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有源振动噪声控制装置和有源振动噪声控制电路

摘要

本发明提供一种能有效对抗外部干扰的有源振动噪声控制装置和有源振动噪声控制电路。有源振动噪声控制装置(24)的自适应控制电路(50)具有互相关值计算部(76)和抵消输出限制部(78),其中,所述互相关值计算部(76)计算误差信号(e1、e2)的互相关值(Vc);所述抵消输出限制部(78)判定互相关值(Vc)是否低于互相关阈值(THvc),在判定为互相关值(Vc)低于互相关阈值(THvc)的情况下,所述抵消输出限制部(78)限制抵消输出(CS)的增加。

著录项

  • 公开/公告号CN108604445A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2018-09-28

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 本田技研工业株式会社;

    申请/专利号CN201780010171.4

  • 发明设计人 寺岛修;井上敏郎;

    申请日2017-01-13

  • 分类号

  • 代理机构北京华夏正合知识产权代理事务所(普通合伙);

  • 代理人韩登营

  • 地址 日本东京都

  • 入库时间 2023-06-19 06:38:41

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2020-04-07

    授权

    授权

  • 2018-10-26

    实质审查的生效 IPC(主分类):G10K11/178 申请日:20170113

    实质审查的生效

  • 2018-09-28

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及一种有源振动噪声控制装置和有源振动噪声控制电路(activevibration and noise control device and active vibration and noise controlcircuit),该有源振动噪声控制装置和有源振动噪声控制电路生成抵消输出(cancellingoutput:消除输出)来抵消目标噪声(target noise)或目标振动(target vibration:对象振动),其中所述抵消输出是针对目标噪声的抵消音或针对目标振动的抵消振动。更详细而言,本发明涉及一种使用所谓的自适应控制(adaptive control)来抵消所述目标噪声或所述目标振动的有源振动噪声控制装置和有源振动噪声控制电路。

背景技术

作为抑制车厢内的振动噪声的装置已知有有源噪声控制装置(Active NoiseControl Apparatus)(以下称为“ANC装置”。)。另外,作为抑制车厢内的振动本身或振动噪声的装置,已知有有源振动控制装置(Active Vibration Control Apparatus)(以下称为“AVC装置”。)。

在一般的ANC装置中,通过从车厢内的扬声器输出针对目标噪声的反相(oppositephase)的抵消音来减小所述目标噪声。另外,目标噪声和抵消音的误差由配置在乘员的耳朵位置附近的麦克风(Microphone)检测为残留噪声,且被用于在此之后的抵消音的确定。例如存在减小与发动机振动对应的车厢内噪声(发动机轰鸣声)的ANC装置、减小车辆行驶过程中车轮与路面的接触造成的车厢内噪声(道路噪声(road noise))的ANC装置(例如,参照日本发明专利公开公报特开平07-104767号(以下称为“JP 07-104767 A”。)和美国专利申请公开公报第2009/0060217号(以下称为“US 2009/0060217 A1”。))。

在一般的AVC装置中,通过由致动器(actuator)生成针对目标振动的反相的抵消振动,来减轻向车厢内传递的所述目标振动。另外,目标振动与抵消振动的误差由配置在致动器附近的振动传感器检测为残留振动,且被用于在此之后的抵消振动的确定。例如存在抑制发动机振动向车厢内传递的AVC装置(例如,参照美国专利申请公开公报第2012/0032619号(以下称为“US 2012/0032619 A1”。))。

在JP 07-104767 A和US 2009/0060217 A1中,使用自适应控制来生成抵消音。具体而言,在JP 07-104767 A中,在第1自适应滤波器组32中将基于发动机转速[rpm]的第1基准信号X1乘以滤波权重(filter weight)Wim,来生成扬声器驱动信号Yim(图1、[0018])。据此,发动机噪声减小。滤波权重Wim根据第1基准信号X1和来自麦克风40的检测信号e1来计算([0021])。并且,对道路噪声(输入振动检测部18检测到的振动)和风声(wind noise)(输入声压检测部24检测到的声压)也同样地进行控制([0022])。

另外,在US 2009/0060217 A1中,第1基准信号生成器31生成与道路噪声频率fd同步的第1基准信号Sr1(图1、[0042])。第1自适应滤波器(first adaptive filter)36根据第1基准信号Sr1生成第1控制信号Sc1(图1、[0042])。第1自适应滤波器36中使用的滤波系数(filter coefficient)W1由滤波系数更新器38来设定([0042]、[0043])。

滤波系数更新器38根据来自参照信号生成器34的参照信号r与来自麦克风22的误差信号(error signals)ea等来计算滤波系数W1([0042])。参照信号生成器34根据模拟传递特性C^来计算参照信号r([0042])。

在US 2012/0032619 A1中,使用自适应控制生成抵消振动。具体而言,频率鉴定部83a(图6)根据TDC脉冲信号和CRK脉冲信号来鉴定最大振幅的振动模式下的发动机振动的频率([0120])。基准信号生成部83b根据频率鉴定部83a鉴定出的频率生成基准信号([0121])。自适应滤波器部83d根据最小二乘运算部83c的运算结果(滤波系数)生成最佳抵消信号([0129])。最小二乘运算部83c根据来自基准信号生成部83b和振动传感器29的输入信号来计算最佳抵消信号([0126]~[0129])。

驱动控制部83e将基于来自自适应滤波器部83d的输入信号的输出信号输出给驱动电路53A([0130]、[0131])。驱动电路53A根据来自驱动控制部83e的输入信号来驱动致动器30([0075])。

发明内容

如上所述,在ANC装置和AVC装置(以下还将二者统称为“有源振动噪声控制装置”。)中,根据参照信号(或基准信号)和误差信号来计算(或更新)自适应滤波器的滤波系数。在计算滤波系数时,误差信号中混入外部干扰(outside disturbances)的情况下,存在产生控制发散或非意图的抵消音或抵消振动(以下,将二者统称为“抵消输出”。)的担忧。在该方面,JP 07-104767 A、US 2009/0060217 A1和US 2012/0032619 A1中均没有进行研究。

本发明是考虑上述那样的问题而完成的,其目的在于,提供一种能有效对抗外部干扰的有源振动噪声控制装置和有源振动噪声控制电路。

本发明所涉及的有源振动噪声控制装置的特征在于,具有基准信号生成部、自适应控制电路(adaptive control circuit)、抵消输出生成部、第1误差检测部和第2误差检测部,其中,

所述基准信号生成部输出基准信号,该基准信号表示作为目标噪声或目标振动的目标输入;

所述自适应控制电路对所述基准信号进行自适应控制来输出控制信号;

所述抵消输出生成部根据所述控制信号来生成抵消输出,该抵消输出是针对所述目标噪声的抵消音或针对所述目标振动的抵消振动;

所述第1误差检测部检测作为偏差的第1误差且输出第1误差信号,其中所述偏差是在第1评价点的所述目标输入与所述抵消输出的偏差;

所述第2误差检测部检测作为偏差的第2误差且输出第2误差信号,其中所述偏差是在第2评价点的所述目标输入与所述抵消输出的偏差,

所述自适应控制电路具有自适应滤波器、滤波系数运算部、互相关值计算部(cross-correlation value calculation unit)和抵消输出限制部(cancelling outputlimiting unit),其中,

所述自适应滤波器根据基于所述基准信号的所述参照信号或者根据所述基准信号来生成所述控制信号;

所述滤波系数运算部根据所述参照信号或所述基准信号、和所述第1误差信号和所述第2误差信号中的至少一方的误差信号来计算所述自适应滤波器的滤波系数;

所述互相关值计算部计算所述第1误差信号与所述第2误差信号的互相关值(cross-correlation value);

所述抵消输出限制部判定所述互相关值是否低于互相关阈值,且在判定为所述互相关值低于所述互相关阈值的情况下,限制所述抵消输出的增加。

根据本发明,在判定为第1误差信号与第2误差信号的互相关值低于互相关阈值的情况下,限制抵消输出的增加。据此,在混入第1误差信号或第2误差信号中的外部干扰的影响大的情况下,能够通过限制抵消输出(抵消音或抵消振动)的增加来防止控制发散或非意图的抵消输出的发生。

也可以为:在所述第1误差信号和所述第2误差信号的频率超过允许最低频率的情况下,所述互相关值计算部计算所述互相关值。另外,也可以为:在所述第1误差信号或所述第2误差信号的频率低于所述允许最低频率的情况下,所述互相关值计算部不计算所述互相关值。

在第1误差信号或第2误差信号的频率比较低的情况下,互相关值的变动易于变大。因此,在第1误差信号或第2误差信号的频率比较低的情况下,不计算互相关值,据此能够在合适的情形下限制抵消输出的增加。

也可以为:所述互相关值计算部获取配置有所述有源振动噪声控制装置的车辆的车速,且根据所述车速来切换所述允许最低频率。据此,能够通过根据车速切换互相关值的使用,来在合适的情形下抑制滤波系数的增大。

也可以为:所述自适应控制电路判定所述第1误差信号和所述第2误差信号的振幅是否超过振幅阈值,在所述第1误差信号和所述第2误差信号的所述振幅超过所述振幅阈值的情况下,与所述互相关值是否超过所述互相关阈值无关,所述自适应控制电路限制所述滤波系数的增大。据此,在第1误差信号或第2误差信号的振幅变得过大的情况下,能够通过限制滤波系数的增大来防止控制发散或非意图的抵消输出(抵消音或抵消振动)的发生。

也可以为:所述自适应控制电路计算所述第1误差信号和所述第2误差信号的有效值(effective value)的上次值与本次值的偏差,且判定所述有效值的所述偏差是否超过偏差阈值。另外,也可以为:如果所述有效值的所述偏差超过所述偏差阈值,则与所述互相关值是否超过所述互相关阈值无关,所述自适应控制电路限制所述滤波系数的增大。据此,在第1误差信号或第2误差信号的有效值的偏差变得过大的情况下,能够通过限制滤波系数的增大来防止控制发散或非意图的抵消输出(抵消音或抵消振动)的发生。

也可以为:所述自适应控制电路获取配置有所述有源振动噪声控制装置的车辆的空调设备(air conditioner)的风量,且判定所述风量是否超过风量阈值。并且,也可以为:如果所述风量超过所述风量阈值,则与所述互相关值是否超过所述互相关阈值无关,所述自适应控制电路限制所述滤波系数的增大。据此,在空调设备的风量变得过大的情况下,能够通过限制滤波系数的增大来防止控制发散或非意图的抵消输出(抵消音或抵消振动)的发生。

也可以为:所述自适应控制电路确定配置有所述有源振动噪声控制装置的车辆的车窗是否处于打开状态,如果所述车窗处于打开状态,则与所述互相关值是否超过所述互相关阈值无关,所述自适应控制电路限制所述滤波系数的增大。据此,在车辆的车窗处于打开状态的情况下,能够通过限制滤波系数的增大来防止控制发散或非意图的抵消输出(抵消音或抵消振动)的发生。

也可以为:所述互相关值计算部设定窗函数的窗长度,该窗函数的窗长度用于确定所述第1误差信号和所述第2误差信号中计算所述互相关值的提取部分,所述互相关值计算部对使用所述窗长度确定的所述提取部分计算所述互相关值。并且,也可以为:所述互相关值计算部获取配置有所述有源振动噪声控制装置的车辆的行驶驱动源的旋转速度,且根据所述行驶驱动源的所述旋转速度来改变所述窗函数的窗长度。

据此,根据行驶驱动源(发动机、行驶马达等)的旋转速度来改变互相关值的计算所使用的第1误差信号和第2误差信号的提取部分的范围。在行驶驱动源的旋转速度快的情况下,第1误差信号和第2误差信号的主分量成为高频分量。在该情况下,例如,通过缩短窗函数的窗长度,能够缩短互相关值的运算周期或者(由于低频分量的影响变小)提高互相关值的检测精度。

也可以为:所述互相关值计算部根据所述行驶驱动源的所述旋转速度来推定所述第1误差信号和所述第2误差信号的频率,且将推定出的所述频率的倒数设定为所述窗函数的所述窗长度。据此,能够通过比较简易的方法来设定窗函数的窗长度。

也可以为:在所述第1误差检测部和所述第2误差检测部是麦克风的情况下,所述自适应控制电路确定配置有所述有源振动噪声控制装置的车辆的语音识别装置是否正在实施语音识别。并且,也可以为:在所述语音识别装置正在实施语音识别的情况下,与所述互相关值是否低于所述互相关阈值无关,所述自适应控制电路允许所述滤波系数的增大。

据此,在伴随着向麦克风输入语音而第1误差信号或第2误差信号中产生外部干扰的情况下,也继续抵消输出(抵消音或抵消振动)的生成。因此,能够防止由于在语音识别时限制抵消输出的增加反而会使语音识别变得困难的情况。

也可以为:所述抵消输出限制部按照规定周期判定所述互相关值是否低于所述互相关阈值,并且对所述互相关值低于所述互相关阈值的次数进行计数。另外,也可以为:在所述次数达到次数阈值的情况下,所述抵消输出限制部限制所述抵消输出的增加。据此,能够提高判定为发生了目标信号(误差信号、或者参照信号或基准信号)的互相关值低于互相关阈值的状态的可靠性。

也可以为:所述自适应控制电路获取施加给马达的施加电压,其中所述马达用于驱动配置有所述有源振动噪声控制装置的车辆的空调设备的风扇。也可以为:所述自适应控制电路判定所述施加电压是否超过电压阈值。也可以为:如果所述施加电压超过所述电压阈值,则与所述互相关值是否超过所述互相关阈值无关,所述自适应控制电路限制所述滤波系数的增大。据此,在空调设备的风量变得过大的情况下,能够通过限制滤波系数的增大来防止控制发散或非意图的抵消音的发生。

本发明所涉及的有源振动噪声控制电路构成为:

从基准信号生成部接收基准信号,该基准信号表示作为目标噪声或目标振动的目标输入,

通过对所述基准信号进行自适应控制来生成表示抵消输出的控制信号,该抵消输出是针对所述目标噪声的抵消音或针对所述目标振动的抵消振动,

向生成所述抵消输出的抵消输出生成部输出所述控制信号,

所述有源振动噪声控制电路的特征在于,

所述有源振动噪声控制电路具有自适应滤波器、滤波系数运算部、互相关值计算部和抵消输出限制部,其中,

所述自适应滤波器根据基于所述基准信号的参照信号或者根据所述基准信号来生成所述控制信号;

所述滤波系数运算部从第1误差检测部接收第1误差信号,从第2误差检测部接收第2误差信号,且根据所述参照信号或所述基准信号、和所述第1误差信号与所述第2误差信号中的至少一方的误差信号来计算所述自适应滤波器的滤波系数,其中,所述第1误差信号表示作为在第1评价点的所述目标输入与所述抵消输出的偏差的第1误差,所述第2误差信号表示作为在第2评价点的所述目标输入与所述抵消输出的偏差的第2误差;

所述互相关值计算部计算所述第1误差信号与所述第2误差信号的互相关值;

所述抵消输出限制部判定所述互相关值是否低于互相关阈值,在判定为所述互相关值低于所述互相关阈值的情况下,所述抵消输出限制部限制所述抵消输出的增加。

根据本发明,能有效对抗外部干扰。

附图说明

图1是表示搭载有作为本发明的第1实施方式所涉及的有源振动噪声控制装置的有源噪声控制装置的车辆的概略结构的图。

图2是表示第1实施方式的有源噪声控制电子控制装置的运算部及其周边的框图。

图3是第1实施方式中的互相关值计算控制的流程图。

图4是第1实施方式中的抵消音输出切换控制的流程图。

图5是表示搭载有作为本发明的第2实施方式所涉及的有源振动噪声控制装置的有源振动控制装置的车辆的概略结构的图。

图6是表示第2实施方式的有源振动控制电子控制装置的运算部及其周边的框图。

图7是第2实施方式中的抵消振动输出切换控制的流程图。

图8是第3实施方式中的抵消音输出切换控制的流程图。

图9是表示执行第3实施方式中的抵消音输出切换控制时的第1误差信号、第2误差信号、互相关值、计数值和合成控制信号的例子的时序图。

图10是表示搭载有作为本发明的第4实施方式所涉及的有源振动噪声控制装置的有源噪声控制装置的车辆的概略结构的图。

图11是第4实施方式中的抵消音输出切换控制的流程图。

具体实施方式

A.第1实施方式

<A-1.第1实施方式的结构>

[A-1-1.整体结构]

图1是表示搭载有作为本发明的第1实施方式所涉及的有源振动噪声控制装置的有源噪声控制装置24(以下称为“ANC装置24”。)的车辆10的概略结构的图。车辆10除了具有ANC装置24之外,还具有发动机单元20、车速传感器22、空调设备26、车窗电子控制装置28(以下称为“车窗ECU28”。)和语音识别装置30。

[A-1-2.发动机单元20和车速传感器22]

发动机单元20具有发动机40、曲柄脉冲传感器(crank pulse sentor)42(以下称为“CRK传感器42”。)、上止点传感器(top dead centre sentor)44(以下称为“TDC传感器44”。)、和发动机电子控制装置46(以下称为“发动机ECU46”或“ENG ECU46”。)。

CRK传感器42(基准信号生成部)将与发动机40的曲轴(crankshaft)(未图示)的旋转角度对应的曲柄脉冲Pcrk(以下还称为“CRK脉冲Pcrk”。)输出给发动机ECU46。TDC传感器44将与发动机40的各活塞(未图示)的上止点对应的上止点脉冲Ptdc(以下还称为“TDC脉冲Ptdc”。)输出给发动机ECU46。

另外,在CRK传感器42和/或TDC传感器44的输出是模拟输出的情况下,在CRK传感器42和/或TDC传感器44与发动机ECU46之间设置模拟/数字转换器。据此,向发动机ECU46输入数字值。

发动机ECU46根据CRK脉冲Pcrk、TDC脉冲Ptdc、车速V等来控制发动机40的输出。另外,发动机ECU46根据CRK脉冲Pcrk来计算每单位时间的发动机40的转速Ne(以下还称为“旋转速度Ne”。)[rpm]并将其发送给ANC装置24。车速传感器22检测车辆10的车速V并将其输出给发动机ECU46、ANC装置24等。

[A-1-3.ANC装置24]

(A-1-3-1.概要)

ANC装置24通过输出针对伴随着发动机40的工作(operate)而产生的振动噪声VN(以下还称为“噪声VN”。)的抵消音CS,来在特定的评价点(第1评价点和第2评价点)抵消噪声VN。在此的评价点例如能够是驾驶员的耳朵位置或头上。如图1所示,ANC装置24具有有源噪声控制电子控制装置50(以下称为“ANC ECU50”。)、扬声器52和麦克风54a、54b。下面,还将麦克风54a称为第1麦克风54a,将麦克风54b称为第2麦克风54b。

(A-1-3-2.ANC ECU50)

(A-1-3-2-1.ANC ECU50的概要)

ANC ECU50(自适应控制电路、有源振动噪声控制电路)通过对曲柄脉冲Pcrk(发动机信号)进行所谓的自适应控制来生成合成控制信号Scc1。合成控制信号Scc1表示与发动机40的旋转对应的抵消音CS。如图1所示,作为硬件,ANC ECU50包括输入输出部60、运算部62和存储部64。另外,除了本发明特有的结构(后述的互相关值计算部76、输出切换部78等)之外,ANC ECU50的基本结构能够使用现有技术的ANC ECU的结构(例如,JP 07-104767 A或US2009/0060217 A1所记载的结构)。

(A-1-3-2-2.输入输出部60)

输入输出部60进行ANC ECU50与外部设备(车速传感器22、空调设备26等)的信号的输入输出。

(A-1-3-2-3.运算部62)

(A-1-3-2-3-1.运算部62的概要)

运算部62具有未图示的中央运算装置(CPU),通过执行存储于存储部64的程序来控制ANC装置24整体。也可以由作为硬件的电气电路或电子电路来置换程序的一部分。

图2是表示第1实施方式的ANC ECU50的运算部62及其周边的框图。如图2所示,运算部62具有参照信号生成部70、自适应控制部72a、72b、加法器74、互相关值计算部76和输出切换部78。

(A-1-3-2-3-2.参照信号生成部70)

参照信号生成部70根据作为基准信号的CRK脉冲Pcrk来生成参照信号Sr1,并将其输出给自适应控制部72a、72b。

(A-1-3-2-3-3.自适应控制部72a、72b)

如图2所示,自适应控制部72a具有自适应滤波器80、参照信号修正部82、滤波系数运算部84和渐弱处理部86。虽然在图2中没有图示,但自适应控制部72b也具有与自适应控制部72a同样的结构。

自适应滤波器80例如是FIR(Finite impulse response:有限冲激响应)型滤波器或自适应陷波型滤波器(Adaptive Notch Filter)。自适应控制部72a的自适应滤波器80对参照信号Sr1进行使用滤波系数W1的自适应滤波处理来输出控制信号Sc11。同样,自适应控制部72b的自适应滤波器80输出控制信号Sc12。

参照信号修正部82通过对参照信号Sr1进行传递函数处理来生成修正参照信号Srr1。修正参照信号Srr1在于滤波系数运算部84中计算滤波系数W1时使用。传递函数处理是根据从扬声器52向第1麦克风54a的抵消音CS的传递函数C1^(滤波系数)来修正参照信号Sr1的处理。在该传递函数处理中使用的传递函数C1^是从扬声器52向第1麦克风54a的抵消音CS的实际的传递函数C1的测定值或预测值。

滤波系数运算部84(以下还称为“运算部84”。)依次计算和更新滤波系数W1。运算部84使用自适应算法运算(adaptive algorithm calculation){例如,最小二乘法(LMS)算法运算}来计算滤波系数W1。即,根据来自参照信号修正部82的修正参照信号Srr1和来自第1麦克风54a的第1误差信号e1(以下还称为“误差信号e1”。),运算部84以使误差信号e1的平方(e1)2为零的方式来计算滤波系数W1。滤波系数运算部84中的具体的运算例如能够与JP07-104767>

渐弱处理部86根据来自输出切换部78的指令来进行渐弱处理。渐弱处理是使自适应滤波器80的滤波系数W1逐渐地减小来停止抵消音CS的输出的处理。

在图2中,对自适应控制部72b的内部结构省略图示,但自适应控制部72b具有与自适应控制部72a同样的结构。但是,与在自适应控制部72a中使用来自第1麦克风54a的第1误差信号e1相对,在自适应控制部72b中使用来自第2麦克风54b的第2误差信号e2(以下还称为“误差信号e2”。)。并且,自适应控制部72b根据参照信号Sr1和误差信号e2来输出控制信号Sc12。

(A-1-3-2-3-4.加法器74)

加法器74将来自自适应控制部72a的控制信号Sc11和来自自适应控制部72b的控制信号Sc12相加来生成合成控制信号Scc1。

(A-1-3-2-3-5.互相关值计算部76)

互相关值计算部76(以下还称为“计算部76”。)计算第1误差信号e1与第2误差信号e2的互相关值Vc(以下还称为“相关值Vc”。)并将其输出给输出切换部78。相关值Vc的计算使用下述式(1)来进行。

【数式1】

在式(1)中,T表示采样数,n表示特定的自然数(例如,10~1000中的任一个值)。或者,也可以代替式(1)而使用后述的式(3)。另外,值Cc由下述式(2)定义。

Cc(t)=fsm1(t)×fsm2(t)…(2)

在式(2)中,fsm1是第1误差信号e1的频率[Hz],fsm2是第2误差信号e2的频率[Hz]。另外,t表示某一时间点。

关于互相关值Vc的计算的进一步的细节参照图3等在后面进行叙述。

(A-1-3-2-3-6.输出切换部78)

输出切换部78(抵消输出限制部)根据各种信息来切换抵消音CS的输出。在此的信息中包括互相关值Vc、第1误差信号e1的信息(振幅As1和有效值Vef1的偏差ΔVef1)、第2误差信号e2的信息(振幅As2和有效值Vef2的偏差ΔVef2)、空调设备26的风量Dec、车窗92的开闭状态以及语音识别装置30的工作状态。输出切换部78的工作的细节参照图4在后面进行叙述。

(A-1-3-2-4.存储部64)

存储部64具有非易失性存储器和易失性存储器,存储运算部62所使用的程序和数据。

(A-1-3-3.扬声器52)

扬声器52(抵消输出生成部)输出与来自ANC装置24的合成控制信号Scc1对应的抵消音CS。据此,得到作为抵消目标输入的振动噪声VN(发动机噪声)的消音效果。另外,在图1和图2中,仅示出一个扬声器52,但为了使发明易于理解,还能够按照ANC装置24的用途而使用多个扬声器52。在该情况下,其他结构要素的数量也适宜地变更。

(A-1-3-4.第1麦克风54a和第2麦克风54b)

麦克风54a、54b(第1误差检测部、第2误差检测部)检测作为振动噪声VN(发动机噪声)与抵消音CS的偏差的误差(第1误差、第2误差)作为残留噪声,并将表示该残留噪声的误差信号e1、e2输出给ANC装置24。

在第1实施方式中,麦克风54a、54b在驾驶员的头上排列配置。或者,也可以将麦克风54a和麦克风54b配置在不同的位置。在使麦克风54a、54b靠近配置的情况下,从扬声器52到麦克风54a、54b的传递函数C1^能够使用相同的值。在使麦克风54a、54b分离配置的情况下,分别设定从扬声器52到麦克风54a的传递函数C1^和从扬声器52到麦克风54b的传递函数C1^。

[A-1-4.空调设备26]

空调设备26进行与车辆10的乘员(包括驾驶员。)的操作对应的空气调节(制冷、制暖等)。空调设备26具有控制空气调节的控制部90(图1)。控制部90向ANC ECU50的输出切换部78通知空调设备26的风量Dec[%]。

另外,空调设备26的控制部90也可以具有送风量自动控制部(未图示),该送风量自动控制部自动地控制空调设备26的送风量,以能够与乘员的操作无关而适宜地送风。

[A-1-5.车窗ECU28]

车窗ECU28根据车辆10的乘员(包括驾驶员。)的操作来控制车窗92的开闭。车窗ECU28对ANC ECU50的输出切换部78发送表示车窗92的开闭状态的车窗信息Iw。

[A-1-6.语音识别装置30]

语音识别装置30识别乘员(包括驾驶员。)的语音。语音识别装置30识别出的语音被用于未图示的导航装置等。语音识别装置30具有麦克风100和控制部102。麦克风100也可以与麦克风54a或麦克风54b通用。语音识别装置30向ANC ECU50的输出切换部78发送表示自己的工作状态(是否处于语音识别中)的语音识别信息Ivr。

<A-2.第1实施方式的各种控制>

[A-2-1.互相关值计算控制]

图3是第1实施方式中的互相关值计算控制的流程图。互相关值计算控制是计算误差信号e1、e2(目标信号)的互相关值Vc的控制。

互相关值计算控制由互相关值计算部76来执行。按照规定的运算周期来执行图3的处理。

在图3的步骤S1中,互相关值计算部76从发动机ECU46获取每单位时间的发动机转速Ne(发动机旋转速度Ne)[rpm]。在步骤S2中,计算部76根据发动机转速Ne来计算误差信号e1、e2的频率fsm1、fsm2的推定值fse(以下还称为“推定频率fse”。)[Hz]。发动机转速Ne越大,则推定频率fse越增大。在步骤S3中,计算部76计算推定频率fse的倒数1/fse,并将该倒数1/fse设定为窗函数WF的窗长度Lw。

在步骤S4中,互相关值计算部76对误差信号e1、e2进行离散傅里叶变换。此时,计算部76使用在步骤S3中设定的窗函数WF的窗长度Lw。在步骤S5中,计算部76检测进行离散傅里叶变换后的误差信号e1、e2的频率fsm1、fsm2。以下,还将频率fsm1、fsm2称为检测频率fsm1、fsm2。

在步骤S6中,计算部76根据车速V来设定允许最低频率fmin。允许最低频率fmin是允许计算互相关值Vc的频率fsm的最低值。例如,车速V越快,则计算部76将允许最低频率fmin设定得越高。

在步骤S7中,计算部76判定步骤S5的检测频率fsm1、fsm2是否分别超过允许最低频率fmin。在检测频率fsm1、fsm2分别超过允许最低频率fmin的情况下(S7:是),可以说根据检测频率fsm1、fsm2计算出的互相关值Vc的可靠性比较高。因此,在步骤S8中,计算部76根据包括本次值的n个检测频率fsm1、fsm2来计算互相关值Vc。如上所述,互相关值Vc使用上述式(1)来计算。计算部76将计算出的互相关值Vc发送给输出切换部78。

另外,在从扬声器52到第1麦克风54a的距离L1与从扬声器52到第2麦克风54b的距离L2不同的情况下,误差信号e1、e2的相位产生差异。在该情况下,也可以对误差信号e1、e2中的一方或双方设定延迟Z,以使误差信号e1、e2的相位一致的方式进行调整。

关于互相关值Vc的计算(式(1)、式(2)),在麦克风54a、54b正在正常地进行工作的情况下,频率fsm1(t)和频率fsm2(t)存在相关关系。在该情况下,作为频率fsm1(t)与频率fsm2(t)的积的时间平均的互相关值Vc(式(1))成为远离零的值。

另一方面,在麦克风54a、54b中的一方产生随机的(或者无序的)信号(即,外部干扰)的情况下,频率fsm1(t)与频率fsm2(t)的积成为以零为中心的正负的随机值。在该情况下,作为频率fsm1(t)与频率fsm2(t)的积的时间平均的互相关值Vc(式(1))成为接近零的值。因此,能够根据互相关值Vc来检测或推定外部干扰的发生(包括麦克风54a、54b中的一方的异常。)。另外,作为发生外部干扰的情况有麦克风54a、54b中的一方断线、风的声音的产生等。

返回到图3的步骤S7,在检测频率fsm1或fsm2没有超过允许最低频率fmin的情况下(S7:否),可以说根据检测频率fsm1、fsm2计算出的互相关值Vc是可靠性比较低的值。因此,在步骤S9中,计算部76中止互相关值Vc的计算。在该情况下,计算部76也可以输出零或接近零的固定值来作为互相关值Vc。

[A-2-2.抵消音输出切换控制]

图4是第1实施方式中的抵消音输出切换控制的流程图。抵消音输出切换控制是切换抵消音CS的输出的控制,由输出切换部78来执行。按照规定的运算周期来执行图4的处理。

在图4的步骤S21中,输出切换部78判定误差信号e1、e2的振幅As1、As2[V]是否低于振幅阈值THas。振幅阈值THas是判定误差信号e1、e2的振幅As1、As2是否小到适合输出抵消音CS的程度的阈值。换言之,在振幅As1、As2超过振幅阈值THas的情况下,振幅As1、As2过大而无法充分发挥基于抵消音CS的消音效果。在振幅As1和As2低于振幅阈值THas的情况下(S21:是),进入步骤S22。

在步骤S22中,输出切换部78判定误差信号e1、e2的有效值Vef1、Vef2的偏差ΔVef1、ΔVef2[V]是否分别低于偏差阈值THΔVef。在此的偏差ΔVef1、ΔVef2是上次值与本次值的偏差。例如,ΔVef1=Vef1(本次)-Vef1(上次)。

偏差阈值THΔVef是判定偏差ΔVef1、ΔVef2是否小到适合输出抵消音CS的程度的阈值。换言之,在偏差ΔVef1或ΔVef2超过偏差阈值THΔVef的情况下,误差信号e1、e2中的任一个的变化过大而无法充分发挥基于抵消音CS的消音效果。在偏差ΔVef1和ΔVef2分别低于偏差阈值THΔVef的情况下(S22:是),进入步骤S23。

在步骤S23中,输出切换部78判定空调设备26的风量Dec是否低于风量阈值THdec。风量阈值THdec是判定风量Dec是否小到适合输出抵消音CS的程度的阈值。换言之,在风量Dec超过风量阈值THdec的情况下,空调设备26的输出音过大而无法充分发挥基于抵消音CS的消音效果。在风量Dec低于风量阈值THdec的情况下(S23:是),进入步骤S24。

在步骤S24中,输出切换部78判定车窗92是否处于关闭状态(换言之,车窗92是否不是打开状态)。该判定根据来自车窗ECU28的车窗信息Iw来进行。在车窗92处于关闭状态的情况下(S24:是),进入步骤S25。

在步骤S25中,输出切换部78判定互相关值Vc是否超过互相关阈值THvc(以下还称为“相关阈值THvc”。)。相关阈值THvc是判定互相关值Vc是否大到适合输出抵消音CS的程度的阈值。换言之,在互相关值Vc低于相关阈值THvc的情况下,外部干扰进入误差信号e1或e2的可能性高,无法充分发挥基于抵消音CS的消音效果。在互相关值Vc超过相关阈值THvc的情况下(S25:是),进入步骤S27。在互相关值Vc没有超过相关阈值THvc的情况下(S25:否),进入步骤S26。

在步骤S26中,输出切换部78判定语音识别装置30是否处于语音识别状态。该判定根据来自语音识别装置30的语音识别信息Ivr来进行。在处于语音识别状态的情况下(S26:是),认为在误差信号e1或e2中产生的外部干扰可能是由于乘员的讲话而造成的。在该情况下,进入步骤S27。

在步骤S25为“是”或S26为“是”的情况下,在步骤S27中,输出切换部78进行抵消音CS的通常输出。在步骤S21~S24、S26中的任一步骤中为“否”的情况下,在步骤S28中输出切换部78停止抵消音CS的输出。此时,输出切换部78使渐弱处理部86执行渐弱处理来使抵消音CS渐弱。

在此的渐弱处理例如是将当前的滤波系数W1反复乘以大于0且小于1的值(例如0.95)来使滤波系数W1逐渐减小的处理。

<A-3.第1实施方式的效果>

根据以上那样的第1实施方式,在判定为第1误差信号e1和第2误差信号e2的互相关值Vc低于互相关阈值THvc的情况下(图4的S25:否),限制抵消音CS(抵消输出)的增加(S28)。据此,在第1误差信号e1或第2误差信号e2中混入的外部干扰的影响大的情况下,能够通过限制抵消音CS的增加来防止控制发散或非意图的抵消音CS的发生。

在第1实施方式中,在误差信号e1、e2的频率fsm1、fsm2超过允许最低频率fmin的情况下(图3的S7:是),互相关值计算部76(图2)计算误差信号e1、e2的互相关值Vc(S8)。另外,在误差信号e1、e2的频率fsm1或fsm2没有超过允许最低频率fmin的情况下(S7:否),计算部76不计算互相关值Vc(S9)。

在误差信号e1、e2的频率fsm1或fsm2比较低的情况下,互相关值Vc的变动易于变大。因此,在误差信号e1、e2的频率fsm1、fsm2比较低的情况下,不计算互相关值Vc,据此能够在合适的情形下限制抵消音CS的增加(图4的S28)。

在第1实施方式中,互相关值计算部76获取配置有ANC装置24(有源振动噪声控制装置)的车辆10的车速V,根据车速V来切换允许最低频率fmin(图3的S6)。据此,通过根据车速V来切换互相关值Vc的使用,能够在合适的情形下抑制滤波系数W1的增大(图4的S28)。

在第1实施方式中,ANC ECU50(自适应控制电路)判定误差信号e1、e2的振幅As1、As2是否超过振幅阈值THas(图4的S21)。在误差信号e1、e2的振幅As1或As2超过振幅阈值THas的情况下(S21:否),与互相关值Vc是否超过互相关阈值THvc(S25)无关,ANC ECU50限制滤波系数W1的增大(S28)。

据此,在误差信号e1、e2的振幅As1或As2变得过大的情况下,限制滤波系数W1的增大(S28),据此能够防止控制发散或非意图的抵消音CS的发生。

在第1实施方式中,ANC ECU50(自适应控制电路)对误差信号e1、e2的上次值和本次值计算有效值Vef1、Vef2的偏差ΔVef1、ΔVef2,且判定偏差ΔVef1和ΔVef2是否超过偏差阈值THΔVef(图4的S22)。如果偏差ΔVef1或ΔVef2超过偏差阈值THΔVef(S22:否),则与互相关值Vc是否超过互相关阈值THvc(S25)无关,ANC ECU50限制滤波系数W1的增大(S28)。据此,在误差信号e1、e2的有效值Vef1、Vef2的偏差ΔVef1或ΔVef2变得过大的情况下,能够通过限制滤波系数W1的增大来防止控制发散或非意图的抵消音CS的发生。

在第1实施方式中,ANC ECU50(自适应控制电路)获取配置有ANC装置24(有源振动噪声控制装置)的车辆10的空调设备26的风量Dec,且判定风量Dec是否超过风量阈值THdec(图4的S23)。如果风量Dec超过风量阈值THdec(S23:否),则与互相关值Vc是否超过互相关阈值THvc(S25)无关,ANC ECU50限制滤波系数W1的增大(S28)。

据此,在空调设备26的风量Dec变得过大的情况下,能够通过限制滤波系数W1的增大(S28)来防止控制发散或非意图的抵消音CS的发生。

在第1实施方式中,ANC ECU50(自适应控制电路)确定配置有ANC装置24(有源振动噪声控制装置)的车辆10的车窗92是否处于打开状态(图4的S24)。如果车窗92处于打开状态(S24:否),则与互相关值Vc是否超过互相关阈值THvc(S25)无关,ANC ECU50限制滤波系数W1的增大(S28)。

据此,在车辆10的车窗92处于打开状态的情况下,能够通过限制滤波系数W1的增大(S28)来防止控制发散或非意图的抵消音CS的发生。

在第1实施方式中,互相关值计算部76设定窗函数WF的窗长度Lw,该窗函数WF的窗长度Lw用于确定误差信号e1、e2中计算互相关值Vc的提取部分(图3的S3)。然后,计算部76对使用窗长度Lw确定的提取部分计算互相关值Vc(S8)。并且,计算部76获取车辆10的发动机40(行驶驱动源)的旋转速度Ne(S1),根据旋转速度Ne来改变窗函数WF的窗长度Lw(S2、S3)。

据此,根据发动机40的旋转速度Ne来改变互相关值Vc的计算所使用的误差信号e1、e2的提取部分的范围。在旋转速度Ne快的情况下,误差信号e1、e2的主分量成为高频分量。在该情况下,例如,能够通过缩短窗函数WF的窗长度Lw来缩短互相关值Vc的运算周期或者(由于低频分量的影响变小)提高互相关值Vc的检测精度。

在第1实施方式中,互相关值计算部76根据发动机40(行驶驱动源)的旋转速度Ne来推定误差信号e1、e2的频率fse(图3的S2),并将推定出的频率fse的倒数1/fse设定为窗函数WF的窗长度Lw(S3)。据此,能够通过比较简易的方法来设定窗函数WF的窗长度Lw。

在第1实施方式中,ANC ECU50(自适应控制电路)确定语音识别装置30是否正在实施语音识别(图4的S26)。在语音识别装置30正在实施语音识别的情况下(S26:是),与互相关值Vc是否低于互相关阈值THvc(S25)无关,允许滤波系数W1的增大(S27)。

据此,即使在伴随着向第1麦克风54a或第2麦克风54b输入语音而误差信号e1或e2中产生外部干扰的情况下,仍继续抵消音CS(抵消输出)的生成。因此,能够防止由于在语音识别时限制抵消音CS的增加(S28)反而会使语音识别变得困难的情况。

B.第2实施方式

<B-1.第2实施方式的结构(与第1实施方式的不同)>

[B-1-1.整体结构]

图5是表示搭载有作为本发明的第2实施方式所涉及的有源振动噪声控制装置的有源振动控制装置120(以下称为“AVC装置120”。)的车辆10A的概略结构的图。车辆10A除了具有AVC装置120之外,还具有发动机单元20和车速传感器22。对与第1实施方式同样的结构要素标注相同的参照标记,省略详细的说明。

在第1实施方式中,通过从扬声器52输出抵消音CS(抵消输出)来减小振动噪声VN(目标噪声)(图1)。与此相对,在第2实施方式中,通过从AVC装置120输出抵消振动CV(抵消输出)来减小从发动机40向副车架(sub-frame)(未图示)传递的发动机振动EV(目标振动)。

[B-1-2.AVC装置120]

(B-1-2-1.概要)

AVC装置120通过输出针对发动机40产生的振动EV的抵消振动CV,来在特定的评价点抵消发动机振动EV。在此的评价点例如能够是后述的加速度传感器134a、134b、136a、136b的位置(第1~第4评价点)。AVC装置120是所谓的主动控制悬置(active control mount;ACM)。如图5所示,AVC装置120具有有源振动控制电子控制装置130(以下称为“AVCECU130”。)、致动器132a、132b、前侧加速度传感器134a、134b和后侧加速度传感器136a、136b。

(B-1-2-2.AVC ECU130)

(B-1-2-2-1.AVC ECU130的概要)

AVC ECU130(自适应控制电路、有源振动噪声控制电路)通过对曲柄脉冲Pcrk(发动机信号)进行所谓的自适应控制来生成合成控制信号Scc2、Scc3。合成控制信号Scc2、Scc3表示与发动机40的旋转对应的抵消振动CV。如图5所示,作为硬件,AVC ECU130包括输入输出部140、运算部142和存储部144。另外,除了本发明特有的结构(互相关值计算部154a、154b、输出切换部156等)之外,AVC ECU130的基本结构能够使用现有技术的AVC ECU的结构(例如,US 2012/0032619 A1所记载的结构)。

(B-1-2-2-2.输入输出部140)

输入输出部140进行AVC ECU130与外部设备(车速传感器22、ENG ECU46等)的信号的输入输出。

(B-1-2-2-3.运算部142)

(B-1-2-2-3-1.运算部142的概要)

运算部142具有未图示的中央运算装置(CPU),通过执行存储于存储部144的程序来控制AVC装置120整体。也可以用作为硬件的电气电路或电子电路来置换程序的一部分。

图6是表示第2实施方式的AVC ECU130的运算部142及其周边的框图。如图6所示,运算部142具有参照信号生成部150a、150b、自适应控制部152a、152b、152c、152d、互相关值计算部154a、154b和输出切换部156。

(B-1-2-2-3-2.参照信号生成部150a、150b)

参照信号生成部150a、150b根据作为基准信号的CRK脉冲Pcrk生成参照信号Sr2、Sr3,并将其输出给自适应控制部152a~152d。

(B-1-2-2-3-3.自适应控制部152a~152d)

如图6所示,自适应控制部152a具有自适应滤波器160a、参照信号修正部162a、滤波系数运算部164a和渐弱处理部166a。虽然在图6中未图示,但自适应控制部152b也具有与自适应控制部152a同样的结构。

自适应控制部152c具有自适应滤波器160b、参照信号修正部162b、滤波系数运算部164b和渐弱处理部166b。虽然在图6中未图示,但自适应控制部152d也具有与自适应控制部152c同样的结构。

自适应滤波器160a、160b例如是FIR(Finite impulse response:有限冲激响应)型滤波器或自适应陷波型滤波器。自适应滤波器160a、160b通过对参照信号Sr2、Sr3进行使用滤波系数W2、W3的自适应滤波处理来输出控制信号Sc21、Sc22、Sc31、Sc32。

参照信号修正部162a、162b通过对参照信号Sr2、Sr3进行传递函数处理来生成修正参照信号Srr2、Srr3。修正参照信号Srr2、Srr3在于滤波系数运算部164a、164b中计算滤波系数W2、W3时使用。传递函数处理是根据从致动器132a、132b向加速度传感器134a、134b、136a、136b的抵消振动CV的传递函数C2^、C3^(滤波系数)来修正参照信号Sr2、Sr3的处理。在该传递函数处理中使用的传递函数C2^、C3^是从致动器132a、132b向加速度传感器134a、134b、136a、136b的抵消振动CV的实际的传递函数C2、C3的测定值或预测值。

滤波系数运算部164a、164b(以下还称为“运算部164a、164b”。)依次计算和更新滤波系数W2、W3。运算部164a、164b使用自适应算法运算{例如,最小二乘法(LMS)算法运算}来计算滤波系数W2、W3。即,根据来自参照信号修正部162a、162b的修正参照信号Srr2、Srr3和来自加速度传感器134a、134b、136a、136b的误差信号e21、e22、e31、e32,运算部164a、164b以使各误差信号e21、e22、e31、e32的平方为零的方式来计算滤波系数W2、W3。滤波系数运算部164a、164b中的具体的运算例如能够与US 2012/0032619 A1同样地进行。

渐弱处理部166a、166b根据来自输出切换部156的指令来进行渐弱处理。渐弱处理是使自适应滤波器160a、160b的滤波系数W2、W3逐渐地减小来停止抵消振动CV的输出的处理。

(B-1-2-2-3-4.互相关值计算部154a、154b)

互相关值计算部154a(以下还称为“计算部154a”。)计算误差信号e21、e22的互相关值Vc2并将其输出给输出切换部156。同样,互相关值计算部154b(以下还称为“计算部154b”。)计算误差信号e31、e32的互相关值Vc3并将其输出给输出切换部156。互相关值Vc2、Vc3的计算方法与第1实施方式的互相关值Vc同样。

(B-1-2-2-3-5.输出切换部156)

输出切换部156(抵消输出限制部)根据各种信息来切换抵消振动CV的输出。在此的信息中包括互相关值Vc2、Vc3、参照信号Sr2、Sr3的信息以及误差信号e21、e22、e31、e32的信息(振幅As和有效值Vef的偏差ΔVef)。输出切换部156的工作的细节参照图7在后面进行叙述。

(B-1-2-2-4.存储部144)

存储部144具有非易失性存储器和易失性存储器,存储运算部142所使用的程序和数据。

[B-1-3.致动器132a、132b]

致动器132a、132b(抵消输出生成部)被配置在发动机40与支承发动机40的副车架(未图示)之间。致动器132a(以下还称为“前侧致动器132a”。)以支承发动机40的前侧的方式来配置。致动器132b(以下还称为“后侧致动器132b”。)以支承发动机40的后侧的方式来配置。

各致动器132a、132b根据来自AVC ECU130的指令(合成控制信号Scc2、Scc3)反复执行进退工作,据此抑制振动EV从发动机40向副车架的传递。致动器132a、132b的具体结构例如能够使用US 2012/0032619 A1所记载的结构。另外,在图5和图6中,前侧致动器132a被标记为“FR ACT”,后侧致动器132b被标记为“RR ACT”。

[B-1-4.加速度传感器134a、134b、136a、136b]

加速度传感器134a、134b(以下还称为“前侧加速度传感器134a、134b”。)在副车架上被配置在前侧致动器132a附近。加速度传感器134a、134b(误差检测部)检测传递到前侧致动器132a附近的发动机振动EV作为加速度Gf。在此的加速度Gf是指致动器132a的伸缩方向上的加速度。表示加速度Gf的误差信号e21、e22被发送给滤波系数运算部164a、互相关值计算部154a和输出切换部156。

在使加速度传感器134a、134b靠近配置的情况下,从致动器132a到加速度传感器134a、134b的传递函数C2^能够使用相同的值。在使加速度传感器134a、134b分离配置的情况下,能够分别设定从致动器132a到加速度传感器134a的传递函数C2^和从致动器132a到加速度传感器134b的传递函数C2^。

加速度传感器136a、136b(以下还称为“后侧加速度传感器136a、136b”。)在副车架上被配置在后侧致动器132b附近。加速度传感器136a、136b(误差检测部)检测传递到后侧致动器132b附近的发动机振动EV来作为加速度Gr。在此的加速度Gr是指致动器132b的伸缩方向上的加速度。表示加速度Gr的误差信号e31、e32被发送给滤波系数运算部164b、互相关值计算部154b和输出切换部156。

加速度传感器134a、134b、136a、136b的具体结构能够使用公知的结构(例如,US2012/0032619 A1所记载的结构)。另外,在图5和图6中,前侧加速度传感器134a、134b被标记为“FR G传感器”,后侧加速度传感器136a、136b被标记为“RR G传感器”。

<B-2.第2实施方式的各种控制>

[B-2-1.互相关值计算控制]

在第2实施方式中,与第1实施方式(图3)同样地执行互相关值计算控制。第2实施方式的互相关值计算控制是计算误差信号e21、e22的互相关值Vc2和误差信号e31、e32的互相关值Vc3的控制。

计算互相关值Vc2时的互相关值计算控制由互相关值计算部154a来执行。计算互相关值Vc3时的互相关值计算控制由互相关值计算部154b来执行。按照规定的运算周期来执行图3那样的处理。

[B-2-2.抵消振动输出切换控制]

图7是第2实施方式中的抵消振动输出切换控制的流程图。抵消振动输出切换控制是切换抵消振动CV的输出的控制,由输出切换部156来执行。按照规定的运算周期来执行图7的处理。

在图7的步骤S31中,输出切换部156判定误差信号e21、e22、e31、e32(目标信号)各自的振幅As是否低于振幅阈值THas2。

振幅阈值THas2是判定误差信号e21、e22、e31、e32各自的振幅As是否大到不适合输出抵消振动CV的程度的阈值。换言之,在振幅As超过振幅阈值THas2的情况下,振幅As过大而无法充分发挥基于抵消振动CV的振动抑制效果。在振幅As低于振幅阈值THas2的情况下(S31:是),进入步骤S32。

在步骤S32中,输出切换部78判定误差信号e21、e22、e31、e32各自的有效值Vef的偏差ΔVef是否低于偏差阈值THΔVef2。在此的偏差ΔVef是上次值与本次值的偏差。

偏差阈值THΔVef2是判定偏差ΔVef是否小到适合输出抵消振动CV的程度的阈值。换言之,在偏差ΔVef超过偏差阈值THΔVef2的情况下,误差信号e21、e22、e31、e32中的任一误差信号的变化过大而无法充分发挥基于抵消振动CV的振动抑制效果。在偏差ΔVef低于偏差阈值THΔVef2的情况下(S32:是),进入步骤S33。

在步骤S33中,输出切换部156判定互相关值Vc2、Vc3是否超过互相关阈值THvc2(以下还称为“相关阈值THvc2”。)。相关阈值THvc2是判定互相关值Vc2、Vc3是否大到适合输出抵消振动CV的程度的阈值。换言之,在互相关值Vc2或Vc3低于相关阈值THvc2的情况下,误差信号e21、e22、e31、e32中的任一误差信号中混入外部干扰的可能性高,无法充分发挥基于抵消振动CV的振动抑制效果。在互相关值Vc2和Vc3超过相关阈值THvc2的情况下(S33:是),进入步骤S34。

在步骤S34中,输出切换部156进行抵消振动CV的通常输出。在步骤S31~S33中的任一个步骤为“否”的情况下,在步骤S35中,输出切换部156停止抵消振动CV的输出。此时,输出切换部156使渐弱处理部166a、166b执行渐弱处理来使抵消振动CV渐弱。

<B-3.第2实施方式的效果>

根据以上那样的第2实施方式,除了第1实施方式的效果之外还能够发挥以下的效果,或者代替第1实施方式的效果而能够发挥以下的效果。

即,在第2实施方式中,在判定为误差信号e21、e22、e31、e32的互相关值Vc2、Vc3低于互相关阈值THvc2的情况下(图7的S33:否),限制抵消振动CV(抵消输出)的增加(S35)。据此,在混入误差信号e21、e22、e31、e32中的外部干扰的影响大的情况下,能够通过限制抵消振动CV的增加来防止控制发散或非意图的抵消振动CV的发生。

C.第3实施方式

<C-1.第3实施方式的结构(与第1实施方式的不同)>

第3实施方式的硬件结构与第1实施方式(图1和图2)相同。因此,对与第1实施方式同样的结构要素标注相同的参照标记,省略详细的说明。在第3实施方式中,抵消音输出切换控制与第1实施方式(图4)不同。

<C-2.第3实施方式的抵消音输出切换控制>

[C-2-1.第3实施方式的抵消音输出切换控制的流程]

图8是第3实施方式中的抵消音输出切换控制的流程图。抵消音输出切换控制是切换抵消音CS的输出的控制,由输出切换部78来执行。按照规定的运算周期来执行图8的处理。

在图8的步骤S51中,输出切换部78判定互相关值Vc是否超过互相关阈值THvc。步骤S51与图4的步骤S25同样。在互相关值Vc超过相关阈值THvc的情况下(S51:是),在步骤S52中,输出切换部78重置计数值CNT。计数值CNT的初始值为零,互相关值Vc在相关阈值THvc以下的状态越持续,则计数值CNT的值越增大。换言之,计数值CNT表示互相关值Vc在相关阈值THvc以下的次数(或者互相关值Vc的运算周期Ts的数量)。在接着的步骤S53中,输出切换部78进行抵消音CS的通常输出。

返回到步骤S51,在互相关值Vc没有超过相关阈值THvc的情况下(S51:否),换言之,互相关值Vc在相关阈值THvc以下的情况下,进入步骤S54。在步骤S54中,输出切换部78使计数值CNT增加1。

在步骤S55中,输出切换部78判定计数值CNT是否在计数阈值THcnt以上。计数阈值THcnt(次数阈值)是用于判定是否确定互相关值Vc低的状态的阈值,在本实施方式中为3。在计数值CNT不在计数阈值THcnt以上的情况下(S55:否),在步骤S53中,输出切换部78进行抵消音CS的通常输出。

在计数值CNT在计数阈值THcnt以上的情况下(S55:是),在步骤S56中输出切换部78停止抵消音CS的输出。步骤S56与图4的步骤S28同样地进行。

[C-2-2.第3实施方式的抵消音输出切换控制的适用例]

图9是表示执行第3实施方式中的抵消音输出切换控制时的第1误差信号e1、第2误差信号e2、互相关值Vc、计数值CNT和合成控制信号Scc1的例子的时序图(time chart)。在图9中,按照规定的运算周期来计算互相关值Vc。

在图9中,在时间点t11,互相关值Vc超过相关阈值THvc(图8的S51:是)。因此,输出切换部78进行抵消音CS的通常输出(S53)。在时间点t12,互相关值Vc在相关阈值THvc以下(图8的S51:否)。因此,输出切换部78使计数值CNT增加1而成为1(S54)。在该情况下,计数值CNT不在计数阈值THcnt以上(S55:否),因此,输出切换部78继续抵消音CS的通常输出(S53)。

在时间点t13,互相关值Vc也在相关阈值THvc以下(图8的S51:否)。因此,输出切换部78使计数值CNT增加1而成为2(S54)。在该情况下,计数值CNT也不在计数阈值THcnt以上(S55:否),因此,输出切换部78继续抵消音CS的通常输出(S53)。

在时间点t14,互相关值Vc也在相关阈值THvc以下(图8的S51:否)。因此,输出切换部78使计数值CNT增加1而成为3(S54)。在该情况下,由于计数值CNT在计数阈值THcnt以上(S55:是),因此,输出切换部78停止抵消音CS的输出(S56)。

<C-3.第3实施方式的效果>

根据以上那样的第3实施方式,除了第1实施方式和第2实施方式的效果之外还能够发挥以下的效果,或者代替第1实施方式和第2实施方式的效果而能够发挥以下的效果。

即,在第3实施方式中,输出切换部78(抵消输出限制部)按照运算周期Ts(第1规定周期)判定互相关值Vc是否低于互相关阈值THvc(图8的S51),并且对互相关值Vc低于相关阈值THvc的次数进行计数来作为计数值CNT(S54)。在计数值CNT达到计数阈值THcnt的情况下(S55:是),输出切换部78限制抵消输出的增加(S56)。据此,能够提高判定为发生了第1误差信号e1(第1目标信号)与第2误差信号e2(第2目标信号)的互相关值Vc低于相关阈值THvc的状态的可靠性。

D.第4实施方式

<D-1.第4实施方式的结构(与第1实施方式的不同)>

图10是表示搭载有作为本发明的第4实施方式所涉及的有源振动噪声控制装置的有源噪声控制装置24a(以下称为“ANC装置24a”。)的车辆10B的概略结构的图。第4实施方式的硬件结构基本上与第1实施方式相同。因此,对与第1实施方式同样的结构要素标注相同的参照标记,省略详细的说明。

在图10的空调设备26中,除了示出控制部90之外,还作为其结构要素而示出风扇180、风扇用马达182和电压传感器184(图1的空调设备26也可以具有这些结构要素。)。马达182根据来自控制部90的指令来驱动风扇180。电压传感器184检测根据来自控制部90的指令从未图示的蓄电池施加给马达182的电压Vfm(以下还称为“施加电压Vfm”。)。检测到的施加电压Vfm被输入有源噪声控制电子控制装置50a(以下称为“ANC ECU50a”。)。

施加电压Vfm根据从控制部90输入被配置于所述蓄电池与马达182之间的开关元件(未图示)的驱动信号的占空比而变化。或者,在所述蓄电池与马达182之间设置DC/DC转换器(未图示)的情况下,施加电压Vfc根据从控制部90输入该DC/DC转换器的驱动信号而变化。

ANC ECU50a与第1实施方式的ANC ECU50(图2)同样,具有输出切换部78。第1实施方式的输出切换部78使用空调设备26的风量Dec来进行抵消音输出切换控制(图4的S23)。与此相对,第4实施方式的输出切换部78使用施加电压Vfm来进行抵消音输出切换控制(图11的S61)。

<D-2.第4实施方式的抵消音输出切换控制>

图11是第4实施方式中的抵消音输出切换控制的流程图。抵消音输出切换控制是切换抵消音CS的输出的控制,由输出切换部78来执行。按照规定的运算周期来执行图11的处理。

在图11的步骤S61中,输出切换部78判定对风扇用马达182施加的施加电压Vfm是否低于电压阈值THvfm。电压阈值THvfm是判定空调设备26的风量Dec是否小到适合输出抵消音CS的程度的阈值。换言之,在施加电压Vfm超过电压阈值THvfm的情况下,空调设备26的输出音过大而无法充分发挥基于抵消音CS的消音效果。

在施加电压Vfm低于电压阈值THvfm的情况下(S61:是),进入步骤S62。在施加电压Vfm不低于电压阈值THvfm的情况下(S61:否),进入步骤S65。步骤S62~S65与图4的步骤S25~S28同样。

<D-3.第4实施方式的效果>

根据以上那样的第4实施方式,除了第1~第3实施方式的效果之外还能够发挥以下的效果,或者代替第1~第3实施方式的效果而能够发挥以下的效果。

即,在第4实施方式中,ANC ECU50a(自适应控制电路)获取施加给马达182的施加电压Vfm,并判定施加电压Vfm是否超过电压阈值THvfm(图11的S61),其中马达182驱动配置有ANC装置24a(有源振动噪声控制装置)的车辆10B的空调设备26的风扇180。如果施加电压Vfm超过电压阈值THvfm(S61:否),则与互相关值Vc是否超过互相关阈值THvc无关,ANCECU50限制滤波系数W1(图2)的增大(S65)。

据此,在空调设备26的风量Dec变得过大的情况下,能够通过限制滤波系数W1的增大来防止控制发散或非意图的抵消音CS的发生。

E.本发明的应用

另外,本发明并不限定于上述各实施方式,当然能够根据本说明书的记载内容而采用各种结构。例如,能够采用以下所示的结构。

<E-1.适用对象>

在上述各实施方式中,将作为有源振动噪声控制装置的ANC装置24、24a和AVC装置120适用于车辆10、10A、10B(图1、图5和图10)。然而,例如如果从抵消目标噪声(振动噪声VN)或目标振动(发动机振动EV)的观点出发,则并不限定于此。例如,还能够将ANC装置24、24a或AVC装置120适用于其他装置(制造装置、升降电梯、手扶电梯等)。

在第1实施方式中,将发动机40的振动噪声VN作为目标噪声(图1)。然而,例如如果从抵消噪声的观点出发,则并不限定于此。例如,还能够将道路噪声作为目标噪声。在该情况下,能够使用JP 07-104767 A或US 2009/0060217 A1的基本结构。

<E-2.抵消输出切换控制>

[E-2-1.互相关值Vc]

在第1实施方式中,计算来自靠近配置的麦克风54a、54b(同一种类的误差检测部)的误差信号e1、e2的互相关值Vc并将其用于抵消音输出切换控制(图3和图4)。然而,例如如果从抵消振动噪声VN(或目标输入)的观点出发,则并不限定于此。例如,也可以计算来自分离配置的麦克风54a、54b的误差信号e1、e2的互相关值Vc并将其用于抵消音输出切换控制。在该情况下,能够分别设定从扬声器52到麦克风54a的传递函数C1^和从扬声器52到麦克风54b的传递函数C1^。第2实施方式的加速度传感器134a、134b、136a、136b亦同样。

或者,在第2实施方式的情况下,还能够省略加速度传感器134b、136b,计算加速度传感器134a、136a的互相关值并将其用于抵消振动输出切换控制。在该情况下,为了使误差信号e21、e31的相位对齐,也可以对误差信号e21、e31中的一方或双方设定延迟Z,以使误差信号e21、e31的相位一致的方式进行调整。

[E-2-2.抵消输出的增加的限制]

在第1实施方式中,在互相关值Vc低于互相关阈值THvc的情况下(图4的S25:否),停止抵消音CS的输出(S28)。然而,例如,如果从在产生外部干扰时限制抵消音CS(或抵消输出)的增加的观点出发,则并不限定于此。例如,也可以通过对抵消音CS的振幅设置上限值等来限制抵消音CS的增加。第2~第4实施方式亦同样。

在第1实施方式中,进行图4所示的抵消音输出切换控制。然而,例如如果从伴随着互相关值Vc而限制抵消音CS(抵消输出)的增加的观点出发,则并不限定于此。例如,还能够省略图4的步骤S21、S22、S23、S24、S26中的任一个步骤或多个步骤。第2~第4实施方式(图7、图8和图11)亦同样。

[E-2-3.互相关值Vc的计算的限制]

(E-2-3-1.互相关值Vc的计算方法)

在第1实施方式中,互相关值Vc的计算使用式(1)。还能够代替式(1)而使用下述式(3)。

【数式3】

在式(3)中,N表示采样数,n表示特定的自然数(例如,10~1000中的任一个值)。

(E-2-3-2.检测频率fsm的确定)

在第1实施方式中,通过对误差信号e1、e2进行离散傅里叶变换来确定检测频率fsm1、fsm2(图3的S4、S5)。然而,例如,如果从根据误差信号e1、e2的时间变化来检测外部干扰的发生的观点出发,则并不限定于此。例如,还能够代替离散傅里叶变换而使用离散余弦变换(discrete cosine transform)或小波变换(wavelet transform)。第2~第4实施方式亦同样。

(E-2-3-3.窗函数WF)

在第1实施方式中,使窗函数WF的窗长度Lw根据发动机40的旋转速度Ne可调(图3的S2、S3)。然而,例如,如果着眼于检测频率fsm1、fsm2的计算,则并不限定于此。例如,还能够使窗长度Lw为固定值。或者,还能够构成为不使用窗函数WF。第2~第4实施方式亦同样。

(E-2-3-4.允许最低频率fmin)

在第1实施方式中,在误差信号e1、e2的检测频率fsm1或fsm2低于允许最低频率fmin的情况下(图3的S7:否),中止互相关值Vc的计算(S9)。然而,例如如果从在检测频率fsm1或fsm2低于允许最低频率fmin的情况下限制抵消音CS的输出的观点出发,则并不限定于此。例如,在检测频率fsm1或fsm2低于允许最低频率fmin的情况下,还能够减小抵消音CS。另外,例如,如果着眼于互相关值Vc的计算本身,则并不限定于此,还能够构成为不使用允许最低频率fmin,不中止互相关值Vc的计算。第2~第4实施方式亦同样。

[E-2-5.自适应控制]

在第1实施方式中,分别使用来自2个麦克风54a、54b的误差信号e1、e2来计算控制信号Sc11、Sc12,并将控制信号Sc11、Sc12相加而生成合成控制信号Scc1(图2)。然而,例如如果从使用互相关值Vc的观点出发,则并不限定于此。例如还能够不计算控制信号Sc12,误差信号e2仅用于计算互相关值Vc。在该情况下,仅使用自适应控制部72a,省略自适应控制部72b。第2~第4实施方式亦同样。

<E-3.其他>

在第1实施方式中,按照图3和图4所示的顺序来执行各步骤。然而,例如如果在能够实现各步骤的目的的范围内(换言之,能够获得本发明的效果的情况下),则能够调换各步骤的顺序。例如,还能够在步骤S1~S5之前执行图3的步骤S6,或者将图3的步骤S6与步骤S1~S5并列地执行。另外,还能够调换图4的步骤S21~S24的顺序或者将图4的步骤S21~S24并列地执行。第2~第4实施方式亦同样。

在上述各实施方式中,在数值的比较中存在包括等号的情况和不包括等号的情况(图3的S7等)。然而,例如如果没有包括等号或者除去等号的特别的意思(换言之,在能够得到本发明的效果的情况下),在数值的比较中包括等号还是不包括等号能够任意地设定。

在该意义上,例如,能够将图3的步骤S7中的检测频率fsm1、fsm2是否分别超过允许最低频率fmin的判定(fsm1>fmin、fsm2>fmin)置换为检测频率fsm1、fsm2是否分别在允许最低频率fmin以上的判定(fsm1≧fmin、fsm2≧fmin)。

F.附图标记说明

10、10A、10B:车辆;22:车速传感器;24、24a:ANC装置(有源振动噪声控制装置);26:空调设备;30:语音识别装置;40:发动机(行驶驱动源);42:曲柄脉冲传感器(基准信号生成部);50、50a:ANC ECU(自适应控制电路、有源振动噪声控制电路);52:扬声器(抵消输出生成部);54a:第1麦克风(第1误差检测部);54b:第2麦克风(第2误差检测部);76、154a、154b:互相关值计算部;78、156:输出切换部(抵消输出限制部);80、160a、160b:自适应滤波器;84、164a、164b:滤波系数运算部;92:车窗;120:AVC装置(有源振动噪声控制装置);130:AVCECU(自适应控制电路、有源振动噪声控制电路);132a、132b:致动器(抵消输出生成部);134a:前侧加速度传感器(第1误差检测部);134b:前侧加速度传感器(第2误差检测部);136a:后侧加速度传感器(第1误差检测部);136b:后侧加速度传感器(第2误差检测部);180:风扇;182:马达;As、As1、As2:目标信号的振幅;CNT:计数值(次数);CS:抵消音;CV:抵消振动;Dec:空调设备的风量;EV:发动机振动(目标振动);e1、e21、e31:第1误差信号;e2、e22、e32:第2误差信号;fmin:允许最低频率;fsm1、fsm2:误差信号的频率;Lw:窗长度;Ne:每单位时间的发动机的转速(旋转速度);Pcrk:曲柄脉冲(基准信号);Sc11、Sc12、Sc21、Sc22、Sc31、Sc32:控制信号;Scc1、Scc2、Scc3:合成控制信号;Sr1、Sr2、Sr3:参照信号;THas、THas2:振幅阈值;THcnt:计数阈值(次数阈值);THdec:风量阈值;THvc、THvc2:互相关阈值;THvfm:电压阈值;THΔVef、THΔVef2:偏差阈值;Ts:运算周期(规定周期);V:车速;Vc、Vc2、Vc3:互相关值;Vef、Vef1、Vef2:误差信号的有效值;Vfm:施加电压;VN:振动噪声(目标噪声);WF:窗函数;W1、W2、W3:滤波系数;ΔVef、ΔVef1、ΔVef2:误差信号的有效值的偏差。

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