(57)【要約】【課題】ディジタルコントローラのナイキスト周波数を超える高周波域の信号についても誤差を生じることなく制御でき、制御対象の振動を低減できる振動低減装置を提供する。【解決手段】コントローラ101によって制御対象の振動を低減する振動低減装置であって、コントローラのナイキスト周波数の自然数倍の周波数を含まないで、通過帯域幅がナイキスト周波数からサンプリング周波数までの周波数幅以下であり、振動状態検出手段25で検出した振動のうち、その通過帯域の振動を通過させる入力側バンドパスフィルタ104と、その通過したアナログ信号をディジタル信号に変換するＡＤ変換手段102と、そのディジタル信号から決定されたフィードバック信号を、ディジタル信号からアナログ信号に変換するＤＡ変換手段103と、変換されたアナログ信号で制御対象を加振するアクチュエータ10とを備える。【選択図】図４
2008134996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディジタルコントローラによって制御対象の振動を低減する振動低減装置であって、
制御対象の振動を検出する振動状態検出手段と、
ディジタルコントローラのナイキスト周波数の自然数倍の周波数を含まないで、通過帯域幅がナイキスト周波数からサンプリング周波数までの周波数幅以下であり、前記振動状態検出手段で検出した振動のうち、その通過帯域の振動を通過させる入力側バンドパスフィルタと、
前記入力側バンドパスフィルタを通過したアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
前記Ａ／Ｄ変換手段で変換されたディジタル信号に基づいて前記ディジタルコントローラで決定されたフィードバック制御信号を、ディジタル信号からアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換手段と、
前記Ｄ／Ａ変換手段で変換されたアナログ信号に基づいて前記制御対象を加振するアクチュエータと、
を備えることを特徴とする振動低減装置。
【請求項２】
前記制御対象は、内燃機関に取り付けられた燃料インジェクタであり、
前記入力側バンドパスフィルタの所定の周波数帯域は、前記燃料インジェクタの振動ピークを含む帯域である、
ことを特徴とする請求項１に記載の振動低減装置。
【請求項３】
前記振動状態検出手段は、前記制御対象の振動の加速度、速度、変位又は音圧を検出する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の振動低減装置。
【請求項４】
前記アクチュエータは、制御対象の取付座面と制御対象との間に配置され、印加電圧に応じて制御対象の軸方向に伸縮する圧電素子である、
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の振動低減装置。
【請求項５】
前記アクチュエータは、前記制御対象の振動の加速度、速度、変位又は音圧を制御する、
ことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の振動低減装置。
【請求項６】
前記Ｄ／Ａ変換手段で変換されたアナログ信号のうち、ディジタルコントローラのナイキスト周波数以上の所定の周波数帯域の信号を通過させる出力側バンドパスフィルタをさらに備え、
前記アクチュエータは、前記出力側バンドパスフィルタを通過したアナログ信号に基づいて前記制御対象を加振する、
ことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の振動低減装置。
【請求項７】
前記振動状態検出手段で検出した振動のうち、ディジタルコントローラのナイキスト周波数以下の振動を通過させる入力側ローパスフィルタを含み、その入力側ローパスフィルタを通過したアナログ信号をディジタル信号に変換し、そのディジタル信号に基づいて決定されたフィードバック制御信号を、ディジタル信号からアナログ信号に変換し、そのアナログ信号に基づいて前記制御対象を前記アクチュエータで加振する低周波数帯域制御部をさらに有する、
ことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の振動低減装置。
【請求項８】
ディジタルコントローラのナイキスト周波数の自然数倍の周波数を含まないで、通過帯域幅がナイキスト周波数からサンプリング周波数までの周波数幅以下であり、通過帯域が前記入力側バンドパスフィルタの通過帯域とオーバーラップする第２の入力側バンドパスフィルタを含み、その第２の入力側バンドパスフィルタを通過したアナログ信号をディジタル信号に変換し、そのディジタル信号に基づいて決定されたフィードバック制御信号を、ディジタル信号からアナログ信号に変換し、そのアナログ信号に基づいて前記制御対象を前記アクチュエータで加振する、
ことを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の振動低減装置。
【請求項９】
前記制御対象は、内燃機関に取り付けられた燃料インジェクタであり、
前記第２の入力側バンドパスフィルタの通過周波数帯域は、前記燃料インジェクタの振動ピークを含む帯域である、
ことを特徴とする請求項８に記載の振動低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、制御対象の振動を低減する装置に関する。低減が望まれる振動の周波数が高い制御対象の振動を低減するのに適する。低減が望まれる振動の周波数が高い制御対象の１つに、内燃機関に取り付けられた燃料インジェクタがある。
【背景技術】
【０００２】
直噴ディーゼルエンジンでは、高圧に加圧された燃料をインジェクタでシリンダ内に直接噴射する。
【０００３】
この燃料インジェクタは、例えば特許文献１に示す構造で支持される。すなわち燃料インジェクタは、シリンダヘッドに形成された燃料インジェクタ取付穴に挿入され、ノズルサポートによってシリンダヘッドに挿圧固定される。ノズルサポートは、先端に形成された二股のフォーク部が燃料インジェクタに掛け渡され、反対端の支持点でヘッド本体に支持され、ボルトによってシリンダヘッドに締結される。ボルトの軸力がノズルサポートのフォーク部に伝わって燃料インジェクタをシリンダヘッドに押圧固定する。
【０００４】
ところで、燃料インジェクタは、内部に針弁等の可動部品を有する。この針弁がシート部に対して離座／着座することで燃料の噴射／停止が制御される。このとき燃料インジェクタには、衝突による衝撃力が発生する。特にコモンレールタイプのディーゼルエンジンにおいては、内部部品が高圧の燃料で駆動されるので燃料インジェクタに発生する衝撃力が大きい。この衝撃力によって燃料インジェクタが振動すると、その振動が燃料インジェクタに接続されるノズルサポートやシリンダヘッドを介して他のエンジン部品に伝達され、エンジン騒音悪化の要因となる。
【０００５】
そこで本件発明者らは、印加電圧に応じて軸方向に伸縮する薄板状の圧電素子を積層したアクチュエータをシリンダヘッド座面と燃料インジェクタとの間に配置し、燃料インジェクタの軸方向加速度をフィードバックすることで、燃料インジェクタの振動を低減することを考案した。ところがディジタルコントローラでは、元信号に、サンプリング周波数の１／２の周波数(ナイキスト周波数)を超える高周波成分が含まれていると、高周波成分がナイキスト周波数で折り返して元信号に乗ってしまって、エイリアシング(aliasing；折り返し雑音)と呼ばれる誤差が生じる。このようなエイリアシング誤差を防止するには、通常はローパスフィルタ(ハイカットフィルタ)によってナイキスト周波数を超える高周波成分をカットする。
【特許文献１】特開平８−２００１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし制御目的の周波数域が高い場合は、高速処理可能なディジタルコントローラを使用してサンプリング周波数を上げることでナイキスト周波数を上げて、エイリアシング誤差を生じない周波数帯域を広げる必要があり、高価なディジタルコントローラが必要になる。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、ディジタルコントローラのナイキスト周波数を超える高周波域の信号についても誤差を生じることなく制御することができ、燃料インジェクタが燃料噴射するときに発生する振動を低減できる振動低減装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００９】
本発明は、ディジタルコントローラ(１０１)によって制御対象(２０)の振動を低減する振動低減装置であって、制御対象(２０)の振動を検出する振動状態検出手段(２５)と、ディジタルコントローラのナイキスト周波数の自然数倍の周波数を含まないで、通過帯域幅がナイキスト周波数からサンプリング周波数までの周波数幅以下であり、前記振動状態検出手段(２５)で検出した振動のうち、その通過帯域の振動を通過させる入力側バンドパスフィルタ(１０４)と、前記入力側バンドパスフィルタを通過したアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段(１０２)と、前記Ａ／Ｄ変換手段で変換されたディジタル信号に基づいて前記ディジタルコントローラ(１０１)で決定されたフィードバック制御信号を、ディジタル信号からアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換手段(１０３)と、前記Ｄ／Ａ変換手段で変換されたアナログ信号に基づいて前記制御対象を加振するアクチュエータ(１０)とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ディジタルコントローラのナイキスト周波数の自然数倍の周波数を含まないで、通過帯域幅がナイキスト周波数からサンプリング周波数までの周波数幅以下である入力側バンドパスフィルタを用いて、振動状態検出手段(２５)で検出した振動のうち、その通過帯域の振動を通過させ、その通過したアナログ信号をディジタル信号に変換し、そのディジタル信号に基づいてディジタルコントローラでフィードバック制御信号を決定し、そのフィードバック制御信号をディジタル信号からアナログ信号に変換してそのアナログ信号に基づいて制御対象を加振するようにした。
【００１１】
元信号は、入力側バンドパスフィルタを通過すると所定の周波数帯だけの信号になり、そのアナログ信号がディジタル信号に変換されると、ナイキスト周波数で折り返した信号になる。その信号に基づいてフィードバック制御信号を決定し、さらにそのフィードバック制御信号をディジタル信号からアナログ信号に変換すると、再びナイキスト周波数で折り返す。したがってこのようにＡ／Ｄ変換手段及びＤ／Ａ変換手段を組み合わせることで、ナイキスト周波数を超える高周波域の信号についても誤差を生じることなく制御することができる。これによって、サンプリング周波数は高いが高価でもあるコントローラを使用することなく、サンプリング周波数は低いが安価なコントローラを使用して、広い周波数帯域で振動を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下では図面等を参照して本発明を実施するための最良の形態についてさらに詳しく説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明による振動低減装置を使用する燃料インジェクタを有する燃料供給システムを示す図である。
【００１３】
この燃料供給システムは、自動車に搭載されるコモンレールタイプのディーゼルエンジン用のシステムである。
【００１４】
燃料タンク８１内の燃料は、フィルタ８２を介して低圧ポンプ８３によって取り出され、高圧サプライポンプ８４において高圧状態に加圧され、コモンレール８５に供給される。なお、高圧サプライポンプ８４にはプレッシャレギュレータが内蔵されており、余剰燃料が燃料タンク８１に還流され、コモンレール８５内が所望の圧力に制御される。そして、高圧の燃料がコモンレール８５から燃料インジェクタ２０に供給され、燃料インジェクタ２０を開弁駆動することによって各気筒のシリンダ内に直接噴射される。
【００１５】
燃料インジェクタ２０の作動はコントローラ１００によって制御される。コントローラ１００は、センサで検出したエンジン負荷(アクセルペダル踏込量など)及びエンジン回転速度に基づいて、燃料噴射時期及び燃料噴射量を算出し、これらに対応する開弁指令信号を燃料インジェクタ２０へ出力する。またコントローラ１００は、エンジン負荷及びエンジン回転速度に基づいて燃料噴射圧力を算出し、コモンレール８５内の燃料圧力がその算出した燃料噴射圧力になるように高圧サプライポンプ８４のプレッシャレギュレータを制御する。なおコントローラ１００は中央演算装置(ＣＰＵ)、読み出し専用メモリ(ＲＯＭ)、ランダムアクセスメモリ(ＲＡＭ)及び入出力インタフェース(Ｉ／Ｏインタフェース)を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ１００を複数のマイクロコンピュータで構成してもよい。
【００１６】
本発明は、燃料インジェクタの振動を低減する。ここで燃料インジェクタに振動が発生する理由について説明する。
【００１７】
図２は、燃料インジェクタの構造を示す図である。
【００１８】
燃料インジェクタ２０は、針弁２１の上方に燃圧室が設けられ、下方に燃焼噴射室が設けられている。
【００１９】
燃料インジェクタ２０の電磁弁２２が閉じられた状態では、針弁２１が燃圧室の圧力によってシート２３に押し付けられ、燃料を噴射しない。そして燃料インジェクタ２０は、コントローラからの制御指令を受けて電磁弁２２を開くと、燃圧室が開放されて燃圧室内の圧力が低下する。そして燃料噴射室の圧力によって針弁２１が上方へ移動して噴射孔２４が開かれ燃料が噴射される。そして燃料インジェクタ２０は、コントローラからの制御指令を受けて電磁弁２２を閉じると、燃圧室の圧力が回復して針弁２１が下方に移動して、針弁２１がシート２３に着座して燃料噴射が終了する。
【００２０】
針弁２１がシート２３に衝突すると振動を発生する。特にコモンレールを使用する燃料噴射システムは、燃圧が非常に高圧であるので、大きな衝突力が発生し燃料インジェクタ２０が大きく振動する。
【００２１】
図３は、燃料インジェクタ２０が取り付けられたシリンダヘッド４０をエンジン前方(クランク軸方向)から見た断面図である。なお、シリンダヘッド４０はヘッドボルト５１によってシリンダブロックに固定されているが、図３においてはシリンダブロックを省略する。
【００２２】
燃料インジェクタ２０は、シリンダヘッド４０に形成された燃料インジェクタ取付穴４１に挿着され、ノズルサポート３０でシリンダヘッド４０に押圧されて固定される。
【００２３】
ノズルサポート３０には、ボルト貫通孔３３が形成される。ノズルサポート３０の一端は、カムシャフト４５を跨いでその先端には二股のフォーク部３１が形成される。この二股のフォーク部３１が、燃料インジェクタ２０の受圧部２６に当接する。ノズルサポート３０の他端３２は、シリンダヘッド４０の側壁４２近傍に埋め込まれたピボットピン４３に当接し、回動(傾動)自在になっている。ノズルサポート３０のボルト貫通孔３３にボルト５２が挿通されてシリンダヘッド４０に締結されると、ボルト５２の軸力によって燃料インジェクタ２０がシリンダヘッド４０に押圧される。
【００２４】
このように燃料インジェクタ２０はシリンダヘッド４０に取り付けられているので、燃料インジェクタで発生した振動は、燃料インジェクタ２０の下面２０ａからシリンダヘッド座面４１ａを介してシリンダヘッド４０に伝達するとともに、燃料インジェクタ受圧部２６を介してノズルサポート３０へ伝わり、ピボットピン４３及び締結用ボルト５２からシリンダヘッド４０へ伝達する。そしてこの振動がさらにシリンダブロックやヘッドカバー等に伝達されて騒音が発生する。
【００２５】
そこで本発明では圧電素子からなるアクチュエータ１０を使用して騒音を低減する。
【００２６】
アクチュエータ１０は、燃料インジェクタ取付穴４１のシリンダヘッド座面４１ａに配置されている。燃料インジェクタ２０は、そのアクチュエータ１０に載置されている。すなわちアクチュエータ１０はシリンダヘッド座面４１ａと燃料インジェクタ２０との間に配置されている。アクチュエータ１０は薄板状の圧電素子を積層したものであり、印加する電圧に応じて燃料インジェクタの軸方向に伸縮する。
【００２７】
燃料インジェクタ２０には軸方向加速度を検出する加速度センサ２５が取り付けられている。
【００２８】
本発明は、加速度センサ２５によって検出した燃料インジェクタ２０の軸方向加速度を積分して振動速度を求め、その速度にゲインを乗じた力をアクチュエータ１０から発生させる速度フィードバック制御によって燃料インジェクタ２０の衝撃力による振動を低減しようとするものである。速度に比例した力をアクチュエータ１０から発生させるということは、インジェクタ振動系の減衰を増大させたことに相当するので、振動系の共振周波数近傍における振動を低減することができる。その結果、シリンダヘッド４０を介して、シリンダブロック、ヘッドカバー等において励起される振動も低減されるので、騒音を低減することができるのである。
【００２９】
図４は、本発明による燃料インジェクタの振動低減装置の主要部分を示す図である。
【００３０】
燃料インジェクタの振動低減装置１は、圧電素子１０と、圧電素子駆動アンプ１１と、加速度センサ２５と、モデル演算部１０１と、Ａ／Ｄ変換部１０２と、Ｄ／Ａ変換部１０３と、入力側バンドパスフィルタ１０４と、出力側バンドパスフィルタ１０５とを有する。
【００３１】
加速度センサ２５は、燃料インジェクタ２０の軸方向加速度を検出する。
【００３２】
加速度センサ２５の検出信号は、入力側バンドパスフィルタ１０４に送られる。
【００３３】
入力側バンドパスフィルタ１０４は、ディジタルコントローラのナイキスト周波数ｆnの自然数倍の周波数を含まないで、通過帯域幅がナイキスト周波数ｆnからサンプリング周波数ｆsまでの周波数幅以下のバンドパスフィルタである。入力側バンドパスフィルタ１０４は、加速度センサ２５で検出した振動のうち、そのような通過帯域の振動を通過させる。なおフィルターにはロールオフがあり、信頼性の高い周波数域は、例えばナイキスト周波数ｆnの１．１〜１．８５倍、２．１〜２．８５倍、・・・・の周波数域である。入力側バンドパスフィルタ１０４を通過した信号はＡ／Ｄ変換部１０２に送られる。
【００３４】
Ａ／Ｄ変換部１０２は、アナログ信号をディジタル信号に変換して入力(サンプリング)する。
【００３５】
モデル演算部１０１は、フィードバック制御信号を設定する。モデル演算部１０１の具体的な構築方法については後述する。
【００３６】
Ｄ／Ａ変換部１０３は、モデル演算部１０１のフィードバック制御信号をディジタル信号からアナログ信号に変換する。
【００３７】
出力側バンドパスフィルタ１０５は、Ｄ／Ａ変換部１０３から出力された信号のうち、所定範囲の周波数の信号のみを通過させる。
【００３８】
圧電素子駆動アンプ１１は、出力側バンドパスフィルタ１０５を通過した信号に基づいて圧電素子１０を駆動するための電圧を出力する。
【００３９】
圧電素子１０は、印加電圧に応じて軸方向に伸縮する。
【００４０】
図５は、モデル演算部の構築方法を説明する図である。
【００４１】
まず、制御設計を行うための燃料インジェクタ、バンドパスフィルタ、圧電素子駆動アンプを含めた制御構成の物理モデルを構築する。そのために、図５のバンドパスフィルタ１０５に既知の電圧u(t)を与えて、圧電素子１０を駆動させ、その結果発生する振動信号がバンドパスフィルタ１０４を通過した出力電圧y(t)を測定する。
【００４２】
既知の電圧u(t)と、バンドパスフィルタ１０４の出力電圧y(t)を周波数分析し、得られたバンドパスフィルタ１０４の出力電圧Y(S)を、周波数分析して得られた既知の電圧U(s)で割った周波数特性Hacc(s)は、次式(1.1)で表すことができる。ここで、(1.1)式の[aacc1、aacc2、 ・・・、aaccm]、[bacc1、bacc2、 ・・・、baccm]は、周波数特性Hacc(s)と略一致するように、最小二乗法を用いて決定している。
【００４３】
【数１】
2008134996.tif 000003
【００４４】
この周波数特性は、状態方程式に変換でき、次式(1.2)となる。
【００４５】
【数２】
2008134996.tif 000004
【００４６】
(1.2)式の物理モデルを、サンプリング周波数ｆsで離散状態方程式に変換すると、次式(1.3)になり、これが離散物理モデルである。
【００４７】
【数３】
2008134996.tif 000005
【００４８】
モデル演算部１０１は、この離散物理モデルを使用してフィードバック制御信号を決定する。
【００４９】
図６は、本発明による燃料インジェクタの振動低減装置の信号処理を示す図である。
【００５０】
上述のように、本件発明者らは、印加電圧に応じて軸方向に伸縮する薄板状の圧電素子を積層したアクチュエータをシリンダヘッド座面と燃料インジェクタとの間に配置し、燃料インジェクタの軸方向加速度をフィードバックすることで、燃料インジェクタの振動を低減することを考案した。
【００５１】
ところがディジタルコントローラでは、図６(Ａ)に示すように、元信号に、サンプリング周波数ｆsの１／２の周波数(ナイキスト周波数ｆn)を超える高周波成分が含まれていると、高周波成分がナイキスト周波数ｆnで折り返して元信号に乗ってしまって、エイリアシング(aliasing；折り返し雑音)と呼ばれる誤差が生じる。
【００５２】
そこでローパスフィルタ(ハイカットフィルタ)によってナイキスト周波数ｆnを超える高周波成分をカットすることが従来より広く行われている。しかしこのような方法では、制御目的の周波数域が高い場合は、高速処理可能なコントローラを使用してサンプリング周波数ｆsを上げることでナイキスト周波数ｆnを上げて、エイリアシング誤差を生じない周波数帯域を広げる必要があり、高価なコントローラが必要になる。
【００５３】
そこで本件発明者らは、図４のような燃料インジェクタの振動低減装置を提案する。この装置によれば、加速度センサ２５で検出された信号(元信号)は、入力側バンドパスフィルタ１０４を通過すると、図６(Ｂ)のように所定の周波数帯だけの信号になる。
【００５４】
そして入力側バンドパスフィルタ１０４を通過した信号は、Ａ／Ｄ変換部１０２からモデル演算部１０１に取り込まれると、図６(Ｃ)のようにナイキスト周波数ｆnで折り返した信号になる。
【００５５】
モデル演算部１０１は、Ｈ∞(Ｈ無限大)制御理論に基づいて入力信号からフィードバック制御信号を決定する。
【００５６】
フィードバック制御信号は、Ｄ／Ａ変換部１０３を通過すると、図６(Ｄ)のようにナイキスト周波数ｆnで折り返し、さらにサンプリング周波数ｆsで折り返し、さらに・・・というように繰り返し折り返される。そこでその信号を出力側バンドパスフィルタ１０５に通過させて必要な周波数帯の信号を取り出す。
【００５７】
この信号を圧電素子駆動アンプ１１で増幅し、圧電素子１０を制御する。
【００５８】
図７は、本発明による燃料インジェクタの振動低減装置を使用したときの効果を示す図である。
【００５９】
本実施形態によれば、図７に示すように、ナイキスト周波数ｆnを超える周波数帯において、振動レベルを低減できた。特に振動レベルが最大となる周波数ｆmaxにおいて、振動レベルを低減できた。
【００６０】
（第２実施形態）
図８は、本発明による燃料インジェクタの振動低減装置の第２実施形態を示す図である。なお以下では前述した実施形態と同様の機能を果たす部分には同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。
【００６１】
前述の第１実施形態では、バンドパスフィルタを使用するが、バンドパスフィルタにはロールオフがあり、通過帯域端での制御精度が悪くなる。またバンドパスフィルタによって周波数域を限定してしまうので、制御可能な周波数域が狭くなる。例えばゼロヘルツ付近の低周波数付近で制御できない。
【００６２】
そこで本実施形態の装置では、３つの周波数帯域制御部(低周波数帯域制御部１００ａ、中周波数帯域制御部１００ｂ、高周波数帯域制御部１００ｃ)を使用することで、制御可能な周波数帯域を拡大する。また低周波数帯域制御部１００ａにローパスフィルタを使用することでゼロヘルツ付近の低周波数付近を制御可能にする。さらに中周波数帯域制御部１００ｂ及び高周波数帯域制御部１００ｃに使用するバンドパスフィルタの通過帯域を重複させることで通過帯域端でも制御精度を悪化させないようにした。
【００６３】
低周波数帯域制御部１００ａのローパスフィルタ１０４ａ，１０５ａのカットオフ周波数は、ナイキスト周波数ｆn1である。中周波数帯域制御部１００ｂのバンドパスフィルタ１０４ｂ，１０５ｂの通過帯域は、図９に示すようにｆn2〜ｆs2である。高周波数帯域制御部１００ｃのバンドパスフィルタ１０４ｃ，１０５ｃの通過帯域は、同じく図９に示すようにｆn1〜ｆs1である。ｆn1〜ｆs2は、オーバラップ(重複)している。
【００６４】
中周波数帯域制御部１００ｂのバンドパスフィルタ１０４ｂ，１０５ｂは、通過帯域端周波数ｆn2，ｆs2近傍で制御精度が悪化してしまう。また高周波数帯域制御部１００ｃのバンドパスフィルタ１０４ｃ，１０５ｃは、通過帯域端周波数ｆn1，ｆs1近傍で制御精度が悪化してしまう。
【００６５】
しかしながら本実施形態では、複数のバンドパスフィルタを使用することで、ｆn1付近やｆs2付近においても正確な制御が可能である。
【００６６】
このように複数のコントローラ(バンドパスフィルタ)を組み合わせて使用することで、通過帯域端(本実施形態では高周波数帯域制御部のナイキスト周波数近傍)での制御精度を(中周波数帯域制御部で補うことによって)低下させることなく、サンプリング周波数は高いが高価なコントローラ(高周波数帯域制御部のサンプリング周波数よりも、サンプリング周波数が高いコントローラ)を使用することなく、サンプリング周波数は低いが安価なコントローラ(本実施形態の高周波数帯域制御部のコントローラに相当)を使用して、広い周波数帯域で正確な制御が可能になるのである。
【００６７】
このように本実施形態によれば、図１０に示すように、特に振動レベルが最大となる周波数ｆmaxにおいて、振動レベルを低減できる。またローパスフィルタを備える低周波数帯域制御部１００ａを有するので、ゼロヘルツ付近からの幅広い周波数域での制御が可能になり、エンジンが低回転から高回転に至るまでの広い回転域において燃料インジェクタの振動を低減可能である。さらに中周波数帯域制御部１００ｂ及び高周波数帯域制御部１００ｃに使用するバンドパスフィルタの通過帯域を重複させることで通過帯域端でも制御精度を悪化させないのである。
【００６８】
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれることが明白である。
【００６９】
たとえば、上記説明においては、制御対象として燃料インジェクタを例示したが、これは一例に過ぎない。低減が望まれる振動の周波数が高い制御対象であれば本発明の技術的思想の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明による燃料インジェクタの振動低減装置を使用する燃料供給システムを示す図である。
【図２】燃料インジェクタの構造を示す図である。
【図３】燃料インジェクタが取り付けられたシリンダヘッドをエンジン前方(クランク軸方向)から見た断面図である。
【図４】本発明による燃料インジェクタの振動低減装置の主要部分を示す図である。
【図５】モデル演算部の構築方法を説明する図である。
【図６】本発明による燃料インジェクタの振動低減装置の信号処理を示す図である。
【図７】本発明による燃料インジェクタの振動低減装置を使用したときの効果を示す図である。
【図８】本発明による燃料インジェクタの振動低減装置の第２実施形態を示す図である。
【図９】中周波数帯域制御部及び高周波数帯域制御部の通過帯域を示す図である。
【図１０】第２実施形態の効果を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１  燃料インジェクタの振動低減装置
１０  アクチュエータ(圧電素子)
１１  圧電素子駆動アンプ
２０  燃料インジェクタ
２５  加速度センサ(振動状態検出手段)
１０１  モデル演算部(ディジタルコントローラ)
１０２  Ａ／Ｄ変換部(Ａ／Ｄ変換手段)
１０３  Ｄ／Ａ変換部(Ｄ／Ａ変換手段)
１０４  入力側バンドパスフィルタ
１０５  出力側バンドパスフィルタ
１００ａ  低周波数帯域制御部
１００ｂ  中周波数帯域制御部
１００ｃ  高周波数帯域制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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