JP3598888B2 - 車両用能動型振動制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンから車体に伝達される振動を、エンジン及び車体間に介在した能動型エンジンマウントが発生する制御振動によって低減するようになっている車両用能動型振動制御装置に関し、特に、振動低減制御のさらなる精度向上を図ったものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来の技術としては、例えば特開平４−３０２７２９号公報に開示されたものがある。即ち、上記公報には、能動的な支持力を発生可能な液体封入式の能動型エンジンマウントが開示されており、かかる能動型エンジンマウントにあっては、エンジンシェイクのような比較的低周波の振動に対しては、受動的な液体封入式のエンジンマウントと同様に、二つの液体室間を往来する液体の共振を利用して振動体から支持体に伝達される振動を減衰する一方、アイドル振動以上の比較的高周波の振動に対しては、液体室の隔壁の一部を形成する可動部材を能動的に変位させ、液体室の圧力変化を支持弾性体の拡張ばねに作用させて積極的に支持力を発生させ振動を打ち消すようにしていた。
【０００３】
そして、上記公報に開示された装置にあっては、車体側に伝達される残留振動を検出し、その残留振動を評価関数としてＬＭＳアルゴリズム等の適応アルゴリズムを実行することにより、能動型エンジンマウントを駆動するための駆動信号を生成するようになっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
確かに、上記のような能動型エンジンマウントであれば、その能動型エンジンマウントを通じてパワーユニットから車体に伝達される振動を、能動的な支持力によってある程度相殺して、車体側の振動低減に寄与することができる。
一方、本発明者等が鋭意研究したところ、本発明のような装置にあっては、エンジンで発生する振動の基本周波数に対し“整数分の１”成分の残留振動が大きい場合に、振動低減制御が低下することが確認された。
【０００５】
かかる現象が発生する状況としては、例えばアイドル時のエンジン回転２次の振動の周波数（２０〜２５Ｈｚ）に対しエンジン回転０．５次に相当する周波数（５〜６Ｈｚ）の振動が大きい場合や、通常走行時に４０Ｈｚ以上の振動を対象とした低減制御の実行中にエンジンシェイク（１０〜１５Ｈｚ）が大きい場合等がある。つまり、基本制御周波数より低い外乱定常振動が発生している状況で、その基本制御周波数が、外乱定常振動の周波数の整数倍に近づくと（逆に言えば、外乱定常振動の周波数が、基本制御周波数の整数分の１に近づくと）、振動低減制御の効果が低減してしまうのである。
【０００６】
本発明は、このような解決すべき課題に着目してなされたものであって、上記のような振動低減制御の効果が低減してしまう状況を回避することができる車両用能動型振動制御装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、エンジン及び車体間に介在し且つ前記エンジンで発生した振動と干渉する制御振動を発生可能な能動型エンジンマウントと、前記干渉後の振動を検出し残留振動信号として出力する残留振動検出手段と、前記残留振動信号に基づいて前記車体の振動が低減するように前記能動型エンジンマウントを駆動制御する制御手段と、を備えた車両用能動型振動制御装置において、前記残留振動信号をハイパス・フィルタ処理するハイパス・フィルタを設け、前記制御手段は、前記ハイパス・フィルタ処理された前記残留振動信号に基づいて前記駆動制御を行うようになっており、前記ハイパス・フィルタのカットオフ周波数を、前記エンジンで発生するアイドル時の振動の周波数の１／ａ（ａは２以上の任意の整数）とした。
【０００９】
また、請求項２に係る発明は、上記請求項１に係る発明である車両用能動型振動制御装置において、前記ハイパス・フィルタのカットオフ周波数を、５〜６Hzとした。
【００１０】
そして、上記目的を達成するために、請求項３に係る発明は、エンジン及び車体間に介在し且つ前記エンジンで発生した振動と干渉する制御振動を発生可能な能動型エンジンマウントと、前記干渉後の振動を検出し残留振動信号として出力する残留振動検出手段と、前記残留振動信号に基づいて前記車体の振動が低減するように前記能動型エンジンマウントを駆動制御する制御手段と、を備えた車両用能動型振動制御装置において、前記残留振動信号をハイパス・フィルタ処理するハイパス・フィルタを設け、前記制御手段は、前記ハイパス・フィルタ処理された前記残留振動信号に基づいて前記駆動制御を行うようになっており、前記ハイパス・フィルタのカットオフ周波数を、前記エンジンで発生した振動の周波数の１／ａ（ａは２以上の任意の整数）となるように変化させるようにした。
さらに、請求項４に係る発明は、上記請求項１〜３に係る発明である車両用能動型振動制御装置において、前記制御手段は、前記振動の発生状態を検出し基準信号として出力する基準信号生成手段と、フィルタ係数可変の適応ディジタルフィルタと、前記基準信号及び前記残留振動信号に基づき且つ適応アルゴリズムに従って前記適応ディジタルフィルタのフィルタ係数を更新するフィルタ係数更新手段と、前記基準信号及び前記適応ディジタルフィルタに基づき前記能動型エンジンマウントを駆動する駆動信号を生成し出力する駆動信号生成手段と、を備え、前記フィルタ係数更新手段は、前記基準信号及び前記ハイパス・フィルタ処理された前記残留振動信号に基づき前記フィルタ係数を更新するようにした。
【００１１】
ここで、本発明にあっては、ハイパス・フィルタを設けており、残留振動信号はそのハイパス・フィルタでフィルタ処理されてから制御手段における制御に用いられるから、そのフィルタ処理前の残留振動信号に種々の低周波成分が含まれていても、ハイパス・フィルタのカットオフ周波数以下の周波数成分は制御手段の制御には用いられない。
【００１２】
このため、カットオフ周波数をシミュレーション等に基づいて適宜選定してさえいれば、制御対象周波数に対して所定の関係にある外乱定常振動の周波数成分が、制御手段における制御に与える影響を低減できる。
【００１３】
そして、通常の車両のアイドル時のエンジン回転数が６００〜７５０rpm 程度であり、エンジン振動が問題となる可能性の高い通常の４気筒エンジンにおいて、アイドル時のエンジンの燃焼タイミング（エンジン回転２次）に同期して発生する振動の周波数は、２０〜２４Hzであるが、かかる２０〜２４Hzの振動を制御対象としている場合、制御の効果に最も影響を与える外乱定常振動の周波数は、その１／４近傍の周波数、つまり５〜６Hzである。よって、請求項１、２に係る発明のように、ハイパス・フィルタのカットオフ周波数を設定すれば、アイドル時における振動制御の効果が低下することを抑制できる。
【００１６】
そして、請求項３に係る発明のように、ハイパス・フィルタのカットオフ周波数を、エンジンで発生する振動の周波数の１／ａ（例えば、ａ＝４）となるように変化させれば、アイドル時や通常走行時に制御効果の低下を招く恐れのある外乱定常振動の周波数成分を、的確に残留振動信号から除去することができるようになる。
さらに、制御手段が、請求項４に係る発明のような構成の場合には、適応ディジタルフィルタのフィルタ係数が、上記のような外乱定常振動の周波数成分の影響を受けて好ましくない形に成長することが防止されるから、その適応ディジタルフィルタと基準信号とに基づいて生成される駆動信号の波形も、制御対象振動を低減するのに適した形になる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、残留振動信号をハイパス・フィルタ処理してから振動低減制御に用いるようにしたため、外乱定常振動に起因して振動低減効果が低下する可能性を低減できるという効果がある。
特に、請求項１、２に係る発明であれば、アイドル時に有効である。
【００１８】
さらに、請求項３に係る発明であれば、外乱定常振動の周波数が変化しても対処できるという効果もある。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１乃至図５は本発明の第１の実施の形態を示す図であって、図１は本発明に係る車両用能動型振動制御装置を適用した車両の概略側面図である。
先ず、構成を説明すると、横置きに搭載したエンジン１７が、車体前後方向の後方に配置した能動型エンジンマウント２０を介して、サスペンションメンバ等から構成される車体１８に支持されている。なお、実際には、エンジン１７及び車体１８間には、能動型エンジンマウント２０の他にエンジン１７及び車体１８間の相対変位に応じた受動的な支持力を発生する複数のエンジンマウントも介在している。受動的なエンジンマウントとしては、例えばゴム状の弾性体で荷重を支持する通常のエンジンマウントや、ゴム状の弾性体内部に減衰力発生可能に流体を封入してなる公知の流体封入式のマウントインシュレータ等が適用できる。
【００２０】
図２は、エンジン１７に固定したブラケット（図示せず）を介して連結する能動型エンジンマウント２０の上部構造を平面視で示すものであり、エンジン側連結部材３０から上方に向けて突出している２本の連結ボルト３０ａを、上述したブラケットの挿通孔に下側から挿通し、ナットを螺合することによりエンジン１７に上端部が固定される。また、符号６０はリバウンド規制部材であり、このリバウンド規制部材６０は、２本の連結ボルト３０ａ間を結ぶ線に対して直交し、エンジン側連結部材３０の上方をアーチ状に延在しながら装置ケース４３に固定されており、エンジン側連結部材３０の上面に固定したゴム製の弾性体からなるリバウンドストッパ３１の上方に位置している。
【００２１】
図３は、図２の矢視断面図で示す能動型エンジンマウント２０の内部構造を示すものであり、図２の２本の連結ボルト３０ａ間を結ぶ線に沿うＡ−Ａ矢視断面を、図３の軸心（以下、マウント軸と称する）Ｐ１ を境界として右側に示し、図２の２本の連結ボルト３０ａ間を結ぶ線に対して直交する方向のＢ−Ｂ矢視断面を、図３のマウント軸Ｐ１ を境界として右側に示している。
【００２２】
この能動型エンジンマウント２０は、装置ケース４３に外筒３４、中間筒３６、オリフィス構成部材３７、支持弾性体３２等のマウント部品を内蔵し、これらマウント部品の下部に、流体室８４の隔壁の一部を形成しながら弾性支持された可動部材７８を流体室８４の容積が変化する方向に変位させる電磁アクチュエータ５２と、図示しない車体メンバの振動状況を検出する荷重センサ６４とを内蔵した装置であり、より具体的に説明していくと、前述したエンジン側連結部材３０は、下端周縁部３０ｇが丸みを付けて形成されていると共に、マウント軸Ｐ１ に沿う位置に第１孔３０ｃが形成されている。また、このエンジン連結部材３０に下側から嵌入されて上方を向いている連結ボルト３０ａは、その頭部３０ｄがエンジン側連結部材３０の下面から突出している。ここで、その頭部３０ｄの外周縁部は、丸みが付けられて形成されている。
