JP3122192B2 - 能動型騒音制御装置及び適応騒音制御方法 - Google Patents
能動型騒音制御装置及び適応騒音制御方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、騒音とそれとは反位相
の制御音とを相互に干渉させて、音響空間内における騒
音を低減させる能動型騒音制御装置に関し、特に、自動
車等の車両内における騒音、例えばエンジン騒音である
「こもり音」等を低減させるに適した能動型騒音制御装
置、及びそこで実行される適応騒音制御方法に関する。
の制御音とを相互に干渉させて、音響空間内における騒
音を低減させる能動型騒音制御装置に関し、特に、自動
車等の車両内における騒音、例えばエンジン騒音である
「こもり音」等を低減させるに適した能動型騒音制御装
置、及びそこで実行される適応騒音制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、騒音源から音響空間内に伝達さ
れる騒音を低減する方法としては、その騒音と位相の反
転する制御音を音響空間内で発生し、もって、相互に干
渉させて騒音を低減する方法が、既に知られ、あるい
は、採用されてている。
れる騒音を低減する方法としては、その騒音と位相の反
転する制御音を音響空間内で発生し、もって、相互に干
渉させて騒音を低減する方法が、既に知られ、あるい
は、採用されてている。
【０００３】その例として、例えば論文「マルチプルエ
ラー エル エム エス アルゴリズムと、その音及び
振動の能動的制御への応用 ( A Multiple Error LMSAlg
olithm and Its Application to Active Control of So
und and Vibration)」（アイトリプルイー トランス
オン アコースティック、スピーチ アンドシグナルプ
ロセッシング、ＡＳＳＰ−３５巻、第１０号、１９８７
年 (IEEE TRANS. ON ACOUSTICS, SPEECH, AND SIGNAL P
ROCESSING, VOL.ASSP-35, NO.10,October 1987)）、又
は、特表平１−５０１３４４号公報（英国特許出願８６
２４０５３号）等には、音響空間としての乗用車内にお
けるエンジン騒音をエルエム エス（ＬＭＳ）アルゴリ
ズムを利用して低減する能動型振動制御装置及び方法が
紹介されている。
ラー エル エム エス アルゴリズムと、その音及び
振動の能動的制御への応用 ( A Multiple Error LMSAlg
olithm and Its Application to Active Control of So
und and Vibration)」（アイトリプルイー トランス
オン アコースティック、スピーチ アンドシグナルプ
ロセッシング、ＡＳＳＰ−３５巻、第１０号、１９８７
年 (IEEE TRANS. ON ACOUSTICS, SPEECH, AND SIGNAL P
ROCESSING, VOL.ASSP-35, NO.10,October 1987)）、又
は、特表平１−５０１３４４号公報（英国特許出願８６
２４０５３号）等には、音響空間としての乗用車内にお
けるエンジン騒音をエルエム エス（ＬＭＳ）アルゴリ
ズムを利用して低減する能動型振動制御装置及び方法が
紹介されている。
【０００４】これらの従来技術における能動型騒音制御
においては、一般に、点火信号などを基に、制御すべき
対象である音波と同一の周波数特性を有する参照信号を
発生する。一方、１個または複数個の騒音検知手段（具
体的には、例えばマイク等）により、音響空間である車
室内での騒音を検知し、前記騒音検知手段で検知される
騒音を打ち消すべく、前記参照信号の振幅と位相をディ
ジタル能動フィルタで制御し、その出力信号によって付
加音発生手段（具体的には、スピーカ等）から制御音を
発生する。これにより、前記付加音発生手段からの制御
音は騒音源から伝達される騒音と相互に干渉し、車室内
での騒音を減少せしめるものである。そして、上述の論
文等には、前記車室内騒音の特性や挙動の詳細な分析
や、前記基準信号の振幅及び位相を制御する方法とし
て、マイクロプロセッサを利用した種々の制御アルゴリ
ズムが紹介されている（特に、第１４３０頁、右欄の
Ｖ．アルゴリズムの変更 ( V. MODIFICATION OF THE AL
GORITHM ) を参照）。
においては、一般に、点火信号などを基に、制御すべき
対象である音波と同一の周波数特性を有する参照信号を
発生する。一方、１個または複数個の騒音検知手段（具
