車両の振動低減システムおよび車両の振動低減方法
【課題】エンジンの振動の制御とタイヤの回転振動の制御を自動的に切り替えて、車両内の所定位置での振動を低減する振動低減システムおよび車両の振動低減方法を提供する。
【解決手段】制御装置１１は、判定用センサ１５から得た信号と、車輪の回転数を測定するセンサ７からの回転数信号とに基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の第１の抽出信号を生成し、判定用センサ１５から得た信号と、エンジンのの回転数を測定するセンサ６からの回転数信号とに基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の第２の抽出信号を生成し、第１の抽出信号と第２の抽出信号とを比較し、比較した結果に応じてＡＣＭ３ａ，３ｂを制御して、車両１０内の所定位置に生じる振動を低減するようにする。
【解決手段】制御装置１１は、判定用センサ１５から得た信号と、車輪の回転数を測定するセンサ７からの回転数信号とに基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の第１の抽出信号を生成し、判定用センサ１５から得た信号と、エンジンのの回転数を測定するセンサ６からの回転数信号とに基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の第２の抽出信号を生成し、第１の抽出信号と第２の抽出信号とを比較し、比較した結果に応じてＡＣＭ３ａ，３ｂを制御して、車両１０内の所定位置に生じる振動を低減するようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両内の所定位置での振動を低減する振動低減システムおよび車両の振動低減方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載されたエンジンの所定方向の振動の、車両各部への伝達を低減するため、エンジンに振動を検知するセンサを固定し、エンジンを制振する能動型防振装置（アクティブコントロールマウント、以下ＡＣＭという）でエンジンを支持し、前記センサからの信号に基づいて、ＡＣＭの制振力を制御するエンジン制振システムが知られている。
【０００３】
また、特許文献１には、制御のずれが最大の振動検出位置を対象として、適応制御により電磁アクチュエータを駆動することにより、振動検出位置での振動を抑制する能動型防振装置が提案されている。また、適応制御の手法については、種々のものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１５５９８５号公報
【特許文献２】特開平８−４４３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般には、ＡＣＭは、エンジンの振動の車両各部への伝達を低減するために搭載されているが、タイヤの重量アンバランスなどが発生した状態で高速走行している時などでは、エンジンの振動に加えて、タイヤの回転振動についても感じやすくなっている場合などが考えられる。
【０００６】
また、タイヤの回転振動の高調波によって、車両各部の共振が励起される可能性も考えられる。例えば、タイヤの回転振動は一般的な乗用車で１０〜１５Ｈｚ（車速１００ｋｍ／ｈ程度）近辺であり、例えばステアリングの共振が４０Ｈｚ近辺の場合、タイヤの回転振動の３次成分がその共振を励起させる可能性がある。そこで、車両走行時において、エンジンの振動の制御だけでなく、タイヤの回転振動の制御も同時に行うことが考えられている。
【０００７】
しかしながら、実際の運転状態においては、エンジンの振動とタイヤの回転振動の両方を常に制御しなくてもよく、乗員がタイヤの回転振動の伝達を感じるのは、多くは高速走行中であると考えられる。ここで、エンジンの振動とタイヤの回転振動のどちらかを制御する、またはどちらも制御するという選択について、車両の速度やＧＰＳの情報などを使用して、運転状態毎に制御を切り替えるという方法が考えられるが、実際の振動のレベルは考慮されていないため、これらの情報では十分ではない。そこで、振動を検知するセンサの情報を用いて、これらの制御を自動で切り替える方法が求められる。
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、エンジンの振動の制御とタイヤの回転振動の制御を自動的に切り替えて、車両内の所定位置での振動を低減する振動低減システムおよび車両の振動低減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】
【０００９】
上記目的を達成するため、第１の発明は、加振力を発生する少なくとも１つの加振装置と、車両内の所定位置での振動を検出する第１の振動検出装置と、車輪の回転数を測定する装置と、動力源の回転数を測定する装置と、前記車輪の回転数を測定する装置からの回転数信号と前記動力源の回転数を測定する装置からの回転数信号のいずれか一方の回転数信号に基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の参照信号を生成し、前記第１の振動検出装置から得た信号と前記参照信号とに基づいて前記加振装置に加振力を発生させて、前記車両内の所定位置に生じる振動を低減するように制御する制御装置とを備えた車両の振動低減システムであって、車両内の所定位置での振動を検出する第２の振動検出装置を更に備え、前記制御装置が、前記第２の振動検出装置から得た信号と、前記車輪の回転数を測定する装置からの回転数信号とに基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の第１の抽出信号を生成し、前記第２の振動検出装置から得た信号と、前記動力源の回転数を測定する装置からの回転数信号とに基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の第２の抽出信号を生成し、前記第１の抽出信号と第２の抽出信号とを比較し、比較した結果に応じて前記加振装置を制御して、前記車両内の所定位置に生じる振動を低減するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
第２の発明は、加振力を発生する少なくとも１つの加振装置と、車両内の所定位置での振動を検出する第１の振動検出装置と、車輪の回転数を測定する装置と、動力源の回転数を測定する装置と、前記車輪の回転数を測定する装置からの第１の回転数信号と、前記動力源の回転数を測定する装置からの第２の回転数信号に基づいて、信号周波数が前記第１および第２の回転数信号の周波数の実数倍の参照信号を生成し、前記第１の振動検出装置から得た信号と、前記参照信号とに基づいて前記加振装置に加振力を発生させて、前記車両内の所定位置に生じる振動を低減するように制御する制御装置とを備えた車両の振動低減システムであって、車両内の所定位置での振動を検出する第２の振動検出装置を更に備え、前記制御装置が、前記第２の振動検出装置から得た信号と、前記車輪の回転数を測定する装置からの回転数信号とに基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の第１の抽出信号を生成し、前記第２の振動検出装置から得た信号と、前記動力源の回転数を測定する装置からの回転数信号とに基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の第２の抽出信号を生成し、前記第１の抽出信号および第２の抽出信号抽出信号と閾値とを比較し、比較した結果に応じて前記加振装置を制御して、前記車両内の所定位置に生じる振動を低減するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
第３の発明は、第１および第２の発明において、前記加振装置をサスペンション装置と車体との間に設けることを特徴とするものである。
【００１２】
第４の発明は、加振力を発生する少なくとも１つの加振装置と、車両内の所定位置での振動を検出する第１の振動検出装置と、車両内の所定位置での振動を検出する第２の振動検出装置と、車輪の回転数を測定する装置と、動力源の回転数を測定する装置と、前記車輪の回転数を測定する装置からの回転数信号と前記動力源の回転数を測定する装置からの回転数信号のいずれか一方の回転数信号に基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の参照信号を生成し、前記第１の振動検出装置から得た信号と前記参照信号とに基づいて前記加振装置に加振力を発生させて、前記車両内の所定位置に生じる振動を低減するように制御する制御装置とを備えたシステムにおける車両の振動低減方法であって、前記制御装置の処理手順が、前記第２の振動検出装置から得た信号と、前記車輪の回転数を測定する装置からの回転数信号とに基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の第１の抽出信号を生成するステップと、前記第２の振動検出装置から得た信号と、前記動力源の回転数を測定する装置からの回転数信号とに基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の第２の抽出信号を生成するステップと、前記第１の抽出信号と第２の抽出信号とを比較するステップと、比較した結果に応じて前記加振装置を制御して、前記車両内の所定位置に生じる振動を低減するようにするステップとを含むことを特徴とするものである。
【００１３】
第５の発明は、加振力を発生する少なくとも１つの加振装置と、車両内の所定位置での振動を検出する第１の振動検出装置と、車両内の所定位置での振動を検出する第２の振動検出装置と、車輪の回転数を測定する装置と、動力源の回転数を測定する装置と、前記車輪の回転数を測定する装置からの第１の回転数信号と、前記動力源の回転数を測定する装置からの第２の回転数信号に基づいて、信号周波数が前記第１および第２の回転数信号の周波数の実数倍の参照信号を生成し、前記第１の振動検出装置から得た信号と、前記参照信号とに基づいて前記加振装置に加振力を発生させて、前記車両内の所定位置に生じる振動を低減するように制御する制御装置とを備えたシステムにおける、車両の振動低減方法であって、前記制御装置の処理手順が、前記第２の振動検出装置から得た信号と、前記車輪の回転数を測定する装置からの回転数信号とに基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の第１の抽出信号を生成するステップと、前記第２の振動検出装置から得た信号と、前記動力源の回転数を測定する装置からの回転数信号とに基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の第２の抽出信号を生成するステップと、前記第１の抽出信号および第２の抽出信号抽出信号と閾値とを比較するステップと、比較した結果に応じて前記加振装置を制御して、前記車両内の所定位置に生じる振動を低減するようにするステップとを含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
第１および第４の発明によれば、タイヤの回転信号から抽出した信号と、エンジンの回転信号から抽出した信号を比較し、比較した結果に応じて、エンジンの振動の制御とタイヤの回転振動の制御を自動的に切り替えて、車両内の所定位置での振動を低減することができる。
【００１５】
第２および第５の発明によれば、タイヤの回転信号から抽出した信号と、エンジンの回転信号から抽出した信号と、閾値を比較し、比較した結果に応じて、エンジンの振動の制御とタイヤの回転振動の制御を自動的に切り替えて、車両内の所定位置での振動を低減することができる。
【００１６】
第３の発明によれば、加振装置をサスペンション装置と車体との間に設けることによりタイヤの回転による振動をより効率良く低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る車両の振動低減システムの一例を示す模式図である。
【図２】車両の振動低減システムの第１の実施例に係る基本制御系を示すブロック線図である。
【図３】適応ノッチフィルタの一例を示すブロック線図である。
【図４】車両の振動低減システムの第２の実施例に係る基本制御系を示すブロック線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る車両の振動低減システムの一例を示す模式図である。図１において、エンジン１２は、ボイスコイルなどのアクチュエータを内蔵させた２個のアクティブコントロールマウント（ＡＣＭ）３ａ，３ｂと複数個のエンジンマウント（図示せず）によって支持されており、ＡＣＭ３ａ，３ｂは、エンジン１２を支持する機能と共に、加振装置としての機能を有し、加振力を能動的にエンジン１２に与えて、車両内の所定位置での振動を抑制するように機能する。また、エンジン１２には、エンジンの回転数を測定するセンサ６が設けられており、車両１０には、車輪の回転数を測定するセンサ（例えば車輪速センサ）７が設けられている。車両１０のステアリング４には、振動を検出するセンサ９ａが取り付けられており、運転席のフロア部には振動を検出するセンサ９ｂが取り付けられている。なお、以下でセンサ９ａ，９ｂを特に区別しない場合には、センサ９と記す。また、センサ９のいずれか（図１では９ｂ）の近くには、タイヤ回転振動またはエンジン振動のどちらかの振動の伝達を低減するかを判定するために用いられる判定用センサ１５が取り付けられており、運転席の前部の位置（例えばインストルメントパネル内）には、ＡＣＭ３ａ，３ｂの制振力を制御する制御装置１１が配置されている。
【００１９】
振動を検出するセンサ９は、車両内の所定位置での振動（例えば加速度）をリアルタイムで検出するように機能するものであり、乗員が体感する場所や振動源（車体、加振装置近辺）に配設されるのが好ましい。上述の例ではステアリング４や運転席のフロア部に配設したが、シート１３、車体１４、前席のヘッドレスト部、後席のフロア部等に設けるようにしても良い。センサ９には、例えば加速度センサ、荷重センサ等を用いることができる。また、制御装置１１は、車両内のいずれの場所に配置しても良い。
【００２０】
図２は、車両の振動低減システムの第１の実施例に係る基本制御系を示すブロック線図である。第１の実施例は、制御装置１１が、ＡＣＭ３ａ，３ｂでタイヤ回転振動またはエンジン振動のいずれかの振動の伝達を低減するものである。
【００２１】
第１の実施例では、制御装置１１は、図２に示すように、車輪の回転数を測定するセンサ７から出力された車輪の回転数信号（例えば回転パルス信号）と、エンジンの回転数を測定するセンサ６から出力されたエンジンの回転数信号（例えば回転パルス信号）のいずれかの信号に切り替える切り替えスイッチ２１と、切り替えスイッチ２１からの回転パルス信号から参照信号（基本周波数信号と、その高調波信号）ｘ（ｔ）を生成するシンセサイザ４１と、シンセサイザ４１から出力された参照信号ｘ（ｔ）の位相とゲイン等を調節してＡＣＭ３ａの制御信号ｙ１（ｔ）を出力する適応フィルタ４２と、シンセサイザ４１からの参照信号と、センサ９ａで検出した加速度信号（誤差信号）ｅ１（ｔ）とを読み込んで適応フィルタ４２のフィルタ係数の更新処理を行うＬＭＳ演算部４３と、シンセサイザ４１からの参照信号と、センサ９ｂで検出した加速度信号（誤差信号）ｅ２（ｔ）とを読み込んで適応フィルタ４２のフィルタ係数の更新処理を行うＬＭＳ演算部４４と、シンセサイザ４１から出力された参照信号の位相とゲイン等を調節してＡＣＭ３ｂの制御信号ｙ２（ｔ）を出力する適応フィルタ４５と、シンセサイザ４１からの参照信号と、センサ９ａで検出した加速度信号（誤差信号）ｅ１（ｔ）とを読み込んで適応フィルタ４５のフィルタ係数の更新処理を行うＬＭＳ演算部４６と、シンセサイザ４１からの参照信号と、センサ９ｂで検出した加速度信号（誤差信号）ｅ２（ｔ）とを読み込んで適応フィルタ４５のフィルタ係数の更新処理を行うＬＭＳ演算部４７と、車輪の回転数を測定するセンサ７から出力された車輪の回転数信号と、判定用センサ１５で検出した加速度信号とを読み込んで抽出信号を出力する適応ノッチフィルタ（ＳＡＮ：Single frequency Adaptive Notch filter）２２と、エンジンの回転数を測定するセンサ６から出力されたエンジンの回転数信号と、判定用センサ１５で検出した加速度信号とを読み込んで抽出信号を出力する適応ノッチフィルタ（ＳＡＮ）２３と、適応ノッチフィルタ２２から出力された抽出信号と、適応ノッチフィルタ２３から出力された抽出信号とを比較して、切り替えスイッチ２１に制御信号を出力する信号判定部２４を備えている。
【００２２】
なお、図２において、Ｃ１１はＡＣＭ３ａからセンサ９ａまでの実際の伝達特性、Ｃ１２はＡＣＭ３ａからセンサ９ｂまでの実際の伝達特性、Ｃ２１はＡＣＭ３ｂからセンサ９ａまでの実際の伝達特性、Ｃ２２はＡＣＭ３ｂからセンサ９ｂまでの実際の伝達特性を示し、Ｃ１１’，Ｃ１２’，Ｃ２１’，Ｃ２２’は推定伝達特性を示す。
【００２３】
図３は、適応ノッチフィルタの一例を示すブロック線図である。適応ノッチフィルタ２２，２３は、回転パルス信号のパルス数を検出する回転検出部４８と、正弦波または余弦波の基本周波数信号と、その高調波信号を生成する正弦波・余弦波生成部４９１〜４９Ｎと、正弦波・余弦波生成部４９１〜４９Ｎからの信号をフィルタ係数に基づいて位相とゲイン等を調節する適応フィルタ５０１〜５０Ｎと、適応フィルタ５０１〜５０Ｎの出力信号を加算する加算器５２と、加算器５２からの信号と判定用センサ１５からの信号の誤差信号を算出する減算器５３と、算出された誤差信号と、正弦波・余弦波生成部４９１〜４９Ｎからの信号とにより、適応フィルタフィルタ５０１〜５０Ｎのフィルタ係数を決定し、適応フィルタフィルタ５０１〜５０Ｎのフィルタ係数の更新を行うＬＭＳ演算部５１１〜５１Ｎとを備え、誤差信号の算出、フィルタ係数の更新等を繰り返して、信号周波数が回転パルス信号の周波数の実数倍の抽出信号１〜Ｎを出力する。
【００２４】
制御装置１１の信号判定部２４は、適応ノッチフィルタ２２から出力された抽出信号１〜Ｎのゲインと、適応ノッチフィルタ２３から出力された抽出信号１〜Ｎのゲインとを比較し、タイヤの回転振動の成分が大きくて適応ノッチフィルタ２２から出力された抽出信号１〜Ｎのゲインが大きい場合は、センサ７からの回転パルス信号に切り替えるように、切り替えスイッチ２１に制御信号を出力する。エンジン振動の成分が大きくて適応ノッチフィルタ２３から出力された抽出信号１〜Ｎのゲインが大きい場合は、センサ６からの回転パルス信号に切り替えるように、切り替えスイッチ２１に制御信号を出力する。
【００２５】
なお、抽出信号のゲインを比較する際に、予め計測された人間の感度特性に基づいて抽出信号のゲインに重み付けを行うようにしてもよい。
【００２６】
図２において、切り替えスイッチ２１が切り替わった時には、適応フィルタ４２および適応フィルタ４５のフィルタ係数をリセットする。シンセサイザ４１は、切り替えられた回転パルス信号に基づいて、信号周波数が回転パルス信号の周波数（基本周波数）の実数倍の参照信号ｘ（ｔ）を生成する。ＬＭＳ演算部４３は、参照信号を読み込み、さらにセンサ９ａから誤差信号ｅ１（ｔ）を読み込んで、ＬＭＳアルゴリズムを用いて適応フィルタ４２のフィルタ係数の更新処理を行う。ＬＭＳ演算部４４は、参照信号を読み込み、さらにセンサ９ｂから誤差信号ｅ２（ｔ）を読み込んで、ＬＭＳアルゴリズムを用いて適応フィルタ４２のフィルタ係数の更新処理を行う。適応フィルタ４２は、更新されたフィルタ係数に基づいて制御信号ｙ１（ｔ）をＡＣＭ３ａに出力する。
【００２７】
また、ＬＭＳ演算部４６は、参照信号を読み込み、さらにセンサ９ａから誤差信号ｅ１（ｔ）を読み込んで、ＬＭＳアルゴリズムを用いて適応フィルタ４５のフィルタ係数の更新処理を行う。ＬＭＳ演算部４７は、参照信号を読み込み、さらにセンサ９ｂから誤差信号ｅ２（ｔ）を読み込んで、ＬＭＳアルゴリズムを用いて適応フィルタ４５のフィルタ係数の更新処理を行う。適応フィルタ４５は、更新されたフィルタ係数に基づいて制御信号ｙ２（ｔ）をＡＣＭ３ｂに出力する。
【００２８】
第１の実施例では、振動を検出するセンサを２つにして別々に使用したが、振動を検出するセンサを１つとして共通で使用しても良い。振動を検出するセンサを１つにした場合は、伝達特性Ｃ１２、Ｃ２１を考慮しなくても良い。
【００２９】
図４は、車両の振動低減システムの第２の実施例に係る基本制御系を示すブロック線図である。第２の実施例は、制御装置１１が、ＡＣＭ３ａ，３ｂでタイヤ回転振動またはエンジン振動のいずれか、または両方の伝達を低減するものである。
【００３０】
第２の実施例では、制御装置１１は、図４に示すように、車輪の回転数を測定するセンサ７から出力された車輪の回転数信号（例えば回転パルス信号）から参照信号（基本周波数信号と、その高調波信号）を生成するシンセサイザ３１と、エンジンの回転数を測定するセンサ６から出力されたエンジンの回転数信号（例えば回転パルス信号）から参照信号（基本周波数信号と、その高調波信号）を生成するシンセサイザ３５と、シンセサイザ３１，３５から出力された信号を選択する信号選択部３９と、信号選択部３９から出力された参照信号ｘ（ｔ）の位相とゲイン等を調節してＡＣＭ３ａの制御信号ｙ１（ｔ）を出力する適応フィルタ３２と、加算器３９からの参照信号と、センサ９ａで検出した加速度信号（誤差信号）ｅ１（ｔ）とを読み込んで適応フィルタ３２のフィルタ係数の更新処理を行うＬＭＳ演算部３３と、加算器３９からの参照信号と、センサ９ｂで検出した加速度信号（誤差信号）ｅ２（ｔ）とを読み込んで適応フィルタ３２のフィルタ係数の更新処理を行うＬＭＳ演算部３４と、加算器３９から出力された参照信号の位相とゲイン等を調節してＡＣＭ３ｂの制御信号ｙ２（ｔ）を出力する適応フィルタ３６と、加算器３９からの参照信号と、センサ９ａで検出した加速度信号（誤差信号）ｅ１（ｔ）とを読み込んで適応フィルタ３６のフィルタ係数の更新処理を行うＬＭＳ演算部３７と、加算器３９からの参照信号と、センサ９ｂで検出した加速度信号（誤差信号）ｅ２（ｔ）とを読み込んで適応フィルタ３６のフィルタ係数の更新処理を行うＬＭＳ演算部３８と、車輪の回転数を測定するセンサ７から出力された車輪の回転数信号と、判定用センサ１５で検出した加速度信号とを読み込んで抽出信号を出力する適応ノッチフィルタ（ＳＡＮ）２２と、エンジンの回転数を測定するセンサ６から出力されたエンジンの回転数信号と、判定用センサ１５で検出した加速度信号とを読み込んで抽出信号を出力する適応ノッチフィルタ（ＳＡＮ）２３と、適応ノッチフィルタ２２から出力された抽出信号および適応ノッチフィルタ２３から出力された抽出信号と予め設定された閾値とを比較して、信号選択部３９に制御信号を出力する信号判定器２５を備えている。
【００３１】
なお、図４において、Ｃ１１はＡＣＭ３ａからセンサ９ａまでの実際の伝達特性、Ｃ１２はＡＣＭ３ａからセンサ９ｂまでの実際の伝達特性、Ｃ２１はＡＣＭ３ｂからセンサ９ａまでの実際の伝達特性、Ｃ２２はＡＣＭ３ｂからセンサ９ｂまでの実際の伝達特性を示し、Ｃ１１’，Ｃ１２’，Ｃ２１’，Ｃ２２’は推定伝達特性を示す。
【００３２】
適応ノッチフィルタ２２，２３は、第１の実施例と同様であるので、説明は省略する。
制御装置１１の信号判定部２５は、適応ノッチフィルタ２２から出力された抽出信号１〜Ｎのゲインと、適応ノッチフィルタ２３から出力された抽出信号１〜Ｎのゲインと、予め設定された、人間の感度特性に基づいて定められた閾値とを比較し、適応ノッチフィルタ２２から出力された抽出信号１〜Ｎのゲインが閾値よりも大きい場合は、シンセサイザ３１からの信号を選択するように、信号選択部３９に制御信号を出力する。適応ノッチフィルタ２３から出力された抽出信号１〜Ｎのゲインが閾値よりも大きい場合は、シンセサイザ３５からの信号を選択するように、信号選択部３９に制御信号を出力する。適応ノッチフィルタ２２から出力された抽出信号１〜Ｎのゲインと適応ノッチフィルタ２３から出力された抽出信号１〜Ｎのゲインの両方が、閾値よりも大きい場合は、シンセサイザ３１からの信号とシンセサイザ３５からの信号の両方の信号を選択するように、信号選択部３９に制御信号を出力する。
【００３３】
なお、抽出信号のゲインと閾値とを比較する際に、予め計測され人間の感度特性に基づいて抽出信号のゲインに重み付けを行うようにしてもよい。
【００３４】
制御装置１１は、車輪の回転数を測定するセンサ７から車輪の回転数信号である回転パルス信号を受けると、シンセサイザ３１により、タイヤの回転パルス信号に基づいて、信号周波数が回転パルス信号の周波数（基本周波数）の実数倍の高調波信号を生成し、エンジンの回転数を測定するセンサ６からエンジンの回転数信号である回転パルス信号を受けると、シンセサイザ３５により、エンジンの回転パルス信号に基づいて、信号周波数が回転パルス信号の周波数（基本周波数）の実数倍の高調波信号を生成する。信号選択部３９は、信号判定部２５からの制御信号に基づいてシンセサイザ３１およびシンセサイザ３５からの信号を選択し、参照信号を出力する。ＬＭＳ演算部３３は、参照信号を読み込み、さらにセンサ９ａから誤差信号ｅ１（ｔ）を読み込んで、ＬＭＳアルゴリズムを用いて適応フィルタ３２のフィルタ係数の更新処理を行う。ＬＭＳ演算部３４は、参照信号を読み込み、さらにセンサ９ｂから誤差信号ｅ２（ｔ）を読み込んで、ＬＭＳアルゴリズムを用いて適応フィルタ３２のフィルタ係数の更新処理を行う。適応フィルタ３２は、更新されたフィルタ係数に基づいて制御信号ｙ１（ｔ）をＡＣＭ３ａに出力する。
【００３５】
また、ＬＭＳ演算部３７は、参照信号を読み込み、さらにセンサ９ａから誤差信号ｅ１（ｔ）を読み込んで、ＬＭＳアルゴリズムを用いて適応フィルタ３６のフィルタ係数の更新処理を行う。ＬＭＳ演算部３８は、参照信号を読み込み、さらにセンサ９ｂから誤差信号ｅ２（ｔ）を読み込んで、ＬＭＳアルゴリズムを用いて適応フィルタ３６のフィルタ係数の更新処理を行う。適応フィルタ３６は、更新されたフィルタ係数に基づいて制御信号ｙ２（ｔ）をＡＣＭ３ｂに出力する。
【００３６】
適応制御は、参照信号と誤差信号の共通する周波数での振動を低減できるので、第２の実施例では、タイヤの回転に同期する周波数と、エンジンの回転に同期する周波数を多重して用いることにより、両方に起因する周波数での振動を低減することができる。
【００３７】
第２の実施例では、振動を検出するセンサを２つにして別々に使用したが、振動を検出するセンサを１つとして共通で使用しても良い。振動を検出するセンサを１つにした場合は、伝達特性Ｃ１２、Ｃ２１を考慮しなくても良い。
【００３８】
なお、上述した実施例では、加振力を与える加振装置としてＡＣＭを２つ設けたが、３つ以上設けるようにしても良い。また、加振装置は、ＡＣＭに限らず、アクティブマスダンパー（Active Mass Damper）やトルクロッドタイプのものでも良い。加振装置を設ける箇所はエンジン下部に限らず、サスペンション装置と車体との間に設けるようにしても良い。加振装置をサスペンション装置と車体との間に設けることによりタイヤの回転による振動をより効率良く低減することができる。
【００３９】
また、上述した実施例では、ＬＭＳアルゴリズムを用いて適応フィルタのフィルタ係数の更新処理を行ったが、フィルタ係数の更新処理には、複素ＬＭＳアルゴリズム（Complex Least Mean Square Algorithm）、Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ ＬＭＳアルゴリズム（Normalized Least Mean Square Algorithm）、射影アルゴリズム（Projection Algorithm）、ＳＨＡＲＦアルゴリズム（Simple Hyperstable Adaptive Recursive Filter Algorithm）、ＲＬＳアルゴリズム（Recursive Least Square Algorithm）、ＦＬＭＳアルゴリズム（Fast Least Mean Square Algorithm）、ＤＣＴを用いた適法フィルタ（Adaptive Filter using Discrete Cosine Transform）、ＳＡＮフィルタ（Single Frequency Adaptive Notch Filter）、ニューラルネットワーク（Neural Network）、遺伝的アルゴリズム（Genetic Algorithm）等、種々のアルゴリズを用いることができることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４０】
３ａ，３ｂ ＡＣＭ
４ ステアリング
６ センサ
７ センサ
９，９ａ，９ｂ センサ
１０ 車両
１１ 制御装置
１２ エンジン
１３ シート
１４ 車体
１５ 判定用センサ
２１ 切り替えスイッチ
２２，２３ 適応ノッチフィルタ
２４，２５ 信号判定部
３１，３５，４１ シンセサイザ
３２，３６，４２，４５，５０ 適応フィルタ
３３，３４，３７，３８，４３，４４，４６，４７，５１ ＬＭＳ演算部
３９ 信号選択部
４８ 回転検出部
４９ 正弦波・余弦波生成部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両内の所定位置での振動を低減する振動低減システムおよび車両の振動低減方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載されたエンジンの所定方向の振動の、車両各部への伝達を低減するため、エンジンに振動を検知するセンサを固定し、エンジンを制振する能動型防振装置（アクティブコントロールマウント、以下ＡＣＭという）でエンジンを支持し、前記センサからの信号に基づいて、ＡＣＭの制振力を制御するエンジン制振システムが知られている。
【０００３】
また、特許文献１には、制御のずれが最大の振動検出位置を対象として、適応制御により電磁アクチュエータを駆動することにより、振動検出位置での振動を抑制する能動型防振装置が提案されている。また、適応制御の手法については、種々のものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１５５９８５号公報
【特許文献２】特開平８−４４３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般には、ＡＣＭは、エンジンの振動の車両各部への伝達を低減するために搭載されているが、タイヤの重量アンバランスなどが発生した状態で高速走行している時などでは、エンジンの振動に加えて、タイヤの回転振動についても感じやすくなっている場合などが考えられる。
【０００６】
また、タイヤの回転振動の高調波によって、車両各部の共振が励起される可能性も考えられる。例えば、タイヤの回転振動は一般的な乗用車で１０〜１５Ｈｚ（車速１００ｋｍ／ｈ程度）近辺であり、例えばステアリングの共振が４０Ｈｚ近辺の場合、タイヤの回転振動の３次成分がその共振を励起させる可能性がある。そこで、車両走行時において、エンジンの振動の制御だけでなく、タイヤの回転振動の制御も同時に行うことが考えられている。
【０００７】
しかしながら、実際の運転状態においては、エンジンの振動とタイヤの回転振動の両方を常に制御しなくてもよく、乗員がタイヤの回転振動の伝達を感じるのは、多くは高速走行中であると考えられる。ここで、エンジンの振動とタイヤの回転振動のどちらかを制御する、またはどちらも制御するという選択について、車両の速度やＧＰＳの情報などを使用して、運転状態毎に制御を切り替えるという方法が考えられるが、実際の振動のレベルは考慮されていないため、これらの情報では十分ではない。そこで、振動を検知するセンサの情報を用いて、これらの制御を自動で切り替える方法が求められる。
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、エンジンの振動の制御とタイヤの回転振動の制御を自動的に切り替えて、車両内の所定位置での振動を低減する振動低減システムおよび車両の振動低減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】
【０００９】
上記目的を達成するため、第１の発明は、加振力を発生する少なくとも１つの加振装置と、車両内の所定位置での振動を検出する第１の振動検出装置と、車輪の回転数を測定する装置と、動力源の回転数を測定する装置と、前記車輪の回転数を測定する装置からの回転数信号と前記動力源の回転数を測定する装置からの回転数信号のいずれか一方の回転数信号に基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の参照信号を生成し、前記第１の振動検出装置から得た信号と前記参照信号とに基づいて前記加振装置に加振力を発生させて、前記車両内の所定位置に生じる振動を低減するように制御する制御装置とを備えた車両の振動低減システムであって、車両内の所定位置での振動を検出する第２の振動検出装置を更に備え、前記制御装置が、前記第２の振動検出装置から得た信号と、前記車輪の回転数を測定する装置からの回転数信号とに基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の第１の抽出信号を生成し、前記第２の振動検出装置から得た信号と、前記動力源の回転数を測定する装置からの回転数信号とに基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の第２の抽出信号を生成し、前記第１の抽出信号と第２の抽出信号とを比較し、比較した結果に応じて前記加振装置を制御して、前記車両内の所定位置に生じる振動を低減するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
第２の発明は、加振力を発生する少なくとも１つの加振装置と、車両内の所定位置での振動を検出する第１の振動検出装置と、車輪の回転数を測定する装置と、動力源の回転数を測定する装置と、前記車輪の回転数を測定する装置からの第１の回転数信号と、前記動力源の回転数を測定する装置からの第２の回転数信号に基づいて、信号周波数が前記第１および第２の回転数信号の周波数の実数倍の参照信号を生成し、前記第１の振動検出装置から得た信号と、前記参照信号とに基づいて前記加振装置に加振力を発生させて、前記車両内の所定位置に生じる振動を低減するように制御する制御装置とを備えた車両の振動低減システムであって、車両内の所定位置での振動を検出する第２の振動検出装置を更に備え、前記制御装置が、前記第２の振動検出装置から得た信号と、前記車輪の回転数を測定する装置からの回転数信号とに基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の第１の抽出信号を生成し、前記第２の振動検出装置から得た信号と、前記動力源の回転数を測定する装置からの回転数信号とに基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の第２の抽出信号を生成し、前記第１の抽出信号および第２の抽出信号抽出信号と閾値とを比較し、比較した結果に応じて前記加振装置を制御して、前記車両内の所定位置に生じる振動を低減するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
第３の発明は、第１および第２の発明において、前記加振装置をサスペンション装置と車体との間に設けることを特徴とするものである。
【００１２】
第４の発明は、加振力を発生する少なくとも１つの加振装置と、車両内の所定位置での振動を検出する第１の振動検出装置と、車両内の所定位置での振動を検出する第２の振動検出装置と、車輪の回転数を測定する装置と、動力源の回転数を測定する装置と、前記車輪の回転数を測定する装置からの回転数信号と前記動力源の回転数を測定する装置からの回転数信号のいずれか一方の回転数信号に基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の参照信号を生成し、前記第１の振動検出装置から得た信号と前記参照信号とに基づいて前記加振装置に加振力を発生させて、前記車両内の所定位置に生じる振動を低減するように制御する制御装置とを備えたシステムにおける車両の振動低減方法であって、前記制御装置の処理手順が、前記第２の振動検出装置から得た信号と、前記車輪の回転数を測定する装置からの回転数信号とに基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の第１の抽出信号を生成するステップと、前記第２の振動検出装置から得た信号と、前記動力源の回転数を測定する装置からの回転数信号とに基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の第２の抽出信号を生成するステップと、前記第１の抽出信号と第２の抽出信号とを比較するステップと、比較した結果に応じて前記加振装置を制御して、前記車両内の所定位置に生じる振動を低減するようにするステップとを含むことを特徴とするものである。
【００１３】
第５の発明は、加振力を発生する少なくとも１つの加振装置と、車両内の所定位置での振動を検出する第１の振動検出装置と、車両内の所定位置での振動を検出する第２の振動検出装置と、車輪の回転数を測定する装置と、動力源の回転数を測定する装置と、前記車輪の回転数を測定する装置からの第１の回転数信号と、前記動力源の回転数を測定する装置からの第２の回転数信号に基づいて、信号周波数が前記第１および第２の回転数信号の周波数の実数倍の参照信号を生成し、前記第１の振動検出装置から得た信号と、前記参照信号とに基づいて前記加振装置に加振力を発生させて、前記車両内の所定位置に生じる振動を低減するように制御する制御装置とを備えたシステムにおける、車両の振動低減方法であって、前記制御装置の処理手順が、前記第２の振動検出装置から得た信号と、前記車輪の回転数を測定する装置からの回転数信号とに基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の第１の抽出信号を生成するステップと、前記第２の振動検出装置から得た信号と、前記動力源の回転数を測定する装置からの回転数信号とに基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の第２の抽出信号を生成するステップと、前記第１の抽出信号および第２の抽出信号抽出信号と閾値とを比較するステップと、比較した結果に応じて前記加振装置を制御して、前記車両内の所定位置に生じる振動を低減するようにするステップとを含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
第１および第４の発明によれば、タイヤの回転信号から抽出した信号と、エンジンの回転信号から抽出した信号を比較し、比較した結果に応じて、エンジンの振動の制御とタイヤの回転振動の制御を自動的に切り替えて、車両内の所定位置での振動を低減することができる。
【００１５】
第２および第５の発明によれば、タイヤの回転信号から抽出した信号と、エンジンの回転信号から抽出した信号と、閾値を比較し、比較した結果に応じて、エンジンの振動の制御とタイヤの回転振動の制御を自動的に切り替えて、車両内の所定位置での振動を低減することができる。
【００１６】
第３の発明によれば、加振装置をサスペンション装置と車体との間に設けることによりタイヤの回転による振動をより効率良く低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る車両の振動低減システムの一例を示す模式図である。
【図２】車両の振動低減システムの第１の実施例に係る基本制御系を示すブロック線図である。
【図３】適応ノッチフィルタの一例を示すブロック線図である。
【図４】車両の振動低減システムの第２の実施例に係る基本制御系を示すブロック線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る車両の振動低減システムの一例を示す模式図である。図１において、エンジン１２は、ボイスコイルなどのアクチュエータを内蔵させた２個のアクティブコントロールマウント（ＡＣＭ）３ａ，３ｂと複数個のエンジンマウント（図示せず）によって支持されており、ＡＣＭ３ａ，３ｂは、エンジン１２を支持する機能と共に、加振装置としての機能を有し、加振力を能動的にエンジン１２に与えて、車両内の所定位置での振動を抑制するように機能する。また、エンジン１２には、エンジンの回転数を測定するセンサ６が設けられており、車両１０には、車輪の回転数を測定するセンサ（例えば車輪速センサ）７が設けられている。車両１０のステアリング４には、振動を検出するセンサ９ａが取り付けられており、運転席のフロア部には振動を検出するセンサ９ｂが取り付けられている。なお、以下でセンサ９ａ，９ｂを特に区別しない場合には、センサ９と記す。また、センサ９のいずれか（図１では９ｂ）の近くには、タイヤ回転振動またはエンジン振動のどちらかの振動の伝達を低減するかを判定するために用いられる判定用センサ１５が取り付けられており、運転席の前部の位置（例えばインストルメントパネル内）には、ＡＣＭ３ａ，３ｂの制振力を制御する制御装置１１が配置されている。
【００１９】
振動を検出するセンサ９は、車両内の所定位置での振動（例えば加速度）をリアルタイムで検出するように機能するものであり、乗員が体感する場所や振動源（車体、加振装置近辺）に配設されるのが好ましい。上述の例ではステアリング４や運転席のフロア部に配設したが、シート１３、車体１４、前席のヘッドレスト部、後席のフロア部等に設けるようにしても良い。センサ９には、例えば加速度センサ、荷重センサ等を用いることができる。また、制御装置１１は、車両内のいずれの場所に配置しても良い。
【００２０】
図２は、車両の振動低減システムの第１の実施例に係る基本制御系を示すブロック線図である。第１の実施例は、制御装置１１が、ＡＣＭ３ａ，３ｂでタイヤ回転振動またはエンジン振動のいずれかの振動の伝達を低減するものである。
【００２１】
第１の実施例では、制御装置１１は、図２に示すように、車輪の回転数を測定するセンサ７から出力された車輪の回転数信号（例えば回転パルス信号）と、エンジンの回転数を測定するセンサ６から出力されたエンジンの回転数信号（例えば回転パルス信号）のいずれかの信号に切り替える切り替えスイッチ２１と、切り替えスイッチ２１からの回転パルス信号から参照信号（基本周波数信号と、その高調波信号）ｘ（ｔ）を生成するシンセサイザ４１と、シンセサイザ４１から出力された参照信号ｘ（ｔ）の位相とゲイン等を調節してＡＣＭ３ａの制御信号ｙ１（ｔ）を出力する適応フィルタ４２と、シンセサイザ４１からの参照信号と、センサ９ａで検出した加速度信号（誤差信号）ｅ１（ｔ）とを読み込んで適応フィルタ４２のフィルタ係数の更新処理を行うＬＭＳ演算部４３と、シンセサイザ４１からの参照信号と、センサ９ｂで検出した加速度信号（誤差信号）ｅ２（ｔ）とを読み込んで適応フィルタ４２のフィルタ係数の更新処理を行うＬＭＳ演算部４４と、シンセサイザ４１から出力された参照信号の位相とゲイン等を調節してＡＣＭ３ｂの制御信号ｙ２（ｔ）を出力する適応フィルタ４５と、シンセサイザ４１からの参照信号と、センサ９ａで検出した加速度信号（誤差信号）ｅ１（ｔ）とを読み込んで適応フィルタ４５のフィルタ係数の更新処理を行うＬＭＳ演算部４６と、シンセサイザ４１からの参照信号と、センサ９ｂで検出した加速度信号（誤差信号）ｅ２（ｔ）とを読み込んで適応フィルタ４５のフィルタ係数の更新処理を行うＬＭＳ演算部４７と、車輪の回転数を測定するセンサ７から出力された車輪の回転数信号と、判定用センサ１５で検出した加速度信号とを読み込んで抽出信号を出力する適応ノッチフィルタ（ＳＡＮ：Single frequency Adaptive Notch filter）２２と、エンジンの回転数を測定するセンサ６から出力されたエンジンの回転数信号と、判定用センサ１５で検出した加速度信号とを読み込んで抽出信号を出力する適応ノッチフィルタ（ＳＡＮ）２３と、適応ノッチフィルタ２２から出力された抽出信号と、適応ノッチフィルタ２３から出力された抽出信号とを比較して、切り替えスイッチ２１に制御信号を出力する信号判定部２４を備えている。
【００２２】
なお、図２において、Ｃ１１はＡＣＭ３ａからセンサ９ａまでの実際の伝達特性、Ｃ１２はＡＣＭ３ａからセンサ９ｂまでの実際の伝達特性、Ｃ２１はＡＣＭ３ｂからセンサ９ａまでの実際の伝達特性、Ｃ２２はＡＣＭ３ｂからセンサ９ｂまでの実際の伝達特性を示し、Ｃ１１’，Ｃ１２’，Ｃ２１’，Ｃ２２’は推定伝達特性を示す。
【００２３】
図３は、適応ノッチフィルタの一例を示すブロック線図である。適応ノッチフィルタ２２，２３は、回転パルス信号のパルス数を検出する回転検出部４８と、正弦波または余弦波の基本周波数信号と、その高調波信号を生成する正弦波・余弦波生成部４９１〜４９Ｎと、正弦波・余弦波生成部４９１〜４９Ｎからの信号をフィルタ係数に基づいて位相とゲイン等を調節する適応フィルタ５０１〜５０Ｎと、適応フィルタ５０１〜５０Ｎの出力信号を加算する加算器５２と、加算器５２からの信号と判定用センサ１５からの信号の誤差信号を算出する減算器５３と、算出された誤差信号と、正弦波・余弦波生成部４９１〜４９Ｎからの信号とにより、適応フィルタフィルタ５０１〜５０Ｎのフィルタ係数を決定し、適応フィルタフィルタ５０１〜５０Ｎのフィルタ係数の更新を行うＬＭＳ演算部５１１〜５１Ｎとを備え、誤差信号の算出、フィルタ係数の更新等を繰り返して、信号周波数が回転パルス信号の周波数の実数倍の抽出信号１〜Ｎを出力する。
【００２４】
制御装置１１の信号判定部２４は、適応ノッチフィルタ２２から出力された抽出信号１〜Ｎのゲインと、適応ノッチフィルタ２３から出力された抽出信号１〜Ｎのゲインとを比較し、タイヤの回転振動の成分が大きくて適応ノッチフィルタ２２から出力された抽出信号１〜Ｎのゲインが大きい場合は、センサ７からの回転パルス信号に切り替えるように、切り替えスイッチ２１に制御信号を出力する。エンジン振動の成分が大きくて適応ノッチフィルタ２３から出力された抽出信号１〜Ｎのゲインが大きい場合は、センサ６からの回転パルス信号に切り替えるように、切り替えスイッチ２１に制御信号を出力する。
【００２５】
なお、抽出信号のゲインを比較する際に、予め計測された人間の感度特性に基づいて抽出信号のゲインに重み付けを行うようにしてもよい。
【００２６】
図２において、切り替えスイッチ２１が切り替わった時には、適応フィルタ４２および適応フィルタ４５のフィルタ係数をリセットする。シンセサイザ４１は、切り替えられた回転パルス信号に基づいて、信号周波数が回転パルス信号の周波数（基本周波数）の実数倍の参照信号ｘ（ｔ）を生成する。ＬＭＳ演算部４３は、参照信号を読み込み、さらにセンサ９ａから誤差信号ｅ１（ｔ）を読み込んで、ＬＭＳアルゴリズムを用いて適応フィルタ４２のフィルタ係数の更新処理を行う。ＬＭＳ演算部４４は、参照信号を読み込み、さらにセンサ９ｂから誤差信号ｅ２（ｔ）を読み込んで、ＬＭＳアルゴリズムを用いて適応フィルタ４２のフィルタ係数の更新処理を行う。適応フィルタ４２は、更新されたフィルタ係数に基づいて制御信号ｙ１（ｔ）をＡＣＭ３ａに出力する。
【００２７】
また、ＬＭＳ演算部４６は、参照信号を読み込み、さらにセンサ９ａから誤差信号ｅ１（ｔ）を読み込んで、ＬＭＳアルゴリズムを用いて適応フィルタ４５のフィルタ係数の更新処理を行う。ＬＭＳ演算部４７は、参照信号を読み込み、さらにセンサ９ｂから誤差信号ｅ２（ｔ）を読み込んで、ＬＭＳアルゴリズムを用いて適応フィルタ４５のフィルタ係数の更新処理を行う。適応フィルタ４５は、更新されたフィルタ係数に基づいて制御信号ｙ２（ｔ）をＡＣＭ３ｂに出力する。
【００２８】
第１の実施例では、振動を検出するセンサを２つにして別々に使用したが、振動を検出するセンサを１つとして共通で使用しても良い。振動を検出するセンサを１つにした場合は、伝達特性Ｃ１２、Ｃ２１を考慮しなくても良い。
【００２９】
図４は、車両の振動低減システムの第２の実施例に係る基本制御系を示すブロック線図である。第２の実施例は、制御装置１１が、ＡＣＭ３ａ，３ｂでタイヤ回転振動またはエンジン振動のいずれか、または両方の伝達を低減するものである。
【００３０】
第２の実施例では、制御装置１１は、図４に示すように、車輪の回転数を測定するセンサ７から出力された車輪の回転数信号（例えば回転パルス信号）から参照信号（基本周波数信号と、その高調波信号）を生成するシンセサイザ３１と、エンジンの回転数を測定するセンサ６から出力されたエンジンの回転数信号（例えば回転パルス信号）から参照信号（基本周波数信号と、その高調波信号）を生成するシンセサイザ３５と、シンセサイザ３１，３５から出力された信号を選択する信号選択部３９と、信号選択部３９から出力された参照信号ｘ（ｔ）の位相とゲイン等を調節してＡＣＭ３ａの制御信号ｙ１（ｔ）を出力する適応フィルタ３２と、加算器３９からの参照信号と、センサ９ａで検出した加速度信号（誤差信号）ｅ１（ｔ）とを読み込んで適応フィルタ３２のフィルタ係数の更新処理を行うＬＭＳ演算部３３と、加算器３９からの参照信号と、センサ９ｂで検出した加速度信号（誤差信号）ｅ２（ｔ）とを読み込んで適応フィルタ３２のフィルタ係数の更新処理を行うＬＭＳ演算部３４と、加算器３９から出力された参照信号の位相とゲイン等を調節してＡＣＭ３ｂの制御信号ｙ２（ｔ）を出力する適応フィルタ３６と、加算器３９からの参照信号と、センサ９ａで検出した加速度信号（誤差信号）ｅ１（ｔ）とを読み込んで適応フィルタ３６のフィルタ係数の更新処理を行うＬＭＳ演算部３７と、加算器３９からの参照信号と、センサ９ｂで検出した加速度信号（誤差信号）ｅ２（ｔ）とを読み込んで適応フィルタ３６のフィルタ係数の更新処理を行うＬＭＳ演算部３８と、車輪の回転数を測定するセンサ７から出力された車輪の回転数信号と、判定用センサ１５で検出した加速度信号とを読み込んで抽出信号を出力する適応ノッチフィルタ（ＳＡＮ）２２と、エンジンの回転数を測定するセンサ６から出力されたエンジンの回転数信号と、判定用センサ１５で検出した加速度信号とを読み込んで抽出信号を出力する適応ノッチフィルタ（ＳＡＮ）２３と、適応ノッチフィルタ２２から出力された抽出信号および適応ノッチフィルタ２３から出力された抽出信号と予め設定された閾値とを比較して、信号選択部３９に制御信号を出力する信号判定器２５を備えている。
【００３１】
なお、図４において、Ｃ１１はＡＣＭ３ａからセンサ９ａまでの実際の伝達特性、Ｃ１２はＡＣＭ３ａからセンサ９ｂまでの実際の伝達特性、Ｃ２１はＡＣＭ３ｂからセンサ９ａまでの実際の伝達特性、Ｃ２２はＡＣＭ３ｂからセンサ９ｂまでの実際の伝達特性を示し、Ｃ１１’，Ｃ１２’，Ｃ２１’，Ｃ２２’は推定伝達特性を示す。
【００３２】
適応ノッチフィルタ２２，２３は、第１の実施例と同様であるので、説明は省略する。
制御装置１１の信号判定部２５は、適応ノッチフィルタ２２から出力された抽出信号１〜Ｎのゲインと、適応ノッチフィルタ２３から出力された抽出信号１〜Ｎのゲインと、予め設定された、人間の感度特性に基づいて定められた閾値とを比較し、適応ノッチフィルタ２２から出力された抽出信号１〜Ｎのゲインが閾値よりも大きい場合は、シンセサイザ３１からの信号を選択するように、信号選択部３９に制御信号を出力する。適応ノッチフィルタ２３から出力された抽出信号１〜Ｎのゲインが閾値よりも大きい場合は、シンセサイザ３５からの信号を選択するように、信号選択部３９に制御信号を出力する。適応ノッチフィルタ２２から出力された抽出信号１〜Ｎのゲインと適応ノッチフィルタ２３から出力された抽出信号１〜Ｎのゲインの両方が、閾値よりも大きい場合は、シンセサイザ３１からの信号とシンセサイザ３５からの信号の両方の信号を選択するように、信号選択部３９に制御信号を出力する。
【００３３】
なお、抽出信号のゲインと閾値とを比較する際に、予め計測され人間の感度特性に基づいて抽出信号のゲインに重み付けを行うようにしてもよい。
【００３４】
制御装置１１は、車輪の回転数を測定するセンサ７から車輪の回転数信号である回転パルス信号を受けると、シンセサイザ３１により、タイヤの回転パルス信号に基づいて、信号周波数が回転パルス信号の周波数（基本周波数）の実数倍の高調波信号を生成し、エンジンの回転数を測定するセンサ６からエンジンの回転数信号である回転パルス信号を受けると、シンセサイザ３５により、エンジンの回転パルス信号に基づいて、信号周波数が回転パルス信号の周波数（基本周波数）の実数倍の高調波信号を生成する。信号選択部３９は、信号判定部２５からの制御信号に基づいてシンセサイザ３１およびシンセサイザ３５からの信号を選択し、参照信号を出力する。ＬＭＳ演算部３３は、参照信号を読み込み、さらにセンサ９ａから誤差信号ｅ１（ｔ）を読み込んで、ＬＭＳアルゴリズムを用いて適応フィルタ３２のフィルタ係数の更新処理を行う。ＬＭＳ演算部３４は、参照信号を読み込み、さらにセンサ９ｂから誤差信号ｅ２（ｔ）を読み込んで、ＬＭＳアルゴリズムを用いて適応フィルタ３２のフィルタ係数の更新処理を行う。適応フィルタ３２は、更新されたフィルタ係数に基づいて制御信号ｙ１（ｔ）をＡＣＭ３ａに出力する。
【００３５】
また、ＬＭＳ演算部３７は、参照信号を読み込み、さらにセンサ９ａから誤差信号ｅ１（ｔ）を読み込んで、ＬＭＳアルゴリズムを用いて適応フィルタ３６のフィルタ係数の更新処理を行う。ＬＭＳ演算部３８は、参照信号を読み込み、さらにセンサ９ｂから誤差信号ｅ２（ｔ）を読み込んで、ＬＭＳアルゴリズムを用いて適応フィルタ３６のフィルタ係数の更新処理を行う。適応フィルタ３６は、更新されたフィルタ係数に基づいて制御信号ｙ２（ｔ）をＡＣＭ３ｂに出力する。
【００３６】
適応制御は、参照信号と誤差信号の共通する周波数での振動を低減できるので、第２の実施例では、タイヤの回転に同期する周波数と、エンジンの回転に同期する周波数を多重して用いることにより、両方に起因する周波数での振動を低減することができる。
【００３７】
第２の実施例では、振動を検出するセンサを２つにして別々に使用したが、振動を検出するセンサを１つとして共通で使用しても良い。振動を検出するセンサを１つにした場合は、伝達特性Ｃ１２、Ｃ２１を考慮しなくても良い。
【００３８】
なお、上述した実施例では、加振力を与える加振装置としてＡＣＭを２つ設けたが、３つ以上設けるようにしても良い。また、加振装置は、ＡＣＭに限らず、アクティブマスダンパー（Active Mass Damper）やトルクロッドタイプのものでも良い。加振装置を設ける箇所はエンジン下部に限らず、サスペンション装置と車体との間に設けるようにしても良い。加振装置をサスペンション装置と車体との間に設けることによりタイヤの回転による振動をより効率良く低減することができる。
【００３９】
また、上述した実施例では、ＬＭＳアルゴリズムを用いて適応フィルタのフィルタ係数の更新処理を行ったが、フィルタ係数の更新処理には、複素ＬＭＳアルゴリズム（Complex Least Mean Square Algorithm）、Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ ＬＭＳアルゴリズム（Normalized Least Mean Square Algorithm）、射影アルゴリズム（Projection Algorithm）、ＳＨＡＲＦアルゴリズム（Simple Hyperstable Adaptive Recursive Filter Algorithm）、ＲＬＳアルゴリズム（Recursive Least Square Algorithm）、ＦＬＭＳアルゴリズム（Fast Least Mean Square Algorithm）、ＤＣＴを用いた適法フィルタ（Adaptive Filter using Discrete Cosine Transform）、ＳＡＮフィルタ（Single Frequency Adaptive Notch Filter）、ニューラルネットワーク（Neural Network）、遺伝的アルゴリズム（Genetic Algorithm）等、種々のアルゴリズを用いることができることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４０】
３ａ，３ｂ ＡＣＭ
４ ステアリング
６ センサ
７ センサ
９，９ａ，９ｂ センサ
１０ 車両
１１ 制御装置
１２ エンジン
１３ シート
１４ 車体
１５ 判定用センサ
２１ 切り替えスイッチ
２２，２３ 適応ノッチフィルタ
２４，２５ 信号判定部
３１，３５，４１ シンセサイザ
３２，３６，４２，４５，５０ 適応フィルタ
３３，３４，３７，３８，４３，４４，４６，４７，５１ ＬＭＳ演算部
３９ 信号選択部
４８ 回転検出部
４９ 正弦波・余弦波生成部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加振力を発生する少なくとも１つの加振装置と、車両内の所定位置での振動を検出する第１の振動検出装置と、車輪の回転数を測定する装置と、動力源の回転数を測定する装置と、前記車輪の回転数を測定する装置からの回転数信号と前記動力源の回転数を測定する装置からの回転数信号のいずれか一方の回転数信号に基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の参照信号を生成し、前記第１の振動検出装置から得た信号と前記参照信号とに基づいて前記加振装置に加振力を発生させて、前記車両内の所定位置に生じる振動を低減するように制御する制御装置と、を備えた車両の振動低減システムであって、
車両内の所定位置での振動を検出する第２の振動検出装置を更に備え、
前記制御装置は、前記第２の振動検出装置から得た信号と、前記車輪の回転数を測定する装置からの回転数信号とに基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の第１の抽出信号を生成し、前記第２の振動検出装置から得た信号と、前記動力源の回転数を測定する装置からの回転数信号とに基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の第２の抽出信号を生成し、前記第１の抽出信号と第２の抽出信号とを比較し、比較した結果に応じて前記加振装置を制御して、前記車両内の所定位置に生じる振動を低減するようにしたことを特徴とする車両の振動低減システム。
【請求項２】
加振力を発生する少なくとも１つの加振装置と、車両内の所定位置での振動を検出する第１の振動検出装置と、車輪の回転数を測定する装置と、動力源の回転数を測定する装置と、前記車輪の回転数を測定する装置からの第１の回転数信号と、前記動力源の回転数を測定する装置からの第２の回転数信号に基づいて、信号周波数が前記第１および第２の回転数信号の周波数の実数倍の参照信号を生成し、前記第１の振動検出装置から得た信号と、前記参照信号とに基づいて前記加振装置に加振力を発生させて、前記車両内の所定位置に生じる振動を低減するように制御する制御装置と、を備えた車両の振動低減システムであって、
車両内の所定位置での振動を検出する第２の振動検出装置を更に備え、
前記制御装置は、前記第２の振動検出装置から得た信号と、前記車輪の回転数を測定する装置からの回転数信号とに基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の第１の抽出信号を生成し、前記第２の振動検出装置から得た信号と、前記動力源の回転数を測定する装置からの回転数信号とに基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の第２の抽出信号を生成し、前記第１の抽出信号および第２の抽出信号抽出信号と閾値とを比較し、比較した結果に応じて前記加振装置を制御して、前記車両内の所定位置に生じる振動を低減するようにしたことを特徴とする車両の振動低減システム。
【請求項３】
前記加振装置を、サスペンション装置と車体との間に設けることを特徴とする請求項１または２に記載の車両の振動低減システム。
【請求項４】
加振力を発生する少なくとも１つの加振装置と、車両内の所定位置での振動を検出する第１の振動検出装置と、車両内の所定位置での振動を検出する第２の振動検出装置と、車輪の回転数を測定する装置と、動力源の回転数を測定する装置と、前記車輪の回転数を測定する装置からの回転数信号と前記動力源の回転数を測定する装置からの回転数信号のいずれか一方の回転数信号に基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の参照信号を生成し、前記第１の振動検出装置から得た信号と前記参照信号とに基づいて前記加振装置に加振力を発生させて、前記車両内の所定位置に生じる振動を低減するように制御する制御装置とを備えたシステムにおける車両の振動低減方法であって、
前記制御装置の処理手順は、
前記第２の振動検出装置から得た信号と、前記車輪の回転数を測定する装置からの回転数信号とに基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の第１の抽出信号を生成するステップと、
前記第２の振動検出装置から得た信号と、前記動力源の回転数を測定する装置からの回転数信号とに基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の第２の抽出信号を生成するステップと、
前記第１の抽出信号と第２の抽出信号とを比較するステップと、
比較した結果に応じて前記加振装置を制御して、前記車両内の所定位置に生じる振動を低減するようにするステップと、
を含むことを特徴とする車両の振動低減方法。
【請求項５】
加振力を発生する少なくとも１つの加振装置と、車両内の所定位置での振動を検出する第１の振動検出装置と、車両内の所定位置での振動を検出する第２の振動検出装置と、車輪の回転数を測定する装置と、動力源の回転数を測定する装置と、前記車輪の回転数を測定する装置からの第１の回転数信号と、前記動力源の回転数を測定する装置からの第２の回転数信号に基づいて、信号周波数が前記第１および第２の回転数信号の周波数の実数倍の参照信号を生成し、前記第１の振動検出装置から得た信号と、前記参照信号とに基づいて前記加振装置に加振力を発生させて、前記車両内の所定位置に生じる振動を低減するように制御する制御装置とを備えたシステムにおける、車両の振動低減方法であって、
前記制御装置の処理手順は、
前記第２の振動検出装置から得た信号と、前記車輪の回転数を測定する装置からの回転数信号とに基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の第１の抽出信号を生成するステップと、
前記第２の振動検出装置から得た信号と、前記動力源の回転数を測定する装置からの回転数信号とに基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の第２の抽出信号を生成するステップと、
前記第１の抽出信号および第２の抽出信号抽出信号と閾値とを比較するステップと、
比較した結果に応じて前記加振装置を制御して、前記車両内の所定位置に生じる振動を低減するようにするステップと、
を含むことを特徴とする車両の振動低減方法。
【請求項１】
加振力を発生する少なくとも１つの加振装置と、車両内の所定位置での振動を検出する第１の振動検出装置と、車輪の回転数を測定する装置と、動力源の回転数を測定する装置と、前記車輪の回転数を測定する装置からの回転数信号と前記動力源の回転数を測定する装置からの回転数信号のいずれか一方の回転数信号に基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の参照信号を生成し、前記第１の振動検出装置から得た信号と前記参照信号とに基づいて前記加振装置に加振力を発生させて、前記車両内の所定位置に生じる振動を低減するように制御する制御装置と、を備えた車両の振動低減システムであって、
車両内の所定位置での振動を検出する第２の振動検出装置を更に備え、
前記制御装置は、前記第２の振動検出装置から得た信号と、前記車輪の回転数を測定する装置からの回転数信号とに基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の第１の抽出信号を生成し、前記第２の振動検出装置から得た信号と、前記動力源の回転数を測定する装置からの回転数信号とに基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の第２の抽出信号を生成し、前記第１の抽出信号と第２の抽出信号とを比較し、比較した結果に応じて前記加振装置を制御して、前記車両内の所定位置に生じる振動を低減するようにしたことを特徴とする車両の振動低減システム。
【請求項２】
加振力を発生する少なくとも１つの加振装置と、車両内の所定位置での振動を検出する第１の振動検出装置と、車輪の回転数を測定する装置と、動力源の回転数を測定する装置と、前記車輪の回転数を測定する装置からの第１の回転数信号と、前記動力源の回転数を測定する装置からの第２の回転数信号に基づいて、信号周波数が前記第１および第２の回転数信号の周波数の実数倍の参照信号を生成し、前記第１の振動検出装置から得た信号と、前記参照信号とに基づいて前記加振装置に加振力を発生させて、前記車両内の所定位置に生じる振動を低減するように制御する制御装置と、を備えた車両の振動低減システムであって、
車両内の所定位置での振動を検出する第２の振動検出装置を更に備え、
前記制御装置は、前記第２の振動検出装置から得た信号と、前記車輪の回転数を測定する装置からの回転数信号とに基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の第１の抽出信号を生成し、前記第２の振動検出装置から得た信号と、前記動力源の回転数を測定する装置からの回転数信号とに基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の第２の抽出信号を生成し、前記第１の抽出信号および第２の抽出信号抽出信号と閾値とを比較し、比較した結果に応じて前記加振装置を制御して、前記車両内の所定位置に生じる振動を低減するようにしたことを特徴とする車両の振動低減システム。
【請求項３】
前記加振装置を、サスペンション装置と車体との間に設けることを特徴とする請求項１または２に記載の車両の振動低減システム。
【請求項４】
加振力を発生する少なくとも１つの加振装置と、車両内の所定位置での振動を検出する第１の振動検出装置と、車両内の所定位置での振動を検出する第２の振動検出装置と、車輪の回転数を測定する装置と、動力源の回転数を測定する装置と、前記車輪の回転数を測定する装置からの回転数信号と前記動力源の回転数を測定する装置からの回転数信号のいずれか一方の回転数信号に基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の参照信号を生成し、前記第１の振動検出装置から得た信号と前記参照信号とに基づいて前記加振装置に加振力を発生させて、前記車両内の所定位置に生じる振動を低減するように制御する制御装置とを備えたシステムにおける車両の振動低減方法であって、
前記制御装置の処理手順は、
前記第２の振動検出装置から得た信号と、前記車輪の回転数を測定する装置からの回転数信号とに基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の第１の抽出信号を生成するステップと、
前記第２の振動検出装置から得た信号と、前記動力源の回転数を測定する装置からの回転数信号とに基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の第２の抽出信号を生成するステップと、
前記第１の抽出信号と第２の抽出信号とを比較するステップと、
比較した結果に応じて前記加振装置を制御して、前記車両内の所定位置に生じる振動を低減するようにするステップと、
を含むことを特徴とする車両の振動低減方法。
【請求項５】
加振力を発生する少なくとも１つの加振装置と、車両内の所定位置での振動を検出する第１の振動検出装置と、車両内の所定位置での振動を検出する第２の振動検出装置と、車輪の回転数を測定する装置と、動力源の回転数を測定する装置と、前記車輪の回転数を測定する装置からの第１の回転数信号と、前記動力源の回転数を測定する装置からの第２の回転数信号に基づいて、信号周波数が前記第１および第２の回転数信号の周波数の実数倍の参照信号を生成し、前記第１の振動検出装置から得た信号と、前記参照信号とに基づいて前記加振装置に加振力を発生させて、前記車両内の所定位置に生じる振動を低減するように制御する制御装置とを備えたシステムにおける、車両の振動低減方法であって、
前記制御装置の処理手順は、
前記第２の振動検出装置から得た信号と、前記車輪の回転数を測定する装置からの回転数信号とに基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の第１の抽出信号を生成するステップと、
前記第２の振動検出装置から得た信号と、前記動力源の回転数を測定する装置からの回転数信号とに基づいて、信号周波数が回転数信号の周波数の実数倍の第２の抽出信号を生成するステップと、
前記第１の抽出信号および第２の抽出信号抽出信号と閾値とを比較するステップと、
比較した結果に応じて前記加振装置を制御して、前記車両内の所定位置に生じる振動を低減するようにするステップと、
を含むことを特徴とする車両の振動低減方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−６１８９６（Ｐ２０１２−６１８９６Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０６０２９（Ｐ２０１０−２０６０２９）
【出願日】平成２２年９月１４日（２０１０．９．１４）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１４日（２０１０．９．１４）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
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