CN102196945B - 有源声音控制系统 - Google Patents

有源声音控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN102196945B
CN102196945B CN2009801432349A CN200980143234A CN102196945B CN 102196945 B CN102196945 B CN 102196945B CN 2009801432349 A CN2009801432349 A CN 2009801432349A CN 200980143234 A CN200980143234 A CN 200980143234A CN 102196945 B CN102196945 B CN 102196945B
Authority
CN
China
Prior art keywords
engine speed
anc
asc
mode
frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2009801432349A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102196945A (zh
Inventor
坂本浩介
井上敏郎
高桥彰
小林康统
笛木俊吾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Publication of CN102196945A publication Critical patent/CN102196945A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102196945B publication Critical patent/CN102196945B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K15/00—Acoustics not otherwise provided for
    • G10K15/02—Synthesis of acoustic waves
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1781—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions
    • G10K11/17821—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions characterised by the analysis of the input signals only
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1781—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions
    • G10K11/17821—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions characterised by the analysis of the input signals only
    • G10K11/17823—Reference signals, e.g. ambient acoustic environment
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1783—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase handling or detecting of non-standard events or conditions, e.g. changing operating modes under specific operating conditions
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1785—Methods, e.g. algorithms; Devices
    • G10K11/17853—Methods, e.g. algorithms; Devices of the filter
    • G10K11/17854—Methods, e.g. algorithms; Devices of the filter the filter being an adaptive filter
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1787—General system configurations
    • G10K11/17879—General system configurations using both a reference signal and an error signal
    • G10K11/17883—General system configurations using both a reference signal and an error signal the reference signal being derived from a machine operating condition, e.g. engine RPM or vehicle speed
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1787—General system configurations
    • G10K11/17885—General system configurations additionally using a desired external signal, e.g. pass-through audio such as music or speech
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/10—Applications
    • G10K2210/128—Vehicles
    • G10K2210/1282—Automobiles

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

本发明提供一种有源声音控制系统(12)，其中，根据发动机(E)的工作气缸数(Ncy)，改变有源噪声控制装置(ANC装置)的工作范围和有源模拟声发生装置(ASC装置)的工作范围。

Description

有源声音控制系统
技术领域
本发明涉及一种有源声音控制系统，其具有有源噪声控制装置和有源模拟声发生装置。
背景技术
作为有关车厢内噪声的声音控制装置，人们公知有有源噪声控制装置(Active Noise Control Apparatus，下称“ANC装置”)和有源模拟声发生装置(Active Sound Control Apparatus，下称“ASC装置”)。
由ANC装置对噪声产生抵消声波以降低该噪声，该噪声例如包括因发动机工作而在车厢内产生的噪声(由发动机发出的低频声音)或因车辆行驶时车轮与路面的接触而在车厢内产生的振动噪声(路面噪声)。ANC装置例如有以下几种，即，一种是根据工作气缸数来切换该ANC装置的开闭，另一种是可改变该ANC装置的控制对象频率。(例如参照美国专利申请公开公报第2004/0258251号)。
另外，由ASC装置例如发出与上述由发动机发出的低频声音同步的模拟声(发动机模拟声)来突出车辆的速度变化情况等，用以提高车厢内的声音效果(例如参照美国专利申请公开公报第2006/0215846号)。
还有，人们正在开发对ANC装置以及ASC装置进行组合的有源声音控制系统(例如参照国际公开文本第90/13109号和美国专利申请公开公报第2006/0269078号)。国际公开文本第90/13109号中的ANC装置以及ASC装置始终处于工作状态，相对于此，在美国专利申请公开公报第2006/0269078号中，为避免ANC装置和ASC装置之间产生干涉，将发动机转动频率[Hz]和发动机转动频率在单位时间内的变化量(发动机转动频率变化量[Hz/s])的组合，与ANC装置以及ASC装置的工作和停止状态产生关联(例如参照美国专利申请公开公报第2006/0269078号的附图5)。
但即使在美国专利申请公开公报第2006/0269078号所述的发明中，还存在能使ANC装置和ASC装置在更合适的状态下使用的可能。
发明内容
鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种能实现上述可能性的有源声音控制系统，其可更适当地控制ANC装置和ASC装置的工作状态。
为了实现上述目的，本发明所述的有源声音控制系统具有：有源噪声控制装置(ANC装置)，由其发出用来消除车厢内噪声的抵消声波；有源模拟声发生装置(ASC装置)，由其发出发动机模拟声；工作状态切换部，其根据所述ANC装置的工作范围以及所述ASC装置的工作范围分别对该ANC装置的工作状态以及该ASC装置的工作状态进行切换，其中，所述ANC装置的工作范围以及所述ASC装置的工作范围至少由车速、发动机转动频率、车速变化量和发动机转动频率变化量中的一个确定。所述工作状态切换部根据发动机的工作气缸数，改变所述ANC装置的工作范围以及所述ASC装置的工作范围。
采用本发明时，根据发动机的工作气缸数改变所述ANC装置的工作范围以及所述ASC装置的工作范围。其中，所述ANC装置的工作范围以及所述ASC装置的工作范围至少由车速、发动机转动频率、车速变化量和发动机转动频率变化量中的一个确定。因此可进行对应于工作气缸数的声音控制。这样，能够使ANC装置以及ASC装置在更合适的状态下使用。
所述ANC装置的工作范围以及所述ASC装置的工作范围至少由所述发动机转动频率确定。该ANC装置工作时的发动机转动频率的最小值设定方法如下：利用所述ANC装置的控制对象频率的最小值，除以所述工作气缸数对应的所述车厢内噪声中、主要产生的频率成分相对于所述发动机转动频率的次数，以所求得的商作为该ANC装置工作时的发动机转动频率的最小值。所述ANC装置工作时的发动机转动频率(fe)的最大值设定方法也可以如下：利用所述ANC装置的控制对象频率的最大值除以所述次数，以所求得的商作为该ANC装置工作时的发动机转动频率的最大值。因此可以适当地设定ANC装置的工作范围。
所述ANC装置的工作范围以及所述ASC装置的工作范围至少由所述车速变化量或所述发动机转动频率变化量确定，所述工作气缸数越多，该ASC装置工作时的所述车速变化量或所述发动机转动频率变化量的最小值设定得越低。一般情况下，需要发动机输出的扭矩越大时工作气缸数越多。另外，所需要的扭矩越大时，驾驶员越是要求能够轻松地驾驶车辆。在本发明中，工作气缸数越多，将ASC装置工作时的车速变化量或发动机转动频率变化量的最小值设定得越低，因此易于操作ASC装置而使其工作。所以本发明能够满足驾驶员的要求而使ASC装置更好地工作。
附图说明
图1是表示搭载有本发明一个实施方式所述的有源声音控制系统的车辆的大致结构图。
图2是说明发动机在所有气缸均工作模式下工作时的曲轴转角和气缸点火关系之间的示意图。
图3是说明发动机在两个气缸不工作模式下工作时的曲轴转角和气缸点火关系之间的示意图。
图4是说明发动机在三个气缸不工作模式下工作时的曲轴转角和气缸点火关系之间的示意图。
图5是表示上述有源声音控制系统的声音控制部的内部结构的示意图。
图6中(A)是表示所有气缸均工作模式下的工作区域确定图表的示意图，图6中(B)是表示两个气缸不工作模式下的工作区域确定图表的示意图，图6中(C)是表示三个气缸不工作模式下的工作区域确定图表的示意图。
图7是表示由上述声音控制部的工作状态切换部来选择工作区域确定图表的流程图。
具体实施方式
[A、一个实施方式]
下面参照附图说明本发明的一个实施方式。
1.整体及各部分结构
(1)整体结构
图1是表示搭载有本发明一个实施方式所述的有源声音控制系统12(下称“声音控制系统12”)的车辆10的大致结构图。车辆10可以是汽油发动机驱动的汽车、电动汽车或者燃料电池汽车。另外，有源声音控制系统同时具有ANC装置以及ASC装置的功能。
声音控制系统12具有声音控制部14、扬声器16、麦克风18、放大器20。在声音控制系统12中，从用来控制发动机E的燃油喷射状况的燃油喷射控制装置22{下称“FI ECU22(FI ECU：Fuel InjectionElectronic Control Unit)”)}向声音控制部14输入发动机脉冲Ep和工作气缸数信号Scy。另外，当声音控制部14作为ANC装置工作时，从麦克风18向声音控制部14输入差值信号e。在声音控制部14中，根据发动机脉冲Ep、工作气缸数信号Scy和差值信号e得到的表示控制音CS的波形的合成控制信号Scc经放大器20放大后向扬声器16输出。由扬声器16发出与合成控制信号Scc对应的控制音CS。当声音控制部14作为ANC装置工作时，控制音CS是用来消除由发动机产生的低频声音NZe的抵消声波。当声音控制部14作为ASC装置工作时，控制音CS是发动机模拟声。当声音控制部14作为ANC装置工作时，通过麦克风18测出经抵消声波对由发动机产生的低频声音NZe进行消除之后的残余噪声，并将表示该残余噪声的电信号(差值信号e)输出给声音控制部14。声音控制部14在生成作为抵消声波的控制音CS时会用到该差值信号e。
(2)发动机E和FI ECU22
本实施方式中的发动机E是六气缸发动机，各气缸中分别完成四个冲程(吸气→压缩→点火→排气)。六个气缸均安装在同一曲轴上，当六个气缸均工作时，会以相等的转角进行点火。
即，为了使各气缸中均完成四个冲程，曲轴需要转动两圈，转动第一圈时完成吸气和压缩过程，转动第二圈时完成点火和排气过程。因此，曲轴转动两圈时的角度{即，720°(＝360°×2圈)}除以6(气缸数)而得120°，曲轴每转动120°时发生一次点火。即，对于曲轴而言相当于每隔120°安装有两个气缸，而在相同角度上安装的两个气缸中的一个处于点火冲程时，另一个则处于吸气冲程。
图2是六个气缸全在工作时的所有气缸均工作模式下的曲轴转角和气缸点火关系之间的示意图。即，在所有气缸均工作模式下，曲轴转动120°时在第一个气缸中完成第一次点火，当曲轴再转动120°(合计转动240°)时在第二个气缸中完成第二次点火，当曲轴再转动120°(合计转动360°)时在第三个气缸中完成第三次点火，当曲轴再转动120°(合计转动480°)时在第四个气缸中完成第四次点火，当曲轴再转动120°(合计转动600°)时在第五个气缸中完成第五次点火，当曲轴再转动120°(合计转动720°)时在第六个气缸中完成第六次点火。
在本实施方式的发动机E中，例如其采用气缸停止工作模式。即，为提高在高速低扭矩状态时(巡航行驶时等)的油耗，使一部分气缸停止工作。作为该气缸停止工作模式，具有以下模式，一种是使六个气缸中的四个工作而另两个不工作的两个气缸不工作模式，一种是使六个气缸中的三个工作而另三个不工作的三个气缸不工作模式。
由于曲轴和各气缸之间的连接状态是固定的，所以无法改变曲轴的转角和点火位置之间的相互关系。因此，在两个气缸不工作模式下，例如以图3所示的关系进行点火。另外，在三个气缸不工作模式下，例如以图4所示的关系进行点火。
如图3所示，在两个气缸不工作模式下，曲轴转动120°时在第一个气缸中完成第一次点火，当曲轴再转动240°(合计转动360°)时在第三个气缸中完成第二次点火(第二个气缸不点火)，当曲轴再转动120°(合计转动480°)时在第四个气缸中完成第三次点火，当曲轴再转动240°(合计转动720°)时在第六个气缸中完成第四次点火(第五个气缸不点火)。
如图4所示，在三个气缸不工作模式下，当曲轴转动240°时在第二个气缸中完成第一次点火(第一个气缸不点火)，当曲轴再转动240°(合计转动480°)时在第四个气缸中完成第二次点火(第三个气缸不点火)，当曲轴再转动240°(合计转动720°)时在第六个气缸中完成第三次点火(第五个气缸不点火)。
发动机E在所有气缸均工作模式、两个气缸不工作模式、三个气缸不工作模式中的哪种模式下工作，由FI ECU22根据发动机所需要的扭矩等参数来控制发动机E的点火时刻等来确定。
由FI ECU22控制发动机E的燃油喷射状况和点火时刻，并且将发动机脉冲Ep或工作气缸数信号Scy发送给声音控制系统12。
由FI ECU22输出的发动机脉冲Ep是各气缸中的活塞(未图示)升至上止点时的峰值(High)信号。由于本实施方式中的发动机E是六缸发动机，所以与发动机E的工作模式无关，曲轴每转动两圈可以达到六次峰值(每一圈三次峰值)。
另外，工作气缸数信号Scy表示正在工作着的气缸的数量(工作气缸数Ncy)。在本实施方式中，所有气缸均工作模式下表示为六个，两个气缸不工作模式下为四个，三个气缸不工作模式下为三个。
(3)声音控制部14
(a)整体结构
图5是表示声音控制部14的内部结构的示意图。声音控制部14具有发动机转动频率检测器30(以下也称为“检测器30”)、ANC电路32、发动机转动频率变化量检测器34(以下也称为“检测器34”)、ASC电路36、工作状态切换部38、加法器40。
(b)发动机转动频率检测器30
根据来自FI ECU22的发动机脉冲Ep，由检测器30测出发动机转动频率fe[Hz]并且将其输出给ANC电路32、检测器34、ASC电路36、工作状态切换部38。如上所述，与发动机E的工作模式无关，发动机脉冲Ep是发动机每转动一圈可以达到三次峰值的信号，发动机脉冲Ep的一周期等于发动机转动1/3圈所需的时间。可利用此关系，通过测出产生发动机脉冲Ep到产生下一次发动机脉冲Ep之间的时间而求出发动机转动频率fe。
(c)ANC电路32
根据检测器30测出的发动机转动频率fe和来自麦克风18的差值信号e，由ANC电路32生成控制信号Sc1并将该控制信号Sc1输出给加法器40。控制信号Sc1表示控制音CS的波形，而该控制音CS是用来消除由发动机产生的低频声音NZe的抵消声波。在ANC电路32中，根据发动机转动频率fe生成控制音CS的基准信号(抵消声波基准信号)，对该抵消声波基准信号进行自适应滤波处理而生成控制信号Sc1。在所述自适应滤波处理中使抵消声波基准信号通过自适应滤波器。该自适应滤波器的滤波系数的设定要求是根据参照信号和差值信号e使该差值信号e最小，其中，该述参照信号是据从扬声器16到麦克风18之间的传递特性对抵消声波基准信号进行修正而生成的。作为ANC电路32，例如可使用美国专利申请公开公报第2004/0258251号和美国专利申请公开公报第2006/0269078号中记载的电路。
如后所述，当ANC电路32接收到来自工作状态切换部38的输出停止信号Sw1时会使控制信号Sc1的振幅变为零，此时，ANC电路32实质上不输出任何信号。
(d)发动机转动频率变化量检测器34
根据检测器30测出的发动机转动频率fe，由检测器34计算发动机转动频率变化量Δaf(发动机转动频率fe在单位时间内的变化量)[Hz/s]并将其输出给ASC电路36和工作状态切换部38。
(e)ASC电路36
根据检测器30测出的发动机转动频率fe和检测器34测出的发动机转动频率变化量Δaf，由ASC电路36生成控制信号Sc2并且将该控制信号Sc2输出给加法器40。控制信号Sc2表示控制音CS的波形，该控制音CS是与由发动机发出的低频声音NZe同步的模拟声(发动机模拟声)。在ASC电路36中，根据发动机转动频率fe生成控制音CS的基准信号(模拟声基准信号)，对该模拟声基准信号进行各种声压调整处理而生成控制信号Sc2。在该声压调整处理中包含有根据发动机转动频率变化量Δaf的增加，对模拟声基准信号增加增益的处理(根据每个Δaf调整声压的处理)。另外，根据发动机转动频率fe的各个次数(1次、1.5次、3次等)可生成多个模拟声基准信号。此时，也可以根据发动机转动频率和次数进行不同的振幅调整，再对经过该振幅调整之后的模拟声基准信号进行合成后调整每个Δaf的声压。作为ASC电路36，例如可使用美国专利申请公开公报第2006/0215846号和美国专利申请公开公报第2006/0269078号中记载的电路。
