JP2012056338A - 能動型振動騒音制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】オーディオ装置31の出力端bからマイクロホン22までの模擬第1伝達特性Cbcmに基づいてエコーキャンセラ38による処理を行うフィードバック制御の能動型振動騒音制御装置10において、オーディオ装置31の入力端aからマイクロホン22までの第2伝達特性Cacを同定した同定第2伝達特性Caciと、オーディオ装置31の入力端aからオーディオ装置31の出力端bまでの第3伝達特性Cabを同定した同定第3伝達特性Cabiとに基づいて、推定第1伝達特性Cbciを算出し(Cbci=Caci/Cabi)、算出した推定第1伝達特性Cbciと模擬第1伝達特性Cbcmとを比較することで、模擬第1伝達特性Cbcmの適否を判定する。
【選択図】図3
Description
図1は、この発明に係る能動型振動騒音制御装置の第1実施形態が適用された車両用の能動型振動騒音制御装置10の未動作時の接続構成を示すブロック図である。
消音制御器36は、オーディオ装置31の出力端bからD/A変換器30、スピーカ26、車室内空間である経路301、マイクロホン22、及びA/D変換器32の出力端である受音点cまでの伝達特性(第1伝達特性)Cbcを模擬した模擬第1伝達特性Cbcmが設定されるエコーキャンセラ(エコーキャンセルフィルタ、エコーキャンセル用フィルタ)38と、減算器214と、フィードバック器40と、スイッチ103とから構成される。
同定指令がない場合には、ステップS4にて、ANCユニット18は、消音制御器36を動作させる。このとき、図2に示すように、スイッチ101〜103がオン状態とされ、スイッチ104がオフ状態にされる。スイッチ104がオフ状態になっているので同定器ユニット34は非動作状態になっている。なお、消音制御器36の動作については既に詳述しているので、ここでは簡単に説明する。
一方、ステップS3の判定において、通信器108、110は、受信した制御指令情報中に、エコーキャンセラ38、42に設定されている模擬第1伝達特性Cbcm及び(又は)模擬第3伝達特性Cabmの適否を判定するための同定指令を受信した場合、ステップS5にて消音制御器36の動作を停止する一方、ステップS6にて、同定器ユニット34を動作させる。
Caci=wacre+wacim・j …(1)
同定第3伝達特性=実部+虚部・j
Cabi=wabre+wabim・j …(2)
=(wacre+wacim・j)/(wabre+wabim・j)
={(wacre+wacim・j)×(wabre−wabim・j)}/{(wabre+wabim・j)×(wabre−wabim・j)}
={(wacre×wabre−wacim×wabim)+
(wacim×wabre+wacre×wabim)}・j/
(wabre2+wabim2)=Cbcsre+Cbcsim・j
位相Cbcs=tan−1(Cbcsim/Cbcsre)×180/π
…(5)
車室内の振動騒音を打ち消すための制御信号Scを生成する振動騒音制御部(振動騒音制御手段)としてのフィードバック器40と、
伝達特性Cab(第3伝達特性)を有し、オーディオソース14から出力されるオーディオ信号Saと前記制御信号Scとの加算信号Sa+Sc(振動騒音制御動作時)を増幅した増幅加算信号(Sa+Sc)×Cab(車両12の走行時)、又は基準信号cos2πft(伝達特性の同定乃至推定動作時)を増幅した増幅基準信号cos2πft×Cab(車両12の停止時)のいずれかを出力するオーディオ装置31と、
前記増幅加算信号(Sa+Sc)×Cabに基づく楽音と振動騒音の相殺音の合成音、又は前記増幅基準信号cos(2πft)×Cabに基づく音(供試音)を出力するスピーカ26と、
前記増幅加算信号(Sa+Sc)×Cabに基づく楽音と振動騒音の相殺音の合成音が車室内空間である経路301を通じて伝達された合成音を受音した受音信号{Sr=(Sa+Sc)×Cab×Cbc}、又は前記増幅基準信号cos(2πft)×Cabに基づく音(供試音)が車室内空間である経路301を通じて伝達された供試音を受音した受音信号{Sr=cos(2πft)×Cab×Cbc}を出力するマイクロホン22と、
前記オーディオ装置31の伝達特性Cabを模擬した模擬第3伝達特性Cabmに基づいて前記制御信号Scを補正し、補正信号Sc×Cabmを出力するエコーキャンセラ42と、
前記増幅加算信号(Sa+Sc)×Cabから前記補正信号Sc×Cabmを減算し差信号{(Sa+Sc)×Cab−(Sc×Cabm)≒Sa×Cab}を出力する減算器212と、
前記オーディオ装置31の出力端bから前記スピーカ26通じ前記マイクロホン22までの伝達特性(第1伝達特性)Cbcを模擬した模擬第1伝達特性Cbcmに基づいて前記減算器212の出力である前記差信号Sa×Cabを補正し、補正信号Sa×Cab×Cbcmを出力するエコーキャンセラ38と、
前記受音信号{Sr=(Sa+Sc)×Cab×Cbc}から前記補正信号Sa×Cab×Cbcmを減算し、差信号{(Sa+Sc)×Cab×Cbc−Sa×Cab×Cbcm≒Sc×Cab×Cbc=Δe}を前記フィードバック器40に入力する減算器214と、
を備える能動型振動騒音制御装置10において、
前記オーディオ装置31の入力端a(加算器202の入力端)から加算器202、オーディオ増幅器28を通じ、前記スピーカ26を介して前記マイクロホン22までの第2伝達特性Cacを同定し、同定第2伝達特性Caciを得る第2伝達特性同定器52と、
前記オーディオ装置31の入力端(加算器202の入力端)から加算器202、オーディオ増幅器28を通じ、当該オーディオ増幅器28の出力端bまでの第3伝達特性Cabを同定して同定第3伝達特性Cabiを得る第3伝達特性同定器53と、
前記同定第2伝達特性Caciと前記同定第3伝達特性Cabiとに基づいてオーディオ装置31の出力端bから前記スピーカ26を介し前記マイクロホン22までの第1伝達特性Cbcを推定した推定第1伝達特性Cbcsを算出し、算出した前記推定第1伝達特性Cbcsと前記模擬第1伝達特性Cbcmとを比較することで、前記模擬第1伝達特性Cbcmの適否を判定する判定器60と、を備える。
前記第3伝達特性同定器53は、他の減算器216と、前記基準信号(余弦波信号cos2πftと正弦波信号sin2πft)が入力される他の適応ノッチフィルタ46と、から構成され、前記他の減算器216の被減数入力端には前記オーディオ装置31の出力端bから増幅基準信号cos2πft×Cabが入力され、前記他の減算器216の減数入力端には前記他の適応ノッチフィルタ46の出力信号が入力されるように構成される。
図8は、この発明に係る能動型振動騒音制御装置の第2実施形態が適用された車両用の能動型振動騒音制御装置10Aの伝達特性の同定乃至推定動作時の接続構成を示すブロック図である。図9は、能動型振動騒音制御装置10Aの振動騒音制御動作時の接続構成を示すブロック図である。なお、図8、図9において、上記した図1〜図3に示したものと同一のものには同一の符号を付けてその詳細な説明は省略する。
同定指令がない場合には、消音器制御器36Aを動作させる。このとき、スイッチ101、103、及び105がオン状態とされ、スイッチ104Aのみがオフ状態にされる。同定器ユニット34は、外部試験器21により通信器110を通じ動作切替器112を介して非動作状態になっている。
エコーキャンセラ38Aに設定される経路401の伝達特性(第1伝達特性)Cbc´に対応する模擬第1伝達特性Cbcm´の同定時においては、余弦波信号生成器54a及び余弦波信号生成器54aaから出力される余弦波信号cos2πftを同期させて出力させるようにすることにより、その他の動作は、第1実施形態と同一であるので簡単に説明する。
Cbcs´=Caci´/Cabi´ …(6)
伝達特性Cde(第4伝達特性)を有し、オーディオソース14Aから出力される高音側のオーディオ信号Sahと前記制御信号Scとを加算した加算信号(Sah+Sc)を増幅した増幅加算信号(Sah+Sc)×Cdeを出力するオーディオ装置33と、
オーディオソース14Aから出力される低音側のオーディオ信号Sal又は基準信号cos2πftを増幅し増幅オーディオ信号Sal×Cab´又は増幅基準信号cos2πft×Cab´を出力するオーディオ増幅器28A(オーディオ装置)と、
前記増幅加算信号(Sah+Sc)Cdeに基づく楽音と相殺音を出力するスピーカ26と、
増幅オーディオ信号Sal×Cab´に基づく楽音、又は増幅基準信号cos(2πft)×Cab´に基づく音(供試音)を出力するスピーカ27と、
前記増幅加算信号(Sah+Sc)×Cdeに基づく楽音と振動騒音の相殺音の合成音が車室内空間である経路301を通じて伝達された合成音と、増幅オーディオ信号Sal×Cab´に基づく楽音との合成音を受音した受音信号Sr=(Sah+Sc)×Cde×Cec+Sal×Cab´×Cbc´、又は前記増幅基準信号cos(2πft)×Cab´に基づく音(供試音)が車室内空間である経路301を通じて伝達された供試音を受音した受音信号{Sr=cos(2πft)×Cab´×Cbc´}を出力するマイクロホン22と、
前記オーディオ増幅器28の出力端bから前記スピーカ26通じ前記マイクロホン22までの伝達特性(第1伝達特性)Cbc´を模擬した模擬第1伝達特性Cbcm´に基づいて、補正信号Sal×Cab´×Cbcm´を出力するエコーキャンセラ38Aと、
前記受音信号{Sr=(Sah+Sc)×Cde×Cec+Sal×Cab´×Cbc´}から前記補正信号Sal×Cab´×Cbcm´を減算し、差信号{(Sah+Sc)×Cde×Cec+Sal×Cab´×Cbc´−Sal×Cab´×Cbcm´≒(Sah+Sc)×Cde×Cec}を生成する減算器214と、
前記差信号(Sah+Sc)×Cde×Cecから振動騒音周波数の成分(残留振動騒音成分)(Δe´=Sc×Cde×Cec)を抽出し、車両12A内の振動騒音を打ち消すための制御信号Scを生成する振動騒音制御部(振動騒音制御手段)としてのフィードバック器40と、
を備える能動型振動騒音制御装置10Aにおいて、
前記オーディオ増幅器28Aの入力端aから当該オーディオ増幅器28を通じ、前記スピーカ26を介して前記マイクロホン22までの第2伝達特性Cacを同定し、同定第2伝達特性Caciを得る第2伝達特性同定器52と、
前記オーディオ増幅器28Aの入力端aから当該オーディオ増幅器28Aを通じ、当該オーディオ増幅器28Aの出力端bまでの第3伝達特性Cabを同定して同定第3伝達特性Cabiを得る第3伝達特性同定器53と、
前記同定第2伝達特性Caciと前記同定第3伝達特性Cabiとに基づいて前記オーディオ増幅器28Aの出力端bから前記スピーカ26を介し前記マイクロホン22までの第1伝達特性Cbc´を推定した推定第1伝達特性Cbcs´を算出し、算出した前記推定第1伝達特性Cbcs´と前記模擬第1伝達特性Cbcm´とを比較することで、前記模擬第1伝達特性Cbcm´の適否を判定する判定器60と、を備える。
前記第3伝達特性同定器53は、他の減算器216と、前記基準信号(余弦波信号cos2πftと正弦波信号sin2πft)が入力される他の適応ノッチフィルタ46と、から構成され、前記他の減算器216の被減数入力端には前記オーディオ増幅器28の出力端bから増幅基準信号cos2πft×Cab´が入力され、前記他の減算器216の減数入力端には前記他の適応ノッチフィルタ46の出力信号が入力されるように構成される。
14、14A…オーディオソース 16、16A…オーディオユニット
18、18A…能動型振動騒音制御ユニット
20、20A…カプラ 21…外部試験器
28、28´、29…オーディオ増幅器 31、33…オーディオ装置
38、38A…エコーキャンセラ 40…フィードバック器
44、46…適応ノッチフィルタ 52…第2伝達特性同定器
53…第3伝達特性同定器 54…基準信号生成器
60…判定器 62…模擬第1伝達特性テーブル
64…模擬第3伝達特性テーブル
Claims (4)
- オーディオ装置の出力端に接続され前記オーディオ装置の出力端からスピーカを介しマイクロホンまでの第1伝達特性を模擬した模擬第1伝達特性が設定されたエコーキャンセラに、オーディオ信号と制御信号との加算信号が入力された前記オーディオ装置から出力される増幅加算信号を入力し、前記エコーキャンセラの出力信号を、前記増幅加算信号が前記スピーカにより変換された音と振動騒音とを受音する前記マイクロホンの受音信号から差し引いて残留振動騒音信号を得、フィードバック器に前記残留振動騒音信号を入力し、前記フィードバック器により前記残留振動騒音信号に基づいて前記マイクロホンの受音位置で前記振動騒音を相殺する相殺音を生成するための前記制御信号を生成して前記オーディオ装置に入力する能動型振動騒音制御装置において、
前記オーディオ装置の入力端から当該オーディオ装置を通じ当該オーディオ装置の出力端から前記スピーカを介し前記マイクロホンまでの第2伝達特性を同定し、同定第2伝達特性を得る第2伝達特性同定器と、
前記オーディオ装置の入力端から当該オーディオ装置を通じ当該オーディオ装置の出力端までの第3伝達特性を同定し、同定第3伝達特性を得る第3伝達特性同定器と、
前記同定第2伝達特性と前記同定第3伝達特性とに基づいて前記オーディオ装置の出力端から前記スピーカを介し前記マイクロホンまでの前記第1伝達特性を推定した推定第1伝達特性を算出し、算出した前記推定第1伝達特性と前記模擬第1伝達特性とを比較することで、前記模擬第1伝達特性の適否を判定する判定器と、
を備えることを特徴とする能動型振動騒音制御装置。 - 請求項1記載の能動型振動騒音制御装置において、
前記第2伝達特性同定器は、減算器と、振動騒音信号の周波数を有する基準信号が入力される適応ノッチフィルタと、から構成され、前記減算器の被減数入力端には前記マイクロホンの前記受音信号が入力され、前記減算器の減数入力端には前記適応ノッチフィルタの出力信号が入力される接続とし、
前記第3伝達特性同定器は、他の減算器と、前記基準信号が入力される他の適応ノッチフィルタと、から構成され、前記他の減算器の被減数入力端には前記オーディオ装置の出力端からの信号が入力され、前記他の減算器の減数入力端には前記他の適応ノッチフィルタの出力信号が入力される接続とする
ことを特徴とする能動型振動騒音制御装置。 - 請求項1又は2記載の能動型振動騒音制御装置において、
前記同定第2伝達特性及び前記同定第3伝達特性を得る際に、前記フィードバック器は非動作状態とし、
前記オーディオ装置の入力端に前記基準信号が入力されるように接続する
ことを特徴とする能動型振動騒音制御装置。 - 振動騒音を打ち消すための制御信号と高音側のオーディオ信号とを加算し加算信号を出力する加算器と、
前記加算信号を増幅した増幅加算信号を出力する高音側オーディオ装置と、
基準信号又は低音側のオーディオ信号を増幅し、増幅基準信号又は増幅低音側オーディオ信号を出力する低音側オーディオ装置と、
前記増幅加算信号に基づく相殺音と高音側楽音とを出力する高音側スピーカと、
前記増幅基準信号に基づく供試音、又は前記増幅低音側オーディオ信号に基づく低音側楽音を出力する低音側スピーカと、
前記相殺音と、前記高音側楽音と、前記低音側楽音と、前記振動騒音とを受音した合成受音信号、又は前記供試音を受音した供試音受音信号を出力するマイクロホンと、
前記低音側オーディオ装置の出力端から前記低音側スピーカ通じ前記マイクロホンまでの伝達特性を模擬した模擬第1伝達特性に基づいて、補正信号を出力するエコーキャンセラと、
前記合成受音信号から前記補正信号を減算し、差信号を出力する減算器と、
前記差信号から前記振動騒音周波数の成分を抽出し抽出した残留振動騒音成分に基づいて前記制御信号を生成するフィードバック器と、
前記低音側オーディオ装置の入力端から当該低音側オーディオ装置を通じ、当該オーディオ装置の出力端から前記低音側スピーカを介して前記マイクロホンまでの第2伝達特性を同定し、同定第2伝達特性を得る第2伝達特性同定器と、
前記低音側オーディオ装置の入力端から当該低音側オーディオ装置を通じ、当該低音側オーディオ装置の出力端までの第3伝達特性を同定して同定第3伝達特性を得る第3伝達特性同定器と、
前記同定第2伝達特性と前記同定第3伝達特性とに基づいて前記低音側オーディオ装置の出力端から前記低音側スピーカ通じ前記マイクロホンまでの伝達特性を推定した推定第1伝達特性を算出し、算出した前記推定第1伝達特性と前記模擬第1伝達特性とを比較することで、前記模擬第1伝達特性の適否を判定する判定器と、を備える
ことを特徴とする能動型振動騒音制御装置。
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