JP5982728B2 - Active noise control device and active noise control method - Google Patents

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Description

本発明は、能動型騒音制御装置、能動型騒音制御方法及び能動型騒音制御プログラム、並びに、当該能動型騒音制御プログラムが記録された記録媒体に関する。   The present invention relates to an active noise control device, an active noise control method, an active noise control program, and a recording medium on which the active noise control program is recorded.

近年、騒音(制御対象音)の逆位相の音(制御音)を発生させて、騒音の消音制御を行う能動型騒音制御(ANC:Active Noise Control)装置が注目されている。こうした能動型騒音制御装置は、例えば、車両の車室内で聞こえる騒音としてのエンジン音を、スピーカから出力する制御音で制御し、搭乗者の耳位置でエンジン音を低減させるために用いられる。   2. Description of the Related Art In recent years, active noise control (ANC) devices that generate noise (control sound) having an opposite phase to noise (control target sound) and perform noise suppression control have attracted attention. Such an active noise control device is used, for example, to control engine sound as noise that can be heard in the passenger compartment of a vehicle with control sound output from a speaker, and to reduce engine sound at a passenger's ear position.

かかる能動型騒音制御装置について、採用する制御系の発散を防止するため、制御音信号のパワー(ひいては、制御音のパワー)を検出し、検出結果が所定閾値を超えた場合に、制御系の発散が発生したと判断する技術が提案されている(特許文献1参照:以下、「従来例1」という)。この従来例1の技術では、制御系の発散が発生したと判断された場合には、制御音出力を停止させるようになっている。   In order to prevent the divergence of the control system employed for such an active noise control device, the power of the control sound signal (and thus the power of the control sound) is detected, and when the detection result exceeds a predetermined threshold value, A technique for determining that divergence has occurred has been proposed (see Patent Document 1: hereinafter referred to as “Conventional Example 1”). In the technique of the conventional example 1, when it is determined that the divergence of the control system has occurred, the control sound output is stopped.

なお、従来例1の技術では、制御音出力を行うスピーカを駆動する駆動アンプの出力電圧を検出する。そして、設計上で意図した制御音信号のパワーに対して、検出された電圧値が大きければ、当該所定閾値を大きくする。一方、設計上で意図した制御音信号のパワーに対して、検出された電圧値が小さければ、当該所定閾値を小さくする。このように、所定閾値を制御することにより、構成要素の特性のばらつきに起因する装置固有の動作特性のばらつきによる発散の有無に関する誤判断を防止するようになっている。   In the technique of Conventional Example 1, the output voltage of the drive amplifier that drives the speaker that outputs the control sound is detected. If the detected voltage value is large with respect to the power of the control sound signal intended in design, the predetermined threshold value is increased. On the other hand, if the detected voltage value is small with respect to the power of the control sound signal intended by design, the predetermined threshold value is decreased. In this way, by controlling the predetermined threshold value, erroneous determination regarding the presence / absence of divergence due to variations in the operation characteristics unique to the apparatus due to variations in the characteristics of the constituent elements is prevented.

また、制御系の発散に対応するための技術ではないが、能動型騒音制御装置における制御系の制御アルゴリズムとして、適応フィルタ出力から誤差信号入力までのモデル化された伝達関数の位相特性を畳み込んで制御音信号を生成するFiltered-X LMS(Least Mean Square)アルゴリズムを採用する技術が提案されている(特許文献2参照:以下、「従来例2」という)。この従来例2の技術では、Filtered-X LMSアルゴリズムを採用し、制御結果を計測するための誤差センサの計測結果の一定時間における平均値に基づき、ステップサイズパラメータの値を、過渡状態で「大」、定常状態で「小」とするように漸近的に可変とすることで、収束が速く、定常状態で安定な制御を可能としている。   Although not a technique for dealing with control system divergence, the phase characteristics of the modeled transfer function from the adaptive filter output to the error signal input are convolved as a control system control algorithm in the active noise control device. A technique that employs a Filtered-X LMS (Least Mean Square) algorithm that generates a control sound signal is proposed (refer to Patent Document 2: hereinafter referred to as “conventional example 2”). In the technique of Conventional Example 2, the Filtered-X LMS algorithm is adopted, and the step size parameter value is set to “Large” in the transient state based on the average value of the measurement result of the error sensor for measuring the control result over a certain period of time. By making asymptotically variable so as to be “small” in the steady state, the convergence is fast and stable control is possible in the steady state.

特開平5−303387号公報JP-A-5-303387 特開2001−255877号公報JP 2001-255877 A

上述した従来例1の技術では、設計上で想定される正常制御動作の制御音の通常のパワー値より大きな値が、所定閾値として採用されることになる。このため、制御系の発散に伴う異常な制御音の音量が相当程度大きくなってしまった後に、制御系が発散したと判断し、制御音出力を停止させる。この結果、制御音出力を停止させるまでの間に、異音又は爆音が発生してしまう事態を招くことがあった。   In the technique of Conventional Example 1 described above, a value larger than the normal power value of the control sound of the normal control operation assumed in design is adopted as the predetermined threshold value. For this reason, after the volume of the abnormal control sound accompanying the divergence of the control system has become considerably large, it is determined that the control system diverges and the control sound output is stopped. As a result, there is a case in which abnormal noise or explosive noise occurs before the control sound output is stopped.

また、Filtered-X LMSアルゴリズムを採用する制御系では、温度変化等に伴う音の伝搬環境の変化などの要因により、演算に用いられるモデル化された伝達関数の位相特性と実際の位相特性との位相差の絶対値がπ/2を超えると、動作が不安定になり発散する。   Also, in a control system that employs the Filtered-X LMS algorithm, the phase characteristics of the modeled transfer function used in the calculation and the actual phase characteristics may be affected by factors such as changes in the sound propagation environment accompanying temperature changes. When the absolute value of the phase difference exceeds π / 2, the operation becomes unstable and diverges.

さらに、誤差センサであるマイクロフォンに風があたることにより発生するいわゆる吹かれ音や、当該マイクロフォンが叩かれることにより発生する打撃音は、制御系の動作を乱す外乱となる。すなわち、こうした外乱が発生すると、制御系は、当該外乱を含んだ音の消音を行うべく制御動作を実行するため、制御音が大きくなり、異音となってしまうことがある。   Furthermore, a so-called blowing sound that is generated when wind is applied to a microphone that is an error sensor, and a percussive sound that is generated when the microphone is struck become disturbances that disturb the operation of the control system. That is, when such a disturbance occurs, the control system performs a control operation to mute the sound including the disturbance, so that the control sound becomes loud and may be abnormal.

このため、能動型騒音制御に際して異音又は爆音の発生を効果的に抑制することができる技術が待望されている。かかる要請に応えることが、本発明が解決すべき課題の一つとして挙げられる。   For this reason, there is a need for a technique that can effectively suppress the generation of abnormal noise or explosion during active noise control. Meeting this requirement is one of the problems to be solved by the present invention.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、異音又は爆音の発生を効果的に抑制することができる新たな能動型騒音制御装置及び能動型騒音制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a new active noise control device and an active noise control method capable of effectively suppressing the generation of abnormal noise or explosion. And

請求項1に記載の発明は、適応ノッチフィルタ部による制御音信号の出力から、所定位置における収音結果から得られる誤差信号の前記適応ノッチフィルタ部への入力までの経路の伝達関数と、前記経路のモデル化された伝達関数との間の位相差の余弦値及び正弦値の少なくとも一方に基づいて判定用信号を生成する判定用信号生成部と;前記判定用信号に基づいて、制御音の出力特性を制御する出力特性制御部と;を備えることを特徴とする能動型騒音制御装置である。   The invention according to claim 1 is a transfer function of a path from the output of the control sound signal by the adaptive notch filter unit to the input of the error signal obtained from the sound collection result at a predetermined position to the adaptive notch filter unit, A determination signal generation unit that generates a determination signal based on at least one of a cosine value and a sine value of a phase difference between the path and the modeled transfer function; based on the determination signal, And an output characteristic control unit that controls the output characteristic.

請求項11に記載の発明は、判定用信号生成部と、出力特性制御部とを備える能動型騒音制御装置で使用される能動型騒音制御方法であって、前記判定用信号生成部が、適応ノッチフィルタ部からの制御音信号の出力から、所定位置における収音結果から得られる誤差信号の前記適応ノッチフィルタ部への入力までの経路の伝達関数と、前記経路のモデル化された伝達関数との間の位相差の余弦値及び正弦値の少なくとも一方に基づいて判定用信号を生成する判定用信号生成工程と;前記出力特性制御部が、前記判定用信号に基づいて、制御音の出力特性を制御する出力特性制御工程と;を備えることを特徴とする能動型騒音制御方法である。   The invention according to claim 11 is an active noise control method used in an active noise control device including a determination signal generation unit and an output characteristic control unit, wherein the determination signal generation unit is adaptive. A transfer function of a path from the output of the control sound signal from the notch filter unit to the input of the error signal obtained from the sound collection result at a predetermined position to the adaptive notch filter unit, and a modeled transfer function of the path A determination signal generation step for generating a determination signal based on at least one of a cosine value and a sine value of a phase difference between the output signal and the output characteristic control unit based on the determination signal; An active noise control method comprising: an output characteristic control step for controlling the noise.

請求項12に記載の発明は、請求項11に記載の能動型騒音制御方法を演算手段に実行させる、ことを特徴とする能動型騒音制御プログラムである。   A twelfth aspect of the present invention is an active noise control program that causes an arithmetic means to execute the active noise control method according to the eleventh aspect.

請求項13に記載の発明は、請求項12に記載の能動型騒音制御プログラムが、演算手段により読み取り可能に記録されている、ことを特徴とする記録媒体である。   A thirteenth aspect of the present invention is a recording medium in which the active noise control program according to the twelfth aspect of the present invention is recorded so as to be readable by the calculation means.

本発明の一実施形態に係る能動型騒音制御装置の構成を概略的に示すブロック図である。1 is a block diagram schematically showing a configuration of an active noise control device according to an embodiment of the present invention. 図1の適応ノッチフィルタ部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the adaptive notch filter part of FIG. 図1の判定用信号生成部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the signal generation part for determination of FIG. 図1の出力特性制御部によるミュート制御処理を説明するためのフローチャートである。3 is a flowchart for explaining a mute control process by an output characteristic control unit of FIG. 1. 図4の外乱監視処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the disturbance monitoring process of FIG. 図1の出力特性制御部による位相補正制御処理を説明するためのフローチャートである。3 is a flowchart for explaining phase correction control processing by an output characteristic control unit in FIG. 1.

以下、本発明の一実施形態を、図1〜図6を参照して説明する。以下、車室内に漏れてくるエンジン音を、Filtered-X LMSアルゴリズムを採用した騒音制御による消音を行う能動型騒音制御装置を例示して、説明する。なお、以下の説明及び図面においては、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Hereinafter, an active noise control device that silences engine sound leaking into the vehicle interior by noise control using the Filtered-X LMS algorithm will be described as an example. In the following description and drawings, the same or equivalent elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

[構成]
図1には、一実施形態に係る能動型騒音制御(ANC)装置100の概略的な構成がブロック図にて示されている。この図1に示されるように、能動型騒音制御装置100は、周波数検出部110と、正弦波発生部115と、ミュート処理部120と、π/2遅延部125とを備えている。また、能動型騒音制御装置100は、参照信号生成部130と、適応ノッチフィルタ部140と、音出力部150とを備えている。さらに、能動型騒音制御装置100は、収音部160と、判定用信号生成部170と、出力特性制御部180とを備えている。
[Constitution]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an active noise control (ANC) apparatus 100 according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the active noise control device 100 includes a frequency detection unit 110, a sine wave generation unit 115, a mute processing unit 120, and a π / 2 delay unit 125. The active noise control apparatus 100 includes a reference signal generation unit 130, an adaptive notch filter unit 140, and a sound output unit 150. Furthermore, the active noise control apparatus 100 includes a sound collection unit 160, a determination signal generation unit 170, and an output characteristic control unit 180.

上記の周波数検出部110は、騒音源としてのエンジンの回転を検出する不図示の回転検出センサから送られ、入力ポートIPTに入力したエンジン回転信号を受ける。そして、周波数検出部110は、エンジン回転信号の周波数を検出し、検出結果をエンジン回転周波数に変換した後に、検出角周波数DQとして、正弦波発生部115へ送る。   The frequency detection unit 110 receives an engine rotation signal that is sent from a rotation detection sensor (not shown) that detects rotation of the engine as a noise source and is input to the input port IPT. Then, the frequency detection unit 110 detects the frequency of the engine rotation signal, converts the detection result into the engine rotation frequency, and then sends it to the sine wave generation unit 115 as the detection angular frequency DQ.

本実施形態では、当該エンジン回転信号はアナログ信号となっている。周波数検出部110は、当該アナログ信号を、内蔵するAD(Analogue to Digital)変換器によりデジタル信号に変換した後、デジタル信号処理により、エンジン回転信号の周波数を検出するようになっている。なお、本実施形態では、周波数検出部110以降、後述する制御音信号yの生成までの間における信号処理は、デジタル信号処理により行われるようになっている。   In the present embodiment, the engine rotation signal is an analog signal. The frequency detection unit 110 detects the frequency of the engine rotation signal by digital signal processing after the analog signal is converted into a digital signal by a built-in AD (Analogue to Digital) converter. In the present embodiment, signal processing after the frequency detection unit 110 and before generation of a control sound signal y described later is performed by digital signal processing.

上記の正弦波発生部115は、周波数検出部110から送られた検出角周波数DQを受ける。そして、正弦波発生部115は、当該検出角周波数DQに基づいて、次の(1)式で表される正弦波信号Xを生成し、生成された正弦波信号Xを、ミュート処理部120へ送る。
X(t)=sin(ω・t) …(1)
The sine wave generator 115 receives the detection angular frequency DQ sent from the frequency detector 110. Then, the sine wave generator 115 generates a sine wave signal X represented by the following equation (1) based on the detected angular frequency DQ, and sends the generated sine wave signal X to the mute processing unit 120. send.
X (t) = sin (ω · t) (1)

なお、角周波数ωとしては、検出角周波数DQでエンジンが回転する場合に、エンジン音において大きなレベルを有する成分の角周波数である検出角周波数DQの自然数倍の角周波数のいずれかとされる。すなわち、予め選択された自然数に検出角周波数DQを乗じて得られる角周波数が、角周波数ωとされる。   Note that the angular frequency ω is any angular frequency that is a natural number multiple of the detected angular frequency DQ that is the angular frequency of the component having a large level in the engine sound when the engine rotates at the detected angular frequency DQ. That is, the angular frequency obtained by multiplying the natural number selected in advance by the detected angular frequency DQ is the angular frequency ω.

上記のミュート処理部120は、正弦波発生部115から送られた正弦波信号Xを受ける。そして、ミュート処理部120は、出力特性制御部180から送られたミュート制御指定MCに従って、正弦波信号Xに対してソフトミュート処理を施し、次の(2)式で表わされる信号x0を生成し、生成された信号x0をπ/2遅延部125、参照信号生成部130及び適応ノッチフィルタ部140へ送る。
x0(t)=GM・sin(ωt) …(2)
ここで、値GMは、ミュート係数である。
The mute processing unit 120 receives the sine wave signal X sent from the sine wave generation unit 115. Then, the mute processing unit 120 performs soft mute processing on the sine wave signal X according to the mute control designation MC sent from the output characteristic control unit 180, and generates a signal x0 represented by the following equation (2). The generated signal x0 is sent to the π / 2 delay unit 125, the reference signal generation unit 130, and the adaptive notch filter unit 140.
x0 (t) = G M · sin (ωt) ... (2)
Here, the value G M is the mute factor.

このミュート処理部120は、ミュート制御指定MCによりミュート設定が指定された場合には、アタック時間が短いソフトミュート処理、すなわち、急激にミュート係数GMが減少するソフトミュート処理を実行する。また、ミュート処理部120は、ミュート制御指定MCによりミュート解除が指定された場合には、リカバリ時間が比較的長いソフトミュート処理、すなわち、緩やかにミュート係数GMが増加するソフトミュート処理を実行する。 The mute processing section 120, when the mute is designated by the mute control designation MC may attack time is short soft mute processing, i.e., to perform the soft mute processing abruptly mute coefficient G M decreases. Also, the mute processing section 120, when the unmute is designated by the mute control designation MC is relatively long soft muting recovery time, i.e., to perform the soft mute processing gently mute coefficient G M increases .

なお、ミュート処理部120におけるミュート処理が行われていない期間においては、値GMが「1」であり、信号x0は、正弦波信号Xそのものとなるようになっている。 In the period in which the mute processing in the mute processing section 120 is not performed, the value G M is "1", the signal x0 is adapted to a sine wave signal X itself.

上記のπ/2遅延部125は、ミュート処理部120から送られた信号x0を受ける。そして、π/2遅延部125は、信号x0の位相をπ/2だけ遅延させて、次の(3)式で表わされる信号x1を生成し、生成された信号x1を参照信号生成部130及び適応ノッチフィルタ部140へ送る。
x1(t)=−GM・cos(ωt) …(3)
The π / 2 delay unit 125 receives the signal x0 sent from the mute processing unit 120. The π / 2 delay unit 125 delays the phase of the signal x0 by π / 2 to generate the signal x1 represented by the following equation (3), and the generated signal x1 is referred to as the reference signal generation unit 130 and This is sent to the adaptive notch filter unit 140.
x1 (t) = - G M · cos (ωt) ... (3)

なお、上述の信号x0及び信号x1が、適応ノッチフィルタ部140にとっての基準信号となる。   Note that the signal x0 and the signal x1 described above are reference signals for the adaptive notch filter unit 140.

上記の参照信号生成部130は、ミュート処理部120から送られた信号x0、及び、π/2遅延部125から送られた信号x1を受ける。そして、参照信号生成部130では、出力特性制御部180による制御のもとで、位相補正部131,132が信号x0,x1の位相補正を行って、次の(4)式及び(5)式で表わせる参照信号r0,r1を生成し、生成された参照信号r0,r1を適応ノッチフィルタ部140及び判定用信号生成部170へ送る。
r0(t)=GM・sin(ωt+Δθ) …(4)
r1(t)=−GM・cos(ωt+Δθ) …(5)
The reference signal generator 130 receives the signal x0 sent from the mute processor 120 and the signal x1 sent from the π / 2 delay unit 125. In the reference signal generation unit 130, the phase correction units 131 and 132 perform phase correction of the signals x0 and x1 under the control of the output characteristic control unit 180, and the following equations (4) and (5) The reference signals r0 and r1 that can be expressed as follows are generated, and the generated reference signals r0 and r1 are sent to the adaptive notch filter unit 140 and the determination signal generation unit 170.
r0 (t) = G M · sin (ωt + Δθ) ... (4)
r1 (t) = - G M · cos (ωt + Δθ) ... (5)

ここで、位相Δθは、適応ノッチフィルタ部140の出力から適応ノッチフィルタ部140の誤差信号入力までの間の伝達関数C(利得特性:G,位相特性:dθ(以下、単に「位相dθ」とも呼ぶ))をモデル化した伝達関数C^の位相特性となっている。   Here, the phase Δθ is a transfer function C (gain characteristic: G, phase characteristic: dθ (hereinafter, simply referred to as “phase dθ”) from the output of the adaptive notch filter unit 140 to the error signal input of the adaptive notch filter unit 140. The phase characteristics of the transfer function C ^ modeled as

上記の適応ノッチフィルタ部140は、ミュート処理部120から送られた信号x0、π/2遅延部125から送られた信号x1、参照信号生成部130から送られた参照信号r0,r1、及び、収音部160から送られた誤差信号eを受ける。そして、適応ノッチフィルタ部140は、信号x0,x1、参照信号r0,r1及び誤差信号eに基づいて、LMSアルゴリズムを用いて、次の(6)式で表わされる制御音信号yを生成し、生成された制御音信号yを音出力部150及び判定用信号生成部170へ送る。
y(t)=A・sin(ωt+θ) …(6)
すなわち、適応ノッチフィルタ部140の伝達関数は、利得AF(=A/GM)及び位相特性θ(単に「位相θ」とも呼ぶ)を有する。
The adaptive notch filter unit 140 includes a signal x0 sent from the mute processing unit 120, a signal x1 sent from the π / 2 delay unit 125, reference signals r0 and r1 sent from the reference signal generation unit 130, and The error signal e sent from the sound collection unit 160 is received. Then, the adaptive notch filter unit 140 generates a control sound signal y represented by the following equation (6) using the LMS algorithm based on the signals x0 and x1, the reference signals r0 and r1, and the error signal e. The generated control sound signal y is sent to the sound output unit 150 and the determination signal generation unit 170.
y (t) = A · sin (ωt + θ) (6)
That is, the transfer function of the adaptive notch filter unit 140 has a gain A F (= A / G M ) and a phase characteristic θ (also simply referred to as “phase θ”).

ここで、利得AFは、予め定められた最大利得値AMAXが上限値となるようになっている。なお、最大利得値AMAXは、ミュート係数GMの最小値との積(=AMAX・GM)が1よりも十分に小さくなるように、予め定められる。 Here, the gain A F is set such that a predetermined maximum gain value A MAX is an upper limit value. The maximum gain value A MAX, like the product of the minimum value of the mute factor G M (= A MAX · G M) is sufficiently smaller than 1, it is predetermined.

なお、適応ノッチフィルタ部140の構成については、後述する。   The configuration of the adaptive notch filter unit 140 will be described later.

上記の音出力部150は、DA(Digital to Analogue)変換部、パワー増幅器及びスピーカを備えて構成されている。この音出力部150は、適応ノッチフィルタ部140から送られた制御音信号yを受ける。制御音信号yを受けた音出力部150では、DA変換部が制御音信号yをアナログ信号に変換し、パワー増幅部を介して、変換されたアナログ信号をスピーカに供給する。この結果、スピーカから制御音が出力される。   The sound output unit 150 includes a DA (Digital to Analogue) conversion unit, a power amplifier, and a speaker. The sound output unit 150 receives the control sound signal y sent from the adaptive notch filter unit 140. In the sound output unit 150 that receives the control sound signal y, the DA conversion unit converts the control sound signal y into an analog signal, and supplies the converted analog signal to the speaker via the power amplification unit. As a result, a control sound is output from the speaker.

上記の収音部160は、車室内の所定位置に設置されたマイクロフォン及びAD変換部を備えて構成されている。収音部160におけるマイクロフォンによる収音結果は当該AD変換部によりデジタル信号に変換される。こうして変換されたデジタル信号が、誤差信号eとして、適応ノッチフィルタ部140及び判定用信号生成部170へ送られる。   The sound collection unit 160 includes a microphone and an AD conversion unit that are installed at predetermined positions in the vehicle interior. The sound collection result by the microphone in the sound collection unit 160 is converted into a digital signal by the AD conversion unit. The digital signal thus converted is sent to the adaptive notch filter unit 140 and the determination signal generation unit 170 as an error signal e.

ここで、適応ノッチフィルタ部140の出力から適応ノッチフィルタ部140の誤差信号入力までの間の伝達関数Cの特性は、上述したように、利得G及び位相dθなので、誤差信号eは、次の(7)式により表わされる。
e(t)=A・sin(ωt+θ+dθ)) …(7)
なお、マイクロフォンが設置された所定位置に制御対象音が存在する場合には、適応動作の結果が、適応ノッチフィルタ部140の利得AF(=A/GM)及び位相θの変化として反映される。
Here, since the characteristics of the transfer function C from the output of the adaptive notch filter unit 140 to the error signal input of the adaptive notch filter unit 140 are the gain G and the phase dθ as described above, the error signal e is given by It is represented by the formula (7).
e (t) = A · sin (ωt + θ + dθ)) (7)
When the target sound is present at a predetermined position where the microphone is installed, the result of the adaptive operation is reflected as changes in the gain A F (= A / G M ) and the phase θ of the adaptive notch filter unit 140. The

上記の判定用信号生成部170は、参照信号生成部130から送られた参照信号r0,r1、適応ノッチフィルタ部140から送られたフィルタ係数W0,W1及び制御音信号y、並びに、収音部160から送られた誤差信号eを受ける。そして、判定用信号生成部170は、参照信号r0,r1、フィルタ係数W0,W1、制御音信号y及び誤差信号eに基づいて、適応ノッチフィルタ部140における適応制御の発散及び外乱混入の判定のための第1判定用信号CVと、上述した位相Δθと位相dθとの位相差δθ(=Δθ−dθ)を判定するための第2判定用信号SVとを生成する。こうして生成された第1判定用信号CV及び第2判定用信号SVは、出力特性制御部180へ送られる。   The determination signal generation unit 170 includes reference signals r0 and r1 sent from the reference signal generation unit 130, filter coefficients W0 and W1 and control sound signal y sent from the adaptive notch filter unit 140, and a sound collection unit. The error signal e sent from 160 is received. Based on the reference signals r0 and r1, the filter coefficients W0 and W1, the control sound signal y, and the error signal e, the determination signal generation unit 170 determines whether the adaptive notch filter unit 140 divides adaptive control and introduces disturbance. And a second determination signal SV for determining the phase difference δθ (= Δθ−dθ) between the phase Δθ and the phase dθ described above. The first determination signal CV and the second determination signal SV thus generated are sent to the output characteristic control unit 180.

なお、判定用信号生成部170の構成については、後述する。   The configuration of the determination signal generation unit 170 will be described later.

上記の出力特性制御部180は、判定用信号生成部170から送られた第1判定用信号CV及び第2判定用信号SVを受ける。そして、出力特性制御部180は、第1判定用信号CVに基づいてミュート制御指定MCを生成し、生成されたミュート制御指定MCをミュート処理部120へ送る。また、出力特性制御部180は、第2判定用信号SVに基づいて位相補正指定PCを生成し、生成された位相補正指定PCを参照信号生成部130へ送る。   The output characteristic control unit 180 receives the first determination signal CV and the second determination signal SV sent from the determination signal generation unit 170. Then, the output characteristic control unit 180 generates a mute control designation MC based on the first determination signal CV, and sends the generated mute control designation MC to the mute processing unit 120. Further, the output characteristic control unit 180 generates a phase correction specification PC based on the second determination signal SV, and sends the generated phase correction specification PC to the reference signal generation unit 130.

なお、出力特性制御部180による出力特性制御処理であるミュート制御処理及び位相補正制御処理については、後述する。   The mute control process and the phase correction control process, which are output characteristic control processes by the output characteristic control unit 180, will be described later.

次に、上記の適応ノッチフィルタ部140の構成について説明する。適応ノッチフィルタ部140は、図2に示されるように、フィルタ係数更新部141,142と、適応フィルタ部143,144と、加算部145とを備えている。   Next, the configuration of the adaptive notch filter unit 140 will be described. As illustrated in FIG. 2, the adaptive notch filter unit 140 includes filter coefficient update units 141 and 142, adaptive filter units 143 and 144, and an addition unit 145.

上記のフィルタ係数更新部141は、参照信号生成部130から送られた参照信号r0、及び、収音部160から送られた誤差信号eを受ける。そして、フィルタ係数更新部141は、参照信号r0及び誤差信号eに基づき、二乗平均誤差の瞬時値を用いるLMSアルゴリズムを使用してフィルタ係数W0を生成し、生成されたフィルタ係数W0を適応フィルタ部143及び判定用信号生成部170へ送る。   The filter coefficient updating unit 141 receives the reference signal r0 sent from the reference signal generation unit 130 and the error signal e sent from the sound collection unit 160. Then, the filter coefficient update unit 141 generates a filter coefficient W0 using an LMS algorithm that uses an instantaneous value of the mean square error based on the reference signal r0 and the error signal e, and the generated filter coefficient W0 is an adaptive filter unit. 143 and the determination signal generator 170.

上記のフィルタ係数更新部142は、参照信号生成部130から送られた参照信号r1、及び、収音部160から送られた誤差信号eを受ける。そして、フィルタ係数更新部142は、参照信号r1及び誤差信号eに基づき、二乗平均誤差の瞬時値を用いるLMSアルゴリズムを使用してフィルタ係数W1を生成し、生成されたフィルタ係数W1を適応フィルタ部144及び判定用信号生成部170へ送る。   The filter coefficient updating unit 142 receives the reference signal r 1 sent from the reference signal generating unit 130 and the error signal e sent from the sound collecting unit 160. Then, the filter coefficient update unit 142 generates a filter coefficient W1 based on the reference signal r1 and the error signal e using an LMS algorithm that uses an instantaneous value of the mean square error, and the generated filter coefficient W1 is an adaptive filter unit. 144 and the determination signal generator 170.

なお、上記のフィルタ係数更新部141により生成されるW0は、下記の(8)式によって表わされるとともに、上記のフィルタ係数更新部142により生成されたW1は、下記の(9)式によって表わされる。
W0(t)=AF・cosθ …(8)
W1(t)=−AF・sinθ …(9)
Note that W0 generated by the filter coefficient updating unit 141 is expressed by the following equation (8), and W1 generated by the filter coefficient updating unit 142 is expressed by the following equation (9). .
W0 (t) = A F · cos θ (8)
W1 (t) = − A F · sin θ (9)

上記の適応フィルタ部143は、ミュート処理部120から送られた信号x0、及び、フィルタ係数更新部141から送られたフィルタ係数W0を受ける。そして、適応フィルタ部143は、信号x0とフィルタ係数W0とを乗算し、乗算結果を加算部145へ送る。   The adaptive filter unit 143 receives the signal x0 sent from the mute processing unit 120 and the filter coefficient W0 sent from the filter coefficient update unit 141. Then, adaptive filter section 143 multiplies signal x0 and filter coefficient W0 and sends the multiplication result to addition section 145.

上記の適応フィルタ部144は、π/2遅延部125から送られた信号x1、及び、フィルタ係数更新部142から送られたフィルタ係数W1を受ける。そして、適応フィルタ部144は、信号x1とフィルタ係数W1とを乗算し、乗算結果を加算部145へ送る。   The adaptive filter unit 144 receives the signal x1 sent from the π / 2 delay unit 125 and the filter coefficient W1 sent from the filter coefficient update unit 142. Then, adaptive filter section 144 multiplies signal x1 and filter coefficient W1 and sends the multiplication result to addition section 145.

上記の加算部145は、適応フィルタ部143から送られた乗算結果、及び、適応フィルタ部144から送られた乗算結果を受ける。そして、加算部145は、双方の乗算結果を加算して、制御音信号yを生成する。すなわち、加算部145は、次の(10)式の計算を行うことにより、制御音信号y(上述の(6)式参照)を生成する。
x0(t)・W0(t)+x1(t)・W1(t)
=GM・AF・(sin(ωt)・cosθ+cos(ωt)・sinθ)
=A・sin(ωt+θ)=y(t) …(10)
こうして生成された制御音信号yは、音出力部150及び判定用信号生成部170へ送られる。
The adder 145 receives the multiplication result sent from the adaptive filter unit 143 and the multiplication result sent from the adaptive filter unit 144. Then, the adder 145 adds the multiplication results of both to generate the control sound signal y. That is, the adding unit 145 generates the control sound signal y (see the above-described equation (6)) by performing the calculation of the following equation (10).
x0 (t) · W0 (t) + x1 (t) · W1 (t)
= G M · A F · (sin (ωt) · cos θ + cos (ωt) · sin θ)
= A · sin (ωt + θ) = y (t) (10)
The control sound signal y generated in this way is sent to the sound output unit 150 and the determination signal generation unit 170.

次いで、上記の判定用信号生成部170の構成について説明する。判定用信号生成部170は、図3に示されるように、レベル検出部210と、第1生成部220と、第2生成部230とを備えている。   Next, the configuration of the determination signal generation unit 170 will be described. As shown in FIG. 3, the determination signal generation unit 170 includes a level detection unit 210, a first generation unit 220, and a second generation unit 230.

上記のレベル検出部210は、適応ノッチフィルタ部140から送られた制御音信号yを受ける。そして、レベル検出部210は、制御音信号yの振幅値A(上述の(6)式又は(10)式参照)を検出する。検出結果である振幅値Aは、第1生成部220及び第2生成部230へ送られる。   The level detection unit 210 receives the control sound signal y sent from the adaptive notch filter unit 140. Then, the level detection unit 210 detects the amplitude value A of the control sound signal y (see the above formula (6) or (10)). The amplitude value A that is the detection result is sent to the first generation unit 220 and the second generation unit 230.

上記の第1生成部220は、参照信号生成部130から送られた参照信号r0,r1、適応ノッチフィルタ部140から送られたフィルタ係数W0,W1、収音部160から送られた誤差信号e、及び、レベル検出部210から送られた振幅値Aを受ける。そして、第1生成部220は、参照信号r0,r1、フィルタ係数W0,W1、誤差信号e及び振幅値Aに基づいて、第1判定用信号CVを生成する。   The first generation unit 220 includes the reference signals r0 and r1 sent from the reference signal generation unit 130, the filter coefficients W0 and W1 sent from the adaptive notch filter unit 140, and the error signal e sent from the sound collection unit 160. , And the amplitude value A sent from the level detector 210 is received. Then, the first generation unit 220 generates the first determination signal CV based on the reference signals r0 and r1, the filter coefficients W0 and W1, the error signal e, and the amplitude value A.

かかる機能を有する第1生成部220は、乗算部221,222と、加算部223とを備えている。また、第1生成部220は、除算部224と、平滑化部225とを備えている。   The first generation unit 220 having such a function includes multiplication units 221 and 222 and an addition unit 223. The first generation unit 220 includes a division unit 224 and a smoothing unit 225.

