KR19980036335A

KR19980036335A - Reference signal generation method for active noise control

Info

Publication number: KR19980036335A
Application number: KR1019960054898A
Authority: KR
Inventors: 이원구; 송진호; 박경호
Original assignee: 김영귀; 기아자동차 주식회사
Priority date: 1996-11-18
Filing date: 1996-11-18
Publication date: 1998-08-05

Abstract

본 발명은 사전에 입력된 기준신호의 값(Sine value table)을 엔진 콘트롤러 유닛(ECU)가 발생시키는 엔진 회전에 따른 펄스 단위로 디지탈화하므로써, 엔진 소음을 각 성분마다 상쇄시킬 수 있는 능동 엔진 소음 제어시 기준신호 생성방법에 관한 것이다.The present invention digitalizes a previously input Sine value table in pulse units according to engine rotation generated by the engine controller unit (ECU), so that active engine noise control can cancel engine noise for each component. The present invention relates to a time reference signal generating method.

본 발명은, 엔진 소음을 제거하기 위하여 능동 소음 제어장치의 제어 필터가 생성하는 제어신호를 생성시키기 위한 상기 제어신호의 반대 위상의 기준신호를 생성시키는 방법에 있어서, 엔진에 동기된 ECU가 엔진 회전수와 같은 주파수의 제 1차 기준신호를 생성하는 단계와, 능동제어기에 의하여, 상기 제 1차 기준신호가 크랭크 샤프트의 미소단위의 회전각 변위에 따라 ECU가 생성하는 펄스로 분할 샘플링되어 펄스단위의 디지탈 값의 제 2차 기준신호로 변환되는 단계를 포함하여, 상기 능동제어기가 상기 제 2차 기준신호의 각 펄스 성분을 기준신호로 하여 엔진소음을 제거시키는 것을 특징으로 하며, 이와 같은 본 발명으로 엔진 소음의 제거율을 향상시켜 자동차의 승차감을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a method for generating a reference signal of a phase opposite to the control signal for generating a control signal generated by a control filter of an active noise control device to remove engine noise, wherein the engine synchronized with the engine is rotated by the engine. Generating a first reference signal of the same frequency as the number; and by the active controller, the first reference signal is divided and sampled into pulses generated by the ECU according to the rotation angle displacement of the minute unit of the crankshaft. Including the step of converting the digital value of the second reference signal, the active controller characterized in that to remove the engine noise by using each pulse component of the second reference signal as a reference signal, the present invention As a result, it is possible to improve the ride comfort of the vehicle by improving the removal rate of the engine noise.

Description

Reference signal generation method for active noise control

제 1 도는 본 발명의 일 실시예에 의하여 엔진의 회전에 따라 ECU가 생성하는 펄스의 파형을 보인 그래프.1 is a graph showing the waveform of a pulse generated by the ECU according to the rotation of the engine according to an embodiment of the present invention.

제 2 도는 본 발명의 일 실시예에 의한 능동 소음제어 장치에 사전에 설정된 기준신호를 나타낸 그래프.2 is a graph showing a reference signal preset in the active noise control device according to an embodiment of the present invention.

제 3 도는 본 발명의 일 실시예에 의한 능동 소음 제어시 기준신호 생성방법이 적용된 능동 소음 제거장치 구성도.3 is a block diagram of an active noise canceling device to which a reference signal generation method is applied during active noise control according to an embodiment of the present invention.

[발명의 분야][Field of Invention]

본 발명은 능동 엔진 소음 제어장치에 있어서, 소음의 제거를 위한 제어신호에 대한 기준신호 생성방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 사전에 입력된 기준신호의 값(Sine value table)을 엔진 콘트롤러 유닛(ECU)이 발생시키는 엔진 회전에 따른 펄스 단위로 디지탈화하므로써, 엔진 소음을 각 성분마다 상쇄시킬 수 있는 능동 엔진 소음 제어시 기준신호 생성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of generating a reference signal for a control signal for removing noise in an active engine noise control apparatus. More specifically, the engine controller unit (Sine value table) is input to a reference signal generation method. The present invention relates to a method for generating a reference signal in active engine noise control that can cancel engine noise for each component by digitalizing in units of pulses according to engine rotation generated by the ECU.

[종래기술][Private Technology]

일반적으로, 자동차의 내연기관은 혼합기를 연소시켜 그 폭발력으로 동력을 발생시키는 것으로, 자동차의 운행중에 필연적으로 소음을 발생시킨다.In general, an internal combustion engine of an automobile burns a mixer to generate power by its explosive force, and inevitably generates noise during operation of the automobile.

내연기관의 대표적인 예로 들 수 있는 자동차 엔진은 통상 4사이클로 이루어지며, 실린더에서 승강되는 피스톤의 반복 작용에 의해 부압을 형성하여 외부 공기를 흡입하고, 상기 공기가 흡입된 연소실로 연료를 분사하여 적정의 혼합기를 만든 후, 이를 점화시켜 구동력을 발생시키는 것이다.An automobile engine, which is a representative example of an internal combustion engine, is generally composed of four cycles, and generates negative pressure by repetitive action of a piston that is lifted from a cylinder to inhale external air, and injects fuel into a combustion chamber in which the air is sucked into a proper engine. After the mixer is built, it is ignited to generate the driving force.

한편, 최근에는 자동차의 승차감 향상을 위하여 상기와 같은 엔진의 구동과정에서 발생되는 엔진의 소음을 없애기 위한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이러한 연구의 성과로 능동 소음 제어장치가 개발되었다.On the other hand, in recent years, to improve the ride comfort of the vehicle, the research to remove the noise of the engine generated in the driving process of the engine as described above is actively progressed, and the active noise control device has been developed with the results of such research.

능동 소음 제어장치는 엔진에서 발생되는 소음을 반대 위상의 주파수의 제어 신호로 상쇄시켜 제거하는 장치로, 여기에는 반대 위상의 제어신호를 생성을 위한 기준신호가 필요하다.The active noise control device is a device for canceling the noise generated by the engine by canceling the control signal of the frequency of the opposite phase, which requires a reference signal for generating the control signal of the opposite phase.

이러한 기준신호를 생성하는 방법으로, 종래에는 엔진의 크랭크 샤프트에 동기되어 있는 ECU가 엔진의 가동에 따라 사전에 입력된 주파수의 펄스를 생성하는 방법이 사용되어 왔다.As a method of generating such a reference signal, conventionally, a method in which an ECU synchronized with the crankshaft of the engine generates a pulse of a frequency input in advance according to the operation of the engine has been used.

[발명이 이루고자 하는 기술적 과제][Technical problem to be achieved]

그런데, 상술한 바와 같은 종래의 기준신호 생성방법은 기준신호를 사전에 입력된 주파수에 따라 일괄적으로 기준신호를 생성시키기 때문에, 엔진 회전수의 변화에 따르는 소음의 주파수와 일치하지 않는 경우가 많아 엔진 소음을 효과적으로 제거시키지 못하는 문제점을 가지고 있었다.However, since the conventional reference signal generation method as described above generates the reference signal collectively according to the frequency input in advance, it often does not match the frequency of the noise caused by the change in the engine speed. There was a problem that could not effectively remove the engine noise.

본 발명은 상기와 같은 종래의 기준신호 생성방법이 가지고 있었던 문제점이 해소된 것으로, 사전에 입력된 기준신호값을 ECU에서 발생되는 엔진회전수에 따르는 미소 단위의 펄스를 분할하여 사용하므로써, 기준신호값을 엔진의 회전수에 따르는 소음의 주파수와 일치시켜 엔진 소음을 효과적으로 제거할 수 있는 능동 소음 제어시 기준신호 생성방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention solves the problems of the conventional reference signal generation method as described above, and by using the reference signal value input in advance by dividing a pulse of a minute unit according to the engine speed generated by the ECU, the reference signal It is an object of the present invention to provide a method of generating a reference signal in active noise control that can effectively remove engine noise by matching the value with the frequency of the noise according to the engine speed.

[발명의 구성 및 작용][Configuration and Function of Invention]

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 엔진 소음을 제거하기 위하여 능동 소음 제어장치의 제어 필터가 생성하는 제어신호를 생성시키기 위한 상기 제어신호의 반대 위상의 기준신호를 생성시키는 방법에 있어서, 엔진에 동기된 ECU가 엔진 회전수와 같은 주파수의 제 1 차 기준신호를 생성하는 단계와, 능동제어기에 의하여, 상기 제 1차 기준신호가 크랭크 샤프트의 미소 단위의 회전각 변위에 따라 ECU가 생성하는 펄스로 분할 샘플링되어 펄스단위의 디지탈 값의 제 2 차 기준신호로 변환되는 단계를 포함하여, 상기 능동제어기가 상기 제 2 차 기준신호의 각 펄스 성분을 기준신호로 하여 엔진소음을 제거시키는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of generating a reference signal of a phase opposite to the control signal for generating a control signal generated by a control filter of an active noise control device to remove engine noise. Synchronizing the ECU to generate a first reference signal of the same frequency as the engine speed, and by an active controller, the first reference signal is generated by the ECU according to the rotation angle displacement of the minute unit of the crankshaft And dividing the sample into a second reference signal having a digital value in pulse units, wherein the active controller removes engine noise by using each pulse component of the second reference signal as a reference signal. do.

[실시예]EXAMPLE

이하, 상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention having the configuration as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 실시예를 설명함에 있어, 명세서의 서두에서 설명된 종래의 기술과 중복되는 동일한 본 발명의 구성에 대해서는 명료성을 위하여 설명을 피하고 개선된 부분만을 주로하여 설명한다.In describing the present embodiment, the same configuration of the present invention that overlaps with the prior art described at the beginning of the specification will be described mainly for the sake of clarity and for improvement.

첨부된 도면의 제 1도는 본 발명의 일 실시예에 의한 능동 소음 제어시 기준신호 생성방법에 적용되는 것으로, 엔진의 회전에 따라 ECU가 생성하는 펄스를 나타낸 것이고, 제 2도는 능동 소음 제어장치에 사전에 설정된 기준신호를 나타낸 그래프이며, 제 3도는 본 발명의 일 실시예에 의한 능동 소음 제어시 기준신호 생성방법이 적용된 능동 소음 제거장치 구성도이다.FIG. 1 of the accompanying drawings is applied to a method for generating a reference signal during active noise control according to an embodiment of the present invention, and shows a pulse generated by the ECU according to the rotation of the engine, and FIG. FIG. 3 is a graph illustrating a preset reference signal, and FIG. 3 is a block diagram of an active noise canceling device to which a reference signal generation method is applied during active noise control according to an embodiment of the present invention.

본 발명이 적용되는 능동 소음 제어장치는 차 실내의 엔진 소음을 저감시키기 위한 것으로, 이는 적응(Adaptive)형 디지탈 필터를 사용하는 방식이다. 이는 엔진 회전수와 동기되어 있는 특정한 주파수의 기준신호를 그 주파수의 엔진 소음성분과 반대 위상을 갖는 제어신호를 생성하여 소음 제어의 효과를 얻는 것이다.The active noise control device to which the present invention is applied is to reduce engine noise in a vehicle interior, which is a method using an adaptive digital filter. This produces a control signal having a phase opposite to the engine noise component at that frequency in synchronization with the engine speed, thereby obtaining the effect of noise control.

즉, 능동 소음 제어장치가 가솔린 엔진 콘트롤 유닛(ECU)에서 기준신호를 받는 경우에, 이 신호는 펄스가 제어하려는 소음의 주파수와 다르기 때문에 능동제어기내에서 추가적인 계산 절차가 필요하다. 예컨대, 가솔린 엔진의 경우 ECU에서 나타나는 펄스는 플라이 휠에 부착된 톱니가 회전시 감지될 때마다 발생하는 신호로, 이것은 엔진의 회전 펄스가 아니라 플라이 휠의 톱니 수 만큼 발생된다.In other words, if the active noise control device receives a reference signal from the gasoline engine control unit (ECU), this signal is different from the frequency of the noise to be controlled by the pulse, so an additional calculation procedure is required in the active controller. For example, in the case of gasoline engines, the pulses appearing in the ECU are generated every time a tooth attached to the flywheel is detected during rotation, which is generated by the number of teeth of the flywheel, not the engine's rotation pulse.

따라서, 이 펄스의 주기는 능동 소음 제어시 제거하려는 소음의 주파수와는 다른 주기를 갖기 때문에, 이 펄스를 그대로 기준신호로 사용할 수 없다.Therefore, since this pulse has a period different from the frequency of the noise to be removed during active noise control, the pulse cannot be used as a reference signal as it is.

본 실시예에서는 이를 보상하기 위한 것으로, 펄스의 신호를 기준신호로 변환하여 사용한다.In this embodiment, to compensate for this, a signal of a pulse is converted into a reference signal and used.

이러한 변환방식은 다음과 같다.This conversion method is as follows.

ECU에서 생성되는 펄스는 플라이 휠에 부착된 톱니의 수가 일정하므로, 엔진 회전수를 일정한 수로 나눌 수 있는 미소단위로 나타난다. 이러한 펄스가 제 1도에 도시되어 있다. 즉, 플라이 휠의 톱니수가 58개라면, 펄스는 엔진의 크랭크 샤프트 1회전시에 58개가 발생되는 것이다.The pulses generated by the ECU are represented in microns that can divide the engine speed by a fixed number, since the number of teeth attached to the flywheel is constant. This pulse is shown in FIG. That is, if the number of teeth of the flywheel is 58, 58 pulses are generated in one revolution of the crankshaft of the engine.

이렇게 생성되는 펄스로 사전에 능동 소음 제어장치에 입력된 제 2도와 같은 제 1차 기준신호를 샘플링하여 각 펄스마다의 디지탈 값으로 콘트롤러(Digital Signal Processor)에 순차적으로 입력시킨다. 그러면 콘트롤러는 ECU에서 펄스가 발생될 때마다 이 펄스를 인식하고 사전에 기억장소에 저장된 값을 순차적으로 입력하여 기준신호로 입력시킨다. 본 실시예에서는 이렇게 입력된 값을 기준신호로서 활용하는 것이다. 예를 들면, 상기의 플라이 휠의 톱니가 58개인 예에서, 제거하려는 엔진 소음 성분이 엔진 회전수의 2차 성분이라면, 그 소음의 주기는 엔진의 2회전당 하나의 주기를 갖게 되는데, 이는 제거하려는 소음의 한 주기 동안 29개의 펄스가 발생하는 셈이다. 따라서, 사전에 능동 소음 제어 프로그램내에 한 주기 동안 사인 함수를 29개로 분할한 디지탈 값을 저장시킨 후, 능동 소음 제어 작동시, 이 디지탈 값을 순차적으로 발생시키고, 이를 계속 순환시키면 주기가 같은 제 2차 기준신호가 반복적으로 생성되어 이를 제어신호에 대한 기준신호로서 활용할 수 있다.In this way, the first reference signal as shown in FIG. 2, which is input to the active noise control device, is sampled using the pulse generated in advance, and is sequentially input to the controller as a digital value for each pulse. Then, whenever the controller generates a pulse, the controller recognizes the pulse and sequentially inputs the value stored in the storage location as a reference signal. In this embodiment, the input value is used as a reference signal. For example, in the 58 flywheel example above, if the engine noise component to be removed is a secondary component of engine speed, then the period of the noise would have one period per two revolutions of the engine, which would eliminate That's 29 pulses in one period of noise. Therefore, after storing the digital value obtained by dividing the sine function into 29 for one period in the active noise control program in advance, the digital values are sequentially generated in the active noise control operation, and the cycles are continuously circulated to produce the second value having the same period. The difference reference signal may be repeatedly generated and used as a reference signal for the control signal.

이러한 기준신호 생성방법이 적용된 능동 소음 제어장치가 제 3도에 도시되어 있다.An active noise control device to which the reference signal generation method is applied is shown in FIG. 3.

도시된 바와 같이, 능동 소음 제어장치는 제어신호를 만드는 제어필터, 제어용 스피커와 에러 소음 마이크로폰 사이의 음향경로를 보상하는 필터인 보상필터로 구성된다. 상기 두 필터는 모두 제어기내에서 계산이 수행된다.As shown, the active noise control device is composed of a control filter for generating a control signal, a compensation filter which is a filter for compensating the sound path between the control speaker and the error noise microphone. Both filters are calculated in the controller.

상기와 같은 구성으로, 앞서의 방법으로 생성된 기준신호의 디지탈 값을 제어 대상이 소음성분의 주파수 정보를 제공하며, 위의 제어 필터의 계수 값들은 에러 소음 감지용 마이크로폰에서 검지되는 신호들에 의해서 보정되며, 이 과정은 기존의 능동 소음 제어장치에서 활용되는 LMS 알고리즘에 의해 수행된다.With the above configuration, the control target provides the frequency information of the noise component to the digital value of the reference signal generated by the above method, and the coefficient values of the control filter are detected by the signals detected by the error noise detecting microphone. This process is performed by the LMS algorithm utilized in the existing active noise controller.

[발명의 효과][Effects of the Invention]

이상에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 제거하려는 엔진의 소음 성분별로 기준신호가 생성되어, 이에 따라 보다 정확한 반대위상의 제어신호가 발생되어 자동차 실내에서의 엔진 소음 제거율을 높일 수 있으며, 이에 따라 자동차의 승차감이 향상되는 효과를 기대할 수 있다.According to the present invention as described in detail above, the reference signal is generated for each noise component of the engine to be removed, thereby generating a more accurate counter-phase control signal, thereby increasing the engine noise removal rate in the vehicle interior, accordingly The effect of improving the ride comfort of the car can be expected.

이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.Although specific embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and is not limited to the above-described embodiments of the present invention without departing from the spirit of the present invention as claimed in the claims. Anyone with ordinary knowledge will be able to make various changes.

Claims

In the method for generating a reference signal in the opposite phase of the control signal for generating a control signal generated by the control filter of the active noise control device for removing engine noise,

The ECU synchronized with the engine generates a first reference signal having the same frequency as the engine speed, and by the active controller, the first reference signal is generated by the ECU according to the rotation angle displacement of the crankshaft by a minute unit. And dividing and sampling the pulse into a second reference signal having a digital value in pulse units, wherein the active controller removes engine noise using each pulse component of the second reference signal as a reference signal. A method for generating a reference signal during active noise control.