JP2001234728A - 車両適応制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】車両の走行に伴ってエンジン回転速度等が変化
しても、制御性が低下することがないようにする。 【解決手段】車両を走行させるのに伴ってパルス信号を
発生させるパルス信号発生手段と、パルス信号を仮想参
照入力とし、フィルタ係数ｗ_i （ｎ）に基づいてフィル
タ出力ｙ（ｎ）を発生させるフィルタ出力発生手段と、
前記フィルタ出力ｙ（ｎ）に基づいて駆動される駆動体
と、該駆動体を駆動するのに伴って発生させられる駆動
体出力と、理想出力との間のエラーを検出し、エラー信
号ｅ（ｎ）を発生させるエラー検出手段と、前記パルス
信号及びエラー信号ｅ（ｎ）に基づいて前記フィルタ係
数ｗ_i （ｎ）を更新するフィルタ係数更新手段とを有す
る。そして、前記エラー検出手段におけるサンプリング
は時間間隔を固定して行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両適応制御装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両においては、エンジンを駆動
することによって排気ガスが発生させられ、それに伴っ
て、音波、すなわち、排気騒音が発生させられるように
なっている。この場合、該排気騒音は、排気管内を送ら
れて大気中に放出される。

【０００３】そこで、前記排気騒音を減衰させて消音を
行う消音器が提供されている。

【０００４】図２は従来の拡張型の消音器の概念図であ
る。

【０００５】図において、３１は、図示されないエンジ
ンと接続され、エンジンを駆動することによって発生さ
せられた排気ガスを排出するための排気管、３２は該排
気管３１に配設された消音器本体、３３は該消音器本体
３２において消音が行われた後の排気ガスを排出するた
めの出口管である。前記排気管３１と出口管３３とは同
一軸上に配設され、断面積が等しくされる。また、前記
消音器本体３２は、排気ガスの流れ方向に対して直角の
方向に配設された第１、第２の端壁３４、３５、及び該
第１、第２の端壁３４、３５間を連結し、排気ガスの流
れ方向に延びる環状壁３６を備え、前記第１、第２の端
壁３４、３５及び環状壁３６によって消音室３７が形成
される。そして、該消音室３７の断面積は排気管３１及
び出口管３３の断面積より大きくされる。

【０００６】この場合、排気管３１を介して消音室３７
に進入した排気騒音は、第１、第２の端壁３４、３５に
当たって反射波になり、該反射波は消音室３７に進入し
てくる排気騒音を減衰させる。

【０００７】図３は従来の拡張共振型の消音器の概念図
である。

【０００８】図において、３１は排気管、３２は消音器
本体、３３は出口管である。前記排気管３１と出口管３
３とは同一軸上に配設され、断面積が等しくされる。ま
た、前記消音器本体３２は、排気ガスの流れ方向に対し
て直角の方向に配設された第１、第２の端壁３４、３
５、及び該第１、第２の端壁３４、３５間を連結し、排
気ガスの流れ方向に延びる環状壁３６を備え、前記第
１、第２の端壁３４、３５及び環状壁３６によって消音
室３７が形成され、該消音室３７の断面積は排気管３１
及び出口管３３の断面積より大きくされる。そして、排
気管３１の一部は消音室３７内に突出させられて突出壁
３８を構成し、環状壁３６と突出壁３８との間に分岐管
として機能する領域３９が形成される。

【０００９】この場合、排気管３１を介して消音室３７
に進入した排気騒音は、第１、第２の端壁３４、３５に
当たって反射波になり、該反射波は消音室３７に進入し
てくる排気騒音を減衰させる。また、消音室３７に進入
した後、領域３９に進入した排気騒音は、第１の端壁３
４に当たって反射波になり、該反射波は領域３９に進入
してくる排気騒音を減衰させる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記各
消音器においては、排気騒音を、第１、第２の端壁３
４、３５において形成された反射波によって減衰させる
ようにしているので、第１、第２の端壁３４、３５間の
距離をＬ１とし、排気騒音の波長をλとしたとき、前記
距離Ｌ１を Ｌ１＝λ／４ にする必要がある。したがって、排気騒音の周波数が低
い場合には、波長λが長くなり、消音器をその分長くす
る必要が生じるので、車両への搭載性が悪くなってしま
う。

【００１１】そこで、二次音波を発生させる二次音源を
消音器に配設し、排気騒音と二次音波とを消音器本体内
において重ねることによって、二次音波の分だけ排気騒
音を減衰させるようにすることが考えられる。

【００１２】ところが、この場合、車両の走行に伴って
エンジン回転速度等が変化すると、排気騒音の周波数も
変化してしまうので、排気騒音を十分に減衰させること
ができず、制御性が低下してしまう。

【００１３】本発明は、前記従来の消音器の問題点を解
決して、車両の走行に伴ってエンジン回転速度等が変化
しても、制御性が低下することがない車両適応制御装置
を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明の車
両適応制御装置においては、車両を走行させるのに伴っ
てパルス信号を発生させるパルス信号発生手段と、前記
パルス信号を仮想参照入力とし、フィルタ係数に基づい
てフィルタ出力を発生させるフィルタ出力発生手段と、
前記フィルタ出力に基づいて駆動される駆動体と、該駆
動体を駆動するのに伴って発生させられる駆動体出力
と、理想出力との間のエラーを検出し、エラー信号を発
生させるエラー検出手段と、前記パルス信号及びエラー
信号に基づいて前記フィルタ係数を更新するフィルタ係
数更新手段とを有する。

【００１５】そして、前記エラー検出手段におけるサン
プリングは時間間隔を固定して行われる。

【００１６】本発明の他の車両適応制御装置において
は、さらに、前記フィルタ係数更新手段は、前記エラー
信号に対応させてフィルタ係数更新式におけるステップ
サイズパラメータを変化させる。

【００１７】本発明の更に他の車両適応制御装置におい
ては、さらに、前記駆動体は二次音源であり、前記駆動
体出力は二次音波であり、前記理想出力は排気騒音であ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１９】図４は本発明の実施の形態における主消音
器の平面図、図５は本発明の実施の形態における主消音
器の断面図、図６は本発明の実施の形態における主消音
器の正面図である。

【００２０】図において、１０は第１の消音器としての
主消音器、１１は一次音源としての図示されないエンジ
ンと接続され、エンジンを駆動することによって発生さ
せられた排気ガスを排出するための円筒状の排気管であ
り、該排気管１１の所定の箇所、例えば、先端（図４及
び５における右端）に前記主消音器１０が配設され、排
気管１１上の前記排気ガスの流れ方向（図４における矢
印Ａ方向）における主消音器１０より上流側に第２の消
音器としての図示されない副消音器が配設される。

【００２１】そして、前記主消音器１０は、前記排気管
１１の先端を包囲して配設された箱状の消音器本体１
２、及び該消音器本体１２に取り付けられた第１、第２
の二次音源としての第１、第２のスピーカ２５、２６を
備える。この場合、第１、第２のスピーカ２５、２６
は、消音室としてのチャンバー１７内における排気ガス
の流れ方向、すなわち、排気騒音の伝達方向における下
流側に向けて、第１の端壁１４に取り付けられ、アクテ
ィブに消音を行う。本実施の形態においては、排気管１
１に隣接させて第１、第２のスピーカ２５、２６が配設
されるが、排気管１１に隣接させて３個以上のスピーカ
を配設することもできる。

【００２２】前記消音器本体１２は、排気ガスの流れ方
向に対して直角の方向に配設された第１、第２の端壁１
４、１５、及び該第１、第２の端壁１４、１５間を連結
し、排気ガスの流れ方向に延びる環状壁１６を備え、前
記第１、第２の端壁１４、１５及び環状壁１６によって
前記チャンバー１７が形成され、該チャンバー１７の断
面積は排気管１１の断面積より大きくされる。なお、前
記消音器本体１２は、排気ガスの流れ方向における長さ
が４００〔ｍｍ〕に、排気ガスの流れ方向に対して直角
の方向における幅が５１０〔ｍｍ〕に、高さが２００
〔ｍｍ〕にされる。

【００２３】また、前記環状壁１６は、頂壁１６ａ、側
壁１６ｂ、１６ｃ及び底壁１６ｄから成り、頂壁１６ａ
及び底壁１６ｄに「Ｌ」字状の補強用のリブ１８が取り
付けられる。該リブ１８は、排気ガスの流れ方向に対し
て直角の方向に延在させられ、頂壁１６ａ及び底壁１６
ｄが前記排気騒音によって振動させられるのを防止す
る。

【００２４】そして、前記排気管１１の一部はチャンバ
ー１７内に突出させられて突出壁２１を構成し、環状壁
１６と突出壁２１との間に分岐管として機能する領域２
２が形成される。また、前記第２の端壁１５は、図６に
示されるように、消音器本体１２の左端及び右端に形成
され、第２の端壁１５間に排気ガスを排出するための排
出口２３が形成される。

【００２５】ところで、前記主消音器１０として拡張型
又は拡張共振型の消音器を使用した場合、排気騒音の波
長が長くなると、消音器をその分長くする必要があり、
車両への搭載性が悪くなってしまう。

【００２６】そこで、本実施の形態においては、主消音
器１０として、アクティブノイズコントロール法を利用
した消音器が使用される。すなわち、前述されたよう
に、前記主消音器１０において、第１の端壁１４におけ
る排気管１１に隣接させて、かつ、排気管１１を中心と
して左右対称の位置に、第１、第２のスピーカ２５、２
６が配設され、該第１、第２のスピーカ２５、２６を駆
動することによって排気騒音とは逆相の音波から成る二
次音波が発生させられる。したがって、前記排気騒音と
二次音波とが消音器本体１２内において重ねられるの
で、二次音波の分だけ排気騒音が減衰させられる。その
結果、排気騒音を十分に減衰させることができる。

