DE4409591A1 - Vibrationssteuersystem für ein selbstfahrens Fahrzeug - Google Patents
Vibrationssteuersystem für ein selbstfahrens FahrzeugInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Vibrationssteuerungssystem für ein
selbstfahrendes Fahrzeug zur Regulierung der Vibrationen, d. h.
des Lärms des Kraftfahrzeugs, und vor allem ein Vibrationssteu
ersystem für ein selbstfahrendes Fahrzeug zur Regulierung der
Vibrationen des Kraftfahrzeugs, das so ausgelegt ist, daß es
die Vibrationen durch die Interferenz mit Vibrationen verrin
gert, die von einer anderen Vibrationsquelle erzeugt worden
sind.
Die Vibration eines selbstfahrenden Fahrzeugs, vor allem das
Geräusch der Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs,
d. h. erste Vibrationen, können den Fahrer und die Insassen
stören. Deshalb wird vorgeschlagen, daß die ersten Vibrationen
dadurch verringert werden, daß Vibrationen zur Verringerung
der ersten Vibrationen erzeugt werden, d. h. also zweite Vibra
tionen, und zwar von einem Lautsprecher oder dergleichen, und
daß es durch die Erzeugung der zweiten Vibrationen zu einer
Überlagerung mit den ersten Vibrationen kommt.
In der ungeprüft veröffentlichten japanischen Patentschrift
Kokai Nr. 1-501,344 wird ein Vibrationssteuersystem dieser Art
offenbart, das folgendes umfaßt: eine Referenzsignalerzeugungs
einheit zum Aufnehmen eines Signals, das den Vibrationen einer
Vibrationsquelle, d. h. den ersten Vibrationen entspricht, als
ein Referenzsignal, ein Mikrophon zum Aufnehmen der Vibratio
nen in einem vorbestimmten Raum der Kraftfahrzeugkarosserie,
in der der durch die ersten Vibrationen bewirkte Lärm Probleme
verursacht, einen Lautsprecher zum Erzeugen zweiter Vibratio
nen in Richtung auf oder innerhalb des vorbestimmten Raumes,
ein Digitalfilter des adaptiven Typs zur Schaffung der zweiten
Vibrationen, die von dem Lautsprecher erzeugt werden sollen,
und eine Algorithmusbetätigungseinheit, um einen Filterkoeffi
zienten des Filters sequentiell zu optimieren. Dieses Steue
rungssystem kann die zweiten Vibrationen dadurch schaffen, daß
das Digitalfilter des adaptiven Typs den Verstärkungsfaktor
oder die Phase des Referenzsignals entsprechend dem Referenzsi
gnal anpassen kann, und der Filterkoeffizient des Digitalfil
ters des adaptiven Typs wird sequentiell durch die Algorith
musbetätigungseinheit optimiert, um so die von dem Mikrophon
erfaßten ersten Vibrationen zu verringern. Außerdem wird im
allgemeinen als der Algorithmus das kleinste Quadrat (the
least square) zur Optimierung verwendet.
Das Vibrationssteuersystem, das in der oben genannten früheren
Patentveröffentlichung offenbart ist, weist den Vorteil auf,
daß verschiedene Vibrationen verringert werden können, aber es
beinhaltet auch die Nachteile, daß die Menge an Berechnungen
so umfangreich wird, daß es schwierig ist, ein ausreichendes
Maß an Ansprechempfindlichkeit zu gewährleisten, und daß ein
Rechenwerk hoher Qualität benötigt wird. Das Volumen der Be
rechnung wird vor allem dann extrem groß, wenn die Anzahl an
Lautsprechern und Mikrophonen groß wird.
Von dem oben genannten Gesichtspunkt aus und zur Lösung der
Probleme, die dem bereits bekannten Steuersystem anhaften,
haben die vorliegenden Erfinder bereits früher ein Vibrations
steuersystem zur Verringerung der ersten Vibrationen ent
wickelt, wobei sie die Tatsache in Betracht gezogen haben, daß
die Vibrationen des Motors für das selbstfahrende Fahrzeug,
die abgeschwächt werden sollen, d. h. die ersten Vibrationen,
im allgemeinen periodisch sind. Dieses Vibrationssteuersystem
kann die Vibrationen zur Verringerung der ersten Vibrationen
bis zu einem extrem hohen Grad erzeugen, und es benötigt kein
Rechenwerk hoher Qualität.
Dieses Vibrationssteuersystem nach dem Stand der Technik um
faßt eine Zykluserfassungseinrichtung zum Erfassen eines Zy
klus erster Vibrationen, die von einer ersten Vibrationsquelle
wie z. B. einem Motor verursacht wurden, eine zweite Vibrations
quelle, z. B. einen Lautsprecher, um zweite Vibrationen zur
Reduzierung einer Vibrationsenergie der ersten Vibrationen zu
erzeugen, eine Vibrationserfassungseinrichtung, z. B. ein Mikro
phon, zur Erfassung der Vibrationen in einer Lage z. B. eines
Fahrzeuginnenraums, in dem die Vibrationen verringert werden
sollen, eine Vibrationsenergieeinstelleinrichtung zum Festle
gen einer Vibrationsenergie der zweiten Vibrationen, die von
der zweiten Vibrationsquelle in jedem Zyklus erzeugt werden,
der von der Zykluserfassungseinrichtung erfaßt wird, und eine
Berichtigungseinrichtung zum Berichtigen einer Ausgangsgröße
von der Vibrationsenergieeinstelleinrichtung auf der Grundlage
einer Ausgangsgröße der Vibrationserfassungseinrichtung und
eines Übertragungskennwertes zwischen der Vibrationserfassungs
einrichtung und der zweiten Vibrationsquelle.
Diese Anordnung des Vibrationssteuersystems nach dem Stand der
Technik weist die Vorteile auf, daß es die Verarbeitung zum
Schaffen einer Wellenform der zweiten Vibrationen und das
Verarbeiten der Vibrationen, die von der Vibrationserfassungs
einrichtung, z. B. von einem Mikrophon aufgenommen wurden, für
jeden Zyklus auf der Basis des von der Zykluserfassungseinrich
tung erfaßten Zyklus gemeinsam durchführen kann, wodurch die
Berechnung zur Optimierung der Wellenform der zweiten Vibratio
nen stark vereinfacht wird.
Außerdem kann diese Anordnung des Vibrationssteuersystems nach
dem Stand der Technik zur Reduzierung der periodischen Vibrati
onen, wie oben beschrieben worden ist, die Vibrationen be
trächtlich verringern, wenn die Zyklen der ersten Vibrationen
konstant sind, d. h. wenn das Kraftfahrzeug mit einer konstan
ten Geschwindigkeit fährt, wenngleich dieses Vibrationssteuer
system nach dem Stand der Technik nicht mit einzeln auftreten
den Vibrationen oder unvorhergesehen auftretenden Vibrationen
fertig werden kann. Wenn die Zyklen der ersten Vibrationen
schwanken, z. B. während der Zeit, in der das Kraftfahrzeug
beschleunigt oder verzögert wird, dann weist das System nach
dem Stand der Technik den Nachteil auf, daß die Vibrationen
nicht in einem ausreichendem Maße reduziert werden können.
Da die zweiten Vibrationen zur Reduzierung der ersten Vibratio
nen in erster Linie durch digitale Steuerung festgelegt werden
können, werden Datenwerte in der Anzahl, die einem Zyklusab
schnitt der ersten Vibrationen entsprechen, in der Form, in
der sie in jedem Abtastzyklus (sampling cycle) existieren,
d. h. in der Form eines Vektors geschaffen, und die Datenwerte,
die in jedem Abtastzyklus festgelegt sind, werden in jeder
Phase der zweiten Vibrationen als Amplitude, d. h. als eine
Vibrationsenergie geschaffen. Wenn die Anzahl der Daten groß
wird, wird eine Wellenform für einen Zyklusabschnitt lang,
woraus sich eine lange Datenlänge ergibt. Folglich werden die
Daten der zweiten Vibrationen, die zu diesem Zeitpunkt erzeugt
werden sollen, d. h. die augenblicklichen Daten der zweiten
Vibrationen, dadurch optimiert, daß die Daten der vorher er
zeugten zweiten Vibrationen, d. h. die vorherigen Daten der
zweiten Vibrationen, verwendet werden. Aber wenn der Zyklus
schwankt, dann schwankt auch die Anzahl der augenblicklichen
Daten und der vorherigen Daten, d. h. ihre Datenlängen, die
einem Zyklusabschnitt entsprechen, und die zweiten Vibrationen
können nicht an ihrem Abschnitt optimiert werden, der dem
Unterschied in der Datenlänge entspricht, woraus sich ein
Versagen bei der Reduzierung der ersten Vibrationen auf ein
ausreichendes Maß ergibt. Wenn die Datenlänge der augenblick
lichen Daten z. B. verlängert wird und ihre Datenanzahl von der
vorhergehenden Datenzahl von 10 auf 12 erhöht wird, dann ist
die Datenanzahl um zwei zu klein für die Schaffung der Daten
länge der augenblicklichen Daten. Im Gegensatz dazu wird die
Anzahl der Daten zu groß, wenn die Datenlänge verkürzt werden
würde.
Andererseits können die ersten Vibrationen in einem beträcht
lich großen Ausmaß verringert werden, selbst wenn die augen
blicklichen zweiten Vibrationen in der Datenlänge der vorher
erzeugten zweiten Vibrationen erzeugt werden würden. Außerdem
wird, wenn der Fahrstatus des Kraftfahrzeugs nach der Beschleu
nigung oder Verlangsamung in seinen normalen Fahrstatus zurück
gebracht wird, die Optimierung weitergehen, und die ersten
Vibrationen können auf eine ausreichende Ebene verringert
werden. Aber da die ersten Vibrationen während eines Zeit
raums, in dem die Zyklen der Daten schwanken, nicht ausrei
chend reduziert werden können, läßt sich nicht sagen, daß die
ersten Vibrationen im ganzen auf ein zufriedenstellendes Maß
reduziert werden können.
Deshalb ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
Vibrationssteuersystem für ein selbstfahrendes Fahrzeug vorzu
sehen, das so ausgelegt ist, daß es die Vibrationen der Kraft
fahrzeugkarosserie in Anbetracht der Berichtigung, d. h. der
Optimierung der Vibrationen zur Reduzierung der ersten Vibrati
onen in jedem Zyklus der zu reduzierenden periodischen Vibrati
onen selbst während eines Übergangszeitraums verringern kann,
in dem die Zyklen der zu reduzierenden Vibrationen schwanken.
Zur Lösung der oben genannten Aufgabe sieht die vorliegende
Erfindung ein Vibrationssteuersystem für ein selbstfahrendes
Fahrzeug vor, das so ausgelegt ist, daß es die periodischen
Vibrationen, die von einer ersten Vibrationsquelle geschaffen
und erzeugt worden sind, in einem vorbestimmten Raum des Fahr
zeuginnenraums des Kraftfahrzeugs reduzieren kann, wobei das
System folgendes aufweist:
eine Zykluserfassungseinrichtung zur Erfassung eines Zyklus der ersten Vibrationen,
eine zweite Vibrationsquelle zur Erzeugung zweiter Vibrationen zur Verringerung einer Vibrationsenergie der ersten Vibratio nen,
eine Vibrationserfassungseinrichtung zum Erfassen von Vibrati onen in dem vorbestimmten Raum des Fahrzeuginnenraums,
eine Vibrationsenergieeinstelleinrichtung zum Festlegen einer Vibrationsenergie der zweiten Vibrationen, die von der zweiten Vibrationsquelle in jedem Zyklus erzeugt werden, der von der Zykluserfassungseinrichtung erfaßt wird,
eine Berichtigungseinrichtung zum Berichtigen einer Ausgangs größe von der Vibrationsenergieeinstelleinrichtung auf der Grundlage einer Ausgangsgröße von der Vibrationserfassungsein richtung sowie auch eines Übertragungskennwerts zwischen der Vibrationserfassungseinrichtung und der zweiten Vibrationsquel le, und
eine Datenlängenberichtigungseinrichtung zum Berichtigen einer Datenlänge von Daten der vorher erzeugten zweiten Vibrationen im voraus, und zum Liefern von erwarteten Daten der augenblick lich erzeugten zweiten Vibrationen, die die Anzahl von Daten aufweisen, die der Datenlänge der Daten der augenblicklich erzeugten zweiten Vibrationen entsprechen, wenn sich die Daten länge der Daten der augenblicklich erzeugten zweiten Vibrati onen, die entsprechend dem momentanen Zyklus eingestellt wer den sollen, von der Datenlänge der Daten der vorher erzeugten zweiten Vibrationen unterscheidet, die entsprechend dem vorher gehenden Zyklus der vorher erzeugten zweiten Vibrationen fest gelegt worden ist.
eine Zykluserfassungseinrichtung zur Erfassung eines Zyklus der ersten Vibrationen,
eine zweite Vibrationsquelle zur Erzeugung zweiter Vibrationen zur Verringerung einer Vibrationsenergie der ersten Vibratio nen,
eine Vibrationserfassungseinrichtung zum Erfassen von Vibrati onen in dem vorbestimmten Raum des Fahrzeuginnenraums,
eine Vibrationsenergieeinstelleinrichtung zum Festlegen einer Vibrationsenergie der zweiten Vibrationen, die von der zweiten Vibrationsquelle in jedem Zyklus erzeugt werden, der von der Zykluserfassungseinrichtung erfaßt wird,
eine Berichtigungseinrichtung zum Berichtigen einer Ausgangs größe von der Vibrationsenergieeinstelleinrichtung auf der Grundlage einer Ausgangsgröße von der Vibrationserfassungsein richtung sowie auch eines Übertragungskennwerts zwischen der Vibrationserfassungseinrichtung und der zweiten Vibrationsquel le, und
eine Datenlängenberichtigungseinrichtung zum Berichtigen einer Datenlänge von Daten der vorher erzeugten zweiten Vibrationen im voraus, und zum Liefern von erwarteten Daten der augenblick lich erzeugten zweiten Vibrationen, die die Anzahl von Daten aufweisen, die der Datenlänge der Daten der augenblicklich erzeugten zweiten Vibrationen entsprechen, wenn sich die Daten länge der Daten der augenblicklich erzeugten zweiten Vibrati onen, die entsprechend dem momentanen Zyklus eingestellt wer den sollen, von der Datenlänge der Daten der vorher erzeugten zweiten Vibrationen unterscheidet, die entsprechend dem vorher gehenden Zyklus der vorher erzeugten zweiten Vibrationen fest gelegt worden ist.
Diese Anordnung des Vibrationssteuersystem gemäß der vorliegen
den Erfindung kann die Vibrationen auf eine ausreichende Ebene
reduzieren, indem sie die Datenlänge der Daten der zweiten
Vibrationen selbst während eines Übergangszeitraums, während
dem die Zyklen der ersten Vibrationen schwanken, im voraus
einer Optimierung unterwirft. Mit anderen Worten, die Vibrati
onen können selbst während so einer Übergangszeitdauer in
einem beträchtlichen Maße reduziert werden, indem die Wellen
form der Vibrationen optimiert wird, die von der augenblick
lichen Datenlänge der augenblicklichen Daten, die momentan
erzeugt werden, gebildet wird, ohne die Wellenform der Vibrati
onen stark zu verändern, die von der vorhergehenden Datenlänge
der vorhergehend erzeugten Daten als ein Ganzes definiert ist.
Die Datenlängenberichtigungseinrichtung kann in einer Art und
Weise angeordnet sein, die im folgenden noch beschrieben wird.
Die Datenlängenberichtigungseinrichtung ist vor allem dafür
ausgelegt, einen geschätzten Datenwert in die vorhergehenden
Datenlänge einzuführen, oder eine Datenlänge aus der vorherge
henden Datenlänge zu löschen, um die Anzahl der Daten so auszu
legen, daß diese mit der augenblicklichen Datenlänge der lau
fenden Daten übereinstimmt.
Außerdem kann die Datenlängenberichtigungseinrichtung vor
allem in einer Art und Weise aufgebaut sein, in der sie die
Datenlänge durch Verkürzen oder Erweitern der Wellenform der
zweiten Vibrationen, die vorher erzeugt worden sind, als ein
Ganzes berichtigen kann, um so dafür zu sorgen, daß die Anzahl
der Daten der augenblicklichen Datenlänge der augenblicklichen
Daten entspricht.
Vor allem diese Anordnung der Datenlängenberichtigungseinrich
tung kann die Vibrationen selbst während des Übergangszeit
raums in einem beträchtlichen Maße reduzieren, da die Wellen
form der zweiten Vibrationen entsprechend der Datenlänge der
augenblicklich erzeugten zweiten Vibrationen vorgesehen werden
kann, während der Datenwert der zweiten Vibrationen in einem
im wesentlichen optimalen Zustand in jeder Phase der Wellen
form aufrechterhalten werden kann, indem die Wellenform der
vorher erzeugten zweiten Vibrationen im voraus verkürzt oder
erweitert wird, so daß diese der Datenlänge der Daten der
augenblicklich zu erzeugenden zweiten Vibrationen entspricht.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfin
dung werden in Laufe der Beschreibung der bevorzugten Ausfüh
rungsbeispiele deutlich, die im folgenden unter Bezugnahme auf
die beigefügten Zeichnungen gegeben wird. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung von oben, die einen
Umriß der Kraftfahrzeugkarosserie zeigt, bei der das
Vibrationssteuersystem gemäß der vorliegenden Erfin
dung angewendet ist, wobei das Dach weggelassen
worden ist,
Fig. 2 ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Gliederung
eines Steuersystems für das Vibrationssteuersystem
gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt,
Fig. 3 ein Blockdiagramm, das ein Steuersystem zum Optimie
ren der zweiten Vibrationen zeigt,
Fig. 4 eine schematische Darstellung, die ein Beispiel der
Verlängerung der Datenlänge der Daten der Vibrati
onen durch Einfügen von geschätzten Datenwerten
zeigt,
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Beispiels der
Verkürzung der Datenlänge der Daten der Vibrationen
durch Entfernen eines Datenwertes,
Fig. 6 ein Flußdiagramm, das ein Beispiel der Steuerung zur
Berichtigung der Datenlänge der Daten der zweiten
Vibrationen zeigt,
Fig. 7 ein Flußdiagramm, das ein Beispiel der Verlängerung
der Datenlänge der Daten der zweiten Vibrationen
zeigt,
Fig. 8 ein Flußdiagramm, das ein Beispiel der Verkürzung
der Datenlänge der Daten der zweiten Vibrationen
zeigt,
Fig. 9 eine schematische Darstellung eines Beispiels des
Steuervorgangs für Fig. 7,
Fig. 10 eine schematische Darstellung eines Beispiels des
Steuervorgangs für Fig. 8,
Fig. 11 ein Flußdiagramm, das einen wesentlichen Abschnitt
eines anderen Beispiels zur Berichtigung durch Ver
längern der Datenlänge der Daten der zweiten Vibrati
onen zeigt,
Fig. 12 ein Flußdiagramm, das ein weiteres Beispiel der
Berichtigung durch Verkürzen der Datenlänge der
Daten der zweiten Vibrationen zeigt,
Fig. 13 ein Flußdiagramm, das ein anderes Beispiel der Be
richtigung durch Verlängern der Datenlänge der zwei
ten Vibrationen zeigt,
Fig. 14 ein Flußdiagramm, das ein weiteres Beispiel der
Berichtigung durch Verkürzen der Datenlänge der
zweiten Vibrationen zeigt,
Fig. 15 ein Flußdiagramm, das ein Beispiel zum Einstellen
eines Verschiebebetrags S in den Fig. 13 und 14
zeigt,
Fig. 16 ein Flußdiagramm, das ein anderes Beispiel zum Ein
stellen eines Verschiebebetrags S in den Fig. 13 und
14 zeigt,
Fig. 17 eine schematische Darstellung eines Beispiels zur
Erweiterung der Wellenform als ein Ganzes durch
Interpolation,
Fig. 18 ein Flußdiagramm zum Ausführen der Interpolation
nach Fig. 17,
Fig. 19 ein Flußdiagramm zum Ausführen der Interpolation
nach Fig. 17,
Fig. 20 ein Flußdiagramm zum Durchführen der Interpolation
nach Fig. 17,
Fig. 21 eine schematische Darstellung, die die Inhalte des
Flußdiagramms zum Durchführen der Interpolation nach
Fig. 20 zeigt,
Fig. 22 ein Flußdiagramm zum Berechnen der Interpolation für
jede Ausgabe von Datenwerten,
Fig. 23 ein Flußdiagramm zum Berechnen der Interpolation für
jede Ausgabe von Datenwerten,
Fig. 24 eine schematische Darstellung, die eine Zeitsteue
rung für die Berechnung der Interpolation für jede
Ausgabe von Datenwerten zeigt,
Fig. 25 eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für
eine Schaltung zur Verwendung beim Verkürzen oder
Erweitern der gesamten Wellenform der Vibrationen
durch Ausführen einer analogen Verarbeitung zeigt,
Fig. 26 ein Diagramm, das eine Abweichung in der Lage der
Fortführung zwischen der Wellenform der vorhergehen
den Vibrationen und der Wellenform der augenblick
lichen Vibrationen zeigt,
Fig. 27 ein Diagramm, das die bevorzugte Zeitsteuerung des
Startens der Interpolation oder der analogen Verar
beitung zum Verhindern oder Reduzieren der Abwei
chung, wie sie in Fig. 26 gezeigt ist, zeigt, und
Fig. 28 ein Diagramm, das ein bevorzugtes Beispiels zum
Einstellen eines Abtastzyklus für die Interpolation
oder die analoge Verarbeitung zum Verhindern oder
Reduzieren der Abweichung zeigt, wie sie in Fig. 26
gezeigt ist.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten
Zeichnungen genauer beschrieben.
