DE112014006393T5

DE112014006393T5 - Beschleunigungssensor und aktive Geräuschsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE112014006393T5
Application number: DE112014006393.2T
Authority: DE
Inventors: Atsuyoshi Yano
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-02-21
Filing date: 2014-02-21
Publication date: 2016-11-17
Also published as: US9858914B2; WO2015125275A1; JPWO2015125275A1; US20170004816A1; CN106258000A; CN106258000B; JP5976251B2

Abstract

Ein Beschleunigungsdetektor 10 umfasst eine Richtungsvektor-Einstelleinheit 11 zum Festlegen eines Richtungsvektors u in Übereinstimmung mit Detektionsargumenten a und b, die eine Zieldetektionsrichtung in einem rechtwinkligen orthogonal zueinander liegenden xyz Koordinatensystem definiert; und eine Skalarprodukt-Berechnungseinheit 12 zum Erhalten eines detektierten Beschleunigungssignals v(n) durch Berechnen eines Skalarprodukts des Richtungsvektors u und der Beschleunigungssignale x(n), y(n) und z(n) auf den individuellen Achsen in dem rechtwinkligen Koordinatensystem.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Beschleunigungsdetektor, der die Beschleunigung einer Schwingungsgeräuschquelle detektiert, und auf eine aktive Geräuschsteuervorrichtung, die das Schwingungsgeräusch durch eine aktive Geräuschsteuerung unter Bezugnahme auf die detektierte Beschleunigung dämpft.
STAND DER TECHNIK
Um Schwingungsgeräusche aufgrund einer Vibration einer Schwingungsgeräuschquelle, wie einer Maschine oder eines Fahrzeugs, durch die aktive Geräuschsteuerung zu dämpfen, wird eine Technik offenbart, bei der ein Beschleunigungssensor an der Schwingungsgeräuschquelle befestigt ist und auf die detektierte Beschleunigung Bezug genommen wird (siehe zum Beispiel Patentdokument 1).
Die Schwingung eines Objekts ist jedoch nicht immer auf eine einzige Bewegungsrichtung begrenzt, sondern hat eine Mehrzahl von Schwingungskomponenten unterschiedlicher Bewegungsrichtungen, wie eine vertikale und eine horizontale Richtung. Zum jetzigen Zeitpunkt ist es aufgrund von Designgründen vorstellbar, dass die zu detektierende Bewegungsrichtung der Schwingungen nicht immer mit der Achse des Beschleunigungssensors (das heißt, der Detektionsrichtung der Beschleunigung) übereinstimmt. Unter Berücksichtigung eines solchen Falles wird eine Technik offenbart, die die Abweichung der Achse des Beschleunigungssensors von der Bewegungsrichtung der zu detektierenden Schwingung misst und den Ausgangswert des Beschleunigungssensors in Übereinstimmung mit der Abweichung korrigiert (siehe beispielsweise Patentdokument 2).
Die Technik des Patentdokuments 2 kann jedoch nicht mit dem Fall umgehen, bei dem die Abweichung zwischen der Bewegungsrichtung der Schwingung, die zu dem Geräusch beiträgt, und der Achse des Beschleunigungssensors nicht fest ist und abhängig von Gegebenheiten variiert. Unter Bezugnahme auf das Problem offenbart ein Patentdokument 3 beispielsweise eine Technik, die die Bewegungsrichtung aus einem Arcustangens basierend auf einem Verhältnis zwischen den Beschleunigungen der individuellen Achsen unter Verwendung eines Beschleunigungssensors misst, der die Beschleunigungen von zwei orthogonal zueinander liegenden Achsen detektiert.
DOKUMENT DES STANDES DER TECHNIK
PATENTDOKUMENT

Patentdokument 1: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 6-110474/1994 .
Patentdokument 2: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2010-112793 .
Patentdokument 3: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2009-128164 .

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
ZU LÖSENDE PROBLEME
Eine komplizierte Konstruktion, wie eine Maschine oder ein Fahrzeug, hat unzählbare Schwingungsmoden und die individuellen Schwingungsmoden haben unterschiedliche Bewegungsrichtungen und Frequenzen. Somit bieten die Beschleunigungssignale auf den individuellen Achsen ein Problem dahingehend, dass sie unterschiedliche gemischte Schwingungskomponenten als Störung neben der Schwingungskomponente aufweisen, die hauptsächlich zu dem Geräusch beiträgt.
In einem solchen Fall ist es notwendig, nur die Schwingungskomponente genau zu detektieren, die hauptsächlich zu dem Geräusch beiträgt, während der Einfluss der Schwingungskomponenten der Störung gehemmt werden soll. Allerdings offenbart keines der zuvor genannten Patentdokumente 1–3 eine solche Technik. Beispielsweise misst die Technik des Patentdokuments 3 nur die Bewegungsrichtung und die Beschleunigung zu jedem Zeitpunkt in Übereinstimmung mit einem zusammengesetzten Ergebnis der Zielschwingung und der Störung. Somit liefert das Anwenden der Technik auf die aktive Geräuschsteuerung ein Problem des Reduzierens der Dämpfungswirkung aufgrund des Einflusses der Störung.
Die vorliegende Erfindung wurde implementiert, um die vorgenannten Probleme zu lösen. Daher ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, erstens die Richtung oder Beschleunigung der zu der Richtung des Geräusches beitragenden Schwingung zu detektieren und zweitens das Schwingungsgeräusch effektiv zu dämpfen.
MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
Ein Beschleunigungsdetektor in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist ein solcher, der Beschleunigungssignale auf individuellen Achsen empfängt, die in einem dreiachsigen oder zweiachsigen rechtwinkligen Koordinatensystem, dessen individuelle Achsen orthogonal zueinander liegen, beobachtet werden, und der ein detektiertes Beschleunigungssignal liefert, das auf eine Zieldetektionsrichtung umgewandelt ist, wobei der Beschleunigungsdetektor umfasst: eine Richtungsvektor-Einstelleinheit zum Festlegen eines Richtungsvektors in Übereinstimmung mit einem Detektionsargument, das die Zieldetektionsrichtung in dem rechtwinkligen Koordinatensystem definiert; und eine Skalarprodukt-Berechnungseinheit zum Erhalten des detektierten Beschleunigungssignals durch Berechnen eines Skalarprodukts der Beschleunigungssignale auf den individuellen Achsen und des Richtungsvektors.
Eine aktive Geräuschsteuerungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist eine solche, die einen Lautsprecher veranlasst, ein Steuersignal zum Dämpfen eines Schwingungsgeräuschs von einer Schwingungsgeräuschquelle zu liefern, und die ein Fehlersignal zwischen dem Schwingungsgeräusch, das ein Mikrofon detektiert, und dem Steuersignal und ein Beschleunigungssignal der Schwingungsgeräuschquelle, das ein Beschleunigungssensor detektiert, empfängt, wobei die aktive Geräuschsteuervorrichtung umfasst: eine Richtungsvektor-Einstelleinheit zum Festlegen eines Richtungsvektors in Übereinstimmung mit einem Detektionsargument, das eine Zieldetektionsrichtung in einem dreiachsigen oder zweiachsigen rechtwinkligen Koordinatensystem, dessen Achsen orthogonal zueinander liegen, detektiert; und eine Skalarprodukt-Berechnungseinheit zum Berechnen eines Skalarprodukts der Beschleunigungssignale an individuellen Achsen des rechtwinkligen Koordinatensystems, die von dem Beschleunigungssensor empfangen werden, und des Richtungsvektors, und zum Erhalten eines detektierten Beschleunigungssignals, das aus einer Umwandlung der Beschleunigungssignale auf den individuellen Achsen in die Zieldetektionsrichtung herrührt, wobei die aktive Geräuschsteuervorrichtung das Steuersignal abhängig von dem Fehlersignal und dem detektierten Beschleunigungssignal steuert.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist sie in einer solchen Weise ausgebildet, dass sie den Richtungsvektor in Übereinstimmung mit dem Detektionsargument feststellt und das Skalarprodukt des Richtungsvektors und der Beschleunigungssignale der drei oder zwei Achsen, die orthogonal zueinander sind, berechnet, um das detektierte Beschleunigungssignal zu erhalten. Somit kann die Empfindlichkeit bezüglich der Beschleunigungen in anderen Richtungen als die Bewegungsrichtung der zu detektierenden Schwingung reduziert werden und es kann die Beschleunigung der Zielschwingung genau detektiert werden. Da außerdem der Richtungsvektor in Übereinstimmung mit dem Detektionsargument festgelegt wird, kann die Beschleunigung der Zielschwingung in Übereinstimmung mit einem neuen Detektionsargument schnell detektiert werden, selbst wenn die Bewegungsrichtung der Zielschwingung variiert.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird die Beschleunigung der Schwingungskomponente, die stark zu dem Geräusch beiträgt, als das detektierte Beschleunigungssignal aus den Schwingungskomponenten der Schwingungsgeräuschquelle erhalten und die aktive Geräuschsteuerung kann in Übereinstimmung mit dem detektierten Beschleunigungssignal ausgeführt werden. Somit kann der Einfluss der Schwingungskomponenten, die nicht zu dem Geräusch beitragen, eingeschränkt werden und die Dämpfungswirkung verbessert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau eines Beschleunigungsdetektors nach einem Ausführungsbeispiel 1 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein Graph, der die Funktionsweise des Beschleunigungsdetektors des Ausführungsbeispiels 1 darstellt;
3 ist ein dreidimensionaler Graph, der, wenn Detektionsargumente bestimmt werden, ein Beispiel einer Detektionsempfindlichkeit des Beschleunigungsdetektors auf Beschleunigungen in Richtungen von 0 ≤ a' < 2π und 0 ≤ b' < π darstellt;
4 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau eines Beschleunigungsdetektors nach einem Ausführungsbeispiel 2 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau einer aktiven Geräuschsteuervorrichtung nach einem dritten Ausführungsbeispiel in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt; und
6 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau einer aktiven Geräuschsteuervorrichtung nach einem vierten Ausführungsbeispiel in Überstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt.
BESTE FORM ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Die beste Form zum Ausführen der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, um die vorliegende Erfindung detaillierter zu erläutern.
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 1
In einem Ausführungsbeispiel 1 wird ein Beschleunigungsdetektor beschrieben, der, wenn die Bewegungsrichtung der zu detektierenden Schwingung vorher klar ist, die Beschleunigung in Bewegungsrichtung genau detektiert.
1 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau eines Beschleunigungsdetektors 10 des Ausführungsbeispiels 1 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt. Obwohl in dem Ausführungsbeispiel 1 der Beschleunigungsdetektor, der die Beschleunigung in einer Zielrichtung aus Beschleunigungen dreier Achsen, die orthogonal aufeinanderliegen, detektiert, als Beispiel beschrieben wird, ist es den Fachleuten möglich, einen Beschleunigungsdetektor zu konfigurieren, der die Beschleunigung in einer Zielrichtung aus den Beschleunigungen von zwei Achsen, die orthogonal zueinander sind, detektiert, indem die gleichen Mittel wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel 1 verwendet werden. Somit ist es offensichtlich, dass eine solche Konfiguration ebenfalls in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fällt.
In 1 weist der Beschleunigungsdetektor 10 eine Richtungsvektor-Einstelleinheit 11 zum Festlegen eines Richtungsvektors u in Übereinstimmung mit Detektionsargumenten a und b, die vorher vorgegeben sind, und eine Skalarprodukt-Berechnungseinheit 12 zum Berechnen eines Skalarprodukts des Richtungsvektors u und von dreiachsigen Beschleunigungssignalen x(n), y(n) und z(n) auf und erhält eine Beschleunigung (im Folgenden als ”detektiertes Beschleunigungssignal” bezeichnet) v(n) in der Bewegungsrichtung der zu detektierenden Schwingung.
Der Beschleunigungsdetektor 10 besteht aus einer CPU (Zentrale Verarbeitungseinheit), die nicht in der Zeichnung gezeigt ist, als Beispiel, und die CPU implementiert die Funktionen der Richtungsvektor-Einstelleinheit 11 und der Skalarprodukt-Berechnungseinheit 12 durch Ausführen von in dem inneren Speicher gespeicherten Programmen.
Außerdem können dem Beschleunigungsdetektor 10 gelieferte Beschleunigungssignale x(n), y(n) und z(n) beispielsweise vom Ausgang des Beschleunigungssensor beschafft werden.
2 ist ein Graph, der die Funktionsweise des Beschleunigungsdetektors 10 darstellt und Detektionsargumente a und b, einen Richtungsvektor u, Beobachtungswerte x(n), y(n) und z(n) der Beschleunigungen der individuellen Achsen und ihren Beobachtungsvektor p und eine detektierte Beschleunigung in dem dreidimensionalen Koordinatensystem, das aus drei orthogonal aufeinander stehenden Achsen besteht, zeigt.
