振動制御装置及び振動制御方法
【課題】 最適な変位中心位置及び中立釣り合い位置に精度良く設定され、振動制御手段の出力を低減することができ、小型の振動制御手段で実現できる効率的な振動制御装置及び振動制御方法を提供する。
【解決手段】 加速度検知手段４１の検知した値を加算する計算部５５と、計算部５５の結果に応じて、調整手段３４の負荷を設定する負荷設定部５１と、負荷設定部５１の設定した負荷に応じて調整手段３４に駆動信号を与える調整手段制御部５２と、振動制御手段２１の変位中心を記憶する記憶部５４と、を有する制御手段５０を備え、制御手段５０は、調整手段３４の負荷を調整することで、振動制御手段２１を記憶部５４の記憶した変位中心に配置させると共に、荷重に対する力の釣り合いを設定することを特徴とする。
【解決手段】 加速度検知手段４１の検知した値を加算する計算部５５と、計算部５５の結果に応じて、調整手段３４の負荷を設定する負荷設定部５１と、負荷設定部５１の設定した負荷に応じて調整手段３４に駆動信号を与える調整手段制御部５２と、振動制御手段２１の変位中心を記憶する記憶部５４と、を有する制御手段５０を備え、制御手段５０は、調整手段３４の負荷を調整することで、振動制御手段２１を記憶部５４の記憶した変位中心に配置させると共に、荷重に対する力の釣り合いを設定することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、座席等の搭乗部、特に移動体等に設置される座席等の搭乗部に加わる振動を抑制、又は低減する振動制御装置及び振動制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上部フレームを下部フレームに対して弾性的に支持する補助バネ部材を有し、上部フレームおよび下部フレームにそれぞれ正の弾性力または負の弾性力を有する磁石を配設することで、補助バネによる弾性力との力の釣合い位置を調整可能にしたシートサスペンションが開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、振動吸収機構の負荷質量に応じた中立位置をより確実に保持することができるシートサスペンションが開示されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−３２０８８４号公報
【特許文献２】特開２００５−１９９９３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１及び２に記載された発明では、力の釣合いを、磁石を用いて調整しているので、磁石を別途配設する必要があり、コストが増加する。
【０００５】
また、磁石で釣合いのずれを調整したとしても、部材間に存在するフリクションのために、フリクションの大きさの範囲内で釣合いのずれが生じてしまう。そのため、磁石で中立位置を調整した後に、静止状態においてフリクションよりも小さな力のずれが生じているときには、その小さな力によりシートの力の釣り合いが取れた静止位置から動くことはないが、少なくともフリクションよりも大きな力である振動を加えた後にはその静止位置にずれが生じる。
【０００６】
したがって、シート位置が力の釣り合いの取れた最適な静止位置に設定されないので、キャビンからの振動をうまく制御することが出来なくなる。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するものであって、最適な変位中心位置及び中立釣り合い位置に精度良く設定され、振動制御手段の出力を低減することができ、小型の振動制御手段で実現できる効率的な振動制御装置及び振動制御方法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】
【０００８】
そのために本発明は、設置部に設置され、前記設置部に対して相対移動する荷重支持部と、前記荷重支持部と連結され荷重と釣り合う負荷を与え、前記荷重支持部に対して相対移動するカウンタバランス部と、前記荷重支持部の前記設置部に対する振動を制御する振動制御手段を有する振動制御部と、前記荷重支持部の加速度を検知する加速度検知手段と、前記カウンタバランス部の負荷を調整する調整手段と、を備えた振動制御装置において、前記加速度検知手段の検知した値を加算する計算部と、前記計算部の結果に応じて、前記調整手段の負荷を設定する負荷設定部と、前記負荷設定部の設定した負荷に応じて前記調整手段に駆動信号を与える調整手段制御部と、前記振動制御手段の変位中心を記憶する記憶部と、を有する制御手段を備え、前記制御手段は、前記調整手段の負荷を調整することで、前記振動制御手段を前記記憶部の記憶した変位中心に配置させると共に、荷重に対する力の釣り合いを設定することを特徴とする。
【０００９】
また、前記振動制御手段に駆動信号を与える振動制御手段制御部と、を備え、前記振動制御手段制御部が前記振動制御手段を駆動させて生じた前記荷重支持部の振動の加速度を前記加速度検知手段が検知することを特徴とする。
【００１０】
また、前記負荷設定部は、前記加速度検知手段が取得した前記荷重支持部の加速度を前記計算部で加算し、加算した加速度に応じて、前記負荷を制御することを特徴とする。
【００１１】
また、前記負荷設定部は、前記加算結果が０より大きい場合、前記負荷を減少させるよう設定し、前記加算結果が０より小さい場合、前記負荷を増加させるよう設定することを特徴とする。
【００１２】
また、前記加速度検知手段が前記荷重支持部の加速度を取得する前に、振動制御手段制御部が振動制御手段を加振することを特徴とする。
【００１３】
また、前記負荷設定部は、前記加速度検知手段が取得した前記荷重支持部の加速度を前記計算部で加算する際、上下ピーク値を加算することを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明は、設置部に設置された荷重支持部に連結されたカウンタバランス部により荷重と釣り合う負荷を与える振動制御方法において、前記荷重支持部の加速度を取得するステップと、前記加速度を加算するステップと、加算した加速度に応じて、前記負荷を制御するステップと、を有することを特徴とする。
【００１５】
また、前記負荷を制御するステップは、前記加算結果が０より大きい場合、前記負荷を減少させるステップと、前記加算結果が０より小さい場合、前記負荷を増加させるステップからなることを特徴とする。
【００１６】
また、前記荷重支持部の加速度を取得するステップの前に、振動制御手段を加振するステップを有することを特徴とする。
【００１７】
また、前記加速度を加算するステップは、上下ピーク値を加算することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１記載の発明によれば、設置部に設置され、前記設置部に対して相対移動する荷重支持部と、前記荷重支持部と連結され荷重と釣り合う負荷を与え、前記荷重支持部に対して相対移動するカウンタバランス部と、前記荷重支持部の前記設置部に対する振動を制御する振動制御手段を有する振動制御部と、前記荷重支持部の加速度を検知する加速度検知手段と、前記カウンタバランス部の負荷を調整する調整手段と、を備えた振動制御装置において、前記加速度検知手段の検知した値を加算する計算部と、前記計算部の結果に応じて、前記調整手段の負荷を設定する負荷設定部と、前記負荷設定部の設定した負荷に応じて前記調整手段に駆動信号を与える調整手段制御部と、前記振動制御手段の変位中心を記憶する記憶部と、を有する制御手段を備え、前記制御手段は、前記調整手段の負荷を調整することで、前記振動制御手段を前記記憶部の記憶した変位中心に配置させると共に、荷重に対する力の釣り合いを設定するので、荷重センサや磁石等を別途配設する必要が無く、コストを安くすることができると共に、部材間のフリクションを含めた力の釣り合いを設定することができ、迅速に精度良く釣り合い位置を設定することができると共に、振動制御手段の出力を低減することができ、小型の振動制御手段で実現できる効率的な振動制御装置を提供することができる。
【００１９】
請求項２記載の発明によれば、前記振動制御手段に駆動信号を与える振動制御手段制御部と、を備え、前記振動制御手段制御部が前記振動制御手段を駆動させて生じた前記荷重支持部の振動の加速度を前記加速度検知手段が検知するので、さらに、精度良く釣り合い位置を設定することができる。
【００２０】
請求項３記載の発明によれば、前記負荷設定部は、前記加速度検知手段が取得した前記荷重支持部の加速度を前記計算部で加算し、加算した加速度に応じて、前記負荷を制御するので、荷重センサや磁石等を別途配設する必要が無く、コストを安くすることができると共に、部材間のフリクションを含めた力の釣り合いを設定することができ、迅速に精度良く釣り合い位置を設定することができると共に、振動制御手段の出力を低減することができ、小型の振動制御手段で実現できる効率的な振動制御装置を提供することができる。
【００２１】
請求項４記載の発明によれば、前記負荷設定部は、前記加算結果が０より大きい場合、前記負荷を減少させるよう設定し、前記加算結果が０より小さい場合、前記負荷を増加させるよう設定するので、加算結果が０となる方向に負荷を制御し、さらに迅速に釣り合い位置を設定することができる。
【００２２】
請求項５記載の発明によれば、前記加速度検知手段が前記荷重支持部の加速度を取得する前に、振動制御手段制御部が振動制御手段を加振するので、規則的な振動による加速度を得ることができ、さらに精度良く釣り合い位置を設定することができる。
【００２３】
請求項６記載の発明によれば、前記負荷設定部は、前記加速度検知手段が取得した前記荷重支持部の加速度を前記計算部で加算する際、上下ピーク値を加算するので、少ないデータで計算し、さらに迅速に釣り合い位置を設定することができる。
【００２４】
請求項７記載の発明によれば、設置部に設置された荷重支持部に連結されたカウンタバランス部により荷重と釣り合う負荷を与える振動制御方法において、前記荷重支持部の加速度を取得するステップと、前記加速度を加算するステップと、加算した加速度に応じて、前記負荷を制御するステップと、を有するので、荷重センサや磁石等を別途配設する必要が無く、コストを安くすることができると共に、部材間のフリクションを含めた力の釣り合いを設定することができ、迅速に精度良く釣り合い位置を設定することができると共に、振動制御手段の出力を低減することができ、小型の振動制御手段で実現できる効率的な振動制御装置を提供することができる。
【００２５】
請求項８記載の発明によれば、前記負荷を制御するステップは、前記加算結果が０より大きい場合、前記負荷を減少させるステップと、前記加算結果が０より小さい場合、前記負荷を増加させるステップからなるので、加算結果が０となる方向に負荷を制御し、さらに迅速に釣り合い位置を設定することができる。
【００２６】
請求項９記載の発明によれば、前記荷重支持部の加速度を取得するステップの前に、振動制御手段を加振するステップを有するので、規則的な振動による加速度を得ることができ、さらに精度良く釣り合い位置を設定することができる。
【００２７】
請求項１０記載の発明によれば、前記加速度を加算するステップは、上下ピーク値を加算するので、少ないデータで計算し、さらに迅速に釣り合い位置を設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照して説明する。 図１は、第１実施形態における振動制御装置１を示す。図中、１は振動制御装置、１０は荷重支持部、１１は第１案内手段の一例としての第１スライダレール、１２は第１移動手段の一例としての第１スライダ、１３は荷重支持部材、２０は振動制御部、２１は振動制御手段の一例としての制振用アクチュエータ、３０はカウンタバランス部、３１は第２案内手段の一例としての第２スライダレール、３２は第２移動手段の一例としての第２スライダ、３３は第２移動手段支持部の一例としての第２スライダ支持部、３４は調整手段の一例としてのプリロード調整用アクチュエータ、３５はねじりバネ、４０は入力手段、４１は加速度検知手段の一例としての加速度センサ、４２は変位検知手段の一例としての変位センサ、５０は制御部、Ｆは設置部、Ｓは座席である。
【００２９】
本発明では、付勢手段として弾性部材であるスプリング３５を用い、スプリング３５による弾性力を付勢手段の付勢力として用いているが、この実施例に制限されるものではない。本発明においては、第１案内手段としての第１スライダレール１１と第１移動手段としての第１スライダ１２をまとめて第１移動案内手段とする。同様に、第２案内手段としての第２スライダレール３１と第２移動手段としての第２スライダ３２もまとめて第２移動案内手段とする。
【００３０】
振動制御装置１は、荷重支持部１０により床等の設置部Ｆに設置され、振動制御部２０で振動制御装置１上の座席Ｓ等の荷重の振動をアクティブに制御すると共に、カウンタバランス部３０で荷重に対する力の釣り合いを設定するものである。
【００３１】
荷重支持部１０は、設置部Ｆに設置された第１スライダレール１１、荷重支持部材１３に設けた第１スライダ１２及び座席Ｓを支持する荷重支持部材１３等を有する。第１スライダレール１１は、設置部Ｆに設置され、第１スライダ１２及び荷重支持部材１３を上下方向に案内する。第１スライダ１２は、荷重支持部材１３に設けられ、第１スライダレール１１により上下方向に案内される。荷重支持部材１３は、座席Ｓの下方に設置され、第１スライダレール１１により上下方向に案内される第１スライダ１２を有し、振動制御部２０及びカウンタバランス部３０に載置されている。
【００３２】
振動制御部２０は、ボイスコイルモータ等の制振用アクチュエータ２１等を有する。制振用アクチュエータ２１は、下部を設置部Ｆに設置、上部を荷重支持部材１３に当接され、加速度センサ４１や変位センサ４２等からの信号により、上下動可能に制御される。
【００３３】
カウンタバランス部３０は、第２スライダレール３１、第２スライダ３２、天秤部３３、プリロード調整用アクチュエータ３４、スプリング３５等を有する。第２スライダレール３１は、荷重支持部材１３に設置され、第２スライダ３２を移動可能に案内する。第２スライダ３２は、天秤部３３の一端に連結されると共に、第２スライダレール３１に案内され、荷重支持部材１３に対して移動可能なものである。
【００３４】
天秤部３３は、設置部Ｆに支点３３ａを有し、一端側３３ｂを第２スライダ３２に、他端側３３ｃをプリロード調整用アクチュエータ３４を介してスプリング３５に回動可能に連結する。
【００３５】
プリロード調整用アクチュエータ３４は、長さを可変することができるもので、一端を天秤部３３に連結され、他端をスプリング３５に固着されている。スプリング３５は、一端をプリロード調整用アクチュエータ３４に固着され、他端を設置部Ｆに固着されている。
【００３６】
入力手段４０は、加重支持部１０の加速度を検知する加速度センサ４１及び加重支持部１０の変位を検知する変位センサ４２等を有する。
【００３７】
図２は、このような構造の振動制御装置１のブロック図を示す。加速度センサ４１及び変位センサ４２からの入力信号を制御手段としてのＥＣＵ５０に入力し、制振用アクチュエータ２１及びプリロード調整用アクチュエータ３４を制御することで、荷重にあわせてアクティブに振動を制御する。
【００３８】
また、制御手段の一例としてのＥＣＵ５０は、加速度センサ４１及び変位センサ４２で検知した状態に応じて、プリロード調整用アクチュエータ３４の負荷を設定する負荷設定部５１と、負荷設定部５１の設定した負荷に応じてプリロード調整用アクチュエータ３４に駆動信号を与える調整手段制御部の一例としてのプリロード調整用アクチュエータ制御部５２と、制振用アクチュエータ２１に駆動信号を与える振動制御手段制御部の一例として御制振用アクチュエータ制御部５３と、制振用アクチュエータ２１の変位中心位置を記憶する記憶部５４と、加速度センサ４１の検知した値を加算する計算部５５と、を有する。そして、負荷設定部５１や計算部５５の結果に応じて、プリロード調整用アクチュエータ３４の負荷を調整することで、制振用アクチュエータ２１を可動範囲の変位中心位置に配置させると共に、荷重支持部１０とカウンタバランス部を中立釣り合い状態とするものである。
【００３９】
次に、プリロード位置調整方法について説明する。図３はアバウト設定制御のフローチャートを示す。
【００４０】
図３に示すアバウト設定制御のフローチャートでは、まず、ステップ１で、乗員の乗車判定を実行する（ＳＴ１）。この判定は、加速度センサ２２や変位センサ２３等で行い、着座センサやボタンにより判断してもよい。
【００４１】
ステップ１において、乗員が乗車していない場合、再び、ステップ１に戻る。
【００４２】
ステップ１において、乗員が乗車している場合、ステップ２で、図４（ａ）に示すように、プリロード調整用アクチュエータ３４の出力を最も弱く設定する（ＳＴ２）。
【００４３】
続いて、ステップ３で、図４（ｂ）に示すように、プリロード調整用アクチュエータ３４の出力を所定の増加量である一定値ｎ１ごとに増加させる（ＳＴ３）。本実施形態では、例えば、所定の増加量である一定値約５Ｎずつ増加させる。次に、ステップ４で、座席Ｓの加速度を加速度センサ４１から取得する（ＳＴ４）。続いて、ステップ５で、ステップ４において取得した座席Ｓを有するキャビン加速度が所定値ｎ２より大きいか判断する（ＳＴ５）。本実施形態では、所定値ｎ２を０．２ｍ／ｓ2とする。
【００４４】
ステップ５において、キャビン加速度が所定値ｎ２より小さい場合、ステップ３に戻る。
【００４５】
ステップ５において、キャビン加速度が所定値ｎ２より大きい場合、ステップ６で、変位センサ４２により座席Ｓの変位を取得する（ＳＴ６）。続いてステップ７で、座席Ｓが変位中心位置としてのストロークセンタの±ｎ３以内にあるか判断する（ＳＴ７）。本実施形態では、ｎ３を約２ｍｍに設定している。座席Ｓのストロークセンタはあらかじめ計測又は計算し、記憶しておけばよい。
【００４６】
次に、ステップ８で、プリロード調整用アクチュエータ３４の出力を所定の減少量である一定値ｎ４ごとに減少させる（ＳＴ８）。本実施形態では、例えば、所定の減少量である一定値約１Ｎずつ減少させる。本実施形態では、所定の減少量である一定値は、振動制御装置の設計仕様や、プリロード調整用アクチュエータ３４の設計仕様に基づいて決められている。また、所定の減少量である一定値ｎ４は、所定の増加量である一定値ｎ１より小さく設定されている。そのため、プリロード調整用アクチュエータ３４の出力を所定の増加量である一定値ｎ４によって、力の釣り合いが部材間に存在するフリクションを含めた上で調整でき、フリクションの大きさの範囲内で釣合いのずれを無くすように調整することができるので精度良く釣り合い位置を設定できる。
【００４７】
次に、ステップ９で、座席Ｓの加速度を加速度センサ４１から取得する（ＳＴ９）。続いて、ステップ１０で、ステップ９において取得したキャビン加速度が０か判断する（ＳＴ１０）。
【００４８】
ステップ１０において、キャビン加速度が０でない場合、ステップ８に戻る。
【００４９】
ステップ１０において、キャビン加速度が０の場合、アバウト設定制御を終了する。
【００５０】
ところで、ステップ３とステップ８の順にプリロード調整用アクチュエータ３４を調整しているのは、ステップ３とステップ８のステップの順番を入れ換えるとプリロード調整用アクチュエータ３４の出力の調整が困難となり、迅速に調整することができない。本振動制御装置１は、ステップ３からステップ１０の順にプリロード調整用アクチュエータ３４の出力を制御することで、付勢手段としてスプリング３５の付勢力を調整して荷重支持部１０とカウンタバランス部３０との釣り合い位置を調整している。そして、ステップ３とステップ４を入れ換えた場合には、プリロード調整用アクチュエータ３４の出力を予め大きくしておき、所定の減少量である一定値でプリロード調整用アクチュエータ３４の出力を減少させ、所定の増加量である一定値でプリロード調整用アクチュエータ３４の出力を増加させることになる。この場合、所定の減少量である一定値でプリロード調整用アクチュエータ３４の出力が減少された状態で荷重支持部１０とカウンタバランス部３０が釣り合った状態になり、この状態から所定の増加量である一定値でプリロード調整用アクチュエータ３４の出力を増加させると、付勢手段としてのスプリング３５の弾性力の性質とフリクションにより、荷重支持部１０とカウンタバランス部３０の釣り合いをとる付勢力が急激に増加することになる。そのため、付勢力の増加と減少を繰り返し調整する必要が出てくるので、プリロード調整用アクチュエータ３４の制御が困難となり、迅速に調整することができなくなる。また、プリロード調整用アクチュエータ３４を事細かに制御可能なアクチュエータにする必要が出てくるのでコストも増加する。
【００５１】
次に、微調整制御の第１実施形態を説明する。図５に示す微調整制御のフローチャートでは、まず、ステップ１１で、制振制御用アクチュエータ２１により座席Ｓを正弦波で加振する（ＳＴ１１）。続いて、ステップ１２で、座席Ｓのキャビン加速度を加速度センサ２２から取得する（ＳＴ１２）。次に、ステップ１３で、ステップ１２において取得した座席Ｓのキャビン加速度から上下ピーク値を検知する（ＳＴ１３）。続いて、ステップ１４で、ステップ１３において検知した上下ピーク値を加算する（ＳＴ１４）。この時、上ピーク値は正の値、下ピーク値は負の値である。
【００５２】
次に、ステップ１５で、ステップ１４において求めた加算値の絶対値が所定値ｎ５より大きいか判断する（ＳＴ１５）。本実施形態では、所定値ｎ５を３ｍ／ｓ2とした。
【００５３】
ステップ１５において、加算値の絶対値が所定値ｎ５より大きいと判断した場合、ステップ１６で、加算値が０より大きいか判断する（ＳＴ１６）。
【００５４】
ステップ１６において、加算値が０より大きいと判断した場合、ステップ１７で、プリロード調整用アクチュエータ３４の出力を一定値ｎ６減少させ、ステップ１１に戻る（ＳＴ１７）。
【００５５】
ステップ１６において、加算値が０以下と判断した場合、ステップ１８で、プリロード調整用アクチュエータ３４の出力を一定値ｎ６増加させ、ステップ１１に戻る（ＳＴ１８）。
【００５６】
ステップ１５において、加算値の絶対値が所定値ｎ５より小さいと判断した場合、微調整制御を終了する。
【００５７】
次に、微調整制御の第２実施形態を説明する。図６に示す微調整制御のフローチャートでは、まず、ステップ２１で、例えば、速度検知手段等により車両速度を検知する（ＳＴ２１）。続いて、ステップ２２で車両速度が０より大きく、車両が走行中であるか判断する（ＳＴ２２）。
【００５８】
ステップ２２において、車両が走行中でない場合、ステップ２１に戻る。
【００５９】
ステップ２２において、車両が走行中の場合、ステップ２３で、座席Ｓの加速度を加速度センサ２２から所定の時間取得する（ＳＴ２３）。次に、ステップ２４で、ステップ２３において取得した座席Ｓの加速度を加算する（ＳＴ２４）。続いて、ステップ２５で、ステップ２４において加算した加速度の加算値が０より大きいか判断する（ＳＴ２５）。
【００６０】
ステップ２５において、加速度の加算値が所定値０より大きいと判断した場合、ステップ２６で、プリロード調整用アクチュエータ３４の出力を一定値ｎ６減少させ、終了する（ＳＴ２６）。
【００６１】
ステップ２５において、加算値が０以下と判断した場合、ステップ２７で、プリロード調整用アクチュエータ３４の出力を一定値ｎ６増加させ、終了する（ＳＴ２７）。
【００６２】
この第２実施形態の微調整制御は、振動制御と共に、走行中連続して実行されるものである。
【００６３】
次に、本実施形態の振動制御について説明する。図７は、振動制御のフローチャートを示す。まず、ステップ３１で、振動時の加速度を加速度センサ２３により検出する（ＳＴ３１）。次に、ステップ３２で、ＥＣＵ４０において制振用アクチュエータ２１の推力を計算する（ＳＴ３２）。推力計算は、例えば、加速度×フリクション×ゲイン×（−１）等の計算式やあらかじめ加速度に対応する推力の値を記憶しておくことにより実行する。ここで、計算式におけるゲインは制御の遅れ分、−１は向きの反転を表す。続いて、ステップ３３で、ステップ３２において計算した推力を制振用アクチュエータ２１に指示する（ＳＴ３３）。
【００６４】
図８は、振動制御の状態を示すもので、図８（ａ）は制振用アクチュエータ２１を収縮した状態、図８（ｂ）は制振用アクチュエータ２１を伸張した状態を示すものである。
【００６５】
図８（ａ）は、ステップ３２に対応する加速度から求めた推力指示が制振用アクチュエータ２１の収縮の場合であり、座席Ｓ上の振動を０にするため制振用アクチュエータ２１を収縮すると、スライダ３２が前方に移動すると共に、カウンタバランス部３０の天秤部３３が反時計方向に回転する。この時、スプリング３５は伸張するが、その傾斜角度が変更されるため、スプリング３５の伸張による反力の鉛直成分はほぼキャンセルされ、荷重とスプリング３５による負荷は、ほぼ釣り合い状態を保持することができる。
【００６６】
図８（ｂ）は、ステップ３２に対応する加速度から求めた推力指示が制振用アクチュエータ２１の収縮の場合であり、座席Ｓ上の振動を０にするため制振用アクチュエータ２１を伸張すると、スライダ３２が後方に移動すると共に、カウンタバランス部３０の天秤部３３が時計方向に回転する。この時、スプリング３５は収縮するが、その傾斜角度が変更されるため、スプリング３５の収縮による反力の鉛直成分はほぼキャンセルされ、荷重とスプリング３５による負荷は、ほぼ釣り合い状態を保持することができる。
【００６７】
したがって、荷重とスプリング３５による負荷は、常にほぼ釣り合い状態を保持することができるので、制振用アクチュエータ２１の出力を小さくすることができる。
【００６８】
このように、設置部Ｆに設置され、設置部Ｆに対して相対移動する荷重支持部１０と、荷重支持部１０と連結され荷重と釣り合う負荷を与え、荷重支持部１０に対して相対移動するカウンタバランス部３０と、荷重支持部１０の設置部Ｆに対する振動を制御する制振用アクチュエータ２１を有する振動制御部２０と、荷重支持部１０の加速度を検知する加速度センサ４１と、カウンタバランス部３０の負荷を調整するプリロード調整用アクチュエータ３４と、を備えた振動制御装置１において、加速度センサ４１の検知した値を加算する計算部５５と、計算部５５の結果に応じて、プリロード調整用アクチュエータ３４の負荷を設定する負荷設定部５１と、負荷設定部５１の設定した負荷に応じてプリロード調整用アクチュエータ３４に駆動信号を与えるプリロード調整用アクチュエータ制御部５２と、制振用アクチュエータ２１の変位中心を記憶する記憶部５４と、を有する制御手段５０を備え、制御手段５０は、プリロード調整用アクチュエータ３４の負荷を調整することで、制振用アクチュエータ２１を記憶部５４の記憶した変位中心に配置させると共に、荷重に対する力の釣り合いを設定するので、荷重センサや磁石等を別途配設する必要が無く、コストを安くすることができると共に、部材間のフリクションを含めた力の釣り合いを設定することができ、迅速に精度良く釣り合い位置を設定することができると共に、制振用アクチュエータ２１の出力を低減することができ、小型の制振用アクチュエータ２１で実現できる効率的な振動制御装置１を提供することができる。
【００６９】
また、制振用アクチュエータ２１に駆動信号を与える制振用アクチュエータ制御部５３と、を備え、制振用アクチュエータ制御部５３が制振用アクチュエータ２１を駆動させて生じた荷重支持部１０の振動の加速度を加速度センサ４１が検知するので、さらに、精度良く釣り合い位置を設定することができる。
【００７０】
また、負荷設定部５１は、加速度センサ４１が取得した荷重支持部１０の加速度を計算部５５で加算し、加算した加速度に応じて、負荷を制御するので、荷重センサや磁石等を別途配設する必要が無く、コストを安くすることができると共に、部材間のフリクションを含めた力の釣り合いを設定することができ、迅速に精度良く釣り合い位置を設定することができると共に、制振用アクチュエータ２１の出力を低減することができ、小型の制振用アクチュエータ２１で実現できる効率的な振動制御装置１を提供することができる。
【００７１】
また、負荷設定部５１は、加算結果が０より大きい場合、負荷を減少させるよう設定し、加算結果が０より小さい場合、負荷を増加させるよう設定するので、加算結果が０となる方向に負荷を制御し、さらに迅速に釣り合い位置を設定することができる。
【００７２】
また、加速度センサ４１が荷重支持部１０の加速度を取得する前に、制振用アクチュエータ制御部５３が制振用アクチュエータ２１を加振するので、規則的な振動による加速度を得ることができ、さらに精度良く釣り合い位置を設定することができる。
【００７３】
また、負荷設定部５１は、加速度センサ４１が取得した荷重支持部１０の加速度を計算部５５で加算する際、上下ピーク値を加算するので、少ないデータで計算し、さらに迅速に釣り合い位置を設定することができる。
【００７４】
また、設置部Ｆに設置された荷重支持部１０に連結されたカウンタバランス部３０により荷重と釣り合う負荷を与える振動制御方法において、荷重支持部１０の加速度を取得するステップＳＴ１２と、加速度を加算するステップＳＴ１４と、加算した加速度に応じて、負荷を制御するステップＳＴ１７，ＳＴ１８と、を有するので、荷重センサや磁石等を別途配設する必要が無く、コストを安くすることができると共に、部材間のフリクションを含めた力の釣り合いを設定することができ、迅速に精度良く釣り合い位置を設定することができると共に、制振用アクチュエータ２１の出力を低減することができ、小型の制振用アクチュエータ２１で実現できる効率的な振動制御装置１を提供することができる。
【００７５】
また、負荷を制御するステップＳＴ１７，ＳＴ１８は、加算結果が０より大きい場合、負荷を減少させるステップＳＴ１７と、加算結果が０より小さい場合、負荷を増加させるステップＳＴ１８からなるので、加算結果が０となる方向に負荷を制御し、さらに迅速に釣り合い位置を設定することができる
また、荷重支持部１０の加速度を取得するステップＳＴ２の前に、制振用アクチュエータ２１を加振するステップＳＴ１を有するので、規則的な振動による加速度を得ることができ、さらに精度良く釣り合い位置を設定することができる
また、加速度を加算するステップＳＴ４は、上下ピーク値を加算するので、少ないデータで計算し、さらに迅速に釣り合い位置を設定することができる
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】第１実施形態の振動制御装置を示す図である。
【図２】振動制御装置のシステム構成を示したブロック図である。
【図３】プリロード調整制御のアバウト設定制御フローチャートを示す図である。
【図４】プリロード調整制御の第１実施形態の微調整制御フローチャートを示す図である。
【図５】プリロード調整制御の第２実施形態の微調整制御フローチャートを示す図である。
【図６】プリロード調整制御時の振動制御装置の状態を示す図である。
【図７】振動制御のフローチャートを示す図である。
【図８】振動制御時の振動制御装置の状態を示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
１…振動制御装置、１０…荷重支持部、１１…第１スライダレール（第１案内手段）、１２…第１スライダ（第１移動手段）、１３…荷重支持部材、２０…振動制御部、２１…制振用アクチュエータ（振動制御手段）、３０…カウンタバランス部、３１…第２スライダレール（第２案内手段）、３２…第２スライダ（第２移動手段）、３３…天秤部、３４…プリロード調整用アクチュエータ（調整手段）、３５…スプリング（付勢手段）、４０…入力手段、４１…加速度センサ（加速度検知手段）、４２…変位センサ（変位検知手段）、５０…ＥＣＵ（制御手段）、５１…負荷設定部、５２…プリロード調整用アクチュエータ制御部（調整手段制御部）、５３…制振用アクチュエータ制御部（振動制御手段制御部）、５４…記憶部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、座席等の搭乗部、特に移動体等に設置される座席等の搭乗部に加わる振動を抑制、又は低減する振動制御装置及び振動制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上部フレームを下部フレームに対して弾性的に支持する補助バネ部材を有し、上部フレームおよび下部フレームにそれぞれ正の弾性力または負の弾性力を有する磁石を配設することで、補助バネによる弾性力との力の釣合い位置を調整可能にしたシートサスペンションが開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、振動吸収機構の負荷質量に応じた中立位置をより確実に保持することができるシートサスペンションが開示されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−３２０８８４号公報
【特許文献２】特開２００５−１９９９３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１及び２に記載された発明では、力の釣合いを、磁石を用いて調整しているので、磁石を別途配設する必要があり、コストが増加する。
【０００５】
また、磁石で釣合いのずれを調整したとしても、部材間に存在するフリクションのために、フリクションの大きさの範囲内で釣合いのずれが生じてしまう。そのため、磁石で中立位置を調整した後に、静止状態においてフリクションよりも小さな力のずれが生じているときには、その小さな力によりシートの力の釣り合いが取れた静止位置から動くことはないが、少なくともフリクションよりも大きな力である振動を加えた後にはその静止位置にずれが生じる。
【０００６】
したがって、シート位置が力の釣り合いの取れた最適な静止位置に設定されないので、キャビンからの振動をうまく制御することが出来なくなる。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するものであって、最適な変位中心位置及び中立釣り合い位置に精度良く設定され、振動制御手段の出力を低減することができ、小型の振動制御手段で実現できる効率的な振動制御装置及び振動制御方法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】
【０００８】
そのために本発明は、設置部に設置され、前記設置部に対して相対移動する荷重支持部と、前記荷重支持部と連結され荷重と釣り合う負荷を与え、前記荷重支持部に対して相対移動するカウンタバランス部と、前記荷重支持部の前記設置部に対する振動を制御する振動制御手段を有する振動制御部と、前記荷重支持部の加速度を検知する加速度検知手段と、前記カウンタバランス部の負荷を調整する調整手段と、を備えた振動制御装置において、前記加速度検知手段の検知した値を加算する計算部と、前記計算部の結果に応じて、前記調整手段の負荷を設定する負荷設定部と、前記負荷設定部の設定した負荷に応じて前記調整手段に駆動信号を与える調整手段制御部と、前記振動制御手段の変位中心を記憶する記憶部と、を有する制御手段を備え、前記制御手段は、前記調整手段の負荷を調整することで、前記振動制御手段を前記記憶部の記憶した変位中心に配置させると共に、荷重に対する力の釣り合いを設定することを特徴とする。
