JP3281101B2 - 車両用振動制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の振動つまり騒音
を、低減用振動を利用した干渉作用によって低減するよ
うにした車両用振動制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両、特にエンジンによる騒音振動つま
り第１振動が問題になる自動車等においては、スピ−カ
等から低減用振動つまり第２振動を発生させて、この第
１振動と第２振動との干渉により第１振動を低減するこ
とが提案されている。この種の振動低減装置にあって
は、特表平１−５０１３４４号公報に示すように、振動
源からの振動つまり第１振動に相当する信号をリファレ
ンス信号として取り出すリファレンス信号発生器と、第
１振動による騒音が問題となる所定空間での振動をピッ
クアップするマイクと、所定空間に向けて第２振動を発
生させるスピ−カと、スピ−カから出力させる第２振動
を生成するための適応型デジタルフィルタと、上記フィ
ルタのフィルタ係数を逐次的に最適化するためのアルゴ
リズム演算装置と、を有する。すなわち、リファレンス
信号に応じて適応型デジタルフィルタがリファレンス信
号のゲインや位相等を調整して第２振動を生成する一
方、マイクで検出される振動が小さくなるように、適応
型デジタルフィルタのフィルタ係数がアルゴリズム演算
装置によって逐次的に最適化される。そして、最適化の
ためのアルゴリズムとしては、一般には最少２乗法が用
いられている。

【０００３】上述した振動低減装置にあっては、種々の
振動に対応して幅広く振動低減が行なえるという利点を
有する反面、計算量が極めて多くなるため、十分な応答
性を確保しようとすれば、高級な演算装置が必要にな
る。特に、スピ−カやマイクの数が多くなると、計算量
が級数倍的に多くなってしまう。

【０００４】上述のような観点から、本出願人は、車両
においてはエンジン振動等、打消すべき第１振動が周期
的なものが一般的である点を勘案して、低減用振動生成
のための計算量を極めて少なくすることができ、しかも
高級な演算装置を必要としなくてもすむ車両用振動低減
装置を開発した。

【０００５】すなわち、エンジン等の第１振動源によっ
て発生される第１振動の周期を検出する周期検出手段
と、第１振動の振動エネルギを低減させる第２振動を出
力させる第２振動源例えばスピ−カと、車室等の振動低
減すべく箇所の振動を検出する振動検出手段例えばマイ
クと、第２振動源から出力させる第２振動の振動エネル
ギを前記検出手段で検出される１周期毎に設定する設定
手段と、前記設定手段の出力を前記振動検出手段および
振動検出手段と第２振動源との間の伝達特性に基づいて
補正する補正手段と、を備えた構成としてある。

【０００６】このような構成とすることにより、単発的
あるいは突発的な振動には対応できないものの、周期検
出手段で検出された周期に基づいて、第２振動の波形生
成処理やマイクでピックアップする振動処理について１
周期分まとめて行なうことができて、この第２振動の振
動波形の最適化のための計算が極めて簡単になり、この
結果、高級な演算装置を用いなくとも十分に周期性振動
を低減できることになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た周期性振動の低減装置にあっては、第１振動の周期が
一定のとき、つまり定常運転されているときは良好に振
動低減がなされるものの、加速時や減速時のように、第
１振動の周期が変動したときに振動低減を十分に行なえ
ないという問題が生じることがわかった。

【０００８】この点を詳述すると、低減用振動としての
第２振動は、１次的にはデジタル制御によって設定され
るため、第１振動の１周期分に応じた数のデ−タ値が所
定のサンプリング周期毎に存在した形式として、つまり
ベクトル的に生成されて、各サンプリング周期毎に設定
されるデ−タ値が第２振動の各位相での振幅つまり振動
エネルギとして生成される。そして、デ−タ数が多くな
るということは、１周期分の波形が長くなって、デ−タ
長が長くなることを意味する。このような第２振動を最
適化するために、前回出力された第２振動のデ−タを利
用して今回出力すべき第２振動のデ−タの最適化がなさ
れるが、周期が変更されると、今回デ−タと前回デ−タ
とでは、デ−タ数つまり１周期分に相当する第２振動の
デ−タ長が異なってしまうことになり、このデ−タ長の
相違分だけ最適化がなされなくなって、振動低減が十分
に行なわれないものとなる。より具体的には、前回のデ
−タ長が短く例えばデ−タ数が１０個で、今回のデ−タ
長が長い例えばデ−タ数が１２個というように変化した
場合、今回生成すべきデ−タ長を形成するのにデ−タ数
が２個不足してしまうことになる。逆にデ−タ長い状態
から短い状態へと変化したときは、デ−タ数があまって
しまうことになる。

【０００９】なお、今回出力する第２振動として、前回
出力された第２振動のデ−タ長のまま出力させることに
よりかなりの振動低減にはなり、また加速、減速が終了
して再び定常運転に戻れば、最適化がすすんでやがて十
分に振動低減されるものの、この間の第２振動は十分に
最適化されたものとはならないので、振動低減が十分に
行なわれないままとなってしまう。

【００１０】本発明は以上のような事情を勘案してなさ
れたもので、低減すべき周期性振動の１周期分毎に低減
用振動を補正つまり最適化するものにおいて、低減すべ
き振動の周期が変更された過渡期においても、振動をよ
り十分に低減できるようにした車両用振動制御装置を提
供することを目的とする。

