JPH06282281A - 車両用振動制御装置 - Google Patents
車両用振動制御装置Info
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- JPH06282281A JPH06282281A JP5092252A JP9225293A JPH06282281A JP H06282281 A JPH06282281 A JP H06282281A JP 5092252 A JP5092252 A JP 5092252A JP 9225293 A JP9225293 A JP 9225293A JP H06282281 A JPH06282281 A JP H06282281A
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- vibration
- speaker
- microphone
- audio
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- Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】スピ−カをオ−ディオ用と低減振動出力用とし
て兼用した場合に、オ−ディオ操作に起因するスピ−カ
出力の変化にかかわらず振動低減を常に良好に行なえる
ようにする。 【構成】オ−ディオソ−ス31からのオ−ディオ信号A
1および制御部20で生成された低減用振動(ANC信
号)がそれぞれ、パワ−アンプ28を経て車室に設けた
スピ−カ11から出力される。マイク12で検出された
車室の振動が低減されるように、制御部20でもって、
低減用振動の最適化がなされる。オ−ディオ操作によっ
て音量等が変更されたとき、例えば最適化のための収束
係数やマイクアンプ特性等が変更される。
て兼用した場合に、オ−ディオ操作に起因するスピ−カ
出力の変化にかかわらず振動低減を常に良好に行なえる
ようにする。 【構成】オ−ディオソ−ス31からのオ−ディオ信号A
1および制御部20で生成された低減用振動(ANC信
号)がそれぞれ、パワ−アンプ28を経て車室に設けた
スピ−カ11から出力される。マイク12で検出された
車室の振動が低減されるように、制御部20でもって、
低減用振動の最適化がなされる。オ−ディオ操作によっ
て音量等が変更されたとき、例えば最適化のための収束
係数やマイクアンプ特性等が変更される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両の振動つまり騒音
を、低減用振動を利用した干渉作用によって低減するよ
うにした車両用振動制御装置に関するものである。
を、低減用振動を利用した干渉作用によって低減するよ
うにした車両用振動制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】車両、特にエンジンによる騒音振動つま
り第1振動が問題になる自動車等においては、スピ−カ
等から低減用振動つまり第2振動を発生させて、この第
1振動と第2振動との干渉により第1振動を低減するこ
とが提案されている。この種の振動低減装置にあって
は、特表平1−501344号公報に示すように、振動
源からの振動つまり第1振動に相当する信号をリファレ
ンス信号として取り出すリファレンス信号発生器と、第
1振動による騒音が問題となる所定空間での振動をピッ
クアップするマイクと、所定空間に向けて第2振動を発
生させるスピ−カと、スピ−カから出力させる第2振動
を生成するための適応型デジタルフィルタと、上記フィ
ルタのフィルタ係数を逐次的に最適化するためのアルゴ
リズム演算装置と、を有する。すなわち、リファレンス
信号に応じて適応型デジタルフィルタがリファレンス信
号のゲインや位相等を調整して第2振動を生成する一
方、マイクで検出される振動が小さくなるように、適応
型デジタルフィルタのフィルタ係数がアルゴリズム演算
装置によって逐次的に最適化される。そして、最適化の
ためのアルゴリズムとしては、一般には最少2乗法が用
いられている。
り第1振動が問題になる自動車等においては、スピ−カ
等から低減用振動つまり第2振動を発生させて、この第
1振動と第2振動との干渉により第1振動を低減するこ
とが提案されている。この種の振動低減装置にあって
は、特表平1−501344号公報に示すように、振動
源からの振動つまり第1振動に相当する信号をリファレ
ンス信号として取り出すリファレンス信号発生器と、第
1振動による騒音が問題となる所定空間での振動をピッ
クアップするマイクと、所定空間に向けて第2振動を発
生させるスピ−カと、スピ−カから出力させる第2振動
を生成するための適応型デジタルフィルタと、上記フィ
ルタのフィルタ係数を逐次的に最適化するためのアルゴ
リズム演算装置と、を有する。すなわち、リファレンス
信号に応じて適応型デジタルフィルタがリファレンス信
号のゲインや位相等を調整して第2振動を生成する一
方、マイクで検出される振動が小さくなるように、適応
型デジタルフィルタのフィルタ係数がアルゴリズム演算
装置によって逐次的に最適化される。そして、最適化の
ためのアルゴリズムとしては、一般には最少2乗法が用
いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前述した干渉を利用し
た振動低減を行なう際に、低減用振動を出力させるため
のスピ−カとして、車両に一般に塔載されているオ−デ
ィオ用のスピ−カを利用することが考えられる。このよ
うに、スピ−カを、振動低減用とオ−ディオ用とで兼用
した場合、状況に応じて、振動低減が良好に行なわれる
場合とそうでない場合とが生じる、ということが判明し
た。
た振動低減を行なう際に、低減用振動を出力させるため
のスピ−カとして、車両に一般に塔載されているオ−デ
ィオ用のスピ−カを利用することが考えられる。このよ
うに、スピ−カを、振動低減用とオ−ディオ用とで兼用
した場合、状況に応じて、振動低減が良好に行なわれる
場合とそうでない場合とが生じる、ということが判明し
た。
【0004】このような問題を生じる原因を追求したと
ころ、オ−ディオ操作による音量や音質の変更に起因す
るスピ−カ出力の変更が、スピ−カとマイク間のインパ
ルス応答つまり伝達特性に影響を与えているためであ
る、ということが判明した。すなわち、低減用振動形成
のための最適化手法においては、スピ−カとマイク間の
インパルス応答というものをあらかじめ想定した設定と
なっているが、オ−ディオ操作によるスピ−カ出力の変
更によって、インパルス応答がこの設定された条件から
大きく外れてしまうことがあり、このようなときに振動
低減が良好に行なわれないものとなる。
ころ、オ−ディオ操作による音量や音質の変更に起因す
るスピ−カ出力の変更が、スピ−カとマイク間のインパ
ルス応答つまり伝達特性に影響を与えているためであ
る、ということが判明した。すなわち、低減用振動形成
のための最適化手法においては、スピ−カとマイク間の
インパルス応答というものをあらかじめ想定した設定と
なっているが、オ−ディオ操作によるスピ−カ出力の変
更によって、インパルス応答がこの設定された条件から
大きく外れてしまうことがあり、このようなときに振動
低減が良好に行なわれないものとなる。
【0005】したがって、本発明の目的は、スピ−カを
振動低減用とオ−ディオ用とで兼用した場合に、オ−デ
ィオ操作に起因するスピ−カ出力の変更にかかわらず常
に良好に振動低減を行なえるようにした車両用振動制御
装置を提供することにある。
振動低減用とオ−ディオ用とで兼用した場合に、オ−デ
ィオ操作に起因するスピ−カ出力の変更にかかわらず常
に良好に振動低減を行なえるようにした車両用振動制御
装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明にあっては次のような構成としてある。すな
わち、車室内に低減用振動を出力させるためのスピ−カ
と、車室内の振動を検出するマイクと、該マイクで検出
される振動が低減されるように前記スピ−カとマイクと
の間のインパルス応答を考慮しつつ前記低減用振動を最
適化する最適化手段と、を備えた車両用振動制御装置に
おいて、前記スピ−カが、オ−ディオ用のスピ−カとの
兼用として設定され、前記オ−ディオの操作によって前
記スピ−カからの出力状態を変更する操作がなされたと
き、前記インパルス応答に関連した前記最適化のための
制御特性を変更する特性変更手段と、を備えた構成とし
てある。
め、本発明にあっては次のような構成としてある。すな
わち、車室内に低減用振動を出力させるためのスピ−カ
と、車室内の振動を検出するマイクと、該マイクで検出
される振動が低減されるように前記スピ−カとマイクと
の間のインパルス応答を考慮しつつ前記低減用振動を最
適化する最適化手段と、を備えた車両用振動制御装置に
おいて、前記スピ−カが、オ−ディオ用のスピ−カとの
兼用として設定され、前記オ−ディオの操作によって前
記スピ−カからの出力状態を変更する操作がなされたと
き、前記インパルス応答に関連した前記最適化のための
制御特性を変更する特性変更手段と、を備えた構成とし
てある。
【0007】前記最適化手段が、振動低減の対象となる
振動に対応したリファレンス信号を時系列に変換する変
換手段を備えているときに、前記特性変更手段を、前記
変換手段の特性を変更するものとして構成することがで
きる。
振動に対応したリファレンス信号を時系列に変換する変
換手段を備えているときに、前記特性変更手段を、前記
変換手段の特性を変更するものとして構成することがで
きる。
【0008】前記最適化手段が、所定の収束係数に基づ
いて前記低減用振動を最適化するように設定されている
ときに、前記特性変更手段を、前記収束係数を変更する
ものとして構成することができる。
いて前記低減用振動を最適化するように設定されている
ときに、前記特性変更手段を、前記収束係数を変更する
ものとして構成することができる。
【0009】前記マイクの検出信号がアンプを経由して
前記最適化手段に入力されるように設定されているとき
に、前記特性変更手段を、前記アンプの特性を変更する
ものとして構成することができる。
前記最適化手段に入力されるように設定されているとき
に、前記特性変更手段を、前記アンプの特性を変更する
ものとして構成することができる。
【0010】
【発明の効果】本発明によれば、スピ−カを振動低減用
とオ−ディオ用とで兼用することによりコスト低減を図
りつつ、オ−ディオ操作に起因するスピ−カ出力の変更
があったときは、インパルス応答に関連した制御特性を
スピ−カ出力の変更に応じて修正して、振動低減を常に
良好に行なうことができる。
とオ−ディオ用とで兼用することによりコスト低減を図
りつつ、オ−ディオ操作に起因するスピ−カ出力の変更
があったときは、インパルス応答に関連した制御特性を
スピ−カ出力の変更に応じて修正して、振動低減を常に
良好に行なうことができる。
【0011】請求項2〜請求項3に記載したような構成
とすることにより、請求項1に記載の効果を実用上容易
に採択し得る手法により得て、実用化の上で好ましいも
のとなる。
とすることにより、請求項1に記載の効果を実用上容易
に採択し得る手法により得て、実用化の上で好ましいも
のとなる。
【0012】
【実施例】以下本発明の実施例を添付した図面に基づい
て説明する。全体の概要 図1において、自動車1は、車室2内に運転席3と助手
席4と左右の後席5、6とを有する4人乗りの乗用車と
されている。車体前部に構成されたエンジンル−ム7に
は、直列4気筒のガソリンエンジン8が塔載され、その
イグニッションコイルが符号9で示される。
て説明する。全体の概要 図1において、自動車1は、車室2内に運転席3と助手
席4と左右の後席5、6とを有する4人乗りの乗用車と
されている。車体前部に構成されたエンジンル−ム7に
は、直列4気筒のガソリンエンジン8が塔載され、その
イグニッションコイルが符号9で示される。
【0013】エンジン8が、エンジン回転数に応じた周
期的な振動を発生する騒音発生源つまり第1振動源とさ
れている。そして、車室2が、エンジン8の振動を低減
すべき所定空間とされている。このため、所定空間とし
ての車室2には、5個のスピ−カ11と、8個のマイク
12とが設置されている。スピ−カ11が、車室へエン
ジン騒音を低減するための第2振動を発生する第2振動
源とされ、マイク12が、車室の実際の振動を検出する
振動検出手段とされる。そして、インストルメントパネ
ルには、既知のように、例えばチュ−ナとカセットデッ
キとCDデッキとの組み合わせからなるオ−ディオソ−
ス31が配設されている。
期的な振動を発生する騒音発生源つまり第1振動源とさ
れている。そして、車室2が、エンジン8の振動を低減
すべき所定空間とされている。このため、所定空間とし
ての車室2には、5個のスピ−カ11と、8個のマイク
12とが設置されている。スピ−カ11が、車室へエン
ジン騒音を低減するための第2振動を発生する第2振動
源とされ、マイク12が、車室の実際の振動を検出する
振動検出手段とされる。そして、インストルメントパネ
ルには、既知のように、例えばチュ−ナとカセットデッ
キとCDデッキとの組み合わせからなるオ−ディオソ−
ス31が配設されている。
【0014】自動車1には、マイクロコンピュ−タを利
用して構成された制御ユニットUが塔載されている。制
御ユニットUに対する入出力関係を図2に示してあり、
制御ユニットUは、CPUからなる制御部20を有す
る。制御部20には、イグニッションコイル9の一次コ
イルからの信号つまりエンジン回転数に応じた点火パル
ス信号が、波形整形回路21、周期計算回路22を経て
入力されると共に、各マイク12からの信号が、アンプ
23、ロ−パスフィルタ24、A/D変換器25を介し
て入力される。また、制御部20からの出力信号は、D
/A変換器26、ロ−パスフィルタ27、アンプ28を
介してスピ−カ11へ出力される。
用して構成された制御ユニットUが塔載されている。制
御ユニットUに対する入出力関係を図2に示してあり、
制御ユニットUは、CPUからなる制御部20を有す
る。制御部20には、イグニッションコイル9の一次コ
イルからの信号つまりエンジン回転数に応じた点火パル
ス信号が、波形整形回路21、周期計算回路22を経て
入力されると共に、各マイク12からの信号が、アンプ
23、ロ−パスフィルタ24、A/D変換器25を介し
て入力される。また、制御部20からの出力信号は、D
/A変換器26、ロ−パスフィルタ27、アンプ28を
介してスピ−カ11へ出力される。
【0015】制御部20は、マイク12で検出される振
動が低減されるように、スピ−カ11から出力すべき低
減用振動としての第2振動を最適化する。以下、制御部
20による第2振動の生成について説明するが、先ず、
第2振動の生成の基本部分ついて説明し、その後オ−デ
ィオとの関連について説明する。
動が低減されるように、スピ−カ11から出力すべき低
減用振動としての第2振動を最適化する。以下、制御部
20による第2振動の生成について説明するが、先ず、
第2振動の生成の基本部分ついて説明し、その後オ−デ
ィオとの関連について説明する。
【0016】なお、実施例では、第2振動は、エンジン
8の周期的な回転振動例えば回転2次成分を低減するも
ので、エンジン8の周期的な振動の1周期分まとめて生
成するようにして、第2振動最適化のための計算量の低
減ひいては制御系の負担が極力小さくなるようにしてあ
る。勿論、第2振動の生成は、既知の適宜の最適化手法
によりなし得るものであり、本発明は特定の最適化手法
に限定されるものではない。
8の周期的な回転振動例えば回転2次成分を低減するも
ので、エンジン8の周期的な振動の1周期分まとめて生
成するようにして、第2振動最適化のための計算量の低
減ひいては制御系の負担が極力小さくなるようにしてあ
る。勿論、第2振動の生成は、既知の適宜の最適化手法
によりなし得るものであり、本発明は特定の最適化手法
に限定されるものではない。
【0017】第2振動の生成(基本) 図3は、制御部20をブロック図的に示すものであり、
説明の簡単化のためにスピ−カ11およびマイク12を
それぞれ1個とした場合を示している。
説明の簡単化のためにスピ−カ11およびマイク12を
それぞれ1個とした場合を示している。
【0018】制御部20は、周期計測回路22から入力
された結果によってスピ−カ11に出力するスピ−カ入
力信号yのベクトルyの周期を調整する(ステップ1、
以下ステップをSと略す)と共に、内蔵しているプロセ
ッサで、マイク12・スピ−カ2間の伝達特性であるイ
ンパルス応答hの行列hを、時系列h変換する(S
2)。
された結果によってスピ−カ11に出力するスピ−カ入
力信号yのベクトルyの周期を調整する(ステップ1、
以下ステップをSと略す)と共に、内蔵しているプロセ
ッサで、マイク12・スピ−カ2間の伝達特性であるイ
ンパルス応答hの行列hを、時系列h変換する(S
2)。
【0019】次に、制御部20はプロセッサで、インパ
ルス応答hの時系列hとマイク12から入力されるマイ
ク出力信号eとでベクトルyを逐次的に最適化し(S
3)、その後、このベクトルyを時系列yに変換してス
ピ−カ入力信号yとし(S4)、スピ−カ11に出力す
る。
ルス応答hの時系列hとマイク12から入力されるマイ
ク出力信号eとでベクトルyを逐次的に最適化し(S
3)、その後、このベクトルyを時系列yに変換してス
ピ−カ入力信号yとし(S4)、スピ−カ11に出力す
る。
【0020】スピ−カ11は、このスピ−カ入力信号y
をアンチ騒音Zとして再生する。一方、マイク12は、
騒音dとアンチ騒音Zが打ち消し合って振動エネルギが
低減した騒音を検出して、この結果をディジタルのマイ
ク出力信号eとして制御部20に内蔵されたプロセッサ
に出力する。以下、再びプロセッサは、上記ステップ3
およびステップ4を繰り返し行い、スピ−カ入力信号y
のベクトルyを逐次的に最適化して、最終的にマイク出
力信号eの値が0となるようにスピ−カ入力信号yのベ
クトルyを設定する。
をアンチ騒音Zとして再生する。一方、マイク12は、
騒音dとアンチ騒音Zが打ち消し合って振動エネルギが
低減した騒音を検出して、この結果をディジタルのマイ
ク出力信号eとして制御部20に内蔵されたプロセッサ
に出力する。以下、再びプロセッサは、上記ステップ3
およびステップ4を繰り返し行い、スピ−カ入力信号y
のベクトルyを逐次的に最適化して、最終的にマイク出
力信号eの値が0となるようにスピ−カ入力信号yのベ
クトルyを設定する。
【0021】次に、制御部20で行われる上記ステップ
のアルゴリズムの演算について、以下に説明する。
のアルゴリズムの演算について、以下に説明する。
【0022】先ず、制御部20によるマイク12のマイ
ク出力信号eのサンプリング周期を△tとする。マイク
12・スピ−カ11間の伝達特性であるインパルス応答
hが有限時間J△t以内で0に収束すると仮定し、イン
パルス入力が与えられてからj△t時間経過後のインパ
ルス応答hの値をhj とすると、エンジン8から発生し
た第1振動である騒音d、スピ−カ入力信号yが与えら
れたときのスピ−カ11から発生する第2振動であるア
ンチ騒音Zおよびそのときの時刻kにおけるマイク出力
信号eの第kサンプル値e(k)の関係は、次式(1)で
表わすことができる。
ク出力信号eのサンプリング周期を△tとする。マイク
12・スピ−カ11間の伝達特性であるインパルス応答
hが有限時間J△t以内で0に収束すると仮定し、イン
パルス入力が与えられてからj△t時間経過後のインパ
ルス応答hの値をhj とすると、エンジン8から発生し
た第1振動である騒音d、スピ−カ入力信号yが与えら
れたときのスピ−カ11から発生する第2振動であるア
ンチ騒音Zおよびそのときの時刻kにおけるマイク出力
信号eの第kサンプル値e(k)の関係は、次式(1)で
表わすことができる。
【0023】 e(k) =d(k)+Z(k) =d(k)+行列hT ・行列y(k) ・・・・(1) 但し、 行列h=[h0 h1 h2 ・・・・・hJ-1 ]T 行列y(k)=[y(k) y(k-1) y(k-2)・・・・y(k-J+1)]T d(k):e(k)に含まれている騒音dの成分 Z(k):e(k)に含まれているアンチ騒音Zの成分 y(k):スピ−カ入力信号yの第kサンプル値 従って、式(1)中のZ(k)は、次の式(2)で示され
る。
る。
【0024】
【数1】
【0025】ところで、騒音dは、ある周期N△tを持
っている周期性騒音であるので、この騒音dの振動エネ
ルギを低減させるアンチ騒音Zおよびスピ−カ入力信号
y、騒音dと同じ周期N△tを持っている周期性振動お
よび周期性信号でなければならない。
っている周期性騒音であるので、この騒音dの振動エネ
ルギを低減させるアンチ騒音Zおよびスピ−カ入力信号
y、騒音dと同じ周期N△tを持っている周期性振動お
よび周期性信号でなければならない。
【0026】従って、スピ−カ入力信号yに関して次式
(3)が成立する。 y(k) =y(K-qN)=y(k) y (k-1)=y(k-qN-1)=y(k+N-1) y(k-2) =y(k-qN-2)=y(k+N-2) ・・・・(3) ・・・ ・・・ ・・・ y(k-N+1) =y(k-(q+1)N+1)=y(k+1) 但し、 q=0,1,2,・・・・ ゆえに、式(1)は、 e(k) =d(k)+ベクトルhT ・時系列y(k) ・・・・(4) 但し、 時系列y(k) =[y (K) y(K+N-1) y(K+N-2) ・・・・y(K+1)]T
(3)が成立する。 y(k) =y(K-qN)=y(k) y (k-1)=y(k-qN-1)=y(k+N-1) y(k-2) =y(k-qN-2)=y(k+N-2) ・・・・(3) ・・・ ・・・ ・・・ y(k-N+1) =y(k-(q+1)N+1)=y(k+1) 但し、 q=0,1,2,・・・・ ゆえに、式(1)は、 e(k) =d(k)+ベクトルhT ・時系列y(k) ・・・・(4) 但し、 時系列y(k) =[y (K) y(K+N-1) y(K+N-2) ・・・・y(K+1)]T
【0027】
【数2】
【0028】尚、Qは、J≦(q+1)Nを満たす整数qの最
小値である。
小値である。
【0029】次に、時刻kからさらにiだけ時間が経過
した時刻k+i のマイク出力信号eの第K+i サンプル値e
(K+i)(但し、i=1,2,・・・・)は、次式(5)
で表わすことができる。
した時刻k+i のマイク出力信号eの第K+i サンプル値e
(K+i)(但し、i=1,2,・・・・)は、次式(5)
で表わすことができる。
【0030】 e(k+i)=d(k+i) +ベクトルhT ・時系列y(k+i) =d(k+i) +時系列h(i)T・時系列y(k) ・・・・・(5) 但し、 時系列y(k+i) =[y(k+i)'y(k+i'-1 ) y(k+N-1) y(k+N-2) ・・・・・y(k+i'+1)]T 時系列h(i) =[バ−hi 'バ−hi+1 '・・・・・バ−hN+1 バ−h0 バ−h1 ・・・・バ−hi ' -1]T 尚、i’は、iをNで割ったときの整数剰余である。
【0031】ところで、式(5)において、kはマイク
入力信号eの任意の初期時点を表わしているに過ぎな
い。よって、k=0と置き、iを改めてkに置き直す
と、次式(6)が得られる。
入力信号eの任意の初期時点を表わしているに過ぎな
い。よって、k=0と置き、iを改めてkに置き直す
と、次式(6)が得られる。
【0032】 e(k) =d(k) +時系列h(k)T・時系列y(0) =d(k) +時系列h(k)T・ベクトルy 但し、 ベクトルy=[y(0) y(N-1) y(N-2) ・・・y(1) ]T =[y0 yN-1 yN-2 ・・・・y1 ]T ここで、次の評価関数を導入する。 F=E[e(k)2] =E[d(k) +時系列h(k)T・ベクトルy] =E[d(k)2]+2ベクトルyT ・E[d(k) ・時系列h(k) ] +ベクトルyT ・E[時系列h(k) ・時系列h(k)T]ベクトルy ・・・・・・(7) 但し、E[ ]は、期待値を表わすものとする(Eは期
待演算子)。式(7)より、この評価関数のベクトルy
に関する勾配は、次式(8)で与えられる。 ∂F/∂ベクトルy=2E[d(k) ・時系列h(k)] +2E[時系列h(k) ・時系列h(k)T]ベクトルy =2E[時系列h(k){d(k)+時系列h(k)Tベクトルy}] =2E[時系列h(k) ・e(k) ] ・・・・・(8) ここで、E[時系列h(k) ・e(K)]の瞬時推定値とし
て、時系列h(k)・e (K)を用いることにすれば、Fの最
小値を与える周期N△t(すなわち要素数N)を持つス
ピ−カ出力信号ベクトルであるベクトルyの値は、最急
降下法に基づく次の漸化式(9)を反復計算することに
にょり最適化することができる。
待演算子)。式(7)より、この評価関数のベクトルy
に関する勾配は、次式(8)で与えられる。 ∂F/∂ベクトルy=2E[d(k) ・時系列h(k)] +2E[時系列h(k) ・時系列h(k)T]ベクトルy =2E[時系列h(k){d(k)+時系列h(k)Tベクトルy}] =2E[時系列h(k) ・e(k) ] ・・・・・(8) ここで、E[時系列h(k) ・e(K)]の瞬時推定値とし
て、時系列h(k)・e (K)を用いることにすれば、Fの最
小値を与える周期N△t(すなわち要素数N)を持つス
ピ−カ出力信号ベクトルであるベクトルyの値は、最急
降下法に基づく次の漸化式(9)を反復計算することに
にょり最適化することができる。
【0033】 ベクトルy(K+1) =ベクトルy(k) −μ・e(k) ・時系列h(k) ・・・(9) 但し、μ/2は収束係数である。
【0034】このようにして求めた漸化式(9)は、制
御部20に内蔵されたデ−タ処理装置であるプロセッサ
が騒音の振動エネルギを低減させるアンチ騒音の振動エ
ネルギの設定を補正する際には、以下に示すような、よ
り簡単なアルゴリズムに置き換えられる。
御部20に内蔵されたデ−タ処理装置であるプロセッサ
が騒音の振動エネルギを低減させるアンチ騒音の振動エ
ネルギの設定を補正する際には、以下に示すような、よ
り簡単なアルゴリズムに置き換えられる。
【0035】先ず、一対のスピ−カ11およびマイク1
2を用いる場合には、漸化式(9)は次式(10)に置
き換えられる。 y(k-j+QN) '(k+1)=y(k-j+QN) ' ・(k) −μ・e(k) ・hj ・・・(10) このときプロセッサは、時刻kにおいては、例えば以下
に示す4つの動作手順を行っている。
2を用いる場合には、漸化式(9)は次式(10)に置
き換えられる。 y(k-j+QN) '(k+1)=y(k-j+QN) ' ・(k) −μ・e(k) ・hj ・・・(10) このときプロセッサは、時刻kにおいては、例えば以下
に示す4つの動作手順を行っている。
【0036】動作1:スピ−カ入力信号yk ' (k)をスピ
−カ11に対して出力する 動作2:マイク出力信号e(K) をマイク12から入力す
る 動作3:周期計測回路22から入力されたエンジン22
の回転周期にOrd/△tまたは1/(Ord・△t)を乗
じた値に最も近い整数値をNとする 動作4:j=0,1,2,・・・・,J−1について漸
化式(10)の計算を行う 但し、k’,(k−j+QN)’は、それぞれk(k−
j+QN)をNで,割ったときの整数剰余であり、ま
た、Ordは、低減させようとしている騒音のエンジン回
転数に対する最低次数を設定するための任意の一定の整
数である。
−カ11に対して出力する 動作2:マイク出力信号e(K) をマイク12から入力す
る 動作3:周期計測回路22から入力されたエンジン22
の回転周期にOrd/△tまたは1/(Ord・△t)を乗
じた値に最も近い整数値をNとする 動作4:j=0,1,2,・・・・,J−1について漸
化式(10)の計算を行う 但し、k’,(k−j+QN)’は、それぞれk(k−
j+QN)をNで,割ったときの整数剰余であり、ま
た、Ordは、低減させようとしている騒音のエンジン回
転数に対する最低次数を設定するための任意の一定の整
数である。
【0037】次に、複数のスピ−カ11・・・とマイク
12・・・とを用いる場合には、例えば、最急降下法に
基づき、
12・・・とを用いる場合には、例えば、最急降下法に
基づき、
【0038】
【数3】
【0039】の瞬時推定値として、
【0040】
【数4】
【0041】を用いると、評価関数
【0042】
【数5】
【0043】を最小化する第1スピ−カ出力信号ベクト
ルであるベクトルy1 の最適値は、次の漸化式(11)
を反復計算することにより求められる。
ルであるベクトルy1 の最適値は、次の漸化式(11)
を反復計算することにより求められる。
【0044】
【数6】
【0045】但し、 ylk ' :時刻kにおける第1スピ−カ入力信号 e m :第mマイク出力信号 hlmj :第1スピ−カ・第mマイク間のインパルス応答
のj△t時間後の値 L:スピ−カの個数 M:マイクの個数 J:全てのスピ−カ・マイク間のインパルス応答が有限
時間△t以内で0に収束することを示す整数値 また、 ベクトルyl =[yl 0 yl N-1 yl N-2 ・・・yl 1 ]T 時系列hlm(k) =[バ−hlm k' バ−hlm k'+1 ・・・バ−hlm N+1 バ−hlm 0 バ−hlm 1・・・バ−hlm k'-1 ]T さらに、 バ−hlm 0=hlm 0 +hlm N +・・・・hlm QN バ−hlm 1=hlm 1 +hlm N+1+・・・hlm QN+1 ・・・・ ・・・ ・・・・ ・・・・ バ−hlm j-QN-1 =hlm j-QN-1 +hlm j-(Q-1)N-1 +・・・+hlm j-1 バ−hlm j-QN =hlm j-QN +hlm j-(Q-1)N +・・・+0 ・・・・ ・・・・ ・・・・・ ・・・・・ バ−hlm N-1 =hlm N-1 +hlm 2N-1 +・・・+0 l=1,2,・・・・,L m=1,2,・・・・,M 従って、漸化式(9)は次式(12)に置き換えられ
る。
のj△t時間後の値 L:スピ−カの個数 M:マイクの個数 J:全てのスピ−カ・マイク間のインパルス応答が有限
時間△t以内で0に収束することを示す整数値 また、 ベクトルyl =[yl 0 yl N-1 yl N-2 ・・・yl 1 ]T 時系列hlm(k) =[バ−hlm k' バ−hlm k'+1 ・・・バ−hlm N+1 バ−hlm 0 バ−hlm 1・・・バ−hlm k'-1 ]T さらに、 バ−hlm 0=hlm 0 +hlm N +・・・・hlm QN バ−hlm 1=hlm 1 +hlm N+1+・・・hlm QN+1 ・・・・ ・・・ ・・・・ ・・・・ バ−hlm j-QN-1 =hlm j-QN-1 +hlm j-(Q-1)N-1 +・・・+hlm j-1 バ−hlm j-QN =hlm j-QN +hlm j-(Q-1)N +・・・+0 ・・・・ ・・・・ ・・・・・ ・・・・・ バ−hlm N-1 =hlm N-1 +hlm 2N-1 +・・・+0 l=1,2,・・・・,L m=1,2,・・・・,M 従って、漸化式(9)は次式(12)に置き換えられ
る。
【0046】
【数7】
【0047】このときプロセッサは、時刻kにおいて
は、例えば以下に示す4つの動作手順を行っている。
は、例えば以下に示す4つの動作手順を行っている。
【0048】動作11:スピ−カ入力信号y1k ' (k),
y2k ' (k),・・・・,ylk '(k )をそれぞれ第1スピ
−カ、第2スピ−カ、・・・、第Lスピ−カに対して出
力する 動作12:マイク出力信号e1(k), e2(k),・・・, eM(k)
をそれぞれ第1マイク、第2マイク、・・・・、第Mマ
イクから入力する 動作13:周期計測回路22から入力されたエンジン2
2の回転周期にOrd/△tまたは1/(Ord・ △t)を
乗じた値に最も近い整数値をNとする。 動作14:1=1、2、・・・・・Lおよびj=0,
1,2,・・・・J−1について漸化式(12)の計算
を行う また、上記の複数のスピ−カ11・・・とマイク12・
・・とを用いる場合について、
y2k ' (k),・・・・,ylk '(k )をそれぞれ第1スピ
−カ、第2スピ−カ、・・・、第Lスピ−カに対して出
力する 動作12:マイク出力信号e1(k), e2(k),・・・, eM(k)
をそれぞれ第1マイク、第2マイク、・・・・、第Mマ
イクから入力する 動作13:周期計測回路22から入力されたエンジン2
2の回転周期にOrd/△tまたは1/(Ord・ △t)を
乗じた値に最も近い整数値をNとする。 動作14:1=1、2、・・・・・Lおよびj=0,
1,2,・・・・J−1について漸化式(12)の計算
を行う また、上記の複数のスピ−カ11・・・とマイク12・
・・とを用いる場合について、
【0049】
【数8】
【0050】の瞬時推定値として、α・時系列h1k '(k)
・ek ' (k)を用いると、最急降下法に基づいて評価関数
・ek ' (k)を用いると、最急降下法に基づいて評価関数
【0051】
【数9】
【0052】を最小化する第1スピ−カ出力信号ベクト
ルであるベクトルy1 の最適値は、次の漸化式(13)
を反復計算することにより求められる。 ベクトルy1 (k+ 1)=ベクトルy1 (k) −μ・α・時系列h1k "(k)・ek "(k) ・・・・(13) 但し、k”は、kをMで割ったときの整数剰余に1を加
えた値であり、また、αは任意の定数である。この漸化
式(13)は、漸化式(11)よりも短時間で演算でき
る。
ルであるベクトルy1 の最適値は、次の漸化式(13)
を反復計算することにより求められる。 ベクトルy1 (k+ 1)=ベクトルy1 (k) −μ・α・時系列h1k "(k)・ek "(k) ・・・・(13) 但し、k”は、kをMで割ったときの整数剰余に1を加
えた値であり、また、αは任意の定数である。この漸化
式(13)は、漸化式(11)よりも短時間で演算でき
る。
【0053】従って、漸化式(9)は次式(14)に置
き換えられる。 y1(k-J+QN) '(k+1) =y1(K-j+QN) '(k)−μ・α・ek(k)・ h1k " j ・・・・・(14) このときプロセッサは、時刻においては、例えば以下に
示す4つの動作手順を行っている。
き換えられる。 y1(k-J+QN) '(k+1) =y1(K-j+QN) '(k)−μ・α・ek(k)・ h1k " j ・・・・・(14) このときプロセッサは、時刻においては、例えば以下に
示す4つの動作手順を行っている。
【0054】動作21:スピ−カ入力信号y1k '(k), y
2k '(k), ・・・・、yLk '(k )をそれぞれ第1スピ−
カ、第2スピ−カ、・・・・・、第Lスピ−カに対して
出力する。 動作22:マイク出力信号ek "(k) を第k”マイクから
入力する 動作23:周期計測回路22から入力されたエンジン2
2の回転周期にOrd/△tまたは1/(Ord・△t)を
乗じた値に最も近い整数値をNとする。 動作24:1=1、2、・・・・、Lおよびj=0、
1、2・・・・、J−1について漸化式(14)の計算
を行う。従って、上記アルゴリズムの演算は、漸化式
(9)、(11)および(13)、あるいはこれら漸化
式を単純化した漸化式(10)、(12)および(1
4)を反復計算するだけで良いので、スピ−カ入力制御
の計算時間を短縮することが可能となる。
2k '(k), ・・・・、yLk '(k )をそれぞれ第1スピ−
カ、第2スピ−カ、・・・・・、第Lスピ−カに対して
出力する。 動作22:マイク出力信号ek "(k) を第k”マイクから
入力する 動作23:周期計測回路22から入力されたエンジン2
2の回転周期にOrd/△tまたは1/(Ord・△t)を
乗じた値に最も近い整数値をNとする。 動作24:1=1、2、・・・・、Lおよびj=0、
1、2・・・・、J−1について漸化式(14)の計算
を行う。従って、上記アルゴリズムの演算は、漸化式
(9)、(11)および(13)、あるいはこれら漸化
式を単純化した漸化式(10)、(12)および(1
4)を反復計算するだけで良いので、スピ−カ入力制御
の計算時間を短縮することが可能となる。
【0055】オ−ディオとの関連 次に、図4以下を参照しつつ、低減用振動生成とオ−デ
ィオとの関連について説明する。先ず、図4において、
スピ−カ11は、前述のようにして生成された低減用振
動の出力のためと、オ−ディオソ−ス31からのオ−デ
ィオ信号A1の出力用とを兼用している。また、前述の
アンプ28(パワ−アンプで、プリアンプとメインアン
プとが別々に構成されていないもの)も、低減用振動の
出力のためと、オ−ディオソ−ス31からのオ−ディオ
信号A1の出力用とを兼用している。
ィオとの関連について説明する。先ず、図4において、
スピ−カ11は、前述のようにして生成された低減用振
動の出力のためと、オ−ディオソ−ス31からのオ−デ
ィオ信号A1の出力用とを兼用している。また、前述の
アンプ28(パワ−アンプで、プリアンプとメインアン
プとが別々に構成されていないもの)も、低減用振動の
出力のためと、オ−ディオソ−ス31からのオ−ディオ
信号A1の出力用とを兼用している。
【0056】オ−ディオ信号A1は、ミキサ回路32の
スイッチ33および加算回路34を経た後、アンプ28
の音質調整回路41、利得調整回路42を経て、スピ−
カ11より出力される。一方、制御ユニットUの制御部
20からの低減用振動を示すANC信号は、前記加算回
路34を経てオ−ディオ信号A1と合成された後、上記
音質調整回路41、利得調整回路42を経てスピ−カ1
1から出力される。なお、符号44は音質調整ダイア
ル、45は利得調整ダイアルで、乗員によりマニュアル
操作される。
スイッチ33および加算回路34を経た後、アンプ28
の音質調整回路41、利得調整回路42を経て、スピ−
カ11より出力される。一方、制御ユニットUの制御部
20からの低減用振動を示すANC信号は、前記加算回
路34を経てオ−ディオ信号A1と合成された後、上記
音質調整回路41、利得調整回路42を経てスピ−カ1
1から出力される。なお、符号44は音質調整ダイア
ル、45は利得調整ダイアルで、乗員によりマニュアル
操作される。
【0057】アンプ28は、ダイアル44あるいは45
の操作状態に応じた音質調整回路41あるいは利得調整
回路42からの信号を受けて、スピ−カ11のオ−ディ
オ操作に起因したスピ−カ11の出力状態を示す調整量
判定回路43を有する。この調整量判定回路43から
は、オ−ディオ操作に起因したスピ−カ11からの出力
変更に対応した調整量信号C2が出力される。調整量信
号C2は、前記スイッチ33、および制御部20に設け
た補正回路51に入力される。スイッチ33は、常時は
閉とされる一方、調整量信号C2が零を示すとき(オ−
ディオ信号の出力要求なしのとき)は開となってオ−デ
ィオ信号A1の加算回路34への出力を停止させる。ま
た、補正回路51は、後述するように、前述した図3に
示すステップS2の時系列hを補正する。
の操作状態に応じた音質調整回路41あるいは利得調整
回路42からの信号を受けて、スピ−カ11のオ−ディ
オ操作に起因したスピ−カ11の出力状態を示す調整量
判定回路43を有する。この調整量判定回路43から
は、オ−ディオ操作に起因したスピ−カ11からの出力
変更に対応した調整量信号C2が出力される。調整量信
号C2は、前記スイッチ33、および制御部20に設け
た補正回路51に入力される。スイッチ33は、常時は
閉とされる一方、調整量信号C2が零を示すとき(オ−
ディオ信号の出力要求なしのとき)は開となってオ−デ
ィオ信号A1の加算回路34への出力を停止させる。ま
た、補正回路51は、後述するように、前述した図3に
示すステップS2の時系列hを補正する。
【0058】補正回路51による補正の一例を図5に示
してある。この図5では、調整量信号C2から得られた
アンプ28の利得をgとしたときに、インパルス応答デ
−タh(i)をg倍するようにしてある。また、補正回
路による補正の他の例を図6に示してある。この図6で
は、インパルス応答デ−タh(i)を周波数分析するこ
とにより周波数伝達関数Hを得て(Q11)、得られた
周波数伝達関数Hに対して音質調整回路41での周波数
特性変化分Gを乗算し(Q12)、この乗算された値を
逆フ−リエ変換することにより再びインパルス応答デ−
タhに変換するようにしたものである。
してある。この図5では、調整量信号C2から得られた
アンプ28の利得をgとしたときに、インパルス応答デ
−タh(i)をg倍するようにしてある。また、補正回
路による補正の他の例を図6に示してある。この図6で
は、インパルス応答デ−タh(i)を周波数分析するこ
とにより周波数伝達関数Hを得て(Q11)、得られた
周波数伝達関数Hに対して音質調整回路41での周波数
特性変化分Gを乗算し(Q12)、この乗算された値を
逆フ−リエ変換することにより再びインパルス応答デ−
タhに変換するようにしたものである。
【0059】図7は、調整量信号C2が入力される補正
回路52によって、図3に示すステップS3のベクトル
yの最適化のための収束係数μ(式(12) 参照)を補正
するようにしたものであり、図7に示す部分以外は、図
4と同様に構成される(このことは以下の図8の場合も
同じ)。この補正回路52によって、調整量信号C2か
ら得られたアンプ28の利得をgとしたとき、収束係数
がg・μに補正される。
回路52によって、図3に示すステップS3のベクトル
yの最適化のための収束係数μ(式(12) 参照)を補正
するようにしたものであり、図7に示す部分以外は、図
4と同様に構成される(このことは以下の図8の場合も
同じ)。この補正回路52によって、調整量信号C2か
ら得られたアンプ28の利得をgとしたとき、収束係数
がg・μに補正される。
【0060】図8は、マイク12用のアンプ23の特性
を、調整量信号C2の入力を受ける補正回路53によっ
て補正するようにしたものである。この補正回路53に
よって、調整量信号C2から得られたアンプ28の利得
をgとしたとき、マイク用アンプ23の利得が「1/
g」倍に補正される。
を、調整量信号C2の入力を受ける補正回路53によっ
て補正するようにしたものである。この補正回路53に
よって、調整量信号C2から得られたアンプ28の利得
をgとしたとき、マイク用アンプ23の利得が「1/
g」倍に補正される。
【0061】以上実施例について説明したが、低減すべ
き振動としては、エンジン振動に限らず、車室内で問題
となる適宜の信号とすることができる。
き振動としては、エンジン振動に限らず、車室内で問題
となる適宜の信号とすることができる。
【図1】本発明が適用された車両を上方から見た図。
【図2】低減用振動生成のための全体制御系統図。
【図3】図2のうち低減用振動の最適化部分の構成をブ
ロック図的に示す図。
ロック図的に示す図。
【図4】オ−ディオ系統と振動低減用の制御系統との関
連を示す図。
連を示す図。
【図5】図4に示す補正回路の補正例を示す図。
【図6】図4に示す補正回路の他の補正例を示す図。
【図7】図4とは異なる別の補正回路を示す図。
【図8】図4、図7とは異なるさらに別の補正回路を示
す図。
す図。
1:自動車 2:車室 8:エンジン(振動源) 11:スピ−カ 12:マイク 23:マイク用アンプ 28:スピ−カ用アンプ 31:オ−ディオソ−ス 32:ミキサ回路 41:音質調整回路 42:音量調整回路 43:調整量判定回路 51〜53:補正回路
Claims (4)
- 【請求項1】車室内に低減用振動を出力させるためのス
ピ−カと、車室内の振動を検出するマイクと、該マイク
で検出される振動が低減されるように前記スピ−カとマ
イクとの間のインパルス応答を考慮しつつ前記低減用振
動を最適化する最適化手段と、を備えた車両用振動制御
装置において、 前記スピ−カが、オ−ディオ用のスピ−カとの兼用とし
て設定され、 前記オ−ディオの操作によって前記スピ−カからの出力
状態を変更する操作がなされたとき、前記インパルス応
答に関連した前記最適化のための制御特性を変更する特
性変更手段と、を備えていることを特徴とする車両用振
動制御装置 - 【請求項2】請求項1において、 前記最適化手段が、振動低減の対象となる振動に対応し
たリファレンス信号を時系列に変換する変換手段を備
え、 前記特性変更手段が、前記変換手段の特性を変更するも
の。 - 【請求項3】請求項1において、 前記最適化手段が、所定の収束係数に基づいて前記低減
用振動を最適化するように設定され、 前記特性変更手段が、前記収束係数を変更するもの。 - 【請求項4】前記マイクの検出信号がアンプを経由して
前記最適化手段に入力されるように設定され、 前記特性変更手段が、前記アンプの特性を変更するも
の。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09225293A JP3280462B2 (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 車両用振動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09225293A JP3280462B2 (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 車両用振動制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06282281A true JPH06282281A (ja) | 1994-10-07 |
JP3280462B2 JP3280462B2 (ja) | 2002-05-13 |
Family
ID=14049237
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP09225293A Expired - Fee Related JP3280462B2 (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 車両用振動制御装置 |
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Country | Link |
---|---|
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005012309A (ja) * | 2003-06-17 | 2005-01-13 | Honda Motor Co Ltd | 能動型振動騒音制御装置 |
JP2007145326A (ja) * | 2007-01-10 | 2007-06-14 | Honda Motor Co Ltd | 能動型振動騒音制御装置 |
JP2008221962A (ja) * | 2007-03-12 | 2008-09-25 | Honda Motor Co Ltd | 車載用能動音響制御装置 |
US7620188B2 (en) | 2003-06-17 | 2009-11-17 | Honda Motor Co., Ltd. | Cylinder responsive vibratory noise control apparatus |
US7698006B2 (en) | 2002-10-15 | 2010-04-13 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Apparatus and method for adapting audio signal according to user's preference |
JP2015111955A (ja) * | 2015-03-18 | 2015-06-18 | ソニー株式会社 | ヘッドホン、ヘッドホンのノイズ低減方法、ノイズ低減処理用プログラム |
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---|---|---|---|---|
KR100773235B1 (ko) * | 2006-10-30 | 2007-11-02 | 주식회사 현대오토넷 | 차량 스피커의 왜곡 보상 장치 |
-
1993
- 1993-03-26 JP JP09225293A patent/JP3280462B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7698006B2 (en) | 2002-10-15 | 2010-04-13 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Apparatus and method for adapting audio signal according to user's preference |
JP2005012309A (ja) * | 2003-06-17 | 2005-01-13 | Honda Motor Co Ltd | 能動型振動騒音制御装置 |
US7620188B2 (en) | 2003-06-17 | 2009-11-17 | Honda Motor Co., Ltd. | Cylinder responsive vibratory noise control apparatus |
US8160266B2 (en) | 2003-06-17 | 2012-04-17 | Honda Motor Co. Ltd. | Active vibratory noise control apparatus matching characteristics of audio devices |
JP2007145326A (ja) * | 2007-01-10 | 2007-06-14 | Honda Motor Co Ltd | 能動型振動騒音制御装置 |
JP2008221962A (ja) * | 2007-03-12 | 2008-09-25 | Honda Motor Co Ltd | 車載用能動音響制御装置 |
JP2015111955A (ja) * | 2015-03-18 | 2015-06-18 | ソニー株式会社 | ヘッドホン、ヘッドホンのノイズ低減方法、ノイズ低減処理用プログラム |
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