能動型振動制御装置
【課題】より安価且つ簡単な構成で、ナックル振動と、該ナックル振動に起因して車室内に発生するこもり音とを共に低減可能な能動型振動制御装置を提供する。
【解決手段】センサ２２ａ〜２２ｄは、ナックル３０ａ〜３０ｄでのナックル振動に基づく振動検出信号ｅ１〜ｅ４をＥＣＵ２０に出力する。前記ＥＣＵ２０の基準信号生成手段７２は、エンジンパルスに基づいて基準信号ｘ１〜ｘ４を生成し、制御信号生成手段７０ａ〜７０ｄは、前記基準信号ｘ１〜ｘ４及び前記振動検出信号ｅ１〜ｅ４に基づいて制御信号ｙ１〜ｙ４を生成し、アクチュエータ２４ａ〜２４ｄに出力する。前記アクチュエータ２４ａ〜２４ｄは、前記制御信号ｙ１〜ｙ４に基づいて重錘２６ａ〜２６ｄと共に振動して前記ナックル３０ａ〜３０ｄの側部を加振する。
【解決手段】センサ２２ａ〜２２ｄは、ナックル３０ａ〜３０ｄでのナックル振動に基づく振動検出信号ｅ１〜ｅ４をＥＣＵ２０に出力する。前記ＥＣＵ２０の基準信号生成手段７２は、エンジンパルスに基づいて基準信号ｘ１〜ｘ４を生成し、制御信号生成手段７０ａ〜７０ｄは、前記基準信号ｘ１〜ｘ４及び前記振動検出信号ｅ１〜ｅ４に基づいて制御信号ｙ１〜ｙ４を生成し、アクチュエータ２４ａ〜２４ｄに出力する。前記アクチュエータ２４ａ〜２４ｄは、前記制御信号ｙ１〜ｙ４に基づいて重錘２６ａ〜２６ｄと共に振動して前記ナックル３０ａ〜３０ｄの側部を加振する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の振動に起因して車室内に発生する騒音を低減させる能動型振動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両の振動源から発生する振動に起因して車室内に発生する騒音（以下、こもり音ともいう。）を、当該車室内の乗員の耳位置近傍に配置されたマイクロフォンで検出し、前記検出したこもり音に基づく制御信号を生成し、前記生成された制御信号に基づく相殺音をスピーカから前記車室内に出力することにより、前記こもり音を低減させる能動型騒音制御装置が既に提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、振動源としてのエンジンやトランスミッションの駆動軸のトルク等の変動に起因して車軸に発生する振動（例えば、エンジンブレーキ又はオートマティックトランスミッションのロックアップに起因して車軸に発生するねじり振動）が車軸を軸支するナックル及びサスペンションを介して車体に伝達され、車体での振動に起因して車室内にこもり音が発生する場合に、能動型騒音制御装置は、こもり音に対する相殺音をスピーカから車室内に出力して、耳位置でのこもり音を低減させる。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−５９６８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した特許文献１に開示されている能動型騒音制御装置において、車室内の全座席に対するこもり音の低減を図ろうとすれば、全座席に対応させてマイクロフォン及びスピーカを多数配置して、こもり音の検出箇所や相殺音の出力箇所を増やすと共に、検出箇所及び出力箇所の増加に応じて、制御信号を生成する能動型騒音制御装置内のＥＣＵの処理能力を高める必要がある。この結果、装置全体が大規模化して設置コストが高騰するという問題がある。
【０００６】
また、前記のような能動型騒音制御装置は、専ら、車室内のこもり音を低減させる装置であるので、車軸でのねじり振動に起因したナックル、サスペンション及び車体での振動を制振することはできない。そこで、トランスミッションの駆動軸におけるトルク変動に起因した振動を低減させるためにトランスミッション内にダンパを配置することにより、車軸でのねじり振動を低減させることが考えられるが、部品点数が増加してコストや車両の重量が増加するだけでなく、トランスミッションの配置が制約されるという問題がある。なお、以下の説明では、車軸を介してナックルに伝達されるねじり振動を含む、該ナックルにて発生する振動をナックル振動と呼称する。
【０００７】
本発明は、上述した問題を考慮してなされたものであり、より安価且つ簡単な構成で、ナックル振動と、該ナックル振動に起因して車室内に発生するこもり音とを共に低減可能な能動型振動制御装置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】
本発明に係る能動型振動制御装置は、エンジンの如き振動源から発生する振動の周波数に基づく基準信号を生成する基準信号生成手段と、前記振動源に連結された車軸を軸支するナックルで生起されたナックル振動に基づいて振動検出信号を生成する振動検出手段と、前記基準信号及び前記振動検出信号に基づいて制御信号を生成する制御信号生成手段と、前記制御信号に基づいて前記ナックル振動を低減させるように前記ナックルを加振するナックル加振手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
上記した構成によれば、車軸からナックル及びサスペンションを経由して車体に至る振動伝達経路の略最上流に位置し且つ回転機能を伴わない車両部品であるナックルを、ナックル加振手段で直接制振することにより、車体におけるナックル振動を含む振動が低減され、この結果、該振動に起因して車室内に発生する騒音（こもり音）を低減させることができる。
【００１０】
また、ナックルを直接制振するので、振動源としてのトランスミッション内にねじり振動を抑制するためのダンパを配置することが不要となり、該トランスミッションを小型化することが可能となる。
【００１１】
さらに、基準信号生成手段は、ねじり振動の原因となる振動源での振動の周波数に基づいて前記基準信号を生成し、前記制御信号生成手段は、前記基準信号に基づいて前記制御信号を生成し、前記ナックル加振手段は、前記制御信号に基づいて前記ナックルを加振するので、前記周波数に対応したねじり振動を含むナックル振動を確実に低減させることができる。
【００１２】
従って、車室内に配置されたマイクロフォン及びスピーカを利用してこもり音を低減する従来技術と比較して、本発明では、ナックルを直接制振することによって、より安価且つ簡単な構成でナックル振動及び車室内の全ての座席におけるこもり音を低減させることが可能となる。
【００１３】
ここで、振動検出手段及びナックル加振手段を収容するケーシングがナックル近傍に配置されていることが好ましい。
【００１４】
これにより、前記振動検出手段にてナックル振動を直接検出し、且つ前記ナックル加振手段にてナックルを直接制振することができるので、前記ナックル振動の検出や前記ナックルの制振を効率よく行うことが可能になるからである。
【００１５】
また、前記ナックル加振手段は、前記車軸の径方向に沿って前記ナックルを加振するように前記ナックル近傍に配置され、又は、前記ナックル及び該ナックルに連結された車両部品の略重心に向かって前記ナックルを加振するように前記ナックル近傍に配置されていることが好ましい。
【００１６】
これにより、ナックル加振手段からナックルに加振された振動（制御振動）における該車両の走行方向の制御振動成分によって、前記車軸でのねじり振動に基づく前記ナックルでの前記走行方向の振動を低減させることが可能となる。なお、ナックルに連結された車両部品とは、例えば、車輪、車軸をいう。
【００１７】
さらに、振動検出手段は、ナックル加振手段近傍に配置され、あるいは、ナックル加振手段によるナックルの加振方向に沿って配置されることが好ましい。これにより、振動検出信号を精度よく生成することができるからである。
【００１８】
またさらに、前記振動検出手段及び前記ナックル加振手段は、前記車両の走行方向に沿って配置されることが好ましい。これにより、前記ねじり振動に基づいて、前記走行方向に沿って発生する前記ナックルでの振動を確実に低減させることができる。
【００１９】
上記した各発明において、さらに、重錘が前記ナックル加振手段と一体的に取り付けられていることが好ましい。
【００２０】
これにより、ナックル加振手段による加振力と重錘による加振力とに基づいてナックルが加振されるので、前記ナックル振動を効率よく低減させることができるからである。
【００２１】
また、上記した各発明において、前記制御信号生成手段は、前記基準信号に基づいて前記制御信号を生成する適応ノッチフィルタと、前記ナックル加振手段から前記振動検出手段までの振動伝達関数及び前記基準信号に基づいて参照信号を生成する参照信号生成手段と、前記振動検出信号及び前記参照信号に基づいて前記振動検出信号が最小となるように前記適応ノッチフィルタのフィルタ係数を更新するフィルタ係数更新手段とを有することが好ましい。これにより、前記ナックル振動を効率よく低減させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、より安価且つ簡単な構成で、ナックル振動と、該ナックル振動に起因して車室内に発生するこもり音とを共に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明に係る能動型振動制御装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本実施形態に係る能動型振動制御装置１０を車両１１に適用した概略ブロック図である。図２は、ドライブシャフト（車軸）３４ａ〜３４ｄを軸支するナックル３０ａ〜３０ｄに、能動型振動制御装置１０を構成するセンサ（振動検出手段）（図１参照）２２ａ〜２２ｄ及びアクチュエータ（ナックル加振手段）２４ａ〜２４ｄを収容するケーシング１６ａ〜１６ｄを配置した状態を示す車体１２の模式的平面図である。図３は、図２のタイヤ１４ａ、１４ｃ側からタイヤ１４ｂ、１４ｄ側を視たときのナックル３０ａ〜３０ｄに対するケーシング１６ａ〜１６ｄの配置を示した部分拡大側面図であり、説明を容易にするために、該ケーシング１６ａ〜１６ｄをセンサ２２ａ〜２２ｄ及びアクチュエータ２４ａ〜２４ｄを囲曉するブロックで図示している。図４は、中心軸５８に略直交する径方向の軸線５６上にセンサ２２ａ〜２２ｄ及びアクチュエータ２４ａ〜２４ｄを配置した状態を示す部分拡大側面図である。図５は、図１の能動型振動制御装置１０の概略制御ブロック図である。
【００２５】
なお、本実施形態では、代表的に、４ＷＤ（４輪駆動）の車両１１に能動型振動制御装置１０を適用した一例を示しているが、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）、ＲＲ（リアエンジン・リアドライブ）又はＭＲ（ミッドシップエンジン・リアドライブ）の車両にも、当該能動型振動制御装置１０が適用可能であることは勿論である。
【００２６】
本実施形態に係る能動型振動制御装置１０は、図１〜図３及び図５に示すように、基本的には、ケーシング１６ａ〜１６ｄ内に収容されたセンサ２２ａ〜２２ｄ及びアクチュエータ２４ａ〜２４ｄと、ＥＣＵ２０と、電源１８とを有する。この場合、前記各ケーシング１６ａ〜１６ｄは、それぞれ、タイヤ１４ａ〜１４ｄ、ホイール１５ａ〜１５ｄ及びブレーキ３２ａ〜３２ｄ近傍に配置され且つドライブシャフト３４ａ〜３４ｄを軸支するナックル３０ａ〜３０ｄの側部（ナックル３０ａ〜３０ｄの後方側（図３の右側））に配置されている。
【００２７】
なお、車両１１前方側のタイヤ１４ａ、１４ｂ及びホイール１５ａ、１５ｂは、ドライブシャフト３４ａ、３４ｂを介してエンジン２８に接続されたトランスミッション２９に連結され、後方側のタイヤ１４ｃ、１４ｄ及びホイール１５ｃ、１５ｄは、ドライブシャフト３４ｃ、３４ｄ、ディファレンシャルギヤ３１及びプロペラシャフト３３を介して前記トランスミッション２９に連結されている（図２参照）。
【００２８】
ナックル３０ａ〜３０ｄは、図３に示すように、略中央部分にベアリング３８が配置され、このベアリング３８の貫通孔３６にドライブシャフト３４ａ〜３４ｄが挿通されている。すなわち、前記ナックル３０ａ〜３０ｄは、前記ベアリング３８を介してドライブシャフト３４ａ〜３４ｄを軸支している。また、ナックル３０ａ〜３０ｄには、前記中央部分から車両１１上方に向かう第１突出部４０と、前記中央部分から車両１１後方（図３の右方向）に向かう第２突出部４８と、前記中央部分から車両１１下方に向かう第３突出部４４とがそれぞれ形成されている。この場合、前記第１突出部４０には、アッパーアーム（又はストラットダンパ）４２が連結され、前記第２突出部４８には、タイロッド５０が連結され、前記第３突出部４４には、ロアアーム４６が連結されている。
【００２９】
なお、本実施形態では、ケーシング１６ａ〜１６ｄは、前記第２突出部４８と第３突出部４４との間に配置されているが、第１突出部４０と第２突出部４８との間や、第１突出部４０と第３突出部４４との間にも配置することが可能である。
【００３０】
ケーシング１６ａ〜１６ｄ内に配置されたセンサ２２ａ〜２２ｄは、図３に示すように、アクチュエータ２４ａ〜２４ｄ近傍に配置された加速度センサであり、ナックル３０ａ〜３０ｄに発生する振動（ナックル振動）に基づいて、振動検出信号（車両１２の上下方向を示す軸線５４に沿った加速度成分と、走行方向を示す軸線５２に沿った加速度成分との２軸の加速度信号）ｅ１〜ｅ４（図５参照）を生成し、ＥＣＵ２０に出力する。
【００３１】
なお、エンジンブレーキ又はオートマティックトランスミッション（トランスミッション２９）のロックアップに起因して、エンジン２８及びトランスミッション２９（図２参照）の駆動軸にトルク変動が発生した場合、前記エンジン２８のクランクシャフト、前記トランスミッション２９（図２参照）の駆動軸及びドライブシャフト３４ａ〜３４ｄには、前記トルク変動に起因した振動（ねじり振動）が発生することがある。当該ねじり振動は、前記ドライブシャフト３４ａ〜３４ｄを軸支するナックル３０ａ〜３０ｄに伝達されるので、前記ナックル振動は、該ナックル３０ａ〜３０ｄに伝達される前記ねじり振動も含む振動である。
【００３２】
ＥＣＵ２０は、振動源としてのエンジン２８の駆動軸（クランクシャフト）の回転に同期した信号（エンジンパルス）の周波数に基づく調波の基準信号ｘを生成する基準信号生成手段７２と、前記基準信号ｘ及び前記振動検出信号ｅ１〜ｅ４に基づいて制御信号ｙ１〜ｙ４をアクチュエータ２４ａ〜２４ｄに出力する制御信号生成手段７０ａ〜７０ｄとで構成される。
【００３３】
この場合、エンジン２８に配置された図示しないホール素子は、例えば、クランクシャフトの回転に応じたパルスを前記エンジンパルスとして検出し、前記検出したエンジンパルスを基準信号生成手段７２に出力する。ここで、車両１１（図１参照）の走行時に前記エンジンブレーキが作動すると、前記クランクシャフトの回転速度が低下して該クランクシャフトのトルク変動が発生し、この結果、前記クランクシャフトにねじり振動が発生するので、前記エンジンパルスは、前記トルク変動、前記ねじり振動に応じたパルスとなる。さらに付言すれば、基準信号生成手段７２で生成される基準信号ｘは、前記トルク変動に起因して前記クランクシャフト、トランスミッション２９の駆動軸及びドライブシャフト３４ａ〜３４ｄに発生するねじり振動に対応した信号である。
【００３４】
制御信号生成手段７０ａ〜７０ｄ（図５参照）は、適応ノッチフィルタ７４ａ〜７４ｄと、参照信号生成手段７６ａ〜７６ｄと、フィルタ係数更新手段７８ａ〜７８ｄとで構成される。
【００３５】
適応ノッチフィルタ７４ａ〜７４ｄは、基準信号生成手段７２ａ〜７２ｄから入力された基準信号ｘ１〜ｘ４及びフィルタ係数ｗ１〜ｗ４に基づいて、所定周波数の制御信号ｙ１〜ｙ４を生成しアクチュエータ２４ａ〜２４ｄに出力する。
【００３６】
参照信号生成手段７６ａ〜７６ｄは、アクチュエータ２４ａ〜２４ｄからナックル３０ａ〜３０ｄを経由してセンサ２２ａ〜２２ｄに至るまでの振動伝達関数ｃ１〜ｃ４を有し、基準信号生成手段７２ａ〜７２ｄから入力された基準信号ｘ１〜ｘ４及び前記振動伝達関数ｃ１〜ｃ４に基づいて、所定周波数の参照信号ｒ１〜ｒ４を生成しフィルタ係数更新手段７８ａ〜７８ｄに出力する。
【００３７】
フィルタ係数更新手段７８ａ〜７８ｄは、ＬＭＳ（最小２乗法）アルゴリズム演算器から構成され、参照信号生成手段７６ａ〜７６ｄから入力された参照信号ｒ１〜ｒ４及びセンサ２２ａ〜２２ｄから入力された振動検出信号ｅ１〜ｅ４に基づいて、フィルタ係数ｗ１〜ｗ４の適応演算処理（前記振動検出信号ｅ１〜ｅ４が最小となるようなフィルタ係数ｗ１〜ｗ４を前記最小２乗法に基づき算出する演算処理）を行い、この演算結果に基づいて適応ノッチフィルタ７４ａ〜７４ｄの前記フィルタ係数ｗ１〜ｗ４を更新する。
【００３８】
アクチュエータ２４ａ〜２４ｄは、例えば、図示しないソレノイドコイル、リニアモータ、積層型ピエゾアクチュエータ又は超磁歪素子アクチュエータで構成され、その可動部分は、前記制御信号ｙ１〜ｙ４の周波数で、且つセンサ２２ａ〜２２ｄで検出した前記ナックル振動に対して逆方向（逆位相）に振動し、この振動（制御振動）にてナックル３０ａ〜３０ｄの側部（図３参照）を加振する。
【００３９】
この場合、アクチュエータ２４ａ〜２４ｄは、ドライブシャフト３４ａ〜３４ｄの中心軸５８と略直交する径方向の軸線５６に沿って配置されているので、前記可動部分は、前記軸線５６に沿ってナックル３０ａ〜３０ｄを加振する。換言すれば、前記ナックル３０ａ〜３０ｄに対するアクチュエータ２４ａ〜２４ｄの加振方向は、前記軸線５６に沿った方向となる。
【００４０】
また、アクチュエータ２４ａ〜２４ｄには、軸線５６に沿って重錘２６ａ〜２６ｄが連結されている。この場合、前記アクチュエータ２４ａ〜２４ｄの可動部分が前述した周波数で振動すれば、前記重錘２６ａ〜２６ｄも一体的に振動し、この結果、前記アクチュエータ２４ａ〜２４ｄによる加振力と前記重錘２６ａ〜２６ｄによる加振力とによって前記制御振動が増大する。
【００４１】
さらに、電源１８（図１参照）は、ＥＣＵ２０、センサ２２ａ〜２２ｄ及びアクチュエータ２４ａ〜２４ｄに対して電力の供給を行う。ここで、図１では、電源１８からセンサ２２ａ〜２２ｄ及びアクチュエータ２４ａ〜２４ｄに対する電力の供給を示す矢印を省略している。
【００４２】
なお、図３では、アクチュエータ２４ａ〜２４ｄ近傍にセンサ２２ａ〜２２ｄを配置した状態を示しているが、図４に示すように、アクチュエータ２４ａ〜２４ｄによるナックル３０ａ〜３０ｄの略加振方向（軸線５６）に沿って且つ前記ナックル３０ａ〜３０ｄの反対位置に配置することも可能である。
【００４３】
本実施形態に係る能動型振動制御装置１０は、以上のように構成されるものであり、次に、前記能動型振動制御装置１０の作用効果について、図１〜図５を参照しながら説明する。
【００４４】
車両１１の走行時に、電源１８からＥＣＵ２０、センサ２２ａ〜２２ｄ及びアクチュエータ２４ａ〜２４ｄに電力が供給されている状態において、エンジンブレーキ（又はトランスミッション２９のロックアップ）の作動に起因してエンジン２８のクランクシャフト及びトランスミッション２９の駆動軸にトルク変動が発生する。このトルク変動に起因して前記クランクシャフト、前記駆動軸及びドライブシャフト３４ａ〜３４ｄにねじり振動が発生し、前記ドライブシャフト３４ａ〜３４ｄを介して前記ねじり振動がナックル３０ａ〜３０ｄに伝達された場合に、センサ２２ａ〜２２ｄは、前記ねじり振動を含む前記ナックル振動に基づく振動検出信号ｅ１〜ｅ４を生成してＥＣＵ２０に出力する。
【００４５】
一方、前記ホール素子は、エンジン２８の駆動軸（クランクシャフト）の回転に応じたパルスを前記エンジンパルスとして検出し、前記検出したエンジンパルスを基準信号生成手段７２に出力する。前記基準信号生成手段７２は、入力された前記エンジンパルスの周波数に基づく調波の基準信号ｘを生成して適応ノッチフィルタ７４ａ〜７４ｄ及び参照信号生成手段７６ａ〜７６ｄに出力する。
【００４６】
適応ノッチフィルタ７４ａ〜７４ｄは、入力された前記基準信号ｘ１〜ｘ４及びフィルタ係数ｗ１〜ｗ４に基づいて、所定周波数の制御信号ｙ１〜ｙ４を生成しアクチュエータ２４ａ〜２４ｄに出力する。
【００４７】
アクチュエータ２４ａ〜２４ｄは、制御信号ｙ１〜ｙ４の前記周波数にて、重錘２６ａ〜２６ｄと一体的に前記ナックル振動に対し逆方向（逆位相）に振動してナックル３０ａ〜３０ｄの側部を加振する。
【００４８】
この場合、アクチュエータ２４ａ〜２４ｄからナックル３０ａ〜３０ｄに加えられる制御振動は、中心軸５８に略直交する車両１１の上下方向に沿った軸線５４の制御振動成分と、該中心軸５８及び前記軸線５４に略直交する車両１１の走行方向に沿った軸線５２の制御振動成分とに分けることができるので、前記ナックル振動の軸線５４方向に沿う加速度成分に応じたナックル振動成分と、軸線５２方向に沿う加速度成分に応じたナックル振動成分とがそれぞれ低減される。
【００４９】
一方、参照信号生成手段７６ａ〜７６ｄは、入力された基準信号ｘ１〜ｘ４及び振動伝達関数ｃ１〜ｃ４に基づいて、所定周波数の参照信号ｒ１〜ｒ４を生成しフィルタ係数更新手段７８ａ〜７８ｄに出力する。前記フィルタ係数更新手段７８ａ〜７８ｄは、入力された参照信号ｒ１〜ｒ４及び振動検出信号ｅ１〜ｅ４に基づいて、前記振動検出信号ｅ１〜ｅ４が最小となるようなフィルタ係数ｗ１〜ｗ４を演算して適応ノッチフィルタ７４ａ〜７４ｄのフィルタ係数ｗ１〜ｗ４を更新する。
【００５０】
このように、本実施形態に係る能動型振動制御装置１０によれば、エンジン２８、トランスミッション２９、ドライブシャフト３４ａ〜３４ｄ、ナックル３０ａ〜３０ｄ及びサスペンションを経由して車体１２に至る振動伝達経路の略最上流に位置し且つ回転機能を伴わない車両部品である前記ナックル３０ａ〜３０ｄをアクチュエータ２４ａ〜２４ｄで直接制振することにより、車体１２におけるナックル振動を含む振動が低減され、この結果、該振動に起因して車室内に発生するこもり音を低減させることができる。
【００５１】
また、ナックル３０ａ〜３０ｄを直接制振するので、トランスミッション２９内にねじり振動を抑制するためのダンパを配置することが不要となり、該トランスミッション２９を小型化することが可能となる。
【００５２】
さらに、基準信号生成手段７２は、ドライブシャフト３４〜３４ｄでのねじり振動の原因となるエンジン２８のクランクシャフトでのトルク変動（ねじり振動）に応じたエンジンパルスの周波数に基づいて基準信号ｘ１〜ｘ４を生成し、制御信号生成手段７０ａ〜７０ｄは、前記基準信号ｘ１〜ｘ４及び振動検出信号ｅ１〜ｅ４に基づいて制御信号ｙ１〜ｙ４を生成し、アクチュエータ２４ａ〜２４ｄは、前記制御信号ｙ１〜ｙ４に基づいてナックル３０ａ〜３０ｄを加振するので、前記周波数に対応したねじり振動を含むナックル振動を確実に低減させることができる。
【００５３】
従って、前記車室内に配置されたマイクロフォン及びスピーカを利用してこもり音を低減させる従来技術と比較して、本実施形態では、ナックル３０ａ〜３０ｄを直接制振することによって、より安価且つ簡単な構成で前記ナックル振動及び車室内の全ての座席におけるこもり音を低減させることが可能となる。
【００５４】
また、センサ２２ａ〜２２ｄ及びアクチュエータ２４ａ〜２４ｄをケーシング１６ａ〜１６ｄ内に収容してナックル３０ａ〜３０ｄ側部に配置することにより、前記センサ２２ａ〜２２ｄにて前記ナックル振動を直接検出すると共に、前記アクチュエータ２４ａ〜２４ｄにて前記ナックル３０ａ〜３０ｄを直接制振することができるので、前記ナックル振動の検出（振動検出信号ｅ１〜ｅ４の生成）やナックル３０ａ〜３０ｄの制振を効率よく行うことが可能になる。
【００５５】
また、アクチュエータ２４ａ〜２４ｄは、中心軸５８に略直交する軸線５６に沿って配置され、この軸線５６に沿ってナックル３０ａ〜３０ｄを加振するので、該ナックル３０ａ〜３０ｄに加振された制御振動における該車両１１の走行方向（軸線５２）の制御振動成分によって、ドライブシャフト３４〜３４ｄでのねじり振動に基づく前記ナックル３０ａ〜３０ｄでの前記走行方向（軸線５２）の振動を低減させることが可能となる。
【００５６】
さらに、センサ２２ａ〜２２ｄは、アクチュエータ２４ａ〜２４ｄ近傍に配置され、あるいは、前記アクチュエータ２４ａ〜２４ｄによるナックル３０ａ〜３０ｄの加振方向（軸線５６の方向）に配置されているので、振動検出信号ｅ１〜ｅ４を精度よく生成することができる。
【００５７】
またさらに、重錘２６ａ〜２６ｄがアクチュエータ２４ａ〜２４ｄと一体的に取り付けられていることにより、ナックル３０ａ〜３０ｄの加振の際に、前記アクチュエータ２４ａ〜２４ｄによる加振力と、前記重錘２６ａ〜２６ｄによる加振力とが合成されて前記ナックル３０ａ〜３０ｄが逆位相で加振されるので、前記ナックル振動を効率よく低減させることができる。
【００５８】
さらにまた、制御信号生成手段７０ａ〜７０ｄを、適応ノッチフィルタ７４ａ〜７４ｄと参照信号生成手段７６ａ〜７６ｄとフィルタ係数更新手段７８ａ〜７８ｄとで構成すれば、前記フィルタ係数更新手段７８ａ〜７８ｄは、振動検出信号ｅ１〜ｅ４が最小となるように前記適応ノッチフィルタ７４ａ〜７４ｄのフィルタ係数ｗ１〜ｗ４を更新するので、ナックル振動を効率よく低減することが可能となる。
【００５９】
また、上述した説明では、センサ２２ａ〜２２ｄ及びアクチュエータ２４ａ〜２４ｄが軸線５６上に配置されているが、車両１１の走行方向（軸線５２）に沿って配置すると好適である。すなわち、前記センサ２２ａ〜２２ｄは、前記軸線５２に沿った振動成分に対応する振動検出信号ｅ１〜ｅ４を生成し、前記アクチュエータ２４ａ〜２４ｄは、ナックル３０ａ〜３０ｄに対して、前記振動検出信号ｅ１〜ｅ４に基づく制御振動を軸線５２に沿って加振するので、該走行方向に発生する前記ねじり振動を含むナックル振動を確実に低減させることができるからである。
【００６０】
さらに、上述した説明では、ドライブシャフト３４ａ〜３４ｄの中心軸５８に略直交する軸線５６に沿ってナックル３０ａ〜３０ｄを加振しているが、ナックル３０ａ〜３０ｄ及び該ナックル３０ａ〜３０ｄに連結された車両部品（例えば、タイヤ１４ａ〜１４ｄ、ホイール１５ａ〜１５ｄ、ブレーキ３２ａ〜３２ｄ、ドライブシャフト３４ａ〜３４ｄ、ストラットダンパ４２、ロアアーム４６、タイロッド５０）の略重心に向かってナックル３０ａ〜３０ｄを加振することも可能である。この場合でも、前記ナックル３０ａ〜３０ｄに加振された制御振動は、車両１１の上下方向（軸線５４）の制御振動成分と、該車両１１の走行方向（軸線５２）の制御振動成分とに分けることができるので、前記ナックル振動を低減させることが可能である。
【００６１】
なお、本発明に係る能動型振動制御装置は、上述の実施形態に限らず、種々の構成を採り得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本実施形態に係る能動型振動制御装置を車両に適用した概略ブロック図である。
【図２】ドライブシャフトを軸支するナックルにケーシングを配置した状態を示す車体の概略平面図である。
【図３】ナックルに対するケーシングとアクチュエータ及び重錘との配置状態を示した部分拡大側面図である。
【図４】アクチュエータ及びセンサをドライブシャフトに直交する軸線上に配置した状態を示す部分拡大側面図である。
【図５】図１の能動型振動制御装置の概略制御ブロック図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０…能動型振動制御装置 １１…車両
１２…車体 １６ａ〜１６ｄ…ケーシング
２０…ＥＣＵ ２２ａ〜２２ｄ…センサ
２４ａ〜２４ｄ…アクチュエータ ２６ａ〜２６ｄ…重錘
２８…エンジン ２９…トランスミッション
３０ａ〜３０ｄ…ナックル ３４ａ〜３４ｄ…ドライブシャフト
５２、５４、５６…軸線 ５８…中心軸
７０ａ〜７０ｄ…制御信号生成手段 ７２ａ〜７２ｄ…基準信号生成手段
７４ａ〜７４ｄ…適応ノッチフィルタ ７６ａ〜７６ｄ…参照信号生成手段
７８ａ〜７８ｄ…フィルタ係数更新手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の振動に起因して車室内に発生する騒音を低減させる能動型振動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両の振動源から発生する振動に起因して車室内に発生する騒音（以下、こもり音ともいう。）を、当該車室内の乗員の耳位置近傍に配置されたマイクロフォンで検出し、前記検出したこもり音に基づく制御信号を生成し、前記生成された制御信号に基づく相殺音をスピーカから前記車室内に出力することにより、前記こもり音を低減させる能動型騒音制御装置が既に提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、振動源としてのエンジンやトランスミッションの駆動軸のトルク等の変動に起因して車軸に発生する振動（例えば、エンジンブレーキ又はオートマティックトランスミッションのロックアップに起因して車軸に発生するねじり振動）が車軸を軸支するナックル及びサスペンションを介して車体に伝達され、車体での振動に起因して車室内にこもり音が発生する場合に、能動型騒音制御装置は、こもり音に対する相殺音をスピーカから車室内に出力して、耳位置でのこもり音を低減させる。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−５９６８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した特許文献１に開示されている能動型騒音制御装置において、車室内の全座席に対するこもり音の低減を図ろうとすれば、全座席に対応させてマイクロフォン及びスピーカを多数配置して、こもり音の検出箇所や相殺音の出力箇所を増やすと共に、検出箇所及び出力箇所の増加に応じて、制御信号を生成する能動型騒音制御装置内のＥＣＵの処理能力を高める必要がある。この結果、装置全体が大規模化して設置コストが高騰するという問題がある。
【０００６】
また、前記のような能動型騒音制御装置は、専ら、車室内のこもり音を低減させる装置であるので、車軸でのねじり振動に起因したナックル、サスペンション及び車体での振動を制振することはできない。そこで、トランスミッションの駆動軸におけるトルク変動に起因した振動を低減させるためにトランスミッション内にダンパを配置することにより、車軸でのねじり振動を低減させることが考えられるが、部品点数が増加してコストや車両の重量が増加するだけでなく、トランスミッションの配置が制約されるという問題がある。なお、以下の説明では、車軸を介してナックルに伝達されるねじり振動を含む、該ナックルにて発生する振動をナックル振動と呼称する。
【０００７】
本発明は、上述した問題を考慮してなされたものであり、より安価且つ簡単な構成で、ナックル振動と、該ナックル振動に起因して車室内に発生するこもり音とを共に低減可能な能動型振動制御装置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】
本発明に係る能動型振動制御装置は、エンジンの如き振動源から発生する振動の周波数に基づく基準信号を生成する基準信号生成手段と、前記振動源に連結された車軸を軸支するナックルで生起されたナックル振動に基づいて振動検出信号を生成する振動検出手段と、前記基準信号及び前記振動検出信号に基づいて制御信号を生成する制御信号生成手段と、前記制御信号に基づいて前記ナックル振動を低減させるように前記ナックルを加振するナックル加振手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
上記した構成によれば、車軸からナックル及びサスペンションを経由して車体に至る振動伝達経路の略最上流に位置し且つ回転機能を伴わない車両部品であるナックルを、ナックル加振手段で直接制振することにより、車体におけるナックル振動を含む振動が低減され、この結果、該振動に起因して車室内に発生する騒音（こもり音）を低減させることができる。
【００１０】
また、ナックルを直接制振するので、振動源としてのトランスミッション内にねじり振動を抑制するためのダンパを配置することが不要となり、該トランスミッションを小型化することが可能となる。
【００１１】
さらに、基準信号生成手段は、ねじり振動の原因となる振動源での振動の周波数に基づいて前記基準信号を生成し、前記制御信号生成手段は、前記基準信号に基づいて前記制御信号を生成し、前記ナックル加振手段は、前記制御信号に基づいて前記ナックルを加振するので、前記周波数に対応したねじり振動を含むナックル振動を確実に低減させることができる。
【００１２】
従って、車室内に配置されたマイクロフォン及びスピーカを利用してこもり音を低減する従来技術と比較して、本発明では、ナックルを直接制振することによって、より安価且つ簡単な構成でナックル振動及び車室内の全ての座席におけるこもり音を低減させることが可能となる。
【００１３】
ここで、振動検出手段及びナックル加振手段を収容するケーシングがナックル近傍に配置されていることが好ましい。
【００１４】
これにより、前記振動検出手段にてナックル振動を直接検出し、且つ前記ナックル加振手段にてナックルを直接制振することができるので、前記ナックル振動の検出や前記ナックルの制振を効率よく行うことが可能になるからである。
【００１５】
また、前記ナックル加振手段は、前記車軸の径方向に沿って前記ナックルを加振するように前記ナックル近傍に配置され、又は、前記ナックル及び該ナックルに連結された車両部品の略重心に向かって前記ナックルを加振するように前記ナックル近傍に配置されていることが好ましい。
【００１６】
これにより、ナックル加振手段からナックルに加振された振動（制御振動）における該車両の走行方向の制御振動成分によって、前記車軸でのねじり振動に基づく前記ナックルでの前記走行方向の振動を低減させることが可能となる。なお、ナックルに連結された車両部品とは、例えば、車輪、車軸をいう。
【００１７】
さらに、振動検出手段は、ナックル加振手段近傍に配置され、あるいは、ナックル加振手段によるナックルの加振方向に沿って配置されることが好ましい。これにより、振動検出信号を精度よく生成することができるからである。
【００１８】
またさらに、前記振動検出手段及び前記ナックル加振手段は、前記車両の走行方向に沿って配置されることが好ましい。これにより、前記ねじり振動に基づいて、前記走行方向に沿って発生する前記ナックルでの振動を確実に低減させることができる。
【００１９】
上記した各発明において、さらに、重錘が前記ナックル加振手段と一体的に取り付けられていることが好ましい。
【００２０】
これにより、ナックル加振手段による加振力と重錘による加振力とに基づいてナックルが加振されるので、前記ナックル振動を効率よく低減させることができるからである。
【００２１】
また、上記した各発明において、前記制御信号生成手段は、前記基準信号に基づいて前記制御信号を生成する適応ノッチフィルタと、前記ナックル加振手段から前記振動検出手段までの振動伝達関数及び前記基準信号に基づいて参照信号を生成する参照信号生成手段と、前記振動検出信号及び前記参照信号に基づいて前記振動検出信号が最小となるように前記適応ノッチフィルタのフィルタ係数を更新するフィルタ係数更新手段とを有することが好ましい。これにより、前記ナックル振動を効率よく低減させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、より安価且つ簡単な構成で、ナックル振動と、該ナックル振動に起因して車室内に発生するこもり音とを共に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明に係る能動型振動制御装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本実施形態に係る能動型振動制御装置１０を車両１１に適用した概略ブロック図である。図２は、ドライブシャフト（車軸）３４ａ〜３４ｄを軸支するナックル３０ａ〜３０ｄに、能動型振動制御装置１０を構成するセンサ（振動検出手段）（図１参照）２２ａ〜２２ｄ及びアクチュエータ（ナックル加振手段）２４ａ〜２４ｄを収容するケーシング１６ａ〜１６ｄを配置した状態を示す車体１２の模式的平面図である。図３は、図２のタイヤ１４ａ、１４ｃ側からタイヤ１４ｂ、１４ｄ側を視たときのナックル３０ａ〜３０ｄに対するケーシング１６ａ〜１６ｄの配置を示した部分拡大側面図であり、説明を容易にするために、該ケーシング１６ａ〜１６ｄをセンサ２２ａ〜２２ｄ及びアクチュエータ２４ａ〜２４ｄを囲曉するブロックで図示している。図４は、中心軸５８に略直交する径方向の軸線５６上にセンサ２２ａ〜２２ｄ及びアクチュエータ２４ａ〜２４ｄを配置した状態を示す部分拡大側面図である。図５は、図１の能動型振動制御装置１０の概略制御ブロック図である。
【００２５】
なお、本実施形態では、代表的に、４ＷＤ（４輪駆動）の車両１１に能動型振動制御装置１０を適用した一例を示しているが、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）、ＲＲ（リアエンジン・リアドライブ）又はＭＲ（ミッドシップエンジン・リアドライブ）の車両にも、当該能動型振動制御装置１０が適用可能であることは勿論である。
【００２６】
本実施形態に係る能動型振動制御装置１０は、図１〜図３及び図５に示すように、基本的には、ケーシング１６ａ〜１６ｄ内に収容されたセンサ２２ａ〜２２ｄ及びアクチュエータ２４ａ〜２４ｄと、ＥＣＵ２０と、電源１８とを有する。この場合、前記各ケーシング１６ａ〜１６ｄは、それぞれ、タイヤ１４ａ〜１４ｄ、ホイール１５ａ〜１５ｄ及びブレーキ３２ａ〜３２ｄ近傍に配置され且つドライブシャフト３４ａ〜３４ｄを軸支するナックル３０ａ〜３０ｄの側部（ナックル３０ａ〜３０ｄの後方側（図３の右側））に配置されている。
【００２７】
なお、車両１１前方側のタイヤ１４ａ、１４ｂ及びホイール１５ａ、１５ｂは、ドライブシャフト３４ａ、３４ｂを介してエンジン２８に接続されたトランスミッション２９に連結され、後方側のタイヤ１４ｃ、１４ｄ及びホイール１５ｃ、１５ｄは、ドライブシャフト３４ｃ、３４ｄ、ディファレンシャルギヤ３１及びプロペラシャフト３３を介して前記トランスミッション２９に連結されている（図２参照）。
【００２８】
ナックル３０ａ〜３０ｄは、図３に示すように、略中央部分にベアリング３８が配置され、このベアリング３８の貫通孔３６にドライブシャフト３４ａ〜３４ｄが挿通されている。すなわち、前記ナックル３０ａ〜３０ｄは、前記ベアリング３８を介してドライブシャフト３４ａ〜３４ｄを軸支している。また、ナックル３０ａ〜３０ｄには、前記中央部分から車両１１上方に向かう第１突出部４０と、前記中央部分から車両１１後方（図３の右方向）に向かう第２突出部４８と、前記中央部分から車両１１下方に向かう第３突出部４４とがそれぞれ形成されている。この場合、前記第１突出部４０には、アッパーアーム（又はストラットダンパ）４２が連結され、前記第２突出部４８には、タイロッド５０が連結され、前記第３突出部４４には、ロアアーム４６が連結されている。
【００２９】
なお、本実施形態では、ケーシング１６ａ〜１６ｄは、前記第２突出部４８と第３突出部４４との間に配置されているが、第１突出部４０と第２突出部４８との間や、第１突出部４０と第３突出部４４との間にも配置することが可能である。
【００３０】
ケーシング１６ａ〜１６ｄ内に配置されたセンサ２２ａ〜２２ｄは、図３に示すように、アクチュエータ２４ａ〜２４ｄ近傍に配置された加速度センサであり、ナックル３０ａ〜３０ｄに発生する振動（ナックル振動）に基づいて、振動検出信号（車両１２の上下方向を示す軸線５４に沿った加速度成分と、走行方向を示す軸線５２に沿った加速度成分との２軸の加速度信号）ｅ１〜ｅ４（図５参照）を生成し、ＥＣＵ２０に出力する。
【００３１】
なお、エンジンブレーキ又はオートマティックトランスミッション（トランスミッション２９）のロックアップに起因して、エンジン２８及びトランスミッション２９（図２参照）の駆動軸にトルク変動が発生した場合、前記エンジン２８のクランクシャフト、前記トランスミッション２９（図２参照）の駆動軸及びドライブシャフト３４ａ〜３４ｄには、前記トルク変動に起因した振動（ねじり振動）が発生することがある。当該ねじり振動は、前記ドライブシャフト３４ａ〜３４ｄを軸支するナックル３０ａ〜３０ｄに伝達されるので、前記ナックル振動は、該ナックル３０ａ〜３０ｄに伝達される前記ねじり振動も含む振動である。
【００３２】
ＥＣＵ２０は、振動源としてのエンジン２８の駆動軸（クランクシャフト）の回転に同期した信号（エンジンパルス）の周波数に基づく調波の基準信号ｘを生成する基準信号生成手段７２と、前記基準信号ｘ及び前記振動検出信号ｅ１〜ｅ４に基づいて制御信号ｙ１〜ｙ４をアクチュエータ２４ａ〜２４ｄに出力する制御信号生成手段７０ａ〜７０ｄとで構成される。
【００３３】
この場合、エンジン２８に配置された図示しないホール素子は、例えば、クランクシャフトの回転に応じたパルスを前記エンジンパルスとして検出し、前記検出したエンジンパルスを基準信号生成手段７２に出力する。ここで、車両１１（図１参照）の走行時に前記エンジンブレーキが作動すると、前記クランクシャフトの回転速度が低下して該クランクシャフトのトルク変動が発生し、この結果、前記クランクシャフトにねじり振動が発生するので、前記エンジンパルスは、前記トルク変動、前記ねじり振動に応じたパルスとなる。さらに付言すれば、基準信号生成手段７２で生成される基準信号ｘは、前記トルク変動に起因して前記クランクシャフト、トランスミッション２９の駆動軸及びドライブシャフト３４ａ〜３４ｄに発生するねじり振動に対応した信号である。
【００３４】
制御信号生成手段７０ａ〜７０ｄ（図５参照）は、適応ノッチフィルタ７４ａ〜７４ｄと、参照信号生成手段７６ａ〜７６ｄと、フィルタ係数更新手段７８ａ〜７８ｄとで構成される。
【００３５】
適応ノッチフィルタ７４ａ〜７４ｄは、基準信号生成手段７２ａ〜７２ｄから入力された基準信号ｘ１〜ｘ４及びフィルタ係数ｗ１〜ｗ４に基づいて、所定周波数の制御信号ｙ１〜ｙ４を生成しアクチュエータ２４ａ〜２４ｄに出力する。
【００３６】
参照信号生成手段７６ａ〜７６ｄは、アクチュエータ２４ａ〜２４ｄからナックル３０ａ〜３０ｄを経由してセンサ２２ａ〜２２ｄに至るまでの振動伝達関数ｃ１〜ｃ４を有し、基準信号生成手段７２ａ〜７２ｄから入力された基準信号ｘ１〜ｘ４及び前記振動伝達関数ｃ１〜ｃ４に基づいて、所定周波数の参照信号ｒ１〜ｒ４を生成しフィルタ係数更新手段７８ａ〜７８ｄに出力する。
【００３７】
フィルタ係数更新手段７８ａ〜７８ｄは、ＬＭＳ（最小２乗法）アルゴリズム演算器から構成され、参照信号生成手段７６ａ〜７６ｄから入力された参照信号ｒ１〜ｒ４及びセンサ２２ａ〜２２ｄから入力された振動検出信号ｅ１〜ｅ４に基づいて、フィルタ係数ｗ１〜ｗ４の適応演算処理（前記振動検出信号ｅ１〜ｅ４が最小となるようなフィルタ係数ｗ１〜ｗ４を前記最小２乗法に基づき算出する演算処理）を行い、この演算結果に基づいて適応ノッチフィルタ７４ａ〜７４ｄの前記フィルタ係数ｗ１〜ｗ４を更新する。
【００３８】
アクチュエータ２４ａ〜２４ｄは、例えば、図示しないソレノイドコイル、リニアモータ、積層型ピエゾアクチュエータ又は超磁歪素子アクチュエータで構成され、その可動部分は、前記制御信号ｙ１〜ｙ４の周波数で、且つセンサ２２ａ〜２２ｄで検出した前記ナックル振動に対して逆方向（逆位相）に振動し、この振動（制御振動）にてナックル３０ａ〜３０ｄの側部（図３参照）を加振する。
【００３９】
この場合、アクチュエータ２４ａ〜２４ｄは、ドライブシャフト３４ａ〜３４ｄの中心軸５８と略直交する径方向の軸線５６に沿って配置されているので、前記可動部分は、前記軸線５６に沿ってナックル３０ａ〜３０ｄを加振する。換言すれば、前記ナックル３０ａ〜３０ｄに対するアクチュエータ２４ａ〜２４ｄの加振方向は、前記軸線５６に沿った方向となる。
【００４０】
また、アクチュエータ２４ａ〜２４ｄには、軸線５６に沿って重錘２６ａ〜２６ｄが連結されている。この場合、前記アクチュエータ２４ａ〜２４ｄの可動部分が前述した周波数で振動すれば、前記重錘２６ａ〜２６ｄも一体的に振動し、この結果、前記アクチュエータ２４ａ〜２４ｄによる加振力と前記重錘２６ａ〜２６ｄによる加振力とによって前記制御振動が増大する。
【００４１】
さらに、電源１８（図１参照）は、ＥＣＵ２０、センサ２２ａ〜２２ｄ及びアクチュエータ２４ａ〜２４ｄに対して電力の供給を行う。ここで、図１では、電源１８からセンサ２２ａ〜２２ｄ及びアクチュエータ２４ａ〜２４ｄに対する電力の供給を示す矢印を省略している。
【００４２】
なお、図３では、アクチュエータ２４ａ〜２４ｄ近傍にセンサ２２ａ〜２２ｄを配置した状態を示しているが、図４に示すように、アクチュエータ２４ａ〜２４ｄによるナックル３０ａ〜３０ｄの略加振方向（軸線５６）に沿って且つ前記ナックル３０ａ〜３０ｄの反対位置に配置することも可能である。
【００４３】
本実施形態に係る能動型振動制御装置１０は、以上のように構成されるものであり、次に、前記能動型振動制御装置１０の作用効果について、図１〜図５を参照しながら説明する。
【００４４】
車両１１の走行時に、電源１８からＥＣＵ２０、センサ２２ａ〜２２ｄ及びアクチュエータ２４ａ〜２４ｄに電力が供給されている状態において、エンジンブレーキ（又はトランスミッション２９のロックアップ）の作動に起因してエンジン２８のクランクシャフト及びトランスミッション２９の駆動軸にトルク変動が発生する。このトルク変動に起因して前記クランクシャフト、前記駆動軸及びドライブシャフト３４ａ〜３４ｄにねじり振動が発生し、前記ドライブシャフト３４ａ〜３４ｄを介して前記ねじり振動がナックル３０ａ〜３０ｄに伝達された場合に、センサ２２ａ〜２２ｄは、前記ねじり振動を含む前記ナックル振動に基づく振動検出信号ｅ１〜ｅ４を生成してＥＣＵ２０に出力する。
【００４５】
一方、前記ホール素子は、エンジン２８の駆動軸（クランクシャフト）の回転に応じたパルスを前記エンジンパルスとして検出し、前記検出したエンジンパルスを基準信号生成手段７２に出力する。前記基準信号生成手段７２は、入力された前記エンジンパルスの周波数に基づく調波の基準信号ｘを生成して適応ノッチフィルタ７４ａ〜７４ｄ及び参照信号生成手段７６ａ〜７６ｄに出力する。
【００４６】
適応ノッチフィルタ７４ａ〜７４ｄは、入力された前記基準信号ｘ１〜ｘ４及びフィルタ係数ｗ１〜ｗ４に基づいて、所定周波数の制御信号ｙ１〜ｙ４を生成しアクチュエータ２４ａ〜２４ｄに出力する。
【００４７】
アクチュエータ２４ａ〜２４ｄは、制御信号ｙ１〜ｙ４の前記周波数にて、重錘２６ａ〜２６ｄと一体的に前記ナックル振動に対し逆方向（逆位相）に振動してナックル３０ａ〜３０ｄの側部を加振する。
【００４８】
この場合、アクチュエータ２４ａ〜２４ｄからナックル３０ａ〜３０ｄに加えられる制御振動は、中心軸５８に略直交する車両１１の上下方向に沿った軸線５４の制御振動成分と、該中心軸５８及び前記軸線５４に略直交する車両１１の走行方向に沿った軸線５２の制御振動成分とに分けることができるので、前記ナックル振動の軸線５４方向に沿う加速度成分に応じたナックル振動成分と、軸線５２方向に沿う加速度成分に応じたナックル振動成分とがそれぞれ低減される。
【００４９】
一方、参照信号生成手段７６ａ〜７６ｄは、入力された基準信号ｘ１〜ｘ４及び振動伝達関数ｃ１〜ｃ４に基づいて、所定周波数の参照信号ｒ１〜ｒ４を生成しフィルタ係数更新手段７８ａ〜７８ｄに出力する。前記フィルタ係数更新手段７８ａ〜７８ｄは、入力された参照信号ｒ１〜ｒ４及び振動検出信号ｅ１〜ｅ４に基づいて、前記振動検出信号ｅ１〜ｅ４が最小となるようなフィルタ係数ｗ１〜ｗ４を演算して適応ノッチフィルタ７４ａ〜７４ｄのフィルタ係数ｗ１〜ｗ４を更新する。
【００５０】
このように、本実施形態に係る能動型振動制御装置１０によれば、エンジン２８、トランスミッション２９、ドライブシャフト３４ａ〜３４ｄ、ナックル３０ａ〜３０ｄ及びサスペンションを経由して車体１２に至る振動伝達経路の略最上流に位置し且つ回転機能を伴わない車両部品である前記ナックル３０ａ〜３０ｄをアクチュエータ２４ａ〜２４ｄで直接制振することにより、車体１２におけるナックル振動を含む振動が低減され、この結果、該振動に起因して車室内に発生するこもり音を低減させることができる。
【００５１】
また、ナックル３０ａ〜３０ｄを直接制振するので、トランスミッション２９内にねじり振動を抑制するためのダンパを配置することが不要となり、該トランスミッション２９を小型化することが可能となる。
【００５２】
さらに、基準信号生成手段７２は、ドライブシャフト３４〜３４ｄでのねじり振動の原因となるエンジン２８のクランクシャフトでのトルク変動（ねじり振動）に応じたエンジンパルスの周波数に基づいて基準信号ｘ１〜ｘ４を生成し、制御信号生成手段７０ａ〜７０ｄは、前記基準信号ｘ１〜ｘ４及び振動検出信号ｅ１〜ｅ４に基づいて制御信号ｙ１〜ｙ４を生成し、アクチュエータ２４ａ〜２４ｄは、前記制御信号ｙ１〜ｙ４に基づいてナックル３０ａ〜３０ｄを加振するので、前記周波数に対応したねじり振動を含むナックル振動を確実に低減させることができる。
【００５３】
従って、前記車室内に配置されたマイクロフォン及びスピーカを利用してこもり音を低減させる従来技術と比較して、本実施形態では、ナックル３０ａ〜３０ｄを直接制振することによって、より安価且つ簡単な構成で前記ナックル振動及び車室内の全ての座席におけるこもり音を低減させることが可能となる。
【００５４】
また、センサ２２ａ〜２２ｄ及びアクチュエータ２４ａ〜２４ｄをケーシング１６ａ〜１６ｄ内に収容してナックル３０ａ〜３０ｄ側部に配置することにより、前記センサ２２ａ〜２２ｄにて前記ナックル振動を直接検出すると共に、前記アクチュエータ２４ａ〜２４ｄにて前記ナックル３０ａ〜３０ｄを直接制振することができるので、前記ナックル振動の検出（振動検出信号ｅ１〜ｅ４の生成）やナックル３０ａ〜３０ｄの制振を効率よく行うことが可能になる。
【００５５】
また、アクチュエータ２４ａ〜２４ｄは、中心軸５８に略直交する軸線５６に沿って配置され、この軸線５６に沿ってナックル３０ａ〜３０ｄを加振するので、該ナックル３０ａ〜３０ｄに加振された制御振動における該車両１１の走行方向（軸線５２）の制御振動成分によって、ドライブシャフト３４〜３４ｄでのねじり振動に基づく前記ナックル３０ａ〜３０ｄでの前記走行方向（軸線５２）の振動を低減させることが可能となる。
【００５６】
さらに、センサ２２ａ〜２２ｄは、アクチュエータ２４ａ〜２４ｄ近傍に配置され、あるいは、前記アクチュエータ２４ａ〜２４ｄによるナックル３０ａ〜３０ｄの加振方向（軸線５６の方向）に配置されているので、振動検出信号ｅ１〜ｅ４を精度よく生成することができる。
【００５７】
またさらに、重錘２６ａ〜２６ｄがアクチュエータ２４ａ〜２４ｄと一体的に取り付けられていることにより、ナックル３０ａ〜３０ｄの加振の際に、前記アクチュエータ２４ａ〜２４ｄによる加振力と、前記重錘２６ａ〜２６ｄによる加振力とが合成されて前記ナックル３０ａ〜３０ｄが逆位相で加振されるので、前記ナックル振動を効率よく低減させることができる。
【００５８】
さらにまた、制御信号生成手段７０ａ〜７０ｄを、適応ノッチフィルタ７４ａ〜７４ｄと参照信号生成手段７６ａ〜７６ｄとフィルタ係数更新手段７８ａ〜７８ｄとで構成すれば、前記フィルタ係数更新手段７８ａ〜７８ｄは、振動検出信号ｅ１〜ｅ４が最小となるように前記適応ノッチフィルタ７４ａ〜７４ｄのフィルタ係数ｗ１〜ｗ４を更新するので、ナックル振動を効率よく低減することが可能となる。
【００５９】
また、上述した説明では、センサ２２ａ〜２２ｄ及びアクチュエータ２４ａ〜２４ｄが軸線５６上に配置されているが、車両１１の走行方向（軸線５２）に沿って配置すると好適である。すなわち、前記センサ２２ａ〜２２ｄは、前記軸線５２に沿った振動成分に対応する振動検出信号ｅ１〜ｅ４を生成し、前記アクチュエータ２４ａ〜２４ｄは、ナックル３０ａ〜３０ｄに対して、前記振動検出信号ｅ１〜ｅ４に基づく制御振動を軸線５２に沿って加振するので、該走行方向に発生する前記ねじり振動を含むナックル振動を確実に低減させることができるからである。
【００６０】
さらに、上述した説明では、ドライブシャフト３４ａ〜３４ｄの中心軸５８に略直交する軸線５６に沿ってナックル３０ａ〜３０ｄを加振しているが、ナックル３０ａ〜３０ｄ及び該ナックル３０ａ〜３０ｄに連結された車両部品（例えば、タイヤ１４ａ〜１４ｄ、ホイール１５ａ〜１５ｄ、ブレーキ３２ａ〜３２ｄ、ドライブシャフト３４ａ〜３４ｄ、ストラットダンパ４２、ロアアーム４６、タイロッド５０）の略重心に向かってナックル３０ａ〜３０ｄを加振することも可能である。この場合でも、前記ナックル３０ａ〜３０ｄに加振された制御振動は、車両１１の上下方向（軸線５４）の制御振動成分と、該車両１１の走行方向（軸線５２）の制御振動成分とに分けることができるので、前記ナックル振動を低減させることが可能である。
【００６１】
なお、本発明に係る能動型振動制御装置は、上述の実施形態に限らず、種々の構成を採り得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本実施形態に係る能動型振動制御装置を車両に適用した概略ブロック図である。
【図２】ドライブシャフトを軸支するナックルにケーシングを配置した状態を示す車体の概略平面図である。
【図３】ナックルに対するケーシングとアクチュエータ及び重錘との配置状態を示した部分拡大側面図である。
【図４】アクチュエータ及びセンサをドライブシャフトに直交する軸線上に配置した状態を示す部分拡大側面図である。
【図５】図１の能動型振動制御装置の概略制御ブロック図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０…能動型振動制御装置 １１…車両
１２…車体 １６ａ〜１６ｄ…ケーシング
２０…ＥＣＵ ２２ａ〜２２ｄ…センサ
２４ａ〜２４ｄ…アクチュエータ ２６ａ〜２６ｄ…重錘
２８…エンジン ２９…トランスミッション
３０ａ〜３０ｄ…ナックル ３４ａ〜３４ｄ…ドライブシャフト
５２、５４、５６…軸線 ５８…中心軸
７０ａ〜７０ｄ…制御信号生成手段 ７２ａ〜７２ｄ…基準信号生成手段
７４ａ〜７４ｄ…適応ノッチフィルタ ７６ａ〜７６ｄ…参照信号生成手段
７８ａ〜７８ｄ…フィルタ係数更新手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの如き振動源から発生する振動の周波数に基づく基準信号を生成する基準信号生成手段と、
前記振動源に連結された車軸を軸支するナックルで生起されたナックル振動に基づいて振動検出信号を生成する振動検出手段と、
前記基準信号及び前記振動検出信号に基づいて制御信号を生成する制御信号生成手段と、
前記制御信号に基づいて前記ナックル振動を低減させるように前記ナックルを加振するナックル加振手段と、
を有する
ことを特徴とする能動型振動制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の能動型振動制御装置において、
前記振動検出手段及び前記ナックル加振手段を収容するケーシングが前記ナックル近傍に配置されている
ことを特徴とする能動型振動制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の能動型振動制御装置において、
前記ナックル加振手段は、前記車軸の略径方向に沿って前記ナックルを加振するように前記ナックル近傍に配置され、又は、前記ナックル及び該ナックルに連結された車両部品の略重心に向かって前記ナックルを加振するように前記ナックル近傍に配置されている
ことを特徴とする能動型振動制御装置。
【請求項４】
請求項３記載の能動型振動制御装置において、
前記振動検出手段は、前記ナックル加振手段近傍に配置され、あるいは、前記ナックル加振手段による前記ナックルの加振方向に沿って配置される
ことを特徴とする能動型振動制御装置。
【請求項５】
請求項４記載の能動型振動制御装置において、
前記振動検出手段及び前記ナックル加振手段は、前記車両の走行方向に沿って配置される
ことを特徴とする能動型振動制御装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の能動型振動制御装置において、
重錘が前記ナックル加振手段と一体的に取り付けられている
ことを特徴とする能動型振動制御装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の能動型振動制御装置において、
前記制御信号生成手段は、前記基準信号に基づいて前記制御信号を生成する適応ノッチフィルタと、前記ナックル加振手段から前記振動検出手段までの振動伝達関数及び前記基準信号に基づいて参照信号を生成する参照信号生成手段と、前記振動検出信号及び前記参照信号に基づいて前記振動検出信号が最小となるように前記適応ノッチフィルタのフィルタ係数を更新するフィルタ係数更新手段とを有する
ことを特徴とする能動型振動制御装置。
【請求項１】
エンジンの如き振動源から発生する振動の周波数に基づく基準信号を生成する基準信号生成手段と、
前記振動源に連結された車軸を軸支するナックルで生起されたナックル振動に基づいて振動検出信号を生成する振動検出手段と、
前記基準信号及び前記振動検出信号に基づいて制御信号を生成する制御信号生成手段と、
前記制御信号に基づいて前記ナックル振動を低減させるように前記ナックルを加振するナックル加振手段と、
を有する
ことを特徴とする能動型振動制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の能動型振動制御装置において、
前記振動検出手段及び前記ナックル加振手段を収容するケーシングが前記ナックル近傍に配置されている
ことを特徴とする能動型振動制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の能動型振動制御装置において、
前記ナックル加振手段は、前記車軸の略径方向に沿って前記ナックルを加振するように前記ナックル近傍に配置され、又は、前記ナックル及び該ナックルに連結された車両部品の略重心に向かって前記ナックルを加振するように前記ナックル近傍に配置されている
ことを特徴とする能動型振動制御装置。
【請求項４】
請求項３記載の能動型振動制御装置において、
前記振動検出手段は、前記ナックル加振手段近傍に配置され、あるいは、前記ナックル加振手段による前記ナックルの加振方向に沿って配置される
ことを特徴とする能動型振動制御装置。
【請求項５】
請求項４記載の能動型振動制御装置において、
前記振動検出手段及び前記ナックル加振手段は、前記車両の走行方向に沿って配置される
ことを特徴とする能動型振動制御装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の能動型振動制御装置において、
重錘が前記ナックル加振手段と一体的に取り付けられている
ことを特徴とする能動型振動制御装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の能動型振動制御装置において、
前記制御信号生成手段は、前記基準信号に基づいて前記制御信号を生成する適応ノッチフィルタと、前記ナックル加振手段から前記振動検出手段までの振動伝達関数及び前記基準信号に基づいて参照信号を生成する参照信号生成手段と、前記振動検出信号及び前記参照信号に基づいて前記振動検出信号が最小となるように前記適応ノッチフィルタのフィルタ係数を更新するフィルタ係数更新手段とを有する
ことを特徴とする能動型振動制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−２６９１５８（Ｐ２００７−２６９１５８Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−９６８５４（Ｐ２００６−９６８５４）
【出願日】平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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