Active noise control system

专利摘要:
Ein aktives Geräuschsteuersystem wird bereitgestellt, das ein Geräusch unter Verwendung eines Schalls auslöscht, der von einem Lautsprecher abgestrahlt wird, welcher durch einen Ausgang von einem adaptiven Kerbfilter angetrieben wird. Das System verwendet Ausgangssignale von einem Addierer oder ein Kosinuswellen-Simulationssignal und ein Sinuswellen-Simulationssignal, ein Fehlersignal oder ein Ausgangssignal von einem Mikrofon und ein kompensiertes Signal von dem Addierer oder ein Signal, das für eine akustische Übertragung eines Ausgangs von dem adaptiven Kerbfilter zu dem Mikrofon in Übereinstimmung mit Anfangsübertragungseigenschaften verfügbar ist, um den Filterkoeffizienten des adaptiven Kerbfilters zu aktualisieren. Diese Konfiguration ermöglicht, dass das System mit Stabilität arbeitet, auch wenn sich die akustischen Übertragungseigenschaften mit der Zeit ändern oder unter Umständen, wenn ein signifikanter Wert der ankommenden externen Geräusche existiert. Das System verhindert auch eine Überkompensation für ein Geräusch an den Ohren eines Fahrgastes in einem Fahrzeug, wodurch ein idealer Geräuschreduzierungseffekt bereitgestellt wird.An active noise control system is provided that cancels a noise using sound emitted from a speaker driven by an output from an adaptive notch filter. The system uses output signals from an adder or a cosine wave simulation signal and a sine wave simulation signal, an error signal or an output signal from a microphone and a compensated signal from the adder or a signal that is used for acoustic transmission of an output from the adaptive notch filter to the Microphone in accordance with initial transmission characteristics is available to update the filter coefficient of the adaptive notch filter. This configuration enables the system to operate with stability, even if the acoustic transmission characteristics change over time or under certain circumstances, if there is a significant value of the incoming external noise. The system also prevents overcompensation for noise in a passenger's ears in a vehicle, providing an ideal noise reduction effect.
公开号:DE102004026660A1
申请号:DE102004026660
申请日:2004-06-01
公开日:2004-12-16
发明作者:Toshio Wako Inoue；Yoshio Neyagawa Nakamura；Masahide Onishi；Akira Wako Takahashi
申请人:Honda Motor Co Ltd；Panasonic Corp；
IPC主号:B60R11-02

专利说明:
[0001] Dievorliegende Offenbarung betrifft den Gegenstand, der in der japanischenPrioritätspatentanmeldungNr. 2003-151827 enthalten ist, die am 29. Mai 2003 eingereicht wurde,wobei ihre Inhalte hier ausdrücklichdurch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen werden.TheThe present disclosure relates to the subject matter disclosed in JapanesePriority Patent ApplicationNo. 2003-151827, which was filed on May 29, 2003,with their content expressly herebe incorporated in their entirety by reference.
[0002] Dievorliegende Erfindung betrifft ein aktives Geräuschsteuersystem, das ein Signalerzeugt, das ein unangenehmes, begrenztes Motorgeräusch interferiertbzw. überlagertund dieses dämpft,welches in der Fahrgastzelle des Fahrzeugs durch den Betrieb desMotors erzeugt wird, wobei das Signal in der Amplitude zu dem begrenztenMotorgeräuschgleich ist und entgegengesetzt in der Phase zu dem begrenzten Motorgeräusch ist.TheThe present invention relates to an active noise control system that provides a signalgenerated that interferes with an unpleasant, limited engine noiseor superimposedand this dampenswhich in the passenger compartment of the vehicle by the operation of theMotor is generated, the signal in amplitude to the limitedengine noiseis the same and opposite in phase to the limited engine noise.
[0003] Dasbegrenzte Motorgeräuschist ein abgestrahltes Geräuschbzw. Rauschen, das durch eine Vibrationskraft erzeugt wird, diedurch den Betrieb des Motors eines Fahrzeugs verursacht wird, undzu dem Fahrzeugchassis übertragenwird und somit verursacht, dass eine Resonanz in der Fahrgastzelle odereinem geschlossenen Raum unter einer bestimmten Bedingung auftritt.Das begrenzte Motorgeräuschhat eine bemerkbare Periodizitätin Synchronisation mit der Drehgeschwindigkeit oder Drehfrequenzdes Motors.Thelimited engine noiseis a radiated soundor noise that is generated by a vibration force, theis caused by the operation of the engine of a vehicle, andtransferred to the vehicle chassisand thus causes a resonance in the passenger compartment oran enclosed space occurs under a certain condition.The limited engine noisehas a noticeable periodicityin synchronization with the rotational speed or rotational frequencyof the motor.
[0004] Einherkömmlichbekanntes, aktives Geräuschsteuersystemzum Reduzieren dieses unangenehmen, begrenzten Motorgeräusches verwendet einVerfahren zum Bereitstellen einer vorwärts gekoppelten, adaptivenSteuerung unter Verwendung eines adaptiven Kerbfilters bzw. Notch-Filters(siehe z.B. offengelegte, japanische Patentveröffentlichung Nr. 2000-99037). 10 ist eine Ansicht, dieden Aufbau eines herkömmlichen,aktiven Geräuschsteuersystemszeigt, das in der offengelegten, japanischen PatentveröffentlichungNr. 2000-99037 offenbart ist.A conventionally known active noise control system for reducing this unpleasant, limited engine noise uses a method of providing feedforward adaptive control using an adaptive notch filter (see, for example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2000-99037). 10 Fig. 12 is a view showing the construction of a conventional active noise control system disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2000-99037.
[0005] Gemäß 10 wird eine diskrete Berechnungzum Implementieren des aktiven Geräuschsteuersystems in einerDiskretberechnung-Prozessoreinheit 17,z.B. einem DSP (Digitaler Signalprozessor), durchgeführt. Zuerstentfernt ein Kurvenformer 1 Geräusche bzw. Rauschen oder Ähnliches,die einem Motorimpuls überlagertsind, währender den Motorimpuls formt. Das resultierende Ausgangssignal von demKurvenformer 1 wird einem Kosinuswellen-Erzeuger 2 undeinem Sinuswellen-Erzeuger 3 zugeführt, in denen eine Kosinuswellebzw. eine Sinuswelle als ein Referenzsignal erzeugt werden. Das Kosinuswellen-Referenzsignaloder ein Ausgangssignal von dem Kosinuswellen-Erzeuger 2 wirdmit einem Filterkoeffizienten W0 eines ersten adaptiven Einabzweig-Filters 5 ineinem adaptiven Kerbfilter 4 multipliziert. Ähnlich wirddas Sinuswellen-Referenzsignal oder ein Ausgangssignal von dem Sinuswellen-Erzeuger 3 miteinem Filterkoeffizienten W1 eines zweiten adaptiven Einabzweig-Filters 6 ineinem adaptiven Kerbfilter 4 multipliziert. Das Ausgangssignalvon dem ersten, adaptiven Einabzweig-Filter 5 und das Ausgangssignalvon dem zweiten, adaptiven Einabzweig-Filter 6 werden ineinem Addierer 7 miteinander addiert, der wiederum dasresultierende Ausgangssignal einem Sekundärgeräuscherzeuger 8 zuführt. DerSekundärgeräuscherzeuger 8 erzeugt einsekundäresGeräusch,das dann dem Geräusch, dasdurch den Motorpuls bzw. -impuls erzeugt wird, überlagert wird und dieses auslöscht. Zudieser Zeit wird ein Restsignal, das von der akustischen Kopplungin einem Geräuschunterdrückungsabschnitt übrig bleibt,als ein Fehlersignal "e" zur Verwendung in einemadaptiven Steueralgorithmus verwendet.According to 10 becomes a discrete calculation for implementing the active noise control system in a discrete calculation processor unit 17 , for example a DSP (digital signal processor). First a curve shaper is removed 1 Noise or the like that is superimposed on a motor pulse while it is shaping the motor pulse. The resulting output from the waveform shaper 1 becomes a cosine wave generator 2 and a sine wave generator 3 supplied in which a cosine wave or a sine wave are generated as a reference signal. The cosine wave reference signal or an output signal from the cosine wave generator 2 with a filter coefficient W0 of a first adaptive one-branch filter 5 in an adaptive notch filter 4 multiplied. Similarly, the sine wave reference signal or an output signal from the sine wave generator 3 with a filter coefficient W1 of a second adaptive one-branch filter 6 in an adaptive notch filter 4 multiplied. The output signal from the first adaptive one-branch filter 5 and the output signal from the second adaptive one-branch filter 6 are in an adder 7 added together, which in turn gives the resulting output signal to a secondary noise generator 8th supplies. The secondary noise generator 8th generates a secondary noise, which is then superimposed on the noise generated by the motor pulse or pulse and cancels it. At this time, a residual signal remaining from the acoustic coupling in a noise canceling section is used as an error signal "e" for use in an adaptive control algorithm.
[0006] Andererseitswird bei einer Kerbfrequenz, die unterdrückt werden soll und die durchdie Rotationsfrequenz des Motors bestimmt wird, das Kosinuswellen-Referenzsignaldem Transferelement 9 zugeführt, das C0 hat, welches die Übertragungseigenschaftenzwischen dem Sekundärgeräuscherzeuger 8 unddem Geräuschunterdrückungsabschnittnachbildet bzw. simuliert. Ähnlichwird das Sinuswellen-Referenzsignal einem Übertragungselement 10 zugeführt, dasC1 hat und das die Übertragungseigenschaftenzwischen dem Sekundärgeräuscherzeuger 8 unddem Geräuschunterdrückungsabschnittsimuliert. Die resultierenden Ausgangssignale von dem Übertragungselement 9 unddem Übertragungselement 10 werdenin einem Addierer 13 miteinander addiert, um ein Kosinuswellen-Simulationssignalr0 zu erzeugen, das wiederum zusammen mit dem Fehlersignal "e" einer Prozessoreinheit 15 mit adaptivemSteueralgorithmus zugeführtwird. Der Filterkoeffizient W0 des adaptiven Kerbfilters 4 wirdhintereinander folgend in Übereinstimmungmit einem adaptiven Steueralgorithmus aktualisiert, z.B. dem LMS-Algorithmus(LMS = Least Mean Square = kleinstes mittleres Quadrat) oder einemTyp mit dem Verfahren des steilsten Abfalls.On the other hand, at a notch frequency to be suppressed and determined by the rotation frequency of the motor, the cosine wave reference signal becomes the transfer element 9 supplied, which has C0, which has the transmission properties between the secondary noise generator 8th and simulates the noise canceling section. Similarly, the sine wave reference signal becomes a transmission element 10 supplied, which has C1 and the transmission properties between the secondary noise generator 8th and simulates the noise canceling section. The resulting output signals from the transmission element 9 and the transmission element 10 are in an adder 13 added together to produce a cosine wave simulation signal r0, which in turn together with the error signal "e" of a processor unit 15 is supplied with an adaptive control algorithm. The filter coefficient W0 of the adaptive notch filter 4 is successively updated in accordance with an adaptive control algorithm, for example the LMS algorithm (LMS = Least Mean Square) or a type with the steepest descent method.
[0007] Aufdie gleiche Art und Weise wird bei der Kerbfrequenz, die unterdrückt werdensoll, und die durch die Rotationsfrequenz des Motors bestimmt wird,das Sinuswellen-Referenzsignal einem Übertragungselement 11 zugeführt, dasC0 hat und das die Übertragungseigenschaftenzwischen dem Sekundärgeräuscherzeuger 8 unddem Geräuschunterdrückungsabschnittnachbildet. Ähnlichwird das Kosinuswellen-Referenzsignal einem Übertragungselement 12 zugeführt, das-C1 hat und das die Übertragungseigenschaftenzwischen dem Sekundärgeräuscherzeuger 8 unddem Geräuschunterdrückungsabschnittsimuliert. Die resultierenden Ausgangssignale von dem Übertragungselement 11 unddem Übertragungselement 12 werdenmiteinander in einem Addierer 14 addiert, um ein Sinuswellen-Simulationssignalr1 zu erzeugen, das wiederum mit dem Fehlersignal "e" einer Prozessoreinheit 16 miteinem adaptivem Steueralgorithmus zugeführt wird. Der FilterkoeffizientW1 des adaptiven Kerbfilters 4 wird hintereinander folgendin Übereinstimmungmit einem adaptiven Steueralgorithmus aktualisiert, z.B. mit dem LMS-Algorithmus.In the same way, at the notch frequency to be suppressed, which is determined by the rotational frequency of the motor, the sine wave reference signal becomes a transmission element 11 supplied, which has C0 and the transmission properties between the secondary noise generator 8th and mimics the noise canceling section. Similarly, the cosine wave reference signal becomes a transmission element 12 fed, which has -C1 and that the transfer performance characteristics between the secondary noise generator 8th and simulates the noise canceling section. The resulting output signals from the transmission element 11 and the transmission element 12 are together in an adder 14 added to generate a sine wave simulation signal r1, which in turn with the error signal "e" of a processor unit 16 is supplied with an adaptive control algorithm. The filter coefficient W1 of the adaptive notch filter 4 is successively updated in accordance with an adaptive control algorithm, for example with the LMS algorithm.
[0008] Aufdiese Art und Weise konvergieren die Filterkoeffizienten W0 undW1 des adaptiven Kerbfilters 4 rekursiv auf einen optimalenWert derart, dass das Fehlersignal "e" minimiertwird, d.h., dass das Geräuschin dem Geräuschunterdrückungsabschnittgedämpftwird.In this way, the filter coefficients W0 and W1 of the adaptive notch filter converge 4 recursively to an optimal value such that the error signal "e" is minimized, that is to say that the noise in the noise canceling section is attenuated.
[0009] Indem zuvor erwähnten,herkömmlichenaktiven Geräuschsteuersystemkönnensich jedoch, da sich die Eigenschaften des Sekundärgeräuscherzeugersmit der Zeit oder der Umgebung in der Fahrgastzelle aufgrund einesoffenen oder geschlossenen Fensters oder der Erhöhung oder der Verminderung derAnzahl der Fahrgäste ändern können, diegegenwärtigen Übertragungseigenschaftenzwischen dem Ausgang des adaptiven Kerbfilters und dem Prozessormit adaptivem Steueralgorithmus gegenüber den früheren Übertragungseigenschaften zwischendiesen ändern,die bei der Bestimmung der Eigenschaften eines Übertragungselements erhältlich waren, dasdie früheren Übertragungseigenschaftensimuliert. Unter diesen Umständenkann das aktive Geräuschsteuersystemderart arbeiten, dass es einen instabilen Betrieb des adaptivenKerbfilters verursacht. Dies würdees nicht nur schwierig machen, einen idealen Geräuschunterdrückungseffekt bereitzustellen,sondern würdedas System auch in Divergenz bringen, die verursachen würde, dassein Geräuschweiter erhöhtwerden würde.Inthe aforementionedusualactive noise control systemcanitself, however, since the properties of the secondary sound generatorwith time or the environment in the passenger compartment due to aopen or closed window or increasing or decreasing theNumber of passengers who can changecurrent transmission characteristicsbetween the output of the adaptive notch filter and the processorwith an adaptive control algorithm compared to the previous transmission properties betweenchange this,that were available in determining the properties of a transmission element thatthe previous transmission propertiessimulated. Under these circumstancescan the active noise control systemwork in such a way that there is unstable operation of the adaptiveNotch filter caused. This wouldnot only make it difficult to provide an ideal noise cancellation effect,but wouldalso bring the system into divergence that would cause thata soundfurther increasedwould be.
[0010] Zudemwürde dasSystem, auch wenn die Umstände,bei denen eine signifikante Menge des ankommenden externen Geräusches existiert,währenddas Fahrzeug auf einer ungepflasterten Straße fährt oder ein Fenster offengehalten wird, die Filterkoeffizienten nicht richtig aktualisieren,wodurch ein instabiler Betrieb des adaptiven Kerbfilters verursachtwerden kann. In diesem Fall ist es im schlechtesten Fall sehr wahrscheinlich,dass eine Divergenz auftreten kann, wodurch ein anormales, akustisches Geräusch erzeugtwird, das verursacht, dass sich der Insasse extrem ungut fühlt. Zudemkann das System beim Vorliegen einer Differenz zwischen dem Geräuschpegelan dem Geräuschunterdrückungsabschnittund dem Pegel an den Ohren eines Fahrgastes eine Überkompensationsbedingungverursachen, bei der Geräuschenicht geeignet an den Ohren des Fahrgastes gedämpft werden.moreoverwouldSystem even if the circumstanceswhere there is a significant amount of incoming external noisewhilethe vehicle is driving on an unpaved road or a window is openis held, the filter coefficients are not updated correctly,causing unstable operation of the adaptive notch filtercan be. In this case, in the worst case, it is very likelythat divergence can occur, causing an abnormal acoustic soundthat causes the occupant to feel extremely uncomfortable. moreoverthe system can detect a difference between the noise levelson the noise canceling sectionand the level on a passenger's ears is an overcompensation conditioncause at the noisenot suitably muffled on the passenger's ears.
[0011] Dievorliegende Erfindung soll die zuvor erwähnten Probleme überwinden.Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein aktivesGeräuschsteuersystembereitzustellen, das den Filterkoeffizienten eines adaptiven Kerbfiltersmit Stabilität aktualisiert,währendeine Divergenz unterdrückt wird,und das eine Überkompensationverhindert, um die Passagiere bzw. Insassen mit einem idealen Geräuschunterdrückungseffektversehen zu können. DasSystem ist derart ausgelegt, dass es diese Funktionen auch bei denSituationen bereitstellt, bei denen sich die vorliegenden Übertragungseigenschaftenzwischen dem Sekundärgeräuscherzeugerund dem Unterdrückungsabschnittzum Unterdrückeneines problematischen Geräuschessignifikant gegenüberden früheren Übertragungseigenschaftenzwischen ihnen geänderthaben, die bei der Bestimmung der Eigenschaften eines Übertragungselementserhältlichwaren, das die früheren Übertragungseigenschaftensimuliert, oder wenn ein signifikanter Betrag der ankommenden, externenGeräuscheexistiert.TheThe present invention is intended to overcome the aforementioned problems.It is therefore an object of the present invention to be an active oneNoise control systemprovide the filter coefficient of an adaptive notch filterupdated with stability,whilea divergence is suppressedand overcompensationprevents to the passengers or occupants with an ideal noise reduction effectto be able to provide. TheThe system is designed in such a way that it also has these functionsProvides situations in which the present transmission propertiesbetween the secondary noise generatorand the suppressing sectionto suppressa problematic noisesignificantly oppositethe previous transmission propertieschanged between themhave in determining the properties of a transmission elementavailablethat were the earlier transmission propertiessimulated, or if a significant amount of incoming externalSoundsexist.
[0012] Einaktives Geräuschsteuersystemgemäß der vorliegendenErfindung enthälteinen Kosinuswellen-Erzeuger zum Erzeugen eines Kosinuswellen-Signalsin Synchronisation mit der Frequenz eines problematischen, periodischenbzw. zyklischen Geräuschesbzw. Rauschens, das an einer Geräuschquelle,z.B. einem Motor, erzeugt wird; einen Sinuswellen-Erzeuger zum Erzeugeneines Sinuswellen-Signals in Synchronisation mit der Frequenz desproblematischen Geräusches;einen ersten, adaptiven Einabzweig-Filter zum Empfangen eines Kosinuswellen-Referenzsignalsoder eines Ausgangssignals von dem Kosinuswellen-Erzeuger; einenzweiten, adaptiven Einabzweig-Filter zum Empfangen eines Sinuswellen-Referenzsignalsoder eines Ausgangssignals von dem Sinuswellen-Erzeuger; einen Addiererzum Addieren des Ausgangssignals von dem ersten, adaptiven Einabzweig-Filterund des Ausgangssignals von dem zweiten, adaptiven Einabzweig-Filter; eine Sekundärgeräuscherzeugereinrichtung,die von einem Ausgangssignal von dem Addierer angetrieben wird,zum Erzeugen eines Sekundärgeräusches,um das problematische Geräusch auslöschen zukönnen;eine Restsignaldetektionseinrichtung zum Erfassen eines Restsignals,das aus der Überlagerungzwischen dem Sekundärgeräusch unddem problematischen Geräuschresultiert; eine Simulationssignal-Erzeugereinrichtung zum Empfangendes Kosinuswellen-Referenzsignals und des Sinuswellen-Referenzsignals,um ein Kosinuswellen-Simulationssignal zu erzeugen und ein Sinuswellen-Simulationssignal,wobei das Kosinuswellen-Simulationssignal und das Sinuswellen-Simulationssignalin Übereinstimmungmit den Eigenschaften kompensiert worden sind, die die Übertragungseigenschaftenzwischen der Sekundärgeräuscherzeugereinrichtungund der Restsignaldetektionseinrichtung simulieren; und eine Kompensationssignalerzeugungseinrichtungzum Erzeugen eines kompensierten Signals, das durch Kompensierendes gleichen Signals wie das Ausgangssignal von dem Addierer in Übereinstimmungmit den Eigenschaften, die die Übertragungseigenschaftenzwischen der Sekundärgeräuscherzeugereinrichtungund der Restsignaldetektionseinrichtung simulieren, worin die Ausgangssignalevon der Restsignaldetektionseinrichtung, der Simulationssignalerzeugereinrichtungund der Kompensationssignalerzeugereinrichtung verwendet werden,um die Filterkoeffizienten des ersten, adaptiven Einabzweig-Filters und des zweiten,adaptiven Einabzweig-Filters zu aktualisieren, wodurch das problematischeGeräuschan der Restsignaldetektionseinrichtung reduziert wird.An active noise control system in accordance with the present invention includes a cosine wave generator for generating a cosine wave signal in synchronization with the frequency of a problematic, periodic or cyclic noise generated at a noise source, such as an engine; a sine wave generator for generating a sine wave signal in synchronization with the frequency of the problem noise; a first adaptive one-branch filter for receiving a cosine wave reference signal or an output signal from the cosine wave generator; a second adaptive one-branch filter for receiving a sine wave reference signal or an output signal from the sine wave generator; an adder for adding the output signal from the first adaptive one-branch filter and the output signal from the second adaptive one-branch filter; secondary noise generator means, driven by an output from the adder, for generating secondary noise to be able to cancel the problem noise; residual signal detection means for detecting a residual signal resulting from the superimposition between the secondary noise and the problem noise; simulation signal generating means for receiving the cosine wave reference signal and the sine wave reference signal to generate a cosine wave simulation signal and a sine wave simulation signal, the cosine wave simulation signal and the sine wave simulation onsignal have been compensated in accordance with the properties that simulate the transmission properties between the secondary noise generating device and the residual signal detection device; and compensation signal generating means for generating a compensated signal by compensating the same signal as the output signal from the adder in accordance with the characteristics simulating the transmission characteristics between the secondary noise generator means and the residual signal detection means, wherein the output signals from the residual signal detection means, the simulation signal generator means and the compensation signal generator means can be used to update the filter coefficients of the first adaptive one-branch filter and the second adaptive one-branch filter, thereby reducing the problematic noise at the residual signal detection device.
[0013] EinMerkmal der vorstehenden Vorrichtung besteht darin, dass der Filterkoeffizienteines adaptiven Einabzweig-Filters in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignalvon der Kompensationssignalerzeugereinrichtung zusätzlich zuden Ausgangssignalen von der Restsignaldetektionseinrichtung undder Simulationssignal-Erzeugereinrichtung aktualisiert wird. DiesesMerkmal ermöglichtdie Unterdrückung der Überkompensation.Zudem, auch wenn sich die vorliegenden Übertragungseigenschaften zwischen derSekundärgeräuscherzeugungseinrichtungund der Restsignaldetektionseinrichtung signifikant gegenüber denfrüheren Übertragungseigenschaften zwischenihnen geänderthat, die bei der Bestimmung der Eigenschaften eines Übertragungselementsverfügbarwaren, das die früheren Übertragungseigenschaftensimuliert, ermöglichtdieses Merkmal auch das Anpassen an den Wert der Änderungin Übereinstimmungmit einem adaptiven Steueralgorithmus. Es wird somit ermöglicht,eine Divergenz zu unterdrücken,um einen Geräuschreduzierungseffektmit Stabilitätbereitstellen zu können.OnA feature of the above device is that the filter coefficientan adaptive one-branch filter in accordance with the output signalfrom the compensation signal generating device in addition tothe output signals from the residual signal detection device andthe simulation signal generating device is updated. ThisFeature allowsthe suppression of overcompensation.In addition, even if the existing transmission properties between theSecondary noise generatorand the residual signal detection device significantly compared to theprevious transfer properties betweenchanged themhas in determining the properties of a transmission elementavailablethat were the earlier transmission propertiessimulates, enablesthis characteristic also adapting to the value of the changein accordancewith an adaptive control algorithm. It is thus possibleto suppress a divergencearound a noise reduction effectwith stabilityto be able to provide.
[0014] Zudemkann das aktive Geräuschsteuersystemgemäß der vorliegendenErfindung auch derart ausgelegt sein, dass die Kompensationssignalerzeugungseinrichtungein kompensiertes Signal erzeugt, das durch Kompensieren des gleichenSignals wie das Ausgangssignal von dem Addierer in Übereinstimmungmit Eigenschaften erhalten wird, die mit einer vorgegebenen Konstantenmultipliziert werden, und dass die Übertragungseigenschaften zwischen derSekundärgeräuscherzeugungseinrichtungund der Restsignaldetektionseinrichtung simuliert werden. DiesesMerkmal ermöglichtdie Einstellung des Werts bzw. Pegels des kompensierten Signalsin Antwort auf die Rate bzw. geschwindigkeit, mit der sich die vorliegenden Übertragungseigenschaftenzwischen der Sekundärgeräuscherzeugungseinrichtung undder Restsignaldetektionseinrichtung gegenüber der früheren Übertragungseigenschaften zwischen ihnengeänderthaben, die bei der Bestimmung der Eigenschaften eines Übertragungselementsverfügbarwaren, das die früheren Übertragungseigenschaftensimuliert, und auch auf die Verteilung der Geräuschpegel in einer Fahrgastzelle.Es wird somit ermöglicht,eine weiter optimierte Unterdrückungder Überkompensationund einen idealen Geräuschreduzierungseffektmit höhererStabilitätbereitzustellen.moreovercan the active noise control systemaccording to the presentInvention can also be designed such that the compensation signal generating devicegenerates a compensated signal by compensating the sameSignal like the output signal from the adder in agreementwith properties obtained with a given constantare multiplied, and that the transmission properties between theSecondary noise generatorand the residual signal detection device can be simulated. ThisFeature allowsthe setting of the value or level of the compensated signalin response to the rate at which the present transmission properties changebetween the secondary noise generator andthe residual signal detection device compared to the previous transmission characteristics between themchangedhave in determining the properties of a transmission elementavailablethat were the earlier transmission propertiessimulated, and also on the distribution of noise levels in a passenger compartment.It is thus possiblea further optimized suppressionovercompensationand an ideal noise reduction effectwith higherstabilityprovide.
[0015] Dasaktive Geräuschsteuersystemgemäß der vorliegendenErfindung kann auch derart ausgelegt sein, dass die Kompensationssignalerzeugungseinrichtungein kompensiertes Signal liefert, wenn mindestens einer der jeweiligenkumulativen Werte der Änderungendes Filterkoeffizienten des ersten, adaptiven Einabzweig-Filtersund des zweiten, adaptiven Einabzweig-Filters größer oder gleich einem vorgegebenenWert ist, wobei die Änderungenimmer dann erhalten werden, wenn ein Filterkoeffizient jedes Filterswährendeines vorgegebenen Intervalls von einem früheren zu einem gegenwärtigen Zeitpunktaktualisiert wird. Dieses Merkmal ermöglicht die Verwendung des kompensiertenSignals in einem Arithmetikbetrieb, um die Filterkoeffizienten nurzu aktualisieren, wenn der Wert des Filterkoeffizienten eines adaptivenEinabzweig-Filters sich stark geändert hat.Es wird somit ermöglicht,einen Geräuschreduzierungseffektmit Stabilitätbei Unterdrückungder Divergenz auch dann bereitstellen zu können, wenn ein signifikanterWert eines ankommenden, externen Geräusches vorhanden ist.Theactive noise control systemaccording to the presentThe invention can also be designed such that the compensation signal generating deviceprovides a compensated signal if at least one of the respectivecumulative values of the changesthe filter coefficient of the first adaptive one-branch filterand the second, adaptive one-branch filter greater than or equal to a predetermined oneIs worth the changesbe obtained whenever there is a filter coefficient of each filterwhilea predetermined interval from an earlier to a current timeis updated. This feature enables the use of the compensatedSignal in an arithmetic operation to filter coefficients onlyto update when the value of the filter coefficient of an adaptiveOne-branch filter has changed a lot.It is thus possiblea noise reduction effectwith stabilitywith oppressionto be able to provide the divergence even if a significantValue of an incoming external noise is present.
[0016] Zudemkann das aktive Geräuschsteuersystemgemäß der vorliegendenErfindung auch derart ausgelegt sein, dass die Kompensationssignalerzeugungseinrichtungein kompensiertes Signal liefert, wenn mindestens einer von jeweiligenWerten einer Änderungdes Filterkoeffizienten des ersten, adaptiven Einabzweig-Filtersund des zweiten, adaptiven Einabzweig-Filters größer oder gleich einem vorgegebenenWert ist, wobei die Änderungdes Filterkoeffizienten jedes Filters eine Differenz zwischen einem gegenwärtigen Wertund einem früherenWert bei einem vorgegebenen, abgelaufenen Zeitintervall ist. DiesesMerkmal ermöglichteine einfachere Bestimmung des Werts der Änderung des Filterkoeffizienten undstellt einen vereinfachten Arithmetikalgorithmus bereit, was wiederumdas Erzeugen von Programmen erleichtert.moreovercan the active noise control systemaccording to the presentInvention can also be designed such that the compensation signal generating deviceprovides a compensated signal if at least one of eachValues of a changethe filter coefficient of the first adaptive one-branch filterand the second, adaptive one-branch filter greater than or equal to a predetermined oneValue is being the changeof the filter coefficient of each filter is a difference between a current valueand an earlier oneValue at a given, elapsed time interval. ThisFeature allowseasier determination of the value of the change in the filter coefficient andprovides a simplified arithmetic algorithm, which in turncreating programs easier.
[0017] Obwohlneue Merkmale der Erfindung vorhergehend erläutert worden sind, kann dieErfindung sowohl vom Aufbau und dem Inhalt her besser verstandenwerden und ist besser ersichtlich zusammen mit weiteren Aufgabenund Merkmalen aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung undden nachfolgenden Beispielen, wenn sie in Verbindung mit den beiliegendenZeichnungen verwendet werden.Even thoughnew features of the invention have been explained above, theInvention better understood both from the structure and the contentbecome and is more visible along with other tasksand features from the detailed description below andthe following examples when used in conjunction with the accompanyingDrawings are used.
[0018] 1 ist ein Blockdiagramm,das den Aufbau eines aktiven Geräuschsteuersystemsgemäß einerersten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung zeigt; 1 Fig. 12 is a block diagram showing the construction of an active noise control system according to a first embodiment of the present invention;
[0019] 2 ist eine Ansicht, dieKosinuswellen- und Sinuswellen-Simulationssignalegemäß der erstenAusführungsformerläutert; 2 Fig. 14 is a view explaining cosine wave and sine wave simulation signals according to the first embodiment;
[0020] 3 ist eine Ansicht, dieein gegenwärtiges,akustisches Übertragungssignal(mit der VerstärkungX' und der Phase-α') gemäß der ersten Ausführungsformzeigt; 3 Fig. 12 is a view showing a current acoustic transmission signal (with the gain X 'and the phase -α') according to the first embodiment;
[0021] 4 ist eine Ansicht, dieein gegenwärtiges,akustisches Übertragungssignal(mit der VerstärkungY und einer Phase -β)gemäß der ersten Ausführungsformzeigt; 4 Fig. 12 is a view showing a current acoustic transmission signal (with gain Y and phase -β) according to the first embodiment;
[0022] 5 ist eine Ansicht, dieein gegenwärtiges,akustisches Übertragungssignal(mit der Verstärkungbzw. Amplitude X und der Phase -α),ein kompensiertes Sinuswellen-Signalund ein addiertes Signal dieser beiden Signale gemäß der erstenAusführungsformzeigt; 5 Fig. 12 is a view showing a current acoustic transmission signal (with the gain X and the phase -α), a compensated sine wave signal and an added signal of these two signals according to the first embodiment;
[0023] 6 ist eine Ansicht, dieein gegenwärtiges,akustisches Übertragungssignal(mit der VerstärkungY und der Phase -β),ein kompensiertes Kosinuswellen-Signal und ein addiertes Signaldieser beiden Signale gemäß der erstenAusführungsform zeigt; 6 Fig. 12 is a view showing a current acoustic transmission signal (with gain Y and phase -β), a compensated cosine wave signal and an added signal of these two signals according to the first embodiment;
[0024] 7 ist ein Blockdiagramm,das den Aufbau eines aktiven Geräuschsteuersystemsgemäß einerzweiten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung zeigt; 7 Fig. 12 is a block diagram showing the construction of an active noise control system according to a second embodiment of the present invention;
[0025] 8 ist eine Ansicht, dieein vorliegendes akustisches Übertragungssignal(mit der Verstärkung X' und der Phase -α'), ein kompensiertesKosinuswellen-Signal, das mit einem Koeffizienten multipliziert ist,und ein addiertes Signal dieser beiden Signale gemäß der zweitenAusführungsformzeigt; 8th Fig. 12 is a view showing a present acoustic transmission signal (with the gain X 'and the phase -α'), a compensated cosine wave signal multiplied by a coefficient, and an added signal of these two signals according to the second embodiment;
[0026] 9 ist ein Blockdiagramm,das den Aufbau eines aktiven Geräuschsteuersystemsgemäß einerdritten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung zeigt; und 9 Fig. 12 is a block diagram showing the construction of an active noise control system according to a third embodiment of the present invention; and
[0027] 10 ist ein Blockdiagramm,das den Aufbau eines herkömmlichen,aktiven Geräuschsteuersystemszeigt. 10 Fig. 12 is a block diagram showing the construction of a conventional active noise control system.
[0028] Nachfolgendwird die vorliegende Erfindung genauer mit Bezug auf die beiliegendenZeichnungen in Übereinstimmungmit den Ausführungsformen erläutert. Indiesen Zeichnungen sind die gleichen Komponenten wie jene des herkömmlichen,aktiven Geräuschsteuersystems,das in Bezug auf den Stand der Technik beschrieben wurde, mit dengleichen Bezugszeichen angegeben. Die vorliegende Erfindung wirdin Übereinstimmungmit einem aktiven Geräuschsteuersystembeispielhaft beschrieben, das in ein Fahrzeug eingebaut ist, umein Vibrationsgeräuschin der Fahrgastzelle bzw. Insassenzelle reduzieren zu können, dasdurch den Betrieb des Motors verursacht wird.followingThe present invention will become more specific with reference to the accompanyingDrawings in accordanceexplained with the embodiments. Inthese drawings are the same components as those of the conventional one,active noise control system,that has been described in relation to the prior art, with thesame reference numerals. The present invention willin accordancewith an active noise control systemdescribed as an example, which is installed in a vehicle toa vibration soundto be able to reduce in the passenger cell or occupant cell, thatcaused by the operation of the engine.
[0029] 1 zeigt in einer Blockdiagrammformden Aufbau eines aktiven Geräuschsteuersystemsgemäß der erstenAusführungsform.Gemäß 1 arbeitet das aktive Geräuschsteuersystembei einem Motor 21 derart, der eine Geräuschquelle ist, die ein problematischesGeräuscherzeugt, dass das periodische Vibrationsgeräusch reduziert wird, das von demMotor 21 abgestrahlt wird. 1 Fig. 4 shows in block diagram form the construction of an active noise control system according to the first embodiment. According to 1 the active noise control system works on an engine 21 such that is a noise source that produces a problematic noise that reduces the periodic vibration noise emitted by the engine 21 is emitted.
[0030] DerMotorenimpuls oder ein elektrisches Signal, das zu der Drehung desMotors 21 synchron ist, wird dem Wellenformer 1 zugeführt, indem ein Geräuschoder Ähnliches,das dem Motor impuls überlagertist, entfernt wird, währendder Motorimpuls bzw. Motorpuls geformt wird. Als Motorimpuls können ein TDC-Sensorausgangssignal(TDC = top dead center = oberer Totpunkt) oder ein Tachometerimpulsoptional verwendet werden. Insbesondere der Tachometerimpuls, derbereits in einem Fahrzeug in vielen Fällen als ein Eingangssignaldes Tachometers verwendet wird, erfordert keine zusätzlicheEinrichtung, die extra dafürbereitgestellt werden muss.The motor pulse or an electrical signal that leads to the rotation of the motor 21 is in sync with the waveform 1 supplied in which a noise or the like, which is superimposed on the motor pulse, is removed while the motor pulse or motor pulse is being formed. A TDC sensor output signal (TDC = top dead center) or a tachometer pulse can optionally be used as a motor pulse. In particular, the tachometer pulse, which is already used in many cases in a vehicle as an input signal of the tachometer, does not require any additional device that has to be provided for this purpose.
[0031] DasAusgangssignal von dem Wellenformer 1 wird zu dem Kosinuswellen-Erzeuger 2 unddem Sinuswellen-Erzeuger 3 hinzuaddiert, um eine Kosinuswelleund eine Sinuswelle erzeugen zu können, die als Referenzsignalin Synchronisation mit einer Kerbfrequenz dienen, die ausgelöscht werdensoll und die aus der Rotationsfrequenz des Motors 21 (nachfolgendeinfach als die Kerbfrequenz bezeichnet) bestimmt wird. Das Kosinuswellen-Referenzsignal oderein Ausgangssignal von dem Kosinuswellen-Erzeuger 2 wird mit einem FilterkoeffizientenW0 des ersten, adaptiven Einabzweig-Filters 5 in einem adaptivenKerbfilter 4 bzw. Sperrfilter multipliziert. Ähnlich wirddas Sinuswellen-Referenzsignaloder ein Ausgangssignal von dem Sinuswellen-Erzeuger 3 mit einem FilterkoeffizientenW1 eines zweiten, adaptiven Einabzweig-Filters 6 in demadaptiven Kerbfilter 4 multipliziert. Das Ausgangssignalvon dem ersten, adaptiven Einabzweig-Filter 5 und das Ausgangssignalvon dem zweiten, adaptiven Einabzweig-Filter 6 werden miteinanderin einem Addierer 7 addiert, der wiederum das resultierendeAusgangssignal einem Leistungsverstärker 22 und einemLautsprecher 23 zuführt,die als Sekundärgeräuscherzeugungseinrichtungdienen.The output signal from the wave shaper 1 becomes the cosine wave generator 2 and the sine wave generator 3 added in order to be able to generate a cosine wave and a sine wave, which serve as a reference signal in synchronization with a notch frequency that is to be canceled and that from the rotational frequency of the motor 21 (hereinafter simply referred to as the notch frequency). The cosine wave reference signal or an output signal from the cosine wave generator 2 with a filter coefficient W0 of the first adaptive one-branch filter 5 in an adaptive notch filter 4 or blocking filter multiplied. Similarly, the sine wave reference signal or an output signal from the sine wave generator 3 with a filter coefficient W1 of a second, adaptive one-branch filter 6 in the adaptive notch filter 4 multiplied. The output signal from the first adaptive one-branch filter 5 and the output signal from the second adaptive one-branch filter 6 are together in an adder 7 added, which in turn the resulting output signal to a power amplifier 22 and a speaker 23 feeds that serve as a secondary noise generator.
[0032] DasAusgangssignal von dem Addierer 7 oder ein Ausgangssignalvon dem adaptiven Kerbfilter 4 wird in dem Leistungsverstärker 22 leistungsverstärkt unddann von dem Lautsprecher 23 als Sekundärgeräusch zum Auslöschen desproblematischen Geräusches abgestrahlt.Zu diesem Zeitpunkt wird ein Restsignal, das aus der Interferenzzwischen dem sekundärenGeräuschund dem problematischen Geräuschin einem Geräuschunterdrückungsabschnitt übrig bleibtund mittels eines Mikrofons 24 erfasst wird, das als Restsignaldetektionseinrichtungdient, als ein Fehlersignal "e" in einem adaptivenSteueralgorithmus zum Aktualisieren der Filterkoeffizienten W0 undW1 des adaptiven Kerbfilters 4 verwendet.The output signal from the adder 7 or an output signal from the adaptive notch filter 4 is in the power amplifier 22 power amplified and then from the speaker 23 radiated as secondary noise to cancel the problematic noise. At this time, a residual signal remaining from the interference between the secondary noise and the problem noise in a noise canceling section and by means of a microphone 24 that serves as a residual signal detection device is detected as an error signal "e" in an adaptive control algorithm for updating the filter coefficients W0 and W1 of the adaptive notch filter 4 used.
[0033] DieSimulationssignalerzeugereinrichtung zum Simulieren der Übertragungseigenschaftenzwischen dem Leistungsverstärker 22 unddem Mikrofon 24 bei der Kerbfrequenz (nachfolgend einfachals Übertragungseigenschaftbezeichnet) enthält Übertragungselemente 9, 10, 11 und 12 undAddierer 13, 14. Zuerst wird das Kosinuswellen-Referenzsignal dem Übertragungselement 9 zugeführt undauch das Sinuswellen-Referenzsignal wird dem Übertragungselement 10 zugeführt. Dannwerden die resultierenden Ausgangssignale von dem Übertragungselement 9 und 10 miteinanderin dem Addierer 13 addiert, um ein Kosinuswellen-Simulationssignalr0 zu erzeugen. Das Kosinuswellen-Simulationssignal r0 wird danneiner Prozessoreinheit 15 mit einem adaptiven Steueralgorithmuszugeführtund in einem adaptiven Steueralgorithmus zum Aktualisieren des FilterkoeffizientenW0 des ersten, adaptiven Einabzweig-Filters 5 verwendet.In der gleichen Art und Weise wird das Sinuswellen-Referenzsignaldem Übertragungselement 11 zugeführt undwird auch das Kosinuswellen-Referenzsignal dem Übertragungselement 12 zugeführt. Dieresultierenden Ausgangssignale von den Übertragungselementen 11 und 12 werdenmiteinander in dem Addierer 14 addiert, um ein Sinuswellen-Simulationssignalr1 zu erzeugen. Das Sinuswellen-Simulationssignal r1 wird dann einerProzessoreinheit 16 mit einem adaptiven Steueralgorithmuszugeführtund in einem adaptiven Steueralgorithmus zum Aktualisieren des Filter koeffizientenW1 des zweiten, adaptiven Einabzweig-Filters 6 verwendet.The simulation signal generator for simulating the transmission characteristics between the power amplifier 22 and the microphone 24 at the notch frequency (hereinafter simply referred to as the transmission property) contains transmission elements 9 . 10 . 11 and 12 and adders 13 . 14 , First, the cosine wave reference signal becomes the transmission element 9 supplied and also the sine wave reference signal is the transmission element 10 fed. Then the resulting output signals from the transmission element 9 and 10 with each other in the adder 13 added to generate a cosine wave simulation signal r0. The cosine wave simulation signal r0 then becomes a processor unit 15 supplied with an adaptive control algorithm and in an adaptive control algorithm for updating the filter coefficient W0 of the first, adaptive one-branch filter 5 used. In the same way, the sine wave reference signal becomes the transmission element 11 and the cosine wave reference signal is also supplied to the transmission element 12 fed. The resulting output signals from the transmission elements 11 and 12 are together in the adder 14 added to generate a sine wave simulation signal r1. The sine wave simulation signal r1 then becomes a processor unit 16 supplied with an adaptive control algorithm and in an adaptive control algorithm for updating the filter coefficient W1 of the second, adaptive one-branch filter 6 used.
[0034] UnterBezugnahme auf 2 wirdeine Beschreibung dafürgegeben, wie das Kosinuswellen-Simulationssignal r0 und das Sinuswellen-Simulationssignalr1 unter Verwendung des Kosinuswellen-Referenzsignals und des Sinuswellen-Referenzsignals.und der Übertragungselemente 9, 10, 11 und 12,wie vorstehend beschrieben wurde, erzeugt werden. Es wird davonausgegangen, dass bei der Kerbfrequenz die Übertragungseigenschaften, diebeim Bereitstellen von Einstellungen der Übertragungselemente 9, 10, 11 und 12 verfügbar sind,die VerstärkungX und die Phase -α (deg= Grad) (die nachfolgend als Anfangsübertragungseigenschaft bezeichnetwerden) sind. In diesem Fall ist es leicht zu verstehen, dass dieEinstellwerte der Übertragungselemente 9, 11 und 12 bereitgestelltwerden sollen, wie in 2 gezeigtist, damit das Kosinuswellen-Simulationssignal r0 und das Sinuswellen-Simulationssignalr1 erzeugt werden können,die die Anfangsübertragungseigenschaftenunter Verwendung der Kombination des Kosinuswellen-Referenzsignalsund des Sinuswellen-Referenzsignals simulieren, die orthogonal zueinandersind. Das heißt,dass die Übertragungselemente 9, 10, 11 und 12 mitEinstellwerten von C0, C1, C0 bzw. -C1 bereitgestellt werden.With reference to 2 A description is given of how the cosine wave simulation signal r0 and the sine wave simulation signal r1 using the cosine wave reference signal and the sine wave reference signal. and the transmission elements 9 . 10 . 11 and 12 as described above. It is assumed that the notch frequency is the transmission properties that are required when providing settings of the transmission elements 9 . 10 . 11 and 12 are available, the gain X and the phase are -α (deg = degree) (hereinafter referred to as the initial transfer characteristic). In this case, it is easy to understand that the setting values of the transmission elements 9 . 11 and 12 should be provided as in 2 is shown so that the cosine wave simulation signal r0 and the sine wave simulation signal r1 can be generated which simulate the initial transmission characteristics using the combination of the cosine wave reference signal and the sine wave reference signal which are orthogonal to each other. That means that the transmission elements 9 . 10 . 11 and 12 with setting values of C0, C1, C0 or -C1.
[0035] ImAllgemeinen, wie mit Bezug auf den Stand der Technik beschriebenworden ist, wird der LMS-Algorithmus (LMS = Least Mean Square = kleinstemittlere Quadrate) oder ein Typ von Verfahren des steilsten Absinkensals adaptiver Steueralgorithmus verwendet, um die FilterkoeffizientenW0 und W1 des adaptiven Kerbfilters 4 zu aktualisieren.Die Filterkoeffizienten W0(n + 1) und W1(n + 1) des adaptiven Kerbfilters 4 werdendurch die nachfolgenden Gleichungen bestimmt: W0(n + 1) = W0(n) – μe(n) r0(n) (1), und W1(n + 1) = W1(n) – μe(n) r1(n) (2),wobei μ der Schrittgrößenparameterist.In general, as has been described with reference to the prior art, the LMS algorithm (LMS = Least Mean Square) or a type of steepest descent method is used as an adaptive control algorithm to filter W0 and W1 of the adaptive notch filter 4 to update. The filter coefficients W0 (n + 1) and W1 (n + 1) of the adaptive notch filter 4 are determined by the following equations: W0 (n + 1) = W0 (n) - μe (n) r0 (n) (1), and W1 (n + 1) = W1 (n) - μe (n) r1 (n) (2), where μ is the step size parameter.
[0036] Wievorher beschrieben, konvergieren die Filterkoeffizienten W0 undW1 des adaptiven Kerbfilters 4 rekursiv zu einem optimalenWert derart, dass das Fehlersignal "e" minimiertwird, d.h., um Rauschen bzw. ein Geräusch an dem Mikrofon 24,das als Geräuschunterdrückungsabschnittdient, reduzieren zu können.As previously described, the filter coefficients W0 and W1 of the adaptive notch filter converge 4 recursively to an optimal value such that the error signal "e" is minimized, that is to say to noise or a noise on the microphone 24 that serves as a noise canceling section.
[0037] Eineallgemeine Lösung,die auf dem vorstehend erwähntenLMS-Algorithmusberuht, ist gültig, wennkeine Änderungder Übertragungseigenschaftenauftritt. Zum Beispiel könnensich die Anfangsübertragungseigenschaftenetwas gegenüberden gegenwärtigenbzw. momentanen Übertragungseigenschaftender VerstärkungX' und der Phase-α' (deg) ändern. 3 zeigt ein Signal (dasgegenwärtige, akustische Übertragungssignale),das füreine akustische Übertragungdes Ausgangs von dem ersten, adaptiven Einabzweig-Filter 5 zudem Mikrofon 24 in Übereinstimmungmit den gegenwärtigen Übertragungseigenschaftenverfügbarist. 3 zeigt eine Wiedergabebezüglichdes Ausgangssignals von dem ersten, adaptiven Einabzweig-Filter 5,dem das Kosinuswellen-Referenzsignal zugeführt wird. Diese Wiedergabeist dafürvorgesehen, einen Vergleich mit dem Kosinuswellen-Simulationssignalr0 der 2 zu erleichternund wird auch in weiteren Figuren verwendet. Wie aus 2 und 3 ersichtlich ist, sind die Phaseneigenschaftendes Kosinuswellen-Simulationssignals r0 und des gegenwärtigen,akustischen Übertragungssignalsetwas unterschiedlich zueinander, aber ungefähr gleich zueinander. Unter diesenBedingungen stellt das aktive Geräuschsteuersystem den Geräuschreduzierungseffektmit Stabilitätbereit.A general solution based on the LMS algorithm mentioned above is valid if there is no change in the transmission properties. For example, the initial transmission characteristics may change somewhat from the current transmission characteristics of gain X 'and phase -α' (deg). 3 shows a signal (the current acoustic transmission signal) which is used for acoustic transmission of the output from the first adaptive one-branch filter 5 to the microphone 24 in accordance with the current transmissions properties is available. 3 shows a representation of the output signal from the first adaptive one-branch filter 5 to which the cosine wave reference signal is supplied. This reproduction is intended to make a comparison with the cosine wave simulation signal r0 2 to facilitate and is also used in other figures. How out 2 and 3 it can be seen that the phase properties of the cosine wave simulation signal r0 and the current acoustic transmission signal are somewhat different from one another, but approximately equal to one another. Under these conditions, the active noise control system provides the noise reduction effect with stability.
[0038] Unterden tatsächlichenArbeitsumgebungen des aktiven Geräuschsteuersystems können jedoch dieEigenschaften des Lautsprechers 23 und des Mikrofons 24 mitder Zeit oft variieren oder die Übertragungseigenschaftenkönnenstark aufgrund einer Änderungder Anzahl der Fahrgästein der Fahrgastzelle oder aufgrund eines geöffneten oder geschlossenen Fenstersund so weiter variieren. In diesen Fällen, insbesondere dann, wennsich die Phaseneigenschaft stark gegenüber denjenigen der Anfangsübertragungseigenschaften ändern, wirdkeine stabile adaptive Steuerung bereitgestellt. Insbesondere, wenn sichdie gegenwärtigen Übertragungseigenschaften inder Phaseneigenschaft gegenüberder Anfangsübertragungseigenschaftenum 90 (deg) oder mehr geänderthaben, würdedas sekundäreGeräusch, dasvon dem Lautsprecher 23 abgestrahlt wird, sogar Geräusche verstärken, wodurchmöglicherweiseverursacht wird, dass der adaptive Kerbfilter 4 divergiert. ZumBeispiel könnensich die Anfangsübertragungseigenschaftenzu den gegenwärtigen Übertragungseigenschaftenmit der VerstärkungY der Phase -β (deg) ändern. 4 zeigt ein Signal (dasgegenwärtige,akustische Übertragungssignal),das fürdie akustische Übertragungdes Ausgangs von dem ersten, adaptiven Einabzweig-Filter 5 zudem Mikrofon 24 in Übereinstimmungmit den gegenwärtigen Übertragungseigenschaftenverfügbarist. Wie aus 2 und 4 ersichtlich ist, sind diePhaseneigenschaften des Kosinuswellen-Simulationssignals r0 und des gegenwärtigen,akustischen Übertragungssignals starkvoneinander unterschiedlich. Die Phase, -β (deg), der gegenwärtigen Übertragungseigenschaftenhat sich gegenüberder Phase, -α (deg),der Anfangsübertragungseigenschaftenum 90 (deg) oder mehr geändert.Unter diesen Bedingungen, wenn die Filterkoeffizienten W0 und W1des adaptiven Kerbfilters in Übereinstimmungmit dem LMS-Algorithmus, der in der Gleichungen (1) und (2) gezeigtist, aktualisiert werden, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit dafür, dasseine Divergenz resultiert.However, under the actual working environments of the active noise control system, the characteristics of the speaker 23 and the microphone 24 often vary over time or the transmission characteristics can vary widely due to a change in the number of passengers in the passenger compartment or due to an open or closed window and so on. In these cases, particularly when the phase property changes greatly from that of the initial transmission property, stable adaptive control is not provided. In particular, if the current transmission characteristics have changed in phase characteristic from the initial transmission characteristics by 90 (deg) or more, the secondary noise coming from the speaker would 23 radiated, even amplify noise, which may cause the adaptive notch filter 4 diverges. For example, the initial transfer characteristics may change with the current transfer characteristics with the Y gain of phase -β (deg). 4 shows a signal (the current acoustic transmission signal) which is used for acoustic transmission of the output from the first adaptive one-branch filter 5 to the microphone 24 is available in accordance with the current transmission characteristics. How out 2 and 4 it can be seen, the phase properties of the cosine wave simulation signal r0 and the current acoustic transmission signal are very different from one another. The phase, -β (deg), of the current transfer properties has changed from the phase, -α (deg), of the initial transfer properties by 90 (deg) or more. Under these conditions, when the filter coefficients W0 and W1 of the adaptive notch filter are updated in accordance with the LMS algorithm shown in equations (1) and (2), there is a high possibility that divergence will result.
[0039] Indiesem Zusammenhang ist es erforderlich, das adaptive Kerbfilter 4 mitStabilitätin Betrieb zu halten, um abnormale Operationen, z.B. eine Divergenz,auch in der Gegenwart einer signifikanten Änderung der gegenwärtigen Übertragungseigenschaftengegenüberden Anfangsübertragungseigenschaftenzu verhindern.In this context, it is necessary to use the adaptive notch filter 4 keep operating with stability to prevent abnormal operations, such as divergence, even in the presence of a significant change in the current transmission properties from the initial transmission properties.
[0040] Dieerste Ausführungsformerzeugt mathematisch ein Signal, das für die akustische Übertragungdes Ausgangs von dem adaptiven Kerbfilter 4 zu dem Mikrofon 24 in Übereinstimmungmit den Anfangsübertragungseigenschaftenverfügbarist, verwendet das Signal als ein kompensiertes Signal. Das kompensierteSignal und das Ausgangssignal von dem Mikrofon 24 werdenmiteinander addiert, um ein Signal zu erzeugen, das wiederum ineinem adaptiven Steueralgorithmus verwendet wird. Dies ermöglicht einebetriebsmäßige Reduzierungeiner Änderungder Übertragungseigenschaften,insbesondere einer Änderungder Phaseneigenschaft, was einen signifikanten Effekt auf die Stabilität hat, umdie Divergenz des adaptiven Kerbfilters 4 zu unterdrücken, wodurchein stabiler Geräuschreduzierungseffektbereitgestellt wird.The first embodiment mathematically generates a signal that is used for acoustic transmission of the output from the adaptive notch filter 4 to the microphone 24 is available in accordance with the initial transmission characteristics, uses the signal as a compensated signal. The compensated signal and the output signal from the microphone 24 are added together to produce a signal, which in turn is used in an adaptive control algorithm. This enables operationally reducing a change in transmission characteristics, particularly a change in phase characteristics, which has a significant effect on stability by the divergence of the adaptive notch filter 4 to suppress, thereby providing a stable noise reduction effect.
[0041] DieKompensationssignalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen des zuvorerwähntenkompensierten Signals enthält Übertragungselemente 25, 26, 27 und 28,Addierer 29, 30 und 33 und Koeffizientenmultiplizierer 31, 32.Zuerst wird das Kosinuswellen-Referenzsignaldem Übertragungselement 25 zugeführt, dasC0 hat und das die Anfangsübertragungseigenschaftenbei der Kerbfrequenz simuliert, und auch das Sinuswellen-Referenzsignal wirddem Übertragungselement 26 zugeführt, dasC1 hat, damit die Ausgangssignale von den Übertragungselementen 25 und 26 miteinanderin dem Addierer 29 addiert werden können.The compensation signal generating device for generating the aforementioned compensated signal contains transmission elements 25 . 26 . 27 and 28 , Adder 29 . 30 and 33 and coefficient multipliers 31 . 32 , First, the cosine wave reference signal becomes the transmission element 25 which has C0 and which simulates the initial transmission characteristics at the notch frequency, and also the sine wave reference signal becomes the transmission element 26 fed, which has C1, so the output signals from the transmission elements 25 and 26 with each other in the adder 29 can be added.
[0042] Nachfolgendwird das Ausgangssignal von dem Addierer 29 mit dem FilterkoeffizientenW0 des adaptiven Kerbfilters 4 in dem Koeffizientenmultiplizierer 31 multipliziert,um ein kompensiertes Kosinuswellen-Signal g0 zu erzeugen. Ähnlich wirddas Sinuswellen-Signal dem Übertragungselement 27 zugeführt, dasC0 hat und das die Anfangsübertragungseigenschaftensimuliert, und auch das Kosinuswellen-Referenzsignal wird dem Übertragungselement 28 zugeführt, das-C1 hat, damit die Ausgangssignale von den Übertragungselementen 27 und 28 zusammenin dem Addierer 30 addiert werden können. Nachfolgend wird dasAusgangssignal von dem Addierer 30 mit dem FilterkoeffizientenW1 des adaptiven Kerbfilters 4 in dem Koeffizientenmultiplizierer 32 multipliziert,um ein kompensiertes Sinuswellen-Signal g1 zu erzeugen. Die zuvorerwähntenkompensierten Kosinuswellen- undSinuswellen-Signale g0 bzw. g1 werden miteinander in dem Addierer 33 addiert,um ein kompensiertes Signal "h" bereitzustellen.Das kompensierte Signal "h" ist ein mathematischbestimmtes Signal, das fürdas akustische Übertragendes Ausgangs von dem adaptiven Kerbfilter zu dem Mikrofon 24 in Übereinstimmung mitden Anfangsübertragungseigenschaftenverfügbarist. Das kompensierte Kosinuswellen-Signal g0 ist äquivalentzu dem Signal, das fürdas akustische Übertragendes Ausgangs von dem ersten, adaptiven Einabzweig-Filter 5 zudem Mikrofon 24 in Übereinstimmungmit den Anfangsübertragungseigenschaftenverfügbarist. Ähnlichist das kompensierte Sinuswellen-Signal g1 äquivalent zu dem Signal, das für das akustische Übertragendes Ausgangs von dem zweiten, adaptiven Einabzweig-Filter 6 zudem Mikrofon 24 in Übereinstimmungmit den Anfangsübertragungseigenschaftenverfügbarist.Subsequently, the output signal from the adder 29 with the filter coefficient W0 of the adaptive notch filter 4 in the coefficient multiplier 31 multiplied to produce a compensated cosine wave signal g0. Similarly, the sine wave signal becomes the transmission element 27 which has C0 and which simulates the initial transmission characteristics, and also the cosine wave reference signal becomes the transmission element 28 fed, which has -C1, so the output signals from the transmission elements 27 and 28 together in the adder 30 can be added. Subsequently, the output signal from the adder 30 with the filter coefficient W1 of the adaptive notch filter 4 in the coefficient multiplier 32 multiplied to produce a compensated sine wave signal g1. The aforementioned compensated cosine wave and sine wave signals g0 and g1 are combined with each other in the adder 33 added to provide a compensated signal "h". The compensated signal "h" is a mathematically determined signal that is used for the acousti transmitting the output from the adaptive notch filter to the microphone 24 is available in accordance with the initial transfer properties. The compensated cosine wave signal g0 is equivalent to the signal used for the acoustic transmission of the output from the first adaptive one-branch filter 5 to the microphone 24 is available in accordance with the initial transfer properties. Similarly, the compensated sine wave signal g1 is equivalent to the signal used to acoustically transmit the output from the second adaptive one-branch filter 6 to the microphone 24 is available in accordance with the initial transfer properties.
[0043] Alsnächsteswerden das kompensierte Signal "h" und das Ausgangssignal(das Fehlersignal "e") von dem Mikrofonmiteinander in dem Addierer 34 addiert, um ein Signal zuerzeugen, das wiederum den Prozessoreinheiten 15 und 16 zurVerwendung in dem adaptiven Steueralgorithmus zugeführt wird, umdie Filterkoeffizienten W0 und W1 des adaptiven Kerbfilters 4 aktualisierenzu können.Next, the compensated signal "h" and the output signal (the error signal "e") from the microphone are together in the adder 34 added to generate a signal, which in turn the processor units 15 and 16 for use in the adaptive control algorithm is supplied to the filter coefficients W0 and W1 of the adaptive notch filter 4 to be able to update.
[0044] Eswird davon ausgegangen, dass das kompensierte Signal "h" und das Fehlersignal "e" miteinander addiert werden, um einkompensiertes Fehlersignal "e" erzeugen zu können, wobeidas kompensierte Fehlersignal "e" durch die nachfolgendeGleichung ausgedrücktwird: e'(n) = e(n) + h(n) (3) It is assumed that the compensated signal "h" and the error signal "e" are added together in order to be able to generate a compensated error signal "e", the compensated error signal "e" being expressed by the following equation: e '(n) = e (n) + h (n) (3)
[0045] Wenndas kompensierte Fehlersignal "e", das Kosinuswellen-Simulationssignalr0 und das Sinuswellen-Simulationssignal r1 in dem LMS-Algorithmusverwendet werden, werden die Filterkoeffizienten W0(n + 1) und W1(n+ 1) des adaptiven Kerbfilters 4 durch die nachfolgendenGleichungen bestimmt: W0(n+ 1) = W0(n) – μe'(n) r0(n) (4) W1(n + 1) = W1(n) – μe'(n) r1(n) (5)wobei μ der Schrittgrößenparameterist.When the compensated error signal "e", the cosine wave simulation signal r0 and the sine wave simulation signal r1 are used in the LMS algorithm, the filter coefficients W0 (n + 1) and W1 (n + 1) of the adaptive notch filter 4 determined by the following equations: W0 (n + 1) = W0 (n) - μe '(n) r0 (n) (4) W1 (n + 1) = W1 (n) - μe '(n) r1 (n) (5) where μ is the step size parameter.
[0046] Wieaus dem Vorhergehenden ersichtlich ist, konvergieren die FilterkoeffizientenW0 und W1 des adaptiven Kerbfilters 4 rekursiv zu einemoptimalen Wert derart, dass das Fehlersignal "e" minimiertwird, d.h., dass das Geräuschan dem Mikrofon 24 reduziert wird, das als Geräuschunterdrückungsabschnitt dient.Das kompensierte Signal "h", das in dem LMS-Algorithmusverwendet wird, bedeutet, dass das kompensierte Kosinuswellen- Signal g0 verwendetwird, um den Filterkoeffizienten W0 des ersten, adaptiven Einabzweig-Filters 5 zuaktualisieren, und dass das kompensierte Sinuswellen-Signal g1 verwendetwird, um den Filterkoeffizienten W1 des zweiten, adaptiven Einabzweig-Filters 6 zuaktualisieren. Dies ist aus den Gleichungen (4) und (5) ersichtlich.As can be seen from the foregoing, the filter coefficients W0 and W1 of the adaptive notch filter converge 4 recursively to an optimal value such that the error signal "e" is minimized, ie that the noise on the microphone 24 is reduced, which serves as a noise canceling section. The compensated signal "h" used in the LMS algorithm means that the compensated cosine wave signal g0 is used by the filter coefficient W0 of the first adaptive one-branch filter 5 update, and that the compensated sine wave signal g1 is used to the filter coefficient W1 of the second adaptive one-branch filter 6 to update. This can be seen from equations (4) and (5).
[0047] Nachfolgendwird unter Bezugnahme auf 5 und 6 das kompensierte Fehlersignal "e'",das in Gleichung (3) gezeigt ist, in dem adaptiven Steueralgorithmusverwendet. Zuerst zeigt 5 beispielhaft,wenn sich die gegenwärtigen Übertragungseigenschaftengegenüberden Anfangsübertragungseigenschaften überhauptnicht geänderthaben, wobei sie bei der VerstärkungX und der Phase -α (deg)bleiben, das kompensierte Kosinuswellen-Signal g0, ein Signal (dasgegenwärtige,akustische Übertragungssignal),das fürdie akustische Übertragungdes Ausgangs von dem ersten, adaptiven Einabzweig-Filter 5 zudem Mikrofon 24 in Übereinstimmungmit den vorliegenden Übertragungseigenschaftenverfügbarist, und das addierte Signal dieser beiden Signale. Wie aus 2 und 5 ersichtlich ist, sind das Kosinuswellen-Simulationssignalr0 und das addierte Signal gleich zueinander in der Phaseneigenschaft.Dementsprechend kann, wenn sich die gegenwärtigen Übertragungseigenschaften überhauptnicht gegenüberden Anfangsübertragungseigenschaftengeänderthaben, das addierte Signal auch in dem adaptiven Steueralgorithmusverwendet werden, um den Filterkoeffizienten W0 des adaptiven Kerbfilters 4 zu aktualisieren,wodurch dem aktiven Geräuschsteuersystemermöglichtwird, den Geräuschreduzierungseffektmit Stabilitätin der gleichen Art und Weise wie mit dem allgemeinen LMS-Algorithmusbereitzustellen.The following will refer to 5 and 6 the compensated error signal "e '" shown in equation (3) is used in the adaptive control algorithm. First shows 5 for example, if the current transmission characteristics have not changed at all from the initial transmission characteristics while remaining at the gain X and phase -α (deg), the compensated cosine wave signal g0, a signal (the current acoustic transmission signal) that is for the acoustic transmission of the output from the first adaptive one-branch filter 5 to the microphone 24 is available in accordance with the present transmission characteristics, and the added signal of these two signals. How out 2 and 5 it can be seen that the cosine wave simulation signal r0 and the added signal are equal to one another in the phase property. Accordingly, if the current transmission characteristics have not changed at all from the initial transmission characteristics, the added signal can also be used in the adaptive control algorithm to match the filter coefficient W0 of the adaptive notch filter 4 to update, thereby enabling the active noise control system to provide the noise reduction effect with stability in the same manner as with the general LMS algorithm.
[0048] DerLMS-Algorithmus, der in den Gleichungen (4) und (5) vorstehend gezeigtist, arbeitet jedoch derart, dass das kompensierte Fehlersignal "e'" zu nullkompensiert wird und tendiert deshalb dazu, einen geringeren Wertder Rauschreduktion bereitzustellen, wenn mit dem allgemeinen LMS-Algorithmus verglichenwird, der in den Gleichungen (1) und (2) gezeigt ist. Dies wirdgenauer nachfolgend erläutert. Wievorherstehend wird davon ausgegangen, dass sich die vorliegendenbzw. gegenwärtigen Übertragungseigenschaften überhauptnicht gegenüberden Anfangsübertragungseigenschaftengeänderthaben. Man lasse nun N das problematische Geräusch von dem Motor 21 sein,dann ist das Fehlersignal "e" die Summe des Geräusches Nund eines Signals, das für dasakustische Übertragendes Ausgangs von dem adaptiven Kerbfilter 4 zu dem Mikrofon 24 in Übereinstimmungmit den gegenwärtigen Übertragungseigenschaftenverfügbarist. Zudem gilt, da in diesem Fall das Signal, das für die akustische Übertragung desAusgangs von dem adaptiven Kerbfilter 4 zu dem Mikrofon 24 in Übereinstimmungmit den gegenwärtigen Übertragungseigenschaftenverfügbarist, gleich dem kompensierten Signal "h" ist,das mathematisch erzeugt worden ist, e(n) = N(n) + h(n) (6)e'(n) kann deshalbwie folgt ausgedrücktwerden: e'(n) = {N(n) + h(n)}+ h(n) (7) = N(n) + 2·h(n) (8) However, the LMS algorithm shown in equations (4) and (5) above works in such a way that the compensated error signal "e '" is compensated for zero and therefore tends to provide a lower value for noise reduction when with is compared to the general LMS algorithm shown in equations (1) and (2). This is explained in more detail below. As before, it is assumed that the present or current transmission properties have not changed at all from the initial transmission properties. Now let N the problematic noise from the engine 21 then the error signal "e" is the sum of the noise N and a signal which is used for the acoustic transmission of the output from the adaptive notch filter 4 to the microphone 24 is available in accordance with the current transmission characteristics. In addition, since in this case the signal that is used for the acoustic transmission of the output from the adaptive notch filter applies 4 to the microphone 24 is available in accordance with the current transmission characteristics, is equal to the compensated signal "h" that has been generated mathematically, e (n) = N (n) + h (n) (6) e '(n) can therefore be expressed as follows: e '(n) = {N (n) + h (n)} + h (n) (7) = N (n) + 2h (n) (8)
[0049] Dader LMS-Algorithmus, der in den Gleichungen (4) und (5) gezeigtist, derart arbeitet, dass e'(n)zu null reduziert wird, N(n)+ 2·h(n)= 0 (9) Since the LMS algorithm shown in equations (4) and (5) works in such a way that e '(n) is reduced to zero, N (n) + 2h (n) = 0 (9)
[0050] Deshalbist h(n) = –N(n)/2 (10) Therefore h (n) = –N (n) / 2 (10)
[0051] DieGleichung (10) zeigt, dass das Signal, das für die akustische Übertragungdes Ausgangs von dem adaptiven Kerbfilter 4 zu dem Mikrofon 24 in Übereinstimmungmit den vorliegenden Übertragungseigenschaftenverfügbarist, entgegengesetzt in der Phase zu dem Geräusch N ist und nur die Hälfte derVerstärkungdes GeräuschesN hat. Anders ausgedrückt,heißtdas, dass das problematische Geräuschnur maximal um die Hälftean dem Mikrofon 24 reduziert wird, das als Geräuschunterdrückungsabschnittdient. Dies scheint einen reduzierten Effekt von dem Betrachtungspunktder Größe der Geräuschreduktionaus gesehen bereitzustellen; dies stellt jedoch effektive Mittelbereit, die verfügbar sind,wenn das aktive Geräuschsteuersystemtatsächlichin einem Fahrzeug oder Ähnlichemeingebaut ist.Equation (10) shows that the signal used for acoustic transmission of the output from the adaptive notch filter 4 to the microphone 24 is available in accordance with the present transmission characteristics, is opposite in phase to the noise N and has only half the amplification of the noise N. In other words, the problematic noise is only a maximum of half at the microphone 24 is reduced, which serves as a noise canceling section. This appears to provide a reduced effect from the point of view of the size of the noise reduction; however, this provides effective means that are available when the active noise control system is actually installed in a vehicle or the like.
[0052] DieGründedafür sindwie nachfolgend beschrieben. In praktischen Arbeitsumgebungen istdas Mikrofon 24 oft von den Ohren eines Fahrgastes entferntangeordnet, z.B. an der Rückseitedes Armaturenbretts oder unter den Sitzen. An diesen Orten ist derSchalldruckpegel des Geräuschesoft viel höher alsder an den Ohren des Fahrgastes bzw. Insassen. In diesen Fällen würde einVersuch, den Geräuschpegelan dem Mikrofon 24 auf null in Übereinstimmung mit dem allgemeinenLMS-Algorithmus, der in den Gleichungen (1) und (2) gezeigt ist,zu reduzieren, eine Überkompensationan den Ohren des Fahrgastes verursacht, wodurch sich ein reduzierender Geräuschreduktionseffektoder sogar eine Erhöhung desGeräuschesergeben kann.The reasons for this are as described below. The microphone is in practical working environments 24 often located away from a passenger's ears, for example on the back of the dashboard or under the seats. At these locations, the sound pressure level of the noise is often much higher than that at the ears of the passenger or occupant. In these cases, an attempt would be made to check the noise level on the microphone 24 Reducing to zero in accordance with the general LMS algorithm shown in equations (1) and (2) causes overcompensation to the passenger's ears, which may result in a reducing noise reduction effect or even an increase in noise ,
[0053] Andererseitswürde derLMS-Algorithmus, der in den Gleichungen (4) und (5) gezeigt ist,nicht das Geräuschauf null an dem Mikrofon 24 reduzieren; dies würde jedocheine Überkompensationunterdrücken,was einen ausreichenden Geräuschreduzierungseffektan den Ohren des Fahrgastes bereitstellt.On the other hand, the LMS algorithm shown in equations (4) and (5) would not zero the noise on the microphone 24 to reduce; however, this would suppress overcompensation, providing a sufficient noise reduction effect on the passenger's ears.
[0054] Nunzeigt 6 beispielhaft,wenn sich die Anfangsübertragungseigenschaftenin die gegenwärtigen Übertragungseigenschaftenmit der VerstärkungY und der Phase -β (deg)geänderthaben, das kompensierte Kosinuswellen-Signal g0, ein Signal (dasgegenwärtige,akustische Übertragungssignal), dasfür dieakustische Übertragungdes Ausgangs von dem ersten, adaptiven Einabzweig-Filter 5 zu demMikrofon 24 in Übereinstimmungmit den gegenwärtigen Übertragungseigenschaftenverfügbarist, und ein addiertes Signal dieser beiden Signale zeigt. Wie aus 2 und 6 ersichtlich ist, sind das Kosinuswellen-Simulationssignalr0 und das gegenwärtige, akustische Übertragungssignalsignifikant unterschiedlich in der Phaseneigenschaft. Die Phaseder gegenwärtigen Übertragungseigenschaften,-β (deg), hatsich hier gegenüberjener der Anfangsübertragungseigenschaften,-α (deg),um 90 (deg) oder mehr geändert.Now shows 6 For example, if the initial transmission characteristics have changed to the current transmission characteristics with gain Y and phase -β (deg), the compensated cosine wave signal g0, a signal (the current acoustic transmission signal) that is used for the acoustic transmission of the output of the first adaptive one-branch filter 5 to the microphone 24 is available in accordance with the current transmission characteristics, and shows an added signal of these two signals. How out 2 and 6 it can be seen that the cosine wave simulation signal r0 and the current acoustic transmission signal are significantly different in the phase property. The phase of the current transfer properties, -β (deg), has changed here by 90 (deg) or more from that of the initial transfer properties, -α (deg).
[0055] Unterdiesen Umständenwürde dieVerwendung des allgemeinen LMS-Algorithmus, der in den Gleichungen(1) und (2) gezeigt wird, möglicherweise eineDivergenz in dem adaptiven Kerbfilter 4 verursachen. Nunwird das addierte Signal des kompensierten Kosinuswellen-Signalsg0 und des gegenwärtigen,akustischen Übertragungssignalsberücksichtigt.Aus 2 und 6 ist die Phase des addiertenSignals, -γ (deg),vorteilhafterweise näherzu der Phase des Kosinuswellen-Simulationssignals r0, -α (deg), wennmit der Phase des gegenwärtigen,akustischen Übertragungssignals,-β (deg),verglichen wird.Under these circumstances, using the general LMS algorithm shown in equations (1) and (2) would potentially result in divergence in the adaptive notch filter 4 cause. Now the added signal of the compensated cosine wave signal g0 and the current acoustic transmission signal is taken into account. Out 2 and 6 is the phase of the added signal, -γ (deg), advantageously closer to the phase of the cosine wave simulation signal r0, -α (deg) when compared with the phase of the current acoustic transmission signal, -β (deg).
[0056] Dementsprechendwird das addierte Signal in dem adaptiven Steueralgorithmus verwendet,um den Filterkoeffizienten W0 des adaptiven Kerbfilters 4 zuaktualisieren, wodurch eine signifikant verbesserte Steuerstabilität bereitgestelltwird. Aus dem Blickwinkel des adaptiven Steueralgorithmus wird eine mehrals 90 (deg) betragende, tatsächlichePhasendifferenz zwischen den gegenwärtigen Übertragungseigenschaften undden Anfangsübertragungseigenschaftenauf 90 (deg) oder weniger unter Verwendung des addierten Signalsdes kompensierten Kosinuswellen-Signalsg0 und des gegenwärtigen, akustischen Übertragungssignalsverbessert, wodurch das Risiko einer Divergenz signifikant reduziert wird.Auch wenn sich die gegenwärtigen Übertragungseigenschaftensignifikant gegenüberden Anfangsübertragungseigenschaften ändern, stelltdas aktive Geräuschsteuersystemfolglich auf diese Art und Weise einen stabilen Geräuschreduzierungseffektbereit.Accordingly, the added signal is used in the adaptive control algorithm to convert the filter coefficient W0 of the adaptive notch filter 4 to update, providing significantly improved tax stability. From the point of view of the adaptive control algorithm, an actual phase difference between the current transmission properties and the initial transmission properties of more than 90 (deg) is improved to 90 (deg) or less using the added signal of the compensated cosine wave signal g0 and the current acoustic transmission signal , which significantly reduces the risk of divergence. Thus, even if the current transmission characteristics change significantly from the initial transmission characteristics, the active noise control system provides a stable noise reduction effect.
[0057] Wievorstehend beschrieben wurde, ist das aktive Geräuschsteuersystem gemäß der ersten Ausführungsformderart ausgelegt, dass es mathematisch ein Signal erzeugt, das für die akustische Übertragungdes Ausgangs von dem adaptiven Kerbfilter zu dem Mikrofon in Übereinstimmungmit den Anfangsübertragungseigenschaftenverfügbarist, und dass es dieses Signal und das Ausgangssignal von dem Mikrofonmiteinander addiert, um das resultierende Signal in einem adaptivenSteueralgorithmus zu verwenden. Dies ermöglicht, dass das System eine Überkompensationunterdrücktund auch dass der adaptive Algorithmus an eine Änderung der gegenwärtigen Übertragungseigenschaftengegenüberden Anfangsübertragungseigenschaftenangepasst wird, wodurch eine Divergenz unterdrückt wird, um einen stabilisiertenGeräuschreduzierungseffekt bereitstellenzu können.As described above, the active noise control system according to the first embodiment is configured to mathematically generate a signal available for acoustic transmission of the output from the adaptive notch filter to the microphone in accordance with the initial transmission characteristics, and to have this signal and the output signal added together by the microphone to use the resulting signal in an adaptive control algorithm. This enables the system to suppress overcompensation and also to adapt the adaptive algorithm to a change in the current transmission characteristics from the initial transmission characteristics, thereby suppressing divergence to provide a stabilized noise reduction effect.
[0058] In Übereinstimmungmit der zuvor erwähnten,ersten Ausführungsformwurde beschrieben, dass das addierte Signal des kompensierten Signals "h" und des Ausgangssignals (Fehlersignal "e") von dem Mikrofon 24 in einemadaptiven Steueralgorithmus verwendet wird, um die FilterkoeffizientenW0 und W1 des adap tiven Kerbfilters 4 zu aktualisieren, wodurcheine Überkompensationunterdrücktwird und eine verbesserte Steuerstabilität bereitgestellt wird. In derzweiten Ausführungsformwird nun eine weitere Beschreibung bezüglich einer Technik zum Steuernder Größe bzw.des Betrags der Unterdrückungdurch Überkompensationgemacht.In accordance with the aforementioned first embodiment, it has been described that the added signal of the compensated signal "h" and the output signal (error signal "e") from the microphone 24 is used in an adaptive control algorithm to filter the coefficients W0 and W1 of the adaptive notch filter 4 to update, thereby suppressing overcompensation and providing improved tax stability. In the second embodiment, further description will now be made regarding a technique for controlling the amount of suppression by overcompensation.
[0059] 7 zeigt in einer Blockdiagrammformden Aufbau eines aktiven Geräuschsteuersystemsgemäß der zweitenAusführungsform.In dieser Figur sind die gleichen Komponenten wie jene des aktiven Geräuschsteuersystems,das in der ersten Ausführungsformgezeigt ist, mit gleichen Referenzzeichen angegeben. 7 Fig. 4 shows in block diagram form the construction of an active noise control system according to the second embodiment. In this figure, the same components as those of the active noise control system shown in the first embodiment are given the same reference numerals.
[0060] 7 ist unterschiedlich zu 1 darin, dass die Erzeugereinrichtungfür daskompensierte Signal mit einem Koeffizientenmultiplizierer 35 versehenist. Bei dieser Anordnung werden das kompensierte Signal "h" oder ein Ausgangssignal von dem Addierer 33 demKoeffizientenmultiplizierer 35 zugeführt, worin es mit einem KoeffizientenK multipliziert wird. Das resultierende Ausgangssignal K·h vondem Koeffizientenmultiplizierer 35 und das Ausgangssignal(Fehlersignal "e") von dem Mikrofon 24 werden miteinanderin dem Addierer 34 addiert, um ein Signal zu erzeugen,das wiederum den Prozessoreinheiten 15, 16 miteinem adaptivem Steueralgorithmus zugeführt wird und dann in einemadaptiven Steueralgorithmus verwendet wird, um die FilterkoeffizientenW0 und W1 des adaptiven Kerbfilters 4 zu aktualisieren. 7 is different from 1 in that the generator for the compensated signal with a coefficient multiplier 35 is provided. With this arrangement, the compensated signal becomes "h" or an output signal from the adder 33 the coefficient multiplier 35 supplied, in which it is multiplied by a coefficient K. The resulting output signal K · h from the coefficient multiplier 35 and the output signal (error signal "e") from the microphone 24 are together in the adder 34 added to generate a signal, which in turn the processor units 15 . 16 is supplied with an adaptive control algorithm and then used in an adaptive control algorithm to filter the coefficients W0 and W1 of the adaptive notch filter 4 to update.
[0061] Daskompensierte Signal K·h,das durch das kompensierte Signal "h" kompensiertwird, das mit dem Koeffizienten K multipliziert wird, wird nachfolgendals neues, kompensiertes Signal definiert und das addierte Signaldes neuen, kompensierten Signals und des Fehlersignals "e" wird als neues, kompensiertes Fehlersignal "e'" definiert.In diesem Fall wird das kom pensierte Fehlersignal "e'" durchdie folgende Gleichung ausgedrückt: e'(n) = e(n) + K·h(n) (11) The compensated signal K · h, which is compensated by the compensated signal "h", which is multiplied by the coefficient K, is subsequently defined as a new, compensated signal and the added signal of the new, compensated signal and the error signal "e" defined as a new, compensated error signal "e '". In this case, the compensated error signal "e '" is expressed by the following equation: e '(n) = e (n) + K · h (n) (11)
[0062] Dasneue, kompensierte Fehlersignal "e'", das Kosinuswellen-Simulationssignal r0 und das Sinuswellen-Simulationssignalr1 werden dem zuvor erwähntenLMS-Algorithmus, der in den Gleichungen (4) und (5) gezeigt ist,zugeführt,um zu ermöglichen, dassdie Filterkoeffizienten W0 und W1 des adaptiven Kerbfilters 4 zueinem optimalen Wert derart konvergieren, dass das kompensierteFehlersignal "e'" kompensiert wird, wodurch ein Geräusch aneinem Mikrofon 24 reduziert wird. Die Verwendung des neuen,kompensierten Signals K·hin dem LMS-Algorithmus bedeutet, dass K·g0, das durch das kompensierteKosinuswellen-Signalg0 erhalten wird, das mit dem Koeffizienten K multipliziert wird,verwendet wird, um den Filterkoeffizienten W0 des ersten, adaptivenEinabzweig-Filters 5 zu aktualisieren, und dass auch K·g1, dasdurch das kompensierte Sinuswellen-Signal g1 erhalten wird, dasmit dem Koeffizienten K multipliziert ist, verwendet wird, um denFilterkoeffizienten W1 des zweiten, adaptiven Einabzweig-Filters 6 zuaktualisieren. Dies ist aus den Gleichungen (4) und (5) verständlich.The new compensated error signal "e '", the cosine wave simulation signal r0 and the sine wave simulation signal r1 are applied to the aforementioned LMS algorithm shown in equations (4) and (5) to enable that the filter coefficients W0 and W1 of the adaptive notch filter 4 converge to an optimal value such that the compensated error signal "e '" is compensated, causing a noise on a microphone 24 is reduced. The use of the new, compensated signal K · h in the LMS algorithm means that K · g0 obtained by the compensated cosine wave signal g0 multiplied by the coefficient K is used to filter the filter coefficient W0 of the first , adaptive one-branch filter 5 and that K * g1 obtained by the compensated sine wave signal g1 multiplied by the coefficient K is also used to filter the filter coefficient W1 of the second adaptive one-branch filter 6 to update. This can be understood from equations (4) and (5).
[0063] Nachfolgendwird die Größe des Geräuschreduzierungseffekts,der hier bereitgestellt wird, erläutert. Wie in der ersten Ausführungsform wirddavon ausgegangen, dass sich die gegenwärtigen Übertragungseigenschaften überhauptnicht gegenüberden Anfangsübertragungseigenschaftengeänderthaben. Ist nun N das problematische Geräusch von dem Motor 21 können dieGleichungen (6) und (11) wie folgt geändert werden: e'(n) = {N(n) + h(n)} + K·h(n) (12) = N(n) + (1 + K)·h(n) (13) The size of the noise reduction effect provided here is explained below. As in the first embodiment, it is assumed that the current transmission characteristics have not changed at all from the initial transmission characteristics. Now N is the problematic noise from the engine 21 Equations (6) and (11) can be changed as follows: e '(n) = {N (n) + h (n)} + Kh (n) (12) = N (n) + (1 + K) h (n) (13)
[0064] Dader LMS-Algorithmus, der in den Gleichungen (4) und (5) gezeigtist, derart arbeitet, dass e'(n)zu null reduziert wird, N(n)+ (1 + K)·h(n)= 0 (14) Since the LMS algorithm shown in equations (4) and (5) works in such a way that e '(n) is reduced to zero, N (n) + (1 + K) h (n) = 0 (14)
[0065] Deshalbist h(n) = –N(n)/(1+ K) (15) Therefore h (n) = –N (n) / (1 + K) (15)
[0066] Gleichung(15) zeigt, dass das Signal, das für die akustische Übertragungdes Ausgangs von dem adaptiven Kerbfilter 4 zu dem Mikrofon 24 in Übereinstimmungmit den gegenwärtigen Übertragungseigenschaftenverfügbarist, entgegengesetzt in der Phase zu dem Geräusch N ist und 1/(1 + K) der Amplitudedes GeräuschesN beträgt.Anders ausgedrückt,bedeutet dies, dass der Koeffizient K des Koeffizientenmultiplizierers 35 eingestelltist, wodurch die Steuerung fürdie Größe des Geräuschreduzierungseffektsan dem Mikrofon 24 bereitgestellt wird, das als Geräuschunterdrückungsabschnittdient. Das heißt,dass der Wert des Koeffizienten K in Antwort auf den Unterschiedzwischen dem Schalldruckpegel eines Geräusches an dem Mikrofon 24 unddem eines Geräuschesan den Ohren eines Fahrgastes eingestellt wird, wodurch eine weiteroptimierte Unterdrückungbezüglichder Überkompensationbereitgestellt wird. Es wird auch ermöglicht, den Wert des KoeffizientenK in Antwort auf die Änderungsratezwischen den gegenwärtigen Übertragungseigenschaftenund den Anfangsübertragungseigenschafteneinzustellen, wodurch eine weiter optimierte Steuerungsstabilität bereitgestelltwird.Equation (15) shows that the signal required for acoustic transmission of the output from the adaptive notch filter 4 to the microphone 24 is available in accordance with the current transmission characteristics, is opposite in phase to the noise N and is 1 / (1 + K) the amplitude of the noise N. In other words, this means that the coefficient K of the Ko effizientenmultiplizierers 35 is set, which controls the amount of noise reduction effect on the microphone 24 is provided, which serves as a noise canceling section. That is, the value of the coefficient K in response to the difference between the sound pressure level of a noise on the microphone 24 and that of a noise on a passenger's ears is adjusted, thereby providing a further optimized suppression with respect to overcompensation. It is also possible to adjust the value of the coefficient K in response to the rate of change between the current transmission properties and the initial transmission properties, thereby providing further optimized control stability.
[0067] Dieswird nachfolgend mit Bezug auf 8 erläutert. Beispielhaftwird davon ausgegangen, dass sich die Anfangsübertragungseigenschaften indie gegenwärtigen Übertragungseigenschaftenmit der VerstärkungX' und der Phase-α' (deg) leicht geändert haben. 8 zeigt ein Signal (dasgegenwärtige,a kustische Übertragungssignal),das fürdie akustische Übertragungdes Ausgangs von dem ersten, adaptiven Einabzweig-Filter 5 zudem Mikrofon 24 in Übereinstimmungmit den gegenwärtigen Übertragungseigenschaftenverfügbarist, das kompensierte Kosinuswellen-Signal g0, das mit dem Koeffizienten Kmultipliziert ist, um ein kompensiertes Kosinuswellen-Signal K·g0 zuerhalten, und ein addiertes Signal dieser beiden Signale. Hier istder Koeffizient K auf einen Wert von 1 oder kleiner gesetzt. Diesermöglichtes, eine weiter optimierte Größe der Unterdrückung der Überkompensationin Übereinstimmung mitder VerstärkungZ des addierten Signals und auch der Änderung der Phaseneigenschaftbereitzustellen, die nun -α' (deg) bis -γ (deg) beträgt, wodurch eineverbesserte Stabilitätbereitgestellt wird.This is referred to below 8th explained. As an example, it is assumed that the initial transmission properties have changed slightly into the current transmission properties with the amplification X 'and the phase -α' (deg). 8th shows a signal (the current, acoustic transmission signal) used for the acoustic transmission of the output from the first adaptive one-branch filter 5 to the microphone 24 available in accordance with the current transmission characteristics, the compensated cosine wave signal g0 multiplied by the coefficient K to obtain a compensated cosine wave signal K · g0, and an added signal of these two signals. Here, the coefficient K is set to a value of 1 or less. This makes it possible to provide a further optimized size of the suppression of the overcompensation in accordance with the gain Z of the added signal and also the change in the phase property, which is now -α '(deg) to -γ (deg), thereby providing improved stability becomes.
[0068] Wievorstehend beschrieben wurde, ist das aktive Geräuschsteuersystem gemäß der zweiten Ausführungsformderart ausgelegt, dass ein addiertes Signal des kompensierten Signals "h", das mit dem Koeffizienten K multipliziertist, und des Ausgangssignals (Fehlersignal "e")von dem Mikrofon 24 in einem adaptiven Steueralgorithmusverwendet werden. Dies ermöglicht,dass das System ein weiter optimiertes, kompensiertes Signal inAntwort auf die Änderungsratein den gegenwärtigen Übertragungseigenschaftengegenüberden Anfangsübertragungseigenschaftenoder der Differenz zwischen dem Geräuschpegel an dem Mikrofon 24 unddem an den Ohren eines Fahrzeuginsassen erzeugen kann, wodurch einidealer Geräuschreduzierungseffektmit hoher Stabilitätbereitgestellt wird.As described above, the active noise control system according to the second embodiment is designed such that an added signal of the compensated signal "h" multiplied by the coefficient K and the output signal (error signal "e") from the microphone 24 be used in an adaptive control algorithm. This enables the system to provide a further optimized, compensated signal in response to the rate of change in the current transmission characteristics versus the initial transmission characteristics or the difference between the noise level at the microphone 24 and which can generate on the ears of a vehicle occupant, thereby providing an ideal noise reduction effect with high stability.
[0069] 9 zeigt eine Blockdiagrammformdes Aufbaus eines aktiven Geräuschsteuersystemsgemäß der drittenAusführungsform.In der Figur sind die gleichen Komponenten wie jene der aktivenGeräuschsteuersysteme,die in den ersten und zweiten Ausführungsformen gezeigt sind,durch die gleichen Bezugszeichen angegeben. 9 12 shows a block diagram form of the construction of an active noise control system according to the third embodiment. In the figure, the same components as those of the active noise control systems shown in the first and second embodiments are indicated by the same reference numerals.
[0070] 9 ist unterschiedlich zu 7 darin, dass die Kompensationssignalerzeugungseinrichtungmit einem Ausgangssteuerabschnitt 36 versehen ist. Beidieser Anordnung wird das Ausgangssignal K·h von dem Koeffizientenmultiplizierer 35 dem Ausgangssteuerabschnitt 36 zugeführt. DerAusgangssteuerabschnitt 36 enthält einen Speicherbereich zumSpeichern der Werte des Filterkoeffizienten W0 des ersten, adaptivenEinabzweig-Filters 5 jedesmal dann, wenn der FilterkoeffizientW0 während einesvorgegebenen Intervalls von einem früheren Zeitpunkt zu dem gegenwärtigen Zeitpunkt(z.B. einem Intervall, währenddem der Filterkoeffizient 20-mal aktualisiert wird) aktualisiertwird. Der Ausgangssteuerabschnitt 36 berechnet einen kumulativenWert der Änderungen. Ähnlich enthält der Ausgangssteuerabschnitt 36 einenweiteren Speicherbereich zum Speichern der Werte des FilterkoeffizientenW1 des zweiten, adaptiven Einabzweig-Filters 6 jedesmaldann, wenn der Filterkoeffizient W1 während eines vorgegebenen Intervallsvon einem vorhergehenden zu einem gegenwärtigen Zeitpunkt aktualisiertwird (z.B. einem Intervall, währenddem der Filterkoeffizient 20-mal aktualisiert wird). Der Ausgangssteuerabschnitt 36 berechneteinen kumulativen Wert der Änderungen.Nur wenn mindestens einer dieser kumulativen Werte größer alseine vorgegebene Schwelle ist, stellt der Ausgangssteuerabschnitt 36 dasAusgangssignal K·hbereit, das von dem Koeffizientenmultiplizierer 35 zugeführt wird. Dieswird in der Diskretberechnung-Prozessoreinheit 17 mittelseines Speichers und eines Programms realisiert. 9 is different from 7 in that the compensation signal generating means having an output control section 36 is provided. With this arrangement, the output signal K · h from the coefficient multiplier 35 the output control section 36 fed. The exit control section 36 contains a memory area for storing the values of the filter coefficient W0 of the first adaptive one-branch filter 5 each time the filter coefficient W0 is updated during a predetermined interval from an earlier point in time to the current point in time (for example an interval during which the filter coefficient is updated 20 times). The exit control section 36 calculates a cumulative value of the changes. Similarly, the output control section contains 36 a further memory area for storing the values of the filter coefficient W1 of the second, adaptive one-branch filter 6 each time the filter coefficient W1 is updated during a predetermined interval from a previous to a current time (for example, an interval during which the filter coefficient is updated 20 times). The exit control section 36 calculates a cumulative value of the changes. The output control section provides only if at least one of these cumulative values is greater than a predetermined threshold 36 the output signal K · h ready from the coefficient multiplier 35 is fed. This is done in the discrete calculation processor unit 17 realized by means of a memory and a program.
[0071] Inder Praxis, wenn ein Fahrzeug, das das aktive Geräuschsteuersystemumfasst, auf unebenen bzw. ungepflasterten Straßen fährt oder wenn ein Fenster offengehalten wird, unterliegt der adaptive Steueralgorithmus den Effektenvon externen Geräuschen,wodurch eine instabile Steuerung erzeugt wird. Z.B. würde dasMikrofon 24, das neben den Ohren eines Fahrgastes in derFahrgastzelle installiert ist, signifikant den externen Geräuschen,z.B. Straßengeräuschen undWinddruck- oder Windgeräuschen,die durch ein Fenster in die Fahrzeugzelle kommen, ausgesetzt sein.Zu diesem Zeitpunkt würdendie Filterkoeffizienten W0 und W1 des adaptiven Kerbfilters 4 signifikantvariieren, was im schlimmsten Fall eine Divergenz verursacht. Indiesem Zusammenhang ist der Ausgangssteuerabschnitt 36 derart vorgesehen,dass er die kumulativen Werte der Änderungen in den FilterkoeffizientenW0 und W1 des adaptiven Kerbfilters 4 während eines vorgegebenen Intervallsvon einem früherenZeitpunkt bis zu einem gegenwärtigenZeitpunkt überwacht.Dies ermöglicht einegeeignete Überwachungdes Verhaltens des adaptiven Kerbfilters 4. Wenn einerdieser kumulativen Werte eine vorgegebene Schwelle überschreitet,bestimmt der Prozess, dass die adaptive Steuerung aufgrund der Effekteder externen Geräuscheinstabil geworden ist, und verwendet ein kompensiertes Signal indem adaptiven Steueralgorithmus, um die Stabilität zu verbessern.In practice, when a vehicle incorporating the active noise control system is traveling on rough or unpaved roads or when a window is kept open, the adaptive control algorithm is subject to the effects of external noise, creating unstable control. For example, the microphone 24 , which is installed next to the ears of a passenger in the passenger compartment, are significantly exposed to the external noises, for example road noises and wind pressure or wind noises that come through a window into the vehicle compartment. At this time, the filter coefficients W0 and W1 of the adaptive notch filter 4 vary significantly, which in the worst case causes divergence. In this context, the output control section 36 provided such that it includes the cumulative values of the changes in the filter coefficients W0 and W1 of the adaptive notch filter 4 during a given Intervals monitored from an earlier time to a current time. This enables the behavior of the adaptive notch filter to be appropriately monitored 4 , If one of these cumulative values exceeds a predetermined threshold, the process determines that the adaptive control has become unstable due to the effects of the external noise and uses a compensated signal in the adaptive control algorithm to improve stability.
[0072] Wievorstehend beschrieben wurde, ist das aktive Geräuschsteuersystem gemäß der dritten Ausführungsformderart ausgelegt, dass es die kumulativen Werte der Änderungenin den Filterkoeffizienten W0 und W1 des adaptiven Kerbfilters 4 überwachtund ein kompensiertes Signal dem adaptiven Steueralgorithmus nurdann hinzufügt,wenn der kumulative Wert eine Schwelle überschritten hat. Dies ermöglicht es,einen idealen Geräuschreduzierungseffektmit Stabilitätbereitzustellen, währendeine Divergenz auch unter Umständenunterdrücktwird, unter de nen ein signifikanter Wert der ankommenden externenGeräuscheexistiert.As described above, the active noise control system according to the third embodiment is designed to take the cumulative values of the changes in the filter coefficients W0 and W1 of the adaptive notch filter 4 monitors and only adds a compensated signal to the adaptive control algorithm if the cumulative value has exceeded a threshold. This makes it possible to provide an ideal noise reduction effect with stability, while also suppressing divergence under circumstances where there is a significant value of the incoming external noise.
[0073] ImVorhergehenden verwendet der Ausgangssteuerabschnitt 36,der in der dritten Ausführungsformgezeigt ist, die kumulativen Werte der Änderungen der FilterkoeffizientenW0 und W1 des adaptiven Kerbfilters 4 während eines vorgegebenen Intervallsvon einem früherenZeitpunkt bis zu dem gegenwärtigenZeitpunkt. Es ist jedoch auch akzeptabel, die Werte der Änderungenjedes der Filterkoeffizienten W0 und W1 des adaptiven Kerbfilters 4 zwischendem gegenwärtigenWert und einem früheren Wertin einem vorgegebenen, vergangenen Zeitintervall zu verwenden. Indiesem Fall enthältder Ausgangssteuerabschnitt 36 einen Speicherbereich zum Speichernder Werte des Filterkoeffizienten W0 des ersten, adaptiven Einabzweig-Filters 5 jedesmal dann,wenn der Filterkoeffizient W0 währendeines vorgegebenen Zeitintervalls von einem früheren Zeitpunkt bis zu einemgegenwärtigenZeitpunkt (z.B. einem Intervall, während dem der Filterkoeffizient 20-malaktualisiert wurde) aktualisiert wird. Der Ausgangssteuerabschnitt 36 berechnetden Wert einer Änderungzwischen dem gegenwärtigenWert und einem früherenWert in einem vorgegebenen, vergangenen Zeitintervall. Ähnlich enthält der Ausgangssteuerabschnitt 36 einenweiteren Speicherbereich zum Speichern der Werte des FilterkoeffizientenW1 des zweiten, adaptiven Einabzweig-Filters 6 jedesmaldann, wenn der Filterkoeffizient W1 während eines vorgegebenen Intervallsvon einem früheren Zeitpunktbis zu einem gegenwärtigenZeitpunkt (z.B. einem Intervall, während dem der Filterkoeffizient 20-malaktualisiert wurde) aktualisiert wird. Der Ausgangssteuerabschnitt 36 berechnetden Wert einer Änderungzwischen dem gegenwärtigenWert und einem früherenWert in einem vorgegebenen, abgelaufenen Zeitintervall. Nur wennmindestens einer dieser Änderungswertegrößer alseine vorgegebene Schwelle bzw. ein vorgegebener Schwellenwert ist, gibtder Ausgangssteuerabschnitt 36 das Ausgangssignal K·h aus,das von dem Koeffizientenmultiplizierer 35 zugeführt wird.In diesem Fall könnenzusätzlichzu den Effekten, die durch die zuvor erwähnte dritte Ausführungsformbereitgestellt werden, das Verhalten der Filterkoeffizienten W0und W1 des adaptiven Kerbfilters 4 leicht überwachtwerden. Dies vereinfacht den Arithmetikalgorithmus, wodurch das Erzeugendes Programms erleichtert wird, das in der Diskretberechnung-Prozessoreinheit 17 implementiertist.The output control section uses in the foregoing 36 shown in the third embodiment shows the cumulative values of the changes in the filter coefficients W0 and W1 of the adaptive notch filter 4 during a predetermined interval from an earlier time to the current time. However, it is also acceptable to change the values of each of the filter coefficients W0 and W1 of the adaptive notch filter 4 between the current value and an earlier value in a predetermined, past time interval. In this case, the output control section contains 36 a memory area for storing the values of the filter coefficient W0 of the first adaptive one-branch filter 5 each time the filter coefficient W0 is updated during a predetermined time interval from an earlier point in time to a current point in time (for example an interval during which the filter coefficient was updated 20 times). The exit control section 36 calculates the value of a change between the current value and an earlier value in a predetermined past time interval. Similarly, the output control section contains 36 a further memory area for storing the values of the filter coefficient W1 of the second, adaptive one-branch filter 6 each time the filter coefficient W1 is updated during a predetermined interval from an earlier point in time to a current point in time (for example an interval during which the filter coefficient was updated 20 times). The exit control section 36 calculates the value of a change between the current value and an earlier value in a predetermined, elapsed time interval. The output control section outputs only if at least one of these change values is greater than a predefined threshold or a predefined threshold value 36 the output signal K · h from that of the coefficient multiplier 35 is fed. In this case, in addition to the effects provided by the aforementioned third embodiment, the behavior of the filter coefficients W0 and W1 of the adaptive notch filter can be 4 be easily monitored. This simplifies the arithmetic algorithm, thereby facilitating the generation of the program that is in the discrete calculation processor unit 17 is implemented.
[0074] Wiezuvor beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung dafür ausgelegt,mathematisch ein Signal zu erzeugen, das für das akustische Übertragendes Ausgangs von dem adaptiven Kerbfilter zu dem Mikrofon in Übereinstimmungmit den Anfangsübertragungseigenschaftenverfügbarist, und das Signal und das Ausgangssignal von dem Mikrofon zu addieren,um das resultierende Signal in einem adaptiven Steueralgorithmuszu verwenden. Auch wenn sich die gegenwärtigen Übertragungseigenschaften signifikantgegenüberden Anfangsübertragungseigenschaftengeänderthaben oder wenn sich der Filterkoeffizient eines adaptiven Kerbfiltersstark aufgrund der ankommenden externen Geräusche geändert hat, ist es möglich, dassder adaptive Algorithmus arbeitsmäßig die Stabilität derartverbessert, dass eine Divergenz unterdrückt wird und auch eine Überkompensationan den Ohren eines Fahrgastes unterdrückt wird, wodurch ein idealerGeräuschreduzierungseffektbereitgestellt wird.HowAs described above, the present invention is designed toto mathematically generate a signal for acoustic transmissionthe output from the adaptive notch filter to the microphone in accordancewith the initial transfer propertiesavailableand to add the signal and the output signal from the microphone,around the resulting signal in an adaptive control algorithmto use. Even if the current transmission characteristics are significantacross fromthe initial transfer propertieschangedor if the filter coefficient of an adaptive notch filterhas changed greatly due to the incoming external noise, it is possible thatthe adaptive algorithm works stability in this wayimproved that divergence is suppressed and also overcompensationsuppressed on a passenger's ears, making an idealNoise reduction effectprovided.
[0075] Obwohldie Erfindung vollständigin Verbindung mit ihrer bevorzugten Ausführungsform beschrieben wordenist, wird darauf hingewiesen, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen,die fürFachleute ersichtlich sind, als enthalten innerhalb des Bereichsder vorliegenden Erfindung zu verstehen sind, wie sie durch dieangehängtenAnsprüche definiertist, außersie weichen davon ab.Even thoughthe invention completelyin connection with its preferred embodimentit is pointed out that various changes and modifications,the forProfessionals are seen to be included within the scopeof the present invention, as understood by theattachedClaims definedis, exceptthey differ.

权利要求:
Claims (4)
[1]
Aktives Geräuschsteuersystem,das aufweist: einen Kosinuswellen-Erzeuger zum Erzeugen eines Kosinuswellen-Signals in Synchronisationmit einer Frequenz eines problematischen, zyklischen Geräusches,das an einer Geräuschquellewie zum Beispiel einem Motor erzeugt wird; einen Sinuswellen-Erzeugerzum Erzeugen eines Sinuswellen-Signalsin Synchronisation mit der Frequenz des problematischen Geräusches; einerstes, adaptives Einabzweig-Filter zum Empfangen eines Kosinuswellen-Referenzsignals,das von dem Kosinuswellen-Erzeugerausgegeben wird; ein zweites, adaptives Einabzweig-Filter zumEmpfangen eines Sinuswellen-Referenzsignals, das von dem Sinuswellen-Erzeugerausgegeben wird; einen Addierer zum Addieren eines Ausgangssignals vondem ersten, adaptiven Einabzweig-Filter und eines Ausgangssignalsvon dem zweiten, adaptiven Einabzweig-Filter; eine Sekundärgeräuscherzeugungseinrichtung,die von einem Ausgangssignal von dem Addierer angetrieben wird,zum Erzeugen eines sekundärenGeräusches,um das problematische Geräuschauszulöschen; eineRestsignaldetektionseinrichtung zum Erfassen eines Restsignals,das aus der Interferenz zwischen dem sekundären Geräusch und dem problematischenGeräuschresultiert; eine Simulationssignal-Erzeugereinrichtung zum Empfangendes Kosinuswellen-Referenzsignals und des Sinuswellen-Referenzsignals,um ein Kosinuswellen-Simulationssignal und ein Sinuswellen-Simulationssignalzu erzeugen, wobei das Kosinuswellen-Simulationssignal und das Sinuswellen-Simulationssignalin Übereinstimmungmit Eigenschaften kompensiert werden, die die Übertragungseigenschaften zwischender Sekundär geräuscherzeugereinrichtungund der Restsignaldetektionseinrichtung nachbilden; und eineKompensationssignalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines kompensiertenSignals, das durch Kompensieren des gleichen Signals wie des Ausgangssignalvon dem Addierer in Übereinstimmungmit den Eigenschaften erhalten wird, die die Übertragungseigenschaften zwischender Sekundärgeräuscherzeugungseinrichtungund der Restsignaldetektionseinrichtung simulieren, worin dasAusgangssignal von der Restsignaldetektionseinrichtung, das Ausgangssignalvon der Simulationssignal-Erzeugereinrichtung und das Ausgangssignalvon der Kompensationssignalerzeugungseinrichtung verwendet werden,um die Filterkoeffizienten des ersten, adaptiven Einabzweig-Filtersund des zweiten, adaptiven Einabzweig-Filters zu aktualisieren,wodurch das problematische Geräuschbei der Restsignaldetektionseinrichtung reduziert wird.An active noise control system comprising: a cosine wave generator for generating a cosine wave signal in synchronization with a frequency of a problematic cyclic noise generated at a noise source such as an engine; a sine wave generator for generating a sine wave signal in synchronization with the frequency of the problem noise; a first adaptive one-branch filter for receiving a cosine wave reference signal output from the cosine wave generator; a second, adaptive one-branch filter for Emp capture a sine wave reference signal output from the sine wave generator; an adder for adding an output signal from the first adaptive one-branch filter and an output signal from the second adaptive one-branch filter; a secondary noise generator, driven by an output from the adder, for generating a secondary noise to cancel the problem noise; residual signal detection means for detecting a residual signal resulting from the interference between the secondary noise and the problem noise; simulation signal generating means for receiving the cosine wave reference signal and the sine wave reference signal to generate a cosine wave simulation signal and a sine wave simulation signal, wherein the cosine wave simulation signal and the sine wave simulation signal are compensated in accordance with properties that the transmission properties between emulate the secondary noise generating device and the residual signal detection device; and compensation signal generating means for generating a compensated signal obtained by compensating the same signal as the output signal from the adder in accordance with the characteristics that simulate the transmission characteristics between the secondary noise generating means and the residual signal detection means, wherein the output signal from the residual signal detection means, the output signal from of the simulation signal generator and the output signal from the compensation signal generator are used to update the filter coefficients of the first adaptive one-branch filter and the second adaptive one-branch filter, thereby reducing the problematic noise in the residual signal detector.
[2]
Aktives Geräuschsteuersystemnach Anspruch 1, worin die Kompensationssignalerzeugungseinrichtungein kompensiertes Signal erzeugt, das durch Kompensieren des gleichenSignals wie des Ausgangssignals von dem Addierer in Übereinstimmungmit den Eigenschaften, die durch eine vorgegebene Konstante multipliziertwerden, und durch Simulieren der Übertragungseigenschaften zwischen derSekundärgeräusch-Erzeugereinrichtungund der Restsignaldetektionseinrichtung erhalten wird.Active noise control systemaccording to claim 1, wherein the compensation signal generating meansgenerates a compensated signal by compensating the sameSignal like the output signal from the adder in accordancewith the properties multiplied by a given constantand by simulating the transmission properties between theSecondary noise generator meansand the residual signal detection device is obtained.
[3]
Aktives Geräuschsteuersystemnach Anspruch 1 oder 2, worin die Kompensationssignalerzeugungseinrichtungein kompensiertes Signal erzeugt, wenn mindestens einer der jeweiligenkumulativen Werte der Änderungendes Filterkoeffizienten des ersten, adaptiven Einabzweig-Filtersund des zweiten, adaptiven Einabzweig-Filters größer oder gleich ist einem vorgegebenenWert, wobei die Änderungenjedesmal dann erhalten werden, wenn ein Filterkoeffizient jedesFilters währendeines vorgegebenen Intervalls von einem früheren Zeitpunkt zu einem gegenwärtigen Zeitpunktaktualisiert wird.Active noise control systemaccording to claim 1 or 2, wherein the compensation signal generating meansgenerates a compensated signal if at least one of the respectivecumulative values of the changesthe filter coefficient of the first adaptive one-branch filterand the second adaptive one-branch filter is greater than or equal to a predetermined oneValue, with the changesbe obtained every time a filter coefficient everyFilters whilea predetermined interval from an earlier time to a current timeis updated.
[4]
Aktives Geräuschsteuersystemnach Anspruch 1 oder 2, worin die Kompensationssignalerzeugungseinrichtungdas kompensierte Signal erzeugt, wenn mindestens einer der jeweiligenWerte einer Änderungdes Filterkoeffizienten des ersten, adaptiven Einabzweig-Filtersund des zweiten, adaptiven Einabzweig-Filters größer oder gleich einem vorgegebenenWert ist, wobei die Änderungdes Filterkoeffizienten jedes Filters eine Differenz zwischen einemgegenwärtigenWert und einem früherenWert bei einem vorgegebenen, vergangenen Zeitintervall ist.Active noise control systemaccording to claim 1 or 2, wherein the compensation signal generating meansthe compensated signal is generated when at least one of the respectiveChange valuesthe filter coefficient of the first adaptive one-branch filterand the second, adaptive one-branch filter greater than or equal to a predetermined oneValue is being the changeof the filter coefficient of each filter is a difference between onecurrentValue and an earlierValue at a given, past time interval.

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法律状态:
2009-04-23| 8127| New person/name/address of the applicant|Owner name: HONDA GIKEN KOGYO K.K., TOKYO, JP Owner name: PANASONIC CORP., KADOMA, OSAKA, JP |

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2018-10-26| R020| Patent grant now final|

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2022-01-01| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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