JP3227944B2 - 能動型振動制御装置及び能動型騒音制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、振動源から伝達され
る振動に制御振動源から発せられる制御振動を干渉させ
ることにより振動の低減を図る能動型振動制御装置及び
騒音源から伝達される騒音に制御音源から発せられる制
御音を干渉させることにより騒音の低減を図る能動型騒
音制御装置に関し、特に、制御振動源，制御音源と残留
振動，残留騒音を検出する手段との間の伝達関数を有限
インパルス応答関数の形でモデル化したディジタルフィ
ルタである伝達関数フィルタを有し、振動，騒音の発生
状態を表す基準信号と、伝達関数フィルタの各フィルタ
係数とを畳み込む演算処理を実行する装置において、そ
の畳み込み演算の精度向上を図り、良好な振動低減制
御，騒音低減制御が実行されるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来の技術として、英国特許第
２１４９６１４号や特表平１−５０１３４４号に記載の
ものがある。これら従来の装置は、航空機の客室やこれ
に類する閉空間に適用される騒音低減装置であって、閉
空間の外部に位置するエンジン等の単一の騒音源は、基
本周波数ｆ₀ 及びその高調波ｆ₁ 〜ｆ_n を含む騒音を発
生するという条件の下において作動するものである。

【０００３】具体的には、閉空間内の複数の位置に設置
され音圧を検出するマイクロフォンと、その閉空間に制
御音を発生する複数のラウドスピーカとを備え、騒音源
の周波数ｆ₀ 〜ｆ_n 成分に基づき、それら周波数ｆ₀ 〜
ｆ_n 成分と逆位相の信号でラウドスピーカを駆動させ、
もって閉空間に伝達される騒音と逆位相の制御音をラウ
ドスピーカから発生させて騒音を打ち消している。

【０００４】そして、ラウドスピーカから発せられる制
御音の生成方法として、PROCEEDINGS OF THE IEEE,VOL.
63 PAGE 1692,1975,“ADAPTIVE NOISE CANCELLATION ：
PRINCIPLES AND APPLICATIONS ”で述べられている‘WI
DROW LMS’アルゴリズムを多チャンネルに展開したアル
ゴリズムを適用している。その内容は、上記特許の発明
者による論文、“A MULTIPLE ERROR LMS ALGORITHM AND
ITS APPLICATION TOTHE ACTIVE CONTROL OF SOUND AND
VIBRATION ”,IEEE TRANS.ACOUST.,SPEECH,SIGNAL PRO
CESSING,VOL.ASSP −35,PP.1423−1434,1987 にも述べ
られている。

【０００５】即ち、ＬＭＳアルゴリズムは、適応ディジ
タルフィルタのフィルタ係数を更新するのに好適なアル
ゴリズムの一つであって、例えばいわゆるＦｉｌｔｅｒ
ｅｄ−Ｘ ＬＭＳアルゴリズムにあっては、ラウドスピ
ーカからマイクロフォンまでの伝達関数をモデル化した
伝達関数フィルタを全てのラウドスピーカとマイクロフ
ォンとの組み合わせについて設定し、騒音源の騒音発生
状態を表す基準信号をそのフィルタで処理した値と各マ
イクロフォンが検出した残留騒音とに基づいた所定の評
価関数の値が低減するように、各ラウドスピーカ毎に設
けられたフィルタ係数可変の適応ディジタルフィルタの
フィルタ係数を更新している。

【０００６】さらに、その他の従来の能動型騒音制御装
置として、“日本音響学会 平成４年度春季研究発表会
講演論文集”の５１５〜５１６頁に記載されたものがあ
り、この従来の技術は、同期式Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ
ＬＭＳアルゴリズムと呼ばれていて、騒音の発生状態を
表す基準信号として、騒音の基本周波数に同期したイン
パルス列を適用した点に特徴がある。即ち、かかる従来
の装置にあっては、基準信号がインパルス列であるた
め、乗算が不要となり加算のみで畳み込み演算が行え
る、場合によっては加算も不要となるから、演算量の大
幅な低減が図られ、処理が高速で行えるという利点があ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の技術を実際に用いる場合、所定のサンプ
リング・クロックに同期した離散時間毎の演算処理が実
行されるのであるが、騒音の発生状態を表す基準信号の
周期は実際の騒音の周期によって決まるものであるし、
しかも騒音の周期はリニアに変化することから、その基
準信号の周期が、演算処理の時間間隔であるサンプリン
グ・クロックの整数倍になるという保証がない（むし
ろ、正確に整数倍になる場合の方が稀である。）ため、
過去の応答成分をも考慮しなければならない畳み込み演
算が正確に行えなくなるという問題点がある。このよう
な問題点は、特に畳み込み演算における加算個数の多く
なる高周波領域において顕著である。

【０００８】即ち、従来の技術にあっては、基準信号の
周期をサンプリング・クロックの間隔で割った場合の端
数を全く考慮することなく（具体的には、単純に端数を
切り捨てて或いは切り上げて）畳み込み演算を行ってい
たため、特にタップ数の多くなりがちな伝達関数フィル
タの各フィルタ係数と基準信号との畳み込み演算の結果
に大きな誤差が含まれてしまう場合があり、従って適応
ディジタルフィルタのフィルタ係数の更新処理の精度が
低下してしまう場合があるという未解決の課題を有して
いたのである。

【０００９】なお、このような不具合を解決するため
に、サンプリング・クロックの間隔を極めて短くするこ
とも考えられるが、これでは演算負荷が極端に増大して
しまうという別の問題点が生じてしまう。本発明は、こ
のような従来の技術が有する未解決の課題に着目してな
されたものであって、特に演算負荷の増大等を招くこと
なく、伝達関数フィルタと基準信号との畳み込み演算に
おける誤差をできるだけ小さくすることができる能動型
振動制御装置及び能動型騒音制御装置を提供することを
目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明は、振動源から発せられた振動
と干渉する制御振動を発生可能な制御振動源と、前記振
動源の振動発生状態を検出し基準信号として出力する基
準信号生成手段と、前記干渉後の振動を検出し残留振動
信号として出力する残留振動検出手段と、フィルタ係数
可変の適応ディジタルフィルタと、前記基準信号と前記
適応ディジタルフィルタの各フィルタ係数とを畳み込ん
で前記制御振動源を駆動する駆動信号を生成する駆動信
号生成手段と、前記制御振動源及び前記残留振動検出手
段間の伝達関数を有限インパルス応答関数の形でモデル
化したディジタルフィルタである伝達関数フィルタと、
前記基準信号と前記伝達関数フィルタの各フィルタ係数
とを畳み込んで基準処理信号を演算する基準処理信号演
算手段と、前記残留振動信号及び前記基準処理信号に基
づいて前記干渉後の振動が低減するように前記適応ディ
ジタルフィルタのフィルタ係数を更新する適応処理手段
と、を備え、固定のサンプリング・クロックに同期して
各演算処理を実行する能動型振動制御装置において、前
記基準信号の周期を前記サンプリング・クロックの間隔
で割った場合の端数を求める端数演算手段と、この端数
演算手段の演算結果に応じて前記基準処理信号演算手段
における畳み込み演算に用いられる前記伝達関数フィル
タのフィルタ係数を選択するフィルタ係数選択手段と、
を設けた。

【００１１】また、上記目的を達成するために、請求項
２に係る発明は、騒音源から騒音が伝達される空間に制
御音を発生可能な制御音源と、前記騒音源の騒音発生状
態を検出し基準信号として出力する基準信号生成手段
と、前記空間内の所定位置における残留騒音を検出し残
留騒音信号として出力する残留騒音検出手段と、フィル
タ係数可変の適応ディジタルフィルタと、前記基準信号
と前記適応ディジタルフィルタの各フィルタ係数とを畳
み込んで前記制御音源を駆動する駆動信号を生成する駆
動信号生成手段と、前記制御音源及び前記残留騒音検出
手段間の伝達関数を有限インパルス応答関数の形でモデ
ル化したディジタルフィルタである伝達関数フィルタ
と、前記基準信号と前記伝達関数フィルタの各フィルタ
係数とを畳み込んで基準処理信号を演算する基準処理信
号演算手段と、前記残留騒音信号及び前記基準処理信号
に基づいて前記空間内の騒音が低減するように前記適応
ディジタルフィルタのフィルタ係数を更新する適応処理
手段と、を備え、固定のサンプリング・クロックに同期
して各演算処理を実行する能動型騒音制御装置におい
て、前記基準信号の周期を前記サンプリング・クロック
の間隔で割った場合の端数を求める端数演算手段と、こ
の端数演算手段の演算結果に応じて前記基準処理信号演
算手段における畳み込み演算に用いられる前記伝達関数
フィルタのフィルタ係数を選択するフィルタ係数選択手
段と、を設けた。

【００１２】

【作用】請求項１に係る発明にあっては、駆動信号生成
手段が、基準信号と適応ディジタルフィルタの各フィル
タ係数とを畳み込んで駆動信号を生成するため、その駆
動信号が供給される制御振動源からは、その適応ディジ
タルフィルタのフィルタ係数に応じた制御振動が発生す
るが、制御開始直後は、適応ディジタルフィルタのフィ
ルタ係数が最適値に収束しているとは限らないので、必
ずしも振動が低減するとはいえない。

【００１３】しかし、基準処理信号演算手段が求めた基
準処理信号と、残留振動検出手段から出力された残留振
動信号に基づいて、適応処理手段が、干渉後の振動が低
減するように適応ディジタルフィルタのフィルタ係数を
更新するので、制御が進むにつれて適応ディジタルフィ
ルタのフィルタ係数は最適値に収束してゆき、従って、
制御振動源から発せられる制御振動によって振動が打ち
消され、振動レベルが低減する。

【００１４】そして、端数演算手段によって基準信号の
周期をサンプリング・クロックの間隔で割った場合の端
数が求められ、その求められた端数に基づいて、フィル
タ係数選択手段が、基準処理信号演算手段における畳み
込み演算に用いられる伝達関数フィルタのフィルタ係数
を選択するため、端数を切り捨てた方が誤差が小さくな
る場合には端数が切り捨てられ、端数を切り上げた方が
誤差が小さくなる場合には端数が切り上げられるように
なるから、適応ディジタルフィルタのフィルタ係数の更
新演算の基礎となる基準処理信号がより正確になる。

【００１５】ここで、この請求項１に係る発明は振動を
対象としているのに対し、請求項２に係る発明は騒音を
対象としている。従って、請求項２に係る発明の作用
は、振動と音との違いはあるが、実質的に上記請求項１
に係る発明と同様である。

【００１６】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の一実施例を示す図であり、本実
施例は、本発明に係る能動型振動制御装置を、エンジン
から車体に伝達される振動を能動的に低減する所謂アク
ティブ・エンジンマウントに適用したものである。

【００１７】先ず、構成を説明すると、図１に示すよう
に、このエンジンマウント１は、振動源としてのエンジ
ン３０への取付け用の取付けボルト２ａを上部に一体に
備え且つ内側が空洞で下部が開口した取付部材２を有
し、この取付部材２の下部外面には内筒３の上端部がか
しめ止めされている。この内筒３の内側には、取付部材
２及び内筒３の内側の空間を上下に二分するように、そ
れら取付部材２及び内筒３のかしめ止め部分に挟み込ま
れてダイアフラム４が配設されていて、このダイアフラ
ム４によって二分された空間のうち、ダイアフラム４の
上側の空間は大気圧に通じ、ダイアフラム４の下側の空
間にはオリフィス構成体５が配設されている。

【００１８】一方、内筒３の外周面には、内周面及び外
周面の軸方向位置が内周側が高くなるように成形されて
いる円筒状の支持弾性体６の内周面が加硫接着されてい
て、その支持弾性体６の外周面は外筒７の内周面に加硫
接着されている。そして、外筒７の下端部は円筒形のア
クチュエータ保持部材８の上部にかしめ止めされ、アク
チュエータ保持部材８の下端面には、車体としてのメン
バ３５側への取付け用の取付けボルト９ａを下部に一体
に備えた円板状の取付部材９が固定されている。

【００１９】また、アクチュエータ保持部材８の上端面
には、これと一体に外筒７の下端部にかしめ止めされた
円筒部材１０が固定されていて、さらに、この円筒部材
１０の内周面には、アクチュエータ保持部材８の上端面
との間に所定のクリアランスをもち且つ円筒形の弾性体
１１により上下方向に変位可能に可動部材１２が保持さ
れている。かかる可動部材１２は、磁化可能な材料から
なり且つ上面が凹陥した円板状に成形されている。

【００２０】そして、アクチュエータ保持部材８の内側
には、電磁コイル等を含んで構成され、外部から供給さ
れる制御信号に応じて可動部材１２を上下方向に変位さ
せる電磁アクチュエータ１３が配設されている。さら
に、本実施例では、支持弾性体６の下面及び可動部材１
２の上面によって画成された部分に主流体室１５が形成
され、ダイアフラム４及びオリフィス構成体５によって
画成された部分に副流体室１６が形成されていて、これ
ら主流体室１５及び副流体室１６間が、オリフィス構成
体５に形成されたオリフィス５ａを介して連通してい
る。なお、これら主流体室１５，副流体室１６及びオリ
フィス５ａ内には油等の流体が封入されている。

【００２１】かかるオリフィス５ａの流路形状等で決ま
る流体マウントとしての特性は、走行中のエンジンシェ
イク発生時、つまり５〜１５Ｈｚでエンジンマウント１
が加振された際に高動バネ定数，高減衰力を示すように
調整されている。そして、電磁アクチュエータ１３はコ
ントローラ２０に接続されていて、かかるコントローラ
２０から供給される駆動信号ｙに応じて所定の電磁力を
発生するようになっている。

【００２２】コントローラ２０は、マイクロコンピュー
タ，必要なインタフェース回路，Ａ／Ｄ変換器，Ｄ／Ａ
変換器，アンプ等を含んで構成されていて、オリフィス
５ａを通じて主流体室１５及び副流体室１６間で流体が
移動不可能な周波数帯域の振動、つまり上述したエンジ
ンシェイクよりも高周波の振動であるアイドル振動やこ
もり音振動・加速時振動が入力されている場合には、そ
の振動に同期し、取付部材９への伝達力が“０”となる
ように（具体的には支持弾性体６の弾性変形による入力
と主流体室１５の容積変動による入力を相殺できるよう
に）、駆動信号ｙを生成し電磁アクチュエータ１３に供
給するようになっている。

【００２３】ここで、アイドル振動やこもり音振動は、
例えばレシプロ４気筒エンジンの場合、エンジン回転２
次成分のエンジン振動がエンジンマウント１を介してメ
ンバ３５に伝達されることが主な原因であるから、その
エンジン回転２次成分に同期して駆動信号ｙを生成し出
力すれば、振動伝達率の低減が可能となる。そこで、本
実施例では、エンジン３０のクランク角の回転に同期し
た（例えば、レシプロ４気筒エンジンの場合には、クラ
ンクが１８０度回転する度に一つの）インパルス信号を
生成し基準信号ｘとして出力する基準信号生成手段とし
てのパルス信号生成器２１を設けていて、その基準信号
ｘが、エンジン３０における振動の発生状態を表す信号
としてコントローラ２０に供給されている。

【００２４】一方、メンバ３５には、エンジンマウント
１の取り付け位置に近接して、メンバ３５の振動状況を
加速度の形で検出し残留振動信号ｅとして出力する残留
振動検出手段としての加速度センサ２２が固定されてい
て、その残留振動信号ｅが、干渉後における振動を表す
信号としてコントローラ２０に供給されている。そし
て、コントローラ２０は、それら基準信号ｘ及び残留振
動信号ｅに基づき、逐次更新形の適応アルゴリズムの一
つであるＦｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳアルゴリズム、
より具体的には、同期式Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳ
アルゴリズムに従って駆動信号ｙを生成し出力する。

【００２５】即ち、コントローラ２０は、フィルタ係数
Ｗ_i （ｉ＝０，１，２，…，Ｉ−１：Ｉはタップ数）可
変の適応ディジタルフィルタＷを有していて、理論的に
は、基準信号ｘをその適応ディジタルフィルタＷでフィ
ルタ処理して（ディジタル信号処理であるから、具体的
には、離散時間における基準信号ｘと、適応ディジタル
フィルタＷの各フィルタ係数Ｗ_i とを畳み込んで）駆動
信号ｙを生成し出力するのであるが、本実施例では、基
準信号ｘが大きさが“１”のインパルス列であることか
ら、その畳み込み演算における乗算が省略され、且つ、
適応ディジタルフィルタＷは後述するように逐次更新さ
れることから加算を省略しても実質的に支障がないの
で、実際には、最新の基準信号ｘが入力された時点から
所定サンプリング・クロックの間隔で、その適応ディジ
タルフィルタＷのフィルタ係数Ｗ_iを順番に駆動信号ｙ
として出力する。

【００２６】さらに、コントローラ２０は、エンジン３
０からエンジンマウント１を介してメンバ３５に伝達さ
れる振動が低減するように、基準信号ｘ及び残留振動信
号ｅに基づいて適応ディジタルフィルタＷのフィルタ係
数Ｗ_i を適宜更新する処理を実行する。適応ディジタル
フィルタＷの更新式は、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳ
アルゴリズムに従った下記の（１）式のようになる。

【００２７】 Ｗ_i （ｎ＋１）＝Ｗ_i （ｎ）−αＲ^T ｅ（ｎ） ……（１） ここで、（ｎ）が付く項は時刻ｎにおける値であること
を表し、また、αは収束係数と呼ばれる係数であってフ
ィルタ係数Ｗ_i の収束の速度やその安定性に関与する係
数である。そして、基準処理信号Ｒ^T は、理論的には、
基準信号ｘを、エンジンマウント１及び加速度センサ２
２間の伝達関数Ｃを有限インパルス応答関数の形でモデ
ル化したディジタルフィルタである伝達関数フィルタＣ
＾でフィルタ処理した値（リファレンス信号若しくはFi
ltered-X信号）であるが、この実施例では同期式Ｆｉｌ
ｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳアルゴリズムを適用した結果、
基準信号ｘが大きさ“１”のインパルス列であるため、
伝達関数フィルタＣ＾のインパルス応答を基準信号ｘに
同期して次々に生成した場合のそれらインパルス応答波
形の時刻ｎにおける和に一致する。ただし、基準処理信
号Ｒ^T は Ｒ^T ＝［Ｒ（Ｎ），Ｒ（Ｎ−１），…，Ｒ（Ｎ−ＴＡＰ
＋１）］ という行列であり、ＴＡＰは基準信号ｘの１周期をサン
プリング・クロックで割った値である。

【００２８】つまり、基準処理信号Ｒ^T の演算は、最新
の基準信号ｘの入力タイミングを始点として伝達関数フ
ィルタＣ＾のインパルス応答波形と、一つ前の基準信号
ｘの入力タイミングを始点とした伝達関数フィルタＣ＾
のインパルス応答波形と、二つ前の基準信号ｘの入力タ
イミングを始点とした伝達関数フィルタＣ＾のインパル
ス応答波形と、…、という具合に、現時点まで応答波形
が届いている全ての伝達関数フィルタＣ＾を重畳するこ
とにより行うが、ディジタル領域では、伝達関数フィル
タＣ＾のインパルス応答はその伝達関数フィルタＣ＾を
構成する各フィルタ係数Ｃ＾_j （ｊ＝０，１，２，…，
Ｊ−１：Ｊはタップ数）そのものであることから、例え
ば基準信号ｘの周期がサンプリング・クロックの間隔の
４倍であれば、例えば基準処理信号Ｒ（１）は、 Ｒ（１）＝Ｃ＾₁ ＋Ｃ＾₅ ＋Ｃ＾₉ ＋Ｃ＾₁₃＋… として求めることができる。

【００２９】しかし、サンプリング・クロックの間隔が
固定であり、基準信号ｘの周期はリニアに変化すること
から、基準信号ｘの周期がサンプリング・クロックの間
隔の整数倍にならない場合があり、例えば基準信号ｘの
周期がサンプリング・クロックの間隔の3.２８倍、3.８
７倍等となるようなことがある。そこで、本実施例で
は、3.２８倍のように端数が0.５未満の場合にはこれを
切り捨てて３倍と考えて基準処理信号Ｒの演算を実行す
る一方、3.８７倍のように端数が0.５以上の場合にはこ
れを切り上げて４倍と考えて基準処理信号Ｒの演算を実
行するようになっている。

【００３０】ちなみに、従来の装置にあっては、端数の
大きさに関係なく単純に切り捨てるか或いは切り上げて
いたため、3.２８倍及び3.８７倍のいずれも４倍として
処理していた。ここで、以上説明した基準信号ｘ，駆動
信号ｙ及び伝達関数フィルタＣ＾の関係をまとめると、
例えば図２に示すようになる。

【００３１】次に、本実施例の作用を説明する。即ち、
エンジンシェイク発生時には、オリフィス５ａの流路形
状等を適宜選定している結果、このエンジンマウント１
は高動バネ定数，高減衰力の支持装置として機能するた
め、エンジン３０で発生したエンジンシェイクがエンジ
ンマウント１によって減衰され、メンバ３５側の振動レ
ベルが低減される。なお、かかる場合には、特に可動部
材１２を変位させる必要はない。

【００３２】一方、オリフィス５ａ内の流体がスティッ
ク状態となり主流体室１５及び副流体１６間での流体の
移動が不可能になるアイドル振動周波数以上の周波数の
振動が入力された場合には、コントローラ２０は、所定
の演算処理を実行し、電磁アクチュエータ１３に駆動信
号ｙを出力し、エンジンマウント１に振動を低減し得る
能動的な制御力を発生させる。

【００３３】これを、アイドル振動，こもり音振動入力
時にコントローラ２０内で実行される処理の概要を示す
フローチャートである図３に従って具体的に説明する。
先ず、そのステップ１０１において所定の初期設定を行
った後に、ステップ１０２に移行し、伝達関数フィルタ
Ｃ＾の各フィルタ係数Ｃ＾_j を適宜加算して、基準処理
信号Ｒ^T を演算する。ただし、このステップ１０２で
は、次の基準信号ｘが入力されるまでの間に使用される
全ての基準処理信号を演算する。そして、このステップ
１０２における演算においては、後の演算によって求め
られる出力回数Ｔ_Y 及び端数ＥＤを考慮してフィルタ係
数Ｃ＾_j の加算が行われる。なお、第１回目の処理で
は、過去の応答波形を考慮する必要がないため、伝達関
数フィルタＣ＾の各フィルタ係数Ｃ＾_j がそのまま基準
処理信号Ｒ^T となる。

