制振装置及びこれを備えた車両
【課題】制振すべき振動の著しい変化に起因して発生させる相殺振動を大きく変化させる必要がある場合に対応して制振制御の応答性を向上させた制振装置を提供する。
【解決手段】振動Ｖｉ３を相殺するために必要な疑似振動Ｖｉ３’の算出値に基づいて加振手段２を通じて制振すべき位置に相殺振動Ｖｉ４を発生させ、制振すべき位置において振動Ｖｉ３と相殺振動Ｖｉ４との相殺誤差として残る振動を検出する。そして、相殺誤差として残る振動が小さくなるように適応フィルタ３２ｆの算出を繰り返し実行し、算出の積み重ねにより疑似振動Ｖｉ３’及び適応フィルタ３２ｆを真値へ収束させる。さらに、振動Ｖｉ３と疑似振動Ｖｉ３’に基づき制振すべき位置に発生される相殺振動Ｖｉ４との偏差に対応する偏差情報を取得し、取得した偏差情報に基づいて偏差の増加に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が速まるように収束係数３２ｕを変更する。
【解決手段】振動Ｖｉ３を相殺するために必要な疑似振動Ｖｉ３’の算出値に基づいて加振手段２を通じて制振すべき位置に相殺振動Ｖｉ４を発生させ、制振すべき位置において振動Ｖｉ３と相殺振動Ｖｉ４との相殺誤差として残る振動を検出する。そして、相殺誤差として残る振動が小さくなるように適応フィルタ３２ｆの算出を繰り返し実行し、算出の積み重ねにより疑似振動Ｖｉ３’及び適応フィルタ３２ｆを真値へ収束させる。さらに、振動Ｖｉ３と疑似振動Ｖｉ３’に基づき制振すべき位置に発生される相殺振動Ｖｉ４との偏差に対応する偏差情報を取得し、取得した偏差情報に基づいて偏差の増加に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が速まるように収束係数３２ｕを変更する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発生する振動を適応制御により抑制する制振装置に係り、特に適応制御の応答性および安定性を向上させた制振装置及びこれを備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から車両のエンジン等の振動発生源で生じた振動と加振手段を通じて発生させた相殺振動とを制振すべき位置で相殺する制振装置が知られている。このような従来の制振装置として特許文献１及び特許文献２には、適応フィルタを用いて制振すべき振動に相当する疑似振動を算出し、算出した疑似振動に基づいてアクチュエータ等の加振手段を通じて制振すべき位置に相殺振動を発生させ、発生した相殺振動と制振すべき振動との相殺誤差として残る振動を加速度センサで検出し、検出した相殺誤差として残る振動が小さくなるように上記適応フィルタの算出を繰り返し実行し、算出の積み重ねにより疑似振動及び適応フィルタを真値へ収束させるものが開示されている。
【０００３】
このような適応制御を行う制振装置は、算出一回当たりに適応フィルタを真値へ近づける度合を示す収束係数を用いて適応フィルタの算出を積み重ねる構成が通例であり、この収束係数により適応フィルタの真値への収束する速度が決定されている。収束係数は、特許文献２に例示されるように、一定の収束係数を用いるのが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２０２９０２号公報
【特許文献２】特開２００８−２５０１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のように収束係数が常に一定である制振装置では、例えばエンジンの回転数やアクセル開度によって制振すべき振動が変化し、この変化に対応して発生させるべき相殺振動を大きく変化させる必要があるときには適応フィルタの収束が遅くて応答性が低下し所望の制振効果を発揮できない。また、制振すべき振動の微少な変化等により発生させるべき相殺振動を大きく変化させる必要がないときには適応フィルタの収束が速まって挙動が大きくなり、オーバーシュート等の不具合を招いて制振制御の安定性を損なう。
【０００６】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、その目的は、制振すべき振動の著しい変化に起因して発生させる相殺振動を大きく変化させる必要があるときや無いとき、若しくはこれらが混在する場合であってもこれに適切に対応して制振制御の応答性または安定性を向上させた制振装置及びこれを備えた車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。
【０００８】
すなわち、本発明に係る制振装置は、振動発生源で生じる振動と加振手段を通じて発生させる相殺振動とを制振すべき位置で相殺するにあたり、適応フィルタを用いて前記振動発生源から前記制振すべき位置へ伝達した振動を相殺するために必要な疑似振動を算出する疑似振動算出手段と、前記疑似振動算出手段により算出された疑似振動に基づいて前記加振手段を通じて前記制振すべき位置に前記相殺振動を発生させる相殺振動発生指令手段と、前記制振すべき位置において前記振動発生源で生じた振動と前記相殺振動との相殺誤差として残る振動を検出する振動検出手段とを具備し、前記疑似振動算出手段は、前記振動検出手段により検出された振動と前記適応フィルタが真値への収束する速度を決定する収束係数とに基づいて前記相殺誤差として残る振動が小さくなるように前記適応フィルタの算出を繰り返し実行し、算出の積み重ねにより疑似振動及び適応フィルタを真値へ収束させる制振装置であって、前記振動発生源から前記制振すべき位置へ伝達した振動と前記疑似振動に基づき前記制振すべき位置に発生される相殺振動との偏差に対応する偏差情報を取得する偏差情報取得手段と、前記偏差情報取得手段により取得された偏差情報に基づいて前記偏差の増加に応じて前記適応フィルタが収束する速度が速まるように前記収束係数を変更する収束係数変更手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、振動発生源から制振すべき位置へ伝達した振動を相殺するために必要な疑似振動が適応フィルタを用いて疑似振動算出手段により算出され、算出された疑似振動に基づいて相殺振動発生指令手段により加振手段を通じて制振すべき位置に相殺振動が発生され、制振すべき位置において振動発生源で生じた振動と相殺振動との相殺誤差として残る振動が振動検出手段により検出され、検出された振動と適応フィルタが真値への収束する速度を決定する収束係数とに基づいて相殺誤差として残る振動が小さくなるように疑似振動算出手段により適応フィルタが算出され、算出の積み重ねにより疑似振動及び適応フィルタを真値へ収束させる制振制御が実施される。この場合、制振すべき振動の変化に対応して相殺振動を大きく変化させる必要があるときに相殺誤差として残る振動と疑似振動に基づき制振すべき位置に発生される相殺振動との偏差が大きくなることに着目して、偏差情報取得手段により上記偏差に対応する偏差情報を取得し、取得された偏差情報に基づいて偏差の増加に応じて適応フィルタが収束する速度が速まるように収束係数を収束係数変更手段により変更するので、制振すべき位置に発生させる相殺振動を大きく変化させる必要があるときに適応フィルタが収束する速度を速めて高応答化し、制振制御の応答性を向上させることができる。
【００１０】
また、本発明に係る制振装置は、振動発生源で生じる振動と加振手段を通じて発生させる相殺振動とを制振すべき位置で相殺するにあたり、適応フィルタを用いて前記振動発生源から前記制振すべき位置へ伝達した振動を相殺するために必要な疑似振動を算出する疑似振動算出手段と、前記疑似振動算出手段により算出された疑似振動に基づいて前記加振手段を通じて前記制振すべき位置に前記相殺振動を発生させる相殺振動発生指令手段と、前記制振すべき位置において前記振動発生源で生じた振動と前記相殺振動との相殺誤差として残る振動を検出する振動検出手段とを具備し、前記疑似振動算出手段は、前記振動検出手段により検出された振動と前記適応フィルタが真値への収束する速度を決定する収束係数とに基づいて前記相殺誤差として残る振動が小さくなるように前記適応フィルタの算出を繰り返し実行し、算出の積み重ねにより疑似振動及び適応フィルタを真値へ収束させる制振装置であって、前記振動発生源から前記制振すべき位置へ伝達した振動と前記疑似振動に基づき前記制振すべき位置に発生される相殺振動との偏差に対応する偏差情報を取得する偏差情報取得手段と、前記偏差情報取得手段により取得された偏差情報に基づいて前記偏差の減少に応じて前記適応フィルタが収束する速度が遅くなるように前記収束係数を変更する収束係数変更手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、制振すべき振動の変化に対応して相殺振動を大きく変化させる必要がないときに相殺誤差として残る振動と疑似振動に基づき制振すべき位置に発生される相殺振動との偏差が小さくなることに着目して、偏差情報取得手段により上記偏差に対応する偏差情報を取得し、取得された偏差情報に基づいて偏差の減少に応じて適応フィルタが収束する速度が遅くなるように収束係数を収束係数変更手段により変更するので、加振すべき相殺振動を大きく変化させる必要がないときに適応フィルタが収束する速度を低下させて相殺振動の挙動を小さくして、制振制御の安定性を向上させることができる。
【００１２】
さらに、本発明に係る制振装置は、振動発生源で生じる振動と加振手段を通じて発生させる相殺振動とを制振すべき位置で相殺するにあたり、適応フィルタを用いて前記振動発生源から前記制振すべき位置へ伝達した振動を相殺するために必要な疑似振動を算出する疑似振動算出手段と、前記疑似振動算出手段により算出された疑似振動に基づいて前記加振手段を通じて前記制振すべき位置に前記相殺振動を発生させる相殺振動発生指令手段と、前記制振すべき位置において前記振動発生源で生じた振動と前記相殺振動との相殺誤差として残る振動を検出する振動検出手段とを具備し、前記疑似振動算出手段は、前記振動検出手段により検出された振動と前記適応フィルタが真値への収束する速度を決定する収束係数とに基づいて前記相殺誤差として残る振動が小さくなるように前記適応フィルタの算出を繰り返し実行し、算出の積み重ねにより疑似振動及び適応フィルタを真値へ収束させる制振装置であって、前記振動発生源から前記制振すべき位置へ伝達した振動と前記疑似振動に基づき前記制振すべき位置に発生される相殺振動との偏差に対応する偏差情報を取得する偏差情報取得手段と、前記偏差情報取得手段により取得された偏差情報に基づいて前記偏差の増加に応じて前記適応フィルタが収束する速度が速まり前記偏差の減少に応じて前記適応フィルタが収束する速度が遅くなるように前記収束係数を変更する収束係数変更手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、制振すべき振動の変化に対応して相殺振動を大きく変化させる必要があるときに相殺誤差として残る振動と疑似振動に基づき制振すべき位置に発生される相殺振動との偏差が大きくなり、相殺振動を大きく変化させる必要がないときに前記偏差が小さくなることに着目して、偏差情報取得手段により上記偏差に対応する偏差情報を取得し、取得された偏差情報に基づいて偏差の増加に応じて適応フィルタが収束する速度が速まり偏差の減少に応じて適応フィルタが収束する速度が遅くなるように収束係数を収束係数変更手段により変更するので、加振すべき相殺振動を大きく変化させる必要があるときに適応フィルタが収束する速度を速めて高応答化し、制振制御の応答性を向上させることができる。しかも、加振すべき相殺振動を大きく変化させる必要がないときに適応フィルタが収束する速度を低下させて相殺振動の挙動を小さくして、制振制御の安定性を向上させることができる。したがって、発生させる相殺振動を大きく変化させる必要があるときや無いときが混在する場合に制振制御を適切に実施することが可能となる。
【００１４】
上記偏差に対応する偏差情報を用いた制振を実現する具体的構成としては、前記偏差情報取得手段は、前記偏差に対応する偏差情報として前記疑似振動に基づき制振すべき位置に発生される相殺振動の振幅値に対応する加振力振幅成分を取得し、前記収束係数変更手段は、前記偏差情報取得手段により取得された加振力振幅成分に応じて前記収束係数を変更することが挙げられる。
【００１５】
上記偏差に対応する偏差情報を用いた制振を実現する他の具体的構成としては、前記偏差情報取得手段は、前記偏差に対応する偏差情報として前記振動検出手段により検出される相殺誤差として残る振動の振幅成分を取得し、前記収束係数変更手段は、前記偏差情報取得手段により取得された相殺誤差として残る振動の振幅成分に応じて前記収束係数を変更することが挙げられる。
【００１６】
上記偏差に対応する偏差情報を用いた制振を実現する他の具体的構成としては、前記偏差情報取得手段は、前記偏差に対応する偏差情報として前記振動発生源で生ずる振動に関連する信号に基づいて前記制振すべき位置での振動の周波数の変化量を取得し、前記収束係数変更手段は、前記偏差情報取得手段により取得された周波数の変動量に応じて前記収束係数を変更することが挙げられる。
【００１７】
上記偏差に対応する偏差情報を用いた制振を実現する他の具体的構成としては、前記偏差情報取得手段は、前記偏差に対応する偏差情報として前記相殺誤差として残る振動の位相と前記疑似振動に基づき制振すべき位置に発生される振動の位相との位相差を取得し、前記収束係数変更手段は、前記偏差情報取得手段により取得された位相差に応じて前記収束係数を変更することが挙げられる。
【００１８】
