JPH0612083A - Noise reduction device - Google Patents
Noise reduction deviceInfo
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- JPH0612083A JPH0612083A JP3310884A JP31088491A JPH0612083A JP H0612083 A JPH0612083 A JP H0612083A JP 3310884 A JP3310884 A JP 3310884A JP 31088491 A JP31088491 A JP 31088491A JP H0612083 A JPH0612083 A JP H0612083A
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- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 室内において、消音すべき騒音のみを消音
する。また、畳み込み演算や伝達関数の推定を行わず、
応答性を上げる。
【構成】 騒音源(エンジン12)の発生する音または
該音に対応する信号を検出する音検出手段(M1)、騒
音源の発生する音または該音に対応する信号の内、騒音
に相当する周波数域を決定する周波数域決定手段(P
P,SCF1)、前記音検出手段により検出された音ま
たは信号のうち前記設定周波数域のみを抽出する第1周
波数選択手段(SCF1)、および前記第1周波数選択
手段を通過した信号の逆位相音を発生する逆位相音付与
手段(BBD1,A1,SP,M2,SCF11,MP
U)を備えた騒音低減装置。
(57) [Summary] [Purpose] Only the noise that should be silenced is silenced indoors. Also, without performing convolution calculation and transfer function estimation,
Increase responsiveness. A sound detection means (M1) for detecting a sound generated by a noise source (engine 12) or a signal corresponding to the sound, and a sound detected by a noise source or a signal corresponding to the sound, which corresponds to noise. Frequency range determining means for determining the frequency range (P
P, SCF1), a first frequency selecting means (SCF1) for extracting only the set frequency range from the sound or signal detected by the sound detecting means, and an antiphase sound of the signal passed through the first frequency selecting means. Anti-phase sound imparting means (BBD1, A1, SP, M2, SCF11, MP
U) equipped noise reduction device.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、騒音に対して逆位相音
を付加して騒音を低減するための騒音低減装置であり、
乗用車、バス、船舶、航空機等の車室、客室等の騒音の
低減に適用できる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a noise reducing device for reducing noise by adding anti-phase noise to noise.
It can be applied to reduce noise in passenger cars, buses, ships, cabins of passenger cars, airplanes, etc.
【0002】[0002]
【従来の技術】騒音に対して逆位相音を付加して騒音を
低減する方法として、一般には、適応制御方式がある。
図18は適応制御方式を示す。騒音検出用のマイク25
は騒音を検出し、トランスバーサルフィルタ26は検出
信号を畳み込み演算し、スピーカ27から音を発生させ
る。一方、消音確認マイク28から検出された信号は適
応アルゴリズム29に基づき最適と思われるトランスバ
ーサルフィルタ26のフィルタ係数を推定し、更新す
る。尚、車両のエンジンのこもり音の消音用としては騒
音検出用のマイク25の代わりにエンジン回転数を検出
するセンサを用いることがある。この制御方式では、フ
ィードバックを行うため、室内の状態変化、例えば、室
内の人数の変化や温度変化等に追従することができる。
しかし、このトランスバーサルフィルタの畳み込み演算
および適応アルゴリズムのフィルタ係数推定・更新には
非常に多くの演算を必要とし、デジタルシグナルプロセ
ッサ等の高速演算チップ、又は演算専用チップを用いな
いと実現できない。また、適応アルゴリズム中の収束定
数の選択によっては、推定に非常に長い時間を要して、
その間消音が出来なかったり、制御系が不安定になった
りすることがある。2. Description of the Related Art Generally, there is an adaptive control method as a method of reducing noise by adding an antiphase sound to noise.
FIG. 18 shows an adaptive control method. Microphone 25 for noise detection
Detects noise, the transversal filter 26 convolves the detection signal, and causes the speaker 27 to generate sound. On the other hand, the signal detected from the mute confirmation microphone 28 estimates and updates the filter coefficient of the transversal filter 26 which is considered to be optimal based on the adaptive algorithm 29. In order to muffle the muffled sound of the engine of the vehicle, a sensor for detecting the engine speed may be used instead of the noise detecting microphone 25. Since feedback is performed in this control method, it is possible to follow changes in the indoor condition, such as changes in the number of people in the room and changes in temperature.
However, the convolution calculation of the transversal filter and the filter coefficient estimation / updating of the adaptive algorithm require a large number of calculations, which cannot be realized without using a high-speed calculation chip such as a digital signal processor or a calculation-dedicated chip. Also, depending on the choice of convergence constant in the adaptive algorithm, the estimation can take a very long time,
During that time, the sound may not be silenced or the control system may become unstable.
【0003】また、騒音低減は、消音確認マイクが検出
する残騒音の平均2乗誤差を最小にする様働くため、室
内の音全てを消音しようとする。室内において必要な音
までもが消音されてしまう。Further, the noise reduction works to minimize the mean square error of the residual noise detected by the sound deadening confirmation microphone, so that all the sounds in the room are to be muted. Even the necessary sound is silenced in the room.
【0004】図19は図18に対し、伝達関数を予め推
定してメモリ24に記憶させ、畳み込み演算のみを行お
うとするものである。この装置の長所は、フィードバッ
ク系を持たないので系の安定性が保証され、かつ適応ア
ルゴリズムを持たないことから演算量が大幅に削減でき
るという効果を持つことである。しかし、この装置にお
いても依然として畳み込み演算量は多く、高速演算チッ
プ又は演算専用チップを必要とする。更に、予め測定し
た伝達関数をメモリに持つため、状態が変化したことを
別の手段により検出することが必要になる。FIG. 19 differs from FIG. 18 in that the transfer function is estimated in advance and stored in the memory 24, and only the convolution operation is performed. The advantage of this device is that it does not have a feedback system, so the stability of the system is guaranteed, and it has the effect that the amount of calculation can be greatly reduced because it does not have an adaptive algorithm. However, even in this apparatus, the amount of convolution calculation is still large and a high-speed calculation chip or a calculation-dedicated chip is required. Further, since the transfer function measured in advance is stored in the memory, it is necessary to detect that the state has changed by another means.
【0005】上記の方式の装置は、例えば、特開平2−
158296号公報や、特開平3−50998号公報に
開示されている。An apparatus of the above system is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
It is disclosed in JP-A-158296 and JP-A-3-50998.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】室内の騒音を低減させ
るとき、室内にいる人が必要としている音は消音しない
ほうが望ましい。特に、車両に騒音低減装置を搭載する
場合、エンジン音全てを消音させてしまうことは、ドラ
イバーに対するエンジンの運転状態の情報をなくしてし
まうことであり、得策ではない。When reducing the noise in the room, it is desirable not to mute the sound needed by the person in the room. In particular, when a noise reduction device is installed in a vehicle, it is not a good idea to mute all the engine sounds, because it loses information on the operating state of the engine to the driver.
【0007】そこで、本発明においては、消音すべき騒
音のみを消音することを第1の課題とする。In view of the above, the first object of the present invention is to mute only the noise that should be muffled.
【0008】また、畳み込み演算や伝達関数の推定は時
間を要し、高速演算チップ又は演算専用チップを必要と
する等、応答性を阻害する要因が多い。Further, convolution calculation and transfer function estimation take time, and a high-speed calculation chip or a calculation-dedicated chip is required.
【0009】そこで、本発明においては、騒音低減装置
において、畳み込み演算や伝達関数の推定を行わず、応
答性を上げることを第2の課題とする。In view of the above, the second object of the present invention is to improve the responsiveness of the noise reduction device without performing the convolution calculation and the transfer function estimation.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明において用いた第1の手段は、騒音源の発生す
る音または該音に対応する信号を検出する音検出手段、
騒音源の発生する音または該音に対応する信号の内、騒
音に相当する周波数域を決定する周波数域決定手段、前
記音検出手段により検出された音または信号のうち前記
設定周波数域のみを抽出する第1周波数選択手段、およ
び前記第1周波数選択手段を通過した信号の逆位相音を
発生する逆位相音付与手段を備えたことである。To solve the above problems, the first means used in the present invention is sound detecting means for detecting a sound generated by a noise source or a signal corresponding to the sound.
Of the sound generated by the noise source or the signal corresponding to the sound, the frequency range determining means for determining the frequency range corresponding to the noise, and extracting only the set frequency range from the sounds or signals detected by the sound detecting means The first frequency selecting means and the anti-phase sound imparting means for generating the anti-phase sound of the signal passed through the first frequency selecting means.
【0011】また、上記課題を解決するために本発明に
おいて用いた第2の手段は、騒音源の発生する音または
該音に対応する信号を検出する音検出手段と、騒音源の
発生する音または該音に対応する信号の内、騒音に相当
する周波数域を決定する周波数域決定手段と、前記音検
出手段により検出された音または信号のうち前記設定周
波数域のみを抽出する第1周波数選択手段と、前記第1
周波数選択手段を通過した信号の位相を調整する位相調
整手段と、前記第1周波数選択手段を通過した信号の増
幅度を調整するゲイン調整手段と、前記位相調整手段お
よびゲイン調整手段を通過した信号に基づき室内に音を
発生するスピーカと、室内の音を検出する消音確認マイ
クと、前記消音確認マイクにより検出された信号のうち
前記設定周波数域のみを抽出する第2周波数選択手段
と、前記第2周波数選択手段を通過した信号のパワース
ペクトルを最小とするよう前記位相調整手段の位相およ
びゲイン調整手段のゲインを設定する制御手段とを備え
たことである。The second means used in the present invention to solve the above-mentioned problems is a sound detecting means for detecting a sound generated by a noise source or a signal corresponding to the sound, and a sound generated by the noise source. Alternatively, a frequency range determination means for determining a frequency range corresponding to noise in a signal corresponding to the sound, and a first frequency selection for extracting only the set frequency range from the sound or the signal detected by the sound detection means. Means and said first
Phase adjusting means for adjusting the phase of the signal passed through the frequency selecting means, gain adjusting means for adjusting the amplification degree of the signal passing through the first frequency selecting means, and signal passing through the phase adjusting means and the gain adjusting means A speaker for producing a sound in the room based on the above, a sound deadening confirmation microphone for detecting a sound in the room, a second frequency selecting means for extracting only the set frequency range from the signal detected by the sound deadening confirmation microphone, The control means for setting the phase of the phase adjusting means and the gain of the gain adjusting means so as to minimize the power spectrum of the signal that has passed through the two frequency selecting means.
【0012】[0012]
【作用】上記第1の手段によれば、音検出手段により検
出された騒音源の音またはこの音に対応する信号のうち
人が不快に感ずる騒音に相当する周波数帯域の逆位相音
が逆位相音付与手段により発生される。この逆位相音は
室内にいる人の耳に届く。このとき、騒音源からの騒音
も同時に耳に届く。室内にいる人は騒音源からの騒音と
スピーカにより発せられた音の合成音を聞くことにな
る。したがって、騒音に相当する周波数帯域の騒音は打
ち消される。According to the first means, the antiphase sound in the frequency band corresponding to the noise of the noise source detected by the sound detecting means or the signal corresponding to this sound, which corresponds to the noise that makes a person uncomfortable, has the opposite phase. It is generated by the sound adding means. This antiphase sound reaches the ear of the person in the room. At this time, the noise from the noise source also reaches the ear at the same time. A person in the room hears the noise from the noise source and the synthesized sound generated by the speaker. Therefore, the noise in the frequency band corresponding to the noise is canceled.
【0013】上記第2の手段によれば、音検出手段によ
り検出された騒音源の音またはこの音に対応する信号の
うち人が不快に感ずる騒音に相当する周波数帯域のみが
第1周波数選定手段により抽出される。位相調整手段お
よびゲイン調整手段はそれぞれ抽出された周波数の音域
を位相およびゲインを調整する。調整された音はスピー
カにより発せられ、室内にいる人の耳に届く。このと
き、騒音源からの騒音も同時に耳に届く。したがって、
室内にいる人は騒音源からの騒音とスピーカにより発せ
られた音の合成音を聞くことになる。この合成音は、ま
た、消音確認マイクにより検出される。第2周波数選定
手段は消音確認マイクにより検出された音のうち騒音に
相当する周波数帯域のみを抽出する。また、制御手段は
この周波数帯域の音のパワースペクトルを計算し、この
パワースペクトルが最小になるよう位相調整手段の位相
およびゲイン調整手段のゲインを設定する。したがっ
て、騒音に相当する周波数帯域のパワースペクトルは、
位相調整手段、ゲイン調整手段、スピーカ、消音確認マ
イク、第2周波数選定手段、制御手段、そして再び位相
調整手段およびゲイン調整手段へとつながるフィードバ
ック経路による制御により最小値になるように調整され
るため、騒音に相当する周波数帯域の騒音は打ち消され
る。According to the second means, only the frequency band corresponding to the noise that the person feels uncomfortable in the sound of the noise source detected by the sound detecting means or the signal corresponding to this sound is the first frequency selecting means. It is extracted by. The phase adjusting means and the gain adjusting means adjust the phase and the gain of the extracted frequency range. The adjusted sound is emitted by the speaker and reaches the ear of the person in the room. At this time, the noise from the noise source also reaches the ear at the same time. Therefore,
A person in the room hears the noise from the noise source and the synthesized sound generated by the speaker. This synthesized sound is also detected by the mute confirmation microphone. The second frequency selection means extracts only the frequency band corresponding to noise from the sounds detected by the sound deadening confirmation microphone. Further, the control means calculates the power spectrum of the sound in this frequency band, and sets the phase of the phase adjusting means and the gain of the gain adjusting means so that this power spectrum is minimized. Therefore, the power spectrum of the frequency band corresponding to noise is
The phase adjustment means, the gain adjustment means, the speaker, the sound deadening confirmation microphone, the second frequency selection means, the control means, and the feedback path connected to the phase adjustment means and the gain adjustment means again adjust the value to the minimum value. , Noise in the frequency band corresponding to noise is canceled.
【0014】[0014]
【実施例】以下、本発明を車両に搭載した場合の実施例
を図面を参照しながら説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is mounted on a vehicle will be described below with reference to the drawings.
【0015】図1は本発明の全体概要図である。スピー
カSPおよび消音確認マイクM2は座席10のヘッドレ
スト11または座席10の背もたれ部14から延びて、
耳元に配置される。エンジン12の回転数を検出するた
めにエンジン回転数センサPPが置かれている。騒音検
出マイクM1は座席10からなるべく遠くに、例えば足
元付近に最低1つ設置されている。コントローラ13は
スピーカSP、消音確認マイクM2、エンジン回転数セ
ンサPPおよび騒音検出マイクM1に接続されている。FIG. 1 is an overall schematic view of the present invention. The speaker SP and the mute confirmation microphone M2 extend from the headrest 11 of the seat 10 or the backrest 14 of the seat 10,
It is placed near the ear. An engine speed sensor PP is provided to detect the speed of the engine 12. At least one noise detection microphone M1 is installed as far as possible from the seat 10, for example, near the feet. The controller 13 is connected to the speaker SP, the sound deadening confirmation microphone M2, the engine speed sensor PP, and the noise detection microphone M1.
【0016】スピーカSPおよび消音確認マイクM2が
人の耳元に配置されるため、スピーカSPは大きな音を
だす必要がない。このため、スピーカSPからでた音が
座席10から離れた部分や車外に影響し、他の部分で音
が強調されることもない。したがって確実に座席に座っ
ている人の耳に入る騒音のみを低減するとともに、他に
影響を与えない。Since the speaker SP and the sound-deadening confirmation microphone M2 are arranged near the human ear, the speaker SP does not need to make a loud sound. Therefore, the sound emitted from the speaker SP does not affect the part away from the seat 10 or the outside of the vehicle, and the sound is not emphasized in other parts. Therefore, it reliably reduces only the noise coming into the ears of the person sitting in the seat and does not affect others.
【0017】車両の騒音源の内、一番大きなものはエン
ジンであるので、車両に搭載する場合はエンジンからの
音を消音することが望まれる。図4に4気筒エンジンの
車室内の騒音分布を示したものである。この時のエンジ
ン回転数は4016rpm(66.9Hz)であり、2
次高調波成分の134Hz程度の部分cで大きな山がで
きている。aはエンジン音の1次成分である。他の部分
はロードノイズ等のエンジン回転以外によるものであ
る。cの山はエンジンの回転数の変化に追従し、周波数
が上下するが、この2次成分の音が特に乗客に取って騒
音と感じられる。Since the largest of the noise sources of the vehicle is the engine, it is desirable to mute the sound from the engine when it is mounted on the vehicle. FIG. 4 shows the noise distribution in the passenger compartment of a 4-cylinder engine. The engine speed at this time is 4016 rpm (66.9 Hz),
A large peak is formed in the part c of about 134 Hz of the second harmonic component. a is the primary component of the engine sound. The other part is due to other than engine rotation such as road noise. The c peak follows the change in the engine speed and the frequency fluctuates, but the sound of this secondary component is perceived by passengers as noise.
【0018】また、人間の耳に聞こえる可聴音は約50
Hz以上となるので、0〜40Hz程度の部分にできて
きるピーク部分は無視してよい。したがって、4気筒エ
ンジンにおいては、図示cに示される2次成分のみを抽
出し消音してやればよい。The audible sound that can be heard by the human ear is about 50.
Since the frequency is higher than Hz, the peak portion formed in the portion of 0 to 40 Hz may be ignored. Therefore, in a four-cylinder engine, only the secondary component shown in FIG.
【0019】図2にコントローラ13の詳細を示す。騒
音検出マイクM1は音検出手段であり、車室内の音を検
出する。検出された音は第1周波数選択手段である第1
周波数選択器SCF1を通過した後、位相調整手段であ
る位相調整器BBD1およびゲイン調整手段である増幅
器A1を通してスピーカSPに送られる。エンジン回転
数センサPPはパルスピックアップであり、エンジン出
力軸もしくはエンジン出力軸に間接的に接続された軸の
近傍に設置され、エンジン12の回転数を検出する。FIG. 2 shows the details of the controller 13. The noise detection microphone M1 is a sound detection means and detects the sound inside the vehicle. The detected sound is the first frequency selecting means
After passing through the frequency selector SCF1, it is sent to the speaker SP through the phase adjuster BBD1 which is the phase adjusting means and the amplifier A1 which is the gain adjusting means. The engine speed sensor PP is a pulse pickup and is installed in the vicinity of the engine output shaft or a shaft indirectly connected to the engine output shaft, and detects the rotation speed of the engine 12.
【0020】第1周波数選択器SCF1はエンジン回転
数センサPPの出力eを受ける。第1周波数選択器SC
F1の内部構造を図3に示す。第1周波数選択器SCF
1はスイッチドキャパシタフィルタSCF、位相差検出
器20、チャージポンプ21、ループフィルタ22、電
圧コントロールオシレータVCOおよび分周器23より
なる。位相差検出器20は分周器からのパルスとエンジ
ンからのパルスの位相差を求める。チャージポンプ21
は分周器23からのパルスとエンジンからのパルスの位
相差を零にするよう働き、位相調整した量の電圧パルス
を出力する。ループフィルタ22は積分器の構成をとっ
ており、チャージポンプ21からの電圧パルスをアナロ
グ電圧の形にして電圧コントロールオシレータVCOに
送出する。電圧コントロールオシレータVCOは入力電
圧に応じた周波数パルスを発振し、クロックパルスCL
としてスイッチドキャパシタフィルタSCFおよび分周
器23へ送る。分周器23は入力パルスを1/Nに分周
し周波数を1/Nに落とす。このNは整数であり、予め
設定しておく。The first frequency selector SCF1 receives the output e of the engine speed sensor PP. First frequency selector SC
The internal structure of F1 is shown in FIG. First frequency selector SCF
Reference numeral 1 includes a switched capacitor filter SCF, a phase difference detector 20, a charge pump 21, a loop filter 22, a voltage control oscillator VCO and a frequency divider 23. The phase difference detector 20 determines the phase difference between the pulse from the frequency divider and the pulse from the engine. Charge pump 21
Operates to make the phase difference between the pulse from the frequency divider 23 and the pulse from the engine zero, and outputs the voltage pulse of the phase adjusted amount. The loop filter 22 has the structure of an integrator, and outputs the voltage pulse from the charge pump 21 to the voltage control oscillator VCO in the form of an analog voltage. The voltage control oscillator VCO oscillates a frequency pulse according to the input voltage to generate a clock pulse CL
To the switched capacitor filter SCF and the frequency divider 23. The frequency divider 23 divides the input pulse into 1 / N and drops the frequency into 1 / N. This N is an integer and is set in advance.
【0021】今、エンジン回転パルスの周波数のN倍が
スイッチドキャパシタフィルタSCFへのクロック周波
数に一致しているとする。ここで、エンジン回転数が上
昇すると、分周器23からのパルスとエンジン回転パル
スとの間に位相差が生ずる。Now, it is assumed that N times the frequency of the engine rotation pulse matches the clock frequency to the switched capacitor filter SCF. Here, when the engine speed increases, a phase difference occurs between the pulse from the frequency divider 23 and the engine rotation pulse.
【0022】このとき、チャージポンプ21はこの位相
差を零にするよう働き、位相が増大するときには出力パ
ルス電圧を上げ、位相差が減少するときには出力パルス
電圧を下げる。ループフィルタ22は出力パルスをアナ
ログ電圧に変換し、電圧コントロールオシレータVCO
はこのアナログ電圧に相当する周波数のクロックパルス
を発生するので、位相差が増大するときにはクロック周
波数が増加し、位相差が減少するときにはクロック周波
数が減少する。したがって、クロック周波数はエンジン
回転数に応じて上下する。ループフィルタ22は積分器
の構成をとっているので、位相差が一致して、チャージ
ポンプからのパルスが出力されなくなってもそれまでの
値を出力し続ける。したがって、スイッチドキャパシタ
フィルタSCFヘ出力されるクロックパルスCLの周波
数はエンジン回転数のN倍となる。At this time, the charge pump 21 acts to make this phase difference zero, and raises the output pulse voltage when the phase increases and lowers the output pulse voltage when the phase difference decreases. The loop filter 22 converts the output pulse into an analog voltage, and the voltage control oscillator VCO
Generates a clock pulse having a frequency corresponding to this analog voltage, so that the clock frequency increases when the phase difference increases, and the clock frequency decreases when the phase difference decreases. Therefore, the clock frequency fluctuates depending on the engine speed. Since the loop filter 22 has the configuration of the integrator, even if the phase difference is matched and the pulse from the charge pump is not output, the value up to that point is continuously output. Therefore, the frequency of the clock pulse CL output to the switched capacitor filter SCF is N times the engine speed.
【0023】図5はスイッチドキャパシタフィルタの原
理を示すものである。スイッチドキャパシタは図に示す
ように、t=0でCV1なる電荷がコンデンサCにチャ
ージされる。次に、t=TcでCV2の電荷がコンデン
サCにチャージされる。したがって、スイッチが往復す
る周期Tcの間に変化する電荷ΔQは、FIG. 5 shows the principle of the switched capacitor filter. As shown in the figure, in the switched capacitor, the electric charge of CV1 is charged to the capacitor C at t = 0. Next, at t = Tc, the electric charge of CV2 is charged in the capacitor C. Therefore, the charge ΔQ that changes during the cycle Tc when the switch reciprocates is
【0024】[0024]
【数1】 [Equation 1]
【0025】により示される。このとき流れる平均電流
iは、Is indicated by The average current i flowing at this time is
【0026】[0026]
【数2】 [Equation 2]
【0027】となる。クロック周波数fcは周期Tcの
逆数であるので、[0027] Since the clock frequency fc is the reciprocal of the period Tc,
【0028】[0028]
【数3】 [Equation 3]
【0029】となる。数3式より、平均電流の大きさは
コンデンサ容量Cとそのスイッチング周波数fcおよび
電圧(V1−V2)に比例する。したがって、図5の回
路の等価的に抵抗値Reqは、It becomes From the equation (3), the magnitude of the average current is proportional to the capacitance C of the capacitor, its switching frequency fc, and the voltage (V1-V2). Therefore, the equivalent resistance value Req of the circuit of FIG.
【0030】[0030]
【数4】 [Equation 4]
【0031】となる。このスイッチドキャパシタの性質
を応用した積分器が図6に示すものであり、等価抵抗R
eqは、1/(C・fc)となる。フィルタを設計する
ときに、このReqを抵抗とすれば、fcの変化に追従
するフィルタを実現することができる。ナショナルセミ
コンダクタ製のMF10ユニバーサルモノリシックデュ
アルスイッチドキャパシタフィルタは上記の原理に基づ
き作成されたもので、このMF10を用いれば、クロッ
クパルスCKの周波数fcに応じた周波数帯域のみを抽
出するバンドパスフィルタを形成することができる。It becomes An integrator applying the property of this switched capacitor is shown in FIG.
eq becomes 1 / (C · fc). When this filter is designed, if Req is a resistor, a filter that follows changes in fc can be realized. The MF10 universal monolithic dual switched capacitor filter manufactured by National Semiconductor was created based on the above principle. By using this MF10, a bandpass filter that extracts only the frequency band corresponding to the frequency fc of the clock pulse CK is formed. can do.
【0032】このように、エンジン回転数の周波数のN
倍の周波数をもつクロックパルスがスイッチドキャパシ
タフィルタSCFに与えられ、スイッチドキャパシタフ
ィルタSCFはクロックパルスの周波数に応じて選択す
る周波数帯域を調整する。この値Nと、電圧コントロー
ルオシレータVCOの電圧範囲を調整すれば、エンジン
回転数の2倍の周波数のみを抽出できるようなバンドパ
スフィルタが得られる。これにより、騒音検出マイクM
1により検出された車室内音のうち、エンジン回転数の
2次高調波成分だけ抽出できる。Thus, the frequency N of the engine speed is
A clock pulse having a doubled frequency is given to the switched capacitor filter SCF, and the switched capacitor filter SCF adjusts the frequency band to be selected according to the frequency of the clock pulse. By adjusting this value N and the voltage range of the voltage control oscillator VCO, it is possible to obtain a bandpass filter capable of extracting only the frequency twice the engine speed. As a result, the noise detection microphone M
Of the vehicle interior sound detected by 1, only the second harmonic component of the engine speed can be extracted.
【0033】抽出された2次高調波成分の信号PA1は
位相調整器BBD1を通過する。位相調整器BBD1は
BBD(Bucket Brigade Devic
e)により構成される。このBBDは複数段の遅延線を
有し、クロックを入れる毎に順次電荷を入力側から出力
側へ転送するものであり、市販品として松下電子製のM
N3005がある。クロック周波数を可変とすると、ク
ロック周波数に応じた信号の遅延ができ、位相をずらす
ことができる。位相調整器BBD1に与えられるクロッ
ク周波数f1はマイクロプロセッシングユニットMPU
から与えられる。The extracted signal PA1 of the second harmonic component passes through the phase adjuster BBD1. The phase adjuster BBD1 is a BBD (Bucket Bridge Device).
e). This BBD has a plurality of stages of delay lines and sequentially transfers electric charge from the input side to the output side each time a clock is input.
There is N3005. When the clock frequency is variable, the signal can be delayed according to the clock frequency and the phase can be shifted. The clock frequency f1 given to the phase adjuster BBD1 is the microprocessing unit MPU.
Given by.
【0034】位相調整器BBD1を通過した信号PB1
は増幅器A1に与えられる。増幅器A1は入力信号PB
1をゲインK1だけ増幅し、出力信号PC1を得る。ゲ
インK1は可変であり、マイクロプロセッシングユニッ
トMPUから与えられる。出力信号PC1はスピーカS
Pに与えられる。したがって、騒音検出マイクM1によ
り検出された車室内音のうち、エンジン回転数の2次高
調波成分を位相調整し、増幅した音がスピーカから発せ
られる。Signal PB1 passed through phase adjuster BBD1
Is fed to amplifier A1. The amplifier A1 receives the input signal PB
1 is amplified by a gain K1 to obtain an output signal PC1. The gain K1 is variable and is given from the microprocessing unit MPU. The output signal PC1 is the speaker S
Given to P. Therefore, of the vehicle interior sound detected by the noise detection microphone M1, the second harmonic component of the engine speed is phase-adjusted and the amplified sound is emitted from the speaker.
【0035】スピーカの発生した音は騒音源であるエン
ジンや車室内外から到達する音と一緒に運転者,乗客の
耳に入る。同時にこれらの音は消音確認マイクM2によ
り検出される。消音確認マイクM2の出力VBは第2周
波数選択手段である第2周波数選択器SCF11により
周波数選択され、信号PD1としてマイクロプロセッシ
ングユニットMPUに送られる。第2周波数選択器SC
F11は第1周波数選択器SCF1と同一の構成をして
おり、エンジン回転数の2次高調波成分に相当する周波
数帯域の信号のみ抽出される。The sound generated by the speaker enters the ears of the driver and passengers together with the sound coming from the engine, which is a noise source, and the inside and outside of the vehicle. At the same time, these sounds are detected by the mute confirmation microphone M2. The output VB of the muffling confirmation microphone M2 is frequency-selected by the second frequency selector SCF11 that is the second frequency selecting means, and is sent to the microprocessing unit MPU as the signal PD1. Second frequency selector SC
F11 has the same configuration as the first frequency selector SCF1 and extracts only the signal in the frequency band corresponding to the second harmonic component of the engine speed.
【0036】マイクロプロセッシングユニットMPU
は、前述したように、第2周波数選択器SCF11から
の信号を受け、位相調整器BBD1へクロック周波数f
1を、増幅器A1へゲインK1を送出する。マイクロプ
ロセッシングユニットMPUは図7のフローチャートに
沿って作動する。Micro Processing Unit MPU
As described above, receives the signal from the second frequency selector SCF11 and sends it to the phase adjuster BBD1 with the clock frequency f.
1 and sends the gain K1 to the amplifier A1. The micro processing unit MPU operates according to the flowchart of FIG.
【0037】マイクロプロセッシングユニットMPUが
スタートすると、まず、ステップ30において内部のメ
モリーや入出力ポート等の初期化が行われ、次に、位相
調整ステップ(ステップ31〜40)およびゲイン調整
ステップ(ステップ41〜49)が繰り返される。When the microprocessing unit MPU is started, the internal memory, the input / output port, etc. are first initialized in step 30, and then the phase adjusting step (steps 31 to 40) and the gain adjusting step (step 41). ~ 49) is repeated.
【0038】位相調整ステップにおいては、まず、パワ
ースペクトルの算出が行われる。パワースペクトルとは
時間的に変動する量の、2乗平均を周波数成分の分布と
して表したものである。In the phase adjusting step, first, the power spectrum is calculated. The power spectrum is a distribution of frequency components representing the root mean square of the amount that fluctuates with time.
【0039】通常、スイッチドキャパシタフィルタSC
F11を通過した信号をX(t)と仮定し、 T≦t≦
Tの区間だけ観測した信号をxt(t)とすると、パワ
ースペクトルφxx(ω)は、Normally, a switched capacitor filter SC
It is assumed that the signal passed through F11 is X (t), and T ≦ t ≦
Letting xt (t) be the signal observed only in section T, the power spectrum φxx (ω) is
【0040】[0040]
【数5】 [Equation 5]
【0041】ここで、XT(ω)はxt(t)のフーリ
エ変換、E[]は期待値を表す。実際にはT→無限大と
することは不可能であるので、ここでは取り込んだデー
タ数nを用いる。この場合、パワースペクトルφxx
(ω)は、Here, XT (ω) represents the Fourier transform of xt (t), and E [] represents an expected value. In reality, it is impossible to make T → infinity, so the number of captured data n is used here. In this case, the power spectrum φxx
(Ω) is
【0042】[0042]
【数6】 [Equation 6]
【0043】で表される。It is represented by
【0044】ステップ31では上記のようにしてパワー
スペクトルφxx(ω)を求め、パワースペクトルφx
xiとしている。次に、パワースペクトルを最小にする
よう位相調整する。ステップ32にて、位相を現在の値
よりΔθだけ進める。これにより位相調整器BBD1に
よりスイッチドキャパシタフィルタSCF1から出力さ
れた信号の位相がΔθだけ進められる。次に、ステップ
33にて再びパワースペクトルφxxiを求め、ステッ
プ34にて前回の値に対してレベルが上がったか下がっ
たかを判断する。パワースペクトルφxxiのレベルが
下がれば、位相を進めたことがパワースペクトルφxx
iを下げることにつながっているので、再び位相をΔθ
だけ進める(ステップ38)。ステップ39にて再びパ
ワースペクトルφxxiを求め、パワースペクトルφx
xiが最小値になるまで位相を進め続ける。ステップ3
4にてパワースペクトルが前回の値に対して上がってい
たならば、位相を遅らせてパワースペクトルを下げる。
この場合もパワースペクトルφxxiが最小値になるま
で位相を遅らせ続ける。パワースペクトルが最小になっ
た時点で騒音に対して付加音が逆位相になったと判断す
る。In step 31, the power spectrum φxx (ω) is obtained as described above, and the power spectrum φx is obtained.
xi. Next, the phase is adjusted to minimize the power spectrum. In step 32, the phase is advanced by Δθ from the current value. As a result, the phase adjuster BBD1 advances the phase of the signal output from the switched capacitor filter SCF1 by Δθ. Next, in step 33, the power spectrum φxxx is obtained again, and in step 34, it is determined whether the level has increased or decreased with respect to the previous value. If the level of the power spectrum φxxx decreases, it means that the phase has advanced.
Since it is connected to lowering i, the phase is changed to Δθ.
Only (step 38). In step 39, the power spectrum φxxi is obtained again, and the power spectrum φx is obtained.
Continue advancing the phase until xi reaches the minimum value. Step 3
If the power spectrum is higher than the previous value at 4, the phase is delayed and the power spectrum is lowered.
Also in this case, the phase is continuously delayed until the power spectrum φxxxi reaches the minimum value. When the power spectrum becomes the minimum, it is determined that the additional sound has the opposite phase to the noise.
【0045】次に、ゲイン調整ステップを行う。騒音と
付加音のレベルの絶対値が一致したならば騒音と付加音
は相殺されるのでパワースペクトルが最小になる。そこ
で、位相調整ステップと同様にパワースペクトルを最小
にするようなゲインを求める。まず、ゲインを上げ、パ
ワースペクトルが増加したならばゲインを下げ続け、パ
ワースペクトルが減少したならばゲインを上げ続ける。
パワースペクトルが最小となった時点でゲイン調整ステ
ップを終わる。Next, a gain adjusting step is performed. If the absolute values of the noise level and the additional sound level match, the noise level and the additional sound level cancel each other out, and the power spectrum becomes minimum. Therefore, a gain that minimizes the power spectrum is obtained as in the phase adjustment step. First, the gain is increased, and if the power spectrum increases, the gain continues to decrease, and if the power spectrum decreases, the gain continues to increase.
The gain adjustment step ends when the power spectrum becomes minimum.
【0046】上記のように、エンジン回転数の2次成分
に相当する範囲の周波数帯域において、消音確認マイク
M2により検出された音のパワースペクトルが最小とな
るようにスピーカから発生する音の位相およびゲインを
調整することにより、エンジンから直接耳に届く騒音
と、スピーカから発せられる付加音が相殺され、エンジ
ン回転数の2次成分が耳から入らなくなる。上記におい
て、位相調整器BBD1,増幅器A1,スピーカSP,
消音確認マイクM2,第2周波数選択器SCF11,マ
イクロプロセッシングユニットMPUはフィートバック
系を構成しており、騒音に対する逆位相音を発生する逆
位相音付与手段として構成されている。As described above, in the frequency band of the range corresponding to the secondary component of the engine speed, the phase of the sound generated from the speaker and the phase of the sound detected by the sound deadening confirmation microphone M2 are minimized. By adjusting the gain, the noise that directly reaches the ear from the engine and the additional sound emitted from the speaker are canceled out, and the secondary component of the engine speed does not enter from the ear. In the above, the phase adjuster BBD1, the amplifier A1, the speaker SP,
The sound deadening confirmation microphone M2, the second frequency selector SCF11, and the microprocessing unit MPU constitute a footback system, and are configured as an antiphase sound imparting means for generating an antiphase sound with respect to noise.
【0047】6気筒エンジンの場合、車室内における騒
音分布は図8のようになる。図中のa,b,c,dおよ
びeはそれぞれエンジンの回転1次成分、1.5次成
分、2次成分、2.5次成分および3次成分となる。こ
れらの1次成分、1.5次成分、2次成分、2.5次成
分および3次成分を消去するとエンジンからの音はすっ
きりし、聞きやすくなる。図9は6気筒エンジンにおけ
る本発明の第2実施例である。尚、基本構成は第1実施
例と変わらず、コントローラの中身だけ異なる。In the case of a 6-cylinder engine, the noise distribution in the passenger compartment is as shown in FIG. In the figure, a, b, c, d, and e are the engine rotation first-order component, the 1.5th-order component, the second-order component, the 2.5th-order component, and the third-order component, respectively. If the first-order component, the 1.5th-order component, the second-order component, the 2.5th-order component, and the third-order component are deleted, the sound from the engine becomes clean and becomes easy to hear. FIG. 9 shows a second embodiment of the present invention in a 6-cylinder engine. The basic structure is the same as that of the first embodiment, and only the contents of the controller are different.
【0048】第2実施例におけるコントローラ13’
は、直列に接続された第1周波数選択器、位相調整器お
よび増幅器を5組有する。騒音検出マイクM1からの信
号はそれぞれの第1周波数選択器SCF1〜5に分岐し
ている。増幅器A1〜5の出力は加算器ADDに与えら
れ、加算器ADDはそれぞれの出力を加算し、音信号を
スピーカSPに送る。Controller 13 'in the second embodiment
Has five sets of a first frequency selector, a phase adjuster and an amplifier connected in series. The signal from the noise detection microphone M1 is branched to the respective first frequency selectors SCF1 to SCF5. The outputs of the amplifiers A1 to A5 are given to the adder ADD, which adds the respective outputs and sends the sound signal to the speaker SP.
【0049】消音確認マイクM2からの信号は5つに分
岐し、それぞれ第2周波数選択器SCF11〜15に送
られる。第2周波数選択器SCF11〜15からの信号
PD1〜5はそれぞれ別個にマイクロプロセッシングユ
ニットMPUに送られる。The signal from the mute confirmation microphone M2 is branched into five signals, which are sent to the second frequency selectors SCF11 to SCF15, respectively. The signals PD1 to 5 from the second frequency selectors SCF11 to 15 are separately sent to the microprocessing unit MPU.
【0050】第1周波数選択器SCF1〜5および第2
周波数選択器SCF11〜15の内部構成は第1実施例
のものと同じであるが、分周器23において分周する数
が、SCF1およびSCF11では100に、SCF2
およびSCF12では150に、SCF3およびSCF
13では200に、SCF4およびSCF14では25
0に、SCF5およびSCF15では300に、それぞ
れ設定されている(図3参照)。したがって、SCF2
およびSCF12は、SCF1およびSCF11の1.
5倍の周波数を周波数選択するバンドパスフィルターと
なる。同様に、SCF1およびSCF11に対し、SC
F3およびSCF13は2倍、SCF4およびSCF1
4は2.5倍、SCF3およびSCF13は3倍の周波
数を周波数選択するバンドパスフィルターとなる。これ
により、第2実施例においては、エンジン回転の1次成
分、1.5次成分、2次成分、2.5次成分および3次
成分の周波数帯域のみ騒音を低減できる。First frequency selectors SCF1-5 and second frequency selectors SCF1-5
The internal configuration of the frequency selectors SCF11 to 15 is the same as that of the first embodiment, but the number of frequency divisions in the frequency divider 23 is 100 in SCF1 and SCF11, and SCF2.
And SCF12 to 150, SCF3 and SCF
13 for 200 and SCF4 and SCF14 for 25
0 and SCF5 and SCF15 are set to 300 (see FIG. 3). Therefore, SCF2
And SCF12 correspond to SCF1 and SCF11 1.
It becomes a bandpass filter that selects a frequency of 5 times. Similarly, for SCF1 and SCF11, SC
F3 and SCF13 double, SCF4 and SCF1
4 is a bandpass filter that selects a frequency of 2.5 times, and SCF3 and SCF13 are frequencies that select a frequency of 3 times. As a result, in the second embodiment, noise can be reduced only in the frequency bands of the first-order component, the 1.5th-order component, the 2nd-order component, the 2.5th-order component, and the 3rd-order component of the engine rotation.
【0051】第2実施例におけるマイクロプロセッシン
グユニットMPUの動作を示すフローチャートの1例を
図10〜12に示す。ここでは、ステップ51〜58に
より、Yの値を1〜5の範囲で順次更新する。図10お
よび図11中のPDY,FYおよびKYのYには上記1
〜5の値が当てはめられる。Yが1のときには、位相調
整ステップにおいて、PD1のパワースペクトルが計算
され、クロック周波数f1を調整してパワースペクトル
が最小になるように制御される。また、ゲイン調整ステ
ップにおいて、PD1のパワースペクトルが計算され、
ゲインK1を調整してパワースペクトルが最小になるよ
うに制御される。これによりエンジン回転の1次成分の
騒音低減が行われる。Yが2〜5のときも同様に各成分
においてクロック周波数およびゲインが調整され制御さ
れる。10 to 12 show an example of a flow chart showing the operation of the microprocessing unit MPU in the second embodiment. Here, the values of Y are sequentially updated in the range of 1 to 5 by steps 51 to 58. In PDY, FY, and KY in FIGS.
Values of ~ 5 are fitted. When Y is 1, the power spectrum of PD1 is calculated in the phase adjusting step, and the clock frequency f1 is adjusted to control the power spectrum to be minimum. In the gain adjusting step, the power spectrum of PD1 is calculated,
The gain K1 is adjusted so that the power spectrum is controlled to be minimum. As a result, noise reduction of the primary component of engine rotation is performed. Similarly, when Y is 2 to 5, the clock frequency and gain of each component are adjusted and controlled.
【0052】第2実施例においては、各成分の調整は基
本的に独立に制御できる。したがって、マイクロプロセ
ッシングユニットMPUに並列処理を行うことが可能な
ユニットを置いたり、汎用マイクロプロセッサを5台並
列に並べて処理すれば、更に高速に処理することができ
る。In the second embodiment, the adjustment of each component can basically be controlled independently. Therefore, if a unit capable of performing parallel processing is placed in the microprocessing unit MPU, or if five general-purpose microprocessors are arranged in parallel and processed, the processing can be performed at higher speed.
【0053】1台の汎用マイクロプロセッサで処理する
場合、次の第3実施例のように構成してもよい。第3実
施例のコントローラ13’’の構成を図13に示す。第
2実施例に対して消音確認マイクM2からの出力信号の
処理方法が異なる。When processing is performed by one general-purpose microprocessor, it may be configured as in the following third embodiment. The structure of the controller 13 '' of the third embodiment is shown in FIG. The method of processing the output signal from the mute confirmation microphone M2 is different from that of the second embodiment.
【0054】第3実施例においては、消音確認マイクM
2の出力は第2周波数選択器SCF11’により周波数
選択された後、マイクロプロセッシングユニットMPU
に送られる。また、マイクロプロセッシングユニットM
PUから第2周波数選択器SCF11’に信号Nが送ら
れている。In the third embodiment, the sound deadening confirmation microphone M is used.
The second output is frequency-selected by the second frequency selector SCF11 ′, and then the microprocessing unit MPU.
Sent to. Also, the micro processing unit M
The signal N is sent from the PU to the second frequency selector SCF11 '.
【0055】第2周波数選択器SCF11’の内部構成
を図14に示す。第1,第2実施例とは、分周器23’
にマイクロプロセッシングユニットMPUからの信号N
が入力されている点が異なる。分周器23’は受け取っ
たNの値に応じて分周する。The internal structure of the second frequency selector SCF11 'is shown in FIG. The frequency divider 23 'is different from the first and second embodiments.
Signal N from the micro processing unit MPU
The difference is that is entered. The frequency divider 23 'divides the frequency according to the received value of N.
【0056】Nの値はマイクロプロセッシングユニット
MPU内で決定される。第3実施例のマイクロプロセッ
シングユニットMPUのフローチャートを図15〜17
に示す。ここではYの値に応じてNの値が設定される。
Yが1のときNは100に、Yが2のときNは150
に、Yが3のときNは200に、Yが4のときNは25
0に、Yが5のときNは300に設定される。マイクロ
プロセッシングユニットMPUは設定されたNを第2周
波数選択器SCF11’に出力すると、第2周波数選択
器SCF11’はエンジン回転の1次成分、1.5次成
分、2次成分、2.5次成分および3次成分の内、対応
するものを抽出する。マイクロプロセッシングユニット
MPUでは抽出された成分の位相およびゲインの調整を
行う。The value of N is determined in the microprocessing unit MPU. 15 to 17 are flowcharts of the microprocessing unit MPU of the third embodiment.
Shown in. Here, the value of N is set according to the value of Y.
N is 100 when Y is 1 and N is 150 when Y is 2.
When Y is 3, N is 200, and when Y is 4, N is 25
N is set to 0 and N is set to 300 when Y is 5. When the microprocessing unit MPU outputs the set N to the second frequency selector SCF11 ′, the second frequency selector SCF11 ′ causes the first-order component, the 1.5th-order component, the 2nd-order component, and the 2.5th-order component of the engine rotation. Corresponding ones of the components and the third-order components are extracted. The microprocessing unit MPU adjusts the phase and gain of the extracted component.
【0057】このように、第3実施例では、各成分を順
次調整するが、第2周波数選択器の数は第2実施例に対
して4個分少なくなり、低コストになる。As described above, in the third embodiment, each component is adjusted in sequence, but the number of second frequency selectors is reduced by four compared with the second embodiment, resulting in low cost.
【0058】上記第2,第3実施例においては、エンジ
ン回転の1次成分、1.5次成分、2次成分、2.5次
成分および3次成分を抽出し、調整したが、他にエンジ
ン回転数に同期した成分が騒音としてドライバーや乗客
に伝わるのであれば、その成分に対応する周波数選択
器、位相調整器および増幅器の組を増やしてもよい。ま
た、車両によっては車室内において、例えば、エンジン
回転の2次成分については騒音として聞こえないのであ
れば、その成分に対応する周波数選択器、位相調整器お
よび増幅器の組を減らしても構わない。In the above second and third embodiments, the primary component, the 1.5th component, the secondary component, the 2.5th component and the tertiary component of the engine rotation are extracted and adjusted. If the component synchronized with the engine speed is transmitted to the driver and passengers as noise, the number of frequency selectors, phase adjusters and amplifiers corresponding to the component may be increased. In some vehicles, for example, if the secondary component of the engine rotation is not heard as noise in the passenger compartment, the number of frequency selectors, phase adjusters and amplifiers corresponding to the components may be reduced.
【0059】上記第1,第2および第3実施例は車両に
おけるエンジンの騒音を低減する装置を示したが、本発
明はエンジンに限らず、騒音源の状態に応じて騒音部の
周波数が変化するようなものにも適用できる。例えば、
飛行機の室内において、エンジン音を低減する場合や、
病院における患者のベッドに採用し、ベッド脇に置かれ
た治療等の機器の発する騒音の低減をする等数々の応用
が考えられる。この場合、スイッチドキャパシタフィル
タのクロックを調整することで、任意の周波数帯域の騒
音を低減すればよい。車両用としては、他に、シートア
ジャスタの作動音やワイパーの摺動音、トランスミッシ
ョンの発するシフトチェンジ時の騒音、車両に搭載され
た電磁弁等の作動音等の低減にも効果を発する。Although the first, second and third embodiments show the apparatus for reducing the engine noise in the vehicle, the present invention is not limited to the engine and the frequency of the noise portion changes according to the state of the noise source. It can also be applied to things that do. For example,
When reducing the engine noise in the cabin of an airplane,
It can be applied to a patient's bed in a hospital, and can be applied to various applications such as reducing noise generated by equipment such as treatment placed beside the bed. In this case, the noise of an arbitrary frequency band may be reduced by adjusting the clock of the switched capacitor filter. For vehicles, it is also effective in reducing the operating noise of the seat adjuster, the sliding noise of the wiper, the noise generated by the transmission during a shift change, the operating noise of the solenoid valve mounted on the vehicle, and the like.
【0060】本発明を車両に搭載する場合、各座席毎に
本発明の騒音低減装置を搭載できる。この場合、本装置
の作動を許可・禁止するスイッチを設け、個々の座席で
切り換えれるようにするとよい。例えば、後部座席で寝
ている人に対しては本装置を作動させ、また、運転者は
エンジン音の確認や眠気防止のため本装置の作動を切る
ようにできる等、その場に応じた対応が可能になる。When the present invention is installed in a vehicle, the noise reduction device of the present invention can be installed for each seat. In this case, it is advisable to provide a switch for permitting / prohibiting the operation of this device so that the individual seats can be switched. For example, the device can be operated for a person sleeping in the back seat, and the driver can turn off the device to check the engine sound or prevent drowsiness. Will be possible.
【0061】また、上記実施例において、ゲインを調整
する際にゲインの量等の定数を加減することで、消音量
を任意に決定することができる。これによれば、エンジ
ンの発する音を消すのではなく、音量を低下できるの
で、エンジンの状態も確認できる上、騒音も低下し、快
適にドライブすることができる。スピーカからでる音は
単なる逆位相音ではなくなり、騒音をユーザーの好みの
音に変えることもできる。Further, in the above embodiment, when the gain is adjusted, the muting volume can be arbitrarily determined by adding or subtracting a constant such as the amount of the gain. According to this, the volume of the sound generated by the engine can be reduced rather than being muted, so that the state of the engine can be checked and the noise can be reduced, so that the driver can drive comfortably. The sound emitted from the speaker is not just an anti-phase sound, and the noise can be changed to the sound desired by the user.
【0062】[0062]
【発明の効果】本発明によれば、ユーザーに聞こえる全
ての音を消去しようとするのではなく、騒音源から発せ
られる特定の周波数の音のみ騒音低減するものであるの
で、ユーザーに必要な音までも消してしまうことがな
い。According to the present invention, the user does not want to erase all sounds heard by the user, but only the sound of a specific frequency emitted from the noise source is reduced. It doesn't erase even.
【0063】本発明によれば、伝達関数推定や、畳み込
み演算を行っていないので、応答性がよい。According to the present invention, since the transfer function estimation and the convolution operation are not performed, the response is good.
【0064】また、特に、高速演算チップや演算専用チ
ップを必要としないので、これらを使用しなければ、安
価に製造できる。Further, in particular, since a high-speed arithmetic chip and a dedicated arithmetic chip are not required, it is possible to manufacture at low cost without using them.
【0065】更に、本装置の定数を変更できるようにす
れば、騒音をユーザーの好みの音に変更することもでき
る。Furthermore, if the constants of the apparatus can be changed, the noise can be changed to the sound desired by the user.
【図1】本発明の第1実施例の全体構成図FIG. 1 is an overall configuration diagram of a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1実施例の回路図FIG. 2 is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第1および第2実施例の第1および第
2周波数選択器の構造を示す回路図FIG. 3 is a circuit diagram showing a structure of first and second frequency selectors according to first and second embodiments of the present invention.
【図4】4気筒車の室内の騒音分布[Fig. 4] Noise distribution inside a 4-cylinder vehicle
【図5】本実施例に使用するスイッチドキャパシタの動
作説明図FIG. 5 is an operation explanatory diagram of a switched capacitor used in this embodiment.
【図6】本実施例に使用するスイッチドキャパシタフィ
ルタの概略回路図FIG. 6 is a schematic circuit diagram of a switched capacitor filter used in this embodiment.
【図7】本発明の第1実施例のマイクロプロセッシング
ユニットのフローチャートFIG. 7 is a flowchart of the microprocessing unit according to the first embodiment of the present invention.
【図8】6気筒車の室内の騒音分布FIG. 8: Noise distribution inside a 6-cylinder vehicle
【図9】本発明の第2実施例の回路図FIG. 9 is a circuit diagram of a second embodiment of the present invention.
【図10】本発明の第2実施例のマイクロプロセッシン
グユニットのフローチャートFIG. 10 is a flowchart of the microprocessing unit according to the second embodiment of the present invention.
【図11】図11の位相調整ルーチンのサブルーチンの
フローチャート11 is a flowchart of a subroutine of the phase adjustment routine of FIG.
【図12】図11のゲイン調整ルーチンのサブルーチン
のフローチャートFIG. 12 is a flowchart of a subroutine of the gain adjustment routine of FIG.
【図13】本発明の第3実施例の回路図FIG. 13 is a circuit diagram of a third embodiment of the present invention.
【図14】本発明の第3実施例の第2周波数選択器の構
造を示す回路図FIG. 14 is a circuit diagram showing the structure of a second frequency selector according to the third embodiment of the present invention.
【図15】本発明の第3実施例のマイクロプロセッシン
グユニットのフローチャートFIG. 15 is a flowchart of the microprocessing unit according to the third embodiment of the present invention.
【図16】図15の位相調整ルーチンのサブルーチンの
フローチャート16 is a flowchart of a subroutine of the phase adjustment routine of FIG.
【図17】図15のゲイン調整ルーチンのサブルーチン
のフローチャートFIG. 17 is a flowchart of a subroutine of the gain adjustment routine of FIG.
【図18】適合制御方式を使用した従来技術の説明図FIG. 18 is an explanatory diagram of a conventional technique using the adaptive control method.
【図19】予め伝達関数をメモリする方法を使用した従
来技術の説明図FIG. 19 is an explanatory diagram of a conventional technique using a method of storing transfer functions in advance.
10 座席 11 ヘッドレスト 12 エンジン 13 コントローラ 14 背もたれ部 20 位相差検出器 21 チャージポンプ 22 ループフィルタ 23 分周器 24 メモリ 25 騒音検出用のマイク 26 トランスバーサルフィルタ 27 スピーカ 28 消音確認マイク 29 適応アルゴリズム A1〜5 増幅器 ADD 加算器 C コンデンサ M1 騒音検出マイク M2 消音確認マイク MPU マイクロプロセッシングユニット N 分周値 NND1〜5 位相調整器 PP エンジン回転数センサ Req 等価抵抗値 SCF スイッチドキャパシタフィルタ SCF1〜5 第1周波数選択器 SCF11〜15 第2周波数選択器 SP スピーカ VCO 電圧コントロールオシレータ Y 変数 φxx(ω),φxxi パワースペクトル 10 seat 11 headrest 12 engine 13 controller 14 backrest 20 phase difference detector 21 charge pump 22 loop filter 23 frequency divider 24 memory 25 noise detection microphone 26 transversal filter 27 speaker 28 silence confirmation microphone 29 adaptive algorithm A1-5 Amplifier ADD Adder C Capacitor M1 Noise detection microphone M2 Noise reduction confirmation microphone MPU Micro processing unit N Dividing value NND1-5 Phase adjuster PP Engine speed sensor Req Equivalent resistance value SCF Switched capacitor filter SCF1-5 First frequency selector SCF11 to 15 Second frequency selector SP speaker VCO voltage control oscillator Y variable φxx (ω), φxxxi power spectrum
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐 藤 和 郎 愛知県刈谷市朝日町2丁目1番地 アイシ ン精機株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kazuro Sato 2-1-1 Asahi-cho, Kariya city, Aichi Prefecture Aisin Seiki Co., Ltd.
Claims (10)
る信号を検出する音検出手段、 騒音源の発生する音または該音に対応する信号の内、騒
音に相当する周波数域を決定する周波数域決定手段、 前記音検出手段により検出された音または信号のうち前
記設定周波数域のみを抽出する第1周波数選択手段、 前記第1周波数選択手段を通過した信号の逆位相音を発
生する逆位相音付与手段、を備える騒音低減装置。1. A sound detecting means for detecting a sound generated by a noise source or a signal corresponding to the sound, and determining a frequency range corresponding to the noise in the sound generated by the noise source or the signal corresponding to the sound. Frequency range deciding means, first frequency selecting means for extracting only the set frequency range from the sound or signal detected by the sound detecting means, and inverse for generating a reverse phase sound of the signal passing through the first frequency selecting means. A noise reduction device comprising a phase sound imparting means.
る信号を検出する音検出手段、 騒音源の発生する音または該音に対応する信号の内、騒
音に相当する周波数域を決定する周波数域決定手段、 前記音検出手段により検出された音または信号のうち前
記設定周波数域のみを抽出する第1周波数選択手段、 前記第1周波数選択手段を通過した信号の位相を調整す
る位相調整手段、 前記第1周波数選択手段を通過した信号の増幅度を変更
するゲイン調整手段、 前記位相調整手段およびゲイン調整手段を通過した信号
に基づき室内に音を発生するスピーカ、 室内の音を検出する消音確認マイク、 前記消音確認マイクにより検出された信号のうち前記設
定周波数域のみを抽出する第2周波数選択手段、 前記第2周波数選択手段を通過した信号のパワースペク
トルを最小とするよう前記位相調整手段の位相およびゲ
イン調整手段のゲインを設定する制御手段、を備える騒
音低減装置。2. A sound detecting means for detecting a sound generated by a noise source or a signal corresponding to the sound, and determining a frequency range corresponding to the noise in the sound generated by the noise source or the signal corresponding to the sound. Frequency range determining means, first frequency selecting means for extracting only the set frequency range from the sound or signal detected by the sound detecting means, phase adjusting means for adjusting the phase of the signal passing through the first frequency selecting means A gain adjusting means for changing the amplification factor of a signal passed through the first frequency selecting means, a speaker for producing a sound in the room based on the signals passing through the phase adjusting means and the gain adjusting means, and a muffling for detecting a sound in the room A confirmation microphone, a second frequency selection unit that extracts only the set frequency range from the signals detected by the mute confirmation microphone, and a signal that has passed through the second frequency selection unit. Control means for setting the gain of the phase and gain adjustment means of the phase adjusting means to the word spectrum minimize, the noise reduction apparatus comprising a.
を決定する周波数域決定手段、 騒音検出マイクにより検出された音のうち前記設定周波
数域のみを抽出する第1周波数選択手段、 前記第1周波数選択手段を通過した信号の位相を調整す
る位相調整手段、 前記第1周波数選択手段を通過した信号の増幅度を変更
するゲイン調整手段、 前記位相調整手段およびゲイン調整手段を通過した信号
に基づき室内に音を発生するスピーカ、 室内の音を検出する消音確認マイク、 前記消音確認マイクにより検出された信号のうち前記設
定周波数域のみを抽出する第2周波数選択手段、 前記第2周波数選択手段を通過した信号のパワースペク
トルを最小とするよう前記位相調整手段の位相およびゲ
イン調整手段のゲインを設定する制御手段、を備える車
室内の騒音低減装置。3. A noise detection microphone for detecting a sound in a vehicle compartment, an engine speed sensor for detecting an engine speed, a frequency range determining means for determining a set frequency range according to a detection signal of the engine speed sensor, and a noise detection. First frequency selecting means for extracting only the set frequency range from the sound detected by the microphone, phase adjusting means for adjusting the phase of the signal passed through the first frequency selecting means, and passing through the first frequency selecting means A gain adjusting unit that changes the amplification of a signal, a speaker that produces a sound in the room based on the signal that has passed through the phase adjusting unit and the gain adjusting unit, a sound deadening confirmation microphone that detects the sound in the room, and a sound deadening confirmation microphone that detects the sound. Second frequency selecting means for extracting only the set frequency range of the signal, and a power spectrum of the signal passing through the second frequency selecting means. A noise reduction device for a vehicle interior, comprising: a control unit that sets the phase of the phase adjustment unit and the gain of the gain adjustment unit so as to minimize the torque.
イッチドキャパシタフィルタを用いたことを特徴とする
請求項2および3記載の騒音低減装置。4. The noise reducing device according to claim 2, wherein a switched capacitor filter is used for the first and second frequency selecting means.
デバイスを用いたことを特徴とする請求項2および3記
載の騒音低減装置。5. The noise reduction device according to claim 2, wherein a bucket briquette device is used as the phase adjusting means.
列に配置され、ゲイン調整手段は位相調整手段の出力を
ゲイン調整することを特徴とする請求項2および3記載
の車室内の騒音低減装置。6. The noise reduction apparatus for a vehicle interior according to claim 2, wherein the phase adjusting unit and the gain adjusting unit are arranged in series, and the gain adjusting unit adjusts the gain of the output of the phase adjusting unit. .
転数および/またはエンジン回転数の高調波の周波数を
含む幅の周波数帯域を抽出することを特徴とする請求項
3記載の車室内の騒音低減装置。7. The noise in the vehicle interior according to claim 3, wherein the first frequency selecting means extracts a frequency band having a width including a frequency of an engine speed and / or a harmonic of the engine speed. Reduction device.
およびゲイン調整手段は、エンジン回転数およびエンジ
ン回転数の高調波の周波数を含むそれぞれの周波数帯域
のうち、人に不快感を与える周波数帯域の数だけ複数個
備えられており、前記複数の第1周波数選定手段はそれ
ぞれの周波数帯域毎に選択を行い、更に、前記騒音低減
装置は前記複数の位相調整手段およびゲイン調整手段を
通過したそれぞれの信号を加算する加算手段を備え、前
記スピーカは加算手段の出力値に基づき室内に音を発生
することを特徴とする請求項3記載の車室内の騒音低減
装置。8. The first frequency selecting means, the phase adjusting means, and the gain adjusting means are frequency bands that give discomfort to humans among the respective frequency bands including the engine speed and the harmonic frequency of the engine speed. , The plurality of first frequency selecting means perform selection for each frequency band, and the noise reducing device passes through the plurality of phase adjusting means and gain adjusting means. 4. The noise reduction device for a vehicle interior according to claim 3, further comprising: an adding unit that adds the signals of the above, and the speaker generates a sound in the room based on an output value of the adding unit.
席のヘッドレスト部に組み込まれたことを特徴とする請
求項3記載の車室内の騒音低減装置。9. The noise reduction device for a vehicle interior according to claim 3, wherein the speaker and the sound deadening confirmation microphone are incorporated in a headrest portion of a seat.
に、消音確認マイクは座席の背もたれ部に組み込まれた
ことを特徴とする請求項3記載の車室内の騒音低減装
置。10. The noise reduction device for a passenger compartment according to claim 3, wherein the speaker is incorporated in a headrest portion of a seat, and the sound deadening confirmation microphone is incorporated in a backrest portion of the seat.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3310884A JPH0612083A (en) | 1991-11-26 | 1991-11-26 | Noise reduction device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3310884A JPH0612083A (en) | 1991-11-26 | 1991-11-26 | Noise reduction device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0612083A true JPH0612083A (en) | 1994-01-21 |
Family
ID=18010545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3310884A Pending JPH0612083A (en) | 1991-11-26 | 1991-11-26 | Noise reduction device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0612083A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4893831A (en) * | 1983-06-20 | 1990-01-16 | Salomon S.A. | Safety ski binding |
| JP2007171487A (en) * | 2005-12-21 | 2007-07-05 | Canon Inc | Silencer and silencer system |
| CN112863472A (en) * | 2019-11-12 | 2021-05-28 | 丰田自动车株式会社 | Noise reduction device for vehicle and noise reduction method for vehicle |
| JP2023156056A (en) * | 2022-04-12 | 2023-10-24 | トヨタ紡織株式会社 | noise canceling device |
| WO2024232199A1 (en) * | 2023-05-11 | 2024-11-14 | 株式会社デンソー | Vehicle control device and vehicle control method |
-
1991
- 1991-11-26 JP JP3310884A patent/JPH0612083A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4893831A (en) * | 1983-06-20 | 1990-01-16 | Salomon S.A. | Safety ski binding |
| JP2007171487A (en) * | 2005-12-21 | 2007-07-05 | Canon Inc | Silencer and silencer system |
| CN112863472A (en) * | 2019-11-12 | 2021-05-28 | 丰田自动车株式会社 | Noise reduction device for vehicle and noise reduction method for vehicle |
| JP2023156056A (en) * | 2022-04-12 | 2023-10-24 | トヨタ紡織株式会社 | noise canceling device |
| WO2024232199A1 (en) * | 2023-05-11 | 2024-11-14 | 株式会社デンソー | Vehicle control device and vehicle control method |
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