JP3404840B2 - 能動騒音制御方法及び該方法を実施する装置 - Google Patents
能動騒音制御方法及び該方法を実施する装置Info
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- JP3404840B2 JP3404840B2 JP31756393A JP31756393A JP3404840B2 JP 3404840 B2 JP3404840 B2 JP 3404840B2 JP 31756393 A JP31756393 A JP 31756393A JP 31756393 A JP31756393 A JP 31756393A JP 3404840 B2 JP3404840 B2 JP 3404840B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は能動騒音制御方法及び該
方法を実施する装置に係り、例えば自動車室内の騒音低
減やエアコン等の機器から発生する騒音を低減する能動
騒音制御に関する。
方法を実施する装置に係り、例えば自動車室内の騒音低
減やエアコン等の機器から発生する騒音を低減する能動
騒音制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車室内の騒音やエアコン等の機器か
ら発生する騒音を低減する方法は、車体構造の変更や吸
音材あるいは遮音材による、いわゆる消極的（パッシ
ブ）な方法が一般的である。これに対して、最近は、騒
音源の音波と逆位相で同振幅の２次音波（付加音波）を
人工的に作り出し、波の干渉を利用して騒音を能動的
（アクテイブ）に低減する能動騒音制御技術が注目され
ている。
ら発生する騒音を低減する方法は、車体構造の変更や吸
音材あるいは遮音材による、いわゆる消極的（パッシ
ブ）な方法が一般的である。これに対して、最近は、騒
音源の音波と逆位相で同振幅の２次音波（付加音波）を
人工的に作り出し、波の干渉を利用して騒音を能動的
（アクテイブ）に低減する能動騒音制御技術が注目され
ている。
【０００３】この能動騒音制御の基本的なアイデアの提
案は古く、以来、多くの研究者によって研究され、最近
ではデジタル信号処理技術の発達に伴って実際の製品に
採用できるようになってきた。
案は古く、以来、多くの研究者によって研究され、最近
ではデジタル信号処理技術の発達に伴って実際の製品に
採用できるようになってきた。
【０００４】能動騒音制御による騒音制御方法として
は、ＬＭＳ（ Least Mean Square：最小自乗平均法）ア
ルゴリズム（公表特許公報 平1-501344 号参照）によ
るものがある。このＬＭＳアルゴリズムは汎用性に富む
ことから、最近の能動騒音制御に関する研究例は、ほと
んどがこのアルゴリズムを採用している。
は、ＬＭＳ（ Least Mean Square：最小自乗平均法）ア
ルゴリズム（公表特許公報 平1-501344 号参照）によ
るものがある。このＬＭＳアルゴリズムは汎用性に富む
ことから、最近の能動騒音制御に関する研究例は、ほと
んどがこのアルゴリズムを採用している。
【０００５】以下、このＬＭＳアルゴリズムを使用して
構成する例で説明するので、このアルゴリズムによる従
来の能動騒音制御を説明をする。
構成する例で説明するので、このアルゴリズムによる従
来の能動騒音制御を説明をする。
【０００６】ＬＭＳアルゴリズムによる騒音制御では、
騒音低減動作に入る前に、先ず、付加音源であるスピー
カの入力信号と騒音を低減したい位置に設置した消音エ
ラーセンサであるエラーマイクロフォンの出力信号との
間の伝達関数の値を推定して保持する。この伝達関数
は、装置設計段階において計算値や実験値に基づいて推
定して与えられ、あるいは組立時の調整作業で与えられ
る場合もある。そして、騒音低減動作中は、騒音源の情
報に応じた基準信号を生成し、該基準信号を適応ディジ
タルフィルタを通して前記スピーカに与えて付加音波を
発生するが、該基準信号と先に推定した伝達関数の推定
値との畳み込み値を仮想入力信号として該仮想入力信号
とエラーマイクロフォンの出力信号とを用いてＬＭＳア
ルゴリズムによりエラーマイクロフォンの出力信号の自
乗値が最小になるように前記適応デジタルフィルタの係
数を逐次更新していくことにより、エラーマイクロフォ
ンの位置での騒音レベルを低減する。伝達関数推定手段
及び適応デジタルフィルタにはそれぞれ有限パルス応答
特性（ＦＩＲ）形ディジタルフィルタが用いられる。
騒音低減動作に入る前に、先ず、付加音源であるスピー
カの入力信号と騒音を低減したい位置に設置した消音エ
ラーセンサであるエラーマイクロフォンの出力信号との
間の伝達関数の値を推定して保持する。この伝達関数
は、装置設計段階において計算値や実験値に基づいて推
定して与えられ、あるいは組立時の調整作業で与えられ
る場合もある。そして、騒音低減動作中は、騒音源の情
報に応じた基準信号を生成し、該基準信号を適応ディジ
タルフィルタを通して前記スピーカに与えて付加音波を
発生するが、該基準信号と先に推定した伝達関数の推定
値との畳み込み値を仮想入力信号として該仮想入力信号
とエラーマイクロフォンの出力信号とを用いてＬＭＳア
ルゴリズムによりエラーマイクロフォンの出力信号の自
乗値が最小になるように前記適応デジタルフィルタの係
数を逐次更新していくことにより、エラーマイクロフォ
ンの位置での騒音レベルを低減する。伝達関数推定手段
及び適応デジタルフィルタにはそれぞれ有限パルス応答
特性（ＦＩＲ）形ディジタルフィルタが用いられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このような能動騒音制
