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JP3382630B2 - Active noise and vibration control device - Google Patents

Active noise and vibration control device

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Publication number
JP3382630B2
JP3382630B2 JP19791091A JP19791091A JP3382630B2 JP 3382630 B2 JP3382630 B2 JP 3382630B2 JP 19791091 A JP19791091 A JP 19791091A JP 19791091 A JP19791091 A JP 19791091A JP 3382630 B2 JP3382630 B2 JP 3382630B2
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JP
Japan
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vibration
control
noise
signal
sound
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勉 浜辺
明生 木下
憲治 佐藤
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Hitachi Ltd
Nissan Motor Co Ltd
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Hitachi Ltd
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】この発明は、自動車の車室や航空
機の客室等の騒音を能動的に低減する能動型騒音振動制
御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active noise and vibration control system for actively reducing noise in a passenger compartment of an automobile or a passenger compartment of an aircraft.
Regarding the device .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の能動型騒音制御装置とし
ては、例えば英国公開特許公報第2149614号記載
の図5に示すようなものがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an active noise control device of this type, there is, for example, one shown in FIG. 5 of British Patent Publication No. 2149614.

【0003】この従来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101内にラウド
スピーカ103a,103b,103cおよびマイクロ
ホン105a,105b,105c,105dを備えて
おり、ラウドスピーカ103a,103b,103cに
よって騒音に干渉させる制御音を発生し、マイクロホン
105a,105b,105c,105dによって残差
信号(残留騒音)を測定するようになっている。これら
ラウドスピーカ103a,103b,103c、マイク
ロホン105a,105b,105c,105dは信号
処理機107に接続されており、信号処理機107は基
本周波数測定手段によって測定した騒音源の基本周波数
とマイクロホン105a,105b,105c,105
dからの入力信号とを受けとり、閉空間101内の音圧
レベルを最小にするようにラウドスピーカ103a,1
03b,103cに駆動信号を出力するものである。
This conventional device is applied to a cabin of an aircraft or a closed space similar to this, and is provided with loudspeakers 103a, 103b and 103c and microphones 105a, 105b, 105c and 105d in a closed space 101, and Control sounds that interfere with noise are generated by the speakers 103a, 103b, 103c, and residual signals (residual noise) are measured by the microphones 105a, 105b, 105c, 105d. The loudspeakers 103a, 103b, 103c and the microphones 105a, 105b, 105c, 105d are connected to a signal processor 107, and the signal processor 107 measures the fundamental frequency of the noise source measured by the fundamental frequency measuring means and the microphones 105a, 105b. , 105c, 105
and the loudspeakers 103a, 1a to receive the input signal from d and minimize the sound pressure level in the closed space 101.
The drive signal is output to 03b and 103c.

【0004】ここで閉空間101内には、3個のラウド
スピーカ103a,103b,103cと4個のマイク
ロホン105a,105b,105c,105dとが設
けられているが、説明を単純化するため、それぞれ10
3a,105aの一個ずつ設けられているものとする。
今、騒音源からマイクロホン105aまでの伝達関数を
Hとし、ラウドスピーカ103aからマイクロホン10
5aまでの伝達関数をCとし、騒音源が発生する音源情
報信号をXp とすると、マイクロホン105aで観測さ
れる残留騒音としてのノイズ信号Eは、 E=Xp ・H+Xp ・G・C となる。ここでGは、消音するために必要な伝達関数で
ある。消音対象点(マイクロホン105aの位置)にお
いて、騒音が完全に打ち消されたとき、E=0となる。
このときGは、 G=−H/C となる。そして、マイク検出信号Eが最小となるGを求
め、このGに基づいて信号処理器107内のフィルタ係
数を適応的に更新するようにしている。マイク検出信号
Eを最小にするようフィルタ係数を求める手法として、
最急降下法の一種であるLMSアルゴリズム(Leas
t Mean Square)などがある。
Here, in the closed space 101, three loudspeakers 103a, 103b, 103c and four microphones 105a, 105b, 105c, 105d are provided. 10
It is assumed that each of 3a and 105a is provided.
Now, the transfer function from the noise source to the microphone 105a is H, and the loudspeaker 103a to the microphone 10 are used.
Assuming that the transfer function up to 5a is C and the sound source information signal generated by the noise source is X p , the noise signal E as residual noise observed by the microphone 105a is E = X p · H + X p · G · C Become. Here, G is a transfer function necessary for silencing. When the noise is completely canceled at the noise reduction target point (position of the microphone 105a), E = 0.
At this time, G is G = -H / C. Then, G that minimizes the microphone detection signal E is obtained, and the filter coefficient in the signal processor 107 is adaptively updated based on this G. As a method of obtaining the filter coefficient so as to minimize the microphone detection signal E,
LMS algorithm (Leas, which is a kind of steepest descent method)
t Mean Square) and the like.

【0005】また図5のように、マイクロホンが複数設
置されている場合には、例えば各マイクロホン105
a,105b,105c,105dで検出した信号の総
和が最小となるように制御されるものである。
When a plurality of microphones are installed as shown in FIG. 5, for example, each microphone 105
It is controlled so that the total sum of the signals detected by a, 105b, 105c, and 105d becomes the minimum.

【0006】ここで、LMSアルゴリズムについてさら
に具体的に説明する。l番面のマイクロホン105a
(105b…)が検出したノイズ信号をel (n)、ラウ
ドスピーカ103a,103b,103cからの制御音
が無いときのl番目のマイクロホン105a(105
b,…)が検出したノイズ信号をepl(n)、m番目のラ
ウドスピーカ103a(103b,…)とl番目の評価
点、すなわち作業位置との間の伝達関数(FIR(有限
インパルス応答)関数)のj番目(j=0,1,2…,
c −1)の項をディジタルフィルタで表わしたときの
フィルタ係数をClm j 、基準信号すなわち音源情報信号
p (n) 、基準信号xp(n) を入力しm番目のラウドス
ピーカ103a(103b,…)を駆動する適応フィル
タのi番目(i=0,1,2,…,IK −1)の係数を
miとすると、
Now, the LMS algorithm will be described more specifically. L-side microphone 105a
The noise signal detected by (105b ...) Is el (n), and the l-th microphone 105a (105) when there is no control sound from the loudspeakers 103a, 103b, 103c.
b, ...) The noise signal detected by e pl (n), the transfer function (FIR (finite impulse response)) between the m-th loudspeaker 103a (103b, ...) And the l-th evaluation point, that is, the working position. J) of the function (j = 0, 1, 2, ...,
The filter coefficient when the term I c -1) is represented by a digital filter is C lm j , the reference signal, that is, the sound source information signal x p (n) and the reference signal x p (n) are input, and the m-th loudspeaker 103a is input. If the i-th (i = 0, 1, 2, ..., I K −1) coefficient of the adaptive filter that drives (103b, ...) Is W mi ,

【0007】[0007]

【数1】 [Equation 1]

【0008】が成立する。[0008] is satisfied.

【0009】次いで、評価関数(最少にすべき変数)J
eを、
Next, the evaluation function (variable to be minimized) J
e

【0010】[0010]

【数2】 [Equation 2]

【0011】とおく。[0011]

【0012】そして、評価関数Jeを最少にするフィル
タ係数Wm を求めるために、LMSアルゴリズムを採用
する。つまり、評価関数Jeを各フィルタ係数Wmiにつ
いて偏微分した値で当該フィルタ係数Wmiを更新する。
Then, in order to obtain the filter coefficient W m that minimizes the evaluation function Je, the LMS algorithm is adopted. That is, the filter coefficient W mi is updated with a value obtained by performing partial differentiation of the evaluation function Je with respect to each filter coefficient W mi .

【0013】そこで、(2)式より、Therefore, from equation (2),

【0014】[0014]

【数3】 [Equation 3]

【0015】となるが、(1)式よりFrom equation (1),

【0016】[0016]

【数4】 [Equation 4]

【0017】となるから、この(4)式の右辺をr
lm(n−i)とおけば、フィルタ係数の書き替え式は以
下の(5)式のLMSアルゴリズムにより得られる。
Therefore, the right side of the equation (4) is r
If lm (n−i) is written, the rewriting formula of the filter coefficient is obtained by the LMS algorithm of the following formula (5).

【0018】[0018]

【数5】 [Equation 5]

【0019】このLMSアルゴリズムではスピーカとマ
イクロホンとの間の伝達関数をディジタルィルタで表わ
した時の計算に使用する係数Cと車室内における実際の
音響空間の係数C′とのずれを補正するように適応ディ
ジタルフィルタのフィルタ係数を更新するシステムとな
っている。
In this LMS algorithm, the deviation between the coefficient C used in the calculation when the transfer function between the speaker and the microphone is represented by a digital filter and the coefficient C'in the actual acoustic space in the vehicle compartment is corrected. This system updates the filter coefficient of the adaptive digital filter.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記計
算に使用する係数Cと実際の音響空間の係数C′とのず
れが大きくなったり、(5) 式のLMSアルゴリズムの所
定の収束係数αの値が過大であった場合、ラウドスピー
カから発生する制御音が不快な断続音(以下「うなり」
と称する)となり最悪には発散音となる恐れがあった。
この現象を図6を用いて説明する。
However, the deviation between the coefficient C used in the above calculation and the coefficient C'in the actual acoustic space becomes large, or the value of the predetermined convergence coefficient α of the LMS algorithm of the equation (5) is increased. Is too loud, the control sound generated from the loudspeaker is an uncomfortable intermittent sound (hereinafter referred to as “buzz”).
There is a risk that the sound will diverge in the worst case.
This phenomenon will be described with reference to FIG.

【0021】この例では理解を容易にするため適用ディ
ジタルフィルタの係数をW0,,W1 の2つにする。図6
(a) の実線で描かれた二次曲線(ホ)は適用ディジタル
フィルタの係数がW0 , W1 のときに取る音圧の二乗値
を示している。点線(二)は、等二乗音圧線である。図
6(b) は、図6(a) を等二乗音圧線(二)で切出し投影
した図である。
In this example, the coefficients of the applied digital filter are two, W 0, and W 1 , for easy understanding. Figure 6
The quadratic curve (e) drawn by the solid line in (a) shows the square value of the sound pressure taken when the coefficients of the applied digital filter are W 0 and W 1 . The dotted line (2) is the equal squared sound pressure line. FIG. 6 (b) is a view obtained by cutting out and projecting FIG. 6 (a) by the equal squared sound pressure line (2).

【0022】ここで、計算に用いる係数Cと、実際の音
響空間内の係数C′とのずれが少ない場合には適応ディ
ジタルフィルタ係数の更新式(5) によってW0 , W1
値は図中のベクトル(イ)のように二次曲面(ホ)上を
螺旋を描きながら音圧の二乗の最小点(ハ)に収束す
る。しかし、経時変化等により車室内の伝達特性が変化
し、ずれが大きくなったり、収束係数αが相対的に過大
になると、ベクトル(ロ)のように音圧の二乗の最小点
(ハ)に収束しようとせず、細長い楕円(へ)の軌道を
描きなが回転するようになる。このように回転運動する
とフィルタ係数W0 , W1 のそれぞれは互いに同位相、
若しくは逆位相で変化するようになる。そのシミュレー
ション結果を図7に示す。図7(a)は「うなり」が発生
した時のマイクロホンに入力される音圧変化である。
又、図7(b) はその時の適応ディジタルフィルタのフィ
ルタ係数W(mi)である。なお前記のようにmはスピ
ーカの番号、iはフィルタ係数の番号である。そこで、
図7(b) を見ると、それぞれフィルタ係数W(11),
W(10)は同位相で振動しているのが判る。
Here, when the difference between the coefficient C used for calculation and the coefficient C'in the actual acoustic space is small, the values of W 0 and W 1 are calculated by the adaptive digital filter coefficient updating equation (5). Like the vector (a) in the middle, it draws a spiral on the quadric surface (e) and converges to the minimum point (c) of the square of the sound pressure. However, if the transfer characteristics in the vehicle interior change due to changes over time, the deviation becomes large, or the convergence coefficient α becomes relatively large, the minimum point (c) of the square of the sound pressure becomes like the vector (b). Instead of trying to converge, the orbit of a slender ellipse is drawn, but it rotates. When the rotary motion is performed in this manner, the filter coefficients W 0 and W 1 have the same phase,
Or, it changes in the opposite phase. The simulation result is shown in FIG. FIG. 7A shows a change in sound pressure input to the microphone when a "beat" occurs.
Further, FIG. 7B shows the filter coefficient W (mi) of the adaptive digital filter at that time. As mentioned above, m is the speaker number and i is the filter coefficient number. Therefore,
Looking at FIG. 7 (b), the filter coefficients W (11),
It can be seen that W (10) vibrates in the same phase.

【0023】このようなフィルタ係数W(mi)の変化
によりスピーカからは不快な「うなり」を発生するとい
う問題があった。
There is a problem that an unpleasant "beat" is generated from the speaker due to such a change in the filter coefficient W (mi).

【0024】そこでこの発明は、「うなり」を効果的に
規制し、適確な騒音・振動制御を行なうことのできる
動型騒音振動制御装置の提供を目的とする。
[0024] Therefore, the present invention is the ability that can be done "beat" effectively regulate, the accurately noise and vibration control
An object is to provide a dynamic noise and vibration control device .

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1の発明は、騒音・振動に干渉させる制御音
・制御振動を発生して評価点の騒音・振動低減を図る制
御源と、前記干渉後の所定位置の残留騒音・振動を検出
する手段と、騒音・振動源の騒音・振動発生状態に関す
る信号を検知し基準信号を作成する手段と、前記残留騒
・振動検出手段の出力信号と基準信号作成手段の出力
基準信号とに基づき前記残留騒音・振動検出手段の出力
信号を低減するようにディジタルフィルタの複数のフィ
ルタ係数を変化させて前記制御源を駆動する信号を出力
し、制御のずれによる前記複数のフィルタ係数の位相変
化により前記制御源の制御音・制御振動がうなり状態と
なり得る制御手段とを備えた能動型騒音振動制御装置
あって、前記制御音又は制御振動のうなり状態を検出す
るうなり状態検出手段と、前記制御音又は制御振動のう
なり状態の検出により前記うなり状態を規制するうなり
状態規制手段とを備えたことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 provides a control sound for interfering with noise and vibration.
・ A control source that generates control vibration to reduce noise / vibration at the evaluation point, a means to detect residual noise / vibration at a predetermined position after the interference, and a signal related to noise / vibration source noise / vibration generation state. means for creating a detected reference signal, the output of the residual noise and vibration detecting means on the basis of the output reference signal of the output signal and the reference signal producing means of the residual noise and vibration detecting means
Multiple filters in the digital filter to reduce the signal.
Output a signal to drive the control source by changing the filter coefficient
However, the phase shift of the plurality of filter coefficients due to the shift of control
Control noise and vibration of the control source
An active noise and vibration control device having a control means capable of becoming a control sound, which detects a beat state of the control sound or control vibration.
Buzzing state detection means and the control sound or control vibration
Detection of becomes state is characterized in that a beat state regulating means for regulating the beat state.

【0026】請求項2の発明は、騒音・振動に干渉させ
る制御音・制御振動を発生して評価点の騒音・振動低減
を図る制御源と、前記干渉後の所定位置の残留騒音・振
を検出する手段と、騒音・振動源の騒音・振動発生状
態に関する信号を検知し基準信号を作成する手段と、前
記残留騒音・振動検出手段によって検出された残留騒音
・振動の信号をディジタル信号化するA/D変換器と、
前記基準信号作成手段によって作成された基準信号をフ
ィルタリングするディジタルフィルタと、前記ディジタ
ルフィルタの出力をアナログ変換し前記制御源に出力す
るD/A変換器と、前記A/D変換器によってディジタ
ル信号化された残留騒音・振動を低減するように最急降
下アルゴリズムを用いて前記ディジタルフィルタの複数
のフィルタ係数を変化させる制御手段とを備えた能動型
騒音振動制御装置であって、前記複数のフィルタ係数か
ら直流成分を取り除く手段と、該直流成分を取り除かれ
た複数のフィルタ係数の積を演算する手段と、該演算し
た値の直流成分を求める手段と、求められた積の直流成
分の絶対値が所定の閾値を超えたことにより前記制御音
又は制御振動のうなり状態を検出するうなり状態検出手
段と、前記制御音又は制御振動のうなり状態の検出によ
り作動するうなり状態規制手段とを備えたことを特徴と
する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a control source for reducing noise / vibration at an evaluation point by generating control sound / control vibration interfering with noise / vibration , and residual noise / vibration at a predetermined position after the interference.
Motion detecting means, means for detecting a signal related to the noise / vibration generation state of the noise / vibration source to create a reference signal, and residual noise detected by the residual noise / vibration detecting means.
.A / D converter for converting the vibration signal into a digital signal,
A digital filter for filtering the reference signal created by the reference signal creating means, a D / A converter for converting the output of the digital filter into an analog signal and outputting it to the control source , and a digital signal conversion by the A / D converter. active and control means for the to reduce residual noise and vibration changes the plurality of filter coefficients of the digital filter using a steepest descent algorithm
A noise and vibration control apparatus , comprising means for removing a DC component from the plurality of filter coefficients, means for calculating a product of the plurality of filter coefficients from which the DC component has been removed , and the calculation means.
And means for determining the DC component value, the absolute value of the DC component of the obtained product the control sound by exceeds a predetermined threshold value
Or a beat state detection hand that detects the beat state of controlled vibration
And a beat state of the control sound or control vibration.
It is characterized by comprising a beat state regulation means that is activated .

【0027】請求項3の発明は、前記規制手段が、前記
制御手段による制御を停止させる手段であることを特徴
とする
The invention of claim 3 is characterized in that the regulation means is means for stopping the control by the control means.

【0028】請求項4の発明は、前記規制手段が、前記
最急降下アルゴリズムを補正する手段であることを特徴
とする。
The invention of claim 4 is characterized in that the regulating means is means for correcting the steepest descent algorithm.

【0029】[0029]

【作用】請求項1の発明によれば、制御手段は残留騒音
振動検出手段の出力信号と基準信号作成手段の基準信号
とに基づき制御源を駆動する信号を出力する。これによ
って制御源は騒音・振動に干渉させる制御音・制御振動
を発生して評価点の騒音・振動低減を図る。このような
制御において検出手段が制御音又は制御振動のうなり状
態を検出すると規制手段がうなり状態を規制するように
動作する。
According to the first aspect of the present invention, the control means has a residual noise.
A signal for driving the control source is output based on the output signal of the vibration detecting means and the reference signal of the reference signal generating means. As a result, the control source generates control sound / control vibration that interferes with noise / vibration to reduce the noise / vibration at the evaluation point. In such control, the detection means is controlled by a control sound or a beat of control vibration.
When the state is detected, the regulating means operates so as to regulate the growling state .

【0030】又、請求項2の発明によれば、直流成分求
出手段がディジタルフィルタの複数のフィルタ係数から
直流成分を取り除き、該直流成分を取り除かれたフィル
タ係数の積の直流成分を求め、この求められた直流成分
の積の絶対値が所定の閾値を超えたことにより検出手段
が制御音・制御振動のうなり状態であることを検出す
る。
According to the second aspect of the invention, the DC component obtaining means removes the DC component from the plurality of filter coefficients of the digital filter, and obtains the DC component of the product of the filter coefficients from which the DC component has been removed, When the absolute value of the product of the obtained DC components exceeds a predetermined threshold value, the detection means detects that the control sound / control vibration is in a beat state.

【0031】又、請求項3の発明によれば、制御音又は
制御振動がうなり状態であるとき停止手段によって制御
手段による制御が停止される。
According to the invention of claim 3, a control sound or
When the control vibration is in the beat state, the control by the control means is stopped by the stop means.

【0032】更に、請求項4の発明によれば、制御音
は制御振動がうなり状態であるとき補正手段によって最
急降下アルゴリズムが補正され、うなり状態が規制され
る。
Further, according to the invention of claim 4, a control sound or
When the controlled vibration is in a beat state, the correction means corrects the steepest descent algorithm to regulate the beat state.

【0033】[0033]

【実施例】以下この発明の実施例を説明する。Embodiments of the present invention will be described below.

【0034】尚、説明は車室内空間を例として行なう。The description will be given taking the vehicle interior space as an example.

【0035】図1はこの発明の一実施例に係る能動型騒
音制御装置のブロック図を示すもので、閉空間内である
車室1内に制御音源を兼ねるラウドスピーカ3,残留騒
音検出手段としてのマイクロホン5を備え、それぞれ制
御手段としてのコントローラ7に接続されている。コン
トローラ7は適応制御器9と適応ディジタルフィルタ1
1とを有し、前記マイクロホン5の接続は前記適応制御
器9にA/D変換器13を介して行なわれ、前記ラウド
スピーカ3は適応ディジタルフィルタ11にD/A変換
器14を介して接続されている。
FIG. 1 is a block diagram of an active noise control system according to an embodiment of the present invention. As a loudspeaker 3 which also serves as a control sound source and a residual noise detecting means in a vehicle interior 1 which is a closed space. The microphones 5 are provided and are respectively connected to the controller 7 as the control means. The controller 7 includes an adaptive controller 9 and an adaptive digital filter 1
1 and the microphone 5 is connected to the adaptive controller 9 via the A / D converter 13, and the loudspeaker 3 is connected to the adaptive digital filter 11 via the D / A converter 14. Has been done.

【0036】車室1内の騒音は例えばパワープラント1
5が騒音源となってなっており、このパワープラント1
5にはエンジン及び動力伝達装置としてのトランスミッ
ション、デファレンシャルギヤが一体に収容されてい
る。そして騒音源の騒音発生状態に関する信号を検出す
る手段として、例えばクランク角信号センサ17が用い
られ、検出したクランク角信号は基準信号作成装置19
に入力されるようになっている。基準信号作成装置19
の出力は適応制御器9と適応ディジタルフィルタ11と
に出力する構成となっている。
Noise in the passenger compartment 1 is generated by, for example, the power plant 1
5 is a noise source, and this power plant 1
In FIG. 5, an engine, a transmission as a power transmission device, and a differential gear are integrally housed. A crank angle signal sensor 17, for example, is used as a means for detecting a signal related to the noise generation state of the noise source, and the detected crank angle signal is used as a reference signal generation device 19
It is designed to be input to. Reference signal generator 19
The output of is output to the adaptive controller 9 and the adaptive digital filter 11.

【0037】尚、基準信号作成装置19への入力信号は
騒音源の騒音発生状態に関する信号であればよく、例え
ばエンジン外表面に設けられた振動センサの出力信号,
エンジンの点火パルス信号,クランク軸の回転速度をセ
ンサで検出した回転速度信号等を用いることもできる。
The input signal to the reference signal generating device 19 may be a signal relating to the noise generation state of the noise source, for example, an output signal of a vibration sensor provided on the outer surface of the engine,
It is also possible to use an engine ignition pulse signal, a rotational speed signal obtained by detecting the rotational speed of the crankshaft with a sensor, or the like.

【0038】更にこの発明実施例では、直流成分求出器
21,検出器23及びスイッチ25を備えている。
Further, in the embodiment of the present invention, a DC component obtaining device 21, a detector 23 and a switch 25 are provided.

【0039】前記直流成分求出器21及び検出器23は
制御音の断続状態「うなり」を検出する手段を構成す
る。そして直流成分求出器21は最急降下アルゴリズム
を用いて変更される適応ディジタルフィルタ11のフィ
ルタ係数から直流成分を取り除き、この直流成分を取り
除かれたフィルタ係数の積の直流成分を求める手段を構
成している。すなわち、直流成分求出器21はハイパス
フィルタ及びローパスフィルタを備えている。このハイ
パスィルタ及びローパスフィルタはIIRフィルタで容
易に実現することができる。
The DC component detector 21 and the detector 23 constitute means for detecting the intermittent "beat" of the control sound. Then, the DC component obtaining device 21 constitutes means for removing the DC component from the filter coefficient of the adaptive digital filter 11 which is changed by using the steepest descent algorithm, and for obtaining the DC component of the product of the filter coefficients from which this DC component has been removed. ing. That is, the DC component determiner 21 includes a high pass filter and a low pass filter. The high pass filter and the low pass filter can be easily realized by an IIR filter.

【0040】又、前記検出器23は、検出された積の直
流成分の絶対値が所定の閾値を超えたことにより制御音
の「うなり」を検出する手段を構成している。
Further, the detector 23 constitutes means for detecting the "beat" of the control sound when the absolute value of the DC component of the detected product exceeds a predetermined threshold value.

【0041】更に、スイッチ25は制御手段としてのコ
ントローラ7による制御を停止させる手段を構成するも
ので、制御音の「うなり」の検出により断続状態を規制
する手段を構成している。
Further, the switch 25 constitutes means for stopping the control by the controller 7 as the control means, and constitutes means for regulating the intermittent state by detecting the "beat" of the control sound.

【0042】次に作用を説明する。Next, the operation will be described.

【0043】図1に記載の装置も、基本的には図5に記
載の装置と同様に作動するものであり、マイクロホン5
が検出したノイズ信号e(n) はA/D変換器によってデ
ィジタル信号化され、適応制御器9に入力される。又、
クランク角信号センサ15からはエンジンの点火パルス
信号が主たる騒音成分に関する信号として基準信号作成
装置19へ入力され、この基準信号作成装置19では前
記点火パルス信号により基準信号xp を作成し、適応制
御器9及び適応ディジタルフィルタ11に入力してい
る。適応制御器9では基準信号xp とノイズ信号e(n)
とを用いてLMSアルゴリズムをベースに
The device shown in FIG. 1 basically operates in the same manner as the device shown in FIG.
The noise signal e (n) detected by is converted into a digital signal by the A / D converter and input to the adaptive controller 9. or,
The ignition pulse signal of the engine is input from the crank angle signal sensor 15 to the reference signal creating device 19 as a signal relating to the main noise component, and the reference signal creating device 19 creates the reference signal x p by the ignition pulse signal and adaptively controls it. It is input to the device 9 and the adaptive digital filter 11. In the adaptive controller 9, the reference signal x p and the noise signal e (n)
Based on the LMS algorithm using and

【0044】[0044]

【数6】 [Equation 6]

【0045】の演算を行なう。このとき、ラウドスピー
カ3とマイクロホン5との間の伝達関数をディジタルフ
ィルタで表わしたときのフィルタ係数Clmが実際の伝達
関数の係数に対してずれておらず、しかも収束係数αが
適切なものであれば、LMSアルゴリズムは確実に収束
し、適応ディジタルフィルタ11のフィルタ係数Wmi
前記(5) 式によって書き替えられる。
The calculation of is performed. At this time, the filter coefficient C lm when the transfer function between the loudspeaker 3 and the microphone 5 is represented by a digital filter is not displaced from the coefficient of the actual transfer function, and the convergence coefficient α is appropriate. If so, the LMS algorithm surely converges, and the filter coefficient W mi of the adaptive digital filter 11 is rewritten by the equation (5).

【0046】したがって、適応ディジタルフィルタ11
がクランク角信号センサ17から入力される基準信号x
p を用いてラウドスピーカ3の駆動信号を生成し、ラウ
ドスピーカ3は伝達部によって伝達されたエンジン騒音
駆動信号に対し逆相のスピーカ出力を行なう。このた
め、適確な騒音制御を行なうことができる。
Therefore, the adaptive digital filter 11
Is a reference signal x input from the crank angle signal sensor 17
A drive signal for the loudspeaker 3 is generated using p, and the loudspeaker 3 outputs a speaker having an opposite phase to the engine noise drive signal transmitted by the transmission unit. Therefore, it is possible to perform accurate noise control.

【0047】同時に(図2参照)、LMSアルゴリズム
の更新式(5) において演算された適応ディジタルフィル
タ11の複数のフィルタ係数Wmiを直流成分求出器31
のハイパスフィルタに入力し、それぞれの直流成分を除
去する。
At the same time (see FIG. 2), a plurality of filter coefficients W mi of the adaptive digital filter 11 calculated in the update formula (5) of the LMS algorithm are calculated by the DC component determiner 31.
Input to the high pass filter of and removes each DC component.

【0048】次に、ハイパスフィルタによって直流成分
を除かれたフィルタ係数Wmi′の積Uを計算する。その
積Uからローパスィルタによって直流成分のみの絶対値
|U′|を取り出す。
Next, the product U of the filter coefficient W mi ′ from which the DC component has been removed by the high pass filter is calculated. From the product U, an absolute value | U '| of only the DC component is taken out by a low pass filter.

【0049】次に、直流成分のみの絶対値|U′|は検
出器23に入力され、所定の閾値U′max と比較され
る。この場合、計算に用いられるフィルタ係数Clmが経
時変化等によって実際の伝達関数の係数とずれていれ
ば、|U′|が閾値U′max よりも大きくなり、スイッ
チ25に信号が出力されコントローラ7による制御が停
止される。又、|U′|が閾値U′max を超えていなけ
ればLMSアルゴリズムにおいて適応ディジタルフィル
タ11のフィルタ係数が更新される。
Next, the absolute value | U '| of only the DC component is input to the detector 23 and compared with a predetermined threshold value U'max . In this case, if the filter coefficient C lm used in the calculation deviates from the coefficient of the actual transfer function due to a change with time or the like, | U ′ | becomes larger than the threshold value U ′ max , and a signal is output to the switch 25 to output the controller. The control by 7 is stopped. Moreover, | U '| is threshold U' filter coefficients of the adaptive digital filter 11 in the LMS algorithm does not exceed the max is updated.

【0050】従って、このような制御によりラウドスピ
ーカ3による制御音の「うなり」を規制し、乗員に不快
感を招くことなく適確な騒音制御を行なわせることがで
きる。
Therefore, by such control, the "beat" of the control sound from the loudspeaker 3 can be regulated, and the noise control can be appropriately performed without causing the passenger an uncomfortable feeling.

【0051】図3は「うなり」の検出方法を説明するも
のでフィルタ係数としては理解を容易にするためW0 ,
1 の2つにしている。(a) のようにして直流成分求出
器21へフィルタ係数が入力され、その直流成分が取り
除かれて(b) のようになる。これを掛け合わせると(c)
のようになり、直流成分のみの絶対値が取り出される。
この絶対値|U′|は検出器23において(d) のように
所定の閾値|U′|ma x と比較されるのである。
FIG. 3 illustrates the method of detecting the "beat", and the filter coefficient W 0 ,
I have two W 1 . As shown in (a), the filter coefficient is input to the DC component obtaining unit 21, and the DC component is removed, resulting in (b). Multiply this (c)
And the absolute value of only the DC component is extracted.
The absolute value | U '| predetermined threshold as in the detector 23 (d) | U' | is being compared with ma x.

【0052】図4は「うなり」規制制御の他の例を示す
もので、直流成分のみの絶対値|U′|がU′max より
も大きいときに図1のように検出器23から適応ディジ
タルフィルタ11へ信号が出力され、LMSアルゴリズ
ムの収束係数αをα=Sα(S:1以下の定数)によっ
て変化させるものである。このような制御によって計算
に用いるフィルタ係数Clmが実際の伝達関数の係数とず
れたものとなっても収束係数αがこれに対応して小さく
なるから、LMSアルゴリズムは適格に収束し、上記同
様な作用効果を奏することができる。しかもこの例では
コントローラ7による制御停止させないので、継続した
制御を行なわせることができる。
FIG. 4 shows another example of the "beat" regulation control. When the absolute value | U '| of only the DC component is larger than U'max , as shown in FIG. A signal is output to the filter 11, and the convergence coefficient α of the LMS algorithm is changed by α = Sα (S: a constant of 1 or less). Even if the filter coefficient C lm used for calculation deviates from the coefficient of the actual transfer function by such control, the convergence coefficient α becomes correspondingly small, so that the LMS algorithm converges appropriately and the same as above. It is possible to achieve various operational effects. Moreover, in this example, since the control by the controller 7 is not stopped, continuous control can be performed.

【0053】尚、説明を簡単にするためにマイクロホ
ン、ラウドスピーカはそれぞれ1個ずつ設けられている
ものとして説明したが、各々複数設けるようにして制御
することもできる。又、騒音低減を図る評価点とマイク
ロホン位置とが空間的に離れたものであっても所定比に
基づいて評価点の残留騒音を推定し、制御を行なわせる
こともできる。更に振動制御に応用することもできる。
For the sake of simplification of explanation, the description has been given assuming that one microphone and one loudspeaker are provided, but it is also possible to control by providing a plurality of each. Further, even if the evaluation point for noise reduction and the microphone position are spatially distant from each other, the residual noise at the evaluation point can be estimated based on a predetermined ratio and the control can be performed. It can also be applied to vibration control.

【0054】また、積Uの絶対値や積Uの直流成分の絶
対値だけではなく積Uの移動平均値を求めて所定のしき
い値Umax と比較して制御をすることも考えられる。
It is also conceivable that not only the absolute value of the product U and the absolute value of the DC component of the product U but also the moving average value of the product U is obtained and compared with a predetermined threshold value U max for control.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上より明らかなように、この発明の構
成によれば制御源から出力される制御音又は制御振動が
うなり状態になり、あるいはなろうとするとこれが規制
され、不快感を招くことなく適確な騒音・振動制御を行
なわせることができる。
As is apparent from the above, according to the configuration of the present invention, the control sound or control vibration output from the control source is
When a growling state or the state becomes a growling state, this is regulated, and proper noise / vibration control can be performed without causing discomfort.

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

【図1】一実施例に係るブロック図である。FIG. 1 is a block diagram according to an embodiment.

【図2】うなり規制の制御フローチャートである。FIG. 2 is a control flowchart for beat regulation.

【図3】うなりの検出方法を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a beat detection method.

【図4】他の実施例に係るうなり規制の制御フローチャ
ートである。
FIG. 4 is a control flowchart of beat regulation according to another embodiment.

【図5】従来例に係るブロック図である。FIG. 5 is a block diagram according to a conventional example.

【図6】うなり発生のメカニズムの説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a mechanism of beat generation.

【図7】シミュレーション結果の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a simulation result.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 ラウドスピーカ(制御音源) 5 マイクロホン(残留騒音検出手段) 7 コントローラ(制御手段) 9 適応制御器(制御手段) 11 適応ディジタルフィルタ(ディジタルフィルタ) 13 A/D変換器 21 直流成分求出器(直流成分求出手段) 23 検出器(検出手段) 25 スイッチ(規制手段,停止手段) 11 適応ディジタルフィルタ(補正手段) 3 loudspeaker (control sound source) 5 Microphone (residual noise detection means) 7 Controller (control means) 9 Adaptive controller (control means) 11 Adaptive digital filter (digital filter) 13 A / D converter 21 DC component detector (DC component obtaining means) 23 Detector (Detection means) 25 switch (regulating means, stopping means) 11 Adaptive digital filter (correction means)

───────────────────────────────────────────────────── 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 (56)参考文献 特開 昭58−197927(JP,A) 特開 昭59−160335(JP,A) 特開 平2−285799(JP,A) 特開 平3−35295(JP,A) 特開 平4−34599(JP,A) 特開 平4−282695(JP,A) 特開 平5−27780(JP,A) 実開 平3−70490(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01K 11/178 B60R 11/02 G05D 19/02 H03H 17/02 601 H03H 21/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kenji Sato, 2520 Takaba, Katsuta, Ibaraki Prefecture, Takaba, Ltd. Automotive equipment division, Hitachi, Ltd. (56) Reference JP-A-58-197927 (JP, A) JP 59-160335 (JP, A) JP-A-2-285799 (JP, A) JP-A-3-35295 (JP, A) JP-A-4-34599 (JP, A) JP-A-4-282695 (JP , A) Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-27780 (JP, A) Actual Development No. 3-70490 (JP, U) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01K 11/178 B60R 11/02 G05D 19/02 H03H 17/02 601 H03H 21/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 騒音・振動に干渉させる制御音・制御振
を発生して評価点の騒音・振動低減を図る制御源と、 前記干渉後の所定位置の残留騒音・振動を検出する手段
と、 騒音・振動源の騒音・振動発生状態に関する信号を検知
し基準信号を作成する手段と、 前記残留騒音・振動検出手段の出力信号と基準信号作成
手段の出力基準信号とに基づき前記残留騒音・振動検出
手段の出力信号を低減するようにディジタルフィルタの
複数のフィルタ係数を変化させて前記制御源を駆動する
信号を出力し、制御のずれによる前記複数のフィルタ係
数の位相変化により前記制御源の制御音・制御振動がう
なり状態となり得る制御手段とを備えた能動型騒音振動
制御装置であって、 前記制御音又は制御振動のうなり状態を検出するうなり
状態検出手段と、 前記制御音又は制御振動のうなり状態の検出により前記
うなり状態を規制するうなり状態規制手段とを備えたこ
とを特徴とする能動型騒音振動制御装置
1. A control sound / control vibration for interfering with noise / vibration.
Motion source to reduce noise / vibration at the evaluation point, means for detecting residual noise / vibration at a predetermined position after the interference, and signal for noise / vibration source noise / vibration generation state are detected. means for creating a reference signal, based on said output reference signal of the output signal and the reference signal generating means of the residual noise and vibration detecting means and the remaining noise and vibration detection
Of the digital filter to reduce the output signal of the means
Drive the control source by changing a plurality of filter coefficients
Outputting a signal, the plurality of filter elements due to control deviation
The control sound / control vibration of the control source is affected by the phase change of the number.
Noise and vibration with control means that can be
A control device , which detects a beat state of the control sound or control vibration.
The state detection means , the detection of the beat state of the control sound or control vibration
Active noise vibration control apparatus being characterized in that a beat state regulating means for regulating the beat state.
【請求項2】騒音・振動に干渉させる制御音・制御振動
を発生して評価点の騒音・振動低減を図る制御源と、 前記干渉後の所定位置の残留騒音・振動を検出する手段
と、 騒音・振動源の騒音・振動発生状態に関する信号を検知
し基準信号を作成する手段と、 前記残留騒音・振動検出手段によって検出された残留騒
・振動の信号をディジタル信号化するA/D変換器
と、 前記基準信号作成手段によって作成された基準信号をフ
ィルタリングするディジタルフィルタと、 前記ディジタルフィルタの出力をアナログ変換し前記
御源に出力するD/A変換器と、 前記A/D変換器によってディジタル信号化された残留
騒音・振動を低減するように最急降下アルゴリズムを用
いて前記ディジタルフィルタの複数のフィルタ係数を変
化させる制御手段とを備えた能動型騒音振動制御装置
あって、 前記複数のフィルタ係数から直流成分を取り除く手段
と、 該直流成分を取り除かれた複数のフィルタ係数の積を演
算する手段と、 該演算した値の 直流成分を求める手段と、 求められた積の直流成分の絶対値が所定の閾値を超えた
ことにより前記制御音又は制御振動のうなり状態を検出
するうなり状態検出手段と、 前記制御音又は制御振動のうなり状態の検出により作動
するうなり状態規制手段とを備えたことを特徴とする
動型騒音振動制御装置
2. Noise·vibrationControl sound to interfere with・ Control vibration
Generating rating noise·vibrationTry to reduceControl sourceWhen, Residual noise at a predetermined position after the interference·vibrationMeans to detect
When, noise·vibrationSource noise·vibrationDetects signals related to the occurrence state
And a means for creating a reference signal, The residual noise·vibrationResidual noise detected by the detection means
sound·vibrationA / D converter for converting digital signals into digital signals
When, The reference signal created by the reference signal creating means is
A digital filter for filtering, The output of the digital filter is converted to analog andControl
SourceD / A converter that outputs to Residue converted to digital signal by the A / D converter
noise·vibrationUse steepest descent algorithm to reduce
Change the filter coefficients of the digital filter.
Control means for convertingActive noise and vibration control deviceso
There Remove DC component from the plurality of filter coefficientsmeans
When, The product of a plurality of filter coefficients from which the DC component has been removedPlayed
Means to calculate, Of the calculated value Means for determining the DC component, The absolute value of the calculated direct current component of the product exceeds the specified threshold.
By the control soundOr the beat state of control vibration is detected
Beat state detection means, The control soundOr activated by detecting the beat state of control vibration
Howling control meansIt is characterized by having andNoh
Dynamic noise and vibration control device.
【請求項3】 前記規制手段が、前記制御手段による制
御を停止させる手段であることを特徴とする請求項1又
は請求項2記載の能動型騒音・振動制御装置
3. The active noise / vibration control device according to claim 1, wherein the regulation means is means for stopping control by the control means.
【請求項4】 前記規制手段が、前記最急降下アルゴリ
ズムを補正する手段であることを特徴とする請求項2記
載の能動型騒音振動制御装置
4. The active noise vibration control apparatus according to claim 2, wherein the regulation means is means for correcting the steepest descent algorithm.
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