JPH03292219A - 車両の振動制御装置 - Google Patents
車両の振動制御装置Info
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- JPH03292219A JPH03292219A JP9207090A JP9207090A JPH03292219A JP H03292219 A JPH03292219 A JP H03292219A JP 9207090 A JP9207090 A JP 9207090A JP 9207090 A JP9207090 A JP 9207090A JP H03292219 A JPH03292219 A JP H03292219A
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- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
- G10K2210/10—Applications
- G10K2210/128—Vehicles
- G10K2210/1282—Automobiles
-
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- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
- G10K2210/30—Means
- G10K2210/321—Physical
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-
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- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
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Landscapes
- Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
この発明は、エンジン、タイヤ、路面等からの振動入力
によって励起される車体振動を制御する車両の振動制御
装置に関する。
によって励起される車体振動を制御する車両の振動制御
装置に関する。
(従来の技術)
従来の車両の振動制御装置としては例えば特開昭61−
220925号公報に記載されたものがある。すなわち
この車両の振動制御装置はエンジンの出力トルク変動に
よる車体振動がエンジンの回転数に対応していることに
着目したもので、エンジンの回転数を検出することによ
り車体振動モードを予測し、その結果に基づいてアクチ
ュエータを駆動制御し、車体の振動を打ち消すように車
体に制振力を加えるようにしたものである。従って、い
わゆるダイナミックダンパに似た作用によって車体の振
動を低減させ乗心地や快適性の向上を図ることができる
。
220925号公報に記載されたものがある。すなわち
この車両の振動制御装置はエンジンの出力トルク変動に
よる車体振動がエンジンの回転数に対応していることに
着目したもので、エンジンの回転数を検出することによ
り車体振動モードを予測し、その結果に基づいてアクチ
ュエータを駆動制御し、車体の振動を打ち消すように車
体に制振力を加えるようにしたものである。従って、い
わゆるダイナミックダンパに似た作用によって車体の振
動を低減させ乗心地や快適性の向上を図ることができる
。
(発明が解決しようとする課題)
しかしなが、らこのような従来の自動車の振動制御装置
にあっては、エンジン回転数から車体の振動モードを予
測し、この振動をアクチュエータ駆動制御によって打ち
消すものであるため、振動制御できる現象がアイドリン
グ振動などの車両停止時の現象に限られてしまい、車両
走行時のように路面やタイヤからの振動入力が原因とな
る振動現象には対応できないものである。
にあっては、エンジン回転数から車体の振動モードを予
測し、この振動をアクチュエータ駆動制御によって打ち
消すものであるため、振動制御できる現象がアイドリン
グ振動などの車両停止時の現象に限られてしまい、車両
走行時のように路面やタイヤからの振動入力が原因とな
る振動現象には対応できないものである。
一方、エンジン回転数だけでなく路面やタイヤからなど
他の入力も考慮して振動モードを予測し、この振動を打
ち消すように制御することも考えられるが、振動モード
が著しく複雑になり、予め予測しておくことは殆ど不可
能である。また、車体振動を打ち消すような制振力をア
クチュエータによって車体に与えるためには可動質量物
体とじて車体重量の3乃至5%程度の出力が必要となり
、車体重量増加の原因になる恐れがある。
他の入力も考慮して振動モードを予測し、この振動を打
ち消すように制御することも考えられるが、振動モード
が著しく複雑になり、予め予測しておくことは殆ど不可
能である。また、車体振動を打ち消すような制振力をア
クチュエータによって車体に与えるためには可動質量物
体とじて車体重量の3乃至5%程度の出力が必要となり
、車体重量増加の原因になる恐れがある。
そこでこの発明は、車体振動を打ち消すのではなく、車
体振動モードを制御することによって特定個所の振動を
抑制し、より多くの振動現象に対応でき、且つ小型のア
クチュエータを用いることが可能な車両の振動制御装置
の提供を目的とする。
体振動モードを制御することによって特定個所の振動を
抑制し、より多くの振動現象に対応でき、且つ小型のア
クチュエータを用いることが可能な車両の振動制御装置
の提供を目的とする。
[発明の構成]
(課題を解決するための手段)
上記課題を解決するためにこの発明は、車体特定個所の
振動を検出するセンサと、少なくとも車体左右の強度メ
ンバに装着されて車体側に振動入力を加える複数のアク
チュエータと、前記振動センサからの信号に基づいて車
体の振動モードを制御すべく前記各アクチュエータを駆
動制御する制御手段とを備えてなる構成とした。
振動を検出するセンサと、少なくとも車体左右の強度メ
ンバに装着されて車体側に振動入力を加える複数のアク
チュエータと、前記振動センサからの信号に基づいて車
体の振動モードを制御すべく前記各アクチュエータを駆
動制御する制御手段とを備えてなる構成とした。
(作用)
振動センサが車室内特定個所の振動を検出すると制御手
段は振動センサからの信号に基づいて各アクチュエータ
を駆動制御する。この制御によって各アクチュエータは
車体側に振動入力を与え、振動モードが制御されて前記
車体特定個所の振動のレベル低下が図られる。
段は振動センサからの信号に基づいて各アクチュエータ
を駆動制御する。この制御によって各アクチュエータは
車体側に振動入力を与え、振動モードが制御されて前記
車体特定個所の振動のレベル低下が図られる。
(実施例)
以下この発明の詳細な説明する。
第1図はこの発明の第1実施例を示すものである。
まず、車体特定個所として車体1のステアリング3とフ
ロア5とが決められている。ステアリング3及びフロア
5は、車両の振動を人間が感知し易い部分となっている
。ステアリング3にはその振動を検出するステアリング
振動センサ7が設けられている。フロア5にはその振動
を検出するフロア振動センサ9が設けられている。これ
らのセンサ7.9から検出された信号は車体1に備えら
れた制御手段としての制御回路11に入力されるように
なっている。
ロア5とが決められている。ステアリング3及びフロア
5は、車両の振動を人間が感知し易い部分となっている
。ステアリング3にはその振動を検出するステアリング
振動センサ7が設けられている。フロア5にはその振動
を検出するフロア振動センサ9が設けられている。これ
らのセンサ7.9から検出された信号は車体1に備えら
れた制御手段としての制御回路11に入力されるように
なっている。
また、車体1の左右の強度メンバとしての左右サイドメ
ンバ13,15の前端部には車体側に振動入力を加える
複数のアクチュエータとして電磁アクチュエータ17.
19が取り付けられている。
ンバ13,15の前端部には車体側に振動入力を加える
複数のアクチュエータとして電磁アクチュエータ17.
19が取り付けられている。
これら電磁アクチュエータ17.19は前記制御回路1
1によって駆動制御されるようになっている。
1によって駆動制御されるようになっている。
前記制御回路11は第2図に示すように振動検出回路2
1、演算回路23、駆動回路25及び増幅回路27を備
えている。前記振動センサ7.9からの信号は振動検出
回路21により振動加速度信号として検出される。演算
回路23では前記振動加速度信号を用いてステアリング
3及びフロア5の振動レベルを最小化するために車体1
の振動モードを制御する加振力を計算する。この演算回
路23での演算結果は駆動回路25に送られ、電磁アク
チュエータ17.19を駆動するための交流信号に変換
される。この交流信号は増幅回路27で増幅され、電磁
アクチュエータ17.19に駆動信号として供給される
。
1、演算回路23、駆動回路25及び増幅回路27を備
えている。前記振動センサ7.9からの信号は振動検出
回路21により振動加速度信号として検出される。演算
回路23では前記振動加速度信号を用いてステアリング
3及びフロア5の振動レベルを最小化するために車体1
の振動モードを制御する加振力を計算する。この演算回
路23での演算結果は駆動回路25に送られ、電磁アク
チュエータ17.19を駆動するための交流信号に変換
される。この交流信号は増幅回路27で増幅され、電磁
アクチュエータ17.19に駆動信号として供給される
。
前記電磁アクチュエータ17.19は第3図のようにな
っている。但し両電磁アクチュエータ17.19は同一
構成のため電磁アクチュエータ17のみを説明する。
っている。但し両電磁アクチュエータ17.19は同一
構成のため電磁アクチュエータ17のみを説明する。
この電磁アクチュエータ17はケーシング29内に軸3
1を介して円筒状の可動質量体33が上下動自在に備え
られ、この可動質量体33はマグネット35を備えてい
る。可動質量体33の上下は支持ばね37,39によっ
てケーシング29に対し弾性支持されている。ケーシン
グ29側には電磁コイル41が備えられ可動質量体33
内に挿入されている。従って、増幅回路27からの駆動
信号が電磁コイル41に通電されると電磁コイル41の
周りには磁場が発生する。この時、電磁コイル41とマ
グネット35との間には磁力が発生し、駆動信号が交流
電流であるために生ずる磁場変化のために可動質量体3
3が振動する。この可動質量体33の振動による慣性力
は可動質量体33とサイドメンバ13.15とをつなぐ
支持ばね37.39を介して車体1の加振力Fとなる。
1を介して円筒状の可動質量体33が上下動自在に備え
られ、この可動質量体33はマグネット35を備えてい
る。可動質量体33の上下は支持ばね37,39によっ
てケーシング29に対し弾性支持されている。ケーシン
グ29側には電磁コイル41が備えられ可動質量体33
内に挿入されている。従って、増幅回路27からの駆動
信号が電磁コイル41に通電されると電磁コイル41の
周りには磁場が発生する。この時、電磁コイル41とマ
グネット35との間には磁力が発生し、駆動信号が交流
電流であるために生ずる磁場変化のために可動質量体3
3が振動する。この可動質量体33の振動による慣性力
は可動質量体33とサイドメンバ13.15とをつなぐ
支持ばね37.39を介して車体1の加振力Fとなる。
この加振力Fは駆動信号の振幅により大きさが、駆動信
号の周波数によりその周波数が、更に駆動信号の位相に
よりその位相がそれぞれ決定されるものである。
号の周波数によりその周波数が、更に駆動信号の位相に
よりその位相がそれぞれ決定されるものである。
こうして振動センサ7.9からの信号に基づいて電磁ア
クチュエータ17.19が制御回路11によって駆動制
御されると、ステアリング3及びフロア5の振動のレベ
ル低下、すなわちこの実施例では最小となるように車体
の振動モードが制御される。換言すればこの実施例では
車両の振動を人間が感知し易いステアリング3とフロア
5との振動レベルが最小となり、車室内の乗心地、快適
性が大幅に向上することとなる。
クチュエータ17.19が制御回路11によって駆動制
御されると、ステアリング3及びフロア5の振動のレベ
ル低下、すなわちこの実施例では最小となるように車体
の振動モードが制御される。換言すればこの実施例では
車両の振動を人間が感知し易いステアリング3とフロア
5との振動レベルが最小となり、車室内の乗心地、快適
性が大幅に向上することとなる。
また、制御できる振動現象としてはアイドリング振動の
みならず路面やタイヤからのの振動入力が原因となる振
動現象に対しても対応することができる。更に、車体振
動を打ち消すのではなくステアリング3及びフロア5の
振動が最小となるように車体振動モードを制御するので
、電磁アクチュエータ17.19としては小型のものを
用いることができる。
みならず路面やタイヤからのの振動入力が原因となる振
動現象に対しても対応することができる。更に、車体振
動を打ち消すのではなくステアリング3及びフロア5の
振動が最小となるように車体振動モードを制御するので
、電磁アクチュエータ17.19としては小型のものを
用いることができる。
次に振動制御するための手法について説明する。
車体特定個所を評価点としてその振動レベルが最小とな
るような制御入力値及び入力位置の適正化は次の理論で
計算することができる。
るような制御入力値及び入力位置の適正化は次の理論で
計算することができる。
像) 制御入力値
車体の評価点iの振動変位u1は入力点j(i−1〜n
)からの伝達関数H1,、入力荷重Fjを用い、次のよ
うに表現することができる。
)からの伝達関数H1,、入力荷重Fjを用い、次のよ
うに表現することができる。
この式を展開すると
u + −HIIF 1+HI2F 2 + HI3F
m +・・・+H1□Fn ここで、例えばFlは右フロントサスペンションからの
入力荷重、F2は左フロントサスペンションからの入力
荷重、Fmはエンジンフロントからの入力荷重、Hll
は右フロントサスペンションから評価点iへの伝達関数
、HI2は左フロントサスペンションから評価点iへの
伝達関数、F13はエンジンフロントから評価点iへの
伝達関数等をそれぞれ示すものである。
m +・・・+H1□Fn ここで、例えばFlは右フロントサスペンションからの
入力荷重、F2は左フロントサスペンションからの入力
荷重、Fmはエンジンフロントからの入力荷重、Hll
は右フロントサスペンションから評価点iへの伝達関数
、HI2は左フロントサスペンションから評価点iへの
伝達関数、F13はエンジンフロントから評価点iへの
伝達関数等をそれぞれ示すものである。
すなわち、(1)式は振動変位u1を一般化したもので
ある。
ある。
ここで力及び変位は大きさと位相とをもっているため数
学的に実数部と虚数部に分けることができる。これを図
で表わせば周知のように第4図のようになる。Mは大き
さを表わし、θは位相を表わしている。また、Reは実
数部、Imは虚数部を表わしている。なお周知のように Re となる。そして、この実施例での制御では大きさMを小
さくしたいのである。
学的に実数部と虚数部に分けることができる。これを図
で表わせば周知のように第4図のようになる。Mは大き
さを表わし、θは位相を表わしている。また、Reは実
数部、Imは虚数部を表わしている。なお周知のように Re となる。そして、この実施例での制御では大きさMを小
さくしたいのである。
従って、伝達関数及び荷重の実部に上添字r、虚部に上
添字iをつけて書き直すと Re(u+)= ・・・(2) 1m (u+ )= ・・・(3) すなわち、伝達関数の実部H′と荷重の実部F′との積
H’ XF’は実部であり、同様にIIXF’は実部、
H’ XF’ 、H’ XF’は虚部であり、上記(2
)式は実部を表わし、(3)式は虚部を表わすことにな
る。
添字iをつけて書き直すと Re(u+)= ・・・(2) 1m (u+ )= ・・・(3) すなわち、伝達関数の実部H′と荷重の実部F′との積
H’ XF’は実部であり、同様にIIXF’は実部、
H’ XF’ 、H’ XF’は虚部であり、上記(2
)式は実部を表わし、(3)式は虚部を表わすことにな
る。
次に(2)、(3)式を2個のアクチュエータからの振
動入力FA、FBを加えて書き直す。すなわち入力点j
=1〜k (kin)がエンジン、タイヤ、路面等から
の車体への全振動入力であるとした場合、(2)、(3
)式は Re(u、)’− ・・・(4) 1m(u。
動入力FA、FBを加えて書き直す。すなわち入力点j
=1〜k (kin)がエンジン、タイヤ、路面等から
の車体への全振動入力であるとした場合、(2)、(3
)式は Re(u、)’− ・・・(4) 1m(u。
)
・・・(5)
となる。
(4)、(5)式において右式第1項はエンジン、タイ
ヤ、路面等からの振動入力に基づくものであり、同第2
項がアクチュエータからの振動入力に基づくものである
。
ヤ、路面等からの振動入力に基づくものであり、同第2
項がアクチュエータからの振動入力に基づくものである
。
従って、簡単のために、第1項を
n (H’、、F’、−H’、、Fl、)=utj・1
に
とおけば、(4)、(5)式は
Re(u+)−
・・・(6)
1m(u
)
・・・(7)
となる。
ここで最小化を図りたいのは変位u1の大きさなので、
上記第4図の説明から明らかなようにその平方の最小化
を考えればよい。すなわちu、2=Re (u+)2+
Im(u、)2→Min。
上記第4図の説明から明らかなようにその平方の最小化
を考えればよい。すなわちu、2=Re (u+)2+
Im(u、)2→Min。
・・・く8)
の2式を電磁アクチュエータ17.19の駆動能力によ
って決まる拘束条件の下で解けばよい。
って決まる拘束条件の下で解けばよい。
さて、ここで制御したいのは2個の電磁アクチュエータ
17.19の加振力であるから(6)、<7)式から明
らかなようにF′^、F ’ A S” B、FIBの
4つの値を定める必要がある。
17.19の加振力であるから(6)、<7)式から明
らかなようにF′^、F ’ A S” B、FIBの
4つの値を定める必要がある。
このためには(8)式を2種類、すなわち評価点iを2
点取ればよい。このことはすなわちn個のアクチュエー
タがあればn点の振動を制御することができることを示
している。
点取ればよい。このことはすなわちn個のアクチュエー
タがあればn点の振動を制御することができることを示
している。
ここで、(6)、(7)式をこの発明実施例の構成に従
って考えると、まず最初にエンジン、タイヤ、路面等か
らの全振動入力に基づ< u ’ IQSu ’ 10
を求めなければならない。(6)、(7)式において電
磁アクチュエータ17.19の加振力)’r、、)’l
、。
って考えると、まず最初にエンジン、タイヤ、路面等か
らの全振動入力に基づ< u ’ IQSu ’ 10
を求めなければならない。(6)、(7)式において電
磁アクチュエータ17.19の加振力)’r、、)’l
、。
は駆動信号の振幅及び周波数、位相によって決まるため
既知である。伝達関数H’ l m、H’1mは車両開
発時の加振実験または構造解析検討により与えることが
できるo Re (u+ ) 、1m (u+ )はス
テアリング3及びフロア5の振動センサ7゜9により検
出される。従ってこれらの値より(6)、(7)式から
urlいu l、oを容易に算出することができる。そ
してこれらの値が決定し、現状の振動モードが既知とな
ればこれらの値を(8)式に代入することで電磁アクチ
ュエータ17.19の駆動信号のフィードバックを掛け
ることが可能となる。
既知である。伝達関数H’ l m、H’1mは車両開
発時の加振実験または構造解析検討により与えることが
できるo Re (u+ ) 、1m (u+ )はス
テアリング3及びフロア5の振動センサ7゜9により検
出される。従ってこれらの値より(6)、(7)式から
urlいu l、oを容易に算出することができる。そ
してこれらの値が決定し、現状の振動モードが既知とな
ればこれらの値を(8)式に代入することで電磁アクチ
ュエータ17.19の駆動信号のフィードバックを掛け
ることが可能となる。
すなわち、変位uiの最小化を図るようにして求められ
た電磁アクチュエータ17.19の加振力F’m、F’
mの制御により、ステアリング3及びフロア5の変位が
最小となるように振動モードを制御することができるも
のである。
た電磁アクチュエータ17.19の加振力F’m、F’
mの制御により、ステアリング3及びフロア5の変位が
最小となるように振動モードを制御することができるも
のである。
なお、基準位相については例えばステアリング信号の位
相をとればよい。
相をとればよい。
(b) 入力位置の適正化
この発明実施例の2個の電磁アクチュエータ17.19
は、第1図のようにサイドメンバ13゜15の前端部に
取付けられているが、その適正化はモード解析の結果か
ら判断することができる。
は、第1図のようにサイドメンバ13゜15の前端部に
取付けられているが、その適正化はモード解析の結果か
ら判断することができる。
モード解析は物理現象を別の空間に置き換えることであ
る。例えば物理空間で単なる板の曲げ、捩りその他の現
象をそれぞれモード1、モード2、モード3等と区分け
し、モーダル座標系において例えばモード1では共振周
波数が20Hz、モード2では30Hz等とした場合、
各モード毎に別の空間であるモード座標系において単な
るばね、質量、ダンピングによって表わすことができる
ものである。この時のばね、質量、ダンピングはモーダ
ル剛性、モーダル質量、モーダルダンピング(モーダル
減衰)と称されている。このように表わした場合、各モ
ードはどういう変形をしているかは表現されていないの
でこれをφで表わすものである。
る。例えば物理空間で単なる板の曲げ、捩りその他の現
象をそれぞれモード1、モード2、モード3等と区分け
し、モーダル座標系において例えばモード1では共振周
波数が20Hz、モード2では30Hz等とした場合、
各モード毎に別の空間であるモード座標系において単な
るばね、質量、ダンピングによって表わすことができる
ものである。この時のばね、質量、ダンピングはモーダ
ル剛性、モーダル質量、モーダルダンピング(モーダル
減衰)と称されている。このように表わした場合、各モ
ードはどういう変形をしているかは表現されていないの
でこれをφで表わすものである。
そこで(1)式を車両系の固有信号モードφを用いてい
て表わせば u 1 − [φ +J [k+i ω C*
OJ”rn k コ −1[φ+−]’(F+
) ・・・(9) ここで 下添え字i:評価点位置 下添え字に:固有振動モード番号 下添え字j:加振点位置 k :モーダル剛性 C:モーダル減衰 m :モーダル質量 である。(1)と(9)とを比較すれば、伝達関数H1
は、Hll−rφ+*J [k+iωC,−ω2m、
][φ 1にコ ・・・Go) となる。
て表わせば u 1 − [φ +J [k+i ω C*
OJ”rn k コ −1[φ+−]’(F+
) ・・・(9) ここで 下添え字i:評価点位置 下添え字に:固有振動モード番号 下添え字j:加振点位置 k :モーダル剛性 C:モーダル減衰 m :モーダル質量 である。(1)と(9)とを比較すれば、伝達関数H1
は、Hll−rφ+*J [k+iωC,−ω2m、
][φ 1にコ ・・・Go) となる。
ここで(6)、(ア)式から明らかなように、伝達関数
H11の絶対値が大きい程アクチニエータからの荷重人
力F、が小さくて済むことがゎがる。そして(2))式
中[k十iωC3−ω2mk]は加振点によらない値で
あるから、1点、j点間の伝達関数H1jの大きさは車
両系の固有振動モードφによることがわかる。
H11の絶対値が大きい程アクチニエータからの荷重人
力F、が小さくて済むことがゎがる。そして(2))式
中[k十iωC3−ω2mk]は加振点によらない値で
あるから、1点、j点間の伝達関数H1jの大きさは車
両系の固有振動モードφによることがわかる。
さて、構造物にある入力が入った場合の強制振動モード
は、その構造系の固有振動モードの重ね合せで表現でき
ることは一般によく知られている。
は、その構造系の固有振動モードの重ね合せで表現でき
ることは一般によく知られている。
すなわち
・・・(11)
と表わすことができる。
ここでγ、は固有振動モードφ、の重み係数である。
このγ、の大きさを比較すればその振動現象に最も大き
く寄与している構造系の固有振動モードφkを特定する
ことができる。このことと伝達関数H1,の大きさが車
両系の固有振動モードφによることとを考慮すれば、車
両系のある振動現象において最も寄与度の大きい車両系
の固有振動モードの振幅の大きい点にアクチュエータを
設置すればアクチュエータの荷重入力を最大限活用でき
ることがわかる。
く寄与している構造系の固有振動モードφkを特定する
ことができる。このことと伝達関数H1,の大きさが車
両系の固有振動モードφによることとを考慮すれば、車
両系のある振動現象において最も寄与度の大きい車両系
の固有振動モードの振幅の大きい点にアクチュエータを
設置すればアクチュエータの荷重入力を最大限活用でき
ることがわかる。
そして車両系の低周波振動現象のうち、ステアリング及
びフロアの振動レベルで評価される、アイドル振動やシ
ェイクといった現象に最も寄与度の大きい車両系の固有
振動モードは第5図に示した車体前部の上下曲げモード
と、第6図に示した車体前部の捩りモードとである。ま
た。その他多数の音振動現象においても概ねこれらの2
点位のモードに限られてくる。これらのモードより電磁
アクチュエータ17.19は第1図のように車体前部左
右端であるサイドメンバ13,15の前端部に設置する
のが効果的であることがゎがる。これによって電磁アク
チュエータ17.19は小さなものを用いることができ
ながら上記のようにステアリング3及びフロア5の振動
の最小化を図ることができる。
びフロアの振動レベルで評価される、アイドル振動やシ
ェイクといった現象に最も寄与度の大きい車両系の固有
振動モードは第5図に示した車体前部の上下曲げモード
と、第6図に示した車体前部の捩りモードとである。ま
た。その他多数の音振動現象においても概ねこれらの2
点位のモードに限られてくる。これらのモードより電磁
アクチュエータ17.19は第1図のように車体前部左
右端であるサイドメンバ13,15の前端部に設置する
のが効果的であることがゎがる。これによって電磁アク
チュエータ17.19は小さなものを用いることができ
ながら上記のようにステアリング3及びフロア5の振動
の最小化を図ることができる。
第7図はこの発明の第2実施例を示すものである。
上記実施例では人間が車両の振動を感知し易い位置とし
てステアリング3とフロア5とに振動センサを設けたが
、この第2実施例ではステアリング振動センサ7のほか
に前後左右のシート下フロアに運転席フロア振動センサ
43、助手席フロア振動センサ45、右後席フロア振動
センサ47及び左後席フロア振動センサ49を設けたも
のである。そしである振動現象において最も振動レベル
の大きい部位を2個所検知し、その部位の振動レベル最
小化を行なうように上記第1実施例同様の制御を行なう
ものである。
てステアリング3とフロア5とに振動センサを設けたが
、この第2実施例ではステアリング振動センサ7のほか
に前後左右のシート下フロアに運転席フロア振動センサ
43、助手席フロア振動センサ45、右後席フロア振動
センサ47及び左後席フロア振動センサ49を設けたも
のである。そしである振動現象において最も振動レベル
の大きい部位を2個所検知し、その部位の振動レベル最
小化を行なうように上記第1実施例同様の制御を行なう
ものである。
第8図にこの第2実施例の制御手段としての制御回路5
1を示している。この制御回路51は振動検出回路21
と演算回路23との間に選択手段としての抽出回路53
を挿入している。そして前記5つの振動センサ7.43
,45,47.49から振動検出回路21を通して検出
された振動は、抽出回路53においてその振動レベルが
比較され、大きい順に2個所の振動部位に絞り込まれる
。演算回路23ではこの情報を受は取り、抽出された2
個所とアクチュエータ取付点との間の伝達関数を、予め
用意された伝達関数マツプから抜き出して上記演算を行
ない、この2個所の振動レベルを最小化する加振力を電
磁アクチュエータ17.19に発生させるものである。
1を示している。この制御回路51は振動検出回路21
と演算回路23との間に選択手段としての抽出回路53
を挿入している。そして前記5つの振動センサ7.43
,45,47.49から振動検出回路21を通して検出
された振動は、抽出回路53においてその振動レベルが
比較され、大きい順に2個所の振動部位に絞り込まれる
。演算回路23ではこの情報を受は取り、抽出された2
個所とアクチュエータ取付点との間の伝達関数を、予め
用意された伝達関数マツプから抜き出して上記演算を行
ない、この2個所の振動レベルを最小化する加振力を電
磁アクチュエータ17.19に発生させるものである。
これによって、車両の振動状態に応じて複数の点の振動
レベルを選択的に低下させることが可能となり、より快
適性が向上するものである。
レベルを選択的に低下させることが可能となり、より快
適性が向上するものである。
第9図はこの発明の第3実施例を示すものである。第9
図はこの発明の第3実施例に係る制御回路図を示すもの
である。この実施例は第8図に示す第2実施例の構成に
加えて助手席及び左右の後席の各シート内に設けた助手
席着座センサ55、右後席着座センサ57、左後席着座
センサ59を備えている。これら着座センサ55.57
.59は助手席着座スイッチ61、右後席着座スイッチ
63、左後席着座スイッチ65にそれぞれ接続されてい
る。助手席着座スイッチ61は助手席フロア振動センサ
45と振動検出回路21との間に設けられ、右後席着座
スイッチ63は右後席フロア振動センサ47と振動検出
回路21との間に設けられ、左後席着座スイッチ65は
左後席フロア振動センサ49と振動検出回路21との間
に設けられている。そして各着座センサ55,57.5
9は検出信号を発しているときに各着座スイッチ61.
63.65はオンとなる。
図はこの発明の第3実施例に係る制御回路図を示すもの
である。この実施例は第8図に示す第2実施例の構成に
加えて助手席及び左右の後席の各シート内に設けた助手
席着座センサ55、右後席着座センサ57、左後席着座
センサ59を備えている。これら着座センサ55.57
.59は助手席着座スイッチ61、右後席着座スイッチ
63、左後席着座スイッチ65にそれぞれ接続されてい
る。助手席着座スイッチ61は助手席フロア振動センサ
45と振動検出回路21との間に設けられ、右後席着座
スイッチ63は右後席フロア振動センサ47と振動検出
回路21との間に設けられ、左後席着座スイッチ65は
左後席フロア振動センサ49と振動検出回路21との間
に設けられている。そして各着座センサ55,57.5
9は検出信号を発しているときに各着座スイッチ61.
63.65はオンとなる。
また、制御回路67の演算回路69はそれぞれ異った演
算を行なう演算回路(1)69g、演算回路(2)69
b、演算回路(3)69cの3つの回路にわかれ、振動
センサからの信号により異なる演算を行なって2個の電
磁アクチュエータ17.19の駆動制御を行なうもので
ある。この演算回路69a乃至69cを選択するために
この実施例においては振動センサを設けた評価点の所定
レベル及び評価点の優先度を予め設定している。
算を行なう演算回路(1)69g、演算回路(2)69
b、演算回路(3)69cの3つの回路にわかれ、振動
センサからの信号により異なる演算を行なって2個の電
磁アクチュエータ17.19の駆動制御を行なうもので
ある。この演算回路69a乃至69cを選択するために
この実施例においては振動センサを設けた評価点の所定
レベル及び評価点の優先度を予め設定している。
次に第3実施例の作用を説明する。
例えば助手席や後席に乗員がいない場合には助手席フロ
アや後席フロアの振動を制御する必要はない。そこで各
着座センサ55,57.59の信号により各座席の乗員
着座有無を検知し、乗員のいない座席に関する着座スイ
ッチ61,63.65がオフとなることにより、助手席
フロア振動センサ45、右後席フロア振動センサ47、
或いは左後席フロア振動センサ49からの信号が振動検
出回路21に送り込まれないようになっている。
アや後席フロアの振動を制御する必要はない。そこで各
着座センサ55,57.59の信号により各座席の乗員
着座有無を検知し、乗員のいない座席に関する着座スイ
ッチ61,63.65がオフとなることにより、助手席
フロア振動センサ45、右後席フロア振動センサ47、
或いは左後席フロア振動センサ49からの信号が振動検
出回路21に送り込まれないようになっている。
これにより2個の電磁アクチュエータ17.19で制御
すべき評価点を減らすこことができ、アクチュエータ1
7.19を有効に利用することが可能となる。
すべき評価点を減らすこことができ、アクチュエータ1
7.19を有効に利用することが可能となる。
また、抽出回路53に入ってきた各振動センサ7.43
,45.47.49からの信号で所定レベル以上に達し
ている数により異なる演算回路69a、69b、69c
を採用している。この作用を第10図のフローチャート
を用いて更に説明する。
,45.47.49からの信号で所定レベル以上に達し
ている数により異なる演算回路69a、69b、69c
を採用している。この作用を第10図のフローチャート
を用いて更に説明する。
第10図は抽出回路53内での判断の流れとその判断に
基づく演算回路69での回路の選択を示しているもので
ある。
基づく演算回路69での回路の選択を示しているもので
ある。
像) 所定レベル以上のセンサの数が0の場合ステップ
S1においてYESと判断される。この場合各評価点と
も制御すべきほど振動していないため、いずれの電磁ア
クチュエータ17.19の駆動も行なわない(ステップ
S2)。
S1においてYESと判断される。この場合各評価点と
も制御すべきほど振動していないため、いずれの電磁ア
クチュエータ17.19の駆動も行なわない(ステップ
S2)。
なお、所定レベルをやや高めに設定しておき、このレベ
ルを越えた点につきその特定点の振動最小化を図るよう
に電磁アクチュエータ17.19の加振力を制御し、そ
れ以外の場合には予め定めた優先順位により常に制御を
行なった状態にしておくことも可能である。
ルを越えた点につきその特定点の振動最小化を図るよう
に電磁アクチュエータ17.19の加振力を制御し、そ
れ以外の場合には予め定めた優先順位により常に制御を
行なった状態にしておくことも可能である。
(b) 所定レベル以上の振動センサの数が1個の場
合 ステップS1の判断はNoとなり、ステップS3の判断
がYESとなって演算回路(1)69aが選択され、電
磁アクチュエータ17.19の制御加振力FA、FBが をアクチュエータの駆動力によってきまる拘束条件の下
で解くことにより決定される(ステップS4)。
合 ステップS1の判断はNoとなり、ステップS3の判断
がYESとなって演算回路(1)69aが選択され、電
磁アクチュエータ17.19の制御加振力FA、FBが をアクチュエータの駆動力によってきまる拘束条件の下
で解くことにより決定される(ステップS4)。
このとき制御すべき評価点は1点であり、2個のアクチ
ュエータ17.19を用いてこの1点を制御することが
できる。理想的にはn個のアクチュエータがあればn点
の振動を殆ど零にすることができるわけであるが、実際
にはアクチュエータの駆動能力による限界が存在するた
め、アクチュエータの個数は制御すべき特定点数より多
い方が望ましい。この場合は1個の特定点の振動を2個
のアクチュエータで制御するため、より効果的に振動制
限を図ることができるものである。
ュエータ17.19を用いてこの1点を制御することが
できる。理想的にはn個のアクチュエータがあればn点
の振動を殆ど零にすることができるわけであるが、実際
にはアクチュエータの駆動能力による限界が存在するた
め、アクチュエータの個数は制御すべき特定点数より多
い方が望ましい。この場合は1個の特定点の振動を2個
のアクチュエータで制御するため、より効果的に振動制
限を図ることができるものである。
(c) 所定レベル以上のセンサの数が2個の場合第
10図のステップS3はNOと判断され、ステップS5
においてYESと判断されて演算回路(2) 69 b
が選択され、アクチュエータ17.19の制御加振力F
A、FBが (i−1,2) により決定される(ステップS6)。
10図のステップS3はNOと判断され、ステップS5
においてYESと判断されて演算回路(2) 69 b
が選択され、アクチュエータ17.19の制御加振力F
A、FBが (i−1,2) により決定される(ステップS6)。
この場合制御すべき評価点の数は2個であるから上記第
1実施例及び第2実施例の場合と同様の制御が可能であ
る。
1実施例及び第2実施例の場合と同様の制御が可能であ
る。
(d) 所定レベル以上のセンサの数が3個以上の場
合 ステップS5の判断がNoとなり、演算回路(3)69
cの選択が行なわれ、アクチュエータ17゜19の制御
加振力はFASFBは →Min。
合 ステップS5の判断がNoとなり、演算回路(3)69
cの選択が行なわれ、アクチュエータ17゜19の制御
加振力はFASFBは →Min。
により決定、される(ステップS7)。
この場合制御すべき評価点の数がアクチュエータの数よ
りも多くなってしまうため、特別な処理が必要である。
りも多くなってしまうため、特別な処理が必要である。
そこで各評価点の優先度を重み係数αI (添え字iは
評価点位置を表わす)で表しておく。この重み係数α、
は乗員が振動を不快と感じ易い評価点はど大きな値を与
える。
評価点位置を表わす)で表しておく。この重み係数α、
は乗員が振動を不快と感じ易い評価点はど大きな値を与
える。
すなわち、上記各理論では最適加振力を求めるために解
くべき式は評価点の数と同数、換言すればアクチュエー
タの数と評価点の数は同数必要であったが、この重み係
数αtを導入することにより式の数を減らすことができ
る。すなわちアクチュエータの個数よりも多い評価点の
振動低減を図ることが可能になる。
くべき式は評価点の数と同数、換言すればアクチュエー
タの数と評価点の数は同数必要であったが、この重み係
数αtを導入することにより式の数を減らすことができ
る。すなわちアクチュエータの個数よりも多い評価点の
振動低減を図ることが可能になる。
尚この発明は上記実施例に限定されるものではない。例
えば上記実施例では各評価点の振動レベルの最小化を図
るためにアクチュエータ加振力を求め、この加振力とな
るようアクチュエータを制御したが、アクチュエータの
フィードバック制御により評価点の振動レベルが低下す
る方向を模索し、加振力を変化させていって評価点の振
動レベルが所定以下になったときに制御を終了するよう
に構成することも可能である。すなわち、各アクチュエ
ータの駆動制御は評価点の振動レベルのノ小化を図るの
みならず必ずしも最小化されては丸ないが所定レベル以
下であるといった概念も含4ものである。また、アクチ
ュエータは位置の適i化による小型化を考慮しなければ
、車体前部左1以外の個所に取り付けることも可能であ
る。評4点の選択や加振力を車速に応じて切り換えるよ
;にすることも可能である。振動センサを乗員のJ付近
に配置し、乗員が感じる振動音を下げるよだに振動モー
ドを制御することもできる。
えば上記実施例では各評価点の振動レベルの最小化を図
るためにアクチュエータ加振力を求め、この加振力とな
るようアクチュエータを制御したが、アクチュエータの
フィードバック制御により評価点の振動レベルが低下す
る方向を模索し、加振力を変化させていって評価点の振
動レベルが所定以下になったときに制御を終了するよう
に構成することも可能である。すなわち、各アクチュエ
ータの駆動制御は評価点の振動レベルのノ小化を図るの
みならず必ずしも最小化されては丸ないが所定レベル以
下であるといった概念も含4ものである。また、アクチ
ュエータは位置の適i化による小型化を考慮しなければ
、車体前部左1以外の個所に取り付けることも可能であ
る。評4点の選択や加振力を車速に応じて切り換えるよ
;にすることも可能である。振動センサを乗員のJ付近
に配置し、乗員が感じる振動音を下げるよだに振動モー
ドを制御することもできる。
[発明の効果コ
以上より明らかなようにこの発明の構成にょオば、車体
特定点個所の振動のレベル低下を図る−く車体の振動モ
ードを制御するよう各アクチュj−夕の加振力を駆動制
御するため、アイドリンク振動など車両停止時の振動現
象に限らず、車両4行時の路面やタイヤからの振動入力
が原因となZ振動現象など、より多くの振動現象に対応
して扶助のレベル低下を図ることが可能となる。また、
アクチュエータの加振力は車体振動を打ち消すような割
振力として働くものではなく、車体の振動モードを制御
するのみであるからアクチュエータの小型化を図ること
が可能となる。
特定点個所の振動のレベル低下を図る−く車体の振動モ
ードを制御するよう各アクチュj−夕の加振力を駆動制
御するため、アイドリンク振動など車両停止時の振動現
象に限らず、車両4行時の路面やタイヤからの振動入力
が原因となZ振動現象など、より多くの振動現象に対応
して扶助のレベル低下を図ることが可能となる。また、
アクチュエータの加振力は車体振動を打ち消すような割
振力として働くものではなく、車体の振動モードを制御
するのみであるからアクチュエータの小型化を図ること
が可能となる。
第1図はこの発明の第1実施例に係る概略斜視図、第2
図は同制御回路ブロック図、第3図は同電磁アクチュエ
ータの断面図、第4図は実数部、虚数部の説明図、第5
図は車体前部上下曲げ固有モードの説明図、第6図は車
体前部捩り固有モードの説明図、第7図はこの発明の第
2実施例に係る概略斜視図、第8図は同制御回路ブロッ
ク図、第9図はこの発明の第3実施例に係る制御回路ブ
ロック図、第10図は同フローチャートである。 1・・・車体 3・・・ステアリング(車体特定個所)
5・・・フロア(車体特定個所) 7・・・ステアリング振動センサ(振動センサ)9・・
・フロア振動センサ(振動センサ)11.51.67・
・・制御回路(制御手段)13.15・・・サイドメン
バ(強度メンバ)17゜ 一タ) 43・・・運転席フロア振動センサ 45・・・助手席フロア振動センサ 47・・・右後席フロア振動センサ 49・・・左後席フロア振動センサ 53・・・抽出回路(選択手段) 19・・・電磁アクチュエータ (アクチュエ (振動センサ) (振動センサ (振動センサ) (振動センサ)
図は同制御回路ブロック図、第3図は同電磁アクチュエ
ータの断面図、第4図は実数部、虚数部の説明図、第5
図は車体前部上下曲げ固有モードの説明図、第6図は車
体前部捩り固有モードの説明図、第7図はこの発明の第
2実施例に係る概略斜視図、第8図は同制御回路ブロッ
ク図、第9図はこの発明の第3実施例に係る制御回路ブ
ロック図、第10図は同フローチャートである。 1・・・車体 3・・・ステアリング(車体特定個所)
5・・・フロア(車体特定個所) 7・・・ステアリング振動センサ(振動センサ)9・・
・フロア振動センサ(振動センサ)11.51.67・
・・制御回路(制御手段)13.15・・・サイドメン
バ(強度メンバ)17゜ 一タ) 43・・・運転席フロア振動センサ 45・・・助手席フロア振動センサ 47・・・右後席フロア振動センサ 49・・・左後席フロア振動センサ 53・・・抽出回路(選択手段) 19・・・電磁アクチュエータ (アクチュエ (振動センサ) (振動センサ (振動センサ) (振動センサ)
Claims (3)
- (1)車体特定個所の振動を検出するセンサと、少なく
とも車体左右の強度メンバに装着されて車体側に振動入
力を加える複数のアクチュエータと、前記振動センサか
らの信号に基づいて前記車体の振動モードを制御すべく
前記各アクチュエータを駆動制御する制御手段とを備え
てなる車両の振動制御装置。 - (2)車室内のステアリングとフロアとの振動を検出す
る2個のセンサと、車体左右のサイドメンバ前端に装着
されて車体側に振動入力を加える2個のアクチュエータ
と、前記振動センサからの信号に基づいて前記車体の振
動モードを制御すべく前記各アクチュエータを駆動制御
する制御手段とを備えてなる車両の振動制御装置。 - (3)前記車体特定個所を3個所以上として振動センサ
を3個以上設け、これらの振動センサの信号から振動レ
ベルの大きい順に2個所選び出す選択手段を設け、前記
制御手段は選び出した2個所の信号から車体の振動モー
ドを制御すべく前記各アクチュエータを駆動制御するこ
とを特徴とする請求項1記載の車両の振動制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9207090A JPH03292219A (ja) | 1990-04-09 | 1990-04-09 | 車両の振動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9207090A JPH03292219A (ja) | 1990-04-09 | 1990-04-09 | 車両の振動制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03292219A true JPH03292219A (ja) | 1991-12-24 |
Family
ID=14044203
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9207090A Pending JPH03292219A (ja) | 1990-04-09 | 1990-04-09 | 車両の振動制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03292219A (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0687335A (ja) * | 1992-07-06 | 1994-03-29 | Mazda Motor Corp | 車両の振動低減装置 |
JPH06235438A (ja) * | 1993-01-23 | 1994-08-23 | Carl Freudenberg:Fa | 振動減衰器 |
JPH07190139A (ja) * | 1993-11-24 | 1995-07-28 | Carl Freudenberg:Fa | 支承装置 |
JPH07190137A (ja) * | 1993-11-24 | 1995-07-28 | Carl Freudenberg:Fa | 振動部材用の支承装置 |
EP0720144A1 (en) * | 1994-12-28 | 1996-07-03 | FIAT AUTO S.p.A. | A system for reducing noise due to vibrations in a vehicle |
EP0819866A2 (en) | 1996-07-16 | 1998-01-21 | Tokai Rubber Industries, Ltd. | Vibration damper having oscillating force generating means |
EP0846885A2 (en) | 1996-12-06 | 1998-06-10 | Tokai Rubber Industries, Ltd. | Vibration damper including mass member displaceable by fluid pressure change in working chamber |
EP0936376A2 (en) | 1998-02-10 | 1999-08-18 | Tokai Rubber Industries, Ltd. | Active vibration damping device having pneumatically oscillated mass member whose oscillation amplitude as well as frequency and phase are controllable |
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