專利名稱：有源噪聲控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有源噪聲控制裝置，由其對路面噪聲等振動噪聲產(chǎn)生抵消聲波以降低該振動噪聲。
背景技術(shù)：
作為有關(guān)車廂內(nèi)振動噪聲的用來控制該噪聲的裝置，人們公知有有源噪聲控制裝置(Active Noise Control Apparatus，以下稱為“ANC裝置”)。在ANC裝置中，通過設(shè)置在車廂內(nèi)的揚聲器產(chǎn)生與振動噪聲的相位相反的抵消聲波而降低該振動噪聲。另外，由設(shè)置在乘員耳邊的麥克風(fēng)測出殘余噪聲，此殘余噪聲表示抵消聲波與振動噪聲的差值，此差值用于其后的抵消聲波的生成過程中。ANC裝置例如有以下種類，S卩，一種用來降低因搭載在車輛上的發(fā)動機工作(振動)而在車廂內(nèi)產(chǎn)生的振動噪聲(發(fā)動機發(fā)出的低頻聲音)，一種用來降低車輛行駛中因車輪與路面的接觸而在車廂內(nèi)產(chǎn)生的振動噪聲(路面噪聲)。路面噪聲的產(chǎn)生機理非常復(fù)雜，但它會通過例如圖6所示的路徑傳遞到乘員耳邊。在用來降低路面噪聲的ANC裝置中，有一種是將用來測出車輪振動的一個或多個加速度傳感器設(shè)置在懸架上，用其檢測值來計算抵消路面噪聲用的抵消聲波(日本發(fā)明專利公開公報特開平05-265471、日本發(fā)明專利公開公報特開平06-059688、日本發(fā)明專利公開公報特開平06-250672和日本發(fā)明專利公開公報特開平07-(^8474)。在這類ANC裝置中， 對基于加速度傳感器的檢測值而生成的基準(zhǔn)信號進行自適應(yīng)控制處理，再根據(jù)進行該自適應(yīng)控制處理而生成的控制信號產(chǎn)生抵消聲波。在上述自適應(yīng)控制處理中調(diào)整基準(zhǔn)信號的振幅，以使振動噪聲與抵消聲波的差值最小。但像上述各公開公報中所述的那樣將加速度傳感器設(shè)置在懸架上時，不僅會測出車輪的振動，還會測出由發(fā)動機產(chǎn)生的振動。即，如圖7所示，由發(fā)動機產(chǎn)生的振動經(jīng)構(gòu)成懸架的轉(zhuǎn)向節(jié)、下臂、上臂和減震彈簧傳遞到車身，并且因此產(chǎn)生源自發(fā)動機的低頻聲音。 所以，將加速度傳感器設(shè)置在懸架上時，由加速度傳感器測出的檢測值中不僅包含車輪的振動成分，還包含由發(fā)動機產(chǎn)生的振動成分。因此，在上述自適應(yīng)控制處理時，控制對象中， 不僅包含車輪的振動成分，還包含由發(fā)動機產(chǎn)生的振動成分。由于車輪的振動成分與由發(fā)動機產(chǎn)生的振動成分之間不存在相關(guān)關(guān)系，所以會導(dǎo)致對路面噪聲的降噪性能的下降。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述情況，本發(fā)明的目的在于提供一種能解決上述技術(shù)問題的有源噪聲控制裝置，以提高對振動噪聲的降噪性能。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述的有源噪聲控制裝置具有振動檢測部，其用來測出在振動傳遞路徑中傳遞的復(fù)合振動，該復(fù)合振動包括生成車輛的驅(qū)動力或傳遞驅(qū)動力時轉(zhuǎn)動體產(chǎn)生的振動和因車輪與路面的接觸而產(chǎn)生的車輪的振動；第1基準(zhǔn)信號生成部，其根據(jù)由上述振動檢測部測出的復(fù)合振動生成第1基準(zhǔn)信號，該第1基準(zhǔn)信號用來確定與車廂內(nèi)振動噪聲對應(yīng)的抵消聲波的基準(zhǔn)波形；第2基準(zhǔn)信號生成部，由其生成第2基準(zhǔn)信號，該第2基準(zhǔn)信號是從上述第1基準(zhǔn)信號中去除產(chǎn)生與上述轉(zhuǎn)動體的振動噪聲對應(yīng)的抵消聲波的成分后得到的，用來確定與上述車輪的振動噪聲對應(yīng)的抵消聲波的基準(zhǔn)波形；控制信號生成部，其用來對上述第2基準(zhǔn)信號進行自適應(yīng)控制處理而生成控制信號，其中，所述自適應(yīng)控制處理用來減小上述車廂內(nèi)振動噪聲和上述抵消聲波的差值；抵消聲波發(fā)生部，其根據(jù)上述控制信號發(fā)出上述抵消聲波；差值檢測部，由其測出殘余噪聲并輸出對應(yīng)于該殘余噪聲的差值信號，該殘余噪聲為上述車廂內(nèi)振動噪聲和上述抵消聲波的差值。