JP5057906B2 - Active vibration and noise control device for vehicle - Google Patents
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Description
この発明は、車両の走行により車室内に発生する騒音であるロードノイズの逆位相かつ等振幅の相殺音を生成し、ロードノイズと干渉させることによってロードノイズを低減する車両用能動型振動騒音制御装置に関する。 The present invention provides an active vibration noise control for a vehicle that generates a canceling sound having an opposite phase and equal amplitude of road noise, which is noise generated in the vehicle interior due to traveling of the vehicle, and reducing the road noise by interfering with the road noise. Relates to the device.
道路(ロード)から受ける車輪の振動がサスペンションを介して車体に伝わり、特に車室内のような閉空間の音響的な共鳴特性により励起され、40Hz程度にピークを有し20〜150Hz帯域幅のロードノイズ(「ゴー」というこもった音で、ドラミングノイズとも呼ばれる)を、マイクロフォンが配置される評価点(受聴点)において前記ロードノイズと逆位相の相殺音により打ち消す車両用能動型振動騒音制御装置が提案されている(特許文献1)。 The vibration of the wheel received from the road (road) is transmitted to the vehicle body through the suspension, and is excited by the acoustic resonance characteristic of a closed space such as a passenger compartment, and has a peak at about 40 Hz and a 20 to 150 Hz bandwidth load. An active vibration noise control device for a vehicle that cancels out noise (also called “go”, also called drumming noise) by a canceling sound having a phase opposite to that of the road noise at an evaluation point (listening point) where the microphone is disposed. It has been proposed (Patent Document 1).
一般的に、ロードノイズの最大値であるピーク(第1のピーク)は、上記したように、40Hz程度に存在するが、70Hz程度に第2のピークがある。 Generally, the peak (first peak) which is the maximum value of road noise exists at about 40 Hz as described above, but there is a second peak at about 70 Hz.
図9は、特許文献1に提案された技術を適用した40Hz(ω0=2π×40)と70Hz(ω1=2π×70)の2つの周波数に対応した車両用能動型振動騒音制御装置200の構成を示している。
FIG. 9 shows the configuration of an active vibration
2つの処理回路201A、201Bは、それぞれ40Hzと70Hzの周波数の正弦波を発生する正弦波生成手段202と余弦波生成手段203と、これら正弦波生成手段202及び余弦波生成手段203のそれぞれの出力を処理する2つの1タップデジタルフィルタ204、205と、係数更新手段206、207とを含み、係数更新手段206、207は、それぞれに対応した1タップデジタルフィルタ204、205の係数を逐次更新している。
The two
2つの処理回路201A、201Bの出力は加算回路211で加算された後、調整回路208により振幅及び位相を調整され、スピーカ209に加えられる。スピーカ209からの相殺音とロードノイズとの干渉音からなるマイクロフォン210の出力である誤差信号は処理回路201A、201Bの入力に加えられる。
The outputs of the two processing circuits 201 </ b> A and 201 </ b> B are added by the
しかしながら、図9に示した車両用能動型振動騒音制御装置200では、以下に説明する問題があることが分かった。
However, it has been found that the vehicle active vibration
ロードノイズに関し、最大値のピークは、40Hz程度に存在するが、70Hz程度における第2のピークがほとんど存在しない道路(ロード)があることが分かった。具体的には、コンクリート舗装道路では第2のピークがほとんど存在しない。なお、アスファルト舗装道路では、顕著な第2のピークが存在する。 Regarding road noise, it was found that there is a road (road) having a maximum peak at about 40 Hz, but almost no second peak at about 70 Hz. Specifically, there is almost no second peak on the concrete paved road. Note that there is a significant second peak on the asphalt paved road.
寿命の長いコンクリート舗装道路は、高速道路では、例えば、舗装の取り替え工事のし難いトンネル内などの舗装に使用されている。つまり、コンクリート舗装道路の走行中において、70Hzを処理する図9に示した車両用能動型振動騒音制御装置200の処理回路201Bが冗長になる。
Long-life concrete paved roads are used for paving in highways, for example, in tunnels where pavement replacement work is difficult. That is, during traveling on a concrete paved road, the
そこで、70Hz程度に第2のピークが存在しないコンクリート舗装道路を走行中に、処理回路201Bを作動させないで、40Hzを処理する処理回路201Aのみにより40Hz成分を低減させることが考えられる。しかしながら、この場合、40Hz成分を低減させることはできるが、40Hz成分の両側の30Hz程度及び50Hz程度の成分において、逆に騒音(回路ゲイン)が増加してしまうということが分かった。実際上、30Hz成分はスピーカ209が応答しないので(ゲインがないので)騒音は増加しないが、50Hz成分は、スピーカ209の応答範囲であるので回路ゲインの増加に基づき騒音が大きくなる。この50Hzの騒音は、70Hz程度に第2のピークが存在しないコンクリート舗装道路を走行中、耳障りな騒音として聞こえることが分かった。
Therefore, it is conceivable to reduce the 40 Hz component only by the
この発明はこのような課題を考慮してなされたものであって、路面状況に応じて最適な騒音低減制御を行うことを可能とする車両用能動型振動騒音制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such problems, and an object thereof is to provide an active vibration noise control device for a vehicle that enables optimal noise reduction control according to road surface conditions. To do.
この項では、理解の容易化のために添付図面中の符号を付けて説明する。したがって、この項に記載した内容がその符号を付けたものに限定して解釈されるものではない。 In this section, for ease of understanding, reference numerals in the attached drawings are used for explanation. Therefore, the contents described in this section should not be construed as being limited to those having the reference numerals.
この発明に係る車両用能動型振動騒音制御装置は、例えば、図4に示すように、ロードノイズの第1周波数成分に関する第1基準信号を生成する第1基準信号生成器(26)と、前記第1基準信号に基づいて第1制御信号を生成する第1適応フィルタ(33)と、前記第1適応フィルタの第1フィルタ係数を逐次更新する第1フィルタ係数更新器(39)と、からなる第1信号処理器(51)と、ロードノイズの第2周波数成分に関する第2基準信号を生成する第2基準信号生成器(126)と、前記第2基準信号に基づいて第2制御信号を生成する第2適応フィルタ(133)と、前記第2適応フィルタの第2フィルタ係数を逐次更新する第2フィルタ係数更新器(139)と、からなる第2信号処理器(151)と、前記第1制御信号の位相を調整し、相殺信号を生成する第1位相調整器(46)と、前記第2制御信号の位相を調整し、相殺信号を生成する第2位相調整器(146)と、前記相殺信号を相殺音として出力する相殺音出力器(8)と、評価点における前記相殺音と前記ロードノイズとの干渉による残留振動騒音を誤差信号として検出する誤差信号検出器(6)と、を備え、前記第1フィルタ係数更新器は、前記誤差信号と1サンプル前の前記第1制御信号との加算信号に基づいて前記第1フィルタ係数を更新し、前記第2フィルタ係数更新器は、前記誤差信号と1サンプル前の前記第2制御信号との加算信号とに基づいて前記第2フィルタ係数を更新する車両用能動型振動騒音制御装置において、路面から車両への入力を検出する路面入力検出器(306)と、前記路面入力に基づいて、前記第2信号処理器の制御を切り替える切替器(SW1、SW3、SW4)と、を備えたことを特徴とする。 The active vibration noise control device for a vehicle according to the present invention includes, for example, a first reference signal generator (26) that generates a first reference signal related to a first frequency component of road noise, as shown in FIG. A first adaptive filter (33) that generates a first control signal based on a first reference signal; and a first filter coefficient updater (39) that sequentially updates the first filter coefficient of the first adaptive filter. A first signal processor (51); a second reference signal generator (126) for generating a second reference signal relating to a second frequency component of road noise; and a second control signal based on the second reference signal. The second adaptive filter (133), the second filter coefficient updater (139) for sequentially updating the second filter coefficient of the second adaptive filter, the second signal processor (151), and the first Control signal A first phase adjuster (46) for adjusting a phase and generating a cancellation signal; a second phase adjuster (146) for adjusting a phase of the second control signal and generating a cancellation signal; and the cancellation signal A canceling sound output device (8) for outputting as a canceling sound, and an error signal detector (6) for detecting residual vibration noise due to interference between the canceling sound and the road noise at an evaluation point as an error signal, The first filter coefficient updater updates the first filter coefficient based on an addition signal of the error signal and the first control signal one sample before, and the second filter coefficient updater includes the error signal and the error signal. A road surface input detector (306) for detecting an input from the road surface to the vehicle in the vehicular active vibration noise control apparatus that updates the second filter coefficient based on an addition signal with the second control signal one sample before. )When, Based on the serial road surface input, the switch for switching the control of the second signal processor and (SW1, SW3, SW4), characterized by comprising a.
この発明によれば、ロードノイズの第1周波数成分に関する第1基準信号に基づいて第1制御信号を生成する第1適応フィルタを有する第1信号処理器は、常時動作させ、ロードノイズの第2周波数成分に関する第2基準信号に基づいて第2制御信号を生成する第2適応フィルタを有する第2信号処理器は、路面入力検出器により検出される路面入力に基づいて、制御を切り替えるようにしているので、路面状況に応じて最適な騒音低減制御を行うことができる。 According to the present invention, the first signal processor having the first adaptive filter that generates the first control signal based on the first reference signal related to the first frequency component of the road noise is always operated and the second noise of the road noise is obtained. A second signal processor having a second adaptive filter that generates a second control signal based on a second reference signal related to a frequency component is configured to switch control based on a road surface input detected by a road surface input detector. Therefore, optimal noise reduction control can be performed according to road surface conditions.
この場合、より具体的には、前記切替器は、前記誤差信号の前記第2信号処理器への入力・非入力を切り替える誤差信号切替器(SW1)と、前記第2周波数成分に関する第2基準信号を、前記第1制御信号の出力の際に増音される第3周波数成分に関する第3基準信号に切り替える基準信号切替器(SW4)と、前記第2制御信号の出力先を前記第2位相調整器から前記第1位相調整器に切り替える位相調整器切替器(SW3)と、とからなり、前記路面入力に基づいて、前記誤差信号切替器と、前記基準信号切替器と、前記位相調整切替器を切替制御するようにすればよい。 In this case, more specifically, the switch includes an error signal switch (SW1) that switches input / non-input of the error signal to the second signal processor, and a second reference regarding the second frequency component. A reference signal switch (SW4) that switches a signal to a third reference signal related to a third frequency component that is amplified when the first control signal is output, and an output destination of the second control signal is the second phase. A phase adjuster switch (SW3) for switching from the adjuster to the first phase adjuster, and based on the road surface input, the error signal switch, the reference signal switch, and the phase adjustment switch What is necessary is just to carry out switching control of the device.
例えば、第1周波数成分を40Hz、第2周波数成分を70Hz、そして第3周波数成分を50Hzとし、路面入力検出器により走行中の道路がアスファルト舗装道路等の軟らかい路面に対応すると検出したときには、40Hzで動作する第1信号処理器と70Hzで動作する第2信号処理器と第2位相調整器を第1信号処理器と第1位相調整器に対して並列的に動作させることで、40Hzと70Hzの騒音成分(ロードノイズ成分)を同時に低減することができる。 For example, when the first frequency component is 40 Hz, the second frequency component is 70 Hz, and the third frequency component is 50 Hz, the road surface input detector detects that the running road corresponds to a soft road surface such as an asphalt paved road. 40 Hz and 70 Hz by operating the first signal processor and the second phase adjuster operating at 70 Hz in parallel with the first signal processor and the first phase adjuster. Noise components (road noise components) can be simultaneously reduced.
また、例えば、図7に示すように、路面入力検出器により走行中の道路がコンクリート舗装道路等の硬い路面に対応すると検出したときには、40Hzで動作する第1信号処理器で生成された第1制御信号中に含まれる50Hzの増音成分を、50Hzで動作させた第2信号処理器52により抽出し、抽出した50Hzの増音成分を前記第1制御信号から差し引いて第1位相調整器により相殺信号を生成することで、40Hzの騒音成分(ロードノイズ成分)のみを低減することができる。 Further, for example, as shown in FIG. 7, when the road surface input detector detects that the running road corresponds to a hard road surface such as a concrete paved road, the first signal processor generated by the first signal processor operating at 40 Hz is used. The 50 Hz sound increase component included in the control signal is extracted by the second signal processor 52 operated at 50 Hz, and the extracted 50 Hz sound increase component is subtracted from the first control signal by the first phase adjuster. Only the noise component (road noise component) of 40 Hz can be reduced by generating the canceling signal.
この発明によれば、路面状況に応じて最適な騒音低減制御を行うことができる。 According to this invention, optimal noise reduction control can be performed according to the road surface condition.
以下、理解の便宜のために、まず、A.1周波(1つの周波数)の車両用能動型振動騒音制御装置による前提技術について説明し、次に、B.この発明の実施の形態の順に説明する。 Hereinafter, for convenience of understanding, first, A. The premise technique by the active vibration noise control apparatus for vehicles having one frequency (one frequency) will be described. Description will be made in the order of the embodiments of the present invention.
A.1周波の車両用能動型振動騒音制御装置による前提技術の説明
図1は、1周波(第1周波数f1=40Hz)の車両用能動型振動騒音制御装置10の基本的な構成を示すブロック図である。
A. FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a vehicle active vibration
図2は、図1に示す車両用能動型振動騒音制御装置10の詳細な構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of the vehicular active vibration
図1及び図2において、車両用能動型振動騒音制御装置10は、基本的には、A/D変換器35によりデジタル信号とされた誤差信号e1に基づき第1制御信号Sc1を出力する第1信号処理器51と、第1制御信号Sc1の位相とゲインを調整し、第1相殺信号Scp1を生成する第1位相ゲイン調整器46と、D/A変換器37によりアナログ信号とされた第1相殺信号Scp1を第1相殺音として車室内空間4に出力する相殺音出力器としてのスピーカ8と、車室内空間4の評価点における前記第1相殺音とロードノイズとの干渉による残留振動騒音を誤差信号e1として検出する誤差信号検出器としてのマイクロフォン6と、から構成される。車両用能動型振動騒音制御装置10からスピーカ8とマイクロフォン6とを除いた部分を能動型振動騒音制御装置{ANC(Active Noise Controller)}18と称する。
1 and 2, the vehicle active vibration
第1信号処理器51は、減算器(引き算器)20と、第1適応ノッチフィルタ32とから構成される。
The
第1適応ノッチフィルタ32は、前記ロードノイズの第1周波数f1の成分に関する第1基準信号r1を生成する第1基準信号生成器26と、第1基準信号r1に基づいて第1制御信号Sc1を生成する第1適応フィルタ33と、誤差信号e1から、1サンプル時間遅延器36により遅延された1サンプル前の第1制御信号Sc1を引き算した信号ed1(ed1=e1−Sc1)に基づいて、第1適応フィルタ33の第1フィルタ係数W1を逐次更新する第1フィルタ係数更新器39とから構成される。
The first
図1に示す第1基準信号生成器26は、図2に示すように、ロードノイズの第1周波数f1を有しそれぞれが基準信号である余弦波信号cos(2πf1t)を生成する余弦波信号生成器22と正弦波信号sin(2πf1t)を生成する正弦波信号生成器24とからなる。
As shown in FIG. 2, the first
図1に示す第1適応フィルタ33は、図2に示すように、余弦波信号cos(2πf1t)にフィルタ係数Aをかけて出力する1タップ適応フィルタ28と、正弦波信号sin(2πf1t)にフィルタ係数Bかけて出力する1タップ適応フィルタ30と、A×cos(2πf1t)+B×sin(2πf1t)の加算信号を制御信号Sc1として出力する加算器31とからなる。
The first
図1に示す第1フィルタ係数更新器39は、図2に示すように、余弦波信号cos(2πf1t)と正弦波信号sin(2πf1t)とがそれぞれに供給されるとともに1サンプル時間遅延された信号ed1が供給され、信号ed1が最小値となるように適応制御アルゴリズム、例えば最急降下法の一種であるLMS(Least Mean Square)アルゴリズムに基づいて1タップ適応フィルタ28、30のフィルタ係数A、Bを更新するフィルタ係数更新器38、40からなる。
As shown in FIG. 2, the first
図1に示す第1位相ゲイン調整器46は、図2に示すように、移相器として動作するNサンプル時間遅延を有する遅延器(Z-N)34と、これに直列に接続されるゲイン調整器(振幅調整器)44とからなり(接続順序は、逆でもよい)、第1信号処理器51(第1適応ノッチフィルタ32)から供給される制御信号Sc1に対して遅延器34により所定の位相遅延を与えるとともにゲイン調整器44により振幅を調整し第1相殺信号Scp1として出力する。
As shown in FIG. 2, the first
ここで、第1位相ゲイン調整器46を構成する遅延器34に設定が必要とされる位相遅延量θ1について説明する。マイクロフォン6の位置する点である評価点においてロードノイズをゼロ値とするためには、第1相殺音とロードノイズとの位相差が当該評価点において180゜の位相差(逆相)を有し、かつ振幅が同一になっていることが必要である。すなわち、位相差に関し、マイクロフォン6の入力点(位置)からA/D変換器35、第1信号処理器51(減算器20、第1適応ノッチフィルタ32)、第1位相ゲイン調整器46、D/A変換器37、スピーカ8、及び車室内空間4を通じてマイクロフォン6に至るロードノイズの周波数f1=40Hzに対応する正弦波の位相遅延量が180゜になっていることが必要であり、遅延器34には、位相遅延量が180゜になるように固定値を設定すればよい。
Here, the phase delay amount θ1 that needs to be set in the
次に、第1位相ゲイン調整器46を構成するゲイン調整器44に設定されるゲイン量について説明する。このゲイン量は、位相遅延と同様に考えることができる。この場合、概ね、スピーカ8から車室内空間4を経てマイクロフォン6に至る経路での相殺音の減衰量を補償する値(固定値)に設定すればよい。
Next, the gain amount set in the
以上のように構成される第1位相ゲイン調整器46を備える車両用能動型振動騒音制御装置10の動作について、図1を参照して説明する。
The operation of the vehicular active vibration
マイクロフォン6では、ロードノイズと第1相殺音との干渉による残留騒音が誤差信号として検出され、この誤差信号がA/D変換器35によりデジタル信号の誤差信号e1とされる。誤差信号e1は、減算器20の被減算入力端子に供給される。
In the
第1適応ノッチフィルタ32は、減算器20から出力され1サンプル時間遅延器36に入力される信号である信号ed1が最小値になるように第1適応フィルタ33のフィルタ係数W1を決定する動作を行なうことから、減算器20の減算入力端子には、ロードノイズの周波数f1の誤差信号e1と同振幅・同位相の制御信号Sc1が生成される。
The first
すなわち、第1適応ノッチフィルタ32を有する第1信号処理器51は、誤差信号e1に対して、減算器20の出力側(信号ed1の発生点)で中心周波数f1のノッチフィルタとして機能し、減算器20の被減算入力側(制御信号Sc1の発生点)で中心周波数f1の帯域通過フィルタ(BPF)として機能する。
That is, the
図3は、第1適応ノッチフィルタ32の制御信号Sc1の発生点での通過帯域周波数特性250を示している。この通過帯域周波数特性250から、中心周波数f1(f1=40Hz)で急峻なバンドパスフィルタ(帯域通過フィルタ)として動作することが分かる。急峻さは、制御パラメータであるステップサイズパラメータを調整することで変化させることができる。
FIG. 3 shows a passband frequency characteristic 250 at the generation point of the control signal Sc1 of the first
この場合、フィルタ係数W1の更新式は、ステップサイズパラメータをμとして、次の(1)式で与えられる。
W1(n+1)=W1(n)−μ・ed1(n)・cos(2πf1×n×t)…(1)
In this case, the update formula of the filter coefficient W1 is given by the following formula (1), where the step size parameter is μ.
W1 (n + 1) = W1 (n) −μ · ed1 (n) · cos (2πf1 × n × t) (1)
第1適応ノッチフィルタ32により生成された制御信号Sc1は、第1位相ゲイン調整器46により位相と振幅が調整された相殺信号Scp1にされる。相殺信号Scp1は、スピーカ8から第1相殺音として出力され、マイクロフォン6の入力点でロードノイズに対して逆相・同振幅の相殺音として当該ロードノイズと干渉し、ロードノイズが打ち消される。
The control signal Sc1 generated by the first
以上の説明が、A.1周波(1つの周波数)の車両用能動型振動騒音制御装置10の前提技術についての説明であり、次に、B.この発明の実施の形態を説明する。
The above explanation is as follows. This is a description of the premise technology of the vehicle active vibration
B.この発明の実施形態の説明
図4は、この発明の一実施形態に係る車両用能動型振動騒音制御装置100の構成を示している。
B. Description of Embodiments of the Invention FIG. 4 shows a configuration of an active vibration
車両300の車体314が、道路(ロード)316上に車輪302及びダンパ304を含むサスペンションを介して懸架される。
A
ダンパ304と車体314の接続部には車体314の上下方向(ピッチング方向)の加速度を検出する路面入力検出器としての加速度センサユニット306が取り付けられている。加速度センサユニット306には、閾値が設けられ、上下方向加速度が閾値を下回る場合にはローレベルL、閾値を上回る場合にはハイレベルHになる二値信号である路面入力検出信号Ssを出力する。
An
車両300が、コンクリート舗装道路のような硬い道路上を走行している場合に比較して、アスファルト舗装道路のような軟らかい道路上を走行している場合、加速度センサユニット306を構成する加速度センサにより検出される上下方向加速度は、閾値より小さい値となる。この場合、アスファルト舗装道路と同定してローレベル(L)となる路面入力検出信号Ssを出力する。前記閾値より上下方向加速度が大きい値である場合には、コンクリート舗装道路と同定してハイレベル(H)となる路面入力検出信号Ssを出力する。
When the
図5の切替表400に基づき、加速度センサユニット306から出力される路面入力検出信号Ssのレベルに応じて、能動型振動騒音制御装置(ANC)18Aを構成する誤差信号切替器SW1、第1制御信号切替器SW2、位相調整切替器SW3、及び基準信号切替器SW4が切り替えられる。
Based on the switching table 400 of FIG. 5, the error signal switch SW1 constituting the active vibration noise control device (ANC) 18A, the first control, according to the level of the road surface input detection signal Ss output from the
図4に描かれたスイッチSW1〜SW4の切替位置は、路面入力検出信号Ssのレベルがアスファルト舗装道路走行中に対応するローレベルLであるときの切替位置を示している(図5も参照)。 The switching positions of the switches SW1 to SW4 depicted in FIG. 4 indicate the switching positions when the level of the road surface input detection signal Ss is a low level L corresponding to traveling on an asphalt paved road (see also FIG. 5). .
図4において、車室内空間4中、ルーフ中央にマイクロフォン6が取り付けられている。スピーカ8は、前席のキックパネル部に取り付けられている。図4中、相殺音とロードノイズを矢印により模式的に描いている。
In FIG. 4, a
図4の車両用能動型振動騒音制御装置100は、図1に示した車両用能動型振動騒音制御装置10における第1周波数f1=40Hzに遅延量とゲイン量が設定された第1位相ゲイン調整器46と第1信号処理器51との直列回路に対して、第2周波数f2=70Hzに遅延量とゲイン量が設定された第2位相ゲイン調整器146と第2信号処理器151との直列回路が並列に接続された構成になっている。
The vehicle active vibration
この場合、A/D変換器35から出力される誤差信号e1は、第1信号処理器51を構成する減算器20の被減算入力端子に供給されるとともに、誤差信号切替器SW1がON状態のとき該誤差信号切替器SW1を介して第2信号処理器151を構成する減算器120の被減算入力端子に供給される。
In this case, the error signal e1 output from the A /
減算器20は、誤差信号e1から第1制御信号Sc1を引き算した信号ed1(ed1=e1−Sc1)を第1適応ノッチフィルタ32を構成する1サンプル時間遅延器36に供給する。
The
減算器120は、第1制御信号切替器SW2がOFF状態で誤差信号切替器SW1がON状態であるので誤差信号e1から第2制御信号Sc2を引き算した信号ed2(ed2=e1−Sc2)を第2適応ノッチフィルタ132を構成する1サンプル時間遅延器136に供給する。
Since the first control signal switch SW2 is in the OFF state and the error signal switch SW1 is in the ON state, the
第2信号処理器151は、ロードノイズの第2周波数成分(ここでは、70Hzの第2周波数f2)に関する第2基準信号r2を生成する第2基準信号生成器126と、第1制御信号Sc1が出力される際に増音される第3周波数成分(ここでは、50Hzの第3周波数f3)に関する第3基準信号r3を生成する第3基準信号生成器127と、路面入力検出信号Ssのレベルに応じて第2基準信号r2又は第3基準信号r3を選択的に切り替えて出力する基準信号切替器SW4と、第2基準信号r2又は第3基準信号r3に基づいて第2制御信号Sc2を生成する第2適応フィルタ133と、第2適応フィルタ133の第2フィルタ係数W2を逐次更新する第2フィルタ係数更新器139と、上述した減算器120と、信号ed2を1サンプル時間遅延させて第2フィルタ係数更新器139に出力する1サンプル時間遅延器136とからなる。
The
第1制御信号Sc1は、減算器318の被減算入力端子を通じて第1位相ゲイン調整器46に供給される。位相調整切替器SW3が第2位相ゲイン調整器146側(図示の側)に切り替えられているとき、第2制御信号Sc2は、そのまま第2位相ゲイン調整器146に供給される。位相調整切替器SW3が減算器318側に切り替えられているときに、第2制御信号Sc2は、減算器318の減算入力端子を通じて第1制御信号Sc1から減算されて(Sc1−Sc2)、第1位相ゲイン調整器46に供給される。
The first control signal Sc1 is supplied to the first
図4の切替状態において、第1及び第2位相ゲイン調整器46、146により位相とゲインが調整された第1及び第2相殺信号Scp1、Scp2は、加算器152を通じて加算信号とされD/A変換器37に供給される。
In the switching state of FIG. 4, the first and second cancellation signals Scp1 and Scp2 whose phases and gains are adjusted by the first and second
図7の切替状態において、第1位相ゲイン調整器46(図7)のみにより位相とゲインが調整された第1相殺信号Scp1は、加算器152を通じてD/A変換器37に供給される。
In the switching state of FIG. 7, the first cancellation signal Scp <b> 1 whose phase and gain are adjusted only by the first phase gain adjuster 46 (FIG. 7) is supplied to the D /
加算器152の出力信号が、D/A変換器37及びスピーカ8を通じて相殺音として出力され、マイクロフォン6の入力点で得られる相殺音とロードノイズとが干渉した残留誤差信号がA/D変換器35を通じて誤差信号e1として出力される。
The output signal of the
次に、以上のように構成される車両用能動型振動騒音制御装置100の図4の切替状態の動作について説明する。
Next, the operation in the switching state of FIG. 4 of the vehicular active vibration
車両300がアスファルト舗装道路等の軟らかい路面の道路316上を走行しているときには、ダンパ304がそれほど振動しないので加速度センサユニット306から出力される路面検出入力信号Ssは、ローレベルLになる。
When the
切替表400に示すように、路面検出入力信号SsがローレベルLであるとき、誤差信号切替器SW1はON状態、第1制御信号切替器SW2はOFF状態、位相調整切替器SW3は第2位相ゲイン調整器146側に、基準信号切替器SW4は第2基準信号生成器126側にそれぞれ切り替えられる(図4に示すSW1〜SW4の切替状態)。
As shown in the switching table 400, when the road surface detection input signal Ss is at the low level L, the error signal switch SW1 is in the ON state, the first control signal switch SW2 is in the OFF state, and the phase adjustment switch SW3 is in the second phase. The reference signal switch SW4 is switched to the second
この場合、第1相殺信号Scp1を出力する第1位相ゲイン調整器46の入力に出力が接続される第1信号処理器51、並びに第2相殺信号Scp2を出力する第2位相ゲイン調整器146の入力に出力が接続される第2信号処理器151に、誤差信号e1が供給される。
In this case, the
このとき、第1信号処理器51は、誤差信号ed1(ed1=e1−Sc1)が最小となるように動作するので、40Hzを中心周波数とするバンドパスフィルタとして動作し、第1制御信号Sc1は、誤差信号e1中、40Hzを中心周波数として通過した成分となり、この成分が、第1位相ゲイン調整器46によりマイクロフォン6の位置で逆相かつ同振幅となるように位相とゲインが調整された第1相殺信号Scp1とされる。
At this time, the
その一方、第2信号処理器151は、誤差信号ed2(ed2=e1−Sc2)が最小となるように動作するので、70Hzを中心周波数とするバンドパスフィルタとして動作し、第2制御信号Sc2は、誤差信号e1中、70Hzを中心周波数として通過した成分となり、この成分が第2位相ゲイン調整器146によりマイクロフォン6の位置で逆相かつ同振幅となるように位相とゲインが調整された第2相殺信号Scp2とされる。
On the other hand, the
第1相殺信号Scp1と第2相殺信号Scp2とが加算器152で加算され、加算信号がD/A変換器37及びスピーカ8を通じて相殺音として出力されることで、評価点に配置されたマイクロフォン6の位置において、40Hzと70Hzのロードノイズの成分が同時に低減される。
The first canceling signal Scp1 and the second canceling signal Scp2 are added by the
このように、路面入力検出器としての加速度センサユニット306により車両300がアスファルト舗装道路等の軟らかい路面の道路316を走行中であると検出したときには、40Hzで動作する第1信号処理器51と第1位相ゲイン調整器46との直列回路に対して、70Hzで動作する第2信号処理器151と第2位相ゲイン調整器146との直列回路を並列的に動作させることで、40Hzと70Hzの騒音成分を同時に低減することができる。
As described above, when the
図6は、能動型振動騒音制御装置18Aを動作させないとき{ANC(Active Noise Controller) OFF時という。}の特性320(実線)と能動型振動騒音制御装置18を動作させたとき{ANC ON時という。}の特性322(点線)を示す効果の説明図である。ANC ON時の特性322では、50Hz近傍において僅かに増音するが、40Hzの第1ピークと70Hzの第2ピークの騒音が顕著に低減されていることが分かる。
FIG. 6 shows a case where the active vibration
一方、車両300がコンクリート舗装道路等の硬い路面の道路316上を走行しているときには、ダンパ304の振動は大きくなり、加速度センサユニット306から出力される路面検出入力信号Ssは、ハイレベルHになる。
On the other hand, when the
切替表400に示すように、路面検出入力信号SsがハイレベルHであるとき、誤差信号切替器SW1はOFF状態、第1制御信号切替器SW2はON状態、位相調整切替器SW3は減算器318側に、基準信号切替器SW4は第3基準信号生成器127側にそれぞれ切り替えられる。
As shown in the switching table 400, when the road surface detection input signal Ss is at the high level H, the error signal switch SW1 is in the OFF state, the first control signal switch SW2 is in the ON state, and the phase adjustment switch SW3 is the
図7に、このときのSW1〜SW4の切替位置を描いた車両用能動型振動騒音制御装置100のブロック図を掲載する。
FIG. 7 shows a block diagram of the vehicular active vibration
この場合、誤差信号e1は、第1信号処理器51のみに入力される。このとき、第1信号処理器51は、誤差信号ed1が最小となるように動作するので、40Hzを中心周波数とするバンドパスフィルタとして動作し、第1制御信号Sc1は、誤差信号e1中、40Hzを中心周波数とする成分となるが、この第1制御信号Scには、40Hzを中心として低減するときに反作用的に発生して増音成分となる50Hzの成分が含まれる。
In this case, the error signal e1 is input only to the
40Hzの成分と、この50Hzの成分を含む第1制御信号Sc1が切替器SW2を通じて減算器120の被減算入力端子に供給される。この場合、減算器120の減算入力端子には50Hzの成分を主要成分とする第2制御信号Sc2が供給されているので、第1制御信号Sc1中、40Hzの成分、及び相殺された50Hzの成分が残留する。切替器SW4を通じて第3基準信号生成器127から50Hzの基準信号r3が供給されている第2適応ノッチフィルタ132を有する第2信号処理器151は、第2適応フィルタ133の出力側においてバンドパスフィルタとして機能するので、第2制御信号Sc2は、概ね前記増音成分である50Hzの成分となり、この50Hzの増音成分からなる第2制御信号Sc2は、切替器SW3を通じて減算器318の減算入力端子に供給される。
And 40Hz components, the first control signal Sc1 containing components of this 50Hz is supplied to the minuend input terminal of
減算器318では、第1制御信号Sc1から第2制御信号Sc2が減算された信号、すなわち、40Hzを中心とする成分と50Hzを中心とする成分を有する第1制御信号Sc1から50Hzを中心とする成分を有する第2制御信号Sc2が引き算された40Hzを中心とする成分のみが抽出され、第1位相ゲイン調整器46に供給される。
In the
第1位相ゲイン調整器46は、40Hzを中心とする成分について、マイクロフォン6の点で逆相かつ同振幅となるように位相とゲインが調整した第1相殺信号Scp1を出力する。
The first
この第1相殺信号Scp1が、D/A変換器37を通じスピーカ8を通じて相殺音として出力されることで、評価点に配置されたマイクロフォン6の位置において、40Hzのロードノイズの成分が低減される。
The first canceling signal Scp1 is output as a canceling sound through the speaker 8 through the D /
このように、路面入力検出器としての加速度センサユニット306により車両300がコンクリート舗装道路等の硬い路面の道路316を走行中であると検出したときには、40Hzで騒音低減動作をするが50Hzで増音成分を発生する第1信号処理器51の出力である第1制御信号Sc1を、50Hzを中心周波数とするバンドパスフィルタとして動作する第2信号処理器151で処理し、抽出した50Hzの成分からなる第2制御信号Sc2を、第1制御信号Sc1から減算した信号を第1位相ゲイン調整器46に供給する構成としたので、50Hz成分を増音させることなく、40Hz成分のみを低減することができる。
Thus, when the
図8は、ANC OFF時の特性324(実線)とANC ON時の特性328(点線)を示す効果の説明図である。 FIG. 8 is an explanatory diagram of the effect showing the characteristics 324 (solid line) when ANC is OFF and the characteristics 328 (dotted line) when ANC is ON.
一点鎖線の特性326は、図7に示す第2信号処理器151が存在しない場合のANC ON時の特性である。
A one-dot chain line characteristic 326 is a characteristic when the ANC is ON when the
一点鎖線の特性326に対して、図7に示す第2信号処理器151が存在する場合のANC ON時の点線の特性328では、50Hz近傍における増音がほとんどなく、40Hzのピークが顕著に低減されていることが分かる。
In contrast to the one-dot chain line characteristic 326, the dotted line characteristic 328 at the time of ANC ON when the
上述した実施形態によれば、アスファルト舗装面又はコンクリート舗装面を走行中に発生するロードノイズをそれぞれ最小化する車両用能動型振動騒音制御装置100が提供される。すなわち、アスファルト舗装面を走行中には、40Hzで動作する第1信号処理器51と70Hzで動作する第2信号処理器52を並列的に動作させ40Hzと70Hz成分のロードノイズを低減する一方、コンクリート舗装面を走行中には、40Hzで動作する第1信号処理器で生成された第1制御信号中に含まれる50Hzの増音成分を、50Hzで動作させた第2信号処理器52により抽出し、抽出した50Hzの増音成分を前記第1制御信号から差し引いて第1位相ゲイン調整器46により相殺信号Scp1を生成することで、40Hzの騒音成分(ロードノイズ成分)のみを効果的に低減することができる。
According to the above-described embodiment, the vehicle active vibration
このように、この実施形態によれば、路面状況に応じて最適な騒音低減制御を行うことができる。 Thus, according to this embodiment, optimal noise reduction control can be performed according to road surface conditions.
なお、図4例の車両用能動型振動騒音制御装置100において、第1制御信号切替器SW2は、常時ON状態としてもよい。これによって、制御が安定する。
In the vehicle active vibration
6…マイクロフォン 8…スピーカ
26…第1基準信号生成器 33…第1適応フィルタ
39…第1フィルタ係数更新器 46…第1位相ゲイン調整器
51…第1信号処理器 52…第2信号処理器
100…車両用能動型振動騒音制御装置 126…第2基準信号生成器
127…第3基準信号生成器 133…第2適応フィルタ
139…第2フィルタ係数更新器 146…第2位相ゲイン調整器
151…第2信号処理器 306…加速度センサユニット
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記第1基準信号に基づいて第1制御信号を生成する第1適応フィルタと、
前記第1適応フィルタの第1フィルタ係数を逐次更新する第1フィルタ係数更新器と、
からなる第1信号処理器と、
ロードノイズの第2周波数成分に関する第2基準信号を生成する第2基準信号生成器と、
前記第2基準信号に基づいて第2制御信号を生成する第2適応フィルタと、
前記第2適応フィルタの第2フィルタ係数を逐次更新する第2フィルタ係数更新器と、
からなる第2信号処理器と、
前記第1制御信号の位相を調整し、相殺信号を生成する第1位相調整器と、
前記第2制御信号の位相を調整し、相殺信号を生成する第2位相調整器と、
前記相殺信号を相殺音として出力する相殺音出力器と、
評価点における前記相殺音と前記ロードノイズとの干渉による残留振動騒音を誤差信号として検出する誤差信号検出器と、
を備え、
前記第1フィルタ係数更新器は、前記誤差信号と1サンプル前の前記第1制御信号との減算信号に基づいて前記第1フィルタ係数を更新し、
前記第2フィルタ係数更新器は、前記誤差信号と1サンプル前の前記第2制御信号との減算信号とに基づいて前記第2フィルタ係数を更新する
車両用能動型振動騒音制御装置において、
路面から車両への入力を検出する路面入力検出器と、
前記第2信号処理器への前記誤差信号の入力を、入力状態から非入力状態に切り替える誤差信号切替器と、
前記第2信号処理器への前記第1制御信号の入力を、入力状態から非入力状態に切り替える制御信号切替器と、
前記第2適応フィルタへの入力信号を、前記第2周波数成分に関する第2基準信号から、前記第1制御信号の出力の際に増音される第3周波数成分に関する第3基準信号に切り替える基準信号切替器と、
前記第2制御信号の出力先を前記第2位相調整器から前記第1位相調整器に切り替える位相調整器切替器と、
を備え、
前記路面入力に基づいて、前記誤差信号の入力を前記入力状態から前記非入力状態に、前記第1制御信号の入力を前記非入力状態から前記入力状態に、前記第2適応フィルタへの入力信号を前記第2基準信号から前記第3基準信号に、前記第2制御信号の出力先を前記第2位相調整器から前記第1位相調整器に、それぞれ切替制御する
ことを特徴とする車両用能動型振動騒音制御装置。 A first reference signal generator for generating a first reference signal for a first frequency component of road noise;
A first adaptive filter that generates a first control signal based on the first reference signal;
A first filter coefficient updater for sequentially updating the first filter coefficient of the first adaptive filter;
A first signal processor comprising:
A second reference signal generator for generating a second reference signal for a second frequency component of road noise;
A second adaptive filter that generates a second control signal based on the second reference signal;
A second filter coefficient updater for sequentially updating a second filter coefficient of the second adaptive filter;
A second signal processor comprising:
A first phase adjuster for adjusting a phase of the first control signal and generating an offset signal;
A second phase adjuster for adjusting the phase of the second control signal and generating an offset signal;
A canceling sound output device that outputs the canceling signal as a canceling sound;
An error signal detector for detecting residual vibration noise due to interference between the canceling sound and the road noise at an evaluation point as an error signal;
With
Wherein the first filter coefficient updater updates the first filter coefficient on the basis of the subtracted signal with the error signal and the previous sample of said first control signal,
Said second filter coefficient updater, in the error signal and one sample vehicular active vibration noise control apparatus for updating the second filter coefficient based on the subtracted signal and before the second control signal,
A road surface input detector for detecting an input from the road surface to the vehicle;
An error signal switch for switching the input of the error signal to the second signal processor from an input state to a non-input state;
A control signal switch for switching the input of the first control signal to the second signal processor from an input state to a non-input state;
A reference signal that switches an input signal to the second adaptive filter from a second reference signal related to the second frequency component to a third reference signal related to a third frequency component that is increased when the first control signal is output. A switch,
A phase adjuster switch for switching the output destination of the second control signal from the second phase adjuster to the first phase adjuster;
With
Based on the road surface input, the error signal input is changed from the input state to the non-input state, the first control signal input is changed from the non-input state to the input state, and an input signal to the second adaptive filter. Is switched from the second reference signal to the third reference signal, and the output destination of the second control signal is switched from the second phase adjuster to the first phase adjuster. Type vibration noise control device.
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