JP2751685B2 - Active noise control device - Google Patents

Active noise control device

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JP2751685B2
JP2751685B2 JP3238257A JP23825791A JP2751685B2 JP 2751685 B2 JP2751685 B2 JP 2751685B2 JP 3238257 A JP3238257 A JP 3238257A JP 23825791 A JP23825791 A JP 23825791A JP 2751685 B2 JP2751685 B2 JP 2751685B2
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noise
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residual noise
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眞二 田浦
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Nissan Motor Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、騒音源からの騒音に制
御音源で発生させた騒音抑制音を干渉させることにより
騒音を抑制する能動型騒音制御装置に係り、特に車両等
の加減速時における室内騒音の抑制効果を向上させるよ
うにした能動型騒音制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active noise control device which suppresses noise by causing noise from a noise source to interfere with a noise suppression sound generated by a control sound source, and more particularly to an active noise control device for accelerating and decelerating a vehicle or the like. The present invention relates to an active noise control device that improves the effect of suppressing indoor noise in a vehicle.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の能動型騒音制御装置とし
ては、例えば特許出願公表平1−501344号公報に
記載されているものがある。この従来例は、ラウドスピ
ーカから制御音を放音することにより、車室内に騒音源
から伝達される騒音を低減させる能動型騒音制御装置で
あって、車室内の残留騒音を複数のマイクロフォンで検
出すると共に、騒音源の任意に選択し得る高調波を含む
少なくとも一つの基準信号を発生させ、これら残留騒音
検出信号と基準信号とをプロセッサ/記憶ユニットに供
給することにより、基準信号を適応フィルタ処理してラ
ウドスピーカの駆動信号を形成するようにしている。こ
こで、適応フィルタ処理では、その第i番目のフィルタ
係数Wmi(n+1)を、LMSアルゴリズムに従って、複数
のマイクロフォンの検出信号Vekの平均自乗和として設
定された評価関数Jを最小とするように、下記(1) 式に
従って順次更新するようにしている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an active noise control device of this type, there is one described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-501344. This conventional example is an active noise control device that emits a control sound from a loudspeaker to reduce noise transmitted from a noise source into the vehicle interior, and detects residual noise in the vehicle interior using a plurality of microphones. Adaptively filtering the reference signal by generating at least one reference signal including optionally selectable harmonics of the noise source and providing the residual noise detection signal and the reference signal to a processor / storage unit. Thus, a drive signal for the loudspeaker is formed. Here, in the adaptive filter processing, the i-th filter coefficient W mi (n + 1) is set to minimize the evaluation function J set as the mean square sum of the detection signals V ek of the plurality of microphones according to the LMS algorithm. Then, updating is performed sequentially according to the following equation (1).

【0003】 ここで、Wmi(n) は前回即ちn番目のサンプル時のフィ
ルタ係数、μは収束係数、Vekはk番目のマイクロフォ
ン出力、xは騒音源に相関のある基準信号、Ckm′はm
番目のスピーカとk番目のマイクロフォンとの間の実空
間伝達関数をモデル化したモデル空間伝達関数に対応す
る基フィルタ係数である。
[0003] Here, W mi (n) is the filter coefficient of the previous or n-th sample, μ is the convergence coefficient, V ek is the k-th microphone output, x is a reference signal correlated with the noise source, and C km ′ is m
It is a base filter coefficient corresponding to a model space transfer function that models a real space transfer function between the ith speaker and the kth microphone.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の能動型騒音制御装置にあっては、車両室内に設けら
れた制御音源としてのスピーカが固定してあると共に、
フィルタ係数を更新する場合の前記(1) 式における適応
フィルタが最適に収束する速度や、その際の安定性に関
与する収束係数μが固定値となっているため、騒音周波
数が変化すると乗員の耳近傍において本来打消し合うべ
き騒音と制御音の間で位相のズレが生じ、騒音低減効果
の小さい周波数域が発生する。即ち、車両室内の騒音の
低減効果は、図9に示すように、エンジンの回転数によ
って騒音レベルに複数のピークを生じることになる。こ
のため、加減速時においてエンジン回転数が騒音レベル
のピークとなる回転数を横切ると、急に騒音レベルが大
きくなって乗員に不快感を与えるという未解決の課題が
ある。
However, in the above-mentioned conventional active noise control device, a speaker as a control sound source provided in the vehicle compartment is fixed,
When the filter coefficient is updated, the speed at which the adaptive filter in equation (1) converges optimally and the convergence coefficient μ related to stability at that time are fixed values. In the vicinity of the ear, a phase shift occurs between the noise that should be canceled out and the control sound, and a frequency range in which the noise reduction effect is small occurs. That is, as shown in FIG. 9, the effect of reducing the noise in the vehicle cabin causes a plurality of peaks in the noise level depending on the engine speed. For this reason, there is an unsolved problem that when the engine speed crosses the speed at which the noise level peaks during acceleration / deceleration, the noise level suddenly increases and the occupant feels uncomfortable.

【0005】これを解決するために、フィルタ係数更新
式における収束係数μを大きな値に設定して騒音レベル
の急変に対する収束を早めることが考えられるが、この
ように収束係数μを大きくすると、評価関数の最小点近
傍の消音限界に達したときに発散を生じ易くなり、異状
音の発生頻度が増大するという新たな課題が生じ、得策
とはいえない。
In order to solve this problem, it is conceivable to set the convergence coefficient μ in the filter coefficient update equation to a large value to speed up the convergence against a sudden change in the noise level. When the silencing limit near the minimum point of the function is reached, divergence is likely to occur, and a new problem that the frequency of occurrence of abnormal noise increases occurs, which is not a good solution.

【0006】そこで、この発明は、上記従来例の未解決
の課題に着目してなされたものであり、エンジンの回転
数の変化にかかわらず乗員に不快音を与えることのない
快適な音響空間を形成することが可能な能動型騒音制御
装置を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above-mentioned unsolved problems of the prior art, and provides a comfortable acoustic space that does not give uncomfortable sound to the occupant regardless of a change in the engine speed. It is an object of the present invention to provide an active noise control device that can be formed.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明に係る能動型騒音制御装置は、図1に示す
ように、騒音源の騒音発生状態に応じた基準信号を発生
する基準信号発生手段と、該基準信号発生手段の基準信
号が適応フィルタ手段でフィルタ処理されて入力される
制御音源と、観測位置の残留騒音を検出する残留騒音検
出手段と、前記基準信号発生手段の基準信号と残留騒音
検出手段の残留騒音検出値とに基づいて収束係数を用い
た最急降下法によって前記適応フィルタ処理のフィルタ
係数を更新するフィルタ係数更新手段とを備えた能動型
騒音制御装置において、前記騒音源の周波数特性を検出
する周波数特性検出手段と、該周波数特性検出手段の周
波数特性検出値に基づいて残留騒音レベルの目標値を算
出する目標値算出手段と、該目標値算出手段で算出され
た目標値と前記残留騒音検出手段で検出された残留騒音
レベルとの音圧誤差を算出する音圧誤差検出手段と、少
なくとも前記音圧誤差が零から設定値に達するまでの間
音圧誤差の増加に応じて前記収束係数を増加させる収束
係数設定手段とを備えたことを特徴としている。
In order to achieve the above object, an active noise control apparatus according to the present invention, as shown in FIG. 1, generates a reference signal for generating a reference signal corresponding to a noise generation state of a noise source. A signal generator, a control sound source to which a reference signal of the reference signal generator is filtered by an adaptive filter and input, a residual noise detector for detecting residual noise at an observation position, and a reference for the reference signal generator. An active noise control device comprising: a filter coefficient updating means for updating a filter coefficient of the adaptive filter processing by a steepest descent method using a convergence coefficient based on a signal and a residual noise detection value of the residual noise detection means, Frequency characteristic detecting means for detecting the frequency characteristic of the noise source, and target value calculation for calculating a target value of the residual noise level based on the frequency characteristic detected value of the frequency characteristic detecting means And a sound pressure error detecting means for calculating a sound pressure error between the target value calculated by the target value calculating means and the residual noise level detected by the residual noise detecting means, and at least the sound pressure error is reduced from zero. A convergence coefficient setting means for increasing the convergence coefficient in accordance with an increase in the sound pressure error until the set value is reached.

【0008】[0008]

【作用】この発明においては、車両等における室内の騒
音レベルの目標値をエンジン等の騒音源の周波数特性例
えば回転数の関数で表し、現在の回転数における目標値
と残留騒音レベルの間の音圧誤差を求め、この音圧誤差
に基づいて収束係数を決定し、この収束係数を用いて最
急降下法による適応ディジタルフィルタ処理のフィルタ
係数を更新することにより制御音源から出力する制御音
を制御する。このため、残留騒音レベルと目標値との音
圧誤差が小さいときには収束係数が小さいので、発散状
態となることを防止することができ、逆に音圧誤差が大
きいときには収束係数が大きく設定されることになり、
エンジン回転数の変化によって騒音レベルが目標値より
急増する場合に、その増加を効果的に抑制して、エンジ
ン回転数にかかわらずピークを生じることなく安定した
騒音減衰効果を発揮する。
According to the present invention, the target value of the indoor noise level in a vehicle or the like is represented by a frequency characteristic of a noise source such as an engine, for example, as a function of the rotational speed, and the sound level between the target value and the residual noise level at the current rotational speed is obtained. The control sound output from the control sound source is controlled by obtaining the pressure error, determining the convergence coefficient based on the sound pressure error, and updating the filter coefficient of the adaptive digital filter processing by the steepest descent method using the convergence coefficient. . Therefore, when the sound pressure error between the residual noise level and the target value is small, the convergence coefficient is small, so that the divergence state can be prevented. Conversely, when the sound pressure error is large, the convergence coefficient is set large. That means
When the noise level suddenly increases from the target value due to a change in the engine speed, the increase is effectively suppressed, and a stable noise attenuation effect is exhibited without generating a peak regardless of the engine speed.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図2は、本発明を4気筒エンジンを搭載した車両
に適用した場合の一実施例を示す概略構成図である。図
2において、1は車体であって、車室2の前方に騒音源
としての4気筒エンジン3が配置されている。車室2内
には、前部座席4F及び後部座席4Rが配設されている
と共に、例えばダッシュボードの下部及び後部座席4R
の後方側に制御音源としてのオーディオ信号を出力する
制御音源を兼ねるラウドスピーカ5a及び5bが配設さ
れ、さらに天井の前方、中央及び後方部に夫々残留騒音
検出手段としてのマイクロフォン6a,6b及び6cが
配設されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing one embodiment when the present invention is applied to a vehicle equipped with a four-cylinder engine. In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a vehicle body, and a four-cylinder engine 3 as a noise source is disposed in front of a vehicle compartment 2. Inside the cabin 2, a front seat 4F and a rear seat 4R are provided, and for example, a lower portion of the dashboard and a rear seat 4R.
The loudspeakers 5a and 5b, which also serve as control sound sources for outputting audio signals as control sound sources, are disposed behind the microphones, and microphones 6a, 6b and 6c as residual noise detecting means are respectively provided at the front, center and rear of the ceiling. Are arranged.

【0010】また、エンジン3には、クランク角センサ
7が取付けられ、このクランク角センサ7からクランク
軸が180度回転する毎に1サイクルの正弦波状信号で
なるクランク角検出信号X及び例えばクランク軸が15
度回転する毎に1つの正弦波状信号でなるエンジン回転
数検出信号EN が出力される。そして、マイクロフォン
6a〜6cから出力される残留騒音検出信号e1 〜e3
がコントローラ15に入力されると共に、クランク角セ
ンサ7のクランク角検出信号X,エンジン回転数検出信
号EN 及びイグニッションスイッチ10のスイッチ信号
もコントローラ15に入力される。
A crank angle sensor 7 is attached to the engine 3. The crank angle detection signal X, which is a one-cycle sine wave signal every time the crankshaft rotates by 180 degrees, and a crankshaft detection signal X, for example, Is 15
Engine speed detecting signal consisting of a single sine-wave signal each time the time rotation E N is output. The residual noise detection signals e 1 to e 3 output from the microphones 6a to 6c
There is input to a controller 15, a crank angle detection signal X of the crank angle sensor 7, the switch signal of the engine speed detection signal E N and the ignition switch 10 is also input to the controller 15.

【0011】コントローラ15は、図3に示すように、
クランク角検出信号Xが入力され、これをA/D変換し
て出力するA/D変換回路21と、マイクロフォン6a
〜6cの残留騒音検出信号e1 〜e3 を増幅する増幅器
22a〜22cと、これら増幅器22a〜22cの増幅
出力をA/D変換して出力するA/D変換回路23a〜
23cと、クランク角センサ7から出力されるエンジン
回転数検出信号EN を波形整形してパルス信号とする波
形整形回路24と、各A/D変換回路21,23a〜2
3cの変換出力、波形整形回路24の波形整形出力、及
びイグニッションスイッチ10のスイッチ信号が入力さ
れるマイクロコンピュータ26と、このマイクロコンピ
ュータ26から出力されるラウドスピーカ5a,5bの
駆動信号y1 ,y2 をD/A変換して出力するD/A変
換回路27a,27bと、これらD/A変換回路27
a,27bの出力が入力され、これらをマイクロコンピ
ュータ26からの制御信号CAで制御するアナログスイ
ッチ28a,28bと、これらアナログスイッチ28
a,28bから出力されるアナログ信号を増幅してラウ
ドスピーカ5a,5bに供給する増幅器29a,29b
とを備えている。
As shown in FIG. 3, the controller 15
An A / D conversion circuit 21 which receives a crank angle detection signal X, A / D converts the signal, and outputs the signal, and a microphone 6a
An amplifier 22a~22c for amplifying the residual noise detecting signals e 1 to e 3 of ~6c, 23a~ A / D conversion circuit for the amplified output is A / D converted outputs of these amplifiers 22a~22c
23c and, a waveform shaping circuit 24 to the engine rotational speed detection signal E N and waveform shaping the pulse signal outputted from the crank angle sensor 7, the A / D converter circuit 21,23a~2
The microcomputer 26 receives the converted output of 3c, the waveform shaped output of the waveform shaping circuit 24, and the switch signal of the ignition switch 10, and the drive signals y 1 and y of the loudspeakers 5a and 5b output from the microcomputer 26. D / a conversion circuit 27a that outputs 2 converts D / a, and 27b, these D / a converter 27
a and 27b are input, and analog switches 28a and 28b for controlling these with a control signal CA from the microcomputer 26;
amplifiers 29a and 29b that amplify analog signals output from a and 28b and supply the amplified signals to loudspeakers 5a and 5b
And

【0012】ここで、マイクロコンピュータ26は、常
時、順次更新されるフィルタ係数Wmiに基づいて基準信
号としてのエンジン回転数検出信号Xのたたみ込み演算
を行ってラウドスピーカ5a,5bに対する駆動信号y
1 ,y2 を算出する適応ディジタルフィルタ処理と、エ
ンジン回転数検出信号Xに基づきマイクロフォン及びス
ピーカ間の空間伝達関数の組合せ数に応じて、モデル化
したモデル空間伝達関数に対応するフィルタ係数でフィ
ルタ処理された基準信号rkm(後述する(5) 式参照)を
生成するディジタルフィルタ処理と、このフィルタ処理
された基準信号rkmと残留騒音検出信号e1 〜e3 とに
基づき適応ディジタルフィルタ処理におけるフィルタ係
数WmiをLMS(Least Mean Square )アルゴリズムを
用いて更新するフィルタ係数更新処理とを実行する。
[0012] Here, the microcomputer 26 is always sequentially updated by the filter coefficient W mi loudspeaker performs convolution operation of the engine rotational speed detection signal X as a reference signal on the basis of 5a, the drive signal to 5b y
1 and y 2 , and a filter with a filter coefficient corresponding to the model space transfer function modeled in accordance with the number of combinations of the space transfer function between the microphone and the speaker based on the engine speed detection signal X. Digital filter processing for generating a processed reference signal r km (see the equation (5) described later), and adaptive digital filter processing based on the filtered reference signal r km and the residual noise detection signals e 1 to e 3. performing the filter coefficient updating process for updating the filter coefficient W mi using the LMS (Least Mean Square) algorithm in.

【0013】ここで、マイクロコンピュータ26の制御
原理を一般式を用いて説明する。今、第k番目のマイク
ロフォン6a〜6cが検出した残留騒音検出信号をek
(n)、ラウドスピーカ5a及び5bからの制御音(二次
音)が無いときの第k番目のマイクロフォン6a〜6c
が検出した残留騒音検出信号をept(n) 、第m番目のラ
ウドスピーカ5a及び5bと第k番目のマイクロフォン
6a〜6cとの間の伝達関数HkmをFIR(有限インパ
ルス応答)関数で表したときの第j番目(j=0,1,
2,──Ic - 1 )の項に対応するフィルタ係数をC
kmj ′、エンジン回転数検出信号をX(n) 、このエンジ
ン回転数検出信号X(n) を入力し第m番目のラウドスピ
ーカ5a及び5bを駆動する適応ディジタルフィルタの
第i番目(i=0,1,2,─IF -1)の係数をWmi
すると、下記(2) 式が成立する。
Here, the control principle of the microcomputer 26 will be described using a general formula. Now, the residual noise detection signals detected by the k-th microphones 6a to 6c are set to e k
(n), k-th microphones 6a to 6c when there is no control sound (secondary sound) from loudspeakers 5a and 5b
Table transfer function H miles in FIR (finite impulse response) function between but the residual noise detecting signals detected e pt (n), and m-th loudspeaker 5a and 5b and the k-th microphone 6a~6c J (j = 0, 1,
2, ──I c -1) is the filter coefficient corresponding to the term
kmj ', the engine speed detection signal X (n), the engine speed detection signal X (n), and the i-th (i = 0) of the adaptive digital filter for driving the m-th loudspeakers 5a and 5b. , 1,2, when the coefficients of ─I F -1) and W mi, the following equation (2) is satisfied.

【0014】 ここで、(n)が付く項は、いずれもサンプリング時刻
nのサンプル値であり、また、Kはマイクロフォン6a
〜6cの数(本実施例では3個)、Mはラウドスピーカ
5a及び5bの数(本実施例では2個)、IC はFIR
ディジタルフィルタで表現されたフィルタ係数Ckm′の
タップ数(フィルタ次数)、IF は適応ディジタルフィ
ルタで表現されたフィルタ係数Wmiのタップ数(フィル
タ次数)である。
[0014] Here, each term with (n) is a sample value at sampling time n, and K is the microphone 6a
6c (three in this embodiment), M is the number of loudspeakers 5a and 5b (two in this embodiment), and I C is FIR
The number of taps of the filter coefficients C miles' expressed by the digital filter (filter order), a I F is the number of taps of the filter coefficient W mi represented in the adaptive digital filter (filter order).

【0015】上記(2) 式中の右辺の「{ΣWmi・X(n-j
-i) }」(=ym )の項は、エンジン回転数検出信号X
を適応ディジタルフィルタ処理したときの出力を表し、
「ΣCkmj ・{ΣWmi・X(n-j-i) }」の項は第m番目
のスピーカ5a及び5bに入力された信号エネルギがこ
れらスピーカ5a及び5bから音響エネルギとして出力
され、車室内の空間伝達関数Ckmを経て第k番目のマイ
クロフォン6a〜6cに到達したときの信号を表し、さ
らに「ΣΣCkmj ・{ΣWmi・X(n-j-i) }」の右辺第
2項全体は、第k番目のマイクロフォン6a〜6cへの
到達信号を全スピーカについて足し合わせているから、
第k番目のマイクロフォン6a〜6cに到達する二次音
の総和を表す。
In the above expression (2), “{ΣW mi · X (nj
-i)} ”(= y m ) is the engine speed detection signal X
Represents the output when adaptive digital filter processing is performed, and
The term “{C kmj {ΣW mi XX (nji) は] indicates that the signal energy input to the m-th loudspeakers 5a and 5b is output as acoustic energy from these loudspeakers 5a and 5b, and the space transfer function in the vehicle compartment The signal at the time of reaching the k-th microphones 6a to 6c after C km is shown. Further, the entire second term on the right side of “{C kmj {ΣW mi · X (nji)}” is the k-th microphone 6a Since the signals reaching to 6c are added for all speakers,
Represents the sum of secondary sounds reaching the k-th microphones 6a to 6c.

【0016】次いで、評価関数Jを下記(3) 式のように
置く。 そして、本実施例では、LMSアルゴリズムを採用し、
評価関数Jを最小とするフィルタ係数Wmiを求め、適応
ディジタルフィルタ処理の各フィルタ係数Wmiを更新す
る。最急降下法であるLMSアルゴリズムは、下記(4)
式で示すように、適応ディジタルフィルタ処理のフィル
タ係数としてn番目の値Wmi(n) を用い、平均自乗誤差
の勾配∂J/∂Wmiを算出し、これをα倍して(n+
1)番目の値Wmi(n+1)を求め、評価関数Jの値を小さ
くするように演算を実行する。
Next, an evaluation function J is placed as shown in the following equation (3). In this embodiment, the LMS algorithm is adopted,
A filter coefficient W mi that minimizes the evaluation function J is obtained, and each filter coefficient W mi of the adaptive digital filter processing is updated. The LMS algorithm that is the steepest descent method is described in (4) below.
As shown in equation, using the n-th value W mi (n) as the filter coefficients of the adaptive digital filter processing to calculate the gradient ∂J / ∂W mi of mean square error, which was α multiplied (n +
1) A value W mi (n + 1) is obtained, and an operation is performed to reduce the value of the evaluation function J.

【0017】 但し、 ここで、αは収束係数であり、フィルタが最適に収束す
る速度や、その際の安定性に関与する係数であって、こ
の値が小さいとフィルタ係数の更新幅が少なくなり、騒
音抑制制御の安定性は増すが消音性能は減衰する。ま
た、この値が大きい程騒音を減衰させる消音性能は高く
なるが、大きすぎると騒音抑制制御は不安定となり発散
する可能性がある。
[0017] However, Here, α is a convergence coefficient, and is a coefficient related to the speed at which the filter converges optimally and the stability at that time.If this value is small, the update width of the filter coefficient becomes small, and the noise suppression control Stability is increased, but noise reduction performance is attenuated. Also, as this value is larger, the noise reduction performance of attenuating the noise is higher, but if it is too large, the noise suppression control becomes unstable and may diverge.

【0018】そこで、本実施例では、収束係数αを設定
するために、マイクロコンピュータ26に内蔵された記
憶装置のROMに、予めエンジン回転数と残留騒音レベ
ルの目標値との関係を表す図6の目標値記憶テーブルを
格納しておくと共に、この目標値と実際の騒音レベルと
の音圧誤差εと収束係数αとの関係を表す図7の収束係
数記憶テーブルを格納しておき、これら記憶テーブルを
参照して、収束係数αを決定する。ここで、目標値記憶
テーブルは、図6に示すように、エンジン回転数の増加
を乗員に感知させるために、残留騒音レベルの目標値T
がエンジン回転数Nの増加に伴ってなだらかな直線的に
増加するように設定されている。また、収束係数記憶テ
ーブルは、図7に示すように、音圧誤差εが零から所定
値ε1 に達するまでの間収束係数αが指数関数的に増加
し、その後は音圧誤差εの増加にかかわらず収束係数α
が一定値となるように設定されている。
Therefore, in the present embodiment, in order to set the convergence coefficient α, the ROM of the storage device built in the microcomputer 26 stores in advance the relationship between the engine speed and the target value of the residual noise level in FIG. And a convergence coefficient storage table shown in FIG. 7 representing the relationship between the sound pressure error ε between the target value and the actual noise level and the convergence coefficient α. The convergence coefficient α is determined with reference to the table. Here, as shown in FIG. 6, the target value storage table stores the target value T of the residual noise level in order to make the occupant sense an increase in the engine speed.
Is set to increase gradually and linearly with an increase in the engine speed N. Also, as shown in FIG. 7, the convergence coefficient storage table shows that the convergence coefficient α increases exponentially until the sound pressure error ε reaches a predetermined value ε 1 from zero, and thereafter, the sound pressure error ε increases. Convergence coefficient α regardless of
Is set to be a constant value.

【0019】すなわち、残留騒音レベルの目標値をシス
テムの消音限界内に取り、車室内の残留騒音が消音限界
に到達する前に収束係数αを小さくすることにより消音
性能を制御する。これにより、車室内の騒音はエンジン
回転数に対してピークを持たない平坦な特性とすること
が可能となる。また、前記(4) 式のβは発散抑制係数で
あり、制御音の出力を決めるマイナス項として計算され
る係数であって、発散を抑制する要素である。この値を
大きくすることにより適応デジタルフィルタ処理におけ
るフィルタ係数Wmiが小さくなり、ラウドスピーカ5
a,5bに対する駆動信号y1,2 の値が小さくなって
ラウドスピーカ5a,5bから出力される制御音の音圧
が小さくなる。
That is, the target value of the residual noise level is set within the noise reduction limit of the system, and the noise reduction performance is controlled by reducing the convergence coefficient α before the residual noise in the vehicle interior reaches the noise reduction limit. As a result, the noise in the vehicle cabin can have a flat characteristic with no peak with respect to the engine speed. In Expression (4), β is a divergence suppression coefficient, which is a coefficient calculated as a negative term that determines the output of the control sound, and is an element that suppresses divergence. By increasing this value, the filter coefficient W mi in the adaptive digital filter processing is reduced, and the loudspeaker 5
a, the drive signals y 1, loud and the value of y 2 is decreased speakers 5a for 5b, the sound pressure of the control sound output from 5b decreases.

【0020】このように、適応ディジタルフィルタ処理
におけるフィルタ係数Wmi(n+1) を、マイクロフォン6
a〜6cから出力される残留騒音検出信号e1(n)〜e
3(n) とクランク角センサ7からのエンジン回転数検出
信号X(n) とエンジン回転数検出信号X(n) を適応ディ
ジタルフィルタ処理したときの出力ym (n) とに基づい
てLMSアルゴリズムに従って順次更新することによ
り、入力される残留騒音検出信号e1(n)〜e3(n)を最小
とする駆動信号y1(n)及びy2(n)が形成され、これらが
ラウドスピーカ5a及び5bに供給されて、これらから
出力される制御音によって車室2内の騒音が相殺され
る。
As described above, the filter coefficient W mi (n + 1) in the adaptive digital filter processing is determined by the microphone 6
a to 6c output residual noise detection signals e 1 (n) to e
An LMS algorithm based on 3 (n), an engine speed detection signal X (n) from the crank angle sensor 7 and an output y m (n) when the engine speed detection signal X (n) is subjected to adaptive digital filtering. , The drive signals y 1 (n) and y 2 (n) that minimize the input residual noise detection signals e 1 (n) to e 3 (n) are formed, and these are loudspeakers. The noise in the passenger compartment 2 is offset by the control sounds supplied to and output from 5a and 5b.

【0021】次に、上記実施例の動作をマイクロコンピ
ュータ26の処理手順を示す図4、図5のフローチャー
トを伴って説明する。なお、全体のシステムはキースイ
ッチがオン状態となったときに、電源が投入され、マイ
クロコンピュータ26で図4に示すタイマ割込処理を所
定時間(例えば1msec)毎に実行する。なお、電源投入
時のメインプログラムによる初期化処理によって制御信
号CAが“1”に設定され、これによりアナログスイッ
チ28a,28bによってマイクロコンピュータ26か
ら出力される駆動信号y1,2 がラウドスピーカ5a,
5bに接続されると共に、β更新カウンタNがクリアさ
れ、リセットタイマTがリセットされ、収束係数αが初
期値に、発散抑制係数βが“1”に夫々設定される。
Next, the operation of the above embodiment will be described with reference to the flowcharts of FIGS. When the key switch is turned on, the entire system is turned on, and the microcomputer 26 executes a timer interrupt process shown in FIG. 4 every predetermined time (for example, 1 msec). The control signal CA is set to "1" by the initialization processing by the main program when the power supply is turned on, thereby the analog switch 28a, the drive signal y 1 outputted from the microcomputer 26 by 28b, y 2 is a loudspeaker 5a ,
5b, the β update counter N is cleared, the reset timer T is reset, the convergence coefficient α is set to the initial value, and the divergence suppression coefficient β is set to “1”.

【0022】すなわち、ステップS1において、イグニ
ッションスイッチ10のスイッチ信号を読込み、これが
オン状態であるか否かを判定する。この判定はエンジン
3が回転中であるか否かを判定するものであり、イグニ
ッションスイッチ10がオフ状態であるときには、エン
ジン停止中であると判断してそのままタイマ割込処理を
終了し、イグニッションスイッチ10がオン状態である
ときにはステップS2へ移行する。
That is, in step S1, a switch signal of the ignition switch 10 is read, and it is determined whether or not the switch signal is on. This determination is for determining whether or not the engine 3 is rotating. When the ignition switch 10 is in the off state, it is determined that the engine is being stopped, and the timer interrupt processing is terminated as it is. When 10 is in the ON state, the process proceeds to step S2.

【0023】このステップS2では、残留騒音検出信号
1 〜e3 及び基準信号X(n) を読込み、次いで、ステ
ップS3に移行して、クランク角センサ7からのエンジ
ン回転数検出信号EN を読込んで、そのパルス間隔を計
測するか又は単位時間当たりのパルス数を計数してエン
ジン回転数を算出する。次いで、ステップS4に移行し
て、現在のエンジン回転数をもとに図6の目標値記憶テ
ーブルを参照して、車室内の騒音レベルの目標値Tを算
出する。
[0023] In step S2, the residual noise detecting signals e 1 to e 3 and the reference signal X (n) reads, then the process proceeds to step S3, the engine speed detection signal E N from the crank angle sensor 7 The engine speed is calculated by reading and measuring the pulse interval or counting the number of pulses per unit time. Next, the process proceeds to step S4 to calculate the target value T of the noise level in the vehicle compartment with reference to the target value storage table of FIG. 6 based on the current engine speed.

【0024】次いで、ステップS5に移行して、下記
(6) 式に従って、車室内のマイクロフォン6a〜6cの
出力である残留騒音の音圧2乗和を算出して残留騒音レ
ベルEを求める。 E=e1 2+e2 2+e2 2 …………(6) 次いで、ステップS6において、ステップS4で算出し
た目標値TとステップS5で算出した残留騒音レベルE
との音圧誤差ε(=T−E)を算出してからステップS
7に移行する。
Next, the process proceeds to step S5, where
According to the equation (6), the residual noise level E is obtained by calculating the sum of the squares of the sound pressure of the residual noise which is the output of the microphones 6a to 6c in the vehicle compartment. E = e 1 2 + e 2 2 + e 2 2 (6) Next, in step S6, the target value T calculated in step S4 and the residual noise level E calculated in step S5.
After calculating the sound pressure error ε (= TE) from
Move to 7.

【0025】このステップS7では、ステップS6で求
めた音圧誤差εをもとに図7の収束係数記憶テーブルを
参照して収束係数αを決定する。次に、ステップS8で
は、前記(5) 式に対応するディジタルフィルタ処理を行
ってフィルタ処理された基準信号rkmを算出し、次いで
ステップS9に移行してステップS8で算出されたフィ
ルタ処理された基準信号rkmと残留騒音検出信号e1
3 とに基づいて前記(4) 式の演算を行ってフィルタ係
数Wmi(n+1)を算出し、次いでステップS10に移行し
て算出されたフィルタ係数Wmi(n+1)をもとに適応ディ
ジタルフィルタ処理を実行してラウドスピーカ5a,5
bに対する駆動信号y1 ,y2 を算出し、次いでステッ
プS11に移行して算出した駆動信号y1 ,y2 をD/
A変換回路27a,27bに出力し、次いでステップS
12に移行して、発散抑制処理を実行してからタイマ割
込処理を終了して所定のメインプログラムにリターンす
る。
In this step S7, the convergence coefficient α is determined by referring to the convergence coefficient storage table in FIG. 7 based on the sound pressure error ε obtained in step S6. Next, in step S8, digital filter processing corresponding to the equation (5) is performed to calculate a filtered reference signal r km , and then the process proceeds to step S9, where the filter processing performed in step S8 is performed. The reference signal r km and the residual noise detection signal e 1 to
The filter coefficient W mi (n + 1) is calculated by performing the calculation of the above equation (4) based on e 3, and then the process proceeds to step S10, where the adaptive digital signal is calculated based on the calculated filter coefficient W mi (n + 1). The loudspeakers 5a, 5
drive signals y 1 and y 2 for b. Then, the process proceeds to step S11, where the calculated drive signals y 1 and y 2
Output to the A conversion circuits 27a and 27b, and then to step S
The process proceeds to step S12, where the divergence suppression process is executed, the timer interrupt process ends, and the process returns to the predetermined main program.

【0026】発散抑制処理は、図5に示すように、先
ず、ステップS20で、各ラウドスピーカ5a,5bを
駆動する駆動信号y1,2 の出力の安定性を表すWパワ
ーWP が発散防止閾値A以上になっているか否かを判断
し、WP <A未満であるときにはシステムが安定である
と判断してそのまま図4の処理に戻り、WP ≧Aである
ときにはシステムが不安定に近づいていると判断して、
ステップS21に移行する。
The divergence suppression processing, as shown in FIG. 5, first, in step S20, each loudspeaker 5a, is W power W P representing the stability of the output of the drive signal y 1, y 2 which drives the 5b divergent It is determined whether or not the threshold value is equal to or greater than the prevention threshold value A. If W P <A, it is determined that the system is stable, and the process returns to the processing in FIG. 4 as it is. If W P ≧ A, the system is unstable. Is determined to be approaching
Move to step S21.

【0027】ここで、WパワーWP の導出について説明
する。各ラウドスピーカに対する出力の一般式は次のよ
うに表される。 ここで、Wm0,Wm1は、m番目のスピーカ出力信号の振
幅、位相を制御する適応ディジタルフィルタのフィルタ
係数であり、ym は適応ディジタルフィルタの出力であ
って、適応ディジタルフィルタのフィルタ係数と基準信
号X(n) との畳込みによって表される。
Here, the derivation of the W power W P will be described. The general expression of the output for each loudspeaker is expressed as follows. Here, W m0 and W m1 are filter coefficients of an adaptive digital filter for controlling the amplitude and phase of the m-th speaker output signal, and y m is an output of the adaptive digital filter and is a filter coefficient of the adaptive digital filter. And the reference signal X (n).

【0028】(7) 式を、Z変換すると、下記(8) 式にな
る。 Ym (Z) =Wm0・X(Z) +Wm1・X(Z) ・Z-1 =(Wm0+Wm1・Z-1)X(Z) …………………(8) ここで、
When the equation (7) is Z-transformed, the following equation (8) is obtained. Y m (Z) = W m0 · X (Z) + W m1 · X (Z) · Z -1 = (W m0 + W m1 · Z -1 ) X (Z) ……………… (8) so,

【0029】[0029]

【数1】 (Equation 1)

【0030】ここで、ω=2πf :入力信号角周波数 T=1/fsample :サンプル周期 fsample :サンプル周波数 この(9) 式で両辺のパワーをとると、下記(10)式にな
る。
Here, ω = 2πf: input signal angular frequency T = 1 / f sample : sample period f sample : sample frequency If power on both sides is obtained by the equation (9), the following equation (10) is obtained.

【0031】[0031]

【数2】 (Equation 2)

【0032】この(10)式で、入力のパワーXP はプログ
ラムで作り出しているため、実際に出力の不安定性をチ
ェックするために用いる量としては、適応ディジタルフ
ィルタのフィルタ係数から計算する下記(11)式を用いて
おり、これをWパワーWP と称している。 WP =Wm0 2 +Wm1 2 +2・Wm0・Wm1cos(2πf/fsample) ……………………(11) ステップS21では、β更新カウンタNをインクリメン
トしてステップS22へ移行する。ここでβ更新カウン
タNは、騒音抑制制御中にWパワーが発散防止閾値A以
上になった回数を累積するカウンタであって、設定値C
回を越えたらシステムが不安定になったと見做しβを更
新する。
In the equation (10), since the input power XP is generated by a program, the amount used to actually check the output instability is calculated from the filter coefficient of the adaptive digital filter as follows: Equation (11) is used, and this is called W power W P. W P = W m0 2 + W m1 2 + 2 · W m0 · W m1 cos (2πf / f sample ) (11) In step S21, the β update counter N is incremented and the process proceeds to step S22. I do. Here, the β update counter N is a counter that accumulates the number of times that the W power has exceeded the divergence prevention threshold A during the noise suppression control.
If the number of times exceeds, the system is considered to be unstable, and β is updated.

【0033】ステップS22では、リセットタイマTが
スタートしたときにセットされるフラグ1がセットされ
ているか否かを判断し、フラグ1がセットされていれば
直接ステップS25へ移行し、フラグ1がセットされて
いなければステップS23へ移行してリセットタイマT
をスタートさせ、ステップS24でフラグ1をセットし
てからステップS25へ移行する。ここで、リセットタ
イマTは、騒音抑制制御中にWパワーが発散防止閾値A
以上になった回数を累積する時間(例えば180秒)が設
定される。
In step S22, it is determined whether or not the flag 1 set when the reset timer T is started is set. If the flag 1 is set, the flow directly proceeds to step S25, and the flag 1 is set. If not, the process proceeds to step S23 and the reset timer T
Is started, the flag 1 is set in step S24, and the process proceeds to step S25. Here, the reset timer T indicates that the W power does not diverge during the noise suppression control.
A time (for example, 180 seconds) for accumulating the number of times described above is set.

【0034】次いで、ステップS25ではリセットタイ
マTがタイムアップしたか否かを判断し、タイムアップ
したときにはステップS26に移行してβ更新カウンタ
Nをクリアし、次いでステップS27へ移行してフラグ
1をリセットしてから図4の処理に戻り、タイムアップ
していないときには、ステップS29へ移行する。この
ステップS29では、β更新カウンタNのカウント数が
C回以上になったか否かを判断し、C回未満であればそ
のまま図4の処理に戻り、C回以上であればステップS
29へ移行し、発散抑制係数βの値を2倍に更新して、
次いでステップS30へ移行しβ更新カウンタNをクリ
アし、次いでステップS31へ移行して発散抑制係数β
の値が設定値D以上になったか否かを判断し、設定値D
未満であればそのまま図4の処理に戻り、設定値D以上
であればステップS32へ移行して、論理値“1”の制
御信号CAをアナログスイッチ28a,28bに出力し
てアナログスイッチ28a,28bをオフ状態とし、ラ
ウドスピーカ5a,5bからの制御音の放音を中止する
ことによりシステムを停止する。
Next, in step S25, it is determined whether or not the reset timer T has timed out. When the time has expired, the flow proceeds to step S26 to clear the β update counter N, and then to step S27 to reset the flag 1 After the reset, the process returns to the process in FIG. 4, and if the time is not up, the process proceeds to step S29. In this step S29, it is determined whether or not the count number of the β update counter N has become C or more, and if it is less than C, the process returns to the processing of FIG.
29, the value of the divergence suppression coefficient β is updated to twice,
Next, the processing shifts to step S30 to clear the β update counter N, and then shifts to step S31 where the divergence suppression coefficient β
Is determined to be equal to or greater than the set value D, and the set value D
If the value is less than the set value D, the process returns to the process of FIG. 4. If the value is equal to or more than the set value D, the process proceeds to step S32, where the control signal CA having the logical value "1" is output to the analog switches 28a and 28b. Of the loudspeakers 5a and 5b to stop the system by stopping the emission of the control sounds from the loudspeakers 5a and 5b.

【0035】ここで、図4のステップS3の処理とクラ
ンク角センサ7とが周波数特性検出手段に対応し、ステ
ップS4の処理が目標値算出手段に対応し、ステップS
5及びS6の処理が音圧誤差検出手段に対応し、ステッ
プS7の処理が収束係数設定手段に対応する。したがっ
て、今、キースイッチがオフ状態で車両が駐車状態にあ
るとすると、コントローラ15の電源が遮断されてお
り、騒音抑制制御処理の実行が停止されている。
Here, the processing in step S3 in FIG. 4 and the crank angle sensor 7 correspond to the frequency characteristic detecting means, the processing in step S4 corresponds to the target value calculating means, and
Steps S5 and S6 correspond to sound pressure error detection means, and step S7 corresponds to convergence coefficient setting means. Therefore, assuming that the key switch is off and the vehicle is parked, the power supply of the controller 15 is shut off, and the execution of the noise suppression control process is stopped.

【0036】この状態からキースイッチをオン状態とす
ると、コントローラ15に通電が開始され、このコント
ローラ15で図4,図5の処理が実行される。このと
き、イグニションスイッチ10がオフ状態を維持してい
るときには、エンジン3が停止中であり騒音を発生して
いないので、図4のタイマ割込処理が実行されたときに
ステップS1からそのままタイマ割込処理を終了するの
で、騒音抑制制御処理が実行されることはない。
When the key switch is turned on from this state, energization of the controller 15 is started, and the controller 15 executes the processing shown in FIGS. At this time, when the ignition switch 10 is maintained in the off state, the engine 3 is stopped and no noise is generated, so that when the timer interrupt processing of FIG. Since the noise reduction processing is ended, the noise suppression control processing is not executed.

【0037】この状態で、イグニションスイッチ10を
オン状態にして、エンジンを始動すると、図4のタイマ
割込処理が実行されたときに、騒音抑制制御処理を実行
開始する。この騒音抑制制御処理では、ステップS1を
経て、ステップS2でマイクロフォン6a〜6cの出力
である残留騒音検出信号e1 〜e3 及びクランク角セン
サ7からの基準信号X(n) を読込み、次いでステップS
3でクランク角センサ7からのエンジン回転数検出信号
を読込んでエンジン回転数を算出する。そして、この算
出された現在のエンジン回転数における残留騒音レベル
の目標値Tを、図6の目標値記憶テーブルを参照して算
出する。この目標値Tはシステムの消音限界内に設定さ
れている。次に残留騒音の音圧2乗和を算出し残留騒音
レベルEを求め、この残留騒音レベルEと目標値Tとの
差である音圧誤差εを求め、次いでこの音圧誤差εに基
づいて図7の収束係数記憶テーブルを参照して収束係数
αを設定する。
In this state, when the ignition switch 10 is turned on and the engine is started, the execution of the noise suppression control processing is started when the timer interruption processing of FIG. 4 is executed. This noise suppression control process, through steps S1, a reference signal reads the X (n), then step from the residual noise detecting signals e 1 to e 3 and the crank angle sensor 7, which is the output of the microphone 6a~6c in step S2 S
In step 3, the engine speed is read from the crank angle sensor 7 to calculate the engine speed. Then, the target value T of the calculated residual noise level at the current engine speed is calculated with reference to the target value storage table of FIG. This target value T is set within the silencing limit of the system. Next, the sum of the sound pressure squares of the residual noise is calculated to obtain a residual noise level E, a sound pressure error ε which is a difference between the residual noise level E and the target value T is calculated, and then, based on the sound pressure error ε. The convergence coefficient α is set with reference to the convergence coefficient storage table of FIG.

【0038】このとき、エンジン回転数が略一定となる
定速走行状態では、適応フィルタ処理におけるフィルタ
係数Wmiが略目標とする範囲内に収束することになり、
音圧誤差εが小さくなるので、収束係数αも小さい値と
なり、騒音抑制制御が安定領域となって発散状態となる
ことを防止することができる。この状態から、加減速走
行状態として、エンジン回転数が変動することにより、
残留騒音レベルEが目標値Tより急増して、音圧誤差ε
が急増する状態となると、この音圧誤差εの急増によっ
て、図7の収束係数記憶テーブルを参照して収束係数α
を設定するときに、この収束係数αが指数関数的に大き
な値となるので、ステップS9における評価関数Jが最
小となるようにフィルタ係数を探索するフィルタ係数更
新処理でのフィルタ係数の収束速度を早くすることがで
き、音圧誤差εの急増を抑制することができ、その後収
束域に近づくとαが指数関数的に小さくなるので、発散
を伴うことなく短時間で騒音減衰効果を発揮することが
できる。この結果、図8に示すように、エンジン回転数
によって残留騒音レベルにピークが生じることなく、平
坦な制御特性を得ることができ、快適な音響空間を形成
することができる。しかも、エンジン回転数の増加に応
じて騒音レベルもなだらかに増加するので、車両の加減
速状態を乗員に認識させることができる。
At this time, in a constant speed running state in which the engine speed is substantially constant, the filter coefficient Wmi in the adaptive filter processing converges within a substantially target range,
Since the sound pressure error ε becomes small, the convergence coefficient α also becomes a small value, and it is possible to prevent the noise suppression control from becoming a stable region and becoming divergent. From this state, as the acceleration / deceleration running state, the engine speed fluctuates,
When the residual noise level E sharply increases from the target value T, the sound pressure error ε
When the sound pressure error ε suddenly increases, the convergence coefficient α is referred to by referring to the convergence coefficient storage table in FIG.
Is set, the convergence coefficient α becomes an exponentially large value. Therefore, the convergence speed of the filter coefficient in the filter coefficient update processing for searching for the filter coefficient so as to minimize the evaluation function J in step S9 is reduced. It is possible to reduce the exponential increase of the sound pressure error ε, and then decrease exponentially when approaching the convergence area, so that the noise attenuation effect can be exhibited in a short time without divergence. Can be. As a result, as shown in FIG. 8, a flat control characteristic can be obtained without a peak in the residual noise level depending on the engine speed, and a comfortable acoustic space can be formed. In addition, since the noise level gradually increases with an increase in the engine speed, the occupant can be made aware of the acceleration / deceleration state of the vehicle.

【0039】そして、このように設定された収束係数値
αを使用して、LMSアルゴリズムに従って適応ディジ
タルフィルタ処理におけるフィルタ係数Wmiを順次更新
して、前述した(3) 式で表される評価関数Jが最小とな
るようにラウドスピーカ5a,5bに対する駆動信号y
1 ,y2 が算出され、これがD/A変換回路27a,2
7b及びアナログスイッチ28a,28bを介してラウ
ドスピーカ5a,5bに供給される。このため、ラウド
スピーカ5a,5bから駆動信号y1 ,y2 に応じた制
御音が放音され、これが騒音と干渉することにより、評
価関数J即ちマイクロフォン6a〜6cの残留騒音検出
信号e1 〜e3 の自乗和と駆動信号y1,2 の自乗和と
の和が最小となるように消音制御される。
Then, using the convergence coefficient value α thus set, the filter coefficient W mi in the adaptive digital filter processing is sequentially updated in accordance with the LMS algorithm, and the evaluation function represented by the above equation (3) is obtained. Drive signal y for loudspeakers 5a and 5b so that J is minimized.
1 and y 2 are calculated, and are calculated by the D / A conversion circuits 27a and 27a.
7b and the analog switches 28a and 28b, and are supplied to the loudspeakers 5a and 5b. For this reason, control sounds corresponding to the drive signals y 1 and y 2 are emitted from the loudspeakers 5 a and 5 b and interfere with the noise, so that the evaluation function J, that is, the residual noise detection signals e 1 to e of the microphones 6 a to 6 c are output. the sum of the square sum and the square sum of the drive signals y 1, y 2 of e 3 is silenced controlled to be minimized.

【0040】以上の騒音抑制処理に引き続いて図4のス
テップS12で発散抑制処理が実行される。この発散抑
制処理では、図5に示すように、先ず、ステップS20
において各ラウドスピーカ5a,5bを駆動する駆動信
号y1,2 の出力の安定性を表すWパワーが発散防止閾
値A以上であるか否かを判定する。ここで、発散防止閾
値Aとは、Wパワーが発散防止閾値A未満の値である場
合はシステムは安定に動作しており、Wパワーが発散防
止閾値A以上の値である場合はシステムが不安定に近づ
きつつあると判断する閾値である。
Subsequent to the noise suppression processing described above, the divergence suppression processing is executed in step S12 of FIG. In this divergence suppression processing, first, as shown in FIG.
Each loudspeaker 5a, W power representing the stability of the output of the drive signal y 1, y 2 which drives the 5b in is equal to or divergent prevention threshold A or more. Here, the divergence prevention threshold A means that when the W power is less than the divergence prevention threshold A, the system is operating stably, and when the W power is a value equal to or greater than the divergence prevention threshold A, the system does not operate. This is a threshold for determining that the vehicle is approaching stable.

【0041】したがって、今、騒音抑制制御が正常に行
われているとすると、Wパワーは発散防止閾値A未満と
なるので、安定状態であると判断して、そのまま図4の
処理に戻る。ところが、騒音抑制制御が不安定状態に近
づきつつあると、Wパワーが発散防止閾値A以上となる
ため、ステップS21に移行してβ更新カウンタNをイ
ンクリメントし、次いで、ステップS22〜S24にお
いてリセットタイマTが計時中でなければ計時を開始す
る。そしてステップS25でリセットタイマTがタイム
アップしたか否かを判断する。このように、リセットタ
イマTを設けたのは、発散以外の例えば外部雑音の混入
等でWパワーが大きくなったときに発散と誤判断するの
を防止するためにβ更新カウンタNを累積する時間を区
切るためである。
Therefore, assuming that the noise suppression control is normally performed, the W power is less than the divergence prevention threshold A, so that it is determined that the vehicle is in a stable state, and the process returns to the processing of FIG. However, if the noise suppression control is approaching an unstable state, the W power becomes equal to or greater than the divergence prevention threshold A, so the flow shifts to step S21 to increment the β update counter N, and then resets the reset timer in steps S22 to S24. If T is not counting, the timer starts. Then, in a step S25, it is determined whether or not the time of the reset timer T has expired. In this way, the reset timer T is provided for accumulating the β update counter N in order to prevent erroneous determination of divergence when W power becomes large due to other than divergence, for example, due to mixing of external noise. In order to separate.

【0042】したがって、リセットタイマTがタイムア
ップしていれば、ステップS26でβ更新カウンタNを
クリアし、ステップS27でリセットタイマTが計時中
セットされているフラグ1をリセットしてリターンす
る。一方、リセットタイマTがタイムアップしていなけ
れば、ステップS28でWパワーが発散防止閾値A以上
となった回数をβ更新カウンタNがC回カウントしたか
否か判断する。すなわち、C回以上をカウントした場合
システムが不安定になったものと見做している。したが
って、C回未満であれば未だ不安定ではないので、その
まま図4の処理に戻り、C回以上であればシステムが不
安定状態となったのであるから、ステップS29で発散
抑制係数βを現在値の2倍に更新して(β=β×2)、
ラウドスピーカ5a,5bの出力を小さくするようにす
る。次に、ステップS30でβ更新カウンタNをクリア
し、ステップS31で発散抑制係数βの値が設定値D以
上になったか否かを判断する。発散抑制係数βの値が設
定値D未満であれば、そのままリターンする。発散抑制
係数βの値が設定値D以上になった場合は、発散状態と
判断してステップS32に移行して直ちにラウドスピー
カ5a,5bからの放音を中止し騒音抑制制御を停止す
る。
Therefore, if the time of the reset timer T has expired, the β update counter N is cleared in step S26, and the flag 1 in which the reset timer T is being set is reset in step S27, and the process returns. On the other hand, if the reset timer T has not expired, it is determined in step S28 whether the β update counter N has counted the number of times that the W power has become equal to or greater than the divergence prevention threshold A C times. That is, it is considered that the system has become unstable when C or more times are counted. Therefore, if it is less than C times, the system is not yet unstable, and the process returns to the processing of FIG. 4 as it is. If it is more than C times, the system is in an unstable state. Update to twice the value (β = β × 2),
The outputs of the loudspeakers 5a and 5b are reduced. Next, in step S30, the β update counter N is cleared, and in step S31, it is determined whether the value of the divergence suppression coefficient β has become equal to or greater than the set value D. If the value of the divergence suppression coefficient β is smaller than the set value D, the process returns. If the value of the divergence suppression coefficient β is equal to or larger than the set value D, the divergence state is determined, and the process proceeds to step S32 to immediately stop the sound emission from the loudspeakers 5a and 5b and stop the noise suppression control.

【0043】このように、発散抑制処理は、リセットタ
イマT及びβ更新カウンタNを設け、β更新カウンタN
がスタートしてから一定時間内にβ更新カウンタNをク
リアするようにしているので、長時間にわたって散発的
に発生する適応ディジタルフィルタ処理におけるフィル
タ出力の増大で発散抑制係数βを更新することがなく、
また、適応ディジタルフィルタ処理におけるフィルタ出
力が頻繁に大きくなるような場合において発散を抑えな
ければならないときには有効に発散抑制係数βを更新す
ることができる。
As described above, in the divergence suppressing process, the reset timer T and the β update counter N are provided, and the β update counter N
Is cleared within a certain period of time after the start, the divergence suppression coefficient β is not updated by an increase in the filter output in the adaptive digital filter processing that occurs sporadically over a long period of time. ,
Further, when the divergence must be suppressed in a case where the filter output in the adaptive digital filter processing frequently increases, the divergence suppression coefficient β can be updated effectively.

【0044】なお、上記実施例においては、騒音レベル
目標値Tがエンジン回転数の増加に伴って増加する場合
について説明したが、これに限定されるものではなく、
騒音レベル目標値はエンジン回転数にかかわらず一定値
としたり、エンジン回転数の増加に伴って減少させるよ
うにすることもできる。また、上記実施例においては、
音圧誤差に対する収束係数αを所定設定値ε1 までは指
数関数的に増加させ、所定設定値ε1 を越えたときに一
定値とする場合について説明したが、これに限らず、所
定設定値ε1 までの間は比較的急峻な直線に沿って増加
し、所定値ε1 を越えたときになだらかな直線に沿って
増加するようにしてもよく、極端な場合には、収束係数
αを大小2つの値として、これを所定設定値ε1 の前後
で切換えるようにしてもよい。
In the above embodiment, the case where the noise level target value T increases with an increase in the engine speed has been described. However, the present invention is not limited to this.
The noise level target value may be a constant value regardless of the engine speed, or may be decreased as the engine speed increases. In the above embodiment,
The convergence factor α with respect to sounds pressure error until a predetermined set value epsilon 1 is increased exponentially, there has been described a case where a constant value when exceeding the predetermined set value epsilon 1, is not limited to this, a predetermined set value until epsilon 1 increases along a relatively steep linear, may be increased along a gentle straight when exceeds a predetermined value epsilon 1, in extreme cases, the convergence factor α as two large and small values, which may be switched before and after a predetermined set value epsilon 1.

【0045】さらに、上記実施例においては、制御音源
としてラウドスピーカを適用した場合について説明した
が、これに限定されるものではなく、振動子を適用する
こともでき、また残留騒音検出手段としてのマイクロフ
ォンも加速度振動センサを適用することもできる。さら
にまた、ラウドスピーカ及びマイクロフォンの設置数は
上記実施例に限定されるものではなく、1以上の任意数
とすることができる。
Further, in the above embodiment, the case where a loudspeaker is applied as a control sound source has been described. However, the present invention is not limited to this, and a vibrator can be applied. A microphone can also apply an acceleration vibration sensor. Furthermore, the number of loudspeakers and microphones to be installed is not limited to the above embodiment, but may be any number equal to or more than one.

【0046】また、上記実施例ではエンジン騒音を抑制
する場合について説明したが、これに限定されるもので
はなく、車輪に路面からの振動入力を検出してロードノ
イズを抑制したり、窓ガラスの振動を検出して風切り音
を抑制したりすることができ、これらの複合音を抑制す
ることもできる。さらに、上記実施例では、マイクロコ
ンピュータ26で、適応ディジタルフィルタ処理、モデ
ル空間伝達関数に応じたフィルタ係数のディジタルフィ
ルタ処理を行う場合について説明したが、これらに代え
て独立した適応ディジタルフィルタ及びディジタルフィ
ルタを適用することもできる。
In the above embodiment, the case where the engine noise is suppressed has been described. However, the present invention is not limited to this. The road noise can be suppressed by detecting the vibration input from the road surface to the wheel, or the window glass can be suppressed. Vibration can be detected to suppress wind noise, and these complex sounds can also be suppressed. Further, in the above-described embodiment, the case where the microcomputer 26 performs the adaptive digital filter processing and the digital filter processing of the filter coefficient according to the model space transfer function has been described. Can also be applied.

【0047】さらにまた、上記実施例では本発明を車両
に適用した場合について説明したが、これに限定される
ものではなく、航空機の室内の騒音低減の場合等にも適
用できる。
Further, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a vehicle has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to the case of reducing noise in an aircraft cabin.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る能動
型騒音制御装置によれば、車両室内の騒音レベルの目標
値を回転騒音源の回転数の関数で表し、現在の回転数に
おける目標値と残留騒音レベルの間の音圧誤差を求め、
この音圧誤差に基づいて、収束係数を少なくとも音圧誤
差が所定設定値に達するまでの間音圧誤差の増加に伴っ
て大きくなる値に設定し、この収束係数を用いて最急降
下法により適応ディジタルフィルタのフィルタ係数を算
出して制御音源で発生する制御音による騒音の低減効果
を自動制御するようにしたので、適応フィルタ係数の発
散を防止しながら目標値に短時間で収束させることが可
能となり、回転数によって生じる騒音レベルのピークを
抑制して、回転数にかかわらず平坦な騒音減衰特性を発
揮することができ、快適な音響空間を形成することがで
きる効果が得られる。
As described above, according to the active noise control device of the present invention, the target value of the noise level in the vehicle compartment is represented by a function of the rotation speed of the rotary noise source, and the target value at the current rotation speed is obtained. Find the sound pressure error between the value and the residual noise level,
Based on this sound pressure error, the convergence coefficient is set to a value that increases with an increase in the sound pressure error at least until the sound pressure error reaches a predetermined set value, and the steepest descent method is used using this convergence coefficient. The filter coefficient of the digital filter is calculated and the noise reduction effect of the control sound generated by the control sound source is automatically controlled, so that it is possible to quickly converge to the target value while preventing the divergence of the adaptive filter coefficient. Thus, the peak of the noise level caused by the number of rotations is suppressed, flat noise attenuation characteristics can be exhibited regardless of the number of rotations, and an effect that a comfortable acoustic space can be formed can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の基本構成を示す機能ブロック図であ
る。
FIG. 1 is a functional block diagram showing a basic configuration of the present invention.

【図2】実施例の概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an embodiment.

【図3】実施例のコントローラのブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a controller according to the embodiment.

【図4】実施例のフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart of the embodiment.

【図5】実施例のフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart of the embodiment.

【図6】エンジン回転数と残留騒音レベルの目標値との
関係を示す特性線図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a relationship between an engine speed and a target value of a residual noise level.

【図7】音圧誤差と収束係数αとの関係を示す特性線図
である。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing a relationship between a sound pressure error and a convergence coefficient α.

【図8】実施例のエンジン回転数と騒音レベルとの関係
を示す特性線図である。
FIG. 8 is a characteristic diagram illustrating a relationship between an engine speed and a noise level according to the embodiment.

【図9】従来例のエンジン回転数と騒音レベルとの関係
を示す特性線図である。
FIG. 9 is a characteristic diagram showing a relationship between an engine speed and a noise level in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 車室 3 エンジン 5a,5b ラウドスピーカ 6a〜6c マイクロフォン 7 クランク角センサ 10 イグニッションスイッチ 15 コントローラ 26 マイクロコンピュータ 28a,28b アナログスイッチ 2 Cab 3 Engine 5a, 5b Loudspeaker 6a-6c Microphone 7 Crank angle sensor 10 Ignition switch 15 Controller 26 Microcomputer 28a, 28b Analog switch

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 騒音源の騒音発生状態に応じた基準信号
を発生する基準信号発生手段と、該基準信号発生手段の
基準信号が適応フィルタ手段でフィルタ処理されて入力
される制御音源と、観測位置の残留騒音を検出する残留
騒音検出手段と、前記基準信号発生手段の基準信号と残
留騒音検出手段の残留騒音検出値とに基づいて収束係数
を用いた最急降下法によって前記適応フィルタ処理のフ
ィルタ係数を更新するフィルタ係数更新手段とを備えた
能動型騒音制御装置において、前記騒音源の周波数特性
を検出する周波数特性検出手段と、該周波数特性検出手
段の周波数特性検出値に基づいて残留騒音レベルの目標
値を算出する目標値算出手段と、該目標値算出手段で算
出された目標値と前記残留騒音検出手段で検出された残
留騒音レベルとの音圧誤差を算出する音圧誤差検出手段
と、少なくとも前記音圧誤差が零から設定値に達するま
での間音圧誤差の増加に応じて前記収束係数を増加させ
る収束係数設定手段とを備えたことを特徴とする能動型
騒音制御装置。
1. A reference signal generating means for generating a reference signal according to a noise generation state of a noise source, a control sound source to which a reference signal of the reference signal generating means is filtered by an adaptive filter means and inputted, and A residual noise detecting means for detecting residual noise at a position, and a filter for the adaptive filter processing by a steepest descent method using a convergence coefficient based on a reference signal of the reference signal generating means and a residual noise detection value of the residual noise detecting means. An active noise control device comprising: a filter coefficient updating unit that updates a coefficient; a frequency characteristic detecting unit that detects a frequency characteristic of the noise source; and a residual noise level based on a frequency characteristic detection value of the frequency characteristic detecting unit. Target value calculation means for calculating a target value of the target noise, and a sound between the target value calculated by the target value calculation means and the residual noise level detected by the residual noise detection means. Sound pressure error detecting means for calculating a pressure error; and convergence coefficient setting means for increasing the convergence coefficient in accordance with an increase in the sound pressure error at least until the sound pressure error reaches a set value from zero. An active noise control device characterized by the following.
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