专利名称：主动隔振器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种主动隔振器，具体地说，本发明涉及主动抑制振动发生源、例如汽车发动机的振动的传播的主动隔振器。
背景技术：
主动隔振器主动地抑制汽车发动机的振动的传播。例如，日本未审查专利公开No.2001-1,768公开这样一种常规的主动隔振器，它通过主动地驱动装载在发动机支架上的电磁致动器，来抑制发动机的振动的传播。根据利用变化或更新后的滤波系数来补偿其振幅和相位的周期性控制信号，来驱动电磁致动器。注意，例如利用从检测发动机的转数的旋转传感器输出的周期性脉冲信号的角频率和事先存储的图谱(map)数据，来更新滤波系数。具体地说，这种情况下，根据角频率和图谱数据产生周期性控制信号。
但是，由于安装有由主动隔振器控制的电磁致动器的发动机支架周围的温度发生变化，从而电磁致动器的阻抗发生变化。因此，用于产生周期性控制信号的滤波系数偏离它们的最佳值。从而，出现主动隔振器可能波动地控制电磁致动器的问题。
鉴于该问题，日本未审查专利公开No.2001-1,768如下解决该问题。对于每个预定频率，事先存储基准电流值。然后，对与利用图谱数据产生的周期性控制信号相对应的电流值和取决于电流值的频率的基准电流值进行比较。当由电流值和基准电流值之间的差值产生的误差较大时，利用基于基准电流值的滤波系数重新产生周期性控制信号。从而，利用重新产生的周期性控制信号来驱动电磁致动器。另一方面，当由电流值和基准电流值之间的差值产生的误差较小时，利用已产生的周期性控制信号来驱动电磁致动器。
从而，根据日本未审查专利公开No.2001-1,768，即使发动机支架周围的温度变化导致电磁致动器的阻抗变化，因为该常规的主动隔振器能够产生最佳的周期性控制信号，因而该常规的主动隔振器能够适当地控制电磁致动器。
但是，向主动隔振器的电磁致动器施加电压的电池一般被配置在汽车发动机舱中。即，发动机支架周围的温度变化导致电池周围的温度变化。即使电池没有被配置在汽车发动机舱中，电池周围的温度当然也可能变化。而且，随着电池周围的温度变化，电池的输出电压也变化。例如，当电池周围的温度低时，电池输出的电压低于当电池周围的温度高时输出的电压。
此外，电池与包括主动隔振器在内的多个车载部件连接。具体地说，除了主动隔振器外，电池还向各种车载部件，比如空调器、前灯和电动转向设备施加电压。因此，电池输出随车载部件的使用状况变化的电压。
这里注意，随电池周围的温度变化和车载部件的使用状况而变化的电池的输出电压影响主动隔振器的电磁致动器产生的振动力。例如，当电池的输出电压下降时，主动隔振器的电磁致动器产生的振动力降低。从而，通常会担心由于电池的输出电压变化，主动隔振器的电磁致动器不能产生适当的振动力。如果主动隔振器的电磁致动器产生的振动力不适当，就不能抑制发动机的振动传给汽车的其它部分。因此，汽车的噪声/振动性能(下面简称为“N/V性能”)会降低，以致汽车的乘坐质量会降低。此外，如果随电池的输出电压的变化而可能或不可能抑制发动机的振动传给汽车的其它部分，则会导致汽车乘客感觉到的发动机振动和/或噪声发生变化。从而，汽车乘客感觉到的发动机振动和/或噪声变化会导致汽车的乘坐质量降低。
发明内容
鉴于上述情况，提出了本发明。于是，本发明的目的是提供一种主动隔振器，即使电池输出变化的电压，也能够产生适当的振动力。
本发明的主动隔振器包括电磁致动器，用于根据电流供给产生振动力；控制信号发生器，用于根据从振动发生源输出的周期性脉冲信号，产生控制信号，所述控制信号主动地抑制汽车的振动发生源产生的振动传给汽车的特定部分；控制信号补偿器，用于根据电池的输出电压，补偿控制信号发生器产生的周期性控制信号；和驱动器，连接在电池和电磁致动器之间，用于根据控制信号补偿器已补偿的周期性控制信号和电池的输出电压，使电流供给可变，从而驱动电磁致动器。
在本发明的主动隔振器中，驱动器例如包括脉宽调制(下面简称为“PWM”)转换器和开关电路。PWM转换器根据控制信号补偿器已补偿的周期性控制信号，把输入信号转换成PWM。开关电路包括多个开关器件。开关器件根据PWM控制器输出的PWM信号被驱动，从而向电磁致动器供给电流。即，开关电路的开关器件实际上根据控制信号补偿器已经补偿的周期性控制信号，在PWM控制下驱动驱动器。此外，开关电路与电池连接。即，驱动器供给电磁致动器的电流由电池输出多大的电压和开关元件如何被驱动来决定。具体地说，向电磁致动器的电流供给由控制信号补偿器已经补偿的周期性控制信号和电池的输出电压来决定。从而，电池的输出电压的变化影响向电磁致动器的电流供给。
这里注意，控制信号补偿器根据电池的输出电压，补偿控制信号发生器产生的周期性控制信号。具体地说，这样补偿后的周期性控制信号是考虑了电池的输出电压的变化的信号。因此，控制信号发生器产生的周期性控制信号可被预先补偿，以使驱动器供给电磁致动器的实际电流值不受电池的输出电压变化的影响。从而，可以防止电池的输出电压的变化不利地影响向电磁致动器的电流供给。即，即使电池的输出电压随电池周围的温度的变化、或车载部件的使用状况而变化，电磁致动器也能够产生适当的振动力。
从而，即使电池的输出电压变化，也可以使汽车的N/V性能令人满意，从而提升汽车的乘坐质量。此外，可以抑制汽车乘客感觉到的发动机的振动和/或噪声的变化。由于该有利操作，可进一步提升汽车的乘坐质量。
此外，优选的是当电池的输出电压较大时，控制信号补偿器能够较小地补偿控制信号发生器产生的周期性控制信号；当电池的输出电压较小时，能够较大地补偿控制信号发生器产生的周期性控制信号。通常，电池的输出电压越小，驱动器供给电磁致动器的电流值越小。于是，当电池的输出电压较小时，通过这样使控制信号补偿器较大地补偿周期性控制信号，可以可靠地防止电池的电压的变化不利地影响驱动器供给电磁致动器的电流值。
另外，优选的是控制信号补偿器能够补偿控制信号发生器产生的周期性控制信号，以使其正比于电池的输出电压的倒数。通过进行这种非常简单的计算，可以实现对控制信号发生器产生的周期性控制信号的适当补偿。
即使电池周围的温度变化或者车载部件的使用状况变化导致电池输出电压变化，本发明的主动隔振器也能够使电磁致动器产生适当的振动力，而不会由于电池的输出电压的变化受到不利影响。从而，即使电池的输出电压变化，本发明的主动隔振器也能够使汽车的N/V性能令人满意，以致能够提升汽车的乘坐质量。此外，本发明的主动隔振器能够抑制汽车乘客感觉到的发动机的振动和/或噪声发生变化。同样由于该有利的操作，本发明的主动隔振器能够进一步提升汽车的乘坐质量。
结合构成本发明公开内容的一部分的附图和详细说明，参考下面的详细描述，可以更好更全面地理解本发明及其许多优点。
图1是表示本发明的一个例子的主动隔振器1的构造的方框图。
图2表示主动隔振器1的发动机支架20的截面图。
具体实施例方式
以上概述了本发明，以下参照具体优选实施例，可以进一步理解本发明，这些实施例在此只是为举例说明而提出，并非意图限制附加权利要求的范围。
下面列举本发明的具体实施例，以更详细地说明本发明。
(1)主动隔振器1的构造下面参考图1说明本发明的一个例子的主动隔振器1的构造。图1是表示主动隔振器1的构造的方框图。主动隔振器1是用于主动地抑制装载在汽车上的发动机E/G(即，振动发生源)产生的振动传给汽车的特定部分的设备。如图1所示，主动隔振器1包括频率计算器11、控制信号发生器12、补偿器13、驱动器14、振动器15和加速度传感器16。
频率计算器11接收从用于检测发动机E/G的转数的旋转检测器(未示出)输出的周期性脉冲信号。然后，频率计算器11根据所输入的周期性脉冲信号，计算周期性脉冲信号的角频率ω。
控制信号发生器12接收频率计算器11计算的周期性脉冲信号的角频率ω。然后，控制信号发生器12根据所输入的周期性脉冲信号的角频率ω，选择图谱控制模式和自适应控制模式之一。从而，控制信号发生器12按照所选择的模式，即图谱控制模式或自适应控制模式，产生周期性控制信号y。当选择了图谱控制模式时，控制信号发生器12根据周期性脉冲信号的角频率ω和事先存储的图谱数据，产生周期性控制信号y。另一方面，当选择了自适应控制模式时，控制信号发生器12按照自适应控制方法，根据计算出的周期性脉冲信号的角频率ω和加速度传感器16检测出的误差信号e，产生周期性控制信号y。注意，这些周期性控制信号y是使主动隔振器1能够主动地抑制发动机E/G在加速度传感器16的安装位置处产生的振动传给汽车的特定部分的信号。
补偿器13(即，控制信号补偿器)接收控制信号发生器12产生的周期性控制信号y，并输出电压检测器2检测到的电池Bt的输出电压Vn。然后，补偿器13按照式(1)来补偿周期性控制信号y。即，所得到的补偿后的周期性控制信号y1是相对于初始的或者补偿前的周期性控制信号y，考虑了电池Bt的输出电压Vn的信号。具体地说，补偿后的周期性控制信号y1正比于初始的或者补偿前的周期性控制信号y，比例系数为电池Bt的输出电压Vn的倒数。
式1(1)y1＝y×Vst/Vny1补偿后的周期性控制信号y初始的或者补偿前的周期性控制信号Vst基准电压(V)VnBt的输出电压(V)这里注意，除了主动隔振器1之外，电池Bt还与各种车载部件，例如空调器、前灯和电动转向设备连接。因此，电池Bt的输出电压Vn随车载部件的使用状况而相应地变化。例如，当式(1)中的基准电压Vst为13V时，并且当电池Bt的输出电压为13V时，补偿后的周期性控制信号y1与初始的或者补偿前的周期性控制信号y一致。另一方面，当电池Bt的输出电压降低到10V时，补偿后的周期性控制信号y1增大到约为初始的或者补偿前的周期性控制信号y的1.3倍。此外，当电池Bt的输出电压增大到16V时，补偿后的周期性控制信号y1降低到约为初始的或者补偿前的周期性控制信号y的0.8倍。
驱动器14被配置在电池Bt和振动器15之间，从而连接它们。驱动器14根据补偿器13输出给驱动器14的补偿后的周期性控制信号y1和电池Bt向驱动器14施加的电压，来驱动振动器15。具体地说，驱动器14包含PWM转换器和开关电路。PWM转换器将所输入的补偿后的周期性控制信号y1转换成包括负载在内的PWM信号，所述负载取决于驱动器14接收的所输入的补偿后的周期性控制信号y1。开关电路包含桥接电路，所述桥接电路具有多个开关器件。开关电路的输入侧的正负端与电池Bt连接，开关电路的输出侧的正负端与振动器15连接。从而，开关器件根据PWM转换器输出的PWM信号被驱动，并相应地向振动器15供给电流。
这里注意，驱动器14的开关电路向振动器15供给的电流根据补偿后的周期性控制信号y1和电池Bt的输出电压Vn变化。即，开关电路向振动器15供给的电流实际上正比于补偿后的周期性控制信号y1，也正比于电池Bt的输出电压Vn。具体地说，补偿后的周期性控制信号y1越大，供给振动器15的电流就越大。此外，电池Bt的输出电压Vn越大，供给振动器15的电流就越大。
但是，补偿后的周期性控制信号y1是通过如上所述按照式(1)补偿初始的或者补偿前的周期性控制信号y而产生的。具体地说，补偿后的周期性控制信号y1正比于初始的或者补偿前的周期性控制信号y，比例系数为电池Bt的输出电压Vn的倒数。另一方面，驱动器14的开关电路供给振动器15的电流实际上正比于补偿后的周期性控制信号y1以及电池Bt的输出电压Vn。换句话说，驱动器14的开关电路供给振动器15的电流实际上正比于初始的或者补偿前的周期性控制信号y。这是因为在补偿器13中初始的或者补偿前的周期性控制信号y和电池Bt的输出电压Vn之间的关系、与补偿后的周期性控制信号y1和电池Bt的输出电压Vn之间的关系相互抵消。于是，即使电池Bt的输出电压Vn变化，电池Bt的输出电压Vn的变化也根本不会影响驱动器14的开关电路供给振动器15的电流。
振动器15(即，电磁致动器)例如包括装载在将在后面说明的发动机支架20上的螺线管。螺线管、即振动器15产生取决于周期性变化的、向其线圈的电流供给的振动力。即，通过周期性地改变向螺线管、即振动器15的线圈的电流供给，可以改变振动器15产生的振动力。换句话说，当发动机E/G产生的振动和振动器15产生的振动完全相互抵消时，发动机E/G的振动根本不会从发动机支架20传给车体。
加速度传感器16(即，振动检测传感器)被安装到作为后面将描述的发动机支架20的一部分的固定部分上，在该固定部分处，发动机支架20被固定到发动机机架E/F上。即，加速度传感器16检测作为发动机支架20的一部分的、被固定到发动机机架E/F上的固定部分处的振动。具体地说，加速度传感器16检测通过合成经由传输系统C传输的发动机E/G的振动和振动器15产生的振动而产生的振动(下面称为“误差信号”)e。加速度传感器16将误差信号e输出给控制信号发生器12。当控制信号发生器12选择如上所述的自适应控制模式时，使用所得到的误差信号e。
(2)包括振动器15和加速度传感器16的发动机支架20的详细构造下面，将参考图2说明包括振动器15和加速度传感器16的发动机支架20的详细构造。图2表示发动机支架20的截面图。
如图2所示，发动机支架20包括第一固定装置21、第二固定装置22、主橡胶弹性体23、可振动板24、隔膜25、振动器15和加速度传感器16。
第一固定装置21是安装到发动机E/G上的第一构件。第二固定装置22形成为大致圆筒形，是安装到发动机机架E/F上的第二构件。此外，第一固定装置21和第二固定装置22彼此分开，并被配置成相互面对。另外，主橡胶弹性体23置于第一固定装置21和第二固定装置22之间，以便弹性连接第一固定装置21和第二固定装置22。
可振动板24形成为大致圆盘形，由橡胶制成。可振动板24被配置在第二固定装置22内，并在图2中位于主橡胶弹性体23的下方。可振动板24和主橡胶弹性体23形成受压室，从发动机E/G发出的振动被输入所述受压室中。此外，隔膜25由薄的橡胶弹性膜形成，从而易于变形。隔膜25被配置在第二固定装置22内，并在图2中位于可振动板24的下方。隔膜25和可振动板24形成被允许容易地改变容积的平衡室。注意，非压缩性流体被密封在受压室和平衡室中。另外注意，受压室和平衡室由孔道连通。
振动器15、即螺线管包含基本上为圆筒形的磁心15a和配置在磁心15a的中央的基本上为柱状的柱塞15b。磁心15a形成其内卷绕有绕组线(winding wire)的线圈，并被固定到第二固定装置22的内周面上，并且在图2中位于隔膜25的下方。柱塞15b被配置成可相对于磁心15a轴向(或者沿图2的上/下方向)移动。柱塞15b在图2中的上部相对端被固定到可振动板24上。即，振动器15根据向磁心15a的线圈或绕组线的电流供给进行操作，从而在图2中向下拉动柱塞15b。从而，当柱塞15b轴向往复运动时，可振动板24变形，从而执行受压室的压力控制。此外，通过适当地主动使可振动板24变形、从而主动地改变受压室内的压力，可以抑制发动机E/G的振动传给发动机机架E/F。
加速度传感器16被固定到第二固定装置22的外周上。即，加速度传感器16对发动机支架20的第二固定装置22的振动进行计量。
这样构成的本发明的一个例子的主动隔振器1包括补偿器13，用于防止电池Bt的输出电压的变化不利地影响供给振动器15的线圈或绕组线的电流。因此，即使电池Bt的输出电压Vn随车载部件的使用状况而变化，振动器15也能够产生适当的振动力。从而，主动隔振器1可使汽车的N/V性能令人满意，从而能够提升汽车的乘坐质量。此外，主动隔振器1能够进一步提升汽车的乘坐质量，因为它能够抑制汽车乘客感觉到的汽车发动机的振动和/或噪声的变化。
(修改例)在本发明例1和例2的上述主动隔振器1中，可将图谱控制模式转换成自适应控制模式，反之亦然。但是，本发明并不局限于这样的特定例子。例如，主动隔振器1可以单独采用图谱控制模式，或者可以单独采用自适应控制模式。
上面充分说明了本发明，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离附加权利要求所限定的本发明的精神或范围的情况下，可对本发明进行很多改变和修改。
权利要求
1.一种主动隔振器，包括电磁致动器，用于根据电流供给产生振动力；控制信号发生器，用于根据从振动发生源输出的周期性脉冲信号，产生控制信号，所述控制信号主动地抑制汽车的振动发生源产生的振动传给汽车的特定部分；控制信号补偿器，用于根据电池的输出电压，补偿控制信号发生器产生的周期性控制信号；和驱动器，连接在电池和电磁致动器之间，用于根据控制信号补偿器已补偿的周期性控制信号和电池的输出电压，使电流供给可变，从而驱动电磁致动器。
2.按照权利要求1所述的主动隔振器，其中当电池的输出电压较大时，控制信号补偿器较小地补偿控制信号发生器产生的周期性控制信号；当电池的输出电压较小时，较大地补偿控制信号发生器产生的周期性控制信号。
3.按照权利要求2所述的主动隔振器，其中控制信号补偿器补偿控制信号发生器产生的周期性控制信号，以使其正比于电池的输出电压的倒数。
全文摘要
本发明提供一种主动隔振器，包括电磁致动器、控制信号发生器、控制信号补偿器和驱动器。电磁致动器根据电流供给产生振动力。控制信号发生器根据从振动发生源输出的周期性脉冲信号产生控制信号，所述控制信号主动地抑制汽车的振动发生源产生的振动传给汽车的特定部分。控制信号补偿器根据电池的输出电压，补偿控制信号发生器产生的周期性控制信号。驱动器连接在电池和电磁致动器之间，根据控制信号补偿器已补偿的周期性控制信号和电池的输出电压，使电流供给可变，从而驱动电磁致动器。
文档编号G05B11/00GK1880794SQ20061009256
公开日2006年12月20日 申请日期2006年6月15日 优先权日2005年6月15日
发明者市川浩幸, 安田恭宣, 伏见武彦, 水岛大地, 佐藤谦一 申请人:东海橡胶工业株式会社