【００２３】
また、エンジン側連結部材３０の下面には、断面逆台形状の中空筒体３０ｂが固定されている。この中空筒体３０ｂには、連結ボルト３０ａに近接する位置に第２孔３０ｅが形成されていると共に、マウント軸Ｐ１ に沿う下面に第３孔３０ｆが形成されている。なお、この中空筒体３０ｂの連結ボルト３０ａから離間している位置には、孔を形成していない。
【００２４】
そして、前記エンジン側連結部材３０の下面側には、中空筒体３０ｂの内部及びエンジン側連結部材３０の下部側を覆うように、ゴム製の支持弾性体３２が加硫接着により固定されている。
すなわち、この支持弾性体３２は、エンジン側連結部材３０側から下方に向けて拡径した形状のゴム製の弾性体であって、内面に断面山形状の空洞部３２ａを形成しているが、連結ボルト３０ａから離れている部分の支持弾性体３２の外周面は、図３の左側に示すように、エンジン側連結部材３０の外周部を覆いながらリバウンドストッパ３１に連続している。一方、連結ボルト３０ａに近接している支持弾性体３２は、図３の右側に示すように、連結ボルト３０ａの頭部３０ｄの全域を覆う被覆部３２ｂが形成されていると共に、頭部３０ｄの下方位置の外周を、内側に大きく凹んだ形状としている（以下、符号３２ｃで示す凹み外周部と称する）。そして、前述した空洞部３２ａを形成しながら前記凹み外周部３２ｃに対向している支持弾性体３２の内面も、内側に大きく膨らんだ形状としている（以下、符号３２ｄで示す膨らみ内周部と称する）。そして、連結ボルト３０ａに近接している部分の支持弾性体３２の肉厚は、凹み外周部３２ｃに対向して膨らみ内周部３２ｄを設けたことにより、連結ボルト３０ａから離れている部分の肉厚と略同一に設定している。
【００２５】
そして、薄肉形状とした支持弾性体３２の下端部は、マウント軸Ｐ１ が中空筒体３０ｂと同軸に振動体支持方向を向く中間筒体３６の内周面に加硫接着により結合している。
中間筒体３６は、同一外周径とした上端筒部３６ａ及び下端筒部３６ｂの間に小径筒部３６ｃを連続して形成した部材であり、外周に環状凹部を設けている。また、図示しないが、小径筒部３６ｃには開口部が形成されており、この開口部を介して中間筒体３６の内側及び外側が連通している。
【００２６】
中間筒体３６の外側には外筒３４が嵌合しており、この外筒３４は内周径を中間筒体３６の上端筒部３６ａ及び下端筒部３６ｂの外周径と同一寸法とし、軸方向の長さを中間筒体３６と同一寸法に設定した円筒部材である。また、この外筒３４には開口部３４ａが形成されており、この開口部３４ａの開口縁部にゴム製の薄膜弾性体からなるダイアフラム４２の外周が結合して開口部３４ａを閉塞しつつ、外筒３４の内側に向けて膨出している。
【００２７】
そして、上記構成の外筒３４を、環状凹部を囲むように中間筒体３６に外嵌すると、外筒３４及び中間筒体３６間の周方向に環状空間が画成され、その環状空間にダイアフラム４２が膨出した状態で配設される。そして、中間筒体３６の内側に、筒状のオリフィス構成部材３７が嵌合している。
このオリフィス構成部材３７は、中間筒体３６の小径筒部３６ｃより小径に形成した最小径筒部３７ａを備え、その最小径筒部３７ａの上下端部に径方向外方に向けて上部環状部３７ｂ及び下部環状部３７ｃが形成されており、これら最小径筒部３７ａ、上部及び下部環状部３７ｂ、３７ｃで囲んだ位置と中間筒体３６との間に環状空間が設けられている。また、最小径筒部３７ａの一部に第２開口部３７ｄが形成されている。ここで、上部環状部３７ｂは、支持弾性体３２の下方に位置しているが、図２の右側に示すように、連結ボルト３０ａに近接している支持弾性体３２の下方に位置している上部環状部３７ｂ１ は肉厚を薄く形成して凹みを設けており、支持弾性体３２の膨らみ内周部３２ｄから離れた位置で対向している。
【００２８】
また、装置ケース４３は、その上端部に上端筒部３６ａの外周径より小径の円形開口部を有する上端かしめ部４３ａが形成されていると共に、この上端かしめ部４３ａと連続するケース本体の形状を、内周径が外筒３４の外周径と同一寸法で下端開口部まで連続する円筒形状（下端開口部を図２の破線で示した形状）とした部材であり、全てのマウント部品の組み込みが完了した後に下端開口部を径方向内方に向けてかしめていくことにより、図２の実線で示すかしめ部が形成される。
【００２９】
そして、支持弾性体３２、中間筒体３６、オリフィス構成部材３７及びダイアフラム４２を一体化した外筒３４を装置ケース４３の下端開口部から内部に嵌め込んでいき、上端かしめ部４３ａの下面に外筒３４及び中間筒体３６の上端部を当接させると、それらが装置ケース４３内の上部に配設される。この際、装置ケース４３の内周面とダイヤフラム４２とで囲まれた部分に空気室４２ｃが画成されるが、この空気室４２ｃを臨む位置に空気孔４３ａが形成されており、この空気孔４３ａを介して空気室４２ｃと大気が連通している。
【００３０】
装置ケース４３内の下部には円筒状のスペーサ７０が嵌め込まれており、このスペーサ７０内の上部に可動部材７８が配置されていると共に、スペーサ７０内の下部に電磁アクチュエータ５２が配置されている。前記スペーサ７０は、円筒状の上部筒体７０ａと、円筒状の下部筒体７０ｂと、これら筒体の上下端部間に加硫接着したゴム製の薄膜弾性体からなる略円筒状のダイアフラム７０ｃとで構成されている。
【００３１】
前記電磁アクチュエータ５２は、外観円筒形のヨーク５２ａと、ヨーク５２ａの上端面側に配設した円環状の励磁コイル５２ｂと、ヨーク５２ａの上面中央部に磁極を上下方向に向けて固定した永久磁石５２ｃとで構成されている。また、前記ヨーク５２ａは、円環状の第１ヨーク部材５３ａと、中央円筒部に永久磁石５２ｃを固定した第２ヨーク部材５３ｂとで構成されている。
【００３２】
そして、上部及び下部筒体７０ａ、７０ｂ間のダイアフラム７０ｃは、ヨーク５２ａの外周に形成した凹部５２ｄに向かって膨出している。
また、ヨーク５２ａの下面と、車体側連結ボルト６０を備えた蓋部材６２との間には、振動低減制御に必要な残留振動を検出するために、荷重センサ６４が介装されている。荷重センサ６４としては、圧電素子，磁歪素子，歪ゲージ等が適用可能であり、このセンサの検出結果は、図１に示すように、残留振動信号ｅとしてコントローラ２５に供給されるようになっている。
【００３３】
一方、前記電磁アクチュエータ５２の上方には、シール部材固定用のシールリング７２と、後述する板ばね８２の外周部を下側から自由端支持する支持リング７４と、電磁アクチュエータ５２の永久磁石５２ｃ及び可動部材７８間のギャップＨを設定するギャップ保持リング７６とが配置されている。これらシールリング７２、支持リング７４及びギャップ保持リング７６の外周径は、前述したスペーサ７０の上部筒体７０ａの内周径と同一寸法に設定されており、ヨーク５２ａから上方に突出している上部筒体７０ａ内にシールリング７２、支持リング７４及びギャップ保持リング７６の全てが内嵌されている。そして、これらシールリング７２、支持リング７４及びギャップ保持リング７６の内側には、上下方向に変位可能となるように可動部材７８が配置されている。
【００３４】
この可動部材７８は、外観円盤状の隔壁形成部材７８Ａと、この隔壁形成部材７８Ａより大径円盤状に形成した磁路形成部材７８Ｂとで構成した部材であって、電磁アクチュエータ５２に対して遠い方に位置する隔壁形成部材７８Ａの軸心にボルト孔８０ａを形成し、電磁アクチュエータ５２に近い磁路形成部材７８Ｂを貫通した可動部材用ボルト８０がボルト孔８０ａに螺合することにより、隔壁形成部材７８Ａ及び磁路形成部材７８Ｂを一体に連結した構造となっている。
【００３５】
隔壁形成部材７８Ａ及び磁路形成部材７８Ｂ間には、リング状に連続したくびれ部７９が画成されているが、このくびれ部７９に可動部材７８を弾性支持するための板ばね８２が収容されている。つまり、板ばね８２は、中央部に孔部を形成した円盤形状の部材であり、この板ばね８２の内周部を隔壁形成部材７８Ａの裏面中央部の下側から自由端支持し、板ばね８２の外周部を支持リング７４のばね支持部７４ａが下側から自由端支持しており、これにより可動部材７８が装置ケース４３に板ばね８２を介して弾性支持されている。
【００３６】
前記隔壁形成部材７８Ａは、流体室８４に面している隔壁部８０ｃの肉厚を薄くし、隔壁部８０ｃの外周から上方に突出する環状のリブ８０ｂを形成した部材である。そして、隔壁形成部材７８Ａの上面と、支持弾性体３２の下面と、オリフィス構成部材３７の内周面とで流体室８４が形成され、この流体室８４内に流体が封入される。
【００３７】
また、流体室８４から板ばね８２を収容しているくびれ部７９側への流体の漏洩を防止するため、隔壁形成部材７８Ａの外周とシールリング７２の内周との間には、ゴム状弾性体からなるリング形状のシール部材８６が固定されており、このシール部材８６の弾性変形によって、シールリング７２や装置ケース４３に対する可動部材７８の上下方向への相対変位を許容している。
【００３８】
次に、本実施形態の能動型エンジンマウント２０の振動入力減衰作用について簡潔に説明する。本実施形態の能動型エンジンマウント２０は、支持弾性体３２の空洞部３２ａとオリフィス構成部材３７の軸中央空間とが連通し、オリフィス構成部材３７の軸中央空間及びオリフィス構成部材３７と中間筒体３６との間の環状空間が、第２開口部３７ｄを介して連通し、前記環状空間及びダイアフラム４２が膨出している空間が、中間筒体３６に形成した開口部を介して連通しており、これら支持弾性体３２の空洞部３２ａからダイアフラム４２が膨出している空間までの連通路内に、エチレングリコール等の流体が封入されている。
【００３９】
そして、支持弾性体３２の空洞部３２ａからオリフィス構成部材３７と中間筒体３６との間の環状空間までの連通路を主流体室８４とすると、中間筒体３６に形成した開口部の近傍をオリフィスとし、この開口部に対向しながらダイアフラム４２に囲まれている領域を副流体室とした流体共振系が形成されている。この流体共振系の特性、即ち、オリフィス内の流体の質量と、支持弾性体３２の拡張方向ばね、ダイアフラム４２の拡張方向ばねで決まる特性は、車両停止中のアイドル振動の発生時、つまり２０〜３０Ｈｚでエンジンマウント２０Ａ、２０Ｂが加振された場合に高動ばね定数、高減衰力を示すように調整されている。
【００４０】
一方、電磁アクチュエータ５２の励磁コイル５２ｂは、コントローラ２５から例えばハーネスを通じて供給される電流である駆動信号ｙに応じて所定の電磁力を発生するようになっている。コントローラ２５は、マイクロコンピュータ，必要なインタフェース回路，Ａ／Ｄ変換器，Ｄ／Ａ変換器，アンプ、ＲＯＭ，ＲＡＭ等の記憶媒体等を含んで構成され、エンジン１７で発生する振動を低減できる能動的な支持力が能動型エンジンマウント２０に発生するように、能動型エンジンマウント２０に対する駆動信号ｙを生成し出力するようになっている。
【００４１】
また、前述したように能動型エンジンマウント２０には荷重センサ６４が内蔵されており、車体１８の振動状況を荷重の形で検出して残留振動信号ｅとして出力し、その残留振動信号ｅが干渉後における振動を表す信号として例えばハーネスを通じてコントローラ２５に供給されている。
ここで、エンジン１７で発生するアイドル振動やこもり音振動は、例えばレシプロ４気筒エンジンの場合、エンジン回転２次成分のエンジン振動が車体１８に伝達されることが主な原因であるから、そのエンジン回転２次成分に同期して駆動信号ｙを生成し出力すれば、車体側振動の低減が可能となる。そこで、本実施の形態では、エンジン１７のクランク軸の回転に同期した（例えば、レシプロ４気筒エンジンの場合には、クランク軸が１８０度回転する度に一つの）インパルス信号を生成し基準信号ｘとして出力するパルス信号生成器１９を設けていて、その基準信号ｘが、コントローラ２５に供給されている。
【００４２】
そして、コントローラ２５は、供給される残留振動信号ｅ及び基準信号ｘに基づき、適応アルゴリズムの一つである同期式Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳアルゴリズム（以下、ＳＦＸアルゴリズムと称す。）を実行することにより、能動型エンジンマウント２０に対する駆動信号ｙを演算し、その駆動信号ｙを能動型エンジンマウント２０に出力するようになっている。
【００４３】
具体的には、コントローラ２５は、フィルタ係数Ｗｉ （ｉ＝０，１，２，……，Ｉ−１：Ｉはタップ数）可変の適応ディジタルフィルタＷを有していて、最新の基準信号ｘが入力された時点から所定のサンプリング・クロックの間隔で、その適応ディジタルフィルタＷのフィルタ係数Ｗｉ を順番に駆動信号ｙとして出力する一方、基準信号ｘ及び残留振動信号ｅに基づいて適応ディジタルフィルタＷのフィルタ係数Ｗｉ を適宜更新する処理を実行するようになっている。
【００４４】
ただし、この実施の形態では、ＳＦＸアルゴリズムにおける評価関数として、下記の（１）式を用いている。
Ｊｍ＝｛ｅ（ｎ）｝２ ＋β｛ｙ（ｎ）｝２ ……（１）
つまり、ＳＦＸアルゴリズムにあっては、評価関数Ｊｍが小さくなる方向にフィルタ係数Ｗｉ が更新されるのであるから、上記（１）式の右辺の内容からも明らかなように、フィルタ係数Ｗｉ は、残留振動信号ｅの自乗値が小さくなると共に、駆動信号ｙの自乗値をβ倍した値が小さくなるように、逐次更新されることになる。そして、βは発散抑制係数と称される係数であって、この発散抑制係数βが大きくなる程、駆動信号ｙは小さくなる傾向となる。つまり、発散抑制係数βには制御の発散を抑制する作用がある。
【００４５】
そして、収束係数をαとし、上記（１）式で表される評価関数Ｊｍに基づいてフィルタ係数Ｗｉ の更新式を求めると、下記の（２）式のようになる。
Ｗｉ （ｎ＋１）＝Ｗｉ （ｎ）＋２αＲＴ ｅ（ｎ）−２βαｙ（ｎ）……（２）
そこで、この（２）式中の「２α」を新たな収束係数αとし、「２βα」を新たな発散抑制係数βとすれば、適応ディジタルフィルタＷのフィルタ係数Ｗｉ の更新式は下記の（３）式のようになる。
【００４６】
Ｗｉ （ｎ＋１）＝Ｗｉ （ｎ）＋αＲＴ ｅ（ｎ）−βｙ（ｎ）……（３）
ここで、（ｎ），（ｎ＋１）が付く項は、サンプリング時刻ｎ，ｎ＋１，における値であることを表している。また、更新用基準信号ＲＴ は、理論的には、基準信号ｘを、能動型エンジンマウント２０の電磁アクチュエータ５２及び荷重センサ６４間の伝達関数Ｃをモデル化した伝達関数フィルタＣ＾でフィルタ処理をした値であるが、基準信号ｘの大きさは“１”であるから、伝達関数フィルタＣ＾のインパルス応答を基準信号ｘに同期して次々と生成した場合のそれらインパルス応答波形のサンプリング時刻ｎにおける和に一致する。
【００４７】
また、理論的には、基準信号ｘを適応ディジタルフィルタＷでフィルタ処理して駆動信号ｙを生成するのであるが、基準信号ｘの大きさが“１”であるため、フィルタ係数Ｗｉ を順番に駆動信号ｙとして出力しても、フィルタ処理の結果を駆動信号ｙとしたのと同じ結果になる。
そして、コントローラ２５は、上記のような駆動信号ｙの出力処理及び適応ディジタルフィルタＷの各フィルタ係数Ｗｉ の更新処理を、基準信号ｘの最新のインパルスが生成された時点を基準に開始される固定サンプリング・クロックに同期して実行するようになっている。ここで、基準信号ｘのインパルスの生成に伴ってクリアされ固定サンプリング・クロックに同期してインクリメントされるカウンタをｉ（＝０、１、２、…、Ｌ−１）、サンプリング・クロックの一周期内（サンプリング周期内）に実行されるフィルタ係数Ｗｊ の更新処理を各フィルタ係数Ｗｊ に対して実行するために用いられるカウンタをｊ（＝０、１、２、…、Ｌ−１）とすると、上記（３）式に示した各フィルタ係数Ｗｊ の更新式は、それらｉ，ｊの関係から、具体的には下記のようになる。
【００４８】
ｉ＝ｊ；
Ｗｊ （ｎ＋１）＝Ｗｊ （ｎ）＋αＲ（０）ｅ（ｎ）−βｙ（ｎ）……（４）
ｉ−ｊ＜０；
Ｗｊ （ｎ＋１）＝Ｗｊ （ｎ）＋αＲ（Ｌ１＋ｉ−ｊ）ｅ（ｎ）……（５）
ｉ−ｊ≧Ｌ１；
Ｗｊ （ｎ＋１）＝Ｗｊ （ｎ）＋αＲ（ｉ−ｊ−Ｌ１）ｅ（ｎ）……（６）
０＜ｉ−ｊ＜Ｌ１；
Ｗｊ （ｎ＋１）＝Ｗｊ （ｎ）＋αＲ（ｉ−ｊ）ｅ（ｎ） ……（７）
但し、Ｌは、基準信号ｘの一周期（制御周期）内に駆動信号ｙとして出力されるフィルタ係数Ｗｊ の個数（タップ数）であり、基準信号ｘの周期Ｔｘ を固定サンプリング・クロックの周期Ｔｃ で割った結果の小数点以下を切り上げた値である。また、Ｌ１は、基準信号ｘの一周期内に駆動信号ｙとして出力されるフィルタ係数Ｗｊ の実際のタップ長の小数点以下まで考慮して求められる整数タップ長であって、基準信号ｘの周期Ｔｘ を固定サンプリング・クロックの周期Ｔｃ で割った結果を小数点第一位で四捨五入した値である。
【００４９】
つまり、コントローラ２５内では、０〜（Ｌ−１）の間で１ずつ増加するカウンタｉのそれぞれに対して、カウンタｊを０から（Ｌ−１）にまで１ずつ増加させる毎に、上記（４）〜（７）のいずれかの更新式に従ってフィルタ係数Ｗｊ が更新されるのである。
そして、上記（４）〜（７）式を実行するためには、上述したタップ数Ｌ及び整数タップ長Ｌ１を常に把握しておかなければならないから、基準信号ｘの周期Ｔｘ の最新の値を常に検出するようになっている。具体的には、基準信号ｘの最新のインパルスとその一つ前のインパルスとの入力間隔を、クロックパルスをカウントする周期測定用タイマによって常時計測し、これにより周期Ｔｘ を取得するようになっている。
【００５０】
また、コントローラ２５は、周期測定用タイマの他に、サンプリング・クロックの周期が経過したことを認識するためのタイマ（サンプリング・クロック測定用タイマ）を有していて、最新の基準信号ｘのインパルスが生成された時点から、サンプリング・クロックの周期と同じ時間を繰り返し測定し、そのサンプリング・クロックに同期して駆動信号ｙを出力するようになっている。
【００５１】
さらに、コントローラ２５内では、残留振動信号ｅを所定のカットオフ周波数に設定されたハイパス・フィルタでフィルタ処理してから、上記（４）〜（７）式の更新式に用いるようになっている。かかるハイパス・フィルタのカットオフ周波数は、本実施の形態では５Ｈｚとしている。従って、ハイパス・フィルタの特性を図示すると、図５の特性Ａに示すようになる。
【００５２】
次に、本実施の形態の動作を説明する。
イグニッションスイッチがオンとなって電源が供給されるようになると、コントローラ２５は、所定の演算処理を実行し、電磁アクチュエータ５２に駆動信号ｙを出力し、能動型エンジンマウント２０に振動を低減し得る能動的な支持力を発生させるようになる。これをコントローラ２５内で実行される処理の概要を示すフローチャートである図４に従って具体的に説明する。
【００５３】
即ち、電源が供給されると、コントローラ２５は所定の初期設定を行い、イグニッションスイッチがオンになった後に、運転者がエンジンキーをさらに回すと、エンジン１７が起動し、基準信号ｘがコントローラ２５に供給されるようになる。そして、基準信号ｘのインパルスが確認されたら、基準信号ｘの立ち上がりが検出されて基準信号ｘの周期ＴＸ が検出され、その周期Ｔｘ と固定サンプリング・クロックの周期Ｔｃ とに基づき、ステップ１０１においてタップ数Ｌ及び整数タップ長Ｌ１が演算される。なお、図４の処理が開始されてからステップ１０１の処理の実行回数が２以上の場合には、後述するカウンタｉの値に基づいてタップ数Ｌを求め、また、そのカウンタｉの値とサンプリング・クロック測定用タイマの値とに基づいて整数タップ長Ｌ１を求めることも可能である。
【００５４】
次いで、ステップ１０２に移行し、カウンタｉが零クリアされた後に、ステップ１０３に移行し、サンプリング・クロック測定用タイマがクリア・スタートされる。そして、ステップ１０４に移行し、適応ディジタルフィルタＷのｉ番目のフィルタ係数Ｗｉ が駆動信号ｙとして出力される。
次いで、ステップ１０５に移行し、カウンタｉが０か否かが判定され、この判定が「ＹＥＳ」の場合には、制御周期（基準信号ｘの周期）が始まった直後であると判断して、一制御周期が始まったことに伴う初期処理を実行すべく、ステップ１０６に移行し、伝達関数フィルタＣ＾に基づき更新用基準信号ＲＴ が演算される。なお、ステップ１０６では、基準信号ｘの新たな一周期分の更新用基準信号Ｒ（更新用基準信号ＲＴ は、更新用基準信号Ｒの転置行列である。）がまとめて演算される。
【００５５】
ステップ１０５の判定が「ＮＯ」の場合並びにステップ１０６の処理を終えた場合には、ステップ１０７に移行し、残留振動信号ｅが読み込まれる。
そして、ステップ１０８に移行し、残留振動信号ｅを、ハイパス・フィルタ処理する。かかるハイパス・フィルタ処理のカットオフ周波数は、図５の特性Ａに示したように、５Ｈｚに設定されているから、このステップ１０８の処理を行うことによって、残留振動信号ｅからは５Ｈｚよりも低い周波数成分が除去される。
【００５６】
次いで、ステップ１０９に移行して、カウンタｊが零クリアされ、そして、ステップ１１０に移行し、適応ディジタルフィルタＷのｊ番目のフィルタ係数Ｗｊ が上記（４）〜（７）式に従って更新される。
次いで、ステップ１１１に移行し、基準信号ｘの次のインパルスが入力されているか否かを判定し、ここで基準信号ｘが入力されていないと判定された場合には、適応ディジタルフィルタＷの次のフィルタ係数の更新又は駆動信号ｙの出力処理を実行すべくステップ１１２に移行する一方、ステップ１１１で基準信号ｘの新たなインパルスが入力されたと判断された場合には、ステップ１０１に戻って、上述した処理を繰り返し実行する。
【００５７】
ステップ１１２では、全フィルタ係数Ｗｊ に対する更新演算が完了しているか否か、つまりカウンタｊがタップ数Ｌ（正確には、カウンタｊは０からスタートするため、タップ数Ｌから１を減じた値）に達しているか否かが判定され、この判定が「ＮＯ」の場合には、ステップ１１３に移行し、カウンタｊをインクリメントした後に、ステップ１１０に戻って上述した処理を繰り返し実行する。
【００５８】
しかし、ステップ１１２の判定が「ＹＥＳ」の場合には、適応ディジタルフィルタＷのフィルタ係数Ｗｊ のうち、駆動信号ｙとして必要な数のフィルタ係数の更新処理が完了したと判断できるから、ステップ１１４に移行してカウンタｉをインクリメントする。
次いで、ステップ１１５に移行し、上記ステップ１０３でクリア・スタートさせたサンプリング・クロック測定用タイマの値が固定サンプリング・クロックの周期ＴＣ に達するまで待機した後、上記ステップ１０３に戻って上述した処理を繰り返し実行する。
【００５９】
このような図４の処理を繰り返し実行する結果、コントローラ２５から能動型エンジンマウント２０の電磁アクチュエータ５２に対しては、基準信号ｘが入力された時点から、固定サンプリング・クロックに同期して、適応ディジタルフィルタＷのフィルタ係数Ｗｉ が順番に駆動信号ｙとして供給される。
この結果、励磁コイル５２ｂに駆動信号ｙに応じた磁力が発生するが、磁路形成部材７８Ｂには、すでに永久磁石５２ｃによる一定の磁力が付与されているから、その励磁コイル５２ｂによる磁力は永久磁石５２ｃの磁力を強める又は弱めるように作用すると考えることができる。このように、永久磁石５２ｃの磁力が強まったり弱まったりすると、可動部材７８が正逆両方向に変位し、可動部材７８が変位すれば、主流体室８４の容積が変化し、その容積変化によって支持弾性体３２の拡張ばねが変形するから、この能動型エンジンマウント２０に正逆両方向の能動的な支持力が発生するのである。
【００６０】
そして、駆動信号ｙとなる適応ディジタルフィルタＷの各フィルタ係数Ｗｉ は、ＳＦＸアルゴリズムに従った上記（４）〜（７）式によって逐次更新されるため、ある程度の時間が経過して適応ディジタルフィルタＷの各フィルタ係数Ｗｉ が最適値に収束した後は、駆動信号ｙが能動型エンジンマウント２０に供給されることによって、エンジン１７から能動型エンジンマウント２０を介して車体１８側に伝達されるアイドル振動やこもり音振動が低減されるようになる。
【００６１】
しかも、本実施の形態では、残留振動信号ｅをハイパス・フィルタ処理してからフィルタ係数Ｗｉ の更新処理に用いるようになっているため、アイドル時の振動低減効果が低下することを抑制できるという利点がある。つまり、本実施の形態のエンジン１７の場合、燃焼タイミングに同期して発生する振動は、エンジン回転２次の振動であり、アイドル時のエンジン回転数が６００〜７５０Ｈｚであることから、アイドル時の制御対象振動の周波数は２０〜２４Ｈｚである。すると、かかる振動の１／２の周波数は１０〜１２Ｈｚ、１／３の周波数は６．６６〜８Ｈｚ、１／４の周波数は５〜６Ｈｚであるから、ハイパス・フィルタ処理のカットオフ周波数を５Ｈｚとすれば、アイドル振動周波数の１／４の周波数の振動（図５の特性Ｂで示すような振動）が、残留振動信号としてフィルタ係数Ｗｉ の更新式に取り込まれることを回避できる。
【００６２】
その結果、アイドル時にフィルタ係数Ｗｉ が好ましくない形状に成長することが避けられるから、振動低減効果が低下することを抑制できるのである。
なお、ハイパス・フィルタ処理におけるカットオフ周波数は、５Ｈｚに限定されるものではなく、例えば、通常走行時におけるエンジンシェイクの影響が懸念される車両の場合には、カットオフ周波数を、１０〜１５Ｈｚに設定してもよい。つまり、通常走行時のエンジン１７の回転数が１２００ｒｐｍ 以上だとすると、そのときに燃焼タイミングに同期して発生する振動の周波数は、４０Ｈｚ以上ということになる。すると、エンジンシェイクの周波数が、通常１０〜１５Ｈｚ近傍であるから、通常走行時に、エンジン振動周波数が、エンジンシェイク周波数の４倍になる状況が考えられ、そのエンジンシェイクが過大な場合にそれが残留振動信号ｅに重畳されてフィルタ係数Ｗｉ の更新式に用いられて振動低減効果が低下する可能性がある。そこで、図５の特性Ｃで示すように、ハイパス・フィルタ処理のカットオフ周波数を１０Ｈｚ程度に設定することにより、図５の特性Ｄで示すような振動の成分がフィルタ係数Ｗｉ の更新式に用いられることが回避されるから、通常走行時にエンジンシェイクが過大であることに起因して振動低減効果が低下することを避けられるのである。
【００６３】
ここで、本実施の形態では、パルス信号生成器１９が基準信号生成手段に対応し、荷重センサ６４が残留振動検出手段に対応し、コントローラ２５が制御手段に対応し、図４の処理において、所定のサンプリング・クロックに同期してステップ１０４でフィルタ係数Ｗｉ を駆動信号ｙとして出力する処理が駆動信号生成手段に対応し、ステップ１０８の処理がハイパス・フィルタを構成し、ステップ１１０の処理がフィルタ係数更新手段に対応する。
【００６４】
図６は、本発明の第２の実施の形態を示す図であって、図４と同様にコントローラ２５内で実行される振動低減処理の概要を示すフローチャートであり、図４と同じ処理には同じ符号を付しその重複する説明は省略する。また、その他の構成は上記第１の実施の形態と同様であるため、その図示及び説明は省略する。
即ち、本実施の形態における要点は、残留振動信号ｅをフィルタ処理するハイパス・フィルタのカットオフ周波数を、可変した点である。
【００６５】
具体的には、ステップ１０５の判定が「ＹＥＳ」となってステップ１０６の処理を実行した後に、ステップ２０１に移行し、ここで、カットオフ周波数が演算される。
ハイパス・フィルタ処理のカットオフ周波数は、そのときエンジン１７の燃焼に同期して発生している振動の周波数の、１／ａとして設定する。ａは、２以上の整数であるが、アイドル時に残留振動信号ｅから除去したい振動の周波数成分や、通常走行時に残留振動信号ｅから除去したいエンジンシェイクの周波数成分は、凡そ、エンジン１７の燃焼に同期して発生している振動の周波数の１／４であることが比較的多いことから、ａ ＝４とすることが好ましいが、車両によってはそれ以外の値を採用してもよい。
【００６６】
なお、エンジン１７の燃焼に同期して発生している振動の周波数は、エンジン１７の回転数が判れば容易に求められるが、本実施の形態であれば、基準信号ｘの周期ＴＸ が既知であるから、その周期Ｔｘ の逆数（１／Ｔｘ ）を演算することにより、エンジン１７の燃焼に同期して発生している振動の周波数を求めることも可能である。
【００６７】
このような構成であれば、ステップ１０８におけるハイパス・フィルタ処理のカットオフ周波数は、エンジンで発生する振動の周波数の変化を追従するように変化するため、常に的確なハイパス・フィルタ処理が行われる。つまり、図５を例に説明すれば、ハイパス・フィルタの特性は、エンジンで発生する振動の周波数の変化に応じて、特性Ａと特性Ｃとの間で連続的に変化するため、特性Ｂの振動や特性Ｄの振動を、的確に除去できるのである。ちなみに、ハイパス・フィルタのカットオフ周波数が固定であると、例えば特性Ａのようなハイパス・フィルタを設定した場合、通常走行時には、特性Ｄのようなエンジンシェイク成分の減衰が不十分となる可能性があるし、逆に、特性Ｃのようなハイパス・フィルタを設定した場合、アイドル時の振動低減制御に必要な成分をも減衰してしまい却って振動低減効果が減少してしまう可能性があるが、本実施の形態であれば、そのような不具合をも除去することができるのである。
【００６８】
なお、上記実施の形態においては、残留振動を能動型エンジンマウント２０に内蔵した荷重センサ６４によって検出しているが、これに限定されるものではなく、例えば車室内の乗員足元位置にフロア振動を検出する加速度センサを配設し、その加速度センサの出力信号を残留振動信号ｅとしてもよい。
また、上記各実施の形態では、駆動信号ｙを生成するアルゴリズムとしてＳＦＸアルゴリズムを適用しているが、適用可能なアルゴリズムはこれに限定されるものではなく、例えば、通常のＬＭＳアルゴリズム、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳアルゴリズム等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態における車両の概略側面図である。
【図２】能動型エンジンマウントの一例を平面視で示した図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視断面及びＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図４】振動低減処理の概要を示すフローチャートである。
【図５】ハイパス・フィルタ処理の周波数特性図である。
【図６】第２の実施の形態の振動低減処理の概要を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１７ エンジン
１８ 車体
１９ パルス信号生成器（基準信号生成手段）
２０ 能動型エンジンマウント
２５ コントローラ
５２ 電磁アクチュエータ
６４ 荷重センサ（残留振動検出手段）
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンから車体に伝達される振動を、エンジン及び車体間に介在した能動型エンジンマウントが発生する制御振動によって低減するようになっている車両用能動型振動制御装置に関し、特に、振動低減制御のさらなる精度向上を図ったものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来の技術としては、例えば特開平４−３０２７２９号公報に開示されたものがある。即ち、上記公報には、能動的な支持力を発生可能な液体封入式の能動型エンジンマウントが開示されており、かかる能動型エンジンマウントにあっては、エンジンシェイクのような比較的低周波の振動に対しては、受動的な液体封入式のエンジンマウントと同様に、二つの液体室間を往来する液体の共振を利用して振動体から支持体に伝達される振動を減衰する一方、アイドル振動以上の比較的高周波の振動に対しては、液体室の隔壁の一部を形成する可動部材を能動的に変位させ、液体室の圧力変化を支持弾性体の拡張ばねに作用させて積極的に支持力を発生させ振動を打ち消すようにしていた。
【０００３】
そして、上記公報に開示された装置にあっては、車体側に伝達される残留振動を検出し、その残留振動を評価関数としてＬＭＳアルゴリズム等の適応アルゴリズムを実行することにより、能動型エンジンマウントを駆動するための駆動信号を生成するようになっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
確かに、上記のような能動型エンジンマウントであれば、その能動型エンジンマウントを通じてパワーユニットから車体に伝達される振動を、能動的な支持力によってある程度相殺して、車体側の振動低減に寄与することができる。
一方、本発明者等が鋭意研究したところ、本発明のような装置にあっては、エンジンで発生する振動の基本周波数に対し“整数分の１”成分の残留振動が大きい場合に、振動低減制御が低下することが確認された。
【０００５】
かかる現象が発生する状況としては、例えばアイドル時のエンジン回転２次の振動の周波数（２０〜２５Ｈｚ）に対しエンジン回転０．５次に相当する周波数（５〜６Ｈｚ）の振動が大きい場合や、通常走行時に４０Ｈｚ以上の振動を対象とした低減制御の実行中にエンジンシェイク（１０〜１５Ｈｚ）が大きい場合等がある。つまり、基本制御周波数より低い外乱定常振動が発生している状況で、その基本制御周波数が、外乱定常振動の周波数の整数倍に近づくと（逆に言えば、外乱定常振動の周波数が、基本制御周波数の整数分の１に近づくと）、振動低減制御の効果が低減してしまうのである。
【０００６】
本発明は、このような解決すべき課題に着目してなされたものであって、上記のような振動低減制御の効果が低減してしまう状況を回避することができる車両用能動型振動制御装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、エンジン及び車体間に介在し且つ前記エンジンで発生した振動と干渉する制御振動を発生可能な能動型エンジンマウントと、前記干渉後の振動を検出し残留振動信号として出力する残留振動検出手段と、前記残留振動信号に基づいて前記車体の振動が低減するように前記能動型エンジンマウントを駆動制御する制御手段と、を備えた車両用能動型振動制御装置において、前記残留振動信号をハイパス・フィルタ処理するハイパス・フィルタを設け、前記制御手段は、前記ハイパス・フィルタ処理された前記残留振動信号に基づいて前記駆動制御を行うようになっており、前記ハイパス・フィルタのカットオフ周波数を、前記エンジンで発生するアイドル時の振動の周波数の１／ａ（ａは２以上の任意の整数）とした。
【０００９】
また、請求項２に係る発明は、上記請求項１に係る発明である車両用能動型振動制御装置において、前記ハイパス・フィルタのカットオフ周波数を、５〜６Hzとした。
【００１０】
そして、上記目的を達成するために、請求項３に係る発明は、エンジン及び車体間に介在し且つ前記エンジンで発生した振動と干渉する制御振動を発生可能な能動型エンジンマウントと、前記干渉後の振動を検出し残留振動信号として出力する残留振動検出手段と、前記残留振動信号に基づいて前記車体の振動が低減するように前記能動型エンジンマウントを駆動制御する制御手段と、を備えた車両用能動型振動制御装置において、前記残留振動信号をハイパス・フィルタ処理するハイパス・フィルタを設け、前記制御手段は、前記ハイパス・フィルタ処理された前記残留振動信号に基づいて前記駆動制御を行うようになっており、前記ハイパス・フィルタのカットオフ周波数を、前記エンジンで発生した振動の周波数の１／ａ（ａは２以上の任意の整数）となるように変化させるようにした。
さらに、請求項４に係る発明は、上記請求項１〜３に係る発明である車両用能動型振動制御装置において、前記制御手段は、前記振動の発生状態を検出し基準信号として出力する基準信号生成手段と、フィルタ係数可変の適応ディジタルフィルタと、前記基準信号及び前記残留振動信号に基づき且つ適応アルゴリズムに従って前記適応ディジタルフィルタのフィルタ係数を更新するフィルタ係数更新手段と、前記基準信号及び前記適応ディジタルフィルタに基づき前記能動型エンジンマウントを駆動する駆動信号を生成し出力する駆動信号生成手段と、を備え、前記フィルタ係数更新手段は、前記基準信号及び前記ハイパス・フィルタ処理された前記残留振動信号に基づき前記フィルタ係数を更新するようにした。
【００１１】
ここで、本発明にあっては、ハイパス・フィルタを設けており、残留振動信号はそのハイパス・フィルタでフィルタ処理されてから制御手段における制御に用いられるから、そのフィルタ処理前の残留振動信号に種々の低周波成分が含まれていても、ハイパス・フィルタのカットオフ周波数以下の周波数成分は制御手段の制御には用いられない。
【００１２】
このため、カットオフ周波数をシミュレーション等に基づいて適宜選定してさえいれば、制御対象周波数に対して所定の関係にある外乱定常振動の周波数成分が、制御手段における制御に与える影響を低減できる。
【００１３】
そして、通常の車両のアイドル時のエンジン回転数が６００〜７５０rpm 程度であり、エンジン振動が問題となる可能性の高い通常の４気筒エンジンにおいて、アイドル時のエンジンの燃焼タイミング（エンジン回転２次）に同期して発生する振動の周波数は、２０〜２４Hzであるが、かかる２０〜２４Hzの振動を制御対象としている場合、制御の効果に最も影響を与える外乱定常振動の周波数は、その１／４近傍の周波数、つまり５〜６Hzである。よって、請求項１、２に係る発明のように、ハイパス・フィルタのカットオフ周波数を設定すれば、アイドル時における振動制御の効果が低下することを抑制できる。
【００１６】
そして、請求項３に係る発明のように、ハイパス・フィルタのカットオフ周波数を、エンジンで発生する振動の周波数の１／ａ（例えば、ａ＝４）となるように変化させれば、アイドル時や通常走行時に制御効果の低下を招く恐れのある外乱定常振動の周波数成分を、的確に残留振動信号から除去することができるようになる。
さらに、制御手段が、請求項４に係る発明のような構成の場合には、適応ディジタルフィルタのフィルタ係数が、上記のような外乱定常振動の周波数成分の影響を受けて好ましくない形に成長することが防止されるから、その適応ディジタルフィルタと基準信号とに基づいて生成される駆動信号の波形も、制御対象振動を低減するのに適した形になる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、残留振動信号をハイパス・フィルタ処理してから振動低減制御に用いるようにしたため、外乱定常振動に起因して振動低減効果が低下する可能性を低減できるという効果がある。
特に、請求項１、２に係る発明であれば、アイドル時に有効である。
【００１８】
さらに、請求項３に係る発明であれば、外乱定常振動の周波数が変化しても対処できるという効果もある。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１乃至図５は本発明の第１の実施の形態を示す図であって、図１は本発明に係る車両用能動型振動制御装置を適用した車両の概略側面図である。
先ず、構成を説明すると、横置きに搭載したエンジン１７が、車体前後方向の後方に配置した能動型エンジンマウント２０を介して、サスペンションメンバ等から構成される車体１８に支持されている。なお、実際には、エンジン１７及び車体１８間には、能動型エンジンマウント２０の他にエンジン１７及び車体１８間の相対変位に応じた受動的な支持力を発生する複数のエンジンマウントも介在している。受動的なエンジンマウントとしては、例えばゴム状の弾性体で荷重を支持する通常のエンジンマウントや、ゴム状の弾性体内部に減衰力発生可能に流体を封入してなる公知の流体封入式のマウントインシュレータ等が適用できる。
【００２０】
図２は、エンジン１７に固定したブラケット（図示せず）を介して連結する能動型エンジンマウント２０の上部構造を平面視で示すものであり、エンジン側連結部材３０から上方に向けて突出している２本の連結ボルト３０ａを、上述したブラケットの挿通孔に下側から挿通し、ナットを螺合することによりエンジン１７に上端部が固定される。また、符号６０はリバウンド規制部材であり、このリバウンド規制部材６０は、２本の連結ボルト３０ａ間を結ぶ線に対して直交し、エンジン側連結部材３０の上方をアーチ状に延在しながら装置ケース４３に固定されており、エンジン側連結部材３０の上面に固定したゴム製の弾性体からなるリバウンドストッパ３１の上方に位置している。
【００２１】
図３は、図２の矢視断面図で示す能動型エンジンマウント２０の内部構造を示すものであり、図２の２本の連結ボルト３０ａ間を結ぶ線に沿うＡ−Ａ矢視断面を、図３の軸心（以下、マウント軸と称する）Ｐ１ を境界として右側に示し、図２の２本の連結ボルト３０ａ間を結ぶ線に対して直交する方向のＢ−Ｂ矢視断面を、図３のマウント軸Ｐ１ を境界として右側に示している。
【００２２】
この能動型エンジンマウント２０は、装置ケース４３に外筒３４、中間筒３６、オリフィス構成部材３７、支持弾性体３２等のマウント部品を内蔵し、これらマウント部品の下部に、流体室８４の隔壁の一部を形成しながら弾性支持された可動部材７８を流体室８４の容積が変化する方向に変位させる電磁アクチュエータ５２と、図示しない車体メンバの振動状況を検出する荷重センサ６４とを内蔵した装置であり、より具体的に説明していくと、前述したエンジン側連結部材３０は、下端周縁部３０ｇが丸みを付けて形成されていると共に、マウント軸Ｐ１ に沿う位置に第１孔３０ｃが形成されている。また、このエンジン連結部材３０に下側から嵌入されて上方を向いている連結ボルト３０ａは、その頭部３０ｄがエンジン側連結部材３０の下面から突出している。ここで、その頭部３０ｄの外周縁部は、丸みが付けられて形成されている。
【００２３】
また、エンジン側連結部材３０の下面には、断面逆台形状の中空筒体３０ｂが固定されている。この中空筒体３０ｂには、連結ボルト３０ａに近接する位置に第２孔３０ｅが形成されていると共に、マウント軸Ｐ１ に沿う下面に第３孔３０ｆが形成されている。なお、この中空筒体３０ｂの連結ボルト３０ａから離間している位置には、孔を形成していない。
【００２４】
そして、前記エンジン側連結部材３０の下面側には、中空筒体３０ｂの内部及びエンジン側連結部材３０の下部側を覆うように、ゴム製の支持弾性体３２が加硫接着により固定されている。
すなわち、この支持弾性体３２は、エンジン側連結部材３０側から下方に向けて拡径した形状のゴム製の弾性体であって、内面に断面山形状の空洞部３２ａを形成しているが、連結ボルト３０ａから離れている部分の支持弾性体３２の外周面は、図３の左側に示すように、エンジン側連結部材３０の外周部を覆いながらリバウンドストッパ３１に連続している。一方、連結ボルト３０ａに近接している支持弾性体３２は、図３の右側に示すように、連結ボルト３０ａの頭部３０ｄの全域を覆う被覆部３２ｂが形成されていると共に、頭部３０ｄの下方位置の外周を、内側に大きく凹んだ形状としている（以下、符号３２ｃで示す凹み外周部と称する）。そして、前述した空洞部３２ａを形成しながら前記凹み外周部３２ｃに対向している支持弾性体３２の内面も、内側に大きく膨らんだ形状としている（以下、符号３２ｄで示す膨らみ内周部と称する）。そして、連結ボルト３０ａに近接している部分の支持弾性体３２の肉厚は、凹み外周部３２ｃに対向して膨らみ内周部３２ｄを設けたことにより、連結ボルト３０ａから離れている部分の肉厚と略同一に設定している。
【００２５】
そして、薄肉形状とした支持弾性体３２の下端部は、マウント軸Ｐ１ が中空筒体３０ｂと同軸に振動体支持方向を向く中間筒体３６の内周面に加硫接着により結合している。
中間筒体３６は、同一外周径とした上端筒部３６ａ及び下端筒部３６ｂの間に小径筒部３６ｃを連続して形成した部材であり、外周に環状凹部を設けている。また、図示しないが、小径筒部３６ｃには開口部が形成されており、この開口部を介して中間筒体３６の内側及び外側が連通している。
【００２６】
中間筒体３６の外側には外筒３４が嵌合しており、この外筒３４は内周径を中間筒体３６の上端筒部３６ａ及び下端筒部３６ｂの外周径と同一寸法とし、軸方向の長さを中間筒体３６と同一寸法に設定した円筒部材である。また、この外筒３４には開口部３４ａが形成されており、この開口部３４ａの開口縁部にゴム製の薄膜弾性体からなるダイアフラム４２の外周が結合して開口部３４ａを閉塞しつつ、外筒３４の内側に向けて膨出している。
【００２７】
そして、上記構成の外筒３４を、環状凹部を囲むように中間筒体３６に外嵌すると、外筒３４及び中間筒体３６間の周方向に環状空間が画成され、その環状空間にダイアフラム４２が膨出した状態で配設される。そして、中間筒体３６の内側に、筒状のオリフィス構成部材３７が嵌合している。
このオリフィス構成部材３７は、中間筒体３６の小径筒部３６ｃより小径に形成した最小径筒部３７ａを備え、その最小径筒部３７ａの上下端部に径方向外方に向けて上部環状部３７ｂ及び下部環状部３７ｃが形成されており、これら最小径筒部３７ａ、上部及び下部環状部３７ｂ、３７ｃで囲んだ位置と中間筒体３６との間に環状空間が設けられている。また、最小径筒部３７ａの一部に第２開口部３７ｄが形成されている。ここで、上部環状部３７ｂは、支持弾性体３２の下方に位置しているが、図２の右側に示すように、連結ボルト３０ａに近接している支持弾性体３２の下方に位置している上部環状部３７ｂ１ は肉厚を薄く形成して凹みを設けており、支持弾性体３２の膨らみ内周部３２ｄから離れた位置で対向している。
【００２８】
また、装置ケース４３は、その上端部に上端筒部３６ａの外周径より小径の円形開口部を有する上端かしめ部４３ａが形成されていると共に、この上端かしめ部４３ａと連続するケース本体の形状を、内周径が外筒３４の外周径と同一寸法で下端開口部まで連続する円筒形状（下端開口部を図２の破線で示した形状）とした部材であり、全てのマウント部品の組み込みが完了した後に下端開口部を径方向内方に向けてかしめていくことにより、図２の実線で示すかしめ部が形成される。
【００２９】
そして、支持弾性体３２、中間筒体３６、オリフィス構成部材３７及びダイアフラム４２を一体化した外筒３４を装置ケース４３の下端開口部から内部に嵌め込んでいき、上端かしめ部４３ａの下面に外筒３４及び中間筒体３６の上端部を当接させると、それらが装置ケース４３内の上部に配設される。この際、装置ケース４３の内周面とダイヤフラム４２とで囲まれた部分に空気室４２ｃが画成されるが、この空気室４２ｃを臨む位置に空気孔４３ａが形成されており、この空気孔４３ａを介して空気室４２ｃと大気が連通している。
【００３０】
装置ケース４３内の下部には円筒状のスペーサ７０が嵌め込まれており、このスペーサ７０内の上部に可動部材７８が配置されていると共に、スペーサ７０内の下部に電磁アクチュエータ５２が配置されている。前記スペーサ７０は、円筒状の上部筒体７０ａと、円筒状の下部筒体７０ｂと、これら筒体の上下端部間に加硫接着したゴム製の薄膜弾性体からなる略円筒状のダイアフラム７０ｃとで構成されている。
【００３１】
前記電磁アクチュエータ５２は、外観円筒形のヨーク５２ａと、ヨーク５２ａの上端面側に配設した円環状の励磁コイル５２ｂと、ヨーク５２ａの上面中央部に磁極を上下方向に向けて固定した永久磁石５２ｃとで構成されている。また、前記ヨーク５２ａは、円環状の第１ヨーク部材５３ａと、中央円筒部に永久磁石５２ｃを固定した第２ヨーク部材５３ｂとで構成されている。
【００３２】
そして、上部及び下部筒体７０ａ、７０ｂ間のダイアフラム７０ｃは、ヨーク５２ａの外周に形成した凹部５２ｄに向かって膨出している。
また、ヨーク５２ａの下面と、車体側連結ボルト６０を備えた蓋部材６２との間には、振動低減制御に必要な残留振動を検出するために、荷重センサ６４が介装されている。荷重センサ６４としては、圧電素子，磁歪素子，歪ゲージ等が適用可能であり、このセンサの検出結果は、図１に示すように、残留振動信号ｅとしてコントローラ２５に供給されるようになっている。
【００３３】
一方、前記電磁アクチュエータ５２の上方には、シール部材固定用のシールリング７２と、後述する板ばね８２の外周部を下側から自由端支持する支持リング７４と、電磁アクチュエータ５２の永久磁石５２ｃ及び可動部材７８間のギャップＨを設定するギャップ保持リング７６とが配置されている。これらシールリング７２、支持リング７４及びギャップ保持リング７６の外周径は、前述したスペーサ７０の上部筒体７０ａの内周径と同一寸法に設定されており、ヨーク５２ａから上方に突出している上部筒体７０ａ内にシールリング７２、支持リング７４及びギャップ保持リング７６の全てが内嵌されている。そして、これらシールリング７２、支持リング７４及びギャップ保持リング７６の内側には、上下方向に変位可能となるように可動部材７８が配置されている。
【００３４】
この可動部材７８は、外観円盤状の隔壁形成部材７８Ａと、この隔壁形成部材７８Ａより大径円盤状に形成した磁路形成部材７８Ｂとで構成した部材であって、電磁アクチュエータ５２に対して遠い方に位置する隔壁形成部材７８Ａの軸心にボルト孔８０ａを形成し、電磁アクチュエータ５２に近い磁路形成部材７８Ｂを貫通した可動部材用ボルト８０がボルト孔８０ａに螺合することにより、隔壁形成部材７８Ａ及び磁路形成部材７８Ｂを一体に連結した構造となっている。
【００３５】
隔壁形成部材７８Ａ及び磁路形成部材７８Ｂ間には、リング状に連続したくびれ部７９が画成されているが、このくびれ部７９に可動部材７８を弾性支持するための板ばね８２が収容されている。つまり、板ばね８２は、中央部に孔部を形成した円盤形状の部材であり、この板ばね８２の内周部を隔壁形成部材７８Ａの裏面中央部の下側から自由端支持し、板ばね８２の外周部を支持リング７４のばね支持部７４ａが下側から自由端支持しており、これにより可動部材７８が装置ケース４３に板ばね８２を介して弾性支持されている。
【００３６】
前記隔壁形成部材７８Ａは、流体室８４に面している隔壁部８０ｃの肉厚を薄くし、隔壁部８０ｃの外周から上方に突出する環状のリブ８０ｂを形成した部材である。そして、隔壁形成部材７８Ａの上面と、支持弾性体３２の下面と、オリフィス構成部材３７の内周面とで流体室８４が形成され、この流体室８４内に流体が封入される。
【００３７】
また、流体室８４から板ばね８２を収容しているくびれ部７９側への流体の漏洩を防止するため、隔壁形成部材７８Ａの外周とシールリング７２の内周との間には、ゴム状弾性体からなるリング形状のシール部材８６が固定されており、このシール部材８６の弾性変形によって、シールリング７２や装置ケース４３に対する可動部材７８の上下方向への相対変位を許容している。
【００３８】
次に、本実施形態の能動型エンジンマウント２０の振動入力減衰作用について簡潔に説明する。本実施形態の能動型エンジンマウント２０は、支持弾性体３２の空洞部３２ａとオリフィス構成部材３７の軸中央空間とが連通し、オリフィス構成部材３７の軸中央空間及びオリフィス構成部材３７と中間筒体３６との間の環状空間が、第２開口部３７ｄを介して連通し、前記環状空間及びダイアフラム４２が膨出している空間が、中間筒体３６に形成した開口部を介して連通しており、これら支持弾性体３２の空洞部３２ａからダイアフラム４２が膨出している空間までの連通路内に、エチレングリコール等の流体が封入されている。
【００３９】
そして、支持弾性体３２の空洞部３２ａからオリフィス構成部材３７と中間筒体３６との間の環状空間までの連通路を主流体室８４とすると、中間筒体３６に形成した開口部の近傍をオリフィスとし、この開口部に対向しながらダイアフラム４２に囲まれている領域を副流体室とした流体共振系が形成されている。この流体共振系の特性、即ち、オリフィス内の流体の質量と、支持弾性体３２の拡張方向ばね、ダイアフラム４２の拡張方向ばねで決まる特性は、車両停止中のアイドル振動の発生時、つまり２０〜３０Ｈｚでエンジンマウント２０Ａ、２０Ｂが加振された場合に高動ばね定数、高減衰力を示すように調整されている。
【００４０】
一方、電磁アクチュエータ５２の励磁コイル５２ｂは、コントローラ２５から例えばハーネスを通じて供給される電流である駆動信号ｙに応じて所定の電磁力を発生するようになっている。コントローラ２５は、マイクロコンピュータ，必要なインタフェース回路，Ａ／Ｄ変換器，Ｄ／Ａ変換器，アンプ、ＲＯＭ，ＲＡＭ等の記憶媒体等を含んで構成され、エンジン１７で発生する振動を低減できる能動的な支持力が能動型エンジンマウント２０に発生するように、能動型エンジンマウント２０に対する駆動信号ｙを生成し出力するようになっている。
【００４１】
また、前述したように能動型エンジンマウント２０には荷重センサ６４が内蔵されており、車体１８の振動状況を荷重の形で検出して残留振動信号ｅとして出力し、その残留振動信号ｅが干渉後における振動を表す信号として例えばハーネスを通じてコントローラ２５に供給されている。
ここで、エンジン１７で発生するアイドル振動やこもり音振動は、例えばレシプロ４気筒エンジンの場合、エンジン回転２次成分のエンジン振動が車体１８に伝達されることが主な原因であるから、そのエンジン回転２次成分に同期して駆動信号ｙを生成し出力すれば、車体側振動の低減が可能となる。そこで、本実施の形態では、エンジン１７のクランク軸の回転に同期した（例えば、レシプロ４気筒エンジンの場合には、クランク軸が１８０度回転する度に一つの）インパルス信号を生成し基準信号ｘとして出力するパルス信号生成器１９を設けていて、その基準信号ｘが、コントローラ２５に供給されている。
【００４２】
そして、コントローラ２５は、供給される残留振動信号ｅ及び基準信号ｘに基づき、適応アルゴリズムの一つである同期式Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳアルゴリズム（以下、ＳＦＸアルゴリズムと称す。）を実行することにより、能動型エンジンマウント２０に対する駆動信号ｙを演算し、その駆動信号ｙを能動型エンジンマウント２０に出力するようになっている。
【００４３】
具体的には、コントローラ２５は、フィルタ係数Ｗｉ （ｉ＝０，１，２，……，Ｉ−１：Ｉはタップ数）可変の適応ディジタルフィルタＷを有していて、最新の基準信号ｘが入力された時点から所定のサンプリング・クロックの間隔で、その適応ディジタルフィルタＷのフィルタ係数Ｗｉ を順番に駆動信号ｙとして出力する一方、基準信号ｘ及び残留振動信号ｅに基づいて適応ディジタルフィルタＷのフィルタ係数Ｗｉ を適宜更新する処理を実行するようになっている。
【００４４】
ただし、この実施の形態では、ＳＦＸアルゴリズムにおける評価関数として、下記の（１）式を用いている。
Ｊｍ＝｛ｅ（ｎ）｝２ ＋β｛ｙ（ｎ）｝２ ……（１）
つまり、ＳＦＸアルゴリズムにあっては、評価関数Ｊｍが小さくなる方向にフィルタ係数Ｗｉ が更新されるのであるから、上記（１）式の右辺の内容からも明らかなように、フィルタ係数Ｗｉ は、残留振動信号ｅの自乗値が小さくなると共に、駆動信号ｙの自乗値をβ倍した値が小さくなるように、逐次更新されることになる。そして、βは発散抑制係数と称される係数であって、この発散抑制係数βが大きくなる程、駆動信号ｙは小さくなる傾向となる。つまり、発散抑制係数βには制御の発散を抑制する作用がある。
【００４５】
そして、収束係数をαとし、上記（１）式で表される評価関数Ｊｍに基づいてフィルタ係数Ｗｉ の更新式を求めると、下記の（２）式のようになる。
Ｗｉ （ｎ＋１）＝Ｗｉ （ｎ）＋２αＲＴ ｅ（ｎ）−２βαｙ（ｎ）……（２）
そこで、この（２）式中の「２α」を新たな収束係数αとし、「２βα」を新たな発散抑制係数βとすれば、適応ディジタルフィルタＷのフィルタ係数Ｗｉ の更新式は下記の（３）式のようになる。
【００４６】
Ｗｉ （ｎ＋１）＝Ｗｉ （ｎ）＋αＲＴ ｅ（ｎ）−βｙ（ｎ）……（３）
ここで、（ｎ），（ｎ＋１）が付く項は、サンプリング時刻ｎ，ｎ＋１，における値であることを表している。また、更新用基準信号ＲＴ は、理論的には、基準信号ｘを、能動型エンジンマウント２０の電磁アクチュエータ５２及び荷重センサ６４間の伝達関数Ｃをモデル化した伝達関数フィルタＣ＾でフィルタ処理をした値であるが、基準信号ｘの大きさは“１”であるから、伝達関数フィルタＣ＾のインパルス応答を基準信号ｘに同期して次々と生成した場合のそれらインパルス応答波形のサンプリング時刻ｎにおける和に一致する。
【００４７】
また、理論的には、基準信号ｘを適応ディジタルフィルタＷでフィルタ処理して駆動信号ｙを生成するのであるが、基準信号ｘの大きさが“１”であるため、フィルタ係数Ｗｉ を順番に駆動信号ｙとして出力しても、フィルタ処理の結果を駆動信号ｙとしたのと同じ結果になる。
そして、コントローラ２５は、上記のような駆動信号ｙの出力処理及び適応ディジタルフィルタＷの各フィルタ係数Ｗｉ の更新処理を、基準信号ｘの最新のインパルスが生成された時点を基準に開始される固定サンプリング・クロックに同期して実行するようになっている。ここで、基準信号ｘのインパルスの生成に伴ってクリアされ固定サンプリング・クロックに同期してインクリメントされるカウンタをｉ（＝０、１、２、…、Ｌ−１）、サンプリング・クロックの一周期内（サンプリング周期内）に実行されるフィルタ係数Ｗｊ の更新処理を各フィルタ係数Ｗｊ に対して実行するために用いられるカウンタをｊ（＝０、１、２、…、Ｌ−１）とすると、上記（３）式に示した各フィルタ係数Ｗｊ の更新式は、それらｉ，ｊの関係から、具体的には下記のようになる。
【００４８】
ｉ＝ｊ；
Ｗｊ （ｎ＋１）＝Ｗｊ （ｎ）＋αＲ（０）ｅ（ｎ）−βｙ（ｎ）……（４）
ｉ−ｊ＜０；
Ｗｊ （ｎ＋１）＝Ｗｊ （ｎ）＋αＲ（Ｌ１＋ｉ−ｊ）ｅ（ｎ）……（５）
ｉ−ｊ≧Ｌ１；
Ｗｊ （ｎ＋１）＝Ｗｊ （ｎ）＋αＲ（ｉ−ｊ−Ｌ１）ｅ（ｎ）……（６）
０＜ｉ−ｊ＜Ｌ１；
Ｗｊ （ｎ＋１）＝Ｗｊ （ｎ）＋αＲ（ｉ−ｊ）ｅ（ｎ） ……（７）
但し、Ｌは、基準信号ｘの一周期（制御周期）内に駆動信号ｙとして出力されるフィルタ係数Ｗｊ の個数（タップ数）であり、基準信号ｘの周期Ｔｘ を固定サンプリング・クロックの周期Ｔｃ で割った結果の小数点以下を切り上げた値である。また、Ｌ１は、基準信号ｘの一周期内に駆動信号ｙとして出力されるフィルタ係数Ｗｊ の実際のタップ長の小数点以下まで考慮して求められる整数タップ長であって、基準信号ｘの周期Ｔｘ を固定サンプリング・クロックの周期Ｔｃ で割った結果を小数点第一位で四捨五入した値である。
【００４９】
つまり、コントローラ２５内では、０〜（Ｌ−１）の間で１ずつ増加するカウンタｉのそれぞれに対して、カウンタｊを０から（Ｌ−１）にまで１ずつ増加させる毎に、上記（４）〜（７）のいずれかの更新式に従ってフィルタ係数Ｗｊ が更新されるのである。
そして、上記（４）〜（７）式を実行するためには、上述したタップ数Ｌ及び整数タップ長Ｌ１を常に把握しておかなければならないから、基準信号ｘの周期Ｔｘ の最新の値を常に検出するようになっている。具体的には、基準信号ｘの最新のインパルスとその一つ前のインパルスとの入力間隔を、クロックパルスをカウントする周期測定用タイマによって常時計測し、これにより周期Ｔｘ を取得するようになっている。
【００５０】
また、コントローラ２５は、周期測定用タイマの他に、サンプリング・クロックの周期が経過したことを認識するためのタイマ（サンプリング・クロック測定用タイマ）を有していて、最新の基準信号ｘのインパルスが生成された時点から、サンプリング・クロックの周期と同じ時間を繰り返し測定し、そのサンプリング・クロックに同期して駆動信号ｙを出力するようになっている。
【００５１】
さらに、コントローラ２５内では、残留振動信号ｅを所定のカットオフ周波数に設定されたハイパス・フィルタでフィルタ処理してから、上記（４）〜（７）式の更新式に用いるようになっている。かかるハイパス・フィルタのカットオフ周波数は、本実施の形態では５Ｈｚとしている。従って、ハイパス・フィルタの特性を図示すると、図５の特性Ａに示すようになる。
【００５２】
次に、本実施の形態の動作を説明する。
イグニッションスイッチがオンとなって電源が供給されるようになると、コントローラ２５は、所定の演算処理を実行し、電磁アクチュエータ５２に駆動信号ｙを出力し、能動型エンジンマウント２０に振動を低減し得る能動的な支持力を発生させるようになる。これをコントローラ２５内で実行される処理の概要を示すフローチャートである図４に従って具体的に説明する。
【００５３】
即ち、電源が供給されると、コントローラ２５は所定の初期設定を行い、イグニッションスイッチがオンになった後に、運転者がエンジンキーをさらに回すと、エンジン１７が起動し、基準信号ｘがコントローラ２５に供給されるようになる。そして、基準信号ｘのインパルスが確認されたら、基準信号ｘの立ち上がりが検出されて基準信号ｘの周期ＴＸ が検出され、その周期Ｔｘ と固定サンプリング・クロックの周期Ｔｃ とに基づき、ステップ１０１においてタップ数Ｌ及び整数タップ長Ｌ１が演算される。なお、図４の処理が開始されてからステップ１０１の処理の実行回数が２以上の場合には、後述するカウンタｉの値に基づいてタップ数Ｌを求め、また、そのカウンタｉの値とサンプリング・クロック測定用タイマの値とに基づいて整数タップ長Ｌ１を求めることも可能である。
【００５４】
次いで、ステップ１０２に移行し、カウンタｉが零クリアされた後に、ステップ１０３に移行し、サンプリング・クロック測定用タイマがクリア・スタートされる。そして、ステップ１０４に移行し、適応ディジタルフィルタＷのｉ番目のフィルタ係数Ｗｉ が駆動信号ｙとして出力される。
次いで、ステップ１０５に移行し、カウンタｉが０か否かが判定され、この判定が「ＹＥＳ」の場合には、制御周期（基準信号ｘの周期）が始まった直後であると判断して、一制御周期が始まったことに伴う初期処理を実行すべく、ステップ１０６に移行し、伝達関数フィルタＣ＾に基づき更新用基準信号ＲＴ が演算される。なお、ステップ１０６では、基準信号ｘの新たな一周期分の更新用基準信号Ｒ（更新用基準信号ＲＴ は、更新用基準信号Ｒの転置行列である。）がまとめて演算される。
【００５５】
ステップ１０５の判定が「ＮＯ」の場合並びにステップ１０６の処理を終えた場合には、ステップ１０７に移行し、残留振動信号ｅが読み込まれる。
そして、ステップ１０８に移行し、残留振動信号ｅを、ハイパス・フィルタ処理する。かかるハイパス・フィルタ処理のカットオフ周波数は、図５の特性Ａに示したように、５Ｈｚに設定されているから、このステップ１０８の処理を行うことによって、残留振動信号ｅからは５Ｈｚよりも低い周波数成分が除去される。
【００５６】
次いで、ステップ１０９に移行して、カウンタｊが零クリアされ、そして、ステップ１１０に移行し、適応ディジタルフィルタＷのｊ番目のフィルタ係数Ｗｊ が上記（４）〜（７）式に従って更新される。
次いで、ステップ１１１に移行し、基準信号ｘの次のインパルスが入力されているか否かを判定し、ここで基準信号ｘが入力されていないと判定された場合には、適応ディジタルフィルタＷの次のフィルタ係数の更新又は駆動信号ｙの出力処理を実行すべくステップ１１２に移行する一方、ステップ１１１で基準信号ｘの新たなインパルスが入力されたと判断された場合には、ステップ１０１に戻って、上述した処理を繰り返し実行する。
【００５７】
ステップ１１２では、全フィルタ係数Ｗｊ に対する更新演算が完了しているか否か、つまりカウンタｊがタップ数Ｌ（正確には、カウンタｊは０からスタートするため、タップ数Ｌから１を減じた値）に達しているか否かが判定され、この判定が「ＮＯ」の場合には、ステップ１１３に移行し、カウンタｊをインクリメントした後に、ステップ１１０に戻って上述した処理を繰り返し実行する。
【００５８】
しかし、ステップ１１２の判定が「ＹＥＳ」の場合には、適応ディジタルフィルタＷのフィルタ係数Ｗｊ のうち、駆動信号ｙとして必要な数のフィルタ係数の更新処理が完了したと判断できるから、ステップ１１４に移行してカウンタｉをインクリメントする。
次いで、ステップ１１５に移行し、上記ステップ１０３でクリア・スタートさせたサンプリング・クロック測定用タイマの値が固定サンプリング・クロックの周期ＴＣ に達するまで待機した後、上記ステップ１０３に戻って上述した処理を繰り返し実行する。
【００５９】
このような図４の処理を繰り返し実行する結果、コントローラ２５から能動型エンジンマウント２０の電磁アクチュエータ５２に対しては、基準信号ｘが入力された時点から、固定サンプリング・クロックに同期して、適応ディジタルフィルタＷのフィルタ係数Ｗｉ が順番に駆動信号ｙとして供給される。
この結果、励磁コイル５２ｂに駆動信号ｙに応じた磁力が発生するが、磁路形成部材７８Ｂには、すでに永久磁石５２ｃによる一定の磁力が付与されているから、その励磁コイル５２ｂによる磁力は永久磁石５２ｃの磁力を強める又は弱めるように作用すると考えることができる。このように、永久磁石５２ｃの磁力が強まったり弱まったりすると、可動部材７８が正逆両方向に変位し、可動部材７８が変位すれば、主流体室８４の容積が変化し、その容積変化によって支持弾性体３２の拡張ばねが変形するから、この能動型エンジンマウント２０に正逆両方向の能動的な支持力が発生するのである。
【００６０】
そして、駆動信号ｙとなる適応ディジタルフィルタＷの各フィルタ係数Ｗｉ は、ＳＦＸアルゴリズムに従った上記（４）〜（７）式によって逐次更新されるため、ある程度の時間が経過して適応ディジタルフィルタＷの各フィルタ係数Ｗｉ が最適値に収束した後は、駆動信号ｙが能動型エンジンマウント２０に供給されることによって、エンジン１７から能動型エンジンマウント２０を介して車体１８側に伝達されるアイドル振動やこもり音振動が低減されるようになる。
【００６１】
しかも、本実施の形態では、残留振動信号ｅをハイパス・フィルタ処理してからフィルタ係数Ｗｉ の更新処理に用いるようになっているため、アイドル時の振動低減効果が低下することを抑制できるという利点がある。つまり、本実施の形態のエンジン１７の場合、燃焼タイミングに同期して発生する振動は、エンジン回転２次の振動であり、アイドル時のエンジン回転数が６００〜７５０Ｈｚであることから、アイドル時の制御対象振動の周波数は２０〜２４Ｈｚである。すると、かかる振動の１／２の周波数は１０〜１２Ｈｚ、１／３の周波数は６．６６〜８Ｈｚ、１／４の周波数は５〜６Ｈｚであるから、ハイパス・フィルタ処理のカットオフ周波数を５Ｈｚとすれば、アイドル振動周波数の１／４の周波数の振動（図５の特性Ｂで示すような振動）が、残留振動信号としてフィルタ係数Ｗｉ の更新式に取り込まれることを回避できる。
【００６２】
その結果、アイドル時にフィルタ係数Ｗｉ が好ましくない形状に成長することが避けられるから、振動低減効果が低下することを抑制できるのである。
なお、ハイパス・フィルタ処理におけるカットオフ周波数は、５Ｈｚに限定されるものではなく、例えば、通常走行時におけるエンジンシェイクの影響が懸念される車両の場合には、カットオフ周波数を、１０〜１５Ｈｚに設定してもよい。つまり、通常走行時のエンジン１７の回転数が１２００ｒｐｍ 以上だとすると、そのときに燃焼タイミングに同期して発生する振動の周波数は、４０Ｈｚ以上ということになる。すると、エンジンシェイクの周波数が、通常１０〜１５Ｈｚ近傍であるから、通常走行時に、エンジン振動周波数が、エンジンシェイク周波数の４倍になる状況が考えられ、そのエンジンシェイクが過大な場合にそれが残留振動信号ｅに重畳されてフィルタ係数Ｗｉ の更新式に用いられて振動低減効果が低下する可能性がある。そこで、図５の特性Ｃで示すように、ハイパス・フィルタ処理のカットオフ周波数を１０Ｈｚ程度に設定することにより、図５の特性Ｄで示すような振動の成分がフィルタ係数Ｗｉ の更新式に用いられることが回避されるから、通常走行時にエンジンシェイクが過大であることに起因して振動低減効果が低下することを避けられるのである。
【００６３】
ここで、本実施の形態では、パルス信号生成器１９が基準信号生成手段に対応し、荷重センサ６４が残留振動検出手段に対応し、コントローラ２５が制御手段に対応し、図４の処理において、所定のサンプリング・クロックに同期してステップ１０４でフィルタ係数Ｗｉ を駆動信号ｙとして出力する処理が駆動信号生成手段に対応し、ステップ１０８の処理がハイパス・フィルタを構成し、ステップ１１０の処理がフィルタ係数更新手段に対応する。
【００６４】
図６は、本発明の第２の実施の形態を示す図であって、図４と同様にコントローラ２５内で実行される振動低減処理の概要を示すフローチャートであり、図４と同じ処理には同じ符号を付しその重複する説明は省略する。また、その他の構成は上記第１の実施の形態と同様であるため、その図示及び説明は省略する。
即ち、本実施の形態における要点は、残留振動信号ｅをフィルタ処理するハイパス・フィルタのカットオフ周波数を、可変した点である。
【００６５】
具体的には、ステップ１０５の判定が「ＹＥＳ」となってステップ１０６の処理を実行した後に、ステップ２０１に移行し、ここで、カットオフ周波数が演算される。
ハイパス・フィルタ処理のカットオフ周波数は、そのときエンジン１７の燃焼に同期して発生している振動の周波数の、１／ａとして設定する。ａは、２以上の整数であるが、アイドル時に残留振動信号ｅから除去したい振動の周波数成分や、通常走行時に残留振動信号ｅから除去したいエンジンシェイクの周波数成分は、凡そ、エンジン１７の燃焼に同期して発生している振動の周波数の１／４であることが比較的多いことから、ａ ＝４とすることが好ましいが、車両によってはそれ以外の値を採用してもよい。
【００６６】
なお、エンジン１７の燃焼に同期して発生している振動の周波数は、エンジン１７の回転数が判れば容易に求められるが、本実施の形態であれば、基準信号ｘの周期ＴＸ が既知であるから、その周期Ｔｘ の逆数（１／Ｔｘ ）を演算することにより、エンジン１７の燃焼に同期して発生している振動の周波数を求めることも可能である。
【００６７】
このような構成であれば、ステップ１０８におけるハイパス・フィルタ処理のカットオフ周波数は、エンジンで発生する振動の周波数の変化を追従するように変化するため、常に的確なハイパス・フィルタ処理が行われる。つまり、図５を例に説明すれば、ハイパス・フィルタの特性は、エンジンで発生する振動の周波数の変化に応じて、特性Ａと特性Ｃとの間で連続的に変化するため、特性Ｂの振動や特性Ｄの振動を、的確に除去できるのである。ちなみに、ハイパス・フィルタのカットオフ周波数が固定であると、例えば特性Ａのようなハイパス・フィルタを設定した場合、通常走行時には、特性Ｄのようなエンジンシェイク成分の減衰が不十分となる可能性があるし、逆に、特性Ｃのようなハイパス・フィルタを設定した場合、アイドル時の振動低減制御に必要な成分をも減衰してしまい却って振動低減効果が減少してしまう可能性があるが、本実施の形態であれば、そのような不具合をも除去することができるのである。
【００６８】
なお、上記実施の形態においては、残留振動を能動型エンジンマウント２０に内蔵した荷重センサ６４によって検出しているが、これに限定されるものではなく、例えば車室内の乗員足元位置にフロア振動を検出する加速度センサを配設し、その加速度センサの出力信号を残留振動信号ｅとしてもよい。
また、上記各実施の形態では、駆動信号ｙを生成するアルゴリズムとしてＳＦＸアルゴリズムを適用しているが、適用可能なアルゴリズムはこれに限定されるものではなく、例えば、通常のＬＭＳアルゴリズム、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳアルゴリズム等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態における車両の概略側面図である。
【図２】能動型エンジンマウントの一例を平面視で示した図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視断面及びＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図４】振動低減処理の概要を示すフローチャートである。
【図５】ハイパス・フィルタ処理の周波数特性図である。
【図６】第２の実施の形態の振動低減処理の概要を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１７ エンジン
１８ 車体
１９ パルス信号生成器（基準信号生成手段）
２０ 能動型エンジンマウント
２５ コントローラ
５２ 電磁アクチュエータ
６４ 荷重センサ（残留振動検出手段）
Claims (4)
- エンジン及び車体間に介在し且つ前記エンジンで発生した振動と干渉する制御振動を発生可能な能動型エンジンマウントと、前記干渉後の振動を検出し残留振動信号として出力する残留振動検出手段と、前記残留振動信号に基づいて前記車体の振動が低減するように前記能動型エンジンマウントを駆動制御する制御手段と、を備えた車両用能動型振動制御装置において、
前記残留振動信号をハイパス・フィルタ処理するハイパス・フィルタを設け、前記制御手段は、前記ハイパス・フィルタ処理された前記残留振動信号に基づいて前記駆動制御を行うようになっており、
前記ハイパス・フィルタのカットオフ周波数は、前記エンジンで発生するアイドル時の振動の周波数の１／ａ（ａは２以上の任意の整数）であることを特徴とする車両用能動型振動制御装置。 - 前記ハイパス・フィルタのカットオフ周波数は、５〜６ Hz である請求項１記載の車両用能動型振動制御装置。
- エンジン及び車体間に介在し且つ前記エンジンで発生した振動と干渉する制御振動を発生可能な能動型エンジンマウントと、前記干渉後の振動を検出し残留振動信号として出力する残留振動検出手段と、前記残留振動信号に基づいて前記車体の振動が低減するように前記能動型エンジンマウントを駆動制御する制御手段と、を備えた車両用能動型振動制御装置において、
前記残留振動信号をハイパス・フィルタ処理するハイパス・フィルタを設け、前記制御手段は、前記ハイパス・フィルタ処理された前記残留振動信号に基づいて前記駆動制御を行うようになっており、
前記ハイパス・フィルタのカットオフ周波数を、前記エンジンで発生した振動の周波数の１／ａ（ａは２以上の任意の整数）となるように変化させるようになっていることを特徴とする車両用能動型振動制御装置。 - 前記制御手段は、前記振動の発生状態を検出し基準信号として出力する基準信号生成手段と、フィルタ係数可変の適応ディジタルフィルタと、前記基準信号及び前記残留振動信号に基づき且つ適応アルゴリズムに従って前記適応ディジタルフィルタのフィルタ係数を更新するフィルタ係数更新手段と、前記基準信号及び前記適応ディジタルフィルタに基づき前記能動型エンジンマウントを駆動する駆動信号を生成し出力する駆動信号生成手段と、を備え、
前記フィルタ係数更新手段は、前記基準信号及び前記ハイパス・フィルタ処理された前記残留振動信号に基づき前記フィルタ係数を更新するようになっている請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の車両用能動型振動制御装置。
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