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JP3777967B2 - Vehicle vibration active control device - Google Patents
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JP3777967B2 - Vehicle vibration active control device - Google Patents

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JP3777967B2 JP2000315771A JP2000315771A JP3777967B2 JP 3777967 B2 JP3777967 B2 JP 3777967B2 JP 2000315771 A JP2000315771 A JP 2000315771A JP 2000315771 A JP2000315771 A JP 2000315771A JP 3777967 B2 JP3777967 B2 JP 3777967B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動発生源の振動数に対応した基準振動数と高次振動数成分を含む外力振動に対して、基準振動数成分と高次振動数成分を含む出力に基づいてアクティブマウントの動作を適応制御法により制御することにより外力振動を能動的に抑制する車両振動の能動制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両の振動を能動的に抑制する方法としては、車両Mの制御装置30の制御部31に、例えば図1,図2に示すように、遅延調和シンセサイザ最小平均自乗フィルタ(以下、DXHS LMSフィルタと記す)を含む適応制御部40を適用して、任意の回転数(周波数)毎の最適フィルタ係数を求めて能動制御を行う適応制御方法を採用することができる。
【0003】
すなわち、DXHS LMSフィルタを用いた適応制御方法は、適応最小平均自乗フィルタ(Filtered-X LMS)におけるフィルタ係数の演算量を低減するものであり、以下のようにして行われる。この適応制御では、信号源である車両Mのエンジン等の振動発生源51から、クランク軸回転パルス等をセンサ12により取り出して、周波数判定部41にて制御対象周波数ωであることを判定し、制御対象周波数ωの制御対象信号を選択し、適応フィルタW42に出力する。この入力信号xは、適応フィルタW42のフィルタ係数により振幅補償及び位相補償され、かつ正弦波信号に合成されて出力される。
【0004】
出力信号yは、信号伝達系(伝達関数G)43へ入力され、処理信号zが出力される。処理信号zはエンジンの振動等である伝達系(G′)52を経た外力dが加算され、観測値としてセンサにより検出される。振動制御においてはセンサの検出値の目標は0であり、目標との差が誤差信号eになる。ここでは、誤差信号eは、シート14に設けたピックアップ加速度センサ15からの出力である。この誤差信号e(n)と予め規定された信号伝達系の推定伝達特性45とを用い、デジタルフィルタ44(DXHS LMS)により適応フィルタW42のフィルタ係数が逐次更新される。このように逐次更新された最適フィルタ係数に基づいて、適応フィルタ42において更新された出力信号yに基づいて、エンジンマウント20のアクチュエータ23の駆動を制御することにより、伝達系(G′)52を経た外力を打ち消すことができる。実際には、出力信号yは、パワーアンプ33で増幅され、アクチュエータ23の駆動が制御される。
【0005】
上記適応制御の実行において制御装置は、振動発生源からの外力振動に含まれる基準振動数と高次振動数成分に対して、予め規定された上限値である上限出力値の範囲内でかつ振動数毎の基準振動数成分と高次振動数成分に対して設けたそれぞれの個別上限出力値の範囲内でアクテイブマウントを駆動するために出力するものである。すなわち、出力が個別上限出力値を超える場合には、出力が飽和するのを避けるため、個別上限出力値に制限されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば外力振動に基準振動と二次振動のみが含まれている場合について考えると、上限出力値を1、基準振動と二次振動の個別上限出力値を0.7と0.3としたとき、基準振動と二次振動の出力が0.8と0.2であるような振動数域では、実際の出力は基準振動と二次振動で0.7と0.2となり、これにより外力が抑制されるので問題はない。しかし、基準振動と二次振動の出力が例えば0.5と0.5となるような振動数域では、実際の出力は基準振動と二次振動で0.5と0.3となり、基準振動成分の外力については抑制されるので問題ないが、二次振動については外力が0.2残ることとなり、出力全体では0.2余裕があるにもかかわらず、二次振動に対しては外力抑制効果が変らないという問題がある。
【0007】
本発明は、上記した問題を解決しようとするもので、アクティブマウントの駆動を制御する出力を、外力振動の振動数成分に応じて、適正に分配することにより、振動発生源からの外力振動を効果的に抑制することができる車両振動の能動制御装置を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、上記請求項1に係る発明の構成上の特徴は、車両の振動発生源からの周期性のパルス信号に基づく入力信号に対して、逐次更新される適応フィルタのフィルタ係数により振幅補償及び位相補償を行い、振幅補償及び位相補償された出力信号に基づいて車両に設けられた加振器付マウントであるアクティブマウントの動作を制御する適応制御法を用いて、振動発生源の振動に対応した基準振動数成分と高次振動数成分を含む外力振動を抑制するために、予め規定された上限値である上限出力値の範囲内でかつ振動数毎の基準振動数成分と高次振動数成分に対して設けたそれぞれの個別上限出力値の範囲内で基準振動数成分と高次振動数成分を含む出力に基づいてアクティブマウントの動作を制御する車両振動の能動制御装置において、一の振動数成分の出力値が個別上限出力値を超える振動数域では、一の振動数成分の出力を個別上限出力値に制限すると共に、一の振動数成分の次の高次振動数成分の個別上限出力値はそのまま適用し、一方、一の振動数成分の出力値がその個別上限出力値の範囲内にある振動数域では、一の振動数成分の次の高次振動数成分の上限値を、上限出力値から次の高次振動数成分の前の全ての振動数成分の出力値を引いた値とすることにある。
