JPH1011075A - 能動消音装置 - Google Patents
能動消音装置Info
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- JPH1011075A JPH1011075A JP8179905A JP17990596A JPH1011075A JP H1011075 A JPH1011075 A JP H1011075A JP 8179905 A JP8179905 A JP 8179905A JP 17990596 A JP17990596 A JP 17990596A JP H1011075 A JPH1011075 A JP H1011075A
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- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 claims abstract description 57
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 31
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 4
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000001743 silencing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 急激な音量変化があっても、適応型ディジタ
ルフィルタの発散を防止する。 【解決手段】 エンジン音をダクト22が伝送する。エン
ジン音をダクト22に設けたマイクロホン24が検出する。
ダクト22から出力されるエンジン音をマイクロホン32が
検出する。マイクロホン22の出力を適応型ディジタルフ
ィルタ26が処理して、増幅器28及びスピーカ30を介して
ダクト22に放出する。Filtered-X LMSアルゴリズム実行
部34が、マイクロホン24、32の出力と係数に基づきフィ
ルタ26の伝達関数を、マイクロホン24、32間のダクト22
の伝達関数と相補な値に近づけるように修正し、ダクト
22において消音する。μ値決定部42がマイクロホン24の
出力の変化量を検出し、変化量が所定値未満のとき、上
記係数を第１の係数とし、変化量が所定値以上のとき、
第１の係数よりも小さい第２の係数に変更する。
ルフィルタの発散を防止する。 【解決手段】 エンジン音をダクト22が伝送する。エン
ジン音をダクト22に設けたマイクロホン24が検出する。
ダクト22から出力されるエンジン音をマイクロホン32が
検出する。マイクロホン22の出力を適応型ディジタルフ
ィルタ26が処理して、増幅器28及びスピーカ30を介して
ダクト22に放出する。Filtered-X LMSアルゴリズム実行
部34が、マイクロホン24、32の出力と係数に基づきフィ
ルタ26の伝達関数を、マイクロホン24、32間のダクト22
の伝達関数と相補な値に近づけるように修正し、ダクト
22において消音する。μ値決定部42がマイクロホン24の
出力の変化量を検出し、変化量が所定値未満のとき、上
記係数を第１の係数とし、変化量が所定値以上のとき、
第１の係数よりも小さい第２の係数に変更する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、消音装置に関し、
特に能動型の消音装置に関する。
特に能動型の消音装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジンの排気ダクトから排気ガスが排
出されると共に、エンジン排気音が伝送されて排気ダク
トを伝送されて、放射される。このエンジン排気音を消
音するために、能動型の消音装置が排気ダクトに設けら
れることがある。従来の能動型消音装置の一例を図４に
示す。
出されると共に、エンジン排気音が伝送されて排気ダク
トを伝送されて、放射される。このエンジン排気音を消
音するために、能動型の消音装置が排気ダクトに設けら
れることがある。従来の能動型消音装置の一例を図４に
示す。
【０００３】この消音装置では、ダクト２のエンジンに
近い位置にセンサマイクロホン４が設けられている。こ
のセンサマイクロホン４の出力が、適応型ディジタルフ
ィルタ６に入力される。適応型ディジタルフィルタ６
は、入力されたエンジン音をフィルタ処理する。適応型
ディジタルフィルタ６の出力は、増幅器８によって増幅
される。増幅器８の出力は、スピーカ１０に供給され、
このスピーカ１０からダクト２に放音される。適応型デ
ィジタルフィルタ６によって、処理された信号をダクト
２に放音することによって、消音するため、適応型ディ
ジタルフィルタ６の伝達関数は、ダクト２の伝達関数と
相補である必要がある。
近い位置にセンサマイクロホン４が設けられている。こ
のセンサマイクロホン４の出力が、適応型ディジタルフ
ィルタ６に入力される。適応型ディジタルフィルタ６
は、入力されたエンジン音をフィルタ処理する。適応型
ディジタルフィルタ６の出力は、増幅器８によって増幅
される。増幅器８の出力は、スピーカ１０に供給され、
このスピーカ１０からダクト２に放音される。適応型デ
ィジタルフィルタ６によって、処理された信号をダクト
２に放音することによって、消音するため、適応型ディ
ジタルフィルタ６の伝達関数は、ダクト２の伝達関数と
相補である必要がある。
【０００４】適応型ディジタルフィルタ６の伝達関数を
調整するために、エラーマイクロホン１２が、センサマ
イクロホン４から離れた位置に設けられている。エラー
