JPH0586833A - 能動騒音低減装置 - Google Patents

能動騒音低減装置

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JPH0586833A
JPH0586833A JP3247553A JP24755391A JPH0586833A JP H0586833 A JPH0586833 A JP H0586833A JP 3247553 A JP3247553 A JP 3247553A JP 24755391 A JP24755391 A JP 24755391A JP H0586833 A JPH0586833 A JP H0586833A
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JP
Japan
Prior art keywords
coefficient
noise
fir filter
sound
engine speed
Prior art date
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Pending
Application number
JP3247553A
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English (en)
Inventor
Ichiro Maki
一郎 槇
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)
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  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 適応FIRフィルタの係数をエンジン回転数
に応じて設定し、消音の追従性を向上させることができ
る能動騒音低減装置を提供する。 【構成】 エンジンブロックに取り付けられた振動セン
サ21と、消音しようとする位置の近傍に設置されたセ
ンサ30と、消音しようとする位置において騒音と逆位
相かつ同一音圧となる音を作る適応FIRフィルタ25
と、騒音を打ち消すための音を出力するスピーカ29
と、適応FIRフィルタ25の係数を更新し記憶する手
段と、エンジン回転数検出手段とを備えて、適応FIR
フィルタ25の係数をエンジン回転数に応じて設定し、
消音の追従性を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車室内騒音を抑圧する
ための能動騒音低減装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は従来の能動騒音低減装置の構成を
示している。図3において、1はエンジン騒音と相関の
深い信号を検出するエンジン振動検出用の振動センサ、
2はアンプ、3はローパスフィルタ(LPF)、4はA
/D変換器、5は消音しようとする位置において騒音と
逆位相かつ同一音圧となる音を作る適応FIRフィル
タ、6はD/A変換器、7はローパスフィルタ(LP
F)、8はアンプ、9はスピーカ、10は消音しようと
する位置に配置されたセンサであり例えばマイクであ
る。11はスピーカ9からセンサ10までの伝達関数を
係数とするFIRフィルタ、12は適応FIRフィルタ
5の係数を更新する係数更新器、13はA/D変換器、
14はローパスフィルタ(LPF)、15はセンサ10
の出力を増幅するアンプである。
【0003】次に上記従来例の動作について説明する。
図3において、エンジン騒音と相関の深い信号をエンジ
ンブロックに装着された振動センサ1で検出し、アンプ
2でその信号を増幅し、ローパスフィルタ3でカットオ
フ周波数以上の周波数を減衰し、A/D変換器4でディ
ジタル信号に変換する。変換された信号は、適応FIR
フィルタ5によって、消音しようとする位置で逆位相か
つ同一音圧となる音に変えられた後、D/A変換器6に
よってアナログ信号に変換され、ローパスフィルタ7に
よってカットオフ周波数以上の周波数で減衰され、アン
プ8によって増幅される。増幅された信号は、スピーカ
9によって室内に出力される。
【0004】騒音とスピーカ9によって出力された信号
との差は、消音しようとする位置の近傍に設置されたセ
ンサ10に入力され、アンプ15によって増幅され、ロ
ーパスフィルタ14によってカットオフ周波数以上の周
波数で減衰され、A/D変換器13によってディジタル
信号に変換され、係数更新器12の一方の入力となる。
【0005】一方、A/D変換器4で変換されたディジ
タル信号は、スピーカ9から第2のセンサ10までの伝
達関数を係数とするFIRフィルタ11を通って、係数
更新器12のもう一方の入力となる。係数更新器12
は、消音しようとする位置で音圧が最小となるように適
応FIRフィルタ5の係数を毎サンプル算出して更新す
る。図4に上記従来例における適応FIRフィルタの説
明図を示す。図4(a)はFIRフィルタの構成図であ
り、X(n)は入力、Y(n)は出力、h(n)は係数
であり、入出力の関係は以下の式でる。
【0006】
【数1】
【0007】ただし、Nはタップ数 また図4(b)は適応FIRフィルタの構成である。d
(n)は要求信号、e(n)は評価関数であり、次式で
計算される。
【0008】
【数2】
【0009】ただし、Nはタップ数 係数更新器17は評価関数e(n)を最小にするよう計
算して適応FIRフィルタの係数h(n)を更新するも
のであり、LMS適応アルゴリズムがよく知られてい
る。
【0010】このように、上記従来の能動騒音低減装置
でも、適応フィルタの係数を更新することにより、室内
騒音を抑圧することができる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の能動騒音低減装置では、適応FIRフィルタの係数
が一定状態になって消音が安定するまで数秒から数分か
かるため、エンジンの回転数の変化に追従できず室内騒
音を十分低減できないという問題があった。
【0012】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、適応FIRフィルタの係数を最適化し、
消音の追従性を向上させることができる能動騒音低減装
置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、エンジン振動を検出する振動センサと、
消音しようとする位置の近傍に設置されたセンサと、消
音しようとする位置において騒音と逆位相かつ同一音圧
となる音を作る適応FIRフィルタと、騒音を打ち消す
ための音を出力するスピーカと、スピーカからセンサま
での伝達関数を係数とするFIRフィルタと、消音しよ
うとする位置で消音量が最大となるような係数をあるサ
ンプル間隔で逐次決定かつ更新する係数更新手段と、こ
の係数更新手段に接続されたエンジン回転数検出手段と
を備えたものである。
【0014】また本発明は、エンジン回転数に対応して
あらかじめ入力されている係数値を、適応FIRフィル
タの係数値として設定するように構成されているもので
ある。
【0015】さらに本発明は、適応FIRフィルタの係
数値を不揮発性メモリに適宜更新して書き込み、必要に
応じて読み出すようにしたものである。
【0016】
【作用】したがって、本発明によれば、消音しようとす
る位置での騒音がエンジン回転数の変動によって変化し
た場合は、そのエンジン回転数における最適な適応FI
Rフィルタの係数を設定することにより、室内騒音の変
化に対応して短時間に消音できる。また、エンジン回転
数に応じて適応FIRフィルタの係数を不揮発性メモリ
に記憶することにより、電源スタート時の立ち上がり時
の騒音や車の経時変化に対しても確実に消音できるもの
である。
【0017】
【実施例】図1は本発明の一実施例の構成を示すもので
ある。図1において、21はノックセンサのような振動
のセンサ、22はアンプ、23はローパスフィルタ(L
PF)、24はA/D変換器、25は適応FIRフィル
タ、26はD/A変換器、27はローパスフィルタ(L
PF)、28はアンプ、29はスピーカ、30はセン
サ、31はA/D変換器24の出力を受けるFIRフィ
ルタ、32は適応FIRフィルタ25の係数を更新する
かどうかを判別する係数更新判定器、33は係数更新判
定器32からの出力により適応FIRフィルタ25の係
数を更新する係数更新器、34はA/D変換器、35は
ローパスフィルタ(LPF)、36はセンサ30の出力
を増幅するアンプ、37は回転数センサ、38は波形整
形器、39は回転数算出器、40はメモリ、41はメモ
リの電源バックアップ回路(B/U回路)である。
【0018】次に上記の実施例の動作について説明す
る。上記実施例において、車室内騒音と相関が深いエン
ジン振動を振動センサ21で検出し、アンプ22でその
信号を増幅し、ローパスフィルタ23でカットオフ周波
数以上の周波数を減衰し、A/D変換器24でディジタ
ル信号に変換する。変換された信号は適応FIRフィル
タ25によって、消音しようとする位置で逆位相かつ同
一音圧となる音に変えられた後、D/A変換器26によ
ってアナログ信号に変換され、ローパスフィルタ27に
よってカットオフ周波数以上の周波数で減衰され、アン
プ28によって増幅される。増幅された信号は、スピー
カ29によって室内に出力される。
【0019】騒音とスピーカ29によって出力された信
号との差は、消音しようとする位置の近傍に設置された
センサ30に入力され、アンプ36によって増幅され、
ローパスフィルタ35によってカットオフ周波数以上の
周波数で減衰され、A/D変換器34によってディジタ
ル信号に変換され、係数更新器33の一方の入力とな
る。
【0020】一方、A/D変換器24で変換されたディ
ジタル信号は、スピーカ29からセンサ30までの伝達
関数を係数とするFIRフィルタ31を通って係数更新
判定器32で適応FIRフィルタ25の係数を更新する
かどうかを判定した後、係数更新器33のもう一方の入
力となる。係数更新器33は、係数を更新する場合は、
消音しようとする位置で音圧が最小となるように適応F
IRフィルタ25の係数を更新する。この係数はエンジ
ン回転数がある一定回転数領域の場合には適応FIRフ
ィルタのアルゴリズムにしたがって更新され、ある時間
経過後この係数はメモリ40に書き込まれる。また、回
転数が変動した場合は、メモリ40に書き込まれている
係数値を読みだして適応FIRフィルタ25の新しい係
数として置換される。また、エンジン回転数は回転数セ
ンサ37の信号と回転数算出器39により算出される。
【0021】図2は上記実施例における係数更新判定器
32のアルゴリズムのフローチャートを示すものであ
る。図2においてL,Mは常数であり、Lを1ずつ加算
してMまで計算することにより、エンジンがある回転数
領域にとどまっている時間を測定している。即ち、ある
一定時間以上エンジン回転数がある一定回転数領域にあ
る場合に、適応FIRフィルタ25の係数をメモリ40
に書き込む。これにより、エンジン回転変動に対応した
最適な適応FIRフィルタが構成できる。また、一定時
間経過する以前にエンジン回転数が変化した場合は、そ
の回転数に対応した係数をメモリ40より読み出して適
応FIRフィルタの係数に置き換える。これにより、エ
ンジン回転数の変化による室内騒音の変化に対応して短
時間に消音することができる。
【0022】また、回転数が変化しないときにフィルタ
の係数を最新の状態に合った係数にメモリの係数値を書
き換えるため、車の経時変化にも強くなる。さらに、係
数値を記憶するメモリを不揮発性メモリまたは電源をバ
ックアップするB/U回路41により、車のエンジンを
再スタートしても前の状態を覚えているため、最適な消
音を実現できるという学習効果を有する。
【0023】
【発明の効果】本発明は、上記実施例から明らかなよう
に、あるエンジン回転数ごとに最適な適応FIRフィル
タの係数を設定するため、騒音をキャンセルするまでの
時間が短くなり、エンジン回転変動による室内騒音の変
化に対応して消音の追従性を向上させることができると
いう効果を有する。さらに、適応FIRフィルタの係数
をある回転数ごとに適宜更新してメモリに書き込み、ま
た読みだして使用するので、最適な消音状態を維持でき
る。その上、この係数値を不揮発性メモリまたは電源を
バックアップされたメモリに書き込むため、一旦電源を
切った後も記憶しているので、エンジンの再スタ−ト時
や経時変化に対しても騒音低減を最適な状態にできる。
このように、エンジン回転に相関の強い車室内騒音を回
転数変動に応じて消音する最適な適応FIRフィルタを
構成できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における能動騒音低減装置の
概略ブロック図
【図2】同装置の係数更新判定器のアルゴリズム
【図3】従来の能動騒音低減装置の概略ブロック図
【図4】同装置の適応FIRフィルタの説明図
【符号の説明】
21 振動センサ 22 アンプ 23 ローパスフィルタ(LPF) 24 A/D変換器 25 適応FIRフィルタ 26 D/A変換器 27 ローパスフィルタ(LPF) 28 アンプ 29 スピーカ 30 センサ 31 FIRフィルタ 32 係数更新判定器 33 係数更新器 34 A/D変換器 35 ローパスフィルタ(LPF) 36 アンプ 37 回転数センサ 38 波形整形器 39 回転数算出器 40 メモリ 41 電源バックアップ回路(B/U回路)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジンブロックに取り付けられたエンジ
    ン振動を検出する振動センサと、消音しようとする位置
    の近傍に設置されたセンサと、消音しようとする位置に
    おいて騒音と逆位相かつ同一音圧となる音を作る適応F
    IRフィルタと、騒音を打ち消すための音を出力するス
    ピーカと、スピーカからセンサまでの伝達関数を係数と
    するFIRフィルタと、消音しようとする位置で消音量
    が最大となるような係数をあるサンプル間隔で逐次決定
    かつ更新する係数更新手段と、この係数更新手段に接続
    されたエンジン回転数検出手段とを備えた能動騒音低減
    装置。
  2. 【請求項2】係数更新手段は、消音しようとする位置の
    近傍に設置されたセンサで検出される信号の大きさによ
    って適応FIRフィルタの係数を更新するかどうかを判
    別する機能を有する請求項1記載の能動騒音低減装置。
  3. 【請求項3】係数更新手段は、エンジン回転数に対応し
    てあらかじめ入力されている係数値を設定することを特
    徴とする請求項1記載の能動騒音低減装置。
  4. 【請求項4】係数更新手段は、あるエンジン回転数区間
    ごとに一定時間以上消音量が大きい場合、適応FIRフ
    ィルタの係数値をメモリに記憶する事を特徴とする請求
    項1記載の能動騒音低減装置。
  5. 【請求項5】上記係数値を格納するメモリは、電源がき
    れてもメモリが消去されない不揮発性メモリまたは電源
    バックアップ機能を有することを特徴とする請求項1記
    載の能動騒音低減装置。
JP3247553A 1991-09-26 1991-09-26 能動騒音低減装置 Pending JPH0586833A (ja)

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JP3247553A JPH0586833A (ja) 1991-09-26 1991-09-26 能動騒音低減装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5408532A (en) * 1992-12-25 1995-04-18 Fuji Jokogyo Kabushiki Kaisha Vehicle internal noise reduction system
JP2009077220A (ja) * 2007-09-21 2009-04-09 Yamaha Corp 放収音装置
CN109754815A (zh) * 2017-11-08 2019-05-14 英特尔公司 用于无人机音频降噪的系统、装置和方法

Cited By (4)

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