JP6110557B2 - 複数の回転装置からの高調波ノイズの能動低減 - Google Patents

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Description

本開示は、2つ以上の回転装置からの高調波ノイズの能動低減に関する。
エンジン高調波消去システムは、エンジン高調波ノイズを低減または消去するために、自動車両に、例えば、キャビンに、または消音器組立品に使用される適応フィードフォワードノイズ低減システムである。消去されるべき周波数における正弦波が適応フィルタへの入力として使用される。エンジン高調波消去システムは、1つまたは複数のマイクロフォンもエラー入力変換器として使用する。適応フィルタは、入力正弦波の振幅および/または位相を改変することができる。適応フィルタの出力は、消去されるべき望ましくないエンジン高調波と音響的に正反対である音を発生させる1つまたは複数の変換器(すなわち、スピーカ)に加えられる。システムの目的は、すべてのエラーマイクロフォン入力信号における全エネルギーを適応的に最小限に抑えることにより、対象の周波数におけるノイズを消去することにある。そうするために、スピーカ出力は負の利得を有する。
高調波ノイズ消去システムは、エンジン以外の回転装置によって生じたノイズを消去または低減するのにも使用される。自動車両内のもう1つのノイズ源は、駆動軸としても知られている推進軸である。エンジン回転を推進軸回転に伝達するのに歯車式変速が使用されるので、推進軸回転速度はエンジン回転速度に対して固定されない。したがって、エンジンおよび推進軸は、様々な周波数における車両キャビン内のノイズ源であり得る。
米国特許第8,194,873号 米国特許第8,204,242号 米国特許第8,355,512号 米国特許第8,306,240号
エンジンおよび推進軸の両方からのノイズを消去するために、ノイズ低減システムが、2つのフィードフォワード適応フィルタを必要とする。消去される2つの周波数が一致するまたは接近しているとき、フィルタの安定余裕が損なわれることがある。これにより、フィルタアルゴリズムの逸脱の可能性が増大し、それによって、不快なおよび顕著なノイズアーチファクトの発生がもたらされ得る。
本開示のシステムおよび方法は、消去される2つの周波数が互いに接近し過ぎているとき、適応フィードフォワードノイズ低減システムによってもたらされ得る可聴アーチファクトを低減するのに効果的である。これは、消去される周波数の近接性を決定し、近接性に基づいて、適応フィルタのうちの1つまたは複数の動作を改変することによって達成され得る。
以下に述べるすべての例および特徴は、任意の技術的に可能なやり方で組み合わせることができる。
一態様において、回転装置の回転速度に関連した周波数を有する複数の入力信号を取り込み、1つまたは複数のスピーカにノイズとほぼ同じ周波数であり、実質的に正反対の位相の音を発生させることによって複数の回転装置によって生じたノイズを低減するためのシステムは、各ノイズキャンセラが、入力信号から調波周波数を計算し、調波周波数を、出力正弦波を生成する高調波正弦波発生器に提供する調波周波数コンピュータ、および正弦波を使用して1つまたは複数の変換器を駆動するのに使用されるノイズ低減信号を作り出し、変換器の出力は回転装置によって生じたノイズを低減するように向けられる、適応フィルタを備える、複数のノイズキャンセラを含む。調波周波数を比較し、調波周波数の近接性に基づいて、適応フィルタのうちの1つまたは複数の動作を改変する重複検出器もある。
実施形態は、以下の特徴のうちの1つ、またはそれらの任意の組合せを含むことができる。重複検出器は、適応フィルタの1つまたは複数の可変パラメータの値を変更することによって適応フィルタのうちの1つまたは複数の動作を改変することができる。可変パラメータは、適応フィルタの適応ステップサイズを含むことができ、その場合、ステップサイズは、周波数の近接性が高いとき、減少される。例えば、適応ステップサイズは、2つの入力信号周波数がおよそ一致するとき約2分の1だけ減少させることができる。システムは、周波数の近接性と、その結果生じる適応フィルタパラメータの値の変化との関係を記憶するコンピュータメモリも含むことができる。変換器の出力は、自動車両のキャビン中に向けられ得る。回転装置は、車両エンジンおよび車両推進軸であり得る。
