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KR20120114214A - 제진 장치 및 이것을 구비한 차량 - Google Patents

제진 장치 및 이것을 구비한 차량 Download PDF

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KR20120114214A
KR20120114214A KR1020127008783A KR20127008783A KR20120114214A KR 20120114214 A KR20120114214 A KR 20120114214A KR 1020127008783 A KR1020127008783 A KR 1020127008783A KR 20127008783 A KR20127008783 A KR 20127008783A KR 20120114214 A KR20120114214 A KR 20120114214A
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KR
South Korea
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vibration
frequency
offset
damped
generated
Prior art date
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Withdrawn
Application number
KR1020127008783A
Other languages
English (en)
Inventor
다께시 도미자끼
히데아끼 모리야
다께오 이또
야스시 무라기시
Original Assignee
신포니아 테크놀로지 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2009267245A external-priority patent/JP5353657B2/ja
Priority claimed from JP2009269276A external-priority patent/JP5353661B2/ja
Priority claimed from JP2009269640A external-priority patent/JP5353662B2/ja
Application filed by 신포니아 테크놀로지 가부시끼가이샤 filed Critical 신포니아 테크놀로지 가부시끼가이샤
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Abstract

제진해야 할 진동의 주파수를 실제 주파수와 다른 주파수다라고 오류 인식한 경우라도, 제진성 및 안정성을 향상시킨 제진 장치를 제공한다. 제진 장치는 상쇄 진동(Vi4)을 제진해야 할 위치(pos)에서 상쇄하는 데 있어서, 적응 제어 알고리즘을 사용해서 진동 발생원(gn)으로부터 제진해야 할 위치로 전달한 진동(Vi3)을 상쇄하기 위해 필요한 유사 진동(Vi3')을 산출하고, 산출한 유사 진동에 의거하여 가진 수단(2)을 통해서 제진해야 할 위치에 상쇄 진동을 발생시키고, 발생한 상쇄 진동과 제진해야 할 위치에서의 진동과의 상쇄 오차로서 남는 진동(Vi3＋Vi4)을 검출하고, 검출한 상쇄 오차로서 남는 진동이 작아지도록 적응 제어 알고리즘을 학습 적응하는 것이며, 유사 진동의 주파수의 기초로 하기 위해 제진해야 할 위치에서의 진동 주파수를 진동 발생원에서 발생하는 진동 발생원에 관련된 신호에 의거하여 인식하는 주파수 인식 수단(31)과, 제진해야 할 위치에서의 상쇄 오차로서 남는 진동의 위상과 상쇄 진동의 위상과의 위상차(Δø)를 특정하는 위상차 특정 수단(34)과, 특정된 위상차에 의거하여 주파수 인식 수단에 의해 인식된 주파수를 위상차가 없어지는 방향으로 보정하는 주파수 보정 수단(35)을 갖고 있다.

Description

제진 장치 및 이것을 구비한 차량 {VIBRATION DAMPING DEVICE AND VEHICLE PROVIDED THEREWITH}
본 발명은, 발생하는 진동을 억제하는 제진 장치에 관한 것으로, 특히 제진 제어의 안정성을 향상시킨 제진 장치 및 이것을 구비한 차량에 관한 것이다.
종래부터 차량의 엔진 등의 진동 발생원에서 발생한 진동과 가진 수단을 통해서 발생시킨 상쇄 진동을 제진해야 할 위치에서 상쇄하는 제진 장치가 알려져 있다. 이러한 종래의 제진 장치로서 특허 문헌 1에는, 적응 제어 알고리즘을 사용해서 제진해야 할 진동에 상당하는 유사 진동을 산출하고, 산출한 유사 진동에 의거하여 상쇄 신호를 생성하고, 상쇄 신호에 의거하여 작동기 등의 가진 수단을 통해서 상쇄 진동을 제진해야 할 위치에 발생시키고, 발생한 상쇄 진동과 제진해야 할 진동과의 상쇄 오차로서 남는 진동을 가속도 센서로 검출하고, 검출한 상쇄 오차로서 남는 진동이 작아지도록 상기 적응 제어 알고리즘을 학습 적응하여, 유사 진동을 참값에 수렴시키는 것이 개시되어 있다.
특허 문헌 1에 예시되는 제진 장치에서는, 엔진 크랭크축 회전 펄스 신호에 의거하여 인식되는 주파수가 제진해야 할 진동의 주파수와 일치하고 있는 것으로서 유사 진동의 주파수를 결정하고 있고, 그 밖의 제진 장치에서도 진동 발생원에 관련된 신호에 의거하여 제진해야 할 진동의 주파수를 인식해서 유사 진동의 주파수를 결정하고 있는 것이 일반적이다.
또한, 종래부터 차량의 엔진 등의 진동 발생원에서 발생한 진동과 가진 수단을 통해서 발생시킨 상쇄 진동을 제진해야 할 위치에서 상쇄하는 제진 장치가 알려져 있다. 이러한 종래의 제진 장치로서 특허 문헌 1에는, 진동 발생원에서 발생한 진동에 대응하는 주파수를 입력해서 진동 발생원으로부터 제진해야 할 위치로 전달한 진동을 상쇄하기 위한 상쇄 신호를 발생하는 제어 수단과, 이 제어 수단의 발생하는 상쇄 신호가 입력됨으로써 작동하여 제진해야 할 위치에 상쇄 진동을 발생시키는 가진 수단과, 제진해야 할 위치에 있어서 진동 발생원에서 발생한 진동과 상쇄 진동과의 상쇄 오차로서 남는 진동을 검출하는 진동 검출 수단을 구비하고, 제어 수단이 진동 검출 수단에 의해 검출된 진동에 의거하여 상쇄 오차로서 남는 진동이 작아지도록 상쇄 신호를 수정하는 것이 개시되어 있다.
또한, 종래부터 차량의 엔진 등의 진동 발생원에서 발생한 진동과 가진 수단을 통해서 발생시킨 상쇄 진동을 제진해야 할 위치에서 상쇄하는 제진 장치가 알려져 있다. 이러한 종래의 제진 장치로서 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2에는, 적응 필터를 사용하여 제진해야 할 진동에 상당하는 유사 진동을 산출하고, 산출한 유사 진동에 의거하여 작동기 등의 가진 수단을 통해서 제진해야 할 위치에 상쇄 진동을 발생시키고, 발생한 상쇄 진동과 제진해야 할 진동과의 상쇄 오차로서 남는 진동을 가속도 센서로 검출하고, 검출한 상쇄 오차로서 남는 진동이 작아지도록 상기 적응 필터의 산출을 반복 실행하고, 산출 축적에 의해 유사 진동 및 적응 필터를 참값에 수렴시키는 것이 개시되어 있다.
이와 같은 적응 제어를 행하는 제진 장치는, 산출 일회당에 적응 필터를 참값에 근접시키는 정도를 나타내는 수렴 계수를 이용하여 적응 필터의 산출을 적층하는 구성이 일반적이며, 이 수렴 계수에 의해 적응 필터의 참값에 대한 수렴 속도가 결정되어 있다. 수렴 계수는, 특허 문헌 2에 예시된 바와 같이, 일정한 수렴 계수를 사용하는 것이 일반적이다.
일본 특허 출원 공개 제2003-202902호 공보 일본 특허 출원 공개 제2008-250131호 공보
그러나 상기 종래의 제진 장치에서는, 하기의 과제가 있다.
우선, 제1 과제가 있다. 즉, 예를 들어 엔진 크랭크 회전축 펄스 신호나 엔진의 점화 펄스 신호 등의 진동 발생원에 관련된 신호에 의거하여 인식한 주파수가 제진해야 할 진동의 주파수에 반드시 일치한다고는 할 수 없을 뿐만 아니라, 펄스 신호의 도입 시에 있어서의 샘플링에 의해 오차가 발생하거나, 주파수 인식 시의 연산으로 이산화 오차가 발생하거나 하는 등의 다양한 이유에 의해 제진해야 할 진동의 실제 주파수라 인식한 주파수가 일치하지 않는 경우가 있다. 제진해야 할 진동의 실제 주파수라 인식한 주파수가 다르면, 제진해야 할 진동의 위상과 유사 진동의 위상과의 위상차가 서서히 커져, 위상차의 증대에 의해 상쇄 오차로서의 진동이 증가되어 적응 제어 알고리즘의 적응성이 저하되어, 제진성 및 제어의 안정성을 손상시킨다.
상기 제1 과제와는 달리 제2 과제가 있다. 즉, 가진 수단으로 발생시킨 진동은 가진 수단으로부터 제진해야 할 위치에 이르는 진동 전달 경로 상의 전달 특성에 의해 제진해야 할 위치로 전달하는 과정에서 그 진폭 또는 위상이 변화되는 것이며, 가진 수단을 마련하는 위치에 따라서는 가진 수단으로 발생시킨 진동이 제진해야 할 위치에 전달할 때까지 크게 감쇠되어 버린다고 하는 진동이 전달되기 어려운 저감도 영역이 존재하는 경우가 있다. 이 저감도 영역에서는, 가진 수단의 가진에 의해 얻을 수 있는 제진 효과가 낮아, 가진 수단을 통해서 제진해야 할 위치에 발생시키는 상쇄 진동이 작아져, 이 상쇄 진동과 제진해야 할 위치의 진동과의 상쇄 오차가 전혀 메워지지 않으므로, 종래의 제진 장치에서는 가진 수단으로 발생시키는 진동을 계속해서 증가시키려고 한다. 이 상태에 빠지면, 다른 부위에 대한 진동에 악영향을 끼치는 경우가 있는 데다가, 이 상태에서 주파수가 추이해서 저감도 영역을 빠져나가면, 필요 이상의 큰 상쇄 진동이 제진해야 할 위치에 가진되어 버려, 제진의 안정성을 손상시킬 뿐만 아니라, 최악의 제어가 발산 상태로 빠지는 경우가 있다.
상기 과제 이외에 제3 과제가 있다. 즉, 종래와 같이 수렴 계수가 항상 일정한 제진 장치에서는, 예를 들어 엔진의 회전수나 액셀러레이터 개방도에 의해 제진해야 할 진동이 변화되고, 이 변화에 대응해서 발생시켜야 할 상쇄 진동을 크게 변화시킬 필요가 있을 때에는 적응 필터의 수렴이 느려서 응답성이 저하되어 원하는 제진 효과를 발휘할 수 없다. 또한, 제진해야 할 진동의 미소한 변화 등에 의해 발생시켜야 할 상쇄 진동을 크게 변화시킬 필요가 없을 때에는 적응 필터의 수렴이 빨라져 거동이 커져, 오버 슈트 등의 문제를 초래해서 제진 제어의 안정성을 손상시킨다.
제1 발명은, 제1 과제에 착안해서 이루어진 것으로, 그 목적은 제진해야 할 진동의 주파수를 실제 주파수와 다른 주파수다라고 오류 인식한 경우라도 유사 진동의 주파수를 제진해야 할 진동의 주파수에 맞추어 적응 제어 알고리즘의 적응성을 향상시켜, 제진성 및 안정성을 향상시킨 제진 장치 및 이것을 구비한 차량을 제공하는 것이다.
제2 발명은, 제2 과제에 착안해서 이루어진 것으로, 그 목적은 가진 수단의 가진을 통해서 얻어지는 제진 효과가 낮은 저감도 영역에 의해 제진의 안정성을 손상시킨다고 하는 문제점을 해소하여, 제진의 안정성을 향상시킨 제진 장치 및 이것을 구비한 차량을 제공하는 것이다.
제3 발명은, 제3 과제에 착안해서 이루어진 것으로, 그 목적은 제진해야 할 진동의 현저한 변화에 기인하여 발생시키는 상쇄 진동을 크게 변화시킬 필요가 있을 때나 없을 때, 혹은 이들이 혼재되는 경우라도 이에 적절하게 대응하여 제진 제어의 응답성 또는 안정성을 향상시킨 제진 장치 및 이것을 구비한 차량을 제공하는 것이다.
제1 발명은, 이러한 목적을 달성하기 위해, 다음과 같은 수단을 강구한 것이다. 즉, 제1 발명에 관한 제진 장치는 제진 발생원에서 발생하는 진동과 가진 수단을 통해 발생시키는 상쇄 진동을 제진해야 할 위치에서 상쇄하는 데 있어서, 적응 제어 알고리즘을 사용하여 상기 제진 발생원으로부터 상기 제진해야 할 위치로 전달한 진동을 상쇄하기 위해 필요한 유사 진동을 산출하고, 산출한 유사 진동에 의거하여 상기 상쇄 진동을 상기 가진 수단을 통하여 상기 제진해야 할 위치(pos)에 발생시키고, 발생한 상쇄 진동과 상기 진동 발생원으로부터 상기 제진해야 할 위치로 전달한 진동과의 상쇄 오차로서 남는 진동을 검출하고, 검출한 상쇄 오차로서 남는 진동이 작아지도록 상기 적응 제어 알고리즘을 학습 적응하는 제진 장치이며, 상기 유사 진동의 주파수의 기초로 하기 위해 상기 제진해야 할 위치에서의 진동의 주파수를 상기 진동 발생원에서 발생하는 진동에 관련된 신호에 의거하여 인식하는 주파수 인식 수단과, 상기 제진해야 할 위치에서의 상쇄 오차로서 남는 진동을 검출하여 당해 상쇄 오차로서 남는 진동의 위상을 특정하고, 특정된 상쇄 오차로서 남는 진동의 위상과 상기 유사 진동에 의거하여 제진해야 할 위치(pos)에 발생되는 상쇄 진동의 위상과의 위상차를 특정하는 위상차 특정 수단과, 상기 위상차 특정 수단에 의해 특정된 위상차에 의거하여 상기 주파수 인식 수단에 의해 인식된 주파수를 해당 위상차가 없어지는 방향으로 보정하는 주파수 보정 수단을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 따르면, 진동 발생원에서 발생하는 진동에 관련된 신호에 의거하여 진동 발생원으로부터 제진해야 할 위치로 전달한 진동의 주파수를 주파수 인식 수단에 의해 인식하고, 인식한 주파수를 진동 발생원으로부터 제진해야 할 위치로 전달한 진동을 상쇄하기 위해 필요한 유사 진동의 주파수의 기초로서 적응 제어 알고리즘을 사용해서 유사 진동을 산출하고, 산출된 유사 진동에 의거하여 가진 수단을 통해서 제진해야 할 위치에 상쇄 진동을 발생시키고, 발생한 상쇄 진동과 제진해야 할 위치에서의 진동과의 상쇄 오차로서 남는 진동을 검출하여, 검출한 상쇄 오차로서 남는 진동이 작아지도록 적응 제어 알고리즘의 학습 적응이 행해져서 제진 제어가 실시된다. 이 제진 제어의 실시 시에, 위상차 특정 수단이 제진해야 할 위치에서의 상쇄 오차로서 남는 진동을 검출해서 상쇄 오차로서 남는 진동의 위상을 특정하고 특정된 상쇄 오차로서 남는 진동의 위상과 상기 유사 진동에 의거하여 제진해야 할 위치에 발생되는 상쇄 진동의 위상과의 위상차를 특정하고, 특정된 위상차에 따라서 주파수 인식 수단에 의해 인식된 주파수가 주파수 보정 수단에 의해 위상차가 없어지는 방향으로 보정되므로, 진동 발생원으로부터 제진해야 할 위치로 전달한 진동의 주파수를 실제 주파수와 다른 주파수다라고 오류 인식한 경우라도 유사 진동의 주파수를 진동 발생원으로부터 제진해야 할 위치로 전달한 진동의 주파수에 맞추어 적응 제어 알고리즘의 적응성을 향상시켜, 제진성 및 안정성을 향상시킬 수 있다.
특히 자동차의 엔진에서 발생하는 진동을 제진할 경우에는, 액셀러레이터 조작에 의해 엔진 회전수가 현저히 변화되고, 회전수의 변화에 따라 진동 주파수의 변동이 심해 제진 제어가 어려운 것이지만, 본 발명에서는 인식한 주파수를 보정하므로, 진동 주파수 변동이 심한 것이라도 추종을 가능하게 하는 점에서 유효하다.
제진 제어의 안정성을 손상시키는 일 없이 제진성을 향상시키기 위해서는, 상기 주파수 보정 수단은 상기 위상차 특정 수단에 의해 특정된 위상차가 있을 때에 미리 설정된 보정 일회당의 상한 보정량을 초과하지 않는 보정량을 사용해서 상기 주파수 인식 수단에 의해 인식된 주파수를 보정하는 것이 바람직하다.
주파수의 보정을 신속하면서도 적절하게 실시하기 위해서는, 상기 주파수 보정 수단은 상기 위상차 특정 수단에 의해 특정된 위상차의 어긋남량에 따른 크기의 보정량을 사용해서 상기 주파수 인식 수단에 의해 인식된 주파수를 보정하는 것이 바람직하다.
연산을 생략할 수 있고, 또한 효과가 모자란 주파수 보정의 실시를 방지하기 위해서는, 상기 주파수 보정 수단은 상기 위상차 특정 수단에 의해 특정된 위상차의 어긋남량이 미리 설정된 임계값보다도 클 때에 상기 주파수 인식 수단에 의해 인식된 주파수의 보정을 실시하고, 상기 위상차의 어긋남량이 상기 임계값 이하일 때에 상기 인식된 주파수의 보정을 실시하지 않는 것이 효과적이다.
승객에게 쾌적한 승차감을 제공하기 위해서는, 상기 제진 장치를 차량에 구비하는 것을 들 수 있다.
제2 발명은, 이러한 목적을 달성하기 위해, 다음과 같은 수단을 강구한 것이다. 즉, 제2 발명에 관한 제진 장치는 진동 발생원에서 발생하는 진동과 가진 수단에 의해 발생되는 상쇄 진동을 제진해야 할 위치에서 상쇄하는 데 있어서, 상기 진동에 대응하는 주파수를 입력해서 상기 진동 발생원으로부터 상기 제진해야 할 위치로 전달한 진동을 상쇄하기 위한 상쇄 신호를 발생하는 제어 수단과, 이 제어 수단의 발생하는 상쇄 신호가 입력됨으로써 작동하여 상기 제진해야 할 위치에 상쇄 진동을 발생시키는 가진 수단과, 상기 제진해야 할 위치에 있어서 상기 진동 발생원에서 발생한 진동과 상기 상쇄 진동과의 상쇄 오차로서 남는 진동을 검출하는 진동 검출 수단을 구비하고, 상기 제어 수단이 상기 진동 검출 수단에 의해 검출된 진동에 의거하여 상기 상쇄 오차로서 남는 진동이 작아지도록 상기 상쇄 신호를 수정하는 제진 장치이며, 상기 가진 수단으로부터 상기 제진해야 할 위치에 이르는 진동 전달 경로 상의 전달 특성을 주파수와 관련지어 감도 정보로서 기억하는 기억 수단과, 상기 감도 정보에 의거하여 현 주파수가 상기 가진 수단에 의해 발생되는 진동이 전달되기 어려운 저감도 영역에 있는지의 여부를 판정하는 감도 판정 수단을 마련하고, 상기 제어 수단은 상기 감도 판정 수단에 의해 현 주파수가 저감도 영역에 있다고 판정될 경우에 상기 상쇄 신호를 상기 가진 수단에 의해 발생되는 상쇄 진동을 억제하는 방향으로 수정하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성하면, 가진 수단으로부터 제진해야 할 위치에 이르는 진동 전달 경로 상의 전달 특성이 주파수와 관련지어 감도 정보로서 기억되어 있고, 이 감도 정보에 의거하여 현 주파수가 가진 수단에 의해 발생되는 진동이 전달되기 어려운 저감도 영역에 있다고 판정되면, 상쇄 신호가 가진 수단에 의해 발생되는 상쇄 진동을 억제하는 방향으로 수정되므로, 가진 수단의 가진에 의해 얻을 수 있는 제진 효과가 낮은 저감도 영역에서는, 가진 수단에 의해 발생되는 진동이 억제되어, 다른 부위로의 진동에 악영향을 끼치는 것이나 저감도 영역을 빠져나간 경우에 필요 이상의 큰 상쇄 진동이 가진되는 것을 방지하고, 저감도 영역에 의해 발생하는 문제를 해소하여, 제진 안정성을 향상시킬 수 있다.
특히, 현 주파수가 저감도 영역에 있는지의 여부를 효과적으로 판정하기 위해서는, 상기 감도 판정 수단은 상기 감도 정보에 의거하여 현 주파수에 관련지어진 진동 전달 경로 상의 전달 특성 중 하나인 진폭 성분의 전달도가 미리 정해진 제1 임계값보다 낮은 경우에 현 주파수가 상기 저감도 영역에 있다고 판정하는 것이 바람직하다.
현 주파수가 저감도 영역에 있는지의 여부의 판정 결과가 빈번히 변경됨으로써 제어가 불안정해지는 것을 유효하게 방지하기 위해서는, 상기 감도 판정 수단은 상기 감도 정보에 의거하여 현 주파수에 관련지어진 진동 전달 경로 상의 전달 특성 중 하나인 진폭 성분의 전달도가 상기 제1 임계값보다 높은 전달도인 제2 임계값보다도 높은 경우에 현 주파수가 상기 저감도 영역에 없다고 판정하는 것이며, 상기 제1 임계값과 상기 제2 임계값 사이에 판정 결과가 바뀌지 않는 불변 영역이 마련되어 있고, 상기 제어 수단은 상기 감도 판정 수단에 의해 현 주파수가 저감도 영역에 없다고 판정될 경우에 상기 상쇄 신호의 수정을 행하지 않는 것이 바람직하다.
매우 많은 제진 전류 지령이 흐르는 것에 의한 문제점을 방지하는 기구를 이용하여 상기 판정을 실현하기 위해서는, 상기 상쇄 신호가 제진 전류 지령이며, 상기 주파수로부터 미리 정한 전류 상한값을 도출해 상기 제진 전류 지령의 피크 전류값이 상기 전류 상한값을 초과하고 있는 경우에 상기 제어 수단에 전류 상한 초과 신호를 입력하는 전류 초과 검출 수단을 더 구비하고, 상기 제어 수단은 상기 전류 상한 초과 신호의 입력을 받아서 상기 제진 전류 지령을 제한하도록 구성되는 것이며, 상기 전류 초과 검출 수단은 상기 감도 판정 수단에 의해 현 주파수가 저감도 영역에 있다고 판정되고 있는 경우에 상기 전류 상한값을 상기 제진 전류 지령이 제한되는 방향으로 수정하는 것이 바람직하다.
상기 제진 장치는, 차량에 탑재해서 엔진으로부터 발생하는 진동을 제진하는데 있어서 특히 적절하게 적용이 가능하다.
제3 발명은, 이러한 목적을 달성하기 위해, 다음과 같은 수단을 강구한 것이다. 즉, 제3 발명에 관한 제진 장치는 진동 발생원에서 발생하는 진동과 가진 수단을 통해서 발생시키는 상쇄 진동을 제진해야 할 위치에서 상쇄하는 데 있어서, 적응 필터를 사용하여 상기 진동 발생원으로부터 상기 제진해야 할 위치로 전달한 진동을 상쇄하기 위해 필요한 유사 진동을 산출하는 유사 진동 산출 수단과, 상기 유사 진동 산출 수단에 의해 산출된 유사 진동에 의거하여 상기 가진 수단을 통해서 상기 제진해야 할 위치에 상기 상쇄 진동을 발생시키는 상쇄 진동 발생 지령 수단과, 상기 제진해야 할 위치에 있어서 상기 진동 발생원에서 발생한 진동과 상기 상쇄 진동과의 상쇄 오차로서 남는 진동을 검출하는 진동 검출 수단을 구비하고, 상기 유사 진동 산출 수단은 상기 진동 검출 수단에 의해 검출된 진동과 상기 적응 필터가 참값으로 수렴하는 속도를 결정하는 수렴 계수에 의거하여 상기 상쇄 오차로서 남는 진동이 작아지도록 상기 적응 필터의 산출을 반복 실행하고, 산출 축적에 의해 유사 진동 및 적응 필터를 참값에 수렴시키는 제진 장치이며, 상기 진동 발생원으로부터 상기 제진해야 할 위치로 전달한 진동과 상기 유사 진동에 의거하여 상기 제진해야 할 위치에 발생되는 상쇄 진동과의 편차에 대응하는 편차 정보를 취득하는 편차 정보 취득 수단과, 상기 편차 정보 취득 수단에 의해 취득된 편차 정보에 의거하여 상기 편차의 증가에 따라서 상기 적응 필터가 수렴하는 속도가 빨라지도록 상기 수렴 계수를 변경하는 수렴 계수 변경 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
이 구성에 따르면, 진동 발생원으로부터 제진해야 할 위치로 전달한 진동을 상쇄하기 위해 필요한 유사 진동이 적응 필터를 사용하여 유사 진동 산출 수단에 의해 산출되고, 산출된 유사 진동에 의거하여 상쇄 진동 발생 지령 수단에 의해 가진 수단을 통해서 제진해야 할 위치에 상쇄 진동이 발생되고, 제진해야 할 위치에 있어서 진동 발생원에서 발생한 진동과 상쇄 진동과의 상쇄 오차로서 남는 진동이 진동 검출 수단에 의해 검출되고, 검출된 진동과 적응 필터가 참값으로 수렴하는 속도를 결정하는 수렴 계수에 의거하여 상쇄 오차로서 남는 진동이 작아지도록 유사 진동 산출 수단에 의해 적응 필터가 산출되고, 산출 축적에 의해 유사 진동 및 적응 필터를 참값에 수렴시키는 제진 제어가 실시된다. 이 경우, 제진해야 할 진동의 변화에 대응해서 상쇄 진동을 크게 변화시킬 필요가 있을 때에 상쇄 오차로서 남는 진동과 유사 진동에 의거하여 제진해야 할 위치에 발생되는 상쇄 진동과의 편차가 커지는 것에 착안하여, 편차 정보 취득 수단에 의해 상기 편차에 대응하는 편차 정보를 취득하고, 취득된 편차 정보에 의거하여 편차의 증가에 따라서 적응 필터가 수렴하는 속도가 빨라지도록 수렴 계수를 수렴 계수 변경 수단에 의해 변경하므로, 제진해야 할 위치에 발생시키는 상쇄 진동을 크게 변화시킬 필요가 있을 때에 적응 필터가 수렴하는 속도를 빠르게 해서 고 응답화하여, 제진 제어의 응답성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 제진 장치는 진동 발생원에서 발생하는 진동과 가진 수단을 통해서 발생시키는 상쇄 진동을 제진해야 할 위치에서 상쇄하는 데 있어서, 적응 필터를 사용하여 상기 진동 발생원으로부터 상기 제진해야 할 위치로 전달한 진동을 상쇄하기 위해 필요한 유사 진동을 산출하는 유사 진동 산출 수단과, 상기 유사 진동 산출 수단에 의해 산출된 유사 진동에 의거하여 상기 가진 수단을 통해서 상기 제진해야 할 위치에 상기 상쇄 진동을 발생시키는 상쇄 진동 발생 지령 수단과, 상기 제진해야 할 위치에 있어서 상기 진동 발생원에서 발생한 진동과 상기 상쇄 진동과의 상쇄 오차로서 남는 진동을 검출하는 진동 검출 수단을 구비하고, 상기 유사 진동 산출 수단은 상기 진동 검출 수단에 의해 검출된 진동과 상기 적응 필터가 참값으로 수렴하는 속도를 결정하는 수렴 계수에 의거하여 상기 상쇄 오차로서 남는 진동이 작아지도록 상기 적응 필터의 산출을 반복 실행하고, 산출 축적에 의해 유사 진동 및 적응 필터를 참값에 수렴시키는 제진 장치이며, 상기 진동 발생원으로부터 상기 제진해야 할 위치로 전달한 진동과 상기 유사 진동에 의거하여 상기 제진해야 할 위치에 발생되는 상쇄 진동과의 편차에 대응하는 편차 정보를 취득하는 편차 정보 취득 수단과, 상기 편차 정보 취득 수단에 의해 취득된 편차 정보에 의거하여 상기 편차의 감소에 따라서 상기 적응 필터가 수렴하는 속도가 느려지도록 상기 수렴 계수를 변경하는 수렴 계수 변경 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
이 구성에 따르면, 제진해야 할 진동의 변화에 대응해서 상쇄 진동을 크게 변화시킬 필요가 없을 때에 상쇄 오차로서 남는 진동과 유사 진동에 의거하여 제진해야 할 위치에 발생되는 상쇄 진동과의 편차가 작아지는 것에 착안하여, 편차 정보 취득 수단에 의해 상기 편차에 대응하는 편차 정보를 취득하고, 취득된 편차 정보에 의거하여 편차의 감소에 따라서 적응 필터가 수렴하는 속도가 느려지도록 수렴 계수를 수렴 계수 변경 수단에 의해 변경하므로, 가진해야 할 상쇄 진동을 크게 변화시킬 필요가 없을 때에 적응 필터가 수렴하는 속도를 저하시켜서 상쇄 진동의 거동을 작게 하여, 제진 제어의 안정성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 제진 장치는 진동 발생원에서 발생하는 진동과 가진 수단을 통해서 발생시키는 상쇄 진동을 제진해야 할 위치에서 상쇄하는 데 있어서, 적응 필터를 사용하여 상기 진동 발생원으로부터 상기 제진해야 할 위치로 전달한 진동을 상쇄하기 위해 필요한 유사 진동을 산출하는 유사 진동 산출 수단과, 상기 유사 진동 산출 수단에 의해 산출된 유사 진동에 의거하여 상기 가진 수단을 통해서 상기 제진해야 할 위치에 상기 상쇄 진동을 발생시키는 상쇄 진동 발생 지령 수단과, 상기 제진해야 할 위치에 있어서 상기 진동 발생원에서 발생한 진동과 상기 상쇄 진동과의 상쇄 오차로서 남는 진동을 검출하는 진동 검출 수단을 구비하고, 상기 유사 진동 산출 수단은 상기 진동 검출 수단에 의해 검출된 진동과 상기 적응 필터가 참값으로 수렴하는 속도를 결정하는 수렴 계수에 의거하여 상기 상쇄 오차로서 남는 진동이 작아지도록 상기 적응 필터의 산출을 반복 실행하고, 산출 축적에 의해 유사 진동 및 적응 필터를 참값에 수렴시키는 제진 장치이며, 상기 진동 발생원으로부터 상기 제진해야 할 위치로 전달한 진동과 상기 유사 진동에 의거하여 상기 제진해야 할 위치에 발생되는 상쇄 진동과의 편차에 대응하는 편차 정보를 취득하는 편차 정보 취득 수단과, 상기 편차 정보 취득 수단에 의해 취득된 편차 정보에 의거하여 상기 편차의 증가에 따라서 상기 적응 필터가 수렴하는 속도가 빨라져 상기 편차의 감소에 따라서 상기 적응 필터가 수렴하는 속도가 느려지도록 상기 수렴 계수를 변경하는 수렴 계수 변경 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
이 구성에 따르면, 제진해야 할 진동의 변화에 대응해서 상쇄 진동을 크게 변화시킬 필요가 있을 때에 상쇄 오차로서 남는 진동과 유사 진동에 의거하여 제진해야 할 위치에 발생되는 상쇄 진동과의 편차가 커지고, 상쇄 진동을 크게 변화시킬 필요가 없을 때에 상기 편차가 작아지는 것에 착안하여, 편차 정보 취득 수단에 의해 상기 편차에 대응하는 편차 정보를 취득하고, 취득된 편차 정보에 의거하여 편차의 증가에 따라서 적응 필터가 수렴하는 속도가 빨라져 편차의 감소에 따라서 적응 필터가 수렴하는 속도가 느려지도록 수렴 계수를 수렴 계수 변경 수단에 의해 변경하므로, 가진해야 할 상쇄 진동을 크게 변화시킬 필요가 있을 때에 적응 필터가 수렴하는 속도를 빠르게 해서 고 응답화하여, 제진 제어의 응답성을 향상시킬 수 있다. 게다가, 가진해야 할 상쇄 진동을 크게 변화시킬 필요가 없을 때에 적응 필터가 수렴하는 속도를 저하시켜서 상쇄 진동의 거동을 작게 하여, 제진 제어의 안정성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 발생시키는 상쇄 진동을 크게 변화시킬 필요가 있을 때나 없을 때가 혼재되는 경우에 제진 제어를 적절하게 실시하는 것이 가능해진다.
상기 편차에 대응하는 편차 정보를 이용한 제진을 실현하는 구체적 구성으로서는, 상기 편차 정보 취득 수단은 상기 편차에 대응하는 편차 정보로서 상기 유사 진동에 의거하여 제진해야 할 위치에 발생되는 상쇄 진동의 진폭값에 대응하는 가진력 진폭 성분을 취득하고, 상기 수렴 계수 변경 수단은 상기 편차 정보 취득 수단에 의해 취득된 가진력 진폭 성분에 따라서 상기 수렴 계수를 변경하는 것을 들 수 있다.
상기 편차에 대응하는 편차 정보를 이용한 제진을 실현하는 다른 구체적 구성으로서는, 상기 편차 정보 취득 수단은 상기 편차에 대응하는 편차 정보로서 상기 진동 검출 수단에 의해 검출되는 상쇄 오차로서 남는 진동의 진폭 성분을 취득하고, 상기 수렴 계수 변경 수단은 상기 편차 정보 취득 수단에 의해 취득된 상쇄 오차로서 남는 진동의 진폭 성분에 따라서 상기 수렴 계수를 변경하는 것을 들 수 있다.
상기 편차에 대응하는 편차 정보를 이용한 제진을 실현하는 다른 구체적 구성으로서는, 상기 편차 정보 취득 수단은 상기 편차에 대응하는 편차 정보로서 상기 진동 발생원에서 발생하는 진동에 관련된 신호에 의거하여 상기 제진해야 할 위치에서의 진동 주파수의 변화량을 취득하고, 상기 수렴 계수 변경 수단은 상기 편차 정보 취득 수단에 의해 취득된 주파수의 변동량에 따라서 상기 수렴 계수를 변경하는 것을 들 수 있다.
상기 편차에 대응하는 편차 정보를 이용한 제진을 실현하는 다른 구체적 구성으로서는, 상기 편차 정보 취득 수단은 상기 편차에 대응하는 편차 정보로서 상기 상쇄 오차로서 남는 진동의 위상과 상기 유사 진동에 의거하여 제진해야 할 위치에 발생되는 진동의 위상과의 위상차를 취득하고, 상기 수렴 계수 변경 수단은 상기 편차 정보 취득 수단에 의해 취득된 위상차에 따라서 상기 수렴 계수를 변경하는 것을 들 수 있다.
승객에게 쾌적한 승차감을 제공하기 위해서는, 상기 제진 장치를 차량에 구비하는 것을 들 수 있다.
제1 발명에 따르면, 제진해야 할 진동의 주파수를 실제 주파수와 다른 주파수다라고 오류 인식한 경우라도 유사 진동의 주파수를 제진해야 할 진동의 주파수에 맞추어 적응 제어 알고리즘의 적응성을 향상시켜, 제진성 및 안정성을 향상시키는 것이 가능해진다.
제2 발명에 따르면, 가진 수단의 진동에 의해 다른 부위로의 진동에 악영향을 끼치는 것이나 현 주파수가 저감도 영역을 빠져나간 경우에 필요 이상의 큰 상쇄 진동이 가진되는 것을 방지하고, 저감도 영역에 의해 발생하는 문제를 해소하여 제진 안정성을 향상시키는 것이 가능해진다.
제3 발명에 따르면, 제진해야 할 진동의 현저한 변화에 따라서 발생시키는 상쇄 진동을 크게 변화시킬 필요의 유무에 좌우되지 않고 제진 제어의 응답성 또는 안정성을 향상시키는 것이 가능해진다.
따라서, 이들 제1, 제2 및 제3 발명에 따르면, 제진 제어의 안정성을 향상시킨 제진 장치를 제공하는 것이 가능해진다.
도 1은 제1 실시 형태의 제진 장치의 개략 전체 모식도.
도 2는 제1 실시 형태에 관한 제어 수단의 구성 및 기능의 개략 블록도.
도 3은 제1 실시 형태에 관한 제어 수단의 구성의 상세한 블록도.
도 4는 제1 실시 형태에 관한 주파수 보정량 산출부에서 실행되는 주파수 보정 산출 처리 루틴을 도시하는 흐름도.
도 5는 가진 수단으로부터 제진해야 할 위치로 전달하는 진동에 관한 설명도.
도 6은 진동 발생원으로부터 제진해야 할 위치로 전달한 진동과 상쇄 진동과의 상쇄 오차로서 남는 진동에 관한 설명도.
도 7은 제진해야 할 위치에서의 진동의 주파수와 이 진동을 모의한 유사 진동의 주파수에 차가 있을 경우에 발생하는 위상차에 관한 설명도.
도 8은 제1 실시 형태와는 다른 실시 형태의 제어 수단의 구성의 상세한 블록도.
도 9는 제2 실시 형태의 제진 장치를 차량에 적용한 모식적인 구성도.
도 10은 상기 제진 장치를 구성하는 리니어 작동기를 구비한 가진 수단의 모식적인 구성도.
도 11은 제2 실시 형태에 있어서의 제진 제어에 관한 구성을 도시하는 블록도.
도 12는 가진 수단으로부터 제진해야 할 위치에 이르는 진동 전달 경로 상의 전달 특성을 도시하는 모식도.
도 13은 제2 실시 형태에 있어서 전류 클램프 테이블에 설정된 상한값 및 이것을 도출하는 개념을 도시하는 도면.
도 14는 제3 실시 형태의 제어 수단의 구성 및 기능의 개략 블록도.
도 15는 제3 실시 형태에 관한 제어 수단의 구성을 상세하게 도시하는 블록도.
도 16은 상쇄 진동의 진폭값과 이 진폭값에 따라서 변경되는 수렴 계수와의 관계를 도시하는 도면.
도 17은 제4 실시 형태의 제어 수단의 구성을 상세하게 도시하는 블록도.
도 18은 제5 실시 형태의 제어 수단의 구성을 상세하게 도시하는 블록도.
도 19는 제6 실시 형태의 제어 수단의 구성을 상세하게 도시하는 블록도.
<제1 실시 형태>
이하, 제1 실시 형태의 제진 장치를, 도 1 내지 도 7을 참조해서 설명한다. 제1 실시 형태는 제1 발명에 대응하는 것이다.
제1 실시 형태의 제진 장치는, 도 1에 도시한 바와 같이 자동차 등의 차량에 탑재되는 것이며, 좌석(st) 등의 제진해야 할 위치(pos)에 설치한 가속도 센서 등의 진동 검출 수단(1)과, 소정의 질량을 갖는 보조 질량(2a)을 진동시킴으로써 진동(Vi2)을 발생하는 리니어 작동기를 사용한 가진 수단(2)과, 진동 발생원(gn)인 엔진의 점화 펄스 신호와 진동 검출 수단(1)으로부터의 검출 신호를 입력해 가진 수단(2)으로 발생시킨 진동(Vi2)을 제진해야 할 위치(pos)로 전달시킴으로써 제진해야 할 위치(pos)에 상쇄 진동(Vi4)을 발생시키는 제어 수단(3)을 갖고, 차체 프레임(frm)에 마운터(gnm)를 사이에 두고 탑재된 엔진 등의 진동 발생원(gn)에서 발생하는 진동(Vi3)과 가진 수단(2)을 통해서 발생시키는 상쇄 진동(Vi4)을 제진해야 할 위치(pos)에서 상쇄시켜 제진해야 할 위치(pos)에서의 진동을 저감하는 것이다.
제어 수단(3)은, 도 2에 도시한 바와 같이 진동 발생원(gn)으로부터 제진해야 할 위치(pos)로 전달한 진동(Vi3)을 정확하게 상쇄하는 상쇄 진동(Vi4)을 제진해야 할 위치(pos)에 발생시키므로, 진동 발생원(gn)으로부터 제진해야 할 위치(pos)로 전달한 진동(Vi3)을 모의한 유사 진동(Vi3')을 적응 알고리즘을 사용해서 산출하고, 산출한 유사 진동(Vi3')에 의거하여 가진 수단(2)을 통해서 제진해야 할 위치(pos)에 상쇄 진동(Vi4)을 발생시킨다. 또한, 제어 수단(3)은 가진 수단(2)으로부터 제진해야 할 위치(pos)로 전달한 상쇄 진동(Vi4)과 진동(Vi3)과의 상쇄 오차로서 남는 진동(Vi3＋Vi4)을 진동 검출 수단(1)으로 검출하고, 검출한 상쇄 오차로서 남는 진동(Vi3＋Vi4)이 작아지도록 적응 알고리즘을 학습 적응시켜서 유사 진동을 참값에 수렴시키는 제진 제어를 행한다. 본 실시 형태에서는, 진동 발생원(gn)으로부터 제진해야 할 위치(pos)로 전달한 진동(Vi3)을 상쇄하기 위해 필요한 유사 진동은, 진동(Vi3)을 모의한 유사 진동(Vi3')이지만, 이 진동(Vi3)의 모의를 행하지 않고 가진 수단(2)으로부터 제진해야 할 위치(pos)로 전달하는 상쇄 진동(Vi4)을 직접 모의한 것이라도 좋다.
이 적응 제어에 의한 제진 제어를 실행하는 제어 수단(3)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 주파수 인식 수단(31)과, 유사 진동 산출 수단(32)과, 상쇄 신호 생성 수단(33)을 갖는다.
주파수 인식 수단(31)은 진동 발생원(gn)에서 발생하는 진동(Vi1)에 관련된 신호에 의거하여 제진해야 할 위치(pos)에서의 진동의 주파수를 인식한다. 인식한 주파수는 유사 진동 산출 수단(32)으로 유사 진동을 산출할 때에 유사 진동의 주파수의 기초로서 사용된다. 본 실시 형태에서는, 진동 발생원(gn)에서 발생하는 진동(Vi1)에 관련되는 진동으로서의 엔진의 점화 펄스 신호를 ECU 등으로부터 입력하고 있다. 물론, 엔진의 점화 펄스 신호 대신에 예를 들어 엔진 크랭크의 회전수를 검출하는 센서로부터의 검출 펄스 신호 등, 그 밖의 신호를 사용해도 된다.
유사 진동 산출 수단(32)은 주파수 인식 수단(31)에 의해 인식한 주파수를 유사 진동의 주파수에 채용한 다음 유사 진동을 적응 알고리즘에 의해 산출하는 동시에, 진동 검출 수단(1)으로부터 입력한 상쇄 오차로서 남는 진동이 작아지도록 적응 알고리즘을 학습시키는 것이다. 구체적으로는, 유사 진동 산출 수단(32)은 유사 진동 산출부(32a)와, 학습 적응부(32b)를 갖는다. 유사 진동 산출부(32a)는 주파수 인식 수단(31)에 의해 인식한 주파수와 동등한 주파수의 기준파에 대하여 적응 필터(32f)를 사용한 필터링을 실시함으로써 기준파의 진폭 및 위상을 변화시켜서 유사 진동을 산출한다. 학습 적응부(32b)는 진동 검출 수단(1)으로부터 입력한 상쇄 오차로서 남는 진동이 없어지도록 적응 필터(32f)를 순차적으로 갱신한다.
상쇄 신호 생성 수단(33)은 유사 진동 산출 수단(32)이 산출한 유사 진동에 의거하여 상쇄 진동(Vi4)을 가진 수단(2)을 통해서 제진해야 할 위치(pos)에 발생시키는 지령인 상쇄 신호를 생성한다. 상쇄 신호 생성 수단(33)에 의해 생성된 상쇄 신호가 가진 수단(2)에 입력되면 가진 수단(2)이 상쇄 진동(Vi4)을 제진해야 할 위치(pos)에 발생한다. 이 상쇄 신호를 생성하는 데 있어서, 도 5에 도시한 바와 같이, 진동 발생원(gn)으로부터 제진해야 할 위치(pos)로 전달한 진동(Vi3)에 대하여 이 진동(Vi3)을 역 파형으로 한 진동(-Vi3)을 가진하면 좋지만, 가진 수단(2)으로 발생시킨 진동(Vi2)은 제진해야 할 위치(pos)로 전달하는 과정에서 진폭 또는 위상이 변화되므로, 이 변화를 고려해서 제진해야 할 위치(pos)에 상쇄 진동(Vi4)이 인가되도록 진동(Vi2)을 가진 수단(2)으로 발생시킬 필요가 있다. 구체적으로는, 가진 수단(2)으로부터 제진해야 할 위치(pos)까지 전달하는 진동의 진폭 및 위상의 변화시키는 진동 전달 함수(G)의 역 전달 함수를 역 전달 함수 기억부(33a)에 미리 기억해 두고, 제진해야 할 위치(pos)에서의 진동(Vi3)을 모의한 유사 진동(Vi3')을 역 파형으로 한 진동에 대하여 역 전달 함수를 가미해서 상쇄 진동(Vi2)을 산출한다. 여기에서는, 역 전달 함수의 진폭 성분을 1/G로 하고, 위상 성분을 P로 하여 역 전달 함수 기억부(33a)에 기억하고 있다. 또, 진동 발생원(gn)으로부터 제진해야 할 위치(pos)로 전달하는 진동의 진폭 또는 위상을 변화시키는 진동 전달 함수를 G'라 나타내고 있다.
상기 구성에 대하여 본 실시 형태에서는 또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 위상차 특정 수단(34)과, 인식 주파수 보정 수단(35)을 구비하고 있다.
위상차 특정 수단(34)은, 도 6에 도시한 바와 같이, 제진해야 할 위치(pos)에서의 상쇄 오차로서 남는 진동(Vi3＋Vi4)을 검출해서 검출한 진동의 위상 ø를 특정하고 특정된 제진해야 할 위치(pos)에서의 상쇄 오차로서 남는 진동(Vi3＋Vi4)의 위상 ø와 유사 진동(Vi3')에 의거하여 제진해야 할 위치(pos)에 발생되는 상쇄 진동(Vi4)의 위상 ø'와의 위상차 Δø(＝ø-ø')를 즉시 특정하는 것이다. 위상 ø 및 위상 ø'는 ωt(＝θ)를 기준으로 한 것이다. 구체적으로는, 도 2에 도시한 바와 같이, 위상차 특정 수단(34)은 즉시 위상 특정부(34a)와, 유사 진동 위상 특정부(34b)와, 위상차 특정부(34c)를 갖는다. 즉시 위상 특정부(34a)는 진동 검출 수단(1)에 의해 검출된 진동에 의거하여 그 진동의 위상을 즉시 특정한다. 유사 진동 위상 특정부(34b)는 유사 진동 산출부(32a)에서의 산출 결과를 참조해서 유사 진동의 위상을 특정한다. 위상차 특정부(34c)는 즉시 위상 특정부(34a)에 의해 특정된 제진해야 할 위치(pos)에서의 진동의 위상과 유사 진동 위상 특정부(34b)에 의해 특정된 유사 진동의 위상과의 위상차를 특정한다.
주파수 보정 수단(35)은 위상차 특정 수단(34)에 의해 특정된 위상차에 의거하여 주파수 인식 수단(31)에 의해 인식된 주파수를 위상차가 없어지는 방향으로 보정하는 것이며, 상한 보정량 기억부(35a)와, 불감대 기억부(35b)를 갖고 있다. 주파수 보정 수단(35)은 위상차 특정 수단(34)에 의해 특정된 위상차가 있을 때에 상한 보정량 기억부(35b)에 미리 기억된 보정 일회당의 상한 보정량을 초과하지 않는 보정량을 사용해서 주파수의 보정을 실시하거나, 위상차의 어긋남량이 불감대 기억부(35c)에 미리 기억된 임계값보다도 클 때에 주파수의 보정을 실시하고, 위상차의 어긋남량이 임계값 이하일 때에 주파수의 보정을 실시하지 않도록 구성되어 있다.
이와 같은 제어 수단(3)을 실현하는 구체적인 제어 블록을 도 3에 도시하여 설명한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 주파수 인식 수단(31)인 주파수 검출부(41)는 입력한 엔진 펄스 신호에 의거하여 제진해야 할 위치(pos)에서의 진동의 주파수(f)를 인식한다. 기본 전기각 산출부(42)는 인식된 주파수(f)를 입력해서 기본 전기각 θ를 산출한다. 기준파 생성부(43)는 산출된 기본 전기각 θ를 입력해서 기준파인 기준 정현파 sinθ 및 기준 여현파 cosθ를 생성한다. 이들 기준파는 제어 수단(3)에서의 신호 처리에 있어서의 파형의 진폭 및 위상 등의 기준이 되는 것이다.
가속도 센서인 진동 검출 수단(1)으로 검출되는 제진해야 할 위치(pos)에서의 진동에는, 진동 발생원(gn)에서 발생한 진동 이외에도 다른 진동이 포함되어 있으므로, 진동 검출 수단(1)의 출력 신호에 대하여 주파수 검출부(41)에서 인식된 주파수(f) 성분의 신호만을 취출하는 BPF(밴드패스 필터)(44)를 실시함으로써 진동 발생원(gn)에서 발생한 진동만을 진동 신호로서 검출하고 있다.
이 진동 신호를 모의하기 위해서, 진동 신호를 Asin(θ＋ø), θ＝ωt라 가정하고, 이하의 식을 이용한다.
우선, 진동 신호 Asin(θ＋ø)에 sinθ를 승산한 것을 곱의 합 정리를 이용하여 나타내면,
Asin(θ＋ø)×sinθ＝(-A/2)(cos(2θ＋ø)-cosø)로 변형할 수 있다. 이 식에 2를 승산하면,
2Asin(θ＋ø)×sinθ＝Acosø-Acos(2θ＋ø)가 된다. 이 식을 수렴 계수 μ를 사용해서 적분하면, 우변 제2항 Acos(2θ＋ø)의 적분은 (μA/2ω)sin(2θ＋ø)가 되어, μ를 A에 비해 매우 작은 값으로 설정하면 진폭이 작고 또한 주기 함수의 적분이기 때문에 (μA/2ω)sin(2θ＋ø)를 무시할 수 있어, 우변 전체가 참값 A에 가까운 값 A'의 진폭 성분 및 참값 ø에 가까운 값 ø'의 위상 성분을 갖는 A'cosø'에 수렴한다.
마찬가지로, 진동 신호 Asin(θ＋ø)에 cosθ를 승산한 것을 곱의 합 정리를 이용하여 나타내면,
Asin(θ＋ø)×cosθ＝(A/2)(sin(2θ＋ø)＋sinø)로 변형할 수 있다. 이 식에 2를 승산하면,
2Asin(θ＋ø)×cosθ＝Asinø＋Asin(2θ＋ø)가 된다. 이 식을 수렴 계수 μ를 사용해서 적분하면, 우변 제2항 Asin(2θ＋ø)의 적분도 상기와 마찬가지로 주기 함수의 적분이므로 무시할 수 있어, 우변 전체가 참값 A에 가까운 값 A'의 진폭 성분 및 참값 ø에 가까운 값 ø'의 위상 성분을 갖는 A'sinø'에 수렴한다.
상기에서 구한 A'cosø' 및 A'sinø'에 sinθ 및 cosθ를 각각 승산해서 서로 더한 것을 가법 정리를 이용하여 나타내면,
sinθ×A'cosø'＋cosθ×A'sinø'＝A'sinθ×cosø'＋A'cosθ×sinø'＝A'sin(θ＋ø')가 된다. 따라서, 진동 신호에 대하여 상기 연산을 실시함으로써 진동 신호 Asin(θ＋ø)를 모의한 유사 진동 A'sin(θ＋ø')를 산출할 수 있다. 이들 A'cosø' 및 A'sinø'는, 소위 적응 제어에 있어서의 적응 필터이며, 진동 신호의 입력에 의해 유사 진동의 진폭 A' 및 위상 ø'를 참값인 진폭 A 및 위상 ø에 수렴시키기 위해 자기 적응한다. 또한, 적응 필터는 적응 필터에 대하여 기준파를 승산해서 서로 더함으로써 유사 진동으로 변형되므로, 유사 진동과 기준파와의 진폭차 및 위상차를 나타내는 것이라 할 수 있다.
상기 연산 처리를 이용하여 진동 신호 Asin(θ＋ø)에 의거하여 적응 필터(32f)를 학습 갱신하면서 유사 진동을 산출하기 위해, 도 3에 도시한 바와 같이 유사 진동 산출 수단(32)을 구성하고 있다. 즉, 승산기(45)는 진동 신호 Asin(θ＋ø)와 수렴 계수 2μ를 승산한다. 승산기(46, 47)는 승산기(45)에서의 승산 결과에 대하여 기준파 생성부(43)로부터 출력되는 기준 정현파 sinθ와 기준 여현파 cosθ를 각각 승산하여, 적분기(48, 49)로 출력한다. 적분기(48, 49)는 승산기(46, 47)로부터의 출력을 적분하고, 유사 진동과 기준파와의 진폭차 및 위상차를 나타내는 적응 필터(32f)로서의 A'cosø' 및 A'sinø'를 출력한다.
이 적응 필터(32f)에 대하여 기준 정현파 sinθ 및 기준 여현파 θ를 각각 승산한 후에 서로 더하면 상기와 같이 유사 진동 A'sin(θ＋ø')이 되지만, 본 실시 형태에서는 진폭 성분 및 위상 성분의 역 전달 함수를 가미한 기준파를 적응 필터(32f)와의 승산 전에 생성하고 있다. 물론, 유사 진동을 산출한 후에 진폭 성분 및 위상 성분의 역 전달 함수를 가미해도 좋다. 구체적으로 본 실시 형태에서는, 역 전달 함수 진폭 설정부(53)는 주파수에 대응한 역 전달 함수의 진폭 성분이 미리 기억되어 있고, 인식한 주파수(f)를 입력해서 역 전달 함수의 진폭 성분 1/G를 특정한다. 마찬가지로, 역 전달 함수 위상 설정부(50)는 주파수에 대응한 역 전달 함수의 위상 성분이 미리 기억되어 있고, 인식한 주파수(f)를 입력해서 역 전달 함수의 위상 성분 P를 특정한다. 특정된 위상 성분 P와 기본 전기각 θ가 가산기(51)에 의해 가산되어 발진기(52)에 입력된다. 발진기(52)는 역 전달 함수의 위상 성분 P가 가미된 정현파 sin(θ＋P) 및 여현파 cos(θ＋P)를 생성한다. 승산기(54, 55)는, 생성된 정현파 sin(θ＋P) 및 여현파 cos(θ＋P)에 대하여 역 전달 함수 진폭 설정부(53)에 의해 특정된 역 전달 함수의 진폭 성분 1/G를 각각 승산하고, 진폭 및 위상의 역 전달 함수를 가미한 기준파를 생성한다.
이들 승산기(54, 55)에 의해 생성된 진폭 및 위상의 역 전달 함수를 가미한 기준파(1/G)sin(θ＋P) 및 (1/G)cos(θ＋P)에 대하여 상기 적응 필터(32f)로서의 A'cosø' 및 A'sinø'를 승산기(56, 57)로 각각 승산한다. 승산기(56, 57)에서의 승산 결과를 가산기(58)에 의해 서로 더하고, 서로 더한 결과에 -1을 승산기(59)로 승산하면, 상쇄 진동 [-(A'／G)sin(θ＋ø'＋P)]의 발생을 지령하는 상쇄 신호가 생성되고, 가진 수단(2)으로 상쇄 진동 [-(A'／G)sin(θ＋ø'＋P)]가 가진된다.
상기 적응 제어를 이용한 제진 제어를 행하는 구성에다가 또한, 위상차 특정 수단(34)을 구성하는 즉시 위상 특정부(34a), 유사 진동 위상 특정부(34b) 및 위상차 특정부(34c)와, 주파수 보정 수단(35)을 구성하는 주파수 보정량 산출부(68)를 갖고 있다.
위상차 특정 수단(34)을 구성하는 즉시 위상 특정부(34a)는, 진동 검출 수단(1)을 거쳐 검출한 진동 신호 Asin(θ＋ø)를 입력하고, 그 위상 ø를 즉시 특정하는 것이다. 구체적으로는, 우선 제산기(60a)에 있어서 진동 신호 Asin(θ＋ø)를 리얼타임 진폭 검출부(60)로 검출한 진폭 A로 제산하여, 진폭(1)의 sin(θ＋ø)를 얻는다.
리얼타임 진폭 검출부(60)는, 진폭(1)의 정현파 sinθ의 반주기 0 내지 π의 적분값이 (-cosπ)-(-cos0)＝(1)-(-1)＝2이며, 그 평균값은 0 내지 π까지의 평균이므로 2/π가 되는 것을 이용한 것으로, 진동 신호 Asin(θ＋ø)를 입력하여, 절대값 처리를 더하고, 2배의 주파수 성분을 제거하는 노치 필터를 거쳐, 맥동분을 LPF(로우 패스 필터)로 제거해서 2/π를 곱함으로써 즉시 진폭 A를 취득하는 것이다.
승산기(61, 62)는 제산기(60a)에서의 제산 결과인 sin(θ＋ø)에 대하여 2sinθ 및 2cosθ를 각각 승산하여 곱의 합 정리로부터, cosø-cos(2θ＋ø)와 sinø＋sin(2θ＋ø)를 얻는다. 승산기(61)의 연산 결과인 cosø-cos(2θ＋ø)에 대하여 2배의 주파수 성분을 제거하는 노치 처리(63)를 실시하고, 맥동분을 LPF(로우 패스 필터) 처리(65)로 제거해서 cosø를 얻는다. 마찬가지로, 승산기(62)의 연산 결과인 sinø＋sin(2θ＋ø)에 대하여 2배의 주파수 성분을 제거하는 노치 처리(64)를 실시하고, 맥동분을 LPF(로우 패스 필터) 처리(66)로 제거해서 sinø를 얻는다. 이와 같이 즉시 위상 특정부(34a)는, 진동 신호 Asin(θ＋ø)의 위상 성분을 갖는 cosø 및 sinø를 즉시 특정한다.
위상차 특정 수단(34)을 구성하는 유사 진동 위상 특정부(34b)는, 상기 적응 필터(32f)인 A'cosø' 및 A'sinø'가 유사 진동의 위상 성분을 가지므로 이것을 그대로 이용하기 위해, 적응 필터(32f)를 위상차 특정부(34c)로 입력하는 것이다.
위상차 특정 수단(34)을 구성하는 위상차 특정부(34c)는, 즉시 위상 특정부(34a)에 의해 특정된 cosø 및 sinø와 적응 필터(32f)인 A'cosø' 및 A'sinø'에 의거하여 위상차를 특정하는 것이다. 구체적으로는, 이들 위상 ø 및 위상 ø'는, 공통된 기본 전기각 θ를 기준으로 한 위상 어긋남을 나타내는 것이므로, 유사 진동의 위상과 제진해야 할 위치(pos)에서의 진동의 위상이 일치하고 있는 경우에는 ø와 ø'가 동등한 것이 된다. 따라서, 위상차 Δø를 ø-ø'라 정의하여, 이하의 식을 이용해서 산출되는 위상차의 정현 성분 α 및 여현 성분 β에 의해 위상차를 표현하고 있다.
정현 성분 α＝A'sin(ø－ø')＝A'(sinøcosø'－cosøsinø')＝sinø(A'cosø')－cosø(A'sinø')
여현 성분 β＝A'cos(ø－ø')＝A'(cosøcosø'＋sinøsinø')＝cosø(A'cosø')＋sinø(A'sinø')
도 7의 (a)에 도시한 바와 같이 제진해야 할 위치(pos)에서의 진동(Vi3)의 주파수보다 제진(Vi3)을 모의하는 유사 제진(Vi3')의 주파수가 낮을 때에는, 정현 성분 α가 플러스 방향으로 일정한 변화량으로 증가하고, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이 제진해야 할 위치(pos)에서의 진동(Vi3)의 주파수보다 진동(Vi3)을 모의하는 모의 진동(Vi3')의 주파수가 높을 때에 정현 성분 α가 마이너스 방향으로 일정한 변화량으로 감소된다. 상기 적응 제어 알고리즘은, 위상차 Δø가 ±60도의 범위를 초과한 경우에는 제어가 발산해서 제진 불가능해지는 것이 판명되어 있으므로, 여현 성분 β>0의 조건으로 정현 성분 α의 부호에 의해 Δø가 진행되고 있는지 지연되고 있는지의 여부를 판단할 수 있어, 정현 성분 α의 크기에 의해 위상차 Δø의 어긋남량을 파악할 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 주파수 보정 수단(35)을 구성하는 주파수 보정량 산출부(68)는, 위상차 특정부(34c)에 의해 특정된 정현 성분 α에 의거하여 주파수 보정량 Δf를 산출해서 가산기(69)에 출력하고, 이 주파수 보정량 Δf와 주파수 검출부(41)에 의해 인식된 주파수(f)를 가산기(69)로 가산시킴으로써 인식된 주파수(f)를 보정하는 것이다. 보정량 산출부(68)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 정현 성분 α의 크기가 불감대 기억부(35b)에 기억되어 있는 임계값 이하인지의 여부를 판정해(A1), 임계값 이하다고 판정한 경우(A1:예)에는 주파수 보정량 Δf＝0으로 한다(A6). 한편, 임계값 이하가 아니라고 판정한 경우(A1:아니오)에는, 상한 보정량 기억부(35a)에 기억되어 있는 보정 일회당의 상한 보정량인 일정치의 스텝 S(S>0)를 취득하고(A2), 정현 성분 α의 부호가 플러스인지의 여부를 판정한다(A3). α의 부호가 플러스다라고 판정한 경우에는(A3:예), 주파수 보정량 Δf를 스텝 S, 즉 Δf를 플러스 값으로 한다(A4). 한편, α의 부호가 플러스가 아니라고 판정된 경우에는(A3:아니오), 주파수 보정량 Δf를 -스텝 S, 즉 Δf를 플러스 값으로 해(A5), 인식한 주파수(f)를 위상차 Δø가 없어지는 방향으로 보정한다.
이상과 같이, 제1 실시 형태에 관한 제진 장치는 진동 발생원(gn)에서 발생하는 진동(Vi3)과 가진 수단(2)을 통해서 발생시키는 상쇄 진동(Vi4)을 제진해야 할 위치(pos)에서 상쇄하는 데 있어서, 적응 제어 알고리즘을 사용해서 진동 발생원으로부터 제진해야 할 위치(pos)로 전달한 진동(Vi3)을 상쇄하기 위해 필요한 유사 진동(Vi3')을 산출하고, 산출한 유사 진동(Vi3')에 의거하여 상쇄 진동(Vi4)을 가진 수단(2)을 통해서 제진해야 할 위치(pos)에 발생시키고, 발생한 상쇄 진동(Vi4)과 진동 발생원(gn)으로부터 제진해야 할 위치(pos)로 전달한 진동(Vi3)과의 상쇄 오차로서 남는 진동(Vi3＋Vi4)을 검출하고, 검출한 상쇄 오차로서 남는 진동(Vi3＋Vi4)이 작아지도록 적응 제어 알고리즘을 학습 적응하는 것이며, 유사 진동(Vi3')의 주파수의 기초로 하기 위해 제진해야 할 위치(pos)에서의 진동(Vi3)의 주파수(f)를 진동 발생원(gn)에서 발생하는 진동(Vi1)에 관련된 신호에 의거하여 인식하는 주파수 인식 수단(31)과, 제진해야 할 위치(pos)에서의 상쇄 오차로서 남는 진동(Vi3＋Vi4)을 검출해서 상쇄 오차로서 남는 진동(Vi3＋Vi4)의 위상 ø를 특정하고 특정된 상쇄 오차로서 남는 진동(Vi3＋Vi4)의 위상 ø와 유사 진동(Vi3')에 의거하여 제진해야 할 위치(pos)에 발생되는 상쇄 진동(Vi4)의 위상 ø'와의 위상차 Δø를 특정하는 위상차 특정 수단(34)과, 위상차 특정 수단(34)에 의해 특정된 위상차 Δø에 의거하여 주파수 인식 수단(31)에 의해 인식된 주파수(f)를 위상차 Δø가 없어지는 방향으로 보정하는 주파수 보정 수단(35)을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
제1 실시 형태에 따르면, 진동 발생원(gn)에서 발생하는 진동(Vi1)에 관련된 신호에 의거하여 진동 발생원(gn)으로부터 제진해야 할 위치(pos)로 전달한 진동(Vi3)의 주파수(f)를 주파수 인식 수단(31)에 의해 인식하고, 인식한 주파수(f)를 진동 발생원(gn)으로부터 제진해야 할 위치(pos)로 전달한 진동(Vi3)을 상쇄하기 위해 필요한 유사 진동(Vi3')의 주파수의 기초로서 적응 제어 알고리즘을 사용해서 유사 진동(Vi3')을 산출하고, 산출된 유사 진동(Vi3')에 의거하여 가진 수단(2)을 통해서 제진해야 할 위치(pos)에 상쇄 진동(Vi4)을 발생시키고, 발생한 상쇄 진동(Vi4)과 진동 발생원(gn)으로부터 제진해야 할 위치(pos)로 전달한 진동(Vi3)과의 상쇄 오차로서 남는 진동(Vi3＋Vi4)을 검출하고, 검출한 상쇄 오차로서 남는 진동(Vi3＋Vi4)이 작아지도록 적응 제어 알고리즘의 학습 적응이 행해져서 제진 제어가 실시된다. 이 제진 제어의 실시 시에, 위상차 특정 수단(34)이 제진해야 할 위치(pos)에서의 상쇄 오차로서 남는 진동(Vi3＋Vi4)을 검출해서 상쇄 오차로서 남는 진동(Vi3＋Vi4)의 위상 ø를 특정하고 특정된 상쇄 오차로서 남는 진동(Vi3＋Vi4)의 위상 ø와 상기 유사 진동(Vi3')에 의거하여 제진해야 할 위치(pos)에 발생되는 상쇄 진동(Vi4)의 위상 ø'와의 위상차 Δø(＝ø-ø')를 특정하고, 특정된 위상차 Δø에 따라서 주파수 인식 수단(31)에 의해 인식된 주파수(f)가 주파수 보정 수단(35)에 의해 위상차 Δø가 없어지는 방향으로 보정되므로, 진동 발생원(gn)으로부터 제진해야 할 위치(pos)로 전달한 진동(Vi3)의 주파수를 실제 주파수와 다른 주파수다라고 오류 인식한 경우라도 유사 진동(Vi3')의 주파수를 진동 발생원(gn)으로부터 제진해야 할 위치(pos)로 전달한 진동(Vi3)의 주파수에 맞추어 적응 제어 알고리즘의 적응성을 향상시켜, 제진성 및 안정성을 향상시킬 수 있다.
특히 자동차의 엔진에서 발생하는 진동을 제진할 경우에는, 액셀러레이터 조작에 의해 엔진 회전수가 현저히 변화되고, 회전수의 변화에 수반하여 진동 주파수가 격렬하게 변동되어 제진 제어가 어려운 것이지만, 본 실시 형태에서는 인식한 주파수를 보정하므로, 진동의 주파수 변동이 심한 것이라도 추종을 가능하게 하는 점에서 유효하다.
또한, 제1 실시 형태에서는 주파수 보정 수단(35)이 위상차 특정 수단(34)에 의해 특정된 위상차 Δø가 있을 때에 미리 설정된 보정 일회당의 상한 보정량을 초과하지 않는 보정량인 일정값의 스텝 S를 사용해서 주파수 인식 수단(31)에 의해 인식된 주파수를 보정하므로, 경우에 따라 다르지만 주파수의 보정을 복수회로 나누어 조금씩 실시하고, 보정 일회당의 상한 보정량을 초과한 큰 보정량으로 보정을 실시함으로써 주파수가 급격하게 변화되어 제어가 불안정해지는 것을 방지할 수 있어, 제진 제어의 안정성을 손상시키는 일 없이 제진성을 향상시킬 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 주파수 보정 수단(35)이 위상차 특정 수단(34)에 의해 특정된 위상차 Δø의 어긋남량이 미리 설정된 임계값보다도 클 때에 주파수 인식 수단(31)에 의해 인식된 주파수의 보정을 실시하고, 위상차 Δø의 어긋남량이 임계값 이하일 때에 인식된 주파수의 보정을 실시하지 않으므로, 위상차 Δø가 경미할 때, 즉 양쪽 진동의 주파수가 어느 정도 일치했을 때에는 주파수의 보정을 실시하지 않은 불감대를 마련하여, 연산을 생략할 수 있는 동시에, 얻어지는 효과가 부족한 주파수 보정의 실시를 방지할 수 있다.
그 밖에, 제1 실시 형태에서는 상기 제진 장치를 자동차 등의 차량에 구비하고 있으므로, 승객에게 쾌적한 승차감을 제공할 수 있다.
이상, 제1 실시 형태에 대해서 도면에 의거하여 설명했지만, 구체적인 구성은 이들의 실시 형태에 한정되는 것이 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 실시 형태의 설명뿐만 아니라 특허청구의 범위에 의해 나타내고, 또한 특허청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함된다.
예를 들어, 정현 성분 α는 변동이 심하므로 정현 성분 α에 LPF(로우 패스 필터)를 거쳐 맥동분을 제거하고, 이 LPF를 통한 정현 성분 α에 의거하여 보정량 산출부(68)로 주파수 보정량 Δf를 산출하도록 해도 좋다. 이렇게 구성하면, 안정된 주파수 보정의 실현에 이바지하는 것이 가능해진다.
또한, 제1 실시 형태에서는 주파수 보정 수단(35)은 위상차 Δø의 어긋남량에 관계없이 보정 일회당의 상한 보정량인 일정치의 스텝 S를 보정량으로서 결정하고, 이 보정량을 부가해서 보정을 실시하고 있지만, 위상차 Δø의 어긋남량에 따른 크기의 보정량을 결정하고, 이 보정량을 사용해서 보정을 실시하도록 해도 좋다. 이와 같이 구성하면, 위상차 Δø의 어긋남량이 큰 경우에는 주파수의 보정량을 크게 하고, 위상차 Δø의 어긋남량이 작은 경우에는 주파수의 보정량을 작게 하여, 주파수의 보정 횟수를 줄여, 주파수의 보정을 신속하면서도 적절하게 실시하는 것이 가능해진다.
역 전달 함수 위상 설정부(50)에 미리 기억되어 있는 역 전달 함수의 위상 성분 P와 실제 역 전달 함수의 위상 성분이 경년 변화 등에 의해 일치하지 않게 되어, 이 불일치가 위상차 특정부(34c)에 의해 위상차 Δø로서 검출되는 경우가 있다. 따라서, 도 8에 도시한 바와 같이, 이 불일치를 시정(是正)하기 위해, 유사 진동(Vi3')에 의거하여 제진해야 할 위치(pos)에 발생되는 상쇄 진동(Vi4)의 위상을 보정하는 위상 보정부(70)를 추가하는 것을 들 수 있다. 위상 보정부(70)는 위상차 특정부(34c)에 의해 특정된 정현 성분 α 및 여현 성분 β에 의거하여 위상 보정량 P'를 산출해서 가산기(51)로 출력하고, 위상차 Δø를 보정하는 것이다. 이와 같이 구성하면, 경년 변화나 온도 변화 등에 의해 차체 프레임(frm) 등의 제진 대상의 진동 전달 특성이 변화되어도 원하는 제진 효과를 얻을 수 있다.
게다가 또한, 도 8에 도시한 바와 같이 상기 위상 보정부(70)를 추가한 구성에 있어서 위상차 Δø에 의거하여 주파수 보정 또는 위상 보정 중 어느 것을 실시하는 것이 적절한지를 판단하기 위해, 위상차 특정부(34c)에 의해 특정된 정현 성분 α를 참조해서 위상 보정부(70)에 의한 위상 보정과 주파수 보정량 산출부(68)에 의한 주파수 보정을 전환하는 전환부(71)를 더 설치하면 좋다. 이 전환부(71)는, 역 전달 함수의 위상 성분이 어긋나고 있지 않고 주파수가 어긋나 있는 경우에는 정현 성분 α가 일정한 변화량으로 변화되는 한편, 주파수가 어긋나 있지 않고 역 전달 함수의 위상 성분이 어긋나 있는 경우에는 정현 성분 α가 변화되지 않는 것을 이용하여, 입력한 정현 성분 α를 미분해서 변화량을 포착하고, 정현 성분 α가 변화되어 있는 경우에는 주파수 보정량 산출부(68)에 의한 주파수 보정으로 전환하고, 정현 성분 α가 변화되어 있지 않은 경우는 위상 보정부(70)에 의한 위상 보정으로 전환하는 것이다. 이렇게 구성하면, 적절한 보정 기능을 실현할 수 있어, 제진 효과를 향상시키는 것이 가능해진다.
그 밖에, 각 부의 구체적인 구성은, 상술한 실시 형태에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변형이 가능하다.
<제2 실시 형태>
제2 실시 형태의 제진 장치를, 도 9 내지 도 13을 참조해서 설명한다. 제2 실시 형태는, 제2 발명에 대응하는 것이다. 또, 상기 제1 실시 형태의 도면과 동일한 도면(구체적으로는, 도 5)을 원용한다.
본 실시 형태의 제진 장치는, 도 9에 도시한 바와 같이, 자동차 등의 차량에 탑재되는 것이며, 좌석(st) 등의 제진해야 할 위치(pos)에 설치한 가속도 센서 등의 진동 검출 수단(201)과, 소정의 질량을 갖는 보조 질량(202a)을 진동시킴으로써 상쇄 진동(Vi4)을 제진해야 할 위치(pos)에 발생하는 리니어 작동기(220)를 사용한 가진 수단(202)과, 진동 발생원(gn)인 엔진의 점화 펄스로부터 취출되는 기본 주파수(f)로부터 기준파(ej θ)를 생성하는 기준파 생성 수단(203)과, 진동 검출 수단(201)으로부터의 진동 검출 신호(sg)와 상기 기준파(ejθ)를 입력해 가진 수단(202)에 상쇄 진동(Vi4)을 제진해야 할 위치(pos)에 발생시키는 적응 제어 수단(204)을 갖고, 차체 프레임(frm)에 마운터(gnm)를 거쳐 탑재된 엔진 등의 진동 발생원(gn)에서 발생하는 진동(Vi3)과 가진 수단(202)을 통해서 발생시키는 상쇄 진동(Vi4)을 제진해야 할 위치(pos)에서 상쇄시켜 제진해야 할 위치(pos)에 있어서의 진동을 저감하는 것이다.
진동 검출 수단(201)은, 가속도 센서 등을 사용해서 엔진의 주 진동 방향과 동일 방향의 주 진동을 검출하고, 진동 검출 신호(sg){＝A1sin(θ＋ø)}를 출력한다.
리니어 작동기(220)는, 도 10에 도시한 바와 같이, 영구 자석을 구비하는 고정자(222)를 차체 프레임(frm)에 고정하고, 억제해야 할 진동 방향과 동일 방향의 왕복 운동(도 10의 지면에서는 상하 이동)을 가동자(223)에 행하게 하도록 한 레시프로 타입인 것이다. 여기에서는, 차체 프레임(frm)의 억제해야 할 진동의 방향과 가동자(223)의 왕복 운동 방향(추력 방향)이 일치하도록, 차체 프레임(frm)에 고정된다. 가동자(223)는 보조 질량(221)과 함께 축(225)에 부착되고, 이 축(225)은 가동자(223) 및 보조 질량(221)을 추력 방향으로 이동 가능하도록 판 스프링(224)을 거쳐 고정자(222)에 지지되어 있다. 리니어 작동기(220)와 보조 질량(221)에 의해, 동(動)흡진기가 구성되어 있게 된다.
리니어 작동기(220)를 구성하는 코일(도시하지 않음)에 교류 전류(정현파 전류, 구형파 전류)를 흐르게 한 경우, 코일에 소정 방향의 전류가 흐르는 상태에서는, 자속이 영구 자석에 있어서 S극으로부터 N극으로 유도됨으로써, 자속 루프가 형성된다. 그 결과, 가동자(223)는 중력에 거스르는 방향(상부 방향)으로 이동한다. 한편, 코일에 대하여 소정 방향과는 반대 방향의 전류를 흐르게 하면, 가동자(223)는 중력 방향(하부 방향)으로 이동한다. 가동자(223)는 교류 전류에 의한 코일로의 전류 흐름의 방향이 교대로 변화됨으로써 이상의 동작을 반복하고, 고정자(222)에 대하여 축(225)의 축 방향으로 왕복 이동하게 된다. 이에 의해, 축(225)에 접합되어 있는 보조 질량(221)이 상하 방향으로 진동하게 된다. 이 리니어 작동기(220) 그 자체의 보다 구체적인 구조나 동작 설명은 공지이므로, 상세한 설명은 생략한다. 가동자(223)는 도시하지 않은 스토퍼에 의해 동작 범위가 규제되어 있다. 리니어 작동기(220)와 보조 질량(221)에 의해 구성되는 동흡진기는, 앰프(206)로부터 출력되는 전류 제어 신호(ss)에 의거하여, 보조 질량(221)의 가속도를 제어해서 제진력을 조절함으로써, 차체 프레임(frm)에 발생하는 진동을 상쇄해서 진동을 저감할 수 있다.
기준파 생성 수단(203)은, 도 11에 도시한 바와 같이, 기본 주파수(f)[Hz]로부터 기본 차수의 기준파(ej θ)인 기준 정현파(sinθ)와 기준 여현파(cosθ)를 생성한다. 생성되는 기준 정현파(sinθ)와 기준 여현파(cosθ)는 어떠한 동기 신호에 대하여 동기하거나, 동기하지 않아도 어느 쪽이라도 좋다. θ＝ωt＝2πft이다.
적응 제어 수단(204)은 진동을 제어하는 적응 제어 수단인 적응 알고리즘 블록(204a)을 주체로 한다. 이 적응 알고리즘 블록(204a)은 진동 검출 신호(sg)와 상기 기준파 ej θ{＝(sinθ, cosθ)}로부터 적응 필터 계수(Re, Im)＝(A1'cosø', A1'sinø')를 산출해서 당해 적응 필터 계수(Re, Im)에 의거하여 제진 전류 지령 I41을 생성하고, 이에 의거하여 후술하는 전류 PI 연산 블록(205)이나 앰프(206)를 거쳐 리니어 작동기(220)에 전류 제어 신호(ss)를 입력함으로써, 제진해야 할 위치(pos)에 상기 진동 발생원(gn)으로부터의 진동에 대하여 역상이 되는 상쇄 진동(Vi4)을 가진 수단(202)을 통해서 발생시킨다. 우선, 검출해 온 진동 검출 신호(sg) {＝A1sin(θ＋ø)}의 기본 주파수 성분의 정현파의 역 신호(정역이 반대인 신호)를 생성한다. 진동 검출 신호 A1sin(θ＋ø)는 수렴 파라미터 μ와 승산된 뒤, 승산기(241a, 241b)에 있어서 기준 정현파 sinθ, 혹은 기준 여현파 cosθ와 승산되어, 적분기(241c, 241d)에 있어서 연산마다 전회 값 Z-1에 가산하는 형태로 적분된다. 그 연산 결과는, 진동 검출 신호(sg)의 기준 정현파 sinθ로부터 어긋난 역상 정현파 벡터의 수렴 방향의 성분을 갖는 역상 정현파의 벡터 즉 적용 필터 계수(Re, Im)＝(A1'cosø', A1'sinø')로서 산출된다. 산출된 적용 필터 계수(Re, Im)에 대하여, 승산기(241e, 241f)에 있어서 각각 기준 정현파 sinθ, 기준 여현파 cosθ를 승산하고, 그 결과를 가산기(241g)에 있어서 가산함으로써, 진동 검출 신호(sg)의 역상 정현파 신호로서 제진 전류 지령 I41{＝A1'sin(θ＋ø')}를 생성한다. 이 제진 전류 지령 I41은, 진동 발생원(gn)으로부터 제진해야 할 위치(pos)로 전달한 진동(Vi3)을 상쇄하기 위해 가진 수단(202)에 상쇄 진동(Vi4)을 발생시키는 전류 제어 신호(ss)의 기초가 되는 상쇄 신호이다. 적분을 반복하면, A', ø'가 참값 A, ø와 대응하는 값에 수렴함에 따라서 진동의 상쇄가 진행되지만, 기본 주파수(f)나 위상 θ는 끊임없이 변화되고 있으므로, 항상 변화에 추종하는 형태로 제어가 행해진다.
이 제진 전류 지령 I41을 생성하는 데 있어서, 도 5에 도시한 바와 같이, 진동 발생원(gn)으로부터 제진해야 할 위치(pos)로 전달한 진동(Vi3)에 대하여 이 진동(Vi3)을 역 파형으로 한 진동(-Vi3)을 상쇄 진동으로서 가진하면 좋지만, 가진 수단(202)으로 발생시킨 진동(Vi2)은 가진 수단(202)으로부터 제진해야 할 위치(pos)에 이르는 진동 전달 경로 상의 전달 특성에 의해 제진해야 할 위치(pos)로 전달하는 과정에서 그 진폭 또는 위상이 변화되므로, 이 변화를 고려해서 제진해야 할 위치(pos)에 상쇄 진동(Vi4)이 인가되도록 진동(Vi2)을 가진 수단(202)에 발생시키는 제진 전류 지령 I41을 생성할 필요가 있다. 구체적으로는, 상기 진동 전달 경로 상의 전달 특성을 나타내는 진동 전달 함수(G)의 역 전달 함수(1/G)를 도 11에 도시하는 역 전달 게인 기억 수단(250)에 주파수와 관련지어 감도 정보로서 미리 기억해 두고, 상기에서 구한 진동 검출 신호(sg)의 역상 정현파 신호[＝상쇄 진동(Vi4)]와 역 전달 함수(1/G)를 승산기(251)로 승산해서 진동(Vi2)을 발생시키는 제진 전류 지령 I41을 생성하고 있다. 또, 여기에서는 역 전달 함수의 위상 성분에 대해서는 도시 및 그 설명을 생략하고 있다. 도 5에서는, 전달 함수의 진폭 성분을 G라 하고, 위상 성분을 P라 하고, 진동 발생원(gn)으로부터 제진해야 할 위치(pos)로 전달하는 진동의 진폭 또는 위상을 변화시키는 진동 전달 함수를 G'라 나타내고 있다.
이 가진 수단(202)으로부터 제진해야 할 위치(pos)에 이르는 진동 전달 경로 상의 전달 특성을 나타내는 전달 함수 게인(진폭 성분) 및 역 전달 함수 게인(진폭 성분)은, 도 12의 (a) 및 도 12의 (b)에 각각 도시된 바와 같이, 주파수에 의해 그 전달도가 변화되는 것이며, 주파수와 관련지어 역 전달 게인 기억 수단(250)에 기억되어 있다. 도 12에 도시하는 예에서는, 가진 수단(202)을 마련하는 위치나 진동을 전달하는 매체 등의 환경에 의해 가진 수단으로 발생시킨 진동(Vi2)이 제진해야 할 위치로 전달할 때까지 크게 감쇠되어 버린다고 하는 진동이 전달되기 어려운 저감도 영역이 저 주파수대와 고 주파수대에 존재하고 있다. 이 저감도 영역에서는, 가진 수단(202)의 가진에 의해 얻을 수 있는 제진 효과가 낮아, 가진 수단(202)에 의해 발생시키는 상쇄 진동(Vi4)이 작아져, 이 상쇄 진동(Vi4)과 제진해야 할 위치(pos)의 진동(Vi3)과의 상쇄 오차가 전혀 메워지지 않으므로, 제진 장치가 가진 수단(202)으로 발생시키는 진동(Vi2), 즉 제진 전류 지령 I41을 계속해서 증가시키려고 한다. 이 상태는 제진 안정성의 관점으로부터 바람직하지 않아, 제진 전류 지령 I41을 제한할 필요가 있다.
따라서, 제2 실시 형태에서는 또한, 역 전달 게인 기억 수단(250)에 기억되는 감도 정보에 의거하여 현 주파수가 가진 수단(202)에 의해 발생되는 진동(Vi2)이 전달되기 어려운 저감도 영역에 있는지의 여부를 판정하는 감도 판정 수단(252)을 마련하고 있다. 감도 판정 수단(252)은, 도 11 및 도 12의 (b)에 도시한 바와 같이, 역 전달 함수 게인(1/G)이 제1 임계값보다 낮은 전달도일 경우에는 현 주파수가 저감도 영역에 있다고 판정해서 저감도 검출 신호 Flg를 출력하는 한편, 역 전달 함수 게인(1/G)이 제2 임계값보다 높은 전달도일 경우에는 현 주파수가 저감도 영역에 없다고 판정해서 저감도 검출 신호 Flg의 출력을 정지한다. 제2 임계값은, 제1 임계값보다도 높은 전달도로 설정되어 있고, 제1 임계값과 제2 임계값 사이에는 소정의 간격이 마련되어 판정 결과가 바뀌지 않는 불변 영역이 마련되어 있다. 각 임계값의 구체적인 설정예로서, 제1 임계값은 전달 함수 게인의 최대값(전달도가 피크가 되는 값)의 -수십[dB] 정도 이하로 설정하는 것이 바람직하고, 제2 임계값은 제1 임계값에 대하여 수[dB] 정도 높은 값으로 설정하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 임계값을 사용하여 히스테리시스 특성을 갖게 함으로써, 판정 결과가 빈번히 전환되어 저감도 검출 신호 Flg의 온/오프(ON/OFF)가 반복되는 채터링을 방지하는 것이 가능해진다.
이 저감도 검출 신호 Flg가 출력되어 있을 때, 즉 현 주파수가 저감도 영역에 있을 때에, 상쇄 신호인 제진 전류 지령 I41이 가진 수단(202)에 의해 발생되는 상쇄 진동(Vi4)을 억제하는 방향으로 수정(제한)되지만, 이 수정(제한)은 과전류에 의해 리니어 작동기(220)를 구성하는 가동자(223)가 고정자(222)에 설치한 도시하지 않은 스토퍼 등에 대한 충돌 등의 문제 발생을 방지하기 위해 설치된 제진 전류 지령 I41을 억제하는 기구를 이용하여 행해지고 있다.
즉, 그 기구는, 도 11에 도시한 바와 같이, 상기 제진 전류 지령 I41의 피크 전류값 A1'를 산출하는 진폭 검출 수단(204b)과, 기본 주파수(f)로부터 미리 마련한 전류 상한값 α1을 도출해 상기 제진 전류 지령 I41의 피크 전류값 A1'가 상기 전류 상한값 α1을 초과하고 있는 경우에 전류 상한 초과 신호 S41을 생성하는 전류 초과 검출 수단(204c)을 포함하여 구성되어 있다.
진폭 검출 수단(204b)은 제진 전류 지령 I41의 진폭 A1'를 수시(리얼타임)로 산출하는 블록이다. 진폭 A1'는, 생성된 제진 전류 지령 I41의 파형 A1'sin(θ＋ø')로부터 구해도 좋고, 그 파형 생성 전의 가산 데이터의 자승합 평방근을 취해도 좋다. 또한, 연산량을 가볍게 하기 위서 자승합만을 취하고, 비교하는 전류 상한값 α1을 자승해도 좋다.
전류 초과 검출 수단(204c)은 전류 상한값 α1을 전류 클램프 테이블(241h)의 형태로 기억하고 있다. 이 상한값 α1에는, 도 13의 (a)에 도시하는 모터 상한 전류 Ic(최대 출력값) 혹은 위치 상한 전류 Ip(충돌 방지) 중 작은 쪽의 값이 채용되어 있다.
모터 상한 전류 Ic는 본 실시 형태의 연산 처리 기능을 구체화하는 컨트롤러에 있어서 출력할 수 있는 최대 전류값 혹은 리니어 작동기(220)에 흐르게 할 수 있는(자석이 감자하지 않을 정도의) 최대 전류값 중 어느 것이든 작은 쪽의 값으로, 주파수에 따르지 않고 일정하다.
한편, 위치 상한 전류 Ip는 정현파 전류를 흐르게 함으로써 동작하는 가동자(223)가 가동 가능한 진폭 상한을 초과하지 않는 전류의 상한값이며, 정현파 가속도를 a, 최대 가속도를 Ap(＝a√2)로 한 경우, 도 13의 (b)에 도시하는 전류 지령(Iref)의 허용 진폭(Lp)은 Lp <┃Xmax┃＝Ap/ω2가 된다. 이 전류 지령(Iref)은 전류 PI 연산 블록(205)에서 연산되어, 전압 지령으로서 앰프(206)에 입력되어, 앰프(206)에 의한 구동으로 리니어 작동기(220)가 가속도 a로 구동되게 된다. 도 13의 (c)에 도시한 바와 같이, 전류 지령(Iref)으로부터 가동자(223)에 가속도 a가 발생할 때까지의 전달 게인을 E(f)로 하면, a(f)＝Iref?E(f)…(1)이 되는 관계에 있다. 이때, 최대 전류 Ip(f)를 부여한 경우에 최대화 속도 Ap(f)가 얻어진다고 하면, Ap(f)＝E(f)?Ip(f)…(2)이므로, (1), (2)식으로부터 Ip(f)＝ω2|Xmax|/E(f)가 얻어지고, 이 Ip(f)가 위치 상한 전류가 되어, 엔진(gn)으로부터 취출한 기본 주파수(f)를 입력함으로써 그때마다 위치 상한 전류 Ip(f)가 구해진다.
이들의 전류 상한값 α1(Ic 또는 Ip 중 작은 쪽)은, 그대로 선택부(260)에 입력되는 한편, 전류 상한값 α1을 분기해서 승산기(261)를 통하여 1/2배로 제한된 전류 상한값(α1/2)이 선택부(260)에 입력되어 있다. 이 선택부(260)는 감도 판정 수단(252)에 의해 저감도 검출 신호 Flg가 출력되어 있는 경우에는 전류 상한값 α1을 출력하는 한편, 감도 판정 수단(252)에 의해 저감도 검출 신호 Flg가 출력되어 있지 않는 경우에는 제한된 전류 상한값(α1/2)을 출력한다. 출력된 전류 상한값(α1 또는 α1/2 중 어느 한쪽)과 진폭 검출 수단(204b)에 의해 출력된 피크 전류값 A1'는 비교부(241i)에 입력되어, 기본 차수 피크 전류값 A1'가 그 주파수의 전류 상한값(α1 또는 α1/2 중 어느 한쪽) 이상으로 되어 있는지의 여부를 판별하고, 만약에 초과하고 있으면 전류 상한 초과 신호(온 신호) S41을 출력한다. 초과하고 있지 않은 경우, 전류 상한 초과 신호 S41은 출력되지 않는다(오프 신호). 이 신호 S41은 순수하게 초과 여부에 의해 온/오프하는 것이라도 좋고, 다소 히스테리시스의 특성을 갖게 해도 좋다.
출력된 전류 상한 초과 신호 S41은 상기 적응 알고리즘 블록(204a)에 입력되어, 당해 적응 알고리즘 블록(204a)에, 상기 전류 상한 초과 신호 S41이 입력되어 있는 동안, 즉 현 주파수가 저감도 영역에 있는 동안, 상기 적응 필터 계수(Re, Im)를 산출할 때마다 당해 적응 필터 계수(Re, Im)를 미리 정한 범위 내에서 제진 전류 지령 I41이 제한되는 방향으로 수정하도록 하고 있다.
적응 알고리즘 블록(204a)은, 전술한 바와 같이 상기 진동 검출 수단(201)으로부터 입력되는 입력 신호(sg)를 적분하면서 적응 필터 계수(Re, Im)를 갱신하는 처리를 반복하는 것이지만, 제진 전류 지령 I41을 제한할 때, 상기 적분값을 작게 좁히는 위치에 적분 제거 처리 블록(204d)을 마련하고, 적분 제거 처리를 행한다. 구체적으로는, 전류 상한 초과 신호 S41이 입력되어 있는지의 여부에 의해 내부의 플래그 설정부(241j, 241k)에 0이나 1의 플래그를 세우고, 신호 S41이 입력되어 있을 않을 때(플래그 1일 때)는 좁힘을 행하지 않고, 신호 S41이 입력되어 있을 때(플래그 0일 때)는 연산 타이밍마다 승산기(241m, 241n)에 있어서 제거 계수 설정부(241z)에 설정된 제거 계수값 k를 전회 값 Z-1에 승산함으로써, 적분값을 작게 좁힌다. 제거 계수값 k는 일회의 연산으로 좁히는 양을 작게 하기 위한 것으로, 예를 들어 k＝1020/1024(＝0.9961) 등으로 설정된다. 제거 계수값 k를, 1을 크게 끼어들어가지 않는 값으로 하고 있는 것은(압축량을 작게 억제하고 있는 것은), 지나치게 크게 하면 일회의 좁힘 동작으로 제진 전류 지령 I41의 값이 급변하고, 출력에 고조파가 중첩되어 이상 진동을 여기하는 원인이 되기 때문이다. 이 제거 계수값 k는, 전류 상한값 α1(전류 클램프 값)로부터의 초과량이 커질수록 작아지도록(즉 좁힘량을 크게 하도록), 비교부(241i)로부터의 편차 신호에 따라서 제거 계수 설정부(241z)에 있어서 값을 가변해도 좋다. 또한, 초과량의 비율을 산출하여 전류 상한값 α1에 동기시켜도 좋다.
즉, 제진 전류 지령 I41이 초과하고 있는 경우에, 바로 제진 전류 지령 I41의 초과분을 커트하는 것이 아닌, 미리 정한 범위(여기서는, 제거 계수값 k에 의한 적분의 좁힌 범위)로 제진 전류 지령 I41을 제한하는 수정을 반복하므로, 고조파의 발생이나, 가동자의 충돌이 없는 진폭을 향해 제진 전류 지령 I41이 점근하게 된다. 좁힘 계수 생성 블록(204d)은 어디까지나 예이며, 전류 상한 초과 신호 S41로부터 좁힘 계수 k 적용의 온 오프 또는 당해 압축 계수 k를 증감시키는 블록이면, 내부 구성은 어떠한 형태라도 상관없다. 적응 필터 계수(Re, Im)의 수렴은, 수렴 파라미터 μ가 클수록 빨라진다.
이상과 같이, 본 실시 형태의 제진 장치는 진동 발생원(gn)에서 발생하는 진동(Vi3)과 가진 수단(202)에 의해 발생되는 상쇄 진동(Vi4)을 제진해야 할 위치(pos)에서 상쇄하는 데 있어서, 진동(Vi3)에 대응하는 주파수(f)를 입력해서 진동 발생원(gn)으로부터 제진해야 할 위치(pos)로 전달한 진동(Vi3)을 상쇄하기 위한 상쇄 신호인 제진 전류 지령 I41을 발생하는 제어 수단인 적응 알고리즘 블록(204a)과, 이 제어 수단인 적응 알고리즘 블록(204a)의 발생하는 상쇄 신호인 제진 전류 지령 I41이 입력됨으로써 작동하여 제진해야 할 위치(pos)에 상쇄 진동(Vi4)을 발생시키는 가진 수단(202)과, 제진해야 할 위치(pos)에 있어서 진동 발생원(gn)에서 발생한 진동(Vi3)과 상쇄 진동(Vi4)과의 상쇄 오차로서 남는 진동을 검출하는 진동 검출 수단(201)을 구비하고, 제어 수단인 적응 알고리즘 블록(204a)이 진동 검출 수단(201)에 의해 검출된 진동에 의거하여 상쇄 오차로서 남는 진동이 작아지도록 상쇄 신호인 제진 전류 지령 I41을 수정하는 것이며, 가진 수단(202)으로부터 제진해야 할 위치(pos)에 이르는 진동 전달 경로 상의 전달 특성을 주파수와 관련지어 감도 정보로서 기억하는 기억 수단인 역 전달 게인 기억 수단(250)과, 감도 정보에 의거하여 현 주파수가 가진 수단(202)에 의해 발생되는 진동이 전달되기 어려운 저감도 영역에 있는지의 여부를 판정하는 감도 판정 수단(252)을 마련하고, 제어 수단인 적응 알고리즘 블록(204a)은 감도 판정 수단(252)에 의해 현 주파수가 저감도 영역에 있다고 판정되는 경우에 상쇄 신호인 제진 전류 지령 I41을 상기 가진 수단에 의해 발생되는 상쇄 진동을 억제하는 방향으로 수정하도록 구성하고 있다.
이와 같이 구성하면, 가진 수단(202)으로부터 제진해야 할 위치(pos)에 이르는 진동 전달 경로 상의 전달 특성이 주파수와 관련지어 감도 정보로서 기억되어 있고, 이 감도 정보에 의거하여 현 주파수가 가진 수단(202)에 의해 발생되는 진동(Vi2)이 전달되기 어려운 저감도 영역에 있다고 판정되면, 상쇄 신호인 제진 전류 지령 I41이 가진 수단(202)에 의해 발생되는 상쇄 진동(Vi4)을 억제하는 방향으로 수정되므로, 가진 수단(202)의 가진에 의해 얻을 수 있는 제진 효과가 낮은 저감도 영역에서는, 가진 수단(2)에 의해 발생되는 진동이 억제되어, 다른 부위로의 진동에 악영향을 끼치는 것이나 저감도 영역을 빠져나간 경우에 필요 이상의 큰 상쇄 진동(Vi4)이 가진되는 것을 방지하고, 저감도 영역에 의해 발생하는 문제를 해소하여, 제진 안정성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 감도 판정 수단(252)이 감도 정보에 의거하여 현 주파수에 관련지어진 진동 전달 경로 상의 전달 특성 중 하나인 진폭 성분의 전달도가 미리 정해진 제1 임계값보다 낮을 경우에 현 주파수가 저감도 영역에 있다고 판정되므로, 제1 임계값의 설정대로, 현 주파수가 저감도 영역인지의 여부를 효과적으로 판정하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시 형태에서는 감도 판정 수단(252)이 감도 정보에 의거하여 현 주파수에 관련지어진 진동 전달 경로 상의 전달 특성 중 하나인 진폭 성분의 전달도가 제1 임계값보다 높은 전달도인 제2 임계값보다도 높을 경우에 현 주파수가 저감도 영역에 없다고 판정하는 것이며, 제1 임계값과 제2 임계값 사이에 판정 결과가 바뀌지 않는 불변 영역이 마련되어 있고, 제어 수단인 적응 알고리즘 블록(204a)이 감도 판정 수단(252)에 의해 현 주파수가 저감도 영역에 없다고 판정될 경우에 상쇄 신호인 제진 전류 지령 I41의 수정을 행하지 않으므로, 현 주파수가 임계값 근방에 있을 경우에 판정 결과가 빈번히 바뀌어 제어가 불안정해지는 것을 회피하는 것이 가능해진다.
게다가 또한, 본 실시 형태에서는 상쇄 신호가 제진 전류 지령 I41이며, 주파수로부터 미리 정한 전류 상한값 α1을 도출해 제진 전류 지령 I41의 피크 전류값 A1'가 전류 상한값 α1을 초과하고 있는 경우에 제어 수단인 적응 알고리즘 블록(204a)에 전류 상한 초과 신호 S41을 입력하는 전류 초과 검출 수단(204c)을 더 구비하고, 제어 수단인 적응 알고리즘 블록(204a)은 전류 상한 초과 신호 S41의 입력을 받아서 제진 전류 지령 I41을 제한하도록 구성되는 것이며, 전류 초과 검출 수단(204c)은 감도 판정 수단(252)에 의해 현 주파수가 저감도 영역에 있다고 판정되고 있을 경우에 전류 상한값 α1을 제진 전류 지령 I41이 제한되는 방향으로 수정해서 전류 상한값(α1/2)으로 하므로, 매우 많은 제진 전류 지령이 흐름에 따른 가동자(223)의 충돌 등의 문제를 방지하는 기구를 이용하여, 현 주파수가 저감도 영역에 있을 때에 제진 전류 지령 I41을 가진 수단(202)에 의해 발생되는 상쇄 진동(Vi4)을 억제하는 방향으로 수정하는 것을 실현할 수 있다.
따라서, 이와 같은 제진 장치를 차량에 탑재함으로써, 당해 차량의 제진 기능에 관한 신뢰성이나 내구성을 유효하게 향상시켜, 우수한 주행 기능을 실현하는 것이 가능해진다.
이상, 본 발명의 일 실시 형태에 대해서 설명했지만, 각 부의 구체적인 구성은, 상술한 실시 형태에만 한정되는 것이 아니다. 예를 들어, 본 실시 형태에서는, 역 전달 함수 게인을 주파수와 관련지어 기록하고, 역 전달 함수 게인에 의거하여 현 주파수가 저감도 영역인지의 여부를 감도 판정 수단(252)으로 판정하고 있지만, 역 전달 함수 게인 대신에 전달 함수 게인을 주파수와 관련지어 기억하고, 전달 함수 게인에 의거하여 상기 판정을 행하도록 구성해도 좋다.
그 밖에, 본 발명을 진동 발생이 문제가 되는 차량 이외의 이동 장치나 기기류에 적용하는 등, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변형이 가능하다.
<제3 실시 형태>
이하, 제3 실시 형태의 제진 장치를, 도 14 내지 도 16을 참조해서 설명한다. 제3 실시 형태는, 제3 발명에 대응하는 것이다. 또, 상기 제1 실시 형태의 도면과 동일한 도면(구체적으로는, 도 1, 도 5 및 도 6)을 원용한다.
제3 실시 형태의 제진 장치는, 도 1에 도시한 바와 같이, 자동차 등의 차량에 탑재되는 것이며, 좌석(st) 등의 제진해야 할 위치(pos)에 설치한 가속도 센서 등의 진동 검출 수단(1)과, 소정의 질량을 갖는 보조 질량(2a)을 진동시킴으로써 진동(Vi2)을 발생하는 리니어 작동기를 사용한 가진 수단(2)과, 진동 발생원(gn)인 엔진의 점화 펄스 신호와 진동 검출 수단(1)으로부터의 검출 신호를 입력해 가진 수단(2)으로 발생시킨 진동(Vi2)을 제진해야 할 위치(pos)로 전달시킴으로써 제진해야 할 위치(pos)에 상쇄 진동(Vi4)을 발생시키는 제어 수단(3)을 갖고, 차체 프레임(frm)에 마운터(gnm)를 거쳐 탑재된 엔진 등의 진동 발생원(gn)에서 발생하는 진동(Vi1)과 가진 수단(2)을 통해서 제진해야 할 위치(pos)에 발생시킨 상쇄 진동(Vi4)을 제진해야 할 위치(pos)에서 상쇄시켜 제진해야 할 위치(pos)에서의 진동을 저감하는 것이다.
제어 수단(3)은, 도 14에 도시한 바와 같이 진동 발생원(gn)으로부터 제진해야 할 위치(pos)로 전달한 진동(Vi3)을 정확하게 상쇄하는 상쇄 진동(Vi4)을 제진해야 할 위치(pos)에 발생시키므로, 진동 발생원(gn)으로부터 제진해야 할 위치(pos)로 전달한 진동(Vi3)을 모의한 유사 진동(Vi3')을 적응 알고리즘의 적응 필터(332f)를 이용하여 산출하고, 산출한 유사 진동(Vi3')에 의거하여 가진 수단(2)을 통해서 제진해야 할 위치(pos)에 상쇄 진동(Vi4)을 발생시킨다. 또한, 제어 수단(3)은 가진 수단(2)으로부터 제진해야 할 위치(pos)로 전달한 상쇄 진동(Vi4)과 진동(Vi3)과의 상쇄 오차로서 남는 진동(Vi3＋Vi4)을 진동 검출 수단(1)으로 검출하고, 검출한 상쇄 오차로서 남는 진동(Vi3＋Vi4)이 작아지도록 적응 필터(332f)의 산출을 반복 실행하고, 산출 축적에 의해 유사 진동(Vi3') 및 적응 필터(332f)를 참값에 수렴시키는 제진 제어를 행한다. 본 실시 형태에서는, 진동 발생원(gn)으로부터 제진해야 할 위치(pos)로 전달한 진동(Vi3)을 상쇄하기 위해 필요한 유사 진동은, 진동(Vi3)을 모의한 유사 진동(Vi3')이지만, 이 진동(Vi3)의 모의를 행하지 않고 가진 수단(2)으로부터 제진해야 할 위치(pos)로 전달한 상쇄 진동(Vi4)을 직접 모의한 것이라도 좋다.
이 적응 제어에 의한 제진 제어를 실행하는 제어 수단(3)은, 도 14에 도시한 바와 같이 유사 진동 산출 수단(332)과, 상쇄 진동 발생 지령 수단(333)을 갖는다.
유사 진동 산출 수단(332)은, 적응 필터(332f)를 이용하여 유사 진동(Vi3')을 산출하는 동시에, 진동 검출 수단(1)으로부터 입력한 상쇄 오차로서 남는 진동(Vi3＋Vi4)이 작아지도록 적응 필터(332f)를 순차적으로 갱신한다. 구체적으로는, 유사 진동 산출 수단(332)은 유사 진동 산출부(332a)와, 학습 적응부(332b)를 갖는다. 유사 진동 산출부(332a)는 유사 진동(Vi3')의 산출 기초가 되는 기준파에 대하여 적응 필터(332f)를 이용한 필터링을 실시함으로써 기준파의 진폭 및 위상을 변화시켜 유사 진동(Vi3')을 산출한다. 학습 적응부(332b)는 진동 검출 수단(1)으로부터 입력한 상쇄 오차로서 남는 진동(Vi3＋Vi4)이 없어지도록 적응 필터(332f)의 산출 기초인 기준파로부터 적응 필터의 참값을 향해 적응 필터의 산출을 반복 실행하고, 이 산출 축적에 의해 유사 진동(Vi3') 및 적응 필터(332f)를 참값에 수렴시키는 것이다. 적응 필터(332f)의 산출 시에는, 산출 일회당에 적응 필터(332f)를 참값에 근접시킬 정도를 나타내는 수렴 계수(332u)를 사용하고, 이 수렴 계수(332u)에 의해 적응 필터(332f)가 참값에 수렴하는 속도가 결정되어 있다.
상쇄 진동 발생 지령 수단(333)은 유사 진동 산출 수단(332)이 산출한 유사 진동(Vi3')에 의거하여 가진 수단(2)을 통해 상쇄 진동(Vi4)을 제진해야 할 위치(pos)에 발생시킨다. 이 상쇄 진동을 발생시키는 데 있어서, 도 5에 도시한 바와 같이 진동 발생원(gn)으로부터 제진해야 할 위치(pos)로 전달한 진동(Vi3)에 대하여 이 진동(Vi3)을 역 파형으로 한 진동(-Vi3)을 가진하면 좋지만, 가진 수단(2)으로 발생시킨 진동(Vi2)은 제진해야 할 위치(pos)로 전달하는 과정에서 진폭 또는 위상이 변화되므로, 이 변화를 고려해서 제진해야 할 위치(pos)에 상쇄 진동(Vi4)이 인가시키도록 진동(Vi2)을 가진 수단(2)으로 발생시킬 필요가 있다. 구체적으로는, 가진 수단(2)으로부터 제진해야 할 위치(pos)까지 전달하는 진동의 진폭 및 위상의 변화시키는 진동 전달 함수(G)의 역 전달 함수를 역 전달 함수 기억부(333a)에 미리 기억해 두고, 제진해야 할 위치(pos)에서의 진동(Vi3)을 모의한 유사 진동(Vi3')을 역 파형으로 한 상쇄 진동(Vi4)에 대하여 역 전달 함수를 가미해서 진동(Vi2)을 산출한다. 여기에서는, 역 전달 함수의 진폭 성분을 1/G로 하고, 위상 성분을 P로 하여 역 전달 함수 기억부(333a)에 기억하고 있다. 또, 진동 발생원(gn)으로부터 제진해야 할 위치(pos)로 전달하는 진동의 진폭 또는 위상을 변화시키는 진동 전달 함수를 G'로 나타내고 있다.
상기 구성에 대하여 본 실시 형태에서는 또한, 도 14에 도시한 바와 같이, 편차 정보 취득 수단(334)과 수렴 계수 변경 수단(335)을 구비하고 있다.
편차 정보 취득 수단(334)은 진동 발생원(gn)으로부터 제진해야 할 위치(pos)로 전달한 진동(Vi3)과 유사 진동(Vi3')에 의거하여 제진해야 할 위치(pos)에 발생되는 상쇄 진동(Vi4)과의 편차에 대응하는 편차 정보를 취득한다.
수렴 계수 변경 수단(335)은 편차 정보 취득 수단(334)에 의해 취득된 가진력 진폭 성분이 커질수록 적응 필터(332f)가 수렴하는 속도가 빨라지도록 수렴 계수를 변경하는 것이다.
이와 같은 제어 수단(3)을 실현하는 구체적인 제어 블록을 도 15에 도시하여 설명한다.
도 15에 도시한 바와 같이, 주파수 검출부(341)는 진동 발생원(gn)인 엔진의 기폭 타이밍을 나타내는 엔진 펄스 신호를 입력하고, 입력한 엔진 펄스 신호의 주파수가 제진해야 할 위치(pos)에서의 진동(Vi3)의 주파수(f)와 일치하는 것으로 취급하여, 진동(Vi3)의 주파수(f)를 인식한다. 물론, 엔진의 점화 펄스 신호 대신에 예를 들어 엔진 크랭크의 회전수를 검출하는 센서로부터의 검출 펄스 신호 등, 그 밖의 신호를 이용해도 된다. 기본 전기각 산출부(342)는 인식된 주파수(f)를 입력해서 기본 전기각 θ(＝ωt)을 산출한다. 기준파 생성부(343)는 산출된 기본 전기각 θ를 기초로 해서 기준파인 기준 정현파 sinθ 및 기준 여현파 cosθ를 생성한다. 이들 기준파는 제어 수단(3)에서의 신호 처리에 있어서의 파형 진폭 및 위상 등의 기준이 되는 것이다.
가속도 센서인 진동 검출 수단(1)으로 검출되는 제진해야 할 위치(pos)에서의 진동에는, 진동 발생원(gn)에서 발생한 진동 이외에도 다른 진동이 포함되어 있으므로, 진동 검출 수단(1)의 출력 신호에 대하여 주파수 검출부(341)에서 인식된 주파수(f) 성분의 신호만을 취출하는 BPF(밴드패스 필터)(344)를 실시함으로써 진동 발생원(gn)에서 발생한 진동만을 진동 신호로서 검출하고 있다.
이 진동 신호를 모의하기 위해, 진동 신호를 Asin(θ＋ø), θ＝ωt라 가정하고, 이하의 식을 이용한다.
우선, 진동 신호 Asin(θ＋ø)에 2sinθ를 승산하면,
2Asin(θ＋ø)×sinθ＝Acosø-Acos(2θ＋ø)로 변형할 수 있다. 이 식을 수렴 계수 μ를 사용해서 적분하면, 우변 제2항 Acos(2θ＋ø)의 적분은 (μA/2ω)sin(2θ＋ø)가 되고, μ를 A에 비해 매우 작은 값으로 설정하면 진폭이 작고 또한 주기 함수의 적분이기 때문에 (μA/2ω)sin(2θ＋ø)를 무시할 수 있어, 우변 전체가 참값 A에 가까운 값 A'의 진폭 성분 및 참값 ø에 가까운 값 ø'의 위상 성분을 갖는 A'cosø'에 수렴한다.
마찬가지로, 진동 신호 Asin(θ＋ø)에 2cosθ를 승산하면,
2Asin(θ＋ø)×cosθ＝Asinø＋Asin(2θ＋ø)로 변형할 수 있다. 이 식을 수렴 계수 μ를 사용해서 적분하면, 우변 제2항 Asin(2θ＋ø)의 적분도 상기와 마찬가지로 주기 함수의 적분이기 때문에 무시할 수 있고, 우변 전체가 참값 A에 가까운 값 A'의 진폭 성분 및 참값 ø에 가까운 값 ø'의 위상 성분을 갖는 A'sinø'에 수렴한다.
상기에서 구한 A'cosø' 및 A'sinø'에 sinθ 및 cosθ를 각각 승산해서 서로 더하면,
sinθ×A'cosø'＋cosθ×A'sinø'＝A'sinθ×cosø'＋A'cosθ×sinø'＝A'sin(θ＋ø')로 변형할 수 있다. 따라서, 진동 신호에 대하여 상기 연산을 실시함으로써 진동 신호 Asin(θ＋ø)를 모의한 유사 진동 A'sin(θ＋ø')를 산출할 수 있다. 이들 A'cosø' 및 A'sinø'는, 소위 적응 제어에 있어서의 적응 필터(332f)이며, 진동 신호의 입력에 의해 유사 진동의 진폭 A' 및 위상 ø'를 참값인 진폭 A 및 위상 ø에 수렴시키기 위해 자기 적응한다. 또한, 적응 필터는 적응 필터에 대하여 기준파를 승산해서 더함으로써 유사 진동으로 변형되므로, 유사 진동과 기준파와의 진폭차 및 위상차를 나타내는 것이라 할 수 있다.
상기 연산 처리를 이용하여 진동 신호 Asin(θ＋ø)에 의거하여 적응 필터(332f)를 학습 갱신하면서 유사 진동을 산출하기 위해, 도 15에 도시한 바와 같이 유사 진동 산출 수단(332)을 구성하고 있다. 즉, 승산기(345)는 진동 신호 Asin(θ＋ø)와 2μ를 기초로 하는 수렴 계수를 승산한다. 승산기(346, 347)는 승산기(345)에서의 승산 결과에 대하여 기준파 생성부(343)로부터 출력되는 기준 정현파 sinθ와 기준 여현파 cosθ를 각각 승산하고, 적분기(348, 349)에 출력한다. 적분기(348, 349)는 승산기(346, 347)로부터의 출력을 적분하고, 유사 진동과 기준파와의 진폭차 및 위상차를 나타내는 적응 필터(32f)로서의 A'cosø' 및 A'sinø'를 출력한다.
이 적응 필터(332f)에 대하여 기준 정현파 sinθ 및 기준 여현파 θ를 각각 승산한 후에 서로 더하면 상기와 같이 유사 진동 A'sin(θ＋ø')이 되지만, 본 실시 형태에서는 진폭 성분 및 위상 성분의 역 전달 함수를 가미한 기준파를 적응 필터(332f)와의 승산 전에 생성하고 있다. 물론, 유사 진동을 산출한 후에 진폭 성분 및 위상 성분의 역 전달 함수를 가미해도 좋다. 구체적으로 본 실시 형태에서는, 역 전달 함수 진폭 설정부(353)는 주파수에 대응한 역 전달 함수의 진폭 성분이 미리 기억되어 있고, 인식한 주파수(f)를 입력해서 역 전달 함수의 진폭 성분 1/G를 특정한다. 마찬가지로, 역 전달 함수 위상 설정부(350)는 주파수에 대응한 역 전달 함수의 위상 성분이 미리 기억되어 있고, 인식한 주파수(f)를 입력해서 역 전달 함수의 위상 성분 P를 특정한다. 특정된 위상 성분 P와 기본 전기각 θ가 가산기(351)로 가산되어 발진기(352)에 입력된다. 발진기(352)는 역 전달 함수의 위상 성분 P가 가미된 정현파 sin(θ＋P) 및 여현파 cos(θ＋P)를 생성한다. 승산기(354, 355)는 생성된 정현파 sin(θ＋P) 및 여현파 cos(θ＋P)에 대하여 역 전달 함수 진폭 설정부(353)에 의해 특정된 역 전달 함수의 진폭 성분 1/G를 각각 승산하여, 진폭 및 위상의 역 전달 함수를 가미한 기준파를 생성한다.
이들 승산기(354, 355)에 의해 생성된 진폭 및 위상의 역 전달 함수를 가미한 기준파(1/G)sin(θ＋P) 및 (1/G)cos(θ＋P)에 대하여 상기 적응 필터(332f)로서의 A'cosø' 및 A'sinø'를 승산기(356, 357)로 각각 승산한다. 승산기(356, 357)에서의 승산 결과를 가산기(358)로 더하고, 더한 결과에 -1을 승산기(359)로 승산하면, 상쇄 진동 [-(A'／G)sin(θ＋ø'＋P)]의 발생을 지령하는 상쇄 신호가 생성되고, 가진 수단(2)으로 상쇄 진동 [-(A'／G)sin(θ＋ø'＋P)]가 가진된다.
상기 적응 제어를 이용한 제진 제어를 행하는 구성에다가 또한, 편차 정보 취득 수단(334)을 구성하는 가진력 진폭 성분 취득부(334c)와, 수렴 계수 변경 수단(335)을 갖고 있다.
편차 정보 취득 수단(334)을 구성하는 가진력 진폭 성분 취득부(334c)는, 상쇄 진동(Vi4)의 진폭값이 클수록 진동 발생원(gn)에서 발생하는 진동에 변화가 발생되었을 때에 상쇄 오차로서 남는 진동(Vi3＋Vi4)이 커지고, 이에 따라 진동 발생원(gn)으로부터 제진해야 할 위치(pos)로 전달한 진동(Vi3)과 유사 진동(Vi3')에 의거하여 제진해야 할 위치(pos)에 발생되는 상쇄 진동(Vi4)과의 편차가 커지는 것에 착안하여, 상쇄 진동(Vi4)의 진폭값에 대응하는 가진력 진폭 성분을 상기 편차의 지표로서 취득하고 있다. 이 가진력 진폭 성분의 구체예로서는, 상쇄 진동(Vi4)의 진폭값의 기초가 되는 적응 필터(332f)의 진폭 성분이나 유사 진동 산출 수단(332)에 의해 산출된 유사 진동(Vi3')의 진폭 성분 등을 들 수 있다. 본 실시 형태에서는 구체적으로, 적분기(348, 349)에 의해 출력된 적응 필터(332f)인 A'cosø' 및 A'sinø'를 입력하고, 입력한 적응 필터(332f)에 의거하여 적응 필터(332f)의 진폭 성분 A'를 가진력 진폭 성분으로서 취득한다.
수렴 계수 변경 수단(335)은 편차 정보 취득 수단(334)에 의해 취득된 가진력 진폭 성분인 적응 필터(332f)의 진폭 성분 A'에 따라서 수렴 계수(332u)를 변경한다. 수렴 계수(332u)의 변경은, 게인을 승산기(335a)에 출력함으로써 기초가 되는 기초값 2μ를 변화시켜서 행한다. 수렴 계수 변경 수단(335)은, 도 16에 도시한 바와 같이, 가진력 진폭 성분인 적응 필터(332f)의 진폭 성분 A'가 미리 설정된 임계값 Ath 이하일 때는, 적응 필터(332f)의 수렴 속도가 일정값 Ds가 되도록 게인을 출력하고, 진폭 성분 A'가 임계값 Ath를 초과하고 있는 경우에는, 수렴 속도가 리니어에 증가하도록 게인을 출력하고, 수렴 속도가 미리 설정된 상한값 Dmax에 도달했을 때는 진폭 성분 A'의 증가에 관계없이 수렴 속도가 상한값 Dmax가 되도록 게인을 출력한다. 상한값 Dmax는, 수렴 계수(332u)에 의해 결정되는 수렴 속도가 어떤 상한을 넘어서 빨라지면 적응 필터(332f)가 발산하므로, 이것을 방지하기 위해 마련되는 것이다. 수렴 계수 변경 수단(335)은 상기와 같이 가진력 진폭 성분의 증가에 따라서 적응 필터(332f)가 수렴하는 속도가 빨라지도록 수렴 계수(332u)를 변경하는 동시에, 가진력 진폭 성분의 감소에 따라서 적응 필터(332f)가 수렴하는 속도가 느려지도록 수렴 계수(332u)를 변경한다. 물론, 적응 필터(332f)가 수렴하는 속도가 빨라지도록 수렴 계수(332u)를 변경하는 구성만이라도 좋고, 적응 필터(332f)가 수렴하는 속도가 느려지도록 수렴 계수(332u)를 변경하는 구성만이라도 좋다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 관한 제진 장치는 진동 발생원(gn)에서 발생하는 진동(Vi3)과 가진 수단(2)을 통해서 발생시키는 상쇄 진동(Vi4)을 제진해야 할 위치(pos)에서 상쇄하는 데 있어서, 적응 필터(332f)를 이용하여 진동 발생원(gn)으로부터 제진해야 할 위치(pos)로 전달한 진동(Vi3)을 상쇄하기 위해 필요한 유사 진동(Vi3')을 산출하는 유사 진동 산출 수단(332)과, 유사 진동 산출 수단(332)에 의해 산출된 유사 진동(Vi3')에 의거하여 가진 수단(2)을 통해서 제진해야 할 위치(pos)에 상쇄 진동(Vi4)을 발생시키는 상쇄 진동 발생 지령 수단(333)과, 제진해야 할 위치(pos)에 있어서 진동 발생원(gn)에서 발생한 진동(Vi3)과 상쇄 진동(Vi4)과의 상쇄 오차로서 남는 진동(Vi3＋Vi4)을 검출하는 진동 검출 수단(1)을 구비하고, 유사 진동 산출 수단(332)은 진동 검출 수단(1)에 의해 검출된 진동(Vi3＋Vi4)과 적응 필터(332f)가 참값으로 수렴하는 속도를 결정하는 수렴 계수(332u)에 의거하여 상쇄 오차로서 남는 진동(Vi3＋Vi4)이 작아지도록 적응 필터(332f)의 산출을 반복 실행하고, 산출 축적에 의해 유사 진동(Vi3') 및 적응 필터(332f)를 참값에 수렴시키는 것이며, 진동 발생원(gn)으로부터 제진해야 할 위치(pos)로 전달한 진동(Vi3)과 유사 진동(Vi3')에 의거하여 제진해야 할 위치(pos)에 발생되는 상쇄 진동(Vi4)과의 편차에 대응하는 편차 정보를 취득하는 편차 정보 취득 수단(334)과, 편차 정보 취득 수단(334)에 의해 취득된 편차 정보에 의거하여 편차의 증가에 따라서 적응 필터(332f)가 수렴하는 속도가 빨라지도록 또한 편차의 감소에 따라서 적응 필터(332f)가 수렴하는 속도가 느려지도록 수렴 계수(332u)를 변경하는 수렴 계수 변경 수단(335)을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 실시 형태에서는, 진동 발생원(gn)으로부터 제진해야 할 위치(pos)로 전달한 진동(Vi3)을 상쇄하기 위해 필요한 유사 진동(Vi3')이 적응 필터(332f)를 이용하여 유사 진동 산출 수단(332)에 의해 산출되고, 산출된 유사 진동(Vi3')에 의거하여 상쇄 진동 발생 지령 수단(333)에 의해 가진 수단(2)을 통해서 제진해야 할 위치(pos)에 상쇄 진동(Vi4)이 발생되고, 제진해야 할 위치(pos)에 있어서 진동 발생원(gn)에서 발생한 진동(Vi3)과 상쇄 진동(Vi4)과의 상쇄 오차로서 남는 진동(Vi3＋Vi4)이 진동 검출 수단(1)에 의해 검출되고, 검출된 진동(Vi3＋Vi4)과 적응 필터(332f)가 참값에 수렴하는 속도를 결정하는 수렴 계수(332u)에 의거하여 상쇄 오차로서 남는 진동(Vi3＋Vi4)이 작아지도록 유사 진동 산출 수단(332)에 의해 적응 필터(332f)가 산출되고, 산출 축적에 의해 유사 진동(Vi3') 및 적응 필터(332f)를 참값에 수렴시키는 제진 제어가 실시된다. 이 경우, 제진해야 할 진동(Vi3)의 변화에 대응해서 상쇄 진동(Vi4)을 크게 변화시킬 필요가 있을 때에 상쇄 오차로서 남는 진동(Vi3＋Vi4)과 유사 진동(Vi3')에 의거하여 제진해야 할 위치(pos)에 발생되는 상쇄 진동(Vi4)과의 편차가 커지는 한편, 상쇄 진동(Vi4)을 크게 변화시킬 필요가 없을 때에 상기 편차가 작아지는 것에 착안하여, 편차 정보 취득 수단(334)에 의해 상기 편차에 대응하는 편차 정보를 취득하고, 취득된 편차 정보에 의거하여 편차의 증가에 따라서 적응 필터(332f)가 수렴하는 속도가 빨라지도록 또한 편차의 감소에 따라서 적응 필터(332f)가 수렴하는 속도가 느려지도록 수렴 계수(332u)를 수렴 계수 변경 수단(335)에 의해 변경하므로, 제진해야 할 위치(pos)에 발생시키는 상쇄 진동(Vi4)을 크게 변화시킬 필요가 있을 때에 적응 필터(332f)가 수렴하는 속도를 빠르게 해서 고 응답화하고, 가진해야 할 상쇄 진동(Vi4)을 크게 변화시킬 필요가 없을 때에 적응 필터(332f)가 수렴하는 속도를 저하시켜서 상쇄 진동(Vi4)의 거동을 작게 하여, 제진 제어의 응답성 및 안정성을 향상시켜, 상쇄 진동(Vi4)을 크게 변화시킬 필요가 있을 때나 없을 때가 혼재되는 경우라도 적절한 제진 제어를 실현할 수 있다.
특히, 본 실시 형태에서는 유사 진동(Vi3')에 의거하여 제진해야 할 위치(pos)에 발생되는 상쇄 진동(Vi4)의 진폭값이 클수록 진동 발생원(gn)에서 발생하는 진동(Vi3)에 변화가 발생되었을 때에 상쇄 오차로서 남는 진동(Vi3＋Vi4)이 커지고, 상기 편차가 커지는 것에 착안하여, 편차 정보 취득 수단(34)이 편차에 대응하는 편차 정보로서 유사 진동(Vi3')에 의거하여 제진해야 할 위치(pos)에 발생되는 상쇄 진동(Vi4)의 진폭값에 대응하는 가진력 진폭 성분인 적응 필터(332f)의 진폭 성분 A'를 취득하고, 수렴 계수 변경 수단(335)이 편차 정보 취득 수단(334)에 의해 취득된 가진력 진폭 성분인 적응 필터(332f)의 진폭 성분 A'의 증가에 따라서 적응 필터(332f)가 수렴하는 속도가 빨라지도록 또한 적응 필터(332f)의 진폭 성분 A'의 감소에 따라서 적응 필터(332f)가 수렴하는 속도가 느려지도록 수렴 계수(332u)를 변경하므로, 상기 편차의 지표로서 가진력 진폭 성분의 크기를 사용함으로써 제진 제어의 응답성 및 안정성을 향상시키는 구성을 실현하는 것이 가능해진다.
<제4 실시 형태>
다음에, 제4 실시 형태의 제진 장치를, 도 17을 참조해서 설명한다. 제4 실시 형태는 제3 발명에 대응하는 것이다.
도 17은, 본 실시 형태의 제어 수단(403)의 구성 및 기능을 도시하는 블록도이다. 제어 수단(403)은 상기 제3 실시 형태에 관한 제어 수단(3)과 거의 마찬가지의 구성을 갖지만, 도 14 및 도 15에 도시하는 편차 정보 취득 수단(334)을 구성하는 가진력 진폭 성분 취득부(334c) 대신에, 도 14에 있어서 상상선으로 나타내는 잔(殘)진동 진폭 성분 취득부(334a)를 갖고 있다.
잔진동 진폭 성분 취득부(334a)는 상쇄 오차로서 남는 진동(Vi3＋Vi4)의 진폭 성분이 클수록 상기 편차가 커지는 것에 착안하여, 상쇄 오차로서 남는 진동(Vi3＋Vi4)의 진폭 성분을 상기 편차의 지표로서 취득하고 있다. 구체적으로는, BPF(밴드 패스 필터)(344)로부터 출력되는 진동 신호 Asin(θ＋ø)를 입력하고, 입력한 진동 신호 Asin(θ＋ø)로부터 진동 성분 A를 취득하고 있다.
이 잔진동 진폭 성분 취득부(334a)에 대응해서 수렴 계수 변경 수단(335)은, 잔진동 진폭 성분 취득부(334a)에 의해 취득된 진동 성분 A를 입력하고, 입력한 진동 성분 A의 증가에 따라서 적응 필터(332f)가 수렴하는 속도가 빨라지도록 또한 입력한 진동 성분 A의 감소에 따라서 적응 필터(332f)가 수렴하는 속도가 느려지도록 수렴 계수를 변경하고 있다. 구체적으로는, 진폭 성분 An×소정 계수 k가 수렴 계수(332u)가 되도록 게인을 출력하고 있다. 물론, 진폭 성분에 따르고 있으면, 예를 들어 진폭 성분 A에 대하여 목적값을 0으로 하는 PI 제어(비례 적분 제어) 등의 그 밖의 처리에 의해 수렴 계수(332u)를 결정해도 좋다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 관한 제진 장치는 편차 정보 취득 수단(334)을 구성하는 잔진동 진폭 성분 취득부(334a)가, 편차에 대응하는 편차 정보로서 진동 검출 수단(1)에 의해 검출되는 상쇄 오차로서 남는 진동(Vi3＋Vi4)의 진폭 성분 A를 취득하고, 수렴 계수 변경 수단(335)이 편차 정보 취득 수단(334)을 구성하는 잔진동 진폭 성분 취득부(334a)에 의해 취득된 상쇄 오차로서 남는 진동(Vi3＋Vi4)의 진폭 성분 A의 증가에 따라서 적응 필터(332f)가 수렴하는 속도가 빨라지도록 또한 진폭 성분 A의 감소에 따라서 적응 필터(332f)가 수렴하는 속도가 느려지도록 수렴 계수(332u)를 변경하는 것을 특징으로 한다.
본 실시 형태에서는, 상쇄 오차로서 남는 진동(Vi3＋Vi4)의 진폭 성분 A가 클수록 진동 발생원(gn)으로부터 제진해야 할 위치(pos)로 전달한 진동(Vi3)과 유사 진동(Vi3')에 의거하여 제진해야 할 위치(pos)에 발생되는 상쇄 진동(Vi4)과의 편차가 커지는 것에 착안하여, 이 편차에 대응하는 편차 정보로서 진동 검출 수단(1)에 의해 검출되는 상쇄 오차로서 남는 진동(Vi3＋Vi4)의 진폭 성분 A를 취득하고, 취득한 진폭 성분 A의 증가에 따라서 적응 필터(332f)가 수렴하는 속도가 빨라지도록 또한 취득한 진폭 성분 A의 감소에 따라서 적응 필터(332f)가 수렴하는 속도가 느려지도록 수렴 계수(332u)를 변경하므로, 상기 편차의 지표로서 상쇄 오차로서 남는 진동의 진폭 성분 A를 이용함으로써 제진 제어의 응답성 및 안정성을 향상시키는 구성을 실현하는 것이 가능해진다.
<제5 실시 형태>
다음에, 제5 실시 형태의 제진 장치를, 도 18을 참조해서 설명한다. 제5 실시 형태는 제3 발명에 대응하는 것이다.
도 18은 본 실시 형태의 제어 수단(503)의 구성 및 기능을 도시하는 블록도다. 제어 수단(503)은 상기 제3 실시 형태에 관한 제어 수단(3)과 거의 마찬가지의 구성을 갖지만, 도 14 및 도 15에 도시하는 편차 정보 취득 수단(334)을 구성하는 가진력 진폭 성분 취득부(334c) 대신에, 도 14에 있어서 상상선으로 나타내는 주파수 변동량 취득부(334b)를 갖고 있다.
주파수 변동량 취득부(334b)는 제진해야 할 위치(pos)에서의 진동(Vi3)의 주파수의 변동량이 클수록 상기 편차가 커지는 것에 착안하여, 진동 발생원(gn)에서 발생하는 진동에 관련된 신호에 의거하여 제진해야 할 위치(pos)에서의 진동의 주파수의 변화량을 상기 편차의 지표로서 취득하고 있다. 구체적으로는, 주파수 변동량 취득부(334b)는 주파수 검출부(341)에 의해 인식된 주파수(f)를 입력하고, 입력한 주파수(f)에 대하여 미분 처리 등을 행함으로써 주파수(f)의 변동량을 취득한다.
이 주파수 변동량 취득부(334b)에 대응해서 수렴 계수 변경 수단(335)은, 주파수 변동량 취득부(334b)에 의해 취득된 진동(Vi3)의 주파수(f)의 변동량을 입력하고, 입력한 변동량의 증가에 따라서 적응 필터(332f)가 수렴하는 속도가 빨라지도록 또한 입력한 변동량의 감소에 따라서 적응 필터(332f)가 수렴하는 속도가 느려지도록 수렴 계수를 변경하고 있다. 구체적으로는, 주파수(f)의 변동량에 비례해서 적응 필터(332f)의 수렴하는 속도가 빨라지도록 수렴 계수(332u)를 결정하고 있다. 물론, 주파수(f)의 변동량에 따르고 있으면, 예를 들어 일정 게인을 곱하거나, 주파수(f)의 변동량이 소정 임계값을 초과하는지의 여부에 의해 미리 설정된 복수의 수렴 계수(332u) 중으로부터 하나의 수렴 계수(332u)를 사용하도록 전환 가능하게 구성해도 좋다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 관한 제진 장치는 편차 정보 취득 수단(334)을 구성하는 주파수 변동량 취득부(334b)가 편차에 대응하는 편차 정보로서 진동 발생원(1)에서 발생하는 진동(Vi3)에 관련된 신호인 엔진 펄스 신호에 의거하여 제진해야 할 위치(pos)에서의 진동(Vi3)의 주파수(f)의 변화량을 취득하고, 수렴 계수 변경 수단(335)이 편차 정보 취득 수단(334)을 구성하는 주파수 변동량 취득부(334b)에 의해 취득된 주파수(f)의 변동량 증가에 따라서 적응 필터(332f)가 수렴하는 속도가 빨라지도록 또한 취득된 주파수(f)의 변동량의 감소에 따라서 적응 필터(332f)가 수렴하는 속도가 느려지도록 수렴 계수(332u)를 변경하는 것을 특징으로 한다.
본 실시 형태에서는, 제진해야 할 위치(pos)에서의 진동(Vi3)의 주파수(f)의 변동량이 클수록 상기 편차가 커지는 것에 착안하여, 이 편차에 대응하는 편차 정보로서 진동 발생원(gn)에서 발생하는 진동(Vi3)에 관련된 신호인 엔진 펄스 신호에 의거하여 제진해야 할 위치(pos)에서의 진동(Vi3)의 주파수(f)의 변화량을 취득하고, 취득한 주파수(f)의 변화량의 증가에 따라서 적응 필터(332f)가 수렴하는 속도가 빨라지도록 또한 취득한 주파수(f)의 변화량 감소에 따라서 적응 필터(332f)가 수렴하는 속도가 느려지도록 수렴 계수(332u)를 변경하므로, 상기 편차의 지표로서 제진해야 할 위치(pos)에서의 진동(Vi3)의 주파수(f)의 변동량을 사용함으로써 제진 제어의 응답성 및 안정성을 향상시키는 구성을 실현하는 것이 가능해진다.
<제6 실시 형태>
다음에, 제6 실시 형태의 제진 장치를, 도 19 및 도 6을 참조해서 설명한다. 제6 실시 형태는 제3 발명에 대응하는 것이다.
도 19는 본 실시 형태의 제어 수단(603)의 구성 및 기능을 도시하는 블록도다. 제어 수단(603)은 상기 제3 실시 형태에 관한 제어 수단(3)과 거의 마찬가지의 구성을 갖지만, 도 14 및 도 15에 도시하는 편차 정보 취득 수단(334)을 구성하는 가진력 진폭 성분 취득부(334c) 대신에, 도 14에 있어서 상상선으로 나타내는 위상차 취득부(334d)를 갖고 있다.
위상차 취득부(334d)는, 도 6에 도시한 바와 같이 상쇄 오차로서 남는 진동(Vi3＋Vi4)의 위상 ø와 유사 진동(Vi3')에 의거하여 제진해야 할 위치(pos)에 발생되는 상쇄 진동(Vi4)의 위상 ø'와의 위상차 Δø(＝ø-ø')를 취득하는 것이다. 그 구성을 이하에 구체적으로 설명한다.
도 19에 도시한 바와 같이, 우선 제산기(660a)에 있어서 진동 신호 Asin(θ＋ø)를 리얼타임 진폭 검출부(660)로 검출한 진폭 A로 제산하여, 진폭(1)의 sin(θ＋ø)를 얻는다.
리얼타임 진폭 검출부(660)는 진폭(1)의 정현파 sinθ의 반주기 0 내지 π의 적분값이 (-cosπ)-(-cos0)＝(1)-(-1)＝2이며, 그 평균값은 0 내지 π까지의 평균이므로 2/π가 되는 것을 이용한 것으로, 진동 신호 Asin(θ＋ø)를 입력하여, 절대값 처리를 더하고, 2배의 주파수 성분을 제거하는 노치 필터를 거쳐, 맥동분을 LPF(로우 패스 필터)로 제거하여 2/π를 곱함으로써 즉시 진폭 A를 취득하는 것이다.
승산기(661, 662)는 제산기(660a)에서의 제산 결과인 sin(θ＋ø)에 대하여 2sinθ 및 2cosθ를 각각 승산하여 곱의 합 정리로부터, cosø-cos(2θ＋ø)와 sinø＋sin(2θ＋ø)를 얻는다. 승산기(661)의 연산 결과인 cosø-cos(2θ＋ø)에 대하여 2배의 주파수 성분을 제거하는 노치 처리(663)를 실시하고, 맥동분을 LPF(로우 패스 필터) 처리(665)로 제거해서 cosø를 얻는다. 마찬가지로, 승산기(662)의 연산 결과인 sinø＋sin(2θ＋ø)에 대하여 2배의 주파수 성분을 제거하는 노치 처리(664)를 실시하고, 맥동분을 LPF(로우 패스 필터) 처리(666)로 제거해서 sinø를 얻는다. 이와 같이 진동 신호 Asin(θ＋ø)의 위상 성분을 갖는 cosø 및 sinø를 즉시 특정한다.
위상차 특정부(667)는, 특정된 cosø 및 sinø와 적응 필터(332f)인 A'cosø' 및 A'sinø'에 의거하여 위상차를 특정하는 것이다. 구체적으로는, 이들 위상 ø 및 위상 ø'는, 공통의 기본 전기각 θ를 기준으로 한 위상 어긋남을 나타내는 것이므로, 유사 진동의 위상과 제진해야 할 위치(pos)에서의 진동의 위상이 일치하고 있는 경우에는 ø와 ø'가 동등한 것이 된다. 따라서, 위상차 Δø를 ø-ø'라 정의하여, 이하의 식을 이용해서 산출되는 위상차의 정현 성분 α 및 여현 성분 β에 의해 위상차를 표현하고 있다.
정현 성분 α＝A'sin(ø－ø')＝A'(sinøcosø'－cosøsinø')＝sinø(A'cosø')－cosø(A'sinø')
여현 성분 β＝A'cos(ø－ø')＝A'(cosøcosø'＋sinøsinø')＝cosø(A'cosø')＋sinø(A'sinø')
상기 적응 제어 알고리즘은 위상차 Δø가 ±60도의 범위를 넘은 경우는 제어가 비산되어 제진 불가능해지는 것이 판명되어 있으므로, 여현 성분 β＞0의 조건으로 정현 성분α의 부호에 의해 Δø가 진행되고 있는지의 여부를 판단할 수 있어, 정현 성분 α의 크기에 의해 위상차 Δø의 어긋남량을 파악할 수 있다.
이 위상차 취득부(334d)에 대응해서 수렴 계수 변경 수단(335)은, 위상차 취득부(334d)에 의해 취득된 위상차 Δø를 나타내는 정현 성분 α 및 여현 성분 β를 입력하고, 위상차 Δø에 따라서 적응 필터(332f)가 수렴하는 속도가 변화되도록 수렴 계수를 변경하고 있다. 구체적으로는, 제진해야 할 위치(pos)의 주파수(f)가 변동하고 있을 때는 위상차 Δø도 변동하는 경우가 많으므로, 위상차 Δø가 변동하고 있으면 그 변동량에 비례해서 적응 필터(32f)의 수렴하는 속도가 변화되도록 수렴 계수(332u)를 결정하고 있다. 물론, 위상차 Δø의 변동량에 따르고 있으면, 예를 들어 일정한 게인을 곱하거나, 위상차 Δø의 변동량이 소정 임계값을 초과하는지의 여부에 의해 미리 설정된 복수의 수렴 계수(32u) 중에서 하나의 수렴 계수(32u)를 사용하도록 전환 가능하게 구성해도 좋다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 관한 제진 장치는 편차 정보 취득 수단(334)을 구성하는 위상차 취득부(334d)가 편차에 대응하는 편차 정보로서 상쇄 오차로서 남는 진동(Vi3＋Vi4)의 위상 ø와 유사 진동(Vi3')에 의거하여 제진해야 할 위치(pos)에 발생되는 상쇄 진동(Vi4)의 위상 ø'와의 위상차 Δø(ø-ø')를 취득하고, 수렴 계수 변경 수단(335)이 편차 정보 취득 수단(334)을 구성하는 위상차 취득부(334d)에 의해 취득된 위상차 Δø의 증가에 따라서 적응 필터(332f)가 수렴하는 속도가 빨라지도록 또한 위상차 Δø의 감소에 따라서 적응 필터(332f)가 수렴하는 속도가 느려지도록 수렴 계수(332u)를 변경하는 것을 특징으로 한다.
본 실시 형태에서는, 상쇄 오차로서 남는 진동(Vi3＋Vi4)의 위상 ø와 유사 진동(Vi3')에 의거하여 제진해야 할 위치(pos)에 발생되는 상쇄 진동(Vi4)의 위상 ø'와의 위상차 Δø(ø-ø')가 커지는 경향이 있을 때에는 제진해야 할 위치(pos)의 진동 주파수가 변동되고 있는 경우가 많으며, 진동 발생원(gn)으로부터 제진해야 할 위치(pos)로 전달한 진동(Vi3)과 유사 진동(Vi3')에 의거하여 제진해야 할 위치(pos)에 발생되는 상쇄 진동(Vi4)과의 편차가 커지는 것에 착안하여, 이 편차에 대응하는 편차 정보로서 상기 위상차 Δø를 취득하고, 취득한 위상차 Δø의 증가에 따라서 적응 필터(332f)가 수렴하는 속도가 빨라지도록 또한 위상차 Δø의 감소에 따라서 적응 필터(332f)가 수렴하는 속도가 느려지도록 수렴 계수(332u)를 변경하므로, 상기 위상차 Δø를 상기 편차의 지표로서 사용함으로써 제진 제어의 응답성 및 안정성을 향상시키는 구성을 실현하는 것이 가능해진다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해서 도면에 의거하여 설명했지만, 구체적인 구성은 이들의 실시 형태에 한정되는 것이 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 실시 형태의 설명뿐만 아니라 특허청구의 범위에 의해 나타내고, 또한 특허청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함된다.
예를 들어, 상기 실시 형태에 있어서, 수렴 계수 변경 수단(335)은 적응 필터(332f)가 수렴하는 속도가 빨라지도록 수렴 계수(332u)를 변경하는 구성과, 적응 필터(332f)가 수렴하는 속도가 느려지도록 수렴 계수(332u)를 변경하는 구성과의 양쪽의 구성을 갖고 있지만, 수렴 계수 변경 수단(335)은 적응 필터(332f)가 수렴하는 속도가 빨라지도록 수렴 계수(332u)를 변경하는 구성만이라도 좋고, 적응 필터(332f)가 수렴하는 속도가 느려지도록 수렴 계수(332u)를 변경하는 구성만이라도 좋다.
또한, 편차 정보 취득 수단(334)은 상기 편차에 대응하는 편차 정보로서 상기 가진력 진폭 성분, 상쇄 오차로서 남는 진동의 진폭 성분, 제진해야 할 진동의 주파수의 변화량, 상쇄 오차로서 남는 진동의 위상과 유사 진동에 의거하여 제진해야 할 위치에 발생되는 진동의 위상과의 위상차 중 어느 하나의 편차 정보를 취득하고 있지만, 복수의 편차 정보를 취득해서 수렴 계수를 변경하도록 구성해도 좋다. 단일의 편차 정보를 취득하는 구성에서는, 상기 편차의 증가나 감소의 징후가 드러나기 어려운 편차 정보를 취득하고 있는 경우가 있으며, 이 경우 수렴 계수의 변경이 지연되어 버리는 것이 고려된다. 그러나 복수의 편차 정보를 취득하도록 구성하면, 상기 편차의 증가나 감소의 징후가 드러나기 쉬운 편차 정보를 취득하는 것이 단일의 편차 정보를 취득하는 구성에 비해 많아지므로, 응답성이나 안전성 등의 제어 정밀도를 향상시키는 것이 가능해진다.
그 밖의, 각 부의 구체적인 구성은, 상술한 실시 형태에만 한정되는 것이 아닌, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변형이 가능하다.
제1 발명에 따르면, 제진해야 할 진동의 주파수를 실제 주파수와 다른 주파수다라고 오류 인식한 경우라도 유사 진동의 주파수를 제진해야 할 진동의 주파수에 맞추어 적응 제어 알고리즘의 적응성을 향상시켜, 제진성 및 안정성을 향상시키는 것이 가능해진다.
제2 발명에 따르면, 가진 수단의 진동에 의해 다른 부위로의 진동에 악영향을 미치는 것이나 현 주파수가 저감도 영역을 빠져나간 경우에 필요 이상의 큰 상쇄 진동이 가진되는 것을 방지하고, 저감도 영역에 의해 발생하는 문제를 해소하여, 제진 안정성을 향상시키는 것이 가능해진다.
제3 발명에 따르면, 제진해야 할 진동의 현저한 변화에 따라서 발생시키는 상쇄 진동을 크게 변화시킬 필요의 유무에 좌우되지 않고 제진 제어의 응답성 또는 안정성을 향상시키는 것이 가능해진다.
따라서, 이들 제1, 제2 및 제3 발명에 따르면, 제진 제어의 안정성을 향상시킨 제진 장치를 제공하는 것이 가능해진다.

Claims (14)

  1. 제진 발생원에서 발생하는 진동과 가진 수단을 통해 발생시키는 상쇄 진동을 제진해야 할 위치에서 상쇄하는 데 있어서, 적응 제어 알고리즘을 사용하여 상기 제진 발생원으로부터 상기 제진해야 할 위치로 전달한 진동을 상쇄하기 위해 필요한 유사 진동을 산출하고, 산출한 유사 진동에 의거하여 상기 상쇄 진동을 상기 가진 수단을 통하여 제진해야 할 위치에 발생시키고, 발생한 상쇄 진동과 상기 진동 발생원으로부터 상기 제진해야 할 위치로 전달한 진동과의 상쇄 오차로서 남는 진동을 검출하고, 검출한 상쇄 오차로서 남는 진동이 작아지도록 상기 적응 제어 알고리즘을 학습 적응하는 제진 장치이며,
    상기 유사 진동의 주파수의 기초로 하기 위해 상기 제진해야 할 위치에서의 진동의 주파수를 상기 진동 발생원에서 발생하는 진동에 관련된 신호에 의거하여 인식하는 주파수 인식 수단과,
    상기 제진해야 할 위치에서의 상쇄 오차로서 남는 진동을 검출하여 당해 상쇄 오차로서 남는 진동의 위상을 특정하고 특정된 상쇄 오차로서 남는 진동의 위상과 상기 유사 진동에 의거하여 제진해야 할 위치에 발생되는 상쇄 진동의 위상과의 위상차를 특정하는 위상차 특정 수단과,
    상기 위상차 특정 수단에 의해 특정된 위상차에 의거하여 상기 주파수 인식 수단에 의해 인식된 주파수를 해당 위상차가 없어지는 방향으로 보정하는 주파수 보정 수단을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 제진 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주파수 보정 수단은 상기 위상차 특정 수단에 의해 특정된 위상차가 있을 때에 미리 설정된 보정 일회당의 상한 보정량을 초과하지 않는 보정량을 사용해서 상기 주파수 인식 수단에 의해 인식된 주파수를 보정하는, 제진 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 주파수 보정 수단은 상기 위상차 특정 수단에 의해 특정된 위상차의 어긋남량에 따른 크기의 보정량을 사용해서 상기 주파수 인식 수단에 의해 인식된 주파수를 보정하는, 제진 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 주파수 보정 수단은 상기 위상차 특정 수단에 의해 특정된 위상차의 어긋남량이 미리 설정된 임계값보다도 클 때에 상기 주파수 인식 수단에 의해 인식된 주파수의 보정을 실시하고, 상기 위상차의 어긋남량이 상기 임계값 이하일 때에 상기 인식된 주파수의 보정을 실시하지 않는, 제진 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 주파수 보정 수단은 상기 위상차 특정 수단에 의해 특정된 위상차의 어긋남량이 미리 설정된 임계값보다도 클 때에 상기 주파수 인식 수단에 의해 인식된 주파수의 보정을 실시하고, 상기 위상차의 어긋남량이 상기 임계값 이하일 때에 상기 인식된 주파수의 보정을 실시하지 않는, 제진 장치.
  6. 진동 발생원에서 발생하는 진동과 가진 수단에 의해 발생되는 상쇄 진동을 제진해야 할 위치에서 상쇄하는 데 있어서, 상기 진동에 대응하는 주파수를 입력해서 상기 진동 발생원으로부터 상기 제진해야 할 위치로 전달한 진동을 상쇄하기 위한 상쇄 신호를 발생하는 제어 수단과, 이 제어 수단의 발생하는 상쇄 신호가 입력됨으로써 작동하여 상기 제진해야 할 위치에 상쇄 진동을 발생시키는 가진 수단과, 상기 제진해야 할 위치에 있어서 상기 진동 발생원에서 발생한 진동과 상기 상쇄 진동과의 상쇄 오차로서 남는 진동을 검출하는 진동 검출 수단을 구비하고, 상기 제어 수단이 상기 진동 검출 수단에 의해 검출된 진동에 의거하여 상기 상쇄 오차로서 남는 진동이 작아지도록 상기 상쇄 신호를 수정하는 제진 장치이며,
    상기 가진 수단으로부터 상기 제진해야 할 위치에 이르는 진동 전달 경로 상의 전달 특성을 주파수와 관련지어 감도 정보로서 기억하는 기억 수단과, 상기 감도 정보에 의거하여 현 주파수가 상기 가진 수단에 의해 발생되는 진동이 전달되기 어려운 저감도 영역에 있는지의 여부를 판정하는 감도 판정 수단을 마련하고, 상기 제어 수단은 상기 감도 판정 수단에 의해 현 주파수가 저감도 영역에 있다고 판정될 경우에 상기 상쇄 신호를 상기 가진 수단에 의해 발생되는 상쇄 진동을 억제하는 방향으로 수정하는 것을 특징으로 하는, 제진 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 감도 판정 수단은 상기 감도 정보에 의거하여 현 주파수에 관련지어진 진동 전달 경로 상의 전달 특성 중 하나인 진폭 성분의 전달도가 미리 정해진 제1 임계값보다 낮을 경우에 현 주파수가 상기 저감도 영역에 있다고 판정하는, 제진 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 감도 판정 수단은 상기 감도 정보에 의거하여 현 주파수에 관련지어진 진동 전달 경로 상의 전달 특성 중 하나인 진폭 성분의 전달도가 상기 제1 임계값보다 높은 전달도인 제2 임계값보다도 높을 경우에 현 주파수가 상기 저감도 영역에 없다고 판정하는 것이며, 상기 제1 임계값과 상기 제2 임계값 사이에 판정 결과가 바뀌지 않는 불변 영역이 마련되어 있고, 상기 제어 수단은 상기 감도 판정 수단에 의해 현 주파수가 저감도 영역에 없다고 판정될 경우에 상기 상쇄 신호의 수정을 행하지 않는, 제진 장치.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상쇄 신호가 제진 전류 지령이며, 상기 주파수로부터 미리 정한 전류 상한값을 도출해 상기 제진 전류 지령의 피크 전류값이 상기 전류 상한값을 초과하고 있는 경우에 상기 제어 수단에 전류 상한 초과 신호를 입력하는 전류 초과 검출 수단을 더 구비하고, 상기 제어 수단은 상기 전류 상한 초과 신호의 입력을 받아서 상기 제진 전류 지령을 제한하도록 구성되는 것이며, 상기 전류 초과 검출 수단은 상기 감도 판정 수단에 의해 현 주파수가 저감도 영역에 있다고 판정되고 있는 경우에 상기 전류 상한값을 상기 제진 전류 지령이 제한되는 방향으로 수정하는, 제진 장치.
  10. 진동 발생원에서 발생하는 진동과 가진 수단을 통해서 발생시키는 상쇄 진동을 제진해야 할 위치에서 상쇄하는 데 있어서, 적응 필터를 사용하여 상기 진동 발생원으로부터 상기 제진해야 할 위치로 전달한 진동을 상쇄하기 위해 필요한 유사 진동을 산출하는 유사 진동 산출 수단과, 상기 유사 진동 산출 수단에 의해 산출된 유사 진동에 의거하여 상기 가진 수단을 통해서 상기 제진해야 할 위치에 상기 상쇄 진동을 발생시키는 상쇄 진동 발생 지령 수단과, 상기 제진해야 할 위치에 있어서 상기 진동 발생원에서 발생한 진동과 상기 상쇄 진동과의 상쇄 오차로서 남는 진동을 검출하는 진동 검출 수단을 구비하고, 상기 유사 진동 산출 수단은 상기 진동 검출 수단에 의해 검출된 진동과 상기 적응 필터가 참값에 수렴하는 속도를 결정하는 수렴 계수에 의거하여 상기 상쇄 오차로서 남는 진동이 작아지도록 상기 적응 필터의 산출을 반복 실행하고, 산출 축적에 의해 유사 진동 및 적응 필터를 참값에 수렴시키는 제진 장치이며,
    상기 진동 발생원으로부터 상기 제진해야 할 위치로 전달한 진동과 상기 유사 진동에 의거하여 상기 제진해야 할 위치에 발생되는 상쇄 진동과의 편차에 대응하는 편차 정보를 취득하는 편차 정보 취득 수단과,
    상기 편차 정보 취득 수단에 의해 취득된 편차 정보에 의거하여 상기 편차의 증가에 따라서 상기 적응 필터가 수렴하는 속도가 빨라지도록 상기 수렴 계수를 변경하는 수렴 계수 변경 수단을 구비한 것을 특징으로 하는, 제진 장치.
  11. 진동 발생원에서 발생하는 진동과 가진 수단을 통해서 발생시키는 상쇄 진동을 제진해야 할 위치에서 상쇄하는 데 있어서, 적응 필터를 사용하여 상기 진동 발생원으로부터 상기 제진해야 할 위치로 전달한 진동을 상쇄하기 위해 필요한 유사 진동을 산출하는 유사 진동 산출 수단과, 상기 유사 진동 산출 수단에 의해 산출된 유사 진동에 의거하여 상기 가진 수단을 통해서 상기 제진해야 할 위치에 상기 상쇄 진동을 발생시키는 상쇄 진동 발생 지령 수단과, 상기 제진해야 할 위치에 있어서 상기 진동 발생원에서 발생한 진동과 상기 상쇄 진동과의 상쇄 오차로서 남는 진동을 검출하는 진동 검출 수단을 구비하고, 상기 유사 진동 산출 수단은 상기 진동 검출 수단에 의해 검출된 진동과 상기 적응 필터가 참값에 수렴하는 속도를 결정하는 수렴 계수에 의거하여 상기 상쇄 오차로서 남는 진동이 작아지도록 상기 적응 필터의 산출을 반복 실행하고, 산출 축적에 의해 유사 진동 및 적응 필터를 참값에 수렴시키는 제진 장치이며,
    상기 진동 발생원으로부터 상기 제진해야 할 위치로 전달한 진동과 상기 유사 진동에 의거하여 상기 제진해야 할 위치에 발생되는 상쇄 진동과의 편차에 대응하는 편차 정보를 취득하는 편차 정보 취득 수단과,
    상기 편차 정보 취득 수단에 의해 취득된 편차 정보에 의거하여 상기 편차의 감소에 따라서 상기 적응 필터가 수렴하는 속도가 느려지도록 상기 수렴 계수를 변경하는 수렴 계수 변경 수단을 구비한 것을 특징으로 하는, 제진 장치.
  12. 진동 발생원에서 발생하는 진동과 가진 수단을 통해서 발생시키는 상쇄 진동을 제진해야 할 위치에서 상쇄하는 데 있어서, 적응 필터를 사용하여 상기 진동 발생원으로부터 상기 제진해야 할 위치로 전달한 진동을 상쇄하기 위해 필요한 유사 진동을 산출하는 유사 진동 산출 수단과, 상기 유사 진동 산출 수단에 의해 산출된 유사 진동에 의거하여 상기 가진 수단을 통해서 상기 제진해야 할 위치에 상기 상쇄 진동을 발생시키는 상쇄 진동 발생 지령 수단과, 상기 제진해야 할 위치에 있어서 상기 진동 발생원에서 발생한 진동과 상기 상쇄 진동과의 상쇄 오차로서 남는 진동을 검출하는 진동 검출 수단을 구비하고, 상기 유사 진동 산출 수단은 상기 진동 검출 수단에 의해 검출된 진동과 상기 적응 필터가 참값에 수렴하는 속도를 결정하는 수렴 계수에 의거하여 상기 상쇄 오차로서 남는 진동이 작아지도록 상기 적응 필터의 산출을 반복 실행하고, 산출 축적에 의해 유사 진동 및 적응 필터를 참값에 수렴시키는 제진 장치이며,
    상기 진동 발생원으로부터 상기 제진해야 할 위치로 전달한 진동과 상기 유사 진동에 의거하여 상기 제진해야 할 위치에 발생되는 상쇄 진동과의 편차에 대응하는 편차 정보를 취득하는 편차 정보 취득 수단과,
    상기 편차 정보 취득 수단에 의해 취득된 편차 정보에 의거하여 상기 편차의 증가에 따라서 상기 적응 필터가 수렴하는 속도가 빨라져 상기 편차의 감소에 따라서 상기 적응 필터가 수렴하는 속도가 느려지도록 상기 수렴 계수를 변경하는 수렴 계수 변경 수단을 구비한 것을 특징으로 하는, 제진 장치.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 편차 정보 취득 수단은 상기 편차에 대응하는 편차 정보로서 상기 유사 진동에 의거하여 제진해야 할 위치에 발생되는 상쇄 진동의 진폭값에 대응하는 가진력 진폭 성분을 취득하고,
    상기 수렴 계수 변경 수단은 상기 편차 정보 취득 수단에 의해 취득된 가진력 진폭 성분에 따라서 상기 수렴 계수를 변경하는, 제진 장치.
  14. 제1항, 제6항, 제10항, 제11항 또는 제12항 중 어느 한 항에 기재된 제진 장치를 구비한, 차량.
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