JPH06161466A - 消音装置 - Google Patents

消音装置

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JPH06161466A
JPH06161466A JP4308545A JP30854592A JPH06161466A JP H06161466 A JPH06161466 A JP H06161466A JP 4308545 A JP4308545 A JP 4308545A JP 30854592 A JP30854592 A JP 30854592A JP H06161466 A JPH06161466 A JP H06161466A
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JP
Japan
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noise
speaker
headrest
microphones
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP4308545A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Hashimoto
裕之 橋本
Yasutoshi Nakama
保利 中間
Kenichi Terai
賢一 寺井
Tadashi Tamura
忠司 田村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP4308545A priority Critical patent/JPH06161466A/ja
Publication of JPH06161466A publication Critical patent/JPH06161466A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 通常走行時には耳元に配置して走行騒音を聴
感上効果良く減衰させ、乗降車時や後進時にはヘッドレ
ストに収納して邪魔にならない消音装置を提供する。 【構成】 騒音を検出する加速度センサ8と、検出され
た騒音信号を適応制御するアダプティブフィルタ12
a、12bと、アダプティブフィルタ12a、12bの
出力を再生するスピーカ2a、2bと、制御点での騒音
を検出するマイク3a、3bと、加速度センサ8からの
騒音信号を信号処理するFIRフィルタ13a、13d
と、その出力とマイク3a、3bの出力からアダプティ
ブフィルタ12a、12bの係数を各々演算して更新す
るLMS演算器14a〜14dと、係数加算器15a〜
15bとから構成されており、スピーカ2a、2bとマ
イク3a、3bはスピーカボックスによって一体構成を
成し、スピーカボックスはヘッドレストに対して可動で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、騒音環境下における能
動的騒音制御を用いた消音装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、環境騒音をディジタル信号処理技
術を用いてスピーカから制御音を出力して受聴位置で消
音する能動的騒音制御方法が提案されている。
【0003】以下、図面を参照しながら従来の消音装置
について説明する。(図8)および(図9)は従来の消
音装置のブロック図である。(図8)および(図9)に
おいて、2a、2bはドアやリアトレイあるいはダッシ
ュボード付近に取り付けられたカーオーディオ用のスピ
ーカ、3a、3bはヘッドレスト5近傍の例えば天井に
取り付けられたマイク、5はシートに付属しているヘッ
ドレスト、6はシート本体、8は加速度センサ、9はエ
ンジン、10はコントロールユニット、11は車室、1
2a、12bはアダプティブフィルタ、13a〜13d
はFIRフィルタ、14a〜14dはLMS演算器、1
5a〜15bは係数加算器である。
【0004】以上のように構成された消音装置につい
て、以下その動作について説明する。エンジン8に取り
付けた加速度センサ8で検出された騒音信号は、コント
ロールユニット10内のアダプティブフィルタ12aに
入力される。ここで適応制御された信号は、スピーカ2
aにより再生される。そしてその再生音と騒音源からの
騒音が干渉し合い、その干渉音がマイク3a、3bで検
出される。一方、加速度センサ8からの騒音信号はFI
Rフィルタ13a、13bによって信号処理される。こ
こでFIRフィルタ13aにはスピーカ2aからマイク
3aまでの伝達関数があらかじめ同定されており、FI
Rフィルタ13bにはスピーカ2aからマイク3bまで
の伝達関数があらかじめ同定されている。そしてFIR
フィルタ13aの出力とマイク3aの出力がLMS演算
器14aに各々入力されマイク3aからの信号が最小と
なるように係数が求められ、同様にFIRフィルタ13
bの出力とマイク3bの出力がLMS演算器14bに各
々入力されマイク3bからの信号が最小となるように係
数が求められて各々の係数を係数加算器15aで加算し
てアダプティブフィルタ12aの係数を更新する。
【0005】今、アダプティブフィルタ12aの係数を
1、FIRフィルタ13a〜13bの出力を各々
11、r12、マイク3a〜3bの出力をe1、e2とする
とアダプティブフィルタ12aの係数更新式は、
【0006】
【数1】
【0007】と表わされる。同様にアダプティブフィル
タ12bの係数更新式は、
【0008】
【数2】
【0009】と表わされる。よって、アダプティブフィ
ルタ12a、12bは(数1)および(数2)に従って
マイク3a、3bでの検出信号e1、e2を小さくする
ように入力信号を適応制御する。これによって、加速度
センサ8が取り付けてあるエンジン9から生じる騒音
が、マイク3a〜3bで減衰することになる。
【0010】この制御アルゴリズムをMultiple Error F
iltered-x LMS(S. J. Elliott,I. M. Stothers and P.
A. Nelson, "A multple error LMS algorithm and its
application to the active control of sound and vib
ration." IEEE Trans.Acoust. Speech Signal Process.
ASSP-35, pp1423 - 1434(1987) に記載されている)
という。
【0011】次にロードノイズなど複数の騒音源を制御
する場合を考える。(図10)は騒音源が二つ存在する
場合の消音装置のブロック図を示している。(図10)
において、2a、2bはドアやリアトレイあるいはダッ
シュボード付近に取り付けられたカーオーディオ用のス
ピーカ、3a、3bはヘッドレスト5近傍の例えば天井
に取り付けられたマイク、8a、8bはタイヤ近傍のサ
スペンションに取り付けた加速度センサ、12a〜12
dはアダプティブフィルタ、13a〜13hはFIRフ
ィルタ、14a〜14hはLMS演算器、15a〜15
dは係数加算器、16a、16bは信号加算器である。
【0012】(図10)からもわかるように、騒音源ご
とに(図9)で示されるアルゴリズムを適用し、信号加
算器16a、16bによって結びつけることにより二つ
の騒音源から発生する騒音をマイク3a、3bにおいて
減衰することができる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら(図8)
のように、一般のカーオーディオに良くみられるドアス
ピーカや、フロントトレイやリアトレイあるいはダッシ
ュボード付近のスピーカを制御スピーカ2a、2bとし
て用いた場合、スピーカ2a、2bとマイク3a、3b
の距離((図9)のC11、C12、C21、C22)
が長くなるために、エンジン8の過渡音やロードノイズ
などのランダム音を制御するにはコントロールユニット
10の処理速度が非常に高速でなければならず、もし処
理速度が騒音の伝達速度に追いつかない場合には制御で
きない、あるいは消音量が充分に得られないという問題
点を有していた。
【0014】さらにマイク3a、3bの設置位置が天井
などの場合、搭乗者の耳元から離れたところにあるため
に聴感上の消音効果が十分に得られないという問題点も
有していた。
【0015】本発明は上記問題点を解決するものであ
り、乗降車のときに邪魔になることなく、また後進時に
後方視界が妨げられることがない状態で、通常走行時の
エンジンこもり音やロードノイズあるいは風切り音など
のランダム騒音を搭乗者の耳元で十分に減衰できる消音
装置を提供するものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の消音装置は、騒音源からの騒音を検出する騒
音検出器と、検出された騒音信号を適応制御するアダプ
ティブフィルタと、その出力を再生する車内シートのヘ
ッドレストに対して可動であるスピーカと、スピーカの
再生音と騒音源からの騒音を検出してアダプティブフィ
ルタの誤差信号とするスピーカ直前に設置することによ
りスピーカと一体構成を成す誤差検出器とから構成され
ている。
【0017】
【作用】この構成によって、通常走行時にはスピーカお
よび誤差検出器が搭乗者の耳元近くに配置され、それに
よって聴感上の走行騒音を十分に減衰できる。
【0018】さらに乗降車のときや後進時にはスピーカ
および誤差検出器がヘッドレストに収納されるため、乗
り降りの邪魔になったり後方視界が妨げられたりするこ
とがない。
【0019】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。
【0020】(図1)〜(図4)は本発明の一実施例に
おける消音装置の制御スピーカと誤差検出用マイクの配
置構成を示すものである。(図1)は上から見た図であ
り、(図2)は正面から、(図3)と(図4)は左横か
ら見た図である。(図1)〜(図4)において、1a、
1bは制御スピーカと誤差検出用マイクを取り付けてあ
るスピーカボックス、2a、2bはスピーカ、3a、3
bはマイク、4はスピーカボックス1a、1bを支持し
かつ移動可能な構造となっている可動型支持装置、5は
ヘッドレスト、6はシート本体、7はシート6に座って
いる搭乗者である。
【0021】ところでスピーカ2a、2bとマイク3
a、3bは、(図9)や(図10)に示すようにコント
ロールユニット10と接続されていることは言うまでも
ない。以上のように構成された消音装置について、以下
その動作について説明する。
【0022】先ず通常走行時には(図1)と(図3)の
ようにスピーカボックス1a、1bが、前方に移動して
搭乗者7の耳元近くに配置されている。これらの図から
わかるようにスピーカ2a、2bおよびマイク3a、3
bと、搭乗者7の両耳とは非常に近接した配置にある。
故に(図9)および(図10)で説明したFIRフィル
タ13a〜13hの係数(C11、C12、C21、C
22)は遅延時間が小さくなる。よってエンジン音や路
面からの振動によるロードノイズが搭乗者7の耳に騒音
として届くまでの時間より、スピーカ2a〜2bによっ
て再生された音が届く時間の方が十分に小さいため、コ
ントロールユニット10の処理時間に十分な余裕が得ら
れ、これによって走行騒音が確実に減衰できることとな
る。また制御点が搭乗者7の耳元であるために、マイク
3a、3bで得られた消音効果がほぼそのまま聴感上の
効果となるので非常に効果が良くわかることとなる。さ
らにFIRフィルタ13a〜13hのタップ数が少なく
できるので小型化が可能となる。さらに(図2)からも
わかるようにマイク3a、3bとスピーカ2a、2bの
距離が近いために、スピーカ2a、2bの低域再生能力
に非常に有利であり、スピーカ2a、2bも小型化でき
る。
【0023】次に車庫入れなどで後進する場合や駐車場
での乗り降りなどの通常走行以外の場合には、(図4)
のようにスピーカボックス1a、1bをヘッドレスト5
の側方に収納する。これによって乗り降りの邪魔になっ
たり後方視界が悪くなるのを防止できる。
【0024】以上のようにスピーカボックス1a、1b
が前後に移動できるように可動型支持装置4に取り付け
られており、その構造はいわゆるラジオのロッドアンテ
ナに似ている。
【0025】さらに(図5)はシート6とヘッドレスト
5を側方から見た図であるが、ヘッドレスト5は波線で
示す位置から実線で示す位置まで移動可能であり、搭乗
者7の頭部に接触するように調整可能である。これによ
ってスピーカボックス1a〜1bの位置が誰に対しても
各人の耳元に配置できる。故に聴感上の効果が各個人ご
とに大きく異なるのを防止できる。
【0026】なお、ピーカボックス1a、1bとヘッド
レスト5の移動は手動はもちろんのことだがモーターな
どを用いて電動で行っても良い。そのとき例えばスピー
カボックス1a、1bの移動においては、エンジン始動
時にはドアがすべてきちんと閉まっているのをマイクロ
プロセッサが確認し、さらにトランスミッションが前進
(ローギアやDレンジ)に入っているのを確認するかあ
るいは車輪が前進しているのをプロペラシャフトやアク
スルシャフトなどの回転方向によって確認するなどする
と、通常走行状態だと判断してスピーカボックス1a、
1bがヘッドレスト5から前方に動いて(図1)となる
ようにマイクロプロセッサが制御する。次に車庫入れな
どで後進する場合には、トランスミッションが後進に入
っているのを確認するかあるいは車輪の回転方向が後進
であるのかを確認して(図4)のようにスピーカボック
ス1a、1bをヘッドレスト5に収納するよう制御す
る。またエンジンが動いている状態で停車させて乗降車
するときには、マイクロプロセッサはドアが開くとスピ
ーカボックス1a、1bをヘッドレスト5に収納させ、
再びドアが閉まって前進するとスピーカボックス1a、
1bを(図1)の状態にする。さらにエンジンを止めて
駐車するときには、エンジンが止まっていることを確認
してスピーカボックス1a、1bをヘッドレスト5に収
納するようマイクロプロセッサが制御する。
【0027】ヘッドレスト5の移動については、例えば
搭乗者の頭部が当たるであろう場所に圧力センサを設置
し、その出力によってマイクロプロセッサがヘッドレス
ト5と頭部が接触しているかどうかを判断してヘッドレ
スト5を最適位置に移動させる。
【0028】次に本発明の他の実施例について説明す
る。(図6)はスピーカボックス1a、1bがヘッドレ
スト5から移動して通常走行時における騒音制御可能状
態を示しており、(図7)はスピーカボックス1a、1
bがヘッドレスト5に収納されているところを示してい
る。このようにスピーカボックス1a、1bがヘッドレ
スト5内に収納される構成であっても良く、先ほどと同
様の効果が得られる。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、通常走行時にスピーカ
と誤差検出器を一体構成で搭乗者の耳元に配置可能であ
るために、走行騒音を聴感上効果良く減衰することがで
き、またスピーカを小型にすることができる。さらに乗
降車や後進するときには、スピーカと誤差検出器をヘッ
ドレストに収納することにより、乗り降りの邪魔になっ
たり後方視界を妨げたりすることがないなど優れた消音
装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における消音装置の制御用ス
ピーカと誤差検出用マイクの位置関係を示した図
【図2】本発明の一実施例における消音装置の制御用ス
ピーカと誤差検出用マイクの位置関係を示した図
【図3】本発明の一実施例における消音装置の制御用ス
ピーカと誤差検出用マイクの位置関係を示した図
【図4】本発明の一実施例における消音装置の制御用ス
ピーカと誤差検出用マイクの位置関係を示した図
【図5】シートおよびヘッドレストを示す図
【図6】本発明の他の実施例における消音装置の制御用
スピーカを示した図
【図7】本発明の他の実施例における消音装置の制御用
スピーカを示した図
【図8】従来の消音装置を示す図
【図9】従来の消音装置のアルゴリズムを示すブロック
【図10】従来の消音装置のアルゴリズムを示すブロッ
ク図
【符号の説明】
1a、1b スピーカボックス 2a、2b スピーカ 3a、3b マイク 4 可動型支持装置 5 ヘッドレスト 6 シート 7 搭乗者 8 加速度センサ 9 エンジン 10 コントロールユニット 11 車室 12a〜12d アダプティブフィルタ 13a〜13h FIRフィルタ 14a〜14h LMS演算器 15a〜15d 係数加算器 16a、16b 信号加算器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田村 忠司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】自動車の騒音を減衰させるために、騒音源
    からの騒音を検出する騒音検出器と、前記騒音検出器に
    より検出された騒音信号を適応制御するアダプティブフ
    ィルタと、前記アダプティブフィルタの出力を再生する
    車内シートのヘッドレストに設置したスピーカと、前記
    スピーカの再生音と騒音源からの騒音を検出して前記ア
    ダプティブフィルタの誤差信号とする、前記スピーカの
    直前に設置した誤差検出器とから構成される消音装置で
    あって、前記誤差検出器が前記スピーカと一体構成を成
    し、前記スピーカおよび誤差検出器がヘッドレストに対
    して可動であることを特徴とする消音装置。
  2. 【請求項2】スピーカおよび誤差検出器は、自動車が後
    進するとき、あるいは乗降車のとき、あるいはエンジン
    を停止するときにはヘッドレストに収納されることを特
    徴とする請求項1記載の消音装置。
  3. 【請求項3】ヘッドレストは、シートに座る人の頭部が
    接触する部分に圧力センサを有し、前記圧力センサの出
    力信号によって頭部が接触しているかを判断し、接触し
    ていない場合には接触するまで前に移動することを特徴
    とする請求項1記載の消音装置。
JP4308545A 1992-11-18 1992-11-18 消音装置 Pending JPH06161466A (ja)

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