体的には、例えばマイク等）により、音響空間である車
室内での騒音を検知し、前記騒音検知手段で検知される
騒音を打ち消すべく、前記参照信号の振幅と位相をディ
ジタル能動フィルタで制御し、その出力信号によって付
加音発生手段（具体的には、スピーカ等）から制御音を
発生する。これにより、前記付加音発生手段からの制御
音は騒音源から伝達される騒音と相互に干渉し、車室内
での騒音を減少せしめるものである。そして、上述の論
文等には、前記車室内騒音の特性や挙動の詳細な分析
や、前記基準信号の振幅及び位相を制御する方法とし
て、マイクロプロセッサを利用した種々の制御アルゴリ
ズムが紹介されている（特に、第１４３０頁、右欄の
Ｖ．アルゴリズムの変更 ( V. MODIFICATION OF THE AL
GORITHM ) を参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる騒音
制御装置においては、制御対象である騒音の周波数（あ
るいは、エンジン回転数）については、特に自動車の車
室内における騒音を考慮した場合、この騒音周波数を所
定の範囲に限定して制御する能動型騒音制御装置が提案
されている。
制御装置においては、制御対象である騒音の周波数（あ
るいは、エンジン回転数）については、特に自動車の車
室内における騒音を考慮した場合、この騒音周波数を所
定の範囲に限定して制御する能動型騒音制御装置が提案
されている。
【０００６】しかしながら、かかる能動型騒音制御装置
に於いては、制御対象である騒音の周波数が制御対象周
波数範囲から、制御対象周波数範囲外の非制御対象範囲
に移るときに、騒音が制御されている（すなわち、騒音
レベルが低い）状態から無制御（すなわち、騒音レベル
が大きい）状態に急激に変化することになる。また、非
制御対象周波数範囲から制御対象周波数範囲内に移ると
きは、その逆となり、やはり、騒音の大きさが急激に変
化し、乗車員に違和感や不快感を与えてしまうという欠
点を有している。
に於いては、制御対象である騒音の周波数が制御対象周
波数範囲から、制御対象周波数範囲外の非制御対象範囲
に移るときに、騒音が制御されている（すなわち、騒音
レベルが低い）状態から無制御（すなわち、騒音レベル
が大きい）状態に急激に変化することになる。また、非
制御対象周波数範囲から制御対象周波数範囲内に移ると
きは、その逆となり、やはり、騒音の大きさが急激に変
化し、乗車員に違和感や不快感を与えてしまうという欠
点を有している。
【０００７】そこで、本発明は、上述のような従来技術
における問題点に着目してなされたものであり、具体的
には、騒音制御対象周波数が非制御範囲に移行しても車
室内の騒音レベルが急激に変化して乗員に違和感や不快
感を与えることのない能動型騒音制御装置、及び、その
適応騒音制御方法を提供することをその目的とするもの
である。
における問題点に着目してなされたものであり、具体的
には、騒音制御対象周波数が非制御範囲に移行しても車
室内の騒音レベルが急激に変化して乗員に違和感や不快
感を与えることのない能動型騒音制御装置、及び、その
適応騒音制御方法を提供することをその目的とするもの
である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】すなわち、上述の本発明
の目的を達成するため、本発明によれば、騒音源からの
騒音が伝達される音響空間と、前記騒音源からの騒音に
相関した騒音相関信号を検出する騒音相関信号検出手段
と、前記音響空間内に配置されて制御音を発生する複数
の制御音源と、伝達された騒音と前記制御音源からの制
御音との干渉によって低減された前記音響空間内での残
留騒音を検出する残留騒音検出手段と、前記騒音相関信
号に基づいて前記制御音源を駆動する制御音信号を出力
する適応フィルタ手段と、前記騒音相関信号検出手段か
らの騒音相関信号と前記残留騒音検出手段からの残留騒
音とに基づき、所定のアルゴリズムに基づいて前記制御
音源と前記残留騒音検出手段との間の伝達関数から前記
適応フィルタ手段の収束係数及び出力抑制係数を求め、
これら収束係数及び出力抑制係数によって前記適応フィ
ルタ手段からの制御音信号を制御する制御音制御手段と
を備えた能動型騒音制御装置において、前記制御音制御
手段は、制御対象周波数範囲を限定し、かつ、前記制御
対象周波数範囲と制御対象周波数範囲以外との間に遷移
領域を設け、その遷移領域では前記収束係数と出力抑制
係数を徐々に変化させるように構成された能動型騒音制
御装置が提案される。
の目的を達成するため、本発明によれば、騒音源からの
騒音が伝達される音響空間と、前記騒音源からの騒音に
相関した騒音相関信号を検出する騒音相関信号検出手段
と、前記音響空間内に配置されて制御音を発生する複数
の制御音源と、伝達された騒音と前記制御音源からの制
御音との干渉によって低減された前記音響空間内での残
留騒音を検出する残留騒音検出手段と、前記騒音相関信
号に基づいて前記制御音源を駆動する制御音信号を出力
する適応フィルタ手段と、前記騒音相関信号検出手段か
らの騒音相関信号と前記残留騒音検出手段からの残留騒
音とに基づき、所定のアルゴリズムに基づいて前記制御
音源と前記残留騒音検出手段との間の伝達関数から前記
適応フィルタ手段の収束係数及び出力抑制係数を求め、
これら収束係数及び出力抑制係数によって前記適応フィ
ルタ手段からの制御音信号を制御する制御音制御手段と
を備えた能動型騒音制御装置において、前記制御音制御
手段は、制御対象周波数範囲を限定し、かつ、前記制御
対象周波数範囲と制御対象周波数範囲以外との間に遷移
領域を設け、その遷移領域では前記収束係数と出力抑制
係数を徐々に変化させるように構成された能動型騒音制
御装置が提案される。
【０００９】また、上述の本発明の目的を達成するた
め、騒音源からの騒音に相関した騒音相関信号を検出
し、この騒音相関信号に基づいて制御音を所定音響空間
内で発生し、この制御音と伝達された騒音を前記音響空
間内で干渉させて騒音を低減する騒音制御方法であり、
さらに、前記音響空間内での残留騒音を検出し、前記残
留騒音と騒音相関信号とから、所定のアルゴリズムに基
づいて、収束係数及び出力抑制係数を求め、これら収束
係数及び出力抑制係数によって前記制御音の諸特性を決
定して前記制御音を生成する適合騒音制御方法におい
て、前記騒音に対して制御対象周波数範囲を限定し、か
つ、前記制御対象周波数範囲と制御対象周波数範囲以外
との間に遷移領域を設け、その遷移領域では前記収束係
数と出力抑制係数を徐々に変化させるようにした適合騒
音制御方法が提案される。
め、騒音源からの騒音に相関した騒音相関信号を検出
し、この騒音相関信号に基づいて制御音を所定音響空間
内で発生し、この制御音と伝達された騒音を前記音響空
間内で干渉させて騒音を低減する騒音制御方法であり、
さらに、前記音響空間内での残留騒音を検出し、前記残
留騒音と騒音相関信号とから、所定のアルゴリズムに基
づいて、収束係数及び出力抑制係数を求め、これら収束
係数及び出力抑制係数によって前記制御音の諸特性を決
定して前記制御音を生成する適合騒音制御方法におい
て、前記騒音に対して制御対象周波数範囲を限定し、か
つ、前記制御対象周波数範囲と制御対象周波数範囲以外
との間に遷移領域を設け、その遷移領域では前記収束係
数と出力抑制係数を徐々に変化させるようにした適合騒
音制御方法が提案される。
【００１０】
【作用】上述の本発明によれば、制御対象である騒音周
波数を限定し、かつ、制御対象周波数と制御対象周波数
以外の間の遷移領域では、音響空間内で干渉させて騒音
を低減させる制御音を生成するために用いる、騒音相関
信号の振幅と位相を制御するための収束係数及び出力抑
制係数を徐々に変化させることにより、制御対象周波数
から制御対象周波数外へ移行しても、音響空間内での騒
音レベルは急激に変化することなく、乗員に違和感や不
快感を与えることがない。
波数を限定し、かつ、制御対象周波数と制御対象周波数
以外の間の遷移領域では、音響空間内で干渉させて騒音
を低減させる制御音を生成するために用いる、騒音相関
信号の振幅と位相を制御するための収束係数及び出力抑
制係数を徐々に変化させることにより、制御対象周波数
から制御対象周波数外へ移行しても、音響空間内での騒
音レベルは急激に変化することなく、乗員に違和感や不
快感を与えることがない。
【００１１】より具体的には、例えば本発明の一実施例
になるフィルタードＸ−ＬＭＳアルゴリズムによれば、
騒音相関信号の振幅と位相を制御するための出力用適応
ディジタルフィルタの出力ｙm(n)は、以下の式（数１）
のように表わされる。
になるフィルタードＸ−ＬＭＳアルゴリズムによれば、
騒音相関信号の振幅と位相を制御するための出力用適応
ディジタルフィルタの出力ｙm(n)は、以下の式（数１）
のように表わされる。
【数１】 なお、ここで、前記出力用適応ディジタルフィルタの係
数Ｗmi（ｉ；フィルタの次数）を適応的に更新するが、
その更新方法は以下の式［数２］による。
数Ｗmi（ｉ；フィルタの次数）を適応的に更新するが、
その更新方法は以下の式［数２］による。
【数２】 ここに、 α ；最急降下法の収束係数 ｎ ；離散化時刻（サンプリング時刻） Ｗmi(n) ；ｍ番目の出力用ディジタルフィルタのｉ番目
のタップの係数の時刻ｎに於ける値 ｘ(n) ；時刻ｎに於ける参照信号 Ｒlm(n) ；音響伝達特性でフィルタリングされた参照信
号ｘ(n)の時刻ｎに於ける値 である。
のタップの係数の時刻ｎに於ける値 ｘ(n) ；時刻ｎに於ける参照信号 Ｒlm(n) ；音響伝達特性でフィルタリングされた参照信
号ｘ(n)の時刻ｎに於ける値 である。
【００１２】上記の式［数２］に於いて、制御対象周波
数範囲以外の非制御領域では、収束係数αｐl（これを
一般的な意味で収束係数と呼ぶ）を零（０）に、同時
に、出力抑制係数αｑm（これを一般的な意味で出力抑
制係数と呼ぶ）を大きく設定するが、その間の遷移領域
では、これら収束係数αｐlと出力抑制係数αｑmを徐々
に変化させる。これにより、遷移領域では、騒音が制御
されている（すなわち、騒音レベルが低い）状態から無
制御（すなわち、騒音レベルが大きい）状態に徐々に変
化することになり、騒音の大きさが急激に変化して乗車
員に違和感や不快感を与えてしまうという欠点を解消す
る。
数範囲以外の非制御領域では、収束係数αｐl（これを
一般的な意味で収束係数と呼ぶ）を零（０）に、同時
に、出力抑制係数αｑm（これを一般的な意味で出力抑
制係数と呼ぶ）を大きく設定するが、その間の遷移領域
では、これら収束係数αｐlと出力抑制係数αｑmを徐々
に変化させる。これにより、遷移領域では、騒音が制御
されている（すなわち、騒音レベルが低い）状態から無
制御（すなわち、騒音レベルが大きい）状態に徐々に変
化することになり、騒音の大きさが急激に変化して乗車
員に違和感や不快感を与えてしまうという欠点を解消す
る。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の一実施例の詳細について、添
付の図面を参照しながら説明する。先ず、図２には、本
発明を適用した能動型騒音制御システムの構成が示され
ている。この実施例は、図からも明らかなように、本発
明を自動車１０、特に、乗用車に適用した一例であり、
音響空間である車室１１内にはエンジン１の回転に伴う
振動騒音が伝達され、いわゆる「こもり音」騒音とな
る。そして、この能動型騒音制御システムは、この「こ
もり音」騒音を低減するものである。
付の図面を参照しながら説明する。先ず、図２には、本
発明を適用した能動型騒音制御システムの構成が示され
ている。この実施例は、図からも明らかなように、本発
明を自動車１０、特に、乗用車に適用した一例であり、
音響空間である車室１１内にはエンジン１の回転に伴う
振動騒音が伝達され、いわゆる「こもり音」騒音とな
る。そして、この能動型騒音制御システムは、この「こ
もり音」騒音を低減するものである。
【００１４】図２において、騒音検知手段として、例え
ば、複数個（本実施例ではＬ個）のマイクロフォン２、
２が、音響空間である車室１１内に、より具体的には車
室内ルーフに取り付けられている。これらマイクロフォ
ン２、２の出力は、それぞれ、例えばアンチエリアシン
グフィルタ等のローパスフィルタ３、３を通して高周波
成分が濾波される。これらの高周波成分が濾波された信
号は、複数個のＡ／Ｄコンバータ４に入力され、そこで
デジタル値に変換され、そして、残留騒音データｅlと
して出力されている。
ば、複数個（本実施例ではＬ個）のマイクロフォン２、
２が、音響空間である車室１１内に、より具体的には車
室内ルーフに取り付けられている。これらマイクロフォ
ン２、２の出力は、それぞれ、例えばアンチエリアシン
グフィルタ等のローパスフィルタ３、３を通して高周波
成分が濾波される。これらの高周波成分が濾波された信
号は、複数個のＡ／Ｄコンバータ４に入力され、そこで
デジタル値に変換され、そして、残留騒音データｅlと
して出力されている。
【００１５】また、騒音制御を行うためには、騒音源か
らの騒音に相関した騒音相関信号、いわゆる、参照信号
が必要である。この参照信号としては、例えば自動車の
車室内の「こもり音」の制御を行う場合には、エンジン
の回転振動、すなわち、エンジン回転信号、または、点
火信号の整数倍の周波数の正弦波信号とすれば良い。本
実施例では、エンジン１から点火信号（より具体的に
は、エンジン制御装置１２から発生される高電圧点火信
号）の発生タイミングを取り込み、この発生タイミング
に基づいて正弦波を作り出して能動騒音制御を行う。一
方、騒音の制御を行う制御装置は、例えばマイクロプロ
セッサ５から構成されており、その内部の機能制御ブロ
ックとしては、図にも示されているように、適応フィル
タ５１やＬＭＳアルゴリズム５２が含まれている。この
適応フィルタ５１は、いわゆる出力用適応ディジタルフ
ィルタであり、なお、ブロック５２のアルゴリズム（制
御フロー）としては、例えばフィルタードＸ−ＬＭＳア
ルゴリズムが一般的である。すなわち、上記のマイクロ
プロセッサの構成において、ＬＭＳアルゴリズム５２に
より演算して求められたフィルタの重み係数により、適
応フィルタ５２の特性を制御することにより、所望のデ
ィジタル制御信号を形成して出力する。
らの騒音に相関した騒音相関信号、いわゆる、参照信号
が必要である。この参照信号としては、例えば自動車の
車室内の「こもり音」の制御を行う場合には、エンジン
の回転振動、すなわち、エンジン回転信号、または、点
火信号の整数倍の周波数の正弦波信号とすれば良い。本
実施例では、エンジン１から点火信号（より具体的に
は、エンジン制御装置１２から発生される高電圧点火信
号）の発生タイミングを取り込み、この発生タイミング
に基づいて正弦波を作り出して能動騒音制御を行う。一
方、騒音の制御を行う制御装置は、例えばマイクロプロ
セッサ５から構成されており、その内部の機能制御ブロ
ックとしては、図にも示されているように、適応フィル
タ５１やＬＭＳアルゴリズム５２が含まれている。この
適応フィルタ５１は、いわゆる出力用適応ディジタルフ
ィルタであり、なお、ブロック５２のアルゴリズム（制
御フロー）としては、例えばフィルタードＸ−ＬＭＳア
ルゴリズムが一般的である。すなわち、上記のマイクロ
プロセッサの構成において、ＬＭＳアルゴリズム５２に
より演算して求められたフィルタの重み係数により、適
応フィルタ５２の特性を制御することにより、所望のデ
ィジタル制御信号を形成して出力する。
【００１６】上述のマイクロプロセッサ５の適応フィル
タ５１で計算された出力は、次いで、複数個のＤ／Ａコ
ンバータ６に送られ、アナログ量に変換される。これら
のアナログ信号は、それぞれ、出力用スムージングフィ
ルタ７、７を通って滑らかにされた後、さらに、複数個
の増幅器８、８によって増幅され、それぞれの付加音出
力手段である複数個（本実施例ではＭ個）のスピーカ
９、９から付加音とし出力され、車室１１内でエンジン
騒音と干渉することによって制御、すなわち低減を行
う。
タ５１で計算された出力は、次いで、複数個のＤ／Ａコ
ンバータ６に送られ、アナログ量に変換される。これら
のアナログ信号は、それぞれ、出力用スムージングフィ
ルタ７、７を通って滑らかにされた後、さらに、複数個
の増幅器８、８によって増幅され、それぞれの付加音出
力手段である複数個（本実施例ではＭ個）のスピーカ
９、９から付加音とし出力され、車室１１内でエンジン
騒音と干渉することによって制御、すなわち低減を行
う。
【００１７】ところで、適応フィルタ５１（Ｗm）の出
力ｙm(n)は、以下の式［数３］のように表される。
力ｙm(n)は、以下の式［数３］のように表される。
【数３】 ここに、 Ｗmi(n) ；ｍ番目のフィルタＷに関し、ｉ番目のタッ
プ係数の時刻ｎにおける値 ｘ(n) ；時刻ｎにおける参照信号 である。消音制御を行う系に関し、以下に表される所定
の評価関数Ｊ［数４］を考える。
プ係数の時刻ｎにおける値 ｘ(n) ；時刻ｎにおける参照信号 である。消音制御を行う系に関し、以下に表される所定
の評価関数Ｊ［数４］を考える。
【数４】 ここに、 Ｅ｛｝ ；期待値 ｅl ；ｌ番目の騒音検知手段で検知された残留騒音 ｙm ；ｍ番目のＷフィルタの出力 ｐl、ｑm；各値の重み係数 である。
【００１８】音響空間内における騒音を低減する場合、
この評価関数Ｊを最小にするよう、いわゆる最急降下法
を用い、上述の参照信号の振幅と位相の制御に用いられ
る適応フィルタ５１の係数Ｗmi（ｉ；フィルタの次数）
を適応的に更新する。更新方法は、以下の式［数５］に
示す、いわゆるフィルタードＸ−ＬＭＳアルゴリズムに
よる。
この評価関数Ｊを最小にするよう、いわゆる最急降下法
を用い、上述の参照信号の振幅と位相の制御に用いられ
る適応フィルタ５１の係数Ｗmi（ｉ；フィルタの次数）
を適応的に更新する。更新方法は、以下の式［数５］に
示す、いわゆるフィルタードＸ−ＬＭＳアルゴリズムに
よる。
【数５】 ここに、 α ；最急降下法の収束係数 ｎ ；離散化時刻（サンプリング時刻） Ｗmi(n) ；ｍ番目のＷフィルタに関し、ｉ番目のタッ
プ係数の時刻ｎにおける値 ｘ(n) ；時刻ｎにおける基準信号 Ｒlm(n) ；音響伝搬特性でフィルタリングされた参照
信号ｘ(n)の時刻ｎにおける値 である。
プ係数の時刻ｎにおける値 ｘ(n) ；時刻ｎにおける基準信号 Ｒlm(n) ；音響伝搬特性でフィルタリングされた参照
信号ｘ(n)の時刻ｎにおける値 である。
【００１９】ところで、上記の式（数５）において、重
み係数αｐlは、一般的な意味で収束係数と呼ばれ、一
方、他の重み係数αｑmは出力抑制係数と呼ばれる。ま
た、これらの収束係数αｐl（破線）及び出力抑制係数
αｑm（実線）は、騒音の周波数ｆに対して、例えば添
付の図１に示すように制御される。なお、この図からも
明らかなように、騒音の周波数は、制御対象周波数範囲
Ａと制御対象周波数範囲外の、いわゆる、非制御対象周
波数範囲Ｂ、Ｂとに分けられる。そして、この制御対象
周波数範囲Ａにおいては、収束係数αｐlは比較的大き
な値に、他方の出力抑制係数αｑmは小さな値に制御さ
れる。また、一方、非制御対象周波数範囲Ｂ、Ｂにおい
ては、収束係数αｐlは零（０）に、他方の出力抑制係
数αｑmは大きな値に制御されることとなる。
み係数αｐlは、一般的な意味で収束係数と呼ばれ、一
方、他の重み係数αｑmは出力抑制係数と呼ばれる。ま
た、これらの収束係数αｐl（破線）及び出力抑制係数
αｑm（実線）は、騒音の周波数ｆに対して、例えば添
付の図１に示すように制御される。なお、この図からも
明らかなように、騒音の周波数は、制御対象周波数範囲
Ａと制御対象周波数範囲外の、いわゆる、非制御対象周
波数範囲Ｂ、Ｂとに分けられる。そして、この制御対象
周波数範囲Ａにおいては、収束係数αｐlは比較的大き
な値に、他方の出力抑制係数αｑmは小さな値に制御さ
れる。また、一方、非制御対象周波数範囲Ｂ、Ｂにおい
ては、収束係数αｐlは零（０）に、他方の出力抑制係
数αｑmは大きな値に制御されることとなる。
【００２０】そして、本発明によれば、図１にも明らか
なように、これら制御対象周波数範囲Ａと非制御対象周
波数範囲Ｂ、Ｂとの間には、いわゆる、遷移領域Ｃ、Ｃ
が設けられている。これら遷移領域では、上記の収束係
数αｐl及び出力抑制係数αｑmは、それぞれ、徐々に変
化される。すなわち、この遷移領域では、騒音が制御さ
れている（すなわち、騒音レベルが低い）状態から無制
御（すなわち、騒音レベルが大きい）状態に、あるい
は、これとは逆方向に徐々に変化することになり、騒音
の大きさが急激に変化して乗車員に違和感や不快感を与
えてしまうという欠点を解消することとなる。
なように、これら制御対象周波数範囲Ａと非制御対象周
波数範囲Ｂ、Ｂとの間には、いわゆる、遷移領域Ｃ、Ｃ
が設けられている。これら遷移領域では、上記の収束係
数αｐl及び出力抑制係数αｑmは、それぞれ、徐々に変
化される。すなわち、この遷移領域では、騒音が制御さ
れている（すなわち、騒音レベルが低い）状態から無制
御（すなわち、騒音レベルが大きい）状態に、あるい
は、これとは逆方向に徐々に変化することになり、騒音
の大きさが急激に変化して乗車員に違和感や不快感を与
えてしまうという欠点を解消することとなる。
【００２１】すなわち、上記の実施例では、制御対象周
波数範囲Ａから非制御対象周波数範囲Ｂ、Ｂに移る遷移
領域Ｃ、Ｃでは、図１に示すように、ｐl→0、ｑm→大
として通常制御と同じように出力用適応ディジタルフィ
ルタの更新を行う。具体的には、上述の［数５］に於い
て、係数Ｗmiの更新量、すなわち、変化分を計算してい
るため、図２のように重み係数を設定すると（すなわ
ち、収束係数αｐl≒０、出力抑制係数αｑm＝α
ｑm’）、上述の式［数５］は以下に示す式［数６］の
ようになる。
波数範囲Ａから非制御対象周波数範囲Ｂ、Ｂに移る遷移
領域Ｃ、Ｃでは、図１に示すように、ｐl→0、ｑm→大
として通常制御と同じように出力用適応ディジタルフィ
ルタの更新を行う。具体的には、上述の［数５］に於い
て、係数Ｗmiの更新量、すなわち、変化分を計算してい
るため、図２のように重み係数を設定すると（すなわ
ち、収束係数αｐl≒０、出力抑制係数αｑm＝α
ｑm’）、上述の式［数５］は以下に示す式［数６］の
ようになる。
【数６】
【００２２】ここで、上述の式［数６］はフィルタＷの
変化量を示しており、また、上述の式［数３］からも明
らかなように、出力ｙm(n)はＷmi(n)に比例しているた
め、上述の式［数６］は
変化量を示しており、また、上述の式［数３］からも明
らかなように、出力ｙm(n)はＷmi(n)に比例しているた
め、上述の式［数６］は
【数７】 の形の類似と考えられる。これは指数的に減少する関数
を示しており、上述の式［数６］に基づいて繰り返し計
算を行ってフィルタ係数を更新してゆくと、出力ｙm(n)
が指数関数的に減少し、緩慢な出力の変化を簡単に得る
ことができることがわかる。すなわち、こうして、制御
対象周波数範囲Ａから非制御対象周波数範囲Ｂに移る際
にも、図３にも示すように、音響空間内での騒音の急激
な変化を避ける事が出来ることとなる。
を示しており、上述の式［数６］に基づいて繰り返し計
算を行ってフィルタ係数を更新してゆくと、出力ｙm(n)
が指数関数的に減少し、緩慢な出力の変化を簡単に得る
ことができることがわかる。すなわち、こうして、制御
対象周波数範囲Ａから非制御対象周波数範囲Ｂに移る際
にも、図３にも示すように、音響空間内での騒音の急激
な変化を避ける事が出来ることとなる。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、騒音制御対象周波数範
囲から制御対象周波数範囲外に移る際、その間に設けら
れた遷移領域において、出力用適応デジタルフィルタの
係数更新に関わる収束係数及び出力抑制係数を徐々に所
定の値に変化させる事により、車室内において制御され
た騒音レベルが急激に変化することを避けることが出
来、乗員に違和感や不快感を与える事がない。また、余
分な電子回路等のハードウェアを追加せずに実現でき
る。
囲から制御対象周波数範囲外に移る際、その間に設けら
れた遷移領域において、出力用適応デジタルフィルタの
係数更新に関わる収束係数及び出力抑制係数を徐々に所
定の値に変化させる事により、車室内において制御され
た騒音レベルが急激に変化することを避けることが出
来、乗員に違和感や不快感を与える事がない。また、余
分な電子回路等のハードウェアを追加せずに実現でき
る。
【図１】上記の能動型騒音制御装置の制御に用いられる
重み係数の騒音周波数に対する変化を示すグラフであ
る。
重み係数の騒音周波数に対する変化を示すグラフであ
る。
【図２】本発明の一実施例である自動車に適用した能動
型騒音制御装置のシステム構成を示す概観構成図であ
る。
型騒音制御装置のシステム構成を示す概観構成図であ
る。
【図３】上記能動型騒音制御装置によって得られる騒音
周波数に対する騒音レベルの変化状態を示すグラフであ
る。
周波数に対する騒音レベルの変化状態を示すグラフであ
る。
１ エンジン ２ マイクロフォン ３ ローパスフィルタ ４ Ａ／Ｄコンバータ ５ マイクロプロセッサ ６ Ｄ／Ａコンバータ ７ スムージングフィルタ ８ 増幅器 ９ スピーカ １０ 自動車 １１ 車室 １２ エンジン制御装置
フロントページの続き (72)発明者 佐藤 憲治 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会 社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 中村 満 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会 社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 長谷川 聡 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日 産自動車株式会社内 (72)発明者 五十嵐 理 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日 産自動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−314500（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−11778（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−67948（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−110471（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G10K 11/178 B60R 11/02 F01N 1/00 F01N 1/06 H03H 17/02 601
Claims (9)
- 【請求項１】 騒音源からの騒音が伝達される音響空間
と、前記騒音源からの騒音に相関した騒音相関信号を検
出する騒音相関信号検出手段と、前記音響空間内に配置
されて制御音を発生する複数の制御音源と、伝達された
騒音と前記制御音源からの制御音との干渉によって低減
された前記音響空間内での残留騒音を検出する残留騒音
検出手段と、前記騒音相関信号に基づいて前記制御音源
を駆動する制御音信号を出力する適応フィルタ手段と、
前記騒音相関信号検出手段からの騒音相関信号と前記残
留騒音検出手段からの残留騒音とに基づき、所定のアル
ゴリズムに基づいて前記制御音源と前記残留騒音検出手
段との間の伝達関数から前記適応フィルタ手段の収束係
数及び出力抑制係数を求め、これら収束係数及び出力抑
制係数によって前記適応フィルタ手段からの制御音信号
を制御する制御音制御手段とを備えた能動型騒音制御装
置において、前記制御音制御手段は、制御対象周波数範
囲を限定し、かつ、前記制御対象周波数範囲と制御対象
周波数範囲以外との間に遷移領域を設け、その遷移領域
では前記収束係数と出力抑制係数を徐々に変化させるよ
うに構成されたことを特徴とする能動型騒音制御装置。 - 【請求項２】 前記適応フィルタ手段は、出力用適応デ
ィジタルフィルタで構成されていることを特徴とする請
求項１記載の能動型騒音制御装置。 - 【請求項３】 前記制御音制御手段は、マイクロプロセ
ッサによって構成されていることを特徴とする請求項１
記載の能動型騒音制御装置。 - 【請求項４】 前記制御音制御手段によって実行される
アルゴリズムは、フィルタードＸ−ＬＭＳアルゴリズム
であることを特徴とする請求項１記載の能動型騒音制御
装置。 - 【請求項５】 前記制御音源はスピーカにより、そし
て、前記残留騒音検出手段はマイクロフォンから構成さ
れていることを特徴とする請求項１記載の能動型騒音制
御装置。 - 【請求項６】 前記騒音相関信号検出手段は、アンチエ
リアシングフィルターを含んでいることを特徴とする請
求項１記載の能動型騒音制御装置。 - 【請求項７】 騒音源からの騒音に相関した騒音相関信
号を検出し、この騒音相関信号に基づいて制御音を所定
音響空間内で発生し、この制御音と伝達された騒音を前
記音響空間内で干渉させて騒音を低減する騒音制御方法
であり、さらに、前記音響空間内での残留騒音を検出
し、前記残留騒音と騒音相関信号とから、所定のアルゴ
リズムに基づいて、収束係数及び出力抑制係数を求め、
これら収束係数及び出力抑制係数によって前記制御音の
諸特性を決定して前記制御音を生成する適合騒音制御方
法において、前記騒音に対して制御対象周波数範囲を限
定し、かつ、前記制御対象周波数範囲と制御対象周波数
範囲以外との間に遷移領域を設け、その遷移領域では前
記収束係数と出力抑制係数を徐々に変化させるようにし
たことを特徴とする適応騒音制御方法。 - 【請求項８】 前記所定のアルゴリズムは、フィルター
ドＸ−ＬＭＳアルゴリズムであることを特徴とする請求
項１記載の適応騒音制御方法。 - 【請求項９】 前記遷移領域での前記収束係数と出力抑
制係数の変化は指数関数的に変化させるようにしたこと
を特徴とする請求項１記載の適応騒音制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03270240A JP3122192B2 (ja) | 1991-09-21 | 1991-09-21 | 能動型騒音制御装置及び適応騒音制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03270240A JP3122192B2 (ja) | 1991-09-21 | 1991-09-21 | 能動型騒音制御装置及び適応騒音制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06110470A JPH06110470A (ja) | 1994-04-22 |
| JP3122192B2 true JP3122192B2 (ja) | 2001-01-09 |
Family
ID=17483510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03270240A Expired - Fee Related JP3122192B2 (ja) | 1991-09-21 | 1991-09-21 | 能動型騒音制御装置及び適応騒音制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3122192B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004080210A (ja) | 2002-08-13 | 2004-03-11 | Fujitsu Ltd | デジタルフィルタ |
-
1991
- 1991-09-21 JP JP03270240A patent/JP3122192B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06110470A (ja) | 1994-04-22 |
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