CN103137122B - 有源振动噪音控制装置 - Google Patents

有源振动噪音控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103137122B
CN103137122B CN201210473315.9A CN201210473315A CN103137122B CN 103137122 B CN103137122 B CN 103137122B CN 201210473315 A CN201210473315 A CN 201210473315A CN 103137122 B CN103137122 B CN 103137122B
Authority
CN
China
Prior art keywords
frequency
signal
noise
reference signal
speed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201210473315.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103137122A (zh
Inventor
坂本浩介
井上敏郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Publication of CN103137122A publication Critical patent/CN103137122A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103137122B publication Critical patent/CN103137122B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1785Methods, e.g. algorithms; Devices
    • G10K11/17853Methods, e.g. algorithms; Devices of the filter
    • G10K11/17854Methods, e.g. algorithms; Devices of the filter the filter being an adaptive filter
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1781Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions
    • G10K11/17821Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions characterised by the analysis of the input signals only
    • G10K11/17823Reference signals, e.g. ambient acoustic environment
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1781Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions
    • G10K11/17821Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions characterised by the analysis of the input signals only
    • G10K11/17825Error signals
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1787General system configurations
    • G10K11/17879General system configurations using both a reference signal and an error signal
    • G10K11/17883General system configurations using both a reference signal and an error signal the reference signal being derived from a machine operating condition, e.g. engine RPM or vehicle speed
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/10Applications
    • G10K2210/128Vehicles
    • G10K2210/1282Automobiles
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/10Applications
    • G10K2210/128Vehicles
    • G10K2210/1282Automobiles
    • G10K2210/12821Rolling noise; Wind and body noise

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

本发明涉及一种有源振动噪音控制装置(10),当车速(Vs)变化时振动噪音(NS)的频率特性(峰值频率)也变化,同时根据车速(Vs),参照表示车速(Vs)和基准信号(X)的频率(fc)的对应关系的车速·频率对照表(100),切换在自适应陷波滤波器(52)中采用的基准信号(X)的频率(fc)。本发明的有源振动噪音控制装置(10)能够跟随振动噪音(NS)的频率特性(峰值频率)的变化而降低振动噪音(NS)。

Description

有源振动噪音控制装置
技术领域
本发明涉及一种有源振动噪音控制装置,该有源振动噪音控制装置能够通过抵消音(振动噪音抵消音)以抵消基于路面输入噪音的振动噪音,尤其是指一种适于搭载在车辆上的有源振动噪音控制装置。
背景技术
车辆在行驶时产生的来自路面的对车轮的振动通过悬架传递给车身,从而在车室内产生振动噪音(路面噪音)。现有技术中提出了一种有源振动噪音控制装置,使在设置有麦克风的接听点(测评点)通过产生与前述振动噪音的相位相反的振动噪音抵消音以消除前述噪音(参照特开2009-045954号公报,在以下说明中称为JP2009-045954A)。
在JP2009-045954A的技术方案中,提供了一种反馈型有源振动噪音控制装置,其构成为,为了在前述接听点消除固定频率的路面噪音(即所谓的敲击式噪音的振动噪音),在麦克风处获得的振动噪音和振动噪音抵消音的干涉信号的误差信号中,仅对前述固定频率的误差信号利用自适应陷波滤波器作为固定频率的带通滤波器(BPF)将其抽出,被抽出的误差信号作为控制信号,将该控制信号的相位及增益(振幅)调整后的修正控制信号提供给扬声器,并由前述扬声器输出前述振动噪音抵消音。
在JP2009-045954A中,计算处理量极少,因此该有源振动噪音控制装置的成本较低。
然而,在JP2009-045954A中,有源振动噪音控制装置虽然在特定的规定的车速下具有极好的抵消振动噪音的效果,但当车速发生变化的情况下,会产生在前述接听点的振动噪音增加的现象。
为了解释上述现象,下面利用各种测定·模拟以及检验进行说明。
图7A表示车辆未进行有源振动噪音控制(所谓的非控制)时,通过麦克风获得的振动噪音的频率特性。其中虚线表示的特性为车速Vs1时的频率特性,用202表示;实线表示的特性为与车速Vs1不同的车速Vs2时的频率特性,用204表示。在车速Vs2时的频率特性204中,与车速Vs1时的频率特性202相比较可知,其振幅的最大值的0〔dB〕点由频率70〔Hz〕向频率67〔Hz〕变化(降低)。即,可知其峰值频率的变化。
图7B表示比较例的作为固定频率的带通滤波器而发挥作用的上述自适应陷波滤波器的通过特性(频率特性)206。该通过特性206,由于其表示为车速Vs1时的固定频率70〔Hz〕的通过特性,所以在未进行有源振动噪音控制(所谓的非控制)时或者进行有源振动噪音控制时,都表现为在峰值频率70〔Hz〕具有峰值的相同的特性。
图7C表示比较例的自适应陷波滤波器的输出控制信号的频率特性(信号频谱)。其中虚线表示的特性为车速Vs1时的频率特性,用208表示;实线表示的特性为相比较车速Vs1的其他的车速Vs2时的频率特性,用210表示。当在车速Vs1时的频率特性208上的峰值为0〔dB〕时,在其他的车速Vs2中,峰值降低到-4〔dB〕,且频带所在区域也偏向为低频率侧。
更有,图8A表示比较例的进行振动噪音控制的情况下的灵敏度频率特性,由灵敏度函数212表示。该灵敏度函数212由振动噪音控制时的模拟设定,用来表示当使振幅一定的振动噪音的频率由20〔Hz〕扫描到100〔Hz〕时,在麦克风的接听点获得的振动噪音的响应量,即所谓的灵敏度〔dB〕。在灵敏度函数212中,在频率70〔Hz〕时为最低的-8〔dB〕,在其前后侧的频率中相对于0〔dB〕会有略微的增减。
另外还有,图8B表示通过具有灵敏度函数212特性的比较例的有源振动控制装置进行振动噪音控制时,由麦克风获得的振动噪音的频率特性。其中虚线表示的特性为车速Vs1时的频率特性,用214表示;实线表示的特性为相对于车速Vs1的其他的车速Vs2时的频率特性,用216表示。在车速Vs1下的控制时的频率特性214中,与非控制时的频率特性202(参照图7A)相比较,振动噪音在峰值的频率降低约-5〔dB〕,但是,在其他的车速Vs2下的控制时的频率特性216中,与非控制时的频率特性204(参照图7A)相比较,振动噪音在峰值的频率只降低约-3〔dB〕,而且,由于在频率67〔Hz〕时出现明显的峰值的现象,所以通过所谓的遮蔽效果,该声音能够被选择性听到,由上可知,在频率67〔Hz〕时的噪音的感受度较大。
发明内容
本发明为考虑了上述技术问题及上述的测定·模拟以及实验后而做出的,其目的在于提供一种有源振动噪音控制装置,即使在车速变化,振动噪音的频率特性变化的情况下,该装置也能够跟踪该变化而降低振动噪音。
本发明的有源振动噪音控制装置,包括:振动噪音抵消部,针对振动噪音,其输出基于抵消信号的所述振动噪音的抵消音;误差信号检测部,其将由所述振动噪音和所述抵消音的干涉而产生的残留噪音作为误差信号检出;有源振动噪音控制部,在其中输入所述误差信号,生成所述抵消信号,其中,所述有源振动噪音控制部包括:基准信号生成部,其生成所规定频率的基准信号;自适应陷波滤波器,在其中输入所述基准信号,输出控制信号;相位振幅调整部,其存储对应于所述基准信号的频率的相位或振幅的调整值,并通过调整所述控制信号的相位或振幅而生成所述抵消信号;修正误差信号生成部,其用来从所述误差信号中减去所述调整前的控制信号而生成修正误差信号;滤波系数更新部,其基于所述基准信号和所述修正误差信号,以使所述修正误差信号最小的方式顺次更新所述自适应陷波滤波器的滤波系数;车速检出部,其用于检测搭载有所述有源振动噪音控制装置的车辆的车速;频率切换部,其用于存储所述车速及所述基准信号的频率的对应特性,并且,对应于所述车速,参照所述对应特性而切换所述基准信号的频率。
采用本发明时,即使在车速变化,振动噪音的频率特性也变化的情况下,由于上述结构能对应于车速,参照车速和基准信号的频率的对应特性,切换在自适应陷波滤波器中采用的基准信号的频率,因此本发明能够跟踪随车速变化而变化的振动噪音的频率特性,以降低振动噪音。
另外,优选所述对应特性具有所述基准信号的频率随所述车速的增加而降低的区域。之所以如此,其原因之一为,振动噪音为由路面噪音通过车轮及悬架传递到车厢内而产生,在传递过程中,悬架的共振频率使振动噪音增大,但该悬架的共振频率对应于车速降低。
另外,优选还具有相位振幅切换部,对应于所述频率切换部对所述基准信号的频率进行切换,所述相位振幅切换部对所述相位振幅调整部的相位或振幅的调整值进行切换。即,由于采用以切换的频率调整控制信号的相位和振幅而生成抵消信号的结构,所以能够切实的跟踪随车速变化而变化的振动噪音的频率特性以降低振动噪音。
在本发明中,通过采用对应于车速切换自适应陷波滤波器中采用的基准信号的频率的结构,能够跟踪随车速变化而变化的振动噪音的频率特性以降低振动噪音。
附图说明
图1为表示本发明的一个实施方式中的搭载在车辆上的有源振动噪音控制装置的基本的且大致的结构框图;
图2为表示图1所示的有源振动噪音控制装置中的基准信号生成部和控制信号生成部的详细的结构框图;
图3为表示车速和基准频率的对应特性的说明图;
图4为表示本实施方式中的有源振动噪音控制装置的动作的流程图;
图5A为表示车辆未进行有源振动噪音控制(非控制)时,由麦克风获得的振动噪音的频率特性图,图5B为表示根据车速的变化,自适应陷波滤波器的带通滤波器的频率特性的变换的说明图;图5C表示每种车速的控制信号的频率特性的说明图;
图6A为表示跟踪车速变化的灵敏度函数的说明图,图6B为表示在进行振动噪音控制时由麦克风获得的振动噪音的每种灵敏度函数的特性图;
图7A为图5A的再次表示,图7B为表示比较实施例的频率固定的自适应陷波滤波器的带通滤波器的频率特性图,图7C为表示图7B的比较实施例的利用自适应陷波滤波器的情况下,振动噪音频率的变化前后的控制信号的频率特性的说明图;
图8A为表示比较实施例的灵敏度函数的频率特性图,图8B为表示利用图8A的灵敏度函数的情况下的频率变化前后的由麦克风获得的振动噪音的频率特性图。
具体实施方式
参照附图对下述的本发明的较佳实施方式进行说明,能够更清楚地说明上述目的、特征以及本发明的优点与效果。
下面参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1为表示本发明的一个实施方式中的搭载在车辆12上的有源振动噪音控制装置10的基本的且大致的结构框图。
图2为表示图1所示的有源振动噪音控制装置10中的基准信号生成部46和控制信号生成部36的详细的结构框图。
如图1和图2所示,车辆12包括:有源噪音控制装置(ActiveNoiseControlApparatus,以下简称为ANC装置)14、设置在车轮22上的作为车速传感器的车轮速传感器16、在踢脚板(kickpanel)等上设置的扬声器18、在乘员的接听点的附近设置的麦克风20。车轮速传感器16用于将车轮速信号Sw向ANC装置14输出,该车轮速信号Sw由车轮22一圈的转动所对应的规定脉冲数的信号构成。
ANC装置14被适当的控制以使在麦克风20被检测出的误差信号e最小,并生成作为修正控制信号的抵消信号Sca。
相对于振动噪音NS,扬声器18输出基于抵消信号Sca的振动噪音抵消音(也可以简称为抵消音)CS,该振动噪音NS由来自于道路24的路面噪音(路面输入信息)26传递到车厢28内形成。
麦克风20检测出基于振动噪音抵消音CS和振动噪音NS之差的误差信号e,其中,振动噪音抵消音CS基于由ANC装置14输出的抵消信号Sca由扬声器18产生;振动噪音NS由道路24产生的典型的路面噪音26传递到车厢28内而产生。
ANC装置14由微型计算机及数字信号处理器(DigitalSignalProcessor简称为DSP)等构成,并能作为功能实现部(功能实现机构)进行动作,即,CPU基于各种输入而实施存储在ROM等的内存中的程序以实现各种的功能。
因此,本实施方式的有源振动噪音控制装置10基本上由ANC装置14、扬声器18、麦克风20和车轮速传感器16(车速传感器)构成。
此时,ANC装置14包括:基准信号生成部46(由实部基准信号生成部42和虚部基准信号生成部44构成),其用于生成所规定频率fc的基准信号X(Rx,Ix)(Rx:实部基准信号cos(2πfct)、Ix:虚部基准信号sin(2πfct));控制信号生成部36,其具有自适应陷波滤波器52等,自适应陷波滤波器52为对其输入基准信号X(Rx,Ix)和误差信号e后输出控制信号Sc的SAN(SingleAdaptiveNotch)型自适应滤波器;相位振幅调整部54,其用于设定对应于基准信号X的频率fc的相位或振幅的调整值,通过调整控制信号Sc的相位或振幅生成抵消信号Sca。
由相位振幅调整部54设定的调整值,作为与基准信号X的频率fc相对应的相位及振幅存储在相位振幅切换部50的频率·相位振幅表(相对于频率fc的相位延迟量θd·振幅(增益)Gd的特性)51上。在下面对相位延迟量θd及振幅(增益)Gd的各个量的值进行说明。
如图1及图2所示,控制信号生成部36包括:自适应陷波滤波器52,其由分别设定实部滤波器系数Rw和虚部滤波器系数Iw的自适应陷波滤波器57、58和减法部(合成部)59构成;作为修正误差信号生成部的减法部62,其由误差信号e减去前述调整前的控制信号Sc而生成修正误差信号ea;滤波系数更新部72,其基于基准信号X(Rx,Ix)和修正误差信号ea,顺次更新自适应陷波滤波器52的滤波系数W(Rw,Iw)以使修正误差信号ea最小。
滤波系数更新部72包括:实部滤波系数更新部72r,其由乘法部112和步长参数赋予部114构成,其中,乘法部112用于将自适应陷波滤波器57的实部滤波系数Rw按照每个采样时间ts顺次更新,步长参数赋予部114用于赋予步长参数μ;虚部滤波系数更新部72i,其由乘法部116和步长参数赋予部118构成,其中,乘法部116用于将自适应陷波滤波器58的虚部滤波系数Iw顺次更新,步长参数赋予部118用于赋予步长参数-μ。
ANC装置14还包括频率切换部92和车速检测部40,其中,该频率切换部92用于存储搭载了该有源振动噪音控制装置10的车辆12的车速Vs和基准信号X的频率fc的车速·频率对照表(对应特性)100(在后面说明),对应于车速Vs,参照车速·频率对照表100将切换基准信号X的频率fc的指令赋予频率设定部94;该车速检测部40用于从车轮速信号Sw将前述车速Vs计算出。
相位振幅调整部54与JP2009-045954A中记载的技术方案相同,包括:延迟器(未图示),其作为移相器动作,具有N个采样时间延迟;振幅调整器(增益调整器)(未图示),其与该延迟器串联(连接顺序相反也可),该相位振幅调整部54,对于由构成控制信号生成部36的自适应陷波滤波器52供给的控制信号Sc,由前述延迟器赋予所规定的相位延迟量θd,并通过前述振幅调整器调整振幅(增益)Gd,将该相位或振幅的调整值作为抵消信号Sca输出。
由相位振幅调整部54设定的相位延迟量θd和振幅(增益)Gd,对应于各频率fc,被预先存储在相位振幅切换部50的频率·相位振幅表51中。
关于相位延迟量θd,与JP2009-045954A中记载的技术方案相同,考虑到如下情况而决定,即,在作为麦克风20所处位置的接听点,对于各频率fc,需要抵消音CS和振动噪音NS的相位差具有π〔rad〕=180〔°〕的相位差(逆相)。在这种情况下,频率fc的正弦波的由扬声器18到麦克风20的车厢28内空间的相位延迟量为θsm,由麦克风20的输出经控制信号生成部36到达相位振幅调整部54的输入的相位延迟量为θmd,由相位振幅调整部54的输出到扬声器18的相位延迟量为θds,则在相位振幅调整部54的相位延迟量θd的值满足下面的(1)式。
θd=π〔rad〕-(θmd+θds+θsm)(1)
对于振幅(增益)Gd,对应于各频率fc,可设定为补偿将由正弦波的扬声器18经车厢28内的空间到达麦克风20的路径中的抵消音CS的衰减量的值。振幅(增益)Gd可对应于振动噪音NS的降低目标量进行设定。
图3表示在频率切换部92上存储的车速Vs〔km/h〕和频率fc〔Hz〕的对应特性(Vs,fc对应表:车速·频率对应表)100的测定例。车速·频率(Vs,fc)对应表100,虽然其斜率因车型而不同,但均为随着车速Vs的增加用于生成基准信号X的频率fc降低的特性。例如,当车速Vs为Vs1=40〔km/h〕(前述的某一车速)时,频率fc为fc=70〔Hz〕;当车速Vs增加到Vs2=60〔km/h〕(前述的其他车速)时,频率fc降低为fc=67〔Hz〕的特性。
本实施方式的有源振动噪音控制装置10基本上为上述的结构构成,下面对有源振动噪音控制装置10的动作,参照图4的流程图进行说明。
在步骤S1中,麦克风20生成基于来自路面噪音的振动噪音NS和抵消音CS的差值的误差信号e,并向构成ANC装置14的控制信号生成部36的减法部62的被减数输入端子输送。
在步骤S2中,基于来自车轮速传感器16的车轮速信号Sw通过车速检测部40生成车速Vs,并向频率切换部92输送。
在步骤S3中,参照图3所示的车速·频率对照表100,频率切换部92对应于车速Vs更新频率fc。例如,当车速Vs为Vs1=40〔km/h〕时,与其相对应的频率fc为fc=70〔Hz〕;当车速Vs为Vs2=60〔km/h〕的较高车速时,将与其相对应的频率fc更新为较低的频率fc=67〔Hz〕。
接下来,在步骤S4中,基准信号生成部46通过实部基准信号生成部42更新实部基准信号Rx为更新后的频率fc的实部基准信号Rx(Rx=cos(2π·fc·t)),同时通过虚部基准信号生成部44更新虚部基准信号Ix为更新后的频率fc的虚部基准信号Ix(Ix=sin(2π·fc·t))。
然后,在步骤S5中,通过自适应陷波滤波器52生成下面(2)式所示的控制信号Sc。
Sc=Rw·Rx-Iw·Ix(2)
接下来,在步骤S6中,通过减法部62生成作为残余信号的下面(3)式所示的修正误差信号ea。
ea=e-Sc(3)
接下来,在步骤S7中,构成滤波系数更新部72的实部滤波系数更新部72r和虚部滤波系数更新部72i,通过下面的计算式(4)式和(5)式所示的公知的自适应更新演算式,以如下方式对实部滤波系数Rw和虚部滤波系数Iw进行更新,即,以在每个抽样时间ts修正误差信号ea=e-Sc为最小的方式,采用自适应演算的算法,例如最小二乘法(LeastMeanSquare简称为LMS)进行更新。
Rwn+1←Rwn+μ·Rx·(e-Sc)(4)
Iwn+1←Iwn-μ·Ix·(e-Sc)(5)
接下来,在步骤S8中,相位振幅切换部50基于更新后的频率fc,由频率·相位振幅表51读取在该频率fc下的相位延迟量θd和振幅Gd,并设定在相位振幅调整部54中。
接下来,在步骤S9中,相位振幅调整部54对于(2)式中的基准信号X(Rx,Ix)经相位延迟量θd和振幅Gd调整,生成下面(6)式、(7)式所示的修正基准信号Xfb(Rxfb,Ixfb)。即,在控制信号Sc=Rw·Rx-Iw·Ix中,实部基准信号Rx被修正(调整)为实部基准信号Rxfb,虚部基准信号Ix被修正(调整)为虚部基准信号Ixfb。
Rxfb=Gd·cos(2π·fc·t+θd)(6)
Ixfb=Gd·sin(2π·fc·t+θd)(7)
接下来,在步骤S10中,通过相位振幅调整部54生成下面的将(6)式及(7)式代入(2)式中而形成的(8)式所示的抵消信号Sca。
Sca=Rw·Rxfb-Iw·Ixfb(8)
由于抵消信号Sca利用对应于车速Vs的变化而频率fc变更的修正基准信号Xfb(Rxfb,Ixfb)生成,所以通过基于抵消信号Sca而由扬声器18输出的抵消音CS,能够较好地与峰值频率fc转变的振动噪音NS相抵消。
【实施效果】
本实施方式的有源振动噪音控制装置10包括:作为振动噪音抵消部的扬声器18,其基于抵消信号Sca输出针对于振动噪音NS的振动噪音NS的抵消音CS;作为误差信号检侧部的麦克风20,其将由振动噪音NS和抵消音CS之间的干涉而产生的残余噪音作为误差信号e检出;作为有源振动噪音控制部的ANC装置14,在其中输入误差信号e后生成抵消信号Sca。
此时,ANC装置14包括:基准信号生成部46,其用于生成所规定频率fc的基准信号X;自适应陷波滤波器52,在其中输入基准信号X后输出控制信号Sc;相位振幅调整部54,其用于存储对应于基准信号X的频率fc的相位或振幅的调整值(θd、Gd:fc),并通过调整控制信号Sc的相位或振幅生成前述抵消信号Sca;作为修正误差信号生成部的减法部62,其由误差信号e减去调整前的控制信号Sc而生成修正误差信号ea(ea=e-Sc);滤波系数更新部72,其基于基准信号X和修正误差信号ea,顺次更新自适应陷波滤波器52的滤波系数W(Rw,Iw)以使修正误差信号ea最小;车速检测部40,其用于检测搭载有该有源振动噪音控制装置10的车辆12的车速Vs;频率切换部92,其用于存储表示检测出的车速Vs和基准信号X的频率fc的对应特性的车速·频率对照表100,并对应于车速Vs通过参照车速·频率对照表100切换基准信号X的频率fc。
根据本实施方式,上述结构使得,即使车速Vs变化,振动噪音NS的频率特性变化的情况下,对应于车速Vs,并参照车速Vs和基准信号X的频率fc的车速·频率对照表100,以切换在自适应陷波滤波器52中利用的基准信号X的频率fc,因此本实施方式的有源噪音控制装置能够跟踪振动噪音NS的频率特性的变化来降低振动噪音NS。
在此,车速·频率对照表100具有如下特性,即具有基准信号X的频率fc随车速Vs增加而降低的区域。之所以如此,其原因之一为,振动噪音NS为由路面噪音26通过车轮22及悬架传递到车厢28内而产生,在传递过程中,悬架的共振频率使振动噪音NS增大,但该悬架的共振频率对应于车速Vs降低。
另外,由于设置有具有频率·相位振幅表51的相位振幅切换部50,从而使结构简单,其中,频率·相位振幅表51对应于频率切换部92对基准信号X的频率fc的切换,对相位振幅调整部54的相位延迟量θd或振幅Gd的调整值进行切换。在这种情况下,由于以切换的频率fc调整控制信号Sc的相位和振幅而生成抵消信号Sca,所以能够切实的跟踪随车速Vs变化而变化的振动噪音NS的频率特性以降低振动噪音NS。
图5A、图5B、图5C、图6A及图6B为本实施方式的效果的说明图,图5A为图7A的再表示的图,表示车辆未进行有源振动噪音控制(所谓的非控制)时,麦克风20的设置位置处的振动噪音NS的频率特性图,在图5A中,虚线所示特性表示车速Vs1=40〔km/h〕的频率特性202,实线所示特性表示车速Vs2=60〔km/h〕的频率特性204。在车速Vs2时的频率特性204中,与车速Vs1(Vs1<Vs2)时的频率特性202相比较可知,其振幅的最大值的0〔dB〕点由频率70〔Hz〕向峰值频率较低的频率67〔Hz〕附近变化(迁移)。
在图5B中可知,在由车速Vs1向车速Vs2变化时的自适应陷波滤波器的带通滤波器的频率特性为由频率特性206向频率特性206A变化,峰值频率(中心频率)根据基准信号X的频率fc的变化,由频率70〔Hz〕向频率67〔Hz〕变化。
在图5C中,虚线所示特性表示在车速Vs1时的控制信号Sc的频率特性(信号频谱)208,实线所示特性表示在车速Vs2时的控制信号Sc的频率特性210A。相对于比较实施例的图7C所示的频率特性210可知,在车速Vs2时的控制信号Sc的频率特性210A中,其峰值衰减为零(0)值。
又有,在图6A中可知,相对于由车速Vs1到车速Vs2的变化,灵敏度函数也随之从灵敏度函数212向灵敏度函数212A变化。
图6B为表示在使用具有灵敏度函数212、灵敏度函数212A的特性的有源振动噪音控制装置10进行振动噪音控制时由麦克风20获得的振动噪音的频率特性。虚线所示特性表示在车速Vs1时的频率特性214,实线所示特性表示车速Vs2时的频率特性216A。即使由车速Vs1变化为车速Vs2时,振动噪音的降低量也为-5〔dB〕的同等程度,因此,能够感受到即使车速Vs变化也可同等程度的抑制噪音。
另外,本发明不限于上述实施方式,在本说明书的记载的内容的基础上所做的各种的改进,均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种有源振动噪音控制装置,包括:振动噪音抵消部(18),针对振动噪音(NS),其输出基于抵消信号(Sca)的所述振动噪音(NS)的抵消音(CS);误差信号检测部(20),其将由所述振动噪音(NS)和所述抵消音(CS)的干涉而产生的残留噪音作为误差信号(e)检出;有源振动噪音控制部(14),在其中输入所述误差信号(e),生成所述抵消信号(Sca),其特征在于,
所述有源振动噪音控制部(14)包括:
基准信号生成部(46),其生成所规定频率(fc)的基准信号(X);
自适应陷波滤波器(52),在其中输入所述基准信号(X),输出控制信号(Sc);
相位振幅调整部(54),其存储对应于所述基准信号(X)的频率(fc)的相位或振幅的调整值(θd、Gd:fc),并通过调整所述控制信号(Sc)的相位或振幅而生成所述抵消信号(Sca);
修正误差信号生成部(62),其用来从所述误差信号(e)中减去所述调整前的控制信号(Sc)而生成修正误差信号(ea);
滤波系数更新部(72),其基于所述基准信号(X)和所述修正误差信号(ea),以使所述修正误差信号(ea)最小的方式顺次更新所述自适应陷波滤波器(52)的滤波系数W(Rw,Iw);
车速检出部(40),其用于检测搭载有所述有源振动噪音控制装置(10)的车辆(12)的车速(Vs);
频率切换部(92),其用于存储所述车速(Vs)及所述基准信号(X)的频率(fc)的对应特性(100),并且,对应于所述车速(Vs),参照所述对应特性(100)而切换所述基准信号(X)的频率(fc),
所述对应特性(100)被设定为,随着所述车速(Vs)的增加,所述基准信号(X)的频率(fc)降低。
2.权利要求1所述的有源振动噪音控制装置,其特征在于,
还具有相位振幅切换部(50),对应于所述频率切换部(92)对所述基准信号(X)的频率(fc)的切换,所述相位振幅切换部(50)对所述相位振幅调整部(54)的相位或振幅的调整值进行切换。
CN201210473315.9A 2011-11-29 2012-11-20 有源振动噪音控制装置 Active CN103137122B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011259685A JP5616313B2 (ja) 2011-11-29 2011-11-29 能動型振動騒音制御装置
JP2011-259685 2011-11-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103137122A CN103137122A (zh) 2013-06-05
CN103137122B true CN103137122B (zh) 2015-11-25

Family

ID=47471508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210473315.9A Active CN103137122B (zh) 2011-11-29 2012-11-20 有源振动噪音控制装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9640165B2 (zh)
EP (1) EP2600341B1 (zh)
JP (1) JP5616313B2 (zh)
CN (1) CN103137122B (zh)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5822862B2 (ja) * 2013-03-21 2015-11-25 本田技研工業株式会社 車両用能動型振動騒音制御装置
JP2015105043A (ja) * 2013-11-29 2015-06-08 トヨタ自動車株式会社 車両の車体振動制御装置
JP6004195B2 (ja) * 2013-11-29 2016-10-05 トヨタ自動車株式会社 車両の車体振動制御装置
JP6475503B2 (ja) * 2014-02-12 2019-02-27 本田技研工業株式会社 車両用振動騒音低減装置
KR101628119B1 (ko) * 2014-08-11 2016-06-08 현대자동차 주식회사 소음제어시스템 및 그 방법
CN105667419B (zh) * 2014-11-17 2018-02-13 中山市云创知识产权服务有限公司 车载多媒体***与控制方法
EP3157000B1 (en) * 2015-10-16 2020-11-25 Harman Becker Automotive Systems GmbH Scalable noise and vibration sensing
DE102016100542A1 (de) * 2016-01-14 2017-07-20 Faurecia Emissions Control Technologies, Germany Gmbh Verfahren zur Erzeugung eines Ansteuerungssignals für einen in einem Motorfahrzeug angeordneten Lautsprecher sowie Abgasanlage für einen Motor und Soundsystem für eine Fahrgastzelle
JP6594456B2 (ja) * 2016-02-05 2019-10-23 本田技研工業株式会社 能動型振動騒音制御装置及び能動型振動騒音制御回路
WO2017138094A1 (ja) * 2016-02-09 2017-08-17 三菱電機株式会社 能動騒音制御装置
JP6671036B2 (ja) * 2016-07-05 2020-03-25 パナソニックIpマネジメント株式会社 騒音低減装置、移動体装置、及び、騒音低減方法
US10083683B2 (en) * 2016-10-10 2018-09-25 International Business Machines Corporation Reducing computer fan noise
US10163432B2 (en) * 2017-02-23 2018-12-25 2236008 Ontario Inc. Active noise control using variable step-size adaptation
CN107240404B (zh) * 2017-06-08 2020-05-01 中国电建集团福建省电力勘测设计院有限公司 用于预制舱式变电站的降噪方法
US10170096B1 (en) * 2017-11-01 2019-01-01 GM Global Technology Operations LLC Audio control systems and methods for mitigating structural noise borne from tires
US11198337B2 (en) * 2018-03-05 2021-12-14 Harman International Industries, Incorporated Method and apparatus for a low cost, acoustic tire cavity resonance cancellation
KR102651525B1 (ko) * 2018-06-08 2024-03-28 현대모비스 주식회사 능동 소음 제어장치 및 그 방법
US10891937B2 (en) * 2018-10-26 2021-01-12 Panasonic Intellectual Property Corporation Of America Noise controller, noise controlling method, and recording medium
US10843624B1 (en) * 2019-05-29 2020-11-24 Honda Motor Co., Ltd. System and method for providing haptic counteractions and alerts within a seat of a vehicle
JP2022111588A (ja) 2021-01-20 2022-08-01 本田技研工業株式会社 能動騒音制御装置及び車両
CN113037304B (zh) * 2021-03-30 2022-07-12 广州小鹏汽车科技有限公司 降噪方法、装置、车辆及存储介质

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1975922A1 (en) * 2007-03-28 2008-10-01 HONDA MOTOR CO., Ltd. Vehicular active noise control system

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0417695B1 (en) * 1989-09-11 1997-12-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Suspension control system
JP3278173B2 (ja) * 1991-06-28 2002-04-30 マツダ株式会社 車両用騒音制御装置
JPH06314097A (ja) * 1993-04-30 1994-11-08 Nissan Motor Co Ltd 能動型騒音制御装置
JP2002172920A (ja) * 2000-09-29 2002-06-18 Toyota Central Res & Dev Lab Inc タイヤ空気圧推定装置
JP4664116B2 (ja) * 2005-04-27 2011-04-06 アサヒビール株式会社 能動騒音抑制装置
JP4314212B2 (ja) * 2005-05-30 2009-08-12 本田技研工業株式会社 車両用能動型騒音・振動・効果音発生制御システム及び該システムが搭載された車両
JP2008247221A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Honda Motor Co Ltd 能動型騒音制御装置
JP4843581B2 (ja) * 2007-08-13 2011-12-21 本田技研工業株式会社 能動型騒音制御装置
JP4344763B2 (ja) * 2007-09-03 2009-10-14 本田技研工業株式会社 車両用能動型振動騒音制御装置
JP4350777B2 (ja) 2007-09-10 2009-10-21 本田技研工業株式会社 車両用能動型振動騒音制御装置
JP4881913B2 (ja) * 2008-05-29 2012-02-22 本田技研工業株式会社 能動型騒音制御装置
JP4834036B2 (ja) * 2008-06-03 2011-12-07 本田技研工業株式会社 能動型振動騒音制御装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1975922A1 (en) * 2007-03-28 2008-10-01 HONDA MOTOR CO., Ltd. Vehicular active noise control system

Also Published As

Publication number Publication date
US20130136270A1 (en) 2013-05-30
US9640165B2 (en) 2017-05-02
EP2600341A2 (en) 2013-06-05
CN103137122A (zh) 2013-06-05
JP2013112139A (ja) 2013-06-10
EP2600341A3 (en) 2013-07-10
EP2600341B1 (en) 2016-07-06
JP5616313B2 (ja) 2014-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103137122B (zh) 有源振动噪音控制装置
JP5713958B2 (ja) 能動型騒音制御装置
JP4513810B2 (ja) 能動騒音低減装置
US9646596B2 (en) Active noise reduction device, instrument using same, and active noise reduction method
JP4967000B2 (ja) 効果音発生装置
JP5026536B2 (ja) 能動型音響制御装置
CN102046424B (zh) 有源噪声控制装置
CN105374365A (zh) 用于控制车辆噪声的***和方法
US20170294180A1 (en) Active noise control device
US9294837B2 (en) Vehicular active vibrational noise control apparatus
CN103137121A (zh) 主动式振动噪音控制装置
US9202453B2 (en) Asymmetric temperature compensation of microphone sensitivity at an active noise reduction system
JP5214340B2 (ja) 車両用能動型振動騒音制御システム
JP2020086206A (ja) 能動騒音低減装置、移動体装置、及び、騒音低減方法
JP7304576B2 (ja) 騒音低減装置、移動体装置、及び、騒音低減方法
JP2009045954A (ja) 能動型騒音制御装置
JP4906787B2 (ja) 能動型振動騒音制御装置
JP2008201253A (ja) 走行騒音生成装置
JPH0869288A (ja) 能動型騒音制御装置及び能動型振動制御装置
JP2022108195A (ja) 能動騒音低減装置、移動体装置、及び、能動騒音低減方法
JPH0883084A (ja) 能動型騒音制御装置及び能動型振動制御装置
JPH0869287A (ja) 能動型騒音制御装置及び能動型振動制御装置
JPH08177452A (ja) 騒音制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant