JP2748734B2 - Active noise control device - Google Patents

Active noise control device

Info

Publication number
JP2748734B2
JP2748734B2 JP3220632A JP22063291A JP2748734B2 JP 2748734 B2 JP2748734 B2 JP 2748734B2 JP 3220632 A JP3220632 A JP 3220632A JP 22063291 A JP22063291 A JP 22063291A JP 2748734 B2 JP2748734 B2 JP 2748734B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
noise
filter
adaptive
sub
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP3220632A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0561484A (en
Inventor
良和 早川
義晴 中路
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP3220632A priority Critical patent/JP2748734B2/en
Publication of JPH0561484A publication Critical patent/JPH0561484A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2748734B2 publication Critical patent/JP2748734B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、自動車の車室や航空
機の客室等の騒音を能動的に低減する能動型騒音制御装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active noise control apparatus for actively reducing noise in a passenger compartment of an automobile, a passenger compartment of an aircraft, and the like.

【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、例えば英国公開特許公報第2149614号記載
の図7に示すようなものがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an active noise control device of this type, there is, for example, one shown in FIG. 7 of British Patent Publication No. 2149614.

【0003】この従来装置は航空機の客室やこれに類す
る閉空間に適用されるもので、閉空間101内にラウド
スピーカ103a,103b,103cおよびマイクロ
ホン105a,105b,105c,105dを備えて
おり、ラウドスピーカ103a,103b,103cに
よって騒音に干渉させる制御音を発生し、マイクロホン
105a,105b,105c,105dによって残差
信号(残留騒音)を測定するようになっている。これら
ラウドスピーカ103a,103b,103c、マイク
ロホン105a,105b,105c,105dは信号
処理機107に接続されており、信号処理機107は基
本周波数測定手段によって測定した騒音源の基本周波数
とマイクロホン105a,105b,105c,105
dからの入力信号とを受けとり、閉空間101内の音圧
レベルを最小にするようにラウドスピーカ103a,1
03b,103cに駆動信号を出力するものである。
This conventional apparatus is applied to a cabin of an aircraft or a closed space similar to the cabin. The closed apparatus 101 includes loudspeakers 103a, 103b, 103c and microphones 105a, 105b, 105c, 105d. Control sounds that cause noise to interfere are generated by the speakers 103a, 103b, and 103c, and residual signals (residual noise) are measured by the microphones 105a, 105b, 105c, and 105d. These loudspeakers 103a, 103b, 103c and microphones 105a, 105b, 105c, 105d are connected to a signal processor 107. The signal processor 107 is connected to the microphone 105a, 105b and the fundamental frequency of the noise source measured by the fundamental frequency measuring means. , 105c, 105
d and receives the input signal from the loudspeakers 103a, 1 so that the sound pressure level in the closed space 101 is minimized.
A drive signal is output to the terminals 03b and 103c.

【0004】ここで閉空間101内には、3個のラウド
スピーカ103a,103b,103cと4個のマイク
ロホン105a,105b,105c,105dとが設
けられているが、説明を単純化するため、それぞれ10
3a,105aの一個ずつ設けられているものとする。
今、騒音源からマイクロホン105aまでの伝達関数を
Hとし、ラウドスピーカ103aからマイクロホン10
5aまでの伝達関数をCとし、騒音源が発生する音源情
報信号をXp とすると、マイクロホン105aで観測さ
れる残留騒音としてのノイズ信号Eは、 E=Xp ・H+Xp ・G・C となる。ここでGは、消音するために必要な伝達関数で
ある。消音対象点(マイクロホン105aの位置)にお
いて、騒音が完全に打ち消されたとき、E=0となる。
このときGは、 G=−H/C となる。そして、マイク検出信号Eが最小となるGを求
め、このGに基づいて信号処理器107内のフィルタ係
数を適応的に更新するようにしている。このマイク検出
信号Eを最小にするようフィルタ係数を求める手法とし
ては最急降下法の一種であるLMSアルゴリズム(Le
ast Mean Square)を用いている。
Here, in the closed space 101, three loudspeakers 103a, 103b, 103c and four microphones 105a, 105b, 105c, 105d are provided, respectively. 10
3a and 105a are provided one by one.
Assume that the transfer function from the noise source to the microphone 105a is H, and the loudspeaker 103a is connected to the microphone 10a.
The transfer function to 5a is C, the sound source information signal noise source produces a X p, the noise signal E as a residual noise which is observed by the microphone 105a is a E = X p · H + X p · G · C Become. Here, G is a transfer function required for silencing. When the noise is completely canceled at the point to be silenced (the position of the microphone 105a), E = 0.
At this time, G becomes: G = −H / C. Then, G that minimizes the microphone detection signal E is obtained, and the filter coefficient in the signal processor 107 is adaptively updated based on this G. As a method of obtaining a filter coefficient so as to minimize the microphone detection signal E, an LMS algorithm (Le
as a mean square).

【0005】また図7のように、マイクロホンが複数設
置されている場合には、各マイクロホン105a,10
5b,105c,105dで検出した信号の総和を最小
となるように制御されるものである。
When a plurality of microphones are installed as shown in FIG.
Control is performed so that the sum of the signals detected in 5b, 105c, and 105d is minimized.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の能
動型騒音制御装置はマイクで検出する騒音レベルを最小
にすることを目標としている。しかし、自動車等におい
ては車室内を単に静寂にするだけでは不十分な場合があ
る。例えば、乗員によってはアイドリング時のエンジン
音や加速音等が不快感を伴なわない程度のものであれ
ば、それが聞こえることによってかえって疲労感のない
運転ができるという感覚を持つことがある。また、スポ
ーティな車両等のように車種によっては単に車室内の静
寂性を求めるだけでなく心地良いエンジン音が要求され
る場合もある。
As described above, the conventional active noise control apparatus aims at minimizing the noise level detected by the microphone. However, in a car or the like, it may not be sufficient to simply keep the cabin quiet. For example, depending on the occupant, if the engine sound or the acceleration sound during idling does not cause any discomfort, the occupant may have a feeling that the driver can drive without feeling tired by hearing the sound. Also, depending on the type of vehicle, such as a sporty vehicle, not only quietness in the vehicle compartment is required but also a comfortable engine sound may be required.

【0007】そこでこの発明は、目標とする周波数の信
号が目標レベルとなり、その他の周波数を低減すること
を可能とする能動型騒音制御装置の提供を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an active noise control device capable of reducing a signal of a target frequency to a target level and reducing other frequencies.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】騒音に干渉させる制御音
を発生して評価点の騒音低減を図る制御音源と、前記干
渉後の所定位置の残留騒音を検出する手段と、騒音源の
騒音発生状態に関する信号を検出する手段と、前記騒音
発生状態検出手段の出力信号から目標周波数の信号を抽
出する手段と、前記騒音発生状態検出手段の出力信号を
入力して所定のフィルタ係数によりフィルタ処理し前記
制御音源の駆動信号を出力する主適応フィルタ及び前記
抽出した目標周波数の信号を入力して所定のフィルタ係
数によりフィルタ処理し前記制御音源の駆動信号を出力
する副適応フィルタと、前記残留騒音検出手段の出力信
号を目標周波数の信号とその他の信号とに分離する手段
と、前記その他の信号が最小となるように前記主適応フ
ィルタのフィルタ係数を更新する主適応制御器及び前記
分離した目標周波数の信号が目標レベルとなるように前
記副適応フィルタのフィルタ係数を更新する副適応制御
器とを備えたことを特徴とする。
A control sound source for generating a control sound that interferes with noise to reduce noise at an evaluation point, a means for detecting residual noise at a predetermined position after the interference, and a noise source for generating noise Means for detecting a signal relating to a state, means for extracting a signal of a target frequency from an output signal of the noise generation state detection means, and inputting an output signal of the noise generation state detection means and performing filter processing with a predetermined filter coefficient. A main adaptive filter that outputs a drive signal of the control sound source, a sub-adaptive filter that receives the signal of the extracted target frequency, performs filter processing with a predetermined filter coefficient, and outputs a drive signal of the control sound source, and the residual noise detection. Means for separating an output signal of the means into a signal of a target frequency and other signals, and a filter of the main adaptive filter so that the other signals are minimized. Characterized by comprising an auxiliary adaptive controller main adaptive controller and the target frequency signal obtained by the separation and updates the number to update the filter coefficients of the secondary adaptive filter such that the target level.

【0009】[0009]

【作用】主適応フィルタは騒音発生状態検出手段の出力
信号を入力して所定のフィルタ係数によりフィルタ処理
し制御音源の駆動信号を出力する。これによって制御音
源は騒音に対して逆位相の制御音を発生する。この時、
主適応フィルタは、信号分離手段によって分離されたそ
の他の信号が最小となるように主適応フィルタのフィル
タ係数を更新する。従って、このような制御により評価
点での騒音低減を図ることができる。
The main adaptive filter receives the output signal of the noise generation state detection means, filters the signal with a predetermined filter coefficient, and outputs a drive signal for the control sound source. As a result, the control sound source generates a control sound having a phase opposite to that of the noise. At this time,
The main adaptive filter updates the filter coefficients of the main adaptive filter such that the other signals separated by the signal separating means are minimized. Therefore, the noise at the evaluation point can be reduced by such control.

【0010】同時に副適応フィルタでは信号抽出手段に
よって抽出した目標周波数の信号を入力して、所定のフ
ィルタ係数によりフィルタ処理し制御音源の駆動信号を
出力する。そして、副適応制御器が信号分離手段によっ
て分離された目標周波数の信号を入力し、この信号が目
標レベルとなるように副適応フィルタのフィルタ係数を
更新する。従って、目標周波数の騒音を目標レベルに保
つことができる。
At the same time, the sub-adaptive filter receives the signal of the target frequency extracted by the signal extracting means, performs a filtering process using a predetermined filter coefficient, and outputs a drive signal of the control sound source. Then, the sub-adaptive controller inputs the signal of the target frequency separated by the signal separating means, and updates the filter coefficient of the sub-adaptive filter so that the signal has the target level. Therefore, the noise at the target frequency can be kept at the target level.

【0011】[0011]

【実施例】以下この発明の実施例を説明する。Embodiments of the present invention will be described below.

【0012】なお説明は車室内空間を例として行う。The description will be made by taking the interior space of the vehicle as an example.

【0013】図1はこの発明の一実施例に係る能動型騒
音制御装置のブロック図を示すもので、閉空間である車
室1内に制御音源としてのラウドスピーカ3、残留騒音
検出手段としてのマイクロホン5を備え、ラウドスピー
カ3はコントローラ7の適応フィルタとしての適応ディ
ジタルフィルタ9に接続されている。また、マイクロホ
ン5は信号分離手段11に接続されている。この信号分
離手段11は、マイクロホン5が車室1内の残留騒音を
検出しノイズ信号eとして出力したものを強調しようと
する音の目標周波数の信号e2 と、低減を図ろうとする
その他の信号e1 とに分離するものである。その他の信
号e1 はコントローラ7の適応制御器13に入力され、
目標周波数の信号e2 は適応制御器13及び比較器15
に入力されるようになっている。比較器15には強調し
ようとする音の目標レベルを設定する目標レベル設定器
17が接続され、この比較器15の出力はコントローラ
7の適応制御器13に入力されるようになっている。
FIG. 1 is a block diagram of an active noise control apparatus according to one embodiment of the present invention. A loudspeaker 3 as a control sound source and a residual noise detecting means in a vehicle room 1 which is a closed space. A microphone 5 is provided, and the loudspeaker 3 is connected to an adaptive digital filter 9 as an adaptive filter of the controller 7. Further, the microphone 5 is connected to the signal separating means 11. The signal separating means 11, other signals microphone 5 and the signal e 2 of the target frequency of the sound to be emphasized that output as detected noise signal e a residual noise in the passenger compartment 1, and attempt is made to reduce it is to separate and e 1. The other signal e 1 is input to the adaptive controller 13 of the controller 7,
The target frequency signal e 2 is supplied to the adaptive controller 13 and the comparator 15.
To be entered. The comparator 15 is connected to a target level setting unit 17 for setting a target level of a sound to be emphasized. The output of the comparator 15 is input to the adaptive controller 13 of the controller 7.

【0014】一方、前記車室1内の騒音は、例えば、パ
ワープラント19が騒音源となっており、このパワープ
ラント19にはエンジン及び動力伝達装置としてのトラ
ンスミッション、ディファレンシャルギアが一体に収容
されている。そして、騒音源の騒音発生状態に関する信
号を検出する手段として、例えば、クランク角信号セン
サ21が用いられ、この実施例において検出したクラン
ク角信号は基準信号xp として適応ディジタルフィルタ
9、および適応制御器13に入力されるようになってい
る。
On the other hand, the noise in the passenger compartment 1 is generated, for example, by a power plant 19, in which the engine, a transmission as a power transmission device, and a differential gear are integrally housed. I have. For example, a crank angle signal sensor 21 is used as a means for detecting a signal relating to the noise generation state of the noise source. In this embodiment, the detected crank angle signal is used as a reference signal xp as an adaptive digital filter 9 and adaptive control. Input to the container 13.

【0015】また、基準信号xp は信号抽出手段23に
入力され、この信号抽出手段23によって基準信号xp
から目標周波数の信号を抽出して適応ディジタルフィル
タ9に入力されるようになっている。
The reference signal x p is input to a signal extracting means 23, which outputs the reference signal x p
, A signal of the target frequency is extracted and input to the adaptive digital filter 9.

【0016】なお、この図1の説明においてコントロー
ラ7はアナログ信号をディジタル処理しアナログ信号と
して出力するため、A/D変換器やD/A変換器等を必
要とするが、説明上これら当然必要とされるものについ
ては図示及び説明を省略している。
In the description of FIG. 1, the controller 7 digitally processes the analog signal and outputs it as an analog signal. Therefore, the controller 7 needs an A / D converter, a D / A converter, and the like. The illustration and description are omitted for those described.

【0017】図2は図1に示した適応ディジタルフィル
タ9、適応制御器13、信号分離手段11、信号抽出手
段23、比較器15、目標レベル設定器17を具体化し
て示したものである。
FIG. 2 specifically shows the adaptive digital filter 9, adaptive controller 13, signal separating means 11, signal extracting means 23, comparator 15, and target level setting unit 17 shown in FIG.

【0018】前記適応ディジタルフィルタ9は主適応デ
ィジタルフィルタ9aと2個の副適応ディジタルフィル
タ9b,9cとから成り、各適応ディジタルフィルタ9
a,9b,9cの出力信号は加算器25を介してラウド
スピーカ3へ駆動信号yとして出力されるようになって
いる。
The adaptive digital filter 9 comprises a main adaptive digital filter 9a and two sub-adaptive digital filters 9b and 9c.
The output signals of a, 9b, and 9c are output to the loudspeaker 3 via the adder 25 as the drive signal y.

【0019】前記適応制御器13は主適応制御器13a
と2個の副適応制御器13b,13cとからなってい
る。主適応制御器13aはマイクロホン5が出力するノ
イズ信号eのうち分離したその他の信号e1 が最小とな
るように、前記主適応ディジタルフィルタ9aのフィル
タ係数を更新するものである。前記副適応制御器13
b,13cは前記分離した目標周波数の信号e
2 (e21, e22)が目標レベルとなるように前記副適応
ディジタルフィルタ9b,9cのフィルタ係数を更新す
るものである。
The adaptive controller 13 is a main adaptive controller 13a.
And two sub-adaptive controllers 13b and 13c. As the main adaptive controller 13a other signals e 1 separated out of the noise signal e output from the microphone 5 is minimized, it is to update the filter coefficients of the main adaptive digital filter 9a. The sub-adaptive controller 13
b and 13c are signals e of the separated target frequency.
The filter coefficients of the sub-adaptive digital filters 9b and 9c are updated so that 2 (e 21 , e 22 ) becomes the target level.

