JPH07114391A - Active type noise controlling device and active type vibration controlling device - Google Patents
Active type noise controlling device and active type vibration controlling deviceInfo
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- JPH07114391A JPH07114391A JP5262705A JP26270593A JPH07114391A JP H07114391 A JPH07114391 A JP H07114391A JP 5262705 A JP5262705 A JP 5262705A JP 26270593 A JP26270593 A JP 26270593A JP H07114391 A JPH07114391 A JP H07114391A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、例えば車両エンジン
等の騒音源から車室等の空間内に伝達される騒音に制御
音を干渉させることにより騒音の低減を図る能動型騒音
制御装置及び車両エンジン等の振動源から発せられ車体
等を伝搬する振動に制御振動を干渉させることにより振
動の低減を図る能動型振動制御装置に関し、特に、簡易
な構成で、制御音源としてのラウドスピーカや制御振動
源としてのアクチュエータ等の出力から高調波歪みを除
去できるようにしたものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active noise control device and a vehicle for reducing noise by interfering control noise with noise transmitted from a noise source such as a vehicle engine into a space such as a passenger compartment. The present invention relates to an active vibration control device that reduces vibration by interfering control vibration with vibration that is emitted from a vibration source such as an engine and propagates through a vehicle body, and particularly relates to a loudspeaker or a control vibration as a control sound source with a simple configuration. The harmonic distortion can be removed from the output of an actuator or the like as a source.
【0002】[0002]
【従来の技術】この種の従来の技術としては、英国特許
第2149614号や特表平1−501344号に記載
のものがある。これら従来の装置は、航空機の客室やこ
れに類する閉空間に適用される能動型騒音低減装置であ
って、閉空間の外部に位置するエンジン等の単一の騒音
源は、基本周波数f0 及びその高調波f1 〜fn を含む
騒音を発生するという条件の下において作動するもので
ある。2. Description of the Related Art As conventional techniques of this kind, there are those described in British Patent No. 2149614 and Japanese Patent Publication No. 1-501344. These conventional devices are active noise reduction devices applied to aircraft cabins and similar closed spaces, in which a single noise source such as an engine located outside the closed space has a fundamental frequency f 0 and It operates under the condition that noise including the harmonics f 1 to f n is generated.
【0003】具体的には、閉空間内の複数の位置に設置
され音圧を検出するマイクロフォンと、その閉空間に制
御音を発生する複数のラウドスピーカとを備え、騒音源
の周波数f0 〜fn 成分に基づき、それら周波数f0 〜
fn 成分と逆位相の信号でラウドスピーカを駆動させ、
もって閉空間に伝達される騒音と逆位相の制御音をラウ
ドスピーカから発生させて騒音を打ち消している。[0003] More specifically, includes a microphone for detecting a plurality of the installed sound pressure to a location within the closed space, and a plurality of loudspeakers for generating a control sound to the closed space, the frequency f 0 of the noise source - Based on the f n component, those frequencies f 0 ~
The loudspeaker is driven by a signal having a phase opposite to that of the f n component,
Therefore, a control sound having a phase opposite to that of the noise transmitted to the closed space is generated from the loudspeaker to cancel the noise.
【0004】そして、ラウドスピーカから発せられる制
御音の生成方法として、PROCEEDINGS OF THE IEEE,VOL.
63 PAGE 1692,1975,“ADAPTIVE NOISE CANCELLATION :
PRINCIPLES AND APPLICATIONS ”で述べられている‘WI
DROW LMS’アルゴリズムを多チャンネルに展開したアル
ゴリズムを適用している。その内容は、上記特許の発明
者による論文、“A MULTIPLE ERROR LMS ALGORITHM AND
ITS APPLICATION TOTHE ACTIVE CONTROL OF SOUND AND
VIBRATION ”,IEEE TRANS.ACOUST.,SPEECH,SIGNAL PRO
CESSING,VOL.ASSP −35,PP.1423−1434,1987 にも述べ
られている。Then, as a method of generating the control sound emitted from the loudspeaker, PROCEEDINGS OF THE IEEE, VOL.
63 PAGE 1692,1975, “ADAPTIVE NOISE CANCELLATION:
PRINCIPLES AND APPLICATIONS ”
An algorithm that applies the DROW LMS 'algorithm to multiple channels is applied. The content of the paper is "A MULTIPLE ERROR LMS ALGORITHM AND
ITS APPLICATION TOTHE ACTIVE CONTROL OF SOUND AND
VIBRATION ”, IEEE TRANS.ACOUST., SPEECH, SIGNAL PRO
CESSING, VOL.ASSP −35, PP. 1423−1434, 1987.
【0005】即ち、LMSアルゴリズムは、適応ディジ
タルフィルタのフィルタ係数を更新するのに好適なアル
ゴリズムの一つであって、例えばいわゆるFilter
ed−X LMSアルゴリズムにあっては、ラウドスピ
ーカからマイクロフォンまでの伝達関数をモデル化した
伝達関数フィルタを全てのラウドスピーカとマイクロフ
ォンとの組み合わせについて設定し、騒音源の騒音発生
状態を表す基準信号をそのフィルタで処理した値と各マ
イクロフォンが検出した残留騒音とに基づいた所定の評
価関数の値が低減するように、各ラウドスピーカ毎に設
けられたフィルタ係数可変の適応ディジタルフィルタの
フィルタ係数を更新している。That is, the LMS algorithm is one of the algorithms suitable for updating the filter coefficient of the adaptive digital filter, and is, for example, a so-called Filter.
In the ed-X LMS algorithm, a transfer function filter that models the transfer function from the loudspeaker to the microphone is set for all combinations of the loudspeaker and the microphone, and a reference signal representing the noise generation state of the noise source is set. Update the filter coefficient of the adaptive digital filter with variable filter coefficient provided for each loudspeaker so that the value of the predetermined evaluation function based on the value processed by the filter and the residual noise detected by each microphone is reduced. is doing.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ここで、上記のような
騒音低減装置を例えば車両に適用する場合を考えると、
先ず、車室内騒音は一般的に100Hz以下での低周波
帯域でも比較的大きな音圧を有することを考慮しなけれ
ばならない。例えば、4サイクル4気筒エンジンから発
せられる騒音の主成分であるエンジン回転2次成分(こ
もり音)は3000rpm以下なら100Hz以下とな
るし、車輪から入力される振動が車体を伝わるロード・
ノイズも音圧が最も大きいのはドラミング領域と呼ばれ
る30〜40Hz付近である。つまり、低周波側でも出
力特性の悪化しないラウドスピーカを搭載することが必
要になる。Considering a case where the above noise reduction device is applied to a vehicle, for example,
First, it must be taken into consideration that the vehicle interior noise generally has a relatively large sound pressure even in a low frequency band below 100 Hz. For example, the engine rotation secondary component (muffled sound), which is the main component of the noise emitted from the 4-cycle 4-cylinder engine, becomes 100 Hz or less at 3000 rpm or less, and the vibration input from the wheels propagates through the vehicle body.
The noise also has the largest sound pressure in the vicinity of 30 to 40 Hz, which is called the drumming region. That is, it is necessary to mount a loudspeaker that does not deteriorate output characteristics even on the low frequency side.
【0007】一方、一般的なコーン型スピーカは、コー
ンが前後することにより媒体である空気を振動させて音
圧を発生させるものであるため、理想的な自由音場では
同じ音圧を発生させるには、周波数によらず一定の体積
速度が必要となるが、周波数が低いということは単位時
間当たりコーンが前後する回数が少ないということであ
るから、コーンが1回に前後する距離(ストローク)を
大きくしないと、より高い周波数の時と同じ体積速度を
発生させることができないのである。なお、車室のよう
な閉空間は、音響モードの影響等があるため自由音場と
全く同じ状況ではないが、低周波でより大きなストロー
クを必要とする傾向は同じである。On the other hand, a general cone type loudspeaker vibrates the air, which is a medium, to generate a sound pressure when the cone moves back and forth, so that the same sound pressure is generated in an ideal free sound field. Requires a constant volume velocity regardless of frequency, but a low frequency means that the cone moves back and forth less frequently per unit time, so the distance (stroke) that the cone moves back and forth once If is not increased, the same volume velocity as at the higher frequency cannot be generated. It should be noted that a closed space such as a vehicle compartment is not in exactly the same situation as the free sound field because of the influence of the acoustic mode and the like, but the tendency to require a larger stroke at low frequencies is the same.
【0008】しかしながら、一般的なコーン型スピーカ
は、図10に示すように、フレーム51に、バネ要素と
して働くエッジ52とダンパ要素として働くスパイダ5
3とを介してコーン54が固定されているため、エッジ
52及びスパイダ53が物理的に動ける限界に近づくと
それらの支持剛性が急激に大きくなるとともに、コーン
54の背面側を覆うエンクロージャの空気バネとしての
剛性もコーン54のストロークが大きい領域では急激に
大きくなることから、ストローク量が大きい範囲ではコ
ーン54は非線形の動きをするようになり、スピーカか
ら発せられる音に歪み(振動系の非直線性により高調波
歪み)が生じてしまうのである。However, in a general cone type speaker, as shown in FIG. 10, a frame 51 has an edge 52 acting as a spring element and a spider 5 acting as a damper element.
Since the cone 54 is fixed via 3 and 3, the supporting rigidity of the edge 52 and the spider 53 rapidly increases as they approach the limit of physical movement, and the air spring of the enclosure that covers the back side of the cone 54 increases. Since the rigidity of the cone 54 rapidly increases in a region where the stroke of the cone 54 is large, the cone 54 moves non-linearly in a range where the stroke amount is large, and the sound emitted from the speaker is distorted (non-linearity of the vibration system). It causes harmonic distortion).
【0009】また、コーン54は、それに固定されたボ
イスコイル55をポールピース56及びプレート57間
に挟まれた磁石58が生成する磁界内に位置させ、その
ボイスコイル55に流れる電流を適宜制御することによ
り前後するように構成されているため、図11に示すよ
うにボイスコイル55が磁束が均一な領域内に存在する
状況では特に問題はないのであるが、コーン54のスト
ロークが大きくなると、ボイスコイル55が磁束分布が
不均一な領域に達してしまい、コーン54は非線形の動
きをするようになり、これによってもスピーカから発せ
られる音に歪み(駆動系の非直線性による高調波歪み)
が生じてしまうのである。Further, the cone 54 positions the voice coil 55 fixed thereto in the magnetic field generated by the magnet 58 sandwiched between the pole piece 56 and the plate 57, and controls the current flowing through the voice coil 55 appropriately. Therefore, there is no particular problem in a situation where the voice coil 55 exists in a region where the magnetic flux is uniform as shown in FIG. 11, but when the stroke of the cone 54 increases, the voice The coil 55 reaches a region where the magnetic flux distribution is non-uniform, and the cone 54 moves non-linearly, which also distorts the sound emitted from the speaker (harmonic distortion due to the nonlinearity of the drive system).
