JPH0453996A - Measuring instrument for acoustic characteristic in car room - Google Patents
Measuring instrument for acoustic characteristic in car roomInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は車室内音響特性の測定装置に関し、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音響特性の測定装置に関するもの
である。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a device for measuring the acoustic characteristics of a vehicle interior, and particularly to a device for actively reducing low-frequency noise in a closed space inside a vehicle such as a vehicle. The present invention relates to an acoustic characteristic measuring device.
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。Noise inside a vehicle such as a car is caused by the resonance phenomenon that occurs in the cabin, which forms a closed space, under certain conditions.
The vibrational force that is the cause of this is thought to be due to the rotational vibration component of the engine.
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−例が第2図に示されている
。Recently, attempts have been made to adaptively reduce such vehicle interior noise, an example of which is shown in FIG.
図において、1は自動車等の車両、lOは車両l内の車
室、11はエンジン、12はエンジンllのエンジン振
動を直接検出するエンジン振動センサ(ノックセンサで
も良い)又はエンジンの回転数からエンジンの振動数を
検出するエンジン回転数センサ、13は車室10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lO内のシー
トである。In the figure, 1 is a vehicle such as a car, 10 is a passenger compartment in vehicle 1, 11 is an engine, and 12 is an engine vibration sensor (a knock sensor may also be used) that directly detects the engine vibration of engine 1, or an engine based on the engine rotation speed. 13 is a microphone that detects the noise level in the vehicle interior 10, 14 is a speaker that generates a sound to reduce the noise, and 15 is a seat in the vehicle interior 10.
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関数の逆
伝達関数を同定するコントローラで、センサ12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2
4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。Further, 2 is a controller that identifies the inverse transfer function of the transfer function of the vibration system of the vehicle body excited by the vibration of the engine using the outputs of the sensor 12 and the microphone 13, and the controller 2 that converts the analog output of the sensor 12 into a digital output. D converter 21
, an adaptive filter 22 that inputs the digital output of the A/D converter 21, a D/A converter 23 that converts the digital output of the adaptive filter 22 into an analog signal, and amplifies this analog signal and provides it to the speaker 14. power amplifier 2
4, and an A/D converter 25 that converts the analog output of the microphone 13 into a digital signal and provides it to the adaptive filter 22.
第3図は第2図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
の最急腎下法や、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。FIG. 3 shows a well-known example of the adaptive filter 22 shown in FIG. 2, and examples of adaptive algorithms in this case include the well-known acute subrenal method, learning identification method, LMS method, etc. , here the LMS method is used.
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 (++1)−h
(i)+ 2 u e (n)X (n−i)に従って
サンプル毎に更新される。但し、1−0・・・n、μは
上述したステップサイズである。In the figure, Z-1 indicates a delay element for delaying engine vibration X (n) for each sample, and h (0) to h(
n-1) is a filter (tap) coefficient for multiplying the output signal of each delay element z-1, and each filter coefficient is determined by the LMS algorithm, that is, h (++1)-h
(i) + 2 u e (n)X (ni) updated sample by sample. However, 1-0...n and μ are the step sizes described above.
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 (nlに掛
は且つ前頁するという畳み込み消夏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。By selecting the step size μ in this case, the output signal y (n) to the speaker 14 can be obtained by multiplying the filter coefficient by the engine vibration X (nl) of each sample and performing convolution by multiplying it by the previous page. .
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からの出力e (n) = Y (n)
3’ (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
車室内の振動系の伝達関数Gの逆伝達関数G −1を同
定して行くことができ、マイク出力e (n)を最小値
に収束させることができる。By subtracting this speaker output y (n) from the sound pressure Y (n) actually observed near the driver's ear, the output from the microphone 13 e (n) = Y (n)
3' (n) is generated, and based on this, LMS
By updating the filter coefficients using an algorithm, it is possible to gradually identify the inverse transfer function G -1 of the transfer function G of the vibration system in the vehicle interior, and it is possible to converge the microphone output e (n) to the minimum value. can.
しかしながら、このような車室内騒音の低fIi装置で
は、高音状態やスピーカーマイク間の距離が離れている
ときには、スピーカー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。However, in such a low fIi device for vehicle interior noise, when the sound is high or the distance between the speaker microphones is large, the transmission delay between the speaker microphones is not taken into account, so the operation becomes unstable and the convergence time is delayed. The residual noise reduction effect deteriorates.
そこで、スピーカーマイク間の空間伝達特性GDを考慮
した第4図のようなシステムが既に考えられている。Therefore, a system as shown in FIG. 4, which takes into consideration the spatial transfer characteristic GD between speaker microphones, has already been considered.
即ち、予め測定したスピーカー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、スピーカー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、第5図に示す
ように、空間伝達特性CD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。That is, by inserting the filter 26 with the spatial transfer characteristic GD between the speaker microphones measured in advance before the adaptive filter 22, adaptive control can be performed from the beginning in consideration of the transmission delay between the speaker microphones. As shown in FIG. 5, the degree of convergence is improved and the effect of reducing residual noise is also improved compared to the case where the spatial transfer characteristic CD is not prepared.
この場合のフィルタ26は、第6図に示すように測定に
よって得た固定のタップ係数hl〜hnを有する点だけ
が第3図のフィルタと興なっている。The filter 26 in this case is different from the filter shown in FIG. 3 only in that it has fixed tap coefficients hl to hn obtained by measurement as shown in FIG.
このようなスピーカーマイク間の空間伝達特性CDの測
定装置が第7図に示されており、この装置では、エンジ
ン11からの振動成分を用いず、コントローラ2中にホ
ワイトノイズ(乱数列)源27を設け、そのホワイトノ
イズを適応フィルタ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1
4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
ル信号に変換して適応フィルタ22を制御するものであ
る。Such a device for measuring the spatial transfer characteristic CD between speaker microphones is shown in FIG. The white noise is converted into an analog signal by the D/A converter 23 and the amplifier 24 without passing through the adaptive filter 22, and is output to the speaker 1.
4, this white noise signal is picked up by the microphone 13 via the passenger compartment 10, and converted into a digital signal by the A/D converter 25 to control the adaptive filter 22.
但し、この場合には、フィルタ22の出力自体は空間に
出力しないので第3図の適応フィルタとは若干異なり、
耳元騒音Y (n)の変わりにマイク13の出力とし、
このマイク出力とフィルタ自体の出力(第3図のy (
n)に相当)との誤差e (n)が最小となるようにL
MSアルゴリズムにより適応制御が行われる。However, in this case, the output of the filter 22 itself is not output to space, so it is slightly different from the adaptive filter shown in FIG.
Instead of the ear noise Y (n), use the output of the microphone 13,
This microphone output and the output of the filter itself (y in Figure 3 (
L so that the error e (n) with respect to
Adaptive control is performed by the MS algorithm.
このようにして実際に測定して得た伝達特性をCD’
としたフィルタ26を用いた場合の等価回路が第8図に
示されており、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、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とから成り、この内の伝達特
性C,Dは上記のようにして測定したので、残りの伝達
特性GCのみを適応フィルタ22で同定することになる
。The transfer characteristic actually measured in this way is CD'
An equivalent circuit when using the filter 26 shown in FIG. 8 is shown in FIG. Since the transfer characteristics C and D of these are measured as described above, only the remaining transfer characteristics GC will be identified by the adaptive filter 22.
尚、測定によって車室内音響特性GD’を求める理由は
、スピーカーマイク間の空間音響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音響特性とは違った
値になってしまうからであり、このようにして測定した
音響特性GD”を有するフィルタは、例えば車両の定期
点検時等に交換されることになる。The reason why the vehicle interior acoustic characteristics GD' is determined by measurement is that the amplifier that generates the speaker output with respect to the spatial acoustic characteristics between the speaker microphones changes over time and due to changes in the atmospheric pressure, temperature, humidity, etc. of each vehicle environment. This is because the characteristics of the built-in electronic circuit will change, resulting in a value different from the previously measured acoustic characteristic.A filter with the acoustic characteristic GD" measured in this way may be used, for example, during periodic vehicle inspections. It will be replaced from time to time.
〔発明が解決しようとする諜R]
このような従来の車室内音響特性を測定する装置では、
ドアを開けた状態で測定を行うと、車室内空間の音響特
性が大きく変化しているため、誤った測定結果になって
しまうという問題点があった。[Intelligence to be solved by the invention] In such a conventional device for measuring vehicle interior acoustic characteristics,
If measurements were taken with the doors open, the acoustic characteristics of the interior space of the vehicle would have changed significantly, resulting in incorrect measurement results.
従って、本発明は、車室内音響特性を測定する際に、ド
アが開放されていないことを確認して行うことができる
装置を実現することを目的とする。Therefore, an object of the present invention is to realize a device that can confirm that the door is not open when measuring the acoustic characteristics of a vehicle interior.
本発明に係る車室内音響特性の測定装置では、車室内に
設けたスピーカと、車室内のシートの耳元位置に設けた
マイクと、ドアスイッチと、ホワイトノイズ源を含み該
スイッチがドアの閉成状態を示しているときのみ該ホワ
イトノイズを該スピーカから出力させて該ホワイトノイ
ズ源と該マイクの出力とから適応制御を行って該スピー
カからマイクまでの車室内音響特性を測定するコントロ
ーラと、を備えることにより、上記の課題を解決してい
る。The vehicle interior acoustic characteristic measuring device according to the present invention includes a speaker provided in the vehicle interior, a microphone provided near the ear of a seat in the vehicle interior, a door switch, and a white noise source. a controller that outputs the white noise from the speaker only when a state is indicated, performs adaptive control based on the output of the white noise source and the microphone, and measures the acoustic characteristics of the vehicle interior from the speaker to the microphone; By preparing for this, the above issues are solved.
本発明に係る車室内音響特性の測定装置では、車両のド
アにスイッチを設け、このドアスイッチの出力によりド
アが開放状態でないことを示しているときには、これを
受けたコントローラが音響特性の測定を停止するように
し、車室内空間の音響特性の誤った測定を排除している
。In the vehicle interior acoustic characteristic measuring device according to the present invention, a switch is provided on the door of the vehicle, and when the output of the door switch indicates that the door is not open, the controller receives the output and starts measuring the acoustic characteristic. This eliminates false measurements of the acoustic characteristics of the vehicle interior.
第1図は、本発明に係る車室内音響特性の測定装置の実
施例を示した図であり、本発明と第7図の従来の測定装
置と異なる点は、車両lのドアにドアスイッチ16を設
け、このドアスイッチ16が例えばオフとなってドアが
閉じていることを示したときにコントローラ2の動作を
停止させることである。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the vehicle interior acoustic characteristic measuring device according to the present invention.The difference between the present invention and the conventional measuring device shown in FIG. is provided, and the operation of the controller 2 is stopped when the door switch 16 is turned off, indicating that the door is closed, for example.
この場合、ドアスイッチ16としては、運転席のドアだ
けに設けてもよいが、その他、助手席や後部座席のドア
にも設け、いずれのドアスイッチもオフとなった場合の
み、コントローラ2の動作を停止させることが好ましい
。In this case, the door switch 16 may be provided only on the driver's seat door, but it may also be provided on the passenger seat and rear seat doors, and the controller 2 will operate only when either door switch is turned off. It is preferable to stop.
また、この音響特性の測定は、エンジンが停止した状態
で行うことが好ましい、従って、エンジンが停止し且つ
ドアが閉まった状態で測定を行うには、エンジンのキー
スイッチ(図示せず)を切ってから通常自己保持期間と
して電源が保持される期間中にドアスイッチ16がオフ
であれば測定することが可能である。Also, it is preferable to measure this acoustic characteristic with the engine stopped. Therefore, to measure with the engine stopped and the door closed, turn off the engine key switch (not shown). If the door switch 16 is turned off during a period in which the power is maintained as a normal self-holding period after the power is turned off, measurement can be performed.
更に、コントローラ2の動作停止では、適応フィルタ2
2のタップ係数をリセットしてしまうことは好ましくな
いので、第1図に点線で示したように、ドアスイッチ1
6の出力がオフのときに閉じるスイッチ28を用いるこ
とが好ましい。Furthermore, when the controller 2 stops operating, the adaptive filter 2
Since it is not desirable to reset the tap coefficient of door switch 1, as shown by the dotted line in Figure 1,
It is preferable to use a switch 28 that closes when the output of 6 is off.
以上のように、本発明に係る車室内音響特性の測定装置
では、ドアスイッチがドアの閉成状態を示しているとき
のみホワイトノイズをスピーカから出力させてそのホワ
イトノイズ源とマイクの出力から適応的に制御しスピー
カからマイクまでの車室内音響特性を測定するように構
成したので、車室内空間の音響特性が大きく変化してい
るドア開放状態での測定を回避することができ、常に正
確な測定結果が得られる。As described above, in the vehicle interior acoustic characteristic measuring device according to the present invention, white noise is output from the speaker only when the door switch indicates the closed state of the door, and the white noise is adapted from the white noise source and the output of the microphone. Since the configuration is configured to measure the acoustic characteristics of the vehicle interior from the speaker to the microphone, it is possible to avoid measurements with the doors open, where the acoustic characteristics of the vehicle interior space vary greatly, and to ensure accurate measurements at all times. Measurement results are obtained.
第1図は、本発明に係る車室内音響特性の測定装置の一
実施例を示したブロック図、
第2図は、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、
第3図は、適応フィルタの一般的な構成を示したブロッ
ク図、
第4図は、第2図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、第5図は、第2
図と第4図の従来例とを収束度において比較するための
グラフ図、
第6図は、測定して得た車室内音響特性を有するフィル
タを示したブロック図、
第7図は、従来の車室内音響特性の測定装置を示すブロ
ック図、
第8図は、第4図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。
図において、1は車両、2はコントローラ、IOは車室
、11はエンジン、13はマイク、14はスピーカ、1
6はドアスイッチ、22は適応フィルタ、をそれぞれ示
す。
図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a vehicle interior acoustic characteristic measuring device according to the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing an example of a conventional vehicle interior noise reduction device. 4 is a block diagram showing a general configuration of an adaptive filter, FIG. 4 is a block diagram showing an example of a conventional vehicle interior noise reduction device that is an improvement on the conventional example shown in FIG. 2, and FIG. Second
A graph for comparing the degree of convergence between Fig. 4 and the conventional example shown in Fig. 4. Fig. 6 is a block diagram showing a filter having the measured vehicle interior acoustic characteristics. Fig. 7 is a conventional example. FIG. 8 is a block diagram showing an apparatus for measuring vehicle interior acoustic characteristics. FIG. 8 is a block diagram showing an equivalent circuit of the vehicle interior noise reduction device shown in FIG. 4. In the figure, 1 is a vehicle, 2 is a controller, IO is a passenger compartment, 11 is an engine, 13 is a microphone, 14 is a speaker, 1
6 indicates a door switch, and 22 indicates an adaptive filter. In the figures, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
に設けたマイクと、ドアスイッチと、ホワイトノイズ源
を含み該スイッチがドアの閉成状態を示しているときの
み該ホワイトノイズを該スピーカから出力させて該ホワ
イトノイズ源と該マイクの出力とから適応制御を行って
該スピーカからマイクまでの車室内音響特性を測定する
コントローラと、を備えたことを特徴とする車室内音響
特性の測定装置。It includes a speaker installed in the vehicle interior, a microphone installed near the ear of the seat in the vehicle interior, a door switch, and a white noise source, and the white noise is transmitted to the speaker only when the switch indicates the closed state of the door. and a controller that performs adaptive control based on the output of the white noise source and the microphone to measure the acoustic characteristics of the vehicle interior from the speaker to the microphone. Device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2163553A JPH0746280B2 (en) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | Vehicle interior acoustic characteristics measurement device |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP2163553A JPH0746280B2 (en) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | Vehicle interior acoustic characteristics measurement device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0453996A true JPH0453996A (en) | 1992-02-21 |
JPH0746280B2 JPH0746280B2 (en) | 1995-05-17 |
Family
ID=15776084
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2163553A Expired - Fee Related JPH0746280B2 (en) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | Vehicle interior acoustic characteristics measurement device |
Country Status (1)
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JP (1) | JPH0746280B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0687335A (en) * | 1992-07-06 | 1994-03-29 | Mazda Motor Corp | Vibration reducing device for vehicle |
JP2006107029A (en) * | 2004-10-04 | 2006-04-20 | Glory Ltd | Bill processing machine |
-
1990
- 1990-06-21 JP JP2163553A patent/JPH0746280B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH0687335A (en) * | 1992-07-06 | 1994-03-29 | Mazda Motor Corp | Vibration reducing device for vehicle |
JP2006107029A (en) * | 2004-10-04 | 2006-04-20 | Glory Ltd | Bill processing machine |
JP4624057B2 (en) * | 2004-10-04 | 2011-02-02 | グローリー株式会社 | Banknote handling machine |
Also Published As
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JPH0746280B2 (en) | 1995-05-17 |
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