JP5674569B2 - 能動型振動騒音抑制装置 - Google Patents
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(1.能動型振動騒音抑制装置の概要)
能動型振動騒音抑制装置100の概要について説明する。能動型振動騒音抑制装置100は、種々の発生源が振動または騒音を発生する場合に、所望の位置(評価点)において抑制対象の振動または騒音を能動的に抑制するために、正弦波制御信号y(n)に応じた制御振動または制御音を発生させる装置である。つまり、抑制対象の振動または騒音に対して制御振動または制御音を合成させることで、所定位置(評価点)において、制御振動または制御音が抑制対象の振動または騒音を打ち消すように作用する。その結果、評価点において、抑制対象の振動または騒音が抑制されることになる。
能動型振動騒音抑制装置100の詳細構成について、図1を参照して説明する。能動型振動騒音抑制装置100は、上述したように、DXHSアルゴリズムを用いた適応制御を適用する。そして、図1に示すように、能動型振動騒音抑制装置100は、エンジン制御部30によりエンジン(図1においては、「E/G」と記載)10が駆動されているとき、エンジン10によって発生される抑制対象の振動または騒音が第二伝達関数Hを介して評価点20に伝達する場合に、評価点20における振動または騒音を低減するための装置である。
次に、上述したように振幅フィルタ係数a(n)に対する振幅更新項Δa(n+1)、および、位相フィルタ係数φ(n)に対する位相更新項Δφ(n+1)を更新する場合の理論説明を行う。上述したDXHSアルゴリズムの基本式は、式(14)、式(22)および式(23)を連続時間で表記すると、式(30)のように表される。ただし、実際には、式(22)(23)ではなく、式(24)(25)を適用していることは、上述したとおりである。なお、以下において、(t)は、時刻tの関数を表す。また、φimag(t)=q×φ(t)と定義し、μφ11=q×μφ1と定義している。
次に、上記実施形態について、第一伝達関数Gの位相成分ΦGと第一推定伝達関数Ghの位相成分ΦhGとの位相差が180°の場合であり、位相乗算係数q=3,m=2とした場合について解析を行った。この解析結果を図4に示す。図4(a)に示すように、残留信号eが収束していることが分かる。このときの正弦波制御信号yは図4(b)に示すとおりである。そして、図4(c)(d)に示すように、振幅フィルタ係数aおよび位相フィルタ係数φがそれぞれ収束していることが分かる。特に、図4(d)に示すように、位相フィルタ係数φが振幅フィルタ係数aに比べて早期に収束していることが分かる。
本実施形態の能動型振動騒音抑制装置200について、図5を参照して説明する。第一実施形態においては、適応フィルタ係数Wの更新式において、第一伝達関数Gの推定値Ghを用いた。これに対して、本実施形態の能動型振動騒音抑制装置200は、適応フィルタ係数Wの更新式において、第一伝達関数Gの推定値Ghを用いない。
上記第一実施形態において、式(22)および式(23)を式(24)および式(25)に置き換えて処理を行った。この他に、振幅フィルタ係数a(n+1)の更新項Δa(n+1)および位相フィルタ係数φ(n)の更新項Δφ(n+1)を式(22)および式(23)そのものを用いてもよい。すなわち、式(24)(25)においてm=1とした場合に相当する。この場合にも、制御を収束させることができる。
上記実施形態において、振幅更新項Δa(n+1)および位相更新項Δφ(n+1)は、式(24)(25)および式(49)(50)に示す更新式とした。この他に、振幅更新項Δa(n+1)および位相更新項Δφ(n+1)は、式(24)(25)または式(49)(50)に示す項に、収束安定性を高めるためなどに別の項を加減算する式としてもよい。すなわち、少なくとも、振幅更新項Δa(n+1)および位相更新項Δφ(n+1)は、式(24)(25)または式(49)(50)に示す項を含む更新式とすれば、上記効果を発揮することができる。
100,200:能動型振動騒音抑制装置
110:周波数算出部、 120:制御信号生成部、 130:発生装置
140:残留信号検出部、 150:第一推定伝達関数設定部
160,260:適応フィルタ係数更新部、 170,270:パラメータ設定部
180:トルク変動量算出部
Claims (14)
- 制御振動または制御音を出力して、評価点における振動または騒音を能動的に抑制する能動型振動騒音抑制装置であって、
振動または騒音の発生源の周波数、適応フィルタ係数としての振幅フィルタ係数および位相フィルタ係数により構成される正弦波制御信号y(n)を生成する制御信号生成部と、
前記正弦波制御信号y(n)に応じた前記制御振動または制御音を出力する制御振動制御音発生装置と、
前記評価点において前記発生源による振動または騒音と前記制御振動または制御音との干渉による残留信号e(n)を検出する残留信号検出部と、
前回更新された前記振幅フィルタ係数a(n)に対して加減算して更新するための振幅更新項Δa(n+1)を、前記残留信号e(n)が小さくなるように算出する振幅フィルタ係数更新部と、
前回更新された前記位相フィルタ係数φ(n)に対して加減算して更新するための位相更新項Δφ(n+1)を、前記残留信号e(n)が小さくなるように算出する位相フィルタ係数更新部と、
を備え、
前記正弦波制御信号y(n)は、位相成分として前記位相フィルタ係数φ(n)に対して1より大きな値を乗算した値を含む能動型振動騒音抑制装置。 - 請求項3において、
式(2)における振幅係数a1、位相係数φ1および式(3)における振幅係数a2、位相係数φ2は、前記制御信号生成部と前記評価点との間の伝達関数に依存しない係数である能動型振動騒音抑制装置。 - 請求項3において、
前記能動型振動騒音抑制装置は、前記制御信号生成部と前記評価点との間の伝達関数の推定値を予め記憶する推定伝達関数記憶部をさらに備え、
式(2)における振幅係数a1と位相係数φ1の少なくとも一方、および、式(3)における振幅係数a2と位相係数φ2の少なくとも一方は、前記伝達関数の推定値に基づいて得られる係数である能動型振動騒音抑制装置。 - 請求項3〜7の何れか一項において、
前記安定化係数mは1より大きな値に設定され、
前記位相乗算係数qは前記安定化係数mより大きな値に設定される能動型振動騒音抑制装置。 - 請求項1〜8の何れか一項において、
前記位相フィルタ係数の初期値φ(0)は、前回収束した時の前記位相フィルタ係数φ(last)に基づき設定される能動型振動騒音抑制装置。 - 請求項9において、
前記位相フィルタ係数の初期値φ(0)は、前回収束した時の前記位相フィルタ係数φ(last)とする能動型振動騒音抑制装置。 - 請求項9において、
前記位相フィルタ係数の初期値φ(0)は、前回収束した時の前記位相フィルタ係数φ(last)、前回収束した時の周波数f、および、現在の周波数fに基づき設定される能動型振動騒音抑制装置。 - 請求項9〜11の何れか一項において、
前記振幅フィルタ係数の初期値a(0)は、現在の周波数fに基づき設定される能動型振動騒音抑制装置。 - 請求項9〜12の何れか一項において、
前記振幅更新項Δa(n+1)のステップサイズパラメータは、前回収束した時の前記振幅フィルタ係数a(last)に基づき設定される能動型振動騒音抑制装置。 - 請求項13において、
前記能動型振動騒音抑制装置は、エンジンを有する車両に適用され、
前記振幅更新項Δa(n+1)のステップサイズパラメータは、前回収束した時の前記振幅フィルタ係数a(last)を、前記エンジンの駆動トルク変動量trq(last)で除した値の比例値に設定される能動型振動騒音抑制装置。
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