JP3144568B2 - 車両用騒音制御装置 - Google Patents

車両用騒音制御装置

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JP3144568B2
JP3144568B2 JP24617391A JP24617391A JP3144568B2 JP 3144568 B2 JP3144568 B2 JP 3144568B2 JP 24617391 A JP24617391 A JP 24617391A JP 24617391 A JP24617391 A JP 24617391A JP 3144568 B2 JP3144568 B2 JP 3144568B2
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博志 内田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本願発明は、車室内の騒音を低減
させるための車両用騒音制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車の車室内の騒音を低減する方法の
一つとしては、騒音源の振動に関連するリファレンス信
号を適当なフィルタで濾波し、これと逆位相の音波をス
ピーカから発生させることにより消音するアクティブ騒
音制御方法が従来から良く知られている。
【0003】ところで、従来から良く知られているアク
ティブ騒音制御方法の一つとして、LMSアルゴリズム
を用いたものがある(特許出願公表平1ー501344
号参照)。
【0004】このLMSアルゴリズムとは、検出マイク
位置とスピーカ位置との間の伝達関数を予め把握してお
き、入力音波と逆位相の騒音制御音波を演算・出力する
ものであり、コントローラに内蔵されるフィルタ係数ベ
クトルF1,F2・・Fmを、次式を用いて逐次更新するこ
とにより、最適な消音性能を得ようとするものである。
【0005】
【数1】
【0006】ここで、 Fm:第mスピーカ出力を決定するためのフィルタ係数ベ
クトル Hmn:第mスピーカと第nマイクとの間の伝達特性を与え
るフィルタ係数ベクトル x:リファレンス信号(騒音と同一の周波数成分を含む信
号) en:第nマイクからの入力信号 μ:(1)式の周速速度を決定するための係数 M:スピーカの個数 N:マイクの個数 I:フィルタ係数ベクトルFmのタップ長 J:フィルタ係数ベクトルHmnのタップ長 k:第k時点での値 さらに、第mスピーカのスピーカ出力信号ym(k)は次式で
求められる。
【0007】
【数2】
【0008】上記式(1),(2)を通じて求められるスピ
ーカ出力信号を各スピーカから発生させれば、各マイク
位置において、騒音とスピーカから発生させられた音と
が打ち消し合って消音効果が得られるのである。
【0009】上記したLMSアルゴリズムによる騒音制
御は、図5に示すブロック図によっても説明される。
【0010】ここでは、スピーカ1個、マイク1個の場
合を例にとって説明している。
【0011】スピーカ6からは、リファレンス信号xを
フィルタF(適応アルゴリズムにより指定される)で加工
して得られたスピーカ出力信号yに基づく制御信号zが出
力され、マイク1では、制御出力zと合成騒音dが観測さ
れ、誤差信号eとして適応アルゴリズムAに入力され
る。また、リファレンス信号xは、スピーカ/マイク間
伝達特性を与えるフィルタHで加工されて信号rとして
適応アルゴリズムAに入力される。従って、スピーカ6
から出力される制御信号zと合成騒音dとが打ち消し合っ
て消音効果が得られるのである。
【0012】上記2式からも明らかなように、騒音制御
においては、マイクの個数が増えるに従って演算量も増
加するので、演算速度を考慮すれば設置可能なマイクの
個数には限界がある。
【0013】一方、消音効果を得ようとする領域におい
て、より良好な消音効果を得ようとすると、その領域に
なるべく多くのマイクを設置する方が望ましく、また、
消音効果を得ようとする領域をなるべく広げようとする
と、マイクを広い範囲に分布させて設置するのが望まし
いという事実がある。
【0014】ところで、車室内での乗員の着座状態に
は、全ての座席に乗員が着座している場合と、前席だけ
のように一部の座席に偏って乗員が着座している場合と
があるが、一定の個数のマイクを一定の位置に設置した
騒音制御装置では、上記いずれの場合においても良好な
消音効果を得ることが難しいという不具合がある。
【0015】例えば、前席側のみにマイクを設置する
と、マイクの個数は少なくてすむが、後席での消音効果
が得られず、全ての座席にマイクを分布させて設置する
と、マイク個数が増えることとなり、前席のみに乗員が
着座している時に、後席に設置されたマイクが無駄とな
る。
【0016】つまり、騒音制御においてはマイクの設置
個数を増やすことが良好な消音効果を得るのに不可決で
あるのに対して、マイク設置個数の増大により演算量が
増大するという不具合が生ずるのである。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】本願発明は、上記の不
具合を解消することを課題としてなされたもので、車室
内におけるマイク設置個数を適切ならしめつつ、信号生
成のための情報量を可及的に抑え、しかも騒音制御領域
の切換を可能ならしめることを目的とするものである。
【0018】
【課題を解決するための手段】本願発明では、上記課題
を解決するための手段として、車室内の音を集音すべく
少なくとも前席側に2個、後席側に1個設けられたマイ
クと、騒音源の振動に関連するリファレンス信号を検出
するリファレンス信号検出手段と、該リファレンス信号
に基づいて前記マイクで集音される音を低減せしめるべ
き信号を出力するスピーカとを備えた車両用騒音制御装
置において、前席側のみを対象とした騒音制御を行う前
席モード選択手段と、全席を対象とした騒音制御を行う
全席モード選択手段と、前記スピーカの出力信号を生成
する信号生成手段と、前記前席モード選択手段により前
席騒音制御が選択された場合において前席側のマイクか
らの各信号のみを前記信号生成手段に入力する第1信号
入力手段と、前記全席モード選択手段により全席騒音制
御が選択された場合において前席側のマイクからの信号
の平均値を演算する演算手段と、該演算手段によって演
算された平均値を前記信号生成手段に入力する第2信号
入力手段と、前記全席モード選択手段により全席騒音制
御が選択された場合において後席側のマイクからの信号
を前記信号生成手段に入力する第3信号入力手段とを付
設している。
【0019】
【作用】本願発明では、上記手段によって次のような作
用が得られる。
【0020】即ち、前席モード選択手段により前席騒音
制御が選択された場合においては第1信号入力手段によ
り信号生成手段に対して前席側のマイクからの各信号の
みが入力され、全席モード選択手段により全席騒音制御
が選択された場合においては第2信号入力手段および第
3信号入力手段により信号生成手段に対して前席側のマ
イクからの信号の平均値および後席側のマイクからの信
号が入力されることとなる。
【0021】
【発明の効果】本願発明によれば、車室内の音を集音す
べく少なくとも前席側に2個、後席側に1個設けられた
マイクと、騒音源の振動に関連するリファレンス信号を
検出するリファレンス信号検出手段と、該リファレンス
信号に基づいて前記マイクで集音される音を低減せしめ
るべき信号を出力するスピーカとを備えた車両用騒音制
御装置において、前席モード選択手段により前席騒音制
御が選択された場合においては第1信号入力手段により
信号生成手段に対して前席側のマイクからの各信号のみ
が入力され、全席モード選択手段により全席騒音制御が
選択された場合においては第2信号入力手段および第3
信号入力手段により信号生成手段に対して前席側のマイ
クからの信号の平均値および後席側のマイクからの信号
が入力されるようにしたので、信号生成手段への入力信
号数を増やすことなく、しかも消音効果の低下を抑えた
状態で騒音制御領域を適宜変更することが可能となると
いう優れた効果がある。
【0022】
【実施例】以下、添付の図面を参照して、本願発明の好
適な実施例を説明する。
【0023】図2には、本願発明の実施例にかかる騒音
制御装置を備えた自動車の車室内における各機器のレイ
アウトが示されており、符号1L,1R,2L,2R,3,
4は車室内の音を集音するマイク、5は騒音源の振動に
関連するリファレンス信号を検出するリファレンス信号
検出手段、6は前記リファレンス信号に基づいて前記マ
イク1L,1R,2L,2R,3,4で集音される音を低減
せしめるべき信号を出力するスピーカ、7は電源のON
/OFFや動作モードを指定するための操作スイッチ、
8は騒音制御を行うコントローラ、9は前記コントロー
ラ8に対して日時等の情報を与える車両モニターであ
る。
【0024】前記マイク1L,1Rは、前席側である運
転席における乗員の左右の耳に対応する位置に設けら
れ、マイク2L,2Rは、前席側である助手席における
乗員の左右の耳に対応する位置に設けられ、マイク3,
4は、後席側である車室後部左右に設けられている。
【0025】前記リファレンス信号検出手段5として
は、騒音源であるエンジンの振動を検出するエンジン振
動検出用加速度センサーが用いられている。なお、加速
度センサーに代えてイグニッションパルス検出回路を用
いてもよい。
【0026】前記スピーカ6は、車室前部中央に1個、
車室後部左右に2個設けられたオーディオ用スピーカと
されている。
【0027】前記操作スイッチ7は、前席のみの騒音制