【0020】前記信号分離器11は、トラッキングフィ
ルタ11a,11b,11cで構成されている。トラッ
キングフィルタ11aはノイズ信号eのうち、例えば、
4気筒車でエンジン回転の2次成分(クランク角検出信
号の1次成分に相当する)を通過させるものである。ト
ラッキングフィルタ11bはエンジン回転2次成分の高
調波成分としてエンジン回転4次成分を通過させるもの
である。トラッキングフィルタ11cはエンジン回転2
次成分及び4次成分を阻止し、その他の信号e1 を通過
させるものである。
The signal separator 11 comprises tracking filters 11a, 11b and 11c. The tracking filter 11a outputs, for example,
In a four-cylinder vehicle, a secondary component of engine rotation (corresponding to a primary component of a crank angle detection signal) is passed. The tracking filter 11b passes a fourth-order engine rotation component as a harmonic component of a second-order engine rotation component. The tracking filter 11c has the engine rotation
It prevents the following ingredients and fourth order component, and passes the other signal e 1.

【0021】前記比較器15は第1比較器15a、第2
比較器15bとからなっている。
The comparator 15 includes a first comparator 15a and a second comparator 15a.
And a comparator 15b.

【0022】前記目標レベル設定器17は、第1目標レ
ベル設定器17aと第2目標レベル設定器17bとから
なっている。
The target level setting device 17 comprises a first target level setting device 17a and a second target level setting device 17b.

【0023】そして、前記第1比較器15aはトラッキ
ングフィルタ11aからエンジン回転2次成分e21と第
1目標レベル設定器17aから目標信号eh1とを受け副
適応制御器13bへ出力する構成となっている。前記第
2比較器15bは、トラッキングフィルタ11bからエ
ンジン回転4次成分の信号e22と第2目標レベル設定器
17bから目標信号eh2とを受け副適応制御器13cへ
出力する構成となっている。
[0023] Then, the first comparator 15a is a structure in which output from the tracking filter 11a and the engine rotational secondary component e 21 from the first target level setting unit 17a to the target signal e h1 and the receiving sub adaptive controller 13b ing. The second comparator 15b is configured to be output from the tracking filter 11b and the signal e 22 of the engine 4 primary component from the second target level setting unit 17b to the target signal e h2 and the receiving sub adaptive controller 13c .

【0024】前記信号抽出手段23はトラッキングフィ
ルタ23a,23bで構成され、トラッキングフィルタ
23aは、基準信号xp からエンジン回転2次成分、即
ちクランク角検出信号xp の1次成分xp1を通過させ、
副適応ディジタルフィルタ9bへ入力する構成となって
いる。前記トラッキングフィルタ23bはエンジン回転
4次成分、即ちクランク角検出信号xp の2次成分xp2
を通過させ副適応ディジタルフィルタ9cへ入力する構
成となっている。
The signal extracting means 23 comprises tracking filters 23a and 23b. The tracking filter 23a passes a secondary component of engine rotation, that is, a primary component x p1 of the crank angle detection signal x p from the reference signal x p. ,
The input is to the sub-adaptive digital filter 9b. It said tracking filter 23b is the engine rotational fourth order component, i.e., second order component of the crank angle detection signal x p x p2
And input to the sub-adaptive digital filter 9c.

【0025】次に作用を説明する。Next, the operation will be described.

【0026】クランク角信号センサ21によってエンジ
ン騒音に相関するクラクン角に対応するパルス検出信号
を出力する。このパルス検出信号はこの実施例において
基準信号xp として主適応ディジタルフィルタ9a、信
号抽出手段23、及び適応制御器13に入力される。
The crank angle signal sensor 21 outputs a pulse detection signal corresponding to the crank angle correlated with the engine noise. The pulse detection signal main adaptive digital filter 9a as a reference signal x p In this embodiment, the input signal extracting unit 23, and the adaptive controller 13.

【0027】信号抽出手段23ではトラッキングフィル
タ23aによってクランク角検出信号の1次成分xp1
通過し、副適応ディジタルフィルタ9bへ入力され、ト
ラッキングフィルタ23bによってクランク角検出信号
の2次成分が通過し、副適応ディジタルフィルタ9cへ
入力される。
In the signal extracting means 23, the primary component x p1 of the crank angle detection signal passes through the tracking filter 23a, is input to the sub-adaptive digital filter 9b, and the secondary component of the crank angle detection signal passes through the tracking filter 23b. , Are input to the sub-adaptive digital filter 9c.

【0028】主適応ディジタルフィルタ9a、及び副適
応ディジタルフィルタ9b,9cでは後述する制御アル
ゴリズムによって適応的に書換えられるフィルタ係数に
よって基準信号xp 、前記1次成分xp1,xp2をフィル
タ処理する。
In the main adaptive digital filter 9a and the sub adaptive digital filters 9b and 9c, the reference signal x p and the primary components x p1 and x p2 are filtered by filter coefficients adaptively rewritten by a control algorithm described later.

【0029】主適応ディジタルフィルタ9a、及び副適
応ディジタルフィルタ9b,9cの出力信号は、加算器
25で加算され、駆動信号yとしてラウドスピーカ3へ
出力される。ラウドスピーカ3は駆動信号yによって車
室1内に制御音を出力し、エンジンから車室1内へ伝達
される騒音と逆位相となって重なり合い、その結果とし
て、残留する音圧成分がマイクロホン5で検出され、ノ
イズ信号eとして信号分離手段11へ入力される。
The output signals of the main adaptive digital filter 9a and the sub adaptive digital filters 9b and 9c are added by the adder 25 and output to the loudspeaker 3 as a drive signal y. The loudspeaker 3 outputs a control sound into the passenger compartment 1 in response to the drive signal y, and overlaps with the noise transmitted from the engine into the passenger compartment 1 in an opposite phase. As a result, the remaining sound pressure component is reduced to the microphone 5. And is input to the signal separating means 11 as a noise signal e.

【0030】信号分離手段11ではトラッキングフィル
タ11aがエンジン回転2次成分e21を通過させ、トラ
ッキングフィルタ11bがエンジン回転4次成分e22
通過させ、トラッキングフィルタ11cがその他の信号
1 を通過させる。
The passed signal separating means 11, the tracking filter 11a is an engine rotational secondary component e 21, the tracking filter 11b is passed through the engine 4 order component e 22, the tracking filter 11c is passing other signals e 1 .

【0031】主適応制御器13aは、その他の信号e1
を入力し、信号e1 の自乗和が最小となるように主適応
ディジタルフィルタ9のフィルタ係数を更新する。副適
応制御器13bは、ノイズ信号eから分離されたエンジ
ン回転2次成分e21を入力し副適応ディジタルフィルタ
9bのフィルタ係数を更新する。この場合の更新は信号
21の自乗和が最小となるように更新するのではなく、
第1目標レベル設定器17aで設定した目標レベルeh1
の自乗和と同等となるように更新する。即ち、エンジン
回転2次成分のノイズ信号e21と目標レベルeh1とを第
1比較器15aに入力し、目標レベルeh1に対して2次
成分e21が大きいか小さいかを比較し、その結果によっ
て副適応ディジタルフィルタ9bのフィルタ係数を後述
のアルゴリズムによって増減するのである。
The main adaptive controller 13a receives the other signals e 1
And updates the filter coefficients of the main adaptive digital filter 9 so that the sum of the squares of the signal e 1 is minimized. Sub adaptive controller 13b receives the engine rotational secondary component e 21 separated from the noise signal e to update the filter coefficients of the secondary adaptive digital filter 9b. In this case, the update is not performed so that the sum of squares of the signal e 21 is minimized.
The target level e h1 set by the first target level setter 17a
Is updated to be equal to the sum of squares of. That is, the noise signal e 21 of the engine rotation secondary component and the target level e h1 are input to the first comparator 15a, and it is compared whether the secondary component e 21 is larger or smaller than the target level e h1 . According to the result, the filter coefficient of the sub-adaptive digital filter 9b is increased or decreased by an algorithm described later.

【0032】副適応制御器13cにおいてもノイズ信号
eから分離されたエンジン回転4次成分e22を入力する
と共に、第2比較器15bにおいて目標レベルeh2と4
次成分e22とを比較しその大小によって副適応ディジタ
ルフィルタ9cのフィルタ係数を増減するのである。
[0032] Also inputs the engine rotation quartic component e 22 separated from the noise signal e in the sub adaptive controller 13c, a target level e h2 in the second comparator 15b 4
By its magnitude compared with the following components e 22 is to increase or decrease the filter coefficient of the sub adaptive digital filter 9c.

【0033】ここで適応ディジタルフィルタ9のフィル
タ係数を更新する制御アルゴリズムとしてLMSアルゴ
リズムについて一般式を用いて説明する。
Here, the LMS algorithm as a control algorithm for updating the filter coefficient of the adaptive digital filter 9 will be described using a general formula.

【0034】l番面のマイクロホンが検出したノイズ信
号をel (n)、ラウドスピーカからの制御音が無いとき
のl番目のマイクロホンが検出したノイズ信号をe
pl(n)、m番目のラウドスピーカとl番目の評価点、す
なわち作業位置との間の伝達関数(FIR(有限インパ
ルス応答)関数)のj番目(j=0,1,2…,Ic
1)の項をディジタルフィルタで表わしたときのフィル
タ係数をClmj 、基準信号すなわち音源情報信号x
p (n)、基準信号xp (n)を入力しm番目のラウド
スピーカを駆動する適応フィルタのi番目(i=0,
1,2,1…,IK −1)の係数をWmiとすると、
The noise signal detected by the l-th microphone is e l (n), and the noise signal detected by the l-th microphone when there is no control sound from the loudspeaker is e e (n).
pl (n), the j-th (j = 0, 1, 2,..., I c ) transfer function (FIR (finite impulse response) function) between the m-th loudspeaker and the l-th evaluation point, ie, the working position −
The filter coefficient when the term of 1) is represented by a digital filter is C lmj , and the reference signal, ie, the sound source information signal x
p (n) and the reference signal x p (n), and the i-th (i = 0, i) of the adaptive filter for driving the m-th loudspeaker
Let W mi be the coefficient of 1, 2, 1..., I K -1)

【0035】[0035]

【数1】 (Equation 1)

【0036】が成立する。The following holds.

【0037】次いで、評価関数(最少にすべき変数)J
eを、
Next, the evaluation function (variable to be minimized) J
e

【0038】[0038]

【数2】 (Equation 2)

【0039】とおく。Here,

【0040】そして、評価関数Jeを最少にするフィル
タ係数Wmiを求めるために、LMSアルゴリズムを採用
する。つまり、評価関数Jeを各フィルタ係数Wmiにつ
いて偏微分した値で当該フィルタ係数Wmiを更新する。
Then, in order to find the filter coefficient W mi that minimizes the evaluation function Je, the LMS algorithm is employed. In other words, the evaluation function Je a value obtained by partially differentiating each filter coefficient Wmi updates the filter coefficient W mi.

【0041】そこで、(2)式より、Therefore, from equation (2),

【0042】[0042]

【数3】 (Equation 3)

【0043】となるが、(1)式よりFrom the equation (1),

【0044】[0044]

【数4】 (Equation 4)

【0045】となるから、この(4)式の右辺をr
lm(n−i)とおけば、フィルタ係数の書き替え式は以
下の(5)式のLMSアルゴリズムにより得られる。
Therefore, the right side of the equation (4) is represented by r
If lm ( ni ) is used, the rewriting equation of the filter coefficient can be obtained by the LMS algorithm of the following equation (5).

【0046】[0046]

【数5】 (Equation 5)

【0047】なお、この形式から明らかなように、この
アルゴリズムの安定性と収束性は、収束係数αによって
支配される。
As is clear from this form, the stability and convergence of this algorithm are governed by the convergence coefficient α.

【0048】騒音低減を図る場合には、評価関数Jeを
最小にするフィルタ係数Wmiを求め、適応ディジタルフ
ィルタ9のフィルタ係数を更新するのである。図2の場
合には、主適応制御器13aによって主適応ディジタル
フィルタ9aのフィルタ係数を更新する場合がこれに相
当する。
In order to reduce noise, a filter coefficient W mi that minimizes the evaluation function Je is obtained, and the filter coefficient of the adaptive digital filter 9 is updated. In the case of FIG. 2, this corresponds to the case where the main adaptive controller 13a updates the filter coefficient of the main adaptive digital filter 9a.

【0049】一方、特定の音を強調する場合には、評価
関数Jeを最小とするのではなく目標レベル(自乗値)
とするように(5)式を補正するのである。
On the other hand, when emphasizing a specific sound, the target function (square value) is used instead of minimizing the evaluation function Je.
Equation (5) is corrected as follows.

【0050】図3は評価関数を最小にする場合(emin
2 )と目標レベルとする場合(eh 2 )とについて模式
図的に表したもので、(5)式に対応するものである。
なお、この例では理解を容易にするため適応ディジタル
フィルタの係数をW0 ,W1 の2つにしている。図3の
実線で描かれた二次曲面は適応ディジタルフィルタの係
数がW0 ,W1 のときにとる音圧の自乗値を示してい
る。そして、騒音低減を図る時には評価関数をemin 2
とするのであるが、特定の音を強調したいときには評価
関数を最小とするのではなく目標レベルeh 2 とするの
である。従って、特定の音を強調するとき(5)式の制
御アルゴリズムは、図3の斜線で示す等自乗音圧面にお
いて音圧の自乗値を示す二次曲面のいずれかに収束し、
フィルタ係数W0 ,W1 が決定されるのである。
FIG. 3 shows a case where the evaluation function is minimized (e min
2 ) and a case where the target level is set (e h 2 ) is schematically shown, and corresponds to equation (5).
In this example, the coefficients of the adaptive digital filter are two, W 0 and W 1 , for easy understanding. The quadratic surface drawn by the solid line in FIG. 3 indicates the square value of the sound pressure taken when the coefficients of the adaptive digital filter are W 0 and W 1 . When reducing noise, the evaluation function is set to e min 2
Although to a, it is taken as the target level e h 2 instead of minimizing the evaluation function when you want to emphasize certain sounds. Therefore, when emphasizing a specific sound, the control algorithm of the expression (5) converges to one of the quadratic surfaces showing the square value of the sound pressure on the iso-square sound pressure surface shown by hatching in FIG.
The filter coefficients W 0 and W 1 are determined.

【0051】図6は上記のようにして特定の音を強調す
る場合のフィルタ係数更新に関するフローチャートを示
すものである。
FIG. 6 is a flowchart for updating the filter coefficient when a specific sound is emphasized as described above.

【0052】まず、ステップS1 において前記(5)式
が収束するレベルの基準となる目標レベルeh を設定す
る。ついでステップS2 において前記のようにエンジン
回転次数成分e2 が分離される。ステップS3 では、エ
ンジン回転次数成分e2 が目標レベルeh を上回るかど
うかが判断され、上回る場合にはステップS4 におい
て、前記(5)式の収束係数αが正とされ、ステップS
5 へ移行する。また、ステップS3 においてエンジン回
転次数成分e2 が目標レベルeh を下回ると判断されれ
ばステップS6 において収束係数αが負とされステップ
5 へ移行する。ステップS5 では前記(5)式の収束
係数αの符号が前記ステップS4 またはステップS6
応じて変更され、これに応じてステップS7 においてフ
ィルタ係数が更新されるのである。
Firstly, the equation (5) to set the target level e h serving as a reference level to be converged in the step S 1. Then the engine rotational order component e 2 is separated as in step S 2. In step S 3, if the engine rotational order component e 2 exceeds the target level e h is determined, if exceeded in step S 4, the (5) is a type of convergence coefficient α is positive, step S
Move to 5 . Further, the engine rotational order component e 2 in step S 3 is convergence factor in step S 6 if it is determined to be below the target level e h alpha moves to step S 5 is negative. In step S 5 the (5) is the sign of α convergence coefficient of formula is changed in response to the step S 4 or step S 6, it is the filter coefficient is updated in step S 7 accordingly.

【0053】この結果図5で示すようにエンジン回転2
次成分とその高調波成分である4次成分が、例えば、レ
ベルPによって強調され、その他の周波数成分はレベル
差d以上とすることによって車室内に軽快感のある心地
良い音室を作り出すことができる。従って、スポーツカ
ーでは軽快感のある心地良いエンジン音を聞きながら運
転することができる等、車室内に車種に応じた音場を作
ることができる。また、スポーツカー以外であってもエ
ンジン音や加速音を聞きながら運転したいというユーザ
ーの要求に答えることができる。
As a result, as shown in FIG.
The next component and its fourth harmonic component, which is a harmonic component thereof, are emphasized by, for example, the level P, and the other frequency components are set to a level difference d or more to create a comfortable sound room with a light feeling in the vehicle interior. it can. Therefore, in a sports car, it is possible to create a sound field according to the type of vehicle in a vehicle compartment, for example, while driving while listening to a comfortable engine sound with a light feeling. In addition, even if it is not a sports car, it can respond to a user's request to drive while listening to the engine sound and the acceleration sound.

【0054】次に、図6は横軸に周波数、縦軸に音圧レ
ベル、奥行に回転速度を表した三次元マップである。音
色が優れている特性の一例として、エンジン回転速度の
2次、4次成分がはっきり、且つなめらかに変化してい
ることが知られている。
FIG. 6 is a three-dimensional map showing the frequency on the horizontal axis, the sound pressure level on the vertical axis, and the rotation speed on the depth. It is known that the second and fourth components of the engine rotational speed change clearly and smoothly as an example of the characteristic having an excellent tone color.

【0055】能動型騒音制御によってこの特性を実現す
るには目標レベル設定器17による目標レベルの設定を
エンジンの回転速度によって変化させることが必要であ
り、これによってエンジン回転速度に応じて軽快感のあ
る心地良い音質を作り出すことができる。また、エンジ
ン回転速度に加え更にエンジン負荷によっても目標レベ
ルを変化させ、例えば、負荷が大きいと騒音レベルを大
きくして実際の人の感覚にマッチさせた好音室を作り出
すことができる。更に、エンジン負荷はスロットル開度
で検出することができる。スロットル開度はエンジン負
荷に対してほぼ一義的に決まる特性を有しているからで
ある。
In order to realize this characteristic by the active noise control, it is necessary to change the setting of the target level by the target level setting unit 17 according to the engine speed, thereby providing a light feeling according to the engine speed. A comfortable sound quality can be created. In addition, the target level can be changed not only by the engine speed but also by the engine load. For example, when the load is large, the noise level can be increased to create a sound-enhancing room that matches the feeling of an actual person. Further, the engine load can be detected by the throttle opening. This is because the throttle opening has a characteristic that is almost uniquely determined with respect to the engine load.

【0056】なお、この発明は上記実施例に限定される
ものではない。例えば、強調したい信号の周波数はエン
ジン回転2次成分のみでも良く、また、幾つかの高調波
成分を同時に強調する場合には、4次成分みのならずそ
れ以上の成分を含んでも良いものである。更に、エンジ
ン音以外の他の音を強調することも可能である。また、
目標レベルの設定は乗員のマニュアル操作によって自由
に変える構成とすることもできる。更に、乗員の居眠り
検出等によって目標レベルを高くし、乗員に覚醒を促す
こともできる。上記実施例では単一フィルタによる制御
装置について説明したがディジタルフィルタを2つ使用
したFiltered−XLMSアルゴリズムとするこ
ともできる。また、騒音低減を図る評価点とマイクロホ
ンとが空間的に離れたものであっても所定位置に基づい
て評価点の残留騒音を推定し制御を行わせることもでき
る。更に、振動制御等に応用することも可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the frequency of the signal to be emphasized may be only the second-order component of the engine rotation, and when several harmonic components are simultaneously emphasized, the signal may include not only the fourth-order component but also higher components. is there. Further, it is also possible to emphasize sounds other than the engine sound. Also,
The setting of the target level can be freely changed by manual operation of the occupant. Furthermore, the target level can be raised by detecting the occupant's falling asleep, and the occupant can be encouraged to wake up. In the above embodiment, the control device using a single filter has been described. However, a Filtered-XLMS algorithm using two digital filters may be used. Further, even if the evaluation point for noise reduction and the microphone are spatially separated from each other, control can be performed by estimating the residual noise at the evaluation point based on the predetermined position. Furthermore, it is also possible to apply to vibration control and the like.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上より明らかなように、この発明の構
成によれば、特定の周波数の音を強調しその他の周波数
の音を低減することができ、例えば、自動車等において
スポーツカー等車種に応じて車室内に音場を作ることが
できる。
As is clear from the above, according to the structure of the present invention, it is possible to emphasize sounds of a specific frequency and reduce sounds of other frequencies. A sound field can be created in the passenger compartment accordingly.

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

【図1】この発明の一実施例に係る全体の制御ブロック
図である。
FIG. 1 is an overall control block diagram according to an embodiment of the present invention.

【図2】一部を詳細にした制御ブロック図である。FIG. 2 is a control block diagram showing a part of the control block in detail.

【図3】制御アルゴリズムの模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a control algorithm.

【図4】一実施例に係るフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart according to one embodiment.

【図5】作用効果の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation and effect.

【図6】回転次数と音色との関係の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a relationship between a rotation order and a timbre.

【図7】従来例に係る制御ブロック図である。FIG. 7 is a control block diagram according to a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 ラウドスピーカ3(制御音源) 5 マイクロホン(残留騒音検出手段) 9 適応ディジタルフィルタ 9a 主適応ディジタルフィルタ 9b 副適応ディジタルフィルタ 9c 副適応ディジタルフィルタ 11 信号分離手段 13 適応制御器 13a 主適応制御器 13b 副適応制御器 13c 副適応制御器 21 クランク角信号センサ(騒音発生状態検出手段) 23 信号抽出手段 Reference Signs List 3 loudspeaker 3 (control sound source) 5 Microphone (residual noise detecting means) 9 Adaptive digital filter 9a Main adaptive digital filter 9b Secondary adaptive digital filter 9c Secondary adaptive digital filter 11 Signal separating means 13 Adaptive controller 13a Main adaptive controller 13b Secondary Adaptive controller 13c sub-adaptive controller 21 crank angle signal sensor (noise generation state detecting means) 23 signal extracting means

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 騒音に干渉させる制御音を発生して評価
点の騒音低減を図る制御音源と、前記干渉後の所定位置
の残留騒音を検出する手段と、騒音源の騒音発生状態に
関する信号を検出する手段と、前記騒音発生状態検出手
段の出力信号から目標周波数の信号を抽出する手段と、
前記騒音発生状態検出手段の出力信号を入力して所定の
フィルタ係数によりフィルタ処理し前記制御音源の駆動
信号を出力する主適応フィルタ及び前記抽出した目標周
波数の信号を入力して所定のフィルタ係数によりフィル
タ処理し前記制御音源の駆動信号を出力する副適応フィ
ルタと、前記残留騒音検出手段の出力信号を目標周波数
の信号とその他の信号とに分離する手段と、前記その他
の信号が最小となるように前記主適応フィルタのフィル
タ係数を更新する主適応制御器及び前記分離した目標周
波数の信号が目標レベルとなるように前記副適応フィル
タのフィルタ係数を更新する副適応制御器とを備えたこ
とを特徴とする能動型騒音制御装置。
1. A control sound source for generating a control sound causing interference with noise to reduce noise at an evaluation point, means for detecting residual noise at a predetermined position after the interference, and a signal relating to a noise generation state of the noise source. Means for detecting, and means for extracting a signal of a target frequency from an output signal of the noise generation state detecting means,
A main adaptive filter for inputting an output signal of the noise generation state detecting means, filtering with a predetermined filter coefficient and outputting a drive signal of the control sound source, and a signal of the extracted target frequency and inputting a predetermined filter coefficient A sub-adaptive filter that filters and outputs a drive signal of the control sound source, a unit that separates an output signal of the residual noise detection unit into a signal of a target frequency and other signals, and that the other signals are minimized. A main adaptive controller that updates the filter coefficient of the main adaptive filter and a sub-adaptive controller that updates the filter coefficient of the sub-adaptive filter so that the signal of the separated target frequency becomes a target level. Active noise control device.
JP3220632A 1991-08-30 1991-08-30 Active noise control device Expired - Fee Related JP2748734B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3220632A JP2748734B2 (en) 1991-08-30 1991-08-30 Active noise control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3220632A JP2748734B2 (en) 1991-08-30 1991-08-30 Active noise control device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0561484A JPH0561484A (en) 1993-03-12
JP2748734B2 true JP2748734B2 (en) 1998-05-13

Family

ID=16754017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3220632A Expired - Fee Related JP2748734B2 (en) 1991-08-30 1991-08-30 Active noise control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2748734B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0561484A (en) 1993-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2921232B2 (en) Active uncomfortable wave control device
JP4077383B2 (en) Active vibration noise control device
KR102408323B1 (en) Virtual location noise signal estimation for engine order cancellation
JP4369932B2 (en) Active noise control device and active vibration transmission control device
JP2748625B2 (en) Active noise control device
JP2748734B2 (en) Active noise control device
JP2529745B2 (en) Active noise control device
JPH03178846A (en) Device for reducing noise in car room
JPH03178845A (en) Device for reducing noise in car room
JP3517883B2 (en) Adaptive control device and active noise control device
JP3198548B2 (en) Active uncomfortable wave control device
JP2674252B2 (en) Active noise control device
JP3382630B2 (en) Active noise and vibration control device
JPH05288237A (en) Vehicle vibration/noise controller
JP3517886B2 (en) Active noise control device
JP2000172281A (en) In-compartment sound controller
JPH04342296A (en) Active type noise controller
JP3617079B2 (en) Active noise control device and active vibration control device
JPH0784585A (en) Active noise controller
JPH06250674A (en) Active noise controller
JPH05333880A (en) Active noise controller for vehicle
JP2001003984A (en) Method for controlling active vibration eliminating system
JPH08190390A (en) Active noise controller
JP3612734B2 (en) Vehicle noise reduction device and control signal setting method
JPH0883084A (en) Active noise controller and active vibration controller

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080220

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090220

Year of fee payment: 11

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees