JPH06149269A - 騒音低減装置 - Google Patents

騒音低減装置

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JPH06149269A
JPH06149269A JP4298298A JP29829892A JPH06149269A JP H06149269 A JPH06149269 A JP H06149269A JP 4298298 A JP4298298 A JP 4298298A JP 29829892 A JP29829892 A JP 29829892A JP H06149269 A JPH06149269 A JP H06149269A
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periodic signal
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Ichiro Maki
一郎 槇
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジン騒音のようなノイズから周期的ノイ
ズを効果的に打ち消すことのできる騒音低減装置を提供
する。 【構成】 エンジン回転数と相関の深い入力ノイズとス
ピーカ出力との差分を検出するエラー検出センサ7の出
力から、周期信号分離器9で周期性のあるノイズの誤差
のみを抽出し、エラー検出センサ7の出力と周期信号分
離器9の出力からゲインを計算し周期信号分離器9の出
力に乗算して、係数更新器13により周期性誤差が最小
になるよう係数を更新し、この係数を適応フィルタ4に
送り、入力ノイズに含まれる消音したい周期性ノイズの
中で最も長い周期を分割するタップ数として使用するこ
とにより周期的ノイズを効果的に打ち消すことのでき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関を搭載するたと
えば自動車の室内騒音やマフラー騒音のようにエンジン
に同期した周期性ノイズに対して適応フィルタによりノ
イズを打ち消す騒音低減装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、適応制御装置は環境の変化に適応
しながら機械等の制御を行う柔軟性の高い制御として注
目されているが、特に周期性ノイズを打ち消す適応フィ
ルタは周期性に注目すると構成が簡単になる利点を有し
ている。
【0003】以下、図面を参照しながら、従来の騒音低
減装置の一例について説明する。図3は従来の騒音低減
装置の構成を示している。
【0004】図3において、20はエンジン回転数と相
関の深い例えば車室内こもり音やマフラーの排気音など
のようなノイズ源、21はエンジン回転角センサ、22
はパルス生成器、23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フィル
タ、24はアンプ、25はスピーカ、26は消音しよう
とする位置近傍に配置されたエラー検出センサであり例
えばマイクロフォンや振動ピックアップであり、27は
アンプ、28はスピーカ25とエラー検出センサ26の
間の伝達関数を係数とするFIRフィルタ、29は適応
フィルタ23の係数を更新する係数更新器である。
【0005】次に上記従来例について説明する。図3に
おいて、エンジン騒音のようにノイズ源20と相関の強
い点火パルスやクランク角パルスのようなエンジン回転
角センサ21からパルス生成器22はパルス列を生成す
る。ここで、コロナ社「CAIデジタル信号処理」小畑
秀文著134〜136ページに示されるように、パルス
生成器22は、周期性ノイズの周期を適応フィルタ23
のタップ数で分割した周期でパルス数をm逓倍もしくは
k分周して生成する。(m,kは整数)適応フィルタ2
3はパルス生成器22で生成されたパルスをトリガとし
て、適応フィルタのタップの値を順次出力するフィルタ
であり、フィルタの最後まで出力したら再びフィルタの
最初のタップに戻ってスピーカ25へ出力する。エラー
検出センサ26はスピーカ25の出力とノイズ源20か
らの騒音との差分を検出し係数更新器29に入力され
る。また、パルス生成器20の信号は、スピーカ25と
エラー検出センサ26までの伝達関数を係数とするFI
Rフィルタ28を通って係数更新器29の一方の入力と
なる。係数更新器29は、エラー検出センサ26の信号
が最小となるように適応フィルタ23の係数を更新す
る。このように、周期性ノイズに適応フィルタ23の出
力を加算し、その加算誤差に係数更新器29で重み係数
を乗算し、適応フィルタ23の対応するタップWiの値
を下記の(1)式により更新する。
【0006】 Wn+1(i)=Wn(i)+μ×e×y ・・・・・・ (1) i =(n)modN ここで Wn : 時刻n μ : ステップサイズパラメータ(ゲインに相当) e : 周期性ノイズに適応フィルタの出力を加算した
ときの加算誤差 y : FIRフィルタの出力(N次) modN : Nを法する整数値 このようにして、従来の騒音低減装置においても、ノイ
ズを低減することができる。
【0007】
【本発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
従来の騒音低減装置では、周期的なノイズに非周期的な
ノイズが混在したときにSN比が小さいため周期的なノ
イズを十分消しきれないという問題点があった。
【0008】本発明はこのような従来の問題を解決する
ものであり、非周期的なノイズが混在するノイズからも
周期的なノイズを消音できる優れた騒音低減装置を提供
することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決する手段】本発明は上記目的を達成するた
めに、入力ノイズと適応フィルタ出力との差分であるエ
ラー検出センサ信号から、周期性の誤差のみを分離する
周期信号分離器と前記周期信号分離器の出力ゲインを定
めるゲイン補正手段とゲイン乗算器と、周期信号分離器
で分離された周期性の誤差から適応フィルタの係数を設
定する係数更新器とを設けたものである。
【0010】
【作用】したがって、本発明によれば、周期的及び非周
期的な誤差の中から周期的誤差だけを消去することがで
きるので、非周期的な誤差の影響を受けることなく、周
期的な誤差を消去できる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の騒音低減装置の実施例につい
て、図面を参照しながら説明する。
【0012】図1は本発明の騒音低減装置の構成を示す
ものである。図1において、1はエンジン回転数と相関
の深い例えば車室内こもり音やマフラーの排気音などの
ようなノイズ源である。2はエンジン回転角センサ、3
はパルス生成器である。4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フィ
ルタであり、この適応フィルタ4の出力はアンプ5にお
いて増幅され、スピーカ6より騒音と逆位相かつ同一音
圧となる音が発声する。7は消音しようとする位置近傍
に配置され、騒音である入力ノイズとスピーカ6の出力
とが加算された誤差信号を検出するエラー検出センサで
あり、例えばマイクロフォンや振動ピックアップであ
る。8はアンプであり、エラー検出センサ7の出力を増
幅する。9は周期信号分離器であり、エラー検出センサ
7の出力を周期性誤差と非周期性誤差とに分離する。1
0はゲイン補正手段であり、エラー検出センサ7と周期
信号分離器9の出力との1周期にわたる差分の2乗値を
最小にするようにゲインを計算する。11はゲイン乗算
器であり、周期信号分離器9の出力にゲイン補正手段1
0の計算結果を乗算するものである。12はスピーカ6
とエラー検出センサ7の間の伝達関数を係数とするFI
Rフィルタであり、13は係数更新器であり、ゲイン乗
算器11とFIRフィルタ12の出力により適応フィル
タ4の係数を更新する。
【0013】次に、上記実施例の動作について説明す
る。図1において、エンジン騒音のようにエンジン回転
数に同期したノイズがノイズ源1より発生すると、エラ
ー検出センサ7により、前記騒音である入力ノイズとス
ピーカ6の出力とが加算された誤差信号が検出される。
エラー検出センサ7の誤差出力は、周期信号分離器9に
より周期性誤差と非周期性誤差とに分離され、周期性誤
差のみゲイン乗算器11に入力される。周期信号分離器
9は、パルス生成器3で得られたパルスを用いた同期式
フィルタやスイッチド・キャパシターフィルタを使用す
るようなトラッキングフィルタで実現できる。
【0014】図2に示す周期信号分離器9の一例につい
て説明する。図2において、適応フィルタ14は、その
出力が入力ノイズに遅延素子15を通した出力を加算し
た誤差分が0になるように、係数更新器16により重み
係数を乗じたもので更新される。たとえば適応フィルタ
14にはFIRフィルタを用い、更新アルゴリズムには
一般的なLMSアルゴリズムが使用される。この結果、
周期性ノイズは適応フィルタ14の出力として得られ
る。
【0015】ゲイン補正手段10はエラー検出センサ7
の出力と周期信号分離器9の出力の1周期にわたる差分
の2乗和を最小にするようにゲインを計算して、その結
果をゲイン乗算器11へ出力する。ゲイン乗算器11は
ゲイン補正手段10の結果に基ずいて周期信号分離器9
の出力にそのゲインを乗算する。これにより、周期信号
分離器9の収束が早くなる。
【0016】パルス生成器3は消音したい周期性ノイズ
の中で最も長い周期を適応フィルタ4のタップ数で分割
した周期でパルスを生成する。このノイズの周期はエン
ジン回転数に相関の深いものであり、エンジン点火タイ
ミングやクランク信号のどのよううなエンジン回転数を
示すエンジン回転角センサ2より得られる。エンジン回
転角センサ2のパルス数が周期ノイズの周期に対して十
分多ければパルス生成器3は分周すればよいし、エンジ
ン回転角センサ2のパルス数が適応フィルタ4のタップ
数に対して少ないときはPLL制御などにより逓倍すれ
ばよい。この方式によれば、周期ノイズはエンジン回転
角センサ2の出力と相関が深いので、ノイズの周期変動
に対して十分対応できるものである。適応フィルタ4は
パルス生成器4で生成されたパルスをトリガとして、適
応フィルタ4のタップの値を順々に出力し、最終タップ
を出力したら再び初めのタップに戻って出力するフィル
タである。
【0017】一方、係数更新器13は周期信号分離9に
よって抽出され、さらにゲイン補正手段10によって出
力ゲインを調整されたた周期性の誤差とスピーカ6とエ
ラー検出センサ7の間の伝達関数を係数とするFIRフ
ィルタ12の信号から、重み係数を順次、適応フィルタ
4の対応するタップWiの値を(1)式に従い更新す
る。ここで、適応フィルタ4は基本的にエンジン回転角
センサ2及びパルス生成器3のパルスで決まる周期性誤
差しか打ち消さないので、非周期性の誤差の混入は誤動
作のもとで好ましくない。しかしながら、本実施例にお
いては、周期信号分離器9によって周期性誤差のみを抽
出できるので、非周期性誤差による誤動作はなくなる。
【0018】このように、上記実施例によれば、周期性
ノイズのみを打ち消すように出力する適応フィルタを設
けることにより、非周期性ノイズの混入のよる誤動作が
なくなり、収束性が早く、消音誤差も小さくできる。
【0019】
【発明の効果】本発明は、上記実施例より明らかなよう
に、周期性ノイズを含むノイズと適応フィルタ出力との
差分である誤差信号から周期信号分離器によって周期性
の誤差のみを抽出し、この誤差信号により適応フィルタ
を作動させるため、誤差信号に含まれる周期性誤差を早
く打ち消すことができる効果を有する。
【0020】さらに、本発明によれば、エラー検出セン
サの出力と周期信号分離器の出力とからゲインを計算し
て、その結果を周期信号分離器の出力に乗算することに
より、周期信号分離器の収束がより早くなり、騒音をよ
り早く低減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騒音低減装置の構成
ブロック図
【図2】同装置の周期信号分離器の構成ブロック図
【図3】従来の騒音低減装置の構成ブロック図
【符号の説明】
1 ノイズ源 2 エンジン回転角センサ 3 パルス生成器 4 適応フィルタ 5 アンプ 6 スピーカ 7 エラー検出センサ 8 アンプ 9 周期信号分離器 10 ゲイン補正手段 11 ゲイン乗算器 12 FIRフィルタ 13 係数更新器

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関のエンジン回転数を検出する回
    転角センサと、前記回転角センサからパルス信号を生成
    するパルス生成器と、消音しようとする位置近傍に設置
    されたエラー検出センサと、消音する位置において騒音
    に対して逆位相かつ同一音圧となる信号を作る適応フィ
    ルタと、騒音を打ち消すための信号を出力するスピーカ
    と、スピーカとエラー検出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の消
    音量が最大となるような係数をあるサンプリング間隔で
    逐次決定かつ更新する係数更新器と、エラー検出センサ
    信号から周期信号を分離する周期信号分離器とゲイン補
    正手段とゲイン乗算器を備えた騒音低減装置。
  2. 【請求項2】 上記回転角センサは1周期当たりのパル
    ス数が、前記適応フィルタのタップ数と同数叉は整数倍
    である請求項1記載の騒音低減装置。
  3. 【請求項3】 上記パルス生成器は、前記回転角センサ
    信号を逓倍叉は分周機能を有することを特徴とする請求
    項1記載の騒音低減装置。
  4. 【請求項4】 周期信号分離器はエンジン回転数と相関
    の強い周期信号を分離するトラッキングフィルタである
    請求項1記載の騒音低減装置。
  5. 【請求項5】 上記周期信号分離器は遅延素子と適応フ
    ィルタと、前記遅延素子の出力と適応フィルタ出力との
    差を最小にするよう前記適応フィルタのフィルタ係数を
    更新する重み係数乗算器より構成される請求項1記載の
    騒音低減装置。
  6. 【請求項6】 ゲイン補正手段は前記エラー検出センサ
    の出力と周期信号分離器の出力の差分の2乗和を最小と
    する周期信号分離器の出力ゲインを決定する請求項1記
    載の騒音低減装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06204801A (ja) * 1992-11-19 1994-07-22 Honda Motor Co Ltd 適応制御装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH06204801A (ja) * 1992-11-19 1994-07-22 Honda Motor Co Ltd 適応制御装置

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