Die Detektionsargumente a und b, die der Richtungsvektor-Einstelleinheit 11 eingeben werden, sind Winkel, die die zu detektierende Schwingungsrichtung in dem dreidimensionalen Koordinatensystem festlegen. Genauer gesagt ist das Detektionsargument a ein Winkel, den der orthogonale Projektionsvektor des Richtungsvektors u auf die xy-Ebene mit der x-Achse bildet und das Detektionsargument b ist ein Winkel, den der Richtungsvektor u mit der z-Achse bildet. Was die Detektionsargumente a und b betrifft wird angenommen, dass Werte eingegeben werden, die in Übereinstimmung mit der Bewegungsrichtung der zu detektierenden Schwingung bestimmt sind. Es wird hier jedoch angenommen, dass 0 ≤ a < 2π und 0 ≤ b < π ist und dies zur Vereinfachung der Erläuterung.
Beispielsweise werden in der aktiven Geräuschsteuerung die Detektionsargumente a und b in Übereinstimmung mit der Bewegungsrichtung der Schwingungskomponente mit dem maximalen Beitrag zum Geräusch bestimmt.
Unter Verwendung der eingegebenen Detektionsargumente a und b legt die Richtungsvektor-Einstelleinheit 11 den Richtungsvektor u, wie in dem Ausdruck (1) definiert, fest und liefert ihn an die Skalarprodukt-Berechnungseinheit 12.
Die Skalarprodukt-Berechnungseinheit 12 berechnet das Skalarprodukt aus dem durch den Ausdruck (2) gezeigten Beobachtungsvektors p, der als seine Komponenten die Beschleunigungssignale x(n), y(n) und z(n) entsprechend den drei orthogonal zueinander liegenden Achsen xyz aufweist, und dem Richtungsvektor u, der von der Richtungsvektor-Einstelleinheit 11 in Übereinstimmung mit den Ausdruck (3) geliefert wird, wodurch das detektierte Beschleunigungssignal v(n) berechnet wird, das gleich der Beschleunigung in der Bewegungsrichtung ist, die der Richtungsvektor u angibt.
Hier werden die Beschleunigungssignale x(n), y(n) und z(n) von dem Ausgang des Beschleunigungssensors oder dergleichen beschafft. Wenn im Übrigen die beschafften Beschleunigungssignale nur für zwei orthogonal zueinander liegen Achsen xy gelten, berechnet die Skalarprodukt-Berechnungseinheit 12 das detektierte Beschleunigungssignal v(n) in Übereinstimmung mit dem Ausdruck (4), da das Argument b auf π/2 begrenzt ist. v(n) = x(n)cosα + y(n)sinα (4)
Ein Vorzeichen des mit dem vorherigen Ausdruck (3) oder dem Ausdruck (4) berechneten detektierten Beschleunigungssignal v(n) ist positiv, wenn die Bewegung in der gleichen Richtung ist wie der Richtungsvektor u, und negativ, wenn die Bewegung in der entgegengesetzten Richtung ist.
Wenn der durch Ausdruck (5) gegebene Richtungsvektor u' in der entgegengesetzten Richtun, anstelle des Richtungsvektor u verwendet wird, wird einfach das detektierte Beschleunigungssignal v(n) mit dem entgegengesetzten Vorzeichen erhalten.
Wenn das Vorzeichen des detektierten Beschleunigungssignals v(n) nicht wichtig ist, können entweder der Richtungsvektor u oder der Richtungsvektor u' verwendet werden.
3 ist ein dreidimensionaler Graph, der ein Beispiel der Detektionsempfindlichkeit des Beschleunigungsdetektors 10 für die Beschleunigungen in die individuellen Richtungen von 0 ≤ a' < 2π und 0 ≤ b' < π darstellt, wenn die Detektionsargumente (a, b) als (a, b) = (1,4π, 0,2π) [rad] bestimmt sind.
Hier wird die Detektionsempfindlichkeit entsprechend dem Ausdruck (6) berechnet. (Detektionsempfindlichkeit) = (detektierte Beschleunigung)/(Beschleunigung in Richtung des Arguments a', b') (6)
Wie in 3 gezeigt, nimmt die Detektionsempfindlichkeit den Maximalwert 1 bei (a', b') = (1,4π, 0,2π) [rad] an und nimmt den Minimalwert –1 bei (a', b') = (0,4π, 0,8π) [rad] an und der absolute Wert der Detektionsempfindlichkeit ist in den anderen Richtungen geringer.
Somit ist es klar, dass die Detektionsempfindlichkeit der Beschleunigung in Richtungsvektor u und seine entgegengesetzte Richtung –u größer ist und die Detektionsempfindlichkeit in den anderen Richtungen geringer ist.
Wie oben beschrieben, ist der Beschleunigungsdetektor des Ausführungsbeispiels 1 in einer solchen Weise konfiguriert, dass die Richtungsvektor-Einstelleinheit 11 den Richtungsvektor in Übereinstimmung mit den angegebenen Detektionsargumenten festgelegt wird und die Skalarprodukt-Berechnungseinheit 12 das detektierte Beschleunigungssignal durch Berechnen des Skalarprodukts der Beschleunigungssignale der drei oder zwei Achsen, die orthogonal zueinander liegen, und des Richtungsvektors erhalten wird. Somit kann die Empfindlichkeit gegenüber der Beschleunigung in anderen als die Bewegungsrichtung der zu detektierenden Schwingung reduziert werden und die Beschleunigung der Zielschwingung kann genau detektiert werden.
Außerdem ist der Beschleunigungsdetektor 10 des Ausführungsbeispiels 1 in einer solchen Weise konfiguriert, dass die Richtungsvektor-Einstelleinheit 11 den Richtungsvektor in Übereinstimmung den angegebenen Detektionsargumenten festlegt. Somit kann er, wenn die Bewegungsrichtung der zu detektierenden Schwingung variiert, die neuen Detektionsargumente empfangen und schnell die Beschleunigung der Zielschwingung detektieren.
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 2
Obwohl in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel 1 der Richtungsvektor in Übereinstimmung mit den eingegebenen detektierten Argumenten festgelegt wurde, wird in dem Ausführungsbeispiel 2 eine Konfiguration beschrieben, die den Richtungsvektor in Übereinstimmung mit den Beschleunigungssignalen der orthogonal zueinander liegenden drei oder zwei Achsen bestimmt.
4 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau eines Beschleunigungsdetektors 20 des Ausführungsbeispiels 2 zeigt. In 4 umfasst der Beschleunigungsdetektor 20 die Richtungsvektor-Einstelleinheit 11, die Skalarprodukt-Berechnungseinheit 12 und eine Detektionsargument-Einstelleinheit 21 zum Bestimmen der Detektionsargumente a und b aus den Beschleunigungssignalen x(n), y(n) und z(n) der drei orthogonal zueinander liegenden Achsen.
Da hier die Richtungsvektor-Einstelleinheit 11 und die Skalarprodukt-Berechnungseinheit 12, die durch das gleiche Bezugszeichen wie in 1 bezeichnet sind, die gleichen Komponenten sind wie die Richtungsvektor-Einstelleinheit 11 und die Skalarprodukt-Berechnungseinheit 12 des Beschleunigungsdetektors 10 des vorhergehenden Ausführungsbeispiels 1, wird ihre Beschreibung weggelassen.
Als Nächstes wird die Funktionsweise des Beschleunigungsdetektors 20 beschrieben.
Die Detektionsargument-Einstelleinheit 21 empfängt die Beschleunigungssignale der zwei oder drei orthogonal zueinander liegenden Achsen und bestimmt die Detektionsargumente a und b in einer solchen Weise, dass die mittlere Leistung des detektierten Beschleunigungssignals v(n) maximal wird. Da beispielsweise der Schalldruck des Schwingungsgeräuschs proportional zu der Größe der Beschleunigung eines Objekts ist, das in der aktiven Geräuschsteuerung schwingt oder vibriert, wird angenommen, dass die Schwingungskomponente mit der maximalen Leistung den größten Beitrag zu dem Geräusch liefert. Somit wird das Bestimmen der Detektionsargumente a und b, wie oben beschrieben, das Detektieren der Beschleunigung der relevanten Schwingungskomponenten ermöglichen. Wenn außerdem in anderen Anwendungen die Detektion der Schwingungskomponente mit der maximalen Leistung wichtig ist, ist der Beschleunigungsdetektor 20 anwendbar.
Hier wird ein Verfahren beschrieben, das die Detektionsargumente a und b erhält, die das detektierte Beschleunigungssignal v(n) mit der maximalen mittleren Leistung für die Beschleunigungssignale x(n), y(n) und z(n) der drei orthogonal zueinander liegenden Achsen erreicht.
Das Maximieren der mittleren Leistung E[v²(n)] des detektierten Beschleunigungssignals v(n) für die Detektionsargumente a und b ist möglich durch Erhalten der Gradienten von E[v²(n)] für a und b, gefolgt durch aufeinanderfolgendes Updaten der Detektionsargumente a und b durch Ausdruck (7) und Ausdruck (8) unter Verwendung der Werte, die aus dem Multiplizieren der Gradienten mit einer vorgeschriebenen Konstante als die Updategröße bzw. der Updatewert stammen.
μ ist hier eine vorgeschriebene Konstante, die μ > 0 erfüllt, σ² _x, σ² _y und σ² _z sind mittlere Leistungen von x(n), y(n) und z(n), σ_xy ist ein Korrelationskoeffizient zwischen x(n) und y(n), ist ein solcher zwischen x(n) und z(n), σ_yz ist ein solcher zwischen y(n) und z(n), die durch die folgenden Ausdrücke (9) und (10) gegeben sind.
In den vorhergehenden Ausdrücken bezeichnet E[·] eine Mittelungsoperation. Für diese Mittelwerte ist ein Verfahren zum Berechnen derselben unter Verwendung von bewegten Mittelwerten, wie durch Ausdruck (11) gegeben, für eine aktuelle Vorrichtung bekannt. P_x(n + 1)λP_x(n) + (1 – λ)x²(n) (11)
Hier ist P_x(n) ein berechneter Wert von σ² _x und λ ist ein Glättungskoeffizient, der 0 < λ < 1 erfüllt.
Die vorgenannten Ausdrücke (7) und (8) sind Ausdrücke, die Gradienten der Detektionsargumente a(n) und b(n) mit Bezug auf E[v²(n)] erhalten, die Gradienten mit einer willkürlichen Konstanten μ multiplizieren und die Ergebnisse zu den Originalwerten als die Updatewerte addieren, wodurch die Werte erneuert bzw. aktualisiert werden. Als ein Ergebnis werden a(n) und b(n) rekursiv aktualisiert, um so E[v²(n)] zu erhöhen und schließlich zu solchen a(n) und b(n) zu konvergieren, die E[v²(n)] maximieren werden.
Wenn im Übrigen die von dem Beschleunigungssensor gelieferten Beschleunigungssignale nur für zwei orthogonal zueinander liegenden Achsen sind, ist das Detektionsargument b auf π/2 begrenzt. Daher ist es für die Detektionsargument-Einstelleinheit 21 ausreichend, das Detektionsargument a(n) entsprechend dem Ausdruck (12) zu aktualisieren. α(n + 1) = α(n) + μ{– (σ 2 / x – σ 2 / y)sin2α(n) + 2σ_xycos2α(n)} (12)
Wenn außerdem die Beschleunigungssignale nur für zwei orthogonal zueinander liegenden Achsen xy beschafft werden, ist es auch möglich, das Detektionsargument entsprechend dem folgenden Ausdruck (13) zu bestimmen, der eine analytische Lösung des Detektionsarguments a gibt, das E[v²(n)] maximieren wird ohne das aufeinanderfolgende Update bzw. Aktualisieren durchzuführen.
Die Richtungsvektor-Einstelleinheit 11 bestimmt den Richtungsvektor u in Übereinstimmung mit den Detektionsargumenten a(n) und b(n), die durch eines der vorher genannten Verfahren bestimmt werden, so dass das detektierte Beschleunigungssignal v(n), das von der Skalarprodukt-Berechnungseinheit 12 ausgegeben wird, die Beschleunigung der Schwingungskomponente mit der maximalen Leistung darstellt.
Wie oben beschrieben ist der Beschleunigungsdetektor 20 des Ausführungsbeispiels 2 in einer solchen Weise ausgebildet, bei der die Detektionsargument-Einstelleinheit 21 die Detektionsargumente in Übereinstimmung mit den Beschleunigungssignalen für zwei oder drei orthogonal zueinander liegende Achsen bestimmt. Somit ist er in der Lage, selbst wenn die Bewegungsrichtung der zu detektierenden Schwingung unbekannt ist, ihre Beschleunigung zu detektieren.
Außerdem ist der Beschleunigungsdetektor 20 des Ausführungsbeispiels 2 derart ausgebildet, dass die Detektionsargument-Einstelleinheit 21 die Detektionsargumente in Übereinstimmung mit den mittleren Leistungen und Korrelationskoeffizienten der Beschleunigungssignale bestimmt. Somit kann er Schwankungen der Detektionsargumente aufgrund von momentanen Störungen in den Beschleunigungssignalen unterdrücken und kann stabil die Bewegungsrichtung der Zielschwingung und ihrer Beschleunigung detektieren.
Außerdem ist der Beschleunigungsdetektor 20 nach dem Ausführungsbeispiel 2 derart konfiguriert, dass die Detektionsargument-Einstelleinheit 21 die Detektionsargumente in einer solchen Weise bestimmt, dass die mittlere Amplitude des detektierten Beschleunigungssignals maximiert wird. Somit kann er die Richtung und Beschleunigung der Schwingungskomponente mit der maximalen Leistung erhalten.
Schließlich ist der Beschleunigungsdetektor 20 des Ausführungsbeispiels 2 in einer solchen Weise ausgebildet, dass er für die in Übereinstimmung mit den mittleren Leistungen des Beschleunigungssignals und ihrer Korrelationseffizienten berechneten Detektionsargumente die Updatewerte bzw. Updategrößen in Übereinstimmung mit den Gradienten der Größe (magnitude) des detektierten Beschleunigungssignals mit Bezug auf die Detektionsargumente bestimmt und aufeinanderfolgend die Detektionsargumente entsprechend den Updatewerten aktualisiert. Somit kann, selbst wenn eine stationäre Störung in die Beschleunigungssignale gemischt wird, das vorliegende Ausführungsbeispiel 2 die Bewegungsrichtung und Beschleunigung der Zielschwingung genau detektieren.
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 3
In dem Ausführungsbeispiel 3 wird ein Aufbau einer aktiven Geräuschsteuervorrichtung unter Verwendung eines Beschleunigungsdetektors in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung beschrieben.
5 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau einer aktiven Geräuschsteuervorrichtung 30 des Ausführungsbeispiels 3 zeigt. In 5 umfasst die aktive Geräuschsteuervorrichtung 30 den Beschleunigungsdetektor 20, ein FIR(Finite Impulse Response)-Filter 31, ein Filter 32 im Sekundärpfad und eine LMS(Least Mean Square)-Verarbeitungseinheit 33. Außerdem ist die aktive Geräuschsteuervorrichtung 30 mit einem Beschleunigungssensor 101, der an einer Schwingungsgeräuschquelle 100 befestigt ist, die Schwingungsgeräusche erzeugt, einem Fehlerdetektionsmikrofon 102 und einem Lautsprecher 103 verbunden.
Hier ist der Beschleunigungsdetektor 20 der in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel 2 beschriebene Detektor, der mit demselben Bezugszeichen wie in 4 bezeichnet ist. Wenn es angebracht ist, können die Detektionsargumente a und b von außerhalb eingegeben werden, der Beschleunigungsdetektor 20 kann durch den Beschleunigungsdetektor, der in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel 1 beschrieben ist, ersetzt werden.
Als Nächstes wird die äußere Funktionsweise der aktiven Geräuschsteuervorrichtung 30 beschrieben. Die aktive Geräuschsteuervorrichtung 30 empfängt die Beschleunigungssignale x(n), y(n) und z(n) der drei orthogonal zueinander liegenden Achsen xyz, die von dem Beschleunigungssensor 101 ausgegeben werden, der an der das Schwingungsgeräusch erzeugenden Schwingungsgeräuschquelle 100 befestigt ist, und gibt ein Steuersignal d(n) zum Löschen des von der Schwingungsgeräuschquelle 100 erzeugten Geräuschs aus (gezeigt durch einen gestrichelt gezeichneten Pfeil in 5). Das Steuersignal d(n) wird von dem Lautsprecher 103 ausgegeben, um mit dem im Raum vorhandenen Geräusch in Interferenz zu treten. Wenn das Ausgangsgeräusch vom Lautsprecher 103 ein gegenphasiges Raumgeräusch ist, wird das Geräusch gelöscht und eine Dämpfungswirkung wird erreicht. Das Fehlerdetektionsmikrofon 102 detektiert den Auslöschfehler und liefert ein Fehlersignal e(n). Das Fehlersignal e(n) wird der aktiven Geräuschsteuervorrichtung 30 eingegeben, so dass die aktive Geräuschsteuervorrichtung 30 das Steuersignal d(n) steuert, um den Auslöschfehler zu reduzieren.
Als Nächstes wird die innere Betriebsweise der aktiven Geräuschsteuervorrichtung 30 beschrieben.
Die Beschleunigungssignale x(n), y(n) und z(n), die der Beschleunigungssensor 101 liefert, werden dem Beschleunigungsdetektor 20 der aktiven Geräuschsteuervorrichtung 30 eingegeben. Wie in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel 2 beschrieben, detektiert der Beschleunigungsdetektor 20 die Beschleunigung der Schwingungskomponente mit der maximalen Leistung in der Schwingung der Schwingungsgeräuschquelle 100 und gibt es als detektiertes Beschleunigungssignal v(n) aus.
Das detektierte Beschleunigungssignal v(n) wird an das FIR-Filter 31 geliefert, das es mit dem im FIR-Filter 31 gehaltenen Filterkoeffizienten filtert und gibt das Steuersignal d(n) aus. Zusätzlich filtert das Filter 31 des Sekundärpfades das detektierte Beschleunigungssignal v(n) mit den Filterkoeffizienten, die die akustische Übertragungseigenschaften des Lautsprechers 103 zu dem Fehlerdetektionsmikrofon 102 simuliert und liefert sein Ausgangssignal v'(n) an die LMS-Verarbeitungseinheit 33.
Entsprechend dem Fehlersignal e(n), das von dem Fehlerdetektionsmikrofon 102 geliefert wird, und dem detektierten Beschleunigungssignal v'(n), das über das Filter 31 des Sekundärpfads gefiltert wurde, aktualisiert die LMS-Verarbeitungseinheit 33 die Filterkoeffizienten des FIR-Filters 31, so dass der Auslöschungsfehler reduziert wird.
Eine Reihe von Signalverarbeitungsschritten mittels des FIR-Filters 31, des Filters 31 des Sekundärpfads und der LMS-Verarbeitungseinheit 33 ist bekannt als ”Filter X-LMS-System”, wie es beispielsweise in der Veröffentlichung Masaharu Nishimura und so weiter ”ACTIVE NOISE CONTROL”, Seiten 74–76, CORONA PUBLISHING CO., LTD., veröffentlicht am 7. Juli 2006 in Japan, offenbart ist.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf eine aktive Geräuschsteuervorrichtung unter Verwendung des ”Filtered X-LMS-Systems” begrenzt. Beispielsweise ist es für eine aktive Geräuschsteuervorrichtung anwendbar, die andere adaptive Algorithmen verwendet, oder für eine aktive Geräuschsteuervorrichtung anwendbar, in der die Filterkoeffizienten des FIR-Filters 31 vorher optimiert sind und nicht aktualisiert werden. Obwohl es für solche aktiven Geräuschsteuervorrichtungen vorstellbar ist, dass es einige Fälle gibt, in denen ihre jeweiligen Konfigurationen sich zu der vorher genannten aktiven Geräuschsteuervorrichtung 30 unterscheiden, werden sie, solange sie einen Aufbau des Beschleunigungsdetektors 10 oder 20 der vorliegenden Erfindung aufweisen als in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallend, betrachtet.
Wie oben beschrieben, detektiert die aktive Geräuschsteuervorrichtung 30 nach dem Ausführungsbeispiel 3 die Beschleunigung der Schwingungskomponenten mit dem Hauptanteil an dem Geräusch in den Schwingungskomponenten der Schwingungsgeräuschquelle 100 und schränkt den Einfluss der Schwingungskomponenten ein, die nicht zu dem Geräusch beitragen, indem die aktive Geräuschsteuerung in Übereinstimmung mit der detektierten Beschleunigung ausgeführt wird, wobei sie in der Lage ist, die Dämpfungswirkung zu verbessern.
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 4
Obwohl das zuvor erwähnte Ausführungsbeispiel 3 die Detektionsargumente in einer solchen Weise bestimmt, dass die Leistung des detektierten Beschleunigungssignals maximiert wird, wird eine Konfiguration in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 4 beschrieben, die die Detektionsargumente in einer solchen Weise bestimmt, dass die Leistung des Fehlersignals, das mit dem Mikrofon detektiert wird, minimiert wird.
6 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer aktiven Geräuschsteuervorrichtung 40 des Ausführungsbeispiels 4. zeigt In 6 umfasst die aktive Geräuschsteuervorrichtung einen Beschleunigungsdetektor 41, das FIR-Filter 31, das Filter 32 des Sekundärpfads und die LMS-Verarbeitungseinheit 33. Zusätzlich ist die aktive Geräuschsteuervorrichtung 40 mit dem Beschleunigungssensor 101, der an der Schwingungsgeräuschquelle 100 befestigt ist, dem Fehlerdetektionsmikrofon 102 und dem Lautsprecher 103 verbunden. Zusätzlich umfasst der Beschleunigungsdetektor 41 eine Detektionsargument-Einstelleinheit 42, die Richtungsvektor-Einstelleinheit 11 und die Skalarprodukt-Berechnungseinheit 12. In 6 werden dieselben Komponenten wie die der 1 bis 5 der vorhergehenden Ausführungsbeispiele 1 bis 3 durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und ihre detaillierte Beschreibung wird weggelassen.
Als Nächstes wird die Funktionsweise der aktiven Geräuschsteuervorrichtung 40 beschrieben.
Die Detektionsargument-Einstelleinheit 42, ein Teil des Beschleunigungsdetektors 41, wird mit den Beschleunigungssignalen x(n), y(n) und z(n), die der Beschleunigungssensor 101 liefert, dem Fehlersignal e(n), das das Fehlerdetektionsmikrofon 102 liefert, und den Filterkoeffizienten h_N, die das FIR-Filter 31 hält, versorgt.
Die Detektionsargument-Einstelleinheit 42 erhält die Gradienten der Leistung e²(n) des Fehlersignals e(n) in Bezug auf die Detektionsargumente a und b, bestimmt die Updatewerte der Detektionsargumente a und b, um so die Leistung e²(n) in Übereinstimmung mit den Gradienten zu reduzieren, aktualisiert die zwei Detektionsargumente und liefert sie an die Richtungsvektor-Einstelleinheit 11.
Die Gradienten der Fehlersignalleistung e²(n) in Bezug auf Detektionsargumente a und b werden durch den folgenden Ausdruck (14) und den Ausdruck (15) gegeben.
Hier sind h_k (k = 0, 1, ..., N – 1) Filterkoeffizienten des FIR-Filters 31, C_M ist eine Impulsantwortfolge, die die Übertragungseigenschaften des Sekundärpfades entsprechend der Koeffizientensequenz des Filters 32 des Sekundärpfades angibt, x_M(n) ist ein Vektor, der die Beschleunigungssignale x(n) als seine Komponenten aufweist, y_M(n) ist ein Vektor, der die Beschleunigungssignale y(n) als seine Komponenten aufweist und z_M(n) ist ein Vektor, der die Beschleunigungssignale z(n) als seine Komponenten aufweist und sie sind durch die folgenden Ausdrücke (16, (17), (18) und (19) gegeben. C_M = [c₀, C₁, ..., C_M–1]^T (16) x_M(n) = [x(n), x(n – 1), ..., x(n – M + 1]^T (17) y_M(n) = [y(n), y(n – 1), ..., y(n – M + 1]^T (18) z_M(n) = [z(n), z(n – 1), ..., z(n – M + 1]^T (19)
Tatsächlich bezeichnet T ein Transpositionssymbol.
Die Detektionsargument-Einstelleinheit 42 berechnet die Updatewerte der Detektionsargumente a und b durch Multiplizieren der Gradienten, die durch die Ausdrücke (20) und (21) gegeben sind, mit einer vorgegebenen Konstante μ (0 < μ) und aktualisiert die Detektionsargumente a und b rekursiv, wodurch sie zu den Detektionsargumenten a und b konvergieren, die die Leistung e²(n) des Fehlersignals e(n) minimieren werden.
Wenn außerdem die Beschleunigungssignale, die von dem Beschleunigungssensor 101 erhalten werden, nur für zwei orthogonal zueinander liegenden Achsen gelten, ist das Detektionsargument b auf π/2 begrenzt. Somit wird der Ausdruck (20) ersetzt durch den folgenden Ausdruck (22).
Wenn der Sekundärpfad durch eine einfache Verzögerung angenähert werden kann, können die vorgenannten Ausdrücke (20) und (21) zu den folgenden Ausdrücken (23) und (24) vereinfacht werden. In diesem Fall erscheinen die Übertragungscharakteristika des Sekundärpfads nicht explizit in den Formeln.
Dabei ist τ im Übrigen eine Verzögerungszeit, die τ ≥ 0 erfüllt.
Wie oben beschrieben, ist die aktive Geräuschsteuervorrichtung 40 des Ausführungsbeispiels 4 in der Weise ausgebildet, dass die Detektionsargument-Einstelleinheit 42 die Updatewerte der Detektionsargumente in einer solchen Weise bestimmt, dass die Leistung des Fehlersignals in Übereinstimmung mit den Gradienten der Leistung des Fehlersignals in Bezug auf die Detektionsargumente reduziert werden, wobei die Gradienten aus den von dem Beschleunigungssensor 101 gelieferten Beschleunigungssignalen der individuellen Achsen, aus dem Fehlersignal, das von dem Fehlerdetektionsmikrofon 102 geliefert wird, und aus den Filterkoeffizienten des FIR-Filters 31 berechnet werden; und aufeinanderfolgend die Detektionsargumente mit den Updatewerten aktualisiert. Somit kann die Vorrichtung automatisch die Detektionsargumente auswählen, die die Leistung des Fehlersignals minimieren werden, wodurch sie in der Lage ist, die Dämpfungswirkung zu verbessern.
Außerdem ist die aktive Geräuschsteuervorrichtung 40 des Ausführungsbeispiels 4 in der Weise ausgebildet, dass die Detektionsargument-Einstelleinheit 42 die Updatewerte der Detektionsargumente mindestens in Übereinstimmung mit den Übertragungseigenschaften des Sekundärpfades vom Lautsprecher 103 zu dem Fehlerdetektionsmikrofon 102 bestimmt. Selbst wenn daher der Sekundärpfad komplizierte Transfercharakteristika aufweist, die nicht durch eine einfache Verzögerung approximiert werden können, kann sie automatisch die Detektionsargumente auswählen, die die Leistung des Fehlersignals minimieren werden, wodurch sie in der Lage ist, den Dämpfungseffekt zu verbessern.
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 5
Obwohl das vorhergehende Ausführungsbeispiel 4 die Detektionsargumente in einer solchen Weise aktualisiert, dass die Leistung des Fehlersignals minimiert wird, wird eine Konfiguration in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 5 beschrieben, die die Updateverarbeitung der Detektionsargumente und die der Koeffizienten des FIR-Filters abstimmt, um die Interferenz zwischen ihnen zu vermeiden.
Da die aktive Geräuschsteuervorrichtung des Ausführungsbeispiels 5 die gleiche Konfiguration wie die aktive Geräuschsteuervorrichtung 40 der 6 mit Bezug auf die Zeichnung hat, wird das Ausführungsbeispiel 5 mit Bezugnahme auf 6 beschrieben.
Wie in 6 gezeigt wird, führen die LMS-Verarbeitungseinheit 33 und die Detektionsargument-Einstelleinheit 42 die Updateverarbeitung der Filterkoeffizienten des FIR-Filters 31 und die der Detektionsargumente a und b jeweils durch, um so die Leistung e²(n) des Fehlersignals e(n) zu reduzieren. Jedoch kann ein Updaten derselben zum gleichen Zeitpunkt manchmal eine Verschlechterung der Dämpfungswirkung mit sich bringen, da die Leistung bzw. Stärke des Fehlersignals e²(n) nicht zufriedenstellend reduziert wird und dies aufgrund der Interferenz zwischen ihnen.
In Bezugnahme auf solch ein Problem kann die Dämpfungswirkung dadurch stabilisiert werden, dass ihre Updates wechselseitig durchgeführt werden oder dass eines der Updates verlangsamt wird, indem eine Konstante festgelegt wird, mit der einer der Updatewerte zu einem Wert multipliziert wird, der kleiner ist als eine Konstante, die für den anderen Updatewert verwendet wird.
Wie oben beschrieben, führt die aktive Geräuschsteuervorrichtung 40 des Ausführungsbeispiels 4 das Update der Detektionsargumente und das Update der Koeffizienten des FIR-Filters wechselseitig durch oder führt eines der Updates langsamer aus als das andere durch Festlegen der Konstante, mit der einer der Updatewerte multipliziert wird, auf einen Wert kleiner als die Konstante, mit der der andere der Updatewerte multipliziert wird. Somit kann die Verschlechterung des Dämpfungseffekts aufgrund der Interferenz zwischen den zwei Updates verhindert werden.
Es sei im Übrigen verstanden, dass eine freie Kombination der individuellen Ausführungsbeispiele, Variationen jeder Komponente der individuellen Ausführungsbeispiele oder eine Entfernung von jeweiligen Komponenten der individuellen Ausführungsbeispiele im Rahmen des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung möglich ist.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Wie oben beschrieben, ist der Beschleunigungsdetektor in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung in der Lage, die Beschleunigung der Zielschwingung genau zu detektieren. Somit ist er für eine Anwendung bei einer aktiven Geräuschsteuervorrichtung geeignet, um das Schwingungsgeräusch einer Schwingungsgeräuschquelle, wie einer Maschine und eines Fahrzeugs, die unzählbare Schwingungsmoden aufweist, zu dämpfen.
BESCHREIBUNG DER BEZUGSZEICHEN

10, 20, 41 Beschleunigungsdetektor; 11 Richtungsvektor-Einstelleinheit; 12 Skalarprodukt-Berechnungseinheit; 21, 42 Detektionsargument-Einstelleinheit; 30, 40 aktive Geräuschsteuervorrichtung; 31 FIR-Filter; 32 Filter des Sekundärpfades; 33 LMS-Verarbeitungseinheit; 100 Schwingungsgeräuschquelle; 101 Beschleunigungssensor; 102 Fehlerdetektionsmikrofon; 103 Lautsprecher.

