JP2018081247A - 騒音制御装置、騒音制御方法及び動力機械 - Google Patents

Abstract

【課題】動力源の基本周波数の変化に対する追従性を高める。【解決手段】基本周波数算出部１０は、エンジン３を駆動する点火パルス信号の基本周波数を算出する。信号生成部１１は、基本周波数の倍数次の周波数のうちの特定次数の周波数の正弦波信号と、特定次数の周波数を基準としエンジン３の駆動周波数の変動特性に基づいて定められた範囲内の複数の異なる周波数の正弦波信号とを生成する。適応フィルタ部１３は、ＬＭＳアルゴリズムに従って動作する適応フィルタ２０が、信号生成部１１で生成された複数の正弦波信号各々について設けられ、各適応フィルタ２０は、対応する正弦波信号を参照信号として入力し、各適応フィルタ２０が音声入力部１２で入力された音声信号を誤差信号として入力し、各適応フィルタ２０から出力された信号を加算して得られる出力信号を出力する。音声出力部１４は、出力信号に対応する音声を出力する。【選択図】図１

Description

本発明は、騒音制御装置、騒音制御方法及び動力機械に関する。

動力源から発生する音の騒音対策の１つとして能動騒音制御（Active Noise Control, ANC）がある。ＡＮＣは、制御対象音に対して同振幅、逆位相の制御音を干渉させることにより、消音を行う技術である。ＡＮＣは、低域騒音に対して有効であり、設置場所として大きなスペースを必要としない。このため、ＡＮＣは、自動車内の車内騒音やエンジンのこもり音の低減などによく用いられている。

ＡＮＣを適用した騒音制御装置として、例えば、特許文献１には、動力源から発生する音に含まれる基本周波数の正弦波信号及びその倍数次の周波数の正弦波信号を参照信号とし、周囲の音を誤差信号とする適応フィルタに入力し、動力源で発生する騒音を制御する騒音制御装置が開示されている。この適応フィルタは、ＨＦｘＬＭＳ（Harmonic Filtered-ｘLeast Mean Square）アルゴリズムに従って動作する。

特開２０１４−１５３５７１号公報

動力源が、例えば自動二輪車のエンジン等である場合には、その加減速に伴ってエンジン音の基本周波数が変化する。しかし、適応フィルタは、時間とともにフィルタ特性を徐々に変化させる仕組みを有しているため、加減速によりエンジン音の周波数が変化すると、その変化に対して適応フィルタの更新に遅れが生じてしまうおそれがあった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、動力源の基本周波数の変化に対する追従性を高めることができる騒音制御装置、騒音制御方法及び動力機械を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る騒音制御装置は、
動力源を駆動するパルス信号の基本周波数を算出する基本周波数算出部と、
前記基本周波数の倍数次の周波数のうちの特定次数の周波数の正弦波信号と、前記特定次数の周波数を基準とし前記動力源の駆動周波数の変動特性に基づいて定められた範囲内の複数の異なる周波数の正弦波信号とを生成する信号生成部と、
前記動力源の周囲の音を入力する音声入力部と、
ＬＭＳアルゴリズムに従って動作する適応フィルタが、前記信号生成部で生成された複数の正弦波信号各々について設けられ、前記各適応フィルタは、対応する正弦波信号を参照信号として入力し、前記音声入力部で入力された音声信号を誤差信号として入力し、前記各適応フィルタから出力された信号を加算して得られる出力信号を出力する適応フィルタ部と、
前記適応フィルタ部の出力信号に対応する音声を出力する音声出力部と、
を備える。

この場合、前記信号生成部は、前記基本周波数の正弦波信号とその倍数次の周波数の正弦波信号とのそれぞれの信号について、前記動力源の駆動周波数の変動に基づいて定められ対応する周波数を基準とする範囲における複数の異なる周波数の正弦波信号を生成する、
こととしてもよい。

また、前記動力源はエンジンであり、
前記パルス信号は、前記エンジンの点火のタイミングを示す点火パルス信号である、
こととしてもよい。

前記各適応フィルタは、並行して動作可能な別々のプロセッサ又はプログラマブルロジック回路に実装されている、
こととしてもよい。

本発明の第２の観点に係る動力機械は、
本発明の騒音制御装置と、
動力源で発生する動力により動作する本体装置と、
を備える。

本発明の第３の観点に係る騒音制御方法は、
動力源を駆動するパルス信号の基本周波数を算出する基本周波数算出工程と、
前記基本周波数の倍数次の周波数のうちの特定次数の周波数の正弦波信号と、前記特定次数の周波数を基準とし前記動力源の駆動周波数の変動特性に基づいて定められた範囲内の複数の異なる周波数の正弦波信号とを生成する信号生成工程と、
前記動力源の周囲の音を入力する音声入力工程と、
前記信号生成工程で生成された複数の正弦波信号各々について設けられたＬＭＳアルゴリズムに従って動作する複数の適応フィルタが、対応する正弦波信号を参照信号として入力するとともに前記音声入力工程で入力された音声信号を誤差信号として入力し、前記適応フィルタの出力の和に相当する出力信号を出力する適応フィルタ工程と、
前記適応フィルタ工程で出力された出力信号に対応する音声を出力する音声出力工程と、
を繰り返し実行する。

本発明によれば、適応フィルタが、動力源を駆動するパルス信号の特定周波数だけでなく、特定周波数を基準とする範囲内の他の周波数の正弦波信号について設けられ、適応フィルタの出力が加算されて騒音を制御するための出力信号が生成される。このようにすれば、動力源の基本周波数が変化しても、変化した基本周波数で収束係数等の内部パラメータが最適化された状態となっているため、基本周波数の変化に迅速に追従することができる。この結果、動力源の基本周波数の変化に対する追従性を高めることができる。

本発明の実施の形態１に係る騒音制御装置の構成を示すブロック図である。 点火パルス信号の一例を示すグラフである。 エンジンの周波数特性を示すグラフである。 図１の騒音制御装置における参照信号とその周波数との関係を示すテーブルである。 駆動周波数の時間変化と正弦波信号周波数の範囲との関係を示すグラフである。 ＬＭＳアルゴリズムに従って動作する適応フィルタ部を中心とする制御系のエンジン音の制御ブロック図である。 図１の騒音制御装置の動作のフローチャートである。 定常走行時に得られるエンジン音を模擬的に発生させた環境下での騒音制御装置の制御結果を示すグラフである。 図９（Ａ）は、従来の騒音制御装置の制御結果を示すグラフである。図９（Ｂ）は、図１の騒音制御装置の制御結果を示すグラフである。 本発明の実施の形態２に係る騒音制御装置の構成を示すブロック図である。 図１０の騒音制御装置における参照信号と周波数との関係を示すテーブルである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

実施の形態１．
まず、本発明の実施の形態１について説明する。

本実施の形態に係る騒音制御装置１は、車両本体（本体装置）２に取り付けられている。騒音制御装置１と車両本体２とで動力機械１００が構成されている。車両本体２は、エンジン３と、エンジン３を駆動する駆動部４とを備えている。騒音制御装置１は、駆動部４から出力されエンジン３の点火のタイミングを示す点火パルス信号で駆動されるエンジン３から発生する騒音（エンジン音）を制御するのに用いられる。騒音制御装置１は、異なる周波数に対応するデジタルフィルタとしての適応フィルタ２０を複数備えることにより、エンジン音の周波数の変化に対応している。このような対応を実現するための騒音制御装置１の詳細な構成について説明する。

図１に示すように、騒音制御装置１は、基本周波数算出部１０と、信号生成部１１と、音声入力部１２と、適応フィルタ部１３と、音声出力部１４と、を備える。

基本周波数算出部１０は、動力源を駆動するパルス信号の基本周波数を算出する。本実施の形態では、動力源はエンジン３である。パルス信号は、エンジン３の点火のタイミングを示す点火パルス信号である。図２には、点火パルス信号の一例が示されている。図中の矢印は、パルス周期を示している。エンジン３が直列４気筒４サイクルエンジンである場合、パルス周期は、以下の数式で表される。
パルス周期＝（エンジン回転数［ｒｐｍ］／時間［ｓ］）^−１
直列４気筒４サイクルエンジンは、クランクシャフトが２回転する間に、吸入、圧縮、爆発（点火）、排気を順に行う。４気筒であれば、１回転で２回爆発する。

エンジン３の音の周波数特性は、エンジン３の駆動回転数に従って変化する。例えば、エンジン３の回転数が２７００ｒｐｍから２９００ｒｐｍに変化した場合、エンジン音の周波数特性は、図３に示すように変化する。騒音制御装置１は、このようなエンジン音の変化に追従する構成を有している。

図１に戻り、信号生成部１１は、基本周波数算出部１０で算出された基本周波数ｆ_ｂとその倍数次の周波数２ｆ_ｂ、３ｆ_ｂ、…、すなわち基本周波数ｆ_ｂの倍数次ｆ_ｂ、２ｆ_ｂ、３ｆ_ｂ、…、の周波数のうちの特定次数の特定周波数の正弦波信号を生成する。なお、本明細書では、特定の周波数で変動する信号を、正弦波信号と定義し、その信号は余弦波状のものも含むものとする。また、倍数次の周波数は、例えば１．５次の周波数であってもよい。この正弦波信号はデジタル信号である。このデジタル信号のサンプリング番号をｎ（ｎは自然数）とする。本実施の形態では、信号生成部１１は、基本周波数ｆ_ｂ（図４参照）の正弦波信号ｘ_１（ｎ）を生成する。

さらに、信号生成部１１は、特定周波数を基準とする周波数帯域の範囲内の複数の異なる周波数の正弦波信号ｘ_２（ｎ）〜ｘ_Ｎ（ｎ）を生成する。Ｎは生成される正弦波信号の数である。本実施の形態では、これらの周波数を、ｆ_ｂ±１、ｆ_ｂ±２、…、ｆ_ｂ±ｍ（Ｈｚ）（ｍは自然数）とする。なお、この間隔は０．５などの小数を含む場合もある。

正弦波信号ｘ_２（ｎ）〜ｘ_Ｎ（ｎ）が生成される周波数の範囲は、エンジン３の駆動周波数の変動特性に基づいて定められている。すなわち、エンジン３の駆動周波数の時間変化に対して、許容時間以上の遅れが出ないような範囲に設定されている。また、この範囲から選択される周波数の数は、後述する適応フィルタ部１３が実装されるプロセッサ又はプログラマブルロジック回路の能力等によって決定することができる。周波数の間隔が細ければそれだけ高精度な騒音の追従制御が可能となる。

音声入力部１２は、動力源（エンジン３）を含む周囲の音を入力する。音声入力部１２としては、例えば小型のマイクロフォンが用いられる。本実施の形態では、音声入力部１２で入力されたデジタル音声信号が、騒音制御装置１における誤差信号ｅ（ｎ）となる。

図１に戻り、適応フィルタ部１３は、信号処理を行うコンピュータ又はプログラマブルロジック回路等に実装されたデジタルフィルタである。コンピュータは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Sound Processor）等のプロセッサを中心として構成される。プロセッサが、メモリに格納されたＬＭＳアルゴリズムの処理プログラムを実行するか、プログラマブルロジック回路が動作することによって適応フィルタ２０の処理が実行される。

適応フィルタ部１３は、ＬＭＳアルゴリズムに従って動作する適応フィルタ２０を複数備える。ＬＭＳアルゴリズムについては後述する。適応フィルタ２０は、信号生成部１１で生成された複数の正弦波信号ｘ_１（ｎ）〜ｘ_Ｎ（ｎ）各々について設けられている。各適応フィルタ２０は、対応する正弦波信号を参照信号ｘ_ｋ（ｎ）（ｋ＝１〜Ｎの自然数のいずれか）として入力し、音声入力部１２で入力された音声信号を誤差信号ｅ（ｎ）として入力する。

図４に示すように、参照信号ｘ_１（ｎ）が、基本周波数ｆ_ｂ（Ｈｚ）の正弦波信号となり、ｘ_２（ｎ）、ｘ_３（ｎ）が基本周波数ｆ_ｂ±Δｆ_１（Ｈｚ）の正弦波信号となる。また、ｘ_４（ｎ）、ｘ_５（ｎ）が基本周波数ｆ_ｂ±Δｆ_２（Ｈｚ）の正弦波信号となり、ｘ_Ｎ−１（ｎ）、ｘ_Ｎ（ｎ）が基本周波数ｆ_ｂ±Δｆ_ｍ（Ｈｚ）の正弦波信号となる。

適応フィルタ部１３の各適応フィルタ２０は、周波数帯域ｆ_ｂ−Δｆ_ｍ〜ｆ_ｂ＋Δｆ_ｍの範囲内の複数の異なる周波数の正弦波信号ｘ_ｋ（ｎ）を参照信号として入力し、対応する周波数に対する適応フィルタ２０の演算結果を出力する。

さらに、適応フィルタ部１３は、加算部２１を備えている。加算部２１は、各適応フィルタ２０から出力された信号を加算する。適応フィルタ部１３は、加算部２１で得られた出力信号を出力する。

図５に示すように、適応フィルタ部１３は、それぞれ周波数帯域ｆ_ｂ−Δｆ_ｍ〜ｆ_ｂ＋Δｆ_ｍの範囲内の複数の異なる周波数の正弦波信号ｘ_ｋ（ｎ）について適応フィルタ２０を適用することで、基本周波数ｆ_ｂを中心に制御対象となる周波数帯域をｆ_ｂ−Δｆ_ｍ〜ｆ_ｂ＋Δｆ_ｍに拡大している。各適応フィルタ２０は、ｆ_ｂ−Δｆ_ｍ〜ｆ_ｂ＋Δｆ_ｍの範囲内の複数の異なる周波数の正弦波信号ｘ_ｋ（ｎ）を入力しつつ、誤差信号ｅ（ｎ）を入力し、後述のように、ＬＭＳアルゴリズムに従って動作し、それぞれの出力信号ｙ_ｋ（ｎ）を出力する。音声出力部１４からは、各適応フィルタ２０の出力ｙ_ｋ（ｎ）を加算した信号が出力される。すなわち音声出力部１４から出力される出力信号は、常に各適応フィルタ２０の出力ｙ_ｋ（ｎ）を加算した信号となる。各適応フィルタ２０は、誤差信号ｅ（ｎ）にしたがって、内部パラメータが最適化される。

図５に示すように、時刻０〜ｔ１の期間において、エンジン音の周波数がｆ_ｂで一定である場合、誤差信号ｅ（ｎ）には主として周波数ｆ_ｂの成分が含まれるようになるので、音声出力部１４から出力される出力信号に含まれる成分としては、周波数ｆ_ｂの正弦波信号ｘ_k（ｎ）を入力する適応フィルタ２０の出力ｙ_ｋ（ｎ）が最大となるが、その周波数ｆ_ｂ周辺の周波数に対応する他の適応フィルタ２０も最適化され、出力ｙ_k（ｎ）も０にはならず、ある程度の大きさを持つようになっている。すなわち、適応フィルタ部１３では、各適応フィルタ２０が誤差信号ｅ（ｎ）のフィードバックにより最適化されて動作し、それぞれの出力が重み付けされた状態で、全体でエンジン音を打ち消す出力信号を生成している。

時刻ｔ１〜ｔ２の期間において、加速によりエンジン音の周波数が高くなり、周波数ｆｂ＋Δｆ_１に達すると、周波数ｆ_ｂの正弦波信号ｘ_k（ｎ）を入力する適応フィルタ２０の出力ｙ_ｋ（ｎ）は、その周波数の変化に対して遅れが出る。しかしながら、適応フィルタ部１３では、周波数ｆｂ＋Δｆ_１の正弦波信号ｘ_k（ｎ）を入力する適応フィルタ２０がすでにその周波数で最適化されており、この周波数の変化に対応した出力ｙ_ｋ（ｎ）を出力している。この出力ｙ_ｋ（ｎ）により、適応フィルタ部１３は、単一周波数の正弦波信号を入力とする適応フィルタに対して追従性を高めることができる。

同様に、時刻ｔ２〜ｔ３、ｔ３〜ｔ４の期間において、エンジン音の周波数がｆ_ｂ＋Δｆ_２〜ｆ_ｂ＋Δｆ_３、ｆ_ｂ＋Δｆ_３〜ｆ_ｂ＋Δｆ_ｍと高くなった場合でも、それぞれの周波数に対応する適応フィルタ２０が対応する周波数ですでに最適化された状態で稼働しているため、対応する周波数の適応フィルタ２０の出力ｙ_ｋ（ｎ）により、周波数の急激な変化に迅速に対応することができる。

なお、加速に応じて基本周波数算出部１０で算出される基本周波数も変化し、各適応フィルタ２０に入力される正弦波信号ｘ_ｋ（ｎ）の周波数も変化する。しかしながら、適応フィルタ部１３では、このような正弦波信号ｘ_ｋ（ｎ）の周波数の変化に先んじて、周波数の変化に迅速に追従することができる。以上のことは、エンジン３が減速し、エンジン音の周波数が低下した場合でも同様である。

音声出力部１４は、適応フィルタ部１３の出力信号に対応する音声を出力する。音声出力部１４としては、例えばスピーカが用いられる。このスピーカは、例えば、車両本体２のエンジン３の上部であってシートの前側において吸気口からエンジン３に空気を送る配管の近傍に設置される。しかしながら、スピーカの設置場所は、これには限られず、オーディオ用スピーカの共用をはじめ、騒音の因果性を満たす位置が望ましい。

次に、騒音を制御する制御系について、適応フィルタ部１３を中心に説明する。この制御系における適応フィルタ２０の更新式を、以下に示す。

ここで、Ｎ_ｃは、音が発生する空間の伝達関数Ｇ（ｎ）の長さである。

図６に示すように、この制御系では、参照信号ｘ_１（ｎ）〜ｘ_Ｎ（ｎ）が、対応する内部パラメータ（インパルス応答）Ｗ_１（ｎ）〜Ｗ_Ｎ（ｎ）のフィルタに入力される。フィルタは、ｘ_１（ｎ）〜ｘ_Ｎ（ｎ）とＷ_１（ｎ）〜Ｗ_Ｎ（ｎ）の畳込み演算により、出力ｙ_１（ｎ）〜ｙ_Ｎ（ｎ）を制御信号として出力する。

エンジン３の周囲には、出力ｙ_１（ｎ）〜ｙ_Ｎ（ｎ）を加算した音声信号が出力される。この音声信号が、周囲の空間を伝搬する。図６のＧ（ｎ）は、この空間の音の伝達関数である。この伝搬される音声信号が上記式（１）の右辺第２項に相当する。この音声信号は、エンジン３からの音（所望信号）ｄ（ｎ）と干渉し合い、上記式（１）に示すように、誤差信号ｅ（ｎ）として取得される。

一方、参照信号ｘ_１（ｎ）〜ｘ_Ｎ（ｎ）は、Ｇ（ｎ）のモデリング伝達関数

に入力される。また、誤差信号ｅ（ｎ）は、収束係数μ_ｋ（ｎ）に掛け合わされ、ＬＭＳに入力される。ＬＭＳでは、上記式（２）を演算して、サンプリング番号ｎ＋１における内部パラメータＷ_ｋ（ｎ＋１）を求め、フィルタに設定する。

ＬＭＳアルゴリズムは、二乗平均誤差が最小となるようにフィルタの内部パラメータを変化させる。上記式（２）の右辺第２項は、二乗平均誤差が最小となる最適解に近づくための誤差項である。

ＬＭＳアルゴリズムの手順は、概略以下の通りである。
（Ａ）スタート時刻ｎ＝０では、Ｗ_ｋ（ｎ）に適当な初期値を与える。Ｗ_ｋ（ｎ）の要素の初期値はすべて全て０か最適値と考えられる初期値でもよい。
（Ｂ）時刻ｎにおけるフィルタの出力ｙ_ｋ（ｎ）を、ｘ_ｋ（ｎ）とＷ_ｋ（ｎ）とに基づいて求め、ｙ_ｋ（ｎ）の加算値である出力信号を出力する。そして、誤差信号ｅ（ｎ）が得られる。
（Ｃ）ｘ_ｋ（ｎ）とｅ（ｎ）を用いて、図６のＬＭＳにおいて上記式（２）を用いてＷ_ｋ（ｎ＋１）を求め、適応フィルタに設定する。
（Ｄ）ｎをｎ＋１に更新し、（Ｂ）に戻る。

適応フィルタ２０では、上記処理の繰り返しで、逐次計算によりW_ｋ（ｎ）が変更され、誤差信号ｅ（ｎ）が最小となるように内部パラメータＷ_ｋ（ｎ）が最適化される。

次に、騒音制御装置１の動作について説明する。

図７に示すように、まず、エンジン３が始動するか否かを判定する（ステップＳ１）。始動していなければ（ステップＳ１；Ｎｏ）、騒音制御装置１は、エンジン３が始動するまで待つ。

エンジン３が始動すると（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、基本周波数算出部１０は、エンジン３を駆動する点火パルス信号の基本周波数ｆ_ｂを算出する（ステップＳ２；基本周波数算出工程）。

続いて、信号生成部１１は、基本周波数ｆ_ｂとその倍数次の周波数とのうちの特定次数の周波数（ここでは１次の周波数）ｆ_ｂの正弦波信号ｘ_１（ｎ）と、エンジン３の駆動周波数の変動に基づいて定められ周波数ｆ_ｂを基準とする範囲における複数の異なる周波数（基本周波数ｆ_ｂとその倍音だけでなく、それらの周辺の周波数）ｆ_ｂ±Δｆ_ｍ等の正弦波信号ｘ_２（ｎ）〜ｘ_Ｎ（ｎ）とを生成する（ステップＳ３；信号生成工程）。

続いて、音声入力部１２は、エンジン３の周囲の音を入力する（ステップＳ４；音声入力工程）。入力された音声信号が、誤差信号ｅ（ｎ）となる。

続いて、適応フィルタ部１３は、信号生成部１１で生成された複数の正弦波信号各々について設けられたＬＭＳアルゴリズムに従って動作する複数の適応フィルタ２０が、対応する正弦波信号を参照信号ｘ_ｋ（ｎ）として入力するとともに音声入力部１２で入力された音声信号を誤差信号ｅ（ｎ）として入力し、適応フィルタ２０の出力の和に相当する出力信号を生成して出力する（ステップＳ５；適応フィルタ工程）。

続いて、音声出力部１４は、適応フィルタ部１３の出力信号に対応する音声を出力する（ステップＳ６；音声出力工程）。この音声は、エンジン３の音を打ち消す音となる。

続いて、騒音制御装置１は、ステップＳ１に戻り、エンジンが停止していなければ（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、ステップＳ２〜Ｓ６を繰り返し行う。この繰り返しは、一定のサンプリング間隔で行われ、１回の処理はサンプリング時間の範囲内で行われる。また、ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４の実行順は図７に示すものに限られず、ほぼ同時に行われる。

定常走行時に得られるエンジン音を模擬的に発生させた環境下での騒音制御装置１の制御結果を図８に示す。図中の破線は制御前の周波数特性を示し、実線は制御中の周波数特性を示している。図８に示すように、騒音制御装置１による制御を実行した場合、制御対象とした１００Ｈｚ（基本周波数ｆ_ｂ）での音圧レベルが２５ｄＢ以上低減した。また、制御対象の周波数以外での追従性能の悪化も見られず、安定した制御が実現されている。このように、本実施の形態に係る騒音制御装置１は、複数の正弦波信号を入力としつつも、加減速のない定常走行時において、良好にエンジン音を低減している。

図９（Ａ）には、加速走行時の従来のＨＦｘＬＭＳアルゴリズムを用いて制御した場合の制御結果が示されている。また、図９（Ｂ）には、加速走行時の本実施の形態に係る騒音制御装置１による制御の結果が示されている。図９（Ａ）と図９（Ｂ）とを比較するとわかるように、定常走行時（およそ０〜４秒）では、制御結果にほとんど差がみられない。しかし、加速が始まるとＨＦｘＬＭＳアルゴリズムによる騒音制御では、周波数の変化に追従できず消音できていないのに対し、本実施の形態に係る騒音制御装置１では、周波数の変化に迅速に追従しており、騒音が著しく低減している。

以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、適応フィルタ２０が、エンジン３を駆動する点火パルス信号の特定周波数だけでなく、特定周波数を基準とする範囲内の他の周波数の正弦波信号について設けられ、適応フィルタ２０の出力が加算されて騒音を制御するための出力信号が生成される。このようにすれば、エンジン３の基本周波数が変化しても、変化した基本周波数で収束係数等の内部パラメータが最適化された状態となっているため、基本周波数の変化に迅速に追従することができる。この結果、エンジン３の基本周波数の変化に対する追従性を高めることができる。

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。

上記実施の形態では、基本周波数ｆ_ｂ及びその倍数次の周波数のいずれか１つの周波数の正弦波信号を生成する周波数とした。本実施の形態では、図１０に示すように、信号生成部１１は、基本周波数ｆ_ｂ周辺の正弦波信号だけでなく、基本周波数ｆ_ｂの倍数次の周波数２ｆ_ｂ，３ｆ_ｂを有する正弦波信号のそれぞれの信号について、エンジン３の駆動周波数の変動に基づいて定められ周波数を基準とする範囲における複数の異なる周波数の正弦波信号を生成する。

より具体的には、信号生成部１１は、図１１に示すように、基本周波数ｆ_ｂ周辺の基本周波数帯域の周波数ｆ_ｂ−Δｆ_ｍ〜ｆ_ｂ＋Δｆ_ｍの正弦波信号を参照信号ｘ_１（ｎ）〜ｘ_Ｍ（ｎ）として適応フィルタ部１３に入力する。さらに、信号生成部１１は、２倍の周波数２ｆ_ｂ周辺の２倍周波数帯域の周波数２ｆ_ｂ−Δｆ_ｍ〜２ｆ_ｂ＋Δｆ_ｍの正弦波信号を参照信号ｘ_Ｍ＋１（ｎ）〜ｘ_２Ｍ（ｎ）として適応フィルタ部１３に入力する。さらに、信号生成部１１は、３倍の周波数３ｆ_ｂ周辺の３倍周波数帯域の周波数３ｆ_ｂ−Δｆ_ｍ〜３ｆ_ｂ＋Δｆ_ｍの正弦波信号を参照信号ｘ_２Ｍ＋１（ｎ）〜ｘ_３Ｍ（ｎ）として適応フィルタ部１３に入力する。

このように、基本周波数ｆ_ｂの周辺だけでなく。その倍数次の周波数２ｆ_ｂ，３ｆ_ｂの周辺の複数の周波数について適応フィルタ２０を並列に動作させることにより、さらに加減速に伴う倍数次成分の周波数２ｆ_ｂ，３ｆ_ｂの変化にも対応することができる。

なお、上記実施の形態では、特定周波数を基準とする周波数帯域の範囲における複数の異なる周波数を、例えば、ｆ_ｂ±Δｆ_１、ｆ_ｂ±Δｆ_２、…、ｆ_ｂ±Δｆ_ｍ（Ｈｚ）としたが、本発明はこれには限られない。例えば、これらの周辺の周波数を、０．９９８ｆ_ｂ，０．９９９ｆ_ｂ，１．００１ｆ_ｂ，１．００２ｆ_ｂとしてもよい。周波数の数及び間隔について任意に設定可能である。また、周波数の間隔がすべて同じである必要はない。

上記各実施の形態では、エンジン３を直列４気筒４サイクルエンジンとしたが、エンジン３がこれには限られないことは勿論である。

また、上記各実施の形態では、基本周波数を算出するために点火パルス信号を用いたが、本発明はこれには限られない。カム軸の回転位置を検出するカムポジションセンサ信号やクランク軸の回転角を検出するクランクアングルセンサ信号等のエンジンの回転状態を判別することができる他のパルス信号を、単独で、あるいは組み合わせて基本周波数算出に用いることも可能である。

なお、上記各実施の形態では、騒音制御装置１は、車両本体２のエンジン３の騒音を制御するのに用いられたが、本発明はこれには限られない。例えば、自動車の他、各乗り物のエンジンの騒音の制御に用いてもよい。この場合、動力源はエンジンには限られず、モータ等であってもよい。また、本発明が適用されるのは乗り物には限られず、動力源を有する工作機械等の各種動力機械にも適用することができる。例えば、本発明を、エンジンやモータなどの回転機構を有する動力機械に適用することができる。

また、各適応フィルタ２０は、並行して動作可能な別々のプロセッサ又はプログラマブルロジック回路に実装されるようにしてもよい。このようにすれば、プロセッサ又はプログラマブルロジック回路の負荷を増大させることなく、適応フィルタ部１３の処理能力を高めることができる。

その他、適応フィルタ部１３（コンピュータ）のハードウエア構成やソフトウエア構成は一例であり、任意に変更および修正が可能である。

コンピュータの処理を行う中心となる部分は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、前記の動作を実行するためのコンピュータプログラムを、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等）に格納して配布し、当該コンピュータプログラムをコンピュータにインストールすることにより、前記の処理を実行するコンピュータを構成してもよい。また、インターネット等の通信ネットワーク上のサーバ装置が有する記憶装置に当該コンピュータプログラムを格納しておき、通常のコンピュータシステムがダウンロード等することでコンピュータを構成してもよい。

コンピュータの機能を、ＯＳ（オペレーティングシステム）とアプリケーションプログラムの分担、またはＯＳとアプリケーションプログラムとの協働により実現する場合などには、アプリケーションプログラム部分のみを記録媒体や記憶装置に格納してもよい。

搬送波にコンピュータプログラムを重畳し、通信ネットワークを介して配信することも可能である。たとえば、通信ネットワーク上の掲示板（BBS, Bulletin Board System）にコンピュータプログラムを掲示し、ネットワークを介してコンピュータプログラムを配信してもよい。そして、このコンピュータプログラムを起動し、ＯＳの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、前記の処理を実行できるように構成してもよい。

この発明は、この発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明の範囲を限定するものではない。すなわち、この発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。

本発明は、動力源から発生する騒音を制御するのに適用することができる。

１ 騒音制御装置、２ 車両本体、３ エンジン、４ 駆動部、１０ 基本周波数算出部、１１ 信号生成部、１２ 音声入力部、１３ 適応フィルタ部、１４ 音声出力部、２０ 適応フィルタ、２１ 加算部、１００ 動力機械

Claims (6)

1. 動力源を駆動するパルス信号の基本周波数を算出する基本周波数算出部と、
   前記基本周波数の倍数次の周波数のうちの特定次数の周波数の正弦波信号と、前記特定次数の周波数を基準とし前記動力源の駆動周波数の変動特性に基づいて定められた範囲内の複数の異なる周波数の正弦波信号とを生成する信号生成部と、
   前記動力源の周囲の音を入力する音声入力部と、
   ＬＭＳアルゴリズムに従って動作する適応フィルタが、前記信号生成部で生成された複数の正弦波信号各々について設けられ、前記各適応フィルタは、対応する正弦波信号を参照信号として入力し、前記音声入力部で入力された音声信号を誤差信号として入力し、前記各適応フィルタから出力された信号を加算して得られる出力信号を出力する適応フィルタ部と、
   前記適応フィルタ部の出力信号に対応する音声を出力する音声出力部と、
   を備える騒音制御装置。
2. 前記信号生成部は、前記基本周波数の正弦波信号とその倍数次の周波数の正弦波信号とのそれぞれの信号について、前記動力源の駆動周波数の変動に基づいて定められ対応する周波数を基準とする範囲における複数の異なる周波数の正弦波信号を生成する、
   請求項１に記載の騒音制御装置。
3. 前記動力源はエンジンであり、
   前記パルス信号は、前記エンジンの点火のタイミングを示す点火パルス信号である、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の騒音制御装置。
4. 前記各適応フィルタは、並行して動作可能な別々のプロセッサ又はプログラマブルロジック回路に実装されている、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の騒音制御装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の騒音制御装置と、
   動力源で発生する動力により動作する本体装置と、
   を備える動力機械。
6. 動力源を駆動するパルス信号の基本周波数を算出する基本周波数算出工程と、
   前記基本周波数の倍数次の周波数のうちの特定次数の周波数の正弦波信号と、前記特定次数の周波数を基準とし前記動力源の駆動周波数の変動特性に基づいて定められた範囲内の複数の異なる周波数の正弦波信号とを生成する信号生成工程と、
   前記動力源の周囲の音を入力する音声入力工程と、
   前記信号生成工程で生成された複数の正弦波信号各々について設けられたＬＭＳアルゴリズムに従って動作する複数の適応フィルタが、対応する正弦波信号を参照信号として入力するとともに前記音声入力工程で入力された音声信号を誤差信号として入力し、前記適応フィルタの出力の和に相当する出力信号を出力する適応フィルタ工程と、
   前記適応フィルタ工程で出力された出力信号に対応する音声を出力する音声出力工程と、
   を繰り返し実行する騒音制御方法。

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