JPH07230287A - Active noise control system - Google Patents

Active noise control system

Info

Publication number
JPH07230287A
JPH07230287A JP6097893A JP9789394A JPH07230287A JP H07230287 A JPH07230287 A JP H07230287A JP 6097893 A JP6097893 A JP 6097893A JP 9789394 A JP9789394 A JP 9789394A JP H07230287 A JPH07230287 A JP H07230287A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
engine
pulses
cancellation signals
pulse
noise
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP6097893A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3591870B2 (en
Inventor
Takaaki Yanagisawa
隆晃 柳沢
Tsutomu Ito
務 伊藤
Yoshinori Nagai
良典 永井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Original Assignee
Clarion Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Clarion Co Ltd filed Critical Clarion Co Ltd
Priority to JP09789394A priority Critical patent/JP3591870B2/en
Publication of JPH07230287A publication Critical patent/JPH07230287A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3591870B2 publication Critical patent/JP3591870B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To prevent noises by the discontinuous points of the cancellation signals formed at the time of high-speed revolution of an engine by forming the cancellation signals only for a specific engine pulse among the engine pulses inputted at short intervals. CONSTITUTION:This active noise control system has adaptive filters ADSG 1 to 4 which form the cancellation signals by the engine pulses synchronized with engine noises. The system offsets and decreases the engine noises in the closed space in the room of an automobile, etc., based on the formed cancellation signals. Then, the cancellation signals of only the specific engine pulses among the engine pulses of the short intervals are formed and the other engine pulses are jumped out of reading without forming the cancellation signals if the engine pulses are input at the short intervals shorter than the specific intervals. As a result, the number of revolutions of the engine is sharply increased and even if the engine pulses are inputted at the short intervals, the noises by the discontinuous points generated in the cancellation signals are prevented.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、適応フィルタを用いて
自動車、船舶等のエンジン騒音を空間で相殺することに
より、当該騒音を低減するアクティブ・ノイズ・コント
ロール・システム(以下、単にANCと称する)に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active noise control system (hereinafter simply referred to as ANC) for reducing engine noise of an automobile, a ship, etc. in space by using an adaptive filter to reduce the noise. ) Concerning.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、このようなANCにおけるエンジ
ン騒音を低減するキャンセル信号を生成する適応フィル
タとしては、前記エンジン騒音に同期したエンジンパル
スである参照入力信号及びマイクロホンより抽出された
エラー信号に基づいてキャンセル信号を生成するのであ
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, an adaptive filter for generating a cancel signal for reducing engine noise in such an ANC is based on a reference input signal which is an engine pulse synchronized with the engine noise and an error signal extracted from a microphone. To generate a cancel signal.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のANCによれば、前記適応フィルタが前記エンジン
パルス及びエラー信号に基づいてキャンセル信号を生成
するものであるが、当該エンジンの回転数が急速回転す
ると、当該適応フィルタのタップ間隔が短くなることに
より、前記エンジンパルスが所定間隔よりも短くなっ
て、キャンセル信号に不連続点が発生してノイズが生じ
るといった問題点があった。
However, according to the above-mentioned conventional ANC, the adaptive filter generates a cancel signal based on the engine pulse and the error signal, but the engine speed is rapid. Then, since the tap interval of the adaptive filter becomes shorter, the engine pulse becomes shorter than a predetermined interval, and there is a problem that a discontinuity occurs in the cancel signal and noise occurs.

【0004】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、エンジンの急速回転
時に生成されるキャンセル信号の不連続点によるノイズ
を防止するアクティブ・ノイズ・コントロール・システ
ムを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is an active noise control for preventing noise due to a discontinuity point of a cancel signal generated when an engine rapidly rotates. To provide a system.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、エンジン騒音に同期したエンジンパルスに
てキャンセル信号を生成する適応フィルタを有し、当該
生成されたキャンセル信号に基づいて自動車の車室等に
おける閉空間にて前記エンジン騒音を相殺して低減する
システムであって、前記エンジンパルスが所定間隔より
も短い間隔で入力されると、当該短い間隔で入力された
複数のエンジンパルスの内、特定のエンジンパルスにつ
いてのみ前記キャンセル信号を生成し、他のエンジンパ
ルスについては前記キャンセル信号を生成することなく
読み飛ばすことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention has an adaptive filter for generating a cancel signal with an engine pulse synchronized with engine noise, and an automobile based on the generated cancel signal. Is a system for canceling and reducing the engine noise in a closed space in a vehicle interior, etc., and when the engine pulses are input at intervals shorter than a predetermined interval, a plurality of engine pulses input at the short intervals are provided. Among these, the cancel signal is generated only for a specific engine pulse, and the other engine pulses are skipped without generating the cancel signal.

【0006】[0006]

【作用】かかる構成により、急速にエンジン回転数が上
がって所定間隔よりも短い間隔でエンジンパルスが入力
されると、キャンセル信号を生成する処理がおぼつかな
くなって、当該キャンセル信号に発生する不連続点によ
ってノイズが生じるといった事態を打開することができ
る。
With this configuration, when the engine speed rapidly increases and engine pulses are input at intervals shorter than the predetermined interval, the process for generating the cancel signal becomes uncertain, and the discontinuity point generated in the cancel signal occurs. This can overcome the situation where noise is generated.

【0007】[0007]

【実施例】以下、本発明に係るアクティブ・ノイズ・コ
ントロール・システムの実施例について説明する。
Embodiments of the active noise control system according to the present invention will be described below.

【0008】車載用アクティブ・ノイズ・コントロール
・システム(Active Noise・Contro
l System;以下、ANCと称する)を例に説明
する。これは適用フィルタを応用し、エンジン騒音を空
間で相殺することにより乗員の頭部付近の騒音を低減す
るシステムである。本システムのANCモードの信号処
理上の特徴を列記すると下記のようになる。
In-vehicle active noise control system (Active Noise Control)
1 System; hereinafter referred to as ANC) as an example. This is a system that reduces noise in the vicinity of the occupant's head by applying an adaptive filter to cancel engine noise in space. The features of signal processing in the ANC mode of this system are listed below.

【0009】1)一括更新型SFX−LMSアルゴリズ
ムを考案し演算量を削減した。
1) A batch update type SFX-LMS algorithm was devised to reduce the calculation amount.

【0010】2)不連続音対策、適応フィルタの発散防
止、不要な低周波数音の成長防止用としての係数安定化
FIRフィルタ(STF)を採用した。
2) A coefficient-stabilized FIR filter (STF) is used as a measure against discontinuous sounds, divergence of an adaptive filter, and growth of unnecessary low-frequency sounds.

【0011】3)回転数、回転状態感応型、STF、ス
テップサイズ変更方式を採用。
3) A rotation speed, rotation state sensitive type, STF, and step size changing system are adopted.

【0012】4)エンジンパルス割り込みによるサンプ
リングタイミング調整機能の採用。
4) Adopting a sampling timing adjustment function by engine pulse interruption.

【0013】図1は本実施例の構成を立体的に表わす斜
視図である。図1において、エンジン騒音の騒音源であ
るエンジン100と、該エンジン100の回転状態や回
転数を検出するエンジンコントロールユニット200
と、当該車内の任意の位置に設置されたスピーカ300
と、各座席の上部に設けて当該車内の騒音を収音するマ
イクロホン400と、該ANC全体を制御するANCコ
ントローラ500とを有している。
FIG. 1 is a perspective view showing the structure of this embodiment in three dimensions. In FIG. 1, an engine 100, which is a noise source of engine noise, and an engine control unit 200 that detects a rotation state and a rotation speed of the engine 100.
And a speaker 300 installed at an arbitrary position in the vehicle.
And a microphone 400 provided above each seat to pick up the noise in the vehicle, and an ANC controller 500 for controlling the entire ANC.

【0014】図2にANCモードのブロック図を示す。
SP1〜4はキャンセル音出力用スピーカであり、MI
C1〜4はエラーマイクロホンである。
FIG. 2 shows a block diagram of the ANC mode.
SP1 to SP4 are cancellation sound output speakers, and MI
C1 to C4 are error microphones.

【0015】C11〜44はスピーカSP1〜4、マイ
クロホンMIC1〜4間の伝達関数であり、Chat1
1〜44はシステム同定により推定されたスピーカSP
1〜4、マイクロホンMIC1〜4間の伝達関数であ
る。
C11 to 44 are transfer functions between the speakers SP1 to SP4 and the microphones MIC1 to CH4.
1 to 44 are speaker SPs estimated by system identification
1 to 4 and transfer functions between the microphones MIC1 to MIC4.

【0016】「ADSG1〜4」は適応フィルタ(キャ
ンセル信号発生器)[Adaptive Digita
l Signal Generator)であり、従来
より一般的に使用されているものである。
“ADSG1 to 4” are adaptive filters (cancellation signal generators) [Adaptive Digital].
1 Signal Generator), which has been generally used conventionally.

【0017】「STF」はADSG係数安定化FIRフ
ィルタ、「UPF」は一括更新型SFX−LMS係数更
新用FIRフィルタ、「SS1」はステップサイズ1、
各パスごとにかかる固定のステップサイズ、「SS2」
はステップサイズ2であり、回転数、回転状態により変
化するステップサイズである。
"STF" is an ADSG coefficient stabilizing FIR filter, "UPF" is a batch update type SFX-LMS coefficient updating FIR filter, "SS1" is a step size of 1,
Fixed step size for each pass, "SS2"
Is the step size 2, which is a step size that changes depending on the rotation speed and the rotation state.

【0018】W1(n)〜W4(n)は更新前のADS
G係数である。11はADSG1〜4から出力された出
力値の位相を反転させる位相反転部である。10は監視
手段及び制御手段であるエンジン回転数・回転状態判断
部である。尚、ENGINEPULSEはADSG1〜
4及びエンジン回転数・回転状態判断部10に入力され
るエンジン回転数に同期したパルスである。
W1 (n) to W4 (n) are ADS before update
G coefficient. Reference numeral 11 is a phase inversion unit that inverts the phase of the output values output from the ADSGs 1 to 4. Reference numeral 10 is an engine speed / rotation state determination unit which is a monitoring unit and a control unit. ENGINEPULSE is ADSG1 ~
4 and a pulse synchronized with the engine speed input to the engine speed / rotation state determination unit 10.

【0019】このシステムは図1に示すように1個のエ
ンジン100を騒音源とし、4個のエラーマイクロホン
400と4個のスピーカ300を使うCASE(1,
4,4)である。
In this system, as shown in FIG. 1, one engine 100 is used as a noise source and four error microphones 400 and four speakers 300 are used as CASE (1,
4, 4).

【0020】では、次に図2に示すブロック図の動作に
ついて簡単に説明する。
Next, the operation of the block diagram shown in FIG. 2 will be briefly described.

【0021】エンジン騒音とスピーカSP1〜4より発
せられるキャンセル信号の和を、マイクロホンMIC1
〜4で取り込みエラー信号とする。そして、推定した伝
達関数(Chat)を逆並べ(Data Revers
e)した数値とエラー信号の畳み込み演算を行う。これ
が一括更新型SFX−LMSの特徴である。このFIR
フィルタをUPFと呼ぶ。(このSFX−LMSについ
ての詳細は後述する)。さらに、畳み込んだ値にステッ
プサイズ1を乗算する。
The sum of the engine noise and the cancel signal emitted from the speakers SP1 to SP4 is calculated by the microphone MIC1.
It is taken as an error signal for capturing at ~ 4. Then, the estimated transfer function (Chat) is rearranged (Data Revers).
e) Perform the convolution operation of the numerical value and the error signal. This is a feature of the batch update type SFX-LMS. This FIR
The filter is called UPF. (Details of this SFX-LMS will be described later). Further, the convolved value is multiplied by the step size 1.

【0022】ステップサイズ1の乗算した結果を各マイ
クロホンMIC1〜4入力毎に加算し、エンジン回転
数、回転状態に応じたステップサイズ2(SS2)を乗
算する。これが、エンジン回転数、回転状態感応型ステ
ップサイズ変更方式である。また、この計算結果が、A
DSG係数の更新値である。
The result of multiplication by the step size 1 is added for each input of the microphones MIC1 to 4 and multiplied by the step size 2 (SS2) according to the engine speed and the rotation state. This is the engine speed / rotation state sensitive step size changing method. In addition, this calculation result is A
It is an updated value of the DSG coefficient.

【0023】現在のADSG係数[W1(n)]〜[W
4(n)]に更新値を、それぞれ加算する。
Current ADSG coefficients [W1 (n)] to [W
4 (n)], and the updated values are added.

【0024】その加算結果を安定させるために、STF
でフィルタリングし、その結果を新しいADSG係数
[W1(n+1)]〜[W4(n+1)]とする。ST
Fの特性はエンジン回転数、回転状態により変化する。
これが回転数感応型STF変更方式である。
In order to stabilize the addition result, STF
And the results are set as new ADSG coefficients [W1 (n + 1)] to [W4 (n + 1)]. ST
The characteristic of F changes depending on the engine speed and the rotation state.
This is the rotation speed sensitive STF changing method.

【0025】さらにADSGから出力された信号の出力
値の位相を位相反転部11により反転させる。そして、
スピーカSP1〜SP4より出力する。以上がANCモ
ードの基本動作である。
Further, the phase of the output value of the signal output from the ADSG is inverted by the phase inverting section 11. And
Output from the speakers SP1 to SP4. The above is the basic operation of the ANC mode.

【0026】次にFiltered−X LMSについ
て説明する。
Next, the Filtered-X LMS will be described.

【0027】通常のFiltered−X LMSで
は、3次元空間のANCを実現する場合、消音したい信
号(騒音)に相関性のある信号を参照信号として取り込
む。この場合の信号処理アルゴリズムを図3に示す。こ
れが一般的なFiltered−X LMSのアルゴリ
ズムである。
In the normal Filtered-X LMS, when realizing ANC in a three-dimensional space, a signal having a correlation with a signal (noise) to be silenced is taken in as a reference signal. The signal processing algorithm in this case is shown in FIG. This is a general Filtered-X LMS algorithm.

【0028】このFiltered−X LMSの係数
更新式を(数1)、(数2)に示す。
The coefficient updating formulas of this Filtered-X LMS are shown in (Equation 1) and (Equation 2).

【0029】[0029]

【数1】 [Equation 1]

【0030】[0030]

【数2】 但し、ここでwは適応フィルタ係数、iはフィルタ係数
の番号、μはステップサイズ、eはエラー記号、rは伝
達関数補正用フィルタ出力信号、Cはマイクロホンとス
ピーカとの間の伝達関数、Xは参照入力信号、jはCの
インパルス応答の番号、kはCのタップ数である。
[Equation 2] Here, w is an adaptive filter coefficient, i is a filter coefficient number, μ is a step size, e is an error symbol, r is a transfer function correction filter output signal, C is a transfer function between a microphone and a speaker, and X is Is the reference input signal, j is the impulse response number of C, and k is the number of taps of C.

【0031】(数2)がFiltered−Xの特徴で
ある空間(スピーカ〜マイクロホン間)の伝達関数Cと
入力データXの畳込み演算である。
(Equation 2) is a convolution calculation of the transfer function C of the space (between the speaker and the microphone) and the input data X, which is a feature of Filtered-X.

【0032】ここで参照入力に次式のようなインパルス
を入力したとする。ただし、このインパルスは消音対象
ある周期性騒音に同期して繰り返される。
Here, it is assumed that an impulse represented by the following equation is input to the reference input. However, this impulse is repeated in synchronization with a certain periodic noise that is to be silenced.

【0033】X(0)=1 X(i)=0 i<0 i>0 上記式の条件を満たすということは、次式が成り立つ。X (0) = 1 X (i) = 0 i <0 i> 0 If the condition of the above equation is satisfied, the following equation holds.

【0034】n=j→X(n−j)=1 n≠j→X(n−j)=0 すると(数2)は次式になる。N = j → X (n−j) = 1 n ≠ j → X (n−j) = 0 Then, (Equation 2) becomes the following equation.

【0035】r(n)=cn すなわち、r(n)は伝達関数Cのインパスルレスポン
スcn を順次出力することであり、畳込み演算を必要と
しない。フィルタWに関しても、これと同様に畳込み演
算をせずにフィルタ係数wiを順次出力すればよく、演
算量を大幅に削減できかつ、図3のような通常のFil
tered−Xの参照入力にパルスが入力した場合と演
算結果は等価である。これがSynchronized
Filtered−X(SFX)アルゴリズムであ
る。
R (n) = cn That is, r (n) is to sequentially output the impasl response cn of the transfer function C, and no convolution operation is required. As for the filter W, similarly, the filter coefficient wi may be sequentially output without performing the convolution operation, the amount of calculation can be significantly reduced, and the normal Fil as shown in FIG.
The calculation result is equivalent to the case where a pulse is input to the reference input of tered-X. This is Synchronized
Filtered-X (SFX) algorithm.

【0036】次に、一括更新型SFX−LMSについて
説明する。
Next, the batch update type SFX-LMS will be described.

【0037】SFXでは(数1),(数2)は、(数
3)になる。
In SFX, (Equation 1) and (Equation 2) become (Equation 3).

【0038】[0038]

【数3】 従来のアルゴリズムでは図3(H部)の様に(数3)を
k+1回、1サンプルで更新していた。従って、フィル
タWの係数wi の更新が完了するためには、Cのタップ
数であるk+1回分更新しなければならない。この説明
を図4を使い説明する。(数3)を図式化したものが図
4である。縦に並ぶeとcが(数3)の右辺第2項の乗
算を示す。これは、Cを8タップ(k=7)とし、参照
入力のパルスが22サンプル目に入力した場合の例であ
り、縦軸がサンプル数(n)、横軸がフィルタWのタッ
プ番号(i)である。P1、P2、P3はポインタの位
置を示している。これらポインタについては後で説明す
る。
[Equation 3] In the conventional algorithm, (Formula 3) is updated by k + 1 times for one sample as shown in FIG. Therefore, in order to complete the update of the coefficient w i of the filter W, the tap number of C must be updated k + 1 times. This explanation will be given with reference to FIG. FIG. 4 is a diagrammatic representation of (Equation 3). Vertically aligned e and c indicate multiplication of the second term on the right side of (Equation 3). This is an example in which C is 8 taps (k = 7) and the reference input pulse is input to the 22nd sample, where the vertical axis is the sample number (n) and the horizontal axis is the tap number (i ). P1, P2, and P3 indicate pointer positions. These pointers will be described later.

【0039】例えば、11サンプル目のwiを更新する
場合を考える。従来型のSFX−LMSアルゴリズムで
は(数3)に従い、w19からw12までの8個の係数
を更新する(図4の点線で囲んだ部分の演算)。この処
理でw12の更新は終了する。
For example, consider a case where the 11th sample wi is updated. In the conventional SFX-LMS algorithm, the eight coefficients w19 to w12 are updated according to (Equation 3) (operation in the part surrounded by the dotted line in FIG. 4). With this processing, the update of w12 is completed.

【0040】次にw12に着目すると、このタップは、
4サンプル目から更新が始まり、11サンプル目で更新
が終了する。更新が完了したw12´は(数4)の様に
示される。
Next, focusing on w12, this tap is
The update starts from the 4th sample and ends at the 11th sample. The updated w12 'is shown as in (Equation 4).

【0041】[0041]

【数4】 尚、(wi´)はwiの更新が完了していることを示
す。
[Equation 4] It should be noted that (wi ′) indicates that updating of wi is completed.

【0042】(数4)を一般式に直すと(数5)で表さ
れる。
When the equation (4) is converted into a general formula, it is represented by the equation (5).

【0043】[0043]

【数5】 (数5)式の右辺第2項はエラー信号と伝達関数Cの係
数cjを逆並べした係数との畳込み演算である。(図4
の実線で囲んだ部分の演算を示す。)(数5)は、従来
の(数3)をk+1回演算するのと比べ、乗算、減算と
もk+1回削減することができる。
[Equation 5] The second term on the right side of the equation (5) is a convolution operation of the error signal and the coefficient in which the coefficient cj of the transfer function C is inversely arranged. (Fig. 4
The calculation of the part surrounded by the solid line is shown. ) (Equation 5) can be reduced by k + 1 times for both multiplication and subtraction, as compared with the case where the conventional (Equation 3) is operated k + 1 times.

【0044】また、DSPの特徴として、畳込み演算を
得意とするアーキテクチャを採用しいるため、実際は、
削減された演算数以上に、演算結果を短縮することがで
きる。
Further, as a feature of the DSP, since the architecture which is good at the convolution operation is not adopted, in reality,
The calculation result can be shortened more than the reduced number of calculations.

【0045】これが、一括更新型SFX−LMSアルゴ
リズムである。図2のUPFがこの一括更新型SFX−
LMSによる更新係数演算部であり、処理としては、伝
達関数Cを推定したChatのインパルスレスポンスを
逆並べした数列を係数とするFIRフィルタである。
This is the batch update type SFX-LMS algorithm. The UPF of FIG. 2 is the batch update type SFX-
The LMS is an update coefficient calculation unit, and the processing is an FIR filter having a coefficient of a sequence of reversely arranged Chat impulse responses in which the transfer function C is estimated.

【0046】なお、図4において、P1は係数出力用ポ
インタである。ポインタはフィルタ係数(w)上をサン
プルごとにインクリメントされる。SFXなので畳込み
演算を行わず、P1の示すデータwiを出力すればよ
い。また、このポインタは、参照入力にパルスが入力す
るとw0 に戻る。すなわち適応フィルタのタップ数が可
変である。P2は一括更新する係数wを示す係数更新用
ポインタである。P3はSTF出力をADSGに格納す
るポインタである。
In FIG. 4, P1 is a coefficient output pointer. The pointer is incremented on the filter coefficient (w) for each sample. Since it is SFX, the convolution operation is not performed and the data wi indicated by P1 may be output. Also, this pointer returns to w0 when a pulse is input to the reference input. That is, the number of taps of the adaptive filter is variable. P2 is a coefficient updating pointer indicating a coefficient w to be collectively updated. P3 is a pointer for storing the STF output in ADSG.

【0047】次にADSG係数安定化FIRフィルタ
(STF)について説明する。
Next, the ADSG coefficient stabilizing FIR filter (STF) will be described.

【0048】本システムの適応フィルタが不安定になる
条件としては、次のようなことが考えられる。
The following conditions can be considered as conditions under which the adaptive filter of this system becomes unstable.

【0049】1)騒音の周波数帯域をスピーカSP1〜
4の特性がカバーできない場合、フィルタ係数が発散す
る。例えば、騒音の周波数が50Hzで、スピーカSP
1〜4が50Hzのような低域を発生できない場合、適
応フィルタは50Hzの信号を生成するが、エラー信号
は減少しないために、適応フィルタが発散してしまう。
1) Set the frequency band of noise to the speakers SP1 to SP1.
When the characteristic of 4 cannot be covered, the filter coefficient diverges. For example, the noise frequency is 50 Hz, and the speaker SP
When 1 to 4 cannot generate a low frequency band such as 50 Hz, the adaptive filter generates a signal of 50 Hz, but the error signal does not decrease, so that the adaptive filter diverges.

【0050】2)Filtered−X LMSの特性
として、高音域が発散しやすい。
2) As a characteristic of Filtered-X LMS, the high frequency range is likely to diverge.

【0051】3)マイクロホンMIC1〜4入力に何か
の理由でオフセットがかかった場合、適応フィルタにも
DC成分が重畳してしまう。
3) If an offset is applied to the microphones MIC1 to MIC4 input for some reason, the DC component is also superimposed on the adaptive filter.

【0052】4)エンジン回転数が変化した場合、適応
フィルタの出力に不連続点が生じてしまう。
4) When the engine speed changes, a discontinuity occurs in the output of the adaptive filter.

【0053】これらの問題点を解決する方法として、フ
ィルタ係数安定化フィルタ(STF)を採用した。
As a method of solving these problems, a filter coefficient stabilizing filter (STF) is adopted.

【0054】このフィルタ係数安定化フィルタの原理に
ついて説明する。
The principle of this filter coefficient stabilizing filter will be described.

【0055】一括更新型SFX−LMSアルゴリズムに
より更新される値を直線位相のFIRフィルタでフィル
タリングする。このFIRフィルタの特性は基本的には
バンドパスフィルタとし、スピーカSP1〜4の再生で
きない低音域と、空間で消音できない高音域の更新をカ
ットする。このフィルタにより、低音域や高音域の発散
を防止し、また、エンジン回転数が変化した場合の不連
続音の発生を減少させることができる。
The value updated by the batch update SFX-LMS algorithm is filtered by a linear phase FIR filter. The characteristic of this FIR filter is basically a band pass filter, and cuts the updating of the low sound range that cannot be reproduced by the speakers SP1 to SP4 and the high sound range that cannot be muted in space. By this filter, it is possible to prevent the divergence of the low sound range and the high sound range and reduce the generation of the discontinuous sound when the engine speed changes.

【0056】STFに直線位相のFIRフィルタを使う
ことで、位相状態は保たれたまま周波数のフィルタリン
グが可能となる。このSTFによる遅延はタップ数の半
分のサンプル数となるため、その時間経過後に、適応フ
ィルタの更新を行わなければならない。
By using a linear phase FIR filter for STF, it becomes possible to perform frequency filtering while maintaining the phase state. Since the delay due to this STF is the number of samples that is half the number of taps, the adaptive filter must be updated after that time has elapsed.

【0057】この説明を図4を使い説明する。STFを
7タップのFIRフィルタとした場合、フィルタリング
された結果は、3サンプル後に出力される。従って、
(数5)の結果であるwi´(n+1)をフィルタリン
グした値は、3サンプル後に更新すれば良い。P3が更
新されるアドレスである。
This explanation will be given with reference to FIG. When the STF is a 7-tap FIR filter, the filtered result is output after 3 samples. Therefore,
The value obtained by filtering wi ′ (n + 1), which is the result of (Equation 5), may be updated after three samples. P3 is the address to be updated.

【0058】次に回転数、回転状態感応型ステップサイ
ズ、STF変更方式について説明する。
Next, the rotation speed, the rotation state sensitive step size, and the STF changing method will be described.

【0059】SFXアルゴリズムの欠点として、その構
造上、エラー信号の影響が直接出力信号に反映される。
言い換えると、エラー信号に参照入力と相関性のない信
号が入力した場合、出力信号にその相関性のない信号が
重畳されてしまっていた。
As a drawback of the SFX algorithm, the influence of the error signal is directly reflected in the output signal due to its structure.
In other words, when a signal having no correlation with the reference input is input to the error signal, the signal having no correlation is superimposed on the output signal.

【0060】本システムのようなANCの場合、エラー
マイクロホンに向かって声を発する等のことを行うと、
スピーカよりエコーが発生する場合がある。このような
対策として、ステップサイズを小さくし、更新量を小さ
くすることでエコーを抑える方法があるが、この処理
は、システムの性能を劣化させてしまう。
In the case of ANC such as this system, when a voice is uttered toward the error microphone,
Echo may occur from the speaker. As a countermeasure against this, there is a method of suppressing the echo by reducing the step size and the update amount, but this processing deteriorates the system performance.

【0061】従来は、これらのバランスを考えてステッ
プサイズを決定していた。その結果、エンジンの加減速
に追従する性能を出すことができなかった。
Conventionally, the step size has been determined in consideration of these balances. As a result, the performance of following the acceleration / deceleration of the engine could not be obtained.

【0062】また、もう一つの問題として、アルゴリズ
ムの構成上、加減速時にキャンセル信号に不連続点が発
生する場合がある。その対策として、STFを付加した
が、単一の特性では効果的に不連続音を低減させること
ができなかった。
Another problem is that due to the structure of the algorithm, a discontinuity may occur in the cancel signal during acceleration / deceleration. As a countermeasure, STF was added, but discontinuous sound could not be effectively reduced with a single characteristic.

【0063】そこで、本実施例においてはエンジン回転
数、回転状態を監視し、これによりステップサイズ、S
TFを変更することで、前記の問題点が緩和させた。
Therefore, in this embodiment, the engine speed and the rotation state are monitored, and the step size, S
Changing the TF alleviated the above problems.

【0064】この方式の原理について説明する。The principle of this system will be described.

【0065】エンジン回転数、回転状態をDSPを使い
監視し、それにより、ステップサイズ、STFを制御さ
せた。回転数は低回転、中回転、高回転の3段階に、回
転状態は、定常回転、加速、減速、急減速の4段階に分
け、これらの組み合わせの計12通りの場合分けを行
い、夫々に最適なステップサイズ、STFの係数を図示
せぬ記憶手段であるメモリに記憶しておき、当該メモリ
から夫々を選択した。
The engine speed and rotation state were monitored using a DSP, and the step size and STF were controlled accordingly. The number of rotations is divided into three stages of low rotation, medium rotation and high rotation, and the rotation state is divided into four stages of steady rotation, acceleration, deceleration, and rapid deceleration, and a total of 12 cases of these combinations are divided, and each is divided into four cases. The optimum step size and STF coefficient are stored in a memory, which is a storage unit (not shown), and each is selected from the memory.

【0066】図5にエンジン回転数、回転状態に対する
ステップサイズ、STFの例を、図6にSTFの周波数
特性を示す。例えば、加減速時は、不連続点が発生しや
すいため、ローパス・フィルタのカットオフ周波数を低
く設定する。この時のカットオフ周波数は、200〜4
00Hzが適当である。また騒音の変化に対する追従性
を上げるため、ステップサイズを大きく設定する。
FIG. 5 shows an example of the engine speed, the step size with respect to the rotation state, and the STF, and FIG. 6 shows the frequency characteristic of the STF. For example, during acceleration / deceleration, a discontinuity is likely to occur, so the cutoff frequency of the low-pass filter is set low. The cutoff frequency at this time is 200-4
00 Hz is suitable. In addition, the step size is set to be large in order to improve the followability to the change in noise.

【0067】対して、定常回転時は、なるべく高い周波
数まで消音するため、ローパス・フィルタのカットオフ
周波数を高くし、エコーを抑えるために、ステップサイ
ズを小さくする。ギアチェンジ等の急減速時は、適応処
理が追従できないとして、ADSGの係数をすべてクリ
アする。なお、図5、図6は説明のための例であり、こ
の値にとらわれるものではない。
On the other hand, during steady rotation, the cutoff frequency of the low-pass filter is increased in order to mute the sound as high as possible, and the step size is decreased in order to suppress echo. At the time of sudden deceleration such as gear change, it is determined that the adaptive processing cannot follow, and all the ADSG coefficients are cleared. Note that FIG. 5 and FIG. 6 are examples for explanation and are not limited to this value.

【0068】次にエンジンパルス割り込みによるサンプ
リングタイミング調整機能について説明する。
Next, the sampling timing adjusting function by the engine pulse interrupt will be described.

【0069】本システムのアルゴリズム(一括更新型S
FX−LMS)は適応フィルタのタップ長をエンジン回
転数により変化させる可変タップアルゴリズムである。
適応フィルタのタップ長はエンジン二回転の周期に一致
させるのであるが、これは、サンプリング周期を単位と
して離散的になる。従って、従来の方法では騒音の周期
とキャンセル音の周期を正確に一致させることができ
ず、ビート音を発生するという問題があった。
Algorithm of this system (collective update type S
FX-LMS) is a variable tap algorithm that changes the tap length of the adaptive filter according to the engine speed.
The tap length of the adaptive filter matches the cycle of two engine revolutions, which is discrete with the sampling cycle as a unit. Therefore, the conventional method cannot accurately match the cycle of the noise and the cycle of the cancel sound, which causes a problem that a beat sound is generated.

【0070】そこで、この対策として、エンジンパルス
をサンプリング周期の基準とし、強制的に騒音の周期と
キャンセル音の周期とを一致させる。この動作を図6に
示す。
Therefore, as a countermeasure against this, the engine pulse is used as a reference of the sampling cycle, and the cycle of the noise and the cycle of the canceling sound are forcibly matched. This operation is shown in FIG.

【0071】具体的には、エンジンパルスをDSPの外
部割り込みに入力し、エンジンパルスにサンプリング周
期(AD,DAコンバータのタイミング)を同期させ
る。エンジンパルスが入力されると、図7のN番目のサ
ンプルの処理を中断し、新たなサンプリングを開始す
る。これにより、エンジンパルス入力時のみ疑似的にサ
ンプリング周波数が高くなることになり、ビート音の発
生を抑えることができる。
Specifically, the engine pulse is input to the external interrupt of the DSP, and the sampling period (timing of AD / DA converter) is synchronized with the engine pulse. When the engine pulse is input, the processing of the Nth sample in FIG. 7 is interrupted and new sampling is started. As a result, the sampling frequency is artificially increased only when the engine pulse is input, and beat noise can be suppressed.

【0072】また、先に前記フィルタ係数安定化フィル
タ(STF)の原理説明にて説明したように、いかなる
場合であれ、図4に示すように係数出力用ポインタP1
と係数更新用ポインタP2との間隔は、FIRフィルタ
(UPF)のタップ数分であり、係数更新用ポインタP
2とSTFの出力結果をADSGに格納するポンイタP
3との間隔は、前記STFのタップ数の半分であり、こ
のような各ポインタ間の間隔におけるSTF及UPFの
タップ数における因果律は不変である。
Further, as described above in the explanation of the principle of the filter coefficient stabilizing filter (STF), in any case, as shown in FIG. 4, the coefficient output pointer P1
And the coefficient update pointer P2 is equal to the number of taps of the FIR filter (UPF).
2 and STF output result is stored in ADSG
The interval with 3 is half the number of STF taps, and the causality in the number of STF and UPF taps in the interval between each pointer is unchanged.

【0073】また、前記係数出力用ポインタP1から係
数を出力した結果、係数更新用ポインタP2の係数が算
出され、当該係数更新用ポインタP2の係数をSTFに
入力した結果、ポインタP3にて前記算出された値がA
DSGに格納される。
As a result of outputting the coefficient from the coefficient output pointer P1, the coefficient of the coefficient updating pointer P2 is calculated, and as a result of inputting the coefficient of the coefficient updating pointer P2 to the STF, the calculation is performed by the pointer P3. Value is A
It is stored in the DSG.

【0074】ところが、エンジンの回転数が上がると、
当該エンジン回転数に同期したエンジンパルスの間隔が
短くなり、係数出力用ポインタP1がポインタP3を追
い抜いてしまう場合が発生する。この場合には、先に説
明した各ポインタ間の間隔におけるSTF及びUPFの
タップ数における因果律が満たせなくなり、正確な適応
が行えなくなって、ノイズが発生するといった問題があ
った。
However, when the engine speed increases,
The interval of engine pulses synchronized with the engine speed becomes short, and the coefficient output pointer P1 may overtake the pointer P3. In this case, there is a problem that the causality in the number of taps of STF and UPF in the interval between the pointers described above cannot be satisfied, accurate adaptation cannot be performed, and noise is generated.

【0075】そこで、本発明のアクティブ・ノイズ・コ
ントロール・システムによれば、このような場合に限
り、エンジンパルスを一つ無視して、つまり当該一つの
エンジンパルスを読み飛ばすことにより、係数出力用ポ
インタP1がポインタP3を追い抜いてしまうといった
事態の発生を無くすようにしたので、ノイズの発生を防
止することができる。
Therefore, according to the active noise control system of the present invention, only in such a case, one engine pulse is ignored, that is, one engine pulse is skipped, and the coefficient output is performed. Since the occurrence of the situation where the pointer P1 overtakes the pointer P3 is eliminated, it is possible to prevent the generation of noise.

【0076】また、エンジンパルス間隔で、騒音が繰り
返されるので、キャンセル音も繰り返される。そこで、
はじめのエンジンパルス間隔分のキャンセル信号を読み
飛ばされたエンジンパルス以降に複写することにより、
不連続音に対しより一層の効果を上げることができる。
Since the noise is repeated at engine pulse intervals, the cancel sound is also repeated. Therefore,
By copying the cancellation signal for the first engine pulse interval after the skipped engine pulse,
The effect can be further enhanced for discontinuous sounds.

【0077】[0077]

【発明の効果】上記のように構成された本発明のアクテ
ィブ・ノイズ・コントロールシステムによれば、急速に
エンジン回転数が上がって所定間隔よりも短い間隔でエ
ンジンパルスが入力されると、キャンセル信号を生成す
る処理がおぼつかなくなって、キャンセル信号に発生し
た不連続点によってノイズが発生するといった事態を打
開することができる。
According to the active noise control system of the present invention configured as described above, when the engine speed rapidly increases and the engine pulse is input at an interval shorter than the predetermined interval, the cancel signal is issued. It is possible to overcome the situation in which the process of generating is not disturbed and noise is generated due to the discontinuity point generated in the cancel signal.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本実施例の構成を立体的に表わした斜視図であ
る。
FIG. 1 is a perspective view showing a three-dimensional structure of the present embodiment.

【図2】ANCモードの概略を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an outline of an ANC mode.

【図3】SFX−LMSの基本的なアルゴリズムを示す
ブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a basic algorithm of SFX-LMS.

【図4】一括更新型SFX−LMSを図式化した説明図
である。
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a batch update type SFX-LMS.

【図5】エンジン回転数、回転状態のチューニング結果
を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing tuning results of engine speed and rotation state.

【図6】STFの係数と特性を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing STF coefficients and characteristics.

【図7】エンジンパルス割り込み状態を示す概念図であ
る。
FIG. 7 is a conceptual diagram showing an engine pulse interrupt state.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

SP1〜4 キャンセル音出力用スピーカ MIC1〜4 エラーマイクロホン C11〜44 伝達関数 Chat11〜44 伝達関数 ADSG1〜4 適応フィルタ STF ADSG係数安定化フィルタ UPF 一括更新型SFX−LMS係数更新用FIRフ
ィルタ MYU2 R ステップサイズ2 ENGINE PULSE エンジンパルス 10 エンジン回転数・回転状態判断部
SP1-4 Canceling sound output speaker MIC1-4 Error microphone C11-44 Transfer function Chat11-44 Transfer function ADSG1-4 Adaptive filter STF ADSG coefficient stabilizing filter UPF Batch update SFX-LMS coefficient update FIR filter MYU2 R Step size 2 ENGINE PULSE Engine pulse 10 Engine speed / rotation status judgment unit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エンジン騒音に同期したエンジンパルス
にてキャンセル信号を生成する適応フィルタを有し、当
該生成されたキャンセル信号に基づいて自動車の車室等
における閉空間にて前記エンジン騒音を相殺して低減す
るシステムであって、 前記エンジンパルスが所定間隔よりも短い間隔で入力さ
れると、当該短い間隔で入力された複数のエンジンパル
スの内、特定のエンジンパルスについてのみ前記キャン
セル信号を生成し、他のエンジンパルスについては前記
キャンセル信号を生成することなく読み飛ばすことを特
徴とするアクティブ・ノイズ・コントロール・システ
ム。
1. An adaptive filter for generating a cancellation signal with an engine pulse synchronized with engine noise, and canceling the engine noise in a closed space in a vehicle cabin or the like based on the generated cancellation signal. When the engine pulse is input at an interval shorter than a predetermined interval, the cancel signal is generated only for a specific engine pulse among a plurality of engine pulses input at the short interval. The active noise control system is characterized in that other engine pulses are skipped without generating the cancel signal.
【請求項2】 前記読み飛ばされたエンジンパルスに
は、当該読み飛ばされたエンジンパルス直前に生成され
たキャンセル信号を複写することを特徴とする請求項1
記載のアクティブ・ノイズ・コントロール・システム。
2. The cancel signal generated immediately before the skipped engine pulse is copied to the skipped engine pulse.
Active noise control system as described.
JP09789394A 1993-12-20 1994-04-13 Active noise control system Expired - Fee Related JP3591870B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP09789394A JP3591870B2 (en) 1993-12-20 1994-04-13 Active noise control system

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34488893 1993-12-20
JP5-344888 1993-12-20
JP09789394A JP3591870B2 (en) 1993-12-20 1994-04-13 Active noise control system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07230287A true JPH07230287A (en) 1995-08-29
JP3591870B2 JP3591870B2 (en) 2004-11-24

Family

ID=26439039

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP09789394A Expired - Fee Related JP3591870B2 (en) 1993-12-20 1994-04-13 Active noise control system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3591870B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015093611A (en) * 2013-11-13 2015-05-18 株式会社神戸製鋼所 Feed forward type active noise control device and method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015093611A (en) * 2013-11-13 2015-05-18 株式会社神戸製鋼所 Feed forward type active noise control device and method

Also Published As

Publication number Publication date
JP3591870B2 (en) 2004-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4513810B2 (en) Active noise reduction device
JP4742226B2 (en) Active silencing control apparatus and method
JP3365774B2 (en) Active controller for noise shaping.
JP5335985B2 (en) Active vibration noise control device
JP2007164077A (en) Active vibration noise controller
JP3646809B2 (en) Time domain adaptive control system
JP7162242B2 (en) ACTIVE NOISE REDUCTION DEVICE, MOBILE DEVICE, AND ACTIVE NOISE REDUCTION METHOD
JP3591870B2 (en) Active noise control system
JP3424366B2 (en) Silencer
JPH07230289A (en) Active noise control system
JP7262499B2 (en) Active vibration noise reduction device
JPH07230288A (en) Method for updating filter factor
JP2004071076A (en) Adaptive method for reducing noise
JP2980007B2 (en) Exhaust sound quality improvement device
JP3411611B2 (en) Noise cancellation method
JP2996770B2 (en) Adaptive control device and adaptive active silencer
JPH0732947A (en) Active type noise control device
JP3621718B2 (en) Vehicle interior noise reduction device
JP2023008254A (en) Acoustic control device and acoustic control method
JPH05333880A (en) Active noise controller for vehicle
JPH09101789A (en) Noise control device
JPH0883084A (en) Active noise controller and active vibration controller
JPH0784585A (en) Active noise controller
JP3442637B2 (en) Vibration reduction method
JPH05281981A (en) Electronic sound elimination system

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040824

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040824

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070903

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080903

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090903

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100903

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100903

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110903

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120903

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130903

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees