DE102005043361A1 - Vorrichtung zur aktiven Vibrationsgeräuschsteuerung/regelung - Google Patents

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Abstract

Eine Kosinuswelle über eine Periode ist als Wellenformdaten in einem Speicher (19) gespeichert und Adressverschiebungswerte auf Grundlage einer Phasenverzögerung in Übertragungscharakteristika von einem Lautsprecher (17) zu einem Mikrofon (18) sind in einem Speicher (23) gespeichert. Ein Adressverschiebungswert wird aus dem Speicher (23) durch Bezugnahme auf die Frequenz ausgelesen und Wellenformdaten werden aus dem Speicher (19) bei Adressen ausgelesen, welche erzeugt werden durch Verschieben der Adressen, aus welchen das Bezugs-Kosinus-Wellensignal und das Bezugs-Sinus-Wellensignal gelesen werden, um den Adressverschiebungswert. Die gelesenen Wellenformdaten werden als ein erstes Bezugssignal und ein zweites Bezugssignal verwendet, welche an adaptiven Kerbfiltern (14, 15) angewendet werden, um Vibrationsgeräusche zu unterdrücken.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung, um unter Verwendung von adaptiven Kerbfiltern Vibrationsgeräusche aktiv zu steuern/regeln, wobei die Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung zur Verwendung in Kraftfahrzeugen ausgebildet ist.
  • Bisher war es auf dem Gebiet der aktiven Vibrationsgeräuschsteuerung/-regelung in Fahrzeug-Fahrgastinnenräumen allgemeine Praxis, Signalübertragungscharakteristika zu modulieren, welche mit einem FIR-Filter gesteuert/geregelt werden sollen, das FIR-Filter mit Eingangspulsen, welche auf der Motordrehzahl basieren, und mit Aufhängungsschwingungsausgaben zu versorgen, welche in hohem Maße mit zu steuernden/regelnden Vibrationsgeräuschen bzw. Schwingungsgeräuschen korreliert sind, ein Ausgangssignal von dem FIR-Filter als ein Bezugssignal zu verwenden, ein Signal adaptiv aus dem Bezugssignal und einem Fehlersignal zu generieren, um ein Auslösch-Vibrationsgeräusch zum Reduzieren des Fehlersignals zu erzeugen, und das erzeugte Signal an einem Aktuator anzulegen, um ein sekundäres Vibrationsgeräusch zu erzeugen, um das Vibrationsgeräusch zu verringern.
  • Gemäß einem Beispiel des obigen aktiven Vibrationsgeräuschsteuer/-regelprozesses wird ein Bezugs-Wellensignal durch einen Bezugs-Wellensignalgenerator in Antwort auf ein Motordrehzahlsignal erzeugt, das erzeugte Bezugs-Wellensignal wird einem adaptiven FIR-Filter zugeführt, welcher ein Ausgangssignal erzeugt, um einen Lautsprecher zu betreiben. Der Unterschied zwischen Vibrationsgeräuschen, die in einem Fahrzeug-Fahrgastinnenraum durch die vom Lautsprecher abgestrahlte Ausgangsenergie verursacht werden, und Vibrationsgeräuschen, welche in dem Fahrzeug-Fahrgastinnenraum durch Motordrehung usw. erzeugt werden, wird durch ein Mikrophon in dem Fahrzeug-Fahrgastinnenraum erfasst und das adaptive FIR-Filter wird derart gesteuert/geregelt, dass ein Ausgangssignal von dem Mikrophon verringert wird (siehe beispielsweise die japanische Patentoffenlegungsschrift mit der Nummer 1-501344 (PCT-Anmeldung)).
  • Ein anderes Beispiel ist bekannt als eine Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/-regelvorrichtung, welche adaptive Kerbfilter verwendet, wie in 17 der beiliegenden Zeichnungen gezeigt ist. Diese Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung basiert auf der Tatsache, dass Vibrationsgeräusche in einem Fahrzeug-Fahrgastinnenraum synchron zur Drehung der Ausgangswelle des Motors erzeugt werden. Das Vibrationsgeräusch, welches in dem Fahrzeug-Fahrgastinnenraum bei einer Frequenz erzeugt wird, die auf der Drehung der Ausgangswelle des Motors basiert, wird unter Verwendung der adaptiven Kerbfilter gedämpft.
  • In der bekannten Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung, welche adaptive Kerbfilter verwendet, wie in 17 gezeigt ist, werden Motorpulse, welche zur Drehung der Ausgangswelle des Motors synchron sind, durch eine Wellenform-Formgebungseinrichtung 71, deren Ausgangssignal einem Kosinus-Wellengenerator 72 und einem Sinus-Wellengenerator 73 zugeführt werden, welche ein Kosinuswellensignal bzw. ein Sinuswellensignal erzeugen, in eine Wellenform geformt. Das Kosinuswellensignal wird durch ein adaptives Kerbfilter 74 geleitet und das Sinuswellensignal wird durch ein adaptives Kerbfilter 75 geleitet. Ausgangssignale von den adaptiven Kerbfiltern 74, 75 werden durch einen Addierer 76 zu einem Summensignal addiert, welches verwendet wird, um einen Sekundär-Vibrationsgeräuschgenerator 77 mit Energie zu versorgen.
  • Das Kosinuswellensignal wird einem Übertragungselement 78 zugeführt, welches Fahrgastinnenraum-Signalübertragungscharakteristika (γ0) für die Frequenz synchron zur Drehung der Motorausgangswelle aufweist. Weiterhin wird das Sinuswellensignal einem Übertragungselement 79 zugeführt, welches Fahrgastinnenraum-Signalübertragungscharakteristika (γ1) für die Frequenz synchron zur Drehung der Motorausgangswelle aufweist. Ausgangssignale von den Übertragungselementen 78, 79 werden durch einen Addierer 80 zu einem ersten Bezugssignal addiert. Das Sinuswellensignal wird einem Übertragungselement 81 zugeführt, welches die Fahrgastinnenraum-Signalübertragungscharakteristika (γ0) aufweist, und das Kosinuswellensignal wird einem Übertragungselement 82 zugeführt, welches Fahrgastinnenraum-Signalübertragungscharakteristika (-γ1) aufweist. Ausgangssignale von den Übertragungselementen 81, 82 werden durch einen Addierer 83 zu einem zweiten Bezugssignal addiert. Die Filterkoeffizienten des adaptiven Kerbfilters 74 werden nach Maßgabe eines adaptiven Algorithmus auf Grundlage des ersten Bezugssignals aktualisiert. Weiterhin werden die Filterkoeffizienten des adaptiven Kerbfilters 75 nach Maßgabe eines adaptiven Algorithmus auf Grundlage des zweiten Bezugssignals aktualisiert, sodass ein Fehlersignal minimiert werden wird, welches durch ein Fehlererfassungsmittel 86 erfasst wird. Zu näheren Ausführungen wird Bezug genommen beispielsweise auf die japanische Patentoffenlegungsschrift mit der Nummer 2000-99037.
  • Das obige Beispiel des aktiven Vibrationsgeräuschsteuer/regelprozesses, welcher einen FIR-Filter zur Erzeugung eines Bezugssignals verwendet (z.B. japanische Patentoffenlegungsschrift mit der Nummer 1-501344 (PCT-Anmeldung)) ist dahingehend problematisch, dass aufgrund von Faltungsberechnungen, welche durch das FIR-Filter auszuführen sind, wenn der aktive Vibrationsgeräuschsteuer/regelprozess Fahrgastinnenraum-Vibrationsgeräusche bei schnellen Beschleunigungen des Fahrzeugs auslöschen soll, die Abtastfrequenz erhöht werden muss und auch die Anzahl von Abgriffen des FIR-Filters erhöht werden muss, was dazu führt, dass die Prozesslast des FIR-Filters groß ist und eine aktive Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung zur Ausführung des aktiven Vibrationsgeräuschsteuer/regelprozesses einen Prozessor mit einer großen Verarbeitungskapazität erfordert, wie etwa einen digitalen Signalprozessor, und folglich sehr teuer ist.
  • Die Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung, welche adaptive Kerbfilter verwendet (z.B. japanische Patentoffenlegungsschrift mit der Nummer 2000-99037) ist dahingehend nachteilig, dass, obwohl die Anzahl an Berechnungen, welche zur Erzeugung von Bezugssignalen erforderlich sind, unter Umständen klein ist, die Signalübertragungscharakteristika von dem Sekundär-Vibrationsgeräuschgenerator zu dem Fehlersignalerfassungsmittel nicht ausreichend optimal modelliert sind und optimale Bezugssignale zur Aktualisierung der Filterkoeffizienten der adaptiven Kerbfilter nicht erhalten werden, was dazu führt, dass es für die Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung schwierig sein kann, bei schnellen Beschleunigungen des Fahrzeugs Fahrgastinnenraum-Vibrationsgeräusche auszulöschen und sie darin versagt, eine ausreichende Vibrationsgeräuschsteuer/regelfähigkeit bereitzustellen.
  • Die Anmelderin der vorliegenden Erfindung hat eine Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung vorgeschlagen, welche eine Speichervorrichtung aufweist mit einem Speicher, um einen Kosinus-Korrekturwert in Zuordnung zu einer Steuer/Regelfrequenz auf Grundlage des KoSinuswerts einer Phasenverzögerung in den Signalübertragungscharakteristika zwischen einem Lautsprecher und einem Mikrophon zu speichern, sowie mit einem Speicher, um einen Sinus-Korrekturwert in Zuordnung zu der Steuer/Regelfrequenz auf Grundlage des Sinuswerts der Phasenverzögerung in den Signalübertragungscharakteristika zwischen dem Lautsprecher und dem Mikrophon zu speichern. Der aus der Speichervorrichtung gelesene Kosinus-Korrekturwert und ein von einer Kosinus-Wellenerzeugungsschaltung ausgegebenes Bezugs-Kosinussignal werden miteinander multipliziert. Weiterhin werden der aus der Speichervorrichtung gelesene Sinus-Korrekturwert und ein von einer Sinus-Wellenerzeugungsschaltung ausgegebenes Bezugs-Sinussignal miteinander multipliziert. Die Produktsignale werden zu einem ersten Bezugssignal verarbeitet. Der aus der Speichervorrichtung gelesene Kosinus-Korrekturwert und das von der Sinus-Wellenerzeugungsschaltung ausgegebene Bezugs-Sinussignal werden miteinander multipliziert. Weiterhin werden der aus der Speichervorrichtung gelesene Sinus-Korrekturwert und das von einer Kosinus-Wellenerzeugungsschaltung ausgegebene Bezugs-Kosinussignal miteinander multipliziert. Die Produktsignale werden zu einem zweiten Bezugssignal verarbeitet. Für nähere Ausführungen wird Bezug genommen auf die japanische Patentoffenlegungsschrift mit der Nummer 2004-361721. Die Anmelderin der vorliegenden Anmeldung ist eine der Mitanmelderinnen der japanischen Patentoffenlegungsschrift mit der Nummer 2004-361721.
    •
  • ABRISS DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung bereitzustellen, welche eine verringerte Menge an Verarbeitung ausführt, um Bezugssignale zu erzeugen, und welche eine ausreichende Vibrationsgeräuschsteuer/regelfähigkeit aufweist.
  • Eine Vorrichtung zum aktiven Steuern/Regeln von Vibrationsgeräuschen nach Maßgabe eines Gesichtspunkts der vorliegenden Erfindung umfasst: ein Bezugs-Wellensignalerzeugungsmittel zum Ausgeben eines Bezugswellensignals mit einer haromischen Frequenz, welche ausgewählt ist aus Frequenzen einer Schwingung bzw. Vibration oder von Geräuschen, die von einer Vibrationsgeräuschquelle erzeugt werden;
    ein adaptives Kerbfilter zum Ausgeben eines Steuer/Regelsignals auf Grundlage des Bezugs-Wellensignals, um Vibrationsgeräusche auszulöschen;
    ein Vibrationsgeräuschauslöschmittel zum Erzeugen eines Vibrationsgeräuschauslöschschalls auf Grundlage des Steuer/Regelsignals;
    ein Fehlersignalerfassungsmittel zum Ausgeben eines Fehlersignals auf Grundlage einer Differenz zwischen der Schwingung oder den Geräuschen und dem Vibrationsgeräusch-Auslöschschall;
    ein Korrekturmittel zum Korrigieren des Bezugs-Wellensignals zu einem Bezugssignal auf Grundlage eines Korrekturwertes, welcher Phasencharakteristika in Bezug auf eine Frequenz des Bezugs-Wellensignals in Übertragungscharakteristika von dem Vibrationsgeräuschauslöschmittel zu dem Fehlersignalerfassungsmittel repräsentiert, sowie zum Ausgeben des Bezugssignals; und
    ein Filterkoeffizientenaktualisierungsmittel zum sequenziellen Aktualisieren eines Filterkoeffizienten des adaptiven Kerbfilters, um das Fehlersignal zu minimieren, und zwar auf Grundlage des Fehlersignals und des Bezugssignals;
    wobei das Bezugs-Wellensignalerzeugungsmittel Wellenformdatenspeichermittel aufweist, um Wellenformdaten zu speichern, welche Instantanwertdaten bei jeweiligen unterteilten Positionen repräsentieren, wobei eine Periode einer Sinuswelle oder einer Kosinuswelle durch eine vorbestimmte Zahl geteilt ist, und nacheinander die Wellenformdaten aus dem Wellenformdatenspeichermittel pro Abtastung ausliest, um das Bezugs-Wellensignal zu erzeugen; und
    wobei das Korrekturmittel ein Korrekturdatenspeichermittel aufweist zum Speichern des Korrekturwertes in Bezug auf die Frequenz des Bezugs-Wellensignals und das Korrekturmittel den Korrekturwert aus dem Korrekturdatenspeichermittel durch Bezugnahme auf die Frequenz des Bezugs-Wellensignals ausliest, eine Adresse, bei welcher das Bezugs-Wellensignalerzeugungsmittel die Wellenformdaten aus dem Wellenformdatenspeichermittel ausliest, um den Korrekturwert verschiebt, und die Wellenformdaten aus der verschobenen Adresse des Wellenformdatenspeichermittels als das Bezugssignal ausliest.
  • Wie oben beschrieben wurde, weist die Vorrichtung zum aktiven Steuern/Regeln von Vibrationsgeräuschen nach Maßgabe des Gesichtspunkts der vorliegenden Erfindung das Wellenformdatenspeichermittel und das Korrekturdatenspeichermittel auf. Wellenformdaten werden als das Bezugs-Wellensignal aus dem Wellenformdatenspeichermittel pro Abtastung gelesen. Gleichzeitig wird Bezug genommen auf die Frequenz des Bezugswellensignals und der Korrekturwert wird aus dem Korrekturdatenspeichermittel gelesen. Wellenformdaten werden als das Bezugssignal aus der Adresse gelesen, welche erzeugt wird durch Verschieben der Adresse, bei welcher die Wellenformdaten von dem Wellenformdatenspeichermittel gelesen werden, um den aus dem Korrekturdatenspeichermittel gelesenen Korrekturwert.
  • Da die Wellenformdaten als das Bezugssignal aus der Adresse des Wellenformdatenspeichermittels gelesen wird, welche erzeugt wird durch Verschieben der Adresse, bei welcher das Bezugs-Wellensignal aus dem Wellenformdatenspeichermittel gelesen wird, um den aus dem Korrekturdatenspeichermittel gelesenen Korrekturwert, ist es nicht notwendig, ein FIR-Filter zu verwenden und Faltungsberechnungen auszuführen, um ein Bezugssignal zu erhalten, wie es bei der herkömmlichen Vorrichtung der Fall ist. Die Anzahl an Berechnungen, um ein Bezugssignal zu erhalten, kann in großem Maße verringert werden. Selbst ein kostengünstiger Mikrocomputer kann verwendet werden, ohne ein Steuer/Regelansprechverhalten zu verschlechtern. Daher kann die Vorrichtung zum aktiven Steuern/Regeln von Vibrationsgeräuschen kostengünstig aufgebaut werden.
  • Eine Vorrichtung zum aktiven Steuern/Regeln von Vibrationsgeräuschen gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung umfasst:
    ein Bezugs-Wellensignalerzeugungsmittel zum Ausgeben eines Bezugs-Sinuswellensignals und eines BezugsKosinuswellensignals mit einer haromischen Frequenz, welche ausgewählt ist aus Frequenzen einer Schwingung bzw. Vibration oder von Geräuschen, die von einer Vibrationsgeräuschquelle erzeugt werden;
    ein erstes adaptives Kerbfilter zum Ausgeben eines ersten Steuer/-Regelsignals auf Grundlage des Bezugs-Kosinuswellensignals und ein zweites adaptives Kerbfilter zum Ausgeben eines zweiten Steuer/-Regelsignals auf Grundlage des Bezugs-Sinuswellensignals, um Vibrationsgeräusche auszulöschen;
    ein Vibrationsgeräuschauslöschmittel zum Erzeugen eines Vibrationsgeräuschauslöschschalls auf Grundlage eines Summensignals, welches die Summe aus dem ersten Steuer/Regelsignal und dem zweiten Steuer/Regelsignal repräsentiert;
    ein Fehlersignalerfassungsmittel zum Ausgeben eines Fehlersignals auf Grundlage einer Differenz zwischen der Schwingung oder den Geräuschen und dem Vibrationsgeräusch-Auslöschschall;
    ein Korrekturmittel zum Korrigieren des Bezugs-Kosinuswellensignals zu einem ersten Bezugssignal und zum Korrigieren des Bezugs-Sinuswellensignals zu einem zweiten Bezugssignal auf Grundlage eines Korrekturwertes, welcher Phasencharakteristika in Bezug auf eine Frequenz eines jeden Signals aus dem Bezugs-Kosinuswellensignal und dem Bezugs-Sinuswellensignal in Übertragungscharakteristika von dem Vibrationsgeräuschauslöschmittel zu dem Fehlersignalerfassungsmittel repräsentiert, sowie zum Ausgeben des ersten Bezugssignals und des zweiten Bezugssignals; und
    ein Filterkoeffizientenaktualisierungsmittel zum sequenziellen Aktualisieren eines Filterkoeffizienten des ersten adaptiven Kerbfilters und eines Filterkoeffizienten des zweiten adaptiven Kerbfilters, um das Fehlersignal zu minimieren, und zwar auf Grundlage des Fehlersignals, des ersten Bezugssignals und des zweiten Bezugssignals;
    wobei das Bezugs-Wellensignalerzeugungsmittel Wellenformdatenspeichermittel aufweist, um Wellenformdaten zu speichern, welche Instantanwertdaten bei jeweiligen unterteilten Positionen repräsentieren, wobei eine Periode einer Kosinuswelle durch eine vorbestimmte Zahl geteilt ist, und das Bezugs-Wellensignalerzeugungsmittel nacheinander die Wellenformdaten aus dem Wellenformdatenspeichermittel pro Abtastung ausliest, um das Bezugs-Kosinuswellensignal zu erzeugen; und nacheinander die Wellenformdaten aus Adressen des Wellenformdatenspeichermittels ausliest, welche erzeugt werden durch Verschieben von Adressen, bei welchen das Bezugs-Kosinuswellensignal gelesen wird, um ein Viertel der Periode, um das Bezugs-Sinuswellensignal zu erzeugen, und wobei das Korrekturmittel ein Korrekturdatenspeichermittel aufweist zum Speichern des Korrekturwertes in Bezug auf die Frequenz des Bezugs-Wellensignals und das Korrekturmittel den Korrekturwert aus dem Korrekturdatenspeichermittel durch Bezugnahme auf die Frequenz des Bezugs-Wellensignals ausliest, eine Adresse, bei welcher das Bezugs-Wellensignalerzeugungsmittel die Wellenformdaten als das Bezugs-Kosinuswellensignal aus dem Wellenformdatenspeichermittel ausliest, um den Korrekturwert verschiebt, die Wellenformdaten aus der verschobenen Adresse des Wellenformdatenspeichermittels als das erste Bezugssignal ausliest, eine Adresse, bei welcher das Bezugswellensignalerzeugungsmittel die Wellenformdaten als das Bezugs-Sinuswellensignal aus dem Wellenformdatenspeichermittel ausliest, um den Korrekturwert verschiebt, und die Wellenformdaten aus der verschobenen Adresse des Wellenformdatenspeichermittels als das zweite Bezugssignal ausliest.
  • Wie oben beschrieben wurde, weist die Vorrichtung zum aktiven Steuern/-Regeln von Vibrationsgeräuschen nach Maßgabe des weiteren Gesichtspunkts der vorliegenden Erfindung das Wellenformdatenspeichermittel und das Korrekturdatenspeichermittel auf. Wellenformdaten werden nacheinander als das Bezugs-Kosinuswellensignal aus dem Wellenformdatenspeichermittel pro Abtastung gelesen. Weiterhin werden Wellenformdaten nacheinander als das Bezugs-Sinuswellensignal aus Adressen des Wellenformdatenspeichermittels gelesen, welche erzeugt werden durch Verschieben der Adressen, bei welchen das Bezugs-Kosinussignal gelesen wird, um ein Viertel der Periode.
  • Da zwei Bezugs-Wellensignale (das Bezugs-Sinuswellensignal und das Bezugs-Kosinuswellensignal) aus einem Wellenformdatenspeichermittel erzeugt werden können, kann die Speicherkapazität des Wellenformdatenspeichermittels verringert werden und es kann ein kostengünstiger Mikrocomputer verwendet werden. Gleichzeitig wird Bezug genommen auf die Frequenz des Bezugs-Wellensignals und der Korrekturwert wird aus dem Korrekturdatenspeichermittel gelesen. Wellenformdaten werden als das erste Bezugssignal aus der Adresse gelesen, welche erzeugt wird durch Verschieben der Adresse, bei welcher die Wellenformdaten für das Bezugs-Kosinuswellensignal aus dem Wellenformdatenspeichermittel gelesen werden, um den aus dem Korrekturdatenspeichermittel gelesenen Korrekturwert. Wellenformdaten werden als das zweite Bezugssignal aus der Adresse gelesen, welche erzeugt wird durch Verschieben der Adresse, bei welcher die Wellenformdaten für das Bezugs-Sinuswellensignal aus dem Wellenformdatenspeichermittel gelesen werden, um den aus dem Korrekturdatenspeichermittel gelesenen Korrekturwert.
  • Bei der Vorrichtung zum aktiven Steuern/Regeln von Vibrationsgeräuschen nach Maßgabe des weiteren Gesichtspunkts der vorliegenden Erfindung ist es nicht notwendig, ein FIR-Filter zu verwenden und Faltungsberechnungen auszuführen, um ein erstes und ein zweites Bezugssignal zu erhalten, wie es bei der herkömmlichen Vorrichtung der Fall ist. Die Anzahl an Berechnungen, um Bezugssignale zu erhalten, kann in großem Maße verringert werden. Selbst ein kostengünstiger Mikrocomputer kann verwendet werden, ohne ein Steuer/Regelansprechverhalten zu verschlechtern. Daher kann die Vorrichtung zum aktiven Steuern/Regeln von Vibrationsgeräuschen kostengünstig aufgebaut werden.
  • Darüber hinaus werden bei der Vorrichtung zum aktiven Steuern/Regeln von Vibrationsgeräuschen gemäß dem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung das erste und das zweite Bezugssignal, welche die Übertragungscharakteristika von Vibration(en) bzw. Schwingung(en) oder Geräuschen mit zu steuernden/regelnden Frequenzen genau wiedergeben, in einfacher Weise aus den Wellenformdaten erhalten, die aus dem Wellenformdatenspeichermittel gelesen werden, und zwar unter Bezugnahme auf den aus den Korrekturdatenspeichermitteln gelesenen Korrektuwert, was es ermöglicht, Vibrationsgeräusche genau zu unterdrücken. Wie oben beschrieben wurde, werden, soweit das erste und das zweite Bezugssignal als optimal korrigierte Signale aus den Bezugs-Wellensignalen erhalten werden, die Konturen von Kurven konstanter Fehlerquadrate zu konzentrischen Kreisen, wobei die Auslöschung von erzeugten Vibrationsgeräuschen schnell konvergiert.
  • Eine Vorrichtung zum aktiven Steuern/Regeln von Vibrationsgeräuschen gemäß noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung umfasst:
    ein Bezugs-Wellensignalerzeugungsmittel (22) zum Ausgeben eines BezugsSinuswellensignals und eines BezugsKosinuswellensignals mit einer haromischen Frequenz, welche ausgewählt ist aus Frequenzen einer Schwingung bzw. Vibration oder von Geräuschen, die von einer Vibrationsgeräuschquelle erzeugt werden;
    ein erstes adaptives Kerbfilter zum Ausgeben eines ersten Steuer/-Regelsignals auf Grundlage des Bezugs-Kosinuswellensignals und ein zweites adaptives Kerbfilter zum Ausgeben eines zweiten Steuer/-Regelsignals auf Grundlage des Bezugs-Sinuswellensignals, um Vibrationsgeräusche auszulöschen;
    ein Vibrationsgeräuschauslöschmittel zum Erzeugen eines Vibrationsgeräusch-Auslöschschalls auf Grundlage eines Summensignals, welches die Summe aus dem ersten Steuer/Regelsignal und dem zweiten Steuer/-Regelsignal repräsentiert;
    ein Fehlersignalerfassungsmittel zum Ausgeben eines Fehlersignals auf Grundlage einer Differenz zwischen der Schwingung oder den Geräuschen und dem Vibrationsgeräusch-Auslöschschall;
    ein Korrekturmittel zum Korrigieren des Bezugs-Kosinuswellensignals zu einem ersten Bezugssignal und zum Korrigieren des Bezugs-Sinuswellensignals zu einem zweiten Bezugssignal auf Grundlage eines Korrekturwertes, welcher Phasencharakteristika in Bezug auf eine Frequenz eines jeden Signals aus dem Bezugs-Kosinuswellensignal und dem Bezugs-Sinuswellensignal in Übertragungscharakteristika von dem Vibrationsgeräuschauslöschmittel zu dem Fehlersignalerfassungsmittel repräsentiert, sowie zum Ausgeben des ersten Bezugssignals und des zweiten Bezugssignals; und
    ein Filterkoeffizientenaktualisierungsmittel zum sequenziellen Aktualisieren eines Filterkoeffizienten des ersten adaptiven Kerbfilters und eines Filterkoeffizienten des zweiten adaptiven Kerbfilters, um das Fehlersignal zu minimieren, und zwar auf Grundlage des Fehlersignals, des ersten Bezugssignals und des zweiten Bezugssignals;
    wobei das Bezugs-Wellensignalerzeugungsmittel Wellenformdatenspeichermittel aufweist, um Wellenformdaten zu speichern, welche Instantan wertdaten bei jeweiligen unterteilten Positionen repräsentieren, wobei eine Periode einer Sinuswelle durch eine vorbestimmte Zahl geteilt ist, und das Bezugs-Wellensignalerzeugungsmittel nacheinander die Wellenformdaten aus dem Wellenformdatenspeichermittel pro Abtastung ausliest, um das Bezugs-Sinuswellensignal zu erzeugen; und nacheinander die Wellenformdaten aus Adressen des Wellenformdatenspeichermittels ausliest, welche erzeugt werden durch Verschieben von Adressen, bei welchen das Bezugs-Sinuswellensignal gelesen wird, um ein Viertel der Periode, um das Bezugs-Kosinuswellensignal zu erzeugen; und
    wobei das Korrekturmittel ein Korrekturdatenspeichermittel (23) aufweist zum Speichern des Korrekturwertes in Bezug auf die Frequenz des Bezugs-Wellensignals und das Korrekturmittel den Korrekturwert aus dem Korrekturdatenspeichermittel durch Bezugnahme auf die Frequenz des Bezugs-Wellensignals ausliest, eine Adresse, bei welcher das Bezugs-Wellensignalerzeugungsmittel die Wellenformdaten als das Bezugs-Sinuswellensignal aus dem Wellenformdatenspeichermittel ausliest, um den Korrekturwert verschiebt, die Wellenformdaten aus der verschobenen Adresse des Wellenformdatenspeichermittels als das zweite Bezugssignal ausliest, eine Adresse, bei welcher das Bezugs-Wellensignalerzeugungsmittel die Wellenformdaten als das Bezugs-Kosinuswellensignal aus dem Wellenformdatenspeichermittel ausliest, um den Korrekturwert verschiebt, und die Wellenformdaten aus der verschobenen Adresse des Wellenformdatenspeichermittels als das erste Bezugssignal ausliest.
  • Wie oben beschrieben wurde, weist die Vorrichtung zum aktiven Steuern/Regeln von Vibrationsgeräuschen gemäß dem noch weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung das Wellenformdatenspeichermittel und das Korrekturdatenspeichermittel auf. Wellenformdaten werden nacheinander als das Bezugs-Sinuswellensignal aus dem Wellenformdatenspeichermittel pro Abtastung gelesen. Weiterhin werden Wellenformdaten nacheinander als das Bezugs-Kosinuswellensignal aus Adressen des Wellenformdatenspeichermittels gelesen, welche erzeugt werden durch Verschieben der Adressen, bei welchen das Bezugssignussignal gelesen wird, um ein Viertel der Periode.
  • Da zwei Bezugs-Wellensignale (das Bezugs-Sinuswellensignal und das Bezugs-Kosinuswellensignal) aus einem Wellenformdatenspeichermittel erzeugt werden können, kann die Speicherkapazität des Wellenformdatenspeichermittels verringert werden und es kann ein kostengünstiger Mikrocomputer verwendet werden.
  • Gleichzeitig wird Bezug genommen auf die Frequenz des Bezugs-Wellensignals und der Korrekturwert wird aus dem Korrekturdatenspeichermittel gelesen. Wellenformdaten werden als das zweite Bezugssignal aus den Adressen gelesen, welche erzeugt werden durch Verschieben der Adresse, bei welcher die Wellenformdaten für das Bezugs-Kosinuswellensignal aus dem Wellenformdatenspeichermittel gelesen werden, um den aus dem Korrekturdatenspeichermittel gelesenen Korrekturwert. Wellenformdaten werden als das erste Bezugssignal aus der Adresse gelesen, welche erzeugt wird durch Verschieben der Adresse, bei welcher die Wellenformdaten für das Bezugs-Sinuswellensignal aus dem Wellenformdatenspeichermittel gelesen werden, um den aus dem Korrekturdatenspeichermittel gelesenen Korrekturwert.
  • Bei der Vorrichtung zum aktiven Steuern/Regeln von Vibrationsgeräuschen nach Maßgabe des noch weiteren Gesichtspunkts der vorliegenden Erfindung ist es nicht notwendig, ein FIR-Filter zu verwenden und Faltungsberechnungen auszuführen, um ein erstes und ein zweites Bezugssignal zu erhalten, wie es bei der herkömmlichen Vorrichtung der Fall ist. Die Menge an Berechnungen, um Bezugssignale zu erhalten, kann in großem Maße verringert werden. Selbst ein kostengünstiger Mikrocomputer kann verwendet werden, ohne ein Steuer/Regelansprechverhalten zu verschlechtern. Daher kann die Vorrichtung zum aktiven Steuern/Regeln von Vibrationsgeräuschen kostengünstig aufgebaut sein. Bei der Vorrichtung zum aktiven Steuern/Regeln von Vibrationsgeräuschen nach Maßgabe des noch weiteren Gesichtspunkts der vorliegenden Erfindung werden das erste und das zweite Bezugssignal, welche die Übertragungscharakteristika von Vibration bzw. Schwingung oder Geräuschen mit Frequenzen, welche gesteuert/geregelt werden sollen, in einfacher Weise aus den Wellenformdaten erhalten, die aus dem Wellenformdatenspeichermittel gelesen werden, welche Bezug nehmen auf den aus dem Korrekturdatenspeichermittel gelesenen Korrekturwert, was es ermöglicht, Vibrationsgeräusche genau zu unterdrücken. Wie oben beschrieben wurde, werden, soweit das erste und das zweite Bezugssignal als optimal korrigierte Signale aus den Bezugs-Wellensignalen erhalten werden, die Konturen von Kurven mit konstanten Fehlerquadraten zu konzentrischen Kreisen, wobei die Auslöschung von erzeugten Vibrationsgeräuschen schnell konvergiert.
  • Die obige und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Zusammenschau mit den beiliegenden Zeichnungen, in welchen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung als Anschauungsbeispiel dargestellt sind, offensichtlicher werden.
    •
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Blockdiagramm einer Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung nach Maßgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ist ein Diagramm, welches Daten zeigt, die in einem Speicher in der Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung nach Maßgabe der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gespeichert sind;
  • 3A bis 3C sind Diagramme, welche die Art und Weise zeigen, in welcher Daten aus dem Speicher in der Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung nach Maßgabe der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gelesen werden;
  • 4 ist ein Diagramm, welches einen Prozess der Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung nach Maßgabe der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Auslöschen von gedämpftem Schall veranschaulicht;
  • 5 ist ein Blockdiagramm einer Anordnung zur Ausführung des Gedämpfter-Schall-Auslöschprozesses der Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung nach Maßgabe der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 6 ist ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen Signalübertragungscharakteristika und einem Fehlersignal für den Gedämpfter-Schall-Auslöschprozess der Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung nach Maßgabe der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 7A bis 7D sind Diagramme, welche die Art und Weise veranschaulichen, in welcher Töne zur Auslöschung gedämpften Schalls durch die Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung nach Maßgabe der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt werden;
  • 8 ist ein Blockdiagramm, welches ein System zeigt, in dem die Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung nach Maßgabe der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in ein Kraftfahrzeug eingebaut ist;
  • 9A bis 9E sind Diagramme, welche Adressverschiebungswerte in dem System zeigen, in welchem die Aktiv-Vibrationssteuer/regelvorrichtung nach Maßgabe der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in dem Kraftfahrzeug eingebaut ist;
  • 10 ist ein Blockdiagramm eines Systems zum Messen von Signalübertragungscharakteristika der Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung nach Maßgabe der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 11A bis 11C sind Diagramme, welche Adressverschiebungswerte in dem System zeigen, in welchem die Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung nach Maßgabe der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in das Kraftfahrzeug eingebaut ist;
  • 12A und 12B sind Diagramme, welche Ergebnisse des Gedämpfter-Schall-Auslöschprozesses der Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung nach Maßgabe der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
  • 13A bis 13E sind Diagramme, welche Adressverschiebungswerte in dem System zeigen, in welchem die Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in dem Kraftfahrzeug eingebaut ist;
  • 14A bis 14E sind Diagramme, welche Adressverschiebungswerte in dem System zeigen, in welchem die Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in dem Kraftfahrzeug eingebaut ist;
  • 15 ist ein Blockdiagramm eines ersten modifizierten Systems zum Messen von Signalübertragungscharakteristika der Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 16 ist ein Blockdiagramm eines zweiten modifizierten Systems zum Messen von Signalübertragungscharakteristika der Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
  • 17 ist ein Blockdiagramm einer herkömmlichen Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung, welche adaptive Kerbfilter verwendet.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im Folgenden werden Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtungen gemäß bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
  • 1 zeigt in Blockform eine Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die in 1 allgemein mit 10 bezeichnete Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung ist derart angeordnet, dass sie Vibrationsgeräusche einschließlich beispielsweise gedämpften Schalls des Motors an einem Kraftfahrzeug, welche als Hauptvibrationsgeräusche im Fahrgastraum des Fahrzeugs dienen, auslöscht.
  • Wie in 1 gezeigt ist, weist die Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung 10 Primärkomponenten auf, welche funktionell durch einen Mikrocomputer 1 realisiert sind. Die Drehzahl der Ausgangswelle des Motors wird als Motorpulse, wie etwa Oberer-Totpunkt-Pulse, durch eine Hall-Vorrichtung erfasst. Die erfassten Motorpulse werden einer Frequenzerfassungsschaltung 11 der Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung 10 zugeführt. Die Frequenzerfassungsschaltung 11 erfasst die Frequenz der Motorpulse aus den Motorpulsen und erzeugt ein Signal auf Grundlage der erfassten Frequenz.
  • Die Frequenzerfassungsschaltung 11 überwacht Motorpulse bei einer Abtastfrequenz, welche viel höher als die Frequenz der Motorpulse ist, erfasst Zeiten bzw. Zeitpunkte (Timings), bei welchen die Polarität der Motorpulse sich ändert, misst Zeitintervalle zwischen den erfassten Zeiten, um die Frequenz der Motorpulse als eine Drehzahl der Motorausgangswelle zu erfassen und gibt auf Grundlage der erfassten Frequenz ein Signal aus, welches eine Steuer/Regelfrequenz synchron zur Drehzahl der Motorausgangswelle aufweist.
  • Da gedämpfter Schall des Motors Vibrationsabstrahlgeräusche sind, welche dann erzeugt werden, wenn Anregungskräfte, die durch die Drehung der Motorausgangswelle erzeugt werden, zum Fahrzeugkörper übertragen werden, ist der gedämpfte Schall des Motors in hohem Maße periodisch, und zwar synchron zur Drehzahl des Motors. Dann, wenn der Motor beispielsweise einen Vierzylinder-Viertaktmotor umfasst, erzeugt der Motor Anregungsvibrationen aufgrund von Drehmomentschwankungen desselben bei einer Gasverbrennung bei jeder halben Umdrehung der Motorausgangswelle, was Vibrationsgeräusche im Fahrgastinnenraum des Fahrzeugs verursacht.
  • Da Vibrationsgeräusche, welche als eine Rotations-Sekundärkomponente bezeichnet werden, mit einer Frequenz, welche doppelt so hoch wie die Drehzahl der Motorausgangswelle ist, dann erzeugt werden, wenn der Motor einen Vierzylinder-Viertaktmotor umfasst, erzeugt die Frequenzerfassungsschaltung 11 ein Signal und gibt es als die Steuer/Regelfrequenz dieses aus, welches Signal eine Frequenz aufweist, die das Doppelte der erfassten Frequenz aufweist. Die Steuer/Regelfrequenz ist die Frequenz des Vibrationsgeräusches, welche ausgelöscht werden soll, und wird auch einfach als "Frequenz" bezeichnet.
  • Die Frequenzerfassungsschaltung 11 erzeugt weiterhin ein Zeitsignal (Timingsignal) (Abtastpulse) mit der Abtastperiode des Mikrocomputers 1. Der Mikrocomputer 1 führt auf Grundlage des Zeitsignals (Timingsignals) eine Verarbeitungssequenz aus, wie etwa einen LMS-Algorithmus, was weiter unten beschrieben wird.
  • Wie in 2 gezeigt ist, speichert ein Speicher 19 bei jeweiligen Adressen Wellenformdaten, welche instantane Werte der Wellenform einer Sinuswelle über eine Periode repräsentieren, welche in eine vorbestimmte Anzahl (N) von gleichen Segmenten entlang einer Zeitachse unterteilt ist. Die Adressen (i) reichen von 0 bis zu einer ganzen Zahl, welche (die vorbestimmte Anzahl – 1) (i = 0, 1, 2, ..., N – 1) repräsentiert. "A", welches in 2 gezeigt ist, repräsentiert 1 oder eine beliebige positive reelle Zahl. Daher werden die Wellenformdaten bei einer Adresse (i) berechnet durch Asin (360° × i/N). Anders ausgedrückt wird ein Zyklus einer Sinuswelle abgetastet, indem er über die Zeit durch N dividiert wird, wobei die Abtastpunkte als die Adressen des Speichers 19 verwendet werden. Weiterhin werden quantisierte Daten, welche die instantanen Werte der Sinuswelle bei den Abtastpunkten repräsentieren, als Wellenformdaten bei den jeweiligen Adressen im Speicher 19 gespeichert.
  • In Antwort auf das Ausgangssignal von der Frequenzerfassungsschaltung 11 weist eine erste Adressumwandlungsschaltung 20 Adressen auf Grundlage der Steuer/Regelfrequenz als Ausleseadressen für den Speicher 19 zu. Eine zweite Adressumwandlungsschaltung 21 weist Adressen, welche von den durch die erste Adressumwandlungsschaltung 20 zugewiesenen Adressen aus um ein Viertel (1/4) der Periode verschoben sind, als Ausleseadressen für den Speicher 19 zu.
  • Der Speicher 19 entspricht einem Wellenformdatenspeichermittel und die Frequenzerfassungsschaltung 11, der Speicher 19 und die erste sowie die zweite Adressumwandlungsschaltung 20, 21 bilden gemeinsam ein Bezugswellensignalerzeugungsmittel 22.
  • Die 3A bis 3C zeigen die Art und Weise, in welcher das Bezugs-Wellensignalerzeugungsmittel 22 Bezugs-Wellensignale einschließlich eines Bezugs-Kosinuswellensigals und eines Bezugs-Sinuswellensignals erzeugt. Ein Prozess, in welchem das Bezugs-Wellensignalerzeugungsmittel 22 ein Bezugs-Kosinuswellensignal und ein Bezugs-Sinuswellensignal erzeugt, wird unten mit Bezug auf die 3A bis 3C beschrieben werden. In den
  • 3A bis 3C ist "n" eine ganze Zahl mit dem Wert 0 oder größer und repräsentiert die Zahl von Abtastpulsen (Zeitsignalzahl bzw. Timingsignalzahl). 3A zeigt die Beziehung zwischen den Adressen des Speichers 19 und den Wellenformdaten. 3B zeigt, wie ein Bezugs-Sinuswellensignal erzeugt wird und 3C zeigt, wie ein Bezugs-Kosinuswellensignalerzeugt wird.
  • Als Erstes wird unten ein Prozess beschrieben werden, in welchem ein Zeitsignal (Timingsignal) bei einer konstanten Abtastperiode von der Frequenzerfassungsschaltung 11 ausgegeben wird (Prozess festgelegter Abtastung). In der vorliegenden Ausführungsform wird angenommen, dass die vorbestimmte Anzahl (N) 3600 beträgt, wie in 3A bis 3C gezeigt ist. Daher sind die Adressen des Speichers 19 angezeigt als i = 0, 1, 2, ..., N -1 = 0, 1, 2, ... 3599. Die Adressverschiebung, welche durch das Viertel (1/4) der Periode repräsentiert ist, ist angezeigt als N/4 = 900. Aus Gründen der Kürze gilt, dass das Abtastintervall (Zeit) t = 1/N = 1/3600 (sec) ist.
  • Da das Abtastintervall 1/3600 sec (1/N sec) beträgt, weist die erste Adressumwandlungsschaltung 20 eine Ausleseadresse i(n) bei einem Adressintervall auf Grundlage der Steuer/Regelfrequenz (f) zu, wie durch die unten gezeigten Gleichungen angezeigt ist, und zwar für jeden von der Frequenzerfassungsschaltung 11 gelieferten Abtastpuls.
    Adressintervall "is" = N × f × t = 3600 × f × 1/3600 = f.
  • Daher ist eine Adresse i(n) bei einem bestimmten Timing gegeben als: i(n) = i(n – 1) + is = i(n – 1) + f Wenn i(n) > 3599 (= N – 1), i(n) = i(n – 1) + f – 3600.
  • Folglich erzeugt das Bezugs-Wellensignalerzeugungsmittel 22 ein Bezugs-Sinuswellensignal Xb(n) durch aufeinanderfolgendes Lesen der Wellenformdaten aus dem Speicher 19 bei Adressintervallen entsprechend der Steuer/Regelfrequenz für jeweilige durch die Frequenzerfassungsschaltung 11 erzeugte Abtastpulse. Dann, wenn beispielsweise die Steuer/Regelfrequenz 40 Hz beträgt (= Motordrehzahl Ne = 1200 U/min), werden dann, wenn der Steuer/Regelprozess gestartet wird, Wellenformdaten entsprechend den Adressen i(n) = 0, 40, 80, 120, ..., 3560, 0, ... für jeweilige Abtastpulse, d.h. für jeweilige Intervalle von 1/3600 sec aus dem Speicher 19 gelesen und es wird ein Bezugs-Sinuswellensignal Xb(n) mit einer Frequenz von 40 Hz erzeugt.
  • Die zweite Adressumwandlungsschaltung 21 bezeichnet Adressen, welche von Ausleseadressen i(n) des Bezugs-Sinuswellensignals, die von der ersten Adressumwandlungsschaltung 20 ausgegeben (bezeichnet) werden, um ein Viertel (1/4) der Periode verschoben (erhöht) sind, und zwar gemäß sin(θ + n/2) = cosθ, als Ausleseadressen i'(n), wie durch die folgende Gleichung angezeigt is: i'(n) = i(n) + N/4 = i(n) + 900 Wenn i'(n) > 3599 (= N – 1), i'(n) = i(n) + 900 – 3600
  • Daher erzeugt das Bezugs-Wellensignalerzeugungsmittel 22 ein Bezugs-Kosinuswellensignal Xa(n) durch aufeinanderfolgendes Auslesen der Wellenformdaten aus dem Speicher 19 bei Adressintervallen entsprechend der Steuer/Regelfrequenz für jeweilige durch die Frequenzerfassungsschaltung 11 erzeugte Abtastpulse aus Adressen, welche um ein Viertel (1/4) der Periode von den Adressen des Bezugs-Wellensignals verschoben sind.
  • Falls beispielsweise die Steuer/Regelfrequenz 40 Hz beträgt, werden dann, wenn der Steuer/Regelprozess gestartet wird, Wellenformdaten entsprechend der Adressen i'(n) = 900, 940, 980, 1020, ..., 860, 900, ... für jeweilige Abtastpulse, d.h. für jeweilige Intervalle von 1/3600 sec aus dem Speicher 19 ausgelesen und ein Bezugs-Kosinuswellensignal Xa(n) mit einer Frequenz von 40 Hz wird erzeugt. Das bedeutet, dass nach Maßgabe des Prozesses mit fester Abtastung das Bezugs-Wellensignal durch Verändern von Ausleseadressintervallen von Wellenformdaten abhängig von der Steuer/Regelfrequenz erzeugt wird.
  • Im Folgenden wird ein Prozess beschrieben werden, bei welchem ein Zeitsignal (Timingsignal) bei einer Abtastperiode synchron zur Drehzahl der Motorausgangswelle (der Motordrehzahl) von der Frequenzerfassungsschaltung 11 ausgegeben wird (Prozess mit synchroner Abtastung oder Prozess mit variabler Abtastung). Es wird angenommen, dass die vorbestimmte Anzahl (N) 60 beträgt. Daher werden die Adressen des Speichers 19 bezeichnet als i = 0, 1, 2, ..., N – 1 = 0, 1, 2, ..., 59 und die durch ein Viertel (1/4) der Periode repräsentierte Adressverschiebung wird angezeigt als N/4 = 15. Obwohl die vorbestimmte Anzahl (N) einen Wert aufweist, welcher von dem in den 3A bis 3c gezeigten Wert verschieden ist, basiert der Prozess mit synchroner Abtastung auf den gleichen Grundlagen wie der Prozess mit fester Abtastung.
  • Bei dem Prozess mit synchroner Abtastung schwanken die Abtastintervalle abhängig von, d.h. synchron zu, der Motordrehzahl. Die Frequenzerfassungsschaltung 11 gibt Abtastpulse bei einem Abtastintervall (Zeit) abhängig von der erfassten Steuer/Regelfrequenz (f) gemäß der folgenden Gleichung aus: i = 1/(f × N) = 1/(f × 60)(sec)
  • Die erste Adressumwandlungsschaltung 20 weist für jeden von der Frequenzerfassungsschaltung 11 gelieferten Abtastpuls eine Ausleseadresse i(n) durch Inkrementieren einer Adresse um 1 zu, wie durch die unten gezeigte Gleichung angezeigt ist.
  • Eine Adresse i(n) bei einer bestimmten Zeit (Timing) ist gegeben als: i(n) = i/(n – 1) + 1 Wenn i(n) > 59 (= N – 1), i(n) = i/(n – 1) + 1 – 60
  • Daher erzeugt das Bezugs-Wellensignalerzeugungsmittel 22 ein Bezugs-Sinuswellensignal Xb(n) durch aufeinanderfolgendes Lesen der Wellenformdaten aus dem Speicher 19 für jeweilige durch die Frequenzerfassungsschaltung 11 erzeugte Abtastpulse, aus Adressen, welche um 1 erhöht werden. Falls beispielsweise die Steuer/Regelfrequenz 40 Hz beträgt, werden dann, wenn der Steuer/Regelprozess gestartet wird, Wellenformdaten entsprechend der Adressen i(n) = 0, 1, 2, 3, ..., 59, 0, ... für jeweilige Abtastpulse, welche bei Intervallen von 1/2400 sec erzeugt werden, aus dem Speicher 19 ausgelesen und es wird ein Bezugs-Sinuswellensignal Xb(n) mit einer Frequenz von 40 Hz erzeugt. Falls die Steuer/Regelfrequenz 50 Hz beträgt, werden dann, wenn der Steuer/Regelprozess gestartet wird, Wellenformdaten entsprechend den Adressen i(n) = 0, 1, 2, 3, ..., 59, 0, ... für jeweilige Abtastpulse, die bei Intervallen von 1/3000 sec erzeugt werden, aus dem Speicher 19 gelesen und es wird ein Bezugs-Sinuswellensignal Xb (n) mit einer Frequenz von 50 Hz (Motordrehzahl Ne = 1500 U/min) erzeugt.
  • Die zweite Adressumwandlungsschaltung 21 bezeichnet Adressen, welche von den Ausleseadressen i(n) des Bezugs-Sinuswellensignals, die von der ersten Adressumwandlungsschaltung 20 ausgegeben (bezeichnet) werden, um ein Viertel (1/4) der Periode verschoben (erhöht) sind, als Ausleseadressen i'(n), wie durch die folgende Gleichung angezeigt ist: i'(n) = i(n) + N/4 = i(n) + 15 Wenn i'(n) > 59 (= N – 1), i'(n) = i(n) + 15 – 60
  • Daher erzeugt das Bezugs-Wellensignalerzeugungsmittel 22 ein Bezugs-Kosinuswellensignal Xa(n) durch aufeinanderfolgendes Lesen der Wellenformdaten aus dem Speicher 19 bei Adressintervallen entsprechend der Steuer/Regelfrequenz für jeweilige von der Frequenzerfassungsschaltung 11 erzeugte Abtastpulse aus Adressen, welche um ein Viertel (1/4) der Periode von den Ausleseadressen verschoben sind.
  • Falls beispielsweise die Steuer/Regelfrequenz 40 Hz beträgt, werden dann, wenn der Steuer/Regelprozess gestartet wird, Wellenformdaten entsprechend den Adressen i'(n) = 15, 16, 17, 18, ..., 14, 15, ... für jeweilige Abtastpulse, die bei Intervallen von 1/2400 sec erzeugt werden, aus dem Speicher 19 ausgelesen und es wird ein Bezugs-Kosinuswellensignal Xa(n) mit einer Frequenz von 40 Hz erzeugt. Falls die Steuer/Regelfrequenz 50 Hz beträgt, werden dann, wenn der Steuer/Regelprozess gestartet wird, Wellenformdaten entsprechend den Adressen i'(n) = 15, 16, 17, 18, ..., 14, 15, ... für jeweilige Abtastpulse, die bei Intervallen von 1/3000 sec erzeugt werden, aus dem Speicher 19 gelesen und es wird ein Bezugs-Sinuswellensignal Xa(n) mit einer Frequenz von 50 Hz erzeugt.
  • Bei dem Prozess mit synchroner Abtastung wird daher ein Bezugs-Wellensignal erzeugt durch Variieren eines Wellenformdaten-Lesezeitintervalls abhängig von der Steuer/Regelfrequenz.
  • In der obigen Ausführungsform speichert der Speicher 19 Wellenformdaten, die instantane Werte der Wellenform einer Sinuswelle über eine Periode repräsentieren, welche in eine vorbestimmte Anzahl (N) von gleichen Segmenten entlang einer Zeitachse unterteilt ist. Jedoch kann der Speicher 19 Wellenformdaten speichern, welche instantane Werte der Wellenform einer Kosinuswelle über eine Periode repräsentieren, welche in eine vorbestimmte Anzahl (N) gleicher Segmente entlang einer Zeitachse unterteilt ist.
  • In dem letztgenannten Fall werden Ausleseadressen i(n) des Bezugs-Sinuswellensignals in Bezug auf Ausleseadressen i'(n) des Bezugs-Kosinuswellensignals als Adressen bezeichnet, welche um ein Viertel (1/4) der Periode dekrementiert bzw. verringert sind, und zwar von cos(θ – π/2) = sin(θ), nach Maßgabe der folgenden Gleichung: i(n) = i'(n) – N/4 Wenn i(n) < 0, i(n) = i'(n) – N/4 + N, und wenn i'(n) > N – 1, i(n) = i'(n) – N/4 – N.
  • Angesichts des periodischen Wesens eines jeden Signals der Bezugs-Wellensignale können Ausleseadressen i(n) des Bezugs-Sinuswellensignals in Bezug auf Ausleseadressen i'(n) des Bezugs-Kosinuswellensignals als Adressen bezeichnet werden, welche um drei Viertel (3/4) der Periode inkrementiert bzw. erhöht sind, und zwar nach Maßgabe der folgenden Gleichung: i(n) = i'(n) + 3 × N/4 Wenn i'(n) > N – 1, i(n) = i'(n) + 3 × N/4 – N.
  • Es kann einfach verstanden werden, dass der Ausdruck "um ein Viertel der Periode verschoben", wie er in den Ansprüchen benutzt ist, "um ein Viertel der Periode inkrementiert oder dekrementiert" und "um drei Viertel der Periode dekrementiert oder inkrementiert" bedeutet.
  • In der Ausführungsform wird im Folgenden ein Prozess mit fester Abtastung mit einer vorbestimmten Anzahl (N = 3600) von Sinuswellenformdaten beschrieben werden. Der Ausdruck "pro Abtastung", wie er in den Ansprüchen benutzt wird, bedeutet "für jeden Abtastpuls (Zeitsignal bzw. Timingsignal)", wie es in der Ausführungsform beschrieben ist.
  • Das Bezugs-Kosinuswellensignal und das Bezugs-Sinuswellensignal, welche so erzeugt werden, dienen als Bezugs-Wellensignale mit harmonischen Frequenzen der Frequenz der Drehung der Motorausgangswelle und weisen die auszulöschende Frequenz des Vibrationsgeräusches auf, wie oben beschrieben wurde.
  • Das Bezugs-Kosinuswellensignal wird einem ersten adaptiven Kerbfilter 14 zugeführt, dessen Filterkoeffizienten adaptiv durch einen LMS-Algorithmus verarbeitet werden, welcher später beschrieben wird, und für jeden Abtastpuls aktualisiert werden. Das Bezugs-Sinuswellensignal wird einem zweiten adaptiven Kerbfilter 15 zugeführt, dessen Filterkoeffizienten adaptiv durch einen unten beschriebenen LMS-Algorithmus verarbeitet werden und welche für jeden Abtastpuls aktualisiert werden. Ein Ausgangssignal von dem ersten adaptiven Kerbfilter 14 und ein Ausgangssignal von dem zweiten adaptiven Kerbfilter 15 werden einem Addierer 16 zugeführt, welcher ein Ausgangssummensignal einem D/A-Wandler 17a zuführt. Der D/A-Wandler 17a wandelt das Ausgangssummensignal in ein Analogsignal um, welches durch ein Tiefpassfilter (LPF = "Low Pass Filter") 17b und einen Verstärker (AMP = "Amplifier") 17c einem Lautsprecher 17 zugeführt wird, welcher abgestrahlte Töne ausgibt.
  • Daher wird das Ausgangssummensignal (Vibrationsgeräuschauslöschsignal) von dem Addierer 16 dem Lautsprecher 17 (Vibrationsgeräuschauslöschmittel) zugeführt, welcher in dem Fahrgastinnenraum installiert ist, um ein Auslöschvibrationsgeräusch zu erzeugen. Der Lautsprecher 17 wird somit durch das Ausgangssummensignal von dem Addierer 16 angetrieben. In dem Fahrgastinnenraum ist ein Mikrophon 18 (Fehlersignalerfassungsmittel) aufgenommen, um ein Restvibrationsgeräusch im Fahrgastinnenraum zu erfassen und das erfasste Restvibrationsgeräusch als ein Fehlersignal auszugeben.
  • Das Ausgangssignal vom Mikrophon 18 wird durch einen Verstärker (AMP) 18a und ein Bandpassfilter (BPF) 18b einem A/D-Wandler 18c zugeführt, welcher das zugeführte Signal in digitale Daten umwandelt, welche LMS-Algorithmusprozessoren 30, 31 eingegeben werden.
  • Die Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung 10 weist weiterhin einen Speicher 23 als ein Korrekturdatenspeichermittel auf zum Speichern von Adressverschiebungsdaten, welche Korrekturwerte sind auf Grundlage einer Phasenverschiebung in den Signalübertragungscharakteristika zwischen dem Lautsprecher 17 und dem Mikrophogen 18 bezüglich jeweiliger Steuer/Regelfrequenzen, d.h. Adressverschiebungswerte bezüglich der Adressen des Speichers 19 in Zuordnung zu den jeweiligen Steuer/Regelfrequenzen. Sie weist ferner einen Addierer 25 zum Addieren eines Adressverschiebungswerts, welcher aus einer Adresse des Speichers 23 gelesen wird, die auf Grundlage einer Steuer/Regelfrequenz bezeichnet ist, welche von dem Ausgangssignal von der Frequenzerfassungsschaltung 11 abhängt, und Adressdaten, welche von der ersten Adressumwandlungsschaltung 20 ausgegeben werden, zu einem Summenwert, um eine Adresse des Speichers 19 zu bezeichnen. Sie weist weiter einen Addierer 24 auf zum Addieren des gelesenen Adressverschiebungswerts und Adressdaten, welche von der zweiten Adressumwandlungsschaltung 21 ausgegeben werden, zu einem Summenwert, um eine Adresse des Speichers 19 zu bezeichnen. Sie weist weiter Verstärkungseinstelleinheiten 26, 27 auf zum Einstellen eines Verstärkungsverhältnisses für Wellenformdaten, welche aus den Adressen des Speichers 19 gelesen werden, die durch die Ausgangssignale von den Addierern 24, 25 bezeichnet werden.
  • Der Speicher 23, die Addierer 24, 25 und die Verstärkungseinstelleinheiten 26, 27 bilden gemeinsam eine Bezugssignalerzeugungsschaltung 28. Weiterhin bilden die Bezugssignalerzeugungsschaltung 28 und der Speicher 19 gemeinsam ein Korrekturmittel. Es wird Bezug auf eine Steuer/Regelfrequenz genommen und ein von der Steuer/Regelfrequenz abhängiger Adressverschiebungswert wird aus dem Speicher 23 ausgelesen. Der Adressverschiebungswert und die Adressdaten, welche von der zweiten Adressumwandlungsschaltung 21 ausgegeben werden, werden durch den Addierer 24 zu einem Summenwert addiert. Weiterhin werden Wellenformdaten aus der Adresse des Speichers 19 ausgelesen, welche auf dem Summenwert basiert. Die ausgelesenen Wellenformdaten werden mit dem Verstärkungsverhältnis multipliziert und das Produktsignal wird als ein erstes Bezugssignal von der Verstärkungseinstelleinheit 26 ausgegeben. Der Adressverschiebungswert und die von der ersten Adressumwandlungs schaltung 20 ausgegebenen Adressdaten werden durch den Addierer 24 zu einem Summenwert addiert. Weiterhin werden Wellenformdaten von der Adresse des Speichers 19 ausgelesen, welche auf dem Summenwert basiert. Die ausgelesenen Wellenformdaten werden mit dem Verstärkungsverhältnis multipliziert und das Produktsignal wird als ein zweites Bezugssignal von der Verstärkungseinstelleinheit 27 ausgegeben. Das erste Bezugssignal ist ein Signal, welches auf dem Bezugs-Kosinuswellensignal der Steuer/Regelfrequenz basiert, welche in ihrer Phase um einen auf dem Adressverschiebungswert basierenden Wert verschoben ist. Das zweite Bezugssignal ist ein Signal, welches auf dem Bezugs-Sinuswellensignal der Steuer/Regelfrequenz basiert, welche in ihrer Phase um einen auf dem Adressverschiebungswert basierenden Wert verschoben ist.
  • Das erste von der Verstärkungseinstelleinheit 26 ausgegebene Bezugssignal und das vom Mikrophon 18 ausgegebene Signal werden dem LMS-Algorithmusprozessor 30 zugeführt und dadurch nach Maßgabe eines LMS-Algorithmus verarbeitet. Die Filterkoeffizienten des ersten adaptiven Kerbfilters 14 werden pro Abtastpuls auf Grundlage eines Ausgangssignals von dem LMS-Algorithmusprozessor 30 aktualisiert, um das Ausgangssignal von dem Mikrophon 18, d.h. das Fehlersignal, zu minimieren. Das zweite von der Verstärkungseinstelleinheit 27 ausgegebene Bezugssignal und das Ausgangssignal vom Mikrophon 18 werden dem LMS-Algorithmusprozessor 31 zugeführt und dadurch nach Maßgabe eines LMS-Algorithmus verarbeitet. Die Filterkoeffizienten des zweiten adaptiven Kerbfilters 15 werden pro Abtastpuls basierend auf einem Ausgangssignal von dem LMS-Algorithmusprozessor 31 aktualisiert, um das Ausgangssignal von dem Mikrophon 18, d.h. das Fehlersignal, zu minimieren.
  • Im Folgenden wird ein Betrieb der Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung 10 beschrieben, welche in dem Speicher 23 gespeicherte Adressverschiebungswerte aufweist.
  • Gedämpfter Schall des Motors repräsentiert Vibrationsgeräusche mit einem schmalen Frequenzband synchron zur Drehung der Motorausgangswelle, da der gedämpfte Schall aufgrund von Gas- bzw. Gemischverbrennung im Motor erzeugt wird. Der gesamte gedämpfte Schall (Wellen) kann durch die Summe von wechselseitig orthogonalen Kosinus- und Sinuswellen mit der Steuer/Regelfrequenz (Frequenz) f des gedämpften Schalls repräsentiert werden. Der gedämpfte Schall kann durch eine durchgezogene Kurve auf einer komplexen Ebene ausgedrückt werden, wie sie in 4 gezeigt ist, d.h. ausgedrückt werden als (pcos2πft + igsin2πft). Daher kann der gedämpfte Schall als ein Vektor mit zwei Koeffizienten p, q ausgedrückt werden, indem man ein Bezugs-Kosinuswellensignal (Cs (= cos2πft), 0) und ein Bezugs-Sinus-Wellensignal (0, Sn (= sin2πft)) erzeugt, welche wechselseitig orthogonal sind, wie durch die strichpunktierten Linien U, V angezeigt ist.
  • Der gedämpfte Schall wird somit ausgedrückt durch die zwei Koeffizienten p, q, indem man zwei wechselseitig orthogonale Bezugs-Wellensignale schafft. Zum Auslöschen des gedämpften Schalls, welcher Vibrationsgeräusche sind, kann ein Auslöschvibrationsgeräusch mit Koeffizienten erzeugt werden, welche ausgedrückt sind durch a (= -1 × p), b = (-1 × q), wie durch die gestrichelten Linien in 4 angezeigt ist.
  • Die in 1 gezeigte Anordnung kann schematisch wie in 5 gezeigt repräsentiert werden. In 5 wird ein Eingangsreferenzsignal x mit der Steuer/Regelfrequenz basierend auf dem von der Frequenzerfassungsschaltung 11 ausgegebenen Signal durch einen Controller 34 mit den Signalübertragungscharakteristika k1 bis zu dem Lautsprecher 17 zu dem Lautsprecher 17 übertragen. Auslöschvibrationsgeräusche, welche von dem Lautsprecher 17 ausgegeben werden, werden durch den Fahrgastinnenraum mit Signalübertragungscharakteristika m1, was bei der Frequenz des Bezugssignals x gesteuert/geregelt werden soll, zum Mikrophon 18 übertragen. Das Bezugssignal x wird ebenso durch ein unbekanntes System 35, wie etwa einen Fahrzeugkörper bzw. eine Fahrzeugkarosserie, mit Signalübertragungscharakteristika n1 zum Mikrophon 18 übertragen, was ein Fehlersignal e erzeugt.
  • Die Signalübertragungscharakteristika k1 des Controllers 34 zum Erzeugen des Auslöschvibrationsgeräusches werden ausgedrückt durch: k1 = -n1/m1,und das durch das Mikrophon 18 erzeugte Fehlersignal e ist ausgedrückt durch: e = n1·x + k1·m1·x
  • Der Gradient Δ eines mittleren Fehlerquadrats des Fehlersignals e ist ausgedrückt durch die folgende Gleichung (1):
    Figure 00300001
  • Daher ist der Gradient Δ des mittleren Fehlerquadrats des Fehlersignals e, welches unter adaptiver Steuerung/Regelung erzeugt wird, repräsentiert, wie in 6 gezeigt ist. Um einen optimalen Wert der Signalübertragungscharakteristika k1 zu erhalten, bei welchem das Fehlerquadrat (e2) minimal ist, wird die Gleichung (2), welche unten gezeigt ist, wiederholt berechnet. In der Gleichung (2) ist n eine ganze Zahl mit dem Wert 0 oder größer und repräsentiert die Zahl bzw. Anzahl von Abtastpulsen (Zeitsignalzahl bzw. Timingsignalzahl), wie oben beschrieben wurde, zum Abtasten der Bezugs-Kosinuswelle für eine A/D-Wandlung und zum Abtasten der Bezugs-Sinuswelle für eine A/D-Wandlung, welche ebenso die Anzahl an adaptiven Berechnungen repräsentiert, die jedesmal dann inkrementiert wird, wenn die Filterkoeffizienten aktualisiert werden. μ repräsentiert einen Schrittweitenparameter. Die Gleichung (2) ist eine Formel zur adaptiven Aktualisierung unter Verwendung von LMS- Algorithmusberechnungen und dient dazu, Vibrationsgeräusche nach Maßgabe einer adaptiven Verarbeitungsfolge auszulöschen. k1n+1 = k1n – μ·en·m1·xn (2)
  • Genauer sind bei der Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung 10 die Signalübertragungscharakteristika k1 ausgedrückt als ein Signal a (= Koeffizient a) und ein Signal b (= Koeffizient b), welche wechselseitig orthogonal sind.
  • Das erste und das zweite Bezugssignal rx(f,n), rY(f,n) werden im Folgenden mit Bezug auf 7A bis 7D beschrieben werden.
  • In 7A bis 7D werden dann, wenn instantane Werte des Bezugs-Kosinuswellensignals (im Folgenden auch als "Bezugs-Welle cos" bezeichnet) und des Bezugs-Sinuswellensignals (im Folgenden auch als "Bezugs-Welle sin" bezeichnet), welche Bezugs-Wellensignale sind, jeweils direkt als die Signale Cs, Sn vom Lautsprecher 17 ausgegeben werden, die Bezugs-Wellen cos, sin zu dem Mikrophon 18 nach Maßgabe der Signalübertragungscharakteristika von dem Lautsprecher 17 zum Mikrophon 18 übertragen, welches als ein Bewertungspunkt dient. Der Prozess, wie die Bezugs-Wellen cos, sin verändert werden, wenn sie das Mikrophon 18 erreichen, wird im Folgenden beschrieben.
  • Die Signalübertragungscharakteristika des Fahrgastinnenraums vom Lautsprecher 17 zum Mikrophon 18 ist unterteilt in Verstärkungscharakteristika (Änderung des instantanen Werts) und Phasencharakteristika (Phasenverzögerung).
  • Die Signalübertragungscharakteristika vom Lautsprecher 17 zum Mikrophon 18 sind derart, dass dann, wenn die Bezugs-Wellensignale das Mikrophon 18 erreichen, der instantane Wert dieser Bezugs-Wellensignale mit der Verstärkung α multipliziert ist und ihre Phase um Φ Grad verzögert ist. Die Bezugs-Wellensignale werden so, wie sie das Mikrophon 18 erreicht haben, jeweils durch New_Cs, New_Sn repräsentiert.
  • Es wird lediglich eine Phasenverzögerung (Φ) bezüglich eines Bezugs-Wellensignals mit einer bestimmten Steuer/Regelfrequenz berücksichtigt werden. Die Phasenverzögerung (Φ) entspricht einer Drehung des Bezugs-Wellensignals (Vektor) auf einer komplexen Ebene, um den Ursprung um Φ. Daher wird unter Berücksichtigung lediglich der Phasenverzögerung (Φ) eine lineare Transformationsmatrix P'Im(Φ) zum Drehen des Vektors um die Phasenverschiebung Φ ausgedrückt durch die folgende Gleichung (3):
    Figure 00320001
    wobei P'Im(Φ) eine Transformationsformel für Signalübertragungscharakteristika ist, wenn lediglich die Phasenverzögerung (Φ) berücksichtigt wird, I die Anzahl an Lautsprechern ist (die Anzahl an ausgegebenen Vibrationsgeräuschauslöschsignalen) und m die Anzahl an Mikrophonen ist (die Anzahl an eingegebenen Fehlersignalen). Wenn die Anzahl an Lautsprechern 2 beträgt und die Anzahl an Mikrophonen 2 beträgt, dann sind die Transformationsmatrizen P'11, P'12, P'21, P22 in jedem Signalübertragungsweg vorhanden.
  • Eine Transformationsformel PIm(Φ) für Signalübertragungscharakteristika dann, wenn auch die Verstärkung α berücksichtigt wird, ist durch die folgende Gleichung (4) ausgedrückt:
    Figure 00320002
  • Die Transformationsformel PIm(Φ) kann ebenso einfach aus der obigen Gleichung (4) verstanden werden.
  • Wenn instantane Werte des Bezugs-Kosinuswellensignals und des Bezugs-Sinuswellensignals durch die Signale Cs/Sn repräsentiert werden, welche durch die durchgezogenen Linien in 7A angezeigt sind, wobei auch die Verstärkung α in den Signalübertragungscharakteristika berücksichtigt wird, repräsentieren die gestrichelten Linien in 7A die Signale New_Cs, New_Sn, in welche die Signale Cs/Sn dann gedreht werden, wenn sie das Mikrophon 18 ausgehend vom Lautsprecher 17 durch den Fahrgastinnenraum mit den Signalübertragungscharakteristika, welche die Verstärkung α und die Phasenverzögerung (Φ) aufweisen, erreichen.
  • Dies bedeutet, dass das Bezugs-Kosinuswellensignal Cs und das Bezugs-Sinuswellensignal Sn jeweils in die Signale New_Cs, New_Sn gedreht werden, indem sie mit der Verstärkung α multipliziert und um die Phasenverzögerung (Φ) gedreht werden, wenn sie das Mikrophon 18 erreichen.
  • Die Signale New_Cs, New_Sn werden jeweils durch die folgenden Gleichungen (5), (6) ausgedrückt:
    Figure 00330001
  • Wenn die Signale New_Cs, New_Sn als Vektoren repräsentiert werden, werden sie nach Maßgabe der unten gezeigten Gleichungen (7) ausgedrückt, wie in 7A dargestellt ist.
  • Figure 00330002
  • Aufgrund der Tatsache, dass Vibrationsgeräusche einschließlich gedämpften Schalls durch eine Kombination des Kosinuswellensignals und des Sinuswellensignals repräsentiert werden, löscht die Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung 10 das Vibrationsgeräusch einschließlich des gedämpften Schalls aus, indem sie den Koeffizienten a auf der realen Achse einer komplexen Ebene und den Koeffizienten b auf der imaginären Achse der komplexen Ebene nach Maßgabe des LMS- Algorithmus sequenziell aktualisiert, wie in 4 gezeigt ist, um das Fehlersignal e bei der Position des Mikrophons 18 zu minimieren. Der Koeffizient a auf der realen Achse (siehe 4) wird sequenziell aktualisiert auf Grundlage des Signals auf der realen Achse bei der Position des Mikrophons 18. Der Koeffizient b auf der imaginären Achse (siehe 4) wird sequenziell aktualisiert auf Grundlage des Signals an der imaginären Achse bei der Position des Mikrophons 18, wodurch Vibrationsgeräusche unterdrückt werden. Daher ist es notwendig, das Signal an der realen Achse und das Signal an der imaginären Achse aus den Signalen New_Cs, New_Sn zu bestimmen.
  • Nun wird im Folgenden ein Prozess einer Bestimmung des Koeffizienten a an der realen Achse und des Koeffizienten b an der imaginären Achse aus den Signalen New_Cs, New_Sn beschrieben.
  • Die Größen realer Komponenten, welche in den Signalen New_Cs, New_Sn enthalten sind, werden durch projizieren jener Signale auf die reale Achse erhalten. Ihre Werte werden repräsentiert durch Real_New_Cs (auch als "Real_Cs" bezeichnet) bzw. Real_New_Sn (auch als "Real_Sn" bezeichnet), wie in 7B gezeigt ist. Die Größen von imaginären Komponenten, welche in den Signalen New_Cs, New_Sn enthalten sind, werden durch Projizieren jener Signale auf die imaginäre Achse erhalten. Ihre Werte sind repräsentiert durch Imagi_New_Cs (auch als "Imagi_Cs" bezeichnet) bzw. Imagi_New_Sn (auch als "Imagi_Sn" bezeichnet), wie in 7C gezeigt ist.
  • Wenn das Bezugs-Kosinuswellensignal Cs und das Bezugs-Singus-Wellensignal_Sn mit der Verstärkung α multipliziert und um die Phasenverzögerung (Φ) gedreht sind, nach Maßgabe der Signalübertragungscharakteristika des Fahrgastinnenraums vom Lautsprecher 17 zum Mikrophon 18 in 17B und 17C, sind deren reale Komponenten und imaginäre Komponenten durch die gestrichelten Linien in 7D angezeigt. Diese realen Komponenten und imaginären Komponenten werden jeweils zu Real_Cs, Imagi_Sn kombiniert, wie durch die durchgezogenen Linien in 7D angezeigt ist.
  • Die Signale an der realen und der imaginären Achse werden durch Berechnungen wie folgt bestimmt:
    Die Signale, welche an der realen und der imaginären Achse durch Projizieren des Signals New_Cs auf die reale und die imaginäre Achse erzeugt werden, werden repräsentiert durch Real_New_Cs (Vektor RNCs) bzw. Imagi_New_Cs (Vektor INCs). Die Signale, welche an der realen und der imaginären Achse erzeugt werden durch Projizieren des Signals New_Sn auf die reale und die imaginäre Achse sind repräsentiert durch Real_New_Sn (Vektor RNSn) bzw. Imagi_New_Sn (Vektor INSn). Das Signal Real_Cs an der realen Achse ist repräsentiert durch (Vektor Rcs), das Signal Imagi_Sn an der imaginären Achse durch (Vektor Isn), das Signal New_Cs durch (Vektor Nsn), das Signal Cs durch (Vektor Cs) und das Signal Sn durch (Vektor Sn). In den unten gezeigten Gleichungen ist ein Vektor angezeigt durch einen aufgesetzten Pfeil.
  • Der Vektor Rcs ist die Summe des Vektors RNCs und des Vektors RNSn. Der Vektor RNCs und der Vektor RNSn werden erzeugt durch Projizieren des Vektors NCs oder des Vektors Nsn auf den Vektor Cs. Daher werden der Vektor RNCs und der Vektor RNSn ausgedrückt durch die folgenden Gleichungen (8):
    Figure 00350001
  • Daher wird der Vektor RCs ausgedrückt durch die folgende Gleichung (9): RCs = (α·Cs·cosϕ – α·Sn·sinϕ, 0) = α·Cs·cosϕ – α·Sn·sinϕ, 0) (9)
  • Da der Vektor ISn die Summe des Vektors INCs und des Vektors INSn ist und der Vektor INCs und der Vektor INSn erzeugt werden durch Projizieren des Vektors NCs oder des Vektors NSn auf den Vektor Sn, sind der Vektor INCs und der Vektor INSn ausgedrückt durch die folgenden Gleichungen (10):
    Figure 00360001
  • Daher ist der Vektor ISn ausgedrückt durch die folgende Gleichung (11): ISn = (0, i[α·Cs·sinϕ + α·Sn·cosϕ]) = iα(0, Cs·sinϕ + Sn·cosϕ) (11)
  • Die Signalübertragungscharakteristika sind Funktionen der Frequenz des ausgegebenen Geräuschs bzw. Tons vom Lautsprecher 17. Die Signalübertragungscharakteristika werden somit unter Verwendung komplexer Zahlen wie folgt ausgedrückt: PIm(f) = PImx(f) + iPImy(f) PImx(f) = α(f)·cosΦ(f) PImy(f) = α(f)·sinΦ(f)
  • Wenn der vollständige Steuer/Regelfrequenzbereich der Bezugs-Wellensignale berücksichtigt wird, werden der Vektor RCs und der Vektor ISn ausgedrückt durch die Gleichungen (12), welche unten gezeigt sind (siehe 7D). Diese Vektoren repräsentieren die reale und die imaginäre Komponente des schließlich kombinierten Signals. RCs = (Cs·PImx(f) – Sn·PImy(f), 0) ISn = (0, i[Cs·PImy(f) + Sn·PImx(f)]) (12)
  • Aus den obigen Gleichungen wird das erste Bezugssignal rx(f), welches verwendet wird, um die Filterkoeffizienten (entsprechend dem Koeffizienten a in 4) des ersten adaptiven Kerbfilters 14 zu aktualisieren, wie folgt ausgedrückt: rx(f) = Cs·PImx(f) – Sn·PImy(f)
  • Das zweite Bezugssignal rY(f), welches verwendet wird, um die Filterkoeffizienten (entsprechend dem Koeffizienten b in 4) des zweiten adaptiven Kerbfilters 15 zu aktualisieren, ist wie folgt ausgedrückt: ry(f) = CS·PImy(f) – Sn·PImx(f)
  • Soweit das Signal Cs ein instantaner Wert des Bezugs-Kosinuswellensignals ist und das Signal Sn ein instantaner Wert des Bezugs-Sinuswellensignals ist, werden die Bezugssignale wie durch die unten gezeigten Gleichungen (13) angezeigt, angegeben.
    Figure 00370001
  • Die Bezugssignale rx(f), rY(f), welche durch die Gleichungen (13) repräsentiert werden, werden ausgedrückt unter Verwendung des oben genannten n und zwar wie folgt: Die Bezugssignale rx(f,n), ry(f,n) sind durch die folgenden Gleichungen (14) aus PIm(f) = α(f)·cosΦ(f), PIm(f) = α(f)·sinΦ(f) und den Additionstheoremen der trigonometrischen Funktionen gegeben: rx(f,n) = PImx(f)·cos2π(f,n) – PImy(f)·sin2π(f,n) = α(f)[cos(ϕ(f))·cos2π(f,n) – sin(ϕ(f))·sin2π(f,n)] = α(f)[cos(2π(f,n) + ϕ(f))] ry(f,n)= PImy(f)·cos2π(f,n) + PImx(f)·sin2π(f,n) = α(f)[sin(ϕ(f))·cos 2π(f,n) + cos(ϕ(f))·sin2π(f,n)] = α(f)[sin{2π(f,n) + ϕ(f)}] (14)wobei α(f) eine Verstärkung repräsentiert, welche ein Koeffizient bezüglich cos{2π(f,n) + Φ(f)}, sin{2π(f,n) + Φ(f)} sein kann. Dann, wenn Signale, welche erzeugt werden durch Dividieren des ersten und des zweiten Bezugssignals rx(f,n), ry(f,n) durch die Verstärkung α(f) als ein erstes Basisbezugssignal ra(f,n) bzw. ein zweites Basisbezugssignal rb(f,n) bezeichnet werden, werden das erste Basisbezugssignal ra(f,n) und das zweite Basisbezugssignal rb(f,n) ausgedrückt durch die folgenden Gleichungen (15-1), (15-2): ra(f,n) = rx(f,n)/α(f) = cos{2π(f,n) + ϕ(f)} (15-1) rb(f,n) = ry(f,n)/α(f) = sin{2π(f,n) + ϕ(f)} (15-2)
  • Daher ist aus der Gleichung (15-1) zu erkennen, dass ra(f,n) ein Kosinuswellensignal repräsentiert, welches in seiner Phase um Φn(f) hinter dem Bezugs-Kosinuswellensignal (cos2π(f,n)) hinterherläuft, und aus der Gleichung (15-2) ist zu erkennen, dass rb(f,n) ein Sinuswellensignal repräsentiert, welches in seiner Phase um Φn(f) hinter dem Bezugs-Sinuswellensignal (sin2π(f,n)) hinterherläuft. Wie in der weiter unten beschriebenen 10 gezeigt ist, können Phasencharakteristika (Phasenverzögerung) Φn(f) jeweiliger Steuer/Regelfrequenzen im Vorhinein bestimmt werden und der Speicher 23 kann vorgesehen werden, welcher Korrekturwerte auf Grundlage von Φn(f) in Zuordnung zu den Steuer/Regelfrequenzen der Bezugs-Wellensignale als Adressverschiebungswerte für die Adressen zum Lesen der Bezugs-Wellensignale aus dem Speicher 19 im Vorhinein speichert.
  • Als Ergebnis wird Bezug genommen auf eine Steuer/Regelfrequenz und abhängig von der Steuer/Regelfrequenz wird ein Adressverschiebungswert aus dem Speicher 23 ausgelesen. Der Adressverschiebungswert und die von der ersten und der zweiten Adressumwandlungsschaltung 20, 21 ausgegebenen Adressdaten werden durch die Addierer 24, 25 zu Summenwerten addiert, um Adressen des Speichers 19 zu bezeichnen. Das erste Basisbezugssignal ra(f,n) und das zweite Basisbezugssignal rb(f,n), welche die aus den bezeichneten Adressen des Speichers 19 ausgelesenen Wellenformdaten repräsentieren, werden mit der in den Verstärkungseinstelleinheiten 26, 27 eingestellten Verstärkung α(f) multipliziert, wobei das erste und das zweite Bezugssignal (rx(f,n), ry(f,n)) erzeugt werden. Somit weist die Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung 10 die in 1 gezeigte Anordnung auf.
  • Aus 6 sind Gleichungen zum Aktualisieren der Filterkoeffizienten bereitgestellt als a1(n + 1) = a1(n) – μ·em(n)·rx(f,n) und b1(n + 1) = b1(n) – μ·em(n) ry(f,n) durch Ersetzen von k1n durch a1(n), b1(n), k1 durch a und b, und m1·x durch r(f,n) in der Gleichung (2). auf Grundlage des Bezugssignals rx (f,n) ist die frühere Gleichung gegeben als die unten gezeigte Gleichung (16-1) und auf Grundlage des Bezugssignals ry(f,n) ist die letztgenannte gegeben als die unten gezeigte Gleichung (16-2). a1(n + 1) = a1(n) – μ·em(n)·α(f)[cos(ϕ(f))·cos2π(f,n) – sin(ϕ(f))·sin2π(f,n)] = a1(n) – μ·em(n)·α(f)[cos{2π(f,n) + ϕ(f)}] = a1(n) – μ·em(n)·α(f)·ra(f,n) = a1(n) – μ'(f)·em(n)·ra(f,n) (16-1) b1(n + 1) = b1(n) – μ·em(n)·α(f)[sin(ϕ(f))·cos2π(f,n) + cos(ϕ(f))·sin2π(f,n)] = b1(n) – μ·em(n)·α(f)[sin{2π(f,n) + ϕ(f)}] = b1(n) – μ·em(n)·α(f)·rb(f,n) = b1(n) – μ'(f)·em(n)·rb(f,n) (16-2)
  • Aus der obigen Gleichung (14) gibt α(f) die Verstärkung der Signalübertragungscharakteristika in dem Bezugssignal rx(f,n) wieder und das Bezugssignal ry(f,n) kann ein Koeffizient für jede Frequenz sein und ist synonym zu einer Veränderung von einem Parameter μ konstanter Schrittweite zu einem Schrittweitenparameter μ' bei jeder Steuer/Regelfrequenz, wie durch die Gleichungen (16-1 ), (16-2) angezeigt ist. Dies bedeutet weiterhin, dass das Bezugssignal rx(f,n) und das Bezugssignal ry(f,n) lediglich die Phasenverzögerung (Φ) der Signalübertragungscharakteristika genau wiedergeben können und dass α(f), welches die Verstärkung der Signalübertragungscharakteristika wiedergibt, durch ein Einstellelement bei jeder Steuer/Regelfrequenz ersetzt werden kann.
  • Bei der Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung 10, wie oben beschrieben wurde, ändern sich die Frequenz des Bezugs-Kosinuswellensignals, die Frequenz des Bezugs-Sinuswellensignals, die Frequenz des Bezugssignals rx(f,n) und die Frequenz des Bezugssignals ry (f,n) auf Grundlage der Drehzahl der Motorausgangswelle und die Kerbfrequenzen des ersten und des zweiten adaptiven Kerbfilters 14, 15 arbeiten bzw. wirken in derselben Art und Weise, als ob sie sich virtuell auf Grundlage der Drehzahl der Motorausgangswelle ändern, wobei das Vibrationsgeräusch einschließlich des gedämpften Schalls ausgelöscht wird.
  • Da die Signalübertragungscharakteristika unter Verwendung des Bezugssignals rx(f,n) und des Bezugssignals ry(f,n) optimal modelliert sind und der gedämpfte Schall unter Verwendung der adaptiven Kerbfilter ausgelöscht wird, werden bei der Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung 10 darüber hinaus die Konturen der Kurven konstanter Fehlerquadrate zu konzentrischen Kreisen, welche die Auslöschung von Vibrationsgeräuschen schnell konvergieren.
  • Die Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung 10 wird im Folgenden so, wie sie in einem Kraftfahrzeug eingebaut ist, mittels eines spezifischen Beispiels beschrieben werden.
  • 8 zeigt in Blockform ein System, in welchem die Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung 10 mit einem Mikrophon in ein Kraftfahrzeug eingebaut ist, um die Vibrationsgeräusche einschließlich gedämpften Schalls in dem Fahrgastinnenraum des Fahrzeugs auszulöschen.
  • In 8 weist die Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung 10 Primärkomponenten auf, welche funktionell durch einen kostengünstigen Mikrocomputer implementiert sind. In 8 sind das Bezugs-Wellensignal erzeugungsmittel 22 und die Bezugssignalerzeugungsschaltung 28, welche in 1 gezeigt sind, durch ein Bezugs-Wellensignalerzeugungsmittel 44 repräsentiert und das erste adaptive Kerbfilter 14, das zweite adaptive Kerbfilter 15 und die LMS-Algorithmusprozessoren 30, 31, welche in 1 gezeigt sind, sind durch ein adaptives Kerbfilter 45 repräsentiert. Der D/A-Wandler, das Tiefpassfilter, der Verstärker, das Bandpassfilter und der A/D-Wandler, welche in 1 gezeigt sind, sind aus der Darstellung in 8 weggelassen und sind ebenfalls in der Darstellung der weiter unten beschriebenen 15 und 16 weggelassen.
  • Der Lautsprecher 17 ist in einer gegebenen Position hinter den Rücksitzen in einem Kraftfahrzeug 41 angeordnet und das Mikrophon 18 ist an einen zentralen Abschnitt der Decke bzw. des Himmels des Fahrgastinnenraums des Kraftfahrzeugs 41 angeordnet. Das Mikrophon 18 kann alternativ im Armaturenbrett anstelle des Himmels des Fahrgastinnenraums platziert sein.
  • Motorpulse, welche von einer Motorsteuer/regeleinrichtung 43 ausgegeben werden, die einen Motor 42 des Kraftfahrzeugs 41 steuert/regelt, werden der Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung 10 eingegeben, welche mit dem Lautsprecher 17 und dem Mikrophon 18 zusammenwirkt. Das adaptive Kerbfilter 45, welches adaptiv gesteuert/geregelt wird, um ein Ausgangssignal vom Mikrophon 18 zu minimieren, liefert ein Ausgangssignal, um den Lautsprecher 17 mit Energie zu versorgen, um Vibrationsgeräusche im Fahrgastinnenraum des Kraftfahrzeugs 41 auszulöschen. Der Prozess des Auslöschens von Vibrationsgeräuschen wurde bereits oben mit Bezug auf die Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung 10 beschrieben.
  • Gemessene Werte der Verstärkung und der Phasenverzögerung in den Signalübertragungscharakteristika bei verschiedenen Frequenzen im Fahrgastinnenraum zwischen dem Lautsprecher 17 und dem Mikrophon 18 in dem Kraftfahrzeug 41 sind in den 9A und 9B gezeigt. Die gemessenen Werte der Verstärkung und der Phasenverzögerung bei verschiedenen Frequenzen sind in der Form einer Tabelle in 9c gezeigt. In der 9C ist die Verstärkung in dB und die Phasenverzögerung (Φ) als Winkel (0° ≤ Φ ≤ 360°) angegeben.
  • In der bisherigen Beschreibung wurden die Signalübertragungscharakteristika derart angegeben, dass sie zwischen dem Lautsprecher 17 und dem Mikrophon 18 im Fahrgastinnenraum vorliegen. Wie in 10 gezeigt ist, sind die Signalübertragungscharakteristika tatsächlich durch eine Signalübertragungscharakteristikamessvorrichtung 100 gemessen, welche eine Fourier-Transformationsvorrichtung umfasst, die mit der Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung 10 verbunden ist. Genauer misst die Signalübertragungscharakteristikamessvorrichtung 100 die Signalübertragungscharakteristika auf Grundlage eines Signals, welches von dem Mikrocomputer 1 an den Lautsprecher 17 ausgegeben wird, sowie eines Signals, welches von dem Mikrophon 18 an den Mikrocomputer 1 eingegeben wird.
  • Abhängig vom Prozess des Messens der Signalübertragungscharakteristika umfassen daher die Signalübertragungscharakteristika zwischen dem Lautsprecher 17 und dem Mikrophon 18 im Fahrgastinnenraum jene Charakteristika, welche durch analoge Schaltungen bewirkt werden, die zwischen dem Ausgang und dem Eingang des Mikrocomputers 1 eingefügt sind, z.B. der Lautsprecher 17, das Mikrophon 18, der D/A-Wandler 17a, das Tiefpassfilter 17b, der Verstärker 17c, der Verstärker 18a, das Bandpassfilter 18b und der A/D-Wandler 18c.
  • Anders ausgedrückt, werden die Signalübertragungscharakteristika zwischen dem Lautsprecher 17 und dem Mikrophon 18 im Fahrgastinnenraum abhängig von dem Prozess des Messens der Signalübertragungscharakteristika zu Signalübertragungscharakteristika von den Ausgängen der adaptiven Kerbfilter zu den Eingängen der LMS-Algorithmusprozessoren 30, 31 (= Filterkoeffizientenaktualisierungsmittel).
  • Adressverschiebungswerte auf Grundlage der Phasenverzögerung Φ bei jeweiligen Steuer/Regelfrequenzen nach Maßgabe von gemessenen Werten der Verstärkung und der Phasenverzögerung Φ sind in 9D in Zuordnung zu den jeweiligen Steuer/Regelfrequenzen gezeigt. Die Adressverschiebungswerte, welche den Frequenzen der Bezugs-Wellensignale entsprechen, sind in dem Speicher 23 gespeichert. Es wird angenommen, dass der Speicher 19 3600 Adressen aufweist, welche von 0 bis 3599 reichen, und Wellenformdaten eines Sinuswellensignals speichert. Da Korrekturwerte (Adressverschiebungswerte) bestimmt sind durch Φ(f) × N/3600 und eine Phasenverzögerung von 0,1 Grad einer Adresse des Speichers 19 in der Ausführungsform entspricht, speichert der Speicher 23 Adressverschiebungswerte, wie in 9D gezeigt ist, für die jeweiligen Phasenverzögerungen, welche in 9C gezeigt sind.
  • In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird gedämpfter Schall des Motors in dem Kraftfahrzeug 41 ausgelöscht, an welchem der Vierzylinder-Viertaktmotor montiert ist. Die Steuer/Regelfrequenz reicht von 40 Hz bis 200 Hz als sekundäre Drehkomponenten, entsprechend Motordrehzahlen von 1200 U/min bis 6000 U/min. Angesichts der Möglichkeit einer Fehlfunktion des Mikrocomputers, welcher als die Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung 10 dient (im Folgenden auch als "Vibrationsgeräuschsteuer/regelmikrocomputer" bezeichnet) werden die Signalübertragungscharakteristika in einem Steuer/Regelfrequenzbereich von 30 Hz bis 230 Hz gemessen und Adressverschiebungswerte werden in dem Steuer/Regelfrequenzbereich von 30 Hz bis 230 Hz gespeichert, wie in 9D gezeigt ist.
  • Wenn ein Frequenzwert außerhalb des Steuer/Regelfrequenzbereichs als ein Ergebnis von Bezugs-Wellensignalfrequenzberechnungen bestimmt werden würden, würden die Adressverschiebungswerte nicht ausgelesen und der Mikrocomputer für eine Vibrationsgeräuschsteuerung/regelung würde außer Kontrolle laufen. Die Korrekturwerte werden in dem obigen breiteren Steuer/Regelfrequenzbereich gespeichert, um zu verhindern, dass der Mikrocomputer außer Kontrolle gerät. Da ein 8 Bit-Mikrocomputer verwendet wird als der Mikorcomputer 1 im Prozess der Berechnung der Werte, welche in 9D gezeigt sind, aus den in 9D gezeigten Werten, ist bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Verstärkung α, welche in den Berechnungen verwendet wird, auf α = 127 eingestellt, wenn die Messverstärkung 0 (dB) ist.
  • Da die Verstärkung = 20logA ist, beträgt daher dann, wenn der Verstärkungsgrad A ist, die Verstärkung (Verstärkung/20)te Potenz von A = 10. Wenn Verstärkung = -6 gilt, ist die Verstärkung α = 127 × A = (-6/20)te Potenz von 127 × 10 = 63.651. Die Werte der Verstärkung α, welche in 9E in Bezug auf die in 9C gezeigten Verstärkungscharakteristika gezeigt sind, werden in Verstärkungseinstelleinheiten 26, 27 eingestellt.
  • Die in dem Kraftfahrzeug 41 eingebaute Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung 10 arbeitet wie folgt:
    Wenn die Bezugsfrequenz f 40 Hz beträgt, werden Wellenformdaten aus jeder 40. Adresse des Speichers 19 ausgelesen, um ein Bezugs-Sinuswellensignal zu erzeugen und Wellenformdaten werden von Adressen des Speichers 19 gelesen, welche durch die Summe der Bezugs-Sinuswellensignal-Ausleseadressen und 900 Adressen repräsentiert werden, um ein Bezugs-Kosinuswellensignal zu erzeugen. Diese Bezugs-Sinus- und -Kosinuswellensignale werden jeweils dem zweiten und dem ersten adaptiven Kerbfilter 15, 14 zugeführt. In ähnlicher Weise wird ein Adressverschiebungswert 3488 aus dem Speicher 23 ausgelesen. Wellenformdaten werden als ein zweites Basisbezugssignal aus Adressen des Speichers 19 ausgelesen, welche um 3488 von den Adressen aus verschoben sind, von welchen die Wellenformdaten des Bezugs-Sinuswellensignals von 40 Hz gelesen wurden, und Wellenformdaten werden als ein erstes Basisbezugssignal aus Adressen des Speichers 19 ausgelesen, welche um 3488 von den Adressen aus verschoben sind, von welchen die Wellenformdaten des Bezugs-Kosinuswellensignals von 40 Hz gelesen wurden. Dieses erste und zweite Basisbezugssignal werden jeweils den LMS-Algorithmusprozessoren 30, 31 zugeführt.
  • Der obige Prozess wird ausführlicher mit Bezugnahme auf 11A bis 11C beschrieben werden. Der Speicher 19 speichert Instantanwertdaten als Wellenformdaten bei jeweiligen Adressen (i = 0, 40, 80, 120,..., 3599), sodass die vorbestimmte Anzahl = 3600 (N = 3600) von Daten instantane Werte einer Sinuswelle über eine Periode repräsentieren. Die Frequenzerfassungsschaltung 11 gibt beispielsweise einen Abtastpuls (Timingsignal) bei einem konstanten Abtastintervall von 1/3600 (t = 1/N) aus und gibt weiterhin eine Steuer/Regelfrequenz f = 40 Hz aus. Da die Steuer/Regelfrequenz 40 Hz beträgt, gibt die erste Adressumwandlungsschaltung 20 nacheinander Adressen i(n) bei Adressintervallen = 40 (is = N × f × t) abhängig vom Timingsignal aus.
  • Das Bezugs-Wellensignalerzeugungsmittel 22 liest nacheinander Wellenformdaten, welche den Adressen i(n) = 0, 40, 80, 120,..., 3599, 0,... entsprechen, bei jeweiligen Intervallen von 1/3600 sec, wobei ein Bezugs-Sinuswellensignal Xb(n) von 40 Hz erzeugt wird, welches an das zweite adaptiven Kerbfilter 15 ausgegeben wird (siehe 11A).
  • Aus dem Speicher 23 wird ein Adressverschiebungswert (Korrekturwert) S(f) = 3488, welcher der Steuer/Regelfrequenz f = 40 Hz entspricht, gelesen und einem Addierer 25 zugeführt. Der Addierer 25 gibt Adressen ib(n) aus, welche die Summen der Ausleseadressen i(n) des Bezugs-Sinuswellensignals Xb(n), welches von der ersten Adressumwandlungsschaltung 20 ausgegeben wird, und des Adressverschiebungswerts sind, und zwar nach Maßgabe der Gleichung (15-2).
  • Genauer werden Adressen, welche erzeugt werden durch Verschieben der Ausleseadressen i(n) des Bezugs-Sinuswellensignals Xb(n) um den Adressverschiebungswert S(f) = 3488, was der Phasenverzögerung (Φ) entspricht, als Ausleseadressen ib(n) des zweiten Basisbezugssignals bezeichnet. Daher gilt, dass ib/n) = i(n) + S(f)( = i(n) + 3488 Wenn ib(n) > 3599 (= N – 1), ib(n) = i(n) + S(f) – 3600
  • Daher liest die Bezugssignalerzeugungsschaltung 28 nacheinander Wellenformdaten aus den Adressen des Speichers 19 aus, welche erzeugt werden durch Verschieben der Ausleseadressen des Bezugs-Sinuswellensignals um den Adressverschiebungswert abhängig von der Steuer/Regelfrequenz, und zwar bei jeweiligen Abtastimpulsen, die durch die Frequenzerfassungsschaltung 11 erzeugt werden, wodurch ein zweites Basisbezugssignal rb(n) erzeugt wird. Auf Grundlage des zweiten Basisbezugssignals rb(n) erzeugt die Verstärkungseinstellungseinheit 27 ein zweites Bezugssignal ry(n) und gibt dieses aus. Genauer liest die Bezugssignalerzeugungsschaltung 28 nacheinander Wellenformdaten aus, welche den Adressen ib(n) = 3488, 3528, 3568, 8,..., 3448, 3488,... entsprechen, und zwar bei jeweiligen Intervallen von 1/3600 sec, wodurch das zweite Basisbezugssignal rb(n) von 40 Hz erzeugt wird, welches durch die Verstärkungseinstelleinheit 27 als das zweite Bezugssignal an den LMS-Algorithmusprozessor 31 ausgegeben wird (siehe 11B).
  • Die zweite Adressumwandlungsschaltung 21 gibt Adressen, welche erzeugt werden durch Verschieben der Ausleseadressen des Bezugs-Sinuswellensignals, welche von der ersten Adressumwandlungsschaltung 20 ausgegeben werden, und zwar um ein Viertel der Periode (N/4 = 900) als die Ausleseadressen i'(n) aus.
  • Das Bezugs-Wellensignalerzeugungsmittel 22 liest nacheinander Wellenformdaten aus, welche den Adressen i'(n) = 900, 980, 1020,..., 860, 900 ... entsprechen und zwar bei jeweiligen Intervallen von 1/3600 sec, wobei ein Bezugs-Kosinuswellensignal Xa(n) von 40 Hz erzeugt wird, welches an das erste adaptiven Kerbfilter 14 ausgegeben wird (siehe 11C).
  • Aus dem Speicher 23 wird ein Adressverschiebungswert (Korrekturwert) S(f) = 3488, welcher der Steuer/Regelfrequenz f = 40 Hz entspricht, gelesen und dem Addierer 24 zugeführt. Der Addierer 24 gibt Adressen ia(n) aus, welche die Summen der Ausleseadressen i'(n) des Bezugs-Kosinuswellensignals Xa (n), welche von der zweiten Adressumwandlungsschaltung 21 ausgegeben werden, und dem Adressverschiebungswert S(f) = 3488 sind, welcher aus dem Speicher 23 ausgelesen wird, und zwar nach Maßgabe der Gleichung (15-1). Genauer werden Adressen, welche erzeugt werden durch Verschieben der Ausleseadressen i'(n) des Bezugs-Kosinuswellensignals Xa (n) um den Adressverschiebungswert S(f) = 3488, etnsprechend der Phasenverzögerung (Φ), als Ausleseadressen ia(n) des ersten Basisbezugssignals bezeichnet. Daher gilt, dass ia(n) = i'(n) + S(f) = i(n) + 3488 Wenn ib(n) > 3599 (= N – 1), ib(n) = i'(n) + S(f) – 3600
  • Daher liest die Bezugssignalerzeugungsschaltung 28 nacheinander Wellenformdaten aus den Adressen des Speichers 19, welche erzeugt werden durch Verschieben der Ausleseadressen des Bezugs-Kosinuswellensignals um den von der Steuer/Regelfrequenz abhängigen Adressverschiebungswert, und zwar bei jeweiligen Abtastpulsen, die durch die Frequenzerfassungsschaltung 11 erzeugt werden, wodurch ein erstes Basisbezugssignal ra(n) erzeugt wird. Auf Grundlage des ersten Basisbezugssignals ra(n) erzeugt die Verstärkungseinstelleinheit 26 ein erstes Bezugssignal rx(n) und gibt dieses aus. Genauer liest die Bezugssignalerzeugungsschaltung 28 nacheinander Wellenformdaten, welche den Adressen ib/n) = 788, 828, 868, 908,..., 748, 788,... etnsprechen, bei jeweiligen Intervallen von 1/3600 sec aus, wodurch das erste Basisbezugssignal ra(n) von 40 Hz erzeugt wird, welches durch die Verstärkungseinstelleinheit 26 als das erste Bezugssignal an den LMS-Algorithmusprozessor 30 ausgegeben wird (siehe 11C).
  • Unter Verwendung des Bezugs-Kosinuswellensignals, des Bezugs-Sinuswellensignals und des so erhaltenen ersten und zweiten Bezugssignals wurden durch die adaptiven Kerbfilter 14, 15 Auslösch-Vibrationsgeräusche (ein Vibrationsgeräuschauslöschsignal) erzeugt, und Vibrationsgeräusche einschließlich von gedämpftem Schall wurden durch die Auslösch-Vibrationsgeräusche (Vibrationsgeräuschauslöschsignal) ausgelöscht. Die Ergebnisse der Vibrationsgeräuschauslöschung, aufgetragen gegen die Drehzahlen der Motorausgangswelle, sind durch die Kurve mit durchgezogener Linie in 12A angezeigt. Der gedämpfte Schall, welcher nicht ausgelöscht wurde, ist durch die Kurve mit gestrichelter Linie in 12A angezeigt. Ein Vergleich zwischen der Kurve mit durchgezogener Linie und der Kurve mit gestrichelter Linie in 12A zeigt deutlich, dass gedämpfter Schall in ausreichendem Maße durch die Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung 10 ausgelöscht wurde.
  • Die in 12B gezeigte Kurve mit durchgezogener Linie wurde aufgetragen, als die Signalübertragungscharakteristika mit dem in der japanischen Patentoffenlegungsschrift mit der Nummer 1-501344 (PCT-Anmeldung) beschriebenen FIR-Filter modelliert wurden. Gedämpfter Schall wurde weiterhin durch ein Gedämpfter-Schall-Auslöschsignal ausgelöscht, das durch die Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung mit einem Lautsprecher und einem Mikrophon mit dem adaptiven FIR-Filter erzeugt wurde. Die in 12B gezeigte Kurve mit gestrichelter Linie wurde aufgetragen, als der gedämpfte Schall nicht ausgelöscht wurde.
  • Aus den oben Gesagten ist zu erkennen, dass gute Auslöschungsergebnisse erzielt werden durch Modellierung der Signalübertragungscharakteristika unter Verwendung der Adressverschiebungswerte sowie durch Auslöschen von gedämpftem Schall unter Verwendung des ersten und des zweiten Bezugssignals und der adaptiven Kerbfilter.
  • In Bezug auf die Menge an Berechnungen, welche für die Aktiv- Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung 10 erforderlich sind, um die Signalübertragungscharakteristika unter Verwendung der Adressverschiebungswerte zu modellieren, und um den gedämpften Schall unter Verwendung der adaptiven Kerbfilter auszulöschen, können in jedem adaptiven Verarbeitungszyklus zwei Additionen und zwei Multiplikationen ausgeführt werden, um die durch die Gleichung (14) ausgedrückten Bezugssignale zu bestimmen, und vier Multiplikationen sowie vier Additionen können für eine adaptive Verarbeitungssequenz unter Verwendung der LSM-Algorithmusberechnungen nach Maßgabe der Gleichungen (16-1), (16-2) ausgeführt werden. Daher ist die Anzahl an Berechnungen gering, welche durch die Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung 10 erforderlich sind.
  • Bei der Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung, die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift mit der Nummer 1-501344 (PCT-Anmeldung) offenbart ist, müssen 128 Multiplikationen und 127 Additionen ausgeführt werden, um Bezugssignale zu bestimmen, 193 Multiplikationen und 192 Additionen müssen ausgeführt werden, um eine adaptive Verarbeitungssequenz auszuführen und 64 Multiplikationen und 63 Additionen müssen ausgeführt werden, um die Ergebnisse auszugeben, da sie Faltungsberechnungen ausführt, falls die Anzahl von Abgriffen des FIR-Filters, welches die Signalübertragungscharakteristika modelliert, j = 128 ist und die Anzahl an Abgriffen des adaptiven FIR-Filters i = 64 beträgt. Aufgrund der großen Anzahl an benötigten Berechnungen kann die Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung nicht durch einen kostengünstigen Mikrocomputer realisiert sein, sondern muss durch einen DSP (digitalen Signalprozessor) realisiert werden und ist somit in der Herstellung teuer.
  • Wie in 9E gezeigt ist, reicht die Verstärkung in den gemessenen Signalübertragungscharakteristika in dem Bezugssignalfrequenzbereich von 30 Hz bis 41 Hz von -30 dB bis zu -20 dB, was kleiner ist als ein Verstärkungsbereich in einem weiteren Bezugssignalfrequenzbereich von 42 Hz bis 230 Hz. Daher variiert der Wert der Verstärkung α in 9E in einem großen Bereich. Wenn Multiplikationen mit den in 9E gezeigten Verstärkungswerten durch einen Mikrocomputer ausgeführt werden, dessen berechnete Ergebnisse 8 Bits aufweisen, dann, da ein kostengünstiger 8 Bit-Mikrocomputer im Allgemeinen keine Berechnungen mit einer exponentiellen Wiedergabe von Werten ausführt, tritt aufgrund der Anzahl an effektiven Ziffern eine Ziffernauslöschung auf, während der kostengünstige 8 Bit-Mikorcomputer einen Prozess einer Berechnung einer ersten und einer zweiten Bezugszahl multipliziert mit der Verstärkung oder eine LMS-Verarbeitungssequenz ausführt, was zu einer Verringerung der Genauigkeit führt, mit welcher das erste und das zweite Bezugssignal oder die Filterkoeffizienten des ersten und des zweiten aktiven Kerbfilters 14, 15 berechnet werden, und was somit zu einer Verringerung der Geräuschdämpfungsfähigkeit führt.
  • Wie oben mit Bezug auf die Gleichungen (16-1), (16-2) beschrieben wurde, ist ein kleiner Wert der Verstärkung α einen kleinen Wert des Schrittweitenparameters μ' äquivalent, da die Verstärkung α den Schrittweitenparameter μ' bei jeder Steuer/Regelfrequenz ersetzt, und somit ist die Geschwindigkeit, mit welcher die Filterkoeffizienten konvergiert werden, verringert, was zu einem schlechteren Ansprechverhalten führt.
  • Ein Prozess einer Erhöhung der Berechnungsgenauigkeit und der Konvergenzgeschwindigkeit in dem Band niedriger Frequenz durch Verändern lediglich der Verstärkung, jedoch durch Nichtverändern der gemessenen Phasenverzögerung (Φ) in dem Niedrigfrequenzbereich von 30 Hz bis 41 Hz, auf Grundlage des Gedankens, dass α(g), welches die Verstärkung der Signalübertragungscharakteristika wiedergibt, ein Einstellelement bei jeder Steuer/Regelfrequenz ist, wie oben im Zusammenhang mit den Gleichungen (14), (15-1), (15-2) beschrieben wurde, wird im Folgenden beschrieben werden.
  • Die Verstärkung in den gemessenen Signalübertragungscharakteristika in dem Bezugswellensignalfrequenzbereich von 30 Hz bis 41 Hz wird auf einen Wert nahe der Verstärkung bei der Bezugs-Wellensignalfrequenz von 42 Hz, z.B. -10 dB, erhöht, wie in 13A und 13B gezeigt ist, anstelle von 9A und 9E, und ein erstes und ein zweites Bezugssignal werden bestimmt. Die Phasenverzögerung (Φ), welche in diesem Berechnungsprozess verwendet wird, wird nicht korrigiert, wie in 13B und 13C gezeigt ist, sondern ist die gemessene Phasenverzögerung (Φ), wie sie in den 13B und 13C gezeigt ist, ähnlich derjenigen, die in den 9B und 9C gezeigt ist. Daher weist der Wert der Verstärkung α einen kleinen Variationsbereich auf und die Genauigkeit, mit welcher Verstärkungsmultiplikationen mit dem 8 Bit-Mikrocomputer in dem Frequenzbereich von 30 Hz bis 41 Hz berechnet werden, ist in etwa die gleiche wie die Genauigkeit, mit welcher Verstärkungsmultiplikationen im Frequenzbereich von 42 Hz bis 230 Hz berechnet werden. Weiterhin wird die Konvergenzgeschwindigkeit in dem Bezugssignalfrequenzbereich von 30 Hz bis 41 Hz erhöht. Der Speicher 23 speichert in 13D gezeigte Adressverschiebungen, welche in 13C gezeigten Phasenverzögerungen entsprechen.
  • 13A zeigt die gemessenen und korrigierten Verstärkungen (die Kurve mit gestrichelter Linie zeigt die gemessene Verstärkung) und 13B zeigt die gemessene Phasenverzögerung (Φ). Da die gemessene Phasenverzögerung (Φ) als die Phasenverzögerung (Φ) verwendet wird, beeinflusst sie die Auslöschung von Vibrationsgeräuschen einschließlich gedämpften Schalls nicht.
  • Die obige Instanz eines Korrigierens der Verstärkung α kann ausgedehnt werden, um den Wert der Verstärkung α zu einem oberen Grenzwert im vollen Frequenzbereich zu machen, und zwar auf Grundlage der Anzahl an Bits des Mikrocomputers, welcher in den Berechnungen benutzt wird. Auf diese Art und Weise kann die Genauigkeit der Berechnungen erhöht werden.
  • Genauer kann die Verstärkung auf 0 dB eingestellt sein, um die Verstärkung α auf α = 127 einzustellen. 14A zeigt die korrigierte Verstärkung (die Kurve mit der gestrichelten Linie zeigt die gemessene Verstärkung) und 14B zeigt die gemesssene Phasenverzögerung (Φ). 14C und 14E zeigen Tabellen von Werten der gemessenen Phasenverzögerung (Φ) und der korrigierten Verstärkung α. In diesem Beispiel wird verhindert, dass die Berechnungsgenauigkeit aufgrund des Schwankens von Werten der Verstärkung α schwankt, indem man die Verstärkung im vollen Frequenzbereich konstant macht. Weiterhin ist die Berechnungsgenauigkeit und auch die Konvergenzgeschwindigkeit erhöht, indem die Verstärkung auf einen oberen Grenzwert gesetzt wird, welcher durch die Anzahl an Bits des Computers bestimmt ist, welcher für die Berechnungen verwendet wird. Der Speicher 23 speichert in 14D gezeigte Adressverschiebungen, welche in 14C gezeigten Phasenverzögerungen entsprechen.
  • Ein erstes modifiziertes System, in welchem die Aktiv-Vibrationsschwingungssteuer/regelvorrichtung 10 in ein Kraftfahrzeug 51 eingebaut ist, wird im Folgenden mit Bezugnahme auf 15 beschrieben werden. 15 zeigt schematisch eine Anordnung zur Auslöschung von Vibrationsgeräuschen, welche durch den Motor mit Motoranbringungen bzw. Motorlagern erzeugt werden.
  • In dem ersten modifizierten System werden selbstausdehnbare/zusammenziehbare Motoranbringungen 53 zur Lagerung des Motors 52 des Kraftfahrzeugs 51 anstelle des Lautsprechers 17 verwendet. Anstelle des Mikrophons 18 werden nahe den Motoranbringungen 53 Vibrationserfassungssensoren 54 verwendet.
  • In 15 umfasst die Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung 10 beispielsweise einen 8 Bit-Mikrocomputer und ist durch ein Bezugs-Wellensignalerzeugungsmittel 55 und durch adaptive Kerbfilter 56-1, 56-2 repräsentiert.
  • Motorpulse, welche von einer Motorsteuer/regeleinrichtung 57 ausgegeben werden, die den Motor 52 des Kraftfahrzeugs 51 steuert/regelt, werden der Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung 10 eingegeben, welche mit den Motoranbringungen 53 und den Vibrationserfassungssensoren 54 zusammenwirkt. Die adaptiven Kerbfilter 56-1, 56-2, deren Filterkoeffizienten adaptiv gesteuert/geregelt werden, um Ausgangssignale von den Vibrationserfassungssensoren 54 zu minimieren, d.h. ein Fehlersignal zu minimieren, wenden Ausgangssignale an, um die Motoranbringungen 53 gesondert voneinander zu betätigen, um Vibrationsgeräusche des Motors 52 auszulöschen, um Vibrationsgeräusche und gedämpften Schall in dem Fahrgastinnenraum zu unterdrücken. Der Prozess eines Auslöschens von Vibrationsgeräuschen und gedämpften Schalls wurde bereits oben mit Bezug auf die Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung 10 beschrieben.
  • Ein zweites modifiziertes System, in welchem die Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung 10 in ein Kraftfahrzeug 61 eingebaut ist, wird im Folgenden mit Bezugnahme auf 16 beschrieben werden.
  • 16 zeigt schematisch eine Anordnung zum Auslöschen von gedämpftem Schall in dem Fahrgastinnenraum des Kraftfahrzeugs 16 mit der Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung 10, die zwei Mikrophone aufweist.
  • In 16 umfasst die Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung 10 beispielsweise einen 8 Bit-Mikrocomputer und ist durch ein Bezugs-Wellensignalerzeugungsmittel 64 und adaptive Kerbfilter 65-1, 65-2 der Einfachheit halber repräsentiert.
  • Ein Lautsprecher 17-2 ist an einer gegebenen Position in einer Ablage hinter den Rücksitzen des Kraftfahrzeugs 61 angeordnet und ein weiterer Lautsprecher 17-1 ist in einer gegebenen Position an einem unteren Abschnitt einer Tür nahe eines Vordersitzes angeordnet. Ein Mikrophon 18-2 ist an einem Himmelabschnitt des Fahrgastinnenraums angeordnet, wobei es zur Rückseite des Rücksitzes des Kraftfahrzeugs 61 hin weist, und ein weiteres Mikrophon 18-1 ist an einem zentralen Abschnitt angeordnet, wobei es zum Vordersitz des Kraftfahrzeugs 61 weist.
  • Motorpulse, welche von einer Motorsteuer/regeleinrichtung 63 ausgegeben werden, die einen Motor 62 des Kraftfahrzeugs 61 steuert/regelt, werden in die Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung 10 eingegeben, die mit den Lautsprechern 17-1, 17-2 und den Mikrophonen 18-1, 18-2 zusammenwirkt. Die adaptiven Kerbfilter 65-1, 65-2, welche adaptiv gesteuert/geregelt werden, um Ausgangssignale von den Mikrophonen 18-1, 18-2 zu minimieren, wenden Ausgangssignale an, um die Lautsprecher 17-1, 17-2 mit Energie zu versorgen, um Vibrationsgeräusche im Fahrgastinnenraum des Kraftfahrzeugs 61 auszulöschen. Der Prozess des Auslöschens von Vibrationsgeräuschen wurde bereits oben mit Bezugnahme auf die Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung 10 beschrieben.
  • Ein erstes und ein zweites Bezugssignal zum Aktualisieren der Filterkoeffizienten der adaptiven Kerbfilter 65-1 werden auf Grundlage der Phasenverzögerung der Signalübertragungscharakteristika zwischen dem Lautsprecher 17-1 und dem Mikrophon 18-1 und der Phasenverzögerung der Signalübertragungscharakteristika zwischen dem Lautsprecher 17-1 und dem Mikrophon 18-2 erzeugt. Der Lautsprecher 17-1 wird durch ein Ausgangssignal von dem adaptiven Kerbfilter 65-1 mit Energie versorgt, welcher adaptiv gesteuert/geregelt wird, um Fehlersignale von den Mikorphonen 18-1, 18-2 zu minimieren, und zwar in Antwort auf die Fehlersignale von den Mikrophonen 18-1, 18-2 und den Bezugssignalen. Ein erstes und ein zweites Bezugssignal zum Aktualisieren der Filterkoeffizienten des adaptiven Kerbfilters 65-2 werden erzeugt auf Grundlage der Phasenverzögerung der Signalübertragungscharakteristika zwischen dem Lautsprecher 17-2 und dem Mikrophon 18-1 und der Phasenverzögerung der Signalübertragungscharakteristika zwischen dem Lautsprecher 17-2 und dem Mikrophon 18-2. Der Lautsprecher 17-2 wird durch ein Ausgangssignal von dem adaptiven Kerbfilter 65-2 mit Energie versorgt, welcher adaptiv gesteuert/geregelt wird, um Fehlersignale von den Mikrophonen 18-1, 18-2 zu minimieren, und zwar in Antwort auf die Fehlersignale von den Mikrophonen 18-1, 18-2 und den Bezugssignalen. Auf diese Art und Weise wird gedämpfter Schall in dem Fahrgastinnenraum ausgelöscht.
  • In der obigen Beschreibung speichert der Speicher 19 Wellenformdaten, welche Instantanwertdaten einer Sinus-Welle bei jeweiligen geteilten Positionen repräsentieren, wobei eine Periode der Sinus-Welle in eine vorbestimmte Anzahl geteilt ist. Weiterhin werden Adressen des Speichers 19 bei Adressintervallen auf Grundlage der Steuer/Regelfrequenz eines Signals, das von der Frequenzerfassungsschaltung 11 ausgegeben wird, und bei vorbestimmten Zeitintervallen bezeichnet, sodass die Wellenformdaten als ein vorbestimmtes Sinus-Wellensignal aus den bezeichneten Adressen des Speichers 19 ausgelesen werden. Jedoch kann der Speicher 19 Wellenformdaten speichern, welche Instantanwertdaten einer Kosinuswelle anstatt einer Sinuswelle repräsentieren, und Adressen des Speichers 19 können bei Adressintervallen auf Grundlage der Steuer/Regelfrequenz eines von der Frequenzerfassungsschaltung 11 ausgegebenen Signals und bei vorbestimmten Zeitintervallen bezeichnet werden, sodass die Wellenformdaten als ein Bezugs-Kosinus-Wellensignal aus den bezeichneten Adressen des Speichers 19 ausgelesen werden. Adressen des Speichers 19 können nacheinander bei Zeitintervallen auf Grundlage der Steuer/Regelfrequenz eines von der Frequenzerfassungsschaltung 11 ausgegebenen Signals bezeichnet werden, sodass die Wellenformdaten als ein Bezugs-Wellensignal aus den bezeichneten Adressen des Speichers 19 ausgelesen werden.
  • Bei der Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung nach Maßgabe der vorliegenden Erfindung sind Adressverschiebungswerte auf Grundlage der Phasencharakteristika der Signalübertragungscharakteristika von dem Vibrationsgeräuschauslöschmittel zu dem Fehlersignalerfassungsmittel im Vorhinein in dem Korrekturdatenspeichermittel abhängig von der Frequenz eines Bezugs-Wellensignals gespeichert. Weiterhin werden Wellenformdaten, welche aus Adressen ausgelesen werden, die erzeugt werden durch Verschieben von Adressdaten zum Auslesen eines Bezugs-Kosinus-Wellensignals und eines Bezugs-Sinus-Wellensignals aus dem Wellenformdatenspeichermittel durch Bezugnahme auf die Frequenz des Bezugs-Wellensignals um einen Adressverschiebungswert, welcher aus dem Korrekturdatenspeichermittel ausgelesen wird, als ein erstes und ein zweites Bezugssignal verwendet. Die Aktiv-Vibrationsgeräuschsteuer/regelvorrichtung kann die Signalübertragungscharakteristika optimal modellieren und erzeugte Vibrationsgeräusche durch eine reduzierte Anzahl von Berechnungen mit ausreichender Konvergenzfähigkeit auslöschen.
  • Eine Kosinuswelle über eine Periode ist als Wellenformdaten in einem Speicher (19) gespeichtert und Adressverschiebungswerte auf Grundlage einer Phasenverzögerung in Übertragungscharakteristika von einem Lautsprecher (17) zu einem Mikrophon (18) sind in einem Speicher (23) gespeichert. Ein Adressverschiebungswert wird aus dem Speicher (23) durch Bezugnahme auf die Frequenz ausgelesen und Wellenformdaten werden aus dem Speicher (19) bei Adressen ausgelesen, welche erzeugt werden durch Verschieben der Adressen, aus welchen das Bezugs-Kosinus-Wellensignal und das Bezugs-Sinus-Wellensignal gelesen werden, um den Adressverschiebungswert. Die gelesenen Wellenformdaten werden als ein erstes Bezugssignal und ein zweites Bezugssignal verwendet, welche an adaptiven Kerbfiltern (14, 15) angewendet werden, um Vibrationsgeräusche zu unterdrücken.

Claims (3)

  1. Vorrichtung zum aktiven Steuern/Regeln von Vibrationsgeräuschen, umfassend: ein Bezugs-Wellensignalerzeugungsmittel (22) zum Ausgeben eines Bezugswellensignals mit einer harmonischen Frequenz, welche ausgewählt ist aus Frequenzen einer Schwingung bzw. Vibration oder von Geräuschen, die von einer Vibrationsgeräuschquelle erzeugt werden; ein adaptives Kerbfilter (14, 15) zum Ausgeben eines Steuer/Regelsignals auf Grundlage des Bezugs-Wellensignals, um Vibrationsgeräusche auszulöschen; ein Vibrationsgeräuschauslöschmittel (17) zum Erzeugen eines Vibrationsgeräuschauslöschschalls auf Grundlage des Steuer/Regelsignals; ein Fehlersignalerfassungsmittel (18) zum Ausgeben eines Fehlersignals auf Grundlage einer Differenz zwischen der Schwingung oder den Geräuschen und dem Vibrationsgeräusch-Auslöschschall; ein Korrekturmittel (19, 28) zum Korrigieren des Bezugs-Wellensignals zu einem Bezugssignal auf Grundlage eines Korrekturwertes, welcher Phasencharakteristika in Bezug auf eine Frequenz des Bezugs-Wellensignals in Übertragungscharakteristika von dem Vibrationsgeräuschauslöschmittel zu dem Fehlersignalerfassungsmittel repräsentiert, sowie zum Ausgeben des Bezugssignals; und ein Filterkoeffizientenaktualisierungsmittel (30, 31) zum sequenziellen Aktualisieren eines Filterkoeffizienten des adaptiven Kerbfilters, um das Fehlersignal zu minimieren, und zwar auf Grundlage des Fehlersignals und des Bezugssignals; wobei das Bezugs-Wellensignalerzeugungsmittel Wellenformdatenspeichermittel (19) aufweist, um Wellenformdaten zu speichern, welche Instantanwertdaten bei jeweiligen unterteilten Positionen repräsentieren, wobei eine Periode einer Sinuswelle oder einer Kosinuswelle durch eine vorbestimmte Zahl geteilt ist, und nacheinander die Wellenformdaten aus dem Wellenformdatenspeichermittel pro Abtastung ausliest, um das Bezugs-Wellensignal zu erzeugen; und wobei das Korrekturmittel ein Korrekturdatenspeichermittel (23) aufweist zum Speichern des Korrekturwertes in Bezug auf die Frequenz des Bezugs-Wellensignals und das Korrekturmittel den Korrekturwert aus dem Korrekturdatenspeichermittel durch Bezugnahme auf die Frequenz des Bezugs-Wellensignals ausliest, eine Adresse, bei welcher das Bezugs-Wellensignalerzeugungsmittel die Wellenformdaten aus dem Wellenformdatenspeichermittel ausliest, um den Korrekturwert verschiebt, und die Wellenformdaten aus der verschobenen Adresse des Wellenformdatenspeichermittels als das Bezugssignal ausliest.
  2. Vorrichtung zum aktiven Steuern/Regeln von Vibrationsgeräuschen, umfassend: ein Bezugs-Wellensignalerzeugungsmittel (22) zum Ausgeben eines BezugsSinuswellensignals und eines BezugsKosinuswellensignals mit einer haromischen Frequenz, welche ausgewählt ist aus Frequenzen einer Schwingung bzw. Vibration oder von Geräuschen, die von einer Vibrationsgeräuschquelle erzeugt werden; ein erstes adaptives Kerbfilter (14) zum Ausgeben eines ersten Steuer/-Regelsignals auf Grundlage des Bezugs-Kosinuswellensignals und ein zweites adaptives Kerbfilter (15) zum Ausgeben eines zweiten Steuer/-Regelsignals auf Grundlage des Bezugs-Sinuswellensignals, um Vibrationsgeräusche auszulöschen; ein Vibrationsgeräuschauslöschmittel (17) zum Erzeugen eines Vibrationsgeräuschauslöschschalls auf Grundlage eines Summensignals, welches die Summe aus dem ersten Steuer/Regelsignal und dem zweiten Steuer/Regelsignal repräsentiert; ein Fehlersignalerfassungsmittel (18) zum Ausgeben eines Fehlersignals auf Grundlage einer Differenz zwischen der Schwingung oder den Geräuschen und dem Vibrationsgeräusch-Auslöschschall; ein Korrekturmittel (19, 28) zum Korrigieren des Bezugs-Kosinuswellen signals zu einem ersten Bezugssignal und zum Korrigieren des Bezugs-Sinuswellensignals zu einem zweiten Bezugssignal auf Grundlage eines Korrekturwertes, welcher Phasencharakteristika in Bezug auf eine Frequenz eines jeden Signals aus dem Bezugs-Kosinuswellensignal und dem Bezugs-Sinuswellensignal in Übertragungscharakteristika von dem Vibrationsgeräuschauslöschmittel zu dem Fehlersignalerfassungsmittel repräsentiert, sowie zum Ausgeben des ersten Bezugssignals und des zweiten Bezugssignals; und ein Filterkoeffizientenaktualisierungsmittel (30, 31) zum sequenziellen Aktualisieren eines Filterkoeffizienten des ersten adaptiven Kerbfilters und zum sequenziellen Aktualisieren eines Filterkoeffizienten des zweiten adaptiven Kerbfilters, um das Fehlersignal zu minimieren, und zwar auf Grundlage des Fehlersignals, des ersten Bezugssignals und des zweiten Bezugssignals; wobei das Bezugs-Wellensignalerzeugungsmittel Wellenformdatenspeichermittel (19) aufweist, um Wellenformdaten zu speichern, welche Instantanwertdaten bei jeweiligen unterteilten Positionen repräsentieren, wobei eine Periode einer Kosinuswelle durch eine vorbestimmte Zahl geteilt ist, und das Bezugs-Wellensignalerzeugungsmittel nacheinander die Wellenformdaten aus dem Wellenformdatenspeichermittel pro Abtastung ausliest, um das Bezugs-Kosinuswellensignal zu erzeugen; und nacheinander die Wellenformdaten aus Adressen des Wellenformdatenspeichermittels ausliest, welche erzeugt werden durch Verschieben von Adressen, bei welchen das Bezugs-Kosinuswellensignal gelesen wird, um ein Viertel der Periode, um das Bezugs-Sinuswellensignal zu erzeugen wobei das Korrekturmittel ein Korrekturdatenspeichermittel (23) aufweist zum Speichern des Korrekturwertes in Bezug auf die Frequenz des Bezugs-Wellensignals und das Korrekturmittel den Korrekturwert aus dem Korrekturdatenspeichermittel durch Bezugnahme auf die Frequenz des Bezugs-Wellensignals ausliest, eine Adresse, bei welcher das Bezugs-Wellensignalerzeugungsmittel die Wellenform daten als das Bezugs-Kosinuswellensignal aus dem Wellenformdatenspeichermittel ausliest, um den Korrekturwert verschiebt, die Wellenformdaten aus der verschobenen Adresse des Wellenformdatenspeichermittels als das erste Bezugssignal ausliest, eine Adresse, bei welcher das Bezugswellensignalerzeugungsmittel die Wellenformdaten als das Bezugs-Sinuswellensignal aus dem Wellenformdatenspeichermittel ausliest, um den Korrekturwert verschiebt, und die Wellenformdaten aus der verschobenen Adresse des Wellenformdatenspeichermittels als das zweite Bezugssignal ausliest.
  3. Vorrichtung zum aktiven Steuern/Regeln von Vibrationsgeräuschen, umfassend: ein Bezugs-Wellensignalerzeugungsmittel (22) zum Ausgeben eines BezugsSinuswellensignals und eines BezugsKosinuswellensignals mit einer haromischen Frequenz, welche ausgewählt ist aus Frequenzen einer Schwingung bzw. Vibration oder von Geräuschen, die von einer Vibrationsgeräuschquelle erzeugt werden; ein erstes adaptives Kerbfilter (14) zum Ausgeben eines ersten Steuer/-Regelsignals auf Grundlage des Bezugs-Kosinuswellensignals und ein zweites adaptives Kerbfilter (15) zum Ausgeben eines zweiten Steuer/-Regelsignals auf Grundlage des Bezugs-Sinuswellensignals, um Vibrationsgeräusche auszulöschen; ein Vibrationsgeräuschauslöschmittel (17) zum Erzeugen eines Vibrationsgeräusch-Auslöschschalls auf Grundlage eines Summensignals, welches die Summe aus dem ersten Steuer/Regelsignal und dem zweiten Steuer/Regelsignal repräsentiert; ein Fehlersignalerfassungsmittel (18) zum Ausgeben eines Fehlersignals auf Grundlage einer Differenz zwischen der Schwingung oder den Geräuschen und dem Vibrationsgeräusch-Auslöschschall; ein Korrekturmittel (19, 28) zum Korrigieren des Bezugs-Kosinuswellensignals zu einem ersten Bezugssignal und zum Korrigieren des Bezugs-Sinuswellensignals zu einem zweiten Bezugssignal auf Grundlage eines Korrekturwertes, welcher Phasencharakteristika in Bezug auf eine Frequenz eines jeden Signals aus dem Bezugs-Kosinuswellensignal und dem Bezugs-Sinuswellensignal in Übertragungscharakteristika von dem Vibrationsgeräuschauslöschmittel zu dem Fehlersignalerfassungsmittel repräsentiert, sowie zum Ausgeben des ersten Bezugssignals und des zweiten Bezugssignals; und ein Filterkoeffizientenaktualisierungsmittel (30, 31) zum sequenziellen Aktualisieren eines Filterkoeffizienten des ersten adaptiven Kerbfilters und zum sequenziellen Aktualisieren eines Filterkoeffizienten des zweiten adaptiven Kerbfilters, um das Fehlersignal zu minimieren, und zwar auf Grundlage des Fehlersignals, des ersten Bezugssignals und des zweiten Bezugssignals; wobei das Bezugs-Wellensignalerzeugungsmittel Wellenformdatenspeichermittel (19) aufweist, um Wellenformdaten zu speichern, welche Instantanwertdaten bei jeweiligen unterteilten Positionen repräsentieren, wobei eine Periode einer Sinuswelle durch eine vorbestimmte Zahl geteilt ist, und das Bezugs-Wellensignalerzeugungsmittel nacheinander die Wellenformdaten aus dem Wellenformdatenspeichermittel pro Abtastung ausliest, um das Bezugs-Sinuswellensignal zu erzeugen; und nacheinander die Wellenformdaten aus Adressen des Wellenformdatenspeichermittels ausliest, welche erzeugt werden durch Verschieben von Adressen, bei welchen das Bezugs-Sinuswellensignal gelesen wird, um ein Viertel der Periode, um das Bezugs-Kosinuswellensignal zu erzeugen; und wobei das Korrekturmittel ein Korrekturdatenspeichermittel (23) aufweist zum Speichern des Korrekturwertes in Bezug auf die Frequenz des Bezugs-Wellensignals und das Korrekturmittel den Korrekturwert aus dem Korrekturdatenspeichermittel durch Bezugnahme auf die Frequenz des Bezugs-Wellensignals ausliest, eine Adresse, bei welcher das Bezugs-Wellensignalerzeugungsmittel die Wellenformdaten als das Bezugs-Sinuswellensignal aus dem Wellenformdatenspeichermittel ausliest, um den Korrekturwert verschiebt, die Wellenformdaten aus der verschobenen Adresse des Wellenform datenspeichermittels als das zweite Bezugssignal ausliest, eine Adresse, bei welcher das Bezugs-Wellensignalerzeugungsmittel die Wellenformdaten als das Bezugs-Kosinuswellensignal aus dem Wellenformdatenspeichermittel ausliest, um den Korrekturwert verschiebt, und die Wellenformdaten aus der verschobenen Adresse des Wellenformdatenspeichermittels als das erste Bezugssignal ausliest.
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