【0009】
上記のように構成した請求項1に係る発明においては、予めアクティブマウントを駆動する各振動数成分の出力に対して、それぞれにその和が上限出力値を越えない範囲で個別上限出力値を設けられており、一の振動数成分の出力値が個別上限出力値を超える振動数域では、その振動数成分の出力が個別上限出力値に制限されると共に、一の振動数成分の次の高次振動数成分の個別上限出力値はそのまま適用される。したがって、一の振動成分及びその高次成分振動出力が飽和することなく出力され、アクティブマウントに対しアクチュエータから適正に出力される。
【0010】
これに対して、一の振動数成分の出力値がその個別上限出力値の範囲内にある振動数域では、一の振動数成分の次の高次振動数成分の上限値を、上限出力値から次の振動数成分の前の全ての振動数成分の出力値を引いた値に更新することにより、一の振動数成分についてはその出力値により外力が抑制され、また、その次の高次振動数成分の出力値が、この振動数成分での更新前の個別上限出力値を超えたとしても、更新後の個別上限出力値の範囲内で最大限の出力値で出力される。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明すると、図1は、同実施形態である加振器付エンジンマウントを搭載したガソリンエンジン車Mの車体振動除去のための能動制御系の概略構成を構成図により示したものであり、図2は、能動制御システムをブロック図により示したものである。ガソリンエンジン車Mは、車体10にエンジン11を弾性支持するアクティブマウントである加振器付エンジンマウント(以下、エンジンマウントと記す)20を搭載している。
【0012】
エンジンマウント20は、図3に示すように、上下方向に配置した筒状のケース21内に、防振ゴム22と、防振ゴム22の下方にエンジンの動的変位を制御する電磁アクチュエータ23を備えている。防振ゴム22は、ケース21の軸方向中間位置にて内壁に固定されると共に、固定金具24に取り付けられている。固定金具24には、防振ゴム22のストッパ部22aが、ケース21の一端(図示上端)に向けて設けられている。固定金具24の軸心位置には、固定軸25が軸方向上方に向けて取り付けられており、その先端がケース21の一端側に設けた貫通穴21aから突出している。ケース21の他端には、固定軸26が軸方向下方に向けて取り付けられている。エンジンンマウント20は、固定軸26によって車体10に固定され、固定軸25にエンジン11を取り付けることにより、エンジン11を支持している。
【0013】
エンジン11のクランク軸には、回転パルスセンサ12が設けられており、回転パルスセンサ12は、クランク軸回転パルス信号を出力し、これに基づいて後述する制御部31は、出力信号の基本周波数を決定し、信号処理を行うようになっている。また、車両内のシート14にはピックアップ加速度センサ15が取り付けられている。
【0014】
車両Mには、制御装置30が設けられている。制御装置30はマイクロコンピュータよりなる制御部31を設けている。制御部31には適応制御部40が含まれており、制御部31は図4〜図6に示す「振動制御プログラム」を実行することにより、エンジンマウント20の制御を適応制御法例えばDXHS LMSフィルタを用いた適応制御方法によって行うものである。なお、制御部31の記憶部には、電磁アクチュエータ23への出力の上限値である上限出力値Aと、振動発生源の個々の振動数域での基準振動数成分と高次振動数成分の出力の上限値である個別上限出力値agki(i=1,2、…)のデータが記憶されている。個別上限出力値agkiの和は、上限出力値Aに等しくされている。
【0015】
さらに、制御部31の入力側には、上記回転パルスセンサ12及びピックアップ加速度センサ15が接続されている。また、制御部31の出力側には、パワーアンプ33を介してエンジンマウント20の電磁アクチュエータ23が接続されている。なお、本実施形態では、対象とする振動数については、エンジン振動数である基準振動数fに対して、高次振動数として二次振動数f(=2f)及び三次振動数f(=4f)のみとし、さらに高次の振動数については扱いを省略する。ただし、実際に四次以上の高次の振動数は非常に振幅が小さいので無視してもほとんど振動としては影響はない。
【0016】
つぎに、上記構成の実施形態の動作について説明する。
車両のスタートスイッチがオンされることにより、制御部31は、図4〜図6に示す「振動制御プログラム」の実行をステップ60にて開始し、各種変数の初期化を行った後、回転パルスセンサ12からの回転数信号を受けて、周波数判定部61で制御対象振動数f(角周波数ω)であることを判定する(ステップ61〜63)。さらにここでの外力振動の振幅成分が一次振動数(基準振動数)、二次振動数、三次振動数でそれぞれak1′、ak2′,ak3′であることを認識し(ステップ64)、これに対して以下に説明するように適応制御を実行する(ステップ65)。
【0017】
周波数判定部41にて制御対象振動数f(角周波数ω)の制御対象信号を選択し、適応フィルタW42に出力する。入力信号xは、適応フィルタW42のフィルタ係数により振幅補償及び位相補償され、かつ正弦波信号に合成されて出力される。出力信号yは、信号伝達系(伝達関数G)43へ入力され、処理信号zが出力される。この処理信号zに上記伝達系(G′)52を経た外力dが加算され、シート14に設けたピックアップ加速度センサ15により検出されて、誤差信号eが出力される。この誤差信号e(n)と予め規定された信号伝達系の推定伝達特性45とを用い、デジタルフィルタ44(DXHS LMS)により適応フィルタW42のフィルタ係数が逐次更新される。このように逐次更新された最適フィルタ係数に基づいて、適応フィルタW42のおいて更新された出力信号の一次振動数(基準振動数)、二次振動数、三次振動数成分の出力値がそれぞれak1,ak2,ak3にされる(ステップ66)。ここで、各出力値ak1,ak2,ak3の和は、数1に示すように、上限出力値A以下にされている。
【0018】
【数1】
k1+ak2+ak3 ≦ A
【0019】
つぎに、一次振動数(基準振動数)の出力値ak1が一次振動数での個別上限出力値agk1と比較される(ステップ67,68)。出力値ak1が個別上限出力値agk1より大きいときは、「YES」との判定の基にプログラムはステップ69に移され、出力値ak1=agk1のように更新される。すなわち、出力値ak1が個別上限出力値agk1より大きいときは、出力値ak1が個別上限出力値agk1に制限されることになる。つぎに、二次振動数の出力値ak2が二次振動数での個別上限出力値agk2と比較される(ステップ70,71)。出力値ak2が個別上限出力値agk2より大きいときは、出力値ak2=agk2のように更新される(ステップ72)。この場合は、出力値ak1,ak2が、個別上限出力値agk1,agk2より大きいため、三次振動数の出力値ak3は個別上限出力値agk3より小さくなり、したがってそのまま出力値とされる(ステップ73)。このように決定された出力値ak1,ak2,ak3がまとめて出力値aとされる(ステップ74)。
【0020】
一方、出力値ak2が個別上限出力値agk2より小さいときは、ステップ71にて「NO」との判定の基に、プログラムはステップ76に移され、出力値ak2がそのまま更新され、さらに三次の個別上限出力値agk3が下記数2のように更新される(ステップ77)。すなわち、個別上限出力値agk3は、上限出力値Aから一次及び二次の振動数成分の出力値ak1,ak2を引いた値にされる。
【0021】
【数2】
gk3 = A−ak1−ak2
【0022】
つぎに、三次振動数の出力値ak3が個別上限出力値agk3と比較される(ステップ78,79)。出力値ak3が個別上限出力値agk3より大きいときは、「YES」との判定の基にプログラムはステップ80に移され出力値ak3=agk3のように更新され、出力値ak3が個別上限出力値agk3より小さいときは、「NO」との判定の基にプログラムはステップ81に移され出力値ak3はそのままの値に更新される。いずれの場合も、その後は、このように決定された出力値ak1,ak2,ak3がまとめて出力値aとして出力される(ステップ74)。出力後は、個別上限出力値agk1,agk2,agk3が初期値に更新され(ステップ75)、その後プログラムはステップ62に戻され、次の振動入力に対応して、ステップ63以下の処理が行われる。
【0023】
すなわち、この場合は、電磁アクチュエータ23への出力の内の一次出力値ak1が個別個別上限出力値agk1を超える振動数域では、一次出力値ak1=agk1にされると共に、次の二次振動数成分の個別上限出力値agk2はそのまま適用される。また、二次出力値がその個別上限出力値agk2の範囲内にある振動数域では、次の三次振動数成分の個別上限出力値agk3を上限出力値Aから出力値ak1,ak2を引いた値とされるため、三次振動数成分の出力値ak3が更新前の個別上限出力値を超えたとしても、更新された個別上限出力値agk3に基づいた最大限の出力値で出力される。
したがって、各振動数成分の出力の大きさに応じて個別上限出力値が適正に更新されるので、上限出力値を最大限に利用してしかも飽和することのない適正な出力により、外力振動を効果的に抑制することができる。
【0024】
つぎに、出力値ak1が個別上限出力値agk1より小さい場合について説明する。このときは、ステップ68において「NO」との判定の基にプログラムはステップ82に移され、出力値ak1はそのままの値に更新され、さらに二次の個別上限出力値agk2が下記数3のように更新される(ステップ83)。すなわち、個別上限出力値agk2は、上限出力値Aから一次の振動数成分の出力値ak1を引いた値にされる。
【0025】
【数3】
gk2 ≦ A−ak1
【0026】
つぎに、二次振動数の出力値ak2が二次振動数での個別上限出力値agk2と比較される(ステップ84,85)。出力値ak2が個別上限出力値agk2より大きいときは、「YES」との判定の基にプログラムはステップ86に移され、出力値ak2=agk2のように更新される(ステップ86)。この場合は、ak2が,個別上限出力値agk2より大きいため、出力値ak3は個別上限出力値agk3より小さく、したがってそのまま出力値とされる(ステップ87)。これら出力値ak1,ak2,ak3がまとめて出力値aとして出力される(ステップ74)。
【0027】
一方、出力値ak2が個別上限出力値agk2より小さいときは、ステップ85にて「NO」との判定の基に、プログラムはステップ88に移され、出力値ak2がそのまま更新され、さらに三次の個別上限出力値agk3が下記数4のように更新される(ステップ89)。すなわち、個別上限出力値agk3は、上限出力値Aから一次及び二次の振動数成分の出力値ak1,ak2を引いた値にされる。
【0028】
【数4】
gk3 ≦ A−ak1−ak2
【0029】
つぎに、三次振動数の出力値ak3が個別上限出力値agk3と比較される(ステップ90,91)。出力値ak3が個別上限出力値agk3より大きいときは、出力値ak3=agk3のように更新され(ステップ92)、出力値ak3が個別上限出力値agk3より小さいときは、出力値ak3はそのままの値に更新される(ステップ93)。いずれの場合もその後は、このように決定された出力値ak1,ak2,ak3がまとめて出力値aとして出力される(ステップ74)。出力後は、個別上限出力値agk1,agk2,agk3が初期値に更新され(ステップ75)、その後、プログラムはステップ62に戻され、次の振動入力に対応して、ステップ63以下の処理が行われる。
【0030】
すなわち、この場合は、電磁アクチュエータ23への出力の内の一次出力値ak1が個別上限出力値agk1の範囲内にある振動数域では、次の二次振動数成分の個別上限出力値agk2を上限出力値Aから出力値ak1を引いた値とされるため、二次振動数成分の出力値ak2が更新前の個別上限出力値agk2を超えたとしても、更新された個別上限出力値agk2に基づいた出力値で出力される。また、三次振動成分の出力値についても同様に、二次出力値ak2が個別上限出力値agk2の範囲内にある振動数域では、その個別上限出力値agk3は、上限出力値Aから出力値ak1,ak2を引いた値とされる。
【0031】
したがって、上記実施形態においては、各振動数成分の出力の大きさに応じて個別上限出力値が適正に更新されるので、上限出力値Aを最大限に利用すると共に飽和することのない適正な出力により、外力振動を効果的に抑制することができる。その結果、車両の広い回転数領域すべてにおいて、車両の各次元の振動を効果的に抑制することができるため、車両の乗り心地を改善することができる。なお、上記実施形態においては、適応制御法として、DXHS LMSフィルタを用いた適応制御方法を採用しているが、その他適応最小平均自乗フィルタ(Filtered-X LMS)等を用いた方法でもよい。
【0032】
【発明の効果】
上記請求項1の発明によれば、振動発生源からの振動の広い振動数域に対して、アクテイブマウントへの上限出力値を、外力振動の基準振動数成分から高次振動数成分に対して適正に分配することにより、上限出力値を最大限に活用できると共に出力が飽和することもないので、振動発生源からの外力を効果的に抑制することができる。その結果、車両の乗り心地を適正に改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態であるエンジンマウントを搭載したガソリンエンジン車Mの車体振動除去のための能動制御系の概略構成を示す構成図である。
【図2】能動制御系を示したブロック図である。
【図3】能動制御に用いる加振器付エンジンマウントを概略的に示す断面図である。
【図4】図1に示す制御部により実行される「振動制御プログラム」のフローチャートの一部である。
【図5】同「振動制御プログラム」のフローチャートの一部である。
【図6】同「振動制御プログラム」のフローチャートの一部である。
【符号の説明】
10…車体、11…エンジン、12…回転パルスセンサ、15…ピックアップ加速度センサ、20…加振器付エンジンマウント、23…電磁アクチュエータ、30…制御装置、31…制御部、40…適応制御部。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention operates an active mount based on an output including a reference frequency component and a higher order frequency component with respect to an external force vibration including a reference frequency and a higher order frequency component corresponding to the frequency of the vibration source. The present invention relates to an active control device for vehicle vibration that actively suppresses external force vibration by controlling the vehicle by an adaptive control method.
[0002]
[Prior art]
As a method for actively suppressing the vibration of the vehicle, a control unit 31 of the control device 30 of the vehicle M is connected to a delay harmonic synthesizer least mean square filter (hereinafter referred to as a DXHS LMS filter, for example) as shown in FIGS. An adaptive control method that performs active control by obtaining an optimum filter coefficient for each arbitrary number of rotations (frequency) can be employed by applying an adaptive control unit 40 including the following.
[0003]
That is, the adaptive control method using the DXHS LMS filter reduces the calculation amount of the filter coefficient in the adaptive least mean square filter (Filtered-X LMS), and is performed as follows. In this adaptive control, a crankshaft rotation pulse or the like is extracted by a sensor 12 from a vibration source 51 such as an engine of a vehicle M that is a signal source, and a frequency determination unit 41 determines that the frequency is a control target frequency ω. A control target signal having a control target frequency ω is selected and output to the adaptive filter W42. This input signal x is subjected to amplitude compensation and phase compensation by the filter coefficient of the adaptive filter W42, and is combined with a sine wave signal and output.
[0004]
The output signal y is input to the signal transfer system (transfer function G) 43, and the processed signal z is output. The processing signal z is added with an external force d that has passed through a transmission system (G ′) 52 such as engine vibration, and is detected by a sensor as an observed value. In the vibration control, the detection value target of the sensor is 0, and the difference from the target is the error signal e. Here, the error signal e is an output from the pickup acceleration sensor 15 provided on the seat 14. Using this error signal e (n) and the estimated transfer characteristic 45 of the signal transmission system defined in advance, the filter coefficient of the adaptive filter W42 is sequentially updated by the digital filter 44 (DXHS LMS). The transmission system (G ′) 52 is controlled by controlling the drive of the actuator 23 of the engine mount 20 based on the output signal y updated in the adaptive filter 42 based on the optimum filter coefficient sequentially updated in this way. The external force that has passed can be counteracted. Actually, the output signal y is amplified by the power amplifier 33 and the drive of the actuator 23 is controlled.
[0005]
In the execution of the adaptive control, the control device performs vibration within the range of the upper limit output value that is a predetermined upper limit value with respect to the reference frequency and higher-order frequency components included in the external force vibration from the vibration source. This is output to drive the active mount within the range of the individual upper limit output values provided for the reference frequency component and the higher order frequency component for each number. That is, when the output exceeds the individual upper limit output value, the output is limited to the individual upper limit output value to avoid saturation of the output.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, for example, when the external force vibration includes only the reference vibration and the secondary vibration, the upper limit output value is 1, and the individual upper limit output values of the reference vibration and the secondary vibration are 0.7 and 0.3. In the frequency range where the output of the reference vibration and the secondary vibration is 0.8 and 0.2, the actual output is 0.7 and 0.2 for the reference vibration and the secondary vibration, and thus the external force Is suppressed, so there is no problem. However, in the frequency range where the output of the reference vibration and the secondary vibration is 0.5 and 0.5, for example, the actual output is 0.5 and 0.3 for the reference vibration and the secondary vibration. There is no problem because the external force of the component is suppressed, but the external force remains 0.2 for the secondary vibration, and the external force is suppressed for the secondary vibration even though there is a 0.2 margin in the overall output. There is a problem that the effect does not change.
[0007]
The present invention is intended to solve the above-described problem. By appropriately distributing the output for controlling the drive of the active mount according to the frequency component of the external force vibration, the external force vibration from the vibration source is generated. It is an object of the present invention to provide an active control device for vehicle vibration that can be effectively suppressed.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the structural feature of the invention according to claim 1 is that an adaptive filter that is sequentially updated with respect to an input signal based on a periodic pulse signal from a vibration source of a vehicle. Vibration is generated using an adaptive control method that controls the operation of the active mount, which is a mount with a vibrator provided in the vehicle, based on the output signal subjected to amplitude compensation and phase compensation by performing amplitude compensation and phase compensation using coefficients. In order to suppress external force vibration including the reference frequency component corresponding to the vibration of the source and the higher order frequency component, the reference frequency component for each frequency within the range of the upper limit output value which is a predetermined upper limit value Vehicle vibration active that controls the operation of the active mount based on the output including the reference frequency component and the higher-order frequency component within the range of the individual upper limit output values provided for the higher-order frequency component In the control device, in the frequency range where the output value of one frequency component exceeds the individual upper limit output value, the output of one frequency component is limited to the individual upper limit output value, and the next higher frequency of the one frequency component The individual upper limit output value of the secondary frequency component is applied as it is, while in the frequency range where the output value of one frequency component is within the range of the individual upper limit output value, the next higher order of the one frequency component is applied. The upper limit value of the frequency component is set to a value obtained by subtracting the output values of all the frequency components before the next higher-order frequency component from the upper limit output value.
[0009]
In the invention according to claim 1 configured as described above, an individual upper limit output value is provided in a range in which the sum does not exceed the upper limit output value for each output of each frequency component that drives the active mount in advance. In the frequency range where the output value of one frequency component exceeds the individual upper limit output value, the output of that frequency component is limited to the individual upper limit output value, and the next higher value of the one frequency component The individual upper limit output value of the secondary frequency component is applied as it is. Therefore, one vibration component and its higher-order component vibration output are output without saturation, and are appropriately output from the actuator to the active mount.
[0010]
On the other hand, in the frequency range where the output value of one frequency component is within the range of the individual upper limit output value, the upper limit value of the higher frequency component next to the one frequency component is set to the upper limit output value. Is updated to the value obtained by subtracting the output values of all the frequency components before the next frequency component, so that the external force is suppressed by the output value for one frequency component, and the next higher order Even if the output value of the frequency component exceeds the individual upper limit output value before update with this frequency component, the output value is output at the maximum within the range of the individual upper limit output value after update.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an outline of an active control system for removing vehicle body vibration of a gasoline engine vehicle M equipped with an engine mount with a vibrator according to the embodiment. FIG. 2 is a block diagram showing the active control system. The gasoline engine vehicle M is equipped with a vibrator mounted engine mount (hereinafter referred to as an engine mount) 20 which is an active mount for elastically supporting the engine 11 on the vehicle body 10.
[0012]
As shown in FIG. 3, the engine mount 20 includes an antivibration rubber 22 and an electromagnetic actuator 23 that controls the dynamic displacement of the engine below the antivibration rubber 22 in a cylindrical case 21 arranged in the vertical direction. I have. The anti-vibration rubber 22 is fixed to the inner wall at an intermediate position in the axial direction of the case 21 and is attached to the fixing bracket 24. The fixing bracket 24 is provided with a stopper portion 22a of the anti-vibration rubber 22 toward one end (the upper end in the figure) of the case 21. A fixed shaft 25 is attached to the axial center position of the fixing bracket 24 so as to extend upward in the axial direction, and a tip thereof protrudes from a through hole 21 a provided on one end side of the case 21. A fixed shaft 26 is attached to the other end of the case 21 downward in the axial direction. The engine mount 20 is fixed to the vehicle body 10 by a fixed shaft 26, and supports the engine 11 by attaching the engine 11 to the fixed shaft 25.
[0013]
A rotation pulse sensor 12 is provided on the crankshaft of the engine 11, and the rotation pulse sensor 12 outputs a crankshaft rotation pulse signal. Based on this, the control unit 31 described later sets the fundamental frequency of the output signal. Determination and signal processing are performed. A pickup acceleration sensor 15 is attached to the seat 14 in the vehicle.
[0014]
The vehicle M is provided with a control device 30. The control device 30 is provided with a control unit 31 composed of a microcomputer. The control unit 31 includes an adaptive control unit 40, and the control unit 31 executes the “vibration control program” shown in FIGS. 4 to 6 to control the engine mount 20 in an adaptive control method such as a DXHS LMS filter. This is performed by an adaptive control method using. Note that the storage unit of the control unit 31, the upper output value A g and the reference frequency component and the high-order frequency components of the individual frequency range of the vibration generating source is an upper limit value of the output to the electromagnetic actuator 23 The data of the individual upper limit output value a gki (i = 1, 2,...) That is the upper limit value of the output is stored. The sum of the upper-limit output value a gki is equal to the upper limit output value A g.
[0015]
Further, the rotation pulse sensor 12 and the pickup acceleration sensor 15 are connected to the input side of the control unit 31. The electromagnetic actuator 23 of the engine mount 20 is connected to the output side of the control unit 31 via the power amplifier 33. In the present embodiment, with respect to the target frequency, the secondary frequency f 2 (= 2f 1 ) and the tertiary frequency f as higher-order frequencies with respect to the reference frequency f 1 that is the engine frequency. 3 (= 4f 1 ) only, and handling of higher order frequencies is omitted. However, in actuality, the fourth and higher order higher frequencies have a very small amplitude, so even if ignored, there is almost no influence as vibration.
[0016]
Next, the operation of the embodiment having the above configuration will be described.
When the start switch of the vehicle is turned on, the control unit 31 starts execution of the “vibration control program” shown in FIGS. 4 to 6 in step 60, initializes various variables, and then rotates pulses. The frequency determination unit 61 receives the rotation number signal from the sensor 12 and determines that the frequency is the control target frequency f k (angular frequency ω k ) (steps 61 to 63). Further, it is recognized that the amplitude components of the external force vibrations here are a k1 ′, a k2 ′, and a k3 ′ in the primary frequency (reference frequency), the secondary frequency, and the tertiary frequency, respectively (step 64). In response to this, adaptive control is executed as described below (step 65).
[0017]
The frequency determination unit 41 selects a control target signal having a control target frequency f k (angular frequency ω k ), and outputs the control target signal to the adaptive filter W42. The input signal x is subjected to amplitude compensation and phase compensation by the filter coefficient of the adaptive filter W42, and is combined with a sine wave signal and output. The output signal y is input to the signal transfer system (transfer function G) 43, and the processed signal z is output. The processing signal z is added with the external force d that has passed through the transmission system (G ′) 52 and detected by the pickup acceleration sensor 15 provided on the seat 14 to output an error signal e. Using this error signal e (n) and the estimated transfer characteristic 45 of the signal transmission system defined in advance, the filter coefficient of the adaptive filter W42 is sequentially updated by the digital filter 44 (DXHS LMS). Based on the optimal filter coefficients sequentially updated in this way, the output values of the primary frequency (reference frequency), the secondary frequency, and the tertiary frequency component of the output signal updated in the adaptive filter W42 are a. k1 , ak2 , and ak3 are set (step 66). Here, the sum of the output values a k1, a k2, a k3, as shown in Equation 1, is below the upper limit output value A g.
[0018]
[Expression 1]
a k1 + a k2 + a k3 ≦ A g
[0019]
Next, the output value a k1 of the primary frequency (reference frequency) is compared with the individual upper limit output value a gk1 at the primary frequency (steps 67 and 68). When the output value a k1 is larger than the individual upper limit output value a gk1 , the program moves to step 69 based on the determination of “YES”, and is updated as output value a k1 = a gk1 . That is, when the output value a k1 is larger than the individual upper limit output value a gk1 , the output value a k1 is limited to the individual upper limit output value a gk1 . Next, the output value a k2 of the secondary frequency is compared with the individual upper limit output value a gk2 at the secondary frequency (steps 70 and 71). When the output value a k2 is larger than the individual upper limit output value a gk2 , the output value a k2 = a gk2 is updated (step 72). In this case, since the output values a k1 and a k2 are larger than the individual upper limit output values a gk1 and a gk2 , the output value a k3 of the third-order frequency is smaller than the individual upper limit output value a gk3 , so that the output value and (Step 73). The output values a k1 , a k2 and a k3 determined in this way are collectively set as the output value a k (step 74).
[0020]
On the other hand, when the output value a k2 is smaller than the individual upper limit output value a gk2 , the program is moved to step 76 based on the determination of “NO” in step 71, and the output value a k2 is updated as it is. The tertiary individual upper limit output value a gk3 is updated as shown in the following equation 2 (step 77). That is, upper-limit output value a GK3 is a value obtained by subtracting the output value a k1, a k2 of primary and secondary frequency components from the upper output value A g.
[0021]
[Expression 2]
a gk3 = A g -a k1 -a k2
[0022]
Next, the output value a k3 of the tertiary frequency is compared with the individual upper limit output value a gk3 (steps 78 and 79). When the output value a k3 is larger than the individual upper limit output value a gk3 , the program is moved to step 80 based on the determination of “YES” and updated as output value a k3 = a gk3 , and the output value a k3 is If it is smaller than the individual upper limit output value a gk3 , the program moves to step 81 based on the determination of “NO”, and the output value a k3 is updated to the value as it is. In any case, thereafter, the output values a k1 , a k2 , and a k3 determined in this way are collectively output as the output value a k (step 74). After the output, the individual upper limit output values a gk1 , a gk2 , a gk3 are updated to the initial values (step 75), and then the program is returned to step 62, and the processing from step 63 onward is processed in response to the next vibration input. Is done.
[0023]
That is, in this case, in the frequency range where the primary output value a k1 of the outputs to the electromagnetic actuator 23 exceeds the individual individual upper limit output value a gk1 , the primary output value a k1 = a gk1 is set and The individual upper limit output value agk2 of the secondary frequency component is applied as it is. Further, the two in the frequency range in the order output value within the range of the upper-limit output value a GK2, output value upper-limit output value a GK3 the following tertiary frequency component from the upper output value A g a k1, a because it is a value obtained by subtracting the k2, tertiary frequency output value a k3 components even exceeds the upper-limit output value before updating, the updated maximum output value based on the upper-limit output value a GK3 Is output.
Therefore, the individual upper limit output value is appropriately updated according to the output level of each frequency component, so that external force vibration can be generated with the proper output that makes maximum use of the upper limit output value and does not saturate. It can be effectively suppressed.
[0024]
Next, a case where the output value a k1 is smaller than the individual upper limit output value a gk1 will be described. At this time, based on the determination of “NO” in step 68, the program is moved to step 82, the output value a k1 is updated to the value as it is, and the secondary individual upper limit output value a gk2 is further expressed by the following equation 3 (Step 83). That is, upper-limit output value a GK2 is the value obtained by subtracting the output value a k1 of primary frequency component from the upper output value A g.
[0025]
[Equation 3]
a gk2 ≦ A g −a k1
[0026]
Next, the output value a k2 of the secondary frequency is compared with the individual upper limit output value a gk2 at the secondary frequency (steps 84 and 85). When the output value a k2 is larger than the individual upper limit output value a gk2 , the program is moved to step 86 based on the determination of “YES”, and is updated as output value a k2 = a gk2 (step 86). . In this case, a k2 is because larger upper-limit output value a GK2, the output value a k3 is less than upper-limit output value a GK3, therefore are directly output value (step 87). These output values a k1 , a k2 and a k3 are collectively output as an output value a k (step 74).
[0027]
On the other hand, when the output value a k2 is smaller than the individual upper limit output value a gk2 , based on the determination of “NO” in step 85, the program is moved to step 88, and the output value a k2 is updated as it is. The tertiary individual upper limit output value a gk3 is updated as shown in the following equation 4 (step 89). That is, upper-limit output value a GK3 is a value obtained by subtracting the output value a k1, a k2 of primary and secondary frequency components from the upper output value A g.
[0028]
[Expression 4]
a gk3 ≦ A g −a k1 −a k2
[0029]
Next, the output value a k3 of the tertiary frequency is compared with the individual upper limit output value a gk3 (steps 90 and 91). When the output value a k3 is larger than the individual upper limit output value a gk3 , the output value a k3 = a gk3 is updated (step 92), and when the output value a k3 is smaller than the individual upper limit output value a gk3 , the output The value a k3 is updated to the value as it is (step 93). In either case, thereafter, the output values a k1 , a k2 , and a k3 determined in this way are collectively output as the output value a k (step 74). After the output, the individual upper limit output values a gk1 , a gk2 , a gk3 are updated to the initial values (step 75), and then the program is returned to step 62, corresponding to the next vibration input, the steps below 63 Processing is performed.
[0030]
That is, in this case, in the frequency range where the primary output value a k1 of the outputs to the electromagnetic actuator 23 is within the range of the individual upper limit output value a gk1 , the individual upper limit output value a of the next secondary frequency component is GK2 to be a value obtained by subtracting the output value a k1 from the upper limit output value a g a, as an output value a k2 of the secondary frequency component exceeds the upper-limit output value a GK2 before the update, the updated The output value is output based on the individual upper limit output value agk2 . Similarly, the output value of the tertiary vibration component, the frequency range in which the secondary output value a k2 is within the range of upper-limit output value a GK2, the upper-limit output value a GK3, the upper limit output value A g The output values a k1 and a k2 are subtracted from the value.
[0031]
Accordingly, in the above embodiment, appropriate not to saturate with A separate upper output value according to the magnitude of the output of each frequency component is appropriately updated, utilizing the upper output value A g maximally With this output, external force vibration can be effectively suppressed. As a result, the vibration of each dimension of the vehicle can be effectively suppressed in all the wide rotation speed regions of the vehicle, so that the riding comfort of the vehicle can be improved. In the above embodiment, an adaptive control method using a DXHS LMS filter is adopted as the adaptive control method, but a method using other adaptive least mean square filter (Filtered-X LMS) or the like may be used.
[0032]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the upper limit output value to the active mount is set from the reference frequency component of the external force vibration to the higher order frequency component for a wide frequency range of vibration from the vibration source. By appropriately distributing, the upper limit output value can be utilized to the maximum and the output is not saturated, so that external force from the vibration source can be effectively suppressed. As a result, the riding comfort of the vehicle can be improved appropriately.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of an active control system for removing body vibration of a gasoline engine vehicle M equipped with an engine mount according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an active control system.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an engine mount with a vibrator used for active control.
4 is a part of a flowchart of a “vibration control program” executed by the control unit shown in FIG. 1;
FIG. 5 is a part of a flowchart of the “vibration control program”.
FIG. 6 is a part of a flowchart of the “vibration control program”.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Car body, 11 ... Engine, 12 ... Rotation pulse sensor, 15 ... Pick-up acceleration sensor, 20 ... Engine mount with vibrator, 23 ... Electromagnetic actuator, 30 ... Control apparatus, 31 ... Control part, 40 ... Adaptive control part.

Claims (1)

車両の振動発生源からの周期性のパルス信号に基づく入力信号に対して、逐次更新される適応フィルタのフィルタ係数により振幅補償及び位相補償を行い、振幅補償及び位相補償された出力信号に基づいて車両に設けられた加振器付マウントであるアクティブマウントの動作を制御する適応制御法を用いて、振動発生源の振動に対応した基準振動数成分と高次振動数成分を含む外力振動を抑制するために、予め規定された上限値である上限出力値の範囲内でかつ振動数毎の基準振動数成分と高次振動数成分に対して設けたそれぞれの個別上限出力値の範囲内で該基準振動数成分と高次振動数成分を含む出力に基づいて前記アクティブマウントの動作を制御する車両振動の能動制御装置において、
一の振動数成分の出力値が該個別上限出力値を超える振動数域では、該一の振動数成分の出力を該個別上限出力値に制限すると共に、該一の振動数成分の次の高次振動数成分の個別上限出力値はそのまま適用し、
一方、該一の振動数成分の出力値がその個別上限出力値の範囲内にある振動数域では、該一の振動数成分の次の高次振動数成分の上限値を、前記上限出力値から該次の高次振動数成分の前の全ての振動数成分の出力値を引いた値とする
ことを特徴とする車両振動の能動制御装置。
The input signal based on the periodic pulse signal from the vibration source of the vehicle is subjected to amplitude compensation and phase compensation by the filter coefficient of the adaptive filter that is sequentially updated, and based on the output signal subjected to amplitude compensation and phase compensation Using an adaptive control method that controls the operation of the active mount, which is a mount with a vibrator on a vehicle, suppresses external force vibrations that include reference frequency components and higher-order frequency components corresponding to the vibration of the vibration source. Therefore, within the range of the upper limit output value, which is a predetermined upper limit value, and within the range of the individual upper limit output value provided for the reference frequency component and the higher order frequency component for each frequency. In the vehicle vibration active control device for controlling the operation of the active mount based on an output including a reference frequency component and a higher-order frequency component,
In the frequency range where the output value of one frequency component exceeds the individual upper limit output value, the output of the one frequency component is limited to the individual upper limit output value, and the next higher frequency of the one frequency component The individual upper limit output value of the secondary frequency component is applied as it is,
On the other hand, in the frequency range where the output value of the one frequency component is within the range of the individual upper limit output value, the upper limit value of the higher order frequency component next to the one frequency component is set to the upper limit output value. An active control device for vehicle vibration, characterized in that a value obtained by subtracting output values of all frequency components before the next higher-order frequency component from
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