JPH0674294A - Active dynamic vibration absorber - Google Patents
Active dynamic vibration absorberInfo
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- JPH0674294A JPH0674294A JP23012092A JP23012092A JPH0674294A JP H0674294 A JPH0674294 A JP H0674294A JP 23012092 A JP23012092 A JP 23012092A JP 23012092 A JP23012092 A JP 23012092A JP H0674294 A JPH0674294 A JP H0674294A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、振動系の振動を吸収
する動吸振器（ダイナミック・ダンパ）に関し、特に、
振動系の振動状態に応じた能動的な制振制御が可能な能
動的動吸振器（アクティブ・ダイナミック・ダンパ）に
おいて、複数の振動モードに対して少ない消費電力で良
好な制振効果を得られるようにしたものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dynamic vibration absorber that absorbs vibration of a vibration system,
An active dynamic damper that can perform active vibration suppression control according to the vibration state of the vibration system can obtain good vibration suppression effect for multiple vibration modes with low power consumption. It was done like this.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の能動的動吸振器として、例えば実
開昭６０−８８１３７号公報の第４図に開示されるよう
なものがある。即ち、この従来の能動的動吸振器は、枠
体内に弾性支持された質量体と、この質量体に固定され
た永久磁石及び枠体側に固定された電磁コイルで構成さ
れ且つその質量体にその振動方向と同じ方向の力を付与
する電磁アクチュエータと、を有していて、その枠体
を、質量体の振動方向と振動制御対象としての振動系の
振動の方向とが一致するようにその振動系に固定して使
用するものである。2. Description of the Related Art As a conventional active dynamic vibration reducer, for example, there is one disclosed in FIG. 4 of Japanese Utility Model Laid-Open No. 60-88137. That is, the conventional active dynamic vibration absorber is composed of a mass body elastically supported in the frame body, a permanent magnet fixed to the mass body, and an electromagnetic coil fixed to the frame body side, and An electromagnetic actuator that applies a force in the same direction as the vibration direction, and its frame is vibrated so that the vibration direction of the mass body and the vibration direction of the vibration system that is the vibration control target match. It is used by fixing it to the system.
【０００３】そして、電磁コイルに供給する電流の方向
及び大きさを適宜制御することにより質量体の振動によ
って枠体に発生する力が変化することから、このような
能動的動吸振器であれば、質量体及びこれを弾性支持す
る弾性体でなるマス・バネ系の共振周波数近傍の振動モ
ードに対してのみ有効な受動的な動吸振器と異なり、広
い周波数帯域において制振効果を得ることができる。Since the force generated in the frame body by the vibration of the mass body is changed by appropriately controlling the direction and magnitude of the current supplied to the electromagnetic coil, such an active dynamic vibration absorber is used. In contrast to a passive dynamic vibration absorber that is effective only for vibration modes near the resonance frequency of a mass-spring system composed of a mass body and an elastic body that elastically supports the mass body, it is possible to obtain a damping effect in a wide frequency band. it can.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の能動的動吸振器にあっては、一つの能動的動吸振器
には一つのマス・バネ系しか存在しない構成であったた
め、例えば振動制御対象周波数が二つ存在し、それら周
波数が比較的大きく離れている場合にあっては、マス・
バネ系の共振周波数を一方の振動制御対象周波数に一致
させることになる結果、他方の振動制御対象周波数の振
動はほとんど電磁アクチュエータによって得られる電磁
力によって吸収しなければならなくなり、消費電力が多
大になってしまうという不具合がある。However, in the above-mentioned conventional active dynamic vibration absorber, since one active dynamic vibration absorber has only one mass-spring system, vibration control is performed, for example. If there are two frequencies of interest and they are relatively far apart, the mass
As a result of matching the resonance frequency of the spring system with one of the vibration control target frequencies, most of the vibration of the other vibration control target frequency must be absorbed by the electromagnetic force obtained by the electromagnetic actuator, resulting in a large power consumption. There is a problem that it becomes.
【０００５】かかる不具合を防止するのに、振動制御対
象周波数の個数に応じて複数の能動的動吸振器を用いる
ことも考えられるが、これでは、装置規模の極端な大型
化及び大幅なコストアップを招いてしまうため得策では
ない。本発明は、このような従来の技術が有する未解決
の課題に着目してなされたものであって、装置規模の極
端な大型化等を招くことなく、少ない消費電力で広い周
波数帯域において良好な制振効果を得ることができる能
動的動吸振器を提供することを目的としている。In order to prevent such a problem, it is conceivable to use a plurality of active dynamic vibration absorbers according to the number of frequencies to be vibration-controlled, but with this, the size of the device becomes extremely large and the cost is greatly increased. It is not a good idea because it invites. The present invention has been made by paying attention to the unsolved problems of such conventional techniques, and is excellent in a wide frequency band with low power consumption without causing an extremely large size of the device. It is an object of the present invention to provide an active dynamic vibration reducer capable of obtaining a vibration damping effect.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る能動的動吸振器は、弾性支持された質
量体と、この質量体にその振動の方向と同じ方向の力を
付与するアクチュエータと、前記質量体の質量を変化さ
せる質量可変手段と、を備えた。In order to achieve the above object, an active dynamic vibration absorber according to the present invention includes an elastically supported mass body and a force in the same direction as the direction of vibration of the mass body. An actuator to be applied and a mass varying means for changing the mass of the mass body are provided.
【０００７】[0007]
【作用】質量可変手段が質量体の質量を変化させると、
その質量体を含むマス・バネ系は質量の変化の前後で異
なった特性（固有値）を示すため、複数のマス・バネ系
が存在することと等価である。従って、振動制御対象周
波数が複数存在する場合に、各マス・バネ系の共振周波
数をそれら振動制御対象周波数の各々に一致又は略一致
させれば、アクチュエータが質量体に付与する力を過大
にしなくても制振効果が得られる。[Operation] When the mass varying means changes the mass of the mass body,
Since the mass-spring system including the mass body exhibits different characteristics (eigenvalues) before and after the change of mass, it is equivalent to the existence of a plurality of mass-spring systems. Therefore, when there are multiple vibration control target frequencies, if the resonance frequency of each mass-spring system is made to match or substantially match each of the vibration control target frequencies, the force applied by the actuator to the mass body will not be excessive. Even if the vibration damping effect is obtained.
【０００８】[0008]
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１乃至図４は本発明の一実施例を示す図であ
り、これは、本発明に係る能動的動吸振器１を、車両２
０のフロア２１の振動を吸収する装置として用いたもの
である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 4 are views showing an embodiment of the present invention, in which an active dynamic vibration absorber 1 according to the present invention is mounted on a vehicle 2
It is used as a device for absorbing the vibration of the floor 21 of 0.
【０００９】先ず、構成を説明すると、図１に示すよう
にこの能動的動吸振器１は、径方向寸法に比べて軸方向
寸法が長い円筒体からなる主枠体２と、軸方向寸法に比
べて径方向寸法が長い円筒体からなる副枠体３とを有し
ていて、副枠体３上端面に同軸に主枠体２が固定され、
副枠体３が軸方向が上下方向を向くようにフロア２１上
面に固定されている。First, the structure will be described. As shown in FIG. 1, the active dynamic vibration absorber 1 has a main frame body 2 made of a cylindrical body having a longer axial dimension than a radial dimension, and an axial dimension. And a sub-frame body 3 formed of a cylindrical body having a longer radial dimension, and the main frame body 2 is coaxially fixed to the upper end surface of the sub-frame body 3,
The sub-frame body 3 is fixed to the upper surface of the floor 21 so that the axial direction thereof faces the vertical direction.
【００１０】そして、主枠体２及び副枠体３の軸心部に
は、軸４が、その上端は主枠体２の上面から外部に突出
し、その下端は副枠体３内に位置するように、リニアベ
アリング５Ａ，５Ｂによって軸方向に進退自在に支持さ
れている。また、主枠体２内には、軸４が貫通し且つリ
ニアベアリング６Ａ，６Ｂによってその軸４に対して軸
方向に進退自在な磁性材料からなる可動マス７が配設さ
れていて、この可動マス７は、軸４と同軸の円柱形をな
す本体７ａと、この本体７ａの上端部に形成された軸４
と同軸のフランジ部７ｂとから構成されている。At the axial center portions of the main frame body 2 and the sub frame body 3, a shaft 4 has its upper end projecting from the upper surface of the main frame body 2 to the outside and its lower end located in the sub frame body 3. As described above, the linear bearings 5A and 5B are supported so as to be movable back and forth in the axial direction. A movable mass 7 made of a magnetic material is provided in the main frame body 2. The movable mass 7 penetrates the shaft 4 and is movable back and forth in the axial direction by the linear bearings 6A and 6B. The mass 7 is composed of a cylindrical main body 7a coaxial with the shaft 4 and the shaft 4 formed at the upper end of the main body 7a.
And a coaxial flange portion 7b.
【００１１】可動マス７のフランジ部７ｂの下側を向く
面には、リング状の永久磁石１０が軸４と同軸に固着さ
れており、その永久磁石１０の下面側には、磁性材料か
らなるリング部材１１が軸４と同軸に固着されている。
ただし、可動マス７の本体７ａの周面と、リング部材１
１の内周面との間は、隙間が設けられている。永久磁石
１０は、軸方向に極が存在する磁石であって、従って、
この永久磁石１０で生成された磁束は、可動マス７の本
体７ａの周面と、リング部材６の内周面との間の隙間に
おいて、周方向のいずれの位置においても、軸４に対し
て直交する方向を向いている。A ring-shaped permanent magnet 10 is fixed to the surface of the movable mass 7 facing the lower side of the flange portion 7b coaxially with the shaft 4, and the lower surface side of the permanent magnet 10 is made of a magnetic material. The ring member 11 is fixed coaxially with the shaft 4.
However, the peripheral surface of the main body 7a of the movable mass 7 and the ring member 1
A gap is provided between the inner peripheral surface of the first member and the inner peripheral surface of the first member. The permanent magnet 10 is a magnet having poles in the axial direction, and
The magnetic flux generated by the permanent magnet 10 is applied to the shaft 4 at any position in the circumferential direction in the gap between the peripheral surface of the main body 7a of the movable mass 7 and the inner peripheral surface of the ring member 6. The directions are orthogonal.
【００１２】また、主枠体２の内底面には、可動マス７
の本体７ａを取り囲むように、本体７ａ及びリング部材
１１のいずれとも非接触に、軸４と同軸の円筒形のボビ
ン１２が固定されている。そして、ボビン１２には、可
動マス７の本体７ａの周面と、リング部材１１の内周面
との間の隙間に位置するように、軸４と同軸に電磁コイ
ル１３が巻かれていて、この電磁コイル１３には、図示
しない信号線を介して、外部からいずれの向きにも任意
の大きさの制御電流を供給できるようになっている。A movable mass 7 is provided on the inner bottom surface of the main frame 2.
A cylindrical bobbin 12 coaxial with the shaft 4 is fixed so as to surround the main body 7a without contacting either the main body 7a or the ring member 11. The bobbin 12 has an electromagnetic coil 13 wound coaxially with the shaft 4 so as to be positioned in a gap between the peripheral surface of the main body 7a of the movable mass 7 and the inner peripheral surface of the ring member 11. The electromagnetic coil 13 can be supplied with a control current of an arbitrary magnitude in any direction from the outside through a signal line (not shown).
【００１３】なお、リング部材１１と電磁コイル１３と
の間は、非接触ではあるが、電磁力が効率良く発生する
ためには、その隙間は僅かであることが望ましく、従っ
て、リニアベアリング５Ａ，５Ｂ，６Ａ，６Ｂによるク
リアランスの管理が必要である。さらに、可動マス７の
フランジ部７ｂの上面及びこれに対向する主枠体２の内
端面間と、リング部材１１の下面及びこれに対向する主
枠体２の内底面間とには、軸方向の弾性力を付与するコ
イルスプリング１４，１５が介在していて、これによ
り、可動マス７が主枠体２に弾性支持されている。Although the ring member 11 and the electromagnetic coil 13 are not in contact with each other, it is desirable that the gap be small in order to efficiently generate the electromagnetic force. Therefore, the linear bearing 5A, Clearance management by 5B, 6A, 6B is required. Furthermore, the upper surface of the flange portion 7b of the movable mass 7 and the inner end surface of the main frame body 2 facing the upper surface, and the lower surface of the ring member 11 and the inner bottom surface of the main frame body 2 facing the lower surface of the ring member 11 are arranged in the axial direction. Coil springs 14 and 15 for applying the elastic force are interposed, whereby the movable mass 7 is elastically supported by the main frame body 2.
【００１４】一方、副枠体３内には、円板形の調整マス
１６が収容されていて、かかる調整マス１６は、軸４の
下端部に同軸に固定されている。そして、主枠体２内で
あって可動マス７の下側の軸４には、調整マス１６が副
枠体３の底面上に位置している際、即ち、軸４が最も下
方に位置している際に主枠体２の内底面よりも若干上側
に位置するように、磁性材料からなる円板１７が同軸に
固定されている。On the other hand, a disk-shaped adjusting mass 16 is accommodated in the sub-frame 3, and the adjusting mass 16 is coaxially fixed to the lower end of the shaft 4. When the adjustment mass 16 is located on the bottom surface of the sub-frame body 3 on the shaft 4 below the movable mass 7 in the main frame body 2, that is, the shaft 4 is located at the lowest position. The disk 17 made of a magnetic material is coaxially fixed so that the disk 17 is located slightly above the inner bottom surface of the main frame 2 when it is being moved.
【００１５】図２は、この能動的動吸振器１を車両２０
に設置した状態のシステム構成を示す概念図であって、
マイクロコンピュータや必要なインタフェース回路等か
ら構成され且つ電磁コイル１３に制御電流を供給可能な
コントローラ３０を有するとともに、このコントローラ
３０には、エンジン回転数Ｎを検出するエンジン回転数
センサ３１の検出信号と、フロア２１に生じる上下方向
の加速度ｄ2 ｘ1 ／ｄｔ2 を検出する加速度センサ３２
の検出信号とが供給されている。FIG. 2 shows the active dynamic vibration reducer 1 in a vehicle 20.
FIG. 1 is a conceptual diagram showing the system configuration when installed in
A controller 30 including a microcomputer and necessary interface circuits and capable of supplying a control current to the electromagnetic coil 13 is provided with a detection signal of an engine speed sensor 31 for detecting an engine speed N. , An acceleration sensor 32 for detecting vertical acceleration d 2 x 1 / dt 2 generated on the floor 21
Detection signal of.
【００１６】そして、コントローラ３０は、エンジン回
転数Ｎに基づき、低周波のロード・ノイズが発生してい
る状況であるか、或いはアイドル振動が発生している状
況であるかを判定し、ロード・ノイズが発生していると
判定された場合には円板１７を可動マス７に磁着させ
ず、アイドル振動が発生していると判定された場合には
円板１７を可動マス７に磁着させる制御を実行するとと
もに、加速度ｄ2 ｘ1 ／ｄｔ2 に基づき、フロア２１の
上下方向の振動が能動的動吸振器１によって確実に吸収
されるように電磁コイル１３に制御電流を供給する制御
を実行する。Then, the controller 30 determines, based on the engine speed N, whether the low-frequency road noise is occurring or the idle vibration is occurring. When it is determined that noise is generated, the disk 17 is not magnetically attached to the movable mass 7, and when it is determined that idle vibration is generated, the disk 17 is magnetically attached to the movable mass 7. Control for executing the control for supplying the control current to the electromagnetic coil 13 so that the vertical vibration of the floor 21 is surely absorbed by the active dynamic vibration absorber 1 based on the acceleration d 2 x 1 / dt 2. To execute.
【００１７】次に、本実施例の動作を説明する。即ち、
この能動的動吸振器１が振動を吸収するメカニズム自体
は従来の能動的動吸振器と同様であり、主枠体２に支持
されたマス・バネ系がその主枠体２に付与する力によっ
てフロア振動を吸収するものである。そして、かかるマ
ス・バネ系のバネに対応するのがコイルスプリング１４
及び１５であり、これは固定のものであるが、マス・バ
ネ系のマスが可変である点に従来の能動的動吸振器と異
なる大きな特徴がある。Next, the operation of this embodiment will be described. That is,
The mechanism itself by which the active dynamic vibration absorber 1 absorbs vibration is the same as that of the conventional active dynamic vibration absorber, and the mass-spring system supported by the main frame body 2 causes the force to be applied to the main frame body 2. It absorbs floor vibration. The coil spring 14 corresponds to the mass-spring type spring.
And 15, which are fixed, but have a great feature different from the conventional active dynamic vibration absorber in that the mass of the mass-spring system is variable.
【００１８】つまり、軸４の下端部には調整マス１６が
固定されているため、永久磁石１０によって実質的に磁
石として働く可動マス７に円板１７が磁着していない状
態であれば、かかる調整マス１６の重量によって軸４は
図１に示すような実質的に固定された軸と同じ状態をと
り、コイルスプリング１４及び１５は、可動マス７，永
久磁石１０及びリング部材１１によって構成される質量
体を弾性支持することになり、この質量体は、リニアベ
アリング６Ａ，６Ｂによって主枠体２に対して上下方向
に振動することになる（以下、この状態を小質量状態と
称する。）。That is, since the adjusting mass 16 is fixed to the lower end of the shaft 4, if the disk 17 is not magnetically attached to the movable mass 7 that acts as a magnet by the permanent magnet 10, Due to the weight of the adjusting mass 16, the shaft 4 assumes the substantially same state as a fixed shaft as shown in FIG. 1, and the coil springs 14 and 15 are constituted by the movable mass 7, the permanent magnet 10 and the ring member 11. This elastically supports the mass body, and this mass body vibrates vertically with respect to the main frame body 2 by the linear bearings 6A and 6B (hereinafter, this state is referred to as a small mass state). .
【００１９】しかし、可動マス７に円板１７が磁着した
状態となると、円板１７は軸４に固定されていることか
ら、図３に示すようにこの円板１７，軸４及び調整マス
１６が可動マス７と一体となり、かかる状態であれば、
コイルスプリング１４及び１５は、可動マス７，永久磁
石１０，リング部材１１，円板１７，軸４及び調整マス
１６によって構成される質量体を弾性支持することにな
り、この質量体は、リニアベアリング５Ａ，５Ｂによっ
て主枠体２に対して上下方向に振動することになる（以
下、この状態を大質量状態と称する。）。However, when the disk 17 is magnetically attached to the movable mass 7, since the disk 17 is fixed to the shaft 4, as shown in FIG. 16 is integrated with the movable mass 7, and in such a state,
The coil springs 14 and 15 elastically support a mass body composed of the movable mass 7, the permanent magnet 10, the ring member 11, the disk 17, the shaft 4 and the adjusting mass 16, and the mass body is a linear bearing. 5A and 5B vibrate vertically with respect to the main frame body 2 (hereinafter, this state is referred to as a large mass state).
【００２０】なお、可動マス７への円板１７の磁着及び
可動マス７に磁着された円板１７の分離は、小質量状態
及び大質量状態におけるマス・バネ系の固有値、即ち、
共振周波数が異なるということを利用して行うことがで
きる。具体的には、この能動的動吸振器１によってフロ
ア振動が吸収されている際における質量体の振幅を、小
質量状態及び大質量状態のいずれの場合であっても主枠
体２の上下内端面からやや離れた点間におさまるように
例えばコイルスプリング１４，１５が有する減衰力を選
定しておき、そして、可動マス７に円板１７を磁着させ
る際（つまり、小質量状態から大質量状態にモードを切
り換える際）には、電磁コイル１３に、小質量状態にお
ける共振周波数と同じ周波数の交流電流を、可動マス７
に円板１７と接する程の変位が生じるような大きなレベ
ルで所定時間供給する。The magnetic attraction of the disc 17 to the movable mass 7 and the separation of the disc 17 magnetically attached to the movable mass 7 are the eigenvalues of the mass-spring system in the small mass state and the large mass state, that is,
This can be performed by utilizing the fact that the resonance frequencies are different. Specifically, the amplitude of the mass body when the floor vibration is absorbed by the active dynamic vibration reducer 1 is set to the upper and lower sides of the main frame body 2 in both the small mass state and the large mass state. For example, the damping force of the coil springs 14 and 15 is selected so that it is located between the points slightly separated from the end faces, and when the disk 17 is magnetically attached to the movable mass 7 (that is, from the small mass state to the large mass state). (When switching the mode to the state), an alternating current having the same frequency as the resonance frequency in the small mass state is applied to the movable coil 7 in the electromagnetic coil 13.
Is supplied for a predetermined period of time at such a large level as to cause displacement so as to come into contact with the disk 17.
【００２１】すると、可動マス７には通常の範囲を超え
て大きな変位が生じるから、円板１７が可動マス７に磁
着し、大質量状態に移行したことになる。なお、小質量
状態から大質量状態に移行した瞬間にかかるマス・バネ
系の共振周波数が変化することから、マス・バネ系の共
振現象はおさまる。逆に、可動マス７から円板１７を分
離する際（つまり、大質量状態から小質量状態にモード
を切り換える際）には、電磁コイル１３に、大質量状態
における共振周波数と同じ周波数の交流電流を、可動マ
ス７に主枠体２の上側内端面に極めて近づく程の変位が
生じるような大きなレベルで所定時間供給する。As a result, the movable mass 7 undergoes a large displacement exceeding the normal range, so that the disk 17 is magnetically attached to the movable mass 7 to shift to the large mass state. The resonance frequency of the mass-spring system is suppressed because the resonance frequency of the mass-spring system changes at the moment of transition from the small mass state to the large mass state. On the contrary, when the disk 17 is separated from the movable mass 7 (that is, when the mode is switched from the large mass state to the small mass state), the alternating current of the same frequency as the resonance frequency in the large mass state is applied to the electromagnetic coil 13. Is supplied to the movable mass 7 for a predetermined time at a large level so that the movable mass 7 is displaced so as to be extremely close to the upper inner end surface of the main frame 2.
【００２２】すると、図３からも判るように円板１７が
可動マス７に磁着されている際には調整マス１６が浮い
ている状態であるため、可動マス７が上方に大きく変位
した際に調整マス１６が副枠体３の上側内端面に衝突
し、調整マス１６のそれ以上の上昇がさえぎられるか
ら、軸４を介して調整マス１６と一体となった円板１７
もそれ以上上昇しなくなる結果、円板１７が可動マス７
から分離され、小質量状態に移行したことになる。な
お、大質量状態から小質量状態に移行した瞬間にかかる
マス・バネ系の共振周波数が変化することから、やは
り、マス・バネ系の共振現象はおさまる。Then, as can be seen from FIG. 3, when the disk 17 is magnetically attached to the movable mass 7, the adjustment mass 16 is in a floating state, so that when the movable mass 7 is largely displaced upward. Since the adjustment mass 16 collides with the upper inner end surface of the sub-frame body 3 and the further rise of the adjustment mass 16 is blocked, the disc 17 integrated with the adjustment mass 16 via the shaft 4 is provided.
As a result, the disk 17 will not move any further
It means that it has been separated from, and has moved to a small mass state. Since the resonance frequency of the mass-spring system changes at the moment when the mass state changes to the small-mass state, the resonance phenomenon of the mass-spring system also subsides.
【００２３】このように、本実施例の構成であれば、主
枠体２内に構成されたマス・バネ系は、小質量状態及び
大質量状態という二つの状態をとることができるから、
特性の異なる二つのマス・バネ系が存在することと等価
の装置となる。そこで、本実施例では、大質量状態の共
振周波数をアイドリング時に問題となるアイドル振動
（２５Ｈｚ程度）に設定するとともに、小質量状態の共
振周波数を走行時に問題となる低周波のロード・ノイズ
の周波数（４０Ｈｚ程度）に設定しておき、エンジン回
転数Ｎに基づいていずれの振動状態であるかを判定し、
その判定結果に応じて大質量状態又は小質量状態のいず
かをとるようにする。ここで、アイドル振動に対応する
フロア振動モードをモード１、低周波のオリフィスに対
応するフロア振動モードをモード２とする。As described above, with the structure of this embodiment, the mass-spring system formed in the main frame 2 can be in two states, a small mass state and a large mass state.
The device is equivalent to the existence of two mass-spring systems with different characteristics. Therefore, in the present embodiment, the resonance frequency in the large mass state is set to idle vibration (about 25 Hz) that is a problem during idling, and the resonance frequency in the small mass state is a frequency of low-frequency road noise that is a problem during running. (About 40 Hz) is set, which vibration state is determined based on the engine speed N,
Either the large mass state or the small mass state is taken according to the determination result. Here, the floor vibration mode corresponding to the idle vibration is referred to as mode 1, and the floor vibration mode corresponding to the low frequency orifice is referred to as mode 2.
【００２４】つまり、本実施例の構成であれば、モード
１及びモード２のそれぞれに対応して振動特性が設定さ
れた能動的動吸振器を有することになる。なお、制振時
に電磁コイル１３に供給する制御電流は、本実施例で
は、フロア振動の加速度ｄ2 ｘ1 ／ｄｔ2 及び可動マス
７の変位ｘ2 に基づく状態フィードバック制御によって
決定する。即ち、制御力ｕを下記の（１）式に基づいて
決定し、この制御力ｕが発生するように電磁コイル１３
に制御電流を供給する。That is, according to the configuration of this embodiment, the active dynamic vibration absorber having the vibration characteristics set for the mode 1 and the mode 2 is provided. In the present embodiment, the control current supplied to the electromagnetic coil 13 during damping is determined by state feedback control based on the acceleration d 2 x 1 / dt 2 of floor vibration and the displacement x 2 of the movable mass 7. That is, the control force u is determined based on the following equation (1), and the electromagnetic coil 13 is controlled so that the control force u is generated.
Supply a control current to.
【００２５】 ｕ＝ｆ1 ・ｄｘ1 ／ｄｔ＋ｆ2 ・ｄｘ2 ／ｄｔ＋ｆ3 ・ｘ1 ＋ｆ4 ・ｘ2 ……（１） ただし、フィードバックゲインｆ1 〜ｆ4 は、最適レギ
ュレータ理論により設定すれば、安定性の良いゲインが
求められる。なお、本実施例では、マス・バネ系が二つ
存在するため、これらフィードバックゲインｆ1 〜ｆ4
は二系統設定しておく必要がある。U = f 1 · dx 1 / dt + f 2 · dx 2 / dt + f 3 · x 1 + f 4 · x 2 (1) However, if the feedback gains f 1 to f 4 are set by the optimum regulator theory , A stable gain is required. In this embodiment, since there are two mass spring systems, these feedback gains f 1 to f 4
It is necessary to set up two systems.
【００２６】また、可動マス７の変位ｘ2 は、実際には
フロア振動から推定することができるので、本実施例で
は、加速度センサ３２が検出した加速度ｄ2 ｘ1 ／ｄｔ
2 のみに基づいて制振制御を行う。このように、本実施
例にあっては、モード１及びモード２のそれぞれに対応
したマス・バネ系が存在することと等価であり、しか
も、上記（１）式に基づいて状態フィードバック制御に
より制御力ｕを発生させるため、図４（ａ）に実線で示
すように、広い周波数帯域で良好な制振効果を得ること
ができる。なお、図４（ａ）に破線で示す特性は、能動
的動吸振器１を有しない場合におけるフロア振動であ
る。Since the displacement x 2 of the movable mass 7 can be actually estimated from the floor vibration, the acceleration d 2 x 1 / dt detected by the acceleration sensor 32 is used in this embodiment.
Vibration suppression control is performed based on only 2 . As described above, the present embodiment is equivalent to the existence of the mass-spring system corresponding to each of the mode 1 and the mode 2, and is controlled by the state feedback control based on the equation (1). Since the force u is generated, a good vibration damping effect can be obtained in a wide frequency band as shown by the solid line in FIG. The characteristic indicated by the broken line in FIG. 4A is floor vibration when the active dynamic vibration absorber 1 is not provided.
【００２７】しかも、マス・バネ系がモード１及びモー
ド２のそれぞれに対応して存在するということは、いず
れのモードに対しても小さな制御力ｕで制振効果が得ら
れるので、図４（ｂ）に実線で示すように、消費電力も
少なくて済むのである。なお、図４（ｂ）に破線で示す
特性は、モード１にのみ共振周波数が対応する従来の能
動的動吸振器における消費電力であって、モード２のフ
ロア振動に対しては大電力が必要となることが判る。Moreover, the existence of the mass-spring system corresponding to each of the mode 1 and the mode 2 means that the damping effect can be obtained with a small control force u in any of the modes. As indicated by the solid line in b), it consumes less power. The characteristic shown by the broken line in FIG. 4B is the power consumption in the conventional active dynamic vibration absorber in which the resonance frequency corresponds only to the mode 1, and a large amount of power is required for the floor vibration in the mode 2. It turns out that
【００２８】そして、本実施例の構成とすることによる
能動的動吸振器１の大型化は、マス・バネ系が二つ存在
するにも関わらず、コイルスプリング１４，１５や永久
磁石１０，電磁コイル１３等は一系統で済むため、従来
の能動的動吸振器と比較しても調整マス１６を収容する
副枠体３の部分が追加される程度で済むし、むしろ、上
述したように制御力ｕが小さくて済めば、電磁力を発生
するための永久磁石１０や電磁コイル１３等の小型化が
図られるから、装置の極端な大型化やコストの大幅な増
大等を招くこともない。The size of the active dynamic vibration reducer 1 according to the configuration of the present embodiment is increased because the coil springs 14 and 15, the permanent magnets 10 and the electromagnetic waves are generated even though there are two mass spring systems. Since the coil 13 and the like need only one system, the subframe 3 for accommodating the adjustment mass 16 is added to the extent that the active dynamic vibration absorber of the related art is added, and the control is performed as described above. If the force u is small, the permanent magnet 10 and the electromagnetic coil 13 for generating the electromagnetic force can be downsized, so that the device is not extremely enlarged and the cost is not significantly increased.
【００２９】ここで、本実施例では、可動マス７，永久
磁石１０，リング部材１１，円板１７，軸４及び調整マ
ス１６によって質量体が構成され、永久磁石１０及び電
磁コイル１３によってアクチュエータが構成され、永久
磁石１０，円板１７及びモード切換時に電磁コイル１３
に所定周波数の交流電流を供給する制御によって質量可
変手段が構成される。In this embodiment, the movable mass 7, the permanent magnet 10, the ring member 11, the disk 17, the shaft 4 and the adjusting mass 16 constitute a mass body, and the permanent magnet 10 and the electromagnetic coil 13 form an actuator. The permanent magnet 10, the circular plate 17, and the electromagnetic coil 13 at the time of mode switching.
The mass varying means is configured by the control of supplying an alternating current of a predetermined frequency to the.
【００３０】なお、上記実施例では、エンジン回転数Ｎ
に基づいて振動モードを判定する構成としているが、車
両が走行状態であるか停車状態であるかを判定する例え
ば車速センサ等を設け、アイドル振動が発生する可能性
のある停車時には大質量状態とし、低周波のロード・ノ
イズが発生する可能性のある走行時には小質量状態とす
る制御内容としても、同様の効果を得ることができる。In the above embodiment, the engine speed N
Although it is configured to determine the vibration mode based on, for example, a vehicle speed sensor or the like is provided to determine whether the vehicle is in a running state or a stopped state, and a large mass state is set when the vehicle is stopped where idle vibration may occur. The same effect can be obtained even when the control content is set to the small mass state during traveling in which low frequency road noise may occur.
【００３１】また、上記実施例では、本発明に係る能動
的動吸振器１を車両２０のフロア２１に生じる振動を吸
収する装置として適用した場合について説明したが、本
発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、振動
制御対象周波数が複数ある制振対象であれば同様に好適
に適用し得るものである。Further, in the above embodiment, the case where the active dynamic vibration absorber 1 according to the present invention is applied as a device for absorbing the vibration generated on the floor 21 of the vehicle 20 has been described, but the present invention is applied to this. The present invention is not limited to the above, and a vibration suppression target having a plurality of vibration control target frequencies can be similarly suitably applied.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
弾性支持された質量体の質量を可変とする構成としたた
め、弾性支持のための弾性体やアクチュエータ等を複数
系統設けなくても複数のマス・バネ系が存在することと
等価となるから、装置規模の極端な大型化等を招くこと
なく、少ない消費電力で広い周波数帯域において良好な
制振効果を得ることができるという効果がある。As described above, according to the present invention,
Since the mass of the elastically supported mass body is variable, it is equivalent to the existence of a plurality of mass / spring systems without providing a plurality of elastic bodies or actuators for elastic support. There is an effect that a good vibration damping effect can be obtained in a wide frequency band with low power consumption without causing an extremely large scale.
【図１】本発明の一実施例の構成を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of an embodiment of the present invention.
【図２】実施例のシステム構成を示す概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram showing a system configuration of an embodiment.
【図３】質量体の質量を増大させた状態の構成を示す断
面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration in a state where the mass of the mass body is increased.
【図４】実施例の効果を説明するグラフである。FIG. 4 is a graph illustrating effects of the example.
１ 能動的動吸振器 ２ 主枠体 ３ 副枠体 ４ 軸 ７ 可動マス １０ 永久磁石 １１ リング部材 １３ 電磁コイル １４，１５ コイルスプリング １６ 調整マス １７ 円板 ２１ フロア ３０ コントローラ ３１ エンジン回転数センサ ３２ 加速度センサ 1 Active Dynamic Vibration Absorber 2 Main Frame 3 Sub Frame 4 Shaft 7 Movable Mass 10 Permanent Magnet 11 Ring Member 13 Electromagnetic Coil 14, 15 Coil Spring 16 Adjusting Mass 17 Disc 21 Floor 30 Controller 31 Engine Speed Sensor 32 Acceleration Sensor
Claims (1)
その振動の方向と同じ方向の力を付与するアクチュエー
タと、前記質量体の質量を変化させる質量可変手段と、
を備えたことを特徴とする能動的動吸振器。1. A mass body that is elastically supported, an actuator that applies a force in the same direction as the vibration direction to the mass body, and a mass varying means that changes the mass of the mass body.
An active dynamic vibration absorber characterized by comprising.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23012092A JPH0674294A (en) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | Active dynamic vibration absorber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23012092A JPH0674294A (en) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | Active dynamic vibration absorber |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0674294A true JPH0674294A (en) | 1994-03-15 |
Family
ID=16902887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23012092A Pending JPH0674294A (en) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | Active dynamic vibration absorber |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0674294A (en) |
Cited By (11)
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-
1992
- 1992-08-28 JP JP23012092A patent/JPH0674294A/en active Pending
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