制振装置、振動抑制方法及び制振プログラム
【課題】加振源の状態が変化した場合でも発生する振動の状態を変化前と変わらない状態に保つことができる制振装置を提供する。
【解決手段】不要な振動を抑制するとともに、必要に応じて所定の振動を発生させる制振装置であって、リニアアクチュエータに支持された補助質量を振動させることにより制振対象物を加振する加振手段と、制振対象物を振動させる加振源の周波数を検出する周波数検出手段と、測定点における振動を検出する振動検出手段と、加振源の周波数と前記測定点において検出された振動に基づいて、抑制するべき振動と、発生させるべき振動の指令値を求める演算手段と、抑制するべき振動の指令値と、発生させるべき振動の指令値を重畳させた制御信号を加振手段に出力する制御信号出力手段とを備えるように構成した。
【解決手段】不要な振動を抑制するとともに、必要に応じて所定の振動を発生させる制振装置であって、リニアアクチュエータに支持された補助質量を振動させることにより制振対象物を加振する加振手段と、制振対象物を振動させる加振源の周波数を検出する周波数検出手段と、測定点における振動を検出する振動検出手段と、加振源の周波数と前記測定点において検出された振動に基づいて、抑制するべき振動と、発生させるべき振動の指令値を求める演算手段と、抑制するべき振動の指令値と、発生させるべき振動の指令値を重畳させた制御信号を加振手段に出力する制御信号出力手段とを備えるように構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の振動抑制等に用いることのできる制振装置、振動抑制方法及び制振プログラムに関する。
本願は、２００６年５月８日に出願された特願２００６−１２９０１３号、２００７年１月１５日に出願された特願２００７−６００６号、２００７年３月５日に出願された特願２００７−５４５３２号、２００７年３月５日に出願された特願２００７−５４２７４号、２００７年３月６日に出願された特願２００７−５５４２３号及び２００７年４月１３日に出願された特願２００７−１０５７２８号に対し優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の乗り心地、快適性の向上を図る上で、エンジンの振動を運転室内に伝えない工夫が必要である。これまで、エンジンを支持するマウント機構に振動吸収機能を付与するか、あるいはアクチュエータを利用して強制加振することにより車体振動を低減する技術が提案されている（例えば、下記特許文献１及び２を参照）。
従来技術では、アクチュエータを制御するために、アクチュエータ可動部と固定部との相対変位、相対速度、相対加速度を検出する場合にセンサを用いていた。しかしながら、センサ自体を高温環境下にさらされるエンジン周辺に装着しなければならず、信頼性に欠けるという問題があった。
【０００３】
また、アクチュエータの可動子支持手段として耐久性を確保するために、板バネ等を利用した場合、可動部質量と板バネ定数とによる共振系が構成される。しかしながら、自動車振動を制御する上で、この共振倍率が高い場合、温度変化や経年変化などにより、共振周波数がわずかでも変化すると、指令信号に対するアクチュエータの応答が大きく変化してしまうなど、振動抑制制御に悪影響が出るという問題がある。
【０００４】
また、防振対象物体の振動を検出して、この検出信号をフィルタに通すことにより防振対象物体の振動と干渉して振動が打ち消される振動波形を生成し、この振動波形に基づく信号をアクチュエータに印加することにより広い周波数帯域全域において防振対象物体の振動を能動的に低減することができる振動抑制装置が知られている（例えば、下記特許文献３を参照）。
近年の自動車においては、必要に応じて６気筒エンジンの気筒休止を行い少数の気筒（例えば、３気筒）でエンジン駆動を行うことにより、燃費の向上を狙った制御が行われている。エンジン振動は、６気筒運転を行うときに比べて、気筒休止を行うと、振動が大きくなるという可能性がある。このような問題を解決するためには、下記特許文献３に記載されているように、広い周波数帯域にわたる振動を能動的に低減させる振動抑制装置が有効である。
【０００５】
しかしながら、従来の制振装置は、発生する振動を抑制するのみの制御であるために、６気筒エンジンにおいて所定の気筒数を停止させるような制御を行う自動車においては、全ての振動が抑制されてしまい、エンジンが駆動していることを感じにくくなってしまうため、運転者が違和感を感じてしまうという問題がある。運転者に対して６気筒駆動から気筒休止運転へ移行したことを感じさせないように振動を抑制することにより違和感を与えないようにすることが望ましい。
【０００６】
また、可動部を駆動することによる反力を利用して、エンジン回転数に応じた制振力を発生するアクチュエータを用いた車両の振動制御装置が知られている（例えば、下記特許文献１を参照）。この装置によれば、車体振動エンジン回転数から予測し、アクチュエータによりエンジンから車体に加わる力を相殺することができるため、車体の振動を低減することができる。このような制振装置は、往復運動を行うリニアアクチュエータを用い、補助質量を振動させることにより制振対象の振動を低減するものである。一方、リニアアクチュエータとして、弾性支持部（板バネ）が、可動子を定位置で保持し、自らが弾性変形することによって可動子を支持したリニアアクチュエータが知られている（例えば、下記特許文献４を参照）。このリニアアクチュエータは、可動子には摩耗も摺動抵抗も生じないため、長期間にわたる使用を経た後でも軸支持の精度が低下することがなく高い信頼性が得られ、摺動抵抗に起因する消費電力の損失がなく性能の向上を図ることができる。また、弾性支持部を、コイルとの干渉を回避しつつ可動子を基点としてコイルよりも遠い位置にて固定子に支持させることにより、嵩の張るコイルと弾性支持部とをより近接して配置することが可能になるので、リニアアクチュエータの小型化を図ることができる。
【０００７】
また、制振制御を最適化するために、車両の運転状態に応じて、振幅及び位相データについての複数のデータマップを用意しておき、運転状態に応じて取り出したデータマップからの振幅位相データに基づいて振動を減衰させるアクチュエータを駆動するための信号を生成する制振装置が知られている（例えば、下記特許文献５を参照）。また、車両の状態変化に追従して制振を行う手法として適応フィルタがあり、時間領域で実現するもの（例えば、下記特許文献５，６を参照）、周波数領域で実現するもの（例えば、下記非特許文献１を参照）が知られている。適応フィルタを用いる方法はいずれも、特定の観訓点での誤差信号（例えば加速度信号）に基づいて、振動を抑えるための振幅位相を自己が求めて制御を行うものである。
【０００８】
しかしながら、適応フィルタの処理動作は時間がかかるため、エンジン回転数が大きく変動した場合には制振効果が悪くなり、特に周波数領域で実現する方法は処理時間がかかるという問題がある。また、アクチュエータヘの指令値から観測点での信号（加速度）への伝達関数が変動するような特性変動や経年変化があると制振特性が劣化してしまうという問題がある。一方、マップデータを参照して、制御を行う方法は、処理時間を短くできるため、応答性を良くすることが可能であるが、制御に用いるアクチュエータや制振対象のエンジンの個体差や経年変化により制振性能が劣化してしまうという問題を有している。
【０００９】
また、リニアアクチュエータに補助質量（おもり）を付け、この補助質量を振動させた場合の反力を使用して、対象機器の振動抑制を行う制振制御を行う場合、制御対象機器の振動状態値に基づいて振幅指令値及び周波数指令値を求め、この振幅指令値及び周波数指令値に応じて、リニアアクチュエータに対して印加する電流値を制御することが行われる。このような制振装置を自動車の車体に取り付けることにより、自動車のエンジンから車体に加わる力を相殺することができるため、車体の振動を低減することができる。
【００１０】
しかしながら、リニアアクチュエータは、可動子に固定された補助質量と、この可動子を保持する板バネとから決まる固有振動数に近い外力（外乱）が作用したり、あるいは固有振動数に近い駆動指令値を入力すると、共振によって過大な振幅が発生し、必要とする制振用の反力以上の力が発生してしまい、適正な振動抑制制御が行えないという問題がある。
【００１１】
また、可動子の可動範囲を制限するために、構造上可動子のストッパが設けられているため、自動車が急加速や悪路走行することによって自動車の挙動変化が激しい場合等においては、補助質量に対して外力して作用するため、過大な振幅が発生して可動子がストッパに衝突する現象が発生してしまうという問題がある。さらに、自動車の挙動変化が激しい場合等においては、リニアアクチュエータを駆動する電流も比例して変動が大きくなり、可動子がストッパに衝突する現象が発生してしまうという問題がある。可動子とストッパが衝突すると、衝突音が異音として発生してしまう。また、可動子とストッパの衝突が多発すると、リニアアクチュエータを構成する部品の寿命が短くなる可能性が高くなるという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開昭６１−２２０９２５号公報
【特許文献２】特開昭６４−８３７４２号公報
【特許文献３】特開平０３−２１９１４０号公報
【特許文献４】特開２００４−３４３９６４号公報
【特許文献５】特開平１１−２５９１４７号公報
【特許文献６】特開平１０−４９２０４号公報
【特許文献７】特開２００１−５１７０３号公報
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】小坂敏文「適応フィルタの実用技術」日本音響学会誌４８巻（１９９２）第７号Ｐ．５２０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、加振源の状態が変化した場合でも発生する振動の状態を変化前と変わらない状態に保つことができる制振装置、振動抑制方法及び制振プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の制振装置は、不要な振動を抑制するとともに、必要に応じて所定の振動を発生させる制振装置であって、リニアアクチュエータに支持された補助質量を振動させることにより制振対象物を加振する加振手段と、前記制振対象物を振動させる加振源の周波数を検出する周波数検出手段と、測定点における振動を検出する振動検出手段と、前記加振源の周波数と前記測定点において検出された振動に基づいて、抑制するべき振動と、発生させるべき振動の指令値を求める演算手段と、前記抑制するべき振動の指令値と、発生させるべき振動の指令値を重畳させた制御信号を前記加振手段に出力する制御信号出力手段とを備えたことを特徴とする。
この発明によれば、不要な振動を抑制するともに、必要に応じて所定の振動を発生させることができるため、振動制御による違和感を与えることがないという効果が得られる。
【００１６】
また、前記加振手段は、発生すべき振動状態になるように前記リニアアクチュエータに支持された前記補助質量を振動させるように構成することが好ましい。
【００１７】
また、前記加振手段は、前記補助質量の振動方向が異なる複数のリニアアクチュエータを備え、前記振動検出手段は、振動を抑制または発生させるべき位置に備え、前記演算手段は、前記振動検出手段を備える位置において、抑制するべき振動と、発生させるべき振動の指令値を求めるように構成することが好ましい。
【００１８】
また、前記リニアアクチュエータは、レシプロモータとして構成することが好ましい。
【００１９】
また、前記制振装置が自動車に備えられ、前記演算手段は、車内で再生中の音楽信号に基づいて、低音振動が増幅するように、発生させるべき振動の指令値を求めるように構成することが好ましい。
【００２０】
また、前記制振装置が自動車に備えられ、前記演算手段は、エンジン振動を抑制するべき振動の指令値と、エンジン振動による車内のこもり音を低減する指令値とを求めるように構成することが好ましい。
【００２１】
また、本発明の振動抑制方法は、不要な振動を抑制するとともに、必要に応じて所定の振動を発生させるために、リニアアクチュエータに支持された補助質量を振動させることにより制振対象物を加振する加振手段を備えた制振装置における振動抑制方法であって、前記制振対象物を振動させる加振源の周波数を検出する周波数検出ステップと、測定点における振動を検出する振動検出ステップと、前記加振源の周波数と前記測定点において検出された振動に基づいて、抑制するべき振動と、発生させるべき振動の指令値を求める演算ステップと、前記抑制するべき振動の指令値と、発生させるべき振動の指令値を重畳させた制御信号を前記加振手段に出力する制御信号出力ステップとを有することを特徴とする。この発明を用いても、上記と同様の効果を得ることが可能となる。
【００２２】
また、本発明の制振プログラムは、不要な振動を抑制するとともに、必要に応じて所定の振動を発生させるために、リニアアクチュエータに支持された補助質量を振動させることにより制振対象物を加振する加振手段を備えた制振装置における制振プログラムであって、前記制振対象物を振動させる加振源の周波数を検出する周波数検出処理と、測定点における振動を検出する振動検出処理と、前記加振源の周波数と前記測定点において検出された振動に基づいて、抑制するべき振動と、発生させるべき振動の指令値を求める演算処理と、前記抑制するべき振動の指令値と、発生させるべき振動の指令値を重畳させた制御信号を前記加振手段に出力する制御信号出力処理とをコンピュータに行わせることを特徴とする。この発明を用いても、上記と同様の効果を得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明した本発明によれば、加振源の状態が変化した場合でも発生する振動の状態を変化前と変わらない状態に保つことができる制振装置、振動抑制方法及び制振プログラムを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態による自動車制振装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す第１の実施形態の変形例の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第２の実施形態による自動車制振装置の構成を示すブロック図である。
【図４】第２の実施形態において、リニアアクチュエータの誘起電圧を検出する方法を示す概念図である。
【図５】第２の実施形態において、リニアアクチュエータの誘起電圧を検出する方法を示す概念図である。
【図６】指令信号に対するリニアアクチュエータの応答例（誘起電圧フィードバックなし）として、ゲイン特性および位相特性を示す図である。
【図７】指令信号に対するリニアアクチュエータの応答例（誘起電圧フィードバックあり）として、ゲイン特性および位相特性を示す図である。
【図８】図５に示すリニアアクチュエータの誘起電圧を検出する方法の変形例を示す概念図である。
【図９】図５に示すリニアアクチュエータの誘起電圧を検出する方法の変形例を示す概念図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図１３】図１２に示す制御切替部６０７の動作を示す状態遷移図である。
【図１４】図１２に示すマッピング制御部６０４の構成を示す図である。
【図１５】図１２に示す周波数領域適応フィルタ６０５の構成を示す図である。
【図１６】図１２に示す時間領域適応フィルタ６０６の構成を示す図である。
【図１７】本発明の第６の実施形態による自動車制振装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】図１７に示す自動車制振装置の変形例の構成を示すブロック図である
【図１９】図１７、１８に示す加振部３０の構成を示す模式図である。
【図２０】本発明の第７の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２１】図２０に示す第７実施形態の構成の変形例を示すブロック図である。
【図２２】本発明の第８の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２３】図２２に示す第８実施形態の構成の変形例を示すブロック図である。
【図２４】本発明の第９実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２５】図２４に示す第９実施形態の構成の変形例を示すブロック図である。
【図２６】リニアアクチュエータの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照しつつ、本発明の好適な実施例について説明する。ただし、本発明は以下の各実施例に限定されるものではなく、例えばこれら実施例の構成要素同士を適宜組み合わせてもよい。
【００２６】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態による制振装置の構成を示すブロック図である。本実施形態では、制振装置を自動車に適用した場合を例にして説明する。図１において、符号３１は、補助質量３２を往復運動させるリニアアクチュエータであり、補助質量３２は、抑制するべき振動方向と同方向に往復運動する。符号３３は、リニアアクチュエータ３１と補助質量３２の相対速度を検出する相対速度センサである。符号４０は、自動車のエンジンであり、車体フレーム４１に固定されている。符号４２は、自動車の車輪である。符号４３は、座席シート４４または車体フレーム４１の所定の位置に備えられた振動センサ（加速度センサ）である。符号５０は、エンジン４０に備えられた制御装置（図示せず）から点火パルス、アクセル開度、燃料噴射量等のエンジン回転情報と、振動センサ４３の出力とを入力して、制振を行うためのリニアアクチュエータ３１に対する駆動指令を出力する上位コントローラである。上位コントローラ５０は、エンジン回転によって発生する車体フレーム４１の振動を抑制するために指令信号（駆動指令）を生成して出力する。符号６０は、相対速度センサ３３から出力される相対速度信号と、上位コントローラ５０から出力される駆動指令とを入力して、リニアアクチュエータ３１を安定的に駆動する安定化コントローラである。符号７０は、安定化コントローラ６０から出力される安定化駆動指令に基づいて、リニアアクチュエータ３１に対する駆動電流を出力するパワー回路である。
【００２７】
図１に示す制振装置は、リニアアクチュエータ３１に取り付けられた補助質量３２を往復運動させた際の反力を利用して、エンジン４０の回転により車体フレーム４１や車体の所定の位置に発生する振動を抑制するものである。このとき、安定化コントローラ６０は、車体４１に固定されているリニアアクチュエータ３１の本体と往復運動する補助質量３２との相対速度信号を入力して駆動指令に対してフィードバックすることにより、リニアアクチュエータ３１に減衰力を発生させて、車体フレーム４１が路面の凹凸によって受ける外乱振動に対する感度を小さくする。これによって、外乱振動の影響を低減することができる。
【００２８】
なお、相対速度センサ３３は、リニアアクチュエータ３１のストロークを検出する変位センサの出力を微分することで相対速度を検出するようにしてもよい。また、相対速度センサ３３は、リニアアクチュエータ３１と補助質量３２のそれぞれに設けた加速度センサの積分値の差分から相対速度を検出するようにしてもよい。
【００２９】
ここで、図２６を参照して、本発明に用いるリニアアクチュエータ（レシプロモータ）の構成を説明する。図２６に示すように、リニアアクチュエータは、可動部１と、可動部１の周囲に配置された固定部２と、自らが弾性変形することにより可動部１を固定部２に対して往復動可能に支持する２枚の板バネまたは複数の板バネを重ねた２組の支持部材（弾性支持部）３とを備えている。
【００３０】
