능하도록 하기 위하여 엑츄에이터 본체에 센서 등을 설치할 필요 없이 엑츄에이터 본체를 소형화할 수 있다. 또한, 엑츄에이터의 개체차이나 경시변화 등에 의해 코일의 정수(coil constant)에 오차가 생긴 경우에도, 제진제어에 불필요한 전류의 직류성분의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 고주파의 노이즈 성분 등을 증폭하지 않도록 하기 위하여, 소음이나 이음의 발생 레벨을 저하시키는 것이 가능해진다. 게다가, 밴드패스필터나 로우패스필터를 진동속도 피드백 중에 설치하여 전류 피드백 회로와는 독립시켰으므로, 고주파수의 구동지령에 대한 엑츄에이터의 응답성에 영향을 주는 것을 방지할 수 있다.

< 제3의 실시형태 >

다음으로, 본 발명의 제3의 실시형태에 따른 제진장치를 도면을 참조하여 설명한다. 도 10은 이 실시형태의 구성을 나타내는 블록도이다. 여기에서는, 자동차에 있어서 기통수를 제어하는 엔진이 가진원(excitation source)인 것으로서 설명한다. 이 도면에 있어서, 부호 41은 자동차의 차체 프레임이다. 부호 40은 운전상태에 따라서 기통수를 제어하는 것이 가능한 엔진이고, 이 엔진(40)이 진동의 발생원(가진원)이 된다. 부호 44는 운전석의 좌석 시트(이하, 간단히 좌석이라 칭한다)이며, 이 좌석(44)이 진동의 측정점이다. 부호 43은 좌석(44)에 설치된 가속도 센서이며, 좌석(44)의 가속도를 검출한다. 부호 31은 차체 프레임(41)에 설치된 리니어 엑츄에이터(리시프로 모터)이며, 엔진(40)이 발생시킨 진동을 제진하기 위하여 보조질량(32)을 진동시킴으로써 진동을 억제한다. 부호 52는 가진원에서 발생된 진동 및 측정점에서 검출된 진동에 기초하여, 리니어 엑츄에이터(31)의 구동을 제어하는 제어부이다.

부호 510은 엔진(40)에 대해 가해지는 점화 펄스(ignition pulse)를 입력하는 펄스 IF(인터페이스)이다. 부호 520은 가속도 센서(43)의 출력을 입력하는 센서 IF(인터페이스)이다. 부호 530은 입력된 점화 펄스의 주파수를 검출하는 주파수 검출부이다. 부호 540은 FFT(Fast Fourier Transform; 고속 푸리에 변환)을 실행하는 FFT부이며, 가속도 센서(43)의 출력신호 가운데 어떠한 주파수 성분이 얼마만큼 포함되어 있는가를 추출하고, 1차 진동모드의 위상?진폭 FB(피드백), 2차 진동모드 위상?진폭 FB 신호를 출력한다. 부호 550은 1차 진동모드에 대한 진동을 발생시키기 위한 지령값이 미리 기억된 1차지령 ROM이며, 주파수 검출부(530)에서 검출된 주파수에 따른 지령값을 읽어내어 출력한다. 부호 560은 2차 진동모드에 대한 진동을 발생시키기 위한 지령값이 미리 기억된 2차지령 ROM이며, 주파수 검출부(530)에서 검출된 주파수에 따른 지령값을 읽어들여 출력한다.

부호 570은 1차 지령 ROM으로부터 읽어들인 1차 진동 지령값과, FFT부(540)로부터 출력되는 1차 진동진폭 FB값 및 1차 진동위상 FB값을 입력하여, 가진해야 할 진동의 1차 진동 지령값과 1차 위상 지령값을 연산에 따라 구하여 출력하는 1차 주파수 연산부이다. 부호 580은 1차 주파수 연산부(570)로부터 출력되는 1차 진동 지령값, 1차 위상 지령값과 주파수 검출부(530)로부터 출력되는 진동 주파수값을 입력하여, 1차 전류 지령값을 출력하는 정현파 발신기이다. 부호 590은 2차 지령 ROM(560)으로부터 읽어들인 2차 진동 지령값과 FFT부(540)로부터 출력되는 2차 진동진폭 FB값 및 2차 진동위상 FB값을 입력하여, 가진해야 할 진동의 2차 진동 지령값과 2차 위상 지령값을 연산에 따라 구하여 출력하는 2차 주파수 연산부이다 부호 600은 2차 주파수 연산부(590)로부터 출력되는 2차 진동 지령값, 2차 위상 지령값과 주파수 검출부(530)로부터 출력되는 진동 주파수값을 입력하여, 2차 전류 지령값을 출력하는 정현파 발신기이다. 부호 610은 0차 전류 지령값을 출력하는 0차 지령 출력부이다. 부호 53은 0차 전류 지령값, 1차 전류 지령값 및 2차 전류 지령값이 중첩된 중첩 전류 지령값에 기초하여, 리니어 엑츄에이터(31)에 흐르는 모터 전류를 출력하는 전류 앰프이다.

다음으로, 도 10을 참조하여 차체 프레임(41)에 발생하고 있는 진동 가운데 억제해야 할 진동만을 억제함과 동시에, 중첩 인가시켜야 할 진동을 발생시키는 동작을 설명한다. 6기통 엔진을 탑재한 자동차에 있어서, 6기통으로부터 3기통으로의 기통정지 제어가 실행되면, 1차 주파수 연산부(570)는 3기통 구동이 됨으로써 새롭게 발생된 진동(3기통 구동시에 발생하는 진동)을 억제하기 위한 지령값을 연산에 따라 구하여 출력한다. 한편, 2차 주파수 연산부(590)는 3기통 구동이 됨으로써 발생하지 않게 된 진동(6기통 구동시에 발생하는 진동)을 새롭게 발생시키기 위한 지령값을 연산에 따라 구하여 출력한다. 그리고 나서, 3기통 구동시에 발생하는 진동을 억제하기 위한 지령값과, 6기통 구동시에 발생하는 진동을 새롭게 발생시키기 위한 지령값을 중첩한 중첩 전류 지령값을 전류 앰프(53)로 출력하면, 리니어 엑츄에이터(31)에 있어서 불필요한 진동을 억제하고, 새롭게 발생시켜야 할 진동을 발생시키기 위하여 보조질량(32)이 진동하게 된다. 이에 따라서, 6기통으로부터 3기통으로의 기통정지 제어가 실행되어도, 6기통 구동시의 진동이 계속 발생하여 운전자에 대해 위화감을 주는 일이 없어진다.

