JP2010208456A - Noise control device and noise control method - Google Patents

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Arekusui Rusuto
アレクスィ ルスト
Shinichiro Jo
新一郎 城
Yoshiro Takamatsu
吉郎 高松
Noriaki Fujiki
教彰 藤木
Yoshitaka Deguchi
欣高 出口
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a noise control device and a noise control method reducing the power consumption. <P>SOLUTION: A control command value calculating unit 6 sets the frequency band for performing the noise control according to the level of the road noise and the level of the wind whistle, and controls a piezoelectric actuator 2 to reduce the noise in the set frequency band. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、音波や振動等の波動を騒音に重ね合わせることにより騒音を低減する騒音制御装置及び騒音制御方法に関する。   The present invention relates to a noise control device and a noise control method for reducing noise by superimposing waves such as sound waves and vibrations on noise.

従来より、複数の振動センサにより検出された車体の振動に基づいて、車両に設置されたスピーカや加振器等のアクチュエータを駆動することにより、車室内の騒音を低減する騒音制御装置が知られている。   Conventionally, a noise control device that reduces noise in a vehicle interior by driving an actuator such as a speaker or a vibrator installed in a vehicle based on vibrations of a vehicle body detected by a plurality of vibration sensors is known. ing.

特開平8−292771号公報Japanese Patent Laid-Open No. 8-2922771

従来の騒音制御装置では、風切音のレベルがロードノイズのレベルより大きい周波数領域において車室内の騒音を低減する制御を続けて行うと、風切音に起因する騒音を低減することができないために、電力を無駄に消費してしまう。   In the conventional noise control device, if the control for reducing the noise in the passenger compartment is continuously performed in the frequency region where the wind noise level is higher than the road noise level, the noise caused by the wind noise cannot be reduced. In addition, power is wasted.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は電力消費量を低減可能な騒音制御装置及び騒音制御方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a noise control device and a noise control method capable of reducing power consumption.

本発明は、   The present invention

本発明によれば、騒音制御を行う周波数帯域が適切に設定されるので、電力消費量を低減することができる。   According to the present invention, since the frequency band for performing noise control is appropriately set, power consumption can be reduced.

路面の凹凸の影響による車体の振動及びロードノイズが伝播する様子を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows a mode that the vibration and road noise of a vehicle body by the influence of the unevenness | corrugation of a road surface propagate. 本発明の実施形態となる騒音制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the noise control apparatus used as embodiment of this invention. 騒音制御時における音及び振動の伝播経路を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the propagation path of the sound and vibration at the time of noise control. 本実施形態における加速度センサ,ピエゾアクチュエータ,及び制御空間のレイアウト図である。FIG. 3 is a layout diagram of an acceleration sensor, a piezoelectric actuator, and a control space in the present embodiment. 図2に示す制御指令値算出部の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the control command value calculation part shown in FIG. 図5に示す制御指令値算出部の内部構成の変形例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the modification of the internal structure of the control command value calculation part shown in FIG. バンドパスフィルタのフィルタ特性を示す図である。It is a figure which shows the filter characteristic of a band pass filter. 騒音制御を行わない場合と騒音制御を行った場合におけるロードノイズの周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of the road noise in the case where noise control is not performed and when noise control is performed. (a)ロードノイズ及び風切音の周波数特性と(b)風切音がロードノイズより大きくなる周波数領域を示す図である。(A) It is a figure which shows the frequency characteristic of a road noise and a wind noise, and (b) the frequency area | region where a wind noise becomes larger than a road noise. 騒音制御を行わない場合と騒音制御を行った場合のロードノイズの周波数特性及び風切音の周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of the road noise in the case where noise control is not performed, and the case where noise control is performed, and the frequency characteristic of wind noise. 騒音制御を行う周波数帯域を決定する閾値レベルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the threshold level which determines the frequency band which performs noise control. 騒音制御を行う周波数帯域を決定する閾値レベルの他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the threshold level which determines the frequency band which performs noise control. 騒音制御を行う周波数帯域を決定する閾値レベルの他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the threshold level which determines the frequency band which performs noise control. 騒音制御を行う周波数帯域を決定する閾値レベルの他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the threshold level which determines the frequency band which performs noise control. 本発明の実施形態となる騒音制御処理の流れを示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the flow of the noise control process used as embodiment of this invention. (a)車速va,(b)vb(>va),(c)vc(>vb)におけるロードノイズの周波数特性及び風切り音の周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of the road noise and the wind noise in (a) vehicle speed va, (b) vb (> va), (c) vc (> vb). 路面粗さ(a)rd,(b)re(>rd),(c)rf(>re)におけるロードノイズの周波数特性L1及び風切り音の周波数特性L3を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic L1 of road noise and the frequency characteristic L3 of a wind noise in road surface roughness (a) rd, (b) re (> rd), (c) rf (> re).

以下、図面を参照して、本発明の実施形態となる騒音制御装置について説明する。なお本実施形態の騒音制御装置は、車両が走行している路面の凹凸に起因する騒音(以下、ロードノイズと表記)を低減することを目的とするものであるが、本発明は本実施形態に限定されることはなく、エンジンの振動に起因するエンジン騒音,車両走行時に空気の気流によって発生する風切音等、ロードノイズ以外の騒音の低減にも適用することができる。   Hereinafter, a noise control device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The noise control device according to the present embodiment is intended to reduce noise (hereinafter referred to as road noise) caused by unevenness on the road surface on which the vehicle is traveling. However, the present invention can be applied to the reduction of noise other than road noise such as engine noise caused by engine vibration and wind noise generated by air flow during vehicle travel.

〔ロードノイズの伝播経路〕
始めに、図1(a),(b)を参照して、ロードノイズの伝播経路について説明する。一般に、タイヤ50を介して車体に伝達したロードノイズの主成分となる振動は、図1(b)に示すように、車軸51及びサスペンション52の取付部を介してメンバ53(剛性が高い梁状の部材)に伝達した後、図1(a)に示すように、メンバ53によって囲まれたフロアパネル54(比較的剛性が低い板状部材)に伝達することによりフロアパネル54を振動させる。そしてフロアパネル54が振動することによって車室内の空気が振動し、車室内に共振現象が生じることにより、車室空間(以下、制御空間と表記)55内においてロードノイズが聞こえるようになる。
[Road noise propagation path]
First, a road noise propagation path will be described with reference to FIGS. In general, as a main component of road noise transmitted to the vehicle body via the tire 50, the vibration of the member 53 (highly rigid beam-like shape) is provided via the mounting portion of the axle 51 and the suspension 52 as shown in FIG. 1 (a), the floor panel 54 is vibrated by transmitting to the floor panel 54 (a plate member having relatively low rigidity) surrounded by the member 53, as shown in FIG. When the floor panel 54 vibrates, the air in the passenger compartment vibrates and a resonance phenomenon occurs in the passenger compartment, so that road noise can be heard in the passenger compartment space (hereinafter referred to as control space) 55.

なお騒音はフロアパネル54の他にルーフパネルや窓ガラスが振動することによっても発生するが、サスペンション52の取付部から伝達するロードノイズの大部分はフロアパネル54の振動と関連性が高いことが知られている。従ってフロアパネル54の振動に応じた騒音制御を行うことにより、ロードノイズを低減させることができる。但し本発明は、フロアパネル54の振動による騒音の低減に限定されることはなく、ダッシュパネル,フロントガラス,ルーフパネル等の同じメカニズムで発生する車室内の騒音源にも適用することができる。   The noise is also generated when the roof panel or window glass vibrates in addition to the floor panel 54, but most of the road noise transmitted from the mounting portion of the suspension 52 is highly related to the vibration of the floor panel 54. Are known. Therefore, road noise can be reduced by performing noise control according to the vibration of the floor panel 54. However, the present invention is not limited to the reduction of noise due to vibration of the floor panel 54, and can also be applied to a vehicle interior noise source generated by the same mechanism such as a dash panel, a windshield, and a roof panel.

〔騒音制御装置の構成〕
次に、図2を参照して、本発明の実施形態となる騒音制御装置の構成について説明する。
[Configuration of noise control device]
Next, the configuration of the noise control apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

本発明の実施形態となる騒音制御装置は、車両に搭載され、図2に示すように、車両のフロアパネル54の振動を測定する加速度センサ1と、フロアパネル54に振動を与えるピエゾアクチュエータ2と、加速度センサ1の出力信号に基づいてピエゾアクチュエータ2の駆動を制御することにより制御空間55内の騒音を低減する制御装置本体3とを主な構成要素として備える。   A noise control device according to an embodiment of the present invention is mounted on a vehicle and, as shown in FIG. 2, an acceleration sensor 1 that measures vibration of the floor panel 54 of the vehicle, and a piezo actuator 2 that applies vibration to the floor panel 54. The control device main body 3 that reduces the noise in the control space 55 by controlling the driving of the piezo actuator 2 based on the output signal of the acceleration sensor 1 is provided as a main component.

〔加速度センサ及びピエゾアクチュエータの構成〕
車両が走行している路面からタイヤに入力される加振力はフロアパネルを振動させ、図3に破線Aで示すようにフロアパネルに設置された加速度センサ1において加振力に起因した振動が検出される。またフロアパネルの振動は車室内騒音を発生させることから、図3に実線Bで示すように制御空間55内において加振力に起因した騒音が発生する。一方、ピエゾアクチュエータ2が制振振動によりフロアパネルを振動させることから、図3に破線Cで示すように加速度センサ1において制振振動に起因した振動が検出される。またタイヤ50に入力された加振力の場合と同様、図3に一点破線Dで示すように制御空間55内において制振振動に起因した騒音が発生する。
[Configuration of acceleration sensor and piezo actuator]
The excitation force input to the tire from the road surface on which the vehicle is traveling vibrates the floor panel. As indicated by a broken line A in FIG. 3, vibration due to the excitation force is generated in the acceleration sensor 1 installed on the floor panel. Detected. Further, since the vibration of the floor panel generates vehicle interior noise, noise caused by the excitation force is generated in the control space 55 as indicated by a solid line B in FIG. On the other hand, since the piezo actuator 2 vibrates the floor panel by vibration suppression vibration, vibration caused by the vibration suppression vibration is detected in the acceleration sensor 1 as indicated by a broken line C in FIG. Similarly to the case of the excitation force input to the tire 50, noise caused by vibration suppression vibration is generated in the control space 55 as indicated by a dashed line D in FIG.

実際には図4に示すように、複数のタイヤ50から複数のタイヤ加振力が入力され、複数のタイヤ加振力による騒音が重なり合ってロードノイズとなる。従って騒音制御を行うためには、騒音源に含まれる独立した騒音成分を全て抽出する必要があることから、加速度センサ1の数は騒音成分の数より多くする必要がある。またピエゾアクチュエータ2については、制御空間55での騒音を低減するために十分な数が車体のフロアパネルの適切な位置に貼り付けられる。本実施形態では、図4に示すように、制御空間55を2つ(55a,55b)として、加速度センサ1は5つ(1a〜1e)、ピエゾアクチュエータ2は4つ(2a〜2d)設けられている。   In practice, as shown in FIG. 4, a plurality of tire excitation forces are input from a plurality of tires 50, and noises due to the plurality of tire excitation forces overlap to form road noise. Therefore, in order to perform noise control, it is necessary to extract all the independent noise components included in the noise source, and therefore the number of acceleration sensors 1 needs to be larger than the number of noise components. In addition, a sufficient number of piezoelectric actuators 2 are attached to appropriate positions on the floor panel of the vehicle body in order to reduce noise in the control space 55. In the present embodiment, as shown in FIG. 4, two control spaces 55 (55a, 55b), five acceleration sensors 1 (1a to 1e), and four piezoelectric actuators 2 (2a to 2d) are provided. ing.

このようにタイヤ加振力,加速度センサ,ピエゾアクチュエータ,及び制御空間が複数存在する場合、各加速度センサでは、全てのタイヤ加振力とピエゾアクチュエータによる振動とが重なり合って検出され、各制御空間では、全てのタイヤ加振力とピエゾアクチュエータによる振動とが重なり合って発生する。従って、フロアパネル上に配置する加速度センサの数及びその配置位置は、各加速度センサと制御空間における騒音の音圧との間のコヒーレンシーが十分高くなるように(例えば0.9以上)決定することが望ましい。なおコヒーレンシーCxy(ω)は、以下の数式1により定義され、信号xと信号yとの間の因果関係の度合いを表す。数式1中、Pxyは信号xと信号yとの間のクロスパワースペクトル、Pxxは信号xのオートパワースペクトル、Pyyは信号yのオートパワースペクトルを示す。またPはPのエルミート転置行列を示す。

Figure 2010208456
When there are a plurality of tire excitation forces, acceleration sensors, piezo actuators, and control spaces in this way, each acceleration sensor detects all tire excitation forces and vibrations generated by the piezo actuators in an overlapping manner. All tire excitation forces and vibrations generated by the piezo actuator are generated in an overlapping manner. Therefore, the number of acceleration sensors arranged on the floor panel and the arrangement positions thereof are determined so that the coherency between each acceleration sensor and the sound pressure of noise in the control space is sufficiently high (for example, 0.9 or more). Is desirable. Note that coherency C xy (ω) is defined by Equation 1 below, and represents the degree of causal relationship between the signal x and the signal y. In Equation 1, P xy represents a cross power spectrum between the signal x and the signal y, P xx represents an auto power spectrum of the signal x, and P yy represents an auto power spectrum of the signal y. P H represents a Hermitian transpose matrix of P.
Figure 2010208456

〔制御装置本体の構成〕
制御装置本体3は、図2に示すように、加速度センサ1により検出されたアナログ形態の加速度信号αを増幅する増幅部4,増幅部4により増幅された加速度信号αをデジタル形態に変換するA/D変換部5と、ピエゾアクチュエータ2の駆動を制御する制御指令値を算出する制御指令値算出部6,制御指令値算出部6により算出された制御指令値をアナログ形態に変換するD/A変換部7,及びアナログ形態の制御指令値を増幅してピエゾアクチュエータ2に出力する増幅部8を備え、ピエゾアクチュエータ2は増幅部8から出力された制御指令値に従ってフロアパネルを振動させる。なお加速度センサ1がいわゆるチャージタイプである場合、増幅部4は加速度センサ1により検出された電荷を電圧信号に変換した後にA/D変換部5に出力する。
[Configuration of control unit body]
As shown in FIG. 2, the control device main body 3 converts the acceleration signal α amplified by the amplification unit 4 and the amplification unit 4 to a digital form to amplify the analog form acceleration signal α detected by the acceleration sensor 1. D / A for converting the control command value calculated by the / D conversion unit 5 and the control command value calculation unit 6 for calculating the control command value for controlling the driving of the piezo actuator 2 to the analog form A conversion unit 7 and an amplification unit 8 that amplifies an analog control command value and outputs the amplified control command value to the piezo actuator 2, and the piezo actuator 2 vibrates the floor panel according to the control command value output from the amplification unit 8. When the acceleration sensor 1 is a so-called charge type, the amplification unit 4 converts the electric charge detected by the acceleration sensor 1 into a voltage signal and then outputs the voltage signal to the A / D conversion unit 5.

〔制御指令値算出部の構成〕
制御指令値算出部6は、マイクロコンピュータにより構成され、制御周期(例えば1msec)毎に制御指令値を演算する。本実施形態では、制御指令値算出部6は、図5に示すように、タイヤ加振力に起因した加速度センサ1の位置における振動dから制御空間音圧SPLまでの伝達関数G SPL(s)を表すブロック,ピエゾアクチュエータ2へのコントローラ出力uから制御空間音圧SPLまでの伝達関数G SPL(s)を表すブロック,コントローラの伝達関数C(s)を表すブロック,及びピエゾアクチュエータ2へのコントローラ出力uから加速度信号αまでの伝達関数G α(s)を表すブロックを有する。制御指令値算出部6は、加速度信号αからコントローラ伝達特性C(s)を用いて制御空間における騒音を低減するようにピエゾアクチュエータへの駆動制御指令値uを算出する。加速度信号αと騒音制御指令値uの関係は以下の数式2,3で表される。ここで数式2,3中、パラメータA,B,C,Dはコントローラ伝達特性C(s)を表すパラメータであり、騒音制御指令値uは以下の数式2,3を用いて加速度信号αから算出される。

Figure 2010208456
Figure 2010208456
[Configuration of control command value calculation unit]
The control command value calculation unit 6 is configured by a microcomputer, and calculates a control command value every control cycle (for example, 1 msec). In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the control command value calculation unit 6 transfers the transfer function G d SPL (s) from the vibration d at the position of the acceleration sensor 1 caused by the tire excitation force to the control space sound pressure SPL. ), A block representing the transfer function G u SPL (s) from the controller output u to the control space sound pressure SPL, a block representing the controller transfer function C (s), and the piezo actuator 2 Block representing the transfer function G u α (s) from the controller output u to the acceleration signal α. The control command value calculation unit 6 calculates a drive control command value u to the piezo actuator so as to reduce noise in the control space using the controller transfer characteristic C (s) from the acceleration signal α. The relationship between the acceleration signal α and the noise control command value u is expressed by the following formulas 2 and 3. Here in Equation 2, the parameter A C, B C, C C , D D is a parameter representing the controller transfer function C (s), the acceleration noise control command value u is using Equation 2 below Calculated from the signal α.
Figure 2010208456
Figure 2010208456

なおコントローラは、例えばH2制御を用いて再設計することができる。具体的には、始めに図5に示す騒音制御系からコントローラと伝達関数G α(s)を抜き取ることにより図6に示すように変形する。ここでWc(s)はピエゾアクチュエータ2の出力の重み関数,uはアクチュエータ指令値,yは加速度信号を示す。伝達関数G α(s)を抜き取る理由は、アクチュエータ指令値uから加速度信号αへの振動回り込みがないもとのしてコントローラC(s)を設計するためである。この図6に示す一般化プラントを用いてH2制御で設計すれば、dからz1,z2へのH2ノルムを最小化するようにコントローラ(s)が設計されるので、ロードノイズを低減するようなコントローラが得られる(H2制御に関しては、Active Structural Acoustic Control in a car cabin using a virtual sound sensing method, メンスレミシェル(日産自動車),高松吉郎,出口欣高,屋代春樹,Dynamics and Design Conference 2006 (D&D2006)参照)。 The controller can be redesigned using, for example, H2 control. Specifically, the controller and the transfer function G u α (s) are first extracted from the noise control system shown in FIG. 5 to be deformed as shown in FIG. Here, Wc (s) is a weight function of the output of the piezoelectric actuator 2, u is an actuator command value, and y is an acceleration signal. The reason for extracting the transfer function G u α (s) is to design the controller C 0 (s) on the assumption that there is no vibration wraparound from the actuator command value u to the acceleration signal α. If the generalized plant shown in FIG. 6 is used to design with H2 control, the controller 0 (s) is designed to minimize the H2 norm from d to z1 and z2, so that road noise is reduced. (With regard to H2 control, Active Structural Acoustic Control in a car cabin using a virtual sound sensing method, Mens Remy Shell (Nissan Motor), Yoshiro Takamatsu, Takataka Deguchi, Haruki Yashiro, Dynamics and Design Conference 2006 (D & D2006 )reference).

図7は、重み関数We又は重み関数Wcのバンドバスフィルタのフィルタ特性を示す。図7に示すバンドパスフィルタは、最小周波数fと最大周波数fとの間の周波数領域内における騒音を制御する。図8は、騒音制御を行わない場合におけるロードノイズの周波数特性L1と騒音制御を行った場合におけるロードノイズの周波数特性L2を示す。図8に示すように、騒音制御を行った場合、バンドパスフィルタの最小周波数fと最大周波数fとの間の周波数領域内において騒音が低減(低減量R1)されている。 FIG. 7 shows the filter characteristics of the bandpass filter of the weight function We or the weight function Wc. The bandpass filter shown in FIG. 7 controls the noise in the frequency region between the minimum frequency f l and a maximum frequency f u. FIG. 8 shows a road noise frequency characteristic L1 when noise control is not performed and a road noise frequency characteristic L2 when noise control is performed. As shown in FIG. 8, in the case of performing the noise control, noise in the frequency domain between the minimum frequency f l and a maximum frequency f u of the band-pass filter is reduced (reduction amount R1).

図9(a)は、ロードノイズの周波数特性L1と風切音の周波数特性L3を示す。図9(b)は、バンドパスフィルタの最小周波数fと最大周波数fとの間の周波数領域内に設定された周波数領域R3を示す。周波数領域R3においては、風切音はロードノイズよりも大きく、その他の周波数領域内においては、風切音はロードノイズよりも小さい。コントローラは、ロードノイズは制御するが風切音は制御しない。このため、ロードノイズの低減効果(領域R2)は風切音を考慮していない図8に示す低減効果(領域R1)より小さい。 FIG. 9A shows a frequency characteristic L1 of road noise and a frequency characteristic L3 of wind noise. 9 (b) shows a frequency region R3 which is set in the frequency region between the minimum frequency f l and a maximum frequency f u of the band-pass filter. In the frequency region R3, the wind noise is larger than the road noise, and in other frequency regions, the wind noise is smaller than the road noise. The controller controls road noise but not wind noise. For this reason, the road noise reduction effect (region R2) is smaller than the reduction effect (region R1) shown in FIG.

図9(b)に示す例において、全ての周波数領域内において騒音が制御された場合、多くの電力が無駄に消費されてしまう。風切音は周波数領域R3では低減されず、周波数領域R3において風切音はロードノイズよりも大きくなる。従って周波数領域R3は、電力が無駄に消費される周波数領域といえる。   In the example shown in FIG. 9B, when noise is controlled in all frequency regions, a lot of power is wasted. The wind noise is not reduced in the frequency domain R3, and the wind noise is larger than the road noise in the frequency domain R3. Therefore, it can be said that the frequency region R3 is a frequency region in which power is wasted.

図10は、騒音制御しない場合のロードノイズの周波数特性L1,騒音制御を行った場合のロードノイズの周波数特性L2,及び風切音の周波数特性L3を示す。図中、領域R2は騒音低減効果を示す。本実施形態では、電力を無駄に消費しないために、バンドパスフィルタの最小周波数f’と最大周波数f’に従って騒音を制御する周波数帯域を設定する。周波数帯域は閾値レベルを用いて設定される。閾値レベルの設定方法は図15に示すフローチャートを参照して後述する。図10に示す例では閾値レベルは風切音となる(図11参照)。 FIG. 10 shows a frequency characteristic L1 of road noise when noise control is not performed, a frequency characteristic L2 of road noise when noise control is performed, and a frequency characteristic L3 of wind noise. In the figure, a region R2 shows a noise reduction effect. In this embodiment, in order not to waste power, a frequency band for controlling noise is set according to the minimum frequency f l ′ and the maximum frequency f u ′ of the bandpass filter. The frequency band is set using a threshold level. A method for setting the threshold level will be described later with reference to a flowchart shown in FIG. In the example shown in FIG. 10, the threshold level is a wind noise (see FIG. 11).

騒音は、ロードノイズが閾値レベル以上になる周波数領域において制御される。図9に示す例では、最小周波数f’は最小周波数fと同じであるが、最大周波数f’は最大周波数fより小さい。最大周波数は閾値を用いることにより変更できる。閾値レベルを設定した騒音制御の周波数帯域は閾値レベルを設定していない騒音制御の周波数帯域より狭い。騒音制御の周波数帯域を狭くすることにより、騒音制御に要する電力量を低減し、電力消費量を低減することができる。 Noise is controlled in a frequency region where road noise becomes a threshold level or more. In the example shown in FIG. 9, the minimum frequency f 1 ′ is the same as the minimum frequency f 1 , but the maximum frequency f u ′ is smaller than the maximum frequency f u . The maximum frequency can be changed by using a threshold value. The frequency band of noise control for which the threshold level is set is narrower than the frequency band of noise control for which the threshold level is not set. By narrowing the frequency band of noise control, the amount of power required for noise control can be reduced and the power consumption can be reduced.

図11は、閾値周波数特性の一例を示す。この例では、閾値レベルL4は風切音の周波数特性に設定されている。図12は、閾値レベルの他の例を示す。この例では、閾値レベルL4は風切音の周波数特性L3に任意の定数を加算した値に設定されている。図13は、閾値レベルの他の例を示す。この例では、閾値レベルL4はロードノイズが小さくなる高周波数領域において増加する定数を風切音の周波数特性L3に足した値に設定されている。図14は、閾値レベルの他の例を示す。この例では、閾値レベルL4は風切音の周波数特性L3の最大値に設定されている。   FIG. 11 shows an example of threshold frequency characteristics. In this example, the threshold level L4 is set to the frequency characteristic of wind noise. FIG. 12 shows another example of the threshold level. In this example, the threshold level L4 is set to a value obtained by adding an arbitrary constant to the frequency characteristic L3 of the wind noise. FIG. 13 shows another example of the threshold level. In this example, the threshold level L4 is set to a value obtained by adding a constant that increases in a high frequency region where road noise is small to the frequency characteristic L3 of the wind noise. FIG. 14 shows another example of the threshold level. In this example, the threshold level L4 is set to the maximum value of the frequency characteristic L3 of the wind noise.

以下、図15に示すフローチャートを参照して、上記考えに基づいた本発明の実施形態となる騒音制御処理の流れを説明する。   Hereinafter, with reference to the flowchart shown in FIG. 15, the flow of the noise control process according to the embodiment of the present invention based on the above idea will be described.

図15に示すフローチャートは、ある条件下におけるロードノイズ及び風切音の周波数特性が測定され、ROM内に記憶されたタイミングで開始となり、騒音制御処理はステップS1の処理に進む。   The flowchart shown in FIG. 15 starts at the timing when the frequency characteristics of road noise and wind noise under certain conditions are measured and stored in the ROM, and the noise control process proceeds to step S1.

ステップS1の処理では、制御指令値算出部6が、ノードノイズの測定信号からロードノイズの周波数特性を推定する。これにより、ステップS1の処理は完了し、騒音制御処理はステップS2の処理に進む。   In the process of step S1, the control command value calculation unit 6 estimates the frequency characteristics of road noise from the measurement signal of node noise. Thereby, the process of step S1 is completed and the noise control process proceeds to the process of step S2.

ステップS2の処理では、制御指令値算出部6が、車速と風切音の周波数特性との関係を示すテーブルから風切音の周波数特性を測定した時の車速に対応する風切音の周波数特性のデータを読み出すことにより、風切り音の周波数特性を推定する。これにより、ステップS2の処理は完了し、騒音制御処理はステップS3の処理に進む。   In the process of step S2, the control command value calculation unit 6 measures the frequency characteristics of the wind noise corresponding to the vehicle speed when measuring the frequency characteristics of the wind noise from the table indicating the relationship between the vehicle speed and the frequency characteristics of the wind noise. The frequency characteristics of wind noise are estimated by reading out the data. Thereby, the process of step S2 is completed, and the noise control process proceeds to the process of step S3.

ステップS3の処理では、制御指令値算出部6が、ステップS1の処理により推定されたロードノイズの周波数特性とステップS2の処理により推定された風切音の周波数特性を比較することにより閾値レベルを決定する。これにより、ステップS3の処理は完了し、騒音制御処理はステップS4の処理に進む。   In the process of step S3, the control command value calculation unit 6 compares the road noise frequency characteristic estimated by the process of step S1 with the wind noise frequency characteristic estimated by the process of step S2, thereby setting the threshold level. decide. Thereby, the process of step S3 is completed and the noise control process proceeds to the process of step S4.

ステップS4の処理では、制御指令値算出部6が、ステップS3の処理により決定した閾値レベルに基づいて、騒音制御を行う周波数領域を決定する。これにより、ステップS4の処理は完了し、騒音制御処理はステップS5の処理に進む。   In the process of step S4, the control command value calculation unit 6 determines a frequency region for performing noise control based on the threshold level determined by the process of step S3. Thereby, the process of step S4 is completed and the noise control process proceeds to the process of step S5.

ステップS5の処理では、制御指令値算出部6が、ステップS4の処理により決定した周波数領域において騒音制御を行うことが可能なコントローラがあるか否かを判別する。そして判別の結果、コントローラがある場合、制御指令値算出部6は騒音制御処理をステップS7の処理に進める。一方、コントローラがない場合には、制御指令値算出部6は騒音制御処理をステップS6の処理に進める。   In the process of step S5, the control command value calculation unit 6 determines whether there is a controller capable of performing noise control in the frequency region determined by the process of step S4. As a result of the determination, if there is a controller, the control command value calculation unit 6 advances the noise control process to the process of step S7. On the other hand, if there is no controller, the control command value calculation unit 6 advances the noise control process to the process of step S6.

ステップS6の処理では、制御指令値算出部6が、新しいコントローラを作成する。これにより、ステップS6の処理は完了し、騒音制御処理はステップS7の処理に進む。   In the process of step S6, the control command value calculation unit 6 creates a new controller. Thereby, the process of step S6 is completed and the noise control process proceeds to the process of step S7.

ステップS7の処理では、制御指令値算出部6が、コントローラを用いてピエゾアクチュエータ2への入力電圧uを算出し、算出された入力電圧uに従ってピエゾアクチュエータ2を制御する。これにより、ステップS7の処理は完了し、一連の騒音制御処理は終了する。   In the process of step S7, the control command value calculation unit 6 calculates an input voltage u to the piezo actuator 2 using a controller, and controls the piezo actuator 2 according to the calculated input voltage u. Thereby, the process of step S7 is completed and a series of noise control processes are complete | finished.

図16(a),(b),(c)はそれぞれ車速va,vb(>va),vc(>vb)におけるロードノイズの周波数特性L1及び風切り音の周波数特性L3を示す図である。図16に示す通り、車速が大きくなるにつれてロードノイズ及び風切音のレベルは増加する。しかしながら風切音の方がロードノイズよりも多く増加する。従って車速が大きくなるにつれて騒音制御を行う周波数領域は狭くなる。   FIGS. 16A, 16B, and 16C are diagrams showing a road noise frequency characteristic L1 and a wind noise frequency characteristic L3 at vehicle speeds va, vb (> va), and vc (> vb), respectively. As shown in FIG. 16, the level of road noise and wind noise increases as the vehicle speed increases. However, wind noise increases more than road noise. Accordingly, the frequency region where noise control is performed becomes narrower as the vehicle speed increases.

図17(a),(b),(c)は車速が一定である時のそれぞれ路面粗さrd,re(>rd),rf(>re)におけるロードノイズの周波数特性L1及び風切り音の周波数特性L3を示す図である。図17に示す通り、路面粗さが大きくなるにつれてロードノイズのレベルが増加し、騒音制御を行う周波数領域は狭くなる。またロードノイズのレベルが低下するのに応じて、騒音制御を行う周波数領域は狭くなる。   FIGS. 17A, 17B, and 17C show road noise frequency characteristics L1 and wind noise frequency at road surface roughness rd, re (> rd), and rf (> re), respectively, when the vehicle speed is constant. It is a figure which shows the characteristic L3. As shown in FIG. 17, the road noise level increases as the road surface roughness increases, and the frequency region where noise control is performed becomes narrower. As the road noise level decreases, the frequency region where noise control is performed becomes narrower.

以上の説明から明らかなように、本発明の実施形態となる騒音制御装置によれば、制御指令値算出部6が、ロードノイズのレベルと風切音のレベルに応じて、騒音制御を行う周波数帯域を設定し、設定された周波数帯域内の騒音を低減するようにピエゾアクチュエータ2を制御する。そしてこのような構成によれば、騒音制御を行う周波数帯域が適切に設定されるので、電力消費量を低減することができる。   As is apparent from the above description, according to the noise control device according to the embodiment of the present invention, the frequency at which the control command value calculation unit 6 performs noise control according to the road noise level and the wind noise level. A band is set, and the piezo actuator 2 is controlled to reduce noise within the set frequency band. And according to such a structure, since the frequency band which performs noise control is set appropriately, power consumption can be reduced.

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。   As mentioned above, although embodiment which applied the invention made by the present inventors was described, this invention is not limited by description and drawing which make a part of indication of this invention by this embodiment. That is, it is needless to say that other embodiments, examples, operational techniques, and the like made by those skilled in the art based on the present embodiment are all included in the scope of the present invention.

1:マイクロフォン
2:スピーカ
3:制御装置本体
4,8:増幅部
6:制御指令値算出部
7:D/A変換部
55:制御空間
1: Microphone 2: Speaker 3: Control device body 4, 8: Amplifier 6: Control command value calculator 7: D / A converter 55: Control space

Claims (5)

車両内部の制御空間内における騒音を検出又は推定する騒音検出手段と、
前記制御空間に波動を印加する波動印加手段と、
車両走行時に発生する風切音を推定する風切音推定手段と、
前記騒音検出手段により検出又は推定された騒音のレベルと前記風切音推定手段により推定された風切音のレベルに応じて、騒音制御を行う周波数帯域を設定する周波数帯域設定手段と、
前記周波数帯域設定手段により設定された周波数帯域内の騒音を低減するように前記波動印加手段が印加する波動を制御する騒音制御手段と
を備えることを特徴とする騒音制御装置。
Noise detection means for detecting or estimating noise in a control space inside the vehicle;
Wave applying means for applying a wave to the control space;
Wind noise estimation means for estimating wind noise generated when the vehicle is running;
Frequency band setting means for setting a frequency band for performing noise control according to the level of noise detected or estimated by the noise detection means and the level of wind noise estimated by the wind noise estimation means;
A noise control device comprising: noise control means for controlling a wave applied by the wave applying means so as to reduce noise within a frequency band set by the frequency band setting means.
請求項1に記載の騒音制御装置において、
前記周波数帯域設定手段は、前記騒音のレベルが前記風切音のレベルより大きい周波数帯域を騒音制御を行う周波数帯域に設定することを特徴とする騒音制御装置。
The noise control device according to claim 1,
The noise control apparatus, wherein the frequency band setting means sets a frequency band in which the noise level is higher than the wind noise level to a frequency band for performing noise control.
請求項1又は請求項2に記載の騒音制御装置において、
前記周波数帯域設定手段は、車速が増加するのに応じて騒音制御を行う周波数帯域を狭くすることを特徴とする騒音制御装置。
In the noise control device according to claim 1 or 2,
The noise control apparatus characterized in that the frequency band setting means narrows a frequency band in which noise control is performed as the vehicle speed increases.
請求項1乃至請求項3のうち、いずれか1項に記載の騒音制御装置において、
前記周波数帯域設定手段は、騒音のレベルが小さくなるのに応じて騒音制御を行う周波数帯域を狭くすることを特徴とする騒音制御装置。
The noise control device according to any one of claims 1 to 3,
The noise control apparatus, wherein the frequency band setting means narrows a frequency band for performing noise control in accordance with a decrease in noise level.
車両内部の制御空間内における騒音を検出又は推定する処理と、
車両走行時に発生する風切音を推定する処理と、
検出又は推定された騒音のレベルと推定された風切音のレベルに応じて、騒音制御を行う周波数帯域を設定する処理と、
設定された周波数帯域内の騒音を低減するように前記制御空間に印加する波動を制御する処理と
を有することを特徴とする騒音制御方法。
Processing to detect or estimate noise in the control space inside the vehicle;
A process for estimating wind noise generated when the vehicle travels;
A process for setting a frequency band for noise control according to the detected or estimated noise level and the estimated wind noise level;
And a process for controlling a wave applied to the control space so as to reduce noise within a set frequency band.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023021596A1 (en) * 2021-08-18 2023-02-23 日産自動車株式会社 Noise control method and noise control device

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