JP2921232B2 - 能動型不快波制御装置 - Google Patents

能動型不快波制御装置

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JP2921232B2
JP2921232B2 JP3347407A JP34740791A JP2921232B2 JP 2921232 B2 JP2921232 B2 JP 2921232B2 JP 3347407 A JP3347407 A JP 3347407A JP 34740791 A JP34740791 A JP 34740791A JP 2921232 B2 JP2921232 B2 JP 2921232B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、自動車の車室や航空
機の客室等の騒音等を能動的に低減する能動型不快波制
御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の能動型不快波制御装置と
しては、例えば（特公表平１−５０１３４４）英国公開
特許公報第２１４９６１４号記載の図１１に示すような
ものがある。
【０００３】この従来装置は、航空機の客室やこれに類
する閉空間に適用されるもので、閉空間１０１内にラウ
ドスピーカ１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃおよびマイク
ロホン１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄを備え
ており、ラウドスピーカ１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ
によって騒音（不快波）に干渉させる制御音（制御波）
を発生し、マイクロホン１０５ａ，１０５ｂ，１０５
ｃ，１０５ｄによって残差信号（残留騒音）を測定する
ようになっている。これらラウドスピーカ１０３ａ，１
０３ｂ，１０３ｃ、マイクロホン１０５ａ，１０５ｂ，
１０５ｃ，１０５ｄは信号処理機１０７に接続されてお
り、信号処理機１０７は基本周波数測定手段によって測
定した騒音源の基本周波数とマイクロホン１０５ａ，１
０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄからの入力信号とを受けと
り、閉空間１０１内の音圧レベルを最小にするようラウ
ドスピーカ１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃに駆動信号を
出力するものである。
【０００４】図１２は上記能動型不快波制御装置を自動
車に適用した場合につき概念的に示したブロック図であ
る。
【０００５】なお、説明を簡単にするためラウドスピー
カ１０３、及びマイクロホン１０５はそれぞれ１個ずつ
設けられているものとする。
【０００６】今、騒音源（制御波源）からマイクロホン
１０５までの車両伝達系の伝達関数をＧとし、ラウドス
ピーカ１０３からマイクロホン１０５までの伝達関数を
Ｃとし、騒音源が発生する音源情報信号をＸp とする
と、マイクロホン１０５で観測される残留騒音としての
信号Ｅは、 Ｅ＝Ｘp ・Ｇ＋Ｘp ・Ｗ・Ｃ となる。ここでＷは消音するために必要な伝達関数であ
る。消音対象点（マイクロホン１０５の位置）におい
て、騒音が完全に打ち消された時Ｅ＝０となる。この時
Ｗは、 Ｗ＝−Ｇ・Ｃ-1 となる。即ち、車両において車室内に伝達される騒音
（１次音）をラウドスピーカ１０３から出力される制御
音（２次音）によって相殺するためには、車両伝達系の
伝達関数Ｇに対してＷ・Ｃが等価の伝達関数となる必要
がある。そして、マイク検出信号Ｅが最小となるＷを求
め、このＷに基づいて信号処理器１０７内の適応ディジ
タルフィルタのフィルタ係数Ｗを適応的に更新する。
【０００７】マイク検出信号Ｅを最小にするようフィル
タ係数Ｗを求める手法としては、最急降下法の一種であ
るＬＭＳアルゴリズム（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕ
ａｒｅ）等を用いている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで自動車の車室
内騒音としては、車両走行時の路面からの入力による騒
音（以下「ロードノイズ」と称する）、エンジンからの
騒音（代表的には「こもり音」）等があり、これら全て
の騒音を一台の能動型不快波制御装置によって騒音低減
することができれば、車室内の快適性は著しく向上す
る。
【０００９】ところで、ロードノイズ及びこもり音の双
方の騒音を低減するためには、音源情報信号として双方
の騒音源について検出する必要がある。その手段とし
て、上記２つの現象と相関のある点、例えば図１２に示
すサブフレーム１０９に加速度検出器１１１を設け、こ
の加速度検出器１１１の検出信号をロードノイズおよび
こもり音の双方に起因する音源情報信号として信号処理
器１０７へ入力し、ラウドスピーカ１０３を駆動するよ
うに構成することが考えられる。
【００１０】即ち、サブフレーム１０９にはエンジン１
１３のマウント１１５とサスペンション１１７のブッシ
ュ１１９とが取付けられており、エンジンマウント１１
５を介してエンジン１１３の振動が、またブッシュ１１
９を介して路面凹凸に伴なうサスペンション１１７の振
動がそれぞれサブフレーム１０９へ伝達され、加速度検
出器１１１は双方の音源情報信号を検出できるからであ
る。
【００１１】しかしながら、上記のようにサブフレーム
１０９の振動を音源情報信号として信号処理器１０７の
フィルタ係数Ｗを更新する場合、エンジン振動に起因す
る周期信号と路面入力に起因するランダム信号との複合
入力を制御することとなり、以下のような問題を招く恐
れがあった。
【００１２】即ち、周期信号及びランダム信号の一方の
入力振幅が他方に対し大きい場合、制御系の分解能は大
振幅入力を基準に設定せざるを得ず、このため小振幅入
力の分解能が低下し、良好な制御効果が得られない恐れ
がある。
【００１３】又、このような問題を回避するため、エン
ジン振動に起因する周期信号と、路面入力に起因するラ
ンダム信号とをそれぞれ別個の検出点より取り込み、そ
れぞれ別個の（２台の）信号処理器１０７により制御を
行なうことも可能である。しかしシステムが複雑，高価
になると共に大型化し、自動車用の装置としては適さな
くなる恐れがある。
【００１４】そこでこの発明は、複数の騒音源に伴なう
騒音を低減しながら、小型かつ安価で制御効果の高い能
動型不快波制御装置の提供を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、騒音等の不快波に干渉させる制
御波を発生して評価点の不快波低減を図る制御波源と、
前記干渉後の所定位置の残留不快波を検出する手段と、
複数の不快波源の不快波発生状態に関する信号を検出す
る手段と、前記不快波発生状態検出手段の出力信号から
自己相関性の高い信号成分と無相関の信号成分とのいず
れかを不快波に対する支配的な成分として選択する信号
成分選択手段と、前記信号成分選択手段の出力信号を所
定のフィルタ係数によりフィルタ処理し前記制御波源を
駆動する信号を出力する適応ディジタルフィルタと、前
記残留不快波検出手段の出力信号と信号成分選択手段の
出力信号とに基づき前記残留不快波検出手段の出力信号
を低減するように所定の制御アルゴリズムにより前記フ
ィルタ係数を更新する適応制御器とを備え、前記信号成
分選択手段は、前記自己相関性の高い信号成分と無相関
の信号成分とを直接比較してレベルの大きな方を選択す
ることを特徴とする。
【００１６】請求項２の発明は、騒音等の不快波に干渉
させる制御波を発生して評価点の不快波低減を図る制御
波源と、前記干渉後の所定位置の残留不快波を検出する
手段と、複数の不快波源の不快波発生状態に関する信号
を検出する単一の不快波発生状態検出手段と、前記不快
波発生状態検出手段の出力信号を自己相関性の高い信号
成分と無相関の信号成分とに分離する信号成分分離手段
と、前記分離した信号成分から不快波に対して支配的な
成分を選択する分離信号成分選択手段と、前記分離信号
成分選択手段の出力信号を所定のフィルタ係数によりフ
ィルタ処理し前記制御波源を駆動する信号を出力する適
応ディジタルフィルタと、前記残留不快波検出手段の出
力信号と分離信号成分選択手段の出力信号とに基づき前
記残溜不快波検出手段の出力信号を低減するように所定
の制御アルゴリズムにより前記フィルタ係数を更新する
適応制御器とを備えたことを特徴とする。
【００１７】請求項３の発明は、請求項２記載の能動型
騒音制御装置であって、前記不快波は車室内騒音であ
り、前記不快波発生状態検出手段は、エンジンとサスペ
ンションとが結合される車体のサブフレームの加速度検
出器であることを特徴とする。
【００１８】請求項４の発明は、請求項２記載の能動型
不快波制御装置であって、前記不快波は車室内騒音であ
り、前記不快波発生状態検出手段は、デファレンシャル
とサスペンションとが結合されるサスペンションメンバ
の加速度検出器であることを特徴とする。
【００１９】
【００２０】請求項５の発明は、請求項２記載の能動型
不快波制御装置であって、前記分離信号成分選択手段
は、前記各信号成分の内、いずれが騒音に対して支配的
かを走行状態信号に応じて予測し選択を行なうことを特
徴とする。
【００２１】
【００２２】
【００２３】請求項６の発明は、請求項２記載の能動型
不快波制御装置であって、前記分離信号成分選択手段
は、前記自己相関性の高い信号成分と無相関の信号成分
とを直接比較してレベルの大きな方を選択することを特
徴とする。
【００２４】
【作用】請求項１の発明では、複数の不快波源の不快波
発生状態に関する信号を不快波発生状態検出手段が検出
し、この不快波発生状態検出手段の出力信号から信号成
分選択手段が自己相関性の高い信号成分と無相関の信号
成分とのいずれかを閉空間の不快波に対する支配的な成
分として選択する。適応ディジタルフィルタは信号成分
選択手段の出力信号を所定のフィルタ係数によりフィル
タ処理し、制御波源を駆動する信号を出力する。これに
よって制御波源は不快波に干渉させる制御波を発生して
評価点の不快波低減を図ることができる。この時、適応
制御器は残留不快波検出手段の出力信号と信号成分選択
手段の出力信号とに基づき残留不快波検出手段の出力信
号を低減するように所定の制御アルゴリズムによりフィ
ルタ係数を逐次更新する。このようにして複数の不快波
源の不快波発生状態に関する信号を取り込み不快波低減
を図ることができる。また、信号成分選択手段は、自己
相関性の高い信号成分と無関係の信号成分とを直接比較
してレベルの大きな方を選択することができる。
【００２５】請求項２の発明では、複数の不快波源の不
快波発生状態に関する信号を単一の不快波発生状態検出
手段が検出し、この不快波発生状態検出手段の出力信号
を信号成分分離手段が自己相関性の高い信号成分と無相
関の信号成分とに分離し、分離信号成分選択手段が、分
離した信号成分から不快波に対して支配的な成分を選択
することにより、複数の不快波源の不快波発生状態に関
する信号を取り込み、不快波低減を図ることができる。
【００２６】請求項３の発明では、不快波が車室内騒音
である場合、不快波発生状態の検出信号としてエンジン
とサスペンションとが結合される車体のサブフレームの
加速度検出器の出力信号を用いることができる。
【００２７】請求項４の発明では、不快波が車室内騒音
である場合、不快波発生状態の検出信号として、デファ
レンシャルとサスペンションとが結合されるサスペンシ
ョンメンバの加速度検出器の出力信号を用いることがで
きる。
【００２８】請求項５の発明では、自己相関性の高い信
号成分と無相関の信号成分との内、何れが不快波に対し
て支配的かを走行状態に応じて予測し選択を行うことが
できる。
【００２９】
【００３０】請求項６の発明では、信号成分選択手段
は、自己相関性の高い信号成分と無相関の信号成分とを
直接比較してレベルの大きな方を選択することができ
る。
【００３１】
【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。
【００３２】第１実施例 図１はこの発明の第１実施例を示す概略図である。
【００３３】この第１実施例は車室内空間の騒音低減を
図る能動型不快波制御装置を示すものである。
【００３４】図１のように車体１は前輪２ａ，２ｂ、後
輪２ｃ，２ｄによって支持され、前輪２ａ，２ｂは車体
１の前部に配置されたエンジン４によって回転駆動さ
れ、いわゆる前置きエンジン前輪駆動車を構成してい
る。
【００３５】前記車室内の騒音（不快波）は、例えば路
面の凹凸によるタイヤ振動に伴うサスペンション振動・
及びエンジン振動が騒音源となっており、不快波発生状
態検出手段としては、前記サスペンション振動とエンジ
ン振動とを検出するためにフロントサブフレーム３に設
けられた単一の加速度検出器５が用いられている。
【００３６】前記フロントサブフレーム３には、図２の
ように前輪のサスペンションリンク３０がブッシュ３１
を介して取付けられ、またエンジン４がマウントインシ
ュレータ３３を介して取り付けられている部分である。
したがってこのフロントサブフレーム３に取り付けられ
た加速度検出器５により路面からサスペンションへ入力
される路面振動信号、エンジンから入力される振動信号
が矢印イ，ロのように検出され、車室内騒音に相関のあ
る信号（加速度信号）（ｘ）となっている。
【００３７】また、図１のように車体１の音響閉空間と
しての車室６内には制御音源（制御波源）としてラウド
スピーカ７ａ，７ｂ，７ｃ及び７ｄがそれぞれ前席Ｓ
１，Ｓ２、及び後席Ｓ３，Ｓ４に対向するドア部に配置
されている。
【００３８】さらに各座席Ｓ１〜Ｓ４のヘッドレスト位
置にそれぞれ残留不快波検出手段としてのマイクロホン
８ａ〜８ｈが配設されている。
【００３９】これらマイクロホン８ａ〜８ｈに入力され
る車室６内の残留騒音は、その音圧に応じた電気信号と
してノイズ信号ｅ1 〜ｅ8 が出力される構成となってい
る。
【００４０】前記加速度検出器５及びマイクロホン８ａ
〜８ｈの出力信号はコントローラ１０に個別に供給され
るように構成されている。このコントローラ１０から出
力される駆動信号ｙ1 〜ｙ4 は個別にラウドスピーカ７
ａ〜７ｄに供給され、これらスピーカ７ａ〜７ｄから車
室６内に音響信号（制御音）が出力される構成となって
いる。
【００４１】前記コントローラ１０は図３に示すよう
に、第一ディジタルフィルタ１２、第二ディジタルフィ
ルタ（適応ディジタルフィルタ）１３、マイクロプロセ
ッサ（適応制御器）１６を備えている。そして、加速度
検出器５から入力される加速度信号ｘはＡ／Ｄ変換器１
１によってディジタル信号に変換され、信号成分分離器
４１、及び判断回路４３からの入力を受ける切換器４５
を介し、基準信号ｘとして第一ディジタルフィルタ１２
及び適応ディジタルフィルタ１３に入力される構成とな
っている。
【００４２】また、前記マイクロホン８ａ〜８ｈの出力
信号であるノイズ信号ｅ1 〜ｅ8 は、アンプ１４ａ〜１
４ｈによって増幅され、Ａ／Ｄ変換器１５ａ〜１５ｈに
よってＡ／Ｄ変換され、前記第一ディジタルフィルタ１
２の出力信号と共にマイクロプロセッサ１６に入力され
る構成となっている。
【００４３】ここで、前記第一ディジタルフィルタ１２
は、加速度信号ｘを入力し、前記マイクロホン８ａ〜８
ｈ及びスピーカ７ａ〜７ｄ間の伝達関数の組合せ数に応
じてフィルタ処理された基準信号ｒlm（後述する第
（４），（５）式参照）を生成するものである。
【００４４】前記適応ディジタルフィルタ１３は機能的
にはスピーカ７ａ〜７ｄへの出力チャンネル数に応じた
フィルタを個々に有し、加速度信号ｘを入力し、その時
点で設定されているフィルタ係数Ｗmi（後述する（５）
式参照）に基づき適応信号処理（フィルタ処理）を行っ
てスピーカ駆動信号ｙ1 〜ｙ4 を出力するものである。
【００４５】従って、適応ディジタルフィルタ１３は、
分離信号成分選択手段としての切換器４５の出力信号を
所定のフィルタ係数によりフィルタ処理し、制御音源を
駆動する信号をｙ1 〜ｙ4 出力する構成となっている。
【００４６】前記適応ディジタルフィルタ１３から出力
される駆動信号ｙ1 〜ｙ4 はＤ／Ａ変換器１７ａ〜１７
ｄによってＤ／Ａ変換され、アンプ１８ａ〜１８ｄを介
してラウドスピーカ７ａ〜７ｄに出力される構成となっ
ている。
【００４７】前記マイクロプロセッサ１６は前記ノイズ
信号ｅ1 〜ｅ8 並びにフィルタ処理された基準信号ｒ1m
を入力し、適応ディジタルフィルタ１３の出力信号の目
標の信号波形となるようにフィルタ係数を最急降下法の
一種であるＬＭＳアルゴリズムを用いて更新する構成と
なっている。
【００４８】したがってマイクロプロセッサ１６は残留
不快波検出手段としてのマイクロホン８ａ〜８ｈの出力
信号と分離信号成分選択手段としての切換器４５の出力
信号とに基づき前記残留不快波検出手段の出力信号を低
減するように所定の制御アルゴリズムにより適応ディジ
タルフィルタのフィルタ係数を更新する構成となってい
る。
【００４９】前記信号成分分離器４１、切換器４５、判
断回路４３は、図４のようになっている。この図４は図
３のブロック図を表現を変えて示したものである。すな
わち、説明を簡単にするためラウドスピーカ７ａ，７
ｂ、マイクロホン８ａ，８ｂとしてそれぞれ２個だけ示
し、第１ディジタルフィルタ１２、適応ディジタルフィ
ルタ１３及びマイクロプロセッサ１６は２個のラウドス
ピーカ７ａ，７ｂに対応して示し、第１ディジタルフィ
ルタ１２ａ，１２ｂ、適応ディジタルフィルタ１３ａ，
１３ｂ及びマイクロプロセッサ１６ａ，１６ｂとしてい
る。
【００５０】一方、前記信号成分分離器４１は分離器用
ディジタルフィルタ４１ａ、分離器用マイクロプロセッ
サ４１ｂ、分離器用遅延器４１ｃ、及び分離器用加算器
４１ｄからなっている。
【００５１】分離器用ディジタルフィルタ４１ａは、前
記加速度検出器５の出力信号を所定のフィルタ係数Ｗで
フィルタ処理するものである。
【００５２】分離器用マイクロプロセッサ４１ｂは前記
加速度検出器５の加速度信号Ｘと分離器用加算器４１ｄ
の出力信号とに基づき分離器用加算器４１ｄの出力信号
を最小とするように後述するＬＭＳアルゴリズムを用い
て分離器用ディジタルフィルタ４１ａのフィルタ係数ス
Ｗを更新していく。
【００５３】従って分離器用ディジタルフィルタ４１ａ
の出力は自己相関性の高い信号成分Ｘ1 となり、分離器
用加算器４１ｄの出力は無相関の信号成分Ｘ2 となっ
て、前記加速度検出器５による加速度信号Ｘが分離さ
れ、切換器４５へ入力されるようになっている。
【００５４】前記判断回路４３はエンジン回転数検出信
号、エンジン吸入負圧検出信号、サスペンション加速度
検出信号、車両加速度検出信号、残留不快波検出手段と
してのマイクロホンの出力信号の内、１以上の信号を用
いて前記分離した信号成分から車室内騒音に対して支配
的な成分を判断するものである。
【００５５】この実施例では、エンジン回転数検出信
号、エンジン吸入負圧検出信号、サスペンション加速度
検出信号が入力されるようになっている。
【００５６】すなわち、エンジン回転数が車室内空洞共
鳴周波数相当である場合、あるいは吸入負圧が大きく急
加速状態である場合などは、エンジン振動成分に起因す
る自己相関性の高い成分（周期成分）が車室内騒音に対
して支配的であると判断し、またサスペンション入力が
大きい場合には路面入力成分（ランダム成分）が車室内
騒音に対して支配的であると判断するものである。
【００５７】切換器４５は切換スイッチ４５ａを備えて
おおり、前記判断回路４３の判断信号を入力して自己相
関成分信号Ｘ1 と無相関成分信号Ｘ2 との何れかを選択
するように切換わるものである。
【００５８】したがって、信号成分分離器４１は騒音発
生状態検出手段としての加速度検出器５の出力信号を自
己相関性の高い信号成分と無相関の信号成分とに分離す
る信号成分分離手段を構成する。
【００５９】判断回路４３および切換器４５は分離した
信号成分から騒音に対して支配的な成分を選択する分離
信号成分選択手段を構成する。
【００６０】更に、信号成分分離器４１、判断回路４
３、及び切換器４５は不快波発生状態検出手段の出力信
号から自己相関性の高い信号成分と無相関の信号成分と
の何れかを騒音に対する支配的な成分として選択する信
号成分選択手段を構成する。
【００６１】ここで、この発明の一実施例に係る適応信
号処理方法を実行するコントローラ１０の騒音低減制御
原理を一般式を用いて説明する。なお、この制御原理は
信号成分分離機４１についても適用されるが、説明は以
下の騒音制御のもので代用し、詳細説明は省略する。
【００６２】今、ｌ番目のマイクロホンが検出したノイ
ズ信号をｅl （ｎ）、ラウドスピーカ７ａ〜７ｄからの
制御音（二次音）が無いときのｌ番目のマイクロホンが
検出した残留騒音検出信号をｅpl（ｎ）、ｍ番目のラウ
ドスピーカとｌ番目のマイクロホンとの間の伝達関数
（ＦＩＲ（有限インパルス応答）関数）ＨlmのＪ番目
（Ｊ＝０，１，２，…，Ｉc −１）［Ｉc は定数］に対
応するフィルタ係数をＣlm j 、基準信号をＸ（ｎ）、基
準信号を入力しｍ番目のラウドスピーカを駆動する適応
フィルタのｉ番目（ｉ＝０，１…Ｉk −１）［Ｉk は定
数］の係数をＷmiとすると、
【数１】 が成立する。ここで、（ｎ）がつく項は、何れもサンプ
リング時刻ｎのサンプル値であり、また、Ｍはラウドス
ピーカの数（本実施例では４個）、Ｉc はＦＩＲディジ
タルフィルタで表現されたフィルタ係数Ｃlmのタップ数
（フィルタ次数）、Ｉk は適応フィルタのフィルタ係数
Ｗmiのタップ数（フィルタ次数）である。
【００６３】上式（１）中、右辺の「ΣＷmiｘ（ｎ−ｊ
−ｉ）」（＝ｙm ）の項は適応ディジタルフィルタ１３
に基準信号ｘを入力したときの出力を表し、「ΣＣlmj
｛ΣＷmiｘ（ｎ−ｊ−ｉ）｝」の項はｍ番目のスピーカ
に入力された信号エネルギがこれらスピーカから音響エ
ネルギとして出力され、車室６内の伝達関数Ｃlmを経て
ｌ番目のマイクロホンに到達したときの信号を表し、更
に、「Σ ΣＣlmj ｛ΣＷmiｘ（ｎ−ｊ−ｉ）｝」の右
辺全体は、ｌ番目のマイクロホンへの到達信号を全スピ
ーカについて足し合わせているから、ｌ番目のマイクロ
ホンに到達する制御音の総和を表す。
【００６４】ついで評価関数（最小にすべき変数）Ｊｅ
を、
【数２】 とおく。ここで、Ｌはマイクロホンの数（本実施例では
８個）である。
【００６５】そして、評価関数Ｊｅを最小にするフィル
タ係数Ｗmiを求めるために、本実施例ではＬＭＳアルゴ
リズムを採用する。つまり、評価関数Ｊｅを各フィルタ
係数Ｗmiについて偏微分した値で当該フィルタ係数Ｗmi
を更新する。そこで、（２）式より、
【数３】 となるが、（１）式より、
【数４】 となるから、この（４）式右辺をｒlm（ｎ−ｉ）とおけ
ば、フィルタ係数の書換え式は重み係数γl も含めた形
で以下の（５）式により得られる。
【００６６】
【数５】 ここで、αは収束係数であり、フィルタが最適に収束す
る速度や、その際の安定性に関与する。なお、収束係数
αを本実施例では一つの定数のように扱っているが、各
フィルタ毎に異なる収束係数（αmi）とすることもでき
るし、また重み係数γl を一緒に取り込んだ係数
（αl ）として演算することもできる。
【００６７】次に図５，図６のフローチャートを用いて
作用を説明する。
【００６８】図５は、スピーカ駆動信号を出力するため
のフローチャートであり、図６は、適応ディジタルフィ
ルタ１３のフィルタ係数更新のためのフローチャートで
ある。
【００６９】まず、図５においてステップＳ51では、加
速度検出信号を入力する。すなわち、加速度検出器５か
ら入力される加速度検出信号が、Ａ／Ｄ変換器１１によ
ってディジタル信号に変換され、信号成分分離器４１、
切換器４５を経て周期信号成分ｘ1 とランダム信号成分
ｘ2 との何れかが選択され、基準信号ｘとして適応ディ
ジタルフィルタ１３、及び第一ディジタルフィルタ１２
に入力される。
【００７０】ついでステップＳ52において、基準信号ｘ
がフィルタ処理される。すなわち、適応ディジタルフィ
ルタ１３において、その時点で設定されているフィルタ
係数（前記（５）式、及び図４フローチャート参照）に
基づきフィルタ処理を行なってスピーカ駆動信号ｙ1 〜
ｙ4 を出力する。
【００７１】次にステップＳ53において、スピーカ駆動
を行なう。すなわち、スピーカ駆動信号ｙ1 〜ｙ4 はＤ
／Ａ変換器１７ａ〜１７ｄによってＤ／Ａ変換され、ア
ンプ１８ａ〜１８ｄを介してラウドスピーカ７ａ〜７ｄ
に出力され、これによってラウドスピーカ７ａ〜７ｄは
前輪２ａ，２ｂ、後輪２ｃ，２ｄ、又はエンジン４から
車室６内に伝達される騒音に対して逆位相の二次音を出
力し、車室６内の騒音低減を図る。
【００７２】次に図６において、まずステップＳ61では
基準信号検出が行われる。この基準信号検出は、後述す
る加速度信号検出と、信号成分選択とによって行なわれ
る。すなわち、第一ディジタルフィルタ１２は選択され
た基準信号ｘを入力し、マイクロホン８ａ〜８ｈおよび
スピーカ７ａ〜７ｄ間の伝達関数の組合せ数に応じてフ
ィルタ処理された基準信号ｒlm（前記（４），（５）式
参照）を生成し、マイクロプロセッサ１６に出力する。
【００７３】同時にステッフＳ62では、車室内騒音ｅの
検出が行なわれる。すなわち、前記のようにしてラウド
スピーカ７ａ〜７ｄによって二次音が出力されると車室
６内の騒音は相殺され、その残差信号として残留騒音が
マイクロホン８ａ〜８ｈで検出される。そして、マイク
ロホン８ａ〜８ｈの出力信号であるノイズ信号ｅ1 〜ｅ
8 はアンプ１４ａ〜１４ｈによって増幅され、Ａ／Ｄ変
換器１５ａ〜１５ｈによってＡ／Ｄ変換され、マイクロ
プロセッサ１６に入力される。
【００７４】次に、ステップＳ63では、音圧の自乗ｅ2
の総和演算が行なわれる（前記（２）式参照）。
【００７５】次にステップＳ64において、ＬＭＳアルゴ
リズムによりフィルタ係数Ｗmiの更新が行われる。即
ち、マイクロプロセッサ１６において前記基準信号
ｒlm、及び音圧ｅ2 の総和演算に基づき音圧の自乗和を
最小とするように、前記（５）式を演算し、これによっ
て適応ディジタルフィルタ１３のフィルタ係数を逐次更
新する。従って、適応的に更新されるフィルタ係数によ
って基準信号ｘをフィルタ処理し、ラウドスピーカ７ａ
〜７ｄを駆動することができ、これによって車室６内の
騒音低減を図ることができるのである。
【００７６】一方、図６のステップＳ61での前記信号成
分の選択については図７のフローチャートに基づいて行
なわれる。
【００７７】即ち、ステップＳ71においてエンジン回転
数検出信号、エンジン吸入負圧検出信号、サスペンショ
ン加速度検出信号の読込みが行なわれる。この読込みは
判断回路４３で行なわれる。
【００７８】ステップＳ72では選択スイッチの判断、即
ち切換器４５の切換スイッチ４５ａを何れへ切換えたら
良いのかを判断する。即ち、ステップＳ721 でエンジン
回転数がＲ１とＲ２との間にあるならば、車室内空洞共
鳴周波数相当であると判断され、切換スイッチは周期信
号成分Ｘ1 を選択すべきであると判断される。なお、Ｒ
１〜Ｒ２は、こもり音が問題となるエンジン回転数領域
である。
【００７９】ステップＳ722 において吸入負圧ＰがＰ１
より低いものであれば急加速状態であると判断され、同
様に周期信号成分Ｘ1 を選択すべきであると判断され
る。
【００８０】一方、エンジン回転数がＲ１とＲ２の間に
なく、また吸入負圧がＰ１よりも高ければステップＳ
723 へ移行し、サスペンション振動がＧ１を上回ってい
るかどうかが判断され、上回っていれば悪路走行などで
ロードノイズが大きくランダム信号成分Ｘ2 を選択すべ
きであると判断される。
【００８１】次いで、ステップＳ73へ移行し、選択スイ
ッチの切換が行なわれる。この切換はステップＳ72の判
断に基づいて切換器４５の切換スイッチ４５ａが切換え
られるものである。
【００８２】このような制御により走行条件によって車
室内騒音に対し、例えばエンジン回転に伴なう周期信号
成分とサスペンション振動に伴なうランダム信号成分と
の何れが支配的であるかによって基準信号を選択し、適
確な騒音制御を行うことができる。
【００８３】また、周期信号成分およびランダム信号成
分に基づく騒音制御を行うにも拘らず装置としては１台
で制御することができ、小型化を図ることができる。
【００８４】さらに、周期信号成分とランダム信号成分
とに関する音源情報信号を単一の加速度検出器５で検出
するものであるため、センサ数が少なくてすむ。
【００８５】第２実施例 図８は第２実施例に係り、図２に対応した概略斜視図を
示している。この実施例は加速度検出器５の配置箇所を
変えたものである。
【００８６】例えば自動車が前置エンジン後輪駆動車の
場合には、図８のように加速度検出器５をリヤバンジョ
ー型車軸管３５に取付ける。この車軸管３５は終減速装
置３６のケースに固定されており、リヤデファレンシャ
ル装置の振動が伝わるようになっており、また車軸管３
５の外端部にはリヤサスペンションのリンク３７がブッ
シュ３９を介して取付けられており、路面振動が伝わる
ようになっている。
【００８７】したがって、上記同様に制御することによ
り、ロードノイズ、リヤデファレンシャルノイズを低減
することもできる。
【００８８】なお、不快波発生状態検出手段としては第
１実施例の図２および第２実施例の図８に示す加速度検
出器５を双方組合せて制御することも可能である。
【００８９】第３実施例 図９は、第３実施例のブロック図を示すもので、この第
３実施例は、信号成分分離器４１で分離した周期信号成
分Ｘ1 とランダム信号成分Ｘ2 とを直接比較し、レベル
の大きな方を選択するようにしたものである。
【００９０】この実施例では判断回路４３に周期信号成
分Ｘ1 とランダン信号成分Ｘ2 とが入力され、判断回路
４３はこの入力によって判断を行い、切換器４５へ出力
するようになっている。
【００９１】判断回路４３での判断においては、例えば
ランダム信号成分Ｘ2 に係数ｋを掛けた値とＸ1 を比較
して振幅の大きい方を判断し、選択信号を出力するもの
である。定数ｋは、例えば車室内騒音の官能評価を行い
設定する。その手段として単一スペクトルの騒音とラン
ダム騒音とをそれぞれ発生させ、同音圧レベルもしくは
同不快レベルに評価されたレベル時に入力される信号の
振幅比などを用い、信号の性質による官能評価の差を補
正する定数ｋを決定するものである。
【００９２】図１０はこの実施例の信号成分選択のフロ
ーチャートを示すものである。
【００９３】ステップＳ101 では基準信号すなわち周期
信号成分Ｘ1 とランダム信号成分Ｘ2 との読込みが行な
われる。この読込みは判断回路４３で行なわれている。
ステップＳ1021では選択スイッチの判断が行なわれる。
即ち、ステップＳ1021でＸ1 とｋ×Ｘ2 との比較が行な
われ、Ｘ1 の振幅が大きければ周期信号成分Ｘ1 を選択
すべきであると判断し、ｋ×Ｘ2 の振幅が大きければラ
ンダム信号成分Ｘ2 を選択すべきであると判断する。
【００９４】ステップＳ103 では前記ステップＳ102 の
判断に基づいて選択スイッチの切換が行なわれる。この
切換は判断回路４３の出力信号により切換器４５の切換
スイッチ４５ａが切換えられるものである。
【００９５】したがって、この実施例においても第１実
施例と略同様な作用効果を奏することができる。また、
高速処理も可能になると共に、エンジン回転数信号，吸
入負圧信号，サスペンション加速度信号などを検出する
必要がなく、より安価な装置とすることができる。
【００９６】なお、この発明は上記実施例に限定される
ものではない。例えば、不快波発生状態検出手段として
の加速度検出器はエンジン振動とサスペンション振動と
を別々に検出するようにそれぞれ設け、信号成分選択手
段は前記それぞれの出力信号から自己相関性の高い信号
成分と無相関の信号成分との何れかを騒音に対する支配
的な成分として選択する構成にすることもできる。騒音
低減を図る評価点とマイクロホンとが空間的に離れたも
のであっても所定比に基づいて評価点の残留騒音を推定
し、制御を行なわせることができる。適応ディジタルフ
ィルタのフィルタ係数の更新アルゴリズムとしては時間
領域におけるＬＭＳアルゴリズムに限らず、周波数領域
のＬＭＳアルゴリズムなど、他のアルゴリズムを適用す
ることができる。更に、この発明は振動制御に応用する
こともできる。
【００９７】
【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の発
明では騒音等の不快波が自己相関性の高い信号成分と無
相関の信号成分との双方に基づくものであっても、何れ
かを騒音等に対する支配的な成分として選択し制御する
ため、何れの信号成分に基づく騒音等であっても適確に
制御することができる。しかも、選択して制御するため
装置を小型化しコストダウンを図ることができる。ま
た、自己相関性の高い信号成分と、無相関の信号成分と
を直接比較して選択することができ、より構造を簡単に
しコストダウンを図ることができる。
【００９８】請求項２の発明では、更に信号成分分離手
段によって不快波発生状態検出手段の出力信号を自己相
関性の高い信号成分と無相関の信号成分とに分離する構
成であるため、双方の信号成分を単一の不快波発生状態
検出手段によって検出することができ、構造簡単でより
コストダウンを図ることができる。
【００９９】請求項３の発明では、単一の不快波発生状
態検出手段によってエンジン振動とサスペンション振動
とを適確に検出し、上記不快波制御を行なわせることが
できる。
【０１００】請求項４の発明では、単一の不快波発生状
態検出手段によってデファレンシャル振動とサスペンシ
ョン振動とを検出し、上記不快波制御を行なわせること
ができる。
【０１０１】請求項５の発明では、自己相関性の高い信
号成分と無相関の信号成分との内、何れが不快波に対し
て支配的かを走行状態信号に応じて予測するため、適確
な選択を簡単な構造で行なわせることができる。
【０１０２】
【０１０３】請求項６の発明では、自己相関性の高い信
号成分と、無相関の信号成分とを直接比較して選択する
ことができ、より構造簡単にしコストダウンを図ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例に係る能動型不快波制御装置を車両
に適用した状態の概略ブロック図である。
【図２】加速度検出器の配置状態を示す概略斜視図であ
る。
【図３】第１実施例に係る制御ブロック図である。
【図４】第１実施例に係る制御ブロック図を別の形式で
示した制御ブロック図である。
【図５】スピーカ駆動のフローチャートである。
【図６】フィルタ係数更新のフローチャートである。
【図７】信号成分選択のフローチャートである。
【図８】第２実施例に係る加速度検出器の配置を示す概
略斜視図である。
【図９】第３実施例に係る制御ブロック図である。
【図１０】第３実施例に係る信号成分選択のフローチャ
ートである。
【図１１】従来例に係る制御ブロック図である。
【図１２】自動車に適用した場合の制御ブロック図であ
る。
【符号の説明】
５ 加速度検出器（不快波発生状態検出手段） ７ａ ラウドスピーカ（制御波源） ７ｂ ラウドスピーカ（制御波源） ７ｃ ラウドスピーカ（制御波源） ７ｄ ラウドスピーカ（制御波源） ８ａ マイクロホン（残留不快波検出手段） ８ｂ マイクロホン（残留不快波検出手段） ８ｃ マイクロホン（残留不快波検出手段） ８ｄ マイクロホン（残留不快波検出手段） ８ｅ マイクロホン（残留不快波検出手段） ８ｆ マイクロホン（残留不快波検出手段） ８ｇ マイクロホン（残留不快波検出手段） ８ｈ マイクロホン（残留不快波検出手段） １３ 適応デジタルフィルタ １６ マイクロプロセッサ ４１ 信号成分分離器（信号成分分離手段，信号成分選
択手段） ４３ 判断回路（分離信号成分選択手段，信号成分選択
手段） ４５ 切換器（分離信号成分選択手段，信号成分選択手
段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G10K 11/00 - 11/36

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 騒音等の不快波に干渉させる制御波を発
    生して評価点の不快波低減を図る制御波源と、前記干渉
    後の所定位置の残留不快波を検出する手段と、複数の不
    快波源の不快波発生状態に関する信号を検出する手段
    と、前記不快波発生状態検出手段の出力信号から自己相
    関性の高い信号成分と無相関の信号成分とのいずれかを
    不快波に対する支配的な成分として選択する信号成分選
    択手段と、前記信号成分選択手段の出力信号を所定のフ
    ィルタ係数によりフィルタ処理し前記制御波源を駆動す
    る信号を出力する適応ディジタルフィルタと、前記残留
    不快波検出手段の出力信号と信号成分選択手段の出力信
    号とに基づき前記残留不快波検出手段の出力信号を低減
    するように所定の制御アルゴリズムにより前記フィルタ
    係数を更新する適応制御器とを備え、前記信号成分選択
    手段は、前記自己相関性の高い信号成分と無相関の信号
    成分とを直接比較してレベルの大きな方を選択すること
    を特徴とする能動型不快波制御装置。
  2. 【請求項２】 騒音等の不快波に干渉させる制御波を発
    生して評価点の不快波低減を図る制御波源と、前記干渉
    後の所定位置の残留不快波を検出する手段と、複数の不
    快波源の不快波発生状態に関する信号を検出する単一の
    不快波発生状態検出手段と、前記不快波発生状態検出手
    段の出力信号を自己相関性の高い信号成分と無相関の信
    号成分とに分離する信号成分分離手段と、前記分離した
    信号成分から不快波に対して支配的な成分を選択する分
    離信号成分選択手段と、前記分離信号成分選択手段の出
    力信号を所定のフィルタ係数によりフィルタ処理し前記
    制御波源を駆動する信号を出力する適応ディジタルフィ
    ルタと、前記残留不快波検出手段の出力信号と分離信号
    成分選択手段の出力信号とに基づき前記残溜不快波検出
    手段の出力信号を低減するように所定の制御アルゴリズ
    ムにより前記フィルタ係数を更新する適応制御器とを備
    えたことを特徴とする能動型不快波制御装置。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の能動型不快波制御装置で
    あって、前記不快波は車室内騒音であり、前記不快波発
    生状態検出手段は、エンジンとサスペンションとが結合
    される車体のサブフレームの加速度検出器であることを
    特徴とする能動型不快波制御装置。
  4. 【請求項４】 請求項２記載の能動型不快波制御装置で
    あって、前記不快波は車室内騒音であり、前記不快波発
    生状態検出手段は、デファレンシャルとサスペンション
    とが結合されるサスペンションメンバの加速度検出器で
    あることを特徴とする能動型不快波制御装置。
  5. 【請求項５】 請求項２記載の能動型不快波制御装置で
    あって、前記分離信号成分選択手段は、前記各信号成分
    の内、いずれが騒音に対して支配的かを走行状態信号に
    応じて予測し選択を行なうことを特徴とする能動型不快
    波制御装置。
  6. 【請求項６】 請求項２記載の能動型不快波制御装置で
    あって、前記分離信号成分選択手段は、前記自己相関性
    の高い信号成分と無相関の信号成分とを直接比較してレ
    ベルの大きな方を選択することを特徴とする能動型不快
    波制御装置。
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