Will occur.
【0010】つまり、ラウドスピーカの構造上、図12
に示すような入力波形に対して出力波形の上下の山が均
等に鈍ったような歪み方であれば奇数次の高調波(入力
信号周波数の3倍,5倍,7倍,…)が現れ、直流成分
が重畳するなどして図13に示すような上下いずれかの
山が鈍ったような歪み方であれば偶数次の高調波(入力
信号周波数の2倍,4倍,6倍,…)が現れてしまうと
いう不具合が存在するのである。That is, due to the structure of the loudspeaker, FIG.
If the distortion is such that the upper and lower peaks of the output waveform are evenly dull with respect to the input waveform as shown in Fig. 5, odd-order harmonics (3 times, 5 times, 7 times the input signal frequency, ...) Appear. If the distortion is such that one of the upper and lower peaks is blunted as shown in FIG. 13 due to superposition of DC components, even harmonics (2 times, 4 times, 6 times the input signal frequency, ... There is a problem that) appears.
【0011】なお、このような出力が歪んでしまうとい
う不具合は、ラウドスピーカに限られるものではなく、
電磁ソレノイド等によって可動板を変位させて制御振動
を発生させる能動型の振動低減装置(例えば、特開平2
−42228号公報参照。)であっても同様の理由から
生じるものである。上記のような不具合は、コーン54
が線形の動きをする範囲を大きくする、具体的には大型
のラウドスピーカを用いることにより解決することもで
きるが、それでも構造上の不具合であるため限界がある
し、極端に大きなラウドスピーカは車両のようにスペー
ス的な余裕が小さい場合には搭載すること自体が不可能
な場合もある。また、このような不具合を解決するため
の対策として、モーショナル・フィードバック・スピー
カ(MFBスピーカ)が存在するが(例えば、「SANYO
TECHNICAL REVIEW VOL.13 NO.2 AUG.1981 」p37〜4
5に詳しい。)、MFBスピーカでは、振動ピックアッ
プやフィードバック回路の追加が必要であるため、コス
トの増加及び信頼性の低下を招く恐れがあるし、特に車
両のようにアンプとスピーカとが離れて配置される場合
には信号をフィードバックするために新たなハーネスが
必要となって顕著なコスト増加及び信頼性低下を招いて
しまうのである。The problem that the output is distorted is not limited to the loudspeaker.
An active vibration reduction device that generates a control vibration by displacing a movable plate by an electromagnetic solenoid or the like (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 2
-42228 publication. ) Occurs for the same reason. The above-mentioned problems are caused by the cone 54
Can be solved by increasing the range of linear movement, specifically by using a large loudspeaker, but there is a limit because it is a structural defect, and an extremely large loudspeaker is a vehicle If there is a small space as in the above, it may not be possible to mount the device. As a measure for solving such a problem, there is a motional feedback speaker (MFB speaker) (for example, "SANYO
TECHNICAL REVIEW VOL.13 NO.2 AUG.1981 "p37-4
Detailed in 5. ), Since the MFB speaker requires the addition of a vibration pickup and a feedback circuit, it may cause an increase in cost and a decrease in reliability, and particularly when the amplifier and the speaker are arranged apart from each other like a vehicle. In order to feed back a signal, a new harness is required, resulting in a significant increase in cost and a decrease in reliability.
【0012】本発明は、このような従来の技術が有する
未解決の課題に着目しなされたものであって、コストの
大幅な増大や信頼性の低下等を招くことなく、上述した
ような出力波形の歪みを除去することができる能動型騒
音制御装置及び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 paying attention to the unsolved problems of the prior art as described above, and the output as described above can be achieved without causing a significant increase in cost or a decrease in reliability. An object of the present invention is to provide an active noise control device and an active vibration control device capable of removing waveform distortion.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る発明は、その基本構成図である図1
に示すように、騒音源から騒音が伝達される空間に制御
音を発生可能な制御音源と、前記騒音源の騒音発生状態
を検出し基準信号として出力する基準信号生成手段と、
前記空間内の所定位置における残留騒音を検出し残留騒
音信号として出力する残留騒音検出手段と、前記基準信
号をフィルタ処理して前記制御音源を駆動する駆動信号
を生成するフィルタ係数可変の適応ディジタルフィルタ
と、前記基準信号及び前記残留騒音信号に基づいて前記
空間内の騒音が低減するように前記適応ディジタルフィ
ルタのフィルタ係数を更新する適応処理手段と、を備え
た能動型騒音制御装置において、前記制御音源に供給さ
れる前の駆動信号を下記(1)式に基づいて補正する駆
動信号補正手段を設けたものである。In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a basic configuration diagram thereof.
As shown in, a control sound source capable of generating a control sound in a space where noise is transmitted from the noise source, and a reference signal generation unit that detects a noise generation state of the noise source and outputs the reference signal,
Residual noise detecting means for detecting residual noise at a predetermined position in the space and outputting it as a residual noise signal, and an adaptive digital filter with a variable filter coefficient for filtering the reference signal to generate a drive signal for driving the control sound source. And an adaptive processing means for updating the filter coefficient of the adaptive digital filter so as to reduce noise in the space based on the reference signal and the residual noise signal, the active noise control device comprising: Drive signal correction means for correcting the drive signal before being supplied to the sound source based on the following equation (1) is provided.
【0014】そして、請求項2に係る発明は、上記請求
項1に係る発明である能動型騒音制御装置において、補
正係数a3 を下記(4)式に基づいて更新する補正係数
更新手段を設けた。また、上記目的を達成するために、
請求項3に係る発明は、その基本構成図である図2に示
すように、騒音源から騒音が伝達される空間に制御音を
発生可能な制御音源と、前記騒音源の騒音発生状態を検
出し基準信号として出力する基準信号生成手段と、前記
空間内の所定位置における残留騒音を検出し残留騒音信
号として出力する残留騒音検出手段と、前記基準信号を
フィルタ処理して前記制御音源を駆動する駆動信号を生
成するフィルタ係数可変の適応ディジタルフィルタと、
前記基準信号及び前記残留騒音信号に基づいて前記空間
内の騒音が低減するように前記適応ディジタルフィルタ
のフィルタ係数を更新する適応処理手段と、を備えた能
動型騒音制御装置において、前記制御音源に供給される
前の駆動信号を下記(2)式に基づいて補正する駆動信
号補正手段を設けたものである。According to a second aspect of the present invention, in the active noise control device according to the first aspect of the present invention, correction coefficient updating means for updating the correction coefficient a 3 based on the following equation (4) is provided. It was In order to achieve the above purpose,
In the invention according to claim 3, as shown in FIG. 2 which is a basic configuration diagram thereof, a control sound source capable of generating a control sound in a space where noise is transmitted from the noise source and a noise generation state of the noise source are detected. Reference signal generating means for outputting as a reference signal, residual noise detecting means for detecting residual noise at a predetermined position in the space and outputting as a residual noise signal, and driving the control sound source by filtering the reference signal. An adaptive digital filter having a variable filter coefficient for generating a drive signal,
An active noise control device comprising: an adaptive processing unit that updates the filter coefficient of the adaptive digital filter so that noise in the space is reduced based on the reference signal and the residual noise signal. Drive signal correction means for correcting the drive signal before being supplied based on the following equation (2) is provided.
【0015】そして、請求項4に係る発明は、上記請求
項3に係る発明である能動型騒音制御装置において、補
正係数a2 ,a3 を下記(3),(4)式に基づいて更
新する補正係数更新手段を設けた。一方、上記目的を達
成するために、請求項5に係る発明は、振動源から発せ
られた振動と干渉する制御振動を発生可能な制御振動源
と、前記振動源の振動発生状態を検出し基準信号として
出力する基準信号生成手段と、前記干渉した後の残留振
動を検出し残留振動信号として出力する残留振動検出手
段と、前記基準信号をフィルタ処理して前記制御振動源
を駆動する駆動信号を生成するフィルタ係数可変の適応
ディジタルフィルタと、前記基準信号及び前記残留振動
信号に基づいて前記干渉後の振動が低減するように前記
適応ディジタルフィルタのフィルタ係数を更新する適応
処理手段と、を備えた能動型振動制御装置において、前
記制御振動源に供給される前の駆動信号を下記(1)式
に基づいて補正する駆動信号補正手段を設けたものであ
る。According to a fourth aspect of the present invention, in the active noise control device according to the third aspect of the invention, the correction coefficients a 2 and a 3 are updated based on the following equations (3) and (4). The correction coefficient updating means is provided. On the other hand, in order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 5 is a control vibration source capable of generating a control vibration that interferes with a vibration emitted from a vibration source, and a vibration generation state of the vibration source is detected and a reference A reference signal generating means for outputting as a signal, a residual vibration detecting means for detecting the residual vibration after the interference and outputting as a residual vibration signal, and a drive signal for filtering the reference signal to drive the control vibration source. An adaptive digital filter having a variable filter coefficient to be generated, and an adaptive processing means for updating the filter coefficient of the adaptive digital filter based on the reference signal and the residual vibration signal so as to reduce the vibration after the interference are provided. The active vibration control device is provided with drive signal correction means for correcting the drive signal before being supplied to the controlled vibration source based on the following equation (1). That.
【0016】そして、請求項6に係る発明は、上記請求
項5に係る発明である能動型振動制御装置において、補
正係数a3 を下記(4)に基づいて更新する補正係数更
新手段を設けた請求項5記載の能動型振動制御装置。ま
た、上記目的を達成するために、請求項7に係る発明
は、振動源から発せられた振動と干渉する制御振動を発
生可能な制御振動源と、前記振動源の振動発生状態を検
出し基準信号として出力する基準信号生成手段と、前記
干渉した後の残留振動を検出し残留振動信号として出力
する残留振動検出手段と、前記基準信号をフィルタ処理
して前記制御振動源を駆動する駆動信号を生成するフィ
ルタ係数可変の適応ディジタルフィルタと、前記基準信
号及び前記残留振動信号に基づいて前記干渉後の振動が
低減するように前記適応ディジタルフィルタのフィルタ
係数を更新する適応処理手段と、を備えた能動型振動制
御装置において、前記制御振動源に供給される前の駆動
信号を下記(2)式に基づいて補正する駆動信号補正手
段を設けたものである。According to a sixth aspect of the present invention, in the active vibration control device according to the fifth aspect of the invention, correction coefficient updating means for updating the correction coefficient a 3 based on the following (4) is provided. The active vibration control device according to claim 5. In order to achieve the above object, the invention according to claim 7 is a control vibration source capable of generating a control vibration that interferes with a vibration emitted from a vibration source, and a vibration generation state of the vibration source is detected to be a reference. A reference signal generating means for outputting as a signal, a residual vibration detecting means for detecting the residual vibration after the interference and outputting as a residual vibration signal, and a drive signal for filtering the reference signal to drive the control vibration source. An adaptive digital filter having a variable filter coefficient to be generated, and an adaptive processing means for updating the filter coefficient of the adaptive digital filter based on the reference signal and the residual vibration signal so as to reduce the vibration after the interference are provided. The active vibration control device is provided with drive signal correction means for correcting the drive signal before being supplied to the controlled vibration source based on the following equation (2). That.