別の態様において、回転装置の回転速度に関連した周波数を有する複数の入力信号を取り込み、1つまたは複数のスピーカにノイズとほぼ同じ周波数であり、実質的に正反対の位相の音を発生させることによって、自動車両の複数の回転装置によって生じたノイズを低減するためのシステムは、各ノイズキャンセラが入力信号から調波周波数を計算し、調波周波数を、出力正弦波を生成する高調波正弦波発生器に提供する調波周波数コンピュータ、および正弦波を使用して1つまたは複数の変換器を駆動するのに使用されるノイズ低減信号を作り出し、変換器の出力は回転装置によって生じた車両キャビン内のノイズを低減するように向けられている、適応フィルタを備える、複数のノイズキャンセラを含む。調波周波数を比較し、調波周波数の近接性に基づいて、適応フィルタのうちの1つまたは複数の動作を改変する重複検出器があり、重複検出器が、適応フィルタの1つまたは複数の可変パラメータの値を変更することによって適応フィルタのうちの1つまたは複数の動作を改変し、可変パラメータが、適応フィルタの適応ステップサイズを含み、ステップサイズが、周波数の近接性が高いとき、減少される。コンピュータメモリが、周波数の近接性と、その結果生じる適応フィルタパラメータの値の変化との関係を記憶する。回転装置は、車両エンジンおよび車両推進軸であり得る。
さらに別の態様において、複数の回転装置によって生じたノイズを低減するようになされる能動ノイズ低減システムを動作させるための方法であって、回転装置の回転速度に関連した周波数を有するシステム入力信号があり、能動ノイズ低減システムが、入力信号のそれぞれに関連付けられた別々の適応フィルタを備え、適応フィルタが、それらの出力に影響するチューニングパラメータを有し、適応フィルタが、1つまたは複数の変換器を駆動するのに使用されるノイズ低減信号を出力し、変換器の出力は回転装置によって生じたノイズを低減するように向けられている、方法は、入力信号の周波数の近接性を決定するステップと、入力信号の周波数の決定された近接性に基づいて1つまたは複数の可変パラメータの値を変更するステップとを含む。
実施形態は、以下の特徴のうちの1つ、またはそれらの任意の組合せを含むことができる。方法は、周波数の近接性と、その結果生じる適応フィルタパラメータの値の変化との関係をコンピュータメモリに記憶させるステップを含むことができる。可変パラメータは、適応フィルタの適応ステップサイズを含むことができ、ステップサイズは、周波数の近接性が高いとき、減少させることができる。適応ステップサイズは、2つの入力信号周波数がおよそ一致するとき、約2分の1だけ減少させることができる。可変パラメータの値は、計算され、適応フィルタに提供され得る。周波数の近接性は、可変パラメータの値の計算に影響するように制御信号を提供する重複検出器によって決定され得る。変換器の出力は、自動車両のキャビン中に向けられ得る。回転装置は、車両エンジンと車両推進軸とを備えることができる。
別の態様において、自動車両の複数の回転装置によって生じたノイズを低減するようになされた能動ノイズ低減システムを動作させるための方法であって、回転装置の回転速度に関連した周波数を有するシステム入力信号があり、能動ノイズ低減システムが、入力信号のそれぞれに関連付けられた別々の適応フィルタを備え、適応フィルタは、それらの出力に影響するチューニングパラメータを有し、適応フィルタは、変換器の出力を、回転装置によって生じたキャビン内のノイズを低減するように自動車両のキャビン中に向けた、1つまたは複数の変換器を駆動するのに使用されるノイズ低減信号を出力する、方法は、入力信号の周波数の近接性を決定するステップを含む。1つまたは複数の可変パラメータの値は、入力信号の周波数の決定された近接性に基づいて変更され、可変パラメータが、適応フィルタの適応ステップサイズを含み、ステップサイズが、周波数の近接性が高いとき、減少され、可変パラメータの値が、計算され、適応フィルタに提供され、周波数の近接性が、可変パラメータの値の計算に影響するように制御信号を提供する重複検出器によって決定される。コンピュータメモリが、周波数の近接性と、その結果生じる適応フィルタパラメータの値の変化との関係を記憶する。回転装置は、車両エンジンと車両推進軸とであり得る。
本イノベーションのシステム、デバイスおよび方法を達成するのに使用され得る高調波消去システムの概略的構成図である。 車両キャビン内のノイズを示すグラフである。
図面の図1の要素が構成図において個別要素として示され、説明される。これらは、アナログ回路またはデジタル回路の1つまたは複数として実現することができる。あるいは、またはさらに、それらはソフトウェア命令を実行する1つまたは複数のマイクロプロセッサを用いて実現することができる。ソフトウェア命令は、デジタル信号処理命令を含むことができる。動作はアナログ回路によって、またはアナログ動作の同等物を実施するソフトウェアを実行するマイクロプロセッサによって実施され得る。信号線は、個別アナログまたはデジタル信号線として、別々の信号を処理することができる適当な信号処理を用いる個別デジタル信号線として、多重化デジタル信号バスとして、および/またはワイヤレス通信システムの要素として、実現することができる。
プロセスが構成図で表されまたは示されるとき、ステップは1つの要素または複数の要素によって実施され得る。ステップは一緒に、または様々な時間で実施することができる。動作を実施する要素は、物理的に同じであり、または相互に隣接し、または物理的に分離され得る。1つの要素は、1つより多くのブロックの動作を実施することができる。オーディオ信号は、符号化されてもよく、または符号化されなくてもよく、デジタルまたはアナログのいずれかの形態で伝送され得る。従来のオーディオ信号処理機器および動作は、場合によって図面から省かれる。
図1は、開示される本イノベーションを具現化する高調波ノイズ消去システム10の簡略化された概略図である。この非限定例において、システム10は、自動車両のキャビン内のエンジンノイズおよび推進軸ノイズの両方を消去するように設計される。しかし、システム10は、任意の2つ以上の回転装置(例えば、モータ)から発する高調波ノイズを低減するのに使用することができる。システム10は、自動車両以外の位置において、および自動車両キャビン以外の容積において高調波ノイズを低減するのに使用することもできる。一非限定例として、システム10は、エンジン高調波、推進軸高調波および自動車両内の空調用コンプレッサによる高調波を消去するのに使用され得る。図1において、信号の流れは実線矢印で示され、制御信号は矢印の付いた破線/点線によって示される。
この場合のシステム10は、2つの並列の高調波ノイズキャンセラを有する。すなわち、エンジンノイズキャンセラ44は、キャビン12内のエンジン高調波ノイズを低減または消去し、推進軸ノイズキャンセラ46は、キャビン12内の推進軸高調波ノイズを低減または消去する。各キャンセラは、適応フィルタを達成するのに使用されるデジタル信号プロセッサにおけるコンピュータコードとして実現することができる。この非限定例において、適応アルゴリズムは、Filtered-x適応アルゴリズムである。しかし、これは、当業者には明らかなように、他の適応アルゴリズムが使用され得るので、本イノベーションの限定ではない。
各キャンセラ44および46は、入力RPMから消去されるべき調波周波数を計算する。すなわち、キャンセラ44は、エンジンRPMが入力される調波周波数コンピュータ24を有し、キャンセラ46は、推進軸RPMが入力される調波周波数コンピュータ31を有する。各キャンセラは、消去されるべき周波数における正弦波を生成する高調波正弦波発生器(それぞれ25および32)を有する。正弦波発生器25および32は、消去されるべき回転装置からの入力に基づいて、計算された調波周波数が入力される。適応フィルタ20および36は、それぞれ、出力変換器の出力を車両キャビン12中に向けさせる1つまたは複数の出力変換器14に変換器駆動信号を供給する。キャビン伝達関数16によって修正された、変換器の出力後の残留ノイズは、車両キャビン内のエンジンノイズおよび推進軸ノイズと組み合わされ、入力エラー変換器(例えば、マイクロフォン)18によってとらえられる。
正弦波発生器25は、適応フィルタ20に、適応フィルタ20を使用して消去されるべきエンジン周波数の高調波を含むノイズ低減基準信号を提供する。「x信号」と呼ばれる、正弦波発生器25の出力は、フィルタリングされたx信号を発生するために、モデル化されたキャビン伝達関数26にも提供される。フィルタリングされたx信号およびマイクロフォン出力信号は、互いに乗算27され、制御入力として適応フィルタ20に提供される。同様に、正弦波発生器32は、適応フィルタ36に、適応フィルタ36を使用して消去されるべき、推進軸周波数の高調波を含むノイズ低減基準信号を提供する。正弦波発生器32の出力は、フィルタリングされたx信号を発生するために、モデル化されたキャビン伝達関数33にも提供される。フィルタリングされたx信号およびマイクロフォン出力信号は、互いに乗算38され、制御入力として適応フィルタ36に提供される。適応フィードフォワード高調波ノイズ消去システムの動作は、当業者にはよく理解される。
重複検出器42は、周波数コンピュータ24および31から制御信号として、消去されようとする調波周波数を取り込み、いつ周波数が安定余裕に影響するほど接近するのかを判定する。そうである場合、重複検出器42は、適応フィルタに適応アルゴリズムの1つまたは複数の変数の値を自動的に変更させる。Filtered-x適応アルゴリズムが使用される本事例においては、変更される変数は、適応ステップサイズおよび漏れパラメータのうちの一方または両方であり得る。適応アルゴリズムにおける適応ステップサイズおよび漏れは、その開示が参照により本明細書に組み込まれている、米国特許第8,194,873号、第8,204,242号、第8,355,512号、および第8,306,240号に開示されている。
より一般に、システムの性能を単一のキャンセラを用いる性能に近づけることを保持するように安定余裕を維持する目的でろ過アルゴリズムのうちの1つまたは複数にシステムによって変更が加えられる。重複が起きたとき許容レベルに性能を維持することができる理由は、ただ1つだけではなく、複数のキャンセラが同じ周波数領域において働いているからである。概して、検出器は、複数の重複の程度を有することがあり、それぞれに対して、適当な適応アルゴリズムパラメータの所定の値から選択する能力を有することができる。
一非限定例として、推進軸キャンセラが一次推進調波周波数を消去するように設定され、推進RPMが3000である場合、一次推進調波周波数は50Hz(1x3000/60)である。エンジンキャンセラが1.5次エンジン調波周波数を消去するように設定され、現在の歯車において、エンジンRPMが2000である場合、1.5次エンジン周波数は50Hz(1.5x2000/60)である。この例では、消去されるべき2つの周波数は、全く同じであり、したがって、両方の適応フィルタ20および36は、同じ消去周波数を発生する。エンジンおよび推進周波数が重複する程度は、歯車比によって異なる、または同じ歯車内では、周波数を重複させることもできるトルクコンバータのすべりを有することがある
一般に、2つのキャンセラが同じ周波数で働くと、消去システムの適応ステップサイズが効果的に2倍になるので、消去がさらに効果的であることを意味する。しかし、適応ステップサイズが、より大きいと、伝達関数の変動に対して余裕がより小さくなってから、システムが不安定になり、場合により逸脱することを意味する。
本イノベーションは、消去される2つの周波数が一致し、または互いに接近しているとき、消去アルゴリズム適応ステップサイズの増加を補償する。上記で説明したばかりの例において、自動的に適応ステップサイズを0.5だけ減少させることによって、元の単一のキャンセラ性能が維持され、したがって、元の安定余裕が取り戻される。
現実の世界では各生産車が、構成要素の公差、温度変化、乗員/キャビン乗り降りなどにより元のチューニングをするのに使用された生産車とは、ばらつきを有するので、推定伝達関数に余裕を持たせることは有利であり得る。実際には、適応ステップサイズの低減は、厳密に0.5ではない可能性がある。より具体的には、1つまたは複数の調整可能フィルタパラメータは、最適な消去および安定余裕を維持するように実験的に選択することができる。これらのパラメータは、最善の妥協点を達成して重複状態を処理するために、チューニングの時点で実験的に決定することができる。ノイズ源位置などの他の状態は、最適条件が何であるかを決定する。また、キャンセラは、性能と安定余裕との適切なバランスを維持するのに必要なとき、漏れなどの、他の適応アルゴリズムパラメータを調整する能力を有することができる。Filtered-x適応アルゴリズム以外のアルゴリズムが適応フィルタに使用される場合、相互に効果がある他の変数は、元の単一のキャンセラの性能を維持する目標で同様に修正されるように選択することができ、したがって、元の安定余裕を取り戻すことができる。
上記の例は、完全な重複がある理想化された場合のためのものである。より一般には、安定余裕は、周波数が接近しているとき失われ得る。したがって、重複検出器42は、2つ(またはそれ以上)の周波数の近接性に設定することができ、複数の周波数は、チューニング時点で実験的に決定される別の調整可能パラメータである。同様に、システムは、1つより多い重複の帯域を補償することができる。システムは重複の複数のレベルまで拡張することができ、それぞれは、選択されたフィルタパラメータへの独立した変更を有し、値は典型的には事前に経験的に決定され、次いでコンピュータメモリに記憶され、2つの周波数の近接性に基づいてシステムの動作中に読み出される。より一般に、本明細書に説明する例においては、適応ステップサイズの変更は、2つの周波数の近接性に応じて設定することができる。消去される周波数が2つより多いとき、すべての周波数の対ごとの比較が使用される。
本イノベーションの1つの結果は、高調波消去システムが逸脱する可能性がより小さいことである。別の恩恵は、システム不安定性による検出可能なノイズアーチファクトが最小限に抑えられることである。
本イノベーションが動作することができるやり方の理想化された非限定例は、自動車両キャビン内のエンジン高調波および推進軸高調波を消去するように設計され、動作される図1に示されるノイズ消去システムなど、ノイズ消去システムにおける重複消去周波数によるアルゴリズム調整の一例を示す図2を参照して示される。エンジンRPM(車両の回転速度計からの入力)はx軸に沿って設定され、キャビンノイズの音圧レベル(SPL)はdB単位でy軸上に設定される。曲線102は、ベースラインノイズを示し、曲線104は、キャビンエンジンおよび推進軸高調波ノイズ消去システムがオンにされたときのノイズの低減を示し、その場合、2つのキャンセラは同じ周波数で動作する。曲線104は、通常の自動車動作範囲のほとんどにおいて約10dBの低減を示す。
曲線106(破線表示)は、エンジンおよび推進軸ノイズ消去システムが両方ともオンであり、3000RPM程度に相当する周波数の程度で全く劇的に音のレベルを増大させるノイズアーチファクトの発生という結果になるキャビン伝達関数に変化があるときの音の偏位を示す。本明細書に開示するシステムは、動作を曲線104により近く戻すために適応フィルタアルゴリズムの1つまたは複数のパラメータの値を改変するように有効にされ、その場合、1つのキャンセラしか使用されなかった場合である。
上記は車両キャビン内のノイズ消去に関して説明されたものである。しかし、本開示は車両の他の位置におけるノイズ消去にも適用される。追加の一例では、システムが消音器組立品内のノイズを消去するように設計することができることである。そのようなノイズはエンジン高調波ノイズであり得るが、他のエンジン動作関連のノイズおよび/または車両内の別の回転装置によって生じたノイズでもあり得る。
上記のデバイス、システムおよび方法の実施形態は、当業者には明らかであるコンピュータ構成要素と、コンピュータ実現ステップとを含む。例えば、コンピュータ実現ステップは、例えば、フロッピディスク、ハードディスク、光ディスク、フラッシュROM、不揮発性ROM、およびRAMなどのコンピュータ可読媒体上のコンピュータ実行可能命令として記憶され得ることが当業者には理解されるはずである。さらに、コンピュータ実行可能命令は、例えば、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、ゲートアレイなどの様々なプロセッサ上で実行され得ることが当業者には理解されるはずである。説明を容易にするために、上記のシステムおよび方法のことごとくのステップまたは要素がコンピュータシステムの一部として本明細書に説明されているわけではないが、各ステップまたは要素が対応するコンピュータシステムまたはソフトウェア構成要素を有し得ることを当業者は認識されよう。そのようなコンピュータシステムおよび/またはソフトウェア構成要素は、したがって、それらの対応するステップまたは要素(すなわち、それらの機能)を説明することによって有効となり、本開示の範囲内にある。
本開示の様々な特徴は、本明細書に説明した特徴とは異なるやり方で有効とすることができ、本明細書に説明した特徴以外のやり方で組み合わせることができる。いくつかの実現を説明してきた。しかしながら、本明細書に説明した本発明概念の範囲から逸脱することなく追加の修正を加えることができ、したがって、他の実施形態は以下の特許請求の範囲内にあることが理解されよう。
10 ノイズ消去システム
12 キャビン
14 出力変換器
16 キャビン伝達関数
18 入力エラー変換器
20 適応フィルタ
24 調波周波数コンピュータ
25 高調波正弦波発生器
26 モデル化されたキャビン伝達関数
27 乗算
31 調波周波数コンピュータ
32 高調波正弦波発生器
33 モデル化されたキャビン伝達関数
36 適応フィルタ
38 乗算
42 重複検出器
44 エンジンノイズキャンセラ
46 推進軸ノイズキャンセラ

Claims (15)

  1. 回転装置の回転速度に関連した周波数を有する複数の入力信号を取り込み、1つまたは複数のスピーカにノイズとほぼ同じ周波数であり、実質的に正反対の位相の音を発生させることによって、複数の前記回転装置によって生じた前記ノイズを低減するためのシステムであって、
    各ノイズキャンセラが、入力信号から調波周波数を計算し、前記調波周波数を、出力正弦波を生成する高調波正弦波発生器に提供する調波周波数コンピュータ、および正弦波を使用して1つまたは複数の変換器を駆動するのに使用されるノイズ低減信号を作り出し、前記変換器の出力は前記回転装置によって生じたノイズを低減するように向けられている、適応フィルタを備える、複数のノイズキャンセラと、
    前記調波周波数を比較し、前記調波周波数の近接性に基づいて、前記適応フィルタのうちの1つまたは複数の動作を改変する重複検出器とを備え
    前記重複検出器が、適応フィルタの1つまたは複数の可変パラメータの値を変更することによって前記適応フィルタのうちの1つまたは複数の動作を改変し、
    前記可変パラメータが、前記適応フィルタの適応ステップサイズを含み、前記適応ステップサイズが、前記周波数の近接性が高いとき、減少される、システム。
  2. 前記適応ステップサイズが、2つの入力信号周波数がおよそ一致するとき、約2分の1だけ減少される、請求項1に記載のシステム。
  3. 前記周波数の近接性とその結果生じる前記適応フィルタの可変パラメータの値の変化との関係を記憶するコンピュータメモリをさらに備える、請求項1に記載のシステム。
  4. 前記変換器の出力が、自動車両のキャビン中に向けられる、請求項1に記載のシステム。
  5. 前記回転装置が、車両エンジンと車両推進軸とを備える、請求項4に記載のシステム。
  6. 回転装置の回転速度に関連した周波数を有する複数の入力信号を取り込み、1つまたは複数のスピーカにノイズとほぼ同じ周波数であり、実質的に正反対の位相の音を発生させることによって自動車両の複数の前記回転装置によって生じた前記ノイズを低減するためのシステムであって、
    各ノイズキャンセラが、入力信号から調波周波数を計算し、前記調波周波数を、出力正弦波を生成する高調波正弦波発生器に提供する調波周波数コンピュータ、および正弦波を使用して1つまたは複数の変換器を駆動するのに使用されるノイズ低減信号を作り出し、前記変換器の出力は前記回転装置によって生じた車両キャビン内のノイズを低減するように向けられている、適応フィルタを備える、複数のノイズキャンセラと、
    前記調波周波数を比較し、前記調波周波数の近接性に基づいて、前記適応フィルタのうちの1つまたは複数の動作を改変する重複検出器であって、前記適応フィルタの1つまたは複数の可変パラメータの値を変更することによって前記適応フィルタのうちの1つまたは複数の動作を改変し、前記可変パラメータが、前記適応フィルタの適応ステップサイズを含み、前記適応ステップサイズが、前記周波数の近接性が高いとき、減少される、重複検出器と、
    前記周波数の近接性と、その結果生じる前記適応フィルタの可変パラメータの値の変化との関係を記憶するコンピュータメモリとを備えるシステム。
  7. 前記回転装置が、車両エンジンと車両推進軸とを備える、請求項6に記載のシステム。
  8. 複数の回転装置によって生じたノイズを低減するようになされた能動ノイズ低減システムを動作させるための方法であって、前記回転装置の回転速度に関連した周波数を有するシステム入力信号があり、前記能動ノイズ低減システムが、前記入力信号のそれぞれに関連付けられた別々の適応フィルタを備え、前記適応フィルタが、それらの出力に影響するチューニングパラメータを有し、前記適応フィルタが、1つまたは複数の変換器を駆動するのに使用されるノイズ低減信号を出力し、前記変換器の出力は前記回転装置によって生じたノイズを低減するように向けられており、
    前記入力信号の前記周波数の近接性を決定するステップと、
    前記入力信号の前記周波数の前記決定された近接性に基づいて、1つまたは複数の可変パラメータの値を変更するステップとを含
    前記可変パラメータが、前記適応フィルタの適応ステップサイズを含み、前記適応ステップサイズが、前記周波数の近接性が高いとき、減少される、方法。
  9. 前記周波数の近接性と、その結果生じる前記適応フィルタの可変パラメータの値の変化との関係をコンピュータメモリに記憶させるステップをさらに含む、請求項8に記載の方法。
  10. 前記適応ステップサイズが、2つの入力信号周波数がおよそ一致するとき、約2分の1だけ減少される、請求項8に記載の方法。
  11. 前記可変パラメータの値が、計算され、前記適応フィルタに提供される、請求項8に記載の方法。
  12. 前記周波数の近接性が、前記可変パラメータの値の計算に影響するように制御信号を提供する重複検出器によって決定される、請求項11に記載の方法。
  13. 前記変換器の出力が、自動車両のキャビン中に向けられる、請求項8に記載の方法。
  14. 前記回転装置が、車両エンジンと、車両推進軸とを備える、請求項13に記載の方法。
  15. 前記可変パラメータが、前記適応フィルタの適応ステップサイズを含み、前記適応ステップサイズが、前記周波数の近接性が高いとき、減少され、前記可変パラメータの値が、計算され、前記適応フィルタに提供され、前記周波数の近接性が、前記可変パラメータの値の計算に影響するように制御信号を提供する重複検出器によって決定され、前記周波数の近接性と、その結果生じる前記適応フィルタの可変パラメータの値の変化との関係をコンピュータメモリに記憶させるステップをさらに含む、請求項14に記載の方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9708315B2 (en) 2013-09-06 2017-07-18 Janssen Pharmaceutica Nv 1,2,4-triazolo[4,3-a]pyridine compounds and their use as positive allosteric modulators of MGLUR2 receptors
US9737533B2 (en) 2009-05-12 2017-08-22 Janssen Pharmaceuticals. Inc. 1,2,4-triazolo [4,3-A] pyridine derivatives and their use for the treatment of prevention of neurological and psychiatric disorders
US10106542B2 (en) 2013-06-04 2018-10-23 Janssen Pharmaceutica Nv Substituted 6,7-dihydropyrazolo[1,5-a]pyrazines as negative allosteric modulators of mGluR2 receptors
US10537573B2 (en) 2014-01-21 2020-01-21 Janssen Pharmaceutica Nv Combinations comprising positive allosteric modulators or orthosteric agonists of metabotropic glutamatergic receptor subtype 2 and their use
US11369606B2 (en) 2014-01-21 2022-06-28 Janssen Pharmaceutica Nv Combinations comprising positive allosteric modulators or orthosteric agonists of metabotropic glutamatergic receptor subtype 2 and their use

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9177542B2 (en) * 2013-03-29 2015-11-03 Bose Corporation Motor vehicle adaptive feed-forward noise reduction
JP6499279B2 (ja) * 2014-09-24 2019-04-10 ボーズ・コーポレーションBose Corporation 複数のノイズ源からの高調波ノイズの能動低減
EP3446307B1 (en) * 2016-04-20 2022-03-23 General Electric Company Active noise cancellation systems and devices
JP2017197021A (ja) * 2016-04-27 2017-11-02 パナソニックIpマネジメント株式会社 能動型騒音低減装置及び能動型騒音低減方法
IT201700073501A1 (it) * 2017-06-30 2018-12-30 St Microelectronics Srl Prodotto a semiconduttore e corrispondente procedimento
CN109413549B (zh) * 2017-08-18 2020-03-31 比亚迪股份有限公司 车辆内部的噪声消除方法、装置、设备及存储介质
EP3660835B1 (en) * 2018-11-29 2024-04-24 AMS Sensors UK Limited Method for tuning a noise cancellation enabled audio system and noise cancellation enabled audio system
JP6771611B1 (ja) * 2019-04-26 2020-10-21 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 通信装置および医用装置
CN113358930B (zh) * 2021-08-09 2021-10-29 南京派格测控科技有限公司 一种基于信号偏移的谐波测试系统、装置及方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5170433A (en) 1986-10-07 1992-12-08 Adaptive Control Limited Active vibration control
US5410606A (en) 1992-07-21 1995-04-25 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Noise canceling method
JPH06109067A (ja) * 1992-09-25 1994-04-19 Mazda Motor Corp 車両の振動低減装置
JPH0728474A (ja) * 1993-06-24 1995-01-31 Alpine Electron Inc 騒音キャンセル方式
JPH07104767A (ja) * 1993-10-04 1995-04-21 Toyota Motor Corp 車室内騒音低減装置
JP3843082B2 (ja) * 2003-06-05 2006-11-08 本田技研工業株式会社 能動型振動騒音制御装置
ATE402468T1 (de) * 2004-03-17 2008-08-15 Harman Becker Automotive Sys Geräuschabstimmungsvorrichtung, verwendung derselben und geräuschabstimmungsverfahren
JP4328766B2 (ja) * 2005-12-16 2009-09-09 本田技研工業株式会社 能動型振動騒音制御装置
JP2007328219A (ja) * 2006-06-09 2007-12-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 能動型騒音制御装置
US8194873B2 (en) 2006-06-26 2012-06-05 Davis Pan Active noise reduction adaptive filter leakage adjusting
JP4378391B2 (ja) * 2007-03-28 2009-12-02 本田技研工業株式会社 車両用能動型騒音制御システム
US8204242B2 (en) 2008-02-29 2012-06-19 Bose Corporation Active noise reduction adaptive filter leakage adjusting
JP5214340B2 (ja) * 2008-06-13 2013-06-19 本田技研工業株式会社 車両用能動型振動騒音制御システム
US8355512B2 (en) * 2008-10-20 2013-01-15 Bose Corporation Active noise reduction adaptive filter leakage adjusting
US8306240B2 (en) 2008-10-20 2012-11-06 Bose Corporation Active noise reduction adaptive filter adaptation rate adjusting
US8280073B2 (en) 2010-03-08 2012-10-02 Bose Corporation Correcting engine noise cancellation microphone disturbances
JP5557565B2 (ja) * 2010-03-19 2014-07-23 本田技研工業株式会社 能動型振動騒音制御装置
US8600069B2 (en) * 2010-03-26 2013-12-03 Ford Global Technologies, Llc Multi-channel active noise control system with channel equalization

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9737533B2 (en) 2009-05-12 2017-08-22 Janssen Pharmaceuticals. Inc. 1,2,4-triazolo [4,3-A] pyridine derivatives and their use for the treatment of prevention of neurological and psychiatric disorders
US10071095B2 (en) 2009-05-12 2018-09-11 Janssen Pharmaceuticals, Inc. 1,2,4-triazolo [4,3-A] pyridine derivatives and their use for the treatment of neurological and psychiatric disorders
US10106542B2 (en) 2013-06-04 2018-10-23 Janssen Pharmaceutica Nv Substituted 6,7-dihydropyrazolo[1,5-a]pyrazines as negative allosteric modulators of mGluR2 receptors
US9708315B2 (en) 2013-09-06 2017-07-18 Janssen Pharmaceutica Nv 1,2,4-triazolo[4,3-a]pyridine compounds and their use as positive allosteric modulators of MGLUR2 receptors
US10537573B2 (en) 2014-01-21 2020-01-21 Janssen Pharmaceutica Nv Combinations comprising positive allosteric modulators or orthosteric agonists of metabotropic glutamatergic receptor subtype 2 and their use
US11103506B2 (en) 2014-01-21 2021-08-31 Janssen Pharmaceutica Nv Combinations comprising positive allosteric modulators or orthosteric agonists of metabotropic glutamatergic receptor subtype 2 and their use
US11369606B2 (en) 2014-01-21 2022-06-28 Janssen Pharmaceutica Nv Combinations comprising positive allosteric modulators or orthosteric agonists of metabotropic glutamatergic receptor subtype 2 and their use

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