御装置では、スピーカの入力信号とエラーマイクロフォ
ンの出力信号の間の伝達関数に着目してみると、伝達関
数は騒音低減動作開始前に、予め、推定値として求めて
与えられており、騒音低減動作中にはこの推定値を固定
的に用いた制御処理が行われるので、騒音低減動作中に
環境の変化が生じた場合、例えば温度変化が生じた場合
には、先に求めた伝達関数の推定値と騒音低減動作時の
実際の伝達関数の値、即ち真値との間にずれが生じる。
このずれが少ない場合は適応アルゴリズムによる適応デ
ジタルフィルタの係数の更新でこのずれを補うことがで
きるが、ずれが大きくなると適応アルゴリズムの負担が
大きくなるために係数の更新では補いきれず、騒音低減
効果が低下し、延いては発散してしまう。
御装置では、スピーカの入力信号とエラーマイクロフォ
ンの出力信号の間の伝達関数に着目してみると、伝達関
数は騒音低減動作開始前に、予め、推定値として求めて
与えられており、騒音低減動作中にはこの推定値を固定
的に用いた制御処理が行われるので、騒音低減動作中に
環境の変化が生じた場合、例えば温度変化が生じた場合
には、先に求めた伝達関数の推定値と騒音低減動作時の
実際の伝達関数の値、即ち真値との間にずれが生じる。
このずれが少ない場合は適応アルゴリズムによる適応デ
ジタルフィルタの係数の更新でこのずれを補うことがで
きるが、ずれが大きくなると適応アルゴリズムの負担が
大きくなるために係数の更新では補いきれず、騒音低減
効果が低下し、延いては発散してしまう。
【０００８】また、騒音源の情報に対応する基準信号と
スピーカの入力信号とエラーマイクロフォン出力信号の
間の伝達関数の推定値との畳み込み演算の際に、伝達関
数の推定値のタップ数をすべて用いた演算を実行すると
エラーマイクロフォンやスピーカの数が増加した場合に
はその演算量が大幅に増え、適応性が悪化して騒音低減
効果が低下する。
スピーカの入力信号とエラーマイクロフォン出力信号の
間の伝達関数の推定値との畳み込み演算の際に、伝達関
数の推定値のタップ数をすべて用いた演算を実行すると
エラーマイクロフォンやスピーカの数が増加した場合に
はその演算量が大幅に増え、適応性が悪化して騒音低減
効果が低下する。
【０００９】本発明は、このような点に着目して改善し
た環境への適応性の高い制御方法及び装置を提案するも
のであり、具体的な１つの目的は、騒音低減動作中に起
る環境の変化による騒音低減効果の低下や発散を防止で
きる制御方法及び装置を提供することにある。
た環境への適応性の高い制御方法及び装置を提案するも
のであり、具体的な１つの目的は、騒音低減動作中に起
る環境の変化による騒音低減効果の低下や発散を防止で
きる制御方法及び装置を提供することにある。
【００１０】また、他の目的は、必要な騒音低減効果を
維持しつつ信号処理のための演算量を低減することが可
能な制御方法及び装置を提供することにある。
維持しつつ信号処理のための演算量を低減することが可
能な制御方法及び装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、騒音源から発
生する音波と干渉して騒音を低減する付加音波の発生を
制御するための演算処理に用いる伝達関数の推定値を騒
音低減動作中に変化させ、環境の変化によって騒音低減
効果が低下するのを防止することを特徴とする。
生する音波と干渉して騒音を低減する付加音波の発生を
制御するための演算処理に用いる伝達関数の推定値を騒
音低減動作中に変化させ、環境の変化によって騒音低減
効果が低下するのを防止することを特徴とする。
【００１２】具体的には、伝達関数の推定値と真値との
間にずれが生じた場合には伝達関数の推定値を変化させ
る。この変化は、推定値の修正あるいは予め用意した複
数の値を所定の基準に従って選択的に使用することで実
現できる。
間にずれが生じた場合には伝達関数の推定値を変化させ
る。この変化は、推定値の修正あるいは予め用意した複
数の値を所定の基準に従って選択的に使用することで実
現できる。
【００１３】また、伝達関数の推定値の振幅に対してし
きい値を設け、このしきい値を越えるタップ数のみを有
効とする演算処理を行って付加音波の発生を制御する。
そして、騒音低減効果が低下したときにはしきい値を小
さくして制御に使用する有効なタップ数を増加させる。
きい値を設け、このしきい値を越えるタップ数のみを有
効とする演算処理を行って付加音波の発生を制御する。
そして、騒音低減効果が低下したときにはしきい値を小
さくして制御に使用する有効なタップ数を増加させる。
【００１４】
【作用】予め推定して設定した伝達関数の推定値はその
後の環境の変化に応じて修正され、あるいは使い分けら
れるので、環境の変化によって騒音低減効果が低下する
のを防止できる。
後の環境の変化に応じて修正され、あるいは使い分けら
れるので、環境の変化によって騒音低減効果が低下する
のを防止できる。
【００１５】
第１の実施例
図１は、本発明になる能動騒音制御装置の全体構成を示
すブロック図である。同図に示した能動騒音制御装置
は、騒音源１の振動情報を得る振動ピックアップや電流
センサ等の騒音源情報センサ２と、騒音を低減するため
に前記騒音源１から伝播する音波と同振幅で逆位相の音
波（付加音波）を発生する付加音源であるスピーカ３
と、騒音を低減したい位置に設置されて前記騒音源１か
らの音波及びスピーカ３からの付加音波を検出する消音
エラーセンサであるエラーマイクロフォン４と、該エラ
ーマイクロフォン４の位置での騒音を低減するするため
の前記スピーカ３からの付加音波の発生を適応制御によ
り制御するコントローラ５を備える。
すブロック図である。同図に示した能動騒音制御装置
