JP2827374B2 - 能動型騒音制御装置 - Google Patents
能動型騒音制御装置Info
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- JP2827374B2 JP2827374B2 JP1341910A JP34191089A JP2827374B2 JP 2827374 B2 JP2827374 B2 JP 2827374B2 JP 1341910 A JP1341910 A JP 1341910A JP 34191089 A JP34191089 A JP 34191089A JP 2827374 B2 JP2827374 B2 JP 2827374B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、車両の車室における能動型騒音制御装置
に係り、特に内燃機関から伝達される騒音に周波数領域
の制御アルゴリズムを使用して形成した駆動信号によっ
て制御音源から発生させた制御音を干渉させて騒音を低
減させるようにしたものである。
に係り、特に内燃機関から伝達される騒音に周波数領域
の制御アルゴリズムを使用して形成した駆動信号によっ
て制御音源から発生させた制御音を干渉させて騒音を低
減させるようにしたものである。
従来、この種の能動型騒音制御装置としては、例えば
英国公開特許第2149614号（以下、第１従来例と称す）
及び米国特許第4490841号（以下、第２従来例と称す）
に記載されているものがある。
英国公開特許第2149614号（以下、第１従来例と称す）
及び米国特許第4490841号（以下、第２従来例と称す）
に記載されているものがある。
第１従来例は、航空機の客室やこれに類する閉空間に
適用され、その外部に位置するエンジン等の単一の騒音
源（一次音源）は基本周波数f0及びその高調波f1〜fnを
含む音響を発生するという条件下において作動するもの
である。具体的には、閉空間内に設置された複数のラウ
ドスピーカ（二次音源）及びマイクロフォンと、騒音源
の周波数f0〜fnを検出する周波数検出手段と、複数のマ
イクロフォンの出力信号及び周波数検出手段の検出信号
に基づき、検出周波数f0〜fnと逆位相の信号を複数のラ
ウドスピーカに供給する信号処理器とを備えており、こ
れによってラウドスピーカから発生される二次音と騒音
源から伝達した一次音とが干渉して閉空間内の音圧レベ
ルを最小にするようにしている。ここで、信号処理器
は、マイクロフォンの出力をフーリエ変換し、その結果
であるフーリエ係数の自乗和を最小にするようにラウド
スピーカの出力を定めるという処理を行うことで周波数
領域での処理が可能であるが、自動車の内燃機関のよう
に騒音源の周波数が変化して高速処理が必要となる場合
には、リアルタイムの演算を行う多チャンネルLMSアル
ゴリズムを適用するようにしている。
適用され、その外部に位置するエンジン等の単一の騒音
源（一次音源）は基本周波数f0及びその高調波f1〜fnを
含む音響を発生するという条件下において作動するもの
である。具体的には、閉空間内に設置された複数のラウ
ドスピーカ（二次音源）及びマイクロフォンと、騒音源
の周波数f0〜fnを検出する周波数検出手段と、複数のマ
イクロフォンの出力信号及び周波数検出手段の検出信号
に基づき、検出周波数f0〜fnと逆位相の信号を複数のラ
ウドスピーカに供給する信号処理器とを備えており、こ
れによってラウドスピーカから発生される二次音と騒音
源から伝達した一次音とが干渉して閉空間内の音圧レベ
ルを最小にするようにしている。ここで、信号処理器
は、マイクロフォンの出力をフーリエ変換し、その結果
であるフーリエ係数の自乗和を最小にするようにラウド
スピーカの出力を定めるという処理を行うことで周波数
領域での処理が可能であるが、自動車の内燃機関のよう
に騒音源の周波数が変化して高速処理が必要となる場合
には、リアルタイムの演算を行う多チャンネルLMSアル
ゴリズムを適用するようにしている。
また、第２従来例は、反復振動源からの原振動と駆動
されたアクチュエータによる二次振動との間の干渉によ
る結果発生する残余振動を感知し、感知された残余振動
をそれらを合わせたときに変換後の領域の複数の異なる
場所で残余振動を表すような、またそれらの夫々が振動
源からの反復原振動の反復周期と同期しているような、
複数の独立した要素の組に変換し、各々の組になった要
素の各々の要素を個別に変換して変換後の要素を再変換
してアクチュエータ駆動信号とし、残余振動のパワー又
は振幅を低減するように要素の変換を制御することによ
り、周波数領域で制御を行うようにしている。
されたアクチュエータによる二次振動との間の干渉によ
る結果発生する残余振動を感知し、感知された残余振動
をそれらを合わせたときに変換後の領域の複数の異なる
場所で残余振動を表すような、またそれらの夫々が振動
源からの反復原振動の反復周期と同期しているような、
複数の独立した要素の組に変換し、各々の組になった要
素の各々の要素を個別に変換して変換後の要素を再変換
してアクチュエータ駆動信号とし、残余振動のパワー又
は振幅を低減するように要素の変換を制御することによ
り、周波数領域で制御を行うようにしている。
しかしながら、上記第１従来例にあっては、自動車の
エンジンのように騒音源の周波数が変化することにより
高速処理が必要となる場合には、多チャンネルLMSアル
ゴリズムが適していることになっているが、この場合の
アルゴリズムは、騒音低減位置での音圧の評価、二次音
を出力するためのディジタルフィルタの各フィルタ係数
の決定、出力信号の生成をすべて時系列データで行うの
で時間領域のLMSアルゴリズムと言われており、騒音源
の現在のサンプリングの周波数が前回のサンプリング時
の周波数に対して著しく異なる場合には、その周波数変
動によって処理態様が大きく変化することになり、周波
数変動の大きい車両のエンジンについては十分な効果が
得られないという未解決の課題があった。
エンジンのように騒音源の周波数が変化することにより
高速処理が必要となる場合には、多チャンネルLMSアル
ゴリズムが適していることになっているが、この場合の
アルゴリズムは、騒音低減位置での音圧の評価、二次音
を出力するためのディジタルフィルタの各フィルタ係数
の決定、出力信号の生成をすべて時系列データで行うの
で時間領域のLMSアルゴリズムと言われており、騒音源
の現在のサンプリングの周波数が前回のサンプリング時
の周波数に対して著しく異なる場合には、その周波数変
動によって処理態様が大きく変化することになり、周波
数変動の大きい車両のエンジンについては十分な効果が
得られないという未解決の課題があった。
また、第２従来例にあっては、周波数領域での制御は
可能であるが、高速フーリエ変換を用いているため１回
の計算に多数のサンプリング値（数十から数百、或いは
それ以上）を必要とするので、エンジン回転速度のよう
に時々刻々変化する場合には、出力すべき二次音の周波
数も刻々変化させなければならず、十分な追従速度が得
られないという未解決の課題があった。
可能であるが、高速フーリエ変換を用いているため１回
の計算に多数のサンプリング値（数十から数百、或いは
それ以上）を必要とするので、エンジン回転速度のよう
に時々刻々変化する場合には、出力すべき二次音の周波
数も刻々変化させなければならず、十分な追従速度が得
られないという未解決の課題があった。
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、周波数領域のLMSアルゴリ
ズムを基礎として、そのサンプリングクロックを内燃機
関に相関のある相関検出信号に同期させることにより、
前記各従来例の課題を解決することができる能動型騒音
制御装置を提供することを目的としている。
目してなされたものであり、周波数領域のLMSアルゴリ
ズムを基礎として、そのサンプリングクロックを内燃機
関に相関のある相関検出信号に同期させることにより、
前記各従来例の課題を解決することができる能動型騒音
制御装置を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、請求項（１）に係る能動
型騒音制御装置は、車室内で内燃機関から伝達される騒
音に制御音源から発生させた制御音を干渉させて両者の
残留騒音エネルギを残留騒音検出手段で検出すると共
に、前記内燃機関の騒音に相関のある信号を騒音相関信
号検出手段で検出し、検出された残留騒音検出信号及び
騒音相関検出信号に基づいて前記制御音源に対する駆動
信号を形成する制御手段を備えた能動型騒音制御装置に
おいて、前記制御手段は、前記残留騒音検出信号及び騒
音相関検出信号を個別にA/D変換するA/D変換器と、該A/
D変換器の出力を読込み、周波数領域の適応フィルタ演
算処理を行うプロセッサ本体と、該プロセッサ本体から
出力される処理出力をD/A変換するD/A変換器と、騒音相
関検出信号又はその逓倍処理したサンプリングクロック
信号を形成するサンプリングクロック形成手段を備え、
該サンプリングクロック形成手段のサンプリングクロッ
ク信号を前記A/D変換器、プロセッサ本体及びD/A変換器
に供給して駆動信号を演算処理することを特徴としてい
る。
型騒音制御装置は、車室内で内燃機関から伝達される騒
音に制御音源から発生させた制御音を干渉させて両者の
残留騒音エネルギを残留騒音検出手段で検出すると共
に、前記内燃機関の騒音に相関のある信号を騒音相関信
号検出手段で検出し、検出された残留騒音検出信号及び
騒音相関検出信号に基づいて前記制御音源に対する駆動
信号を形成する制御手段を備えた能動型騒音制御装置に
おいて、前記制御手段は、前記残留騒音検出信号及び騒
音相関検出信号を個別にA/D変換するA/D変換器と、該A/
D変換器の出力を読込み、周波数領域の適応フィルタ演
算処理を行うプロセッサ本体と、該プロセッサ本体から
出力される処理出力をD/A変換するD/A変換器と、騒音相
関検出信号又はその逓倍処理したサンプリングクロック
信号を形成するサンプリングクロック形成手段を備え、
該サンプリングクロック形成手段のサンプリングクロッ
ク信号を前記A/D変換器、プロセッサ本体及びD/A変換器
に供給して駆動信号を演算処理することを特徴としてい
る。
また、請求項（２）に係る能動型騒音制御装置は、前
記プロセッサ本体は、高速フーリエ変換手段と、逆高速
フーリエ変換手段とを含む周波数領域の適応フィルタ処
理を行う制御アルゴリズムを使用して、乗員に不快感を
与える所定次数分の演算のみを行って駆動信号を形成す
るように構成されていることを特徴としている。
記プロセッサ本体は、高速フーリエ変換手段と、逆高速
フーリエ変換手段とを含む周波数領域の適応フィルタ処
理を行う制御アルゴリズムを使用して、乗員に不快感を
与える所定次数分の演算のみを行って駆動信号を形成す
るように構成されていることを特徴としている。
請求項（１）に係る能動型騒音制御装置においては、
残留騒音検出手段の残留騒音検出信号が低減するように
制御音源に対する駆動信号を形成する制御手段を構成す
るA/D変換器、マイクロプロセッサ及びD/A変換器に内燃
機関の騒音相関検出信号又はその逓倍処理したサンプリ
ングクロック信号が供給されているので、内燃機関に周
波数変動があったときには、これに応じてサンプリング
クロック信号の周波数も変動することになり、A/D変換
器、プロセッサ本体、D/A変換器で内燃機関の周波数変
動に同期した周波数領域での演算処理を行って制御音源
に対する駆動信号を形成することができ、制御手段の計
算回数を大幅に減少させることができ、良好な騒音低減
効果を発揮することができる。
残留騒音検出手段の残留騒音検出信号が低減するように
制御音源に対する駆動信号を形成する制御手段を構成す
るA/D変換器、マイクロプロセッサ及びD/A変換器に内燃
機関の騒音相関検出信号又はその逓倍処理したサンプリ
ングクロック信号が供給されているので、内燃機関に周
波数変動があったときには、これに応じてサンプリング
クロック信号の周波数も変動することになり、A/D変換
器、プロセッサ本体、D/A変換器で内燃機関の周波数変
動に同期した周波数領域での演算処理を行って制御音源
に対する駆動信号を形成することができ、制御手段の計
算回数を大幅に減少させることができ、良好な騒音低減
効果を発揮することができる。
また、請求項（２）に係る能動型騒音制御装置におい
ては、プロセッサ本体が高速フーリエ変換手段と逆高速
フーリエ変換手段とを含む周波数領域の適応フィルタ処
理を行う制御アルゴリズムを使用して、乗員に不快感を
与える所定次数分の演算のみを行って駆動信号を形成す
るので、時間領域のアルゴリズムでは追従できない騒音
源の周波数変動に対しても、騒音低減に寄与する少ない
次数分の演算処理のみで良好な騒音低減効果を発揮する
ことができる。
ては、プロセッサ本体が高速フーリエ変換手段と逆高速
フーリエ変換手段とを含む周波数領域の適応フィルタ処
理を行う制御アルゴリズムを使用して、乗員に不快感を
与える所定次数分の演算のみを行って駆動信号を形成す
るので、時間領域のアルゴリズムでは追従できない騒音
源の周波数変動に対しても、騒音低減に寄与する少ない
次数分の演算処理のみで良好な騒音低減効果を発揮する
ことができる。
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図はこの発明を前置きエンジン前輪駆動車に適用
した場合の一実施例を示す概略構成図である。
した場合の一実施例を示す概略構成図である。
図中、１は車体であって、その車室２の前方側に４気
筒エンジン３が配置され、車室２内には前部座席4F及び
後部座席4Rが配置され、前部座席4Fの前方の例えばダッ
シュパネル（図示せず）の下方に制御音源としてのラウ
ドスピーカ５が配置されていると共に、運転席となる前
部座席4Fのヘッドレスト６に残留騒音検出手段としての
マイクロフォン７が配置されている。
筒エンジン３が配置され、車室２内には前部座席4F及び
後部座席4Rが配置され、前部座席4Fの前方の例えばダッ
シュパネル（図示せず）の下方に制御音源としてのラウ
ドスピーカ５が配置されていると共に、運転席となる前
部座席4Fのヘッドレスト６に残留騒音検出手段としての
マイクロフォン７が配置されている。
エンジン３には、そのエンジン騒音と相関のある検出
信号を出力する騒音相関信号検出手段としてのクランク
角センサ８が取付けられ、このクランク角センサ８から
クランク角の180度毎に１つのパルスでなる騒音相関信
号ｘが出力される。
信号を出力する騒音相関信号検出手段としてのクランク
角センサ８が取付けられ、このクランク角センサ８から
クランク角の180度毎に１つのパルスでなる騒音相関信
号ｘが出力される。
そして、マイクロフォン７から出力される残留騒音検
出信号ｅ及びクランク角センサ８から出力される騒音相
関信号ｘがプロセッサユニット10に入力され、このプロ
セッサユニット10で残留騒音検出信号ｅが零となるよう
に駆動信号ｙを形成し、この駆動信号ｙがラウドスピー
カ５に供給されて騒音に対する制御音が発生される。
出信号ｅ及びクランク角センサ８から出力される騒音相
関信号ｘがプロセッサユニット10に入力され、このプロ
セッサユニット10で残留騒音検出信号ｅが零となるよう
に駆動信号ｙを形成し、この駆動信号ｙがラウドスピー
カ５に供給されて騒音に対する制御音が発生される。
プロセッサユニット10は、第２図に示すように、クラ
ンク角センサ８からの騒音相関検出信号ｘが入力される
逓倍回路11と、この逓倍回路11の逓倍出力を波形整形す
る波形整形回路12とを有するサンプリングクロック形成
回路13と、クランク角センサ８の騒音相関検出信号ｘを
ディジタル信号に変換するA/D変換器14及びマイクロフ
ォン７からの残留騒音検出信号ｅをディジタル信号に変
換するA/D変換器15と、両A/D変換器14及び15からのディ
ジタル変換信号が入力されるプロセッサ本体16と、この
プロセッサ本体16から出力される駆動信号をアナログ信
号に変換するD/A変換器17とを備えており、D/A変換器17
から出力される駆動信号ｙがラウドスピーカ５に供給さ
れる。そして、サンプリングクロック形成回路13から出
力されるサンプリングクロック信号SCがA/D変換器14,1
5、プロセッサ本体16及びD/A変換器17に入力されてい
る。
ンク角センサ８からの騒音相関検出信号ｘが入力される
逓倍回路11と、この逓倍回路11の逓倍出力を波形整形す
る波形整形回路12とを有するサンプリングクロック形成
回路13と、クランク角センサ８の騒音相関検出信号ｘを
ディジタル信号に変換するA/D変換器14及びマイクロフ
ォン７からの残留騒音検出信号ｅをディジタル信号に変
換するA/D変換器15と、両A/D変換器14及び15からのディ
ジタル変換信号が入力されるプロセッサ本体16と、この
プロセッサ本体16から出力される駆動信号をアナログ信
号に変換するD/A変換器17とを備えており、D/A変換器17
から出力される駆動信号ｙがラウドスピーカ５に供給さ
れる。そして、サンプリングクロック形成回路13から出
力されるサンプリングクロック信号SCがA/D変換器14,1
5、プロセッサ本体16及びD/A変換器17に入力されてい
る。
ここで、サンプリングクロック形成回路13は、その逓
倍回路11でクランク角センサ８から入力される騒音相関
検出信号ｘの高調波成分例えば４次成分（エンジン回転
速度の８次成分に対応する）のみを抽出し、これを増幅
して波形整形回路12に出力する。
倍回路11でクランク角センサ８から入力される騒音相関
検出信号ｘの高調波成分例えば４次成分（エンジン回転
速度の８次成分に対応する）のみを抽出し、これを増幅
して波形整形回路12に出力する。
また、プロセッサ本体16は、第３図の機能ブロック図
に示すように、A/D変換器14から入力される基準信号ｘ
を高速フーリエ変換（FFT）する高速フーリエ変換部27
と、A/D変換器15から入力される残留騒音検出信号ｅを
同様に高速フーリエ変換する高速フーリエ変換部28と、
高速フーリエ変換部27から出力される周波数領域変換出
力Ｘが入力されて適応フィルタ処理を行う適応フィルタ
部19と、両フーリエ変換部27及び28の周波数領域変換出
力Ｘ及びＥが入力されて適応フィルタ部19のフィルタ係
数を更新する演算部20と、適応フィルタ部19から出力さ
れる駆動信号Ｙを逆高速フーリエ変換（IFFT）する逆高
速フーリエ変換部21とを備えている。
に示すように、A/D変換器14から入力される基準信号ｘ
を高速フーリエ変換（FFT）する高速フーリエ変換部27
と、A/D変換器15から入力される残留騒音検出信号ｅを
同様に高速フーリエ変換する高速フーリエ変換部28と、
高速フーリエ変換部27から出力される周波数領域変換出
力Ｘが入力されて適応フィルタ処理を行う適応フィルタ
部19と、両フーリエ変換部27及び28の周波数領域変換出
力Ｘ及びＥが入力されて適応フィルタ部19のフィルタ係
数を更新する演算部20と、適応フィルタ部19から出力さ
れる駆動信号Ｙを逆高速フーリエ変換（IFFT）する逆高
速フーリエ変換部21とを備えている。
演算部20は、第４図に詳細を示すように、高速フーリ
エ変換部27から出力されるｍポイント（例えば1024ポイ
ント）の次数成分Xn1〜Xn1024が入力されると共に、高
速フーリエ変換部28から出力される次数成分Ｅが入力さ
れ、これらに基づいて周波数領域のLMSアルゴリズムに
従って適応フィルタ部19のフィルタ係数Wnjを更新す
る。ここで、周波数領域のLMSアルゴリズムとしては、I
EEE,1978年12月号vol.66の1658頁〜1659頁にM.Dentino,
J.McCool,and B.Widrow氏等による「周波数領域の適応
フィルタリング」と題する論文中に記載されているLMS
アルゴリズムを適用することができる。
エ変換部27から出力されるｍポイント（例えば1024ポイ
ント）の次数成分Xn1〜Xn1024が入力されると共に、高
速フーリエ変換部28から出力される次数成分Ｅが入力さ
れ、これらに基づいて周波数領域のLMSアルゴリズムに
従って適応フィルタ部19のフィルタ係数Wnjを更新す
る。ここで、周波数領域のLMSアルゴリズムとしては、I
EEE,1978年12月号vol.66の1658頁〜1659頁にM.Dentino,
J.McCool,and B.Widrow氏等による「周波数領域の適応
フィルタリング」と題する論文中に記載されているLMS
アルゴリズムを適用することができる。
次に、上記実施例の動作を説明する。エンジン３を始
動すると、クランク角センサ８からエンジン３の回転速
度の倍に相当する騒音相関信号としてのクランク角検出
信号ｘが出力され、これがプロセッサユニット10に入力
されると共に、マイクロフォン７で検出される残留騒音
検出信号ｅもプロセッサユニット10に入力される。この
ため、プロセッサユニット10では、サンプリングクロッ
ク発生回路13から出力されクランク角検出信号を４逓倍
したサンプリングクロック信号SCによって、入力される
クランク角検出信号ｘ及び残留騒音信号ｅをA/D変換器1
4,15によってディジタル化し、次いで、プロセッサ本体
16の高速フーリエ変換器27,28で周波数領域に変換した
クランク角検出信号ｘ及び残留騒音検出信号ｅに対応す
る変換信号Ｘ及びＥを演算部19に入力して適応フィルタ
部19のフィルタ係数Wnjを更新し、この更新されたフィ
ルタ係数Wnjに基づいて適応フィルタ部19でフィルタ処
理を行い、その処理結果を逆フーリエ変換部21で時間領
域の信号に変換し、これをD/A変換器17でアナログ信号
に変換してラウドスピーカ５に出力する。これによって
ラウドスピーカ５から制御音が出力され、これがエンジ
ン回転に起因するこもり音等の騒音と干渉して騒音が低
減される。
動すると、クランク角センサ８からエンジン３の回転速
度の倍に相当する騒音相関信号としてのクランク角検出
信号ｘが出力され、これがプロセッサユニット10に入力
されると共に、マイクロフォン７で検出される残留騒音
検出信号ｅもプロセッサユニット10に入力される。この
ため、プロセッサユニット10では、サンプリングクロッ
ク発生回路13から出力されクランク角検出信号を４逓倍
したサンプリングクロック信号SCによって、入力される
クランク角検出信号ｘ及び残留騒音信号ｅをA/D変換器1
4,15によってディジタル化し、次いで、プロセッサ本体
16の高速フーリエ変換器27,28で周波数領域に変換した
クランク角検出信号ｘ及び残留騒音検出信号ｅに対応す
る変換信号Ｘ及びＥを演算部19に入力して適応フィルタ
部19のフィルタ係数Wnjを更新し、この更新されたフィ
ルタ係数Wnjに基づいて適応フィルタ部19でフィルタ処
理を行い、その処理結果を逆フーリエ変換部21で時間領
域の信号に変換し、これをD/A変換器17でアナログ信号
に変換してラウドスピーカ５に出力する。これによって
ラウドスピーカ５から制御音が出力され、これがエンジ
ン回転に起因するこもり音等の騒音と干渉して騒音が低
減される。
このとき、演算部20で更新すべきフィルタ係数Wnjに
おけるnjは、低減すべきエンジン騒音をエンジン回転次
数成分に分解したときに、制御したい次数成分の下から
ｊ番目の成分にWnjが相当することを表している。した
がって、例えば上記実施例のようにクランク角検出信号
ｘの４次成分をクロック信号SCとして例えば1024ポイン
トの高速フーリエ計算を行ったとすると、４気筒エンジ
ン車で問題となる騒音がエンジン回転２次成分即ちクラ
ンク角検出信号ｘの１次成分に相当しているものとする
と、この場合のnjは次のようにして求めることができ
る。
おけるnjは、低減すべきエンジン騒音をエンジン回転次
数成分に分解したときに、制御したい次数成分の下から
ｊ番目の成分にWnjが相当することを表している。した
がって、例えば上記実施例のようにクランク角検出信号
ｘの４次成分をクロック信号SCとして例えば1024ポイン
トの高速フーリエ計算を行ったとすると、４気筒エンジ
ン車で問題となる騒音がエンジン回転２次成分即ちクラ
ンク角検出信号ｘの１次成分に相当しているものとする
と、この場合のnjは次のようにして求めることができ
る。
この実施例では、クロック信号SCがクランク角検出信
号ｘの４次成分であるからサンプリング定理により、解
析可能な最高周波数はクランク角２次成分である。ま
た、ｎポイント高速フーリエ計算では、解析可能な最高
周波数をn/2で除した値が分解能となる。
号ｘの４次成分であるからサンプリング定理により、解
析可能な最高周波数はクランク角２次成分である。ま
た、ｎポイント高速フーリエ計算では、解析可能な最高
周波数をn/2で除した値が分解能となる。
ここで、エンジン回転速度Ｎを例えば3000rpmとする
と、クロック信号SCであるクランク角４次成分は４気筒
エンジンではエンジン８次成分となるので、その最高周
波数は3000/60×８＝400Hzとなり、分解能はｎ＝1024と
して400/512＝0.78125Hzとなる。このとき、エンジン回
転２次成分即ちクランク角検出信号ｘの１次成分は3000
/60×２＝100Hzであるから、これに相当するnjは、100/
0.78125＝128となる。クロック信号SCをエンジン回転速
度の８次成分としてｎ＝1024ポイントの高速フーリエ計
算を行う場合は、一般にエンジン回転速度のｍ次成分に
相当するnjは、エンジン回転速度をＮとすると、 ｛ｍ次成分相当周波数｝／｛分解能｝ ＝｛Ｎ×m/60｝／｛Ｎ×8/60/512｝ ＝512×m/8 ……（１） で求めることができる。この（１）式から分かるよう
に、njはエンジン回転速度Ｎに左右されることはない。
と、クロック信号SCであるクランク角４次成分は４気筒
エンジンではエンジン８次成分となるので、その最高周
波数は3000/60×８＝400Hzとなり、分解能はｎ＝1024と
して400/512＝0.78125Hzとなる。このとき、エンジン回
転２次成分即ちクランク角検出信号ｘの１次成分は3000
/60×２＝100Hzであるから、これに相当するnjは、100/
0.78125＝128となる。クロック信号SCをエンジン回転速
度の８次成分としてｎ＝1024ポイントの高速フーリエ計
算を行う場合は、一般にエンジン回転速度のｍ次成分に
相当するnjは、エンジン回転速度をＮとすると、 ｛ｍ次成分相当周波数｝／｛分解能｝ ＝｛Ｎ×m/60｝／｛Ｎ×8/60/512｝ ＝512×m/8 ……（１） で求めることができる。この（１）式から分かるよう
に、njはエンジン回転速度Ｎに左右されることはない。
したがって、特定の気筒の燃焼加振力による影響で車
室２内にこもり音が発生するような場合即ち４気筒エン
ジン車ではエンジン回転0.5次成分で車室２内にごろご
ろしたランブルノイズを生じることになるが、この場合
のnjは、次数ｍ＝0.5であるから前記（１）式からnj＝5
12×0.5/8＝32となる。
室２内にこもり音が発生するような場合即ち４気筒エン
ジン車ではエンジン回転0.5次成分で車室２内にごろご
ろしたランブルノイズを生じることになるが、この場合
のnjは、次数ｍ＝0.5であるから前記（１）式からnj＝5
12×0.5/8＝32となる。
この他、車室２内騒音で問題となる次数成分がエンジ
ン回転次数で0.5次、２次、３次及び４次である場合で
あれば、これらに対応してn1＝32、n2＝128、n3＝192及
びn4＝256となる。
ン回転次数で0.5次、２次、３次及び４次である場合で
あれば、これらに対応してn1＝32、n2＝128、n3＝192及
びn4＝256となる。
よって、車室２内に生じる騒音で問題となる次数成分
は予め実験によって分かっているので、これら次数成分
を減衰させるためには、高速フーリエ変換部27、適応フ
ィルタ19、演算部20及び逆高速フーリエ変換部21で、X
32、X128,X192及びX256の周波数成分についてのみ高速
フーリエ計算、フィルタ係数更新計算、フィルタ処理計
算及び逆高速フーリエ計算を行えばよく、残りの1020ポ
イントについては各種演算を省略することができること
になり、せいぜい数個の限られた周波数（次数成分）に
ついてのみの演算でエンジンの回転に起因するこもり音
を良好に低減することができることになる。
は予め実験によって分かっているので、これら次数成分
を減衰させるためには、高速フーリエ変換部27、適応フ
ィルタ19、演算部20及び逆高速フーリエ変換部21で、X
32、X128,X192及びX256の周波数成分についてのみ高速
フーリエ計算、フィルタ係数更新計算、フィルタ処理計
算及び逆高速フーリエ計算を行えばよく、残りの1020ポ
イントについては各種演算を省略することができること
になり、せいぜい数個の限られた周波数（次数成分）に
ついてのみの演算でエンジンの回転に起因するこもり音
を良好に低減することができることになる。
このことは、前述した論文に開示されているように、
フィルタ次数が数十個のオーダーなら時間領域LMSアル
ゴリズムと周波数領域LMSアルゴリズムとの計算回数が
殆ど変わらないことと考え合わせると、このシステムを
用いれば、そのどちらと比べても大幅な計算回数の低減
を達成できることを意味する。
フィルタ次数が数十個のオーダーなら時間領域LMSアル
ゴリズムと周波数領域LMSアルゴリズムとの計算回数が
殆ど変わらないことと考え合わせると、このシステムを
用いれば、そのどちらと比べても大幅な計算回数の低減
を達成できることを意味する。
また、マイクロフォン７からの残留騒音検出信号ｅの
制御対象となる次数成分同士の大きさの比を判断基準と
して、ある次数の制御をそれ以上行わないといった制御
を付け加えることにより、特定の次数成分について低減
量を変化させる次数成分制御が可能となり、騒音の音質
を改善することができる。
制御対象となる次数成分同士の大きさの比を判断基準と
して、ある次数の制御をそれ以上行わないといった制御
を付け加えることにより、特定の次数成分について低減
量を変化させる次数成分制御が可能となり、騒音の音質
を改善することができる。
なお、上記実施例においては、エンジン３の回転速度
を検出するセンサとしてクランク角センサ８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、エンジン３の点火パルス信号やクランク軸の回転速
度を回転速度センサで検出した回転速度信号などを適用
することができる。
を検出するセンサとしてクランク角センサ８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、エンジン３の点火パルス信号やクランク軸の回転速
度を回転速度センサで検出した回転速度信号などを適用
することができる。
また、上記実施例においては、逓倍回路11でクランク
角検出信号ｘを４逓倍した場合について説明したが、こ
れに限らず任意の１逓倍以上の任意の逓倍数を選択し得
る。
角検出信号ｘを４逓倍した場合について説明したが、こ
れに限らず任意の１逓倍以上の任意の逓倍数を選択し得
る。
さらに、上記実施例においては、車室２内に１組のラ
ウドスピーカ５及びマイクロフォン７を配置した場合に
ついて説明したが、これに限定されるものではなく、複
数Ｎ個のラウドスピーカと複数Ｍ個のマイクロフォンを
配置し、プロセッサユニット10で多チャンネルの周波数
領域LMSアルゴリズムを使用して適応フィルタ処理を行
うことができる。
ウドスピーカ５及びマイクロフォン７を配置した場合に
ついて説明したが、これに限定されるものではなく、複
数Ｎ個のラウドスピーカと複数Ｍ個のマイクロフォンを
配置し、プロセッサユニット10で多チャンネルの周波数
領域LMSアルゴリズムを使用して適応フィルタ処理を行
うことができる。
またさらに、上記実施例においては、４気筒エンジン
を搭載した車両について説明したが、これに限定される
ものではなく、６気筒、８気筒等の任意気筒数のエンジ
ンを搭載した車両にもこの発明を適用し得るものであ
る。
を搭載した車両について説明したが、これに限定される
ものではなく、６気筒、８気筒等の任意気筒数のエンジ
ンを搭載した車両にもこの発明を適用し得るものであ
る。
以上説明したように、請求項（１）に係る能動型騒音
制御装置によれば、内燃機関の騒音相関検出信号又はそ
の逓倍信号をサンプリングクロックとして形成し、この
サンプリングクロックを使用してA/D変換、D/A変換、フ
ィルタ処理等の演算を行うようにしているので、周波数
領域でのディジタル信号処理を行うことができ、この場
合の各種演算が乗員に不快感を与える所定の次数成分の
みについて演算するだけでよくなり、従来の時間領域LM
Sアルゴリズム及び周波数領域LMSを使用する場合に比較
して大幅に計算回数を低減することができ、内燃機関の
周波数変動に対する追従性を向上させて良好な騒音低減
効果を発揮することができる効果が得られる。
制御装置によれば、内燃機関の騒音相関検出信号又はそ
の逓倍信号をサンプリングクロックとして形成し、この
サンプリングクロックを使用してA/D変換、D/A変換、フ
ィルタ処理等の演算を行うようにしているので、周波数
領域でのディジタル信号処理を行うことができ、この場
合の各種演算が乗員に不快感を与える所定の次数成分の
みについて演算するだけでよくなり、従来の時間領域LM
Sアルゴリズム及び周波数領域LMSを使用する場合に比較
して大幅に計算回数を低減することができ、内燃機関の
周波数変動に対する追従性を向上させて良好な騒音低減
効果を発揮することができる効果が得られる。
また、請求項（２）に係る能動型騒音制御装置によれ
ば、プロセッサ本体での処理を高速フーリエ変換手段と
逆高速フーリエ変換手段とを含む周波数領域の適応フィ
ルタ処理を行う制御アルゴリズムを使用して、乗員に不
快感を与える所定次数分の演算のみを行うようにしてい
るので、少ない演算処理で内燃機関の回転速度の周波数
変動に追従した正確な騒音低減処理を行うことができる
という効果が得られる。
ば、プロセッサ本体での処理を高速フーリエ変換手段と
逆高速フーリエ変換手段とを含む周波数領域の適応フィ
ルタ処理を行う制御アルゴリズムを使用して、乗員に不
快感を与える所定次数分の演算のみを行うようにしてい
るので、少ない演算処理で内燃機関の回転速度の周波数
変動に追従した正確な騒音低減処理を行うことができる
という効果が得られる。
第１図はこの発明の一実施例を示す概略構成図、第２図
はプロセッサユニットのブロック図、第３図はプロセッ
サ本体の概略機能構成図、第４図はプロセッサ本体の詳
細を示す機能構成図である。 図中、１は車体、２は車室、３はエンジン、５はラウド
スピーカ（制御音源）、７はマイクロフォン（残留騒音
検出手段）、10はプロセッサユニット（制御手段）、2
7,28は高速フーリエ変換部、19は適応フィルタ部、20は
演算部、21は逆高速フーリエ変換部である。
はプロセッサユニットのブロック図、第３図はプロセッ
サ本体の概略機能構成図、第４図はプロセッサ本体の詳
細を示す機能構成図である。 図中、１は車体、２は車室、３はエンジン、５はラウド
スピーカ（制御音源）、７はマイクロフォン（残留騒音
検出手段）、10はプロセッサユニット（制御手段）、2
7,28は高速フーリエ変換部、19は適応フィルタ部、20は
演算部、21は逆高速フーリエ変換部である。
Claims (2)
- 【請求項１】車室内で内燃機関から伝達される騒音に制
御音源から発生させた制御音を干渉させて両者の残留騒
音エネルギを残留騒音検出手段で検出すると共に、前記
内燃機関の騒音に相関のある信号を騒音相関信号検出手
段で検出し、検出された残留騒音信号及び騒音相関検出
信号に基づいて前記制御音源に対する駆動信号を形成す
る制御手段を備えた能動型騒音制御装置において、前記
制御手段は、前記残留騒音検出信号及び騒音相関検出信
号を個別にA/D変換するA/D変換器と、該A/D変換器の出
力を読込み、周波数領域の適応フィルタ演算処理を行う
プロセッサ本体と、該プロセッサ本体から出力される処
理出力をD/A変換するD/A変換器と、騒音相関検出信号又
はその逓倍処理したサンプリングクロック信号を形成す
るサンプリングクロック形成手段を備え、該サンプリン
グクロック形成手段のサンプリングクロック信号を前記
A/D変換器、プロセッサ本体及びD/A変換器に供給して駆
動信号を演算処理することを特徴とする能動型騒音制御
装置。 - 【請求項２】前記プロセッサ本体は、高速フーリエ変換
手段と、逆高速フーリエ変換手段とを含む周波数領域の
適応フィルタ処理を行う制御アルゴリズムを使用して、
乗員に不快感を与える所定次数分の演算のみを行って駆
動信号を形成するように構成されている請求項（１）記
載の能動型騒音制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1341910A JP2827374B2 (ja) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | 能動型騒音制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1341910A JP2827374B2 (ja) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | 能動型騒音制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03204354A JPH03204354A (ja) | 1991-09-05 |
| JP2827374B2 true JP2827374B2 (ja) | 1998-11-25 |
Family
ID=18349698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1341910A Expired - Fee Related JP2827374B2 (ja) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | 能動型騒音制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2827374B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010012813A (ja) * | 2008-07-01 | 2010-01-21 | Honda Motor Co Ltd | 能動型振動騒音制御装置 |
| US8150055B2 (en) | 2006-03-31 | 2012-04-03 | Honda Motor Co., Ltd. | Active noise control system and active vibration control system |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2543093Y2 (ja) * | 1991-11-29 | 1997-08-06 | 富士通テン株式会社 | 騒音制御装置 |
| JPH0627970A (ja) * | 1992-04-03 | 1994-02-04 | Fuji Heavy Ind Ltd | 車室内こもり音制御装置 |
| JP3506449B2 (ja) * | 1992-12-04 | 2004-03-15 | 富士通テン株式会社 | 騒音制御装置 |
| JP2010134344A (ja) * | 2008-12-08 | 2010-06-17 | Alpine Electronics Inc | 適応信号処理システム及びその伝達特性設定方法 |
| JP6074693B2 (ja) * | 2013-02-08 | 2017-02-08 | 公立大学法人広島市立大学 | アクティブノイズ制御装置およびその制御方法 |
| KR101765627B1 (ko) | 2015-12-10 | 2017-08-07 | 현대자동차 주식회사 | 하이브리드 차량의 능동 진동 제어 방법 및 장치 |
| KR101755501B1 (ko) | 2015-12-10 | 2017-07-07 | 현대자동차 주식회사 | 하이브리드 차량의 능동 진동 제어 방법 및 장치 |
| CN107642426B (zh) * | 2017-08-31 | 2024-03-15 | 清华大学苏州汽车研究院（相城） | 一种汽车发动机噪声主动控制方法及系统 |
| WO2023119616A1 (ja) * | 2021-12-24 | 2023-06-29 | 日本電信電話株式会社 | キャンセル装置、方法及びプログラム |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6199900U (ja) * | 1984-12-05 | 1986-06-26 | ||
| JPH01248797A (ja) * | 1988-03-30 | 1989-10-04 | Toshiba Corp | 消音装置 |
-
1989
- 1989-12-29 JP JP1341910A patent/JP2827374B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8150055B2 (en) | 2006-03-31 | 2012-04-03 | Honda Motor Co., Ltd. | Active noise control system and active vibration control system |
| JP2010012813A (ja) * | 2008-07-01 | 2010-01-21 | Honda Motor Co Ltd | 能動型振動騒音制御装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03204354A (ja) | 1991-09-05 |
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