【００３４】このステップ１０２における演算処理は、
後にさらに詳細に説明する。ステップ１０２で基準処理
信号Ｒ^T が求められたら、ステップ１０３に移行してカ
ウンタｉを零クリアし、そして、ステップ１０４に移行
して、適応ディジタルフィルタＷのｉ番目のフィルタ係
数Ｗ_i を、駆動信号ｙとして出力する。駆動信号ｙを出
力したら、ステップ１０５に移行して、図示しないタイ
マを零クリアした後に計測をスタートさせる。

【００３５】そして、ステップ１０６に移行して残留振
動信号ｅを読み込んだら、ステップ１０７に移行してカ
ウンタｊを零クリアし、次いで、ステップ１０８に移行
し、適応ディジタルフィルタＷのｊ番目のフィルタ係数
Ｗ_j を、上記（１）式に従って更新する。ステップ１０
８における更新処理を終えたら、ステップ１０９に移行
して次の基準信号ｘが入力されているか否かを判定し、
ここで基準信号ｘが入力されていないと判定された場合
には、ステップ１１０に移行しカウンタｊが出力回数Ｔ
_y（正確には、カウンタｊは０からスタートするため、
出力回数Ｔ_y から１を減じた値）に達しているか否かを
判定する。この判定は、ステップ１０４で適応ディジタ
ルフィルタＷのフィルタ係数Ｗ_i を駆動信号ｙとして出
力した後に適応ディジタルフィルタＷのフィルタ係数全
てを更新したか否かを判断するためのものである。そこ
で、このステップ１１０の判定が「ＮＯ」の場合には、
ステップ１１１でカウンタｊをインクリメントした後
に、ステップ１０８に戻って上述した処理を繰り返し実
行する。

【００３６】しかし、ステップ１１０の判定が「ＹＥ
Ｓ」の場合には、適応ディジタルフィルタＷの全てのフ
ィルタ係数に対する更新演算が完了したと判断できるか
ら、ステップ１１２に移行してカウンタｉをインクリメ
ントし且つ前回ステップ１０４の処理を実行してから一
定のサンプリング・クロックの間隔が経過するまで待機
した後に、ステップ１０４に戻って上述した処理を繰り
返し実行する。従って、駆動信号ｙを出力するステップ
１０４以降の演算処理は、一定のサンプリング・クロッ
クに同期して実行されることになる。

【００３７】一方、ステップ１０９で基準信号ｘが入力
されたと判断された場合には、ステップ１１３に移行
し、ステップ１０５でクリア・スタートしたタイマの値
を読み込み、その値をサンプリング・クロックの時間間
隔で割った値を、端数ＥＤにセットする。次いで、ステ
ップ１１４に移行し、カウンタｉ（正確には、カウンタ
ｉが０からスタートするため、カウンタｉに１を加えた
値）を最新の出力回数Ｔ_y として保存した後に、ステッ
プ１０２に戻って上述した処理を繰り返し実行する。

【００３８】このような処理を繰り返し実行する結果、
基準信号ｘ，駆動信号ｙ及び伝達関数フィルタＣ＾の関
係を表す図２に示すように、コントローラ２０からエン
ジンマウント１に対しては、基準信号ｘが入力された時
点から、サンプリング・クロックの間隔で、適応ディジ
タルフィルタＷのフィルタ係数Ｗ_i が順番に駆動信号ｙ
として供給されるが、適応ディジタルフィルタＷの各フ
ィルタ係数Ｗ_i は、同期式Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭ
Ｓアルゴリズムに従った上記（１）によって逐次更新さ
れるため、ある程度の時間が経過して適応ディジタルフ
ィルタＷの各フィルタ係数Ｗ_i が最適値に収束した後
は、駆動信号ｙがエンジンマウント１に供給されること
によって、エンジン３０からエンジンマウント１を介し
てメンバ３５側に伝達されるアイドル振動やこもり音振
動が低減されるようになる。なお、エンジンマウント１
における制御力は、電磁アクチュエータ１３から発せら
れる電磁力によって可動部材１２が振動し、その振動が
主流体室１５内の流体及び支持弾性体６の拡張バネを介
して内筒３及び外筒７間の力として作用することにより
得られるものである。

【００３９】しかも、本実施例にあっては、ステップ１
１３の処理を実行した後に再びステップ１０２の処理が
実行される際には、端数ＥＤが設定されているため、こ
れを考慮して基準処理信号Ｒ^T が演算されることにな
る。具体的には、基準信号ｘの周期をサンプリング・ク
ロックの間隔で割った値の整数部分は出力回数Ｔ_y に等
しく、その少数部分は端数ＥＤに等しいから、例えば基
準信号ｘの周期がサンプリング・クロックの間隔の3.２
８倍であれば、出力回数Ｔ_y ＝３、端数ＥＤ＝0.２８と
なっている。

【００４０】従って、厳密に基準処理信号Ｒ^T を演算す
るのであれば、例えば基準処理信号Ｒ（１）は、 Ｒ（１）＝Ｃ＾₁ ＋Ｃ＾_4.28＋Ｃ＾_7.56＋Ｃ＾_10.84 ＋
… となるが、ディジタル領域ではこのような演算は不可能
である。そこで、本実施例では、端数ＥＤが0.５よりも
小さいことから、これを切り捨てて考え、基準処理信号
Ｒ（１）は、 Ｒ（１）＝Ｃ＾₁ ＋Ｃ＾₄ ＋Ｃ＾₈ ＋Ｃ＾₁₁＋… として求められる。

【００４１】ちなみに、従来の装置にあっては、端数Ｅ
Ｄを特に考慮していなかったため、例えば単純に切り上
げて考えてしまうと、基準処理信号Ｒ（１）は、 Ｒ（１）＝Ｃ＾₁ ＋Ｃ＾₅ ＋Ｃ＾₈ ＋Ｃ＾₁₃＋… となってしまう。また、逆に端数ＥＤが0.５よりも大き
い場合には、ステップ１０２においてはこれを切り上げ
て考え、基準処理信号Ｒ^T を演算することになる。

【００４２】つまり、本実施例のように、端数ＥＤを考
慮して基準処理信号Ｒ^T を演算するようにすると、全く
考慮しない場合に比べて、基準処理信号Ｒ^T に含まれる
誤差を小さくすることができる。従って、その基準処理
信号Ｒ^T の演算精度が向上するから、これに基づいて行
われる適応ディジタルフィルタＷの更新処理の精度も向
上し、もって良好な振動低減制御が実行されるようにな
るのである。

【００４３】特に、振動の周波数が高くなると、振動の
周波数が低い場合に比べて、基準処理信号Ｒ^T を演算す
るために多くの伝達関数フィルタＣ＾のフィルタ係数を
足し合わさなけれならなくなるから、本実施例のように
加算時の誤差を小さくすることによる効果はより顕著と
なる。そして、このような有利な点は、単に足し合わせ
るフィルタ係数Ｃ＾_j を端数ＥＤに基づいて選択するだ
けで得られるのであるから、特に本実施例の構成とした
ことにより演算負荷が大幅に増大してしまうようなこと
もない。

【００４４】ここで、本実施例にあっては、エンジンマ
ウント１によって制御振動源が構成され、ステップ１０
２の処理によって基準処理信号生成手段が構成され、ス
テップ１０４及びステップ１１０の処理によって駆動信
号生成手段が構成され、ステップ１０８の処理によって
適応処理手段が構成され、ステップ１０５及びステップ
１１３の処理によって端数演算手段が構成され、ステッ
プ１０２において端数ＥＤの値が0.５未満である場合と
0.５以上である場合とで足し合わせるフィルタ係数Ｃ＾
_j を選択する処理によってフィルタ係数選択手段が構成
される。

【００４５】なお、上記実施例では、過去の端数ＥＤを
特に保存することなく、最新の端数ＥＤのみを考慮して
基準処理信号Ｒ^T を演算することとしているが、これは
極短時間では端数ＥＤ（つまり、基準信号ｘの周期）が
変化しないと考えて差し支えないからである。従って、
基準信号ｘの周期が極短時間で変化する制御対象の場合
等には、過去の端数ＥＤを保存し、それらを累積してフ
ィルタ係数Ｃ＾_j を選択するようにすればよい。

【００４６】また、上記実施例では、本発明に係る能動
型振動制御装置を、エンジン３０からメンバ３５に伝達
される振動の低減を図る所謂アクティブ・エンジンマウ
ントに適用した場合について説明したが、本発明の適用
対象はこれに限定されるものではなく、周期的な振動で
あればエンジン３０以外から発せられる振動の低減を図
る装置であってもよいし、車両以外に適用してもよい。

【００４７】そして、低減の対象は振動に限定されるも
のではなく、例えば、エンジン３０から車室内に伝達さ
れる周期的な騒音を能動的に低減する能動型騒音制御装
置としてもよい。かかる場合には、コントローラから供
給される駆動信号によって駆動して車室内に制御音を発
生するラウドスピーカ（制御音源）と、車室内の残留騒
音を検出し残留騒音信号としてコントローラに出力する
マイクロフォン（残留騒音検出手段）と、を設けること
になる。

【００４８】さらに、上記実施例では、適応ディジタル
フィルタＷのフィルタ係数の更新演算に同期式Ｆｉｌｔ
ｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳアルゴリズムを適用した場合につ
いて説明したが、これに限定されるものではなく、例え
ばランダム・ノイズ等の周期性の低い騒音を低減する場
合等にはＦｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳアルゴリズム等
の他のアルゴリズムを適用してもよい。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
適応ディジタルフィルタのフィルタ係数の更新演算に必
要な基準処理信号を求める際に、基準信号の周期をサン
プリング・クロックで割った値の端数を考慮する構成と
したため、全く考慮しない場合に比べて基準処理信号に
含まれる誤差を小さくすることができ、基準処理信号の
演算精度が向上し、これに基づいて行われる適応ディジ
タルフィルタＷの更新処理の精度も向上し、もって良好
な振動騒音低減制御が実行されるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示す断面図である。

【図２】基準信号，駆動信号及び伝達関数フィルタの関
係を表す波形図である。

【図３】コントローラ内で実行される処理の概要を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

１ エンジンマウント（制御振動源） １３ 電磁アクチュエータ ２０ コントローラ ２１ パルス生成器（基準信号生成手段） ２２ 加速度センサ（残留振動検出手段） ３０ エンジン（振動源） ３５ メンバ ｘ 基準信号 ｙ 駆動信号 ｅ 残留振動信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05D 19/02 G10K 11/178

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動源から発せられた振動と干渉する制
   御振動を発生可能な制御振動源と、前記振動源の振動発
   生状態を検出し基準信号として出力する基準信号生成手
   段と、前記干渉後の振動を検出し残留振動信号として出
   力する残留振動検出手段と、フィルタ係数可変の適応デ
   ィジタルフィルタと、前記基準信号と前記適応ディジタ
   ルフィルタの各フィルタ係数とを畳み込んで前記制御振
   動源を駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成手段
   と、前記制御振動源及び前記残留振動検出手段間の伝達
   関数を有限インパルス応答関数の形でモデル化したディ
   ジタルフィルタである伝達関数フィルタと、前記基準信
   号と前記伝達関数フィルタの各フィルタ係数とを畳み込
   んで基準処理信号を演算する基準処理信号演算手段と、
   前記残留振動信号及び前記基準処理信号に基づいて前記
   干渉後の振動が低減するように前記適応ディジタルフィ
   ルタのフィルタ係数を更新する適応処理手段と、を備
   え、固定のサンプリング・クロックに同期して各演算処
   理を実行する能動型振動制御装置において、前記基準信
   号の周期を前記サンプリング・クロックの間隔で割った
   場合の端数を求める端数演算手段と、この端数演算手段
   の演算結果に応じて前記基準処理信号演算手段における
   畳み込み演算に用いられる前記伝達関数フィルタのフィ
   ルタ係数を選択するフィルタ係数選択手段と、を設けた
   ことを特徴とする能動型振動制御装置。
2. 【請求項２】 騒音源から騒音が伝達される空間に制御
   音を発生可能な制御音源と、前記騒音源の騒音発生状態
   を検出し基準信号として出力する基準信号生成手段と、
   前記空間内の所定位置における残留騒音を検出し残留騒
   音信号として出力する残留騒音検出手段と、フィルタ係
   数可変の適応ディジタルフィルタと、前記基準信号と前
   記適応ディジタルフィルタの各フィルタ係数とを畳み込
   んで前記制御音源を駆動する駆動信号を生成する駆動信
   号生成手段と、前記制御音源及び前記残留騒音検出手段
   間の伝達関数を有限インパルス応答関数の形でモデル化
   したディジタルフィルタである伝達関数フィルタと、前
   記基準信号と前記伝達関数フィルタの各フィルタ係数と
   を畳み込んで基準処理信号を演算する基準処理信号演算
   手段と、前記残留騒音信号及び前記基準処理信号に基づ
   いて前記空間内の騒音が低減するように前記適応ディジ
   タルフィルタのフィルタ係数を更新する適応処理手段
   と、を備え、固定のサンプリング・クロックに同期して
   各演算処理を実行する能動型騒音制御装置において、前
   記基準信号の周期を前記サンプリング・クロックの間隔
   で割った場合の端数を求める端数演算手段と、この端数
   演算手段の演算結果に応じて前記基準処理信号演算手段
   における畳み込み演算に用いられる前記伝達関数フィル
   タのフィルタ係数を選択するフィルタ係数選択手段と、
   を設けたことを特徴とする能動型騒音制御装置。