(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉された空気室と、該空気室に接続された空気流通路に介装されてそれぞれ異なる空気圧を有する２つの空気圧源の前記空気室への連通状態を交互に切り替える切替手段を設け、該切替手段の切替動作を制御することにより前記空気室の内部に圧力変化を生じさせ、該圧力変化に基づく加振力により制御対象である振動発生源の振動を能動的に抑制する空気圧式加振装置において、
振動発生源の振動周波数に相関した周波数の入力パルス信号と同期した所定のデューティ比の基準パルス信号を形成し、一方該振動発生源の振動振幅に対応して制御振幅の大きさをデューティ比の大きさに相関させて置き換えると共に前記基準パルス信号の周波数より高い所定周波数のキャリア信号を形成し、該キャリア信号を前記基準パルス信号に重畳させると共に、さらに該基準パルス信号の個々のパルスにおいて重畳された前記キャリア信号の最初のパルスのパルス幅を他のパルスのパルス幅より大きくすることにより制御信号を形成し、該制御信号により前記切替手段の切替動作を制御するようにしたことを特徴とする空気圧式加振装置の制御方法。
【請求項２】
前記制御信号において、前記基準パルス信号の個々のパルスに重畳された前記キャリア信号の最初のパルスのパルス幅を他のパルスのパルス幅より大きくすると共に、さらに該最初のパルスのパルス幅を、該キャリア信号のデューティ比に相関した大きさにしたことを特徴とする前記請求項１に記載の空気圧式加振装置の制御方法。
【請求項３】
密閉された空気室と、該空気室に接続された空気流通路に介装されてそれぞれ異なる空気圧を有する２つの空気圧源の前記空気室への連通状態を交互に切り替える切替手段を設け、該切替手段の切替動作を制御することにより前記空気室の内部に圧力変化を生じさせ、該圧力変化に基づく加振力により制御対象である振動発生源の振動を能動的に抑制する空気圧式加振装置において、
振動発生源の振動周波数に相関した周波数の入力パルス信号と同期した所定のデューティ比の基準パルス信号を形成し、さらに該基準パルス信号の個々のパルスについて、該振動発生源の振動振幅に対応した制御振幅の大きさに相関させるために、予め規定されたランダムなタイミング及び幅のオフ部分を少なくとも１つ加えることにより制御信号を形成し、該制御信号により前記切替手段の切替を制御するようにしたことを特徴とする空気圧式加振装置の制御方法。
【請求項４】
前記入力パルス信号に基づいて前記制御信号を予め形成すると共に、該形成された多数の制御信号をマップ化して記憶しておき、入力された前記入力パルス信号に応じて記憶された制御信号の内から対応する制御信号を選択し、該制御信号により前記切替手段の切替を制御するようにしたことを特徴とする前記請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の空気圧式加振装置の制御方法。
【請求項５】
密閉された空気室と、該空気室に接続された空気流通路に介装されてそれぞれ異なる空気圧を有する２つの空気圧源の前記空気室への連通状態を交互に切り替える切替手段を設け、該切替手段の切替動作を制御することにより前記空気室の内部に圧力変化を生じさせ、該圧力変化に基づく加振力により制御対象である振動発生源の振動を能動的に抑制する空気圧式加振装置において、
振動発生源の振動周波数に相関した周波数の入力パルス信号と同期した所定のデューティ比の基準パルス信号を形成する基準パルス信号形成手段と、
該振動発生源の振動振幅に対応して制御振幅の大きさをデューティ比の大きさに相関させて置き換えると共に前記基準パルス信号の周波数より高い所定周波数のキャリア信号を形成するキャリア信号形成手段と、
該キャリア信号を前記基準パルス信号に重畳させると共に、さらに該基準パルス信号の個々のパルスにおいて重畳されたキャリア信号の最初のパルスのパルス幅を他のパルスのパルス幅より大きくすることにより制御信号を形成する制御信号形成手段と、
前記制御信号形成手段により形成された制御信号により前記切替手段の切替動作を制御する切替制御手段と
を設けたことを特徴とする空気圧式加振装置。
【請求項６】
前記制御信号形成手段の代わりに、前記キャリア信号を前記基準パルス信号に重畳させ、さらに前記基準パルス信号の個々のパルスにおいて重畳されたキャリア信号の最初のパルスのパルス幅を他のパルスのパルス幅より大きくすると共に該最初のパルスのパルス幅を、該キャリア信号のデューティ比に相関した大きさにすることにより制御信号を形成する第２制御信号形成手段を設けたことを特徴とする前記請求項５に記載の空気圧式加振装置。
【請求項７】
密閉された空気室と、該空気室に接続された空気流通路に介装されてそれぞれ異なる空気圧を有する２つの空気圧源の前記空気室への連通状態を交互に切り替える切替手段を設け、該切替手段の切替動作を制御することにより前記空気室の内部に圧力変化を生じさせ、該圧力変化に基づく加振力により制御対象である振動発生源の振動を能動的に抑制する空気圧式加振装置において、
前記請求項５に記載の基準パルス信号形成手段及びキャリア信号形成手段と、前記請求項５に記載の制御信号形成手段または前記請求項６に記載の第２制御信号形成手段を用いて、前記振動発生源の振動周波数に相関した周波数の入力パルス信号に基づいて予め形成した多数の制御信号をマップ化して記憶した記憶手段と、
前記入力パルス信号の入力に応じて前記記憶手段から対応する制御信号を読み出す制御信号読出し手段と、
該制御信号読出し手段により読み出された制御信号に基づいて前記切替手段の切替動作を制御する切替制御手段と
を設けたことを特徴とする空気圧式加振装置。
【請求項８】
密閉された空気室と、該空気室に接続された空気流通路に介装されてそれぞれ異なる空気圧を有する２つの空気圧源の前記空気室への連通状態を交互に切り替える切替手段を設け、該切替手段の切替動作を制御することにより前記空気室の内部に圧力変化を生じさせ、該圧力変化に基づく加振力により制御対象である振動発生源の振動を能動的に抑制する空気圧式加振装置において、
振動発生源の振動周波数に相関した周波数の入力パルス信号と同期した所定のデューティ比の基準パルス信号を形成する基準パルス信号形成手段と、該基準パルス信号の個々のパルスについて、該振動発生源の振動振幅に対応した大きさの制御振幅に相関させるために、予め規定されたランダムなタイミング及び幅のオフ部分を少なくとも１つ設けることにより制御信号を形成する第３制御信号形成手段とを用いて、前記振動発生源の振動周波数に相関した周波数の入力パルス信号に基づいて予め形成した多数の前記制御信号をマップ化して記憶した第２記憶手段と、
前記入力パルス信号の入力に応じて前記第２記憶手段から対応する制御信号を読み出す第２制御信号読出し手段と、
該第２制御信号読出し手段により読み出された制御信号に基づいて前記切替手段の切替動作を制御する第２切替制御手段と
を設けたことを特徴とする空気圧式加振装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気圧式加振装置の制御方法及び制御装置に係り、特に車体等の振動を能動的に抑制するのに適した空気圧式加振装置の制御方法及び制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の空気圧式加振装置としては、例えば特開平１１−２３０２４５号公報に示すように、制振対象に取り付けられる取付部材に対して、マス部材を弾性支持させる一方、内部の圧力変化によってマス部材に加振力を及ぼす密閉された空気室を設けると共に、空気室に接続された空気流通路に、空気室を負圧源と大気に択一的に接続する駆動用切換弁を設け、駆動用切換弁の切換制御により、マス部材の加振周波数と位相を調節するようにした制振器が知られている。この制振器１の空気室は、図１０に示すように、空気流通路２を介してエンジンの吸気ポートのような負圧源３と大気側４に接続されており、空気流通路２に介装された切替弁５により負圧源３と大気側４の切り替えを行なうことにより、空気室に圧力変化を及ぼしてマス部材を加振する加振力を調節するようになっている。切替弁５の切り替えによる加振力の調節は、ドライバ６からの制御信号のデューティ比を変えることにより行なっている。この空気圧式加振装置は、制振器の加振手段として電磁駆動手段を用いていない簡易な構成であるため、小型軽量であると共に低消費電力である等の利点を有している。
【０００３】
ところで、この空気圧式加振装置においては、切替弁５による２つの空気圧源３，４の切替動作によって空気室に及ぼされる空気圧の変動が、切替周期に対応した周波数成分だけでなく、その周波数の高次の周波数成分も発生させることになり、このような高次の周波数成分により振動抑制効果が妨げられることになる。そのため、この空気圧式加振装置においては、さらに空気室と切替弁５の間の空気流通路２上に、抑制すべき振動の周波数から外れた周波数域の空気圧変動を減衰させるブランチホース７等の消音器を設けている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ブランチホース等の消音器を設けることにより、減衰させたい不要な高次成分のみでなく必要な周波数成分の空気圧も減衰し、加振装置の加振力も減衰してしまうという問題がある。これに対し、図１１に示すように、吸気ポート３と、その負圧力を安定させるタンク３ａとの間の空気流通路２にこれを開閉する第２の電磁バルブ８を設け、第１の電磁バルブ５の切り替えをドライバ６からの高次成分の最も小さくなるデューティ比のパルス信号で行ない、第２の電磁バルブ８の切り替えをドライバ９からの空気圧を調節するデューティ比の信号で行うことにより、高次の周波数成分を抑えることができ、ブランチホースを廃止することが可能になる。しかし、この例によれば、ブランチホースは省略できるが、新たに第２の電磁バルブ８及びドライバ９が必要になり、又、２つの電磁バルブ５，８の動作制御を行なう必要があるため制御が複雑になる。その結果、制御コストが高価になるため、安価な加振装置を提供することが困難となり、自動車等に用いるには価格の点で問題となる。
【０００５】
本発明は、上記した問題を解決しようとするもので、空気流通路にブランチホース等の消音器を設ける必要がない簡易な構成で安価に高次成分を除去できると共に適正な加振力が得られる空気圧式加振装置の制御方法及び空気圧式加振装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
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、密閉された空気室と、空気室に接続された空気流通路に介装されてそれぞれ異なる空気圧を有する２つの空気圧源の空気室への連通状態を交互に切り替える切替手段を設け、切替手段の切替動作を制御することにより空気室の内部に圧力変化を生じさせ、圧力変化に基づく加振力により制御対象である振動発生源の振動を能動的に抑制する空気圧式加振装置において、振動発生源の振動周波数に相関した周波数の入力パルス信号と同期した所定のデューティ比の基準パルス信号を形成し、一方振動発生源の振動振幅に対応して制御振幅の大きさをデューティ比の大きさに相関させて置き換えると共に基準パルス信号の周波数より高い所定周波数のキャリア信号を形成し、キャリア信号を基準パルス信号に重畳させると共に、さらに基準パルス信号の個々のパルスにおいて重畳されたキャリア信号の最初のパルスのパルス幅を他のパルスのパルス幅より大きくすることにより制御信号を形成し、制御信号により切替手段の切替動作を制御するようにしたことにある。
【０００７】
上記のように構成した請求項１に係る発明においては、振動発生源の振動周波数に相関した周波数の入力パルス信号に同期しかつ高次成分の発生の少ない所定のデューティ比とした制御信号の基準パルス信号成分により、高次成分の発生を抑えることができる。また、空気室内の圧力変化に基づく加振力の調節を、振動発生源の振動振幅に対応した制御振幅の大きさをそれに相関するデューティ比の大きさに置き換えると共に基準パルス信号の周波数より高い所定周波数のキャリア信号を基準パルス信号に重畳した制御信号により行なうことができる。しかも、基準パルス信号の個々のパルスにおいて重畳されたキャリア信号においては、その最初のパルスのパルス幅が他のパルスのパルス幅より大きくされている。そのため、キャリア信号のデューティ比が小さくなった場合において、制御信号の入力に対する切替手段へ入力される駆動電流の応答が遅れることによりキャリア信号のデューティ比に応じた加振力が得られなくなる不都合を、最初のパルスのパルス幅をその後のパルスのパルス幅より広くすることによりカバーすることができる。そのため、キャリア信号のデューティ比に応じたすなわち信号発生源の振動振幅に相関した駆動電流で切替手段を作動させることができ、空気室内において適正な圧力変化を生じさせることができる。
その結果、請求項1の発明によれば、適正な加振力により振動発生源における振動を能動的に抑制できる。
【０００８】
また、上記請求項２に係る発明の構成上の特徴は、前記請求項１に記載の空気圧式加振装置の制御方法において、制御信号において、基準パルス信号の個々のパルスに重畳されたキャリア信号の最初のパルスのパルス幅を他のパルスのパルス幅より大きくすると共に、さらに最初のパルスのパルス幅を、キャリア信号のデューティ比に相関した大きさにしたことにある。
【０００９】
上記のように構成した請求項２に係る発明においては、制御信号の個々の基準パルス信号成分に重畳されたキャリア信号の最初のパルスのパルス幅を他のパルスのパルス幅より大きくすることにより、デューティ比が小さくなった場合に、制御信号の入力に対する切替手段へ入力される駆動電流の応答が遅れを防止でき、キャリア信号に応じて発生力が得られる。さらに、最初のパルスのパルス幅を一定ではなく、キャリア信号のデューティ比に対応した大きさにしたことにより、キャリア信号のデューティ比に対してより適正に対応した駆動電流が得られ、振動発生源の振動振幅に対応して、空気室内において適正な圧力変化を発生させることができる。
その結果、請求項２の発明によれば、請求項1の発明の効果に加えて、圧力変化に基づく加振力により、振動発生源における振動をさらに効果的に抑制できる。
【００１０】
また、上記請求項３に係る発明の構成上の特徴は、密閉された空気室と、空気室に接続された空気流通路に介装されてそれぞれ異なる空気圧を有する２つの空気圧源の空気室への連通状態を交互に切り替える切替手段を設け、切替手段の切替動作を制御することにより空気室の内部に圧力変化を生じさせ、圧力変化に基づく加振力により制御対象である振動発生源の振動を能動的に抑制する空気圧式加振装置において、振動発生源の振動周波数に相関した周波数の入力パルス信号と同期した所定のデューティ比の基準パルス信号を形成し、さらに基準パルス信号の個々のパルスについて、振動発生源の振動振幅に対応した制御振幅の大きさに相関させるために、予め規定されたランダムなタイミング及び幅のオフ部分を少なくとも１つ加えることにより制御信号を形成し、制御信号により切替手段の切替を制御するようにしたことにある。
【００１１】
上記のように構成した請求項３に係る発明においては、振動発生源の振動周波数に相関した周波数の入力パルス信号に同期しかつ高次成分の発生の少ない所定のデューティ比とした制御信号の基準パルス信号成分により、高次成分の発生を抑えることができる。また、空気室内の圧力変化に基づく加振力の調節を、基準パルス信号の個々のパルスについて、予め規定されたランダムなタイミング及び幅のオフ部分を加えることにより制御信号を形成し、この制御信号により切替手段の切替を制御することにより行なうことができる。そのため、制御信号に対して適正に対応した駆動電流が得られ、空気室内において適正な圧力変化を生じさせることができる。
その結果、請求項３の発明によれば、適正な加振力により振動発生源における振動を能動的に抑制できる。
【００１２】
また、上記請求項４に係る発明の構成上の特徴は、前記請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の空気圧式加振装置の制御方法において、入力パルス信号に基づいて制御信号を予め形成すると共に、形成された多数の制御信号をマップ化して記憶しておき、入力された入力パルス信号に応じて記憶された制御信号の内から対応する制御信号を選択し、制御信号により切替手段の切替を制御するようにしたことにある。
【００１３】
上記のように構成した請求項４に係る発明においては、空気室での圧力変動に基づく加振力における高次成分の発生を抑えることができると共に、制御信号に対して適正に対応した駆動電流が得られ、振動発生源の振動振幅に対応した制御振幅に相関した空気室内での適正な圧力変化を発生させることができる。さらに、振動発生源に関連した入力パルス信号に基づいて予め制御信号を形成して、これをマップ化し記憶しておくことにより、制御構成を簡略化できる。
その結果、請求項４の発明によれば、請求項１，２、３の発明の効果に加えて、制御部分のコストを大幅に低減することが可能である。
【００１４】
また、上記請求項５に係る発明の構成上の特徴は、密閉された空気室と、空気室に接続された空気流通路に介装されてそれぞれ異なる空気圧を有する２つの空気圧源の空気室への連通状態を交互に切り替える切替手段を設け、切替手段の切替動作を制御することにより空気室の内部に圧力変化を生じさせ、圧力変化に基づく加振力により制御対象である振動発生源の振動を能動的に抑制する空気圧式加振装置において、振動発生源の振動周波数に相関した周波数の入力パルス信号と同期した所定のデューティ比の基準パルス信号を形成する基準パルス信号形成手段と、振動発生源の振動振幅に対応して制御振幅の大きさをデューティ比の大きさに相関させて置き換えると共に基準パルス信号の周波数より高い所定周波数のキャリア信号を形成するキャリア信号形成手段と、キャリア信号を基準パルス信号に重畳させると共に、さらに基準パルス信号の個々のパルスにおいて重畳されたキャリア信号の最初のパルスのパルス幅を他のパルスのパルス幅より大きくすることにより制御信号を形成する制御信号形成手段と、制御信号形成手段により形成された制御信号により切替手段の切替動作を制御する切替制御手段とを設けたことにある。
【００１５】
上記のように構成した請求項５に係る発明においては、基準パルス信号形成手段により形成した振動発生源の振動周波数に相関した周波数の入力パルス信号と同期しかつ高次成分の発生の少ない所定のデューティ比とした制御信号の基準パルス信号成分により、高次成分の発生を抑えることができる。また、空気室での圧力変化に基づく加振力の調節を、制御信号発生手段により、振動発生源の振動振幅に対応した制御振幅の大きさをそれに相関するデューティ比の大きさに置き換えた所定周波数のキャリア信号を基準パルス信号に重ね合わせることにより得られた制御信号により行なうことができる。しかも、基準パルス信号の個々のパルスにおいて重畳されたキャリア信号においては、制御信号発生手段によって、その最初のパルスのパルス幅が他のパルスのパルス幅より大きくされている。そのため、デューティ比が小さくなった場合において、制御信号の入力に対する切替手段へ入力される駆動電流の応答が遅れることによりキャリア信号に応じた空気室内の圧力変化が得られなくなる不都合を、最初のパルスのパルス幅をその後のパルスのパルス幅より広くすることによりカバーすることができる。そのため、キャリア信号のデューティ比に応じたすなわち信号発生源の振動振幅に応じた駆動電流で切替手段を作動させることができ、空気室内で適正な圧力変化を発生させることができる。
その結果、請求項５の発明によれば、圧力変化に基づく加振力により、振動発生源における振動を能動的に抑制できる。
【００１６】
また、上記請求項６に係る発明の構成上の特徴は、前記請求項５に記載の空気圧式加振装置において、制御信号形成手段の代わりに、キャリア信号を基準パルス信号に重畳させ、さらに基準パルス信号の個々のパルスにおいて重畳されたキャリア信号の最初のパルスのパルス幅を他のパルスのパルス幅より大きくすると共に最初のパルスのパルス幅を、キャリア信号のデューティ比に相関した大きさにすることにより制御信号を形成する第２制御信号形成手段を設けたことにある。
【００１７】
上記のように構成した請求項６に係る発明においては、第２制御信号形成手段により、基準パルス信号の個々のパルスにおいて重畳されたキャリア信号の最初のパルスのパルス幅を他のパルスのパルス幅より大きくすることにより、デューティ比が小さくなった場合に、制御信号の入力に対する切替手段へ入力される駆動電流の応答が遅れを防止でき、キャリア信号に応じた空気室内の圧力変化を発生させることができる。さらに、第２制御信号形成手段により、最初のパルスのパルス幅を一定ではなく、キャリア信号のデューティ比に対応した大きさにしたことにより、キャリア信号のデューティ比に対してより適正に対応した駆動電流が得られ、振動発生源の振動振幅に適正に対応した空気室内の圧力変化を発生させることができる。
その結果、請求項６の発明によれば、上記請求項５の発明の効果に加えて、圧力変化に基づく適正な加振力により、振動発生源における振動を一層効果的に抑制できる。
【００１８】
また、上記請求項７に係る発明の構成上の特徴は、密閉された空気室と、空気室に接続された空気流通路に介装されてそれぞれ異なる空気圧を有する２つの空気圧源の空気室への連通状態を交互に切り替える切替手段を設け、切替手段の切替動作を制御することにより空気室の内部に圧力変化を生じさせ、圧力変化に基づく加振力により制御対象である振動発生源の振動を能動的に抑制する空気圧式加振装置において、請求項５に記載の基準パルス信号形成手段及びキャリア信号形成手段と、請求項５に記載の制御信号形成手段または請求項６に記載の第２制御信号形成手段を用いて、振動発生源の振動周波数に相関した周波数の入力パルス信号に基づいて予め形成した多数の制御信号をマップ化して記憶した記憶手段と、入力パルス信号の入力に応じて記憶手段から対応する制御信号を読み出す制御信号読出し手段と、制御信号読出し手段により読み出された制御信号に基づいて切替手段の切替動作を制御する切替制御手段とを設けたことにある。
【００１９】
上記のように構成した請求項７に係る発明においては、予め基準パルス信号形成手段と、キャリア信号形成手段と、制御信号形成手段または第２制御信号形成手段によって入力パルス信号に基づいて形成された制御信号について、これをマップ化して記憶手段に記憶しておき、入力パルス信号の入力に応じて制御信号読出し手段によって適正な制御信号を読出し、読み出された制御信号により切替制御手段の制御のもとに切替手段を駆動することができる。そのため、高次成分を除去できると共に、制御信号に対して適正に対応した駆動電流が得られ、振動発生源の振動振幅に関連した入力パルス信号の制御振幅に適正に対応した空気室内における圧力変化を発生させることができる。さらに、制御信号をマップ化して記憶手段に記憶し、制御信号読出し手段により振動発生源からのパルス信号に対応した制御信号を読み出すようにしたことにより、制御構成を簡略化できるため、制御部分のコストを低減することができる。
その結果、請求項７の発明によれば、適正な加振力により、振動発生源における振動を能動的に抑制できる。さらに、量産の場合に加振装置の制御部分を安価に提供することができる。
【００２０】
また、上記請求項８に係る発明の構成上の特徴は、密閉された空気室と、空気室に接続された空気流通路に介装されてそれぞれ異なる空気圧を有する２つの空気圧源の空気室への連通状態を交互に切り替える切替手段を設け、切替手段の切替動作を制御することにより空気室の内部に圧力変化を生じさせ、圧力変化に基づく加振力により制御対象である振動発生源の振動を能動的に抑制する空気圧式加振装置において、振動発生源の振動周波数に相関した周波数の入力パルス信号と同期した所定のデューティ比の基準パルス信号を形成する基準パルス信号形成手段と、基準パルス信号の個々のパルスについて、振動発生源の振動振幅に対応した大きさの制御振幅に相関させるために、予め規定されたランダムなタイミング及び幅のオフ部分を少なくとも１つ設けることにより制御信号を形成する第３制御信号形成手段とを用いて、振動発生源の振動周波数に相関した周波数の入力パルス信号に基づいて予め形成した多数の制御信号をマップ化して記憶した第２記憶手段と、入力パルス信号の入力に応じて第２記憶手段から対応する制御信号を読み出す第２制御信号読出し手段と、第２制御信号読出し手段により読み出された制御信号に基づいて切替手段の切替動作を制御する第２切替制御手段とを設けたことにある。
【００２１】
上記のように構成した請求項８に係る発明においては、予め基準パルス信号形成手段と、第３制御信号形成手段によって入力パルス信号に基づいて形成された多数の制御信号について、これをマップ化して第２記憶手段に記憶しておき、振動発生源に関連した入力パルス信号の入力に応じて第２制御信号読出し手段によって適正な制御信号を読出し、読み出された制御信号により切替制御手段の制御のもとに切替手段を駆動することができる。すなわち、基準信号形成手段により形成された、振動発生源の振動周波数に相関した周波数の入力パルス信号と同期すると共に高次成分の発生の少ない所定のデューティ比とした基準パルス信号により、空気圧変動における高次成分の発生を抑えることができる。また、第３制御信号形成手段により、基準パルス信号の個々のパルスについて、予め規定されたランダムなタイミング及び幅のオフ部分を加えることにより制御信号を形成し、この制御信号により切替手段の切替を制御することにより、空気室内での圧力変化に基づく加振力の調節を行なうことができる。そのため、高次成分を除去できると共に、制御信号に対して適正に対応した駆動電流が得られ、振動発生源の振動振幅に対応した制御振幅に応じて空気室内における適正な圧力変化を発生させることができる。
【００２２】
さらに、制御信号をマップ化して第２記憶手段に記憶し、第２制御信号読出し手段により振動発生源に関連した入力パルス信号に対応した制御信号を読み出すようにしたことにより、制御構成を簡略化できるため、制御部分のコストを低減することができる。
その結果、請求項８の発明によれば、適正な加振力により、振動発生源における振動を能動的に抑制できる。さらに、量産されたときに加振装置の制御部分を安価に提供することができる。
【００２３】
【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、同実施形態を適用した自動車のボディ等の振動制御対象に適用される空気圧式加振装置の全体構成を模式図により概略的に示したものであり、図２は空気圧式加振装置の要部である制振器を断面図により示したものである。この空気圧式加振装置は、制振器１０と、制振器１０に対して空気圧変化を及ぼして加振力を生じさせる空気圧制御手段５０とにより構成されている。
【００２４】
制振器１０は、自動車の車体の振動発生部分に取り付けられる取付金具１１と、取付金具１１に対向配置されたマス部材２０と、取付金具１１及びマス部材２０を弾性的に連結するゴム弾性体３０とを設けており、これらに囲まれて密閉状態にある空気室３５を形成している。空気圧制御手段４０は、負圧発生源であるエンジンの吸気ポート４１と大気側とを圧力の異なる２つの空気圧供給源とし、制振器１０内の空気室３５に対して負圧と大気圧を所定周期で加えることにより空気室３５に対して空気圧変動を及ぼすことにより、マス部材２０に加振力を生じさせ、このマス部材２０の振動を車体に伝達することにより車体振動を能動的に抑制するようになっている。その際、抑制すべき振動（図示上下方向の振動）に応じて空気室３５に及ぼす圧力変動の大きさや位相等を制御手段によって調節することにより、車体側における振動を能動的に効果的に抑制するようになっている。ただし、２つの空気圧源としては、負圧源と大気側に限らず正圧源を利用した組み合わせも可能である。
【００２５】
上記取付金具１１は、図２に示すように、円盤状で、一表面側(図示下面)には、外周近傍に同軸的に環状の溝１２を設けており、溝１２の内側に隣接した環状の凸部１３を設けている。凸部１３の内側は、溝部１２の外側平坦部１４からわずかに凹んだ凹部１５になっている。さらに、取付金具１１は、その外周の一部を貫通して中心に向けて延び、中心位置で上記一表面側に貫通し凹部１５に連通する通気孔１６を設けている。そして、通気孔１６に繋がる外周部には後述する空気流通路４２を接続するためのポート１７を設けている。取付金具１１の他表面側(図示上面)には、軸心位置にボルト１８が垂直に立設されている。取付金具１１はボルト１８を車体側に螺着させることにより車体側に固定されるようになっている。
【００２６】
マス部材２０は、取付金具１１と略同一外径の円盤形状で、取付金具１１との対向面において、上記凸部１３との対向位置に凹部２１を設けており、その内側が台形状に突出した突出部２２になっており、その外側が平坦部２３になっている。
【００２７】
ゴム弾性体３０は、外周の径が上記溝部１２の径に略等しい環状厚板であり、外周側と内周側が互いに軸方向に僅かにずれて形成されたゴム部３１と、ゴム部３１の外周部に加硫接着により固着されている環状の支持金具３２とを備えている。支持金具３２の外径は、マス部材２０の外径と略同一である。ゴム弾性体３０は、支持金具３２を取付金具１１の外側平坦部１４に密着させて溶接等で固定することにより取付金具１１に固定されている。また、ゴム弾性体３０の内周部は、マス部材２０の突出部２２の外周傾斜面に接着剤により固定されている。これにより、取付金具１１と、マス部材２０とゴム弾性体３０とにより囲まれた内部に、気密状態の空気室３５が形成される。
【００２８】
上記制振器１０には、自動車への装着状態において、図１に示すように、制振器１０の振動特性を能動的に制御する空気圧制御手段４０が接続されている。制振器１０のポート１７には、負圧源であるエンジンの吸気ポート４１に接続された空気流通路４２が接続されており、空気流通路４２には、吸気ポート４１の負圧状態を安定させる負圧タンク４３が介装接続されている。また、空気流通路４２のポート１７側には３ポートタイプの電磁バルブ４４がその２ポートによって介装されており、他のポートは、大気側に連通するパイプ４５に接続されている。電磁バルブ４４は、非通電状態で空気室３５側が大気側に連通するようになっており、通電により弁が切り替わり、空気室３５が負圧タンク４３側に連通するようになっている。なお、接続状態はその逆であってもよい。
【００２９】
つぎに、電磁バルブ４４への通電状態を制御する電気制御装置について説明する。電気制御装置５０は、図１に示すように、マイクロコンピュータ等よりなる制御部５１を備えている。制御部５１は、エンジンに設けた回転数センサの回転パルス等の振動発生源の振動周波数に対応した周波数の入力パルス信号Ｓを入力し、その周波数と各種運転状態（振幅及び位相に相関する）を読み取る信号読取り部５２と、入力パルス信号Ｓに応じた制御信号Ｃを記憶する記憶部５３と、信号読取り部５２からの信号データに基づいて記憶部５３から適正な制御信号Ｃを選択して電磁バルブ４４のソレノイドを開閉させる駆動部５５に出力する演算部５４とにより構成されている。制御部５１の演算部５４出力側には、電磁バルブ４４のソレノイドを駆動する上記駆動部５５が接続されている。
【００３０】
つぎに、制御信号Ｃの形成について、図３に基づいて説明する。まず、入力パルス信号Ｓに対して同期した周波数と位相θを有すると共にデューティ比を高次成分の発生の最も少ない５０％近辺の値とした基準パルス信号Ｐを形成する。ここでは、制御周波数については、アイドリング時等に対応した２０〜１００Ｈｚ程度の範囲の低周波数領域を対象とするものとする。さらに、入力パルス信号Ｓより周波数が高い例えば２００Ｈｚ〜１ｋＨｚの周波数でかつ振動発生源の振動振幅に相関したデューティ比のキャリア信号(図示しない)を形成する。キャリア信号の形成は、振動発生源の振動振幅に相関するシフトポジション位置信号、車速信号等を直接利用して形成することもできるが、これらのデータを利用して実験的に形成することもできる。
【００３１】
さらに、基準パルス信号Ｐにキャリア信号を重ね合わせることにより制御信号Ｃが得られるが、制御信号Ｃは、図３及び図４に示すように、基準パルス信号Ｐの個々のパルスＰ１にキャリア信号を重ね合せた個々の制御パルスＣ０内において最初のパルスＣ１の幅がその後のパルスＣ２の幅より大きくするように変更されているのである。図４においては、上段が制御パルスＣ０を、下段が駆動電流を示すもので、キャリア信号のパルスのデューティ比の変化に応じて、駆動電流が変化するようになっている。
【００３２】
制御信号Ｃに重ね合わされたキャリアパルスの幅を全て均一にすると、キャリアパルスのデューティ比が小さくなり過ぎたときに、制御信号Ｃに対する電流の応答遅れにより駆動電流が得られなくなるため、最初のパルスＣ１で電流を立ち上げることができるように、パルスＣ１の幅をその後のパルスＣ２の幅より大きくしたのである。このように入力パルス信号Ｓに応じて予め適正な制御信号Ｃを作成してマップ化し、マップ化したデータが記憶部５３に記憶されている。なお、制御信号Ｃについては、制御部の構成が複雑になるが、入力パルス信号Ｓに応じて演算部５４で形成してそのまま駆動部５５に出力することも可能である。
【００３３】
つぎに、上記のように構成された第１の実施形態の動作について説明する。
制御部５１は、イグニッションスイッチのオンに応じて動作を開始し、入力パルス信号Ｓが入力され、信号読取り部５２で読み込まれる。さらに、演算部５４において、この入力パルス信号Ｓの周波数を演算により求め、その周波数での振幅及び位相に対応する制御信号Ｃが記憶部５３から読み出され、外部の駆動部５５に出力される。入力された制御信号Ｃに基づいて、駆動部５５によって駆動電流が形成され、これにより電磁バルブ４４が駆動されてオンオフし、これに応じて空気室３５への接続が吸気ポート４１と大気側とに交互に切り替えられる。これに応じて、空気室３５の圧力状態が変化することによりマス部材２０に加振心力が及ぼされてマス部材２０が振動し、この振動が車体側の振動と打ち消し合うことにより車体側の振動を能動的に抑制することができる。
【００３４】
このとき、演算部５４から出力された制御信号Ｃの個々の制御パルスＣ０のデューティ比が高次成分を発生し難い値に設定されているため、加振力に伴う高次成分の発生を抑えることができる。また、上記したように、個々の制御パルスＣ０に重ね合わされた振幅の変化に対応したデユーティ比のキャリアパルスの最初のパルスＣ１の幅がその後のパルスのＣ２パルス幅より広くされていることにより、制御信号Ｃの入力に対する電磁バルブ４４を駆動する駆動電流の応答遅れを防止でき、キャリア信号のデューティ比に応じたすなわち信号発生源の振動振幅に応じた駆動電流で電磁バルブ４４を作動させることができる。そのため、空気室３５で適正な圧力変動を発生させることができ、その結果、制振器１０の適正な加振力を発生させることができるので、車体の振動を適正に抑えることができる。また、入力パルス信号Ｓの周波数に応じて予め適正な制御信号Ｃを作成してマップ化し、マップ化したデータが記憶部５３に記憶されており、記憶部５３から適正な制御信号を読み出すように構成されているので、制御部分を簡易にすることができ、制御コストを安価にすることができる。
【００３５】
ここで、第１の実施形態についての具体的実験結果について説明する。
本発明の空気圧式加振装置と、これに対してブランチホースを除いた従来の空気圧式加振装置について、所定の周波数域において、空気室３５における発生力を、所望周波数での発生力である一次成分と不要な高次周波数成分である二次成分について測定したものであり、その測定結果を図５に示す。図５から明らかなように、一次成分については本発明品と従来品でほとんど差はないが、二次成分については、全体として従来品が非常に大きな値になっており、本発明品では二次成分を大幅に低減できることが明らかなった。
【００３６】
つぎに、第１の実施形態の変形例について説明する。
変形例においては、制御信号Ｃは、上記基準パルス信号Ｐに、入力パルス信号Ｓより周波数が高い例えば２００Ｈｚ〜１ｋＨｚの周波数でかつ振動振幅に対応したデューティ比のキャリア信号を重ね合わせ、さらに、図６に示すように、個々の制御パルスＣ０に重ね合わされたキャリアパルスおいて最初のパルスＣ１の幅をその後のパルスＣ２の幅より大きくすると共に、最初のパルスＣ１の幅をキャリア信号のデユーティ比に対応した大きさになるように可変にしたものである。
【００３７】
上記構成の変形例においても、第１の実施形態において説明したように、演算部５４から出力された制御信号Ｃの個々の制御パルスＣ０のデューティ比が高次成分を発生し難い値に設定されているため、高次成分の発生を抑えることができる。また、上記したように、個々の制御パルスＣ０に重ね合わされた、制御振幅に変化に対応したデユーティ比のキャリアパルスの最初のパルスＣ１の幅がその後のパルスＣ２のパルス幅より広くされていることにより、制御信号の入力に対する電磁バルブ４４を駆動する駆動電流の応答遅れを防止でき、キャリア信号のデューティ比に応じたすなわち信号発生源からのパルス信号Ｓの振幅に応じた駆動電流で電磁４４バルブを作動させることができる。さらに、変形例においては、制御パルスＣ０における最初のパルスＣ１の幅がキャリア信号のデューティ比に対応した大きさになっている。そのため、駆動電流の応答遅れを防止できると共に、デューティ比が小さい場合において、最初のパルスの幅が広すぎることにより駆動電流が規定の値より大きくなることを防止でき、空気室３５でのさらに適正な圧力変化に基づく加振力を確保することができる。その結果、変形例においては、制振器１０にさらに適正な加振力を発生させることができるので、車体の振動を一層適正に抑制することができる。
【００３８】
つぎに、本発明の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態においては、制御信号Ｃは、図７に示すように、入力パルス信号Ｓに対して同期した周波数で位相を適正にずらせると共にデューティ比を高次成分の発生の最も少ない値とした基準パルス信号Ｐに形成し、さらに振動発生源の振動振幅に相関する制御振幅の大きさに対応させるために、基準パルス信号Ｐに対して予め規定されたランダムなタイミング及び幅のオフ部分α、β・・を少なくとも１つ加えることにより制御信号Ｃを形成し、この御信号Ｃにより電磁バルブ４４の切替を制御するようにしたものである。例えば、図８に示すように、デューティ比が６０％である基準パルスＰの各パルスについて、２２％及び４６％のタイミング及び５％幅でオフ部分α、βを設けることにより制御信号Ｃを形成している。このオフ部分の形成については、振動発生源の振動振幅に対応した制御振幅とするために、実験的に求めたものである。このように、種々の入力パルス信号Ｓに対して、予め求めた制御信号Ｃデータについては、これをマップ化して記憶部５３に記憶させるようになっている。
【００３９】
上記構成の第２の実施形態においても、第１の実施形態において説明したように、演算部５４から出力された制御信号Ｃの個々の制御パルスＣ０のデューティ比が高次成分を発生し難い値に設定されているため、高次成分の発生を抑えることができる。また、空気室３５での圧力変化に基づく制振器１０の加振力の調節を、基準パルス信号Ｐの個々のパルスＰ１について、予め規定されたランダムなタイミング及び幅のオフ部分α、β・・を加えることにより制御信号Ｃを形成し、この制御信号Ｃにより電磁バルブ４４の切替を制御することにより行なうことができる。これにより、制御信号Ｃに対して適正に対応した駆動電流が得られ、振動発生源の振動振幅に適正に対応した制振器１０の加振力を得ることができる。その結果、本実施形態においても、上記第１の実施形態と同様に、制振器１０に適正な加振力を発生させることができるので、車体の振動を適正に抑制することができる。
【００４０】
ここで、第２の実施形態についての具体的実験結果について説明する。
所定の周波数域において、本実施形態に係る空気圧式加振装置と、ブランチホースを除いた従来の空気圧式加振装置について、空気室３５における発生力を、所望周波数での発生力である一次成分と不要な高次周波数成分である二次成分について測定したものであり、その測定結果を図９に示す。図９から明らかなように、第２の実施形態においても上記第１の実施形態とほぼ同様に、一次成分については本発明品と従来品ほとんど際はないが、二次成分については、全体として従来品が非常に大きな値になっており、本発明品では二次成分を大幅に低減できることが明らかなった。
【００４１】
なお、上記各実施形態においては、振動発生源の振動周波数に相関する入力パルス信号としてエンジンの回転パルス信号を用いているが、その他エンジンコントロールユニット等から得られるエアコンオンオフ、シフトポジション、水温等の車両の状態検出信号を用いることもできる。また、上記各実施形態においては、加振装置として、制振器を対象としており、この制振器は液室を設けていないが、液室を設けた形式の制振器でもよい。さらに、加振装置として、エンジンマウント等の防振に用いられる液室有りあるいは液室無しの防振装置であってもよい。その他、本実施形態に示したものは一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々変更して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両に適用される空気圧式加振装置の全体構成を概略的に示す模式図である。
【図２】同空気圧式加振装置の制振器を概略的に示す断面図である。
【図３】同空気圧式加振装置の信号形成状態を説明する説明図である。
【図４】制御信号Ｃと駆動電流の関係を説明する説明図である。
【図５】振動周波数に対する空気圧式加振装置の空気圧室内の圧力変化に基づく加振力についての実験結果を示すグラフである。
【図６】変形例における制御信号Ｃと駆動電流の関係を説明する説明図である。
【図７】第２の実施形態における空気圧式加振装置の信号形成状態を説明する説明図である。
【図８】同制御信号を詳細に示す説明図である。
【図９】第２の実施形態において振動周波数に対する空気圧室内の圧力変化に基づく加振力についての実験結果を示すグラフである。
【図１０】従来例である車両に適用される空気圧式加振装置の全体構成を概略的に示す模式図である。
【図１１】他の従来例である車両に適用される空気圧式加振装置の全体構成を概略的に示す模式図である。
【符号の説明】
１０…制振器、１１…取付金具、１７…通気孔、２０…マス部材、３０…ゴム弾性体、３５…空気室、４０…空気圧制御手段、４１…吸気ポート、４２…空気流通路、４３…負圧タンク、４４…電磁バルブ、５１…制御部、５２…信号読取り部、５３…記憶部、５４…演算部、５５…駆動部。
【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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【図１１】
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