【００１１】上記目的を達成するため、本発明にあって
は次のような構成としてある。すなわち、第１振動源に
よって発生される周期的な振動を車両の所定空間におい
て低減させる車両用振動制御装置であって、前記第１振
動の周期を検出する周期検出手段と、前記第１振動の振
動エネルギを低減させる第２振動を出力するための第２
振動源と、前記所定空間の振動を検出する振動検出手段
と、前記第２振動１周期分の波形信号に対応する情報、
すなわちｎ個の波形振幅値を構成要素として有するｎ次
元ベクトルであるところの出力データについて、該ｎを
後述する時系列変換時のサンプリング周期との乗算値が
前記周期検出手段で検出される第１振動の周期と同じに
なるように設定する設定手段と、前回の制御周期におい
て前記設定手段で設定された前記出力データを、前記振
動検出手段の出力および該振動検出手段と前記第２振動
源との間の伝達特性に基いて前記１周期毎に補正する補
正手段と、前記補正手段で補正された前記出力データの
前記構成要素をサンプリング周期毎に配列することによ
り第２振動の波形信号に時系列変換し、当該変換によっ
て得られた波形信号を前記第２振動源から出力させる出
力手段と、前回の制御周期において前記設定手段で設定
された前記出力データにおける波形振幅値の数ｎと前記
時系列変換時のサンプリング周期との乗算値が前記周期
検出手段で検出された第１振動の周期と相違するとき、
該乗算値を該第１振動の周期に一致させるべく、前記補
正手段による補正にさきだち、前記設定手段で設定され
た前記出力データに対してその構成要素の各波形振幅値
の値を保持したまま間に新たに推定波形振幅値を挿入ま
たは前記設定手段で設定された前記出力データから任意
の波形振幅値を削除するデータ長補正手段と、を備えた
構成としてある。

【００１２】本発明は、好ましくは次のように構成する
ことができるが、以下の説明で波形振幅値をデータ値と
称し、またｎ個の波形振幅値を有するｎ次元ベクトルで
あるところの第２振動の出力データをデータ長と称し
て、そのｎの値が大きいほどデータ長が大きいあるいは
長いと称することもある。（時間的長さは上記ｎの値と
サンプリング周期との乗算値で示される）。さらに前回
の制御周期におけるデータ長を単に前回データ長と称
し、今回の制御周期におけるデータ長を単に今回データ
長と称することもある。以上のことを前提として、前記
推定データ値または削除するデータ値が複数存在する場
合に、前回データ長に対して推定データ値が挿入される
位置またはデータ値が削除される位置が互いに分散した
位置となるように設定することができる。

【００１３】前記推定デ−タ値を、前回デ−タ長におい
て設定されているデ−タ値のうち、挿入位置の直前また
は直後のデ−タ値と同じ値として設定することができ
る。

【００１４】前記推定デ−タ値を、前回デ−タ長におい
て設定されているデ−タ値のうち、挿入位置の直前と直
後との２つのデ−タ値の平均値として設定することがで
きる。

【００１５】前記削除された位置におけるデ−タ値を、
削除される前のデ−タ値とその直前または直後のデ−タ
値との相加平均値として設定することができる。

【００１６】前記推定デ−タ値の挿入位置または前記デ
−タ値の削除位置を、１周期毎に変更することができ
る。

【００１７】

【発明の効果】請求項１に記載された本発明によれば、
前回デ−タ長を推定デ−タ値によって補正して今回デ−
タ長を見込み制御的により適切化すること、つまり前回
デ−タ長により定まる振動波形を全体的に大きく変更す
ることなく今回デ−タ長により定まる振動波形をより適
切化して、第１振動の周期が変動する過渡期においても
十分に振動低減を行なうことができる。

【００１８】請求項２、請求項６に記載したような構成
とすることにより、デ−タ値の保存性が部分的におかし
くなってしまうのを防止して、振動低減をより十分に行
なう上で好ましいものとなる。

【００１９】請求項３ないし請求項５に記載したような
構成とすることにより、推定デ−タ値や削除された前後
に位置するデ−タ値の信頼性つまり確実性が十分に確保
されて、振動低減をより十分に行なう上で好ましいもの
となる。

【００２０】

【実施例】以下本発明の実施例を添付した図面に基づい
て説明する。全体の概要 図１において、自動車１は、車室２内に運転席３と助手
席４と左右の後席５、６とを有する４人乗りの乗用車と
されている。車体前部に構成されたエンジンル−ム７に
は、直列４気筒のガソリンエンジン８が塔載され、その
イグニッションコイルが符号９で示される。

【００２１】エンジン８が、エンジン回転数に応じた周
期的な振動を発生する騒音発生源つまり第１振動源とさ
れている。そして、車室２が、エンジン８の振動を低減
すべき所定空間とされている。このため、所定空間とし
ての車室２には、５個のスピ−カ１１と、８個のマイク
１２とが設置されている。スピ−カ１１が、車室へエン
ジン騒音を低減するための第２振動を発生する第２振動
源とされる。そして、マイク１２が、車室の実際の振動
を検出する振動検出手段とされる。

【００２２】自動車１には、マイクロコンピュ−タを利
用して構成された制御ユニットＵが塔載されている。制
御ユニットＵに対する入出力関係を図２に示してあり、
制御ユニットＵは、ＣＰＵからなる制御部２０を有す
る。制御部２０には、イグニッションコイル９の一次コ
イルからの信号つまりエンジン回転数に応じた点火パル
ス信号が、波形整形回路２１、周期計算回路２２を経て
入力されると共に、各マイク１２からの信号が、アンプ
２３、ロ−パスフィルタ２４、Ａ／Ｄ変換器２５を介し
て入力される。また、制御部２０からの出力信号は、Ｄ
／Ａ変換器２６、ロ−パスフィルタ２７、アンプ２８を
介してスピ−カ１１へ出力される。

【００２３】制御部２０は、マイク１２で検出される振
動が低減されるように、スピ−カ１１から出力すべき第
２振動を最適化する。以下、制御部２０による第２振動
の生成について説明するが、先ず、基本的な第２振動の
生成、つまりＩＧパルスに応じて得られる周期が一定の
ときを前提とした第２振動の生成の点について説明し、
次に、周期が変更される過渡時における第２振動補正の
点について説明する。

【００２４】第２振動の生成（基本） 図３は、制御部２０をブロック図的に示すものであり、
説明の簡単化のためにスピ−カ１１およびマイク１２を
それぞれ１個とした場合を示している。

【００２５】制御部２０は、周期計測回路２２から入力
された結果によってスピ−カ１１に出力するスピ−カ入
力信号ｙのベクトルｙの周期を調整する（ステップ１、
以下ステップをＳと略す）と共に、内蔵しているプロセ
ッサで、マイク１２・スピ−カ２間の伝達特性であるイ
ンパルス応答ｈの行列ｈを、時系列ｈ変換する（Ｓ
２）。

【００２６】次に、制御部２０はプロセッサで、インパ
ルス応答ｈの時系列ｈとマイク１２から入力されるマイ
ク出力信号ｅとでベクトルｙを逐次的に最適化し（Ｓ
３）、その後、このベクトルｙを時系列ｙに変換してス
ピ−カ入力信号ｙとし（Ｓ４）、スピ−カ１１に出力す
る。

【００２７】スピ−カ１１は、このスピ−カ入力信号ｙ
をアンチ騒音Ｚとして再生する。一方、マイク１２は、
騒音ｄとアンチ騒音Ｚが打ち消し合って振動エネルギが
低減した騒音を検出して、この結果をディジタルのマイ
ク出力信号ｅとして制御部２０に内蔵されたプロセッサ
に出力する。以下、再びプロセッサは、上記ステップ３
およびステップ４を繰り返し行い、スピ−カ入力信号ｙ
のベクトルｙを逐次的に最適化して、最終的にマイク出
力信号ｅの値が０となるようにスピ−カ入力信号ｙのベ
クトルｙを設定する。

【００２８】次に、制御部２０で行われる上記ステップ
のアルゴリズムの演算について、以下に説明する。

【００２９】先ず、制御部２０によるマイク１２のマイ
ク出力信号ｅのサンプリング周期を△ｔとする。マイク
１２・スピ−カ１１間の伝達特性であるインパルス応答
ｈが有限時間Ｊ△ｔ以内で０に収束すると仮定し、イン
パルス入力が与えられてからｊ△ｔ時間経過後のインパ
ルス応答ｈの値をｈ_j とすると、エンジン８から発生し
た第１振動である騒音ｄ、スピ−カ入力信号ｙが与えら
れたときのスピ−カ１１から発生する第２振動であるア
ンチ騒音Ｚおよびそのときの時刻ｋにおけるマイク出力
信号ｅの第ｋサンプル値ｅ（k)の関係は、次式（１）で
表わすことができる。

【００３０】 ｅ(k) ＝ｄ（k)＋Ｚ(k) ＝ｄ（k)＋行列ｈ^T ・行列ｙ（k) ・・・・（１） 但し、 行列ｈ＝［ｈ₀ ｈ₁ ｈ₂ ・・・・・ｈ_J-1 ］^T 行列ｙ（k)＝［ｙ（k) ｙ（k-1) ｙ（k-2)・・・・ｙ（k-J+1)］^T ｄ(k):ｅ（k)に含まれている騒音ｄの成分 Ｚ(k):ｅ（k)に含まれているアンチ騒音Ｚの成分 ｙ(k):スピ−カ入力信号ｙの第ｋサンプル値 従って、式（１）中のＺ（k)は、次の式（２）で示され
る。

【００３１】

【数１】

【００３２】ところで、騒音ｄは、ある周期Ｎ△ｔを持
っている周期性騒音であるので、この騒音ｄの振動エネ
ルギを低減させるアンチ騒音Ｚおよびスピ−カ入力信号
ｙ、騒音ｄと同じ周期Ｎ△ｔを持っている周期性振動お
よび周期性信号でなければならない。

【００３３】従って、スピ−カ入力信号ｙに関して次式
（３）が成立する。 ｙ(k) ＝ｙ(K-qN)＝ｙ(k) ｙ (k-1)＝ｙ(k-qN-1)＝ｙ(k+N-1) ｙ(k-2) ＝ｙ(k-qN-2)＝ｙ(k+N-2) ・・・・（３） ・・・ ・・・ ・・・ ｙ(k-N+1) ＝ｙ(k-(q+1)N+1)＝ｙ(k+1) 但し、 ｑ＝０，１，２，・・・・ ゆえに、式（１）は、 ｅ(k) ＝ｄ(k)+ベクトルｈ^T ・時系列ｙ(k) ・・・・（４） 但し、 時系列ｙ(k) ＝［ｙ (K) ｙ(K+N-1) ｙ(K+N-2) ・・・・ｙ(K+1)]^T

【００３４】

【数２】

【００３５】尚、Ｑは、Ｊ≦(q+1)Nを満たす整数ｑの最
小値である。

【００３６】次に、時刻ｋからさらにｉだけ時間が経過
した時刻k+i のマイク出力信号ｅの第K+i サンプル値ｅ
（K+i)（但し、ｉ＝１，２，・・・・）は、次式（５）
で表わすことができる。

【００３７】 ｅ（k+i)＝ｄ(k+i) ＋ベクトルｈ^T ・時系列ｙ(k+i) ＝ｄ(k+i) ＋時系列ｈ(i)^T・時系列ｙ(k) ・・・・・（５） 但し、 時系列ｙ(k+i) ＝［ｙ(k+i)^'ｙ(k+i^'-1 ） ｙ(k+N-1) ｙ(k+N-2) ・・・・・ｙ(k+i^'+1)]^T 時系列ｈ(i) ＝［バ−ｈ_i ^'バ−ｈ_i+1 ^'・・・・・バ−ｈ_N+1 バ−ｈ₀ バ−ｈ₁ ・・・・バ−ｈ_i ^' _-1］^T 尚、ｉ’は、ｉをＮで割ったときの整数剰余である。

【００３８】ところで、式（５）において、ｋはマイク
入力信号ｅの任意の初期時点を表わしているに過ぎな
い。よって、ｋ＝０と置き、ｉを改めてｋに置き直す
と、次式（６）が得られる。

【００３９】 ｅ(k) ＝ｄ(k) ＋時系列ｈ(k)^T・時系列ｙ(0) ＝ｄ(k) ＋時系列ｈ(k)^T・ベクトルｙ 但し、 ベクトルｙ＝［ｙ(0) ｙ(N-1) ｙ(N-2) ・・・ｙ(1) ］^T ＝［ｙ₀ ｙ_N-1 ｙ_N-2 ・・・・ｙ₁ ］^T ここで、次の評価関数を導入する。 Ｆ＝Ｅ［ｅ(k)²］ ＝Ｅ［ｄ(k) ＋時系列ｈ(k)^T・ベクトルｙ］ ＝Ｅ［ｄ(k)²］＋２ベクトルｙ^T ・Ｅ［ｄ(k) ・時系列ｈ(k) ］ ＋ベクトルｙ^T ・Ｅ［時系列ｈ(k) ・時系列ｈ(k)^T］ベクトルｙ ・・・・・・（７） 但し、Ｅ［ ］は、期待値を表わすものとする（Ｅは期
待演算子）。式（７）より、この評価関数のベクトルｙ
に関する勾配は、次式（８）で与えられる。 ∂Ｆ／∂ベクトルｙ＝２Ｅ［ｄ(k) ・時系列ｈ(k)] ＋２Ｅ［時系列ｈ(k) ・時系列ｈ(k)^T］ベクトルｙ ＝２Ｅ［時系列ｈ(k){d(k)＋時系列ｈ(k)^Tベクトルｙ｝］ ＝２Ｅ［時系列ｈ(k) ・ｅ(k) ］ ・・・・・（８） ここで、Ｅ［時系列ｈ(k) ・ｅ(K)]の瞬時推定値とし
て、時系列ｈ(k)・e (K)を用いることにすれば、Ｆの最
小値を与える周期Ｎ△ｔ（すなわち要素数Ｎ）を持つス
ピ−カ出力信号ベクトルであるベクトルｙの値は、最急
降下法に基づく次の漸化式（９）を反復計算することに
にょり最適化することができる。

【００４０】 ベクトルｙ(K+1) ＝ベクトルｙ(k) −μ・ｅ(k) ・時系列ｈ(k) ・・・（９） 但し、μ／２は収束係数である。

【００４１】このようにして求めた漸化式（９）は、制
御部２０に内蔵されたデ−タ処理装置であるプロセッサ
が騒音の振動エネルギを低減させるアンチ騒音の振動エ
ネルギの設定を補正する際には、以下に示すような、よ
り簡単なアルゴリズムに置き換えられる。

【００４２】先ず、一対のスピ−カ１１およびマイク１
２を用いる場合には、漸化式（９）は次式（１０）に置
き換えられる。 ｙ_(k-j+QN)'(k+1)＝ｙ_(k-j+QN)' ・(k) −μ・ｅ(k) ・ｈ_j ・・・（１０） このときプロセッサは、時刻ｋにおいては、例えば以下
に示す４つの動作手順を行っている。

【００４３】動作１：スピ−カ入力信号ｙ_k'(k) をスピ
−カ１１に対して出力する 動作２：マイク出力信号ｅ(K) をマイク１２から入力す
る 動作３：周期計測回路２２から入力されたエンジン２２
の回転周期にＯrd／△ｔまたは１／（Ｏrd・△ｔ）を乗
じた値に最も近い整数値をＮとする 動作４：ｊ＝０，１，２，・・・・，Ｊ−１について漸
化式（１０）の計算を行う 但し、ｋ’，（ｋ−ｊ＋ＱＮ）’は、それぞれｋ（ｋ−
ｊ＋ＱＮ）をＮで，割ったときの整数剰余であり、ま
た、Ｏrdは、低減させようとしている騒音のエンジン回
転数に対する最低次数を設定するための任意の一定の整
数である。

【００４４】次に、複数のスピ−カ１１・・・とマイク
１２・・・とを用いる場合には、例えば、最急降下法に
基づき、

【００４５】

【数３】

【００４６】の瞬時推定値として、

【００４７】

【数４】

【００４８】を用いると、評価関数

【００４９】

【数５】

【００５０】を最小化する第１スピ−カ出力信号ベクト
ルであるベクトルｙ₁ の最適値は、次の漸化式（１１）
を反復計算することにより求められる。

【００５１】

【数６】

【００５２】但し、 ｙ_lk ^' ：時刻ｋにおける第１スピ−カ入力信号 ｅ _m ：第ｍマイク出力信号 ｈ_lmj ：第１スピ−カ・第ｍマイク間のインパルス応答
のｊ△ｔ時間後の値 Ｌ：スピ−カの個数 Ｍ：マイクの個数 Ｊ：全てのスピ−カ・マイク間のインパルス応答が有限
時間△ｔ以内で０に収束することを示す整数値 また、 ベクトルｙ_l ＝［ｙ_{l 0} ｙ_{l N-1} ｙ_{l N-2} ・・・ｙ_{l 1} ］^T 時系列ｈ_lm(k) ＝［バ−ｈ_{lm k'} バ−ｈ_{lm k'+1} ・・・バ−ｈ_{lm N+1} バ−ｈ_{lm 0} バ−ｈ_{lm 1}・・・バ−ｈ_{lm k'-1} ］^T さらに、 バ−ｈ_{lm 0}＝ｈ_{lm 0} ＋ｈ_{lm N} ＋・・・・ｈ_{lm QN} バ−ｈ_{lm 1}＝ｈ_{lm 1} ＋ｈ_{lm N+1}＋・・・ｈ_{lm QN+1} ・・・・ ・・・ ・・・・ ・・・・ バ−ｈ_{lm j-QN-1} ＝ｈ_{lm j-QN-1} ＋ｈ_{lm j-(Q-1)N-1} ＋・・・＋ｈ_{lm j-1} バ−ｈ_{lm j-QN} ＝ｈ_{lm j-QN} ＋ｈ_{lm j-(Q-1)N} ＋・・・＋０ ・・・・ ・・・・ ・・・・・ ・・・・・ バ−ｈ_{lm N-1} ＝ｈ_{lm N-1} ＋ｈ_{lm 2N-1} ＋・・・＋０ ｌ＝１，２，・・・・，Ｌ ｍ＝１，２，・・・・，Ｍ 従って、漸化式（９）は次式（１２）に置き換えられ
る。

【００５３】

【数７】

【００５４】このときプロセッサは、時刻ｋにおいて
は、例えば以下に示す４つの動作手順を行っている。

【００５５】動作１１：スピ−カ入力信号ｙ_1k ^' （k)，
ｙ_2k ^' （k)，・・・・，ｙ_lk ^'(k ）をそれぞれ第１スピ
−カ、第２スピ−カ、・・・、第Ｌスピ−カに対して出
力する 動作１２：マイク出力信号ｅ₁(k), ｅ₂(k),・・・, ｅ_M(k)
をそれぞれ第１マイク、第２マイク、・・・・、第Ｍマ
イクから入力する 動作１３：周期計測回路２２から入力されたエンジン２
２の回転周期にＯrd／△ｔまたは１／（Ｏrd・ △ｔ）を
乗じた値に最も近い整数値をＮとする。 動作１４：１＝１、２、・・・・・Ｌおよびｊ＝０，
１，２，・・・・Ｊ−１について漸化式（１２）の計算
を行う また、上記の複数のスピ−カ１１・・・とマイク１２・
・・とを用いる場合について、

【００５６】

【数８】

【００５７】の瞬時推定値として、α・時系列ｈ_1k ^'(k)
・ｅ_k ^' (k)を用いると、最急降下法に基づいて評価関数

【００５８】

【数９】

【００５９】を最小化する第１スピ−カ出力信号ベクト
ルであるベクトルｙ₁ の最適値は、次の漸化式（１３）
を反復計算することにより求められる。 ベクトルｙ₁ (k+ 1)＝ベクトルｙ₁ (k) −μ・α・時系列ｈ_1k ^"(k)・ｅ_k ^"(k) ・・・・（１３） 但し、ｋ”は、ｋをＭで割ったときの整数剰余に１を加
えた値であり、また、αは任意の定数である。この漸化
式（１３）は、漸化式（１１）よりも短時間で演算でき
る。

【００６０】従って、漸化式（９）は次式（１４）に置
き換えられる。 ｙ_1(k-J+QN) ^'(k+1) ＝ｙ_1(K-j+QN) ^'（k)−μ・α・ｅ_k(k)・ ｈ_1k ^" _j ・・・・・（１４） このときプロセッサは、時刻においては、例えば以下に
示す４つの動作手順を行っている。

【００６１】動作２１：スピ−カ入力信号ｙ_1k ^'(k), ｙ
_2k ^'(k), ・・・・、ｙ_Lk ^'(k ）をそれぞれ第１スピ−
カ、第２スピ−カ、・・・・・、第Ｌスピ−カに対して
出力する 動作２２：マイク出力信号ｅ_k ^"(k) を第ｋ”マイクから
入力する 動作２３：周期計測回路２２から入力されたエンジン２
２の回転周期にＯrd／△ｔまたは１／（Ｏrd・△ｔ）を
乗じた値に最も近い整数値をＮとする。 動作２４：１＝１、２、・・・・、Ｌおよびｊ＝０、
１、２・・・・、Ｊ−１について漸化式（１４）の計算
を行う。 従って、上記アルゴリズムの演算は、漸化式（９）、
（１１）および（１３）、あるいはこれら漸化式を単純
化した漸化式（１０）、（１２）および（１４）を反復
計算するだけで良いので、スピ−カ入力制御の計算時間
を短縮することが可能となる。

【００６２】過渡時のデ−タ長補正（図４〜図１０） 次に、図４以下を参照しつつ、加減速等によってエンジ
ン８の回転周期が変更される場合の過渡時における第２
振動の補正について説明する。なお、この補正は、図３
に示すベクトルｙの最適化（Ｓ３）の処理の前に行われ
る。先ず、図４、図５は、デ−タ長の長さ調整について
図式的に示すもので、図４は１周期分のデ−タ長が長く
なる（デ−タ数が増加する）ように補正する場合を示
し、図５は１周期分のデ−タ長を短くする（デ−タ数を
減少させる）ように補正する場合を示す。

【００６３】図４の上側に前述のように最適化された第
２振動の前回デ−タが示されるが、この前回デ−タにお
いて、各サンプリングタイミング毎に設定される黒丸印
で示す値が第２振動の振動エネルギを示すものであっ
て、スピ−カから出力される１周期分の第２振動は、当
該黒丸印を結んで得られる波形に相当する振動波形とな
る。この図４における前回デ−タは、図示ではデ−タ数
ｎ₀ として１０個の場合を示してある。この状態からエ
ンジン回転数が変動されて、変動された周期に対応する
デ−タ長が今回設定すべきつまり補正により得られるべ
き今回デ−タであり、図示の場合は、デ−タ数ｎ₁ が１
２個とされる場合を示している。そして、前回デ−タか
ら今回デ−タを得るのに、前回デ−タに対して、不足分
のデ−タ数に応じた２個の推定デ−タ値を挿入すること
により、今回デ−タが得られるようになっている。そし
て、挿入された推定デ−タ値を、白抜きの丸印で示して
ある。

【００６４】図５は、前回デ−タのデ−タ長を短くして
今回デ−タを得るもので、図４の場合とは逆に、前回デ
−タから余分な２個のデ−タ値を削除するものとなって
いる。

【００６５】図６〜図８は、前述した過渡時におけるデ
−タ長補正のための挿入、削除の制御例を示すフロ−チ
ャ−トであり、以下このフロ−チャ−トについて説明す
る。なお、以下の説明でＱはステップを示す。先ず、メ
インフロ−チャ−トとなる図６において、あらたに測定
されたＩＧパルス周期（秒）ｒが読込まれる。次いで、
Ｑ２に示す式にしたがって、今回設定すべき今回デ−タ
のデ−タ数ｎ₁ が算出される。なお、Ｑ２に示す式中、
ｓｆはサンプリング周波数（Ｈｚ）であり、ｍは任意の
整数である。

【００６６】Ｑ３においては、今回デ−タのデ−タ数ｎ
₁ が前回デ−タのデ−タ数ｎ₀ よりも大きいか否かが判
別される。このＱ３の判別でＹＥＳのときは、Ｑ４にお
いて、後述するデ−タ数挿入の補正が行なわれた後、Ｑ
５においてｎ₁ を前回デ−タ数ｎ₀ に更新する処理がな
される。

【００６７】Ｑ３の判別でＮＯのときは、Ｑ６におい
て、今回のデ−タ数ｎ₁ が前回のデ−タ数ｎ₀ よりも小
さいか否かが判別される。このＱ６の判別でＹＥＳのと
きは、Ｑ７において、後述するデ−タ数削除の処理が行
なわれた後、Ｑ５に移行する。Ｑ６の判別のＮＯのとき
は、デ−タ数の挿入、削除の補正が不用なときなので、
そのままリタ−ンされる（前述した最適化の処理実
行）。

【００６８】図６のＱ４の内容が、図７に示されるが、
図７の例では、推定デ−タ値を前回デ−タに対して等間
隔に挿入すると共に、推定デ−タ値を前回デ−タのうち
挿入位置の直前に位置するデ−タ値に設定する場合を示
している。以上のことを前提にして、先ず、Ｑ１１にお
いて、今回デ−タ数ｎ₁ から前回デ−タ数ｎ₀ を差し引
くことにより、挿入すべき推定デ−タ値の数ｄｎが算出
される。次いで、Ｑ１２において、挿入デ−タ値の数ｄ
ｎがｉとして設定される。

【００６９】Ｑ１３においては、ここに示す式にしたが
ってｊの設定が行なわれるが、このｊは推定デ−タ値が
挿入される位置を示す。Ｑ１３に示す「ｉｎｔ」の示す
意味は、計算結果を四捨五入すべきことを意味する。例
えば、図４に示すように、ｎ₀ が１０、ｎ₁ が１２、で
あるとすると、「ｉｎｔ」でくくられたカッコ内の計算
結果は、当初はｉ＝ｄｎ＝２であるので、７．１６６・
・・となって、ｊが７とされる。

【００７０】Ｑ１３の後、Ｑ１４において、ここに示す
式にしたがってｋが設定される。なお、ｋは図４の場
合、ｎ₀ ＝１０であるが、この位置は、図４において
は、もっとも右方にあるつまり後側にあるデ−タ位置を
示す。次いで、Ｑ１５において、前回デ−タにおけるｙ
（ｋ）に相当するデ−タ値の位置が、今回デ−タにおけ
るｙ（ｋ＋１）の位置として設定された後、Ｑ１６にお
いてｋ＝ｋ−１として設定される。そして、Ｑ１７にお
いて、ｋがｊよりも小さいか否かが判別されて、Ｑ１７
の判別でＮＯのときのときは、再びＱ１５へ戻る。Ｑ１
７の判別でＹＥＳのときは、Ｑ１８において、ｉから１
を差し引いた値を新たにｉとして設定した後、Ｑ１９に
おいて、ｉが０になったか否かが判別される。このＱ１
９の判別でＮＯのときのときは、再びＱ１３へ戻る。そ
して、Ｑ１９の判別でＹＥＳのときとなった時点で、今
回デ−タを補正するための推定デ−タ値の挿入終了とさ
れる。

【００７１】図４の場合は、Ｑ１３〜Ｑ１８の処理を２
回行なった時点でＱ１９の判別がＹＥＳとなって、推定
デ−タ値挿入の処理が終了されて、図４の下側に示す今
回検出された周期に対応したデ−タ長を有する今回デ−
タが得られる。図４に示す場合を例にしたデ−タ値のシ
フトの様子および推定デ−タ値の設定を、図９に図式的
に示してある。勿論、図４の下側に示すようにデ−タ長
調整された今回デ−タに相当する振動波形が、スピ−カ
１１から出力される。なお、挿入される推定デ−タ値
は、挿入位置の直後にあるデ−タ値として設定するよう
にしてもよい。

【００７２】図８は、図６のＱ７の詳細を示すものであ
り、推定デ−タ値を前回デ−タから等間隔で削除するよ
うにしてある。この図８に示す処理においては、前述し
た推定デ−タ値の挿入の処理とほぼ対応した処理となっ
ているので、相違する部分のみを説明する。先ず、Ｑ２
３で設定されるｊの位置が、デ−タ値が削除される位置
を示す。また、削除されるデ−タ値よりも後側に位置す
るデ−タ値の位置が、Ｑ２５〜Ｑ２７の処理によって、
前側にシフトされる。図５に示す場合を例に、デ−タ値
が削除される様子を、図１０に図式的に示してある。

【００７３】過渡時のデ−タ長補正の他の例（図１１、図１２ ） 図１１は、推定デ−タ値を、その挿入位置の前後にある
デ−タ値に基づく１次補間により設定する、つまり挿入
位置の前後に位置するデ−タ値の相加平均値として設定
したものとなっている。この図１１は、前述した図７に
対して、Ｑ１７とＱ１８との間に設定される処理を示し
ている。すなわち、Ｑ１７の判別でＹＥＳのときに、Ｑ
３１において、ｊ＋２がｎ₁ よりも大きいか否かが判別
されて、この判別がＮＯのときは、Ｑ３２に示すよう
に、挿入位置となる前後のデ−タ値の相加平均値が推定
デ−タ値として設定される。また、Ｑ３１の判別でＮＯ
のときのときは、挿入される位置よりも後側にデ−タ値
が存在しないときである。このときは、挿入される位置
よりも後側に位置するデ−タ値は、最初のデ−タ値に相
当するものであるからして、Ｑ３３において、挿入され
る位置直前のデ−タ値と最初に位置するデ−タ値との相
加平均値が推定デ−タ値として設定される。

【００７４】図１２は、削除される位置の前後にあるデ
−タ値対して１次補間を行なうようにしたものである。
この図１２の処理は、基本的には図８に示す場合と同じ
であるが、Ｑ４４において、削除される位置にあったデ
−タ値をｄｙとして設定して、Ｑ４９において、この削
除された位置にあるデ−タ値が、ｄｙと削除される位置
の直後にあったデ−タ値との相加平均値として設定され
る。勿論、ｄｙと削除される位置の直前にあったデ−タ
値との間での相加平均値を、削除後の位置にあらたに位
置するデ−タ値として設定するようにしてもよい。

【００７５】過渡時のデ−タ長補正の他の例（図１３〜図１６） 図１３は、推定デ−タ値の挿入位置を、１周期毎に変更
する場合の例を示す。すなわち、基本的には図７に示す
と同様の処理が行なわれるが、図７に対して、Ｑ６１、
Ｑ６５、Ｑ６６の処理を設定すると共に、挿入位置を設
定するＱ６４の点において相違する。すなわち、Ｑ６１
において挿入位置のシフト量Ｓ（整数）を設定して、Ｑ
６４において、挿入位置ｊの設定にシフト量Ｓを加算す
るようにしてある。そして、シフト量Ｓの設定によっ
て、毎回同じ位置にデ−タが挿入、削除されるのを防止
するため、Ｑ６５、Ｑ６６が設定される。

【００７６】上記Ｑ６１におけるシフト量Ｓの設定は、
例えば図１５に示すように行なわれる。この図１５に示
す例では、挿入位置を、１つづつ後側にシフトさせる場
合を示す。また、Ｑ６１におけるシフト量の設定の他の
例を図１６に示してあり、この場合は、シフト量Ｓを、
乱数を発生させて設定するようにしてある。

【００７７】図１４は、図１３と同様にシフト量Ｓを利
用して、デ−タ値を削除する位置を１周期毎に変更する
場合の例を示す。この図１４においても、基本的には図
８に示すものと同じであるが、Ｑ８１、Ｑ８４、Ｑ８
５、Ｑ８６に特徴がある（前述の図１３におけるＱ６
１、Ｑ６４、Ｑ６５、Ｑ６６に対応）。この図１４の内
容は、今迄の説明から明らかなので、これ以上詳細な説
明は省略する。

【００７８】以上実施例について説明したが、本発明は
これに限らず例えば次のような場合をも含むものであ
る。 （1)第２振動源としては、スピ−カに限らず、例えばエ
ンジンと車体との間に介装されるアクチュエ−タ（エン
ジン取付部材に内蔵）等、従来提案されている適宜のア
クチュエ−タとすることができる。 （2)第１振動源としては、エンジンに限らず、周期的な
振動を発生する車両塔載の適宜の機器とすることができ
る。 （3)エンジンを第１振動源とした場合は、低減すべき周
期的な第１振動は、２次振動、４次振動、６次振動等適
宜のものを選択し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された車両を上方から見た図。

【図２】本発明の制御系統の一例を全体的に示す図。

【図３】第２振動を最適化するための制御系統を示す
図。

【図４】推定デ−タ値を挿入してデ−タ長を長くする一
例を図式的に示す図。

【図５】デ−タ値を削除してデ−タ長を短くする一例を
示す図。

【図６】デ−タ長の補正を行なうための制御例を示すフ
ロ−チャ−ト

【図７】デ−タ長を長くする補正を行なうための一例を
示すフロ−チャ−ト。

【図８】デ−タ長を短くする補正を行なうための一例を
示すフロ−チャ−ト。

【図９】図７に示す制御例を図式的に示す図。

【図１０】図８に示す制御例を図式的に示す図。

【図１１】デ−タ長を長くする補正の他の例を示す要部
フロ−チャ−ト。

【図１２】デ−タ長を短くする補正の他の例を示すフロ
−チャ−ト。

【図１３】デ−タ長を長くする補正のさらに他の例を示
すフロ−チャ−ト。

【図１４】デ−タ長を短くする補正のさらに他の例を示
すフロ−チャ−ト。

【図１５】図１３、図１４におけるシフト量Ｓの設定例
を示すフロ−チャ−ト。

【図１６】図１３、図１４におけるシフト量Ｓの他の設
定例を示すフロ−チャ−ト。

【符号の説明】

１：自動車 ２：車室（所定空間） ８：エンジン（第１振動源） ９：イグニッションコイル（周期検出用） １１：スピ−カ（第２振動源） １２：マイク（振動検出手段） ２０：制御部 ２２：周期計測回路 Ｕ：制御ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ１０Ｋ 11/16 Ｇ１０Ｋ 11/16 Ｊ (56)参考文献 特開 平６−266376（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−191198（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−257798（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−282284（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−337683（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−337686（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−352197（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−109124（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−347559（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−39710（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−238708（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−80777（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−203406（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−287733（ＪＰ，Ａ) 特表 平５−503622（ＪＰ，Ａ) 特表 平４−505221（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G10K 11/178 B60R 11/02 F01N 1/00 F01N 1/06 F02B 77/13 F16F 15/02 G05D 19/02 G10K 11/16

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１振動源によって発生される周期的な振
   動を車両の所定空間において低減させる車両用振動制御
   装置であって、 前記第１振動の周期を検出する周期検出手段と、 前記第１振動の振動エネルギを低減させる第２振動を出
   力するための第２振動源と、 前記所定空間の振動を検出する振動検出手段と、 前記第２振動１周期分の波形信号に対応する情報、すな
   わちｎ個の波形振幅値を構成要素として有するｎ次元ベ
   クトルであるところの出力データについて、該ｎを後述
   する時系列変換時のサンプリング周期との乗算値が前記
   周期検出手段で検出される第１振動の周期と同じになる
   ように設定する設定手段と、前回の制御周期において前記設定手段で設定された前記
   出力データ を、前記振動検出手段の出力および該振動検
   出手段と前記第２振動源との間の伝達特性に基いて前記
   １周期毎に補正する補正手段と、前記補正手段で補正された前記出力データの前記構成要
   素をサンプリング周期毎に配列することにより第２振動
   の波形信号に時系列変換し、当該変換によって得られた
   波形信号を前記第２振動源から出力させる出力手段と、 前回の制御周期において前記設定手段で設定された前記
   出力データにおける波形振幅値の数ｎと前記時系列変換
   時のサンプリング周期との乗算値が前記周期検出手段で
   検出された第１振動の周期と 相違するとき、該乗算値を
   該第１振動の周期に一致させるべく、前記補正手段によ
   る補正にさきだち、前記設定手段で設定された前記出力
   データに対してその構成要素の各波形振幅値の値を保持
   したまま間に新たに推定波形振幅値を挿入または前記設
   定手段で設定された前記出力データから任意の波形振幅
   値を削除するデータ長補正手段と、を備えている事を特
   徴とする車両用振動制御装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記推定波形振幅値の数または前記削除する波形振幅値
   の数が複数存在する場合に、前回の制御周期における前
   記出力データに対して該推定波形振幅値が挿入される位
   置または波形振幅値が削除される位置が互いに分散した
   位置となるように設定されている、ことを特徴とする車
   両用振動制御装置。
3. 【請求項３】請求項１において、 前記推定波形振幅値が、前回の制御周期における前記出
   力データを構成する波形振幅値のうち、該推定波形振幅
   値が挿入される位置の直前または直後の波形振幅値と同
   じ値として設定される、ことを特徴とする車両用振動制
   御装置。
4. 【請求項４】請求項１において、 前記推定波形振幅値が、前回の制御周期における前記出
   力データを構成する波形振幅値のうち、該推定波形振幅
   値が挿入される位置の直前と直後の波形振幅値の平均値
   として設定される、ことを特徴とする車両用振動制御装
   置。
5. 【請求項５】請求項１において、前回の制御周期における前記出力データの波形振幅値が
   削除された後における当該削除位置の直前または直後の
   波形振幅値が、前記 削除される前の波形振幅値とその直
   前または直後の波形振幅値との相加平均値として設定さ
   れる、ことを特徴とする車両用振動制御装置。
6. 【請求項６】請求項１において、 前記推定波形振幅値の挿入位置または前記波形振幅値の
   削除位置が、１制御周期毎に変更される、ことを特徴と
   する車両用振動制御装置。