< 제4의 실시형태 >

다음으로, 도 11을 참조하여 제4의 실시형태를 설명한다. 도 11에 나타낸 제진장치가 도 10에 나타낸 제진장치와 다른 점은, 진동을 검출하는 측정점을 복수로 설치함과 동시에 가진을 실행하는 리니어 엑츄에이터를 복수로 설치한 점이다. 그리고, 제어부(52)는 측정점(441, 442, 443, 44n)에 있어서, 억제해야 할 진동과 발생시켜야 할 진동의 지령값을 구하여 각각의 리니어 엑츄에이터(31, 301, 302, 30n)에 대해 출력한다. 이렇게 함으로써 억제하고자 하는 진동을 저감하고, 강조하고자 하는 진동을 증가시킬 수 있으므로, 예를 들면 엔진의 진동은 억제하고, 음악 재생시에 오디오 스피커로부터 발생하는 저음 진동을 재생 중의 음악 신호에 기초하여 증가되게 하는 제어가 가능해진다. 또한, 엔진의 진동을 억제함으로써 차내에 들어찬 소리 등을 저감시키는 것도 가능해진다.

이와 같이, 불필요한 진동을 억제함과 동시에 필요에 따라 소정의 진동을 발생시키기 위하여, 리니어 엑츄에이터(31)로 지지되는 보조질량(32)을 진동시킴으로써 차체 프레임(41)을 가진하는 수단을 갖춘 제진장치에 있어서, 차체 프레임(41)을 진동시키는 엔진(40)의 주파수와 좌석(44)에서의 진동을 검출하고, 엔진(40)의 주파수와 좌석(44)에서의 진동에 기초하여 억제해야 할 진동과 발생시켜야 할 진동의 지령값을 구하고, 이것들의 지령값을 중첩시킨 제어신호를 리니어 엑츄에이터(31)에 대하여 출력하도록 하였으므로, 불필요한 진동을 억제함과 동시에 필요에 따라 소정의 진동을 발생시킬 수 있고, 운전자에 대하여 진동제어에 따른 위화감을 주는 일을 방지할 수 있다.

< 제5의 실시형태 >

다음으로, 본 발명의 제5의 실시형태에 따른 제진장치를 도면을 참조하여 설명한다. 도 12는 이 실시형태의 구성을 나타내는 블록도이다. 이 도면에 있어서, 부호 41은 내연기관 등의 엔진이 탑재된 차체 프레임이며, 엔진의 회전 구동에 따라 차체의 진동계가 형성되어 있다. 부호 30은 리니어 엑츄에이터에 의해 보조질량을 진동시킴으로써 차체 프레임(41)의 차체에 발생하는 진동을 제진하는 가진부이다. 이 가진부(30)는 보이스 코일 모터(voice coil motor)나 리시프로 모터 등의 리니어 엑츄에이터를 사용하는 것이 가능하다. 부호 70은 가진부(30)를 구동하는 파워회로이다. 부호 604는 내부의 맵핑 데이터를 참조하여 제진제어를 실행하는 맵핑 제어부이다. 부호 605는 주파수 영역 적응필터에 따른 제진제어를 행하는 주파수 영역 적응필터부이다. 부호 606은 시간 영역 적응필터에 따른 제진제어를 행하는 시간 영역 적응필터부이다.

주파수 영역 적응필터부(605) 및 시간 영역 적응필터부(606)는 적응필터의 결과에 기초하여 맵핑 제어부(604)에 유지하고 있는 맵핑 데이터를 갱신한다. 부호 607은 현시점의 상황에 따라서 맵핑 제어부(604), 주파수 영역 적응필터부(605) 및 시간 영역 적응필터부(606) 중 어느 하나를 선택하여 제진제어를 실행하게 하는 제어 전환부이며, 차체 프레임(41)의 소정 위치의 관측점의 가속도와 가속도 기준값과 엔진 회전수 변화율에 기초하여 사용하는 제어를 전환한다. 또한, 주파수 영역 적응필터부(605)는 시간 영역 적응필터부(606)에 대하여 전달함수 G'(s)를 전송하여 갱신한다. 주파수 영역 적응필터부(605)에서 계산되는 (S(n)-S(n-1)/(M(n)-M(n-1))의 역수가 G'(s)에 해당한다. 부호 608은 운전상태 마다 회전수에 따른 가속도 기준값이 미리 기억된 가속도 기준값 테이블이다. 부호 609는 엔진 펄스 신호로부터 엔진 회전수의 변동율을 계측하는 회전수 변동율 계측부이며, 엔진 펄스 신호는 발생하는 시간 간격으로부터 엔진 회전수 N과 회전수 변동율 dN/dt를 계산하여 엔진 펄스 신호때마다 갱신한다. 차체 프레임(41)에는 관측점의 가속도 A를 검출하여 관측점 가속도 신호를 출력하는 가속도 센서와 현시점의 운전상태(기어 포지션, 에어컨 ON/OFF, 액셀 개도 등)를 나타내는 운전상태 신호 D0를 출력하는 기능(도면에 표시하지 않음)을 갖추고 있다.

여기에서, 도 14~도 16을 참조하여 각 제어부의 동작을 설명한다. 도 14~도 16에 나타낸 제어 동작은 원칙적으로 종래기술에 따른 제어이기 때문에, 여기에서는 상세한 설명은 생략한다.

도 14는 도 12에 나타낸 맵핑 제어부(604)의 동작을 나타내는 도면이다. 맵핑 제어부(604)는 운전상태 신호와 엔진펄스 신호로부터 구한 엔진 회전수에 기초하여 제어신호 데이터 캡핑을 선택하고, 이 데이터 맵핑에 미리 정의되어 있는 진폭 지령값과 위상 지령값을 읽어들여 이 읽어들인 진폭 지령값과 위상 지령값을 파워회로(70)에 출력한다. 파워회로(70)는 이 지령값에 기초하여 가진부의 진동을 제어함으로써 제진대상(차체)의 진동을 저감한다.

도 15는 도 12에 나타낸 시간 영역 적응필터부(606)의 동작을 나타내는 도면이다. 시간 영역 적응필터부(606)는 관측점 가속도 신호와 엔진펄스 신호를 입력하고, 신호전달 특성의 추정 전달함수 G(s)에 기초하여 정현파 가진력 지령값(진폭 지령값과 위상 지령값)을 구하고, 이 정현파 가진력 지령값을 파워회로(70)에 출력한다. 파워회로(70)는 이 지령값에 기초하여 가진부의 진동을 제어함으로써 제진대상(차체)의 진동을 저감한다.

도 16은 도 12에 나타낸 주파수 영역 적응필터부(605)의 동작을 나타내는 도면이다. 주파수 영역 적응필터부(605)는 관측점 가속도 신호와 엔진펄스 신호를 입력하고, 푸리에 변환을 사용하여 얻어진 제진대상의 주파수 성분에 기초하여 발생해야 할 힘의 힘지령(force command value)을 구하고, 이 힘지령에 기초하여 얻어지는 정현파 가진력 지령값(진폭 지령값과 위상 지령값)을 구하고, 이 정현파 가진력 지령값을 파워회로(70)에 출력한다. 파워회로(70)는 이 지령값에 기초하여 가진부의 진동을 제어함으로써 제진대상(차체)의 진동을 저감한다.

다음으로, 도 12에 나타낸 제진장치의 동작을 설명한다. 우선, 자동차가 엔진을 시동하면 제어 전환부(607)는 맵핑 제어부(604)를 선택한다. 이것에 의하여, 맵핑 제어가 실행되게 된다. 이 상태에서 제어 전환부(607)는 차체 프레임(41)의 관측점의 가속도 신호와 가속도 기준값 테이블(608)에 기억되어 있는 가속도 기준값과의 값을 비교하여, 검출하여 얻어진 가속도가 가속도 기준값을 초과한 경우 맵핑 제어로부터 적응필터로의 전환을 실행한다. 맵핑 제어로부터 적응필터로의 전환을 실행하는 경우, 제어 전환부(607)는 회전수 변동율 계측부(609)의 출력을 참조하여 변동율이 클 때에는 시간 영역 적응필터부(606)로 전환하고, 변동율이 작을 때에는 주파수 영역 적응필터부(605)로 전환한다. 또한, 주파수 영역 적응필터부(605)가 동작하고 있을 때에는, 적응필터의 계산 과정에서 시간 영역 적응필터부(606)에 필수 불가결한 신호전달 특성의 추정 전달함수 (S(n)-S(n-1))/(M(n)-M(n-1))이 구해진다. 이 추정 전달함수는 1/G'(s)에 해당하므로, 이 결과에 기초하여 시간 영역 적응필터(606)의 추정 전달함수 G'(s)를 갱신한다.

그리고, 제어 전환부(607)는 적응필터로 이행한 후 가속도 기준값을 밑돌게 되는 시점에서, 적응필터로부터 맵핑 제어로 되돌려 전환을 행한다. 이 때, 주파수 영역 적응필터부(605) 또는 시간 영역 적응필터부(606)에 있어서는, 적응필터의 동작에 따라 효과적으로 제진할 수 있는 정현파 가진력 지령이 구해지므로, 주파수 영역 적응필터부(605) 또는 시간 영역 적응필터부(606)는 구해진 가진력 지령값에 기초하여 맵핑 제어부(604)에 유지되어있는 맵핑 데이터를 갱신한다. 이 동작에 따라, 현시점에서 최적의 맵핑 데이터로 갱신되므로 개체차이나 경년변화의 영향에 따른 제진성능 열화를 방지할 수 있고, 적절한 제진제어 처리가 실행되는 것을 유지할 수 있다.

다음으로, 도 13을 참조하여 제어 전환부(607)가 각 제어를 전환하는 타이밍에 대하여 설명한다. 도 13은 상태값에 기초하여 제어방식을 전환하는 동작을 나타내는 도면이다. 도 13에 있어서, 엔진 회전수 N, 운전상태값 D0에 기초하여 가속도 기준값 테이블(608)을 참조하여 얻어지는 기준값을 A1(N, D0) 또는 A2(N, D0)라 표시한다. A1(N, D0)는 맵핑 제어로부터 적응필터로 이행하는 기준값이며, A2(N, D0)는 적응필터로부터 맵핑제어로 이행하는 기준값이고, A2(N, D0)≤A1(N, D0)의 관계를 만족시키고 있다. 또한, 적응필터의 방식 이행을 실행하기 위한 기준값을 W1 ~ W4로 표시한다. W1은 엔진 회전수 변동율 dN/dt에 기초하여 주파수 영역 적응필터로부터 시간 영역 적응필터로 이행하는 기준값이다. W2는 엔진 회전수 변동율 dN/dt에 기초하여 시간 영역 적응필터로부터 제어 없음으로 이행하는 기준값이다. W3은 엔진 회전수 변동율 dN/dt에 기초하여 시간 영역 적응필터로부터 주파수 영역 적응필터로 이행하는 기준값이다. W4는 엔진 회전수 변동율 dN/dt에 기초하여 제어 없음으로부터 시간 영역 적응필터로 이행하는 기준값이다. 기준값 W1 ~ W4는 W1<W2, W3<W4, W1≥W3, W2≥W4를 만족시키고 있다. 또한, 맵핑 제어상태(초기 상태)를 C0=1, 주파수 영역 적응필터에 따른 제어 상태를 C0=2, 시간 영역 적응필터에 따른 제어상태를 C0=3, 적응필터의 제어 없음 상태를 C0=4로 표시한다. 도 13에 나타낸 것과 같이, 엔진 회전수 N, 회전수 변동율 dN/dt로부터 구해지는 기준값 A1, A2와 적응필터 전환 기준값 W1 ~ W4에 기초하여, 현시점에 있어서의 최적 제어방식을 선택하여 실행함으로써 최적의 제진제어가 가능해진다.

기준값 A1, A2는 동일한 값이어도 되지만, A2 < A1을 만족시키도록 설정하여 가속도 기준값을 초과하여 적응필터 제어로 이행한 후에, 맵핑 제어로 돌아갈 때에는 히스테리시스(Hysterisis)를 설치하여 가속도 기준값을 히스테리시스 폭 만큼 밑도는 경우에 되돌아오게끔 하여도 된다. 이에 의하여 제진성능을 보다 향상시킬 수 있으며, 맵핑 데이터도 보다 양질의 것으로 갱신할 수 있다. 또한, 맵핑 제어로 되돌아올 때에는 가속도 기준값을 밑도는 한편 회전수 변동율이 소정의 값을 상회한 경우에 되돌아오도록 하여도 된다. 이렇게 함으로써, 가능한 한 적응필터 제어에 머물러 제진성능을 높인 상태로 맵핑 데이터의 갱신을 실행할 수 있다.

또한, 맵핑 데이터 갱신시에 있어서, 맵핑 제어로부터 적응필터 제어로 이행한 엔진 회전수의 데이터만을 갱신해도 되고, 적응필터 제어 실시중에 가속도 기준값을 밑돈 회전수의 데이터 전부를 갱신하도록 해도 된다. 또한, 맵핑 데이터 갱신의 타이밍은 맵핑 제어로 되돌아갈 때에 덧붙여, 적응필터 제어 실시중에 가속도 기준값을 어느 소정의 값만큼 밑돈 때에 맵핑 데이터 갱신을 실시하도록 하여도 된다. 또한, 전달함수의 갱신 타이밍은 일정 시간 간격마다 실시함에 더하여 전회 갱신한 회전수로부터 소정의 간격만큼 떨어진 회전수가 될 때에 실시하도록 하여도 된다. 또한, 적응필터 실시시의 회전수 변동율이 너무 커지는 경우에는 악영향을 피하기 위하여 적응필터 동작을 정지하도록(제어 없음) 하여도 된다.

