JPH06266367A - 車室内騒音の能動消音装置 - Google Patents
車室内騒音の能動消音装置Info
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- JPH06266367A JPH06266367A JP5056768A JP5676893A JPH06266367A JP H06266367 A JPH06266367 A JP H06266367A JP 5056768 A JP5056768 A JP 5056768A JP 5676893 A JP5676893 A JP 5676893A JP H06266367 A JPH06266367 A JP H06266367A
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- Japan
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- noise
- vehicle interior
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- signal
- engine
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Abstract
(57)【要約】
【目的】エンジン回転数に応じて、車室内騒音の次数成
分を選択し能動消音を行うことにより、効果的な消音を
行う。 【構成】エンジン回転信号１０４から基準信号１０５，
１０６、及び１０７を生成した位相と振幅を制御して、
信号を加算し制御信号１０８を作成し、出力信号１０３
をスピーカに出力する。 【効果】車室内騒音の特定の支配的な複数次数成分を選
択し、消音を行うことによって従来の単一次数成分の消
音より効果的で、かつ計算負荷の少ない能動消音を行う
ことができる。
分を選択し能動消音を行うことにより、効果的な消音を
行う。 【構成】エンジン回転信号１０４から基準信号１０５，
１０６、及び１０７を生成した位相と振幅を制御して、
信号を加算し制御信号１０８を作成し、出力信号１０３
をスピーカに出力する。 【効果】車室内騒音の特定の支配的な複数次数成分を選
択し、消音を行うことによって従来の単一次数成分の消
音より効果的で、かつ計算負荷の少ない能動消音を行う
ことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は自動車の車室内の騒音を
能動的に消音する装置に関するもので、主に、エンジン
回転数に同期した複数の次数成分の車室内騒音を消音す
るものに関するものである。
能動的に消音する装置に関するもので、主に、エンジン
回転数に同期した複数の次数成分の車室内騒音を消音す
るものに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の車室内騒音の能動消音装置として
は、例えば特開平1−501344 号公報（英国特許8624053
号）に示されているようなものがある。この発明では、
閉空間に配置された複数のラウドスピーカ，車室内の所
定の位置の音圧を測定するマイクロフォン，エンジンの
回転に同期した信号を生成する基準信号発生器，閉空間
内の音圧レベルを最小にするように最急降下法の一種で
ある最小平均自乗アルゴリズム（以下ＬＭＳアルゴリズ
ムと呼ぶ）により各スピーカの駆動信号を出すように適
応形フィルタを用いて適応信号処理を行う制御回路、か
らなる能動的消音制御装置が開示されている。この場
合、複数のマイクロフォンを配置した場所において検出
された音圧レベルの総和が最小になるよう制御されてい
る。
は、例えば特開平1−501344 号公報（英国特許8624053
号）に示されているようなものがある。この発明では、
閉空間に配置された複数のラウドスピーカ，車室内の所
定の位置の音圧を測定するマイクロフォン，エンジンの
回転に同期した信号を生成する基準信号発生器，閉空間
内の音圧レベルを最小にするように最急降下法の一種で
ある最小平均自乗アルゴリズム（以下ＬＭＳアルゴリズ
ムと呼ぶ）により各スピーカの駆動信号を出すように適
応形フィルタを用いて適応信号処理を行う制御回路、か
らなる能動的消音制御装置が開示されている。この場
合、複数のマイクロフォンを配置した場所において検出
された音圧レベルの総和が最小になるよう制御されてい
る。
【０００３】基準信号発生器はエンジン回転に同期した
周波数（例えば４気筒エンジンなら回転数の２倍の周波
数）の正弦波を生成する。適応フィルタはこの正弦波の
位相と振幅を調整してマイクロフォンへの音圧レベルが
最小になるように制御している。適応フィルタの制御対
象とする音成分が単一周波数であれば高々２タップのデ
ィジタルフィルタで１スピーカ分の出力信号が生成でき
る。
周波数（例えば４気筒エンジンなら回転数の２倍の周波
数）の正弦波を生成する。適応フィルタはこの正弦波の
位相と振幅を調整してマイクロフォンへの音圧レベルが
最小になるように制御している。適応フィルタの制御対
象とする音成分が単一周波数であれば高々２タップのデ
ィジタルフィルタで１スピーカ分の出力信号が生成でき
る。
【０００４】ところで、制御対象であるエンジンこもり
音とは、エンジンの回転に伴う燃焼ガス圧力の変化，ク
ランクシャフトの不釣合慣性力などに起因して起こる振
動が車室内に伝搬して発生する騒音である。即ちエンジ
ンが加振源となって、車体の特定部分を振動させること
により発生する振動騒音であることから、騒音の周波数
は基本的にエンジンの回転数及びその整数倍に比例した
次数成分をもっている。
音とは、エンジンの回転に伴う燃焼ガス圧力の変化，ク
ランクシャフトの不釣合慣性力などに起因して起こる振
動が車室内に伝搬して発生する騒音である。即ちエンジ
ンが加振源となって、車体の特定部分を振動させること
により発生する振動騒音であることから、騒音の周波数
は基本的にエンジンの回転数及びその整数倍に比例した
次数成分をもっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の消音
システムでは通常、エンジン回転数に同期した単一の次
数成分の車室内騒音のみを消音することを目的としてい
るが、エンジン回転数の範囲によっては複数の次数成分
の騒音が顕著に発生する帯域があり、単一の次数成分の
消音だけでは十分な効果が得られない。そこで複数の次
数成分の消音を同時に行うことが考えられるが、この場
合限られた計算能力を持つハードウェアでこれを実行す
るためにはその次数の数が制限されてしまう。
システムでは通常、エンジン回転数に同期した単一の次
数成分の車室内騒音のみを消音することを目的としてい
るが、エンジン回転数の範囲によっては複数の次数成分
の騒音が顕著に発生する帯域があり、単一の次数成分の
消音だけでは十分な効果が得られない。そこで複数の次
数成分の消音を同時に行うことが考えられるが、この場
合限られた計算能力を持つハードウェアでこれを実行す
るためにはその次数の数が制限されてしまう。
【０００６】本発明は上記の問題点に鑑みなされたもの
で、その目的はエンジン回転数の帯域に応じて車室内騒
音の中で特定の支配的な１つ、もしくは複数の次数成分
の消音を行うことによって、従来の単一次数成分の消音
より効果的で、かつ計算負荷の小さい能動消音を行うこ
とを目的としている。
で、その目的はエンジン回転数の帯域に応じて車室内騒
音の中で特定の支配的な１つ、もしくは複数の次数成分
の消音を行うことによって、従来の単一次数成分の消音
より効果的で、かつ計算負荷の小さい能動消音を行うこ
とを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】１個若しくは複数個の騒
音検出手段と、その騒音を能動的に打ち消すための１個
若しくは複数個の２次音出力手段と、エンジンのクラン
ク軸回転に同期した回転信号からそれに同期した複数の
周波数の基準信号を生成する複数の基準信号生成手段
と、ある評価関数を最小にするように個々の基準信号を
フィルタリングして個々の制御信号を適応的に決定する
複数の適応信号処理手段を有し、また個々の制御信号を
合成する手段をもつ車室内騒音の能動装置であって、エ
ンジン回転数に同期した複数の次数成分の騒音を能動的
に消音する車室内騒音の能動消音装置。
音検出手段と、その騒音を能動的に打ち消すための１個
若しくは複数個の２次音出力手段と、エンジンのクラン
ク軸回転に同期した回転信号からそれに同期した複数の
周波数の基準信号を生成する複数の基準信号生成手段
と、ある評価関数を最小にするように個々の基準信号を
フィルタリングして個々の制御信号を適応的に決定する
複数の適応信号処理手段を有し、また個々の制御信号を
合成する手段をもつ車室内騒音の能動装置であって、エ
ンジン回転数に同期した複数の次数成分の騒音を能動的
に消音する車室内騒音の能動消音装置。
【０００８】
【作用】車室内騒音の特定の支配的な複数次数成分を選
択し、消音を行うことによって従来の単一次数成分の消
音より効果的で、かつ計算負荷の少ない能動消音を行う
ことができる。
択し、消音を行うことによって従来の単一次数成分の消
音より効果的で、かつ計算負荷の少ない能動消音を行う
ことができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を図面を用いて詳細説明する。
図２は従来の車室内騒音の能動消音装置の全体構成を示
している。同図では車室内の騒音をマイクロフォン１で
検出し、スピーカ２で消音制御のための音を発生するシ
ステムが描かれている。コントロールユニット５はＡ／
Ｄ変換器４０，Ｄ／Ａ変換器４１，マイクロプロセッサ
６により構成され、更にマイクロプロセッサ６の内部は
ソフトウェアによって設計された正弦波基準信号発生回
路１１，適応フィルタ３１，車室内伝達関数Ｃ＾フィル
タ２０、により構成されている。
図２は従来の車室内騒音の能動消音装置の全体構成を示
している。同図では車室内の騒音をマイクロフォン１で
検出し、スピーカ２で消音制御のための音を発生するシ
ステムが描かれている。コントロールユニット５はＡ／
Ｄ変換器４０，Ｄ／Ａ変換器４１，マイクロプロセッサ
６により構成され、更にマイクロプロセッサ６の内部は
ソフトウェアによって設計された正弦波基準信号発生回
路１１，適応フィルタ３１，車室内伝達関数Ｃ＾フィル
タ２０、により構成されている。
【００１０】マイクロフォン１で得られた音圧信号がＡ
／Ｄ変換器４０を通してマイクロプロセッサ６に入力さ
れる。エンジン３にあるクランク角センサ４からはエン
ジン回転信号１０４がマイクロプロセッサ６の内部の正
弦波基準信号生成回路１１に入力され、エンジン回転数
の２倍の周波数（２次成分）を持つ正弦波基準信号１０
６が生成される。適応フィルタ３１はＬＭＳアルゴリズ
ムにより制御信号１０８を作成する。そしてマイク入力
信号１０２のパワーが最小になるように制御を実行す
る。なお、制御信号１０８はＤ／Ａ変換器４１を介して
スピーカ出力信号１０３となる。
／Ｄ変換器４０を通してマイクロプロセッサ６に入力さ
れる。エンジン３にあるクランク角センサ４からはエン
ジン回転信号１０４がマイクロプロセッサ６の内部の正
弦波基準信号生成回路１１に入力され、エンジン回転数
の２倍の周波数（２次成分）を持つ正弦波基準信号１０
６が生成される。適応フィルタ３１はＬＭＳアルゴリズ
ムにより制御信号１０８を作成する。そしてマイク入力
信号１０２のパワーが最小になるように制御を実行す
る。なお、制御信号１０８はＤ／Ａ変換器４１を介して
スピーカ出力信号１０３となる。
【００１１】さて、図３に示すように、車室内騒音はエ
ンジン回転数の倍数次数成分の周波数を持つ音圧信号の
総和となっている。ここで図３の（ａ）は車室内騒音音
圧信号、（ｂ）は１次成分、（ｃ）は２次成分、（ｄ）
は４次成分をしめす。この音圧信号は次式で示される。
ンジン回転数の倍数次数成分の周波数を持つ音圧信号の
総和となっている。ここで図３の（ａ）は車室内騒音音
圧信号、（ｂ）は１次成分、（ｃ）は２次成分、（ｄ）
は４次成分をしめす。この音圧信号は次式で示される。
【００１２】
【数１】
【００１３】を表す。
【００１４】４気筒ガソリンエンジンの場合、エンジン
のクランク軸一回転につき２回の気筒内点火が行われ、
それにともない振動が発生し車室内に伝幡するので、車
室内騒音は２次成分が最も支配的な騒音成分となる。従
来の能動消音装置の場合、この２次成分を消音すべく、
２次成分正弦波基準信号を生成し適応フィルタによって
その位相ずれと振幅を調整し制御信号としていた。この
場合の制御信号は次式で示される。
のクランク軸一回転につき２回の気筒内点火が行われ、
それにともない振動が発生し車室内に伝幡するので、車
室内騒音は２次成分が最も支配的な騒音成分となる。従
来の能動消音装置の場合、この２次成分を消音すべく、
２次成分正弦波基準信号を生成し適応フィルタによって
その位相ずれと振幅を調整し制御信号としていた。この
場合の制御信号は次式で示される。
【００１５】
【数２】 ｙ′＝（−Ｂ）ｓｉｎ（２ωｔ＋β） …（数２） ここで、 ｙ′：制御信号 を表す。
【００１６】４気筒ガソリンエンジンの場合、２次成分
のみの消音だけでも十分有効であるが、ディーゼルエン
ジンなどでは、１次，２次，４次などの複数の次数成分
の騒音が同様に大きいため単一次数成分の消音では効果
的ではない。
のみの消音だけでも十分有効であるが、ディーゼルエン
ジンなどでは、１次，２次，４次などの複数の次数成分
の騒音が同様に大きいため単一次数成分の消音では効果
的ではない。
【００１７】本発明を示す以下の実施例は以上の問題点
を解決するため、１次，２次、及び４次の次数成分の消
音を可能としている。図１を用いて従来とのシステムの
相違点だけ説明すると、基準信号発生回路選択器６０及
び、３個の基準信号生成回路１０，１１、及び１２とそ
れに対応した適応フィルタ３０，３１，３２が設けられ
ている。またそれぞれ適応フィルタを通過した制御信号
を合成する信号加算器５０が設けられている。基準信号
発生回路選択器６０はエンジン回転数に応じて１０，１
１，１２の内、０〜２個の基準信号発生回路を選択す
る。それぞれの基準信号生成器はエンジン回転数の１
次，２次，４次の周波数をもつ正弦波信号１０５，１０
６，１０７を発生する。６０に選択されなかった基準信
号発生回路は機能を休止し出力はゼロとなる。騒音を最
小とすべく各適応フィルタ３０，３１，３２は各正弦波
基準信号の振幅と位相を調整し制御信号を生成する。制
御信号加算器５０は各制御信号を合成する。
を解決するため、１次，２次、及び４次の次数成分の消
音を可能としている。図１を用いて従来とのシステムの
相違点だけ説明すると、基準信号発生回路選択器６０及
び、３個の基準信号生成回路１０，１１、及び１２とそ
れに対応した適応フィルタ３０，３１，３２が設けられ
ている。またそれぞれ適応フィルタを通過した制御信号
を合成する信号加算器５０が設けられている。基準信号
発生回路選択器６０はエンジン回転数に応じて１０，１
１，１２の内、０〜２個の基準信号発生回路を選択す
る。それぞれの基準信号生成器はエンジン回転数の１
次，２次，４次の周波数をもつ正弦波信号１０５，１０
６，１０７を発生する。６０に選択されなかった基準信
号発生回路は機能を休止し出力はゼロとなる。騒音を最
小とすべく各適応フィルタ３０，３１，３２は各正弦波
基準信号の振幅と位相を調整し制御信号を生成する。制
御信号加算器５０は各制御信号を合成する。
【００１８】図４に本発明の制御フローチャートを示
す。基準信号生成回路選択器６０は図４に示すようにエ
ンジン回転数に応じて基準信号生成回路の選択を行う。
基準信号の生成はプロセッサにとって負担の大きいもの
であるため、制御する次数成分を選択して制御を実行す
ることにより数余分な計算を省き計算負荷率を下げるこ
とができる。
す。基準信号生成回路選択器６０は図４に示すようにエ
ンジン回転数に応じて基準信号生成回路の選択を行う。
基準信号の生成はプロセッサにとって負担の大きいもの
であるため、制御する次数成分を選択して制御を実行す
ることにより数余分な計算を省き計算負荷率を下げるこ
とができる。
【００１９】制御信号加算器５０はエンジン回転数域に
応じて制御信号を選択し加算を行う。４次成分は９００
ｒｐｍ〜２７００ｒｐｍ（６０〜１８０Ｈｚ）、２次成
分は１８００〜５４００ｒｐｍ(６０Ｈｚ〜１８０Ｈ
ｚ)、１次成分は３６００ｒｐｍ〜５４００ｒｐｍ（６
０〜９０Ｈｚ）の範囲で制御信号が加算される。加算さ
れた制御信号１０８は次式で表される。
応じて制御信号を選択し加算を行う。４次成分は９００
ｒｐｍ〜２７００ｒｐｍ（６０〜１８０Ｈｚ）、２次成
分は１８００〜５４００ｒｐｍ(６０Ｈｚ〜１８０Ｈ
ｚ)、１次成分は３６００ｒｐｍ〜５４００ｒｐｍ（６
０〜９０Ｈｚ）の範囲で制御信号が加算される。加算さ
れた制御信号１０８は次式で表される。
【００２０】
【数３】
【００２１】制御信号１０８はＤ／Ａ変換器を通過しス
ピーカ出力信号１０３となる。出力されたスピーカ出力
信号１０３はエンジン騒音信号１００の１次，２次，４
次を最小にするよう制御される。
ピーカ出力信号１０３となる。出力されたスピーカ出力
信号１０３はエンジン騒音信号１００の１次，２次，４
次を最小にするよう制御される。
【００２２】以上の方法により、車室内騒音の特定の支
配的な複数次数成分を選択し、消音を行うことによって
従来の単一次数成分の消音より効果的で、かつ計算負荷
の少ない能動消音を行うことができる。
配的な複数次数成分を選択し、消音を行うことによって
従来の単一次数成分の消音より効果的で、かつ計算負荷
の少ない能動消音を行うことができる。
【００２３】
【発明の効果】車室内騒音の特定の支配的な複数次数成
分を選択し、消音を行うことによって従来の単一次数成
分の消音より効果的で、かつ計算負荷の少ない能動消音
を行うことができる。
分を選択し、消音を行うことによって従来の単一次数成
分の消音より効果的で、かつ計算負荷の少ない能動消音
を行うことができる。
【図１】本発明のシステムの全体構成図である。
【図２】従来のシステムの全体構成図である。
【図３】騒音音圧信号の波形及び各次成分波形図であ
る。
る。
【図４】本発明の制御フローチャートである。
１…マイクロフォン、２…スピーカ、３…エンジン、４
…クランク角センサ、５…コントロールユニット、６…
マイクロプロセッサ、１０…１次成分正弦波基準信号発
生回路、１１…２次成分正弦波基準信号発生回路、１２
…４次成分正弦波基準信号発生回路、２０…車室内音響
伝達関数Ｃ＾フィルタ、３０…１次成分正弦波基準信号
用適応フィルタ、３１…２次成分正弦波基準信号用適応
フィルタ、３２…４次成分正弦波基準信号用適応フィル
タ、４０…Ａ／Ｄ変換器、４１…Ｄ／Ａ変換器、５０…
制御信号加算器、６０…基準信号発生回路選択器、１０
０…エンジン騒音音圧信号、１０１…制御音圧信号、１
０２…マイク入力信号、１０３…スピーカ出力信号、１
０４…エンジン回転信号、１０５…１次成分正弦波基準
信号、１０６…２次成分正弦波基準信号、１０７…４次
成分正弦波基準信号。
…クランク角センサ、５…コントロールユニット、６…
マイクロプロセッサ、１０…１次成分正弦波基準信号発
生回路、１１…２次成分正弦波基準信号発生回路、１２
…４次成分正弦波基準信号発生回路、２０…車室内音響
伝達関数Ｃ＾フィルタ、３０…１次成分正弦波基準信号
用適応フィルタ、３１…２次成分正弦波基準信号用適応
フィルタ、３２…４次成分正弦波基準信号用適応フィル
タ、４０…Ａ／Ｄ変換器、４１…Ｄ／Ａ変換器、５０…
制御信号加算器、６０…基準信号発生回路選択器、１０
０…エンジン騒音音圧信号、１０１…制御音圧信号、１
０２…マイク入力信号、１０３…スピーカ出力信号、１
０４…エンジン回転信号、１０５…１次成分正弦波基準
信号、１０６…２次成分正弦波基準信号、１０７…４次
成分正弦波基準信号。
Claims (3)
- 【請求項１】１個若しくは複数個の騒音検出手段と、そ
の騒音を能動的に打ち消すための１個若しくは複数個の
２次音出力手段と、エンジンのクランク軸回転に同期し
た回転信号からそれに同期した複数の周波数の基準信号
を生成する複数の基準信号生成手段と、ある評価関数を
最小にするように個々の基準信号をフィルタリングして
個々の制御信号を適応的に決定する複数の適応信号処理
手段を有し、また個々の制御信号を合成する手段をもつ
車室内騒音の能動装置であって、エンジン回転数に同期
した複数の次数成分の騒音を能動的に消音することを特
徴とする車室内騒音の能動消音装置。 - 【請求項２】請求項１において、基準信号は正弦波であ
ることを特徴とする車室内騒音の能動消音装置。 - 【請求項３】請求項１において、エンジン回転数の帯域
に応じて、車室内騒音のエンジン回転数の次数成分の周
波数の１つもしくは、複数を選択し制御を行うことを特
徴とした車室内騒音の能動消音装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5056768A JPH06266367A (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | 車室内騒音の能動消音装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5056768A JPH06266367A (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | 車室内騒音の能動消音装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06266367A true JPH06266367A (ja) | 1994-09-22 |
Family
ID=13036671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5056768A Pending JPH06266367A (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | 車室内騒音の能動消音装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06266367A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06332472A (ja) * | 1993-05-24 | 1994-12-02 | Nissan Motor Co Ltd | 能動型騒音制御装置及び能動型振動制御装置 |
| US20130186062A1 (en) * | 2012-01-19 | 2013-07-25 | Eberspacher Exhaust Technology GmbH & Co. KG | Exhaust device for an internal combustion engine |
| JP2014153571A (ja) * | 2013-02-08 | 2014-08-25 | Hiroshima City Univ | アクティブノイズ制御装置およびその制御方法 |
| JP2015169915A (ja) * | 2014-03-10 | 2015-09-28 | 公立大学法人広島市立大学 | アクティブノイズ制御装置およびアクティブノイズ制御方法 |
| CN110015253A (zh) * | 2018-01-10 | 2019-07-16 | 郑州宇通客车股份有限公司 | 一种车辆主动降噪控制方法及其系统 |
-
1993
- 1993-03-17 JP JP5056768A patent/JPH06266367A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06332472A (ja) * | 1993-05-24 | 1994-12-02 | Nissan Motor Co Ltd | 能動型騒音制御装置及び能動型振動制御装置 |
| US20130186062A1 (en) * | 2012-01-19 | 2013-07-25 | Eberspacher Exhaust Technology GmbH & Co. KG | Exhaust device for an internal combustion engine |
| JP2013148093A (ja) * | 2012-01-19 | 2013-08-01 | J Eberspecher Gmbh & Co Kg | 内燃機関用排気装置 |
| US9284868B2 (en) * | 2012-01-19 | 2016-03-15 | Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG | Exhaust device for an internal combustion engine |
| JP2014153571A (ja) * | 2013-02-08 | 2014-08-25 | Hiroshima City Univ | アクティブノイズ制御装置およびその制御方法 |
| JP2015169915A (ja) * | 2014-03-10 | 2015-09-28 | 公立大学法人広島市立大学 | アクティブノイズ制御装置およびアクティブノイズ制御方法 |
| CN110015253A (zh) * | 2018-01-10 | 2019-07-16 | 郑州宇通客车股份有限公司 | 一种车辆主动降噪控制方法及其系统 |
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