WO2007013281A1 - 能動型振動騒音制御装置 - Google Patents

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WO2007013281A1
WO2007013281A1 PCT/JP2006/313558 JP2006313558W WO2007013281A1 WO 2007013281 A1 WO2007013281 A1 WO 2007013281A1 JP 2006313558 W JP2006313558 W JP 2006313558W WO 2007013281 A1 WO2007013281 A1 WO 2007013281A1
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secondary sound
signal
noise
error signal
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PCT/JP2006/313558
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Shigeki Yoshida
Masahide Onishi
Yoshio Nakamura
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to active vibration that outputs a secondary sound that cancels out noise generated in a passenger compartment or an aircraft cabin, and controls the noise to be reduced by mutual interference.
  • the present invention relates to noise control devices.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-084500 discloses a plurality of speakers that are secondary sound generation units and an error signal detection unit in a closed space such as in a passenger compartment.
  • An apparatus has been disclosed in which a microphone is installed, noise is suppressed at a position where the microphone force is also separated by using a compensation filter, and noise at a simulated evaluation point is actively reduced.
  • this conventional apparatus uses a plurality of speakers 11 and 12 which are secondary sound generators.
  • the filter of the adaptive filter 14 is such that the error signal detected by the microphone 13 as the evaluation point is minimized between the secondary sound from the speaker 11 in the front seat and the secondary sound from the speaker 12 in the rear seat. Since the coefficients are sequentially updated, it is possible to obtain the best vibration and noise suppression performance at the evaluation points.
  • the filter coefficient of the compensation filter 15 is simulated from the transfer characteristic from the front seat speaker 11 to the rear seat simulation evaluation point set at a position away from the microphone 13 and the rear seat speaker force 12. It is configured to be obtained based on the ratio of transfer characteristics up to a point. Therefore, the secondary sound from the front seat speaker 11 can be canceled out by the secondary sound from the rear seat speaker 12 in the rear seat simulated evaluation point. Can suppress vibration or noise generated.
  • the secondary sound output from the rear seat speaker 12 through the compensation filter 15 cancels the influence of the output signal from the front seat speaker 11 on the simulated evaluation point at the simulated evaluation point. Only. In other words, since the residual vibration noise, that is, the error signal detected by the error signal detection unit such as a microphone, is not detected at the simulation evaluation point, the simulation evaluation point is not detected. It is not possible to follow the change in noise. Therefore, if the transmission characteristics from the speaker to the simulated evaluation point change due to factors such as speaker characteristic changes and window opening / closing, effective noise reduction cannot be achieved at the simulated evaluation point. was there.
  • the active vibration noise control device includes a reference signal generation unit that generates a harmonic reference signal to be selected and a first control signal based on the reference signal.
  • a first adaptive filter that outputs a second adaptive filter that outputs a second control signal based on a reference signal, and a second sound that generates a secondary sound that cancels noise based on the first control signal.
  • Noise cancellation based on the second control signal, second secondary sound generation unit that generates secondary sound, and the interference result between the secondary sound and noise are detected as error signals.
  • the first error signal detector, the second error signal detector, and the reference signal are processed with characteristics simulating the transfer characteristics from the first secondary sound generator to the first error signal detector.
  • the first correction filter that outputs the first reference signal and the second secondary sound generated as the reference signal
  • a second correction filter that processes a transfer characteristic from the first to second error signal detectors and outputs a second reference signal, and a first reference signal and a first error signal detector.
  • a first filter coefficient updating unit that updates the coefficient of the first adaptive filter based on the error signal of the second, and a second adaptive filter based on the error signal of the second reference signal and the second error signal detection unit
  • the active vibration noise control apparatus including the second filter coefficient updating unit that updates the first coefficient, the first control signal and the second control signal are corrected by the respective filter coefficients, and the first compensation signal and the second control signal are corrected.
  • a first compensation filter that outputs a second compensation signal and a second compensation filter, and the first secondary sound generator includes a first control signal output from the first adaptive filter, and a first compensation filter.
  • 2 adaptive filter force is output and the second compensation
  • the second compensation signal corrected by the filter is output as a secondary sound
  • the second secondary sound generator generates the second control signal output from the second adaptive filter and the first
  • the sum of the first compensation signal output from the adaptive filter and corrected by the first compensation filter is output as a secondary sound
  • the filter coefficient of the first compensation filter is the first secondary sound generator.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an active vibration noise control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and is a plan view of a state where the active vibration noise control apparatus is mounted on a vehicle.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of an active vibration noise control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of a SAN-type active vibration noise control apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a conventional active vibration noise control apparatus.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an active vibration noise control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and is a plan view of a state where the active vibration noise control apparatus is mounted on a vehicle.
  • a four-cylinder four-cycle internal combustion engine hereinafter referred to as “engine”
  • Engines are the main noise source in vehicles.
  • An active vibration noise control device is mounted in the passenger compartment 113.
  • the active vibration noise control apparatus according to the present embodiment includes a controller 106, a secondary sound generation unit including two sets of speakers 103 and 104, and an error signal detection unit including two microphones 101 and 102. It is.
  • the active vibration and noise control apparatus includes a controller 106, a pair of speakers 103 as first secondary sound generators housed in door panels on both sides of the front seat, and a rear A pair of speakers 104 as second secondary sound generators housed in the door panels on both sides of the seat and a microphone as a first error signal detector embedded in the roof at the position directly above the center of the front seat.
  • a microphone 102 as a second error signal detection unit embedded in a roof located directly above the center of the rear seat.
  • the controller 106 includes a microcomputer, and includes a CPU, a memory, a counter, and the like (not shown).
  • An engine electric control unit (hereinafter referred to as "engine ECU") 110 is connected to the engine, and an NE pulse, which is a pulse signal indicating the engine speed, is generated from the ignition signal and is sent to the controller 106. Sent out.
  • the controller 106 generates, from the input pulse signal, a harmonic frequency selected from the engine speed, for example, the second harmonic as a reference signal.
  • the dominant factor of vehicle interior noise is the booming noise, which is the sound emitted from the engine vibration generated by gas combustion in the cylinder of the engine to the vehicle body and excited by the panel of the vehicle body. is there.
  • the frequency of the muffler sound is approximately twice the engine speed for a four-cylinder engine and three times that for a six-cylinder engine.
  • the frequency of the booming noise varies depending on the number of cylinders of the installed engine and is based on harmonics of the engine speed. It is a spider.
  • the muffled noise is mainly caused by the engine and is synchronized with the rotation of the engine. Based on the pulse signal generated by the engine ECU 110 installed in the car, the reference signal cycle is It has been decided.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the active vibration noise control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the active vibration noise control apparatus includes a controller 106, a pair of speakers 103 as a first secondary sound generator, and a 1 as a second secondary sound generator.
  • a pair of speakers 104, a microphone 101 as a first error signal detection unit, and a microphone 102 as a second error signal detection unit are provided.
  • the controller 106 includes a first reference signal generation unit 107a that generates a first reference signal and a second reference signal generation unit that generates a second reference signal, based on an input signal from the engine ECU 110. 107b, a first adaptive filter 108a that inputs the first reference signal output from the first reference signal generation unit 107a and outputs the first control signal XO to the speaker 103, and the second reference signal The second adaptive filter 108b that inputs the second reference signal output from the generation unit 107b and outputs the second control signal XI to the speaker 104, and the first control signal X0 and inputs the first control signal X0.
  • the first compensation filter 109a that outputs the compensation signal
  • the second compensation filter 109b that outputs the second compensation signal by inputting the second control signal XI
  • the first reference signal that is input by the first reference signal
  • the first correction filter 105a that outputs the second reference signal and the second reference signal are input and the second reference signal is output.
  • a second correction filter 105b that outputs a signal
  • a first filter coefficient update unit 11 la that updates the coefficient of the first adaptive filter 108a based on the first reference signal and the error signal from the microphone 101
  • a second filter coefficient updating unit 11 lb for updating the coefficient of the second adaptive filter 108b based on the reference signal of 2 and the error signal of the microphone 102.
  • An engine pulse which is an electrical signal synchronized with the rotation of the engine, is input from the engine ECU 110 to the controller 106.
  • the controller 106 uses the frequency of the first and second reference signals output by the reference signal generators 107a and 107b based on the signal. The number, ie the frequency of the noise to be silenced in the passenger compartment, is determined. These reference signals may be the same.
  • the output signal of the top dead center sensor hereinafter referred to as “TDC sensor” may be used as the tacho pulse.
  • TDC sensor the output signal of the top dead center sensor
  • the first reference signal is multiplied by the filter coefficient WO of the first adaptive filter 108a to become the first control signal XO, which is amplified by a signal amplifier (not shown). Then, the first control signal XO is input to the speaker 103 which is the first secondary sound generator, and 2 for reducing the noise at the evaluation point where the microphone 101 which is the first error signal detector is placed. Radiated from speaker 103 as the next sound.
  • the second reference signal is multiplied by the filter coefficient W1 of the second adaptive filter 108b to become a second control signal XI, which is amplified by a signal amplifier (not shown). Then, the first control signal XI is input to the speaker 104 which is the second secondary sound generator, and the noise at the evaluation point where the microphone 102 which is the second error signal detector is placed is reduced. Radiated from speaker 104 as a secondary sound.
  • the first control signal X0 is multiplied by the filter coefficient F0 of the first compensation filter 109a to become the first compensation signal, and is added to the second control signal XI, and a signal amplifier (not shown) A). Then, the first compensation signal is input to the speaker 104 that is the second secondary sound generator, and the influence of the secondary sound output by the speaker 103 on the microphone 102 that is the evaluation point, that is, in FIG. It is radiated from the speaker 104 as a secondary sound that cancels out the unnecessary secondary sound generated by the C01 path shown.
  • the second control signal XI is multiplied by the filter coefficient F1 of the second compensation filter 109b to become the second compensation signal, and is added to the first control signal X0, and a signal amplifier (not shown) ) Is amplified.
  • the second compensation signal is input to the speaker 103 which is the first secondary sound generator, and the influence of the secondary sound output by the speaker 104 on the microphone 101 which is the evaluation point, that is, as shown in FIG. Unnecessary secondary sound generated by the C10 path is canceled by the speaker 103 as a secondary sound.
  • the microphones 101 and 102 are connected to the controller 106 via a cable to reduce noise.
  • the detected value is sent to the controller 106.
  • the controller 106 uses the first and second adaptive filters 108a and 108b and the first and second compensation filters 109a and 109b to control the first and second controls to reduce noise.
  • the first and second control signals X0 and XI are converted into drive signals for the two sets of speakers 103 and 104, respectively, and secondary sounds that cancel the noise are output from the two sets of speakers 103 and 104 via the cable. Is done.
  • the two speakers 103 on the front seat side are each driven by the same drive signal, and similarly, the two speakers 104 on the rear seat side are each driven by the same drive signal. Further, the four speakers 103 and 104 are configured to be used also as speakers of the in-vehicle audio apparatus.
  • the filter coefficient of the first correction filter 105a is c'0
  • the filter coefficient of the second correction filter 105b is 1
  • the transfer characteristic from the front seat speaker 103 to the front seat microphone 101 is C00
  • the transmission characteristics from the front seat speaker 103 to the rear seat microphone 102 C01
  • the rear seat speaker 104 to the rear seat microphone 102 The transfer characteristic up to is C11.
  • the filter coefficient cfO of the first correction filter 105a is from the output X0 of the first adaptive filter 108a to the first filter coefficient update unit 11 la in order to gradually reduce the noise in the microphone 101. Design to show transfer characteristics. If the filter coefficient 0 is defined in this way, the filter coefficient 0 of the first correction filter 105a is related only to the term contributed by the first control signal X0 in the equation (1), and is expressed as follows: You can.
  • the second filter coefficient updating unit 11 lb is input with the respective secondary sounds added by the microphone 102, and therefore, the input signal (Y3 + Y4) is shown as follows.
  • the filter coefficient 1 of the second correction filter 105b is obtained from the output XI of the second adaptive filter 108b from the output XI of the second adaptive filter 108b in order to gradually reduce the noise in the microphone 102. Designed to show transfer characteristics up to lb.
  • the filter coefficient c ′ l is defined in this way, the filter coefficient c ′ l of the second correction filter 105b is related only to the term contributed by the second control signal XI in Equation (3). It can be expressed as follows.
  • the correction value of the first correction filter 105a is transferred from the front seat side speaker 103 to the front seat side microphone 101. And the sum (C00 + F0.C10) of the filter coefficient F0 of the compensation filter 109a and the product (FO'CIO) of the speaker 104 power on the rear seat side and the transfer characteristic C10 to the microphone 101 on the front seat side. ).
  • the correction value of the second correction filter 105b is used to transfer the transfer characteristic C from the rear seat speaker 104 to the rear seat microphone 102. 11 and the sum (C1) of the filter coefficient Fl of the compensation filter 109b and the product (Fl 'C01) of the transfer characteristic C01 from the front seat speaker 103 to the rear seat microphone 102. 1 + F1 -C01).
  • microphone 101 as the first error signal detection unit is arranged at the evaluation point of the front seat, and a signal for controlling the vibration noise at this position is provided. Transmits from the front seat speaker 103 and cancels the influence of the secondary sound from the front seat on the rear seat.
  • the microphone 102 which is the error signal detection section, is placed, and a signal to control the vibration noise at this position is sent from the speaker 104 in the rear seat, and the influence of the secondary sound in the rear seat on the front seat is canceled. Sound is transmitted from the speaker 103 in the front seat.
  • the filter coefficients FO and Fl of the compensation filters 109a and 109b are designed to satisfy the following expressions (5) and (6): .
  • the signal (Y0 + Y1) input from the microphone 101 to the first filter coefficient updating unit 11 la is generated by the first control signal X0. Only changes.
  • the signal (Y3 + Y4) input from the microphone 102 to the second filter coefficient updating unit 11 lb is changed only by the second control signal XI. Therefore, by designing the compensation filters 109a and 109b as described above, the noise generated on the rear seat side when reducing the noise on the front seat side, and the front seat side when reducing the noise on the rear seat side are reduced. The generated noise can be suppressed.
  • the first auxiliary The filter coefficient FO of the compensation filter 109a is C01, which is a transfer characteristic from the speaker 103 as the first secondary sound generator to the microphone 102 as the second error signal detector, and the second secondary sound generator It is obtained based on the ratio of the transfer characteristics C11 from the speaker 104 as the unit to the microphone 102 as the second error signal detection unit.
  • the filter coefficient F1 of the second compensation filter 109b is the transfer characteristic C10 from the speaker 104 as the second secondary sound generator to the microphone 101 as the first error signal detector, and the first Based on the ratio of the transmission characteristic C00 from the speaker 103 as the secondary sound generation unit to the microphone 101 as the first error signal detection unit, it is configured to be obtained! RU
  • the filter coefficient W0 of the first adaptive filter 108a is the error from the first reference signal output from the first correction filter 105a and the microphone 101 by the first filter coefficient updating unit 11la. It is updated sequentially based on the signal.
  • the filter coefficient W1 of the second adaptive filter 108b is based on the second reference signal output from the second correction filter 105b and the error signal from the microphone 102 by the second filter coefficient update unit 11lb. Will be updated sequentially.
  • the filter coefficients W0 and W1 are updated using LMS (Least Mean Square) which is a kind of steepest descent method as an algorithm of a general filter coefficient update unit.
  • the first reference signal output from the first correction filter 105a is r0
  • the second reference signal output from the second correction filter 105b is rl
  • the error signal obtained from the microphone 101 is e0.
  • el be the error signal obtained from 102. If the step size parameter, which is a small value used in LMS, is taken, the filter coefficients W0 (n + 1) and Wl (n + 1) are recursive as shown in the following equations (9) and (10). Can be expressed as
  • the filter coefficients W0 and Wl are recursively reduced to error signals e0 and el force S, in other words, to reduce the noise in the microphones 101 and 102 which are noise suppression units. W0 and Wl can be converged to optimum values.
  • the transmission characteristics of the speakers 103 and 104 to the positions of the microphones 101 and 102 have also changed. Even in this case, it is possible to reduce the noise following the change of the noise. In addition, vibration noise is reduced in the entire passenger compartment (front and rear seats) just by the front seat.
  • the active vibration noise control apparatus includes two secondary sound generation units and two error signal detection units, it may include three or more each. In this way, even when the transfer characteristics between the secondary sound generator and the error signal detector change, the noise can be reduced following the change in noise. As a result, the noise can be further reduced over a wider area.
  • the active vibration noise control apparatus is configured such that the filter coefficients of the correction filter and the compensation filter are obtained in advance for each frequency, stored in a memory, and can be searched according to the frequency of the reference signal. is there.
  • Figure 3 has the same configuration as Figure 2 except that the reference signal is written into a cosine wave and a sine wave! /.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the active vibration noise control apparatus in the present embodiment.
  • NE pulse is sent from the controller 106 from the engine ECU 110.
  • the booming noise is synchronized with the engine rotation, it has a narrow frequency range, in other words, a waveform close to a sine wave, so the booming noise of that frequency is a sine wave (sin wave) and cosine wave (cos wave).
  • the muffled sound is expressed as the sum of a sine wave and a cosine wave
  • the reference signal generated based on the engine ECU 110 can be similarly decomposed and generated into a sine wave and a cosine wave.
  • the cosine wave component of the reference signal output from the cosine wave generator 120 and the sine wave component output from the sine wave generator 121 are the coefficients C0, Cl, C2 of the signal transfer characteristics. , C3 are multiplied as shown in Fig. 3 and added by an adder to generate a reference signal.
  • the reference signal is multiplied by the error signal eO (n), el (n) and the step size; z as described above, and the resulting product is multiplied by the filter coefficients W0a, W0b, Wla, Wlb of the adaptive filters 108a, 108b.
  • the next value of W0a, W0b, Wla, and Wlb is calculated by subtracting from the current value (see equations (9) and (10)).
  • Outputs from the adaptive filters 108a and 108b are added by adders, respectively, to generate secondary sounds. Are output from the speakers 103 and 104 as a unit.
  • the compensation signal is multiplied by the coefficients FO, Fl, F2, and F3 of the compensation filter by the sine wave and cosine wave as shown in Fig. 3, and added by the adders.
  • the active vibration and noise control apparatus allows the change in noise even when the transmission force 103 and 104 force change to the positions of the microphones 101 and 102, respectively.
  • the noise can be reduced following the above.
  • vibration noise is reduced in the entire passenger compartment (front and rear seats) just by the front seat.
  • this method uses a notch filter used for removing a narrow band frequency noise in the adaptive control algorithm, and digitally converts the filter coefficients WOa, WOb and Wla, Wlb corresponding to the coefficients of the orthogonal signals.
  • This is a technique to follow changes in engine speed by signal processing, and is a technique called SAN (Single-frequency Adaptive Notch).
  • SAN Single-frequency Adaptive Notch
  • the active vibration noise control device of the present invention uses a plurality of speakers as secondary sound output units and microphones as error signal detection units, thereby enabling front seats and rear seats not only in a part of the vehicle interior. It is possible to reduce vibration noise in the entire cabin including seats, which is useful for applications such as automobiles.

Abstract

　前席の評価点にマイクロフォン（１０１）を配置し、この位置での振動騒音を制御する信号を前席のスピーカ（１０３）から送出するとともに、前席の２次音が後席に与える影響を打ち消す２次音を後席のスピーカ（１０４）より送出することに加え、後席の評価点にマイクロフォン（１０２）を配置し、この位置での振動騒音を制御する２次音をスピーカ（１０４）から送出するとともに、後席の２次音が前席に与える影響を打ち消す２次音を前席のスピーカ（１０３）より送出する。

Description

明 細 書
能動型振動騒音制御装置
技術分野
[0001] 本発明は、車室内や航空機の客室内などに発生する騒音に対して、これを打ち消 す 2次音を出力し、相互干渉によって、騒音を低減するように制御する能動型振動騒 音制御装置に関する。
背景技術
[0002] 従来の能動型振動騒音制御装置として、特開 2005— 084500号公報には、車室 内などの閉空間において、 2次音発生部である複数個のスピーカと誤差信号検出部 であるマイクロフォンを設置し、補償フィルタを用いてマイクロフォン力も離間した位置 での騒音を抑制し、模擬評価点での騒音を能動的に低減する装置が開示されてい る。
[0003] この従来の装置は、図 4に示すように、 2次音発生部である複数個のスピーカ 11、 1 2を用いている。そして、前席のスピーカ 11からの 2次音と後席のスピーカ 12からの 2 次音とで、評価点であるマイクロフォン 13によって検出される誤差信号が最小となる ように適応型フィルタ 14のフィルタ係数が逐次更新されることから、評価点において 最良の振動騒音抑制性能を得ることが可能となる。
[0004] さらに、補償フィルタ 15のフィルタ係数は、前席のスピーカ 11からマイクロフォン 13 より離間した位置に設定される後席の模擬評価点までの伝達特性と、後席のスピー 力 12から模擬評価点までの伝達特性の比に基づ ヽて求められるように構成される。 したがって、後席の模擬評価点において、前席のスピーカ 11からの 2次音を後席の スピーカ 12からの 2次音で打ち消すことができ、前席のスピーカ 11によって後席の模 擬評価点に発生する振動あるいは騒音を抑制することができるものである。
[0005] し力しながら、補償フィルタ 15を介して後席のスピーカ 12から出力される 2次音は、 模擬評価点において前席のスピーカ 11からの出力信号が模擬評価点に与える影響 を打ち消すに過ぎない。すなわち、模擬評価点にはマイクロフォンなどの誤差信号検 出部がなぐ残留振動騒音すなわち誤差信号が検出されないため、模擬評価点にお いては騒音の変化に追従することができない。したがって、スピーカの特性変化や窓 の開閉などの要因によってスピーカから模擬評価点までの伝達特性が変化した場合 に、模擬評価点にお 、て効果的な騒音低減が得られな 、と 、う課題があった。
発明の開示
本発明の能動型振動騒音制御装置は、エンジンなどの騒音源力 発生する騒音の 周波数力 選択される調波の基準信号を生成する基準信号生成部と、基準信号に 基づいて第 1の制御信号を出力する第 1の適応型フィルタと、基準信号に基づいて 第 2の制御信号を出力する第 2の適応型フィルタと、第 1の制御信号に基づいて騒音 を打ち消す 2次音を発生する第 1の 2次音発生部と、第 2の制御信号に基づいて騒音 を打ち消す 2次音を発生する第 2の 2次音発生部と、 2次音と騒音の干渉結果を誤差 信号として検出する第 1の誤差信号検出部および第 2の誤差信号検出部と、基準信 号を第 1の 2次音発生部力ゝら第 1の誤差信号検出部までの伝達特性を模擬した特性 で処理し、第 1の参照信号を出力する第 1の補正フィルタと、基準信号を第 2の 2次音 発生部から第 2の誤差信号検出部までの伝達特性を模擬した特性で処理し、第 2の 参照信号を出力する第 2の補正フィルタと、第 1の参照信号と第 1の誤差信号検出部 力 の誤差信号に基づき第 1の適応型フィルタの係数を更新する第 1のフィルタ係数 更新部と、第 2の参照信号と第 2の誤差信号検出部力 の誤差信号に基づき第 2の 適応型フィルタの係数を更新する第 2のフィルタ係数更新部とからなる能動型振動騒 音制御装置において、第 1の制御信号および第 2の制御信号をそれぞれのフィルタ 係数で補正し第 1の補償信号および第 2の補償信号を出力する第 1の補償フィルタ および第 2の補償フィルタを備えるとともに、第 1の 2次音発生部は、第 1の適応型フィ ルタカ 出力される第 1の制御信号と、第 2の適応型フィルタ力 出力され第 2の補償 フィルタによって補正された第 2の補償信号の和を 2次音として出力し、第 2の 2次音 発生部は、第 2の適応型フィルタから出力される第 2の制御信号と、第 1の適応型フィ ルタカゝら出力され第 1の補償フィルタによって補正された第 1の補償信号の和を 2次 音として出力し、第 1の補償フィルタのフィルタ係数は、第 1の 2次音発生部から第 2 の誤差信号検出部までの伝達特性と、第 2の 2次音発生部から第 2の誤差信号検出 部までの伝達特性の比に基づいて得られ、第 2の補償フィルタのフィルタ係数は、第 2の 2次音発生部から第 1の誤差信号検出部までの伝達特性と、第 1の 2次音発生部 力も第 1の誤差信号検出部までの伝達特性の比に基づいて得られるように構成した
[0007] このような構成により、車室内などの閉空間全域にわたって振動あるいは騒音を低 減することができる。さらに、 2次音発生部カゝら誤差信号検出部までの伝達特性が変 化した場合でも、振動あるいは騒音に追従してそれらを低減することができる。 図面の簡単な説明
[0008] [図 1]図 1は本発明の実施の形態 1における能動型振動騒音制御装置の構成を示す 概略図であり、車両に搭載された状態の平面図である。
[図 2]図 2は本発明の実施の形態 1における能動型振動騒音制御装置の構成の例を 示すブロック図である。
[図 3]図 3は本発明の実施の形態 2における SAN型能動型振動騒音制御装置の構 成の例を示すブロック図である。
[図 4]図 4は従来の能動型振動騒音制御装置の構成を示すブロック図である。
符号の説明
[0009] 101, 102 マイクロフォン (誤差信号検出部）
103, 104 スピーカ（2次音発生部）
105a, 105b 補正フィルタ
106 コントローラ
107a, 107b 基準信号生成部
108a, 108b 適応型フィルタ
109a, 109b 補償フィルタ
110 エンジン ECU
111a, 111b フィルタ係数更新部
112 自動車
113 車室
120 余弦波発生器
121 正弦波発生器 発明を実施するための最良の形態
[0010] 以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
[0011] (実施の形態 1)
図 1は本発明の実施の形態 1における能動型振動騒音制御装置の構成を示す概 略図であり、車両に搭載された状態の平面図である。自動車 112の進行方向前部に は、ガソリンを燃料とする例えば 4気筒 4サイクル内燃機関（内燃機関は以下、「ェン ジン」と表記する）が搭載されている。エンジンは車両における主な騒音源である。車 室 113内には能動型振動騒音制御装置が搭載されている。本実施の形態における 能動型振動騒音制御装置には、コントローラ 106と、 2組のスピーカ 103, 104からな る 2次音発生部と、 2個のマイクロフォン 101, 102からなる誤差信号検出部が備えら れている。
[0012] 図に示すように、能動型振動騒音制御装置は、コントローラ 106と、前席両側のドア パネル内に格納された第 1の 2次音発生部としての 1組のスピーカ 103と、後席両側 のドアパネル内に格納された第 2の 2次音発生部としての 1組のスピーカ 104と、前席 中央の真上位置のルーフ内に埋設された第 1の誤差信号検出部としてのマイクロフ オン 101と、後席中央の真上位置のルーフ内に埋設された第 2の誤差信号検出部と してのマイクロフォン 102を備える。コントローラ 106はマイクロコンピュータからなり、 CPU,メモリ、カウンタなど（図示せず)を備える。
[0013] エンジンにはエンジン電気制御ユニット（以下、「エンジン ECU」と表記する） 110が 接続され、点火信号カゝらエンジン回転数を示すパルス信号である NEパルスが生成さ れてコントローラ 106に送出される。コントローラ 106は入力したパルス信号から、ェン ジン回転数より選択された調波の周波数、例えば第 2高調波を基準信号として生成 する。
[0014] 車室内騒音の支配要因はこもり音であり、こもり音とはエンジンのシリンダ内のガス 燃焼によって発生するエンジンの振動が、車体に伝達し車体のパネルが励振されて 放射される音である。通常、こもり音の周波数は 4気筒エンジンにあってはエンジン回 転数のほぼ 2倍、 6気筒エンジンにあってはその 3倍に相当する。このように、こもり音 の周波数は、搭載エンジンの気筒数に応じて異なり、エンジン回転数の調波に基づ くものである。こもり音は、主にエンジンに起因し、エンジンの回転に同期しているの で、自動車に搭載されて 、るエンジン ECU110から発生されるパルス信号に基づ!/ヽ て、基準信号の周期が決定されている。
[0015] 図 2は本発明の実施の形態 1における能動型振動騒音制御装置の構成の例を示 すブロック図である。
[0016] 図に示すように、能動型振動騒音制御装置は、コントローラ 106と、第 1の 2次音発 生部としての 1組のスピーカ 103と、第 2の 2次音発生部としての 1組のスピーカ 104と 、第 1の誤差信号検出部としてのマイクロフォン 101と、第 2の誤差信号検出部として のマイクロフォン 102を備える。
[0017] コントローラ 106には、エンジン ECU110からの入力信号に基づいて、第 1の基準 信号を生成する第 1の基準信号生成部 107aおよび第 2の基準信号を生成する第 2 の基準信号生成部 107bと、第 1の基準信号生成部 107aから出力される第 1の基準 信号を入力して第 1の制御信号 XOをスピーカ 103へ出力する第 1の適応型フィルタ 108aと、第 2の基準信号生成部 107bから出力される第 2の基準信号を入力して第 2 の制御信号 XIをスピーカ 104へ出力する第 2の適応型フィルタ 108bと、第 1の制御 信号 X0を入力して第 1の補償信号を出力する第 1の補償フィルタ 109aと、第 2の制 御信号 XIを入力して第 2の補償信号を出力する第 2の補償フィルタ 109bと、第 1の 基準信号を入力し第 1の参照信号を出力する第 1の補正フィルタ 105aと、第 2の基 準信号を入力し第 2の参照信号を出力する第 2の補正フィルタ 105bと、第 1の参照 信号とマイクロフォン 101からの誤差信号に基づき第 1の適応型フィルタ 108aの係数 を更新する第 1のフィルタ係数更新部 11 laと、第 2の参照信号とマイクロフォン 102 力もの誤差信号に基づき第 2の適応型フィルタ 108bの係数を更新する第 2のフィル タ係数更新部 11 lbとを含む。
[0018] 次に、このように構成された本実施の形態におけるに能動型振動騒音制御装置の 動作について説明する。
[0019] エンジンの回転に同期した電気信号であるエンジンパルスがエンジン ECU110か らコントローラ 106に入力される。そして、コントローラ 106では、その信号に基づいて 基準信号生成部 107a、 107bによって出力される第 1および第 2の基準信号の周波 数、すなわち車室内の消音すべき騒音の周波数が決定される。これらの基準信号は 同一でよい。エンジンパルスとしては、上死点センサ（以下、「TDCセンサ」と表記す る）の出力信号ゃタコパルスを利用することが考えられる。特にタコパルスはタコメ一 タの入力信号などとして、車両側に具備されていることが多ぐ特別な装置を別に設 置する必要は少ない。
[0020] 第 1の基準信号は第 1の適応型フィルタ 108aのフィルタ係数 WOと乗算され第 1の 制御信号 XOとなり、信号増幅器（図示せず）によって増幅される。そして、第 1の制御 信号 XOは第 1の 2次音発生部であるスピーカ 103に入力され、第 1の誤差信号検出 部であるマイクロフォン 101が置かれた評価点の騒音を低減するための 2次音として スピーカ 103より放射される。
[0021] 同様にして、第 2の基準信号は第 2の適応型フィルタ 108bのフィルタ係数 W1と乗 算され第 2の制御信号 XIとなり、信号増幅器（図示せず）によって増幅される。そして 、第 1の制御信号 XIは第 2の 2次音発生部であるスピーカ 104に入力され、第 2の誤 差信号検出部であるマイクロフォン 102が置かれた評価点の騒音を低減するための 2次音としてスピーカ 104より放射される。
[0022] また、一方で、第 1の制御信号 X0は第 1の補償フィルタ 109aのフィルタ係数 F0と 乗算され第 1の補償信号となり、第 2の制御信号 XIと加算され、信号増幅器 (図示せ ず）によって増幅される。そして、第 1の補償信号は第 2の 2次音発生部であるスピー 力 104に入力され、スピーカ 103によって出力された 2次音が評価点であるマイクロフ オン 102に与える影響、すなわち図 2に示す C01のパスにより生じている不要な 2次 音を相殺する 2次音としてスピーカ 104より放射される。
[0023] 同様に、第 2の制御信号 XIは第 2の補償フィルタ 109bのフィルタ係数 F1と乗算さ れ第 2の補償信号となり、第 1の制御信号 X0と加算され、信号増幅器 (図示せず)に よって増幅される。そして、第 2の補償信号は第 1の 2次音発生部であるスピーカ 103 に入力され、スピーカ 104によって出力された 2次音が評価点であるマイクロフォン 1 01に与える影響、すなわち図 2に示す C10のパスにより生じている不要な 2次音を相 殺する 2次音としてスピーカ 103より放射される。
[0024] マイクロフォン 101、 102はケーブルを介してコントローラ 106に接続され、騒音を 検出し、検出値をコントローラ 106に送る。コントローラ 106はそれらの入力に基づい て第 1および第 2の適応型フィルタ 108a、 108bや第 1および第 2の補償フィルタ 109 a、 109bを用い、騒音を低減するように第 1および第 2の制御信号 X0、 XIを算出す る。そして、第 1および第 2の制御信号 X0、 XIはそれぞれ 2組のスピーカ 103、 104 の駆動信号に変換され、ケーブルを介して 2組のスピーカ 103、 104から騒音を相殺 する 2次音が出力される。その場合、前席側の 2個のスピーカ 103はそれぞれ同じ駆 動信号で駆動され、同様に後席側の 2個のスピーカ 104もそれぞれ同じ駆動信号で 駆動される。また、 4個のスピーカ 103、 104は車載のオーディオ装置のスピーカと兼 用するように構成されている。
[0025] 次に、第 1の補正フィルタ 105aおよび第 2の補正フィルタ 105bの動作について説 明する。図 2に示すように、第 1の補正フィルタ 105aのフィルタ係数を c'0、第 2の補 正フィルタ 105bのフィルタ係数を 1、前席のスピーカ 103から前席のマイクロフォン 101までの伝達特性を C00、前席のスピーカ 103から後席のマイクロフォン 102まで の伝達特性を C01、後席のスピーカ 104から前席のマイクロフォン 101までの伝達特 性を C10、後席のスピーカ 104から後席のマイクロフォン 102までの伝達特性を C11 とする。
[0026] 上記したようにそれぞれの構成の伝達特性を定めることにより、前席のマイクロフォ ン 101に到達したときの前席のスピーカ 103からの 2次音 Y0は、 Y0= (X0+F1 -X1 ) 'COOと表すことができる。同様にして、前席のマイクロフォン 101に到達したときの 後席のスピーカ 104からの 2次音 Y1は、 Yl = (Xl +FO'XO) 'C10と表すことができ る。
[0027] また、後席のマイクロフォン 102に到達したときの前席のスピーカ 103からの 2次音 Y3は、 Y3= (X0+F1 -X1) 'C01と表すことができる。同様にして、後席のマイクロ フォン 102に到達したときの後席のスピーカ 104からの 2次音 Υ4は、 Y4= (X1 +F0 •Χ0) 'C11と表すことができる。
[0028] 第 1のフィルタ係数更新部 11 laには、マイクロフォン 101で上述したそれぞれの 2 次音が加算されて入力されるので、第 1のフィルタ係数更新部 11 laの入力信号 (Y0 +Y1)は以下のように示される。 [0029] Y0+Y1 = (XO+Xl 'Fl) -COO+ (Xl +XO-FO) -CIO
= (COO+FO-CIO) -XO+ (ClO+Fl -COO) -XI
……（1)
ここで、第 1の補正フィルタ 105aのフィルタ係数 cfOは、マイクロフォン 101における 騒音を漸次低減するために、第 1の適応型フィルタ 108aの出力 X0から、第 1のフィ ルタ係数更新部 11 laまでの伝達特性を示すように設計する。このようにフィルタ係数 0を定義すると、第 1の補正フィルタ 105aのフィルタ係数 0は、式（1)において、 第 1の制御信号 X0の寄与する項にのみ係わることから、以下のように表すことができ る。
[0030] c"0= (C00+F0-C10) …… (2)
同様に、第 2のフィルタ係数更新部 11 lbには、マイクロフォン 102で上述したそれ ぞれの 2次音が加算されて入力されるので、第 2のフィルタ係数更新部 11 lbの入力 信号 (Y3 + Y4)は以下のように示される。
[0031] Y3+Y4= (C01 +F0-C11) -Χ0+ (C11 +F1 -C01) ·Χ1
…… (3)
ここで、同様にして、第 2の補正フィルタ 105bのフィルタ係数 1は、マイクロフォン 102における騒音を漸次低減するために、第 2の適応型フィルタ 108bの出力 XIから 、第 2のフィルタ係数更新部 11 lbまでの伝達特性を示すように設計する。このように フィルタ係数 c' lを定義すると、第 2の補正フィルタ 105bのフィルタ係数 c' lは、式（3 )において、第 2の制御信号 XIの寄与する項にのみ係わることから、以下のように表 すことができる。
[0032] c" l = Cl l +Fl -C01 ……（4)
このように、本実施の形態における能動型振動騒音制御装置にあっては、第 1の補 正フィルタ 105aの補正値を前席側のスピーカ 103から前席側のマイクロフォン 101ま での伝達特性 C00と、補償フィルタ 109aのフィルタ係数 F0と後席側のスピーカ 104 力も前席側のマイクロフォン 101までの伝達特性 C10との積 (FO'CIO)とを加算して 得られる和（C00+F0.C10)とするように設計する。また、第 2の補正フィルタ 105b の補正値を後席側のスピーカ 104から後席側のマイクロフォン 102までの伝達特性 C 11と、補償フィルタ 109bのフィルタ係数 Flと前席側のスピーカ 103から後席側のマ イク口フォン 102までの伝達特性 C01との積 (Fl 'C01)とを加算して得られる和（C1 1 +F1 -C01)とするように設計する。
[0033] そして、本実施の形態における能動型振動騒音制御装置では、前席の評価点に 第 1の誤差信号検出部であるマイクロフォン 101を配置し、この位置での振動騒音を 制御する信号を前席のスピーカ 103から送出するとともに、前席の 2次音が後席に与 える影響を打ち消す 2次音を後席のスピーカ 104より送出することに加え、後席の評 価点に第 2の誤差信号検出部であるマイクロフォン 102を配置し、この位置での振動 騒音を制御する信号を後席のスピーカ 104から送出するとともに、後席の 2次音が前 席に与える影響を打ち消す 2次音を前席のスピーカ 103より送出する。
[0034] このように能動型振動騒音制御装置を動作させるために、補償フィルタ 109a、 109 bのフィルタ係数 FO、 Flは、以下の式（5)および式 (6)を満足するように設計する。
[0035] C01 = -C11 -F0 …… (5)
C10=— COO'Fl …… (6)
このように、それぞれの補償フィルタ 109a、 109bを設計することにより、式（1)、お よび式（3)は、それぞれ以下のように表される。
[0036] Y0+Y1 = (C00+F0-C10) ·Χ0
= c"0-X0 …… (7)
Y3+Y4= (C11 +F1 -C01) ·Χ1
= c" l -Xl ……（8)
これらの式（7)、式（8)に示されるように、マイクロフォン 101から、第 1のフィルタ係 数更新部 11 laに入力される信号 (Y0+Y1)は、第 1の制御信号 X0によってのみ変 ィ匕するようになる。同様に、マイクロフォン 102から、第 2のフィルタ係数更新部 11 lb に入力される信号 (Y3+Y4)は、第 2の制御信号 XIによってのみ変化するようにな る。したがって、補償フィルタ 109a、 109bを上記したように設計することにより、前席 側の騒音を低減する際に後席側に発生する騒音、および後席側の騒音を低減する 際に前席側に発生する騒音を抑制することができる。
[0037] 上記したように、本実施の形態における能動型振動騒音制御装置では、第 1の補 償フィルタ 109aのフィルタ係数 FOは、第 1の 2次音発生部としてのスピーカ 103から 、第 2の誤差信号検出部としてのマイクロフォン 102までの伝達特性である C01と、第 2の 2次音発生部としてのスピーカ 104から第 2の誤差信号検出部としてのマイクロフ オン 102までの伝達特性 C11の比に基づいて得られる。また、第 2の補償フィルタ 10 9bのフィルタ係数 F1は、第 2の 2次音発生部としてのスピーカ 104から、第 1の誤差 信号検出部としてのマイクロフォン 101までの伝達特性 C10と、第 1の 2次音発生部と してのスピーカ 103から第 1の誤差信号検出部としてのマイクロフォン 101までの伝 達特性 C00の比に基づ 、て得られるように構成されて！、る。
[0038] ところで、第 1の適応型フィルタ 108aのフィルタ係数 W0は第 1のフィルタ係数更新 部 11 laにより、第 1の補正フィルタ 105aから出力される第 1の参照信号とマイクロフ オン 101からの誤差信号に基づいて逐次更新される。また第 2の適応型フィルタ 108 bのフィルタ係数 W1は第 2のフィルタ係数更新部 11 lbにより、第 2の補正フィルタ 10 5bから出力される第 2の参照信号とマイクロフォン 102からの誤差信号に基づいて逐 次更新される。本実施の形態では、一般的なフィルタ係数更新部のアルゴリズムとし て最急降下法の一種である LMS (Least Mean Square)を用いて、フィルタ係数 W0および W1を更新する。第 1の補正フィルタ 105aの出力である第 1の参照信号を r 0、第 2の補正フィルタ 105bの出力である第 2の参照信号を rlとし、マイクロフォン 10 1から得られる誤差信号を e0、マイクロフォン 102から得られる誤差信号を elとする。 そして、 LMSで用いる微小値であるステップサイズパラメータを とすると、フィルタ 係数 W0 (n+ 1)および Wl (n+ 1)は、以下の式（9)および式（10)に示すように、再 帰的に表すことができる。
[0039] W0 (n+ l) =W0 (n) - iu -eO (n) -rO (n) …… (9)
Wl (n+ l) =Wl (n) - iu -el (n) -rl (n) …… (10)
このように適応制御に基づき、再帰的にフィルタ係数 W0、 Wlは誤差信号 e0、 el 力 S小さくなるように、換言すれば騒音抑制部であるマイクロフォン 101および 102での 騒音を減少させるように、 W0、 Wlを最適値に収束させることができる。
[0040] 上記したように、本実施の形態における能動型振動騒音制御装置は、スピーカ 10 3、 104力もマイクロフォン 101、 102の位置までのそれぞれの伝達特性が変化した 場合にも、騒音の変化に追従して騒音を低減することが可能となる。また、前席だけ でなぐ車室内全域 (前席および後席）において振動騒音が低減される。
[0041] なお、本実施の形態における能動型振動騒音制御装置は、 2次音発生部と誤差信 号検出部がそれぞれ 2個備えられているとしたが、それぞれ 3個以上備えてもよい。こ のようにすれば 2次音発生部と誤差信号検出部との間の伝達特性がそれぞれ変化し た場合にも、騒音の変化に追従して騒音を低減することが可能となる。そのため、さら に広 、範囲にっ 、て騒音を低減することが可能となる。
[0042] (実施の形態 2)
本発明の実施の形態 2における能動型振動騒音制御装置について説明する。本 実施の形態における能動型振動騒音制御装置は、補正フィルタと補償フィルタのフィ ルタ係数を周波数ごとに予め求めてメモリ内に格納し、基準信号の周波数によって 検索自在とするように構成したものである。図 3は基準信号が余弦波、正弦波に分解 されて書かれて!/、ることと以外は図 2と同様の構成である。
[0043] 図 3は本実施の形態における能動型振動騒音制御装置の構成を示すブロック図で ある。図に示すように、エンジン ECU110から、 NEパルスがコントローラ 106から送 出されている。こもり音はエンジン回転に同期しているため、周波数幅の狭い、換言 すれば正弦波に近い波形を備えることから、その周波数のこもり音は正弦波（sin波） と余弦波 (cos波）との和で表すことができる。すなわち、こもり音を正弦波と余弦波と の和で表し、それに対応してエンジン ECU110に基づいて生成される基準信号も同 様に正弦波と余弦波に分解して生成することができる。
[0044] 図 3に示すように、余弦波発生器 120から出力される基準信号の余弦波成分と正 弦波発生器 121から出力される正弦波成分は信号伝達特性の係数 C0、 Cl、 C2、 C 3とそれぞれ図 3のように乗算され、加算器によって加算されることにより参照信号を 生成する。参照信号は前述したように誤差信号 eO (n)、 el (n)とステップサイズ; zと 乗算され、得られた積を適応型フィルタ 108a、 108bのフィルタ係数 W0a、 W0b、 W la、 Wlbの今回値から減算することで W0a、 W0b、 Wla、 Wlbの次回値が算出さ れる（（9)、 (10)式参照)。
[0045] 適応型フィルタ 108a、 108bからの出力はそれぞれ加算器で加算され、 2次音発生 部としてのスピーカ 103、 104から出力される。また、補償信号も同様に正弦波と余 弦波に補償フィルタの係数 FO、 Fl、 F2、 F3と図 3のように乗算され、それぞれ加算 器にて加算される。
[0046] このような構成により、本実施の形態における能動型振動騒音制御装置は、スピー 力 103、 104力もマイクロフォン 101、 102の位置までのそれぞれの伝達特性が変化 した場合にも、騒音の変化に追従して騒音を低減することが可能となる。また、前席 だけでなぐ車室内全域 (前席および後席）において振動騒音が低減される。
[0047] なお、この手法は狭帯域の周波数のこもり音除去に使用されるノッチフィルタを適応 制御アルゴリズムに利用し、直交する信号の係数に相当するフィルタ係数 WOa、 WO bおよび Wla、Wlbをディジタル信号処理によってエンジン回転数の変化に追従さ せる手法であり、 SAN (Single— frequency Adaptive Notch)と呼ばれる手法 である。このような構成にすることにより演算部の負荷を小さくすることができるため、 高価な DSPなどを用いることなく安価なマイコンなどでの実現が可能となる。
産業上の利用可能性
[0048] 本発明の能動型振動騒音制御装置は、 2次音出力部であるスピーカと誤差信号検 出部であるマイクロフォンを複数個用いることにより、車室内の一部だけではなぐ前 席および後席を含む車室内全域において振動騒音を低減することが可能で、自動 車などへの適用に有用である。

Claims

請求の範囲
エンジンなどの騒音源力 発生する騒音の周波数力 選択される調波の基準信号を 生成する基準信号生成部と、
前記基準信号に基づいて第 1の制御信号を出力する第 1の適応型フィルタと、 前記基準信号に基づいて第 2の制御信号を出力する第 2の適応型フィルタと、 前記第 1の制御信号に基づいて前記騒音を打ち消す 2次音を発生する第 1の 2次音 発生部と、
前記第 2の制御信号に基づいて前記騒音を打ち消す 2次音を発生する第 2の 2次音 発生部と、
前記 2次音と前記騒音の干渉結果を誤差信号として検出する第 1の誤差信号検出部 および第 2の誤差信号検出部と、
前記基準信号を前記第 1の 2次音発生部から前記第 1の誤差信号検出部までの伝 達特性を模擬した特性で処理し、第 1の参照信号を出力する第 1の補正フィルタと、 前記基準信号を前記第 2の 2次音発生部から前記第 2の誤差信号検出部までの伝 達特性を模擬した特性で処理し、第 2の参照信号を出力する第 2の補正フィルタと、 前記第 1の参照信号と前記第 1の誤差信号検出部からの誤差信号に基づき第 1の適 応型フィルタの係数を更新する第 1のフィルタ係数更新部と、
前記第 2の参照信号と前記第 2の誤差信号検出部からの誤差信号に基づき第 2の適 応型フィルタの係数を更新する第 2のフィルタ係数更新部とからなる能動型振動騒音 制御装置において、
前記第 1の制御信号および前記第 2の制御信号をそれぞれのフィルタ係数で補正し 第 1の補償信号および第 2の補償信号を出力する第 1の補償フィルタおよび第 2の補 償フィルタを備えるとともに、
前記第 1の 2次音発生部は、
前記第 1の適応型フィルタ力 出力される前記第 1の制御信号と、
前記第 2の適応型フィルタから出力され前記第 2の補償フィルタによって補正され た前記第 2の補償信号の和を 2次音として出力し、
前記第 2の 2次音発生部は、 前記第 2の適応型フィルタ力 出力される前記第 2の制御信号と、
前記第 1の適応型フィルタから出力され前記第 1の補償フィルタによって補正され た前記第 1の補償信号の和を 2次音として出力し、
前記第 1の補償フィルタのフィルタ係数は、
前記第 1の 2次音発生部から前記第 2の誤差信号検出部までの伝達特性と、前記 第 2の 2次音発生部力 前記第 2の誤差信号検出部までの伝達特性の比に基づいて 得られ、
前記第 2の補償フィルタのフィルタ係数は、
前記第 2の 2次音発生部から前記第 1の誤差信号検出部までの伝達特性と、前記 第 1の 2次音発生部力 前記第 1の誤差信号検出部までの伝達特性の比に基づいて 得られるように構成した能動型振動騒音制御装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013139532A2 (de) 2012-03-22 2013-09-26 Robert Bosch Gmbh Steuervorrichtung zum ansteuern mindestens eines aktors für ein kraftfahrzeug und verfahren zum ansteuern mindestens eines aktors für ein kraftfahrzeug
JP2017524967A (ja) * 2014-06-10 2017-08-31 ボーズ・コーポレーションＢｏｓｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ダイナミックなエンジン高調波強調サウンドステージ
JP2019159322A (ja) * 2018-03-08 2019-09-19 ハーマン インターナショナル インダストリーズ インコーポレイテッド 対角化フィルタ行列を利用した能動騒音消去システム

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008141465A (ja) * 2006-12-01 2008-06-19 Fujitsu Ten Ltd 音場再生システム
US20090097669A1 (en) * 2007-10-11 2009-04-16 Fujitsu Ten Limited Acoustic system for providing individual acoustic environment
JP4834036B2 (ja) 2008-06-03 2011-12-07 本田技研工業株式会社 能動型振動騒音制御装置
JP5070167B2 (ja) * 2008-09-18 2012-11-07 本田技研工業株式会社 能動型騒音制御装置
JP5048628B2 (ja) * 2008-10-28 2012-10-17 本田技研工業株式会社 能動型音響制御システム
US9020158B2 (en) 2008-11-20 2015-04-28 Harman International Industries, Incorporated Quiet zone control system
US8135140B2 (en) 2008-11-20 2012-03-13 Harman International Industries, Incorporated System for active noise control with audio signal compensation
US8718289B2 (en) 2009-01-12 2014-05-06 Harman International Industries, Incorporated System for active noise control with parallel adaptive filter configuration
US8189799B2 (en) 2009-04-09 2012-05-29 Harman International Industries, Incorporated System for active noise control based on audio system output
US8199924B2 (en) * 2009-04-17 2012-06-12 Harman International Industries, Incorporated System for active noise control with an infinite impulse response filter
JP4926215B2 (ja) * 2009-07-31 2012-05-09 本田技研工業株式会社 能動型振動騒音制御装置
WO2011030422A1 (ja) * 2009-09-10 2011-03-17 パイオニア株式会社 雑音低減装置
US8280073B2 (en) * 2010-03-08 2012-10-02 Bose Corporation Correcting engine noise cancellation microphone disturbances
US8473185B2 (en) * 2010-08-18 2013-06-25 GM Global Technology Operations LLC System and method for detecting engine oil aeration and starvation based on engine vibration
US9214153B2 (en) * 2010-09-29 2015-12-15 GM Global Technology Operations LLC Aural smoothing of a vehicle
US9218801B2 (en) * 2010-09-29 2015-12-22 GM Global Technology Operations LLC Aural smoothing of a vehicle
JP5661972B2 (ja) * 2012-02-24 2015-01-28 本田技研工業株式会社 能動振動低減装置
WO2014006846A1 (ja) * 2012-07-02 2014-01-09 パナソニック株式会社 能動騒音低減装置および能動騒音低減方法
CN103440861A (zh) * 2013-08-30 2013-12-11 云南省科学技术情报研究院 一种针对室内环境中低频噪音的自适应降噪器
WO2015054412A1 (en) * 2013-10-09 2015-04-16 Tula Technology, Inc. Noise/vibration reduction control
US10400691B2 (en) 2013-10-09 2019-09-03 Tula Technology, Inc. Noise/vibration reduction control
US9446770B2 (en) * 2015-01-29 2016-09-20 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for monitoring a rear passenger seating area of a vehicle
JP6511353B2 (ja) * 2015-07-07 2019-05-15 クラリオン株式会社 報知装置および報知方法
CN105848056A (zh) * 2016-04-01 2016-08-10 张俊斌 一种新型主动降噪方法
JPWO2017175448A1 (ja) * 2016-04-05 2019-02-14 ソニー株式会社 信号処理装置、信号処理方法、及びプログラム
CN105788604B (zh) * 2016-04-07 2019-07-12 会听声学科技（北京）有限公司 一种基于fxlms的优化主动降噪方法
JP6671036B2 (ja) * 2016-07-05 2020-03-25 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 騒音低減装置、移動体装置、及び、騒音低減方法
CN106448648B (zh) * 2016-07-25 2019-06-28 武汉理工大学 一种防干扰的主动噪声控制装置
US10493836B2 (en) 2018-02-12 2019-12-03 Tula Technology, Inc. Noise/vibration control using variable spring absorber
CN109552281A (zh) * 2018-12-19 2019-04-02 浙江零跑科技有限公司 新能源车电子驻车轮边电机用降噪装置
RU2763309C1 (ru) * 2021-03-22 2021-12-28 Павел Романович Громов Адаптивный способ активного гашения шума в салоне автомобиля и устройство для его реализации

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04194996A (ja) * 1990-11-27 1992-07-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 消音装置
JPH04251898A (ja) * 1991-01-29 1992-09-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 消音装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0285632B1 (en) * 1986-10-07 1993-06-09 Adaptive Control Limited Active vibration control
EP0517525A3 (en) * 1991-06-06 1993-12-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Noise suppressor
JP3089082B2 (ja) * 1991-07-10 2000-09-18 シャープ株式会社 適応型ディジタルフィルタ
JP2924496B2 (ja) * 1992-09-30 1999-07-26 松下電器産業株式会社 騒音制御装置
CN2144540Y (zh) * 1992-12-09 1993-10-27 北京医用离心机厂 减振消噪音阻尼器
JPH06230788A (ja) * 1993-02-01 1994-08-19 Fuji Heavy Ind Ltd 車室内騒音低減装置
JPH06332477A (ja) * 1993-05-25 1994-12-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 消音装置
US5586190A (en) * 1994-06-23 1996-12-17 Digisonix, Inc. Active adaptive control system with weight update selective leakage
US5710822A (en) * 1995-11-07 1998-01-20 Digisonix, Inc. Frequency selective active adaptive control system
DE69939796D1 (de) * 1998-07-16 2008-12-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Lärmkontrolleanordnung
JP4079831B2 (ja) * 2003-05-29 2008-04-23 松下電器産業株式会社 能動型騒音低減装置
JP3843082B2 (ja) * 2003-06-05 2006-11-08 本田技研工業株式会社 能動型振動騒音制御装置
JP3919701B2 (ja) * 2003-06-17 2007-05-30 本田技研工業株式会社 能動型振動騒音制御装置
WO2005024787A1 (ja) * 2003-09-02 2005-03-17 Nec Corporation 信号処理方法および装置
JP4077383B2 (ja) * 2003-09-10 2008-04-16 松下電器産業株式会社 能動型振動騒音制御装置
JP4213640B2 (ja) * 2004-07-28 2009-01-21 パナソニック株式会社 能動騒音低減装置
US7574006B2 (en) * 2004-11-08 2009-08-11 Panasonic Corporation Active noise controller
EP1906384B1 (en) * 2005-07-21 2015-09-02 Panasonic Corporation Active noise reduction device
JP4322916B2 (ja) * 2006-12-26 2009-09-02 本田技研工業株式会社 能動型振動騒音制御装置
US7775320B2 (en) * 2008-03-20 2010-08-17 Honda Motor Co., Ltd. Method for reducing noise in a vehicle cabin

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04194996A (ja) * 1990-11-27 1992-07-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 消音装置
JPH04251898A (ja) * 1991-01-29 1992-09-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 消音装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013139532A2 (de) 2012-03-22 2013-09-26 Robert Bosch Gmbh Steuervorrichtung zum ansteuern mindestens eines aktors für ein kraftfahrzeug und verfahren zum ansteuern mindestens eines aktors für ein kraftfahrzeug
DE102012204599A1 (de) 2012-03-22 2013-09-26 Robert Bosch Gmbh Steuervorrichtung zum Ansteuern mindestens eines Aktors für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Ansteuern mindestens eines Aktors für ein Kraftfahrzeug
JP2017524967A (ja) * 2014-06-10 2017-08-31 ボーズ・コーポレーションＢｏｓｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ダイナミックなエンジン高調波強調サウンドステージ
JP2019159322A (ja) * 2018-03-08 2019-09-19 ハーマン インターナショナル インダストリーズ インコーポレイテッド 対角化フィルタ行列を利用した能動騒音消去システム
JP7374595B2 (ja) 2018-03-08 2023-11-07 ハーマン インターナショナル インダストリーズ インコーポレイテッド 対角化フィルタ行列を利用した能動騒音消去システム

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