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JP3273051B2 - Active noise control device and adaptive noise control method - Google Patents

Active noise control device and adaptive noise control method

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Publication number
JP3273051B2
JP3273051B2 JP27024191A JP27024191A JP3273051B2 JP 3273051 B2 JP3273051 B2 JP 3273051B2 JP 27024191 A JP27024191 A JP 27024191A JP 27024191 A JP27024191 A JP 27024191A JP 3273051 B2 JP3273051 B2 JP 3273051B2
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JP
Japan
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noise
coefficient
reference signal
filter
control
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博之 斎藤
聡 長谷川
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Nissan Motor Co Ltd
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Hitachi Ltd
Nissan Motor Co Ltd
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  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、騒音とそれとは反位相
の制御音とを相互に干渉させて、音響空間内における騒
音を低減させる能動型騒音制御装置に関し、特に、自動
車等の車両内における騒音、例えばエンジン騒音である
「こもり音」等を低減させるに適した能動型騒音制御装
置の改良及びそこで実行される適応的騒音制御方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active noise control device for reducing noise in an acoustic space by causing noise and a control sound having the opposite phase to interfere with each other. The present invention relates to an improvement of an active noise control device suitable for reducing noise in the vehicle, for example, "muffled noise" which is an engine noise, and an adaptive noise control method executed there.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、騒音源から音響空間内に伝達さ
れる騒音を低減する方法としては、その騒音と位相の反
転する制御音を音響空間内で発生し、もって、相互に干
渉させて騒音を低減する方法が、既に知られ、あるい
は、採用されてている。
2. Description of the Related Art In general, as a method of reducing noise transmitted from a noise source into an acoustic space, a control sound having a phase inverted from that of the noise is generated in the acoustic space, and the noise is caused to interfere with each other. Are already known or adopted.

【0003】その例として、例えば論文「マルチプルエ
ラー エル エム エス アルゴリズムと、その音及び
振動の能動的制御への応用 ( A Multiple Error LMSAlg
olithm and Its Application to Active Control of So
und and Vibration)」(アイトリプルイー トランス
オン アコースティック、スピーチ アンドシグナルプ
ロセッシング、ASSP−35巻、第10号、1987
年 (IEEE TRANS. ON ACOUSTICS, SPEECH, AND SIGNAL P
ROCESSING, VOL.ASSP-35, NO.10,October 1987))、又
は、特表平1−501344号公報(英国特許出願86
24053号)等には、音響空間としての乗用車内にお
けるエンジン騒音をエルエム エス(LMS)アルゴリ
ズムを利用して低減する能動型振動制御装置及び方法が
紹介されている。
[0003] As an example, for example, see the paper "Multiple Error LMS Algorithm and Its Application to Active Control of Sound and Vibration (A Multiple Error LMSAlg
olithm and Its Application to Active Control of So
und and Vibration) "
On Acoustic, Speech and Signal Processing, ASSP-35, No. 10, 1987
(IEEE TRANS.ON ACOUSTICS, SPEECH, AND SIGNAL P
ROCESSING, VOL.ASSP-35, NO.10, October 1987)) or JP-A-1-501344 (UK Patent Application 86
No. 24053) introduces an active vibration control device and method for reducing engine noise in a passenger car as an acoustic space using an LMS (LMS) algorithm.

【0004】これらの従来技術における能動型騒音制御
においては、一般に、点火信号などを基に、制御すべき
対象である音波と同一の周波数特性を有する参照信号を
発生する。一方、1個または複数個の騒音検知手段(具
体的には、例えばマイク等)により、音響空間である車
室内での騒音を検知し、前記騒音検知手段で検知される
騒音を打ち消すべく、前記参照信号の振幅と位相をディ
ジタル能動フィルタで制御し、その出力信号によって付
加音発生手段(具体的には、スピーカ等)から制御音を
発生する。これにより、前記付加音発生手段からの制御
音は騒音源から伝達される騒音と相互に干渉し、車室内
での騒音を減少せしめるものである。そして、上述の論
文等には、前記車室内騒音の特性や挙動の詳細な分析
や、前記基準信号の振幅及び位相を制御する方法とし
て、マイクロプロセッサを利用した種々の応用例や制御
アルゴリズムが紹介されている(特に、第1430頁、
右欄のV.アルゴリズムの変更 ( V. MODIFICATION OF
THE ALGORITHM ) を参照)。
In the conventional active noise control, a reference signal having the same frequency characteristic as a sound wave to be controlled is generally generated based on an ignition signal or the like. On the other hand, one or a plurality of noise detection means (specifically, for example, a microphone or the like) detects noise in a vehicle interior which is an acoustic space, and cancels the noise detected by the noise detection means. The amplitude and phase of the reference signal are controlled by a digital active filter, and a control sound is generated from an additional sound generation means (specifically, a speaker or the like) based on the output signal. As a result, the control sound from the additional sound generating means interferes with the noise transmitted from the noise source, thereby reducing the noise in the vehicle interior. In the above-mentioned papers and the like, various applications and control algorithms using a microprocessor are introduced as a detailed analysis of the characteristics and behavior of the vehicle interior noise and a method of controlling the amplitude and phase of the reference signal. (In particular, page 1430,
V. in the right column. Algorithm change (V. MODIFICATION OF
THE ALGORITHM)).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の従来
技術になる能動型騒音制御装置では、前記騒音検知手段
や付加音発生手段の特性、及び、消音制御を行う音響空
間である車室内の音響伝搬特性等が、経年変化や使用状
況などにより、初期値もしくは設計値と異なってしまっ
た場合、所望の消音特性が得られないばかりか、むし
ろ、騒音と同位相の音波を発生してしまい、制御が発散
状態に陥る可能性がある。このような場合は、使用者あ
るいは乗員に不快感を与えないように制御を停止する必
要がある。
In the above-mentioned active noise control apparatus according to the prior art, the characteristics of the noise detection means and the additional sound generation means, and the sound in the vehicle interior, which is an acoustic space for performing silencing control, are provided. If the propagation characteristics, etc., differ from the initial value or the design value due to aging or usage conditions, not only the desired noise reduction characteristics cannot be obtained, but rather, sound waves having the same phase as the noise will be generated, Control may fall into a divergent state. In such a case, it is necessary to stop the control so that the user or the occupant does not feel uncomfortable.

【0006】また、場合によっては、使用者あるいは乗
員が制御の効果を実感するため、制御オン/オフスイッ
チを設けた場合、同様に、制御を停止することがある。
しかしながら、制御を停止するということは、すなわ
ち、付加出力音を急激にオフすることであり、往々にし
てポップ音と呼ばれる短い耳障りなパルス性のノイズを
発生し、使用者あるいは乗員の気分を害する等の問題点
があった。
[0006] In some cases, if a control on / off switch is provided so that a user or an occupant feels the effect of the control, the control may be stopped similarly.
However, stopping the control means that the additional output sound is suddenly turned off, which often generates a short, unpleasant, pulse-like noise called a pop sound, which is harmful to the user or the occupant. And so on.

【0007】そこで、本発明は、上述のような従来技術
における問題点に着目してなされたものであり、具体的
には、前記の制御停止時のポップ音の発生をなくし、さ
らには、余分な電子回路等ハードウエアを一切追加せず
に実現可能な能動型騒音制御装置及び方法を提供するこ
とをその目的とするものである。
Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the prior art. Specifically, the present invention eliminates the generation of pop noise when the control is stopped, and furthermore, It is an object of the present invention to provide an active noise control device and method which can be realized without adding any hardware such as an electronic circuit.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、所定音響空間
内で騒音源から伝達される騒音を低減するために、前記
騒音と相関のある基準信号を作成する基準信号作成手段
と、前記音響空間内での騒音を検知する騒音検知手段
と、前記基準信号と騒音検知手段の検知出力値とを取り
込み、前記騒音と音響的に干渉させるべく、基準信号の
振幅と位相とを制御する制御手段と、この振幅と位相と
の制御を受けた基準信号を取り込み騒音低減用付加音を
発生する付加音発生手段とを備え、前記制御手段は、フ
ィルタ係数を適応的に更新させて前記基準信号の振幅と
位相を変化させる適応形ディジタルフィルタ手段を含
み、第1の寄与率係数を持たせた検知手段の検知出力値
と第2の寄与率係数を持たせたフィルタ手段の出力値と
で構成された評価関数を最小にするように、フィルタ手
段のフィルタ係数を適応的に更新させる係数更新アルゴ
リズムを実行する能動型騒音制御装置であって、上記フ
ィルタ係数は、直前のフィルタ係数に対する更新分とし
て、上記第1の寄与率係数を持たせた検出出力値と音響
伝播特性でフィルタリングされた基準信号の値とが乗算
された第1の項と、上記第2の寄与率係数を持たせた出
力値と基準信号とが乗算された第2の項と、を持つもの
とし、前記制御手段は、制御オフ時に、第1の寄与率係
数を零に設定し、第2の寄与率係数を制御オン時である
通常の制御時よりも大きく設定し、この設定した状態で
前記評価関数を最小にするように係数更新アルゴリズム
を実行することを特徴とする能動型騒音制御装置を開示
する。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to reduce noise transmitted from a noise source in a predetermined acoustic space, the present invention provides a reference signal generating means for generating a reference signal correlated with the noise, Noise detection means for detecting noise in a space; and control means for taking in the reference signal and the detection output value of the noise detection means and controlling the amplitude and phase of the reference signal so as to acoustically interfere with the noise. And an additional sound generating means for taking in the reference signal controlled by the amplitude and the phase and generating an additional sound for noise reduction, wherein the control means adaptively updates a filter coefficient, and Including adaptive digital filter means for changing the amplitude and phase, the output means comprises a detection output value of the detection means having a first contribution coefficient and an output value of the filter means having a second contribution coefficient. Evaluation function An active noise control apparatus for executing a coefficient update algorithm for adaptively updating a filter coefficient of a filter means so as to minimize the filter coefficient, wherein the filter coefficient is an update of the immediately preceding filter coefficient. A first term multiplied by a detected output value having a contribution coefficient and a value of a reference signal filtered by sound propagation characteristics; and an output value and a reference signal having the second contribution coefficient. The control means sets the first contribution coefficient to zero when the control is off, and sets the second contribution coefficient to a normal term when the control is on when the control is off. An active noise control device is disclosed, wherein the active noise control device is set larger than that at the time of control, and executes a coefficient update algorithm so as to minimize the evaluation function in the set state.

【0009】更に本発明は、騒音源からの騒音に相関し
た基準信号を検出し、この基準信号に基づいて騒音低減
用付加音を所定音響空間内で発生し、この付加音と伝達
される騒音を前記音響空間内で音響的に干渉させて騒音
を低減する騒音制御方法であり、さらに、前記音響空間
内で騒音を検出し、第1の寄与率係数を持たせた騒音検
出値に対して、第2の寄与率係数を持たせた前記基準信
号の振幅と位相を変化させるディジタルフィルタの出力
値とで構成された評価関数を最小にするように、フィル
タ係数を適応的に更新させる係数更新アルゴリズムを実
行する適応的騒音制御方法において、上記フィルタ係数
は、直前のフィルタ係数に対する更新分として、上記第
1の寄与率係数を持たせた検出出力値と音響伝播特性で
フィルタリングされた基準信号の値とが乗算された第1
の項と、上記第2の寄与率係数を持たせた出力値と基準
信号とが乗算された第2の項と、を持つものとし、制御
オフ時には、第1の寄与率係数を零に設定し、第2の寄
与率係数を制御オン時である通常の制御時よりも大きく
設定し、この設定状態のもとで前記評価関数を最小にす
るように係数更新アルゴリズムを実行することを特徴と
する適応的騒音制御方法を開示する。
Further, according to the present invention, a reference signal correlated with noise from a noise source is detected, and an additional sound for noise reduction is generated in a predetermined acoustic space based on the reference signal. Is a noise control method for reducing noise by acoustically interfering in the acoustic space, further detecting the noise in the acoustic space, a noise detection value having a first contribution coefficient A coefficient update for adaptively updating a filter coefficient so as to minimize an evaluation function constituted by an output value of a digital filter for changing an amplitude and a phase of the reference signal having a second contribution coefficient. In the adaptive noise control method for executing an algorithm, the filter coefficient is filtered by a detection output value having the first contribution coefficient and a sound propagation characteristic as an update to the immediately preceding filter coefficient. First the value of the reference signal is multiplied by
And a second term obtained by multiplying the output value having the second contribution coefficient and the reference signal, and when the control is off, the first contribution coefficient is set to zero. The second contribution coefficient is set to be larger than that at the time of normal control when the control is on, and a coefficient updating algorithm is executed under the setting state so as to minimize the evaluation function. An adaptive noise control method is disclosed.

【0010】[0010]

【作用】本発明によれば、制御オフ時には、評価関数の
うちの基準信号の振幅と位相を変化させるフィルタの出
力値のみを寄与させると共に、その寄与率係数を通常の
制御時よりも大きくして前記評価関数を最小にするよう
に係数更新アルゴリズムを実行する。
According to the present invention, when the control is turned off, only the output value of the filter for changing the amplitude and phase of the reference signal of the evaluation function is made to contribute, and the contribution coefficient is made larger than that in the normal control. A coefficient update algorithm so as to minimize the evaluation function.

【0011】より具体的には、本発明の一実施例になる
評価関数Jを最小にするような制御アルゴリズム、フィ
ルタードX−LMSアルゴリズムによれば、基準信号の
振幅と位相を制御するための出力用適応ディジタルフィ
ルタの出力ym(n)は、以下の式[数1]のように表わさ
れる。
More specifically, according to a control algorithm and a filtered X-LMS algorithm for minimizing the evaluation function J according to an embodiment of the present invention, the control algorithm for controlling the amplitude and phase of the reference signal is used. The output ym (n) of the output adaptive digital filter is represented by the following equation [Equation 1].