マイクロホン１２の出力は、Filtered-x LMS アルゴ
リズム実行部１４に入力されている。この実行部１４に
は、センサマイクロホン４の出力信号をディジタルフィ
ルタ１６によって処理したものが供給されている。この
ディジタルフィルタ１６は、適応型ディジタルフィルタ
６の出力側からエラーマイクロホン１２の出力側までの
伝達関数Ｃ1 を模擬したものである。
調整するために、エラーマイクロホン１２が、センサマ
イクロホン４から離れた位置に設けられている。エラー
マイクロホン１２の出力は、Filtered-x LMS アルゴ
リズム実行部１４に入力されている。この実行部１４に
は、センサマイクロホン４の出力信号をディジタルフィ
ルタ１６によって処理したものが供給されている。この
ディジタルフィルタ１６は、適応型ディジタルフィルタ
６の出力側からエラーマイクロホン１２の出力側までの
伝達関数Ｃ1 を模擬したものである。
【０００５】実行部１４では、数１の演算によって適応
型ディジタルフィルタ６のフィルタ係数ベクトルを更新
する。即ち、適応型ディジタルフィルタ６の伝達関数を
更新する。
型ディジタルフィルタ６のフィルタ係数ベクトルを更新
する。即ち、適応型ディジタルフィルタ６の伝達関数を
更新する。
【数１】vＷk+1 ＝ vＷk ＋２μ・ｅk ・ vＲk
【０００６】但し、 vＷk+1 は、次回のフィルタ係数ベ
クトル、 vＷk は、現在のフィルタ係数ベクトル、ｅk
は現在のエラーマイクロホン１２の出力信号、 vＲ
k は、ディジタルフィルタ１６の出力信号によって構成
されるベクトル、μはステップサイズパラメータであ
る。
クトル、 vＷk は、現在のフィルタ係数ベクトル、ｅk
は現在のエラーマイクロホン１２の出力信号、 vＲ
k は、ディジタルフィルタ１６の出力信号によって構成
されるベクトル、μはステップサイズパラメータであ
る。
【０００７】数１のアルゴリズムを繰り返すことによっ
て、実行部１４は、適応型ディジタルフィルタ６の伝達
関数Ｃ0 と、適応型ディジタルフィルタ６の出力側から
エラーマイクロホン１２の出力側までの伝達関数Ｃ1 と
の積Ｃ0 ・Ｃ1 が、センサマイクロホン４の出力側から
エラーマイクロホン１２の出力側までの伝達関数Ｃ2と
相補、即ち−Ｃ2 になるように、伝達関数Ｃ0 を収束さ
せる。
て、実行部１４は、適応型ディジタルフィルタ６の伝達
関数Ｃ0 と、適応型ディジタルフィルタ６の出力側から
エラーマイクロホン１２の出力側までの伝達関数Ｃ1 と
の積Ｃ0 ・Ｃ1 が、センサマイクロホン４の出力側から
エラーマイクロホン１２の出力側までの伝達関数Ｃ2と
相補、即ち−Ｃ2 になるように、伝達関数Ｃ0 を収束さ
せる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】μの値を大きく設定す
ると、数１で表されるアルゴリズムの収束が速い。即
ち、短時間で消音状態とすることができる。一方、μの
値が大きすぎると、適応型ディジタルフィルタ６のフィ
ルタ係数Ｗが発散する。その結果、Ｃ0 ・Ｃ1 が−Ｃ2
に収束できなくなることがある。この発散状態では、例
えば、スピーカ１０から特定の周波数の発振音が生じ、
図４に示す装置が消音装置として機能しなくなる。
ると、数１で表されるアルゴリズムの収束が速い。即
ち、短時間で消音状態とすることができる。一方、μの
値が大きすぎると、適応型ディジタルフィルタ６のフィ
ルタ係数Ｗが発散する。その結果、Ｃ0 ・Ｃ1 が−Ｃ2
に収束できなくなることがある。この発散状態では、例
えば、スピーカ１０から特定の周波数の発振音が生じ、
図４に示す装置が消音装置として機能しなくなる。
【０００９】そのため、適応型ディジタルフィルタ６の
フィルタ係数ベクトルの発散が生じない範囲で、収束速
度がなるべく速くなるように、μの値が設定されてい
る。しかし、例えばセンサマイクロホン４の出力信号の
レベルが急激に変化した場合、即ちダクトを伝送される
音の音量が急激に変化した場合や、センサマイクロホン
４からエラーマイクロホン１２までの伝達関数Ｃ2 が、
例えば急激な温度変化に起因して急激に変化した場合に
は、上記のようにμを設定したとしても発散が生じるこ
とがある。
フィルタ係数ベクトルの発散が生じない範囲で、収束速
度がなるべく速くなるように、μの値が設定されてい
る。しかし、例えばセンサマイクロホン４の出力信号の
レベルが急激に変化した場合、即ちダクトを伝送される
音の音量が急激に変化した場合や、センサマイクロホン
４からエラーマイクロホン１２までの伝達関数Ｃ2 が、
例えば急激な温度変化に起因して急激に変化した場合に
は、上記のようにμを設定したとしても発散が生じるこ
とがある。
【００１０】本発明は、伝送される音の音量の急激な変
化があっても、適応型ディジタルフィルタが発散するこ
とがない能動型消音装置を提供することを目的とする。
化があっても、適応型ディジタルフィルタが発散するこ
とがない能動型消音装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１記載の発明は、音源が発生する音を伝送
する音伝送路に入力される音を検出する第１の検出手段
と、上記音伝送路から出力される音を検出する第２の検
出手段とを、第１の検出手段の出力信号を処理して、上
記音伝送路に放出する適応型フィルタ手段が、設けられ
ている。第１及び第２の検出手段の出力信号と、上記適
応型フィルタ手段の伝達関数の変化量を規定する係数と
に応じて、上記適応型フィルタ手段の現在の伝達関数を
修正して、上記適応型フィルタ手段の新たな伝達関数と
上記適応型フィルタ手段の出力側から第２の検出手段ま