乗員に快適な乗り心地を提供するためには、上記の制振装置を車両に備えることが挙げられる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、以上説明したように、制振すべき振動の変化に対応して相殺振動を大きく変化させる必要があるときに相殺誤差として残る振動と疑似振動に基づき制振すべき位置に発生される相殺振動との偏差が大きくなることに着目して、この偏差に応じて適応フィルタが収束する速度を変化するように収束係数を変更するので、制振すべき振動の著しい変化に応じて発生させる相殺振動を大きく変化させる必要の有無に左右されずに制振制御の応答性または安定性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る制振装置の概略全体模式図。
【図２】第１実施形態に係る制御手段の構成および機能の概略ブロック図。
【図３】第１実施形態に係る制御手段の構成を詳細に示すブロック図。
【図４】加振手段から制振すべき位置へ伝達する振動に関する説明図。
【図５】相殺振動の振幅値とこの振幅値に応じて変更される収束係数との関係を示す図。
【図６】本発明の第２実施形態に係る制御手段の構成を詳細に示すブロック図。
【図７】本発明の第３実施形態に係る制御手段の構成を詳細に示すブロック図。
【図８】本発明の第４実施形態に係る制御手段の構成を詳細に示すブロック図。
【図９】第４実施形態において振動発生源から制振すべき位置へ伝達した振動と相殺振動との相殺誤差として残る振動に関する説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態に係る制振装置を、図１〜図５を参照して説明する。
【００２２】
本実施形態の制振装置は、図１に示すように、自動車等の車両に搭載されるものであり、座席ｓｔ等の制振すべき位置ｐｏｓに設けた加速度センサ等の振動検出手段１と、所定の質量を有する補助質量２ａを振動させることにより振動Ｖｉ２を発生するリニアアクチュエータを用いた加振手段２と、振動発生源ｇｎであるエンジンの点火パルス信号と振動検出手段１からの検出信号とを入力し加振手段２で発生させた振動Ｖｉ２を制振すべき位置ｐｏｓへ伝達させることにより制振すべき位置ｐｏｓに相殺振動Ｖｉ４を発生させる制御手段３とを有し、車体フレームｆｒｍにマウンタｇｎｍを介して搭載されたエンジン等の振動発生源ｇｎで生じる振動Ｖｉ１と加振手段２を通じて制振すべき位置ｐｏｓに発生させた相殺振動Ｖｉ４とを制振すべき位置ｐｏｓで相殺させて制振すべき位置ｐｏｓでの振動を低減するものである。
【００２３】
制御手段３は、図２に示すように、振動発生源ｇｎから制振すべき位置ｐｏｓへ伝達した振動Ｖｉ３を的確に相殺する相殺振動Ｖｉ４を制振すべき位置ｐｏｓに発生させるために、振動発生源ｇｎから制振すべき位置ｐｏｓへ伝達した振動Ｖｉ３を模擬した疑似振動Ｖｉ３’を適応アルゴリズムの適応フィルタ３２ｆを用いて算出し、算出した疑似振動Ｖｉ３’に基づいて加振手段２を通じて制振すべき位置ｐｏｓに相殺振動Ｖｉ４を発生させる。また、制御手段３は、加振手段２から制振すべき位置ｐｏｓへ伝達した相殺振動Ｖｉ４と振動Ｖｉ３との相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）を振動検出手段１で検出し、検出した相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）が小さくなるように適応フィルタ３２ｆの算出を繰り返し実行し、算出の積み重ねにより疑似振動Ｖｉ３’及び適応フィルタ３２ｆを真値へ収束させる制振制御を行う。本実施形態では、振動発生源ｇｎから制振すべき位置ｐｏｓへ伝達した振動Ｖｉ３を相殺するために必要な疑似振動は、振動Ｖｉ３を模擬した疑似振動Ｖｉ３’であるが、この振動Ｖｉ３の模擬を行うことなく加振手段２から制振すべき位置ｐｏｓへ伝達した相殺振動Ｖｉ４を直接模擬したものであってもよい。
【００２４】
この適応制御による制振制御を実行する制御手段３は、図２に示すように、疑似振動算出手段３２と、相殺振動発生指令手段３３とを有する。
【００２５】
疑似振動算出手段３２は、適応フィルタ３２ｆを用いて疑似振動Ｖｉ３’を算出すると共に、振動検出手段１より入力した相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）が小さくなるように適応フィルタ３２ｆを逐次更新する。具体的には、疑似振動算出手段３２は、疑似振動算出部３２ａと、学習適応部３２ｂとを有する。疑似振動算出部３２ａは、疑似振動Ｖｉ３’の算出の基礎となる基準波に対して適応フィルタ３２ｆを用いたフィルタリングを施すことにより基準波の振幅及び位相を変化させて疑似振動Ｖｉ３’を算出する。学習適応部３２ｂは、振動検出手段１より入力した相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）が無くなるように適応フィルタ３２ｆの算出の基礎である基準波から適応フィルタの真値へ向かって適応フィルタの算出を繰り返し実行し、この算出の積み重ねにより疑似振動Ｖｉ３’及び適応フィルタ３２ｆを真値へ収束させるものである。適応フィルタ３２ｆの算出の際には、算出一回当たりに適応フィルタ３２ｆを真値へ近づける度合を示す収束係数３２ｕを用い、この収束係数３２ｕにより適応フィルタ３２ｆが真値へ収束する速度が決定されている。
【００２６】
相殺振動発生指令手段３３は、疑似振動算出手段３２が算出した疑似振動Ｖｉ３’に基づいて加振手段２を通じて相殺振動Ｖｉ４を制振すべき位置ｐｏｓに発生させる。この相殺振動を発生させるにあたり、図４に示すように、振動発生源ｇｎから制振すべき位置ｐｏｓへ伝達した振動Ｖｉ３に対してこの振動Ｖｉ３を逆波形にした振動−Ｖｉ３を加振すればよいが、加振手段２で発生させた振動Ｖｉ２は制振すべき位置ｐｏｓに伝達する過程で振幅又は位相が変化するので、この変化を考慮して制振すべき位置ｐｏｓに相殺振動Ｖｉ４が印加させるように振動Ｖｉ２を加振手段２で発生させる必要がある。具体的には、加振手段２から制振すべき位置ｐｏｓまで伝達する振動の振幅及び位相の変化させる振動伝達関数Ｇの逆伝達関数を逆伝達関数記憶部３３ａに予め記憶しておき、制振すべき位置ｐｏｓでの振動Ｖｉ３を模擬した疑似振動Ｖｉ３’を逆波形にした相殺振動Ｖｉ４に対して逆伝達関数を加味して振動Ｖｉ２を算出する。ここでは、逆伝達関数の振幅成分を１／Ｇとし、位相成分をＰとして逆伝達関数記憶部３３ａに記憶している。なお、振動発生源ｇｎから制振すべき位置ｐｏｓへ伝達する振動の振幅又は位相を変化させる振動伝達関数をＧ’と示している。
【００２７】
上記の構成に対して本実施形態ではさらに、図２に示すように、偏差情報取得手段３４と、収束係数変更手段３５とを備えている。
【００２８】
偏差情報取得手段３４は、振動発生源ｇｎから制振すべき位置ｐｏｓへ伝達した振動Ｖｉ３と疑似振動Ｖｉ３’に基づき制振すべき位置ｐｏｓに発生される相殺振動Ｖｉ４との偏差に対応する偏差情報を取得する。
【００２９】
収束係数変更手段３５は、偏差情報取得手段３４により取得された加振力振幅成分が大きくなるほど適応フィルタ３２ｆが収束する速度が速まるように収束係数を変更するものである。
【００３０】
このような制御手段３を実現する具体的な制御ブロックを図３に示して説明する。
【００３１】
図３に示すように、周波数検出部４１は、振動発生源ｇｎであるエンジンの起爆タイミングを示すエンジンパルス信号を入力し、入力したエンジンパルス信号の周波数が制振すべき位置ｐｏｓでの振動Ｖｉ３の周波数ｆと一致するものと取り扱い、振動Ｖｉ３の周波数ｆを認識する。勿論、エンジンの点火パルス信号に代えて例えばエンジンクランクの回転数を検出するセンサからの検出パルス信号等、その他の信号を用いてもよい。基本電気角算出部４２は、認識された周波数ｆを入力して基本電気角θ（＝ωｔ）を算出する。基準波生成部４３は、算出された基本電気角θを基礎として基準波である基準正弦波ｓｉｎθ及び基準余弦波ｃｏｓθを生成する。これら基準波は制御手段３での信号処理においての波形の振幅及び位相等の基準となるものである。
【００３２】
加速度センサである振動検出手段１で検出される制振すべき位置ｐｏｓでの振動には、振動発生源ｇｎで生じた振動以外にも他の振動が含まれているので、振動検出手段１の出力信号に対して周波数検出部４１で認識された周波数ｆ成分の信号のみを取り出すＢＰＦ（バンドパスフィルタ）４４を施すことにより振動発生源ｇｎで生じた振動のみを振動信号として検出している。
【００３３】
この振動信号を模擬するために、振動信号をＡｓｉｎ（θ＋φ）、θ＝ωｔと仮定し、以下の式を利用する。
【００３４】
まず、振動信号Ａｓｉｎ（θ＋φ）に２ｓｉｎθを乗算すると、
２Ａｓｉｎ（θ＋φ）×ｓｉｎθ＝Ａｃｏｓφ−Ａｃｏｓ（２θ＋φ）
と変形できる。この式を収束係数μを用いて積分すると、右辺第二項Ａｃｏｓ（２θ＋φ）の積分は（μＡ／２ω）ｓｉｎ（２θ＋φ）となり、μをＡに比べて非常に小さな値に設定すると振幅が小さく且つ周期関数の積分であるため（μＡ／２ω）ｓｉｎ（２θ＋φ）を無視でき、右辺全体が真値Ａに近い値Ａ’の振幅成分及び真値φに近い値φ’の位相成分を有するＡ’ｃｏｓφ’に収束する。
【００３５】
同様に、振動信号Ａｓｉｎ（θ＋φ）に２ｃｏｓθを乗算すると、
２Ａｓｉｎ（θ＋φ）×ｃｏｓθ＝Ａｓｉｎφ＋Ａｓｉｎ（２θ＋φ）
と変形できる。この式を収束係数μを用いて積分すると、右辺第二項Ａｓｉｎ（２θ＋φ）の積分も上記と同様に周期関数の積分であるため無視でき、右辺全体が真値Ａに近い値Ａ’の振幅成分及び真値φに近い値φ’の位相成分を有するＡ’ｓｉｎφ’に収束する。
【００３６】
上記で求めたＡ’ｃｏｓφ’及びＡ’ｓｉｎφ’にｓｉｎθ及びｃｏｓθをそれぞれ乗算して足し合わせると、
ｓｉｎθ×Ａ’ｃｏｓφ’＋ｃｏｓθ×Ａ’ｓｉｎφ’＝Ａ’ｓｉｎθ×ｃｏｓφ’＋Ａ’ｃｏｓθ×ｓｉｎφ’＝Ａ’ｓｉｎ（θ＋φ’）
と変形できる。したがって、振動信号に対して上記の演算を実施することにより振動信号Ａｓｉｎ（θ＋φ）を模擬した疑似振動Ａ’ｓｉｎ（θ＋φ’）を算出できる。これらＡ’ｃｏｓφ’及びＡ’ｓｉｎφ’は、いわゆる適応制御における適応フィルタ３２ｆであり、振動信号の入力により疑似振動の振幅Ａ’及び位相φ’を真値たる振幅Ａ及び位相φに収束させるべく自己適応する。また、適応フィルタは、適応フィルタに対して基準波を乗算して足し合わせることにより疑似振動に変形するので、疑似振動と基準波との振幅差及び位相差を表すものといえる。
【００３７】
上記の演算処理を用いて振動信号Ａｓｉｎ（θ＋φ）に基づいて適応フィルタ３２ｆを学習更新しつつ疑似振動を算出するために、図３に示すように疑似振動算出手段３２を構成している。すなわち、乗算器４５は、振動信号Ａｓｉｎ（θ＋φ）と２μを基礎とする収束係数とを乗算する。乗算器４６、４７は、乗算器４５での乗算結果に対して基準波生成部４３から出力される基準正弦波ｓｉｎθと基準余弦波ｃｏｓθをそれぞれ乗算して、積分器４８、４９へ出力する。積分器４８、４９は、乗算器４６、４７からの出力を積分し、疑似振動と基準波との振幅差及び位相差を表す適応フィルタ３２ｆとしてのＡ’ｃｏｓφ’及びＡ’ｓｉｎφ’を出力する。
【００３８】
この適応フィルタ３２ｆに対して基準正弦波ｓｉｎθ及び基準余弦波θをそれぞれ乗算した後に足し合わせると上記の通り疑似振動Ａ’ｓｉｎ（θ＋φ’）となるが、本実施形態では、振幅成分及び位相成分の逆伝達関数を加味した基準波を適応フィルタ３２ｆとの乗算前に生成している。勿論、疑似振動を算出した後に振幅成分及び位相成分の逆伝達関数を加味してもよい。具体的に本実施形態では、逆伝達関数振幅設定部５３は、周波数に対応した逆伝達関数の振幅成分が予め記憶されており、認識した周波数ｆを入力して逆伝達関数の振幅成分１／Ｇを特定する。同様に、逆伝達関数位相設定部５０は、周波数に対応した逆伝達関数の位相成分が予め記憶されており、認識した周波数ｆを入力して逆伝達関数の位相成分Ｐを特定する。特定された位相成分Ｐと基本電気角θとが加算器５１で加算されて発振器５２に入力される。発振器５２は、逆伝達関数の位相成分Ｐが加味された正弦波ｓｉｎ（θ＋Ｐ）及び余弦波ｃｏｓ（θ＋Ｐ）を生成する。乗算器５４、５５は、生成された正弦波ｓｉｎ（θ＋Ｐ）及び余弦波ｃｏｓ（θ＋Ｐ）に対して逆伝達関数振幅設定部５３により特定された逆伝達関数の振幅成分１／Ｇとをそれぞれ乗算して、振幅及び位相の逆伝達関数を加味した基準波を生成する。
【００３９】
これら乗算器５４、５５により生成された振幅及び位相の逆伝達関数を加味した基準波（１／Ｇ）ｓｉｎ（θ＋Ｐ）及び（１／Ｇ）ｃｏｓ（θ＋Ｐ）に対して上記の適応フィルタ３２ｆとしてのＡ’ｃｏｓφ’及びＡ’ｓｉｎφ’を乗算器５６、５７でそれぞれ乗算する。乗算器５６、５７での乗算結果を加算器５８で足し合わせ、足し合わせた結果に−１を乗算器５９で乗算すると、相殺振動［−（Ａ’／Ｇ）ｓｉｎ（θ＋φ’＋Ｐ）］の発生を指令する相殺信号が生成され、加振手段２で相殺振動［−（Ａ’／Ｇ）ｓｉｎ（θ＋φ’＋Ｐ）］が加振される。
【００４０】
上記の適応制御を用いた制振制御を行う構成に加えてさらに、偏差情報取得手段３４を構成する加振力振幅成分取得部３４ｃと、収束係数変更手段３５とを有している。
【００４１】
偏差情報取得手段３４を構成する加振力振幅成分取得部３４ｃは、相殺振動Ｖｉ４の振幅値が大きいほど振動発生源ｇｎで生ずる振動に変化が発生した際に相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）が大きくなり、これに伴って振動発生源ｇｎから制振すべき位置ｐｏｓへ伝達した振動Ｖｉ３と疑似振動Ｖｉ３’に基づき制振すべき位置ｐｏｓに発生される相殺振動Ｖｉ４との偏差が大きくなることに着目して、相殺振動Ｖｉ４の振幅値に対応する加振力振幅成分を上記偏差の指標として取得している。この加振力振幅成分の具体例としては、相殺振動Ｖｉ４の振幅値の基礎となる適応フィルタ３２ｆの振幅成分や疑似振動算出手段３２により算出された疑似振動Ｖｉ３’の振幅成分等が挙げられる。本実施形態では具体的に、積分器４８、４９により出力された適応フィルタ３２ｆであるＡ’ｃｏｓφ’及びＡ’ｓｉｎφ’を入力し、入力した適応フィルタ３２ｆに基づいて適応フィルタ３２ｆの振幅成分Ａ’を加振力振幅成分として取得する。