【数1】 なお、ここで、前記出力用適応ディジタルフィルタの係
数Wmi(i;フィルタの次数)を適応的に更新するが、
その更新方法は以下の式[数2]による。
(Equation 1) Here, the coefficient Wmi (i; filter order) of the output adaptive digital filter is adaptively updated.
The updating method is based on the following equation [Equation 2].

【数2】 ここに、 α ;最急降下法の収束係数 n ;離散化時刻(サンプリング時刻) Wmi(n) ;m番目の出力用ディジタルフィルタのi番目
のタップの係数の時刻nに於ける値 x(n) ;時刻nに於ける基準信号 Rlm(n) ;音響伝達特性でフィルタリングされた基準信
号x(n)の時刻nに於ける値 である。
(Equation 2) Where: α; convergence coefficient of the steepest descent method n; discretization time (sampling time) Wmi (n); value of the coefficient of the i-th tap of the m-th output digital filter at time n x (n) The reference signal Rlm (n) at time n; the value at time n of the reference signal x (n) filtered by the acoustic transfer characteristics.

【0012】制御を停止する時は、上記の式〔数2〕に
対し、全てのl、mに関して、重み係数である寄与率係
数をpl=0、qm=(所定値)として通常制御と同じよ
うに出力用適応ディジタルフィルタの更新を行う。すな
わち、上記の式〔数2〕において、フィルタの係数Wmi
の更新量すなわち変化分を計算しているため、上記のよ
うに重み係数を設定すると、上記の式〔数2〕は以下の
式〔数3〕のようになる。
When the control is stopped, the contribution ratio coefficients pl = 0 and qm = (predetermined values) for all l and m are set to the same values as those in the normal control with respect to the above equation [Equation 2]. The output adaptive digital filter is updated as described above. That is, in the above equation (Equation 2), the filter coefficient Wmi
Since the update amount, that is, the change, is calculated, the weighting coefficient is set as described above, and the above equation (Equation 2) becomes the following equation (Equation 3).

【数3】 この式〔数3〕に基づいて繰り返し計算を行い、フィル
タ係数を更新してゆくと、出力ym(n)が指数関数的に減
少し、もって、緩慢な出力の変化を、余分な電子回路等
ハードウエアを一切追加せずに、簡単に得ることが出来
る。このようにして、出力のポップ音の発生を抑制する
ことが可能になる。
(Equation 3) When the filter coefficients are updated by repeatedly calculating based on this equation [Equation 3], the output ym (n) decreases exponentially, and thus a gradual change in the output is reduced by an extra electronic circuit or the like. It can be easily obtained without any additional hardware. In this way, it is possible to suppress the generation of the output pop sound.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明の一実施例の詳細について、添
付の図面を参照しながら説明する。先ず、図2には、本
発明を適用した能動型騒音制御システムの構成が示され
ている。この実施例は、本発明を自動車、特に、乗用車
に適用した一例であり、音響空間である車室内にはエン
ジンの回転に伴う振動騒音が伝達され、いわゆる「こも
り音」騒音となる。そして、この能動型騒音制御システ
ムは、この「こもり音」騒音を低減するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. First, FIG. 2 shows a configuration of an active noise control system to which the present invention is applied. This embodiment is an example in which the present invention is applied to an automobile, particularly a passenger car. Vibration noise accompanying rotation of an engine is transmitted to a vehicle interior, which is an acoustic space, resulting in so-called "muffled noise" noise. And this active noise control system reduces this "muffled sound" noise.

【0014】図2において、騒音検知手段として、例え
ば、複数個(本実施例ではL個)のマイクロフォン2、
2が、音響空間である車室内に、より具体的には車室内
ルーフに取り付けられている。これらマイクロフォン
2、2の出力は、それぞれ、例えばアンチエリアシング
フィルタ等のローパスフィルタ3、3を通して高周波成
分が濾波される。これらの高周波成分が濾波された信号
は、複数個のA/Dコンバータ4に入力され、そこでデ
ジタル値に変換され、残留騒音データelとして出力さ
れている。
In FIG. 2, as the noise detecting means, for example, a plurality of (in this embodiment, L) microphones 2,
2 is mounted in a vehicle interior, which is an acoustic space, more specifically, on a vehicle interior roof. The outputs of the microphones 2 and 2 are respectively filtered for high-frequency components through low-pass filters 3 and 3 such as an anti-aliasing filter. The signals from which these high frequency components have been filtered are input to a plurality of A / D converters 4, where they are converted into digital values and output as residual noise data el.

【0015】また、騒音制御を行うためには、騒音源か
らの騒音に相関した騒音相関信号、いわゆる、基準信号
が必要である。この基準信号としては、例えば自動車の
車室内の「こもり音」の制御を行う場合には、エンジン
の回転振動、すなわち、エンジン回転信号、または、点
火信号の整数倍の周波数の正弦波信号とすれば良い。本
実施例では、エンジンから点火信号(より具体的には、
例えばエンジン制御装置等から発生される高電圧点火信
号)の発生タイミングを端子21から取り込み、整形回
路22でプロセッサが処理し易いように整形している。
Further, in order to perform noise control, a noise correlation signal correlated with noise from a noise source, that is, a so-called reference signal is required. For example, in the case of controlling the “muffled sound” in the cabin of an automobile, the reference signal may be a rotational vibration of the engine, that is, an engine rotation signal or a sine wave signal having a frequency that is an integral multiple of the ignition signal. Good. In this embodiment, the ignition signal (more specifically,
For example, the generation timing of a high-voltage ignition signal generated from an engine control device or the like is taken in from a terminal 21 and shaped by a shaping circuit 22 so that the processor can easily process the signal.

【0016】一方、騒音の制御を行う制御装置は、例え
ばマイクロプロセッサ5から構成されており、その内部
には機能制御ブロックとしては、適応フィルタ51が含
まれている。この適応フィルタ51は、いわゆる出力用
適応ディジタルフィルタである。また、マイクロプロセ
ッサ5は上述の入力信号を取り込んで、いわゆる、能動
騒音制御を行うが、そのアルゴリズム(制御フロー)と
しては、例えばフィルタードX−LMSアルゴリズムが
一般的である。
On the other hand, the control device for controlling the noise is constituted by, for example, a microprocessor 5, in which an adaptive filter 51 is included as a function control block. The adaptive filter 51 is a so-called output adaptive digital filter. The microprocessor 5 performs the so-called active noise control by taking in the above-mentioned input signal. As an algorithm (control flow), for example, a filtered X-LMS algorithm is generally used.

【0017】上述のマイクロプロセッサ5の適応フィル
タ51で計算された出力は、次いで、複数個のD/Aコ
ンバータ6に送られ、アナログ量に変換される。これら
のアナログ信号は、それぞれ、出力用スムージングフィ
ルタ7、7を通って滑らかにされた後、さらに、複数個
の増幅器8、8によって増幅され、それぞれの付加音出
力手段である複数個(本実施例では、M個)のスピーカ
9、9から付加音として出力され、車室内でエンジン騒
音と音響的に干渉することによって制御、すなわち低減
を行う。
The output calculated by the adaptive filter 51 of the microprocessor 5 is then sent to a plurality of D / A converters 6 and converted into analog quantities. These analog signals are respectively smoothed through output smoothing filters 7 and 7 and then amplified by a plurality of amplifiers 8 and 8, respectively. In the example, the additional sound is output from M speakers 9, 9, and is controlled, that is, reduced by acoustically interfering with the engine noise in the vehicle interior.

【0018】本発明の能動型騒音制御システムでは、さ
らに、制御のオン/オフの切り換えを行うためのスイッ
チ23が設けられており、これにより、使用者あるいは
乗員が騒音制御を任意に切り換え、その効果を体感した
り、必要に応じて選択出来るようになっている。
The active noise control system of the present invention is further provided with a switch 23 for switching on / off the control, whereby a user or an occupant can arbitrarily switch the noise control. You can experience the effects and select them as needed.

【0019】図1には、本発明の一実施例になる制御フ
ローが示されており、この図において、ステップ101
では、出力用適応ディジタルフィルター51(以下、W
フィルタ)の出力を計算する。この出力がマイクロプロ
セッサ5の出力となるわけである。そして、このWフィ
ルタの出力ym(n)は、以下の式〔数4〕で表される。
FIG. 1 shows a control flow according to an embodiment of the present invention.
Then, the output adaptive digital filter 51 (hereinafter, W
Filter) output. This output is the output of the microprocessor 5. The output ym (n) of the W filter is represented by the following equation (Equation 4).

【数4】 ここに、 Wmi(n) ;m番目のフィルタWに関し、i番目のタッ
プ係数の時刻nにおける値 x(n) ;時刻nにおける基準信号 である。消音制御を行う系に関し、検出出力値elをフ
ィルタ出力値ymが減殺するように構成された以下に表
される〔数5〕の所定の評価関数Jを考える。
(Equation 4) Here, Wmi (n); the value x (n) of the i-th tap coefficient at time n for the m-th filter W; the reference signal at time n. Regarding a system for performing silencing control, consider a predetermined evaluation function J of the following [Equation 5] configured so that the filter output value ym reduces the detection output value el.

【数5】 ここに、 E{} ;期待値 el ;l番目の騒音検知手段で検知された残留騒音 ym ;m番目のWフィルタの出力 pl、qm;各値の重み係数である第1、第2の寄与率係
数 である。
(Equation 5) Here, E {}; expected value el; residual noise detected by the l-th noise detection means ym; output of the m-th W filter pl, qm; first and second contributions which are weighting factors of respective values. Is the rate coefficient.

【0020】そして、音響空間内における騒音を低減す
る場合、この評価関数Jを最小にするよう、いわゆる最
急降下法を用い、上述の基準信号の振幅と位相の制御に
用いられるWフィルタ51の係数Wmi(i;フィルタの
次数)を適応的に更新する。更新方法は、以下の式〔数
6〕に示す、係数更新アルゴリズムであるフィルタード
X−LMSアルゴリズムによる。
To reduce the noise in the acoustic space, the so-called steepest descent method is used to minimize the evaluation function J, and the coefficient of the W filter 51 used for controlling the amplitude and phase of the reference signal is used. Wmi (i; filter order) is adaptively updated. The updating method is based on a filtered X-LMS algorithm, which is a coefficient updating algorithm, shown in the following equation [Equation 6].

【数6】 ここに、 α ;最急降下法の収束係数 n ;離散化時刻(サンプリング時刻) Wmi(n) ;m番目のWフィルタに関し、i番目のタッ
プ係数の時刻nにおける値 x(n) ;時刻nにおける基準信号 Rlm(n) ;音響伝搬特性でフィルタリングされた基準
信号x(n)の時刻nにおける値 である。
(Equation 6) Here, α: convergence coefficient n of the steepest descent method; discretization time (sampling time) Wmi (n); for the m-th W filter, the value of the i-th tap coefficient at time n x (n); Reference signal Rlm (n): value at time n of reference signal x (n) filtered by sound propagation characteristics.

【0021】ところで、本発明によれば、例えば制御の
発散状態(例えば、騒音検知手段であるマイクロフォン
や付加音発生手段であるスピーカの特性、さらには、音
響空間である車室内の音響伝搬特性等が、経年変化や使
用状況などにより、初期値もしくは設計値とは異なって
しまった場合、所望の消音特性が得られないばかりか、
むしろ、騒音と同位相の音波を発生してしまう状態)が
検出された場合、あるいは、上記の切り換え用スイッチ
23がオフになっていると判断された場合等、ステップ
102では、出力停止の判断が行われる。その結果、出
力停止が必要と判断された場合には、フローはステップ
103に進む。そうでない場合(すなわち、出力停止が
不必要と判断された場合)にはステップ104に進み、
前述のWフィルタの更新を行う。
According to the present invention, for example, the divergence state of control (for example, the characteristics of a microphone as noise detection means and the characteristics of a speaker as additional sound generation means, and the sound propagation characteristics in a vehicle interior as an acoustic space, etc.) However, if it differs from the initial value or the design value due to aging, usage conditions, etc., not only will the desired silencing characteristics not be obtained,
Rather, when a sound wave having the same phase as the noise is generated, or when it is determined that the switch 23 has been turned off, the output stop is determined in step 102. Is performed. As a result, if it is determined that output stop is necessary, the flow proceeds to step 103. Otherwise (ie, when it is determined that the output stop is unnecessary), the process proceeds to step 104,
The aforementioned W filter is updated.

【0022】一方、ステップ103では、出力を停止す
るために、上記の式〔数6〕に対し、全てのl、mに関
し、寄与率係数pl=0、qm=所定値(通常の制御に比
して大きな値となる)にセットする。これらのように寄
与率係数を設定すると、上記の式〔数6〕は以下の〔数
7〕のようになる。
On the other hand, in step 103, in order to stop the output, the contribution coefficient pl = 0, qm = predetermined value (compared to the normal control) for all l and m with respect to the above equation [Equation 6]. To a larger value). When the contribution coefficient is set as described above, the above equation [Equation 6] is changed to the following [Equation 7].

【数7】 (Equation 7)

【0023】ここで、上述の式〔数7〕はフィルタWの
変化量を示しており、また、上述の式〔数4〕からも明
らかなように、出力ym(n)はWmi(n)に比例しているた
め、上述の式〔数7〕は以下の式〔数8〕
Here, the above equation [Equation 7] indicates the amount of change of the filter W. As is clear from the above equation [Equation 4], the output ym (n) is Wmi (n). Since the above equation [Equation 7] is proportional to the following equation [Equation 8]

【数8】 の形の類似と考えられる。これは指数的に減少する関数
を示しており、上述の式〔数7〕に基づいて繰り返し計
算を行ってフィルタ係数を更新してゆくと、出力ym(n)
が指数関数的に減少し、緩慢な出力の変化を簡単に得る
ことができることがわかる。すなわち、こうして、簡単
なソフトウェアの変更だけで、制御のオフ時に発生する
ポップ音の発生を抑制することが可能になる。
(Equation 8) Is considered to be similar in shape. This indicates a function that decreases exponentially. When the filter coefficient is updated by repeatedly calculating based on the above equation (Equation 7), the output ym (n)
Decreases exponentially, and a slow output change can be easily obtained. That is, in this way, it is possible to suppress the generation of the pop sound generated when the control is turned off only by a simple software change.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明によれば、出力用適応デジタルフ
ィルタの係数とその更新をある一定の規則に基づいて変
化させることにより、余分な電子回路等ハードウエアを
一切追加せずに、簡単に、騒音制御停止時に発生する使
用者等に耳障りなポップ音の発生を回避することが出来
る。
According to the present invention, by changing the coefficients of the adaptive digital filter for output and the updating thereof based on a certain rule, it is easy to add hardware such as extra electronic circuits without adding any hardware. In addition, it is possible to avoid pop noise that is unpleasant for a user or the like that occurs when noise control is stopped.