上記の乗算部221は、参照信号生成部130から送られた参照信号r0、適応ノッチフィルタ部140から送られたフィルタ係数W0、及び、収音部160から送られた誤差信号eを受ける。そして、乗算部221は、参照信号r0と、フィルタ係数W0と、誤差信号eとを乗算し、乗算結果を加算部223へ送る。   The multiplication unit 221 receives the reference signal r0 sent from the reference signal generation unit 130, the filter coefficient W0 sent from the adaptive notch filter unit 140, and the error signal e sent from the sound collection unit 160. Then, the multiplication unit 221 multiplies the reference signal r0, the filter coefficient W0, and the error signal e, and sends the multiplication result to the addition unit 223.

上記の乗算部222は、参照信号生成部130から送られた参照信号r1、適応ノッチフィルタ部140から送られたフィルタ係数W1、及び、収音部160から送られた誤差信号eを受ける。そして、乗算部222は、参照信号r1と、フィルタ係数W1と、誤差信号eとを乗算し、乗算結果を加算部223へ送る。   The multiplication unit 222 receives the reference signal r1 sent from the reference signal generation unit 130, the filter coefficient W1 sent from the adaptive notch filter unit 140, and the error signal e sent from the sound collection unit 160. Then, the multiplication unit 222 multiplies the reference signal r1, the filter coefficient W1, and the error signal e, and sends the multiplication result to the addition unit 223.

上記の加算部223は、乗算部221から送られた乗算結果、及び、乗算部222から送られた乗算結果を受ける。そして、加算部223は、これらの乗算結果を加算して、信号u1を生成する。こうして生成された信号u1は、次の(11)式で表わされる。
u1(t)=(r0(t)・W0(t)+r1(t)・W1(t))・e(t)
=A・(sin(ωt+Δθ+θ))・e(t) …(11)
こうして生成された信号u1は、除算部224へ送られる。
The adder 223 receives the multiplication result sent from the multiplier 221 and the multiplication result sent from the multiplier 222. Then, the adding unit 223 adds these multiplication results to generate a signal u1. The signal u1 generated in this way is expressed by the following equation (11).
u1 (t) = (r0 (t) .W0 (t) + r1 (t) .W1 (t)). e (t)
= A · (sin (ωt + Δθ + θ)) · e (t) (11)
The signal u1 generated in this way is sent to the division unit 224.

上記の除算部224は、加算部223から送られた信号u1を入力端子I1で受けるとともに、レベル検出部210から送られた振幅値Aを入力端子I2で受ける。そして、除算部224は、次の(12)式で表わされる信号u2を生成し、生成された信号u2を平滑化部225へ送る。
u2(t)=u1(t)/A
=(sin(ωt+Δθ+θ))・e(t) …(12)
The division unit 224 receives the signal u1 sent from the addition unit 223 at the input terminal I1, and receives the amplitude value A sent from the level detection unit 210 at the input terminal I2. Then, the division unit 224 generates a signal u2 expressed by the following equation (12), and sends the generated signal u2 to the smoothing unit 225.
u2 (t) = u1 (t) / A
= (Sin (ωt + Δθ + θ)) · e (t) (12)

上記の平滑化部225は、除算部224から送られた信号u2を受ける。そして、平滑化部225は、信号u2について時間(π/ω)にわたっての時間平均処理を行うことにより、信号u2の平滑化を行って、第1判定用信号CVを生成する。生成された第1判定用信号CVは、出力特性制御部180へ送られる。   The smoothing unit 225 receives the signal u2 sent from the division unit 224. Then, the smoothing unit 225 performs the time averaging process on the signal u2 over time (π / ω), thereby smoothing the signal u2 and generating the first determination signal CV. The generated first determination signal CV is sent to the output characteristic control unit 180.

上記のように平滑化部225が信号u2の平滑化を行うと、信号u2における直流成分以外は、略0となるので、第1判定用信号CVは、信号u2における直流成分とほぼ等しくなる。すなわち、第1判定用信号CVは、次の(13),(14)式により表わすことができる。
CV(t)≒K・cos(Δθ−dθ)=K・cosδ …(13)
K=A・G/2>0 …(14)
When the smoothing unit 225 smoothes the signal u2 as described above, since the components other than the DC component in the signal u2 are substantially zero, the first determination signal CV is substantially equal to the DC component in the signal u2. That is, the first determination signal CV can be expressed by the following equations (13) and (14).
CV (t) ≈K · cos (Δθ−dθ) = K · cos δ (13)
K = A · G / 2> 0 (14)

ところで、本実施形態では、外乱が誤差信号eに混入していない場合には、制御対象音の変化は制御性能に比べて緩やかであるので、局時的には制御対象音は一定であるといえる。このため、本実施形態における消音制御は、音場的なディップ等で利得Gが小さくなると振幅値Aを大きくなるような適応的な制御を行って、マイクロフォン位置における制御音を一定とする、すなわち、値(A・G)を一定とする制御である。このため、第1判定用信号CVは、外乱が誤差信号eに混入していない場合には、制御音信号yの振幅値Aに対する依存性が除去されたものとなっているといえる。   By the way, in this embodiment, when the disturbance is not mixed in the error signal e, the change in the control target sound is gentle compared to the control performance, and therefore the control target sound is constant locally. I can say that. For this reason, the mute control in the present embodiment performs adaptive control that increases the amplitude value A when the gain G decreases due to a sound field dip or the like, and makes the control sound at the microphone position constant, that is, The value (A · G) is constant. For this reason, it can be said that the first determination signal CV has the dependency on the amplitude value A of the control sound signal y removed when disturbance is not mixed in the error signal e.

上記の第2生成部230は、参照信号生成部130から送られた参照信号r0,r1、適応ノッチフィルタ部140から送られたフィルタ係数W0,W1、収音部160から送られた誤差信号e、及び、レベル検出部210から送られた振幅値Aを受ける。そして、第2生成部230は、参照信号r0,r1、フィルタ係数W0,W1、誤差信号e及び振幅値Aに基づいて、第2判定用信号SVを生成する。   The second generation unit 230 includes reference signals r0 and r1 sent from the reference signal generation unit 130, filter coefficients W0 and W1 sent from the adaptive notch filter unit 140, and an error signal e sent from the sound collection unit 160. , And the amplitude value A sent from the level detector 210 is received. Then, the second generation unit 230 generates the second determination signal SV based on the reference signals r0 and r1, the filter coefficients W0 and W1, the error signal e, and the amplitude value A.

かかる機能を有する第2生成部230は、乗算部231,232と、減算部233とを備えている。また、第2生成部230は、除算部234と、平滑化部235とを備えている。   The second generation unit 230 having such a function includes multiplication units 231 and 232 and a subtraction unit 233. In addition, the second generation unit 230 includes a division unit 234 and a smoothing unit 235.

上記の乗算部231は、参照信号生成部130から送られた参照信号r0、適応ノッチフィルタ部140から送られたフィルタ係数W1、及び、収音部160から送られた誤差信号eを受ける。そして、乗算部231は、参照信号r0と、フィルタ係数W1と、誤差信号eとを乗算し、乗算結果を減算部233へ送る。   The multiplication unit 231 receives the reference signal r0 sent from the reference signal generation unit 130, the filter coefficient W1 sent from the adaptive notch filter unit 140, and the error signal e sent from the sound collection unit 160. Then, the multiplication unit 231 multiplies the reference signal r0, the filter coefficient W1, and the error signal e, and sends the multiplication result to the subtraction unit 233.

上記の乗算部232は、参照信号生成部130から送られた参照信号r1、適応ノッチフィルタ部140から送られたフィルタ係数W0、及び、収音部160から送られた誤差信号eを受ける。そして、乗算部232は、参照信号r1と、フィルタ係数W0と、誤差信号eとを乗算し、乗算結果を減算部233へ送る。   The multiplication unit 232 receives the reference signal r 1 sent from the reference signal generation unit 130, the filter coefficient W 0 sent from the adaptive notch filter unit 140, and the error signal e sent from the sound collection unit 160. Then, the multiplication unit 232 multiplies the reference signal r1, the filter coefficient W0, and the error signal e, and sends the multiplication result to the subtraction unit 233.

上記の減算部233は、乗算部231から送られた乗算結果を+入力端子で受けるとともに、乗算部232から送られた乗算結果を−入力端子で受ける。そして、減算部233は、乗算部231から送られた乗算結果から乗算部232から送られた乗算結果を減算して、信号v1を生成する。こうして生成された信号v1は、次の(15)式で表わされる。
v1(t)=(r0(t)・W1(t)−r1(t)・W0(t))・e(t)
=−A・(cos(ωt+Δθ+θ))・e(t) …(15)
こうして生成された信号v1は、除算部234へ送られる。
The subtraction unit 233 receives the multiplication result sent from the multiplication unit 231 at the + input terminal and receives the multiplication result sent from the multiplication unit 232 at the −input terminal. Then, the subtraction unit 233 subtracts the multiplication result sent from the multiplication unit 232 from the multiplication result sent from the multiplication unit 231 to generate the signal v1. The signal v1 generated in this way is expressed by the following equation (15).
v1 (t) = (r0 (t) .W1 (t) -r1 (t) .W0 (t)). e (t)
= −A · (cos (ωt + Δθ + θ)) · e (t) (15)
The signal v1 thus generated is sent to the division unit 234.

上記の除算部234は、減算部233から送られた信号v1を入力端子I1で受けるとともに、レベル検出部210から送られた振幅値Aを入力端子I2で受ける。そして、除算部234は、次の(16)式で表わされる信号v2を生成し、生成された信号v2を平滑化部235へ送る。
v2(t)=v1(t)/A
=−(cos(ωt+Δθ+θ))・e(t) …(16)
The division unit 234 receives the signal v1 sent from the subtraction unit 233 at the input terminal I1, and receives the amplitude value A sent from the level detection unit 210 at the input terminal I2. Then, the division unit 234 generates a signal v2 represented by the following equation (16), and sends the generated signal v2 to the smoothing unit 235.
v2 (t) = v1 (t) / A
= − (Cos (ωt + Δθ + θ)) · e (t) (16)

上記の平滑化部235は、除算部234から送られた信号v2を受ける。そして、平滑化部235は、信号v2について時間(π/ω)にわたっての時間平均処理を行うことにより、信号v2の平滑化を行って、第2判定用信号SVを生成する。生成された第2判定用信号SVは、出力特性制御部180へ送られる。   The smoothing unit 235 receives the signal v <b> 2 sent from the division unit 234. Then, the smoothing unit 235 smoothes the signal v2 by performing time averaging processing on the signal v2 over time (π / ω), and generates the second determination signal SV. The generated second determination signal SV is sent to the output characteristic control unit 180.

ここで、信号v2の平滑化を行うと、信号v2における直流成分以外は、略0となるので、第2判定用信号CVは、信号v2における直流成分とほぼ等しくなる。すなわち、第2判定用信号SVは、次の(17),(18)式により表わすことができる。
SV(t)≒−K・sin(Δθ−dθ)=−K・sinδ …(17)
K=A・G/2>0 …(18)
Here, when the signal v2 is smoothed, the components other than the DC component in the signal v2 are substantially zero, so the second determination signal CV is substantially equal to the DC component in the signal v2. That is, the second determination signal SV can be expressed by the following equations (17) and (18).
SV (t) ≈−K · sin (Δθ−dθ) = − K · sin δ (17)
K = A · G / 2> 0 (18)

ところで、本実施形態における消音制御は、上述したように、外乱が誤差信号eに混入していない場合には、値(A・G)を一定とする制御である。このため、第2判定用信号SVは、外乱が誤差信号eに混入していない場合には、制御音信号yの振幅値Aに対する依存性が除去されたものとなっているといえる。   By the way, the silencing control in the present embodiment is a control for keeping the value (A · G) constant when the disturbance is not mixed in the error signal e as described above. For this reason, it can be said that the second determination signal SV has the dependency on the amplitude value A of the control sound signal y removed when disturbance is not mixed in the error signal e.

[動作]
次に、以上のように構成された能動型騒音制御装置100の動作について、出力特性制御部180による制御音の出力制御処理に主に着目して説明する。
[Operation]
Next, the operation of the active noise control apparatus 100 configured as described above will be described mainly focusing on the control sound output control processing by the output characteristic control unit 180.

入力ポートIPTに入力したエンジン回転信号を受けると、周波数検出部110は、エンジン回転信号の周波数を検出する。そして、周波数検出部110は、検出結果をエンジン回転周波数に変換した後に、検出角周波数DQとして、正弦波発生部115へ送る(図1参照)。   When receiving the engine rotation signal input to the input port IPT, the frequency detection unit 110 detects the frequency of the engine rotation signal. Then, the frequency detection unit 110 converts the detection result into the engine rotation frequency and then sends the detection result to the sine wave generation unit 115 as the detection angular frequency DQ (see FIG. 1).

検出角周波数DQを受けた正弦波発生部115は、当該検出角周波数DQに基づいて、上述の(1)で表わされる正弦波信号Xを生成する。そして、正弦波発生部115は、生成された正弦波信号Xを、ミュート処理部120へ送る(図1参照)。   The sine wave generator 115 that has received the detection angular frequency DQ generates the sine wave signal X represented by the above (1) based on the detection angular frequency DQ. Then, the sine wave generation unit 115 sends the generated sine wave signal X to the mute processing unit 120 (see FIG. 1).

正弦波信号Xを受けたミュート処理部120は、出力特性制御部180から送られたミュート制御指定MCに従って、正弦波信号Xに対してソフトミュート処理を施し、上述の(2)式で表わされる信号x0を生成する。そして、ミュート処理部120は、生成された信号x0をπ/2遅延部125、参照信号生成部130及び適応ノッチフィルタ部140へ送る(図1参照)。   Upon receiving the sine wave signal X, the mute processing unit 120 performs soft mute processing on the sine wave signal X in accordance with the mute control designation MC sent from the output characteristic control unit 180, and is expressed by the above equation (2). A signal x0 is generated. The mute processing unit 120 then sends the generated signal x0 to the π / 2 delay unit 125, the reference signal generation unit 130, and the adaptive notch filter unit 140 (see FIG. 1).

信号x0を受けたπ/2遅延部125は、信号x0の位相をπ/2だけ遅延させて、上述の(3)式で表わされる信号x1を生成する。そして、π/2遅延部125は、生成された信号x1を参照信号生成部130及び適応ノッチフィルタ部140へ送る(図1参照)。   Upon receiving the signal x0, the π / 2 delay unit 125 delays the phase of the signal x0 by π / 2, and generates the signal x1 represented by the above equation (3). Then, the π / 2 delay unit 125 sends the generated signal x1 to the reference signal generation unit 130 and the adaptive notch filter unit 140 (see FIG. 1).

信号x0,x1を受けた参照信号生成部130は、出力特性制御部180による制御のもとで、信号x0,x1の位相補正を行って、上述の(4)式及び(5)式で表わされる参照信号r0,r1を生成する。そして、参照信号生成部130は、生成された参照信号r0,r1を適応ノッチフィルタ部140及び判定用信号生成部170へ送る(図1参照)。   Receiving the signals x0 and x1, the reference signal generation unit 130 performs phase correction of the signals x0 and x1 under the control of the output characteristic control unit 180, and is expressed by the above equations (4) and (5). The reference signals r0 and r1 are generated. Then, the reference signal generation unit 130 sends the generated reference signals r0 and r1 to the adaptive notch filter unit 140 and the determination signal generation unit 170 (see FIG. 1).

信号x0,x1、及び、参照信号r0,r1を受けた適応ノッチフィルタ部140は、その時点で収音部160から受けた誤差信号eを参照し、LMSアルゴリズムを使用して、上述の(6)式で表わされる制御音信号yを生成する。そして、適応ノッチフィルタ部140は、生成された制御音信号yを音出力部150及び判定用信号生成部170へ送る(図1,2参照)。   The adaptive notch filter unit 140 that has received the signals x0, x1 and the reference signals r0, r1 refers to the error signal e received from the sound collection unit 160 at that time, and uses the LMS algorithm to A control sound signal y expressed by the following formula is generated. Then, the adaptive notch filter unit 140 sends the generated control sound signal y to the sound output unit 150 and the determination signal generation unit 170 (see FIGS. 1 and 2).

制御音信号yを受けた音出力部150は、制御音信号yに従って、スピーカから制御音が出力する。なお、こうしてスピーカから制御音が出力されている状態においてマイクロフォンで収音された結果を、収音部160は、誤差信号eとして、適応ノッチフィルタ部140及び判定用信号生成部170へ送る。   The sound output unit 150 that has received the control sound signal y outputs a control sound from the speaker according to the control sound signal y. Note that the sound collection unit 160 transmits the result of sound collection by the microphone in a state where the control sound is output from the speaker to the adaptive notch filter unit 140 and the determination signal generation unit 170 as an error signal e.

以上のようにFiltered-X LMSアルゴリズムを採用して行われる騒音制御による消音動作と並行して、判定用信号生成部170が、上述のようにして、(13)式で表わされる第1判定用信号CVを生成するとともに、(17)式で表わされる第2判定用信号SVを生成する。そして、判定用信号生成部170は、生成された第1判定用信号CV及び第2判定用信号SVを、出力特性制御部180へ送る。   As described above, in parallel with the mute operation by noise control performed by adopting the Filtered-X LMS algorithm, the determination signal generation unit 170 performs the first determination represented by the expression (13) as described above. A signal CV is generated, and a second determination signal SV expressed by equation (17) is generated. Then, the determination signal generation unit 170 sends the generated first determination signal CV and second determination signal SV to the output characteristic control unit 180.

第1判定用信号CV及び第2判定用信号SVを受けた出力特性制御部180は、第1判定用信号CV及び第2判定用信号SVに基づいて、制御音の出力特性制御を行う。かかる制御音の出力特性制御には、第1判定用信号CVに基づくミュート制御及び第2判定用信号SVに基づく位相補正制御が含まれている。   Upon receiving the first determination signal CV and the second determination signal SV, the output characteristic control unit 180 performs control sound output characteristic control based on the first determination signal CV and the second determination signal SV. Such control sound output characteristic control includes mute control based on the first determination signal CV and phase correction control based on the second determination signal SV.

<ミュート制御処理>
まず、出力特性制御部180によるミュート制御処理について説明する。なお、当初においては、ミュート処理部120はミュート処理を行っておらず、ミュート処理部120は、信号x0として信号Xを出力するものとする。
<Mute control processing>
First, mute control processing by the output characteristic control unit 180 will be described. Initially, the mute processing unit 120 does not perform the mute processing, and the mute processing unit 120 outputs the signal X as the signal x0.

ミュート制御に際しては、図4に示されるように、まず、ステップS11において、出力特性制御部180が、判定用信号生成部170から送られている第1判定用信号CVの値(以下、「値CV」と記す)を読み取る。引き続き、ステップS12において、出力特性制御部180が、値CVが第1閾値VT1よりも小さいか否かを判定することにより、上述した(13)式における位相差δの絶対値がπ/2を超え、能動型騒音制御装置100で採用しているFiltered-X LMSアルゴリズムによる制御が不安定となる可能性があるか否かを判定する。   In the mute control, as shown in FIG. 4, first, in step S <b> 11, the output characteristic control unit 180 determines the value of the first determination signal CV sent from the determination signal generation unit 170 (hereinafter “value”). CV)). Subsequently, in step S12, the output characteristic control unit 180 determines whether or not the value CV is smaller than the first threshold value VT1, so that the absolute value of the phase difference δ in the above-described equation (13) becomes π / 2. It is determined whether there is a possibility that the control by the Filtered-X LMS algorithm employed in the active noise control apparatus 100 may become unstable.

ここで、値CVの符号は、上述した(13),(14)式で示されるように、位相差δの絶対値がπ/2を超えると負となる位相差δの余弦値(=cosδ)の符号にほぼ一致するようになっている。しかしながら、(13)式が近似式であることから、値CVの符号は、位相差δの余弦値(=cosδ)の符号に完全に一致する訳ではない。   Here, the sign of the value CV is the cosine value (= cos δ) of the phase difference δ that becomes negative when the absolute value of the phase difference δ exceeds π / 2, as shown by the above-described equations (13) and (14). ). However, since the expression (13) is an approximate expression, the sign of the value CV does not completely match the sign of the cosine value (= cos δ) of the phase difference δ.

そこで、Filtered-X LMSアルゴリズムによる制御が不安定となる位相差δの絶対値がπ/2を超えている可能性があるか否か判定に際して、本実施形態では、第1閾値VT1を負の所定値としている。かかる第1閾値VT1は、位相差δの絶対値がπ/2を超えている可能性があるかを判断可能とするとの観点から、実験、シミュレーション、経験等に基づいて、予め定められる。   Therefore, in determining whether the absolute value of the phase difference δ at which control by the Filtered-X LMS algorithm becomes unstable may exceed π / 2, in the present embodiment, the first threshold value VT1 is set to a negative value. It is a predetermined value. The first threshold value VT1 is determined in advance based on experiments, simulations, experiences, and the like from the viewpoint that it is possible to determine whether the absolute value of the phase difference δ may exceed π / 2.

ステップS12における判定の結果が否定的であった場合(ステップS12:N)には、処理は、後述するステップS19へ進む。一方、ステップS12における判定の結果が肯定的であった場合(ステップS12:Y)には、処理はステップS13へ進む。   If the result of the determination in step S12 is negative (step S12: N), the process proceeds to step S19 described later. On the other hand, when the result of the determination in step S12 is affirmative (step S12: Y), the process proceeds to step S13.

ステップS13では、出力特性制御部180が、「CV<VT1」の状態の継続時間の監視を開始する。引き続き、ステップS14において、出力特性制御部180が、値CVを読み取る。   In step S13, the output characteristic control unit 180 starts monitoring the duration of the state of “CV <VT1”. Subsequently, in step S14, the output characteristic control unit 180 reads the value CV.

次に、ステップS15において、出力特性制御部180が、値CVが第1閾値VT1よりも小さいか否かを判定する。この判定の結果が肯定的であった場合(ステップS15:Y)には、処理はステップS16へ進む。   Next, in step S15, the output characteristic control unit 180 determines whether or not the value CV is smaller than the first threshold value VT1. If the result of this determination is affirmative (step S15: Y), the process proceeds to step S16.

ステップS16では、出力特性制御部180が、「CV<VT1」の状態の継続時間が所定時間TTH以上となったか否かを判定する。ここで、所定時間TTHは、位相差δの絶対値がπ/2を超えている可能性がほぼ確実であるといえるとの観点から、実験、シミュレーション、経験等に基づいて、予め定められる。   In step S16, the output characteristic control unit 180 determines whether or not the duration of the state of “CV <VT1” is equal to or longer than the predetermined time TTH. Here, the predetermined time TTH is determined in advance based on experiments, simulations, experiences, and the like from the viewpoint that the possibility that the absolute value of the phase difference δ exceeds π / 2 is almost certain.

ステップS16における判定の結果が否定的であった場合(ステップS16:N)には、処理はステップS14へ戻る。この後、「CV<VT1」の状態が継続していると、ステップS14〜S16の処理が繰り返される。そして、「CV<VT1」の状態の継続時間が所定時間TTH以上となると、処理はステップS17へ進む。   If the result of the determination in step S16 is negative (step S16: N), the process returns to step S14. Thereafter, if the state of “CV <VT1” continues, the processes of steps S14 to S16 are repeated. Then, when the duration of the state of “CV <VT1” is equal to or longer than the predetermined time TTH, the process proceeds to step S17.

ステップS17では、出力特性制御部180が、ミュート設定を指定したミュート制御指定MCを、ミュート処理部120へ送る。この結果、ミュート処理部120により、アタック時間が短いソフトミュート処理、すなわち、急激にミュート係数GMが減少するソフトミュート処理が実行される。 In step S <b> 17, the output characteristic control unit 180 sends the mute control designation MC designating the mute setting to the mute processing unit 120. As a result, the mute processing section 120, the attack time is short soft mute processing, i.e., the soft mute processing rapidly mute coefficient G M decreases is executed.

ここで、ソフトミュート処理によりミュート係数GMが減少すると、上述した(4),(5)式で示されるように、参照信号r0,r1も減衰されたものとなる。このため、フィルタ係数W0,W1の更新はゆっくりしたものとなるので、制御音信号yは急激に減衰する。この結果、制御音の音量は急激に減少する。また、上述したように、適応ノッチフィルタ部140の最大利得値AMAXは、ミュート係数GMの最小値との積(=AMAX・GM)が1よりも十分に小さいので、ミュート係数GMが最小値となった後に、適応ノッチフィルタ部140の利得AFが、最大利得値AMAXとなったとしても、制御音の音量は十分に小さなものとなる。 Here, when the mute factor G M is reduced by the soft mute processing, the above-described (4), as indicated by (5), the reference signal r0, r1 also becomes attenuated. For this reason, since the update of the filter coefficients W0 and W1 is slow, the control sound signal y is rapidly attenuated. As a result, the volume of the control sound decreases rapidly. As described above, the maximum gain value A MAX of the adaptive notch filter 140, because the product of the minimum value of the mute factor G M (= A MAX · G M) is sufficiently smaller than 1, muting factor G Even if the gain A F of the adaptive notch filter unit 140 reaches the maximum gain value A MAX after M becomes the minimum value, the volume of the control sound is sufficiently small.

以上のようにしてステップS17が実行されると、出力特性制御部180は、ミュート制御の処理を終了する。この結果、制御音の音量が十分に小さな状態に維持される。   When step S17 is executed as described above, the output characteristic control unit 180 ends the mute control process. As a result, the volume of the control sound is maintained in a sufficiently small state.

上述したステップS15における判定結果が否定的であった場合(ステップS15:N)には、処理はステップS18へ進む。このステップS18では、出力特性制御部180が、「CV<VT1」の状態の継続時間の監視を終了する。引き続き、ステップS19において、出力特性制御部180が、外乱監視処理を実行する。そして、処理はステップS11へ戻る。なお、ステップS19における外乱監視処理の内容については、後述する。   If the determination result in step S15 described above is negative (step S15: N), the process proceeds to step S18. In step S18, the output characteristic control unit 180 ends the monitoring of the duration of the state of “CV <VT1”. Subsequently, in step S19, the output characteristic control unit 180 executes disturbance monitoring processing. Then, the process returns to step S11. The contents of the disturbance monitoring process in step S19 will be described later.

上記のようにしてステップS11〜S19の処理を実行することにより、出力特性制御部180は、ミュート制御の処理を実行する。   By executing the processes of steps S11 to S19 as described above, the output characteristic control unit 180 executes a mute control process.

次に、ステップS19における外乱監視処理について説明する。かかる外乱監視処理に際しては、図5に示されるように、まず、ステップS21において、出力特性制御部180が、値CVが所定閾値VT2(>0)よりも大きいか否かを判定することにより、大きな外乱音に起因する外乱が誤差信号eに混入しているか否かを判定する。かかる判定により外乱混入の判定を行うのは、値CVが、外乱音に同期しつつ、外乱音の大きさに対応した振れ幅で、正負に振れることになるためである。   Next, the disturbance monitoring process in step S19 will be described. In the disturbance monitoring process, as shown in FIG. 5, first, in step S21, the output characteristic control unit 180 determines whether or not the value CV is larger than a predetermined threshold value VT2 (> 0). It is determined whether or not a disturbance due to a large disturbance sound is mixed in the error signal e. The reason for determining whether the disturbance is mixed by this determination is that the value CV swings positively and negatively with a fluctuation width corresponding to the magnitude of the disturbance sound in synchronization with the disturbance sound.

なお、所定閾値VT2は、外乱音の消音のために出力される制御音の音量が大きくなりすぎる可能性を判断するとの観点から、実験、シミュレーション、経験等に基づいて、予め定められる。   Note that the predetermined threshold value VT2 is determined in advance based on experiments, simulations, experiences, and the like from the viewpoint of determining the possibility that the volume of the control sound output for muting the disturbance noise becomes too large.

ステップS21における判定の結果が肯定的であった場合(ステップS21:Y)には、処理はステップS22へ進む。このステップS22では、出力特性制御部180が、ミュート処理部120に対してミュート設定を行っているか否かを判定する。ステップS22における判定の結果が肯定的であった場合(ステップS22:Y)には、出力特性制御部180は、制御音の音量が異常に大きくなることを防止するための対策が既に採られていると判断し、ステップS19の処理を終了する。   If the result of the determination in step S21 is affirmative (step S21: Y), the process proceeds to step S22. In step S22, the output characteristic control unit 180 determines whether or not the mute processing unit 120 has been set to mute. If the result of determination in step S22 is affirmative (step S22: Y), the output characteristic control unit 180 has already taken measures to prevent the volume of the control sound from becoming abnormally high. And the process of step S19 is terminated.

ステップS22における判定の結果が否定的であった場合(ステップS22:N)には、処理はステップS23へ進む。このステップS23では、制御音の音量が異常に大きくなることを防止するため、出力特性制御部180が、ミュート処理部120へ、ミュート設定を指定したミュート制御指定MCを、ミュート処理部120へ送る。そして、出力特性制御部180は、ステップS19の処理を終了する。   If the result of the determination in step S22 is negative (step S22: N), the process proceeds to step S23. In step S23, the output characteristic control unit 180 sends a mute control designation MC designating mute setting to the mute processing unit 120 to the mute processing unit 120 in order to prevent the volume of the control sound from increasing abnormally. . Then, the output characteristic control unit 180 ends the process of step S19.

上述したステップS21における判定の結果が否定的であった場合(ステップS21:N)には、処理はステップS24へ進む。このステップS24では、出力特性制御部180が、ミュート処理部120に対してミュート設定を行っているか否かを判定する。ステップS24における判定の結果が否定的であった場合(ステップS24:N)には、出力特性制御部180は、ステップS19の処理を終了する。   If the result of the determination in step S21 described above is negative (step S21: N), the process proceeds to step S24. In step S24, the output characteristic control unit 180 determines whether or not the mute processing unit 120 is set to mute. If the result of determination in step S24 is negative (step S24: N), the output characteristic control unit 180 ends the process of step S19.

ステップS24における判定の結果が肯定的であった場合(ステップS24:Y)には、処理はステップS25へ進む。このステップS25では、出力特性制御部180が、制御音の音量が異常に大きくなることを防止するためのミュート処理が必要でないと判断し、ミュート処理部120へ、ミュート解除を指定したミュート制御信号MCを、ミュート処理部120へ送る。そして、出力特性制御部180は、ステップS19の処理を終了する。   If the result of the determination in step S24 is affirmative (step S24: Y), the process proceeds to step S25. In this step S25, the output characteristic control unit 180 determines that the mute processing for preventing the volume of the control sound from becoming abnormally high is not necessary, and sends a mute control signal designating mute release to the mute processing unit 120. The MC is sent to the mute processing unit 120. Then, the output characteristic control unit 180 ends the process of step S19.

ミュート解除が指定されると、ミュート処理部120は、緩やかにミュート係数GMが増加するソフトミュート処理を実行する。ソフトミュート処理によりミュート係数GMが緩やかに増加すると、参照信号r0,r1のレベルの緩やかに回復し、フィルタ係数W0,W1の更新速度も緩やかに回復する。また、信号x0,x1のレベルも緩やかに回復する。この結果、車両の搭乗者にとって違和感を抱かせない態様で、ミュート処理が行われない通常の制御音生成処理に復帰する。 When unmute is specified, the mute processing section 120 performs a soft mute processing gently mute coefficient G M increases. When muting factor G M increases gradually by soft mute processing, the level of the reference signal r0, r1 gradual recovery, update rate of the filter coefficients W0, W1 also gradually recovered. Further, the levels of the signals x0 and x1 are also gradually recovered. As a result, the control returns to the normal control sound generation process in which the mute process is not performed in a manner that does not give the vehicle passenger a sense of incongruity.

上記のステップS21〜S25の処理を行うことにより、出力特性制御部180は、外乱監視、並び、外乱監視結果に基づくミュート設定及びミュート解除の処理を実行する。そして、ステップS19の処理が終了すると、処理は、上述した図4におけるステップS11へ戻る。   By performing the processes in steps S21 to S25, the output characteristic control unit 180 performs disturbance monitoring, alignment, and mute setting and mute release processing based on the disturbance monitoring result. Then, when the process of step S19 ends, the process returns to step S11 in FIG. 4 described above.

<位相補正制御処理>
次に、出力特性制御部180による位相補正制御の処理について説明する。
<Phase correction control processing>
Next, phase correction control processing by the output characteristic control unit 180 will be described.

位相補正制御に際しては、図6に示されるように、まず、ステップS31において、出力特性制御部180は、判定用信号生成部170から送られている第2判定用信号SVの値(以下、「値SV」と記す)を読み取る。引き続き、ステップS32において、出力特性制御部180が、値SVに基づいて、参照信号生成部130における位相補正量、すなわち、位相Δθの変更量(以下、「位相補正変更量」と記す)を決定する。   In the phase correction control, as shown in FIG. 6, first, in step S <b> 31, the output characteristic control unit 180 sets the value of the second determination signal SV sent from the determination signal generation unit 170 (hereinafter, “ Value SV). Subsequently, in step S32, the output characteristic control unit 180 determines a phase correction amount in the reference signal generation unit 130, that is, a change amount of the phase Δθ (hereinafter referred to as “phase correction change amount”) based on the value SV. To do.

ここで、外乱が無い又は小さい場合には、値SVは、上述した(17),(18)式で表されるように、位相差δの正弦値(=sinδ)に定数(−K(<0))を乗じた値となる。このため、上述したミュート制御処理によりミュート設定が行われることなく、通常の制御音出力のための制御が行われている場合には、値SVは、位相差δの値に応じて一義的に決まるようになっている。   Here, when there is no disturbance or when the disturbance is small, the value SV is expressed by a constant (−K (<K) in the sine value (= sin δ) of the phase difference δ, as expressed by the equations (17) and (18) described above. 0)). Therefore, when normal control sound output control is performed without performing mute setting by the mute control process described above, the value SV is uniquely determined according to the value of the phase difference δ. It is decided.

すなわち、通常の制御音出力のための制御が行われている場合には、値SVの符号は、外乱が無い又は小さいければ、位相差δの符号と逆になるといえる。また、値SVの絶対値は、位相差δの絶対値が大きなほど大きくなるといえる。   That is, when control for normal control sound output is performed, it can be said that the sign of the value SV is opposite to the sign of the phase difference δ if there is no disturbance or is small. Further, it can be said that the absolute value of the value SV increases as the absolute value of the phase difference δ increases.

そこで、本実施形態では、出力特性制御部180は、通常の制御音出力のための制御が行われているものとして、位相差δを0とすることを最終目標としつつ、制御音出力の制御動作の安定性の維持のため、位相差δが緩やかに0に近付くように、位相Δθの変更量を決定するようになっている。すなわち、値SVが正値であった場合には、負値の位相補正変更量が決定され、値SVが負値であった場合には、正値の位相補正変更量が決定される。   Therefore, in this embodiment, the output characteristic control unit 180 assumes that control for normal control sound output is performed, and controls the control sound output while setting the phase difference δ to 0 as the final target. In order to maintain the stability of the operation, the change amount of the phase Δθ is determined so that the phase difference δ gradually approaches 0. That is, when the value SV is a positive value, a negative phase correction change amount is determined, and when the value SV is a negative value, a positive phase correction change amount is determined.

次に、ステップS33において、出力特性制御部180が、決定された位相補正変更量を、参照信号生成部130に対して指定する。かかる位相補正変更量の指定を受けた参照信号生成部130は、位相Δθを、指定された位相変更量だけ変更した参照信号r0,r1を生成する。   Next, in step S <b> 33, the output characteristic control unit 180 specifies the determined phase correction change amount to the reference signal generation unit 130. Receiving the designation of the phase correction change amount, the reference signal generation unit 130 generates reference signals r0 and r1 obtained by changing the phase Δθ by the designated phase change amount.

ステップS33が終了すると、処理はステップS31へ戻る。以後、ステップS31〜S33の処理が繰り返されることにより、通常の制御音出力のための制御が行われている場合において、制御音出力のための制御が不安定となって発散を引き起こすことになる位相差δの絶対値がπ/2を超えることを防止するための参照信号r0,r1を生成することができる。このため、温度等の環境条件の変化に伴う制御系の発散が防止される。   When step S33 ends, the process returns to step S31. Thereafter, by repeating the processing of steps S31 to S33, when control for normal control sound output is performed, control for control sound output becomes unstable and causes divergence. Reference signals r0 and r1 for preventing the absolute value of the phase difference δ from exceeding π / 2 can be generated. For this reason, the divergence of the control system accompanying changes in environmental conditions such as temperature is prevented.

以上説明したように、本実施形態では、参照信号生成部130が、適応ノッチフィルタ部140の出力から適応ノッチフィルタ部140の誤差信号入力までのモデル化された伝達関数に基づいて、基準信号x0,x1の位相を補正して参照信号r0,r1を生成する。そして、適応ノッチフィルタ部140が、基準信号x0,x1、及び、収音部160による収音結果である誤差信号eに基づいて、参照信号r0,r1、制御音信号yを生成する。こうした適応ノッチフィルタ部140による制御音信号yの生成と並行して、判定用信号生成部170が、誤差信号e、参照信号r0,r1、及び、適応ノッチフィルタ部140の伝達関数(すなわち、適応ノッチフィルタ部140の利得特性及び位相特性θ)に基づいて、適応ノッチフィルタ部140の出力から適応ノッチフィルタ部140の誤差信号入力までの伝達関数の位相特性dθと、当該モデル化された伝達関数の位相特性Δθとの位相差δθを反映している第1判定用信号CV及び第2判定用信号SVを生成する。そして、出力特性制御部180が、第1判定用信号CV及び第2判定用信号SVに基づいて、異音又は爆音の発生を抑制すべく、制御音の出力特性を制御する。   As described above, in the present embodiment, the reference signal generator 130 is based on the modeled transfer function from the output of the adaptive notch filter 140 to the error signal input of the adaptive notch filter 140, based on the reference signal x0. , X1 are corrected to generate reference signals r0, r1. Then, the adaptive notch filter unit 140 generates reference signals r0 and r1 and a control sound signal y based on the reference signals x0 and x1 and the error signal e which is a sound collection result by the sound collection unit 160. In parallel with the generation of the control sound signal y by the adaptive notch filter unit 140, the determination signal generation unit 170 performs the error signal e, the reference signals r0 and r1, and the transfer function (that is, adaptive) of the adaptive notch filter unit 140. Based on the gain characteristic and the phase characteristic θ of the notch filter unit 140), the phase characteristic dθ of the transfer function from the output of the adaptive notch filter unit 140 to the error signal input of the adaptive notch filter unit 140, and the modeled transfer function The first determination signal CV and the second determination signal SV reflecting the phase difference δθ with respect to the phase characteristic Δθ is generated. Then, based on the first determination signal CV and the second determination signal SV, the output characteristic control unit 180 controls the output characteristic of the control sound so as to suppress the occurrence of abnormal noise or explosion.

したがって、能動型騒音制御に際して、異音又は爆音の発生を効果的に抑制することができる。   Therefore, it is possible to effectively suppress the generation of abnormal noise or explosion during active noise control.

また、本実施形態では、第1判定用信号CVを、当該位相差δθの余弦値を反映した信号値を有する信号とし、第1判定用信号CVの値と第1閾値VT1との大小関係に基づいて、当該位相差δθの余弦値が負となっており、当該位相差δθの絶対値がπ/2を超えていると判断された場合に、ミュート処理部120に制御音に対するミュート処理を行わせる。このため、Filtered-X LMSアルゴリズムによる制御音出力のための制御が不安定となって発散状態となることを早期に検出し、制御音に対するミュート処理を行うことができるので、制御音出力による異音や爆音の発生を抑制することができる。   In the present embodiment, the first determination signal CV is a signal having a signal value reflecting the cosine value of the phase difference δθ, and the magnitude relationship between the value of the first determination signal CV and the first threshold value VT1 is satisfied. Based on this, when it is determined that the cosine value of the phase difference δθ is negative and the absolute value of the phase difference δθ exceeds π / 2, the mute processing unit 120 performs mute processing on the control sound. Let it be done. For this reason, it is possible to detect at an early stage that the control for the control sound output by the Filtered-X LMS algorithm is unstable and diverge, and to mute the control sound. Generation of sound and explosion can be suppressed.

また、本実施形態では、当該位相差δθの絶対値がπ/2を超えていると判断するに際して、第1判定用信号CVの値と第1閾値VT1との大小関係から当該位相差δθの余弦値が負であることが推定される状態が、所定時間TTH以上にわたって継続した場合に、当該位相差δθの余弦値が負となっていると判断するようにしている。このため、当該位相差δθの余弦値が負となっていることを、確実性を高めて判断することができる。   In the present embodiment, when determining that the absolute value of the phase difference δθ exceeds π / 2, the phase difference δθ is determined from the magnitude relationship between the value of the first determination signal CV and the first threshold value VT1. When the state where the cosine value is estimated to be negative continues for a predetermined time TTH or more, it is determined that the cosine value of the phase difference δθ is negative. For this reason, it can be determined with increased certainty that the cosine value of the phase difference δθ is negative.

また、本実施形態では、第1判定用信号CVの値と、第2閾値VT2との大小関係に基づいて、外乱ノイズ音が収音部160により収音されていると判断した場合に、ミュート処理部120に制御音に対するミュート処理を行わせる。このため、大きな外乱ノイズ音の混入を簡易に検出することができ、当該大きな外乱ノイズ音の消音のために制御音の音量が異常に大きくなることを防止することができる。   Further, in the present embodiment, when it is determined that the disturbance noise sound is collected by the sound collection unit 160 based on the magnitude relationship between the value of the first determination signal CV and the second threshold value VT2, the mute is performed. The processing unit 120 performs a mute process on the control sound. For this reason, mixing of a large disturbance noise sound can be easily detected, and the volume of the control sound can be prevented from becoming abnormally high due to the silence of the large disturbance noise sound.

また、本実施形態では、第2判定用信号SVを、位相差δθの正弦値を反映した信号値を有する信号とし、第2判定用信号SVの値に基づいて、当該位相差δθの絶対値を減少させるように、参照信号生成部130による位相補正量Δθを制御する。このため、Filtered-X LMSアルゴリズムによる制御音出力のための制御が不安定となって発散を引き起こす原因となる位相差δの絶対値がπ/2を超えることが防止することができる。   In the present embodiment, the second determination signal SV is a signal having a signal value reflecting the sine value of the phase difference δθ, and the absolute value of the phase difference δθ is based on the value of the second determination signal SV. The phase correction amount Δθ by the reference signal generation unit 130 is controlled so as to decrease. For this reason, it is possible to prevent the absolute value of the phase difference δ that causes divergence due to unstable control for control sound output by the Filtered-X LMS algorithm from exceeding π / 2.

[実施形態の変形]
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
[Modification of Embodiment]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible.

例えば、上記の実施形態では、第1及び第2判定用信号CV,SVの生成に際して行われる信号u2,v2の平滑化に際しては、時間(π/ω)にわたっての時間平均処理を行うようにした。これに対して、平滑化に要する時間が制御音出力のための制御にとっての許容時間以内であれば、時間(π/ω)の任意の自然数倍の時間平均処理を行うようにしてもよい。   For example, in the above embodiment, when the signals u2 and v2 performed when the first and second determination signals CV and SV are generated, time average processing over time (π / ω) is performed. . On the other hand, if the time required for smoothing is within an allowable time for control for control sound output, a time average process may be performed that is an arbitrary natural number times the time (π / ω). .

また、上記の実施形態では、制御音信号yの信号レベルを、制御音信号yを受けるレベル検出部210により検出するようにした。これに対し、制御音信号yの信号レベルを、フィルタ係数W0,W1に基づいて生成するようにしてもよい。   Further, in the above embodiment, the signal level of the control sound signal y is detected by the level detection unit 210 that receives the control sound signal y. On the other hand, the signal level of the control sound signal y may be generated based on the filter coefficients W0 and W1.

また、上位の実施形態では、第1判定用信号CVに基づくミュート制御処理、及び、第2判定用信号SVに基づく位相補正制御処理を並行して行うようにした。これに対し、第1判定用信号CVに基づくミュート制御処理、及び、第2判定用信号SVに基づく位相補正制御処理のいずれか一方のみを行うようにしてもよい。   In the upper embodiment, the mute control process based on the first determination signal CV and the phase correction control process based on the second determination signal SV are performed in parallel. On the other hand, only one of the mute control process based on the first determination signal CV and the phase correction control process based on the second determination signal SV may be performed.

また、上位の実施形態では、第1判定用信号CVに基づくミュート制御処理として、値CVと第1閾値VT1とを比較することにより、制御系の発散に伴う異音又は爆音の発生を抑制するための処理、及び、値CVと第2閾値VT2とを比較することにより、外乱ノイズ音の混入に伴う異常に大きな制御音の発生を防止するための処理という2つの処理を並行して行うようにした。これに対し、当該2つの処理の一方のみを行うようにしてもよい。   In the upper embodiment, as a mute control process based on the first determination signal CV, the value CV and the first threshold value VT1 are compared to suppress the generation of abnormal noise or explosion caused by the divergence of the control system. And the second threshold value VT2 are compared to perform two processes in parallel, that is, a process for preventing an abnormally large control sound from occurring due to the mixing of the disturbance noise sound. I made it. On the other hand, only one of the two processes may be performed.

また、上記の実施形態では、本発明を、車室内に漏れてくるエンジン音の消音を行う能動型騒音制御装置に適用したが、他の種類の音の消音を行う能動型騒音制御装置に適用することができるのは勿論である。   In the above embodiment, the present invention is applied to an active noise control device that silences engine sound leaking into the vehicle interior, but is applied to an active noise control device that silences other types of sounds. Of course you can.

なお、上記の実施形態における能動型騒音制御装置100を、中央処理装置(CPU:Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)等を備えた演算手段を備えるコンピュータシステムとして構成し、予め用意されたプログラムを当該コンピュータシステムで実行することにより、上記の実施形態における処理の一部又は全部を実行するようにしてもよい。このプログラムはハードディスク、CD−ROM、DVD等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、当該コンピュータによって記録媒体から読み出されて実行される。また、このプログラムは、CD−ROM、DVD等の可搬型記録媒体に記録された形態で取得されるようにしてもよいし、インターネットなどのネットワークを介した配信の形態で取得されるようにしてもよい。   In addition, the active noise control apparatus 100 in the above embodiment is configured as a computer system including a calculation unit including a central processing unit (CPU), a DSP (Digital Signal Processor), and the like, and is prepared in advance. A part or all of the processing in the above embodiment may be executed by executing the program on the computer system. This program is recorded on a computer-readable recording medium such as a hard disk, CD-ROM, or DVD, and is read from the recording medium and executed by the computer. The program may be acquired in a form recorded on a portable recording medium such as a CD-ROM or DVD, or may be acquired in a form distributed via a network such as the Internet. Also good.

100 … 能動型騒音制御装置
110 … 周波数検出部(基準信号生成部の一部)
115 … 正弦波発生部(基準信号生成部の一部)
120 … ミュート処理部(基準信号生成部の一部でもある)
130 … 参照信号生成部
140 … 適応ノッチフィルタ部
150 … 音出力部
160 … 収音部
170 … 判定用信号生成部
180 … 出力特性制御部
210 … レベル検出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Active noise control apparatus 110 ... Frequency detection part (a part of reference | standard signal production | generation part)
115 ... Sine wave generator (part of the reference signal generator)
120 ... Mute processing unit (also part of the reference signal generation unit)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 130 ... Reference signal generation part 140 ... Adaptive notch filter part 150 ... Sound output part 160 ... Sound collection part 170 ... Determination signal generation part 180 ... Output characteristic control part 210 ... Level detection part

Claims (13)

適応ノッチフィルタ部による制御音信号の出力から、所定位置における収音結果から得られる誤差信号の前記適応ノッチフィルタ部への入力までの経路の伝達関数と、前記経路のモデル化された伝達関数との間の位相差の余弦値及び正弦値の少なくとも一方に基づいて判定用信号を生成する判定用信号生成部と;
前記判定用信号に基づいて、制御音の出力特性を制御する出力特性制御部と;
を備えることを特徴とする能動型騒音制御装置。
A transfer function of the path from the output of the control sound signal by the adaptive notch filter unit to the input of the error signal obtained from the sound collection result at a predetermined position to the adaptive notch filter unit, and a modeled transfer function of the path A determination signal generation unit that generates a determination signal based on at least one of a cosine value and a sine value of a phase difference between the two;
An output characteristic control unit for controlling the output characteristic of the control sound based on the determination signal;
An active noise control device comprising:
制御対象音と相関のある基準信号を生成する基準信号生成部を更に備える、ことを特徴とする請求項1に記載の能動型騒音制御装置。   The active noise control apparatus according to claim 1, further comprising a reference signal generation unit that generates a reference signal correlated with the control target sound. 前記モデル化された伝達関数に基づいて、前記基準信号の位相を補正して参照信号を生成する参照信号生成部を更に備え、
前記判定用信号生成部は、前記誤差信号、前記参照信号、及び、前記適応ノッチフィルタ部の伝達関数に基づいて、前記判定用信号を生成し、
前記適応ノッチフィルタ部は、前記基準信号、前記参照信号及び前記誤差信号に基づいて、前記制御音信号を生成する、
ことを特徴とする請求項2に記載の能動型騒音制御装置。
A reference signal generation unit configured to generate a reference signal by correcting the phase of the reference signal based on the modeled transfer function;
The determination signal generation unit generates the determination signal based on the error signal, the reference signal, and a transfer function of the adaptive notch filter unit,
The adaptive notch filter unit generates the control sound signal based on the reference signal, the reference signal, and the error signal.
The active noise control apparatus according to claim 2.
前記制御音に対するミュート処理を行うミュート処理部を更に備え、
前記判定用信号には、前記位相差の余弦値に対応する信号値を有する第1判定用信号が含まれ、
前記出力特性制御部は、前記第1判定用信号の値に基づいて、前記ミュート処理部による前記制御音に対するミュート処理を制御する、
ことを特徴とする請求項3に記載の能動型騒音制御装置。
A mute processing unit for performing a mute process on the control sound;
The determination signal includes a first determination signal having a signal value corresponding to the cosine value of the phase difference,
The output characteristic control unit controls a mute process for the control sound by the mute processing unit based on a value of the first determination signal;
The active noise control device according to claim 3.
前記出力特性制御部は、前記第1判定用信号の値と、予め定められた第1閾値との大小関係に基づいて、前記位相差の余弦値が負となっていると判断した場合に、前記ミュート処理部に前記制御音に対するミュート処理を行わせる、ことを特徴とする請求項4に記載の能動型騒音制御装置。   When the output characteristic control unit determines that the cosine value of the phase difference is negative based on the magnitude relationship between the value of the first determination signal and a predetermined first threshold value, The active noise control apparatus according to claim 4, wherein the mute processing unit performs a mute process on the control sound. 前記出力特性制御部は、前記第1判定用信号の値と前記第1閾値との大小関係から、前記位相差の余弦値が負であることが推定される状態が、所定時間以上にわたって継続した場合に、前記位相差の余弦値が負となっていると判断する、ことを特徴とする請求項5に記載の能動型騒音制御装置。   In the output characteristic control unit, a state in which the cosine value of the phase difference is estimated to be negative from the magnitude relationship between the value of the first determination signal and the first threshold value has continued for a predetermined time or more. The active noise control device according to claim 5, wherein the cosine value of the phase difference is determined to be negative. 前記出力特性制御部は、前記第1判定用信号の値と、予め定められた第2閾値との大小関係に基づいて、外乱ノイズ音が収音されていると判断した場合に、前記ミュート処理部に前記制御音に対するミュート処理を行わせる、ことを特徴とする請求項4〜6のいずれか一項に記載の能動型騒音制御装置。   When the output characteristic control unit determines that a disturbance noise sound is collected based on the magnitude relationship between the value of the first determination signal and a predetermined second threshold value, the mute processing is performed. The active noise control apparatus according to claim 4, wherein a mute process is performed on the control sound. 前記判定用信号生成部は、前記制御音信号の信号レベルを検出するレベル検出部を備え、
前記判定用信号生成部は、前記レベル検出部による検出結果を利用し、前記制御音信号の信号レベルに依存しない値を有する信号として、前記第1判定用信号を生成する、
ことを特徴とする請求項4〜7のいずれか一項に記載の能動型騒音制御装置。
The determination signal generation unit includes a level detection unit that detects a signal level of the control sound signal,
The determination signal generation unit generates the first determination signal as a signal having a value that does not depend on the signal level of the control sound signal, using a detection result of the level detection unit.
The active noise control device according to any one of claims 4 to 7, wherein
前記判定用信号には、前記位相差の正弦値に対応する信号値を有する第2判定用信号が含まれ、
前記出力特性制御部は、前記第2判定用信号の値に基づいて、前記参照信号生成部による位相補正量を制御する、
ことを特徴とする請求項3〜7のいずれか一項に記載の能動型騒音制御装置。
The determination signal includes a second determination signal having a signal value corresponding to the sine value of the phase difference,
The output characteristic control unit controls a phase correction amount by the reference signal generation unit based on a value of the second determination signal;
The active noise control device according to any one of claims 3 to 7, wherein
前記判定用信号生成部は、前記制御音信号の信号レベルを検出するレベル検出部を備え、
前記判定用信号生成部は、前記レベル検出部による検出結果を利用し、前記制御音信号の信号レベルに依存しない値を有する信号として、前記第2判定用信号を生成する、
ことを特徴とする請求項9に記載の能動型騒音制御装置。
The determination signal generation unit includes a level detection unit that detects a signal level of the control sound signal,
The determination signal generation unit generates the second determination signal as a signal having a value that does not depend on the signal level of the control sound signal, using a detection result by the level detection unit.
The active noise control apparatus according to claim 9.
判定用信号生成部と、出力特性制御部とを備える能動型騒音制御装置で使用される能動型騒音制御方法であって、
前記判定用信号生成部が、適応ノッチフィルタ部からの制御音信号の出力から、所定位置における収音結果から得られる誤差信号の前記適応ノッチフィルタ部への入力までの経路の伝達関数と、前記経路のモデル化された伝達関数との間の位相差の余弦値及び正弦値の少なくとも一方に基づいて判定用信号を生成する判定用信号生成工程と;
前記出力特性制御部が、前記判定用信号に基づいて、制御音の出力特性を制御する出力特性制御工程と;
を備えることを特徴とする能動型騒音制御方法。
An active noise control method used in an active noise control device including a determination signal generation unit and an output characteristic control unit,
The determination signal generation unit includes a transfer function of a path from the output of the control sound signal from the adaptive notch filter unit to the input of the error signal obtained from the sound collection result at a predetermined position to the adaptive notch filter unit, A determination signal generation step for generating a determination signal based on at least one of a cosine value and a sine value of a phase difference between the path and the modeled transfer function;
An output characteristic control step in which the output characteristic control unit controls the output characteristic of the control sound based on the determination signal;
An active noise control method comprising:
請求項11に記載の能動型騒音制御方法を演算手段に実行させる、ことを特徴とする能動型騒音制御プログラム。   An active noise control program for causing an arithmetic means to execute the active noise control method according to claim 11. 請求項12に記載の能動型騒音制御プログラムが、演算手段により読み取り可能に記録されている、ことを特徴とする記録媒体。   13. A recording medium in which the active noise control program according to claim 12 is recorded so as to be readable by an arithmetic means.
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