JP2007272008A - Active noise controller and active vibration controller - Google Patents

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Kosuke Sakamoto
浩介 坂本
Toshiro Inoue
敏郎 井上
Akira Takahashi
高橋  彰
Yasumune Kobayashi
康統 小林
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent occurrence of unnecessary variation in control output due to the influence of restrictions of a maximum value based upon the expression form of a parameter. <P>SOLUTION: An active noise controller 10 comprises a reference signal generator 12 which outputs a cosine wave and a sine wave from the frequency (f) of a keytone, an adaptive notch filter 14 which outputs a control signal y(n) for canceling noise, a speaker 16 which outputs a control sound, a microphone 18 which detects an error signal (e), a filter coefficient update means 22 of sequentially updating filter coefficients Wx and Wy of the adaptive notch filter 14 so that the error signal (e) becomes minimum, and a limit processing means 13 of finding limited filter coefficients Wxo and Wyo obtained by limiting the filter coefficients Wx and Wy by multiplication by the ratio Rate of a square root Aobj and a threshold Aobj when the square root Anow of the sum of squares of Wx as a real part signal and Wy as an imaginary part signal of the filter coefficients is larger than the threshold Aobj. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、騒音源から発生する騒音を能動的に制御する能動型騒音制御装置、及び、振動源から発生する振動の伝達を能動的に制御する能動型振動制御装置に関し、特に、エンジン等の騒音源及び振動源を有する移動体の室内等の閉空間に適用して好適な能動型騒音制御装置に関する。なお、移動体には、自動車等の車両の他、船、水陸両用車、プレジャーボート、ヘリコプタ、飛行機等とすることができる。   The present invention relates to an active noise control apparatus that actively controls noise generated from a noise source, and an active vibration control apparatus that actively controls transmission of vibration generated from a vibration source. The present invention relates to an active noise control apparatus suitable for application to a closed space such as a room of a moving body having a noise source and a vibration source. The moving body may be a vehicle such as an automobile, a ship, an amphibious vehicle, a pleasure boat, a helicopter, an airplane, or the like.

近時、車両の車室内で聞こえるエンジン音を、スピーカから出力される制御音で制御し、乗員の耳位置でエンジン音を低減する能動型騒音制御装置が提案されており(例えば、特許文献1、特許文献2参照)、一部の車両では実用化されている。   Recently, there has been proposed an active noise control device that controls engine sound that can be heard in a passenger compartment of a vehicle with control sound output from a speaker, and reduces engine sound at the position of an occupant's ear (for example, Patent Document 1). , See Patent Document 2), which is put into practical use in some vehicles.

この能動型振動騒音制御装置では、車両において車室内の振動騒音はエンジンの出力軸の回転に同期して発生することに注目して、エンジン出力軸の回転に基づく周波数の車室内騒音を適応ノッチフィルタを利用して消音させて、車室内を静粛にするようにしている。適応ノッチフィルタは適応制御(標記基準を満たすために1以上のパラメータを測定し、これを使用してフィードバック信号を変えさせる制御方法)に基づくフィルタである。   In this active vibration noise control apparatus, attention is paid to the fact that the vibration noise in the vehicle interior is generated in synchronization with the rotation of the engine output shaft in the vehicle. The sound is muted using a filter to keep the passenger compartment quiet. An adaptive notch filter is a filter based on adaptive control (a control method in which one or more parameters are measured to meet the mark criteria and used to change the feedback signal).

適応制御には2つの制御方式が挙げられる。第1には、時間軸上の一定間隔の離散データを時間軸データとしてそのまま扱うFIR(有限インパルス応答)の適応フィルタの係数更新を行う方式である。第2には、時間軸上の一定間隔の離散データを周波数領域に変換して所定の処理を行い、出力時に実時間領域のデータに逆変換する方式である。いずれの制御方式においても、フィルタ係数値に制限をかけることにより制御の発散を防止することができる。   There are two control methods for adaptive control. The first is a method of updating the coefficient of an FIR (finite impulse response) adaptive filter that treats discrete data at regular intervals on the time axis as time axis data. A second method is to convert discrete data at regular intervals on the time axis into a frequency domain, perform a predetermined process, and reversely convert it into data in the real time domain at the time of output. In any control method, it is possible to prevent control divergence by limiting the filter coefficient value.

能動型騒音制御装置及び能動型振動制御装置は自動車等の移動体に搭載されることが多く、統括的な制御手段としては、価格、スペース及び消費電力等の制約から小型且つ廉価なマイクロコンピュータが用いられることが一般的である。小型のマイクロコンピュータではパラメータの型を演算負荷の大きい指数表現型ではなく簡便かつ高速な演算が可能な固定小数点型(又は整数型)が用いられることが一般的である。   Active noise control devices and active vibration control devices are often mounted on mobile bodies such as automobiles, and a compact and inexpensive microcomputer is used as a general control means because of restrictions on price, space, power consumption, etc. It is common to be used. In a small microcomputer, it is common to use a fixed-point type (or an integer type) that can perform simple and high-speed computation instead of an exponential expression type with a large computation load.

一方、騒音の代わりに振動を制御対象として、能動的に振動を抑制する技術についても開発がなされており、エンジンが発生する振動を検出し、この振動の車室内への伝達を低減する能動型振動制御装置が提案されている(特許文献3)。   On the other hand, a technology that actively suppresses vibration by using vibration instead of noise has been developed. Active type that detects vibration generated by the engine and reduces the transmission of this vibration to the passenger compartment. A vibration control device has been proposed (Patent Document 3).

この能動型振動制御装置では、車体フレーム上に、振動センサ、電磁アクチュエータ、エンジンマウントを介してエンジンが支持され、前記振動センサで検出したエンジンの振動を電磁アクチュエータで打ち消す振動を発生し、エンジンマウントを駆動することで、エンジンから車体フレームに伝わる振動を抑制し、乗り心地を高めつつ車室内を静粛にするようにしている。   In this active vibration control device, an engine is supported on a vehicle body frame via a vibration sensor, an electromagnetic actuator, and an engine mount, and generates vibrations that cancel the engine vibration detected by the vibration sensor with the electromagnetic actuator. By driving, vibrations transmitted from the engine to the vehicle body frame are suppressed, and the interior of the vehicle is kept quiet while enhancing the ride comfort.

また、車両走行時の省燃費の観点から、エンジンの給排気抵抗等の抵抗を減少させるために、気筒の給排気弁を停止させる気筒休止に関する技術が提案されている(例えば、特許文献4参照)。   Further, from the viewpoint of fuel efficiency during vehicle travel, a technique related to cylinder deactivation in which a cylinder supply / exhaust valve is stopped has been proposed in order to reduce resistance such as engine supply / exhaust resistance (see, for example, Patent Document 4). ).

特開2000−99037号公報JP 2000-99037 A 特開2004−361721号公報JP 2004-361721 A 特開平5−99262号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-99262 特許第3415601号公報Japanese Patent No. 3415601

適応制御において離散データを周波数領域に変換して扱う場合、ベクトルは複素平面上で直交する実部信号と虚部信号によって表すことができる。また、統括的な制御手段としてマイクロコンピュータが用いられる場合には、これらの実部信号及び虚部信号の表現形式は固定小数点型が用いられることが多い。   When adaptive data is handled by converting discrete data to the frequency domain, a vector can be represented by a real part signal and an imaginary part signal that are orthogonal on the complex plane. When a microcomputer is used as a general control means, a fixed-point type is often used for the representation format of these real part signals and imaginary part signals.

指数表現型では表現可能な数値範囲が著しく広く、実質的には表現可能な最大値により制約を受けることはない。これに対して、固定小数点型では表現可能な数値の最大値はビット数によって制限されており、過度に大きい値を表すことはできない。したがって、適応制御で扱うベクトルは実部信号の最大値と虚部信号の最大値によって規定される長方形の領域内で表されなければならない。実部信号及び虚部信号とも表現形式としては同じビット数が割り当てられることが一般的であることから、ベクトルは正方形の領域内で表されることになる。   In the exponential phenotype, the range of numerical values that can be expressed is remarkably wide, and the range that can be expressed is substantially not limited by the maximum value that can be expressed. On the other hand, in the fixed-point type, the maximum value that can be expressed is limited by the number of bits and cannot represent an excessively large value. Therefore, the vector handled in adaptive control must be expressed in a rectangular area defined by the maximum value of the real part signal and the maximum value of the imaginary part signal. Since both the real part signal and the imaginary part signal are generally assigned the same number of bits as the expression format, the vector is represented in a square region.

エンジン回転数等を表す基準信号が示す制御周波数と実際の騒音の周波数にずれが生じた場合、複素平面上で制御周波数の参照信号を位相基準として騒音のベクトルを投影すると、原点を中心に回転する。ところで、このベクトルを表すための複素平面は固定小数点の表現上の最大値で規定される正方形に制限されていることから、騒音のベクトルが大きいときには、正方形の四辺に沿うように回転することになり、ベクトルの大きさが変動してしまうことになる。   If there is a discrepancy between the control frequency indicated by the reference signal indicating the engine speed, etc. and the actual noise frequency, the noise vector is projected on the complex plane with the reference signal of the control frequency as the phase reference, and then rotated around the origin. To do. By the way, the complex plane for representing this vector is limited to a square defined by the maximum value on the fixed-point representation, so when the noise vector is large, it will rotate along the four sides of the square. Therefore, the magnitude of the vector will fluctuate.

また、複数の周波数を同時に制御する場合には、所定のエンジン回転数のときに好ましい制御特性が周波数毎に異なり、各周波数に対して優先順位を付けて制御出力に制限をかけたい場合があるが、正方形に制限された複素平面上では出力のダイナミックレンジに対する割り当てが明確でなく、制御出力に不必要な変動が生じるおそれがある。   In addition, when controlling a plurality of frequencies simultaneously, preferable control characteristics differ for each frequency at a predetermined engine speed, and there is a case where priority is given to each frequency to limit the control output. However, the assignment to the dynamic range of the output is not clear on the complex plane limited to a square, and there is a possibility that unnecessary fluctuations occur in the control output.

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り、周波数領域型の適応フィルタを有する能動型騒音制御装置及び能動型振動制御装置において、適応フィルタの制御出力に不要な変動が発生することを防止する能動型騒音制御装置及び能動型振動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 in an active noise control device and an active vibration control device having a frequency domain type adaptive filter, unnecessary fluctuations occur in the control output of the adaptive filter. An object of the present invention is to provide an active noise control device and an active vibration control device that prevent this.

本発明に係る能動型騒音制御装置は、騒音源から発生する騒音の周波数から調波の基準信号を出力する基準信号生成器と、前記基準信号が入力されて、前記騒音を相殺するための制御信号を出力する適応ノッチフィルタと、前記制御信号を制御音として出力する音出力器と、前記騒音と前記制御音との相殺誤差を検出し、誤差信号として出力する音検出器と、前記音出力器から前記音検出器までの伝達関数を有し、前記基準信号が入力されて参照信号を出力する補正フィルタと、前記誤差信号と前記参照信号とが入力されて、前記誤差信号が最小となるように前記適応ノッチフィルタのフィルタ係数を逐次更新するフィルタ係数更新手段と、前記フィルタ係数は実部信号と虚部信号に分けた周波数領域で表され、前記実部信号と前記虚部信号との二乗和の平方根値が所定閾値よりも大きい場合に、前記平方根値と前記所定閾値との比を乗じることにより前記実部信号と前記虚部信号を制限するリミット処理手段とを有することを特徴とする。   An active noise control apparatus according to the present invention includes a reference signal generator that outputs a harmonic reference signal from a frequency of noise generated from a noise source, and a control for canceling the noise when the reference signal is input. An adaptive notch filter that outputs a signal; a sound output device that outputs the control signal as a control sound; a sound detector that detects a cancellation error between the noise and the control sound and outputs the error signal; and the sound output A correction filter that has a transfer function from a detector to the sound detector, outputs a reference signal when the reference signal is input, and receives the error signal and the reference signal, thereby minimizing the error signal. Filter coefficient updating means for sequentially updating the filter coefficient of the adaptive notch filter, and the filter coefficient is expressed in a frequency domain divided into a real part signal and an imaginary part signal, and the real part signal and the imaginary part signal Limit processing means for limiting the real part signal and the imaginary part signal by multiplying the ratio of the square root value and the predetermined threshold when the square root value of the sum of squares thereof is greater than the predetermined threshold. And

このように、フィルタ係数の実部信号と虚部信号の二乗和の平方根値が過大であるときに、前記平方根値と前記所定閾値との比を乗じて前記実部信号と前記虚部信号を制限することにより、フィルタ係数の示すベクトルは複素平面上の原点を中心として閾値に基づく振幅で回転することになり、適応フィルタの制御出力に不要な変動が発生することを防止できる。   As described above, when the square root value of the square sum of the real part signal and the imaginary part signal of the filter coefficient is excessive, the real part signal and the imaginary part signal are multiplied by the ratio of the square root value and the predetermined threshold value. By limiting, the vector indicated by the filter coefficient rotates with the amplitude based on the threshold around the origin on the complex plane, and it is possible to prevent unnecessary fluctuations from occurring in the control output of the adaptive filter.

この場合、前記騒音源は回転体を含み、前記基準信号生成器は、前記回転体の回転数に基づいて前記騒音の周波数の調波を特定してもよい。これにより、騒音の周波数の調波を簡便、迅速且つ適切に特定することができる。   In this case, the noise source may include a rotating body, and the reference signal generator may specify harmonics of the noise frequency based on the number of rotations of the rotating body. Thereby, the harmonics of the noise frequency can be specified simply, quickly and appropriately.

引数に対応した平方根が記録された平方根テーブルを備え、前記適応ノッチフィルタは、前記実部信号と前記虚部信号との二乗和を引数として前記平方根テーブルを参照することにより前記平方根値を得るようにしてもよい。これにより、平方根の演算を簡便、迅速に行うことができ、しかもパラメータを指数表現形式等に変換することなく固定小数点型や整数型のまま平方根を得ることができる。   A square root table in which a square root corresponding to an argument is recorded, and the adaptive notch filter obtains the square root value by referring to the square root table with a square sum of the real part signal and the imaginary part signal as an argument. It may be. Thereby, the calculation of the square root can be performed easily and quickly, and the square root can be obtained with the fixed-point type or the integer type without converting the parameter into an exponential expression format or the like.

引数に対応した平方根の逆数が記録された平方根逆数テーブルを備え、前記適応ノッチフィルタは、前記実部信号と前記虚部信号との二乗和を引数として前記平方根逆数テーブルを参照して平方根の逆数値を得て、閾値の制限に用いてもよい。これにより、平方根の逆数の演算を簡便、迅速に行うことができ、しかもパラメータを指数表現形式等に変換することなく固定小数点型や整数型のまま平方根の逆数を得ることができる。   An inverse square root table in which the inverse of the square root corresponding to the argument is recorded, and the adaptive notch filter refers to the square root inverse table with the square sum of the real part signal and the imaginary part signal as an argument, A numerical value may be obtained and used to limit the threshold. As a result, the reciprocal of the square root can be calculated simply and quickly, and the reciprocal of the square root can be obtained in the fixed-point type or integer type without converting the parameter into an exponential expression format or the like.

前記所定閾値は「0」であって、前記制御信号の出力を停止させてもよい。このように、不要な変動の発生を抑制するためには、制御出力を停止させてもよい。   The predetermined threshold value may be “0”, and the output of the control signal may be stopped. In this way, the control output may be stopped in order to suppress the occurrence of unnecessary fluctuations.

この場合、前記所定閾値による前記平方根の制限を段階的に行うと、フェードアウト処理がなされ、「ボツ」という音(いわゆるポップアップノイズ)の発生を防止できる。   In this case, if the square root is limited stepwise by the predetermined threshold value, a fade-out process is performed, and the generation of a “bot” sound (so-called pop-up noise) can be prevented.

前記リミット処理手段は、前記回転数に基づいて前記所定閾値を変化させてもよい。つまり、騒音源の回転体の回転数及び制御周波数によって騒音の大きさや音場の山谷又は位相が変化するため、回転数に基づいて適切な閾値を設定するとよい。   The limit processing means may change the predetermined threshold based on the number of rotations. That is, since the magnitude of noise and the peaks or valleys or phase of the sound field change depending on the rotational speed and control frequency of the rotating body of the noise source, an appropriate threshold value may be set based on the rotational speed.

前記騒音源は複数気筒の内燃機関であって、前記複数気筒のうち少なくとも1気筒の稼動を停止させる気筒休止機能部を備え、前記適応ノッチフィルタは、稼動している気筒数に基づいて前記所定閾値を変化させるてもよい。つまり、稼動している気筒数によって騒音の大きさや音場の山谷又は位相が変化するため、稼動している気筒数に基づいて適切な閾値を設定するとよい。   The noise source is a multi-cylinder internal combustion engine, and includes a cylinder deactivation function unit that stops operation of at least one of the plurality of cylinders, and the adaptive notch filter is configured to perform the predetermined operation based on the number of cylinders that are operating. The threshold value may be changed. That is, since the magnitude of noise and the peaks or valleys or phase of the sound field change depending on the number of operating cylinders, an appropriate threshold value may be set based on the number of operating cylinders.

本発明に係る能動型振動制御装置は、振動源から発生する振動の周波数から調波の基準信号を出力する基準信号生成器と、前記基準信号が入力されて、前記振動を相殺するための制御信号を出力する適応ノッチフィルタと、前記制御信号を制御振動として出力するアクチュエータと、前記振動と前記制御振動との相殺誤差を検出し、誤差信号として出力する振動検出器と、前記アクチュエータから前記振動検出器までの伝達関数を有し、前記基準信号が入力されて参照信号を出力する補正フィルタと、前記誤差信号と前記参照信号とが入力されて、前記誤差信号が最小となるように前記適応ノッチフィルタのフィルタ係数を逐次更新するフィルタ係数更新手段と、前記フィルタ係数はが実部信号と虚部信号に分けた周波数領域で表され、前記実部信号と前記虚部信号との二乗和の平方根値が所定閾値よりも大きい場合に、前記平方根値と前記所定閾値との比を乗じることにより前記実部信号と前記虚部信号を制限することを特徴とする。   An active vibration control apparatus according to the present invention includes a reference signal generator that outputs a harmonic reference signal from a frequency of vibration generated from a vibration source, and a control for canceling the vibration when the reference signal is input. An adaptive notch filter that outputs a signal, an actuator that outputs the control signal as a control vibration, a vibration detector that detects an offset error between the vibration and the control vibration, and outputs the error signal, and the vibration from the actuator A correction filter having a transfer function up to a detector and receiving a reference signal and outputting a reference signal; and receiving the error signal and the reference signal so that the error signal is minimized. Filter coefficient updating means for sequentially updating the filter coefficient of the notch filter, and the filter coefficient is represented in a frequency domain divided into a real part signal and an imaginary part signal, Limiting the real part signal and the imaginary part signal by multiplying the ratio of the square root value and the predetermined threshold value when the square root value of the sum of squares of the partial signal and the imaginary part signal is greater than the predetermined threshold value It is characterized by.

このように、適応ノッチフィルタにおけるパラメータが過大であるときに、前記平方根値と前記所定閾値との比を乗じることにより前記実部信号と前記虚部信号を制限することにより、前記パラメータは、複素平面上の原点を中心として閾値に基づく振幅で回転することになり、適応フィルタの制御出力に不要な変動が発生することを防止できる。   In this manner, when the parameter in the adaptive notch filter is excessive, the parameter is complex by limiting the real part signal and the imaginary part signal by multiplying the ratio of the square root value and the predetermined threshold. The rotation is performed with the amplitude based on the threshold around the origin on the plane, and it is possible to prevent unnecessary fluctuations from occurring in the control output of the adaptive filter.

前記振動源は回転体を含み、前記基準信号生成器は、前記回転体の回転数に基づいて前記振動の周波数の調波を特定してもよい。これにより、騒音の周波数の調波を簡便、迅速且つ適切に特定することができる。   The vibration source may include a rotating body, and the reference signal generator may specify harmonics of the vibration frequency based on the number of rotations of the rotating body. Thereby, the harmonics of the noise frequency can be specified simply, quickly and appropriately.

本発明に係る能動型騒音制御装置及び能動型振動制御装置によれば、適応ノッチフィルタにおけるパラメータの前記実部信号と前記虚部信号との二乗和の平方根値を所定閾値で制限することにより、前記パラメータは、複素平面上の原点を中心として閾値に基づく振幅で回転することになり、適応フィルタの制御出力に不要な変動が発生することを防止できる。   According to the active noise control device and the active vibration control device according to the present invention, by limiting the square root value of the square sum of the real part signal and the imaginary part signal of the parameter in the adaptive notch filter by a predetermined threshold, The parameter rotates with the amplitude based on the threshold around the origin on the complex plane, and it is possible to prevent unnecessary fluctuation from occurring in the control output of the adaptive filter.

以下、本発明に係る能動型騒音制御装置及び能動型振動制御装置について実施の形態を挙げて説明する。先ず、本実施の形態に係る能動型騒音制御装置10について、添付の図1〜図8を参照しながら説明する。   Hereinafter, an active noise control device and an active vibration control device according to the present invention will be described with reference to embodiments. First, an active noise control device 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図1は、この発明の一実施形態に係る能動型騒音制御装置10の構成を示すブロック図である。この実施形態に係る能動型騒音制御装置10は、基本的には、マイクロコンピュータ(制御手段)1により構成されている。マイクロコンピュータ1は、CPU、記憶部、入出力ポート及びこれらを接続するバス等を有し、CPUが記憶部のプログラムを読み込み実行することにより後述する各種手段を実現している。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an active noise control apparatus 10 according to an embodiment of the present invention. The active noise control apparatus 10 according to this embodiment is basically composed of a microcomputer (control means) 1. The microcomputer 1 includes a CPU, a storage unit, an input / output port, a bus for connecting them, and the like. The CPU reads and executes a program stored in the storage unit to realize various means described later.

