JPH05273987A - 車室内の騒音低減装置 - Google Patents
車室内の騒音低減装置Info
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- JPH05273987A JPH05273987A JP4066415A JP6641592A JPH05273987A JP H05273987 A JPH05273987 A JP H05273987A JP 4066415 A JP4066415 A JP 4066415A JP 6641592 A JP6641592 A JP 6641592A JP H05273987 A JPH05273987 A JP H05273987A
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- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60N—SEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60N2/00—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
- B60N2/80—Head-rests
- B60N2/879—Head-rests with additional features not related to head-rest positioning, e.g. heating or cooling devices or loudspeakers
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
- G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
- G10K11/1785—Methods, e.g. algorithms; Devices
- G10K11/17857—Geometric disposition, e.g. placement of microphones
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- G10K11/1787—General system configurations
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- G10K11/17883—General system configurations using both a reference signal and an error signal the reference signal being derived from a machine operating condition, e.g. engine RPM or vehicle speed
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- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
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- G10K2210/10—Applications
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- G10K2210/1282—Automobiles
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- G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
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- G10K2210/3221—Headrests, seats or the like, for personal ANC systems
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- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
- Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 車室内に気柱共鳴が発生した場合において
も消音動作を正確且つ敏速に行えるようにする。 【構成】 騒音検出用マイクＭ１および消音確認用マ
イクＭ２を、車室内で気柱共鳴を起こすときの音圧が対
称となる線に対し、その線を中心にしてして垂直方向に
等距離位置になるよう配置した騒音低減装置。
も消音動作を正確且つ敏速に行えるようにする。 【構成】 騒音検出用マイクＭ１および消音確認用マ
イクＭ２を、車室内で気柱共鳴を起こすときの音圧が対
称となる線に対し、その線を中心にしてして垂直方向に
等距離位置になるよう配置した騒音低減装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、騒音に対して逆位相音
を付加して騒音を低減するための騒音低減装置であり、
乗用車、１ボックスカー等の車室の騒音の低減に適用で
きる。
を付加して騒音を低減するための騒音低減装置であり、
乗用車、１ボックスカー等の車室の騒音の低減に適用で
きる。
【０００２】
【従来の技術】騒音に対して逆位相音を付加して騒音を
低減する方法として、一般には、適応制御方式がある。
図１０は適応制御方式を示す。騒音検出用のマイク２５
は騒音を検出し、トランスバーサルフィルタ２６は検出
信号を畳み込み演算し、スピーカ２７から音を発生させ
る。一方、消音確認マイク２８から検出された信号は適
応アルゴリズム２９に基づき最適と思われるトランスバ
ーサルフィルタ２６のフィルタ係数を推定し、更新す
る。騒音低減は、消音確認マイクが検出する残騒音の平
均２乗誤差を最小にする様働く。
低減する方法として、一般には、適応制御方式がある。
図１０は適応制御方式を示す。騒音検出用のマイク２５
は騒音を検出し、トランスバーサルフィルタ２６は検出
信号を畳み込み演算し、スピーカ２７から音を発生させ
る。一方、消音確認マイク２８から検出された信号は適
応アルゴリズム２９に基づき最適と思われるトランスバ
ーサルフィルタ２６のフィルタ係数を推定し、更新す
る。騒音低減は、消音確認マイクが検出する残騒音の平
均２乗誤差を最小にする様働く。
【０００３】上記の方式の装置は、例えば、特開平２−
１５８２９６号公報や、特開平３−５０９９８号公報に
開示されている。
１５８２９６号公報や、特開平３−５０９９８号公報に
開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ここで、車室内に気柱
共鳴が発生すると、室内の各所で音圧が変化する。例え
ば、消音確認用マイクをシートのヘッドレストに、騒音
検出用マイクを足元に置いた場合、ヘッドレスト付近と
足元では音圧が著しく違うため、消音動作が正確且つ敏
速に行えない場合がある。
共鳴が発生すると、室内の各所で音圧が変化する。例え
ば、消音確認用マイクをシートのヘッドレストに、騒音
検出用マイクを足元に置いた場合、ヘッドレスト付近と
足元では音圧が著しく違うため、消音動作が正確且つ敏
速に行えない場合がある。
【０００５】そこで、本発明においては、車室内の騒音
低減装置において、車室内に気柱共鳴が発生した場合に
おいても消音動作を正確且つ敏速に行えるようにするこ
とを課題とする。
低減装置において、車室内に気柱共鳴が発生した場合に
おいても消音動作を正確且つ敏速に行えるようにするこ
とを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明において用いた第１の手段は、騒音検出用マイ
クおよび消音確認用マイクを、車室内で気柱共鳴を起こ
すときの音圧が対称となる線に対し、その線を中心にし
てして垂直方向に等距離位置になるよう配置したことで
ある。
に本発明において用いた第１の手段は、騒音検出用マイ
クおよび消音確認用マイクを、車室内で気柱共鳴を起こ
すときの音圧が対称となる線に対し、その線を中心にし
てして垂直方向に等距離位置になるよう配置したことで
ある。
【０００７】また、上記課題を解決するために本発明に
おいて用いた第２の手段は、車室内を直方体に近似し、
該直方体の中心線に対し、垂直方向等距離位置に騒音検
出用マイクと消音確認用マイクを設置したことである。
おいて用いた第２の手段は、車室内を直方体に近似し、
該直方体の中心線に対し、垂直方向等距離位置に騒音検
出用マイクと消音確認用マイクを設置したことである。
【０００８】更に、上記課題を解決するために本発明に
おいて用いた第３の手段は、消音確認用マイクおよびス
ピーカをシートのヘッドレスト近傍に設置し、騒音検出
用マイクはシートの背もたれ部の下部に設置したことで
ある。
おいて用いた第３の手段は、消音確認用マイクおよびス
ピーカをシートのヘッドレスト近傍に設置し、騒音検出
用マイクはシートの背もたれ部の下部に設置したことで
ある。
【０００９】
【作用】上記第１の手段によれば、騒音検出用マイクと
消音確認用マイクの検出する音の音圧は、車室内で気柱
共鳴が発生しても略等しくなるので、消音動作が正確に
行える。
消音確認用マイクの検出する音の音圧は、車室内で気柱
共鳴が発生しても略等しくなるので、消音動作が正確に
行える。
【００１０】上記第２の手段においては、車室内を直方
体に近似した場合、直方体の中心線に対し、垂直方向等
距離位置にある点は、気柱共鳴が発生した場合、音圧レ
ベルが略等しくなる。したがって、騒音検出用マイクと
消音確認用マイクの検出する音の音圧は、車室内で気柱
共鳴が発生しても略等しくなるので、消音動作が正確に
行える。
体に近似した場合、直方体の中心線に対し、垂直方向等
距離位置にある点は、気柱共鳴が発生した場合、音圧レ
ベルが略等しくなる。したがって、騒音検出用マイクと
消音確認用マイクの検出する音の音圧は、車室内で気柱
共鳴が発生しても略等しくなるので、消音動作が正確に
行える。
【００１１】上記第３の手段においては、車室内で気柱
共鳴が発生してもヘッドレスト近傍とシートの背もたれ
部の下部は音圧レベルが略等しくなる。したがって、騒
音検出用マイクと消音確認用マイクの検出する音の音圧
は、車室内で気柱共鳴が発生しても略等しくなるので、
消音動作が正確に行える。
共鳴が発生してもヘッドレスト近傍とシートの背もたれ
部の下部は音圧レベルが略等しくなる。したがって、騒
音検出用マイクと消音確認用マイクの検出する音の音圧
は、車室内で気柱共鳴が発生しても略等しくなるので、
消音動作が正確に行える。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を車両に搭載した場合の実施例
を図面を参照しながら説明する。
を図面を参照しながら説明する。
【００１３】図１は本発明の構成図である。スピーカＳ
Ｐおよび消音確認マイクＭ２は座席１０のヘッドレスト
１１または座席１０の背もたれ部１４から延びて、耳元
に配置される。エンジン１２の回転数を検出するために
エンジン回転数センサＰＰが置かれている。騒音検出マ
イクＭ１は座席１０の背もたれ部の下部に設置されてい
る。コントローラ１３はスピーカＳＰ、消音確認マイク
Ｍ２、エンジン回転数センサＰＰおよび騒音検出マイク
Ｍ１に接続されている。
Ｐおよび消音確認マイクＭ２は座席１０のヘッドレスト
１１または座席１０の背もたれ部１４から延びて、耳元
に配置される。エンジン１２の回転数を検出するために
エンジン回転数センサＰＰが置かれている。騒音検出マ
イクＭ１は座席１０の背もたれ部の下部に設置されてい
る。コントローラ１３はスピーカＳＰ、消音確認マイク
Ｍ２、エンジン回転数センサＰＰおよび騒音検出マイク
Ｍ１に接続されている。
【００１４】スピーカＳＰおよび消音確認マイクＭ２が
人の耳元に配置されるため、スピーカＳＰは大きな音を
だす必要がない。このため、スピーカＳＰからでた音が
座席１０から離れた部分や車外に影響し、他の部分で音
が強調されることもない。したがって確実に座席に座っ
ている人の耳に入る騒音のみを低減するとともに、他に
影響を与えない。
人の耳元に配置されるため、スピーカＳＰは大きな音を
だす必要がない。このため、スピーカＳＰからでた音が
座席１０から離れた部分や車外に影響し、他の部分で音
が強調されることもない。したがって確実に座席に座っ
ている人の耳に入る騒音のみを低減するとともに、他に
影響を与えない。
【００１５】車両の騒音源の内、一番大きなものはエン
ジンであるので、車両に搭載する場合はエンジンからの
音を消音することが望まれる。図４は４気筒エンジンの
車室内の騒音分布を示したものである。図におけるエン
ジン回転数は４０１６ｒｐｍ（６６．９Ｈｚ）であり、
２次高調波成分の１３４Ｈｚ程度の部分ｃで大きな山が
できている。ａはエンジン音の１次成分である。他の部
分はロードノイズ等のエンジン回転以外によるものであ
る。ｃの山はエンジンの回転数の変化に追従し、周波数
が上下するが、この２次成分の音が特に乗客に取って騒
音と感じられる。また、人間の耳に聞こえる可聴音は約
５０Ｈｚ以上となるので、０〜４０Ｈｚ程度の部分にで
きてきるピーク部分は無視してよい。したがって、４気
筒エンジンにおいては、図示ｃに示される２次成分のみ
を抽出し消音してやればよい。
ジンであるので、車両に搭載する場合はエンジンからの
音を消音することが望まれる。図４は４気筒エンジンの
車室内の騒音分布を示したものである。図におけるエン
ジン回転数は４０１６ｒｐｍ（６６．９Ｈｚ）であり、
２次高調波成分の１３４Ｈｚ程度の部分ｃで大きな山が
できている。ａはエンジン音の１次成分である。他の部
分はロードノイズ等のエンジン回転以外によるものであ
る。ｃの山はエンジンの回転数の変化に追従し、周波数
が上下するが、この２次成分の音が特に乗客に取って騒
音と感じられる。また、人間の耳に聞こえる可聴音は約
５０Ｈｚ以上となるので、０〜４０Ｈｚ程度の部分にで
きてきるピーク部分は無視してよい。したがって、４気
筒エンジンにおいては、図示ｃに示される２次成分のみ
を抽出し消音してやればよい。
【００１６】図２にコントローラ１３の詳細を示す。騒
音検出マイクＭ１は車室内の音を検出する。検出された
音は第１周波数選択器ＳＣＦ１を通過した後、位相調整
器ＢＢＤ１および増幅器Ａ１を通してスピーカＳＰに送
られる。エンジン回転数センサＰＰはパルスピックアッ
プであり、エンジン出力軸もしくはエンジン出力軸に間
接的に接続された軸の近傍に設置され、エンジン１２の
回転数を検出する。
音検出マイクＭ１は車室内の音を検出する。検出された
音は第１周波数選択器ＳＣＦ１を通過した後、位相調整
器ＢＢＤ１および増幅器Ａ１を通してスピーカＳＰに送
られる。エンジン回転数センサＰＰはパルスピックアッ
プであり、エンジン出力軸もしくはエンジン出力軸に間
接的に接続された軸の近傍に設置され、エンジン１２の
回転数を検出する。
【００１７】第１周波数選択器ＳＣＦ１はエンジン回転
数センサＰＰの出力ｅを受ける。第１周波数選択器ＳＣ
Ｆ１の内部構造を図３に示す。第１周波数選択器ＳＣＦ
１はスイッチドキャパシタフィルタＳＣＦ、位相差検出
器２０、チャージポンプ２１、ループフィルタ２２、電
圧コントロールオシレータＶＣＯおよび分周器２３より
なる。位相差検出器２０は分周器からのパルスとエンジ
ンからのパルスの位相差を求める。チャージポンプ２１
は分周器２３からのパルスとエンジンからのパルスの位
相差を零にするよう働き、位相調整した量の電圧パルス
を出力する。ループフィルタ２２は積分器の構成をとっ
ており、チャージポンプ２１からの電圧パルスをアナロ
グ電圧の形にして電圧コントロールオシレータＶＣＯに
送出する。電圧コントロールオシレータＶＣＯは入力電
圧に応じた周波数パルスを発振し、クロックパルスＣＬ
としてスイッチドキャパシタフィルタＳＣＦおよび分周
器２３へ送る。分周器２３は入力パルスを１／Ｎに分周
し周波数を１／Ｎに落とす。このＮは整数であり、予め
設定しておく。本実施例ではＮ＝１００としている。
数センサＰＰの出力ｅを受ける。第１周波数選択器ＳＣ
Ｆ１の内部構造を図３に示す。第１周波数選択器ＳＣＦ
１はスイッチドキャパシタフィルタＳＣＦ、位相差検出
器２０、チャージポンプ２１、ループフィルタ２２、電
圧コントロールオシレータＶＣＯおよび分周器２３より
なる。位相差検出器２０は分周器からのパルスとエンジ
ンからのパルスの位相差を求める。チャージポンプ２１
は分周器２３からのパルスとエンジンからのパルスの位
相差を零にするよう働き、位相調整した量の電圧パルス
を出力する。ループフィルタ２２は積分器の構成をとっ
ており、チャージポンプ２１からの電圧パルスをアナロ
グ電圧の形にして電圧コントロールオシレータＶＣＯに
送出する。電圧コントロールオシレータＶＣＯは入力電
圧に応じた周波数パルスを発振し、クロックパルスＣＬ
としてスイッチドキャパシタフィルタＳＣＦおよび分周
器２３へ送る。分周器２３は入力パルスを１／Ｎに分周
し周波数を１／Ｎに落とす。このＮは整数であり、予め
設定しておく。本実施例ではＮ＝１００としている。
【００１８】今、エンジン回転パルスの周波数のＮ倍が
スイッチドキャパシタフィルタＳＣＦへのクロック周波
数に一致しているとする。ここで、エンジン回転数が上
昇すると、分周器２３からのパルスとエンジン回転パル
スとの間に位相差が生ずる。
スイッチドキャパシタフィルタＳＣＦへのクロック周波
数に一致しているとする。ここで、エンジン回転数が上
昇すると、分周器２３からのパルスとエンジン回転パル
スとの間に位相差が生ずる。
【００１９】このとき、チャージポンプ２１はこの位相
差を零にするよう働き、位相が増大するときには出力パ
ルス電圧を上げ、位相差が減少するときには出力パルス
電圧を下げる。ループフィルタ２２は出力パルスをアナ
ログ電圧に変換し、電圧コントロールオシレータＶＣＯ
はこのアナログ電圧に相当する周波数のクロックパルス
を発生するので、位相差が増大するときにはクロック周
波数が増加し、位相差が減少するときにはクロック周波
数が減少する。したがって、クロック周波数はエンジン
回転数に応じて上下する。ループフィルタ２２は積分器
の構成をとっているので、位相差が一致して、チャージ
ポンプからのパルスが出力されなくなってもそれまでの
値を出力し続ける。したがって、スイッチドキャパシタ
フィルタＳＣＦヘ出力されるクロックパルスＣＬの周波
数はエンジン回転数のＮ倍となる。
差を零にするよう働き、位相が増大するときには出力パ
ルス電圧を上げ、位相差が減少するときには出力パルス
電圧を下げる。ループフィルタ２２は出力パルスをアナ
ログ電圧に変換し、電圧コントロールオシレータＶＣＯ
はこのアナログ電圧に相当する周波数のクロックパルス
を発生するので、位相差が増大するときにはクロック周
波数が増加し、位相差が減少するときにはクロック周波
数が減少する。したがって、クロック周波数はエンジン
回転数に応じて上下する。ループフィルタ２２は積分器
の構成をとっているので、位相差が一致して、チャージ
ポンプからのパルスが出力されなくなってもそれまでの
値を出力し続ける。したがって、スイッチドキャパシタ
フィルタＳＣＦヘ出力されるクロックパルスＣＬの周波
数はエンジン回転数のＮ倍となる。
【００２０】スイッチドキャパシタフィルタはクロック
ＣＬの周波数に応じて等価抵抗Ｒｅｑが変化する特性を
有するスイッチドキャパシタを応用したものである。等
価抵抗Ｒｅｑは、１／（Ｃ・ｆｃ）となる。フィルタを
設計するときに、このＲｅｑを抵抗とすれば、ｆｃの変
化に追従するフィルタを実現することができる。ナショ
ナルセミコンダクタ製のＭＦ１０ユニバーサルモノリシ
ックデュアルスイッチドキャパシタフィルタを用いれ
ば、クロックパルスＣＬの周波数ｆｃに応じた周波数帯
域のみを抽出するバンドパスフィルタを形成することが
できる。
ＣＬの周波数に応じて等価抵抗Ｒｅｑが変化する特性を
有するスイッチドキャパシタを応用したものである。等
価抵抗Ｒｅｑは、１／（Ｃ・ｆｃ）となる。フィルタを
設計するときに、このＲｅｑを抵抗とすれば、ｆｃの変
化に追従するフィルタを実現することができる。ナショ
ナルセミコンダクタ製のＭＦ１０ユニバーサルモノリシ
ックデュアルスイッチドキャパシタフィルタを用いれ
ば、クロックパルスＣＬの周波数ｆｃに応じた周波数帯
域のみを抽出するバンドパスフィルタを形成することが
できる。
【００２１】このように、エンジン回転数の周波数のＮ
倍の周波数をもつクロックパルスがスイッチドキャパシ
タフィルタＳＣＦに与えられ、スイッチドキャパシタフ
ィルタＳＣＦはクロックパルスの周波数に応じて選択す
る周波数帯域を調整する。この値Ｎと、電圧コントロー
ルオシレータＶＣＯの電圧範囲を調整すれば、エンジン
回転数の２倍の周波数のみを抽出できるようなバンドパ
スフィルタが得られる。これにより、騒音検出マイクＭ
１により検出された車室内音のうち、エンジン回転数の
２次高調波成分だけ抽出できる。
倍の周波数をもつクロックパルスがスイッチドキャパシ
タフィルタＳＣＦに与えられ、スイッチドキャパシタフ
ィルタＳＣＦはクロックパルスの周波数に応じて選択す
る周波数帯域を調整する。この値Ｎと、電圧コントロー
ルオシレータＶＣＯの電圧範囲を調整すれば、エンジン
回転数の２倍の周波数のみを抽出できるようなバンドパ
スフィルタが得られる。これにより、騒音検出マイクＭ
１により検出された車室内音のうち、エンジン回転数の
２次高調波成分だけ抽出できる。
【００２２】抽出された２次高調波成分の信号ＰＡは位
相調整器ＢＢＤ１を通過する。位相調整器ＢＢＤ１はＢ
ＢＤ（Ｂｕｃｋｅｔ Ｂｒｉｇａｄｅ Ｄｅｖｉｃｅ）
により構成される。このＢＢＤは複数段の遅延線を有
し、クロックを入れる毎に順次電荷を入力側から出力側
へ転送するものであり、市販品として松下電子製のＭＮ
３００５がある。クロック周波数を可変とすると、クロ
ック周波数に応じた信号の遅延ができ、位相をずらすこ
とができる。位相調整器ＢＢＤ１に与えられるクロック
周波数ｆはマイクロプロセッシングユニットＭＰＵから
与えられる。
相調整器ＢＢＤ１を通過する。位相調整器ＢＢＤ１はＢ
ＢＤ（Ｂｕｃｋｅｔ Ｂｒｉｇａｄｅ Ｄｅｖｉｃｅ）
により構成される。このＢＢＤは複数段の遅延線を有
し、クロックを入れる毎に順次電荷を入力側から出力側
へ転送するものであり、市販品として松下電子製のＭＮ
３００５がある。クロック周波数を可変とすると、クロ
ック周波数に応じた信号の遅延ができ、位相をずらすこ
とができる。位相調整器ＢＢＤ１に与えられるクロック
周波数ｆはマイクロプロセッシングユニットＭＰＵから
与えられる。
【００２３】位相調整器ＢＢＤ１を通過した信号ＰＢは
増幅器Ａ１に与えられる。増幅器Ａ１は入力信号ＰＢ１
をゲインＫだけ増幅し、出力信号ＰＣ１を得る。ゲイン
Ｋは可変であり、マイクロプロセッシングユニットＭＰ
Ｕから与えられる。出力信号ＰＣはスピーカＳＰに与え
られる。したがって、騒音検出マイクＭ１により検出さ
れた車室内音のうち、エンジン回転数の２次高調波成分
を位相調整し、増幅した音がスピーカから発せられる。
増幅器Ａ１に与えられる。増幅器Ａ１は入力信号ＰＢ１
をゲインＫだけ増幅し、出力信号ＰＣ１を得る。ゲイン
Ｋは可変であり、マイクロプロセッシングユニットＭＰ
Ｕから与えられる。出力信号ＰＣはスピーカＳＰに与え
られる。したがって、騒音検出マイクＭ１により検出さ
れた車室内音のうち、エンジン回転数の２次高調波成分
を位相調整し、増幅した音がスピーカから発せられる。
【００２４】スピーカの発生した音は騒音源であるエン
ジンや車室内外から到達する音と一緒に運転者，乗客の
耳に入る。同時にこれらの音は消音確認マイクＭ２によ
り検出される。消音確認マイクＭ２の出力ＶＢは第２周
波数選択手段である第２周波数選択器ＳＣＦ１１により
周波数選択され、信号ＰＤとしてマイクロプロセッシン
グユニットＭＰＵに送られる。第２周波数選択器ＳＣＦ
１１は第１周波数選択器ＳＣＦ１と同一の構成をしてお
り、エンジン回転数の２次高調波成分に相当する周波数
帯域の信号のみ抽出される。
ジンや車室内外から到達する音と一緒に運転者，乗客の
耳に入る。同時にこれらの音は消音確認マイクＭ２によ
り検出される。消音確認マイクＭ２の出力ＶＢは第２周
波数選択手段である第２周波数選択器ＳＣＦ１１により
周波数選択され、信号ＰＤとしてマイクロプロセッシン
グユニットＭＰＵに送られる。第２周波数選択器ＳＣＦ
１１は第１周波数選択器ＳＣＦ１と同一の構成をしてお
り、エンジン回転数の２次高調波成分に相当する周波数
帯域の信号のみ抽出される。
【００２５】マイクロプロセッシングユニットＭＰＵ
は、前述したように、第２周波数選択器ＳＣＦ１１から
の信号を受け、位相調整器ＢＢＤ１へクロック周波数ｆ
を、増幅器Ａ１へゲインＫを送出する。マイクロプロセ
ッシングユニットＭＰＵは図５のフローチャートに沿っ
て作動する。
は、前述したように、第２周波数選択器ＳＣＦ１１から
の信号を受け、位相調整器ＢＢＤ１へクロック周波数ｆ
を、増幅器Ａ１へゲインＫを送出する。マイクロプロセ
ッシングユニットＭＰＵは図５のフローチャートに沿っ
て作動する。
【００２６】マイクロプロセッシングユニットＭＰＵが
スタートすると、まず、ステップ３０において内部のメ
モリーや入出力ポート等の初期化が行われ、次に、位相
調整ステップ（ステップ３１〜４０）およびゲイン調整
ステップ（ステップ４１〜４９）が繰り返される。
スタートすると、まず、ステップ３０において内部のメ
モリーや入出力ポート等の初期化が行われ、次に、位相
調整ステップ（ステップ３１〜４０）およびゲイン調整
ステップ（ステップ４１〜４９）が繰り返される。
【００２７】位相調整ステップにおいては、まず、パワ
ースペクトルの算出が行われる。パワースペクトルとは
時間的に変動する量の、２乗平均を周波数成分の分布と
して表したものである。
ースペクトルの算出が行われる。パワースペクトルとは
時間的に変動する量の、２乗平均を周波数成分の分布と
して表したものである。
【００２８】通常、スイッチドキャパシタフィルタＳＣ
Ｆ１１を通過した信号をＸ（ｔ）と仮定し、 Ｔ≦ｔ≦
Ｔの区間だけ観測した信号をｘｔ（ｔ）とすると、パワ
ースペクトルφｘｘ（ω）は、
Ｆ１１を通過した信号をＸ（ｔ）と仮定し、 Ｔ≦ｔ≦
Ｔの区間だけ観測した信号をｘｔ（ｔ）とすると、パワ
ースペクトルφｘｘ（ω）は、
【００２９】
【数１】
【００３０】ここで、ＸＴ（ω）はｘｔ（ｔ）のフーリ
エ変換、Ｅ［］は期待値を表す。実際にはＴ→無限大と
することは不可能であるので、ここでは取り込んだデー
タ数ｎを用いる。この場合、パワースペクトルφｘｘ
（ω）は、
エ変換、Ｅ［］は期待値を表す。実際にはＴ→無限大と
することは不可能であるので、ここでは取り込んだデー
タ数ｎを用いる。この場合、パワースペクトルφｘｘ
（ω）は、
【００３１】
【数２】φｘｘ（ω）＝Ｅ〔ｌＸＴ（ω）ｌ2 ／２ｎ〕 で表される。
【００３２】ステップ３１では上記のようにしてパワー
スペクトルφｘｘ（ω）を求め、パワースペクトルφｘ
ｘｉとしている。次に、パワースペクトルを最小にする
よう位相調整する。ステップ３２にて、位相を現在の値
よりΔθだけ進める。これにより位相調整器ＢＢＤ１に
よりスイッチドキャパシタフィルタＳＣＦ１から出力さ
れた信号の位相がΔθだけ進められる。次に、ステップ
３３にて再びパワースペクトルφｘｘｉを求め、ステッ
プ３４にて前回の値に対してレベルが上がったか下がっ
たかを判断する。パワースペクトルφｘｘｉのレベルが
下がれば、位相を進めたことがパワースペクトルφｘｘ
ｉを下げることにつながっているので、再び位相をΔθ
だけ進める（ステップ３８）。ステップ３９にて再びパ
ワースペクトルφｘｘｉを求め、パワースペクトルφｘ
ｘｉが最小値になるまで位相を進め続ける。ステップ３
４にてパワースペクトルが前回の値に対して上がってい
たならば、位相を遅らせてパワースペクトルを下げる。
この場合もパワースペクトルφｘｘｉが最小値になるま
で位相を遅らせ続ける。パワースペクトルが最小になっ
た時点で騒音に対して付加音が逆位相になったと判断す
る。
スペクトルφｘｘ（ω）を求め、パワースペクトルφｘ
ｘｉとしている。次に、パワースペクトルを最小にする
よう位相調整する。ステップ３２にて、位相を現在の値
よりΔθだけ進める。これにより位相調整器ＢＢＤ１に
よりスイッチドキャパシタフィルタＳＣＦ１から出力さ
れた信号の位相がΔθだけ進められる。次に、ステップ
３３にて再びパワースペクトルφｘｘｉを求め、ステッ
プ３４にて前回の値に対してレベルが上がったか下がっ
たかを判断する。パワースペクトルφｘｘｉのレベルが
下がれば、位相を進めたことがパワースペクトルφｘｘ
ｉを下げることにつながっているので、再び位相をΔθ
だけ進める（ステップ３８）。ステップ３９にて再びパ
ワースペクトルφｘｘｉを求め、パワースペクトルφｘ
ｘｉが最小値になるまで位相を進め続ける。ステップ３
４にてパワースペクトルが前回の値に対して上がってい
たならば、位相を遅らせてパワースペクトルを下げる。
この場合もパワースペクトルφｘｘｉが最小値になるま
で位相を遅らせ続ける。パワースペクトルが最小になっ
た時点で騒音に対して付加音が逆位相になったと判断す
る。
【００３３】次に、ゲイン調整ステップを行う。騒音と
付加音のレベルの絶対値が一致したならば騒音と付加音
は相殺されるのでパワースペクトルが最小になる。そこ
で、位相調整ステップと同様にパワースペクトルを最小
にするようなゲインを求める。まず、ゲインを上げ、パ
ワースペクトルが増加したならばゲインを下げ続け、パ
ワースペクトルが減少したならばゲインを上げ続ける。
パワースペクトルが最小となった時点でゲイン調整ステ
ップを終わる。
付加音のレベルの絶対値が一致したならば騒音と付加音
は相殺されるのでパワースペクトルが最小になる。そこ
で、位相調整ステップと同様にパワースペクトルを最小
にするようなゲインを求める。まず、ゲインを上げ、パ
ワースペクトルが増加したならばゲインを下げ続け、パ
ワースペクトルが減少したならばゲインを上げ続ける。
パワースペクトルが最小となった時点でゲイン調整ステ
ップを終わる。
【００３４】上記のように、エンジン回転数の２次成分
に相当する範囲の周波数帯域において、消音確認マイク
Ｍ２により検出された音のパワースペクトルが最小とな
るようにスピーカから発生する音の位相およびゲインを
調整することにより、エンジンから直接耳に届く騒音
と、スピーカから発せられる付加音が相殺され、エンジ
ン回転数の２次成分が耳から入らなくなる。上記におい
て、位相調整器ＢＢＤ１，増幅器Ａ１，スピーカＳＰ，
消音確認マイクＭ２，第２周波数選択器ＳＣＦ１１，マ
イクロプロセッシングユニットＭＰＵはフィートバック
系を構成しており、騒音に対する逆位相音を発生する逆
位相音付与手段として構成されている。
に相当する範囲の周波数帯域において、消音確認マイク
Ｍ２により検出された音のパワースペクトルが最小とな
るようにスピーカから発生する音の位相およびゲインを
調整することにより、エンジンから直接耳に届く騒音
と、スピーカから発せられる付加音が相殺され、エンジ
ン回転数の２次成分が耳から入らなくなる。上記におい
て、位相調整器ＢＢＤ１，増幅器Ａ１，スピーカＳＰ，
消音確認マイクＭ２，第２周波数選択器ＳＣＦ１１，マ
イクロプロセッシングユニットＭＰＵはフィートバック
系を構成しており、騒音に対する逆位相音を発生する逆
位相音付与手段として構成されている。
【００３５】６気筒エンジンの場合や、他に周波数に追
従する騒音が発生する場合には、それぞれの周波数に応
じて複数個の逆位相音付与手段を設けてやればよい。
従する騒音が発生する場合には、それぞれの周波数に応
じて複数個の逆位相音付与手段を設けてやればよい。
【００３６】内部に空間を有する物体に音圧を周期的に
印加すると気柱共鳴を起こす。図６は直方体内部におけ
る気柱共鳴を示すものである。縦方向長さＬを有する気
柱の共鳴周波数ｆは
印加すると気柱共鳴を起こす。図６は直方体内部におけ
る気柱共鳴を示すものである。縦方向長さＬを有する気
柱の共鳴周波数ｆは
【００３７】
【数３】ｆ＝ｃ／２Ｌ×ｉ で示される。ここで、ｃは音速、ｉは次数である。気柱
共鳴が発生すると内部の空間内に音圧分布が発生する。
図７は乗用車の室内における縦１次モードの音圧分布を
示す。縦１次モードおおける音圧は車室内の前後方向中
央付近で最小となり、車室内前後方向に向かうにつれ増
大する。また、図８に示すように、図示点線のまわりに
対称に発生する。１ボックスカーにおける気柱共鳴は、
図９に示すようにより明確である。音圧分布は車室内の
縦方向の中心線を中心に上下に対称となる。実際の車両
においては、座席の配置や乗客の影響で若干音圧分布が
ずれるが、ほぼ長さＬの点線のまわりに対称となる。
共鳴が発生すると内部の空間内に音圧分布が発生する。
図７は乗用車の室内における縦１次モードの音圧分布を
示す。縦１次モードおおける音圧は車室内の前後方向中
央付近で最小となり、車室内前後方向に向かうにつれ増
大する。また、図８に示すように、図示点線のまわりに
対称に発生する。１ボックスカーにおける気柱共鳴は、
図９に示すようにより明確である。音圧分布は車室内の
縦方向の中心線を中心に上下に対称となる。実際の車両
においては、座席の配置や乗客の影響で若干音圧分布が
ずれるが、ほぼ長さＬの点線のまわりに対称となる。
【００３８】上述したように、スピーカＳＰや消音確認
用マイクＭ２は人の耳元に配置することが望ましい。ま
た、通常は、騒音検出用マイクＭ１は騒音源の近くに配
置される。しかし、車室内に気柱共鳴が発生すると、騒
音掲出用マイクＭ１と消音検出用マイクＭ２の位置によ
っては音圧が著しく異なってしまう。音圧が異なると消
音動作が正確且つ敏速に行えない場合がある。したがっ
て、騒音検出用マイクＭ１と消音検出用マイクＭ２は音
圧レベルの略等しい位置に配置することが望まれる。
用マイクＭ２は人の耳元に配置することが望ましい。ま
た、通常は、騒音検出用マイクＭ１は騒音源の近くに配
置される。しかし、車室内に気柱共鳴が発生すると、騒
音掲出用マイクＭ１と消音検出用マイクＭ２の位置によ
っては音圧が著しく異なってしまう。音圧が異なると消
音動作が正確且つ敏速に行えない場合がある。したがっ
て、騒音検出用マイクＭ１と消音検出用マイクＭ２は音
圧レベルの略等しい位置に配置することが望まれる。
【００３９】そこで、騒音検出用マイクＭ１と消音検出
用マイクＭ２の配置位置における音圧を等しくするに
は、騒音検出用マイクおよび消音確認用マイクを、車室
内で気柱共鳴を起こすときの音圧が対称となる線に対
し、その線を中心にしてして垂直方向に等距離位置にな
るよう配置すればよい。騒音検出用マイクと消音確認用
マイクの検出する音の音圧は、車室内で気柱共鳴が発生
しても略等しくなるので、消音動作が正確に行える。
用マイクＭ２の配置位置における音圧を等しくするに
は、騒音検出用マイクおよび消音確認用マイクを、車室
内で気柱共鳴を起こすときの音圧が対称となる線に対
し、その線を中心にしてして垂直方向に等距離位置にな
るよう配置すればよい。騒音検出用マイクと消音確認用
マイクの検出する音の音圧は、車室内で気柱共鳴が発生
しても略等しくなるので、消音動作が正確に行える。
【００４０】また、車室内を直方体に近似し、該直方体
の中心線に対し、垂直方向等距離位置に騒音検出用マイ
クと消音確認用マイクを設置するようにしてもよい。車
室内を直方体に近似すれば、直方体の中心線に対し、垂
直方向等距離位置にある点は、気柱共鳴が発生した場
合、音圧レベルが略等しくなる。したがって、騒音検出
用マイクと消音確認用マイクの検出する音の音圧は、車
室内で気柱共鳴が発生しても略等しくなるので、消音動
作が正確に行える。
の中心線に対し、垂直方向等距離位置に騒音検出用マイ
クと消音確認用マイクを設置するようにしてもよい。車
室内を直方体に近似すれば、直方体の中心線に対し、垂
直方向等距離位置にある点は、気柱共鳴が発生した場
合、音圧レベルが略等しくなる。したがって、騒音検出
用マイクと消音確認用マイクの検出する音の音圧は、車
室内で気柱共鳴が発生しても略等しくなるので、消音動
作が正確に行える。
【００４１】また、消音確認用マイクおよびスピーカを
シートのヘッドレスト近傍に設置し、騒音検出用マイク
はシートの背もたれ部の下部に設置するようにしてもよ
い。
シートのヘッドレスト近傍に設置し、騒音検出用マイク
はシートの背もたれ部の下部に設置するようにしてもよ
い。
【００４２】車室内で気柱共鳴が発生してもヘッドレス
ト近傍とシートの背もたれ部の下部は音圧レベルが略等
しくなる。したがって、騒音検出用マイクと消音確認用
マイクの検出する音の音圧は、車室内で気柱共鳴が発生
しても略等しくなるので、消音動作が正確に行える。
ト近傍とシートの背もたれ部の下部は音圧レベルが略等
しくなる。したがって、騒音検出用マイクと消音確認用
マイクの検出する音の音圧は、車室内で気柱共鳴が発生
しても略等しくなるので、消音動作が正確に行える。
【００４３】上記実施例は車両におけるエンジンの騒音
を低減する装置を示したが、本発明はエンジンに限ら
ず、騒音源の状態に応じて騒音部の周波数が変化するよ
うなものにも適用できる。例えば、飛行機の室内におい
て、エンジン音を低減する場合等数々の応用が考えられ
る。この場合、スイッチドキャパシタフィルタのクロッ
クを調整することで、任意の周波数帯域の騒音を低減す
ればよい。車両用としては、他に、シートアジャスタの
作動音やワイパーの摺動音、トランスミッションの発す
るシフトチェンジ時の騒音、車両に搭載された電磁弁等
の作動音等の低減にも効果を発する。
を低減する装置を示したが、本発明はエンジンに限ら
ず、騒音源の状態に応じて騒音部の周波数が変化するよ
うなものにも適用できる。例えば、飛行機の室内におい
て、エンジン音を低減する場合等数々の応用が考えられ
る。この場合、スイッチドキャパシタフィルタのクロッ
クを調整することで、任意の周波数帯域の騒音を低減す
ればよい。車両用としては、他に、シートアジャスタの
作動音やワイパーの摺動音、トランスミッションの発す
るシフトチェンジ時の騒音、車両に搭載された電磁弁等
の作動音等の低減にも効果を発する。
【００４４】本発明を車両に搭載する場合、各座席毎に
本発明の騒音低減装置を搭載できる。この場合、本装置
の作動を許可・禁止するスイッチを設け、個々の座席で
切り換えれるようにするとよい。例えば、後部座席で寝
ている人に対しては本装置を作動させ、また、運転者は
エンジン音の確認や眠気防止のため本装置の作動を切る
ようにできる等、その場に応じた対応が可能になる。
本発明の騒音低減装置を搭載できる。この場合、本装置
の作動を許可・禁止するスイッチを設け、個々の座席で
切り換えれるようにするとよい。例えば、後部座席で寝
ている人に対しては本装置を作動させ、また、運転者は
エンジン音の確認や眠気防止のため本装置の作動を切る
ようにできる等、その場に応じた対応が可能になる。
【００４５】また、上記実施例において、ゲインを調整
する際にゲインの量等の定数を加減することで、消音量
を任意に決定することができる。これによれば、エンジ
ンの発する音を消すのではなく、音量を低下できるの
で、エンジンの状態も確認できる上、騒音も低下し、快
適にドライブすることができる。スピーカからでる音は
単なる逆位相音ではなくなり、騒音をユーザーの好みの
音に変えることもできる。
する際にゲインの量等の定数を加減することで、消音量
を任意に決定することができる。これによれば、エンジ
ンの発する音を消すのではなく、音量を低下できるの
で、エンジンの状態も確認できる上、騒音も低下し、快
適にドライブすることができる。スピーカからでる音は
単なる逆位相音ではなくなり、騒音をユーザーの好みの
音に変えることもできる。
【００４６】
【発明の効果】本発明によれば、騒音検出用マイクと消
音確認用マイクの検出音圧が略等しくなるので、消音動
作が正確且つ敏速に行える。
音確認用マイクの検出音圧が略等しくなるので、消音動
作が正確且つ敏速に行える。
【図１】本発明の騒音低減装置の実施例の構成図
【図２】図１のコントローラの回路図
【図３】図２の第１，第２周波数選択器ＳＣＦ１，ＳＣ
Ｆ１１の構造を示す回路図
Ｆ１１の構造を示す回路図
【図４】４気筒車の室内の騒音分布図
【図５】図２のマイクロプロセッシングユニットＭＰＵ
のフローチャート
のフローチャート
【図６】気柱共鳴の説明図
【図７】乗用車の室内の縦１次モードの音圧分布図
【図８】乗用車の室内の気柱共鳴の説明図
【図９】１ボックスカーの気柱共鳴の説明図
【図１０】適合制御方式を使用した従来技術の説明図
【符号の説明】 １０ 座席 １１ ヘッドレスト １２ エンジン １３ コントローラ １４ 背もたれ部 ２０ 位相差検出器 ２１ チャージポンプ ２２ ループフィルタ ２３ 分周器 ２５ 騒音検出用マイク ２６ トランスバーサルフィルタ ２７ スピーカ ２８ 消音確認用マイク ２９ 適応アルゴリズム Ａ１ 増幅器 Ｍ１ 騒音検出マイク Ｍ２ 消音確認マイク ＭＰＵ マイクロプロセッシングユニット Ｎ 分周値 ＢＢＤ１ 位相調整器 ＰＰ エンジン回転数センサ ＳＣＦ スイッチドキャパシタフィルタ ＳＣＦ１ 第１周波数選択器 ＳＣＦ１１ 第２周波数選択器 ＳＰ スピーカ ＶＣＯ 電圧コントロールオシレータ φｘｘ（ω），φｘｘｉ パワースペクトル
Claims (4)
- 【請求項１】 車両の騒音源の発生する音を検出する騒
音検出用マイク、 騒音検出用マイクの検出音の逆位相音を発生する逆位相
音発生手段、 逆位相音発生手段により作成された逆位相音を鳴らすス
ピーカ、 スピーカの近傍に設けられた消音確認用マイク、 消音確認用マイクの検出音に応じて逆位相音発生手段の
制御を補正する補正手段、を備える騒音低減装置におい
て、 前記騒音検出用マイクおよび消音確認用マイクは、車室
内で気柱共鳴を起こすときの音圧が対称となる線に対
し、その線を中心にしてして垂直方向に等距離位置にな
るよう配置したことを特徴とする車室内の騒音低減装
置。 - 【請求項２】 １ボックスカーの騒音源の発生する音を
検出する騒音検出用マイク、 騒音検出用マイクの検出音の逆位相音を発生する逆位相
音発生手段、 逆位相音発生手段により作成された逆位相音を鳴らすス
ピーカ、 スピーカの近傍に設けられた消音確認用マイク、 消音確認用マイクの検出音に応じて逆位相音発生手段の
制御を補正する補正手段、を備える騒音低減装置におい
て、 前記消音検出マイク及び騒音確認マイクは車室内の中心
線に対し、垂直方向の等距離位置に設置したことを特徴
とする１ボックスカーの騒音低減装置。 - 【請求項３】 車両の騒音源の発生する音を検出する騒
音検出用マイク、 騒音検出用マイクの検出音の逆位相音を発生する逆位相
音発生手段、 逆位相音発生手段により作成された逆位相音を鳴らすス
ピーカ、 スピーカの近傍に設けられた消音確認用マイク、 消音確認用マイクの検出音に応じて逆位相音発生手段の
制御を補正する補正手段、を備える騒音低減装置におい
て、 車室内を直方体に近似し、該直方体の中心線に対し、垂
直方向等距離位置に騒音検出用マイクと消音確認用マイ
クを設置したことを特徴とする車両の騒音低減装置。 - 【請求項４】 車両の騒音源の発生する音を検出する騒
音検出用マイク、 騒音検出用マイクの検出音の逆位相音を発生する逆位相
音発生手段、 逆位相音発生手段により作成された逆位相音を鳴らすス
ピーカ、 スピーカの近傍に設けられた消音確認用マイク、 消音確認用マイクの検出音に応じて逆位相音発生手段の
制御を補正する補正手段、を備える騒音低減装置におい
て、 前記消音確認用マイクおよびスピーカは、シートのヘッ
ドレスト近傍に設置され、前記騒音検出用マイクはシー
トの背もたれ部の下部に設置されたことを特徴とする車
室内の騒音低減装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4066415A JPH05273987A (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 車室内の騒音低減装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4066415A JPH05273987A (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 車室内の騒音低減装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05273987A true JPH05273987A (ja) | 1993-10-22 |
Family
ID=13315145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4066415A Pending JPH05273987A (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 車室内の騒音低減装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05273987A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09288489A (ja) * | 1996-04-23 | 1997-11-04 | Mitsubishi Motors Corp | 車室内騒音低減装置 |
| US7062049B1 (en) | 1999-03-09 | 2006-06-13 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Active noise control system |
| KR100735631B1 (ko) * | 2005-12-26 | 2007-07-06 | 다이모스(주) | 자동차의 실내 소음 측정용기구 |
| US20100104110A1 (en) * | 2007-12-14 | 2010-04-29 | Panasonic Corporation | Noise reduction device and noise reduction system |
| CN107031472A (zh) * | 2016-01-25 | 2017-08-11 | 福特全球技术公司 | 集成音响系统 |
| EP3481082A4 (en) * | 2016-06-29 | 2020-02-26 | Clarion Co., Ltd. | AUDIO DEVICE |
| USD894621S1 (en) * | 2019-05-24 | 2020-09-01 | Alakai Technologies Corporation | Aircraft seat |
| USD895337S1 (en) * | 2019-05-24 | 2020-09-08 | Alakai Technologies Corporation | Aircraft seat headrest |
| WO2021234987A1 (ja) * | 2020-05-18 | 2021-11-25 | 日本電信電話株式会社 | 消去フィルタ係数選択装置、消去フィルタ係数選択方法、プログラム |
-
1992
- 1992-03-24 JP JP4066415A patent/JPH05273987A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09288489A (ja) * | 1996-04-23 | 1997-11-04 | Mitsubishi Motors Corp | 車室内騒音低減装置 |
| US7062049B1 (en) | 1999-03-09 | 2006-06-13 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Active noise control system |
| US7254240B2 (en) | 1999-03-09 | 2007-08-07 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Active noise control system |
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| WO2021234987A1 (ja) * | 2020-05-18 | 2021-11-25 | 日本電信電話株式会社 | 消去フィルタ係数選択装置、消去フィルタ係数選択方法、プログラム |
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