專利名稱：能動(dòng)型振動(dòng)噪音控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能動(dòng)型振動(dòng)噪音控制裝置，其通過輸出次級(jí)聲(secondarysound)，彼此干擾消除諸如車廂內(nèi)或飛機(jī)內(nèi)的客艙內(nèi)等發(fā)生的噪音。
背景技術(shù)：
作為現(xiàn)有的能動(dòng)型振動(dòng)噪音控制裝置，在特開第2005-084500號(hào)公報(bào)中揭示了，在車廂內(nèi)等的密閉空間，設(shè)置作為次級(jí)聲發(fā)生部的多個(gè)揚(yáng)聲器和作為誤差信號(hào)檢測(cè)部的麥克風(fēng)，通過使用補(bǔ)償濾波器在與麥克風(fēng)相分離的位置抑制噪音，從而能動(dòng)地降低模擬評(píng)價(jià)點(diǎn)的噪音的裝置。
該現(xiàn)有的裝置，如圖4所示，使用作為次級(jí)聲發(fā)生部的多個(gè)揚(yáng)聲器11、12。然后，通過來自前座的揚(yáng)聲器11的次級(jí)聲和來自后座的揚(yáng)聲器12的次級(jí)聲、逐次更新適應(yīng)型濾波器14的濾波器系數(shù)，以使通過作為評(píng)價(jià)點(diǎn)的麥克風(fēng)13檢測(cè)出的誤差信號(hào)變?yōu)樽钚?，從而可以獲得評(píng)價(jià)點(diǎn)處的最佳的振動(dòng)噪音抑制性能。
而且，補(bǔ)償濾波器15的濾波器系數(shù)，基于從前座的揚(yáng)聲器11到設(shè)定在與麥克風(fēng)13相分離的位置的后座的模擬評(píng)價(jià)點(diǎn)的傳輸特性與，從后座的揚(yáng)聲器12到模凝評(píng)價(jià)點(diǎn)的傳輸特性之比而求出。因此，在后座的模擬評(píng)價(jià)點(diǎn)處，可以通過來自后座的揚(yáng)聲器12的次級(jí)聲消除來自前座的揚(yáng)聲器11的次級(jí)聲，從而可以抑制由于前座的揚(yáng)聲器11而在后座的模擬評(píng)價(jià)點(diǎn)發(fā)生的振動(dòng)或噪音。
但是，通過補(bǔ)償濾波器15來自后座的揚(yáng)聲器12輸出的次級(jí)聲僅可以消除模擬評(píng)價(jià)點(diǎn)處的來自前座揚(yáng)聲器11的輸出信號(hào)對(duì)于模擬評(píng)價(jià)點(diǎn)的影響。即在模擬評(píng)價(jià)點(diǎn)處，由于沒有麥克風(fēng)等誤差信號(hào)檢測(cè)部，無法檢測(cè)到殘留的振動(dòng)噪音即誤差信號(hào)，因此無法跟隨模擬評(píng)價(jià)點(diǎn)的噪音的變化。因此，在由于揚(yáng)聲器的特性變化或車窗的開關(guān)等的因素而引起從揚(yáng)聲器到模擬評(píng)價(jià)點(diǎn)的傳輸特性變化的情況下，模擬評(píng)價(jià)點(diǎn)處無法獲得有效的降低噪音的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的能動(dòng)型振動(dòng)噪音控制裝置包括基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生部，生成從引擎等的噪音源所發(fā)生的噪音的頻率中所選擇的諧波的基準(zhǔn)信號(hào)；第一適應(yīng)型濾波器，基于基準(zhǔn)信號(hào)輸出第一控制信號(hào)；第二適應(yīng)型濾波器，基于基準(zhǔn)信號(hào)輸出第二控制信號(hào)；第一次級(jí)聲發(fā)生部，基于第一控制信號(hào)生成消除噪音的次級(jí)聲；第二次級(jí)聲發(fā)生部，基于第二控制信號(hào)生成消除噪音的次級(jí)聲；第一誤差信號(hào)檢測(cè)部和第二誤差信號(hào)檢測(cè)部，檢測(cè)次級(jí)聲和噪音的干擾結(jié)果作為誤差信號(hào)；第一補(bǔ)正濾波器，以模擬從第一次級(jí)聲發(fā)生部到第一誤差信號(hào)檢測(cè)部的傳輸特性的特性處理基準(zhǔn)信號(hào)，并輸出第一參照信號(hào)；第二補(bǔ)正濾波器以模擬從第二次級(jí)聲發(fā)生部到第二誤差信號(hào)檢測(cè)部的傳輸特性的特性處理基準(zhǔn)信號(hào)，并輸出第二參照信號(hào)；第一濾波器系數(shù)更新部，基于第一參照信號(hào)和來自第一誤差信號(hào)檢測(cè)部的誤差信號(hào)更新第一適應(yīng)型濾波器的系數(shù)；第二濾波器系數(shù)更新部，基于第二參照信號(hào)和來自第二誤差信號(hào)檢測(cè)部的誤差信號(hào)更新第二適應(yīng)型濾波器的系數(shù)。能動(dòng)型振動(dòng)噪音控制裝置還包括根據(jù)各自的濾波器系數(shù)補(bǔ)正第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)，并分別輸出第一補(bǔ)償信號(hào)和第二補(bǔ)償信號(hào)的第一補(bǔ)償濾波器和第二補(bǔ)償濾波器。第一次級(jí)聲發(fā)生部輸出從第一適應(yīng)型濾波器輸出的第一控制信號(hào)和從第二適應(yīng)型濾波器輸出的由第二補(bǔ)償濾波器補(bǔ)正的第二補(bǔ)償信號(hào)的和作為次級(jí)聲。第二次級(jí)聲發(fā)生部輸出從第二適應(yīng)型濾波器輸出的第二控制信號(hào)和從第一適應(yīng)型濾波器輸出的并經(jīng)由第一補(bǔ)償濾波器補(bǔ)正的第一補(bǔ)償信號(hào)的和作為次級(jí)聲。第一補(bǔ)償濾波器的濾波器系數(shù)，基于從第一次級(jí)聲發(fā)生部到第二誤差信號(hào)檢測(cè)部的傳輸特性與從第二次級(jí)聲發(fā)生部到第二誤差信號(hào)檢測(cè)部的傳輸特性之比而得到。第二補(bǔ)償濾波器的濾波器系數(shù)，基于從第二次級(jí)聲發(fā)生部到第一誤差信號(hào)檢測(cè)部的傳輸特性與從第一次級(jí)聲發(fā)生部到第一誤差信號(hào)檢測(cè)部的傳輸特性之比而得到。
通過該構(gòu)成，可以降低車廂內(nèi)等的密閉空間的全部區(qū)域的振動(dòng)或噪音。而且，即使在從次級(jí)聲發(fā)生部到誤差信號(hào)檢測(cè)部的傳輸特性變化的情況下，也可以跟隨并降低振動(dòng)或噪音。


圖1為表示本發(fā)明的實(shí)施例1的能動(dòng)型振動(dòng)噪音控制裝置的構(gòu)成的示意圖，為在安裝于車輛的狀態(tài)下的平面圖。
圖2為表示本發(fā)明的實(shí)施例1的能動(dòng)型振動(dòng)噪音控制裝置的構(gòu)成的實(shí)例的框圖。
圖3為表示本發(fā)明實(shí)施例2的SAN型能動(dòng)型振動(dòng)噪音控制裝置的構(gòu)成的實(shí)例的框圖。
圖4為表示現(xiàn)有的能動(dòng)型振動(dòng)噪音控制裝置的構(gòu)成的框圖。
附圖標(biāo)記說明101，102麥克風(fēng)(誤差信號(hào)檢測(cè)部)103，104揚(yáng)聲器(次級(jí)聲發(fā)生部)105a，105b 補(bǔ)正濾波器106 控制部107a，107b 基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生部108a，108b 適應(yīng)型濾波器109a，109b 補(bǔ)償濾波器110 引擎ECU111a，111b 濾波器系數(shù)更新部112 汽車113 車廂120 余弦波發(fā)生器121 正弦波發(fā)生器
具體實(shí)施例方式
下面，參照本發(fā)明的

本發(fā)明的實(shí)施例。
(實(shí)施例1)圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施例1中能動(dòng)型振動(dòng)噪音控制裝置的構(gòu)成的示意圖，其為安裝于車輛上的狀態(tài)下的平面圖。在汽車112的前進(jìn)方向的前部，安裝使用諸如汽油作為燃料的4缸4行程(cycle)內(nèi)燃機(jī)(下文中內(nèi)燃機(jī)稱為“引擎”)。引擎是車輛中主要的噪聲源。在車廂113內(nèi)安裝有能動(dòng)型振動(dòng)噪音控制裝置。本實(shí)施例中的能動(dòng)型振動(dòng)噪音控制裝置具有控制部106，由2組揚(yáng)聲器103、104組成的次級(jí)聲發(fā)生部，由2個(gè)麥克風(fēng)101、102組成的誤差信號(hào)檢測(cè)部。
如圖所示，能動(dòng)型振動(dòng)噪音控制裝置設(shè)置有控制部106、容納于前座兩側(cè)的門板內(nèi)的作為第一次級(jí)聲發(fā)生部的1組揚(yáng)聲器103、容納于后座兩側(cè)的門板內(nèi)的作為第二次級(jí)聲發(fā)生部的1組揚(yáng)聲器104、埋設(shè)于前座中央的正上部位置處的頂板內(nèi)的作為第一誤差信號(hào)檢測(cè)部的麥克風(fēng)101、埋設(shè)于后座中央的正上部位置處的頂板內(nèi)的作為第二誤差信號(hào)檢測(cè)部的麥克風(fēng)102?？刂撇?06為一種微型計(jì)算機(jī)(microcomputer)，包括CPU、存儲(chǔ)器、計(jì)數(shù)器(counter)等(未圖示)。
引擎具有與其連接的引擎電氣控制部(下文中也稱為引擎ECU)110。由點(diǎn)火信號(hào)產(chǎn)生表示引擎轉(zhuǎn)速的脈沖信號(hào)，即NE脈沖并發(fā)送到控制部106?？刂撇?06由輸入的脈沖信號(hào)產(chǎn)生通過引擎轉(zhuǎn)速選擇的諧波頻率，諸如第二諧波，作為基準(zhǔn)信號(hào)。
車廂內(nèi)噪音的主要因素為低沉聲音，低沉聲音為由引擎氣缸內(nèi)的氣體燃燒所產(chǎn)生的引擎的振動(dòng)傳輸?shù)杰圀w并激勵(lì)(excite)車體的面板所發(fā)出的聲音。通常，低沉聲音的頻率相當(dāng)于4氣缸引擎的引擎轉(zhuǎn)速的約2倍、6氣缸引擎的3倍。因此，低沉聲音的頻率依安裝引擎的氣缸數(shù)而不同并基于引擎轉(zhuǎn)速的諧波。低沉聲音主要由引擎導(dǎo)致，并與引擎的轉(zhuǎn)動(dòng)同步，因此可以根據(jù)在汽車上安裝的引擎ECU110發(fā)生的脈沖信號(hào)確定基準(zhǔn)信號(hào)的周期。
圖2為表示本發(fā)明實(shí)施例1的能動(dòng)型振動(dòng)噪音控制裝置的構(gòu)成的實(shí)例的框圖。
如圖所示，能動(dòng)型振動(dòng)噪音控制裝置具有控制部106、作為第一次級(jí)聲發(fā)生部的1組揚(yáng)聲器103、作為第二次級(jí)聲發(fā)生部的1組揚(yáng)聲器104、作為第一誤差信號(hào)檢測(cè)部的麥克風(fēng)101，以及作為第二誤差信號(hào)檢測(cè)部的麥克風(fēng)102。
控制部106包括；基于來自引擎ECU110的輸入信號(hào)，生成第一基準(zhǔn)信號(hào)的第一基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生部107a和生成第二基準(zhǔn)信號(hào)的第二基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生部107b；輸入從第一基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生部107a輸出的第一基準(zhǔn)信號(hào)并將第一控制信號(hào)X0輸出到揚(yáng)聲器103的第一適應(yīng)型濾波器108a；輸入從第二基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生部107b輸出的第二基準(zhǔn)信號(hào)并將第二控制信號(hào)X1輸出到揚(yáng)聲器104的第二適應(yīng)型濾波器108b；輸入第一控制信號(hào)X0并輸出第一補(bǔ)償信號(hào)的第一補(bǔ)償濾波器109a；輸入第二控制信號(hào)X1并輸出第二補(bǔ)償信號(hào)的第二補(bǔ)償濾波器109b；輸入第一基準(zhǔn)信號(hào)并輸出第一參照信號(hào)的第一補(bǔ)正濾波器105a；輸入第二基準(zhǔn)信號(hào)并輸出第二參照信號(hào)的第二補(bǔ)正濾波器105b；根據(jù)第一參照信號(hào)和來自麥克風(fēng)101的誤差信號(hào)更新第一適應(yīng)型濾波器108a的系數(shù)的第一濾波器系數(shù)更新部111a；以及根據(jù)第二參照信號(hào)和來自麥克風(fēng)102的誤差信號(hào)更新第二適應(yīng)型濾波器108b的系數(shù)的第二濾波器系數(shù)更新部111b。
接著說明如上述那樣構(gòu)成的本實(shí)施例的能動(dòng)型振動(dòng)噪音控制裝置的動(dòng)作。
與引擎的轉(zhuǎn)動(dòng)同步的電氣信號(hào)，即引擎脈沖從引擎ECU110輸入到控制部106。然后，控制部106基于該信號(hào)決定要由基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生部107a、107b輸出的第一和第二基準(zhǔn)信號(hào)的頻率，即車廂內(nèi)要消除的噪音的頻率。這些基準(zhǔn)信號(hào)可以相同。引擎脈沖可以通過上止點(diǎn)傳感器(下面稱為TDC傳感器)的輸出信號(hào)或轉(zhuǎn)速器脈沖(tachopulse)計(jì)算。特別地，轉(zhuǎn)速器脈沖經(jīng)常作為轉(zhuǎn)速器的輸入信號(hào)提供于車輛側(cè)，因此通常不需要設(shè)置特別的裝置。
第一基準(zhǔn)信號(hào)乘以第一適應(yīng)型濾波器108a的濾波器系數(shù)W0得到第一控制信號(hào)X0，之后通過信號(hào)放大器(未圖示)放大。接著，第一控制信號(hào)X0輸入到作為第一次級(jí)聲發(fā)生部的揚(yáng)聲器103，并作為用以降低評(píng)價(jià)點(diǎn)噪音的次級(jí)聲從揚(yáng)聲器103發(fā)出，其中在評(píng)價(jià)點(diǎn)上設(shè)置有作為第一誤差信號(hào)檢測(cè)器的麥克風(fēng)101。
同樣地，第二基準(zhǔn)信號(hào)乘以第二適應(yīng)型濾波器108b的濾波器系數(shù)W1得到第二控制信號(hào)X1，并通過信號(hào)放大器(未圖示)放大。然后，第二控制信號(hào)X1輸入到作為第二次級(jí)聲發(fā)生部的揚(yáng)聲器104，并作為用以降低評(píng)價(jià)點(diǎn)噪音的次級(jí)聲從揚(yáng)聲器104發(fā)出，其中在評(píng)價(jià)點(diǎn)上設(shè)置有作為第二誤差信號(hào)檢測(cè)器的麥克風(fēng)102。
另一方面，第一控制信號(hào)X0乘以第一補(bǔ)償濾波器109a的濾波器系數(shù)F0得到第一補(bǔ)償信號(hào)，加上第二控制信號(hào)X1，之后通過信號(hào)放大器(未圖示)放大。然后，第一補(bǔ)償信號(hào)輸入到作為第二次級(jí)聲發(fā)生部的揚(yáng)聲器104，并作為用以抵消不必要的次級(jí)聲的次級(jí)聲而從揚(yáng)聲器104發(fā)出，其中不必要的次級(jí)聲是由于從揚(yáng)聲器103輸出的次級(jí)聲對(duì)于作為評(píng)價(jià)點(diǎn)的麥克風(fēng)102的影響而產(chǎn)生的，即其是由于圖2所示的路徑C01而產(chǎn)生的。
同樣地，第二控制信號(hào)X1乘以第二補(bǔ)償濾波器109b的濾波器系數(shù)F1得到第二補(bǔ)償信號(hào)，加上第一控制信號(hào)X0，之后通過信號(hào)放大器(未圖示)放大。然后，第二補(bǔ)償信號(hào)輸入到作為第一次級(jí)聲發(fā)生部的揚(yáng)聲器103，并作為用以抵消不必要的次級(jí)聲的次級(jí)聲而從揚(yáng)聲器103發(fā)出，其中不必要的次級(jí)聲是由于從揚(yáng)聲器104輸出的次級(jí)聲對(duì)于作為評(píng)價(jià)點(diǎn)的麥克風(fēng)101的影響而產(chǎn)生的，即其是由于圖2所示的C10的路徑而產(chǎn)生的。
麥克風(fēng)101、102通過電線與控制部106相連接，檢測(cè)噪音并傳送檢測(cè)值到控制部106?？刂撇?06基于這些輸入值，使用第一和第二適應(yīng)型濾波器108a、108b以及第一和第二補(bǔ)償濾波器109a、109b，為降低噪音計(jì)算第一和第二控制信號(hào)X0、X1。然后，第一和第二控制信號(hào)X0、X1分別變換為2組揚(yáng)聲器103、104的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，通過電線從2組揚(yáng)聲器103、104輸出用以抵消噪音的次級(jí)聲。這種情況下，前座側(cè)的2個(gè)揚(yáng)聲器103分別由相同的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)，同樣地后座側(cè)的2個(gè)揚(yáng)聲器104也分別由相同的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)。另外，四個(gè)揚(yáng)聲器103、104兼用作車載的音頻裝置的揚(yáng)聲器。
然后，說明第一補(bǔ)正濾波器105a和第二補(bǔ)正濾波器105b的動(dòng)作。如圖2所示，設(shè)定第一補(bǔ)正濾波器105a的濾波器系數(shù)為c^0，第二補(bǔ)正濾波器105b的濾波器系數(shù)為c^1，從前座的揚(yáng)聲器103到前座麥克風(fēng)101的傳輸特性為C00，從前座的揚(yáng)聲器103到后座的麥克風(fēng)102的傳輸特性為C01，從后座的揚(yáng)聲器104到前座的麥克風(fēng)101的傳輸特性為C10、從后座的揚(yáng)聲器104到后座的麥克風(fēng)102的傳輸特性為C11。
如上所述，通過分別設(shè)定各構(gòu)成的傳輸特性，到達(dá)前座的麥克風(fēng)101時(shí)，來自前座的揚(yáng)聲器103的次級(jí)聲Y0可以表示為Y0＝(X0+F1·X1)·C00。同樣地，到達(dá)前座的麥克風(fēng)101時(shí)，來自后座的揚(yáng)聲器104的次級(jí)聲Y1可以表示為Y1＝(X1+F0·X0)·C10。
另外，到達(dá)后座的麥克風(fēng)102時(shí)，來自前座的揚(yáng)聲器103的次級(jí)聲Y3可以表示為Y3＝(X0+F1·X1)·C01。同樣地，到達(dá)后座的麥克風(fēng)102時(shí)，來自后座的揚(yáng)聲器104的次級(jí)聲Y4可以表示為Y4＝(X1+F0·X0)·C11。
通過麥克風(fēng)101加上上述各次級(jí)聲并輸入到第一濾波器系數(shù)更新部111a，因此第一濾波器系數(shù)更新部111a的輸入信號(hào)(Y0+Y1)通過下式表示。
Y0+Y1＝(X0+X1·F1)·C00+(X1+X0·F0)·C10＝(C00+F0·C10)·X0+(C10+F1·C00)·X1……(1)此處，為了漸次降低麥克風(fēng)101的噪音，設(shè)計(jì)第一補(bǔ)正濾波器105a的濾波器系數(shù)c^0以示出從第一適應(yīng)型濾波器108a的輸出X0到第一濾波器系數(shù)更新部111a的傳輸特性。如此定義該濾波器系數(shù)c^0時(shí)，第一補(bǔ)正濾波器105a的第一濾波器系數(shù)c^0在式(1)中僅影響第一控制信號(hào)X0有貢獻(xiàn)的項(xiàng)，因此可以通過下式表示。
c^0＝(C00+F0·C10)……(2)同樣地，通過麥克風(fēng)102加上上述各次級(jí)聲并輸入到第二濾波器系數(shù)更新部111b，因此第二濾波器系數(shù)更新部111b的輸入信號(hào)(Y3+Y4)用下式表示。
Y3+Y4＝(C01+F0·C11)·X0+(C11+F1·C01)·X1……(3)此處，同樣地，為了漸次降低麥克風(fēng)102的噪音，設(shè)計(jì)第二補(bǔ)正濾波器105b的濾波器系數(shù)c^1以表示從第二適應(yīng)型濾波器108b的輸出X1到第二濾波器系數(shù)更新部111b的傳輸特性。當(dāng)如此定義該濾波器系數(shù)c^1時(shí)，第二補(bǔ)正濾波器105b的濾波器系數(shù)c^1在式(3)中僅影響第二控制信號(hào)X1有貢獻(xiàn)的項(xiàng)，因此可以表示為下式。
c^1＝C11+F1·C01 ……(4)這樣，對(duì)于本實(shí)施例的能動(dòng)型振動(dòng)噪音控制裝置，設(shè)計(jì)第一補(bǔ)正濾波器105a的補(bǔ)正值為(C00+F0·C10)，其中C00為從前座側(cè)的揚(yáng)聲器103到前座側(cè)的麥克風(fēng)101的傳輸特性，F(xiàn)0為補(bǔ)償濾波器109a的濾波器系數(shù)并且C10為從后座側(cè)的揚(yáng)聲器104到前座側(cè)的麥克風(fēng)101的傳輸特性。并且設(shè)計(jì)第二補(bǔ)正濾波器105b的補(bǔ)正值為(C11+F1·C01)，其中C11為從后座側(cè)的揚(yáng)聲器104到后座側(cè)的麥克風(fēng)102的傳輸特性，F(xiàn)1為補(bǔ)償濾波器109b的濾波器系數(shù)并且C01為從前座側(cè)的揚(yáng)聲器103到后座側(cè)的麥克風(fēng)102的傳輸特性。
而且，在本實(shí)施例的能動(dòng)型振動(dòng)噪音控制裝置中，在前座的評(píng)價(jià)點(diǎn)設(shè)置作為第一誤差信號(hào)檢測(cè)部的麥克風(fēng)101，從前座的揚(yáng)聲器103發(fā)送控制該位置的振動(dòng)噪音的信號(hào)，同時(shí)從后座的揚(yáng)聲器104發(fā)送用以消除前座的次級(jí)聲對(duì)后座的影響的次級(jí)聲；并且在后座的評(píng)價(jià)點(diǎn)設(shè)置作為第二誤差信號(hào)檢測(cè)部的麥克風(fēng)102，從后座的揚(yáng)聲器104發(fā)送控制該位置的振動(dòng)噪音的信號(hào)，同時(shí)從前座的揚(yáng)聲器103發(fā)送用以消除后座次級(jí)聲對(duì)于前座的影響的次級(jí)聲。
為了如此使該能動(dòng)型振動(dòng)噪音控制裝置動(dòng)作，設(shè)計(jì)補(bǔ)償濾波器109a、109b的濾波器系數(shù)F0、F1以滿足下面的式(5)和式(6)。
C01＝-C11·F0 ……(5)C10＝-C00·F1 ……(6)這樣，通過如此設(shè)計(jì)各補(bǔ)償濾波器109a、109b，式(1)和式(3)分別表示如下。
Y0+Y1＝(C00+F0·C10)·X0＝c^0·X0……(7)Y3+Y4＝(C11+F1·C01)·X1＝c^1·X1……(8)如式(7)、式(8)所示，從麥克風(fēng)101輸入到第一濾波器系數(shù)更新部111a的信號(hào)(Y0+Y1)僅根據(jù)第一控制信號(hào)X0而變化。同樣地，從麥克風(fēng)102輸入到第二濾波器系數(shù)更新部111b的信號(hào)(Y3+Y4)僅根據(jù)第二控制信號(hào)X1而變化。因此，通過如上述那樣設(shè)計(jì)補(bǔ)償濾波器109a、109b，可以抑制在降低前座側(cè)的噪音時(shí)在后座側(cè)發(fā)生的噪音，以及在降低后座側(cè)的噪音時(shí)在前座側(cè)發(fā)生的噪音。
如上所述，在本實(shí)施例的能動(dòng)型振動(dòng)噪音控制裝置中，第一補(bǔ)償濾波器109a的濾波器系數(shù)F0基于從作為第一次級(jí)聲發(fā)生部的揚(yáng)聲器103到作為第二誤差信號(hào)檢測(cè)部的麥克風(fēng)102的傳輸特性C01，與從作為第二次級(jí)聲發(fā)生部的揚(yáng)聲器104到作為第二誤差信號(hào)檢測(cè)部的麥克風(fēng)102的傳輸特性C11之比而得到。另外，第二補(bǔ)償濾波器109b的濾波器系數(shù)F1基于從作為第二次級(jí)聲發(fā)生部的揚(yáng)聲器104到作為第一誤差信號(hào)檢測(cè)部的麥克風(fēng)101的傳輸特性C10，與從作為第一次級(jí)聲發(fā)生部的揚(yáng)聲器103到作為第一誤差信號(hào)檢測(cè)部的麥克風(fēng)101的傳輸特性C00之比而得到。
但是，第一適應(yīng)型濾波器108a的濾波器系數(shù)W0，通過第一濾波器系數(shù)更新部111a，基于從第一補(bǔ)正濾波器105a輸出的第一參照信號(hào)和來自麥克風(fēng)101的誤差信號(hào)而逐次更新。另外第二適應(yīng)型濾波器108b的濾波器系數(shù)W1，通過第二濾波器系數(shù)更新部111b，基于從第二補(bǔ)正濾波器105b輸出的第二參照信號(hào)和來自麥克風(fēng)102的誤差信號(hào)而逐次更新。本實(shí)施例中，使用通常地作為濾波器系數(shù)更新部的算法(algorithm)的一種最速下降法(steepest descent method)的LMS(Least Mean Square最小均方)，更新濾波器系數(shù)W0和W1。將作為第一補(bǔ)正濾波器105a的輸出第一參照信號(hào)設(shè)定為r0，作為第二補(bǔ)正濾波器105b的輸出第二參照信號(hào)設(shè)定為r1，將從麥克風(fēng)101得到誤差信號(hào)設(shè)定為e0，將從麥克風(fēng)102得到的誤差信號(hào)設(shè)定為e1。然后，將LMS使用的作為微小值的步長(zhǎng)參數(shù)(step sizeparameter)設(shè)定為μ，這樣的話濾波器系數(shù)W0(n+1)和W1(n+1)可以通過下面的式(9)和式(10)遞歸地表示。
W0(n+1)＝W0(n)-μ·e0(n)·r0(n)……(9)W1(n+1)＝W1(n)-μ·e1(n)·r1(n)……(10)通過該方法，根據(jù)適應(yīng)型控制，濾波器系數(shù)W0、W1可以遞歸地收斂到最佳值，從而使得誤差信號(hào)e0、e1變小，即使得作為噪音抑制部的麥克風(fēng)101和102的噪音減小。
如上所述，本實(shí)施例的能動(dòng)型振動(dòng)噪音控制裝置，在從揚(yáng)聲器103、104到麥克風(fēng)101、102的位置的各傳輸特性變化的情況下也可以跟隨噪音的變化從而降低噪音。而且不僅降低前座處的振動(dòng)噪音，還可以降低車廂內(nèi)全部區(qū)域的(前座和后座)的振動(dòng)噪音。
另外，本實(shí)施例的能動(dòng)型振動(dòng)噪音控制裝置具有兩個(gè)次級(jí)聲發(fā)生部和兩個(gè)誤差信號(hào)檢測(cè)部，但是其各為三個(gè)或其以上也是可以的。這樣的構(gòu)成亦使得即使在次級(jí)聲發(fā)生部和誤差信號(hào)檢測(cè)部之間的傳輸特性分別變化的情況下，也可以跟隨噪音的變化從而降低噪音。因此，可以在更廣的范圍內(nèi)降低噪音。
(實(shí)施例2)下面說明本發(fā)明實(shí)施例2的能動(dòng)型振動(dòng)噪音控制裝置。本實(shí)施例的能動(dòng)型振動(dòng)噪音控制裝置構(gòu)成為，將補(bǔ)正濾波器和補(bǔ)償濾波器的濾波器系數(shù)按照各個(gè)頻率預(yù)先求出后存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器內(nèi)，并使其可以根據(jù)基準(zhǔn)信號(hào)的頻率自由檢索(free retrieval)。圖3中基準(zhǔn)信號(hào)在分解為正弦波和余弦波的狀態(tài)下畫出，其余構(gòu)成均與圖2的相同。
圖3為表示本實(shí)施例的能動(dòng)型振動(dòng)噪音控制裝置的構(gòu)成的框圖。如圖所示，從引擎ECU110，NE脈沖從控制部106送出。與引擎轉(zhuǎn)動(dòng)同步的低沉聲音具有窄頻帶，即與正弦波的波形近似，該頻率的低沉聲音可以以正弦波(sin波)和余弦波(cos波)的和表示出來。即低沉聲音通過正弦波和余弦波的和表示出來，與其對(duì)應(yīng)基于引擎ECU110生成的基準(zhǔn)信號(hào)也同樣地可以分解為正弦波和余弦波而生成。
如圖3所示，從余弦波發(fā)生器120輸出的基準(zhǔn)信號(hào)的余弦波成分和從正弦波發(fā)生器121輸出的正弦波成分如圖3那樣分別乘以信號(hào)傳輸特性的系數(shù)C0、C1、C2、C3，并通過加法器相加以生成參照信號(hào)。像前述那樣，參照信號(hào)乘以誤差信號(hào)e0(n)、e1(n)和步長(zhǎng)參數(shù)μ，并從適應(yīng)型濾波器108a、108b的濾波器系數(shù)W0a、W0b、W1a、W1b的當(dāng)前值減去所得的積以算出W0a、W0b、W1a、W1b的下回值(參照式(9)、(10))。
來自適應(yīng)型濾波器108a、108b的輸出分別通過加法器相加，并從作為次級(jí)聲發(fā)生部的揚(yáng)聲器103、104輸出。補(bǔ)償信號(hào)也同樣，如圖3所示，其正弦波和余弦波分別乘以補(bǔ)償濾波器的系數(shù)F0、F1、F2、F3，并分別通過加法器相加。
通過該構(gòu)成，本實(shí)施例的能動(dòng)型振動(dòng)噪音控制裝置，即使在從揚(yáng)聲器103、104到麥克風(fēng)101、102的位置的各傳輸特性變化的情況下，也可以跟隨噪音的變化從而降低噪音。另外，不僅可以減小前座的振動(dòng)噪音，還可以減小車廂內(nèi)全部區(qū)域(前座和后座)的振動(dòng)噪音。
此處，本方法為，將在除去窄頻帶的頻率的低沉聲音時(shí)所使用的陷波濾波器利用于適應(yīng)控制算法，并通過數(shù)字信號(hào)處理使得與正交信號(hào)的系數(shù)相對(duì)應(yīng)的濾波器系數(shù)W0a、W0b和W1a、W1b跟隨引擎轉(zhuǎn)速的變化，該方法也稱為SAN(Single-Frequency Adaptive Notch單頻自適應(yīng)陷波)方法。通過該構(gòu)成，可以減小運(yùn)算部的負(fù)荷，因此可以通過使用低價(jià)的微處理芯片等而實(shí)現(xiàn)，而不用高價(jià)的DSP。
工業(yè)適用性本發(fā)明的能動(dòng)型振動(dòng)噪音控制裝置，通過使用多個(gè)作為次級(jí)聲輸出部的揚(yáng)聲器和多個(gè)作為誤差信號(hào)檢測(cè)部的麥克風(fēng)，不僅可以降低車廂內(nèi)的一部分的振動(dòng)噪音，也可以降低包含前座和后座的車廂內(nèi)全部區(qū)域的振動(dòng)噪音，因此可以適用于汽車等。
權(quán)利要求
1.一種能動(dòng)型振動(dòng)噪音控制裝置，其包括基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生部，用以生成從引擎等噪聲源發(fā)生的噪音的頻率中選擇的諧波的基準(zhǔn)信號(hào)，第一適應(yīng)型濾波器，基于所述基準(zhǔn)信號(hào)輸出第一控制信號(hào)，第二適應(yīng)型濾波器，基于所述基準(zhǔn)信號(hào)輸出第二控制信號(hào)，第一次級(jí)聲發(fā)生部，基于所述第一控制信號(hào)發(fā)生消除所述噪音的次級(jí)聲，第二次級(jí)聲發(fā)生部，基于所述第二控制信號(hào)發(fā)生消除所述噪音的次級(jí)聲，第一誤差信號(hào)檢測(cè)部和第二誤差信號(hào)檢測(cè)部，用以檢測(cè)作為誤差信號(hào)的所述次級(jí)聲和所述噪音的干擾結(jié)果，第一補(bǔ)正濾波器，以模擬從所述第一次級(jí)聲發(fā)生部到所述第一誤差信號(hào)檢測(cè)部的傳輸特性的特性處理所述基準(zhǔn)信號(hào)并輸出第一參照信號(hào)，第二補(bǔ)正濾波器，以模擬從所述第二次級(jí)聲發(fā)生部到所述第二誤差信號(hào)檢測(cè)部的傳輸特性的特性處理所述基準(zhǔn)信號(hào)并輸出第二參照信號(hào)，第一濾波器系數(shù)更新部，基于所述第一參照信號(hào)和來自于所述第一誤差信號(hào)檢測(cè)部的誤差信號(hào)更新所述第一適應(yīng)型濾波器的系數(shù)，第二濾波器系數(shù)更新部，基于所述第二參照信號(hào)和來自于所述第二誤差信號(hào)檢測(cè)部的誤差信號(hào)更新所述第二適應(yīng)型濾波器的系數(shù)，其中所述能動(dòng)型振動(dòng)噪音控制裝置包括，將所述第一控制信號(hào)和所述第二控制信號(hào)通過各濾波器系數(shù)補(bǔ)正，并輸出第一補(bǔ)償信號(hào)和第二補(bǔ)償信號(hào)的第一補(bǔ)償濾波器和第二補(bǔ)償濾波器，而且所述第一次級(jí)聲發(fā)生部將從所述第一適應(yīng)型濾波器輸出的所述第一控制信號(hào)，與從所述第二適應(yīng)型濾波器輸出并經(jīng)所述第二補(bǔ)償濾波器補(bǔ)正的所述第二補(bǔ)償信號(hào)的和作為次級(jí)聲輸出，所述第二次級(jí)聲發(fā)生部將從所述第二適應(yīng)型濾波器輸出的所述第二控制信號(hào)，與從所述第一適應(yīng)型濾波器輸出并經(jīng)所述第一補(bǔ)償濾波器補(bǔ)正的所述第一補(bǔ)償信號(hào)的和作為次級(jí)聲輸出，所述第一補(bǔ)償濾波器的濾波器系數(shù)基于從所述第一次級(jí)聲發(fā)生部到所述第二誤差信號(hào)檢測(cè)部的傳輸特性與從所述第二次級(jí)聲發(fā)生部到所述第二誤差信號(hào)檢測(cè)部的傳輸特性之比而得到，以及所述第二補(bǔ)償濾波器的濾波器系數(shù)基于從所述第二次級(jí)聲發(fā)生部到所述第一誤差信號(hào)檢測(cè)部的傳輸特性與從所述第一次級(jí)聲發(fā)生部到所述第一誤差信號(hào)檢測(cè)部的傳輸特性之比而得到。
全文摘要
在前座的評(píng)價(jià)點(diǎn)設(shè)置麥克風(fēng)(101)，從前座的揚(yáng)聲器(103)發(fā)送用以控制該位置的振動(dòng)噪音的信號(hào)，同時(shí)從后座的揚(yáng)聲器(104)發(fā)送用于消除前座的次級(jí)聲對(duì)于后座的影響的次級(jí)聲，并且在后座的評(píng)價(jià)點(diǎn)設(shè)置麥克風(fēng)(102)，從揚(yáng)聲器(104)發(fā)送用以控制該位置的振動(dòng)噪音的次級(jí)聲，同時(shí)從前座的揚(yáng)聲器(103)發(fā)送用以消除后座的次級(jí)聲對(duì)于前座的影響的次級(jí)聲。
文檔編號(hào)B60R11/02GK101031957SQ20068000090
公開日2007年9月5日 申請(qǐng)日期2006年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月27日
發(fā)明者吉田茂樹, 大西將秀, 中村由男 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社