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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-07-05
(45)【発行日】2022-07-13
(54)【発明の名称】円形力発生装置を用いる能動型防振
(51)【国際特許分類】
B60K 5/12 20060101AFI20220706BHJP
F16F 15/02 20060101ALI20220706BHJP
【ＦＩ】
B60K5/12 Z
F16F15/02 C
F16F15/02 A
【請求項の数】
22
(21)【出願番号】P 2020542866
(86)(22)【出願日】2019-03-20
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-06-10
(86)【国際出願番号】 US2019023085
(87)【国際公開番号】W WO2019183168
(87)【国際公開日】2019-09-26
【審査請求日】2020-08-06
(31)【優先権主張番号】62/645,395
(32)【優先日】2018-03-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】507381329
【氏名又は名称】ロード コーポレーション
(74)【代理人】
【識別番号】100098394
【弁理士】
【氏名又は名称】山川 茂樹
(74)【代理人】
【識別番号】100064621
【弁理士】
【氏名又は名称】山川 政樹
(72)【発明者】
【氏名】ノリス，マーク
(72)【発明者】
【氏名】バーブレスク，ステファン
(72)【発明者】
【氏名】ビーバー，マーティン
【審査官】中川 隆司
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１５／０３７０２６６（ＵＳ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１６／１８９０７５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特表２０１２－５１２０８２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－３４１６０８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６０Ｋ ５／１２
Ｆ１６Ｆ １５／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両であって、車両フレームと、
乗員室と、
エンジンと、
前記車両フレームに取り付けられる複数の防振装置と、
を備え、
前記各防振装置は円形力発生装置を備え、前記円形力発生装置は少なくとも１つの塊と、前記塊を回転させるように構成される少なくとも１つのモータとを備え、前記防振装置は、前記エンジンが動作中のシリンダのサブセットを停止した結果として生じる、前記乗員室内の騒音および／または振動を低減するために、能動型防振を実施するように構成され、少なくとも１つの前記防振装置は、前記エンジンが前記シリンダのサブセットを停止したときに、車両状況データを用いて、前記能動型防振を制御する、車両。
【請求項2】
請求項１に記載の車両であって、各防振装置は、入れ子式の対のロータと、制御システムとを含み、前記制御システムは、モータ制御回路と、加速度計と、少なくとも１つのプロセッサと、能動型防振ルーチンを記憶するメモリとを備え、前記モータ制御回路は、指令された回転力を生成するために、前記モータを制御するように構成される、車両。
【請求項3】
請求項１に記載の車両であって、車両制御システムに結合されるデータ通信バスを備え、前記各防振装置は前記データ通信バスに結合され、前記データ通信バス上で、前記車両状況データを受領するように構成され、前記車両状況データは、車両速度、トランスミッションギア、エンジン速度、およびエンジントルクのうち１または複数を含む、車両。
【請求項4】
請求項３に記載の車両であって、前記防振装置の少なくとも１つは、前記車両状況データを用いて、ギア変更が切迫していることを判断し、それに応じて、前記切迫したギア変更前に、前記円形力発生装置のための力指令を変更するように構成される、車両。
【請求項5】
請求項３に記載の車両であって、前記防振装置のうちの少なくとも１つは、少なくとも１つのプロセッサと、複数の車両状況を複数の力指令に関連付けるルックアップテーブルを記憶する少なくとも１つのメモリとを備え、前記少なくとも１つの防振装置は、前記車両状況データを用いて、前記円形力発生装置の力指令を前記ルックアップテーブルによって決定するように構成される、車両。
【請求項6】
請求項１に記載の車両であって、前記防振装置は互いに通信して、前記防振装置のうちの１つをマスタ防振装置として選択するように構成され、それによって、前記マスタ防振装置のプロセッサにシステムレベルの能動型防振ルーチンを実行させ、力指令を前記他の防振装置に送信させ、それによって前記防振装置は全体として振動消去力を生成する、車両。
【請求項7】
請求項１に記載の車両であって、前記各防振装置は、少なくとも１つのプロセッサと、複数の車両状況を複数の力指令に関連づけるルックアップテーブルを記憶する少なくとも１つのメモリとを備え、前記各防振装置は、前記車両状況データを用いて、前記円形力発生装置のための力指令を前記ルックアップテーブルによって決定するように構成される、車両。
【請求項8】
請求項１に記載の車両であって、前記各防振装置は振動センサを備え、前記各防振装置は、前記振動センサからのセンサデータを用いて、前記円形力発生装置の力指令を決定するように構成される、車両。
【請求項9】
能動型防振のためのシステムであって、前記システムは、データ通信ネットワークと、
複数の防振装置と、
を備え、
各防振装置は、
ハウジングと、
前記ハウジング内の円形力発生装置であって、少なくとも１つの塊と、前記塊を回転させるように構成される少なくとも１つのモータとを備える、円形力発生装置と、
前記ハウジング内の制御システムとを備え、
前記制御システムは、モータ制御回路と、少なくとも１つのプロセッサと、システムレベルの能動型防振ルーチンとを記憶するメモリとを備え、前記モータ制御回路は前記モータを制御して、指令された回転力を生成するように構成され、
前記防振装置は、前記データ通信ネットワークと通信し、前記防振装置のうちの１つをマスタ防振装置として選択するように構成され、それによって前記マスタ防振装置のプロセッサに、前記システムレベルの能動型防振ルーチンを実行させ、力指令を前記他の防振装置に送信させ、それによって前記防振装置は全体として振動消去力を生成する、システム。
【請求項10】
請求項９に記載のシステムであって、前記各防振装置は振動センサを備え、前記各防振装置は、前記防振装置の前記振動センサからのセンサデータを前記マスタ防振装置に送信するように構成され、前記システムレベルの能動型防振ルーチンを実行することは、前記振動センサからの前記センサデータを用いて、前記力指令を決定することを含む、システム。
【請求項11】
請求項１０に記載のシステムであって、前記各振動センサは加速度計を備え、前記円形力発生装置と共に配向される、システム。
【請求項12】
請求項１０に記載のシステムであって、前記システムレベルの能動型防振ルーチンを実行することは、前記振動センサからの前記センサデータを適応フィルタルーチンに提供することを含む、システム。
【請求項13】
請求項１２に記載のシステムであって、前記適応フィルタルーチンは、ｆｉｌｔｅｒｅｄ－ｘ最小二乗平均（ＬＭＳ）ルーチンである、システム。
【請求項14】
請求項９に記載のシステムであって、前記各円形力発生装置は対の入れ子式のロータを備え、前記指令された回転力は、力の大きさと、相対位相とを備える、システム。
【請求項15】
請求項９に記載のシステムであって、前記各モータ制御回路は、前記塊の位置を検知するための位置センサと、前記位置センサを用いて前記モータを制御するサーボモータ回路とを備える、システム。
【請求項16】
請求項９に記載のシステムであって、前記ハウジングは、車両フレームに取り付けるための取付具と、ワイヤハーネスに接続するための電子機器コネクタとを備える、システム。