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

【図1】本発明の一実施例である自動車に適用した能動
型騒音制御装置における制御フローを示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a control flow in an active noise control device applied to an automobile according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例である自動車に適用した能動
型騒音制御装置のシステム構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a system configuration of an active noise control device applied to an automobile according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 マイクロフォン 22 波形整形回路 23 オン/オフ用スイッチ 3 ローパスフィルタ 4 A/Dコンバータ 5 マイクロプロセッサ 51 出力用適応ディジタルフィルタ 6 D/Aコンバータ 7 スムージングフィルタ 8 増幅器 9 付加音出力手段 Reference Signs List 2 microphone 22 waveform shaping circuit 23 on / off switch 3 low-pass filter 4 A / D converter 5 microprocessor 51 adaptive digital filter for output 6 D / A converter 7 smoothing filter 8 amplifier 9 additional sound output means

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−61487(JP,A) 特開 平5−61483(JP,A) 特開 平3−266516(JP,A) 特開 平3−178846(JP,A) 特開 平3−25295(JP,A) 特開 平2−285799(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G10K 11/178 B60R 11/02 F01N 1/00 F01N 1/06 H03H 17/02 601 H03H 21/00 Continuation of the front page (56) References JP-A-5-61487 (JP, A) JP-A-5-61483 (JP, A) JP-A-3-266516 (JP, A) JP-A-3-178846 (JP) JP-A-3-25295 (JP, A) JP-A-2-285799 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G10K 11/178 B60R 11/02 F01N 1/00 F01N 1/06 H03H 17/02 601 H03H 21/00

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 所定音響空間内で騒音源から伝達される
騒音を低減するために、前記騒音と相関のある基準信号
を作成する基準信号作成手段と、前記音響空間内での騒
音を検知する騒音検知手段と、前記基準信号と騒音検知
手段の検知出力値とを取り込み、前記騒音と音響的に干
渉させるべく、基準信号の振幅と位相とを制御する制御
手段と、この振幅と位相との制御を受けた基準信号を取
り込み騒音低減用付加音を発生する付加音発生手段とを
備え、前記制御手段は、フィルタ係数を適応的に更新さ
せて前記基準信号の振幅と位相を変化させる適応形ディ
ジタルフィルタ手段を含み、第1の寄与率係数を持たせ
た検知手段の検知出力値と第2の寄与率係数を持たせた
フィルタ手段の出力値とで構成された評価関数を最小に
するように、フィルタ手段のフィルタ係数を適応的に更
新させる係数更新アルゴリズムを実行する能動型騒音制
御装置であって、上記フィルタ係数は、直前のフィルタ
係数に対する更新分として、上記第1の寄与率係数を持
たせた検出出力値と音響伝播特性でフィルタリングされ
た基準信号の値とが乗算された第1の項と、上記第2の
寄与率係数を持たせた出力値と基準信号とが乗算された
第2の項と、を持つものとし、前記制御手段は、制御オ
フ時に、第1の寄与率係数を零に設定し、第2の寄与率
係数を制御オン時である通常の制御時よりも大きく設定
し、この設定した状態で前記評価関数を最小にするよう
に係数更新アルゴリズムを実行することを特徴とする能
動型騒音制御装置。
1. A reference signal generating means for generating a reference signal having a correlation with the noise in order to reduce noise transmitted from a noise source in a predetermined acoustic space, and detecting noise in the acoustic space. Noise detection means, control means for taking in the reference signal and the detection output value of the noise detection means, and controlling the amplitude and phase of the reference signal so as to acoustically interfere with the noise; An additional sound generating means for receiving a controlled reference signal and generating an additional sound for noise reduction, wherein the control means adaptively updates a filter coefficient to change an amplitude and a phase of the reference signal. An evaluation function including digital filter means and comprising an output value of a detection means having a first contribution coefficient and an output value of a filter means having a second contribution coefficient is minimized. To Phil An active noise control device for executing a coefficient updating algorithm for adaptively updating a filter coefficient of the filter means, wherein the filter coefficient has the first contribution coefficient as an update to the immediately preceding filter coefficient. The first term in which the detected output value is multiplied by the value of the reference signal filtered by the sound propagation characteristic, and the second term in which the output value having the second contribution coefficient is multiplied by the reference signal The control means sets the first contribution coefficient to zero when the control is off, and sets the second contribution coefficient larger than that in the normal control when the control is on. An active noise control device characterized by executing a coefficient updating algorithm so as to minimize the evaluation function in the set state.
【請求項2】 さらに、前記制御のオン/オフ状態を切
り替えるためのスイッチが前記音響空間内に設けられて
いることを特徴とする請求項1記載の能動型騒音制御装
置。
2. The active noise control device according to claim 1, wherein a switch for switching an on / off state of the control is provided in the acoustic space.
【請求項3】 前記制御手段は、マイクロプロセッサに
よって構成されていることを特徴とする請求項1記載の
能動型騒音制御装置。
3. The active noise control device according to claim 1, wherein said control means comprises a microprocessor.
【請求項4】 前記制御装置によって実行される評価関
数を最小にするような係数更新アルゴリズムは、フィル
タードX−LMSアルゴリズムであることを特徴とする
請求項1記載の能動型騒音制御装置。
4. The active noise control device according to claim 1, wherein the coefficient update algorithm that minimizes the evaluation function executed by the control device is a filtered X-LMS algorithm.
【請求項5】 前記付加音発生手段は1つ以上のスピー
カにより、そして、前記騒音検出手段は1つ以上のマイ
クロフォンから構成されていることを特徴とする請求項
1記載の能動型騒音制御装置。
5. The active noise control device according to claim 1, wherein said additional sound generating means comprises one or more speakers, and said noise detecting means comprises one or more microphones. .
【請求項6】 前記基準信号作成手段は、アンチエリア
シングフィルターを含んでいることを特徴とする請求項
1記載の能動型騒音制御装置。
6. The active noise control device according to claim 1, wherein said reference signal generating means includes an anti-aliasing filter.
【請求項7】 騒音源からの騒音に相関した基準信号を
検出し、この基準信号に基づいて騒音低減用付加音を所
定音響空間内で発生し、この付加音と伝達される騒音を
前記音響空間内で音響的に干渉させて騒音を低減する騒
音制御方法であり、さらに、前記音響空間内で騒音を検
出し、第1の寄与率係数を持たせたこの騒音検出値に対
して、第2の寄与率係数を持たせた前記基準信号の振幅
と位相を変化させるディジタルフィルタの出力値とで構
成された評価関数を最小にするように、フィルタ係数を
適応的に更新させる係数更新アルゴリズムを実行する適
応的騒音制御方法において、上記フィルタ係数は、直前
のフィルタ係数に対する更新分として、上記第1の寄与
率係数を持たせた検出値と音響伝播特性でフィルタリン
グされた基準信号の値とが乗算された第1の項と、上記
第2の寄与率係数を持たせた出力値と基準信号とが乗算
された第2の項と、を持つものとし、制御オフ時には、
第1の寄与率係数を零に設定し、第2の寄与率係数を制
御オン時である通常の制御時よりも大きく設定し、この
設定状態のもとで前記評価関数を最小にするように係数
更新アルゴリズムを実行することを特徴とする適応的騒
音制御方法。
7. A reference signal correlated with noise from a noise source is detected, and an additional sound for noise reduction is generated in a predetermined acoustic space based on the reference signal. A noise control method for reducing noise by acoustically interfering in a space, further detecting noise in the acoustic space, and applying a first contribution coefficient to the noise detection value. A coefficient updating algorithm for adaptively updating the filter coefficients so as to minimize the evaluation function formed by the output value of the digital filter for changing the amplitude and the phase of the reference signal having the contribution coefficient of 2. In the adaptive noise control method to be executed, the filter coefficient is, as an update to the immediately preceding filter coefficient, a detection value having the first contribution coefficient and a reference signal filtered by a sound propagation characteristic. And a second term obtained by multiplying an output value having the second contribution coefficient and a reference signal by a reference value.
The first contribution coefficient is set to zero, the second contribution coefficient is set to be larger than that in the normal control when the control is on, and the evaluation function is minimized under this setting state. An adaptive noise control method characterized by executing a coefficient updating algorithm.
【請求項8】 前記係数更新アルゴリズムは、フィルタ
ードX−LMSアルゴリズムであることを特徴とする請
求項7記載の適応的騒音制御方法。
8. The adaptive noise control method according to claim 7, wherein said coefficient updating algorithm is a filtered X-LMS algorithm.
【請求項9】 前記フィルタの出力値の変化は指数関数
的に変化させるようにしたことを特徴とする請求項7記
載の適応的騒音制御方法。
9. The adaptive noise control method according to claim 7, wherein a change in an output value of said filter is changed exponentially.
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