CN103228485B - 有源振动噪音控制装置 - Google Patents
有源振动噪音控制装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103228485B CN103228485B CN201180057112.5A CN201180057112A CN103228485B CN 103228485 B CN103228485 B CN 103228485B CN 201180057112 A CN201180057112 A CN 201180057112A CN 103228485 B CN103228485 B CN 103228485B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wheel
- trailing wheel
- sound
- noise
- vehicle
- 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
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 32
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 21
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000008030 elimination Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 2
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 abstract description 21
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 65
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 description 23
- 230000008569 process Effects 0.000 description 21
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 14
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 14
- 101001024120 Homo sapiens Nipped-B-like protein Proteins 0.000 description 9
- 102100035377 Nipped-B-like protein Human genes 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 6
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 5
- 101100354370 Mus musculus Ptprj gene Proteins 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000003292 diminished effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
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
- 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
-
- 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
- G10K11/1785—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
- 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
- G10K2210/12821—Rolling noise; Wind and body noise
-
- 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
- G10K2210/30—Means
- G10K2210/301—Computational
- G10K2210/3016—Control strategies, e.g. energy minimization or intensity measurements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
Abstract
本发明的目的在于，提供一种能够提高降噪效果的有源振动噪音控制装置。采用自适应控制的ANC装置（12）包括：抵消音输出机构（24、70a、70b），其根据所述前轮参照信号输出前轮抵消音并且根据所述后轮参照信号输出后轮抵消音，所述前轮抵消音用于在消音对象位置消除由所述前轮振动所引起的前轮振动噪音，所述后轮抵消音用于在所述消音对象位置消除由所述预测后轮振动引起的后轮振动噪音；转向状态检测机构（76），其用于检测车辆（10）的转向状态。抵消音输出机构（24、70a、70b）根据所述转向状态检测到前轮（28a）和后轮（28b）的运行轨迹不同时，抑制所述后轮抵消音的输出。
Description
技术领域