【請求項17】
車両の乗員室内の能動型防振のためのシステムであって、前記システムは、車両通信ネットワークと、
車両のエンジンシリンダのサブセットの作動を停止した結果として生じる、前記乗員室内の騒音および／または振動を低減するために、能動型防振を実施するように構成された複数の防振装置と、
を備え、
前記各防振装置は、
ハウジングと、
前記ハウジング内の円形力発生装置であって、少なくとも１つの塊と、前記塊を回転させるように構成される少なくとも１つのモータとを備える、円形力発生装置と、
前記ハウジング内の制御システムとを備え、
前記制御システムは、モータ制御回路と、少なくとも１つのプロセッサと、複数の車両状況を複数の力指令と関連付けるルックアップテーブルを記憶するメモリとを備え、前記モータ制御回路は前記モータを制御して、指令された回転力を生成するように構成され、前記制御システムは、車両状況データを前記車両通信ネットワークで受領し、前記車両状況データを用いて、前記円形力発生装置のための力指令を前記ルックアップテーブルによって決定するように構成され、
少なくとも１つの前記防振装置は、前記エンジンが前記シリンダのサブセットを停止したときに、前記車両状況データを用いて、前記能動型防振を制御する、システム。
【請求項18】
請求項１７に記載のシステムであって、前記車両状況データは、車両速度と、トランスミッションギアと、エンジン速度と、エンジントルクとのうちの１または複数を含む、システム。
【請求項19】
請求項１７に記載のシステムであって、前記防振装置のうち少なくとも１つは、前記車両状況データを用いてギア変更が切迫していることを判断し、それに応じて、前記切迫したギア変更以前に、前記円形力発生装置のための力指令を変更するように構成される、システム。
【請求項20】
請求項１７に記載のシステムであって、前記各防振装置は振動センサを備え、前記各防振装置の前記制御システムは、前記力指令を前記振動センサからのセンサデータを用いて決定するように構成される、システム。
【請求項21】
請求項２０に記載のシステムであって、前記各振動センサは加速度計を備え、前記円形力発生装置と共に配向される、システム。
【請求項22】
請求項２０に記載のシステムであって、前記各円形力発生装置は対の入れ子式のロータを備え、前記指令された回転力は、力の大きさと相対位相とを備える、システム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【0001】
本出願は、２０１８年３月２０日出願の米国仮特許出願第６２／６４５，３９５号の利益を主張し、当該出願に記載されたすべての開示を本明細書に援用するものである。
【技術分野】
【0002】
本出願は一般に、能動型防振分野に関し、より具体的には、円形力発生装置を用いる能動型防振のためのシステム、装置、および方法に関する。
【背景技術】
【0003】
線形防振技術は、自動車用途において、低出力動作中に効率を高めるために、エンジンがシリンダを停止するときに誘発される振動を制御するために用いられる。その際に、エンジンが低周波励起を伝達するため、運転手および乗客は自動車に違和感を感じることもある。これは、Ｖ－８エンジンの場合に起こることがあり、たとえば、４つのシリンダを停止し、残りの４つのシリンダを操作するようにエンジンが指令を受けるときに起こることがある。この場合、残りの４つのシリンダは２エンジン回転毎分周波数を伝達し、運転手および／または乗客は自動車に問題があると認識することもある。
【0004】
広周波用途のための線形技術は一般に、動作範囲より低く調整されるため、重厚で、高価になることもある。これは、たとえば、大量の高品質な金属および希土類磁石素材を用いることが必要となるためである。線形技術はその性能において、広周波帯域にわたって複雑な動きを制御することに限定される。自動車製造業者は、この技術を車両の多様な構成で用いるためには、性能を改善するためにアクチュエータを再配向しなければならないことに気付いている。このような広範な周波数帯域にわたる動きは、車両の構造的構成が多様であるためかなり複雑になり、著しく変化する。そのため、たとえば、客車の多様な構成、トラックの荷台の長さなどの車両構成にしたがって、一連の複雑なアクチュエータ配向を実施しなければならないため、製造ラインの合理化に苦慮する製造業者もいる。
【発明の概要】
【0005】
本明細書は、円形力発生装置を用いる能動型防振のためのシステム、装置、および方法を記載する。一態様では、車両は、車両フレームと、乗員室と、エンジンと、車両フレームに取り付けられた複数の防振装置とを含む。各振動装置は円形力発生装置を含む。円形力発生装置は、少なくとも１つの塊と、塊を回転させるように構成される少なくとも１つのモータとを備える。防振装置は、能動型防振を実行し、動作中のシリンダのサブセットをエンジンが停止することから生じる、乗員室内の騒音および／または振動を低減するように構成される。エンジンの駆動軸の事例のように、車両内の励起が円形の場合は、車両内の円形の励起を生成し、制御するためには、線形技術よりもＣＦＧ技術を備える方が良い結果を得られる。
【0006】
別の態様では、能動型防振のためのシステムは、データ通信ネットワークと、防振装置とを含む。各防振装置は、ハウジングと、ハウジング内の円形力発生装置と、ハウジング内の制御システムとを含む。円形力発生装置は、少なくとも１つの塊と、塊を回転させるように構成される少なくとも１つのモータとを含む。制御システムは、モータ制御回路と、少なくとも１つのプロセッサと、システムレベルの能動型防振ルーチンを記憶するメモリとを含む。モータ制御回路は、モータを制御し、指令された回転力を生成するように構成される。防振装置はデータ通信ネットワークで通信し、防振装置のうちの１つをマスタ防振装置として選択し、それによってマスタ防振装置のプロセッサにシステムレベルの能動型防振ルーチンを実行させ、力指令を他の防振装置に送信して、それによって防振装置全体として振動消去力を生成するように構成される。
【0007】
別の態様では、能動型防振のためのシステムは、車両通信ネットワークと、防振装置とを含む。各防振装置は、ハウジングと、ハウジング内の円形力発生装置と、ハウジング内の制御システムとを含む。円形力発生装置は、少なくとも１つの塊と、塊を回転させるように構成される少なくとも１つのモータとを含む。制御システムは、モータ制御回路と、少なくとも１つのプロセッサと、車両状況を力指令に関連付けるルックアップテーブルを記憶するメモリとを含む。モータ制御回路は、モータを制御して指令された回転力を生成するように構成される。制御システムは、車両状況データを車両通信ネットワークで受領し、車両状況データを用いて、円形力発生装置の力指令をルックアップテーブルによって決定するように構成される。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1A】円形力発生装置を用いる能動型防振システムを備える車両を例示する。
【図1B】円形力発生装置を用いる能動型防振システムを備える車両を例示する。
【図1C】円形力発生装置を用いる能動型防振システムを備える車両を例示する。
【図2A】ＣＦＧの実施例を例示する。
【図2B】ＣＦＧの実施例を例示する。
【図2C】ＣＦＧの実施例を例示する。
【図2D】ＣＦＧの実施例を例示する。
【図2E】ＣＦＧの実施例を例示する。
【図2F】ＣＦＧの実施例を例示する。
【図3】防振装置の実施例のブロック図である。
【図4】防振ルーチンの実施例を例示するブロック図である。
【図5A】エンジン回転毎分グラフを用いて、切迫したギア変更の前に力指令を変更する防振装置の効果を例示する。
【図5B】エンジン回転毎分グラフを用いて、切迫したギア変更の前に力指令を変更する防振装置の効果を例示する。
【図5C】エンジン回転毎分グラフを用いて、切迫したギア変更の前に力指令を変更する防振装置の効果を例示する。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本明細書は、円形力発生装置を用いる能動型防振のためのシステム、装置、および方法を記載する。円形力発生装置（ＣＦＧ）技術は、線形技術に関連する制限の少なくとも一部を解決する。ＣＦＧは、平面力（およびモーメント）を生成する。平面力（およびモーメント）は、特に広範な動作周波数領域にわたって線形力技術よりも容易に、複雑な構造物の応答における振動を制御することができる。
【0010】
図１Ａ～Ｃは、円形力発生装置を用いる能動型防振システムを備える車両１００を例示する。車両１００は、任意の適切な種類の自動車であってもよく、たとえば、乗用車またはトラックであってもよい。車両１００は、例示を目的として、ピックアップトラックとして例示されている。
【0011】
図１Ａは、車両１００の俯瞰図に重ねた能動型防振システムのブロック図である。車両１００は、車両フレーム１０２と、エンジン１０４と、トランスミッション１０６と、車両制御システム１０８とを含む。車両１００は、ワイヤハーネス１１０と、複数の防振装置１１２ａ～ｅとを含む。複数の防振装置１１２ａ～ｅは、車両フレーム１０２に取り付けられ、ワイヤハーネス１１０に結合される。ワイヤハーネス１１０は、データおよび／または電力を防振装置１１２ａ～ｅに提供するために、任意の適切な配線システムを用いて実装されてもよい。各防振装置１１２ａ～ｅは電力を受領してもよく、たとえば、１２ボルトの電力を車両１００から受領してもよい。一部の事例では、各防振装置１１２ａ～ｅは、アナログエンジンタコメータ信号に個別にアクセスする。防振装置は、エンジン１０４が動作中のシリンダのサブセットを停止した結果として生じる乗員室１１８内の騒音および振動を低減するために、能動型防振を実施するように構成される。
【0012】
各防振装置１１２ａ～ｅは、円形力発生装置（ＣＦＧ）を含む。ＣＦＧは、少なくとも１つの塊と、塊を回転させるように構成される少なくとも１つのモータとを含む装置である。図１Ｂは、ＣＦＧ１１４の実施例の斜視図を例示する概略図である。図１Ｂは、ＣＦＧ１１４の回転方向１１６を例示する。円形力発生装置の実施例を、図２Ａ～Ｆを参照して以下に説明する。
【0013】
各防振装置１１２ａ～ｅは、円形力発生装置を制御するための制御システムも含む。制御システムは、指令された回転力を生成するために、モータを制御するように構成されるモータ制御回路を含む。防振装置の実施例を、図３を参照して以下に説明する。
【0014】
図１Ｃは、車両１００の側面図と、車両フレーム１０２に３つのＣＦＧ１２０ａ～ｃを配置した実施例を例示する概略図である。一般に、ＣＦＧ１２０ａ～ｃは車両１００の任意の適切な位置に配置することができる。ＣＦＧ１２０ａ～ｃの数および位置は、具体的な車両の種類の設計要件を満たすように選択することができる。図１Ｃに示すように、２つのＣＦＧ１２０ａ～ｂは車両１００の長さに沿って車両１００の片側に対向する方向に取り付けられ、１つのＣＦＧ１２０ｃは、車両１００の幅に沿ってその他のＣＦＧ１２０ａ～ｂに垂直に取り付けられる。
【0015】
ＣＦＧ技術は、幅広い動作周波数領域にわたって、複雑な構造物の応答において取消運動を生成するため、線形技術よりも効率的に動作する。線形技術は線形力のみを生成することを意図する。ＣＦＧ技術を用いてさらに複雑な平面力を生成することができ、指令可能な力の大きさを生成するだけではなく、フレーム／車両構造の複雑な動作による偏向した形状とも良好に結合するように配分可能であり、車両構成によって再配向する必要もない。
【0016】
ＣＦＧ技術は、多様な方法で実装可能である。ＣＦＧ技術は、２つの個別のモータで駆動される、２つの共回転する偏心した塊を備えて実装されてもよい。モータは制御周波数で回転し、各偏心した塊の大きさおよび相は、配列されたモータ制御電子機器によって制御される。一部の実施例では、中央システムコントローラはシステム内の各ＣＦＧと通信し、エンジンタコメータに対して力の大きさと相対位相を指令する。中央システムコントローラは、各ＣＦＧを駆動して、車両の乗員室内の騒音および／または振動を低減するために協働する。図１Ａに示す実施例では、車両１００には中央システムコントローラがないが、以下にさらに記載するように、個別の防振装置１１２ａ～ｅを適切に構成することによってこの構成は可能となる。
【0017】
ＣＦＧおよび制御システムの様々な構築が可能である。以下の２つの例を検討する。
【0018】
