JP3742702B2 - Active vibration suppression device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の車室内騒音を抑制する能動振動抑制装置に関し、さらに詳細には車両におけるロードノイズ、こもり音、アイドル騒音等の複数事象による振動を抑制する能動振動抑制装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
本明細書における「振動」の語は「騒音」も含めた意味で使用する。
【0003】
車室内振動対策の1つとして、車室内の振動と逆位相の振動を発生させて車室内の振動を抑制する能動振動抑制装置(ANCとも記す)が知られている。
【0004】
従来の能動振動抑制装置では、車両のタイヤからの振動、所謂ロードノイズに基づく車室内の振動抑制、車両駆動系の振動、所謂こもり音に基づく車室内の振動抑制、アイドル時に生ずる車室内の振動抑制のために、それぞれ独立したフィードフォワード制御系を構成し、フィードフォワード制御系からの出力により駆動される車室内に設置された2次音源装置を駆動して、振動抑制を行っている。
【0005】
この例は図6に示す従来の能動振動抑制装置を設置した車両の模式図および図7に示すブロック線図のごとくである。図7は図6に示した能動振動抑制装置に対応するブロック線図である。
【0006】
図6および図7に示す従来の能動振動抑制装置は、サスペンションの振動を振動検出器1によって検出し、振動検出器1からの出力をロードノイズ参照信号としてロードノイズに基づく振動抑制のためのフィードフォワード制御回路27に供給し、フィードフォワード制御回路27の出力に基づいて車室内に設けたスピーカ3を駆動してロードノイズに基づく車室内の振動を抑制し、エンジンの振動を振動検出器7によって検出し、車両走行中における振動検出器7からの出力をこもり音参照信号としてこもり音に基づく振動抑制のためのフィードフォワード制御回路28に供給し、フィードフォワード制御回路28の出力に基づいて車室内に設けたスピーカ6を駆動してこもり音に基づく車室内の振動を抑制し、アイドル運転中における振動検出器7からの出力をアイドル騒音参照信号としてアイドル騒音に基づく振動抑制のためのフィードフォワード制御回路29に供給し、フィードフォワード制御回路29の出力に基づいて車室内に設けたスピーカ9を駆動してアイドル騒音に基づく車室内の振動を抑制している。
【0007】
ここで、振動検出器1および7は出力信号をシリアルデジタル信号として送出し、各スピーカ3、6、9は供給されたシリアルデジタル信号をアナログ信号に変換し変換アナログ信号によって駆動される。
【0008】
図6において2次音源としての各スピーカ3、6、9からの発生音の伝達経路の一部を実線の矢印によって模式的に示し、騒音源からの伝達音の伝達経路の一部を破線の矢印によって模式的に示している。
【0009】
図7において、符号11はロードノイズに基づく振動(1次音)発生位置から車室内における振動抑制目標位置、例えば乗員の頭部位置までの伝達系の伝達要素を、符号14はこもり音に基づく振動(1次音)発生位置から車室内における振動抑制目標位置、までの伝達系の伝達要素を、符号17はアイドル騒音に基づく振動(1次音)発生位置から車室内における振動抑制目標位置までの伝達系の伝達要素をそれぞれ模式的に示している。
【0010】
また、12はスピーカ3(2次音源)の位置から車室内における振動抑制目標位置までの伝達系の伝達要素を、15はスピーカ6(2次音源)の位置から車室内における振動抑制目標位置までの伝達系の伝達要素を、18はスピーカ9(2次音源)の位置から車室内における振動抑制目標位置までの伝達系の伝達要素をそれぞれ模式的に示している。
【0011】
さらにまた、13は振動抑制目標位置におけるロードノイズに基づく振動音とスピーカ3からの振動音との差である残留音検出部を、16は振動抑制目標位置におけるこもり音とスピーカ6からの振動音との差である残留音検出部を、19は振動抑制目標位置におけるアイドル騒音とスピーカ9からの振動音との差である残留音検出部を模式的に示し、20は振動抑制目標位置における残留音検出部を模式的に示している。なお、符号26は車両を示している。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の能動振動抑制装置では、車室内の振動抑制のために独立した複数の制御系が必要となって、これらを1つの車両に搭載すると制御系設置のために必要とする空間が増大するほか、能動振動抑制装置の設置のために重量が増加し、高価なものになるという問題点が生ずる。
【0013】
また、これらの問題点を解消するために、ロードノイズ、こもり音、アイドル騒音に基づく車室内の振動を1つの制御系のみで抑制しようとすると、制御系における演算量が膨大になり、制御サンプリング周波数の低下および制御精度の低下、さらにはフィードフォワード型の騒音抑制装置の因果律を満たすことができなくなるという問題点も生ずる。
【0014】
本発明は、ロードノイズ、こもり音、アイドル騒音等の複数事象に基づく車室内の振動を1つの制御系で抑制することができる能動振動抑制装置を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる請求項1記載の能動振動抑制装置は、車室天井に設けられ車両の加速度と共に車室天井の共振を検出する加速度検出器と、車両駆動系の振動を検出する駆動系振動検出器とを含み、車両の各振動源からの振動をそれぞれ各別に検出する振動検出手段と、
前記各振動検出手段からの出力信号が参照信号として入力されて、各振動源から車室内までのそれぞれの振動伝達特性に対して逆位相の振動伝達特性を有する相殺信号を入力参照信号に対応して生成させるために、各参照信号に対応させた係数が乗算係数として設定された係数乗算器を有する振動抑制信号発生手段と、
車両の走行状態を判別して、判別された走行状態に基づいて選択した振動検出手段からの出力信号を振動抑制信号発生手段へ参照信号として送出すると共に、係数乗算器を前記判別された走行状態に基づく乗算係数の係数乗算器に切り換える走行状態判別手段と、
車室内に設けられて振動抑制信号発生手段から出力される相殺信号によって駆動される相殺振動発生器と、
を備え、
走行状態判別手段は、前記加速度検出器の出力信号から車室天井が共振する予め定められた範囲の加速度であると判別すると、前記加速度検出器からの出力信号を参照信号として選択するとともに、車両の駆動方式の切り換えに基づいて四輪駆動に切り換えられていると判別すると、前記駆動系振動検出器からの出力信号を加えて新たな参照信号とすること、
を特徴とする。
また、本発明にかかる請求項2記載の能動振動抑制装置は、車両の各振動源からの振動をそれぞれ各別に検出する振動検出手段と、
前記各振動検出手段からの出力信号が参照信号として入力されて、各振動源から車室内までのそれぞれの振動伝達特性に対して逆位相の振動伝達特性を有する相殺信号を入力参照信号に対応して生成させるために、各参照信号に対応させた係数が乗算係数として設定された係数乗算器を有する振動抑制信号発生手段と、
車両の走行状態を判別して、判別された走行状態に基づいて選択した振動検出手段からの出力信号を振動抑制信号発生手段へ参照信号として送出すると共に、係数乗算器を前記判別された走行状態に基づく乗算係数の係数乗算器に切り換える走行状態判別手段と、
車室内に設けられて振動抑制信号発生手段から出力される相殺信号によって駆動される相殺振動発生器と、
を備え、
走行状態判別手段によって判別された走行状態に基づいて走行状態が変わったと判別されたときは、変わったと判別された新たな走行状態に応じて予め定められている初期値を用いて係数乗算器の係数更新演算を行うこと、
を特徴とする。
【0016】
本発明にかかる請求項1記載の能動振動抑制装置によれば、車両の走行状態が走行状態判別手段によって判別され、判別された走行状態に基づいて振動検出手段からの出力信号が選択され、選択された振動検出手段からの出力信号が振動抑制信号発生手段に参照信号として送出されると共に、係数乗算器の乗算係数が前記判別された走行状態に基づく乗算係数の係数乗算器に切り換えられる。また、加速度検出器の出力信号から車室天井が共振する予め定められた範囲の加速度であると判別されると、前記加速度検出器からの出力信号が参照信号として選択されるとともに、車両の駆動方式の切り換えに基づいて四輪駆動に切り換えられていると判別されると、駆動系振動検出器からの出力信号が加えられて新たな参照信号とされて、車室内の振動が抑制される。
また、本発明にかかる請求項2記載の能動振動抑制装置によれば、走行状態判別手段によって判別された走行状態に基づいて走行状態が変わったと判別されたときは、変わったと判別された新たな走行状態に応じて予め定められている初期値が用いられて係数乗算器の係数更新演算が行われる。
【0017】
このように本発明にかかる請求項1記載の能動振動抑制装置によれば、車両の走行モードが判別されて、判別された走行モードに基づいて騒音抑制制御を行う事象が切り換えられて、走行モードに対応した事象に基づく車室内騒音の抑制制御が行われるために、制御系を1つにまとめることができて、コスト、重量、必要空間の削減ができることになる。
さらに、本発明にかかる請求項2記載の能動振動抑制装置によれば、判別された走行状態に基づいて係数乗算器の係数変更が行われる際に、判別された走行状態が変わったと判別されたときは、変わったと判別された新たな走行状態に応じて予め定められている初期値を用いて係数乗算器の係数更新演算が行われるために、制御量の削減と制御の高速化が達成される。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる能動振動抑制装置を実施の形態によって説明する。
【0019】
図1は本発明の実施の一形態にかかる能動振動抑制装置を設置した車両の模式図であり、二輪駆動の場合を示している。図2は図1に示した本発明の実施の一形態にかかる能動振動抑制装置のブロック線図である。
【0020】
本発明の実施の一形態にかかる能動振動抑制装置は、サスペンションの振動を振動検出器1によって検出し、振動検出器1からの出力をロードノイズ参照信号としてコントローラ2に供給し、エンジンの振動を振動検出器7によって検出し、車両走行中における振動検出器7からの出力をこもり音参照信号としてコントローラ2に供給し、アイドル運転中における振動検出器7からの出力をアイドル騒音参照信号としてコントローラ2に供給し、コントローラ2からの出力に基づいて車室内に設けた2次音源としてのスピーカ3、6および9を駆動して、ロードノイズに基づく車室内の振動を抑制し、こもり音に基づく車室内の振動を抑制し、アイドル騒音に基づく車室内の振動を抑制する。
【0021】
一方、車両26の速度を検出する速度検出器31からの出力および車両26の加速度を検出する加速度検出器32からの出力はコントローラ2に供給して車両26の速度および加速度に基づいて走行モードを判別する。ここで加速度検出器32は車室天井に設けて、加速度を検出すると共に車室天井板の共振を検出する。ある車速、あるエンジン回転数のときに天井板の共振に基づく振動を検出することができるためである。
【0022】
ここで、振動検出器1および7は出力信号をシリアルデジタル信号として送出し、各スピーカ3、6、9は供給されたシリアルデジタル信号をアナログ信号に変換し変換アナログ信号によって駆動されることは従来の場合と同様である。
【0023】
図1において2次音源としての各スピーカ3、6、9からの発生音の伝達経路の一部を実線の矢印によって模式的に示し、騒音源からの伝達音の伝達経路の一部を破線の矢印によって模式的に示している。
【0024】
コントローラ2は図2に示すように、参照信号を受けて出力によってスピーカ3、6および9を駆動するFIR形のデジタルフィルタ34と、速度検出器31の出力および加速度検出器32の出力を受けて走行モードを判別し判別した走行モードに基づいて参照信号およびデジタルフィルタ34の係数を切り換えるための切り換え信号を発生する走行モード切り換えコントローラ35とを備えている。
【0025】
デジタルフィルタ34は、走行モード切り換えコントローラ35から出力される切り換え信号に基づいてロードノイズ参照信号、こもり音参照信号、アイドル騒音参照信号の中の1つの参照信号を取り出して実質的にデジタルフィルタ34の入力とする切り換え手段36と、切り換え手段36を介した入力信号が供給される直列に接続された単位遅延素子39a、…、39nと、切り換え手段36を介して入力された入力信号、単位遅延素子39a、…、39nからの出力信号が各別に供給されてロードノイズに基づく車室内の振動抑制のために予め設定された利得で入力信号を増幅する増幅器38a0 、…、38an と、同様に切り換え手段36を介して入力された入力信号、単位遅延素子39a、…、39nからの出力信号が各別に供給されてこもり音に基づく車室内の振動抑制のために予め設定された利得で入力信号を増幅する増幅器38bO 、…、38bn と、同様に切り換え手段36を介して入力された入力信号、単位遅延素子39a、…、39nからの出力信号が各別に供給されてアイドル騒音に基づく車室内の振動抑制のために予め設定された利得で入力信号を増幅する増幅器38c0 、…、38cn とを備えている。
【0026】
ここで増幅器38a0 、…、38an 、38bO 、…、38bn 、38c0 、…、38cn は係数乗算器であり、その利得は係数乗算器の乗算係数に対応している。
【0027】
デジタルフィルタ34は、さらに、増幅器38a0 、38b0 および38c0 の出力信号の1つを切り換え手段36の切り換えに同期して取り出す切り換え手段37aと、増幅器38a1 、38b1 、38c1 の出力信号の1つを切り換え手段36の切り換えに同期して取り出す切り換え手段37bと、増幅器38a2 、38b2 および38c2 の出力信号の1つを切り換え手段36の切り換えに同期して取り出す切り換え手段37cと、…、増幅器38an 、38bn 、38cn の出力信号の1つを切り換え手段36の切り換えに同期して取り出す切り換え手段37nと、切り換え手段37aの出力と切り換え手段37bの出力とを加算する加算器40aと、加算器40aの出力と切り換え手段37cの出力とを加算する加算器40bと、…、前段の加算器の出力と切り換え手段37nの出力とを加算してデジタルフィルタ34の出力信号とする加算器40nとを備えている。
【0028】
図2において、符号23は各振動発生源位置から車室内における振動抑制目標位置までの伝達系の伝達要素を、符号24はスピーカ3、6および9から車室内における振動抑制目標位置までの伝達系の伝達要素を、符号25は振動抑制目標位置における残留音検出部を示している。
【0029】
走行モード切り換えコントローラ35は、例えば図3に示すように、走行モードを判別して、切り換え信号を送出する。
【0030】
すなわち、加速度検出器32によって検出された車両26の加速度aが0であり、かつ速度検出器31によって検出された車両26の速度vが0≦v≦Xiであるときは、走行モード切り換えコントローラ35は、走行モードがモード1すなわち車室内の振動はアイドル騒音による振動であると判別し、切り換え手段36によってアイドル運転中における振動検出器7からの出力信号、すなわちアイドル騒音参照信号を選択させると共に、切り換え手段37a、…、37nによって増幅器38a0 からの出力信号、増幅器38a1 からの出力信号、増幅器38a2 からの出力信号、…、増幅器38an からの出力信号を選択させる。ここで、Xiは予め定めた値であって、アイドル運転であるとみなせる上限の値に予め設定されている。
【0031】
加速度検出器32によって検出された車両26の加速度aがXa≦aであり、かつ速度検出器31によって検出された車両26の速度vがxi<vであるときは、走行モード切り換えコントローラ35は、走行モードがモード2すなわち車室内の振動は主としてこもり音による振動であると判別し、切り換え手段36によって車両走行中における振動検出器7からの出力信号、すなわちこもり音参照信号を選択させ、切り換え手段37a、37b、…、37nによって増幅器38b0 からの出力信号、増幅器38b1 からの出力信号、増幅器38b2 からの出力信号、…、増幅器38bn からの出力信号を選択させる。ここで、Xaは車室内の振動がこもり音であると判別される下限の値に予め設定されている。
【0032】
加速度検出器32によって検出された車両26の加速度aがa≦xaであり、かつ速度検出器31によって検出された車両26の速度vがxi<vであるときは、走行モード切り換えコントローラ35は、走行モードがモード3すなわち車室内の振動は主としてロードノイズによる振動であると判別し、切り換え手段36によって振動検出器1からの出力信号、すなわちロードノイズ参照信号を選択し、切り換え手段37a、37b、…、37nによって増幅器38c0 からの出力信号、増幅器38c1 からの出力信号、増幅器38c2 からの出力信号、…、増幅器38cn からの出力信号を選択させる。
【0033】
上記のように構成した本発明の実施の一形態にかかる能動振動抑制装置によれば、速度検出器31によって検出された車両の速度および加速度検出器32によって検出された車両の加速度に基づいて、走行モードが走行モード切り換えコントローラ35によって判別され、判別された走行モードにしたがって切り換え手段36および37a、37b、37c、…、37nが連動して切り換えられる。
【0034】
この結果、走行モードがモード1と判別されたときは、アイドル運転中における振動検出器7からの出力信号が選択されてアイドル騒音参照信号としてデジタルフィルタ34に入力され、車室内の振動抑制目標位置におけるアイドル騒音に基づく振動を抑制するための利得に設定された、増幅器38a0 からの出力信号、増幅器38a1 からの出力信号、増幅器38a2 からの出力信号、…、増幅器38an からの出力信号が選択され、加算器40nからの出力に基づいてスピーカ3、6および9が駆動されて、アイドル騒音に基づく車室内の振動抑制目標位置における振動が抑制される。
【0035】
走行モード切り換えコントローラ35によって走行モードがモード2と判別されたときは、車両走行中における振動検出器7からの出力信号が選択されてこもり音参照信号としてデジタルフィルタ34に入力され、車室内の振動抑制目標位置におけるこもり音に基づく振動を抑制するための利得に設定された、増幅器38b0 からの出力信号、増幅器38b1 からの出力信号、増幅器38b2 からの出力信号、…、増幅器38bn からの出力信号が選択され、加算器40nからの出力に基づいてスピーカ3、6および9が駆動されて、こもり音に基づく車室内の振動抑制目標位置における振動が抑制される。