Claims

Beschleunigungsdetektor, der Beschleunigungssignale auf individuellen Achsen empfängt, die in einem dreiachsigen oder zweiachsigen rechtwinkligen Koordinatensystem, dessen individuelle Achsen orthogonal zueinander liegen, beobachtet werden, und der ein detektiertes Beschleunigungssignal liefert, das in eine Zieldetektionsrichtung umgewandelt ist, wobei der Beschleunigungsdetektor umfasst: eine Richtungsvektor-Einstelleinheit zum Festlegen eines Richtungsvektors in Übereinstimmung mit einem Detektionsargument, das die Zieldetektionsrichtung in dem rechtwinkligen Koordinatensystem definiert; und eine Skalarprodukt-Berechnungseinheit zum Erhalten des detektierten Beschleunigungssignals durch Berechnen eines Skalarprodukts der Beschleunigungssignale auf den individuellen Achsen und des Richtungsvektors.
Beschleunigungsdetektor nach Anspruch 1, außerdem umfassend: eine Detektionsargument-Einstelleinheit zum Bestimmen des Detektionsarguments in Übereinstimmung mit den Beschleunigungssignalen auf den individuellen Achsen und zum Liefern von Informationen über das Detektionsargument an die Richtungsvektor-Einstelleinheit.
Beschleunigungsdetektor nach Anspruch 2, bei dem die Detektionsargument-Einstelleinheit das Detektionsargument in Übereinstimmung mit mindestens mittleren Leistungen der Beschleunigungssignale auf den individuellen Achsen und einem Korrelationskoeffizienten zwischen den Beschleunigungssignalen auf den Achsen bestimmt.
Beschleunigungsdetektor nach Anspruch 3, bei dem die Detektionsargument-Einstelleinheit das Detektionsargument derart bestimmt, dass eine mittlere Leistung des detektierten Beschleunigungssignals maximiert wird.
Beschleunigungsdetektor nach Anspruch 4, bei dem die Detektionsargument-Einstelleinheit einen Updatewert des Detektionsarguments entsprechend einem Gradienten der mittleren Leistung des detektierten Beschleunigungssignals in Bezug auf das Detektionsargument, wobei der Gradient in Übereinstimmung mit mindestens den mittleren Leistungen der Beschleunigungssignale auf den individuellen Achsen und dem Korrelationskoeffizienten zwischen den Beschleunigungssignalen auf den Achsen berechnet wird, derart bestimmt, dass die mittlere Leistung des detektierten Beschleunigungssignals erhöht wird; aufeinanderfolgend das Detektionsargument entsprechend dem Updatewert aktualisiert; und jeweils das Detektionsargument erhält, wenn die mittlere Leistung des detektierten Beschleunigungssignals maximal wird.
Aktive Geräuschsteuervorrichtung, die einen Lautsprecher veranlasst, ein Steuersignal zum Dämpfen eines Schwingungsgeräuschs von einer Schwingungsgeräuschquelle zu liefern, und die ein Fehlersignal zwischen dem von einem Mikrofon detektierten Schwingungsgeräusch und dem Steuersignal und ein von einem Beschleunigungssensor detektierten Beschleunigungssignal der Schwingungsgeräuschquelle empfängt, wobei die aktive Geräuschsteuervorrichtung umfasst: eine Richtungsvektor-Einstelleinheit zum Festlegen eines Richtungsvektors in Übereinstimmung mit einem Detektionsargument, das eine Zieldetektionsrichtung in einem dreiachsigen oder zweiachsigen rechtwinkligen Koordinatensystem, dessen individuellen Achsen orthogonal zueinander liegen, definiert; und eine Skalarprodukt-Berechnungseinheit zum Berechnen eines Skalarprodukts der von dem Beschleunigungssensor empfangenen Beschleunigungssignale auf individuellen Achsen des rechtwinkligen Koordinatensystems und des Richtungsvektors und zum Erhalten eines detektierten Beschleunigungssignals, das aus einer Umwandlung der Beschleunigungssignale auf den individuellen Achsen in die Zieldetektionsrichtung resultiert, wobei die aktive Geräuschsteuervorrichtung das Steuersignal abhängig von dem Fehlersignal und dem detektierten Beschleunigungssignal steuert.
Aktive Geräuschsteuervorrichtung nach Anspruch 6, außerdem umfassend: ein Filter zum Steuern des Steuersignals durch Filtern des detektierten Beschleunigungssignals; und eine Detektionsargument-Einstelleinheit einen Updatewert des Detektionsarguments entsprechend einem Gradienten der Leistung des Fehlersignals in Bezug auf das Detektionsargument, wobei der Gradient in Übereinstimmung mit mindestens den Beschleunigungssignalen auf den individuellen Achsen, dem Fehlersignal und Filterkoeffizienten des Filters berechnet wird, derart bestimmt, dass die Leistung des Fehlersignals reduziert wird, aufeinanderfolgend das Detektionsargument entsprechend dem Updatewert aktualisiert, jeweils das Detektionsargument erhält, wenn die Leistung des Fehlersignals minimal wird und Informationen über das Detektionsargument an die Richtungsvektor-Einstelleinheit liefert.
Aktive Geräuschsteuervorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Detektionsargument-Einstelleinheit den Updatewert des Detektionsarguments in Übereinstimmung mit Übertragungscharakteristika vom Lautsprecher zum Mikrofon zusätzlich zu den Beschleunigungssignalen auf den individuellen Achsen, dem Fehlersignal und den Filterkoeffizienten des Filters bestimmt.
Aktive Geräuschsteuervorrichtung nach Anspruch 7, außerdem umfassend: eine LMS-Verarbeitungseinheit zum Aktualisieren der Filterkoeffizienten des Filters in Übereinstimmung mit dem Fehlersignal und dem detektierten Beschleunigungssignal, wobei die Detektionsargument-Einstelleinheit und die LMS-Verarbeitungseinheit abwechselnd eine Aktualisierungsverarbeitung des Detektionsarguments und eine Aktualisierungsverarbeitung der Filterkoeffizienten durchführen.
Aktive Geräuschsteuervorrichtung nach Anspruch 7, weiterhin umfassend: eine LMS-Verarbeitungseinheit zum Aktualisieren der Filterkoeffizienten des Filters in Übereinstimmung mit dem Fehlersignal und dem detektierten Beschleunigungssignal, wobei eine der Einheiten Detektionsargument-Einstelleinheit und LMS-Verarbeitungseinheit langsam eine Aktualisierungsverarbeitung durch Festlegen einer Konstanten, mit der einer vom Updatewert des Detektionsarguments und Updatewert der Filterkoeffizienten multipliziert wird, auf einen Wert geringer als eine Konstante, mit der der andere der Updatewerte multipliziert wird, durchführt.