御を選択する場合の前席モードと、全席の騒音制御を選
択する場合の全席モードとを乗員の手動により選択的に
操作できることとなっている。
【0028】図3には、本実施例にかかる車両用騒音制
御装置におけるコントローラの内部構成が示されてい
る。
【0029】本実施例のコントローラ8は、デジタルシ
グナルプロセッサのようなマイクロプロセッサからなる
CPU11を備えており、該CPU11は、メモリ回路
12に格納されているプログラムに従って制御を実行す
ることとなっている。符号13はリファレンス信号検出
手段5およびマイク1L,1R,2L,2R,3,4からの
アナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換回
路、14はCPU11からのデジタル信号をアナログ信
号に変換するD/A変換回路、15は一定の周期(例え
ば、500μs〜1ms)で前記CPU11にクロック信号
を与えるクロック回路、16,17はアンプである。
【0030】前記CPU11は、図1の機能対応図に示
すように、前席側のみを対象とした騒音制御を行う前席
モード選択手段21と、全席を対象とした騒音制御を行
う全席モード選択手段22と、リファレンス信号検出手
段5により検出されたリファレンス信号に基づいてスピ
ーカ6,6,6の出力信号を生成する信号生成手段23
と、前記前席モード選択手段21により前席騒音制御が
選択された場合において前席側のマイク1L,1R,2
L,2Rからの各信号のみを前記信号生成手段23に入
力する第1信号入力手段24と、前記全席モード選択手
段22により全席騒音制御が選択された場合において前
席側のマイク1L,1Rおよび2L,2Rからの信号の各
平均値(即ち、乗員の左右の耳についての平均値)を演算
する演算手段25と、該演算手段25によって演算され
た各平均値を前記信号生成手段23に入力する第2信号
入力手段26と、前記全席モード選択手段22により全
席騒音制御が選択された場合において後席側のマイク
3,4からの信号を前記信号生成手段23に入力する第
3信号入力手段27とを備えている。
【0031】ついで、本実施例にかかる車両用騒音制御
装置の作用を図4に示すフローチャートを参照して説明
する。
【0032】制御が開始されると、ステップS1におい
て操作スイッチ4の選択操作が読み込まれ、ステップS
2において前席モード(即ち、前席騒音制御)が選択され
ているか否かの判定がなされ、ここで前席モードが選択
されていると判定された場合にはステップS3に進み、
リファレンス信号検出手段5によれ検出されたリファレ
ンス信号xおよびマイク1L,1R,2L,2Rからの各信
号e1(k),e2(k),e3(k),e4(k)がCPU11(換言すれば、
信号生成手段23)に入力される。なお、マイク1L,1
R,2L,2Rからの信号入力は第1信号入力手段24に
より行なわれる。その後、ステップS6において信号生
成手段23によりLMSアルゴリズム[即ち、前述の式
(1),(2)]を用いた信号生成がなされ、ステップS7
おいてスピーカ6,6,6から当該生成信号ym(k)に基づ
いたスピーカ出力が発生せられる。
【0033】一方、ステップS2において前席モードが
選択されていない(即ち、全席モードが選択されている)
と判定された場合にはステップS4に進み、マイク1L,
1Rからの信号e1(k),e2(k)の平均値e(k)av1およびマイ
ク2L,2Rからの信号e3(k),e4(k)の平均値e(k)av2
演算手段25により演算する。しかる後、ステップS5
において、リファレンス信号xと、前記平均値e(k)av1,e
(k)av2と、マイク3,4からの信号e5(k),e6(k)とがCP
U11(換言すれば、信号生成手段23)に入力され、ス
テップS6において前記と同様にして信号生成がなさ
れ、ステップS7においてスピーカ6,6,6から出力信
号ym(k)が発生せられる。なお、その後コントローラ8
による制御はステップS1に戻り、同様な制御が繰り返
される。
【0034】本実施例の場合、乗員が少ない時(即ち、
前席にしか搭乗していない時)には騒音低減量の大きさ
を、乗員が多い時(即ち、前後席に搭乗している時)には
騒音制御効果の及ぶ領域の広さを重視した騒音制御が行
えることとなっているのである。
【0035】また、本実施例においては、前席騒音制御
が選択された場合においても、全席騒音制御が選択され
た場合においても、CPU11(換言すれば、信号生成
手段23)に入力される信号数は、共に4本づつとなっ
ており、両騒音制御において信号生成のための情報量が
同一となる。従って、CPU11における信号生成のた
めの演算量も同一となるのである。
【0036】つまり、信号生成手段23への入力信号数
を増やすことなく、しかも消音効果の低下を抑えた状態
で騒音制御領域を適宜変更することが可能となっている
のである。
【0037】上記実施例では、前席側である運転席およ
び助手席にそれぞれ2個づつ、後席側に2個のマイクを
設置しているが、マイク設置個数はこれに限定されず、
前席側に2個以上、後席側に1個以上設置されればよ
い。
【0038】なお、上記各実施例の場合、LMSアルゴ
リズムにおいて必要なスピーカ/マイク間伝達特性が、
経年変化や季節変化により変わることに対応すべく、ス
ピーカ/マイク伝達特性を時に応じて計測し直し、コン
トローラ8のメモリ回路12に記憶させておくこととな
っているが、この計測を行うに当たっては、各スピーカ
6,6,6からテスト信号を発する必要があり、乗員にと
って極めて耳障りである。
【0039】そこで、本実施例では、車両モニター6か
らの日時情報が、予め指定された日時(例えば、乗員が
確実に車室内にいない日時)に達した時点で、上記計測
を行うようにプログラムされている。
【0040】また、乗員が押しボタン等で計測を指示し
た後、所定時間経過後に計測を行うようにプログラムし
てもよい。
【0041】上記いずれの場合にも、キースイッチが切
られていても自動的にコントローラ8に電源が投入され
るようにする必要があることは勿論である。
【0042】さらに、上記実施例では、スピーカの出力
信号を生成するに当たって、LMSアルゴリズムを用い
ているが、他の信号生成方法を採用することも可能であ
る。
【0043】本願発明は、上記実施例の構成に限定され
るものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において
適宜設計変更可能なことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明にかかる車両用騒音制御装置の機能対
応図である。
【図2】本願発明の実施例にかかる車両用騒音制御装置
の全体構成を示すレイアウト図である。
【図3】本願発明の実施例にかかる車両用騒音制御装置
におけるコントローラの内部構成を示すブロック図であ
る。
【図4】本願発明の実施例にかかる車両用騒音制御装置
の作用を説明するためのフローチャートである。
【図5】LMSアルゴリズムによる騒音制御を説明する
ためのブロック図である。
【符号の説明】
1L,1R,2L,2R,3,4はマイク、5はリファレン
ス信号検出手段、6はスピーカ、7は操作スイッチ、8
はコントローラ、11はCPU、21は前席モード選択
手段、22は全席モード選択手段、23は信号生成手
段、24は第1信号入力手段、25は演算手段、26は
第2信号入力手段、27は第3信号入力手段。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−203496(JP,A) 特開 平5−11775(JP,A) 特開 平5−61477(JP,A) 特開 平5−83799(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G10K 11/178 B60R 11/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車室内の音を集音すべく少なくとも前席
    側に2個、後席側に1個設けられたマイクと、騒音源の
    振動に関連するリファレンス信号を検出するリファレン
    ス信号検出手段と、該リファレンス信号に基づいて前記
    マイクで集音される音を低減せしめるべき信号を出力す
    るスピーカとを備えた車両用騒音制御装置であって、前
    席側のみを対象とした騒音制御を行う前席モード選択手
    段と、全席を対象とした騒音制御を行う全席モード選択
    手段と、前記スピーカの出力信号を生成する信号生成手
    段と、前記前席モード選択手段により前席騒音制御が選
    択された場合において前席側のマイクからの各信号のみ
    を前記信号生成手段に入力する第1信号入力手段と、前
    記全席モード選択手段により全席騒音制御が選択された
    場合において前席側のマイクからの信号の平均値を演算
    する演算手段と、該演算手段によって演算された平均値
    を前記信号生成手段に入力する第2信号入力手段と、前
    記全席モード選択手段により全席騒音制御が選択された
    場合において後席側のマイクからの信号を前記信号生成
    手段に入力する第3信号入力手段とが付設されているこ
    とを特徴とする車両用騒音制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7007993B2 (ja) 2018-07-06 2022-01-25 東レエンジニアリング株式会社 ダイシングチップ検査装置

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