JP2009061912A - Noise reduction device and its method - Google Patents

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Shinichiro Jo
新一郎 城
Yoshitaka Deguchi
欣高 出口
Yoshiro Takamatsu
吉郎 高松
Noriaki Fujiki
教彰 藤木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a noise reduction device etc., hardly increasing noise even if test vibration is generated. <P>SOLUTION: The device comprises a plurality of acceleration sensors for detecting the vibration of a vehicle structure, a plurality of piezo actuators for applying wave motion to the vehicle structure, an abnormality detection part 43 for detecting abnormalities of the acceleration sensors based on the vibration of the vehicle structure detected by the acceleration sensor when the test vibration is generated by the piezo actuator, and a noise control part 42 operating the piezo actuators so as to reduce noise in a predetermined space according to the vibration detected by a plurality of the acceleration sensors when abnormalities of the piezo actuators are not detected by the abnormality detection part 43. The abnormality detection part 43 generates the test vibration by at least one acceleration sensor and reduces the noise generated in the predetermined space caused by the test vibration by a piezo actuator other than the piezo actuator which has generated the test vibration. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

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。
特開平8-292771号公報
In such a noise control device, it becomes difficult to effectively reduce noise when an abnormality occurs in the vibration detection sensor. For this reason, conventionally, in the following Patent Document 1 or the like, a microphone for effect confirmation for measuring the noise reduction effect is installed in a place where noise control is performed, and it is determined whether or not effective noise control is actually performed. It is described. And in this patent document 1, when abnormality of a vibration detection sensor generate | occur | produces as a result of this determination and the noise reduction effect is no longer sufficient, the control content for reducing noise is changed, and it is more effective. A technique for noise control is described.
Japanese Patent Laid-Open No. 8-2922771

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 tire 2 first enters a highly rigid beam-like member called the member 103 from the attachment point of the axle 101 and the suspension 102. Thereafter, vibration propagates to a plate-like member called floor panel 1 surrounded by the member 103 and having relatively low rigidity, and the floor panel 1 vibrates. Furthermore, air vibrations in the passenger compartment are caused by the membrane vibration of the floor panel 1 and a resonance phenomenon occurs in the passenger compartment, so that road noise noise is heard in a predetermined space (control space) P in the passenger compartment. Although noise is generated when the roof panel and the window glass vibrate in addition to the floor panel 1, most of the road noise mainly entering from the attachment portion of the suspension 102 is caused by the vibration of the floor panel 1. I know that.

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 acceleration sensor 10 on the floor panel 1 to estimate noise in the control space P, and performs noise estimation on the piezoelectric actuator 20 provided on the floor panel 1. A control command signal is generated, and a control sound caused by vibration (wave) of the piezo actuator 20 is input into the vehicle interior. Therefore, the road noise caused by the floor panel 1 is mainly handled as a control target.

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 tire 2 generates vibration of the floor panel 1, and the vibration of the floor panel 1 is represented by a dotted line in the figure. Is transmitted to the acceleration sensor 10. Thereby, the excitation force of the tire 2 is indirectly detected by the acceleration sensor 10. Moreover, the vibration of the floor panel 1 generates noise in the control space P. For this reason, the excitation force of the tire 2 indirectly becomes noise in the control space P as indicated by a solid line in the figure.

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 piezo actuator 20 generates vibration on the floor panel 1 by operating based on the control command value. The wave generated by the piezo actuator 20 propagates from the piezo actuator 20 to the acceleration sensor 10 on the floor panel, as indicated by a dotted line in the figure. The acceleration sensor 10 detects vibration caused by the wave motion of the actuator 20. And the wave of the piezo actuator 20 becomes noise in the control space P as shown by the one-dot chain line in the figure, as in the case of the excitation force of the tire 2. It is also a component that cancels out noise based on it.

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 piezo actuator 20 in this way arranges the acceleration sensor 10 and the piezo actuator 20 on the floor panel 1. In this example, there are two control spaces P, Pa and Pb, four acceleration sensors 10 are arranged 10a to 10d, and two piezoelectric actuators 20 are arranged 20a and 20b. When the control space P, the acceleration sensor 10 and the piezo actuator 20 are arranged in this way, each of the acceleration sensors 10a to 10d generates a wave in which the excitation force of all the tires 2 and the vibration caused by the wave of the piezo actuator 20 overlap. Will be detected. In addition, the control spaces Pa and Pb are generated by overlapping the excitation force of all the tires 2 and the sound generated by the wave of the piezo actuator 20.

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。

Figure 2009061912
The setting example of the positions of the acceleration sensor 10, the piezoelectric actuator 20, and the control space P is not limited to the configuration shown in FIG. However, the number of acceleration sensors 10 is generally required to be larger than the number of vibration sources. Specifically, the number and installation positions of the acceleration sensors 10 are sufficiently high in coherency C xy (ω) between each acceleration sensor 10 and the sound pressure of noise in the control space P as shown in the following Equation 1. To be determined. The coherency C xy (ω) is preferably 0.9 or more.
Figure 2009061912

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、P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 Equation 1 is a cross power spectrum between acceleration (signal x) and sound pressure (signal y), and P xx (ω) and P yy (ω) are auto values of acceleration and sound pressure, respectively. Represents the power spectrum. P H represents a Hermitian transpose matrix of P. Such coherency C xy (ω) represents the degree of causal relationship between the acceleration of the vibration of the floor panel 1 given by the tire 2 and the sound pressure.

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 piezoelectric actuators 20 may be attached to appropriate positions of the floor panel 1 of the vehicle body in order to reduce noise in the control space P. For this reason, in this embodiment, the acceleration sensor 10 includes four acceleration sensors 10a, 10b, 10c, and 10d, and the piezoelectric actuator 20 includes two piezoelectric actuators 20a and 20b. Note that the control space P may be set to an appropriate position according to the number, position, etc. of the occupant using, for example, an infrared sensor that detects the occupant position in the passenger compartment.

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 acceleration sensor 10 installed on the floor panel 1, the noise in the control space P is reduced. presume. This noise becomes road noise that gives vibration to the floor panel 1. The reason why the acceleration sensor 10 is provided on the floor panel 1 is that high coherency can be obtained between road noise and vehicle interior noise.

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 floor panel 1 are included as control targets, part of engine noise and wind noise generated by air flowing through the bottom of the vehicle body can be handled in the same manner. In addition, the scope of the effect of the present invention is not limited to the category of noise reduction due to vibration of the floor panel 1, but also for vehicle interior noise generation sources generated by the same mechanism such as a dash panel, a windshield, and a roof panel. If the acceleration sensor 10 and the piezo actuator 20 are provided at the part, similarly, noise generated by vibration of the part can be reduced.

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 acceleration sensors 10a, 10b, 10c, and 10d (hereinafter simply referred to as “acceleration sensor 10” when collectively referred to) as vibration detection means for detecting the vibration of the vehicle body. A plurality of piezo-electric actuators (Piezo-electric actuators) 20 which are wave applying means for generating vibrations such as vibration or sound to reduce indoor noise, and the acceleration sensor 10 and the piezo actuators 20 are connected and mounted on a vehicle. And a control device 30. In FIG. 5, the control device 30 is illustrated outside the vehicle for explanation.

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 piezo actuator 20, but noise may be reduced by generating sound directly like a speaker. good. Further, the noise reduction apparatus estimates the noise in the control space P from the signal of the acceleration sensor 10 without using a microphone as the vibration detection means.

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 control device 30 includes amplifying units 31a, 31b, 31c, 31d for detecting signal amplification connected to each of the acceleration sensors 10 and amplifying units 31e, 31f for amplifying output signals connected to each of the piezo actuators 20 (hereinafter referred to as the amplifying units 31e, 31f). In general, it is simply referred to as “amplifier 31”.) And a controller 32 that calculates and outputs a control command value for reducing vehicle interior noise. The amplification units 31a to 31d for amplifying the detection signal also have a function of converting between charge and voltage when the acceleration sensor 10 is a so-called charge type.

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 control device 30 amplifies the detection signal from the acceleration sensor 10 by the amplification unit 31 and inputs the detection signal from the controller 32. Then, the control device 30 estimates noise by the controller 32 using the amplified detection signal, generates a control command value that reduces the noise, and sends the control command value to the piezo actuator 20 via the amplification unit 31. Supply and vibrate floor panel 1.

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 controller 32 includes an A / D conversion unit 41, a noise control unit 42, an abnormality detection unit 43, and an amplification unit connected to the amplification units 31a, 31b, 31c, and 31d. A D / A converter 45 connected to 31e and 31f and an arithmetic unit 46 are provided. Note that the noise control unit 42 and the abnormality detection unit 43 in the control device 30 are configured by computer hardware including a CPU, a ROM, a RAM, etc., but in FIG. , Explain. In the present embodiment, the controller 32 is mounted on a so-called digital computer, and the calculation is executed every control cycle of, for example, 1 msec.

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α,α,α,α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 / D conversion unit 41 converts each sensor signal supplied from the amplification units 31a, 31b, 31c, and 31d into digital acceleration information α 1 , α 2 , α 3 , α 4 , and a noise control unit 42 and the abnormality detection unit 43.

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,α,α,α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uを算出する。 The noise control unit 42 uses the acceleration information α 1 , α 2 , α 3 , α 4 supplied from the A / D conversion unit 41 to operate the piezo actuator 20 so as to reduce noise in the control space P. calculating a control command value u 1 of.

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α,α,α,αに基づいて制御指令値uを演算する。 The noise control unit 42 is designed by using, for example, the H2 control method as described below, and calculates the control command value u 1 based on the acceleration information α 1 , α 2 , α 3 , α 4 .

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d、d、d、d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d、d、d、d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 noise control unit 42 includes first to fifth transfer function calculation units 51 to 55 and calculators 56 and 57 as shown in FIG. In the noise control unit 42, the first transfer function calculation unit 51 inputs a vector d having road noise source excitation forces d 1 , d 2 , d 3 , and d 4 as elements, and a sound pressure vector in the control space P. Is calculated. The second transfer function calculating unit 52 inputs a vector d having road noise source excitation forces d 1 , d 2 , d 3 , and d 4 as elements, and calculates a vibration (sound pressure) level applied to the acceleration sensor 10. .

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uを演算する騒音制御部42を設計できる。この制御指令値u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u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α、α、α、αを要素に持つベクトルである。 The third transfer function calculation unit 53 is an H2 controller and corresponds to the noise control unit 42. The third transfer function calculation unit 53 can be designed to design the noise control unit 42 that calculates the control command value u 1 that can reduce noise in the control space P. The control command value u 1 is a vector having control command values u 11 and u 12 for the two piezoelectric actuators 20 as elements. The fourth transfer function calculation unit 54 is a vibration (sound pressure) vector applied from the piezo actuator 20 to the acceleration sensor 10 when the piezo actuator 20 is operated by the control command value u 1 calculated by the third transfer function calculation unit 53. Is calculated. Therefore, the third transfer function calculation unit 53 adds the vibration (sound pressure) level calculated by the second transfer function calculation unit 52 and the vibration (sound pressure) level calculated by the fourth transfer function calculation unit 54. A vibration (sound pressure) level α is supplied. This α is a vector having acceleration information α 1 , α 2 , α 3 , and α 4 detected by the acceleration sensor 10 as elements.

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uを入力し、制御指令値u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 function calculation unit 53, and when the piezo actuator 20 is operated by the control command value u 1 , the piezo actuator 20 controls the control space P. The vibration (sound pressure) level applied to the is calculated.

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u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 calculator 57 adds the vibration (sound pressure) level that road noise gives to the control space P and the vibration (sound pressure) level given to the control space P by the piezo actuator 20 calculated by the first transfer function calculator 51. Then, the vibration (sound pressure) level SPL1 actually applied to the control space P is calculated. The vibration (sound pressure) level SPL1 becomes two control spaces Pa, vibration of Pb (sound pressure) vector when the piezoelectric actuator 20 is operated by the excitation force and the control command value u 1 of the tire 2.

このような設計モデルにおいて、加速度情報α,α,α,α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 function computing unit 53, and d is actually given to give a vibration (sound pressure) level SPL1 in the control space P. The third transfer function calculator 53 of the H2 controller is designed so as to minimize the H2 norm to the H2.

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uは下記の式7のように定義される。

Figure 2009061912
In such a design model, α is defined as in the following equations 2 and 6, d is defined as in the following equation 3, SPL1 is defined as in the following equations 4 and 5, and control is performed. The command value u 1 is defined as shown in Equation 7 below.
Figure 2009061912

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uを演算できる。 As described above, the noise control unit 42 can calculate the control command value u 1 that minimizes the noise in the control space P based on the acceleration information α supplied from the A / D conversion unit 41.

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uの演算を行う。 The noise control unit 42 is supplied with a signal indicating an abnormal state when an abnormality of the piezo actuator 20 is detected by the abnormality detection unit 43, as will be described in detail later. At this time, the noise control unit 42 newly calculates a control command value u 1 in order to perform noise control using the piezo actuator 20 that reduces noise control effect in the control space P but at least no abnormality is detected. .

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uを出力する。なお、この制御指令値u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 abnormality detection unit 43 detects an abnormality of the piezo actuator 20 based on the acceleration information α. When the abnormality detection unit 43 detects an abnormality, a signal indicating the abnormal state is supplied to the noise control unit 42. In addition, the abnormality detection unit 43 outputs a control command value u 2 for generating a test vibration in order to detect an abnormality in the piezo actuator 20. The control command value u 2 is output only at the timing for determining the abnormality of the piezo actuator 20.

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u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u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 noise control unit 42 and the control command value u 2 for generating test vibration output from the abnormality detection unit 43 are calculated by a calculator 46. And supplied to the D / A converter 45.

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uと異常検出部43から出力された制御指令値u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 / A conversion unit 45 converts the sum of the control command value u 1 output from the noise control unit 42 and the control command value u 2 output from the abnormality detection unit 43 into an analog signal. The converted analog signals drive the piezo actuators 20a and 20b via the amplifiers 31e and 31f.

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 piezo actuator 20 in the controller 32 of the control device 30 configured as described above, an optimum wave for reducing noise in the control space P cannot be generated by the plurality of piezo actuators 20. . The abnormality of the piezo actuator 20 includes a direct abnormality such as disconnection, breakage, deformation or deterioration of the piezo actuator 20 alone. In addition to this, the abnormality of the piezo actuator 20 includes indirect abnormality such as deterioration of the installation state of the piezo actuator 20 such as deformation of the floor panel 1. Depending on the installation state of the piezo actuator 20, unintentional waves may be generated from the piezo actuator 20, or the piezo actuator 20 may not be able to operate as designed.

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 piezo actuator 20 is abnormal, noise control in the control space P cannot be performed efficiently. Further, depending on the type and degree of abnormality of the piezo actuator 20, an inappropriate wave may be generated for the noise control in the control space P, and the noise in the control space P may increase. For this purpose, the control device 30 is provided with an abnormality detection unit 43 for detecting the above of each piezo actuator 20.

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uを出力し、その制御指令値u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 abnormality detection unit 43 includes a test vibration application unit 61 and an abnormality determination unit 62, as shown in FIG. The abnormality detection unit 43 outputs a control command value u 2 for the test vibration application unit 61 to detect an abnormality of the piezo actuator 20, and the acceleration sensor 10 detects vibration according to the control command value u 2. The abnormality determination unit 62 performs abnormality detection based on the acceleration information α.

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u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u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 vibration applying unit 61, the abnormality detecting unit 43 outputs a control command value u 2 for generating a test vibration sound pressure increase is small in the control space P. The abnormality determination unit 62 detects an abnormality of the piezo actuator 20 from the acceleration information α detected by the control command value u 2 that generates the test vibration.

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G 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G α(ω)とから、テスト用振動を発生させる制御指令値uを算出する。 The test vibration application unit 61 includes, for example, acceleration information α, frequency characteristics G f SPL (ω) from the piezoelectric actuator 20 to the control space P stored in advance, and frequency characteristics from the piezoelectric actuator 20 to the acceleration sensor 10. A control command value u 2 for generating a test vibration is calculated from G f α (ω).

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u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uを生成する。 The test vibration application unit 61 includes at least one frequency component in the control command value u 2 for generating the test vibration. In the first embodiment, the test vibration application unit 61 generates a control command value u 2 that generates a test vibration having a single frequency component.

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u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uは、当該それぞれの制御指令値u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 vibration application unit 61 generates a control command value u 2 for generating a test vibration for each of the piezoelectric actuators 20 a and 20 b and outputs the control command value u 2 to the computing unit 46. Control command value u 2 per piezoelectric actuator 20, when the generated the vibration each test by operating the respective piezoelectric actuators 20 by a respective control command value u 2, control space P due to test vibrations The frequency component and the intensity are calculated so as to cancel the noise in the test vibration between the test vibrations.

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uを生成することが望ましい。 The test vibration application unit 61 receives a sensor signal from an occupant sensor that detects the presence or absence of an occupant for each seat mounted on the vehicle, and the occupant in the seat where the occupant is detected to be seated is detected. It is desirable to generate a control command value u 2 that reduces noise generated due to test vibrations in the control space P surrounding the head.

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u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u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u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 acceleration sensor 10 includes, in addition to the acceleration detected by the acceleration sensor 10 due to the operation of the piezo actuator 20 according to the control command value u 2 for generating the test vibration, the acceleration of the tire 2. The acceleration based on the result of the vibration of the floor panel 1 by the piezo actuator 20 according to the acceleration due to the vibration force and the control command value u 1 is included. For this reason, it is considered that the acceleration component other than the acceleration generated by the piezo actuator 20 in accordance with the control command value u 2 that generates the test vibration is noise with respect to the test vibration for detecting an abnormality. In particular, when noise such as traveling of the vehicle is large, the accuracy of detecting an abnormality of the piezo actuator 20 may be reduced.

そこで、制御指令値u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u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uの単一の周波数を設定する。 Therefore, when the plurality of piezo actuators 20 are operated according to the control command value u 2, the noise in the control space P due to each test vibration is sufficiently canceled out, and the acceleration sensor 10 sets the control command value u 2 . A single frequency of the control command value u 2 for generating the test vibration is set so as to satisfy any of the following three requirements so that the test vibration based on the noise is detected without being canceled by noise. .

要件(1):各制御指令値u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G 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G 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 piezo actuator 20 to the control space P and the frequency characteristic G f α (ω) from the piezo actuator 20 to the acceleration sensor 10. In both cases, the anti-resonance point is not satisfied. Requirement (2): The test vibration is a frequency band in which the gain from the piezo actuator 20 to the acceleration sensor 10 is large. That is, when a test vibration is output by the piezo actuator 20, the vibration detected by the acceleration sensor 10 becomes a predetermined value or more.

要件(3):テスト用振動を発生させる制御指令値u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 piezoelectric actuator 20 and It is determined at the time of designing to determine the arrangement of the acceleration sensor 10 (determined when installed). Therefore, the test vibration applying unit 61 may store the frequency set F satisfying the requirement (1) and the requirement (2) in the memory in advance.

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 vibration applying unit 61 in advance.

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G 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G 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 piezo actuator 20 to the control space P, and FIG. 10 shows the frequency characteristic G f α (ω) from the piezo actuator 20 to the acceleration sensor 10. An example of a gain characteristic is shown.

図9に示すように、周波数特性G SPL(ω)において反共振点となる周波数ω及び周波数ω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G α(ω)において反共振点となる周波数ω、ω、ω、ω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 piezo actuators 20 to all the control spaces P, such as the frequency ω 1 and the frequency ω 2 that are anti-resonance points in the frequency characteristic G f SPL (ω). Let FSPL be the set of frequencies. In addition, as shown in FIG. 10, all acceleration sensors 10 from all piezo actuators 20 have frequencies ω 3 , ω 4 , ω 5 , and ω 6 that are anti-resonance points in the frequency characteristic G f α (ω). A set of anti-resonance frequencies in the gain characteristic is Fα.

また、図10に示す周波数ω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 piezoelectric actuator 20 to the acceleration sensor 10. As in this frequency band, a set of frequencies Fωa having large gain characteristics from all the piezoelectric actuators 20 to all the acceleration sensors 10 is obtained. A set obtained by excluding the anti-resonance point set FSPL and the set Fα from the frequency set Fωa at which a high gain is obtained may be set as the frequency set F satisfying the requirements (1) and (2).

次に、テスト用振動を発生させる制御指令値u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u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 vibration application unit 61. And the frequency set F satisfying the requirement (2) is selected as a single frequency of the control command value u 2 for generating the test vibration.

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u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 vibration applying unit 61 includes a combination of the piezoelectric actuators 20 that generate the test vibration of the same frequency that satisfies any of the requirements (1), (2), and (3) as described above. The control command value u 2 having at least one can be generated so that the noise in the control space P is not increased by mutual test vibration.

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 vibration applying unit 61 causes the vibration detected by the acceleration sensor 10 to exceed a predetermined value when the test vibration is output. A combination of the piezoelectric actuators 20 can be obtained.

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 vibration applying unit 61 includes the piezo actuator 20 in a combination with any one of the piezo actuators 20 and generates a test vibration by all the piezo actuators 20.

図11に、走行中にテスト用振動を発生させる制御指令値uをピエゾアクチュエータ20に印加せずに制御指令値u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uの周波数に設定する。 In FIG. 11, when only the control command value u 1 is applied to the piezo actuator 20 without applying the control command value u 2 for generating the test vibration during the running, to one piezo actuator 20. An example of the power spectrum of the obtained acceleration information α is shown. Such frequency characteristics of the acceleration information α are acquired by the frequency analysis by the test vibration applying unit 61. And the vibration application part 61 for a test takes the sum of the power spectrum of the acceleration information (alpha) of all the acceleration sensors 10, for example, the power of the frequency set F which satisfy | fills said requirement (1) and requirement (2) The frequency at which the sum of the spectrum becomes the smallest is set to the frequency of the control command value u 2 that generates the test vibration.

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 vibration application unit 61 ensures that the test vibration is generated by vibrations other than the test vibration without increasing the noise in the control space P even when the test vibrations are generated in the plurality of piezoelectric actuators 20. It can be detected by the acceleration sensor 10.

なお、上述したように要件(1)、(2)、(3)を満たす制御指令値uの周波数を設定する他に、制御指令値u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 floor panel 1 at a frequency below the audible range, it is necessary to generate a large excitation force by the piezo actuator 20. Further, in order to vibrate the floor panel 1 in an audible frequency range or higher, the vibration transmitted from the piezo actuator 20 to the acceleration sensor 10 is attenuated, and the acceleration sensor 10 may not be able to detect a sufficiently large test vibration. In addition, it is necessary to shorten the sampling period for sampling the acceleration signal of the acceleration sensor 10 into the acceleration information α, and the scene where the frequency outside the audible range can be used is limited, for example, the calculation load increases.

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u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 piezoelectric actuators 20 that generates the base test vibration is selected from all the piezoelectric actuators 20a and 20b, and the remaining one is the base. A piezo actuator 20 that generates test vibration that reduces the sound pressure in the control space P generated by the test vibration (hereinafter referred to as test noise reduction piezo actuator 20). The base test vibration and the test vibration for reducing the sound pressure due to the test vibration are combined to form the test vibration in the entire noise reduction apparatus. The process of selecting the piezo actuator 20 that generates the test vibration of the base and the piezo actuator 20 for reducing the noise during the test may be set in advance, and is selected by the test vibration applying unit 61 as appropriate. May be.

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 piezo actuators 20 that generate the base test vibration and the piezo actuators 20 for noise reduction during testing is not limited to the number of piezo actuators 20. When the number of piezo actuators 20 for noise reduction during testing can be allocated more than the number of control spaces NSPL, the same number of piezo actuators 20 as the number of control spaces NSPL are used as piezo actuators 20 for noise reduction during testing. The remaining piezo actuators 20 are used as piezo actuators 20 that generate test vibrations that are base sine waves. In this embodiment, one piezo actuator 20 that generates base test vibration is used, and the remaining one piezo actuator 20 is used as a piezo actuator 20 for noise reduction during testing.

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(C(s))71に供給される。伝達関数演算部(C(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(C(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 noise control unit 42. The transfer function calculation unit (G f2 SPL (s)) 73 receives the control command value u 22, and the piezo actuator 20 for noise reduction during the test generates vibration by the control command value u 22 , and the vibration is controlled. A vibration (sound pressure) level applied to the space P is obtained. The transfer function calculation unit (G f1 SPL (s)) 72 receives the control command value u 21 for the test vibration as a base, and calculates the vibration (sound pressure) level that the test vibration gives to the control space P. . The sum of the vibration (sound pressure) level that the base test vibration gives to the control space P and the vibration (sound pressure) level that reduces the base test vibration is calculated by the computing unit 74 and Is output as a vibration (sound pressure) level SPL2 applied to the control space P.

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(C(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 piezo actuator 20 for noise reduction during testing may be set.

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 floor panel 1. In addition, the noise in only the control space P is reduced intensively, and when the number of piezo actuators 20 for noise reduction during the test can be larger than the number of control spaces P, the noise is sufficiently caused by the test vibration. The vibration (sound pressure) level SPL2 can be reduced.

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 piezo actuator 20 is operated, even when there is no vibration frequency that has little influence on the sound pressure in the control space P, the noise due to the test vibration cancels each other as described above. Increasing the value does not increase the noise in the control space P. Further, since the amplitude of the test vibration can be increased while selecting a frequency with less noise, it becomes easier to detect a change in the acceleration information α of the acceleration sensor 10 caused by the test vibration, and the piezo can be used even during traveling where noise is likely to occur. An abnormality of the actuator 20 can be detected.

<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 piezo actuator 20>
Next, as described above, the piezo actuator 20 is operated so as to reduce the noise in the control space P based on the excitation force of the tire 2, and at the same time, a test vibration for detecting an abnormality of the piezo actuator 20 is generated. In this case, a process in which the abnormality determination unit 62 determines the abnormality of the piezo actuator 20 will be described.

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G 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 piezo actuator 20 from the acceleration information α and the frequency characteristic G f α (ω) from the piezo actuator 20 to the acceleration sensor 10 stored in advance.

ある周波数ωのテスト用振動を発生させる制御指令値uの周波数成分u(ω)と、テスト用振動を発生させる制御指令値uに起因する加速度成分αの周波数成分α(ω)との関係は、下記の式8で表される。

Figure 2009061912
A frequency component u 2 (ω) of a control command value u 2 that generates a test vibration of a certain frequency ω and a frequency component α f (ω of an acceleration component α f caused by the control command value u 2 that generates a test vibration. ) Is expressed by Equation 8 below.
Figure 2009061912

テスト用振動印加部61によって出力した制御指令値u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uに起因する加速度成分α(ω)は加速度情報α(ω)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(ω)から、下記の式9のように制御指令値u(ω)の推定値uhat(ω)を算出する。

Figure 2009061912
A test vibration is generated based on the control command value u 2 output by the test vibration application unit 61, and an acceleration component α ff resulting from the control command value u 2 is obtained by reducing noise at the frequency of the test vibration. ) is considered to be substantially equal to the acceleration information alpha (omega f), using the relationship shown in the equation 8, the acceleration information alpha (omega f), the control command value u 2 (ω f as in equation 9 below) The estimated value u 2 hat (ω f ) is calculated.
Figure 2009061912

そして、異常判定部62は、制御指令値u(ω)と、当該制御指令値uの推定値uhat(ω)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 2f ) 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uの推定値uhat(ω)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(ω)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u(ω)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G α(ω)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u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G α(ω)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 acceleration sensors 10 used for abnormality detection) is the number of elements of control command value u 2f ) (piezo actuator 20 that outputs a test vibration). Condition (2): The frequency characteristic G f αf ) from the piezo actuator 20 to the acceleration sensor 10 is full rank. The noise reduction apparatus in this example includes four acceleration sensors 10, 10 a to 10 d. Therefore, the number of elements of the acceleration information α is 4, and the number of elements of the control command value u 2 is 2 because the piezoelectric actuator 20 is composed of two elements 20a and 20b. For this reason, said condition (1) is satisfy | filled. Further, since the condition (2) is determined at the time of design including the combination of the piezo actuator 20 and the acceleration sensor 10 for detecting an abnormality, in addition to the above requirements (1) and (2), the piezo actuator 20 to the acceleration sensor 10 is used. The frequency set F that takes into account the requirement that the frequency characteristics G f αf ) of the full rank be taken into consideration may be stored in advance in the memory of the test vibration applying unit 61.

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 noise control unit 42 receives the abnormal state information indicating the result of the abnormality determination unit 62 and there is an abnormality in the piezoelectric actuator 20, for example, the noise control unit 42 stops the control of the piezoelectric actuator 20 or has an abnormality. The control system is reconfigured so as to perform noise control using the other piezoelectric actuators 20 excluding.

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 abnormality detection unit 43 performs the above multiple times without determining at one time in order to reduce false detections for determining that the piezo actuator 20 is abnormal, and detects an abnormality of the same piezo actuator 20 in any of them. In this case, the piezo actuator 20 may be finally determined to be abnormal. Further, as a technique for reducing erroneous determination of abnormality of the piezo actuator 20, the abnormality detection unit 43 changes the frequency of the test vibration over a plurality of times, and detects the test vibration with the acceleration sensor 10. When an abnormality of the piezo actuator 20 is detected based on the frequency, the piezo actuator 20 may be finally determined to be abnormal.

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 piezo actuator 20, and other than the piezo actuator 20 that has generated the test vibration. Since the piezo actuator 20 reduces noise generated in the control space P due to the test vibration, it is possible to avoid increasing noise in the control space P in order to detect an abnormality of the piezo actuator 20.

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 piezo actuator 20 is widened to reduce the noise at the occupant position. Can be improved.

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 piezo actuators 20 that generate the test vibration of the same frequency are provided, even if the number of the piezo actuators 20 is larger than the acceleration sensor 10, the acceleration sensor 10 A combination of piezo actuators 20 can be set such that the number of piezo actuators 20 is further reduced, and an independent abnormality of the piezo actuators 20 can be detected based on the acceleration information α.

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 piezo actuator 20 is included in any combination of the piezo actuators 20, and the vibration for testing is generated by all the wave applying means, so that all the piezo actuators 20 are abnormal. Can be detected simultaneously.

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 piezo actuator 20 by selecting a frequency that satisfies the requirement (2), it is detected by the acceleration sensor 10. Therefore, the degree of freedom of the acceleration sensor 10 can be fully utilized, and the need for increasing the frequency of the test vibration can be eliminated.

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 acceleration sensor 10 based on the transfer characteristic for estimating the vibration detected by the acceleration sensor 10 when the piezoelectric actuator 20 generates vibration. Vibration is detected, and when the estimated vibration for the test is different from the actually generated vibration of the piezo actuator 20, it is determined that the piezo actuator 20 is abnormal. Therefore, the vibration detected by the acceleration sensor 10 is detected. Accordingly, it is possible to determine the abnormality of the piezo actuator 20 reliably and individually.

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 acceleration sensor 10 when the test vibration is not applied by the piezo actuator 20 is the frequency of the test vibration generated by the piezo actuator 20. Since disturbance vibrations other than the test vibrations included in the vibrations detected by the acceleration sensor 10 can be reduced, an abnormality of the piezo actuator 20 is detected even when vibrations other than the test vibrations enter during driving. Accuracy can be improved.

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 piezo actuator 20 by generating a test vibration by the piezo actuator 20 every predetermined period. Thereby, the process with respect to abnormality of the piezo actuator 20 can be performed rapidly.

[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(ω)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u(ω)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 acceleration sensors 10 used for detecting an abnormality of the piezo actuator 20 is smaller than the number of piezo actuators 20 that generate test vibrations. In order to make the number of acceleration sensors 10 smaller than the number of piezo actuators 20, the test vibrations generated by the plurality of piezo actuators 20 are respectively set to the same frequency component, amplitude and phase, and the plurality of piezo actuators 20 are combined into one. The piezo actuator 20 may be used.

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 acceleration sensors 10, 10 a, 10 b, and 10 c, and five piezoelectric actuators 20, 20 a, 20 b, 20 c, 20 d, and 20 e, and control There are two spaces P, Pa and Pb. Thus, the number of acceleration sensors 10 is set smaller than the number of piezoelectric actuators 20.

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 piezo actuators 20 at the same time.

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 piezo actuators 20 so that the abnormality of all the piezo actuators 20 is detected at the same time.

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uと信号ベクトルqとの関係がu=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 acceleration sensors 10 is greater than the number of piezoelectric actuators (2): independent signal vector q And the number of elements of the signal vector q and the coefficient matrix Q so as to satisfy the following condition when the relationship between the control command value u 2 for generating the test vibration and the signal vector q is represented by u 2 = Qq The condition of (2) is
(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 piezoelectric actuators 20, and the rank of the matrix Q ′ obtained by connecting these matrices in the column direction is the same as the number of piezoelectric actuators 20 (all at the same time Conditions for detecting an abnormality of the piezo actuator 20)
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 piezo actuators 20 is the number of piezo actuators 20, at least the number (degree of freedom) of acceleration information α needs to be greater than or equal to the number of piezo actuators 20. is there. Therefore, by using a plurality of frequencies using frequency freedom, the number of acceleration information α (degree of freedom) is increased to the product of the number of test vibration frequencies and the number of acceleration sensors 10. The number of test vibration frequencies is set so that the number (degree of freedom) of acceleration information α is equal to or greater than the number of piezoelectric actuators 20.

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ωとω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 piezo actuators 20 is 5 and the number of acceleration sensors 10 is 3, the number of test vibration frequencies is 21 and ω 2) and the number of acceleration information α (free The degree is 6 (3 (number of acceleration sensors 10) × 2 (number of vibration frequencies for test)). In this way, the number of test vibration frequencies is set to two with respect to the number of acceleration sensors 10. In this case, the test vibration application unit 61 sets a plurality of combinations of the piezo actuators 20 that generate test vibrations having the same frequency, and generates test vibrations having different frequencies for each combination.

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ωとω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G 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ωにおけるテスト用振動を発生させる制御指令値uの周波数成分u21(ω)と、テスト用振動を発生させる制御指令値uによる加速度成分αの周波数成分αf1(ω)との関係は、下記の式10によって表される。

Figure 2009061912
First, a matrix G f α (frequency characteristics from the piezo actuator 20 to the acceleration sensor 10) indicating the relationship between the test vibration and the acceleration component will be described. From Equation 8 above, the frequency component u 211 ) of the control command value u 2 that generates the test vibration at a certain frequency ω 1 and the acceleration component α f generated by the control command value u 2 that generates the test vibration. The relationship with the frequency component α f11 ) is expressed by Equation 10 below.
Figure 2009061912

同様に、ある周波数ωにおけるテスト用振動を発生させる制御指令値uの周波数成分u22(ω)と、テスト用振動を発生させる制御指令値uによる加速度成分αの周波数成分αf2(ω)との関係は、下記の式11によって表される。

Figure 2009061912
Similarly, the frequency component u 222 ) of the control command value u 2 for generating the test vibration at a certain frequency ω 2 and the frequency component α of the acceleration component α f by the control command value u 2 for generating the test vibration. The relationship with f22 ) is expressed by the following formula 11.
Figure 2009061912

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。

Figure 2009061912
Therefore, when Expression 10 and Expression 11 are put together, the following Expressions 12a to 12f are obtained.
Figure 2009061912

上記のように、周波数ωとω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G 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G 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u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。

Figure 2009061912
As described above, if the transmission characteristics from the piezo actuator 20 to the acceleration sensor 10 are independent at the frequencies ω 1 and ω 2 , the frequency characteristics G f α from the piezo actuator 20 to the acceleration sensor 10 are full rank (here Then rank 6). However, since the frequency characteristic G f α is a horizontally long matrix, the control command value u 2 for generating the test vibration cannot be calculated backward from the acceleration information α. Therefore, a signal vector q having the relationship shown in the following Expression 13 is used.
Figure 2009061912

そして、式12と式13とから、下記の式14が得られる。

Figure 2009061912
From the equations 12 and 13, the following equation 14 is obtained.
Figure 2009061912

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G 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。

Figure 2009061912
Therefore, by setting the number of elements of the signal vector q and the coefficient matrix Q so as to satisfy the conditions (2-1) and (2-2) in (2), the piezoelectric sensor 20 to the acceleration sensor 10 are set. The frequency characteristic G f α Q is a vertically long full rank matrix, and the signal vector q can be estimated from the acceleration information α detected by the acceleration sensor 10 by the following equation 15.
Figure 2009061912

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u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 piezo actuators 20, so that it is possible to determine abnormality of all the piezo actuators 20 at the same time.

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ω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ω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 piezoelectric actuators 20 that output test vibration of frequency ω 1 , 20 a, 20 b, and 20 c, and the frequency components of the test vibration output by each of the piezoelectric actuators 20 are u 211 , u 212 , u 213 , the piezoelectric actuator 20 that outputs the test vibration of the frequency ω 2 is 20 c, 20 d, 20 e, and the frequency components of the test vibration output by each are u 223 , u 224 , u 225 . As described above, the number of piezo actuators 20 is set to be greater than the number of control spaces P at each frequency so that noise due to test vibrations can be canceled.

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u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 acceleration sensors 10 and the number of test vibration frequencies, the signal vector q is assigned to all the test vibrations. Therefore, the elements of the signal vector q and six Q1 to Q6, the relationship between the control command value u 2 and the signal vector q of the test vibrating as follows.

211=q1
212=q2
213=q3
223=q4
224=q5
225=q6
このとき、係数行列Qは、下記の式16のように表される。

Figure 2009061912
u 211 = q1
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.
Figure 2009061912

また、周波数特性G αQは、下記の式17で表される。

Figure 2009061912
Further, the frequency characteristic G f α Q is expressed by the following Expression 17.
Figure 2009061912

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uの推定値uhatに相当する。そして、制御指令値uと推定値uhat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uと推定値uhat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 piezoelectric actuator 20 in which 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 is determined to be abnormal. Further, when the difference between the control command value u 2 and the estimated value u 2 hat is equal to or larger than a predetermined value, the abnormality of the piezo actuator 20 is also detected when the difference between the signal vector q and the estimated value is equal to or larger than the predetermined value. Judgment can be made.

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ω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ω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 piezoelectric actuators 20 that output the test vibration of the frequency ω 1 are 20 a, 20 b, 20 c, and 20 d, and the frequency components of the test vibrations output by the respective piezoelectric actuators 20 are u 211 and u 212. , U 213 , u 214 . Further, the piezoelectric actuators 20 that output the test vibrations having the frequency ω 2 are 20b, 20c, 20d, and 20e, and the frequency components of the test vibrations that are output by the piezoelectric actuators 20 are u 222 , u 223 , u 224 , u 225 . The number of piezo actuators 20 is set to be greater than the number of control spaces P at each frequency so that noise due to vibration for testing can be canceled.

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.

211=q1
212=q2
213=u223=q3
214=u224=q4
222=q5
225=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。

Figure 2009061912
u 211 = q1
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.
Figure 2009061912

また、周波数特性G αQは、下記の式19のように表される。

Figure 2009061912
Further, the frequency characteristic G f α Q is expressed as the following Expression 19.
Figure 2009061912

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uの推定値uhatも計算できる。そして、制御指令値uと推定値uhat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uと推定値uhat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 piezo actuator 20 is abnormal. Further, 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, the same signal vector q is assigned to the same piezo actuator 20, so that the difference between the signal vector q and the estimated value is Even if it is greater than or equal to the predetermined value, it can be determined that the piezo actuator 20 is abnormal.

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u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uの推定値uhat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 piezo actuator 20.

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uの推定値uhat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 abnormality detection unit 43 estimates the estimated value u 2 hat of the control command value u 2 and detects the abnormality of the piezo actuator 20. The determination is not limited to the example, and the abnormality of the piezo actuator 20 may be determined based on the change in the acceleration information α detected by the acceleration sensor 10 when the test vibration is changed.

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 piezoelectric actuator 20 that outputs a plurality of test vibrations at the same time even if the test vibration frequencies are the same without dividing the test vibration frequencies and outputting the test vibrations at the same time as described above. A plurality of combinations whose number is equal to or less than the number of acceleration sensors 10 may be set, and abnormality of the piezo actuator 20 may be sequentially determined for each of these combinations in terms of time.

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 piezo actuators 20 that generate test vibrations having the same frequency, and different frequencies for each combination. Therefore, even if the number of piezo actuators 20 is larger than that of the acceleration sensor 10, the abnormality of the plurality of piezo actuators 20 can be detected at the same time by using the frequency degree of freedom in the test vibrations. Become.

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 piezo actuator 20 rather than the number of acceleration sensors 10, so that the number of piezo actuators 20 is less than the number of acceleration sensors 10. Even when the number is large, it is possible to determine abnormality of the piezo actuator 20 at the same time by effectively utilizing the degree of freedom of the frequency of the test vibration.

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 piezo actuator 20 and compares the abnormality detection results of the piezo actuator 20 based on the vibrations detected by the acceleration sensor 10, thereby comparing the abnormality of the piezo actuator 20. May be detected. Then, the abnormality detection unit 43 may determine the final abnormality of the piezo actuator 20 by obtaining an abnormality detection result obtained by detecting the abnormality of the piezo actuator 20 for each frequency of the test vibration. Thereby, the certainty of detecting an abnormality of the piezo actuator 20 can be increased, and erroneous detection can be reduced.

[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G 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u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 abnormality detection unit 43 calculates the abnormal state of the piezo actuator 20 from the acceleration information α and the frequency characteristic G f α (ω) stored in advance. To do. In particular, the abnormality determination unit 62 calculates the difference obtained by subtracting the acceleration information α when the test vibration is not applied to the floor panel 1 from the acceleration information α when the test vibration is applied to the floor panel 1. Thus, the noise in the acceleration information α is further reduced, and the acceleration component αf caused by the control command value u 2 for generating the test vibration is accurately extracted.

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)、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)の平均値aveα(ω)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)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。

Figure 2009061912
In the next step S6, the abnormality determination unit 62 uses the following equation 20 to perform the test six times from the average value aveα (ω) B of the acceleration component α (ω) B when the test vibration is applied three times. The average value aveα (ω) A of the acceleration component α (ω) A1 and the acceleration component α (ω) A2 at the time of applying the vibration is subtracted to extract the acceleration component αf (ω), and the process ends.
Figure 2009061912

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α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uの推定値uhatを算出する。

Figure 2009061912
After performing such processing, the abnormality determination unit 62 uses the relationship shown in Equation 8 above to generate a test vibration from the extracted acceleration information α f as shown in Equation 21 below. The estimated value u 2 hat of the control command value u 2 is calculated.
Figure 2009061912

そして、異常判定部62は、制御指令値uと推定値uhat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 piezo actuator 20 in which 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 is abnormal.

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 acceleration sensor 10 when the vibration for testing is applied by the piezo actuator 20 by the abnormality detection unit 43, and Since the difference from the vibration detected by the acceleration sensor 10 when no test vibration is applied by the piezo actuator 20 is the vibration of the floor panel 1 detected by the acceleration sensor 10, the vibration detected by the acceleration sensor 10 is used. Since disturbance vibrations other than vibrations due to the included test vibrations can be removed, it is possible to improve abnormality detection accuracy when disturbance vibrations occur during traveling.

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 abnormality detection unit 43 sets a non-application time period in which the piezo actuator 20 does not generate the test vibration immediately before and after the time period in which the piezo actuator 20 generates the test vibration. When the frequency characteristic of the vibration detected by the acceleration sensor 10 in the immediately preceding non-application time zone coincides with the frequency characteristic of the vibration detected by the acceleration sensor 10 in the immediately following non-application time zone, the piezoelectric actuator 20 The acceleration sensor 10 detects the difference between the vibration detected by the acceleration sensor 10 when the test vibration is applied and the vibration detected by the acceleration sensor 10 when the test vibration is not applied by the piezoelectric actuator 20. Because it is a vibration of the floor panel 1 Only detects an abnormality of the piezoelectric actuator 20 by the disturbance change state of small application time zone of the vibration and the non-application time period, it is possible to improve the abnormality detection precision.

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 piezo actuator 20 generates the test vibration is adjacent to the non-application time zone in which the piezo actuator 20 does not generate the test vibration. Therefore, it is possible to reduce disturbance change with respect to the test vibration in the application time zone and the non-application time zone of the test vibration, and to improve the abnormality detection accuracy of the piezo actuator 20. Can do.

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 piezo actuator 20 is detected, so that the test vibration application time zone and the non-application time zone are detected. Since the disturbance to the test vibration can be removed in a state where the disturbance change with respect to the test vibration is small, the abnormality detection accuracy of the piezo actuator 20 can be improved.

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.

本発明を適用した騒音低減装置の概略を説明する図である。It is a figure explaining the outline of the noise reduction apparatus to which this invention is applied. フロアパネルの構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of a floor panel. 振動の伝達経路などを示す図である。It is a figure which shows the transmission path | route etc. of a vibration. 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ける加速度センサ及びピエゾアクチュエータの配置例を示す図である。It is a figure which shows the example of arrangement | positioning of the acceleration sensor and piezoelectric actuator in the noise reduction apparatus which concerns on 1st Embodiment to which this invention is applied. 本発明を適用した第1実施形態に係る騒音低減装置の概略を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the outline of the noise reduction apparatus which concerns on 1st Embodiment to which this invention is applied. 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けるコントローラの内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the controller in the noise reduction apparatus which concerns on 1st Embodiment to which this invention is applied. 本発明を適用した第1実施形態に係る騒音制御部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the noise control part which concerns on 1st Embodiment to which this invention is applied. 本発明を適用した第1実施形態に係る異常検出部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the abnormality detection part which concerns on 1st Embodiment to which this invention is applied. ピエゾアクチュエータから制御空間への周波数特性のゲイン特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the gain characteristic of the frequency characteristic from a piezoelectric actuator to control space. ピエゾアクチュエータから加速度センサへの周波数特性のゲイン特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the gain characteristic of the frequency characteristic from a piezoelectric actuator to an acceleration sensor. 走行中にテスト用振動を発生させる制御指令値をピエゾアクチュエータに印加せずに制御指令値のみをピエゾアクチュエータに印加した場合において、ある1つの加速度センサによって得られた加速度情報のパワースペクトルの一例を示す図である。An example of a power spectrum of acceleration information obtained by a certain acceleration sensor in the case where only a control command value is applied to a piezo actuator without applying a control command value to the piezo actuator while generating a test vibration during traveling. FIG. 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である。It is a block diagram of the control system which does not increase the noise of the control space P when the test vibration is generated. 本発明を適用した第2実施形態に係る騒音低減装置における加速度センサ及びピエゾアクチュエータの配置例を示す図である。It is a figure which shows the example of arrangement | positioning of the acceleration sensor and piezoelectric actuator in the noise reduction apparatus which concerns on 2nd Embodiment to which this invention is applied. ピエゾアクチュエータとテスト用振動の周波数との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a piezoelectric actuator and the frequency of the vibration for a test. ピエゾアクチュエータとテスト用振動の周波数との他の関係を示す図である。It is a figure which shows the other relationship between the piezoelectric actuator and the frequency of the vibration for a test. テスト用振動に起因する加速度成分を精度良く抽出する処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process which extracts accurately the acceleration component resulting from the vibration for a test. テスト用振動印加時の加速度情報を取得する時間帯Bの直前及び直後にテスト用振動印加時の加速度情報を取得する時間帯A1、A2を設けることを説明する図である。It is a figure explaining providing the time zones A1 and A2 which acquire the acceleration information at the time of the test vibration application immediately before and after the time zone B for acquiring the acceleration information at the time of the test vibration application.

符号の説明Explanation of symbols

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(C(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 SYMBOLS 1 Floor panel 2 Tire 10a, 10b, 10c, 10d Acceleration sensor 20a, 20b Piezo actuator 30 Control apparatus 31a, 31b, 31c, 31d, 31e, 31f Amplifying part 32 Controller 41 Conversion part 42 Noise control part 43 Abnormality detection part 45 D / A conversion unit 46 computing units 51-55 first to fifth transfer function computing unit,
56, 57 Calculator 61 Test vibration application unit 62 Abnormality determination unit 71 Transfer function calculation unit (C t (s))
72 Transfer Function Calculation Unit (G f1 SPL (s))
73 Transfer Function Calculation Unit (G f2 SPL (s))
74 Calculator 101 Axle 102 Suspension 103 Member

Claims (18)

車室内の所定の制御空間における騒音を低減する騒音低減装置であって、
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.
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、
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.
前記異常検出手段は、同じ周波数のテスト用振動を発生させる波動印加手段の組み合わせを1つ以上有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の騒音低減装置。   The noise reduction device according to claim 1, wherein the abnormality detection unit includes one or more combinations of wave application units that generate test vibrations having the same frequency. 前記異常検出手段は、同じ周波数のテスト用振動を発生させる波動印加手段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ことを特徴とする請求項1に記載の騒音低減装置。   The said abnormality detection means has two or more combinations of the wave application means which generate the vibration for a test with the same frequency, and generates the vibration for a test with a different frequency for each combination. Noise reduction device. 前記異常検出手段は、前記波動印加手段を、何れかの波動印加手段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を特徴とする請求項3又は請求項4に記載の騒音低減装置。   The abnormality detection means includes the wave application means in a combination of any of the wave application means, and generates vibration for testing by all the wave application means. The noise reduction device described. 前記異常検出手段は、前記波動印加手段によってテスト用振動を出力させた場合に、前記振動検出手段により検出される振動が所定値以上となるように波動印加手段の組み合わせとすることを特徴とする請求項3乃至請求項5の何れか一項に記載の騒音低減装置。   The abnormality detecting means is a combination of wave applying means so that the vibration detected by the vibration detecting means becomes a predetermined value or more when the vibration for testing is output by the wave applying means. The noise reduction device according to any one of claims 3 to 5. 前記異常検出手段は、前記波動印加手段により振動を発生させた時に前記振動検出手段により検出される振動を推定する伝達特性に基づいて、前記振動検出手段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波動印加手段の振動とが異なる場合に、当該波動印加手段の異常であることを判定することを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか一項に記載の騒音低減装置。   The abnormality detecting means is for testing estimated from the vibration detected by the vibration detecting means, based on a transfer characteristic for estimating the vibration detected by the vibration detecting means when the vibration is generated by the wave applying means. The vibration is obtained, and when the estimated vibration for the test is different from the actually generated vibration of the wave applying means, it is determined that the wave applying means is abnormal. Item 7. The noise reduction device according to any one of Items 6 to 6. 前記異常検出手段は、テスト用振動を前記波動印加手段により印加していない時の前記振動検出手段により検出する振動レベルが小さい周波数を、前記波動印加手段によって発生させるテスト用振動の周波数とすることを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れか一項に記載の騒音低減装置。   The abnormality detecting means sets a frequency with a small vibration level detected by the vibration detecting means when the test vibration is not applied by the wave applying means as a frequency of the test vibration generated by the wave applying means. The noise reduction device according to any one of claims 1 to 7, wherein 前記異常検出手段は、前記振動検出手段の数よりも、前記波動印加手段によって2以上の周波数成分を含むテスト用振動の数を少なくすることを特徴とする請求項7に記載の騒音低減装置。   The noise reduction device according to claim 7, wherein the abnormality detection unit reduces the number of test vibrations including two or more frequency components by the wave application unit, rather than the number of the vibration detection units. 前記異常検出手段は、複数の波動印加手段によって発生するテスト用振動の周波数、振幅及び位相を同じとすることによって当該テスト用振動の数を1にして、前記振動検出手段の数よりも、前記波動印加手段によって2以上の周波数成分を含むテスト用振動の数を少なくすることを特徴とする請求項9に記載の騒音低減装置。   The abnormality detecting means sets the number of test vibrations to 1 by making the frequency, amplitude and phase of the test vibrations generated by the plurality of wave applying means the same, and more than the number of vibration detecting means, The noise reduction apparatus according to claim 9, wherein the number of vibrations for testing including two or more frequency components is reduced by the wave applying means. 前記異常検出手段は、異なる周波数のテスト用振動を前記波動印加手段により発生させて前記振動検出手段により検出された振動に基づく前記波動印加手段の異常検出結果を比較して、当該波動印加手段の異常を検出することを特徴とする請求項1乃至請求項10の何れか一項に記載の騒音低減装置。   The abnormality detecting means generates test vibrations having different frequencies by the wave applying means, compares the abnormality detection results of the wave applying means based on the vibrations detected by the vibration detecting means, The noise reduction device according to any one of claims 1 to 10, wherein an abnormality is detected. 前記異常検出手段は、前記波動印加手段によりテスト用振動を印加した時に前記振動検出手段により検出された振動と、前記波動印加手段によりテスト用振動を印加していない時に前記振動検出手段により検出された振動との差分を、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とすることを特徴とする請求項1乃至請求項11の何れか一項に記載の騒音低減装置。   The anomaly detection means is detected by the vibration detection means when the test vibration is applied by the wave application means and when the test vibration is not applied by the wave application means. The noise reduction device according to any one of claims 1 to 11, wherein the difference from the detected vibration is the vibration of the vehicle structure detected by the vibration detection means. 前記異常検出手段は、前記波動印加手段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、前記波動印加手段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振動検出手段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振動検出手段により検出した振動の周波数特性とが一致する場合に、前記波動印加手段によりテスト用振動を印加した時に前記振動検出手段により検出された振動と、前記波動印加手段によりテスト用振動を印加していない時に前記振動検出手段により検出された振動との差分を、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とすることを特徴とする請求項1乃至請求項11の何れか一項に記載の騒音低減装置。   The abnormality detection means sets a non-application time zone in which the vibration application means does not generate a test vibration immediately before and immediately after a time period in which the vibration application means generates the test vibration, and the non-application time immediately before the time When the frequency characteristic of the vibration detected by the vibration detecting means in the band and the frequency characteristic of the vibration detected by the vibration detecting means in the non-application time period immediately after the band coincide with each other, the test vibration is applied by the wave applying means. The vehicle structure in which the difference between the vibration detected by the vibration detecting means and the vibration detected by the vibration detecting means when no test vibration is applied by the wave applying means is detected by the vibration detecting means. The noise reduction device according to any one of claims 1 to 11, wherein the noise reduction device is body vibration. 前記異常検出手段は、前記波動印加手段によりテスト用振動を発生させる時間帯と、前記波動印加手段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ることを特徴とする請求項12又は請求項13に記載の騒音低減装置。   13. The abnormality detection unit makes a time zone in which the vibration for testing is generated by the wave applying unit and a non-application time zone in which the vibration for testing is not generated by the wave applying unit are adjacent to each other. Item 14. The noise reduction device according to Item 13. 前記異常検出手段は、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、前記波動印加手段の異常を検出することを特徴とする請求項12乃至請求項14の何れか一項に記載の騒音低減装置。   15. The abnormality detection unit according to claim 12, wherein the abnormality detection unit detects an abnormality of the wave application unit when the vehicle is stopped or when the vehicle is in a steady state. The noise reduction device described. 前記異常検出手段は、複数回に亘って前記波動印加手段の異常を検出し、何れも異常が検出された波動印加手段が異常であると判定することを特徴とする請求項1乃至請求項15の何れか一項に記載の騒音低減装置。   16. The abnormality detecting unit detects an abnormality of the wave applying unit over a plurality of times, and determines that the wave applying unit in which the abnormality is detected is abnormal. The noise reduction device according to any one of the above. 前記異常検出手段は、所定の期間ごとに前記波動印加手段によりテスト用振動を発生させることによって、常時、前記波動印加手段の異常を検出することを特徴とする請求項1乃至請求項15の何れか一項に記載の騒音低減装置。   16. The abnormality detecting unit according to claim 1, wherein the abnormality detecting unit detects an abnormality of the wave applying unit at all times by generating a test vibration by the wave applying unit every predetermined period. The noise reduction device according to claim 1. 車室内の所定の制御空間における騒音を低減する騒音低減方法であって、
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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* Cited by examiner, † Cited by third party
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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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