JPH0643881A - 能動型騒音制御装置 - Google Patents
能動型騒音制御装置Info
- Publication number
- JPH0643881A JPH0643881A JP3123733A JP12373391A JPH0643881A JP H0643881 A JPH0643881 A JP H0643881A JP 3123733 A JP3123733 A JP 3123733A JP 12373391 A JP12373391 A JP 12373391A JP H0643881 A JPH0643881 A JP H0643881A
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- JP
- Japan
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- noise
- signal
- noise generation
- control
- generation state
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- Pending
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- Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 互いに相関関係のない複数個の騒音源に基づ
く騒音を効率的に制御可能とする。 【構成】 騒音に干渉させる制御音を発生して評価点の
騒音低減を図る制御音原と、前記干渉後の所定位置の残
留騒音を検出する手段と、互いに相関関係のない複数個
の騒音源の騒音発生状態に関する信号を検出する手段
と、前記検出した各騒音発生状態に関する信号の入力タ
イミングを前記騒音発生状態検出手段による各騒音発生
状態検出点から前記評価点までの各伝達関数の内、最も
遠い両点間の伝達関数を基準に各騒音の評価点までの伝
達遅れに応じて調整する手段と、調整した各騒音発生状
態に関する信号を線形和により合成する手段と、前記残
留騒音検出手段の出力信号と合成手段の出力信号とに基
づいて前記制御音源を駆動する信号を出力する制御手段
とを備えたことを特徴とする。
く騒音を効率的に制御可能とする。 【構成】 騒音に干渉させる制御音を発生して評価点の
騒音低減を図る制御音原と、前記干渉後の所定位置の残
留騒音を検出する手段と、互いに相関関係のない複数個
の騒音源の騒音発生状態に関する信号を検出する手段
と、前記検出した各騒音発生状態に関する信号の入力タ
イミングを前記騒音発生状態検出手段による各騒音発生
状態検出点から前記評価点までの各伝達関数の内、最も
遠い両点間の伝達関数を基準に各騒音の評価点までの伝
達遅れに応じて調整する手段と、調整した各騒音発生状
態に関する信号を線形和により合成する手段と、前記残
留騒音検出手段の出力信号と合成手段の出力信号とに基
づいて前記制御音源を駆動する信号を出力する制御手段
とを備えたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は自動車の車室や航空機
の客室などの騒音を能動的に低減する能動型騒音制御装
置に関する。
の客室などの騒音を能動的に低減する能動型騒音制御装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の能動型騒音制御装置とし
ては、例えば英国公開特許公報第２１４９６１４号記載
の図３に示すようなものがある。
ては、例えば英国公開特許公報第２１４９６１４号記載
の図３に示すようなものがある。
【０００３】この従来装置は航空機の客室やこれに類す
る閉空間に適用されるもので、閉空間１０１内にラウド
スピーカ１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃおよびマイクロ
ホン１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄを備えて
おり、ラウドスピーカ１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃに
よって騒音に干渉させる制御音を発生し、マイクロホン
１０５ｓ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄによって残差
信号（残留騒音）を測定するようになっている。これら
ラウドスピーカ１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ、マイク
ロホン１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄは信号
処理機１０７に接続されており、信号処理機１０７は基
本周波数測定手段によって測定した騒音源の基本周波数
とマンクロホン１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５
ｄからの入力信号とを受けとり、閉空間１０１内の音圧
レベルを最小にするようにラウドスピーカ１０３ａ，１
０３ｂ，１０３ｃに騒音信号を出力するものである。
る閉空間に適用されるもので、閉空間１０１内にラウド
スピーカ１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃおよびマイクロ
ホン１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄを備えて
おり、ラウドスピーカ１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃに
よって騒音に干渉させる制御音を発生し、マイクロホン
１０５ｓ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄによって残差
信号（残留騒音）を測定するようになっている。これら
ラウドスピーカ１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ、マイク
ロホン１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄは信号
処理機１０７に接続されており、信号処理機１０７は基
本周波数測定手段によって測定した騒音源の基本周波数
とマンクロホン１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５
ｄからの入力信号とを受けとり、閉空間１０１内の音圧
レベルを最小にするようにラウドスピーカ１０３ａ，１
０３ｂ，１０３ｃに騒音信号を出力するものである。
【０００４】ここで閉空間１０１内には、３個のラウド
スピーカ１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃと４個のマイク
ロホン１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄが設け
られているが、説明を単純化するため、それぞれ０１３
ａ，１０５ａの一個ずつ設けられているものとする。今
騒音源からマイクロホン１０５ａまでの伝達関数をＨと
し、ラウドスピーカ１０３ａからマイクロホン１０５ａ
までの伝達関数をＣとし、騒音源が発生する音源情報信
号をＸp とすると、マイクロホン１０５ａで観測される
残差信号Ｅは、 Ｅ＝Ｘp ・Ｈ＋Ｘp ・Ｇ・Ｃ となる。ここでＧは、消音するために必要な伝達関数で
ある。消音対象点において、騒音が完全に打ち消されて
とき、Ｅ＝０となる。このときＧは、 Ｇ＝−Ｈ／Ｃ となる。通常、この演算は、高速フーリエ変換を用い
て、周波数領域で実行され、その結果を逆フーリエ変換
することによって、インパルス応答を求め、信号処理機
１０７にフィルター係数としてセットする。このフィル
ター係数は、マイク検出信号Ｅが最小となるＧを求め、
このＧに基づいて信号処理機１０７内のフィルター係数
を適応的に更新するようにしている。マイク検出信号Ｅ
を最小にするようフィルター係数を求める手段として、
最急降下法の一種であるＬＭＳアルゴリズム（Ｌｅａｓ
ｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）などがある。
スピーカ１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃと４個のマイク
ロホン１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄが設け
られているが、説明を単純化するため、それぞれ０１３
ａ，１０５ａの一個ずつ設けられているものとする。今
騒音源からマイクロホン１０５ａまでの伝達関数をＨと
し、ラウドスピーカ１０３ａからマイクロホン１０５ａ
までの伝達関数をＣとし、騒音源が発生する音源情報信
号をＸp とすると、マイクロホン１０５ａで観測される
残差信号Ｅは、 Ｅ＝Ｘp ・Ｈ＋Ｘp ・Ｇ・Ｃ となる。ここでＧは、消音するために必要な伝達関数で
ある。消音対象点において、騒音が完全に打ち消されて
とき、Ｅ＝０となる。このときＧは、 Ｇ＝−Ｈ／Ｃ となる。通常、この演算は、高速フーリエ変換を用い
て、周波数領域で実行され、その結果を逆フーリエ変換
することによって、インパルス応答を求め、信号処理機
１０７にフィルター係数としてセットする。このフィル
ター係数は、マイク検出信号Ｅが最小となるＧを求め、
このＧに基づいて信号処理機１０７内のフィルター係数
を適応的に更新するようにしている。マイク検出信号Ｅ
を最小にするようフィルター係数を求める手段として、
最急降下法の一種であるＬＭＳアルゴリズム（Ｌｅａｓ
ｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）などがある。
【０００５】また図３のように、マイクロホンが複数設
置されている場合には、各マイクロホン１０５ａ，１０
５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄで検出した信号の総和が最小
となるように制御されるものである。
置されている場合には、各マイクロホン１０５ａ，１０
５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄで検出した信号の総和が最小
となるように制御されるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来装置は単一の騒音源、例えばエンジンから発生される
騒音を低減する構成であるため、互いに相関関係のない
複数の騒音源から騒音が伝達される場合には、適切な騒
音低減ができなくなる虞があった。例えば車両では、風
切り音、ロードノイズ、排気の気流音などランダムな性
質の騒音が多く、走行中に不快な音を発生するという問
題があり、これらすべての騒音源からの検出信号を単に
加算し、一つの基準信号とすると、以下のような問題が
発生する。
来装置は単一の騒音源、例えばエンジンから発生される
騒音を低減する構成であるため、互いに相関関係のない
複数の騒音源から騒音が伝達される場合には、適切な騒
音低減ができなくなる虞があった。例えば車両では、風
切り音、ロードノイズ、排気の気流音などランダムな性
質の騒音が多く、走行中に不快な音を発生するという問
題があり、これらすべての騒音源からの検出信号を単に
加算し、一つの基準信号とすると、以下のような問題が
発生する。
【０００７】すなわちランダム成分として図４で示すよ
うに、前後のサスペンションの振動を検出し、同時に一
つの適応フィルタに入力した場合を考える。これらの騒
音が車室内の前後席の騒音低減を図るべき評価点１１１
ａ、１１１ｂに到達するまでの時間はそれぞれ異なり、
タイミングがずれている。図４では、Ａ1 ，Ａ2 ，
Ｂ1 ，Ｂ2 を経路の伝達時間としており、前席での評価
点１１１ａにおいてはＡ1＜Ｂ1 となって前側サスペン
ションに起因する騒音が早く到達し、後席の評価点１１
１ｂでは、Ａ2 ＞Ｂ2 となっている。したがって、両振
動検出信号がそのままのタイミングで適応フィルタに入
力されると、前後サスペンションに起因する両騒音を同
時に効率よく減衰させることが適切にできないばかり
か、一方を適切に制御することさえも困難となる虞があ
る。
うに、前後のサスペンションの振動を検出し、同時に一
つの適応フィルタに入力した場合を考える。これらの騒
音が車室内の前後席の騒音低減を図るべき評価点１１１
ａ、１１１ｂに到達するまでの時間はそれぞれ異なり、
タイミングがずれている。図４では、Ａ1 ，Ａ2 ，
Ｂ1 ，Ｂ2 を経路の伝達時間としており、前席での評価
点１１１ａにおいてはＡ1＜Ｂ1 となって前側サスペン
ションに起因する騒音が早く到達し、後席の評価点１１
１ｂでは、Ａ2 ＞Ｂ2 となっている。したがって、両振
動検出信号がそのままのタイミングで適応フィルタに入
力されると、前後サスペンションに起因する両騒音を同
時に効率よく減衰させることが適切にできないばかり
か、一方を適切に制御することさえも困難となる虞があ
る。
【０００８】また、複数の騒音源に対して前記従来装置
を複数台並列に搭載し、それぞれを独立に駆動させるこ
とも考えられるが、基準信号の入力がｎ倍のチャンネル
数になると計算量が約２ｎ倍となって計算量が著しく増
大すると共に、大規模な制御装置になってしまうという
問題を招く虞がある。
を複数台並列に搭載し、それぞれを独立に駆動させるこ
とも考えられるが、基準信号の入力がｎ倍のチャンネル
数になると計算量が約２ｎ倍となって計算量が著しく増
大すると共に、大規模な制御装置になってしまうという
問題を招く虞がある。
【０００９】そこで、この発明は、互いに相関関係のな
い複数の騒音源からの騒音を効率よく減衰させることが
でき、しかも小型で演算時間を短くすることが可能な能
動型騒音制御装置の提供を目的とする。
い複数の騒音源からの騒音を効率よく減衰させることが
でき、しかも小型で演算時間を短くすることが可能な能
動型騒音制御装置の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は、騒音に干渉させる制御音を発生して評
価点の騒音低減を図る制御音原と、前記干渉後の所定位
置の残留騒音を検出する手段と、互いに相関関係のない
複数個の騒音源の騒音発生状態に関する信号を検出する
手段と、前記検出した各騒音発生状態に関する信号の入
力タイミングを前記騒音発生状態検出手段による各騒音
発生状態検出点から前記評価点までの各伝達関数の内、
最も遠い両点間の伝達関数を基準に各騒音の評価点まで
の伝達遅れに応じて調整する手段と、調整した各騒音発
生状態に関する信号を線形和により合成する手段と、前
記残留騒音検出手段の出力信号と合成手段の出力信号と
に基づいて前記制御音源を駆動する信号を出力する制御
手段とを備えたことを特徴とする。
に、この発明は、騒音に干渉させる制御音を発生して評
価点の騒音低減を図る制御音原と、前記干渉後の所定位
置の残留騒音を検出する手段と、互いに相関関係のない
複数個の騒音源の騒音発生状態に関する信号を検出する
手段と、前記検出した各騒音発生状態に関する信号の入
力タイミングを前記騒音発生状態検出手段による各騒音
発生状態検出点から前記評価点までの各伝達関数の内、
最も遠い両点間の伝達関数を基準に各騒音の評価点まで
の伝達遅れに応じて調整する手段と、調整した各騒音発
生状態に関する信号を線形和により合成する手段と、前
記残留騒音検出手段の出力信号と合成手段の出力信号と
に基づいて前記制御音源を駆動する信号を出力する制御
手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
【作用】制御手段は残留騒音検出手段の出力信号と合成
手段の出力信号とに基づき、制御音源を駆動する信号を
出力する。これによって、制御音源は騒音に干渉させる
制御音を発生して評価点の騒音低減を図ることができ
る。この場合、騒音発生状態検出手段は、互いに相関関
係のない複数個の騒音源の騒音発生状態に関する信号を
それぞれ検出して出力しているが、調整手段が騒音発生
状態検出点から評価点までの各伝達関数のうち、最も遠
い両点間の伝達関数を基準に各検出した騒音発生状態に
関する信号の入力タイミングを調整し、合成手段が調整
した各騒音発生状態に関する信号の線形和を騒音発生状
態に関する信号として合成するから、複数の騒音源から
の騒音を効率よく減衰させることが可能となる。
手段の出力信号とに基づき、制御音源を駆動する信号を
出力する。これによって、制御音源は騒音に干渉させる
制御音を発生して評価点の騒音低減を図ることができ
る。この場合、騒音発生状態検出手段は、互いに相関関
係のない複数個の騒音源の騒音発生状態に関する信号を
それぞれ検出して出力しているが、調整手段が騒音発生
状態検出点から評価点までの各伝達関数のうち、最も遠
い両点間の伝達関数を基準に各検出した騒音発生状態に
関する信号の入力タイミングを調整し、合成手段が調整
した各騒音発生状態に関する信号の線形和を騒音発生状
態に関する信号として合成するから、複数の騒音源から
の騒音を効率よく減衰させることが可能となる。
【００１２】
【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。なお、
説明は車室内空間を例として行なう。
説明は車室内空間を例として行なう。
【００１３】図１はこの発明の一実施例に係る能動型騒
音制御装置のブロック図を示すもので、閉空間である車
室１内に制御音源としてのラウドスピーカ３、残留騒音
検出手段としてのマイクロホン５を備え、それぞれ制御
手段としてのコントローラ７に接続されている。
音制御装置のブロック図を示すもので、閉空間である車
室１内に制御音源としてのラウドスピーカ３、残留騒音
検出手段としてのマイクロホン５を備え、それぞれ制御
手段としてのコントローラ７に接続されている。
【００１４】なお、ラウドスピーカ３およびマイクロホ
ン５は説明簡単のために各１個のみ設けられているもの
としているが、例えばこれらを複数とし、ラウドスピー
カは車両の前席および後席に対応する左右ドア部にそれ
ぞれ配置し、また、マイクロホンは各座席のヘッドレス
ト位置にそれぞれ設ける構成にすることもできる。
ン５は説明簡単のために各１個のみ設けられているもの
としているが、例えばこれらを複数とし、ラウドスピー
カは車両の前席および後席に対応する左右ドア部にそれ
ぞれ配置し、また、マイクロホンは各座席のヘッドレス
ト位置にそれぞれ設ける構成にすることもできる。
【００１５】前記コントローラ７は適応ディジタルフィ
ルタ９と、適応制御器１１とを備え、前記マイクロホン
５は前記適応制御器１１に接続され、前記ラウドスピー
カ３はアンプ１３を介して前記適応ディジタルフィルタ
９に接続されている。適応ディジタルフィルタ９のフィ
ルター係数は適応制御器１１によって適応的に書き替え
られるようになっている。
ルタ９と、適応制御器１１とを備え、前記マイクロホン
５は前記適応制御器１１に接続され、前記ラウドスピー
カ３はアンプ１３を介して前記適応ディジタルフィルタ
９に接続されている。適応ディジタルフィルタ９のフィ
ルター係数は適応制御器１１によって適応的に書き替え
られるようになっている。
【００１６】車室１内の騒音は、例えば風切り音やサス
ペンションから伝わるロードノイズとなっており、騒音
発生状態検出手段としては、例えば風切り音を検出する
第１風音検出マイク１５および第２風音検出マイク１
７、ロードノイズを検出する第１振動センサ１９、第２
振動センサ２１、第３振動センサ２３、第４振動センサ
２５が用いられ、検出した互いに相関関係のない騒音発
生状態に関する各信号ｘ1 ，ｘ2 ，ｘ3 ，ｘ4 ，ｘ5 ，
ｘ6 は各ディジタルフィルタ２７，２９，３１，３３，
３５，３７にそれぞれ入力されるようになっている。
ペンションから伝わるロードノイズとなっており、騒音
発生状態検出手段としては、例えば風切り音を検出する
第１風音検出マイク１５および第２風音検出マイク１
７、ロードノイズを検出する第１振動センサ１９、第２
振動センサ２１、第３振動センサ２３、第４振動センサ
２５が用いられ、検出した互いに相関関係のない騒音発
生状態に関する各信号ｘ1 ，ｘ2 ，ｘ3 ，ｘ4 ，ｘ5 ，
ｘ6 は各ディジタルフィルタ２７，２９，３１，３３，
３５，３７にそれぞれ入力されるようになっている。
【００１７】これら各ディジタルフィルタ２７、２９，
３１，３３，３５，３７は騒音発生状態検出手段（１
５，１７，１９，２１，２３，２５）による各騒音発生
状態検出点から、騒音低減を図る評価点としての残留騒
音検出手段（５）による検出点までの各伝達関数のう
ち、最も遠い両検出点間の伝達関数を基準に各検出した
騒音発生状態に関する信号ｘ1 〜ｘ6 の入力タイミング
を調整する手段を構成している。
３１，３３，３５，３７は騒音発生状態検出手段（１
５，１７，１９，２１，２３，２５）による各騒音発生
状態検出点から、騒音低減を図る評価点としての残留騒
音検出手段（５）による検出点までの各伝達関数のう
ち、最も遠い両検出点間の伝達関数を基準に各検出した
騒音発生状態に関する信号ｘ1 〜ｘ6 の入力タイミング
を調整する手段を構成している。
【００１８】各ディジタルフィルタ２７，２９，３１，
３３，３５，３７の出力は、合成手段としての加算器３
９に入力され、調整した各騒音発生状態に関する信号を
線形和により合成して基準信号ｘP とし、コントローラ
７の適応ディジタルフィルタ９に入力するようになって
いる。
３３，３５，３７の出力は、合成手段としての加算器３
９に入力され、調整した各騒音発生状態に関する信号を
線形和により合成して基準信号ｘP とし、コントローラ
７の適応ディジタルフィルタ９に入力するようになって
いる。
【００１９】前記第１風音検出マイク１５，第２風音検
出マイク１７、第１振動センサ１９、第２振動センサ２
１、第３振動センサ２３および第４振動センサ２５の配
置は図２のようになっている。すなわち、第１風音検出
マイク１５と第２風音検出マイク１７とは左右のドアミ
ラー４１，４３の近傍に設けられ、走行中の風切り音を
検出するようになっている。また、第１振動センサ１
９，第２振動センサ２１は前輪サスペンション４５に取
り付けられ、路面から車輪を通じて車体へ伝わる振動を
検出するようになっている。第３振動センサ２３、第４
振動センサ２５は後輪サスペンション４７に取り付けら
れ、路面から車輪を介して車体へ伝わる振動を検出する
ようになっている。
出マイク１７、第１振動センサ１９、第２振動センサ２
１、第３振動センサ２３および第４振動センサ２５の配
置は図２のようになっている。すなわち、第１風音検出
マイク１５と第２風音検出マイク１７とは左右のドアミ
ラー４１，４３の近傍に設けられ、走行中の風切り音を
検出するようになっている。また、第１振動センサ１
９，第２振動センサ２１は前輪サスペンション４５に取
り付けられ、路面から車輪を通じて車体へ伝わる振動を
検出するようになっている。第３振動センサ２３、第４
振動センサ２５は後輪サスペンション４７に取り付けら
れ、路面から車輪を介して車体へ伝わる振動を検出する
ようになっている。
【００２０】次に作用を説明する。
【００２１】この発明実施例の能動型騒音制御装置は、
騒音源の騒音発生状態に関する検出信号ｘ1 〜ｘ6 を合
成して信号ｘp とし、これをコントローラ７へ入力す
る。コントローラ７は、騒音制御用の駆動信号ｙを生成
してラウドスピーカ３を駆動する。ラウドスピーカ３よ
り車室１内に放出された制御音はサスペンションなどか
ら車室１内へ伝達される騒音と逆位相となって重なり合
い、その結果として残留する音圧成分が残留騒音ｅとし
てマイクロホン５で検出され、コントローラ７へ送られ
る。そしてこの残留騒音であるノイズ信号ｅが低減する
ようにコントローラ７は制御を繰り返すものである。
騒音源の騒音発生状態に関する検出信号ｘ1 〜ｘ6 を合
成して信号ｘp とし、これをコントローラ７へ入力す
る。コントローラ７は、騒音制御用の駆動信号ｙを生成
してラウドスピーカ３を駆動する。ラウドスピーカ３よ
り車室１内に放出された制御音はサスペンションなどか
ら車室１内へ伝達される騒音と逆位相となって重なり合
い、その結果として残留する音圧成分が残留騒音ｅとし
てマイクロホン５で検出され、コントローラ７へ送られ
る。そしてこの残留騒音であるノイズ信号ｅが低減する
ようにコントローラ７は制御を繰り返すものである。
【００２２】そこでまず、コントローラ７に入力される
合成信号ｘp の作成について述べる。
合成信号ｘp の作成について述べる。
【００２３】車両を走行状態にすると左右のドアミラー
４１，４３近傍などにおいて風切り音が発生し、これに
よって第１風音検出マイク１５および第２風音検出マイ
ク１７から、風切り音に応じた検出信号ｘ1 ，ｘ2 がデ
ィジタルフィルター２７，２９へそれぞれ入力される。
また、路面に凹凸があるときなどにはサスペンション部
材が振動し、これにより第１振動センサ１９、第２振動
センサ２１、第３振動センサ２３、第４振動センサ２５
から、サスペンョン部材への振動に応じたロードノイズ
検出信号ｘ3 ，ｘ4 ，ｘ5 ，ｘ6 が出力され、それぞれ
ディジタルフィルタ３１，３３，３５，３７へ入力され
る。
４１，４３近傍などにおいて風切り音が発生し、これに
よって第１風音検出マイク１５および第２風音検出マイ
ク１７から、風切り音に応じた検出信号ｘ1 ，ｘ2 がデ
ィジタルフィルター２７，２９へそれぞれ入力される。
また、路面に凹凸があるときなどにはサスペンション部
材が振動し、これにより第１振動センサ１９、第２振動
センサ２１、第３振動センサ２３、第４振動センサ２５
から、サスペンョン部材への振動に応じたロードノイズ
検出信号ｘ3 ，ｘ4 ，ｘ5 ，ｘ6 が出力され、それぞれ
ディジタルフィルタ３１，３３，３５，３７へ入力され
る。
【００２４】各ディジタルフィルタ２７〜３７では Ｘr （Ｚ）＝｛Ｘi （Ｚ）・Ｈ0 （Ｚ）／Ｈi （Ｚ）｝・Ｚ-m …(1) の演算が行なわれる。
【００２５】ここでＸr （Ｚ）は、各ディジタルフィル
タの出力であり、Ｚ変換で表している。また、Ｘ
i （Ｚ）は入力信号をＺ変換したものであり、Ｈ
i （Ｚ）は、検出マイク１５，１７、センサ１９，２
１，２３，２５からマイクロホン５までの各伝達関数を
示すもので、それぞれ
タの出力であり、Ｚ変換で表している。また、Ｘ
i （Ｚ）は入力信号をＺ変換したものであり、Ｈ
i （Ｚ）は、検出マイク１５，１７、センサ１９，２
１，２３，２５からマイクロホン５までの各伝達関数を
示すもので、それぞれ
【００２６】
【数１】
【００２７】で示される。Ｚ-mは遅延量であり、騒音発
生状態検出点から残留騒音検出点までの各騒音経路の
内、最短経路の伝達時間と演算に要する時間又はサンプ
リング間隔の和よりも小さくすると良い。このようにす
ることによってすべての制御信号が生成でき、確実に騒
音低減が図れるというメリットがある。なお、（２），
（３）式においてｋはサンプリング回数である。したが
って、各ディジタルフィルタ２７，２９，３１，３３，
３５，３７で（１）式を演算することにより、最大の伝
達関数Ｈ0 （Ｚ）を基準に各検出した騒音発生状態に関
する信号Ｘi （Ｚ）の適応ディジタルフィルタ９への入
力タイミングを騒音伝達時間の遅れに応じて調整するこ
とになる。そして、この演算は（３）式から明らかなよ
うに、伝達関数Ｈi （Ｚ）がインパルス応答ｈi （ｎ
Ｔ）をＺ変換したものであるから、伝達関数Ｈi 、Ｈ0
を予め周波数領域で測定し、その比を取った後に、逆フ
ーリエ変換してインパルス応答を求め、これをＺ変換す
れば良いことになる。
生状態検出点から残留騒音検出点までの各騒音経路の
内、最短経路の伝達時間と演算に要する時間又はサンプ
リング間隔の和よりも小さくすると良い。このようにす
ることによってすべての制御信号が生成でき、確実に騒
音低減が図れるというメリットがある。なお、（２），
（３）式においてｋはサンプリング回数である。したが
って、各ディジタルフィルタ２７，２９，３１，３３，
３５，３７で（１）式を演算することにより、最大の伝
達関数Ｈ0 （Ｚ）を基準に各検出した騒音発生状態に関
する信号Ｘi （Ｚ）の適応ディジタルフィルタ９への入
力タイミングを騒音伝達時間の遅れに応じて調整するこ
とになる。そして、この演算は（３）式から明らかなよ
うに、伝達関数Ｈi （Ｚ）がインパルス応答ｈi （ｎ
Ｔ）をＺ変換したものであるから、伝達関数Ｈi 、Ｈ0
を予め周波数領域で測定し、その比を取った後に、逆フ
ーリエ変換してインパルス応答を求め、これをＺ変換す
れば良いことになる。
【００２８】さらに、遅延量Ｚ-mについては遅延器を用
いて単に全体を時間軸上でシフトしてやれば良いことに
なる。
いて単に全体を時間軸上でシフトしてやれば良いことに
なる。
【００２９】そして、加算器３９において
【００３０】
【数２】
【００３１】の演算を行ない、線形和によりＸr （Ｚ）
を合成し、基準信号Ｘ（Ｚ）とするものである。なお、
Ｒはディジタルフィルタの個数である。
を合成し、基準信号Ｘ（Ｚ）とするものである。なお、
Ｒはディジタルフィルタの個数である。
【００３２】この基準信号Ｘ（Ｚ）は逆Ｚ変換されて基
準信号ｘp となり、コントローラ７の適応ディジタルフ
ィルタ９へ単一の基準信号として入力されることにな
る。
準信号ｘp となり、コントローラ７の適応ディジタルフ
ィルタ９へ単一の基準信号として入力されることにな
る。
【００３３】このように各ディジタルフィルタ２７，２
９，３１，３３，３５，３７および加算器３９を用いる
ことにより、検出信号ｘ1 〜ｘ6 の適応ディジタルフィ
ルタ９へのタイミングを調整して単一の基準信号ｘp と
するので、コントローラ７の制御においてすべての信号
成分に対して効率よく制御を行なわせることができるの
である。
９，３１，３３，３５，３７および加算器３９を用いる
ことにより、検出信号ｘ1 〜ｘ6 の適応ディジタルフィ
ルタ９へのタイミングを調整して単一の基準信号ｘp と
するので、コントローラ７の制御においてすべての信号
成分に対して効率よく制御を行なわせることができるの
である。
【００３４】したがって、コントローラ７の小型化を図
ると共に演算時間の短縮化を図ることができ、車両の走
行状態によって逐次変化する信号に対しても十分な応答
性を有するものとなる。
ると共に演算時間の短縮化を図ることができ、車両の走
行状態によって逐次変化する信号に対しても十分な応答
性を有するものとなる。
【００３５】なお、基準信号ｘp の数は必ずしも単一に
する必要はなく、検出信号の数よりも少なければ、すべ
ての検出信号に応じた複数の基準信号を作成する場合に
比べて、コントローラ７を小型化することができ、計算
時間も短縮化することができるものである。
する必要はなく、検出信号の数よりも少なければ、すべ
ての検出信号に応じた複数の基準信号を作成する場合に
比べて、コントローラ７を小型化することができ、計算
時間も短縮化することができるものである。
【００３６】ついで、基準信号ｘp は適応ディジタルフ
ィルタ９においてフィルタリングされて駆動信号ｙとし
て出力され、アンプ１３を介してラウドスピーカ３に供
給される。そして、ノイズ信号ｅは適応制御器１１に入
力され、ノイズ信号ｅの２乗和が最小となるように適応
ディジタルフィルタ９のフィルター係数を更新する信号
ｓを出力するものである。この適応制御器１１で行なわ
れる計算は、例えば最急降下法の一種であるＬＭＳアル
ゴリズムが用いられる。
ィルタ９においてフィルタリングされて駆動信号ｙとし
て出力され、アンプ１３を介してラウドスピーカ３に供
給される。そして、ノイズ信号ｅは適応制御器１１に入
力され、ノイズ信号ｅの２乗和が最小となるように適応
ディジタルフィルタ９のフィルター係数を更新する信号
ｓを出力するものである。この適応制御器１１で行なわ
れる計算は、例えば最急降下法の一種であるＬＭＳアル
ゴリズムが用いられる。
【００３７】ここで、その制御方法を一般的に説明す
る。
る。
【００３８】いま、マイクロホンおよびラウドスピーカ
共に複数設けられているものとし、ｌ番めのマンクロホ
ンが検出したノイズ信号をｅl （ｎ）、ラウドスピーカ
からの制御音が無いときのｌ番めのマイクロホンが検出
したノイズ信号をｅpl（ｎ）、ｍ番めのラウドスピーカ
とｌ番めの評価点との間の伝達関数ＦＩＲ（有限インパ
ルス応答）関数のｊ番め（ｊ＝０，１，２，…，Ｉc −
１）の項をディジタルフィルタで表したときのフィルタ
係数をＣlmj ，基準信号すなわち音源情報信号をｘ
p （ｎ）、基準信号ｘp （ｎ）を入力しｍ番めのラウド
スピーカを駆動する適応フィルタのｉ番め（ｉ＝０，
１，２，…，Ｉk −１）の係数をＷmiとすると、
共に複数設けられているものとし、ｌ番めのマンクロホ
ンが検出したノイズ信号をｅl （ｎ）、ラウドスピーカ
からの制御音が無いときのｌ番めのマイクロホンが検出
したノイズ信号をｅpl（ｎ）、ｍ番めのラウドスピーカ
とｌ番めの評価点との間の伝達関数ＦＩＲ（有限インパ
ルス応答）関数のｊ番め（ｊ＝０，１，２，…，Ｉc −
１）の項をディジタルフィルタで表したときのフィルタ
係数をＣlmj ，基準信号すなわち音源情報信号をｘ
p （ｎ）、基準信号ｘp （ｎ）を入力しｍ番めのラウド
スピーカを駆動する適応フィルタのｉ番め（ｉ＝０，
１，２，…，Ｉk −１）の係数をＷmiとすると、
【００３９】
【数３】
【００４０】が成立する。ここで、（ｎ）が付く項は、
いずれもサンプリング時刻ｎのサンプル値であり、ま
た、Ｌはマイクロホンの数、Ｍはラウドスピーカの数、
ICはＦＩＲディジタルフィルタで表現された伝達関数Ｃ
lmのタップ数（フィルタ次数）、IKは適応フィルタのタ
ップ数（フィルタ次数）である。
いずれもサンプリング時刻ｎのサンプル値であり、ま
た、Ｌはマイクロホンの数、Ｍはラウドスピーカの数、
ICはＦＩＲディジタルフィルタで表現された伝達関数Ｃ
lmのタップ数（フィルタ次数）、IKは適応フィルタのタ
ップ数（フィルタ次数）である。
【００４１】上式（１）中、右辺の「Σ Ｗmi・ｘ
p （ｎ−ｊ−ｉ）」（＝ｙm ）の項は適応フィルタにお
ける出力チャンネル毎のフィルタ（係数Ｗm ）に信号ｘ
p を入力したときの出力を表し、「Σ Ｃlmj ・｛Σ
Ｗmi・（ｎ−ｊ−ｉ）｝」の項はｍ番めのスピーカに入
力された信号エネルギが該スピーカから音響エネルギと
して出力され、車室内の伝達関数Ｃlmを経てｌ番めのマ
イクロホンに到達したときの信号を表し、さらに「Σ
Σ Ｃlmj ・｛Σ Ｗmi・ｗp （ｎ−ｊ−ｉ）｝」の右
辺全体は、ｌ番目のマイクロホンへの到達信号を全スピ
ーカについて足し合わせているから、ｌ番めの評価点に
到達する制御音（二次音）の総和を表す。
p （ｎ−ｊ−ｉ）」（＝ｙm ）の項は適応フィルタにお
ける出力チャンネル毎のフィルタ（係数Ｗm ）に信号ｘ
p を入力したときの出力を表し、「Σ Ｃlmj ・｛Σ
Ｗmi・（ｎ−ｊ−ｉ）｝」の項はｍ番めのスピーカに入
力された信号エネルギが該スピーカから音響エネルギと
して出力され、車室内の伝達関数Ｃlmを経てｌ番めのマ
イクロホンに到達したときの信号を表し、さらに「Σ
Σ Ｃlmj ・｛Σ Ｗmi・ｗp （ｎ−ｊ−ｉ）｝」の右
辺全体は、ｌ番目のマイクロホンへの到達信号を全スピ
ーカについて足し合わせているから、ｌ番めの評価点に
到達する制御音（二次音）の総和を表す。
【００４２】次いで、評価関数（最小にすべき変数）Ｊ
ｅを、
ｅを、
【００４３】
【数４】
【００４４】とおく。
【００４５】そして、評価関数Ｊｅを最小にするフィル
タ係数Ｗm を求めるために、本実施例ではＬＭＳアルゴ
リズムを採用する。つまり、評価関数Ｊｅを各フィルタ
係数Ｗmiについて偏微分した値で当該フィルタ係数Ｗmi
を更新する。
タ係数Ｗm を求めるために、本実施例ではＬＭＳアルゴ
リズムを採用する。つまり、評価関数Ｊｅを各フィルタ
係数Ｗmiについて偏微分した値で当該フィルタ係数Ｗmi
を更新する。
【００４６】そこで、（６）式より
【００４７】
【数５】
【００４８】となるが、（１）式より
【００４９】
【数６】
【００５０】となるから、この（８）式の右辺をｒ
lm（ｎ−ｉ）とおけば、フィルター係数の書き替え式は
以下（９）式により得られる。
lm（ｎ−ｉ）とおけば、フィルター係数の書き替え式は
以下（９）式により得られる。
【００５１】
【数７】
【００５２】ここで、αは収束係数であり、フィルタが
最適に収束する速度や、その際の安定性に関与する。
最適に収束する速度や、その際の安定性に関与する。
【００５３】したがって、このような制御を行なうこと
により、車室１内の騒音を低減することができるのであ
る。
により、車室１内の騒音を低減することができるのであ
る。
【００５４】なお、この発明は上記実施例に限定される
ものではない。例えば、騒音低減を図る評価点と、マイ
クロホン位置とは空間的に離れたものであっても所定比
に基づいて評価点の残留騒音を推定し、制御を行なわせ
ることもできる。また、この発明の制御装置は振動制御
などに応用することもできる。
ものではない。例えば、騒音低減を図る評価点と、マイ
クロホン位置とは空間的に離れたものであっても所定比
に基づいて評価点の残留騒音を推定し、制御を行なわせ
ることもできる。また、この発明の制御装置は振動制御
などに応用することもできる。
【００５５】
【発明の効果】以上より明らかなように、この発明の構
成によれば、互いに相関関係のない複数個の騒音源の騒
音発生状態に関する検出信号の入力タイミングを各騒音
の評価点までの伝達遅れに応じて調整し、これを合成し
た基準信号として生成することができ、効率の良い騒音
制御を行なわせることができる。しかも、装置の小型化
が図れ、また計算時間が短くなり走行状態の変化などに
迅速に対応することができるものである。
成によれば、互いに相関関係のない複数個の騒音源の騒
音発生状態に関する検出信号の入力タイミングを各騒音
の評価点までの伝達遅れに応じて調整し、これを合成し
た基準信号として生成することができ、効率の良い騒音
制御を行なわせることができる。しかも、装置の小型化
が図れ、また計算時間が短くなり走行状態の変化などに
迅速に対応することができるものである。
【図１】この発明の一実施例に係るブロック図である。
【図２】騒音発生状態に関する信号を検出する手段を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図３】従来例に係るブロック図である。
【図４】経路の伝達時間の説明図である。
３ ラウドスピーカ（制御音源） ５ マイクロホン（残留騒音検出手段） ７ コントローラ（制御手段） １５ 第１風音検出マイク（騒音発生状態検出手段） １７ 第２風音検出マイク（騒音発生状態検出手段） １９ 第１振動センサ（騒音発生状態検出手段） ２１ 第２振動センサ（騒音発生状態検出手段） ２３ 第３振動センサ（騒音発生状態検出手段） ２５ 第４振動センサ（騒音発生状態検出手段） ２７，２９，３１，３３，３５，３７ ディジタルフィ
ルタ（調整手段） ３９ 加算器（合成手段）
ルタ（調整手段） ３９ 加算器（合成手段）
Claims (1)
- 【請求項１】 騒音に干渉させる制御音を発生して評価
点の騒音低減を図る制御音原と、前記干渉後の所定位置
の残留騒音を検出する手段と、互いに相関関係のない複
数個の騒音源の騒音発生状態に関する信号を検出する手
段と、前記検出した各騒音発生状態に関する信号の入力
タイミングを前記騒音発生状態検出手段による各騒音発
生状態検出点から前記評価点までの各伝達関数の内、最
も遠い両点間の伝達関数を基準に各騒音の評価点までの
伝達遅れに応じて調整する手段と、調整した各騒音発生
状態に関する信号を線形和により合成する手段と、前記
残留騒音検出手段の出力信号と合成手段の出力信号とに
基づいて前記制御音源を駆動する信号を出力する制御手
段とを備えたことを特徴とする能動型騒音制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3123733A JPH0643881A (ja) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | 能動型騒音制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3123733A JPH0643881A (ja) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | 能動型騒音制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0643881A true JPH0643881A (ja) | 1994-02-18 |
Family
ID=14868000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3123733A Pending JPH0643881A (ja) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | 能動型騒音制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0643881A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010032517A1 (ja) * | 2008-09-18 | 2010-03-25 | 本田技研工業株式会社 | 能動型騒音制御装置 |
| JP2012212161A (ja) * | 2008-11-20 | 2012-11-01 | Harman Internatl Industries Inc | 音声信号補償を用いるアクティブノイズコントロールのためのシステム |
-
1991
- 1991-05-28 JP JP3123733A patent/JPH0643881A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010032517A1 (ja) * | 2008-09-18 | 2010-03-25 | 本田技研工業株式会社 | 能動型騒音制御装置 |
| JP2010070026A (ja) * | 2008-09-18 | 2010-04-02 | Honda Motor Co Ltd | 能動型騒音制御装置 |
| US9042569B2 (en) | 2008-09-18 | 2015-05-26 | Honda Motor Co., Ltd. | Active noise control device |
| JP2012212161A (ja) * | 2008-11-20 | 2012-11-01 | Harman Internatl Industries Inc | 音声信号補償を用いるアクティブノイズコントロールのためのシステム |
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