【0036】
走行モード切り換えコントローラ35によって走行モードがモード3と判別されたときは、振動検出器1からの出力信号が選択されてロードノイズ参照信号としてデジタルフィルタ34に入力され、車室内の振動抑制目標位置におけるロードノイズに基づく振動を抑制するための利得に設定された、増幅器38c0 からの出力信号、増幅器38c1 からの出力信号、増幅器38c2 からの出力信号、…、増幅器38cn からの出力信号が選択され、加算器40nからの出力に基づいてスピーカ3、6および9が駆動されて、ロードノイズに基づく車室内の振動抑制目標位置における振動が抑制される。
【0037】
上記したように、本発明の実施の一形態にかかる能動振動抑制装置では、アイドル騒音、こもり音、ロードノイズが走行モードにより乗員に対して独立した事象であることに注目し、走行モードに対応する事象に限定した騒音に基づく振動を抑制するようにしたため、コントローラ2の制御量の削減と制御の高速化が達成できるほか、コントローラが小型化できて、必要容積も小さくてすむ。
【0038】
また、上記した本発明の実施の一形態にかかる能動振動抑制装置において、加速度検出器32からの検出出力が天井板が共振する予め定めたレベル範囲のとき、加速度検出器32からの検出出力を参照信号として切り換え手段36によって選択するようにすることもできる。
【0039】
また、車両の駆動方式が例えば四輪駆動と二輪駆動との切り換えが可能な場合には、図1に示すように、例えばプロペラシャフト部、リアディファレンシャルギヤのマウント部等の車両駆動系10の振動を検出する振動検出器4を設ける。この場合において、図4に示す如く走行モード切り換えコントローラ35は前記した構成に加えて、二輪駆動と四輪駆動との切り換え信号(2WD/4WD切り換え信号)が供給されて四輪駆動に切り換えられているとき、切り換え手段361をオン状態に切り換えるように構成してある。
【0040】
切り換え手段361がオン状態に切り換えられているときは、振動検出器4からの出力信号を車両走行中における振動検出器7からの出力信号であるこもり音参照信号と合成して新たなこもり音参照信号とし、デジタルフィルタ34への入力とする。なお、この場合、車両走行中における振動検出器7からのアナログ出力信号と振動検出器4からのアナログ出力信号との和がシリアルデジタル信号に変換されて、新たなこもり参照信号とされる。
【0041】
ここで、速度検出器31からの出力信号および加速度検出器32からの出力信号に基づく走行モードの判別、参照信号の切り換えは、図3に示す場合と同様である。
【0042】
したがって、二輪駆動の場合は、図2に示した場合と同じ作用をし、四輪駆動に切り換えられているときは、二輪駆動のときにおけるこもり音参照信号に振動検出器4からの出力信号が加えられて、新たなこもり音参照信号とされ、新たなこもり音に基づく車室内の振動抑制目標位置における振動が抑制される。
【0043】
さらに増幅器38b0 、38b1 、…、38bn の増幅度を2段に切り換え可能なものとし、二輪駆動と四輪駆動との切り換えに対応して増幅器38b0 、38b1 、…、38bn の増幅度を切り換えるようにしてもよい。このようにしたときは、振動抑制が四輪駆動/二輪駆動に対応して最適に行われる。
【0044】
次に、本発明の実施の一形態にかかる能動振動抑制装置の変形例について説明する。
【0045】
本発明の実施の一形態にかかる能動振動抑制装置の変形例はコントローラ2に代わって適応型のコントローラ2Aを用いた場合の例である。
【0046】
図5は本発明のコントローラ2Aのブロック線図であり、コントローラ2と同一の構成要素には同一の符号を付して示してある。
【0047】
本発明の実施の一形態にかかる能動振動抑制装置の変形例においては、本発明の実施の一形態にかかる能動振動抑制装置を適用した車両にさらに加えて、図1に示すように、車室内の振動抑制目標位置近傍にマイクロフォン8が設けてある。マイクロフォン8は出力をシリアルデジタル信号にて送出するように構成してある。
【0048】
コントローラ2Aは適応デジタルフィルタ34Aと走行モード切り換えコントローラ35とから構成してある。
【0049】
適応デジタルフィルタ34Aは、単位遅延素子39a、…、39nと、加算器40a、…、40n、切り換え手段36、37a、…、37nと、デジタルフィルタ34の増幅器38a0 、…、38an 、38b0 、…、38bn 、38c0 、…、38cn に代わって、増幅器38a0 、…、38an 、38b0 、…、38bn 、38c0 、…、38cn のそれぞれに対応し、かつ利得が後記する係数修正アルゴリズムに基づいて制御される増幅器38va0 、…、38van 、38vb0 、…、38vbn 、38vc0 、…、38vcn と、2次音伝達系24の伝達関数にほぼ等しい固定の伝達関数に設定され、切り換え手段36からの出力信号、すなわち参照信号を入力とするデジタルフィルタ41と、デジタルフィルタ41からの出力信号とマイクロフォン8からの出力信号とが入力されてマイクロフォン8からの出力信号の2乗の期待値が最小になるように増幅器38va0 、…、38van 、38vb0 、…、38vbn 、38vc0 、…、38vcn の利得を制御する適応制御プロセッサ42とを備えて、適応デジタルフィルタ34Aを構成している。
【0050】
上記のように構成された適応デジタルフィルタ34Aを備えた本発明の実施の一形態にかかる能動振動抑制装置の変形例において、増幅器38va0 、…、38van 、38vb0 、…、38vbn 、38vc0 、…、38vcn の電源投入などの動作開始時における初期値としての基準利得は、増幅器38a0 、…、38an 、38b0 、…、38bn 、38c0 、…、38cn の利得と同一の利得に設定されており、適応制御プロセッサ42による係数修正アルゴリズムに基づいて初期値としての基準利得から修正制御され、以降、修正制御された直前の利得から、係数修正アルゴリズムに基づいて順次修正制御される。
【0051】
走行モード切り換えコントローラ35によって走行モードがモード1と判別されたときは、アイドル転中における振動検出器7からの出力信号が選択されてアイドル騒音参照信号として適応デジタルフィルタ34Aに入力され、車室内の振動抑制目標位置におけるアイドル騒音に基づく振動を抑制するための初期値としての基準利得に設定された、増幅器38va0 からの出力信号、増幅器38va1 からの出力信号、増幅器38va2 からの出力信号、…、増幅器38van からの出力信号が選択され、加算器40nからの出力に基づいてスピーカ3、6および9が駆動されて、振動検出器7からの出力信号が入力されたデジタルフィルタ41からの出力とマイクロフォン8からの出力との差の2乗が最小になるように増幅器38va0 の利得、増幅器38va1 の利得、増幅器38va2 の利得、…、増幅器38van の利得が制御されて、アイドル騒音に基づく車室内の振動抑制目標位置における振動が抑制される。
【0052】
走行モード切り換えコントローラ35によって走行モードがモード2と判別されたときは、車両走行中における振動検出器7からの出力信号が選択されてこもり参照信号として適応デジタルフィルタ34Aに入力され、車室内の振動抑制目標位置におけるこもり音に基づく振動を抑制するための利得に設定された、増幅器38vb0 からの出力信号、増幅器38vb1 からの出力信号、増幅器38vb2 からの出力信号、…、増幅器38vbn からの出力信号が選択され、加算器40nからの出力に基づいてスピーカ3、6および9が駆動されて、振動検出器4からの出力信号が入力されたデジタルフィルタ41からの出力とマイクロフォン8からの出力との差の2乗が最小になるように増幅器38vb0 の利得、増幅器38vb1 の利得、増幅器38vb2 の利得、…、増幅器38vbn の利得が制御されて、こもり音に基づく車室内の振動抑制目標位置における振動が抑制される抑制される。
【0053】
走行モード切り換えコントローラ35によって走行モードがモード3と判別されたときは、振動検出器1からの出力信号が選択されて、ロードノイズ参照信号として適応デジタルフィルタ34Aに入力され、車室内の振動抑制目標位置におけるロードノイズに基づく振動を抑制するための利得に設定された、増幅器38vc0 からの出力信号、増幅器38vc1 からの出力信号、増幅器38vc2 からの出力信号、…、増幅器38vcn からの出力信号が選択され、加算器40nからの出力に基づいてスピーカ3、6および9が駆動されて、振動検出器1からの出力信号が入力されたデジタルフィルタ41からの出力とマイクロフォン8からの出力との差の2乗が最小になるように増幅器38vc0 の利得、増幅器38vc1 の利得、増幅器38vc2 の利得、…、増幅器38vcn の利得が制御されて、ロードノイズに基づく車室内の振動抑制目標位置における振動が抑制される。
【0054】
上記したように、本発明の実施の一形態にかかる能動振動抑制装置の変形例においても、アイドル騒音、こもり音、ロードノイズが走行モードにより乗員に対して独立した事象であることに注目し、走行モードに対応する事象に限定した騒音に基づく振動を、適応制御によって抑制するようにし、このときに動作開始時における初期値としての基準利得は走行モードに基づく利得から適応制御が行われるため、コントローラ2Aの制御量の削減と制御の高速化が達成できるほか、コントローラ2Aが小型化できて、必要容積も小さくてすむ。
【0055】
【発明の効果】
以上説明したように本発明にかかる能動振動抑制装置によれば、車両の走行モードを判別し、判別した走行モードに基づいて騒音抑制制御を行う事象を切り換えることによって、走行モードに対応した事象に基づく車室内騒音の抑制制御ができて前述した問題が解決でき、かつ制御系を1つにまつめることが可能となるため、コスト、重量、必要空間の削減という効果も有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態にかかる能動振動抑制装置を設置した車両の模式図である。
【図2】本発明の実施の一形態にかかる能動振動抑制装置のブロック線図である。
【図3】本発明の実施の一形態にかかる能動振動抑制装置における走行モード切り換えコントローラによる走行モード判別の説明図である。
【図4】本発明の実施の一形態にかかる能動振動抑制装置の変形例のブロック線図であって、四輪駆動/二輪駆動の切り換えがある場合を示している。
【図5】本発明の実施の一形態にかかる能動振動抑制装置の変形例のブロック線図である。
【図6】従来の能動振動抑制装置を設置した車両の模式図である。
【図7】従来の能動振動抑制装置のブロック線図である。
【符号の説明】
1、4、7 ロードノイズ、こもり音およびアイドル騒音の振動検出器
2、2A コントローラ
3、6、9 スピーカ
8 マイクロフォン
10 車両駆動系
26 車両
31 速度検出器
32 加速度検出器
34、41 デジタルフィルタ
34A デジタルフィルタ
35 走行モード切り換えコントローラ
36、37a、…、37n 切り換え手段
38a0 、…、38an 、38b0 、…、38bn 、38c0 、…、38cn 、38va0 、…、38van 、38vb0 、…、38vbn 、38vc0 、…、38vcn 増幅器
39a、…、39n 単位遅延素子
40a、…、40n 加算器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an active vibration suppressing device that suppresses vehicle interior noise of a vehicle, and more particularly to an active vibration suppressing device that suppresses vibrations caused by multiple events such as road noise, booming noise, and idle noise in a vehicle.
[0002]
[Prior art]
In this specification, the term “vibration” is used to mean “noise”.
[0003]
As one of measures against vehicle interior vibration, an active vibration suppression device (also referred to as ANC) that suppresses vibration in the vehicle interior by generating vibration in the opposite phase to that in the vehicle interior is known.
[0004]
In a conventional active vibration suppression device, vibration from a vehicle tire, so-called vehicle interior vibration suppression based on so-called road noise, vehicle drive system vibration, so-called booming noise suppression, vehicle interior vibration generated during idling. For suppression, independent feedforward control systems are configured, and a secondary sound source device installed in a vehicle interior driven by the output from the feedforward control system is driven to suppress vibrations.
[0005]
This example is as shown in the schematic diagram of the vehicle in which the conventional active vibration suppressing device shown in FIG. 6 is installed and the block diagram shown in FIG. FIG. 7 is a block diagram corresponding to the active vibration suppressing device shown in FIG.
[0006]
The conventional active vibration suppression device shown in FIGS. 6 and 7 detects the vibration of the suspension by the
[0007]
Here, the
[0008]
In FIG. 6, a part of the transmission path of the generated sound from each
[0009]
In FIG. 7, reference numeral 11 denotes a transmission element of a transmission system from a vibration (primary sound) generation position based on road noise to a vibration suppression target position in the passenger compartment, for example, a head position of an occupant, and reference numeral 14 denotes a booming sound.
[0010]
[0011]
Furthermore,
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional active vibration suppression device described above, a plurality of independent control systems are required to suppress vibrations in the vehicle interior, and when these are mounted on a single vehicle, the space required for control system installation increases. In addition, there is a problem that the weight increases due to the installation of the active vibration suppression device and the cost becomes high.
[0013]
In addition, in order to solve these problems, if it is attempted to suppress the vibration in the vehicle interior based on road noise, booming noise, and idle noise with only one control system, the amount of calculation in the control system becomes enormous, and control sampling is performed. There is also a problem that the frequency and control accuracy are lowered, and that the causality of the feedforward type noise suppression device cannot be satisfied.
[0014]
An object of the present invention is to provide an active vibration suppression device capable of suppressing vibration in a vehicle interior based on a plurality of events such as road noise, booming noise, and idle noise with a single control system.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
According to the present inventionClaim 1Active vibration suppression deviceAn acceleration detector that is provided on the ceiling of the passenger compartment and detects the resonance of the passenger compartment ceiling together with the acceleration of the vehicle, and a drive system vibration detector that detects vibration of the vehicle drive systemVibration detection means for detecting vibration from each vibration source of the vehicle separately;
An output signal from each of the vibration detection means is input as a reference signal, and a canceling signal having a vibration transmission characteristic having an opposite phase to each vibration transmission characteristic from each vibration source to the vehicle interior corresponds to the input reference signal. Vibration suppression signal generating means having a coefficient multiplier in which a coefficient corresponding to each reference signal is set as a multiplication coefficient,
The vehicle traveling state is determined, and an output signal from the vibration detecting means selected based on the determined traveling state is sent as a reference signal to the vibration suppression signal generating unit, and the coefficient multiplier is set to the determined traveling state. A traveling state determination means for switching to a coefficient multiplier of a multiplication coefficient based on
A canceling vibration generator provided in the passenger compartment and driven by a canceling signal output from the vibration suppression signal generating means;,
With,
When it is determined from the output signal of the acceleration detector that the traveling state determination means is an acceleration within a predetermined range in which the vehicle compartment ceiling resonates, the driving state determination unit selects the output signal from the acceleration detector as a reference signal, and If it is determined that the four-wheel drive is switched based on the switching of the drive system, the output signal from the drive system vibration detector is added to form a new reference signal,
It is characterized by.
The active vibration suppression device according to claim 2 according to the present invention includes vibration detection means for individually detecting vibration from each vibration source of the vehicle,
An output signal from each of the vibration detection means is input as a reference signal, and a canceling signal having a vibration transmission characteristic having an opposite phase to each vibration transmission characteristic from each vibration source to the vehicle interior corresponds to the input reference signal. Vibration suppression signal generating means having a coefficient multiplier in which a coefficient corresponding to each reference signal is set as a multiplication coefficient,
The vehicle traveling state is determined, and an output signal from the vibration detecting means selected based on the determined traveling state is sent as a reference signal to the vibration suppression signal generating unit, and the coefficient multiplier is set to the determined traveling state. A traveling state determination means for switching to a coefficient multiplier of a multiplication coefficient based on
A canceling vibration generator provided in the passenger compartment and driven by a canceling signal output from the vibration suppression signal generating means;
With
When it is determined that the travel state has changed based on the travel state determined by the travel state determination means, the coefficient multiplier is used to determine the change in the coefficient multiplier using an initial value determined in advance according to the new travel state determined to have changed. Performing a coefficient update operation,
It is characterized by.
[0016]
According to the present inventionClaim 1According to the active vibration suppressing device, the traveling state of the vehicle is determined by the traveling state determining unit, the output signal from the vibration detecting unit is selected based on the determined traveling state, and the output signal from the selected vibration detecting unit is selected. Is sent as a reference signal to the vibration suppression signal generating means, and the multiplication coefficient of the coefficient multiplier is switched to the coefficient multiplier of the multiplication coefficient based on the determined running state.The Further, when it is determined from the output signal of the acceleration detector that the acceleration is within a predetermined range in which the vehicle compartment ceiling resonates, the output signal from the acceleration detector is selected as a reference signal, and the vehicle is driven. When it is determined that the four-wheel drive is switched based on the switching of the method, the output signal from the drive system vibration detector is added to become a new reference signal,Vibration in the passenger compartment is suppressed.
According to the active vibration suppressing device of the second aspect of the present invention, when it is determined that the traveling state has changed based on the traveling state determined by the traveling state determining means, a new one determined to have changed is provided. A coefficient update operation of the coefficient multiplier is performed using an initial value determined in advance according to the running state.
[0017]
Thus, according to the present inventionClaim 1According to the active vibration suppression device, the vehicle driving mode is determined, the event for performing noise suppression control is switched based on the determined driving mode, and the vehicle interior noise suppression control based on the event corresponding to the driving mode is switched. Therefore, the control system can be combined into one, and the cost, weight, and required space can be reduced.
Furthermore, according to the active vibration suppression device of the second aspect of the present invention, when the coefficient change of the coefficient multiplier is performed based on the determined traveling state, it is determined that the determined traveling state has changed. In some cases, the coefficient update operation of the coefficient multiplier is performed using an initial value that is determined in advance according to a new driving state that has been determined to have changed, so that the amount of control is reduced and the speed of control is increased. The
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an active vibration suppression device according to the present invention will be described with reference to embodiments.
[0019]
FIG. 1 is a schematic diagram of a vehicle in which an active vibration suppression device according to an embodiment of the present invention is installed, and shows a case of two-wheel drive. 2 is a block diagram of the active vibration suppressing device according to the embodiment of the present invention shown in FIG.
[0020]
An active vibration suppression device according to an embodiment of the present invention detects vibration of a suspension by a
[0021]
On the other hand, the output from the
[0022]
Here, the
[0023]
In FIG. 1, a part of the transmission path of the sound generated from each
[0024]
As shown in FIG. 2, the controller 2 receives the reference signal and outputs the FIR type
[0025]
The
[0026]
Here, the amplifier 38a0..., 38an38bO..., 38bn38c0..., 38cnIs a coefficient multiplier, and its gain corresponds to the multiplication coefficient of the coefficient multiplier.
[0027]
The
[0028]
In FIG. 2,
[0029]
For example, as shown in FIG. 3, the travel
[0030]
That is, when the acceleration a of the
[0031]
When the acceleration a of the
[0032]
When the acceleration a of the
[0033]
According to the active vibration suppressing device according to the embodiment of the present invention configured as described above, based on the vehicle speed detected by the
[0034]
As a result, when the traveling mode is determined to be
[0035]
When the travel mode is determined to be mode 2 by the travel
[0036]
When the travel mode is determined to be
[0037]
As described above, in the active vibration suppression device according to the embodiment of the present invention, attention is paid to the fact that idle noise, booming noise, and road noise are independent events for the occupant depending on the driving mode. Since the vibration based on the noise limited to the event to be suppressed is suppressed, the control amount of the controller 2 can be reduced and the control speed can be increased, and the controller can be miniaturized and the required volume can be reduced.
[0038]
In the active vibration suppression device according to the embodiment of the present invention described above, when the detection output from the
[0039]
Further, when the vehicle drive system can be switched between four-wheel drive and two-wheel drive, for example, as shown in FIG. 1, vibrations of the
[0040]
When the switching means 361 is switched to the on state, the output signal from the vibration detector 4 is synthesized with the booming sound reference signal that is the output signal from the vibration detector 7 while the vehicle is running, and a new booming sound reference is made. Signal and input to the
[0041]
Here, the determination of the running mode and the switching of the reference signal based on the output signal from the
[0042]
Therefore, in the case of two-wheel drive, the same operation as that shown in FIG. 2 is performed, and when switching to four-wheel drive, the output signal from the vibration detector 4 is added to the booming sound reference signal in the case of two-wheel drive. In addition, a new booming sound reference signal is generated, and the vibration at the vibration suppression target position in the vehicle interior based on the new booming sound is suppressed.
[0043]
Further amplifier 38b038b1..., 38bnThe amplifier 38b can be switched between two stages, and the amplifier 38b is adapted to switch between two-wheel drive and four-wheel drive.038b1..., 38bnThe degree of amplification may be switched. In this case, vibration suppression is optimally performed corresponding to four-wheel drive / two-wheel drive.
[0044]
Next, a modification of the active vibration suppressing device according to the embodiment of the present invention will be described.
[0045]
A modification of the active vibration suppression device according to the embodiment of the present invention is an example in which an
[0046]
FIG. 5 is a block diagram of the
[0047]
In the modified example of the active vibration suppression device according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, in addition to the vehicle to which the active vibration suppression device according to the embodiment of the present invention is applied, A microphone 8 is provided in the vicinity of the vibration suppression target position. The microphone 8 is configured to send output as a serial digital signal.
[0048]
The
[0049]
The adaptive
[0050]
In the modified example of the active vibration suppression apparatus according to the embodiment of the present invention including the adaptive
[0051]
When the travel mode is determined to be
[0052]
When the travel mode is determined to be mode 2 by the travel
[0053]
When the travel mode is determined to be
[0054]
As described above, in the modified example of the active vibration suppressing device according to the embodiment of the present invention, attention is paid to the fact that idle noise, booming noise, and road noise are independent events for the occupant in the traveling mode. The vibration based on the noise limited to the event corresponding to the driving mode is suppressed by the adaptive control, and at this time, the reference gain as the initial value at the start of the operation is adaptively controlled from the gain based on the driving mode. In addition to the reduction in the control amount of the
[0055]
【The invention's effect】
As described above, according to the active vibration suppression device of the present invention, the vehicle driving mode is determined, and the event corresponding to the driving mode is switched by switching the event for performing the noise suppression control based on the determined driving mode. Since the vehicle interior noise suppression control can be performed and the above-described problems can be solved and the control system can be gathered into one, the cost, weight, and necessary space can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a vehicle in which an active vibration suppression device according to an embodiment of the present invention is installed.
FIG. 2 is a block diagram of an active vibration suppression device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of traveling mode discrimination by a traveling mode switching controller in the active vibration suppressing device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram of a modified example of the active vibration suppression device according to the embodiment of the present invention, showing a case where there is switching between four-wheel drive / two-wheel drive.
FIG. 5 is a block diagram of a modification of the active vibration suppressing device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic diagram of a vehicle in which a conventional active vibration suppression device is installed.
FIG. 7 is a block diagram of a conventional active vibration suppression device.
[Explanation of symbols]
1, 4, 7 Vibration detector for road noise, booming noise and idle noise
2, 2A controller
3, 6, 9 Speaker
8 Microphone
10 Vehicle drive system
26 Vehicle
31 Speed detector
32 Acceleration detector
34, 41 Digital filter
34A Digital filter
35 Driving mode switching controller
36, 37a, ..., 37n switching means
38a0..., 38an38b0..., 38bn38c0..., 38cn38va0... 38van38vb0..., 38vbn, 38vc0..., 38vcn amplifier
39a, ..., 39n Unit delay element
40a, ..., 40n Adder
Claims (4)
前記各振動検出手段からの出力信号が参照信号として入力されて、各振動源から車室内までのそれぞれの振動伝達特性に対して逆位相の振動伝達特性を有する相殺信号を入力参照信号に対応して生成させるために、各参照信号に対応させた係数が乗算係数として設定された係数乗算器を有する振動抑制信号発生手段と、
車両の走行状態を判別して、判別された走行状態に基づいて選択した振動検出手段からの出力信号を振動抑制信号発生手段へ参照信号として送出すると共に、係数乗算器を前記判別された走行状態に基づく乗算係数の係数乗算器に切り換える走行状態判別手段と、
車室内に設けられて振動抑制信号発生手段から出力される相殺信号によって駆動される相殺振動発生器と、
を備え、
走行状態判別手段は、前記加速度検出器の出力信号から車室天井が共振する予め定められた範囲の加速度であると判別すると、前記加速度検出器からの出力信号を参照信号として選択するとともに、車両の駆動方式の切り換えに基づいて四輪駆動に切り換えられていると判別すると、前記駆動系振動検出器からの出力信号を加えて新たな参照信号とすること、
を特徴とする能動振動抑制装置。 An acceleration detector that is provided on the ceiling of the passenger compartment and detects the resonance of the passenger compartment ceiling along with the acceleration of the vehicle, and a drive system vibration detector that detects vibrations of the vehicle drive system. Vibration detecting means for detecting each separately;
An output signal from each of the vibration detection means is input as a reference signal, and a canceling signal having a vibration transmission characteristic having an opposite phase to each vibration transmission characteristic from each vibration source to the vehicle interior corresponds to the input reference signal. Vibration suppression signal generating means having a coefficient multiplier in which a coefficient corresponding to each reference signal is set as a multiplication coefficient,
The vehicle traveling state is determined, and an output signal from the vibration detecting means selected based on the determined traveling state is sent as a reference signal to the vibration suppression signal generating unit, and the coefficient multiplier is set to the determined traveling state. A traveling state determination means for switching to a coefficient multiplier of a multiplication coefficient based on
A canceling vibration generator provided in the passenger compartment and driven by a canceling signal output from the vibration suppression signal generating means ;
Equipped with a,
When it is determined from the output signal of the acceleration detector that the traveling state determination means is an acceleration within a predetermined range in which the vehicle compartment ceiling resonates, the driving state determination unit selects the output signal from the acceleration detector as a reference signal, and If it is determined that the four-wheel drive is switched based on the switching of the drive system, the output signal from the drive system vibration detector is added to form a new reference signal,
An active vibration suppression device characterized by the above.
前記各振動検出手段からの出力信号が参照信号として入力されて、各振動源から車室内までのそれぞれの振動伝達特性に対して逆位相の振動伝達特性を有する相殺信号を入力参照信号に対応して生成させるために、各参照信号に対応させた係数が乗算係数として設定された係数乗算器を有する振動抑制信号発生手段と、
車両の走行状態を判別して、判別された走行状態に基づいて選択した振動検出手段からの出力信号を振動抑制信号発生手段へ参照信号として送出すると共に、係数乗算器を前記判別された走行状態に基づく乗算係数の係数乗算器に切り換える走行状態判別手段と、
車室内に設けられて振動抑制信号発生手段から出力される相殺信号によって駆動される相殺振動発生器と、
を備え、
走行状態判別手段によって判別された走行状態に基づいて走行状態が変わったと判別されたときは、変わったと判別された新たな走行状態に応じて予め定められている初期値を用いて係数乗算器の係数更新演算を行うこと、
を特徴とする能動振動抑制装置。 Vibration detection means for detecting vibration from each vibration source of the vehicle separately;
An output signal from each of the vibration detection means is input as a reference signal, and a canceling signal having a vibration transmission characteristic having an opposite phase to each vibration transmission characteristic from each vibration source to the vehicle interior corresponds to the input reference signal. Vibration suppression signal generating means having a coefficient multiplier in which a coefficient corresponding to each reference signal is set as a multiplication coefficient,
The vehicle traveling state is determined, and an output signal from the vibration detecting means selected based on the determined traveling state is sent as a reference signal to the vibration suppression signal generating unit, and the coefficient multiplier is set to the determined traveling state. A traveling state determination means for switching to a coefficient multiplier of a multiplication coefficient based on
A canceling vibration generator provided in the passenger compartment and driven by a canceling signal output from the vibration suppression signal generating means;
With
When it is determined that the travel state has changed based on the travel state determined by the travel state determination means, the coefficient multiplier is used to determine the change in the coefficient multiplier using an initial value determined in advance according to the new travel state determined to have changed. Performing a coefficient update operation,
An active vibration suppression device characterized by the above.
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