JP3124382B2

JP3124382B2 - 車両の振動低減装置

Info

Publication number: JP3124382B2
Application number: JP18360492A
Authority: JP
Inventors: 伸竹原; 直樹池田; 浩史仙井; 憲彦中尾; 千明三藤; 裕塚原; 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: 2001-01-15
Anticipated expiration: 2016-01-15
Also published as: JPH0624231A

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、車体を加振するアクチュエータを別途備え、
車体をその車体振動とは逆位相で同振幅に加振して、車
体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
れるように、車体に取付けられて車体を加振する加振機
を備え、車体振動の位相に対して逆位相の振動を車体に
付与するように加振機を制御すると共に、車体振動の振
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
車体振動とほぼ同振幅として、車体振動を有効に低減す
るものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、アク
ティブサスペンションや減衰力が段階的に切換えられる
ような緩衝特性が可変とされたサスペンション装置が開
発されており、このようなサスペンション装置を有する
車両に関しては、上述した車体の振動状態が、サスペン
ション装置の緩衝特性の変化に伴って変化することにな
る。つまり、このサスペンション装置の緩衝特性によっ
て車体における振動の伝達特性が変化して、振動発生状
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、上述したように車体の振動発生状態が変化した場
合には、振動センサによってその振動を検知し、この振
動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、この車体の振動の変化とサスペンション装置の緩衝
特性との相関関係に着目し、このサスペンション特性を
検知することによって車体の振動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、車体の振動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、サスペンション装置の緩衝特性に応じ
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、緩衝特性が可変とされたサスペンション装置を備
えた車両の車体とエンジン２との間に配設され、該車体
を加振するアクチュエータ３と、前記車体の振動を検出
する振動センサ７と、前記エンジン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
に基いて前記車体の振動とは逆位相且つ同振幅で車体を
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、前記車体の振動伝達特
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が前記車体を加振し
て該車体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、前記サスペンション装置の緩衝
特性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、
サスペンション装置の減衰力の変化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、サスペンション装置のバネ力の変化に応じてデ
ジタルフィルタの伝達関数を変更するような構成として
いる。

【０００９】

【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から発生される振動に基くリファレンス信号及び車体
の振動を検出する振動センサ７の振動信号を制御手段２
４が受け、該制御手段２４は、前記リファレンス信号に
基いて車体の振動とは逆位相且つ同振幅で該車体を加振
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
が前記車体を加振して該車体の振動を低減する。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、サスペンション装置の緩衝
特性に基づいて変更される。従って、アクチュエータ３
がサスペンション装置の制御状態に応じた最適な振動低
減動作を行うことになり、車体の振動を効率良く低減す
ることができる。

【００１０】請求項２及び３記載の発明では、サスペン
ション装置の減衰力の変化やバネ力の変化に応じてデジ
タルフィルタの伝達関数が変更されて、アクチュエータ
がサスペンション装置の制御状態に応じた最適な振動低
減動作を行うことになる。つまり、前記減衰力やバネ力
によって車体の振動の伝達特性を認識して最適な伝達関
数を設定するようにしている。

【００１１】

【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。

【００１２】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。また、本車両はサスペンション装
置としてアクティブサスペンションを備えており、路面
状況などに応じてその緩衝特性が変化されるようになっ
ている。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】また、図２において、７は車両の左前輪近
傍の位置に配置されて車体１の上下加速度により車体１
の振動を検出する振動センサとしての加速度センサであ
って、該加速度センサ７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、上記加速度センサ
７で検出される上下加速度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１の振動を低減する
構成である。

【００１６】次に、上記コントローラ８による車体振動
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は上記加速度センサ７からの振動信号と
しての加速度信号を設定ゲインＧ２で増幅する増幅器、
１３は該増幅器１２で増幅された加速度信号の低周波成
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で濾波された加速度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からの加速度信号Ｓを入力し、該加速度信号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１８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。

【００１７】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、その結果車体振
動に変化があり、この車体振動の変化が加速度センサ７
で検出されてその加速度信号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は加速度センサ７からの加速度信号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１
５により、加速度センサ７からの加速度信号Ｓを受け、
該加速度信号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
車体１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体１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。

【００１８】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、
上述したアクティブサスペンション装置の制御を行うた
めのサスペンション特性変更手段２７からのバネ定数信
号及び減衰力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。これに
より、伝達特性調整機構２６及びサスペンション特性変
更手段２７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。

【００１９】従って、本例におけるデジタルフィルタ２
０の伝達関数変更動作としては、前記サスペンション特
性変更手段２７から出力されるバネ定数信号及び減衰力
信号によってサスペンション装置の緩衝特性が検出さ
れ、これに基いて図６に示すメモリマップによって伝達
関数を設定する際の係数ベクトルを算出する。このメモ
リマップについて説明すると、サスペンション装置のバ
ネ定数及び減衰力に応じて係数ベクトルを設定するもの
であって、例えば、バネ定数が大きく且つ減衰力が大き
い時には係数ベクトルをｈHHに設定し、バネ定数が小さ
く且つ減衰力が小さい時には係数ベクトルをｈSSに設定
して、この設定された係数ベクトルに基いてデジタルフ
ィルタ２０の伝達関数が算出されるようになっている。
つまり、サスペンション装置の緩衝特性の変化に伴うバ
ネ定数及び減衰力の変化によって変化する車体１の伝達
特性に応じた伝達関数が設定されることになる。

【００２０】このように、本例の構成によれば、サスペ
ンション装置の緩衝特性の変化によって変化する車体１
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、サ
スペンション装置の状態に応じて、エンジンマウント３
に最適な低減動作を行わせることができ、車体１の振動
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。

【００２１】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。
また、本発明は、アクティブサスペンション装置を備え
た車両に限らず、減衰力が段階的に切換えられるように
構成されたサスペンション装置を備えた車両に対しても
適用することができる。

【００２２】

【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、サス
ペンション装置の緩衝特性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、アクチュエ
ータにサスペンション装置の制御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、車体の振動を効率良
く低減することができる。

【００２３】請求項２及び３記載の発明によれば、伝達
関数変更手段を、サスペンション装置の減衰力の変化や
バネ力の変化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、容易にサスペンション
装置の緩衝特性が認識でき、それに伴う車体の振動の伝
達特性を迅速に認識できて最適な伝達関数の設定を行う
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】サスペンション装置の緩衝特性に応じた係数ベ
クトルを設定するためのメモリマップを示す図である。

【符号の説明】

１車体２エンジン３エンジンマウント（アクチュエータ）７加速度センサ（振動センサ）２０デジタルフィルタ２４制御手段３０伝達関数変更手段Ｒリファレンス信号Ｓ加速度信号（振動信号）Ａ加振信号（駆動信号）Ｈ伝達関数

───────────────────────────────────────────────────── 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 (56)参考文献特開平３−284406（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−155211（ＪＰ，Ｕ) 実開昭60−88137（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60G 17/015 B60G 17/08 F16F 15/02 G05D 19/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】緩衝特性が可変とされたサスペンション
装置を備えた車両の車体とエンジンとの間に配設され、
該車体を加振するアクチュエータと、前記車体の振動を
検出する振動センサと、前記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
に基いて車体の振動とは逆位相且つ同振幅で該車体を加
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、前記車体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
ュエータが前記車体を加振して該車体の振動を低減する
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、前記サスペンショ
ン装置の緩衝特性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、サスペンション装
置の減衰力の変化に応じ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、サスペンション装
置のバネ力の変化に応じ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。