JP2009061912A - Noise reduction device and its method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、振動又は音響といった波動を発生させることによって車室内における騒音を低減する騒音低減装置及び方法に関する。 The present invention relates to a noise reduction apparatus and method for reducing noise in a vehicle interior by generating a wave such as vibration or sound.
従来から、車両の走行に伴って発生する車室内等の騒音を計測し、当該騒音を打ち消すような音波を発生させることによって、騒音を低減する騒音制御装置等が提案されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a noise control device or the like that reduces noise by measuring noise in a passenger compartment or the like generated as a vehicle travels and generating sound waves that cancel the noise has been proposed.
この騒音制御装置は、車体の振動を検出するための振動検出手段(センサ)を複数設け、検出した車体の振動に基づいて車両に設置したスピーカや加振器等のアクチュエータを作動させ、車室内の騒音を低減する。 This noise control device is provided with a plurality of vibration detection means (sensors) for detecting vibrations of the vehicle body, and operates actuators such as speakers and vibrators installed in the vehicle based on the detected vibrations of the vehicle body. Reduce noise.
このような騒音制御装置は、振動検出センサに異常が生じると、効果的に騒音を低減することが難しくなる。このため、従来では、下記の特許文献1などに、騒音の低減効果を計測する効果確認用のマイクロフォンを騒音制御を行う場所に設置し、実際に効果的な騒音制御がなされているかを判定することが記載されている。そして、この特許文献1には、この判定の結果、振動検出センサの異常が発生して騒音の低減効果が十分でなくなった場合に、騒音を低減させるための制御内容を変更して、より効果的な騒音制御を行う技術が記載されている。
しかしながら、上述した従来の騒音制御装置は、騒音を低減させるために振動を発生させるアクチュエータに異常が生じた場合、騒音を低減するための適切な波動を発生することができず、騒音制御を効果的に行うことが困難となる。 However, the above-described conventional noise control device cannot generate an appropriate wave for reducing noise when an abnormality occurs in an actuator that generates vibration in order to reduce noise. It is difficult to do it automatically.
このために、従来においては、アクチュエータの動作をテストするための振動を発生させ、当該アクチュエータの異常を検知していた。しかし、この技術では、テスト用の振動によって新たな騒音が発生する可能性があった。 For this reason, conventionally, vibration for testing the operation of the actuator is generated to detect abnormality of the actuator. However, with this technology, there is a possibility that new noise is generated due to vibration for testing.
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、テスト用振動を発生させても、騒音を増大させることがない騒音低減装置及び方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a noise reduction apparatus and method that does not increase noise even when test vibration is generated.
本発明に係る騒音低減装置は、上述の課題を解決するために、車両構造体に波動を印加する波動印加手段によってテスト用振動を発生させた時の振動検出手段によって検出された車両構造体の振動に基づいて、波動印加手段の異常を検出する異常検出手段が、少なくとも1つの波動印加手段によってテスト用振動を発生させ、当該テスト用振動を発生させた波動印加手段以外の波動印加手段によって当該テスト用振動に起因して所定空間に発生する騒音を低減させる。 In order to solve the above-described problem, a noise reduction device according to the present invention is a vehicle structure detected by a vibration detection unit when a vibration for test is generated by a wave applying unit that applies a wave to the vehicle structure. An abnormality detecting means for detecting an abnormality of the wave applying means based on the vibration generates a test vibration by at least one wave applying means, and the wave applying means other than the wave applying means that has generated the test vibration Noise generated in a predetermined space due to test vibration is reduced.
本発明に係る騒音低減装置によれば、少なくとも1つの波動印加手段によってテスト用振動を発生させ、当該テスト用振動を発生させた波動印加手段以外の波動印加手段によって当該テスト用振動に起因して所定の空間に発生する騒音を低減させるので、波動印加手段の異常を検出するために所定の空間における騒音を増大させることを回避できる。 According to the noise reduction device of the present invention, the test vibration is generated by at least one wave application unit, and the test vibration is caused by the wave application unit other than the wave application unit that generated the test vibration. Since the noise generated in the predetermined space is reduced, it is possible to avoid increasing the noise in the predetermined space in order to detect the abnormality of the wave applying means.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態]
本発明は、例えば図1に示すように、車両構造体によって囲まれた車室内において、座席における乗員頭部を囲む制御空間Pにおける騒音を低減する騒音低減装置に適用される。この騒音低減装置は、騒音を低減させる動作を行うピエゾアクチュエータ(波動印加手段)の異常を検知するために、テスト用振動を発生させて当該ピエゾアクチュエータの異常判定処理を行うと共に、当該テスト用振動の発生と同時に当該テスト用振動により発生する騒音を打ち消す動作をするものである。
[First Embodiment]
For example, as illustrated in FIG. 1, the present invention is applied to a noise reduction device that reduces noise in a control space P that surrounds a passenger's head in a seat in a vehicle interior surrounded by a vehicle structure. In order to detect an abnormality of a piezo actuator (wave applying means) that performs an operation to reduce noise, the noise reduction device generates a test vibration and performs an abnormality determination process on the piezo actuator, and also performs the test vibration. Simultaneously with the generation of the noise, the noise generated by the test vibration is canceled.
先ず、本発明を適用した第1実施形態に係る騒音低減装置において制御空間Pにおける騒音を低減する一般的な技術について説明し、その後に、本発明を適用した騒音低減装置の特徴的な構成について説明する。 First, a general technique for reducing noise in the control space P in the noise reduction device according to the first embodiment to which the present invention is applied will be described, and then a characteristic configuration of the noise reduction device to which the present invention is applied will be described. explain.
この騒音低減装置が低減させる騒音は、車外から車室内に侵入する車室内騒音である。この車室内騒音の原因は、代表的なものとして、エンジンの振動に起因するエンジン騒音、走行時に路面の凹凸の影響がタイヤからフロアパネルに進入することに起因するロードノイズ騒音、走行時に空気の気流によって発生する風切音などがある。 The noise reduced by the noise reduction device is vehicle interior noise that enters the vehicle interior from outside the vehicle. Typical causes of vehicle interior noise are engine noise due to engine vibration, road noise noise caused by road surface unevenness entering the floor panel from the tire during travel, and air noise during travel. There is wind noise generated by the air current.
本発明に係る騒音低減装置は、主にロードノイズの低減を目的とする。図1〜図4に路面の凹凸の影響による車体の振動およびロードノイズ騒音の主な伝播経路を示す。タイヤ2から車体に進入したロードノイズの主成分となる振動は、図2に示すように、まず車軸101及びサスペンション102の取り付け点からメンバ103と呼ばれる剛性の高い梁状の部材に進入する。その後、メンバ103によって囲まれたフロアパネル1と呼ばれる比較的剛性の低い板状の部材に振動が伝播し、このフロアパネル1が振動する。さらに、フロアパネル1の膜振動により車室内の空気振動が引き起こされ、車室内に共振現象を起こすために、車室内の所定空間(制御空間)Pにおいてロードノイズ騒音が聞こえてしまう。フロアパネル1の他にルーフパネルや窓ガラスが振動することにより騒音が発生するが、サスペンション102の取り付け部から主に進入するロードノイズの大部分は、フロアパネル1の振動が原因となっていることがわかっている。
The noise reduction device according to the present invention is mainly intended to reduce road noise. 1 to 4 show main propagation paths of vehicle body vibration and road noise caused by road surface unevenness. As shown in FIG. 2, the vibration that is the main component of road noise that has entered the vehicle body from the
そのために、騒音低減装置は、図3及び図4に示すように、フロアパネル1に加速度センサ10を配置して制御空間Pおける騒音の推定を行い、フロアパネル1に設けられたピエゾアクチュエータ20に対する制御指令信号を生成し、当該ピエゾアクチュエータ20の振動(波動)による制御音を車室内に入力させる。そのため、制御対象としてフロアパネル1が起因となるロードノイズを中心に扱う。
Therefore, as shown in FIGS. 3 and 4, the noise reduction device arranges an
更に詳細には、図3に示すように、路面からタイヤ2に入力される加振力は、フロアパネル1の振動を発生させ、当該フロアパネル1の振動は、図中の点線で示すように、加速度センサ10に伝搬される。これにより、タイヤ2の加振力は、間接的に、加速度センサ10によって検出される。また、フロアパネル1の振動は、制御空間Pにおける騒音を発生させる。このため、タイヤ2の加振力は、図中の実線で示すように、間接的に、制御空間Pにおける騒音となる。
More specifically, as shown in FIG. 3, the excitation force input from the road surface to the
一方、ピエゾアクチュエータ20は、制御指令値に基づいて動作することにより、フロアパネル1に振動を発生させる。このピエゾアクチュエータ20によって発生した波動は、図中の点線で示すように、ピエゾアクチュエータ20からフロアパネル上の加速度センサ10へ伝播する。加速度センサ10は、アクチュエータ20の波動に起因した振動が検出される。そして、ピエゾアクチュエータ20の波動は、タイヤ2の加振力の場合と同様に、図中の一点鎖線で示すように、制御空間Pにおける騒音となるが、一方で、タイヤ2の加振力に基づく騒音を打ち消す成分にもなる。
On the other hand, the
このようにピエゾアクチュエータ20によって制御空間Pにおける騒音を低減させる騒音低減装置は、図4に示すように、加速度センサ10及びピエゾアクチュエータ20をフロアパネル1上に配置する。この例では、制御空間PをPa、Pbの2箇所とし、加速度センサ10は、10a〜10dの4個が配置され、ピエゾアクチュエータ20は、20a、20bの2個が配置されている。このように制御空間P、加速度センサ10及びピエゾアクチュエータ20を配置した場合、それぞれの加速度センサ10a〜10dは、すべてのタイヤ2の加振力とピエゾアクチュエータ20の波動による振動とが重なり合った波動を検出することになる。また、それぞれの制御空間Pa,Pbは、すべてのタイヤ2の加振力とピエゾアクチュエータ20の波動による音とが重なり合って発生することになる。
As shown in FIG. 4, the noise reduction device that reduces the noise in the control space P by the
なお、加速度センサ10、ピエゾアクチュエータ20及び制御空間Pの位置の設定例は、図4に示した構成に限らない。ただし、加速度センサ10の数は、一般に振動源の数より多いことが必要とされる。具体的な加速度センサ10の数および設置位置は、下記の式1に示すような各加速度センサ10と制御空間Pにおける騒音の音圧との間のコヒーレンシーCxy(ω)とが十分に高くなるように決定される。なお、このコヒーレンシーCxy(ω)は0.9以上であることが望ましい。
ここで、式1におけるPxy(ω)は加速度(信号x)と音圧(信号y)の間のクロスパワースペクトラム、Pxx(ω)とPyy(ω)はそれぞれ加速度と音圧のオートパワースペクトラムを表している。また、PHはPのエルミート転置行列を表す。このようなコヒーレンシーCxy(ω)は、タイヤ2によって与えられるフロアパネル1の振動の加速度と、音圧との間の因果関係の度合いを表している。
Here, P xy (ω) in
また、ピエゾアクチュエータ20は、制御空間Pでの騒音を低減するために十分な数が車体のフロアパネル1の適切な位置に貼り付けられていればよい。このようなことから、この実施形態において、加速度センサ10は、加速度センサ10a,10b,10c,10dの4個とし、ピエゾアクチュエータ20は、ピエゾアクチュエータ20a,20bの2個としている。なお、制御空間Pは、例えば車室内の乗員位置を検出する赤外線センサなどを用いて、乗員の数や位置などに応じて適切な位置に設定されていればよい。
In addition, a sufficient number of
このように、本発明を適用した騒音低減装置は、制御空間Pの騒音を検出するマイクロフォンを設けることなく、フロアパネル1に設置した加速度センサ10のセンサ信号に基づいて、制御空間Pにおける騒音を推定する。この騒音は、フロアパネル1に振動を与えるロードノイズとなる。加速度センサ10をフロアパネル1に設けた理由は、ロードノイズと車室内騒音との間で高いコヒーレンシーを得ることができるからである。
As described above, the noise reduction device to which the present invention is applied does not provide a microphone for detecting the noise in the control space P, and based on the sensor signal of the
なお、フロアパネル1を発生源となる騒音には制御対象としてすべて含まれるため、エンジンの騒音の一部や車体底部を流れる空気が発生する風切音についても同様に扱うことができる。また、本発明の効果の範囲はフロアパネル1の振動による騒音低減の範疇にはとどまらず、例えばダッシュパネルやフロントガラス、さらにルーフパネルといった同じメカニズムで発生する車室内騒音発生源に対しても、当該部位に加速度センサ10及びピエゾアクチュエータ20を設ければ、同様に、当該部位の振動によって発生する騒音を低減させることができる。
In addition, since all noises generated from the
上述した騒音低減装置は、具体的な構成例を図5に示すように、制御空間Pとして、運転席又は助手席の制御空間Pa,後部席の制御空間Pbそれぞれについて発生する騒音を低減させる。また、騒音低減装置は、車体の振動を検出する振動検出手段である複数の加速度センサ10a,10b,10c,10d(以下、総称する場合には単に「加速度センサ10」と呼ぶ。)と、車室内の騒音を低減させる振動又は音響などの波動を発生する波動印加手段である複数のピエゾアクチュエータ(Piezo-electric actuator)20と、当該加速度センサ10及びピエゾアクチュエータ20と接続され、車両に搭載される制御装置30とを備える。なお、図5においては、制御装置30の説明のために、車両外に記載している。
As shown in FIG. 5, the noise reduction device described above reduces noise generated in the control space P of the driver seat or the passenger seat and the control space Pb of the rear seat as the control space P. In addition, the noise reduction device includes a plurality of
なお、この実施の形態では、波動印加手段として、ピエゾアクチュエータ20のように振動を発生させるものを説明するが、スピーカのように直接的に音響を発生させることによって騒音を低減させるようにしても良い。また、騒音低減装置は、振動検出手段としてマイクロフォンを使用せず、加速度センサ10の信号から制御空間Pの騒音を推定する。
In this embodiment, the wave applying means is described as generating the vibration like the
制御装置30は、加速度センサ10のそれぞれと接続された検出信号増幅用の増幅部31a,31b,31c,31d及びピエゾアクチュエータ20のそれぞれと接続された出力信号増幅用の増幅部31e,31f(以下、総称する場合には単に「増幅部31」と呼ぶ。)と、車室内騒音を低減する制御指令値を算出して出力するコントローラ32とを備える。なお、検出信号増幅用の増幅部31a〜31dは、加速度センサ10がいわゆるチャージタイプである場合には、電荷と電圧との間の変換機能も備えることになる。
The
制御装置30は、制御空間Pにおける騒音を低減するに際して、加速度センサ10からの検出信号を増幅部31によって増幅してコントローラ32によって入力する。そして、制御装置30は、増幅された検出信号を用いてコントローラ32によって、騒音の推定を行い、当該騒音を低減させるような制御指令値を生成して、増幅部31を介してピエゾアクチュエータ20に供給して、フロアパネル1を振動させる。
When reducing the noise in the control space P, the
コントローラ32は、その内部構成を図6に示すように、増幅部31a,31b,31c,31dと接続されたA/D変換部41と、騒音制御部42と、異常検出部43と、増幅部31e,31fと接続されたD/A変換部45と、演算器46とを備える。なお、制御装置30における騒音制御部42,異常検出部43は、CPU、ROM、RAMなどを備えたコンピュータによるハードウエアで構成されているが、図6においては便宜的に機能ブロック毎に分けて、説明を行っている。また、本実施形態では、このコントローラ32をいわゆるディジタルコンピュータ上に実装し、例えば1msecの制御周期毎に演算を実行している。
As shown in FIG. 6, the
A/D変換部41は、増幅部31a,31b,31c,31dから供給されたそれぞれのセンサ信号をディジタル値の加速度情報α1,α2,α3,α4に変換して、騒音制御部42及び異常検出部43に出力する。
The A /
騒音制御部42は、A/D変換部41から供給された加速度情報α1,α2,α3,α4を用いて、制御空間Pにおける騒音を低減するようにピエゾアクチュエータ20を動作させるための制御指令値u1を算出する。
The
この騒音制御部42は、例えば以下のようにH2制御法を用いることによって設計され、加速度情報α1,α2,α3,α4に基づいて制御指令値u1を演算する。
The
すなわち、騒音制御部42は、図7に示すように、第1〜第5伝達関数演算部51〜55と、演算器56,57とを備える。この騒音制御部42において、第1伝達関数演算部51は、ロードノイズ源加振力d1、d2、d3、d4を要素に持つベクトルdを入力し、制御空間Pにおける音圧ベクトルを演算する。第2伝達関数演算部52は、ロードノイズ源加振力d1、d2、d3、d4を要素に持つベクトルdを入力し、加速度センサ10に与える振動(音圧)レベルを演算する。
That is, the
第3伝達関数演算部53は、H2制御器であり、騒音制御部42に相当する。この第3伝達関数演算部53を設計して、制御空間Pにおける騒音を低減させることができる制御指令値u1を演算する騒音制御部42を設計できる。この制御指令値u1は、2つのピエゾアクチュエータ20への制御指令値u11、u12を要素に持つベクトルである。第4伝達関数演算部54は、第3伝達関数演算部53が演算した制御指令値u1によってピエゾアクチュエータ20を動作させた時に、当該ピエゾアクチュエータ20から加速度センサ10に与える振動(音圧)ベクトルを演算する。したがって、第3伝達関数演算部53は、第2伝達関数演算部52によって演算された振動(音圧)レベルと第4伝達関数演算部54によって演算された振動(音圧)レベルとが加算された振動(音圧)レベルαが供給される。このαは、加速度センサ10で検出された加速度情報α1、α2、α3、α4を要素に持つベクトルである。
The third transfer
第5伝達関数演算部55は、第3伝達関数演算部53によって演算された制御指令値u1を入力し、制御指令値u1によってピエゾアクチュエータ20が動作した時に、ピエゾアクチュエータ20から制御空間Pに与える振動(音圧)レベルを演算する。
The fifth transfer function calculation unit 55 inputs the control command value u 1 calculated by the third transfer
第1伝達関数演算部51によって演算された、ロードノイズが制御空間Pに与える振動(音圧)レベルと、ピエゾアクチュエータ20によって制御空間Pに与える振動(音圧)レベルとを演算器57によって加算され、実際に制御空間Pに与える振動(音圧)レベルSPL1が演算される。この振動(音圧)レベルSPL1は、タイヤ2の加振力と制御指令値u1によってピエゾアクチュエータ20が動作した時の2つの制御空間Pa、Pbの振動(音圧)ベクトルとなる。
The
このような設計モデルにおいて、加速度情報α1,α2,α3,α4が第3伝達関数演算部53に与えられ、実際にdが与えられて制御空間Pにおける振動(音圧)レベルSPL1へのH2ノルムを最小とするように、H2制御器の第3伝達関数演算部53が設計される。
In such a design model, acceleration information α 1 , α 2 , α 3 , α 4 is given to the third transfer
なお、このような設計モデルにおいて、αは下記の式2,6のように定義され、dは下記の式3のように定義され、SPL1は下記の式4,5のように定義され、制御指令値u1は下記の式7のように定義される。
このように、騒音制御部42は、A/D変換部41から供給された加速度情報αに基づいて、制御空間Pにおける騒音を最小とする制御指令値u1を演算できる。
As described above, the
また、騒音制御部42は、詳細は後述するが、異常検出部43によってピエゾアクチュエータ20の異常が検知された場合に、異常状態を表す信号が供給される。この時、騒音制御部42は、制御空間Pにおける騒音制御効果を低減させるものの、少なくとも異常が検出されないピエゾアクチュエータ20を用いて騒音制御を行うために、新たに制御指令値u1の演算を行う。
The
異常検出部43は、加速度情報αに基づいて、ピエゾアクチュエータ20の異常を検出する。異常検出部43が異常を検出した場合、その異常状態を表す信号は、騒音制御部42に供給される。また、異常検出部43は、ピエゾアクチュエータ20の異常を検知するために、テスト用振動を発生させるための制御指令値u2を出力する。なお、この制御指令値u2は、ピエゾアクチュエータ20の異常を判定するタイミングのみで出力される。
The
騒音制御部42から出力された制御空間Pにおける騒音を低減する制御指令値u1と、異常検出部43から出力されたテスト用振動を発生させるための制御指令値u2とは、演算器46によって加算されて、D/A変換部45に供給される。
The control command value u 1 for reducing noise in the control space P output from the