【００２７】また、前記第２の端壁１５における排出口
２３の内周縁に、第１、第２のスピーカ２５、２６との
間の距離を互いに異ならせてエラー検出手段としてのエ
ラーマイク３０が配設され、該エラーマイク３０によっ
て、排気騒音と二次音波とが重ねられた後の残留誤差、
すなわち、エラーが検出される。そして、後述される制
御装置は、検出されたエラーに基づいて駆動信号を発生
させ、前記第１、第２のスピーカ２５、２６を駆動す
る。なお、第１、第２のスピーカ２５、２６の直径は２
００〔ｍｍ〕にされ、主消音器１０の中心と各第１、第
２のスピーカ２５、２６の中心との距離は１５０〔ｍ
ｍ〕にされる。

【００２８】前記チャンバー１７内において、第１、第
２のスピーカ２５、２６のうちの一方、本実施の形態に
おいては、第１のスピーカ２５を駆動したとき、３５０
〔Ｈｚ〕付近の周波数で騒音強度にピークが発生する。
すなわち、チャンバー１７内における気柱共鳴周波数
は、制御周波数（約５００〔Ｈｚ〕以下）の範囲内にお
いて３５０〔Ｈｚ〕付近の周波数になる。

【００２９】ところで、前述されたように、前記エラー
マイク３０は第２の端壁１５における排出口２３の内周
縁において前記第１、第２のスピーカ２５、２６の中心
に対応する高さ方向の位置に配設され、第１のスピーカ
２５とエラーマイク３０との間の距離（経路）Ｍ１と、
第２のスピーカ２６とエラーマイク３０との間の距離Ｍ
２とは互いに異ならせられる。したがって、前記第１、
第２のスピーカ２５、２６に、同一の駆動信号を送って
二次音波を発生させると、各二次音波間に、前記距離Ｍ
１と距離Ｍ２との差（経路差）分だけ位相差が生じる。
本実施の形態において、エラーマイク３０は前記内周縁
における第２のスピーカ２６側に配設されるが、第１の
スピーカ２５側に配設することもできる。

【００３０】その結果、３５０〔Ｈｚ〕付近で前記気柱
共鳴周波数が発生するのを抑制することができる。すな
わち、前記第１、第２のスピーカ２５、２６とエラーマ
イク３０との間の伝達関数、すなわち、音響伝達関数
は、制御周波数の範囲内において共鳴が発生するのが抑
制され、比較的平坦（たん）な周波数特性を有すること
になる。

【００３１】ところで、排気騒音のトラッキング解析を
行った結果、車両を加速する際の排気騒音は、気筒数を
Ｚとし、エンジン回転速度をＮ_E としたときの燃焼周波
数ｆ ₀ ｆ₀ ＝（Ｚ／τ）×（ｍ／６０）〔Ｈｚ〕 ……（１） を基本周波数とする高調波成分のうち、主として、周波
数の低い周期音である低次のエンジン回転次数成分、例
えば、基本周波数である三次成分、及びその２倍の六次
成分から成ることが分かる。なお、τは定数であり、こ
の場合、２である。そこで、本実施の形態においては、
前記三次成分及び六次成分が制御対象とされる。

【００３２】なお、周波数の高い周期音である高次のエ
ンジン回転次数成分については、前記副消音器によって
減衰させられる。そのために、副消音器として拡張型又
は拡張共振型の消音器が使用される。

【００３３】このように、主消音器１０において、排気
騒音における低次のエンジン回転次数成分について、二
次音波を発生させることによって減衰させることができ
るので、主消音器１０の寸法を小さくすることができ
る。また、前記副消音器においては、排気騒音における
高次のエンジン回転次数成分についてだけ減衰させれば
よいので、副消音器の寸法を小さくすることができる。
その結果、主消音器１０及び副消音器から成る排気消音
装置の配設位置及び配設状態における自由度を高くする
ことができ、車両への搭載性を良くすることができる。

【００３４】また、エンジン回転速度Ｎ_E 等が変動し、
排気騒音の周波数が変化しても、二次音波の周波数を排
気騒音の周波数に対応させて変化させることによって、
確実に消音を行うことができる。

【００３５】この場合、実験室内に配設された台の上に
平坦な道路勾（こう）配に相当する道路を形成し、該道
路上で実車を使用し、エンジン回転速度Ｎ_E を１２００
〜２４００〔ｒｐｍ〕の範囲で変化させ、１００〔ｒｐ
ｍ／ｓｅｃ〕の目標回転速度で車両を加速走行させた。
その結果、エンジン回転次数成分の全体値（オーバーオ
ール値）で、排気騒音の騒音強度を約３〜１０〔ｄＢ〕
程度小さくすることができた。

【００３６】また、チャンバー１７によって拡張共振型
の消音器の機能が付加される。したがって、排気管１１
を介してチャンバー１７に進入した排気騒音は、第１、
第２の端壁１４、１５に当たって形成された反射波によ
って減衰させられるとともに、領域２２に進入する排気
騒音と第１の端壁１４に当たって形成された反射波との
干渉によって更に減衰させられる。すなわち、第１、第
２の端壁１４、１５によってパッシブに消音が行われ
る。

【００３７】したがって、第１、第２のスピーカ２５、
２６によって排気騒音が減衰させられる分だけ第１、第
２の端壁１４、１５によって排気騒音を減衰させる必要
がなくなる。その結果、前記排出口２３の断面積をその
分大きくし、消音器本体１２によって発生させられる背
圧を低くすることができるので、エンジンの出力を大き
くすることができるとともに、燃費を良くすることがで
きる。

【００３８】ところで、前記第１、第２のスピーカ２
５、２６は排気管１１に隣接させて配設されるので、排
気管１１内を流れる高温の排気ガスの熱の影響を受けや
すい。そこで、排気ガスの熱が第１、第２のスピーカ２
５、２６に伝達されるのを阻止するために、第１、第２
のスピーカ２５、２６に隣接する部分において、前記排
気管１１は円筒状の伝熱防止管２８によって包囲され、
前記排気管１１と伝熱防止管２８との間に環状の空気流
路２９が形成される。本実施の形態において、排気管１
１の直径を８０〔ｍｍ〕としたとき、伝熱防止管２８の
直径は９０〔ｍｍ〕にされ、空気流路２９の径方向寸法
は５〔ｍｍ〕にされる。前記伝熱防止管２８は、後端
（図４及び５における左端）が第１、第２のスピーカ２
５、２６より上流側に位置し、第１の端壁１４を貫通し
てチャンバー１７内に突出させられ、前端（図４及び５
における右端）が突出壁２１の先端と同じ箇所に位置す
るとともに、両端にそれぞれ環状の空気入口５１及び空
気出口５２が形成される。

【００３９】この場合、排気管１１と伝熱防止管２８と
は独立に支持され、それぞれ図示されない車体フレーム
に固定されるとともに、前記伝熱防止管２８は第１の端
壁１４に固定される。

【００４０】したがって、車両が走行させられるのに伴
って、空気は、前記空気入口５１を介して空気流路２９
内に入り、空気出口５２を介して排出され、その間に排
気管１１及び排気ガスを冷却する。

【００４１】このように、排気管１１と第１の端壁１４
とが熱的に遮断されるとともに、排気管１１及び排気ガ
スが空気によって冷却されるので、排気ガスの熱が第
１、第２のスピーカ２５、２６に伝達されるのを阻止す
ることができる。しかも、低温の空気をチャンバー１７
内に導入することができるので、チャンバー１７内の温
度を低くすることができる。

【００４２】また、前記第１、第２のスピーカ２５、２
６が排気ガスの熱の影響を受けるのを防止することがで
きるので、前記第１、第２のスピーカ２５、２６として
耐熱処理が施されたスピーカを使用する必要がなくな
り、排気消音装置のコストを低くすることができる。例
えば、標準的なスピーカにおいては、取付部及びコアの
耐熱温度は８０〜９０〔℃〕であるので、標準的なスピ
ーカを二次音源として使用することができる。

【００４３】なお、前記突出壁２１の内周面を鏡面にす
ることによって反射面とし、輻（ふく）射による熱伝達
を防止したり、突出壁２１の内周面に断熱材を被覆した
りすることもできる。

【００４４】次に、第１、第２のスピーカ２５、２６に
よって二次音波を発生させ、排気騒音を減衰させるため
の制御装置について説明する。

【００４５】図１は本発明の実施の形態における制御装
置の制御ブロック図、図７は本発明の実施の形態におけ
る排気消音装置の概念図である。

【００４６】図において、１０は主消音器、１１は排気
管、２５、２６は第１、第２のスピーカ、３０はエラー
マイク、５５はエンジン、５６は副消音器、５７はエン
ジン回転速度Ｎ_E 検出し、検出信号ＳＧをパルス信号発
生手段としてのパルス発生器６５に送るエンジン回転速
度センサである。時間をｎで表したとき、前記パルス発
生器６５は、エンジン回転速度Ｎ_E に基づいて、パルス
信号としてのインパルス列ｘ（ｎ）を発生させ、該イン
パルス列ｘ（ｎ）をＦＩＲフィルタ５９に送る。また、
６０はエラー信号ｅ（ｎ）及び前記インパルス列ｘ
（ｎ）に基づいてフィルタ係数ｗ_i （ｎ）を算出するＬ
ＭＳアナライザである。なお、エラーマイク３０、エン
ジン回転速度センサ５７、ＦＩＲフィルタ５９、ＬＭＳ
アナライザ６０及びパルス発生器６５によって制御装置
が、該制御装置及び第１、第２のスピーカ２５、２６に
よって車両適応制御装置が構成される。

【００４７】前記制御装置を構成する制御系において、
前記第１、第２のスピーカ２５、２６によって駆動体が
構成され、第１、第２のスピーカ２５、２６を駆動する
ことによって、駆動体出力として前記二次音波が発生さ
せられる。そして、前記エラーマイク３０は、時間ベー
スで、すなわち、各サンプリングのタイミングの時間間
隔を変化させることなく固定してサンプリングを行い、
前記二次音波と理想出力としての排気騒音との間のエラ
ーを検出し、エラー信号ｅ（ｎ）を発生させる。本実施
の形態において、前記エラーマイク３０は減算器によっ
て表され、排気騒音を表す排気騒音信号ｄ（ｎ）から二
次音波を表す二次音波信号ｓ（ｎ）を減算することによ
ってエラー信号ｅ（ｎ）が得られる。

【００４８】また、前記ＦＩＲフィルタ５９は、インパ
ルス列ｘ（ｎ）が入力されると、該インパルス列ｘ
（ｎ）を仮想参照入力とし、フィルタ係数ｗ_i （ｎ）に
基づいてフィルタ出力ｙ（ｎ）を算出して発生させ、該
フィルタ出力ｙ（ｎ）を駆動信号として出力する。

【００４９】なお、前記フィルタ係数ｗ_i （ｎ）におい
て、ｉはタップ番号であり、ＦＩＲフィルタ５９のタッ
プ長をＬとしたとき、前記タップ番号ｉは、 ｉ＝０、１、…、Ｌ−１ である。

【００５０】ところで、前記制御装置においては、同期
式適応フィルタ法（ＳＦＸ−ＴＢ法）で制御が行われ
る。そのために、前記インパルス列ｘ（ｎ）は、式
（２）で表されるように、前記検出信号ＳＧに基づいて
発生させられ、エンジン５５の回転の基本周期に同期さ
せて発生させられる。

【００５１】

【数１】

【００５２】なお、δは数値をパルス化するための関
数、Ｎは時間ベースのサンプリングを行ったときの前記
インパルス列ｘ（ｎ）の基本周期当たりのサンプリング
の回数、すなわち、サンプリングポイント数、βは任意
の数である。本実施の形態において、パルス発生器６５
は、エンジン５５が１回転させられる間に、前記インパ
ルス列ｘ（ｎ）に３個のパルスを発生させるように設定
され、一つのパルスによって前記基本周期が設定され
る。そして、該基本周期内にサンプリングポイント数Ｎ
の回数のサンプリングが行われる。なお、本実施の形態
において、前記サンプリングポイント数Ｎと前記タップ
長Ｌとは等しい。

【００５３】そして、前記ＬＭＳアナライザ６０の図示
されないリファレンス信号算出手段は、式（３）によっ
て、第１、第２のスピーカ２５、２６とエラーマイク３
０との間の音響伝達関数（エラーパス）ｃ（ｊ）及びイ
ンパルス列ｘ（ｎ）に基づいてリファレンス信号ｒ
（ｎ）を算出し、ＬＭＳアナライザ６０の図示されない
フィルタ係数更新手段は、フィルタ係数更新式としての
式（４）によって、前回のサンプリングのタイミングに
おけるフィルタ係数ｗ_i （ｎ）、該フィルタ係数ｗ
_i （ｎ）を更新する際に制御を収束させるためのステッ
プサイズパラメータ（変換係数）μ、エラー信号ｅ
（ｎ）、及びリファレンス信号ｒ（ｎ）に基づいてフィ
ルタ係数ｗ_i （ｎ）を算出して更新する。なお、前記リ
ファレンス信号ｒ（ｎ）は、前述されたように、音響伝
達関数ｃ（ｊ）及びインパルス列ｘ（ｎ）に基づいて算
出される。

【００５４】

【数２】

【００５５】なお、音響伝達関数ｃ（ｊ）において、ｊ
はタップ番号であり、該タップ番号ｊは、 ｊ＝０、１、…、Ｎ−１ である。また、音響伝達関数ｃ（ｊ）はインパルス応答
を表す。

【００５６】続いて、ＦＩＲフィルタ５９の図示されな
いフィルタ出力発生手段は、式（５）によって、フィル
タ係数ｗ_i （ｎ）及びインパルス列ｘ（ｎ）に基づいて
フィルタ出力ｙ（ｎ）を発生させ、第１、第２のスピー
カ２５、２６に対して出力する。

【００５７】

【数３】

【００５８】このように、インパルス列ｘ（ｎ）は、前
記検出信号ＳＧに基づいて、エンジン５５の回転の基本
周期に同期させて発生させられるので、前記リファレン
ス信号ｒ（ｎ）を時間ｎの関数Ｃ（ｎ）で表すことがで
きる。したがって、リファレンス信号ｒ（ｎ）の計算を
簡略化することができるので、制御を収束させるための
計算に必要な時間を大幅に短縮することができ、制御装
置の応答性を向上させることができる。

【００５９】ところで、車両の走行に伴ってエンジン回
転速度Ｎ_E 等が変化すると、それに伴って排気騒音の周
波数も変化する。前記制御装置においては、エンジン回
転速度Ｎ_E 等が変化すると、インパルス列ｘ（ｎ）の基
本周期が変化し、それに伴ってフィルタ出力ｙ（ｎ）の
基本周期も変化させられる。したがって、二次音波の周
波数を前記排気騒音の周波数に対応させて変化させるこ
とができるので、エンジン回転速度Ｎ_E 等が変化しても
制御性が低下することがなくなり、排気騒音を十分に減
衰させることができる。

【００６０】また、前記制御装置においては、前述され
たように、時間ベースのサンプリングが行われるので、
サンプリングのタイミングが一定になり、エンジン回転
速度Ｎ_E が変化しても前記音響伝達関数ｃ（ｊ）は変化
しない。そして、前記エンジン回転速度Ｎ_E が変化する
と、該エンジン回転速度Ｎ_E に対応させて前記サンプリ
ングポイント数Ｎ及び前記タップ長Ｌを変化させるよう
にしている。

【００６１】したがって、車両の走行に伴って、エンジ
ン回転速度Ｎ_E 等が急激に変化しても、制御の追随性が
低下することはない。例えば、加速走行時等において、
エンジン回転速度Ｎ_E 等が急激に高くなっても、リファ
レンス信号ｒ（ｎ）、フィルタ係数ｗ_i （ｎ）及びフィ
ルタ出力ｙ（ｎ）を確実に算出することができるので、
十分に消音を行うことができる。

【００６２】ところで、前記ＬＭＳアナライザ６０にお
いて、フィルタ係数ｗ_i （ｎ）を算出し、更新するに当
たり、ステップサイズパラメータμが設定され、該ステ
ップサイズパラメータμが、エラー信号ｅ（ｎ）とリフ
ァレンス信号ｒ（ｎ）との積に乗算されるようになって
いる。この場合、前記ステップサイズパラメータμを小
さく設定すると、制御の安定性を高くすることができる
のに対して、制御の収束性がその分低くなってしまう。
一方、ステップサイズパラメータμを大きく設定する
と、制御の収束性を高くすることができるのに対して、
制御の安定性がその分低くなってしまう。

【００６３】そこで、本実施の形態においては、エラー
信号ｅ（ｎ）に対応させてステップサイズパラメータμ
を変化させるようにしている。

【００６４】そのために、ＬＭＳアナライザ６０はステ
ップサイズパラメータμの初期値を ０＜μ＜１ の範囲内の任意の値、例えば、０．８に設定するととも
に、エラー信号ｅ（ｎ）を読み込んで、図示されない記
録手段としてのメモリに記録する。

【００６５】次に、前記ＬＭＳアナライザ６０は、制御
を開始してから現在までにサンプリングされたエラー信
号ｅ（ｎ）の値ｅ（０）、ｅ（１）、…、ｅ（ｎ）の各
絶対値のうちの最大値Ａ₀ Ａ₀ ＝ｍａｘ｛｜ｅ（０）｜，｜ｅ（１）｜，…，｜ｅ
（ｎ）｜｝ を算出する。

【００６６】ところで、制御を開始したときの基本周期
から数えて現在の基本周期がｋ番目であるとし、１番目
から（ｋ−１）番目までの各サンプリングポイント数Ｎ
の値をＮ₁ 、Ｎ₂ 、…、Ｎ_k-1 とすると、制御を開始し
てから（ｋ−１）番目の基本周期が終了するまでのサン
プリングポイント数Ｎの合計、すなわち、累積サンプリ
ングポイント数Ｍは、 Ｍ＝Ｎ₁ ＋Ｎ₂ ＋…＋Ｎ_k-1 になる。

【００６７】そこで、ｋ番目のサンプリングポイント数
Ｎの値をＮ_k とすると、前記ＬＭＳアナライザ６０は、
ｋ番目の基本周期内にサンプリングされたエラー信号ｅ
（ｎ）の値ｅ（Ｍ＋０）、ｅ（Ｍ＋１）、…、ｅ（Ｍ＋
Ｎ_k −１）の各絶対値のうちの最大値Ａ_k Ａ_k ＝ｍａｘ｛｜ｅ（Ｍ＋０）｜，｜ｅ（Ｍ＋１）｜，
…，｜ｅ（Ｍ＋Ｎ_k −１）｜｝ を算出する。

【００６８】そして、前記ＬＭＳアナライザ６０は、基
本周期ごとに、式（６）によって、制御を開始してから
現在までのステップサイズパラメータμの最大値μ₁ 、
及び各最大値Ａ₀ 、Ａ_k に基づいてステップサイズパラ
メータμを更新する。

【００６９】 μ＝μ₁ ・Ａ_k ／Ａ₀ ……（６） この場合、最大値Ａ₀ より最大値Ａ_k が大きいと、 Ａ₀ ＝Ａ_k にされ、値Ａ_k ／Ａ₀ は１になり、ステップサイズパラ
メータμは最大値μ₁ と等しくされる。したがって、フ
ィルタ係数ｗ_i （ｎ）を更新する際の変化量が最も大き
くされ、制御の収束性が高くなる。また、最大値Ａ₀ よ
り最大値Ａ_k が小さいと、値Ａ_k ／Ａ₀ は１より小さく
なり、ステップサイズパラメータμは最大値μ₁ より小
さくされる。したがって、フィルタ係数ｗ_i （ｎ）を更
新する際の変化量がその分小さくされ、制御の安定性が
高くなる。

【００７０】続いて、ＬＭＳアナライザ６０は、制御を
開始してから現在までのステップサイズパラメータμの
最小値をμ₀ としたとき、現在のステップサイズパラメ
ータμ（式（６）によって更新された値）と最小値μ₀
とを比較し、比較結果に基づいてフィルタ係数ｗ
_i （ｎ）を更新する。

【００７１】すなわち、ステップサイズパラメータμが
前記最小値μ₀ より大きいときは、ステップサイズパラ
メータμをそのまま使用して、式（７）によってフィル
タ係数ｗ_i （ｎ）を更新する。

【００７２】 Ｗ_i （ｎ＋１）＝Ｗ_i （ｎ）−μ・ｅ（ｎ）・ｒ（ｎ−ｉ）……（７） また、ステップサイズパラメータμが前記最小値μ₀ 以
下であるときは、ステップサイズパラメータμをそのま
ま使用することなく、最小値μ₀ を使用して、式（８）
によってフィルタ係数ｗ_i （ｎ）を更新する。

【００７３】 Ｗ_i （ｎ＋１）＝Ｗ_i （ｎ）−μ₀ ・ｅ（ｎ）・ｒ（ｎ−ｉ） ……（８） このように、エラー信号ｅ（ｎ）が大きくなると、ステ
ップサイズパラメータμは大きくされてフィルタ係数ｗ
_i （ｎ）を更新する際の変化量が大きくされ、エラー信
号ｅ（ｎ）が小さくなると、ステップサイズパラメータ
μは小さくされてフィルタ係数ｗ_i （ｎ）を更新する際
の変化量が小さくされる。そして、ステップサイズパラ
メータμは、常に最小値μ₀ より大きくなるように更新
される。したがって、エラー信号ｅ（ｎ）が大きくなら
ないことを条件に、常にステップサイズパラメータμを
大きく設定することができるので、制御の収束性及び安
定性のいずれも高くすることができる。

【００７４】次に、騒音特性について説明する。

【００７５】図８は騒音強度の比較図である。なお、図
において、横軸にエンジン回転速度Ｎ_E を、縦軸に騒音
強度を採ってある。

【００７６】図において、Ｌ１は同期式適応フィルタ法
による制御を行わない場合の騒音特性を示す線、Ｌ２は
同期式適応フィルタ法による制御を行い、かつ、ステッ
プサイズパラメータμを０．４に固定した場合の騒音特
性を示す線、Ｌ３は同期式適応フィルタ法による制御を
行い、かつ、ステップサイズパラメータμを可変にした
場合の騒音特性を示す線である。

【００７７】ステップサイズパラメータμを０．４に固
定すると、加速走行を開始した直後において制御の収束
性が悪くなり、エンジン回転速度Ｎ_E が１３００〔ｒｐ
ｍ〕前後において、同期式適応フィルタ法による制御を
行わない場合より騒音強度（音圧レベル）が高くなる。
したがって、排気騒音を減衰させる消音効果を十分に得
ることができない。

【００７８】これに対して、ステップサイズパラメータ
μを可変にすると、加速走行を開始した直後においても
制御の収束性を良くすることができ、排気騒音を減衰さ
せる消音効果を十分に得ることができる。すなわち、加
速走行時の全般を通じて３〜１０〔ｄＢ〕程度排気騒音
を減衰させることができる。

【００７９】また、ステップサイズパラメータμを可変
にすると、加速中において制御の安定性を向上せること
ができる。

【００８０】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させ
ることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除す
るものではない。

【００８１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、車両適応制御装置においては、車両を走行させる
のに伴ってパルス信号を発生させるパルス信号発生手段
と、前記パルス信号を仮想参照入力とし、フィルタ係数
に基づいてフィルタ出力を発生させるフィルタ出力発生
手段と、前記フィルタ出力に基づいて駆動される駆動体
と、該駆動体を駆動するのに伴って発生させられる駆動
体出力と、理想出力との間のエラーを検出し、エラー信
号を発生させるエラー検出手段と、前記パルス信号及び
エラー信号に基づいて前記フィルタ係数を更新するフィ
ルタ係数更新手段とを有する。

【００８２】そして、前記エラー検出手段におけるサン
プリングは時間間隔を固定して行われる。

【００８３】この場合、車両を走行させるのに伴ってパ
ルス信号を発生させ、該パルス信号を仮想参照入力と
し、フィルタ係数に基づいてフィルタ出力を発生させて
駆動体を駆動する。そして、駆動体を駆動するのに伴っ
て発生させられる駆動体出力と、理想出力との間のエラ
ーが検出され、エラー信号が発生させられる。さらに、
前記パルス信号及びエラー信号に基づいて前記フィルタ
係数が更新される。

【００８４】したがって、駆動体出力の周波数を理想出
力の周波数に対応させて変化させることができるので、
エンジン回転速度等が変化しても制御性が低下すること
がなくなり、理想出力を十分に減衰させることができ
る。

【００８５】そして、前記エラー検出手段におけるサン
プリングは時間間隔を固定して行われるので、サンプリ
ングのタイミングを一定にすることができる。したがっ
て、車両を走行させるのに伴って、エンジン回転速度等
が急激に変化しても、制御の追随性が低下することはな
い。

【００８６】本発明の他の車両適応制御装置において
は、さらに、前記フィルタ係数更新手段は、前記エラー
信号に対応させてフィルタ係数更新式におけるステップ
サイズパラメータを変化させる。

【００８７】この場合、エラー信号に対応させてフィル
タ係数更新式におけるステップサイズパラメータが変化
させられる。

【００８８】したがって、エラー信号が大きくならない
ことを条件に、常にステップサイズパラメータを大きく
設定することが可能になるので、制御の収束性及び安定
性のいずれも高くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における制御装置の制御ブ
ロック図である。

【図２】従来の拡張型の消音器の概念図である。

【図３】従来の拡張共振型の消音器の概念図である。

【図４】本発明の実施の形態における主消音器の平面図
である。

【図５】本発明の実施の形態における主消音器の断面図
である。

【図６】本発明の実施の形態における主消音器の正面図
である。

【図７】本発明の実施の形態における排気消音装置の概
念図である。

【図８】騒音強度の比較図である。

【符号の説明】

２５、２６ 第１、第２のスピーカ ３０ エラーマイク ５７ エンジン回転速度センサ ５９ ＦＩＲフィルタ ６０ ＬＭＳアナライザ ６５ パルス発生器 ｅ（ｎ） エラー信号 ｗ_i （ｎ） フィルタ係数 ｘ（ｎ） インパルス列 ｙ（ｎ） フィルタ出力

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G004 AA01 CA12 DA21 DA25 EA01 5D061 FF02 FF10 5H004 GA02 GA08 GB12 HA20 HB08 HB15 KB21 KC12 KC53 MA08 MA11 MA19 9A001 BB06 HH34 JJ77 KK32 KK37

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）車両を走行させるのに伴ってパル
   ス信号を発生させるパルス信号発生手段と、（ｂ）前記
   パルス信号を仮想参照入力とし、フィルタ係数に基づい
   てフィルタ出力を発生させるフィルタ出力発生手段と、
   （ｃ）前記フィルタ出力に基づいて駆動される駆動体
   と、（ｄ）該駆動体を駆動するのに伴って発生させられ
   る駆動体出力と、理想出力との間のエラーを検出し、エ
   ラー信号を発生させるエラー検出手段と、（ｅ）前記パ
   ルス信号及びエラー信号に基づいて前記フィルタ係数を
   更新するフィルタ係数更新手段とを有するとともに、
   （ｆ）前記エラー検出手段におけるサンプリングは時間
   間隔を固定して行われることを特徴とする車両適応制御
   装置。
2. 【請求項２】 前記フィルタ係数更新手段は、前記エラ
   ー信号に対応させてフィルタ係数更新式におけるステッ
   プサイズパラメータを変化させる請求項１に記載の車両
   適応制御装置。
3. 【請求項３】 （ａ）前記駆動体は二次音源であり、
   （ｂ）前記駆動体出力は二次音波であり、（ｃ）前記理
   想出力は排気騒音である請求項１に記載の車両適応制御
   装置。