JP3303925B2 - Active vibration control device - Google Patents

Active vibration control device

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JP3303925B2
JP3303925B2 JP22066191A JP22066191A JP3303925B2 JP 3303925 B2 JP3303925 B2 JP 3303925B2 JP 22066191 A JP22066191 A JP 22066191A JP 22066191 A JP22066191 A JP 22066191A JP 3303925 B2 JP3303925 B2 JP 3303925B2
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Nissan Motor Co Ltd
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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、騒音等を発する第1の
振動源からの振動が伝達される振動空間に、第2の振動
源から第2の振動を発生させて、両者を干渉させること
で振動エネルギーを減衰させる能動型振動制御装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for generating a second vibration from a second vibration source in a vibration space to which vibration from a first vibration source generating noise or the like is transmitted, thereby causing the two to interfere with each other. The present invention relates to an active vibration control device that attenuates vibration energy.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の能動型振動制御装置としては、例
えば特表平1−501344号公報及び英国公開特許公
報2149614号記載の装置が知られている。これら
の装置は、航空機の客室やこれに類する閉空間に適用さ
れるもので、閉空間内に配設された複数のラウドスピー
カ(第2の振動源)及びマイクロホン(音圧検出用セン
サ)と、閉空間の外部に位置するエンジン等の単一の騒
音源(第1の振動源)の周波数を検出する周波数検出手
段と、前記複数のマイクロホンからの検出信号,及び前
記周波数検出手段からの検出信号に基づき前記複数のラ
ウドスピーカの駆動を制御する信号出力器とを備えた構
造であって、前記信号出力器により、例えば複数のマイ
クロホンの検出信号(音圧)の二乗和を評価関数とし
て、この評価関数を最小にするように適応制御を行って
いる。これによって、前記信号出力器によって制御され
ているラウドスピーカから放射される制御音と、騒音源
から伝達した騒音とが干渉して該騒音の振動エネルギが
減衰し、もって観測位置における残留騒音を低減してい
る。
2. Description of the Related Art As a conventional active vibration control device, for example, a device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-501344 and British Patent Publication No. 2149614 is known. These devices are applied to an aircraft cabin or a similar closed space, and include a plurality of loudspeakers (second vibration sources) and microphones (sound pressure detection sensors) disposed in the closed space. Frequency detecting means for detecting the frequency of a single noise source (first vibration source) such as an engine located outside a closed space; detection signals from the plurality of microphones; and detection from the frequency detecting means. And a signal output device for controlling the driving of the plurality of loudspeakers based on the signal, the signal output device, for example, the sum of squares of the detection signals (sound pressure) of the plurality of microphones as an evaluation function, Adaptive control is performed to minimize this evaluation function. As a result, the control sound emitted from the loudspeaker controlled by the signal output device and the noise transmitted from the noise source interfere with each other to attenuate the vibration energy of the noise, thereby reducing the residual noise at the observation position. are doing.

【0003】前記構成においてラウドスピーカは、通
常、例えば車両のドアや側壁部等に左右対称に配設され
て、これらドアや側壁部等から制御音を放射していた。
In the above configuration, the loudspeakers are usually arranged symmetrically on, for example, doors and side walls of a vehicle, and emit control sounds from the doors and side walls.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の能動型振動制御装置にあっては、第1の振動源であ
るエンジンからの騒音は、前置エンジンの場合、閉空間
の前方から入力され後方に向けて伝達されるが、閉空間
であるため、エンジンからの進行波とこれが壁面で反射
した逆進行波とが合成されて定在波が生じた共鳴状態で
は、騒音の波長に応じた音圧レベルが最大となる腹部と
音圧レベルが略零となる節部とが生じ、このうち節部で
は騒音の音圧レベルが略零であることから、この節部に
第2の振動源としてのラウドスピーカを配置して騒音と
逆位相の制御音を発生させても、騒音の振動エネルギを
減衰させることはできない。そして、定在波の節部は、
例えば自動車のように、エンジン騒音を対称とする場合
には、周波数が50Hz〜200Hz程度と比較的低いの
で、定在波の節部は車室内で左右対称に存在することに
なり、しかも定在波の節部は騒音の波長によって移動す
るので、上記従来例のように、第2の振動源としてのラ
ウドスピーカを左右対称に配置したときには、左右のラ
ウドスピーカの設置位置が同時に騒音による定在波の節
部位置と一致する場合が生じ、騒音の抑制効果を発揮す
ることができなくなるという未解決の課題がある。
However, in the conventional active vibration control device, the noise from the engine, which is the first vibration source, is input from the front of the closed space in the case of the front engine. It is transmitted to the rear, but because it is a closed space, in the resonance state where the traveling wave from the engine and the backward traveling wave reflected from the wall are combined to produce a standing wave, it depends on the wavelength of the noise There is an abdomen at which the sound pressure level is maximum and a node at which the sound pressure level is substantially zero. Of these, since the sound pressure level of the noise is substantially zero at the node, this node serves as a second vibration source. Even if the loudspeaker is arranged to generate a control sound having a phase opposite to the noise, the vibration energy of the noise cannot be attenuated. And the node of the standing wave is
For example, when the engine noise is symmetric, as in a car, the frequency is relatively low at about 50 Hz to 200 Hz, so that the nodes of the standing wave exist symmetrically in the vehicle interior. Since the nodes of the waves move according to the wavelength of the noise, when the loudspeakers as the second vibration sources are arranged symmetrically as in the above-described conventional example, the installation positions of the left and right loudspeakers are simultaneously settled by the noise. There is an unsolved problem that the position may coincide with the node position of the wave, and the effect of suppressing noise cannot be exhibited.

【0005】本発明は、上記従来例の未解決の課題に着
目してなされたものであり、複数の第2の振動源の少な
くとも1つを振動の節部から外れた位置となるように配
置して、振動エネルギーを効率良く減衰させて振動を有
効に減衰させることができる能動型振動制御装置を提供
することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above-mentioned unsolved problems of the prior art, and arranges at least one of the plurality of second vibration sources so as to be located at a position deviated from a node of vibration. It is another object of the present invention to provide an active vibration control device capable of effectively attenuating vibration energy and effectively attenuating vibration.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の能動型振動制御装置は、エンジンからの騒
音が伝達される車室内に、当該エンジンからの騒音に干
渉する制御音を発生させて騒音を低減する複数の制御音
源とを備えた能動型振動制御装置において、前記複数の
制御音源は、複数の制御音源の少なくとも1つ前記車
室内に左右対称に生じる前記エンジンからの騒音に基づ
く定在波の節から外れ位置となるように車室内に左右
非対称に配設し、前記複数の制御音源から同時に制御音
を発生させるように構成したことを特徴としている。
In order to achieve the above-mentioned object, an active vibration control device according to the present invention provides a control sound which interferes with noise from an engine in a vehicle compartment to which noise from the engine is transmitted. in active vibration controller having a plurality of control sound source to generate to reduce the noise, the plurality of control sound from the engine that occurs at least one symmetrically to the passenger compartment of the multiple control sound source left and right in the passenger compartment of such a position deviated from the section of the standing wave based on the noise
Asymmetrically arranged, control sound from the plurality of control sound sources simultaneously
Is generated .

【0007】[0007]

【0008】本発明においては、エンジンからの騒音に
よって車室内に左右対称に定在波発生したときに、少
なくとも1つが前記車室内に左右対称に生じる前記エン
ジンからの騒音に基づく定在波の節から外れ位置とな
るように車室内に左右非対称に配設した複数の制御音源
から同時に制御音を発生させるので、最低限でも1つの
制御音源からエンジンの騒音とは逆位相の制御音を発生
することができ、エンジン騒音によるこもり音を抑制し
て、車室内の騒音を効果的に抑制することができる。
[0008] In the present invention, the ene when standing wave symmetrically in the passenger compartment by the noise from the engine occurs, one even less <br/> without occurring symmetrically to the passenger compartment
Based on the noise from the gin I and position deviated from the standing wave section of
Can be the noise in the passenger compartment to generate a control sound simultaneously from a plurality of control sound source which is arranged asymmetrically in Runode, the engine from one control source at a minimum in so that generating a control sound of antiphase In addition, the muffled sound caused by the engine noise can be suppressed, and the noise in the vehicle interior can be effectively suppressed.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は、本発明を4気筒エンジンを搭載した車両
に適用した場合の一実施例を示す概略構成図である。図
1において、1は車体であって、車室2の前方に第1の
振動源としての4気筒エンジン3が配置されている。車
室2内には、前部座席8a,8b及び後部座席8c,8
dが配設されていると共に、例えば左側フロントドア4
FL及び右側フロントドア4FRに夫々第2の振動源と
してのオーディオ信号を出力する制御音源を兼ねるラウ
ドスピーカ5a及び5bが左右非対称に配設され、さら
に天井の前方、中央及び後方部における座席8a〜8d
のシートバックに対応する位置に夫々残留騒音検出手段
としてのマイクロフォン6a〜6dが配設されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment when the present invention is applied to a vehicle equipped with a four-cylinder engine. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a vehicle body, and a four-cylinder engine 3 as a first vibration source is disposed in front of a vehicle compartment 2. Inside the cabin 2 are front seats 8a, 8b and rear seats 8c, 8
d, and for example, the left front door 4
Loudspeakers 5a and 5b also serving as control sound sources for outputting an audio signal as a second vibration source are arranged asymmetrically on the left and right front doors 4FL and the right front door 4FR. 8d
Microphones 6a to 6d as residual noise detecting means are respectively disposed at positions corresponding to the seat backs.

【0010】ここで、両ラウドスピーカ5a,5bの設
置位置は、何れか一方がエンジン3からの騒音に基づく
定在波の節から外れるように設定されている。すなわ
ち、自動車の場合、対象とする周波数が50Hz〜200
Hz程度と比較的低いため、定在波の節は車室内に対し車
両の左右対称位置に存在する。この定在波の節は、直方
体閉空間における定在波による共鳴周波数f(Hz)及び
波長λ(m)は、 f=C{(Nx /Lx )2+(Ny /Ly )2+(Nz /Lz )21/2 /2……(1) 但し、C:音速(C=331.5 +0.6 θ,θ:温度
(℃)) Nx,y,z :音響モード(正の整数) Lx,y,z :三次空間寸法(m) λ=C/f …………(2) で表すことができる。
Here, the installation positions of the two loudspeakers 5a and 5b are set so that one of them is out of the node of the standing wave based on the noise from the engine 3. That is, in the case of an automobile, the target frequency is 50 Hz to 200 Hz.
Since the frequency is relatively low at about Hz, the standing wave node exists at a symmetrical position of the vehicle with respect to the vehicle interior. In the standing wave node, the resonance frequency f (Hz) and the wavelength λ (m) of the standing wave in the rectangular parallelepiped closed space are as follows: f = C {(N x / L x ) 2 + (N y / L y ) 2 + (N z / L z ) 21/2/2 (1) where C: sound velocity (C = 331.5 + 0.6 θ, θ: temperature (° C.)) N x, N y, N z : Acoustic mode (positive integer) Lx, Ly, Lz : cubic spatial dimension (m) λ = C / f (2)

【0011】ここで、エンジン3から伝達される騒音を
進行波とし、この進行波が壁面で反射された反射騒音を
逆進行波とし、夫々の音圧をP1,2 とすると、これら
音圧P1,2 は下記(3)式及び(4) 式で表すことができ
る。 P1 =Asin(ωt−ωx/C) …………(3) P2 =Asin(ωt+ωx/C) …………(4) 但し、ω:角周波数(rad/s) x:壁面からの座標(m) t:時間(sec) したがって、進行波と逆進行波と干渉して定在波が生じ
た共鳴状態における音圧Pは、 P=P1 +P2 =2Asin ωt・cos(ωx/C) …………(5) となる。
If the noise transmitted from the engine 3 is a traveling wave, the reflected noise of the traveling wave reflected on the wall is a reverse traveling wave, and the sound pressures are P 1 and P 2 , respectively, The pressures P 1 and P 2 can be expressed by the following equations (3) and (4). P 1 = Asin (ωt−ωx / C) (3) P 2 = Asin (ωt + ωx / C) (4) where ω: angular frequency (rad / s) x: from wall surface Coordinates (m) t: time (sec) Accordingly, the sound pressure P in the resonance state in which the standing wave is generated by interfering with the traveling wave and the backward traveling wave is: P = P 1 + P 2 = 2A sin ωt · cos (ωx / C)... (5)

【0012】ここで、位置による変化を表す関数はcos
(ωx/C) であるから、音圧Pは、図3に示すよう
に、腹部ωx/C=2πx/λ=−nπのとき、すなわ
ちx=−n(λ/2)(n=0,1,2,……)のとき
最大となり、節部ωx/C=2πx/λ=−(2n+
1)π/2のとき、すなわちx=−(2n+1)λ/4
のとき音圧Pが零となる。
Here, the function representing the change due to the position is cos
(ωx / C), the sound pressure P is, as shown in FIG. 3, when the abdomen ωx / C = 2πx / λ = −nπ, that is, x = −n (λ / 2) (n = 0, 1, 2,...), And the node ωx / C = 2πx / λ = − (2n +
1) When π / 2, that is, x = − (2n + 1) λ / 4
At this time, the sound pressure P becomes zero.

【0013】このように定在波の腹及び節の位置が波長
λによって変化し、この波長λは前記(2) 式から室温に
よって一意に決まる音速Cと騒音の周波数fとによって
変化することになる。ここで、自動車の場合、前述した
ように騒音の周波数fが50〜250Hz程度であるの
で、ラウドスピーカ5a,5b間の前後方向の間隔Lを
例えば温度θが0℃で、周波数fが200Hzであるとき
の波長λ=1.658(m)の1/4即ち0.414 mより短い例
えば0.3 m程度に選定することにより、定在波の節部と
一方のラウドスピーカ5aとが一致したときに、他方の
ラウドスピーカ5bが定在波の腹部近傍位置となる。
As described above, the positions of the antinodes and nodes of the standing wave change depending on the wavelength λ, and this wavelength λ changes depending on the sound velocity C and the noise frequency f which are uniquely determined by the room temperature from the above equation (2). Become. Here, in the case of an automobile, since the noise frequency f is about 50 to 250 Hz as described above, the distance L between the loudspeakers 5a and 5b in the front-rear direction is, for example, a temperature θ of 0 ° C. and a frequency f of 200 Hz. By selecting a wavelength λ = 1/4 of λ = 1.658 (m), that is, for example, about 0.3 m shorter than 0.414 m, when the node of the standing wave and one loudspeaker 5 a coincide with each other, The loudspeaker 5b is located near the abdomen of the standing wave.

【0014】また、エンジン3には、クランク角センサ
7が取付けられ、このクランク角センサ7から例えばク
ランク軸が180度回転する毎に1サイクルの正弦波状
信号でなる基準信号としてのクランク角検出信号Xが出
力される。そして、マイクロフォン6a〜6dから出力
される残留騒音検出信号e1 〜e 4 がコントローラ15
に入力されると共に、クランク角センサ7のクランク角
検出信号Xもコントローラ15に入力される。
The engine 3 has a crank angle sensor.
7 is attached.
One cycle of sine wave every time the rank axis rotates 180 degrees
A crank angle detection signal X as a reference signal is output.
Is forced. And output from microphones 6a-6d
Residual noise detection signal e1~ E FourIs the controller 15
And the crank angle of the crank angle sensor 7
The detection signal X is also input to the controller 15.

【0015】コントローラ15は、図2に示すように、
クランク角検出信号XをA/D変換して出力するA/D
変換回路21と、マイクロフォン6a〜6dの残留騒音
検出信号e1 〜e4 を増幅する増幅器22a〜22d
と、これら増幅器22a〜22dの増幅出力をA/D変
換して出力するA/D変換回路23a〜23dと、各A
/D変換回路21,23a〜23dの変換出力が入力さ
れるマイクロコンピュータ26と、このマイクロコンピ
ュータ26から出力されるラウドスピーカ5a,5bの
駆動信号y1,2 をD/A変換して出力するD/A変換
回路27a,27bと、これらD/A変換回路27a,
27bから出力されるアナログ信号を増幅してラウドス
ピーカ5a,5bに供給する増幅器29a,29bとを
備えている。
As shown in FIG. 2, the controller 15
A / D that A / D converts and outputs crank angle detection signal X
A conversion circuit 21, an amplifier 22a~22d for amplifying the residual noise detecting signals e 1 to e 4 microphones 6a~6d
And A / D conversion circuits 23a to 23d for A / D converting and outputting the amplified outputs of the amplifiers 22a to 22d.
/ A microcomputer 26 D conversion output of the conversion circuit 21,23a~23d is input, loudspeaker 5a outputted from the microcomputer 26, outputs a drive signal y 1, y 2 and 5b by D / A conversion D / A conversion circuits 27a and 27b, and these D / A conversion circuits 27a and 27b
Amplifiers 29a and 29b for amplifying the analog signal output from 27b and supplying the amplified signals to the loudspeakers 5a and 5b.

【0016】ここで、マイクロコンピュータ26は、常
時、順次更新されるフィルタ係数Wmiに基づいて基準信
号としてのクランク角検出信号Xのたたみ込み演算を行
ってラウドスピーカ5a,5bに対する駆動信号y1,
2 を算出する適応ディジタルフィルタ処理と、クランク
角検出信号Xに基づきマイクロフォン及びスピーカ間の
空間伝達関数の組合せ数に応じて、モデル化したモデル
空間伝達関数に対応するフィルタ係数でフィルタ処理さ
れた基準信号rkm(後述する(10),(11) 式参照)を生成
するディジタルフィルタ処理と、このフィルタ処理され
た基準信号rkmと残留騒音検出信号e1 〜e4 とに基づ
き適応ディジタルフィルタ処理におけるフィルタ係数W
miをLMS(Least Mean Square) アルゴリズムを用いて
更新するフィルタ係数更新処理とを実行する。
Here, the microcomputer 26 always performs a convolution operation of the crank angle detection signal X as a reference signal based on the sequentially updated filter coefficient W mi, and drives the loudspeakers 5a and 5b with the drive signal y 1. , y
(2) an adaptive digital filter process for calculating 2 and a reference filtered by a filter coefficient corresponding to a modeled model space transfer function according to the number of combinations of the space transfer function between the microphone and the speaker based on the crank angle detection signal X Digital filter processing for generating a signal r km (see equations (10) and (11) described later), and adaptive digital filter processing based on the filtered reference signal r km and residual noise detection signals e 1 to e 4. Filter coefficient W at
and a filter coefficient update process for updating mi using an LMS (Least Mean Square) algorithm.

【0017】ここで、マイクロコンピュータ26の制御
原理を一般式を用いて説明する。今、第k番目のマイク
ロフォン6a〜6dが検出した残留騒音検出信号をek
(n)、ラウドスピーカ5a及び5bからの制御音(二次
音)が無いときの第k番目のマイクロフォン6a〜6d
が検出した残留騒音検出信号をept(n) 、第m番目のラ
ウドスピーカ5a及び5bと第k番目のマイクロフォン
6a〜6dとの間の伝達関数HkmをFIR(有限インパ
ルス応答)関数で表したときの第j番目(j=0,1,
2,──Ic - 1 )の項に対応するフィルタ係数をC
kmj ′、クランク角検出信号をX(n) 、このクランク角
検出信号X(n) を入力しm番目のラウドスピーカ5a及
び5bを駆動する適応ディジタルフィルタの第i番目
(i=0,1,2,─IF -1)の係数をWmiとすると、
下記(6) 式が成立する。
Here, the control principle of the microcomputer 26 will be described using a general formula. Now, the residual noise detection signals detected by the k-th microphones 6a to 6d are represented by e k
(n), k-th microphones 6a to 6d when there is no control sound (secondary sound) from loudspeakers 5a and 5b
Represents the residual noise detection signal detected by E.sub.pt (n), and the transfer function H km between the m-th loudspeakers 5a and 5b and the k-th microphones 6a to 6d by an FIR (finite impulse response) function. J (j = 0, 1,
2, ──I c -1) is the filter coefficient corresponding to the term
kmj ', the crank angle detection signal X (n), the crank angle detection signal X (n), and the i-th (i = 0, 1, 1) of the adaptive digital filter that drives the m-th loudspeakers 5a and 5b. Assuming that the coefficient of 2, ─I F -1) is W mi ,
The following equation (6) holds.

【0018】 ここで、(n)が付く項は、いずれもサンプリング時刻
nのサンプル値であり、また、Kはマイクロフォン6a
〜6dの数(本実施例では4個)、Mはラウドスピーカ
5a及び5bの数(本実施例では2個)、IC はFIR
ディジタルフィルタで表現されたフィルタ係数Ckm′の
タップ数(フィルタ次数)、IF は適応ディジタルフィ
ルタで表現されたフィルタ係数Wmiのタップ数(フィル
タ次数)である。
[0018] Here, each term with (n) is a sample value at sampling time n, and K is the microphone 6a
To 6d (four in this embodiment), M is the number of loudspeakers 5a and 5b (two in this embodiment), and I C is FIR
The number of taps of the filter coefficients C miles' expressed by the digital filter (filter order), a I F is the number of taps of the filter coefficient W mi represented in the adaptive digital filter (filter order).

【0019】上記(6) 式中の右辺の「{ΣWmi・X(n-j
-i) }」(=ym )の項は、クランク角検出信号Xを適
応ディジタルフィルタ処理したときの出力を表し、「Σ
km j ・{ΣWmi・X(n-j-i) }」の項は第m番目のス
ピーカ5a及び5bに入力された信号エネルギがこれら
スピーカ5a及び5bから音響エネルギとして出力さ
れ、車室内の空間伝達関数Ckmを経て第k番目のマイク
ロフォン6a〜6dに到達したときの信号を表し、さら
に「ΣΣCkmj ・{ΣWmi・X(n-j-i) }」の右辺第2
項全体は、第k番目のマイクロフォン6a〜6dへの到
達信号を全スピーカについて足し合わせているから、第
k番目のマイクロフォン6a〜6dに到達する二次音の
総和を表す。
In the above expression (6), “{ΣW mi · X (nj
-i) The term “}” (= y m ) represents the output when the crank angle detection signal X is subjected to the adaptive digital filter processing.
Section C km j · {ΣW mi · X (nji)} "is the signal energy input to the m-th speaker 5a and 5b is output as the acoustic energy from these speakers 5a and 5b, spatial transfer function of the vehicle interior The signal at the time of reaching the k-th microphones 6a to 6d via C km is shown. Further, the second signal on the right side of “{C kmj · {W mi · X (nji)}]” is shown.
The entire term represents the sum of the secondary sounds reaching the k-th microphones 6a to 6d because the signals reaching the k-th microphones 6a to 6d are added for all the speakers.

【0020】次いで、評価関数Jを下記(7) 式のように
置く。 そして、本実施例では、LMSアルゴリズムを採用し、
評価関数Jを最小とするフィルタ係数Wmiを求め、適応
ディジタルフィルタ処理の各フィルタ係数Wmiを更新す
る。最急降下法であるLMSアルゴリズムは、適応ディ
ジタルフィルタ処理のフィルタ係数としてn番目の値W
mi(n)を用い、平均自乗誤差の勾配∂J/∂Wmiを算出
し、これをα倍して(n+1)番目の値Wmi(n+1)を求
め、評価関数Jの値を小さくするように演算を実行す
る。
Next, an evaluation function J is placed as shown in the following equation (7). In this embodiment, the LMS algorithm is adopted,
A filter coefficient W mi that minimizes the evaluation function J is obtained, and each filter coefficient W mi of the adaptive digital filter processing is updated. The LMS algorithm, which is the steepest descent method, uses an n-th value W as a filter coefficient for adaptive digital filtering.
with mi (n), calculates the gradient ∂J / ∂W mi of mean square error, which was α multiplied seeking (n + 1) th value W mi (n + 1), to reduce the value of the evaluation function J Calculation is performed as follows.

【0021】この勾配∂J/∂Wmiの計算式は、(7) 式
より、 そして、前記 (6)式より、 となるので、 ここで、(9) 式の右辺を、 とおくと、フィルタ係数に対する評価関数の勾配∂J/
∂Wmiは、 で表すことができる。
The equation for calculating the gradient ∂J / ∂W mi is given by the following equation (7). Then, from the above equation (6), So, Here, the right side of equation (9) is In other words, the gradient of the evaluation function for the filter coefficient ∂J /
∂W mi is Can be represented by

【0022】したがって、フィルタ係数の更新式は、重
み係数γk も含めた形で下記(13)式で与えられる。 ここで、αは収束係数であり、適応ディジタルフィルタ
処理が最適に収束する速度や、その際の安定性に関与す
る。
Therefore, the updating equation of the filter coefficient is given by the following equation (13) including the weight coefficient γ k . Here, α is a convergence coefficient, which is related to the speed at which the adaptive digital filter processing converges optimally and the stability at that time.

【0023】このように、適応ディジタルフィルタ処理
におけるフィルタ係数Wmi(n+1) を、マイクロフォン6
a〜6dから出力される残留騒音検出信号e1(n)〜e
4(n)とクランク角センサ7からのクランク角検出信号X
(n) とに基づいてLMSアルゴリズムに従って順次更新
することにより、入力される残留騒音検出信号e1(n)〜
4(n)を最小とする駆動信号y1 (n) 及びy2 (n) が形
成され、これらがラウドスピーカ5a及び5bに供給さ
れて、これらから出力される制御音によって車室2内の
騒音が相殺される。
As described above, the filter coefficient W mi (n + 1) in the adaptive digital filter processing is determined by the microphone 6
residual noise detection signals e 1 (n) to e output from a to 6d
4 (n) and the crank angle detection signal X from the crank angle sensor 7
(n) in accordance with the LMS algorithm, so that the input residual noise detection signals e 1 (n) to
Drive signals y 1 (n) and y 2 (n) that minimize e 4 (n) are formed, are supplied to the loudspeakers 5a and 5b, and are controlled by the control sounds output from the loudspeakers 5a and 5b. Noise is offset.

【0024】次に、上記実施例の動作をマイクロコンピ
ュータ26の処理手順を示す図4のフローチャートを伴
って説明する。なお、全体のシステムはキースイッチが
オン状態となったときに、電源が投入され、マイクロコ
ンピュータ26で図4に示すタイマ割込処理を所定時間
(例えば1msec)毎に実行する。先ず、ステップS1で
残留騒音検出信号e1 〜e4 及び基準信号X(n) を読込
み、次いでステップS2に移行して、前記(11)式に対応
するディジタルフィルタ処理を行ってフィルタ処理され
た基準信号rkmを算出し、次いでステップS3に移行し
て算出されたフィルタ処理された基準信号rkmと残留騒
音検出信号e1 〜e3 とに基づいて前記(13)式に従った
フィルタ係数更新処理を行ってフィルタ係数Wmi(n+1)
を算出し、次いでステップS4に移行して算出されたフ
ィルタ係数Wmi(n+1) をもとに適応ディジタルフィルタ
処理を実行してラウドスピーカ5a,5bに対する駆動
信号y1,2 を算出し、次いでステップS5に移行して
算出した駆動信号y1,2 をD/A変換回路27a,2
7bに出力してからタイマ割込処理を終了して所定のメ
インプログラムに復帰する。
Next, the operation of the above embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. When the key switch is turned on, the entire system is turned on, and the microcomputer 26 executes a timer interrupt process shown in FIG. 4 every predetermined time (for example, 1 msec). First, read the residual noise detecting signals e 1 to e 4 and the reference signal X (n) in step S1, then the processing proceeds to step S2, wherein (11) the filtered performs digital filtering corresponding to the formula The reference signal r km is calculated, and then the process proceeds to step S3, where the filter coefficient according to the equation (13) is calculated based on the calculated reference signal r km and the residual noise detection signals e 1 to e 3. Perform update processing and filter coefficient W mi (n + 1)
Then, the process goes to step S4 to execute adaptive digital filter processing based on the calculated filter coefficient W mi (n + 1) to calculate drive signals y 1 and y 2 for the loudspeakers 5a and 5b. , and then the drive signal y 1 which is calculated by proceeds to step S5, y 2 and D / a conversion circuit 27a, 2
After outputting to 7b, the timer interrupt process is terminated and the process returns to the predetermined main program.

【0025】したがって、今、キースイッチがオン状態
であるものとすると、図4の処理において、マイクロコ
ンピュータ26でLMSアルゴリズムに従って適応デジ
タルフィルタ処理におけるフィルタ係数を順次更新し
て、評価関数Jが最小となるようにラウドスピーカ5
a,5bに対する駆動信号y1,2 が算出され、これが
D/A変換回路27a,27bを介してラウドスピーカ
5a,5bに供給される。このため、ラウドスピーカ5
a,5bから駆動信号y1,2 に応じた制御音が発せら
れ、これが騒音と干渉することにより、マイクロフォン
6a〜6dの残留騒音検出信号e1〜e4 が最小となる
ように消音制御される。
Therefore, assuming that the key switch is now in the ON state, the microcomputer 26 sequentially updates the filter coefficients in the adaptive digital filter processing according to the LMS algorithm in the processing of FIG. Loudspeaker 5
Drive signals y 1 and y 2 for a and 5b are calculated and supplied to the loudspeakers 5a and 5b via D / A conversion circuits 27a and 27b. Therefore, the loudspeaker 5
a, the control sound corresponding to the drive signal y 1, y 2 is emitted from 5b, by which interfere with the noise, noise reduction control as the residual noise detecting signals e 1 to e 4 of the microphone 6a~6d is minimized Is done.

【0026】このとき、両ラウドスピーカ5a,5bが
共にエンジン3からの騒音による定在波の節部から外れ
ている場合には、両ラウドスピーカ5a,5bからマイ
クロコンピュータ6a〜6dの残留騒音検出信号e1
4 を最小とする制御音が出力されて良好な消音効果を
発揮することができる。しかしながら、一方のラウドス
ピーカ5a(又は5b)がエンジン3からの騒音による
定在波の節部と一致すると、この節部では音圧Pが零で
あることにより、ラウドスピーカ5a(又は5b)から
騒音を減衰させる制御音を発生させたとしても、エンジ
ン3からの騒音エネルギを減衰させることはできず、こ
の制御音がそのままマイクロフォン6a〜6dに入力さ
れることになり、このため、ラウドスピーカ5a(又は
5b)に対する駆動信号y1 (又はy2)が略零とな
る。しかしながら、他方のラウドスピーカ5b(又は5
a)は前述したように、定在波の腹部近傍に位置するよ
うに配置されているので、このラウドスピーカ5b(又
は5a)からマイクロフォン6a〜6dの残留騒音検出
信号e1 〜e4 を最小とする制御音が出力され、これに
よって適度の消音効果を発揮することができる。しか
も、ラウドスピーカ5a,5bが左右非対称に配置され
ているので、これらを設置する場合の自由度を大きくと
ることができる。
At this time, when both loudspeakers 5a and 5b are out of the node of the standing wave due to the noise from the engine 3, the residual noises of the microcomputers 6a to 6d are detected from both loudspeakers 5a and 5b. Signal e 1
The e 4 are output control sound to minimize can exhibit excellent silencing effect. However, when one of the loudspeakers 5a (or 5b) coincides with a node of the standing wave due to the noise from the engine 3, the sound pressure P is zero at this node, so that the noise from the loudspeaker 5a (or 5b) is generated. Even if a control sound for attenuating the noise is generated, the noise energy from the engine 3 cannot be attenuated, and the control sound is directly input to the microphones 6a to 6d, so that the loudspeaker 5a ( Or, the drive signal y 1 (or y 2 ) for 5b) becomes substantially zero. However, the other loudspeaker 5b (or 5)
As described above, a) is disposed so as to be located near the abdomen of the standing wave, so that the residual noise detection signals e 1 to e 4 of the microphones 6a to 6d can be minimized from the loudspeaker 5b (or 5a). Is output, whereby a moderate noise reduction effect can be exhibited. Moreover, since the loudspeakers 5a and 5b are arranged asymmetrically in the left and right directions, the degree of freedom in installing them can be increased.

【0027】なお、上記実施例では、第2の振動源とし
てのラウドスピーカ5a,5bの前後方向間隔Lを温度
0℃、騒音周波数200Hzにおける波長λの1/4より
短く設定した場合について説明したが、これに限定され
るものではなく、図5に示すように制御対象とする温度
及び騒音周波数域での(2n+1)λ/4と一致しない
距離L即ち少なくとも1つのラウドスピーカが騒音によ
る定在波の節部から外れるように配置すればよく、また
ラウドスピーカ5a,5bの配置は左右のドアに限らず
床面又は天井面に配置するようにしてもよく、さらに車
室の左右に配置する場合に限らず、図6に示すように、
前後方向に延長する線上に(2n+1)λ/4と一致し
ない距離Lだけ離間させて配置するようにしてもよく、
この場合にはエンジン3からの騒音の放射方向とラウド
スピーカ5a,5bからの制御音の放射方向とを一致さ
せて良好な騒音減衰効果を発揮することができる。
In the above embodiment, the case where the distance L between the loudspeakers 5a and 5b as the second vibration source in the front-rear direction is set to be shorter than 1/4 of the wavelength λ at a temperature of 0 ° C. and a noise frequency of 200 Hz. However, the present invention is not limited to this. As shown in FIG. 5, a distance L that does not match (2n + 1) λ / 4 in the temperature and noise frequency range to be controlled, that is, at least one loudspeaker is stationary due to noise. The loudspeakers 5a and 5b may be disposed not only on the left and right doors but also on the floor or ceiling, and may be disposed on the left and right sides of the passenger compartment. Not only in the case, but as shown in FIG.
It may be arranged on a line extending in the front-back direction with a distance L that does not coincide with (2n + 1) λ / 4,
In this case, the radiation direction of the noise from the engine 3 and the radiation direction of the control sound from the loudspeakers 5a and 5b are made to coincide with each other, so that a good noise attenuation effect can be exhibited.

【0028】また、上記実施例では、第2の振動源とし
てラウドスピーカを適用した場合について説明したが、
これに限定されるものではなく、振動子を適用すること
もでき、また残留騒音を検出するマイクロフォンに代え
て加速度振動センサを適用することもできる。また、ラ
ウドスピーカ及びマイクロフォンの設置数は上記各実施
例に限定されるものではなく、2以上の任意数とするこ
とができる。
In the above embodiment, the case where the loudspeaker is applied as the second vibration source has been described.
The present invention is not limited to this, and a vibrator can be applied, and an acceleration vibration sensor can be applied instead of the microphone that detects the residual noise. In addition, the number of loudspeakers and microphones is not limited to each of the above embodiments, and may be any number equal to or greater than two.

【0029】さらに、上記各実施例ではエンジン騒音を
抑制する場合について説明したが、これに限定されるも
のではなく、車輪に対する路面からの振動入力を検出し
てロードノイズを抑制したり、窓ガラスの振動を検出し
て風切り音を抑制したりすることができ、これらの複合
音を抑制することもできる。さらにまた、上記各実施例
では、マイクロコンピュータ26で、適応ディジタルフ
ィルタ処理、ラウドスピーカ及びマイクロフォン間の空
間伝達関数に応じたフィルタ係数のディジタルフィルタ
処理を行う場合について説明したが、これらに代えて独
立した適応ディジタルフィルタ及びディジタルフィルタ
を適用することもでき、さらに適応フィルタのフィルタ
係数はLMSアルゴリズム以外の他のアルゴリズムを適
用して更新するようにしてもよい。
Further, in each of the embodiments described above, the case where the engine noise is suppressed has been described. However, the present invention is not limited to this, and the road noise can be suppressed by detecting the vibration input to the wheels from the road surface. By detecting the vibration of the wind, the wind noise can be suppressed, and these complex sounds can also be suppressed. Furthermore, in each of the embodiments described above, the case where the microcomputer 26 performs the adaptive digital filter processing and the digital filter processing of the filter coefficient corresponding to the spatial transfer function between the loudspeaker and the microphone has been described. The adaptive digital filter and the digital filter described above can be applied, and the filter coefficients of the adaptive filter may be updated by applying an algorithm other than the LMS algorithm.

【0030】なおさらに、上記各実施例では本発明を車
両に適用した場合について説明したが、これに限定され
るものではなく、航空機等の室内の騒音を含む振動を減
衰させる場合にも適用できる。
Further, in each of the above-described embodiments, the case where the present invention is applied to a vehicle has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to a case where vibration including noise in a room such as an aircraft is attenuated. .

【0031】以上説明したように、請求項1に係る能動
型振動制御装置によれば、車室内にエンジン騒音による
定在波が左右対称に発生したときに、少なくとも1つが
前記車室内に左右対称に生じる前記エンジンからの騒音
に基づく定在波の節から外れ位置となるように車室内
に左右非対称に配設した複数の制御音源から同時に制御
音を発生させるので、最低限1つの制御音源が定在波の
節から外れることにより、全ての制御音源が定在波の節
部に存在して定在波を減衰できないことを確実に防止し
て、車室内のこもり音を良好に減衰させて、車室内を快
適な音響空間とすることができ、しかも複数の制御音源
が左右非対称に配設されているので、制御音源を配置す
る場合の自由度を大きくとることができるという効果が
得られる。
[0031] As described above, according to the active vibration control apparatus according to claim 1, when the standing wave due to engine noise in the passenger compartment occurs symmetrically, one even without least
Noise from the engine generated symmetrically in the cabin
Cabin so that it is at a position outside the nodes of the standing waves based on
At the same time control a plurality of control sound source which is arranged asymmetrically in
Runode to generate sound, minimum one control sound sources by departing from node of the standing wave, reliably prevent that all of the control sound source can not attenuate presence to the standing wave in the node portions of the standing wave In addition, the muffled sound in the vehicle interior can be attenuated satisfactorily, and the interior of the vehicle can be made a comfortable acoustic space. The effect that the degree of freedom can be increased is obtained.

【0032】また、請求項2に係る能動型振動制御装置
によれば、第2の振動源が左右非対称に配置されている
ので、第2の振動源を配置する場合の自由度を大きくと
ることができる効果が得られる。さらに、請求項3に係
る能動型振動制御装置によれば、第2の振動源を前後方
向に配置するようにしているので、両第2の振動源を第
1の振動源の振動放射方向の延長線上に配置することが
でき、第1の振動と第2の振動との進行方向を一致させ
て良好な振動低減効果を発揮することができる効果が得
られる。
Further, according to the active vibration control device of the second aspect, since the second vibration sources are arranged asymmetrically in the left and right direction, the degree of freedom in arranging the second vibration sources is increased. The effect that can be obtained is obtained. Furthermore, according to the active vibration control device of the third aspect, since the second vibration sources are arranged in the front-rear direction, both the second vibration sources are connected in the vibration radiation direction of the first vibration source. The first vibration and the second vibration can be arranged on the extension line, and the effect of matching the traveling directions of the first vibration and the second vibration to achieve a favorable vibration reduction effect can be obtained.

【0033】さらにまた、請求項4に係る能動型振動制
御装置によれば、自動車の車室内のエンジン騒音による
こもり音を良好に減衰させて車室内を快適な音響空間と
することができる効果が得られる。
Further, according to the active vibration control device of the fourth aspect, the muffled sound due to the engine noise in the cabin of the car can be satisfactorily attenuated to provide a comfortable acoustic space in the car cabin. can get.

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

【図1】本発明の一実施例の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】コントローラの一例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a controller.

【図3】エンジン騒音による定在波の説明に供する波形
図である。
FIG. 3 is a waveform diagram for describing a standing wave caused by engine noise.

【図4】マイクロコンピュータの処理手順の一例を示す
フローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of a microcomputer.

【図5】ラウドスピーカの他の配置例を示す概略平面図
である。
FIG. 5 is a schematic plan view showing another arrangement example of the loudspeaker.

【図6】ラウドスピーカのさらに他の配置例を示す概略
平面図である。
FIG. 6 is a schematic plan view showing still another arrangement example of the loudspeakers.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 車室 3 エンジン 5a,5b ラウドスピーカ 6a〜6c マイクロフォン 7 クランク角センサ 15 コントローラ 26 マイクロコンピュータ 2 Cabin 3 Engine 5a, 5b Loudspeaker 6a-6c Microphone 7 Crank angle sensor 15 Controller 26 Microcomputer

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−74399(JP,A) 特開 昭57−97989(JP,A) 特開 昭62−1156(JP,A) 特開 昭62−193310(JP,A) 特開 平2−141095(JP,A) 実開 平3−77592(JP,U) 実開 昭60−1647(JP,U) 実開 昭63−83897(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G10K 11/178 B60R 11/02 Continuation of front page (56) References JP-A-63-74399 (JP, A) JP-A-57-97989 (JP, A) JP-A-62-1156 (JP, A) JP-A-62-193310 (JP JP-A-2-141095 (JP, A) JP-A-3-77592 (JP, U) JP-A-60-1647 (JP, U) JP-A-63-83897 (JP, U) (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G10K 11/178 B60R 11/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 エンジンからの騒音が伝達される車室内
に、当該エンジンからの騒音に干渉する制御音を発生さ
せて騒音を低減する複数の制御音源とを備えた能動型振
動制御装置において、前記複数の制御音源は、複数の制
御音源の少なくとも1つ前記車室内に左右対称に生じ
る前記エンジンからの騒音に基づく定在波の節から外れ
位置となるように車室内に左右非対称に配設し、前記
複数の制御音源から同時に制御音を発生させるように構
成したことを特徴とする能動型振動制御装置。
1. An active vibration control device comprising: a plurality of control sound sources that reduce a noise by generating a control sound that interferes with the noise from the engine in a vehicle compartment to which the noise from the engine is transmitted; said plurality of control sound source, at least one of multiple control sound source off the node of the standing wave based on the noise from the engine that occurs symmetrically to the passenger compartment
Is disposed asymmetrically into the passenger compartment so that the position, the
Control sound is generated from multiple control sound sources simultaneously.
Active vibration control system, characterized in that form have.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9361312B2 (en) 2003-03-27 2016-06-07 Microsoft Technology Licensing, Llc System and method for filtering and organizing items based on metadata

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9361312B2 (en) 2003-03-27 2016-06-07 Microsoft Technology Licensing, Llc System and method for filtering and organizing items based on metadata

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