이와 같이, 개체차이나 경년변화 등으로 맵핑 제어에 따른 제진제어 성능이 열화된 경우에는, 적응필터로 전환하여 제진성능을 향상시킴과 동시에 맵핑제어의 맵핑 데이터를 갱신하도록 하였으므로, 맵핑제어에 따른 제진성능을 회복시키는 것이 가능해진다. 또한, 적응필터 실시시에는 회전수 변동율과 응답성에 따라서 주파수 영역, 시간 영역, 제어 없음 중 어느 하나로 전환하도록 하였으므로, 회전수 변동시에 적응필터에 따라 역으로 진동이 커져버리는 것을 방지할 수 있다. 또한, 주파수 영역 적응필터의 계산 과정을 사용하여 시간 영역 적응필터에서 필요로 하는 전달함수를 갱신하도록 하였으므로, 전달함수의 변동에 따른 시간 영역 적응필터에 있어서의 특성 열화를 방지하는 것이 가능해진다.

< 제6의 실시형태 >

이하, 본 발명의 제6의 실시형태에 따른 제진장치를 도면을 참조하여 설명한다. 도 17은 이 실시형태에 따른 제진장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 17에 있어서, 부호 30은 보조질량(추(weight))를 진동시켜 그 반력을 이용하여 자동차 등의 제진대상 기구의 진동을 억제하는 가진부이다. 부호 41은 가진부(30)가 설치되는 자동차의 차체 프레임이다. 가진부(30)는 차체 프레임(주계질량)(41)에 발생하는 상하방향(중력방향)의 진동을 제어(제진)하는 것으로 한다. 부호 72는 가진부(30) 내에 설치하는 리니어 엑츄에이터를 구동하기 위한 전류를 공급하는 파워 앰프이다. 부호 65는 가진부(30)에 발생시켜야 할 힘에 따라서 리니어 엑츄에이터에 공급하는 전류를 제어하는 전류 제어부이다. 부호 631은 가진부(30)에 대하여 공급되고 있는 전류를 검출하는 전류 검출부이다. 부호 641은 파워 앰프(72)에 대하여 인가되고 있는 전압을 검출하는 인가전압 검출부이다. 부호 66은 전류 검출부(631) 및 인가전압 검출부(641)의 출력(전류값과 전압값)에 기초하여, 가진부(30) 내에 설치하는 리니어 엑츄에이터의 진동속도를 추정하는 엑츄에이터 진동속도 추정부이다. 부호 67은 엑츄에이터 진동속도 추정부(66)로부터 출력되는 진동속도의 값을 입력하고, 이상의 엑츄에이터 역특성에 기초하여 이상의 엑츄에이터가 출력해야 할 힘지령 신호를 출력하는 이상의 엑츄에이터 역 특성부이다. 부호 68은 소정값의 힘지령 값을 출력하는 소정값 출력부이다.

여기에서, 도 19를 참조하여 도 17에 나타낸 가진부(30)의 상세한 구성을 설명한다. 도 19는 도 17에 나타낸 가진부(30)의 상세한 구성을 나타내는 도면이다. 이 도면에 있어서, 부호 32는 차체 프레임(41)에 대하여 부가되는 보조질량(추)이다. 부호 34는 리니어 엑츄에이터(리시프로 모터)를 구성하는 고정자(stator)이며, 차체 프레임(41)에 고정된다. 부호 12는 리니어 엑츄에이터(리시프로 모터)를 구성하는 가동자이며, 예를 들면 중력방향의 왕복운동(도 3의 지면에서는 상하운동)을 행한다. 가진부(30)는 차체 프레임(41)의 억제해야 할 진동의 방향과 가동자(12)의 왕복운동 방향(추진력 방향)이 일치하도록 차체 프레임(41)에 고정된다. 부호 3은 가동자(12) 및 보조질량(32)을 추진력 방향으로 이동가능하도록 지지하는 판용수철이다. 부호 11은 가동자(12)와 보조질량(32)을 접합하는 축이며, 판용수철(3)에 의해 지지되어 있다. 부호 35는 가동자(12)의 가동 범위를 제한하는 스토퍼이며, 가동자(12)의 양단(도 19에 있어서는 상한과 하한)에서 가동 범위를 제한한다. 이 가진부(30)에 따라 동흡진기가 구성되게 되었다.

다음으로, 도 19에 나타낸 가진부(30)의 동작을 설명한다. 리니어 엑츄에이터(리시프로 모터)를 구성하는 코일(도면에 표시하지 않음)에 교류 전류(정현파 전류, 단형파 전류)를 흐르게 한 경우, 코일에 소정 방향의 전류가 흐르는 상태에서는 자속이 영구자석에서의 S극으로부터 N극으로 유도됨으로써 자속 루프가 형성된다. 그 결과, 가동자(12)는 중력에 역행하는 방향(상방향)으로 이동한다. 한편, 코일에 소정의 방향과는 역방향의 전류를 흘리면 가동자(12)는 중력방향(하방향)으로 이동한다. 가동자(12)는 교류 전류에 따른 코일로의 전류 흐름의 방향이 번갈아 변화함으로써 상기의 동작을 반복하고, 고정자(34)에 대하여 축(11)의 축방향으로 왕복운동하게 된다. 이것에 의하여, 축(11)에 접합되어 있는 보조질량(32)이 상하방향으로 진동하게 된다. 전류 제어부(65)로부터 출력하는 제어신호에 기초하여 보조질량(32)의 가속도를 제어함으로써, 제어력을 조절하여 차체 프레임(41)의 진동을 저감하는 것이다.

다음으로, 도 17을 참조하여 도 17에 나타낸 제진장치의 동작을 설명한다. 우선, 전류 검출부(631)는 가진부(30)에 공급되는 전류를 검출하고, 전류 제어부(65)와 엑츄에이터 진동속도 추정부(66)에 공급한다. 또한, 인가전압 검출부(641)는 가진부(30)에 인가되는 전압을 검출하고, 엑츄에이터 진동속도 추정부(66)에 공급한다. 가진부(30) 내의 리니어 엑츄에이터를 구동한 경우, 리니어 엑츄에이터는 속도에 비례한 유도 기전력을 발생한다. 이 유도 기전력을 계산함으로써 엑츄에이터 진동속도 추정부(66)는 진동속도 신호를 얻을 수 있다.

예를 들면, 인가전압 V와 전류 i를 검출하고, 증폭회로와 미분회로를 통하여 유기전압 E로서 출력한다. 이 경우, 권선저항 R, 권선 인덕턴스 L에 해당하는 게인 K1, K2를 설정할 필요가 있다. 설정은 리니어 엑츄에이터의 가동부(가동자, 보조질량)을 구속한 상태에서 소정 주파수의 전류를 흘리고, 출력이 제로가 되도록 조정한다. 유기전압 E에 있어서는 E = V - R?i - L(di/dt)의 관계가 성립하므로, 단자전압 V와 전류 i를 검출함으로써 유기전압 E를 구할 수 있다. 또한, 자기 용수철 특성 또는 기계적 용수철 요소에 의해 가진부(30)에 있어서 최적값에 가까운 용수철 정수가 얻어지는 경우, 리니어 엑츄에이터가 발생하는 감쇠력을 조정함으로써 제진을 위한 에너지를 공급하는 일 없이, 높은 진동 감쇠효과를 얻을 수 있다. 감쇠력은 리니어 엑츄에이터의 코일 양단에 부하저항을 접속하고, 이 부하저항의 크기를 바꿈으로써 조정할 수 있다.

*엑츄에이터 진동속도 추정부(66)의 출력에는 현시점의 지령값에 대한 실제의 엑츄에이터(actual actuator)의 출력이 반영되게 된다. 리니어 엑츄에이터가 이상의 엑츄에이터라고 판정하면, 엑츄에이터 진동속도 추정부(66)가 추정한 진동속도를 이상의 엑츄에이터가 출력할 때 필요한 힘지령 신호가 전류 제어부(65)로 입력되게끔 되기 때문에, 이상의 엑츄에이터 역 특성부(67)는 엑츄에이터 진동속도 추정부(66)가 추정한 진동속도를 이상의 엑츄에이터가 출력할 때 필요한 힘지령 신호를 출력하게 된다. (1) 식으로 이상의 엑츄에이터 역특성의 전달함수의 일례를 나타낸다

Gi(s) = (Mis2 + Cis + Ki)/s … (1)

다만, Mi : 보조질량(이상의 값(ideal value)), Ci : 감쇠계수(이상의 값), Ki : 용수철 정수(이상의 값)이며, 전달함수의 감쇠계수가 경계감쇠(감쇠율 = 1)의 1/100~100배의 범위이다.

실제의 지령신호와 이상의 엑츄에이터 역 특성부(67)가 출력한 것과의 차분값을 지령신호의 보정값으로 피드백함으로써, 실제의 엑츄에이터를 이상의 엑츄에이터로 작동하게 할 수 있다. 전류 제어부(65)는 전류 검출부(631)에서 검출된 전류 및 이상의 엑츄에이터 역 특성부(67)로부터 출력되는 지령신호에 기초하여 가진부(30)가 차체 프레임(41)을 제진하기 위하여 최적의 용수철 특성 및 감쇠특성을 얻을 수 있도록 리니어 엑츄에이터의 최적 구동량(제어량)을 도출하고, 도출된 결과를 지령신호로서 파워 앰프(72)에 출력한다. 파워 앰프(72)는 전류 제어부(65)의 지령신호에 따라 가진부(30)를 구동함으로써, 보조질량(32)이 상하(중력) 방향으로 진동하게 된다. 이 보조질량(32)이 진동함에 따른 반력으로 차체 프레임(41)에 발생하는 진동을 억제한다.

또한, 이상의 엑츄에이터 역특성을 엑츄에이터의 공진 주파수 부근의 대역으로 제한하는 밴드패스필터를 갖추어도 된다.

이와 같이, 이상의 엑츄에이터의 특성을 최적의 동흡진기에 같이함으로써 액티브 동흡진기를 최적의 동흡진기로 작동시키는 것이 가능해지므로, 자동차용의 제진장치에 있어서 공진 현상을 억제하여 보조질량의 진동진폭을 적정한 범위내로 할 수 있고, 이상적인 진동억제를 실현할 수 있으며, 진동억제 성능을 향상시킬 수 있다.

다음으로, 도 18을 참조하여 도 17에 나타낸 제진장치의 변형예를 설명한다. 도 18은 도 17에 나타낸 제진장치의 변형예의 구성을 나타내는 블록도이다. 이 도면에 있어서, 도 17에 나타낸 장치와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다. 도 18에 나타낸 장치가 도 17에 나타낸 장치와 다른 점은, 소정값 출력부(68)를 대신하여 가진원 정보(가진 타이밍, 주파수, 가진력 파형, 차체 진동 등)를 취득하고, 이 가진원 정보에 기초하여 진동을 억제하기 위한 지령값을 출력하는 제어부(69)를 설치한 점이다. 제어부(69)가 출력하는 진동억제 지령값은 가진원의 가진력 또는 가진력의 주파수 정보, 차체 프레임(제진대상 기구)(41)의 진동 정보 또는 가진력 정보로부터 생성되어 출력된다. 가진부(30)는 이 진동억제 지령값에 기초하여 리니어 엑츄에이터의 구동을 실행하게 된다. 그 이외의 동작은 전술한 동작과 동일하므로, 여기에서는 상세한 설명을 생략한다.

또한, 본 발명에 따른 자동차용 제진장치는 자동차의 차체 프레임, 엔진 마운트 부근, 라디에이터 부근, 후부의 적재함 하부 또는 트렁크 하부에 설치하면 유효하다.

또한, 가진부(30) 내에 설치하는 리니어 엑츄에이터는 전자력을 이용한 엑츄에이터이며, 예를 들면 리시프로 모터를 사용하면 유효하다. 또한, 가진부(30) 내에 설치하는 엑츄에이터는 전압을 인가함으로써 변위를 일으키는 소자를 이용한 압전 엑츄에이터라도 된다.

이상에 설명한 바와 같이, 엑츄에이터의 진동계의 가진력에 대한 상대진동 속도의 전달함수를 사용하는 이상의 엑츄에이터 역특성에 기초한 엑츄에이터의 공진억제 수단을 갖추었으므로, 이상의 엑츄에이터 역특성을 원하는 특성에 기초하여 설정함으로써 엑츄에이터의 특성을 임의의 특성으로 조정할 수 있다. 이것에 의해 원하는 특성의 감쇠특성을 크게 함으로써, 엑츄에이터 본체에 작용하는 외력에 따라서 엑츄에이터의 가동부의 진동이 발생하기 어려운 특성으로 만들수 있으므로, 적정한 반력을 발생시켜 이상적인 진동억제를 실현할 수 있다. 또한, 원하는 특성의 고유 진동수를 낮춤으로써 엑츄에이터의 외형의 고유 진동수를 낮출 수 있으므로, 실제의 엑츄에이터의 고유 진동수 부근에서도 용수철 특성 등의 영향을 받는 일 없이 안정한 제진제어를 실현하는 것이 가능해진다.

< 제7의 실시형태 >

다음으로, 본 발명의 제7의 실시형태에 따른 제진장치를 도면을 참조하여 설명한다. 도 20은 이 실시형태의 구성을 나타내는 블록도이다. 이 도면에 있어서, 부호 30은 제진제어의 대상물인 제어대상 기구(44)에 고정되어 내부에 설치되는 리니어 엑츄에이터(리시프로 모터)에 따라 보조질량 부재를 구동함으로써 제어대상 기구(44)의 진동을 억제하는 가진부이다. 여기에서 말하는 제어대상 기구(44)는 예를 들면, 자동차의 차체 등이다.

부호 32는 제어대상 기구(44)에 대하여 부가되는 보조질량(추)이다. 부호 34는 리시프로 모터를 구성하는 고정자이며, 제어대상 기구(44)에 고정된다. 부호 12는 리시프로 모터를 구성하는 가동자이며, 예를 들면 중력 방향의 왕복운동(도 1의 지면에서는 상하운동)을 행한다. 가진부(30)는 제어대상 기구(44)의 억제해야 할 진동의 방향과 가동자(12)의 왕복운동 방향(추진력 방향)이 일치하도록 제어대상 기구(44)에 고정된다. 부호 3은 가동자(12) 및 보조질량(32)을 추진력 방향으로 이동 가능하게끔 지지하는 판용수철이다. 부호 11은 가동자(12)와 보조질량(32)을 접합하는 축이며, 판용수철(3)에 의해 지지되고 있다. 부호 35는 가동자(12)의 가동 범위를 제한하는 스토퍼이며, 가동자(12)의 양단(도 20에 있어서는 상한과 하한)에 있어서 가동 범위를 제한한다.

부호 620은 제어대상 기구(44)의 상태값(예를 들면, 엔진 회전수)를 입력하고, 보조질량(32)에 발생시켜야 할 진동의 진폭 지령값과 주파수 지령값을 연산에 따라 구하여 출력하는 지령값 생성부이다. 부호 621은 지령값 생성부(620)로부터 출력되는 진폭 지령값과 주파수 지령값으로부터 결정되는 인가 가능한 전류값의 상한이 주파수 마다 정의된 진폭 상한 클램프 테이블(amplitude upper limit clamp table)이다. 부호 622는 진폭 지령값과 주파수 지령값을 입력하고, 진폭 상한 클램프 테이블(621)을 참조하여 입력된 진폭 지령값을 적절한 가동 범위로 제한하기 위한 보정을 행하고, 입력된 주파수 지령과 이 보정(제한) 후의 진폭 지령값에 기초하여 리시프로 모터에 대하여 인가해야 할 전류의 지령값을 구하여 출력하는 인가전류 생성부이다. 부호 72는 가진부(30)를 구성하는 리시프로 모터의 고정자(34)에 전류를 공급하고, 가동자(12)의 왕복운동을 제어하는 파워 앰프이다.

다음으로, 도 20에 나타낸 가진부(30)의 동작을 설명한다. 리시프로 모터를 구성하는 코일(도면 표시하지 않음)에 교류 전류(정현파 전류, 단형파 전류)를 흘린 경우, 코일에 소정 방향의 전류가 흐르는 상태에서는 자속이 영구자석에 있어서의 S극으로부터 N극으로 유도됨으로써 자속 루프가 형성된다. 그 결과, 가동자(12)는 중력에 역행하는 방향(상방향)으로 이동한다. 한편, 코일에 소정 방향과는 역방향의 전류를 흘리면, 가동자(12)는 중력방향(하방향)으로 이동한다. 가동자(12)는 교류 전류에 따른 코일로의 전류 흐름의 방향이 번갈아 변화함으로써 이상의 동작을 반복하고, 고정자(34)에 대하여 축(11)의 축방향으로 왕복운동하게 된다. 이것에 의해, 축(11)에 접합되어 있는 보조질량(32)이 상하 방향으로 진동하게 된다. 파워 앰프(72)로부터 출력하는 제어신호에 기초하여 보조질량(32)의 가속도를 제어함으로써, 제어력을 조절하여 제어대상 기구(44)의 진동을 저감할 수 있다.

도 20에 나타낸 리니어 엑츄에이터에 있어서는, 축(11)을 슬라이딩시켜 왕복운동 가능하게 지지하는 것이 아니라, 각 판용수철(3)이 가동자(12)를 축(11)의 상단측 및 하단측의 2개소에서 유지하고 스스로 탄성변형함으로써 가동자(12)를 축(11)의 축방향으로 왕복운동 가능하게 지지한다. 이것에 의해, 가동자(12)에는 마모도 제동저항도 생기지 않으므로, 장기간에 걸친 사용을 거친 후에도 축지지의 정도가 저하되는 일 없이 높은 신뢰성이 얻어짐과 동시에, 제동저항에 기인하는 소비전력의 손실 없이 성능의 향상을 도모할 수 있다. 그러나, 전술한 바와 같이 자동차가 급가속이나 험한 길을 주행함으로써 자동차의 거동 변화가 심각한 경우 등에 있어서는, 고정자(34)에 대하여 공급하는 전류의 변동도 커지며, 가동자(12)가 스토퍼(35)에 충돌하는 현상이 발생하게 된다. 자동차에 제진장치로서 가진부(30)를 설치하는 것과 같은 경우, 가동자(12)가 스토퍼(35)에 충돌함에 따라 발생되는 충돌음(이음)은 없는 편이 바람직하다.

이 때문에, 고정자(34)에 대하여 인가하고 있는 전류 주파수마다 현시점에서 새롭게 인가하는 것이 가능한 전류의 상한값을 미리 구하고, 이 전류 주파수와 전류 상한값과의 관계를 진폭 지령값과 주파수 지령값의 관계로 치환하여 진폭 상한 클램프 테이블(621)에 미리 기억시켜두고, 인가전류 생성부(622)가 새로운 인가전류 지령값을 구하는 경우에 이 진폭 상한 클램프 테이블(621)을 참조하여 지령값 생성부(620)로부터 출력된 진폭 지령값을 보정하고, 이 보정된 진폭 지령값과 지령값 생성부(620)로부터 출력된 주파수 지령값에 기초하여 새로운 인가전류 지령값을 구하여 파워 앰프(72)로 출력함으로써, 가동자(12)가 스토퍼(35)에 충돌하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 진폭 지령값의 보정을 테이블을 참조하여 실행하도록 하였으므로 인가전류 생성부(622)에 있어서의 연산량을 경감할 수 있기 때문에, 처리의 고속화를 도모할 수 있음과 동시에 값싼 연산장치를 사용할 수 있어 비용절감을 도모할 수 있다.

다음으로, 도 21을 참조하여 도 20에 나타낸 제진장치의 변형예를 설명한다. 이 도면에 있어서, 도 20에 나타낸 장치와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다. 이 도면에 나타낸 장치가 도 20에 나타낸 장치와 다른 점은, 진폭 상한 클램프 테이블(621)을 대신하여 전류 상한 클램프 테이블(623)을 설치한 점이다. 전류 상한 클램프 테이블(623)은 고정자(34)에 대하여 인가하고 있는 전류 주파수마다 현시점에서 새롭게 인가하는 것이 가능한 전류의 상한값을 미리 구하고, 이 전류 주파수와 전류 상한값과의 관계를 인가전류 지령값과 주파수 지령값의 관계로 치환하여 미리 기억시킨 테이블이다. 인가전류 생성부(622)가 새로운 인가전류 지령값을 구하는 경우에, 이 전류 상한 클램프 테이블(623)을 참조하여 지령값 생성부(620)로부터 출력된 진폭 지령값과 지령값 생성부(620)로부터 출력된 주파수 지령값에 기초하여 새롭게 구한 인가전류 지령값을 보정하여 파워 앰프(72)로 출력함으로써, 가동자(12)가 스토퍼(35)에 충돌하는 것을 방지할 수 있다.

< 제8의 실시형태 >

다음으로, 도 22를 참조하여 본 발명의 제8의 실시형태에 따른 제진장치를 설명한다. 도 22는 이 실시형태의 구성을 나타내는 도면이다. 이 도면에 있어서, 도 20에 나타낸 장치와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다. 이 도면 22에 나타낸 장치가 도 20에 나타낸 장치와 다른 점은, 진폴 상한 클램프 테이블(621)을 대신하여 구배 제한부(gradient limiting section)(625)를 설치하여, 인가전류 생성부(624)가 구배 제한부(625)에 따라 진폭의 변동구배가 제한된 진폭 지령값에 기초하여 인가전류 지령값을 구하도록 한 점이다. 구배 제한부(625)는 입력된 진폭 지령값의 변동구배를 완만한 변동으로 하여 출력하는 것이다. 인가전류 생성부(624)가 새로운 인가전류 지령값을 구하는 경우에, 구배 제한부(625)에 따른 변동구배가 제한된 진폭 지령값과 지령값 생성부(620)로부터 출력된 주파수 지령값에 기초하여 새로운 인가전류 지령값을 구하여 파워 앰프(72)로 출력함으로써 급속하게 인가전류가 변동하는 것을 억제할 수 있으므로, 가동자(12)가 스토퍼(35)에 충돌하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 주파수 변동이 큰 경우에만 제한을 설치함으로써 응답의 늦음을 경감하는 것도 가능하다.

다음으로, 도 23을 참조하여 도 22에 나타낸 제진장치의 변형예를 설명한다. 이 도면에 있어서, 도 22에 나타낸 장치와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다. 이 도면에 나타낸 장치가 도 22에 나타낸 장치와 다른 점은, 구배 제한부(626)를 인가전류 생성부(624)의 뒷부분에 설치한 점이다. 구배 제한부(626)는 로우패스필터와 동등한 기능을 가지고, 인가전류 생성부(624)가 구한 인가전류 지령값을 입력하고, 이 입력된 인가전류 지령값의 변동구배를 완만한 변동으로 출력하는 것이다. 인가전류 생성부(624)가 새롭게 구한 인가전류 지령값의 변동구배가 완만하게 되도록 보정하여 파워 앰프(72)로 출력함으로써 급격하게 인가전류가 변동하는 것을 억제할 수 있으므로, 가동자(12)가 스토퍼(35)에 충돌하는 것을 방지할 수 있다.

< 제9의 실시형태 >

다음으로, 도 24를 참조하여 본 발명의 제9의 실시형태에 따른 제진장치를 설명한다. 도 24는 이 실시형태의 구성을 나타낸 블록도이다. 이 도면에 있어서, 도 20에 나타낸 장치와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다. 이 도 24에 나타낸 장치가 도 20에 나타낸 장치와 다른 점은, 진폭 상한 클램프 테이블(621)을 대신하여 진폭 억제부(627)와 변동 검출부(629)를 설치하고, 인가전류 생성부(628)가 진폭 억제부(627)에 따라 진폭이 억제된 진폭 지령값에 기초하여 인가전류 지령값을 구하도록 한 점이다. 진폭 억제부(627)는 변동 검출부(629)가 검출한 주파수 지령값의 변동량에 따라서 진폭 지령값의 변동을 억제하는 것이다. 변동 검출부(629)는 지령값 생성부(620)로부터 출력되는 주파수 지령값의 변동을 항상 검출하고, 변동량이 소정값을 초과한 경우에 진폭 억제부(627)에 대하여 변동량이 소정값을 초과한 것을 통지하는 것이다. 인가전류 생성부(628)가 새로운 인가전류 지령값을 구하는 경우에, 변동 검출부(629)가 검출한 주파수 변동에 기초하여 진폭 억제부(627)에 의해 진폭이 억제된 진폭 지령값과 지령값 생성부(620)로부터 출력된 주파수 지령값에 기초하여, 새로운 인가전류 지령값을 구하여 파워 앰프(72)로 출력함으로써 급격하게 인가전류가 변동하는 것을 억제할 수 있으므로, 가동자(12)가 스토퍼(45)에 충돌하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 진폭 억제부(627)에 따른 진폭의 억제량을 적절하게 억제함으로써, 급격한 주파수 변동시에 있어서도 어느 정도 구동을 계속할 수 있다.

다음으로, 도 25를 참조하여 도 24에 나타낸 제진장치의 변형예를 설명한다. 그 도면에 있어서, 도 24에 나타낸 장치와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이고 그 상세한 설명을 생략한다. 이 도면에 나타낸 장치가 도 24에 나타낸 장치와 다른 점은, 진폭 억제부(627)를 대신하여 전류 억제부(630)를 설치한 점이다. 전류 억제부(630)는 변동 검출부(629)가 검출한 주파수 지령값의 변동량이 소정값을 초과한 경우에, 인가전류 생성부(628)가 구한 인가전류 지령값의 변동을 억제하는 것이다. 지령값 생성부(620)로부터 출력된 주파수 지령값의 변동량이 소정값을 초과한 경우에, 인가전류 생성부(628)가 새롭게 구한 인가전류 지령값의 변동 억제와 같이 보정하여 파워 앰프(72)로 출력함으로써 급격하게 인가전류가 변동하는 것을 억제할 수 있으므로, 가동자(12)가 스토퍼(35)에 충돌하는 것을 방지할 수 있다.

이상에 설명한 바와 같이, 발생해야 할 진동의 진폭 지령값 및 주파수 지령값에 기초하여 엑츄에이터(리시프로 모터)에 인가하는 전류를 제어하는 경우에, 보조질량(32)의 진동진폭이 미리 결정된 값을 초과하지 않도록 엑츄에이터에 대하여 인가하는 전류값을 제한하도록 하였으므로, 엑츄에이터의 가동자를 항상 적절한 가동 범위내로 구동할 수 있다. 이것에 의하여, 가동자(12)가 스토퍼(35)와 충돌하는 일이 없어지므로 충돌음의 발생을 억제할 수 있다. 게다가, 인가 전류값의 제어에 따라 엑츄에이터의 가동자를 항상 적절한 가동범위 내로 구동할 수 있도록 하였으므로, 엑츄에이터(리시프로 모터) 내에 설치되는 스토퍼(35)가 필요없어지고 엑츄에이터의 구조를 간단하게 하는 것도 가능해진다.

또한, 각 기능을 실현하기 위한 프로그램을 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 기록하여, 그 기록매체에 기록된 프로그램을 컴퓨터 시스템에 입력시켜 실행함으로써 진동억제 제어를 실행해도 된다. 또한, 여기에서 말하는 「컴퓨터 시스템」이란 OS나 주변기구 등의 하드웨어를 포함하는 것으로 한다. 또한, 「컴퓨터 판독 가능한 기억매체」란 플렉시블 디스크, 광자기 디스크, ROM, CD-ROM 등의 가반매체(transportable medium), 컴퓨터 시스템 내에 내장되는 하드디스크 등의 기억장치(recording device)를 말한다. 게다가, 「컴퓨터 판독 가능한 기억매체」란 인터넷 등의 네트워크나 전화회선 등의 통신회선을 통해서 프로그램이 송신된 경우의 서버나 클라이언트가 되는 컴퓨터 시스템 내부의 휘발성 메모리(volatile memory; RAM)와 같이 일정 시간 프로그램을 유지하고 있는 것도 포함한다.

또한, 상기 프로그램은 이 프로그램을 기억장치 등에 격납한 컴퓨터 시스템으로부터 전송매체를 통하여 또는 전송매체 중의 전송파에 의하여 다른 컴퓨터 시스템으로 전송하여도 된다. 여기에서, 프로그램을 전송하는 「전송매체」는 인터넷 등의 네트워크(통신망)나 전화회선 등의 통신회선(통신선)과 같이 정보를 전송하는 기능을 가지는 매체를 말한다. 또한, 상기 프로그램은 전술한 기능의 일부를 실현하기 위한 것이어도 된다. 게다가, 전술한 기능을 컴퓨터 시스템에 이미 기록되어 있는 프로그램과 조합하여 실현할 수 있는 것, 소위 차분파일(differential file)(차분 프로그램)이어도 된다.

전술한 설명에 있어서는, 제진대상을 자동차의 차체에 있는 것으로서 설명하였으나, 본 발명에 따른 제진대상 기구는 반드시 자동차의 차체일 필요는 없으며, 자율주행 반송차, 로보트 암 등이어도 된다.

30 … 가진부, 31 … 리니어 엑츄에이터, 32 … 보조질량, 33 … 상대속도 센서, 40 … 엔진, 41 … 차체 프레임, 43 … 진동 센서, 50 … 상위 컨트롤러, 60 … 안정화 컨트롤러, 70 … 파워 회로

Claims (8)

1. 용수철 요소에 의해 지지되는 보조질량과, 상기 보조질량을 진동시키는 엑츄에이터와, 상기 보조질량의 진동진폭이 미리 결정된 범위을 초과하지 않도록 상기 엑츄에이터에 인가하는 전류값을 제한하는 제진장치로서,
   상기 보조질량에 발생시켜야 할 진동의 진폭 지령값과 주파수 지령값을 연산하여 출력하는 지령값 생성부(620);
   상기 진폭 지령값과 주파수 지령값으로부터 결정되는 인가 가능한 전류값의 상한이 주파수마다 정의된 진폭 상한 클램프 테이블(621);
   상기 진폭 지령값을 적절한 가동 범위로 제한하는 보정을 행하고, 상기 엑츄에이터에 인가해야 하는 전류의 지령값을 출력하는 인가전류 생성부(622); 및
   상기 엑츄에이터에 전류를 공급하는 파워앰프(72);를 포함하여 상기 보조질량의 진동진폭을 제한하며,
   상기 엑츄에이터는,
   가동부(1);와,
   가동부(1)의 주변에 배치된 고정부(2);와,
   탄성변형함으로써 가동부(1)를 고정부(2)에 대하여 왕복운동 가능하게 지지하는 복수의 판용수철을 겹친 2조의 탄성 지지부(3);를 가진 리니어 엑츄에이터로서,
   상기 고정부는,
   내측이 뚫린 요크(21);
   상기 가동부를 사이에 두고, 상기 요크에서 내측으로 돌출된 자극부(21a)에 감겨서 구성된 한쌍의 코일(22, 23);
   상기 자극부(21a)의 선단면에서 상기 가동부(1)의 축방향으로 배열되는 영구자석(24,25);을 포함하여,
   상기 코일과 영구자석은 모두 고정부에 설치되는 것을 특징으로 하는 제진장치.
   
2. 용수철 요소에 의해 지지되는 보조질량과, 상기 보조질량을 진동시키는 엑츄에이터와, 상기 보조질량의 진동진폭이 미리 결정된 범위을 초과하지 않도록 상기 엑츄에이터에 인가하는 전류값을 제한하는 제진장치로서,
   상기 보조질량에 발생시켜야 할 진동의 진폭 지령값과 주파수 지령값을 연산하여 출력하는 지령값 생성부(620);
   상기 상기 엑츄에이터에 인가하고 있는 전류 주파수를 고려하여 새롭게 인가하는 것이 가능한 전류의 상한값을 구하고, 상기 전류 주파수와 전류 상한값과의 관계를 인가전류 지령값과 주파수 지령값의 관계로 치환하여 기억시킨 전류 상한 클램프 테이블(623);
   상기 전류 상한 클램프 테이블을 참고하여 상기 진폭 지령값을 적절한 가동 범위로 제한하는 보정을 행하고, 상기 엑츄에이터에 인가해야 하는 전류의 지령값을 출력하는 인가전류 생성부(622); 및
   상기 엑츄에이터에 전류를 공급하는 파워앰프(72);를 포함하여 상기 보조질량의 진동진폭을 제한하고,
   상기 엑츄에이터는,
   가동부(1);와,
   가동부(1)의 주변에 배치된 고정부(2);와,
   탄성변형함으로써 가동부(1)를 고정부(2)에 대하여 왕복운동 가능하게 지지하는 복수의 판용수철을 겹친 2조의 탄성 지지부(3);를 가진 리니어 엑츄에이터로서,
   상기 고정부는,
   내측이 뚫린 요크(21);
   상기 가동부를 사이에 두고, 상기 요크에서 내측으로 돌출된 자극부(21a)에 감겨서 구성된 한쌍의 코일(22, 23);
   상기 자극부(21a)의 선단면에서 상기 가동부(1)의 축방향으로 배열되는 영구자석(24,25);을 포함하여,
   상기 코일과 영구자석은 모두 고정부에 설치되는 것을 특징으로 하는 제진장치.
   
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