図2は、図1に示す能動型騒音制御装置10がエンジン28を有する移動体である車両30に搭載された模式図を示している。エンジン28には、エンジンコントローラ28a(気筒休止機能部)の作用下に、複数気筒(例えば、4気筒)のうち少なくとも1気筒の稼動を停止させる気筒休止機能が設けられている。この気筒休止機能は、例えば、特許文献4に記載されているように、車両走行時の省燃費の観点から、エンジンの給排気抵抗等の抵抗を減少させるために、所定数の気筒の給排気弁の動作及び燃料の噴射を停止させる機能である。   FIG. 2 is a schematic diagram in which the active noise control device 10 shown in FIG. 1 is mounted on a vehicle 30 that is a moving body having an engine 28. The engine 28 is provided with a cylinder deactivation function for stopping the operation of at least one cylinder among a plurality of cylinders (for example, four cylinders) under the action of the engine controller 28a (cylinder deactivation function unit). This cylinder deactivation function is, for example, as described in Patent Document 4, in order to reduce the resistance such as the supply / exhaust resistance of the engine from the viewpoint of fuel efficiency during vehicle travel, This is a function for stopping the operation of the valve and the fuel injection.

図1に示すように、この能動型騒音制御装置10は、基本的には、騒音源であるエンジン28から発生する騒音Nzの周波数fから調波の基準信号を生成する基準信号生成器12と、基準信号が入力されて、サンプリング周期毎に時点nで、騒音Nzを相殺するための制御信号y(n)を出力する適応ノッチフィルタ14とを有する。適応ノッチフィルタ14は、騒音周波数における周波数領域上の変数であり、時間軸上の一定間隔の騒音信号に基づき更新され、出力時に適応ノッチフィルタ変数と基準信号に基づいて実時間のデータに変換されるものである。   As shown in FIG. 1, this active noise control apparatus 10 basically includes a reference signal generator 12 that generates a harmonic reference signal from a frequency f of noise Nz generated from an engine 28 that is a noise source. And an adaptive notch filter 14 for outputting a control signal y (n) for canceling out the noise Nz at a time point n every sampling period. The adaptive notch filter 14 is a variable on the frequency domain in the noise frequency, updated based on a noise signal at regular intervals on the time axis, and converted to real-time data based on the adaptive notch filter variable and the reference signal at the time of output. Is.

能動型騒音制御装置10は、さらに制御信号y(n)を制御音として出力する音出力器であるスピーカ16と、エンジン28からの騒音Nzとスピーカ16からの制御音との相殺誤差音を検出し誤差信号e(n)として出力する音検出器としてのマイクロホン18と、スピーカ16の位置からマイクロホン18の位置までの音場の伝達関数Hを有し前記基準信号が入力されて参照信号を出力する参照信号生成回路20と、誤差信号e(n)と参照信号とが供給され適応ノッチフィルタ14のフィルタ係数W(n+1)を更新するフィルタ係数更新手段(LMSアルゴリズム演算器)22とから構成される。   The active noise control device 10 further detects a speaker 16 which is a sound output device that outputs a control signal y (n) as a control sound, and an offset error sound between the noise Nz from the engine 28 and the control sound from the speaker 16. And a microphone 18 as a sound detector to be output as an error signal e (n), and a transfer function H of a sound field from the position of the speaker 16 to the position of the microphone 18, and the reference signal is input to output a reference signal. And a filter coefficient updating means (LMS algorithm computing unit) 22 that is supplied with the error signal e (n) and the reference signal and updates the filter coefficient W (n + 1) of the adaptive notch filter 14. The

フィルタ係数更新手段22は、第1フィルタ係数更新手段22Aと第2フィルタ係数更新手段22Bとから構成されている。   The filter coefficient updating unit 22 includes a first filter coefficient updating unit 22A and a second filter coefficient updating unit 22B.

図2に模式的に示すように、実際上、能動型騒音制御装置10は、ダッシュボード下に配置固定されており、ボンネット下のシャーシ上にマウントされたエンジン28の主軸の回転を検出する回転センサからエンジン回転パルスEpと、運転席上のルーフライニングに固定されたマイクロホン18からの誤差信号e(n)とが入力されて、運転席の座席下に配置したスピーカ16から制御音が出力されるような構成とされている。なお、この実施形態では、理解の容易化のために、運転席のみの騒音制御について説明するが、助手席、後席等他の席においても同様に適用することができる。   As schematically shown in FIG. 2, the active noise control device 10 is actually arranged and fixed under the dashboard, and detects the rotation of the main shaft of the engine 28 mounted on the chassis under the bonnet. The engine rotation pulse Ep and the error signal e (n) from the microphone 18 fixed to the roof lining on the driver's seat are input from the sensor, and the control sound is output from the speaker 16 disposed under the driver's seat. It is set as such. In this embodiment, the noise control only for the driver's seat will be described for easy understanding, but the present invention can be similarly applied to other seats such as a passenger seat and a rear seat.

図1において、エンジン28のクランクシャフト(回転体)の回転を検出することによって発生するエンジン回転パルスEpから周波数カウンタ32により騒音Nzの周波数fが検出され、基準信号生成器12及び参照信号生成回路20に供給される。   In FIG. 1, the frequency f of the noise Nz is detected by the frequency counter 32 from the engine rotation pulse Ep generated by detecting the rotation of the crankshaft (rotary body) of the engine 28, and the reference signal generator 12 and the reference signal generation circuit. 20 is supplied.

基準信号生成器12は、騒音Nzの周波数fから調波の基準信号である余弦波cos(2π(f、n))を生成する余弦波生成器34と、騒音Nzの周波数fの調波の基準信号である正弦波sin(2π(f、n))を生成する正弦波生成器36とから構成されている。余弦波生成器34が生成する余弦波及び正弦波生成器36が生成する正弦波の大きさはそれぞれ「1」である。   The reference signal generator 12 generates a cosine wave cos (2π (f, n)), which is a harmonic reference signal, from the frequency f of the noise Nz, and a harmonic of the frequency f of the noise Nz. The sine wave generator 36 generates a sine wave sin (2π (f, n)) which is a reference signal. The magnitudes of the cosine wave generated by the cosine wave generator 34 and the sine wave generated by the sine wave generator 36 are each “1”.

適応ノッチフィルタ14は、リミット処理手段13と、第1前段フィルタ14Aと、第2前段フィルタ14Bと、第1適応ノッチフィルタ15Aと、第2適応ノッチフィルタ15Bと、加算器38とから構成されている。   The adaptive notch filter 14 includes a limit processing means 13, a first pre-filter 14A, a second pre-filter 14B, a first adaptive notch filter 15A, a second adaptive notch filter 15B, and an adder 38. Yes.

第1前段フィルタ14Aは、第1フィルタ係数更新手段22Aから供給される信号に基づいてフィルタ係数(実部信号)Wxを保持して、最新のフィルタ係数Wxをリミット処理手段13に供給する。同様に、第2前段フィルタ14Bは、第2フィルタ係数更新手段22Bから供給される信号に基づいてフィルタ係数(虚部信号)Wyを保持して最新のフィルタ係数Wyをリミット処理手段13に供給する。   The first pre-stage filter 14A holds the filter coefficient (real part signal) Wx based on the signal supplied from the first filter coefficient update unit 22A, and supplies the latest filter coefficient Wx to the limit processing unit 13. Similarly, the second pre-stage filter 14B holds the filter coefficient (imaginary part signal) Wy based on the signal supplied from the second filter coefficient update means 22B and supplies the latest filter coefficient Wy to the limit processing means 13. .

リミット処理手段13は、フィルタ係数Wxとフィルタ係数Wyとの二乗和及びその平方根値を算出し、後述するリミット処理を行う。リミット処理手段13は、引数に対応した平方根が記録された平方根テーブル13a及び引数に対応した平方根の逆数が記録された平方根逆数テーブル13bを参照して平方根値及びその逆数値を簡便に得ることができる。   The limit processing means 13 calculates the sum of squares of the filter coefficient Wx and the filter coefficient Wy and its square root value, and performs limit processing described later. The limit processing means 13 can easily obtain the square root value and its inverse by referring to the square root table 13a in which the square root corresponding to the argument is recorded and the square root reciprocal number table 13b in which the inverse of the square root corresponding to the argument is recorded. it can.

図3に示すように、平方根テーブル13aは、関数f(x)=√(x)を示すテーブルであり引数xに基づいて平方根値を返す。また、図4に示すように、平方根逆数テーブル13bは、関数f(x)=1/√(x)を示すテーブルであり引数xに基づいて平方根の逆数値を返す。これらの平方根値及び平方根根逆数値は、予め計算されて記録されているので、改めて演算をする必要はなく、配列またはアドレスポインタ等を用いて瞬時に結果が求められる。平方根テーブル13a及び平方根逆数テーブル13bは、マイクロコンピュータ1における記憶部のうち所定のROMに記録されている。   As shown in FIG. 3, the square root table 13a is a table indicating a function f (x) = √ (x), and returns a square root value based on an argument x. As shown in FIG. 4, the square root reciprocal number table 13b is a table indicating the function f (x) = 1 / √ (x), and returns an inverse value of the square root based on the argument x. Since these square root value and inverse square root value are calculated and recorded in advance, there is no need to perform another calculation, and the result is obtained instantaneously using an array or an address pointer. The square root table 13 a and the square root reciprocal table 13 b are recorded in a predetermined ROM of the storage unit in the microcomputer 1.

図1に戻り、リミット処理手段13は、フィルタ係数Wxとフィルタ係数Wyとの二乗和の平方根値が閾値Aobjよりも大きい場合に、フィルタ係数Wxに該平方根値と閾値Aobjとの比を乗じることにより制限された制限フィルタ係数Wxoを出力する。また、リミット処理手段13は、フィルタ係数Wxとフィルタ係数Wyとの二乗和の平方根値が閾値Aobjよりも大きい場合に、フィルタ係数Wyに該平方根値と閾値Aobjとの比を乗じることにより制限された制限フィルタ係数Wyoを出力する。   Returning to FIG. 1, when the square root value of the square sum of the filter coefficient Wx and the filter coefficient Wy is larger than the threshold value Aobj, the limit processing means 13 multiplies the filter coefficient Wx by the ratio of the square root value and the threshold value Aobj. The limiting filter coefficient Wxo limited by is output. Further, the limit processing means 13 is limited by multiplying the filter coefficient Wy by the ratio of the square root value and the threshold value Aobj when the square root value of the square sum of the filter coefficient Wx and the filter coefficient Wy is larger than the threshold value Aobj. The limited filter coefficient Wyo is output.

閾値Aobjは、閾値切替手段13cによって設定され、初期値としては、フィルタ係数Wx及びフィルタ係数Wyのデータ表現形式の最大値に設定されている。   The threshold value Aobj is set by the threshold value switching means 13c, and the initial value is set to the maximum value of the data expression format of the filter coefficient Wx and the filter coefficient Wy.

第1適応ノッチフィルタ15Aは、大きさ1の余弦波cos(2π(f、n))及び制限フィルタ係数Wxo(n)が入力され、これらを乗算した第1制御信号y1(n)を出力する。第2適応ノッチフィルタ15Bは、大きさ1の正弦波sin(2π(f、n))及び制限フィルタ係数Wyo(n)が入力され、これらを乗算した第2制御信号y2(n)を出力する。   The first adaptive notch filter 15A receives a cosine wave cos (2π (f, n)) having a magnitude 1 and a limiting filter coefficient Wxo (n), and outputs a first control signal y1 (n) obtained by multiplying them. . The second adaptive notch filter 15B receives a sine wave sin (2π (f, n)) having a magnitude of 1 and a limiting filter coefficient Wyo (n), and outputs a second control signal y2 (n) obtained by multiplying them. .

加算器38は、第1制御信号y1(n)と第2制御信号y2(n)とをベクトル加算し、任意の位相と振幅を有する制御信号y(n)を生成する。デジタル信号である制御信号y(n)が、D/A変換器211、LPF(低域通過フィルタ)212、及び増幅器213を介してスピーカ16に供給され、スピーカ16を介して制御音として出力される。なお、D/A変換器211の出力とオーディオ信号とを所定のミキサにより加え合わせることにより、スピーカ16をオーディオ用と兼用してもよい。   The adder 38 vector-adds the first control signal y1 (n) and the second control signal y2 (n) to generate a control signal y (n) having an arbitrary phase and amplitude. A control signal y (n) which is a digital signal is supplied to the speaker 16 via the D / A converter 211, the LPF (low-pass filter) 212, and the amplifier 213, and is output as a control sound via the speaker 16. The Note that the speaker 16 may also be used for audio by adding the output of the D / A converter 211 and the audio signal by a predetermined mixer.

参照信号生成回路20は、4つの補正フィルタ41〜44と、加算器46、48とから構成されている。   The reference signal generation circuit 20 includes four correction filters 41 to 44 and adders 46 and 48.

補正フィルタ41、43は、スピーカ16の位置からマイクロホン18の位置を含む音場の伝達関数Hの実数部の特性ReH(f)を有し、補正フィルタ42、44は、該伝達関数Hの虚数部の特性ImH(f)を有する。   The correction filters 41 and 43 have the characteristic part ReH (f) of the transfer function H of the sound field including the position of the microphone 18 from the position of the speaker 16, and the correction filters 42 and 44 are imaginary numbers of the transfer function H. Part characteristic ImH (f).

なお、伝達関数Hとしては車室におけるスピーカ16の位置からマイクロホン18の位置までの信号の伝達関数としているが、実際の伝達関数の測定は、例えばフーリエ変換装置からなる信号伝達特性測定装置を能動型騒音制御装置10を構成するD/A変換器211の入力側(加算器38の出力側)と、A/D変換器203の出力側(フィルタ係数更新手段22の入力側)間に接続して、この信号伝達特性測定装置により、信号の伝達関数が、マイクロコンピュータ1がD/A変換器211の入力側に出力する制御信号y(n)と、マイクロホン18からA/D変換器203を通じてマイクロコンピュータ1へ入力される誤差信号e(n)とに基づいて測定される。   The transfer function H is a signal transfer function from the position of the speaker 16 to the position of the microphone 18 in the passenger compartment. For the actual measurement of the transfer function, for example, a signal transfer characteristic measuring device comprising a Fourier transform device is activated. Connected between the input side of the D / A converter 211 (the output side of the adder 38) and the output side of the A / D converter 203 (the input side of the filter coefficient updating means 22) constituting the noise control apparatus 10. With this signal transfer characteristic measuring device, the signal transfer function is converted from the control signal y (n) output from the microcomputer 1 to the input side of the D / A converter 211 and from the microphone 18 through the A / D converter 203. It is measured based on the error signal e (n) input to the microcomputer 1.

ゆえに、信号伝達関数の測定方法によって、車室におけるスピーカ16とマイクロホン18との間の信号の伝達関数には、マイクロコンピュータ1の前記出力と前記入力との間に挿入されたアナログ電子回路、例えば、スピーカ16、マイクロホン18、D/A変換器211、LPF212、増幅器213、増幅器201、BPF202、A/D変換器203による伝達特性も含まれることになる。   Therefore, according to the signal transfer function measurement method, the signal transfer function between the speaker 16 and the microphone 18 in the passenger compartment is converted into an analog electronic circuit inserted between the output and the input of the microcomputer 1, for example, In addition, transfer characteristics of the speaker 16, the microphone 18, the D / A converter 211, the LPF 212, the amplifier 213, the amplifier 201, the BPF 202, and the A / D converter 203 are also included.

言い換えれば、信号伝達特性の測定方法によっては、車室におけるスピーカ16とマイクロホン18との間の信号の伝達関数Hは、適応ノッチフィルタ14の出力からフィルタ係数更新手段22の入力までの信号伝達特性となる。   In other words, depending on the measurement method of the signal transfer characteristic, the transfer function H of the signal between the speaker 16 and the microphone 18 in the passenger compartment is the signal transfer characteristic from the output of the adaptive notch filter 14 to the input of the filter coefficient updating means 22. It becomes.

また、実数部の特性ReH(f)と虚数部のImH(f)は、それぞれ周波数fに依存して特性値が変化する。   Further, the characteristic values of the real part characteristic ReH (f) and the imaginary part ImH (f) change depending on the frequency f.

加算器46から余弦波cos(2π(f、n))に係る参照信号Cx(n)が第1フィルタ係数更新手段22Aに出力され、加算器48から正弦波sin(2π(f、n))に係る参照信号Cy(n)が第2フィルタ係数更新手段22Bに出力される。   A reference signal Cx (n) related to the cosine wave cos (2π (f, n)) is output from the adder 46 to the first filter coefficient update means 22A, and a sine wave sin (2π (f, n)) is output from the adder 48. The reference signal Cy (n) related to is output to the second filter coefficient updating means 22B.

参照信号Cx(n)、Cy(n)は、参照信号生成回路20の回路接続を参照すれば、以下の式で得られることが分かる。   It can be seen that the reference signals Cx (n) and Cy (n) can be obtained by the following equations by referring to the circuit connection of the reference signal generation circuit 20.

Cx(n)=cos(2π(f、n))・ReH(f)
−sin(2π(f、n))・ImH(f) …(1)
Cy(n)=cos(2π(f、n))・ImH(f)
+sin(2π(f、n))・ReH(f) …(2)
Cx (n) = cos (2π (f, n)) · ReH (f)
-Sin (2π (f, n)) · ImH (f) (1)
Cy (n) = cos (2π (f, n)) · ImH (f)
+ Sin (2π (f, n)) · ReH (f) (2)

なお、参照信号Cx(n)、Cy(n)の両方又はいずれかを示す場合には、参照信号C(n)という。   Note that when both or one of the reference signals Cx (n) and Cy (n) is indicated, it is referred to as a reference signal C (n).

この場合、第1フィルタ係数更新手段22A、第2フィルタ係数更新手段22Bは、それぞれ、誤差信号e(n)と参照信号Cx(n)、Cy(n)とが入力されて、誤差信号e(n)が最小となるように時点n毎に適応アルゴリズム(LMSアルゴリズム)により、フィルタ係数W(n)を逐次更新する。   In this case, the error signal e (n) and the reference signals Cx (n) and Cy (n) are input to the first filter coefficient updating unit 22A and the second filter coefficient updating unit 22B, respectively, and the error signal e ( The filter coefficient W (n) is sequentially updated by an adaptive algorithm (LMS algorithm) every time point n so that n) is minimized.

すなわち、フィルタ係数Wx(n)、Wy(n)のサンプリング時期からサンプリング周期を経過した次のサンプリング時におけるフィルタ係数Wx(n+1)、Wy(n+1)を次の(3)式及び(4)式に基づいて求める。   That is, the filter coefficients Wx (n + 1) and Wy (n + 1) at the next sampling after the sampling period has elapsed from the sampling timing of the filter coefficients Wx (n) and Wy (n) are expressed by the following expressions (3) and (4). Ask based on.

Wy(n+1)=Wy(n)−μ・e(n)・ry(n)
=Wy(n)−μ・e(n)・(Cx・cos(2πft(n)−Cy・sin(2πft(n))) …(3)
Wx(n+1)=Wx(n)+μ・e(n)・rx(n)
=Wx(n)+μ・e(n)・(Cx・sin(2πft(n)+Cy・cos(2πft(n))) …(4)
Wy (n + 1) = Wy (n) −μ · e (n) · ry (n)
= Wy (n)-[mu] .e (n). (Cx.cos (2 [pi] ft (n) -Cy.sin (2 [pi] ft (n))) (3)
Wx (n + 1) = Wx (n) + μ · e (n) · rx (n)
= Wx (n) + μ · e (n) · (Cx · sin (2πft (n) + Cy · cos (2πft (n))) (4)

ここで、Wx(n+1)及びWy(n+1)は更新後の適応ノッチフィルタ係数を示し、Wx(n)及びWy(n)は更新直前の適応ノッチフィルタ係数を示している。また、e(n)は更新直前の誤差信号を示し、r0(n)及びr1(n)は更新直前の加算出力信号を示し、μは更新係数を示している。また、μ・e(n)・r0(n)及びμ・e(n)・r1(n)は適応ノッチフィルタ係数の更新量を示している。   Here, Wx (n + 1) and Wy (n + 1) indicate updated adaptive notch filter coefficients, and Wx (n) and Wy (n) indicate adaptive notch filter coefficients immediately before updating. Further, e (n) indicates an error signal immediately before update, r0 (n) and r1 (n) indicate addition output signals immediately before update, and μ indicates an update coefficient. Further, μ · e (n) · r0 (n) and μ · e (n) · r1 (n) indicate the update amount of the adaptive notch filter coefficient.

次に、このように構成される能動型騒音制御装置10の動作手順について図5を参照しながら説明する。図5の処理はマイクロコンピュータ1によって微小時間毎に連続的に行われる。   Next, the operation procedure of the active noise control apparatus 10 configured as described above will be described with reference to FIG. The processing of FIG. 5 is continuously performed by the microcomputer 1 every minute time.

ステップS1において、マイクロホン18から誤差信号eを入力し、A/D変換器203を通じデジタル信号として入力をする。   In step S <b> 1, the error signal e is input from the microphone 18 and is input as a digital signal through the A / D converter 203.

ステップS2において、エンジン回転パルスEpから周波数カウンタ32により騒音Nzの基準の周波数fが検出され、基準信号生成器12及び参照信号生成回路20に供給する。   In step S 2, the reference frequency f of the noise Nz is detected from the engine rotation pulse Ep by the frequency counter 32 and supplied to the reference signal generator 12 and the reference signal generation circuit 20.

ステップS3において、余弦波生成器34及び正弦波生成器36により正弦波sin(2π(f、n))及び余弦波cos(2π(f、n))を生成し、適応ノッチフィルタ14及び参照信号生成回路20に供給する。   In step S3, the cosine wave generator 34 and the sine wave generator 36 generate a sine wave sin (2π (f, n)) and a cosine wave cos (2π (f, n)), and the adaptive notch filter 14 and the reference signal. This is supplied to the generation circuit 20.

ステップS4において、フィルタ係数更新手段22は、参照信号生成回路20から制御の基準となる周波数fに応じた伝達関数Hの実数部の特性ReH(f)及び虚数部の特性ImH(f)を読み込む。   In step S4, the filter coefficient updating means 22 reads the real part characteristic ReH (f) and the imaginary part characteristic ImH (f) of the transfer function H according to the frequency f serving as a control reference from the reference signal generation circuit 20. .

ステップS5において、フィルタ係数更新手段22は前記の(3)式及び(4)式に基づいてフィルタ係数の更新を行う。   In step S5, the filter coefficient updating means 22 updates the filter coefficient based on the above equations (3) and (4).

ステップS6において、リミット処理手段13における適応フィルタリミット処理を行う。   In step S6, the adaptive filter limit process in the limit processing means 13 is performed.

ステップS7において、適応ノッチフィルタ14においてフィルタリング処理を行い、制御信号y(n)を求める。ステップS6及びS7の処理についての詳細は後述する。   In step S7, the adaptive notch filter 14 performs a filtering process to obtain a control signal y (n). Details of the processes in steps S6 and S7 will be described later.

ステップS8において、制御信号(n)をD/A変換器211によりアナログ信号に変換した後、LPF(低域通過フィルタ)212、及び増幅器213を介してスピーカ16に供給し、制御音として出力する。これにより、エンジン28から車室内に伝わる騒音の打ち消しが効果的に行われる。   In step S8, the control signal (n) is converted into an analog signal by the D / A converter 211, and then supplied to the speaker 16 via the LPF (low-pass filter) 212 and the amplifier 213, and output as a control sound. . Thereby, the noise transmitted from the engine 28 to the vehicle interior is effectively canceled.

次に、前記のステップS6及びS7におけるリミット処理手段13及び適応ノッチフィルタ14の作用について図6を参照しながら詳細に説明をする。以下の説明では、理解を容易にするため、ステップS6の処理とステップS7の処理とを特に区別せずに説明する。   Next, the operation of the limit processing means 13 and the adaptive notch filter 14 in steps S6 and S7 will be described in detail with reference to FIG. In the following description, the process of step S6 and the process of step S7 will be described with no particular distinction in order to facilitate understanding.

先ず、ステップS101において、第1前段フィルタ14Aは、第1フィルタ係数更新手段22Aから供給されるフィルタ係数Wxを最新のものに更新してリミット処理手段13に供給する。また、第2前段フィルタ14Bは、第2フィルタ係数更新手段22Bから供給されるフィルタ係数Wyを最新のものに更新してリミット処理手段13に供給する。   First, in step S101, the first pre-filter 14A updates the filter coefficient Wx supplied from the first filter coefficient update unit 22A to the latest one and supplies it to the limit processing unit 13. Further, the second pre-stage filter 14B updates the filter coefficient Wy supplied from the second filter coefficient update unit 22B to the latest one and supplies it to the limit processing unit 13.

ステップS102において、リミット処理手段13は、下記の(5)式に基づいてフィルタ係数Wxとフィルタ係数Wyとを二乗和及び平方根処理して得られる値Anowを求める。この値Anowの大きさは、騒音Nzを相殺することのできる程度に設定されているものである。   In step S102, the limit processing means 13 obtains a value “Anow” obtained by summing the square and root of the filter coefficient Wx and the filter coefficient Wy based on the following equation (5). The magnitude of this value Anow is set to such an extent that the noise Nz can be canceled.

Anow=√(Wx2+Wy2) …(5) Now = √ (Wx 2 + Wy 2 ) (5)

図7に示すように、ベクトルとしてのAnowは、原点Oを中点部として直交するWx及びWyによって特定される正方形の複素平面の領域90内で表されることになる。Wx及びWyの最大値はプラス方向及びマイナス方向とも閾値Aobjに等しくなる。フィルタ係数Wx及びフィルタ係数Wyは固定小数点形式で表されることから、例えばその整数部(小数部及び符号部を除いた残余のビット数)が12ビットであれば、閾値Aobjは、Aobj=4097=4096(=212)+1となる。「+1」の部分は小数部により表される最大値である。 As shown in FIG. 7, “Anow” as a vector is expressed in a square complex plane region 90 specified by Wx and Wy orthogonal to each other with the origin O as a midpoint. The maximum values of Wx and Wy are equal to the threshold value Aobj in both the plus direction and the minus direction. Since the filter coefficient Wx and the filter coefficient Wy are expressed in a fixed-point format, for example, if the integer part (the number of remaining bits excluding the decimal part and the sign part) is 12 bits, the threshold value Aobj is Aobj = 4097. = 4096 (= 2 12 ) +1. The “+1” part is the maximum value represented by the decimal part.

ところで、フィルタ係数Wx及びフィルタ係数Wyは絶対値の最小で0、絶対値の最大で閾値Aobjとなることから、例えば位相θがθ=0のとき、Wx=AobjでWy=0であると、ベクトルAnowの大きさは|Anow|=Aobjとなるが、図7に示すように、位相θが進んでθ=45°でWx=AobjでWy=Aobjとなると、ベクトルAnowの大きさは|Anow|=√2・Aobjとなる。つまり、元のフィルタ係数Wx及びフィルタ係数Wyが大きいときには、ベクトルとしてのAnowは正方形の複素平面の領域90の四辺に沿うように回転することになり、ベクトルとしてのAnowの大きさが変動してしまうことになる。このため、以下の制限処理を施す。   By the way, since the filter coefficient Wx and the filter coefficient Wy are 0 at the minimum of the absolute value and the threshold value Aobj at the maximum of the absolute value, for example, when the phase θ is θ = 0, Wx = Aobj and Wy = 0. The magnitude of the vector Now becomes | Anow | = Aobj, but as shown in FIG. 7, when the phase θ advances and θ = 45 °, Wx = Aobj and Wy = Aobj, the magnitude of the vector Now becomes | Anow | = √2 · Aobj. That is, when the original filter coefficient Wx and the filter coefficient Wy are large, “Anow” as a vector rotates along the four sides of the square complex plane region 90, and the magnitude of “Anow” as a vector varies. Will end up. For this reason, the following restriction process is performed.

なお、(5)式における√(平方根)の演算については、Wx2+Wy2の値を求め、この値を引数として平方根テーブル13aを参照することによりAnowの値を求めることができる。 For the calculation of √ (square root) in equation (5), the value of Now can be obtained by obtaining the value of Wx 2 + Wy 2 and referring to the square root table 13a using this value as an argument.

ステップS103において、Anowの大きさと閾値Aobjとを比較し、Anow>AobjであるときにはステップS104へ移り、Anow≦閾値Aobjであるときには制限処理を行うことなく、ステップS106へ移る。この場合、制限フィルタ係数Wxo及びWyoを、Wxo=Wx、Wyo=Wyとして設定しておく。   In step S103, the magnitude of Anow is compared with the threshold value Aobj, and if Anow> Aobj, the process proceeds to step S104. If Anow ≦ threshold Aobj, the process proceeds to step S106 without performing the limiting process. In this case, the limiting filter coefficients Wxo and Wyo are set as Wxo = Wx and Wyo = Wy.

ステップS104において、リミット処理手段13はフィルタ係数Wx及びフィルタ係数Wyを制限するために用いられる比Rateを次の(6)式により求める。   In step S104, the limit processing means 13 obtains the ratio Rate used to limit the filter coefficient Wx and the filter coefficient Wy by the following equation (6).

Rate=Aobj/Anow=Aobj/√(Wx2+Wy2) …(6) Rate = Aobj / Anow = Aobj / √ (Wx 2 + Wy 2 ) (6)

(6)式に基づく計算で、Anowによる除算についてはAnowの逆数を乗算をすればよい。Anowの逆数は、ステップS103で求めておいたWx2+Wy2の値を引数として平方根逆数テーブル13bを参照することにより簡便に求められる。また、ステップS103におけるAnowの大きさと閾値Aobjとの比較は、逆数同士の比較で判断するものとすれば、平方根テーブル13aを省略して平方根逆数テーブル13bだけを用いるようにしてもよい。 In the calculation based on the equation (6), the division by Anow may be multiplied by the inverse of Anow. The reciprocal number of Now can be easily obtained by referring to the square root reciprocal table 13b with the value of Wx 2 + Wy 2 obtained in step S103 as an argument. Further, if the comparison between the magnitude of Annow and the threshold value Aobj in step S103 is determined by comparing the reciprocals, the square root table 13a may be omitted and only the square root reciprocal table 13b may be used.

ステップS105において、フィルタ係数Wx及びフィルタ係数Wyを次の(7)式及び(8)式に基づいて制限した制限フィルタ係数Wxo及びWyoを求める。   In step S105, limited filter coefficients Wxo and Wyo are obtained by limiting the filter coefficient Wx and the filter coefficient Wy based on the following expressions (7) and (8).

Wxo=Wx・Rate
=Wx・Aobj/Anow
=Wx・Aobj/√(Wx2+Wy2) …(7)
Wyo=Wy・Rate
=Wy・Aobj/Anow
=Wy・Aobj/√(Wx2+Wy2) …(8)
Wxo = Wx · Rate
= Wx · Aobj / Anow
= Wx · Aobj / √ (Wx 2 + Wy 2 ) (7)
Wyo = Wy · Rate
= Wy · Aobj / Anow
= Wy · Aobj / √ (Wx 2 + Wy 2 ) (8)

(7)式及び(8)式によれば、制限フィルタ係数Wxo及びWyoはベクトル的に加算するとその大きさは√(Wxo2+Wyo2)=Aobjとなり、閾値Aobjで制限されることになる。例えば、フィルタ係数Wx及びフィルタ係数WyがWx=Wy=Aobjであるときには、Anow=√2・Aobjであり、Wxo=Wyo=Aobj/√2となって、WxoとWyoとをベクトル的に加算した大きさが閾値Aobjと等しくなることが理解されよう。これによりWx(n)+i・Wy(n)、(iは虚数)の絶対振幅が制限されることになる。 According to the equations (7) and (8), when the limiting filter coefficients Wxo and Wyo are added in vector, the magnitude becomes √ (Wxo 2 + Wyo 2 ) = Aobj, and is limited by the threshold value Aobj. For example, when the filter coefficient Wx and the filter coefficient Wy are Wx = Wy = Aobj, Now = √2 · Aobj, and Wxo = Wyo = Aobj / √2, and Wxo and Wyo are added in a vector form. It will be appreciated that the magnitude is equal to the threshold Aobj. As a result, the absolute amplitude of Wx (n) + i · Wy (n), (i is an imaginary number) is limited.

得られた制限フィルタ係数Wxoは第1適応ノッチフィルタ15Aに供給され、制限フィルタ係数Wyoは第2適応ノッチフィルタ15Bに供給される。   The obtained limiting filter coefficient Wxo is supplied to the first adaptive notch filter 15A, and the limiting filter coefficient Wyo is supplied to the second adaptive notch filter 15B.

ステップS106において、第1適応ノッチフィルタ15Aは、余弦波cos(2π(f、n))と制限フィルタ係数Wxo(n)を乗算して得られる第1制御信号y1(n)を加算器38に供給する。また、第1適応ノッチフィルタ15Bは、正弦波sin(2π(f、n))と制限フィルタ係数Wyo(n)を乗算して得られる第2制御信号y2(n)を加算器38に供給する。   In step S106, the first adaptive notch filter 15A adds the first control signal y1 (n) obtained by multiplying the cosine wave cos (2π (f, n)) and the limiting filter coefficient Wxo (n) to the adder 38. Supply. The first adaptive notch filter 15B supplies the adder 38 with the second control signal y2 (n) obtained by multiplying the sine wave sin (2π (f, n)) and the limiting filter coefficient Wyo (n). .

ステップS107において、加算器38は第1制御信号y1(n)と第2制御信号y2(n)とをベクトル加算して制御信号y(n)を生成する。この後前記のステップS8の処理により生成された制御信号y(n)はD/A変換器211、LPF212、増幅器213を介してスピーカ16から出力され、騒音Nzを抑制することになる。   In step S107, the adder 38 vector-adds the first control signal y1 (n) and the second control signal y2 (n) to generate a control signal y (n). Thereafter, the control signal y (n) generated by the process of step S8 is output from the speaker 16 via the D / A converter 211, the LPF 212, and the amplifier 213, and the noise Nz is suppressed.

ところで、制御信号y(n)の大きさは、第1制御信号y1(n)と第2制御信号y2(n)との二乗和の平方根に等しいことから、最大値が閾値Aobjに等しくなり、複素平面の領域90上で原点を中心として表したときに、該領域90を形成する四辺とは無関係に、その時点における大きさを一定に維持しながら円を描くように回転することになる。したがって、制御周波数に対して他の不要な周波数が重畳することがなく制御性能が維持され、騒音Nzを相殺するための収束が速い。   By the way, since the magnitude of the control signal y (n) is equal to the square root of the square sum of the first control signal y1 (n) and the second control signal y2 (n), the maximum value is equal to the threshold value Aobj. When represented on the complex plane area 90 with the origin as the center, the circle 90 rotates in a circle while maintaining its size constant regardless of the four sides forming the area 90. Therefore, the control performance is maintained without superimposing other unnecessary frequencies on the control frequency, and the convergence for canceling out the noise Nz is fast.

上記のように、本実施の形態に係る能動型騒音制御装置10では、適応ノッチフィルタ14におけるパラメータの実部信号であるフィルタ係数Wxと虚部信号であるフィルタ係数Wyとの二乗和の平方根値Anowを閾値Aobjで制限することにより、パラメータは、複素平面上の原点を中心として閾値Aobjに基づく振幅で回転することになり、適応ノッチフィルタ14の制御出力に不要な変動が発生することを防止できる。これにより、騒音の収束性が高く、発散しにくくなる。   As described above, in the active noise control apparatus 10 according to the present embodiment, the square root value of the square sum of the filter coefficient Wx that is the real part signal of the parameter and the filter coefficient Wy that is the imaginary part signal in the adaptive notch filter 14. By limiting Anow with the threshold value Aobj, the parameter rotates with an amplitude based on the threshold value Aobj with the origin on the complex plane as the center, preventing unnecessary fluctuations in the control output of the adaptive notch filter 14. it can. Thereby, the convergence property of noise is high and it becomes difficult to diverge.

また、適応ノッチフィルタ14では、平方根テーブル13a及び平方根逆数テーブル13bを用いることにより平方根値及びその逆数の演算を簡便、迅速に行うことができ、パラメータを指数表現形式等に変換することなく固定小数点型や整数型のまま平方根の逆数を得ることができる。   In addition, the adaptive notch filter 14 can easily and quickly calculate the square root value and its reciprocal by using the square root table 13a and the square root inverse table 13b. The reciprocal of the square root can be obtained with the type or integer type.

さらに、フィルタ係数Wxとフィルタ係数Wyを制限するための閾値Aobjをデータ表現形式の最大値(例えば212+1=4097)としているため、パラメータが制限される頻度を可及的に少なくして騒音Nz効率的に抑制することができる。一方、閾値Aobjは条件に応じて、フィルタ係数Wx、Wy等のデータ表現形式の最大値以下に切り替えるようにしてもよい。 Further, since the filter coefficient Wx and the threshold value Aobj for limiting the filter coefficient Wy are set to the maximum value of the data expression format (for example, 2 12 + 1 = 4097), the frequency with which the parameters are limited is reduced as much as possible. Nz can be efficiently suppressed. On the other hand, the threshold Aobj may be switched to the maximum value of the data expression format such as the filter coefficients Wx and Wy according to the conditions.

次に、閾値切替手段13cによって行われる閾値Aobjの切り替え処理について図8を参照しながら説明する。閾値切替手段13cは、エンジン28の回転数N及び該エンジン28の複数気筒のうち稼動している気筒数s(又は稼動している気筒数)の組合わせに基づいて閾値Aobjを変化させる。   Next, threshold value Aobj switching processing performed by the threshold value switching means 13c will be described with reference to FIG. The threshold switching means 13c changes the threshold Aobj based on the combination of the rotational speed N of the engine 28 and the number of cylinders s operating (or the number of cylinders operating) among the plurality of cylinders of the engine 28.

先ず、ステップS201において、閾値切替手段13cは、周波数カウンタ32から得られる周波数fから回転数Nを求めるとともに、エンジンコントローラ28aから供給される信号から、稼動している気筒数s(つまり、4気筒から気筒休止機能により休止を気筒数を除いた数値)を求める。   First, in step S201, the threshold switching means 13c obtains the rotational speed N from the frequency f obtained from the frequency counter 32, and from the signal supplied from the engine controller 28a, the number of cylinders s operating (that is, four cylinders). From the above, the cylinder deactivation function is used to obtain the deactivation number (excluding the number of cylinders).

なお、エンジン28は4気筒であって、気筒休止機能は運転条件に応じて3気筒を休止させるものとする。つまり、稼動している気筒数sは、4又は1である。   It is assumed that the engine 28 has four cylinders and the cylinder deactivation function deactivates three cylinders according to operating conditions. That is, the number of operating cylinders s is 4 or 1.

ステップS202において、気筒数sに基づいて全筒運転であるか否かを確認し、全筒運転であるときにはステップS203へ移り、気筒休止をしているときにはステップS208へ移る。つまり、s=4であるときにはステップS203へ移り、s=1であるときにはステップS208へ移る。   In step S202, it is confirmed whether or not the all cylinder operation is performed based on the number of cylinders s. When the all cylinder operation is performed, the process proceeds to step S203, and when the cylinder is deactivated, the process proceeds to step S208. That is, when s = 4, the process proceeds to step S203, and when s = 1, the process proceeds to step S208.

ステップS203において、回転数Nが第1閾値N1未満であるか否かを確認する。N<N1であるときにはステップS205へ移り、N≧N1であるときにはステップS204へ移る。   In step S203, it is confirmed whether the rotation speed N is less than the first threshold value N1. When N <N1, the process proceeds to step S205, and when N ≧ N1, the process proceeds to step S204.

ステップS204において、回転数Nが第2閾値N2未満であるか否かを確認する。N<N2であるときにはステップS206へ移り、N≧N2であるときにはステップS207へ移る。   In step S204, it is confirmed whether or not the rotation speed N is less than the second threshold value N2. When N <N2, the process proceeds to step S206, and when N ≧ N2, the process proceeds to step S207.

ステップS205においては、閾値設定用のパラメータTをT=T1として設定する。また、ステップS206においてはT=T2と設定し、ステップS207においてはT=T3と設定する。ステップS205〜S207の後にステップS213へ移る。   In step S205, the threshold setting parameter T is set as T = T1. In step S206, T = T2 is set, and in step S207, T = T3 is set. After steps S205 to S207, the process proceeds to step S213.

一方、ステップS208においては、回転数Nが第3閾値N3未満であるか否かを確認する。N<N3であるときにはステップS210へ移り、N≧N3であるときにはステップS209へ移る。   On the other hand, in step S208, it is confirmed whether or not the rotational speed N is less than the third threshold value N3. When N <N3, the process proceeds to step S210, and when N ≧ N3, the process proceeds to step S209.

ステップS209においては、回転数Nが第4閾値N4未満であるか否かを確認する。N<N4であるときにはステップS211へ移り、N≧N4であるときにはステップS212へ移る。   In step S209, it is confirmed whether or not the rotation speed N is less than the fourth threshold value N4. When N <N4, the process proceeds to step S211, and when N ≧ N4, the process proceeds to step S212.

ステップS210においては、TをT=T4として設定し、ステップS211においてはT=T5と設定し、ステップS212においてはT=T6と設定する。ステップS210〜S212の後にステップS213へ移る。   In step S210, T is set as T = T4, T = T5 is set in step S211, and T = T6 is set in step S212. After steps S210 to S212, the process proceeds to step S213.

ステップS213において、閾値Aobjの値をパラメータTに切り替える。この切替は微小時間ごとに段階的に行って徐々に変化させる。つまり、閾値Aobjをそれ以前の値より小さくするときには、パラメータTと同値に達するまで微小時間ごとに微小値を減算し、又は「1」より小さい定数(例えば0.9)を乗算し続ける。また、閾値Aobjをそれ以前の値より大きくするときには、パラメータTと同値に達するまで微小時間ごとに微小値を加算し、又は「1」より大きい定数(例えば1.1)を乗算し続ける。このように閾値Aobjを段階的に変化させることにより、制御信号y(n)の急変化を防止してフェードアウト処理がなされ、「ボツ」という音(いわゆるポップアップノイズ)の発生を防止できる。   In step S213, the value of the threshold Aobj is switched to the parameter T. This switching is performed step by step for every minute time and gradually changed. That is, when the threshold value Aobj is made smaller than the previous value, the minute value is subtracted every minute time until reaching the same value as the parameter T, or a constant smaller than “1” (for example, 0.9) is continued. Further, when the threshold value Aobj is made larger than the previous value, the minute value is added every minute time until reaching the same value as the parameter T, or a constant larger than “1” (for example, 1.1) is continued. Thus, by changing the threshold value Aobj stepwise, a sudden change in the control signal y (n) is prevented and fade-out processing is performed, and the generation of a “sound” (so-called pop-up noise) can be prevented.

なお、閾値設定用のパラメータTに設定される値T1〜T6は、フィルタ係数Wx、Wy等のデータ表現形式の最大値以下の値に設定されている。値T1〜T6のうち少なくとも1つはフィルタ係数Wx、Wy等のデータ表現形式の最大値と同じ値(例えば4097)に設定されており、所定走行条件時には閾値Aobjがデフォルト値(例えば4097)に戻る。   The values T1 to T6 set in the threshold setting parameter T are set to values equal to or less than the maximum value of the data expression format such as the filter coefficients Wx and Wy. At least one of the values T1 to T6 is set to the same value (for example, 4097) as the maximum value of the data expression format such as the filter coefficients Wx and Wy, and the threshold value Aobj is set to a default value (for example, 4097) under a predetermined traveling condition. Return.

また、値T1〜T6のうち少なくとも1つは「0」であり、制御信号y(n)の出力を停止させるように作用する。このように、運転条件に応じて不要な変動の発生を抑制するためには、制御信号y(n)の出力を停止させてもよい。   Further, at least one of the values T1 to T6 is “0”, and acts to stop the output of the control signal y (n). As described above, the output of the control signal y (n) may be stopped in order to suppress the occurrence of unnecessary fluctuations according to the operating conditions.

騒音源であるエンジン28の回転数N、制御基準の周波数f及び稼動している気筒数sによって騒音Nzの大きさや音場の山谷又は位相が変化するが、上記の閾値切替手段13cによる閾値Aobjの切替処理によれば、回転数N及び気筒数sの組合わせに基づいて閾値Aobj適切に切り替え設定することができる。   The magnitude of the noise Nz and the peaks or valleys or phases of the sound field vary depending on the rotational speed N of the engine 28, which is a noise source, the control reference frequency f, and the number of cylinders s being operated. According to this switching process, the threshold value Aobj can be appropriately switched based on the combination of the rotational speed N and the cylinder number s.

また、図8に示すような閾値切替手段13cに処理によれば、音響伝達特性において位相変化が急で制御が不安定中で行う振幅制限においてその制限値を車両走行状態(回転数N、運転気筒数s)によって切り替え、音響伝達特性において位相変化が急で制御が不安定となるような周波数においては制限値を小さくすることで不安定性を解消し、消音性能が大きく必要な周波数においては制限値を大きくすることで、消音能力を最大限に活用するなど、制御性能を調整することができる。閾値の切り替え判断のパラメータとしては回転数N及び運転気筒数sの他に、例えば車速(又は車速と回転数N及び運転気筒数sとの組合わせ)に基づいて切り替えてもよい。車速は、例えば、回転数Nと図示しない変速機における変速比に基づいて求められる。   Further, according to the processing by the threshold value switching means 13c as shown in FIG. 8, the limit value is set in the vehicle running state (the rotational speed N, the driving speed) in the amplitude limit that is performed while the phase change is abrupt and the control is unstable in the acoustic transfer characteristic. The frequency is switched depending on the number of cylinders), and the instability is eliminated by reducing the limit value at frequencies where the phase change in the acoustic transfer characteristics is sudden and the control becomes unstable. By increasing the value, it is possible to adjust the control performance, such as making the best use of the silencing capability. The threshold switching parameter may be switched based on, for example, the vehicle speed (or a combination of the vehicle speed and the rotational speed N and the operating cylinder number s) in addition to the rotational speed N and the operating cylinder number s. The vehicle speed is determined based on, for example, the rotational speed N and a gear ratio in a transmission (not shown).

次に、本実施の形態に係る能動型振動制御装置100について図9及び図10を参照しながら説明する。   Next, the active vibration control apparatus 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

能動型振動制御装置100では、自己伸縮型のエンジンマウント102を利用して、エンジン28の振動を打ち消すものである。また、エンジン28の振動が打ち消されることによって、騒音も低減させることができる。能動型振動制御装置100において前記の能動型騒音制御装置10と同じ構成部分には同符号を付してその詳細な説明を省略する。また、一般的にエンジンマウント102は複数設けられるが、理解を容易にするためエンジン28は単一のエンジンマウント102で支持されているものとする。   The active vibration control device 100 uses a self-expanding engine mount 102 to cancel the vibration of the engine 28. Further, noise can be reduced by canceling vibration of the engine 28. In the active vibration control device 100, the same components as those in the active noise control device 10 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In general, a plurality of engine mounts 102 are provided, but the engine 28 is assumed to be supported by a single engine mount 102 for easy understanding.

図9及び図10に示すように、能動型振動制御装置100は、振動源であるエンジン28から発生する振動の周波数fに基づき、マイクロコンピュータ1内の適応ノッチフィルタ14で振動を相殺するための制御信号y(n)を生成する。該制御信号y(n)をD/A変換器211、LPF212、及び増幅器213を介してエンジンマウント102を伸縮駆動することによりエンジン28の振動を相殺させる。この場合、エンジンマウント102を伸縮させる位相と、エンジン28の振動の位相は同相としておくと振動が吸収されることになり、振動が相殺されやすい。   As shown in FIGS. 9 and 10, the active vibration control apparatus 100 cancels vibrations with an adaptive notch filter 14 in the microcomputer 1 based on the frequency f of vibration generated from the engine 28 as a vibration source. A control signal y (n) is generated. The control signal y (n) is driven to extend and retract the engine mount 102 via the D / A converter 211, the LPF 212, and the amplifier 213, thereby canceling the vibration of the engine 28. In this case, if the phase for expanding and contracting the engine mount 102 and the phase of the vibration of the engine 28 are the same, the vibration is absorbed, and the vibration is easily canceled.

エンジンマウント102としては、例えば、特許文献3に記載された自己伸縮型マウントを用いるとよい。また、エンジンマウント102は、マイクロコンピュータ1以外に、走行路面から受ける振動を相殺するために所定のECUの作用下に伸縮動作を行い、マイクロコンピュータ1の出力とECUの出力とをミキサにより加え合わせて駆動されるものであってもよい。   As the engine mount 102, for example, a self-expandable mount described in Patent Document 3 may be used. In addition to the microcomputer 1, the engine mount 102 performs an expansion / contraction operation under the action of a predetermined ECU in order to cancel vibration received from the road surface, and the output of the microcomputer 1 and the output of the ECU are added together by a mixer. May be driven.

エンジン28には、相殺誤差として発生する振動を検出する振動センサ104が設けられており、該振動センサ104によりエンジンマウント102の伸縮の方向と同方向の振動が検出される。振動センサ104としては、例えば変位センサ、加速度センサ及びロードセル等を用いることができる。振動センサ104によって検出された誤差振動は、増幅器201、BPF202及びA/D変換器203を介してデジタル信号である誤差信号e(n)としてマイクロコンピュータ1の第1フィルタ係数更新手段22A及び第2フィルタ係数更新手段22Bに供給される。   The engine 28 is provided with a vibration sensor 104 that detects vibration generated as an offset error, and the vibration sensor 104 detects vibration in the same direction as the direction of expansion and contraction of the engine mount 102. As the vibration sensor 104, for example, a displacement sensor, an acceleration sensor, a load cell, or the like can be used. The error vibration detected by the vibration sensor 104 is converted into an error signal e (n) which is a digital signal via the amplifier 201, the BPF 202 and the A / D converter 203, and the first filter coefficient updating means 22A and the second filter coefficient updating means 22A and second This is supplied to the filter coefficient updating means 22B.

すなわち、能動型振動制御装置100では、能動型騒音制御装置10におけるスピーカ16及びマイクロホン18をエンジンマウント102及び振動センサ104で置き替えたことになる。また、伝達関数Hは、エンジンマウント102から振動センサ104までの間(又はD/A211からA/D233までの間)の振動のゲイン及び位相の伝達特性として置き替えられる。マイクロコンピュータ1では、基準信号生成器12、適応ノッチフィルタ14、参照信号生成回路20、第1フィルタ係数更新手段22A及び第2フィルタ係数更新手段22Bが上記の処理を行う。   That is, in the active vibration control apparatus 100, the speaker 16 and the microphone 18 in the active noise control apparatus 10 are replaced with the engine mount 102 and the vibration sensor 104. Further, the transfer function H is replaced as a transfer characteristic of the gain and phase of vibration between the engine mount 102 and the vibration sensor 104 (or between D / A 211 and A / D 233). In the microcomputer 1, the reference signal generator 12, the adaptive notch filter 14, the reference signal generation circuit 20, the first filter coefficient update means 22A and the second filter coefficient update means 22B perform the above processing.

この能動型振動制御装置100においても、前記の能動型騒音制御装置10と同様に、適応ノッチフィルタ14におけるリミット処理手段13によって、実部に係るパラメータであるフィルタ係数Wx及び虚部に係るパラメータであるフィルタ係数Wyの二乗和の平方根(つまり、Wx(n)+i・Wy(n)の絶対振幅)が閾値Aobjよりも大きいときには、これらのフィルタ係数Wx及びフィルタ係数Wyに対して比Rateを乗ずることによる制限処理がなされる。したがって、適応ノッチフィルタ14におけるパラメータの実部信号と虚部信号との二乗和の平方根値を閾値Aobjで制限することにより、合成ベクトルは、複素平面上の原点を中心として閾値に基づく振幅で回転することになり、適応ノッチフィルタ14の制御出力y(n)に不要な変動が発生することを防止できる。これにより、振動の収束性が高くなり発散しにくくなる。なお、能動型振動制御装置100で振動を相殺させる制御対象はエンジン28に限らず、例えば吸排気系統の管等であってもよい。   In the active vibration control device 100 as well, as with the active noise control device 10 described above, the limit processing means 13 in the adaptive notch filter 14 uses the filter coefficient Wx, which is a parameter related to the real part, and the parameter related to the imaginary part. When the square root of the sum of squares of a certain filter coefficient Wy (that is, the absolute amplitude of Wx (n) + i · Wy (n)) is larger than the threshold value Aobj, these filter coefficient Wx and filter coefficient Wy are multiplied by the ratio Rate. The restriction process is performed. Therefore, by limiting the square root value of the square sum of the real part signal and the imaginary part signal of the adaptive notch filter 14 with the threshold value Aobj, the synthesized vector is rotated with the amplitude based on the threshold value around the origin on the complex plane. Therefore, it is possible to prevent unnecessary fluctuations from occurring in the control output y (n) of the adaptive notch filter 14. Thereby, the convergence of vibration becomes high and it becomes difficult to diverge. Note that the control target for canceling the vibration by the active vibration control device 100 is not limited to the engine 28 but may be, for example, a pipe of an intake / exhaust system.

本発明に係る能動型騒音制御装置及び能動型振動制御装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。   It goes without saying that the active noise control device and the active vibration control device according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and can adopt various configurations without departing from the gist of the present invention.

本実施の形態に係る能動型騒音制御装置のブロック構成図である。It is a block block diagram of the active noise control apparatus which concerns on this Embodiment. 能動型騒音制御装置が搭載された車両の模式平面図である。1 is a schematic plan view of a vehicle equipped with an active noise control device. 平方根テーブルの内容を示すグラフである。It is a graph which shows the contents of a square root table. 平行根逆数テーブルの内容を示すグラフである。It is a graph which shows the contents of a parallel root reciprocal number table. 能動型騒音制御装置による騒音制御手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the noise control procedure by an active noise control apparatus. 適応ノッチフィルタにおけるリミット処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the limit process in an adaptive notch filter. 複素平面上でパラメータの表現形式で正方形に制限された領域を示す図である。It is a figure which shows the area | region restrict | limited to the square by the parameter expression format on the complex plane. 閾値切替手段によって行われる閾値の切り替え処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the switching process procedure of the threshold value performed by a threshold value switching means. 本実施の形態に係る能動型振動制御装置のブロック構成図である。It is a block block diagram of the active vibration control apparatus which concerns on this Embodiment. 能動型騒音制御装置が搭載された車両の模式側面図である。1 is a schematic side view of a vehicle equipped with an active noise control device.

符号の説明Explanation of symbols

10…能動型騒音制御装置 12…基準信号生成器
13…リミット処理手段 13a…平方根テーブル
13b…平方根逆数テーブル 13c…閾値切替手段
14…適応ノッチフィルタ 14A…第1前段フィルタ
14B…第2前段フィルタ 15A…第1適応ノッチフィルタ
15B…第2適応ノッチフィルタ 16…スピーカ
18…マイクロホン 20…参照信号生成回路
22、22A、22B…フィルタ係数更新手段
28…エンジン 30…車両
32…周波数カウンタ 34…余弦波生成器
36…正弦波生成器 38、46、48…加算器
41〜44…補正フィルタ 90…正方形の領域
100…能動型振動制御装置 102…エンジンマウント
104…振動センサ
Ep…エンジン回転パルス H…伝達関数
N…回転数 Nz…騒音
Wx…フィルタ係数(実部信号) Wy…フィルタ係数(虚部信号)
e…誤差信号 f…周波数
y…制御信号
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Active noise control apparatus 12 ... Reference signal generator 13 ... Limit processing means 13a ... Square root table 13b ... Square root reciprocal table 13c ... Threshold switching means 14 ... Adaptive notch filter 14A ... First pre-filter 14B ... Second pre-filter 15A First adaptive notch filter 15B Second adaptive notch filter 16 Speaker 18 Microphone 20 Reference signal generation circuit 22, 22A, 22B Filter coefficient updating means 28 Engine 30 Vehicle 32 Frequency counter 34 Cosine wave generation 36: Sine wave generator 38, 46, 48 ... Adders 41-44 ... Correction filter 90 ... Square area 100 ... Active vibration controller 102 ... Engine mount 104 ... Vibration sensor Ep ... Engine rotation pulse H ... Transfer function N ... Number of revolutions Nz ... Noise Wx ... Filter coefficient (real part) No.) Wy ... filter coefficient (imaginary part signal)
e ... error signal f ... frequency y ... control signal

Claims (10)

騒音源から発生する騒音の周波数から調波の基準信号を出力する基準信号生成器と、
前記基準信号が入力されて、前記騒音を相殺するための制御信号を出力する適応ノッチフィルタと、
前記制御信号を制御音として出力する音出力器と、
前記騒音と前記制御音との相殺誤差を検出し、誤差信号として出力する音検出器と、
前記音出力器から前記音検出器までの伝達関数を有し、前記基準信号が入力されて参照信号を出力する補正フィルタと、
前記誤差信号と前記参照信号とが入力されて、前記誤差信号が最小となるように前記適応ノッチフィルタのフィルタ係数を逐次更新するフィルタ係数更新手段と、
前記フィルタ係数は実部信号と虚部信号に分けた周波数領域で表され、前記実部信号と前記虚部信号との二乗和の平方根値が所定閾値よりも大きい場合に、前記平方根値と前記所定閾値との比を乗じることにより前記実部信号と前記虚部信号を制限するリミット処理手段と、
を有することを特徴とする能動型騒音制御装置。
A reference signal generator for outputting a harmonic reference signal from the frequency of noise generated from a noise source;
An adaptive notch filter that receives the reference signal and outputs a control signal for canceling the noise;
A sound output device for outputting the control signal as a control sound;
A sound detector that detects an offset error between the noise and the control sound and outputs an error signal;
A correction filter having a transfer function from the sound output device to the sound detector, and receiving the reference signal and outputting a reference signal;
Filter coefficient updating means for sequentially updating filter coefficients of the adaptive notch filter so that the error signal is minimized when the error signal and the reference signal are input;
The filter coefficient is expressed in a frequency domain divided into a real part signal and an imaginary part signal, and when the square root value of the square sum of the real part signal and the imaginary part signal is larger than a predetermined threshold, the square root value and the Limit processing means for limiting the real part signal and the imaginary part signal by multiplying by a ratio with a predetermined threshold;
An active noise control device comprising:
請求項1記載の能動型騒音制御装置において、
前記騒音源は回転体を含み、
前記基準信号生成器は、前記回転体の回転数に基づいて前記騒音の周波数の調波を特定することを特徴とする能動型騒音制御装置。
The active noise control device according to claim 1,
The noise source includes a rotating body,
The active noise control device, wherein the reference signal generator identifies harmonics of the noise frequency based on the number of rotations of the rotating body.
請求項1又は2記載の能動型騒音制御装置において、
引数に対応した平方根が記録された平方根テーブルを備え、
前記適応ノッチフィルタは、前記実部信号と前記虚部信号との二乗和を引数として前記平方根テーブルを参照することにより前記平方根値を得ることを特徴とする能動型騒音制御装置。
The active noise control device according to claim 1 or 2,
A square root table in which the square root corresponding to the argument is recorded,
The adaptive notch filter obtains the square root value by referring to the square root table with a square sum of the real part signal and the imaginary part signal as an argument.
請求項1又は2記載の能動型騒音制御装置において、
引数に対応した平方根の逆数が記録された平方根逆数テーブルを備え、
前記適応ノッチフィルタは、前記実部信号と前記虚部信号との二乗和を引数として前記平方根逆数テーブルを参照することにより前記逆数を得ることを特徴とする能動型騒音制御装置。
The active noise control device according to claim 1 or 2,
A square root reciprocal table in which the reciprocal of the square root corresponding to the argument is recorded;
The adaptive notch filter, wherein the reciprocal number is obtained by referring to the square root reciprocal table with a square sum of the real part signal and the imaginary part signal as an argument.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の能動型騒音制御装置において、
前記所定閾値は「0」であって、前記制御信号の出力を停止させることを特徴とする能動型騒音制御装置。
In the active noise control device according to any one of claims 1 to 4,
An active noise control apparatus, wherein the predetermined threshold value is “0”, and the output of the control signal is stopped.
請求項5記載の能動型騒音制御装置において、
前記所定閾値による前記平方根の制限を段階的に行うことを特徴とする能動型騒音制御装置。
The active noise control device according to claim 5,
An active noise control device, wherein the square root is limited stepwise by the predetermined threshold.
請求項2記載の能動型騒音制御装置において、
前記適応ノッチフィルタは、前記回転数に基づいて前記所定閾値を変化させることを特徴とする能動型騒音制御装置。
The active noise control device according to claim 2,
The adaptive noise control device, wherein the adaptive notch filter changes the predetermined threshold based on the rotation speed.
請求項1又は2記載の能動型騒音制御装置において、
前記騒音源は複数気筒の内燃機関であって、
前記複数気筒のうち少なくとも1気筒の稼動を停止させる気筒休止機能部を備え、
前記適応ノッチフィルタは、稼動している気筒数に基づいて前記所定閾値を変化させることを特徴とする能動型騒音制御装置。
The active noise control device according to claim 1 or 2,
The noise source is a multi-cylinder internal combustion engine,
A cylinder deactivation function unit for stopping the operation of at least one of the plurality of cylinders;
The adaptive noise control device, wherein the adaptive notch filter changes the predetermined threshold based on the number of cylinders in operation.
振動源から発生する振動の周波数から調波の基準信号を出力する基準信号生成器と、
前記基準信号が入力されて、前記振動を相殺するための制御信号を出力する適応ノッチフィルタと、
前記制御信号を制御振動として出力するアクチュエータと、
前記振動と前記制御振動との相殺誤差を検出し、誤差信号として出力する振動検出器と、
前記アクチュエータから前記振動検出器までの伝達関数を有し、前記基準信号が入力されて参照信号を出力する補正フィルタと、
前記誤差信号と前記参照信号とが入力されて、前記誤差信号が最小となるように前記適応ノッチフィルタのフィルタ係数を逐次更新するフィルタ係数更新手段と、
前記フィルタ係数は実部信号と虚部信号に分けた周波数領域で表され、前記実部信号と前記虚部信号との二乗和の平方根値が所定閾値よりも大きい場合に、前記平方根値と前記所定閾値との比を乗じることにより前記実部信号と前記虚部信号を制限するリミット処理手段と、
を有することを特徴とする能動型振動制御装置。
A reference signal generator that outputs a harmonic reference signal from the frequency of vibration generated from the vibration source;
An adaptive notch filter that receives the reference signal and outputs a control signal for canceling the vibration;
An actuator for outputting the control signal as a control vibration;
A vibration detector that detects an offset error between the vibration and the control vibration and outputs an error signal;
A correction filter that has a transfer function from the actuator to the vibration detector, and that receives the reference signal and outputs a reference signal;
Filter coefficient updating means for sequentially updating filter coefficients of the adaptive notch filter so that the error signal is minimized when the error signal and the reference signal are input;
The filter coefficient is expressed in a frequency domain divided into a real part signal and an imaginary part signal, and when the square root value of the square sum of the real part signal and the imaginary part signal is larger than a predetermined threshold, the square root value and the Limit processing means for limiting the real part signal and the imaginary part signal by multiplying a ratio with a predetermined threshold;
An active vibration control device comprising:
請求項9記載の能動型振動制御装置において、
前記振動源は回転体を含み、
前記基準信号生成器は、前記回転体の回転数に基づいて前記振動の周波数の調波を特定することを特徴とする能動型振動制御装置。

The active vibration control device according to claim 9,
The vibration source includes a rotating body,
The active vibration control device characterized in that the reference signal generator specifies harmonics of the vibration frequency based on the number of rotations of the rotating body.

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