本发明涉及一种有源振动噪音控制装置，该有源振动噪音控制装置能够通过发出抵消音(振动噪音抵消音)以抵消来自于路面的振动噪音，具体而言，该有源振动噪音控制装置利用所谓的自适应控制而消除上述的振动噪音。
背景技术
作为控制车厢内的与振动噪音相关联的噪音的装置，公知有有源振动噪音控制装置（ActiveNoiseControlApparatus，以下简称为ANC装置）。一般在ANC装置中，从设置在车厢内的喇叭输出与振动噪音的相位相反的抵消音（抵消声波），从而降低该振动噪音。并且，通过设置在乘客的耳朵附近的麦克风检测出残余噪音，此残余噪音表示振动噪音与抵消音的差值，此差值被用在其后的抵消音的生成中。在ANC装置中，例如，有的用于降低由于引擎的工作（振动）而在车厢内产生的噪音（引擎的沉闷的噪音），有的用于降低在车辆行驶过程中由于车轮与路面的接触而在车厢内产生的噪音（路面噪音）（例如，可参照美国专利申请公开公报第2004/0247137号（下面称为US2004/0247137A1）、日本发明专利公开公报特开平06-083369号（下面称为JP06-083369A））及日本发明专利公开公报特开2007-216787号（下面称为JP2007-216787A））。
在JP06-083369A中，由设置在汽车前轮侧的拾音器（1）检测前轮侧的振动。并且，根据该拾音器（1）的输出信号（参照信号）产生抵消音，以用于消除由于前轮侧的振动而产生的振动噪音。另外，由滞后回路（4）根据车速使前轮侧的拾音器（1）的输出信号（参照信号）产生延迟。并且，根据延迟后的参照信号生成用于消除由于后轮侧的振动而产生的振动噪音的抵消音（参照摘要、图1、[0018]～[0026]段）。
在JP2007-216787A中，由前轮侧的加速度传感器（14、16）检测出从前轮输入到车厢内的振动。另外，由后侧振动推定部（20）根据各加速度传感器以及车速传感器（26）的检测结果推算出从后轮输入车厢内的振动。并且，根据所推算出的后轮侧的振动与麦克风（30）的检测结果来生成抵消音。
在上述的JP06-083369A与JP2007-216787A中，是根据前轮侧的振动以及车速推算后轮侧的振动，针对前轮侧与后轮侧的振动噪音生成与该双方相对应的抵消音。
然而，上述的推算在后轮与前轮为相同的运动轨迹（以下简称为轨迹）的情况下有效，而在后轮的轨迹偏离前轮的轨迹的情况下，却不一定有效。例如，如图12所示可知，当车辆2在交叉路转弯时，后轮的轨迹位于前轮的轨迹的内侧（也就是说存在内轮差和外轮差）。即，在图12中，左前轮4a的轨迹用实线6表示，左后轮4b的轨迹用虚线8表示，如图所示可知，左后轮4b的轨迹位于左前轮4a的轨迹的内侧。即使不处于交叉路转弯的情况下，在道路非直线时（弯路等的情况），后轮的轨迹也会偏离前轮的轨迹。这种情况下，在JP06-083369A与JP2007-216787A的技术中，后轮侧的实际的振动与后轮侧的预测振动之间会产生偏差，其结果，由于抵消音的存在反而使整体的振动噪音增大，并产生杂音。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于，提供一种能够提高降噪效果的有源振动噪音控制装置。
本发明的有源振动噪音控制装置包括：前轮振动检测机构，其检测出车辆的前轮因受路面的作用而产生的前轮振动，并输出与该前轮振动对应的前轮参照信号；车速检测机构，其检测所述车辆的车速；滞后时间计算机构，其根据所述车速求出滞后时间，该滞后时间是指所述车辆的前轮与后轮经过同一地点的时间差；后轮参照信号输出机构，其输出后轮参照信号，该后轮参照信号为与将所述前轮振动延迟所述滞后时间而得到的预测后轮振动对应的信号；抵消音输出机构，其根据所述前轮参照信号输出前轮抵消音并且根据所述后轮参照信号输出后轮抵消音，所述前轮抵消音用于在消音对象位置（消音位置）消除由所述前轮振动所引起的前轮振动噪音，所述后轮抵消音用于在所述消音对象位置消除由所述预测后轮振动引起的后轮振动噪音。有源振动噪音控制装置还包括用于检测车辆的转向状态的转向状态检测机构，所述抵消音输出机构根据所述转向状态，检测到所述前轮和所述后轮的运行轨迹不同时，抑制所述后轮抵消音的输出。
采用这样的本发明，能够抑制由于前轮和后轮的运行轨迹不同而由后轮抵消音造成的车厢内的增大的噪音以及产生的杂音。
所述抵消音输出机构在表示所述转向状态的转向量超出第1阈值时，将所述车辆的前轮和后轮的运行轨迹作为不同的轨迹检测出来。通过将转向量和与该转向量相关的阈值（第1阈值）进行比较，能够相对简单的检测出前轮和后轮的运行轨迹的不同。
所述抵消音输出机构在表示所述转向状态的转向速度超出第2阈值时，将所述车辆的前轮和后轮的运行轨迹作为不同的轨迹检测出来。通过将转向速度和与该转向速度相关的阈值（第2阈值）进行比较，能够相对简单的检测出前轮和后轮的运行轨迹的不同。
所述抵消音输出机构根据所述转向状态检测出所述车辆的前轮和后轮的运行轨迹的不同时，在规定期间，抑制所述后轮抵消音的输出。根据转向状态，在检测出前轮和后轮的运行轨迹不同时，考虑到由该运行轨迹到形成为同一轨迹需要花费一定的时间。根据上述结构，例如，设定前轮和后轮的运行轨迹达到同一轨迹最低所需要的时间为所规定期间，由此能够避免虽然运行轨迹处于不同的状态，却误判定运行轨迹为相同的情况。
附图说明
图1为表示配备有本发明一个实施方式的有源振动噪音控制装置的车辆的主要结构的示意图；
图2为上述实施方式中车轮处的路面输入噪音传递至乘客耳朵位置处的路径的一例的说明图；
图3为设置在上述车辆上的加速度传感器及其附近区域的大致结构图；
图4为上述有源振动噪音控制装置的功能框图；
图5为上述有源振动噪音控制装置的控制信号生成部的功能框图；
图6为上述实施方式中生成抵消音的流程图；
图7为上述实施方式的转向状态检测部的处理的流程图；
图8为上述控制信号生成部的第1变形例的功能框图；
图9为上述控制信号生成部的第2变形例的功能框图；
图10为图7的流程图的第1变形例的流程图；
图11为图7的流程图的第2变形例的流程图；
图12为所谓的内轮差及外轮差的说明图。
具体实施方式
[A、一个实施方式]
1．整体及各部分的结构
（1）整体结构
图1为表示配备有本发明一个实施方式的有源振动噪音控制装置12（下面简称为ANC装置12）的车辆10的主要结构的示意图。车辆10可以为汽油发动机驱动的汽车、电动型汽车（包括燃料电池型汽车）等的车辆。
除ANC装置12之外，车辆10还具有多个悬挂14、设置在前轮侧的悬架14上的多个加速度传感器单元16、用于检测转向盘18的转向角θs（度）的转向角传感器20、用于检测车辆10的车速V（km/h）的车速传感器22、扬声器24、麦克风26。
ANC装置12根据来自于加速度传感器单元16的加速度信号Sx、Sy、Sz、由转向角传感器20所检测出的转向角θs、车速传感器22所检测出的车速V、麦克风26输出的差值信号e生成第2合成控制信号Scc2。第2合成控制信号Scc2被未图示的放大器放大后输出到扬声器24中。扬声器24输出与该第2合成控制信号Scc2相对应的抵消音CS。
产生在车辆10的车厢内的噪音为，伴随未图示的引擎的振动而产生的振动噪音（引擎带来的沉闷的声音NZe）与伴随车辆10行驶中车轮28（前轮28a、后轮28b）与路面R的接触以及车轮28的振动而产生的振动噪音（路面噪音NZr）相混合而产生的振动噪音（混合噪音NZc）。根据本实施方式的ANC装置12，可由抵消音CS抵消混合噪音NZc中的路面噪音（NZr）成分，从而取得降噪的效果。另外，路面噪音NZr之中包括来自于左右前轮28a的振动所引起的噪音（前轮路面噪音NZrf）与来自于左右后轮28b的振动所引起的噪音（后轮路面噪音NZrr）。另外，车轮28处的路面输入噪音传递至乘客耳朵位置处的路径例如图2所示。
另外，在具有消除路面噪音NZr的功能的基础上，ANC装置12还可以具有消除引擎带来的沉闷声音NZe的功能。即，在ANC装置12中可以结合现有的消除引擎沉闷声音NZe的结构（例如，参照US2004/0247137A1）。
还有，虽然图1中未图示，不过加速度传感器单元16设置于左右前轮28a上（参照图4），各加速度传感器单元16分别对应于两个前轮28a（左前轮、右前轮）设置。而且，在图1、图4及图5中，扬声器24与麦克风26分别都只有一个，但这是为了对本发明容易理解，实际情况中，可以根据ANC装置12的用途而使用多个扬声器24与麦克风26。此时，与其相对应的其他机构的数目也可作适当改变。
（2）悬架14与加速度传感器单元16
如图3所示，各加速度传感器单元16设置在悬架14中，具体设置在连接在前轮28a的轮圈32上的转向节30上。悬架14除转向节30外、还有上臂34、下臂40、阻尼器46。其中，上臂34通过连接部件38a与38b分别与转向节30及车体36连接；下臂40通过连接部件44a、44b分别与转向节30及副梁42连接；阻尼器46通过减震弹簧48与车体36连接且通过连接部件50与下臂40连接。车体36通过连接部件52与副梁42连接。此外，在转向节30的内部插有能够自由转动的驱动轴54，该驱动轴54由未图示的引擎延伸，同时通过齿轮箱55与转向盘18连接。
如图4所示，各加速度传感器单元16具有检测振动加速度Ax的加速度传感器60x、检测振动加速度Ay的加速度传感器60y、检测振动加速度Az的加速度传感器60z。加速度传感器60x所检测的振动加速度Ax表示转向节30在车辆10的前后方向（图1中X方向）上的振动加速度（mm/s/s）。加速度传感器60y所检测的振动加速度Ay表示转向节30在车辆10的左右方向（图3中Y方向）上的振动加速度（mm/s/s）。加速度传感器60z所检测的振动加速度Az表示转向节30在车辆10的上下方向（图1中Z方向）上的振动加速度（mm/s/s）。
各加速度传感器单元16将表示在各转向节30处所检测出的振动加速度Ax、Ay、Ay的加速度信号Sx、Sy、Sz输出至ANC装置12。在ANC装置12中，以经过模拟/数字（A/D）变换的加速度信号Sx、Sy、Sz为参照信号生成抵消音CS。在下面也将加速度信号Sx、Sy、Sz称为参照信号Sb。
（3）ANC装置12
（a）整体结构
ANC装置12用于控制从扬声器24输出的抵消音CS，具有微处理器56、存储器58（参照图1）等。微处理器56通过软件来执行控制抵消音CS功能（确定抵消音功能）等的功能。
图4为ANC装置12的功能框图。如图4所示，ANC装置12具有与每一个加速度传感器60x、60y、60z对应的控制信号生成部62，还具有与前轮28a的每个加速度传感器单元16对应的、第1加法器64、第2加法器66。控制信号生成部62、第1加法器64、第2加法器66由微处理器56及存储器58构成。
另外，在本实施方式中，由加速度传感器60x、60y、60z所输出的加速度信号Sx、Sy、Sz为模拟信号，由ANC装置12中的模拟/数字变换器（未图示）进行模拟/数字（A/D）变换后输入至控制信号生成部62中。此外，作为由第2加法器66所输出的数字信号的第2合成控制信号Scc2被ANC装置12中的数字/模拟变换器（未图示）进行数字/模拟（D/A）变换后输入至扬声器24。
此外，为了方便说明，将每个加速度传感器单元16中的控制信号生成部62、第1加法器64总称为控制信号生成单元68。在图4中，仅示出了最上方的控制信号生成单元68的内部结构，而对其他的控制信号生成单元68的内部结构在图示中省略。
（b）控制信号生成部62
图5为控制信号生成部62的一个功能框图。图5所示的控制信号生成部62对应于加速度传感器60x，与对应于加速度传感器60y、60z的控制信号生成部62具有相同的结构。
如图5所示，控制信号生成部62具有自适应滤波处理部70a与70b、滞后设定部72、滞后量计算部74、转向状态检测部76、增益调整部78、第3加法器80。
自适应滤波处理部70a是对应于由前轮28a输入的振动（实际检测值）而设置的，根据由未图示的模拟/数字变换器进行A/D变换了的加速度信号Sx、Sy、Sz（参照信号Sb）进行自适应滤波控制。自适应滤波处理部70a具有自适应滤波器80a、参照信号修正部82a、滤波器系数更新部84a。
自适应滤波器80a例如为FIR（Finiteimpulseresponse，有限脉冲响应）滤波器或者自适应槽口滤波器，以滤波器系数Wr对参照信号Sb进行自适应滤波处理，输出前轮控制信号Scr1，该前轮控制信号Scr1表示用于降低前轮路面噪音NZrf的抵消音CS（前轮抵消音CSf）的波形，该路面噪音NZrf对应于从前轮28a输入的路面振动（实际检测值）。
参照信号修正部82a对参照信号Sb按照传递函数进行处理从而生成修正参照信号Sr。在滤波器系数更新部84a中计算滤波器系数Wf时需要用到该修正参照信号Sr。另外，传递函数处理是指，根据抵消音CS从扬声器24到麦克风26之间的传递函数Ce（滤波器系数）来对参照信号Sb进行修正处理。在该传递函数处理中所使用的传递函数Ce为，抵消音CS从扬声器24到麦克风26之间的实际传递函数C通过测定得到的结果或预测的结果。
滤波器系数更新部84a对滤波器系数Wf逐次进行计算、更新。滤波器系数更新部84a使用自适应算法（例如，最小二乘法（LMS）算法运算）来进行对滤波器系数Wf的运算。即，根据来自于参照信号修正部82a的修正参照信号Sr1与来自于麦克风26的误差信号e，通过使误差信号e的平方e2最小化来对滤波器系数Wf进行运算。关于滤波器系数更新部84a中所进行的具体的运算，例如可采用US2004/0247137A1中所记载的。
滞后设定部72使参照信号Sb延迟，滞后量n由滞后量计算部74所计算出，如此而得到第1滞后参照信号Sbd1，滞后设定部72将该第1滞后参照信号Sbd1输出。
滞后量计算部74计算出滞后设定部72的处理中所使用的滞后量n。具体为，利用下式（1）计算滞后量n。
n=[Lwb/｛V×1000/（60×60）｝]/Pc（1）
（舍去小数点后面的部分）
在上式（1）中，Lwb为车辆10的轴距（前轮28a的转轴与后轮28b的转轴之间的距离）（m），V为由车速传感器22检测出的车速（km/h），Pc为运算周期（sec）。另外，式（1）中的数字“1000/（60×60）”为将车速V从时速变换为秒速（m/sec）所使用的系数，如果在最初的时候就将车速V按秒速定义的话则不要该变换。另外，在式（1）中，也可以不将小数点以后的部分舍去，而是将其进位上去，或者，对小数点以后的部分进行四舍五入。
由式（1）可知，本实施方式中的滞后量n表示，在使用相同的参照信号Sb的情况下，后轮28b侧所使用的参照信号Sb（第1滞后参照信号Sbd1）要比前轮28a侧所使用的参照信号Sb晚多少个运算周期Pc。在本实施方式中，在上式（1）中，可变量只有车速V。因而，采用上式（1）进行运算外，也可将规定车速V与滞后量n的关系的图表（关系式）预先存储在存储器58中，根据当前的车速V来设定滞后量n。
转向状态检测部76根据由转向角传感器20检测出的转向角θs设定增益调整部78中所使用的增益G1（后面将作详细说明）。
增益调整部78根据由转向状态检测部76设定的增益G1，使第1滞后参照信号Sbd1放大，输出第2滞后参照信号Sbd2。
自适应滤波处理部70b是对应于从后轮28b输入的振动（推算值）而设置的，具有与自适应处理部70a相同的结构。然而，在自适应处理部70b中，用第2滞后参照信号Sbd2代替参照信号Sb。因而，从自适应滤波处理部70b的自适应滤波器80b输出的后轮控制信号Scr2表示后轮侧抵消音CSr的波形，该后轮侧抵消音CSr用于降低对应于从后轮28b输入的路面振动（推算值）的后轮噪音NZrr。
第3加法器80将来自于自适应滤波处理部70a、70b的前轮控制信号Scr1与后轮控制信号Scr2合成而生成控制信号Scr。
（c）第1加法器64
各第1加法器64将从各控制信号生成部62输出的控制信号Scr合成，生成第1合成控制信号Scc1。
（d）第2加法器66
第2加法器66将从各控制信号生成单元68的第1加法器64输出的第1合成控制信号Scc1合成，生成第2合成控制信号Scc2。第2合成控制信号Scc2被未图示的D/A变换器进行D/A变换后输入扬声器24。
（4）扬声器24
扬声器24输出与来自于ANC装置12（微处理器56）的第2合成控制信号Scc2相对应的抵消音CS。从而获得对路面噪音NZr（前轮路面噪音NZrf与后轮路面噪音NZrr的总和）的消音效果。
（5）麦克风26
麦克风26检测出残余噪音，该残余噪音为路面噪音NZr与抵消音CS之间的差值，麦克风26将表示该残余噪音的误差信号e输出至ANC装置12（微处理器56）。
2．各部中的处理
（1）抵消音CS的生成
接下来对本实施方式的抵消音CS的生成过程进行说明。图6所示为生成抵消音CS的流程图。
在步骤S1中，各加速度传感器单元16的加速度传感器60x、60y、60z检测出X轴方向的振动加速度Ax、Y轴方向的振动加速度Ay及Z轴方向的振动加速度Az，并生成分别表示振动加速度Ax、Ay、Az的加速度信号Sx、Sy、Sz（参照信号Sb）。
在步骤S2中，控制信号生成部62根据下述两者进行自适应滤波处理从而生成数字控制信号Scr，即，根据未图示的A/D变换器进行A/D变换了的加速度信号Sx、Sy、Sz（参照信号Sb）和来自于麦克风26的误差信号e。如此，控制信号Scr为前轮控制信号Scr1与后轮控制信号Scr2之和。
在步骤S3中，第1加法器64将从各控制信号生成部62输出的控制信号Scr合成而生成第1合成控制信号Scc1。
ANC装置12针对每个前轮28a的加速度传感器单元16分别进行上述步骤S1～S3。
在步骤S4中，第2加法器66将从各第1加法器64输出的第1合成控制信号Scc1合成，生成第2合成控制信号Scc2。
在步骤S5中，扬声器24输出基于第2合成控制信号Scc2的抵消音CS。另外，在第2加法器66将信号输入扬声器24中时，第2合成控制信号Scc2被未图示的D/A变换器进行D/A变换处理并且被放大器调整振幅。
在步骤S6中，麦克风26检测出残余噪音，该残余噪音作为包含路面噪音NZr在内的混合噪音NZc与抵消音CS之差，并且，输出与该残余噪音相对应的误差信号e。该误差信号e在ANC装置12的之后的自适应滤波处理中被使用。
ANC装置12按照运算周期Pc反复进行上述的步骤S1～S6。
（2）转向状态检测部76的处理
下面对转向状态检测部76的处理进行说明。在图7中表示转向状态检测部76的处理的流程图。
在步骤S11中，转向状态检测部76获得由转向角传感器20检测得到的转向角θs。在步骤S12中，转向状态检测部76判定转向角θs的绝对值是否超出转向角阈值TH_θs（以下称为阈值TH_θs）。阈值TH_θs为正值，用于判定车辆10的前轮28a和后轮28b的轨迹是否一致。
当转向角θs的绝对值没有超出阈值TH_θs时（S12：NO），在步骤S13中，转向状态检测部76设定通常情况下所使用的增益的值Gnormal作为增益G1。
另一方面，当转向角θs的绝对值超出阈值TH_θs时（S12：YES），在步骤S14中，转向状态检测部76设定小于值Gnormal的值Gsmall作为增益G1。通过将小于值Gnormal的值Gsmall作为增益G1使用，使第2滞后参照信号Sbd2变小。其结果导致由自适应滤波器80b输出的后轮控制信号Scr2变小。因此，根据该后轮控制信号Scr2产生的后轮抵消音CSr也变小。
3．本实施方式的效果
如上，采用本实施方式，根据转向角θs（转向状态）检测出前轮28a和后轮28b的运行轨迹的不同，然后通过扬声器24抑制后轮抵消音CSr的输出。因此，能够抑制由于前轮28a和后轮28b的运行轨迹不同而由后轮抵消音CSr造成的车厢内的增大的噪音以及产生的杂音。
在本实施方式中，转向状态检测部76能够检测出，当转向角θs超出阈值TH_θs时，前轮28a和后轮28b的运行轨迹的不同。通过将转向角θs与转向角阈值TH_θs（第1阈值）进行比较，能够相对简单的检测出前轮28a和后轮28b的运行轨迹的不同。
【B．本发明的应用】
另外，本发明并不限于上述实施方式，可以根据说明书的记载内容，采用各种变形结构。例如，可以采用下述的结构。
1．加速度传感器单元16
在上述实施方式中，针对两个前轮28a分别设置加速度传感器单元16，然而也可以仅在一个前轮28a上设置加速度传感器单元16。另外，在上述实施方式中，对于各加速度传感器单元16，其检测出X轴方向、Y轴方向、Z轴方向这三个方向上的振动的振动加速度Ax、Ay、Az，然而，也并不限于此，也可以检测一个轴方向或者两个轴方向或者四个轴以上方向上的振动的加速度。
在上述实施方式中，振动加速度Ax、Ay、Az由加速度传感器60x、60y、60z直接检测出，然而，也可以由位移传感器检测出转向节30的位移（mm）并根据该位移计算振动加速度Ax、Ay、Az。同样地，也可以用载荷传感器的检测值来求得振动加速度Ax、Ay、Az。另外，例如，也可以在前轮28a的附近另外设置麦克风，由该麦克风检测出振动噪音，用表示该振动噪音的信号代替加速度信号Sx、Sy、Sz。
在上述实施方式中，各加速度传感器单元16设置在转向节30上，然而也可以设置在轮毂等的其他部位上。
2．后轮抵消音CSr的抑制方法
在上述实施方式中，通过降低对应于第1滞后参照信号Sbd1的增益G1的值，对后轮抵消音CSr进行抑制，但并不局限于此。
图8为车辆10的第1变形例即车辆10A的有源振动噪音控制装置12a（下面称为ANC装置12a）的控制信号生成部62a的一个功能框图。图8所示的控制信号生成部62a对应于加速度传感器60x，但对应于加速度传感器60y、60z的控制信号生成部62a也具有相同的结构。另外，为方便说明，将每个加速度传感器单元16的控制信号生成部62a以及第1加法器64称为控制信号生成单元68a。
在图5所示的ANC装置12中设置有位于滞后设定部72和自适应滤波处理部70b之间的增益调整部78，但并不局限于此，也可如图8所示的ANC装置12a那样在位于自适应滤波处理部70b和第3加法器80之间设置增益调整部78。根据上述结构，通过增益G1与由自适应滤波处理部70b输出的后轮控制信号Scr2的乘积，能够对后轮抵消音CSr进行抑制。
图9为车辆10的第2变形例即车辆10B的有源振动噪音控制装置12b（下面称为ANC装置12b）的控制信号生成部62b的一个功能框图。图9所示的控制信号生成部62b对应于加速度传感器60x，但对应于加速度传感器60y、60z的控制信号生成部62也具有相同的结构。另外，为方便说明，将每个加速度传感器单元16的控制信号生成部62b以及第1加法器64称为控制信号生成单元68b。
在图5所示的ANC装置12及图8所示的ANC装置12a中都具有增益调整部78，但在图9所示的ANC装置12b中具有位于自适应滤波处理部70b内部的递减器90和切换开关92。
递减器90用于使滤波器系数Wr逐渐降低。切换开关92根据来自转向状态检测部76的指令进行切换。具体为，当转向角θs没有超出阈值TH_θs时，滤波器系数更新部84b和自适应滤波器80b连接，从而可根据自适应控制更新滤波器系数Wr。另一方面，当转向角θs超出阈值TH_θs时，转向状态检测部76控制切换开关92使递减器90和自适应滤波器80b连接，从而会使滤波器系数Wr逐渐降低而与自适应控制无关。因此，在对切换开关92进行切换而使递减器90和自适应滤波器80b连接时，当下的滤波器系数Wr由滤波器系数更新部84b传递到递减器90，从而能够使该滤波器系数Wr由初始值开始逐渐下降。
3.后轮抵消音CSr的抑制开始时间及抑制期间
在上述实施方式中，当转向角θs超出阈值TH_θs时，增益G1由值Gnormal切换为值Gsmall后，后轮抵消音CSr的抑制完成（图7）。然而，后轮抵消音CSr的抑制开始时间及抑制期间，并不仅限于此。
图10表示转向状态检测部76的处理（图7）的第1变形例的流程图。
在步骤S21中，转向状态检测部76由转向角传感器20取得转向角θs。在步骤S22中，转向状态检测部76计算出转向角θs在每个单位时间的变化量（以下称为转向速度△θs）（度/s）。
在步骤S23中，转向状态检测部76判定转向速度△θs的绝对值是否超出转向速度阈值TH_△θs（以下称为阈值TH_△θs）。阈值TH_△θs为正值，用于判定车辆10的前轮28a和后轮28b的轨迹是否不同。
当转向速度△θs的绝对值没有超出阈值TH_△θs时（S23：NO），在步骤S24中，转向状态检测部76设定通常情况下所使用的增益的值Gnormal作为增益G1。
另一方面，当转向速度△θs的绝对值超出阈值TH_△θs时（S23：YES），在步骤S25中，转向状态检测部76设定小于值Gnormal的值Gsmall作为增益G1。
根据图10的处理，通过将转向速度△θs与转向速度阈值TH_△θs（第2阈值）进行比较，能够相对简单的检测出前轮和后轮的运行轨迹的不同。
图11表示转向状态检测部76的处理（图7）的第2变形例的流程图。
步骤S31～S34与图7的步骤S11～S14相同。在步骤S35中，转向状态检测部76使未图示的减法计数器的计数值CNT恢复至最大值。在步骤S36中，转向状态检测部76使计数值CNT降低。在步骤S37中，转向状态检测部76判定计数值CNT是否为零。在计数值CNT为非零时（S37：NO），返回到步骤S36。在计数值CNT为零时（S37：YES），此次的处理结束。
根据转向状态，在检测出前轮28a和后轮28b的运行轨迹的不同时，考虑到由该运行轨迹到形成为同一轨迹需要花费一定的时间。根据图11的处理，例如，设定前轮28a和后轮28b的运行轨迹达到同一轨迹最低所需要的时间为所规定期间，由此能够避免虽然运行轨迹处于不同的状态，却误判定运行轨迹为相同的情况。
3．其他
在上述实施方式中，针对每个控制信号生成部62设置滞后量计算部74及转向状态检测部76，然而，并不仅限于此。例如，也可以在ANC装置12中设置一个滞后量计算部74及一个转向状态检测部76，由一个滞后量计算部74在控制信号生成部62中设定滞后量n，由一个转向状态检测部76在控制信号生成部62中设定增益G1。
在上述实施方式中，设定增益G1的值为两级，但并不局限于此，也可将增益G1的值设定为3级以上。另外将转向角θs与增益G1的关系预先图表化并存储在存储器58中，而能够使用该图表化的数据。
Claims (4)
1.一种有源振动噪音控制装置（12、12a、12b），包括：
前轮振动检测机构（60x、60y、60z），其检测出车辆（10、10A、10B）的前轮（28a）因受路面的作用而产生的前轮振动，并输出与该前轮振动对应的前轮参照信号；
车速检测机构（22），其检测所述车辆（10、10A、10B）的车速；
滞后时间计算机构（74），其根据所述车速求出滞后时间，该滞后时间是指所述车辆（10、10A、10B）的前轮（28a）与后轮（28b）经过同一地点的时间差；
后轮参照信号输出机构（72），其输出后轮参照信号，该后轮参照信号为与将所述前轮振动延迟所述滞后时间而得到的预测后轮振动对应的信号；
抵消音输出机构（24、70a、70b），其根据所述前轮参照信号输出前轮抵消音并且根据所述后轮参照信号输出后轮抵消音，所述前轮抵消音用于在消音对象位置消除由所述前轮振动所引起的前轮振动噪音，所述后轮抵消音用于在所述消音对象位置消除由所述预测后轮振动引起的后轮振动噪音，其特征在于，
还包括用于检测所述车辆（10、10A、10B）的转向状态的转向状态检测机构（20），
所述抵消音输出机构（24、70a、70b）根据所述转向状态，检测到所述前轮（28a）和所述后轮（28b）的运行轨迹不同时，抑制所述后轮抵消音的输出，但不影响所述前轮抵消音的输出。
2.根据权利要求1所述的有源振动噪音控制装置（12、12a、12b），其特征在于，所述抵消音输出机构（24、70a、70b）在表示所述转向状态的转向量超出第1阈值时，将所述车辆（10、10A、10B）的前轮（28a）和后轮（28b）的运行轨迹作为不同的轨迹检测出来。
3.根据权利要求1所述的有源振动噪音控制装置（12、12a、12b），其特征在于，所述抵消音输出机构（24、70a、70b）在表示所述转向状态的转向速度超出第2阈值时，将所述车辆（10、10A、10B）的前轮（28a）和后轮（28b）的运行轨迹作为不同的轨迹检测出来。
4.根据权利要求1所述的有源振动噪音控制装置（12、12a、12b），其特征在于，
所述抵消音输出机构（24、70a、70b）根据所述转向状态检测出所述车辆（10、10A、10B）的前轮（28a）和后轮（28b）的运行轨迹的不同时，在规定期间，抑制所述后轮抵消音的输出。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010-284297 | 2010-12-21 | ||
| JP2010284297 | 2010-12-21 | ||
| PCT/JP2011/071983 WO2012086282A1 (ja) | 2010-12-21 | 2011-09-27 | 能動型振動騒音制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103228485A CN103228485A (zh) | 2013-07-31 |
| CN103228485B true CN103228485B (zh) | 2015-12-02 |
Family
ID=46313566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201180057112.5A Expired - Fee Related CN103228485B (zh) | 2010-12-21 | 2011-09-27 | 有源振动噪音控制装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9042570B2 (zh) |
| EP (1) | EP2657086B1 (zh) |
| JP (1) | JP5604529B2 (zh) |
| CN (1) | CN103228485B (zh) |
| WO (1) | WO2012086282A1 (zh) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5634893B2 (ja) * | 2011-01-21 | 2014-12-03 | 本田技研工業株式会社 | 能動型振動騒音制御装置 |
| CN104976159B (zh) * | 2014-04-11 | 2019-11-01 | 中强光电股份有限公司 | 鼓风机及涡流噪音降低方法 |
| DE102015122194A1 (de) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | Robert Bosch Automotive Steering Gmbh | Verfahren zur Maskierung und/oder zur Reduzierung störender Geräusche oder deren Auffälligkeit bei dem Betrieb eines Kraftfahrzeugs |
| US10170096B1 (en) * | 2017-11-01 | 2019-01-01 | GM Global Technology Operations LLC | Audio control systems and methods for mitigating structural noise borne from tires |
| US10332504B1 (en) * | 2018-11-30 | 2019-06-25 | Harman International Industries, Incorporated | Noise mitigation for road noise cancellation systems |
| US10580399B1 (en) | 2018-11-30 | 2020-03-03 | Harman International Industries, Incorporated | Adaptation enhancement for a road noise cancellation system |
| FR3115148B1 (fr) * | 2020-10-12 | 2022-11-04 | Renault Sas | Ensemble et procédé de contrôle actif du bruit de roulement pour un véhicule automobile |
| GB202016939D0 (en) | 2020-10-26 | 2020-12-09 | Pss Belgium Nv | Method for positioning a shaker and use of the shaker for vibration control |
| US20220306130A1 (en) * | 2021-03-23 | 2022-09-29 | Sony Group Corporation | System, method and computer program to suppress vibrations in a vehicle |
| CN114566137A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-05-31 | 苏州茹声电子有限公司 | 一种基于主动降噪的车辆路噪控制方法及系统、存储介质 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5690321A (en) * | 1992-09-29 | 1997-11-25 | Mazda Motor Corporation | Vibration damping system for vehicle |
