JPH03169763A - 車室内騒音の低減装置 - Google Patents
車室内騒音の低減装置Info
- Publication number
- JPH03169763A JPH03169763A JP1311898A JP31189889A JPH03169763A JP H03169763 A JPH03169763 A JP H03169763A JP 1311898 A JP1311898 A JP 1311898A JP 31189889 A JP31189889 A JP 31189889A JP H03169763 A JPH03169763 A JP H03169763A
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- Japan
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- noise
- vehicle interior
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は車室内騒音の低減装置に関し、特に周期的な音
源を有する自動車等の車室閉空間内の低周波の騒音をア
クティブに低減する装置に関するものである． 〔従来の技術〕 自動車等の車室内の騒音は、閉空間を形或する車室が一
定の条件下で共振現象を起こすことに因るものであり、
その原因たる起振力はエンジンの回転振動威分等による
ものと考えられている．このような騒音を低減させるた
めの対策として当初採られていた手段は、パッシブ（受
動的）なものであり、例えば振動源であるエンジン系に
対して結合剛性を向上させ、伝達系に対しては各マウン
トのチューニングを行い、車室内の発音体に対してはパ
ネル剛性アップを図り、更に共振対策として、マスダン
パー、ダイナミックダンパー等を共振部分に施していた
． このようなパッシブな手段では、コストの上昇及び重量
の増大を招くと共に、その効果は不十分なものであった
． 一方、このような車室内騒音は、４気筒エンジンの場合
、クランク軸１回転の２回爆発威分で、所謂エンジン回
転２次成分と称しているエンジン回転次数或分が主要因
と考えられており、このような要因で引き起こされるこ
もり音をアクティブに低減しようとする従来技術として
、特開昭５９９６９９号公報や実開昭６２−１２７０５
１号公報等が既に提案されている。
源を有する自動車等の車室閉空間内の低周波の騒音をア
クティブに低減する装置に関するものである． 〔従来の技術〕 自動車等の車室内の騒音は、閉空間を形或する車室が一
定の条件下で共振現象を起こすことに因るものであり、
その原因たる起振力はエンジンの回転振動威分等による
ものと考えられている．このような騒音を低減させるた
めの対策として当初採られていた手段は、パッシブ（受
動的）なものであり、例えば振動源であるエンジン系に
対して結合剛性を向上させ、伝達系に対しては各マウン
トのチューニングを行い、車室内の発音体に対してはパ
ネル剛性アップを図り、更に共振対策として、マスダン
パー、ダイナミックダンパー等を共振部分に施していた
． このようなパッシブな手段では、コストの上昇及び重量
の増大を招くと共に、その効果は不十分なものであった
． 一方、このような車室内騒音は、４気筒エンジンの場合
、クランク軸１回転の２回爆発威分で、所謂エンジン回
転２次成分と称しているエンジン回転次数或分が主要因
と考えられており、このような要因で引き起こされるこ
もり音をアクティブに低減しようとする従来技術として
、特開昭５９９６９９号公報や実開昭６２−１２７０５
１号公報等が既に提案されている。
これらの従来技術では、エンジン回転２次成分としてイ
グニッションパルスを検出し、このパルス信号を種々処
理し、車室内のドライバの受詫点で観測される騒音の各
周波数成分（回転次数戒分）の逆位相で且つ大きさが騒
音成分と同じになる音をスピーカから別途付加すること
により、干渉効果で受聰点での騒音レベルを相殺・低減
している．〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、上記の従来例は、車室内騒音の内、エン
ジン回転２次威分に起因するこもり音のみを低減するた
めの装置であり、エンジンの爆発（回転）による回転２
次成分以外の回転次数成分（爆発次数威分）に起因する
騒音威分が存在しても除去することができず、騒音低減
が最適なものとならない。
グニッションパルスを検出し、このパルス信号を種々処
理し、車室内のドライバの受詫点で観測される騒音の各
周波数成分（回転次数戒分）の逆位相で且つ大きさが騒
音成分と同じになる音をスピーカから別途付加すること
により、干渉効果で受聰点での騒音レベルを相殺・低減
している．〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、上記の従来例は、車室内騒音の内、エン
ジン回転２次威分に起因するこもり音のみを低減するた
めの装置であり、エンジンの爆発（回転）による回転２
次成分以外の回転次数成分（爆発次数威分）に起因する
騒音威分が存在しても除去することができず、騒音低減
が最適なものとならない。
また、車両のエンジン系、マウント系、電気系等の経時
的な変化や、電気信号系の温度特性の変化、更には乗員
の変化、車室内温度等の変化、及び何らかの外乱の侵入
等に絶えず対処することができないか、又は制御の即応
性が得られないという問題点があった。
的な変化や、電気信号系の温度特性の変化、更には乗員
の変化、車室内温度等の変化、及び何らかの外乱の侵入
等に絶えず対処することができないか、又は制御の即応
性が得られないという問題点があった。
従って、本発明は、車室内におけるエンジン回転２次成
分に起因するこもり音だけでなくそれ以外の騒音威分も
併せて除去でき且つ車両条件の種々の変化に即応できる
簡易な装置を実現することを目的とする。
分に起因するこもり音だけでなくそれ以外の騒音威分も
併せて除去でき且つ車両条件の種々の変化に即応できる
簡易な装置を実現することを目的とする。
上記の課題を解決するため、本発明に係る車室内騒音の
低減装置では、エンジンの振動検出手段と、該検出手段
の検出信号から車室の振動系の耳元までの伝達関数の逆
伝達関数を同定する適応型コントローラと、該コントロ
ーラの出力信号を車室内に出力するスピーカと、該スピ
ーカ出力を含む全車室内騒音を検出するマイクロホンと
を備え、該コントローラが該マイクロホンの入力が最小
になるように該スピーカを制御するようにしている。
低減装置では、エンジンの振動検出手段と、該検出手段
の検出信号から車室の振動系の耳元までの伝達関数の逆
伝達関数を同定する適応型コントローラと、該コントロ
ーラの出力信号を車室内に出力するスピーカと、該スピ
ーカ出力を含む全車室内騒音を検出するマイクロホンと
を備え、該コントローラが該マイクロホンの入力が最小
になるように該スピーカを制御するようにしている。
本発明に係る車室内騒音の低減装置では、第ｌ図の等価
ブロック図に示すように、Ｇはエンジンの振動によって
励起される車室内振動系の総合した伝達関数であって、
エンジンの振動に基づいてエンジン・マウントによる伝
達関数（ＭＴＧ）、トルク・ロッドによる伝達関数、キ
ャブ・マウントによる伝達関数等から戒っており、この
伝達関数Ｇによりエンジン振動が車室内空間伝達路によ
って耳元で車室内騒音Ｙ （ｎ）に変換された形で観測
されるものである． この場合、エンジン振動自体はエンジン回転２次戒分に
よるものであるが、耳元で観測される車室内騒音Ｙ （
ｎ）は伝達関数Ｇによりエンジン回転２次戒分以外の威
分をも含むものとなっている．この伝達関数Ｇは未知の
値であり、コントローラ５によりこの伝達関数の逆伝達
関数Ｇ−’を同定するが、このコントローラ５はエンジ
ン振動検出手段により検出されたエンジン振動信号Ｘ
（ｎ）とマイクロホンからの出力信号ｅ （ｎ）とを常
に入力し、そして、これらの信号に基づいて周知のＬＭ
Ｓ（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）法等により
フィルタ係数列Ｈを適応制御してスピーカ出力ｙ （ｎ
）を発生し、上記の車室内騒音Ｙ （ｎ）を相殺する．
そして、この適応的な動作を進めることによってスピー
カ出力によって相殺し切れなかった車室内騒音は徐々に
小さくなって行くこととなる．従って、本発明のように
適応型コントローラを用いれば、車室内のマイクロホン
に入力される情報のうちエンジン振動による検出信号の
全てが制御対象となり、エンジンの次数威分以外の騒音
をも相殺できるのでより完全な形で然も迅速に車室内騒
音の低減が図られる． 〔実 施 例〕 第２図は本発明に係る車室内騒音の低減装置の一実施例
を示したもので、１は車両の車室、２は自動車ｌのエン
ジン、３はエンジン２のエンジン振動を検出するセンサ
、４は車室内の騒音レベルを検出するマイクロホン、５
はセンサ３及び４の出力によりエンジンの振動で励起さ
れる車体の振動系の伝達関数の逆伝達関数を同定するコ
ントローラ、６は騒音を減少させる音を発生するスピー
カ、７はコントローラ５からの信号を増幅してスピーカ
６を駆動する増幅器である．尚、センサ３としてノック
センサを用いてもよい． 第３図は第２図に示したコントローラの一実施例を示し
たもので、この実施例では適応ディジタルフィルタで構
威されており、適応アルゴリズムとしては周知の最急降
下法や、学習同定法や、ＬＭＳ法等が挙げられるが、こ
こではＬＭＳ法を用いている． また、ｎ個のＺ−１はエンジン振動Ｘ （ｎ）を各サン
プル毎に遅延させるための遅延素子を示し、ｎ個のｈ（
０）〜ｈ （ｎ−１）は各遅延素子Ｚ−１に対し乗算す
るためのフィルタ（タップ）係数であり、各フィルタ係
数はＬＭＳアルゴリズム、即ち、ｈ（＋＋１）＝ｈ（ｉ
）＋２ ｔｔ ｅ（ｎ）Ｘ（ｎ−ｉ）に従ってサンプル
毎に更新される．但し、ｉ＝０・・・ｎ．μはステップ
サイズである．そして、このようなフィルタ係数を各サ
ンプルのエンジン振動Ｘ （ｎ）に掛け且つ加算すると
いう畳み込み演算を行うことにより増幅器７を介してス
ピーカ６への出力信号ｙ （ｎ）が求められる．このス
ピーカ出力ｙ （ｎ）を、実際にドライバーの耳元で観
測される音圧Ｙ （ｎ）から差し引くことにより、マイ
クロホン４からの出力ｅ （ｎ） ＝ Ｙ （ｎ） −
ｙ （ｎ）が発生され、これに基づいて再びＬＭＳア
ルゴリズムによりフィルタ係数を更新すれば、徐々に車
室内の振動系の伝達関数Ｇの逆伝達関数Ｇ−１を同定し
て行くことができ、マイク出力ｅ （ｎ）を最小値に収
束させることができる． 尚、エンジン振動信号Ｘ （ｎ）がいつも平均値や自乗
平均値が時間的に変化しない定常信号であるとは限らな
いが、適切なサンプリング数とタップ数であれば過渡的
な状態でも制御を収束させることができる． 〔発明の効果〕 以上のように、本発明に係る車室内騒音の低減装置では
、適応型コントローラを用いてエンジン振動による耳元
までの車室内振動系の伝達関数の逆伝達関数をエンジン
振動信号とマイク出力とにより同定してスピーカにより
そのエンジン振動による車室内騒音を相殺するように構
威したので、第４図のエンジン回転次数比例解析図に示
すように、従来例を示す同図（ａ）に比べて、本発明に
よる同図（ｂ）の方がエンジン回転２次威分以外の威分
をも相殺していることが分かる． 従って、エンジンの爆発に起因する回転次数威分に対応
した複数の発振器を用いることも必要無く、また、点火
信号や着火タイミングを検出し、更に車両状態や車両外
部環境等に応じた補正（例えば実開昭６２−１２７０５
２号公報に示すような進角補正）をする必要も無くエン
ジンの回転によって制御すべき回転次数成分を全てを包
含した車室内騒音の低減を簡素化されたシステムで実現
することができる． 更にはエンジン振動そのものを検出して車室内騒音を低
減させているので、入力と出力との関係で制御が行われ
、振動伝達系の特性変化分をも含めた制御系となり、外
乱に強くロバスト性の高いシステムが構築できる効果が
ある．
ブロック図に示すように、Ｇはエンジンの振動によって
励起される車室内振動系の総合した伝達関数であって、
エンジンの振動に基づいてエンジン・マウントによる伝
達関数（ＭＴＧ）、トルク・ロッドによる伝達関数、キ
ャブ・マウントによる伝達関数等から戒っており、この
伝達関数Ｇによりエンジン振動が車室内空間伝達路によ
って耳元で車室内騒音Ｙ （ｎ）に変換された形で観測
されるものである． この場合、エンジン振動自体はエンジン回転２次戒分に
よるものであるが、耳元で観測される車室内騒音Ｙ （
ｎ）は伝達関数Ｇによりエンジン回転２次戒分以外の威
分をも含むものとなっている．この伝達関数Ｇは未知の
値であり、コントローラ５によりこの伝達関数の逆伝達
関数Ｇ−’を同定するが、このコントローラ５はエンジ
ン振動検出手段により検出されたエンジン振動信号Ｘ
（ｎ）とマイクロホンからの出力信号ｅ （ｎ）とを常
に入力し、そして、これらの信号に基づいて周知のＬＭ
Ｓ（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）法等により
フィルタ係数列Ｈを適応制御してスピーカ出力ｙ （ｎ
）を発生し、上記の車室内騒音Ｙ （ｎ）を相殺する．
そして、この適応的な動作を進めることによってスピー
カ出力によって相殺し切れなかった車室内騒音は徐々に
小さくなって行くこととなる．従って、本発明のように
適応型コントローラを用いれば、車室内のマイクロホン
に入力される情報のうちエンジン振動による検出信号の
全てが制御対象となり、エンジンの次数威分以外の騒音
をも相殺できるのでより完全な形で然も迅速に車室内騒
音の低減が図られる． 〔実 施 例〕 第２図は本発明に係る車室内騒音の低減装置の一実施例
を示したもので、１は車両の車室、２は自動車ｌのエン
ジン、３はエンジン２のエンジン振動を検出するセンサ
、４は車室内の騒音レベルを検出するマイクロホン、５
はセンサ３及び４の出力によりエンジンの振動で励起さ
れる車体の振動系の伝達関数の逆伝達関数を同定するコ
ントローラ、６は騒音を減少させる音を発生するスピー
カ、７はコントローラ５からの信号を増幅してスピーカ
６を駆動する増幅器である．尚、センサ３としてノック
センサを用いてもよい． 第３図は第２図に示したコントローラの一実施例を示し
たもので、この実施例では適応ディジタルフィルタで構
威されており、適応アルゴリズムとしては周知の最急降
下法や、学習同定法や、ＬＭＳ法等が挙げられるが、こ
こではＬＭＳ法を用いている． また、ｎ個のＺ−１はエンジン振動Ｘ （ｎ）を各サン
プル毎に遅延させるための遅延素子を示し、ｎ個のｈ（
０）〜ｈ （ｎ−１）は各遅延素子Ｚ−１に対し乗算す
るためのフィルタ（タップ）係数であり、各フィルタ係
数はＬＭＳアルゴリズム、即ち、ｈ（＋＋１）＝ｈ（ｉ
）＋２ ｔｔ ｅ（ｎ）Ｘ（ｎ−ｉ）に従ってサンプル
毎に更新される．但し、ｉ＝０・・・ｎ．μはステップ
サイズである．そして、このようなフィルタ係数を各サ
ンプルのエンジン振動Ｘ （ｎ）に掛け且つ加算すると
いう畳み込み演算を行うことにより増幅器７を介してス
ピーカ６への出力信号ｙ （ｎ）が求められる．このス
ピーカ出力ｙ （ｎ）を、実際にドライバーの耳元で観
測される音圧Ｙ （ｎ）から差し引くことにより、マイ
クロホン４からの出力ｅ （ｎ） ＝ Ｙ （ｎ） −
ｙ （ｎ）が発生され、これに基づいて再びＬＭＳア
ルゴリズムによりフィルタ係数を更新すれば、徐々に車
室内の振動系の伝達関数Ｇの逆伝達関数Ｇ−１を同定し
て行くことができ、マイク出力ｅ （ｎ）を最小値に収
束させることができる． 尚、エンジン振動信号Ｘ （ｎ）がいつも平均値や自乗
平均値が時間的に変化しない定常信号であるとは限らな
いが、適切なサンプリング数とタップ数であれば過渡的
な状態でも制御を収束させることができる． 〔発明の効果〕 以上のように、本発明に係る車室内騒音の低減装置では
、適応型コントローラを用いてエンジン振動による耳元
までの車室内振動系の伝達関数の逆伝達関数をエンジン
振動信号とマイク出力とにより同定してスピーカにより
そのエンジン振動による車室内騒音を相殺するように構
威したので、第４図のエンジン回転次数比例解析図に示
すように、従来例を示す同図（ａ）に比べて、本発明に
よる同図（ｂ）の方がエンジン回転２次威分以外の威分
をも相殺していることが分かる． 従って、エンジンの爆発に起因する回転次数威分に対応
した複数の発振器を用いることも必要無く、また、点火
信号や着火タイミングを検出し、更に車両状態や車両外
部環境等に応じた補正（例えば実開昭６２−１２７０５
２号公報に示すような進角補正）をする必要も無くエン
ジンの回転によって制御すべき回転次数成分を全てを包
含した車室内騒音の低減を簡素化されたシステムで実現
することができる． 更にはエンジン振動そのものを検出して車室内騒音を低
減させているので、入力と出力との関係で制御が行われ
、振動伝達系の特性変化分をも含めた制御系となり、外
乱に強くロバスト性の高いシステムが構築できる効果が
ある．
第１図は、本発明に係る車室内騒音の低減装置を原理的
に示したブロック図、 第２図は、本発明に係る車室内騒音の低減装置の一実施
例を示す概略構威図、 第３図は、本発明に用いられるコントローラの−実施例
を示した図、 第４図は、本発明の効果を示す回転次数比解析図、であ
る．
に示したブロック図、 第２図は、本発明に係る車室内騒音の低減装置の一実施
例を示す概略構威図、 第３図は、本発明に用いられるコントローラの−実施例
を示した図、 第４図は、本発明の効果を示す回転次数比解析図、であ
る．
Claims (1)
- エンジンの振動検出手段と、該検出手段の検出信号から
車体の振動系の耳元までの伝達関数の逆伝達関数を同定
する適応型コントローラと、該コントローラの出力信号
を車室内に出力するスピーカと、該スピーカ出力を含む
全車室内騒音を検出するマイクロホンとを備え、該コン
トローラが該マイクロホンの入力が最小になるように該
スピーカを制御することを特徴とした車室内騒音の低減
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1311898A JP2841585B2 (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 車室内騒音の低減装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1311898A JP2841585B2 (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 車室内騒音の低減装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03169763A true JPH03169763A (ja) | 1991-07-23 |
| JP2841585B2 JP2841585B2 (ja) | 1998-12-24 |
Family
ID=18022745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1311898A Expired - Fee Related JP2841585B2 (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 車室内騒音の低減装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2841585B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100018500A1 (en) * | 2008-07-24 | 2010-01-28 | Honda Motor Co., Ltd. | Speed Dependent Knock Control |
| CN104296994A (zh) * | 2014-09-22 | 2015-01-21 | 北京强度环境研究所 | 一种试车状态声振传递试验方法 |
| WO2017041284A1 (en) * | 2015-09-11 | 2017-03-16 | Harman International Industries, Incorporated | Noise reduction |
| CN116572704A (zh) * | 2023-05-31 | 2023-08-11 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种汽车hvac系统降噪方法 |
-
1989
- 1989-11-30 JP JP1311898A patent/JP2841585B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100018500A1 (en) * | 2008-07-24 | 2010-01-28 | Honda Motor Co., Ltd. | Speed Dependent Knock Control |
| US8291888B2 (en) * | 2008-07-24 | 2012-10-23 | Honda Motor Co., Ltd. | Speed dependent knock control |
| CN104296994A (zh) * | 2014-09-22 | 2015-01-21 | 北京强度环境研究所 | 一种试车状态声振传递试验方法 |
| CN104296994B (zh) * | 2014-09-22 | 2017-02-01 | 北京强度环境研究所 | 一种试车状态声振传递试验方法 |
| WO2017041284A1 (en) * | 2015-09-11 | 2017-03-16 | Harman International Industries, Incorporated | Noise reduction |
| CN116572704A (zh) * | 2023-05-31 | 2023-08-11 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种汽车hvac系统降噪方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2841585B2 (ja) | 1998-12-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |