JP7346121B2 - Noise control device, noise control method and program - Google Patents
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Description
本開示は、騒音を低減する騒音制御装置、騒音制御方法及びプログラムに関する。 The present disclosure relates to a noise control device, a noise control method, and a program for reducing noise.
従来から、騒音と逆位相の制御音をスピーカで再生して騒音を打ち消す技術が知られている。また、特許文献1では、自動車の車内に設置したエラーマイクで集音される騒音が最小化するように、スピーカに再生させる制御音をエンジン音に基づいて制御することで、エンジンから車内に伝播する騒音を低減する技術が提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a technique for canceling noise by reproducing control sound having a phase opposite to that of the noise using a speaker. In addition, in
これらの従来技術を、航空機等の搭乗者が多数存在する空間に適用する場合、各搭乗者が存在する位置で騒音を低減する多点制御が必要になる。例えば、特許文献2では、車内における自動車の走行騒音(ロードノイズ)を低減するため、タイヤの近傍のサスペンション部に複数のセンサを設け、車内に設置した複数のエラーマイクの其々によって集音される音が最小化するように、複数のスピーカに再生させる制御音を前記複数のセンサによる検出音に基づいて制御する技術が提案されている。
When these conventional techniques are applied to a space such as an aircraft where many passengers are present, multi-point control is required to reduce noise at the position where each passenger is present. For example, in
しかし、例えば、運転者が他の搭乗者の要望に応じてカーオーディオの再生音を大きく変更したこと等によって、低減する対象ではない騒音(以降、対象外の騒音)が生じたとする。この場合、上記従来技術では、エラーマイクによって、低減する対象の騒音だけでなく、対象外の騒音も含んだ騒音が集音される。このため、対象外の騒音を含んだ騒音を最小化するように制御音が制御され、対象の騒音だけを精度良く低減することができなかった。 However, suppose, for example, noise that is not to be reduced (hereinafter referred to as non-targeted noise) occurs due to the driver significantly changing the playback sound of the car audio in response to a request from another passenger. In this case, in the conventional technique described above, the error microphone collects not only the noise to be reduced but also the noise that is not the target noise. For this reason, the control sound is controlled so as to minimize noise including non-target noise, and it is not possible to accurately reduce only the target noise.
本開示は、前記従来の課題を解決するものであり、対象外の騒音の影響を受けずに、制御点において、対象の騒音の低減効果が精度良く得られるようにすることができる騒音制御装置を提供することを目的とする。 The present disclosure solves the above conventional problems, and provides a noise control device that can accurately obtain a target noise reduction effect at a control point without being affected by non-target noise. The purpose is to provide
前記従来の課題を解決するために、本開示の一態様に係る騒音制御装置は、騒音源で生じた騒音を検出する騒音検出器と、前記騒音検出器が検出した騒音を示す騒音信号に所定の制御係数を用いて信号処理を行う制御フィルタと、前記制御フィルタの出力信号を制御音として再生するスピーカと、前記騒音源から伝搬した騒音と前記スピーカで再生された制御音との干渉が生じる制御点に設置され、前記干渉によって前記制御点に残留する残留騒音を検出するエラーマイクと、前記スピーカから前記エラーマイクまでの音の伝達特性を用いて前記騒音信号を信号処理する伝達特性補正フィルタと、前記エラーマイクが検出した残留騒音を示すエラー信号と前記伝達特性補正フィルタの出力信号とを用いて、前記エラー信号を最小化するように前記制御係数を更新する係数更新器と、前記スピーカから前記エラーマイクまでの音の伝達特性を用いて前記制御フィルタの出力信号を信号処理する補正フィルタと、前記エラー信号から前記補正フィルタの出力信号を差し引く減算器と、前記減算器の出力信号を、前記干渉による制御前の騒音を表す制御オフ信号とし、前記エラー信号を、前記干渉による制御後の騒音を表す制御オン信号として、前記制御オフ信号と前記制御オン信号との差分に基づき、前記制御点における騒音の低減効果を測定する効果測定部と、を備える。 In order to solve the conventional problems, a noise control device according to an aspect of the present disclosure includes a noise detector that detects noise generated by a noise source, and a noise signal that indicates the noise detected by the noise detector. a control filter that performs signal processing using a control coefficient; a speaker that reproduces the output signal of the control filter as a control sound; and interference occurs between the noise propagated from the noise source and the control sound reproduced by the speaker. an error microphone installed at a control point to detect residual noise remaining at the control point due to the interference; and a transfer characteristic correction filter that processes the noise signal using a sound transfer characteristic from the speaker to the error microphone. a coefficient updater that updates the control coefficient so as to minimize the error signal using an error signal indicating residual noise detected by the error microphone and an output signal of the transfer characteristic correction filter; a correction filter that processes the output signal of the control filter using sound transfer characteristics from to the error microphone; a subtracter that subtracts the output signal of the correction filter from the error signal; , the error signal is set as a control-off signal representing the noise before the control due to the interference, and the error signal is set as the control-on signal representing the noise after the control due to the interference, based on the difference between the control-off signal and the control-on signal. and an effect measurement unit that measures the noise reduction effect at the control point.
上記態様によれば、対象外の騒音の影響を受けずに、制御点において、対象の騒音の低減効果が精度良く得られるようにすることができる。 According to the above aspect, the effect of reducing target noise can be obtained with high accuracy at the control point without being affected by non-target noise.
(本開示の基礎となった知見)
従来から、騒音と逆位相の制御音をスピーカから再生して、騒音を打ち消す技術が知られている。当該技術は、ヘッドホンやインナーホン(以降、イヤホン)では既に実用化されている。当該ヘッドホンやイヤホンは、ノイズキャンセルヘッドホンとして一般的に知られている。ヘッドホンやイヤホンは、耳に直接装着するものである。このため、前記従来技術をヘッドホンやイヤホンに適用する場合、ヘッドホンやイヤホンで密閉された耳の内部の極めて小さい空間に伝播される騒音が制御されればよい。
(Findings that formed the basis of this disclosure)
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a technique for canceling noise by reproducing control sound having a phase opposite to that of the noise from a speaker. This technology has already been put to practical use in headphones and innerphones (hereinafter referred to as earphones). Such headphones or earphones are generally known as noise canceling headphones. Headphones and earphones are devices that are worn directly on the ears. Therefore, when applying the conventional technology to headphones or earphones, it is only necessary to control the noise propagated to an extremely small space inside the ear that is sealed by the headphones or earphones.
一方、自動車や航空機等の搭乗者が数人以上存在する空間に前記従来技術を適用するとする。この場合、各搭乗者が存在する位置で騒音を低減するように多点制御を行う必要があるため、制御が複雑となり、実用化は困難であった。特に、航空機のような多数の搭乗者が存在する大空間に前記従来技術を適用することは困難であった。 On the other hand, assume that the above-mentioned conventional technology is applied to a space where several or more passengers are present, such as in a car or an airplane. In this case, it is necessary to perform multi-point control to reduce noise at the position where each passenger is present, which makes the control complex and difficult to put into practical use. In particular, it has been difficult to apply the above-mentioned conventional technology to a large space such as an aircraft where many passengers are present.
しかし、近年では、自動車のエンジン音に特化した簡易な騒音制御が実用化されている。図14は、従来例に係る自動車100のエンジン音を低減するための騒音制御装置1000aの構成図である。例えば、図14に示すように、騒音制御装置1000aでは、自動車100のエンジン101が起動しているときに、タコパルス発生器110がエンジン回転数に同期したパルス信号を出力する。このパルス信号は、低域通過フィルタ(以降、LPF)111により、車内の騒音として問題となる所定の周波数と等しい周波数の余弦波に変換される。LPF111から出力された余弦波は、第1の移相器112と第2の移相器113に入力される。
However, in recent years, simple noise control specifically designed for automobile engine noise has been put into practical use. FIG. 14 is a configuration diagram of a
第1の移相器112は、第2の移相器113に対して位相特性がπ/2(rad)進むように設定されている。したがって、第1の移相器112の出力信号は、騒音の周波数と等しい周波数の余弦波信号(以降、参照余弦波信号)となる。一方、第2の移相器113の出力信号は、騒音の周波数と等しい周波数の正弦波信号(以降、参照正弦波信号)となる。参照余弦波信号と参照正弦波信号は、デジタル信号に変換された後、マイコン200に入力される。
The
マイコン200に入力された参照余弦波信号は、適応ノッチフィルタ210の係数乗算器211においてフィルタ係数W0と乗算される。マイコン200に入力された参照正弦波信号は、適応ノッチフィルタ210の係数乗算器212においてフィルタ係数W1と乗算される。そして、加算器213において、係数乗算器211の出力信号と係数乗算器212の出力信号とが加算された後、スピーカ160によって制御音として再生される。
The reference cosine wave signal input to the
スピーカ160から再生された制御音は、エラーマイク150の設置場所である制御点において、エンジンから伝播した騒音と干渉する。これにより、前記制御点における騒音が低減される。このとき、低減し切れなかった前記制御点に残留する騒音(以降、残留騒音)は、エラーマイク150によってエラー信号として検出される。エラーマイク150によって検出されたエラー信号は、二個のLMS演算器207、208に入力される。
The control sound reproduced from the
伝達要素201では、第1の移相器112が出力した参照余弦波信号に、スピーカ160からエラーマイク150までの音の伝達特性C0を模擬した係数が畳み込まれる。伝達要素202では、第2の移相器113が出力した参照正弦波信号に、スピーカ160からエラーマイク150までの音の伝達特性C1を模擬した係数が畳み込まれる。伝達要素203では、第2の移相器113が出力した参照正弦波信号に、スピーカ160からエラーマイク150までの音の伝達特性C0を模擬した係数が畳み込まれる。伝達要素204では、第1の移相器112が出力した参照余弦波信号に、スピーカ160からエラーマイク150までの音の伝達特性C1と反対の伝達特性-C1を模擬した係数が畳み込まれる。
In the
そして、伝達要素201の出力信号と伝達要素202の出力信号とが加算器205で加算された後、LMS演算器207に入力される。また、伝達要素203の出力信号と伝達要素204の出力信号とが加算器206で加算された後、LMS演算器208に入力される。
Then, the output signal of the
LMS演算器207は、エラーマイク150から入力されるエラー信号が最小となるように、LMS(LeastMean Square)アルゴリズム(最小二乗法)等の公知の係数更新アルゴリズムによって、係数乗算器211が用いるフィルタ係数W0を算出する。これと同様にして、LMS演算器208は、エラーマイク150から入力されるエラー信号が最小となるように、係数乗算器212が用いるフィルタ係数W1を算出する。
The
このように、適応ノッチフィルタ210の係数乗算器211、212が用いるフィルタ係数W0、W1は、エラーマイク150から入力されるエラー信号が最小となるように、再帰的に更新され、最適値に収束していく。すなわち、フィルタ係数W0、W1は、エラーマイク150の設置場所において、エンジンから伝播した騒音が最小となるように再帰的に更新され、最適値に収束していく。
In this way, the filter coefficients W0 and W1 used by the
このため、図14に示す従来の騒音制御装置1000aは、高価なDSPを用いずに、安価なマイコン200を用いて、エラーマイク150が設置されている制御点において、エンジンから伝播した騒音を低減することができる。
Therefore, the conventional
しかし、騒音制御装置1000aでは、適応ノッチフィルタ210で参照される信号として、エンジンで発生した騒音に基づく余弦波信号及び正弦派信号を使用しているので、エンジン以外の騒音源から伝播した騒音は低減できない。
However, since the
そこで、エンジン音を含む自動車の走行騒音(以降、ロードノイズ)を低減する場合は、複数のセンサが用いられる。 Therefore, when reducing vehicle running noise (hereinafter referred to as road noise) including engine noise, a plurality of sensors are used.
図15Aは、従来例に係るロードノイズを低減するための騒音制御装置1000bが配置される自動車100内の構成を示す平面図である。図15Bは、従来例に係るロードノイズを低減するための騒音制御装置1000bが配置される自動車100内の構成を示す側面図である。図16は、従来例に係るロードノイズを低減するための騒音制御装置1000bの構成図である。
FIG. 15A is a plan view showing a configuration inside an
図15A及び図15Bに示すように、自動車100のタイヤの近傍のサスペンション部には、サスペンション部(騒音源)で生じたロードノイズ(騒音)を検出する四個のセンサ(騒音検出器)1a、1b、1c、1dが設置されている。具体的には、各センサ1a、1b、1c、1dは、ロードノイズとして、自動車100が走行しているときのサスペンション部の振動を検出する。
As shown in FIGS. 15A and 15B, the suspension section near the tires of the
図16に示すように、センサ1a、1b、1c、1dで検出された振動信号は、それぞれ、制御フィルタ20aa、20ab、20ba、20bbに入力される。尚、説明の便宜上、図16には、自動車100の前側の半分に備えられた、二個のセンサ1a、1bと、二個のスピーカ3a、3bと、二個のエラーマイク2a、2bと、だけが図示されている。
As shown in FIG. 16, vibration signals detected by
しかし、実際には、騒音制御装置1000bは、自動車100の後側の半分に、二個のセンサ1c、1dと、二個のスピーカ3c、3dと、二個のエラーマイク2b、2cと、を更に備える。騒音制御装置1000bは、自動車100の前側の半分及び自動車100の後側の半分において、同様に、ロードノイズを低減する制御を行う。このため、以下では、図16に示す騒音制御装置1000bが、自動車100の前側の半分においてロードノイズを低減する制御についてのみ詳述する。
However, in reality, the
図16に示すように、騒音制御装置1000bは、自動車100の前側の半分においてロードノイズを低減する制御を行う場合、四個の制御フィルタ20aa、20ab、20ba、20bbと、二個のセンサ1a、1bと、二個の加算器30a、30bと、二個のスピーカ3a、3bと、二個(一以上)のエラーマイク2a、2bと、八個のLMS演算器(係数更新器)61aaa、61aab、61aba、61abb、61baa、61bab、61bba、61bbbと、八個の伝達特性補正フィルタ62aaa、62aab、62aba、62abb、62baa、62bab、62bba、62bbbと、を用いる。
As shown in FIG. 16, when performing control to reduce road noise in the front half of the
尚、騒音制御装置1000bは、CPUやRAM及びROM等のメモリ等を備えた不図示のマイクロコンピュータ(コンピュータ)を備える。制御フィルタ20aa、20ab、20ba、20bb、加算器30a、30b、LMS演算器61aaa、61aab、61aba、61abb、61baa、61bab、61bba、61bbb及び伝達特性補正フィルタ62aaa、62aab、62aba、62abb、62baa、62bab、62bba、62bbbは、前記ROMに予め記憶されているプログラムがCPUによって実行されることによって構成される。
Note that the
二個の制御フィルタ20aa、20abは、センサ1aが検出した振動を示す振動信号(騒音信号)に、所定の制御係数を用いて畳み込み処理(信号処理、第一信号処理)を行う。二個の制御フィルタ20ba、20bbは、センサ1bが検出した振動を示す振動信号に、所定の制御係数を用いて畳み込み処理を行う。
The two control filters 20aa and 20ab perform convolution processing (signal processing, first signal processing) on a vibration signal (noise signal) indicating vibration detected by the
加算器30aは、制御フィルタ20aaの出力信号と制御フィルタ20baの出力信号とを加算し、当該加算後の信号をスピーカ3aへ出力する。加算器30bは、制御フィルタ20abの出力信号と制御フィルタ20bbの出力信号とを加算し、当該加算後の信号をスピーカ3bへ出力する。
The
スピーカ3aは、制御フィルタ20aaの出力信号と制御フィルタ20baの出力信号とを加算器30aで加算した信号を制御音として再生する。スピーカ3bは、制御フィルタ20abの出力信号と制御フィルタ20bbの出力信号とを加算器30bで加算した信号を制御音として再生する。
The
二個のエラーマイク2a、2bは、サスペンション部から車内に伝播したロードノイズとスピーカ3a、3bで再生された制御音との干渉が生じる領域内に設置されている。二個のエラーマイク2a、2bは、前記干渉によって各自の設置場所である制御点に残留する残留騒音を検出する。
The two
エラーマイク2aは、検出した残留騒音を示すエラー信号を、四個のLMS演算器61aaa、61aba、61baa、61bbaへ出力する。エラーマイク2bは、検出した残留騒音を示すエラー信号を、四個のLMS演算器61aab、61abb、61bab、61bbbへ出力する。一方、センサ1aは、検出した振動を示す振動信号を、四個の伝達特性補正フィルタ62aaa、62aab、62aba、62abbへ出力する。
The
ここで、伝達特性補正フィルタ62aaaは、スピーカ3aからエラーマイク2aまでの音の伝達特性C11を近似した係数を用いて、センサ1aが出力した振動信号に畳み込み処理(信号処理、第二信号処理)を行い、当該畳み込み処理後の信号をLMS演算器61aaaへ出力する。伝達特性補正フィルタ62aabは、スピーカ3aからエラーマイク2bまでの音の伝達特性C12を近似した係数を用いて、センサ1aが出力した振動信号に畳み込み処理を行い、当該畳み込み処理後の信号をLMS演算器61aabへ出力する。同様にして、伝達特性補正フィルタ62aba、62abbは、それぞれ、スピーカ3aからエラーマイク2a、2bまでの音の伝達特性C21、C22を近似した係数を用いて、センサ1aが出力した振動信号に畳み込み処理を行い、当該畳み込み処理後の信号をLMS演算器61aba、61abbへ出力する。
Here, the transfer characteristic correction filter 62aaa performs convolution processing (signal processing, second signal processing) on the vibration signal output by the
LMS演算器61aaaは、伝達特性補正フィルタ62aaaから入力された信号と、エラーマイク2aから入力されたエラー信号と、を用いてLMSアルゴリズムを実行することにより、エラーマイク2aから入力されるエラー信号を最小化するように、制御フィルタ20aaの制御係数を更新する。LMS演算器61aabは、伝達特性補正フィルタ62aabから入力された信号と、エラーマイク2bから入力されたエラー信号と、を用いてLMSアルゴリズムを実行することにより、エラーマイク2bから入力されるエラー信号を最小化するように、制御フィルタ20aaの制御係数を更新する。
The LMS calculator 61aaa calculates the error signal input from the
同様にして、LMS演算器61aba、61abbは、伝達特性補正フィルタ62aba、62abbから入力された信号と、エラーマイク2a、2bから入力されたエラー信号と、を用いてLMSアルゴリズムを実行する。これにより、LMS演算器61aba、61abbは、エラーマイク2a、2bから入力されるエラー信号を最小化するように、制御フィルタ20abの制御係数を更新する。
Similarly, the LMS calculation units 61aba and 61abb execute the LMS algorithm using the signals input from the transfer characteristic correction filters 62aba and 62abb and the error signals input from the
同様にして、センサ1bは、検出した振動を示す振動信号を、四個の伝達特性補正フィルタ62baa、62bab、62bba、62bbbへ出力する。伝達特性補正フィルタ62baa、62babは、スピーカ3aからエラーマイク2a、2bまでの音の伝達特性C11、C12を近似した係数を用いて、センサ1bが出力した振動信号に畳み込み処理を行い、当該畳み込み処理後の信号をLMS演算器61baa、61babへ出力する。伝達特性補正フィルタ62bba、62bbbは、スピーカ3bからエラーマイク2a、2bまでの音の伝達特性C21、C22を近似した係数を用いて、センサ1bが出力した振動信号に畳み込み処理を行い、当該畳み込み処理後の信号をLMS演算器61bba、61bbbへ出力する。
Similarly, the
LMS演算器61baa、61babは、伝達特性補正フィルタ62baa、62babから入力された信号と、エラーマイク2a、2bから入力されたエラー信号と、を用いてLMSアルゴリズムを実行する。これにより、LMS演算器61baa、61babは、エラーマイク2a、2bから入力されるエラー信号を最小化するように、制御フィルタ20baの制御係数を更新する。同様にして、LMS演算器61bba、61bbbは、伝達特性補正フィルタ62bba、62bbbから入力された信号と、エラーマイク2a、2bから入力されたエラー信号と、を用いてLMSアルゴリズムを実行する。これにより、LMS演算器61bba、61bbbは、エラーマイク2a、2bから入力されるエラー信号を最小化するように、制御フィルタ20bbの制御係数を更新する。
The LMS calculation units 61baa and 61bab execute the LMS algorithm using the signals input from the transfer characteristic correction filters 62baa and 62bab and the error signals input from the
以上より、最終的には、センサ1a、1b、1c、1dが検出した振動を示す振動信号に起因するロードノイズが、エラーマイク2a、2b、2c、2dの設置箇所である制御点において、スピーカ3a、3b、3c、3dが再生した制御音と干渉することによって低減される。
From the above, the road noise caused by the vibration signals indicating the vibrations detected by the
ところで、通常、運転者は、自動車の運転時に、自動車の走行状態に応じてアクセルの開度を変化させることで、自動車の走行速度やエンジンの回転数を状況に応じて調整する。したがって、自動車の走行中、エンジン音の周波数やレベルは頻繁に変動する。このため、エンジン音を低減する制御では、スピーカに再生させる制御音を走行状態に常に適応させる必要がある。つまり、エンジン音の周波数(エンジン回転数)が一旦収束したとしても、上記制御係数を更新する動作(以降、適応動作)を継続する必要がある。このように、エンジン音を低減させる制御は、エンジン音だけの適応動作を継続する制御を行えばよいので、簡易且つ安価に実現することができる。 By the way, when driving a car, a driver usually adjusts the driving speed of the car and the rotational speed of the engine according to the situation by changing the opening degree of the accelerator depending on the driving state of the car. Therefore, while the car is running, the frequency and level of the engine sound fluctuate frequently. Therefore, in the control for reducing engine noise, it is necessary to always adapt the control sound played by the speaker to the driving condition. In other words, even if the frequency of the engine sound (engine speed) once converges, it is necessary to continue the operation of updating the control coefficient (hereinafter referred to as the adaptive operation). In this way, the control for reducing the engine sound can be achieved simply and inexpensively because it is sufficient to continue the adaptive operation for only the engine sound.
一方、ロードノイズは、複数の騒音源から発生するランダム性の強い騒音であり、幅広い周波数帯域を有する。このため、ロードノイズを低減する制御では、前記制御係数のタップ長が長めに設定され、前記複数の騒音源から発生する騒音を検出する複数のセンサが設けられればよい。また、車内の複数個所において、それぞれ、ロードノイズを適切に低減させるために、複数のスピーカと複数のエラーマイクとが設けられ、前記適応動作が継続されればよい。この場合、各エラーマイクで集音された残留騒音を最小化するように各制御係数の更新を継続することで、各エラーマイクの設置場所である制御点において、ロードノイズを低減することができる。 On the other hand, road noise is highly random noise generated from multiple noise sources and has a wide frequency band. Therefore, in the control for reducing road noise, the tap length of the control coefficient may be set to be long, and a plurality of sensors may be provided to detect noise generated from the plurality of noise sources. Further, in order to appropriately reduce road noise at multiple locations in the vehicle, multiple speakers and multiple error microphones may be provided, and the adaptive operation may be continued. In this case, by continuing to update each control coefficient so as to minimize the residual noise collected by each error microphone, it is possible to reduce road noise at the control point where each error microphone is installed. .
尚、ロードノイズは、上記のように、一般的にランダム性の強い幅広い周波数帯域を有する。このため、例えば図16に示す制御フィルタ20aa、20abの制御係数は、センサ1aの近傍のサスペンション部で発生したロードノイズがエラーマイク2a、2bまで伝達されるときの音の伝達特性に応じて収束する。つまり、ロードノイズを低減する場合、一旦、前記伝達特性に応じた制御係数に収束すれば、適応動作を継続しなくても、一定の騒音の低減効果を持続することができる。
Note that, as described above, road noise generally has a wide frequency band with strong randomness. For this reason, for example, the control coefficients of the control filters 20aa and 20ab shown in FIG. 16 converge according to the sound transmission characteristics when road noise generated in the suspension section near the
具体的には、制御係数が、ある走行状態(例えば60km/h走行時)において、100~500Hzの帯域のロードノイズを10dB低減するような制御係数に収束するものとする。この場合、当該制御係数を用いれば、別の走行状態(例えば100km/h走行時)においても、100~500Hzの帯域のロードノイズを10dB低減することができる。 Specifically, it is assumed that the control coefficient converges to a control coefficient that reduces road noise in a band of 100 to 500 Hz by 10 dB in a certain driving state (for example, when traveling at 60 km/h). In this case, by using the control coefficient, it is possible to reduce road noise in the band of 100 to 500 Hz by 10 dB even in other driving conditions (for example, when driving at 100 km/h).
このように、ロードノイズを低減する制御では、エンジン音を低減する制御とは異なり、自動車の走行速度(又はエンジン回転数)の変化によらず、制御係数を固定したとしても、一定の騒音の低減効果を得ることができる。このため、自動車に騒音制御装置1000bを適用してロードノイズを低減する場合には、制御係数の初期値を定め、制御係数を当該初期値に固定することが考えられる。以下では、このような制御係数の初期値の決定方法の具体例について説明する。
In this way, control to reduce road noise differs from control to reduce engine noise in that it does not depend on changes in vehicle speed (or engine speed), and even if the control coefficient is fixed, the noise level remains constant. A reduction effect can be obtained. Therefore, when applying the
カーメーカは、ユーザーがどのような場所で自動車を走行させるのか、運転者以外に何人乗車させるのか、又は、カーオーディオで音楽等を再生しながら走行させるのか等、自動車の走行状態を予め把握することは不可能である。例えば、ナビゲーションシステムが記憶している情報に基づいて、自動車の走行位置を判断できたとしても、自動車が走行している路面の状態まで正確に把握又は予測することはできない。例えば、自動車が走行している路面が、凸凹が多い路面であるか、又は、マンホールがある路面であるか等、路面状態が一定のアスファルト路面ではないことを正確に把握又は予測することは困難である。 Car manufacturers must understand in advance the driving conditions of the car, such as where the user will drive the car, how many people besides the driver will be on board, and whether the car will be driven while playing music etc. on the car audio. is impossible. For example, even if the driving position of a car can be determined based on information stored in a navigation system, it is not possible to accurately grasp or predict the condition of the road surface on which the car is driving. For example, it is difficult to accurately understand or predict whether the road surface on which a car is driving is not a constant asphalt road surface, such as whether the road surface has many irregularities or a road surface with a manhole. It is.
また、自動車が走行している路面が、道路工事の終了前後の路面であって、凸凹道から新しいアスファルトの平坦路面に急に変化した路面であることを正確に把握又は予測することは困難である。また、自動車が走行している路面が、雨や降雪で濡れた路面であること、又は、乾燥していない路面であることを正確に把握又は予測することは困難である。更には、本線の路面状態と追い越し車線の路面状態が同じではない場合に、自動車が本線と追い越し車線のどちらを走行中であるのか、又は、自動車が車線を変更中であるのかまで、正確に把握又は予測することは困難である。 In addition, it is difficult to accurately understand or predict that the road surface on which a car is driving is a road surface that has changed suddenly from a bumpy road to a new asphalt flat road surface before and after the completion of road construction. be. Furthermore, it is difficult to accurately grasp or predict whether the road surface on which the vehicle is running is wet due to rain or snowfall, or whether it is not dry. Furthermore, when the road surface conditions of the main line and the passing lane are not the same, it can be accurately determined whether the car is traveling on the main line or the passing lane, or whether the car is changing lanes. It is difficult to understand or predict.
そこで、カーメーカは、通常、路面状態が一定に管理されたテストコースにおいて自動車を走行させる。そして、カーメーカは、例えば、時速60km/hで、カーオーディオで何も再生せずに走行する等、自動車の走行状態を一定にして制御係数を求める。そして、カーメーカは、制御係数を当該求めた制御係数に固定して、自動車が所定の効果測定区間(例えばテストコースの直線区間)を走行している時のロードノイズを一定期間(例えば10秒間)毎に平均化して測定する。 Therefore, car manufacturers usually run their cars on test courses where road surface conditions are controlled to be constant. Then, the car manufacturer determines the control coefficients while keeping the car running at a constant state, such as driving at 60 km/h without playing anything on the car audio. Then, the car manufacturer fixes the control coefficient to the determined control coefficient and measures the road noise for a certain period of time (for example, 10 seconds) when the car is running in a predetermined effect measurement section (for example, a straight section of a test course). Measure by averaging each time.
図17は、従来例に係る騒音制御装置1000bによるロードノイズの騒音制御の効果を示す図である。そして、カーメーカは、例えば、図17の実線部に示すような、測定したロードノイズの周波数と測定したロードノイズのレベル(音圧)との関係を示す制御オフ特性を導出する。具体的には、騒音制御装置1000bに前記適応動作を行わせないで、自動車が前記効果測定区間を走行している時のロードノイズを一定期間(例えば10秒間)毎に平均化して測定すればよい。次に、カーメーカは、騒音制御装置1000bに前記適応動作を行わせながら、自動車が前記効果測定区間を走行している時のロードノイズを一定期間(例えば10秒間)毎に平均化して測定する。そして、カーメーカは、例えば、図17の破線部に示すような、測定したロードノイズの周波数と測定したロードノイズのレベルとの関係を示す制御オン特性を導出する。
FIG. 17 is a diagram showing the effect of noise control on road noise by the conventional
次に、カーメーカは、導出した制御オフ特性及び制御オン特性における各周波数のレベルの差分を計算し、当該差分が示すロードノイズの低減効果が所定の目標値を達成しているか否かを確認する。これにより、カーメーカは、制御係数が収束しているか否かを確認する。カーメーカは、前記差分が示すロードノイズの低減効果が所定の目標値を達成していない場合、制御係数が収束していないと判定する。この場合、カーメーカは、再度、騒音制御装置1000bに前記適応動作を行わせながら、自動車に前記効果測定区間を走行させ、上記と同様に、制御オン特性を再び導出する。そして、カーメーカは、前記低減効果が所定の目標値を達成するまで、これを繰り返す。
Next, the car manufacturer calculates the difference in the level of each frequency in the derived control-off characteristic and control-on characteristic, and confirms whether the road noise reduction effect indicated by the difference has achieved a predetermined target value. . Thereby, the car manufacturer confirms whether the control coefficients have converged. If the road noise reduction effect indicated by the difference does not reach a predetermined target value, the car manufacturer determines that the control coefficient has not converged. In this case, the car manufacturer again causes the
その後、カーメーカは、前記低減効果が所定の目標値を達成した場合、制御係数が収束したと判定し、これ以降、制御係数を固定することができると判断する。そして、カーメーカは、当該収束したときの制御係数を、制御係数の初期値として前記ROMに予め記憶する。 Thereafter, when the reduction effect reaches a predetermined target value, the car manufacturer determines that the control coefficient has converged, and determines that the control coefficient can be fixed from now on. Then, the car manufacturer stores the control coefficient at the time of convergence in the ROM in advance as an initial value of the control coefficient.
しかし、この方法では、カーメーカは、一台ずつ制御係数を設計しなければならないので、自動車を大量に販売するためには膨大な手間がかかることになる。仮に、一台の自動車を用いて決定した制御係数の初期値が代表値とされ、当該代表値が他の自動車における制御係数の初期値として設定されたとする。しかし、この場合、全ての自動車において、ロードノイズの伝達特性が一致しているとは限らないため、所望の低減効果が得られる保証はない。 However, with this method, car manufacturers have to design control coefficients for each car, which requires a huge amount of effort in order to sell cars in large quantities. Assume that the initial value of the control coefficient determined using one vehicle is set as a representative value, and the representative value is set as the initial value of the control coefficient in other vehicles. However, in this case, not all vehicles have the same road noise transmission characteristics, so there is no guarantee that the desired reduction effect will be obtained.
特に、スピーカは、一般的に、出力特性に10~20%程度のバラツキがあることを許容して製品管理されている。また、自動車に組み込まれた状態のスピーカの出力特性は、更にバラツキが生じると考えられる。この他にも、マイクや、マイクアンプあるいはパワーアンプなどの回路における特性にもバラツキが生じると考えられる。このため、ある一台の自動車を用いて決定した制御係数の初期値を代表値として、他の自動車における制御係数の初期値として設定したとしても、全ての自動車においてロードノイズの低減効果が所望の目標値を達成することは保証できない。場合によっては、騒音制御装置1000bが発振するかもしれない。
In particular, products of speakers are generally controlled by allowing for variations in output characteristics of about 10 to 20%. Furthermore, it is considered that the output characteristics of speakers installed in automobiles will further vary. In addition to this, it is thought that variations occur in the characteristics of microphones, microphone amplifiers, power amplifiers, and other circuits. Therefore, even if the initial value of the control coefficient determined using one vehicle is set as the representative value and the initial value of the control coefficient for other vehicles, the road noise reduction effect will not be as desired for all vehicles. There is no guarantee that the target value will be achieved. In some cases, the
そこで、自動車を購入したユーザーに、制御係数の初期値を設定させることが考えられる。しかし、ユーザーは、上述したカーメーカのテストコースのような安定した走行条件下で、制御オフ特性と制御オン特性の差分を導出することは困難である。このため、ユーザーが適切な制御係数の初期値を決定することは困難といえる。 Therefore, it is conceivable to have the user who purchased the car set the initial value of the control coefficient. However, it is difficult for the user to derive the difference between the control-off characteristic and the control-on characteristic under stable driving conditions such as the above-mentioned car manufacturer's test course. For this reason, it can be said that it is difficult for the user to determine appropriate initial values of the control coefficients.
以上のことから、本発明者は、制御係数を固定したまま、ロードノイズを低減し続けることは困難であると考えた。そこで、本発明者は、制御係数を固定する固定動作を行っている場合に所望の低減効果が得られない状況になったときは、前記適応動作を行わせ、その後、所望の低減効果が得られる状況になれば、制御係数をそのときの制御係数に固定し、再び固定動作を行わせることについて検討した。 Based on the above, the inventor of the present invention considered that it would be difficult to continue reducing road noise while keeping the control coefficient fixed. Therefore, when a situation arises in which the desired reduction effect cannot be obtained when the fixed operation of fixing the control coefficient is performed, the inventor performs the adaptive operation, and then the desired reduction effect is obtained. If the situation arises, we considered fixing the control coefficients to the current control coefficients and performing the fixed operation again.
しかし、例えば、運転者が他の搭乗者の要望に応じてカーオーディオの再生音を大きく変更したこと等によって、低減する対象ではない騒音(以降、対象外の騒音)が生じたとする。この場合、上記従来技術では、エラーマイクによって、低減する対象の騒音だけでなく、対象外の騒音も含んだ騒音が集音される。 However, suppose, for example, noise that is not to be reduced (hereinafter referred to as non-targeted noise) occurs due to the driver significantly changing the playback sound of the car audio in response to a request from another passenger. In this case, in the conventional technique described above, the error microphone collects not only the noise to be reduced but also the noise that is not the target noise.
このため、対象外の騒音を含んだ騒音を最小化するように制御音が制御され、対象の騒音だけを精度良く低減することができなかった。つまり、上記従来技術では、低減対象の騒音の低減効果を正確に把握することができなかった。そこで、本発明者は、低減対象の騒音の低減効果を正確に把握することについて鋭意検討を行った結果、本開示を想起するに至った。 For this reason, the control sound is controlled so as to minimize noise including non-target noise, and it is not possible to accurately reduce only the target noise. In other words, with the above-mentioned conventional technology, it was not possible to accurately grasp the effect of reducing the noise to be reduced. Therefore, the inventor of the present invention conducted extensive studies to accurately understand the effect of reducing the noise to be reduced, and as a result, came up with the present disclosure.
本開示に係る実施形態では、騒音源で生じた騒音を検出する騒音検出器と、前記騒音検出器が検出した騒音を示す騒音信号に所定の制御係数を用いて信号処理を行う制御フィルタと、前記制御フィルタの出力信号を制御音として再生するスピーカと、前記騒音源から伝搬した騒音と前記スピーカで再生された制御音との干渉が生じる制御点に設置され、前記干渉によって前記制御点に残留する残留騒音を検出するエラーマイクと、前記スピーカから前記エラーマイクまでの音の伝達特性を用いて前記騒音信号を信号処理する伝達特性補正フィルタと、前記エラーマイクが検出した残留騒音を示すエラー信号と前記伝達特性補正フィルタの出力信号とを用いて、前記エラー信号を最小化するように前記制御係数を更新する係数更新器と、前記スピーカから前記エラーマイクまでの音の伝達特性を用いて前記制御フィルタの出力信号を信号処理する補正フィルタと、前記エラー信号から前記補正フィルタの出力信号を差し引く減算器と、前記減算器の出力信号を、前記干渉による制御前の騒音を表す制御オフ信号とし、前記エラー信号を、前記干渉による制御後の騒音を表す制御オン信号として、前記制御オフ信号と前記制御オン信号との差分に基づき、前記制御点における騒音の低減効果を測定する効果測定部と、を備える騒音制御装置が提供される。 In an embodiment according to the present disclosure, a noise detector that detects noise generated by a noise source; a control filter that performs signal processing using a predetermined control coefficient on a noise signal indicating the noise detected by the noise detector; A speaker that reproduces the output signal of the control filter as a control sound, and a speaker that is installed at a control point where interference occurs between the noise propagated from the noise source and the control sound reproduced by the speaker, and that remains at the control point due to the interference. an error microphone that detects residual noise detected by the error microphone; a transfer characteristic correction filter that processes the noise signal using a sound transfer characteristic from the speaker to the error microphone; and an error signal that indicates the residual noise detected by the error microphone. and an output signal of the transfer characteristic correction filter to update the control coefficient so as to minimize the error signal; a correction filter that processes an output signal of the control filter; a subtracter that subtracts the output signal of the correction filter from the error signal; and an output signal of the subtracter that is used as a control off signal representing noise before control due to the interference. , an effect measurement unit that uses the error signal as a control-on signal representing the noise after the control due to the interference and measures the noise reduction effect at the control point based on the difference between the control-off signal and the control-on signal; Provided is a noise control device comprising:
また、本開示に係る実施形態では、騒音制御装置のコンピュータが、騒音源で生じた騒音をセンサを用いて検出し、前記センサが検出した騒音を示す騒音信号に所定の制御係数を用いて第一信号処理を行い、前記第一信号処理後の信号を制御音としてスピーカに再生させ、前記騒音源から伝搬した騒音と前記スピーカで再生された制御音との干渉が生じる制御点に設置されたエラーマイクを用いて、前記干渉によって前記制御点に残留する残留騒音を検出し、前記スピーカから前記エラーマイクまでの音の伝達特性を用いて前記騒音信号に第二信号処理を行い、前記エラーマイクが検出した残留騒音を示すエラー信号と前記第二信号処理後の信号とを用いて、前記エラー信号を最小化するように前記制御係数を更新し、前記スピーカから前記エラーマイクまでの音の伝達特性を用いて前記第一信号処理後の信号に第三信号処理を行い、前記エラー信号から前記第三信号処理後の信号を差し引き、当該差し引き後の信号を、前記干渉による制御前の騒音を表す制御オフ信号とし、前記エラー信号を、前記干渉による制御後の騒音を表す制御オン信号として、前記制御オフ信号と前記制御オン信号との差分に基づき、前記制御点における騒音の低減効果を測定する、騒音制御方法が提供される。 Further, in an embodiment according to the present disclosure, the computer of the noise control device detects noise generated by a noise source using a sensor, and uses a predetermined control coefficient to adjust the noise signal indicating the noise detected by the sensor. The control point is installed at a control point where interference occurs between the noise propagated from the noise source and the control sound reproduced by the speaker. Using an error microphone, detect the residual noise remaining at the control point due to the interference, perform second signal processing on the noise signal using the sound transfer characteristics from the speaker to the error microphone, and The control coefficient is updated to minimize the error signal using the error signal indicating the residual noise detected by the controller and the signal after the second signal processing, and the sound is transmitted from the speaker to the error microphone. Perform third signal processing on the signal after the first signal processing using the characteristic, subtract the signal after the third signal processing from the error signal, and use the signal after the subtraction to remove the noise before the control due to the interference. and the error signal is a control-on signal representing noise after control due to the interference, and the noise reduction effect at the control point is measured based on the difference between the control-off signal and the control-on signal. A noise control method is provided.
また、本開示に係る実施形態では、前記騒音制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムが提供される。 Further, in an embodiment according to the present disclosure, a program for causing a computer to execute the noise control method is provided.
また、本開示に係る実施形態では、騒音源で生じた騒音を検出する騒音検出器と、前記騒音検出器が検出した騒音を示す騒音信号に所定の制御係数を用いて信号処理を行う制御フィルタと、前記制御フィルタの出力信号を制御音として再生するスピーカと、前記騒音源から伝搬した騒音と前記スピーカで再生された制御音との干渉が生じる制御点に設置され、前記干渉によって前記制御点に残留する残留騒音を検出するエラーマイクと、前記スピーカから前記エラーマイクまでの音の伝達特性を用いて前記制御フィルタの出力信号を信号処理する補正フィルタと、前記エラー信号から前記補正フィルタの出力信号を差し引く減算器と、前記減算器の出力信号を、前記干渉による制御前の騒音を表す制御オフ信号とし、前記エラー信号を、前記干渉による制御後の騒音を表す制御オン信号として、前記制御オフ信号と前記制御オン信号との差分に基づき、前記制御点における騒音の低減効果を測定する効果測定部と、を備える騒音制御装置が提供される。 Further, in an embodiment according to the present disclosure, there is provided a noise detector that detects noise generated by a noise source, and a control filter that performs signal processing using a predetermined control coefficient on a noise signal indicating the noise detected by the noise detector. and a speaker that reproduces the output signal of the control filter as a control sound, installed at a control point where interference occurs between the noise propagated from the noise source and the control sound reproduced by the speaker, and the control point is an error microphone that detects residual noise remaining in the error microphone; a correction filter that processes the output signal of the control filter using sound transfer characteristics from the speaker to the error microphone; and an output of the correction filter from the error signal. a subtracter for subtracting a signal; the output signal of the subtracter is a control off signal representing the noise before the control due to the interference; and the error signal is a control on signal representing the noise after the control due to the interference; A noise control device is provided, comprising: an effect measurement unit that measures a noise reduction effect at the control point based on a difference between an off signal and the control on signal.
上記態様によれば、エラーマイクが検出した残留騒音を示すエラー信号から補正フィルタの出力信号を差し引いた信号を制御オフ信号とし、前記エラー信号を制御オン信号として、制御オフ信号と制御オン信号との差分に基づき、制御点における騒音の低減効果が測定される。つまり、エラー信号から補正フィルタの出力信号を差し引いた信号と、エラー信号と、の差分である、補正フィルタの出力信号に基づき、制御点における騒音の低減効果が測定される。 According to the above aspect, a signal obtained by subtracting the output signal of the correction filter from an error signal indicating the residual noise detected by the error microphone is used as the control-off signal, and the error signal is used as the control-on signal, and the control-off signal and the control-on signal are combined. Based on the difference, the noise reduction effect at the control point is measured. That is, the noise reduction effect at the control point is measured based on the output signal of the correction filter, which is the difference between the error signal and a signal obtained by subtracting the output signal of the correction filter from the error signal.
このため、対象とする騒音源で生じる騒音とは無関係な音が制御点に伝播し、エラーマイクが検出した残留騒音を示すエラー信号に、騒音源で生じる騒音とは無関係な音が含まれていたとしても、当該無関係な音に関係のない補正フィルタの出力信号のみに基づき、制御点における騒音源から伝播した騒音の低減効果を精度良く測定することができる。 Therefore, sounds unrelated to the noise generated by the target noise source propagate to the control point, and the error signal indicating the residual noise detected by the error microphone includes sounds unrelated to the noise generated by the noise source. Even so, the effect of reducing the noise propagated from the noise source at the control point can be measured with high accuracy based only on the output signal of the correction filter that is unrelated to the unrelated sound.
上記態様において、前記係数更新器に前記制御係数の更新を実施させるか否かを判定する適応可能状態判定部を更に備えてもよい。 The above aspect may further include an adaptable state determination unit that determines whether or not to cause the coefficient updater to update the control coefficients.
本態様によれば、係数更新器に制御係数の更新を実施させるか否かを判定することができる。このため、係数更新器に制御係数の更新を実施させることで制御点における騒音が悪化するような場合には、係数更新器に制御係数の更新を実施させず、係数更新器に制御係数の更新を実施させることで制御点における騒音が低下するような場合にのみ、係数更新器に制御係数の更新を実施させることができる。 According to this aspect, it can be determined whether or not to cause the coefficient updater to update the control coefficients. Therefore, if having the coefficient updater update the control coefficients will worsen the noise at the control point, the coefficient updater will not update the control coefficients and the coefficient updater will update the control coefficients. The coefficient updater can be caused to update the control coefficients only when the noise at the control point is reduced by performing the above.
上記態様において、前記係数更新器は、所定の収束定数を用いて前記制御係数を更新し、前記効果測定部は、前記制御オフ信号と前記制御オン信号との差分を前記低減効果として測定し、前記低減効果が所定の目標値を達成しているか否かを判定する判定処理を行い、前記判定処理において、前記低減効果が前記目標値を達成していると判定した場合、前記制御係数が最適値に収束したものとして、前記係数更新器による前記制御係数の更新を停止して前記制御係数を前記最適値に固定し、前記低減効果が前記目標値を達成していないと判定した場合、前記制御係数が最適値に収束していないものとして、前記低減効果の測定時点に前記係数更新器が用いていた前記収束定数に所定値を加えたものを新たな収束定数とし、前記係数更新器による前記新たな収束定数を用いた前記制御係数の更新を再開させてもよい。 In the above aspect, the coefficient updater updates the control coefficient using a predetermined convergence constant, and the effect measurement unit measures the difference between the control off signal and the control on signal as the reduction effect, A determination process is performed to determine whether the reduction effect has achieved a predetermined target value, and if it is determined in the determination process that the reduction effect has achieved the target value, the control coefficient is optimal. If the update of the control coefficient by the coefficient updater is stopped and the control coefficient is fixed at the optimum value, and it is determined that the reduction effect has not achieved the target value, then Assuming that the control coefficient has not converged to the optimal value, a new convergence constant is set by adding a predetermined value to the convergence constant that was used by the coefficient updater at the time of measuring the reduction effect, and The updating of the control coefficient using the new convergence constant may be restarted.
本態様によれば、前記制御オフ信号と前記制御オン信号との差分が所定の目標値を達成し、制御係数が最適値に収束していると考えられるような場合には、制御係数を当該最適値に固定して、無駄に制御係数を更新することを回避することができる。一方、前記差分が所定の目標値を達成していず、制御係数が最適値に収束していないと考えられるような場合には、前記低減効果の測定時点よりも大きい新たな収束定数を用いて制御係数を更新することができる。このようにして、本態様によれば、制御係数を効率よく最適値に収束させることができる。 According to this aspect, if the difference between the control off signal and the control on signal has achieved a predetermined target value and the control coefficient is considered to have converged to the optimal value, the control coefficient is It is possible to avoid unnecessary updating of the control coefficient by fixing it to the optimum value. On the other hand, if the difference has not achieved the predetermined target value and it is considered that the control coefficient has not converged to the optimal value, a new convergence constant that is larger than the one at the time of measuring the reduction effect is used. Control coefficients can be updated. In this manner, according to this aspect, the control coefficients can be efficiently converged to the optimum value.
上記態様において、前記効果測定部は、前記制御オフ信号及び前記制御オン信号のそれぞれに、人間の聴覚特性を模擬したA特性を示すA特性係数を用いて信号処理を行い、当該信号処理後の前記制御オフ信号と当該信号処理後の前記制御オン信号との差分を前記低減効果として測定してもよい。 In the above aspect, the effect measurement unit performs signal processing on each of the control-off signal and the control-on signal using an A-characteristic coefficient indicating A-characteristic that simulates human auditory characteristics, and A difference between the control-off signal and the control-on signal after the signal processing may be measured as the reduction effect.
本態様によれば、人間の聴覚特性を加味して、前記低減効果を測定することができる。このため、対象とする騒音源で生じる騒音とは無関係な音が制御点にいる人間に聴こえる場合であっても、当該無関係な音の影響を受けずに、当該制御点における前記騒音源から伝播した騒音の低減効果を精度良く測定することができる。 According to this aspect, the reduction effect can be measured by taking human hearing characteristics into account. Therefore, even if a person at a control point can hear a sound that is unrelated to the noise generated by the target noise source, it will propagate from the noise source at the control point without being affected by the unrelated sound. The noise reduction effect can be measured with high accuracy.
上記態様において、前記効果測定部は、前記制御オフ信号及び前記制御オン信号の周波数特性を計算する周波数分析部と、前記周波数特性における周波数毎に、前記制御オフ信号と前記制御オン信号との差分である第一差分を、前記低減効果の指標として計算する周波数差分効果計算部と、を備えてもよい。 In the above aspect, the effect measurement unit includes a frequency analysis unit that calculates frequency characteristics of the control-off signal and the control-on signal, and a difference between the control-off signal and the control-on signal for each frequency in the frequency characteristics. and a frequency difference effect calculation unit that calculates a first difference as an index of the reduction effect.
本態様によれば、制御オフ信号及び制御オン信号の周波数特性における各周波数の制御オフ信号と制御オン信号との差分である第一差分を前記低減効果の指標として計算することができる。このため、前記低減効果が所定の目標値を達成しているか否かを、前記目標値に応じた所定の値を達成している第一差分の数等に応じて判定することができる。 According to this aspect, the first difference, which is the difference between the control-off signal and the control-on signal at each frequency in the frequency characteristics of the control-off signal and the control-on signal, can be calculated as an index of the reduction effect. Therefore, it is possible to determine whether or not the reduction effect has achieved a predetermined target value, depending on the number of first differences that have achieved a predetermined value corresponding to the target value.
上記態様において、前記効果測定部は、前記制御オフ信号及び前記制御オン信号の周波数特性を計算する周波数分析部と、前記周波数特性を用いて、前記制御オフ信号及び前記制御オン信号の其々の全周波数帯域におけるオーバーオール値を計算するオーバーオール計算部と、前記制御オフ信号のオーバーオール値と前記制御オン信号のオーバーオール値との差分である第二差分を、前記低減効果の指標として計算するオーバーオール値差分効果計算部と、を備えてもよい。 In the above aspect, the effect measurement unit includes a frequency analysis unit that calculates frequency characteristics of the control-off signal and the control-on signal, and a frequency analysis unit that calculates frequency characteristics of the control-off signal and the control-on signal, using the frequency characteristics. an overall calculation unit that calculates an overall value in all frequency bands; and an overall value difference that calculates a second difference, which is a difference between the overall value of the control off signal and the overall value of the control on signal, as an index of the reduction effect. The computer may also include an effect calculation section.
本態様によれば、制御オフ信号及び制御オン信号の周波数特性を用いて計算した、制御オフ信号のオーバーオール値と制御オン信号のオーバーオール値との差分である第二差分を前記低減効果の指標として計算することができる。このため、第二差分が前記目標値に応じた所定の値を達成しているか否かを判定すること等によって、前記低減効果が所定の目標値を達成しているか否かを判定することができる。 According to this aspect, the second difference, which is the difference between the overall value of the control-off signal and the overall value of the control-on signal, calculated using the frequency characteristics of the control-off signal and the control-on signal, is used as an index of the reduction effect. can be calculated. Therefore, it is possible to determine whether the reduction effect has achieved a predetermined target value by determining whether the second difference has achieved a predetermined value corresponding to the target value. can.
上記態様において、前記効果測定部は、前記制御オフ信号及び前記制御オン信号の周波数特性を計算する周波数分析部と、前記周波数特性における周波数毎に、前記制御オフ信号と前記制御オン信号との差分である第一差分を、前記低減効果の指標として計算する周波数差分効果計算部と、前記周波数特性を用いて、前記制御オフ信号及び前記制御オン信号の其々の全周波数帯域におけるオーバーオール値を計算するオーバーオール計算部と、前記制御オフ信号のオーバーオール値と前記制御オン信号のオーバーオール値との差分である第二差分を、前記低減効果の指標として計算するオーバーオール値差分効果計算部と、を備えてもよい。 In the above aspect, the effect measurement unit includes a frequency analysis unit that calculates frequency characteristics of the control-off signal and the control-on signal, and a difference between the control-off signal and the control-on signal for each frequency in the frequency characteristics. a frequency difference effect calculation unit that calculates a first difference as an index of the reduction effect; and a frequency difference effect calculation unit that calculates an overall value of each of the control off signal and the control on signal in all frequency bands using the frequency characteristic. and an overall value difference effect calculation unit that calculates a second difference, which is the difference between the overall value of the control off signal and the overall value of the control on signal, as an index of the reduction effect. Good too.
本態様によれば、制御オフ信号及び制御オン信号の周波数特性における各周波数の制御オフ信号と制御オン信号との差分である第一差分を前記低減効果の指標として計算することができる。このため、前記低減効果が所定の目標値を達成しているか否かを、前記目標値に応じた所定の値を達成している第一差分の数等に応じて判定することができる。 According to this aspect, the first difference, which is the difference between the control-off signal and the control-on signal at each frequency in the frequency characteristics of the control-off signal and the control-on signal, can be calculated as an index of the reduction effect. Therefore, it is possible to determine whether or not the reduction effect has achieved a predetermined target value, depending on the number of first differences that have achieved a predetermined value corresponding to the target value.
また、制御オフ信号及び制御オン信号の周波数特性を用いて計算した、制御オフ信号のオーバーオール値と制御オン信号のオーバーオール値との差分である第二差分を前記低減効果の指標として計算することができる。このため、第二差分が前記目標値に応じた所定の値を達成しているか否かを判定すること等によっても、前記低減効果が所定の目標値を達成しているか否かを判定することができる。 Further, a second difference, which is the difference between the overall value of the control-off signal and the overall value of the control-on signal, calculated using the frequency characteristics of the control-off signal and the control-on signal, may be calculated as an index of the reduction effect. can. Therefore, it is possible to determine whether the reduction effect has achieved a predetermined target value by determining whether the second difference has achieved a predetermined value corresponding to the target value. I can do it.
上記態様において、前記効果測定部は、前記周波数特性を用いて、前記制御オフ信号及び前記制御オン信号の其々に含まれる所定の評価対象周波数帯域内の周波数の信号を抽出する帯域制限部を更に備え、前記オーバーオール計算部は、前記帯域制限部が前記制御オフ信号及び前記制御オン信号から抽出した信号の其々の全周波数帯域におけるオーバーオール値を計算し、前記オーバーオール値差分効果計算部は、前記帯域制限部が前記制御オフ信号から抽出した信号のオーバーオール値と、前記帯域制限部が前記制御オン信号から抽出した信号のオーバーオール値と、の差分を前記第二差分としてもよい。 In the above aspect, the effect measuring section includes a band limiting section that uses the frequency characteristic to extract signals of frequencies within a predetermined evaluation target frequency band included in each of the control off signal and the control on signal. Furthermore, the overall calculation unit calculates overall values in all frequency bands of the signals extracted by the band limiting unit from the control-off signal and the control-on signal, and the overall value difference effect calculation unit: The second difference may be a difference between an overall value of the signal extracted by the band limiter from the control-off signal and an overall value of the signal extracted by the band-limiter from the control-on signal.
本態様によれば、制御オフ信号に含まれる評価対象周波数帯域の信号のオーバーオール値と制御オン信号に含まれる評価対象周波数帯域の信号のオーバーオール値との差分が第二差分として計算される。このため、対象外の騒音が発生する等して、評価対象周波数帯域外の信号が制御オフ信号及び制御オフ信号に含まれていたとしても、当該第二差分が前記目標値に応じた所定の値を達成しているか否かを判定すること等によって、前記低減効果が所定の目標値を達成しているか否かを、評価対象周波数帯域外の信号の影響を除外して精度良く判定することができる。 According to this aspect, the difference between the overall value of the signal in the evaluation target frequency band included in the control off signal and the overall value of the signal in the evaluation target frequency band included in the control on signal is calculated as the second difference. Therefore, even if a signal outside the evaluation target frequency band is included in the control-off signal and the control-off signal due to non-target noise occurring, etc., the second difference will be adjusted to the predetermined value according to the target value. To accurately determine whether the reduction effect has achieved a predetermined target value by excluding the influence of signals outside the evaluation target frequency band by determining whether or not the reduction effect has achieved a predetermined target value. I can do it.
上記態様において、前記係数更新器は、所定の収束定数を用いて前記制御係数を更新し、前記効果測定部は、前記低減効果が所定の目標値を達成しているか否かを判定する判定処理を行い、前記判定処理において、前記周波数差分効果計算部が計算した、所定の評価対象周波数帯域に含まれる周波数のうちの過半数の周波数の前記第一差分が、前記目標値に応じた所定の第一目標値を達成している場合、前記低減効果が前記目標値を達成していると判定し、前記制御係数が最適値に収束したものとして、前記係数更新器による前記制御係数の更新を停止して前記制御係数を前記最適値に固定し、前記周波数差分効果計算部が計算した、前記評価対象周波数帯域に含まれる周波数のうちの過半数の周波数の前記第一差分が前記第一目標値を達成していない場合、前記低減効果が前記目標値を達成していないと判定し、前記制御係数が最適値に収束していないものとして、前記第一差分の計算時点に前記係数更新器が用いていた前記収束定数に所定値を加えたものを新たな収束定数とし、前記係数更新器による前記新たな収束定数を用いた前記制御係数の更新を再開させてもよい。 In the above aspect, the coefficient updater updates the control coefficient using a predetermined convergence constant, and the effect measurement unit performs a determination process to determine whether the reduction effect has achieved a predetermined target value. and in the determination process, the first difference of the majority of frequencies among the frequencies included in the predetermined frequency band to be evaluated, calculated by the frequency difference effect calculation unit, is determined to be a predetermined difference corresponding to the target value. If one target value has been achieved, it is determined that the reduction effect has achieved the target value, and the update of the control coefficient by the coefficient updater is stopped, assuming that the control coefficient has converged to the optimal value. and fix the control coefficient to the optimum value, and the first difference of the majority of the frequencies included in the evaluation target frequency band calculated by the frequency difference effect calculation unit is equal to the first target value. If the target value has not been achieved, it is determined that the reduction effect has not achieved the target value, and the coefficient updater is used at the time of calculating the first difference, assuming that the control coefficient has not converged to the optimal value. A new convergence constant may be obtained by adding a predetermined value to the previously used convergence constant, and the coefficient updater may restart updating of the control coefficient using the new convergence constant.
本態様によれば、前記低減効果が前記目標値を達成しているか否かを、所定の評価対象周波数帯域に含まれる周波数のうちの、前記目標値に応じた所定の第一目標値を達成している第一差分に対応する周波数の割合に基づき、精度良く判定することができる。 According to this aspect, whether or not the reduction effect has achieved the target value is determined by achieving a predetermined first target value corresponding to the target value among frequencies included in a predetermined evaluation target frequency band. The determination can be made with high accuracy based on the ratio of frequencies corresponding to the first difference.
そして、前記低減効果が所定の目標値を達成し、制御係数が最適値に収束していると考えられるような場合には、制御係数を当該最適値に固定して、無駄に制御係数を更新することを回避することができる。一方、前記低減効果が所定の目標値を達成していず、制御係数が最適値に収束していないと考えられるような場合には、第一差分の計算時点よりも大きい新たな収束定数を用いて制御係数を更新することができる。このようにして、本態様によれば、制御係数を効率よく最適値に収束させることができる。 Then, if the reduction effect has achieved a predetermined target value and the control coefficient is considered to have converged to the optimal value, the control coefficient is fixed at the optimal value and the control coefficient is updated unnecessarily. This can be avoided. On the other hand, if the reduction effect has not achieved the predetermined target value and it is considered that the control coefficient has not converged to the optimal value, a new convergence constant larger than that at the time of calculating the first difference is used. control coefficients can be updated. In this manner, according to this aspect, the control coefficients can be efficiently converged to the optimum value.
上記態様において、前記係数更新器は、所定の収束定数を用いて前記制御係数を更新し、前記効果測定部は、前記低減効果が所定の目標値を達成しているか否かを判定する判定処理を行い、前記判定処理において、前記第二差分が前記目標値に応じた所定の第二目標値を達成している場合、前記低減効果が前記目標値を達成していると判定し、前記制御係数が最適値に収束したものとして、前記係数更新器による前記制御係数の更新を停止して前記制御係数を前記最適値に固定し、前記第二差分が前記第二目標値を達成していない場合、前記低減効果が前記目標値を達成していないと判定し、前記制御係数が最適値に収束していないものとして、前記第二差分の計算時点に前記係数更新器が用いていた前記収束定数に所定値を加えたものを新たな収束定数とし、前記係数更新器による前記新たな収束定数を用いた前記制御係数の更新を再開させてもよい。 In the above aspect, the coefficient updater updates the control coefficient using a predetermined convergence constant, and the effect measurement unit performs a determination process to determine whether the reduction effect has achieved a predetermined target value. and in the determination process, if the second difference has achieved a predetermined second target value corresponding to the target value, it is determined that the reduction effect has achieved the target value, and the control Assuming that the coefficient has converged to the optimum value, the update of the control coefficient by the coefficient updater is stopped and the control coefficient is fixed to the optimum value, and the second difference does not reach the second target value. In this case, it is determined that the reduction effect has not achieved the target value, and the control coefficient has not converged to the optimal value, and the convergence that was used by the coefficient updater at the time of calculating the second difference A new convergence constant may be obtained by adding a predetermined value to the constant, and the coefficient updater may restart updating of the control coefficient using the new convergence constant.
本態様によれば、前記低減効果が前記目標値を達成しているか否かを、前記第二差分が前記目標値に応じた所定の第二目標値を達成しているか否かに応じて、精度良く判定することができる。 According to this aspect, whether or not the reduction effect has achieved the target value is determined depending on whether or not the second difference has achieved a predetermined second target value corresponding to the target value. It can be determined with high accuracy.
そして、前記低減効果が所定の目標値を達成し、制御係数が最適値に収束していると考えられるような場合には、制御係数を当該最適値に固定して、無駄に制御係数を更新することを回避することができる。一方、前記低減効果が所定の目標値を達成していず、制御係数が最適値に収束していないと考えられるような場合には、第二差分の計算時点よりも大きい新たな収束定数を用いて制御係数を更新することができる。このようにして、本態様によれば、制御係数を効率よく最適値に収束させることができる。 Then, if the reduction effect has achieved a predetermined target value and the control coefficient is considered to have converged to the optimal value, the control coefficient is fixed at the optimal value and the control coefficient is updated unnecessarily. This can be avoided. On the other hand, if the reduction effect has not achieved the predetermined target value and it is considered that the control coefficient has not converged to the optimal value, a new convergence constant larger than that at the time of calculating the second difference is used. control coefficients can be updated. In this manner, according to this aspect, the control coefficients can be efficiently converged to the optimum value.
上記態様において、前記係数更新器は、所定の収束定数を用いて前記制御係数を更新し、前記効果測定部は、前記低減効果が所定の目標値を達成しているか否かを判定する判定処理を行い、前記判定処理において、前記周波数差分効果計算部が計算した、所定の評価対象周波数帯域に含まれる周波数のうちの過半数の周波数の前記第一差分が前記目標値に応じた所定の第一目標値を達成し、且つ、前記第二差分が前記目標値に応じた所定の第二目標値を達成している場合、前記低減効果が前記目標値を達成していると判定し、前記制御係数が最適値に収束したものとして、前記係数更新器による前記制御係数の更新を停止して前記制御係数を前記最適値に固定し、前記周波数差分効果計算部が計算した、前記評価対象周波数帯域に含まれる周波数のうちの過半数の周波数の前記第一差分が前記第一目標値を達成していない場合、前記低減効果が前記目標値を達成していないと判定し、前記制御係数が最適値に収束していないものとして、前記第一差分の計算時点に前記係数更新器が用いていた前記収束定数に所定値を加えたものを新たな収束定数とし、前記係数更新器による前記新たな収束定数を用いた前記制御係数の更新を再開させ、前記第二差分が前記第二目標値を達成していない場合、前記低減効果が前記目標値を達成していないと判定し、前記制御係数が最適値に収束していないものとして、前記第二差分の計算時点に前記係数更新器が用いていた前記収束定数に所定値を加えたものを新たな収束定数とし、前記係数更新器による前記新たな収束定数を用いた前記制御係数の更新を再開させてもよい。 In the above aspect, the coefficient updater updates the control coefficient using a predetermined convergence constant, and the effect measurement unit performs a determination process to determine whether the reduction effect has achieved a predetermined target value. and in the determination process, the first difference of the majority of frequencies among the frequencies included in the predetermined evaluation target frequency band calculated by the frequency difference effect calculation unit is set to a predetermined first difference corresponding to the target value. When the target value is achieved and the second difference achieves a predetermined second target value according to the target value, it is determined that the reduction effect has achieved the target value, and the control Assuming that the coefficient has converged to the optimum value, the update of the control coefficient by the coefficient updater is stopped and the control coefficient is fixed to the optimum value, and the frequency band to be evaluated calculated by the frequency difference effect calculation unit is If the first difference of a majority of the frequencies included in the frequency range does not achieve the first target value, it is determined that the reduction effect has not achieved the target value, and the control coefficient is set to the optimum value. Assuming that the convergence constant has not converged to If the updating of the control coefficient using a constant is restarted and the second difference has not achieved the second target value, it is determined that the reduction effect has not achieved the target value, and the control coefficient is Assuming that the optimum value has not been converged, a new convergence constant is determined by adding a predetermined value to the convergence constant that was used by the coefficient updater at the time of calculating the second difference, and the new convergence constant by the coefficient updater The updating of the control coefficients using a convergence constant may be restarted.
本態様によれば、前記低減効果が前記目標値を達成しているか否かを、所定の評価対象周波数帯域に含まれる周波数のうちの、前記目標値に応じた所定の第一目標値を達成している第一差分に対応する周波数の割合に基づき、精度良く判定することができる。また、前記低減効果が前記目標値を達成しているか否かを、前記第二差分が前記目標値に応じた所定の第二目標値を達成しているか否かに応じて、精度良く判定することができる。 According to this aspect, whether or not the reduction effect has achieved the target value is determined by achieving a predetermined first target value corresponding to the target value among frequencies included in a predetermined evaluation target frequency band. The determination can be made with high accuracy based on the ratio of frequencies corresponding to the first difference. Further, whether or not the reduction effect achieves the target value is accurately determined depending on whether or not the second difference achieves a predetermined second target value corresponding to the target value. be able to.
そして、前記低減効果が所定の目標値を達成し、制御係数が最適値に収束していると考えられるような場合には、制御係数を当該最適値に固定して、無駄に制御係数を更新することを回避することができる。一方、前記低減効果が所定の目標値を達成していず、制御係数が最適値に収束していないと考えられるような場合には、第一差分又は第二差分の計算時点よりも大きい新たな収束定数を用いて制御係数を更新することができる。このようにして、本態様によれば、制御係数を効率よく最適値に収束させることができる。 Then, if the reduction effect has achieved a predetermined target value and the control coefficient is considered to have converged to the optimal value, the control coefficient is fixed at the optimal value and the control coefficient is updated unnecessarily. This can be avoided. On the other hand, if the reduction effect has not achieved the predetermined target value and it is considered that the control coefficient has not converged to the optimal value, a new value larger than that at the time of calculation of the first difference or the second difference The convergence constant can be used to update the control coefficients. In this manner, according to this aspect, the control coefficients can be efficiently converged to the optimum value.
上記態様において、前記効果測定部は、前記判定処理において、前記周波数差分効果計算部が計算した、前記評価対象周波数帯域に含まれる所定の騒音増加帯域内の周波数のうち、所定数以上の周波数の前記第一差分が、前記目標値に応じた所定の許容値を超えている場合、前記制御係数に異常が生じたものとして、前記係数更新器による前記制御係数の更新を中止してもよい。 In the above aspect, the effect measurement unit may detect a predetermined number or more of frequencies within a predetermined noise increase band included in the evaluation target frequency band, which are calculated by the frequency difference effect calculation unit in the determination process. If the first difference exceeds a predetermined tolerance value corresponding to the target value, it may be assumed that an abnormality has occurred in the control coefficient, and the update of the control coefficient by the coefficient updater may be stopped.
本態様によれば、前記制御係数に異常が生じたことを、所定の評価対象周波数帯域に含まれる所定の騒音増加帯域内の周波数のうちの、前記目標値に応じた所定の許容値を超えている第一差分に対応する周波数の割合に基づき、精度良く判定することができる。そして、前記制御係数に異常が生じたと判定したときには、係数更新器による制御係数の更新を適切に中止することができる。 According to this aspect, the occurrence of an abnormality in the control coefficient is determined by indicating that the control coefficient exceeds a predetermined tolerance value corresponding to the target value among frequencies within a predetermined noise increase band included in a predetermined evaluation target frequency band. The determination can be made with high accuracy based on the ratio of frequencies corresponding to the first difference. Then, when it is determined that an abnormality has occurred in the control coefficient, updating of the control coefficient by the coefficient updater can be appropriately stopped.
上記態様において、前記所定数は1であってもよい。 In the above aspect, the predetermined number may be one.
本態様によれば、所定の評価対象周波数帯域に含まれる所定の騒音増加帯域内の周波数のうち、前記目標値に応じた所定の許容値を超えている第一差分に対応する周波数が一つでも存在する場合には、前記制御係数に異常が生じたものとして、係数更新器による制御係数の更新を中止することができる。 According to this aspect, among the frequencies within the predetermined noise increase band included in the predetermined evaluation target frequency band, one frequency corresponds to the first difference that exceeds the predetermined tolerance value according to the target value. However, if the control coefficient exists, it is assumed that an abnormality has occurred in the control coefficient, and the update of the control coefficient by the coefficient updater can be stopped.
上記態様において、前記エラーマイクを複数個備え、前記効果測定部は、前記複数個の前記エラーマイクの其々について、各エラーマイクの設置場所を前記制御点とし、各エラーマイクに対して予め個別に設定された個別目標値を前記目標値として、前記判定処理を行ってもよい。 In the above aspect, a plurality of the error microphones are provided, and the effect measuring section sets the installation location of each error microphone as the control point, and individually measures the error microphone for each of the plurality of error microphones in advance. The determination process may be performed using an individual target value set as the target value.
本態様によれば、各エラーマイクの設置場所における騒音の低減効果が、各エラーマイクに対して予め個別に設定された個別目標値を達成しているか否かを個別に判定することができる。 According to this aspect, it is possible to individually determine whether the noise reduction effect at the installation location of each error microphone has achieved the individual target value set individually in advance for each error microphone.
上記態様において、前記個別目標値には、優先順位が対応付けられ、前記効果測定部は、最も高い前記優先順位が対応付けられた前記個別目標値を前記目標値として用いる前記判定処理において、前記低減効果が前記目標値を達成していると判定した場合、全ての前記制御点についての前記判定処理において、前記低減効果が前記目標値を達成していると判定してもよい。 In the above aspect, the individual target value is associated with a priority order, and the effect measurement unit is configured to perform the determination process in which the individual target value associated with the highest priority order is used as the target value. When it is determined that the reduction effect has achieved the target value, it may be determined that the reduction effect has achieved the target value in the determination processing for all the control points.
本態様によれば、一以上の制御点の其々における騒音の低減効果が前記個別目標値を達成しているか否かを判定しなくても、騒音の低減効果が、最も高い優先順位が対応付けられた個別目標値を達成していると判定することで、全ての制御点における騒音の低減効果が個別目標値を達成していると簡易的に判断することができる。 According to this aspect, without determining whether the noise reduction effect at each of one or more control points has achieved the individual target value, the noise reduction effect is determined by the highest priority. By determining that the assigned individual target value has been achieved, it can be easily determined that the noise reduction effect at all control points has achieved the individual target value.
上記態様において、前記適応可能状態判定部は、前記エラー信号の瞬時値レベルを所定期間で平均化した値が所定の閾値範囲内である場合に、前記係数更新器に前記制御係数の更新を実施させると判定してもよい。 In the above aspect, the adaptable state determining unit causes the coefficient updater to update the control coefficient when a value obtained by averaging instantaneous value levels of the error signal over a predetermined period is within a predetermined threshold range. It may be determined that the
本態様によれば、エラー信号の瞬時値レベルが瞬時的に前記閾値範囲を超えるような場合であっても、エラー信号の瞬時値レベルを所定期間で平均化した値が所定の閾値範囲内であれば、係数更新器に制御係数の更新を実施させることができる。 According to this aspect, even if the instantaneous value level of the error signal instantaneously exceeds the threshold range, the value obtained by averaging the instantaneous value level of the error signal over a predetermined period is within the predetermined threshold range. If so, the coefficient updater can be caused to update the control coefficients.
以下で説明する実施の形態は、いずれも本開示の好ましい具体例の一例を示すものである。以下の実施の形態で示される構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、動作の順序などは、一例であり、本開示を限定するものではない。本開示は、特許請求の範囲だけによって限定される。 The embodiments described below are examples of preferred specific examples of the present disclosure. The components, arrangement positions and connection forms of the components, order of operations, etc. shown in the following embodiments are merely examples, and do not limit the present disclosure. The disclosure is limited only by the claims.
よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本開示の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。 Therefore, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims representing the topmost concept of the present disclosure are not necessarily necessary to achieve the object of the present disclosure, but may be more effective. It is described as constituting a preferred form.
(実施の形態1)
実施の形態1に係る騒音制御装置の構成について説明する。図1は、実施の形態1に係る騒音制御装置1000の構成図である。
(Embodiment 1)
The configuration of the noise control device according to
騒音制御装置1000は、図16に示した従来の騒音制御装置1000bと同様に、自動車100のサスペンション部に設けられたセンサ1a、1b、1c、1d(図15A及び図15B)が検出した振動を示す振動信号に起因するロードノイズを、エラーマイク2a、2b、2c、2dの設置場所である制御点において低減する。
The
説明の便宜上、図1には、図16に示した従来の騒音制御装置1000bと同様、騒音制御装置1000が自動車100の前側の半分においてロードノイズを低減する制御に用いる構成要素のみ図示している。しかし、実際には、騒音制御装置1000は、自動車100の後側の半分にも、図1に示した構成要素と同様の構成要素を更に備える。騒音制御装置1000は、騒音制御装置1000bと同様、自動車100の前側の半分及び自動車100の後側の半分において、同様に、ロードノイズを低減する制御を行う。このため、以下では、図1に示す騒音制御装置1000が、自動車100の前側の半分においてロードノイズを低減する制御についてのみ詳述する。
For convenience of explanation, FIG. 1 only shows the components used by the
図1に示す、二個のセンサ1a、1b、四個の制御フィルタ20aa、20ab、20ba、20bb、八個の伝達特性補正フィルタ62aaa、62aab、62aba、62abb、62baa、62bab、62bba、62bbb、八個のLMS演算器61aaa、61aab、61aba、61abb、61baa、61bab、61bba、61bbb、二個の加算器30a、30b、二個のスピーカ3a、3b及び二個のエラーマイク2a、2bは、図16に示すものと同じ構成である。つまり、騒音制御装置1000は、従来の騒音制御装置1000bと同様、制御フィルタ20aa、20ab、20ba、20bbの制御係数を更新する適応動作によって、センサ1a、1bが検出した振動を示す振動信号に起因するロードノイズを、エラーマイク2a、2bの設置場所である制御点において低減する。
Two
更に、騒音制御装置1000は、一旦、制御係数が最適値に収束すると、その後は、制御係数を当該最適値に固定する固定動作を行う。以下では、騒音制御装置1000が、制御係数が最適値に収束したか否かを判定する方法について説明する。
Further, once the control coefficient converges to the optimum value, the
先ず、エラーマイク2aでは、センサ1a、1bが検出した振動を示す振動信号に起因する車室内のロードノイズとスピーカ3a、3bが再生した制御音とが干渉した結果、エラーマイク2aの設置場所である制御点に残留する残留騒音を示すエラー信号が出力される。ここで、エラーマイク2aの設置場所におけるロードノイズを示す信号を信号N1、スピーカ3aが再生する信号を信号y1、スピーカ3bが再生する信号を信号y2とすると、エラーマイク2aが出力するエラー信号e1は、式1で表現できる。
e1=N1+C11*y1+C21*y2・・・(式1)
ここで、C11は、スピーカ3aからエラーマイク2aへの音の伝達特性を示す。
C21は、スピーカ3bからエラーマイク2aへの音の伝達特性を示す。
*は、畳み込み演算を示す。
First, in the
e1=N1+C11*y1+C21*y2...(Formula 1)
Here, C11 indicates the sound transfer characteristic from the
C21 indicates the sound transfer characteristic from the
* indicates a convolution operation.
一方、信号y1は、伝達特性補正フィルタ40aaを経由して、減算器41aに入力される。伝達特性補正フィルタ(補正フィルタ)40aaは、伝達特性補正フィルタ62aaaと同じ、スピーカ3aからエラーマイク2aまでの音の伝達特性C11を近似した係数を用いて、信号y1に畳み込み処理(信号処理、第三信号処理)を行い、当該畳み込み処理後の信号を減算器41aへ出力する。同様に、信号y2は、伝達特性補正フィルタ40baを経由して、減算器41aに入力される。
On the other hand, the signal y1 is input to the
減算器41aは、エラーマイク2aが出力するエラー信号から、伝達特性補正フィルタ40aa及び伝達特性補正フィルタ40baの出力信号を差し引く。具体的には、減算器41aは、式2の演算を行う。
off1=e1-C11*y1-C21*y2・・・(式2)
ここで、C11は、スピーカ3aからエラーマイク2aへの音の伝達特性を示す。
C21は、スピーカ3bからエラーマイク2aへの音の伝達特性を示す。
off1は、減算器41aの出力信号を示す。
The
off1=e1-C11*y1-C21*y2...(Formula 2)
Here, C11 indicates the sound transfer characteristic from the
C21 indicates the sound transfer characteristic from the
off1 indicates the output signal of the
式2に式1を代入すると、減算器41aの出力信号off1は、式3で表現できる。
off1=N1・・・(式3)
When
off1=N1...(Formula 3)
このように、減算器41aの出力信号off1は、エラーマイク2aの設定場所におけるロードノイズを示す信号と同じ信号であり、エラーマイク2aの設定場所におけるロードノイズと二個のスピーカ3a、3bの出力信号との干渉による制御前の騒音を表す信号となる。一方、式1のエラー信号e1は、当該干渉による制御後の騒音を表す信号on1である。
In this way, the output signal off1 of the
つまり、騒音制御装置1000では、エラーマイク2aの設定場所におけるロードノイズと二個のスピーカ3a、3bの出力信号との干渉による制御前の騒音を表す信号off1と、当該干渉による制御後の騒音を表す信号on1と、が同時に算出される。当該算出された制御前の騒音を表す信号off1と制御後の騒音を表す信号on1は、効果測定部50aに入力される。
In other words, in the
同様にして、騒音制御装置1000では、エラーマイク2bの設定場所におけるロードノイズと二個のスピーカ3a、3bの出力信号との干渉による制御前の騒音を表す信号off2と、当該干渉による制御後の騒音を表す信号on2と、が同時に算出される。当該算出された制御前の騒音を表す信号off2と制御後の騒音を表す信号on2は、効果測定部50bに入力される。
Similarly, in the
効果測定部50aは、エラーマイク2aの設定場所におけるロードノイズと二個のスピーカ3a、3bの出力信号との干渉による制御前の騒音を表す信号(制御オフ信号)off1及び当該干渉による制御後の騒音を表す信号(制御オン信号)on1に基づき、エラーマイク2aの設定場所におけるロードノイズの低減効果を測定する。効果測定部50bは、エラーマイク2bの設定場所におけるロードノイズと二個のスピーカ3a、3bの出力信号との干渉による制御前の騒音を表す信号(制御オフ信号)off2及び当該干渉による制御後の騒音を表す信号(制御オン信号)on2に基づき、エラーマイク2bの設定場所におけるロードノイズの低減効果を測定する。
The
図2は、効果測定部50aの構成の一例を示す図である。効果測定部50bは、効果測定部50aと同様の構成である。このため、以下では代表して、効果測定部50aの構成についてのみ説明する。図2に示すように、効果測定部50aは、二個のA特性フィルタ部51a、51bと、二個の周波数分析部52a、52bと、二個のオーバーオール計算部53a、53bと、周波数差分効果計算部54aと、オーバーオール値差分効果計算部54bと、を備える。
FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the
効果測定部50aに入力されたロードノイズと二個のスピーカ3a、3bの出力信号との干渉による制御前の騒音を表す信号(以降、騒音制御前信号)off1と、ロードノイズと二個のスピーカ3a、3bの出力信号との干渉による制御後の騒音を表す信号(以降、騒音制御後信号)on1は、それぞれ、A特性フィルタ部51a、51bに入力される。
A signal representing noise before control (hereinafter referred to as a signal before noise control) due to interference between the road noise input to the
A特性フィルタ部51aは、入力された騒音制御前信号off1に、人間の聴覚特性を模擬したA特性を示す係数(A特性係数)を用いて畳み込み処理(信号処理)を行う。同様にして、A特性フィルタ部51bは、入力された騒音制御後信号on1に、人間の聴覚特性を模擬したA特性を示す係数(以降、A特性係数)を用いて畳み込み処理を行う。
The
周波数分析部52aは、FFT等の所定の周波数分析処理を行うことで、A特性フィルタ部51aによる畳み込み処理後の騒音制御前信号off1の周波数特性を計算する。周波数分析部52bは、FFT等の所定の周波数分析処理を行うことで、A特性フィルタ部51bによる畳み込み処理後の騒音制御後信号on1の周波数特性を計算する。
The
周波数差分効果計算部54aは、周波数分析部52a及び周波数分析部52bにより計算された周波数特性における周波数毎に、A特性フィルタ部51aによる畳み込み処理後の騒音制御前信号off1とA特性フィルタ部51bによる畳み込み処理後の騒音制御後信号on1との差分(以降、第一差分)を、エラーマイク2aの設定場所におけるロードノイズの低減効果の指標として計算する。
The frequency difference
オーバーオール計算部53aは、周波数分析部52aによって計算された、A特性フィルタ部51aによる畳み込み処理後の騒音制御前信号off1の周波数特性を用いて、当該騒音制御前信号off1の全周波数帯域におけるオーバーオール値を計算する。以降、オーバーオール計算部53aによって計算されたオーバーオール値を第一オーバーオール値と記載する。オーバーオール計算部53bは、周波数分析部52bによって計算された、A特性フィルタ部51bによる畳み込み処理後の騒音制御後信号on1の周波数特性を用いて、当該騒音制御後信号on1の全周波数帯域におけるオーバーオール値を計算する。以降、オーバーオール計算部53bによって計算されたオーバーオール値を第二オーバーオール値と記載する。
The
オーバーオール値差分効果計算部54bは、オーバーオール計算部53aによって計算された第一オーバーオール値とオーバーオール計算部53bによって計算された第二オーバーオール値との差分(以降、第二差分)を、エラーマイク2aの設定場所におけるロードノイズの低減効果の指標として計算する。
The overall value difference
図3は、効果測定部50aにおいて測定された騒音の低減効果の一例を示す図である。図3のセクション(a)には、周波数分析部52aが計算した騒音制御前信号off1の周波数特性が実線で示され、周波数分析部52bが計算した騒音制御後信号on1の周波数特性が破線で示されている。図3のセクション(b)には、図3のセクション(a)において実線で示す周波数特性と破線で示す周波数特性との差分に対応する、周波数差分効果計算部54aが計算した周波数毎の第一差分が示されている。
FIG. 3 is a diagram showing an example of the noise reduction effect measured by the
例えば、図3のセクション(a)及び(b)に示す例では、エラーマイク2aの設定場所において、0dBよりも下方の第一差分に対応するf1以上f2以下の周波数のロードノイズが低減されたことを把握することができる。また、0dBよりも上方の第一差分に対応する周波数が存在していないので、全周波数成分のロードノイズが増加していないことを把握することができる。
For example, in the example shown in sections (a) and (b) of FIG. 3, at the setting location of the
また、図3のセクション(a)における周波数特性の右方には、オーバーオール計算部53aによって計算された第一オーバーオール値(例えば、85dBA)と、オーバーオール計算部53bによって計算された第二オーバーオール値(例えば、80dBA)と、が示されている。また、図3のセクション(a)における周波数特性の右方には、オーバーオール値差分効果計算部54bによって計算された第一オーバーオール値と第二オーバーオール値との差分である第二差分(例えば、-5dBA)が示されている。図3のセクション(a)に示す例では、第二差分が-5dBAであるので、エラーマイク2aの設定場所におけるロードノイズが5dBAだけ低減されたことがわかる。
Furthermore, on the right side of the frequency characteristics in section (a) of FIG. For example, 80 dBA). Further, on the right side of the frequency characteristic in section (a) of FIG. 3, a second difference (for example, - 5dBA) is shown. In the example shown in section (a) of FIG. 3, the second difference is -5 dBA, so it can be seen that the road noise at the location where the
尚、人間の聴覚特性を考慮することなく、ロードノイズの低減効果を評価したい場合は、効果測定部50aに、A特性フィルタ部51a、51bを備えなくてもよい。これに合わせて、周波数分析部52aが、効果測定部50aに入力された騒音制御前信号(制御オフ信号)off1の周波数特性を計算し、周波数分析部52bが、効果測定部50aに入力された騒音制御後信号(制御オン信号)on1の周波数特性を計算するようにしてもよい。
Note that if it is desired to evaluate the road noise reduction effect without considering human auditory characteristics, the
効果測定部50aは、更に、周波数差分効果計算部54aによって計算された周波数毎の第一差分と、オーバーオール値差分効果計算部54bによって計算された第二差分と、を用いて、エラーマイク2aの設定場所におけるロードノイズの低減効果が目標値を達成しているか否かを判定する判定処理を行う。
The
具体的には、効果測定部50aは、前記判定処理において、以下の1)~2)に示すようにして、エラーマイク2aの設定場所におけるロードノイズの低減効果が目標値を達成しているか否かを判定する。
1)所定の評価対象周波数帯域(例えば、図3のセクション(a)及び(b)における周波数f1~f2)に含まれる周波数のうちの過半数の周波数の第一差分が、予め設定しておいた第一目標値を達成している場合、前記低減効果が目標値を達成していると判定する。尚、効果測定部50aが、より厳しい条件で当該判定を行うようにしてもよい。例えば、効果測定部50aが、前記評価対象周波数帯域に含まれる周波数のうちの過半数以上の所定数(例えば、70%)以上の周波数の第一差分が前記第一目標値を達成している場合に、前記低減効果が目標値を達成していると判定するようにしてもよい。
2)第二差分が、第一目標値とは異なる予め設定しておいた第二目標値を達成している場合、前記低減効果が目標値を達成していると判定する。
Specifically, in the determination process, the
1) The first difference between the majority of frequencies included in a predetermined evaluation target frequency band (for example, frequencies f1 to f2 in sections (a) and (b) of FIG. 3) is set in advance. If the first target value has been achieved, it is determined that the reduction effect has achieved the target value. Note that the
2) If the second difference has achieved a preset second target value different from the first target value, it is determined that the reduction effect has achieved the target value.
尚、効果測定部50bは、効果測定部50aと同様にして、エラーマイク2bの設定場所におけるロードノイズの低減効果が目標値を達成しているか否かを判定する判定処理を行う。
Note that the
効果測定部50a及び効果測定部50bが判定処理を行った結果、車内に設置された全てのエラーマイク2a、2bの設定場所におけるロードノイズの低減効果が目標値を達成していると判定されたとする。この場合、効果測定部50a又は効果測定部50bは、全ての制御フィルタ20aa、20ab、20ba、20bbの制御係数が最適値に収束したと判断し、適応動作を停止する。
As a result of the determination processing performed by the
具体的には、効果測定部50a又は効果測定部50bは、八個のLMS演算器(係数更新器)61aaa、61aab、61aba、61abb、61baa、61bab、61bba、61bbbによる、四個の制御フィルタ20aa、20ab、20ba、20bbの制御係数の更新を停止させる。そして、効果測定部50a又は効果測定部50bは、各制御フィルタ20aa、20ab、20ba、20bbの制御係数を、当該最適値に収束したと判断した時の各制御係数に固定する。
Specifically, the
上記構成によれば、各エラーマイク2a、2bの設置場所である制御点におけるロードノイズと各スピーカ3a、3bで再生された制御音との干渉による制御前のロードノイズを表す騒音制御前信号off1、off2と、制御点における前記干渉による制御前のロードノイズを表す騒音制御後信号on1、on2と、を同時に得ることができる。
According to the above configuration, the pre-noise control signal off1 represents the road noise before control due to the interference between the road noise at the control point where each
また、エラーマイク2aが検出した残留騒音を示すエラー信号から、伝達特性補正フィルタ40aa、40baの出力信号を差し引いた騒音制御前信号off1と、エラーマイク2aが検出した残留騒音を示すエラー信号である騒音制御後信号on1と、の差分である、伝達特性補正フィルタ40aa、40baの出力信号に基づき、エラーマイク2aの設置場所における騒音の低減効果が測定される。
Furthermore, a pre-noise control signal off1 is obtained by subtracting the output signals of the transfer characteristic correction filters 40aa and 40ba from an error signal indicating the residual noise detected by the
このため、対象とする騒音源で生じる騒音とは無関係な音が制御点に伝播し、エラーマイク2aが検出した残留騒音を示すエラー信号に、騒音源で生じる騒音とは無関係な音が含まれていたとしても、当該無関係な音に関係のない伝達特性補正フィルタ40aa、40baの出力信号のみに基づき、エラーマイク2aの設置場所における騒音の低減効果を精度良く測定することができる。
Therefore, sounds unrelated to the noise generated by the target noise source propagate to the control point, and the error signal indicating the residual noise detected by the
このため、例えば、カーメーカは、上述のように、販売する自動車100一台毎に、テストコースを走行させて、各制御フィルタ20aa、20ab、20ba、20bbの制御係数を決定しなくてもよい。一般ユーザーは、自動車100の運転中に、各制御フィルタ20aa、20ab、20ba、20bbの制御係数を適切に設定することができる。
Therefore, for example, the car manufacturer does not have to drive each
また、ロードノイズのような広帯域騒音の場合、一度、制御係数を求めてしまえば制御係数を頻繁に変更しなくとも一定効果を持続できるので、予め定めた制御係数を用いて各制御フィルタ20aa、20ab、20ba、20bbを動作させてエラーマイク2aの設置場所における騒音の低減効果を測定できる。
In addition, in the case of broadband noise such as road noise, once the control coefficient is determined, a certain effect can be maintained without changing the control coefficient frequently. By operating 20ab, 20ba, and 20bb, the noise reduction effect at the location where the
図18は、実施の形態1に係る騒音制御装置1000の変形例を示す構成図である。このような場合には、LMS演算器61aaa~61bbb及び伝達特性補正フィルタ62aaa~62bbbは、騒音制御装置1000(図1)から取り外されてもよい。これにより、図18に示すような、簡素化した構成の騒音制御装置1002が構成されてもよい。
FIG. 18 is a configuration diagram showing a modification of the
つまり、騒音制御装置1002が、自動車100の前側の半分においてロードノイズを低減する制御を行う場合、二個のセンサ1a、1bと、二個のセンサ1a、1bが出力する振動信号に予め定めた制御係数を用いて畳み込み処理を行う四個の制御フィルタ20aa、20ab、20ba、20bbと、二個の加算器30a、30bと、二個のスピーカ3a、3bと、二個のエラーマイク2a、2bと、四個の伝達特性補正フィルタ(補正フィルタ)40aa、40ab、40ba、40bbと、二個の減算器41a、41bと、二個の効果測定部50a、50bと、を備えるようにしてもよい。
In other words, when the
図4は、効果測定部50aにおいて測定された騒音の低減効果の他の一例を示す図である。図4のセクション(a)には、図3のセクション(a)と同様、周波数分析部52aが計算した騒音制御前信号off1の周波数特性が実線で示され、周波数分析部52bが計算した騒音制御後信号on1の周波数特性が破線で示されている。図4のセクション(b)には、図3のセクション(b)と同様、図4のセクション(a)において実線で示す周波数特性と破線で示す周波数特性との差分に対応する、周波数差分効果計算部54aが計算した周波数毎の第一差分が示されている。
FIG. 4 is a diagram showing another example of the noise reduction effect measured by the
また、図4のセクション(a)には、効果測定部50aがロードノイズの低減効果の測定中に、エラーマイク2aに伝播する騒音が変化した場合の騒音制御前信号off1の周波数特性及び騒音制御後信号on1の周波数特性が点線で示されている。例えば、エラーマイク2aに伝播する騒音は、自動車100の走行速度が変化した場合や、自動車が走行する路面等の道路条件が変化した場合等に変化する。また、エラーマイク2aに伝播する騒音は、搭乗者が会話した場合、カーオーディオで音楽等が再生された場合、ナビゲーションシステムで音声案内が行われた場合、又は、トラック等の大型車がすれ違った場合などにも変化する。
Section (a) of FIG. 4 also shows the frequency characteristics of the pre-noise control signal off1 and noise control when the noise propagating to the
上記構成によれば、図4のセクション(a)の点線部に示されるように、エラーマイク2aに伝播する騒音が変化した場合であっても、騒音制御前信号off1の周波数特性及び騒音制御後信号on1の周波数特性に同様の変化が現れる。このため、図4のセクション(b)に示すように、各周波数の第一差分は、図3のセクション(b)と変わらない特性となる。
According to the above configuration, as shown by the dotted line in section (a) of FIG. 4, even if the noise propagating to the
このことは、上記の式1、式2及び式3からも把握することができる。その理由は、式1において、エラーマイク2aの設置場所におけるロードノイズを示す信号N1が、信号N1’に変化したとすると、信号N1’を代入した式1を式2に代入することで、式3と同様の式であるoff1=N1’が得られるからである。つまり、式1で示される、エラーマイク2aが出力するエラー信号e1である騒音制御後信号on1にも、騒音制御前信号off1にも同じ、変化後の騒音を示す信号N1’が含まれる。このため、騒音制御後信号on1と騒音制御前信号off1との差分を算出することで、信号N1’が相殺されるからである。
This can also be understood from the
ところで、図4に示したように、対象とする騒音に無関係な音として、評価対象周波数帯域(周波数f1~f2)内の周波数の音が発生した場合、これまで説明してきた構成で特に大きな問題は発生しない。図5は、効果測定部50aにおいて測定された騒音の低減効果の他の一例を示す図である。しかし、図5のセクション(a)の点線部に示すように、対象とする騒音に無関係な音として、評価対象周波数帯域外の周波数の音が発生し、当該無関係な音のレベルが、評価対象周波数帯域内の周波数の音のレベルに対して十分に小さいレベルではないとする。この場合、図5のセクション(b)に示すように、第一差分は、図3及び図4のセクション(b)に示した第一差分と同様となる。しかし、当該無関係な音のレベルは、第一オーバーオール値と第二オーバーオール値とに影響を与え、これらの差分である第二差分が、当該無関係な音がなかった場合の第二差分と異なることがある。
By the way, as shown in Fig. 4, when a sound with a frequency within the evaluation target frequency band (frequency f1 to f2) occurs as a sound unrelated to the target noise, a particularly big problem occurs with the configuration described so far. does not occur. FIG. 5 is a diagram showing another example of the noise reduction effect measured by the
例えば、図5のセクション(a)に示す例では、騒音制御前信号off1のオーバーオール値である第一オーバーオール値が87dBAとなり、図3のセクション(a)に示す例よりも2dBA増加する。また、騒音制御後信号on1のオーバーオール値である第二オーバーオール値は、85dBAとなり、図3のセクション(a)に示す例よりも5dBA増加する。その結果、第一オーバーオール値と第二オーバーオール値との差分である第二差分は、-2dBAとなり、図3のセクション(a)に示す例よりも、3dBAだけ、騒音の低減効果が劣化することになる。 For example, in the example shown in section (a) of FIG. 5, the first overall value, which is the overall value of the pre-noise control signal off1, is 87 dBA, which is 2 dBA higher than the example shown in section (a) of FIG. Further, the second overall value, which is the overall value of the noise-controlled signal on1, is 85 dBA, which is 5 dBA higher than the example shown in section (a) of FIG. As a result, the second difference, which is the difference between the first overall value and the second overall value, is -2 dBA, and the noise reduction effect is degraded by 3 dBA compared to the example shown in section (a) of FIG. become.
このように、図5のセクション(b)に示される第一差分に問題が生じなくても、第二差分に問題が生じる場合、当該第二差分の目標となる第二目標値の設定と、その目標の達成の判定に支障をきたすことになる。 In this way, even if no problem occurs with the first difference shown in section (b) of FIG. 5, if a problem occurs with the second difference, setting a second target value that is the target of the second difference; This will hinder the determination of whether the goal has been achieved.
そこで、図6に示すように、効果測定部50aの構成を変更してもよい。図6は、効果測定部50aの他の構成の一例を示す図である。つまり、効果測定部50aが、帯域制限部55a、55bを更に備えるようにしてもよい。そして、帯域制限部55aが、周波数分析部52aによって計算された騒音制御前信号off1の周波数特性を用いて、当該騒音制御前信号off1に含まれる評価対象周波数帯域(周波数f1~f2)内の周波数の信号のみを抽出し、当該抽出した信号をオーバーオール計算部53aに出力するようにしてもよい。これと同様に、帯域制限部55bが、周波数分析部52bによって計算された騒音制御後信号on1の周波数特性を用いて、当該騒音制御後信号on1に含まれる評価対象周波数帯域(周波数f1~f2)内の周波数の信号のみを抽出し、当該抽出した信号をオーバーオール計算部53bに出力するようにしてもよい。
Therefore, as shown in FIG. 6, the configuration of the
そして、オーバーオール値差分効果計算部54bが、当該オーバーオール計算部53aで計算された第一オーバーオール値と、当該オーバーオール計算部53bで計算された第二オーバーオール値と、の差分である第二差分を計算するようにしてもよい。そして、当該第二差分が、エラーマイク2aの設定場所におけるロードノイズの低減効果の指標とされてもよい。
Then, the overall value difference
尚、実施の形態1では、自動車100に騒音制御装置1000を適用する例について説明したが、これに限らず、航空機や列車等に、騒音制御装置1000を適用してもよい。
In the first embodiment, an example in which the
(実施の形態2)
実施の形態2に係る騒音制御装置の構成について説明する。
(Embodiment 2)
The configuration of a noise control device according to
実施の形態1では、制御係数を更新する適応動作と、ロードノイズの低減効果の測定と、を同時に実施可能であることを説明した。しかし、例えば、運転者が大音量でオーディオ再生したり、自動車100よりも大きいトラックが併走した場合等、ユーザーが自動車100を運転することで生じたロードノイズよりも大きな騒音が伝搬した場合、制御係数を更新する適応動作に悪影響を与える可能性がある。
In the first embodiment, it has been explained that the adaptive operation of updating the control coefficient and the measurement of the road noise reduction effect can be performed simultaneously. However, if noise louder than the road noise generated by the user driving the
このような場合に備え、実施の形態2に係る騒音制御装置1001は、実施の形態1に係る騒音制御装置1000とは異なり、適応動作に悪影響を与えない所定の条件を満たした場合にのみ適応動作を行う。尚、適応動作が停止され、制御係数が固定されている場合、ロードノイズよりも大きな騒音が伝搬したとしても制御係数は変化しないので、この場合の構成を実施の形態1と異ならせる必要はない。
In preparation for such a case, the
以下、実施の形態2に係る騒音制御装置1001において行われる適応動作のフローについて説明する。尚、以降の説明において、八個のLMS演算器61aaa、61aab、61aba、61abb、61baa、61bab、61bba、61bbbと、八個の伝達特性補正フィルタ62aaa、62aab、62aba、62abb、62baa、62bab、62bba、62bbbと、を総称する場合、係数更新器60と記載する。また、二個の効果測定部50a、50bを総称する場合、効果測定部50と記載する。
The flow of the adaptive operation performed in the
図7は、実施の形態2に係る騒音制御装置1001の構成図である。図7に示すように、騒音制御装置1001は、実施の形態1に係る騒音制御装置1000(図1)の構成に加えて、適応可能状態判定部70を備える。適応可能状態判定部70は、前記ROMに予め記憶されているプログラムがCPUによって実行されることによって構成される。適応可能状態判定部70は、車内の環境が適応動作を実施させるための所定の適応条件を満たすか否かを判定することにより、係数更新器60に制御係数の更新を実施させるか否かを判定する。
FIG. 7 is a configuration diagram of a
図8は、適応動作のフローを示すフローチャートである。図8に示すように、騒音制御装置1001に電源が投入されたとき等の所定のタイミングで、適応動作が開始されると、適応可能状態判定部70は、車室内の環境が、適応動作を実施させるための適応条件を満たすか否かを判定する(ステップS1)。ステップS1において適応条件を満たすと判定された場合(ステップS1でYES)、効果測定部50は、係数更新器60に適応動作を実施させる(ステップS2)。尚、ステップS1の詳細については後述する。
FIG. 8 is a flowchart showing the flow of the adaptive operation. As shown in FIG. 8, when the adaptive operation is started at a predetermined timing such as when the power is turned on to the
その後、適応可能状態判定部70は、適応動作の実施中においても並行して、ステップS1と同様の判定を行う(ステップS3)。ステップS3において適応条件を満たさないと判定された場合(ステップS3でNO)、効果測定部50は、係数更新器60に適応動作の実施を中断させる(ステップS4)。その後は、再びステップS1以降の処理が行われる。尚、ステップS3の詳細については後述する。
Thereafter, the adaptable
一方、ステップS3において適応条件を満たすと判定された場合(ステップS3でYES)、効果測定部50は、係数更新器60に適応動作の実施を継続させつつ、ステップS2で適応動作を開始してから、予め設定していた所定時間(例えば30秒)が経過したかどうかを判定する(ステップS5)。効果測定部50は、ステップS5において、所定時間が経過していると判定した場合(ステップS5でYES)、係数更新器60による適応動作を終了させ、制御係数を当該終了時点の制御係数に固定する固定係数動作を行う(ステップS6)。 On the other hand, if it is determined in step S3 that the adaptation condition is satisfied (YES in step S3), the effect measurement unit 50 starts the adaptation operation in step S2 while causing the coefficient updater 60 to continue implementing the adaptation operation. Then, it is determined whether a preset predetermined time (for example, 30 seconds) has elapsed (step S5). If the effect measurement unit 50 determines in step S5 that the predetermined time has elapsed (YES in step S5), the effect measurement unit 50 ends the adaptive operation by the coefficient updater 60 and fixes the control coefficient to the control coefficient at the end point. A fixed coefficient operation is performed (step S6).
そして、効果測定部50は、実施の形態1で説明したように、各エラーマイクの設定場所である制御点におけるロードノイズの低減効果が目標値を達成しているか否かを判定する判定処理を行う(ステップS7)。効果測定部50は、ステップS7において、ロードノイズの低減効果が目標値を達成していないと判定した場合(ステップS7でNO)、処理をステップS1に戻す。一方、効果測定部50は、ステップS7において、ロードノイズの低減効果が目標値を達成していると判定した場合(ステップS7でYES)、前記固定係数動作を継続する(ステップS8)。また、効果測定部50は、ステップS7の実行中に制御係数に異常が発生したと判定した場合、制御係数の設計を中止する(ステップS9)。 Then, as described in the first embodiment, the effect measurement unit 50 performs a determination process to determine whether the road noise reduction effect at the control point where each error microphone is set has achieved the target value. (Step S7). When the effect measurement unit 50 determines in step S7 that the road noise reduction effect has not achieved the target value (NO in step S7), the process returns to step S1. On the other hand, if the effect measurement unit 50 determines in step S7 that the road noise reduction effect has achieved the target value (YES in step S7), it continues the fixed coefficient operation (step S8). Further, if the effect measurement unit 50 determines that an abnormality has occurred in the control coefficient during the execution of step S7, it stops designing the control coefficient (step S9).
次に、ステップS1及びステップS3の詳細について詳述する。図7に示すように、適応可能状態判定部70には、ナビゲーションシステム81とオーディオシステム82とタコメータ(回転数)83と速度メータ84から情報が入力される。また、適応可能状態判定部70には、エラーマイク2a、2bの出力信号も入力される。
Next, details of step S1 and step S3 will be explained in detail. As shown in FIG. 7, information is input to the adaptable
オーディオシステム82から適応可能状態判定部70に入力される情報には、例えば、オーディオシステム82が起動しているか否かを示すスイッチ情報やオーディオ信号が含まれる。適応可能状態判定部70は、オーディオシステム82から入力されたスイッチ情報が、オーディオシステム82が起動していることを示す場合、適応条件を満たさないと判定する。また、適応可能状態判定部70は、オーディオシステム82から入力されたオーディオ信号の信号レベルが、所定の閾値以上の場合、適応条件を満たさないと判定する。
The information input from the
ナビゲーションシステム81から適応可能状態判定部70に入力される情報には、例えば、音声案内信号が含まれる。適応可能状態判定部70は、ナビゲーションシステム81から入力された音声案内信号の信号レベルが、所定の閾値以上の場合、適応条件を満たさないと判定する。
The information input from the
適応可能状態判定部70には、タコメータ83から、ロードノイズに関係するエンジンの回転数が入力される。適応可能状態判定部70は、入力されたエンジンの回転数が所定の第一回転数(例えば1000rpm)以下の場合、又は、所定の第二回転数(例えば4000rpm)以上の場合、適応条件を満たさないと判定する。また、適応可能状態判定部70には、速度メータ84から、ロードノイズに関係する走行速度が入力される。適応可能状態判定部70は、入力された走行速度が所定の第一速度(例えば40km/h)以下の場合、又は、所定の第二速度(例えば130km/h)以上の場合、適応条件を満たさないと判定する。
The engine speed related to road noise is input to the adaptable
このように、適応可能状態判定部70が判定する理由は、走行速度が遅い場合又はエンジンの回転数が低い場合は、ロードノイズのレベルが通常走行時よりも小さいと推察されるので、適応条件に至っていないと考えられるからである。また、走行速度が相当速い場合又はエンジンの回転数が相当高い場合は、ロードノイズのレベルが通常走行時よりも大きいと推察されるので、適応条件を超えていると考えられるからである。
The reason why the adaptable
エラーマイク2a、2bから適応可能状態判定部70に入力される信号は、正に、車内環境の音であり、運転中のロードノイズ、搭乗者の会話音声、オーディオシステム82による再生音、ナビゲーションシステム81の案内音声、車外から伝播してきた騒音(例えば、併走したり、すれ違ったりしている他車の騒音)等が含まれる。このため、適応可能状態判定部70は、エラーマイク2a、2bから入力される信号のレベルが所定の第一閾値以上又は第二閾値以下の場合に、適応条件を満たさないと判定する。
The signals input from the
次に、適応可能状態判定部70が、入力された信号のレベルを測定する方法について説明する。図9Aは、適応可能状態判定部70の構成図である。図9Bは、適応可能状態判定部70が用いる判定条件の一例を示す図である。図9Aに示すように、適応可能状態判定部70は、瞬時値レベル計算部71と、平均化部72と、閾値判定部73と、を備える。
Next, a method for the adaptable
瞬時値レベル計算部71は、エラーマイク2aの出力信号が入力された瞬間のレベル(例えば、-26dBのように)を計算する。
The instantaneous value
平均化部72は、瞬時値レベル計算部71が計算した瞬時値レベルを所定期間で平均化する。尚、当該所定期間は、例えば、1/10秒のように時間で定められてもよいし、1000個の瞬時値レベルが入力される期間のように、入力される瞬時値レベルの個数によって定められてもよい。
The averaging
閾値判定部73は、平均化部72で平均化された信号レベル(値)が所定の閾値範囲内であるか否かを判定する。図9Bには、平均化部72で平均化された信号レベルの時系列変化を示すグラフと、前記閾値範囲の下限値THL1及び上限値THL2と、が示されている。閾値判定部73は、平均化された信号レベルが、下限値THL1以上且つ上限値THL2以下の場合、適応条件を満たすと判定する。
The
したがって、図9Bのグラフに示すように、平均化部72で平均化された信号レベル(値)が閾値判定部73に入力された場合、時間t1までの間は、平均化された信号レベルが前記閾値範囲内であるので、閾値判定部73は、適応条件を満たすと判定する。時間t1から時間t2までの期間は、平均化された信号レベルが上限値THL2を超えているため、閾値判定部73は、適応条件を満たさないと判定する。時間t2から時間t3までの期間は、平均化された信号レベルが前記閾値範囲内であるので、閾値判定部73は、再び適応条件を満たすと判定する。時間t3から時間t4までの期間は、平均化された信号レベルが下限値THL1未満となっているため、適応条件を満たさないと判定する。
Therefore, as shown in the graph of FIG. 9B, when the signal level (value) averaged by the averaging
尚、図9A及び図9Bでは、適応可能状態判定部70が、エラーマイク2aの出力信号が入力された場合に適応条件を満たすか否かの判定を行う例について説明したが、適応可能状態判定部70にエラーマイク2bの出力信号が入力された場合にも同様の判定が行われる。また、上述のように、適応可能状態判定部70が適応条件を満たすか否かの判定に用いる情報には、エラーマイク2a、2bの出力信号だけでなく、オーディオシステム82及び速度メータ84から入力される情報も含まれる。適応可能状態判定部70は、入力された全ての情報をそれぞれ用いて適応条件を満たすか否かの判定を行い、当該全ての判定において適応条件を満たすと判定した場合にのみ、車内の環境が適応動作を実施させるための適応条件を満たすと判定する。
9A and 9B, an example has been described in which the adaptable
以上の構成によれば、係数更新器60による制御係数の更新が、適応可能状態判定部70によって車内の環境が適応動作を実施させるための適応条件を満たすと判定された場合にのみ実行されるので、より安定的に最適な制御係数を設定することができる。
According to the above configuration, the update of the control coefficient by the coefficient updater 60 is performed only when the adaptable
しかし、実際に適応動作を行った場合に、図3及び図4に示したように、ロードノイズの増加がなく、低減効果だけが得られることはほとんどない。なぜなら、図15A、図15B及び図4に示したように、センサ1a、1b、1c、1d、エラーマイク2a、2b、2c、2d又はスピーカ3a、3b、3c、3dが設置される場所には、実用上の制限があるからである。以降、センサ1a、1b、1c、1dを総称する場合、センサ1と記載する。エラーマイク2a、2b、2c、2dを総称する場合、エラーマイク2と記載する。スピーカ3a、3b、3c、3dを総称する場合、スピーカ3と記載する。
However, when the adaptive operation is actually performed, as shown in FIGS. 3 and 4, there is almost no increase in road noise and only a reduction effect is obtained. This is because, as shown in FIG. 15A, FIG. 15B, and FIG. This is because there are practical limitations. Hereinafter, when
図10は、騒音制御装置1001におけるセンサ1からエラーマイク2までの距離D1とスピーカ3からエラーマイク2までの距離D2を示す図である。例えば、図10に示すように、騒音を検出するセンサ1からエラーマイク2までの距離D1と、スピーカ3からエラーマイク2までの距離D2の差分D1-D2が、騒音制御装置1001における信号の処理時間に対して、十分余裕のある距離を確保できないものとする。この場合、騒音制御装置1001における因果律条件は満たされない。
FIG. 10 is a diagram showing the distance D1 from the
騒音制御装置1001における信号の処理時間をTとした場合、因果律条件が満たされるためには、全ての周波数において式4を満足しなければならない。
T≦(D1-D2)/v ・・・(式4)
ここで、vは、音速を示す。
When the signal processing time in the
T≦(D1-D2)/v (Formula 4)
Here, v indicates the speed of sound.
しかし、上記したように距離D1-D2が十分長くなければ、特に波長が短くなる高い周波数の信号を処理する場合に、因果律条件(式4)が満たせなくなる。一方で、騒音の低減効果について考慮すると、騒音を検出するセンサ1が、エラーマイク2が設置されている制御点に近い程、低減効果が向上するという傾向がある。このため、騒音の低減効果を考慮して、センサ1、エラーマイク2及びスピーカ3を設置しようとすると、距離D1-D2が短くなり、因果律条件を満たすことが困難になるというジレンマに陥る。
However, as described above, if the distance D1-D2 is not long enough, the causality condition (Equation 4) will not be satisfied, especially when processing a high frequency signal with a short wavelength. On the other hand, when considering the noise reduction effect, there is a tendency that the closer the
さらに、スピーカ3の特性も因果律条件に影響を与える。特に、スピーカ3は、低域共振周波数で位相回りが大きくなり、当該低域共振周波数付近の信号の遅延(群遅延)が大きくなる。このため、当該低域共振周波数付近の信号に対して処理を行う場合には、因果律条件を満たすことが困難となる。つまり、騒音制御装置1001において、低域共振周波数以下の信号の群遅延を補正するためには、距離D1-D2を十分に長くする必要がある。
Furthermore, the characteristics of the
もし、因果律条件を十分に満たしていない場合、騒音制御装置1001における騒音の低減効果は、例えば図11に示すようになる。図11は、効果測定部50において測定された騒音の低減効果の他の一例を示す図である。図11のセクション(a)及び(b)に示す例では、周波数f1~f3のロードノイズが増加しているが、これは、スピーカ3の低域共振周波数付近の群遅延の影響で発生していることが多い。尚、周波数f1以下のロードノイズが増加していないのは、スピーカ3の性能上、当該周波数f1以下の音声を再生できないからである。
If the causality condition is not fully satisfied, the noise reduction effect of the
また、周波数f4~f2のロードノイズも増加しているが、これは、周波数が高いことが原因で位相のずれが発生しやすくなっているからである。尚、周波数f2以上のロードノイズが増加していないのは、当該ロードノイズ自体の信号レベルが低く、また、制御フィルタ20aa、20ab、20ba、20bbが制御係数を畳み込んだ結果、信号レベルが更に低下するからである。 Furthermore, the road noise at frequencies f4 to f2 is also increasing, but this is because phase shifts are more likely to occur due to the high frequency. Note that the reason why the road noise at frequency f2 or above has not increased is because the signal level of the road noise itself is low, and also because the signal level is further increased as a result of convolving the control coefficients by the control filters 20aa, 20ab, 20ba, and 20bb. This is because it decreases.
このように、期待した騒音の低減効果が得られる周波数帯域と、期待していない騒音の増加が発生する周波数帯域と、が混在するのが、大多数の騒音の制御事例における一般的な制御効果である。このため、所望の騒音の低減効果の実現と騒音の増加の抑制とのバランスを図ることが、実際に制御係数を設計する上で課題となる。 In this way, the general control effect in most noise control cases is that the frequency band in which the expected noise reduction effect is obtained and the frequency band in which the unexpected noise increase occurs coexist. It is. Therefore, when actually designing control coefficients, it becomes a challenge to strike a balance between achieving a desired noise reduction effect and suppressing an increase in noise.
以下では、制御係数を設計する上でキーポイントとなる騒音の低減効果の判定について図12を用いて説明する。図12は、効果測定部50において騒音の低減効果の判定を行った結果に基づく、制御係数の設計動作の流れを示す動作フロー図である。尚、図12に示すフローは、図8のステップS7に対応している。 Below, determination of the noise reduction effect, which is a key point in designing the control coefficients, will be explained using FIG. 12. FIG. 12 is an operation flowchart showing the flow of the control coefficient design operation based on the result of determining the noise reduction effect in the effect measurement unit 50. Note that the flow shown in FIG. 12 corresponds to step S7 in FIG. 8.
つまり、効果測定部50が、エラーマイク2の設定場所である制御点におけるロードノイズの低減効果が目標値を達成しているか否かを判定するステップS7の判定処理を開始したとする。この場合、図12に示すように、A特性フィルタ部51a、51b(図2)は、効果測定部50に入力された騒音制御前信号off1及び騒音制御後信号on1に、A特性係数を用いて畳み込み処理を行う(ステップP1)。次に、周波数分析部52a、52b(図2)は、周波数分析処理を行うことで、ステップP1における畳み込み処理後の騒音制御前信号off1及び騒音制御後信号on1の周波数特性を計算する(ステップP2)。
In other words, assume that the effect measurement unit 50 has started the determination process in step S7 to determine whether the road noise reduction effect at the control point where the
ステップP2が行われると、周波数差分効果計算部54a(図2)は、ステップP2で計算された周波数特性における周波数毎に、A特性フィルタ部51aによる畳み込み処理後の騒音制御前信号off1とA特性フィルタ部51bによる畳み込み処理後の騒音制御後信号on1との差分である第一差分を計算する(ステップP4)。
When step P2 is performed, the frequency difference
一方、ステップP2が行われると、オーバーオール計算部53a、53b(図2)は、それぞれ、第一オーバーオール値、第二オーバーオール値を計算する(ステップP3)。尚、効果測定部50aが、図6に示したように、帯域制限部55a、55bを備えた構成であるとする。この場合、ステップP3において、オーバーオール計算部53aが、帯域制限部55aによって抽出された信号の全周波数帯域におけるオーバーオール値を第一オーバーオール値として計算してもよい。同様に、オーバーオール計算部53bが、帯域制限部55bによって抽出された信号の全周波数帯域におけるオーバーオール値を第二オーバーオール値として計算してもよい。次に、オーバーオール値差分効果計算部54bは、ステップP3で計算された第一オーバーオール値と第二オーバーオール値との差分である第二差分を計算する(ステップP5)。
On the other hand, when step P2 is performed, the
効果測定部50は、ステップP5で計算された第二差分が、予め設定していた第二目標値を達成しているか否かを判定する(ステップP6)。例えば、第二目標値が-3dBAに設定されているとする。この場合、効果測定部50は、第二差分が第二目標値未満である場合に、第二差分が第二目標値を達成していると判定する。 The effect measuring unit 50 determines whether the second difference calculated in step P5 has achieved the second target value set in advance (step P6). For example, assume that the second target value is set to -3 dBA. In this case, the effect measurement unit 50 determines that the second difference has achieved the second target value when the second difference is less than the second target value.
一方、効果測定部50は、ステップP4で計算した各周波数の第一差分を用いて、所定の評価対象帯域内の所定の効果期待帯域(図11)に含まれる周波数のうちの過半数の周波数の第一差分が、予め設定していた第一目標値を達成しているか否かを判定する(ステップP7)。例えば、第一目標値が5dBに設定されているとする。この場合、効果測定部50は、効果期待帯域(図11)に含まれる周波数のうちの過半数の周波数の第一差分が第一目標値よりも大きい場合に、前記過半数の周波数の第一差分が第一目標値を達成していると判定する。 On the other hand, the effect measurement unit 50 uses the first difference between each frequency calculated in step P4 to calculate the majority of the frequencies included in the predetermined effect expected band (FIG. 11) within the predetermined evaluation target band. It is determined whether the first difference has achieved the preset first target value (step P7). For example, assume that the first target value is set to 5 dB. In this case, the effect measurement unit 50 determines that when the first difference between the majority of frequencies included in the expected effect band (FIG. 11) is larger than the first target value, the first difference between the majority of frequencies is larger than the first target value. It is determined that the first target value has been achieved.
尚、ステップP7では、効果測定部50が、より厳しい条件で判定を行うようにしてもよい。例えば、効果測定部50が、前記効果期待帯域に含まれる周波数のうちの、過半数以上の所定数(例えば、80%)以上の周波数の第一差分が前記第一目標値を達成しているか否かを判定するようにしてもよい。 Note that, in step P7, the effect measuring section 50 may perform the determination under stricter conditions. For example, the effect measuring unit 50 determines whether a first difference of a predetermined number (e.g., 80%) of frequencies included in the expected effect band has achieved the first target value. It may be determined whether the
また、効果測定部50は、ステップP4で計算した各周波数の第一差分を用いて、所定の評価対象帯域内の所定の騒音増加帯域(図11)に含まれる周波数のうちの過半数の周波数の第一差分が、予め設定していた許容値を超えているか否かを判定する(ステップP8)。例えば、許容値が2dBに設定されているとする。この場合、効果測定部50は、騒音増加帯域(図11)に含まれる周波数のうちの過半数の周波数の第一差分が許容値よりも大きい場合に、前記過半数の周波数の第一差分が許容値を超えていると判定する。 In addition, the effect measurement unit 50 uses the first difference between the frequencies calculated in step P4 to determine the frequency of the majority of the frequencies included in the predetermined noise increase band (FIG. 11) within the predetermined evaluation target band. It is determined whether the first difference exceeds a preset tolerance value (step P8). For example, assume that the tolerance value is set to 2 dB. In this case, when the first difference between the majority of frequencies included in the noise increase band (FIG. 11) is larger than the tolerance value, the effect measurement unit 50 determines that the first difference between the majority of frequencies is the tolerance value. It is judged that it exceeds.
尚、ステップP8では、効果測定部50が、より厳しい条件で判定を行うようにしてもよい。例えば、効果測定部50が、前記騒音増加帯域に含まれる周波数のうちの過半数未満の所定数(例えば、30%)以上の周波数の第一差分が前記許容値を超えているか否かを判定するようにしてもよい。また、効果測定部50が、前記騒音増加帯域に含まれる周波数のうちの一以上の周波数の第一差分が前記許容値を超えているか否かを判定するようにして、更に厳しい条件で判定を行うようにしてもよい。又は、ステップP8では、効果測定部50が、より優しい条件で判定を行うようにしてもよい。例えば、効果測定部50が、前記騒音増加帯域に含まれる周波数のうちの過半数以上の所定数(例えば、70%)以上の周波数の第一差分が前記許容値を超えているか否かを判定するようにしてもよい。 Note that, in step P8, the effect measuring section 50 may perform the determination under stricter conditions. For example, the effect measuring unit 50 determines whether a first difference of a predetermined number (for example, 30%) or more of frequencies that are less than a majority of the frequencies included in the noise increase band exceeds the allowable value. You can do it like this. Further, the effect measurement unit 50 determines whether the first difference between one or more of the frequencies included in the noise increase band exceeds the tolerance value, and performs the determination under even stricter conditions. You may also do so. Alternatively, in step P8, the effect measurement unit 50 may perform the determination under more gentle conditions. For example, the effect measurement unit 50 determines whether a first difference of a predetermined number (for example, 70%) or more of frequencies included in the noise increase band exceeds the tolerance value. You can do it like this.
そして、効果測定部50が、ステップP6において第二差分が第二目標値を達成していないと判定し(ステップP6でNO)、又は(OR)、ステップP7において前記過半数の周波数の第一差分が第一目標値を達成していないと判定したとする(ステップP7でNO)。この場合に、効果測定部50が、更に(AND2)、ステップP8において前記過半数の周波数の第一差分が許容値を超えていないと判定したとする(ステップP8でNO)。この場合、効果測定部50は、制御点におけるロードノイズの低減効果が目標値を達成していないと判定する(ステップS7でNOに対応)。この場合、効果測定部50は、制御係数が最適値に収束していないものとして、制御係数の設計を継続すべく、適応動作を継続する(ステップP9(図8のステップS7でNOに対応))。 Then, the effect measurement unit 50 determines in step P6 that the second difference has not achieved the second target value (NO in step P6), or (OR), and in step P7, the first difference of the majority frequency Suppose that it is determined that the first target value has not been achieved (NO in step P7). In this case, it is assumed that the effect measurement unit 50 further determines (AND2) that the first difference between the majority of frequencies does not exceed the allowable value in step P8 (NO in step P8). In this case, the effect measurement unit 50 determines that the road noise reduction effect at the control point has not achieved the target value (corresponding to NO in step S7). In this case, the effect measuring unit 50 assumes that the control coefficients have not converged to the optimal value and continues the adaptive operation in order to continue designing the control coefficients (step P9 (corresponding to NO in step S7 in FIG. 8). ).
また、効果測定部50が、ステップP6において第二差分が第二目標値を達成していると判定し(ステップP6でYES)、且つ(AND1)、ステップP7において前記過半数の周波数の第一差分が第一目標値を達成していると判定したとする(ステップP7でYES)。この場合に、効果測定部50が、更に(AND1)、ステップP8において前記過半数の周波数の第一差分が許容値を超えていないと判定したとする(ステップP8でNO)。この場合、効果測定部50は、制御点におけるロードノイズの低減効果が目標値に達成したと判定する(ステップS7でYESに対応)。この場合、効果測定部50は、制御係数が最適値に収束したものとして、制御係数の設計を正常に完了し、制御係数を当該最適値に固定する(ステップP10(図8のステップS8に対応))。 Further, the effect measurement unit 50 determines that the second difference has achieved the second target value in step P6 (YES in step P6), and (AND1), in step P7, the first difference of the majority frequency Suppose that it is determined that the first target value has been achieved (YES in step P7). In this case, it is assumed that the effect measurement unit 50 further (AND1) determines in step P8 that the first difference between the frequencies of the majority does not exceed the allowable value (NO in step P8). In this case, the effect measurement unit 50 determines that the road noise reduction effect at the control point has reached the target value (corresponding to YES in step S7). In this case, the effect measurement unit 50 assumes that the control coefficient has converged to the optimal value, successfully completes the design of the control coefficient, and fixes the control coefficient to the optimal value (step P10 (corresponding to step S8 in FIG. 8). )).
また、効果測定部50が、ステップP8において前記過半数の周波数の第一差分が許容値を超えていると判定したとする(ステップP8でYES)。この場合、騒音の増加が無視できないレベルになっていることが想定される。このため、効果測定部50は、ステップS7の実行中に制御係数に異常が発生したと判定し、係数設計を強制的に中止する(ステップP11(図8のステップS9に対応))。 Further, assume that the effect measuring unit 50 determines in step P8 that the first difference between the majority of frequencies exceeds the allowable value (YES in step P8). In this case, it is assumed that the increase in noise has reached a level that cannot be ignored. Therefore, the effect measuring unit 50 determines that an abnormality has occurred in the control coefficient during the execution of step S7, and forcibly cancels the coefficient design (step P11 (corresponding to step S9 in FIG. 8)).
以上の構成によれば、図11に示すような騒音の増加が発生するような場合でも、現実的で実用的な制御係数の設計を実現することができる。さらに、効果期待帯域に含まれる周波数のうち、第一差分が第一目標値に達した周波数の割合と、騒音増加帯域に含まれる周波数のうち、第一差分が許容値に達した周波数の割合と、を把握することで、望ましい騒音の低減効果を実現しつつ、望ましくない騒音の増加を抑制することができる。これにより、制御係数の設計のバランスを適切に図ることができる。その結果、如何なる場合でも、ユーザーにはその時点で最適な制御効果を提供することができる。 According to the above configuration, even when an increase in noise occurs as shown in FIG. 11, it is possible to realize a realistic and practical design of control coefficients. Furthermore, among the frequencies included in the expected effect band, the proportion of frequencies for which the first difference has reached the first target value, and among the frequencies included in the noise increase band, the proportion of frequencies for which the first difference has reached the allowable value. By understanding these, it is possible to achieve a desired noise reduction effect while suppressing an increase in undesirable noise. Thereby, the design of the control coefficients can be appropriately balanced. As a result, in any case, the user can be provided with the optimal control effect at that time.
尚、例えば、自動車に騒音制御装置1001を適用する場合、車体前方の座席(運転席と助手席)と後部座席とでは、ロードノイズの特性が異なることが多い。このため、自動車に設置された各エラーマイク2の設定場所である各制御点について、各制御点におけるロードノイズの低減効果が目標値を達成しているか否かを判定する判定処理(ステップS7)を行う場合に、同一の目標値を用いてもよい。しかし、これに代えて、各エラーマイク2に対して、予め個別に設定された個別目標値が用いられてもよい。そして、各個別目標値に応じた値が、第一目標値、第二目標値及び許容値として個別に設定されてもよい。
Note that, for example, when the
この場合、各座席で騒音の低減効果が最適化される。特に、航空機等のように、座席数が多く、また、窓側席及び通路側席等、様々な種類の座席が存在するような空間に、騒音制御装置1001を適用するものとする。このような場合は、エラーマイク2が設定された各席に応じた個別目標値を個別に設定し、また、当該個別目標値に応じた第一目標値、第二目標値、及び許容値を、個別に設定するようにしてもよい。
In this case, the noise reduction effect is optimized for each seat. In particular, the
例えば、図7において、運転席の頭部近傍に設置したエラーマイク2aにおける騒音の低減効果は、効果測定部50aで測定され、助手席の頭部近傍に設置したエラーマイク2bにおける騒音の低減効果は、効果測定部50bで測定される。この場合、効果測定部50a及び効果測定部50bがそれぞれステップS7の判定処理で用いる目標値をそれぞれ個別目標値Ka、個別目標値Kbとしてもよい。これに応じて、効果測定部50aがステップP7、ステップP6、及びステップP8で用いる第一目標値、第二目標値及び許容値に、個別目標値Kaに応じた第一個別目標値K1a、第二個別目標値K2a及び個別許容値K3aを設定してもよい。同様に、効果測定部50bがステップP7、ステップP6、及びステップP8で用いる第一目標値、第二目標値及び許容値に、個別目標値Kbに応じた第一個別目標値K1b、第二個別目標値K2b及び個別許容値K3bを設定してもよい。尚、これらに限らず、図11に示す効果期待帯域及び騒音増加帯域も、各エラーマイク2と対応付けるようにして個別に設定してもよい。
For example, in FIG. 7, the noise reduction effect of the
図7に示すように、騒音制御装置1001全体としては、各エラーマイク2a、2bの設置場所における騒音が同時に制御される。このため、制御フィルタ20aa、20baだけがエラーマイク2aの設置場所における騒音を制御しているわけではなく、同様に、制御フィルタ20ab、20bbだけがエラーマイク2bの設置場所における騒音を制御しているわけではない。
As shown in FIG. 7, the
つまり、制御全体としては、エラーマイク2a、2bの設置場所における騒音が一括で最適化されるように作用する。したがって、上述のように、目標値等を、エラーマイク2毎に個別に設定する場合に、他の目標値等から顕著に逸脱するような値にすると、エラーマイク2a、2bの設置場所における騒音は最適化されず、いつまでも制御係数の設計が完了しない状態に落ち込む可能性がある。
In other words, the control as a whole operates so that the noise at the installation locations of the
例えば、エラーマイク2aに対応する第二個別目標値K2aが3dBAに設定され、エラーマイク2bに対応する第二個別目標値K2bが4dBAに設定されたとする。この場合、エラーマイク2毎に第二目標値が個別に設定されなかったときは、エラーマイク2a及び2bにおける騒音の低減効果が共に3.0~3.5dBAの範囲で落ち着くとすると、第二個別目標値K2bが4dBAに設定されると、これが支障となって制御係数の設計が終了しなくなる虞がある。
For example, assume that the second individual target value K2a corresponding to the
そこで、このような状態になることを避けるために、複数の制御点をまとめて制御している制御構成の場合は、その制御構成単位内で制御点の優先順位をつけ、優先順位の高い個別目標値を達成すると、制御係数の設計が完了するようにすればよい。例えば、第二個別目標値K2aを3dBAとし、優先順位を最も高く設定すれば、第二個別目標値K2bを4dBAと設定したとしても、エラーマイク2bの設置箇所における騒音の低減効果に関わらず、エラーマイク2aの設置箇所における騒音の低減効果が3dBA以上となった時点で制御係数の設計を完了することができる。尚、制御係数の設計を完了した場合、当該完了時の制御係数を最終的な制御係数とすればよい。
Therefore, in order to avoid this situation, in the case of a control configuration that controls multiple control points collectively, prioritize the control points within that control configuration unit, and The design of the control coefficients may be completed when the target value is achieved. For example, if the second individual target value K2a is set to 3 dBA and the priority is set to the highest, even if the second individual target value K2b is set to 4 dBA, regardless of the noise reduction effect at the installation location of the
一方、騒音の増加が発生している場合は、どの制御点においても許容値を超えることは好ましくないと考えられるので、全ての制御点のうちの1つの制御点において、低減効果が許容値を超えれば、係数設計を中止するようにすればよい。尚、適応動作を中止した場合、当該中止までで最も効果のよかった制御係数を最終的な制御係数とすればよい。 On the other hand, if an increase in noise occurs, it is considered undesirable for any control point to exceed the allowable value, so the reduction effect will exceed the allowable value at one of all control points. If it exceeds this value, the coefficient design may be stopped. Note that when the adaptive operation is canceled, the most effective control coefficient up to the time of the cancellation may be used as the final control coefficient.
尚、例えば、自動車100の場合は、車体前方の座席(運転席と助手席)及び後部座席の全てを“制御構成単位内”と想定できるが、航空機等の大きな空間内の騒音を制御する場合は、互いに所定距離以上離れた座席をまとめて“制御構成単位内”として当該制御構成単位内の騒音を制御する必要はない。例えば、隣り合う座席同士が“制御構成単位内”となるように、制御構成単位を構築してもよい。
For example, in the case of the
以上の説明により、騒音の低減効果を測定して、その結果に基づき、制御係数の設計を完了したか、制御係数の設計を継続する必要があるか、及び、特定の周波数の騒音のレベルに応じて制御係数の設計を中止するのかという、制御係数の設計動作の全体の流れを示すことができた。 Based on the above explanation, we have measured the noise reduction effect, and based on the results, we have determined whether the design of the control coefficient has been completed, whether it is necessary to continue designing the control coefficient, and whether the level of noise at a specific frequency has been adjusted. We were able to show the overall flow of control coefficient design operations, including whether to stop the control coefficient design depending on the situation.
一方、例えば、航空機に騒音制御装置1001を適用する場合、エンジン前方の座席(ファーストクラス又はビジネスクラス)と、エンジン横の座席(ビジネスクラスの一部又はエコノミークラス)と、エンジン後方の座席(エコノミークラス)と、では、騒音のレベル及び騒音の周波数特性が顕著に異なる。また、航空機内の座席数は、100~200、又はそれ以上あるので、座席毎に最適な騒音の低減効果が異なるのが普通である。よって、上記のように、座席毎にエラーマイク2を設置し、各エラーマイク2に対応する第一目標値、第二目標値及び許容値をそれぞれ個別に設定することが考えられる。しかし、それ以外に、制御係数を更新する適応動作の動作条件も、エラーマイク2毎に個別に設定することが好ましい。
On the other hand, for example, when applying the
具体的には、前記動作条件とは、LMS演算器61aaa、61aab、61aba、61abb、61baa、61bab、61bba、61bbbの収束定数μである。以降、LMS演算器61aaa、61aab、61aba、61abb、61baa、61bab、61bba、61bbbを総称する場合、LMS演算器61と記載する。特許文献1等に記載されているように、LMS演算器61では、以下の式5に従って制御係数が更新される。
W(n+1)=W(n)-μ・e・r・・・式(5)
ここで、W(n)は、更新前の制御フィルタ(例えば図7の制御フィルタ20aa)の制御係数を示し、W(n+1)は、更新後の制御フィルタの制御係数を示す。
eは、エラー信号(例えば図7のエラーマイク2aの出力信号)を示す。
rは、参照信号(例えば図7の伝達特性補正フィルタ62aaaの出力信号)を示す。
μは、収束定数(ステップサイズパラメータ)を示す。
・は、乗算を示す。
Specifically, the operating condition is the convergence constant μ of the LMS computing units 61aaa, 61aab, 61aba, 61abb, 61baa, 61bab, 61bba, and 61bbb. Hereinafter, when the LMS computing units 61aaa, 61aab, 61aba, 61abb, 61baa, 61bab, 61bba, and 61bbb are collectively referred to, they will be referred to as the LMS computing unit 61. As described in
W(n+1)=W(n)-μ・e・r...Formula (5)
Here, W(n) indicates the control coefficient of the control filter before updating (for example, control filter 20aa in FIG. 7), and W(n+1) indicates the control coefficient of the control filter after updating.
e indicates an error signal (for example, the output signal of the
r indicates a reference signal (for example, the output signal of the transfer characteristic correction filter 62aaa in FIG. 7).
μ indicates a convergence constant (step size parameter).
・ indicates multiplication.
つまり、収束定数μは、収束速度や収束度合いを調整する値である。収束定数μが大きくなると、制御係数が最適値に収束する速度(以降、収束速度)は速くなるが、制御係数の更新動作が発散してしまうリスクが大きくなる。これとは反対に、収束定数μが小さくなると、安定して制御係数の更新動作が行われるが、収束速度が遅くなり、騒音の低減効果が十分に得られるまでに時間を要するという問題がある。 In other words, the convergence constant μ is a value that adjusts the convergence speed and degree of convergence. As the convergence constant μ increases, the speed at which the control coefficients converge to the optimal value (hereinafter referred to as convergence speed) increases, but the risk that the control coefficient update operation diverges increases. On the other hand, when the convergence constant μ becomes small, the control coefficients are updated stably, but the convergence speed becomes slow and it takes time to obtain a sufficient noise reduction effect. .
このため、適切な収束定数μを設定することが重要となる。しかし、航空機のように、多数の座席で騒音特性及び騒音レベルが異なる場合、各座席に最適な収束定数μも異なると考えられる。この収束定数μの最適値を予め確かめるには膨大な手間がかかるため、騒音制御装置1001が自動的に収束定数μの最適値を導出することが望ましい。そこで、以下では、収束定数μの最適値の導出方法について説明する。
Therefore, it is important to set an appropriate convergence constant μ. However, when many seats have different noise characteristics and noise levels, such as in an airplane, the optimal convergence constant μ for each seat is also considered to be different. Since it takes a huge amount of time and effort to confirm the optimal value of the convergence constant μ in advance, it is desirable that the
図13A及び図13Bは、騒音制御装置1001全体における制御係数の設計動作の流れを示す動作フロー図である。図13A及び図13Bに示す動作フローには、図8及び図12に示したものと同じステップが含まれる。以下では、当該同じステップについての詳細な説明は省略し、主に、収束定数μの最適値の導出方法について説明する。
13A and 13B are operation flowcharts showing the flow of the control coefficient design operation in the entire
図13Aに示すように、効果測定部50は、ステップS1の実行前に、LMS演算器61が用いる収束定数μに、予め定めておいた初期値を設定する(ステップS0)。収束定数μは、0以上1以下の小数である。例えば、収束定数μの初期値は、適応動作の安定性を考慮して、0に近い値が定められている。ただし、収束定数μの初期値は、これに限らず、0であってもよい。ステップS0において、収束定数μに初期値が設定されると、ステップS1以降の処理が行われる。 As shown in FIG. 13A, before executing step S1, the effect measurement unit 50 sets a predetermined initial value to the convergence constant μ used by the LMS calculator 61 (step S0). The convergence constant μ is a decimal number between 0 and 1. For example, the initial value of the convergence constant μ is determined to be close to 0 in consideration of the stability of the adaptive operation. However, the initial value of the convergence constant μ is not limited to this, and may be 0. In step S0, when the initial value is set for the convergence constant μ, the processes from step S1 onwards are performed.
その後、図13Bに示すように、効果測定部50が、ステップP6において第二差分が第二目標値を達成していないと判定し(ステップP6でNO)、又は(OR)、ステップP7において前記過半数の周波数の第一差分が第一目標値を達成していないと判定したとする(ステップP7でNO)。この場合に、効果測定部50が、更に(AND2)、ステップP8において前記過半数の周波数の第一差分が許容値を超えていないと判定したとする(ステップP8でNO)。これにより、効果測定部50が、制御点におけるロードノイズの低減効果が目標値を達成していないと判定したとする(ステップS7でNOに対応)。 Thereafter, as shown in FIG. 13B, the effect measuring unit 50 determines that the second difference has not achieved the second target value in step P6 (NO in step P6), or (OR), and in step P7, the effect measurement unit 50 determines that the second difference has not achieved the second target value. Assume that it is determined that the first difference of the majority of frequencies has not achieved the first target value (NO in step P7). In this case, it is assumed that the effect measurement unit 50 further determines (AND2) that the first difference between the majority of frequencies does not exceed the allowable value in step P8 (NO in step P8). As a result, it is assumed that the effect measurement unit 50 determines that the road noise reduction effect at the control point has not achieved the target value (corresponding to NO in step S7).
この場合、効果測定部50は、制御係数が最適値に収束していないものとして、ステップP4における第一差分の計算時又はステップP5における第二差分の計算時の収束定数μに予め定めていた所定値Δを加えたものを新しい収束定数μ+Δとする。そして、効果測定部50は、係数更新器60による当該新たな収束定数μ+Δを用いた制御係数の更新を再開させる。これにより、効果測定部50は、適応動作を継続させる(ステップS79)。その後は、ステップS1以降の処理が行われる。 In this case, the effect measurement unit 50 assumes that the control coefficient has not converged to the optimal value, and sets the convergence constant μ in advance when calculating the first difference in step P4 or when calculating the second difference in step P5. The predetermined value Δ is added to the new convergence constant μ+Δ. Then, the effect measuring unit 50 causes the coefficient updater 60 to resume updating the control coefficient using the new convergence constant μ+Δ. Thereby, the effect measuring unit 50 continues the adaptive operation (step S79). After that, the processing from step S1 onwards is performed.
したがって、ステップS1からステップS6の実行後、ステップP1からステップS79に至る制御係数の設計過程を繰り返す度に、収束定数μは、所定値Δだけ増大する。その間、騒音の低減効果も測定されているので、収束定数μは、最適な騒音の低減効果が得られる収束定数μに調整されることとなる。 Therefore, after performing steps S1 to S6, each time the control coefficient design process from step P1 to step S79 is repeated, the convergence constant μ increases by a predetermined value Δ. During this time, since the noise reduction effect is also measured, the convergence constant μ is adjusted to a convergence constant μ that provides the optimum noise reduction effect.
また、効果測定部50が、ステップP6において第二差分が第二目標値を達成していると判定し(ステップP6でYES)、且つ(AND1)、ステップP7において前記過半数の周波数の第一差分が第一目標値を達成していると判定したとする(ステップP7でYES)。この場合に、効果測定部50が、更に(AND1)、ステップP8において前記過半数の周波数の第一差分が許容値を超えていないと判定したとする(ステップP8でNO)。これにより、効果測定部50が、制御点におけるロードノイズの低減効果が目標値に達成したと判定したとする(ステップS7でYESに対応)。この場合、効果測定部50は、制御係数が最適値に収束したものとして、制御係数の設計を正常に完了し、制御係数を当該完了時の制御係数(最後の制御係数)に固定する(ステップS81(図8のステップS8に対応))。 Further, the effect measurement unit 50 determines that the second difference has achieved the second target value in step P6 (YES in step P6), and (AND1), in step P7, the first difference of the majority frequency Suppose that it is determined that the first target value has been achieved (YES in step P7). In this case, it is assumed that the effect measurement unit 50 further (AND1) determines in step P8 that the first difference between the frequencies of the majority does not exceed the allowable value (NO in step P8). As a result, it is assumed that the effect measurement unit 50 determines that the road noise reduction effect at the control point has reached the target value (corresponding to YES in step S7). In this case, the effect measuring unit 50 assumes that the control coefficient has converged to the optimal value, completes the design of the control coefficient normally, and fixes the control coefficient to the control coefficient at the time of completion (the last control coefficient) (step S81 (corresponding to step S8 in FIG. 8)).
また、効果測定部50は、ステップP8において前記過半数の周波数の第一差分が許容値を超えていると判定した場合(ステップP8でYES)、騒音の増加が無視できないレベルになっていることが想定されるので、ステップS7の実行中に制御係数に異常が発生したと判定する。この場合、制御係数の設計動作を強制的に中止し、制御係数を、当該異常が発生したと判定する以前に、ステップS81で最適値に収束したと判断したときの最適値に固定する(ステップP91(図8のステップS9に対応))。 Further, if the effect measurement unit 50 determines in step P8 that the first difference between the frequencies of the majority exceeds the allowable value (YES in step P8), the effect measurement unit 50 determines that the increase in noise has reached a level that cannot be ignored. Therefore, it is determined that an abnormality has occurred in the control coefficient during the execution of step S7. In this case, the control coefficient design operation is forcibly stopped, and the control coefficient is fixed at the optimal value that was determined to have converged to the optimal value in step S81 before determining that the abnormality has occurred (step P91 (corresponding to step S9 in FIG. 8)).
以上のように、騒音制御装置1001では、収束定数μが初期値のときの適応動作、制御係数を固定してロードノイズの低減効果の測定、収束定数μを新たな収束定数μ+Δに更新及び新たな収束定数μ+Δを用いた適応動作が繰り返される。これにより、航空機のような、多数の座席を含む大空間に騒音制御装置1001を適用したとしても、収束定数μを自動的に最適な収束定数μに調整することができる。その結果、各座席において最適な騒音の低減効果を速やかに実現することができる。
As described above, the
尚、上記の実施の形態では、自動車100又は航空機に騒音制御装置1001を適用する例を示したが、騒音制御装置1001の適用先は、これに限定されるものではない。
In the above embodiment, an example is shown in which the
(変形実施形態)
以上、本開示の実施の形態について説明したが、本開示の実施の形態は、上記の実施の形態に限定されず、例えば、以下に示す変形実施形態であってもよい。
(Modified embodiment)
Although the embodiments of the present disclosure have been described above, the embodiments of the present disclosure are not limited to the above embodiments, and may be, for example, modified embodiments shown below.
実施の形態2の騒音制御装置1001において、ステップP8及びステップP11は、省略してもよい。この場合に、効果測定部50が、ステップP6において第二差分が第二目標値を達成していないと判定し(ステップP6でNO)、又は(OR)、ステップP7において前記過半数の周波数の第一差分が第一目標値を達成していないと判定したとする(ステップP7でNO)。この場合に、効果測定部50が、制御点におけるロードノイズの低減効果が目標値を達成していないと判定する(ステップS7でNOに対応)ようにしてもよい。また、効果測定部50が、ステップP6において第二差分が第二目標値を達成していると判定し(ステップP6でYES)、且つ(AND1)、ステップP7において前記過半数の周波数の第一差分が第一目標値を達成していると判定したとする(ステップP7でYES)。この場合に、効果測定部50が、制御点におけるロードノイズの低減効果が目標値に達成したと判定する(ステップS7でYESに対応)ようにしてもよい。
In the
更に、実施の形態2の騒音制御装置1001において、ステップP7は、省略してもよい。この場合、効果測定部50は、ステップP6において第二差分が第二目標値を達成していないと判定した場合に(ステップP6でNO)、制御点におけるロードノイズの低減効果が目標値を達成していないと判定する(ステップS7でNOに対応)ようにしてもよい。また、効果測定部50は、ステップP6において第二差分が第二目標値を達成していると判定した場合に(ステップP6でYES)、制御点におけるロードノイズの低減効果が目標値に達成したと判定する(ステップS7でYESに対応)ようにしてもよい。
Furthermore, in the
又は、実施の形態2の騒音制御装置1001において、ステップP6は、省略してもよい。この場合、効果測定部50は、ステップP7において前記過半数の周波数の第一差分が第一目標値を達成していないと判定した場合に(ステップP7でNO)、制御点におけるロードノイズの低減効果が目標値を達成していないと判定する(ステップS7でNOに対応)ようにしてもよい。また、効果測定部50は、ステップP7において前記過半数の周波数の第一差分が第一目標値を達成していると判定した場合に(ステップP7でYES)、制御点におけるロードノイズの低減効果が目標値に達成したと判定する(ステップS7でYESに対応)ようにしてもよい。
Alternatively, in the
また、上述のセンサ1、1a、1b、1c、1dは、設置箇所に生じた騒音を検出し、当該検出した騒音を示す騒音信号を出力するマイクであってもよい。
Moreover, the above-mentioned
1、1a、1b、1c、1d センサ(騒音検出器)
2、2a、2b エラーマイク
3、3a、3b、3c、3d スピーカ
20aa、20ab、20ba、20bb 制御フィルタ
40aa、40ba 伝達特性補正フィルタ(補正フィルタ)
41a、41b 減算器
50、50a、50b 効果測定部
52a、52b 周波数分析部
53a、53b オーバーオール計算部
54a 周波数差分効果計算部
54b オーバーオール値差分効果計算部
60 係数更新器
61、61aaa、61aab、61aba、61abb、61baa、61bab、61bba、61bbb LMS演算器(係数更新器)
62aaa、62aab、62aba、62abb、62baa、62bab、62bba、62bbb 伝達特性補正フィルタ(係数更新器)
70 適応可能状態判定部
1000、1001 騒音制御装置
C11、C12、C21、C22 伝達特性
Ka、Kb 個別目標値
e1 エラー信号
off1、off2 騒音制御前信号(制御オフ信号)
on1、on2 騒音制御後信号(制御オン信号)
μ 収束定数
1, 1a, 1b, 1c, 1d Sensor (noise detector)
2, 2a,
41a,
62aaa, 62aab, 62aba, 62abb, 62baa, 62bab, 62bba, 62bbb Transfer characteristic correction filter (coefficient updater)
70 Adaptable
on1, on2 Signal after noise control (control on signal)
μ convergence constant
Claims (19)
前記騒音検出器が検出した騒音を示す騒音信号に所定の制御係数を用いて信号処理を行う制御フィルタと、
前記制御フィルタの出力信号を制御音として再生するスピーカと、
前記騒音源から伝搬した騒音と前記スピーカで再生された制御音との干渉が生じる制御点に設置され、前記干渉によって前記制御点に残留する残留騒音を検出するエラーマイクと、
前記スピーカから前記エラーマイクまでの音の伝達特性を用いて前記騒音信号を信号処理する伝達特性補正フィルタと、
前記エラーマイクが検出した残留騒音を示すエラー信号と前記伝達特性補正フィルタの出力信号とを用いて、前記エラー信号を最小化するように前記制御係数を更新する係数更新器と、
前記スピーカから前記エラーマイクまでの音の伝達特性を用いて前記制御フィルタの出力信号を信号処理する補正フィルタと、
前記エラー信号から前記補正フィルタの出力信号を差し引く減算器と、
前記減算器の出力信号を、前記干渉による制御前の騒音を表す制御オフ信号とし、前記エラー信号を、前記干渉による制御後の騒音を表す制御オン信号として、前記制御オフ信号と前記制御オン信号との差分に基づき、前記制御点における騒音の低減効果を測定する効果測定部と、
を備える騒音制御装置。 a noise detector that detects noise generated by the noise source;
a control filter that performs signal processing on a noise signal indicating noise detected by the noise detector using a predetermined control coefficient;
a speaker that reproduces the output signal of the control filter as a control sound;
an error microphone installed at a control point where interference occurs between the noise propagated from the noise source and the control sound reproduced by the speaker, and detecting residual noise remaining at the control point due to the interference;
a transfer characteristic correction filter that processes the noise signal using a sound transfer characteristic from the speaker to the error microphone;
a coefficient updater that updates the control coefficient so as to minimize the error signal using an error signal indicating residual noise detected by the error microphone and an output signal of the transfer characteristic correction filter;
a correction filter that processes the output signal of the control filter using sound transfer characteristics from the speaker to the error microphone;
a subtracter that subtracts the output signal of the correction filter from the error signal;
The output signal of the subtracter is a control-off signal representing the noise before the control due to the interference, and the error signal is a control-on signal representing the noise after the control due to the interference. an effect measurement unit that measures the noise reduction effect at the control point based on the difference between the
A noise control device equipped with.
請求項1に記載の騒音制御装置。 further comprising an adaptable state determination unit that determines whether to cause the coefficient updater to update the control coefficients;
The noise control device according to claim 1.
前記効果測定部は、
前記制御オフ信号と前記制御オン信号との差分を前記低減効果として測定し、
前記低減効果が所定の目標値を達成しているか否かを判定する判定処理を行い、
前記判定処理において、
前記低減効果が前記目標値を達成していると判定した場合、前記制御係数が最適値に収束したものとして、前記係数更新器による前記制御係数の更新を停止して前記制御係数を前記最適値に固定し、
前記低減効果が前記目標値を達成していないと判定した場合、前記制御係数が最適値に収束していないものとして、前記低減効果の測定時点に前記係数更新器が用いていた前記収束定数に所定値を加えたものを新たな収束定数とし、前記係数更新器による前記新たな収束定数を用いた前記制御係数の更新を再開させる、
請求項1又は2に記載の騒音制御装置。 The coefficient updater updates the control coefficients using a predetermined convergence constant,
The effect measuring section includes:
Measuring the difference between the control off signal and the control on signal as the reduction effect,
Performing a determination process to determine whether the reduction effect has achieved a predetermined target value,
In the determination process,
If it is determined that the reduction effect has achieved the target value, it is assumed that the control coefficient has converged to the optimum value, and the update of the control coefficient by the coefficient updater is stopped, and the control coefficient is changed to the optimum value. fixed to,
If it is determined that the reduction effect has not achieved the target value, it is assumed that the control coefficient has not converged to the optimal value, and the control coefficient is changed to the convergence constant that was used by the coefficient updater at the time of measuring the reduction effect. adding a predetermined value to a new convergence constant, and restarting the coefficient updater to update the control coefficient using the new convergence constant;
The noise control device according to claim 1 or 2.
前記制御オフ信号及び前記制御オン信号のそれぞれに、人間の聴覚特性を模擬したA特性を示すA特性係数を用いて信号処理を行い、当該信号処理後の前記制御オフ信号と当該信号処理後の前記制御オン信号との差分を前記低減効果として測定する、
請求項3に記載の騒音制御装置。 The effect measuring section includes:
Signal processing is performed on each of the control-off signal and the control-on signal using an A-characteristic coefficient indicating A-characteristic that simulates human auditory characteristics, and the control-off signal after the signal processing and the signal processing after the signal processing are processed. measuring a difference from the control on signal as the reduction effect;
The noise control device according to claim 3.
前記制御オフ信号及び前記制御オン信号の周波数特性を計算する周波数分析部と、
前記周波数特性における周波数毎に、前記制御オフ信号と前記制御オン信号との差分である第一差分を、前記低減効果の指標として計算する周波数差分効果計算部と、
を備える請求項1又は2に記載の騒音制御装置。 The effect measuring section includes:
a frequency analysis unit that calculates frequency characteristics of the control off signal and the control on signal;
a frequency difference effect calculation unit that calculates a first difference, which is the difference between the control off signal and the control on signal, as an index of the reduction effect for each frequency in the frequency characteristic;
The noise control device according to claim 1 or 2, comprising:
前記制御オフ信号及び前記制御オン信号の周波数特性を計算する周波数分析部と、
前記周波数特性を用いて、前記制御オフ信号及び前記制御オン信号の其々の全周波数帯域におけるオーバーオール値を計算するオーバーオール計算部と、
前記制御オフ信号のオーバーオール値と前記制御オン信号のオーバーオール値との差分である第二差分を、前記低減効果の指標として計算するオーバーオール値差分効果計算部と、
を備える請求項1又は2に記載の騒音制御装置。 The effect measuring section includes:
a frequency analysis unit that calculates frequency characteristics of the control off signal and the control on signal;
an overall calculation unit that calculates an overall value in each of the respective frequency bands of the control off signal and the control on signal using the frequency characteristic;
an overall value difference effect calculation unit that calculates a second difference, which is the difference between the overall value of the control off signal and the overall value of the control on signal, as an index of the reduction effect;
The noise control device according to claim 1 or 2, comprising:
前記制御オフ信号及び前記制御オン信号の周波数特性を計算する周波数分析部と、
前記周波数特性における周波数毎に、前記制御オフ信号と前記制御オン信号との差分である第一差分を、前記低減効果の指標として計算する周波数差分効果計算部と、
前記周波数特性を用いて、前記制御オフ信号及び前記制御オン信号の其々の全周波数帯域におけるオーバーオール値を計算するオーバーオール計算部と、
前記制御オフ信号のオーバーオール値と前記制御オン信号のオーバーオール値との差分である第二差分を、前記低減効果の指標として計算するオーバーオール値差分効果計算部と、
を備える請求項1又は2に記載の騒音制御装置。 The effect measuring section includes:
a frequency analysis unit that calculates frequency characteristics of the control off signal and the control on signal;
a frequency difference effect calculation unit that calculates a first difference, which is the difference between the control off signal and the control on signal, as an index of the reduction effect for each frequency in the frequency characteristic;
an overall calculation unit that calculates an overall value in each of the respective frequency bands of the control off signal and the control on signal using the frequency characteristic;
an overall value difference effect calculation unit that calculates a second difference, which is the difference between the overall value of the control off signal and the overall value of the control on signal, as an index of the reduction effect;
The noise control device according to claim 1 or 2, comprising:
前記周波数特性を用いて、前記制御オフ信号及び前記制御オン信号の其々に含まれる所定の評価対象周波数帯域内の周波数の信号を抽出する帯域制限部を更に備え、
前記オーバーオール計算部は、前記帯域制限部が前記制御オフ信号及び前記制御オン信号から抽出した信号の其々の全周波数帯域におけるオーバーオール値を計算し、
前記オーバーオール値差分効果計算部は、前記帯域制限部が前記制御オフ信号から抽出した信号のオーバーオール値と、前記帯域制限部が前記制御オン信号から抽出した信号のオーバーオール値と、の差分を前記第二差分とする、
請求項6又は7に記載の騒音制御装置。 The effect measuring section includes:
further comprising a band limiting unit that uses the frequency characteristic to extract signals of frequencies within a predetermined evaluation target frequency band included in each of the control off signal and the control on signal,
The overall calculation unit calculates an overall value in each entire frequency band of the signals extracted by the band limiting unit from the control off signal and the control on signal,
The overall value difference effect calculating section calculates the difference between the overall value of the signal extracted by the band limiting section from the control off signal and the overall value of the signal extracted from the control on signal by the band limiting section. Two differences,
The noise control device according to claim 6 or 7.
前記効果測定部は、
前記低減効果が所定の目標値を達成しているか否かを判定する判定処理を行い、
前記判定処理において、
前記周波数差分効果計算部が計算した、所定の評価対象周波数帯域に含まれる周波数のうちの過半数の周波数の前記第一差分が、前記目標値に応じた所定の第一目標値を達成している場合、前記低減効果が前記目標値を達成していると判定し、前記制御係数が最適値に収束したものとして、前記係数更新器による前記制御係数の更新を停止して前記制御係数を前記最適値に固定し、
前記周波数差分効果計算部が計算した、前記評価対象周波数帯域に含まれる周波数のうちの過半数の周波数の前記第一差分が前記第一目標値を達成していない場合、前記低減効果が前記目標値を達成していないと判定し、前記制御係数が最適値に収束していないものとして、前記第一差分の計算時点に前記係数更新器が用いていた前記収束定数に所定値を加えたものを新たな収束定数とし、前記係数更新器による前記新たな収束定数を用いた前記制御係数の更新を再開させる、
請求項5に記載の騒音制御装置。 The coefficient updater updates the control coefficients using a predetermined convergence constant,
The effect measuring section includes:
Performing a determination process to determine whether the reduction effect has achieved a predetermined target value,
In the determination process,
The first difference of a majority of the frequencies included in the predetermined evaluation target frequency band, which is calculated by the frequency difference effect calculation unit, achieves a predetermined first target value according to the target value. In this case, it is determined that the reduction effect has achieved the target value, and the control coefficient is assumed to have converged to the optimum value, and the update of the control coefficient by the coefficient updater is stopped, and the control coefficient is changed to the optimum value. fixed to a value,
If the first difference of a majority of the frequencies included in the evaluation target frequency band calculated by the frequency difference effect calculation unit does not achieve the first target value, the reduction effect does not reach the target value. It is determined that the control coefficient has not been achieved and the control coefficient has not converged to the optimal value, and the convergence constant used by the coefficient updater at the time of calculating the first difference is added to the predetermined value. a new convergence constant, and restarting the update of the control coefficient by the coefficient updater using the new convergence constant;
The noise control device according to claim 5.
前記効果測定部は、
前記低減効果が所定の目標値を達成しているか否かを判定する判定処理を行い、
前記判定処理において、
前記第二差分が前記目標値に応じた所定の第二目標値を達成している場合、前記低減効果が前記目標値を達成していると判定し、前記制御係数が最適値に収束したものとして、前記係数更新器による前記制御係数の更新を停止して前記制御係数を前記最適値に固定し、
前記第二差分が前記第二目標値を達成していない場合、前記低減効果が前記目標値を達成していないと判定し、前記制御係数が最適値に収束していないものとして、前記第二差分の計算時点に前記係数更新器が用いていた前記収束定数に所定値を加えたものを新たな収束定数とし、前記係数更新器による前記新たな収束定数を用いた前記制御係数の更新を再開させる、
請求項6又は8に記載の騒音制御装置。 The coefficient updater updates the control coefficients using a predetermined convergence constant,
The effect measuring section includes:
Performing a determination process to determine whether the reduction effect has achieved a predetermined target value,
In the determination process,
If the second difference has achieved a predetermined second target value according to the target value, it is determined that the reduction effect has achieved the target value, and the control coefficient has converged to the optimal value. stopping the update of the control coefficient by the coefficient updater and fixing the control coefficient to the optimum value;
If the second difference has not achieved the second target value, it is determined that the reduction effect has not achieved the target value, and it is assumed that the control coefficient has not converged to the optimal value. Adding a predetermined value to the convergence constant used by the coefficient updater at the time of calculating the difference is set as a new convergence constant, and the coefficient updater restarts updating of the control coefficient using the new convergence constant. let,
The noise control device according to claim 6 or 8.
前記効果測定部は、
前記周波数特性における周波数毎に、前記制御オフ信号と前記制御オン信号との差分である第一差分を、前記低減効果の指標として計算する周波数差分効果計算部を備え、
前記低減効果が所定の目標値を達成しているか否かを判定する判定処理を行い、
前記判定処理において、
前記周波数差分効果計算部が計算した、所定の評価対象周波数帯域に含まれる周波数のうちの過半数の周波数の前記第一差分が前記目標値に応じた所定の第一目標値を達成し、且つ、前記第二差分が前記目標値に応じた所定の第二目標値を達成している場合、前記低減効果が前記目標値を達成していると判定し、前記制御係数が最適値に収束したものとして、前記係数更新器による前記制御係数の更新を停止して前記制御係数を前記最適値に固定し、
前記周波数差分効果計算部が計算した、前記評価対象周波数帯域に含まれる周波数のうちの過半数の周波数の前記第一差分が前記第一目標値を達成していない場合、前記低減効果が前記目標値を達成していないと判定し、前記制御係数が最適値に収束していないものとして、前記第一差分の計算時点に前記係数更新器が用いていた前記収束定数に所定値を加えたものを新たな収束定数とし、前記係数更新器による前記新たな収束定数を用いた前記制御係数の更新を再開させ、
前記第二差分が前記第二目標値を達成していない場合、前記低減効果が前記目標値を達成していないと判定し、前記制御係数が最適値に収束していないものとして、前記第二差分の計算時点に前記係数更新器が用いていた前記収束定数に所定値を加えたものを新たな収束定数とし、前記係数更新器による前記新たな収束定数を用いた前記制御係数の更新を再開させる、
請求項7又は8に記載の騒音制御装置。 The coefficient updater updates the control coefficients using a predetermined convergence constant,
The effect measuring section includes:
comprising a frequency difference effect calculation unit that calculates a first difference, which is a difference between the control off signal and the control on signal, as an index of the reduction effect for each frequency in the frequency characteristic;
Performing a determination process to determine whether the reduction effect has achieved a predetermined target value,
In the determination process,
the first difference of a majority of frequencies among the frequencies included in the predetermined evaluation target frequency band calculated by the frequency difference effect calculation unit achieves a predetermined first target value corresponding to the target value, and If the second difference has achieved a predetermined second target value according to the target value, it is determined that the reduction effect has achieved the target value, and the control coefficient has converged to the optimal value. stopping the update of the control coefficient by the coefficient updater and fixing the control coefficient to the optimum value;
If the first difference of a majority of the frequencies included in the evaluation target frequency band calculated by the frequency difference effect calculation unit does not achieve the first target value, the reduction effect does not reach the target value. It is determined that the control coefficient has not been achieved and the control coefficient has not converged to the optimum value, and the convergence constant used by the coefficient updater at the time of calculating the first difference is added to the predetermined value. a new convergence constant, and restarting the update of the control coefficient by the coefficient updater using the new convergence constant;
If the second difference has not achieved the second target value, it is determined that the reduction effect has not achieved the target value, and it is assumed that the control coefficient has not converged to the optimal value. Adding a predetermined value to the convergence constant used by the coefficient updater at the time of calculating the difference is set as a new convergence constant, and the coefficient updater restarts updating of the control coefficient using the new convergence constant. let,
The noise control device according to claim 7 or 8.
前記判定処理において、前記周波数差分効果計算部が計算した、前記評価対象周波数帯域に含まれる所定の騒音増加帯域内の周波数のうち、所定数以上の周波数の前記第一差分が、前記目標値に応じた所定の許容値を超えている場合、前記制御係数に異常が生じたものとして、前記係数更新器による前記制御係数の更新を中止する、
請求項9又は11に記載の騒音制御装置。 The effect measuring section includes:
In the determination process, the first difference of a predetermined number or more of frequencies within a predetermined noise increase band included in the evaluation target frequency band calculated by the frequency difference effect calculation unit is equal to the target value. If the corresponding predetermined tolerance value is exceeded, it is assumed that an abnormality has occurred in the control coefficient, and the update of the control coefficient by the coefficient updater is stopped;
The noise control device according to claim 9 or 11.
前記効果測定部は、
前記複数個の前記エラーマイクの其々について、各エラーマイクの設置場所を前記制御点とし、各エラーマイクに対して予め個別に設定された個別目標値を前記目標値として、前記判定処理を行う、
請求項3、4、9、10、12又は13に記載の騒音制御装置。 Equipped with a plurality of the error microphones,
The effect measuring section includes:
For each of the plurality of error microphones, the determination process is performed using the installation location of each error microphone as the control point and an individual target value that is individually set in advance for each error microphone as the target value. ,
The noise control device according to claim 3, 4, 9, 10, 12 or 13.
前記効果測定部は、
最も高い前記優先順位が対応付けられた前記個別目標値を前記目標値として用いる前記判定処理において、前記低減効果が前記目標値を達成していると判定した場合、全ての前記制御点についての前記判定処理において、前記低減効果が前記目標値を達成していると判定する、
請求項14に記載の騒音制御装置。 The individual target values are associated with priorities,
The effect measuring section includes:
In the determination process using the individual target value associated with the highest priority as the target value, if it is determined that the reduction effect has achieved the target value, the In the determination process, determining that the reduction effect has achieved the target value;
The noise control device according to claim 14.
前記エラー信号の瞬時値レベルを所定期間で平均化した値が所定の閾値範囲内である場合に、前記係数更新器に前記制御係数の更新を実施させると判定する、
請求項2に記載の騒音制御装置。 The adaptable state determining unit includes:
determining that the coefficient updater is to be caused to update the control coefficient when a value obtained by averaging the instantaneous value level of the error signal over a predetermined period is within a predetermined threshold range;
The noise control device according to claim 2.
騒音源で生じた騒音をセンサを用いて検出し、
前記センサが検出した騒音を示す騒音信号に所定の制御係数を用いて第一信号処理を行い、
前記第一信号処理後の信号を制御音としてスピーカに再生させ、
前記騒音源から伝搬した騒音と前記スピーカで再生された制御音との干渉が生じる制御点に設置されたエラーマイクを用いて、前記干渉によって前記制御点に残留する残留騒音を検出し、
前記スピーカから前記エラーマイクまでの音の伝達特性を用いて前記騒音信号に第二信号処理を行い、
前記エラーマイクが検出した残留騒音を示すエラー信号と前記第二信号処理後の信号とを用いて、前記エラー信号を最小化するように前記制御係数を更新し、
前記スピーカから前記エラーマイクまでの音の伝達特性を用いて前記第一信号処理後の信号に第三信号処理を行い、
前記エラー信号から前記第三信号処理後の信号を差し引き、
当該差し引き後の信号を、前記干渉による制御前の騒音を表す制御オフ信号とし、前記エラー信号を、前記干渉による制御後の騒音を表す制御オン信号として、前記制御オフ信号と前記制御オン信号との差分に基づき、前記制御点における騒音の低減効果を測定する、
騒音制御方法。 The noise control device computer
Detect the noise generated by the noise source using a sensor,
performing first signal processing on a noise signal indicating noise detected by the sensor using a predetermined control coefficient;
causing a speaker to reproduce the signal after the first signal processing as a control sound;
Using an error microphone installed at a control point where interference occurs between the noise propagated from the noise source and the control sound reproduced by the speaker, detecting residual noise remaining at the control point due to the interference,
performing second signal processing on the noise signal using sound transfer characteristics from the speaker to the error microphone;
updating the control coefficient so as to minimize the error signal using an error signal indicating residual noise detected by the error microphone and the signal after the second signal processing;
performing third signal processing on the signal after the first signal processing using sound transmission characteristics from the speaker to the error microphone;
subtracting the signal after the third signal processing from the error signal;
The signal after the subtraction is used as a control-off signal representing the noise before the control due to the interference, and the error signal is used as the control-on signal representing the noise after the control due to the interference, and the control-off signal and the control-on signal are combined. measuring the noise reduction effect at the control point based on the difference between the
Noise control methods.
前記騒音検出器が検出した騒音を示す騒音信号に所定の制御係数を用いて信号処理を行う制御フィルタと、
前記制御フィルタの出力信号を制御音として再生するスピーカと、
前記騒音源から伝搬した騒音と前記スピーカで再生された制御音との干渉が生じる制御点に設置され、前記干渉によって前記制御点に残留する残留騒音を検出するエラーマイクと、
前記スピーカから前記エラーマイクまでの音の伝達特性を用いて前記制御フィルタの出力信号を信号処理する補正フィルタと、
前記エラーマイクが検出した残留騒音を示すエラー信号から前記補正フィルタの出力信号を差し引く減算器と、
前記減算器の出力信号を、前記干渉による制御前の騒音を表す制御オフ信号とし、前記エラー信号を、前記干渉による制御後の騒音を表す制御オン信号として、前記制御オフ信号と前記制御オン信号との差分に基づき、前記制御点における騒音の低減効果を測定する効果測定部と、
を備える騒音制御装置。 a noise detector that detects noise generated by the noise source;
a control filter that performs signal processing on a noise signal indicating noise detected by the noise detector using a predetermined control coefficient;
a speaker that reproduces the output signal of the control filter as a control sound;
an error microphone installed at a control point where interference occurs between the noise propagated from the noise source and the control sound reproduced by the speaker, and detecting residual noise remaining at the control point due to the interference;
a correction filter that processes the output signal of the control filter using sound transfer characteristics from the speaker to the error microphone;
a subtracter that subtracts the output signal of the correction filter from an error signal indicating residual noise detected by the error microphone ;
The output signal of the subtracter is a control-off signal representing the noise before the control due to the interference, and the error signal is a control-on signal representing the noise after the control due to the interference. an effect measurement unit that measures the noise reduction effect at the control point based on the difference between the
A noise control device equipped with.
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