DE112015006367T5

DE112015006367T5 - Aktive vibrationsgeräusch-steuervorrichtung

Info

Publication number: DE112015006367T5
Application number: DE112015006367.6T
Authority: DE
Inventors: Atsuyoshi Yano
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-03-24
Filing date: 2015-03-24
Publication date: 2017-12-14
Anticipated expiration: 2035-03-25
Also published as: DE112015006367B4; US20170365246A1; US10482867B2; JPWO2016151624A1; CN107430847A; JP6180680B2; CN107430847B; WO2016151624A1

Abstract

Es sind vorgesehen: eine Steuersignal-Erzeugungseinheit (120), die ein Steuersignal auf der Grundlage eines Cosinuswellensignals und eines Sinuswellensignals, deren Frequenzen eine gemäß einer Vibrationsgeräuschquelle identifizierte Steuerfrequenz sind, erzeugt, und eine Korrekturwert-Aktualisierungseinheit, die einen Korrekturwert in einen Wert zum Abnehmen der Signalenergie eines Fehlersignals aktualisiert auf der Grundlage einer Beziehung zwischen Zunahme und Abnahme der Signalenergie des Fehlersignals, das anhand von verbleibendem Vibrationsgeräusch, das verbleibt, nachdem ein Interferenzton, der auf der Grundlage des Steuersignals erzeugt ist und sich durch eine sekundäre Route fortpflanzt, mit Vibrationsgeräusch, das von der Vibrationsgeräuschquelle erzeugt wurde, überlagert wird, erhalten wird, und Zunahme und Abnahme des für die Korrektur der Steuerfrequenz verwendeten Korrekturwerts.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine aktive Vibrationsgeräusch-Steuertechnologie, die Vibrationsgeräusche durch sekundäre Vibrationsgeräusche, die gemäß den Vibrationsgeräuschen erzeugt werden, reduziert.
STAND DER TECHNIK
Eine aktive Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung (aktive Geräuschsteuervorrichtung), die ein adaptives Sperrfilter (adaptives Sperrfilter) verwendet, ist als eine Vorrichtung bekannt, die Vibrationsgeräusche, die von einer Rotationsmaschine, wie einem Motor, erzeugt werden, reduziert. Hier bedeuten die Vibrationsgeräusche Vibrationen oder Geräusch, die durch den Betrieb einer Maschine oder dergleichen erzeugt werden. Diese aktive Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung setzt eine Frequenz des Vibrationsgeräuschs, die anhand einer Rotationsperiode der Rotationsmaschine identifiziert wird, als eine Steuerfrequenz, erzeugt ein Steuersignal in Gegenphase zu dem Vibrationsgeräusch der Steuerfrequenz und gibt dieses als ein sekundäres Vibrationsgeräusch aus, wodurch das Vibrationsgeräusch durch Interferenz zwischen dem Vibrationsgeräusch und dem sekundären Vibrationsgeräusch reduziert wird.
In diesem Fall tritt ein Problem auf, bei dem eine Wirkung der Reduzierung des Vibrationsgeräuschs kleiner wird, wenn eine Differenz zwischen einer Frequenz des tatsächlichen Vibrationsgeräuschs und einer Steuerfrequenz erzeugt wird aufgrund des Einflusses eines Messfehlers durch einen Periodensensor, der die Rotationsperiode der Rotationsmaschine erfasst, einer Verzögerung eines Signals, das einen Messwert des Periodensensors mitteilt, oder dergleichen. Um dieses Problem zu bewältigen, wird ein Verfahren vorgeschlagen (Patentdokument 1), das die Steuerfrequenz gemäß der Änderung einer Variablen korrigiert, wenn ein Filterkoeffizient des adaptiven Sperrfilters auf einer komplexen Ebene als ein reeller Teil und ein imaginärer Teil einer komplexen Zahl ausgedrückt wird, und es wird ein Verfahren vorgeschlagen (Patentdokument 2), das die Steuerfrequenz auf der Basis des Steuersignals auf der Grundlage einer Differenz zwischen einer Frequenz des Steuersignals nach dem Aktualisieren eines Filterkoeffizienten, der durch das adaptive Sperrfilter erhalten wird, und der Steuerfrequenz korrigiert.
DOKUMENTE DES STANDES DER TECHNIK
PATENTDOKUMENTE

PATENTDOKUMENT 1: japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2010-167844 (1)
PATENTDOKUMENT 2: internationale Veröffentlichung WO 2014/068624 (1)

KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
Jedoch wird in einem Fall, in welchem ein anderes Vibrationsgeräusch (externe Störung) von einer Vibrationsgeräuschquelle (externe Störungsquelle) vorhanden ist, die eine andere als die Rotationsmaschine ist, die das Vibrationsgeräusch-Steuerziel ist, wird der Filterkoeffizient des adaptiven Sperrfilters aufgrund des Einflusses der externen Störung in einigen Fällen nicht angemessen aktualisiert, wenn ein Löschungsfehler, der nach der Interferenz zwischen dem Vibrationsgeräusch und dem sekundären Vibrationsgeräusch verbleibt, beispielsweise einem Amplitudenpegel der externen Störung nahekommt. In diesem Fall hat eine herkömmliche aktive Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung, die einen Korrekturwert der Steuerfrequenz auf der Grundlage der Änderung des Filterkoeffizienten des adaptiven Sperrfilters oder des gemäß dem aktualisierten Filterkoeffizienten erzeugten Steuersignals bestimmt, das Problem, nicht in der Lage zu sein, die Steuerfrequenz ordnungsgemäß zu korrigieren.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um das vorgenannte Problem zu lösen, und hat den Zweck, eine aktive Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung zu erhalten, die in der Lage ist, die als die Frequenz des Vibrationsgeräuschs, das das Steuerziel ist, identifizierte Steuerfrequenz angemessen zu korrigieren, und verbessert eine Wirkung des Verringerns des Vibrationsgeräuschs selbst in einem Fall, in welchem ein anderes Vibrationsgeräusch als externe Störung zusätzlich zu dem Vibrationsgeräusch, das das Steuerziel ist, existiert.
MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMS
Eine aktive Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung enthält eine Steuersignal-Erzeugungseinheit, die ein Steuersignal auf einer Grundlage eines Cosinuswellensignals und eines Sinuswellensignals erzeugt, deren Frequenzen eine gemäß einer Vibrationsgeräuschquelle identifizierte Steuerfrequenz sind; und eine Korrekturwert-Aktualisierungseinheit, die einen Korrekturwert in einen Wert zur Abnahme der Signalenergie eines Fehlersignals aktualisiert auf der Grundlage einer Beziehung zwischen Zunahme und Abnahme der Signalenergie des Fehlersignals und Zunahme und Abnahme des Korrekturwerts, der für die Korrektur der Steuerfrequenz verwendet wird, wobei das Fehlersignal anhand des verbleibenden Vibrationsgeräuschs erhalten wird, das verbleibt, nachdem ein Interferenzton, der auf einer Basis des Steuersignals erzeugt wird und sich durch eine sekundäre Route fortpflanzt, das von der Vibrationsgeräuschquelle erzeugte Vibrationsgeräusch gestört hat.
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der aktiven Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung wird, wenn die als die Frequenz des Vibrationsgeräuschs, das von der Vibrationsgeräuschquelle erzeugt wurde, identifizierte Steuerfrequenz mit dem Korrekturwert korrigiert wird, die Steuerfrequenz durch Verwendung des Korrekturwerts korrigiert, der bis zu dem Wert zur Abnahme der Signalenergie des Fehlersignals auf der Grundlage der Beziehung zwischen der Zunahme und der Abnahme der Signalenergie des Fehlersignals, das durch Erfassen des verbleibenden Vibrationsgeräuschs erhalten wurde, das durch die Interferenz zwischen dem Vibrationsgeräusch und dem sekundären Vibrationsgeräusch verbleibt, und der Zunahme und Abnahme des Korrekturwerts der Steuerfrequenz aktualisiert wurde, und somit kann die Differenz zwischen der Frequenz des Vibrationsgeräuschs und der Steuerfrequenz herabgesetzt werden durch Korrigieren der Steuerfrequenz mit dem Korrekturwert zur Abnahme der Signalenergie des Fehlersignals, das durch Erfassen des verbleibenden Vibrationsgeräuschs erhalten wird, selbst in einem Fall, in welchem eine externe Störung, die eine andere als das Vibrationsgeräusch, das das Steuerziel ist, ist, in dem verbleibenden Vibrationsgeräusch enthalten ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockschaltbild, das ein Beispiel für eine funktionale Konfiguration einer aktiven Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert.
2 ist ein Blockschaltbild, das ein Beispiel für eine Hardwarekonfiguration der aktiven Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert.
3 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für einen Verarbeitungsfluss der aktiven Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert.
4 ist eine Tabelle, die ein Beispiel für eine Speicherform von Übertragungscharakteristiken einer sekundären Route illustriert, die in der aktiven Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung gespeichert ist.
ART DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Erstes Ausführungsbeispiel
1 ist ein Blockschaltbild, das ein Beispiel für eine funktionale Konfiguration einer aktiven Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert. Die aktive Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung 100 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist mit einer Ausgabevorrichtung 200 für ein sekundäres Vibrationsgeräusch und einem Vibrationsgeräuschsensor 300, die außerhalb angeordnet sind, verbunden. Frequenzinformationen über von der Vibrationsgeräuschquelle 400, die das Steuerziel ist, erzeugtes Vibrationsgeräusch werden von außerhalb in die aktive Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung 100 eingegeben, und die aktive Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung 100 gibt ein Steuersignal d(n), das auf der Grundlage der eingegebenen Frequenzinformationen erzeugt wurde, aus. n ist eine Variable, die eine diskrete Zeit bei der digitalen Signalverarbeitung darstellt. Das von der aktiven Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung 100 ausgegebene Steuersignal d(n) kann ein Signal sein, das für eine tatsächliche Implementierungsform geeignet ist, wie ein elektrisches Signal und ein Lichtsignal.
Die Frequenzinformationen über das Vibrationsgeräusch sind Informationen zum Identifizieren der Frequenz des Vibrationsgeräuschs, wie eine Drehfrequenz eines Motors, wenn die Vibrationsgeräuschquelle 400 beispielsweise ein Motor eines Automobils ist. Diese Frequenzinformationen können durch Verwendung eines Rotationssensors erworben werden, beispielsweise durch Messen der Drehfrequenz des Motors anhand einer Zündimpulsperiode in dem Fall der Drehfrequenz des Motors. Darüber hinaus kann eine Identifizierung der Frequenz des Vibrationsgeräuschs auf der Grundlage der Frequenzinformationen durch ein Verfahren wie Multiplizieren der Drehfrequenz mit einer gewissen Zahl gemäß einer Drehungsreihenfolge des Motors in dem Fall des Vibrationsgeräuschs des Motors erzielt werden. Wenn die Vibrationsgeräuschquelle 400 ein von einem elektrisch angetriebenen Motor angetriebener Ventilator ist, kann die Frequenz des Vibrationsgeräuschs (NZ-Ton), das das Ziel ist, mit der Anzahl von Polen des Motors, einer Energiezuführungsfrequenz, der Anzahl von Flügeln des Ventilators oder dergleichen als die Frequenzinformationen berechnet werden. Wie vorstehend beschrieben ist, kann für den Erwerb der Frequenzinformationen über das Vibrationsgeräusch und die Identifizierung der Frequenz des Vibrationsgeräuschs auf der Grundlage der Frequenzinformationen ein Mittel, das für die Erzeugungsquelle des Vibrationsgeräuschs, das das Vibrationsgeräusch-Steuerziel ist, geeignet ist, als angemessen verwendet werden. Im Folgenden wird die Frequenz des Vibrationsgeräuschs, die auf der Grundlage der Frequenzinformationen, die der Vibrationsgeräuschquelle 400 entsprechen, identifiziert wird, als eine Steuerfrequenz bezeichnet.
Die Ausgabevorrichtung 200 für das sekundäre Vibrationsgeräusch, die mit der aktiven Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung 100 in 1 verbunden ist, erzeugt ein sekundäres Vibrationsgeräusch und gibt dieses aus, um das von der Vibrationsgeräuschquelle 400 erzeugte Vibrationsgeräusch y(n) durch Verwendung des von der aktiven Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung 100 ausgegebenen Steuersignals d(n) auszulöschen, und kann beispielsweise mit einem Lautsprecher, einem Aktuator oder dergleichen konfiguriert sein.
Das von der Ausgabevorrichtung 200 für das sekundäre Vibrationsgeräusch ausgegebene sekundäre Vibrationsgeräusch pflanzt sich über eine sekundäre Route 500 fort und überlagert das von der Vibrationsgeräuschquelle 400 erzeugte Vibrationsgeräusch, um das Vibrationsgeräusch zu reduzieren. Hier ist die sekundäre Route 500 als eine Route definiert, entlang deren sich das von der Ausgabevorrichtung 200 für das sekundäre Vibrationsgeräusch ausgegebene sekundäre Vibrationsgeräusch bewegt, während es sich zu dem Vibrationsgeräuschsensor 300 hin fortpflanzt. In 1 zeigt s(n) das sekundäre Vibrationsgeräusch an, das sich über die sekundäre Route 500 fortgepflanzt hat.
