JPH03203493A - Active type noise controller - Google Patents
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- JPH03203493A JPH03203493A JP1341905A JP34190589A JPH03203493A JP H03203493 A JPH03203493 A JP H03203493A JP 1341905 A JP1341905 A JP 1341905A JP 34190589 A JP34190589 A JP 34190589A JP H03203493 A JPH03203493 A JP H03203493A
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Landscapes
- Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野]
本願発明は、車両の室内等に伝達される騒音を制御音源
から放射させた制御音との干渉により低減させる能動型
騒音制御装置に係り、とくに、乗員などの観測員の耳位
置に応じて音響系を補正する手段を備えた能動型騒音制
御装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an active noise control device that reduces noise transmitted to the interior of a vehicle etc. by interference with control sound emitted from a control sound source. In particular, the present invention relates to an active noise control device that includes means for correcting an acoustic system depending on the ear position of an observer such as a passenger.
[従来の技術〕
従来、この種の能動型騒音制御装置としては、例えば英
国公開特許公報2149614号記載の装置が知られて
いる。この従来装置は、航空機の客室やこれに類する閉
空間に適用されるもので、閉空間内に固定設置され該設
置位置での音圧を検出する複数のマイクロホンと、閉空
間に二吹音を放射する複数のラウドスピーカ(二次音源
)と、閉空間の外部に位置するエンジン等の単一の騒音
源(−吹音源)の周波数r0〜f7を検出する周波数検
出手段と、複数のマイクロホンの検出信号及び周波数検
出手段の検出信号に基づき複数のラウドスピーカの駆動
を制御する信号処理器とを備えている。そして信号処理
器は、複数のマイクロホンの検出信号P、(n=1.2
. ・”、m)、即ち音圧の二乗和P:
P−Σ pH2
を評価関数として、この評価関数Pを最小にするように
適応制御を行っている。これにより、ラウドスピーカか
ら放射される二吹音と騒音源から伝達した一次音とが干
渉して各観測位置における残留騒音を低減するとしてい
る。[Prior Art] Conventionally, as this type of active noise control device, for example, a device described in British Patent Publication No. 2149614 is known. This conventional device is applied to aircraft cabins and similar closed spaces, and includes a plurality of microphones that are fixedly installed in the closed space to detect the sound pressure at the installation position, and a double-blow sound in the closed space. A plurality of radiating loudspeakers (secondary sound sources), frequency detection means for detecting frequencies r0 to f7 of a single noise source (-blowing sound source) such as an engine located outside the closed space, and a plurality of microphones. and a signal processor that controls driving of the plurality of loudspeakers based on the detection signal and the detection signal of the frequency detection means. The signal processor then processes the detection signals P of the plurality of microphones, (n=1.2
..・", m), that is, the sum of squares of sound pressure P: P-Σ pH2 is used as an evaluation function, and adaptive control is performed to minimize this evaluation function P. As a result, the noise emitted from the loudspeaker is The blowing sound and the primary sound transmitted from the noise source interfere to reduce residual noise at each observation location.
しかしながら、上述した従来装置は固定した観測位置(
マイクロホン設置位置)での音圧を低減するようになっ
ていたため、かかる従来装置を搭載した車両を例にとっ
て考えると、乗員の身長差などによってシートに座った
ときの乗員の耳の位置(耳位置)が変わってしまう場合
には、車室内の音圧勾配や音響インテンシテイの変化に
因って(例えば、自動車技術技論文集(No、 40
. 1989、社団法人 自動車技術会 発行)の16
3ページ、図13参照)、感知される騒音が非常に大き
くなるなど、特定の乗員のときには効果的に騒音低減が
なされていても、乗員が変わることによって感知される
騒音にばらつきが生じてしまうという問題があった。と
くに、騒音周波数が300 Hz以上の高周波域になる
と波長が短くなって、複雑な共振モードが車室内に形成
される等、音場が複雑化するから、耳位置が僅かにずれ
ただけでも、ある乗員には快適な音場状態であるのに、
別の乗員には著しく大きな騒音となり、上記問題点が顕
著に現れてしまうから、従来装置は高周波域で必ずしも
乗員の耳位置での騒音を確実に低減させることにはなら
ないという状況にあった。However, the conventional device described above has a fixed observation position (
Taking a vehicle equipped with such a conventional device as an example, the sound pressure at the position of the occupant's ears when sitting on the seat is reduced due to height differences between the occupants. ) may change due to changes in the sound pressure gradient or sound intensity in the vehicle interior (for example, in the Journal of Automotive Technology, No. 40).
.. 16 of 1989, published by the Society of Automotive Engineers of Japan)
(See Figure 13 on page 3), the perceived noise becomes extremely loud, and even if the noise is effectively reduced for a specific occupant, the perceived noise will vary as the occupant changes. There was a problem. In particular, when the noise frequency reaches a high frequency range of 300 Hz or higher, the wavelength becomes shorter and complex resonance modes are formed in the vehicle interior, making the sound field more complex. Even though the sound field is comfortable for some passengers,
The noise would be extremely loud to other occupants, and the above-mentioned problems would become apparent, so conventional devices were not necessarily able to reliably reduce the noise at the occupant's ear level in a high frequency range.
本願発明は、このような従来装置の有する問題に着目し
てなされたもので、その解決しようとする課題は、乗員
などの観測者が変わっても聞こえる騒音が常に最小且つ
一定の状態であるようにするとともに、音場が複雑にな
る高周波域であっても、そのような変動が殆ど現れない
ようにすることである。The present invention was made by focusing on the problems of the conventional device, and the problem to be solved is to ensure that the noise that can be heard is always minimal and constant even if the observer such as the passenger changes. At the same time, the objective is to ensure that such fluctuations hardly appear even in the high frequency range where the sound field becomes complex.
(課題を解決するための手段)
上記課題を解決するため、請求項(1)記載の発明では
、第1図に示す如く、騒音源から騒音が伝達される音響
空間に制御音を発生可能な制御音源と、前記騒音源の騒
音発生状態に応じた基準信号を検出する基準信号検出手
段と、前記音響空間内の所定受音点における騒音レベル
を検出する騒音検出手段と、前記基準信号検出手段及び
騒音検出手段の検出値に基づき、当該騒音検出手段の検
出値が最小になるように前記制御音源を駆動させる適応
制御手段とを備えた能動型騒音制御装置において、前記
受音点近傍に居る観測員の耳位置の変動を検出する耳位
置検出手段と、この耳位置検出手段の検出値に応して、
前記適応制御手段によって制御される前記受音点におけ
る騒音レヘルが常に最小値を維持するように音響系の物
理的性質を補正する補正手段とを設けている。。(Means for Solving the Problem) In order to solve the above problem, the invention according to claim (1) is capable of generating control sound in an acoustic space where noise is transmitted from a noise source, as shown in FIG. a control sound source, a reference signal detection means for detecting a reference signal according to a noise generation state of the noise source, a noise detection means for detecting a noise level at a predetermined sound receiving point in the acoustic space, and the reference signal detection means. and adaptive control means for driving the control sound source so that the detected value of the noise detecting means is minimized based on the detected value of the noise detecting means, the active noise control device comprising: a sound source located near the sound receiving point; Ear position detection means for detecting changes in the observer's ear position, and according to the detected value of this ear position detection means,
A correction means is provided for correcting the physical properties of the acoustic system so that the noise level at the sound receiving point controlled by the adaptive control means always maintains a minimum value. .
また請求項(2)記載の発明では、請求項(1)記載の
補正手段を、前記制御音源から前記受音点に至る音響系
の伝達関数を補正する手段としている。In the invention as set forth in claim (2), the correction means as set forth in claim (1) is a means for correcting the transfer function of the acoustic system from the controlled sound source to the sound receiving point.
さらに請求項(3)記載の発明では、請求項(1)記載
の補正手段を、前記制御音源から前記受音点に向かう音
響出力軸の方向又は音響レンズの焦点距離を補正する手
段としている。Furthermore, in the invention set forth in claim (3), the correction means set forth in claim (1) is a means for correcting the direction of the acoustic output axis from the controlled sound source toward the sound receiving point or the focal length of the acoustic lens.
さらに、請求項(4)記載の発明では、請求項(1)(
2)、又は(3)記載の騒音制JIU手段を、音響イン
テンシテイを検出する手段としている。Furthermore, in the invention described in claim (4), claim (1) (
The noise control JIU means described in 2) or (3) is used as a means for detecting sound intensity.
本願発明では、騒音源の騒音発生状態に応した基準信号
が基準信号検出手段により検出され、音響空間内の所定
受音点における騒音レベルが騒音検出手段により検出さ
れ、適応制御手段は基準信号検出手段及び騒音検出手段
の検出値に基づき、当該騒音検出手段の検出値が最小に
なるように制御音源を駆動させる。これにより、音響空
間に伝達される騒音と制御音源から放射された制御音と
が相殺されて騒音が低減する。これに並行して、受音点
近傍に居る観測員の耳位置の変動が耳位置検出手段によ
り検出される。そこで、補正手段は耳位置検出手段の検
出値が変化した場合でも、音響系の物理的性質(伝達関
数や音響出力軸)を適宜補正するから、これにより、受
合点における騒音レベルが常に最小値を維持する。In the present invention, the reference signal detecting means detects a reference signal corresponding to the noise generation state of the noise source, the noise level at a predetermined sound receiving point in the acoustic space is detected by the noise detecting means, and the adaptive control means detects the reference signal. Based on the detected value of the noise detecting means and the noise detecting means, the control sound source is driven so that the detected value of the noise detecting means is minimized. As a result, the noise transmitted to the acoustic space and the control sound emitted from the control sound source cancel each other out, thereby reducing the noise. In parallel with this, a change in the ear position of the observer near the sound receiving point is detected by the ear position detection means. Therefore, the correction means appropriately corrects the physical properties of the acoustic system (transfer function and acoustic output axis) even when the detected value of the ear position detection means changes, so that the noise level at the reception point is always at the minimum value. maintain.
とくに、請求項(4)記載の発明では、騒音検出手段が
音響インテンシテイを検出するので、進行波成分が支配
的である高周波域での音場において共振の影響を避け、
進行波成分を確実に消して騒音を低減できる。In particular, in the invention described in claim (4), since the noise detection means detects the acoustic intensity, the influence of resonance is avoided in the sound field in the high frequency range where traveling wave components are dominant;
Noise can be reduced by reliably eliminating traveling wave components.
以下、本願発明の詳細な説明する。 The present invention will be described in detail below.
(第1実施例)
第1実施例を第2図乃至第4図に基づき説明する。本実
施例は音響空間として車両の車室に適用したものである
。(First Example) A first example will be described based on FIGS. 2 to 4. This embodiment is applied to the cabin of a vehicle as an acoustic space.
第2図において、4は騒音源としての車両エンジンを、
6は音響空間としての車室を、8は車両に搭載された能
動型騒音制御装置を夫々示す。In Fig. 2, 4 represents a vehicle engine as a noise source;
Reference numeral 6 indicates a vehicle interior as an acoustic space, and reference numeral 8 indicates an active noise control device mounted on the vehicle.
能動型騒音制御装置8は、基準信号検出手段としてのエ
ンジン回転数センサ10.耳位置検出手段どしてのシー
ト位置検出器12a、12bと、車室6に設置される騒
音検出手段としてのマイクロホン14a、14b、車両
の所定位置に設置されるコントローラ16.及び車室6
に設置される制御音源としてのラウドスピーカ18a、
18bにより構成される。The active noise control device 8 includes an engine rotation speed sensor 10 as a reference signal detection means. Seat position detectors 12a and 12b as ear position detection means, microphones 14a and 14b as noise detection means installed in the vehicle interior 6, and a controller 16 installed at a predetermined position in the vehicle. and compartment 6
a loudspeaker 18a as a control sound source installed in
18b.
この内、エンジン回転数センサ10はエンジン4に取り
付けられ、エンジン回転に応じたパルス列のエンジン回
転数信号Xを検出し、これをコントローラ16に供給す
る。またシート位置検出器12a、12bはフロント右
側、左側のシート20a 20bのシート・スライダ
21a、21bに組み込まれ、シート前後位置に応じた
検出信号s、 Szをコントローラ16に供給する
。さらに、マイクロホン14a、14bの内、マイクロ
ホン14aは右側フロントシート20aのヘッド・レス
ト部近傍の車体側部に、またマイクロホン14bは左側
フロントシート20bのヘッド・レス1〜部近傍の車体
側部に夫々設置され、該ヘッド・レスト部付近での音圧
に応じた音圧信号P。Of these, the engine rotation speed sensor 10 is attached to the engine 4, detects an engine rotation speed signal X of a pulse train according to the engine rotation, and supplies this to the controller 16. Further, the seat position detectors 12a and 12b are incorporated in the seat sliders 21a and 21b of the front right and left seats 20a and 20b, and supply detection signals s and Sz corresponding to the front and back positions of the seats to the controller 16. Further, of the microphones 14a and 14b, the microphone 14a is located on the side of the vehicle near the head rest of the right front seat 20a, and the microphone 14b is located on the side of the vehicle near the head rest 1 of the left front seat 20b. A sound pressure signal P corresponding to the sound pressure installed near the head rest section.
P2を夫々検出し、これをコントローラ16に供給する
ようになっている。P2 is detected and supplied to the controller 16.
また、ラウドスピーカ18a、18bは夫々、車室6の
フロントダッシュの左右位置に設置され、コントローラ
16から供給されるスピーカ駆動信号父、5文、を受け
て、該駆動信号に応じた制御音(相殺音)を出力する。Further, the loudspeakers 18a and 18b are respectively installed at the left and right positions of the front dash of the vehicle interior 6, and receive a speaker drive signal supplied from the controller 16, and control sounds corresponding to the drive signals ( output (cancelling sound).
なお、第2図中、HDa、HDbは受音点(乗員の頭部
)である。In addition, in FIG. 2, HDa and HDb are sound receiving points (occupant's head).
コントローラ16は第3図に示すように、シート位置検
出器12a、12bの検出信号S1.Stを入力して音
響系の現在の伝達関数を演算する伝達関数演算器24と
、マイクロホン14a、14bからの音圧信号PI、P
2及び基準信号Xを人力してスピーカ駆動信号y1.Y
zを演算する信号処理器26と、この信号処理器26か
らの出力信号yt、yzを伝達関数演算器24の演算値
で夫々補正する補正フィルタ28と、この補正フィルタ
28の出力をD/A変換するD/A変換器29a、29
b及び増幅してラウドスピーカ18a。As shown in FIG. 3, the controller 16 receives detection signals S1. A transfer function calculator 24 inputs St and calculates the current transfer function of the acoustic system, and sound pressure signals PI, P from the microphones 14a and 14b.
2 and the reference signal X manually to generate the speaker drive signal y1. Y
A signal processor 26 that calculates z, a correction filter 28 that corrects the output signals yt and yz from the signal processor 26 using the calculated values of the transfer function calculator 24, and a D/A converter for the output of the correction filter 28. D/A converters 29a, 29 to convert
b and amplified by loudspeaker 18a.
18bに供給するアンプ30a、30bとを備えている
。なお、図中、CLa、CLbは信号処理器26からス
ピーカ18a、18bに至るスピーカ駆動用信号ケーブ
ルである。18b. In the figure, CLa and CLb are speaker driving signal cables that extend from the signal processor 26 to the speakers 18a and 18b.
この内、伝達関数演算器24は例えばマイクロコンピュ
ータを搭載又は利用して構成され、シート位置検出信号
SL+S2を入力して下記の要領にて、補正されたラウ
ドスピーカ18a、18b及び受音点HDa、HDb間
の音響系(スピーカ自体も含む)の伝達関数を求めるよ
うになっている。Of these, the transfer function calculator 24 is configured using, for example, a microcomputer, and inputs the seat position detection signal SL+S2 to correct the loudspeakers 18a, 18b and the sound receiving point HDa, as described below. The transfer function of the acoustic system (including the speakers themselves) between HDb is determined.