は、騒音源１の振動情報を得る振動ピックアップや電流
センサ等の騒音源情報センサ２と、騒音を低減するため
に前記騒音源１から伝播する音波と同振幅で逆位相の音
波（付加音波）を発生する付加音源であるスピーカ３
と、騒音を低減したい位置に設置されて前記騒音源１か
らの音波及びスピーカ３からの付加音波を検出する消音
エラーセンサであるエラーマイクロフォン４と、該エラ
ーマイクロフォン４の位置での騒音を低減するするため
の前記スピーカ３からの付加音波の発生を適応制御によ
り制御するコントローラ５を備える。
【００１６】このコントローラ５は、前記騒音源情報セ
ンサ２で得た騒音の情報である基準信号を適応ディジタ
ルフィルタで処理して前記スピーカ３に与えるものであ
り、予め推定した前記スピーカ３の入力信号とエラーマ
イクロフォン４の出力信号の間の伝達関数の推定値C＾
と前記基準信号とを畳み込み演算して生成した仮想入力
とエラーマイクロフォン４の検出信号とを用いて適応ア
ルゴリズムにより前記検出信号の値（マイクロフォンに
作用する音圧）の自乗値が最小となるように、前記適応
デジタルフィルタの係数を更新する制御を行うことによ
り騒音を低減するように機能する。
ンサ２で得た騒音の情報である基準信号を適応ディジタ
ルフィルタで処理して前記スピーカ３に与えるものであ
り、予め推定した前記スピーカ３の入力信号とエラーマ
イクロフォン４の出力信号の間の伝達関数の推定値C＾
と前記基準信号とを畳み込み演算して生成した仮想入力
とエラーマイクロフォン４の検出信号とを用いて適応ア
ルゴリズムにより前記検出信号の値（マイクロフォンに
作用する音圧）の自乗値が最小となるように、前記適応
デジタルフィルタの係数を更新する制御を行うことによ
り騒音を低減するように機能する。
【００１７】コントローラ５は、この適応制御に必要な
スピーカ３の入力信号とエラーマイクロフォン４の出力
信号の間の伝達関数の推定値Ｃ＾を得るために、抜粋し
て図２に示すように、ある雑音信号発生源５１から入力
した騒音とは無関係の信号Ｓ１をＡ／Ｄ変換器５２ａで
Ｍ系列信号等のディジタル形態の基準信号Ｓ２とし、該
基準信号Ｓ２をＤ／Ａ変換器５３とパワーアンプ５４を
介して前記スピーカ３に与えて付加音波を発生させる機
能手段と、エラーマイクロフォン４で受信した音波の音
圧に比例した検出信号Ｓ３をディジタル形態の検出信号
Ｓ４に変換するＡ／Ｄ変換器５５と、前記基準信号Ｓ２
を畳み込み演算して演算結果を演算信号Ｓ５として出力
する適応ディジタルフィルタ５９と、前記検出信号Ｓ４
と演算信号Ｓ５を減算処理して偏差信号Ｓ６を得る減算
器５７と、前記偏差信号Ｓ６の自乗値が最小値となるよ
うに前記適応ディジタルフィルタ５９の係数を更新する
ような制御処理を行い、その収束値を伝達関数の推定値
Ｃ＾として設定する適応アルゴリズムをもつフィルタ係
数制御手段５８等の機能手段を備える。
スピーカ３の入力信号とエラーマイクロフォン４の出力
信号の間の伝達関数の推定値Ｃ＾を得るために、抜粋し
て図２に示すように、ある雑音信号発生源５１から入力
した騒音とは無関係の信号Ｓ１をＡ／Ｄ変換器５２ａで
Ｍ系列信号等のディジタル形態の基準信号Ｓ２とし、該
基準信号Ｓ２をＤ／Ａ変換器５３とパワーアンプ５４を
介して前記スピーカ３に与えて付加音波を発生させる機
能手段と、エラーマイクロフォン４で受信した音波の音
圧に比例した検出信号Ｓ３をディジタル形態の検出信号
Ｓ４に変換するＡ／Ｄ変換器５５と、前記基準信号Ｓ２
を畳み込み演算して演算結果を演算信号Ｓ５として出力
する適応ディジタルフィルタ５９と、前記検出信号Ｓ４
と演算信号Ｓ５を減算処理して偏差信号Ｓ６を得る減算
器５７と、前記偏差信号Ｓ６の自乗値が最小値となるよ
うに前記適応ディジタルフィルタ５９の係数を更新する
ような制御処理を行い、その収束値を伝達関数の推定値
Ｃ＾として設定する適応アルゴリズムをもつフィルタ係
数制御手段５８等の機能手段を備える。
【００１８】更に、騒音低減制御を行うために、抜粋し
て図３に示すように、騒音源１の騒音の情報として前記
騒音源情報センサ２から出力された検出信号Ｓ７を前記
Ａ／Ｄ変換器５２ｂで変換して基準信号Ｓ２ｂとし、前
記適応デジタルフィルタ５６の係数を用いて該基準信号
Ｓ２ｂの畳み込み演算を行い、前記騒音源１からの音波
と逆位相で同振幅の付加音波を発生するためのスピーカ
制御信号Ｓ８を生成し、該スピーカ制御信号Ｓ８を前記
Ｄ／Ａ変換器５３でアナログ化し、前記パワーアンプ５
４により増幅して前記スピーカ３に与える制御機能手段
と、前記エラーマイクロフォン４で検出した前記騒音源
１及びスピーカ３からの音波の音圧に応じた検出信号Ｓ
３を前記Ａ／Ｄ変換器５５でＡ／Ｄ変換した検出信号Ｓ
４を入力し、前記基準信号Ｓ２ｂを伝達関数推定機能手
段５９を通過させることにより伝達関数の推定値Ｃ＾と
畳み込み演算した仮想入力信号Ｓ９を生成し、この仮想
入力信号Ｓ９と前記検出信号Ｓ４を用いて適応アルゴリ
ズムにより前記検出信号Ｓ４の自乗値が最小となるよう
に、常に適応デジタルフィルタ５６の係数を更新するよ
うに前記フィルタ係数制御手段５８を機能させる制御機
能手段を備える。
て図３に示すように、騒音源１の騒音の情報として前記
騒音源情報センサ２から出力された検出信号Ｓ７を前記
Ａ／Ｄ変換器５２ｂで変換して基準信号Ｓ２ｂとし、前
記適応デジタルフィルタ５６の係数を用いて該基準信号
Ｓ２ｂの畳み込み演算を行い、前記騒音源１からの音波
と逆位相で同振幅の付加音波を発生するためのスピーカ
制御信号Ｓ８を生成し、該スピーカ制御信号Ｓ８を前記
Ｄ／Ａ変換器５３でアナログ化し、前記パワーアンプ５
４により増幅して前記スピーカ３に与える制御機能手段
と、前記エラーマイクロフォン４で検出した前記騒音源
１及びスピーカ３からの音波の音圧に応じた検出信号Ｓ
３を前記Ａ／Ｄ変換器５５でＡ／Ｄ変換した検出信号Ｓ
４を入力し、前記基準信号Ｓ２ｂを伝達関数推定機能手
段５９を通過させることにより伝達関数の推定値Ｃ＾と
畳み込み演算した仮想入力信号Ｓ９を生成し、この仮想
入力信号Ｓ９と前記検出信号Ｓ４を用いて適応アルゴリ
ズムにより前記検出信号Ｓ４の自乗値が最小となるよう
に、常に適応デジタルフィルタ５６の係数を更新するよ
うに前記フィルタ係数制御手段５８を機能させる制御機
能手段を備える。
【００１９】更にまた、前記フィルタ係数制御手段５８
は、騒音低減動作中に環境の変化によって騒音低減効果
が低下しないように、予め推定して設定した伝達関数の
推定値Ｃ＾を変化させる変更機能手段を備える。騒音低
減動作中に音波伝播空間の環境条件が変化すると伝達関
数の真値Ｃが変化するために、制御演算に使用する推定
値Ｃ＾が実態から離反する。フィルタ係数制御手段５８
は、前記したように、予め推定して得た伝達関数の推定
値Ｃ＾を使用した騒音低減制御動作中に騒音低減効果を
監視し、その低減効果が判断基準値ρよりも低下すれば
推定値Ｃ＾を更新する。
は、騒音低減動作中に環境の変化によって騒音低減効果
が低下しないように、予め推定して設定した伝達関数の
推定値Ｃ＾を変化させる変更機能手段を備える。騒音低
減動作中に音波伝播空間の環境条件が変化すると伝達関
数の真値Ｃが変化するために、制御演算に使用する推定
値Ｃ＾が実態から離反する。フィルタ係数制御手段５８
は、前記したように、予め推定して得た伝達関数の推定
値Ｃ＾を使用した騒音低減制御動作中に騒音低減効果を
監視し、その低減効果が判断基準値ρよりも低下すれば
推定値Ｃ＾を更新する。
【００２０】図４〜図９は、このような伝達関数の推定
値Ｃ＾の設定，付加音波の発生及び伝達関数推定値Ｃ＾
の変更のための制御処理フローチャートを示している。
例えば、図４の制御処理は、予め推定した推定値Ｃ＾を
使用した演算処理による適応ディジタルフィルタ５６の
係数更新によってスピーカ３から発生する付加音波を変
化させる騒音低減制御を行い、この騒音低減制御での騒
音低減効果が予め設定したしきい値ρを満足しなくなっ
たときには伝達関数の推定値Ｃ＾を現状に合わせた値に
変更するものである。伝達関数の推定値Ｃ＾の変更方法
は、予め予想して用意した複数の候補値から監視結果に
応じて選択したものを使用するようにすることで実現で
きる。
値Ｃ＾の設定，付加音波の発生及び伝達関数推定値Ｃ＾
の変更のための制御処理フローチャートを示している。
例えば、図４の制御処理は、予め推定した推定値Ｃ＾を
使用した演算処理による適応ディジタルフィルタ５６の
係数更新によってスピーカ３から発生する付加音波を変
化させる騒音低減制御を行い、この騒音低減制御での騒
音低減効果が予め設定したしきい値ρを満足しなくなっ
たときには伝達関数の推定値Ｃ＾を現状に合わせた値に
変更するものである。伝達関数の推定値Ｃ＾の変更方法
は、予め予想して用意した複数の候補値から監視結果に
応じて選択したものを使用するようにすることで実現で
きる。
【００２１】第２の実施例
この実施例は、騒音低減制御処理に使用する伝達関数の
推定値Ｃ＾のタップ数を変化させる制御方法である。
推定値Ｃ＾のタップ数を変化させる制御方法である。
【００２２】この第２の実施例も第１の実施例と同様に
構成され、前述した手法で図１０に示すような伝達関数
の推定値Ｃ＾が求められる。その後、コントローラ５
は、騒音低減制御における信号処理では、演算に使用す
る伝達関数の推定値Ｃ＾を、図１１に示すように、予め
設定したしきい値εと比較して該しきい値以上のタップ
数に制限する（しきい値よりも小さい値は０として扱
う）選択処理を行い、この選択されたタップ数の推定値
を使用した信号処理によりエラーマイクロフォン４から
の検出信号Ｓ４の自乗値が最小になるように適応ディジ
タルフィルタ５６の係数更新制御を実行する。
構成され、前述した手法で図１０に示すような伝達関数
の推定値Ｃ＾が求められる。その後、コントローラ５
は、騒音低減制御における信号処理では、演算に使用す
る伝達関数の推定値Ｃ＾を、図１１に示すように、予め
設定したしきい値εと比較して該しきい値以上のタップ
数に制限する（しきい値よりも小さい値は０として扱
う）選択処理を行い、この選択されたタップ数の推定値
を使用した信号処理によりエラーマイクロフォン４から
の検出信号Ｓ４の自乗値が最小になるように適応ディジ
タルフィルタ５６の係数更新制御を実行する。
【００２３】そして、環境の変化等によってこの係数更
新によって得られる騒音低減効果が判断基準値ρよりも
低下すると、しきい値εを小さい値に変更して制御処理
における演算に使用するタップ数を増加させる。
新によって得られる騒音低減効果が判断基準値ρよりも
低下すると、しきい値εを小さい値に変更して制御処理
における演算に使用するタップ数を増加させる。
【００２４】第３の実施例
第１及び第２の実施例においては、騒音低減動作中に使
用する伝達関数を変化させる際の判断材料及び基準とし
て騒音低減効果に関する情報を用いたが、これらの以外
の情報を判断材料及び基準とすることもできる。
用する伝達関数を変化させる際の判断材料及び基準とし
て騒音低減効果に関する情報を用いたが、これらの以外
の情報を判断材料及び基準とすることもできる。
【００２５】図１２は、能動騒音制御装置を実装した本
発明になる空調装置の全体構成を示している。この能動
騒音制御装置は、騒音源情報センサとして空調装置内に
設けられた騒音源である駆動電動機の負荷電流を検出す
る電流信号検出装置２ａ、送風通路６内に設けられて騒
音低減用の付加音波を発生するスピーカ３ａ，３ｂ及び
エラーマイクロフォン４ａ，４ｂ、コントローラ７及び
温度センサ８等を備える。
発明になる空調装置の全体構成を示している。この能動
騒音制御装置は、騒音源情報センサとして空調装置内に
設けられた騒音源である駆動電動機の負荷電流を検出す
る電流信号検出装置２ａ、送風通路６内に設けられて騒
音低減用の付加音波を発生するスピーカ３ａ，３ｂ及び
エラーマイクロフォン４ａ，４ｂ、コントローラ７及び
温度センサ８等を備える。
【００２６】この実施例のコントローラ７は、電流信号
検出装置２ａで得た騒音情報である基準信号を適応ディ
ジタルフィルタ７６ａ，７６ｂで処理して前記スピーカ
３ａ，３ｂに与えるものであり、予め推定した前記スピ
ーカ３ａ，３ｂとエラーマイクロフォン４ａ，４ｂの間
の伝達関数の推定値Ｃ＾ａ１，Ｃ＾ａ２及び推定値Ｃ＾
ｂ１，Ｃ＾ｂ２と前記基準信号とを畳み込み演算して生
成した仮想入力信号とエラーマイクロフォン４ａ，４ｂ
での検出信号とを用いて適応アルゴリズムにより前記検
出信号の値（マイクロフォンに作用する音圧）の自乗値
が最小となるように、前記適応デジタルフィルタ７６
ａ，７６ｂの係数を常に更新する制御を行うことにより
騒音を低減するように機能する。
検出装置２ａで得た騒音情報である基準信号を適応ディ
ジタルフィルタ７６ａ，７６ｂで処理して前記スピーカ
３ａ，３ｂに与えるものであり、予め推定した前記スピ
ーカ３ａ，３ｂとエラーマイクロフォン４ａ，４ｂの間
の伝達関数の推定値Ｃ＾ａ１，Ｃ＾ａ２及び推定値Ｃ＾
ｂ１，Ｃ＾ｂ２と前記基準信号とを畳み込み演算して生
成した仮想入力信号とエラーマイクロフォン４ａ，４ｂ
での検出信号とを用いて適応アルゴリズムにより前記検
出信号の値（マイクロフォンに作用する音圧）の自乗値
が最小となるように、前記適応デジタルフィルタ７６
ａ，７６ｂの係数を常に更新する制御を行うことにより
騒音を低減するように機能する。
【００２７】コントローラ７は、この適応制御に必要な
伝達関数の推定値Ｃ＾ａ１，Ｃ＾ａ２及び推定値Ｃ＾ｂ
１，Ｃ＾ｂ２を得るために、前記実施例と同様に、ある
雑音信号発生源からＭ系列信号等のディジタル形態の基
準信号Ｓ１を入力して各スピーカ３ａ，３ｂの間の伝達
関数の推定値Ｃ＾ａ１〜Ｃ＾ｂ２を求める。この推定値
Ｃ＾ａ１〜Ｃ＾ｂ２は環境温度を変えた複数通りの環境
条件で求め、この複数通りの推定値Ｃ＾ａ１〜Ｃ＾ｂ２
を記憶媒体８０に記憶させる。因に、例示した推定値Ｃ
＾ａ１，Ｃ＾ｂ１は第１の環境温度で求めた値であり、
推定値Ｃ＾ａ２，Ｃ＾ｂ２は第２の環境温度で求めた値
である。
伝達関数の推定値Ｃ＾ａ１，Ｃ＾ａ２及び推定値Ｃ＾ｂ
１，Ｃ＾ｂ２を得るために、前記実施例と同様に、ある
雑音信号発生源からＭ系列信号等のディジタル形態の基
準信号Ｓ１を入力して各スピーカ３ａ，３ｂの間の伝達
関数の推定値Ｃ＾ａ１〜Ｃ＾ｂ２を求める。この推定値
Ｃ＾ａ１〜Ｃ＾ｂ２は環境温度を変えた複数通りの環境
条件で求め、この複数通りの推定値Ｃ＾ａ１〜Ｃ＾ｂ２
を記憶媒体８０に記憶させる。因に、例示した推定値Ｃ
＾ａ１，Ｃ＾ｂ１は第１の環境温度で求めた値であり、
推定値Ｃ＾ａ２，Ｃ＾ｂ２は第２の環境温度で求めた値
である。
【００２８】そして、騒音低減制御を行うために、騒音
源の騒音情報として前記電流検出装置２ａから出力され
た検出信号Ｓ７を前記Ａ／Ｄ変換器７２で変換して基準
信号Ｓ２とし、前記適応デジタルフィルタ７６ａ，７６
ｂの係数を用いて該基準信号Ｓ２の畳み込み演算を行
い、前記騒音源からの音波と逆位相で同振幅の付加音波
を発生するためのスピーカ制御信号Ｓ８ａ，Ｓ８ｂを生
成し、該スピーカ制御信号Ｓ８ａ，Ｓ８ｂをＤ／Ａ変換
器７３ａ，７３ｂでアナログ化し、パワーアンプ７４
ａ，７４ｂにより増幅して前記スピーカ３ａ，３ｂに与
える制御機能手段と、前記エラーマイクロフォン４ａ，
４ｂで検出した騒音源及びスピーカ３ａ，３ｂからの音
波の音圧に応じた検出信号Ｓ３ａ，Ｓ３ｂをＡ／Ｄ変換
器７５ａ１，７５ａ２及びＡ／Ｄ変換器７５ｂ１，７５
ｂ２でＡ／Ｄ変換した検出信号Ｓ４ａ１，Ｓ４ａ２及び
検出信号Ｓ４ｂ１，Ｓ４ｂ２を入力し、前記基準信号Ｓ
２を伝達関数機能手段７９ａ１（７９ａ２），７９ｂ１
（７９ｂ２）を通過させることにより前記伝達関数の推
定値Ｃ＾ａ１，Ｃ＾ｂ１（Ｃ＾ａ２，Ｃ＾ｂ２）と畳み
込み演算した仮想入力信号Ｓ９ａ１（Ｓ９ａ２），Ｓ９
ｂ１（Ｓ９ｂ２）を生成し、この仮想入力信号Ｓ９ａ
１，Ｓ９ｂ１（Ｓ９ａ２，Ｓ９ｂ２）と前記検出信号Ｓ
４ａ１〜Ｓ４ｂ２を用いて適応アルゴリズムにより該検
出信号Ｓ４ａ１〜Ｓ４ｂ２の自乗値が最小となるよう
に、常に適応デジタルフィルタ７６ａ，７６ｂの係数を
更新するようにフィルタ係数制御手段７８ａ，７８ｂを
機能させる制御機能手段を備える。
源の騒音情報として前記電流検出装置２ａから出力され
た検出信号Ｓ７を前記Ａ／Ｄ変換器７２で変換して基準
信号Ｓ２とし、前記適応デジタルフィルタ７６ａ，７６
ｂの係数を用いて該基準信号Ｓ２の畳み込み演算を行
い、前記騒音源からの音波と逆位相で同振幅の付加音波
を発生するためのスピーカ制御信号Ｓ８ａ，Ｓ８ｂを生
成し、該スピーカ制御信号Ｓ８ａ，Ｓ８ｂをＤ／Ａ変換
器７３ａ，７３ｂでアナログ化し、パワーアンプ７４
ａ，７４ｂにより増幅して前記スピーカ３ａ，３ｂに与
える制御機能手段と、前記エラーマイクロフォン４ａ，
４ｂで検出した騒音源及びスピーカ３ａ，３ｂからの音
波の音圧に応じた検出信号Ｓ３ａ，Ｓ３ｂをＡ／Ｄ変換
器７５ａ１，７５ａ２及びＡ／Ｄ変換器７５ｂ１，７５
ｂ２でＡ／Ｄ変換した検出信号Ｓ４ａ１，Ｓ４ａ２及び
検出信号Ｓ４ｂ１，Ｓ４ｂ２を入力し、前記基準信号Ｓ
２を伝達関数機能手段７９ａ１（７９ａ２），７９ｂ１
（７９ｂ２）を通過させることにより前記伝達関数の推
定値Ｃ＾ａ１，Ｃ＾ｂ１（Ｃ＾ａ２，Ｃ＾ｂ２）と畳み
込み演算した仮想入力信号Ｓ９ａ１（Ｓ９ａ２），Ｓ９
ｂ１（Ｓ９ｂ２）を生成し、この仮想入力信号Ｓ９ａ
１，Ｓ９ｂ１（Ｓ９ａ２，Ｓ９ｂ２）と前記検出信号Ｓ
４ａ１〜Ｓ４ｂ２を用いて適応アルゴリズムにより該検
出信号Ｓ４ａ１〜Ｓ４ｂ２の自乗値が最小となるよう
に、常に適応デジタルフィルタ７６ａ，７６ｂの係数を
更新するようにフィルタ係数制御手段７８ａ，７８ｂを
機能させる制御機能手段を備える。
【００２９】更にまた、前記フィルタ係数制御手段７８
ａ，７８ｂは、騒音低減動作中に環境温度の変化に伴う
伝達関数の変化よって騒音低減効果が低下しないよう
に、予め推定して設定した伝達関数の推定値Ｃ＾を選択
して使用する変更機能手段を備える。騒音低減動作中に
音波伝播空間の環境温度が変化すると伝達関数の真値Ｃ
が変化するために、制御演算に使用する推定値Ｃ＾が実
態から離反する。フィルタ係数制御手段７８ａ，７８ｂ
は、第１の環境温度条件で予め推定して得た伝達関数の
推定値Ｃ＾ａ１，Ｃ＾ｂ１を記憶媒体８０から選択的に
読み出して使用した騒音低減制御動作中に温度センサ８
の検出信号を参照して環境温度を監視し、環境温度が第
２の環境温度状態になれば制御演算に使用する伝達関数
の推定値Ｃ＾ａ２，Ｃ＾ｂ２を記憶媒体８０から読み出
して使用するように変更する。
ａ，７８ｂは、騒音低減動作中に環境温度の変化に伴う
伝達関数の変化よって騒音低減効果が低下しないよう
に、予め推定して設定した伝達関数の推定値Ｃ＾を選択
して使用する変更機能手段を備える。騒音低減動作中に
音波伝播空間の環境温度が変化すると伝達関数の真値Ｃ
が変化するために、制御演算に使用する推定値Ｃ＾が実
態から離反する。フィルタ係数制御手段７８ａ，７８ｂ
は、第１の環境温度条件で予め推定して得た伝達関数の
推定値Ｃ＾ａ１，Ｃ＾ｂ１を記憶媒体８０から選択的に
読み出して使用した騒音低減制御動作中に温度センサ８
の検出信号を参照して環境温度を監視し、環境温度が第
２の環境温度状態になれば制御演算に使用する伝達関数
の推定値Ｃ＾ａ２，Ｃ＾ｂ２を記憶媒体８０から読み出
して使用するように変更する。
【００３０】この実施例は、２個のスピーカ３ａ，３ｂ
とエラーマイクロフォン４ａ，４ｂを使用する場合であ
るが、本発明は、スピーカやエラーマイクロフォンの数
と組合せを任意に変更できる。
とエラーマイクロフォン４ａ，４ｂを使用する場合であ
るが、本発明は、スピーカやエラーマイクロフォンの数
と組合せを任意に変更できる。
【００３１】第４の実施例
前記した第１及び第３の実施例における伝達関数の更新
（変更）方法に関し、複数個のエラーマイクロフォンを
使用する場合の好ましい実施例を図１２を参照して説明
する。
（変更）方法に関し、複数個のエラーマイクロフォンを
使用する場合の好ましい実施例を図１２を参照して説明
する。
【００３２】騒音を低減したい位置に設置した複数のエ
ラーマイクロフォン４ａ，４ｂに対して、騒音低減動作
中に環境等の変化が生じた場合は、先ず、エラーマイク
ロフォン４ａの検出信号Ｓ３ａの２乗値がある判断基準
を越えれば、スピーカの入力信号とエラーマイクロフォ
ンの出力信号の間の伝達関数の推定値Ｃ＾を更新し、次
に、エラーマイクロフォン４ｂの検出信号Ｓ３ｂの自乗
値がある判断基準を越えれば前記伝達関数の推定値Ｃ＾
を再び更新するというように、個々のエラーマイクロフ
ォンの検出信号の情報を独立の判断材料として順番に伝
達関数の推定値を変化させると良い。
ラーマイクロフォン４ａ，４ｂに対して、騒音低減動作
中に環境等の変化が生じた場合は、先ず、エラーマイク
ロフォン４ａの検出信号Ｓ３ａの２乗値がある判断基準
を越えれば、スピーカの入力信号とエラーマイクロフォ
ンの出力信号の間の伝達関数の推定値Ｃ＾を更新し、次
に、エラーマイクロフォン４ｂの検出信号Ｓ３ｂの自乗
値がある判断基準を越えれば前記伝達関数の推定値Ｃ＾
を再び更新するというように、個々のエラーマイクロフ
ォンの検出信号の情報を独立の判断材料として順番に伝
達関数の推定値を変化させると良い。
【００３３】本発明は、騒音を低減したい空間に騒音と
なる音波が伝搬してくるような系で、騒音低減動作中に
スピーカ入力とエラーマイクロフォン出力間の音響伝達
特性が変化するようなすべての対象物に適応できる。例
えば、室内空調装置や自動車内の騒音等である。
なる音波が伝搬してくるような系で、騒音低減動作中に
スピーカ入力とエラーマイクロフォン出力間の音響伝達
特性が変化するようなすべての対象物に適応できる。例
えば、室内空調装置や自動車内の騒音等である。
【００３４】
【発明の効果】本発明は、騒音源から発生する音波と干
渉して騒音を低減する付加音波の発生を制御するための
演算処理に用いる伝達関数の推定値を騒音低減動作中に
変化させ、環境の変化によって騒音低減効果が低下する
のを防止するので、環境への適応性の高い制御を行うこ
とができる。
渉して騒音を低減する付加音波の発生を制御するための
演算処理に用いる伝達関数の推定値を騒音低減動作中に
変化させ、環境の変化によって騒音低減効果が低下する
のを防止するので、環境への適応性の高い制御を行うこ
とができる。
【００３５】具体的には、騒音低減動作中に起る環境の
変化に伴う伝達関数の真値の変化による騒音低減効果の
低下や発散を防止でき、また、有効に作用する伝達関数
の推定値のみを使用することにより必要な騒音低減効果
を維持しつつ信号処理のための演算量を低減することが
可能となる。
変化に伴う伝達関数の真値の変化による騒音低減効果の
低下や発散を防止でき、また、有効に作用する伝達関数
の推定値のみを使用することにより必要な騒音低減効果
を維持しつつ信号処理のための演算量を低減することが
可能となる。
【図１】本発明になる能動騒音制御装置の全体構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図２】図１に示した能動騒音制御装置における伝達関
数推定時の機能手段を抜粋して示したブロック図であ
る。
数推定時の機能手段を抜粋して示したブロック図であ
る。
【図３】図１に示した能動騒音制御装置における能動騒
音低減動作時の機能手段を抜粋して示したブロック図で
ある。
音低減動作時の機能手段を抜粋して示したブロック図で
ある。
【図４】図１に示した能動騒音制御装置における制御処
理の一例を示すフローチャートである。
理の一例を示すフローチャートである。
【図５】図１に示した能動騒音制御装置における制御処
理の他の例を示すフローチャートである。
理の他の例を示すフローチャートである。
【図６】図１に示した能動騒音制御装置における制御処
理の他の例を示すフローチャートである。
理の他の例を示すフローチャートである。
【図７】図１に示した能動騒音制御装置における制御処
理の他の例を示すフローチャートである。
理の他の例を示すフローチャートである。
【図８】図１に示した能動騒音制御装置における制御処
理の他の例を示すフローチャートである。
理の他の例を示すフローチャートである。
【図９】図１に示した能動騒音制御装置における制御処
理の他の例を示すフローチャートである。
理の他の例を示すフローチャートである。
【図１０】伝達関数の推定値の一例を示す特性図であ
る。
る。
【図１１】図１に示した能動騒音制御装置における制御
処理の他の例を示すフローチャートである。
処理の他の例を示すフローチャートである。
【図１２】本発明になる空調装置の全体構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
１…騒音源、２…騒音源情報センサ、３…スピーカ、４
…エラーマイクロフォン、５…コントローラ、５６…適
応ディジタルフィルタ、５８…フィルタ係数制御手段、
５９…伝達関数推定機能手段。
…エラーマイクロフォン、５…コントローラ、５６…適
応ディジタルフィルタ、５８…フィルタ係数制御手段、
５９…伝達関数推定機能手段。
フロントページの続き
(72)発明者 岩瀬 幸司
茨城県土浦市神立町502番地 株式会社
日立製作所 機械研究所内
(72)発明者 大木 克夫
茨城県土浦市神立町502番地 株式会社
日立製作所 機械研究所内
(56)参考文献 特開 平５−61476（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−11777（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−313673（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G10K 11/178
B60R 11/02
H03H 17/02 601
H03H 21/00
Claims (12)
- 【請求項１】到達する音波をエラー信号に変換する消音
エラーセンサと、前記消音エラーセンサに到達する音波
にこれと逆位相で同振幅の音波を付加する付加音源とを
用い、前記付加音源の入力信号と前記消音エラーセンサ
の出力信号の間の伝達関数の推定値を用いて騒音源の情
報に対応する基準信号を処理して前記付加音源を制御
し、前記消音エラーセンサに到達する音波を低減するよ
うに付加音波を発生する能動騒音制御方法において、 騒音低減動作中に環境変化に応じて前記基準信号処理に
使用する前記伝達関数の推定値を変化させることを特徴
とする能動騒音制御方法。 - 【請求項２】到達する音波をエラー信号に変換する消音
エラーセンサと、前記消音エラーセンサに到達する音波
にこれと逆位相で同振幅の音波を付加する付加音源とを
用い、前記付加音源の入力信号と前記消音エラーセンサ
の出力信号の間の伝達関数の推定値を用いて騒音源の情
報に対応する基準信号を処理して前記付加音源を制御
し、前記消音エラーセンサに到達する音波を低減するよ
うな付加音波を発生する能動騒音制御方法において、 騒音低減動作中に環境変化に応じて前記伝達関数の推定
値を変化させることを特徴とする能動騒音制御方法。 - 【請求項３】請求項２において、前記伝達関数の推定値
を予め複数用意し、環境の変化に応じて選択的に使用し
て前記基準信号の処理を行うことを特徴とする能動騒音
制御方法。 - 【請求項４】請求項２または請求項３において、消音量
を表す情報を環境変化の判断材料とすることを特徴とす
る能動騒音制御方法。 - 【請求項５】請求項２または請求項３において、雰囲気
の温度を表す情報を環境変化の判断材料とすることを特
徴とする能動騒音制御方法。 - 【請求項６】複数の前記消音エラーセンサを用いる請求
項２の能動騒音制御方法において、 個々の消音エラーセンサの出力信号と付加音源の入力信
号の間の各伝達関数の推定値を環境変化に応じて順次変
化させることを特徴とする能動騒音制御方法。 - 【請求項７】到達する音波をエラー信号に変換する消音
エラーセンサと、前記消音エラーセンサに到達する音波
にこれと逆位相で同振幅の音波を付加する付加音源とを
用い、前記付加音源の入力信号と前記消音エラーセンサ
の出力信号の間の伝達関数の推定値を用いて騒音源の情
報に対応する基準信号を処理して前記付加音源を制御
し、前記消音エラーセンサに到達する音波を低減するよ
うな付加音波を発生する能動騒音制御方法において、 前記基準信号の処理は、しきい値に比べて大きい伝達関
数の推定値のみを用いて行うことを特徴とする能動騒音
制御方法。 - 【請求項８】請求項７において、前記しきい値を騒音低
減効果に応じて変化させることを特徴とする能動騒音制
御方法。 - 【請求項９】到達する音波をエラー信号に変換する消音
エラーセンサと、前記消音エラーセンサに到達する音波
にこれと逆位相で同振幅の音波を付加する付加音源と、
騒音源の情報を検出して基準信号を発生する騒音源情報
センサと、前記付加音源の入力信号と前記消音エラーセ
ンサの出力信号の間の伝達関数の推定値を用いて前記基
準信号を処理して前記付加音源を制御し、前記消音エラ
ーセンサに到達する音波を低減するような付加音波を発
生させる制御手段とを備えた能動騒音制御装置におい
て、 前記制御手段は、騒音低減動作中に環境変化に応じて前
記基準信号処理に使用する前記伝達関数の推定値を変化
させる伝達関数変更手段を有することを特徴とする能動
騒音制御装置。 - 【請求項１０】請求項９において、前記制御手段は、更
に、前記基準信号とフィルタ係数との畳み込み演算を行
って出力信号を生成する適応ディジタルフィルタと、前
記基準信号と前記伝達関数の推定値との畳み込み演算を
行って仮想入力信号を生成し、該仮想入力信号と前記消
音エラーセンサの出力信号を入力として該消音エラーセ
ンサの出力信号の値の自乗値が最小となるように前記フ
ィルタ係数を更新する係数更新手段とを有することを特
徴とする能動騒音制御装置。 - 【請求項１１】送風通路に設けられ到達する音波をエラ
ー信号に変換する消音エラーセンサと、前記消音エラー
センサに到達する音波にこれと逆位相で同振幅の音波を
付加する付加音源と、騒音源の情報を検出して基準信号
を発生する騒音源情報センサと、前記付加音源の入力信
号と前記消音エラーセンサの出力信号の間の伝達関数の
推定値を用いて前記基準信号を処理して前記付加音源を
制御し、前記消音エラーセンサに到達する音波を低減す
るような付加音波を発生させる制御手段とを有する能動
騒音制御装置を備えた空調装置において、 前記制御手段は、騒音低減動作中に前記送風通路の環境
変化に応じて前記基準信号処理に使用する前記伝達関数
の推定値を変化させる伝達関数変更手段を有することを
特徴とする空調装置。 - 【請求項１２】請求項１１において、前記伝達関数変更
手段は、前記送風通路の温度に応じて前記伝達関数の推
定値を変化させることを特徴とする空調装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31756393A JP3404840B2 (ja) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | 能動騒音制御方法及び該方法を実施する装置 |
| US08/352,230 US5689572A (en) | 1993-12-08 | 1994-12-08 | Method of actively controlling noise, and apparatus thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31756393A JP3404840B2 (ja) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | 能動騒音制御方法及び該方法を実施する装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07175486A JPH07175486A (ja) | 1995-07-14 |
| JP3404840B2 true JP3404840B2 (ja) | 2003-05-12 |
Family
ID=18089660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31756393A Expired - Fee Related JP3404840B2 (ja) | 1993-12-08 | 1993-12-17 | 能動騒音制御方法及び該方法を実施する装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3404840B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3804275B2 (ja) * | 1998-06-22 | 2006-08-02 | 日産自動車株式会社 | 能動型騒音振動制御装置 |
| JP2008239099A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Fujitsu Ten Ltd | 車両騒音制御装置および車両騒音制御方法 |
| US9123321B2 (en) * | 2012-05-10 | 2015-09-01 | Cirrus Logic, Inc. | Sequenced adaptation of anti-noise generator response and secondary path response in an adaptive noise canceling system |
-
1993
- 1993-12-17 JP JP31756393A patent/JP3404840B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07175486A (ja) | 1995-07-14 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |