有源振動噪聲控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及使產(chǎn)生與例如機械類部件產(chǎn)生的振動或者噪聲抵消的振動或者噪聲以降低振動或者噪聲的有源振動噪聲控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為降低機械類部件產(chǎn)生的振動和噪聲的手段之一，公知有有源振動控制裝置(Active Vibrat1n Control Apparatus)和有源噪聲控制裝置(Active Noise ControlApparatus) 0本發(fā)明對哪種裝置都能夠應(yīng)用，因而在本說明書中將它們合并為“控制振動或者噪聲的裝置”，而稱為有源振動噪聲控制裝置(Active Vibrat1n/Noise ControlApparatus)。并且，同樣對于機械類的“振動或者噪聲”也同樣一并稱為振動噪聲。
[0003]在以往的有源振動噪聲控制裝置中，使用振動傳感器和/或傳聲器等檢測單元檢測作為控制對象的振動或者噪聲，并輸出相抵消的相同振幅/相反相位的控制信號，由此抑制振動和噪聲。關(guān)于這樣的有源振動噪聲控制裝置，例如在專利文獻I中公開了采用自適應(yīng)陷波濾波器的有源噪聲振動控制裝置。其中，在與控制對象無關(guān)的干擾影響到檢測單元時，裝置對此作出反應(yīng)，控制信號的振幅/相位偏移，而產(chǎn)生抑制效果降低、裝置自身產(chǎn)生異常振動和/或異常聲音的問題。作為這種干擾的具體例子，例如可以舉出由于人/物體等接觸振動傳感器和/或傳聲器或者裝置主體而產(chǎn)生的沖擊或者沖擊聲音、輸入傳聲器的人的聲音等與振動噪聲無關(guān)的外部聲音等。
[0004]針對這種問題，例如在專利文獻2中公開了如下的方法:在檢測單元檢測出的噪聲信號的振幅及振幅變化率超過規(guī)定的閾值時，將其判定為異常輸入并抑制控制信號的變化。另外，在專利文獻3中公開了如下的方法:設(shè)置多個檢測單元，在只有其中一個噪聲信號被判定為閾值以上的情況下，使控制信號停止。
[0005]在先技術(shù)文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開平8 - 339192號公報
[0008]專利文獻2:日本特開2009 - 241672號公報
[0009]專利文獻3:日本特開2009 - 90756號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明要解決的問題
[0011]但是，在上述專利文獻2的方法中，在振幅及振幅變化率由于控制對象的振動或者噪聲自身的變動而超過規(guī)定的閾值的情況下，將其誤認為異常輸入而抑制控制信號的變化，由此產(chǎn)生噪聲降低效果暫時受損的問題。例如公知有引擎的噪聲因負載而變動的情況，在專利文獻2的方法中，即使是負載急劇增大而使得噪聲增大的情況下，也有可能判定為異常輸入。本來正是在這種時候需要降低噪聲，但此時如果得不到足夠的效果，將達不到作為噪聲對策的用途。而在通過提高閾值來避免這種情況時，將產(chǎn)生容易錯過本來應(yīng)該防止的異常輸入的問題。
[0012]另外，在專利文獻3的方法中，存在無法檢測出諸如同時輸入所設(shè)置的多個檢測單元的干擾的問題。專利文獻3記載的噪聲控制裝置以汽車為對象，例如車門的開門關(guān)門聲音那樣的干擾被同時輸入所有的檢測單元(傳聲器)中，因而這樣的干擾無法作為干擾被檢測出來，不能避免噪聲控制的誤動作。
[0013]本發(fā)明正是為了解決這種問題而提出的，其目的在于，提供一種即使振動和噪聲變動時也不會將其錯誤判定為異常輸入，能夠可靠地檢測異常輸入，具有穩(wěn)定的振動噪聲抑制效果的有源振動噪聲控制裝置。
[0014]用于解決問題的手段
[0015]本發(fā)明的有源振動噪聲控制裝置具有:控制信號濾波器，其被輸入根據(jù)控制頻率決定的聲源信號，并輸出控制信號，其中，該控制頻率是按照發(fā)出振動噪聲的振動噪聲源而確定的；濾波系數(shù)更新部，其根據(jù)誤差信號和聲源信號更新所述控制信號濾波器的系數(shù)，其中，該誤差信號是根據(jù)振動噪聲和以控制信號為基礎(chǔ)生成的二次振動噪聲之間的干涉的結(jié)果而得到的；信干比計測部，其根據(jù)控制頻率和誤差信號，輸出由誤差信號中包含的振動噪聲和干擾決定的信干比；以及更新控制部，其根據(jù)信干比調(diào)節(jié)濾波系數(shù)更新部的更新步幅。
[0016]發(fā)明效果
[0017]本發(fā)明的有源振動噪聲控制裝置根據(jù)基于誤差信號中的控制頻率成分相當(dāng)?shù)臍埩粽駝釉肼曅盘柕男盘柟β?、和與不同于控制信號的頻率成分相當(dāng)?shù)母蓴_信號的信號功率計算出來的信干比來調(diào)節(jié)濾波系數(shù)更新部的更新步幅，因而即使振動和噪聲變動時也不會將其錯誤判定為異常輸入，能夠可靠地檢測異常輸入，進行穩(wěn)定的振動噪聲抑制。
【附圖說明】
[0018]圖1是示出本發(fā)明的實施方式I的有源振動噪聲控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖2是示出本發(fā)明的實施方式I的有源振動噪聲控制裝置的誤差信號的功率譜的示例的說明圖。
[0020]圖3是示出本發(fā)明的實施方式I的有源振動噪聲控制裝置的信干比計測部的一例的結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖4是本發(fā)明的實施方式I的有源振動噪聲控制裝置的殘留振動噪聲提取濾波器的頻率對增益特性的一例的說明圖。
[0022]圖5是本發(fā)明的實施方式I的有源振動噪聲控制裝置的干擾提取濾波器的頻率對增益特性的一例的說明圖。
[0023]圖6是本發(fā)明的實施方式I的有源振動噪聲控制裝置的頻率權(quán)重濾波器的頻率對增益特性的一例的說明圖。
[0024]圖7是本發(fā)明的實施方式2的有源振動噪聲控制裝置的信干比計測部的一例的結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖8是本發(fā)明的實施方式2的有源振動噪聲控制裝置的自適應(yīng)陷波濾波器的一例的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0026]下面，為了更詳細地說明本發(fā)明，參照附圖來說明用于實施本發(fā)明的方式。
[0027]實施方式I
[0028]圖1是本實施方式的有源振動噪聲控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0029]如圖所示，本發(fā)明的實施方式I的有源振動噪聲控制裝置100與設(shè)于外部的輸出器200及檢測器300連接。
[0030]有源振動噪聲控制裝置100被輸入基于作為控制對象的振動噪聲源400的振動噪聲的頻率的控制頻率，并輸出根據(jù)所輸入的控制頻率而生成的控制信號。其中，控制頻率能夠利用下述的方法等得到，例如如果振動噪聲源是汽車的引擎，則根據(jù)點火脈沖周期計測引擎的旋轉(zhuǎn)頻率，按照作為對象的振動噪聲的引擎旋轉(zhuǎn)次數(shù)(rotat1nal order)將控制頻率設(shè)為該引擎的旋轉(zhuǎn)頻率的常數(shù)倍。另外，如果振動噪聲源是由電機驅(qū)動的風(fēng)扇，則能夠根據(jù)電機的極數(shù)和/或電源頻率、風(fēng)扇的扇葉片數(shù)等求出作為對象的NZ聲(NZ noise)的頻率。這樣的控制頻率的取得也可以適當(dāng)采用分別適合作為對象的振動噪聲源的手段。
[0031]輸出器200將從有源振動噪聲控制裝置100輸入的控制信號轉(zhuǎn)換為用于抵消從振動噪聲源400產(chǎn)生的振動噪聲的二次振動噪聲并輸出，例如能夠利用揚聲器或者致動器等實現(xiàn)。從輸出器200輸出的二次振動噪聲在二次路徑500中傳播，并與從振動噪聲源400產(chǎn)生的振動噪聲發(fā)生干涉，從而降低該振動噪聲。在此，將二次路徑500定義為從輸出器200輸出的二次振動噪聲在傳播到檢測器300為止的期間中所通過的路徑。干擾源600是對與振動噪聲源400無關(guān)的、降低了非特定的干擾的振動噪聲進一步附加的。
[0032]檢測器300對通過二次振動噪聲和振動噪聲之間的干涉而產(chǎn)生的殘留振動噪聲即誤差進行檢測，將檢測出的誤差作為誤差信號e(n)輸出給有源振動噪聲控制裝置100，例如能夠利用傳聲器、振動傳感器、或者加速度傳感器等實現(xiàn)。
[0033]下面，說明有源振動噪聲控制裝置100的具體結(jié)構(gòu)。有源振動噪聲控制裝置100具有聲源信號生成部1、控制信號濾波器2、參照信號濾波器3、濾波系數(shù)更新部4、信干比計測部5和更新控制部6。
[0034]聲源信號生成部I是信號生成部，根據(jù)被輸入有源振動噪聲控制裝置100的控制頻率生成聲源信號。聲源信號生成部I將所生成的聲源信號輸出給控制信號濾波器2。
[0035]控制信號濾波器2是對來自聲源信號生成部I的聲源信號進行濾波處理而輸出控制信號的濾波器。詳情將在后文敘述，控制信號是被轉(zhuǎn)換為用于降低振動噪聲的二次振動噪聲的信號。
[0036]參照信號濾波器3是使用根據(jù)二次路徑500的傳遞特性而設(shè)定的傳遞特性參數(shù)，對來自聲源信號生成部I的聲源信號進行濾波處理而輸出參照信號的濾波器。參照信號濾波器3將參照信號輸出給濾波系數(shù)更新部4。
[0037]濾波系數(shù)更新部4根據(jù)來自參照信號濾波器3的參照信號、來自檢測器300的誤差信號、以及從后述的更