【００４２】
収束係数変更手段３５は、偏差情報取得手段３４により取得された加振力振幅成分たる適応フィルタ３２ｆの振幅成分Ａ’に応じて収束係数３２ｕを変更する。収束係数３２ｕの変更は、ゲインを乗算器３５ａに出力することにより基礎となる基礎値２μを変化させて行う。収束係数変更手段３５は、図５に示すように、加振力振幅成分たる適応フィルタ３２ｆの振幅成分Ａ’が予め設定された閾値Ａｔｈ以下であるときは、適応フィルタ３２ｆの収束速度が一定値Ｄｓとなるようにゲインを出力し、振幅成分Ａ’が閾値Ａｔｈを超えている場合は、収束速度がリニアに増加するようにゲインを出力し、収束速度が予め設定された上限値Ｄｍａｘに達したときは振幅成分Ａ’の増加に係わらず収束速度が上限値Ｄｍａｘになるようにゲインを出力する。上限値Ｄｍａｘは、収束係数３２ｕにより決定される収束速度が或る上限を超えて速くなると適応フィルタ３２ｆが発散するので、これを防止すべく設けられるものである。収束係数変更手段３５は、上記のように加振力振幅成分の増加に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が速まるように収束係数３２ｕを変更するとともに、加振力振幅成分の減少に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が遅くなるように収束係数３２ｕを変更する。勿論、適応フィルタ３２ｆが収束する速度が速まるように収束係数３２ｕを変更する構成のみでもよいし、適応フィルタ３２ｆが収束する速度が遅くなるように収束係数３２ｕを変更する構成のみでもよい。
【００４３】
以上のように、本実施形態に係る制振装置は、振動発生源ｇｎで生じる振動Ｖｉ３と加振手段２を通じて発生させる相殺振動Ｖｉ４とを制振すべき位置ｐｏｓで相殺するにあたり、適応フィルタ３２ｆを用いて振動発生源ｇｎから制振すべき位置ｐｏｓへ伝達した振動Ｖｉ３を相殺するために必要な疑似振動Ｖｉ３’を算出する疑似振動算出手段３２と、疑似振動算出手段３２により算出された疑似振動Ｖｉ３’に基づいて加振手段２を通じて制振すべき位置ｐｏｓに相殺振動Ｖｉ４を発生させる相殺振動発生指令手段３３と、制振すべき位置ｐｏｓにおいて振動発生源ｇｎで生じた振動Ｖｉ３と相殺振動Ｖｉ４との相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）を検出する振動検出手段１とを具備し、疑似振動算出手段３２は、振動検出手段１により検出された振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）と適応フィルタ３２ｆが真値への収束する速度を決定する収束係数３２ｕとに基づいて相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）が小さくなるように適応フィルタ３２ｆの算出を繰り返し実行し、算出の積み重ねにより疑似振動Ｖｉ３’及び適応フィルタ３２ｆを真値へ収束させるものであり、振動発生源ｇｎから制振すべき位置ｐｏｓへ伝達した振動Ｖｉ３と疑似振動Ｖｉ３’に基づき制振すべき位置ｐｏｓに発生される相殺振動Ｖｉ４との偏差に対応する偏差情報を取得する偏差情報取得手段３４と、偏差情報取得手段３４により取得された偏差情報に基づいて偏差の増加に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が速まるように且つ偏差の減少に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が遅くなるように収束係数３２ｕを変更する収束係数変更手段３５とを備えたことを特徴とする。
【００４４】
本実施形態では、振動発生源ｇｎから制振すべき位置ｐｏｓへ伝達した振動Ｖｉ３を相殺するために必要な疑似振動Ｖｉ３’が適応フィルタ３２ｆを用いて疑似振動算出手段３２により算出され、算出された疑似振動Ｖｉ３’に基づいて相殺振動発生指令手段３３により加振手段２を通じて制振すべき位置ｐｏｓに相殺振動Ｖｉ４が発生され、制振すべき位置ｐｏｓにおいて振動発生源ｇｎで生じた振動Ｖｉ３と相殺振動Ｖｉ４との相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）が振動検出手段１により検出され、検出された振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）と適応フィルタ３２ｆが真値への収束する速度を決定する収束係数３２ｕとに基づいて相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）が小さくなるように疑似振動算出手段３２により適応フィルタ３２ｆが算出され、算出の積み重ねにより疑似振動Ｖｉ３’及び適応フィルタ３２ｆを真値へ収束させる制振制御が実施される。この場合、制振すべき振動Ｖｉ３の変化に対応して相殺振動Ｖｉ４を大きく変化させる必要があるときに相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）と疑似振動Ｖｉ３’に基づき制振すべき位置ｐｏｓに発生される相殺振動Ｖｉ４との偏差が大きくなる一方、相殺振動Ｖｉ４を大きく変化させる必要がないときに前記偏差が小さくなることに着目して、偏差情報取得手段３４により上記偏差に対応する偏差情報を取得し、取得された偏差情報に基づいて偏差の増加に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が速まるように且つ偏差の減少に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が遅くなるように収束係数３２ｕを収束係数変更手段３５により変更するので、制振すべき位置ｐｏｓに発生させる相殺振動Ｖｉ４を大きく変化させる必要があるときに適応フィルタ３２ｆが収束する速度を速めて高応答化し、加振すべき相殺振動Ｖｉ４を大きく変化させる必要がないときに適応フィルタ３２ｆが収束する速度を低下させて相殺振動Ｖｉ４の挙動を小さくして、制振制御の応答性および安定性を向上させて、相殺振動Ｖｉ４を大きく変化させる必要があるときや無いときが混在する場合であっても適切な制振制御を実現することができる。
【００４５】
特に本実施形態では、疑似振動Ｖｉ３’に基づき制振すべき位置ｐｏｓに発生される相殺振動Ｖｉ４の振幅値が大きいほど振動発生源ｇｎで生ずる振動Ｖｉ３に変化が発生した際に相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）が大きくなり、上記偏差が大きくなることに着目して、偏差情報取得手段３４が、偏差に対応する偏差情報として疑似振動Ｖｉ３’に基づき制振すべき位置ｐｏｓに発生される相殺振動Ｖｉ４の振幅値に対応する加振力振幅成分である適応フィルタ３２ｆの振幅成分Ａ’を取得し、収束係数変更手段３５が、偏差情報取得手段３４により取得された加振力振幅成分である適応フィルタ３２ｆの振幅成分Ａ’の増加に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が速まるように且つ適応フィルタ３２ｆの振幅成分Ａ’の減少に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が遅くなるように収束係数３２ｕを変更するので、上記偏差の指標として加振力振幅成分の大きさを用いることにより制振制御の応答性および安定性を向上させる構成を実現することが可能となる。
＜第２実施形態＞
【００４６】
次に、本発明の第２実施形態に係る制振装置を、図６を参照して説明する。
【００４７】
図６は、本実施形態の制御手段１０３の構成及び機能を示すブロック図である。制御手段１０３は、上記第１実施形態に係る制御手段３とほぼ同様の構成を有するが、偏差情報取得手段３４を構成する加振力振幅成分取得部３４ｃの代わりに残振動振幅成分取得部３４ａを有している。
【００４８】
残振動振幅成分取得部３４ａは、相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）の振幅成分が大きいほど上記の偏差が大きくなることに着目して、相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）の振幅成分を上記偏差の指標として取得している。具体的には、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）４４から出力される振動信号Ａｓｉｎ（θ＋φ）を入力し、入力した振動信号Ａｓｉｎ（θ＋φ）から振動成分Ａを取得している。
【００４９】
この残振動振幅成分取得部３４ａに対応して収束係数変更手段３５は、残振動振幅成分取得部３４ａにより取得された振動成分Ａを入力し、入力した振動成分Ａの増加に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が速まるように且つ入力した振動成分Ａの減少に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が遅くなるように収束係数を変更している。具体的には、振幅成分Ａｎ×所定係数ｋが収束係数３２ｕとなるようにゲインを出力している。勿論、振幅成分に応じていれば、例えば振幅成分Ａに対して目的値を０とするＰＩ制御（比例積分制御）等のその他の処理により収束係数３２ｕを決定してもよい。
【００５０】
以上のように、本実施形態に係る制振装置は、偏差情報取得手段３４を構成する残振動振幅成分取得部３４ａが、偏差に対応する偏差情報として振動検出手段１により検出される相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）の振幅成分Ａを取得し、収束係数変更手段３５が、偏差情報取得手段３４を構成する残振動振幅成分取得部３４ａにより取得された相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）の振幅成分Ａの増加に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が速まるように且つ振幅成分Ａの減少に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が遅くなるように収束係数３２ｕを変更することを特徴とする。
【００５１】
本実施形態では、相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）の振幅成分Ａが大きいほど振動発生源ｇｎから制振すべき位置ｐｏｓへ伝達した振動Ｖｉ３と疑似振動Ｖｉ３‘に基づき制振すべき位置ｐｏｓに発生される相殺振動Ｖｉ４との偏差が大きくなることに着目して、この偏差に対応する偏差情報として振動検出手段１により検出される相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）の振幅成分Ａを取得し、取得した振幅成分Ａの増加に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が速まるように且つ取得した振幅成分Ａの減少に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が遅くなるように収束係数３２ｕを変更するので、上記偏差の指標として相殺誤差として残る振動の振幅成分Ａを用いることにより制振制御の応答性および安定性を向上させる構成を実現することが可能となる。
＜第３実施形態＞
【００５２】
次に、本発明の第３実施形態に係る制振装置を、図７を参照して説明する。
【００５３】
図７は、本実施形態の制御手段２０３の構成及び機能を示すブロック図である。制御手段２０３は、上記第１実施形態に係る制御手段３とほぼ同様の構成を有するが、偏差情報取得手段３４を構成する加振力振幅成分取得部３４ｃの代わりに周波数変動量取得部３４ｂを有している。
【００５４】
周波数変動量取得部３４ｂは、制振すべき位置ｐｏｓでの振動Ｖｉ３の周波数の変動量が大きいほど上記の偏差が大きくなることに着目して、振動発生源ｇｎで生ずる振動に関連する信号に基づいて制振すべき位置ｐｏｓでの振動の周波数の変化量を上記偏差の指標として取得している。具体的には、周波数変動量取得部３４ｂは、周波数検出部４１により認識された周波数ｆを入力し、入力した周波数ｆに対して微分処理などを行うことにより周波数ｆの変動量を取得する。
【００５５】
この周波数変動量取得部３４ｂに対応して収束係数変更手段３５は、周波数変動量取得部３４ｂにより取得された振動Ｖｉ３の周波数ｆの変動量を入力し、入力した変動量の増加に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が速まるように且つ入力した変動量の減少に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が遅くなるように収束係数を変更している。具体的には、周波数ｆの変動量に比例して適応フィルタ３２ｆの収束する速度が速まるように収束係数３２ｕを決定している。勿論、周波数ｆの変動量に応じていれば、例えば一定のゲインを乗じたり、周波数ｆの変動量が所定閾値を超えるか否かによって予め設定された複数の収束係数３２ｕのうちから一つの収束係数３２ｕを用いるように切替可能に構成してもよい。
【００５６】
以上のように、本実施形態に係る制振装置は、偏差情報取得手段３４を構成する周波数変動量取得部３４ｂが、偏差に対応する偏差情報として振動発生源１で生ずる振動Ｖｉ３に関連する信号であるエンジンパルス信号に基づいて制振すべき位置ｐｏｓでの振動Ｖｉ３の周波数ｆの変化量を取得し、収束係数変更手段が、偏差情報取得手段３４を構成する周波数変動量取得部３４ｂにより取得された周波数ｆの変動量の増加に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が速まるように且つ取得された周波数ｆの変動量の減少に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が遅くなるように収束係数３２ｕを変更することを特徴とする。
【００５７】
本実施形態では、制振すべき位置ｐｏｓでの振動Ｖｉ３の周波数ｆの変動量が大きいほど上記偏差が大きくなることに着目して、この偏差に対応する偏差情報として振動発生源ｇｎで生ずる振動Ｖｉ３に関連する信号であるエンジンパルス信号に基づいて制振すべき位置ｐｏｓでの振動Ｖｉ３の周波数ｆの変化量を取得し、取得した周波数ｆの変化量の増加に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が速まるように且つ取得した周波数ｆの変化量の減少に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が遅くなるように収束係数３２ｕを変更するので、上記偏差の指標として制振すべき位置ｐｏｓでの振動Ｖｉ３の周波数ｆの変動量を用いることにより制振制御の応答性および安定性を向上させる構成を実現することが可能となる。
＜第４実施形態＞
【００５８】
次に、本発明の第４実施形態に係る制振装置を、図８及び図９を参照して説明する。
【００５９】
図８は、本実施形態の制御手段３０３の構成及び機能を示すブロック図である。制御手段３０３は、上記第１実施形態に係る制御手段３とほぼ同様の構成を有するが、偏差情報取得手段３４を構成する加振力振幅成分取得部３４ｃの代わりに位相差取得部３４ｄを有している。
【００６０】
位相差取得部３４ｄは、図９に示すように、相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）の位相φと疑似振動Ｖｉ３’に基づき制振すべき位置ｐｏｓに発生される相殺振動Ｖｉ４の位相φ’との位相差Δφ（＝φ−φ’）を取得するものである。その構成を以下に具体的に説明する。
【００６１】
図８に示すように、まず、除算器６０ａにおいて振動信号Ａｓｉｎ（θ＋φ）をリアルタイム振幅検出部６０で検出した振幅Ａで除算して、振幅１のｓｉｎ（θ＋φ）を得る。
【００６２】
リアルタイム振幅検出部６０は、振幅１の正弦波ｓｉｎθの半周期０〜πの積分値が（−ｃｏｓπ）−（−ｃｏｓ０）＝（１）−（−１）＝２であり、その平均値は０〜πまでの平均であることから２／πとなることを利用したもので、振動信号Ａｓｉｎ（θ＋φ）を入力して、絶対値処理を加え、二倍の周波数成分を除去するノッチフィルタを介し、脈動分をＬＰＦ（ローパスフィルタ）で除去して２／πを乗ずることにより即時で振幅Ａを取得するものである。
【００６３】
乗算器６１、６２は、除算器６０ａでの除算結果であるｓｉｎ（θ＋φ）に対して２ｓｉｎθ及び２ｃｏｓθをそれぞれ乗算して積和定理より、ｃｏｓφ−ｃｏｓ（２θ＋φ）とｓｉｎφ＋ｓｉｎ（２θ＋φ）とを得る。乗算器６１の演算結果であるｃｏｓφ−ｃｏｓ（２θ＋φ）に対して二倍の周波数成分を除去するノッチ処理６３を施し、脈動分をＬＰＦ（ローパスフィルタ）処理６５で除去してｃｏｓφを得る。同様に、乗算器６２の演算結果であるｓｉｎφ＋ｓｉｎ（２θ＋φ）に対して二倍の周波数成分を除去するノッチ処理６４を施し、脈動分をＬＰＦ（ローパスフィルタ）処理６６で除去してｓｉｎφを得る。このように振動信号Ａｓｉｎ（θ＋φ）の位相成分を有するｃｏｓφ及びｓｉｎφを即時に特定する。
【００６４】
位相差特定部６７は、特定されたｃｏｓφ及びｓｉｎφと適応フィルタ３２ｆであるＡ’ｃｏｓφ’及びＡ’ｓｉｎφ’とに基づいて位相差を特定するものである。具体的には、これら位相φ及び位相φ’は、共通の基本電気角θを基準とした位相ズレを表すものであるので、疑似振動の位相と制振すべき位置ｐｏｓでの振動の位相とが一致している場合はφとφ’が等しいものとなる。したがって、位相差Δφをφ−φ’と定義して、以下の式を用いて算出される位相差の正弦成分α及び余弦成分βにより位相差を表現している。
正弦成分α＝Ａ’ｓｉｎ（φ−φ’）＝Ａ’（ｓｉｎφｃｏｓφ’−ｃｏｓφｓｉｎφ’）＝ｓｉｎφ（Ａ’ｃｏｓφ’）−ｃｏｓφ（Ａ’ｓｉｎφ’）
余弦成分β＝Ａ’ｃｏｓ（φ−φ’）＝Ａ’（ｃｏｓφｃｏｓφ’＋ｓｉｎφｓｉｎφ’）＝ｃｏｓφ（Ａ’ｃｏｓφ’）＋ｓｉｎφ（Ａ’ｓｉｎφ’）
【００６５】
上記の適応制御アルゴリズムは、位相差Δφが±６０度の範囲を超えた場合は制御が発散して制振不能となることが判明しているので、余弦成分β＞０の条件で正弦成分αの符号によりΔφが進んでいるか遅れているか否かを判断でき、正弦成分αの大きさにより位相差Δφのズレ量を把握できる。
【００６６】
この位相差取得部３４ｄに対応して収束係数変更手段３５は、位相差取得部３４ｄにより取得された位相差Δφを示す正弦成分α及び余弦成分βを入力し、位相差Δφに応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が変化するように収束係数を変更している。具体的には、制振すべき位置ｐｏｓの周波数ｆが変動しているときは位相差Δφも変動することが多いので、位相差Δφが変動していればその変動量に比例して適応フィルタ３２ｆの収束する速度が変化するように収束係数３２ｕを決定している。勿論、位相差Δφの変動量に応じていれば、例えば一定のゲインを乗じたり、位相差Δφの変動量が所定閾値を超えるか否かによって予め設定された複数の収束係数３２ｕのうちから一つの収束係数３２ｕを用いるように切替可能に構成してもよい。
【００６７】
以上のように、本実施形態に係る制振装置は、偏差情報取得手段３４を構成する位相差取得部３４ｄが、偏差に対応する偏差情報として相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）の位相φと疑似振動Ｖｉ３’に基づき制振すべき位置ｐｏｓに発生される相殺振動Ｖｉ４の位相φ’との位相差Δφ（φ−φ’）を取得し、収束係数変更手段３５が、偏差情報取得手段３４を構成する位相差取得部３４ｄにより取得された位相差Δφの増加に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が速まるように且つ位相差Δφの減少に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が遅くなるように収束係数３２ｕを変更することを特徴とする。
【００６８】
本実施形態では、相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）の位相φと疑似振動Ｖｉ３’に基づき制振すべき位置ｐｏｓに発生される相殺振動Ｖｉ４の位相φ’との位相差Δφ（φ−φ’）が大きくなる傾向にあるときは制振すべき位置ｐｏｓの振動の周波数が変動していることが多く、振動発生源ｇｎから制振すべき位置ｐｏｓへ伝達した振動Ｖｉ３と疑似振動Ｖｉ３’に基づき制振すべき位置ｐｏｓに発生される相殺振動Ｖｉ４との偏差が大きくなることに着目して、この偏差に対応する偏差情報として上記位相差Δφを取得し、取得した位相差Δφの増加に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が速まるように且つ位相差Δφの減少に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が遅くなるように収束係数３２ｕを変更するので、上記位相差Δφを上記偏差の指標として用いることにより制振制御の応答性および安定性を向上させる構成を実現することが可能となる。
【００６９】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００７０】
例えば、上記第１〜４の実施形態において、収束係数変更手段３５は、適応フィルタ３２ｆが収束する速度が速くなるように収束係数３２ｕを変更する構成と、適応フィルタ３２ｆが収束する速度が遅くなるように収束係数３２ｕを変更する構成との双方の構成を有しているが、収束係数変更手段は、適応フィルタ３２ｆが収束する速度が速くなるように収束係数３２ｕを変更する構成のみでもよく、適応フィルタ３２ｆが収束する速度が遅くなるように収束係数３２ｕを変更する構成のみでもよい。
【００７１】
また、偏差情報取得手段は、上記偏差に対応する偏差情報として上記加振力振幅成分、相殺誤差として残る振動の振幅成分、制振すべき振動の周波数の変化量、相殺誤差として残る振動の位相と疑似振動に基づき制振すべき位置に発生される振動の位相との位相差のうちのいずれか１つの偏差情報を取得しているが、複数の偏差情報を取得して収束係数を変更するように構成してもよい。単一の偏差情報を取得する構成では、上記偏差の増加や減少の兆候が現れにくい偏差情報を取得していることがあり、この場合、収束係数の変更が遅れてしまうことが考えられる。しかし、複数の偏差情報を取得するように構成すると、上記偏差の増加や減少の兆候が現れやすい偏差情報を取得することが単一の偏差情報を取得する構成に比べて多くなるので、応答性や安全性等の制御精度を向上させることが可能となる。
【００７２】
その他、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１…………振動検出手段（加速度センサ）
２…………加振手段（リニアアクチュエータ）
３…………制御手段
３２………疑似振動算出手段
３２ｆ……適応フィルタ
３２ｕ……収束係数
３３………相殺振動発生指令手段
３４………偏差情報取得手段
３５………収束係数変更手段
φ、φ’…位相
Δφ………位相差
ｇｎ………振動発生源
ｐｏｓ……制振すべき位置
Ｖｉ１……振動発生源で生ずる振動
Ｖｉ２……加振手段で発生する振動
Ｖｉ３……制振すべき位置での振動
Ｖｉ３’…制振すべき位置での振動を模擬した疑似振動
Ｖｉ４……相殺振動
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発生する振動を適応制御により抑制する制振装置に係り、特に適応制御の応答性および安定性を向上させた制振装置及びこれを備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から車両のエンジン等の振動発生源で生じた振動と加振手段を通じて発生させた相殺振動とを制振すべき位置で相殺する制振装置が知られている。このような従来の制振装置として特許文献１及び特許文献２には、適応フィルタを用いて制振すべき振動に相当する疑似振動を算出し、算出した疑似振動に基づいてアクチュエータ等の加振手段を通じて制振すべき位置に相殺振動を発生させ、発生した相殺振動と制振すべき振動との相殺誤差として残る振動を加速度センサで検出し、検出した相殺誤差として残る振動が小さくなるように上記適応フィルタの算出を繰り返し実行し、算出の積み重ねにより疑似振動及び適応フィルタを真値へ収束させるものが開示されている。
【０００３】
このような適応制御を行う制振装置は、算出一回当たりに適応フィルタを真値へ近づける度合を示す収束係数を用いて適応フィルタの算出を積み重ねる構成が通例であり、この収束係数により適応フィルタの真値への収束する速度が決定されている。収束係数は、特許文献２に例示されるように、一定の収束係数を用いるのが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２０２９０２号公報
【特許文献２】特開２００８−２５０１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のように収束係数が常に一定である制振装置では、例えばエンジンの回転数やアクセル開度によって制振すべき振動が変化し、この変化に対応して発生させるべき相殺振動を大きく変化させる必要があるときには適応フィルタの収束が遅くて応答性が低下し所望の制振効果を発揮できない。また、制振すべき振動の微少な変化等により発生させるべき相殺振動を大きく変化させる必要がないときには適応フィルタの収束が速まって挙動が大きくなり、オーバーシュート等の不具合を招いて制振制御の安定性を損なう。
【０００６】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、その目的は、制振すべき振動の著しい変化に起因して発生させる相殺振動を大きく変化させる必要があるときや無いとき、若しくはこれらが混在する場合であってもこれに適切に対応して制振制御の応答性または安定性を向上させた制振装置及びこれを備えた車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。
【０００８】
すなわち、本発明に係る制振装置は、振動発生源で生じる振動と加振手段を通じて発生させる相殺振動とを制振すべき位置で相殺するにあたり、適応フィルタを用いて前記振動発生源から前記制振すべき位置へ伝達した振動を相殺するために必要な疑似振動を算出する疑似振動算出手段と、前記疑似振動算出手段により算出された疑似振動に基づいて前記加振手段を通じて前記制振すべき位置に前記相殺振動を発生させる相殺振動発生指令手段と、前記制振すべき位置において前記振動発生源で生じた振動と前記相殺振動との相殺誤差として残る振動を検出する振動検出手段とを具備し、前記疑似振動算出手段は、前記振動検出手段により検出された振動と前記適応フィルタが真値への収束する速度を決定する収束係数とに基づいて前記相殺誤差として残る振動が小さくなるように前記適応フィルタの算出を繰り返し実行し、算出の積み重ねにより疑似振動及び適応フィルタを真値へ収束させる制振装置であって、前記振動発生源から前記制振すべき位置へ伝達した振動と前記疑似振動に基づき前記制振すべき位置に発生される相殺振動との偏差に対応する偏差情報を取得する偏差情報取得手段と、前記偏差情報取得手段により取得された偏差情報に基づいて前記偏差の増加に応じて前記適応フィルタが収束する速度が速まるように前記収束係数を変更する収束係数変更手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、振動発生源から制振すべき位置へ伝達した振動を相殺するために必要な疑似振動が適応フィルタを用いて疑似振動算出手段により算出され、算出された疑似振動に基づいて相殺振動発生指令手段により加振手段を通じて制振すべき位置に相殺振動が発生され、制振すべき位置において振動発生源で生じた振動と相殺振動との相殺誤差として残る振動が振動検出手段により検出され、検出された振動と適応フィルタが真値への収束する速度を決定する収束係数とに基づいて相殺誤差として残る振動が小さくなるように疑似振動算出手段により適応フィルタが算出され、算出の積み重ねにより疑似振動及び適応フィルタを真値へ収束させる制振制御が実施される。この場合、制振すべき振動の変化に対応して相殺振動を大きく変化させる必要があるときに相殺誤差として残る振動と疑似振動に基づき制振すべき位置に発生される相殺振動との偏差が大きくなることに着目して、偏差情報取得手段により上記偏差に対応する偏差情報を取得し、取得された偏差情報に基づいて偏差の増加に応じて適応フィルタが収束する速度が速まるように収束係数を収束係数変更手段により変更するので、制振すべき位置に発生させる相殺振動を大きく変化させる必要があるときに適応フィルタが収束する速度を速めて高応答化し、制振制御の応答性を向上させることができる。
【００１０】
また、本発明に係る制振装置は、振動発生源で生じる振動と加振手段を通じて発生させる相殺振動とを制振すべき位置で相殺するにあたり、適応フィルタを用いて前記振動発生源から前記制振すべき位置へ伝達した振動を相殺するために必要な疑似振動を算出する疑似振動算出手段と、前記疑似振動算出手段により算出された疑似振動に基づいて前記加振手段を通じて前記制振すべき位置に前記相殺振動を発生させる相殺振動発生指令手段と、前記制振すべき位置において前記振動発生源で生じた振動と前記相殺振動との相殺誤差として残る振動を検出する振動検出手段とを具備し、前記疑似振動算出手段は、前記振動検出手段により検出された振動と前記適応フィルタが真値への収束する速度を決定する収束係数とに基づいて前記相殺誤差として残る振動が小さくなるように前記適応フィルタの算出を繰り返し実行し、算出の積み重ねにより疑似振動及び適応フィルタを真値へ収束させる制振装置であって、前記振動発生源から前記制振すべき位置へ伝達した振動と前記疑似振動に基づき前記制振すべき位置に発生される相殺振動との偏差に対応する偏差情報を取得する偏差情報取得手段と、前記偏差情報取得手段により取得された偏差情報に基づいて前記偏差の減少に応じて前記適応フィルタが収束する速度が遅くなるように前記収束係数を変更する収束係数変更手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、制振すべき振動の変化に対応して相殺振動を大きく変化させる必要がないときに相殺誤差として残る振動と疑似振動に基づき制振すべき位置に発生される相殺振動との偏差が小さくなることに着目して、偏差情報取得手段により上記偏差に対応する偏差情報を取得し、取得された偏差情報に基づいて偏差の減少に応じて適応フィルタが収束する速度が遅くなるように収束係数を収束係数変更手段により変更するので、加振すべき相殺振動を大きく変化させる必要がないときに適応フィルタが収束する速度を低下させて相殺振動の挙動を小さくして、制振制御の安定性を向上させることができる。
【００１２】
さらに、本発明に係る制振装置は、振動発生源で生じる振動と加振手段を通じて発生させる相殺振動とを制振すべき位置で相殺するにあたり、適応フィルタを用いて前記振動発生源から前記制振すべき位置へ伝達した振動を相殺するために必要な疑似振動を算出する疑似振動算出手段と、前記疑似振動算出手段により算出された疑似振動に基づいて前記加振手段を通じて前記制振すべき位置に前記相殺振動を発生させる相殺振動発生指令手段と、前記制振すべき位置において前記振動発生源で生じた振動と前記相殺振動との相殺誤差として残る振動を検出する振動検出手段とを具備し、前記疑似振動算出手段は、前記振動検出手段により検出された振動と前記適応フィルタが真値への収束する速度を決定する収束係数とに基づいて前記相殺誤差として残る振動が小さくなるように前記適応フィルタの算出を繰り返し実行し、算出の積み重ねにより疑似振動及び適応フィルタを真値へ収束させる制振装置であって、前記振動発生源から前記制振すべき位置へ伝達した振動と前記疑似振動に基づき前記制振すべき位置に発生される相殺振動との偏差に対応する偏差情報を取得する偏差情報取得手段と、前記偏差情報取得手段により取得された偏差情報に基づいて前記偏差の増加に応じて前記適応フィルタが収束する速度が速まり前記偏差の減少に応じて前記適応フィルタが収束する速度が遅くなるように前記収束係数を変更する収束係数変更手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、制振すべき振動の変化に対応して相殺振動を大きく変化させる必要があるときに相殺誤差として残る振動と疑似振動に基づき制振すべき位置に発生される相殺振動との偏差が大きくなり、相殺振動を大きく変化させる必要がないときに前記偏差が小さくなることに着目して、偏差情報取得手段により上記偏差に対応する偏差情報を取得し、取得された偏差情報に基づいて偏差の増加に応じて適応フィルタが収束する速度が速まり偏差の減少に応じて適応フィルタが収束する速度が遅くなるように収束係数を収束係数変更手段により変更するので、加振すべき相殺振動を大きく変化させる必要があるときに適応フィルタが収束する速度を速めて高応答化し、制振制御の応答性を向上させることができる。しかも、加振すべき相殺振動を大きく変化させる必要がないときに適応フィルタが収束する速度を低下させて相殺振動の挙動を小さくして、制振制御の安定性を向上させることができる。したがって、発生させる相殺振動を大きく変化させる必要があるときや無いときが混在する場合に制振制御を適切に実施することが可能となる。
【００１４】
上記偏差に対応する偏差情報を用いた制振を実現する具体的構成としては、前記偏差情報取得手段は、前記偏差に対応する偏差情報として前記疑似振動に基づき制振すべき位置に発生される相殺振動の振幅値に対応する加振力振幅成分を取得し、前記収束係数変更手段は、前記偏差情報取得手段により取得された加振力振幅成分に応じて前記収束係数を変更することが挙げられる。
【００１５】
上記偏差に対応する偏差情報を用いた制振を実現する他の具体的構成としては、前記偏差情報取得手段は、前記偏差に対応する偏差情報として前記振動検出手段により検出される相殺誤差として残る振動の振幅成分を取得し、前記収束係数変更手段は、前記偏差情報取得手段により取得された相殺誤差として残る振動の振幅成分に応じて前記収束係数を変更することが挙げられる。
【００１６】
上記偏差に対応する偏差情報を用いた制振を実現する他の具体的構成としては、前記偏差情報取得手段は、前記偏差に対応する偏差情報として前記振動発生源で生ずる振動に関連する信号に基づいて前記制振すべき位置での振動の周波数の変化量を取得し、前記収束係数変更手段は、前記偏差情報取得手段により取得された周波数の変動量に応じて前記収束係数を変更することが挙げられる。
【００１７】
上記偏差に対応する偏差情報を用いた制振を実現する他の具体的構成としては、前記偏差情報取得手段は、前記偏差に対応する偏差情報として前記相殺誤差として残る振動の位相と前記疑似振動に基づき制振すべき位置に発生される振動の位相との位相差を取得し、前記収束係数変更手段は、前記偏差情報取得手段により取得された位相差に応じて前記収束係数を変更することが挙げられる。
【００１８】
乗員に快適な乗り心地を提供するためには、上記の制振装置を車両に備えることが挙げられる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、以上説明したように、制振すべき振動の変化に対応して相殺振動を大きく変化させる必要があるときに相殺誤差として残る振動と疑似振動に基づき制振すべき位置に発生される相殺振動との偏差が大きくなることに着目して、この偏差に応じて適応フィルタが収束する速度を変化するように収束係数を変更するので、制振すべき振動の著しい変化に応じて発生させる相殺振動を大きく変化させる必要の有無に左右されずに制振制御の応答性または安定性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る制振装置の概略全体模式図。
【図２】第１実施形態に係る制御手段の構成および機能の概略ブロック図。
【図３】第１実施形態に係る制御手段の構成を詳細に示すブロック図。
【図４】加振手段から制振すべき位置へ伝達する振動に関する説明図。
【図５】相殺振動の振幅値とこの振幅値に応じて変更される収束係数との関係を示す図。
【図６】本発明の第２実施形態に係る制御手段の構成を詳細に示すブロック図。
【図７】本発明の第３実施形態に係る制御手段の構成を詳細に示すブロック図。
【図８】本発明の第４実施形態に係る制御手段の構成を詳細に示すブロック図。
【図９】第４実施形態において振動発生源から制振すべき位置へ伝達した振動と相殺振動との相殺誤差として残る振動に関する説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態に係る制振装置を、図１〜図５を参照して説明する。
【００２２】
本実施形態の制振装置は、図１に示すように、自動車等の車両に搭載されるものであり、座席ｓｔ等の制振すべき位置ｐｏｓに設けた加速度センサ等の振動検出手段１と、所定の質量を有する補助質量２ａを振動させることにより振動Ｖｉ２を発生するリニアアクチュエータを用いた加振手段２と、振動発生源ｇｎであるエンジンの点火パルス信号と振動検出手段１からの検出信号とを入力し加振手段２で発生させた振動Ｖｉ２を制振すべき位置ｐｏｓへ伝達させることにより制振すべき位置ｐｏｓに相殺振動Ｖｉ４を発生させる制御手段３とを有し、車体フレームｆｒｍにマウンタｇｎｍを介して搭載されたエンジン等の振動発生源ｇｎで生じる振動Ｖｉ１と加振手段２を通じて制振すべき位置ｐｏｓに発生させた相殺振動Ｖｉ４とを制振すべき位置ｐｏｓで相殺させて制振すべき位置ｐｏｓでの振動を低減するものである。
【００２３】
制御手段３は、図２に示すように、振動発生源ｇｎから制振すべき位置ｐｏｓへ伝達した振動Ｖｉ３を的確に相殺する相殺振動Ｖｉ４を制振すべき位置ｐｏｓに発生させるために、振動発生源ｇｎから制振すべき位置ｐｏｓへ伝達した振動Ｖｉ３を模擬した疑似振動Ｖｉ３’を適応アルゴリズムの適応フィルタ３２ｆを用いて算出し、算出した疑似振動Ｖｉ３’に基づいて加振手段２を通じて制振すべき位置ｐｏｓに相殺振動Ｖｉ４を発生させる。また、制御手段３は、加振手段２から制振すべき位置ｐｏｓへ伝達した相殺振動Ｖｉ４と振動Ｖｉ３との相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）を振動検出手段１で検出し、検出した相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）が小さくなるように適応フィルタ３２ｆの算出を繰り返し実行し、算出の積み重ねにより疑似振動Ｖｉ３’及び適応フィルタ３２ｆを真値へ収束させる制振制御を行う。本実施形態では、振動発生源ｇｎから制振すべき位置ｐｏｓへ伝達した振動Ｖｉ３を相殺するために必要な疑似振動は、振動Ｖｉ３を模擬した疑似振動Ｖｉ３’であるが、この振動Ｖｉ３の模擬を行うことなく加振手段２から制振すべき位置ｐｏｓへ伝達した相殺振動Ｖｉ４を直接模擬したものであってもよい。
【００２４】
この適応制御による制振制御を実行する制御手段３は、図２に示すように、疑似振動算出手段３２と、相殺振動発生指令手段３３とを有する。
【００２５】
疑似振動算出手段３２は、適応フィルタ３２ｆを用いて疑似振動Ｖｉ３’を算出すると共に、振動検出手段１より入力した相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）が小さくなるように適応フィルタ３２ｆを逐次更新する。具体的には、疑似振動算出手段３２は、疑似振動算出部３２ａと、学習適応部３２ｂとを有する。疑似振動算出部３２ａは、疑似振動Ｖｉ３’の算出の基礎となる基準波に対して適応フィルタ３２ｆを用いたフィルタリングを施すことにより基準波の振幅及び位相を変化させて疑似振動Ｖｉ３’を算出する。学習適応部３２ｂは、振動検出手段１より入力した相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）が無くなるように適応フィルタ３２ｆの算出の基礎である基準波から適応フィルタの真値へ向かって適応フィルタの算出を繰り返し実行し、この算出の積み重ねにより疑似振動Ｖｉ３’及び適応フィルタ３２ｆを真値へ収束させるものである。適応フィルタ３２ｆの算出の際には、算出一回当たりに適応フィルタ３２ｆを真値へ近づける度合を示す収束係数３２ｕを用い、この収束係数３２ｕにより適応フィルタ３２ｆが真値へ収束する速度が決定されている。
【００２６】
相殺振動発生指令手段３３は、疑似振動算出手段３２が算出した疑似振動Ｖｉ３’に基づいて加振手段２を通じて相殺振動Ｖｉ４を制振すべき位置ｐｏｓに発生させる。この相殺振動を発生させるにあたり、図４に示すように、振動発生源ｇｎから制振すべき位置ｐｏｓへ伝達した振動Ｖｉ３に対してこの振動Ｖｉ３を逆波形にした振動−Ｖｉ３を加振すればよいが、加振手段２で発生させた振動Ｖｉ２は制振すべき位置ｐｏｓに伝達する過程で振幅又は位相が変化するので、この変化を考慮して制振すべき位置ｐｏｓに相殺振動Ｖｉ４が印加させるように振動Ｖｉ２を加振手段２で発生させる必要がある。具体的には、加振手段２から制振すべき位置ｐｏｓまで伝達する振動の振幅及び位相の変化させる振動伝達関数Ｇの逆伝達関数を逆伝達関数記憶部３３ａに予め記憶しておき、制振すべき位置ｐｏｓでの振動Ｖｉ３を模擬した疑似振動Ｖｉ３’を逆波形にした相殺振動Ｖｉ４に対して逆伝達関数を加味して振動Ｖｉ２を算出する。ここでは、逆伝達関数の振幅成分を１／Ｇとし、位相成分をＰとして逆伝達関数記憶部３３ａに記憶している。なお、振動発生源ｇｎから制振すべき位置ｐｏｓへ伝達する振動の振幅又は位相を変化させる振動伝達関数をＧ’と示している。
【００２７】
上記の構成に対して本実施形態ではさらに、図２に示すように、偏差情報取得手段３４と、収束係数変更手段３５とを備えている。
【００２８】
偏差情報取得手段３４は、振動発生源ｇｎから制振すべき位置ｐｏｓへ伝達した振動Ｖｉ３と疑似振動Ｖｉ３’に基づき制振すべき位置ｐｏｓに発生される相殺振動Ｖｉ４との偏差に対応する偏差情報を取得する。
【００２９】
収束係数変更手段３５は、偏差情報取得手段３４により取得された加振力振幅成分が大きくなるほど適応フィルタ３２ｆが収束する速度が速まるように収束係数を変更するものである。
【００３０】
このような制御手段３を実現する具体的な制御ブロックを図３に示して説明する。
【００３１】
図３に示すように、周波数検出部４１は、振動発生源ｇｎであるエンジンの起爆タイミングを示すエンジンパルス信号を入力し、入力したエンジンパルス信号の周波数が制振すべき位置ｐｏｓでの振動Ｖｉ３の周波数ｆと一致するものと取り扱い、振動Ｖｉ３の周波数ｆを認識する。勿論、エンジンの点火パルス信号に代えて例えばエンジンクランクの回転数を検出するセンサからの検出パルス信号等、その他の信号を用いてもよい。基本電気角算出部４２は、認識された周波数ｆを入力して基本電気角θ（＝ωｔ）を算出する。基準波生成部４３は、算出された基本電気角θを基礎として基準波である基準正弦波ｓｉｎθ及び基準余弦波ｃｏｓθを生成する。これら基準波は制御手段３での信号処理においての波形の振幅及び位相等の基準となるものである。
【００３２】
加速度センサである振動検出手段１で検出される制振すべき位置ｐｏｓでの振動には、振動発生源ｇｎで生じた振動以外にも他の振動が含まれているので、振動検出手段１の出力信号に対して周波数検出部４１で認識された周波数ｆ成分の信号のみを取り出すＢＰＦ（バンドパスフィルタ）４４を施すことにより振動発生源ｇｎで生じた振動のみを振動信号として検出している。
【００３３】
この振動信号を模擬するために、振動信号をＡｓｉｎ（θ＋φ）、θ＝ωｔと仮定し、以下の式を利用する。
【００３４】
まず、振動信号Ａｓｉｎ（θ＋φ）に２ｓｉｎθを乗算すると、
２Ａｓｉｎ（θ＋φ）×ｓｉｎθ＝Ａｃｏｓφ−Ａｃｏｓ（２θ＋φ）
と変形できる。この式を収束係数μを用いて積分すると、右辺第二項Ａｃｏｓ（２θ＋φ）の積分は（μＡ／２ω）ｓｉｎ（２θ＋φ）となり、μをＡに比べて非常に小さな値に設定すると振幅が小さく且つ周期関数の積分であるため（μＡ／２ω）ｓｉｎ（２θ＋φ）を無視でき、右辺全体が真値Ａに近い値Ａ’の振幅成分及び真値φに近い値φ’の位相成分を有するＡ’ｃｏｓφ’に収束する。
【００３５】
同様に、振動信号Ａｓｉｎ（θ＋φ）に２ｃｏｓθを乗算すると、
２Ａｓｉｎ（θ＋φ）×ｃｏｓθ＝Ａｓｉｎφ＋Ａｓｉｎ（２θ＋φ）
と変形できる。この式を収束係数μを用いて積分すると、右辺第二項Ａｓｉｎ（２θ＋φ）の積分も上記と同様に周期関数の積分であるため無視でき、右辺全体が真値Ａに近い値Ａ’の振幅成分及び真値φに近い値φ’の位相成分を有するＡ’ｓｉｎφ’に収束する。
【００３６】
上記で求めたＡ’ｃｏｓφ’及びＡ’ｓｉｎφ’にｓｉｎθ及びｃｏｓθをそれぞれ乗算して足し合わせると、
ｓｉｎθ×Ａ’ｃｏｓφ’＋ｃｏｓθ×Ａ’ｓｉｎφ’＝Ａ’ｓｉｎθ×ｃｏｓφ’＋Ａ’ｃｏｓθ×ｓｉｎφ’＝Ａ’ｓｉｎ（θ＋φ’）
と変形できる。したがって、振動信号に対して上記の演算を実施することにより振動信号Ａｓｉｎ（θ＋φ）を模擬した疑似振動Ａ’ｓｉｎ（θ＋φ’）を算出できる。これらＡ’ｃｏｓφ’及びＡ’ｓｉｎφ’は、いわゆる適応制御における適応フィルタ３２ｆであり、振動信号の入力により疑似振動の振幅Ａ’及び位相φ’を真値たる振幅Ａ及び位相φに収束させるべく自己適応する。また、適応フィルタは、適応フィルタに対して基準波を乗算して足し合わせることにより疑似振動に変形するので、疑似振動と基準波との振幅差及び位相差を表すものといえる。
【００３７】
上記の演算処理を用いて振動信号Ａｓｉｎ（θ＋φ）に基づいて適応フィルタ３２ｆを学習更新しつつ疑似振動を算出するために、図３に示すように疑似振動算出手段３２を構成している。すなわち、乗算器４５は、振動信号Ａｓｉｎ（θ＋φ）と２μを基礎とする収束係数とを乗算する。乗算器４６、４７は、乗算器４５での乗算結果に対して基準波生成部４３から出力される基準正弦波ｓｉｎθと基準余弦波ｃｏｓθをそれぞれ乗算して、積分器４８、４９へ出力する。積分器４８、４９は、乗算器４６、４７からの出力を積分し、疑似振動と基準波との振幅差及び位相差を表す適応フィルタ３２ｆとしてのＡ’ｃｏｓφ’及びＡ’ｓｉｎφ’を出力する。
【００３８】
この適応フィルタ３２ｆに対して基準正弦波ｓｉｎθ及び基準余弦波θをそれぞれ乗算した後に足し合わせると上記の通り疑似振動Ａ’ｓｉｎ（θ＋φ’）となるが、本実施形態では、振幅成分及び位相成分の逆伝達関数を加味した基準波を適応フィルタ３２ｆとの乗算前に生成している。勿論、疑似振動を算出した後に振幅成分及び位相成分の逆伝達関数を加味してもよい。具体的に本実施形態では、逆伝達関数振幅設定部５３は、周波数に対応した逆伝達関数の振幅成分が予め記憶されており、認識した周波数ｆを入力して逆伝達関数の振幅成分１／Ｇを特定する。同様に、逆伝達関数位相設定部５０は、周波数に対応した逆伝達関数の位相成分が予め記憶されており、認識した周波数ｆを入力して逆伝達関数の位相成分Ｐを特定する。特定された位相成分Ｐと基本電気角θとが加算器５１で加算されて発振器５２に入力される。発振器５２は、逆伝達関数の位相成分Ｐが加味された正弦波ｓｉｎ（θ＋Ｐ）及び余弦波ｃｏｓ（θ＋Ｐ）を生成する。乗算器５４、５５は、生成された正弦波ｓｉｎ（θ＋Ｐ）及び余弦波ｃｏｓ（θ＋Ｐ）に対して逆伝達関数振幅設定部５３により特定された逆伝達関数の振幅成分１／Ｇとをそれぞれ乗算して、振幅及び位相の逆伝達関数を加味した基準波を生成する。
【００３９】
これら乗算器５４、５５により生成された振幅及び位相の逆伝達関数を加味した基準波（１／Ｇ）ｓｉｎ（θ＋Ｐ）及び（１／Ｇ）ｃｏｓ（θ＋Ｐ）に対して上記の適応フィルタ３２ｆとしてのＡ’ｃｏｓφ’及びＡ’ｓｉｎφ’を乗算器５６、５７でそれぞれ乗算する。乗算器５６、５７での乗算結果を加算器５８で足し合わせ、足し合わせた結果に−１を乗算器５９で乗算すると、相殺振動［−（Ａ’／Ｇ）ｓｉｎ（θ＋φ’＋Ｐ）］の発生を指令する相殺信号が生成され、加振手段２で相殺振動［−（Ａ’／Ｇ）ｓｉｎ（θ＋φ’＋Ｐ）］が加振される。
【００４０】
上記の適応制御を用いた制振制御を行う構成に加えてさらに、偏差情報取得手段３４を構成する加振力振幅成分取得部３４ｃと、収束係数変更手段３５とを有している。
【００４１】
偏差情報取得手段３４を構成する加振力振幅成分取得部３４ｃは、相殺振動Ｖｉ４の振幅値が大きいほど振動発生源ｇｎで生ずる振動に変化が発生した際に相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）が大きくなり、これに伴って振動発生源ｇｎから制振すべき位置ｐｏｓへ伝達した振動Ｖｉ３と疑似振動Ｖｉ３’に基づき制振すべき位置ｐｏｓに発生される相殺振動Ｖｉ４との偏差が大きくなることに着目して、相殺振動Ｖｉ４の振幅値に対応する加振力振幅成分を上記偏差の指標として取得している。この加振力振幅成分の具体例としては、相殺振動Ｖｉ４の振幅値の基礎となる適応フィルタ３２ｆの振幅成分や疑似振動算出手段３２により算出された疑似振動Ｖｉ３’の振幅成分等が挙げられる。本実施形態では具体的に、積分器４８、４９により出力された適応フィルタ３２ｆであるＡ’ｃｏｓφ’及びＡ’ｓｉｎφ’を入力し、入力した適応フィルタ３２ｆに基づいて適応フィルタ３２ｆの振幅成分Ａ’を加振力振幅成分として取得する。
【００４２】
収束係数変更手段３５は、偏差情報取得手段３４により取得された加振力振幅成分たる適応フィルタ３２ｆの振幅成分Ａ’に応じて収束係数３２ｕを変更する。収束係数３２ｕの変更は、ゲインを乗算器３５ａに出力することにより基礎となる基礎値２μを変化させて行う。収束係数変更手段３５は、図５に示すように、加振力振幅成分たる適応フィルタ３２ｆの振幅成分Ａ’が予め設定された閾値Ａｔｈ以下であるときは、適応フィルタ３２ｆの収束速度が一定値Ｄｓとなるようにゲインを出力し、振幅成分Ａ’が閾値Ａｔｈを超えている場合は、収束速度がリニアに増加するようにゲインを出力し、収束速度が予め設定された上限値Ｄｍａｘに達したときは振幅成分Ａ’の増加に係わらず収束速度が上限値Ｄｍａｘになるようにゲインを出力する。上限値Ｄｍａｘは、収束係数３２ｕにより決定される収束速度が或る上限を超えて速くなると適応フィルタ３２ｆが発散するので、これを防止すべく設けられるものである。収束係数変更手段３５は、上記のように加振力振幅成分の増加に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が速まるように収束係数３２ｕを変更するとともに、加振力振幅成分の減少に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が遅くなるように収束係数３２ｕを変更する。勿論、適応フィルタ３２ｆが収束する速度が速まるように収束係数３２ｕを変更する構成のみでもよいし、適応フィルタ３２ｆが収束する速度が遅くなるように収束係数３２ｕを変更する構成のみでもよい。
【００４３】
以上のように、本実施形態に係る制振装置は、振動発生源ｇｎで生じる振動Ｖｉ３と加振手段２を通じて発生させる相殺振動Ｖｉ４とを制振すべき位置ｐｏｓで相殺するにあたり、適応フィルタ３２ｆを用いて振動発生源ｇｎから制振すべき位置ｐｏｓへ伝達した振動Ｖｉ３を相殺するために必要な疑似振動Ｖｉ３’を算出する疑似振動算出手段３２と、疑似振動算出手段３２により算出された疑似振動Ｖｉ３’に基づいて加振手段２を通じて制振すべき位置ｐｏｓに相殺振動Ｖｉ４を発生させる相殺振動発生指令手段３３と、制振すべき位置ｐｏｓにおいて振動発生源ｇｎで生じた振動Ｖｉ３と相殺振動Ｖｉ４との相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）を検出する振動検出手段１とを具備し、疑似振動算出手段３２は、振動検出手段１により検出された振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）と適応フィルタ３２ｆが真値への収束する速度を決定する収束係数３２ｕとに基づいて相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）が小さくなるように適応フィルタ３２ｆの算出を繰り返し実行し、算出の積み重ねにより疑似振動Ｖｉ３’及び適応フィルタ３２ｆを真値へ収束させるものであり、振動発生源ｇｎから制振すべき位置ｐｏｓへ伝達した振動Ｖｉ３と疑似振動Ｖｉ３’に基づき制振すべき位置ｐｏｓに発生される相殺振動Ｖｉ４との偏差に対応する偏差情報を取得する偏差情報取得手段３４と、偏差情報取得手段３４により取得された偏差情報に基づいて偏差の増加に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が速まるように且つ偏差の減少に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が遅くなるように収束係数３２ｕを変更する収束係数変更手段３５とを備えたことを特徴とする。
【００４４】
本実施形態では、振動発生源ｇｎから制振すべき位置ｐｏｓへ伝達した振動Ｖｉ３を相殺するために必要な疑似振動Ｖｉ３’が適応フィルタ３２ｆを用いて疑似振動算出手段３２により算出され、算出された疑似振動Ｖｉ３’に基づいて相殺振動発生指令手段３３により加振手段２を通じて制振すべき位置ｐｏｓに相殺振動Ｖｉ４が発生され、制振すべき位置ｐｏｓにおいて振動発生源ｇｎで生じた振動Ｖｉ３と相殺振動Ｖｉ４との相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）が振動検出手段１により検出され、検出された振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）と適応フィルタ３２ｆが真値への収束する速度を決定する収束係数３２ｕとに基づいて相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）が小さくなるように疑似振動算出手段３２により適応フィルタ３２ｆが算出され、算出の積み重ねにより疑似振動Ｖｉ３’及び適応フィルタ３２ｆを真値へ収束させる制振制御が実施される。この場合、制振すべき振動Ｖｉ３の変化に対応して相殺振動Ｖｉ４を大きく変化させる必要があるときに相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）と疑似振動Ｖｉ３’に基づき制振すべき位置ｐｏｓに発生される相殺振動Ｖｉ４との偏差が大きくなる一方、相殺振動Ｖｉ４を大きく変化させる必要がないときに前記偏差が小さくなることに着目して、偏差情報取得手段３４により上記偏差に対応する偏差情報を取得し、取得された偏差情報に基づいて偏差の増加に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が速まるように且つ偏差の減少に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が遅くなるように収束係数３２ｕを収束係数変更手段３５により変更するので、制振すべき位置ｐｏｓに発生させる相殺振動Ｖｉ４を大きく変化させる必要があるときに適応フィルタ３２ｆが収束する速度を速めて高応答化し、加振すべき相殺振動Ｖｉ４を大きく変化させる必要がないときに適応フィルタ３２ｆが収束する速度を低下させて相殺振動Ｖｉ４の挙動を小さくして、制振制御の応答性および安定性を向上させて、相殺振動Ｖｉ４を大きく変化させる必要があるときや無いときが混在する場合であっても適切な制振制御を実現することができる。
【００４５】
特に本実施形態では、疑似振動Ｖｉ３’に基づき制振すべき位置ｐｏｓに発生される相殺振動Ｖｉ４の振幅値が大きいほど振動発生源ｇｎで生ずる振動Ｖｉ３に変化が発生した際に相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）が大きくなり、上記偏差が大きくなることに着目して、偏差情報取得手段３４が、偏差に対応する偏差情報として疑似振動Ｖｉ３’に基づき制振すべき位置ｐｏｓに発生される相殺振動Ｖｉ４の振幅値に対応する加振力振幅成分である適応フィルタ３２ｆの振幅成分Ａ’を取得し、収束係数変更手段３５が、偏差情報取得手段３４により取得された加振力振幅成分である適応フィルタ３２ｆの振幅成分Ａ’の増加に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が速まるように且つ適応フィルタ３２ｆの振幅成分Ａ’の減少に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が遅くなるように収束係数３２ｕを変更するので、上記偏差の指標として加振力振幅成分の大きさを用いることにより制振制御の応答性および安定性を向上させる構成を実現することが可能となる。
＜第２実施形態＞
【００４６】
次に、本発明の第２実施形態に係る制振装置を、図６を参照して説明する。
【００４７】
図６は、本実施形態の制御手段１０３の構成及び機能を示すブロック図である。制御手段１０３は、上記第１実施形態に係る制御手段３とほぼ同様の構成を有するが、偏差情報取得手段３４を構成する加振力振幅成分取得部３４ｃの代わりに残振動振幅成分取得部３４ａを有している。
【００４８】
残振動振幅成分取得部３４ａは、相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）の振幅成分が大きいほど上記の偏差が大きくなることに着目して、相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）の振幅成分を上記偏差の指標として取得している。具体的には、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）４４から出力される振動信号Ａｓｉｎ（θ＋φ）を入力し、入力した振動信号Ａｓｉｎ（θ＋φ）から振動成分Ａを取得している。
【００４９】
この残振動振幅成分取得部３４ａに対応して収束係数変更手段３５は、残振動振幅成分取得部３４ａにより取得された振動成分Ａを入力し、入力した振動成分Ａの増加に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が速まるように且つ入力した振動成分Ａの減少に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が遅くなるように収束係数を変更している。具体的には、振幅成分Ａｎ×所定係数ｋが収束係数３２ｕとなるようにゲインを出力している。勿論、振幅成分に応じていれば、例えば振幅成分Ａに対して目的値を０とするＰＩ制御（比例積分制御）等のその他の処理により収束係数３２ｕを決定してもよい。
【００５０】
以上のように、本実施形態に係る制振装置は、偏差情報取得手段３４を構成する残振動振幅成分取得部３４ａが、偏差に対応する偏差情報として振動検出手段１により検出される相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）の振幅成分Ａを取得し、収束係数変更手段３５が、偏差情報取得手段３４を構成する残振動振幅成分取得部３４ａにより取得された相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）の振幅成分Ａの増加に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が速まるように且つ振幅成分Ａの減少に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が遅くなるように収束係数３２ｕを変更することを特徴とする。
【００５１】
本実施形態では、相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）の振幅成分Ａが大きいほど振動発生源ｇｎから制振すべき位置ｐｏｓへ伝達した振動Ｖｉ３と疑似振動Ｖｉ３‘に基づき制振すべき位置ｐｏｓに発生される相殺振動Ｖｉ４との偏差が大きくなることに着目して、この偏差に対応する偏差情報として振動検出手段１により検出される相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）の振幅成分Ａを取得し、取得した振幅成分Ａの増加に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が速まるように且つ取得した振幅成分Ａの減少に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が遅くなるように収束係数３２ｕを変更するので、上記偏差の指標として相殺誤差として残る振動の振幅成分Ａを用いることにより制振制御の応答性および安定性を向上させる構成を実現することが可能となる。
＜第３実施形態＞
【００５２】
次に、本発明の第３実施形態に係る制振装置を、図７を参照して説明する。
【００５３】
図７は、本実施形態の制御手段２０３の構成及び機能を示すブロック図である。制御手段２０３は、上記第１実施形態に係る制御手段３とほぼ同様の構成を有するが、偏差情報取得手段３４を構成する加振力振幅成分取得部３４ｃの代わりに周波数変動量取得部３４ｂを有している。
【００５４】
周波数変動量取得部３４ｂは、制振すべき位置ｐｏｓでの振動Ｖｉ３の周波数の変動量が大きいほど上記の偏差が大きくなることに着目して、振動発生源ｇｎで生ずる振動に関連する信号に基づいて制振すべき位置ｐｏｓでの振動の周波数の変化量を上記偏差の指標として取得している。具体的には、周波数変動量取得部３４ｂは、周波数検出部４１により認識された周波数ｆを入力し、入力した周波数ｆに対して微分処理などを行うことにより周波数ｆの変動量を取得する。
【００５５】
この周波数変動量取得部３４ｂに対応して収束係数変更手段３５は、周波数変動量取得部３４ｂにより取得された振動Ｖｉ３の周波数ｆの変動量を入力し、入力した変動量の増加に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が速まるように且つ入力した変動量の減少に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が遅くなるように収束係数を変更している。具体的には、周波数ｆの変動量に比例して適応フィルタ３２ｆの収束する速度が速まるように収束係数３２ｕを決定している。勿論、周波数ｆの変動量に応じていれば、例えば一定のゲインを乗じたり、周波数ｆの変動量が所定閾値を超えるか否かによって予め設定された複数の収束係数３２ｕのうちから一つの収束係数３２ｕを用いるように切替可能に構成してもよい。
【００５６】
以上のように、本実施形態に係る制振装置は、偏差情報取得手段３４を構成する周波数変動量取得部３４ｂが、偏差に対応する偏差情報として振動発生源１で生ずる振動Ｖｉ３に関連する信号であるエンジンパルス信号に基づいて制振すべき位置ｐｏｓでの振動Ｖｉ３の周波数ｆの変化量を取得し、収束係数変更手段が、偏差情報取得手段３４を構成する周波数変動量取得部３４ｂにより取得された周波数ｆの変動量の増加に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が速まるように且つ取得された周波数ｆの変動量の減少に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が遅くなるように収束係数３２ｕを変更することを特徴とする。
【００５７】
本実施形態では、制振すべき位置ｐｏｓでの振動Ｖｉ３の周波数ｆの変動量が大きいほど上記偏差が大きくなることに着目して、この偏差に対応する偏差情報として振動発生源ｇｎで生ずる振動Ｖｉ３に関連する信号であるエンジンパルス信号に基づいて制振すべき位置ｐｏｓでの振動Ｖｉ３の周波数ｆの変化量を取得し、取得した周波数ｆの変化量の増加に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が速まるように且つ取得した周波数ｆの変化量の減少に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が遅くなるように収束係数３２ｕを変更するので、上記偏差の指標として制振すべき位置ｐｏｓでの振動Ｖｉ３の周波数ｆの変動量を用いることにより制振制御の応答性および安定性を向上させる構成を実現することが可能となる。
＜第４実施形態＞
【００５８】
次に、本発明の第４実施形態に係る制振装置を、図８及び図９を参照して説明する。
【００５９】
図８は、本実施形態の制御手段３０３の構成及び機能を示すブロック図である。制御手段３０３は、上記第１実施形態に係る制御手段３とほぼ同様の構成を有するが、偏差情報取得手段３４を構成する加振力振幅成分取得部３４ｃの代わりに位相差取得部３４ｄを有している。
【００６０】
位相差取得部３４ｄは、図９に示すように、相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）の位相φと疑似振動Ｖｉ３’に基づき制振すべき位置ｐｏｓに発生される相殺振動Ｖｉ４の位相φ’との位相差Δφ（＝φ−φ’）を取得するものである。その構成を以下に具体的に説明する。
【００６１】
図８に示すように、まず、除算器６０ａにおいて振動信号Ａｓｉｎ（θ＋φ）をリアルタイム振幅検出部６０で検出した振幅Ａで除算して、振幅１のｓｉｎ（θ＋φ）を得る。
【００６２】
リアルタイム振幅検出部６０は、振幅１の正弦波ｓｉｎθの半周期０〜πの積分値が（−ｃｏｓπ）−（−ｃｏｓ０）＝（１）−（−１）＝２であり、その平均値は０〜πまでの平均であることから２／πとなることを利用したもので、振動信号Ａｓｉｎ（θ＋φ）を入力して、絶対値処理を加え、二倍の周波数成分を除去するノッチフィルタを介し、脈動分をＬＰＦ（ローパスフィルタ）で除去して２／πを乗ずることにより即時で振幅Ａを取得するものである。
【００６３】
乗算器６１、６２は、除算器６０ａでの除算結果であるｓｉｎ（θ＋φ）に対して２ｓｉｎθ及び２ｃｏｓθをそれぞれ乗算して積和定理より、ｃｏｓφ−ｃｏｓ（２θ＋φ）とｓｉｎφ＋ｓｉｎ（２θ＋φ）とを得る。乗算器６１の演算結果であるｃｏｓφ−ｃｏｓ（２θ＋φ）に対して二倍の周波数成分を除去するノッチ処理６３を施し、脈動分をＬＰＦ（ローパスフィルタ）処理６５で除去してｃｏｓφを得る。同様に、乗算器６２の演算結果であるｓｉｎφ＋ｓｉｎ（２θ＋φ）に対して二倍の周波数成分を除去するノッチ処理６４を施し、脈動分をＬＰＦ（ローパスフィルタ）処理６６で除去してｓｉｎφを得る。このように振動信号Ａｓｉｎ（θ＋φ）の位相成分を有するｃｏｓφ及びｓｉｎφを即時に特定する。
【００６４】
位相差特定部６７は、特定されたｃｏｓφ及びｓｉｎφと適応フィルタ３２ｆであるＡ’ｃｏｓφ’及びＡ’ｓｉｎφ’とに基づいて位相差を特定するものである。具体的には、これら位相φ及び位相φ’は、共通の基本電気角θを基準とした位相ズレを表すものであるので、疑似振動の位相と制振すべき位置ｐｏｓでの振動の位相とが一致している場合はφとφ’が等しいものとなる。したがって、位相差Δφをφ−φ’と定義して、以下の式を用いて算出される位相差の正弦成分α及び余弦成分βにより位相差を表現している。
正弦成分α＝Ａ’ｓｉｎ（φ−φ’）＝Ａ’（ｓｉｎφｃｏｓφ’−ｃｏｓφｓｉｎφ’）＝ｓｉｎφ（Ａ’ｃｏｓφ’）−ｃｏｓφ（Ａ’ｓｉｎφ’）
余弦成分β＝Ａ’ｃｏｓ（φ−φ’）＝Ａ’（ｃｏｓφｃｏｓφ’＋ｓｉｎφｓｉｎφ’）＝ｃｏｓφ（Ａ’ｃｏｓφ’）＋ｓｉｎφ（Ａ’ｓｉｎφ’）
【００６５】
上記の適応制御アルゴリズムは、位相差Δφが±６０度の範囲を超えた場合は制御が発散して制振不能となることが判明しているので、余弦成分β＞０の条件で正弦成分αの符号によりΔφが進んでいるか遅れているか否かを判断でき、正弦成分αの大きさにより位相差Δφのズレ量を把握できる。
【００６６】
この位相差取得部３４ｄに対応して収束係数変更手段３５は、位相差取得部３４ｄにより取得された位相差Δφを示す正弦成分α及び余弦成分βを入力し、位相差Δφに応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が変化するように収束係数を変更している。具体的には、制振すべき位置ｐｏｓの周波数ｆが変動しているときは位相差Δφも変動することが多いので、位相差Δφが変動していればその変動量に比例して適応フィルタ３２ｆの収束する速度が変化するように収束係数３２ｕを決定している。勿論、位相差Δφの変動量に応じていれば、例えば一定のゲインを乗じたり、位相差Δφの変動量が所定閾値を超えるか否かによって予め設定された複数の収束係数３２ｕのうちから一つの収束係数３２ｕを用いるように切替可能に構成してもよい。
【００６７】
以上のように、本実施形態に係る制振装置は、偏差情報取得手段３４を構成する位相差取得部３４ｄが、偏差に対応する偏差情報として相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）の位相φと疑似振動Ｖｉ３’に基づき制振すべき位置ｐｏｓに発生される相殺振動Ｖｉ４の位相φ’との位相差Δφ（φ−φ’）を取得し、収束係数変更手段３５が、偏差情報取得手段３４を構成する位相差取得部３４ｄにより取得された位相差Δφの増加に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が速まるように且つ位相差Δφの減少に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が遅くなるように収束係数３２ｕを変更することを特徴とする。
【００６８】
本実施形態では、相殺誤差として残る振動（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）の位相φと疑似振動Ｖｉ３’に基づき制振すべき位置ｐｏｓに発生される相殺振動Ｖｉ４の位相φ’との位相差Δφ（φ−φ’）が大きくなる傾向にあるときは制振すべき位置ｐｏｓの振動の周波数が変動していることが多く、振動発生源ｇｎから制振すべき位置ｐｏｓへ伝達した振動Ｖｉ３と疑似振動Ｖｉ３’に基づき制振すべき位置ｐｏｓに発生される相殺振動Ｖｉ４との偏差が大きくなることに着目して、この偏差に対応する偏差情報として上記位相差Δφを取得し、取得した位相差Δφの増加に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が速まるように且つ位相差Δφの減少に応じて適応フィルタ３２ｆが収束する速度が遅くなるように収束係数３２ｕを変更するので、上記位相差Δφを上記偏差の指標として用いることにより制振制御の応答性および安定性を向上させる構成を実現することが可能となる。
【００６９】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００７０】
例えば、上記第１〜４の実施形態において、収束係数変更手段３５は、適応フィルタ３２ｆが収束する速度が速くなるように収束係数３２ｕを変更する構成と、適応フィルタ３２ｆが収束する速度が遅くなるように収束係数３２ｕを変更する構成との双方の構成を有しているが、収束係数変更手段は、適応フィルタ３２ｆが収束する速度が速くなるように収束係数３２ｕを変更する構成のみでもよく、適応フィルタ３２ｆが収束する速度が遅くなるように収束係数３２ｕを変更する構成のみでもよい。
【００７１】
また、偏差情報取得手段は、上記偏差に対応する偏差情報として上記加振力振幅成分、相殺誤差として残る振動の振幅成分、制振すべき振動の周波数の変化量、相殺誤差として残る振動の位相と疑似振動に基づき制振すべき位置に発生される振動の位相との位相差のうちのいずれか１つの偏差情報を取得しているが、複数の偏差情報を取得して収束係数を変更するように構成してもよい。単一の偏差情報を取得する構成では、上記偏差の増加や減少の兆候が現れにくい偏差情報を取得していることがあり、この場合、収束係数の変更が遅れてしまうことが考えられる。しかし、複数の偏差情報を取得するように構成すると、上記偏差の増加や減少の兆候が現れやすい偏差情報を取得することが単一の偏差情報を取得する構成に比べて多くなるので、応答性や安全性等の制御精度を向上させることが可能となる。
【００７２】
その他、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１…………振動検出手段（加速度センサ）
２…………加振手段（リニアアクチュエータ）
３…………制御手段
３２………疑似振動算出手段
３２ｆ……適応フィルタ
３２ｕ……収束係数
３３………相殺振動発生指令手段
３４………偏差情報取得手段
３５………収束係数変更手段
φ、φ’…位相
Δφ………位相差
ｇｎ………振動発生源
ｐｏｓ……制振すべき位置
Ｖｉ１……振動発生源で生ずる振動
Ｖｉ２……加振手段で発生する振動
Ｖｉ３……制振すべき位置での振動
Ｖｉ３’…制振すべき位置での振動を模擬した疑似振動
Ｖｉ４……相殺振動
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動発生源で生じる振動と加振手段を通じて発生させる相殺振動とを制振すべき位置で相殺するにあたり、適応フィルタを用いて前記振動発生源から前記制振すべき位置へ伝達した振動を相殺するために必要な疑似振動を算出する疑似振動算出手段と、前記疑似振動算出手段により算出された疑似振動に基づいて前記加振手段を通じて前記制振すべき位置に前記相殺振動を発生させる相殺振動発生指令手段と、前記制振すべき位置において前記振動発生源で生じた振動と前記相殺振動との相殺誤差として残る振動を検出する振動検出手段とを具備し、前記疑似振動算出手段は、前記振動検出手段により検出された振動と前記適応フィルタが真値への収束する速度を決定する収束係数とに基づいて前記相殺誤差として残る振動が小さくなるように前記適応フィルタの算出を繰り返し実行し、算出の積み重ねにより疑似振動及び適応フィルタを真値へ収束させる制振装置であって、
前記振動発生源から前記制振すべき位置へ伝達した振動と前記疑似振動に基づき前記制振すべき位置に発生される相殺振動との偏差に対応する偏差情報を取得する偏差情報取得手段と、
前記偏差情報取得手段により取得された偏差情報に基づいて前記偏差の増加に応じて前記適応フィルタが収束する速度が速まるように前記収束係数を変更する収束係数変更手段とを備えたことを特徴とする制振装置。
【請求項２】
振動発生源で生じる振動と加振手段を通じて発生させる相殺振動とを制振すべき位置で相殺するにあたり、適応フィルタを用いて前記振動発生源から前記制振すべき位置へ伝達した振動を相殺するために必要な疑似振動を算出する疑似振動算出手段と、前記疑似振動算出手段により算出された疑似振動に基づいて前記加振手段を通じて前記制振すべき位置に前記相殺振動を発生させる相殺振動発生指令手段と、前記制振すべき位置において前記振動発生源で生じた振動と前記相殺振動との相殺誤差として残る振動を検出する振動検出手段とを具備し、前記疑似振動算出手段は、前記振動検出手段により検出された振動と前記適応フィルタが真値への収束する速度を決定する収束係数とに基づいて前記相殺誤差として残る振動が小さくなるように前記適応フィルタの算出を繰り返し実行し、算出の積み重ねにより疑似振動及び適応フィルタを真値へ収束させる制振装置であって、
前記振動発生源から前記制振すべき位置へ伝達した振動と前記疑似振動に基づき前記制振すべき位置に発生される相殺振動との偏差に対応する偏差情報を取得する偏差情報取得手段と、
前記偏差情報取得手段により取得された偏差情報に基づいて前記偏差の減少に応じて前記適応フィルタが収束する速度が遅くなるように前記収束係数を変更する収束係数変更手段とを備えたことを特徴とする制振装置。
【請求項３】
振動発生源で生じる振動と加振手段を通じて発生させる相殺振動とを制振すべき位置で相殺するにあたり、適応フィルタを用いて前記振動発生源から前記制振すべき位置へ伝達した振動を相殺するために必要な疑似振動を算出する疑似振動算出手段と、前記疑似振動算出手段により算出された疑似振動に基づいて前記加振手段を通じて前記制振すべき位置に前記相殺振動を発生させる相殺振動発生指令手段と、前記制振すべき位置において前記振動発生源で生じた振動と前記相殺振動との相殺誤差として残る振動を検出する振動検出手段とを具備し、前記疑似振動算出手段は、前記振動検出手段により検出された振動と前記適応フィルタが真値への収束する速度を決定する収束係数とに基づいて前記相殺誤差として残る振動が小さくなるように前記適応フィルタの算出を繰り返し実行し、算出の積み重ねにより疑似振動及び適応フィルタを真値へ収束させる制振装置であって、
前記振動発生源から前記制振すべき位置へ伝達した振動と前記疑似振動に基づき前記制振すべき位置に発生される相殺振動との偏差に対応する偏差情報を取得する偏差情報取得手段と、
前記偏差情報取得手段により取得された偏差情報に基づいて前記偏差の増加に応じて前記適応フィルタが収束する速度が速まり前記偏差の減少に応じて前記適応フィルタが収束する速度が遅くなるように前記収束係数を変更する収束係数変更手段とを備えたことを特徴とする制振装置。
【請求項４】
前記偏差情報取得手段は、前記偏差に対応する偏差情報として前記疑似振動に基づき制振すべき位置に発生される相殺振動の振幅値に対応する加振力振幅成分を取得し、
前記収束係数変更手段は、前記偏差情報取得手段により取得された加振力振幅成分に応じて前記収束係数を変更する請求項１〜３のいずれかに記載の制振装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の制振装置を備えた車両。
【請求項１】
振動発生源で生じる振動と加振手段を通じて発生させる相殺振動とを制振すべき位置で相殺するにあたり、適応フィルタを用いて前記振動発生源から前記制振すべき位置へ伝達した振動を相殺するために必要な疑似振動を算出する疑似振動算出手段と、前記疑似振動算出手段により算出された疑似振動に基づいて前記加振手段を通じて前記制振すべき位置に前記相殺振動を発生させる相殺振動発生指令手段と、前記制振すべき位置において前記振動発生源で生じた振動と前記相殺振動との相殺誤差として残る振動を検出する振動検出手段とを具備し、前記疑似振動算出手段は、前記振動検出手段により検出された振動と前記適応フィルタが真値への収束する速度を決定する収束係数とに基づいて前記相殺誤差として残る振動が小さくなるように前記適応フィルタの算出を繰り返し実行し、算出の積み重ねにより疑似振動及び適応フィルタを真値へ収束させる制振装置であって、
前記振動発生源から前記制振すべき位置へ伝達した振動と前記疑似振動に基づき前記制振すべき位置に発生される相殺振動との偏差に対応する偏差情報を取得する偏差情報取得手段と、
前記偏差情報取得手段により取得された偏差情報に基づいて前記偏差の増加に応じて前記適応フィルタが収束する速度が速まるように前記収束係数を変更する収束係数変更手段とを備えたことを特徴とする制振装置。
【請求項２】
振動発生源で生じる振動と加振手段を通じて発生させる相殺振動とを制振すべき位置で相殺するにあたり、適応フィルタを用いて前記振動発生源から前記制振すべき位置へ伝達した振動を相殺するために必要な疑似振動を算出する疑似振動算出手段と、前記疑似振動算出手段により算出された疑似振動に基づいて前記加振手段を通じて前記制振すべき位置に前記相殺振動を発生させる相殺振動発生指令手段と、前記制振すべき位置において前記振動発生源で生じた振動と前記相殺振動との相殺誤差として残る振動を検出する振動検出手段とを具備し、前記疑似振動算出手段は、前記振動検出手段により検出された振動と前記適応フィルタが真値への収束する速度を決定する収束係数とに基づいて前記相殺誤差として残る振動が小さくなるように前記適応フィルタの算出を繰り返し実行し、算出の積み重ねにより疑似振動及び適応フィルタを真値へ収束させる制振装置であって、
前記振動発生源から前記制振すべき位置へ伝達した振動と前記疑似振動に基づき前記制振すべき位置に発生される相殺振動との偏差に対応する偏差情報を取得する偏差情報取得手段と、
前記偏差情報取得手段により取得された偏差情報に基づいて前記偏差の減少に応じて前記適応フィルタが収束する速度が遅くなるように前記収束係数を変更する収束係数変更手段とを備えたことを特徴とする制振装置。
【請求項３】
振動発生源で生じる振動と加振手段を通じて発生させる相殺振動とを制振すべき位置で相殺するにあたり、適応フィルタを用いて前記振動発生源から前記制振すべき位置へ伝達した振動を相殺するために必要な疑似振動を算出する疑似振動算出手段と、前記疑似振動算出手段により算出された疑似振動に基づいて前記加振手段を通じて前記制振すべき位置に前記相殺振動を発生させる相殺振動発生指令手段と、前記制振すべき位置において前記振動発生源で生じた振動と前記相殺振動との相殺誤差として残る振動を検出する振動検出手段とを具備し、前記疑似振動算出手段は、前記振動検出手段により検出された振動と前記適応フィルタが真値への収束する速度を決定する収束係数とに基づいて前記相殺誤差として残る振動が小さくなるように前記適応フィルタの算出を繰り返し実行し、算出の積み重ねにより疑似振動及び適応フィルタを真値へ収束させる制振装置であって、
前記振動発生源から前記制振すべき位置へ伝達した振動と前記疑似振動に基づき前記制振すべき位置に発生される相殺振動との偏差に対応する偏差情報を取得する偏差情報取得手段と、
前記偏差情報取得手段により取得された偏差情報に基づいて前記偏差の増加に応じて前記適応フィルタが収束する速度が速まり前記偏差の減少に応じて前記適応フィルタが収束する速度が遅くなるように前記収束係数を変更する収束係数変更手段とを備えたことを特徴とする制振装置。
【請求項４】
前記偏差情報取得手段は、前記偏差に対応する偏差情報として前記疑似振動に基づき制振すべき位置に発生される相殺振動の振幅値に対応する加振力振幅成分を取得し、
前記収束係数変更手段は、前記偏差情報取得手段により取得された加振力振幅成分に応じて前記収束係数を変更する請求項１〜３のいずれかに記載の制振装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の制振装置を備えた車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１１２１６４（Ｐ２０１１−１１２１６４Ａ）
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６９２７６（Ｐ２００９−２６９２７６）
【出願日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【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２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【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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