での伝達関数との積を、上記音伝送路における第１及び
第２の検出手段間の伝達関数と相補にする制御手段と、
第１の検出手段の出力信号の変化量を検出する変化量検
出手段と、上記変化量が所定値未満のとき、上記係数を
第１の係数とし、上記変化量が所定値以上のとき、第１
の係数よりも小さい第２の係数に変更する係数変更手段
とを、具備するものである。
めに、請求項１記載の発明は、音源が発生する音を伝送
する音伝送路に入力される音を検出する第１の検出手段
と、上記音伝送路から出力される音を検出する第２の検
出手段とを、第１の検出手段の出力信号を処理して、上
記音伝送路に放出する適応型フィルタ手段が、設けられ
ている。第１及び第２の検出手段の出力信号と、上記適
応型フィルタ手段の伝達関数の変化量を規定する係数と
に応じて、上記適応型フィルタ手段の現在の伝達関数を
修正して、上記適応型フィルタ手段の新たな伝達関数と
上記適応型フィルタ手段の出力側から第２の検出手段ま
での伝達関数との積を、上記音伝送路における第１及び
第２の検出手段間の伝達関数と相補にする制御手段と、
第１の検出手段の出力信号の変化量を検出する変化量検
出手段と、上記変化量が所定値未満のとき、上記係数を
第１の係数とし、上記変化量が所定値以上のとき、第１
の係数よりも小さい第２の係数に変更する係数変更手段
とを、具備するものである。
【００１２】音伝送路は、これを伝送される音の音量が
急激に変化したり、第１及び第２の検出手段の間の伝達
関数が急激に変化したりする可能性があるものにでき
る。また、伝送される音の音量が急激に変化するときに
は、第１及び第２の検出手段の間の伝達関数も急激に変
化するものとすることができる。適応型フィルタ手段
は、その出力を、音伝送路における、第１及び第２の検
出手段の間に放出する放出手段を有するものとすること
ができる。また、適応型フィルタ手段へ入力される、第
１の検出手段の出力信号は、放出手段の入力側から第２
の検出手段の出力側までの伝達関数を模擬した模擬手段
によって模擬処理された後に、制御手段に入力すること
ができる。また、第２の係数を予め複数準備し、変化量
の大きさに応じて、複数の第２の係数のうちいずれかを
使用してもよい。
急激に変化したり、第１及び第２の検出手段の間の伝達
関数が急激に変化したりする可能性があるものにでき
る。また、伝送される音の音量が急激に変化するときに
は、第１及び第２の検出手段の間の伝達関数も急激に変
化するものとすることができる。適応型フィルタ手段
は、その出力を、音伝送路における、第１及び第２の検
出手段の間に放出する放出手段を有するものとすること
ができる。また、適応型フィルタ手段へ入力される、第
１の検出手段の出力信号は、放出手段の入力側から第２
の検出手段の出力側までの伝達関数を模擬した模擬手段
によって模擬処理された後に、制御手段に入力すること
ができる。また、第２の係数を予め複数準備し、変化量
の大きさに応じて、複数の第２の係数のうちいずれかを
使用してもよい。
【００１３】請求項１記載の発明によれば、第１及び第
２の検出手段の出力信号と第１の係数とに基づいて、適
応型フィルタ手段の伝達関数が、第１及び第２の検出手
段の間の伝達関数と相補となるように、制御手段によっ
て決定される。この適応型フィルタ手段によって第１の
検出手段の出力信号がフィルタ処理されて、音伝送路に
放出され、消音が行われる。適応型フィルタの伝達関数
の変更は、時々刻々と行われている。
２の検出手段の出力信号と第１の係数とに基づいて、適
応型フィルタ手段の伝達関数が、第１及び第２の検出手
段の間の伝達関数と相補となるように、制御手段によっ
て決定される。この適応型フィルタ手段によって第１の
検出手段の出力信号がフィルタ処理されて、音伝送路に
放出され、消音が行われる。適応型フィルタの伝達関数
の変更は、時々刻々と行われている。
【００１４】例えば、音伝送路を伝送される音の音量が
急激に変化すると、これが第１の検出手段の出力信号の
急激な変化として現れる。第１の検出手段の出力信号の
急激な変化は、変化量検出手段によって検出される。こ
の変化量は、係数変更手段に供給される。係数変更手段
は、この変化量が所定値よりも大きい場合には、第１の
係数に代えて、これよりも小さい第２の係数を制御手段
に使用させる。その結果、適応型フィルタ手段の伝達関
数の修正は、徐々に行われ、適応型フィルタ手段が発散
することが防止される。
急激に変化すると、これが第１の検出手段の出力信号の
急激な変化として現れる。第１の検出手段の出力信号の
急激な変化は、変化量検出手段によって検出される。こ
の変化量は、係数変更手段に供給される。係数変更手段
は、この変化量が所定値よりも大きい場合には、第１の
係数に代えて、これよりも小さい第２の係数を制御手段
に使用させる。その結果、適応型フィルタ手段の伝達関
数の修正は、徐々に行われ、適応型フィルタ手段が発散
することが防止される。
【００１５】請求項２記載の発明は、請求項１記載の能
動消音装置において、上記係数変更手段が、第１の検出
手段の出力信号の変化量が所定値以上になったときから
所定時間にわたって第２の係数を維持するものである。
動消音装置において、上記係数変更手段が、第１の検出
手段の出力信号の変化量が所定値以上になったときから
所定時間にわたって第２の係数を維持するものである。
【００１６】第２の係数に置換した場合、この置換によ
って直ちに適応型フィルタ手段の伝達関数は収束しな
い。この収束には或る程度の時間が必要である。請求項
２記載の発明によれば、第１の検出手段の出力信号の変
化量が所定値以上になってから所定時間にわたって第２
の係数が維持される。即ち、たとえ第２の係数に変更さ
れた後に、変化量が所定値未満になっても、第２の係数
が維持されるので、確実に適応型フィルタの伝達関数は
収束する。
って直ちに適応型フィルタ手段の伝達関数は収束しな
い。この収束には或る程度の時間が必要である。請求項
２記載の発明によれば、第１の検出手段の出力信号の変
化量が所定値以上になってから所定時間にわたって第２
の係数が維持される。即ち、たとえ第２の係数に変更さ
れた後に、変化量が所定値未満になっても、第２の係数
が維持されるので、確実に適応型フィルタの伝達関数は
収束する。
【００１７】請求項３記載の発明は、請求項２記載の能
動消音装置において、上記係数変更手段が、上記係数を
第２の係数としている状態において、第１の検出手段の
出力信号の変化量が上記所定値以上になると、第２の係
数とする時間を延長するものである。第２の係数とする
時間の延長法としては、例えば第２の係数としている状
態において、第１の検出手段の出力信号の変化量が所定
値以上になった時間から新たに所定時間を開始させるも
のがある。
動消音装置において、上記係数変更手段が、上記係数を
第２の係数としている状態において、第１の検出手段の
出力信号の変化量が上記所定値以上になると、第２の係
数とする時間を延長するものである。第２の係数とする
時間の延長法としては、例えば第２の係数としている状
態において、第１の検出手段の出力信号の変化量が所定
値以上になった時間から新たに所定時間を開始させるも
のがある。
【００１８】第２の係数としている状態においても、ま
だ適応型フィルタ手段の伝達関数が収束に向かっていな
いときには、第１の検出手段の出力信号の変化量が再び
大きくなることがある。この場合には、第２の係数とす
る時間を、先に設定されたままにしておくと、第２の係
数とする時間が経過した後に、発散が生じることがあ
る。これを防止するため、請求項３記載の発明では、第
２の係数とする時間を延長している。
だ適応型フィルタ手段の伝達関数が収束に向かっていな
いときには、第１の検出手段の出力信号の変化量が再び
大きくなることがある。この場合には、第２の係数とす
る時間を、先に設定されたままにしておくと、第２の係
数とする時間が経過した後に、発散が生じることがあ
る。これを防止するため、請求項３記載の発明では、第
２の係数とする時間を延長している。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の能動消音装置の実施の形
態は、図１に示すように、音伝送路、例えばエンジン
（図示せず）の排気ダクト２２に設けられている。この
排気ダクト２２には、エンジンからの排気ガスが流れる
他に、エンジンが発生するエンジン音も伝送される。即
ち、エンジンは音源となる。このエンジン音は、エンジ
ンが例えばアイドリング状態では低い。しかし、エンジ
ンがアイドリング状態から定格出力運転に移行する間に
は、エンジン音が急激に上昇する。このとき、ダクト２
２を流れる排気ガスの温度が上昇し、これによって、ダ
クト２２における伝達関数も急激に変化する。この伝達
関数については後述する。
態は、図１に示すように、音伝送路、例えばエンジン
（図示せず）の排気ダクト２２に設けられている。この
排気ダクト２２には、エンジンからの排気ガスが流れる
他に、エンジンが発生するエンジン音も伝送される。即
ち、エンジンは音源となる。このエンジン音は、エンジ
ンが例えばアイドリング状態では低い。しかし、エンジ
ンがアイドリング状態から定格出力運転に移行する間に
は、エンジン音が急激に上昇する。このとき、ダクト２
２を流れる排気ガスの温度が上昇し、これによって、ダ
クト２２における伝達関数も急激に変化する。この伝達
関数については後述する。
【００２０】ダクト２２におけるエンジンに近い位置
に、第１の検出手段、例えばセンサマイクロホン２４が
設けられている。このセンサマイクロホン２４は、エン
ジンからダクト２２を伝送されるエンジン音を収音す
る。このセンサマイクロホン２２の出力信号は、図示し
ていないＡ／Ｄ変換器によって所定サンプリング周期ご
とにサンプリングされ、さらに量子化されて、適応型フ
ィルタ手段、例えば適応型ディジタルフィルタ２６に供
給される。
に、第１の検出手段、例えばセンサマイクロホン２４が
設けられている。このセンサマイクロホン２４は、エン
ジンからダクト２２を伝送されるエンジン音を収音す
る。このセンサマイクロホン２２の出力信号は、図示し
ていないＡ／Ｄ変換器によって所定サンプリング周期ご
とにサンプリングされ、さらに量子化されて、適応型フ
ィルタ手段、例えば適応型ディジタルフィルタ２６に供
給される。
【００２１】この適応型ディジタルフィルタ２６は、従
来の適応型ディジタルフィルタ６と同様に数１に従って
フィルタベクトル係数が定められるものである。この適
応型ディジタルフィルタ２６は、このフィルタベクトル
係数に従って、センサマイクロホン２４からの出力信号
をフィルタリング処理する。この適応型ディジタルフィ
ルタ２６の出力信号は、放音手段に供給される。放音手
段は、例えば適応型フィルタ２６の出力信号を増幅する
増幅器２８を含み、さらに、増幅器２８の出力信号をダ
クト２２に拡声する拡声手段、例えばスピーカ３０が含
まれている。
来の適応型ディジタルフィルタ６と同様に数１に従って
フィルタベクトル係数が定められるものである。この適
応型ディジタルフィルタ２６は、このフィルタベクトル
係数に従って、センサマイクロホン２４からの出力信号
をフィルタリング処理する。この適応型ディジタルフィ
ルタ２６の出力信号は、放音手段に供給される。放音手
段は、例えば適応型フィルタ２６の出力信号を増幅する
増幅器２８を含み、さらに、増幅器２８の出力信号をダ
クト２２に拡声する拡声手段、例えばスピーカ３０が含
まれている。
【００２２】スピーカ３０の近傍のダクト２２内には、
第２の検出手段、例えばエラーマイクロホン３２が設け
られている。このエラーマイクロホン３２は、エンジン
からのエンジン音と、スピーカ３０からの放音との合成
波を検出するものである。このエラーマイクロホン３２
の出力信号も、センサマイクロホン２４の出力信号と同
じサンプリング周期でサンプリングされ、かつ量子化さ
れて、制御手段、例えばFiltered-x LMSアルゴリズム実
行部３４に供給される。
第２の検出手段、例えばエラーマイクロホン３２が設け
られている。このエラーマイクロホン３２は、エンジン
からのエンジン音と、スピーカ３０からの放音との合成
波を検出するものである。このエラーマイクロホン３２
の出力信号も、センサマイクロホン２４の出力信号と同
じサンプリング周期でサンプリングされ、かつ量子化さ
れて、制御手段、例えばFiltered-x LMSアルゴリズム実
行部３４に供給される。
【００２３】この実行部３４は、数１に従って、適応型
ディジタルフィルタ２６のフィルタベクトル係数を決定
するものである。そのため、センサマイクロホン２４の
出力信号を、模擬手段、例えばディジタルフィルタ３６
によってフィルタリング処理したものが、実行部３４に
供給されている。このディジタルフィルタ３６は、適応
型ディジタルフィルタ２６の出力側からエラーマイクロ
ホン３２の出力側までの伝達関数Ｃ1 を模擬した伝達関
数を有するもので、このディジタルフィルタ３６の出力
が、数１における vＲk を構成する。実行部３４は、エ
ラーマイクロホン３２及びディジタルフィルタ３６から
出力信号が供給されるごとに、数１に基づいてフィルタ
ベクトル係数を演算し、適応型フィルタ２６に供給す
る。
ディジタルフィルタ２６のフィルタベクトル係数を決定
するものである。そのため、センサマイクロホン２４の
出力信号を、模擬手段、例えばディジタルフィルタ３６
によってフィルタリング処理したものが、実行部３４に
供給されている。このディジタルフィルタ３６は、適応
型ディジタルフィルタ２６の出力側からエラーマイクロ
ホン３２の出力側までの伝達関数Ｃ1 を模擬した伝達関
数を有するもので、このディジタルフィルタ３６の出力
が、数１における vＲk を構成する。実行部３４は、エ
ラーマイクロホン３２及びディジタルフィルタ３６から
出力信号が供給されるごとに、数１に基づいてフィルタ
ベクトル係数を演算し、適応型フィルタ２６に供給す
る。
【００２４】このフィルタベクトル係数を持つことによ
って、適応型フィルタ２６は、伝達関数Ｃ0 を有してい
る。この伝達関数Ｃ0 とＣ1 との積Ｃ0 ・Ｃ1 が、セン
サマイクロホン２４の出力側からエラーマイクロホン２
２の出力側までの伝達関数Ｃ2 と相補な値−Ｃ2 となる
ように、適応型フィルタ２６のフィルタベクトル係数
が、エラーマイクロホン３２及びディジタルフィルタ３
６から出力信号が供給されるごとに、実行部３４によっ
て更新される。このように適応型フィルタ２６のフィル
タベクトル係数を、時々刻々と変化させることによっ
て、消音が行われている。
って、適応型フィルタ２６は、伝達関数Ｃ0 を有してい
る。この伝達関数Ｃ0 とＣ1 との積Ｃ0 ・Ｃ1 が、セン
サマイクロホン２４の出力側からエラーマイクロホン２
２の出力側までの伝達関数Ｃ2 と相補な値−Ｃ2 となる
ように、適応型フィルタ２６のフィルタベクトル係数
が、エラーマイクロホン３２及びディジタルフィルタ３
６から出力信号が供給されるごとに、実行部３４によっ
て更新される。このように適応型フィルタ２６のフィル
タベクトル係数を、時々刻々と変化させることによっ
て、消音が行われている。
【００２５】数１に示すように、フィルタベクトル係数
の決定には、ステップサイズパラメータμがかかわって
いる。ステップサイズパラメータμは、現在のフィルタ
ベクトル係数 vＷk に対する次回のフィルタベクトル係
数 VＷk+1 の変化量を規定する係数である。上述したよ
うに、ステップサイズパラメータμの値が大きい程、フ
ィルタベクトル係数の収束は速い。しかし、ステップサ
イズパラメータμの値を大きく設定していると、伝達関
数Ｃ2 が急激に変化した場合や、センサマイクロホン２
４の出力信号のレベルが急激に変化した場合には、フィ
ルタベクトル係数が発散し、消音ができなくなる。
の決定には、ステップサイズパラメータμがかかわって
いる。ステップサイズパラメータμは、現在のフィルタ
ベクトル係数 vＷk に対する次回のフィルタベクトル係
数 VＷk+1 の変化量を規定する係数である。上述したよ
うに、ステップサイズパラメータμの値が大きい程、フ
ィルタベクトル係数の収束は速い。しかし、ステップサ
イズパラメータμの値を大きく設定していると、伝達関
数Ｃ2 が急激に変化した場合や、センサマイクロホン２
４の出力信号のレベルが急激に変化した場合には、フィ
ルタベクトル係数が発散し、消音ができなくなる。
【００２６】そこで、センサマイクロホン２４をサンプ
リング及び量子化した信号が、整流回路３８によって整
流され、かつ平滑回路４０によって平滑されて、μ値決
定部４２に供給される。即ち、μ値決定部４２には、セ
ンサマイクロホン２４の出力レベルが、順次供給され
る。
リング及び量子化した信号が、整流回路３８によって整
流され、かつ平滑回路４０によって平滑されて、μ値決
定部４２に供給される。即ち、μ値決定部４２には、セ
ンサマイクロホン２４の出力レベルが、順次供給され
る。
【００２７】μ値決定部４２では、図２に示すように順
次入力されたセンサマイクロホン２４の出力レベルの、
予め定めた時間、例えば０．２秒当たりの変化量ｄ（＝
ｄ１、ｄ２、ｄ３・・・・）が順次検出される。即ち、
μ値決定部４２は、変化量検出手段として機能する。μ
値決定部４２では、検出された変化量ｄの絶対値が、比
較用基準値である予め定めた所定値以上であるか判断す
る。
次入力されたセンサマイクロホン２４の出力レベルの、
予め定めた時間、例えば０．２秒当たりの変化量ｄ（＝
ｄ１、ｄ２、ｄ３・・・・）が順次検出される。即ち、
μ値決定部４２は、変化量検出手段として機能する。μ
値決定部４２では、検出された変化量ｄの絶対値が、比
較用基準値である予め定めた所定値以上であるか判断す
る。
【００２８】変化量ｄの絶対値が所定値以上のとき、例
えばエンジンがアイドリング運転から定格出力運転に移
る過渡状態と見なせる。また、変化量の絶対値が所定値
未満のとき、例えばエンジンがアイドリング運転である
か、または定格出力運転である定常状態と見なせる。な
お、エンジンがアイドリング運転から定格出力運転に移
る場合、ダクト２２を流れる排気ガスの温度も上昇し、
伝達関数Ｃ2 も変化している。
えばエンジンがアイドリング運転から定格出力運転に移
る過渡状態と見なせる。また、変化量の絶対値が所定値
未満のとき、例えばエンジンがアイドリング運転である
か、または定格出力運転である定常状態と見なせる。な
お、エンジンがアイドリング運転から定格出力運転に移
る場合、ダクト２２を流れる排気ガスの温度も上昇し、
伝達関数Ｃ2 も変化している。
【００２９】μ値決定部４２は、変化量の絶対値が所定
値未満のとき、定常状態に応じた第１の係数、例えばμ
0 を実行部３４に使用させる。また、μ値決定部４２
は、変化量が所定値以上のとき、過渡状態に応じた第２
の係数μ1 を実行部３４に使用させる。なお、μ1 はμ
0 よりも値が小さく設定されている。即ち、μ1 を使用
した場合には、μ0 を使用した場合よりも、フィルタベ
クトル係数の収束は遅くなり、発散しにくくなる。
値未満のとき、定常状態に応じた第１の係数、例えばμ
0 を実行部３４に使用させる。また、μ値決定部４２
は、変化量が所定値以上のとき、過渡状態に応じた第２
の係数μ1 を実行部３４に使用させる。なお、μ1 はμ
0 よりも値が小さく設定されている。即ち、μ1 を使用
した場合には、μ0 を使用した場合よりも、フィルタベ
クトル係数の収束は遅くなり、発散しにくくなる。
【００３０】μ値決定部４２は、変化量の絶対値が所定
値以上となったときから、所定時間、例えば１秒間、μ
1 を実行部３４に使用させる。たとえ変化量の絶対値が
所定値以上となった後に、再び所定値未満になっても、
変化量の絶対値が所定値以上になった時間から、所定時
間にわたってμ1 は維持されている。従って、所定時間
内では発散が防止される。
値以上となったときから、所定時間、例えば１秒間、μ
1 を実行部３４に使用させる。たとえ変化量の絶対値が
所定値以上となった後に、再び所定値未満になっても、
変化量の絶対値が所定値以上になった時間から、所定時
間にわたってμ1 は維持されている。従って、所定時間
内では発散が防止される。
【００３１】また、μ値決定部４２は、μ1 を使用させ
ている間も、変化量の絶対値と所定値との比較を行って
いる。図３に符号ａで示す時点のように、所定時間中で
あるにもかかわらず、変化量の絶対値が所定値以上とな
ると、その時点から再び所定時間を開始させる。即ち、
μ1 が使用される所定時間が延長される。また、延長し
た時間中に、符号ｂで示すように再び変化量の絶対値が
所定値以上となると、その時点から所定時間が開始され
る。このように所定時間中に、更に変化量の絶対値が所
定値以上となった場合には、μ1 が維持される時間が延
長されるので、確実に発散が防止される。
ている間も、変化量の絶対値と所定値との比較を行って
いる。図３に符号ａで示す時点のように、所定時間中で
あるにもかかわらず、変化量の絶対値が所定値以上とな
ると、その時点から再び所定時間を開始させる。即ち、
μ1 が使用される所定時間が延長される。また、延長し
た時間中に、符号ｂで示すように再び変化量の絶対値が
所定値以上となると、その時点から所定時間が開始され
る。このように所定時間中に、更に変化量の絶対値が所
定値以上となった場合には、μ1 が維持される時間が延
長されるので、確実に発散が防止される。
【００３２】なお、この実施の形態では、適応型フィル
タ２６、ディジタルフィルタ３６、実行部３４、整流回
路３８、平滑回路４０及びμ値決定部４２は、ＤＳＰを
用いて構成することができる。また、整流回路３８及び
平滑回路４０をアナログ回路で構成し、平滑回路４０の
出力信号をサンプリング及び量子化してもよい。
タ２６、ディジタルフィルタ３６、実行部３４、整流回
路３８、平滑回路４０及びμ値決定部４２は、ＤＳＰを
用いて構成することができる。また、整流回路３８及び
平滑回路４０をアナログ回路で構成し、平滑回路４０の
出力信号をサンプリング及び量子化してもよい。
【００３３】上記の実施形態では、エンジン音とエンジ
ンからの排気ガスとが流れるダクト２２に、本発明によ
る能動消音装置を実施したが、音源からの音が伝送され
る伝送路であれば、どのようなものにも本発明を実施す
ることができる。また、変化量の検出は、予め定めた時
間当たりの変化量を求めたが、平滑回路４０の出力信号
を微分回路等により微分して求めてもよい。さらに、デ
ィジタルフィルタ３６を設けたが、場合によっては除去
してもよい。また、実行部３４は、Filtered-xLMSアル
ゴリズムによってフィルタベクトル係数を決定したが、
他のアルゴリズムによってフィルタベクトル係数を決定
してもよい。
ンからの排気ガスとが流れるダクト２２に、本発明によ
る能動消音装置を実施したが、音源からの音が伝送され
る伝送路であれば、どのようなものにも本発明を実施す
ることができる。また、変化量の検出は、予め定めた時
間当たりの変化量を求めたが、平滑回路４０の出力信号
を微分回路等により微分して求めてもよい。さらに、デ
ィジタルフィルタ３６を設けたが、場合によっては除去
してもよい。また、実行部３４は、Filtered-xLMSアル
ゴリズムによってフィルタベクトル係数を決定したが、
他のアルゴリズムによってフィルタベクトル係数を決定
してもよい。
【００３４】また、上記の実施の形態では、ステップサ
イズパラータμとしては、定常状態用のμ0 と過渡状態
用のμ1 とを設けたが、過渡状態用としてさらに複数種
類のステップサイズパラータ、例えばμ1 の他にμ2 、
μ3 （μ1 ＞μ2 ＞μ3 ）を設け、さらにエラーマイク
ロホン２４の出力信号の変化量の絶対値ｄabとの比較用
の基準値をＲ1 、Ｒ2 、Ｒ3 （Ｒ1 ＜Ｒ2 ＜Ｒ3 ）のよ
うに複数設け、変化量の絶対値ｄabと各基準値とを比較
手段によって比較し、ｄab＜Ｒ１のときにはμ0 を選択
し、Ｒ1 ≦ｄab＜Ｒ2 のときにはμ1 を選択し、Ｒ2 ≦
ｄab＜Ｒ3 のときにはμ2 を選択し、Ｒ3 ≦ｄabのとき
にはμ3 を選択するようにしてもよい。このようにする
と、変化量の絶対値に応じたステップサイズパラータを
選択することができ、速やかに適応型ディジタルフィル
タ２６の伝達関数を収束させることができる。
イズパラータμとしては、定常状態用のμ0 と過渡状態
用のμ1 とを設けたが、過渡状態用としてさらに複数種
類のステップサイズパラータ、例えばμ1 の他にμ2 、
μ3 （μ1 ＞μ2 ＞μ3 ）を設け、さらにエラーマイク
ロホン２４の出力信号の変化量の絶対値ｄabとの比較用
の基準値をＲ1 、Ｒ2 、Ｒ3 （Ｒ1 ＜Ｒ2 ＜Ｒ3 ）のよ
うに複数設け、変化量の絶対値ｄabと各基準値とを比較
手段によって比較し、ｄab＜Ｒ１のときにはμ0 を選択
し、Ｒ1 ≦ｄab＜Ｒ2 のときにはμ1 を選択し、Ｒ2 ≦
ｄab＜Ｒ3 のときにはμ2 を選択し、Ｒ3 ≦ｄabのとき
にはμ3 を選択するようにしてもよい。このようにする
と、変化量の絶対値に応じたステップサイズパラータを
選択することができ、速やかに適応型ディジタルフィル
タ２６の伝達関数を収束させることができる。
【００３５】
【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、音伝送路を伝送される音の音量が急激に変化する
と、その急激な変化が検出される。この変化量が所定値
よりも大きい場合には、小さい第２の係数が制御手段に
おいて使用される。その結果、適応型フィルタ手段の伝
達関数の修正は、徐々に行われ、適応型フィルタ手段が
発散することが防止される。
れば、音伝送路を伝送される音の音量が急激に変化する
と、その急激な変化が検出される。この変化量が所定値
よりも大きい場合には、小さい第２の係数が制御手段に
おいて使用される。その結果、適応型フィルタ手段の伝
達関数の修正は、徐々に行われ、適応型フィルタ手段が
発散することが防止される。
【００３６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の能
動消音装置において、上記係数変更手段が、第１の検出
手段の出力信号の変化量が所定値以上になったときから
所定時間にわたって第２の係数を維持するものである。
動消音装置において、上記係数変更手段が、第１の検出
手段の出力信号の変化量が所定値以上になったときから
所定時間にわたって第２の係数を維持するものである。
【００３７】請求項２記載の発明によれば、たとえ第２
の係数に変更された後に、変化量が所定値未満になって
も、小さな第２の係数が維持されるので、適応型フィル
タ手段の伝達関数の修正は、徐々に行われる。従って、
確実に適応型フィルタの伝達関数の発散を防止すること
ができる。
の係数に変更された後に、変化量が所定値未満になって
も、小さな第２の係数が維持されるので、適応型フィル
タ手段の伝達関数の修正は、徐々に行われる。従って、
確実に適応型フィルタの伝達関数の発散を防止すること
ができる。
【００３８】請求項３記載の発明によれば、第２の係数
に変更されている状態において、さらに急激な変化があ
ると、第２の係数とされる時間が延長されるので、第２
の係数に変更されている状態において生じた急激な変化
にも対処することができ、確実に適応型フィルタの伝達
関数の発散を防止することができ、確実に消音効果が得
られる。
に変更されている状態において、さらに急激な変化があ
ると、第２の係数とされる時間が延長されるので、第２
の係数に変更されている状態において生じた急激な変化
にも対処することができ、確実に適応型フィルタの伝達
関数の発散を防止することができ、確実に消音効果が得
られる。
【図１】本発明による能動消音装置の１実施の形態のブ
ロックダイアグラムである。
ロックダイアグラムである。
【図２】同実施の形態のおけるセンサマイクロホンの出
力レベルの変化量を求める方法の説明図である。
力レベルの変化量を求める方法の説明図である。
【図３】同実施の形態におけるセンサマイクロホンの出
力レベルの変化と第２の係数とされる時間との関係の説
明図である。
力レベルの変化と第２の係数とされる時間との関係の説
明図である。
【図４】従来の能動消音装置の１例のブロックダイアグ
ラムである。
ラムである。
２２ ダクト（音伝送路） ２４ センサマイクロホン（第１の検出手段） ２６ 適応型ディジタルフィルタ（適応型フィルタ手
段） ３２ エラーマイクロホン（第２の検出手段） ３４ Filtered-x LMS実行部（制御手段） ４２ μ値決定部（変化量検出手段、係数変更手段）
段） ３２ エラーマイクロホン（第２の検出手段） ３４ Filtered-x LMS実行部（制御手段） ４２ μ値決定部（変化量検出手段、係数変更手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大久保 稔 大阪府大阪市北区茶屋町１番32号 ヤンマ ーディーゼル株式会社内 (72)発明者 石田 慎一郎 大阪府大阪市北区茶屋町１番32号 ヤンマ ーディーゼル株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 音源が発生する音を伝送する音伝送路に
入力される音を検出する第１の検出手段と、 上記音伝送路から出力される音を検出する第２の検出手
段と、 第１の検出手段の出力信号を処理して、上記音伝送路に
放出する適応型フィルタ手段と、 第１及び第２の検出手段の出力信号と、上記適応型フィ
ルタ手段の伝達関数の変化量を規定する係数とに応じ
て、上記適応型フィルタ手段の現在の伝達関数を修正し
て、上記適応型フィルタ手段の新たな伝達関数と上記適
応型フィルタ手段の出力側から第２の検出手段までの伝
達関数の積を、上記音伝送路における第１及び第２の検
出手段間の伝達関数と相補にする制御手段と、 第１の検出手段の出力信号の変化量を検出する変化量検
出手段と、 上記変化量が所定値未満のとき、上記係数を第１の係数
とし、上記変化量が上記所定値以上のとき、第１の係数
よりも小さい第２の係数に変更する係数変更手段とを、
具備する能動消音装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の能動消音装置において、
上記係数変更手段は、第１の検出手段の出力信号の変化
量が所定値以上になったときから所定時間にわたって第
２の係数を維持することを特徴とする能動消音装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の能動消音装置において、
上記係数変更手段は、上記係数を第２の係数としている
状態において、第１の検出手段の出力信号の変化量が上
記所定値以上になると、第２の係数とする時間を延長す
ることを特徴とする能動消音装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8179905A JPH1011075A (ja) | 1996-06-19 | 1996-06-19 | 能動消音装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8179905A JPH1011075A (ja) | 1996-06-19 | 1996-06-19 | 能動消音装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1011075A true JPH1011075A (ja) | 1998-01-16 |
Family
ID=16073966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8179905A Pending JPH1011075A (ja) | 1996-06-19 | 1996-06-19 | 能動消音装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1011075A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7421017B2 (en) | 2002-08-13 | 2008-09-02 | Fujitsu Limited | Digital filter adaptively learning filter coefficient |
| WO2011042960A1 (ja) * | 2009-10-07 | 2011-04-14 | パイオニア株式会社 | 能動型振動騒音制御装置 |
Citations (14)
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| JPH06130970A (ja) * | 1992-10-20 | 1994-05-13 | Nissan Motor Co Ltd | 能動型騒音制御装置 |
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| JPH08502593A (ja) * | 1992-10-21 | 1996-03-19 | ロータス カーズ リミテッド | 適応制御システム |
-
1996
- 1996-06-19 JP JP8179905A patent/JPH1011075A/ja active Pending
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Cited By (3)
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| JP5312604B2 (ja) * | 2009-10-07 | 2013-10-09 | パイオニア株式会社 | 能動型振動騒音制御装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
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