JPH0540488A - 能動型騒音制御装置 - Google Patents
能動型騒音制御装置Info
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- JPH0540488A JPH0540488A JP3197910A JP19791091A JPH0540488A JP H0540488 A JPH0540488 A JP H0540488A JP 3197910 A JP3197910 A JP 3197910A JP 19791091 A JP19791091 A JP 19791091A JP H0540488 A JPH0540488 A JP H0540488A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 制御音の断続状態を規制し、適確な騒音制御
を可能とする。 【構成】 騒音に干渉させる制御音を発生して評価点の
騒音低減を図る制御音源と、前記干渉後の所定位置の残
留騒音を検出する手段と、騒音源の騒音発生状態に関す
る信号を検知し基準信号を作成する手段と、前記残留騒
音検出手段の出力信号と基準信号作成手段の出力基準信
号とに基づき前記制御音源を駆動する信号を出力する制
御手段とを備えた能動型騒音制御装置であって、前記制
御音のうなりを検出する手段と、前記制御音のうなりの
検出によりうなりを規制する手段とを備えたことを特徴
とする。
を可能とする。 【構成】 騒音に干渉させる制御音を発生して評価点の
騒音低減を図る制御音源と、前記干渉後の所定位置の残
留騒音を検出する手段と、騒音源の騒音発生状態に関す
る信号を検知し基準信号を作成する手段と、前記残留騒
音検出手段の出力信号と基準信号作成手段の出力基準信
号とに基づき前記制御音源を駆動する信号を出力する制
御手段とを備えた能動型騒音制御装置であって、前記制
御音のうなりを検出する手段と、前記制御音のうなりの
検出によりうなりを規制する手段とを備えたことを特徴
とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、自動車の車室や航空
機の客室等の騒音を能動的に低減する能動型騒音制御装
置に関する。
機の客室等の騒音を能動的に低減する能動型騒音制御装
置に関する。
【０００２】
【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第２１４９６１４号記載
の図５に示すようなものがある。
ては、例えば英国公開特許公報第２１４９６１４号記載
の図５に示すようなものがある。
【０００３】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１０１内にラウド
スピーカ１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃおよびマイクロ
ホン１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄを備えて
おり、ラウドスピーカ１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃに
よって騒音に干渉させる制御音を発生し、マイクロホン
１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄによって残差
信号（残留騒音）を測定するようになっている。これら
ラウドスピーカ１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ、マイク
ロホン１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄは信号
処理機１０７に接続されており、信号処理機１０７は基
本周波数測定手段によって測定した騒音源の基本周波数
とマイクロホン１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５
ｄからの入力信号とを受けとり、閉空間１０１内の音圧
レベルを最小にするようにラウドスピーカ１０３ａ，１
０３ｂ，１０３ｃに駆動信号を出力するものである。
る閉空間に適用されるもので、閉空間１０１内にラウド
スピーカ１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃおよびマイクロ
ホン１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄを備えて
おり、ラウドスピーカ１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃに
よって騒音に干渉させる制御音を発生し、マイクロホン
１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄによって残差
信号（残留騒音）を測定するようになっている。これら
ラウドスピーカ１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ、マイク
ロホン１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄは信号
処理機１０７に接続されており、信号処理機１０７は基
本周波数測定手段によって測定した騒音源の基本周波数
とマイクロホン１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５
ｄからの入力信号とを受けとり、閉空間１０１内の音圧
レベルを最小にするようにラウドスピーカ１０３ａ，１
０３ｂ，１０３ｃに駆動信号を出力するものである。
【０００４】ここで閉空間１０１内には、３個のラウド
スピーカ１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃと４個のマイク
ロホン１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄとが設
けられているが、説明を単純化するため、それぞれ１０
３ａ，１０５ａの一個ずつ設けられているものとする。
今、騒音源からマイクロホン１０５ａまでの伝達関数を
Ｈとし、ラウドスピーカ１０３ａからマイクロホン１０
５ａまでの伝達関数をＣとし、騒音源が発生する音源情
報信号をＸp とすると、マイクロホン１０５ａで観測さ
れる残留騒音としてのノイズ信号Ｅは、 Ｅ＝Ｘp ・Ｈ＋Ｘp ・Ｇ・Ｃ となる。ここでＧは、消音するために必要な伝達関数で
ある。消音対象点（マイクロホン１０５ａの位置）にお
いて、騒音が完全に打ち消されたとき、Ｅ＝０となる。
このときＧは、 Ｇ＝−Ｈ／Ｃ となる。そして、マイク検出信号Ｅが最小となるＧを求
め、このＧに基づいて信号処理器１０７内のフィルタ係
数を適応的に更新するようにしている。マイク検出信号
Ｅを最小にするようフィルタ係数を求める手法として、
最急降下法の一種であるＬＭＳアルゴリズム（Ｌｅａｓ
ｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）などがある。
スピーカ１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃと４個のマイク
ロホン１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄとが設
けられているが、説明を単純化するため、それぞれ１０
３ａ，１０５ａの一個ずつ設けられているものとする。
今、騒音源からマイクロホン１０５ａまでの伝達関数を
Ｈとし、ラウドスピーカ１０３ａからマイクロホン１０
５ａまでの伝達関数をＣとし、騒音源が発生する音源情
報信号をＸp とすると、マイクロホン１０５ａで観測さ
れる残留騒音としてのノイズ信号Ｅは、 Ｅ＝Ｘp ・Ｈ＋Ｘp ・Ｇ・Ｃ となる。ここでＧは、消音するために必要な伝達関数で
ある。消音対象点（マイクロホン１０５ａの位置）にお
いて、騒音が完全に打ち消されたとき、Ｅ＝０となる。
このときＧは、 Ｇ＝−Ｈ／Ｃ となる。そして、マイク検出信号Ｅが最小となるＧを求
め、このＧに基づいて信号処理器１０７内のフィルタ係
数を適応的に更新するようにしている。マイク検出信号
Ｅを最小にするようフィルタ係数を求める手法として、
最急降下法の一種であるＬＭＳアルゴリズム（Ｌｅａｓ
ｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）などがある。
【０００５】また図５のように、マイクロホンが複数設
置されている場合には、例えば各マイクロホン１０５
ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄで検出した信号の総
和が最小となるように制御されるものである。
置されている場合には、例えば各マイクロホン１０５
ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄで検出した信号の総
和が最小となるように制御されるものである。
【０００６】ここで、ＬＭＳアルゴリズムについてさら
に具体的に説明する。ｌ番面のマイクロホン１０５ａ
（１０５ｂ…）が検出したノイズ信号をｅl （n)、ラウ
ドスピーカ１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃからの制御音
が無いときのｌ番目のマイクロホン１０５ａ（１０５
ｂ，…）が検出したノイズ信号をｅpl（n)、ｍ番目のラ
ウドスピーカ１０３ａ（１０３ｂ，…）とｌ番目の評価
点、すなわち作業位置との間の伝達関数（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わしたときの
フィルタ係数をＣlm j 、基準信号すなわち音源情報信号
ｘp (n) 、基準信号ｘp(n) を入力しｍ番目のラウドス
ピーカ１０３ａ（１０３ｂ，…）を駆動する適応フィル
タのｉ番目（ｉ＝０，１，２，…，ＩK −１）の係数を
Ｗmiとすると、
に具体的に説明する。ｌ番面のマイクロホン１０５ａ
（１０５ｂ…）が検出したノイズ信号をｅl （n)、ラウ
ドスピーカ１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃからの制御音
が無いときのｌ番目のマイクロホン１０５ａ（１０５
ｂ，…）が検出したノイズ信号をｅpl（n)、ｍ番目のラ
ウドスピーカ１０３ａ（１０３ｂ，…）とｌ番目の評価
点、すなわち作業位置との間の伝達関数（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わしたときの
フィルタ係数をＣlm j 、基準信号すなわち音源情報信号
ｘp (n) 、基準信号ｘp(n) を入力しｍ番目のラウドス
ピーカ１０３ａ（１０３ｂ，…）を駆動する適応フィル
タのｉ番目（ｉ＝０，１，２，…，ＩK −１）の係数を
Ｗmiとすると、
【０００７】
【数１】
【０００８】が成立する。
【０００９】次いで、評価関数（最少にすべき変数）Ｊ
ｅを、
ｅを、
【００１０】
【数２】
【００１１】とおく。
【００１２】そして、評価関数Ｊｅを最少にするフィル
タ係数Ｗm を求めるために、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Ｗmiを更新する。
タ係数Ｗm を求めるために、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Ｗmiを更新する。
【００１３】そこで、（２）式より、
【００１４】
【数３】
【００１５】となるが、（１）式より
【００１６】
【数４】
【００１７】となるから、この（４）式の右辺をｒ
lm（ｎ−ｉ）とおけば、フィルタ係数の書き替え式は以
下の（５）式のＬＭＳアルゴリズムにより得られる。
lm（ｎ−ｉ）とおけば、フィルタ係数の書き替え式は以
下の（５）式のＬＭＳアルゴリズムにより得られる。
【００１８】
【数５】
【００１９】このＬＭＳアルゴリズムではスピーカとマ
イクロホンとの間の伝達関数をディジタルィルタで表わ
した時の計算に使用する係数Ｃと車室内における実際の
音響空間の係数Ｃ′とのずれを補正するように適応ディ
ジタルフィルタのフィルタ係数を更新するシステムとな
っている。
イクロホンとの間の伝達関数をディジタルィルタで表わ
した時の計算に使用する係数Ｃと車室内における実際の
音響空間の係数Ｃ′とのずれを補正するように適応ディ
ジタルフィルタのフィルタ係数を更新するシステムとな
っている。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記計
算に使用する係数Ｃと実際の音響空間の係数Ｃ′とのず
れが大きくなったり、(5) 式のＬＭＳアルゴリズムの所
定の収束係数αの値が過大であった場合、ラウドスピー
カから発生する制御音が不快な断続音（以下「うなり」
と称する）となり最悪には発散音となる恐れがあった。
この現象を図６を用いて説明する。
算に使用する係数Ｃと実際の音響空間の係数Ｃ′とのず
れが大きくなったり、(5) 式のＬＭＳアルゴリズムの所
定の収束係数αの値が過大であった場合、ラウドスピー
カから発生する制御音が不快な断続音（以下「うなり」
と称する）となり最悪には発散音となる恐れがあった。
この現象を図６を用いて説明する。
【００２１】この例では理解を容易にするため適用ディ
ジタルフィルタの係数をＷ0,，Ｗ1 の２つにする。図６
(a) の実線で描かれた二次曲線（ホ）は適用ディジタル
フィルタの係数がＷ0 , Ｗ1 のときに取る音圧の二乗値
を示している。点線（二）は、等二乗音圧線である。図
６(b) は、図６(a) を等二乗音圧線（二）で切出し投影
した図である。
ジタルフィルタの係数をＷ0,，Ｗ1 の２つにする。図６
(a) の実線で描かれた二次曲線（ホ）は適用ディジタル
フィルタの係数がＷ0 , Ｗ1 のときに取る音圧の二乗値
を示している。点線（二）は、等二乗音圧線である。図
６(b) は、図６(a) を等二乗音圧線（二）で切出し投影
した図である。
【００２２】ここで、計算に用いる係数Ｃと、実際の音
響空間内の係数Ｃ′とのずれが少ない場合には適応ディ
ジタルフィルタ係数の更新式(5) によってＷ0 , Ｗ1 の
値は図中のベクトル（イ）のように二次曲面（ホ）上を
螺旋を描きながら音圧の二乗の最小点（ハ）に収束す
る。しかし、経時変化等により車室内の伝達特性が変化
し、ずれが大きくなったり、収束係数αが相対的に過大
になると、ベクトル（ロ）のように音圧の二乗の最小点
（ハ）に収束しようとせず、細長い楕円（へ）の軌道を
描きなが回転するようになる。このように回転運動する
とフィルタ係数Ｗ0 , Ｗ1 のそれぞれは互いに同位相、
若しくは逆位相で変化するようになる。そのシミュレー
ション結果を図７に示す。図７(a）は「うなり」が発生
した時のマイクロホンに入力される音圧変化である。
又、図７(b) はその時の適応ディジタルフィルタのフィ
ルタ係数Ｗ（ｍｉ）である。なお前記のようにｍはスピ
ーカの番号、ｉはフィルタ係数の番号である。そこで、
図７(b) を見ると、それぞれフィルタ係数Ｗ（１１），
Ｗ（１０）は同位相で振動しているのが判る。
響空間内の係数Ｃ′とのずれが少ない場合には適応ディ
ジタルフィルタ係数の更新式(5) によってＷ0 , Ｗ1 の
値は図中のベクトル（イ）のように二次曲面（ホ）上を
螺旋を描きながら音圧の二乗の最小点（ハ）に収束す
る。しかし、経時変化等により車室内の伝達特性が変化
し、ずれが大きくなったり、収束係数αが相対的に過大
になると、ベクトル（ロ）のように音圧の二乗の最小点
（ハ）に収束しようとせず、細長い楕円（へ）の軌道を
描きなが回転するようになる。このように回転運動する
とフィルタ係数Ｗ0 , Ｗ1 のそれぞれは互いに同位相、
若しくは逆位相で変化するようになる。そのシミュレー
ション結果を図７に示す。図７(a）は「うなり」が発生
した時のマイクロホンに入力される音圧変化である。
又、図７(b) はその時の適応ディジタルフィルタのフィ
ルタ係数Ｗ（ｍｉ）である。なお前記のようにｍはスピ
ーカの番号、ｉはフィルタ係数の番号である。そこで、
図７(b) を見ると、それぞれフィルタ係数Ｗ（１１），
Ｗ（１０）は同位相で振動しているのが判る。
【００２３】このようなフィルタ係数Ｗ（ｍｉ）の変化
によりスピーカからは不快な「うなり」を発生するとい
う問題があった。
によりスピーカからは不快な「うなり」を発生するとい
う問題があった。
【００２４】そこでこの発明は、「うなり」を効果的に
規制し、適確な騒音制御を行なうことのできる能動型騒
音制御装置の提供を目的とする。
規制し、適確な騒音制御を行なうことのできる能動型騒
音制御装置の提供を目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、騒音に干渉させる制御音を発生
して評価点の騒音低減を図る制御音源と、前記干渉後の
所定位置の残留騒音を検出する手段と、騒音源の騒音発
生状態に関する信号を検知し基準信号を作成する手段
と、前記残留騒音検出手段の出力信号と基準信号作成手
段の出力基準信号とに基づき前記制御音源を駆動する信
号を出力する制御手段とを備えた能動型騒音制御装置で
あって、前記制御音の断続状態を検出する手段と、前記
制御音の断続状態の検出により断続状態を規制する手段
とを備えたことを特徴とする。
に、請求項１の発明は、騒音に干渉させる制御音を発生
して評価点の騒音低減を図る制御音源と、前記干渉後の
所定位置の残留騒音を検出する手段と、騒音源の騒音発
生状態に関する信号を検知し基準信号を作成する手段
と、前記残留騒音検出手段の出力信号と基準信号作成手
段の出力基準信号とに基づき前記制御音源を駆動する信
号を出力する制御手段とを備えた能動型騒音制御装置で
あって、前記制御音の断続状態を検出する手段と、前記
制御音の断続状態の検出により断続状態を規制する手段
とを備えたことを特徴とする。
【００２６】又、請求項２の発明は、騒音に干渉させる
制御音を発生して評価点の騒音低減を図る制御音源と、
前記干渉後の所定位置の残留騒音を検出する手段と、騒
音源の騒音発生状態に関する信号を検知し基準信号を作
成する手段と、前記残留騒音検出手段によって検出され
た残留騒音の信号をディジタル信号化するＡ／Ｄ変換器
と、前記基準信号作成手段によって作成された基準信号
をフィルタリングするディジタルフィルタと、前記ディ
ジタルフィルタの出力をアナログ変換し前記制御音源に
出力するＤ／Ａ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によってデ
ィジタル信号化された残留騒音を低減するように最急降
下アルゴリズムを用いて前記ディジタルフィルタの複数
のフィルタ係数を変化させる制御手段とを備えた能動型
騒音制御装置であって、前記複数のフィルタ係数から直
流成分を取り除き、該直流成分を取り除かれたフィルタ
係数の積の直流成分を求める手段と、求められた積の直
流成分の絶対値が所定の閾値を超えたことにより前記制
御音の断続状態を検出する手段と、前記制御音の断続状
態の検出により断続状態を規制する手段とを備えたこと
を特徴とする。
制御音を発生して評価点の騒音低減を図る制御音源と、
前記干渉後の所定位置の残留騒音を検出する手段と、騒
音源の騒音発生状態に関する信号を検知し基準信号を作
成する手段と、前記残留騒音検出手段によって検出され
た残留騒音の信号をディジタル信号化するＡ／Ｄ変換器
と、前記基準信号作成手段によって作成された基準信号
をフィルタリングするディジタルフィルタと、前記ディ
ジタルフィルタの出力をアナログ変換し前記制御音源に
出力するＤ／Ａ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によってデ
ィジタル信号化された残留騒音を低減するように最急降
下アルゴリズムを用いて前記ディジタルフィルタの複数
のフィルタ係数を変化させる制御手段とを備えた能動型
騒音制御装置であって、前記複数のフィルタ係数から直
流成分を取り除き、該直流成分を取り除かれたフィルタ
係数の積の直流成分を求める手段と、求められた積の直
流成分の絶対値が所定の閾値を超えたことにより前記制
御音の断続状態を検出する手段と、前記制御音の断続状
態の検出により断続状態を規制する手段とを備えたこと
を特徴とする。
【００２７】又、請求項２の発明は、前記規制手段が、
前記制御手段による制御を停止させる手段であることを
特徴とする。
前記制御手段による制御を停止させる手段であることを
特徴とする。
【００２８】更に、請求項４の発明は、前記規制手段
が、前記最急降下アルゴリズムを補正する手段であるこ
とを特徴とする。
が、前記最急降下アルゴリズムを補正する手段であるこ
とを特徴とする。
【００２９】
【作用】請求項１の発明によれば、制御手段は残留騒音
検出手段の出力信号と基準信号作成手段の基準信号とに
基づき制御音源を駆動する信号を出力する。これによっ
て制御音源は騒音に干渉させる制御音を発生して評価点
の騒音低減を図る。このような制御において検出手段が
制御音の断続状態を検出すると規制手段が断続状態を規
制するように動作する。
検出手段の出力信号と基準信号作成手段の基準信号とに
基づき制御音源を駆動する信号を出力する。これによっ
て制御音源は騒音に干渉させる制御音を発生して評価点
の騒音低減を図る。このような制御において検出手段が
制御音の断続状態を検出すると規制手段が断続状態を規
制するように動作する。
【００３０】又、請求項２の発明によれば、直流成分求
出手段がディジタルフィルタの複数のフィルタ係数から
直流成分を取り除き、該直流成分を取り除かれたフィル
タ係数の積の直流成分を求め、この求められた直流成分
の積の絶対値が所定の閾値を超えたことにより検出手段
が制御音の断続状態であることを検出する。
出手段がディジタルフィルタの複数のフィルタ係数から
直流成分を取り除き、該直流成分を取り除かれたフィル
タ係数の積の直流成分を求め、この求められた直流成分
の積の絶対値が所定の閾値を超えたことにより検出手段
が制御音の断続状態であることを検出する。
【００３１】又、請求項３の発明によれば、制御音が断
続状態であるとき停止手段によって制御手段による制御
が停止される。
続状態であるとき停止手段によって制御手段による制御
が停止される。
【００３２】更に、請求項４の発明によれば、制御音が
断続状態であるとき補正手段によって最急降下アルゴリ
ズムが補正され、断続状態が規制される。
断続状態であるとき補正手段によって最急降下アルゴリ
ズムが補正され、断続状態が規制される。
【００３３】
【実施例】以下この発明の実施例を説明する。
【００３４】尚、説明は車室内空間を例として行なう。
【００３５】図１はこの発明の一実施例に係る能動型騒
音制御装置のブロック図を示すもので、閉空間内である
車室１内に制御音源を兼ねるラウドスピーカ３，残留騒
音検出手段としてのマイクロホン５を備え、それぞれ制
御手段としてのコントローラ７に接続されている。コン
トローラ７は適応制御器９と適応ディジタルフィルタ１
１とを有し、前記マイクロホン５の接続は前記適応制御
器９にＡ／Ｄ変換器１３を介して行なわれ、前記ラウド
スピーカ３は適応ディジタルフィルタ１１にＤ／Ａ変換
器１４を介して接続されている。
音制御装置のブロック図を示すもので、閉空間内である
車室１内に制御音源を兼ねるラウドスピーカ３，残留騒
音検出手段としてのマイクロホン５を備え、それぞれ制
御手段としてのコントローラ７に接続されている。コン
トローラ７は適応制御器９と適応ディジタルフィルタ１
１とを有し、前記マイクロホン５の接続は前記適応制御
器９にＡ／Ｄ変換器１３を介して行なわれ、前記ラウド
スピーカ３は適応ディジタルフィルタ１１にＤ／Ａ変換
器１４を介して接続されている。
【００３６】車室１内の騒音は例えばパワープラント１
５が騒音源となってなっており、このパワープラント１
５にはエンジン及び動力伝達装置としてのトランスミッ
ション、デファレンシャルギヤが一体に収容されてい
る。そして騒音源の騒音発生状態に関する信号を検出す
る手段として、例えばクランク角信号センサ１７が用い
られ、検出したクランク角信号は基準信号作成装置１９
に入力されるようになっている。基準信号作成装置１９
の出力は適応制御器９と適応ディジタルフィルタ１１と
に出力する構成となっている。
５が騒音源となってなっており、このパワープラント１
５にはエンジン及び動力伝達装置としてのトランスミッ
ション、デファレンシャルギヤが一体に収容されてい
る。そして騒音源の騒音発生状態に関する信号を検出す
る手段として、例えばクランク角信号センサ１７が用い
られ、検出したクランク角信号は基準信号作成装置１９
に入力されるようになっている。基準信号作成装置１９
の出力は適応制御器９と適応ディジタルフィルタ１１と
に出力する構成となっている。
【００３７】尚、基準信号作成装置１９への入力信号は
騒音源の騒音発生状態に関する信号であればよく、例え
ばエンジン外表面に設けられた振動センサの出力信号，
エンジンの点火パルス信号，クランク軸の回転速度をセ
ンサで検出した回転速度信号等を用いることもできる。
騒音源の騒音発生状態に関する信号であればよく、例え
ばエンジン外表面に設けられた振動センサの出力信号，
エンジンの点火パルス信号，クランク軸の回転速度をセ
ンサで検出した回転速度信号等を用いることもできる。
【００３８】更にこの発明実施例では、直流成分求出器
２１，検出器２３及びスイッチ２５を備えている。
２１，検出器２３及びスイッチ２５を備えている。
【００３９】前記直流成分求出器２１及び検出器２３は
制御音の断続状態「うなり」を検出する手段を構成す
る。そして直流成分求出器２１は最急降下アルゴリズム
を用いて変更される適応ディジタルフィルタ１１のフィ
ルタ係数から直流成分を取り除き、この直流成分を取り
除かれたフィルタ係数の積の直流成分を求める手段を構
成している。すなわち、直流成分求出器２１はハイパス
フィルタ及びローパスフィルタを備えている。このハイ
パスィルタ及びローパスフィルタはＩＩＲフィルタで容
易に実現することができる。
制御音の断続状態「うなり」を検出する手段を構成す
る。そして直流成分求出器２１は最急降下アルゴリズム
を用いて変更される適応ディジタルフィルタ１１のフィ
ルタ係数から直流成分を取り除き、この直流成分を取り
除かれたフィルタ係数の積の直流成分を求める手段を構
成している。すなわち、直流成分求出器２１はハイパス
フィルタ及びローパスフィルタを備えている。このハイ
パスィルタ及びローパスフィルタはＩＩＲフィルタで容
易に実現することができる。
【００４０】又、前記検出器２３は、検出された積の直
流成分の絶対値が所定の閾値を超えたことにより制御音
の「うなり」を検出する手段を構成している。
流成分の絶対値が所定の閾値を超えたことにより制御音
の「うなり」を検出する手段を構成している。
【００４１】更に、スイッチ２５は制御手段としてのコ
ントローラ７による制御を停止させる手段を構成するも
ので、制御音の「うなり」の検出により断続状態を規制
する手段を構成している。
ントローラ７による制御を停止させる手段を構成するも
ので、制御音の「うなり」の検出により断続状態を規制
する手段を構成している。
【００４２】次に作用を説明する。
【００４３】図１に記載の装置も、基本的には図５に記
載の装置と同様に作動するものであり、マイクロホン５
が検出したノイズ信号ｅ(n) はＡ／Ｄ変換器によってデ
ィジタル信号化され、適応制御器９に入力される。又、
クランク角信号センサ１５からはエンジンの点火パルス
信号が主たる騒音成分に関する信号として基準信号作成
装置１９へ入力され、この基準信号作成装置１９では前
記点火パルス信号により基準信号ｘp を作成し、適応制
御器９及び適応ディジタルフィルタ１１に入力してい
る。適応制御器９では基準信号ｘp とノイズ信号ｅ(n)
とを用いてＬＭＳアルゴリズムをベースに
載の装置と同様に作動するものであり、マイクロホン５
が検出したノイズ信号ｅ(n) はＡ／Ｄ変換器によってデ
ィジタル信号化され、適応制御器９に入力される。又、
クランク角信号センサ１５からはエンジンの点火パルス
信号が主たる騒音成分に関する信号として基準信号作成
装置１９へ入力され、この基準信号作成装置１９では前
記点火パルス信号により基準信号ｘp を作成し、適応制
御器９及び適応ディジタルフィルタ１１に入力してい
る。適応制御器９では基準信号ｘp とノイズ信号ｅ(n)
とを用いてＬＭＳアルゴリズムをベースに
【００４４】
【数６】
【００４５】の演算を行なう。このとき、ラウドスピー
カ３とマイクロホン５との間の伝達関数をディジタルフ
ィルタで表わしたときのフィルタ係数Ｃlmが実際の伝達
関数の係数に対してずれておらず、しかも収束係数αが
適切なものであれば、ＬＭＳアルゴリズムは確実に収束
し、適応ディジタルフィルタ１１のフィルタ係数Ｗmiは
前記(5) 式によって書き替えられる。
カ３とマイクロホン５との間の伝達関数をディジタルフ
ィルタで表わしたときのフィルタ係数Ｃlmが実際の伝達
関数の係数に対してずれておらず、しかも収束係数αが
適切なものであれば、ＬＭＳアルゴリズムは確実に収束
し、適応ディジタルフィルタ１１のフィルタ係数Ｗmiは
前記(5) 式によって書き替えられる。
【００４６】したがって、適応ディジタルフィルタ１１
がクランク角信号センサ１７から入力される基準信号ｘ
p を用いてラウドスピーカ３の駆動信号を生成し、ラウ
ドスピーカ３は伝達部によって伝達されたエンジン騒音
駆動信号に対し逆相のスピーカ出力を行なう。このた
め、適確な騒音制御を行なうことができる。
がクランク角信号センサ１７から入力される基準信号ｘ
p を用いてラウドスピーカ３の駆動信号を生成し、ラウ
ドスピーカ３は伝達部によって伝達されたエンジン騒音
駆動信号に対し逆相のスピーカ出力を行なう。このた
め、適確な騒音制御を行なうことができる。
【００４７】同時に（図２参照）、ＬＭＳアルゴリズム
の更新式(5) において演算された適応ディジタルフィル
タ１１の複数のフィルタ係数Ｗmiを直流成分求出器３１
のハイパスフィルタに入力し、それぞれの直流成分を除
去する。
の更新式(5) において演算された適応ディジタルフィル
タ１１の複数のフィルタ係数Ｗmiを直流成分求出器３１
のハイパスフィルタに入力し、それぞれの直流成分を除
去する。
【００４８】次に、ハイパスフィルタによって直流成分
を除かれたフィルタ係数Ｗmi′の積Ｕを計算する。その
積Ｕからローパスィルタによって直流成分のみの絶対値
｜Ｕ′｜を取り出す。
を除かれたフィルタ係数Ｗmi′の積Ｕを計算する。その
積Ｕからローパスィルタによって直流成分のみの絶対値
｜Ｕ′｜を取り出す。
【００４９】次に、直流成分のみの絶対値｜Ｕ′｜は検
出器２３に入力され、所定の閾値Ｕ′max と比較され
る。この場合、計算に用いられるフィルタ係数Ｃlmが経
時変化等によって実際の伝達関数の係数とずれていれ
ば、｜Ｕ′｜が閾値Ｕ′max よりも大きくなり、スイッ
チ２５に信号が出力されコントローラ７による制御が停
止される。又、｜Ｕ′｜が閾値Ｕ′max を超えていなけ
ればＬＭＳアルゴリズムにおいて適応ディジタルフィル
タ１１のフィルタ係数が更新される。
出器２３に入力され、所定の閾値Ｕ′max と比較され
る。この場合、計算に用いられるフィルタ係数Ｃlmが経
時変化等によって実際の伝達関数の係数とずれていれ
ば、｜Ｕ′｜が閾値Ｕ′max よりも大きくなり、スイッ
チ２５に信号が出力されコントローラ７による制御が停
止される。又、｜Ｕ′｜が閾値Ｕ′max を超えていなけ
ればＬＭＳアルゴリズムにおいて適応ディジタルフィル
タ１１のフィルタ係数が更新される。
【００５０】従って、このような制御によりラウドスピ
ーカ３による制御音の「うなり」を規制し、乗員に不快
感を招くことなく適確な騒音制御を行なわせることがで
きる。
ーカ３による制御音の「うなり」を規制し、乗員に不快
感を招くことなく適確な騒音制御を行なわせることがで
きる。
【００５１】図３は「うなり」の検出方法を説明するも
のでフィルタ係数としては理解を容易にするためＷ0 ,
Ｗ1 の２つにしている。(a) のようにして直流成分求出
器２１へフィルタ係数が入力され、その直流成分が取り
除かれて(b) のようになる。これを掛け合わせると(c)
のようになり、直流成分のみの絶対値が取り出される。
この絶対値｜Ｕ′｜は検出器２３において(d) のように
所定の閾値｜Ｕ′｜ma x と比較されるのである。
のでフィルタ係数としては理解を容易にするためＷ0 ,
Ｗ1 の２つにしている。(a) のようにして直流成分求出
器２１へフィルタ係数が入力され、その直流成分が取り
除かれて(b) のようになる。これを掛け合わせると(c)
のようになり、直流成分のみの絶対値が取り出される。
この絶対値｜Ｕ′｜は検出器２３において(d) のように
所定の閾値｜Ｕ′｜ma x と比較されるのである。
【００５２】図４は「うなり」規制制御の他の例を示す
もので、直流成分のみの絶対値｜Ｕ′｜がＵ′max より
も大きいときに図１のように検出器２３から適応ディジ
タルフィルタ１１へ信号が出力され、ＬＭＳアルゴリズ
ムの収束係数αをα＝Ｓα（Ｓ：１以下の定数）によっ
て変化させるものである。このような制御によって計算
に用いるフィルタ係数Ｃlmが実際の伝達関数の係数とず
れたものとなっても収束係数αがこれに対応して小さく
なるから、ＬＭＳアルゴリズムは適格に収束し、上記同
様な作用効果を奏することができる。しかもこの例では
コントローラ７による制御停止させないので、継続した
制御を行なわせることができる。
もので、直流成分のみの絶対値｜Ｕ′｜がＵ′max より
も大きいときに図１のように検出器２３から適応ディジ
タルフィルタ１１へ信号が出力され、ＬＭＳアルゴリズ
ムの収束係数αをα＝Ｓα（Ｓ：１以下の定数）によっ
て変化させるものである。このような制御によって計算
に用いるフィルタ係数Ｃlmが実際の伝達関数の係数とず
れたものとなっても収束係数αがこれに対応して小さく
なるから、ＬＭＳアルゴリズムは適格に収束し、上記同
様な作用効果を奏することができる。しかもこの例では
コントローラ７による制御停止させないので、継続した
制御を行なわせることができる。
【００５３】尚、説明を簡単にするためにマイクロホ
ン、ラウドスピーカはそれぞれ１個ずつ設けられている
ものとして説明したが、各々複数設けるようにして制御
することもできる。又、騒音低減を図る評価点とマイク
ロホン位置とが空間的に離れたものであっても所定比に
基づいて評価点の残留騒音を推定し、制御を行なわせる
こともできる。更に振動制御に応用することもできる。
ン、ラウドスピーカはそれぞれ１個ずつ設けられている
ものとして説明したが、各々複数設けるようにして制御
することもできる。又、騒音低減を図る評価点とマイク
ロホン位置とが空間的に離れたものであっても所定比に
基づいて評価点の残留騒音を推定し、制御を行なわせる
こともできる。更に振動制御に応用することもできる。
【００５４】また、積Ｕの絶対値や積Ｕの直流成分の絶
対値だけではなく積Ｕの移動平均値を求めて所定のしき
い値Ｕmax と比較して制御をすることも考えられる。
対値だけではなく積Ｕの移動平均値を求めて所定のしき
い値Ｕmax と比較して制御をすることも考えられる。
【００５５】
【発明の効果】以上より明らかなように、この発明の構
成によれば制御音源から出力される制御音が断続状態に
なり、あるいはなろうとするとこれが規制され、不快感
を招くことなく適確な騒音制御を行なわせることができ
る。
成によれば制御音源から出力される制御音が断続状態に
なり、あるいはなろうとするとこれが規制され、不快感
を招くことなく適確な騒音制御を行なわせることができ
る。
【図１】一実施例に係るブロック図である。
【図２】うなり規制の制御フローチャートである。
【図３】うなりの検出方法を示す説明図である。
【図４】他の実施例に係るうなり規制の制御フローチャ
ートである。
ートである。
【図５】従来例に係るブロック図である。
【図６】うなり発生のメカニズムの説明図である。
【図７】シミュレーション結果の説明図である。
３ ラウドスピーカ（制御音源） ５ マイクロホン（残留騒音検出手段） ７ コントローラ（制御手段） ９ 適応制御器（制御手段） １１ 適応ディジタルフィルタ（ディジタルフィルタ） １３ Ａ／Ｄ変換器 ２１ 直流成分求出器（直流成分求出手段） ２３ 検出器（検出手段） ２５ スイッチ（規制手段，停止手段） １１ 適応ディジタルフィルタ（補正手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 憲治 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所自動車機器事業部内
Claims (4)
- 【請求項１】 騒音に干渉させる制御音を発生して評価
点の騒音低減を図る制御音源と、前記干渉後の所定位置
の残留騒音を検出する手段と、騒音源の騒音発生状態に
関する信号を検知し基準信号を作成する手段と、前記残
留騒音検出手段の出力信号と基準信号作成手段の出力基
準信号とに基づき前記制御音源を駆動する信号を出力す
る制御手段とを備えた能動型騒音制御装置であって、前
記制御音の断続状態を検出する手段と、前記制御音の断
続状態の検出により断続状態を規制する手段とを備えた
ことを特徴とする能動型騒音制御装置。 - 【請求項２】 騒音に干渉させる制御音を発生して評価
点の騒音低減を図る制御音源と、前記干渉後の所定位置
の残留騒音を検出する手段と、騒音源の騒音発生状態に
関する信号を検知し基準信号を作成する手段と、前記残
留騒音検出手段によって検出された残留騒音の信号をデ
ィジタル信号化するＡ／Ｄ変換器と、前記基準信号作成
手段によって作成された基準信号をフィルタリングする
ディジタルフィルタと、前記ディジタルフィルタの出力
をアナログ変換し前記制御音源に出力するＤ／Ａ変換器
と、前記Ａ／Ｄ変換器によってディジタル信号化された
残留騒音を低減するように最急降下アルゴリズムを用い
て前記ディジタルフィルタの複数のフィルタ係数を変化
させる制御手段とを備えた能動型騒音制御装置であっ
て、前記複数のフィルタ係数から直流成分を取り除き、
該直流成分を取り除かれたフィルタ係数の積の直流成分
を求める手段と、求められた積の直流成分の絶対値が所
定の閾値を超えたことにより前記制御音の断続状態を検
出する手段と、前記制御音の断続状態の検出により断続
状態を規制する手段とを備えたことを特徴とする能動型
騒音制御装置。 - 【請求項３】 前記規制手段が、前記制御手段による制
御を停止させる手段であることを特徴とする請求項１又
は請求項２記載の能動型騒音制御装置。 - 【請求項４】 前記規制手段が、前記最急降下アルゴリ
ズムを補正する手段であることを特徴とする請求項１又
は請求項２記記載の能動型騒音制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19791091A JP3382630B2 (ja) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | 能動型騒音振動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19791091A JP3382630B2 (ja) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | 能動型騒音振動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0540488A true JPH0540488A (ja) | 1993-02-19 |
| JP3382630B2 JP3382630B2 (ja) | 2003-03-04 |
Family
ID=16382312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19791091A Expired - Fee Related JP3382630B2 (ja) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | 能動型騒音振動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3382630B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1011075A (ja) * | 1996-06-19 | 1998-01-16 | Toa Corp | 能動消音装置 |
| US6259792B1 (en) * | 1997-07-17 | 2001-07-10 | Advanced Micro Devices, Inc. | Waveform playback device for active noise cancellation |
-
1991
- 1991-08-07 JP JP19791091A patent/JP3382630B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1011075A (ja) * | 1996-06-19 | 1998-01-16 | Toa Corp | 能動消音装置 |
| US6259792B1 (en) * | 1997-07-17 | 2001-07-10 | Advanced Micro Devices, Inc. | Waveform playback device for active noise cancellation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3382630B2 (ja) | 2003-03-04 |
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