JPS62132435A - 周期性ノイズの除去装置 - Google Patents

周期性ノイズの除去装置

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JPS62132435A
JPS62132435A JP27166885A JP27166885A JPS62132435A JP S62132435 A JPS62132435 A JP S62132435A JP 27166885 A JP27166885 A JP 27166885A JP 27166885 A JP27166885 A JP 27166885A JP S62132435 A JPS62132435 A JP S62132435A
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雄二 中島
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、周期性ノイズを含む対象信号から当該周期性
ノイズを除去する装置に係り、詳しくは、当該周期性ノ
イズと周期に関して相関のある参照パルス信号に同期し
て上記周期性ノイズの各位相でのノイズ成分を順次修正
して作り出してゆく同期式適応手段を有し、この同期式
適応手段で作り出されたノイズ成分を上記対象信号から
減じて目的とする信号を得るようにした周1!I】性ノ
イズの除去装置に関する。
[従来の技術1 従来、周期性ノイズを含んだ対象信号から同期式適応手
段を用いて当該周期性ノイズを除去する5liffiと
して例えば第6図に示ずようなものが知られている([
計測自動制御学会論文集」vol、19 1983  
no、3  p34〜p401同朗式適応フィルタJ小
畑秀文 参照)。
これは基本的に、周期性ノイズを含む対象信号 d((
)の当該周期性ノイズと周期に[」シて相関のある参照
パルス信号 x(t)に同期して同期式適応手段1が上
記周期性ノイズの各位相でのノイズ成分 y(t)を順
次作り出し、当該同期式適応手段1で作り出されたノイ
ズ成分 y(t)を上記対象信号 d(t)から減じて
目的とする信号 e(【)を得るようにしている。
ここで、その作動について具体的に説明する。
今、対象信号として例えば第7図に示す (1(1)を
想定しく説明を簡単にするため、当該対象信@ d(t
)に含まれる真の信号はO”とする)、この対象信@ 
d(t)に含まれる周期性ノイズの位相kについて注目
すると、同111式適応手段1は前の周期で作り出した
ノイズ成分 ’V k(i −1)とフィードバックさ
れる当該前の周期で得られた目的とする信号e k(i
 −1)とから V k(i )=  V k(i −1)+α・ e 
k(i −1) α:a正係数、0くαく1 に従って、当該局191での位相にのノ・イズ成分を作
り出す。そして、 ek(i)=  dk(i>−Vk(i)に従って目的
とする信号 e k(i )を(qるようにしている。
即ち、 yk(0)−0 と仮定すると、第7図に示1ように、 e k(0) =  d k(0)  </イス除去カ
なされていない状態) となり、その後、 V k(1)=  ’/ k(0) +α・ ek(0) e k(1) −d k(1) −V k(1)y k
(2)=  y k(1) +α・ e k(1) e k(2) −d k(2) −V k(2)V  
k(3)=   V  k(2)+α ・  ek(2
) e  k(3)=   d  k(3)−V  k(3
)のように、同期式適応手段1が順次ノイズ成分を修正
し、それに伴なって目的とする信号が順次修正されてい
く。
上記のように同1!lJ式適応手段1が周期性ノイズの
他の各位相でのノイズ成分について同様の処理を行なえ
ば、当該局111式適応手段1で作り出されるノイズ成
分 y(()は対象信号 d(1)に含まれる周期性ノ
イズに収束してゆき、それに伴なって目的とする信号 
e(t)は対象信号 d (t )に含まれる真の信号
に収束してゆく(第7図の例の場合II Q II )
o尚、上記参照パルス信号 x(t)は周期性ノイズの
各位相を規定するために使用されるものである。
また、上記修正係数αはノイズ成分を作り出してゆく過
程での安定性及び応答性を考慮して0〈α〈1の範囲で
適宜設定される。
一方、例えば自動車のオートマチックトランスミッショ
ンにおいて、出力軸のトルクを検出してその検出情報に
基づきトルクコンバータのtQtlllを行ない、当該
トランスミッションでの回転比切換時等における出力軸
でのトルク変動を極力少なくさせるようにすることが考
えられている。
例えば第8図に示すように、オートマチックトランスミ
ッション10は、エンジン動力がトルクコンパ−911
を介してトルクが増大されたかたちで入力軸12に伝達
され、この入力軸12の駆動が更に、トランスミッショ
ン13で設定される回転比及び回転方向にて出力軸14
に伝達され、この出力軸14の駆動によりプロペラシャ
フト15が回転するようになっている。
このようなオーI・マヂックトランスミッション10に
おける出力軸14のトルクを検出するものとして磁歪式
トルクコンパが一般的に知られている。この磁歪式トル
クセンサ16は第8図に示ずように出力軸14に近接し
て設けられ、当該出力軸14を交番磁化すると共に出力
軸14にかかるトルクの変動に伴なった磁界変化を検出
するものである。
ところで、上記のように出力軸14のトルクを検出する
ための磁歪式トルクセン1す14の出力信号は例えば第
9図(a )に示すようになる。
これは、基本的に交番磁化に対応した交流信号がトルク
の大きさに応じてその振幅を変化させるものとなるが、
検出対象となる出力軸14の偏心、材料むら等に起因し
て、−E起磁歪式トルクセンサ16の出力は更に当該出
力軸14の回転に同期して周期的に変動する。そして、
実際のトルク検出にあたっては、第9図(a )に示す
ような磁歪式トルクセンサ16からの出力信号を全波整
流すると共にローパスフィルタによって高周波成分を除
去して例えば第9図(b )に示すような波形になるよ
う処理し、この信号d(t)に基づいて当該トルクを検
出することになる。上記第9図(b)に示す信号 (1
(1)において、その直流成分が実際のトルクに対応し
たものである。
ここで、上記第9図(b)に示ず信号 d(()に着1
1すると、出力軸14の回転に同期して同様の波形が繰
り返されることになるが、この周期的な変動を除去する
ため、前述しIζような同期式適応フィルタを適用する
ことが考えられる。
具体的には、例えば第8図に示すように、出力軸14に
設けられている所定歯数のパーキングギア17を利用し
てこのパーキングギア17の歯面に対向近接させてmf
41誘導式の回転センサ18を配置し、この回転センサ
18からの出力信号に基づいて前述したような参照パル
ス信号 x(t)を得る。そして、信号処理装置20内
部の同期式適応フィルタが当該参照パルス信@ X(t
)及び磁歪式トルクセンサ16がらの検出信号に基づく
第9図(b)に示すような信号 d (t )を入力し
、目的とする信号を得ようとするものである。
[発明が解決しようとする問題点1 ところで、第9図(b)に示すような直流レベルが真の
信号となり、この真の信号に周期的なノイズ成分が!T
!畳した信号を当該対象信号とした場合に、従来の同期
式適応手段を用いた周期性ノイズ除去装置では、対象信
号から真の信号が1りられない。
それは、同期式適応手段が前述したように、ノイズ成分
・の作り出しに寄与する信号として当該ノイズ除去の過
程で1ηられる目的の信号e(1)を使用し、 V k(i )=  V k(i −1)+α・ e 
k(i −1) に従って、順次ノイズ成分を作り出づことに起因して、
対象信号から本来のノイズ成分と共にその直流成分まで
も除去されてしまうからである。
具体的にみると、対象信号 d(t)が第10図に承り
ような場合(第9図(b)に示寸波形と同様)、位相に
で作り出されるノイズ成分 V k(+ )は、 V  k(i  )=   V  k(i  −1)+
α ・  ek(i−1) に従ってしだいに対象信号 d k(i )に近付いて
ゆき、それに伴なって、 e k(i )==  d k(i ) −yk(i 
)に従って冑られる目的とする信号 e k(i )が
゛0°ルベルに近付いてゆくのである。
そこで、本発明の課題は、同期式適応フィルタを用いた
周期性ノイズ除去装置において、対象信号が直流レベル
となる真の信号に周期性ノイズが重畳されたものであっ
ても、極力周期性ノイズの除去をすると共に真の直流レ
ベルまで除去されないようにすることである。
E問題点を解決するための手段] 本発明は、第1図に示すように、周期性ノイズを含む対
象信号 d(t)の当該周期性ノイズと周期に関して相
関のある参照パルス ×([)に同期して上記周期性ノ
イズの各位相でのノイズ成分 y(【)を順次修正して
作り出してゆく同期式適応手段1をイiし、この同期式
適応手段1から作り出されたノイズ成分 y(1)を上
記対象信号 d(t)から減じて目的とする信号 e(
t)を1qるようにした周期性ノイズの除去装置を前提
としており、当該周期性ノイズの除去VA置において、
上記技術的課題を解決するための手段は、対象信号 d
(t)の平均的なレベルを抽出する平均レベル抽出手段
2と、同期式適応手段1によりノイズ成分y(1)を作
り出すに際してその時点で1qられている上記目的とす
る信号 e(t)から当該時点で上記平均レベル抽出手
段2により抽出されている対象信号 d(【)の平均レ
ベル diを減ずる減算手段3を備え、この減算手段3
 h4らの出力信号を同期式適応手段1におけるノイズ
成分 y(【)の作り出しに寄与する信号としたもので
ある。
[作用] 平均レベル抽出手段2が対象信号 d(t)の平均レベ
ル d mを常時油出している。そして、前述と同様所
定の位相kについて着目すると、同期式適応手段1で作
り出されたノイズ成分 V k(i )を上記対象信号
 d k(i )から減じて目的とする信号 e k(
i )をRJる。
即ら、 ek(i)=  dk(i)−yk(i>となる。
上記の処理を他の位相についても順次行なえば、同期式
適応手段1によって作り出されるノイズ成分 y(t)
は、対象信号 d(t)から当該対客信号 d(t)の
平均的なレベルを減じたものに収束していくことになる
[発明の実施例] 以下、本発明の実施例を図面に塁づいて説明する。
第2図は本発明に係る周期性ノイズの除去装置の一例を
示すブロック図である。この例は、前述したオートマチ
ックトランスミッションにおけるトランスミツシコン出
力軸のトルク検出に係る装置である。
第2図において、16は磁歪式トルクセンサ、18は当
該トルク検出の対象どなる出力軸の回転を検出する回転
センサであり、この磁歪式トルクセンサ16及び回転セ
ンナ18は第8図に示すものと同様に設置されている。
20は磁歪式トルクセンサ16及び回転センサ18から
の検出信号に基づいてトルク検出に直接寄与する信号を
作成する信号処PI!装置である。
上記信号処理装置20の具体的構成について説明すると
、磁歪式トルクセンサ16からの検出信号(第9図(a
)に示ずような波形)を増幅する交流増幅回路21、こ
の交流増幅回路211p +うの信号を全波整流する全
波整流回路22、更に全波整流回路22からの信号の高
周波成分を除去するローパスフィルタ23を有する一方
、回転センサ18からの検出信号を波形整形してフ1[
形パルス信号に変換ηる波形整形回路24を右している
。ここで、上記ローパスフィルタ23から出力される信
号は第9図(b)に示すような波形となり、波形整形回
路24からの矩形パルス信号はトランスミッションの出
力軸が一回転づるごとにパーキングギアの歯数と同数N
の矩形出力となる。また、25は当該信号処理装置20
における主制御回路であり、この主制御回路20はロー
パスフィルタ23からの1n号を対象信号 d (t 
)として、また波形整形回路24からの信号を参照パル
ス信号 x(t)として入力する。具体的には、CPL
J30、ROM31、RAM32を有すると共に、A/
D変換回路、D/A変換回路等で構成されるインタフェ
ース回路33を有したものとなっており、全体として同
期式適応手段等の機能を備えている。26は上記ローパ
スフィルタ23の出力となる対象信号 d(t)から主
制御回路25から出力されるノイズ成分 y(t)を減
ずる加減算回路であり、この加減算回路26の出力が目
的の信号 e(t)として当該信号処理装置20の出力
となる。尚、本発明に係る平均レベル抽出手段及び減算
手段は本実施例において、主制御回路25の機能として
実現されている。
次に、上記IA置の作動について第3図に示す主制御回
路25の処理フローに従って説明する。
まず、波形整形回路24を介したパルス信号及びローパ
スフィルタ23を介した対象信号は夫々第4図 x(t
)及び d([)のようになっている。そして、主制御
回路25(CPU30)は上記パルス信@X(t)を割
り込み信号としており、当該パルス信号 x(t)が立
ち上がるごとに第3図に示寸一連の処理を行なう。ここ
で、当該パルス信号 x(t)はトランスミッションの
出力軸が1/N回転する毎に立ち上がり、当該信号が立
ち上がる各回転位置(位相)が第3図における添字kに
対応づけられる。
具体的Ill!1埋についてみると、当該パルス信号の
割り込み時にサンプリングされる対重信号d値をΔ/D
変換して共通レジスタdに格納する一方(1−1) 、
RAM32から前回同位置く位相)で演算して記憶して
おいたノイズ成分yhを共通レジスタyに読み出すとJ
(に(1−2)、このJt通レジスタyに格納したノイ
ズ成分 yをD/A変換して出力する(  1−3)。
このようにノイズ成分 yが主制御回路25から出力さ
れると、このノイズ成分 yは加減算回路26にてその
時点での対象信号 d(【)hS lら減じられ、目的
とする信号 eが当該(j8処1!I!装置20から出
力される。
更に主11す御装置25では、その後1.F記加減n回
路26からの出力(目的とする信号 e)と同様のもの
を得るため、上記各共通レジスタd、yに格納されてい
る対象信号 d値及びノイズ成分 yかうその差 e e −d−y を求める(  1−4)。そして、この求めた e1共
通レジスタyに格納されているノイズ成分 y、後述す
るような演算にて求められた平均レベル dmに基づき
、 y+α−(e−di) 0〈αく1 に従って、新たなノイズ成分が演埠され、その演n値が
共通レジスタyに新たに格納されると共に(1−5) 
、上記RAM32内のノイズ成分 ykが当該レジスタ
yに格納されたノイズ成分に占き換えられる(  1−
6)。
上記のように当該回転位置(位相)で新たに演μされた
ノイズ成分によりRAM32のノイズ成分 ykが11
さ換えられると1、前述したステップ(1−5)の演算
で使用すべき平均レベル diの抽出処理に移行する。
レジスタWaには、上記のように出力軸が1/N回転す
る毎に(位相360/ N度ごと)サンプリングされる
対象信号 d値の過去−回転弁(一周期分)の和が格納
されている。そして、当該位置(位相)で対象信号 d
値がサンプリングされると(1−1) 、前回同位置(
位相)でリーンブリングしてl”(AM32に記憶して
おいた対象信号(IllnをレジスタWa内の和1if
lから減ずると几に(2−1) 、その減じた賄に当該
新たにサンプリングした対象信号 d値を加えてレジス
タWaに格納する。これにより、レジスタWaは常に過
去−周期にサンプリングされた対象信号 d値の和が格
納された状態を保持する(第5図参照)。その後、新た
にサンプリングした対象信号 d値にてRAM32内の
対象信号 dk値を書き換え(2−3) 、上記レジス
タWaに格納された和値を当該−周期のサンプリング数
Nで除して平均レベル dlOを粋出する(  3− 
1)。即ち、この平均レベルd111は対象信号d(L
)の過去−周期の平均値となる。
以侵、主制御回路25はパルス信号 X(t)の立も−
Fがり毎に、上記と同様、対象信号 d値のサンプリン
グ、ノイズ成分 yの出力、ノイズ成分 yの新たな作
り出し、平均レベルdiの抽出等の処理を繰り返し行な
う。そして、その過程で、上記一連の処理が終了する毎
に回転位置(位相)を示Tikレジスタをインクリメン
トし、その値がNに達する毎に当該レジスタkを°0′
′にリセットする( 3−1. 3−2、 3−3)。
上記のように、対象信号 d(【)の過去−周11の平
均レベル dmを求め、目的とする信号 e値からこの
平均レベル dmを減じた値(e−dm)及び前回演痒
したノイズ成分yに基づき、 yトα拳 (e−da) に従って、新たなノイズ成分 yを演鐸するようにした
ため、主Ill I11回路25から出力されるノイズ
成分 y(t)は第4図に示すようにしだいに真のノイ
ズ成分に近づいてゆき、それに伴なって、加減陣回路2
6の出力、即ら、目的とする信号 e(t)は対象信号
 d(t)に含まれる真の信@(トルクに対応した直流
レベル)に収束していく(第4図参照)。
その結果、当該信号処理装置i20から出力される信号
に基づいてトランスミッションの出力軸にかかる1−ル
クがほぼ時間遅れなしに検出で8ることになり、当該検
出トルクに基づいてトルクコンバータの制御が確実に行
なえるようになる。
尚、対象信号 d(t)の平均的レベルを抽出する手段
は上記実施例に示したものに限らず、例えば、 dII←(1−β)  dm+β・ da : 0くβ
 1 に従って新たな平均レベル diを求めるようにした移
動平均法を用いても良いし、また、対象信号 d (t
 )をアナログ的に処理してその平均レベルを抽出する
ローパスフィルタを用いるようにしても良い。
上記実施例では、回転体(トランスミッションの出力軸
)に同期した周期性ノイズを除去するものであったため
、等間隔の参照パルス信号を比較的容易に発生させるこ
とができたが、一般的に、周期性ノイズの基本周波数し
か捕獲できない場合や、更に、高周波のパルス信号を発
生させたい場合には、P L L (Phase−Lo
cked L 001) )の利用が有効である。
また、同期式適応フィルタも上記実施例のようにマイク
ロコンピュータ(主制御回路25)で実現する他、A/
D変換器、D/A変換器、シフトレジスタ等の組み合わ
せで実現させることも可能である。
[発明の効果] 以上説明してきたように、本発明によれば、対象信号と
して、所定の直流レベルに周期性ノ、イズがff1畳し
たようなものを想定しても、同期式適応手段によって作
り出されるノイズ成分は、真のノイズ成分に収束してゆ
くようになり、ノイズ除去に際して爽の直流レベルまで
除去されてしまうということがなくなる。その結果、当
該対象信号から周期性ノイズを除いた真の信号を1ηる
ことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を示ずブロック図、第2図は本発
明に係る周期性ノイズの除去装置を実現フる装賃例を示
すブロック図、第3図は第2図における主制御回路の処
理フ[1−を示す70−ヂャート、第4図は各信号の波
形を示す信号波形図、第5図はレジスタWaの状態を示
ず図、第6図は従来の周期性ノイズの除去装置を示すブ
ロック図、第7図は各信号の波形を示す信号波形図、第
8図はオートマチックトランスミッションにおける出力
軸のトルク検出を行なう装置の一例を示す図、第9図は
磁歪式トルクセンサからの出力信号等の波形を示す信号
波形1・・・同期式適応手段 2・・・平均レベル抽出手段 3・・・減算手段 16・・・磁歪式トルクセンサ 18・・・回転センナ 25・・・主制御回路 26・・・加減陣回路 特許出願1人   日産自動車株式会社第11!1 第4図 X(t)皿皿皿−−−−−″−−−−−−−−−一一−
−−−−−−−−−−−−−−一一一一−第5図 第6図 第9図 (a) (b) 第 10  図 e(t)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 周期性ノイズを含む対象信号の当該周期性ノイズと周期
    に関して相関のある参照パルスに同期して上記周期性ノ
    イズの各位相でのノイズ成分を順次修正して作り出して
    ゆく同期式適応手段を有し、この同期式適応手段で作り
    出されたノイズ成分を上記対象信号から減じて目的とす
    る信号を得るようにした周期性ノイズの除去装置におい
    て、 対象信号の平均的なレベルを抽出する平均レベル抽出手
    段と、同期式適応手段によりノイズ成分を作り出すに際
    してその時点で得られている上記目的とする信号から当
    該時点で上記平均レベル抽出手段により抽出されている
    対象信号の平均レベルを減ずる減算手段とを備え、この
    減算手段からの出力信号を同期式適応手段におけるノイ
    ズ成分の作り出しに寄与する信号としたことを特徴とす
    る周期性ノイズの除去装置。
JP27166885A 1985-12-04 1985-12-04 周期性ノイズの除去装置 Granted JPS62132435A (ja)

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JP27166885A JPS62132435A (ja) 1985-12-04 1985-12-04 周期性ノイズの除去装置
US07/420,696 US5029118A (en) 1985-12-04 1989-10-11 Periodic noise canceling system and method

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JP27166885A JPS62132435A (ja) 1985-12-04 1985-12-04 周期性ノイズの除去装置

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JPS62132435A true JPS62132435A (ja) 1987-06-15
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9395706B2 (en) 2013-04-04 2016-07-19 Mitsubishi Electric Corporation Noise determination device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9395706B2 (en) 2013-04-04 2016-07-19 Mitsubishi Electric Corporation Noise determination device

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JPH0564891B2 (ja) 1993-09-16

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