JPH04124556U - 車室内騒音の低減装置 - Google Patents
車室内騒音の低減装置Info
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- JPH04124556U JPH04124556U JP4027291U JP4027291U JPH04124556U JP H04124556 U JPH04124556 U JP H04124556U JP 4027291 U JP4027291 U JP 4027291U JP 4027291 U JP4027291 U JP 4027291U JP H04124556 U JPH04124556 U JP H04124556U
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- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 claims description 23
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- Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
- Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 自動車等の車室閉空間内の低周波の騒音をア
クティブに低減する装置に用いる車室内騒音の低減装置
に関し、空間伝達特性の測定音が乗員に不快感を与えな
いようにした車室内騒音の低減装置を実現することを目
的とする。 【構成】 消去しようとするターゲット周波数のランダ
ムノイズ3によりスピーカ−14マイク13間の空間伝
達特性を予め測定しこの空間伝達特性を用いて車体の振
動系の耳元までの伝達特性の逆伝達特性を同定しマイク
13の入力が最小になるようにスピーカ14を制御する
ように構成し、測定(同定)音が目立たなくなり乗員に
不快感を与えずに済むという利点がある。
クティブに低減する装置に用いる車室内騒音の低減装置
に関し、空間伝達特性の測定音が乗員に不快感を与えな
いようにした車室内騒音の低減装置を実現することを目
的とする。 【構成】 消去しようとするターゲット周波数のランダ
ムノイズ3によりスピーカ−14マイク13間の空間伝
達特性を予め測定しこの空間伝達特性を用いて車体の振
動系の耳元までの伝達特性の逆伝達特性を同定しマイク
13の入力が最小になるようにスピーカ14を制御する
ように構成し、測定(同定)音が目立たなくなり乗員に
不快感を与えずに済むという利点がある。
Description
【0001】
本考案は車室内騒音の低減装置に関し、特に自動車等の車室閉空間内の低周波
の騒音をアクティブに低減する装置に用いる車室内騒音の低減装置に関するもの
である。
【0002】
自動車等の車室内の騒音は、閉空間を形成する車室が一定の条件下で共振現象
を起こすことに因るものであり、その原因たる起振力はエンジンの回転振動成分
等によるものと考えられている。
【0003】
このような車室内騒音を適応的に低減しようとする試みが最近なされており、
その一例が図3に示されている。
【0004】
図において、1は自動車等の車両、10は車両1内の車室、11はエンジン、
12はエンジン11の回転に同期した基準信号を検出する手段としてのエンジン
振動センサ(ノックセンサでも良い)又はエンジン回転数センサ、13は車室1
0内の騒音レベルを検出するマイク、14は騒音を減少させる音を発生するスピ
ーカ、そして、15は車室10内のシートである。
【0005】
また、2は、センサ12及びマイク13の出力によりエンジンの振動で励起さ
れる車体の振動系の伝達特性の逆伝達特性を同定するコントローラで、センサ1
2のアナログ出力をディジタル出力に変換するA/D変換器21と、A/D変換
器21のディジタル出力を入力する適応フィルタ22と、適応フィルタ22のデ
ィジタル出力をアナログ信号に変換するD/A変換器23と、このアナログ信号
を増幅してスピーカ14に与える電力増幅器24と、マイク13のアナログ出力
をディジタル信号に変換して適応フィルタ22に与えるA/D変換器25とで構
成されている。
【0006】
図4は図3に示した適応フィルタ22の周知例を示したもので、この場合の適
応アルゴリズムとしては周知の最急降下法や、学習同定法や、LMS法等が挙げ
られるが、ここではLMS法を用いている。
【0007】
図中、Z-1はエンジン振動X(n) を各サンプル毎に遅延させるための遅延素子
を示し、h(0) 〜h(n-1) は各遅延素子Z-1の出力信号に対して乗算するための
フィルタ(タップ)係数であり、各フィルタ係数はLMSアルゴリズム、即ち、
h(i+1)=h(i) +2μe(n) X(n-i)
に従ってサンプル毎に更新される。但し、i=0…n,μは上述したステップサ
イズであり、この場合のステップサイズμを選択することにより、フィルタ係数
を各サンプルのエンジン振動X(n) に掛け且つ加算するという畳み込み演算を行
うことによりスピーカ14への出力信号y(n) が求められる。
【0008】
そして、このスピーカ出力y(n) を、実際にドライバーの耳元で観測される音
圧Y(n) から差し引くことにより、マイク13から出力e(n) =Y(n) −y(n)
が発生され、これに基づいて再びLMSアルゴリズムによりフィルタ係数を更新
すれば、徐々にエンジン11からマイク13までの車体の振動系の伝達特性Gの
逆伝達特性G-1を同定して行くことができ、マイク出力e(n) 、即ち運転者の耳
元騒音を最小値に収束させることができる。
【0009】
しかしながら、このような車室内騒音の低減装置では、高音状態やスピーカ−
マイク間の距離が離れているときには、スピーカ−マイク間の伝達遅れを考慮し
ていないため、動作が不安定となり収束時間が遅れ残留騒音の低減効果が悪くな
ってしまうので、スピーカ−マイク間の空間伝達特性(音響特性)GDを考慮し
た図5のようなシステムが既に考えられている。
【0010】
即ち、予め測定したスピーカ−マイク間の空間伝達特性GDのフィルタ26を
適応フィルタ22の前に挿入することにより、スピーカ−マイク間の伝達遅れを
考慮した形で最初から適応制御を施すことができ、この場合には図6に示すよう
に、空間伝達特性GDを用意しない場合に比べて収束度が向上し、残留騒音の低
減効果も向上する。
【0011】
この場合のフィルタ26は、図7に示すように測定によって得たタップ係数h
1 〜hn を有する点だけが図4のフィルタと異なっている。
【0012】
このようなスピーカ−マイク間の空間伝達特性GDの測定装置が図8に示され
ており、この装置は、図5の制御系を切り替えることにより構成されるもので、
エンジン11からの振動成分を用いず、その代わりにコントローラ2中に設けた
ホワイトノイズ(乱数列)源27から発生されるディジタル信号のホワイトノイ
ズを上記の適応フィルタ22を通さずにD/A変換器23と増幅器24とにより
アナログ信号に変換してスピーカ14から出力し、このホワイトノイズ信号を車
室10を経由してマイク13で拾い、A/D変換器25でディジタル信号に変換
してホワイトノイズを受けている適応フィルタ28(適応フィルタ22を使用し
てもよい)を制御するものである。
【0013】
但し、この場合には、フィルタ28の出力自体は空間に出力しないので図4の
適応フィルタとは若干異なり、耳元騒音Y(n) の代わりにマイク13の出力とし
、このマイク出力とフィルタ自体の出力(図4のy(n) に相当)との誤差e(n)
が最小となるようにLMSアルゴリズムにより適応制御が行われる。
【0014】
このようにして実際に測定して得た伝達特性GD’は図5のフィルタ26の空
間伝達特性GD(これは真の空間伝達特性を示す)にコピーされる。従って、図
9の等価回路に示すように、スピーカ14からマイク13までの真の空間伝達特
性GDとエンジンマウントからスピーカ14までの伝達特性GCとから成るエン
ジンマウントからマイク13までの空間伝達特性GPは、この内の伝達特性GD
は上記のようにしてGD’として測定したので、残りの伝達特性GCのみを図5
の適応フィルタ22で同定することになる。
【0015】
尚、この車室内空間伝達特性GDの測定は例えば最初にキーオンしてシステム
が起動されたときに一定時間だけホワイトノイズをスピーカから発生させること
によって行うが、このように一定値には固定させず測定によって求める理由は、
スピーカ−マイク間の空間伝達特性に関してスピーカ出力を発生する増幅器が、
経時変化や、各車両環境の気圧、気温、及び湿度等の変化により、組み込まれた
電子回路の特性が変化して先に測定した伝達特性とは違った値になってしまうか
らである。
【0016】
このような従来の車室内騒音の低減装置では、ホワイトノイズをスピーカから
発生させることによって空間伝達特性の測定(同定)を行っているので、上記の
ようにキーオンした後や、車に乗員が乗り降りするとき等の所定状態の度毎にホ
ワイトノイズによる測定音が発生されるので乗員に不快感を与えてしまうという
問題点があった。
【0017】
従って、本考案は、空間伝達特性の測定音が乗員に不快感を与えないようにし
た車室内騒音の低減装置を実現することを目的とする。
【0018】
上記の課題を解決するため、本考案に係る車室内騒音の低減装置では、エンジ
ンの回転に同期した基準信号を検出する手段と、車室内に設けたスピーカと、車
室内騒音を検出するマイクと、消去しようとするターゲット周波数帯のランダム
ノイズ源を有し該ノイズ源の出力信号によりスピーカ−マイク間の空間伝達特性
を予め測定し該空間伝達特性を用いて該基準信号により車体の振動系の耳元まで
の伝達特性の逆伝達特性を同定し該マイクの入力が最小になるように該スピーカ
