JPH0411535A - 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
- JPH0411535A JPH0411535A JP2113935A JP11393590A JPH0411535A JP H0411535 A JPH0411535 A JP H0411535A JP 2113935 A JP2113935 A JP 2113935A JP 11393590 A JP11393590 A JP 11393590A JP H0411535 A JPH0411535 A JP H0411535A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- noise
- engine
- vehicle interior
- transfer function
- controller
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
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。
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。
自動車等の車室内の騒音は、閉空間を形成する車室が一
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成分等による
ものと考えられている。
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成分等による
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、伝達系ムこ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、グイナミソクダ
ンバー等を共振部分に施していた。
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、伝達系ムこ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、グイナミソクダ
ンバ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
。
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回爆発成分で、Ｆ［エンジン回
転２次成分と称しているエンジン回転次数成分が主要因
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。
、クランク軸１回転の２回爆発成分で、Ｆ［エンジン回
転２次成分と称しているエンジン回転次数成分が主要因
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聴点で観測される騒音の各
周波数成分（回転次数成分）の逆位相で且つ大きさが騒
音成分と同しになる音をスピーカから別途付加すること
により、干渉効果で受聴点での騒音レベルを相殺・低減
している。
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聴点で観測される騒音の各
周波数成分（回転次数成分）の逆位相で且つ大きさが騒
音成分と同しになる音をスピーカから別途付加すること
により、干渉効果で受聴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次成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（爆発次数成分）に起因する
騒音成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。
ジン回転２次成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（爆発次数成分）に起因する
騒音成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成分も
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成分も
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、全軍室
内騒音を検出するマイクロホンと、ギヤチェンジを検出
する手段とを備え、該コントローラが該ギヤチェンジか
ら一定時間内だけ適応ステップサイズを大きくし該マイ
クロホンの入力が最小になるように１亥スピーカを制御
するものである。
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、全軍室
内騒音を検出するマイクロホンと、ギヤチェンジを検出
する手段とを備え、該コントローラが該ギヤチェンジか
ら一定時間内だけ適応ステップサイズを大きくし該マイ
クロホンの入力が最小になるように１亥スピーカを制御
するものである。
本発明に係る車室内騒音の低減装置では、第１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成っており、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。
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成っており、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次成分に
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久成分以外の成
分をも含むものとなっている。
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久成分以外の成
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−１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ＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ ５
ｑｕａｒｅ）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。
りこの伝達関数の逆伝達関数Ｇ−１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ＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ ５
ｑｕａｒｅ）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。
ステ・プサイズのｌ ・
ここで、フィルタ係数列Ｈの更新量はステップサイズμ
によって決定され、このステップサイズμが大きければ
毎回の更新量も大きくなるので適応動作の収束も速くな
るが、−度に更新される量が大きくなるので最適値を行
き過ぎてしまうことがあり残留騒音が大きくなってしま
う。
によって決定され、このステップサイズμが大きければ
毎回の更新量も大きくなるので適応動作の収束も速くな
るが、−度に更新される量が大きくなるので最適値を行
き過ぎてしまうことがあり残留騒音が大きくなってしま
う。
一方、ステップサイズμが小さいと徐々に最適値に近づ
くので最適値に落ち着き易く残留騒音が小さくなるが一
回の更新量も小さいので収束に時間がかかってしまう。
くので最適値に落ち着き易く残留騒音が小さくなるが一
回の更新量も小さいので収束に時間がかかってしまう。
このように、ステップサイズμによってシステムの追従
速度が変化するが、今、ギヤを入れて走行している状態
でシステムが最適な状態で作動するようにステップサイ
ズＩを設定すると、ギヤチェンジした直後はギヤ騒音が
発生するため、新しいギヤ段における最も良好な作動状
態にフィルタの系数列が収束するまでそのギヤ騒音がマ
イクロホンへ入力されると外乱音となり、システムが乱
されて適応動作が正しく行われなくなってしまい残留騒
音が増大してしまう。
速度が変化するが、今、ギヤを入れて走行している状態
でシステムが最適な状態で作動するようにステップサイ
ズＩを設定すると、ギヤチェンジした直後はギヤ騒音が
発生するため、新しいギヤ段における最も良好な作動状
態にフィルタの系数列が収束するまでそのギヤ騒音がマ
イクロホンへ入力されると外乱音となり、システムが乱
されて適応動作が正しく行われなくなってしまい残留騒
音が増大してしまう。
そこで、本発明ではギヤチェンジを検出する手段９を設
け、そのギヤチェンジを検出してコントローラ５に知ら
せることにより、第２図に示す如く、コントローラ５は
その検出時点から一定時間Ｔ内はステップサイズμを通
常のステップサイズμ。より大きい値μ９にする。
け、そのギヤチェンジを検出してコントローラ５に知ら
せることにより、第２図に示す如く、コントローラ５は
その検出時点から一定時間Ｔ内はステップサイズμを通
常のステップサイズμ。より大きい値μ９にする。
従って、本発明のようにギヤチェンジによる外乱音に対
応してステップサイズが変化する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
、エンジンの次数成分以外の騒音をも相殺できると共に
、ギヤチェンジ直後の一定時間に増大し得る残留騒音を
軽減し、その後の定常状態での適応動作を迅速且つ正確
に行うことができる。
応してステップサイズが変化する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
、エンジンの次数成分以外の騒音をも相殺できると共に
、ギヤチェンジ直後の一定時間に増大し得る残留騒音を
軽減し、その後の定常状態での適応動作を迅速且つ正確
に行うことができる。
第３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、】は車両の車室、２は自動車１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
（ノンクセンサでも良い）、４は車室内の騒音レベルを
検出するマイクロホン、５ばセンサ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Ｇを駆動する増幅器、８はシ
フトレバ−１そして９はシフトレバ−８を作動したとき
のギヤチェンジ検出手段としてのギヤ位置センサである
。尚、このギヤチェンジ検出手段としては、フランチペ
ダルやコントロールリンケージ等にクラッチを切ったこ
とを検出するためのセンサを設けてもよく、また、ギヤ
ボックスやコントロールリンケージ等にギヤ位置を検出
するためのセンサを設けてもよい。更に、自動変速式の
場合には、コントロール・ユニットによるギヤ位置制御
信号や自動クラッチ断接信号を用いてもよい。
を示したもので、】は車両の車室、２は自動車１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
（ノンクセンサでも良い）、４は車室内の騒音レベルを
検出するマイクロホン、５ばセンサ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Ｇを駆動する増幅器、８はシ
フトレバ−１そして９はシフトレバ−８を作動したとき
のギヤチェンジ検出手段としてのギヤ位置センサである
。尚、このギヤチェンジ検出手段としては、フランチペ
ダルやコントロールリンケージ等にクラッチを切ったこ
とを検出するためのセンサを設けてもよく、また、ギヤ
ボックスやコントロールリンケージ等にギヤ位置を検出
するためのセンサを設けてもよい。更に、自動変速式の
場合には、コントロール・ユニットによるギヤ位置制御
信号や自動クラッチ断接信号を用いてもよい。
第４図は第３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
成されており、適応アルゴリズムとしては周知の最象、
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。
たもので、この実施例では適応ディジタルフィルタで構
成されており、適応アルゴリズムとしては周知の最象、
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−’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 ｇ ｅ（ｒ＋）Ｘ（ｎ−ｉ）に従ってサンプル毎
に更新される。但し、ｊ−０・・・ｎ、μは上述したス
テップサイズである。
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−’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 ｇ ｅ（ｒ＋）Ｘ（ｎ−ｉ）に従ってサンプル毎
に更新される。但し、ｊ−０・・・ｎ、μは上述したス
テップサイズである。
この場合のステップサイズμは、通常は第２図に示した
ように実験やシミュレーション等により得られた一定の
値μ。を有するが、ギヤ位置センサ９からのギヤチェン
ジを検出したときには、μ９（−１，５μ。）に変化す
るようになっている。即ち、ギヤチェンジに伴う騒音が
大きいのでステップサイズを一定時間（例えば３秒）だ
け大きくする。
ように実験やシミュレーション等により得られた一定の
値μ。を有するが、ギヤ位置センサ９からのギヤチェン
ジを検出したときには、μ９（−１，５μ。）に変化す
るようになっている。即ち、ギヤチェンジに伴う騒音が
大きいのでステップサイズを一定時間（例えば３秒）だ
け大きくする。
以上のようにステップサイズμを選択することにより、
フィルタ係数を各サンプルのエンジン振動Ｘ （ｎ）に
掛は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 （ｎｌが
求められる。
フィルタ係数を各サンプルのエンジン振動Ｘ （ｎ）に
掛は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 （ｎｌ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−’を同定
して行くことがでと、マイク出力ｅ（ｎ）を最小値に収
束させることができる。
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−’を同定
して行くことがでと、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χ（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。
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。
以上のように、本発明に係る車室内騒音の低減装置では
、ギヤチェンジ直後の一定時間だけ適応ステップサイズ
を大きく設定する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
殺するように構成したので、エンジン回転２吹成分以外
のエンジン爆発に起因する回転次数成分全てを相殺する
ことができると共に、ステップサイズを固定する場合に
比べてギヤチェンジの場合の残留騒音を抑制することが
できる。
、ギヤチェンジ直後の一定時間だけ適応ステップサイズ
を大きく設定する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
殺するように構成したので、エンジン回転２吹成分以外
のエンジン爆発に起因する回転次数成分全てを相殺する
ことができると共に、ステップサイズを固定する場合に
比べてギヤチェンジの場合の残留騒音を抑制することが
できる。
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、本発明によりステップサイズを変化させるこ
とを示した図、 第３図は、本発明に係る車室内騒音の低減装置の一実施
例を示す概略構成図、 第４図は、本発明に用いられるコントローラの一実施例
を示した図、である。 図において、１は車室、２はエンジン、３はエンジン振
動センサ、４はマイクロホン、５はコントローラ、６は
スピーカ、９はギヤ位置センサ、をそれぞれ示す。 図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。
に示したブロック図、 第２図は、本発明によりステップサイズを変化させるこ
とを示した図、 第３図は、本発明に係る車室内騒音の低減装置の一実施
例を示す概略構成図、 第４図は、本発明に用いられるコントローラの一実施例
を示した図、である。 図において、１は車室、２はエンジン、３はエンジン振
動センサ、４はマイクロホン、５はコントローラ、６は
スピーカ、９はギヤ位置センサ、をそれぞれ示す。 図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。
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、全車室内騒音を検出
するマイクロホンと、ギヤチェンジを検出する手段とを
備え、該コントローラが該ギヤチェンジから一定時間内
だけ適応ステップサイズを大きくし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 |
|---|---|---|---|
| JP2113935A JPH0411535A (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | 車室内騒音の低減装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2113935A JPH0411535A (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | 車室内騒音の低減装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0411535A true JPH0411535A (ja) | 1992-01-16 |
Family
ID=14624887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2113935A Pending JPH0411535A (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | 車室内騒音の低減装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0411535A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS599699A (ja) * | 1982-07-07 | 1984-01-19 | 日産自動車株式会社 | 自動車の車室内音場制御装置 |
-
1990
- 1990-04-27 JP JP2113935A patent/JPH0411535A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS599699A (ja) * | 1982-07-07 | 1984-01-19 | 日産自動車株式会社 | 自動車の車室内音場制御装置 |
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