采用本發(fā)明時，復(fù)合振動包括車輪的振動成分以及轉(zhuǎn)動體的振動成分，根據(jù)該復(fù)合振動生成第1基準(zhǔn)信號，從該第1基準(zhǔn)信號中去除產(chǎn)生與轉(zhuǎn)動體的振動噪聲對應(yīng)的抵消聲波的成分后得到第2基準(zhǔn)信號，該第2基準(zhǔn)信號用來確定與車輪的振動噪聲對應(yīng)的抵消聲波的基準(zhǔn)波形另外，對第2基準(zhǔn)信號進行自適應(yīng)控制處理而生成控制信號，利用該控制信號產(chǎn)生抵消聲波。其中，所述自適應(yīng)控制處理用來減小車廂內(nèi)振動噪聲和抵消聲波的差值。由于用于該自適應(yīng)控制處理的第2基準(zhǔn)信號中，已去除了產(chǎn)生與轉(zhuǎn)動體的振動噪聲對應(yīng)的抵消聲波的成分，因此，在上述自適應(yīng)控制處理中，沒有了減小因轉(zhuǎn)動體的振動噪聲而造成的差值的計算。所以能去除因包含在復(fù)合振動中的轉(zhuǎn)動體的振動成分而產(chǎn)生的、對計算車輪的振動成分造成的影響。因此，本發(fā)明可以提高有源噪聲控制裝置的降噪性能。上述第2基準(zhǔn)信號生成部具有第3基準(zhǔn)信號生成部，由其生成第3基準(zhǔn)信號，由該第3基準(zhǔn)信號確定與上述轉(zhuǎn)動體的振動噪聲對應(yīng)的抵消聲波的基準(zhǔn)波形；第1自適應(yīng)濾波器，由其對上述第3基準(zhǔn)信號進行自適應(yīng)濾波處理并輸出第2控制信號，該自適應(yīng)濾波處理中使用第1濾波系數(shù)；減法器，其用來從上述第1基準(zhǔn)信號中減去第2控制信號，從上述第1基準(zhǔn)信號中去除生成與上述轉(zhuǎn)動體的振動噪聲對應(yīng)的抵消聲波的成分而輸出上述第2 基準(zhǔn)信號；延遲器，由其使上述第2基準(zhǔn)信號產(chǎn)生延時；第1濾波系數(shù)更新部，其用來順次更新上述第1濾波系數(shù)，以使上述第2基準(zhǔn)信號最小。因此，本發(fā)明可更精準(zhǔn)地從第1基準(zhǔn)信號中去除生成與轉(zhuǎn)動體的振動噪聲對應(yīng)的抵消聲波的成分。

上述控制信號生成部具有第2自適應(yīng)濾波器，由其對上述第2基準(zhǔn)信號進行自適應(yīng)濾波處理并輸出上述控制信號，該自適應(yīng)濾波處理中使用第2濾波系數(shù)；參照信號生成部，由其根據(jù)從上述抵消聲波發(fā)生部到上述差值檢測部的傳遞特性來修正上述第2基準(zhǔn)信號而生成參照信號；濾波系數(shù)更新部，其根據(jù)上述參照信號以及上述差值信號順次更新上述第2濾波系數(shù)，以使上述差值信號最小。因此，本發(fā)明可以更精準(zhǔn)地降低車廂內(nèi)振動噪聲和抵消聲波的差值。


圖1是表示搭載有本發(fā)明一個實施方式所述的有源噪聲控制裝置的車輛的大致結(jié)構(gòu)圖。圖2是說明設(shè)置在上述車輛上的加速度傳感器單元的安裝位置、由發(fā)動機產(chǎn)生的振動和車輪的振動的傳遞路徑的示意圖。圖3是用電路的方式表示上述有源噪聲控制裝置中通過軟件處理完成的大致功能的框圖。圖4是表示在上述實施方式中生成抵消聲波的流程圖。圖5中(A)是表示在沒有對由發(fā)動機產(chǎn)生的低頻聲音成分進行去除處理而使上述有源噪聲控制裝置工作時的車廂內(nèi)的振動噪聲的聲壓特性、和沒有使上述有源噪聲控制裝置工作時的車廂內(nèi)的振動噪聲的聲壓特性的圖，圖5中(B)是表示在伴隨著對由上述發(fā)動機產(chǎn)生的低頻聲音成分進行去除處理并且使上述有源噪聲控制裝置工作時的車廂內(nèi)的振動噪聲的聲壓特性、和未使上述有源噪聲控制裝置工作時的車廂內(nèi)的振動噪聲的聲壓特性的圖。圖6是表示路面噪聲的產(chǎn)生機理的圖。圖7是表示由發(fā)動機產(chǎn)生的低頻聲音的產(chǎn)生機理的圖。
具體實施例方式[A、一個實施方式]下面參照

本發(fā)明的一個實施方式。1.整體及各部分結(jié)構(gòu)(1)整體結(jié)構(gòu)圖1是表示搭載有本發(fā)明一個實施方式所述的有源噪聲控制裝置12 (以下稱為 “ANC裝置12”)的車輛10的大致結(jié)構(gòu)圖。車輛10可以是汽油發(fā)動機驅(qū)動的汽車、電動汽車、燃料電池汽車。ANC裝置12與設(shè)置在懸架14上的多個加速度傳感器單元16、用來控制發(fā)動機E 的燃油噴射狀況的燃油噴射控制裝置18 {以下稱為“FI E⑶18 (FI E⑶Fuel Injection Electronic Control Unit) ”)}、揚聲器20、麥克風(fēng)22相連接。另外，在ANC裝置12與揚聲器20之間設(shè)置有放大器24。根據(jù)由加速度傳感器單元16測出的垂直相交的3個軸向方向的振動加速度Ax、Ay、Az [mm/s/s]、由FI E⑶18輸出的發(fā)動機脈沖Ep、由麥克風(fēng)22輸出的差值信號e，通過該ANC裝置12生成第2合成控制信號Scc2。第2合成控制信號
由放大器M放大后輸出給揚聲器20。揚聲器20產(chǎn)生與第2合成控制信號相對應(yīng)的抵消聲波CS。產(chǎn)生于車輛10的車廂內(nèi)的振動噪聲為復(fù)合振動噪聲(復(fù)合噪聲NZc)，其包括伴隨發(fā)動機的振動而產(chǎn)生的振動噪聲(由發(fā)動機產(chǎn)生的低頻聲音NZe)和車輛10在行駛中車輪沈與路面R的接觸而引起的車輪沈的振動并由此產(chǎn)生的振動噪聲(路面噪聲NZr)。在本實施方式的ANC裝置12中，由于用抵消聲波CS抵消復(fù)合噪聲NZc中的路面噪聲NZr成分， 從而可獲得降噪效果。另外，ANC裝置12除了可以降低路面噪聲N^ 之外，還可使其同時具有降低由發(fā)動機產(chǎn)生的低頻聲音NZe的功能。即，可使ANC裝置12兼具現(xiàn)有技術(shù)中的降低由發(fā)動機產(chǎn)生的低頻聲音NZe的結(jié)構(gòu)(例如，日本發(fā)明專利公開公報特開2004-361721的結(jié)構(gòu))。還有，雖未在圖1中示出，但加速度傳感器單元16設(shè)置有4個(參照圖幻，各加速度傳感器單元16分別與4個車輪沈(左前輪、右前輪、左后輪、右后輪)對應(yīng)設(shè)置。而且在圖1和圖3中，為便于理解本發(fā)明，揚聲器20與麥克風(fēng)22都只設(shè)置有一個，但可根據(jù)ANC 裝置12的用途的不同而使用多個揚聲器20與麥克風(fēng)22。此時，其他構(gòu)件的個數(shù)也可作相應(yīng)改變。(2)懸架14與加速度傳感器單元16如圖2所示，加速度傳感器單元16設(shè)置在懸架14中的轉(zhuǎn)向節(jié)30上，轉(zhuǎn)向節(jié)30與車輪26的輪圈32連接。懸架14除轉(zhuǎn)向節(jié)30外，還有上臂34、下臂40、減震器46。其中， 上臂34通過連接部件38a、38b分別與轉(zhuǎn)向節(jié)30、車身36連接；下臂40通過連接部件44a、 44b分別與轉(zhuǎn)向節(jié)30、副車架42連接；減震器46經(jīng)減震彈簧48、連接部件50分別與車身 36、下臂40連接。車身36與副車架42通過連接部件52相連接。另外，從發(fā)動機E延伸過來的傳動軸54插入轉(zhuǎn)向節(jié)30的內(nèi)部并且可以轉(zhuǎn)動。還有，發(fā)動機E與副車架42通過連接部件56相連接。 如圖3所示，各加速度傳感器單元16具有3個加速度傳感器60x、60y、60z，它們分別用來測出轉(zhuǎn)向節(jié)30的振動加速度Ax、Ay、Az。加速度傳感器60x測出的振動加速度Ax 表示轉(zhuǎn)向節(jié)30在車輛10的前后方向(圖1中X方向)上的振動加速度[mm/s/s]。加速度傳感器60y測出的振動加速度Ay表示轉(zhuǎn)向節(jié)30在車輛10的左右方向(圖1中Y方向) 上的振動加速度[mm/s/s]。加速度傳感器60z測出的振動加速度Az表示轉(zhuǎn)向節(jié)30在車輛 10的上下方向(圖1中Z方向)上的振動加速度[mm/s/s]。

各加速度傳感器單元16將在各轉(zhuǎn)向節(jié)30處測出的振動加速度Ax、Ay、Ay (表示它們的信號)發(fā)送給ANC裝置12。(3) FI ECU 18由FI E⑶18控制發(fā)動機E的燃油噴射狀況或點火時刻，并且將對應(yīng)于點火狀況的發(fā)動機脈沖Ep發(fā)送給ANC裝置12。(4) ANC 裝置 12(a)整體結(jié)構(gòu)由ANC裝置12控制從揚聲器20發(fā)出的抵消聲波CS，ANC裝置12具有微型計算機 58、存儲器59(參照圖1)、未圖示的輸入回路和輸出回路等。微型計算機58可通過軟件處理來起到確定抵消聲波CS的功能(確定抵消聲波功能)等作用。圖3是用電路的方式表示微型計算機58中通過軟件處理完成的大致功能的框圖。如上所述，車輛10具有4個加速度傳感器單元16，它們分別與4個車輪26對應(yīng)設(shè)置。各加速度傳感器單元16具有加速度傳感器60X、60y、60z，它們分別用來測出振動加速度Ax、Ay、Az。由各加速度傳感器單元16測出的振動加速度Ax、Ay、Az輸出給ANC裝置 12。另外，來自FI E⑶18的發(fā)動機脈沖Ep也輸出給ANC裝置12。ANC裝置12具有由發(fā)動機產(chǎn)生的低頻聲音NZe用的基準(zhǔn)信號生成部62、與每個加速度傳感器單元16對應(yīng)設(shè)置的信號控制部64x、64y和64z、第1加法器66、第2加法器68。 每個加速度傳感器60x所對應(yīng)的信號控制部64x、每個加速度傳感器60y所對應(yīng)的信號控制部64y、每個加速度傳感器60x所對應(yīng)的信號控制部64z都具有相同的結(jié)構(gòu)。另外，在圖3中，只詳細(xì)記載多個信號控制部64x、64y和64z中位于最上部的信號控制部64z的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，省略了其他信號控制部64x、64y和64z的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。(b)由發(fā)動機產(chǎn)生的低頻聲音NZe用的基準(zhǔn)信號生成部62由基準(zhǔn)信號生成部62生成基于發(fā)動機脈沖Ep的由發(fā)動機產(chǎn)生的低頻聲音的基準(zhǔn)信號Sbe (以下也稱為“基準(zhǔn)信號Sbe”)。發(fā)動機脈沖Ep與發(fā)動機E內(nèi)的點火周期相等，而點火周期又與發(fā)動機E的轉(zhuǎn)動周期[s]相等。換言之，發(fā)動機脈沖Ep的頻率[Hz]與發(fā)動機的振動頻率相等。這樣，發(fā)動機脈沖Ep的頻率也與作為發(fā)動機E的振動噪聲源的振動噪聲(由發(fā)動機產(chǎn)生的低頻聲音NZe)的頻率具有相關(guān)關(guān)系。
由于基準(zhǔn)信號Sbe基于發(fā)動機脈沖Ep而生成，所以基準(zhǔn)信號Sbe的頻率與發(fā)動機脈沖Ep的頻率的各次數(shù)成分(例如有4個氣缸時為2次、4次、6次、8次、...)相等。換言之，基準(zhǔn)信號Sbe的頻率[Hz]與發(fā)動機E的轉(zhuǎn)動頻率[Hz]的各次數(shù)成分相等。因此，基準(zhǔn)信號Sbe與由發(fā)動機產(chǎn)生的低頻聲音NZe的頻率具有相關(guān)關(guān)系。(c)信號控制部 64x、64y、64z各信號控制部6^、64y、6^具有復(fù)合噪聲似c用的基準(zhǔn)信號生成部70、路面噪聲用的基準(zhǔn)信號生成部72、控制信號生成部74。(i)基準(zhǔn)信號生成部70根據(jù)各加速度傳感器60x、60y、60z測出的振動加速度Ax、AyjZ，由基準(zhǔn)信號生成部70生成表示與復(fù)合噪聲NZc對應(yīng)的抵消聲波CS的基準(zhǔn)波形的復(fù)合噪聲基準(zhǔn)信號Sbc (以下也稱為“基準(zhǔn)信號Sbc”)。如圖2所示，由于除了車輛10在行駛中因車輪沈接觸路面R而引起的車輪沈的振動(車輪振動Vr)會傳遞給轉(zhuǎn)向節(jié)30外，伴隨發(fā)動機E的工作而產(chǎn)生的振動(發(fā)動機振動Ve)也會傳遞給該轉(zhuǎn)向節(jié)30。因此，振動加速度Ax、Ay、h表示的是復(fù)合了車輪振動Vr 以及發(fā)動機振動Ve兩方面的振動(復(fù)合振動Vc)的加速度[mm/s/s]。由于車輪振動Vr的加速度[mm/s/s]與路面噪聲NZr的頻率[Hz]具有相關(guān)關(guān)系，發(fā)動機振動Ve的加速度[mm/ s/s]與由發(fā)動機產(chǎn)生的低頻聲音NZe的頻率[Hz]具有相關(guān)關(guān)系。所以，復(fù)合振動Vc的加速度分別與路面噪聲NZr以及由發(fā)動機產(chǎn)生的低頻聲音NZe的頻率具有相關(guān)關(guān)系。因此， 表示復(fù)合振動Vc的加速度的在各軸向方向上的加速度分量的振動加速度Ax、Ay、Az，分別與路面噪聲N^ 和由發(fā)動機產(chǎn)生的低頻聲音NZe的頻率具有相關(guān)關(guān)系。但是，如后所述，如果兩種成分并存的情況下來降低復(fù)合噪聲NZc時，則無法充分降低路面噪聲NZr。(ii)路面噪聲N^ 用的基準(zhǔn)信號生成部72由該基準(zhǔn)信號生成部72生成基準(zhǔn)信號Sbr，該第2基準(zhǔn)信號Sbr是從經(jīng)基準(zhǔn)信號生成部70生成的基準(zhǔn)信號Sbc中去除產(chǎn)生與發(fā)動機的低頻聲音NZe對應(yīng)的抵消聲波CS的成分，抽出生成與路面噪聲N^ 對應(yīng)的抵消聲波CS的成分后得到的，用來確定與的路面噪聲NZr對應(yīng)的抵消聲波CS的基準(zhǔn)波形。所述基準(zhǔn)信號生成部72具有濾波器80、減法器82、 延遲器84、濾波系數(shù)更新部86。濾波器80為陷波濾波器，其使用濾波系數(shù)We對由基準(zhǔn)信號生成部62生成的基準(zhǔn)信號Sbe進行濾波處理，并且輸出控制信號ke，由該控制信號Sce確定與由發(fā)動機產(chǎn)生的低頻聲音NZe對應(yīng)的抵消聲波CS的波形。如上所述，由于基準(zhǔn)信號Sbe與由發(fā)動機產(chǎn)生的低頻聲音NZe的頻率具有相關(guān)關(guān)系，所以基于基準(zhǔn)信號Sbe而生成的控制信號Sce也與由發(fā)動機產(chǎn)生的低頻聲音NZe的頻率具有相關(guān)關(guān)系。由減法器82從經(jīng)基準(zhǔn)信號生成部70生成的基準(zhǔn)信號Sbc中減去控制信號ke， 并生成基于該差值(Sbc-Sce)的路面噪聲基準(zhǔn)信號Sbr(以下也稱為“基準(zhǔn)信號Sbr”)。由于基準(zhǔn)信號Sbc中分別包含有路面噪聲NZr成分以及由發(fā)動機產(chǎn)生的低頻聲音NZe成分， 通過減去表示與由發(fā)動機產(chǎn)生的低頻聲音NZe對應(yīng)的抵消聲波CS的成分的控制信號ke， 可使路面噪聲基準(zhǔn)信號Sbr只包含與路面噪聲NZr對應(yīng)的抵消聲波CS的成分?；鶞?zhǔn)信號 Sbr輸出給控制信號生成部74和延遲器84。由延遲器84使基準(zhǔn)信號Sbr產(chǎn)生1個計算周期的延時之后，將其輸出給濾波系數(shù)
7更新部86。由濾波系數(shù)更新部86對濾波系數(shù)We順次計算以及更新。該濾波系數(shù)更新部86 采用自適應(yīng)控制算法{例如最小二乘法(LMS)控制算法}對濾波系數(shù)We進行計算。即，其根據(jù)經(jīng)基準(zhǔn)信號生成部62生成的由發(fā)動機產(chǎn)生的低頻聲音的基準(zhǔn)信號Sbe和經(jīng)減法器82 生成的路面噪聲基準(zhǔn)信號Sbr對濾波系數(shù)We進行計算，以使基準(zhǔn)信號Sbr中的發(fā)動機轉(zhuǎn)動頻率[Hz]的各次數(shù)成分最小。(iii)控制信號生成部74由該控制信號生成部74對路面噪聲基準(zhǔn)信號Sbr進行自適應(yīng)濾波處理而生成控制信號Scr，所述控制信號生成部74具有自適應(yīng)濾波器90、參照信號生成部92、濾波系數(shù)更新部94。自適應(yīng)濾波器90為FIR (Finite impulse response，有限長單位沖激響應(yīng))濾波器，其使用濾波器系數(shù)Wr對基準(zhǔn)信號Sbr進行自適應(yīng)濾波處理并輸出控制信號Scr,所述控制信號Scr表示與路面噪聲NZr對應(yīng)的抵消聲波CS的波形。通過參照信號生成部92對由基準(zhǔn)信號生成部72輸出的基準(zhǔn)信號Sbr進行傳遞函數(shù)處理而生成參照信號Sr。通過濾波系數(shù)更新部94對濾波系數(shù)Wr進行計算時會用到參照信號Sr。另外，傳遞函數(shù)處理是根據(jù)抵消聲波CS的從揚聲器20到麥克風(fēng)22的傳遞函數(shù)C (濾波系數(shù))對基準(zhǔn)信號Sbr所進行的濾波處理。在該傳遞函數(shù)處理中使用的傳遞函數(shù)C 為抵消聲波CS的從揚聲器20到麥克風(fēng)22的實際傳遞函數(shù)C的測定數(shù)值或預(yù)測數(shù)值。由濾波系數(shù)更新部94對濾波系數(shù)Wr順次計算以及更新。該濾波系數(shù)更新部94 采用自適應(yīng)控制算法{例如最小二乘法(LMS)控制算法}對濾波器系數(shù)Wr進行計算。艮口， 其根據(jù)經(jīng)參照信號生成部92生成的參照信號Sr和經(jīng)麥克風(fēng)22輸出的差值信號e對濾波系數(shù)Wr進行計算，以使差值信號e的平方值e2為零。(d)第1加法器66由各第1加法器66對與各加速度傳感器單元16對應(yīng)的3個信號控制部64x、64y、 64z輸出的控制信號Scr進行合成，從而生成第1合成控制信號Sccl0(e)第2加法器68由第2加法器76對經(jīng)各第1加法器66輸出的第1合成控制信號Sccl進行合成而生成第2合成控制信號Scc2。第2合成控制信號Scc2經(jīng)放大器24輸出給揚聲器20。(5)揚聲器 2O由揚聲器20產(chǎn)生與經(jīng)ANC裝置12 (微型計算機58)輸出的第2合成控制信號Scc2 對應(yīng)的抵消聲波CS，由此可獲得降低復(fù)合噪聲NZc中的路面噪聲NZr的效果。(6)麥克風(fēng) 22由麥克風(fēng)22測出包含有路面噪聲NZr成分的復(fù)合噪聲NZc與抵消聲波CS的差值并以此作為殘余噪聲，由所述麥克風(fēng)22將表示該殘余噪聲的差值信號e輸出給ANC裝置 12 (微型計算機58)。2.抵消聲波CS的生成接下來說明本實施方式的抵消聲波CS的生成過程。圖4是表示生成抵消聲波CS 的流程圖。在步驟Sl中，由各加速度傳感器單元16的加速度傳感器60x、60y、60z測出X軸方向的振動加速度Ax、Y軸方向的振動加速度Ay、Z軸方向的振動加速度Az，這些振動加速度AX、Ay、h中包含車輪沈的振動Vr成分(路面噪聲NZr成分)和發(fā)動機E的振動Ve成分(由發(fā)動機產(chǎn)生的低頻聲音NZe成分)。在步驟S2中，由基準(zhǔn)信號生成部70基于測出的振動加速度Ax、AyjZ輸出復(fù)合噪聲基準(zhǔn)信號Sbc。在步驟S3中，由各基準(zhǔn)信號生成部72輸出路面噪聲基準(zhǔn)信號Sbr (去除由發(fā)動機產(chǎn)生的低頻聲音的處理)，該路面噪聲基準(zhǔn)信號Sbr對應(yīng)于由基準(zhǔn)信號生成部70輸出的復(fù)合噪聲基準(zhǔn)信號Sbc和由濾波器80輸出的控制信號ke的差值。如上所述，為使控制信號 Sce與包含在基準(zhǔn)信號Sbc中的表示與由發(fā)動機產(chǎn)生的低頻聲音N^對應(yīng)的抵消聲波CS的成分相等，在基準(zhǔn)信號Sbr中只包含與路面噪聲NZr對應(yīng)的抵消聲波CS的成分。在步驟S4中，根據(jù)由基準(zhǔn)信號生成部72輸出的基準(zhǔn)信號Sbr和由麥克風(fēng)22輸出的差值信號e，由各控制信號生成部74對基準(zhǔn)信號Sbr進行自適應(yīng)濾波處理而生成控制信號kr。在步驟S5中，由第1加法器66對從與各加速度傳感器單元16對應(yīng)的3個控制信號生成部74輸出的控制信號Scr進行合成，從而生成第1合成控制信號Sccl。由ANC裝置12分別對4個車輪沈(加速度傳感器單元16)進行上述步驟Sl S5。在步驟S6中，通過第2加法器68對從各第1加法器66輸出的第1合成控制信號 Sccl進行合成，從而生成第2合成控制信號Scc2。在步驟S7中，由放大器M根據(jù)規(guī)定的放大率對第2合成控制信號進行放大。在步驟S8中，由揚聲器20產(chǎn)生基于放大后的第2合成控制信號的抵消聲波CS。在步驟S9中，由麥克風(fēng)22測出包含有路面噪聲NZr成分的復(fù)合噪聲NZc與抵消聲波CS的差值并以此作為殘余噪聲，由該麥克風(fēng)22輸出對應(yīng)于該殘余噪聲的差值信號e。 在各控制信號生成部74的其后的處理中會用到該差值信號e。由ANC裝置12反復(fù)進行上述步驟Sl S9。3.本實施方式的技術(shù)效果如上所述，本實施方式中，基于包含有車輪沈的振動Vr成分和發(fā)動機E的振動Ve 成分的復(fù)合振動Vc生成復(fù)合振動基準(zhǔn)信號Sbc，從得到的復(fù)合振動基準(zhǔn)信號Sbc中，去除對應(yīng)于發(fā)動機E振動Ve的成分(對應(yīng)于由發(fā)動機產(chǎn)生的低頻聲音NZe的抵消聲波CS成分)， 從而生成路面噪聲基準(zhǔn)信號Sbr，用路面噪聲基準(zhǔn)信號Sbr來確定降低路面噪聲NZr的抵消聲波CS用的基準(zhǔn)波形。之后對基準(zhǔn)信號Sbr進行自適應(yīng)控制處理而可獲得控制信號Scr, 利用該控制信號Scr產(chǎn)生抵消聲波CS。其中，所述自適應(yīng)控制處理是使包含有路面噪聲NZr 的復(fù)合噪聲似c與抵消聲波CS的差值變得最小。由于用于上述自適應(yīng)控制處理的基準(zhǔn)信號Sbr，已經(jīng)去除了產(chǎn)生與發(fā)動機的低頻聲音對應(yīng)的抵消聲波的成分，因此，在上述自適應(yīng)控制處理中，沒有了減小因發(fā)動機產(chǎn)生的低頻聲音而造成的差值的計算。所以能去除包含在復(fù)合振動Vc中的因發(fā)動機的振動Ve成分而產(chǎn)生的、對計算車輪沈的振動Vr成分造成的影響。因此，本實施方式可提高ANC裝置12的降噪性能。圖5中(A)是表示在沒有通過基準(zhǔn)信號生成部72對由發(fā)動機產(chǎn)生的低頻聲音成分進行去除處理而使ANC裝置12工作時的復(fù)合噪聲NZc的聲壓特性Cl (如圖5中(A)的實線所示)、和沒有使ANC裝置12工作時的復(fù)合噪聲NZc的聲壓特性C2 (如圖5中(B)的虛線所示)的圖，圖5中(B)是表示在有對由發(fā)動機產(chǎn)生的低頻聲音成分進行去除處理的狀態(tài)下使ANC裝置12工作時的復(fù)合噪聲NZc的聲壓特性C3 (如圖5中⑶的實線所示)、 和同于圖5中㈧的聲壓特性C2(如圖5中⑶的虛線所示)的圖。 如圖5中㈧所示，與聲壓特性C2相比，聲壓特性Cl雖在路面噪聲成分 (150 400Hz)的峰值(180Hz附近)處獲得降噪效果，但在包括由發(fā)動機產(chǎn)生的低頻聲音 NZe成分(50 150Hz)處未獲得較大的降噪效果。與此相對，如圖5中(B)所示，與聲壓特性C2相比，聲壓特性C3雖在由發(fā)動機產(chǎn)生的低頻聲音NZe成分(50 150Hz)處未獲得降噪效果，但是在包括整個路面噪聲成分(150 400Hz)處獲得了較大的降噪效果?；鶞?zhǔn)信號生成部72具有基準(zhǔn)信號生成部62，其用來生成與由發(fā)動機產(chǎn)生的低頻聲音對應(yīng)的基準(zhǔn)信號Sbe，通過該基準(zhǔn)信號Sbe確定與由發(fā)動機產(chǎn)生的低頻聲音NZe對應(yīng)的基準(zhǔn)波形；濾波器80，其用來使用濾波系數(shù)We對基準(zhǔn)信號Sbe進行濾波處理，并且輸出控制信號Sce ；減法器82，其用來從復(fù)合噪聲基準(zhǔn)信號Sbc中減去控制信號See，使基準(zhǔn)信號Sbc中去除生成與由發(fā)動機產(chǎn)生的低頻聲音NZe對應(yīng)的抵消聲波CS的成分而輸出路面噪聲基準(zhǔn)信號Sbr ；延遲器84，其用來使基準(zhǔn)信號Sbr產(chǎn)生延時；濾波系數(shù)更新部86，其用來對濾波系數(shù)We順次更新，以使基準(zhǔn)信號Sbr中的發(fā)動機轉(zhuǎn)動頻率的各次數(shù)成分最小。因此，本實施方式可以更精準(zhǔn)地從復(fù)合振動基準(zhǔn)信號Sbc中去除生成與由發(fā)動機產(chǎn)生的低頻聲音NZe對應(yīng)的抵消聲波CS的成分。在本實施方式中，各控制信號生成部74具有自適應(yīng)濾波器90，其用來使用濾波器系數(shù)Wr對路面噪聲基準(zhǔn)信號Sbr進行自適應(yīng)濾波處理并輸出控制信號Scr ；參照信號生成部92，其用來根據(jù)傳遞特性0對路面噪聲基準(zhǔn)信號Sbr進行修正而生成參照信號Sr ；濾波系數(shù)更新部94，其用來根據(jù)參照信號Sr和差值信號e對濾波系數(shù)Wr順次更新，以使差值信號e的平方值e2最小。因此，本實施方式可更精準(zhǔn)地降低在包含路面噪聲NZr的復(fù)合噪聲NZc和抵消聲波CS的差值中的路面噪聲NZr成分。[B、本發(fā)明的應(yīng)用]另外，本發(fā)明并不局限于上述實施方式，還可根據(jù)本說明書記載的內(nèi)容采用其他各種結(jié)構(gòu)。例如，可采用以下結(jié)構(gòu)。在上述實施方式中，在4個車輪26上分別設(shè)置加速度傳感器單元16，但是也可以僅在其中一個車輪26上設(shè)置加速度傳感器單元16。另外，在上述實施方式中，在各加速度傳感器單元16中，測出X軸方向、Y軸方向、Z軸方向這3個軸向方向上的振動加速度Αχ、 Ay、Az，但本發(fā)明并不局限于此，也可測出1個軸向方向、2個軸向方向或4個軸向方向以上的振動加速度。在上述實施方式中，通過加速度傳感器60a、60b、60c直接測出振動加速度Ax、Ay、 Az，但是也可以由位移傳感器測出轉(zhuǎn)向節(jié)30的位移[mm]并且根據(jù)該位移計算振動加速度 Ax、Ay、Az。同樣，也可以用載荷傳感器測出的檢測值求出振動加速度Ax、Ay、Az。在上述實施方式中，各加速度傳感器單元16設(shè)置在轉(zhuǎn)向節(jié)30上，但是也可將其設(shè)置在輪轂等其他部位上。在上述實施方式的加速度傳感器單元16中，測出了由車輪26的振動Vr和發(fā)動機的振動Ve構(gòu)成的復(fù)合振動Vc，但在由加速度傳感器單元16檢測的復(fù)合振動Vc中，除可用發(fā)動機的振動Ve代替車輪沈的振動Vr和發(fā)動機的振動Ve之外，也可以包含驅(qū)動軸的振動以代替發(fā)動機的振動Ve。
權(quán)利要求
1.一種有源噪聲控制裝置(12)，其特征在于，具有振動檢測部(16)，由其測出在振動傳遞路徑(30)中傳遞的復(fù)合振動，該復(fù)合振動包括生成車輛(10)的驅(qū)動力或傳遞驅(qū)動力時轉(zhuǎn)動體(E)產(chǎn)生的振動和因車輪06)與路面(R) 的接觸而產(chǎn)生的車輪(26)的振動；第1基準(zhǔn)信號生成部(70)，其根據(jù)經(jīng)由上述振動檢測部(16)測出的復(fù)合振動生成第1 基準(zhǔn)信號(Sbc)，該第1基準(zhǔn)信號(Sbc)用來確定與車廂內(nèi)振動噪聲(NZc)對應(yīng)的抵消聲波 (CS)的基準(zhǔn)波形；第2基準(zhǔn)信號生成部m，由其生成第2基準(zhǔn)信號(Sbr)，該第2基準(zhǔn)信號(Sbr)是從上述第1基準(zhǔn)信號(Sbc)中去除產(chǎn)生與上述轉(zhuǎn)動體(E)的振動噪聲(NZe)對應(yīng)的抵消聲波 (CS)的成分后得到的，用來確定與上述車輪06)的振動噪聲(NZr)對應(yīng)的抵消聲波(CS) 的基準(zhǔn)波形；控制信號生成部(74)，由其對上述第2基準(zhǔn)信號(Sbr)進行自適應(yīng)控制處理而生成控制信號(Scr)，其中，所述自適應(yīng)控制處理用來減小上述車廂內(nèi)振動噪聲(NZc)和上述抵消聲波(CS)的差值；抵消聲波發(fā)生部(20)，由其根據(jù)上述控制信號(kr)發(fā)出上述抵消聲波(CS)； 差值檢測部02)，由其測出殘余噪聲并輸出對應(yīng)于該殘余噪聲的差值信號(e)，該殘余噪聲為上述車廂內(nèi)振動噪聲(NZc)以及上述抵消聲波(CS)的差值。
2.如權(quán)利要求1所述的有源噪聲控制裝置(12)，其特征在于， 上述第2基準(zhǔn)信號生成部m具有第3基準(zhǔn)信號生成部(6 ，由其生成第3基準(zhǔn)信號(Sbe)，由該第3基準(zhǔn)信號(Sbe)確定與上述轉(zhuǎn)動體(E)的振動噪聲(NZe)對應(yīng)的抵消聲波(⑶)的基準(zhǔn)波形；第1自適應(yīng)濾波器(80)，由其對上述第3基準(zhǔn)信號(Sbe)進行自適應(yīng)濾波處理并輸出第2控制信號(See)，該自適應(yīng)濾波處理中使用第1濾波系數(shù)(We)；減法器(8 ，由其從上述第1基準(zhǔn)信號(Sbc)中減去上述第2控制信號(ke)，從上述第1基準(zhǔn)信號(Sbc)中去除生成與上述轉(zhuǎn)動體(E)的振動噪聲(NZe)對應(yīng)的抵消聲波(CS) 的成分而輸出上述第2基準(zhǔn)信號(Sbr)；延遲器(84)，由其使上述第2基準(zhǔn)信號(Sbr)產(chǎn)生延時；第1濾波系數(shù)更新部(86)，由其順次更新上述第1濾波系數(shù)(We)，以使上述第2基準(zhǔn)信號(Sbr)最小。
3.如權(quán)利要求1所述的有源噪聲控制裝置(12)，其特征在于， 上述控制信號生成部(74)具有第2自適應(yīng)濾波器(90)，由其對上述第2基準(zhǔn)信號(Sbr)進行自適應(yīng)濾波處理并且輸出上述控制信號(Scr)，該自適應(yīng)濾波處理中使用第2濾波系數(shù)OVr)；參照信號生成部(9 ，由其根據(jù)從上述抵消聲波發(fā)生部00)到上述差值檢測部02) 的傳遞特性(t )來修正上述第2基準(zhǔn)信號Gbr)而生成參照信號(Sr)；濾波系數(shù)更新部(94)，由其根據(jù)上述參照信號(Sr)以及上述差值信號(e)順次更新上述第2濾波系數(shù)(90)，以使該差值信號(e)最小。
全文摘要
本發(fā)明提供一種有源噪聲控制裝置(12)，由其測出在振動傳遞路徑(30)中傳遞的復(fù)合振動，該復(fù)合振動包括生成車輛(10)的驅(qū)動力或傳遞驅(qū)動力時轉(zhuǎn)動體(E)產(chǎn)生的振動和因車輪(26)與路面(R)的接觸而產(chǎn)生的車輪(26)的振動。另外還根據(jù)復(fù)合振動生成用來確定與車廂內(nèi)振動噪聲(NZc)對應(yīng)的抵消聲波(CS)的基準(zhǔn)波形的第1基準(zhǔn)信號(Sbc)。從第1基準(zhǔn)信號(Sbc)中去除產(chǎn)生與轉(zhuǎn)動體(E)的振動噪聲(NZe)對應(yīng)的抵消聲波(CS)的成分后得到第2基準(zhǔn)信號(Sbr)，其用來確定與車輪(26)的振動噪聲(NZr)對應(yīng)的抵消聲波(CS)的基準(zhǔn)波形。還根據(jù)第2基準(zhǔn)信號(Sbr)發(fā)出抵消聲波(CS)。
文檔編號B60R11/02GK102159426SQ200980136570
公開日2011年8月17日 申請日期2009年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月18日
發(fā)明者井上敏郎, 坂本浩介 申請人:本田技研工業(yè)株式會社