第１の例では、システムは、同一に構成された防振装置１１２ａ～ｅを備え、各防振装置１１２ａ～ｅは車両フレーム１０２上で車両１００に取り付けられる。各防振装置１１２ａ～ｅは、モータと、電子機器と、力の大きさと相対位相を生成するソフトウェアとを備える。さらに、各防振装置１１２ａ～ｅは、たとえば、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ－Ｘアルゴリズムを用いてシステム制御ソフトウェアを実行する能力を有する。さらに、各防振装置１１２ａ～ｅは統合加速度計を有する（加速度計の方向はＣＦＧ力と同一の平面内にある）。各防振装置１１２ａ～ｅは、たとえば１２ボルト電池の車両電力バスレールから電力を得ることができ、たとえば、ワイヤハーネス１１０を通じてアナログエンジンタコメータおよび車両ＣＡＮバスへのアクセスを有する。出力を上げている間、各防振装置１１２ａ～ｅはＣＡＮバスを通じて互いに通信し、どの装置が「マスタ」であり、どの装置が「スレーブ」装置であるかを決定する。マスタＣＦＧは次に、システム内のすべての統合された加速度計で振動を低減するために、システム制御アルゴリズムを実施する。
【0019】
第２の例では、システムは、同一に構成された防振装置１１２ａ～ｅを備え、各防振装置１１２ａ～ｅは車両フレーム１０２上で車両１００に取り付けられる。各防振装置１１２ａ～ｅは、モータと、電子機器と、力の大きさと相対位相を生成するソフトウェアとを備える。各防振装置１１２ａ～ｅは車両ＣＡＮバスに、たとえば、ワイヤハーネス１１０を通じて結合し、それぞれ信号をアナログエンジンタコメータから受領する。各防振装置１１２ａ～ｅはルックアップテーブルを保存する。エンジン速度、トルク、およびギアなど、ＣＡＮバスによって提供されるパラメータによって、防振装置は、それ自体に（単独で）エンジンパラメータにしたがって具体的な力の大きさおよび位相を生成するように指令する。このシステムは「オープンループ」制御機構を構成しえる。
【0020】
一部の実施例では、各防振装置１１２ａ～ｅはルックアップテーブルを保存するが、振動センサは有さない。それによって、防振装置１１２ａ～ｅは、エンジンパラメータおよびルックアップテーブルのみを用いて力の大きさおよび位相を生成する。一部の他の事例では、各防振装置１１２ａ～ｅはルックアップテーブルを保存し、追加の振動センサを含む。それによって、防振装置１１２ａ～ｅは、エンジンパラメータ、ルックアップテーブル、および振動センサからのセンサデータを用いて力の大きさおよび位相を生成する。一部の他の事例では、各防振装置１１２ａ～ｅは振動センサを含むが、ルックアップテーブルは含まない。それによって、防振装置１１２ａ～ｅは、振動センサからのセンサデータおよび場合によってはエンジンパラメータを用いて、力の大きさおよび位相を生成する。
【0021】
一部の実施例では、特にギア変更によるＣＦＧ追跡性能を改善するために、各防振装置１１２ａ～ｅは車両ＣＡＮバスへのアクセスを有し、防振装置１１２ａ～ｅはギア変更事象を事前に知ることができる。車両制御システム１０８は、ＣＡＮバスを用いてギアを変更するように車両トランスミッションに指令する。この事象自体は、数ミリ秒内の時間で発生することもあるが、ギア変更事象中に、ＣＦＧが制御を良好に追跡し続けるように、回転を上げる（または下げる）ためには十分である（ＣＦＧに「追いつかせる」ためにエンジンタコメータのみを用いる場合に発生する遅延とは対照的である）。この様式での制御の追跡は、図５Ａ～Ｃを参照して以下で詳細に述べる。
【0022】
図２Ａ～Ｆは、ＣＦＧ１１４の実施例を例示する。図２Ａは、ＣＦＧ１１４およびＣＦＧ１４４用のハウジング１２２を示す。ＣＦＧ１１４は、車両フレームに取り付けるための取付具１２４を含んでいてもよい。動作中は、ハウジング１２２はＣＦＧ１１４の構成部品を、たとえば、破片から保護する。ハウジング１２２を用いて、モータと回転する塊に加えて、制御電子機器を保持することができる。図２Ｂは、例示目的のためにハウジングを取り除いたＣＦＧ１１４を示す。図２ＣはＣＦＧ１１４の切断図であり、ＣＦＧ１１４の構成部品をさらに例示する。
【0023】
図２ＤはＣＦＧ１１４用のロータアセンブリ２００の斜視図である。ロータアセンブリ２００は、固定車軸２０２と、入れ子式の対のロータとを含む。ロータアセンブリ２００は、第１のロータ塊２０４と、第１のモータロータ２０６と、第１のモータロータ２０６の回転位置を感知するように構成される第１のモータトーンホイール２０８と、第１のロータ回転軸受ハウジング２１０と、第１のロータ非回転軸受ハウジング２１２とを含む。ロータアセンブリ２００は、第２のロータ塊２１４と、第２のモータロータ２１６と、第２のモータロータ２１６の回転位置を感知するように構成される第２のモータトーンホイール２１８と、第２のロータ回転軸受ハウジング２２０と、第２のロータ非回転軸受ハウジング２２２とを含む。
【0024】
第１のロータ塊２０４と第２のロータ塊２１４はそれぞれ固定車軸２０２の周りを回転可能であり、合成回転力を生成する。第１のロータ塊２０４と第２のロータ塊２１４との間の相対角位置は、合成回転力の大きさおよび位相を変更するために、選択的に調整可能である。
【0025】
図２Ｅは、例示する目的で分解されたロータアセンブリ２００の図を示す。図２Ｆは、例示する目的で分解されたＣＦＧ１１４の図を示す。図２Ｆは、第１のモータステータ２２４と、第２のモータステータ２２６とを備えるロータアセンブリ２００を示す。第１のモータステータ２２４と第２のモータステータ２２６は、ＣＦＧ１１４のハウジング１２２に取り付け可能である。組み立て時には、第１および第２のモータは一般に、フレームのない種類の環状のモータであり、たとえば、正弦波逆起電力（ＢＥＭＦ）を有する３相ブラシレスモータなどの永久磁石同期電動機（ＰＭＳＭ）である。
【0026】
図３は防振装置１１２の実施例のブロック図である。防振装置１１２は、ＣＦＧ１１４と、制御システム３０２と、データ通信システム３０４と、振動センサ３０６とを含む。データ通信システム３０４は、たとえば、車両ＣＡＮバスで、または任意の適切な有線または無線通信システムで通信するための通信回路を含んでいてもよい。振動センサ３０６は、たとえば、加速度計であってもよい。
【0027】
制御システム３０２はモータ制御回路３０８を含む。モータ制御回路３０８は、たとえば、ＣＦＧ１１４の２つのモータを制御して、ＣＦＧ１１４の２つの回転する塊の間に選択された相対位相差を生成することによって、指令された回転力を生成するために、ＣＦＧ１１４を制御するように構成される。たとえば、モータ制御回路３０８は、塊の位置を感知する位置センサと、位置センサを用いてモータを制御するサーボモータ回路とを用いて実装されてもよい。制御システム３０２は、少なくとも１つのプロセッサ３１０と、プロセッサ３１０のための実行可能命令を記憶するメモリ３１２とを含む。プロセッサ３１０およびメモリ３１２は、たとえば、マイクロコントローラまたはチップ上のその他のシステムとして実装されてもよい。
【0028】
制御システムは、プロセッサ３１０とメモリ３１２とを用いて実装されるマスタ選択ルーチン３１４を含む。マスタ選択ルーチン３１４は、他の防振装置と通信して、防振装置のうちの１つをマスタ防振装置として選択するように構成される。たとえば、制御システム３０２は、電源が入れられたことに応じて、マスタ選択ルーチン３１４を実行することができる。マスタ選択ルーチン３１４は、たとえば、乱数を生成すること、乱数を他の防振装置と共有すること、最大または最小の乱数を生成する防振装置を選択することによって、任意の適切な選択アルゴリズムを用いてもよい。
【0029】
制御システム３０２は、プロセッサ３１０とメモリ３１２を用いて実装される防振ルーチン３１６を含む。一部の実施例では、防振ルーチン３１４は、システムレベルの能動型防振ルーチンである。防振装置１１２が全体としてマスタ防振装置として選択されたと、マスタ選択ルーチン３１４が判断すると、制御システム３０２はシステムレベルの能動型防振ルーチンを実行し、力指令を他の防振装置に送信し、それによって防振装置は全体として振動消去力を生成する。力指令は、たとえば、力の大きさおよび位相、または２つの回転塊の間の力の大きさおよび相対位相差、またはＣＦＧを制御するための任意の他の適切なデータを特定することができる。
【0030】
システムレベルの能動型防振ルーチンは、振動センサ３０６および他の防振装置の振動センサからセンサデータを受領してもよい。次に、システムレベルの能動型防振ルーチンを実行することは、センサデータを用いて、力指令を決定することを含む。たとえば、センサデータは適応フィルタルーチン、たとえば、ｆｉｌｔｅｒｅｄ－ｘ最小二乗平均（ＬＭＳ）ルーチンに提供されてもよい。
【0031】
制御システム３０２は、ルックアップテーブル３１８を含む。ルックアップテーブル３１８は、防振ルーチン３１６によって用いられて、力指令を決定してもよい。ルックアップテーブル３１８は、車両状況を力指令に関連付ける。防振ルーチン３１６は車両状況データを、たとえば、車両ＣＡＮバスから受領し、車両状況データを用いて、ＣＦＧ１１４の力指令をルックアップテーブル３１８によって決定する。車両状況データは、車両速度、トランスミッションギア、エンジン速度、およびエンジントルクのうち１または複数を含んでいてもよい。防振ルーチン３１６は、車両状況データを用いて、ギア変更が切迫していることを判断するように構成されてもよく、それに応じて、切迫したギア変更の前に円形力発生装置の力指令を変更してもよい。
【0032】
図４は、防振ルーチン３１４の実施例を例示するブロック図である。防振ルーチン３１４は、車両状況データの入力、たとえば、アナログタコメータ信号を受領するための参照処理ブロック４０２を含む。防振ルーチン３１４は、入力信号振幅と位相を修正し、振動除去信号を出力する制御フィルタ４０４を含む。防振ルーチン３１４は、ＣＦＧ１１４の能力に基づいて出力信号を制限するための出力制限ブロック４０６を含んでいてもよい。
【0033】
防振ルーチン３１４は、フィルタ適応ブロック４１０を含む。フィルタ適応ブロック４１０は、制御フィルタ４０４を調整して、１または複数の振動センサ３０６から受領するエラー信号を低減または最小限にする。防振ルーチン３１４はシステムモデル４０８を含む。システムモデル４０８は、出力信号からエラー信号までの転送機能を含んでいてもよく、システムモデル校正中に作成される。フィルタ適応ブロック４１０はシステムモデル４０８およびエラー信号を用いて、制御フィルタ４０４におけるフィルタ係数を調節する。
【0034】
図５Ａ～Ｃは、エンジン回転毎分グラフを用いて、切迫したギア変更以前の力指令を変化させる防振装置の効果を例示する。図５Ａは、エンジン回転毎分を縦軸に、時間を横軸に備えるグラフを示す。グラフは、時間ｔ１における３速ギアから、時間ｔ４における２速ギアへのギア変更を例示する。時間ｔ２において、車両制御システムは車両ＣＡＮバスで、ギア変更が切迫していることを示すデータ、たとえば、トランスミッションにギア変更を行わせる指令を送信する。時間ｔ３では、トランスミッションはギア変更の実行を開始する。
【0035】
図５Ｂは、防振装置が、車両ＣＡＮバスでギア変更が切迫していることを示すデータを用いない事象における、追跡エラーを例示するグラフの一部を示す。追跡エラーは、エンジン回転毎分と防振装置力指令との間の斜線区域５０２として例示される。防振装置は、エンジン回転毎分の迅速な変化に追いつくよう試みる。
【0036】
図５Ｃは、防振装置が車両ＣＡＮバスでギア変更が切迫していることを示すデータを用いるとき、低減した追跡エラーを例示するグラフの一部を示す。追跡エラーは、エンジン回転毎分と防振装置力指令との間の斜線区域５０４として例示される。防振装置は、ギア変更の前に力指令の変更を開始することができ、それによって、エンジン回転毎分の迅速な変化に追いつく必要はない。
【0037】
本明細書に記載する実施形態は例にすぎず、限定するものではない。本明細書に記載するシステム、機器、およびプロセスの多くの変形および修正は可能であり、本開示の範囲内である。したがって、保護の範囲は本明細書に記載する実施形態に限定されず、以下の請求項によってのみ限定され、保護の範囲は請求項の主題の同等物すべてを含むものとする。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図2F】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】