JPH0580780A - 車両用騒音制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車室２２内の音を検出するマイク１と、車室
２２内に音を発生させるスピーカ２とを設け、エンジン
騒音等の車両騒音源に関連したリファレンス信号ｘに基
づきマイク１により検出される、車室２２内の騒音とス
ピーカ２からの音との合成音が低減するよう、スピーカ
２への出力信号ｙ1 〜ｙL を生成するようにした車両用
騒音制御装置に対し、小振幅の騒音信号に対する好まし
い制御精度を維持する一方、大振幅の騒音信号でもサチ
ュレーションによる異常動作を防止して、分解能とダイ
ナミックレンジとを高度に両立できるようにし、演算量
を増大させることなく、制御可能な騒音領域を拡大す
る。 【構成】 リファレンス信号ｘ、及びマイク１，１，…
により検出される音信号ｅ1 〜ｅM の入力段のアンプ
６，８をそれぞれ対数アンプとし、スピーカ信号ｙ1 〜
ｙL の出力段のアンプ１１を逆対数アンプとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両の室内において
所定の車両騒音が低くなるように制御する制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の騒音制御装置とし
て、例えば公表特許平１―５０１３４４号公報に示され
るものがある。このものは、例えば図６に示すように、
騒音制御の対象となる車室２２内の所定位置に配置され
て音を検出するＭ個のマイク１，１，…と、車室２２内
の所定位置に配置されて車室２２内に音を発生させるＬ
個のスピーカ２，２，…とを備え、車室２２内の騒音と
各スピーカ２から発せられる音との合成音が各マイク１
で検出され、そのマイク１からマイク信号ｅ1 〜ｅM が
出力される。各スピーカ２へ出力されるスピーカ信号ｙ
1 〜ｙL は、リファレンスセンサ３から出力されるリフ
ァレンス信号ｘと呼ばれる信号をデジタルフィルタＦ1
〜ＦL に通過させることで得られる。上記リファレンス
センサ３からのリファレンス信号ｘは、エンジン騒音や
走行騒音等の車両騒音源から得られる信号であり、その
騒音に対する相関性の高いものである。例えばエンジン
騒音の場合、リファレンスセンサ３をエンジンの加速度
センサとし、その出力をリファレンス信号ｘとすること
で、エンジンの運転状態に応じて変化するエンジン騒音
が制御される。

【０００３】４は、上記デジタルフィルタＦ1 〜ＦL を
動作させることで各スピーカ２への出力信号ｙ1 〜ｙL
を生成するためのＣＰＵからなるスピーカ信号生成装置
であって、このスピーカ信号生成装置４における適応ア
ルゴリズム部５により、各マイク１により検出された合
成音信号の自乗和が最小になるように上記デジタルフィ
ルタＦ1 〜ＦL のパラメータが自動的に調整される。こ
の調整のためのアルゴリズムとして、Least Mean Squar
e Method（=LMS）が行われ、この調整により、リファレ
ンスセンサ３からのリファレンス信号ｘに基づき、各マ
イク１により検出される音が低減するように、各スピー
カ２への出力信号ｙ1 〜ｙL を生成する。尚、上記リフ
ァレンス信号ｘはデジタルフィルタ

【０００４】

【数１】

【０００５】を経由して適応アルゴリズム部５に入力さ
れるが、上記フィルタ

【０００６】

【数２】

【０００７】は、第Ｌスピーカ２と第Ｍマイク１との間
の伝達特性をモデル化したものである。

【０００８】上記スピーカ信号生成装置４では、信号処
理がデジタル計算によって行われるので、リファレンス
信号ｘの入力段には線形アンプからなるリファレンスセ
ンサアンプ１０６及びＡ／Ｄ変換器７が、またマイク信
号ｅ1 〜ｅM の入力段には同様のマイクアンプ１０８，
１０８，…及びＡ／Ｄ変換器９，９，…が、さらにスピ
ーカ信号ｙ1 〜ｙL の出力段にはＤ／Ａ変換器１０，１
０，…及び線形アンプからなるスピーカアンプ１１１，
１１１，…がそれぞれ設けられており、リファレンスセ
ンサ３から出力されたアナログ信号からなるリファレン
ス信号ｘは、リファレンスセンサアンプ１０６により増
幅された後、Ａ／Ｄ変換器７によりデジタル変換されて
スピーカ信号生成装置４に入力される。また、各マイク
１から出力されたアナログ信号からなるマイク信号ｅ1
〜ｅM はそれぞれマイクアンプ１０８により増幅された
後、Ａ／Ｄ変換器９によりデジタル変換されてスピーカ
信号生成装置４に入力される。さらに、スピーカ信号生
成装置４から出力されたデジタル信号はそれぞれＤ／Ａ
変換器１０によりアナログ信号のスピーカ信号ｙ1〜ｙL
に変換された後、スピーカアンプ１１１により増幅さ
れて各スピーカ２に出力される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
ものでは、Ａ／Ｄ変換器７，９の分解能及び変換後の値
の取り得る幅、並びにＤ／Ａ変換器１０の分解能及び変
換前の値の取り得る幅はいずれも有限であるので、これ
らＡ／Ｄ変換器７，９及びＤ／Ａ変換器１０の分解能及
びダイナミックレンジを共に良好に両立させることが要
求される。すなわち、分解能を重視し、小振幅の騒音の
信号しか入らないと想定して、スピーカアンプ１１１の
ゲインを下げ、かつマイクアンプ１０８のゲインを上げ
ると、大振幅の騒音が発生したときには、スピーカ用Ｄ
／Ａ変換器１０及びマイク用Ａ／Ｄ変換器９のいずれも
がサチュレーションを生じ、正常な制御が行われず、ス
ピーカ２の発生音が異常になる。

【００１０】さりとて、逆に、大振幅の信号を想定し
て、スピーカアンプ１１１のゲインを上げ、かつマイク
アンプ１０８のゲインを下げておくと、小振幅の騒音に
対する制御が相対的に粗くなって制御精度が下がり、良
好な消音性能が得られなくなるという問題が生じる。

【００１１】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、リファレンス信号及びマイク信号
の入力段、並びにスピーカ信号の出力段にそれぞれ設け
られるアンプを変えることで、Ａ／Ｄ変換器及びＤ／Ａ
変換器の分解能を良好に維持しつつ、大振幅の騒音信号
の入力時でもサチュレーションによる異常制御が行われ
ないようにすることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明では、リファレンス信号の入力段及
びマイク信号の入力段のアンプをそれぞれ対数アンプと
し、かつスピーカ信号の出力段のアンプを逆対数アンプ
とした。

【００１３】具体的には、この発明では、車室内の音を
検出する車室内音検出手段と、車室内に音を発生させる
スピーカと、車両における所定の騒音源の振動に関連し
たリファレンス信号を出力するリファレンス信号出力手
段と、このリファレンス信号出力手段からのリファレン
ス信号に基づき、上記車室内音検出手段により検出され
る音が低減するようスピーカへの出力信号を生成するス
ピーカ信号生成手段とを備えた車両用騒音制御装置が前
提である。

【００１４】この前提に対し、上記リファレンス信号、
及び車室内音検出手段により検出される音の信号をそれ
ぞれ増幅して上記スピーカ信号生成手段に入力させる対
数アンプと、スピーカ信号生成手段により生成されるス
ピーカ出力信号を増幅してスピーカに出力する逆対数ア
ンプとを設けたことを特徴とする。

【００１５】

【作用】上記の構成により、この発明では、リファレン
ス信号及び車室内音検出手段からの音の信号はそれぞれ
対数アンプで対数化された後、スピーカ信号生成手段に
入力され、一方、スピーカ信号生成手段からスピーカに
出力されるスピーカ信号は逆対数アンプで逆対数化され
て元の信号に戻る。このため、小振幅の信号に対して
は、好ましい制御精度を維持できると同時に、大振幅の
信号が発生したときでも、信号の対数化によりサチュレ
ーションによる異常動作を防止できる。また、スピーカ
信号生成手段においては、全て対数化された信号が処理
されるので、今までと同様の処理でよく、制御の妥当性
が確保できる。よって、スピーカ信号生成手段での演算
量を増大させることなく、制御可能な騒音領域を拡大す
ることができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。この実施例に係る車両用騒音制御装置の基本的構
成は従来例と同様であるので、図６と同じ部分について
は同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

【００１７】すなわち、この制御装置は、図１に示す如
く、Ｍ個のマイク１，１，…と、Ｌ個のスピーカ２，
２，…と、車両における所定の騒音源の振動に関連した
リファレンス信号ｘを出力するリファレンスセンサ３
と、該リファレンスセンサ３からのリファレンス信号ｘ
に基づき、上記各マイク１，１，…により検出される音
が低減するよう各スピーカ２への出力信号ｙ1 〜ｙL を
生成するＣＰＵからなるスピーカ信号生成装置４とを備
えている。

【００１８】図５は上記各機器１〜４の自動車における
レイアウトを具体的に例示し、２１は車体、２２は車体
２１中央部に設けられた車室、２３〜２６は車室２２を
開閉するドアで、上記車室２２内の前側には左右１対の
前席２７，２８が、また後側には１つの後席２９がそれ
ぞれ設置されている。３０はステアリングホイールであ
る。各前席２７，２８におけるヘッドレスト２７ａ，２
８ａの左右両側（前席２７，２８に着座した乗員の耳に
近い位置）、及び後席２９の左右のヘッドレスト２９
ａ，２９ａの左右両側（後席２９の左右両側に着座した
乗員の耳に近い位置）にそれぞれマイク１，１，…が合
計４個（Ｍ＝４の場合）取り付けられ、これらのマイク
１，１，…により自動車の車室２２内の音を乗員の耳近
くで検出するようにしている。

【００１９】また、車室２２内に音を発生させるスピー
カ２は５個（Ｌ＝５の場合）とされ、車室２２前端のイ
ンストルメントパネルの左右中央、左右の前側ドア２
３，２４の車室内側面、及び車室２２後端のパッケージ
トレイ部分の左右両側にそれぞれ配置され、これらスピ
ーカ２，２，…はオーディオ用と兼用されている。

【００２０】上記リファレンスセンサ３は、エンジンル
ーム内に配置されていて、エンジンの運転状態を検出す
る加速度センサからなり、その出力をリファレンス信号
ｘとすることで、エンジンの運転状態に応じて変化する
エンジン騒音を騒音として制御する。

【００２１】上記スピーカ２，２，…のオーディオ出力
を制御するコントローラ１２は助手席側の左側前席２８
前方のインストルメントパネル内に配設されている。こ
のコントローラ１２内に、上記スピーカ信号生成装置４
と、リファレンスセンサ３からのリファレンス信号ｘを
増幅するリファレンスセンサアンプ６及び同信号ｘをデ
ジタル変換するＡ／Ｄ変換器７と、各マイク１からのマ
イク信号ｅ1 〜ｅM をそれぞれ増幅するマイクアンプ
８，８，…及び同信号ｅ1 〜ｅM をデジタル変換するＡ
／Ｄ変換器９，９，…と、デジタルフイルタＦ1 〜ＦL
を通過したリファレンス信号ｘをアナログ信号のスピー
カ信号ｙ1 〜ｙL に変換するＤ／Ａ変換器１０，１０，
…及び同信号ｙ1 〜ｙL を増幅して各スピーカ２に出力
するスピーカアンプ１１，１１，…とが内蔵されてい
る。

【００２２】また、上記コントローラ１２において、ス
ピーカ信号生成装置４による騒音制御システムとオーデ
ィオシステムとの作動を切り換えるための操作スイッチ
１３が車室ルーフ部分に配置されている。

【００２３】そして、従来と異なっている本発明の特徴
とする部分は、上記リファレンスセンサアンプ６及び各
マイクアンプ８が対数アンプで構成され、各スピーカア
ンプ１１が逆対数アンプで構成されていることである。
上記対数アンプは、図２に示すように入力信号の大きさ
の増大に対し出力信号を対数化して増大させるものであ
る。その他は従来例（図６参照）と同じである。

【００２４】したがって、上記実施例において、操作ス
イッチ１３により騒音制御システムを作動させた状態で
は、リファレンスセンサ３から出力されたアナログ信号
からなるリファレンス信号ｘは、対数アンプからなるリ
ファレンスセンサアンプ６により対数化されて増幅され
た後、Ａ／Ｄ変換器７によりデジタル変換されてスピー
カ信号生成装置４に入力される。また、各マイク１から
出力されたアナログ信号からなるマイク信号ｅ1 〜ｅM
は同様に、それぞれマイクアンプ８，８，…により対数
化されて増幅された後、Ａ／Ｄ変換器９，９，…により
デジタル変換されてスピーカ信号生成装置４に入力され
る。さらに、上記リファレンス信号ｘがスピーカ信号生
成装置４におけるデジタルフィルタＦ1 〜ＦL の通過し
て生成されたデジタル信号はＤ／Ａ変換器１０，１０，
…によりアナログ信号のスピーカ信号ｙ1 〜ｙL に変換
され、このスピーカ信号ｙ1 〜ｙL は、元の信号に戻る
よう逆対数アンプからなるスピーカアンプ１１，１１，
…により逆対数化されて増幅され、各スピーカ２に出力
される。

【００２５】このようにリファレンス信号ｘ及びマイク
信号ｅ1 〜ｅMは対数アンプで対数化された後、スピー
カ信号生成装置４に入力されるため、図３に示す如く、
振幅が小さい騒音信号が各マイク１に入力されたときに
は、好ましい制御精度を維持しながら出力信号を得るこ
とができる。また、図４に示すように、Ａ／Ｄ変換器９
のタイナミックレンジを越える大振幅の騒音信号が入力
したときには、その信号の大きさを対数化により小さく
してサチュレーションを招くことなく出力させることが
でき、サチュレーションによる異常動作を防止できる。

【００２６】そのとき、スピーカ信号生成装置４におい
ては、全て対数化されたデジタル信号が処理されるの
で、そこでの処理は従来と変わらず、制御の妥当性を確
保できる。よって、スピーカ信号生成装置４での演算量
を増大させることなく、制御可能な騒音領域を拡大でき
る。

【００２７】また、この実施例では、既存のオーディオ
装置におけるスピーカ２を利用しているので、そのオー
ディオ装置にマイク１、リファレンスセンサ３、スピー
カ信号生成装置４等を加えるだけでよく、安価に実施で
きる。

【００２８】尚、上記実施例では、車両騒音の具体例と
してエンジン騒音を制御対象としているが、その他、例
えば走行騒音を対象とすることもできる。その場合、リ
ファレンスセンサとしてサスペンションに配置した加速
度センサを用い、その出力信号をリファレンス信号とす
ることができる。

【００２９】また、本発明は、勿論、自動車以外の車両
に対しても適用することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よると、車室内の音を検出する車室内音検出手段と、車
室内に音を発生させるスピーカとを設け、車両における
所定の騒音源の振動に関連したリファレンス信号に基づ
き、車室内音検出手段により検出される音が低減するよ
う、スピーカへの出力信号を生成するようにした車両用
騒音制御装置に対し、上記リファレンス信号及び車室内
音検出手段により検出される音信号の入力段のアンプを
対数アンプとし、スピーカ信号出力段のアンプを逆対数
アンプとしたので、小振幅の騒音信号に対する好ましい
制御精度を維持できる一方、大振幅の騒音信号でもサチ
ュレーションによる異常動作を防止でき、分解能とダイ
ナミックレンジとを高度に両立できるとともに、全て対
数化された信号の処理でよく、よって信号の演算量を増
大させることなく、制御可能な騒音領域を拡大すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る騒音制御装置の全体構成
を示す電気回路のブロック図である。

【図２】対数アンプの信号増幅特性を示す特性図であ
る。

【図３】小振幅騒音に対する対数アンプの動作特性図で
ある。

【図４】大振幅騒音に対する対数アンプの動作特性図で
ある。

【図５】自動車に対する機器のレイアウトを示す平面図
である。

【図６】従来例を示す図１相当図である。

【符号の説明】

１…マイク（車室内音検出手段） ２…スピーカ ３…リファレンスセンサ（リファレンス信号出力手段） ４…スピーカ信号生成装置 ６…リファレンスセンサアンプ（対数アンプ） ７，９…Ａ／Ｄ変換器 ８…マイクアンプ（対数アンプ） １０…Ｄ／Ａ変換器 １１…スピーカアンプ（逆対数アンプ） １２…コントローラ ２２…車室 ｘ…リファレンス信号 ｅ1 〜ｅM …マイク信号 ｙ1 〜ｙL …スピーカ信号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車室内の音を検出する車室内音検出手段
   と、 車室内に音を発生させるスピーカと、 車両における所定の騒音源の振動に関連したリファレン
   ス信号を出力するリファレンス信号出力手段と、 上記リファレンス信号出力手段からのリファレンス信号
   に基づき、上記車室内音検出手段により検出される音が
   低減するようスピーカへの出力信号を生成するスピーカ
   信号生成手段とを備えた車両用騒音制御装置において、 上記リファレンス信号、及び車室内音検出手段により検
   出される音の信号をそれぞれ増幅して上記スピーカ信号
   生成手段に入力させる対数アンプと、 上記スピーカ信号生成手段により生成されるスピーカ出
   力信号を増幅してスピーカに出力する逆対数アンプとを
   設けたことを特徴とする車両用騒音制御装置。