D/A変換部45は、騒音制御部42から出力された制御指令値u1と異常検出部43から出力された制御指令値u2の和をアナログ信号に変換する。変換されたアナログ信号は、増幅部31e,31fを介してそれぞれのピエゾアクチュエータ20a,20bを駆動させる。
The D /
このように構成された制御装置30のコントローラ32において、あるピエゾアクチュエータ20に異常が発生した場合には、制御空間Pにおける騒音を低減するための最適な波動を複数のピエゾアクチュエータ20によって発生できなくなる。なお、ピエゾアクチュエータ20の異常とは、ピエゾアクチュエータ20単体の断線、破損、変形、劣化など直接的な異常が挙げられる。また、これ以外に、ピエゾアクチュエータ20の異常としては、フロアパネル1の変形などのピエゾアクチュエータ20の設置状態の悪化といった間接的な異常が挙げられる。このピエゾアクチュエータ20の設置状態によっては、ピエゾアクチュエータ20から意図しない波動が発生する、ピエゾアクチュエータ20が設計時に想定した動作ができなくなる、という不具合が発生する。
When an abnormality occurs in a certain
ピエゾアクチュエータ20に異常がある状況においては、制御空間Pにおける騒音制御を効率的に行えない。また、ピエゾアクチュエータ20の異常の種類、程度によっては、制御空間Pの騒音制御に対して不適切な波動が発生して、制御空間Pにおける騒音が増大する可能性もある。このために、制御装置30には、各ピエゾアクチュエータ20の以上を検知するための異常検出部43を設けている。
In a situation where the
異常検出部43は、図8に示すように、テスト用振動印加部61と、異常判定部62とを有する。異常検出部43は、テスト用振動印加部61がピエゾアクチュエータ20の異常を検知するための制御指令値u2を出力し、その制御指令値u2に応じて加速度センサ10が振動を検知した結果としての加速度情報αに基づいて、異常判定部62が異常検出を行う。
The
テスト用振動印加部61は、異常検出部43から、制御空間Pでの音圧増加が少ないテスト用振動を発生させる制御指令値u2を出力する。異常判定部62は、このテスト用振動を発生させる制御指令値u2によって検出される加速度情報αからピエゾアクチュエータ20の異常を検出する。
Test
テスト用振動印加部61は、例えば、加速度情報αと、予め内部に記憶したピエゾアクチュエータ20から制御空間Pへの周波数特性Gf SPL(ω)と、ピエゾアクチュエータ20から加速度センサ10への周波数特性Gf α(ω)とから、テスト用振動を発生させる制御指令値u2を算出する。
The test
テスト用振動印加部61は、テスト用振動を発生させる制御指令値u2に、少なくとも1つ以上の周波数成分を含める。この第1実施形態においては、テスト用振動印加部61は、単一の周波数成分のテスト用振動を発生させる制御指令値u2を生成する。
The test
テスト用振動印加部61は、それぞれのピエゾアクチュエータ20a,20bごとに、テスト用振動を発生させる制御指令値u2を生成して、演算器46に出力する。ピエゾアクチュエータ20ごとの制御指令値u2は、当該それぞれの制御指令値u2によって各ピエゾアクチュエータ20を動作させてそれぞれのテスト用振動を発生させた場合に、テスト用振動に起因する制御空間Pにおける騒音をテスト用振動同士で相殺するように、周波数成分及び強度が演算される。
The test
なお、テスト用振動印加部61は、車両に搭載された座席ごとに、乗員の有無を検知する乗員センサからのセンサ信号を受信して、乗員が着座していることが検知された座席における乗員頭部を囲む制御空間Pにおいてテスト用振動に起因して発生する騒音を低減させる制御指令値u2を生成することが望ましい。
The test
また、加速度センサ10で検出される加速度情報αには、テスト用振動を発生させる制御指令値u2に従ってピエゾアクチュエータ20が動作したことによって加速度センサ10で検知される加速度以外に、タイヤ2の加振力による加速度及び制御指令値u1に従ってピエゾアクチュエータ20がフロアパネル1を振動させた結果に基づく加速度が含まれる。このため、テスト用振動を発生させる制御指令値u2に従ってピエゾアクチュエータ20が発生させた加速度以外の加速度成分は、異常を検知するためのテスト用振動に対するノイズだと考えられる。特に、車両の走行中などのノイズが大きい場合には、ピエゾアクチュエータ20の異常を検知する精度が低下する可能性がある。
The acceleration information α detected by the
そこで、制御指令値u2に従って複数のピエゾアクチュエータ20を動作させる場合に、それぞれのテスト用振動に起因する制御空間Pの騒音が十分に相殺され、且つ、加速度センサ10によって制御指令値u2に基づくテスト用振動がノイズに打ち消されずに検出されるように、下記の3つの要件の何れかを満たすように、テスト用振動を発生させるための制御指令値u2の単一の周波数を設定する。
Therefore, when the plurality of
要件(1):各制御指令値u2の周波数は、ピエゾアクチュエータ20から制御空間Pへの周波数特性Gf SPL(ω)とピエゾアクチュエータ20から加速度センサ10への周波数特性Gf α(ω)の両方において、反共振点とならない
要件(2):テスト用振動が、ピエゾアクチュエータ20から加速度センサ10へのゲインが大きな周波数帯である。すなわち、ピエゾアクチュエータ20によってテスト用振動を出力させた場合に、加速度センサ10により検出される振動が所定値以上となる。
Requirement (1): The frequency of each control command value u 2 depends on the frequency characteristic G f SPL (ω) from the
要件(3):テスト用振動を発生させる制御指令値u2による加速度成分以外の加速度成分が小さい周波数帯である
これらの要件のうち、要件(1)及び要件(2)は、ピエゾアクチュエータ20及び加速度センサ10の配置を決定する設計時(設置されたときに決定)に決まる。このため、テスト用振動印加部61は、要件(1)及び要件(2)を満たす周波数集合Fを予めメモリ上に記憶しておけばよい。
Requirement (3): The acceleration component other than the acceleration component by the control command value u 2 for generating the test vibration is a frequency band. Among these requirements, the requirement (1) and the requirement (2) are the
この要件(1)及び要件(2)を満たす周波数(周波数集合F)は、以下のように設定されて、予めテスト用振動印加部61のメモリに格納される。
The frequencies (frequency set F) satisfying the requirements (1) and (2) are set as follows and stored in the memory of the test
図9に、ピエゾアクチュエータ20から制御空間Pへの周波数特性Gf SPL(ω)のゲイン特性の一例を、図10に、ピエゾアクチュエータ20から加速度センサ10への周波数特性Gf α(ω)のゲイン特性の一例を示す。
FIG. 9 shows an example of the gain characteristic of the frequency characteristic G f SPL (ω) from the
図9に示すように、周波数特性Gf SPL(ω)において反共振点となる周波数ω1及び周波数ω2のように、すべてのピエゾアクチュエータ20からすべての制御空間Pへのゲイン特性における反共振周波数の集合をFSPLとする。また、図10に示すように、周波数特性Gf α(ω)において反共振点となる周波数ω3、ω4、ω5、ω6のように、すべてのピエゾアクチュエータ20からすべての加速度センサ10へのゲイン特性における反共振周波数の集合をFαとする。
As shown in FIG. 9, the anti-resonance in the gain characteristics from all the
また、図10に示す周波数ω6より高周波数帯の周波数領域△ωaは、ピエゾアクチュエータ20から加速度センサ10へのゲインが大きくなる周波数帯である。この周波数帯のように、すべてのピエゾアクチュエータ20からすべての加速度センサ10へのゲイン特性が共に大きな周波数の集合Fωaを求める。そして、高いゲインが得られる周波数の集合Fωaから反共振点の集合FSPL及び集合Fαを除いた集合を、要件(1)及び要件(2)を満たす周波数集合Fとすればよい。
Further, frequency domain △ .omega.a higher frequency band than the frequency omega 6 shown in FIG. 10 is a frequency band in which the gain increases from the
次に、テスト用振動を発生させる制御指令値u2による加速度成分以外の加速度成分が小さい周波数帯であるというテスト用振動の要件(3)は、テスト用振動印加部61によって、要件(1)及び要件(2)を満たす周波数集合Fの中から、テスト用振動を発生させる制御指令値u2の単一の周波数として選択される。
Next, the test vibration requirement (3) that the acceleration component other than the acceleration component based on the control command value u 2 for generating the test vibration is in a small frequency band is the requirement (1) by the test
このように、テスト用振動印加部61は、上述したような要件(1)、(2)、(3)の何れかを満たすような同じ周波数のテスト用振動を発生させるピエゾアクチュエータ20の組み合わせを1つ以上有するような制御指令値u2を生成して、相互のテスト用振動によって制御空間Pにおける騒音を増大させないようにできる。
As described above, the test
また、要件(2)を満たすように単一の周波数を選択することにより、テスト用振動印加部61は、テスト用振動を出力させた場合に、加速度センサ10により検出される振動が所定値以上となるようなピエゾアクチュエータ20の組み合わせとすることができる。
In addition, by selecting a single frequency so as to satisfy the requirement (2), the test
更に、テスト用振動印加部61は、ピエゾアクチュエータ20を何れかのピエゾアクチュエータ20との組み合わせに含ませて、全てのピエゾアクチュエータ20によってテスト用振動を発生させる。
Further, the test
図11に、走行中にテスト用振動を発生させる制御指令値u2をピエゾアクチュエータ20に印加せずに制御指令値u1のみをピエゾアクチュエータ20に印加した場合において、ある1つの加速度センサ10によって得られた加速度情報αのパワースペクトルの一例を示す。このような加速度情報αの周波数特性は、テスト用振動印加部61によって、周波数解析をすることによって取得される。そして、テスト用振動印加部61は、例えば、すべての加速度センサ10の加速度情報αのパワースペクトルの和をとり、上記の要件(1)及び要件(2)を満たす周波数集合Fのうち、そのパワースペクトルの和が最も小さくなる周波数を、テスト用振動を発生させる制御指令値u2の周波数に設定する。
In FIG. 11, when only the control command value u 1 is applied to the
これによって、テスト用振動印加部61は、複数のピエゾアクチュエータ20にテスト用振動を発生させても、制御空間Pにおける騒音が大きくなることなく、テスト用振動以外の振動によってテスト用振動を確実に加速度センサ10で検知させることができる。
As a result, the test
なお、上述したように要件(1)、(2)、(3)を満たす制御指令値u2の周波数を設定する他に、制御指令値u2の周波数として、可聴領域外の周波数を設定することが望ましい。これにより、喩えテスト用振動を発生させても、制御空間Pで音圧が大きくなることが無い。但し、可聴領域以下の周波数でフロアパネル1の振動を発生させるためには、ピエゾアクチュエータ20によって大きな加振力を発生させる必要がある。また、可聴周波数領域以上でフロアパネル1を振動させるためには、ピエゾアクチュエータ20から加速度センサ10へ伝達する振動の減衰が大きくなってしまい、加速度センサ10で十分大きなテスト用振動を検出できない可能性があり、また、加速度センサ10の加速度信号を加速度情報αにサンプリングするサンプリング周期を短くする必要があり、計算負荷が大きくなるなど、可聴領域外の周波数を使える場面は限られる。
In addition to setting the frequency of the control command value u 2 that satisfies the requirements (1), (2), and (3) as described above, a frequency outside the audible range is set as the frequency of the control command value u 2. It is desirable. Thereby, even if the test vibration is generated, the sound pressure does not increase in the control space P. However, in order to generate vibration of the
つぎに、制御空間Pでのテスト用振動を発生させる制御指令値u2によって発生させるテスト用振動が、制御空間Pにおいて騒音となることを少なくする手法について説明する。 Next, a method of reducing the test vibration generated by the control command value u 2 that generates the test vibration in the control space P from becoming noise in the control space P will be described.
例えば、テスト用振動を正弦波信号であるとした場合、すべてのピエゾアクチュエータ20a,20bのうち、ベースとなるテスト用振動を発生するピエゾアクチュエータ20を1個選択し、残りの1個をベースのテスト用振動によって発生する制御空間Pの音圧を低減するようなテスト用振動を発生するピエゾアクチュエータ20(以下、テスト時騒音低減用ピエゾアクチュエータ20)とする。このベースのテスト用振動と、このテスト用振動による音圧を低減するテスト用振動とが合成されて、騒音低減装置全体におけるテスト用振動となる。このようなベースのテスト用振動を発生させるピエゾアクチュエータ20と、テスト時騒音低減用のピエゾアクチュエータ20とを選択する処理は、予め設定されていても良く、適宜テスト用振動印加部61によって選択しても良い。
For example, if the test vibration is a sine wave signal, one of the
ここで、ベースのテスト用振動を発生させるピエゾアクチュエータ20と、テスト時騒音低減用のピエゾアクチュエータ20との振り分けは、ピエゾアクチュエータ20の数に制限されるものではない。テスト時騒音低減用のピエゾアクチュエータ20の数が、制御空間Pの数NSPL以上振り分けることができる場合には、制御空間数NSPLと同数のピエゾアクチュエータ20をテスト時騒音低減用のピエゾアクチュエータ20として用い、残りのピエゾアクチュエータ20をベースの正弦波であるテスト用振動を発生させるピエゾアクチュエータ20として用いる。なお、本実施例では、ベースのテスト用振動を発生させるピエゾアクチュエータ20を1個とし、残りの1つのピエゾアクチュエータ20をテスト時騒音低減用のピエゾアクチュエータ20とする。
Here, the distribution of the
図12に示すように、テスト用振動の発生時に制御空間Pの騒音を増大させない制御系のブロック図は、ベースとなるテスト用振動の制御指令値u21を入力する。この制御指令値u21は、伝達関数演算部(Ct(s))71に供給される。伝達関数演算部(Ct(s))71は、この制御指令値u21に基づいて、ベースとなるテスト用振動に起因する騒音を低減する制御指令値u22を演算する。この伝達関数演算部(Ct(s))71は、騒音制御部42と同様に、H2制御器として設計される。伝達関数演算部(Gf2 SPL(s))73は、制御指令値u22を入力し、当該制御指令値u22によってテスト時騒音低減用のピエゾアクチュエータ20が振動を発生し、当該振動が制御空間Pに与える振動(音圧)レベルを求める。伝達関数演算部(Gf1 SPL(s))72は、ベースとなるテスト用振動の制御指令値u21を入力し、当該テスト用振動が制御空間Pに与える振動(音圧)レベルを演算する。そして、ベースのテスト用振動が制御空間Pに与える振動(音圧)レベルと、当該ベースのテスト用振動を低減させる振動(音圧)レベルとの和が、演算器74で演算されて、実際に制御空間Pに与える振動(音圧)レベルSPL2として出力される。
As shown in FIG. 12, a block diagram of the control system that does not increase the noise in the control space P when the test vibration is generated receives the control command value u 21 for the test vibration as a base. The control command value u 21 is supplied to the transfer function calculation unit (C t (s)) 71. Based on the control command value u 21 , the transfer function calculation unit (C t (s)) 71 calculates a control command value u 22 that reduces noise caused by the test vibration as a base. This transfer function calculation unit (C t (s)) 71 is designed as an H2 controller, like the
このような設計モデルにおいて、ベースとなるテスト用振動の制御指令値u21が与えられ、制御空間Pにおける振動(音圧)レベルSPL2へのH2ノルムを最小とするように、H2制御器の伝達関数演算部(Ct(s))71が設計される。または、伝達関数演算部Gf1 SPL(s)72と伝達関数演算部Gf2 SPL(s)73に基づいて予め設定したマップを用いて、制御空間Pとベースとなるテスト用振動の正弦波周波数に応じて、テスト時騒音低減用のピエゾアクチュエータ20を動作させる制御指令値の周波数と振幅と位相を設定してもよい。
In such a design model, a control command value u 21 for a test vibration as a base is given, and the transmission of the H2 controller so as to minimize the H2 norm to the vibration (sound pressure) level SPL2 in the control space P. A function calculation unit (C t (s)) 71 is designed. Alternatively, using a map set in advance based on the transfer function calculation unit G f1 SPL (s) 72 and the transfer function calculation unit G f2 SPL (s) 73, the control space P and the sine wave frequency of the test vibration as a base Accordingly, the frequency, amplitude and phase of the control command value for operating the
以上により、実際の制御空間Pの音圧SPLは、図7において説明した振動(音圧)レベルSPL1と、上述の振動(音圧)レベルSPL2の和となる。フロアパネル1の振動に基づいて発生した騒音を低減させた結果である振動(音圧)レベルSPL1から音圧が増加することを最小化しつつ、テスト用振動を出力することが可能となる。しかも、制御空間Pのみの騒音を重点的に下げることになり、テスト時騒音低減用のピエゾアクチュエータ20の数が制御空間Pの数よりも多くできる場合には、十分にテスト用振動に起因する振動(音圧)レベルSPL2を低減することが可能となる。
As described above, the sound pressure SPL in the actual control space P is the sum of the vibration (sound pressure) level SPL1 described in FIG. 7 and the vibration (sound pressure) level SPL2 described above. It is possible to output the test vibration while minimizing the increase in sound pressure from the vibration (sound pressure) level SPL1, which is the result of reducing the noise generated based on the vibration of the
また、ピエゾアクチュエータ20を動作させた時に、制御空間Pの音圧への影響が少ない振動の周波数が存在しない場合でも、上述したように、テスト用振動による騒音を互いに相殺するので、テスト用振動を大きくしても制御空間Pの騒音を大きくすることはない。また、ノイズの少ない周波数を選びながらテスト用振動の振幅を大きくできるので、テスト用振動に起因する加速度センサ10の加速度情報αの変化を検出しやすくなり、ノイズが発生し易い走行中においてもピエゾアクチュエータ20の異常を検出することができる。
Further, when the
<ピエゾアクチュエータ20の異常判定>
つぎに、上述したように、タイヤ2の加振力に基づく制御空間Pの騒音を低減させるようにピエゾアクチュエータ20を動作させると同時に、ピエゾアクチュエータ20の異常を検知するためのテスト用振動を発生させた場合において、異常判定部62がピエゾアクチュエータ20の異常を判定する処理について説明する。
<Abnormality judgment of
Next, as described above, the
図8に示す異常判定部62は、加速度情報αと、予め内部に記憶したピエゾアクチュエータ20から加速度センサ10への周波数特性Gf α(ω)とから、ピエゾアクチュエータ20の異常状態を算出する。
The abnormality determination unit 62 shown in FIG. 8 calculates an abnormal state of the
ある周波数ωのテスト用振動を発生させる制御指令値u2の周波数成分u2(ω)と、テスト用振動を発生させる制御指令値u2に起因する加速度成分αfの周波数成分αf(ω)との関係は、下記の式8で表される。
テスト用振動印加部61によって出力した制御指令値u2に基づいてテスト用振動が発生し、当該テスト用振動の周波数におけるノイズ低減により、制御指令値u2に起因する加速度成分αf(ωf)は加速度情報α(ωf)とほぼ等しいと考え、上記式8に示す関係を用いて、加速度情報α(ωf)から、下記の式9のように制御指令値u2(ωf)の推定値u2hat(ωf)を算出する。
そして、異常判定部62は、制御指令値u2(ωf)と、当該制御指令値u2の推定値u2hat(ωf)との差が、所定値以上となる場合に、ピエゾアクチュエータ20が異常であると判断する。 Then, the abnormality determination unit 62 determines whether the difference between the control command value u 2 (ω f ) and the estimated value u 2 hat (ω f ) of the control command value u 2 is a predetermined value or more. 20 is determined to be abnormal.
ただし、上記の式9を用いて制御指令値u2の推定値u2hat(ωf)を推定するためには、次の2つの条件を満たす必要がある。 However, in order to estimate the estimated value u 2 hat (ω f ) of the control command value u 2 using the above equation 9, the following two conditions must be satisfied.
条件(1):加速度情報α(ωf)の要素数(異常検知に用いる加速度センサ10の数)が、制御指令値u2(ωf)の要素数(テスト用振動を出力するピエゾアクチュエータ20の数)よりも多い
条件(2):ピエゾアクチュエータ20から加速度センサ10への周波数特性Gf α(ωf)がフルランク
本例における騒音低減装置は、加速度センサ10が10a〜10dの4個からなるので、加速度情報αの要素数が4であり、ピエゾアクチュエータ20が20a,20bの2個からなるので制御指令値u2の要素数が2である。このため、上記の条件(1)を満たしている。また、条件(2)は、異常検出のピエゾアクチュエータ20と加速度センサ10の組み合わせも含めて設計時に決まるため、上記の要件(1)及び要件(2)に加え、ピエゾアクチュエータ20から加速度センサ10への周波数特性Gf α(ωf)がフルランクになる要件も考慮した周波数集合Fを、予めテスト用振動印加部61のメモリ上に記憶しておけばよい。
Condition (1): The number of elements of acceleration information α (ω f ) (the number of
騒音制御部42は、異常判定部62の結果を示す異常状態情報を受けて、ピエゾアクチュエータ20異常がある場合には、例えば、ピエゾアクチュエータ20の制御を停止する、又は、異常があるピエゾアクチュエータ20を除いたその他のピエゾアクチュエータ20を用いて騒音制御を行うように制御系を再構成する。
When the
なお、異常検出部43は、ピエゾアクチュエータ20が異常であると判定する誤検出を減らすために、上記を1回で決定せず複数回行い、そのいずれにおいても同じピエゾアクチュエータ20の異常を検出した場合に、当該ピエゾアクチュエータ20を最終的に異常と判断してもよい。また、ピエゾアクチュエータ20の異常の誤判定を減らす手法としては、異常検出部43は、テスト用振動の周波数を複数回に亘って変更して、テスト用振動を加速度センサ10によって検出し、いずれの周波数によってもピエゾアクチュエータ20の異常を検知した場合に、当該ピエゾアクチュエータ20を最終的に異常と判断してもよい。
Note that the
以上説明したように、本発明を適用した第1実施形態に係る騒音低減装置によれば、少なくとも1つのピエゾアクチュエータ20によってテスト用振動を発生させ、当該テスト用振動を発生させたピエゾアクチュエータ20以外のピエゾアクチュエータ20によって当該テスト用振動に起因して制御空間Pに発生する騒音を低減させるので、ピエゾアクチュエータ20の異常を検出するために制御空間Pにおける騒音を増大させることを回避できる。
As described above, according to the noise reduction device according to the first embodiment to which the present invention is applied, a test vibration is generated by at least one
また、この騒音低減装置によれば、車両に搭載された座席ごとに、乗員の有無を検知する乗員検知手段を備えて、乗員が着座していることが検知された座席における乗員頭部を囲む空間においてテスト用振動に起因して発生する騒音を低減させるので、乗員のいる制御空間Pの騒音のみを抑制すれば良く、ピエゾアクチュエータ20の自由度を広げて、乗員位置での騒音低減効果を向上させることができる。
In addition, according to the noise reduction device, each seat mounted on the vehicle includes an occupant detection unit that detects the presence or absence of an occupant and surrounds the occupant head in the seat where the occupant is detected to be seated. Since the noise generated due to the vibration for testing in the space is reduced, it is only necessary to suppress the noise in the control space P where the occupant is present, and the degree of freedom of the
更に、騒音低減装置によれば、同じ周波数のテスト用振動を発生させるピエゾアクチュエータ20の組み合わせを1つ以上有することとしたので、加速度センサ10よりピエゾアクチュエータ20の数が多くても、加速度センサ10よりピエゾアクチュエータ20の数が少なくなるようなピエゾアクチュエータ20の組み合わせを設定することができ、加速度情報αによるピエゾアクチュエータ20の独立した異常の検出が可能になる。
Furthermore, according to the noise reduction apparatus, since one or more combinations of the
更にまた、騒音低減装置によれば、ピエゾアクチュエータ20を、何れかのピエゾアクチュエータ20の組み合わせに含ませて、全ての波動印加手段によってテスト用振動を発生させることにより、すべてのピエゾアクチュエータ20の異常を同時に検出することができる。
Furthermore, according to the noise reduction device, the
更にまた、騒音低減装置によれば、上述したように、要件(2)を満たすような周波数を選択することにより、ピエゾアクチュエータ20によってテスト用振動を出力させた場合に、加速度センサ10により検出される振動が所定値以上となるようにピエゾアクチュエータ20の組み合わせとするので、加速度センサ10の自由度を十分に利用でき、テスト用振動の周波数を増やす必要をなくすことができる。
Furthermore, according to the noise reduction apparatus, as described above, when a vibration for testing is output by the
更にまた、騒音低減装置によれば、ピエゾアクチュエータ20により振動を発生させた時に加速度センサ10により検出される振動を推定する伝達特性に基づいて、加速度センサ10により検出された振動から推定されるテスト用振動を求め、当該推定されるテスト用振動と実際に発生させたピエゾアクチュエータ20の振動とが異なる場合に、当該ピエゾアクチュエータ20の異常であることを判定するので、加速度センサ10が検出した振動に基づいて、確実かつ個別にピエゾアクチュエータ20の異常を判断することが可能になる。
Furthermore, according to the noise reduction device, the test estimated from the vibration detected by the
更にまた、騒音低減装置によれば、テスト用振動をピエゾアクチュエータ20により印加していない時に加速度センサ10により検出する振動レベルが小さい周波数を、ピエゾアクチュエータ20によって発生させるテスト用振動の周波数とするので、加速度センサ10が検出した振動に含まれるテスト用振動以外の外乱振動を低減できるので、走行中などテスト用振動以外の外乱となる振動が入る場合であってもピエゾアクチュエータ20の異常を検出する精度を向上させることができる。
Furthermore, according to the noise reduction device, the frequency of the vibration level detected by the
更にまた、この騒音低減装置によれば、所定の期間ごとにピエゾアクチュエータ20によりテスト用振動を発生させることによって、常時、ピエゾアクチュエータ20の異常を検出することができる。これにより、ピエゾアクチュエータ20の異常に対する処理を迅速に行うことができる。
Furthermore, according to this noise reduction apparatus, it is possible to always detect an abnormality of the
[第2実施形態]
つぎに、本発明を適用した第2実施形態に係る騒音低減装置について説明する。なお、上述した第1実施形態と同様の部分については同一符号を付することにより、その詳細な説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a noise reduction device according to a second embodiment to which the present invention is applied will be described. In addition, about the part similar to 1st Embodiment mentioned above, the detailed description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
第2実施形態に係る騒音低減装置は、テスト用振動の周波数として単一の周波数を用い、加速度情報α(ωf)の要素数が、テスト用振動を発生させるための制御指令値u2(ωf)の要素数より少ない場合を示す。すなわち、第2実施形態に係る騒音低減装置は、ピエゾアクチュエータ20の異常検知に用いる加速度センサ10の数が、テスト用振動を発生させるピエゾアクチュエータ20の数よりも少ない。加速度センサ10の数をピエゾアクチュエータ20の数よりも少なくするためには、複数のピエゾアクチュエータ20により発生するテスト用振動をそれぞれ同じ周波数成分、振幅及び位相として、当該複数のピエゾアクチュエータ20を1つのピエゾアクチュエータ20としても良い。
The noise reduction apparatus according to the second embodiment uses a single frequency as the frequency of the test vibration, and the number of elements of the acceleration information α (ω f ) is the control command value u 2 (for generating the test vibration). A case where the number of elements is smaller than ω f ) is shown. That is, in the noise reduction device according to the second embodiment, the number of
このような騒音低減装置は、図13に示すように、加速度センサ10は10a、10b、10cの3つであり、ピエゾアクチュエータ20は20a、20b、20c、20d、20eの5つであり、制御空間PはPa、Pbの2つである。このように、加速度センサ10の数がピエゾアクチュエータ20の数より少なく設置されている。
As shown in FIG. 13, such a noise reduction device has three
このような騒音低減装置は、単一の周波数のテスト用振動を発生させて、同時に全てのピエゾアクチュエータ20の異常検知を行うことができない。
Such a noise reduction device cannot generate a vibration for a test with a single frequency and cannot detect abnormality of all the
そこで、例えば周波数的な自由度を活用して、複数の周波数のテスト用振動をピエゾアクチュエータ20によって発生させることで、同時にすべてのピエゾアクチュエータ20の異常を検知を行う。
Therefore, for example, by utilizing the frequency degree of freedom, the vibrations for testing at a plurality of frequencies are generated by the
このような騒音低減装置は、下記の(1)、(2)に示すように動作する。 Such a noise reduction device operates as shown in the following (1) and (2).
(1):テスト用振動の周波数の数と加速度センサ10の数との積が、ピエゾアクチュエータ20の数より多くなるようにテスト用振動の周波数の数を決める
(2):独立な信号ベクトルqを設定し、テスト用振動を発生させる制御指令値u2と信号ベクトルqとの関係がu2=Qqで表されるとき、次の条件を満たすように信号ベクトルqの要素数と係数行列Qを設定する
この(2)の条件は、
(2−1)信号ベクトルqの要素数はテスト用振動の周波数の数と加速度センサ10の数との積より少ない(加速度情報αからテスト用振動を逆算推定できる条件)
(2−2)係数行列Qがフルランク(加速度情報αからテスト用振動を逆算して推定できる条件)
(2−3)係数行列Qをピエゾアクチュエータ20の数と同じ行数ごとの行列に分け、これらの行列を列方向につなげた行列Q’のランクがピエゾアクチュエータ20の数と同じ(同時にすべてのピエゾアクチュエータ20の異常を検知するための条件)
先ず(1)の動作について説明をする。
(1): The number of test vibration frequencies is determined so that the product of the number of test vibration frequencies and the number of
(2-1) The number of elements of the signal vector q is smaller than the product of the number of test vibration frequencies and the number of acceleration sensors 10 (conditions for estimating the test vibration from the acceleration information α).
(2-2) Coefficient matrix Q is full rank (conditions that can be estimated by back-calculating test vibration from acceleration information α)
(2-3) The coefficient matrix Q is divided into the same number of rows as the number of
First, the operation (1) will be described.
加速度情報αからテスト用振動を逆算して推定するためには、第1実施形態において説明したように、加速度情報αの数(自由度)が独立したテスト用振動の数(自由度)より多くなければならない。すべてのピエゾアクチュエータ20の異常を同時に検知できる最低のテスト用振動の数は、ピエゾアクチュエータ20の数であるので、少なくとも加速度情報αの数(自由度)はピエゾアクチュエータ20の数以上である必要がある。そこで、周波数的な自由度を利用して複数の周波数を用いることにより、加速度情報αの数(自由度)を、テスト用振動の周波数の数と加速度センサ10の数との積に増やして、加速度情報αの数(自由度)がピエゾアクチュエータ20の数以上になるようにテスト用振動の周波数の数を設定する。
In order to estimate the vibration for testing from the acceleration information α, the number of acceleration information α (degree of freedom) is larger than the number of independent test vibrations (degree of freedom) as described in the first embodiment. There must be. Since the minimum number of vibrations for testing that can simultaneously detect abnormality of all the
この例では、ピエゾアクチュエータ20の数が5であり、加速度センサ10の数が3であるので、テスト用振動の周波数の数をω1とω2の2つとして、加速度情報αの数(自由度)を、3(加速度センサ10の数)×2(テスト用振動の周波数の数)の6とする。このように、加速度センサ10の数に対して、テスト用振動の周波数の数を2つに設定することになる。この場合、テスト用振動印加部61は、同じ周波数のテスト用振動を発生させるピエゾアクチュエータ20の組み合わせを複数設定して、それぞれの組み合わせごとに異なる周波数のテスト用振動を発生させることになる。
In this example, since the number of
次に、(2)の動作について説明をする。 Next, the operation (2) will be described.
上記の(1)の動作ように、テスト用振動の周波数の数をω1とω2の2つとするので、テスト用振動は、5(ピエゾアクチュエータ20の数)×2(テスト用振動の周波数の数)=10の自由度が最大取れる。以下にこの場合を例に説明する。 Since the number of test vibration frequencies is two ω 1 and ω 2 as in the above operation (1), the test vibration is 5 (the number of piezoelectric actuators 20) × 2 (the frequency of the test vibration). ) = 10 degrees of freedom. This case will be described below as an example.
先ず、テスト用振動と加速度成分との関係を示す行列Gf α(ピエゾアクチュエータ20から加速度センサ10への周波数特性)を説明する。上記の式8から、ある周波数ω1におけるテスト用振動を発生させる制御指令値u2の周波数成分u21(ω1)と、テスト用振動を発生させる制御指令値u2による加速度成分αfの周波数成分αf1(ω1)との関係は、下記の式10によって表される。
同様に、ある周波数ω2におけるテスト用振動を発生させる制御指令値u2の周波数成分u22(ω2)と、テスト用振動を発生させる制御指令値u2による加速度成分αfの周波数成分αf2(ω2)との関係は、下記の式11によって表される。
よって、式10と式11をまとめると、下記の式12a〜12fが得られる。
上記のように、周波数ω1とω2において、ピエゾアクチュエータ20から加速度センサ10への伝達特性が各々独立であれば、ピエゾアクチュエータ20から加速度センサ10への周波数特性Gf αはフルランク(ここではランク6)である。しかしながら、周波数特性Gf αは横長の行列であるために、このままでは加速度情報αからテスト用振動を発生させる制御指令値u2を逆算できない。そこで、下記の式13に示す関係を持つ信号ベクトルqを用いる。
そして、式12と式13とから、下記の式14が得られる。
よって、(2)の条件(2−1)と(2−2)に示した条件を満たすように、信号ベクトルqの要素数と係数行列Qを設定することで、ピエゾアクチュエータ20から加速度センサ10への周波数特性Gf αQは縦長でフルランクの行列となり、下記の式15によって、加速度センサ10によって検出した加速度情報αから信号ベクトルqを推定できる。
そして、上記式15によって得られた信号ベクトルqから、式13を用いると、テスト用振動の制御指令値u2を推定できる。また、(2)の条件(2−3)に示した条件を満たすと、すべてのピエゾアクチュエータ20からテスト用振動が出力されるので、同時にすべてのピエゾアクチュエータ20の異常を判定することができる。
Then, from the signal vector q obtained by the above equation 15, using Equation 13 can be estimated control command value u 2 of the test vibration. Further, when the condition shown in the condition (2-3) of (2) is satisfied, test vibrations are output from all the
具体的には、テスト用振動と信号ベクトルqが1対1に対応する場合を示す。 Specifically, a case where the test vibration and the signal vector q correspond one-to-one is shown.
図14に示すように、周波数ω1のテスト用振動を出力するピエゾアクチュエータ20を20a、20b、20cの3つとし、それぞれのピエゾアクチュエータ20が出力するテスト用振動の周波数成分をu211、u212、u213とし、周波数ω2のテスト用振動を出力するピエゾアクチュエータ20を20c、20d、20eとし、それぞれが出力するテスト用振動の周波数成分をu223、u224、u225とする。上述したように、テスト用振動による騒音を相殺できるように、各周波数で制御空間Pの数よりピエゾアクチュエータ20の数が多くなるように設定している。
As shown in FIG. 14, there are three
この場合、テスト用振動の数は、加速度センサ10の数とテスト用振動の周波数の数との積と同じであるので、すべてのテスト用振動に信号ベクトルqを割り当てられる。そこで、信号ベクトルqの要素をq1〜q6の6個とし、テスト用振動の制御指令値u2と信号ベクトルqとの関係を次のようにする。
In this case, since the number of test vibrations is the same as the product of the number of
u211=q1
u212=q2
u213=q3
u223=q4
u224=q5
u225=q6
このとき、係数行列Qは、下記の式16のように表される。
u 212 = q2
u 213 = q3
u 223 = q4
u 224 = q5
u 225 = q6
At this time, the coefficient matrix Q is expressed as the following Expression 16.
また、周波数特性Gf αQは、下記の式17で表される。
この行列Qは、(2)に示した条件をすべて満たすので、上記の式15を用いて、加速度情報αから信号ベクトルqを推定できる。信号ベクトルqの推定値は、制御指令値u2の推定値u2hatに相当する。そして、制御指令値u2と推定値u2hatとの差が、所定値以上となるピエゾアクチュエータ20を異常と判断する。また、制御指令値u2と推定値u2hatとの差が所定値以上の場合には、信号ベクトルqとその推定値との差が所定値以上という場合にも、ピエゾアクチュエータ20の異常を判断することができる。
Since this matrix Q satisfies all the conditions shown in (2), the signal vector q can be estimated from the acceleration information α using the above equation 15. The estimated value of the signal vector q corresponds to the estimated value u 2 hat of the control command value u 2 . Then, the
2つ目の具体的な例としては、テスト用振動の数の方が、信号ベクトルqの数よりも多い場合を示す。 As a second specific example, the number of test vibrations is greater than the number of signal vectors q.
図15に示すように、周波数ω1のテスト用振動を出力するピエゾアクチュエータ20を20a、20b、20c、20dとし、それぞれのピエゾアクチュエータ20が出力するテスト用振動の周波数成分をu211、u212、u213、u214とする。また、周波数ω2のテスト用振動を出力するピエゾアクチュエータ20を20b、20c、20d、20eとし、それぞれのピエゾアクチュエータ20が出力するテスト用振動の周波数成分をu222、u223、u224、u225とする。テスト用振動による騒音を相殺できるように、各周波数で制御空間Pの数よりピエゾアクチュエータ20の数が多くなるように設定している。
As shown in FIG. 15, the
また、各周波数でテスト用振動による騒音を相殺できるような入力を計算しやすくするために、各周波数で制御空間の数と同じ数のテスト用振動に独立性を持たせ、かつ(2)に示す条件を満たすようにテスト用振動と信号ベクトルqとの関係を次のように設定する。 In addition, in order to make it easy to calculate an input that can cancel the noise caused by the test vibration at each frequency, the same number of test vibrations as the number of control spaces at each frequency are made independent, and (2) The relationship between the test vibration and the signal vector q is set as follows so as to satisfy the conditions shown.
u211=q1
u212=q2
u213=u223=q3
u214=u224=q4
u222=q5
u225=q6
このとき、信号ベクトルqの係数行列Qは、下記の式18のように表される。
u 212 = q2
u 213 = u223 = q3
u 214 = u224 = q4
u 222 = q5
u 225 = q6
At this time, the coefficient matrix Q of the signal vector q is expressed as the following Expression 18.
また、周波数特性Gf αQは、下記の式19のように表される。
上記式18の係数行列Qは、(2)に示した条件をすべて満たすので、式15を用いて、加速度情報αから信号ベクトルqを推定でき、式13を用いて制御指令値u2の推定値u2hatも計算できる。そして、制御指令値u2と推定値u2hatとの差が所定値以上となる場合には、当該ピエゾアクチュエータ20が異常であると判定する。また、制御指令値u2と推定値u2hatとの差が所定値以上の場合には、同じピエゾアクチュエータ20に同じ信号ベクトルqを割り当てたので、信号ベクトルqとその推定値との差が所定値以上であっても、ピエゾアクチュエータ20が異常であることを判定することができる。
Since the coefficient matrix Q of Equation 18 satisfies all the conditions shown in (2), the signal vector q can be estimated from the acceleration information α using Equation 15, and the control command value u 2 can be estimated using Equation 13. The value u 2 hat can also be calculated. When the difference between the control command value u 2 and the estimated value u 2 hat is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that the
ただし、これら具体例に示したように、必ずしも制御空間Pの数と同じ数のテスト用振動に独立性を持たせる必要はなく、信号ベクトルqと制御指令値u2との関係を考慮して制御空間Pの音圧を低減するような信号ベクトルqを設定すれば、テスト用振動に起因する制御空間Pの騒音を相殺することは可能である。 However, as shown in these specific examples, it is not always necessary to have the same number of test vibrations as the number of control spaces P, and in consideration of the relationship between the signal vector q and the control command value u 2. If the signal vector q is set so as to reduce the sound pressure in the control space P, it is possible to cancel the noise in the control space P caused by the test vibration.
また、式13を用いて信号ベクトルqから制御指令値u2の推定値u2hatが計算できるので、同じピエゾアクチュエータ20に同じ信号ベクトルqを割り当てる必要もない。
Further, since the estimated value u 2 hat of the control command value u 2 can be calculated from the signal vector q using Expression 13, it is not necessary to assign the same signal vector q to the same
なお、上述した第1実施形態及び第2実施形態のように、異常検出部43の異常判定部62は、制御指令値u2の推定値u2hatを推定して、ピエゾアクチュエータ20の異常を判定する例に限らず、テスト用振動を変化させたときの加速度センサ10によって検出された加速度情報αの変化に基づいて、ピエゾアクチュエータ20の異常を判定してもよい。
Note that, as in the first embodiment and the second embodiment described above, the abnormality determination unit 62 of the
また、上記のようにテスト用振動の周波数ごとに区分して同時にテスト用振動を出力せずに、テスト用振動の周波数は同じでも、同時刻に複数のテスト用振動を出力するピエゾアクチュエータ20の数が加速度センサ10の数以下となる組み合わせを複数設定して、時間的にこれらの組み合わせごとに、順番にピエゾアクチュエータ20の異常を判定しても良い。
In addition, the
以上説明したように、本発明を適用した第2実施形態に係る騒音低減装置によれば、同じ周波数のテスト用振動を発生させるピエゾアクチュエータ20の組み合わせを複数有し、それぞれの組み合わせごとに異なる周波数のテスト用振動を発生させるので、テスト用振動における周波数の自由度を利用することで、加速度センサ10よりピエゾアクチュエータ20の数が多くても、複数のピエゾアクチュエータ20の異常を同時に検出できるようになる。
As described above, according to the noise reduction device according to the second embodiment to which the present invention is applied, there are a plurality of combinations of the
また、この騒音低減装置によれば、加速度センサ10の数よりも、ピエゾアクチュエータ20によって2以上の周波数成分を含むむテスト用振動の数を少なくするので、加速度センサ10の数よりピエゾアクチュエータ20の数が多い場合でも、テスト用振動の周波数の自由度を有効に活用して、ピエゾアクチュエータ20の異常を同時に判断することが可能になる。
Also, according to this noise reduction device, the number of vibrations for testing including two or more frequency components is reduced by the
更に、この騒音低減装置は、異なる周波数のテスト用振動をピエゾアクチュエータ20により発生させて加速度センサ10により検出された振動に基づくピエゾアクチュエータ20の異常検出結果を比較して、当該ピエゾアクチュエータ20の異常を検出してもよい。そして、異常検出部43は、テスト用振動の周波数ごとにピエゾアクチュエータ20の異常を検知した異常検知結果を得て、最終的なピエゾアクチュエータ20の異常を判定しても良い。これにより、ピエゾアクチュエータ20の異常を検知する確実性を高めることができ、誤検出を低減できる。
Further, the noise reduction device generates test vibrations with different frequencies by the
[第3実施形態]
つぎに、本発明を適用した第3実施形態に係る騒音低減装置について説明する。なお、上述した実施形態と同様の部分については同一符号を付することにより、その詳細な説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, a noise reduction device according to a third embodiment to which the present invention is applied will be described. In addition, about the part similar to embodiment mentioned above, the detailed description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
第3実施形態に係る騒音低減装置は、異常検出部43の異常判定部62が、加速度情報αと予め内部に記憶した周波数特性Gf α(ω)とから、ピエゾアクチュエータ20の異常状態を算出する。特に、この異常判定部62は、テスト用振動をフロアパネル1に印加時の加速度情報αから、テスト用振動をフロアパネル1に印加していない時の加速度情報αを差し引いた差分をフロアパネル1の振動とすることにより、加速度情報α中のノイズをさらに少なくし、テスト用振動を発生させる制御指令値u2に起因する加速度成分αfを精度よく抽出することを特徴とする。
In the noise reduction device according to the third embodiment, the abnormality determination unit 62 of the
ただし、テスト用振動を印加している時の加速度情報αとテスト用振動を印加していない時の加速度情報αとは同じ時刻に計測できないので、テスト用振動に起因する加速度成分αfを精度よく抽出するためには、テスト用振動を印加している時と印加していない時とでノイズの状況をできるだけ同じにすることが望ましい。 However, since the acceleration information α when the test vibration is applied and the acceleration information α when the test vibration is not applied cannot be measured at the same time, the acceleration component αf caused by the test vibration can be accurately obtained. In order to extract, it is desirable to make the noise situation as similar as possible when the test vibration is applied and when it is not applied.
そこで、第3実施形態における騒音低減装置は、テスト用振動を印加している時と印加していない時とのノイズの変化が小さくなるように、例えば、次の方策(1)から方策(4)の4つを行う。 Therefore, in the noise reduction device according to the third embodiment, for example, the following measures (1) to (4) are performed so that the change in noise between when the test vibration is applied and when it is not applied is reduced. 4).
方策(1):車両が定常状態の時に、テスト用振動印加時の加速度情報α及びテスト用振動非印加時の加速度情報αを得る。この車両が定常状態である時とは、例えば運転者によるアクセルやブレーキやステアリングの操作がなく、車両直進時且つ車速一定の場合である。 Measure (1): When the vehicle is in a steady state, the acceleration information α when the test vibration is applied and the acceleration information α when the test vibration is not applied are obtained. The time when the vehicle is in a steady state is, for example, a case where there is no accelerator, brake or steering operation by the driver, and the vehicle is traveling straight and the vehicle speed is constant.
方策(2):テスト用振動印加時の加速度情報αを取得する時間帯に隣接してテスト用振動印加時の加速度情報αを取得する。 Measure (2): Acquire acceleration information α when applying test vibration adjacent to a time zone for acquiring acceleration information α when applying test vibration.
方策(3):図17に示すように、テスト用振動印加時の加速度情報αを取得する時間帯Bの直前及び直後にテスト用振動印加時の加速度情報αを取得する時間帯A1、A2を設け、時間帯A1で取得した加速度情報αと時間帯A2で取得した加速度情報αとのノイズ成分が近い又は一致する場合には、その間の時間帯Bで取得した加速度情報αもノイズ成分が近い又は一致しているとする。 Measure (3): As shown in FIG. 17, time zones A1 and A2 for acquiring the acceleration information α at the time of applying the test vibration immediately before and immediately after the time zone B for acquiring the acceleration information α at the time of applying the test vibration are set. Provided, if the noise component of the acceleration information α acquired in the time zone A1 and the acceleration information α acquired in the time zone A2 are close or coincide with each other, the acceleration information α acquired in the time zone B between them is also close in noise component Or suppose that they match.
方策(4):テスト用振動印加時とテスト用振動非印加時との加速度情報αの取得を複数回行い、テスト用振動印加時のノイズ成分がすべて近い又は一致した場合に、テスト用振動印加時の加速度情報αとテスト用振動非印加時の加速度情報αとのノイズが同じとなる。 Measure (4): Acceleration information α is acquired multiple times when the test vibration is applied and when no test vibration is applied, and the test vibration is applied when all of the noise components when the test vibration is applied are close or equal The noise of the acceleration information α at the time and the acceleration information α when the test vibration is not applied are the same.
このようにテスト用振動に起因する加速度成分αfを精度良く抽出する処理は、図16に示すように表現される。この図16に示すフローチャートは、異常判定部62によって実行される。 The process of accurately extracting the acceleration component αf resulting from the test vibration is expressed as shown in FIG. The flowchart shown in FIG. 16 is executed by the abnormality determination unit 62.
異常判定部62は、ステップS1において、車両の定常状態が続いているか否かを判定し、車両の定常状態が続いている場合には、ステップS2に処理を進め、車両が定常状態ではない場合には、テスト用振動に起因する加速度成分αfの抽出を中止する。この処理は、上述の方策(1)に相当する。 In step S1, the abnormality determination unit 62 determines whether or not the steady state of the vehicle continues. If the steady state of the vehicle continues, the process proceeds to step S2, and the vehicle is not in the steady state. The extraction of the acceleration component αf caused by the test vibration is stopped. This process corresponds to the above-described measure (1).
次に異常判定部62は、ステップS2において、テスト用振動を印加している時とテスト用振動を印加していない時との加速度情報αを取得する。例えば、図17に示すように、時間帯Bでテスト用振動を印加している時の加速度情報αを取得し、この前後の時間帯A1、A2でテスト用振動を印加している時の加速度情報αを取得する。この処理は、上述の方策(2)、(3)に相当する。 Next, in step S2, the abnormality determination unit 62 acquires acceleration information α when the test vibration is applied and when the test vibration is not applied. For example, as shown in FIG. 17, the acceleration information α when the test vibration is applied in the time zone B is acquired, and the acceleration when the test vibration is applied in the time zones A1 and A2 before and after this time zone B is obtained. Information α is acquired. This process corresponds to the above-mentioned measures (2) and (3).
次のステップS3において、異常判定部62は、加速度情報αから、テスト用振動に起因する周波数ωの周波数成分αfを抽出する。例えば、加速度情報αに対して離散フーリエ変換(FFT:Finite Fourier transform)をかける。これによって、時間帯A1における加速度成分αfをα(ω)A1、時間帯Bにおける加速度成分αfをα(ω)B、時間帯A2における加速度成分αfをα(ω)A2を得る。 In the next step S3, the abnormality determination unit 62 extracts the frequency component αf of the frequency ω caused by the test vibration from the acceleration information α. For example, a discrete Fourier transform (FFT) is applied to the acceleration information α. As a result, the acceleration component αf in the time zone A1 is obtained as α (ω) A1 , the acceleration component αf in the time zone B is obtained as α (ω) B , and the acceleration component αf in the time zone A2 is obtained as α (ω) A2 .
次のステップS4において、異常判定部62は、ステップS3にて取得した加速度成分α(ω)A1と、加速度成分α(ω)A2とが等しいか否かを判定し、等しいと判定した場合にはステップS5に処理を進め、等しくないと判定した場合には処理を終了する。このように、加速度成分α(ω)A1と、加速度成分α(ω)A2とが等しくない場合に、加速度成分αfの抽出を停止する処理は、上述の方策(2)、(3)に相当する。 In the next step S4, the abnormality determination unit 62 determines whether or not the acceleration component α (ω) A1 acquired in step S3 is equal to the acceleration component α (ω) A2, and determines that they are equal. Advances the process to step S5, and terminates the process if it is determined that they are not equal. As described above, when the acceleration component α (ω) A1 and the acceleration component α (ω) A2 are not equal, the process of stopping the extraction of the acceleration component αf corresponds to the above-described measures (2) and (3). To do.
次のステップS5において、異常判定部62は、加速度成分αfの取得回数を判定し、当該加速度成分αfの取得回数が3回目であるか否かを判定する。なお、この加速度成分αfの取得回数は、3回に限らず、1回以上であれば良い。この処理は、上述の方策(4)に相当する。 In the next step S5, the abnormality determination unit 62 determines the number of acquisitions of the acceleration component αf, and determines whether or not the number of acquisitions of the acceleration component αf is the third. Note that the number of acquisitions of the acceleration component αf is not limited to three, but may be one or more. This process corresponds to the above-mentioned measure (4).
次のステップS6において、異常判定部62は、下記の式20を用いて、3回のテスト用振動印加時の加速度成分α(ω)Bの平均値aveα(ω)Bから6回のテスト用振動印加時の加速度成分α(ω)A1、加速度成分α(ω)A2の平均値aveα(ω)Aを差し引いて、加速度成分αf(ω)を抽出して、処理を終了する。
これにより、異常判定部62は、テスト用振動に起因する加速度成分αfを精度良く抽出することができる。 As a result, the abnormality determination unit 62 can accurately extract the acceleration component αf caused by the test vibration.
ただし、加速度成分αfを抽出するために、上記の4つの方策の全てを行う必要なく、何れかの方策を行うことにより、テスト用振動以外の振動に起因する加速度成分を除いた、テスト用振動に起因する加速度成分αfを得ることができる。更に、上述の方策を多く施すほど、精度良く加速度成分αfを抽出することができる。 However, in order to extract the acceleration component αf, it is not necessary to perform all of the above four measures, and by performing any one of the measures, the vibration for testing excluding the acceleration component due to vibrations other than the vibration for testing is removed. The acceleration component αf resulting from can be obtained. Furthermore, the acceleration component αf can be extracted with higher accuracy as the above-described measures are more applied.
このような処理を行った後、異常判定部62は、上述の式8に示す関係を用いて、抽出した加速度情報αfから、下記の式21に示すように、テスト用振動を発生させるための制御指令値u2の推定値u2hatを算出する。
そして、異常判定部62は、制御指令値u2と推定値u2hatとの差が所定値以上となるピエゾアクチュエータ20を異常と判断する。
Then, the abnormality determination unit 62 determines that the
上述したように、本発明を適用した第3実施形態に係る騒音低減装置によれば、異常検出部43によって、ピエゾアクチュエータ20によりテスト用振動を印加した時に加速度センサ10により検出された振動と、ピエゾアクチュエータ20によりテスト用振動を印加していない時に加速度センサ10により検出された振動との差分を、加速度センサ10によって検出されたフロアパネル1の振動とするので、加速度センサ10によって検出した振動に含まれるテスト用振動による振動以外の外乱振動を取り除くことができるので、走行中など外乱振動が入る場合の異常検出精度を向上させることができる。
As described above, according to the noise reduction device according to the third embodiment to which the present invention is applied, the vibration detected by the
また、この騒音低減装置によれば、異常検出部43によって、ピエゾアクチュエータ20によりテスト用振動を発生させる時間帯の直前及び直後に、ピエゾアクチュエータ20によりテスト用振動を発生させない非印加時間帯を設定し、当該直前の非印加時間帯において加速度センサ10により検出した振動の周波数特性と、当該直後の非印加時間帯において加速度センサ10により検出した振動の周波数特性とが一致する場合に、ピエゾアクチュエータ20によりテスト用振動を印加した時に加速度センサ10により検出された振動と、ピエゾアクチュエータ20によりテスト用振動を印加していない時に加速度センサ10により検出された振動との差分を、加速度センサ10によって検出されたフロアパネル1の振動とするので、テスト用振動の印加時間帯と非印加時間帯との外乱変化が少ない状態のみでピエゾアクチュエータ20の異常を検知して、異常検出精度を向上させることができる。
Further, according to this noise reduction device, the
更に、この騒音低減装置によれば、ピエゾアクチュエータ20によりテスト用振動を発生させる時間帯と、ピエゾアクチュエータ20によりテスト用振動を発生させない非印加時間帯とを隣接させて、テスト用振動の印加時の振動及び非印加時の振動を検出しているので、テスト用振動の印加時間帯と非印加時間帯とのテスト用振動に対する外乱変化を少なくでき、ピエゾアクチュエータ20の異常検出精度を向上させることができる。
Further, according to this noise reduction apparatus, when the test vibration is applied, the time zone in which the
更にまた、この騒音低減装置によれば、車両が停止している状態又は車両が定常状態である場合に、ピエゾアクチュエータ20の異常を検出するので、テスト用振動の印加時間帯と非印加時間帯とのテスト用振動に対する外乱変化が少ない状態で、テスト用振動に対する外乱を除去できるので、ピエゾアクチュエータ20の異常検出精度を向上させることができる。
Furthermore, according to this noise reduction device, when the vehicle is stopped or when the vehicle is in a steady state, an abnormality of the
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。 The above-described embodiment is an example of the present invention. For this reason, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made depending on the design and the like as long as the technical idea according to the present invention is not deviated from this embodiment. Of course, it is possible to change.
1 フロアパネル
2 タイヤ
10a,10b,10c,10d 加速度センサ
20a,20b ピエゾアクチュエータ
30 制御装置
31a,31b,31c,31d,31e,31f 増幅部
32 コントローラ
41 変換部
42 騒音制御部
43 異常検出部
45 D/A変換部
46 演算器
51〜55 第1〜第5伝達関数演算部と、
56,57 演算器
61 テスト用振動印加部
62 異常判定部
71 伝達関数演算部(Ct(s))
72 伝達関数演算部(Gf1 SPL(s))
73 伝達関数演算部(Gf2 SPL(s))
74 演算器
101 車軸
102 サスペンション
103 メンバ
DESCRIPTION OF
56, 57
72 Transfer Function Calculation Unit (G f1 SPL (s))
73 Transfer Function Calculation Unit (G f2 SPL (s))
74
Claims (18)
車両構造体に配置され、当該車両構造体の振動を検出する複数の振動検出手段と、
前記車両内部に発生する騒音を低減するように前記車両構造体に波動を印加する複数の波動印加手段と、
前記波動印加手段によってテスト用振動を発生させた時の前記振動検出手段によって検出された車両構造体の振動に基づいて、前記波動印加手段の異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段により前記波動印加手段の異常が検出されない場合に、前記複数の振動検出手段によって検出された振動に応じて、所定空間における騒音を低減するように前記波動印加手段を動作させる制御手段とを備え、
前記異常検出手段は、少なくとも1つの波動印加手段によってテスト用振動を発生させ、当該テスト用振動を発生させた波動印加手段以外の波動印加手段によって当該テスト用振動に起因して前記所定空間に発生する騒音を低減させることを特徴とする騒音低減装置。 A noise reduction device for reducing noise in a predetermined control space in a vehicle interior,
A plurality of vibration detecting means arranged on the vehicle structure for detecting the vibration of the vehicle structure;
A plurality of wave applying means for applying waves to the vehicle structure so as to reduce noise generated inside the vehicle;
An abnormality detecting means for detecting an abnormality of the wave applying means based on the vibration of the vehicle structure detected by the vibration detecting means when the vibration for testing is generated by the wave applying means;
Control means for operating the wave applying means to reduce noise in a predetermined space in accordance with the vibration detected by the plurality of vibration detecting means when the abnormality detecting means does not detect an abnormality of the wave applying means. And
The abnormality detecting means generates a test vibration by at least one wave applying means, and is generated in the predetermined space by the wave applying means other than the wave applying means that has generated the test vibration. Noise reduction device characterized by reducing noise to be performed.
前記制御手段は、前記乗員検知手段により乗員が着座していることが検知された座席における乗員頭部を囲む空間において前記テスト用振動に起因して発生する騒音を低減させることを特徴とする請求項1に記載の騒音低減装置。 Equipped with an occupant detection means for detecting the presence or absence of an occupant for each seat mounted on the vehicle,
The control means reduces noise generated due to the test vibration in a space surrounding an occupant head in a seat detected by the occupant detection means. Item 2. The noise reduction device according to Item 1.
車両構造体に波動を印加する波動印加手段によってテスト用振動を発生させるステップと、
前記波動印加手段がテスト用振動を発生させた時に、前記振動検出手段によって車両構造体の振動を検出するステップと、
前記検出された車両構造体の振動に基づいて、前記波動印加手段の異常を検出するステップとを有し、
前記テスト用振動を発生させるステップにおいて、当該テスト用振動を発生させた波動印加手段以外の波動印加手段によって当該テスト用振動に起因して前記所定空間に発生する騒音を低減させることを特徴とする騒音低減方法。 A noise reduction method for reducing noise in a predetermined control space in a vehicle interior,
Generating a test vibration by a wave applying means for applying a wave to the vehicle structure;
Detecting the vibration of the vehicle structure by the vibration detecting means when the wave applying means generates a test vibration; and
Detecting an abnormality of the wave applying means based on the detected vibration of the vehicle structure,
In the step of generating the test vibration, noise generated in the predetermined space due to the test vibration is reduced by a wave applying unit other than the wave applying unit that generated the test vibration. Noise reduction method.
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JP2007231517A JP2009061912A (en) | 2007-09-06 | 2007-09-06 | Noise reduction device and its method |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10510333B1 (en) * | 2018-10-30 | 2019-12-17 | Hyundai Motor Company | Vehicle and method of controlling the same |
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- 2007-09-06 JP JP2007231517A patent/JP2009061912A/en active Pending
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US10510333B1 (en) * | 2018-10-30 | 2019-12-17 | Hyundai Motor Company | Vehicle and method of controlling the same |
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