Darüber hinaus erfasst der Vibrationsgeräuschsensor 300 ein verbleibendes Vibrationsgeräusch, das ein Ergebnis der Interferenz zwischen dem Vibrationsgeräusch y(n) und dem sekundären Vibrationsgeräusch s(n) ist, gibt das erfasste verbleibende Vibrationsgeräusch als ein Fehlersignal e(n) zu der aktiven Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung 100 aus und kann beispielsweise mit einem Mikrofon, einem Vibrationssensor, einem Beschleunigungssensor und dergleichen konfiguriert sein. Eine Eingabe des Fehlersignals e(n) in die aktive Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung 100 kann durch ein elektrisches Signal, ein Lichtsignal oder dergleichen durchgeführt werden.
Hier wird eine externe Störung, die von einer externen Störungsquelle 600 erzeugtes externes Vibrationsgeräusch ist, sowie das Vibrationsgeräusch y(n), das das Steuerziel ist, dem von dem Vibrationsgeräuschsensor 300 erfassten Fehler überlagert. Die externe Störungsquelle 600 ist eine Erzeugungsquelle für Vibrationsgeräusch, die eine andere als die Vibrationsgeräuschquelle 400 ist, und ist nicht beschränkt auf eine spezifische Erzeugungsquelle für Vibrationsgeräusch.
Als Nächstes werden Einzelheiten der Konfiguration der aktiven Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung 100 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben. Die aktive Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung 100 enthält eine Einstelleinheit 110, eine Steuersignal-Erzeugungseinheit 120, eine Koeffizientenaktualisierungseinheit 160 und eine Korrektuwert-Bestimmungseinheit 190.
Darüber hinaus illustriert 1 ein Beispiel für detaillierte funktionale Konfigurationen der Steuersignal-Erzeugungseinheit 120, der Koeffizientenaktualisierungseinheit 160 und der Korrekturwert-Bestimmungseinheit 190. In 1 enthält die Steuersignal-Erzeugungseinheit 120 einen Oszillator 130, ein Steuersignalfilter 140 und einen Addierer 150. Weiterhin enthält der Oszillator 130 einen Cosinuswellengenerator 131 und einen Sinuswellengenerator 132. Darüber hinaus enthält das Steuersignalfilter 140 ein Filter 141 und ein Filter 142. w0(n) und w1(n) bezeichnen Filterkoeffizienten des Filters 141 bzw. des Filters 142 an.
Darüber hinaus enthält die Koeffizientenaktualisierungseinheit 160 eine Koeffizientenberechnungseinheit 170 und ein Bezugssignalfilter 180. Dann enthält die Koeffizientenberechnungseinheit 170 eine Berechnungseinheit 171 und eine Berechnungseinheit 172, und das Bezugssignalfilter 180 enthält ein Filter 181 und ein Filter 182. LMS bedeutet, dass die Berechnungseinheit 171 und die Berechnungseinheit 172 einen LMS(Least-Mean-Square, kleinste mittlere Quadrate)-Algorithmus als einen adaptiven Algorithmus verwenden. Der LMS-Algorithmus ist nur ein Beispiel für den adaptiven Algorithmus, und die vorliegende Erfindung beschränkt den adaptiven Algorithmus nicht auf den LMS-Algorithmus.
Darüber hinaus enthält die Korrekturwert-Bestimmungseinheit 190 eine Korrekturwert-Aktualisierungseinheit 191 und eine Charakteristikbestimmungseinheit 192.
Die Einstelleinheit 110 setzt die Steuerfrequenz f(n) für den Oszillator 130 der Steuersignal-Erzeugungseinheit 120 auf der Grundlage der von außerhalb eingegebenen Frequenzinformationen und eines von der Korrekturwert-Aktualisierungseinheit 191 der Korrekturwert-Bestimmungseinheit 190 eingegebenen Korrekturwerts f_Δ(n) der Steuerfrequenz. Darüber hinaus setzt die Einstelleinheit 110 auch die Steuerfrequenz f(n) für die Charakteristikbestimmungseinheit 192 der Korrekturwert-Bestimmungseinheit 190.
Der Cosinuswellengenerator 131 und der Sinuswellengenerator 132 des Oszillators 130 erzeugen ein Cosinuswellensignal x0(n) bzw. ein Sinuswellensignal x1(n) gemäß einer von der Einstelleinheit 110 gesetzten Steuerfrequenz f(n). Der Oszillator 130 gibt das erzeugte Cosinuswellensignal x0(n) und das erzeugte Sinuswellensignal x1(n) in das Steuersignalfilter 140 ein. Darüber hinaus werden das Cosinuswellensignal x0(n) und das Sinuswellensignal x1(n) auch in das Bezugssignalfilter 160 der Koeffizientenaktualisierungseinheit 160 und die Korrekturwert-Aktualisierungseinheit 191 der Korrekturwert-Bestimmungseinheit 190 eingegeben.
Das in dem Steuersignalfilter 140 enthaltene Filter 141 führt einen Filterprozess bei dem Cosinuswellensignal x0(n) durch. In diesem Fall ist ein Filterkoeffizient (erster Filterkoeffizient), der für den Filterprozess verwendet wird, gleich w0(n). In der gleichen Weise führt das Filter 142 einen Filterprozess bei dem Sinuswellensignal x1(n) durch. In diesem Fall ist ein Filterkoeffizient (zweiter Filterkoeffizient), der für den Filterprozess verwendet wird, gleich w1(n). Der Addierer 151 addiert zwei Signale (x0(n)·w0(n) und x1(n)·w1(n), wobei "·" eine Multiplikation darstellt), bei denen die Filterprozesse durch das Steuersignalfilter durchgeführt wurden, und erzeugt hierdurch das Steuersignal d(n).
Die Charakteristikentscheidungseinheit 192 speichert Übertragungscharakteristiken der sekundären Route 500, die für individuelle Frequenzen bestimmt wurden, bestimmt eine Übertragungscharakteristik, die der eingegebenen Steuerfrequenz f(n) entspricht, aus den gespeicherten Übertragungscharakteristiken und gibt die Übertragungscharakteristik als einen sekundären Routencharakteristikparameter aus. Die Übertragungscharakteristiken der sekundären Route 500, die in der Charakteristikbestimmungseinheit 152 gespeichert sind, können beispielsweise durch Messen der Charakteristiken von jeweiligen Frequenzen vorher erworben und in der Charakteristikbestimmungseinheit 192 gespeichert werden. Darüber hinaus kann die Speicherung der Übercharakteristiken beispielsweise durch Speichern der Übertragungscharakteristiken in einem nichtflüchtigen Speicher oder Speichern durch Anordnen des Speichers in einer Schaltung durchgeführt werden. Der von der Charakteristikbestimmungseinheit 192 ausgegebene sekundäre Routencharakteristikparameter wird in das Bezugssignalfilter 180 der Koeffizientenaktualisierungseinheit 160 und die Korrekturwert-Aktualisierungseinheit 191 eingegeben.
Das Bezugssignalfilter 180 erzeugt ein erstes Bezugssignal r0(n) und ein zweites Bezugssignal r1(n) auf der Grundlage des Cosinuswellensignals x0(n), des Sinuswellensignals x1(n) und des von der Charakteristikbestimmungseinheit 192 ausgegebenen sekundären Routencharakteristikparameters. Genauer gesagt, das Filter 181 erzeugt das erste Bezugssignal r0(n), und das Filter 182 erzeugt das zweite Bezugssignal r1(n).
Die Koeffizientenberechnungseinheit 170 aktualisiert die Filterkoeffizienten des Steuersignalfilters 140 der Steuersignal-Erzeugungseinheit 120 durch den LMS-Algorithmus auf der Grundlage des ersten Bezugssignals r0(n), des zweiten Bezugssignals r1(n) und des Fehlersignals e(n) von dem Vibrationsgeräuschsensor 300. Genauer gesagt, die Berechnungseinheit 171, die in der Koeffizientenberechnungseinheit 170 enthalten ist, berechnet und aktualisiert den ersten Filterkoeffizienten w0(n) auf der Grundlage des ersten Bezugssignals r0(n) und des Fehlersignals e(n). Darüber hinaus berechnet und aktualisiert die Berechnungseinheit 172 den zweiten Filterkoeffizienten w1(n) auf der Grundlage des zweiten Bezugssignals r1(n) und des Fehlersignals e(n).
Die Korrekturwert-Aktualisierungseinheit 191 bestimmt den Korrekturwert f_Δ(n) zum Korrigieren der Differenz zwischen der Steuerfrequenz f(n) und der Frequenz des Vibrationsgeräuschs auf der Grundlage des Fehlersignals e(n) von dem Vibrationsgeräuschsensor 300, des Cosinuswellensignals x0(n) und des Sinuswellensignals x1(n), die von dem Oszillator 130 eingegeben wurden, des ersten Filterkoeffizienten w0(n) und des zweiten Filterkoeffizienten w1(n), die von dem Steuersignalfilter 140 verwendet werden, und des sekundären Routencharakteristikparameters, der von der Charakteristikbestimmungseinheit 192 eingegeben wurde. Der erste Filterkoeffizient w0(n) und der zweite Filterkoeffizient w1(n) können von dem Steuersignalfilter 140 zu der Korrekturwert-Aktualisierungseinheit 191 ausgegeben werden oder können von der Koeffizientenaktualisierungseinheit 160 ausgegeben werden. Hier gibt das Steuersignalfilter 140 diese aus.
Die Einstelleinheit 110, die Steuersignal-Erzeugungseinheit 120, und der Oszillator 130, das Steuersignalfilter 140 und der Addierer, die in der Steuersignal-Erzeugungseinheit 120 enthalten sind, die Koeffizientenaktualisierungseinheit 160, und die Koeffizientenberechnungseinheit 170 und das Bezugssignalfilter 180, die in der Koeffizientenaktualisierungseinheit 160 enthalten sind, die Korrekturwert-Bestimmungseinheit 190, und die Korrekturwert-Aktualisierungseinheit 191 und die Charakteristikbestimmungseinheit 192, die in der Korrekturwert-Bestimmungseinheit 190 enthalten sind, die die in der vorbeschriebenen aktiven Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung 100 enthaltenen Blöcke sind, können mit Hardware konfiguriert sein, die eine ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltung, Application Specific Integrated Circuit) oder dergleichen verwendet, und können mit einem Prozessor und einem Programm konfiguriert sein, das den Prozessor betätigt. Alternativ können sie durch Kombinieren von Hardware und einem Prozessor, wie einer LSI, und einem Programm, das den Prozessor betätigt, konfiguriert sein.
2 ist ein Blockschaltbild, das ein Beispiel für eine Hardwarekonfiguration illustriert, wenn die aktive Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung 100 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einem Prozessor und durch den Prozessor durchgeführten Programmen konfiguriert ist. Die Programme, die die Funktionen der Blöcke, aus denen die in 1 illustrierte aktive Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung 100 zusammengesetzt ist, liefern, sind in einem Speicher 2 gespeichert, und die gespeicherten Programme werden in einem Prozessor 1 durch Verwendung des Speichers 2 durchgeführt. Die Eingabe der Frequenzinformationen, die Ausgabe des Steuersignals d(n) zu der Ausgabevorrichtung 200 für das sekundäre Vibrationsgeräusch, die Eingabe des Fehlersignals e(n), das von dem Vibrationsgeräuschsensor 300 ausgegeben wurde, usw., die in 1 illustriert sind, werden über eine Eingabe- und Ausgabe-Schnittstelle 3 durchgeführt. Mehrere Eingabe- und Ausgabe-Schnittstellen 3 können in Abhängigkeit von verbundenen Vorrichtungen vorhanden sein. Ein Bus 4 stellt Verbindungen zwischen dem Prozessor 1, dem Speicher 2 und der Eingabe- und Ausgabe-Schnittstelle 3 her. Der Bus 4 kann durch Verwendung einer Busbrücke oder dergleichen in angemessener Weise konfiguriert sein.
Ein Bus 4 stellt Verbindungen zwischen dem Prozessor 1, dem Speicher 2 und der Eingabe- und Ausgabe-Schnittstelle 3 her. Der Bus 4 kann durch Verwendung einer Busbrücke oder dergleichen in angemessener Weise konfiguriert sein.
Als Nächstes wird die Arbeitsweise der aktiven Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung 100 nach dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. 3 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für einen Prozessfluss der aktiven Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung 100 illustriert. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das Flussdiagramm in 3 beschränkt, und die Prozesse können in einer unterschiedlichen Reihenfolge durchgeführt werden, oder ein Teil der Prozesse kann parallel durchgeführt werden, solange ein äquivalentes Ergebnis erhalten wird.
Zuerst erwirbt die Einstelleinheit 110 der aktiven Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung 100 die Frequenzinformationen des Vibrationsgeräuschs, die von außerhalb eingegeben werden (ST10). Dann berechnet die Einstelleinheit 110 die Steuerfrequenz f(n) anhand der erworbenen Frequenzinformationen und des Korrekturwerts f_Δ(n) und setzt die Steuerfrequenz f(n) in dem Oszillator 130 und der Charakteristikbestimmungseinheit 192 (ST20). Einzelheiten des Korrekturwerts f_Δ(n) werden später beschrieben. Hinsichtlich der Berechnung der Steuerfrequenz f(n) kann diese beispielsweise wie in dem folgenden Ausdruck 1 bestimmt werden auf der Grundlage der Frequenz F(n), die anhand der Frequenzinformationen über das Vibrationsgeräusch und des Korrekturwerts f_Δ(n) berechnet werden. Die Frequenz F(n) kann als zweckmäßig durch ein Verfahren berechnet werden, das für die Vibrationsgeräuschquelle 400 und die erhaltenen Frequenzinformationen geeignet ist, wie Multiplizieren der Drehgeschwindigkeit des Motors, die die Frequenzinformation ist, mit einer bestimmten Zahl, wie vorstehend beschrieben ist. f(n) = F(n) + f_Δ(n) (1)
In einem Fall, in welchem keine Differenz zwischen der anhand der Frequenzinformationen berechneten Frequenz F(n) und der Steuerfrequenz f(n) vorliegt, in einem Fall unmittelbar nach der Inbetriebnahme der Vorrichtung oder dergleichen kann auch eine Situation auftreten, in der der Korrekturwert f_Δ(n) = 0 und f(n) = F(n) werden.
Als Nächstes erzeugen der Cosinuswellengenerator 131 und der Sinuswellengenerator 132 des Oszillators 130 das Cosinuswellensignal x0(n) bzw. das Sinuswellensignal x1(n), deren Frequenzen jeweils die Steuerfrequenz f(n) sind (ST30). Das Signal, das eine Wellenform einer Cosinuswelle (oder Sinuswelle) hat, kann beispielsweise durch Verwendung eines Oszillationselements erzeugt werden und kann beispielsweise durch Berechnen eines Signalwerts zu jeder diskreten Zeit durch den Prozessor oder dergleichen erzeugt werden.
Als Nächstes führt das Steuersignalfilter 140 die Filterprozesse des Steuersignals bei dem Cosinuswellensignal x0(n) und dem Sinuswellensignal x1(n) durch (ST40). Genauer gesagt, das Filter 141 führt den Prozess des Multiplizierens des Cosinuswellensignals x0(n) mit dem ersten Filterkoeffizienten w0(n) durch, und das Filter 142 führt den Prozess des Multiplizierens des Sinuswellensignals x1(n) mit dem zweiten Filterkoeffizienten w1(n) durch. Dann erzeugt der Addierer 150 das Steuersignal d(n) durch Addieren des Cosinuswellensignals w0(n)·x0(n), bei dem der Filterprozess durchgeführt ist, und des Sinuswellensignals w1(n)·x1(n), bei dem der Filterprozess durchgeführt ist (ST50). Das Steuersignal d(n) kann durch den folgenden Ausdruck 2 ausgedrückt werden. d(n) = w0(n)·x0(n) + w1(n)·x1(n) (2)
Das durch die aktive Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung 100 erzeugte Steuersignal d(n) wird von der Ausgabevorrichtung 200 für das sekundäre Vibrationsgeräusch in das sekundäre Vibrationsgeräusch umgewandelt. Dann pflanzt sich das von der Ausgabevorrichtung 200 für das sekundäre Vibrationsgeräusch ausgegebene sekundäre Vibrationsgeräusch über die sekundäre Route 500 fort und wird dem von der Vibrationsgeräuschquelle 400 erzeugten Vibrationsgeräusch y(n) überlagert. Im Folgenden wird das von der Übertragungscharakteristik der sekundären Route 500 beeinflusste sekundäre Vibrationsgeräusch als Interferenzton bezeichnet. Der Interferenzton wird in 1 durch s(n) dargestellt. Der Interferenzton s(n) überlagert das von der Vibrationsgeräuschquelle 400 erzeugte Vibrationsgeräusch y(n), und hierdurch wird das Vibrationsgeräusch y(n) reduziert.
Die Charakteristikbestimmungseinheit 192 speichert die Übertragungscharakteristiken der sekundären Route 500, die Frequenzen entsprechen, als die Charakteristikparameter der sekundären Route und bestimmt den Charakteristikparameter der sekundären Route, der der Steuerfrequenz f(n) entspricht, wenn die Steuerfrequenz f(n) gesetzt ist (ST60). Die Charakteristikparameter der sekundären Route enthalten einen ersten Parameter C0(f(n)) und einen zweiten Parameter C1(f(n)). Dann wird angenommen, dass eine Amplitudenantwort (Verstärkung) γ(f) und eine Phasenantwort ρ(f) der sekundären Route 500 in der Frequenz f zu einem bestimmten Zeitpunkt n mit dem ersten Parameter C0(f) und dem zweiten Parameter C1(f) durch den folgenden Ausdruck 3 bzw. Ausdruck 4 ausgedrückt werden. Hier zeigt atan Arcustangens an. Es wird angenommen, dass die Charakteristikbestimmungseinheit 192 die Übertragungscharakteristiken der sekundären Route 500 für die jeweiligen Frequenzen beispielsweise in einer in 4 illustrierten Tabellenstruktur speichert. 4 ist ein Beispiel, das die Übertragungscharakteristiken von m Frequenzbändern (m ist eine ganze Zahl gleich oder größer als 2) speichert.
ρ(f(n)) = atan C1(n) / C0(n) (4)
Als Nächstes erzeugt das Bezugssignalfilter 180 der Koeffizientenaktualisierungseinheit 160 die Bezugssignale auf der Grundlage des Cosinuswellensignals x0(n) und des Sinuswellensignals x1(n) (ST70). Genauer gesagt, das Filter 181 erzeugt das erste Bezugssignal r0(n), das durch den folgenden Ausdruck 5 ausgedrückt wird, anhand des Cosinuswellensignals x0(n), des Sinuswellensignals x1(n), des ersten Parameters C0(f(n)) und des zweiten Parameters C1(f(n)). Darüber hinaus erzeugt das Filter 182 das zweite Bezugssignal r1(n), das in der gleichen Weise durch den folgenden Ausdruck 6 ausgedrückt wird. Im Folgenden werden der erste Parameter C0(f(n)) und der zweite Parameter C1(f(n)) einfach als C0(n) bzw. C1(n) beschrieben und ausgedrückt. r0(n) = C0(n)·x0(n) – C1(n)·x1(n) (5) r1(n) = C1(n)·x0(n) + C0(n)·x1(n) (6)
Als Nächstes berechnet die Koeffizientenberechnungseinheit 170 die Filterkoeffizienten des Steuersignalfilters 140. Genauer gesagt, die Berechnungseinheit 171 berechnet einen Wert zum Aktualisieren des ersten Filterkoeffizienten w0(n), um das Fehlersignal e(n) durch eine MSE(mittlerer quadratischer Fehler, mean square error)-Regel durch den LMS-Algorithmus zu minimieren, anhand des ersten Bezugssignals r0(n) und des Fehlersignals e(n) von dem Vibrationsgeräuschsensor 300 (ST80). In der gleichen Weise berechnet die Berechnungseinheit 172 einen Wert zum Aktualisieren des zweiten Filterkoeffizienten w1(n), um das Fehlersignal e(n) anhand des zweiten Bezugssignals r1(n) und des Fehlersignals e(n) zu minimieren. Die Aktualisierung der Filterkoeffizienten kann durch die folgenden Ausdrücke 7 und 8 ausgedrückt werden. w0(n + 1) = w0(n) + μ·r0(n)·e(n) (7) w1(n + 1) = w1(n) + μ·r1(n)·e(n) (8)
Hier ist μ eine Aktualisierungsschrittgröße zum Einstellen der Adaptierbarkeit des adaptiven Filters und ist beispielsweise ein Wert, der vorher auf der Grundlage von Experimenten oder dergleichen bestimmt wurde.
Als Nächstes aktualisiert die Korrekturwert-Aktualisierungseinheit 191 den Korrekturwert f_Δ(n) der Steuerfrequenz derart, dass die Signalenergie e²(n) des Fehlersignals abnimmt, auf der Grundlage des Cosinuswellensignals x0(n) und des Sinuswellensignals x1(n), die von dem Oszillator 130 eingegeben wurden, des von dem Vibrationsgeräuschsensor 300 eingegebenen Fehlersignals e(n), des ersten Filterkoeffizienten w0(n) und des zweiten Filterkoeffizienten w1(n), die von dem Steuersignalfilter 140 eingegeben wurden, und des ersten Parameters C0(n) und des zweiten Parameters C1(n), die von der Charakteristikbestimmungseinheit 192 eingegeben wurden (ST90). Die Aktualisierung des Korrekturwerts f_Δ(n) wird beispielsweise durch den folgenden Ausdruck 9 ausgedrückt. f_Δ(n + 1) = f_Δ(n) – a·e(n)·{D1(n)·x0(n) – D0(n)·x1(n)} (9)
Hier ist α eine Konstante zum Bestimmen der Geschwindigkeit der Aktualisierung und genügt α > 0. Darüber hinaus zeigen D0(n) und D1(n) eine Komponente (Cosinuswellenamplitude) des Cosinuswellensignals x0(n) bzw. eine Komponente (Sinuswellenamplitude) des Sinuswellensignals x1(n) des Interferenztons s(n) an, die auf der Grundlage des Charakteristikparameters der sekundären Route und der Filterkoeffizienten des Steuersignalfilters 140 berechnet sind. Die Cosinuswellenamplitude D0(n) und die Sinuswellenamplitude D1(n) werden durch die folgenden Ausdrücke 10 und 11 ausgedrückt. D0(n) = w0(n)·C0(n) + w1(n)·C1(n) (10) D1(n) = –w0(n)·C1(n) + w1(n)·C0(n) (11)
Der Interferenzton s(n) kann durch den folgenden Ausdruck 12 unter Verwendung der Cosinuswellenamplitude D0(n) und der Sinuswellenamplitude D1(n) berechnet werden. s(n) = D0(n)·x0(n) + D1(n)·x1(n) (12)
Es wird der Grund, weshalb die Signalenergie e²(n) des Fehlersignals durch die Aktualisierung des Korrekturwerts f_Δ(n) der Steuerfrequenz auf der Grundlage des Ausdrucks 9 abnimmt, beschrieben. Das Fehlersignal e(n) ist eine Synthese aus dem Vibrationsgeräusch y(n), dem Interferenzton s(n) und der externen Störung v(n) und wird somit durch den folgenden Ausdruck 13 ausgedrückt. e(n) = y(n) + s(n) + v(n) (13)
Der Gradient der Signalenergie e²(n) des Fehlersignals in Beziehung zu dem Korrekturwert f_Δ(n) kann durch teilweises Differenzieren der Signalenergie e²(n) des Fehlersignals mit Bezug auf den Korrekturwert f_Δ(n) berechnet werden. Das Fehlersignal e(n) wird durch den Ausdruck 13 ausgedrückt; zusätzlich kann der Interferenzton s(n) durch den vorstehenden Ausdruck 12 ausgedrückt werden; und somit ist die Signalenergie e²(n) des Fehlersignals teilweise mit Bezug auf den Korrekturwert f_Δ(n) differenziert, um den folgenden Ausdruck 14 zu erhalten.
Das Cosinuswellensignal x0(n) und das Sinuswellensignal x1(n) werden durch die folgenden Ausdrücke 15 und 16 durch Verwendung der Frequenz F(n), die durch die Frequenzinformationen und den Korrekturwert f_Δ(n) angegeben wird, ausgedrückt. x0(n) = cos{2π·(F(n) + f_Δ(n))/F_s + θ(n – 1)} (15) x1(n) = cos{2π·(F(n) + f_Δ(n))/F_s + θ(n – 1)} (16)
Hier zeigt Fs eine Abtastfrequenz des Cosinuswellensignals x0(n) und des Sinuswellensignals x1(n) an, und θ(n – 1) ist eine Phase des Cosinuswellensignals x0(n) und des Sinuswellensignals x1(n) zu einem Zeitpunkt n – 1. θ(n) wird durch eine Wiederauftrittsbeziehung des folgenden Ausdrucks 17 ausgedrückt. θ(n) = θ(n – 1) + 2π(F(n) + f_Δ(n))/F_s (17)
Unter Berücksichtigung der Ausdrücke 15 und 16 kann der Ausdruck 14 weiterhin wie in dem folgenden Ausdruck 18 angezeigt transformiert werden.
Der Ausdruck 18 zeigt eine Änderung der Signalenergie e²(n) des Fehlersignals in Beziehung zu einer sehr geringen Änderung des Korrekturwerts f_Δ, und ob die Richtung, in der sich f_Δ(n) geringfügig in Beziehung zu f_Δ(n – 1) ändert, um e²(n) in einer abnehmenden Richtung zu ändern, eine positive Richtung oder eine negative Richtung ist, wird bestimmt in Abhängigkeit von dem Vorzeichen der rechten Seite des Ausdrucks 18. Es kann gesagt werden, dass der Ausdruck 18 ein Ausdruck ist, der die Beziehung zwischen Zunahme und Abnahme des Korrekturwerts f_Δ und Zunahme und Abnahme der Signalenergie e²(n) des Fehlersignals ausdrückt. Gemäß dem Ausdruck 18 nimmt e²(n) ab, wenn f_Δ(n) in einer abnehmenden Richtung (negativen Richtung) von f_Δ(n – 1) geändert wird, wenn die rechte Seite des Ausdrucks 18 positiv ist, und wenn f_Δ(n) in einer zunehmenden Richtung (positiven Richtung) geändert wird, wenn die rechte Seite negativ ist. Hier wird ein Wert (Ausdruck 19), der durch Entfernen von 4π/Fs, das eine positive Konstante auf der rechten Seite des Ausdrucks 18 ist und nicht das positive Vorzeichen und das negative Vorzeichen beeinflusst und das positive Vorzeichen und das negative Vorzeichen des verbleibenden Elements umkehrt, erhalten wird, als ein Aktualisierungsgrundbetrag U(n) bezeichnet. U(n) = –e(n)·{D1(n)·x0(n) – D0(n)·x1(n)} (19)
Die aktive Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung 100 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bestimmt den Korrekturwert f_Δ(n) der Steuerfrequenz auf der Grundlage des Aktualisierungsgrundbetrags U(n), der durch den Ausdruck 19 angezeigt ist. Das in dem vorstehenden Ausdruck 9 angezeigte Aktualisierungsverfahren ist ein Beispiel hierfür. In dem Ausdruck 9 ist der Wert, der durch Multiplizieren von U(n) mit einer beliebigen Konstante α erhalten wird, der Änderungsbetrag des Korrekturwerts f_Δ(n); die rechte Seite des Ausdrucks 18 ist negativ, wenn U(n) positiv ist; dann ist f_Δ(n + 1) – f_Δ(n) in dem Ausdruck 9 positiv; und somit nimmt die Signalenergie e²(n) des Fehlersignals ab. Darüber hinaus ist, wenn U(n) negativ ist, die rechte Seite des Ausdrucks 18 positiv; dann ist f_Δ(n + 1) – f_Δ(n) in dem Ausdruck 9 negativ; und somit nimmt auch in diesem Fall die Signalenergie e²(n) des Fehlersignals ab. Somit nimmt die Signalenergie e²(n) des Fehlersignals ab, wenn der Korrekturwert f_Δ(n) gemäß dem Ausdruck 9 aktualisiert wird.
Das von dem Vibrationsgeräuschsensor 300 erfasste Fehlersignal e(n) wird minimal, wenn die Steuerfrequenz f(n) mit der Frequenz des Vibrationsgeräuschs y(n) von der Vibrationsgeräuschquelle 400 übereinstimmt. Somit wird die Steuerfrequenz f(n) so korrigiert, dass sie mit der Frequenz des tatsächlichen Vibrationsgeräusch übereinstimmt, indem der Korrekturwert f_Δ(n) der Steuerfrequenz so aktualisiert wird, dass die Signalenergie e²(n) des Fehlersignals abnimmt, wie vorstehend beschrieben ist.
Die aktive Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung 100 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel korrigiert den Korrekturwert f_Δ(n) der Steuerfrequenz derart, dass das Fehlersignal e(n) kleiner wird, und kann somit den Korrekturwert f_Δ(n) angemessen aktualisieren, selbst wenn die externe Störung v(n) in dem Fehlersignal e(n) enthalten ist.
Darüber hinaus wird, wie in dem Ausdruck 9 illustriert ist, wenn das Verhältnis der Änderung der Signalenergie e²(n) des Fehlersignals zu der Änderung des Korrekturwerts f_Δ(n) groß ist, der Änderungsbetrag des Korrekturwerts f_Δ(n) größer gemacht, so dass die Differenz zwischen den Frequenzen unmittelbar eliminiert werden kann; und wenn das Verhältnis der Änderung der Signalenergie e²(n) des Fehlersignals zu der Änderung des Korrekturwerts f_Δ(n) klein ist, wird der Änderungsbetrag des Korrekturwerts f_Δ(n) kleiner gemacht, so dass die Steuerfrequenz stabilisiert werden kann.
Obgleich die aktive Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung 100 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel den Korrekturwert f_Δ(n) auf der Grundlage des Ausdrucks 9 bestimmt, ist die vorliegenden Erfindung nicht auf dieses Verfahren beschränkt. Beispielsweise kann der Korrekturwert f_Δ(n) um eine vorbestimmte Aktualisierungsbreite β (β > 0) gemäß dem Vorzeichen des Aktualisierungsgrundbetrags U(n) aktualisiert werden. Das heißt, ein Verfahren des Aktualisierens wie in dem folgenden Ausdruck 16 kann auch n Betracht gezogen werden.
Darüber hinaus ist auch denkbar, dass die Konstante α oder β eine Variable in dem Ausdruck 9 und dem Ausdruck 20 ist. In diesem Fall kann der Korrekturwert f_Δ(n) gemäß einer externen Bedingung aktualisiert werden, zum Beispiel durch Ändern von α oder β gemäß der externen Bedingung (zum Beispiel während der Fahrt, während des Anhaltens usw. in dem Fall eines Automobils).
Beispielsweise ist auch denkbar, dass dem Korrekturwert f_Δ(n) der Steuerfrequenz eine Beschränkung auferlegt wird. Es kann festgelegt werden, dass sich der Korrekturwert f_Δ(n) nur innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ändert, um die Durchführung einer übermäßigen Korrektur zu verhindern. Beispielsweise ist denkbar, dass ein Korrekturbereichswert ε vorgesehen wird, um eine Beschränkung wie im Ausdruck 21 illustriert aufzuerlegen. Darüber hinaus kann dem Änderungsbetrag des Korrekturwerts eine Beschränkung auferlegt werden. |f_Δ(n)| < ε (21)
Wie vorstehend beschrieben ist, korrigiert, wenn die als die Frequenz des Vibrationsgeräuschs des Steuerziels identifizierte Steuerfrequenz mit dem Korrekturwert korrigiert wird, die aktive Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Steuerfrequenz durch Aktualisieren des Korrekturwerts, um die Signalenergie des Fehlersignals zu verringern, auf der Grundlage des Aktualisierungsgrundbetrags, der in dem Ausdruck 19 angezeigt ist und der erhalten wird aus der Beziehung zwischen der Zunahme und Abnahme des Korrekturwerts der Steuerfrequenz und der Zunahme und Abnahme der Signalenergie des Fehlersignals, das durch Erfassen des verbleibenden Vibrationsgeräuschs, nachdem das Vibrationsgeräusch des Steuerziels mit dem sekundären Vibrationsgeräusch überlagert wurde, erhalten wird, wie im Ausdruck 18 angezeigt ist. Wie vorstehend beschrieben ist, ergibt die Abnahme der Signalenergie in dem Fehlersignal eine Abnahme der Differenz zwischen der Steuerfrequenz und der Frequenz des Vibrationsgeräuschs, und daher kann die aktive Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel die Differenz zwischen der Frequenz des Vibrationsgeräuschs des Steuerziels und der Steuerfrequenz verringern, selbst wenn die externe Störung, die eine andere als das Vibrationsgeräusch des Steuerziels ist, in dem durch Erfassen des verbleibenden Vibrationsgeräusch erhaltenen Fehlersignal enthalten ist.
Weiterhin wird die Beziehung zwischen der Zunahme und Abnahme des Korrekturwerts der Steuerfrequenz und der Zunahme und Abnahme der Signalenergie des Fehlersignals auf der Grundlage des Cosinuswellensignals, des Sinuswellensignals, der Filterkoeffizienten des Steuersignalfilters und der in der Charakteristikbestimmungseinheit gespeicherten Übertragungscharakteristiken der sekundären Route bestimmt, und daher kann die Beziehung zwischen der Zunahme und Abnahme des Korrekturwerts der Steuerfrequenz und der Zunahme und Abnahme der Signalenergie des Fehlersignals ohne den Einfluss eines externen Faktors, wie einer externen Störung, berechnet werden. Darüber hinaus kann das Verhältnis der Änderung der Signalenergie des Fehlersignals zu der Änderung des Korrekturwerts des Steuerfrequenz genauer berechnet werden, und die Differenz zwischen der Frequenz des Vibrationsgeräuschs des Steuerziels und der Steuerfrequenz kann genau eliminiert werden.
Darüber hinaus wird die Größe des Änderungsbetrags des Korrekturwerts gemäß der Größe der Änderung der Signalenergie des Fehlersignals relativ zu der Änderung des Korrekturwerts der Steuerfrequenz bestimmt; hierdurch wird, wenn die Differenz zwischen der Frequenz des Vibrationsgeräuschs des Steuerziels und der Steuerfrequenz groß ist und das verbleibende Vibrationsgeräusch groß ist, die Änderungsgröße des Korrekturwerts größer gemacht, so dass die Differenz zwischen den Frequenzen unmittelbar eliminiert werden kann; und wenn die Differenz klein ist und das verbleibende Vibrationsgeräusch klein ist, wird die Änderungsgröße kleiner gemacht, so dass die Steuerfrequenz stabilisiert werden kann.
Darüber hinaus ist es durch Bestimmen eines Korrekturbereichs der Steuerfrequenz und Bestimmen des Korrekturwerts innerhalb des Bereichs des Korrekturbereichs möglich, die Durchführung einer übermäßigen Korrektur und die Instabilität der Herabsetzung des Vibrationsgeräuschs zu vermeiden.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Wie vorstehend beschrieben ist, kann die aktive Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung die Steuerfrequenz, die als die Frequenz des Vibrationsgeräuschs des Steuerziels identifiziert ist, selbst dann angemessen korrigieren, wenn eine externe Störungsquelle vorhanden ist, die die externe Störung erzeugt, die ein anderes Vibrationsgeräusch ist, das nicht das Steuerziel ist, zusätzlich zu der Vibrationsgeräuschquelle, die das Vibrationsgeräusch des Steuerziels erzeugt, und ist somit nützlich als eine aktive Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung, die in einem Umfeld mit der externen Störung verwendet wird, wie eine aktive Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung, die das Vibrationsgeräusch eines Motors eines Automobils reduziert.
Bezugszeichenliste

100: aktive Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung
110: Einstelleinheit
120: Steuersignal-Erzeugungseinheit
130: Oszillator
131: Cosinuswellengenerator
132: Sinuswellengenerator
140: Steuersignalfilter
141: Filter
142: Filter
150: Addierer
160: Koeffizientenaktualisierungseinheit
170: Koeffizientenberechnungseinheit
171: Berechnungseinheit
172: Berechnungseinheit
180: Bezugssignalfilter
181: Filter
182: Filter
190: Korrekturwert-Bestimmungseinheit
191: Korrekturwert-Aktualisierungseinheit
192: Charakteristikbestimmungseinheit
200: Ausgabevorrichtung für sekundäres Vibrationsgeräusch
300: Vibrationsgeräuschsensor
400: Vibrationsgeräuschquelle
500: sekundäre Route
600: externe Störungsquelle

Claims

Aktive Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung, welche aufweist: eine Steuersignal-Erzeugungseinheit, die ein Steuersignal auf einer Grundlage eines Cosinuswellensignals und eine Sinuswellensignals erzeugt, deren Frequenzen eine Steuerfrequenz, die gemäß einer Vibrationsgeräuschquelle identifiziert ist, sind; und eine Korrekturwert-Aktualisierungseinheit, die einen Korrekturwert in einen Wert zum Abnehmen der Signalenergie eines Fehlersignals aktualisiert auf einer Grundlage einer Beziehung zwischen Zunahme und Abnahme der Signalenergie des Fehlersignals und Zunahme und Abnahme des Korrekturwerts, der zur Korrektur der Steuerfrequenz verwendet wird, wobei das Fehlersignal von verbleibendem Vibrationsgeräusch erhalten wird, das verbleibt, nachdem ein Interferenzton, der auf einer Grundlage des Steuersignals erzeugt wird und sich über eine sekundäre Route fortpflanzt, dem von der Vibrationsgeräuschquelle erzeugten Vibrationsgeräusch überlagert wurde.
Aktive Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Korrekturwert-Aktualisierungseinheit die Beziehung zwischen der Zunahme und Abnahme der Signalenergie des Fehlersignals und der Zunahme und Abnahme des Korrekturwerts bestimmt auf einer Grundlage einer Cosinuswellenamplitude, die eine Komponente des Cosinuswellensignals des Interferenztons ist, wobei die Komponente durch Verwendung einer vorbestimmten Übertragungscharakteristik der sekundären Route berechnet ist, und einer Sinuswellenamplitude, die eine andere Komponente des Sinuswellensignals des Interferenztons ist, wobei die andere Komponente durch Verwendung der Übertragungscharakteristik der sekundären Route, des Cosinuswellensignals und des Sinuswellensignals berechnet ist.
Aktive Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Korrekturwert-Aktualisierungseinheit den Korrekturwert gemäß einer Größe eines Verhältnisses der Änderung der Signalenergie des Fehlersignals zu einer Änderung des Korrekturwerts aktualisiert, so dass eine Änderungsgröße des Korrekturwerts größer gemacht wird, wenn das Verhältnis der Änderung der Signalenergie des Fehlersignals zu der Änderung des Korrekturwerts groß ist, und so, dass die Änderungsgröße des Korrekturwerts kleiner gemacht wird, wenn das Verhältnis der Änderung der Signalenergie des Fehlersignals zu der Änderung des Korrekturwerts klein ist.
Aktive Vibrationsgeräusch-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Korrekturwert-Aktualisierungseinheit den Korrekturwert innerhalb eines vorbestimmten Korrekturbereichs der Steuerfrequenz aktualisiert.