| CN1573918A (zh) * | 2003-06-05 | 2005-02-02 | 本田技研工业株式会社 | 主动控制振动噪声的装置和方法,及具有该装置的车辆 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3328946B2 (ja) * | 1991-12-04 | 2002-09-30 | 日産自動車株式会社 | 能動型不快波制御装置 |
| JP3372572B2 (ja) | 1992-08-31 | 2003-02-04 | 本田技研工業株式会社 | 車輌用能動振動騒音制御装置 |
| JPH06110473A (ja) | 1992-09-29 | 1994-04-22 | Mazda Motor Corp | 車両用振動低減装置 |
| JP2007216787A (ja) | 2006-02-15 | 2007-08-30 | Toyota Motor Corp | 車体振動検出装置及び騒音制御装置 |
| JP2008184129A (ja) | 2007-01-31 | 2008-08-14 | Xanavi Informatics Corp | 車内騒音制御装置 |
| JP5090301B2 (ja) | 2008-09-18 | 2012-12-05 | 本田技研工業株式会社 | 能動型騒音制御装置 |
-
2011
- 2011-09-27 EP EP11851791.1A patent/EP2657086B1/en not_active Not-in-force
- 2011-09-27 WO PCT/JP2011/071983 patent/WO2012086282A1/ja active Application Filing
- 2011-09-27 US US13/991,114 patent/US9042570B2/en active Active
- 2011-09-27 JP JP2012549668A patent/JP5604529B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2011-09-27 CN CN201180057112.5A patent/CN103228485B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5690321A (en) * | 1992-09-29 | 1997-11-25 | Mazda Motor Corporation | Vibration damping system for vehicle |
| CN1573918A (zh) * | 2003-06-05 | 2005-02-02 | 本田技研工业株式会社 | 主动控制振动噪声的装置和方法,及具有该装置的车辆 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2657086A4 (en) | 2014-09-17 |
| JPWO2012086282A1 (ja) | 2014-05-22 |
| EP2657086A1 (en) | 2013-10-30 |
| US20130259249A1 (en) | 2013-10-03 |
| US9042570B2 (en) | 2015-05-26 |
| CN103228485A (zh) | 2013-07-31 |
| WO2012086282A1 (ja) | 2012-06-28 |
| JP5604529B2 (ja) | 2014-10-08 |
| EP2657086B1 (en) | 2016-07-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103228485B (zh) | 有源振动噪音控制装置 | |
| CN102610226B (zh) | 有源振动噪音控制装置 | |
| CN102097094B (zh) | 有源降噪装置 | |
| JP5070167B2 (ja) | 能動型騒音制御装置 | |
| CN103253185B (zh) | 车用主动式效果音发生装置 | |
| JP6117145B2 (ja) | 能動型効果音発生装置 | |
| US20160042731A1 (en) | System and method for controlling vehicle noise | |
| JP5934037B2 (ja) | 能動型振動騒音抑制装置 | |
| JP5254941B2 (ja) | 能動型騒音制御装置及び車両 | |
| JP2010111205A (ja) | 能動型騒音制御装置 | |
| JP5090301B2 (ja) | 能動型騒音制御装置 | |
| JP2010253989A (ja) | サスペンション制御装置及びサスペンション制御方法 | |
| JP5926158B2 (ja) | 能動型消音装置 | |
| JPH0728474A (ja) | 騒音キャンセル方式 | |
| JP5474752B2 (ja) | 能動型振動騒音制御装置 | |
| JP5404363B2 (ja) | 能動型騒音制御装置 | |
| JP2011121533A (ja) | 能動型騒音制御装置 | |
| JPH06109069A (ja) | 車両用振動低減装置 | |
| JPH07104768A (ja) | 車室内騒音低減装置 |
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 | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20151202 |