JP3550153B2

JP3550153B2 - 内燃エンジンに係る能動振動制御装置の参照信号生成装置

Info

Publication number: JP3550153B2
Application number: JP19097191A
Authority: JP
Inventors: 秀司沢田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1991-07-05
Filing date: 1991-07-05
Publication date: 2004-08-04
Anticipated expiration: 2019-08-04
Also published as: JPH0511784A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は内燃エンジンに係る能動振動制御装置の参照信号生成装置に関し、より詳しくは内燃エンジンの回転に同期して発生する騒音（いわゆる「こもり音」）を能動的に抑制制御する能動振動制御装置に供給される参照信号を生成する内燃エンジンに係る能動振動制御装置の参照信号生成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の能動振動制御装置に供給される騒音信号（参照信号）は、複数の追跡フィルタを使用して生成する方法や、複数のデジタルオシレータを合成して生成する方法が提案されている（特表平１−５０１３４４号公報）。
【０００３】
前者は、追跡フィルタがエンジンの回転を示すパルス、例えば点火パルスの出力を波形整形回路を介して入力信号並びにトリガ信号として受信し、選択された高調波の正弦波出力信号を参照信号とするものである。
【０００４】
また、後者は、エンジンから抽出した信号に基づき特定の差分方程式を演算して正弦波のオシレータを生成し、これらオシレータを複数の可同調オシレータを介して合成することにより参照信号を生成するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術においては、次のような問題点があった。
【０００６】
すなわち、追跡フィルタを用いて参照信号を生成する場合は、エンジンの加速中や回転数変化により追跡フィルタの応答性に遅れが生じたり、追跡フィルタやＡ／Ｄコンバータ等を必要とするため構成が複雑となり、コストの低廉化を図ることが困難であるという問題点があった。
【０００７】
また、差分方程式を用いて参照信号を生成する場合は、計算量が多く演算処理を迅速に行うためには高速かつ高性能の演算装置を必要とし、コストアップを招くという問題点があった。
【０００８】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであって、内燃エンジンの回転に同期して発生する騒音を能動的に抑制制御するために用いられる参照信号を迅速かつ容易に検出することができる内燃エンジンに係る能動振動制御装置の参照信号生成装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明に係る内燃エンジンに係る能動振動制御装置の参照信号生成装置は、エンジンの回転に基づいて発生するパルスの周期を計測する計測手段と、正弦波の一周期を所定数で分割した各正弦数値が格納された正弦波テーブルと、前記パルス周期を一定のサンプリング周期で除算してサンプリング回数を算出し、前記所定数を前記サンプリング回数で除算した商に基づく間隔（Ｐ）で、前記正弦波テーブルに格納された正弦数値を前記一定のサンプリング周期毎に読み出して基本正弦波及びその高調波群を生成する演算手段と、該演算手段により生成された基本正弦波及びその高調波群のうち少なくともいずれか一方に基づいて参照信号を生成する参照信号生成手段とを備えていることを特徴としている。
【００１０】
また、前記エンジンの回転に基づいて発生するパルスは、具体的には、点火パルス又はクランク角パルスであることを特徴としている。
【００１１】
【作用】
上記構成によれば、エンジンの回転に基づいて発生するパルスの周期、一定のサンプリング周期、及び所定数によって定まる間隔（Ｐ）に応じて前記正弦波テーブルから対応する正弦数値が、一定のサンプリング周期毎に順次デジタル的に読み出され、基本正弦波及びその高調波群が生成される。さらに、これら基本正弦波及びその高調波群のうち少なくともいずれか一方に基づいて参照信号を生成することができる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づき詳説する。
【００１３】
図１は本発明に係る内燃エンジンに係る能動振動制御装置の参照信号生成装置の一実施例を示すブロック構成図である。
【００１４】
図中、１は例えば４気筒を有する内燃エンジン（以下、単に「エンジン」という）であって、該エンジン１の各気筒のシリンダヘッドには、点火（ＩＧ）プラグ２が設けられている。点火プラグ２は、電子コントロールユニット（以下「ＥＣＵ」という）３に電気的に接続され、ＥＣＵ６から送られてくるＩＧパルスにより点火時期が制御される。
【００１５】
また、エンジン１の図示しないカム軸周囲又はクランク軸周囲の所定位置にはＴＤＣセンサ４、クランク角（ＣＲＫ）センサ５が夫々取付けられている。
【００１６】
ＴＤＣセンサ４は、エンジン１のクランク軸の１８０°回転毎に所定のクランク角度位置（基準位置）で信号パルス（以下、「ＴＤＣ信号パルス」という）を出力し、該ＴＤＣ信号パルスをＥＣＵ３に供給する。
【００１７】
ＣＲＫセンサ５は、ＴＤＣ信号パルスの周期、すなわち１８０°より短い一定のクランク角周期（例えば、３０°周期）でパルス信号（以下、「ＣＲＫ信号パルス」という）を出力し、該ＣＲＫ信号パルスをＥＣＵ３に供給する。
【００１８】
騒音検出部６は、エンジンの回転に基づいて発生するパルス、例えばＩＧパルスの発生周期（以下「点火周期」という）ＴＩＧを計測する計測部７と、正弦数値が格納されたｓｉｎテーブル８と、基本正弦波及びその高調波群を生成するアドレス演算部９と、該アドレス演算部９により生成された基本正弦波とその高調波群とを合成して参照信号（騒音信号）を出力する加算器１０とからなる。
【００１９】
図２はｓｉｎテーブル８の一例を示したフォーマット図であって、正弦波の１周５期（３６０°）がＫ＝１０２４に分割され、各アドレス（０〜１０２３）に夫々の正弦数値が格納されている。そして各アドレス（０〜１０２３）に格納された正弦数値は後述するようにアドレス演算部９によりデジタル的に読み出される。尚、Ｋ（＝１０２４）は、分解能を示し、分解能Ｋの値を大きくすることにより分解精度の向上を図ることができる。
【００２０】
次に、上記参照信号生成装置の動作について図３を参照しながら詳述する。
【００２１】
まず、ＥＣＵ３から発せられる点火パルスの各点火周期ＴＩＧ（１）〜ＴＩＧ（ｎ）を計測部７で計測する。
【００２２】
次に、点火パルスの発生と同期してｓｉｎテーブル８の検索を開始すると共に、計測部７で計測された前回の点火周期ＴＩＧに基づいて基本正弦波及びそのｎ次高調波を生成する。
【００２３】
例えば、ｓｉｎテーブル８の検索が点火周期ＴＩＧ（１）の終了時点であるＳ１点で開始された場合、基本正弦波は数式（１）に基づいて生成される。
【００２４】
（Ｎのアドレス）＝（（Ｎ−１）のアドレス）＋Ｋ×（ＴＩＧ（１）／ＴＳ）−^１
…（１）
ここで、ＴＳはサンプリング周期であって、ＴＩＧ（１）≫ＴＳとなるように設定される。また、「Ｎのアドレス」とは今回のサンプリングにより読み出されるアドレスを示し、「（Ｎ−１）のアドレス」とは前回のサンプリングにより読み出されたアドレスを示している。
【００２５】
上記数式（１）から明らかなように、（ＴＩＧ（１）／ＴＳ）の演算により点火周期ＴＩＧ（１）におけるサンプリング回数が決定され、｛Ｋ×（ＴＩＧ（１）／ＴＳ）−^１｝の演算によりｓｉｎテーブル８により読み出されるアドレス間隔が決定され、これに前回のサンプリングにより読み出されたアドレス（Ｎ−１）を加算することにより現在（Ｎ）のアドレスが読み出される。例えば、前回の点火周期ＴＩＧ（１）をＴＩＧ（１）＝１００ｍｓ、サンプリング周期ＴＳをＴＳ＝１０ｍｓ、分解能ＫをＫ＝１０２４、前回サンプリングにより読み出されたアドレス（Ｎ−１）を１００とすると数式（１）の左辺第２項ＰはＰ≒１００となり、現在のアドレスＮはＮ＝２００となってアドレス「２００」の正弦数値が読み出されることとなる。以下同様にサンプリング毎に数式（１）による演算が行われ、アドレス「３００」、「４００」、……「１０００」の正弦数値が順次デジタル的に読み出され、基本正弦波が生成される。つまり、基本正弦波は前回の点火周期ＴＩＧ（１）の間にｓｉｎテーブル８をアドレス「０」からアドレス「Ｋ−１」まで１回スキャンすることにより生成される。同様に次回の点火周期ＴＩＧ（３）に同期する基本正弦波は、今回の点火周期ＴＩＧ（２）の間、ｓｉｎテーブル８をアドレス「０」からアドレス「Ｋ−１」まで１回スキャンすることにより生成される。
【００２６】
また、点火周期ＴＩＧ（２）におけるｎ次高調波は基本正弦波の生成と同期して数式（２）により生成される。
【００２７】
（Ｎのアドレス）＝（（Ｎ−１）のアドレス）＋ｎ×Ｋ×（ＴＩＧ（１）／ＴＳ）−^１
…（２）（但し、ｎ≧２）すなわち、ｎ次高調波は点火周期ＴＩＧ（１）の間にアドレス「０」からアドレス「Ｋ−１」までｓｉｎテーブル８をｎ回スキャンすることにより生成される。
【００２８】
尚、エンジンの回転数が一定のときは点火周期ＴＩＧも一定となるため、点火時期と検索開始時期とは常に同期させることができ、基本正弦波及びそのｎ次高調波は共にアドレス「０」から検索を開始することができるが、エンジンが加速中のときやエンジンの回転数に変化が生じたときは点火周期ＴＩＧが各回で異なり、点火時期とｓｉｎテーブル８の検索開始時期がずれることとなる。
【００２９】
かかる場合、本実施例においては、前回の点火周期に基づいて１周期分の正弦波を生成する。即ちｓｉｎテーブル８のアドレスがアドレス「Ｋ−１」になるまでテーブル検索を継続し、次回のｓｉｎテーブル８の検索は、今回の点火周期を使用してアドレス「０」から検索を開始することとしている。
【００３０】
例えば図３においてエンジンの加速等により今回の点火周期ＴＩＧ（３）が前回の点火周期ＴＩＧ（２）よりも短く、点火時期ＩＧ４と検索開始時期Ｓ３とが同期しなくなった場合においては、前回の点火時期ＴＩＧ（２）の間中ｓｉｎテーブル８の検索を継続して正弦波形を生成し、次回は点火周期ＴＩＧ（３）を用いて検索開始時期Ｓ３よりｓｉｎテーブル８の検索を開始する。
【００３１】
このように点火周期が異なる場合においては、前回の点火周期ＴＩＧ（２）を使用して１周期分の基本正弦波及びそのｎ次高調波（正弦波形）を生成することにより、正弦波形に不連続点が形成されるのを回避することができる。また、点火周期の差により点火時期と検索開始時期がずれても上述の如く１周期分の正弦波形を生成することにより位相が若干ずれるだけで実用上ほとんど問題とならない。
【００３２】
しかして、このように数式（１）及び数式（２）により生成された基本正弦波及びその高調波群は加算器１０に入力されて合成され、参照信号（騒音信号）が生成される。
【００３３】
次いで、上記参照信号は周知の能動振動制御装置を構成する適応デジタル制御回路（図示せず）に入力され、騒音レベルが制御され、騒音の低減化が図られる。
【００３４】
又は、それらの高調波群を個別に参照信号として生成する。
【００３５】
このように上記第１の実施例においては、追跡フィルタが不要であるため、該追跡フィルタの応答遅れの問題が生じることもなく、また、正弦数値がｓｉｎテーブル８からデジタル的に読み出されるため、Ａ／Ｄコンバータを必要とせず、コストの低廉化を図ることができる。
【００３６】
また、ｓｉｎテーブル８からアドレスを読み出すことにより正弦波形の生成を行っているので、演算プログラムも簡素で済み、演算処理時間も短くて済む。
【００３７】
図４は第２の実施例を示す内燃エンジンに係る能動振動制御装置の参照信号生成装置のブロック構成図であって、図５のタイミングチャートに示すようにｓｉｎテーブル８の検索開始時期がＣＲＫ信号パルスと同期して行われる場合を示している。
【００３８】
すなわち、本実施例ではＣＲＫ信号の発生周期（クランク角周期）ＴＣを計測部７で計測し、該クランク周期ＴＣを用いてｍ次正弦波が生成される。
【００３９】
この第２の実施例によれば、クランク周期ＴＣが点火周期ＴＩＧに比べて短いため、例えば、クランク周期ＴＣが点火周期ＴＩＧのｍ倍である場合においては、該クランク周期ＴＣに亘ってｓｉｎテーブル８を検索することにより基本正弦波のｍ次高調波が得られる。
【００４０】
すなわち、基本正弦波のｍ次高調波は数式（３）により得られ、基本正弦波のｎ次高調波は数式（４）により得られる。
【００４１】
（Ｎのアドレス）＝（（Ｎ−１）のアドレス）＋Ｋ×（ＴＣ／ＴＳ）−^１ …（３）
（Ｎのアドレス）＝（（Ｎ−１）のアドレス）
＋ｎ／ｍ×Ｋ×（ＴＣ／ＴＳ）−^１ …（４）
（但し、ｎ，ｍ≧１）クランク周期ＴＣは点火周期ＴＩＧに比べて短いので、この第２の実施例のようにＣＲＫ信号パルスの発生に同期してｓｉｎテーブル８の検索を行うことにより位相のずれが生じるエンジンの加減速時においても位相のずれをできるだけ小さくすることが可能となる。
【００４２】
また、エンジンの回転数が一定のときは基本正弦波はＩＧパルスと同一周期にあるため、両者は同一位相とするのが望ましいが、ｎ＜ｍとなるようなｎ次の高調波はＩＧパルスと位相のずれが生じるおそれがある。そこで、この第２の実施例では点火パルスにより点火時期を検出し、点火時期とｓｉｎテーブル８による検索開始時期とを同期させている。
【００４３】
尚、クランク角の基準位置とｓｉｎテーブル８の検索時期とを同期させたい場合は、ＴＤＣセンサ４から発生するＴＤＣ信号パルスを検出することにより行うことができる。
【００４４】
また、上記実施例では、基本正弦波及びその高調波群を合成して参照信号を得ているが、必要な高調波群（例えば２次高調波、４次高調波等）を直接参照信号としてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明に係る内燃エンジンに係る能動振動制御装置の参照信号生成装置は、正弦テーブルが、正弦波の一周期を所定数で分割した各正弦数値を格納し、パルス周期を一定のサンプリング周期で除算してサンプリング回数を算出し、上記所定数をサンプリング回数で除算した商に基づく間隔（Ｐ）で、正弦数値を一定のサンプリング周期毎に読み出して基本正弦波及びその高調波群を生成し、この生成された基本正弦波及びその高調波群のうち少なくともいずれか一方に基づいて参照信号を生成するので、エンジンの回転に基づいて発生するパルスの周期、一定のサンプリング周期、及び上記所定数によって定まる間隔（Ｐ）に応じて正弦波テーブルから対応する正弦数値が、一定のサンプリング周期毎に順次デジタル的に読み出され、基本正弦波及びその高調波群が生成され、その結果、内燃エンジンの回転に同期して発生する騒音を能動的に抑制制御するために用いられる参照信号を迅速かつ容易に検出することができる。
【００４６】
したがって、従来のように追跡フィルタによる応答遅れの問題が生じることもなく、また追跡フィルタやＡ／Ｄコンバータを必要とせず、装置を簡素化することができ、コストダウンを図ることができる。
【００４７】
また、演算手段も従来のような複雑な差分方程式の実行等を要せず、簡単な演算プログラムで処理することができ、処理時間も短くて済み、迅速かつ容易に騒音信号の検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る内燃エンジンに係る能動振動制御装置の参照信号生成装置の一実施例（第１の実施例）を示すブロック構成図である。
【図２】ｓｉｎテーブルのフォーマット図である。
【図３】点火パルスと検索開始時期との関係を示すタイミングチャートである。
【図４】第２の実施例を示すブロック構成図である。
【図５】第２の実施例のタイミングチャートを示す図である。
【符号の説明】
１内燃エンジン
２点火プラグ
５クランク角（ＣＲＫ）センサ
７計測部（計測手段）
８ｓｉｎ（正弦波）テーブル
９演算部（演算手段）

Claims

内燃エンジンの回転に同期して発生する騒音を能動的に抑制制御する能動振動制御装置に供給される参照信号を生成する内燃エンジンに係る能動振動制御装置の参照信号生成装置であって、
エンジンの回転に基づいて発生するパルスの周期を計測する計測手段と、正弦波の一周期を所定数で分割した各正弦数値が格納された正弦波テーブルと、前記パルス周期を一定のサンプリング周期で除算してサンプリング回数を算出し、前記所定数を前記サンプリング回数で除算した商に基づく間隔（Ｐ）で、前記正弦波テーブルに格納された正弦数値を前記一定のサンプリング周期毎に読み出して基本正弦波及びその高調波群を生成する演算手段と、該演算手段により生成された基本正弦波及びその高調波群のうち少なくともいずれか一方に基づいて参照信号を生成する参照信号生成手段とを備えていることを特徴とする内燃エンジンに係る能動振動制御装置の参照信号生成装置。
前記エンジンの回転に基づいて発生するパルスが、点火パルスであることを特徴とする請求項１記載の内燃エンジンに係る能動振動制御装置の参照信号生成装置。
前記エンジンの回転に基づいて発生するパルスが、クランク角パルスであることを特徴とする請求項１記載の内燃エンジンに係る能動振動制御装置の参照信号生成装置。