【０００９】
また、前記振動制御手段に駆動信号を与える振動制御手段制御部と、を備え、前記振動制御手段制御部が前記振動制御手段を駆動させて生じた前記荷重支持部の振動の加速度を前記加速度検知手段が検知することを特徴とする。
【００１０】
また、前記負荷設定部は、前記加速度検知手段が取得した前記荷重支持部の加速度を前記計算部で加算し、加算した加速度に応じて、前記負荷を制御することを特徴とする。
【００１１】
また、前記負荷設定部は、前記加算結果が０より大きい場合、前記負荷を減少させるよう設定し、前記加算結果が０より小さい場合、前記負荷を増加させるよう設定することを特徴とする。
【００１２】
また、前記加速度検知手段が前記荷重支持部の加速度を取得する前に、振動制御手段制御部が振動制御手段を加振することを特徴とする。
【００１３】
また、前記負荷設定部は、前記加速度検知手段が取得した前記荷重支持部の加速度を前記計算部で加算する際、上下ピーク値を加算することを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明は、設置部に設置された荷重支持部に連結されたカウンタバランス部により荷重と釣り合う負荷を与える振動制御方法において、前記荷重支持部の加速度を取得するステップと、前記加速度を加算するステップと、加算した加速度に応じて、前記負荷を制御するステップと、を有することを特徴とする。
【００１５】
また、前記負荷を制御するステップは、前記加算結果が０より大きい場合、前記負荷を減少させるステップと、前記加算結果が０より小さい場合、前記負荷を増加させるステップからなることを特徴とする。
【００１６】
また、前記荷重支持部の加速度を取得するステップの前に、振動制御手段を加振するステップを有することを特徴とする。
【００１７】
また、前記加速度を加算するステップは、上下ピーク値を加算することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１記載の発明によれば、設置部に設置され、前記設置部に対して相対移動する荷重支持部と、前記荷重支持部と連結され荷重と釣り合う負荷を与え、前記荷重支持部に対して相対移動するカウンタバランス部と、前記荷重支持部の前記設置部に対する振動を制御する振動制御手段を有する振動制御部と、前記荷重支持部の加速度を検知する加速度検知手段と、前記カウンタバランス部の負荷を調整する調整手段と、を備えた振動制御装置において、前記加速度検知手段の検知した値を加算する計算部と、前記計算部の結果に応じて、前記調整手段の負荷を設定する負荷設定部と、前記負荷設定部の設定した負荷に応じて前記調整手段に駆動信号を与える調整手段制御部と、前記振動制御手段の変位中心を記憶する記憶部と、を有する制御手段を備え、前記制御手段は、前記調整手段の負荷を調整することで、前記振動制御手段を前記記憶部の記憶した変位中心に配置させると共に、荷重に対する力の釣り合いを設定するので、荷重センサや磁石等を別途配設する必要が無く、コストを安くすることができると共に、部材間のフリクションを含めた力の釣り合いを設定することができ、迅速に精度良く釣り合い位置を設定することができると共に、振動制御手段の出力を低減することができ、小型の振動制御手段で実現できる効率的な振動制御装置を提供することができる。
【００１９】
請求項２記載の発明によれば、前記振動制御手段に駆動信号を与える振動制御手段制御部と、を備え、前記振動制御手段制御部が前記振動制御手段を駆動させて生じた前記荷重支持部の振動の加速度を前記加速度検知手段が検知するので、さらに、精度良く釣り合い位置を設定することができる。
【００２０】
請求項３記載の発明によれば、前記負荷設定部は、前記加速度検知手段が取得した前記荷重支持部の加速度を前記計算部で加算し、加算した加速度に応じて、前記負荷を制御するので、荷重センサや磁石等を別途配設する必要が無く、コストを安くすることができると共に、部材間のフリクションを含めた力の釣り合いを設定することができ、迅速に精度良く釣り合い位置を設定することができると共に、振動制御手段の出力を低減することができ、小型の振動制御手段で実現できる効率的な振動制御装置を提供することができる。
【００２１】
請求項４記載の発明によれば、前記負荷設定部は、前記加算結果が０より大きい場合、前記負荷を減少させるよう設定し、前記加算結果が０より小さい場合、前記負荷を増加させるよう設定するので、加算結果が０となる方向に負荷を制御し、さらに迅速に釣り合い位置を設定することができる。
【００２２】
請求項５記載の発明によれば、前記加速度検知手段が前記荷重支持部の加速度を取得する前に、振動制御手段制御部が振動制御手段を加振するので、規則的な振動による加速度を得ることができ、さらに精度良く釣り合い位置を設定することができる。
【００２３】
請求項６記載の発明によれば、前記負荷設定部は、前記加速度検知手段が取得した前記荷重支持部の加速度を前記計算部で加算する際、上下ピーク値を加算するので、少ないデータで計算し、さらに迅速に釣り合い位置を設定することができる。
【００２４】
請求項７記載の発明によれば、設置部に設置された荷重支持部に連結されたカウンタバランス部により荷重と釣り合う負荷を与える振動制御方法において、前記荷重支持部の加速度を取得するステップと、前記加速度を加算するステップと、加算した加速度に応じて、前記負荷を制御するステップと、を有するので、荷重センサや磁石等を別途配設する必要が無く、コストを安くすることができると共に、部材間のフリクションを含めた力の釣り合いを設定することができ、迅速に精度良く釣り合い位置を設定することができると共に、振動制御手段の出力を低減することができ、小型の振動制御手段で実現できる効率的な振動制御装置を提供することができる。
【００２５】
請求項８記載の発明によれば、前記負荷を制御するステップは、前記加算結果が０より大きい場合、前記負荷を減少させるステップと、前記加算結果が０より小さい場合、前記負荷を増加させるステップからなるので、加算結果が０となる方向に負荷を制御し、さらに迅速に釣り合い位置を設定することができる。
【００２６】
請求項９記載の発明によれば、前記荷重支持部の加速度を取得するステップの前に、振動制御手段を加振するステップを有するので、規則的な振動による加速度を得ることができ、さらに精度良く釣り合い位置を設定することができる。
【００２７】
請求項１０記載の発明によれば、前記加速度を加算するステップは、上下ピーク値を加算するので、少ないデータで計算し、さらに迅速に釣り合い位置を設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照して説明する。 図１は、第１実施形態における振動制御装置１を示す。図中、１は振動制御装置、１０は荷重支持部、１１は第１案内手段の一例としての第１スライダレール、１２は第１移動手段の一例としての第１スライダ、１３は荷重支持部材、２０は振動制御部、２１は振動制御手段の一例としての制振用アクチュエータ、３０はカウンタバランス部、３１は第２案内手段の一例としての第２スライダレール、３２は第２移動手段の一例としての第２スライダ、３３は第２移動手段支持部の一例としての第２スライダ支持部、３４は調整手段の一例としてのプリロード調整用アクチュエータ、３５はねじりバネ、４０は入力手段、４１は加速度検知手段の一例としての加速度センサ、４２は変位検知手段の一例としての変位センサ、５０は制御部、Ｆは設置部、Ｓは座席である。
【００２９】
本発明では、付勢手段として弾性部材であるスプリング３５を用い、スプリング３５による弾性力を付勢手段の付勢力として用いているが、この実施例に制限されるものではない。本発明においては、第１案内手段としての第１スライダレール１１と第１移動手段としての第１スライダ１２をまとめて第１移動案内手段とする。同様に、第２案内手段としての第２スライダレール３１と第２移動手段としての第２スライダ３２もまとめて第２移動案内手段とする。
【００３０】
振動制御装置１は、荷重支持部１０により床等の設置部Ｆに設置され、振動制御部２０で振動制御装置１上の座席Ｓ等の荷重の振動をアクティブに制御すると共に、カウンタバランス部３０で荷重に対する力の釣り合いを設定するものである。
【００３１】
荷重支持部１０は、設置部Ｆに設置された第１スライダレール１１、荷重支持部材１３に設けた第１スライダ１２及び座席Ｓを支持する荷重支持部材１３等を有する。第１スライダレール１１は、設置部Ｆに設置され、第１スライダ１２及び荷重支持部材１３を上下方向に案内する。第１スライダ１２は、荷重支持部材１３に設けられ、第１スライダレール１１により上下方向に案内される。荷重支持部材１３は、座席Ｓの下方に設置され、第１スライダレール１１により上下方向に案内される第１スライダ１２を有し、振動制御部２０及びカウンタバランス部３０に載置されている。
【００３２】
振動制御部２０は、ボイスコイルモータ等の制振用アクチュエータ２１等を有する。制振用アクチュエータ２１は、下部を設置部Ｆに設置、上部を荷重支持部材１３に当接され、加速度センサ４１や変位センサ４２等からの信号により、上下動可能に制御される。
【００３３】
カウンタバランス部３０は、第２スライダレール３１、第２スライダ３２、天秤部３３、プリロード調整用アクチュエータ３４、スプリング３５等を有する。第２スライダレール３１は、荷重支持部材１３に設置され、第２スライダ３２を移動可能に案内する。第２スライダ３２は、天秤部３３の一端に連結されると共に、第２スライダレール３１に案内され、荷重支持部材１３に対して移動可能なものである。
【００３４】
天秤部３３は、設置部Ｆに支点３３ａを有し、一端側３３ｂを第２スライダ３２に、他端側３３ｃをプリロード調整用アクチュエータ３４を介してスプリング３５に回動可能に連結する。
【００３５】
プリロード調整用アクチュエータ３４は、長さを可変することができるもので、一端を天秤部３３に連結され、他端をスプリング３５に固着されている。スプリング３５は、一端をプリロード調整用アクチュエータ３４に固着され、他端を設置部Ｆに固着されている。
【００３６】
入力手段４０は、加重支持部１０の加速度を検知する加速度センサ４１及び加重支持部１０の変位を検知する変位センサ４２等を有する。
【００３７】
図２は、このような構造の振動制御装置１のブロック図を示す。加速度センサ４１及び変位センサ４２からの入力信号を制御手段としてのＥＣＵ５０に入力し、制振用アクチュエータ２１及びプリロード調整用アクチュエータ３４を制御することで、荷重にあわせてアクティブに振動を制御する。
【００３８】
また、制御手段の一例としてのＥＣＵ５０は、加速度センサ４１及び変位センサ４２で検知した状態に応じて、プリロード調整用アクチュエータ３４の負荷を設定する負荷設定部５１と、負荷設定部５１の設定した負荷に応じてプリロード調整用アクチュエータ３４に駆動信号を与える調整手段制御部の一例としてのプリロード調整用アクチュエータ制御部５２と、制振用アクチュエータ２１に駆動信号を与える振動制御手段制御部の一例として御制振用アクチュエータ制御部５３と、制振用アクチュエータ２１の変位中心位置を記憶する記憶部５４と、加速度センサ４１の検知した値を加算する計算部５５と、を有する。そして、負荷設定部５１や計算部５５の結果に応じて、プリロード調整用アクチュエータ３４の負荷を調整することで、制振用アクチュエータ２１を可動範囲の変位中心位置に配置させると共に、荷重支持部１０とカウンタバランス部を中立釣り合い状態とするものである。
【００３９】
次に、プリロード位置調整方法について説明する。図３はアバウト設定制御のフローチャートを示す。
【００４０】
図３に示すアバウト設定制御のフローチャートでは、まず、ステップ１で、乗員の乗車判定を実行する（ＳＴ１）。この判定は、加速度センサ２２や変位センサ２３等で行い、着座センサやボタンにより判断してもよい。
【００４１】
ステップ１において、乗員が乗車していない場合、再び、ステップ１に戻る。
【００４２】
ステップ１において、乗員が乗車している場合、ステップ２で、図４（ａ）に示すように、プリロード調整用アクチュエータ３４の出力を最も弱く設定する（ＳＴ２）。
【００４３】
続いて、ステップ３で、図４（ｂ）に示すように、プリロード調整用アクチュエータ３４の出力を所定の増加量である一定値ｎ１ごとに増加させる（ＳＴ３）。本実施形態では、例えば、所定の増加量である一定値約５Ｎずつ増加させる。次に、ステップ４で、座席Ｓの加速度を加速度センサ４１から取得する（ＳＴ４）。続いて、ステップ５で、ステップ４において取得した座席Ｓを有するキャビン加速度が所定値ｎ２より大きいか判断する（ＳＴ５）。本実施形態では、所定値ｎ２を０．２ｍ／ｓ2とする。
【００４４】
ステップ５において、キャビン加速度が所定値ｎ２より小さい場合、ステップ３に戻る。
【００４５】
ステップ５において、キャビン加速度が所定値ｎ２より大きい場合、ステップ６で、変位センサ４２により座席Ｓの変位を取得する（ＳＴ６）。続いてステップ７で、座席Ｓが変位中心位置としてのストロークセンタの±ｎ３以内にあるか判断する（ＳＴ７）。本実施形態では、ｎ３を約２ｍｍに設定している。座席Ｓのストロークセンタはあらかじめ計測又は計算し、記憶しておけばよい。
【００４６】
次に、ステップ８で、プリロード調整用アクチュエータ３４の出力を所定の減少量である一定値ｎ４ごとに減少させる（ＳＴ８）。本実施形態では、例えば、所定の減少量である一定値約１Ｎずつ減少させる。本実施形態では、所定の減少量である一定値は、振動制御装置の設計仕様や、プリロード調整用アクチュエータ３４の設計仕様に基づいて決められている。また、所定の減少量である一定値ｎ４は、所定の増加量である一定値ｎ１より小さく設定されている。そのため、プリロード調整用アクチュエータ３４の出力を所定の増加量である一定値ｎ４によって、力の釣り合いが部材間に存在するフリクションを含めた上で調整でき、フリクションの大きさの範囲内で釣合いのずれを無くすように調整することができるので精度良く釣り合い位置を設定できる。
【００４７】
次に、ステップ９で、座席Ｓの加速度を加速度センサ４１から取得する（ＳＴ９）。続いて、ステップ１０で、ステップ９において取得したキャビン加速度が０か判断する（ＳＴ１０）。
【００４８】
ステップ１０において、キャビン加速度が０でない場合、ステップ８に戻る。
【００４９】
ステップ１０において、キャビン加速度が０の場合、アバウト設定制御を終了する。
【００５０】
ところで、ステップ３とステップ８の順にプリロード調整用アクチュエータ３４を調整しているのは、ステップ３とステップ８のステップの順番を入れ換えるとプリロード調整用アクチュエータ３４の出力の調整が困難となり、迅速に調整することができない。本振動制御装置１は、ステップ３からステップ１０の順にプリロード調整用アクチュエータ３４の出力を制御することで、付勢手段としてスプリング３５の付勢力を調整して荷重支持部１０とカウンタバランス部３０との釣り合い位置を調整している。そして、ステップ３とステップ４を入れ換えた場合には、プリロード調整用アクチュエータ３４の出力を予め大きくしておき、所定の減少量である一定値でプリロード調整用アクチュエータ３４の出力を減少させ、所定の増加量である一定値でプリロード調整用アクチュエータ３４の出力を増加させることになる。この場合、所定の減少量である一定値でプリロード調整用アクチュエータ３４の出力が減少された状態で荷重支持部１０とカウンタバランス部３０が釣り合った状態になり、この状態から所定の増加量である一定値でプリロード調整用アクチュエータ３４の出力を増加させると、付勢手段としてのスプリング３５の弾性力の性質とフリクションにより、荷重支持部１０とカウンタバランス部３０の釣り合いをとる付勢力が急激に増加することになる。そのため、付勢力の増加と減少を繰り返し調整する必要が出てくるので、プリロード調整用アクチュエータ３４の制御が困難となり、迅速に調整することができなくなる。また、プリロード調整用アクチュエータ３４を事細かに制御可能なアクチュエータにする必要が出てくるのでコストも増加する。
【００５１】
次に、微調整制御の第１実施形態を説明する。図５に示す微調整制御のフローチャートでは、まず、ステップ１１で、制振制御用アクチュエータ２１により座席Ｓを正弦波で加振する（ＳＴ１１）。続いて、ステップ１２で、座席Ｓのキャビン加速度を加速度センサ２２から取得する（ＳＴ１２）。次に、ステップ１３で、ステップ１２において取得した座席Ｓのキャビン加速度から上下ピーク値を検知する（ＳＴ１３）。続いて、ステップ１４で、ステップ１３において検知した上下ピーク値を加算する（ＳＴ１４）。この時、上ピーク値は正の値、下ピーク値は負の値である。
【００５２】
次に、ステップ１５で、ステップ１４において求めた加算値の絶対値が所定値ｎ５より大きいか判断する（ＳＴ１５）。本実施形態では、所定値ｎ５を３ｍ／ｓ2とした。
【００５３】
ステップ１５において、加算値の絶対値が所定値ｎ５より大きいと判断した場合、ステップ１６で、加算値が０より大きいか判断する（ＳＴ１６）。
【００５４】
ステップ１６において、加算値が０より大きいと判断した場合、ステップ１７で、プリロード調整用アクチュエータ３４の出力を一定値ｎ６減少させ、ステップ１１に戻る（ＳＴ１７）。
【００５５】
ステップ１６において、加算値が０以下と判断した場合、ステップ１８で、プリロード調整用アクチュエータ３４の出力を一定値ｎ６増加させ、ステップ１１に戻る（ＳＴ１８）。
【００５６】
ステップ１５において、加算値の絶対値が所定値ｎ５より小さいと判断した場合、微調整制御を終了する。
【００５７】
次に、微調整制御の第２実施形態を説明する。図６に示す微調整制御のフローチャートでは、まず、ステップ２１で、例えば、速度検知手段等により車両速度を検知する（ＳＴ２１）。続いて、ステップ２２で車両速度が０より大きく、車両が走行中であるか判断する（ＳＴ２２）。
【００５８】
ステップ２２において、車両が走行中でない場合、ステップ２１に戻る。
【００５９】
ステップ２２において、車両が走行中の場合、ステップ２３で、座席Ｓの加速度を加速度センサ２２から所定の時間取得する（ＳＴ２３）。次に、ステップ２４で、ステップ２３において取得した座席Ｓの加速度を加算する（ＳＴ２４）。続いて、ステップ２５で、ステップ２４において加算した加速度の加算値が０より大きいか判断する（ＳＴ２５）。
【００６０】
ステップ２５において、加速度の加算値が所定値０より大きいと判断した場合、ステップ２６で、プリロード調整用アクチュエータ３４の出力を一定値ｎ６減少させ、終了する（ＳＴ２６）。
【００６１】
ステップ２５において、加算値が０以下と判断した場合、ステップ２７で、プリロード調整用アクチュエータ３４の出力を一定値ｎ６増加させ、終了する（ＳＴ２７）。
【００６２】
この第２実施形態の微調整制御は、振動制御と共に、走行中連続して実行されるものである。
【００６３】
次に、本実施形態の振動制御について説明する。図７は、振動制御のフローチャートを示す。まず、ステップ３１で、振動時の加速度を加速度センサ２３により検出する（ＳＴ３１）。次に、ステップ３２で、ＥＣＵ４０において制振用アクチュエータ２１の推力を計算する（ＳＴ３２）。推力計算は、例えば、加速度×フリクション×ゲイン×（−１）等の計算式やあらかじめ加速度に対応する推力の値を記憶しておくことにより実行する。ここで、計算式におけるゲインは制御の遅れ分、−１は向きの反転を表す。続いて、ステップ３３で、ステップ３２において計算した推力を制振用アクチュエータ２１に指示する（ＳＴ３３）。
【００６４】
図８は、振動制御の状態を示すもので、図８（ａ）は制振用アクチュエータ２１を収縮した状態、図８（ｂ）は制振用アクチュエータ２１を伸張した状態を示すものである。
【００６５】
図８（ａ）は、ステップ３２に対応する加速度から求めた推力指示が制振用アクチュエータ２１の収縮の場合であり、座席Ｓ上の振動を０にするため制振用アクチュエータ２１を収縮すると、スライダ３２が前方に移動すると共に、カウンタバランス部３０の天秤部３３が反時計方向に回転する。この時、スプリング３５は伸張するが、その傾斜角度が変更されるため、スプリング３５の伸張による反力の鉛直成分はほぼキャンセルされ、荷重とスプリング３５による負荷は、ほぼ釣り合い状態を保持することができる。
【００６６】
図８（ｂ）は、ステップ３２に対応する加速度から求めた推力指示が制振用アクチュエータ２１の収縮の場合であり、座席Ｓ上の振動を０にするため制振用アクチュエータ２１を伸張すると、スライダ３２が後方に移動すると共に、カウンタバランス部３０の天秤部３３が時計方向に回転する。この時、スプリング３５は収縮するが、その傾斜角度が変更されるため、スプリング３５の収縮による反力の鉛直成分はほぼキャンセルされ、荷重とスプリング３５による負荷は、ほぼ釣り合い状態を保持することができる。
【００６７】
したがって、荷重とスプリング３５による負荷は、常にほぼ釣り合い状態を保持することができるので、制振用アクチュエータ２１の出力を小さくすることができる。
【００６８】
このように、設置部Ｆに設置され、設置部Ｆに対して相対移動する荷重支持部１０と、荷重支持部１０と連結され荷重と釣り合う負荷を与え、荷重支持部１０に対して相対移動するカウンタバランス部３０と、荷重支持部１０の設置部Ｆに対する振動を制御する制振用アクチュエータ２１を有する振動制御部２０と、荷重支持部１０の加速度を検知する加速度センサ４１と、カウンタバランス部３０の負荷を調整するプリロード調整用アクチュエータ３４と、を備えた振動制御装置１において、加速度センサ４１の検知した値を加算する計算部５５と、計算部５５の結果に応じて、プリロード調整用アクチュエータ３４の負荷を設定する負荷設定部５１と、負荷設定部５１の設定した負荷に応じてプリロード調整用アクチュエータ３４に駆動信号を与えるプリロード調整用アクチュエータ制御部５２と、制振用アクチュエータ２１の変位中心を記憶する記憶部５４と、を有する制御手段５０を備え、制御手段５０は、プリロード調整用アクチュエータ３４の負荷を調整することで、制振用アクチュエータ２１を記憶部５４の記憶した変位中心に配置させると共に、荷重に対する力の釣り合いを設定するので、荷重センサや磁石等を別途配設する必要が無く、コストを安くすることができると共に、部材間のフリクションを含めた力の釣り合いを設定することができ、迅速に精度良く釣り合い位置を設定することができると共に、制振用アクチュエータ２１の出力を低減することができ、小型の制振用アクチュエータ２１で実現できる効率的な振動制御装置１を提供することができる。
【００６９】
また、制振用アクチュエータ２１に駆動信号を与える制振用アクチュエータ制御部５３と、を備え、制振用アクチュエータ制御部５３が制振用アクチュエータ２１を駆動させて生じた荷重支持部１０の振動の加速度を加速度センサ４１が検知するので、さらに、精度良く釣り合い位置を設定することができる。
【００７０】
また、負荷設定部５１は、加速度センサ４１が取得した荷重支持部１０の加速度を計算部５５で加算し、加算した加速度に応じて、負荷を制御するので、荷重センサや磁石等を別途配設する必要が無く、コストを安くすることができると共に、部材間のフリクションを含めた力の釣り合いを設定することができ、迅速に精度良く釣り合い位置を設定することができると共に、制振用アクチュエータ２１の出力を低減することができ、小型の制振用アクチュエータ２１で実現できる効率的な振動制御装置１を提供することができる。
【００７１】
また、負荷設定部５１は、加算結果が０より大きい場合、負荷を減少させるよう設定し、加算結果が０より小さい場合、負荷を増加させるよう設定するので、加算結果が０となる方向に負荷を制御し、さらに迅速に釣り合い位置を設定することができる。
【００７２】
また、加速度センサ４１が荷重支持部１０の加速度を取得する前に、制振用アクチュエータ制御部５３が制振用アクチュエータ２１を加振するので、規則的な振動による加速度を得ることができ、さらに精度良く釣り合い位置を設定することができる。
【００７３】
また、負荷設定部５１は、加速度センサ４１が取得した荷重支持部１０の加速度を計算部５５で加算する際、上下ピーク値を加算するので、少ないデータで計算し、さらに迅速に釣り合い位置を設定することができる。
【００７４】
また、設置部Ｆに設置された荷重支持部１０に連結されたカウンタバランス部３０により荷重と釣り合う負荷を与える振動制御方法において、荷重支持部１０の加速度を取得するステップＳＴ１２と、加速度を加算するステップＳＴ１４と、加算した加速度に応じて、負荷を制御するステップＳＴ１７，ＳＴ１８と、を有するので、荷重センサや磁石等を別途配設する必要が無く、コストを安くすることができると共に、部材間のフリクションを含めた力の釣り合いを設定することができ、迅速に精度良く釣り合い位置を設定することができると共に、制振用アクチュエータ２１の出力を低減することができ、小型の制振用アクチュエータ２１で実現できる効率的な振動制御装置１を提供することができる。
【００７５】
また、負荷を制御するステップＳＴ１７，ＳＴ１８は、加算結果が０より大きい場合、負荷を減少させるステップＳＴ１７と、加算結果が０より小さい場合、負荷を増加させるステップＳＴ１８からなるので、加算結果が０となる方向に負荷を制御し、さらに迅速に釣り合い位置を設定することができる
また、荷重支持部１０の加速度を取得するステップＳＴ２の前に、制振用アクチュエータ２１を加振するステップＳＴ１を有するので、規則的な振動による加速度を得ることができ、さらに精度良く釣り合い位置を設定することができる
また、加速度を加算するステップＳＴ４は、上下ピーク値を加算するので、少ないデータで計算し、さらに迅速に釣り合い位置を設定することができる
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】第１実施形態の振動制御装置を示す図である。
【図２】振動制御装置のシステム構成を示したブロック図である。
【図３】プリロード調整制御のアバウト設定制御フローチャートを示す図である。
【図４】プリロード調整制御の第１実施形態の微調整制御フローチャートを示す図である。
【図５】プリロード調整制御の第２実施形態の微調整制御フローチャートを示す図である。
【図６】プリロード調整制御時の振動制御装置の状態を示す図である。
【図７】振動制御のフローチャートを示す図である。
【図８】振動制御時の振動制御装置の状態を示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
１…振動制御装置、１０…荷重支持部、１１…第１スライダレール（第１案内手段）、１２…第１スライダ（第１移動手段）、１３…荷重支持部材、２０…振動制御部、２１…制振用アクチュエータ（振動制御手段）、３０…カウンタバランス部、３１…第２スライダレール（第２案内手段）、３２…第２スライダ（第２移動手段）、３３…天秤部、３４…プリロード調整用アクチュエータ（調整手段）、３５…スプリング（付勢手段）、４０…入力手段、４１…加速度センサ（加速度検知手段）、４２…変位センサ（変位検知手段）、５０…ＥＣＵ（制御手段）、５１…負荷設定部、５２…プリロード調整用アクチュエータ制御部（調整手段制御部）、５３…制振用アクチュエータ制御部（振動制御手段制御部）、５４…記憶部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設置部に設置され、前記設置部に対して相対移動する荷重支持部と、前記荷重支持部と連結され荷重と釣り合う負荷を与え、前記荷重支持部に対して相対移動するカウンタバランス部と、前記荷重支持部の前記設置部に対する振動を制御する振動制御手段を有する振動制御部と、前記荷重支持部の加速度を検知する加速度検知手段と、前記カウンタバランス部の負荷を調整する調整手段と、を備えた振動制御装置において、
前記加速度検知手段の検知した値を加算する計算部と、前記計算部の結果に応じて、前記調整手段の負荷を設定する負荷設定部と、前記負荷設定部の設定した負荷に応じて前記調整手段に駆動信号を与える調整手段制御部と、前記振動制御手段の変位中心を記憶する記憶部と、を有する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記調整手段の負荷を調整することで、前記振動制御手段を前記記憶部の記憶した変位中心に配置させると共に、荷重に対する力の釣り合いを設定することを特徴とする振動制御装置。
【請求項２】
前記振動制御手段に駆動信号を与える振動制御手段制御部と、を備え、前記振動制御手段制御部が前記振動制御手段を駆動させて生じた前記荷重支持部の振動の加速度を前記加速度検知手段が検知することを特徴とする請求項１に記載の振動制御装置。
【請求項３】
前記負荷設定部は、前記加速度検知手段が取得した前記荷重支持部の加速度を前記計算部で加算し、加算した加速度に応じて、前記負荷を制御することを特徴とする請求項２に記載の振動制御装置。
【請求項４】
前記負荷設定部は、前記加算結果が０より大きい場合、前記負荷を減少させるよう設定し、前記加算結果が０より小さい場合、前記負荷を増加させるよう設定することを特徴とする請求項３に記載の振動制御装置。
【請求項５】
前記加速度検知手段が前記荷重支持部の加速度を取得する前に、振動制御手段制御部が振動制御手段を加振することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の振動制御装置。
【請求項６】
前記負荷設定部は、前記加速度検知手段が取得した前記荷重支持部の加速度を前記計算部で加算する際、上下ピーク値を加算することを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の振動制御装置。
【請求項７】
設置部に設置された荷重支持部に連結されたカウンタバランス部により荷重と釣り合う負荷を与える振動制御方法において、
前記荷重支持部の加速度を取得するステップと、
前記加速度を加算するステップと、
加算した加速度に応じて、前記負荷を制御するステップと、
を有することを特徴とする振動制御方法。
【請求項８】
前記負荷を制御するステップは、前記加算結果が０より大きい場合、前記負荷を減少させるステップと、前記加算結果が０より小さい場合、前記負荷を増加させるステップからなることを特徴とする請求項７に記載の振動制御方法。
【請求項９】
前記荷重支持部の加速度を取得するステップの前に、振動制御手段を加振するステップを有することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の振動制御方法。
【請求項１０】
前記加速度を加算するステップは、上下ピーク値を加算することを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれかに記載の振動制御方法。
【請求項１】
設置部に設置され、前記設置部に対して相対移動する荷重支持部と、前記荷重支持部と連結され荷重と釣り合う負荷を与え、前記荷重支持部に対して相対移動するカウンタバランス部と、前記荷重支持部の前記設置部に対する振動を制御する振動制御手段を有する振動制御部と、前記荷重支持部の加速度を検知する加速度検知手段と、前記カウンタバランス部の負荷を調整する調整手段と、を備えた振動制御装置において、
前記加速度検知手段の検知した値を加算する計算部と、前記計算部の結果に応じて、前記調整手段の負荷を設定する負荷設定部と、前記負荷設定部の設定した負荷に応じて前記調整手段に駆動信号を与える調整手段制御部と、前記振動制御手段の変位中心を記憶する記憶部と、を有する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記調整手段の負荷を調整することで、前記振動制御手段を前記記憶部の記憶した変位中心に配置させると共に、荷重に対する力の釣り合いを設定することを特徴とする振動制御装置。
【請求項２】
前記振動制御手段に駆動信号を与える振動制御手段制御部と、を備え、前記振動制御手段制御部が前記振動制御手段を駆動させて生じた前記荷重支持部の振動の加速度を前記加速度検知手段が検知することを特徴とする請求項１に記載の振動制御装置。
【請求項３】
前記負荷設定部は、前記加速度検知手段が取得した前記荷重支持部の加速度を前記計算部で加算し、加算した加速度に応じて、前記負荷を制御することを特徴とする請求項２に記載の振動制御装置。
【請求項４】
前記負荷設定部は、前記加算結果が０より大きい場合、前記負荷を減少させるよう設定し、前記加算結果が０より小さい場合、前記負荷を増加させるよう設定することを特徴とする請求項３に記載の振動制御装置。
【請求項５】
前記加速度検知手段が前記荷重支持部の加速度を取得する前に、振動制御手段制御部が振動制御手段を加振することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の振動制御装置。
【請求項６】
前記負荷設定部は、前記加速度検知手段が取得した前記荷重支持部の加速度を前記計算部で加算する際、上下ピーク値を加算することを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の振動制御装置。
【請求項７】
設置部に設置された荷重支持部に連結されたカウンタバランス部により荷重と釣り合う負荷を与える振動制御方法において、
前記荷重支持部の加速度を取得するステップと、
前記加速度を加算するステップと、
加算した加速度に応じて、前記負荷を制御するステップと、
を有することを特徴とする振動制御方法。
【請求項８】
前記負荷を制御するステップは、前記加算結果が０より大きい場合、前記負荷を減少させるステップと、前記加算結果が０より小さい場合、前記負荷を増加させるステップからなることを特徴とする請求項７に記載の振動制御方法。
【請求項９】
前記荷重支持部の加速度を取得するステップの前に、振動制御手段を加振するステップを有することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の振動制御方法。
【請求項１０】
前記加速度を加算するステップは、上下ピーク値を加算することを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれかに記載の振動制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−２４８６０（Ｐ２００９−２４８６０Ａ）
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９１６３７（Ｐ２００７−１９１６３７）
【出願日】平成１９年７月２４日（２００７．７．２４）
【出願人】（５９１２６１５０９）株式会社エクォス・リサーチ (1,360)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２４日（２００７．７．２４）
【出願人】（５９１２６１５０９）株式会社エクォス・リサーチ (1,360)
【Ｆターム（参考）】
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