如后所述，当ASC电路36接收到来自工作状态切换部38的输出停止信号Sw2时会使控制信号Sc2的振幅变为零，此时，ASC电路36实质上不输出任何信号。
(f)加法器40
由加法器40对来自ANC电路的控制信号Sc1和来自ASC电路的控制信号Sc2进行合成，从而生成合成控制信号Scc。再经放大器20将该合成控制信号Scc输出给扬声器16。
(g)工作状态切换部38
根据来自FI ECU22的工作气缸数信号Scy、检测器30测出的发动机转动频率fe以及检测器34测出的发动机转动频率变化量Δaf，由工作状态切换部38生成输出停止信号Sw1或输出停止信号Sw2、或者生成它们两者。再将输出停止信号Sw1输出给ANC电路，或者将输出停止信号Sw2输出给ASC电路时，可对ANC电路32的工作状态和ASC电路36的工作状态进行控制。
具体地讲，由工作状态切换部38从多个工作区域确定图表中选择对应于工作气缸数信号Scy的工作区域确定图表。由工作区域确定图表根据发动机转动频率fe和发动机转动频率变化量Δaf确定ANC电路32的工作区域和ASC电路36的工作区域。本实施方式中具有以下几种工作区域确定图表，即，对应于所有气缸均工作模式的所有气缸均工作图表(图6中(A))、对应于两个气缸不工作模式的两个气缸不工作图表(图6中(B))、对应于三个气缸不工作模式的三个气缸不工作图表(图6中(C))。另外，在图6中(A)～图6中(C)中，以将发动机转动频率fe扩大60倍的发动机转速Ne[rpm]为横轴，以将发动机转动频率变化量Δaf扩大60倍的发动机转速变化量ΔNe[rpm/s]为纵轴。
之后，根据被选中的工作区域确定图表、发动机转动频率fe、发动机转动频率变化量Δaf，由工作状态切换部38对ANC电路32的和ASC电路36的工作状态进行切换。例如，在图6中(A)所示的所有气缸均工作图表被选中、发动机转速Ne为3000[rpm]、发动机转速变化量ΔNe为50[rpm/s]时，将输出停止信号Sw1发送给ANC电路32而不向ASC电路36发送输出停止信号Sw2，由此使ASC电路36处于工作状态。另外，在图6中(B)所示的两个气缸不工作图表被选中、发动机转速Ne为3000[rpm]、发动机转速变化量ΔNe为50[rpm/s]时，将输出停止信号Sw2发送给ASC电路36而不向ANC电路32发送输出停止信号Sw1，由此使ANC电路32处于工作状态。
在图6中(A)所示的所有气缸均工作图表中，发动机转速Ne为700～2000[rpm]而且发动机转速变化量ΔNe为-150～100[rpm/s]时使ANC电路32处于工作状态，发动机转速Ne为2200[rpm]以上或者发动机转速变化量ΔNe为150[rpm/s]以上时使ASC电路36处于工作状态，在其他区域时使ANC电路32和ASC电路36两者均处于非工作状态(既向ANC电路32发送输出停止信号Sw1又向ASC电路36发送输出停止信号Sw2)。
在图6中(B)所示的两个气缸不工作图表中，发动机转速Ne为2100～6000[rpm]而且发动机转速变化量ΔNe为-150～150[rpm/s]时使ANC电路32处于工作状态，发动机转速Ne为6200[rpm]以上或者发动机转速变化量ΔNe为200[rpm/s]以上时使ASC电路36处于工作状态，在其他区域时使ANC电路32和ASC电路36两者均处于非工作状态。
在图6中(C)所示的三个气缸不工作图表中，发动机转速Ne为1400～4000[rpm]而且发动机转速变化量ΔNe为-150～300[rpm/s]时使ANC电路32处于工作状态，发动机转速Ne为4200[rpm]以上或者发动机转速变化量ΔNe为400[rpm/s]以上时使ASC电路36处于工作状态，在其他区域时使ANC电路32和ASC电路36两者均处于非工作状态。
在各工作区域确定图表中，根据ANC装置的控制对象频率的最小值和最大值确定使ANC电路32处于工作状态的发动机转速Ne的最小值和最大值。此处所说的ANC装置由检测器30、ANC电路32、放大器20、扬声器16和麦克风18构成。本实施方式中的ANC装置的控制对象频率的最小值为35[Hz]，控制对象频率的最大值为100[Hz](本ANC装置以35～100Hz的噪声为消除对象)。
如图2所示，发动机E在所有气缸均工作模式下工作，发动机E的曲轴转动一圈时，气缸的点火次数为等间隔(每隔120°)的三次。因此，由发动机产生的低频声音NZe以包含发动机转动频率fe的三次成分为主。因而，用ANC装置的控制对象频率的最小值除以3而得的商(35÷3)即为ANC电路32工作时发动机转动频率fe的最小值，将该商扩大60倍并作为发动机转速Ne的最小值而进行计算时则为700[rpm](＝35÷3×60)。同样，用ANC装置的控制对象频率的最大值除以3而得的商(100÷3)即为ANC电路32工作时发动机转动频率fe的最大值，将该商扩大60倍并且作为发动机转速Ne的最大值而进行计算时则为2000[rpm](＝100÷3×60)。
如图3所示，发动机E在两个气缸不工作模式下工作，发动机E的曲轴转动一圈时气缸点火两次，但是其点火间隔不相等。即，第一次点火和第二次点火之间相隔240°，第二次点火和第三次点火之间相隔120°。第一次点火和第三次点火之间相隔360°。由于曲轴每转动一圈时这些角度间隔会出现一次，因此，由发动机产生的低频声音NZe以包含发动机转动频率fe的一次成分(360°)、一点五次成分(240°)、三次成分(120°)为主。即使在这些次数成分中，一次成分也是最低的。因而，用ANC装置的控制对象频率的最小值除以1而得的商(35÷1)即为ANC电路32工作时发动机转动频率fe的最小值，将该商扩大60倍并作为发动机转速Ne的最小值而进行计算时则为2100[rpm](＝35÷1×60)。同样，用ANC装置的控制对象频率的最大值除以1而得的商(100÷1)即为ANC电路32工作时发动机转动频率fe的最大值，将该商扩大60倍并且作为发动机转速Ne的最大值而进行计算时则为6000[rpm](＝100÷1×60)。
如图4所示，发动机E在三个气缸不工作模式下工作，发动机E转动两圈时，气缸的点火次数为等间隔(每隔240°)的三次。换言之，发动机E的曲轴转动一圈时，气缸的点火次数为等间隔的一次半。因此，由发动机产生的低频声音NZe以包含发动机转动频率fe的一点五次成分为主。因而，用ANC装置的控制对象频率的最小值除以1.5而得的商(35÷1.5)即为ANC电路32工作时发动机转动频率fe的最小值，将该商扩大60倍并且作为发动机转速Ne的最小值而进行计算时则为1400[rpm](＝35÷1.5×60)。同样，用ANC装置的控制对象频率的最大值除以1.5而得的商(100÷1.5)即为ANC电路32工作时发动机转动频率fe的最大值，将该商扩大60倍并作为发动机转速Ne的最大值而进行计算时则为4000[rpm](＝100÷1.5×60)。
在各工作区域确定图表中，当只着眼于发动机转速Ne时，根据ANC装置的控制对象频率的最大值确定ASC电路36工作时的发动机转速Ne的最小值。即，ANC装置的控制对象频率的最大值加200[rpm]而得的数值即为ASC电路36工作时发动机转动频率fe的最小值。此处所说的ASC装置由检测器30、检测器34、ASC电路36、放大器20和扬声器16构成。
在各工作区域确定图表中，当只着眼于发动机转速变化量ΔNe时，发动机E的工作气缸数Ncy越多，ASC电路36工作时的发动机转速变化量ΔNe的最小值被设定得越低。即，与工作气缸数Ncy为四个的两个气缸不工作模式相比，工作气缸数Ncy为六个的所有气缸均工作模式的发动机转速变化量ΔNe的最小值设定得较低。另外，工作气缸数Ncy为三个的三个气缸不工作模式相比，工作气缸数Ncy为四个的两个气缸不工作模式的发动机转速变化量ΔNe的最小值被设定得较低。其原因如下，即，一般情况下，需要发动机E输出的扭矩越大时工作气缸数Ncy越多。另外，所需要的扭矩越大时，驾驶员越是要求能够轻松地驾驶车辆。因此，在本发明中，工作气缸数Ncy越多，将ASC装置工作时的发动机转速变化量ΔNe的最小值设定得较低，因此易于操作ASC装置而使其工作。所以本发明有助于满足驾驶员的要求而使ASC装置更好地工作。
(4)扬声器16
由扬声器16发出对应于来自声音控制系统12的合成控制信号Scc的控制音CS。因此，当声音控制系统12作为ANC装置工作时，由扬声器16发出用来消除由发动机产生的低频声音NZe的抵消声波。当声音控制系统12作为ASC装置工作时，由扬声器16发出作为发动机模拟声的模拟声。
(5)麦克风18
经麦克风18测出由发动机产生的低频声音NZe和作为抵消声波的控制音CS之间的差值并将该差值作为残余噪声，由该麦克风18将表示该残余噪声的差值信号e输出给声音控制系统12的ANC电路32。
2.选择工作区域确定图表
图7是表示由工作状态切换部38选择工作区域确定图表的流程图。
在步骤S1中，由工作状态切换部38接收来自FI ECU22的工作气缸数信号Scy。在步骤S2中，由工作状态切换部38判定工作气缸数信号Scy表示的工作气缸数Ncy是否是六个(所有气缸均工作模式)。当工作气缸数信号Scy表示所有气缸均工作模式时(S2：是)，在步骤S3中，由工作状态切换部38选择所有气缸均工作图表(图6中(A))。
当工作气缸数信号Scy未表示所有气缸均工作模式时(S2：否)，在步骤S4中，由工作状态切换部38判定工作气缸数信号Scy表示的工作气缸数Ncy是否是四个(两个气缸不工作模式)。当工作气缸数信号Scy表示两个气缸不工作模式时(S4：是)，在步骤S5中，由工作状态切换部38选择两个气缸不工作图表(图6中(B))。
当工作气缸数信号Scy未表示两个气缸不工作模式时(S4：否)，在步骤S6中，由工作状态切换部38判定工作气缸数信号Scy表示的工作气缸数Ncy是否是三个(三个气缸不工作模式)。当工作气缸数信号Scy表示三个气缸不工作模式时(S6：是)，在步骤S7中，由工作状态切换部38选择三个气缸不工作图表(图6中(C))。当工作气缸数信号Scy未表示三个气缸不工作模式时(S6：否)，推定为声音控制系统12处于工作状态但是发动机E处于非工作状态(例如发动机点火钥匙处于“附件”的位置)。此时，工作状态切换部38不选择任何一个工作区域确定图表，并使ANC电路和ASC电路两者均处于非工作状态。
3.本实施方式的技术效果
如上所述，采用本实施方式时，根据发动机E的工作气缸数Ncy选择工作区域确定图表，并由此改变ANC电路32的工作范围和ASC电路36的工作范围。因此可进行对应于工作气缸数Ncy的声音控制。这样，能够使ANC电路32和ASC电路36在更合适的状态下使用。
在本实施方式中，ANC电路32工作时发动机转速Ne的最小值设定方法如下：利用该ANC电路32的控制对象频率的最小值，除以所述工作气缸数Ncy对应的由发动机产生的低频声音NZe中、主要产生的频率成分相对于发动机转动频率fe的次数(所有气缸均工作模式时为三、两个气缸不工作模式时为一、三个气缸不工作模式时为一点五)，以所求得的商作为该ANC装置工作时发动机转速Ne的最小值。ANC电路32工作时的发动机转速Ne的最大值设定方法也可以如下：利用所述ANC装置的控制对象频率的最大值除以所述次数，以所求得的商作为该ANC装置工作时发动机转速Ne的最大值。因此本实施方式可以适当地设定ANC电路32的工作范围。
在本实施方式中，工作气缸数Ncy越多，将ASC电路36工作时的发动机转速变化量ΔNe的最小值设定得越低。一般情况下，需要发动机E输出的扭矩越大时工作气缸数Ncy越多。另外，需要的扭矩越大时，驾驶员越是要求能够轻松地驾驶车辆。在本实施方式中，工作气缸数Ncy越多，将ASC电路36工作时的发动机转速变化量ΔNe的最小值设定得越低，因此易于操作ASC电路36而使其工作。所以本实施方式能满足驾驶员的要求而使ASC装置更好地工作。
[B、本发明的应用]
另外，本发明并不局限于上述实施方式，还可根据本说明书记载的内容采用其他各种结构。例如，可以采用以下结构。
在上述实施方式中，由工作状态切换部38用发动机转速Ne以及发动机转速变化量ΔNe使ANC电路32或者ASC电路36处于工作状态，但也可以只用发动机转速Ne和发动机转速变化量ΔNe的其中之一进行切换。抑或用车速或车速变化量使ANC电路32或者ASC电路36处于工作状态。
在上述实施方式中，发动机E的气缸数为六个，但是本发明并不局限于此，气缸数例如也可以是四、八、十、十二等其他数量。
在上述实施方式中，根据ANC装置的控制对象频率的最小值和最大值确定ANC电路32工作时的发电机转速Ne。但是本发明并不局限于此。另外，工作气缸数Ncy越多时，将ASC电路36工作时的发动机转速变化量ΔNe的最小值设定得较低，但也可采用使它们相同等的其他方法来设定该最小值与工作气缸数Ncy。

Claims (1)

1.一种有源声音控制系统(12)，其特征在于，具有：
有源噪声控制装置(ANC装置)，由其发出消除车厢内噪声(NZe)的抵消声波(CS)；
有源模拟声发生装置(ASC装置)，由其发出发动机模拟声(CS)；
工作状态切换部(38)，其根据所述ANC装置的工作范围以及所述ASC装置的工作范围分别对该ANC装置的工作状态以及该ASC装置的工作状态进行切换，其中，所述ANC装置的工作范围以及所述ASC装置的工作范围至少由发动机转动频率(fe)确定，
所述工作状态切换部(38)根据发动机(E)的工作气缸数(Ncy)，改变所述ANC装置的工作范围以及所述ASC装置的工作范围，
所述ANC装置工作时的发动机转动频率(fe)的最小值设定方法如下：利用所述ANC装置的控制对象频率的最小值，除以所述工作气缸数(Ncy)对应的所述车厢内噪声(NZe)中、主要产生的频率成分相对于所述发动机转动频率(fe)的次数，以所求得的商作为该ANC装置工作时的发动机转动频率(fe)的最小值，
所述ANC装置工作时的发动机转动频率(fe)的最大值设定方法如下：利用所述ANC装置的控制对象频率的最大值除以所述次数，以所求得的商作为所述ANC装置工作时的发动机转动频率(fe)的最大值。
CN2009801432349A 2008-10-28 2009-06-04 有源声音控制系统 Expired - Fee Related CN102196945B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008276368A JP5048628B2 (ja) 2008-10-28 2008-10-28 能動型音響制御システム
JP2008-276368 2008-10-28
PCT/JP2009/060242 WO2010050264A1 (ja) 2008-10-28 2009-06-04 能動型音響制御システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102196945A CN102196945A (zh) 2011-09-21
CN102196945B true CN102196945B (zh) 2013-08-21

Family

ID=42128634

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009801432349A Expired - Fee Related CN102196945B (zh) 2008-10-28 2009-06-04 有源声音控制系统

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8634571B2 (zh)
EP (1) EP2343217B1 (zh)
JP (1) JP5048628B2 (zh)
CN (1) CN102196945B (zh)
WO (1) WO2010050264A1 (zh)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT507516B1 (de) * 2010-02-04 2011-07-15 Avl List Gmbh Brennkraftmaschine mit zylinderabschaltung
US9218801B2 (en) 2010-09-29 2015-12-22 GM Global Technology Operations LLC Aural smoothing of a vehicle
US9299337B2 (en) * 2011-01-11 2016-03-29 Bose Corporation Vehicle engine sound enhancement
AT512254B1 (de) * 2011-11-24 2013-11-15 Avl List Gmbh Verfahren zum erzeugen eines motorgeräusches
JP5822862B2 (ja) * 2013-03-21 2015-11-25 本田技研工業株式会社 車両用能動型振動騒音制御装置
US10400691B2 (en) 2013-10-09 2019-09-03 Tula Technology, Inc. Noise/vibration reduction control
WO2015054412A1 (en) * 2013-10-09 2015-04-16 Tula Technology, Inc. Noise/vibration reduction control
KR101592419B1 (ko) * 2014-08-18 2016-02-05 현대자동차주식회사 가상 엔진음을 발생시키는 방법 및 이를 이용한 가상 엔진음 발생 장치
GB2538737B (en) * 2015-05-26 2019-03-13 Jaguar Land Rover Ltd Active vibration control apparatus and method
DE102015221627A1 (de) * 2015-11-04 2017-05-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Erzeugen eines einen Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine charakterisierenden Geräuschs
JP6371328B2 (ja) * 2016-05-11 2018-08-08 本田技研工業株式会社 能動型効果音発生装置
CN106143369B (zh) * 2016-07-05 2018-07-03 同济大学 一种增程式电动汽车用噪声主动控制装置
JP6586982B2 (ja) * 2017-10-06 2019-10-09 マツダ株式会社 車両音響制御装置
US10493836B2 (en) 2018-02-12 2019-12-03 Tula Technology, Inc. Noise/vibration control using variable spring absorber
KR20220109845A (ko) * 2021-01-29 2022-08-05 현대자동차주식회사 차량의 사운드 출력 장치 및 방법
US11664007B1 (en) * 2022-04-27 2023-05-30 Harman International Industries, Incorporated Fast adapting high frequency remote microphone noise cancellation

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1573916A (zh) * 2003-06-17 2005-02-02 本田技研工业株式会社 主动振动噪声控制装置
CN101031957A (zh) * 2005-07-27 2007-09-05 松下电器产业株式会社 能动型振动噪音控制装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8908980D0 (en) 1989-04-20 1989-06-07 Lotus Group Plc Treatment of noise in vehicles
JPH0830959B2 (ja) 1990-11-27 1996-03-27 松下電器産業株式会社 消音装置
US5692052A (en) * 1991-06-17 1997-11-25 Nippondenso Co., Ltd. Engine noise control apparatus
JP4279717B2 (ja) 2004-04-12 2009-06-17 本田技研工業株式会社 内燃機関の制御装置
JP4173891B2 (ja) 2005-03-22 2008-10-29 本田技研工業株式会社 移動体用効果音発生装置
JP4314212B2 (ja) * 2005-05-30 2009-08-12 本田技研工業株式会社 車両用能動型騒音・振動・効果音発生制御システム及び該システムが搭載された車両
JP2008247221A (ja) 2007-03-30 2008-10-16 Honda Motor Co Ltd 能動型騒音制御装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1573916A (zh) * 2003-06-17 2005-02-02 本田技研工业株式会社 主动振动噪声控制装置
CN101031957A (zh) * 2005-07-27 2007-09-05 松下电器产业株式会社 能动型振动噪音控制装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP平4-194996A 1992.07.14

Also Published As

Publication number Publication date
US8634571B2 (en) 2014-01-21
CN102196945A (zh) 2011-09-21
EP2343217A4 (en) 2011-10-19
US20110206213A1 (en) 2011-08-25
EP2343217A1 (en) 2011-07-13
WO2010050264A1 (ja) 2010-05-06
JP5048628B2 (ja) 2012-10-17
EP2343217B1 (en) 2015-12-02
JP2010105414A (ja) 2010-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102196945B (zh) 有源声音控制系统
EP0560364B1 (en) Vibration/noise control system for vehicles
JP6250772B2 (ja) 車両エンジン音強調
CN109989840B (zh) 用于操作混合动力传动系的方法及混合动力传动系控制器
US9386366B2 (en) Active design of exhaust sounds
CN103573455B (zh) 内燃机的爆震控制装置
CN101031957A (zh) 能动型振动噪音控制装置
US8526630B2 (en) Active sound control apparatus
CN108140376A (zh) 发动机阶次和道路噪声控制
JP2001130337A (ja) 自動車両における電気音響的な騒音生成のための装置
DE202012012724U1 (de) Antischall-System für Abgasanlagen
CN107071637A (zh) 为布置在机动车中的扬声器生成驱动信号的方法、发动机的排气系统和乘客单元的声音系统
CN103790751B (zh) 内燃机的控制装置
CN110466497A (zh) 用于减少皮带打滑的装置
DE102015221627A1 (de) Verfahren zum Erzeugen eines einen Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine charakterisierenden Geräuschs
Cavina et al. Misfire detection based on engine speed time-frequency analysis
CN112977394A (zh) 一种抑制发动机扭矩脉动的方法和混合动力系统
JP4945546B2 (ja) 能動型音響制御装置
CN103963699B (zh) 以虚拟方式增加内燃机中的汽缸数目
JP2864532B2 (ja) 車室内騒音の低減装置
JPH0659688A (ja) 能動型消音方法及び装置とこれを適用した車両走行騒音の能動消音装置
JPH06266367A (ja) 車室内騒音の能動消音装置
JP2021061462A (ja) 振動信号生成装置および振動信号生成用プログラム
JP2672824B2 (ja) 内燃機関の電子燃料供給量制御装置
CN111933104A (zh) 一种汽车用降噪装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130821

Termination date: 20160604