いま、スピーカ駆動用信号ケーブルCLa、CLbから
供給されるスピーカ駆動信号を夫々X1゜Xb、受音点
HDa、HDbでの音圧を夫々Ya+Y、とし、ラウド
スピーカ18a〜受音点HDa。Now, it is assumed that the speaker drive signals supplied from the speaker drive signal cables CLa and CLb are respectively X1°Xb, and the sound pressures at the sound receiving points HDa and HDb are Ya+Y, respectively, and the loudspeaker 18a to the sound receiving point HDa.
HD bの物理的定数としての伝達関数(スピーカ自体
も含む)を夫々H,,,H,bとし、ラウドスピーカ1
8b〜受音点HDa、HDbの物理的定数としての伝達
関数を夫々Hba+ Hbbとすると、と表すことが
できる。Let the transfer function (including the speaker itself) as a physical constant of HD b be H, , , H, b, respectively, and the loudspeaker 1
8b ~ Letting the transfer functions as physical constants of the sound receiving points HDa and HDb be respectively Hba+Hbb, it can be expressed as follows.
ここで、頭部(受音点)の位置、即ちシート位置が少し
変化したときの上述した各伝達関数をn1M+ Qa
b+ Ab□ 合いとし、そのときに音圧Y。Here, each of the above-mentioned transfer functions when the position of the head (sound receiving point), that is, the seat position changes slightly, is expressed as n1M+Qa
b+ Ab□, then the sound pressure is Y.
Y5を変化させないようにしたときのスピーカ駆動信号
を父3.父、とすると、
・・・ ■
が得られる。The speaker drive signal when Y5 is not changed is 3. If we say father, we get...■.
上記伝達関数Hia+ H1lb+ )!bm、 H
bbは、予め基準位置(例えばシート前後方向の中央位
置)にて実測して基準値を設定しておき、頭部位置が変
わったときは、その基準値に修正係数を掛けて補正ずれ
がよい。The above transfer function Hia+ H1lb+ )! bm, H
For bb, set a reference value by actually measuring it at a reference position (for example, the center position in the longitudinal direction of the seat), and when the head position changes, multiply the reference value by a correction coefficient to correct the deviation. .
その補正演算は下記の要領で行われる。ここで、受音点
HD’a、HDbの変化量は実際には微小なことが多い
ので、自由音場を仮定して補正値を求める(この仮定は
、本願発明の主目的とする高周波域でとくに合致するも
のである)。The correction calculation is performed in the following manner. Here, since the amount of change in the sound receiving points HD'a and HDb is actually often very small, the correction value is calculated assuming a free sound field (this assumption is based on the high frequency range which is the main objective of the present invention). ).
音場が第4図に示すように図の左方より進行し、受合点
がI→■に移動したとする。このとき、■点での音圧を
Y+、It点での音圧をY2とし、Y 2 = A ’
Y I ・・・ ■と表す。A
は複素数でIAleJ φと書け、IAは振幅、φは位
相の修正係数である。これらの値は、スピーカ自体点ま
での距離ro、I→■点間の微小距離Δrを用いて次の
ようになる。Assume that the sound field advances from the left side of the figure as shown in FIG. 4, and the reception point moves from I to ■. At this time, the sound pressure at point ■ is Y+, the sound pressure at point It is Y2, and Y 2 = A'
Y I ... Represented as ■. A
is a complex number and can be written as IAleJ φ, where IA is the amplitude and φ is the phase correction coefficient. These values are as follows using the distance ro to the point of the speaker itself and the minute distance Δr between the points I→■.
r0+Δr r。r0+Δr r.
φ−k・Δr (rad) ・・・
■但し、k:波数(−2π・周波数/音速)である。φ−k・Δr (rad)...
■However, k: wave number (-2π/frequency/sound speed).
以上により得られるAはスピーカー受音点間の伝達関数
の変化分と等価なので、例えば、1’l am = A
is ’ Ham ・・・ ■と
も表すことができる。但し、A1.:スピーカ18a〜
受音点HD a間の伝達関数修正係数である。Since A obtained from the above is equivalent to the change in the transfer function between the speaker sound receiving points, for example, 1'l am = A
is' Ham... It can also be expressed as ■. However, A1. :Speaker 18a~
This is a transfer function correction coefficient between sound receiving points HD a.
このようにして、■、■式に基づき伝達関数修正係数を
求め、■式の要領で伝達関数を補正する。In this way, the transfer function correction coefficient is determined based on formulas (1) and (2), and the transfer function is corrected in accordance with formula (2).
これにより、■式を用いて最終的にスピーカ駆動信号文
、、父、を得る。As a result, the speaker drive signal sentence, , father, is finally obtained using equation (2).
このような演算過程に対して、前記伝達関数演算器24
は、シート位置検出信号Sl+S2と基準位置値との偏
差を求め、この偏差に基づいて、前記■式の内の、
・・・ ■′
の項を演算して、その演算値をフィルタ補正28に出力
する。なお、Ha&+ Hlbt Hbar Hb
bは予め演算器24内のメモリに格納されている。For such calculation process, the transfer function calculation unit 24
calculates the deviation between the seat position detection signal Sl+S2 and the reference position value, calculates the term . Output. In addition, Ha&+ Hlbt Hbar Hb
b is stored in advance in the memory within the arithmetic unit 24.
さらに、信号処理器26は第3図に示すように、エンジ
ン回転数に応じた基準信号Xを入力するA/D変換器4
6と、このA/D変換器46の変換出力を入力するディ
ジタルフィルタ48及び適応フィルタ50と、マイクロ
ホン14a、14bからの音圧信号P、、P2をA/D
変換するA/D変換器47a、47bと、この変換器4
7a、47bの出力及び前記ディジタルフィルタ48の
出力信号rL11を入力するマイクロプロセッサ54と
を備え、適応フィルタ50の処理信号y、が各々補正フ
ィルタ28に出力されるようになっている。Furthermore, as shown in FIG. 3, the signal processor 26 is connected to an A/D converter 4 which inputs a reference signal
6, a digital filter 48 and an adaptive filter 50 that input the conversion output of the A/D converter 46, and the sound pressure signals P, , P2 from the microphones 14a, 14b are A/D
A/D converters 47a and 47b to convert, and this converter 4
7a, 47b and a microprocessor 54 inputting the output signal rL11 of the digital filter 48, and the processed signal y of the adaptive filter 50 is output to the correction filter 28, respectively.
この内、ディジタルフィルタ48は、基準信号Xを入力
し、マイクロホン14a、14b及びスピーカ18a、
18b間の伝達関数に応じて、フィルタ処理された基準
信号rt+a(後述する第(6)。Of these, the digital filter 48 inputs the reference signal X and filters the microphones 14a, 14b and the speaker 18a
18b, the filtered reference signal rt+a ((6) to be described later).
(7)式参照)を生成する。適応フィルタ50は基準信
号Xを入力して、その時点で設定されているフィルタ係
数に基づき適応信号処、理を行ってスピーカ駆動信号y
1を出力するものである。マイクロプロセッサ54は、
音圧信号P+、Pg及びフィルタ処理された基準信号r
0を人力し、適応フィルタ50のフィルタ係数をLMS
アルゴリズムを用いて変更する。(see equation (7)). The adaptive filter 50 inputs the reference signal X, performs adaptive signal processing based on the filter coefficients set at that time, and generates the speaker drive signal y.
It outputs 1. The microprocessor 54 is
Sound pressure signals P+, Pg and filtered reference signal r
0 manually and the filter coefficients of the adaptive filter 50 by LMS.
Change using an algorithm.
ここで、本実施例における騒音制御の手法を説明する。Here, the method of noise control in this embodiment will be explained.
なお、この説明には、一般化された形として複数のマイ
クロホン及び複数のラウドスピーカの場合を想定する。Note that this description assumes a generalized case of multiple microphones and multiple loudspeakers.
いま、i番目のマイクロホンからの音圧信号PL(n)
、ラウド・スピーカからの制御音(二吹音)が無いとき
の1番目のマイクロホンからの音圧信号P 9L(+’
l) 、m番目のラウドスピーカと2番目のマイクロホ
ンとの間の伝達関数(FIR(有限インパルス応答)関
数)のj番目(j=0.1.2゜・・・、IC−1)の
項をディジタルフィルタで表したときのフィルタ係数を
005、基準信号x (n)、基準信号x (n)を入
力しm番目のラウドスピーカを駆動する適応フィルタの
i番目(i=0.1゜2、・・・、Ik l)の係
数をW□とすると、P c (n) ”= Ppt(n
) 十・・・ (3)
が成立する。ここで、(n)が付く項は、何れもサンプ
リング時刻nのサンプル値であり、また、Lはマイクロ
ホンの数(第1実施例では2個)、Mはラウドスピーカ
の数(第1実施例では2)、ICはFIRディジタルフ
ィルタで8表現された伝達関数CLmのタップ数(フィ
ルタ次数)、1には適応フィルタのタップ数(フィルタ
次数)である。Now, the sound pressure signal PL(n) from the i-th microphone
, the sound pressure signal P 9L (+'
l) the jth (j=0.1.2°..., IC-1) term of the transfer function (FIR (finite impulse response) function) between the mth loudspeaker and the second microphone; When expressed as a digital filter, the filter coefficient is 005, the reference signal x (n), and the i-th adaptive filter (i = 0.1°2) that inputs the reference signal , ..., Ik l) as W□, P c (n) ''= Ppt(n
) 10... (3) holds true. Here, all terms with (n) are sample values at sampling time n, L is the number of microphones (two in the first embodiment), and M is the number of loudspeakers (in the first embodiment In 2), IC is the number of taps (filter order) of the transfer function CLm expressed by 8 FIR digital filters, and 1 is the number of taps (filter order) of the adaptive filter.
上式(1)中、右辺の「Σ w、i+ x (n−j
−i) J(−y、)の項は適応フィルタ(係数Wm
)に信号Xを入力したときの出力を表し、「Σ Cr。In the above equation (1), the right side “Σ w, i+ x (n−j
-i) The term J(-y,) is an adaptive filter (coefficient Wm
) represents the output when signal X is input to "Σ Cr.
(Σ wffii Hx (n−j−t)) 」の項
はm番目のスピーカに人力された信号エネルギが該スピ
ーカから音響エネルギとして出力され、車室6内の伝達
関数C(□を経てマイクロホンに到達したときの信号を
表し、さらに、「Σ Σ CLsj ・ (ΣW m
i・x (n−j−4) ] Jの′右辺全体は
、マイクロホンへの到達信号を全スピーカについて足し
合わせているから、1番目のマイクロホンに到達する二
吹音の総和を表す。The term (Σ wffii Hx (n-j-t)) indicates that the signal energy inputted to the m-th speaker is output from the speaker as acoustic energy, and is transmitted to the microphone via the transfer function C (□) in the passenger compartment 6. It represents the signal when it arrives, and furthermore, “Σ Σ CLsj ・ (ΣW m
i.x (n-j-4) ] The entire right side of J represents the sum of the two-blow sounds that reach the first microphone, since the signals reaching the microphones are added up for all speakers.
次いで、評価関数(最小にすべき変数)Jeを、とおく
。Next, let the evaluation function (variable to be minimized) Je be.
そして、評価関数Jeを最小にするフィルタ係数W1を
求めるために、本実施例では時間領域のLMSアルゴリ
ズムを採用する。つまり、評価関数Jeを各フィルタ係
数Wmiについて偏微分した値で当該フィルタ係数W1
.を更新する。In order to find the filter coefficient W1 that minimizes the evaluation function Je, this embodiment employs a time domain LMS algorithm. In other words, the filter coefficient W1 is the value obtained by partially differentiating the evaluation function Je with respect to each filter coefficient Wmi.
.. Update.
そこで、(4)式より、
となるが、(3)式より
となるから、この(4)式の右辺をr ta(n−i)
とおけば、フィルタ係数の書換え式は以下の(7)式に
より得られる。Therefore, from equation (4), it becomes, but from equation (3), the right side of this equation (4) is r ta (n-i)
Then, the filter coefficient rewriting formula can be obtained from the following equation (7).
W−i (n + 1) =w□(n) +ここで、
αは収束係数であり、フィルタが最適に収束する速度や
、その際の安定性に関与する。Wi (n + 1) = w□ (n) + where,
α is a convergence coefficient and is involved in the speed at which the filter optimally converges and the stability at that time.
さらに、フィルタ補正28はラウドスピーカ18a、1
8bに対応して2個のディジタルフィルタを有して成る
。そして、ディジタルフィルタの夫々は、伝達関数演算
器24の演算(! (前記■′式の値)を入力して該演
算値に対応したフィルタ係数に修正するとともに、入力
する信号処理器26からの出力信号#Vtに、その時点
で設定されているフィルタ係数を掛け、即ち前記■式の
演算を行って、補正済みのスピーカ駆動信号文、。Furthermore, the filter correction 28 is applied to the loudspeakers 18a, 1
It has two digital filters corresponding to 8b. Each of the digital filters inputs the calculation (! (the value of the above-mentioned formula)) of the transfer function calculator 24 and corrects it to a filter coefficient corresponding to the calculated value, and also inputs the calculation from the signal processor 26. The output signal #Vt is multiplied by the filter coefficient set at that time, that is, the calculation of the above formula (2) is performed to obtain a corrected speaker drive signal sentence.
父、をD/A変換器29a、29bに個別に出力する。, respectively, to the D/A converters 29a and 29b.
ここで、前記■式には逆行列演算が含まれるが、補正フ
ィルタ28にデータを送出した後は、補正フィルタ28
では単なる係数として用いられるので、充分な演算速度
が確保される。Here, although the above equation (2) includes an inverse matrix operation, after sending the data to the correction filter 28, the correction filter 28
Since it is used as a mere coefficient, sufficient calculation speed is ensured.
以上の構成において、信号処理器26.D/A変換器2
9a、29b、及びアンプ30a、30bが適応制御手
段を構成し、伝達関数演算器24及び補正フィルタ28
が補正手段を構成している。In the above configuration, the signal processor 26. D/A converter 2
9a, 29b and amplifiers 30a, 30b constitute adaptive control means, and transfer function calculator 24 and correction filter 28
constitutes the correction means.
次に、本第1実施例の動作を説明する。Next, the operation of the first embodiment will be explained.
エンジンが駆動すると、エンジン回転数センサ10はエ
ンジン回転を検知し、これに応じたエンジン回転数信号
Xをコントローラ16に供給する。When the engine is driven, the engine rotation speed sensor 10 detects the engine rotation and supplies an engine rotation speed signal X corresponding to this to the controller 16.
コントローラ16において、検出信号Xは信号処理器2
6のA/D変換器46を介してディジタルフィルタ4日
及び適応フィルタ50に夫々供給される。この内、ディ
ジタルフィルタ48は、人力した基準信号Xを用いて、
前記(6)式に係るフィルタ処理された基準信号r0を
マイクロホン、スピーカ間の伝達関数C0に対応して演
算して、その信号r、をマイクロプロセッサ54に出力
する。In the controller 16, the detection signal
The signal is supplied to a digital filter 4 and an adaptive filter 50 through an A/D converter 46 and an adaptive filter 50, respectively. Of these, the digital filter 48 uses the manually generated reference signal
The filtered reference signal r0 according to equation (6) is calculated in accordance with the transfer function C0 between the microphone and the speaker, and the signal r is output to the microprocessor 54.
一方、マイクロホン14a、14bはその設置位置(観
測位置:はぼ耳位置に等しい)に残留している音を検知
し、その音圧に応じた音圧信号PI+P2をコントロー
ラ16に夫々出力する。これにより、音圧信号P+、P
zは信号処理器26においてA/D変換器47a、47
bを介してマイクロプロセッサ54に出力される。マイ
クロプロセッサ54では、各入力信号を用いて前記(7
)式に基づくフィルタ係数の更新演算が行われる。つま
り、現時点のサンプリング時刻nにおけるフィルタ係数
W、(n)に、評価関数、即ち音圧P、 P、の二乗
和が最小になる方向のフィルタ係数が演算され、サンプ
リング時刻(n+1)において設定されるべきフィルタ
係数W、(n+1)が得られる。そこで、マイクロプロ
セッサ54は演算値Wi(n+1)に応じた制御信号を
適応フィルタ50に出力するため、適応フィルタ50に
おける各フィルタのフィルタ係数は、サンプリング時刻
(n+1)では、新しく演算されたフィルタ係数W、(
n+1)に更新される。このようにマイクロプロセッサ
54によって、評価関数Jeを最小にするように、所定
サンプリング時間毎にフィルタ係数の更新指令が繰り返
される。On the other hand, the microphones 14a and 14b detect the sound remaining at their installation position (observation position: equivalent to the ear position) and output sound pressure signals PI+P2 corresponding to the sound pressure to the controller 16, respectively. As a result, the sound pressure signals P+, P
z is the A/D converter 47a, 47 in the signal processor 26.
b to the microprocessor 54. The microprocessor 54 uses each input signal to perform the above (7)
) is used to update the filter coefficients. In other words, the evaluation function, that is, the filter coefficient in the direction that minimizes the sum of squares of the sound pressures P, P, is calculated for the filter coefficient W, (n) at the current sampling time n, and is set at the sampling time (n+1). The power filter coefficient W, (n+1) is obtained. Therefore, since the microprocessor 54 outputs a control signal according to the calculated value Wi (n+1) to the adaptive filter 50, the filter coefficient of each filter in the adaptive filter 50 is changed to the newly calculated filter coefficient at the sampling time (n+1). W, (
n+1). In this way, the microprocessor 54 repeats the filter coefficient update command every predetermined sampling time so as to minimize the evaluation function Je.
このため、適応フィルタ50はその時点で設定されてい
るフィルタ係数によって、入力する基準信号Xと係数W
、との畳込み演算を行って出力値Y+、yzを求め、こ
の値)’+、Vzを駆動信号X、、X、としてフィルタ
補正28に夫々出力する。Therefore, the adaptive filter 50 uses the input reference signal X and the coefficient W according to the filter coefficients set at that time.
, to obtain output values Y+, yz, and output the values )'+ and Vz to the filter correction 28 as drive signals X, , X, respectively.
一方、乗員はシーh20a、20bをその前後方向基準
位置にセットして座っているとすると、乗員の耳位置は
基準位置にあるものとみなされ、その状態でのシート位
置がシート位置検出器12a、12bにより、対応する
電気信号として取り出される。そこで、伝達関数演算器
24は前述した■、■式で伝達関数修正係数を求め、■
式に依って伝達関数を補正し、■′式に基づく演算を行
うものであるが、いまの状態は基準耳位置であり補正の
必要が無いので、■′式の演算値は結局「1」になる。On the other hand, if the occupant is sitting with the seats h20a and 20b set at their reference positions in the longitudinal direction, it is assumed that the occupant's ears are at the reference position, and the seat position in that state is detected by the seat position detector 12a. , 12b, the signal is extracted as a corresponding electrical signal. Therefore, the transfer function calculator 24 calculates the transfer function correction coefficient using the above-mentioned formulas (1) and (2), and (2)
The transfer function is corrected according to the formula, and calculations are performed based on the formula ■'.However, since the current state is the reference ear position and there is no need for correction, the calculated value of the formula ■' is ultimately "1". become.
したがって、補正フィルタ28の各ディジタルフィルタ
の係数は、かかる演算値=1に対応した値に設定される
。Therefore, the coefficient of each digital filter of the correction filter 28 is set to a value corresponding to the calculated value=1.
そこで、フィルタ補正28の各ディジタルフィルタは、
入力したスピーカ駆動信号X−,Xbにその時点で設定
されているフィルタ係数を乗じる前記■式の演算を行っ
て補正されたスピーカ駆動信号父、、父、(いまの基準
位置では、X−、Xbに等しい)を演算して、これらを
D/A変換器29a、29b、アンプ30a、30bを
個別に介してラウドスピーカ18a、18bに出力する
。Therefore, each digital filter of the filter correction 28 is
The corrected speaker drive signals X-, Xb, which are corrected by performing the above equation (2), which multiplies the input speaker drive signals X-, Xb by the filter coefficient set at that time (at the current reference position, X-, (equal to
これにより、スピーカ18a、18bは駆動信号父8.
父、に応じた制御音(二吹音)を発生するから、この発
生した音響出力は予め推定しである伝達関数Cに対応し
た車室空間をスピーカの指向性に基づき伝搬して音場を
形成する。このため、制御収束後においては、2箇所の
観測点(マイクロホン設置位置)及びその近傍で、エン
ジン4から伝達される騒音及び制御音が干渉し、相殺さ
れる。As a result, the speakers 18a and 18b receive the drive signal 8.
Since a control sound (two-blow sound) is generated according to the sound output, the generated sound output is estimated in advance and propagates through the vehicle interior space corresponding to the transfer function C based on the directivity of the speaker to create a sound field. Form. Therefore, after the control converges, the noise and control sound transmitted from the engine 4 interfere and cancel each other out at the two observation points (microphone installation positions) and in the vicinity thereof.
一方、乗員が変わったりして、シート20a。On the other hand, due to a change of occupants, seat 20a.
20bの前後位置を変更したとする。この場合には、そ
の変わったシート位置に応じた検出信号Sl+82が伝
達関数演算器24′に送られる。このため、伝達関数演
算器24では基準耳位置と実際値との間の偏差を演算で
きて、その偏差に基づく上記の演算が繰り返される。こ
れによって、結局、補正フィルタ28の各フィルタ係数
が耳位置の偏差即ち、前記■′に対応した値に修正され
る。そこで、補正フィルタ28の各フィルタは信号処理
器26から出力される駆動信号X、、X、を耳位置変更
に伴う伝達関数の変化分だけ補正した駆動信号文1.父
、として出力する。これにより、スピーカ18a、18
bは補正された駆動信号9.a、父。Assume that the front and rear positions of 20b are changed. In this case, a detection signal Sl+82 corresponding to the changed seat position is sent to the transfer function calculator 24'. Therefore, the transfer function calculator 24 can calculate the deviation between the reference ear position and the actual value, and the above calculation based on the deviation is repeated. As a result, each filter coefficient of the correction filter 28 is corrected to a value corresponding to the deviation of the ear position, that is, the above-mentioned ``■''. Therefore, each filter of the correction filter 28 corrects the drive signals X, . Output as father. As a result, the speakers 18a, 18
b is the corrected drive signal 9. a.Father.
に応じて、発生する制御音を変更するので、乗員の耳位
置が変わっても聞こえる音圧はほぼ一定に低いレベルに
保持される。この制御状態は、例えば運転席のシート2
0a又は助手席のシート20bのみのシート位置が変更
された場合にも、同様に、個々のスピーカ18a(又は
1sb)から放射される制御音が調整されて、シート位
置を変更した乗員に感知される騒音レベルがほぼ最小且
つ一定に保持される。Since the generated control sound is changed according to the sound pressure, the audible sound pressure is maintained at an almost constant low level even if the position of the passenger's ears changes. This control state is, for example, the seat 2 of the driver's seat.
Similarly, when the seat position of only the seat 0a or the passenger seat 20b is changed, the control sound emitted from each speaker 18a (or 1sb) is adjusted so that it can be sensed by the occupant who has changed the seat position. The noise level caused by the noise is kept approximately minimal and constant.
このように、音場が複雑な車室内で耳位置が変更された
としても、その耳位置変更に伴う音響系の伝達関数を修
正し、その修正伝達関数を用いてスピーカ駆動信号を補
正しているので、従来装置とは異なり、実質的に耳位置
での最適な制御が可能になる。In this way, even if the ear position changes in a vehicle interior with a complex sound field, the transfer function of the acoustic system associated with the change in ear position can be corrected, and the speaker drive signal can be corrected using the corrected transfer function. Unlike conventional devices, optimal control can be achieved virtually at the ear position.
これとともに、本第1実施例におけるスピーカ駆動信号
の補正に係る処理は、リアルタイム処理にする必要はな
いので、高速の演算能力をもった補正手段にする必要は
ないという二次的な利点がある。In addition, since the process related to the correction of the speaker drive signal in the first embodiment does not need to be a real-time process, there is a secondary advantage that there is no need to use a correction means with high-speed computing power. .
なお、上記第1実施例は受音点を2個、ラウドスピーカ
を2個搭載して場合について説明したが、本願発明は必
ずしもこれに限定されることなく、例えばりャシートに
おける耳位置にも同様に実施する構成としてもよい。Although the first embodiment described above has been described with respect to the case where two sound receiving points and two loudspeakers are installed, the present invention is not necessarily limited to this. It is also possible to have a configuration in which the process is carried out separately.
(第2実施例)
次に、第2実施例を第5図乃至第7図に基づき説明する
。本第2実施例では音響系の物理的定数として音響レン
ズの焦点距離を制御するようにしている。ここで、第1
実施例七同じ構成要素には必要に応じて同一符号を用い
る。(Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described based on FIGS. 5 to 7. In the second embodiment, the focal length of the acoustic lens is controlled as a physical constant of the acoustic system. Here, the first
Embodiment 7 The same reference numerals are used for the same components as necessary.
本第2実施例は、第5図に示すように、ラウドスピーカ
61の制御音放射方向の前面に音響レンズ62を設置し
、その音響レンズ62の焦点距離が常に乗員の耳位置近
傍に来るように、乗員の頭部位置の移動に応じて制御す
るようにしたものである。ここでのラウドスピーカ61
は、前記第1実施例のおけるラウドスピーカIEla、
18bと同様に設置されている。In the second embodiment, as shown in FIG. 5, an acoustic lens 62 is installed in front of a loudspeaker 61 in the control sound emission direction, and the focal length of the acoustic lens 62 is always near the passenger's ear position. In addition, the control is performed according to the movement of the occupant's head position. Loudspeaker 61 here
is the loudspeaker IEla in the first embodiment,
It is installed similarly to 18b.
音響レンズ62を第6図により説明する。同図において
、多数の反射板63がビン64を中心に回動自在に取り
付けられ、この内、反射板63の個々の形状は例えば第
7図に示す如く、当該反射板63の前端を結んだ包短線
Qと同等の曲率を一方の辺に与えた長片状になっている
。各反射板63には別のビン65が取り付けられ、該ビ
ン65を介して各反射板63を連結するリンク部材66
が設けらている。そして、リンク部材66の一端はウオ
ーム・ギヤ67a、67bに回転自在に取り付けられ、
このウオーム・ギヤ67a、67bがサーボ・モータ6
8によって駆動される。The acoustic lens 62 will be explained with reference to FIG. In the figure, a large number of reflectors 63 are rotatably attached around a bin 64, and each of the reflectors 63 has a shape such that the front ends of the reflectors 63 are tied together, as shown in FIG. It has a long strip shape with one side having the same curvature as the short capsule line Q. Another bin 65 is attached to each reflector 63, and a link member 66 connects each reflector 63 via the bin 65.
is provided. One end of the link member 66 is rotatably attached to worm gears 67a and 67b,
These worm gears 67a and 67b are the servo motor 6.
8.
一方、頭部位置の移動が例えば前述した第1実施例と同
様にシート位置検出器70(耳位置検出手段)により検
出され、その検出信号がコントローラ71に送られると
、そのコントローラ11からはシート位置の変動に応じ
たモータ制御信号Mがサーボ・モータ68に送られ、ウ
オーム・ギヤ67a、67bが所定位置まで回転するよ
うになっている。ギヤ67aの回転中心は、第6図上で
最も端にある反射板63aの回転中心と一致しており、
さらに、そのビン部66aと回転中心との距離(回転半
径)は各反射板63についてのビン64.65間距離に
等しい。したがって、ウオーム・ギヤ67a、67bが
回転すると、リンク部材66が並進移動し、包短線Qは
Q′の方向の位置への移動するとともに、その曲率が変
わる。本実施例ではQ−Q’への移動で曲率が大きくな
り、焦点距離が短くなる構成を有している。On the other hand, when the movement of the head position is detected by the seat position detector 70 (ear position detection means) as in the first embodiment described above, and the detection signal is sent to the controller 71, the controller 11 detects the position of the seat. A motor control signal M corresponding to the change in position is sent to the servo motor 68, and the worm gears 67a, 67b are rotated to a predetermined position. The rotation center of the gear 67a coincides with the rotation center of the reflection plate 63a located at the end of FIG.
Further, the distance between the bin portion 66a and the rotation center (rotation radius) is equal to the distance between the bins 64 and 65 for each reflecting plate 63. Therefore, when the worm gears 67a, 67b rotate, the link member 66 moves in translation, and the capsule line Q moves to a position in the direction of Q', and its curvature changes. This embodiment has a configuration in which the curvature increases and the focal length decreases as the lens moves toward QQ'.
サーボ・モータ68の回転量、リンク部材66の移動量
、包短線Qの曲率、及び焦点路11tRの関係は一義的
に決定されており、予めサーボ・モータロ8の回転量と
焦点距離Rとの比をコントローラ71のメモリに格納し
である。これにより、コン10−ラ71は、入力するシ
ート位置信号Sに応じたモータ制御信号Mを出力するの
で、音響レンズ62によって所望の焦点距離Rを得るこ
とができる。The relationship between the amount of rotation of the servo motor 68, the amount of movement of the link member 66, the curvature of the capsule length line Q, and the focal length 11tR is uniquely determined, and the relationship between the amount of rotation of the servo motor 8 and the focal length R is determined in advance. The ratio is stored in the memory of the controller 71. Thereby, the controller 10-71 outputs the motor control signal M according to the input seat position signal S, so that the desired focal length R can be obtained by the acoustic lens 62.
ここで、上記構成に係る音響レンズ62により音波が焦
点を結ぶメカニズムを説明する。第6図の如く進入して
来た音波は、各反射板63間の隙間を通るが、夫々の平
均的な伝達バスは反射板63の厚さh(第7図参照)に
より異なる。しかし音波は「等位相面に垂直に進む」と
いう性質を有しているので、音響レンズ63を通過する
音波は各経路の長さが同一になる方向に進むことになる
。Here, the mechanism by which sound waves are focused by the acoustic lens 62 having the above configuration will be explained. As shown in FIG. 6, the incoming sound waves pass through the gaps between the respective reflecting plates 63, but the average transmission bus of each varies depending on the thickness h of the reflecting plates 63 (see FIG. 7). However, since sound waves have the property of "progressing perpendicularly to the equal phase plane," the sound waves passing through the acoustic lens 63 proceed in a direction in which each path has the same length.
したがって、各反射板63間の隙間の経路を適切に制御
することにより、例えば第6図で通過音波T、、T2の
経路長が一致する点に焦点を結ばせることができる。Therefore, by appropriately controlling the paths in the gaps between the respective reflecting plates 63, it is possible to focus the passing sound waves T, , T2 on the point where their path lengths match, for example, in FIG.
その他のスピーカ61に駆動信号を与える制御システム
の構成は、第1実施例と同一である。本第2実施例にお
いて、コントローラ71及び音響レンズ62が補正手段
を構成している。The configuration of the control system that provides drive signals to the other speakers 61 is the same as in the first embodiment. In the second embodiment, the controller 71 and the acoustic lens 62 constitute a correction means.
本第2実施例は以上のように構成され機能するので、乗
員の耳位置近傍の騒音が最小に制御される一方で、乗員
の耳位置、即ち本実施例ではシート位置が乗員交代など
によって変わった場合でも、これに応じて、放射される
制御音の焦点Fがほぼ耳位置に維持される。その焦点位
置、即ち耳位置近傍では音波の強度が効率良く高められ
るとともに、スピーカ61から放射された制御音の位相
が揃った状態で直接、耳位置に到達するため、アクティ
ブ騒音制御に係るキャンセル音の制御が容易になり、耳
位置での騒音低減がより一1FJ*実になるという利点
もある。Since the second embodiment is configured and functions as described above, the noise in the vicinity of the passenger's ear position is controlled to a minimum, while the position of the passenger's ear, that is, the seat position in this example, changes due to changes in the passenger. Even in this case, the focal point F of the emitted control sound is maintained approximately at the ear position. At the focal point, that is, near the ear position, the intensity of the sound wave is efficiently increased, and the control sound emitted from the speaker 61 reaches the ear position directly with the same phase, so the canceled sound related to active noise control There is also the advantage that the control becomes easier and the noise reduction at the ear position is even more effective.
(第3実施例)
次に、第3実施例を第8図乃至第11図に基づき説明す
る。本第3実施例では、音響系の物理的定数として制御
音の主音軸を制御する。ここで、第1.2実施例と同じ
構成゛要素には必要に応じて同一符号を用いる。(Third Embodiment) Next, a third embodiment will be described based on FIGS. 8 to 11. In the third embodiment, the tonic axis of the control sound is controlled as a physical constant of the acoustic system. Here, the same reference numerals are used for the same components as in the 1.2 embodiment as necessary.
本第3実施例は、第2実施例と同様にしてfl戒される
音響レンズ80の焦点を移動できるようにしたものであ
る。第8,9図において、音響レンズ80は、反射板8
1aを多数固定した反射板ユニット81と、この反射板
ユニット81をスライド可能に支持するスライド機構8
2と、反射板ユニット81をスライド機構82に沿って
移動させるためのボールネジ・ユニット83よりなる。In the third embodiment, the focal point of the acoustic lens 80, which is subjected to flash control, can be moved in the same manner as in the second embodiment. In FIGS. 8 and 9, the acoustic lens 80 includes a reflector 8
1a, and a slide mechanism 8 that slidably supports the reflector unit 81.
2, and a ball screw unit 83 for moving the reflector unit 81 along the slide mechanism 82.
また、同図中、83aはメネジ・ユニットであり、反射
板ユニット81に固定されているとともに、83bはオ
ネジ部であり、スライド機構82にベアリングを介して
固定されており、そのオネジ部83bはサーボ・モータ
83cにより駆動される。Further, in the figure, 83a is a female screw unit, which is fixed to the reflector unit 81, and 83b is a male screw part, which is fixed to the slide mechanism 82 via a bearing, and the male screw part 83b is It is driven by a servo motor 83c.
このサーボ・モータ83cは、第2実施例と同様のコン
トローラ84からのモータ制御信号Mにより駆動される
。85はシート位置検出器(耳位置検出手段)である。This servo motor 83c is driven by a motor control signal M from a controller 84 similar to the second embodiment. 85 is a seat position detector (ear position detection means).
その他の構成は第1. 2実施例と同様である。Other configurations are No. 1. This is the same as the second embodiment.
本第3実施例ではコントローラ84及び音響レンズ80
が補正手段を構成している。In the third embodiment, the controller 84 and the acoustic lens 80
constitutes the correction means.
このため、シート位置検出器85で頭部位置の移動が検
知されると、本第3実施例の機構により、反射板ユニッ
ト81がスライド機構82によって平行移動される。こ
のことは、第10図に示すように、音響レンズ80がそ
の中心軸に垂直な方向(図中の矢印参照)に移動するこ
とに相当し、音源Aの実像Bも大きく同方向に移動する
。これにより、少量の反射板ユニット81の移動であっ
ても、広範囲の焦点距離の移動を行える。Therefore, when a movement of the head position is detected by the seat position detector 85, the reflection plate unit 81 is translated in parallel by the slide mechanism 82 according to the mechanism of the third embodiment. As shown in FIG. 10, this corresponds to the acoustic lens 80 moving in a direction perpendicular to its central axis (see the arrow in the figure), and the real image B of the sound source A also moves largely in the same direction. . Thereby, even if the reflector unit 81 is moved by a small amount, it is possible to move the focal length over a wide range.
そこで、本第3実施例の構成を例えばフロント・ドア埋
め込みスピーカ(車両左右方向を向くように設置)に適
用すると、その有用性が顕著に発揮される。即ち、乗員
の耳位置は主に前後、上下方向でばらつくため、スピー
カ軸に垂直な面内で焦点を移動させる(例えば第11図
参照)ことで、そのばらつきに容易に対応でき、耳位置
での騒音レベルを常にほぼ最小且つ一定に保持できる。Therefore, if the configuration of the third embodiment is applied to, for example, a front door embedded speaker (installed so as to face the left and right directions of the vehicle), its usefulness will be significantly demonstrated. In other words, since the position of the passenger's ear varies mainly in the longitudinal and vertical directions, by moving the focal point in a plane perpendicular to the speaker axis (for example, see Figure 11), this variation can be easily accommodated. The noise level can always be maintained at a substantially minimum and constant level.
なお、スライド機構83は、スピーカ軸に垂直な面内2
方向に個別に設置すると、さらに有効に機能する。Note that the slide mechanism 83 is arranged in a plane 2 perpendicular to the speaker axis.
They function even more effectively when installed individually in different directions.
なお、前記各実施例においては騒音検出手段が耳位置近
傍の音圧を検出する構成としたが、本願発明は必ずしも
これに限定されることなく、例えば騒音周波数が高周波
域となる状態では進行波による音圧、即ちアクティブ成
分が支配的になるため、騒音検出手段として2つのマイ
クロホンを対にしてインテンシテイを検出する手段とし
、シート位置でのインテンシテイを相殺するように制御
してもよい。これによれば、前述した(例えば、自動車
技術技論文集(No、40.1989.社団法人 自動
車技術会 発行)の163ページ、図13参照)に見ら
れたように、僅か2つの音源によっても運転席付近に複
雑なインテンシティ2音圧分布が見られるような場合、
変動し易い共振の影響を避は且つ最も支配的なアクティ
ブ成分を消すことができて、実質的な騒音低減を達成で
きるとともに、耳位置が変動しても感知される騒音が増
大するということもなく、その効果は大である。In each of the above-mentioned embodiments, the noise detection means is configured to detect the sound pressure near the ear position, but the present invention is not necessarily limited to this, and for example, when the noise frequency is in a high frequency range, Since the sound pressure caused by the noise, that is, the active component becomes dominant, a pair of two microphones may be used as the noise detection means to detect the intensity, and the intensity may be controlled to cancel out the intensity at the seat position. According to this, as seen in the above-mentioned article (for example, see Figure 13 on page 163 of Automotive Technology Papers (No. 40, 1989, published by the Society of Automotive Engineers of Japan), even if only two sound sources are used, If a complex intensity 2 sound pressure distribution is observed near the driver's seat,
It is possible to avoid the effects of the easily fluctuating resonance and eliminate the most dominant active component, thereby achieving substantial noise reduction, and the fact that the perceived noise increases even when the ear position changes. The effect is great.
また、本願発明における耳位置検出手段としては前述し
た各実施例のほか、シート位置検出器に乗員の体重を感
知する(即ち、乗員が居るか居ないか)シート・スイッ
チを組み合わせて、乗員が不在のときには無駄な制御を
行わないようにしたり、或いは、ミラーの方向をポテン
ショメータにより耳位置の高さ情報を検出してこれを用
いるようにしてもよい。In addition to the above-mentioned embodiments, the ear position detection means of the present invention may include a seat position detector combined with a seat switch that detects the weight of the occupant (that is, whether there is an occupant present or not). When the user is not present, unnecessary control may not be performed, or the direction of the mirror may be determined by detecting the height information of the ear position using a potentiometer and using this information.
さらに、本願発明の能動型騒音制御装置は前述した実施
例のように車室に適用する装置に限定されることなく、
例えば航空機のキャビンに適用する装置であってもよい
し、空調用室外機の回転に起因した室内騒音を低減させ
るように構成した装置とすることもできる。一方、前述
した実施例では騒音源が車室という一種の閉じられた空
間の外部に在る場合を説明したが、本願発明は騒音源が
そのような閉空間の内部に設置されている場合にも適用
できる。Furthermore, the active noise control device of the present invention is not limited to a device applied to a vehicle interior as in the above-mentioned embodiments;
For example, the device may be applied to an aircraft cabin, or it may be a device configured to reduce indoor noise caused by the rotation of an air conditioning outdoor unit. On the other hand, in the above-mentioned embodiment, the case where the noise source is located outside a kind of closed space called the passenger compartment was explained, but the present invention is applicable to the case where the noise source is installed inside such a closed space. can also be applied.
さらに、本願発明の基準信号検出手段、即ち騒音発生状
態に相関のある信号を得る手段は、前述したようにエン
ジン回転4X態を検出する構成に限定されることなく、
例えばサスペンションに取りつけた、ロード・ノイズに
相当する電気信号を得る加速度ピックアップであっても
よく、これにより路面からのロード・ノイズを低減する
ようにしてもよい。Furthermore, the reference signal detection means of the present invention, that is, the means for obtaining a signal correlated with the noise generation state, is not limited to the configuration for detecting the 4X engine rotation state as described above.
For example, it may be an acceleration pickup attached to a suspension that obtains an electrical signal corresponding to road noise, thereby reducing road noise from the road surface.
本願発明の適応制御手段に係るフィルタ係数更新のアル
ゴリズムは、前述した実施例記載のよ・うな時間領域の
LMS (Least Mean 5quare )ア
ルゴリズムの他、周波数領域のLMSアルゴリズムであ
ってもよい。The algorithm for updating filter coefficients according to the adaptive control means of the present invention may be a frequency domain LMS algorithm in addition to the time domain LMS (Least Mean 5 square) algorithm as described in the above-described embodiments.
[発明の効果〕
以上説明したように本願発明によれば、受音点近傍に居
る観測員の耳位置の変動を検出し、この耳位置検出値に
応じて、適応制御手段によって制御される受音点におけ
る騒音レベルが常に最小値を維持するように音響系の物
理的定数を補正する補正手段とを設けた構成にしたため
、従来装置に比べて、乗員(観測員)の身長差などによ
ってシートに座ったときの乗員の耳の位置(耳位置)が
変わってしまう場合でも、感知される騒音が乗員によっ
て大きくなるなど事態を確実に排除でき、観測員の耳位
置における騒音を常に最小且つ一定に保持できるという
効果がある。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, changes in the ear position of an observer near the sound receiving point are detected, and the receiver is controlled by the adaptive control means in accordance with the detected ear position value. The structure is equipped with a correction means that corrects the physical constants of the acoustic system so that the noise level at the sound point always maintains a minimum value. Even if the position of the ears of the observer changes when sitting in the seat, it is possible to reliably eliminate the situation where the perceived noise becomes louder depending on the occupant, and to keep the noise at the observer's ear position at a minimum and constant. It has the effect of being able to maintain
とくに、請求項(4)記載の発明では、騒音周波数が例
えば300 Hz以上の高周波域になって複雑な共振モ
ードが車室内に形成されても、インテンシテイを計測し
、そのインテンシテイを相殺するように制御音を制御す
ることによって、共振モードに影響されずに、高周波域
で支配的な進行波に相当する音圧のアクティブ成分を低
減して確実な騒音低減状態を達成できるという効果があ
る。In particular, in the invention described in claim (4), even if the noise frequency is in a high frequency range of 300 Hz or more and a complex resonance mode is formed in the vehicle interior, the intensity is measured and the intensity is canceled out. By controlling the control sound in this way, it is possible to achieve a reliable noise reduction state by reducing the active component of the sound pressure, which corresponds to the traveling wave that is dominant in the high frequency range, without being affected by the resonance mode. .
第1図は本願発明のクレーム対応図、第2図は本願発明
の第1実施例を示す概略構成図、第3図は第1実施例の
コントローラの構成を示すブロック図、第4図は耳位置
の変動を説明する説明図、第5図は本願発明の第2実施
例における音響系を説明する説明図、第6図は第2実施
例の音響レンズを説明する平面図、第7図は第2実施例
の音響レンズを構成する反射板の側面図、第8図は本願
発明の第2実施例における音響レンズを説明する平面図
、第9図は第8図中の1−1線に沿った概略断面図、第
1O図は第3実施例における主音軸の移動を説明する説
明図、第11図は第3実施例の応用例を説明する説明図
である。
4:エンジン、6:車室、8:能動型騒音制御装置、1
0;エンジン回転数センサ、12a、12b、70.s
3:シート位置検出器、14a14b:マイクロホン、
16,71,84:コントローラ、18a、18bニラ
ウド・スピーカ、24:伝達関数演算器、26:信号処
理器、28:補正フィルタ、29a、29b:A/D変
換器、30a、30b:アンプ、62,81:音響レン
ズFig. 1 is a diagram corresponding to the claims of the present invention, Fig. 2 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of the present invention, Fig. 3 is a block diagram showing the configuration of the controller of the first embodiment, and Fig. 4 is an ear FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating the change in position. FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating the acoustic system in the second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a plan view illustrating the acoustic lens of the second embodiment. A side view of a reflecting plate constituting the acoustic lens of the second embodiment, FIG. 8 is a plan view illustrating the acoustic lens in the second embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a line 1-1 in FIG. FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating the movement of the tonic axis in the third embodiment, and FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating an application example of the third embodiment. 4: Engine, 6: Vehicle interior, 8: Active noise control device, 1
0; Engine speed sensor, 12a, 12b, 70. s
3: Seat position detector, 14a14b: Microphone,
16, 71, 84: Controller, 18a, 18b Niloud speaker, 24: Transfer function calculator, 26: Signal processor, 28: Correction filter, 29a, 29b: A/D converter, 30a, 30b: Amplifier, 62 , 81: Acoustic lens
Claims (4)
発生可能な制御音源と、前記騒音源の騒音発生状態に応
じた基準信号を検出する基準信号検出手段と、前記音響
空間内の所定受音点における騒音レベルを検出する騒音
検出手段と、前記基準信号検出手段及び騒音検出手段の
検出値に基づき、当該騒音検出手段の検出値が最小にな
るように前記制御音源を駆動させる適応制御手段とを備
えた能動型騒音制御装置において、 前記受音点近傍に居る観測員の耳位置の変動を検出する
耳位置検出手段と、この耳位置検出手段の検出値に応じ
て、前記適応制御手段によって制御される前記受音点に
おける騒音レベルが常に最小値を維持するように音響系
の物理的定数を補正する補正手段とを設けたことを特徴
とする能動型騒音制御装置。(1) A control sound source capable of generating a control sound in an acoustic space where noise is transmitted from the noise source, a reference signal detection means for detecting a reference signal according to the noise generation state of the noise source, and a control sound source in the acoustic space in which noise is transmitted from the noise source. A noise detection means for detecting a noise level at a predetermined sound receiving point, and an adaptation for driving the control sound source so that the detection value of the noise detection means is minimized based on the detection values of the reference signal detection means and the noise detection means. an active noise control device comprising: an ear position detection means for detecting a change in the ear position of an observer near the sound receiving point; An active noise control device comprising: a correction means for correcting physical constants of the acoustic system so that the noise level at the sound receiving point controlled by the control means always maintains a minimum value.
至る音響系の伝達関数を補正する手段であることを特徴
とした請求項(1)記載の能動型騒音制御装置。(2) The active noise control device according to claim 1, wherein the correction means is a means for correcting a transfer function of an acoustic system from the controlled sound source to the sound receiving point.
向かう音響出力軸の方向又は音響レンズの焦点距離を補
正する手段であることを特徴とした請求項(1)記載の
能動型騒音制御装置。(3) The active noise according to claim (1), wherein the correction means is a means for correcting the direction of the acoustic output axis from the controlled sound source toward the sound receiving point or the focal length of an acoustic lens. Control device.
する手段であることを特徴とした請求項(1)、(2)
又は(3)記載の能動型騒音制御装置。(4) Claims (1) and (2) characterized in that the noise control means is means for detecting acoustic intensity.
Or the active noise control device described in (3).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1341905A JPH03203493A (en) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | Active type noise controller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
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JPH03203493A true JPH03203493A (en) | 1991-09-05 |
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-
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- 1989-12-29 JP JP1341905A patent/JPH03203493A/en active Pending
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