JP3517886B2 - Active noise control device - Google Patents

Active noise control device

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JP3517886B2
JP3517886B2 JP23222992A JP23222992A JP3517886B2 JP 3517886 B2 JP3517886 B2 JP 3517886B2 JP 23222992 A JP23222992 A JP 23222992A JP 23222992 A JP23222992 A JP 23222992A JP 3517886 B2 JP3517886 B2 JP 3517886B2
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filter coefficient
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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、騒音源から伝達され
る騒音に制御音源から発せられる制御音を干渉させるこ
とにより騒音の低減を図る能動型騒音制御装置に関し、
特に、騒音の発生状態を表す基準信号と適応ディジタル
フィルタとを畳み込んで制御音源の駆動信号を生成する
とともに、その適応ディジタルフィルタのフィルタ係数
を空間内の騒音が低減する方向に更新する能動型騒音制
御装置において、空間内の音響伝達特性等が当初の状態
から変化した状況においても安定した制御を行えるよう
にしたものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active noise control device for reducing noise by causing a control sound generated from a control sound source to interfere with noise transmitted from a noise source,
In particular, an active type that convolves a reference signal representing a noise generation state and an adaptive digital filter to generate a drive signal for a control sound source and updates the filter coefficient of the adaptive digital filter in a direction to reduce noise in space The noise control device is capable of performing stable control even in a situation where the acoustic transfer characteristics in the space have changed from the initial state.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の能動型騒音制御装置として、英国
特許第2149614号や特表平1−501344号に
記載のものがある。これら従来の装置は、航空機の客室
やこれに類する閉空間に適用される騒音低減装置であっ
て、閉空間の外部に位置するエンジン等の単一の騒音源
は、基本周波数f0 及びその高調波f1 〜fn を含む騒
音を発生するという条件の下において作動するものであ
る。
2. Description of the Related Art Conventional active noise control devices include those described in British Patent No. 2149614 and Japanese Patent Publication No. 1-501344. These conventional devices are noise reduction devices applied to aircraft cabins and similar closed spaces, and a single noise source such as an engine located outside the closed space has a fundamental frequency f 0 and its harmonics. It operates under the condition that noise including the waves f 1 to f n is generated.

【0003】具体的には、閉空間内の複数の位置に設置
され音圧を検出するマイクロフォンと、その閉空間に制
御音を発生する複数のラウドスピーカとを備え、騒音源
の周波数f0 〜fn 成分に基づき、それら周波数f0
n 成分と逆位相の信号でラウドスピーカを駆動させ、
もって閉空間に伝達される騒音と逆位相の制御音をラウ
ドスピーカから発生させて騒音を打ち消している。
[0003] More specifically, includes a microphone for detecting a plurality of the installed sound pressure to a location within the closed space, and a plurality of loudspeakers for generating a control sound to the closed space, the frequency f 0 of the noise source - Based on the f n component, those frequencies f 0 ~
The loudspeaker is driven by a signal having a phase opposite to that of the f n component,
Therefore, a control sound having a phase opposite to that of the noise transmitted to the closed space is generated from the loudspeaker to cancel the noise.

【0004】そして、ラウドスピーカから発せられる制
御音の生成方法として、PROCEEDINGS OF THE IEEE,VOL.
63 PAGE 1692,1975,“ADAPTIVE NOISE CANSELLATION :
PRINCIPLES AND APPLICATIONS ”で述べられている‘WI
DROW LMS’アルゴリズムを多チャンネルに展開したアル
ゴリズムを適用している。その内容は、上記特許の発明
者による論文、“A MULTIPLE ERROR LMS ALGORITHM AND
ITS APPLICATION TOTHE ACTIVE CONTROL OF SOUND AND
VIBRATION ”,IEEE TRANS.ACOUST.,SPEECH,SIGNAL PRO
CESSING,VOL.ASSP −35,PP.1423−1434,1987 にも述べ
られている。
Then, as a method of generating the control sound emitted from the loudspeaker, PROCEEDINGS OF THE IEEE, VOL.
63 PAGE 1692,1975, “ADAPTIVE NOISE CANSELLATION:
PRINCIPLES AND APPLICATIONS ”
An algorithm that applies the DROW LMS 'algorithm to multiple channels is applied. The content of the paper is "A MULTIPLE ERROR LMS ALGORITHM AND
ITS APPLICATION TOTHE ACTIVE CONTROL OF SOUND AND
VIBRATION ”, IEEE TRANS.ACOUST., SPEECH, SIGNAL PRO
CESSING, VOL.ASSP −35, PP. 1423−1434, 1987.

【0005】即ち、LMSアルゴリズムは、適応ディジ
タルフィルタのフィルタ係数を更新するのに好適なアル
ゴリズムの一つであって、例えばいわゆるFilter
ed−X LMSアルゴリズムにあっては、ラウドスピ
ーカからマイクロフォンまでの伝達関数をモデル化した
伝達関数フィルタを全てのラウドスピーカとマイクロフ
ォンとの組み合わせについて設定し、騒音源の騒音発生
状態を表す基準信号をそのフィルタで処理した値と各マ
イクロフォンが検出した残留騒音とに基づいた所定の評
価関数の値が低減するように、各ラウドスピーカ毎に設
けられたフィルタ係数可変のディジタルフィルタのフィ
ルタ係数を更新している。
That is, the LMS algorithm is one of the algorithms suitable for updating the filter coefficient of the adaptive digital filter, and is, for example, a so-called Filter.
In the ed-X LMS algorithm, a transfer function filter that models the transfer function from the loudspeaker to the microphone is set for all combinations of the loudspeaker and the microphone, and a reference signal representing the noise generation state of the noise source is set. The filter coefficient of the variable filter digital filter provided for each loudspeaker is updated so that the value of the predetermined evaluation function based on the value processed by the filter and the residual noise detected by each microphone is reduced. ing.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の装置にあっては、例えば、制御空間の温度や気圧等
の環境や、ラウドスピーカやマイクロフォン等の音響機
器の劣化等に伴い、実空間の音響伝達特性が当初の状態
から変動すると、ラウドスピーカからマイクロフォンま
での伝達関数を表す伝達関数フィルタの精度が相対的に
低下してしまうため、かかる状態においてその伝達関数
フィルタを含むアルゴリズムで適応ディジタルフィルタ
のフィルタ係数を更新すると、場合によっては制御が発
散してしまう可能性がある。また、このような不具合
は、騒音の発生状態を表す基準信号や、マイクロフォン
が検出した残留騒音等に不要な直流成分がふくまれてい
る場合にも起こり得る。
However, in the above-mentioned conventional apparatus, for example, the environment of the control space such as temperature and atmospheric pressure, the deterioration of the acoustic equipment such as the loudspeaker and the microphone, etc. If the acoustic transfer characteristics fluctuate from the initial state, the accuracy of the transfer function filter that represents the transfer function from the loudspeaker to the microphone will be relatively reduced. If the filter coefficient of is updated, control may diverge in some cases. In addition, such a problem may occur when an unnecessary DC component is included in the reference signal indicating the noise generation state, the residual noise detected by the microphone, or the like.

【0007】このような不具合に対処する方策として、
伝達関数フィルタを制御空間の温度,気圧,空間内に存
在する人数等の条件に対応して予め複数設定しておき、
それら条件の変化に応じて使用する伝達関数フィルタを
切り換えるという方法や、或いは、伝達関数フィルタを
逐次同定しつつ騒音低減制御を行うという方法も考えら
れるが、前者の方法では、全ての条件に応じて伝達関数
フィルタを設定することは記憶容量等の点から実際には
不可能であるため、その効果には自ずと限界がある。ま
た、後者の方法では、制御内容が複雑になりコストアッ
プ等を招き、しかも、例えば車両の車室内のように比較
的頻繁に状況が変化する空間においては対応仕切れない
おそれもある。
As a measure to deal with such a defect,
A plurality of transfer function filters are set in advance in accordance with conditions such as the temperature of the control space, atmospheric pressure, the number of people in the space,
A method of switching the transfer function filter to be used according to changes in those conditions, or a method of performing noise reduction control while sequentially identifying the transfer function filters is also conceivable. Since it is practically impossible to set the transfer function filter in view of the storage capacity and the like, the effect is naturally limited. Further, in the latter method, the control content becomes complicated and the cost is increased. Further, there is a possibility that the control cannot be completed in a space where the situation changes relatively frequently, such as a vehicle passenger compartment.

【0008】本発明は、このような従来の装置が有する
未解決の課題に着目してなされたものであって、大幅な
制御の複雑化等の招くことなく、安定した制御が行える
能動型騒音制御装置を提供することを目的としている。
The present invention has been made by paying attention to the unsolved problem of such a conventional device, and active noise capable of stable control without causing a large complication of control. The purpose is to provide a control device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、騒音源から騒音が伝達され
る空間に制御音を発生可能な制御音源と、前記騒音源の
騒音発生状態を表す基準信号を生成する基準信号生成手
段と、前記空間内の所定位置における残留騒音を検出す
る残留騒音検出手段と、フィルタ係数可変の適応ディジ
タルフィルタと、前記残留騒音が低減する方向に前記適
応ディジタルフィルタのフィルタ係数を更新する適応処
理手段と、前記適応ディジタルフィルタの値と前記基準
信号とを畳み込んで前記制御音源を駆動する信号を生成
する駆動信号生成手段と、を備え、前記適応処理手段
は、更新するフィルタ係数の値が他のフィルタ係数の値
に比較して突出している場合に、その更新するフィルタ
係数の値が他のフィルタ係数の値に近づく方向に変化す
制御安定化係数を、更新前のフィルタ係数に乗じられ
た形で取り込んだ更新式に基づいてそのフィルタ係数を
更新する。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a control sound source capable of generating a control sound in a space where noise is transmitted from the noise source, and noise of the noise source. Reference signal generating means for generating a reference signal representing the generation state, residual noise detecting means for detecting residual noise at a predetermined position in the space, adaptive digital filter with variable filter coefficient, and a direction for reducing the residual noise. An adaptive processing means for updating the filter coefficient of the adaptive digital filter; and a drive signal generating means for convolving the value of the adaptive digital filter and the reference signal to generate a signal for driving the control sound source, In the adaptive processing means, the value of the filter coefficient to be updated is the value of another filter coefficient.
The filter to update if it stands out compared to
The value of the coefficient changes so as to approach the values of other filter coefficients.
The that stabilization control factor, is multiplied by the filter coefficient before updating
The filter coefficient is updated based on the update formula captured in the form .

【0010】上記目的を達成するために、請求項2記載
の発明は、騒音源から騒音が伝達される空間に制御音を
発生可能な制御音源と、前記騒音源の騒音発生状態を表
す基準信号を生成する基準信号生成手段と、前記空間内
の所定位置における残留騒音を検出する残留騒音検出手
段と、フィルタ係数可変の適応ディジタルフィルタと、
前記残留騒音が低減する方向に前記適応ディジタルフィ
ルタのフィルタ係数を更新する適応処理手段と、前記適
応ディジタルフィルタの値と前記基準信号とを畳み込ん
で前記制御音源を駆動する信号を生成する駆動信号生成
手段と、を備え、前記適応処理手段は、更新するフィル
タ係数の値が他のフィルタ係数の値に比較して突出して
いる場合に、その更新するフィルタ係数の値が他のフィ
ルタ係数の値に近づく方向に変化する制御安定化係数
を、制御音源を駆動する信号及び基準信号の積の値に乗
じられた形で取り込んだ更新式に基づいてそのフィルタ
係数を更新する。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 2 provides a control sound from a noise source to a space where the noise is transmitted.
The control sound source that can be generated and the noise generation state of the noise source are displayed.
A reference signal generating means for generating a reference signal, and
Noise detection hand that detects residual noise at a predetermined position
Stage, an adaptive digital filter with variable filter coefficient,
In order to reduce the residual noise, the adaptive digital filter is used.
An adaptive processing means for updating the filter coefficient of the
Convolution of the value of the adaptive digital filter and the reference signal
Drive signal generation for generating a signal for driving the control sound source
Means for updating the adaptive processing means,
The value of the filter coefficient is
If the value of the filter coefficient to be updated is
Control stabilization coefficient that changes toward the value of the
To the value of the product of the signal driving the control source and the reference signal
The filter based on the update formula captured in the twisted form
To update the coefficients.

【0011】そして、請求項記載の発明は、上記請求
項1又は請求項2記載の発明において、基準信号生成手
段は、騒音と同じ周期のインパルス列でなる基準信号を
生成する。
[0011] Then, the invention of claim 3, wherein, in the invention described in claim 1 or claim 2 wherein the reference signal generation hands
The stage uses a reference signal consisting of an impulse train with the same period as noise.
You generate.

【0012】さらに、請求項記載の発明は、上記請求
項1乃至請求項記載の発明において、制御安定化係数
は、更新するフィルタ係数の値と、適応ディジタルフィ
ルタに含まれるフィルタ係数の絶対値の総和との比率に
応じて変化する。
Further, in the invention described in claim 4, in the invention described in any one of claims 1 to 3 , the control stabilization coefficient is an absolute value of a filter coefficient value to be updated and a filter coefficient included in the adaptive digital filter. It changes according to the ratio with the sum of the values.

【0013】[0013]

【作用】発明にあっては、駆動信号生成手段が、適応
ディジタルフィルタと基準信号とを畳み込んで制御音源
を駆動する信号を生成するから、制御音源からは、騒音
源から発生する騒音に相関のある制御音が発生するが、
制御開始直後は、適応ディジタルフィルタのフィルタ係
数が最適な値に収束しているとは限らないので、必ずし
も空間内の騒音が低減するとはいえない。
According to the present invention, the drive signal generating means generates a signal for driving the control sound source by convolving the adaptive digital filter and the reference signal. Therefore, the control sound source produces noise generated by the noise source. A control sound with a correlation is generated,
Immediately after the start of control, the filter coefficient of the adaptive digital filter does not always converge to the optimum value, so it cannot be said that noise in the space is necessarily reduced.

【0014】しかし、適応処理手段が、残留騒音が低減
するように適応ディジタルフィルタのフィルタ係数を更
新するので、フィルタ係数は最適値に収束していき、制
御音源から発せられる制御音によって騒音が打ち消さ
れ、空間内の騒音が低減される。そして、適応処理手段
における適応ディジタルフィルタのフィルタ係数の更新
式には、更新するフィルタ係数の値に応じて可変の制御
安定化係数が取り込まれているので、フィルタ係数の値
が自己の更新演算にフィードバックされていることな
り、従って、その制御安定化係数の更新式への取り込み
方を適宜選定することにより、制御が発散するようにフ
ィルタ係数の値が挙動する場合等にそれが抑制されるよ
うになる。
However, since the adaptive processing means updates the filter coefficient of the adaptive digital filter so as to reduce the residual noise, the filter coefficient gradually converges to the optimum value, and the noise is canceled by the control sound emitted from the control sound source. Noise in the space is reduced. Since the control coefficient that is variable according to the value of the filter coefficient to be updated is incorporated in the update equation of the filter coefficient of the adaptive digital filter in the adaptive processing means, the value of the filter coefficient is used for its own update calculation. Since it is fed back, it is possible to suppress it when the value of the filter coefficient behaves so that the control diverges by appropriately selecting the way to incorporate the control stabilization coefficient into the update formula. become.

【0015】[0015]

【0016】例えば、請求項記載の発明にあっては、
更新前のフィルタ係数に制御安定化係数が乗じられるた
め、その更新前のフィルタ係数の値がその制御安定化係
数によって調整されてから、更新式に取り込まれること
になる。一方、請求項記載の発明にあっては、制御音
源を駆動する信号及び基準信号の積の値に制御安定化係
数が乗じられるため、実際に制御音源を駆動する信号の
値がその制御安定化係数によって調整されてから、更新
式に取り込まれることになる。
For example , in the invention according to claim 1 ,
Since the filter coefficient before updating is multiplied by the control stabilizing coefficient, the value of the filter coefficient before updating is adjusted by the control stabilizing coefficient and then taken into the update formula. On the other hand, in the invention of claim 2 , since the value of the product of the signal for driving the control sound source and the reference signal is multiplied by the control stabilization coefficient, the value of the signal for actually driving the control sound source is the control stability. It will be adjusted by the conversion factor and then incorporated into the update formula.

【0017】ここで、適応ディジタルフィルタのフィル
タ係数のうち、一のフィルタ係数の値が他のフィルタ係
数の値に比較して大きい状況は、制御が発散する可能性
が高いと判断できる。そこで、請求項1、2記載の発明
のように、更新するフィルタ係数の値が他のフィルタ係
数の値に比較して突出している場合に、その更新するフ
ィルタ係数の値が他のフィルタ係数の値に近づく方向に
制御安定化係数が変化すると、更新するフィルタ係数の
値が他のフィルタ係数に比較して突出している状況が緩
和され、制御の発散が抑制される。
Here, it can be determined that the control is likely to diverge when the value of one of the filter coefficients of the adaptive digital filter is larger than the values of the other filter coefficients. Therefore, as in the invention of claim 1, wherein, when the value of the updated filter coefficient is projected as compared to the value of another filter coefficient value of the filter coefficients to the update of other filter coefficients When the control stabilization coefficient changes in the direction of approaching the value, the situation where the value of the updated filter coefficient is more prominent than other filter coefficients is mitigated, and the divergence of control is suppressed.

【0018】また、請求項3記載の発明であれば、基準
信号が騒音と同じ周期のインパルス列であるため、その
基準信号を形成する個々のインパルスに対する適応ディ
ジタルフィルタの応答はインパルス応答であるから、そ
の適応ディジタルフィルタのフィルタ係数に一致する。
従って、駆動信号生成手段においては、積算を行わなく
ても畳み込み演算が行える。また、請求項記載の発明
にあっては、更新するフィルタ係数の値と適応ディジタ
ルフィルタに含まれるフィルタ係数の絶対値の総和との
比率は、その更新するフィルタ係数の値が他のフィルタ
係数の値に比較してどの程度の大きさであるかを表すか
ら、その比率に応じて制御安定化係数が変化すると、更
新するフィルタ係数の値が他のフィルタ係数に比較して
突出している状況が緩和され、制御の発散が抑制され
る。
According to the invention of claim 3, the standard
Since the signal is an impulse train with the same period as noise,
An adaptive signal for the individual impulses that form the reference signal.
Since the response of the digital filter is an impulse response,
Matches the filter coefficient of the adaptive digital filter of.
Therefore, the drive signal generation means does not perform integration.
However, convolution operation can be performed. In the invention according to claim 4 , the ratio of the value of the filter coefficient to be updated and the sum of the absolute values of the filter coefficients included in the adaptive digital filter is such that the value of the updated filter coefficient is another filter coefficient. The value of the filter coefficient to be updated is more prominent than other filter coefficients when the control stabilization coefficient changes according to the ratio because it represents the size compared to the value of Is alleviated and the divergence of control is suppressed.

【0019】[0019]

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図1は、本発明の第1実施例の全体構成を示す
図であり、この実施例は、騒音源としてのエンジン4か
ら空間としての車室6内に伝達されるこもり音の低減を
図る能動型騒音制御装置1に本発明を適用したものであ
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a first embodiment of the present invention, which is an active system for reducing muffled noise transmitted from an engine 4 as a noise source into a vehicle interior 6 as a space. The present invention is applied to the mold noise control device 1.

【0020】先ず、構成を説明すると、車体3は、前輪
2a,2b,後輪2c,2d及び各車輪2a〜2dと車
体3との間に介在するサスペンションによって支持され
ている。なお、図1に示す車両は、前輪2a及び2bが
車体3前部に配置されたエンジン4によって回転駆動さ
れるいわゆる前置きエンジン前輪駆動車である。エンジ
ン4には、基準信号生成手段としてのクランク角センサ
5が取り付けられていて、このクランク角センサ5は、
エンジン4のクランクの回転を表す基準信号xをコント
ローラ10に供給する。
First, the structure will be described. The vehicle body 3 is supported by front wheels 2a, 2b, rear wheels 2c, 2d and suspensions interposed between the wheels 2a to 2d and the vehicle body 3. The vehicle shown in FIG. 1 is a so-called front-mounted engine front-wheel drive vehicle in which the front wheels 2a and 2b are rotationally driven by an engine 4 arranged in the front part of the vehicle body 3. A crank angle sensor 5 as a reference signal generating means is attached to the engine 4, and the crank angle sensor 5 is
A reference signal x representing the rotation of the crank of the engine 4 is supplied to the controller 10.

【0021】また、車体3内の車室6内には、制御音源
としてのラウドスピーカ7a,7b,7c及び7dが、
前部座席S1 ,S2 及び後部座席S3 ,S4 のそれぞれ
に対向するドア部に配置されている。さらに、各座席S
1 〜S4 のヘッドレスト位置には、残留騒音検出手段と
してのマイクロフォン8a〜8hが、それぞれ二つずつ
配設されていて、これらマイクロフォン8a〜8hが音
圧として測定した残留騒音信号e1 〜e8 が、コントロ
ーラ10に供給される。
Loudspeakers 7a, 7b, 7c and 7d as control sound sources are provided in the vehicle interior 6 of the vehicle body 3.
The front seats S 1 and S 2 and the rear seats S 3 and S 4 are arranged at door portions facing each other. Furthermore, each seat S
1 head restraint position of the to S 4 is a microphone 8a~8h as residual noise detecting means, have been respectively disposed two by two, the residual noise signal e 1 to e these microphones 8a~8h was measured as a sound pressure 8 is supplied to the controller 10.

【0022】そして、コントローラ10は、クランク角
センサ5から供給される基準信号xと、マイクロフォン
8a〜8hから供給される残留騒音信号e1 〜e8 とに
基づいて、後述する演算処理を実行し、車室6内に伝達
されるこもり音を打ち消すような制御音がラウドスピー
カ7a〜7dから発せられるように、それらラウドスピ
ーカ7a〜7dに駆動信号y1 〜y4 を出力する。
Then, the controller 10 executes the arithmetic processing described later based on the reference signal x supplied from the crank angle sensor 5 and the residual noise signals e 1 to e 8 supplied from the microphones 8a to 8h. The drive signals y 1 to y 4 are output to the loudspeakers 7a to 7d so that the loudspeakers 7a to 7d generate a control sound for canceling the muffled sound transmitted to the vehicle interior 6.

【0023】コントローラ10は、図2に示すように、
クランク角センサ5から供給される基準信号xをディジ
タル値に変換するA/D変換器11と、このA/D変換
器11でディジタル値に変換された基準信号xが入力さ
れるディジタルフィルタ12と、同じく基準信号xが入
力されるフィルタ係数可変の適応ディジタルフィルタ1
3と、マイクロフォン8a〜8hから供給され且つアン
プ14a〜14hによって増幅された残留騒音信号e1
〜e8 をディジタル値に変換するA/D変換器15a〜
15hと、ディジタルフィルタ12でフィルタ処理され
た処理信号rlm及びA/D変換器15a〜15hによっ
てディジタル値に変換された残留騒音信号e1 〜e8
基づいて所定の演算処理を実行して適応ディジタルフィ
ルタ13のフィルタ係数を更新するマイクロプロセッサ
16と、適応ディジタルフィルタ13から出力された駆
動信号y1 〜y4 をアナログ値に変換してラウドスピー
カ7a〜7dを駆動するアンプ18a〜18dに供給す
るD/A変換器17a〜17dと、を備えている。
The controller 10, as shown in FIG.
An A / D converter 11 for converting the reference signal x supplied from the crank angle sensor 5 into a digital value, and a digital filter 12 to which the reference signal x converted into a digital value by the A / D converter 11 is input. , An adaptive digital filter 1 with a variable filter coefficient to which the reference signal x is also input
3 and the residual noise signal e 1 supplied from the microphones 8a to 8h and amplified by the amplifiers 14a to 14h.
A / D converter for converting a to e 8 into a digital value 15a~
15h and the processed signal r lm filtered by the digital filter 12 and the residual noise signals e 1 to e 8 converted into digital values by the A / D converters 15a to 15h are subjected to predetermined arithmetic processing. a microprocessor 16 for updating a filter coefficient of the adaptive digital filter 13, a drive signal y 1 ~y 4 output from the adaptive digital filter 13 to the amplifier 18a~18d driving the loudspeaker 7a~7d to an analog value And D / A converters 17a to 17d for supplying the power.

【0024】ここで、ディジタルフィルタ12は、ラウ
ドスピーカ7a〜7dとマイクロフォン8a〜8hとの
間の伝達関数を有限インパルス応答関数の形でモデル化
したディジタルフィルタClm(l=1,2,…,L、m
=1,2,…,M)を、M個(本実施例では、M=4)
のラウドスピーカ7a〜7d及びL個(本実施例では、
L=8)のマイクロフォン8a〜8hの全ての組み合わ
せ(L×M)について有していて、基準信号xをそれら
ディジタルフィルタClmでフィルタ処理した値rlmを生
成し出力する。
Here, the digital filter 12 is a digital filter C lm (l = 1, 2, ...) Which models the transfer function between the loudspeakers 7a-7d and the microphones 8a-8h in the form of a finite impulse response function. , L, m
= 1, 2, ..., M), M (in this embodiment, M = 4)
Loudspeakers 7a to 7d and L (in this embodiment,
L = 8) have for all combinations of microphones 8a~8h of (L × M), the reference signal x and generates a value r lm obtained by filtering with their digital filter C lm output.

【0025】一方、適応ディジタルフィルタ13は、ラ
ウドスピーカ7a〜7dの個数に対応してM個のフィル
タ係数可変の適応ディジタルフィルタWm を有してい
て、基準信号xをそれら適応ディジタルフィルタWm
フィルタ処理することにより、駆動信号y1 〜y4 を生
成し出力する。そして、マイクロプロセッサ16は、デ
ィジタルフィルタ12から供給される処理信号rlmと、
マイクロフォン8a〜8hから供給される残留騒音信号
1 〜e8 とに応じて、適応ディジタルフィルタ13の
各適応ディジタルフィルタWmのフィルタ係数を、LM
Sアルゴリズムに基づいて更新する。
On the other hand, the adaptive digital filter 13 has M adaptive filter filters W m having variable filter coefficients corresponding to the number of loudspeakers 7a to 7d, and the reference signal x is adapted to the adaptive digital filter W m. The drive signals y 1 to y 4 are generated and output by performing the filtering process with. Then, the microprocessor 16 receives the processed signal r lm supplied from the digital filter 12,
According to the residual noise signals e 1 to e 8 supplied from the microphones 8a to 8h, the filter coefficient of each adaptive digital filter W m of the adaptive digital filter 13 is set to LM.
Update based on S algorithm.

【0026】ここで、LMSアルゴリズムは、適応ディ
ジタルフィルタのフィルタ係数を更新するのに好適なア
ルゴリズムの一つであって、l番目(l=1,2,…,
L:L=8)のマイクロフォンが検出した残留騒音信号
をel (n)、ラウドスピーカから制御音が発生してい
ない時のl番目のマイクロフォンが検出した残留騒音信
号をepl (n)、m番目(m=1,2,…,M:M=
4)のラウドスピーカとl番目のマイクロフォンとの間
の伝達関数を有限インパルス応答関数の形でモデル化し
たディジタルフィルタClmのj番目(j=0,1,2,
…,IC −1:IC は定数)のフィルタ係数をClmj
基準信号をx(n)、基準信号x(n)が入力されたm
番目のラウドスピーカを駆動する適応ディジタルフィル
タWm のi番目(i=0,1,2,…,IK −1:IK
は定数)のフィルタ係数をWmiとすると、 が成立する。
Here, the LMS algorithm is one of the algorithms suitable for updating the filter coefficient of the adaptive digital filter, and is the l-th (l = 1, 2, ...,).
L: L = 8) the residual noise signal detected by the microphone is e l (n), the residual noise signal detected by the l-th microphone when no control sound is generated from the loudspeaker is e l (n), m-th (m = 1, 2, ..., M: M =
J-th digital filter C lm of the transfer function between the loudspeaker and the l-th microphone modeled in the form of a finite impulse response function 4) (j = 0,1,2,
, I C −1: I C is a constant), and the filter coefficient is C lmj ,
X (n) is the reference signal, and m is the reference signal x (n)
The i-th (i = 0, 1, 2, ..., I K −1: I K of the adaptive digital filter W m for driving the th loudspeaker
Is a constant) and the filter coefficient is W mi , Is established.

【0027】なお、(n)がつく項は、いずれもサンプ
リング時刻nにおけるサンプル値を表し、また、IC
フィルタClmのタップ数(フィルタ次数)、IK は適応
ディジタルフィルタWm のタップ数(フィルタ次数)で
ある。上記(1)式中、右辺の「ΣWmix(n−j−
i)」の項は適応ディジタルフィルタに基準信号x
(n)を入力した時の出力ym (n)を表し、「ΣC
lmj {ΣWmix(n−j−i)}」の項はm番目のラウ
ドスピーカに入力された信号y m (n)がそこから制御
音として空間に出力され伝達関数Clmを経てl番目のマ
イクロフォンに到達した時の信号を表し、さらに、「Σ
ΣClmj {ΣWmix(n−j−i)}」の項はl番目の
マイクロフォンへ到達した信号を足し合わせているか
ら、l番目のマイクロフォンに到達する制御音の総和を
表している。
The terms with (n) are all sumps.
Represents the sampled value at ring time n, and ICIs
Filter ClmNumber of taps (filter order), IKIs adapted
Digital filter WmBy the number of taps (filter order)
is there. In the above formula (1), “ΣW” on the right sidemix (n-j-
i) ”is the reference signal x to the adaptive digital filter.
Output y when (n) is inputm(N) is represented by “ΣC
lmj{ΣWmix (n-j-i)} ”is the m-th Lau
Signal y input to the speaker m(N) controls from there
Transfer function C is output to the space as soundlmThrough the l-th
It shows the signal when it reaches the icrophone, and
ΣClmj{ΣWmix (n−j−i)} ”is the l-th term
Is the signal reaching the microphone added up?
The sum of control sounds reaching the l-th microphone
It represents.

【0028】次いで、評価関数Jeを、 とする。Then, the evaluation function Je is And

【0029】そして、評価関数Jeを最小にするフィル
タ係数Wmiを求めるのがLMSアルゴリズムであり、具
体的には、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、フィルタ係数Wmiを更新する。そこ
で、上記(2)式より、 となるが、上記(1)式より、 となるから、この(4)式の右辺をrlm(n−i)とお
けば、フィルタ係数の更新は、下記の(5)式のように
なる。
The LMS algorithm finds the filter coefficient W mi that minimizes the evaluation function Je. Specifically, the filter coefficient W mi is a value obtained by partially differentiating the evaluation function Je with respect to each filter coefficient W mi. To update. Therefore, from equation (2) above, From equation (1) above, Therefore, if the right side of the equation (4) is set to r lm (n−i), the filter coefficient is updated by the following equation (5).

【0030】 ここで、αは、収束係数と呼ばれる係数であって、フィ
ルタが最適に収束する速度や、その安定性に関与する係
数である。
[0030] Here, α is a coefficient called a convergence coefficient, and is a coefficient related to the speed at which the filter converges optimally and its stability.

【0031】そして、本実施例にあっては、上記(5)
式をそのまま用いるのではなく、この(5)式に制御安
定化係数γmiを取り込んだ下記の(6)式に基づいて、
適応ディジタルフィルタWm のフィルタ係数Wmiを更新
する。 即ち、制御安定化係数γmiは、0≦γmi≦1の範囲で設
定される係数であって、制御が不安定な状態にあり、発
散が起こりそうな場合には比較的小さな値に設定され、
フィルタ係数Wmiを原点方向に引き戻す働きをする一
方、制御が安定している状態では、1に近い値に設定さ
れ、フィルタ係数Wmiの収束を妨げないようにする。
In the present embodiment, the above (5)
Instead of using the equation as it is, based on the following equation (6) in which the control stabilizing coefficient γ mi is incorporated into this equation (5),
The filter coefficient W mi of the adaptive digital filter W m is updated. That is, the control stabilization coefficient γ mi is a coefficient set within the range of 0 ≦ γ mi ≦ 1, and is set to a relatively small value when control is unstable and divergence is likely to occur. Is
While functioning to pull back the filter coefficient W mi in the direction of the origin, it is set to a value close to 1 so that the convergence of the filter coefficient W mi is not hindered when the control is stable.

【0032】そして、本実施例では、制御安定化係数γ
miは下記の(7)式に従って設定される。 つまり、制御安定化係数γmiは、更新するフィルタ係数
の値「|Wmi|」と、その適応ディジタルフィルタWm
に含まれる各フィルタ係数Wmiの絶対値の総和「Σ|W
mi|」との比率「|Wmi|/Σ|Wmi|」に基づいて設
定される。
In this embodiment, the control stabilization coefficient γ
mi is set according to the following equation (7). That is, the control stabilization coefficient γ mi is the value of the filter coefficient to be updated “| W mi |” and its adaptive digital filter W m.
Sum of absolute values of each filter coefficient W mi included in
mi | ratio of the "" | W mi | / Σ | W mi | "is set on the basis of.

【0033】ここで、本実施例では、ディジタルフィル
タ12,マイクロプロセッサ16及び後述のステップ0
01〜004の処理によって適応処理手段が構成され、
後述のステップ005の処理によって駆動信号生成手段
が構成される。次に、本実施例の動作を説明する。図3
は、コントローラ10内で実行される処理の概要を示す
フローチャートである。
Here, in this embodiment, the digital filter 12, the microprocessor 16 and step 0 described later are used.
Adaptive processing means is configured by the processing of 01 to 004,
The drive signal generating means is configured by the processing of step 005 described later. Next, the operation of this embodiment will be described. Figure 3
3 is a flowchart showing an outline of processing executed in the controller 10.

【0034】先ず、ステップ001において基準信号x
及び残留騒音信号e1 〜e8 を読み込み、次いでステッ
プ002に移行し、基準信号xとディジタルフィルタC
lmとを畳み込んで処理信号rlmを演算する。そして、ス
テップ003に移行し、上記(7)式に従って制御安定
化係数γmiをフィルタ係数Wmi毎に演算する。
First, in step 001, the reference signal x
And the residual noise signals e 1 to e 8 are read, and then the process proceeds to step 002, where the reference signal x and the digital filter C are read.
The processed signal r lm is calculated by convolving with lm . Then, the process proceeds to step 003, and the control stabilization coefficient γ mi is calculated for each filter coefficient W mi according to the above equation (7).

【0035】次いで、ステップ004に移行し、上記
(6)式に従って適応ディジタルフィルタWm のフィル
タ係数Wmiを更新する。ステップ001〜004の処理
を終えたら、ステップ005に移行し、基準信号xと適
応ディジタルフィルタWm とを畳み込んで駆動信号y1
〜y4 を演算し、これら駆動信号y1 〜y4 をステップ
006で各ラウドスピーカ7a〜7dに出力する。
Then, the process proceeds to step 004, and the filter coefficient W mi of the adaptive digital filter W m is updated according to the above equation (6). When the processing of steps 001 to 004 is completed, the process proceeds to step 005, and the reference signal x and the adaptive digital filter W m are convoluted to generate the drive signal y 1
.About.y 4 are calculated, and these drive signals y 1 to y 4 are output to the loudspeakers 7a to 7d in step 006.

【0036】すると、ラウドスピーカ7a〜7dから車
室6内に制御音が発生するが、制御開始直後は適応ディ
ジタルフィルタWm の各フィルタ係数Wmiが最適値に収
束しているとは限らないので、必ずしも車室6内に伝達
されたこもり音が低減されるとはいえない。しかし、上
記ステップ001〜006の処理を繰り返し実行する結
果、各フィルタ係数Wmiは最適値に向かって収束してい
き、車室6内に伝達されるこもり音がラウドスピーカ7
a〜7dから発せられる制御音によって打ち消され、車
室6内の騒音の低減が図られる。
[0036] Then, the control sound into the passenger compartment 6 from loudspeakers 7a~7d occurs immediately after start of control is not necessarily the filter coefficient W mi of the adaptive digital filter W m is converged to an optimum value Therefore, it cannot be said that the muffled sound transmitted to the vehicle interior 6 is necessarily reduced. However, as a result of repeatedly executing the processing of steps 001 to 006, each filter coefficient W mi converges toward the optimum value, and the muffled sound transmitted into the vehicle interior 6 is transmitted to the loudspeaker 7.
It is canceled by the control sounds emitted from a to 7d, and the noise in the vehicle interior 6 is reduced.

【0037】さらに、本実施例では、ステップ003で
演算された制御安定化係数γmiが、上記(6)式に示す
ように、更新前のフィルタ係数Wmiに乗じられた形でフ
ィルタ係数の更新式に取り込まれているが、上記(7)
式に従って演算された制御安定化係数γmiは、更新する
フィルタ係数の値が他のフィルタ係数の値に比較して突
出している場合に、その更新するフィルタ係数の値を他
のフィルタ係数の値に近づける方向に変化するので、フ
ィルタ係数が突出してしまうことを未然に防止すること
ができ、制御を安定化することができる。
Further, in the present embodiment, the control stabilization coefficient γ mi calculated in step 003 is multiplied by the filter coefficient W mi before updating, as shown in the above equation (6). Although it is incorporated in the update formula, (7) above
The control stabilization coefficient γ mi calculated according to the formula is the value of the filter coefficient to be updated when the value of the filter coefficient to be updated is more prominent than the value of the other filter coefficient. Since it changes so as to approach, it is possible to prevent the filter coefficient from protruding, and it is possible to stabilize the control.

【0038】具体的に説明すると、例えばタップ数4の
適応ディジタルフィルタWm の各フィルタ係数Wm0,W
m1,Wm2及びWm3が、それぞれ、 Wm0=0.1、Wm1=0.5、Wm2=9、Wm3=0.4 であり、図4に示すように、3番目のフィルタ係数Wm2
の値が、他のフィルタ係数の値に比較して大きく突出
し、発散傾向にあるものとする。
More specifically, for example, the filter coefficients W m0 and W m of the adaptive digital filter W m having four taps, for example.
m1 , W m2 and W m3 are W m0 = 0.1, W m1 = 0.5, W m2 = 9 and W m3 = 0.4 respectively, and as shown in FIG. Coefficient W m2
It is assumed that the value of is much more prominent than the values of the other filter coefficients and tends to diverge.

【0039】そして、各フィルタ係数Wm0,Wm1,Wm2
及びWm3の値と、それらフィルタ係数Wm0〜Wm3の絶対
値の総和Σ|Wmi|との比率は、それぞれ、 |Wm0|/Σ|Wmi|=0.01 |Wm1|/Σ|Wmi|=0.05 |Wm2|/Σ|Wmi|=0.9 |Wm3|/Σ|Wmi|=0.04 となるから、この場合に、係数ζ=0.1とすれば、各フ
ィルタ係数Wm0,Wm1,Wm2及びWm3毎に上記(7)式
に従って設定される制御安定化係数γm0,γm1,γm2
びγm3は、γm0=0.999、γm1=0.995、γm2=0.
91、γm3=0.996となり、発散傾向にある3番目の
フィルタ係数Wm2の制御安定化係数γm2が小さい値をと
る。
Then, each filter coefficient W m0 , W m1 , W m2
And the values of and W m3, absolute value sum sigma of their filter coefficients W m0 ~W m3 | W mi | ratio of, respectively, | W m0 | / Σ | W mi | = 0.01 | W m1 | / Σ | W mi | = 0.05 | W m2 | / Σ | W mi | = 0.9 | W m3 | / Σ | W mi | = 0.04 Therefore, in this case, the coefficient ζ = 0 if .1, each filter coefficient W m0, W m1, W m2 and W m3 the per (7) stabilization control is set in accordance with equation coefficients γ m0, γ m1, γ m2 and gamma m3 is, gamma m0 = 0.999, γ m1 = 0.995, γ m2 = 0.
91, γ m3 = 0.996, and the control stabilization coefficient γ m2 of the third diverging filter coefficient W m2 takes a small value.

【0040】そして、これら制御安定化係数γm0
γm1,γm2及びγm3が、それぞれフィルタ係数Wm0,W
m1,Wm2及びWm3に乗じられた形で上記(6)式の更新
式に取り込まれると、3番目のフィルタ係数Wm2が小さ
めに設定されることになる。つまり、本実施例の構成で
あれば、発散傾向にあるフィルタ係数Wmiが極端に突出
して大きくなることが未然に防止される。このため、例
えばラウドスピーカ7a〜7d及びマイクロフォン8a
〜8h間の音響伝達特性が変化する等して、コントロー
ラ10内に構築されているディジタルフィルタClmの精
度が相対的に低下しても、安定した制御を行うことがで
きる。
Then, these control stabilization coefficients γ m0 ,
γ m1 , γ m2 and γ m3 are filter coefficients W m0 and W, respectively.
If m1 , W m2, and W m3 are multiplied and taken into the updating equation (6), the third filter coefficient W m2 is set to a small value. In other words, with the configuration of the present embodiment, it is possible to prevent the filter coefficient W mi , which tends to diverge, from becoming extremely protruding and becoming large. Therefore, for example, the loudspeakers 7a to 7d and the microphone 8a
Even if the accuracy of the digital filter C lm built in the controller 10 is relatively lowered due to a change in the acoustic transfer characteristic between 8 h and 8 h, stable control can be performed.

【0041】しかも、制御安定化係数γmiは各フィルタ
係数Wmiに応じて設定されるため、発散傾向にあるフィ
ルタ係数に対しては上述のようにフィルタ係数の値が突
出して大きくなることを防止するように働く一方、発散
傾向にない正常なフィルタ係数に対しては、制御安定化
係数γmiは1に近い値となるから、更新するフィルタ係
数の収束を妨げることがなく良好な騒音低減制御が行え
る。
Moreover, since the control stabilization coefficient γ mi is set according to each filter coefficient W mi , the value of the filter coefficient is remarkably large as described above with respect to the filter coefficient tending to diverge. On the other hand, for the normal filter coefficient that does not tend to diverge, the control stabilization coefficient γ mi becomes a value close to 1, so that it does not hinder the convergence of the filter coefficient to be updated, resulting in good noise reduction. You can control.

【0042】図5は、本発明の第2実施例を示す図であ
り、上記第1実施例と同様に、車室内に伝達されるこも
り音の低減を図る能動型騒音制御装置に本発明を適用し
たものである。なお、基本的な構成並びに処理の内容
は、上記第1実施例と同様である。即ち、この第2実施
例では、クランク角センサ5の出力をそのまま基準信号
として使用するのではなく、クランク角センサ5の出力
をコントローラ10内のA/D変換器11を介してイン
パルス生成器20に読み込み、そして、そのインパルス
生成器20が、エンジン4で発生するこもり音と同じ周
期(例えば、レシプロ4気筒エンジンの場合には、クラ
ンクが1/2回転するたびに一つ)のインパルスでなる
インパルス列を基準信号xとして生成し出力する。
FIG. 5 is a diagram showing a second embodiment of the present invention, and like the first embodiment, the present invention is applied to an active noise control device for reducing the muffled noise transmitted to the passenger compartment. It is applied. The basic configuration and processing contents are the same as those in the first embodiment. That is, in the second embodiment, the output of the crank angle sensor 5 is not used as it is as the reference signal, but the output of the crank angle sensor 5 is passed through the A / D converter 11 in the controller 10 to the impulse generator 20. Then, the impulse generator 20 becomes an impulse having the same period as the muffled noise generated in the engine 4 (for example, in the case of a reciprocating four-cylinder engine, one impulse is generated every half rotation of the crank). The impulse train is generated and output as the reference signal x.

【0043】つまり、基準信号xは、 で表され、駆動信号ym (n)は、 となる。なお、Nは、騒音の1周期内に含まれるサンプ
リング周期のポイント数である。そして、関数δ(n)
は、 δ(n)=0 ;n≠0 δ(0)=1 であるから、上記(9)式の畳み込み演算には実質的に
積算は不要であり、さらに、IK =Nとすれば、加算も
不要となるから、結局、 ym (n)=Wmk ……(10) となり、駆動信号として適応ディジタルフィルタWm
フィルタ係数Wmiをサンプリング・クロックに同期して
順番に出力すれば済むことになる。
That is, the reference signal x is And the drive signal y m (n) is Becomes Note that N is the number of points in the sampling cycle included in one cycle of noise. And the function δ (n)
Is δ (n) = 0; n ≠ 0 δ (0) = 1, so that the convolution operation of the above equation (9) does not substantially require integration, and if I K = N , No addition is required, so that y m (n) = W mk (10) in the end, and the filter coefficient W mi of the adaptive digital filter W m is output as a drive signal in order in synchronization with the sampling clock. It will be done.

【0044】同様に、ディジタルフィルタClmと基準信
号xとを畳み込むことによって得られる処理信号r
lmも、 となり、各ディジタルフィルタClmのフィルタ係数C
lmj を必要なだけ加算するだけで畳み込み演算を行える
ことになる。
Similarly, the processed signal r obtained by convolving the digital filter C lm and the reference signal x.
lm also And the filter coefficient C of each digital filter C lm
The convolution operation can be performed simply by adding lmj as needed.

【0045】つまり、本実施例のように基準信号xを騒
音と同じ周期のインパルス列とすると、基準信号xと適
応ディジタルフィルタWm との畳み込み演算及び基準信
号xとディジタルフィルタClmとの畳み込み演算が簡略
化され、処理の高速化が図られるという利点がある。さ
らに、本実施例にあっても、上記第1実施例と同様に、
制御安定化係数γmiを各フィルタ係数Wmiごとに設定
し、その制御安定化係数γmiを取り込んだ上記(6)式
に示す更新式に従ってフィルタ係数Wmiを更新するもの
である。ただし、その制御安定化係数γmiは、上記
(7)式で示される第1実施例の設定方法ではなく、図
6に示す処理に従って設定することとする。
That is, assuming that the reference signal x is an impulse train having the same period as noise as in the present embodiment, the convolution operation of the reference signal x and the adaptive digital filter W m and the convolution of the reference signal x and the digital filter C lm are performed. There are advantages that the calculation is simplified and the processing speed is increased. Further, even in this embodiment, as in the first embodiment,
The control stabilization coefficient γ mi is set for each filter coefficient W mi , and the filter coefficient W mi is updated in accordance with the update equation shown in the above equation (6) that incorporates the control stabilization coefficient γ mi . However, the control stabilization coefficient γ mi is set according to the process shown in FIG. 6 instead of the setting method of the first embodiment shown by the equation (7).

【0046】即ち、この図6に示す処理は、コントロー
ラ10全体の処理の概要を示す図3のステップ003に
対応するものであり、先ず、そのステップ101におい
て全ての制御安定化係数γmiを初期値0に設定する。そ
して、ステップ102に移行し、残留騒音信号e1 〜e
8 の総和が、残留騒音の音圧から発散を予測し得るしき
い値eTHよりも小さいか否かを判定し、この判定が「Y
ES」の場合には、車室内の残留騒音は発散傾向にない
と判断できるから、ステップ103〜108の処理を実
行する。
That is, the process shown in FIG. 6 corresponds to step 003 of FIG. 3 showing the outline of the process of the entire controller 10. First, at step 101, all control stabilizing coefficients γ mi are initialized. Set the value to 0. Then, the process proceeds to step 102 and the residual noise signals e 1 to e
It is determined whether the total sum of 8 is smaller than a threshold value e TH that can predict the divergence from the sound pressure of the residual noise.
In the case of “ES”, it can be determined that the residual noise in the vehicle compartment does not tend to diverge, and therefore the processes of steps 103 to 108 are executed.

【0047】即ち、先ずステップ103では変数iをク
リアしてから、ステップ104に移行して、現在の制御
安定化係数γmiに所定の更新量Δγを加算して新たな制
御安定化係数γmiを演算する。そして、制御安定化係数
γmiの最大値を1に抑えるために、ステップ105で制
御安定化係数γmiが1を超えていると判定された場合に
は、ステップ106で制御安定化係数γmiを1に設定す
る。
That is, first, at step 103, the variable i is cleared, then the routine proceeds to step 104, where a predetermined update amount Δγ is added to the current control stabilization coefficient γ mi to add a new control stabilization coefficient γ mi. Is calculated. Then, in order to suppress the maximum value of the control stabilization coefficient gamma mi to 1, when the stabilization control coefficient gamma mi is determined to exceed 1 in step 105, the control stabilization coefficient gamma mi in step 106 Is set to 1.

【0048】ステップ104又は106で制御安定化係
数γmiの設定を行ったら、ステップ107で変数iをイ
ンクリメントとし、その変数iがステップ108で適応
ディジタルフィルタWm のタップ数Ik に達したと判定
されるまで、ステップ104〜106の処理を実行す
る。つまり、ステップ104〜106の処理をi=0〜
K −1の範囲で順次実行すれば、全ての制御安定化係
数γmiが更新されることになる。
When the control stabilization coefficient γ mi is set in step 104 or 106, the variable i is incremented in step 107, and the variable i reaches the tap number I k of the adaptive digital filter W m in step 108. Until the determination is made, the processes of steps 104 to 106 are executed. That is, the processing of steps 104 to 106 is i = 0 to
If sequentially executed within the range of I K -1, all control stabilizing coefficients γ mi will be updated.

【0049】そして、このステップ103〜108の処
理は、残留騒音が発散傾向にない限り繰り返し実行され
るから、各制御安定化係数γmiは、1若しくはそれに近
い値に落ち着くことになる。一方、ステップ102の判
定が「NO」の場合には、残留騒音から制御が発散傾向
にあると判断できるから、ステップ109〜114の処
理を実行する。
Since the processes in steps 103 to 108 are repeatedly executed unless the residual noise has a diverging tendency, each control stabilizing coefficient γ mi settles at 1 or a value close to it. On the other hand, if the determination in step 102 is “NO”, it can be determined from the residual noise that the control tends to diverge, and therefore the processes in steps 109 to 114 are executed.

【0050】即ち、ステップ109で変数iをクリアし
てから、ステップ110に移行し、フィルタ係数Wmi
更新量ΔWmiが、しきい値ΔWTHよりも大きいか否かを
判定し、この判定が「NO」の場合には、そのフィルタ
係数Wmiは特に発散傾向にないと判断してステップ11
3に移行する。しかし、このステップ110の判定が
「YES」の場合には、そのフィルタ係数Wmiが発散傾
向にあると判断し、ステップ111に移行して、現在の
制御安定化係数γmiから所定の更新量Δγを減算して新
たな制御安定化係数γmiを演算する。そして、ステップ
112に移行して、新たな制御安定化係数γmiが0より
も小さいか否かを判定し、この判定が「NO」の場合に
は、ステップ113に移行する。
That is, after the variable i is cleared in step 109, the process proceeds to step 110, and it is determined whether or not the update amount ΔW mi of the filter coefficient W mi is larger than the threshold value ΔW TH. Is “NO”, it is determined that the filter coefficient W mi does not particularly tend to diverge, and step 11
Move to 3. However, if the determination in step 110 is “YES”, it is determined that the filter coefficient W mi tends to diverge, and the process proceeds to step 111, where the current control stabilization coefficient γ mi is changed to the predetermined update amount. A new control stabilizing coefficient γ mi is calculated by subtracting Δγ. Then, the process proceeds to step 112, and it is determined whether or not the new control stabilization coefficient γ mi is smaller than 0. If this determination is “NO”, the process proceeds to step 113.

【0051】ステップ113では変数iをインクリメン
トとし、その変数iがステップ114で適応ディジタル
フィルタWm のタップ数Ik に達したと判定されるま
で、ステップ110〜112の処理を実行する。つま
り、ステップ110〜112の処理をi=0〜IK −1
の範囲で順次実行すれば、全ての制御安定化係数γmi
対してステップ110〜112の処理が実行されるし、
ステップ110で更新量ΔWmiがしきい値ΔWTHよりも
大きいと判定されたフィルタ係数Wmiに対応する制御安
定化係数γmiのみがステップ111で更新され、しか
も、このステップ110〜112の処理はステップ10
2の判定が「NO」となる限り繰り返し実行されるか
ら、発散傾向にあるフィルタ係数Wmiに対応する制御安
定化係数γmiが徐々に小さくなっていくことになる。
In step 113, the variable i is incremented, and the processes of steps 110 to 112 are executed until it is determined in step 114 that the number of taps I k of the adaptive digital filter W m has been reached. That is, the processing of steps 110 to 112 is performed with i = 0 to I K −1.
If sequentially executed within the range of, the processing of steps 110 to 112 is executed for all the control stabilization coefficients γ mi ,
Only the control stabilization coefficient γ mi corresponding to the filter coefficient W mi whose update amount ΔW mi is determined to be larger than the threshold value ΔW TH in step 110 is updated in step 111, and the processing of steps 110 to 112 is performed. Is step 10
Since the second determination is repeatedly executed as long as a "NO", so that the stabilization control coefficient gamma mi corresponding to the filter coefficient W mi in divergent gradually becomes smaller.

【0052】なお、ステップ112で制御安定化係数γ
miが0よりも小さいと判定された場合には、発散を抑制
できなかったものと判断し、コントローラ10の処理を
停止するものとする。そして、コントローラ10は、ス
テップ103,105若しくは111において新たに設
定された制御安定化係数γmiを上記(6)式の更新式に
取り込んで、フィルタ係数Wmiを更新し、駆動信号ym
を演算し、これを各ラウドスピーカ7a〜7dに出力す
る。
In step 112, the control stabilization coefficient γ
When it is determined that mi is smaller than 0, it is determined that the divergence cannot be suppressed, and the processing of the controller 10 is stopped. Then, the controller 10 incorporates the control stabilization coefficient γ mi newly set in step 103, 105, or 111 into the update equation of the above equation (6), updates the filter coefficient W mi, and outputs the drive signal y m.
Is calculated and is output to each of the loudspeakers 7a to 7d.

【0053】このように、本実施例の構成であっても、
図6に示す処理を実行して制御安定化係数γmiを適宜設
定する結果、上記第1実施例と同様に、発散傾向にある
フィルタ係数Wmiが極端に突出して大きくなることが未
然に防止され、且つ、制御安定化係数γmiは各フィルタ
係数Wmiごとに設定されるため、上記第1実施例と同等
の作用効果を得ることができる。
Thus, even with the configuration of this embodiment,
As a result of executing the processing shown in FIG. 6 and appropriately setting the control stabilization coefficient γ mi , it is possible to prevent the filter coefficient W mi , which tends to diverge, from becoming extremely prominent and large, as in the first embodiment. In addition, since the control stabilization coefficient γ mi is set for each filter coefficient W mi , it is possible to obtain the same effect as that of the first embodiment.

【0054】ここで、本実施例では、クランク角センサ
5及びインパルス生成器20によって基準信号生成手段
が構成される。次に、本発明の第3実施例について説明
する。即ち、この第3実施例は、上記第1実施例と同様
の構成及び処理の内容により車室内のこもり音の低減を
図るものであるが、上記(2)式で示される評価関数J
eを、下記の(12)式とする。
Here, in the present embodiment, the crank angle sensor 5 and the impulse generator 20 constitute a reference signal generating means. Next, a third embodiment of the present invention will be described. That is, the third embodiment is intended to reduce the muffled sound in the passenger compartment by the same configuration and processing contents as those of the first embodiment, but the evaluation function J expressed by the above equation (2) is used.
Let e be the following expression (12).

【0055】 そして、この評価関数Jeを最小にするためのフィルタ
係数Wmiの更新式は、LMSアルゴリズムに基づいて下
記の(13)式のようになる。
[0055] Then, the updating formula of the filter coefficient W mi for minimizing the evaluation function Je is as the following formula (13) based on the LMS algorithm.

【0056】 ここで、γm は制御安定化係数であり、本実施例におい
ても、上記第1実施例又は第2実施例と同様の処理によ
り、各フィルタ係数Wmiごとに設定することとする。従
って、上記(13)式は、下記の(14)式のようになる。
[0056] Here, γ m is a control stabilizing coefficient, and in this embodiment as well, it is set for each filter coefficient W mi by the same processing as in the first or second embodiment. Therefore, the above equation (13) becomes the following equation (14).

【0057】 つまり、本実施例にあっては、制御安定化係数γmiは、
ラウドスピーカ7a〜7dを駆動する信号ym と基準信
号xとの積の値に乗じられた形で、フィルタ係数Wmi
更新式に取り込まれることになる。
[0057] That is, in the present embodiment, the control stabilization coefficient γ mi is
The value is multiplied by the value of the product of the signal y m for driving the loudspeakers 7a to 7d and the reference signal x, and is incorporated in the update formula of the filter coefficient W mi .

【0058】ただし、本実施例では、上記(14)式から
も判るように、制御安定化係数γmiを含む項の符号が負
であるため、この制御安定化係数γmiは、上記第1実施
例又は第2実施例とは逆に、発散傾向にある場合には1
に近い値とし、安定した制御が行われている場合には0
に近い値とする必要がある。この結果、本実施例にあっ
ても、発散傾向にあるフィルタ係数Wmiが極端に突出し
て大きくなることが未然に防止されるし、また、発散傾
向にない正常なフィルタ係数に対しては、制御安定化係
数γmiは0に近い値となり、フィルタ係数の収束を妨げ
ないから、上記第1実施例と同等の作用効果が発揮され
る。
However, in this embodiment, as can be seen from the above equation (14), the sign of the term including the control stabilizing coefficient γ mi is negative, so this control stabilizing coefficient γ mi is Contrary to the embodiment or the second embodiment, it is 1 when there is a tendency to diverge.
Is set to a value close to, and 0 when stable control is being performed.
It should be close to. As a result, even in the present embodiment, it is possible to prevent the filter coefficient W mi , which tends to diverge, from extremely protruding and become large, and for normal filter coefficients that do not tend to diverge, The control stabilization coefficient γ mi has a value close to 0 and does not hinder the convergence of the filter coefficient, so that the same operational effect as that of the first embodiment is exhibited.

【0059】また、本実施例においても、基準信号xを
上記第2実施例と同様に騒音と同じ周期のインパルス列
とすれば、畳み込み演算が簡略化され、処理の高速化が
図られることになる。なお、上記各実施例では、本発明
に係る能動型騒音制御装置を、車両の車室内に伝達され
るこもり音の低減を図る車両用能動型騒音制御装置に適
用した場合について説明したが、本発明の適用対象はこ
れに限定されるものではなく、例えば、ロード・ノイズ
に相関のあるサスペンション振動のピックアップ信号、
ドアミラー付近における風切り音のピックアップ信号、
ディファレンシャルギアやトランスミッションギアのケ
ース振動に対するピックアップ信号(駆動力伝達系のケ
ース振動に起因した騒音に相関のある信号)、車速計測
用のトランスミッションの出力軸の回転に応じたパルス
信号(ディファレンシャルギアやトランスミッションの
噛み合いによる騒音に相関のある信号)等を検出する構
成とすれば、それら各騒音の低減を図る装置とすること
も可能である。また、本発明の適用対象は、車両に限定
されるものでもない。
Also in this embodiment, if the reference signal x is an impulse train having the same period as noise as in the second embodiment, the convolution operation is simplified and the processing speed is increased. Become. In each of the above embodiments, the case where the active noise control device according to the present invention is applied to a vehicle active noise control device for reducing muffled noise transmitted to the interior of a vehicle has been described. The object of application of the invention is not limited to this. For example, a pickup signal of suspension vibration correlated with road noise,
Pickup signal of wind noise near door mirrors,
Pickup signals for the case vibration of differential gears and transmission gears (signals that correlate with noise caused by case vibrations of the drive force transmission system), pulse signals according to rotation of the output shaft of the vehicle speed measurement transmission (differential gears and transmissions It is also possible to provide a device for reducing each of these noises by adopting a configuration in which a signal having a correlation with noise due to the meshing of the above) is detected. Further, the application target of the present invention is not limited to the vehicle.

【0060】そして、上記実施例では、制御音源として
の四つのラウドスピーカ7a〜7dと、残留騒音検出手
段として八つのマイクロフォン8a〜8hを設けている
が、これらの数は任意である。
In the above embodiment, four loudspeakers 7a to 7d as control sound sources and eight microphones 8a to 8h as residual noise detecting means are provided, but the number of them is arbitrary.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
適応ディジタルフィルタのフィルタ係数の更新式に、更
新するフィルタ係数の値に応じて可変の制御安定化係数
を取り込んだため、発散傾向にあるフィルタ係数が極端
に突出して大きくなることが未然に防止され、従って、
例えば制御音源及び残留騒音検出手段間の音響伝達特性
が変化する等して適応処理手段の精度が相対的に低下し
ても、安定した制御を行うことができるし、発散傾向に
ない正常なフィルタ係数に対しては、制御安定化係数は
特に影響を与えないから、更新するフィルタ係数の収束
を妨げることがなく良好な騒音低減制御が行えるという
効果が得られる。
As described above, according to the present invention,
Since the control coefficient that is variable according to the value of the filter coefficient to be updated is incorporated in the filter coefficient update formula of the adaptive digital filter, it is possible to prevent the filter coefficient, which tends to diverge, from becoming extremely prominent and large. , Therefore,
For example, even if the accuracy of the adaptive processing means is relatively reduced due to a change in the acoustic transfer characteristic between the control sound source and the residual noise detecting means, stable control can be performed, and a normal filter that does not tend to diverge. Since the control stabilization coefficient does not particularly affect the coefficient, it is possible to obtain an effect that good noise reduction control can be performed without hindering the convergence of the filter coefficient to be updated.

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

【図1】第1実施例の全体構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a first embodiment.

【図2】コントローラの機能構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of a controller.

【図3】コントローラ内で実行される処理の概要を示す
フローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing an outline of processing executed in a controller.

【図4】発散傾向にある場合のフィルタ係数の状態の一
例を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a state of filter coefficients when there is a diverging tendency.

【図5】第2実施例の構成の要部を示すブロック図であ
る。
FIG. 5 is a block diagram showing a main part of the configuration of the second embodiment.

【図6】第2実施例の制御安定化係数の設定手順を示す
フローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing a procedure for setting a control stabilization coefficient according to the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 能動型騒音制御装置 4 エンジン(騒音源) 5 クランク角センサ(基準信号生成手段) 6 車室(空間) 7a〜7d ラウドスピーカ(制御音源) 8a〜8h マイクロフォン(残留騒音検出手段) 10 コントローラ 12 ディジタルフィルタ 13 適応ディジタルフィルタ 16 マイクロプロセッサ 20 インパルス生成器 Wm 適応ディジタルフィルタ Wmi 適応ディジタルフィルタのフィルタ係数 γmi 制御安定化係数 x 基準信号 ym 駆動信号 el 残留騒音信号DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Active noise control device 4 Engine (noise source) 5 Crank angle sensor (reference signal generation means) 6 Vehicle compartment (space) 7a to 7d Loudspeaker (control sound source) 8a to 8h Microphone (residual noise detection means) 10 Controller 12 Digital filter 13 Adaptive digital filter 16 Microprocessor 20 Impulse generator W m Adaptive digital filter W mi Filter coefficient of adaptive digital filter γ mi Control stabilization coefficient x Reference signal y m Drive signal e l Residual noise signal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中路 義晴 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日 産自動車株式会社内 (72)発明者 浜辺 勉 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日 産自動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−116434(JP,A) 特開 平4−203406(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G10K 11/178 B60R 11/02 H03H 17/00 - 21/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoshiharu Nakaji 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Nissan Motor Co., Ltd. (72) Inventor Tsutomu Hamabe 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Nissan Nissan Motor Co., Ltd. (56) References JP-A 61-116434 (JP, A) JP-A 4-203406 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G10K 11/178 B60R 11 / 02 H03H 17/00-21/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 騒音源から騒音が伝達される空間に制御
音を発生可能な制御音源と、前記騒音源の騒音発生状態
を表す基準信号を生成する基準信号生成手段と、前記空
間内の所定位置における残留騒音を検出する残留騒音検
出手段と、フィルタ係数可変の適応ディジタルフィルタ
と、前記残留騒音が低減する方向に前記適応ディジタル
フィルタのフィルタ係数を更新する適応処理手段と、前
記適応ディジタルフィルタの値と前記基準信号とを畳み
込んで前記制御音源を駆動する信号を生成する駆動信号
生成手段と、を備え、 前記適応処理手段は、更新するフィルタ係数の値が他の
フィルタ係数の値に比較して突出している場合に、その
更新するフィルタ係数の値が他のフィルタ係数の値に近
づく方向に変化する制御安定化係数を、更新前のフィル
タ係数に乗じられた形で取り込んだ更新式に基づいてそ
のフィルタ係数を更新することを特徴とする能動型騒音
制御装置。
1. A control sound source capable of generating a control sound in a space where noise is transmitted from a noise source, reference signal generating means for generating a reference signal indicating a noise generation state of the noise source, and a predetermined inside the space. A residual noise detecting means for detecting residual noise at a position; an adaptive digital filter with a variable filter coefficient; an adaptive processing means for updating the filter coefficient of the adaptive digital filter in a direction in which the residual noise is reduced; Drive signal generating means for generating a signal for driving the control sound source by convolving a value and the reference signal, and the adaptive processing means has another value of a filter coefficient to be updated .
If it is outstanding compared to the value of the filter coefficient,
The value of the filter coefficient to be updated is close to the values of other filter coefficients.
The stabilization control coefficient that varies brute direction, before updating fill
An active noise control device, characterized in that the filter coefficient is updated based on an update equation taken in a form of being multiplied by a filter coefficient.
【請求項2】 騒音源から騒音が伝達される空間に制御2. Control to a space where noise is transmitted from a noise source
音を発生可能な制御音源と、前記騒音源の騒音発生状態Control sound source that can generate sound and noise generation state of the noise source
を表す基準信号を生成する基準信号生成手段と、前記空A reference signal generating means for generating a reference signal representing
間内の所定位置における残留騒音を検出する残留騒音検Residual noise detection to detect residual noise at a predetermined position in the room
出手段と、フィルタ係数可変の適応ディジタルフィルタOutput means and adaptive digital filter with variable filter coefficient
と、前記残留騒音が低減する方向に前記適応ディジタルAnd the adaptive digital signal in the direction of reducing the residual noise.
フィルタのフィルタ係数を更新する適応処理手段と、前An adaptive processing means for updating the filter coefficient of the filter;
記適応ディジタルフィルタの値と前記基準信号とを畳みThe value of the adaptive digital filter is convolved with the reference signal.
込んで前記制御音源を駆動する信号を生成する駆動信号Drive signal for generating a signal for driving the control sound source
生成手段と、を備え、And generating means, 前記適応処理手段は、更新するフィルタ係数の値が他のIn the adaptive processing means, the value of the filter coefficient to be updated is
フィルタ係数の値に比較して突出している場合に、そのIf it is outstanding compared to the value of the filter coefficient,
更新するフィルタ係数の値が他のフィルタ係数の値に近The value of the filter coefficient to be updated is close to the values of other filter coefficients.
づく方向に変化する制御安定化係数を、制御音源を駆動Drives the control sound source with a control stabilization coefficient that changes in the following direction
する信号及び基準信号の積の値に乗じられた形で取り込Captured in the form of being multiplied by the product value of the reference signal and the reference signal
んだ更新式に基づいてそのフィルタ係数を更新することUpdate the filter coefficient based on the updated expression
を特徴とする能動型騒音制御装置。Active noise control device characterized by.
【請求項3】 基準信号生成手段は、騒音と同じ周期の
インパルス列でなる基準信号を生成する請求項1又は請
求項2記載の能動型騒音制御装置。
3. The reference signal generating means generates a reference signal composed of an impulse train having the same cycle as noise, or the contract.
Active noise control apparatus Motomeko 2 wherein.
【請求項4】 制御安定化係数は、更新するフィルタ係
数の値と、適応ディジタルフィルタに含まれるフィルタ
係数の絶対値の総和との比率に応じて変化する請求項1
乃至請求項のいずれかに記載の能動型騒音制御装置。
4. The control stabilizing coefficient changes according to the ratio of the value of the filter coefficient to be updated and the sum of the absolute values of the filter coefficients included in the adaptive digital filter.
The active noise control device according to claim 3 .
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