可動部１は、先端に雌ネジ部１１ａが形成された円柱状をなし、軸方向に往復移動するシャフト１１と、シャフト１１を内側に挿嵌されてシャフト１１の軸方向の途中位置に固定された可動磁極としての可動子１２とを備えている。雌ネジ部１１ａには、シャフト１１を駆動すべき対象物（不図示）に固定するためのナット１３が螺着されている。
【００３１】
固定部２は、シャフト１１の軸方向から見ると外形が矩形をなし内側が筒抜けになったヨーク２１と、可動部１を間に挟むように配置され、ヨーク２１の内側に固定された一対のコイル２２，２３とを備えている。コイル２２は、ヨーク２１に内側に突き出すように形成された磁極部２１ａに巻き胴２６が取り付けられ、この巻き胴２６に金属線２７が多重に巻き付けられて構成されている。コイル２３は、固定部１を挟んで磁極部２１ａと相対する位置に形成された磁極部２１ｂに同じく巻き胴２６が取り付けられ、この巻き胴２６に金属線２７が多重に巻き付けられて構成されている。
【００３２】
磁極部２１ａの可動部１に向かう先端面には、永久磁石２４，２５が、シャフト１１の軸方向に配列されて固定されている。磁極部２１ｂの可動部１に向かう先端面にも、永久磁石２４，２５が、シャフト１１の軸方向に配列されて固定されている。これら永久磁石２４，２５は、同軸同径同長をなす瓦状の希土類磁石等からなるもので、互いに軸線方向に隣り合った状態で並べられている。ここで、これら永久磁石２４，２５は、軸線方向に直交する方向に磁極を並べたラジアル異方性のもので、互いの磁極の並びを逆にしている。具体的には、永久磁石２４は、Ｎ極が外径側に、Ｓ極が内径側に配置されており、他方の永久磁石２５は、Ｎ極が内径側に、Ｓ極が外径側に配置されている。
【００３３】
２枚の板バネ３は、シャフト１１の軸方向に離間し、ヨーク２１を間に挟んで配置されている。２枚の板バネ３は同じ形状をなし、均一な厚さの金属板を打ち抜き加工され、シャフト１１の軸方向から見ると「８」の字形に形成されている。「８」の中央の線が交差する部分に相当する箇所には、シャフト１１先端または後端を支持する貫通孔３ａがそれぞれ形成されている。また、「８」のマルの内側に相当する箇所には、上述のコイル２２または２３を内側に通すことが十分に可能な大きさの貫通孔３ｂ，３ｃがそれぞれ形成されている。さらに、「８」の最上部および最下部に相当する箇所には、板バネ３をヨーク２１に固定するための小孔３ｄ，３ｅがそれぞれ形成されている。
【００３４】
各板バネ３は、ともにコイル２２の軸方向の途中位置にてシャフト１１を支持している。より詳細に説明すると、シャフト１１の先端を支持する一方の板バネ３は、貫通孔３ａにシャフト１１の先端側を通して固定されるとともに、小孔３ｄに通されたネジ、および小孔３ｅに通されたネジによってシャフト１１の中心からコイル２２または２３よりも遠い位置にてヨーク２１に固定されている。また、シャフト１１の後端を支持する他方の板バネ３は、貫通孔３ａにシャフト１１の後端側を通して固定されるとともに、小孔３ｄ，３ｅに通されたネジによってシャフト１１の中心からコイル２２または２３よりも遠い位置にてヨーク２１にヨーク２１に固定されている。
【００３５】
一方の板バネ３は、貫通孔３ｂからシャフト１１の先端側にコイル２２を突き出させるとともに、貫通孔３ｃからシャフト１１の先端側にコイル２３を突き出させ、他方の板バネ３は、貫通孔３ｂからシャフト１１の後端側にコイル２２を突き出させるとともに、貫通孔３ｃから同じくシャフト１１の後端側にコイル２３を突き出させている。シャフト１１の軸方向に沿う２枚の板バネ３の間隔は、同方向に沿うコイル２２または２３の寸法よりも狭くなっており、貫通孔３ｂ，３ｃは、コイル２３との干渉を避けるための「逃げ」としての役割を果たしている。
【００３６】
各板バネ３は、従来のように可動子を滑らせて往復動可能に支持するのではなく、可動部１をシャフト１１の先端側および後端側の２箇所で保持し、自らが弾性変形することによって可動部１をシャフト１１の軸方向に往復動可能に支持している。なお、各板バネ３は、可動部１が往復動する際の変形量が、繰り返し弾性変形を強いられることによって疲労し、ついには破壊に至ってしまう可能性のある変形量よりも小さくなるように、シャフト１１を支持する貫通孔３ａから小孔３ｄまたは３ｅまでの距離（直線距離ではなく、板バネ自体の長さ）を可能な限り長くしたり、板厚を薄くしたりといった事前の調整がなされている。ただし、その外形はシャフト１１の軸方向からリニアアクチュエータ全体を見た場合にヨーク２１の外形からはみ出さない程度の大きさとなっている。
【００３７】
このように構成されたリニアアクチュエータの作動の仕方について説明する。コイル２２，２３に交流電流（正弦波電流、矩形波電流）を流すと、コイル２２，２３に所定方向の電流が流れる状態では、磁束が、永久磁石２４においてＳ極からＮ極に導かれることにより、ヨーク２１の外周部、磁極部２１ａ、永久磁石２４、可動子１２、シャフト１１、ヨーク２１の外周部の順に循環する磁束ループが形成される。その結果、可動部１には、シャフト１１の後端から先端に向かう軸方向に力が作用し、可動部１はその力に押されて同方向に移動する。一方、コイル２２，２３に上記所定方向とは逆方向の電流が流れる状態では、磁束が、永久磁石２５においてＳ極からＮ極に導かれることにより、ヨーク２１の外周部、磁極部２１ａ、永久磁石２５、可動子１２、シャフト１１、ヨーク２１の外周部の順に循環する磁束ループが形成される。その結果、可動部１には、シャフト１１の先端から後端に向かう軸方向に力が作用し、可動部１はその力に押されて同方向に移動する。可動部１は、交流電流によるコイル２２，２３への電流の流れの方向が交互に変化することにより以上の作動を繰り返し、固定部２に対してシャフト１１の軸方向に往復動することになる。
【００３８】
上記のリニアアクチュエータにおいては、各板バネ３が、可動部を滑らせて往復動可能に支持するのではなく、可動部１をシャフト１１の先端側および後端側の２箇所で保持し、自らが弾性変形することによって可動部１をシャフト１１の軸方向に往復動可能に支持する。これにより、可動部１には摩耗も摺動抵抗も生じない。したがって、長期にわたる使用を経た後でも軸支持の精度が低下することがなく高い信頼性が得られる。さらに、摺動抵抗に起因する消費電力の損失がなく性能の向上を図ることができる。また、上記のリニアアクチュエータにおいては、各板バネ３を、コイル２２，２３との干渉を回避しつつ可動子を基点としてコイル２２，２３よりも遠い位置にて固定部２に支持させている。これにより、嵩の張るコイル２２，２３と２枚の板バネ３とをより近接して配置することが可能になる。したがって、リニアアクチュエータの小型化が図れる。
【００３９】
次に、図２を参照して、図１に示す制振装置の変形例を説明する。図２に示す装置が図１に示す装置と異なる点は、相対速度センサ３３に代えて、駆動電流を検出する電流検出器５１を備え、この電流検出器５１によって検出した電流に基づいて、安定化させるようにした点である。安定化コントローラ６１は、リニアアクチュエータ３１のコイル電流（駆動電流）、パワー回路７１から出力される電圧指令または端子電圧等からリニアアクチュエータ３１に発生する誘導起電力としての誘起電圧を推定し、これをもとにリニアアクチュエータ３１と補助質量３２との相対速度を推定する。この推定値をフィードバックすることでリニアアクチュエータ３１に減衰力を発生させる。これによって、外乱振動の影響を低減することができる。
【００４０】
なお、端子電圧は、パワー回路７１に含まれる電圧増幅器に電圧指令に電圧増幅器ゲインを乗じた信号を用いてもよい。
【００４１】
図６（ａ）、（ｂ）は、指令信号に対する補助質量を支持するためのばね要素を有するリニアアクチュエータの応答例（誘起電圧フィードバックなし）として、ゲイン特性および位相特性を示す図である。また、図７（ａ）、（ｂ）は、指令信号に対するリニアアクチュエータの応答例（誘起電圧フィードバックあり、または相対速度フィードバックあり）として、ゲイン特性および位相特性を示す図である。
【００４２】
誘起電圧フィードバックがない場合には、アクチュエータの共振周波数の変化に対して、図６（ａ）に示すゲイン特性、図６（ｂ）に示す位相特性の変化が急峻である。これに対して、本実施形態による自動車用制振装置では、誘起電圧フィードバック（速度情報を用いたフィードバック制御）を行うことにより、アクチュエータの共振周波数が変化しても、図７（ａ）に示すゲイン特性、図７（ｂ）に示す位相特性が緩やかであるため、指令信号に対する応答の変動が小さくなり、制御性能への影響が小さくなることが分かる。
【００４３】
また、演算から得られる速度情報を用いてフィードバック制御を行うことにより、アクチュエータの共振特性が緩やかになる。このため、アクチュエータの共振周波数が変化しても、ゲイン特性や位相特性が緩やかであるため、指令信号に対する応答の変動が小さく、制御性能への影響を小さくできる。
【００４４】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態による制振装置の構成を説明する。図３は、第２の実施形態による制振装置の構成を示すブロック図である。図３において、制振装置は、制御対象である自動車の車体フレーム（主系質量）４１に接続され、車体フレーム（主系質量）４１に発生する上下方向（重力方向）の振動を制御（制振）するものとする。
【００４５】
本実施形態における制振装置は、いわゆるアクティブ動吸振器であって、リニアアクチュエータ３１への駆動電流を検出する電流検出器６３と、リニアアクチュエータ３１の端子電圧を検出する端子電圧検出器６４と、該電流検出器６３および端子電圧検出器６４の検出結果に基づいて駆動するリニアアクチュエータ３１とを備えている。制振装置は、リニアアクチュエータ３１の駆動力を使って、補助質量３２を上下方向（制振するべき振動の方向）に駆動し、補助質量３２を含む補助質量の慣性力を反力として、主系質量４１に付与することにより、主系質量４１の振動を抑えるようになっている。
【００４６】
図３に示す電流検出器６３は、リニアアクチュエータ３１に供給される電流を検出し、制御器６２に供給する。また、端子電圧検出器６４は、リニアアクチュエータ３１に印加される端子電圧を検出し、制御器６２に供給する。リニアアクチュエータ３１を駆動した場合、リニアアクチュエータ３１は、速度に比例した誘導起電力を発生する。この誘導起電力を算出することで、速度信号を得ることができる。また、これを積分処理することにより振動変位信号、微分処理することにより振動加速度を得ることも可能となる。
【００４７】
例えば、図４および図５に示すように、端子電圧Ｖと電流ｉとを検出し、増幅回路と微分回路とを通じて上記誘導起電力を誘起電圧Ｅとして出力する。この場合、巻線抵抗Ｒ、巻線インダクタンスＬに相当するゲインＫ１、Ｋ２を設定する必要がある。設定は、リニアアクチュエータの可動部（可動子、補助質量）を拘束した状態で所定の周波数の電流を流し、出力がゼロになるように調整する。誘起電圧Ｅにおいては、Ｅ＝Ｖ−Ｒ・ｉ−Ｌ（ｄｉ／ｄｔ）の関係が成立するため、端子電圧Ｖと電流ｉとを検出することにより、誘起電圧Ｅを求めることができる。
【００４８】
磁気ばね特性、あるいは機械的なばね要素により、動吸振器に関して最適値に近いばね定数が得られる場合、リニアアクチュエータ３１が発生する減衰力を調整することで、制振のためのエネルギーを供給することなく、高い振動減衰効果を得ることができる。減衰力は、リニアアクチュエータ３１のコイルの両端に負荷抵抗を接続し、この負荷抵抗の大きさを変えることで調整できる。
【００４９】
制御器６２は、電流検出器６３および端子電圧検出器６４で検出された電流および端子電圧から算出される誘起電圧に基づいて、リニアアクチュエータ３１の相対速度、あるいは相対変位、あるいは相対加速度を演算し、制振装置が主系質量４１を制振するために最適なばね特性及び減衰特性を得られるように、リニアアクチュエータ３１の最適な駆動量（制御量）を導出し、導出した結果を指令信号としてパワーアンプ７２に出力する。なお、パワーアンプ７２には、電源回路９０より電力が供給されている。パワーアンプ７２は、制御器６２の指令信号に従って、リニアアクチュエータ３１を駆動し、リニアアクチュエータ３１は、補助質量３２を上下（重力）方向に駆動（振動）することで、主系質量４１を制振する。
【００５０】
上述した実施形態によれば、アクチュエータ可動部と固定部との相対変位、相対速度、相対加速度を検出するセンサを用いることなく、リニアアクチュエータ３１の電流および端子電圧から算出される誘起電圧に基づいて、リニアアクチュエータ３１の相対速度、あるいは相対変位、あるいは相対加速度を演算し、相対速度、あるいは相対変位、あるいは相対加速度に基づいて、リニアアクチュエータ３１を制御するようにしたので、高い信頼性を確保することができる。
【００５１】
また、演算から得られる変位情報を用いることで、バネ効果を得ることができる。また演算から得られる速度情報を用いることで、ダンパ効果を得ることができる。
なお、端子電圧は、アクチュエータに印加するべき電圧の指令値から求めるようにしてもよい。
【００５２】
次に、図８を参照して、図５に示す誘導起電力としての誘起電圧の検出方法の変形例を説明する。図８に示す誘起電圧の検出方法が、図５に示す誘起電圧の検出方法と異なる点は、速度推定値のフィードバックにより共振を抑制する制御の帯域をリニアアクチュエータ３１の共振周波数付近に限定するために、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を設けた点である。このバンドパスフィルタは、リニアアクチュエータ３１の共振周波数付近（固有振動数に近い周波数）のみに減衰効果を得るためのフィルタであり、このバンドパスフィルタの位相は、アクチュエータの共振周波数付近で０°となるように設定されている。
バンドパスフィルタを設けることによって、直流のノイズ成分を抑制することができるともに、位相の調整を行うことが可能となるため、誘起電圧の推定値の確度を向上させることができる。
【００５３】
次に、図９を参照して、図８に示す誘起電圧の検出方法の変形例を説明する。図７に示す誘起電圧の検出方法が、図８に示す誘起電圧の検出方法と異なる点は、高周波ノイズ成分を抑制するために、２つのローパスフィルタ（ＬＰＦ）を設けた点である。このローパスフィルタのカットオフ周波数は、リニアアクチュエータ３１の共振周波数（固有振動数）より高い周波数に設定されている。
【００５４】
ローパスフィルタを設けることによって、高周波数のノイズ成分を除去することができるため、ノイズ成分による異音の発生を抑制することができる。
なお、本発明による自動車用制振装置は、自動車の車体フレーム、エンジンマウント近傍、ラジエータ近傍、後部の荷台下部またはトランク下部等の自動車構成部品に取り付けると有効である。
また、リニアアクチュエータ３１は、電磁力を利用したアクチュエータであり、例えば、レシプロモータを用いると有効である。
【００５５】
以上説明したように、バネ要素により可動部が支持されたアクチュエータにおいて、自動車走行時における路面の凹凸による外部加振力がアクチュエータに対して作用しても、外部加振力や共振現象による過大な変位の発生を抑制することができるため、アクチュエータの可動部がストッパに衝突するなどして異音が発生してしまうことを防止することができる。また駆動回路側で共振現象を検出することが可能であるために、アクチュエータ本体にセンサ等を設ける必要がなく、アクチュエータ本体を小型化することができる。また、アクチュエータの個体差や経時変化などにより、コイルの定数に誤差が生じた場合でも制振制御に不要な電流の直流成分の発生を防止することができる。また、高周波のノイズ成分などを増幅しないようにしたため、騒音や異音の発生レベルを低下させることが可能となる。さらに、バンドパスフィルタやローパスフィルタを振動速度フィードバック中に設け、電流フィードバック回路とは独立させたため、高周波数の駆動指令に対するアクチュエータの応答性に影響することを防止することができる。
【００５６】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態による制振装置を図面を参照して説明する。図１０は同実施形態の構成を示すブロック図である。ここでは、自動車において、気筒数制御を行うエンジンが加振源であるものとして説明する。この図において、符号４１は、自動車の車体フレームである。符号４０は、運転状態に応じて気筒数制御を行うことが可能なエンジンであり、このエンジン４０が振動の発生源（加振源）となる。符号４４は、運転席の座席シート（以下、単に座席と称する）であり、この座席４４が振動の測定点である。符号４３は、座席４４に取り付けられた加速度センサであり、座席４４の加速度を検出する。符号３１は、車体フレーム４１に取り付けられたリニアアクチュエータ（レシプロモータ）であり、エンジン４０が発生した振動を制振するために補助質量３２を振動させることにより振動を抑制する。符号６０は、加振源において発生した振動及び測定点において検出した振動に基づいて、リニアアクチュエータ３１の駆動を制御する制御部である。
【００５７】
符号５１０は、エンジン４０に対して与えられる点火パルスを入力するパルスＩＦ（インタフェース）である。符号５２０は、加速度センサ４３の出力を入力するセンサＩＦ（インタフェース）である。符号５３０は、入力した点火パルスの周波数を検出する周波数検出部である。符号５４０は、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）を実行するＦＦＴ部であり、加速度センサ４３の出力信号中にどの周波数成分がどれだけ含まれているかを抽出し、１次の振動モードの位相・振幅ＦＢ（フィードバック）、２次の振動モード位相・振幅ＦＢ信号を出力する。符号５５０は、１次の振動モードに対する振動を発生させるための指令値が予め記憶された１次指令ＲＯＭであり、周波数検出部５３０において検出された周波数に応じた指令値を読み出して出力する。符号５６０は、２次の振動モードに対する振動を発生させるための指令値が予め記憶された２次指令ＲＯＭであり、周波数検出部５３０において検出された周波数に応じた指令値を読み出して出力する。
【００５８】
符号５７０は、１次指令ＲＯＭ５５０から読み出された１次の振動指令値と、ＦＦＴ部５４０から出力される１次の振動振幅ＦＢ値及び１次の振動位相ＦＢ値を入力して、加振するべき振動の１次振動指令値と１次位相指令値を演算によって求めて出力する１次周波数演算部である。符号５８０は、１次周波数演算部５７０から出力される１次振動指令値、１次位相指令値と周波数検出部５３０から出力される振動周波数値を入力して、１次の電流指令値を出力する正弦波発信器である。符号５９０は、２次指令ＲＯＭ５６０から読み出された２次の振動指令値と、ＦＦＴ部５４０から出力される２次の振動振幅ＦＢ値及び２次の振動位相ＦＢ値を入力して、加振するべき振動の２次振動指令値と２次位相指令値を演算によって求めて出力する２次周波数演算部である。符号６００は、２次周波数演算部５９０から出力される２次振動指令値、２次位相指令値と周波数検出部５３０から出力される振動周波数値を入力して、２次の電流指令値を出力する正弦波発信器である。符号６１０は、０次の電流指令値を出力する０次指令出力部である。符号６２０は、０次の電流指令値、１次の電流指令値及び２次の電流指令値が重畳された重畳電流指令値に基づいて、リニアアクチュエータ３１に流れるモータ電流を出力する電流アンプである。
【００５９】
次に、図１０を参照して、車体フレーム４１に発生している振動のうち、抑制するべき振動のみ抑制するとともに、重畳印加させるべき振動を発生させる動作を説明する。６気筒エンジンを搭載した自動車において、６気筒から３気筒への気筒停止制御が行われると、１次周波数演算部５７０は、３気筒駆動になったことにより新たに発生した振動（３気筒駆動時に発生する振動）を抑制するための指令値を演算によって求めて出力する。一方、２次周波数演算部５９０は、３気筒駆動になったことにより発生しなくなった振動（６気筒駆動時に発生する振動）を新たに発生するための指令値を演算によって求めて出力する。そして、３気筒駆動時に発生する振動を抑制するための指令値と、６気筒駆動時に発生する振動を新たに発生するための指令値とを重畳した重畳電流指令値を電流アンプ６２０へ出力すると、リニアアクチュエータ３１において不要な振動を抑制し、新たに発生させるべき振動を発生させるために補助質量３２が振動することになる。これによって、６気筒から３気筒への気筒停止制御が行われても６気筒駆動時の振動が発生し続けることになり、運転者に対して違和感を与えることが無くなる。
【００６０】
＜第４の実施形態＞
次に、図１１を参照して、第４の実施形態を説明する。図１１に示す制振装置が、図１０に示す制振装置と異なる点は、振動を検出する測定点を複数設けるともに、加振を行うリニアアクチュエータを複数設けた点である。そして、制御部６０は、測定点４４１、４４２、４４３、４４ｎにおいて、抑制するべき振動と、発生させるべき振動の指令値を求めてそれぞれのリニアアクチュエータ３１、３０１、３０２、３０ｎに対して出力する。このようにすることにより、抑制したい振動を低減し、強調したい振動を増加させることができるため、例えば、エンジンの振動は抑制し、音楽再生時にオーディオスピーカから発生する低音振動を再生中の音楽信号に基づいて増加させるといった制御が可能となる。また、エンジンの振動を抑制することにより、車内のこもり音等を低減させることも可能となる。
【００６１】
このように、不要な振動を抑制するとともに、必要に応じて所定の振動を発生させるために、リニアアクチュエータ３１に支持された補助質量３２を振動させることにより車体フレーム４１を加振する手段を備えた制振装置において、車体フレーム４１を振動させるエンジン４０の周波数と、座席４４における振動を検出し、エンジン４０の周波数と座席４４における振動に基づいて、抑制するべき振動と、発生させるべき振動の指令値を求め、これらの指令値を重畳させた制御信号をリニアアクチュエータ３１に対して出力するようにしたため、不要な振動を抑制するともに、必要に応じて所定の振動を発生させることができ、運転者に対して振動制御による違和感を与えてしまうことを防止することができる。
【００６２】
以上のように説明した制振装置による作用を方法としての側面から見た場合、この装置が実現する振動抑制方法は、不要な振動を抑制するとともに、必要に応じて所定の振動を発生させるために、リニアアクチュエータに支持された補助質量を振動させることにより制振対象物を加振する加振手段を備えた制振装置における振動抑制方法であって、前記制振対象物を振動させる加振源の周波数を検出する周波数検出ステップと、測定点における振動を検出する振動検出ステップと、前記加振源の周波数と前記測定点において検出された振動に基づいて、抑制するべき振動と、発生させるべき振動の指令値を求める演算ステップと、前記抑制するべき振動の指令値と、発生させるべき振動の指令値を重畳させた制御信号を前記加振手段に出力する制御信号出力ステップとを有するようにしたものといえる。そして、こうした振動抑制方法を実現することにより、上記の効果を生じさせることが可能となっているものといえる。
【００６３】
また、これを制振プログラムとして構成したものは、不要な振動を抑制するとともに、必要に応じて所定の振動を発生させるために、リニアアクチュエータに支持された補助質量を振動させることにより制振対象物を加振する加振手段を備えた制振装置における制振プログラムであって、前記制振対象物を振動させる加振源の周波数を検出する周波数検出処理と、測定点における振動を検出する振動検出処理と、前記加振源の周波数と前記測定点において検出された振動に基づいて、抑制するべき振動と、発生させるべき振動の指令値を求める演算処理と、前記抑制するべき振動の指令値と、発生させるべき振動の指令値を重畳させた制御信号を前記加振手段に出力する制御信号出力処理とをコンピュータに行わせるようにしたものとなる。そして、こうした制振プログラムを実現することにより、上記の効果を生じさせることが可能となっているものといえる。
【００６４】
＜第５の実施形態＞
次に、本発明の第５の実施形態による制振装置を図面を参照して説明する。図１２は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、符号４１は、内燃機関等のエンジンが搭載された車体フレームであり、エンジンの回転駆動によって車体の振動系が形成されている。符号３０は、リニアアクチュエータにより補助質量を振動させることにより車体フレーム４１の車体に発生する振動を制振する加振部である。この加振部３０は、ボイスコイルモータやレシプロモータ等のリニアアクチュエータを用いることが可能である。符号７０は、加振部３０を駆動するパワー回路である。符号６０４は、内部のマッピングデータを参照して、制振制御を行うマッピング制御部である。符号６０５は、周波数領域適応フィルタによる制振制御を行う周波数領域適応フィルタ部である。符号６０６は、時間領域適応フィルタによる制振制御を行う時間領域適応フィルタ部である。
【００６５】
周波数領域適応フィルタ部６０５及び時間領域適応フィルタ部６０６は、適応フィルタの結果に基づいて、マッピング制御部６０４に保持しているマップデータを更新する。符号６０７は、現時点の状況に応じて、マッピング制御部６０４、周波数領域適応フィルタ部６０５及び時間領域適応フィルタ部６０６のいずれかを選択して、制振制御を行わせる制御切替部であり、車体フレーム４１の所定位置の観測点の加速度と加速度基準値とエンジン回転数変化率に基づいて用いる制御を切り替える。また、周波数領域適応フィルタ部６０５は、時間領域適応フィルタ部６０６に対して伝達関数Ｇ’（ｓ）を転送して更新する。周波数領域適応フィルタ部６０５において計算される（Ｓ（ｎ）−Ｓ（ｎ−１）／（Ｍ（ｎ）−Ｍ（ｎ−１））の逆数がＧ’（ｓ）に該当する。符号６０８は、運転状態毎に、回転数に応じた加速度基準値が予め記憶された加速度基準値テーブルである。符号６０９は、エンジンパルス信号からエンジン回転数の変動率を計測する回転数変動率計測部であり、エンジンパルス信号は発生する時間間隔から、エンジン回転数Ｎと回転数変動率ｄＮ／ｄｔを計算して、エンジンパルス信号毎に更新する。車体フレーム４１には、観測点の加速度Ａを検出して観測点加速度信号を出力する加速度センサと現時点の運転状態（ギアポジション、エアコンＯＮ／ＯＦＦ、アクセル開度等）を示す運転状態信号Ｄ０を出力する機能（図示せず）が備えられている。
【００６６】
ここで、図１４〜図１６を参照して、各制御部の動作を説明する。図１４〜図１６に示す制御動作は、原則的に従来技術による制御であるため、ここでは、詳細な説明は省略する。
【００６７】
図１４は、図１２に示すマッピング制御部６０４の動作を示す図である。マッピング制御部６０４は、運転状態信号と、エンジンパルス信号から求めたエンジン回転数とに基づき、制御信号データマップを選択し、このデータマップに予め定義されている振幅指令値と、位相指令値を読み出して、この読み出した振幅指令値と位相指令値とをパワー回路７０へ出力する。パワー回路７０は、この指令値に基づいて、加振部の振動を制御することにより制振対象（車体）の振動を低減する。
【００６８】
図１５は、図１２に示す時間領域適応フィルタ部６０６の動作を示す図である。時間領域適応フィルタ部６０６は、観測点加速度信号とエンジンパルス信号とを入力し、信号伝達特性の推定伝達関数Ｇ（ｓ）に基づいて、正弦波加振力指令値（振幅指令値と位相指令値）を求め、この正弦波加振力指令値をパワー回路７０へ出力する。パワー回路７０は、この指令値に基づいて、加振部の振動を制御することにより制振対象（車体）の振動を低減する。
図１６は、図１２に示す周波数領域適応フィルタ部６０５の動作を示す図である。周波数領域適応フィルタ部６０５は、観測点加速度信号とエンジンパルス信号とを入力し、フーリエ変換を用いて得られた制振対象の周波数成分に基づいて発生するべき力の力指令を求め、この力指令に基づいて得られる正弦波加振力指令値（振幅指令値と位相指令値）を求め、この正弦波加振力指令値をパワー回路７０へ出力する。パワー回路７０は、この指令値に基づいて、加振部の振動を制御することにより制振対象（車体）の振動を低減する。
【００６９】
次に、図１２に示す制振装置の動作を説明する。まず、自動車がエンジン始動すると、制御切替部６０７は、マッピング制御部６０４を選択する。これにより、マッピング制御が行われることになる。この状態のときに、制御切替部６０７は、車体フレーム４１の観測点の加速度信号と、加速度基準値テーブル６０８に記憶されている加速度基準値との値を比較して、検出して得られた加速度が加速度基準値を超えていた場合、マッピング制御から適応フィルタへの切替えを行う。マッピング制御から適応フィルタへ切り替えを行う場合、制御切替部６０７は、回転数変動率計測部６０９の出力を参照して、変動率が大きい時には時間領域適応フィルタ部６０６に切り替え、変動率が小さい時には周波数領域適応フィルタ部６０５へ切り替える。また、周波数領域適応フィルタ部６０５が動作している時には、適応フィルタの計算過程で、時間領域適応フィルタ部６０６で不可欠となる信号伝達特性の推定伝達関数（（Ｓ（ｎ）−Ｓ（ｎ−１））／（Ｍ（ｎ）−Ｍ（ｎ−１））が求められる。この推定伝達関数は、１／Ｇ’（ｓ）に相当するため、この結果に基づいて時間領域適応フィルタ６の推定伝達関数Ｇ’（ｓ）を更新する。
【００７０】
そして、制御切替部６０７は、適応フィルタに移行した後、加速度基準値を下回るようになった時点で、適応フィルタからマッピング制御に戻す切り替えを行う。このとき、周波数領域適応フィルタ部６０５または時間領域適応フィルタ部６０６においては、適応フィルタの動作によって、効果的に制振できる正弦波加振力指令が求められることになるため、周波数領域適応フィルタ部６０５または時間領域適応フィルタ部６０６は求めた加振力指令値に基づいて、マッピング制御部６０４に保持されているマッピングデータを更新する。この動作によって、現時点で最適なマップデータに更新されることになるため、個体差や経年変化の影響による制振性能劣化を防止することができ、適切な制振制御処理が実行されること維持することができる。
【００７１】
次に、図１３を参照して、制御切替部６０７が、各制御を切り替えるタイミングについて説明する。図１３は、状態値に基づいて、制御方式を切り替える動作を示す図である。図１３において、エンジン回転数Ｎ、運転状態値Ｄ０に基づいて、加速度基準値テーブル６０８を参照して得られる基準値を、Ａ１（Ｎ，Ｄ０）、またはＡ２（Ｎ，Ｄ０）と示す。Ａ１（Ｎ，Ｄ０）は、マッピング制御から適応フィルタへ移行する基準値であり、Ａ２（Ｎ，Ｄ０）は、適応フィルタからマッピング制御へ移行する基準値であり、Ａ２（Ｎ，Ｄ０）≦Ａ１（Ｎ，Ｄ０）の関係を満たしている。また、適応フィルタの方式移行をおこなうための基準値をＷ１〜Ｗ４と示す。Ｗ１は、エンジン回転数変動率ｄＮ／ｄｔに基づいて、周波数領域適応フィルタから時間領域適応フィルタへ移行する基準値である。Ｗ２は、エンジン回転数変動率ｄＮ／ｄｔに基づいて、時間領域適応フィルタから制御なしへ移行する基準値である。Ｗ３は、エンジン回転数変動率ｄＮ／ｄｔに基づいて、時間領域適応フィルタから周波数領域適応フィルタへ移行する基準値である。Ｗ４は、エンジン回転数変動率ｄＮ／ｄｔに基づいて、制御なしから時間領域適応フィルタへ移行する基準値である。基準値Ｗ１〜Ｗ４は、Ｗ１＜Ｗ２、Ｗ３＜Ｗ４、Ｗ１≧Ｗ３、Ｗ２≧Ｗ４を満たしている。また、マッピング制御状態（初期状態）をＣ０＝１、周波数領域適応フィルタによる制御状態をＣ０＝２、時間領域適応フィルタによる制御状態をＣ０＝３、適応フィルタの制御なし状態をＣ０＝４と示す。図１３に示すように、エンジン回転数Ｎ、回転数変動率ｄＮ／ｄｔとから求められる基準値Ａ１、Ａ２と適応フィルタ切替えの基準値Ｗ１〜Ｗ４に基づいて、現時点における最適な制御方式を選択して実行することにより最適な制振制御が可能となる。
【００７２】
基準値Ａ１、Ａ２は、同一の値でもよいが、Ａ２＜Ａ１を満たすように設定して、加速度基準値を超えて適応フィルタ制御に移行した後に、マッピング制御に戻る時にはヒステリシスを設けて、加速度基準値をヒステリシス幅だけ下回った場合に戻るようにするようにしてもよい。これにより制振性能がより向上させることができ、マッピングデータもより良質なものに更新することができる。また、マッピング制御に戻る時には加速度基準値を下回ってかつ、回転数変動率が所定の値を上回った場合に戻るようにしてもよい。このようにすることにより、できるだけ適応フィルタ制御にとどまり、制振性能を上げた状態でマッピングデータの更新を行うことができる。
【００７３】
また、マッピングデータ更新時において、マッピング制御から適応フィルタ制御に移行したエンジン回転数のデータのみを更新してもよく、適応フィルタ制御実施中に加速度基準値を下回った回転数のデータ全てを更新するようにしてもよい。また、マッピングデータ更新のタイミングは、マッピング制御に戻るときに加え、適応フィルタ制御実施中に加速度基準値を、ある所定の値だけ下回った度にマッピングデータ更新を実施するようにしてもよい。また、伝達関数の更新のタイミングは、一定の時間間隔毎に実施するのに加え、前回更新した回転数から所定の間隔離れた回転数になる度に実施するようにしてもよい。また、適応フィルタ実施時の回転数変動率が大きすぎる場合には、悪影響を避けるために適応フィルタ動作を停止する（制御なし）ようにしてもよい。
【００７４】
このように、個体差や経年変化などでマッピング制御による制振制御性能が劣化した場合に、適応フィルタに切り替えて制振性能を向上させるとともにマッピング制御のマッピングデータを更新するようにしたため、マッピング制御による制振性能を回復させることが可能となる。また、適応フィルタ実施時には、回転数変動率と応答性に応じて周波数領域、時間領域、制御なしのいずれかに切り替えるようにしたため、回転数変動時に適応フィルタによって逆に振動が大きくなってしまうことを防止することができる。また、周波数領域適応フィルタの計算過程を用いて時間領域適応フィルタで必要となる伝達関数を更新するようにしたため、伝達関数の変動による時間領域適応フィルタにおける特性劣化を防ぐことが可能となる。
【００７５】
＜第６の実施形態＞
以下、本発明の第６の実施形態による制振装置を、図面を参照して説明する。図１７は、同実施形態による制振装置の構成を示すブロック図である。図１７において、符号３０は補助質量（おもり）を振動させ、その反力を用いて自動車等の制振対象機器の振動を抑制する加振部である。符号４１は、加振部３０が取り付けられる自動車の車体フレームである。加振部３０は、車体フレーム（主系質量）４１に発生する上下方向（重力方向）の振動を制御（制振）するものとする。符号７２は、加振部３０内に備えるリニアアクチュエータを駆動するための電流を供給するパワーアンプである。符号６５は、加振部３０に発生させるべき力に応じて、リニアアクチュエータに供給する電流を制御する電流制御部である。符号６３１は、加振部３０に対して供給されている電流を検出する電流検出部である。符号６４１は、パワーアンプ７２に対して印加されている電圧を検出する印加電圧検出部である。符号６６は、電流検出部６３１及び印加電圧検出部６４１の出力（電流値と電圧値）に基づいて、加振部３０内に備えるリニアアクチュエータの振動速度を推定するアクチュエータ振動速度推定部である。符号６７は、アクチュエータ振動速度推定部６６から出力される振動速度の値を入力し、理想アクチュエータ逆特性に基づいて、理想アクチュエータは出力するべき力指令信号を出力する理想アクチュエータ逆特性部である。符号６８は、所定値の力指令値を出力する所定値出力部である。
【００７６】
ここで、図１９を参照して、図１７に示す加振部３０の詳細な構成を説明する。図１９は、図１７に示す加振部３０の詳細な構成を示す図である。この図において、符号３２は、車体フレーム４１に対して付加する補助質量（おもり）である。符号３４は、リニアアクチュエータ（レシプロモータ）を構成する固定子であり、車体フレーム４１に固定される。符号１２は、リニアアクチュエータ（レシプロモータ）を構成する可動子であり、例えば重力方向の往復動（図３の紙面では上下動）を行う。加振部３０は、車体フレーム４１の抑制するべき振動の方向と可動子１２の往復動方向（推力方向）とが一致するように、車体フレーム４１に固定される。符号３は、可動子１２及び補助質量３２を推力方向に移動可能なように支持する板バネである。符号１１は、可動子１２と補助質量３２を接合する軸であり、板バネ３によって支持されている。符号３５は、可動子１２の可動範囲を制限するストッパであり、可動子１２の両端（図１９においては上限と下限）において可動範囲を制限する。この加振部３０によって、動吸振器が構成されていることになる。
【００７７】
次に、図１９に示す加振部３０の動作を説明する。リニアアクチュエータ（レシプロモータ）を構成するコイル（図示せず）に交流電流（正弦波電流、矩形波電流）を流した場合、コイルに所定方向の電流が流れる状態では、磁束が、永久磁石においてＳ極からＮ極に導かれることにより、磁束ループが形成される。その結果、可動子１２には、重力に逆らう方向（上方向）に移動する。一方、コイルに所定方向とは逆方向の電流を流すと、可動子１２は、重力方向（下方向）に移動する。可動子１２は、交流電流によるコイルへの電流の流れの方向が交互に変化することにより以上の動作を繰り返し、固定子３４に対して軸１１の軸方向に往復動することになる。これにより、軸１１に接合されている補助質量３２が上下方向に振動することになる。電流制御部６５から出力する制御信号に基づいて、補助質量３２の加速度を制御することにより、制御力を調節して、車体フレーム４１の振動を低減するものである。
【００７８】
次に、図１７を参照して、図１７に示す制振装置の動作を説明する。まず、電流検出部６３１は、加振部３０に供給される電流を検出し、電流制御部６５とアクチュエータ振動速度推定部６６に供給する。また、印加電圧検出部６４１は、加振部３０に印加される電圧を検出し、アクチュエータ振動速度推定部６６に供給する。加振部３０内のリニアアクチュエータを駆動した場合、リニアアクチュエータは、速度に比例した誘導起電力を発生する。この誘導起電力を算出することで、アクチュエータ振動速度推定部６６は、振動速度信号を得ることができる。
【００７９】
例えば、印加電圧Ｖと電流ｉとを検出し、増幅回路と微分回路とを通じて誘起電圧Ｅとして出力する。この場合、巻線抵抗Ｒ、巻線インダクタンスＬに相当するゲインＫ１、Ｋ２を設定する必要がある。設定は、リニアアクチュエータの可動部（可動子、補助質量）を拘束した状態で所定の周波数の電流を流し、出力がゼロになるように調整する。誘起電圧Ｅにおいては、Ｅ＝Ｖ−Ｒ・ｉ−Ｌ（ｄｉ／ｄｔ）の関係が成立するため、端子電圧Ｖと電流ｉとを検出することにより、誘起電圧Ｅを求めることができる。また、磁気ばね特性、あるいは機械的なばね要素により、加振部３０において最適値に近いばね定数が得られる場合、リニアアクチュエータが発生する減衰力を調整することで、制振のためのエネルギーを供給することなく、高い振動減衰効果を得ることができる。減衰力は、リニアアクチュエータ１１Ａのコイルの両端に負荷抵抗を接続し、この負荷抵抗の大きさを変えることで調整できる。
【００８０】
アクチュエータ振動速度推定部６６の出力には、現時点の指令値に対する実アクチュエータの出力が反映されることになる。リニアアクチュエータが理想アクチュエータであると仮定すると、アクチュエータ振動速度推定部６６が推定した振動速度を理想アクチュエータが出力するときに必要な力指令信号が電流制御部６５に入力されていることになるため、理想アクチュエータ逆特性部６７は、アクチュエータ振動速度推定部６６が推定した振動速度を理想アクチュエータが出力するときに必要な力指令信号を出力することになる。（１）式に理想アクチュエータ逆特性の伝達関数の一例を示す。
Ｇｉ（ｓ）＝（Ｍｉｓ２＋Ｃｉｓ＋Ｋｉ）／ｓ
・・・・（１）
ただし、Ｍｉ：補助質量（理想値）、Ｃｉ：減衰係数（理想値）、Ｋｉ：バネ定数（理想値であり、伝達関数の減衰係数が臨界減衰（減衰率＝１）の１／１００〜１００倍の範囲である。
【００８１】
実際の指令信号と理想アクチュエータ逆特性部６７が出力との差分値を、指令信号の補正値としてフィードバックすることにより実アクチュエータを理想アクチュエータと振舞わせることができる。電流制御部６５は、電流検出部６３１検出された電流および理想アクチュエータ逆特性部６７から出力される指令信号に基づいて、加振部３０が車体フレーム４１を制振するために最適なばね特性及び減衰特性を得られるように、リニアアクチュエータの最適な駆動量（制御量）を導出し、導出した結果を指令信号としてパワーアンプ７２に出力する。パワーアンプ７２は、電流制御部６５の指令信号に従って、加振部３０を駆動することにより、補助質量３２が上下（重力）方向に振動することになる。この補助質量３２が振動することによる反力で車体フレーム４１に発生する振動を抑制する。
【００８２】
なお、理想アクチュエータ逆特性を、アクチュエータの共振周波数付近の帯域に制限するバンドパスフィルタを備えていてもよい。
【００８３】
このように、理想アクチュエータの特性を最適動吸振器に等しくすることで、アクティブ動吸振器を最適動吸振器と振舞わせることが可能となるため、自動車用の制振装置において、共振現象を抑制して、補助質量の振動振幅を適正な範囲内にでき、理想的な振動抑制を実現することができ、振動抑制性能を向上させることができる。
【００８４】
次に、図１８を参照して、図１７に示す制振装置の変形例を説明する。図１８は、図１７に示す振装置の変形例の構成を示すブロック図である。この図において、図１７に示す装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。図１８に示す装置が、図１７に示す装置と異なる点は、所定値出力部６８に換えて、加振源情報（加振タイミング、周波数、加振力波形、車体振動等）を取得し、この加振源情報に基づいて、振動を抑制するための指令値を出力する制御部６９を設けた点である。制御部６９が出力する振動抑制指令値は、加振源の加振力または加振力の周波数情報、車体（制振対象機器）２の振動情報または加振力情報から生成されて出力される。加振部３０は、この振動抑制指令値に基づいて、リニアアクチュエータの駆動を行うことになる。その他の動作は、前述した動作と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００８５】
なお、本発明による自動車用制振装置は、自動車の車体フレーム、エンジンマウント近傍、ラジエータ近傍、後部の荷台下部またはトランク下部に取り付けると有効である。
また、加振部３０内に備えるリニアアクチュエータは、電磁力を利用したアクチュエータであり、例えば、レシプロモータを用いると有効である。また、加振部３０内に備えるアクチュエータは、電圧を印加することで変位を起こす素子を用いた圧電アクチュエータであってもよい。
【００８６】
以上説明したように、アクチュエータの振動系の加振力に対する相対振動速度の伝達関数を使用する理想アクチュエータ逆特性に基づくアクチュエータの共振抑制手段を備えたため、理想アクチュエータ逆特性を所望の特性に基づいて設定することでアクチュエータの特性を任意の特性に調整することができる。これにより、所望の特性の減衰特性を大きくすることで、アクチュエータ本体に作用する外力によってアクチュエータの可動部の共振が発生しにくい特性とすることができるため、適正な反力を発生させて理想的な振動抑制を実現することができる。また、所望の特性の固有振動数を下げることでアクチュエータの見かけの固有振動数を下げることができるため、実アクチュエータの固有振動数付近においてもバネ特性などの影響を受けることなく、安定した制振制御を実現することが可能となる。
【００８７】
＜第７の実施形態＞
次に、本発明の第７の実施形態による制振装置を図面を参照して説明する。図２０は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、符号３０は、制振制御の対象物である制御対象機器４４に固定して、内部に備えるリニアアクチュエータ（レシプロモータ）によって補助質量を駆動することにより制御対象機器４４の振動を抑制する加振部である。ここでいう制御対象機器４４とは、例えば、自動車の車体等である。
【００８８】
符号３２は、制御対象機器４４に対して付加する補助質量（おもり）である。符号３４は、レシプロモータを構成する固定子であり、制御対象機器４４に固定される。符号１２は、レシプロモータを構成する可動子であり、例えば重力方向の往復動（図１の紙面では上下動）を行う。加振部３０は、制御対象機器４４の抑制するべき振動の方向と可動子１２の往復動方向（推力方向）とが一致するように、制御対象機器４４に固定される。符号３は、可動子１２及び補助質量３２を推力方向に移動可能なように支持する板バネである。符号１１は、可動子１２と補助質量３２を接合する軸であり、板バネ３によって支持されている。符号３５は、可動子１２の可動範囲を制限するストッパであり、可動子１２の両端（図２０においては上限と下限）において可動範囲を制限する。
【００８９】
符号６２０は、制御対象機器４４の状態値（例えば、エンジン回転数）を入力して、補助質量３２に発生させるべき振動の振幅指令値と周波数指令値と演算によって求めて出力する指令値生成部である。符号６２１は、指令値生成部６２０から出力される振幅指令値と周波数指令値とから決まる印加可能な電流値の上限が周波数毎に定義された振幅上限クランプテーブルである。符号６２２は、振幅指令値と周波数指令値とを入力し、振幅上限クランプテーブル６２１を参照して、入力した振幅指令値を適切な可動範囲に制限するための補正を行い、入力された周波数指令と、この補正（制限）後の振幅指令値とに基づいて、レシプロモータに対して印加するべき電流の指令値を求めて出力する印加電流生成部である。符号７２は、加振部３０を構成するレシプロモータの固定子３４に電流を供給し、可動子１２の往復動を制御するパワーアンプである。
【００９０】
次に、図２０に示す加振部３０の動作を説明する。レシプロモータを構成するコイル（図示せず）に交流電流（正弦波電流、矩形波電流）を流した場合、コイルに所定方向の電流が流れる状態では、磁束が、永久磁石においてＳ極からＮ極に導かれることにより、磁束ループが形成される。その結果、可動子１２には、重力に逆らう方向（上方向）に移動する。一方、コイルに所定方向とは逆方向の電流を流すと、可動子１２は、重力方向（下方向）に移動する。可動子１２は、交流電流によるコイルへの電流の流れの方向が交互に変化することにより以上の動作を繰り返し、固定子３４に対して軸１１の軸方向に往復動することになる。これにより、軸１１に接合されている補助質量３２が上下方向に振動することになる。パワーアンプ７２から出力する制御信号に基づいて、補助質量３２の加速度を制御することにより、制御力を調節して、制御対象機器４４の振動を低減することができる。
【００９１】
図２０に示すリニアアクチュエータにおいては、軸１１を滑らせて往復動可能に支持するのではなく、各板バネ３が、可動子１２を軸１１の上端側および下端側の２箇所で保持し、自らが弾性変形することによって可動子１２を軸１１の軸方向に往復動可能に支持する。これにより、可動子１２には摩耗も摺動抵抗も生じないため、長期にわたる使用を経た後でも軸支持の精度が低下することがなく高い信頼性が得られるとともに、摺動抵抗に起因する消費電力の損失がなく性能の向上を図ることができる。しかし、前述したように、自動車が急加速や悪路走行することによって自動車の挙動変化が激しい場合等においては、固定子３４に対して供給する電流の変動も大きくなり、可動子１２がストッパ３５に衝突する現象が発生してしまう。自動車に制振装置として加振部３０を取り付けるような場合、可動子１２がストッパ３５に衝突することによる発せられる衝突音（異音）はない方が望ましい。
【００９２】
このため、固定子３４に対して印加している電流周波数毎に、現時点で新たに印加することが可能な電流の上限値を予め求め、この電流周波数と電流上限値との関係を振幅指令値と周波数指令値の関係に置き換えて振幅上限クランプテーブル２０に記憶しておき、印加電流生成部６２２が新たな印加電流指令値を求める場合に、この振幅上限クランプテーブル２０を参照して、指令値生成部６２０から出力された振幅指令値を補正して、この補正された振幅指令値と、指令値生成部６２０から出力された周波数指令値とに基づいて、新たな印加電流指令値を求めてパワーアンプ７２へ出力することにより、可動子１２がストッパ３５に衝突することを防止することができる。また、振幅指令値の補正をテーブル参照によって行うようにしたため、印加電流生成部６２２における演算量を軽減することができるため、処理の高速化を図ることができるとともに、廉価な演算装置を用いることができコストダウンを図ることができる。
【００９３】
次に、図２１を参照して、図２０に示す制振装置の変形例を説明する。この図において、図２０に示す装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この図に示す装置が図２０に示す装置と異なる点は、振幅上限クランプテーブル６２１に換えて、電流上限クランプテーブル６２３を設けた点である。電流上限クランプテーブル６２３は、固定子３４に対して印加している電流周波数毎に、現時点で新たに印加することが可能な電流の上限値を予め求め、この電流周波数と電流上限値との関係を印加電流指令値と周波数指令値の関係に置き換えて予め記憶したテーブルである。印加電流生成部６２２が新たな印加電流指令値を求める場合に、この電流上限クランプテーブル６２３を参照して、指令値生成部６２０から出力された振幅指令値と指令値生成部６２０から出力された周波数指令値とに基づいて、新たに求めた印加電流指令値を補正して、パワーアンプ７２へ出力することにより、可動子１２がストッパ３５に衝突することを防止することができる。
【００９４】
＜第８の実施形態＞
次に、図２２を参照して、本発明の第８の実施形態による制振装置を説明する。図２２は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、図２０に示す装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この図２２に示す装置が図２０に示す装置と異なる点は、振幅上限クランプテーブル６２１に換えて、勾配制限部６２５を設け、印加電流生成部６２４が勾配制限部６２５によって振幅の変動勾配が制限された振幅指令値に基づいて印加電流指令値を求めるようにした点である。勾配制限部６２５は、入力された振幅指令値の変動勾配を緩やかな変動にして出力するものである。印加電流生成部６２４が新たな印加電流指令値を求める場合に、勾配制限部６２５によって変動勾配が制限された振幅指令値と、指令値生成部６２０から出力された周波数指令値とに基づいて、新たな印加電流指令値を求めてパワーアンプ７２へ出力することにより、急激に印加電流が変動することを抑制することができるため、可動子１２がストッパ３５に衝突することを防止することができる。また、周波数変動が大きい場合のみに制限を設けることによって応答の遅れを軽減することも可能である。
【００９５】
次に、図２３を参照して、図２２に示す制振装置の変形例を説明する。この図において、図２２に示す装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この図に示す装置が図２２に示す装置と異なる点は、勾配制限部６２６を印加電流生成部６２４の後段に設けた点である。勾配制限部６２６は、ローパスフィルタと同等の機能を有し、印加電流生成部６２４が求めた印加電流指令値を入力し、この入力された印加電流指令値の変動勾配を緩やかな変動にして出力するものである。印加電流生成部６２４が新たに求めた印加電流指令値の変動勾配が緩やかになるように補正して、パワーアンプ７２へ出力することにより、急激に印加電流が変動することを抑制することができるため、可動子１２がストッパ３５に衝突することを防止することができる。
【００９６】
＜第９の実施形態＞
次に、図２４を参照して、本発明の第９の実施形態による制振装置を説明する。図２４は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、図２０に示す装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この図２４に示す装置が図２０に示す装置と異なる点は、振幅上限クランプテーブル６２１に換えて、振幅抑制部６２７と変動検出部６２９とを設け、印加電流生成部６２８が振幅抑制部６２７によって振幅が抑制された振幅指令値に基づいて印加電流指令値を求めるようにした点である。振幅抑制部６２７は、変動検出部６２９が検出した周波数指令値の変動量に応じて、振幅指令値の変動を抑制するものである。変動検出部６２９は、指令値生成部６２０から出力される周波数指令値の変動を常に検出し、変動量が所定値を超えた場合に、振幅抑制部６２７に対して、変動量が所定値を超えたことを通知するものである。印加電流生成部６２８が新たな印加電流指令値を求める場合に、変動検出部６２９が検出した周波数変動に基づいて振幅抑制部６２７により振幅が抑制された振幅指令値と、指令値生成部６２０から出力された周波数指令値とに基づいて、新たな印加電流指令値を求めてパワーアンプ７２へ出力することにより、急激に印加電流が変動することを抑制することができるため、可動子１２がストッパ３５に衝突することを防止することができる。また、振幅抑制部６２７による振幅の抑制量を適切に制御することにより、急激な周波数変動時においてもある程度駆動を続行することができる。
【００９７】
次に、図２５を参照して、図２４に示す制振装置の変形例を説明する。この図において、図２４に示す装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この図に示す装置が図２４に示す装置と異なる点は、振幅抑制部６２７に換えて電流抑制部６３０を設けた点である。電流抑制部６３０は、変動検出部６２９が検出した周波数指令値の変動量が所定値を超えた場合に、印加電流生成部６２８が求めた印加電流指令値の変動を抑制するものである。指令値生成部６２０から出力された周波数指令値の変動量が所定値を超えた場合に、印加電流生成部６２８が新たに求めた印加電流指令値の変動抑制ように補正して、パワーアンプ７２へ出力することにより、急激に印加電流が変動することを抑制することができるため、可動子１２がストッパ３５に衝突することを防止することができる。
【００９８】
以上説明したように、発生するべき振動の振幅指令値及び周波数指令値に基づいて、アクチュエータ（レシプロモータ）に印加する電流を制御する場合に、補助質量３２の振動振幅が予め決められた値を超えないように、アクチュエータに対して印加する電流値を制限するようにしたため、アクチュエータの可動子を常に適切な可動範囲内で駆動することができる。これにより、可動子１２がストッパ３５と衝突することがなくなるため、衝突音の発生を抑制することができる。さらには、印加電流値の制御によってアクチュエータの可動子を常に適切な可動範囲内で駆動することができるようにため、アクチュエータ（レシプロモータ）内の設けられるストッパ３５が不要となり、アクチュエータの構造を簡単にすることも可能となる。
【００９９】
なお、各機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより振動抑制制御を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【０１００】
また、前述した説明においては、制振対象を自動車の車体であるものとして説明したが、本発明による制振対象機器は必ずしも自動車の車体である必要はなく、自律走行搬送車、ロボットアーム等であってもよい。
【符号の説明】
【０１０１】
３０・・・加振部、３１・・・リニアアクチュエータ、３２・・・補助質量、３３・・・相対速度センサ、４０・・・エンジン、４１・・・車体フレーム、４３・・・振動センサ、５０・・・上位コントローラ、６０・・・安定化コントローラ、７０・・・パワー回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の振動抑制等に用いることのできる制振装置、振動抑制方法及び制振プログラムに関する。
本願は、２００６年５月８日に出願された特願２００６−１２９０１３号、２００７年１月１５日に出願された特願２００７−６００６号、２００７年３月５日に出願された特願２００７−５４５３２号、２００７年３月５日に出願された特願２００７−５４２７４号、２００７年３月６日に出願された特願２００７−５５４２３号及び２００７年４月１３日に出願された特願２００７−１０５７２８号に対し優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の乗り心地、快適性の向上を図る上で、エンジンの振動を運転室内に伝えない工夫が必要である。これまで、エンジンを支持するマウント機構に振動吸収機能を付与するか、あるいはアクチュエータを利用して強制加振することにより車体振動を低減する技術が提案されている（例えば、下記特許文献１及び２を参照）。
従来技術では、アクチュエータを制御するために、アクチュエータ可動部と固定部との相対変位、相対速度、相対加速度を検出する場合にセンサを用いていた。しかしながら、センサ自体を高温環境下にさらされるエンジン周辺に装着しなければならず、信頼性に欠けるという問題があった。
【０００３】
また、アクチュエータの可動子支持手段として耐久性を確保するために、板バネ等を利用した場合、可動部質量と板バネ定数とによる共振系が構成される。しかしながら、自動車振動を制御する上で、この共振倍率が高い場合、温度変化や経年変化などにより、共振周波数がわずかでも変化すると、指令信号に対するアクチュエータの応答が大きく変化してしまうなど、振動抑制制御に悪影響が出るという問題がある。
【０００４】
また、防振対象物体の振動を検出して、この検出信号をフィルタに通すことにより防振対象物体の振動と干渉して振動が打ち消される振動波形を生成し、この振動波形に基づく信号をアクチュエータに印加することにより広い周波数帯域全域において防振対象物体の振動を能動的に低減することができる振動抑制装置が知られている（例えば、下記特許文献３を参照）。
近年の自動車においては、必要に応じて６気筒エンジンの気筒休止を行い少数の気筒（例えば、３気筒）でエンジン駆動を行うことにより、燃費の向上を狙った制御が行われている。エンジン振動は、６気筒運転を行うときに比べて、気筒休止を行うと、振動が大きくなるという可能性がある。このような問題を解決するためには、下記特許文献３に記載されているように、広い周波数帯域にわたる振動を能動的に低減させる振動抑制装置が有効である。
【０００５】
しかしながら、従来の制振装置は、発生する振動を抑制するのみの制御であるために、６気筒エンジンにおいて所定の気筒数を停止させるような制御を行う自動車においては、全ての振動が抑制されてしまい、エンジンが駆動していることを感じにくくなってしまうため、運転者が違和感を感じてしまうという問題がある。運転者に対して６気筒駆動から気筒休止運転へ移行したことを感じさせないように振動を抑制することにより違和感を与えないようにすることが望ましい。
【０００６】
また、可動部を駆動することによる反力を利用して、エンジン回転数に応じた制振力を発生するアクチュエータを用いた車両の振動制御装置が知られている（例えば、下記特許文献１を参照）。この装置によれば、車体振動エンジン回転数から予測し、アクチュエータによりエンジンから車体に加わる力を相殺することができるため、車体の振動を低減することができる。このような制振装置は、往復運動を行うリニアアクチュエータを用い、補助質量を振動させることにより制振対象の振動を低減するものである。一方、リニアアクチュエータとして、弾性支持部（板バネ）が、可動子を定位置で保持し、自らが弾性変形することによって可動子を支持したリニアアクチュエータが知られている（例えば、下記特許文献４を参照）。このリニアアクチュエータは、可動子には摩耗も摺動抵抗も生じないため、長期間にわたる使用を経た後でも軸支持の精度が低下することがなく高い信頼性が得られ、摺動抵抗に起因する消費電力の損失がなく性能の向上を図ることができる。また、弾性支持部を、コイルとの干渉を回避しつつ可動子を基点としてコイルよりも遠い位置にて固定子に支持させることにより、嵩の張るコイルと弾性支持部とをより近接して配置することが可能になるので、リニアアクチュエータの小型化を図ることができる。
【０００７】
また、制振制御を最適化するために、車両の運転状態に応じて、振幅及び位相データについての複数のデータマップを用意しておき、運転状態に応じて取り出したデータマップからの振幅位相データに基づいて振動を減衰させるアクチュエータを駆動するための信号を生成する制振装置が知られている（例えば、下記特許文献５を参照）。また、車両の状態変化に追従して制振を行う手法として適応フィルタがあり、時間領域で実現するもの（例えば、下記特許文献５，６を参照）、周波数領域で実現するもの（例えば、下記非特許文献１を参照）が知られている。適応フィルタを用いる方法はいずれも、特定の観訓点での誤差信号（例えば加速度信号）に基づいて、振動を抑えるための振幅位相を自己が求めて制御を行うものである。
【０００８】
しかしながら、適応フィルタの処理動作は時間がかかるため、エンジン回転数が大きく変動した場合には制振効果が悪くなり、特に周波数領域で実現する方法は処理時間がかかるという問題がある。また、アクチュエータヘの指令値から観測点での信号（加速度）への伝達関数が変動するような特性変動や経年変化があると制振特性が劣化してしまうという問題がある。一方、マップデータを参照して、制御を行う方法は、処理時間を短くできるため、応答性を良くすることが可能であるが、制御に用いるアクチュエータや制振対象のエンジンの個体差や経年変化により制振性能が劣化してしまうという問題を有している。
【０００９】
また、リニアアクチュエータに補助質量（おもり）を付け、この補助質量を振動させた場合の反力を使用して、対象機器の振動抑制を行う制振制御を行う場合、制御対象機器の振動状態値に基づいて振幅指令値及び周波数指令値を求め、この振幅指令値及び周波数指令値に応じて、リニアアクチュエータに対して印加する電流値を制御することが行われる。このような制振装置を自動車の車体に取り付けることにより、自動車のエンジンから車体に加わる力を相殺することができるため、車体の振動を低減することができる。
【００１０】
しかしながら、リニアアクチュエータは、可動子に固定された補助質量と、この可動子を保持する板バネとから決まる固有振動数に近い外力（外乱）が作用したり、あるいは固有振動数に近い駆動指令値を入力すると、共振によって過大な振幅が発生し、必要とする制振用の反力以上の力が発生してしまい、適正な振動抑制制御が行えないという問題がある。
【００１１】
また、可動子の可動範囲を制限するために、構造上可動子のストッパが設けられているため、自動車が急加速や悪路走行することによって自動車の挙動変化が激しい場合等においては、補助質量に対して外力して作用するため、過大な振幅が発生して可動子がストッパに衝突する現象が発生してしまうという問題がある。さらに、自動車の挙動変化が激しい場合等においては、リニアアクチュエータを駆動する電流も比例して変動が大きくなり、可動子がストッパに衝突する現象が発生してしまうという問題がある。可動子とストッパが衝突すると、衝突音が異音として発生してしまう。また、可動子とストッパの衝突が多発すると、リニアアクチュエータを構成する部品の寿命が短くなる可能性が高くなるという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開昭６１−２２０９２５号公報
【特許文献２】特開昭６４−８３７４２号公報
【特許文献３】特開平０３−２１９１４０号公報
【特許文献４】特開２００４−３４３９６４号公報
【特許文献５】特開平１１−２５９１４７号公報
【特許文献６】特開平１０−４９２０４号公報
【特許文献７】特開２００１−５１７０３号公報
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】小坂敏文「適応フィルタの実用技術」日本音響学会誌４８巻（１９９２）第７号Ｐ．５２０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、加振源の状態が変化した場合でも発生する振動の状態を変化前と変わらない状態に保つことができる制振装置、振動抑制方法及び制振プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の制振装置は、不要な振動を抑制するとともに、必要に応じて所定の振動を発生させる制振装置であって、リニアアクチュエータに支持された補助質量を振動させることにより制振対象物を加振する加振手段と、前記制振対象物を振動させる加振源の周波数を検出する周波数検出手段と、測定点における振動を検出する振動検出手段と、前記加振源の周波数と前記測定点において検出された振動に基づいて、抑制するべき振動と、発生させるべき振動の指令値を求める演算手段と、前記抑制するべき振動の指令値と、発生させるべき振動の指令値を重畳させた制御信号を前記加振手段に出力する制御信号出力手段とを備えたことを特徴とする。
この発明によれば、不要な振動を抑制するともに、必要に応じて所定の振動を発生させることができるため、振動制御による違和感を与えることがないという効果が得られる。
【００１６】
また、前記加振手段は、発生すべき振動状態になるように前記リニアアクチュエータに支持された前記補助質量を振動させるように構成することが好ましい。
【００１７】
また、前記加振手段は、前記補助質量の振動方向が異なる複数のリニアアクチュエータを備え、前記振動検出手段は、振動を抑制または発生させるべき位置に備え、前記演算手段は、前記振動検出手段を備える位置において、抑制するべき振動と、発生させるべき振動の指令値を求めるように構成することが好ましい。
【００１８】
また、前記リニアアクチュエータは、レシプロモータとして構成することが好ましい。
【００１９】
また、前記制振装置が自動車に備えられ、前記演算手段は、車内で再生中の音楽信号に基づいて、低音振動が増幅するように、発生させるべき振動の指令値を求めるように構成することが好ましい。
【００２０】
また、前記制振装置が自動車に備えられ、前記演算手段は、エンジン振動を抑制するべき振動の指令値と、エンジン振動による車内のこもり音を低減する指令値とを求めるように構成することが好ましい。
【００２１】
また、本発明の振動抑制方法は、不要な振動を抑制するとともに、必要に応じて所定の振動を発生させるために、リニアアクチュエータに支持された補助質量を振動させることにより制振対象物を加振する加振手段を備えた制振装置における振動抑制方法であって、前記制振対象物を振動させる加振源の周波数を検出する周波数検出ステップと、測定点における振動を検出する振動検出ステップと、前記加振源の周波数と前記測定点において検出された振動に基づいて、抑制するべき振動と、発生させるべき振動の指令値を求める演算ステップと、前記抑制するべき振動の指令値と、発生させるべき振動の指令値を重畳させた制御信号を前記加振手段に出力する制御信号出力ステップとを有することを特徴とする。この発明を用いても、上記と同様の効果を得ることが可能となる。
【００２２】
また、本発明の制振プログラムは、不要な振動を抑制するとともに、必要に応じて所定の振動を発生させるために、リニアアクチュエータに支持された補助質量を振動させることにより制振対象物を加振する加振手段を備えた制振装置における制振プログラムであって、前記制振対象物を振動させる加振源の周波数を検出する周波数検出処理と、測定点における振動を検出する振動検出処理と、前記加振源の周波数と前記測定点において検出された振動に基づいて、抑制するべき振動と、発生させるべき振動の指令値を求める演算処理と、前記抑制するべき振動の指令値と、発生させるべき振動の指令値を重畳させた制御信号を前記加振手段に出力する制御信号出力処理とをコンピュータに行わせることを特徴とする。この発明を用いても、上記と同様の効果を得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明した本発明によれば、加振源の状態が変化した場合でも発生する振動の状態を変化前と変わらない状態に保つことができる制振装置、振動抑制方法及び制振プログラムを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態による自動車制振装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す第１の実施形態の変形例の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第２の実施形態による自動車制振装置の構成を示すブロック図である。
【図４】第２の実施形態において、リニアアクチュエータの誘起電圧を検出する方法を示す概念図である。
【図５】第２の実施形態において、リニアアクチュエータの誘起電圧を検出する方法を示す概念図である。
【図６】指令信号に対するリニアアクチュエータの応答例（誘起電圧フィードバックなし）として、ゲイン特性および位相特性を示す図である。
【図７】指令信号に対するリニアアクチュエータの応答例（誘起電圧フィードバックあり）として、ゲイン特性および位相特性を示す図である。
【図８】図５に示すリニアアクチュエータの誘起電圧を検出する方法の変形例を示す概念図である。
【図９】図５に示すリニアアクチュエータの誘起電圧を検出する方法の変形例を示す概念図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図１３】図１２に示す制御切替部６０７の動作を示す状態遷移図である。
【図１４】図１２に示すマッピング制御部６０４の構成を示す図である。
【図１５】図１２に示す周波数領域適応フィルタ６０５の構成を示す図である。
【図１６】図１２に示す時間領域適応フィルタ６０６の構成を示す図である。
【図１７】本発明の第６の実施形態による自動車制振装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】図１７に示す自動車制振装置の変形例の構成を示すブロック図である
【図１９】図１７、１８に示す加振部３０の構成を示す模式図である。
【図２０】本発明の第７の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２１】図２０に示す第７実施形態の構成の変形例を示すブロック図である。
【図２２】本発明の第８の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２３】図２２に示す第８実施形態の構成の変形例を示すブロック図である。
【図２４】本発明の第９実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２５】図２４に示す第９実施形態の構成の変形例を示すブロック図である。
【図２６】リニアアクチュエータの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照しつつ、本発明の好適な実施例について説明する。ただし、本発明は以下の各実施例に限定されるものではなく、例えばこれら実施例の構成要素同士を適宜組み合わせてもよい。
【００２６】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態による制振装置の構成を示すブロック図である。本実施形態では、制振装置を自動車に適用した場合を例にして説明する。図１において、符号３１は、補助質量３２を往復運動させるリニアアクチュエータであり、補助質量３２は、抑制するべき振動方向と同方向に往復運動する。符号３３は、リニアアクチュエータ３１と補助質量３２の相対速度を検出する相対速度センサである。符号４０は、自動車のエンジンであり、車体フレーム４１に固定されている。符号４２は、自動車の車輪である。符号４３は、座席シート４４または車体フレーム４１の所定の位置に備えられた振動センサ（加速度センサ）である。符号５０は、エンジン４０に備えられた制御装置（図示せず）から点火パルス、アクセル開度、燃料噴射量等のエンジン回転情報と、振動センサ４３の出力とを入力して、制振を行うためのリニアアクチュエータ３１に対する駆動指令を出力する上位コントローラである。上位コントローラ５０は、エンジン回転によって発生する車体フレーム４１の振動を抑制するために指令信号（駆動指令）を生成して出力する。符号６０は、相対速度センサ３３から出力される相対速度信号と、上位コントローラ５０から出力される駆動指令とを入力して、リニアアクチュエータ３１を安定的に駆動する安定化コントローラである。符号７０は、安定化コントローラ６０から出力される安定化駆動指令に基づいて、リニアアクチュエータ３１に対する駆動電流を出力するパワー回路である。
【００２７】
図１に示す制振装置は、リニアアクチュエータ３１に取り付けられた補助質量３２を往復運動させた際の反力を利用して、エンジン４０の回転により車体フレーム４１や車体の所定の位置に発生する振動を抑制するものである。このとき、安定化コントローラ６０は、車体４１に固定されているリニアアクチュエータ３１の本体と往復運動する補助質量３２との相対速度信号を入力して駆動指令に対してフィードバックすることにより、リニアアクチュエータ３１に減衰力を発生させて、車体フレーム４１が路面の凹凸によって受ける外乱振動に対する感度を小さくする。これによって、外乱振動の影響を低減することができる。
【００２８】
なお、相対速度センサ３３は、リニアアクチュエータ３１のストロークを検出する変位センサの出力を微分することで相対速度を検出するようにしてもよい。また、相対速度センサ３３は、リニアアクチュエータ３１と補助質量３２のそれぞれに設けた加速度センサの積分値の差分から相対速度を検出するようにしてもよい。
【００２９】
ここで、図２６を参照して、本発明に用いるリニアアクチュエータ（レシプロモータ）の構成を説明する。図２６に示すように、リニアアクチュエータは、可動部１と、可動部１の周囲に配置された固定部２と、自らが弾性変形することにより可動部１を固定部２に対して往復動可能に支持する２枚の板バネまたは複数の板バネを重ねた２組の支持部材（弾性支持部）３とを備えている。
【００３０】
可動部１は、先端に雌ネジ部１１ａが形成された円柱状をなし、軸方向に往復移動するシャフト１１と、シャフト１１を内側に挿嵌されてシャフト１１の軸方向の途中位置に固定された可動磁極としての可動子１２とを備えている。雌ネジ部１１ａには、シャフト１１を駆動すべき対象物（不図示）に固定するためのナット１３が螺着されている。
【００３１】
固定部２は、シャフト１１の軸方向から見ると外形が矩形をなし内側が筒抜けになったヨーク２１と、可動部１を間に挟むように配置され、ヨーク２１の内側に固定された一対のコイル２２，２３とを備えている。コイル２２は、ヨーク２１に内側に突き出すように形成された磁極部２１ａに巻き胴２６が取り付けられ、この巻き胴２６に金属線２７が多重に巻き付けられて構成されている。コイル２３は、固定部１を挟んで磁極部２１ａと相対する位置に形成された磁極部２１ｂに同じく巻き胴２６が取り付けられ、この巻き胴２６に金属線２７が多重に巻き付けられて構成されている。
【００３２】
磁極部２１ａの可動部１に向かう先端面には、永久磁石２４，２５が、シャフト１１の軸方向に配列されて固定されている。磁極部２１ｂの可動部１に向かう先端面にも、永久磁石２４，２５が、シャフト１１の軸方向に配列されて固定されている。これら永久磁石２４，２５は、同軸同径同長をなす瓦状の希土類磁石等からなるもので、互いに軸線方向に隣り合った状態で並べられている。ここで、これら永久磁石２４，２５は、軸線方向に直交する方向に磁極を並べたラジアル異方性のもので、互いの磁極の並びを逆にしている。具体的には、永久磁石２４は、Ｎ極が外径側に、Ｓ極が内径側に配置されており、他方の永久磁石２５は、Ｎ極が内径側に、Ｓ極が外径側に配置されている。
【００３３】
２枚の板バネ３は、シャフト１１の軸方向に離間し、ヨーク２１を間に挟んで配置されている。２枚の板バネ３は同じ形状をなし、均一な厚さの金属板を打ち抜き加工され、シャフト１１の軸方向から見ると「８」の字形に形成されている。「８」の中央の線が交差する部分に相当する箇所には、シャフト１１先端または後端を支持する貫通孔３ａがそれぞれ形成されている。また、「８」のマルの内側に相当する箇所には、上述のコイル２２または２３を内側に通すことが十分に可能な大きさの貫通孔３ｂ，３ｃがそれぞれ形成されている。さらに、「８」の最上部および最下部に相当する箇所には、板バネ３をヨーク２１に固定するための小孔３ｄ，３ｅがそれぞれ形成されている。
【００３４】
各板バネ３は、ともにコイル２２の軸方向の途中位置にてシャフト１１を支持している。より詳細に説明すると、シャフト１１の先端を支持する一方の板バネ３は、貫通孔３ａにシャフト１１の先端側を通して固定されるとともに、小孔３ｄに通されたネジ、および小孔３ｅに通されたネジによってシャフト１１の中心からコイル２２または２３よりも遠い位置にてヨーク２１に固定されている。また、シャフト１１の後端を支持する他方の板バネ３は、貫通孔３ａにシャフト１１の後端側を通して固定されるとともに、小孔３ｄ，３ｅに通されたネジによってシャフト１１の中心からコイル２２または２３よりも遠い位置にてヨーク２１にヨーク２１に固定されている。
【００３５】
一方の板バネ３は、貫通孔３ｂからシャフト１１の先端側にコイル２２を突き出させるとともに、貫通孔３ｃからシャフト１１の先端側にコイル２３を突き出させ、他方の板バネ３は、貫通孔３ｂからシャフト１１の後端側にコイル２２を突き出させるとともに、貫通孔３ｃから同じくシャフト１１の後端側にコイル２３を突き出させている。シャフト１１の軸方向に沿う２枚の板バネ３の間隔は、同方向に沿うコイル２２または２３の寸法よりも狭くなっており、貫通孔３ｂ，３ｃは、コイル２３との干渉を避けるための「逃げ」としての役割を果たしている。
【００３６】
各板バネ３は、従来のように可動子を滑らせて往復動可能に支持するのではなく、可動部１をシャフト１１の先端側および後端側の２箇所で保持し、自らが弾性変形することによって可動部１をシャフト１１の軸方向に往復動可能に支持している。なお、各板バネ３は、可動部１が往復動する際の変形量が、繰り返し弾性変形を強いられることによって疲労し、ついには破壊に至ってしまう可能性のある変形量よりも小さくなるように、シャフト１１を支持する貫通孔３ａから小孔３ｄまたは３ｅまでの距離（直線距離ではなく、板バネ自体の長さ）を可能な限り長くしたり、板厚を薄くしたりといった事前の調整がなされている。ただし、その外形はシャフト１１の軸方向からリニアアクチュエータ全体を見た場合にヨーク２１の外形からはみ出さない程度の大きさとなっている。
【００３７】
このように構成されたリニアアクチュエータの作動の仕方について説明する。コイル２２，２３に交流電流（正弦波電流、矩形波電流）を流すと、コイル２２，２３に所定方向の電流が流れる状態では、磁束が、永久磁石２４においてＳ極からＮ極に導かれることにより、ヨーク２１の外周部、磁極部２１ａ、永久磁石２４、可動子１２、シャフト１１、ヨーク２１の外周部の順に循環する磁束ループが形成される。その結果、可動部１には、シャフト１１の後端から先端に向かう軸方向に力が作用し、可動部１はその力に押されて同方向に移動する。一方、コイル２２，２３に上記所定方向とは逆方向の電流が流れる状態では、磁束が、永久磁石２５においてＳ極からＮ極に導かれることにより、ヨーク２１の外周部、磁極部２１ａ、永久磁石２５、可動子１２、シャフト１１、ヨーク２１の外周部の順に循環する磁束ループが形成される。その結果、可動部１には、シャフト１１の先端から後端に向かう軸方向に力が作用し、可動部１はその力に押されて同方向に移動する。可動部１は、交流電流によるコイル２２，２３への電流の流れの方向が交互に変化することにより以上の作動を繰り返し、固定部２に対してシャフト１１の軸方向に往復動することになる。
【００３８】
上記のリニアアクチュエータにおいては、各板バネ３が、可動部を滑らせて往復動可能に支持するのではなく、可動部１をシャフト１１の先端側および後端側の２箇所で保持し、自らが弾性変形することによって可動部１をシャフト１１の軸方向に往復動可能に支持する。これにより、可動部１には摩耗も摺動抵抗も生じない。したがって、長期にわたる使用を経た後でも軸支持の精度が低下することがなく高い信頼性が得られる。さらに、摺動抵抗に起因する消費電力の損失がなく性能の向上を図ることができる。また、上記のリニアアクチュエータにおいては、各板バネ３を、コイル２２，２３との干渉を回避しつつ可動子を基点としてコイル２２，２３よりも遠い位置にて固定部２に支持させている。これにより、嵩の張るコイル２２，２３と２枚の板バネ３とをより近接して配置することが可能になる。したがって、リニアアクチュエータの小型化が図れる。
【００３９】
次に、図２を参照して、図１に示す制振装置の変形例を説明する。図２に示す装置が図１に示す装置と異なる点は、相対速度センサ３３に代えて、駆動電流を検出する電流検出器５１を備え、この電流検出器５１によって検出した電流に基づいて、安定化させるようにした点である。安定化コントローラ６１は、リニアアクチュエータ３１のコイル電流（駆動電流）、パワー回路７１から出力される電圧指令または端子電圧等からリニアアクチュエータ３１に発生する誘導起電力としての誘起電圧を推定し、これをもとにリニアアクチュエータ３１と補助質量３２との相対速度を推定する。この推定値をフィードバックすることでリニアアクチュエータ３１に減衰力を発生させる。これによって、外乱振動の影響を低減することができる。
【００４０】
なお、端子電圧は、パワー回路７１に含まれる電圧増幅器に電圧指令に電圧増幅器ゲインを乗じた信号を用いてもよい。
【００４１】
図６（ａ）、（ｂ）は、指令信号に対する補助質量を支持するためのばね要素を有するリニアアクチュエータの応答例（誘起電圧フィードバックなし）として、ゲイン特性および位相特性を示す図である。また、図７（ａ）、（ｂ）は、指令信号に対するリニアアクチュエータの応答例（誘起電圧フィードバックあり、または相対速度フィードバックあり）として、ゲイン特性および位相特性を示す図である。
【００４２】
誘起電圧フィードバックがない場合には、アクチュエータの共振周波数の変化に対して、図６（ａ）に示すゲイン特性、図６（ｂ）に示す位相特性の変化が急峻である。これに対して、本実施形態による自動車用制振装置では、誘起電圧フィードバック（速度情報を用いたフィードバック制御）を行うことにより、アクチュエータの共振周波数が変化しても、図７（ａ）に示すゲイン特性、図７（ｂ）に示す位相特性が緩やかであるため、指令信号に対する応答の変動が小さくなり、制御性能への影響が小さくなることが分かる。
【００４３】
また、演算から得られる速度情報を用いてフィードバック制御を行うことにより、アクチュエータの共振特性が緩やかになる。このため、アクチュエータの共振周波数が変化しても、ゲイン特性や位相特性が緩やかであるため、指令信号に対する応答の変動が小さく、制御性能への影響を小さくできる。
【００４４】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態による制振装置の構成を説明する。図３は、第２の実施形態による制振装置の構成を示すブロック図である。図３において、制振装置は、制御対象である自動車の車体フレーム（主系質量）４１に接続され、車体フレーム（主系質量）４１に発生する上下方向（重力方向）の振動を制御（制振）するものとする。
【００４５】
本実施形態における制振装置は、いわゆるアクティブ動吸振器であって、リニアアクチュエータ３１への駆動電流を検出する電流検出器６３と、リニアアクチュエータ３１の端子電圧を検出する端子電圧検出器６４と、該電流検出器６３および端子電圧検出器６４の検出結果に基づいて駆動するリニアアクチュエータ３１とを備えている。制振装置は、リニアアクチュエータ３１の駆動力を使って、補助質量３２を上下方向（制振するべき振動の方向）に駆動し、補助質量３２を含む補助質量の慣性力を反力として、主系質量４１に付与することにより、主系質量４１の振動を抑えるようになっている。
【００４６】
図３に示す電流検出器６３は、リニアアクチュエータ３１に供給される電流を検出し、制御器６２に供給する。また、端子電圧検出器６４は、リニアアクチュエータ３１に印加される端子電圧を検出し、制御器６２に供給する。リニアアクチュエータ３１を駆動した場合、リニアアクチュエータ３１は、速度に比例した誘導起電力を発生する。この誘導起電力を算出することで、速度信号を得ることができる。また、これを積分処理することにより振動変位信号、微分処理することにより振動加速度を得ることも可能となる。
【００４７】
例えば、図４および図５に示すように、端子電圧Ｖと電流ｉとを検出し、増幅回路と微分回路とを通じて上記誘導起電力を誘起電圧Ｅとして出力する。この場合、巻線抵抗Ｒ、巻線インダクタンスＬに相当するゲインＫ１、Ｋ２を設定する必要がある。設定は、リニアアクチュエータの可動部（可動子、補助質量）を拘束した状態で所定の周波数の電流を流し、出力がゼロになるように調整する。誘起電圧Ｅにおいては、Ｅ＝Ｖ−Ｒ・ｉ−Ｌ（ｄｉ／ｄｔ）の関係が成立するため、端子電圧Ｖと電流ｉとを検出することにより、誘起電圧Ｅを求めることができる。
【００４８】
磁気ばね特性、あるいは機械的なばね要素により、動吸振器に関して最適値に近いばね定数が得られる場合、リニアアクチュエータ３１が発生する減衰力を調整することで、制振のためのエネルギーを供給することなく、高い振動減衰効果を得ることができる。減衰力は、リニアアクチュエータ３１のコイルの両端に負荷抵抗を接続し、この負荷抵抗の大きさを変えることで調整できる。
【００４９】
制御器６２は、電流検出器６３および端子電圧検出器６４で検出された電流および端子電圧から算出される誘起電圧に基づいて、リニアアクチュエータ３１の相対速度、あるいは相対変位、あるいは相対加速度を演算し、制振装置が主系質量４１を制振するために最適なばね特性及び減衰特性を得られるように、リニアアクチュエータ３１の最適な駆動量（制御量）を導出し、導出した結果を指令信号としてパワーアンプ７２に出力する。なお、パワーアンプ７２には、電源回路９０より電力が供給されている。パワーアンプ７２は、制御器６２の指令信号に従って、リニアアクチュエータ３１を駆動し、リニアアクチュエータ３１は、補助質量３２を上下（重力）方向に駆動（振動）することで、主系質量４１を制振する。
【００５０】
上述した実施形態によれば、アクチュエータ可動部と固定部との相対変位、相対速度、相対加速度を検出するセンサを用いることなく、リニアアクチュエータ３１の電流および端子電圧から算出される誘起電圧に基づいて、リニアアクチュエータ３１の相対速度、あるいは相対変位、あるいは相対加速度を演算し、相対速度、あるいは相対変位、あるいは相対加速度に基づいて、リニアアクチュエータ３１を制御するようにしたので、高い信頼性を確保することができる。
【００５１】
また、演算から得られる変位情報を用いることで、バネ効果を得ることができる。また演算から得られる速度情報を用いることで、ダンパ効果を得ることができる。
なお、端子電圧は、アクチュエータに印加するべき電圧の指令値から求めるようにしてもよい。
【００５２】
次に、図８を参照して、図５に示す誘導起電力としての誘起電圧の検出方法の変形例を説明する。図８に示す誘起電圧の検出方法が、図５に示す誘起電圧の検出方法と異なる点は、速度推定値のフィードバックにより共振を抑制する制御の帯域をリニアアクチュエータ３１の共振周波数付近に限定するために、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を設けた点である。このバンドパスフィルタは、リニアアクチュエータ３１の共振周波数付近（固有振動数に近い周波数）のみに減衰効果を得るためのフィルタであり、このバンドパスフィルタの位相は、アクチュエータの共振周波数付近で０°となるように設定されている。
バンドパスフィルタを設けることによって、直流のノイズ成分を抑制することができるともに、位相の調整を行うことが可能となるため、誘起電圧の推定値の確度を向上させることができる。
【００５３】
次に、図９を参照して、図８に示す誘起電圧の検出方法の変形例を説明する。図７に示す誘起電圧の検出方法が、図８に示す誘起電圧の検出方法と異なる点は、高周波ノイズ成分を抑制するために、２つのローパスフィルタ（ＬＰＦ）を設けた点である。このローパスフィルタのカットオフ周波数は、リニアアクチュエータ３１の共振周波数（固有振動数）より高い周波数に設定されている。
【００５４】
ローパスフィルタを設けることによって、高周波数のノイズ成分を除去することができるため、ノイズ成分による異音の発生を抑制することができる。
なお、本発明による自動車用制振装置は、自動車の車体フレーム、エンジンマウント近傍、ラジエータ近傍、後部の荷台下部またはトランク下部等の自動車構成部品に取り付けると有効である。
また、リニアアクチュエータ３１は、電磁力を利用したアクチュエータであり、例えば、レシプロモータを用いると有効である。
【００５５】
以上説明したように、バネ要素により可動部が支持されたアクチュエータにおいて、自動車走行時における路面の凹凸による外部加振力がアクチュエータに対して作用しても、外部加振力や共振現象による過大な変位の発生を抑制することができるため、アクチュエータの可動部がストッパに衝突するなどして異音が発生してしまうことを防止することができる。また駆動回路側で共振現象を検出することが可能であるために、アクチュエータ本体にセンサ等を設ける必要がなく、アクチュエータ本体を小型化することができる。また、アクチュエータの個体差や経時変化などにより、コイルの定数に誤差が生じた場合でも制振制御に不要な電流の直流成分の発生を防止することができる。また、高周波のノイズ成分などを増幅しないようにしたため、騒音や異音の発生レベルを低下させることが可能となる。さらに、バンドパスフィルタやローパスフィルタを振動速度フィードバック中に設け、電流フィードバック回路とは独立させたため、高周波数の駆動指令に対するアクチュエータの応答性に影響することを防止することができる。
【００５６】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態による制振装置を図面を参照して説明する。図１０は同実施形態の構成を示すブロック図である。ここでは、自動車において、気筒数制御を行うエンジンが加振源であるものとして説明する。この図において、符号４１は、自動車の車体フレームである。符号４０は、運転状態に応じて気筒数制御を行うことが可能なエンジンであり、このエンジン４０が振動の発生源（加振源）となる。符号４４は、運転席の座席シート（以下、単に座席と称する）であり、この座席４４が振動の測定点である。符号４３は、座席４４に取り付けられた加速度センサであり、座席４４の加速度を検出する。符号３１は、車体フレーム４１に取り付けられたリニアアクチュエータ（レシプロモータ）であり、エンジン４０が発生した振動を制振するために補助質量３２を振動させることにより振動を抑制する。符号６０は、加振源において発生した振動及び測定点において検出した振動に基づいて、リニアアクチュエータ３１の駆動を制御する制御部である。
【００５７】
符号５１０は、エンジン４０に対して与えられる点火パルスを入力するパルスＩＦ（インタフェース）である。符号５２０は、加速度センサ４３の出力を入力するセンサＩＦ（インタフェース）である。符号５３０は、入力した点火パルスの周波数を検出する周波数検出部である。符号５４０は、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）を実行するＦＦＴ部であり、加速度センサ４３の出力信号中にどの周波数成分がどれだけ含まれているかを抽出し、１次の振動モードの位相・振幅ＦＢ（フィードバック）、２次の振動モード位相・振幅ＦＢ信号を出力する。符号５５０は、１次の振動モードに対する振動を発生させるための指令値が予め記憶された１次指令ＲＯＭであり、周波数検出部５３０において検出された周波数に応じた指令値を読み出して出力する。符号５６０は、２次の振動モードに対する振動を発生させるための指令値が予め記憶された２次指令ＲＯＭであり、周波数検出部５３０において検出された周波数に応じた指令値を読み出して出力する。
【００５８】
符号５７０は、１次指令ＲＯＭ５５０から読み出された１次の振動指令値と、ＦＦＴ部５４０から出力される１次の振動振幅ＦＢ値及び１次の振動位相ＦＢ値を入力して、加振するべき振動の１次振動指令値と１次位相指令値を演算によって求めて出力する１次周波数演算部である。符号５８０は、１次周波数演算部５７０から出力される１次振動指令値、１次位相指令値と周波数検出部５３０から出力される振動周波数値を入力して、１次の電流指令値を出力する正弦波発信器である。符号５９０は、２次指令ＲＯＭ５６０から読み出された２次の振動指令値と、ＦＦＴ部５４０から出力される２次の振動振幅ＦＢ値及び２次の振動位相ＦＢ値を入力して、加振するべき振動の２次振動指令値と２次位相指令値を演算によって求めて出力する２次周波数演算部である。符号６００は、２次周波数演算部５９０から出力される２次振動指令値、２次位相指令値と周波数検出部５３０から出力される振動周波数値を入力して、２次の電流指令値を出力する正弦波発信器である。符号６１０は、０次の電流指令値を出力する０次指令出力部である。符号６２０は、０次の電流指令値、１次の電流指令値及び２次の電流指令値が重畳された重畳電流指令値に基づいて、リニアアクチュエータ３１に流れるモータ電流を出力する電流アンプである。
【００５９】
次に、図１０を参照して、車体フレーム４１に発生している振動のうち、抑制するべき振動のみ抑制するとともに、重畳印加させるべき振動を発生させる動作を説明する。６気筒エンジンを搭載した自動車において、６気筒から３気筒への気筒停止制御が行われると、１次周波数演算部５７０は、３気筒駆動になったことにより新たに発生した振動（３気筒駆動時に発生する振動）を抑制するための指令値を演算によって求めて出力する。一方、２次周波数演算部５９０は、３気筒駆動になったことにより発生しなくなった振動（６気筒駆動時に発生する振動）を新たに発生するための指令値を演算によって求めて出力する。そして、３気筒駆動時に発生する振動を抑制するための指令値と、６気筒駆動時に発生する振動を新たに発生するための指令値とを重畳した重畳電流指令値を電流アンプ６２０へ出力すると、リニアアクチュエータ３１において不要な振動を抑制し、新たに発生させるべき振動を発生させるために補助質量３２が振動することになる。これによって、６気筒から３気筒への気筒停止制御が行われても６気筒駆動時の振動が発生し続けることになり、運転者に対して違和感を与えることが無くなる。
【００６０】
＜第４の実施形態＞
次に、図１１を参照して、第４の実施形態を説明する。図１１に示す制振装置が、図１０に示す制振装置と異なる点は、振動を検出する測定点を複数設けるともに、加振を行うリニアアクチュエータを複数設けた点である。そして、制御部６０は、測定点４４１、４４２、４４３、４４ｎにおいて、抑制するべき振動と、発生させるべき振動の指令値を求めてそれぞれのリニアアクチュエータ３１、３０１、３０２、３０ｎに対して出力する。このようにすることにより、抑制したい振動を低減し、強調したい振動を増加させることができるため、例えば、エンジンの振動は抑制し、音楽再生時にオーディオスピーカから発生する低音振動を再生中の音楽信号に基づいて増加させるといった制御が可能となる。また、エンジンの振動を抑制することにより、車内のこもり音等を低減させることも可能となる。
【００６１】
このように、不要な振動を抑制するとともに、必要に応じて所定の振動を発生させるために、リニアアクチュエータ３１に支持された補助質量３２を振動させることにより車体フレーム４１を加振する手段を備えた制振装置において、車体フレーム４１を振動させるエンジン４０の周波数と、座席４４における振動を検出し、エンジン４０の周波数と座席４４における振動に基づいて、抑制するべき振動と、発生させるべき振動の指令値を求め、これらの指令値を重畳させた制御信号をリニアアクチュエータ３１に対して出力するようにしたため、不要な振動を抑制するともに、必要に応じて所定の振動を発生させることができ、運転者に対して振動制御による違和感を与えてしまうことを防止することができる。
【００６２】
以上のように説明した制振装置による作用を方法としての側面から見た場合、この装置が実現する振動抑制方法は、不要な振動を抑制するとともに、必要に応じて所定の振動を発生させるために、リニアアクチュエータに支持された補助質量を振動させることにより制振対象物を加振する加振手段を備えた制振装置における振動抑制方法であって、前記制振対象物を振動させる加振源の周波数を検出する周波数検出ステップと、測定点における振動を検出する振動検出ステップと、前記加振源の周波数と前記測定点において検出された振動に基づいて、抑制するべき振動と、発生させるべき振動の指令値を求める演算ステップと、前記抑制するべき振動の指令値と、発生させるべき振動の指令値を重畳させた制御信号を前記加振手段に出力する制御信号出力ステップとを有するようにしたものといえる。そして、こうした振動抑制方法を実現することにより、上記の効果を生じさせることが可能となっているものといえる。
【００６３】
また、これを制振プログラムとして構成したものは、不要な振動を抑制するとともに、必要に応じて所定の振動を発生させるために、リニアアクチュエータに支持された補助質量を振動させることにより制振対象物を加振する加振手段を備えた制振装置における制振プログラムであって、前記制振対象物を振動させる加振源の周波数を検出する周波数検出処理と、測定点における振動を検出する振動検出処理と、前記加振源の周波数と前記測定点において検出された振動に基づいて、抑制するべき振動と、発生させるべき振動の指令値を求める演算処理と、前記抑制するべき振動の指令値と、発生させるべき振動の指令値を重畳させた制御信号を前記加振手段に出力する制御信号出力処理とをコンピュータに行わせるようにしたものとなる。そして、こうした制振プログラムを実現することにより、上記の効果を生じさせることが可能となっているものといえる。
【００６４】
＜第５の実施形態＞
次に、本発明の第５の実施形態による制振装置を図面を参照して説明する。図１２は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、符号４１は、内燃機関等のエンジンが搭載された車体フレームであり、エンジンの回転駆動によって車体の振動系が形成されている。符号３０は、リニアアクチュエータにより補助質量を振動させることにより車体フレーム４１の車体に発生する振動を制振する加振部である。この加振部３０は、ボイスコイルモータやレシプロモータ等のリニアアクチュエータを用いることが可能である。符号７０は、加振部３０を駆動するパワー回路である。符号６０４は、内部のマッピングデータを参照して、制振制御を行うマッピング制御部である。符号６０５は、周波数領域適応フィルタによる制振制御を行う周波数領域適応フィルタ部である。符号６０６は、時間領域適応フィルタによる制振制御を行う時間領域適応フィルタ部である。
【００６５】
周波数領域適応フィルタ部６０５及び時間領域適応フィルタ部６０６は、適応フィルタの結果に基づいて、マッピング制御部６０４に保持しているマップデータを更新する。符号６０７は、現時点の状況に応じて、マッピング制御部６０４、周波数領域適応フィルタ部６０５及び時間領域適応フィルタ部６０６のいずれかを選択して、制振制御を行わせる制御切替部であり、車体フレーム４１の所定位置の観測点の加速度と加速度基準値とエンジン回転数変化率に基づいて用いる制御を切り替える。また、周波数領域適応フィルタ部６０５は、時間領域適応フィルタ部６０６に対して伝達関数Ｇ’（ｓ）を転送して更新する。周波数領域適応フィルタ部６０５において計算される（Ｓ（ｎ）−Ｓ（ｎ−１）／（Ｍ（ｎ）−Ｍ（ｎ−１））の逆数がＧ’（ｓ）に該当する。符号６０８は、運転状態毎に、回転数に応じた加速度基準値が予め記憶された加速度基準値テーブルである。符号６０９は、エンジンパルス信号からエンジン回転数の変動率を計測する回転数変動率計測部であり、エンジンパルス信号は発生する時間間隔から、エンジン回転数Ｎと回転数変動率ｄＮ／ｄｔを計算して、エンジンパルス信号毎に更新する。車体フレーム４１には、観測点の加速度Ａを検出して観測点加速度信号を出力する加速度センサと現時点の運転状態（ギアポジション、エアコンＯＮ／ＯＦＦ、アクセル開度等）を示す運転状態信号Ｄ０を出力する機能（図示せず）が備えられている。
【００６６】
ここで、図１４〜図１６を参照して、各制御部の動作を説明する。図１４〜図１６に示す制御動作は、原則的に従来技術による制御であるため、ここでは、詳細な説明は省略する。
【００６７】
図１４は、図１２に示すマッピング制御部６０４の動作を示す図である。マッピング制御部６０４は、運転状態信号と、エンジンパルス信号から求めたエンジン回転数とに基づき、制御信号データマップを選択し、このデータマップに予め定義されている振幅指令値と、位相指令値を読み出して、この読み出した振幅指令値と位相指令値とをパワー回路７０へ出力する。パワー回路７０は、この指令値に基づいて、加振部の振動を制御することにより制振対象（車体）の振動を低減する。
【００６８】
図１５は、図１２に示す時間領域適応フィルタ部６０６の動作を示す図である。時間領域適応フィルタ部６０６は、観測点加速度信号とエンジンパルス信号とを入力し、信号伝達特性の推定伝達関数Ｇ（ｓ）に基づいて、正弦波加振力指令値（振幅指令値と位相指令値）を求め、この正弦波加振力指令値をパワー回路７０へ出力する。パワー回路７０は、この指令値に基づいて、加振部の振動を制御することにより制振対象（車体）の振動を低減する。
図１６は、図１２に示す周波数領域適応フィルタ部６０５の動作を示す図である。周波数領域適応フィルタ部６０５は、観測点加速度信号とエンジンパルス信号とを入力し、フーリエ変換を用いて得られた制振対象の周波数成分に基づいて発生するべき力の力指令を求め、この力指令に基づいて得られる正弦波加振力指令値（振幅指令値と位相指令値）を求め、この正弦波加振力指令値をパワー回路７０へ出力する。パワー回路７０は、この指令値に基づいて、加振部の振動を制御することにより制振対象（車体）の振動を低減する。
【００６９】
次に、図１２に示す制振装置の動作を説明する。まず、自動車がエンジン始動すると、制御切替部６０７は、マッピング制御部６０４を選択する。これにより、マッピング制御が行われることになる。この状態のときに、制御切替部６０７は、車体フレーム４１の観測点の加速度信号と、加速度基準値テーブル６０８に記憶されている加速度基準値との値を比較して、検出して得られた加速度が加速度基準値を超えていた場合、マッピング制御から適応フィルタへの切替えを行う。マッピング制御から適応フィルタへ切り替えを行う場合、制御切替部６０７は、回転数変動率計測部６０９の出力を参照して、変動率が大きい時には時間領域適応フィルタ部６０６に切り替え、変動率が小さい時には周波数領域適応フィルタ部６０５へ切り替える。また、周波数領域適応フィルタ部６０５が動作している時には、適応フィルタの計算過程で、時間領域適応フィルタ部６０６で不可欠となる信号伝達特性の推定伝達関数（（Ｓ（ｎ）−Ｓ（ｎ−１））／（Ｍ（ｎ）−Ｍ（ｎ−１））が求められる。この推定伝達関数は、１／Ｇ’（ｓ）に相当するため、この結果に基づいて時間領域適応フィルタ６の推定伝達関数Ｇ’（ｓ）を更新する。
【００７０】
そして、制御切替部６０７は、適応フィルタに移行した後、加速度基準値を下回るようになった時点で、適応フィルタからマッピング制御に戻す切り替えを行う。このとき、周波数領域適応フィルタ部６０５または時間領域適応フィルタ部６０６においては、適応フィルタの動作によって、効果的に制振できる正弦波加振力指令が求められることになるため、周波数領域適応フィルタ部６０５または時間領域適応フィルタ部６０６は求めた加振力指令値に基づいて、マッピング制御部６０４に保持されているマッピングデータを更新する。この動作によって、現時点で最適なマップデータに更新されることになるため、個体差や経年変化の影響による制振性能劣化を防止することができ、適切な制振制御処理が実行されること維持することができる。
【００７１】
次に、図１３を参照して、制御切替部６０７が、各制御を切り替えるタイミングについて説明する。図１３は、状態値に基づいて、制御方式を切り替える動作を示す図である。図１３において、エンジン回転数Ｎ、運転状態値Ｄ０に基づいて、加速度基準値テーブル６０８を参照して得られる基準値を、Ａ１（Ｎ，Ｄ０）、またはＡ２（Ｎ，Ｄ０）と示す。Ａ１（Ｎ，Ｄ０）は、マッピング制御から適応フィルタへ移行する基準値であり、Ａ２（Ｎ，Ｄ０）は、適応フィルタからマッピング制御へ移行する基準値であり、Ａ２（Ｎ，Ｄ０）≦Ａ１（Ｎ，Ｄ０）の関係を満たしている。また、適応フィルタの方式移行をおこなうための基準値をＷ１〜Ｗ４と示す。Ｗ１は、エンジン回転数変動率ｄＮ／ｄｔに基づいて、周波数領域適応フィルタから時間領域適応フィルタへ移行する基準値である。Ｗ２は、エンジン回転数変動率ｄＮ／ｄｔに基づいて、時間領域適応フィルタから制御なしへ移行する基準値である。Ｗ３は、エンジン回転数変動率ｄＮ／ｄｔに基づいて、時間領域適応フィルタから周波数領域適応フィルタへ移行する基準値である。Ｗ４は、エンジン回転数変動率ｄＮ／ｄｔに基づいて、制御なしから時間領域適応フィルタへ移行する基準値である。基準値Ｗ１〜Ｗ４は、Ｗ１＜Ｗ２、Ｗ３＜Ｗ４、Ｗ１≧Ｗ３、Ｗ２≧Ｗ４を満たしている。また、マッピング制御状態（初期状態）をＣ０＝１、周波数領域適応フィルタによる制御状態をＣ０＝２、時間領域適応フィルタによる制御状態をＣ０＝３、適応フィルタの制御なし状態をＣ０＝４と示す。図１３に示すように、エンジン回転数Ｎ、回転数変動率ｄＮ／ｄｔとから求められる基準値Ａ１、Ａ２と適応フィルタ切替えの基準値Ｗ１〜Ｗ４に基づいて、現時点における最適な制御方式を選択して実行することにより最適な制振制御が可能となる。
【００７２】
基準値Ａ１、Ａ２は、同一の値でもよいが、Ａ２＜Ａ１を満たすように設定して、加速度基準値を超えて適応フィルタ制御に移行した後に、マッピング制御に戻る時にはヒステリシスを設けて、加速度基準値をヒステリシス幅だけ下回った場合に戻るようにするようにしてもよい。これにより制振性能がより向上させることができ、マッピングデータもより良質なものに更新することができる。また、マッピング制御に戻る時には加速度基準値を下回ってかつ、回転数変動率が所定の値を上回った場合に戻るようにしてもよい。このようにすることにより、できるだけ適応フィルタ制御にとどまり、制振性能を上げた状態でマッピングデータの更新を行うことができる。
【００７３】
また、マッピングデータ更新時において、マッピング制御から適応フィルタ制御に移行したエンジン回転数のデータのみを更新してもよく、適応フィルタ制御実施中に加速度基準値を下回った回転数のデータ全てを更新するようにしてもよい。また、マッピングデータ更新のタイミングは、マッピング制御に戻るときに加え、適応フィルタ制御実施中に加速度基準値を、ある所定の値だけ下回った度にマッピングデータ更新を実施するようにしてもよい。また、伝達関数の更新のタイミングは、一定の時間間隔毎に実施するのに加え、前回更新した回転数から所定の間隔離れた回転数になる度に実施するようにしてもよい。また、適応フィルタ実施時の回転数変動率が大きすぎる場合には、悪影響を避けるために適応フィルタ動作を停止する（制御なし）ようにしてもよい。
【００７４】
このように、個体差や経年変化などでマッピング制御による制振制御性能が劣化した場合に、適応フィルタに切り替えて制振性能を向上させるとともにマッピング制御のマッピングデータを更新するようにしたため、マッピング制御による制振性能を回復させることが可能となる。また、適応フィルタ実施時には、回転数変動率と応答性に応じて周波数領域、時間領域、制御なしのいずれかに切り替えるようにしたため、回転数変動時に適応フィルタによって逆に振動が大きくなってしまうことを防止することができる。また、周波数領域適応フィルタの計算過程を用いて時間領域適応フィルタで必要となる伝達関数を更新するようにしたため、伝達関数の変動による時間領域適応フィルタにおける特性劣化を防ぐことが可能となる。
【００７５】
＜第６の実施形態＞
以下、本発明の第６の実施形態による制振装置を、図面を参照して説明する。図１７は、同実施形態による制振装置の構成を示すブロック図である。図１７において、符号３０は補助質量（おもり）を振動させ、その反力を用いて自動車等の制振対象機器の振動を抑制する加振部である。符号４１は、加振部３０が取り付けられる自動車の車体フレームである。加振部３０は、車体フレーム（主系質量）４１に発生する上下方向（重力方向）の振動を制御（制振）するものとする。符号７２は、加振部３０内に備えるリニアアクチュエータを駆動するための電流を供給するパワーアンプである。符号６５は、加振部３０に発生させるべき力に応じて、リニアアクチュエータに供給する電流を制御する電流制御部である。符号６３１は、加振部３０に対して供給されている電流を検出する電流検出部である。符号６４１は、パワーアンプ７２に対して印加されている電圧を検出する印加電圧検出部である。符号６６は、電流検出部６３１及び印加電圧検出部６４１の出力（電流値と電圧値）に基づいて、加振部３０内に備えるリニアアクチュエータの振動速度を推定するアクチュエータ振動速度推定部である。符号６７は、アクチュエータ振動速度推定部６６から出力される振動速度の値を入力し、理想アクチュエータ逆特性に基づいて、理想アクチュエータは出力するべき力指令信号を出力する理想アクチュエータ逆特性部である。符号６８は、所定値の力指令値を出力する所定値出力部である。
【００７６】
ここで、図１９を参照して、図１７に示す加振部３０の詳細な構成を説明する。図１９は、図１７に示す加振部３０の詳細な構成を示す図である。この図において、符号３２は、車体フレーム４１に対して付加する補助質量（おもり）である。符号３４は、リニアアクチュエータ（レシプロモータ）を構成する固定子であり、車体フレーム４１に固定される。符号１２は、リニアアクチュエータ（レシプロモータ）を構成する可動子であり、例えば重力方向の往復動（図３の紙面では上下動）を行う。加振部３０は、車体フレーム４１の抑制するべき振動の方向と可動子１２の往復動方向（推力方向）とが一致するように、車体フレーム４１に固定される。符号３は、可動子１２及び補助質量３２を推力方向に移動可能なように支持する板バネである。符号１１は、可動子１２と補助質量３２を接合する軸であり、板バネ３によって支持されている。符号３５は、可動子１２の可動範囲を制限するストッパであり、可動子１２の両端（図１９においては上限と下限）において可動範囲を制限する。この加振部３０によって、動吸振器が構成されていることになる。
【００７７】
次に、図１９に示す加振部３０の動作を説明する。リニアアクチュエータ（レシプロモータ）を構成するコイル（図示せず）に交流電流（正弦波電流、矩形波電流）を流した場合、コイルに所定方向の電流が流れる状態では、磁束が、永久磁石においてＳ極からＮ極に導かれることにより、磁束ループが形成される。その結果、可動子１２には、重力に逆らう方向（上方向）に移動する。一方、コイルに所定方向とは逆方向の電流を流すと、可動子１２は、重力方向（下方向）に移動する。可動子１２は、交流電流によるコイルへの電流の流れの方向が交互に変化することにより以上の動作を繰り返し、固定子３４に対して軸１１の軸方向に往復動することになる。これにより、軸１１に接合されている補助質量３２が上下方向に振動することになる。電流制御部６５から出力する制御信号に基づいて、補助質量３２の加速度を制御することにより、制御力を調節して、車体フレーム４１の振動を低減するものである。
【００７８】
次に、図１７を参照して、図１７に示す制振装置の動作を説明する。まず、電流検出部６３１は、加振部３０に供給される電流を検出し、電流制御部６５とアクチュエータ振動速度推定部６６に供給する。また、印加電圧検出部６４１は、加振部３０に印加される電圧を検出し、アクチュエータ振動速度推定部６６に供給する。加振部３０内のリニアアクチュエータを駆動した場合、リニアアクチュエータは、速度に比例した誘導起電力を発生する。この誘導起電力を算出することで、アクチュエータ振動速度推定部６６は、振動速度信号を得ることができる。
【００７９】
例えば、印加電圧Ｖと電流ｉとを検出し、増幅回路と微分回路とを通じて誘起電圧Ｅとして出力する。この場合、巻線抵抗Ｒ、巻線インダクタンスＬに相当するゲインＫ１、Ｋ２を設定する必要がある。設定は、リニアアクチュエータの可動部（可動子、補助質量）を拘束した状態で所定の周波数の電流を流し、出力がゼロになるように調整する。誘起電圧Ｅにおいては、Ｅ＝Ｖ−Ｒ・ｉ−Ｌ（ｄｉ／ｄｔ）の関係が成立するため、端子電圧Ｖと電流ｉとを検出することにより、誘起電圧Ｅを求めることができる。また、磁気ばね特性、あるいは機械的なばね要素により、加振部３０において最適値に近いばね定数が得られる場合、リニアアクチュエータが発生する減衰力を調整することで、制振のためのエネルギーを供給することなく、高い振動減衰効果を得ることができる。減衰力は、リニアアクチュエータ１１Ａのコイルの両端に負荷抵抗を接続し、この負荷抵抗の大きさを変えることで調整できる。
【００８０】
アクチュエータ振動速度推定部６６の出力には、現時点の指令値に対する実アクチュエータの出力が反映されることになる。リニアアクチュエータが理想アクチュエータであると仮定すると、アクチュエータ振動速度推定部６６が推定した振動速度を理想アクチュエータが出力するときに必要な力指令信号が電流制御部６５に入力されていることになるため、理想アクチュエータ逆特性部６７は、アクチュエータ振動速度推定部６６が推定した振動速度を理想アクチュエータが出力するときに必要な力指令信号を出力することになる。（１）式に理想アクチュエータ逆特性の伝達関数の一例を示す。
Ｇｉ（ｓ）＝（Ｍｉｓ２＋Ｃｉｓ＋Ｋｉ）／ｓ
・・・・（１）
ただし、Ｍｉ：補助質量（理想値）、Ｃｉ：減衰係数（理想値）、Ｋｉ：バネ定数（理想値であり、伝達関数の減衰係数が臨界減衰（減衰率＝１）の１／１００〜１００倍の範囲である。
【００８１】
実際の指令信号と理想アクチュエータ逆特性部６７が出力との差分値を、指令信号の補正値としてフィードバックすることにより実アクチュエータを理想アクチュエータと振舞わせることができる。電流制御部６５は、電流検出部６３１検出された電流および理想アクチュエータ逆特性部６７から出力される指令信号に基づいて、加振部３０が車体フレーム４１を制振するために最適なばね特性及び減衰特性を得られるように、リニアアクチュエータの最適な駆動量（制御量）を導出し、導出した結果を指令信号としてパワーアンプ７２に出力する。パワーアンプ７２は、電流制御部６５の指令信号に従って、加振部３０を駆動することにより、補助質量３２が上下（重力）方向に振動することになる。この補助質量３２が振動することによる反力で車体フレーム４１に発生する振動を抑制する。
【００８２】
なお、理想アクチュエータ逆特性を、アクチュエータの共振周波数付近の帯域に制限するバンドパスフィルタを備えていてもよい。
【００８３】
このように、理想アクチュエータの特性を最適動吸振器に等しくすることで、アクティブ動吸振器を最適動吸振器と振舞わせることが可能となるため、自動車用の制振装置において、共振現象を抑制して、補助質量の振動振幅を適正な範囲内にでき、理想的な振動抑制を実現することができ、振動抑制性能を向上させることができる。
【００８４】
次に、図１８を参照して、図１７に示す制振装置の変形例を説明する。図１８は、図１７に示す振装置の変形例の構成を示すブロック図である。この図において、図１７に示す装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。図１８に示す装置が、図１７に示す装置と異なる点は、所定値出力部６８に換えて、加振源情報（加振タイミング、周波数、加振力波形、車体振動等）を取得し、この加振源情報に基づいて、振動を抑制するための指令値を出力する制御部６９を設けた点である。制御部６９が出力する振動抑制指令値は、加振源の加振力または加振力の周波数情報、車体（制振対象機器）２の振動情報または加振力情報から生成されて出力される。加振部３０は、この振動抑制指令値に基づいて、リニアアクチュエータの駆動を行うことになる。その他の動作は、前述した動作と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００８５】
なお、本発明による自動車用制振装置は、自動車の車体フレーム、エンジンマウント近傍、ラジエータ近傍、後部の荷台下部またはトランク下部に取り付けると有効である。
また、加振部３０内に備えるリニアアクチュエータは、電磁力を利用したアクチュエータであり、例えば、レシプロモータを用いると有効である。また、加振部３０内に備えるアクチュエータは、電圧を印加することで変位を起こす素子を用いた圧電アクチュエータであってもよい。
【００８６】
以上説明したように、アクチュエータの振動系の加振力に対する相対振動速度の伝達関数を使用する理想アクチュエータ逆特性に基づくアクチュエータの共振抑制手段を備えたため、理想アクチュエータ逆特性を所望の特性に基づいて設定することでアクチュエータの特性を任意の特性に調整することができる。これにより、所望の特性の減衰特性を大きくすることで、アクチュエータ本体に作用する外力によってアクチュエータの可動部の共振が発生しにくい特性とすることができるため、適正な反力を発生させて理想的な振動抑制を実現することができる。また、所望の特性の固有振動数を下げることでアクチュエータの見かけの固有振動数を下げることができるため、実アクチュエータの固有振動数付近においてもバネ特性などの影響を受けることなく、安定した制振制御を実現することが可能となる。
【００８７】
＜第７の実施形態＞
次に、本発明の第７の実施形態による制振装置を図面を参照して説明する。図２０は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、符号３０は、制振制御の対象物である制御対象機器４４に固定して、内部に備えるリニアアクチュエータ（レシプロモータ）によって補助質量を駆動することにより制御対象機器４４の振動を抑制する加振部である。ここでいう制御対象機器４４とは、例えば、自動車の車体等である。
【００８８】
符号３２は、制御対象機器４４に対して付加する補助質量（おもり）である。符号３４は、レシプロモータを構成する固定子であり、制御対象機器４４に固定される。符号１２は、レシプロモータを構成する可動子であり、例えば重力方向の往復動（図１の紙面では上下動）を行う。加振部３０は、制御対象機器４４の抑制するべき振動の方向と可動子１２の往復動方向（推力方向）とが一致するように、制御対象機器４４に固定される。符号３は、可動子１２及び補助質量３２を推力方向に移動可能なように支持する板バネである。符号１１は、可動子１２と補助質量３２を接合する軸であり、板バネ３によって支持されている。符号３５は、可動子１２の可動範囲を制限するストッパであり、可動子１２の両端（図２０においては上限と下限）において可動範囲を制限する。
【００８９】
符号６２０は、制御対象機器４４の状態値（例えば、エンジン回転数）を入力して、補助質量３２に発生させるべき振動の振幅指令値と周波数指令値と演算によって求めて出力する指令値生成部である。符号６２１は、指令値生成部６２０から出力される振幅指令値と周波数指令値とから決まる印加可能な電流値の上限が周波数毎に定義された振幅上限クランプテーブルである。符号６２２は、振幅指令値と周波数指令値とを入力し、振幅上限クランプテーブル６２１を参照して、入力した振幅指令値を適切な可動範囲に制限するための補正を行い、入力された周波数指令と、この補正（制限）後の振幅指令値とに基づいて、レシプロモータに対して印加するべき電流の指令値を求めて出力する印加電流生成部である。符号７２は、加振部３０を構成するレシプロモータの固定子３４に電流を供給し、可動子１２の往復動を制御するパワーアンプである。
【００９０】
次に、図２０に示す加振部３０の動作を説明する。レシプロモータを構成するコイル（図示せず）に交流電流（正弦波電流、矩形波電流）を流した場合、コイルに所定方向の電流が流れる状態では、磁束が、永久磁石においてＳ極からＮ極に導かれることにより、磁束ループが形成される。その結果、可動子１２には、重力に逆らう方向（上方向）に移動する。一方、コイルに所定方向とは逆方向の電流を流すと、可動子１２は、重力方向（下方向）に移動する。可動子１２は、交流電流によるコイルへの電流の流れの方向が交互に変化することにより以上の動作を繰り返し、固定子３４に対して軸１１の軸方向に往復動することになる。これにより、軸１１に接合されている補助質量３２が上下方向に振動することになる。パワーアンプ７２から出力する制御信号に基づいて、補助質量３２の加速度を制御することにより、制御力を調節して、制御対象機器４４の振動を低減することができる。
【００９１】
図２０に示すリニアアクチュエータにおいては、軸１１を滑らせて往復動可能に支持するのではなく、各板バネ３が、可動子１２を軸１１の上端側および下端側の２箇所で保持し、自らが弾性変形することによって可動子１２を軸１１の軸方向に往復動可能に支持する。これにより、可動子１２には摩耗も摺動抵抗も生じないため、長期にわたる使用を経た後でも軸支持の精度が低下することがなく高い信頼性が得られるとともに、摺動抵抗に起因する消費電力の損失がなく性能の向上を図ることができる。しかし、前述したように、自動車が急加速や悪路走行することによって自動車の挙動変化が激しい場合等においては、固定子３４に対して供給する電流の変動も大きくなり、可動子１２がストッパ３５に衝突する現象が発生してしまう。自動車に制振装置として加振部３０を取り付けるような場合、可動子１２がストッパ３５に衝突することによる発せられる衝突音（異音）はない方が望ましい。
【００９２】
このため、固定子３４に対して印加している電流周波数毎に、現時点で新たに印加することが可能な電流の上限値を予め求め、この電流周波数と電流上限値との関係を振幅指令値と周波数指令値の関係に置き換えて振幅上限クランプテーブル２０に記憶しておき、印加電流生成部６２２が新たな印加電流指令値を求める場合に、この振幅上限クランプテーブル２０を参照して、指令値生成部６２０から出力された振幅指令値を補正して、この補正された振幅指令値と、指令値生成部６２０から出力された周波数指令値とに基づいて、新たな印加電流指令値を求めてパワーアンプ７２へ出力することにより、可動子１２がストッパ３５に衝突することを防止することができる。また、振幅指令値の補正をテーブル参照によって行うようにしたため、印加電流生成部６２２における演算量を軽減することができるため、処理の高速化を図ることができるとともに、廉価な演算装置を用いることができコストダウンを図ることができる。
【００９３】
次に、図２１を参照して、図２０に示す制振装置の変形例を説明する。この図において、図２０に示す装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この図に示す装置が図２０に示す装置と異なる点は、振幅上限クランプテーブル６２１に換えて、電流上限クランプテーブル６２３を設けた点である。電流上限クランプテーブル６２３は、固定子３４に対して印加している電流周波数毎に、現時点で新たに印加することが可能な電流の上限値を予め求め、この電流周波数と電流上限値との関係を印加電流指令値と周波数指令値の関係に置き換えて予め記憶したテーブルである。印加電流生成部６２２が新たな印加電流指令値を求める場合に、この電流上限クランプテーブル６２３を参照して、指令値生成部６２０から出力された振幅指令値と指令値生成部６２０から出力された周波数指令値とに基づいて、新たに求めた印加電流指令値を補正して、パワーアンプ７２へ出力することにより、可動子１２がストッパ３５に衝突することを防止することができる。
【００９４】
＜第８の実施形態＞
次に、図２２を参照して、本発明の第８の実施形態による制振装置を説明する。図２２は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、図２０に示す装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この図２２に示す装置が図２０に示す装置と異なる点は、振幅上限クランプテーブル６２１に換えて、勾配制限部６２５を設け、印加電流生成部６２４が勾配制限部６２５によって振幅の変動勾配が制限された振幅指令値に基づいて印加電流指令値を求めるようにした点である。勾配制限部６２５は、入力された振幅指令値の変動勾配を緩やかな変動にして出力するものである。印加電流生成部６２４が新たな印加電流指令値を求める場合に、勾配制限部６２５によって変動勾配が制限された振幅指令値と、指令値生成部６２０から出力された周波数指令値とに基づいて、新たな印加電流指令値を求めてパワーアンプ７２へ出力することにより、急激に印加電流が変動することを抑制することができるため、可動子１２がストッパ３５に衝突することを防止することができる。また、周波数変動が大きい場合のみに制限を設けることによって応答の遅れを軽減することも可能である。
【００９５】
次に、図２３を参照して、図２２に示す制振装置の変形例を説明する。この図において、図２２に示す装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この図に示す装置が図２２に示す装置と異なる点は、勾配制限部６２６を印加電流生成部６２４の後段に設けた点である。勾配制限部６２６は、ローパスフィルタと同等の機能を有し、印加電流生成部６２４が求めた印加電流指令値を入力し、この入力された印加電流指令値の変動勾配を緩やかな変動にして出力するものである。印加電流生成部６２４が新たに求めた印加電流指令値の変動勾配が緩やかになるように補正して、パワーアンプ７２へ出力することにより、急激に印加電流が変動することを抑制することができるため、可動子１２がストッパ３５に衝突することを防止することができる。
【００９６】
＜第９の実施形態＞
次に、図２４を参照して、本発明の第９の実施形態による制振装置を説明する。図２４は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、図２０に示す装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この図２４に示す装置が図２０に示す装置と異なる点は、振幅上限クランプテーブル６２１に換えて、振幅抑制部６２７と変動検出部６２９とを設け、印加電流生成部６２８が振幅抑制部６２７によって振幅が抑制された振幅指令値に基づいて印加電流指令値を求めるようにした点である。振幅抑制部６２７は、変動検出部６２９が検出した周波数指令値の変動量に応じて、振幅指令値の変動を抑制するものである。変動検出部６２９は、指令値生成部６２０から出力される周波数指令値の変動を常に検出し、変動量が所定値を超えた場合に、振幅抑制部６２７に対して、変動量が所定値を超えたことを通知するものである。印加電流生成部６２８が新たな印加電流指令値を求める場合に、変動検出部６２９が検出した周波数変動に基づいて振幅抑制部６２７により振幅が抑制された振幅指令値と、指令値生成部６２０から出力された周波数指令値とに基づいて、新たな印加電流指令値を求めてパワーアンプ７２へ出力することにより、急激に印加電流が変動することを抑制することができるため、可動子１２がストッパ３５に衝突することを防止することができる。また、振幅抑制部６２７による振幅の抑制量を適切に制御することにより、急激な周波数変動時においてもある程度駆動を続行することができる。
【００９７】
次に、図２５を参照して、図２４に示す制振装置の変形例を説明する。この図において、図２４に示す装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この図に示す装置が図２４に示す装置と異なる点は、振幅抑制部６２７に換えて電流抑制部６３０を設けた点である。電流抑制部６３０は、変動検出部６２９が検出した周波数指令値の変動量が所定値を超えた場合に、印加電流生成部６２８が求めた印加電流指令値の変動を抑制するものである。指令値生成部６２０から出力された周波数指令値の変動量が所定値を超えた場合に、印加電流生成部６２８が新たに求めた印加電流指令値の変動抑制ように補正して、パワーアンプ７２へ出力することにより、急激に印加電流が変動することを抑制することができるため、可動子１２がストッパ３５に衝突することを防止することができる。
【００９８】
以上説明したように、発生するべき振動の振幅指令値及び周波数指令値に基づいて、アクチュエータ（レシプロモータ）に印加する電流を制御する場合に、補助質量３２の振動振幅が予め決められた値を超えないように、アクチュエータに対して印加する電流値を制限するようにしたため、アクチュエータの可動子を常に適切な可動範囲内で駆動することができる。これにより、可動子１２がストッパ３５と衝突することがなくなるため、衝突音の発生を抑制することができる。さらには、印加電流値の制御によってアクチュエータの可動子を常に適切な可動範囲内で駆動することができるようにため、アクチュエータ（レシプロモータ）内の設けられるストッパ３５が不要となり、アクチュエータの構造を簡単にすることも可能となる。
【００９９】
なお、各機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより振動抑制制御を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【０１００】
また、前述した説明においては、制振対象を自動車の車体であるものとして説明したが、本発明による制振対象機器は必ずしも自動車の車体である必要はなく、自律走行搬送車、ロボットアーム等であってもよい。
【符号の説明】
【０１０１】
３０・・・加振部、３１・・・リニアアクチュエータ、３２・・・補助質量、３３・・・相対速度センサ、４０・・・エンジン、４１・・・車体フレーム、４３・・・振動センサ、５０・・・上位コントローラ、６０・・・安定化コントローラ、７０・・・パワー回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
不要な振動を抑制するとともに、必要に応じて所定の振動を発生させる制振装置であって、
リニアアクチュエータに支持された補助質量を振動させることにより制振対象物を加振する加振手段と、
前記制振対象物を振動させる加振源の周波数を検出する周波数検出手段と、
測定点における振動を検出する振動検出手段と、
前記加振源の周波数と前記測定点において検出された振動に基づいて、抑制するべき振動と、発生させるべき振動の指令値を求める演算手段と、
前記抑制するべき振動の指令値と、発生させるべき振動の指令値を重畳させた制御信号を前記加振手段に出力する制御信号出力手段と
を備えたことを特徴とする制振装置。
【請求項２】
前記加振手段は、発生すべき振動状態になるように前記リニアアクチュエータに支持された前記補助質量を振動させることを特徴とする請求項１に記載の制振装置。
【請求項３】
前記加振手段は、前記補助質量の振動方向が異なる複数のリニアアクチュエータを備え、
前記振動検出手段は、振動を抑制または発生させるべき位置に備え、
前記演算手段は、前記振動検出手段を備える位置において、抑制するべき振動と、発生させるべき振動の指令値を求めることを特徴とする請求項１または２に記載の制振装置。
【請求項４】
前記リニアアクチュエータは、レシプロモータであることを特徴とする請求項１に記載の制振装置。
【請求項５】
前記制振装置が自動車に備えられ、
前記演算手段は、車内で再生中の音楽信号に基づいて、低音振動が増幅するように、発生させるべき振動の指令値を求めることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の制振装置。
【請求項６】
前記制振装置が自動車に備えられ、
前記演算手段は、エンジン振動を抑制するべき振動の指令値と、エンジン振動による車内のこもり音を低減する指令値とを求めること特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の制振装置。
【請求項７】
不要な振動を抑制するとともに、必要に応じて所定の振動を発生させるために、リニアアクチュエータに支持された補助質量を振動させることにより制振対象物を加振する加振手段を備えた制振装置における振動抑制方法であって、
前記制振対象物を振動させる加振源の周波数を検出する周波数検出ステップと、
測定点における振動を検出する振動検出ステップと、
前記加振源の周波数と前記測定点において検出された振動に基づいて、抑制するべき振動と、発生させるべき振動の指令値を求める演算ステップと、
前記抑制するべき振動の指令値と、発生させるべき振動の指令値を重畳させた制御信号を前記加振手段に出力する制御信号出力ステップと
を有することを特徴とする振動抑制方法。
【請求項８】
不要な振動を抑制するとともに、必要に応じて所定の振動を発生させるために、リニアアクチュエータに支持された補助質量を振動させることにより制振対象物を加振する加振手段を備えた制振装置における制振プログラムであって、
前記制振対象物を振動させる加振源の周波数を検出する周波数検出処理と、
測定点における振動を検出する振動検出処理と、
前記加振源の周波数と前記測定点において検出された振動に基づいて、抑制するべき振動と、発生させるべき振動の指令値を求める演算処理と、
前記抑制するべき振動の指令値と、発生させるべき振動の指令値を重畳させた制御信号を前記加振手段に出力する制御信号出力処理と
をコンピュータに行わせることを特徴とする制振プログラム。
【請求項１】
不要な振動を抑制するとともに、必要に応じて所定の振動を発生させる制振装置であって、
リニアアクチュエータに支持された補助質量を振動させることにより制振対象物を加振する加振手段と、
前記制振対象物を振動させる加振源の周波数を検出する周波数検出手段と、
測定点における振動を検出する振動検出手段と、
前記加振源の周波数と前記測定点において検出された振動に基づいて、抑制するべき振動と、発生させるべき振動の指令値を求める演算手段と、
前記抑制するべき振動の指令値と、発生させるべき振動の指令値を重畳させた制御信号を前記加振手段に出力する制御信号出力手段と
を備えたことを特徴とする制振装置。
【請求項２】
前記加振手段は、発生すべき振動状態になるように前記リニアアクチュエータに支持された前記補助質量を振動させることを特徴とする請求項１に記載の制振装置。
【請求項３】
前記加振手段は、前記補助質量の振動方向が異なる複数のリニアアクチュエータを備え、
前記振動検出手段は、振動を抑制または発生させるべき位置に備え、
前記演算手段は、前記振動検出手段を備える位置において、抑制するべき振動と、発生させるべき振動の指令値を求めることを特徴とする請求項１または２に記載の制振装置。
【請求項４】
前記リニアアクチュエータは、レシプロモータであることを特徴とする請求項１に記載の制振装置。
【請求項５】
前記制振装置が自動車に備えられ、
前記演算手段は、車内で再生中の音楽信号に基づいて、低音振動が増幅するように、発生させるべき振動の指令値を求めることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の制振装置。
【請求項６】
前記制振装置が自動車に備えられ、
前記演算手段は、エンジン振動を抑制するべき振動の指令値と、エンジン振動による車内のこもり音を低減する指令値とを求めること特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の制振装置。
【請求項７】
不要な振動を抑制するとともに、必要に応じて所定の振動を発生させるために、リニアアクチュエータに支持された補助質量を振動させることにより制振対象物を加振する加振手段を備えた制振装置における振動抑制方法であって、
前記制振対象物を振動させる加振源の周波数を検出する周波数検出ステップと、
測定点における振動を検出する振動検出ステップと、
前記加振源の周波数と前記測定点において検出された振動に基づいて、抑制するべき振動と、発生させるべき振動の指令値を求める演算ステップと、
前記抑制するべき振動の指令値と、発生させるべき振動の指令値を重畳させた制御信号を前記加振手段に出力する制御信号出力ステップと
を有することを特徴とする振動抑制方法。
【請求項８】
不要な振動を抑制するとともに、必要に応じて所定の振動を発生させるために、リニアアクチュエータに支持された補助質量を振動させることにより制振対象物を加振する加振手段を備えた制振装置における制振プログラムであって、
前記制振対象物を振動させる加振源の周波数を検出する周波数検出処理と、
測定点における振動を検出する振動検出処理と、
前記加振源の周波数と前記測定点において検出された振動に基づいて、抑制するべき振動と、発生させるべき振動の指令値を求める演算処理と、
前記抑制するべき振動の指令値と、発生させるべき振動の指令値を重畳させた制御信号を前記加振手段に出力する制御信号出力処理と
をコンピュータに行わせることを特徴とする制振プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図３】
【図４】
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【図６】
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【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２０１３−６５９４（Ｐ２０１３−６５９４Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１５３４３９（Ｐ２０１２−１５３４３９）
【出願日】平成２４年７月９日（２０１２．７．９）
【分割の表示】特願２００８−５１４４６０（Ｐ２００８−５１４４６０）の分割
【原出願日】平成１９年４月２７日（２００７．４．２７）
【出願人】（０００００２０５９）シンフォニアテクノロジー株式会社 (1,111)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年７月９日（２０１２．７．９）
【分割の表示】特願２００８−５１４４６０（Ｐ２００８−５１４４６０）の分割
【原出願日】平成１９年４月２７日（２００７．４．２７）
【出願人】（０００００２０５９）シンフォニアテクノロジー株式会社 (1,111)
【Ｆターム（参考）】
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