【0017】そして、請求項8に係る発明は、上記請求
項7に係る発明である能動型振動制御装置において、補
正係数a2 ,a3 を下記(3),(4)式に基づいて更
新する補正係数更新手段を設けた。 y' =y+a3 ×y3 ……(1) y' =y+a2 ×y2 +a3 ×y3 ……(2) a2 (n+1)=ν2 ×a2 (n)−μ2 ×e(n)×t2 ……(3) a3 (n+1)=ν3 ×a3 (n)−μ3 ×e(n)×t3 ……(4) ただし、y' は補正された後の駆動信号、yは補正され
る前の駆動信号、a2,a3 は補正係数、ν2 ,ν3 は
発散抑制係数、μ2 ,μ3 は収束係数、eは残留騒音信
号若しくは残留振動信号であって、(n),(n+1)
が付く項はそれぞれ離散時刻n,n+1における値であ
ることを表している。The invention according to claim 8 is the active vibration control device according to claim 7, wherein the correction coefficients a 2 and a 3 are updated based on the following equations (3) and (4). The correction coefficient updating means is provided. y '= y + a 3 × y 3 ...... (1) y' = y + a 2 × y 2 + a 3 × y 3 ...... (2) a 2 (n + 1) = ν 2 × a 2 (n) -μ 2 × e (N) × t 2 (3) a 3 (n + 1) = ν 3 × a 3 (n) -μ 3 × e (n) × t 3 (4) However, after y'is corrected Drive signal, y is a drive signal before being corrected, a 2 and a 3 are correction coefficients, ν 2 and ν 3 are divergence suppressing coefficients, μ 2 and μ 3 are convergence coefficients, and e is a residual noise signal or residual vibration. Signal, (n), (n + 1)
The terms with a mark represent values at discrete times n and n + 1, respectively.
【0018】また、t2 ,t3 は下記(5),(6)式
で定義される畳み込み演算により求められる値であっ
て、C^i は、制御音源及び残留騒音検出手段間若しく
は制御振動源及び残留振動検出手段間の伝達関数Cを有
限インパルス応答関数の形でモデル化した伝達関数フィ
ルタC^のi番目のフィルタ係数、Jは伝達関数フィル
タC^のタップ数(フィルタ係数の個数)である。Further, t 2 and t 3 are values obtained by the convolution operation defined by the following equations (5) and (6), and C ^ i is between the control sound source and the residual noise detecting means or the control vibration. The transfer function C between the source and the residual vibration detecting means is modeled in the form of a finite impulse response function. The i-th filter coefficient of the transfer function filter C ^, J is the number of taps of the transfer function filter C ^ (the number of filter coefficients). Is.
【0019】 [0019]
【0020】[0020]
【作用】先ず、図12に示したような奇数次の歪みは、
3次よりも高次の項を無視すると下記の(7)式で近似
できる。 v(n)=y(n)+b3 ×y(n)3 ……(7) ただし、y(n)は離散時刻nにおける駆動信号、v
(n)はスピーカコーンの実際の動き(加速度)に対応
する信号、b3 は3次の歪み係数であり、コーンを動き
難くする方向に作用することからb3 <0である。First, the odd-order distortion as shown in FIG.
If the terms higher than the third order are ignored, it can be approximated by the following equation (7). v (n) = y (n) + b 3 × y (n) 3 (7) where y (n) is the drive signal at the discrete time n, v
(N) is a signal corresponding to the actual movement (acceleration) of the speaker cone, b 3 is a third-order distortion coefficient, and b 3 <0 because it acts in a direction that makes the cone difficult to move.
【0021】次に、この(7)式における駆動信号y
(n)を予め下記の(8)式で処理した信号y' (n)
で置き換えた場合を考える。 y' (n)=y(n)+a3 ×y(n)3 ……(8) つまり、適応ディジタルフィルタの出力である駆動信号
y(n)を、そのまま制御音源に供給するのではなく、
上記(8)式のように駆動信号y(n)の3乗に基づい
て補正した値を、新たな駆動信号y' (n)と考えるの
である。Next, the drive signal y in equation (7)
A signal y ′ (n) obtained by previously processing (n) with the following equation (8).
Consider the case of replacing with. y ′ (n) = y (n) + a 3 × y (n) 3 (8) That is, the drive signal y (n), which is the output of the adaptive digital filter, is not directly supplied to the control sound source,
The value corrected based on the cube of the drive signal y (n) as in the above equation (8) is considered as a new drive signal y ′ (n).
【0022】すると、スピーカコーンの実際の動きを表
す信号v(n)は、下記のように表されることになる。 v(n)=y' (n)+b3 ×y' (n)3 =y(n)+a3 ×y(n)3 +b3 (y(n)+a3 ×y(n)3 )3 =y(n)+(a3 +b3 )y(n)3 +3a3 ×b3 ×y(n)5 +3a3 2×b3 ×y(n)7 +a3 3×b3 ×y(n)9 ……(10) そして、この(10)式において、5次以上の高次の項は
3次以下の項に比べて極めて小さいから無視すれば、駆
動信号y(n)と信号v(n)との差は、 a3 =−b3 ……(11) であるときに最小となることが判る。Then, the signal v (n) representing the actual movement of the speaker cone is expressed as follows. v (n) = y ′ (n) + b 3 × y ′ (n) 3 = y (n) + a 3 × y (n) 3 + b 3 (y (n) + a 3 × y (n) 3 ) 3 = y (n) + (a 3 + b 3 ) y (n) 3 + 3a 3 × b 3 × y (n) 5 + 3a 3 2 × b 3 × y (n) 7 + a 3 3 × b 3 × y (n) 9 (10) Then, in this equation (10), the higher-order terms higher than the fifth order are extremely smaller than the terms lower than the third order, so if they are ignored, the drive signal y (n) and the signal v (n It can be seen that the difference with) is minimum when a 3 = −b 3 (11).
【0023】以上から、請求項1に係る発明において、
駆動信号補正手段が上記(1)式に基づいて駆動信号y
を補正すると、補正係数a3 を適宜選定することによ
り、制御音源から発せられる制御音に含まれる奇数次の
高調波歪みが除去されるのである。さらに、上記(11)
式を満足するような補正係数a3 を、適応的に求めるこ
とを考える。即ち、駆動信号y(n)は、基準信号生成
手段が生成した基準信号x(n)を適応ディジタルフィ
ルタWでフィルタ処理することにより得られる信号であ
ることから、下記の(12)式のように表される。From the above, in the invention according to claim 1,
The drive signal correction means uses the drive signal y based on the equation (1).
Is corrected, the odd-order harmonic distortion included in the control sound emitted from the control sound source is removed by appropriately selecting the correction coefficient a 3 . Furthermore, (11) above
Consider that the correction coefficient a 3 that satisfies the expression is adaptively obtained. That is, since the drive signal y (n) is a signal obtained by filtering the reference signal x (n) generated by the reference signal generating means with the adaptive digital filter W, it is expressed by the following equation (12). Represented by.
【0024】 ただし、Wi は適応ディジタルフィルタWのi番目のフ
ィルタ係数、Iは適応ディジタルフィルタWのタップ数
である。そして、制御音源から発せられて残留騒音検出
手段に到達した時点の音は、下記の(13)式のように表
される。[0024] However, W i is the i-th filter coefficient of the adaptive digital filter W, and I is the number of taps of the adaptive digital filter W. The sound emitted from the control sound source and reaching the residual noise detecting means is represented by the following equation (13).
【0025】 また、残留騒音信号e(n)は、騒音源以外から到達し
ている音d(n)と制御音源から発せられた音o(n)
とが重畳したものであるから、下記の(14)式のように
表される。[0025] The residual noise signal e (n) is the sound d (n) arriving from other than the noise source and the sound o (n) emitted from the control sound source.
Since and are superposed, they are expressed as the following equation (14).
【0026】 e(n)=d(n)+o(n) ……(14) ここで、評価関数Jを J=e(n)2 ……(15) と定義し、この評価関数Jを最小にすることを考える。
つまり、評価関数Jを補正係数a3 で微分すると、 となり、この(16)式で5次以上の高次の項を無視する
と、 となる。E (n) = d (n) + o (n) (14) Here, the evaluation function J is defined as J = e (n) 2 (15), and this evaluation function J is the minimum. Think about
That is, when the evaluation function J is differentiated by the correction coefficient a 3 , Therefore, ignoring the higher-order terms of order 5 or higher in this equation (16), Becomes
【0027】従って、LMSアルゴリズムに従った補正
係数a3 の更新式は、発散抑制係数をν3 ,収束係数を
μ3 とすれば、 a3 (n+1)=ν3 a3 (n)−μe(n)t3 となり、上記(4)式と等しくなる。なお、発散抑制係
数とは、更新される値が不測の原因(例えば、高次の項
を無視したことによる影響)により発散することを防止
するための係数であって、通常は1よりも若干小さい値
を採るが、発散する可能性の小さい安定した系の場合に
はν3 =1としてもよい。また、収束係数とは、収束す
る速度及び収束する際の安定性に寄与する係数である。Therefore, the update formula of the correction coefficient a 3 according to the LMS algorithm is: a 3 (n + 1) = ν 3 a 3 (n) -μe, where divergence suppression coefficient is ν 3 and convergence coefficient is μ 3. (N) t 3 , which is equal to the equation (4). It should be noted that the divergence suppression coefficient is a coefficient for preventing the updated value from diverging due to an unexpected cause (for example, the effect of ignoring higher-order terms), and is usually slightly more than 1. Although a small value is adopted, ν 3 = 1 may be set in the case of a stable system with a small possibility of divergence. The convergence coefficient is a coefficient that contributes to the speed of convergence and the stability at the time of convergence.
【0028】以上から、請求項2に係る発明にあって
は、補正係数a3 が適応的に最適値に収束するため、制
御音源から発せられる制御音に含まれる奇数次の高調波
歪みが確実に除去されるのである。ここで、通常のスピ
ーカコーンは進退両方向に同じ特性を示すように設計さ
れることから、図12に示したように出力波形の上下の
山が均等に鈍る奇数次の高調波歪みが生じる場合がほと
んどであるが、進退両方向の特性が異なる場合や、或い
はそれらが等しくても直流成分が重畳される場合には図
13に示したような偶数次の高調波歪みも生じることが
ある。From the above, in the invention according to claim 2, since the correction coefficient a 3 adaptively converges to the optimum value, the odd harmonic distortion included in the control sound emitted from the control sound source is surely generated. Will be removed. Here, since an ordinary speaker cone is designed to have the same characteristics in both the forward and backward directions, there may be a case where odd-order harmonic distortion in which the upper and lower peaks of the output waveform are evenly dull as shown in FIG. In most cases, even-order harmonic distortion as shown in FIG. 13 may occur if the characteristics in the forward and backward directions are different, or if the DC components are superposed even if they are equal.
【0029】そこで、駆動信号y(n)を予め下記の
(18)式で処理した信号y' (n)で置き換えた場合を
考える。 y' (n)=y(n)+a2 y(n)2 +a3 y(n)3 ……(18) すると、信号v(n)は、 v(n)=y' (n)+b2 y' (n)2 +b3 y' (n)3 =y(n)+a2 y(n)2 +a3 y(n)3 +b2 {y(n)2 +a2 2y(n)4 +a3 2y(n)6 +2a2 y(n)3 +2a2 a3 y(n)5 +2a3 y(n)4 } +b3 {y(n)3 +a2 2y(n)5 +a3 2y(n)7 +2a2 y(n)4 +2a2 a3 y(n)6 +2a3 y(n)5 +a2 y(n)4 +a2 3y(n)6 +a2 a3 2y(n)8 +2a2 2y(n)5 +2a2 2a3 y(n)7 +2a2 a3 y(n)6 +a3 y(n)5 +a2 2a3 y(n)7 +a3 3y(n)9 +2a2 a3 y(n)6 +2a2 a3 2y(n)8 +2a3 2y(n)7 } =y(n)+(a2 +b2 )y(n)2 +(a3 +2a2 b2 +b3 )y(n)3 +… ……(19) となる。Therefore, consider a case where the drive signal y (n) is replaced with a signal y '(n) processed in advance by the following equation (18). y ′ (n) = y (n) + a 2 y (n) 2 + a 3 y (n) 3 (18) Then, the signal v (n) is: v (n) = y ′ (n) + b 2 y '(n) 2 + b 3 y' (n) 3 = y (n) + a 2 y (n) 2 + a 3 y (n) 3 + b 2 {y (n) 2 + a 2 2 y (n) 4 + a 3 2 y (n) 6 + 2a 2 y (n) 3 + 2a 2 a 3 y (n) 5 + 2a 3 y (n) 4 } + b 3 {y (n) 3 + a 2 2 y (n) 5 + a 3 2 y (n) 7 + 2a 2 y (n) 4 + 2a 2 a 3 y (n) 6 + 2a 3 y (n) 5 + a 2 y (n) 4 + a 2 3 y (n) 6 + a 2 a 3 2 y ( n) 8 + 2a 2 2 y (n) 5 + 2a 2 2 a 3 y (n) 7 + 2a 2 a 3 y (n) 6 + a 3 y (n) 5 + a 2 2 a 3 y (n) 7 + a 3 3 y (n) 9 + 2a 2 a 3 y (n) 6 + 2a 2 a 3 2 y (n) 8 + 2a 3 2 y (n) 7} = y (n) + (a 2 b 2) it becomes y (n) 2 + (a 3 + 2a 2 b 2 + b 3) y (n) 3 + ... ...... (19).
【0030】そして、a2 <1,b2 <1よりa2 b2
≪1として無視するとともに、3次よりも高次の項は影
響が小さいとして無視すると、結局、駆動信号y(n)
と信号v(n)との差は、 a2 =−b2 a3 =−b3 のときに最小となることが判る。From a 2 <1, b 2 <1, a 2 b 2
«1 and disregard the terms higher than the third order because they have a small effect, so that drive signal y (n)
The difference between the signal v (n) is, a 2 = -b 2 a 3 = It can be seen that a minimum when the -b 3.
【0031】以上から、請求項3に係る発明において、
駆動信号補正手段が上記(2)式に基づいて駆動信号y
を補正すると、補正係数a2 ,a3 を適宜選定すること
により、制御音源から発せられる制御音に含まれる奇数
次の高調波歪み及び偶数次の高調波歪みが除去されるの
である。さらに、補正係数a2 ,a3 の更新式は、上記
と同様の考え方により、 a2 (n)=ν2 a2 (n)−μ2 e(n)t2 a3 (n)=ν3 a3 (n)−μ3 e(n)t3 となり、上記(3),(4)式と等しくなる。なお、発
散抑制係数ν2 及び収束係数μ2 の具体的内容は、上述
した発散抑制係数ν3 及び収束係数μ3 と同様である。From the above, in the invention according to claim 3,
The drive signal correction means uses the drive signal y based on the above equation (2).
Is corrected, the odd-order harmonic distortion and even-order harmonic distortion included in the control sound emitted from the control sound source are removed by appropriately selecting the correction coefficients a 2 and a 3 . Further, the update equations of the correction coefficients a 2 and a 3 are as follows: a 2 (n) = ν 2 a 2 (n) −μ 2 e (n) t 2 a 3 (n) = ν 3 a 3 (n) -μ 3 e (n) t 3 , and the above (3), equal to (4) below. The specific contents of the divergence suppression coefficient ν 2 and the convergence coefficient μ 2 are the same as the divergence suppression coefficient ν 3 and the convergence coefficient μ 3 described above.
【0032】以上から、請求項4に係る発明にあって
は、補正係数a2 ,a3 が適応的に最適値に収束するた
め、制御音源から発せられる制御音に含まれる奇数次の
高調波歪み偶数次の高調波歪みが確実に除去されるので
ある。ここで、上記請求項1乃至請求項4に係る発明は
いずれも騒音を対象としているのに対し請求項5乃至請
求項8に係る発明は振動を対象としている。従って、そ
れら請求項5乃至請求項8に係る発明の作用は、音と振
動との違いはあるが、実質的に上記請求項1乃至請求項
4に係る発明と同様である。From the above, in the invention according to claim 4, since the correction coefficients a 2 and a 3 adaptively converge to the optimum values, the odd harmonics contained in the control sound emitted from the control sound source. Distortion Even-order harmonic distortion is reliably removed. Here, the inventions according to claims 1 to 4 are all directed to noise, whereas the inventions according to claims 5 to 8 are directed to vibration. Therefore, the operations of the inventions according to claims 5 to 8 are substantially the same as those of the inventions according to claims 1 to 4, although there is a difference between sound and vibration.
【0033】[0033]
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図3及び図4は本発明の第1実施例の構成を示
す図であり、これは、本発明に係る能動型騒音制御装置
を、車両2の車室3内の騒音の低減を図る車両用能動型
騒音制御装置1に適用したものである。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 3 and 4 are diagrams showing the configuration of the first embodiment of the present invention, in which the active noise control device according to the present invention is applied to a vehicle for reducing noise in a vehicle interior 3 This is applied to the active noise control device 1.
【0034】先ず、構成を説明すると、図3に示すよう
に、この車両用能動型騒音制御装置1は、騒音源として
のエンジン4から、空間としての車室3内に伝達される
騒音としてのこもり音の低減を図る装置であって、エン
ジン4には、エンジン4のクランク軸の回転に同期した
パルス信号であるクランク角信号CPを出力するクラン
ク角センサ5が取り付けられている。First, the structure will be described. As shown in FIG. 3, the vehicle active noise control system 1 operates as a noise transmitted from the engine 4 as a noise source into the vehicle interior 3 as a space. This is a device for reducing muffled sound, and a crank angle sensor 5 that outputs a crank angle signal CP that is a pulse signal synchronized with the rotation of the crank shaft of the engine 4 is attached to the engine 4.
【0035】一方、車室3内には、車室3内に残留する
騒音の音圧を測定する残留騒音検出手段としての複数
(図3には二つのみ示す)のマイクロフォン8a,8b
と、車室3内に制御音を発生する制御音源としての複数
(図3には一つのみ示す)のラウドスピーカ9が配設さ
れている。そして、クランク角センサ5から出力された
クランク角信号CP及びマイクロフォン8a,8bから
出力された残留騒音信号eが、マイクロコンピュータ等
から構成されるコントローラ10に供給されている。On the other hand, a plurality of microphones 8a, 8b (only two of which are shown in FIG. 3) as residual noise detecting means for measuring the sound pressure of noise remaining in the vehicle compartment 3 are provided in the vehicle compartment 3.
A plurality of (only one is shown in FIG. 3) loudspeakers 9 as control sound sources for generating control sounds are arranged in the passenger compartment 3. The crank angle signal CP output from the crank angle sensor 5 and the residual noise signal e output from the microphones 8a and 8b are supplied to a controller 10 including a microcomputer or the like.
【0036】コントローラ10は、供給される各信号C
P,eに基づいて所定の演算処理を実行し、エンジン4
から車室3内に伝達されるこもり音が打ち消されるよう
な制御音がラウドスピーカ9から発せられるように、ラ
ウドスピーカ9に駆動信号yを供給する。コントローラ
10は、その機能構成をブロック図で表した図4に示す
ように、クランク角センサ5から供給されるクランク角
信号CPと同じ周期の正弦波状の信号でなる基準信号x
を生成する基準信号生成部11と、基準信号xをフィル
タ処理することにより(具体的には、畳み込み積分する
ことにより)駆動信号ymを生成するフィルタ係数可変
の適応ディジタルフィルタWm (m=1,2,…,M:
Mはラウドスピーカの個数)と、この適応ディジタルフ
ィルタWm から出力された駆動信号ym を補正する駆動
信号補正部12とを有していて、駆動信号補正部12で
補正された結果が最終的な駆動信号ym として各ラウド
スピーカ9に供給されるようになっている。The controller 10 receives each signal C supplied.
Predetermined arithmetic processing is executed based on P and e, and the engine 4
The drive signal y is supplied to the loudspeaker 9 so that the loudspeaker 9 emits a control sound for canceling the muffled sound transmitted from the inside to the vehicle interior 3. As shown in FIG. 4, which is a block diagram showing the functional configuration of the controller 10, the controller 10 has a reference signal x which is a sinusoidal signal having the same cycle as the crank angle signal CP supplied from the crank angle sensor 5.
And the adaptive digital filter W m (m = m ) having a variable filter coefficient that generates the drive signal y m by filtering the reference signal x (specifically, by performing convolution integration). 1, 2, ..., M:
M has the number of loudspeakers) and a drive signal correction unit 12 that corrects the drive signal y m output from the adaptive digital filter W m, and the result corrected by the drive signal correction unit 12 is the final result. Each loudspeaker 9 is supplied as a typical drive signal y m .
【0037】そして、駆動信号補正部12は、適応ディ
ジタルフィルタWm が生成した駆動信号ym を3乗した
値を演算する演算部12aと、この演算部12aの出力
に補正係数a3 を乗じて出力する演算部12bと、適応
ディジタルフィルタWm の出力に演算部12bの出力を
加算してこれを補正された駆動信号ym とする加算部1
2cと、から構成されている。つまり、駆動信号補正部
12は、上記(1)式に基づいて駆動信号ym を補正す
るようになっている。なお、この駆動信号補正部12
も、実際にはM個の駆動信号ym に対応してM個備えら
れているが、説明を判り易くするために、図4には一つ
の駆動信号補正部12を示している。Then, the drive signal correction unit 12 multiplies the drive signal y m generated by the adaptive digital filter W m by a cube, and the output of the calculation unit 12 a by the correction coefficient a 3 . And the output of the adaptive digital filter W m , and the output of the calculation unit 12 b is added to obtain the corrected drive signal y m.
2c. That is, the drive signal correction unit 12 is configured to correct the drive signal y m based on the equation (1). The drive signal correction unit 12
In reality, however, M drive signals are provided corresponding to M drive signals y m , but one drive signal correction unit 12 is shown in FIG. 4 for the sake of clarity.
【0038】また、コントローラ10は、基準信号xが
入力される伝達関数フィルタC^lmと、基準信号xを伝
達関数フィルタC^lmで処理した値rlm及び残留騒音信
号eに基づいて適応ディジタルフィルタWm のフィルタ
係数Wmiを更新するフィルタ係数更新部15と、を備え
ている。なお、伝達関数フィルタC^lm(l=1,2,
…,L、m=1,2,…,M)は、ラウドスピーカ9と
マイクロフォン8a,8bとの間の伝達関数Clmを有限
インパルス応答関数の形でモデル化したディジタルフィ
ルタであって、M個のラウドスピーカ及びL個のマイク
ロフォンの全ての組み合わせ(L×M)について構築さ
れている。Further, the controller 10 uses the transfer function filter C ^ lm to which the reference signal x is input, the value r lm obtained by processing the reference signal x with the transfer function filter C ^ lm , and the residual noise signal e based on the adaptive digital signal. The filter coefficient updating unit 15 that updates the filter coefficient W mi of the filter W m . The transfer function filter C lm (l = 1, 2,
, L, m = 1, 2, ..., M) is a digital filter in which the transfer function C lm between the loudspeaker 9 and the microphones 8a, 8b is modeled in the form of a finite impulse response function. Built for all combinations of L loudspeakers and L microphones (L × M).
【0039】そして、フィルタ係数更新部15は、伝達
関数フィルタC^lmから供給される処理信号rlmとマイ
クロフォン8a,8bから供給される残留騒音信号el
とに応じて、適応ディジタルフィルタWm のフィルタ係
数Wmi(i=0,1,2,…,I−1:Iは適応ディジ
タルフィルタWm のタップ数)を、LMSアルゴリズム
に従った下記の(20)式に基づいて更新するようになっ
ている。[0039] Then, the filter coefficient updating unit 15, the residual noise signal e l supplied from the processing signal r lm and microphone 8a, 8b to be supplied from the transfer function filter C ^ lm
According to, the filter coefficient W mi of the adaptive digital filter W m (i = 0, 1, 2, ..., I-1: I is the number of taps of the adaptive digital filter W m ) It is designed to be updated based on equation (20).
【0040】 なお、νw は発散抑制係数、μw は収束係数、rmi(n
−i)は下記の(21)式で定義される値である。[0040] Note that ν w is a divergence suppression coefficient, μ w is a convergence coefficient, and r mi (n
-I) is a value defined by the following equation (21).
【0041】 またさらに、コントローラ10は、駆動信号補正部12
の演算部12aの出力が入力される伝達関数フィルタC
^lmと、その伝達関数フィルタC^lmが生成した値t3
(上記(6)式参照)と残留騒音信号el とに基づいて
上記(4)式に従って演算部12bの補正係数a3 を更
新する補正係数更新部16と、を有している。[0041] Furthermore, the controller 10 includes a drive signal correction unit 12
Of the transfer function filter C to which the output of the calculation unit 12a of
^ Lm and the value t 3 generated by its transfer function filter C ^ lm
The correction coefficient updating unit 16 updates the correction coefficient a 3 of the arithmetic unit 12b according to the above equation (4) based on (see the above equation (6)) and the residual noise signal e l .
【0042】つまり、本実施例では、適応ディジタルフ
ィルタWm の出力がそのままラウドスピーカ9に供給さ
れるのではなく、駆動信号補正部12で補正されてから
ラウドスピーカ9に供給されるようになっているととも
に、その駆動信号補正部12内の補正係数a3 が、適応
的に更新されるようになっている。なお、各請求項に記
載された発明にあっては、システムのチャンネル数を限
定しないで、例えば3次の歪みを低減するような出力信
号y' (n)を計算するために、 y' (n)=y(n)+a3 y3 (n) a3 (n+1)=ν3 a3 (n)−μ3 e(n)t3 としているが、本実施例のように多チャンネル、例えば
M個のラウドスピーカ,L個のマイクロフォンのシステ
ムの場合には、以下のようにして演算することができ
る。That is, in this embodiment, the output of the adaptive digital filter W m is not directly supplied to the loudspeaker 9, but is corrected by the drive signal correction unit 12 before being supplied to the loudspeaker 9. In addition, the correction coefficient a 3 in the drive signal correction unit 12 is adaptively updated. In the invention described in each claim, y '((n) is calculated in order to calculate the output signal y' (n) that reduces the third-order distortion without limiting the number of channels of the system. n) = y (n) + a 3 y 3 (n) a 3 (n + 1) = ν 3 a 3 (n) −μ 3 e (n) t 3 However, in the case of a system of multiple channels such as M loudspeakers and L microphones as in this embodiment, the calculation can be performed as follows.
【0043】 y' m (n)=ym (n)+a3my3 m (n) a3m(n+1)=ν3 a3m(n)−μ3 Σel (n)t
3lm ただし、lはマイクロフォンの番号で、l=1,2,
…,L、mはラウドスピーカの番号で、m=1,2,
…,M、C^lmi はm番目のラウドスピーカからl番目
のマイクロフォンまでの伝達関数C^lmのi番目のフィ
ルタ係数、el はl番目のマイクロフォンの出力、y'
m (n)はm番目のラウドスピーカに出力される制御信
号である。[0043] y 'm (n) = y m (n) + a 3m y 3 m (n) a 3m (n + 1) = ν 3 a 3m (n) -μ 3 Σe l (n) t
3lm However, l is the microphone number, and l = 1, 2,
..., L and m are loudspeaker numbers, and m = 1, 2,
, M, C ^ lmi is the i-th filter coefficient of the transfer function C ^ lm from the m-th loudspeaker to the l-th microphone, e l is the output of the l-th microphone, y ′
m (n) is a control signal output to the m-th loudspeaker.
【0044】図5はコントローラ10内で実行される処
理の概要を示すフローチャートであり、以下、図5に従
って本実施例の動作を説明する。即ち、図5に示す処理
は所定のサンプリング・クロックに同期して実行される
ようになっていて、先ず、そのステップ101におい
て、クランク角信号CPの入力タイミングに基づいて現
在の離散時刻nにおける基準信号x(n)を生成する。FIG. 5 is a flowchart showing the outline of the processing executed in the controller 10. The operation of this embodiment will be described below with reference to FIG. That is, the process shown in FIG. 5 is executed in synchronization with a predetermined sampling clock. First, in step 101, the reference at the current discrete time n is based on the input timing of the crank angle signal CP. Generate the signal x (n).
【0045】次いで、ステップ102に移行し、図5の
処理が実行されるたびに次々と生成される基準信号x
(n)と適応ディジタルフィルタWm の各フィルタ係数
Wmiとを畳み込んで、駆動信号ym を生成する。そし
て、ステップ103に移行し、上記(1)式に従って、
駆動信号ym を補正する。具体的には、駆動信号ym を
3乗した値y3 を求めるとともに、その結果に補正係数
a3 を乗じ、さらにその結果と元の駆動信号ym とを加
算し、その加算結果を補正された駆動信号ym とする。Then, the routine proceeds to step 102, where the reference signal x generated one after another each time the processing of FIG. 5 is executed.
(N) and each filter coefficient W mi of the adaptive digital filter W m are convoluted to generate the drive signal y m . Then, the process proceeds to step 103, and according to the above equation (1),
The drive signal y m is corrected. Specifically, a value y 3 that is the cube of the drive signal y m is obtained, the result is multiplied by the correction coefficient a 3 , the result is added to the original drive signal y m, and the addition result is corrected. The generated drive signal y m .
【0046】補正された駆動信号ym が求められたら、
ステップ104に移行し、その駆動信号ym を各ラウド
スピーカ9に出力する。次いで、ステップ105に移行
し、残留騒音信号el を読み込むとともに、ステップ1
06に移行して基準信号x(n)と伝達関数フィルタC
^lmの各フィルタ係数C^lmj とを畳み込んで処理信号
rlmを演算し、そして、ステップ107に移行し、それ
ら残留騒音信号el 及び処理信号rlmに基づいて上記
(20)式に従って適応ディジタルフィルタWm の各フィ
ルタ係数Wmiを更新する。When the corrected drive signal y m is obtained,
In step 104, the drive signal y m is output to each loudspeaker 9. Next, the routine proceeds to step 105, where the residual noise signal e l is read and at the same time, step 1
06, the reference signal x (n) and the transfer function filter C
The processing signal r lm is calculated by convolving each filter coefficient C ^ lmj of ^ lm , and the process proceeds to step 107. Based on the residual noise signal e 1 and the processing signal r lm , according to the above equation (20). Each filter coefficient W mi of the adaptive digital filter W m is updated.
【0047】次いで、ステップ108に移行し、上記
(6)式に従って駆動信号ym を補正する際に求めた値
y3 と伝達関数フィルタC^lmの各フィルタ係数C^
lmj とを畳み込んで値t3 を求めるとともに、ステップ
109に移行し、その値t3 と残留騒音信号el とに基
づき上記(4)式に従って補正係数a3 を更新する。ス
テップ109の処理を終えたら今回の処理を終了し、次
のサンプリング・クロックのタイミングでステップ10
1から再び処理を実行する。Next, in step 108, the value y 3 obtained when the drive signal y m is corrected according to the above equation (6) and each filter coefficient C ^ of the transfer function filter C ^ lm.
A value t 3 is obtained by convolving lmj with lmj, and the process proceeds to step 109, and the correction coefficient a 3 is updated based on the value t 3 and the residual noise signal e l according to the above equation (4). When the processing of step 109 is completed, the processing of this time is terminated, and step 10 is performed at the timing of the next sampling clock.
The process is executed again from 1.
【0048】このような処理が実行されると、各ラウド
スピーカ9には次々と駆動信号ymが供給されるため、
車室3内にはその駆動信号ym に応じた制御音が発生す
るようになるが、制御開始直後は適応ディジタルフィル
タWm の各フィルタ係数Wmiが最適値に収束していると
は限らないので、ラウドスピーカ9から発せられる制御
音によって、エンジン4から車室3内に伝達されるこも
り音が低減されるとはいえない。When such processing is executed, the drive signals y m are supplied to the loudspeakers 9 one after another.
A control sound corresponding to the drive signal y m is generated in the passenger compartment 3, but each filter coefficient W mi of the adaptive digital filter W m does not always converge to an optimum value immediately after the control is started. Therefore, it cannot be said that the muffled sound transmitted from the engine 4 into the vehicle interior 3 is reduced by the control sound emitted from the loudspeaker 9.
【0049】しかし、図5に示す処理が繰り返し実行さ
れると、フィルタ係数更新部15がLMSアルゴリズム
に基づき適応ディジタルフィルタWm のフィルタ係数W
miを更新していくので、ラウドスピーカ9から発せられ
る制御音によってこもり音が打ち消され、車室3内の騒
音が低減されるようになる。しかも、本実施例にあって
は、適応ディジタルフィルタWm のフィルタ出力をその
まま駆動信号としてラウドスピーカ9に供給するのでは
なく、駆動信号補正部12で適宜補正してからラウドス
ピーカ9に供給するようになっており、その補正内容も
理論的に導き出した上記(1)式に従っているため、M
FBスピーカのように特に複雑な構成としなくても、ラ
ウドスピーカ9から発せられる制御音に含まれる奇数次
の高調波歪みを除去することができるのである。However, when the process shown in FIG. 5 is repeatedly executed, the filter coefficient updating section 15 causes the filter coefficient W of the adaptive digital filter W m to be based on the LMS algorithm.
Since mi is updated, the muffled noise is canceled by the control sound emitted from the loudspeaker 9, and the noise in the vehicle interior 3 is reduced. Moreover, in the present embodiment provides a filter output of the adaptive digital filter W m as opposed to supplied to the loudspeaker 9 as a driving signal, a loudspeaker 9 as appropriate corrected by the drive signal correcting section 12 Since the correction content follows the theoretically derived equation (1), M
It is possible to remove the odd-order harmonic distortion included in the control sound emitted from the loudspeaker 9 without requiring a particularly complicated structure such as the FB speaker.
【0050】そして、補正量を決める補正係数a3 を、
理論的に導き出した上記(4)式に従って適応的に更新
するような構成としたため、例えばラウドスピーカ9の
特性自体が劣化するなどしても、制御音に含まれる奇数
次の高調波歪みを確実に除去することができるのであ
る。従って、ラウドスピーカ9を特に大型にしなくて
も、低周波帯域の音響特性を良好にすることができ、例
えば100Hz以下のこもり音等に対しても有効な車両
用能動型騒音制御装置とすることができるのである。Then, the correction coefficient a 3 for determining the correction amount is
Since the configuration is adaptively updated according to the theoretically derived equation (4), even if the characteristics of the loudspeaker 9 itself deteriorate, for example, the odd-order harmonic distortion included in the control sound can be ensured. Can be removed. Therefore, it is possible to improve the acoustic characteristics in the low frequency band without making the loudspeaker 9 particularly large, and to provide an active noise control device for a vehicle that is effective even for muffled sound of 100 Hz or less, for example. Can be done.
【0051】ここで本実施例では、クランク角センサ
5,基準信号生成部11及びステップ101の処理によ
って基準信号生成手段が構成され、フィルタ係数更新部
15,その前段に設けられた伝達関数フィルタC^lm及
びステップ105〜107の処理によって適応処理手段
が構成され、駆動信号補正部12及びステップ103の
処理によって駆動信号補正手段が構成され、補正係数更
新部16,その前段に設けられた伝達関数フィルタC^
lm及びステップ108,109の処理によって補正係数
更新手段が構成される。Here, in the present embodiment, the crank angle sensor 5, the reference signal generating section 11 and the processing of step 101 constitute the reference signal generating means, and the filter coefficient updating section 15 and the transfer function filter C provided in the preceding stage thereof. ^ lm and adaptive processing means by the processing of step 105 to 107 is constituted by the processing of the drive signal correcting section 12 and the step 103 is configured driving signal correction means, the correction coefficient update unit 16, the transfer function provided in the preceding stage Filter C ^
The correction coefficient updating means is configured by lm and the processes of steps 108 and 109.
【0052】図6は本発明者等が行ったシミュレーショ
ンの概念図であって、図6(a)に示すように、発振回
路20から出力された振幅1の正弦波状の出力波形の振
幅を、ゲインが1.0又は1.2のいずれかを採る増幅回路
21で調整した後に、LMSアルゴリズムに従ってフィ
ルタ係数が更新される適応フィルタ22に供給し、そし
て、その適応フィルタ22の出力を、図6(b)に示す
ような振幅1以上の出力が得られない入出力特性を有す
るスピーカモデル23及び遅延回路24を介して加算器
25に供給するとともに、増幅回路21の出力を直接加
算器25に供給し、その加算器25の出力が小さくなる
ように適応フィルタ22のフィルタ係数を更新するよう
になっている。FIG. 6 is a conceptual diagram of a simulation performed by the inventors of the present invention. As shown in FIG. 6A, the amplitude of a sine-wave output waveform with an amplitude of 1 output from the oscillation circuit 20 is After being adjusted by the amplifier circuit 21 having a gain of either 1.0 or 1.2, it is supplied to the adaptive filter 22 whose filter coefficient is updated according to the LMS algorithm, and the output of the adaptive filter 22 is supplied to FIG. The output of the amplifier circuit 21 is directly supplied to the adder 25 while being supplied to the adder 25 via the speaker model 23 and the delay circuit 24 having the input / output characteristics in which an output with an amplitude of 1 or more as shown in FIG. The filter coefficient of the adaptive filter 22 is supplied so that the output of the adder 25 becomes smaller.
【0053】図7は増幅回路21のゲインを1.0とした
場合のシミュレーション結果を示す図であり、図7
(a)は適応フィルタ22の出力をそのままスピーカモ
デル23に供給した場合(従来例)の結果であり、図7
(d)は本上記実施例と同様の補正処理を行った場合
(本実施例)の結果である。なお、図7(b)は同
(a)の矢印の範囲を拡大した図であり、図7(e)は
同(d)の矢印の範囲を拡大した図であり、図7(c)
は制御前の騒音レベルと比較した従来例及び本実施例に
よる騒音低減効果を示す周波数特性図である。FIG. 7 is a diagram showing a simulation result when the gain of the amplifier circuit 21 is 1.0.
FIG. 7A shows the result when the output of the adaptive filter 22 is directly supplied to the speaker model 23 (conventional example).
(D) is the result when the same correction processing as in the present embodiment is performed (this embodiment). 7 (b) is an enlarged view of the range of the arrow in FIG. 7 (a), FIG. 7 (e) is an enlarged view of the range of the arrow in FIG. 7 (d), and FIG.
FIG. 4 is a frequency characteristic diagram showing the noise reduction effect according to the conventional example and the present example compared with the noise level before control.
【0054】即ち、従来例では、スピーカモデル23の
入出力特性の影響を大きく受ける結果、発振回路20の
出力の3倍の周波数の成分が大きく出ているが、本実施
例では、補正処理を行うため、そのような3倍の周波数
の成分を従来例と比較して低減することができ、しか
も、基本周波数成分に対しても良好な騒音低減効果を得
ることができる。That is, in the conventional example, as a result of being greatly influenced by the input / output characteristics of the speaker model 23, a frequency component three times as high as the output of the oscillation circuit 20 is large, but in this embodiment, the correction process is performed. Therefore, such triple frequency components can be reduced as compared with the conventional example, and a good noise reduction effect can be obtained for the fundamental frequency component.
【0055】図8は増幅回路21のゲインを1.2とした
場合のシミュレーション結果を示す図であり、図8
(a)及び(b)は従来例による結果であり、図8
(c)は本実施例による結果である。ただし、図8
(a)は、適応フィルタの更新演算における発散抑制係
数νw 及び収束係数μw を、 νw =1.0,μw =0.5 とし、図8(b)及び同(c)では、 νw =0.99,μw =0.4 としている。FIG. 8 is a diagram showing a simulation result when the gain of the amplifier circuit 21 is 1.2.
8A and 8B show the results of the conventional example, and FIG.
(C) is the result of this example. However, FIG.
In (a), the divergence suppression coefficient ν w and the convergence coefficient μ w in the update calculation of the adaptive filter are ν w = 1.0 and μ w = 0.5, and in FIGS. 8 (b) and (c), ν w = 0.99 and μ w = 0.4.
【0056】即ち、図8(a)及び(b)を比較するこ
とから判るように、従来例であっても、発散抑制係数ν
w を適宜設定することにより、基本周波数の3倍の周波
数の成分の騒音レベルを低減することが可能であるが、
これでは、基本周波数における騒音低減効果がそれほど
大きくないという欠点がある。これに対し、本実施例の
構成であれば、基本周波数成分の騒音低減効果を比較的
大きくする一方で、基本周波数の3倍の周波数の成分の
騒音レベルをさらに低減することができるのである。That is, as can be seen from the comparison between FIGS. 8A and 8B, the divergence suppression coefficient ν is obtained even in the conventional example.
By setting w appropriately, it is possible to reduce the noise level of the component of the frequency three times the fundamental frequency.
This has the drawback that the noise reduction effect at the fundamental frequency is not so great. On the other hand, with the configuration of this embodiment, the noise reduction effect of the fundamental frequency component can be made relatively large, while the noise level of the component having a frequency three times the fundamental frequency can be further reduced.
【0057】図9は本発明の第2実施例を示す図であ
り、上記第1実施例の図4と同様にコントローラ10の
機能構成を示すブロック図である。なお、全体構成は上
記第1実施例と同様であるためその図示及び説明は省略
するとともに、上記第1実施例と同様の構成には同じ符
号を付し、その重複する説明は省略する。即ち、本実施
例では、上記第1実施例の構成に加えて、駆動信号補正
部12に、適応ディジタルフィルタWm が生成した駆動
信号ym を2乗した値を演算する演算部12dと、この
演算部12dの出力に補正係数a2 を乗じて出力する演
算部12eと、を設けるとともに、加算部12cは、補
正前の駆動信号ym と、演算部12bの演算結果と、演
算部12eの演算結果とを加算し、その加算結果を補正
された駆動信号ym として出力するようになっている。FIG. 9 is a diagram showing a second embodiment of the present invention, and is a block diagram showing a functional configuration of the controller 10 similarly to FIG. 4 of the first embodiment. Since the overall structure is the same as that of the first embodiment, its illustration and description will be omitted, and the same structures as those of the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and their duplicate description will be omitted. That is, in the present embodiment, in addition to the configuration of the first embodiment, the drive signal correction unit 12 includes a calculation unit 12d that calculates a squared value of the drive signal y m generated by the adaptive digital filter W m . An arithmetic unit 12e that multiplies the output of the arithmetic unit 12d by the correction coefficient a 2 and outputs the result is provided, and the addition unit 12c uses the pre-correction drive signal y m , the arithmetic result of the arithmetic unit 12b, and the arithmetic unit 12e. And the result of addition are output, and the addition result is output as the corrected drive signal y m .
【0058】さらに、コントローラ10は、演算部12
dの出力が入力される伝達関数フィルタC^lmと、その
伝達関数フィルタC^lmが生成した値t2 (上記(5)
式参照)と残留騒音信号el とに基づいて上記(3)式
に従って演算部12eの補正係数a2 を更新する補正係
数更新部17と、を有している。つまり、本実施例にあ
っては、駆動信号補正部12は、理論的に導き出した上
記(2)式に基づいて駆動信号ym を補正するようにな
っているため、ラウドスピーカ9から発せられる制御音
に含まれる奇数次の高調波歪み及び偶数次の高調波歪み
の両方を除去することができるのである。Further, the controller 10 includes an arithmetic unit 12
The transfer function filter C ^ lm to which the output of d is input and the value t 2 generated by the transfer function filter C ^ lm ((5) above).
The correction coefficient updating unit 17 updates the correction coefficient a 2 of the calculation unit 12e based on the equation (3) and the residual noise signal e l according to the above equation (3). That is, in the present embodiment, the drive signal correction unit 12 is configured to correct the drive signal y m based on the theoretically derived equation (2), and therefore the drive signal y m is emitted from the loudspeaker 9. Both the odd-order harmonic distortion and the even-order harmonic distortion included in the control sound can be removed.
【0059】しかも、補正量を決める補正係数a2 及び
a3 を、理論的に導き出した上記(3)及び(4)式に
従って適応的に更新するような構成としたため、制御音
に含まれる奇数次の高調波歪み及び偶数次の高調波歪み
の両方を確実に除去することができるのである。その他
の作用効果は、上記第1実施例と同様である。ここで、
本実施例では、補正係数更新部16,その前段に設けら
れた伝達関数フィルタC^lm,補正係数更新部17及び
その前段に設けられた伝達関数フィルタC^lmによって
補正係数更新手段が構成される。Moreover, since the correction coefficients a 2 and a 3 which determine the correction amount are adaptively updated according to the theoretically derived equations (3) and (4), the odd number included in the control sound Both the second harmonic distortion and the even harmonic distortion can be reliably removed. Other functions and effects are similar to those of the first embodiment. here,
In this embodiment, the correction coefficient updating unit 16, the transfer function filter C ^ lm provided in the preceding stage, the correction coefficient updating unit 17, and the transfer function filter C ^ lm provided in the preceding stage constitute a correction coefficient updating unit. It
【0060】なお、上記各実施例では、本発明に係る能
動型騒音制御装置を、エンジン4から車室6内に伝達さ
れるこもり音の低減を図る車両用能動型騒音制御装置1
に適用した場合について説明したが、本発明の適用対象
はこれに限定されるものではなく、例えばロード・ノイ
ズのようにこもり音以外の騒音を低減する装置、或いは
通常の室内のように車室3以外の空間内の騒音の低減を
図る装置等であってもよい。In each of the above embodiments, the active noise control system according to the present invention is applied to the vehicle active noise control system 1 for reducing the muffled noise transmitted from the engine 4 into the vehicle interior 6.
However, the application target of the present invention is not limited to this, for example, a device for reducing noise other than muffled noise such as road noise, or a vehicle interior such as a normal interior. A device or the like for reducing noise in a space other than 3 may be used.
【0061】また、低減の対象は騒音に限定されるもの
ではなく、例えば、エンジン4及びメンバ間に能動的な
制御力を発生するエンジンマウント(制御振動発生手
段)を介在させるとともに、そのメンバ側に残留振動を
検出する加速度センサ(残留振動検出手段)を配設し、
そして、かかるエンジンマウントを上記実施例と同様の
基準信号x及び加速度センサの出力信号(残留振動信
号)に基づいて制御すれば、エンジン4からメンバ側に
伝達される振動を低減し得る車両用能動型振動制御装置
となる。The object of reduction is not limited to noise. For example, an engine mount (control vibration generating means) that generates an active control force is interposed between the engine 4 and a member, and the member side An acceleration sensor (residual vibration detection means) for detecting residual vibration is installed in
Then, if the engine mount is controlled based on the reference signal x and the output signal (residual vibration signal) of the acceleration sensor similar to those in the above-described embodiment, the vibration for the vehicle which can reduce the vibration transmitted from the engine 4 to the member side. It becomes a mold vibration control device.
【0062】さらに、上記各実施例では、適応ディジタ
ルフィルタの更新アルゴリズムとしていわゆるFilt
ered−X LMSアルゴリズム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、例え
ば同期式Filtered−X LMSアルゴリズム
(日本音響学会講演論文集 平成4年3月の515〜5
16頁に詳しい。)等の他のアルゴリズムであってもよ
い。Further, in each of the above embodiments, the so-called Filt is used as the update algorithm of the adaptive digital filter.
The case where the ered-X LMS algorithm is applied has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the synchronous Filtered-X LMS algorithm (The Acoustical Society of Japan, Proceedings of the Acoustical Society of Japan, March 1992, 515-5).
See page 16 for details. ) And other algorithms.
【0063】[0063]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
適応ディジタルフィルタの出力をそのまま駆動信号とし
て制御音源又は制御振動源に供給するのではなく、理論
的に導き出した式に基づいて補正した駆動信号を制御音
源又は制御振動源に供給する構成としたため、特に複雑
な構成としなくても、制御音や制御振動に含まれる高調
波歪みを除去することができるという効果がある。As described above, according to the present invention,
Since the output of the adaptive digital filter is not directly supplied as a drive signal to the control sound source or the controlled vibration source, the drive signal corrected based on the theoretically derived formula is supplied to the control sound source or the controlled vibration source. There is an effect that the harmonic distortion included in the control sound or the control vibration can be removed without using a particularly complicated structure.
【0064】特に、請求項2,4,6又は8に係る発明
であれば、補正係数が適応的に更新されるため、制御音
や制御振動に含まれる高調波歪みを確実に除去すること
ができるという効果がある。Particularly, in the invention according to claim 2, 4, 6 or 8, since the correction coefficient is adaptively updated, the harmonic distortion included in the control sound or the control vibration can be surely removed. The effect is that you can do it.
【図1】請求項1に係る発明の基本構成を示すブロック
図である。FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of an invention according to claim 1.
【図2】請求項3に係る発明の基本構成を示すブロック
図である。FIG. 2 is a block diagram showing a basic configuration of an invention according to claim 3;
【図3】第1実施例の全体構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an overall configuration of a first embodiment.
【図4】第1実施例のコントローラの機能構成を示すブ
ロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a functional configuration of a controller according to the first embodiment.
【図5】コントローラ内で実行される処理の概要を示す
フローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing an outline of processing executed in the controller.
【図6】シミュレーションの構成を示すブロック図であ
る。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of simulation.
【図7】シミュレーションの結果を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a result of simulation.
【図8】シミュレーションの結果を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a result of simulation.
【図9】第2実施例のコントローラの機能構成を示すブ
ロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing a functional configuration of a controller according to a second embodiment.
【図10】一般的なスピーカの構造を示す断面図であ
る。FIG. 10 is a cross-sectional view showing the structure of a general speaker.
【図11】図10の部分拡大図である。11 is a partially enlarged view of FIG.
【図12】奇数次の高調波歪みの説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram of odd-order harmonic distortion.
【図13】偶数次の高調波歪みの説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of even-order harmonic distortion.
1 車両用能動型騒音制御装置 2 車両 3 車室(空間) 4 エンジン(騒音源) 5 クランク角センサ 8a,8b マイクロフォン(残留騒音検出手段) 9 ラウドスピーカ(制御音源) 10 コントローラ 11 基準信号生成部 12 駆動信号補正部 15 フィルタ係数更新部 16,17 補正係数更新部 1 Vehicle Active Noise Control Device 2 Vehicle 3 Vehicle Room (Space) 4 Engine (Noise Source) 5 Crank Angle Sensors 8a, 8b Microphones (Residual Noise Detection Means) 9 Loudspeaker (Control Sound Source) 10 Controller 11 Reference Signal Generation Unit 12 Drive Signal Correction Section 15 Filter Coefficient Update Section 16 and 17 Correction Coefficient Update Section
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03H 21/00 8842−5J ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location H03H 21/00 8842-5J
Claims (8)
音を発生可能な制御音源と、前記騒音源の騒音発生状態
を検出し基準信号として出力する基準信号生成手段と、
前記空間内の所定位置における残留騒音を検出し残留騒
音信号として出力する残留騒音検出手段と、前記基準信
号をフィルタ処理して前記制御音源を駆動する駆動信号
を生成するフィルタ係数可変の適応ディジタルフィルタ
と、前記基準信号及び前記残留騒音信号に基づいて前記
空間内の騒音が低減するように前記適応ディジタルフィ
ルタのフィルタ係数を更新する適応処理手段と、を備え
た能動型騒音制御装置において、 前記制御音源に供給される前の駆動信号を下記式に基づ
いて補正する駆動信号補正手段を設けたことを特徴とす
る能動型騒音制御装置。 y' =y+a3 ×y3 ただし、y' は補正された後の駆動信号、yは補正され
る前の駆動信号、a3は補正係数である。1. A control sound source capable of generating a control sound in a space in which noise is transmitted from a noise source, and a reference signal generation means for detecting a noise generation state of the noise source and outputting it as a reference signal.
Residual noise detecting means for detecting residual noise at a predetermined position in the space and outputting it as a residual noise signal, and an adaptive digital filter with a variable filter coefficient for filtering the reference signal to generate a drive signal for driving the control sound source. And an adaptive processing means for updating the filter coefficient of the adaptive digital filter so that noise in the space is reduced based on the reference signal and the residual noise signal, the active noise control device comprising: An active noise control device comprising drive signal correction means for correcting a drive signal before being supplied to a sound source based on the following equation. y '= y + a 3 × y 3 , however, y' is the driving signal corrected, the drive signal before y is being corrected, a 3 is the correction factor.
る補正係数更新手段を設けた請求項1記載の能動型騒音
制御装置。 a3 (n+1)=ν3 ×a3 (n)−μ3 ×e(n)×
t3 ただし、ν3 は発散抑制係数、μ3 は収束係数、eは残
留騒音信号であって、(n),(n+1)が付く項はそ
れぞれ離散時刻n,n+1における値であることを表し
ている。また、t3 は次式で定義される畳み込み演算に
より求められる値であって、C^i は制御音源及び残留
騒音検出手段間の伝達関数Cを有限インパルス応答関数
の形でモデル化した伝達関数フィルタC^のi番目のフ
ィルタ係数、Jは伝達関数フィルタC^のタップ数であ
る。 2. The active noise control device according to claim 1, further comprising correction coefficient updating means for updating the correction coefficient a 3 based on the following equation. a 3 (n + 1) = ν 3 × a 3 (n) −μ 3 × e (n) ×
t 3 where ν 3 is the divergence suppression coefficient, μ 3 is the convergence coefficient, e is the residual noise signal, and the terms with (n) and (n + 1) are values at discrete times n and n + 1, respectively. ing. Further, t 3 is a value obtained by a convolution operation defined by the following equation, and C ^ i is a transfer function obtained by modeling the transfer function C between the control sound source and the residual noise detecting means in the form of a finite impulse response function. The i-th filter coefficient of the filter C ^ and J are the number of taps of the transfer function filter C ^.
音を発生可能な制御音源と、前記騒音源の騒音発生状態
を検出し基準信号として出力する基準信号生成手段と、
前記空間内の所定位置における残留騒音を検出し残留騒
音信号として出力する残留騒音検出手段と、前記基準信
号をフィルタ処理して前記制御音源を駆動する駆動信号
を生成するフィルタ係数可変の適応ディジタルフィルタ
と、前記基準信号及び前記残留騒音信号に基づいて前記
空間内の騒音が低減するように前記適応ディジタルフィ
ルタのフィルタ係数を更新する適応処理手段と、を備え
た能動型騒音制御装置において、 前記制御音源に供給される前の駆動信号を下記式に基づ
いて補正する駆動信号補正手段を設けたことを特徴とす
る能動型騒音制御装置。 y' =y+a2 ×y2 +a3 ×y3 ただし、y' は補正された後の駆動信号、yは補正され
る前の駆動信号、a2,a3 は補正係数である。3. A control sound source capable of generating a control sound in a space where the noise is transmitted from the noise source, and a reference signal generating means for detecting a noise generation state of the noise source and outputting it as a reference signal.
Residual noise detecting means for detecting residual noise at a predetermined position in the space and outputting it as a residual noise signal, and an adaptive digital filter with a variable filter coefficient for filtering the reference signal to generate a drive signal for driving the control sound source. And an adaptive processing means for updating the filter coefficient of the adaptive digital filter so that noise in the space is reduced based on the reference signal and the residual noise signal, the active noise control device comprising: An active noise control device comprising drive signal correction means for correcting a drive signal before being supplied to a sound source based on the following equation. y '= y + a 2 × y 2 + a 3 × y 3 , however, y' is the driving signal corrected, the drive signal before y is being corrected, a 2, a 3 is the correction factor.
更新する補正係数更新手段を設けた請求項1記載の能動
型騒音制御装置。 a2 (n+1)=ν2 ×a2 (n)−μ2 ×e(n)×
t2 a3 (n+1)=ν3 ×a3 (n)−μ3 ×e(n)×
t3 ただし、ν2 ,ν3 は発散抑制係数、μ2 ,μ3 は収束
係数、eは残留騒音信号であって、(n),(n+1)
が付く項はそれぞれ離散時刻n,n+1における値であ
ることを表している。また、t2 ,t3 は次式で定義さ
れる畳み込み演算により求められる値であって、C^i
は制御音源及び残留騒音検出手段間の伝達関数Cを有限
インパルス応答関数の形でモデル化した伝達関数フィル
タC^のi番目のフィルタ係数、Jは伝達関数フィルタ
C^のタップ数である。 4. The active noise control device according to claim 1, further comprising correction coefficient updating means for updating the correction coefficients a 2 and a 3 based on the following equation. a 2 (n + 1) = ν 2 × a 2 (n) −μ 2 × e (n) ×
t 2 a 3 (n + 1) = ν 3 × a 3 (n) −μ 3 × e (n) ×
t 3 where ν 2 and ν 3 are divergence suppression coefficients, μ 2 and μ 3 are convergence coefficients, and e is a residual noise signal, and (n) and (n + 1)
The terms with a mark represent values at discrete times n and n + 1, respectively. Further, t 2 and t 3 are values obtained by the convolution operation defined by the following equation, and C ^ i
Is the i-th filter coefficient of the transfer function filter C ^ obtained by modeling the transfer function C between the control sound source and the residual noise detecting means in the form of a finite impulse response function, and J is the number of taps of the transfer function filter C ^.
御振動を発生可能な制御振動源と、前記振動源の振動発
生状態を検出し基準信号として出力する基準信号生成手
段と、前記干渉した後の残留振動を検出し残留振動信号
として出力する残留振動検出手段と、前記基準信号をフ
ィルタ処理して前記制御振動源を駆動する駆動信号を生
成するフィルタ係数可変の適応ディジタルフィルタと、
前記基準信号及び前記残留振動信号に基づいて前記干渉
後の振動が低減するように前記適応ディジタルフィルタ
のフィルタ係数を更新する適応処理手段と、を備えた能
動型振動制御装置において、 前記制御振動源に供給される前の駆動信号を下記式に基
づいて補正する駆動信号補正手段を設けたことを特徴と
する能動型振動制御装置。 y' =y+a3 ×y3 ただし、y' は補正された後の駆動信号、yは補正され
る前の駆動信号、a3は補正係数である。5. A control vibration source capable of generating a control vibration that interferes with a vibration emitted from a vibration source, a reference signal generating means for detecting a vibration generation state of the vibration source and outputting it as a reference signal, the interference. A residual vibration detecting means for detecting a residual vibration afterwards and outputting it as a residual vibration signal; an adaptive digital filter having a variable filter coefficient for filtering the reference signal to generate a drive signal for driving the controlled vibration source;
An active vibration control device comprising: adaptive processing means for updating the filter coefficient of the adaptive digital filter so as to reduce the vibration after the interference based on the reference signal and the residual vibration signal. An active vibration control device comprising drive signal correction means for correcting a drive signal before being supplied to the drive circuit according to the following equation. y '= y + a 3 × y 3 , however, y' is the driving signal corrected, the drive signal before y is being corrected, a 3 is the correction factor.
る補正係数更新手段を設けた請求項5記載の能動型振動
制御装置。 a3 (n+1)=ν3 ×a3 (n)−μ3 ×e(n)×
t3 ただし、ν3 は発散抑制係数、μ3 は収束係数、eは残
留振動信号であって、(n),(n+1)が付く項はそ
れぞれ離散時刻n,n+1における値であることを表し
ている。また、t3 は次式で定義される畳み込み演算に
より求められる値であって、C^i は制御振動源及び残
留振動検出手段間の伝達関数Cを有限インパルス応答関
数の形でモデル化した伝達関数フィルタC^のi番目の
フィルタ係数、Jは伝達関数フィルタC^のタップ数で
ある。 6. The active vibration control device according to claim 5, further comprising correction coefficient updating means for updating the correction coefficient a 3 based on the following equation. a 3 (n + 1) = ν 3 × a 3 (n) −μ 3 × e (n) ×
t 3 where ν 3 is the divergence suppression coefficient, μ 3 is the convergence coefficient, e is the residual vibration signal, and the terms with (n) and (n + 1) are the values at discrete times n and n + 1, respectively. ing. Further, t 3 is a value obtained by a convolution operation defined by the following equation, and C ^ i is a transfer obtained by modeling the transfer function C between the control vibration source and the residual vibration detecting means in the form of a finite impulse response function. The i-th filter coefficient of the function filter C ^, and J are the number of taps of the transfer function filter C ^.
御振動を発生可能な制御振動源と、前記振動源の振動発
生状態を検出し基準信号として出力する基準信号生成手
段と、前記干渉した後の残留振動を検出し残留振動信号
として出力する残留振動検出手段と、前記基準信号をフ
ィルタ処理して前記制御振動源を駆動する駆動信号を生
成するフィルタ係数可変の適応ディジタルフィルタと、
前記基準信号及び前記残留振動信号に基づいて前記干渉
後の振動が低減するように前記適応ディジタルフィルタ
のフィルタ係数を更新する適応処理手段と、を備えた能
動型振動制御装置において、 前記制御振動源に供給される前の駆動信号を下記式に基
づいて補正する駆動信号補正手段を設けたことを特徴と
する能動型振動制御装置。 y' =y+a2 ×y2 +a3 ×y3 ただし、y' は補正された後の駆動信号、yは補正され
る前の駆動信号、a2,a3 は補正係数である。7. A control vibration source capable of generating a control vibration that interferes with a vibration emitted from a vibration source, a reference signal generating means for detecting a vibration generation state of the vibration source and outputting it as a reference signal, the interference. A residual vibration detecting means for detecting a residual vibration afterwards and outputting it as a residual vibration signal; an adaptive digital filter having a variable filter coefficient for filtering the reference signal to generate a drive signal for driving the controlled vibration source;
An active vibration control device comprising: adaptive processing means for updating the filter coefficient of the adaptive digital filter so as to reduce the vibration after the interference based on the reference signal and the residual vibration signal. An active vibration control device comprising drive signal correction means for correcting a drive signal before being supplied to the drive circuit according to the following equation. y '= y + a 2 × y 2 + a 3 × y 3 , however, y' is the driving signal corrected, the drive signal before y is being corrected, a 2, a 3 is the correction factor.
更新する補正係数更新手段を設けた請求項7記載の能動
型振動制御装置。 a2 (n+1)=ν2 ×a2 (n)−μ2 ×e(n)×
t2 a3 (n+1)=ν3 ×a3 (n)−μ3 ×e(n)×
t3 ただし、ν2 ,ν3 は発散抑制係数、μ2 ,μ3 は収束
係数、eは残留振動信号であって、(n),(n+1)
が付く項はそれぞれ離散時刻n,n+1における値であ
ることを表している。また、t2 ,t3 は次式で定義さ
れる畳み込み演算により求められる値であって、C^i
は制御振動源及び残留振動検出手段間の伝達関数Cを有
限インパルス応答関数の形でモデル化した伝達関数フィ
ルタC^のi番目のフィルタ係数、Jは伝達関数フィル
タC^のタップ数である。 8. The active vibration control device according to claim 7, further comprising correction coefficient updating means for updating the correction coefficients a 2 and a 3 based on the following equation. a 2 (n + 1) = ν 2 × a 2 (n) −μ 2 × e (n) ×
t 2 a 3 (n + 1) = ν 3 × a 3 (n) −μ 3 × e (n) ×
t 3 where ν 2 and ν 3 are divergence suppression coefficients, μ 2 and μ 3 are convergence coefficients, and e is a residual vibration signal, and (n) and (n + 1)
The terms with a mark represent values at discrete times n and n + 1, respectively. Further, t 2 and t 3 are values obtained by the convolution operation defined by the following equation, and C ^ i
Is the i-th filter coefficient of the transfer function filter C ^ obtained by modeling the transfer function C between the controlled vibration source and the residual vibration detecting means in the form of a finite impulse response function, and J is the number of taps of the transfer function filter C ^.
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EP4310831A1 (en) * | 2022-07-19 | 2024-01-24 | recalm GmbH | Noise reduction system having a nonlinearity filter unit, method of operating the system and use of the same |
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DE102022118015A1 (en) * | 2022-07-19 | 2024-01-25 | recalm GmbH | Noise reduction system with a non-linear filter unit, method of operating the system and use thereof |
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