Fig. 1 zeigt die Karosserie 1 eines selbstfahrenden Fahrzeugs,
bei dem ein Fahrzeuginnenraum 2 mit einem Fahrersitz 3 und
einem Beifahrersitz 4 sowie mit Rücksitzen 5 und 6 versehen
ist. In dem Motoraum 7 ist ein 4-Zylinder-Reihenmotor 8 ange
ordnet, der eine Zündspule 9 aufweist.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Motor 8 eine
Quelle, die Geräusche erzeugt, die periodische Vibrationen
entsprechend der Anzahl an Umdrehungen des Motors erzeugen,
d. h., er ist eine erste Vibrationsquelle. Der Fahrzeuginnen
raum 2 ist ein vorbestimmter Raum, in dem die Geräusche des
Motors 8, d. h. die ersten Vibrationen verringert werden sol
len, und er ist mit fünf Lautsprechern, auf die kollektiv mit
dem Bezugszeichen 11 Bezug genommen wird, und mit acht Mikro
phonen versehen, auf die kollektiv mit dem Bezugszeichen 12
Bezug genommen wird. Jeder der Lautsprecher 11 dient als eine
zweite Vibrationsquelle zur Erzeugung von zweiten Vibrationen
zur Verringerung der Geräusche des Motors 8 in dem Fahrzeugin
nenraum 2, und jedes der Mikrophone 12 dient als eine Vibrati
onserfassungseinrichtung zum Erfassen der tatsächlichen Vibra
tionen in dem Fahrzeuginnenraum 8.
Das Kraftfahrzeug 1 weist eine Steuereinheit U auf, die sich
aus einem Mikrocomputer mit einem Steuerabschnitt 20 zusammen
setzt, der aus einer Zentraleinheit besteht. Wie in Fig. 2
gezeigt ist, werden dem Steuerabschnitt 20 Signale von einer
primären Spule der Zündspule 9, d. h. also Zündimpulssignale
entsprechend der Motordrehzahl, durch eine Wellenformgebungs
schaltung 21 und eine Zyklusberechnungsschaltung 22, und Si
gnale von jedem der Mikrophone 15 durch einen Verstärker 23,
ein Tiefpaßfilter 24 und einen A/D-Wandler 25 zugeführt. Ande
rerseits liefert der Steuerabschnitt 20 Signale an jeden der
Lautsprecher 11 durch einen D/A-Umsetzer 26, ein Tiefpaßfilter
27 und einen Verstärker 28.
Der Steuerabschnitt 20 kann die zweiten Vibrationen, die von
jedem der Lautsprecher 11 erzeugt werden sollen, optimieren,
um dadurch die ersten Vibrationen zu reduzieren, die von den
Mikrophonen 12 erfaßt werden sollen.
Im folgenden wird nun eine Beschreibung des Basismodus zur
Erzeugung der zweiten Vibrationen und zur Berichtigung der
zweiten Vibrationen während der Übergangszeitdauer gegeben, in
der ihre Zyklen schwanken.
Zuerst wird eine Beschreibung des Basismodus zur Erzeugung der
zweiten Vibrationen gegeben, d. h. des Modus der Schaffung der
zweiten Vibrationen unter der Annahme, daß die Zyklen in Abhän
gigkeit von den Zündimpulsen konstant sind.
In Fig. 3 ist der Steuerabschnitt 20 aus Gründen der Kürze der
Beschreibung nur mit einem Lautsprecher 11 und einem Mikrophon
12 dargestellt. Der Steuerabschnitt 20 ist so ausgelegt, daß
er einen Zyklus eines Vektors y eines Eingangssignals y, das
dem Lautsprecher 11 zugeführt werden soll, auf der Basis des
Eingangsergebnisses der Eingabe von der Zyklusberechnungsschal
tung 22 bei Schritt S1 einstellen kann, und eine Matrix h
einer Impulsreaktion (Impulsantwort) h, die einen Übertragungs
kennwert zwischen dem Mikrophon 12 und dem Lautsprecher 11
angibt, wird durch den in dem Steuerabschnitt 20 eingebauten
Mikroprozessor bei Schritt S2 in eine Zeitfolge h umgewandelt.
Dann optimiert der Prozessor des Steuerabschnitts 20 bei
Schritt S3 den Vektor y sequentiell auf der Grundlage der
Zeitfolge h der Impulsreaktion h und eines Ausgabesignals e,
das von dem Mikrophon 12 eingegeben worden ist, und dann wan
delt er bei Schritt S4 den Vektor y in die Zeitfolge y um und
liefert das Eingangssignal y an den Lautsprecher 11.
Schritt S4.
Der Lautsprecher 11 reproduziert das Eingangssignal y als
Antigeräusche Z, und das Mikrophon 12 erfaßt die Geräusche,
wobei deren Vibrationsenergie dadurch verringert worden ist,
daß die Geräusche d von den Antigeräuschen Z gedämpft werden,
und liefert das digitale Ausgangssignal e an den Prozessor,
der in dem Steuerabschnitt 20 eingebaut ist.
Der Prozessor des Steuerabschnitts 20 wiederholt die Abläufe
bei den Schritten S3 und S4, wodurch sequentiell der Vektor y
des Eingangssignals y optimiert wird und der Vektor y des
Eingangssignals y eingestellt wird, bis der Wert des Ausgangs
signals e Null wird.
Im folgenden wird nun eine Beschreibung der Berechnung des
Algorithmus gegeben, die von der Steuereinheit 20 bei den oben
genannten Schritten durchgeführt wird.
Zuerst wird ein Abtastzyklus des Ausgangssignals e von dem
Mikrophon 12 als Δt festgelegt. Angenommen, die Impulsreaktion
h, die als der Übertragungskennwert zwischen dem Mikrophon 12
und dem Lautsprecher 11 dient, wird in einem begrenzten Zeit
raum jΔt in Null umgewandelt, dann können die Beziehung zwi
schen den Geräuschen d, die als die ersten Vibrationen dienen
und von dem Motor 8 erzeugt worden sind, die Antigeräusche Z,
die als die zweiten Vibrationen dienen und von dem Lautspre
cher 11 erzeugt werden, wenn das dem Lautsprecher 11 zuzufüh
rende Eingangssignal y gegeben ist, und ein k-ter Abtastwert
e(k) des Ausgangssignals e zu der Zeit k durch die folgende
Berechnungsformel (1) dargestellt werden:
e(k) = d(k) + Z(k)
= d(k) + Matrix hT×Matrix y(k) (1)
wobei
Matrix h = [h0 h1 h2 . . . hJ-1]T,
Matrix y(k) = [y(k) y(k-1) y(k-2) . . . y(k-J+1)]T,
d(k) eine Komponente der Geräusche d ist, die in e(k)
enthalten ist,
Z(k) eine Komponente der Antigeräusche Z ist, die in e(k) enthalten ist, und
y(k) ein Wert der k-ten Abtastung des Eingangssignals y ist,
wobei ein Wert der Impulsreaktion h nach dem Ablauf der Zeit spanne jΔt nach der Impulseingabe als hj gesetzt wird.
Z(k) eine Komponente der Antigeräusche Z ist, die in e(k) enthalten ist, und
y(k) ein Wert der k-ten Abtastung des Eingangssignals y ist,
wobei ein Wert der Impulsreaktion h nach dem Ablauf der Zeit spanne jΔt nach der Impulseingabe als hj gesetzt wird.
Somit kann Z(k) in der oben genannten Formel (1) durch die
Formel (2) umgeschrieben werden:
Da die Geräusche d periodische Geräusche sind, die einen Zy
klus NΔt aufweisen, sollten die Antigeräusche Z und die Ein
gangssignale y jeweils periodische Geräusche und periodische
Signale sein, von denen alle die gleichen Zyklen NΔt wie die
Geräusche d aufweisen.
Deshalb können die Eingangssignale y die folgende Formel (3)
ergeben:
Somit kann die Berechnungsformel (1) folgendermaßen in die
Berechnungsformel (4) umgeschrieben werden:
e(k) = d(k) + Matrix hT×Zeitfolge y(k)
wobei die Zeitfolge y(k) = [y(k) y(K+N-1) y(K+N-2) . . . y(K+1)]T
Dann kann der Abtastwert e(K+i) einer (K+i)-ten Abtastung
(wobei i=1, 2, . . . ) des Ausgangssignals e zu der Zeit k+1,
die um die Zeitdauer i ausgehend von der Zeit k vergangen ist,
durch die Formel (5) wie folgt dargestellt werden:
e(k+i) = d(k+i) + Vektor hT× Zeitfolge y(k+i)
= d(k+i) + Zeitfolge h(i)T×Zeitfolge y(k) . . . (5)
wobei
wobei
i′ der Integralrest ist, wenn i durch N geteilt wird.
Bei der obigen Berechnungsformel (5) stellt k lediglich eine
willkürliche Anfangszeit des Eingangssignals e dar. Durch
Ersetzen von k durch Null und Ersetzen von i durch k kann die
Formel (5) wie folgt als Formel (6) geschrieben werden:
Die Einführung der nachfolgenden Auswertungsfunktion in die
oben genannte Formel ergibt die folgende Berechnungsformel
(7):
Die Formel (7) gibt den Gradienten hinsichtlich des Vektors y
der Auswertungsfunktion an, wie durch die Formel (8) folgender
maßen angegeben ist:
Wenn die Zeitfolge h(k) x e(k) als eine Augenblicksschätzung
für E[Zeitfolge h(k)× e(K)] verwendet wird, dann kann der Wert
des Vektors y, der der Vektor des an den Lautsprecher zu lie
fernden Ausgangssignals ist und der den Zyklus NΔt aufweist
(wobei N = Anzahl der Elemente), der den Mindestwert von F
ergibt, optimiert werden, indem die Berechnungen der nachfol
genden Formel (9) auf der Grundlage der Methode des steilsten
Abstiegs (steepest descent method) wiederholt werden.
Vektor y(K+1) = Vektor y(k)-µ×e(k)×Zeitfolge h(k) . . . (9)
wobei µ/2 ein Konvergenzkoeffizient ist.
Aber die obige Formel (9) kann durch einen vereinfachteren
Algorithmus ersetzt werden, wie unten noch angegeben wird,
wenn der Prozessor, der als die Datenverarbeitungseinrichtung
dient und in dem Steuerabschnitt 20 eingebaut ist, die Einstel
lung der Vibrationsenergie der Antigeräusche zur Reduzierung
der Vibrationsenergie der Geräusche berichtigt.
Wenn ein Paar von Lautsprechern 11 und von Mikrophonen 12
verwendet werden, dann wird die Formel (9) zuerst durch die
folgende Berechnungsformel (10) ersetzt:
y(k-j+QN), (k+1) = y(k-j+QN),×(k)-µ×e(k)×hj.
Zu diesem Zeitpunkt führt der Prozessor z. B. die folgenden
vier Vorgänge in der Zeit k aus.
Vorgang 1:
Lieferung eines Signals yk,(k) an den Lautsprecher 11.
Lieferung eines Signals yk,(k) an den Lautsprecher 11.
Vorgang 2:
Eingeben eines Signals e(K) von dem Mikrophon 12.
Eingeben eines Signals e(K) von dem Mikrophon 12.
Vorgang 3:
Setzen einer ganzen Zahl bis N, wobei die ganze Zahl dem Produkt am nächsten liegt, das durch Multiplizieren des Rotationszyklus des Motors 8, der von dem Zyklusberechnungsschaltkreis 22 gelie fert wird, mit Ord/Δt oder 1/(Ord×Δt) erhalten wird.
Setzen einer ganzen Zahl bis N, wobei die ganze Zahl dem Produkt am nächsten liegt, das durch Multiplizieren des Rotationszyklus des Motors 8, der von dem Zyklusberechnungsschaltkreis 22 gelie fert wird, mit Ord/Δt oder 1/(Ord×Δt) erhalten wird.
Vorgang 4:
Berechnung der Formel (10) in Anbetracht von j=0, 1, 2, . . . , J-1.
Berechnung der Formel (10) in Anbetracht von j=0, 1, 2, . . . , J-1.
Bei der oben genannten Formel (10) sind k′ und (k-j+QN)′ die
Integralreste, die durch das Dividieren jeweils von k und
(k-j+QN) durch N erhalten werden, und das Bezugssymbol "Ord"
ist eine willkürliche konstante ganze Zahl zum Einstellen des
Mindestgrades der reduzierten Geräusche relativ zu der Motor
drehzahl.
Wenn mehrere Lautsprecher 11 und Mikrophone 12 verwendet wer
den, dann kann ein optimaler Wert des Vektors y, der als der
Vektor der an den ersten Lautsprecher zu liefernden Signale
dient, zur Minimierung der Auswertefunktion
durch Wiederholen der Berechnungen der folgenden Formel (11)
gegeben werden,
zum Beispiel, wenn
als eine Augenblicksschätzung verwendet wird für
auf der Grundlage der Methode des steilsten Abstiegs, wobei
ylk: das Signal ist, das dem ersten Lautsprecher zu der Zeit k zugeführt werden soll,
em: das Signal ist, das von dem m-ten Mikrophon eingebracht werden soll,
hlmj: der Zeitwert jΔt nach der Impulsreaktion zwi schen dem ersten Lautsprecher und dem mit Mikrophon ist,
L: die Anzahl der Lautsprecher ist,
M: die Anzahl der Mikrophone ist, und
J: eine ganze Zahl ist, die die Konvergenz zu Null der Impulsreaktion zwischen allen Laut sprechern und Mikrophonen in der begrenzten Zeit Δt angibt,
ylk: das Signal ist, das dem ersten Lautsprecher zu der Zeit k zugeführt werden soll,
em: das Signal ist, das von dem m-ten Mikrophon eingebracht werden soll,
hlmj: der Zeitwert jΔt nach der Impulsreaktion zwi schen dem ersten Lautsprecher und dem mit Mikrophon ist,
L: die Anzahl der Lautsprecher ist,
M: die Anzahl der Mikrophone ist, und
J: eine ganze Zahl ist, die die Konvergenz zu Null der Impulsreaktion zwischen allen Laut sprechern und Mikrophonen in der begrenzten Zeit Δt angibt,
Somit kann die obige Formel (9) als die folgende Berechnungs
formel (12) umgeschrieben werden:
Zu diesem Zeitpunkt führt der Prozessor z. B. die folgenden
vier Vorgänge in der Zeit k durch:
Vorgang 11:
Ausgeben der Signale ylk′(k), y2k′(k), . . . , yLK′(k) an die ersten, zweiten, . . . L-ten Laut sprecher,
Vorgang 12:
Eingeben der Signale e1(k), e2(k), . . . , eM(k) von den ersten, zweiten, . . . , M-ten Mikrophonen,
Vorgang 13:
Setzen einer ganzen Zahl bis N, wobei die ganze Zahl dem Produkt am nächsten ist, das durch Multi plizieren des Rotationszyklus des Motors 8, der von der Zyklusberechnungsschaltung 22 eingegeben wird, mit Ord/Δt oder 1/(Ord×Δt) erhalten wird,
Vorgang 14:
Berechnung der Formel (12) in Anbetracht von 1 = 1, 2, . . . , L und j=0, 1, 2, . . . , J-1.
Ausgeben der Signale ylk′(k), y2k′(k), . . . , yLK′(k) an die ersten, zweiten, . . . L-ten Laut sprecher,
Vorgang 12:
Eingeben der Signale e1(k), e2(k), . . . , eM(k) von den ersten, zweiten, . . . , M-ten Mikrophonen,
Vorgang 13:
Setzen einer ganzen Zahl bis N, wobei die ganze Zahl dem Produkt am nächsten ist, das durch Multi plizieren des Rotationszyklus des Motors 8, der von der Zyklusberechnungsschaltung 22 eingegeben wird, mit Ord/Δt oder 1/(Ord×Δt) erhalten wird,
Vorgang 14:
Berechnung der Formel (12) in Anbetracht von 1 = 1, 2, . . . , L und j=0, 1, 2, . . . , J-1.
In Fällen, bei denen eine Vielzahl von Lautsprechern 11 und
Mikrophonen 12 verwendet werden, kann der optimale Wert des
Vektors y dadurch gegeben werden, daß die Berechnungen der
folgenden Formel (13) wiederholt werden:
Vektor y1(k+1) = Vektor y1(k)-µ×α×Zeitfolge hlk′′(k)×ek′′(k)
wenn α× Zeitfolge hlk′(k)×ek als eine Augenblicksschätzung
verwendet wird für
wobei ein Vektor y1 der Vektor der Singale ist, die an den
ersten Lautsprecher ausgegeben werden, um die Auswertefunktion
zu minimieren
wobei k′′ ein Wert ist, der durch Dividieren von K durch M und
durch Addieren eines der sich ergebenden Quotienten erhalten
wird. Und α ist eine Konstante. Die Formel (13) kann in einer
Zeit berechnet werden, die kürzer als die für die Formel (11)
benötigte ist.
Folglich kann die Formel (9) durch die nachfolgende Formel
(14) ersetzt werden:
y1(k-j+QN)′(k+1) = y1(k-j+Qn)′(k)-µ×α×ek(k)×hlk′′j.
Zu diesem Zeitpunkt führt der Prozessor z. B. die folgenden
vier Vorgänge in der Zeit k aus.
Vorgang 21:
Ausgabe der Signale ylk′(k), y2k′(k), . . . , yLk′(k) an den ersten, zweiten, . . . , L-ten Lautsprecher.
Ausgabe der Signale ylk′(k), y2k′(k), . . . , yLk′(k) an den ersten, zweiten, . . . , L-ten Lautsprecher.
Vorgang 22:
Eingabe der Signale ek′′(k) von dem k′′-ten Mikro phon.
Eingabe der Signale ek′′(k) von dem k′′-ten Mikro phon.
Vorgang 23:
Setzen einer ganzen Zahl bis N, wobei die ganze Zahl dem Produkt am nächsten ist, das durch Multi plizieren des Rotationszyklus des Motors 8, der von der Zyklusberechnungsschaltung 22 eingegeben wird, mit Ord/Δt oder 1/(Ord×Δt) erhalten wird.
Setzen einer ganzen Zahl bis N, wobei die ganze Zahl dem Produkt am nächsten ist, das durch Multi plizieren des Rotationszyklus des Motors 8, der von der Zyklusberechnungsschaltung 22 eingegeben wird, mit Ord/Δt oder 1/(Ord×Δt) erhalten wird.
Vorgang 24:
Berechnen der Formel (14) in Anbetracht von l = 1, 2, . . . , L und j=0, 1, 2, . . . , J-1.
Berechnen der Formel (14) in Anbetracht von l = 1, 2, . . . , L und j=0, 1, 2, . . . , J-1.
Deshalb kann der Algorithmus lediglich durch Wiederholen der
Berechnungen der Berechnungsformeln (9), (11), und (12) oder
ihrer vereinfachten Formeln (10), (12) und (14) berechnet
werden, um dadurch die Berechnungszeit zur Steuerung der Ein
gabe in die Lautsprecher zu verkürzen.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 4 ff wird eine Beschreibung der
Berichtigung der zweiten Vibrationen während der Übergangszeit
gegeben, während der der Rotationszyklus des Motors 8 durch
die Beschleunigung oder die Verlangsamung schwankt. Diese
Berichtigung wird vor dem Optimierungsprozeß bei Schritt S3
zur Optimierung des Vektors y durchgeführt, wie in Fig. 3
gezeigt ist.
Die Fig. 4-5 veranschaulichen in Form eines Diagramms die
Verfahren zum Anpassen der Datenlängen des Datenwertes. Fig. 4
ist auf die Berichtigung zum Verlängern der Datenlänge um
einen Zyklusabschnitt, d. h. also auf die Erhöhung der Anzahl
der Daten ausgerichtet, und Fig. 5 ist auf die Berichtigung
zum Verkürzen der Datenlänge um einen Zyklusabschnitt, d. h.
also auf die Verkleinerung der Anzahl der Daten ausgerichtet.
An der oberen Seite der Fig. 4 sind die vorhergehenden Daten
der zweiten Vibrationen gezeigt, die in der oben beschriebenen
Art und Weise optimiert worden sind. Die Werte, die bei jeder
Abtastzeitsteuerung gesetzt werden, wie mit schwarzen Kreisen
angedeutet ist, geben die Vibrationsenergien der zweiten Vibra
tionen an. Die zweiten Vibrationen, die einem Zyklusabschnitt
entsprechen, der von dem Lautsprecher erzeugt werden soll,
können durch die Vibrationswellenform dargestellt werden, die
der Wellenform entspricht, die durch Verbinden der zwei neben
einanderliegenden schwarzen Kreise erhalten wird. Fig. 4 veran
schaulicht die vorhergehenden Daten, die die Datennummer n0
von 10 aufweisen, und die augenblicklichen Daten, deren Daten
nummer auf die Datennummer n1 von 12 ausgehend von den vorher
gehenden Daten erhöht worden ist, wobei augenblickliche Daten
derart sind, daß ihre Datenlänge augenblicklich so eingestellt
ist, daß sie den Zyklen entspricht, die mit den Motordrehzah
len schwanken. In diesem Fall werden zwei geschätze Datenwerte
in die vorhergehenden Daten eingefügt, damit diese den augen
blicklichen Daten entsprechen, und sie sind mit weißen Kreisen
angedeutet.
Andererseits veranschaulicht Fig. 5 im Gegensatz zu dem in
Fig. 4 gezeigten Fall die augenblicklichen Daten, die durch
Verkürzen der Datenlänge der vorhergehenden Daten geschaffen
wurden. In diesem Fall werden zwei zuviel vorhandene Datenwer
te aus den vorhergehenden Daten entfernt, und diese sind mit
weißen Kreisen angedeutet.
Die Fig. 6-8 veranschaulichen die Flußdiagramme, die die Fälle
zeigen, bei denen die Datenlänge durch Einfügen oder Entfernen
der Anzahl der Daten während der Übergangszeitdauer berichtigt
wird, in der die Motordrehzahlen schwanken.
In dem Hauptflußdiagramm, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, wird
bei Schritt Q1 ein Zündungsimpulszyklus r (in Sekunden) einge
geben. Dann wird bei Schritt Q2 die Datenzahl n1 der augen
blicklichen Daten, die augenblicklich eingestellt werden sol
len, auf der Grundlage der in Schritt Q2 angegebenen Gleichung
berechnet, wobei Sf eine Abtastfrequenz (Hz) und m eine ganze
Zahl ist.
Bei Schritt Q3 wird festgestellt, ob die Datenzahl n1 der
augenblicklichen Daten größer als die Datenzahl n0 der vorher
gehenden Daten ist. Wenn das Ergebnis dieser Entscheidung
anzeigt, daß die Datenanzahl n1 der augenblicklichen Daten
größer als die Datenzahl n0 der vorhergehenden Daten ist, dann
geht der Programmfluß zu Schritt Q4, bei dem die vorhergehen
den Daten berichtigt werden, indem die geschätzten Datenwerte
in die vorhergehenden Daten in einer Art und Weise eingefügt
werden, die im folgenden noch beschrieben wird. Dann wird bei
Schritt Q5 die Datenzahl n0 der vorhergehenden Daten durch die
Datenzahl n1 der augenblicklichen Daten aktualisiert.
Wenn bei Schritt Q3 aber festgestellt wird, daß die Datenzahl
n1 der augenblicklichen Daten nicht größer als die Datenzahl
n0 der vorhergehenden Daten ist, dann geht der Programmfluß zu
Schritt Q6, bei dem weiter festgestellt wird, ob die Datenzahl
n1 der augenblicklichen Daten kleiner als die Datenzahl n0 der
vorhergehenden Daten ist. Wenn das Ergebnis der Entscheidung
bei Schritt Q6 anzeigt, daß die Datenzahl n1 der augenblick
lichen Daten kleiner als die Datenzahl n0 der vorhergehenden
Daten ist, dann folgt auf den Programmfluß der Vorgang zur
Entfernung der unnötigen Datenzahl in einer Art und Weise, die
im folgenden noch beschrieben wird, und dann wird zu Schritt
Q5 gegangen.
Wenn die Entscheidung bei Schritt Q6 ein negatives Ergebnis
hervorbringt, nämlich daß die augenblickliche Datenzahl n1
nicht kleiner als die vorhergehende Datenzahl n0 ist, dann
kehrt der Programmfluß zurück, da die Berichtigung der Daten
durch Einfügen oder Entfernen nicht benötigt wird, und der
Vorgang zur Optimierung, wie er oben beschrieben worden ist,
wird durchgeführt.
Fig. 7 zeigt die Inhalte des Vorgangs bei der Dateneinfügung,
die bei Schritt Q4 in Fig. 6 durchgeführt wird. Bei dem in
Fig. 7 gezeigten Beispiel werden die geschätzen Datenwerte in
die vorhergehenden Daten in gleichen Abständen eingefügt, und
der geschätzte Datenwert wird auf den Datenwert eingestellt,
der sich direkt vor der Position befindet, in der der geschätz
te Datenwert eingefügt wird.
Unter Maßgabe des oben Genannten wird die Zahl der geschätzten
Datenwerte dn, die augenblicklich eingefügt werden sollen,
durch Subtrahieren der Anzahl der vorhergehenden Daten n0 von
der Anzahl der augenblicklichen Daten n1 bei Schritt Q11 be
rechnet. Dann wird bei Schritt Q12 die Anzahl dn der geschätz
ten Datenwerte, die eingefügt werden sollen, als i gesetzt,
woraufhin zu Schritt Q13 gegangen wird, bei dem die Lage, in
der der geschätzte Datenwert eingefügt werden soll, durch die
Gleichung
j = int[n0×i/(dn + 1) + 0,5]
festgelegt wird, wobei das Symbol "int" für das Auf- bzw.
Abrunden des Ergebnisses der Berechnung auf die nächste ganze
Zahl steht.
Das Symbol "j" zeigt die Position an, in der der geschätzte
Datenwert eingefügt werden soll. Wenn z. B. n0 = 10, n1 = 12
und i = dn = 2 ist, wie in Fig. 4 gezeigt wird, dann ergibt
die Berechnung des in Klammern stehenden Teils 7,166 . . ., so
daß dieses Rechenergebnis auf j=7 abgerundet wird.
Dann wird bei Schritt Q14 k durch die Gleichung k = n0 + dn-i
festgesetzt. Da die Anzahl der vorhergehenden Daten, n0, bei
diesem Beispiel 10 ist, wird k derart gezeigt, daß die Daten
sich in der rechten Endposition der Fig. 4 befinden. Danach
wird bei Schritt Q15 die Lage des Datenwerts, der y(k) in den
vorhergehenden Daten entspricht, als die Lage des Datenwerts
festgelegt, die y(k+1) in den augenblicklichen Daten ent
spricht, woraufhin dann zu Schritt Q16 gegangen wird, bei dem
k auf k-1 gesetzt wird. Dann wird bei Schritt Q17 festge
stellt, of k kleiner als j ist. Wenn diese Entscheidung ein
negatives Ergebnis ergibt, dann kehrt der Programmfluß zu
Schritt Q15 zurück.
Wenn andererseits bei Schritt Q17 entschieden wird, daß k
kleiner als j ist, dann geht der Programmfluß zu Schritt Q18,
bei dem ein Wert, der durch das Subtrahieren von eins von i
erhalten worden ist, als i festgelegt, und dann zu Schritt
Q19, bei dem festgestellt wird, ob i Null ist. Wenn das Ergeb
nis dieser Entscheidung anzeigt, daß i nicht Null ist, dann
kehrt der Programmfluß zu Schritt Q13 zurück.
Zu dem Zeitpunkt, an dem die Entscheidung bei Schritt Q19 das
Ergebnis bringt, daß i gleich Null ist, wird bestimmt, daß die
Einfügung des geschätzten Datenwerts zum Schaffen der augen
blicklichen Daten beendet ist.
Im Falle der Fig. 4 zeigt das Ergebnis der Entscheidung bei
Schritt Q19 an, daß i zu dem Zeitpunkt Null wird, an dem die
Vorgänge bei den Schritten 13-18 zweimal wiederholt worden
sind, wodurch die augenblicklichen Daten hervorgebracht wer
den, die die Datenlänge aufweisen, die dem Zyklus entspricht,
der augenblicklich auf der unteren Seite der Fig. 4 erfaßt
wird.
Fig. 9 veranschaulicht in Form eines Diagramms die Modi des
Verschiebens der Datenwerte und das Setzen der geschätzten
Datenwerte unter Bezugnahme auf die in Fig. 4 gezeigten Fälle.
Der Lautsprecher 11 erzeugt die Wellenform der Vibration, die
den augenblicklichen Daten entspricht, wobei ihre Datenlänge
in der Art und Weise angepaßt worden ist, wie sie auf der
unteren Seite der Fig. 4 gezeigt ist. Außerdem kann der ge
schätzte Datenwert, der eingefügt werden soll, als der Daten
wert festgelegt werden, der sich direkt hinter der Lage befin
det, in der der geschätzte Datenwert eingeführt werden soll.
Fig. 8 zeigt die Einzelheiten des Datenentfernungsvorgangs,
der bei Schritt Q7 in Fig. 6 durchgeführt wird. Bei diesem
Beispiel werden die geschätzten Datenwerte aus den vorhergehen
den Daten in gleichen Abständen entfernt. Der in Fig. 8 gezeig
te Vorgang entspricht in mancher Hinsicht dem Verfahren zum
Einfügen der geschätzten Datenwerte, wie es in Fig. 7 gezeigt
worden ist. Folglich werden die Vorgänge beschrieben, die sich
von dem in Fig. 7 gezeigten Verfahren unterscheiden, und eine
Beschreibung der identischen Vorgänge wird aus Gründen der
besseren Übersichtlichkeit weggelassen.
Zuerst zeigt die bei Schritt Q23 festzulegende Lage von j die
Position an, aus der der geschätzte Datenwert entfernt werden
soll. Außerdem werden die Positionen der Datenwerte, die sich
hinter den Positionen befinden, aus denen die Datenwerte ent
fernt werden, durch die Vorgänge bei den Schritten Q25-Q27
nach vorne verschoben. Fig. 10 veranschaulicht in Form eines
Diagramms den Modus zum Entfernen der Datenwerte unter Bezug
nahme auf das in Fig. 5 gezeigte Beispiel.
Fig. 11 veranschaulicht ein Beispiel, bei dem der geschätzte
Datenwert durch primäre Interpolation auf der Grundlage der
Datenwerte eingestellt wird, die sich vor und nach der Lage
befinden, in der der geschätzte Datenwert eingefügt werden
soll. Mit anderen Worten, bei diesem Beispiel wird der ge
schätzte Datenwert als ein arithmetischer Mittelwert der Daten
werte festgelegt, die sich vor und hinter der Lage befinden,
in der er eingeführt werden soll.
Vor allem Fig. 11 zeigt den Vorgang, der zwischen den Schrit
ten Q17 und Q18 der Fig. 7 durchgeführt werden soll. Wenn bei
Schritt Q17 festgestellt wird, daß k kleiner als j ist, dann
geht der Programmfluß zu Schritt Q31, bei dem des weiteren
festgestellt wird, ob j+2 größer als n1 ist. Wenn das Ergebnis
der Entscheidung bei Schritt Q31 aber anzeigt, daß j+2 nicht
größer als n1 ist, dann wird der arithmetische Mittelwert der
Datenwerte, die sich vor und hinter der Lage befinden, in der
der geschätzte Datenwert eingefügt werden soll, als ein ge
schätzter Datenwert festgelegt, wie bei Schritt Q32 angedeutet
ist. Wenn bei Schritt Q31 aber festgestellt wird, daß j+2
größer als n1 ist, dann zeigt sich, daß kein Datenwert in der
Lage hinter der Position exisitiert, in der der geschätzte
Datenwert eingeführt werden soll. Zu diesem Zeitpunkt ent
spricht der Datenwert, der sich in der Lage hinter der Positi
on befindet, in der der geschätzte Datenwert eingefügt werden
soll, dem ersten Datenwert. Folglich wird bei Schritt Q33 ein
arithmetischer Mittelwert aus dem Datenwert, der sich in der
Lage direkt vor der Einfügungsposition befindet, in der der
geschätzte Datenwert eingefügt werden soll, und dem Datenwert,
der sich in der ersten Lage befindet, als ein geschätzter
Datenwert festgelegt.
Andererseits zeigt die Fig. 12 ein Beispiel, bei dem der Daten
wert, der vor und hinter der Position existiert, in der der
Datenwert entfernt werden soll, einer primären Interpolation
unterzogen wird. Der Vorgang, wie er in Fig. 12 gezeigt ist,
gleicht grundsätzlich dem von Fig. 8. Folglich werden nur die
Vorgänge beschrieben, die sich von den in Fig. 8 gezeigten
unterscheiden, und eine Beschreibung der gleichartigen Vorgän
ge wird aus Gründen der kürzeren Erklärung weggelassen.
In Fig. 12 wird bei Schritt Q44 der Datenwert, der in der Lage
existiert, aus der der Datenwert entfernt werden soll, als dy
gesetzt, und bei Schritt Q49 wird der Datenwert als ein arith
metischer Mittelwert zwischen dem Datenwert dy und dem Daten
wert gesetzt, der in der Lage direkt hinter der Position exi
stiert, aus der der Datenwert entfernt werden soll. Es ist
natürlich auch möglich, daß ein arithmetischer Mittelwert
zwischen dem Datenwert dy und dem Datenwert, der in der Lage
direkt hinter der Position existiert, aus der der Datenwert
entfernt werden soll, als ein Datenwert festgelegt wird, der
in der Lage existiert, aus der der Datenwert bereits entfernt
worden ist.
Abweichendes Beispiel 2 (Fig. 13-16):
Fig. 13 zeigt ein Beispiel, bei dem die Lage, in die der ge
schätzte Datenwert eingefügt wird, bei jedem Zyklus schwankt.
Bei diesem Beispiel wird die Verarbeitung grundsätzlich in der
gleichen Art und Weise durchgeführt wie bei der in Fig. 7
gezeigten Verarbeitung. Folglich werden nur die Vorgänge be
schrieben, die sich von den in Fig. 7 gezeigten unterscheiden,
und eine Beschreibung der identischen Vorgänge wird aus Grün
den der besseren Übersichtlichkeit weggelassen. Mit anderen
Worten, ein Verschiebebetrag S (dargestellt in einer ganzen
Zahl) der Position, in die der geschätzte Datenwert eingefügt
wird, wird bei Schritt Q61 festgelegt, und der Verschiebebe
trag S wird beim Festlegen der Einfügungsposition j in Schritt
Q64 addiert. Um zu verhindern, daß der Datenwert in jeder
Abwandlung des Zyklus durch Festlegen des Verschiebebetrags S
in der gleichen Position eingefügt oder entfernt wird, sind
die Vorgänge bei den Schritten Q65 und Q66 festgelegt.
Vor allem der Verschiebebetrag S kann im Schritt Q61 in einer
Art und Weise festgelegt werden, die z. B. in Fig. 15 gezeigt
ist. Fig. 15 zeigt ein Beispiel, bei dem die Einfügungspositio
nen sequentiell um eine Position nach hinten verschoben wer
den. Fig. 16 zeigt ein anderes Beispiel zum Festlegen des
Verschiebebetrags S bei Schritt Q61, bei der der Verschiebebe
trag auf der Basis von beliebigen Zahlen eingestellt wird.
Fig. 14 zeigt ein Beispiel, bei dem die Position, aus der der
Datenwert entfernt wird, in jedem Zyklus auf der Basis des
Verschiebebetrags S in einer der Fig. 13 ähnlichen Art und
Weise verschoben wird. Die Verarbeitung, wie sie in Fig. 14
gezeigt ist, entspricht mit Ausnahme der Vorgänge bei den
Schritten Q81 und Q84-86 (die den Vorgängen bei den Schritten
Q61 und Q64-66 in Fig. 13 entsprechen) grundsätzlich der Verar
beitung, die in Fig. 8 gezeigt ist. Folglich kann eine Be
schreibung der Vorgänge bei den Schritten Q81 und Q84-86 wegge
lassen werden.
Die Anordnung des Steuersystems, das im Anspruch 4 bzw. 8
beansprucht ist, kann die Vibrationen vorteilhafterweise in
einem ausreichenden Grad verringern, indem verhindert wird,
daß die Fähigkeit zum Speichern der Datenwerte teilweise
schlecht ist.
Außerdem kann die Anordnung des Systems nach Anspruch 5 oder 7
die Vibrationen vorzugsweise auf ein ausreichendes Maß be
schränken, indem die Zuverlässigkeit der geschätzten Datenwer
te und der Datenwerte gewährleistet wird, die in den Lagen vor
und hinter der Position existieren, aus der der Datenwert
entfernt werden soll.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 17 ff. eine
Beschreibung der Verarbeitung zum Ausdehnen oder Verkürzen
einer ganzen Wellenform der zweiten Vibrationen während eines
Übergangszeitraums beschrieben, in dem der Rotationszyklus des
Motors 8 bedingt durch z. B. Beschleunigung oder Verlangsamung
schwankt. Diese Verarbeitung wird vor der Verarbeitung zur
Optimierung des Vektors y bei Schritt S3 in Fig. 3 durchge
führt.
Die Fig. 17-21 zeigen Fälle, bei denen die ganze Wellenform
der zweiten Vibrationen durch Interpolation ausgedehnt oder
berichtigt wird. Die Abläufe bei der Interpolation sind in der
Fig. 17 gezeigt. Fig. 17(1) zeigt eine Wellenform der vorherge
henden Vibrationen, die sechs Datenwerte aufweist, und Fig.
17(3) zeigt eine Wellenform der augenblicklichen Vibrationen,
die acht Datenwerte aufweist, die durch Erweitern der Wellen
form der vorhergehenden Vibrationen gebildet werden. Wie bei
Fig. 17(2) gezeigt wird, wird zuerst eine Zwischenwellenform
geschaffen, die die gleiche Datenlänge wie die Datenlänge der
Wellenform der vorhergehenden Vibrationen aufweist, und ein
Abtastzyklus wird auf der Zwischendatenlänge entsprechend der
neuen Anzahl an Datenwerten, d. h. also acht Datenwerten, fest
gesetzt. Bei diesem Beispiel beträgt der Zwischenabtastzyklus
in der Zwischendatenlänge (die Übergangs-Vibrationswellenform)
6/8 des Abtastzyklus der Basisdatenlänge oder der vorhergehen
den Datenlänge.
Der Datenwert bei der vorhergehenden Vibrationswellenform wird
auf der vorübergehenden Datenlänge bei jeder Zwischen-Abtast
zeitsteuerung festgehalten. Durch Rückführen der Zwischenvibra
tionswellenform in ihren Basisabtastzyklus (mit anderen Wor
ten, durch Bildung der Zwischenvibrationswellenform bei jedem
Basisabtastzyklus) wird die Vibrationswellenform mit der ausge
dehnten Wellenform in einer Form geschaffen, wie sie in Fig.
17(3) gezeigt ist. Die Vibrationswellenform kann im wesent
lichen in der gleichen Art und Weise verkürzt werden, wie
gerade oben beschrieben worden ist. Aber in diesem Fall muß der
Zwischenabtastzyklus größer als der Basisabtastzyklus einge
stellt werden.
Fig. 18-21 zeigen die Flußdiagramme zum Durchführen der Inter
polation, wie sie in Fig. 17 gezeigt ist.
Zuerst wird ein Zündimpulszyklus r (dargestellt in Sekunden)
bei Schritt R1 in Fig. 18 gelesen, woraufhin dann zu Schritt
R2 gegangen wird, bei dem die Datenzahl n1, die zu diesem
Zeitpunkt festgelegt werden soll, durch die Gleichung n1 = r×sf/m
berechnet wird wobei sf eine Abtastfrequenz (Hz) und m
eine ganze Zahl ist.
Dann wird bei Schritt R3 festgestellt, ob die Datenzahl n1 der
augenblicklichen Daten gleich der Datenanzahl n0 der vorherge
henden Daten ist. Wenn das Ergebnis dieser Entscheidung an
zeigt, daß die Datenzahl n1 der augenblicklichen Daten nicht
gleich der Datenzahl n0 der vorhergehenden Daten ist, dann
geht der Programmfluß zu Schritt R4, bei dem die Interpolation
in der Art durchgeführt wird, wie sie in Fig. 17 gezeigt ist,
und dann wird die momentane Datenzahl n1 als die vorhergehende
Datenzahl n0 aktualisiert. Wenn bei Schritt R3 andererseits
entschieden wird, daß die Datenzahl n1 der augenblicklichen
Daten gleich der Datenzahl n0 der vorhergehenden Daten ist,
dann kehrt der Programmfluß zurück, da keine Interpolation zum
Ausdehnen oder Verkürzen der Vibrationswellenform benötigt
wird, wodurch das Verfahren zum Optimieren in der in Fig. 3
gezeigten Art und Weise durchgeführt wird.
Fig. 19 zeigt die Inhalte des bei Schritt R4 in Fig. 18 durch
zuführenden Vorgangs. Zuerst wird bei Schritt R11 i auf 1
gesetzt, woraufhin dann zu Schritt R12 gegangen wird, bei dem
j durch die Gleichung j = n0/n1×i festgelegt wird. Dann wird
bei Schritt R13 k durch die Formel: k = int(j) bestimmt. Das
Symbol "int" bei Schritt R13 bezieht sich auf das Auf- bzw.
Abrunden des Ergebnisses der Berechnung auf die nächste ganze
Zahl. Bei diesem Beispiel, bei dem n0 6 und n1 8 ist, wird der
Wert, der von den Klammern umgeben ist, berechnet, um k=8 zu
ergeben, da der Anfangswert, der von den Klammern umgeben ist,
bei 0,75 liegt.
Dann wird bei Schritt R14 festgestellt, ob j=k. Wenn diese
Entscheidung das Ergebnis bringt, daß j=k, dann geht der Pro
grammfluß zu Schritt R15, bei dem y(j) als y′(i) gesetzt wird,
woraufhin zu Schritt R18 gegangen wird. Wenn das Ergebnis der
Entscheidung bei Schritt R14 andererseits anzeigt, daß j nicht
gleich k ist, dann geht der Programmfluß zu Schritt R16, bei
dem j auf j-k gesetzt wird, und dann zu Schritt R17, bei dem
y′(i) in einer Art und Weise berechnet wird, die im folgenden
noch beschrieben wird. Dann wird zu Schritt R18 gegangen. Der
Vorgang bei Schritt R15 ist so ausgelegt, daß er mit dem Fall
fertig wird, bei dem der vorhergehende Datenwert in der Phasen
position von j existiert, während der Vorgang bei Schritt R16
so ausgelegt ist, daß er mit dem Fall fertig wird, bei dem
kein vorhergehender Datenwert in der Phasenposition von j
existiert.
Bei Schritt R18 wird i auf i+1 gesetzt, woraufhin dann zu
Schritt R19 gegangen wird, bei dem festgestellt wird, ob i
gleich n1 ist, das der augenblicklichen Datenzahl entspricht.
Wenn das Ergebnis dieser Entscheidung anzeigt, daß i nicht
gleich n1 ist, dann kehrt der Programmfluß zu R12 zurück, bei
dem der oben beschriebene Vorgang wiederholt und die Interpola
tion fortgesetzt wird.
Wenn die Entscheidung bei Schritt R19 andererseits das Ergeb
nis bringt, daß i gleich n1 ist, das der augenblicklichen
Datenzahl entspricht, dann geht der Programmfluß zu Schritt
R20, bei dem i auf Null gesetzt wird, und dann zu Schritt R21,
bei dem y′(i) auf y(i) gesetzt wird. Danach wird bei Schritt
R22 i+1 auf i gesetzt, woraufhin zu Schritt R23 gegangen wird,
bei dem festgestellt wird, ob i größer als n1 ist. Diese Ent
scheidung ist so eingestellt, daß wenn das negative Ergebnis
in der Anfangsstufe gegeben wird, der Vorgang bei Schritt R21
ff wiederholt wird. Dann wird die Interpolation zu dem Zeit
punkt beendet, an dem die Entscheidung bei Schritt R23 ein
positives Ergebnis liefert, daß i größer als n1 ist. Dann
kehrt der Programmfluß zurück.
Die Verarbeitung bei den Schritten R12-19 ist so ausgelegt,
daß sie mit der Verarbeitung zum Schaffen der Zwischendaten
fertig wird, wie in Fig. 17(2) gezeigt ist, und die Verarbei
tung bei den Schritten R20 ff ist so ausgelegt, daß sie die
Vorgänge zum Ändern der Zwischendaten von Fig. 17(2) in neue
Daten, wie sie in Fig. 17(3) gezeigt sind, handhaben kann.
Fig. 20 zeigt die Inhalte des Vorgangs zum Berechnen von y′(i)
bei Schritt R17 in Fig. 19. Bei Schritt R25 in Fig. 20 wird
festgestellt, ob k+1 größer als n0 ist. Wenn diese Entschei
dung ein negatives Ergebnis bringt, nämlich daß k+1 gleich
oder kleiner als n0 ist, dann geht der Programmfluß zu Schritt
R26, bei dem der arithmetische Mittelwert der Werte, die die
Phasenposition von i einschließen, als y′(i) festgesetzt wird,
um die primäre Interpolation durchzuführen, und dann kehrt der
Programmfluß zurück. Wenn das Ergebnis der Entscheidung bei
Schritt R25 andererseits anzeigt, daß k+1 größer als n0 ist,
dann geht der Programmfluß zu Schritt R27, bei dem der arith
metische Mittelwert zwischen dem Wert der ersten Phasenpositi
on und dem Wert der Phasenposition direkt davor als y′(i)
festgesetzt wird, weil, obwohl die Phasenposition von k sich
in der letzten Position befindet und keine Phasenposition
dahinter existiert, die Phasenposition danach gleich der er
sten Phasenposition ist. Fig. 21 zeigt in Form eines Diagramms
die Bedeutung des arithmetischen Mittels, wie dies bei Schritt
R26 oder R27 angegeben ist, d. h. die Inhalte der primären
Interpolation.
Die Ausrechnung der Interpolation, wie sie oben beschrieben
worden ist, richtet sich auf den Fall, bei dem ein Zyklusab
schnitt in einer umfassenden Art und Weise berechnet wird. In
diesem Fall wird die Menge an Berechnungen, die an einem Zeit
punkt gemacht werden sollen, sehr groß. Zur Reduzierung der
daraus resultierenden Belastung für das Steuersystem, indem
die Menge an Berechnungen zu einem Zeitpunkt reduziert wird,
ist es vorzuziehen, die Berechnung der Interpolation durchzu
führen, um einen Datenwert zu jedem Zeitpunkt einer Ausgabe
des Datenwerts zu erlangen. In Fig. 24 ist die Zeitsteuerung
der Ausgabe der vorhergehenden Daten mit dem Basisabtastzyklus
t oben dargestellt, und die Zeitsteuerung der Berechnung der
Interpolation der momentanen Daten ist unten dargestellt. Mit
anderen Worten, obwohl der Datenwert bei jedem Abtastzyklus t
erzeugt wird, wird die Berechnung der Interpolation sofort
nach dem Ende der Ausgabe des vorhergehenden Datenwerts durch
geführt und wird zu dem Zeitpunkt beendet, an dem alle vorheri
gen Datenwerte erzeugt worden sind. Die Anordnung dieses Sy
stems kann die Berechnung der Interpolation während einer
freien Zeitspanne durchführen, die sich von der Ausgabe eines
bestimmten Datenwertes bis zu der Ausgabe des nachfolgenden
Datenwertes erstreckt.
Die oben beschriebene Steuerung kann vor allem in der Art und
Weise durchgeführt werden, wie sie in den Fig. 22 und 23 ge
zeigt ist. Fig. 22 ist auf die Verarbeitung, die zu dem Zeit
punkt durchgeführt werden soll, an dem alle vorhergehenden
Datenwerte erzeugt worden sind, und auf die Verarbeitung zum
Umändern der Zwischendaten, wie in Fig. 17(2) gezeigt ist, in
die endgültigen augenblicklichen Daten, wie in Fig. 17(3)
gezeigt ist, ausgerichtet. Fig. 23 ist auf den Vorgang der
Berechnung der Interpolation ausgerichtet, die durchgeführt
werden soll, sofort nachdem einer der vorhergehenden Datenwer
te erzeugt worden ist. Die Steuerinhalte, wie sie in Fig. 23
gezeigt sind, unterscheiden sich von den in Fig. 18 und 19
gezeigten darin, daß ein Wert durch die Berechnung der Interpo
lation erhalten wird.
Abweichendes Beispiel 2 (Fig. 25):
Fig. 25 zeigt den Fall, bei dem die ganze Vibrationswellenform
durch analoge Verarbeitung ausgedehnt oder verkürzt wird. Wenn
die vorhergehenden Daten durch den D/A-Wandler und das Tiefpaß
filter 27 für den Lautsprecher 11 wandern, werden die Signale,
die durch das Tiefpaßfilter 27 gewandert sind, so angeordnet,
daß sie durch den A/D-Umsetzer 41 wieder zu dem Steuerab
schnitt 20 zurückgeleitet werden. Dann wird der Abtastzyklus
des A/D-Wandlers 41 von einer Dividierschaltung 42 festgelegt,
und der Abtastzyklus der Dividierschaltung 42 wird von einem
Abtastanpaßelement 43 in Reaktion auf Befehlssignale von dem
Steuerabschnitt 20 auf einen Wert eingestellt, der einem Ver
hältnis der Datenanzahl der vorhergehenden Daten zu der Daten
anzahl der augenblicklichen Daten entspricht.
Bei diesem Beispiel kann die Ausdehnung oder die Verkürzung
der gesamten Vibrationswellenform durch allgemein bekannte
Verfahren durchgeführt werden, z. B. durch D/A-Umwandlung oder
A/D-Umwandlung, und herkömmliche D/A-Wandler für den Laut
sprecher 11 können für diesen Zweck verwendet werden. Folglich
kann im Vergleich zu dem System, das einen D/A-Umsetzer aus
schließlich für die Ausdehnung oder die Verkürzung der Vibrati
onswellenform benötigt, die Struktur des Systems vereinfacht
und die Kosten des Systems großteils reduziert werden.
Abweichendes Beispiel 3 (Fig. 26-27):
Die Fig. 26-27 zeigen ein bevorzugtes Beispiel des Festlegens
der Zeitsteuerung zum Starten der Interpolation oder der analo
gen Verarbeitung. Wenn die Vibrationswellenform als Ganzes
durch die Interpolation oder die analoge Verarbeitung ausge
dehnt oder verkürzt wird, dann besteht die Möglichkeit, daß
eine derartige Abweichung zwischen dem Endwert der vorhergehen
den Vibrationswellenform und dem ersten Wert der augenblick
lichen Vibrationswellenform größer wird, wie in Fig. 26 ge
zeigt ist. Wenn der Datenwert zu dem Zeitpunkt, an dem der
Zündimpuls als eine Referenz zur Bestimmung der Zyklusänderun
gen eingegeben worden ist, immer Null wird, dann treten keine
Probleme durch die Abweichung auf. Aber tatsächlich ist der
Datenwert an dem Zeitpunkt, an dem der Zündimpuls eingegeben
worden ist, nicht immer Null.
Eine derartige Abweichung kann verringert oder verhindert
werden, indem die Interpolation oder die analoge Verarbeitung
ausgehend von der Phase zu dem Zeitpunkt der Eingabe des Zünd
impulses gestartet wird, wie in Fig. 27 gezeigt wird. In Fig. 27
gleichen die schraffierten Flächen in Form und Phase den
Komponenten zu dem Zeitpunkt der Eingabe des Zündimpulses,
d. h. die Datenwerte und β sind im wesentlichen identisch
zueinander.
Abweichendes Beispiel 4 (Fig. 28):
Fig. 28 zeigt die Verfahren zum richtigen Einstellen der Zeit
steuerung zum Starten der Interpolation oder der analogen
Verarbeitung, um eine Abweichung zu verhindern oder zu verrin
gern, und zwar von einem ähnlichen Gesichtspunkt aus wie das
abweichende Beispiel 3. Bei diesem Beispiel wird der Abtastzy
klus für die Interpolation oder die analoge Verarbeitung konti
nuierlich und graduell verkleinert, wenn die Vibrationswellen
form ausgedehnt wird. Andererseits wird der Abtastzyklus konti
nuierlich und graduell vergrößert, wenn die Vibrationswellen
form verkürzt wird. In diesen Fällen kann die Abweichung so
klein wie möglich gemacht werden (Änderungen des Gewichts zum
Fokussieren der Reproduzierbarkeit der vorhergehenden Vibrati
onswellenform auf welchen Phasenabschnitt).
Wie in Fig. 28 gezeigt ist, werden die Abtastzyklen für die
Interpolation oder die analoge Verarbeitung so ausgelegt, daß
sie um einen Abschnitt t in der arithmetischen Progression
verringert werden. Es ist auch anzumerken, daß die Abtastzy
klen dafür auch in geometrischer Progression reduziert werden
können.
Das Steuersystem gemäß dieser Erfindung ist oben anhand von
Beispielen beschrieben worden und ist nicht darauf beschränkt.
Außerdem kann das Steuersystem die folgenden Ausführungsbei
spiele enthalten.
- 1. Zusätzlich zu den Lautsprechern kann als eine zweite Vibrationsquelle auch jedes herkömmliche Stellglied verwendet werden, wie z. B. ein dazwischengeschaltetes (in ein Motorbauelement eingebautes) Stellglied, und zwar z. B. zwischen dem Motor und der Kraftfahrzeugkaros serie.
- 2. Zusätzlich zu dem Motor kann als eine erste Vibrations quelle eine geeignete Vorrichtung verwendet werden, die in das Fahrzeug geladen ist und die periodische Geräu sche verursachen kann.
- 3. Wenn der Motor als die erste Vibrationsquelle funktio niert, kann die erste periodische Vibrationsquelle, die verringert werden soll, aus zweiten Vibrationen, vierten Vibrationen, sechsten Vibrationen und dergleichen ausge wählt werden.
Claims (17)
1. Vibrationssteuersystem für ein selbstfahrendes Fahrzeug
vor, das so ausgelegt ist, daß es die periodischen Vibra
tionen, die von einer ersten Vibrationsquelle (8) er
zeugt werden, in einem vorbestimmten Raum des Fahrzeug
innenraums des Kraftfahrzeugs reduzieren kann,
gekennzeichnet durch:
eine Zykluserfassungseinrichtung (20) zur Erfassung eines Zyklus der ersten Vibrationen,
eine zweite Vibrationsquelle (11) zur Erzeugung zweiter Vibrationen zur Verringerung einer Vibrationsenergie der ersten Vibrationen,
eine Vibrationserfassungseinrichtung (12) zum Erfassen von Vibrationen in dem vorbestimmten Raum des Fahrzeugin nenraums,
eine Vibrationsenergieeinstelleinrichtung zum Festlegen einer Vibrationsenergie der zweiten Vibrationen, die von der zweiten Vibrationsquelle (8) in jedem Zyklus erzeugt werden, der von der Zykluserfassungseinrichtung (20) erfaßt wird,
eine Berichtigungseinrichtung (20) zum Berichtigen einer Ausgangsgröße von der Vibrationsenergieeinstelleinrich tung auf der Grundlage einer Ausgangsgröße von der Vibra tionserfassungseinrichtung (12) sowie auch eines Übertra gungskennwerts zwischen der Vibrationserfassungseinrich tung (12) und der zweiten Vibrationsquelle, und
eine Datenlängenberichtigungseinrichtung (20) zum Berich tigen einer Datenlänge von Daten der vorher erzeugten zweiten Vibrationen im voraus, und zum Liefern von erwar teten Daten der augenblicklich erzeugten zweiten Vibrati onen, die die Anzahl von Daten aufweisen, die der Daten länge der Daten der augenblicklich erzeugten zweiten Vibrationen entsprechen, wenn sich die Datenlänge der Daten der augenblicklich erzeugten zweiten Vibrationen, die entsprechend dem momentanen Zyklus eingestellt wer den sollen, von der Datenlänge der Daten der vorher erzeugten zweiten Vibrationen unterscheidet, die ent sprechend dem vorhergehenden Zyklus der vorher erzeugten zweiten Vibrationen festgelegt worden ist.
gekennzeichnet durch:
eine Zykluserfassungseinrichtung (20) zur Erfassung eines Zyklus der ersten Vibrationen,
eine zweite Vibrationsquelle (11) zur Erzeugung zweiter Vibrationen zur Verringerung einer Vibrationsenergie der ersten Vibrationen,
eine Vibrationserfassungseinrichtung (12) zum Erfassen von Vibrationen in dem vorbestimmten Raum des Fahrzeugin nenraums,
eine Vibrationsenergieeinstelleinrichtung zum Festlegen einer Vibrationsenergie der zweiten Vibrationen, die von der zweiten Vibrationsquelle (8) in jedem Zyklus erzeugt werden, der von der Zykluserfassungseinrichtung (20) erfaßt wird,
eine Berichtigungseinrichtung (20) zum Berichtigen einer Ausgangsgröße von der Vibrationsenergieeinstelleinrich tung auf der Grundlage einer Ausgangsgröße von der Vibra tionserfassungseinrichtung (12) sowie auch eines Übertra gungskennwerts zwischen der Vibrationserfassungseinrich tung (12) und der zweiten Vibrationsquelle, und
eine Datenlängenberichtigungseinrichtung (20) zum Berich tigen einer Datenlänge von Daten der vorher erzeugten zweiten Vibrationen im voraus, und zum Liefern von erwar teten Daten der augenblicklich erzeugten zweiten Vibrati onen, die die Anzahl von Daten aufweisen, die der Daten länge der Daten der augenblicklich erzeugten zweiten Vibrationen entsprechen, wenn sich die Datenlänge der Daten der augenblicklich erzeugten zweiten Vibrationen, die entsprechend dem momentanen Zyklus eingestellt wer den sollen, von der Datenlänge der Daten der vorher erzeugten zweiten Vibrationen unterscheidet, die ent sprechend dem vorhergehenden Zyklus der vorher erzeugten zweiten Vibrationen festgelegt worden ist.
2. Vibrationssteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Datenlängenberichtigungseinrichtung
(20) vorgesehen ist, um eine Datenlänge zu berichtigen,
so daß eine Vibrationswellenform vorgesehen werden kann,
die einer Vibrationswellenform der vorher erzeugten
zweiten Vibrationen gleicht.
3. Vibrationssteuersystem nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Datenlängenberichtigungseinrichtung
(20) vorgesehen ist, um einen geschätzten Datenwert in
eine Datenlänge der vorhergehenden Daten einzufügen oder
einen Datenwert aus der Datenlänge der vorhergehenden
Daten zu entfernen, um so dafür zu sorgen, daß die An
zahl der Daten einer Datenlänge der augenblicklichen
Daten entspricht.
4. Vibrationssteuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine Vielzahl von geschätzten Datenwerten
in Positionen eingefügt werden, die über die Datenlänge
der vorhergehenden Daten verteilt sind, oder daß die
Vielzahl von Datenwerten aus Positionen entfernt werden,
die über die Datenlänge der vorhergehenden Daten ver
teilt sind.
5. Vibrationssteuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß der geschätzte Datenwert als ein Wert
festgelegt wird, der gleich einem Datenwert ist, der
direkt vor oder direkt hinter der Lage existiert, in die
der geschätzte Wert eingefügt wird, und der aus den
Datenwerten ausgewählt wird, die in der Datenlänge der
vorhergehenden Daten gesetzt sind.
6. Vibrationssteuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß der geschätzte Datenwert als ein Mittel
wert aus zwei Datenwerten festgelegt wird, die direkt
vor und direkt hinter der Lage exisitieren, in die der
geschätzte Datenwert eingefügt werden soll, und die aus
den Datenwerten ausgewählt werden, die in der Datenlänge
der vorhergehenden Daten festgelegt sind.
7. Vibrationssteuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Datenwert, der in der Lage ersetzt
werden soll, aus der der vorhergehende Datenwert ent
fernt worden ist, als ein arithmetischer Mittelwert
zwischen dem vorhergehenden Datenwert und einem Daten
wert direkt vor oder direkt nach dem vorhergehenden
Datenwert gesetzt wird.
8. Vibrationssteuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Lage, in der der geschätzte Datenwert
eingefügt wird, oder die Lage, aus der der Datenwert
entfernt wird, so vorgesehen ist, daß sie in jedem Zy
klus variieren kann.
9. Vibrationssteuersystem nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Datenlängenberichtigungseinrichtung
(20) so ausgelegt ist, daß sie eine Datenlänge durch
Ausdehnen oder Verkürzen einer ganzen Vibrationswellen
form der vorhergehend erzeugten zweiten Vibrationen
berichtigen kann, um so dafür zu sorgen, daß eine Daten
länge der Datenlänge der momentanen Daten entspricht.
10. Vibrationssteuersystem nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Datenlängenberichtigungseinrichtung
(20) so ausgelegt ist, daß sie einen Datenwert der momen
tan erzeugten zweiten Vibrationen vorsieht, indem sie
jeden der Datenwerte der vorher erzeugten zweiten Vibra
tionen einer Interpolation unterzieht.
11. Vibrationssteuersystem nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Interpolation immer dann durchgeführt
wird, wenn ein Datenwert in den zweiten Vibrationen
erzeugt wird.
12. Vibrationssteuersystem nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Datenlängenberichtigungseinrichtung
(20) vorgesehen ist, um momentane zweite Vibrationen
vorzusehen, indem die vorher erzeugten zweiten Vibrati
onen einer analogen Verarbeitung unterzogen werden.
13. Vibrationssteuersystem nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet,
daß ein Digitalsignal, das den zweiten Vibrationen ent spricht, so eingestellt wird, daß es von der ersten Vibrationsquelle (8) durch einen D/A-Umsetzer (26) gelie fert wird, und
daß die analoge Verarbeitung durch die Datenlängenberich tigungseinrichtung von dem D/A-Umsetzer (26) für die zweite Vibrationsquelle (11) durchgeführt wird.
daß ein Digitalsignal, das den zweiten Vibrationen ent spricht, so eingestellt wird, daß es von der ersten Vibrationsquelle (8) durch einen D/A-Umsetzer (26) gelie fert wird, und
daß die analoge Verarbeitung durch die Datenlängenberich tigungseinrichtung von dem D/A-Umsetzer (26) für die zweite Vibrationsquelle (11) durchgeführt wird.
14. Vibrationssteuersystem nach Anspruch 10 oder 12, dadurch
gekennzeichnet,
daß die erste Vibrationsquelle (8) ein Verbrennungsmotor (8) der Zündkerzenart ist, bei der der Motor (8) mit einer Zündkerze gezündet wird,
wobei die Zykluserfassungseinrichtung (20) einen Rotati onszyklus des Motors auf der Grundlage eines Zündimpul ses des Motors (8) erfaßt, und
die Datenlängenberichtigungseinrichtung so ausgelegt ist, daß sie die Ausdehnung oder die Verkürzung einer gesamten Wellenform zum Berichtigen der Datenlänge ausge hend von einer Phasenkomponente als einem Startpunkt startet, der dem Zeitpunkt entspricht, an dem der Zündim puls eingegeben wird.
daß die erste Vibrationsquelle (8) ein Verbrennungsmotor (8) der Zündkerzenart ist, bei der der Motor (8) mit einer Zündkerze gezündet wird,
wobei die Zykluserfassungseinrichtung (20) einen Rotati onszyklus des Motors auf der Grundlage eines Zündimpul ses des Motors (8) erfaßt, und
die Datenlängenberichtigungseinrichtung so ausgelegt ist, daß sie die Ausdehnung oder die Verkürzung einer gesamten Wellenform zum Berichtigen der Datenlänge ausge hend von einer Phasenkomponente als einem Startpunkt startet, der dem Zeitpunkt entspricht, an dem der Zündim puls eingegeben wird.
15. Vibrationssteuersystem nach Anspruch 10 oder 12, dadurch
gekennzeichnet, daß der Abtastzyklus zum Ausdehnen oder
Verkürzen der Wellenform durch die Datenlängenberichti
gungseinrichtung so ausgelegt ist, daß er kontinuierlich
und graduell schwanken kann.
16. Vibrationssteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis
15, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Vibrationsquelle (8) eine Verbrennungs kraftmaschine (8) zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs ist, und
daß der vorbestimmte Raum ein Kraftfahrzeuginnenraum (2) ist.
daß die erste Vibrationsquelle (8) eine Verbrennungs kraftmaschine (8) zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs ist, und
daß der vorbestimmte Raum ein Kraftfahrzeuginnenraum (2) ist.
17. Vibrationssteuersystem nach Anspruch 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß die zweite Vibrationsquelle (11) ein Laut
sprecher (11) zum Abgeben der zweiten Vibrationen in den
Fahrzeuginneraum (2) ist.
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JP08530593A JP3281101B2 (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 車両用振動制御装置 |
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