を制御する適応型コントローラと、を備えている。
【0019】
【作用】
ホワイトノイズが耳障りなのは、全ての周波数成分を均等にしかも一定のレベ
ルで含んでいるからであるが、一方、同じ音圧レベルの場合、高い周波数の音程
人の耳には大きな音に聞こえるという特性がある。また、高い周波数領域の車室
内騒音は波長が短くなる関係で逆位相のスピーカ音が合わせにくく減音効果が劣
化すると共に低い周波数領域では元々スピーカでは出しにくい音領域であり減音
効果が低くなる傾向がある。
【0020】
従って、車室内騒音の低減効果を得たい周波数帯、即ち消去しようとするター
ゲット周波数帯だけをホワイトノイズから取り出して空間伝達特性の測定を行い
この空間伝達特性を用いてスピーカ出力音の制御を行っても上記のように高い周
波数領域と低い周波数領域の車室内騒音は元々減音しにくいから、ターゲット周
波数以外の高い周波数の音をカットした分だけ測定時においてはスピーカ出力音
が乗員に静かに聞こえるメリットが生ずる。
【0021】
そこで、本発明に係る車室内騒音の低減装置におけるコントローラでは、図1
(a) に概念的に示すスピーカ−マイク間の空間伝達特性(GD)の測定時におい
て、同図(b) に示すように消去しようとするターゲット周波数のランダムノイズ
源3を含むと共に、このノイズ源3から出力されるランダムノイズに基づいて該
空間伝達特性を測定することができる。尚、上記のように低い周波数領域は元々
スピーカでは出しにくい音領域であり減音効果が低い傾向があり騒音としての影
響は高い周波数領域程ではないので、同図(b) に示したランダムノイズの周波数
領域は低周波数領域を含んでいてもよい。
【0022】
そして、この空間伝達特性を用いて図5のシステムにより車室内騒音の消去動
作を行うことにより、スピーカ−マイク間の空間伝達経路とエンジンによる車体
振動系全体の適応制御経路とが伝達特性に関して等価になり、車室内騒音の減音
効果が向上することとなる。
【0023】
【実施例】
図2は、本考案に係る車室内騒音の低減装置の実施例を示した図であり、この
実施例は、概略的に言えば、図5に示した低減装置と図8に示した測定装置とを
組み合わせ且つランダムノイズ源によるスピーカからマイクまで空間伝達特性を
測定できるように構成したものである。
【0024】
即ち、図2では、図5のシステムにおいて、まずD/A変換器23と電力増幅
器24との間にオン/オフ・スイッチ32を挿入し、図8のシステムにおけるホ
ワイトノイズ源27の代わりに、図1に示した消去しようとするターゲット周波
数のランダムノイズ源3として例示したホワイトノイズ源30とこのホワイトノ
イズから所望のターゲット周波数(例えば50〜200Hz)だけを取り出すた
めのバンドパスフィルタ31とを用いている。尚、ランダムノイズの周波数領域
は低周波数領域を含んでいてもよいので、バンドパスフィルタの代わりにローパ
スフィルタを用いてもよい。
【0025】
そして、バンドパスフィルタ31から出力されるノイズ信号は常に電力増幅器
24に送られるようになっていると共にオン/オフ・スイッチ33を介して図8
にも示した適応フィルタ28に与えられるようになっており、選択されたノイズ
信号とA/D変換器25からのマイク出力信号とにより空間伝達特性GDを測定
する。
【0026】
上記のオン/オフ・スイッチ32,33は、例えば上述したようにキースイッ
チ17によりタイマ35を介して同時に制御されるものである。
【0027】
次にこの実施例の動作を説明すると、まず、エンジン11を始動するためにキ
ースイッチ17を投入すると、コントローラ2ではそのスイッチ投入時からタイ
マ35による一定時間だけ空間伝達特性GDの測定期間とするために、図示のよ
うにオン/オフ・スイッチ32をオフにすると共にオン/オフ・スイッチ33を
オンに制御する。
【0028】
そこで、ホワイトノイズ源30からのホワイトノイズをバンドパスフィルタ3
1に通して得られるターゲット周波数のランダムノイズを電力増幅器24を介し
てスピーカ14から出力すると共に適応フィルタ28に送ることにより、A/D
変換器25の出力データ、即ちノイズ信号を車室空間10を介して受けたマイク
13からの出力信号に基づいて適応フィルタ28のタップ係数を変化させ、空間
伝達特性GDに対応するタップ係数を得ることができる。尚、この測定動作中は
絶えず適応フィルタ28のタップ係数をフィルタ26にコピーしておく。
【0029】
この後、タイマ35の設定時間が経過したときには、タイマ35の出力信号に
よりオン/オフ・スイッチ32をオンにし、オン/オフ・スイッチ33をオフに
することにより適応フィルタ28による空間伝達特性GDの測定系統は働かなく
なり空間伝達特性GDは一定値に保持される。
【0030】
従って、このとき、フィルタ26には適応フィルタ28のタップ係数の最新の
値(空間伝達特性GD)がコピーされているので、この空間伝達特性GDを用い
ることにより図5に示した従来例と同様な減音動作を行うことができる。尚、フ
ィルタ26の初期値は予め保持されているものを使用してもよい。
【0031】
以上のように、本考案に係る車室内騒音の低減装置では、消去しようとするタ
ーゲット周波数のランダムノイズによりスピーカ−マイク間の空間伝達特性を予
め測定しこの空間伝達特性を用いて車体の振動系の耳元までの伝達特性の逆伝達
特性を同定しマイクの入力が最小になるようにスピーカを制御するように構成し
たので、測定(同定)音が目立たなくなり乗員に不快感を与えずに済むという利
点がある。
【図1】本考案に係る車室内騒音の低減装置におけるス
ピーカ−マイク間の空間伝達特性の測定系統を概念的に
示したブロック図である。
ピーカ−マイク間の空間伝達特性の測定系統を概念的に
示したブロック図である。
【図2】本考案に係る車室内騒音の低減装置の一実施例
を示したブロック図である。
を示したブロック図である。
【図3】従来の車室内騒音の低減装置の一例を示したブ
ロック図である。
ロック図である。
【図4】適応フィルタの一般的な構成を示したブロック
図である。
図である。
【図5】図3の従来例を改良した従来の車室内騒音の低
減装置の一例を示したブロック図である。
減装置の一例を示したブロック図である。
【図6】図3と図5の各従来例を収束度において比較す
るためのグラフ図である。
るためのグラフ図である。
【図7】測定して得た空間伝達特性を有するフィルタを
示したブロック図である。
示したブロック図である。
【図8】空間伝達特性を測定するための装置を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図9】図5の車室内騒音の低減装置を等価回路で示し
たブロック図である。
たブロック図である。
1 車両
2 コントローラ
3 ランダムノイズ源
10 車室
11 エンジン
12 エンジン振動センサ(エンジン回転数センサ)
13 マイク
14 スピーカ
22,28 適応フィルタ
30 ホワイトノイズ源
31 バンドパスフィルタ
図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
フロントページの続き
(51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所
H03H 21/00 8731−5J
(72)考案者 井戸沼 秀之
神奈川県藤沢市土棚8番地 株式会社い
すゞ中央研究所内
(72)考案者 中村 政弘
神奈川県藤沢市土棚8番地 株式会社い
すゞ中央研究所内
Claims (1)
- 【請求項1】 エンジンの回転に同期した基準信号を検
出する手段と、車室内に設けたスピーカと、車室内騒音
を検出するマイクと、消去しようとするターゲット周波
数帯のランダムノイズ源を有し該ノイズ源の出力信号に
よりスピーカ−マイク間の空間伝達特性を予め測定し該
空間伝達特性を用いて該基準信号により車体の振動系の
耳元までの伝達特性の逆伝達特性を同定し該マイクの入
力が最小になるように該スピーカを制御する適応型コン
トローラと、を備えたことを特徴とする車室内騒音の低
減装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4027291U JPH04124556U (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 車室内騒音の低減装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4027291U JPH04124556U (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 車室内騒音の低減装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04124556U true JPH04124556U (ja) | 1992-11-13 |
Family
ID=31921374
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4027291U Withdrawn JPH04124556U (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 車室内騒音の低減装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04124556U (ja) |
-
1991
- 1991-04-30 JP JP4027291U patent/JPH04124556U/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19950713 |