JP3395312B2 - 車室内音の適応型能動消音装置 - Google Patents
車室内音の適応型能動消音装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車室内音の適応型能動
消音装置に関する。一般に、自動車の車室内騒音の中で
乗員のうるささに及ぼす影響が大きい２００Ｈｚ以下の
室内こもり音は、エンジン回転振動に起因したパネル振
動放射音が支配的であることから、その対策は車体の構
造、強度問題にまで関係する重要な問題である。 【０００２】 【従来の技術】従来より、かかる室内こもり音を小さく
するために、適応フィルタを用いたアクティブノイズキ
ャンセラなる装置が提案されている。すなわち、かかる
アクティブノイズキャンセラでは、車室内の制御点での
信号が最小となるよう、適応フィルタを用いて、車室内
騒音に対し振幅が等しく位相が逆相となる音を２次音源
から出すような制御を行なっている。この場合、参照信
号としては、エンジン点火信号そのものが使用される。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の手段では、アクティブノイズキャンセラの参
照信号として、上述のごとくエンジン点火信号そのもの
を使用しているので、基本次数成分（例えば４気筒エン
ジンの場合、クランク回転２次周波数成分Ｃ2 ，クラン
ク回転４次周波数成分Ｃ4 ，クランク回転６次周波数成
分Ｃ6 ，クランク回転８次周波数成分Ｃ8 ，・・・）に
ついての消音は可能であるが、加減速時の音質を悪化さ
せると言われているハーフ次数成分（例えばクランク回
転０．２５次周波数成分Ｃ0.25及びクランク回転０．５
次周波数成分Ｃ0.5 等）についての消音を行なうことが
できない。従って、加減速時においては、十分な消音効
果及び音質の改良が得られないという課題がある。 【０００４】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、適応フィルタを用いた適応型能動消音装置に
おいて、エンジン回転数と相関する信号から任意の参照
信号を生成できるようにして、種々のエンジン運転状態
に対応して消音を行なえるようにした、適応型能動消音
装置を提供することを目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】このため、本発明の車室
内音の適応型能動消音装置は、車両に搭載されたエンジ
ンの回転数と相関する参照信号を発生する参照信号発生
手段と、車室内の制御点での信号を検出する制御点信号
検出手段と、該車室内へ向け音波信号を出力する２次音
源とをそなえるとともに、該参照信号発生手段からの参
照信号と該制御点信号検出手段からの制御点信号とを受
けて、該制御点信号が最小となるように該２次音源から
出力される音波信号を制御すべく、適応フィルタを用い
た制御手段をそなえてなる、車室内音の適応型能動消音
装置において、該参照信号発生手段が、エンジンの回転
数と相関する信号から信号周波数情報を演算する信号周
波数情報演算手段と、該信号周波数情報演算手段で演算
された信号周波数情報に基づいて、エンジンの定常運転
時には基本次数成分、エンジン加減速運転時には近接次
数成分にそれぞれ基づき参照信号を生成する参照信号生
成手段とをそなえて構成されたことを特徴としている。 【０００６】 【作用】上述の本発明の車室内音の適応型能動消音装置
では、適応フィルタを用いた制御手段により、参照信号
発生手段からの参照信号と制御点信号検出手段からの制
御点信号とを受けて、制御点信号が最小となるように２
次音源から出力される音波信号を制御することが行なわ
れるが、このとき参照信号は次のようにして生成され
る。すなわち、信号周波数情報演算手段で、エンジンの
回転数と相関する信号から信号周波数情報を演算し、こ
の信号周波数情報演算手段で演算された信号周波数情報
に基づいて、参照信号生成手段が、エンジンの定常運転
時には基本次数成分、エンジン加減速運転時には近接次
数成分にそれぞれ基づき参照信号を生成する。 【０００７】 【実施例】以下、図面により、本発明の実施例について
説明する。図１〜図９は本発明の一実施例としての車室
内音の適応型能動消音装置を示すもので、図１はその要
部ブロック図、図２はそのシステムブロック図、図３は
システムコントロールユニットの詳細を示すブロック
図、図４は本装置の制御アルゴリズムを説明するブロッ
ク図、図５，図６はいずれもその制御要領を説明するフ
ローチャート、図７は基準周波数の算出要領を説明する
ためのタイムチャートであり、図８は本実施例の変形例
を示す要部ブロック図、図９は本実施例の更に他の変形
例を示す要部ブロック図である。 【０００８】さて、この実施例では、図１〜図３に示す
ように、車室２００内の制御点（評価点）での信号を検
出する制御点信号検出手段が設けられているが、この制
御点信号検出手段は、車室２００内の運転席２０１のヘ
ッドレストに設けられた制御マイク（例えば簡易コンデ
イサマイク）２−１として構成されている。更に詳細に
は、この制御マイク２−１は、ヘッドレストの車室中央
寄り部分に、ゴムケースを介して設けられている。この
ように制御マイク２−１をヘッドレストの車室中央寄り
部分に設けるのは、ガラスの反射等の影響を少なくし
て、効果面積を拡大させるためである。 【０００９】また、この制御マイク２−１で検出された
制御点信号は、シートバック内に設けられたマイクロホ
ンアンプ（増幅器）で増幅されるようになっている。さ
らに、車室２００内へ向け音波信号（２次ソース信号）
を出力する２次音源としてのスピーカ（キャンセリング
スピーカ）３が設けられているが、この場合、スピーカ
３は、車室２００のリアシート２０３の後端において、
トランクルームをバックキャビティとして利用しうる位
置に配設されている。即ち、このスピーカ３は、リアシ
ート２０３のアームレストを倒すと開く開口部分に振動
面が向くように、リアシート２０３のシートバック裏面
の隔壁（スピーカ取り付け用合板）に取り付けられてい
る。 【００１０】また、車両に搭載されたエンジン（例えば
Ｖ６エンジン）１００の回転数と相関する参照信号を発
生する参照信号発生手段１が設けられているが、この参
照信号発生手段１は、信号周波数情報演算手段１Ａと参
照信号生成手段１Ｂとの機能を有するシンセサイザとし
て構成されている。ここで、信号周波数情報演算手段１
Ａは、電子制御装置（ＥＣＵ）５からのエンジンの回転
数と相関する信号としてのエンジンパルス（点火パル
ス）から信号周波数情報を演算するもので、このため
に、図２に示すごとく、信号周波数情報演算手段１Ａ
は、エンジンパルスの数を計数する計数手段１Ａ−１
と、計数手段１Ａ−１で計数されたエンジンパルス数か
らエンジンパルス周波数を求める周波数演算手段１Ａ−
２との機能をそなえている。 【００１１】なお、ＥＣＵ５は、エンジン回転数センサ
やエンジン負荷センサ等の検出信号を受けて、エンジン
１００の点火時期制御のための信号や燃料供給制御（空
燃比制御）のための信号を出力するもので、マイクロプ
ロセッサやメモリ等からなる公知のものであり、通常、
ＥＣＵ５からはエンジンパルス（点火パルス）を容易に
取り出すことができるようになっている。 【００１２】また、上記の計数手段１Ａ−１，周波数演
算手段１Ａ−２は、入力するエンジンパルスとマイクロ
フォン信号との間の因果関係を保持するために、ソフト
ウエアにて実現されるようになっている。すなわち、ソ
フトウエアではなくハードウエアで上記の手段を実現す
ると、タイミング差や時間遅れ等の非線形化により入力
するエンジンパルスとマイクロフォン信号との間の因果
関係が無くなってしまうのである。 【００１３】次に、上記の計数手段１Ａ−１，周波数演
算手段１Ａ−２による演算手法について説明する。ま
ず、エンジン点火パルス（エンジンパルス）の周期から
初期角速度と基準周波数は、 sin θ＝sin(Ｗ・ＴSAMPLE) ＝sin(２πＦSIGNAL・ＴSAMPLE) ・・（Ａ１） と表すことができる。 【００１４】ここで、ＦSIGNAL＝１／ＴSIGNALであるか
ら、ＴSIGNAL中にカウントされるパルス数をｎ個とすれ
ば、 sin θ＝sin(２π・（ＴSAMPLE／（ｎ／ＦCLOCK ））） ＝sin(２π・（ＴSAMPLE・ＦCLOCK ／ｎ）） ＝sin(２π・（ＦCLOCK ／ＦSAMPLE・ｎ）） ・・（Ａ２） となる。 【００１５】これにより、ＴSIGNAL中にカウントされる
パルス数ｎ（ｎは自然数）を計測すれば、既知の情報Ｆ
CLOCK ，ＦSAMPLEから周波数情報sin θを求めることが
でき、この演算を信号周波数情報演算手段１Ａで行なう
のである。なお、パルスカウンタクロックＦCLOCK （周
期ＴCLOCK ），Ａ／ＤサンプリングクロックＦ
SAMPLE（周期ＴSAMPLE），エンジン点火パルスＦSIGNAL
（周期ＴSI GNAL）及びタイミングジェネレータタイミイ
ング，ディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）タイミ
ングを示すと、図７のようになる。 【００１６】参照信号生成手段１Ｂは、信号周波数情報
演算手段１Ａで演算された信号周波数情報に基づいて、
エンジンパルス（エンジンの回転数と相関する信号）の
有する周波数に対し、非整数倍の周波数を含む複数の周
波数を有する参照信号を生成するものであるが、本実施
例では、参照信号生成手段１Ｂは、モード０マップ１Ｂ
−１とモード１マップ１Ｂ−２とをそなえている。 【００１７】モード０マップ１Ｂ−１は、エンジン定常
運転時の参照信号を生成するもので、基本次数成分を含
む参照信号（ΣＡi sin θi ) を出力するもので、モー
ド１マップ１Ｂ−１は、エンジン加減速運転時の参照信
号を生成するもので、近接次数成分（例えばクランク回
転０．５次周波数成分やクランク回転０．２５次周波数
成分等の基本次数成分に対し非整数倍の周波数成分）を
含む参照信号（ΣＢisin θi ) を出力するもので、い
ずれのマップ１Ｂ−１，１Ｂ−２も、等価的には、複数
のオシレータと各オシレータ出力を加算する加算器とで
構成されることになる。 【００１８】なお、参照信号生成手段１Ｂは、モード０
マップ１Ｂ−１の出力またはモード１マップ１Ｂ−２の
出力を選択するスイッチ手段１Ｂ−３の機能も有してい
る。そして、スイッチ手段１Ｂ−３は、切替制御手段
（ＣＯＮＴ）６からの信号を受けて、定常運転時には、
モード０マップ１Ｂ−１の出力を参照信号として選択
し、加減速運転時には、モード１マップ１Ｂ−２の出力
を参照信号として選択するようになっている。 【００１９】ここで、切替制御手段６は、信号周波数情
報演算手段１Ａで演算された信号周波数情報から単位時
間当たりの角度変化勾配（Δsin θ）を求め、この角度
変化勾配（Δsin θ）が所望のしきい値ＴＨ１を越える
と、加減速運転であると判定して、モード１マップ選択
信号を出力するとともに、角度変化勾配（Δsin θ）が
所望のしきい値ＴＨ２（ＴＨ２＜ＴＨ１）以下になる
と、定常運転であると判定して、モード０マップ選択信
号を出力するようになっている。なお、角度変化勾配
（Δsin θ）は、次式から求められる。 【００２０】 Δsin θ＝sin ( θOLD ＋( ２π・（ＦCLOCK ／ＦSAMPLE・ｎ））) ・・（Ａ３） ここで、θOLD は１回前に求められた信号周波数情報で
ある。ところで、システムコントロールユニット１３
が、トランクルーム内に配設されている。そして、この
システムコントロールユニット１３へは、図２，３に示
すように、ＥＣＵ５からのエンジンパルスおよび制御マ
イク２−１からの検出信号が入力されるとともに、スピ
ーカ３へスピーカアンプ７を介して２次ソース信号が出
力されるようになっている。 【００２１】このシステムコントロールユニット１３
は、数値演算プロセッサ４０，ＲＯＭ４１，ＲＡＭ４
２，ディジタルシグナルプロセッサ（以下、ＤＳＰとい
う）４３，ステータスコントロールレジスタ（以下、Ｓ
ＣＲという）４４，クロック発生器４５，パルスカウン
タ５１，ローパスフィルタ５２，５３，Ａ／Ｄ変換器６
２，Ｄ／Ａ変換器６３，タイミング発生器８，シリアル
ポート１０をそなえており、更に数値演算プロセッサ４
０，ＲＯＭ４１，ＲＡＭ４２，ＤＳＰ４３，ＳＣＲ４
４，パルスカウンタ５１，Ａ／Ｄ変換器６２，Ｄ／Ａ変
換器６３は、光電変換器（Ｏ／Ｅ）および電光変換器
（Ｅ／Ｏ）付きの光ファイバ１５を介して接続されてい
る。 【００２２】そして、これらの数値演算プロセッサ４
０，ＲＯＭ４１，ＲＡＭ４２，ＤＳＰ４３，ＳＣＲ４
４，クロック発生器４５で、主制御部４を構成する。こ
こで、数値演算プロセッサ４０は、消音制御（アクティ
ブノイズキャンセル）のための演算に使用されるＤＳＰ
で、この数値演算プロセッサ４０のバス上に、ＲＯＭ４
１，ＲＡＭ４２，ＤＳＰ４３，ＳＣＲ４４が配置された
形態をとっている。 【００２３】ＲＯＭ４１は、消音伝達系の特性情報〔ス
ピーカ（２次音源）３から車室２００内の制御点（制御
マイク２−１配設位置）までの伝達系やスピーカ３，ア
ンプ７，マイク２−１の周波数特性（時間遅れ）を含
む〕等を記憶するものである。ＲＡＭ４２は、制御プロ
グラムを記憶するもので、ＤＳＰ４３はディジタルフィ
ルタプロセッサとして機能するもので、ＳＣＲ４４はＤ
ＳＰ４３と数値演算プロセッサ４０との間のアドレス割
り振りを制御するものである。 【００２４】クロック発生器４５は数値演算プロセッサ
４０のための動作クロックを発生するものである。パル
スカウンタ５１は、エンジンパルスを計数するもので、
信号周波数情報演算手段１Ａの一部を構成するものであ
る。ローパスフィルタ５２，５３，Ａ／Ｄ変換器６２，
Ｄ／Ａ変換器６３は、制御マイク２−１，スピーカ３と
主制御部４との間のインタフェースで、制御マイク２−
１で検出されたアナログ信号は、ローパスフィルタ５２
でろ波されたあと、Ａ／Ｄ変換器６２でディジタル信号
に変換されて、主制御部４へ入力される一方、主制御部
４からの２次ソ−ス信号は、Ｄ／Ａ変換器６３でアナロ
グ信号に変換されたあと、ローパスフィルタ５３でろ波
されて、スピーカ３へ出力されるようになっている。 【００２５】なお、ローパスフィルタはスピーカ３から
エイリアスを防止するために最大制御周波数以上の帯域
出力をカットするようなものが使用される。タイミング
発生器８は、パルスカウンタ５１，Ａ／Ｄ変換器６２，
Ｄ／Ａ変換器６３の入出力タイミングを決めるタイミン
グパルスを発生するもので、数値演算プロセッサ４０が
コントロールレジスタにコマンドを書き込むことにより
スタート／ストップするようになっている。 【００２６】シリアルポート１０は外部のコンピュータ
との接続用外部端子である。なお、このシステムは電源
オンにてオンボードＲＯＭにより制御プログラムがブー
トされ、スタンドアロン作動するようになっている。と
ころで、本実施例では、システムコントロールユニット
１３の主制御部４は、ＥＣＵ５からのエンジンパルス信
号（このエンジンパルス信号に基づいて参照信号が生成
される）と制御マイク２−１で検出された制御点信号と
を受けて、この制御点信号が最小（望ましくは０）とな
るように、スピーカ３から出される音波信号を制御すべ
く、適応フィルタを用いた制御手段として構成されてい
る。さらにこの例では、主制御部４が、最小自乗誤差推
定法（ＬＭＳ法）によるアルゴリズムを用いた適応フィ
ルタを用いて消音制御を行なうようになっている。 【００２７】さらに、この実施例では、消音制御を行な
う前に、予めスピーカ３から車室２００内の制御点（制
御マイク２−１配設位置）までの伝達系を含む消音伝達
系の特性（伝達関数）Ｄを計測しておく。この計測は次
のようにして行なう。即ち、スピーカ３からＭ系列ラン
ダム音（ホワイトノイズ）を出力して、これを制御マイ
ク２−１で検出することにより、消音伝達系の特性Ｄを
計測するのである。 【００２８】その後は、この計測された消音伝達系の特
性情報を参照信号の補正情報として使用して、上記主制
御部４による消音制御を行なう。即ち、参照信号を計測
された消音伝達系の特性情報Ｄ′をもつフィルタでフィ
ルタリングして、これと制御マイク２−１で検出された
制御点信号とから、ＬＭＳ法によるアルゴリズムを用い
て、フィルタ係数を更新していくのである。 【００２９】つぎに、本システムの基本アルゴリズムを
詳述する。まず、このシステムの消音制御（アクティブ
ノイズコントロール）はＦｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳ
アルゴリズムを用いた適応ＦＩＲフィルタにより行な
う。基本ブロック図を図４に示す。このブロック図にお
いて、Ｔは車体伝達系の特性〔騒音源から制御点（制御
マイク２−１設置位置）までの音響伝達特性を含む〕、
Ｗは適応ＦＩＲフィルタ、Ｄは消音伝達系の特性〔２次
音源（スピーカ３）から制御点（制御マイク２−１設置
位置）までの音響伝達特性を含む〕、Ｄ′はＤのモデ
ル、ＬＭＳはＬＭＳアルゴリズムである。 【００３０】本システムは、騒音源より参照信号Ｘ
（ｔ）（この参照信号は定常運転時と加減速時とで異な
るものが使用される）を入力しＦＩＲにより畳み込んで
出力Ｙ（ｔ）を求める。 Ｙ（ｔ）＝ΣＷ（ｉ）Ｘ（ｔ−ｉ） ・・（１） なお、（１）式については、ｉ＝０〜Ｎ−１についての
総和をとるようになっている。 【００３１】また、本システムが−Ｙ（ｔ）を出力する
と、音場の伝達特性により制御点における誤差信号Ｅが
得られる。 Ｅ（ｔ）＝Ｔ（ｚ）Ｘ（ｚ）−Ｄ（ｚ）Ｙ（ｚ） ・・（２） さらに、参照信号Ｘ（ｔ）と誤差信号Ｅ（ｔ）との因果
関係を保つためにＸ（ｔ）をフィルタリングしてｄ
（ｔ）を求める。 【００３２】 ｄ（ｔ）＝ΣＤ′（ｉ）Ｘ（ｔ−ｉ） ・・（３） なお、（３）式についても、ｉ＝０〜Ｎ−１についての
総和をとるようになっている。そして、上記の誤差信号
Ｅ（ｔ）とｄ（ｔ）よりＬＭＳアルゴリズムを用いてフ
ィルタ係数Ｗ（ｉ）を更新する。つまり、 Ｗｎ（ｉ）＝Ｗｏ（ｉ）＋ｋＥ（ｔ）ｄ（ｔ−ｉ）
（ｉ＝０〜Ｎ−１）・・（４） ここで、Ｗｎ（ｉ）は更新後のフィルタ係数、Ｗｏ
（ｉ）は更新前のフィルタ係数、ｋは更新係数である。 【００３３】これにより、フィルタは誤差信号を最小と
する最適フィルタに収束する。また、エラーＥは参照信
号Ｘ，フィルタ係数Ｗ，消音伝達系特性Ｄによって決ま
る。つまり、入力データとエラーとの因果関係を保つた
め使用するＬＭＳアルゴリズムの前段に上記Ｄを考慮す
る必要がある。このために、このシステムでは、その適
応アルゴリズムをＦｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ−ＬＭＳアルゴ
リズムとしたのてあり、適応制御の開始前に、このＤの
同定を行なうようにしたのである。 【００３４】このようにすれば、制御開始後、十分な時
間がたてばＷはウィナーフィルタに収束し、それが理想
的であるとすれば、Ｗ＝−（Ｔ／Ｄ）となる。つまり、
ＷはＴのフォーワードモデリングおよびＤのインバース
モデリングを同時に行なうことになる。このとき、入力
ノイズ信号をＸとすると、Ｔの出力はＴＸとなり、Ｗの
出力は（−ＴＸ／Ｄ）で示され、Ｄの出力は（−ＴＸ／
Ｄ）・Ｄ＝−ＴＸとなる。 【００３５】つまり、評価点（制御点）となる加算点
（Ｐ参照）では、誤差信号Ｅは０になる。ここで、Ｔお
よびＤを極座標表現すると、 Ｗ＝（Ｔ／Ｄ）ｅｘｐ〔−ｊ（θｔ−θｄ）〕 ・・（５） で示される。なお、実機モデルを考えると、車室内で計
測されるエンジン吸気音はエンジン回転（振動）に起因
しているため、常にＴの遅延より大きく、（θｔ−θ
ｄ）は正の値を示す。つまり、Ｗは遅れ要素となるため
制御可能と考えられる。 【００３６】つぎに、このシステムにおける制御フロー
を示すと、図５，６のようになるが、まず、適応制御の
開始前に行なうＤの同定要領を図５に基づき説明する。
ステップＡ１で、Ａ／Ｄ，Ｄ／Ａ変換，制御レジスタ，
カウンタ等について初期設定を施し、更にＡ／Ｄ変換を
スタートさせて、ステップＡ２で、Ｍ系列信号を生成す
る。その後は、ステップＡ３で、適応フィルタ計算を行
ない、更にＤ／Ａ変換をスタートさせて、ステップＡ４
で、適応フィルタ係数を更新するという動作を繰り返す
ことにより、消音伝達系の特性の同定を行なうのであ
る。 【００３７】そして、その後は、図６に示すような動作
が行なわれる。すなわち、まず、ステップＢ１に示すよ
うに、Ａ／Ｄ，Ｄ／Ａ変換，制御レジスタ，カウンタ等
について初期設定を施し、更に予め計測しておいた消音
伝達系の特性情報（初期インパルス応答）を読み込んで
から、参照信号を生成する。すなわち、ステップＢ２
で、エンジンパルスをカウントし、ステップＢ３で、初
期角度θを計算し、ステップＢ４で、基準周波数（sin
θ）の計算をし、ステップＢ５で、変化勾配（Δsin
θ）の計算をし、ステップＢ６で、ゲインモードを選択
し、もし、定常運転時なら、モード０マップを選択し
て、これに応じた参照信号を生成する一方（ステップＢ
７，Ｂ９）、加減速運転時なら、ステップＢ６で、モー
ド１マップを選択して、これに応じた参照信号を生成す
る（ステップＢ８，Ｂ９）。 【００３８】その後は、Ａ／Ｄ，Ｄ／Ａ変換をスタート
させて、適応フィルタ計算を行ない、適応フィルタ係数
を更新する（ステップＢ１０〜Ｂ１２）。更に同様の処
理動作を繰り返すことにより、適応ＦＩＲフィルタによ
る畳み込み演算を行ない、誤差信号が所定のレベル以下
になるまで、ＬＭＳ法による係数の更新を行なって、ス
ピーカ３へ出力信号を出す。 【００３９】なお、適応フィルタのタップ数とノイズ低
減量との関係はほぼ直線的な比例関係にあることから、
タップ数を増やせば効果量が大きくなるが、使用するＤ
ＳＰの性能や個数およびコストとの関係をにらんで決定
する必要があるため、たとえばタップ数としては２５６
あるいは１２８とすることが行なわれる。また、適応フ
ィルタを用いた消音制御では、使用するタップ数間に最
低１／４波長以上の波形が存在するサンプリング周波数
で制御する必要があるため、これに従ってサンプリング
周波数を決定する。 【００４０】このようにエンジンパルスと同期した任意
の次数成分を任意の振幅レベルで、エンジン運転状態に
応じて、適応フィルタに参照信号として入力することが
できるため、従来、消音が不可能であった０．５次ある
いは０．２５次成分等の消音も可能になり、これによ
り、定常運転時は勿論、加減速運転時においても、確実
に車内こもり音を打ち消すことができる。 【００４１】また、参照信号入力パワーレベルを操作す
ることもでき、これにより、任意の次数成分音の目標消
音量を自由に設定することができる。さらに、予め消音
伝達系の特性を計測しておき、計測された消音伝達系の
特性情報を参照信号の補正情報として使用して、システ
ムコントロールユニット１３による消音制御を行なうの
で、制御開始後においてシステムを安定に動作させるこ
とができる。 【００４２】なお、図８に示すように、加減速時には、
スイッチ手段７１をオンして、２種の特定次数成分（例
えばＡsin θ1,Ｂsin θ2 ）をスピーカ３へ直接加える
ようにしてもよい。このようにすれば、上記の実施例で
得られる効果に加え、加減速時に素早い対応が可能とな
る。なお、７２Ａ，７２Ｂは特定次数成分生成手段、７
３Ａ，７３Ｂは特定次数周波数だけをろ波するバンドパ
スフィルタ、７４Ａ，７４Ｂは増幅器である。 【００４３】 【００４４】なお、予め消音伝達系の特性を計測するこ
となく、システムコントロールユニット１３による消音
制御を行なうものに対しても、本発明を同様にして適用
できることはいうまでもない。また、本発明は、制御点
が複数個になったものにも、適用することができ、この
場合、本発明の手法によって生成された参照信号を共通
の参照信号として使用すくことができる。 【００４５】さらに、２次音源としては、上記のように
スピーカ３を車室２００のリアシート２０３の後端にお
いてトランクルームをバックキャビティとして利用しう
る位置に配設するほか、ルーフパネルに加振機を設けた
り、フロアパネルに加振機を設けたりして、これらを２
次音源としてもよい。また、Ａ／Ｄ変換器，Ｄ／Ａ変換
器，ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＤＳＰ等の接続ラインは銅線でも
もちろんかまわない。 【００４６】 【発明の効果】以上詳述したように、本発明の車室内音
の適応型能動消音装置によれば、車両に搭載されたエン
ジンの回転数と相関する参照信号を発生する参照信号発
生手段と、車室内の制御点での信号を検出する制御点信
号検出手段と、該車室内へ向け音波信号を出力する２次
音源とをそなえるとともに、該参照信号発生手段からの
参照信号と該制御点信号検出手段からの制御点信号とを
受けて、該制御点信号が最小となるように該２次音源か
ら出力される音波信号を制御すべく、適応フィルタを用
いた制御手段をそなえてなる、車室内音の適応型能動消
音装置において、該参照信号発生手段が、エンジンの回
転数と相関する信号から信号周波数情報を演算する信号
周波数情報演算手段と、該信号周波数情報演算手段で演
算された信号周波数情報に基づいて、エンジンの定常運
転時には基本次数成分、エンジン加減速運転時には近接
次数成分にそれぞれ基づき参照信号を生成する参照信号
生成手段とをそなえて構成されているので、エンジンの
回転数と相関する信号と同期した任意の次数成分を任意
の振幅レベルで、エンジン運転状態に応じて、適応フィ
ルタに参照信号として入力することができ、これによ
り、従来、消音が不可能であった０．５次あるいは０．
２５次成分等の消音も可能になり、その結果、種々のエ
ンジン運転状態に対応して消音を行なえる利点があるほ
か、エンジンの定常運転時には基本次数成分についての
消音を可能とし、一方、エンジンの加減速運転時におい
ては、近接次数成分についての消音を行なうことが可能
となり、定常運転時のみならず、加減速運転時において
も十分な消音効果及び音質の改良を得ることができる。
消音装置に関する。一般に、自動車の車室内騒音の中で
乗員のうるささに及ぼす影響が大きい２００Ｈｚ以下の
室内こもり音は、エンジン回転振動に起因したパネル振
動放射音が支配的であることから、その対策は車体の構
造、強度問題にまで関係する重要な問題である。 【０００２】 【従来の技術】従来より、かかる室内こもり音を小さく
するために、適応フィルタを用いたアクティブノイズキ
ャンセラなる装置が提案されている。すなわち、かかる
アクティブノイズキャンセラでは、車室内の制御点での
信号が最小となるよう、適応フィルタを用いて、車室内
騒音に対し振幅が等しく位相が逆相となる音を２次音源
から出すような制御を行なっている。この場合、参照信
号としては、エンジン点火信号そのものが使用される。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の手段では、アクティブノイズキャンセラの参
照信号として、上述のごとくエンジン点火信号そのもの
を使用しているので、基本次数成分（例えば４気筒エン
ジンの場合、クランク回転２次周波数成分Ｃ2 ，クラン
ク回転４次周波数成分Ｃ4 ，クランク回転６次周波数成
分Ｃ6 ，クランク回転８次周波数成分Ｃ8 ，・・・）に
ついての消音は可能であるが、加減速時の音質を悪化さ
せると言われているハーフ次数成分（例えばクランク回
転０．２５次周波数成分Ｃ0.25及びクランク回転０．５
次周波数成分Ｃ0.5 等）についての消音を行なうことが
できない。従って、加減速時においては、十分な消音効
果及び音質の改良が得られないという課題がある。 【０００４】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、適応フィルタを用いた適応型能動消音装置に
おいて、エンジン回転数と相関する信号から任意の参照
信号を生成できるようにして、種々のエンジン運転状態
に対応して消音を行なえるようにした、適応型能動消音
装置を提供することを目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】このため、本発明の車室
内音の適応型能動消音装置は、車両に搭載されたエンジ
ンの回転数と相関する参照信号を発生する参照信号発生
手段と、車室内の制御点での信号を検出する制御点信号
検出手段と、該車室内へ向け音波信号を出力する２次音
源とをそなえるとともに、該参照信号発生手段からの参
照信号と該制御点信号検出手段からの制御点信号とを受
けて、該制御点信号が最小となるように該２次音源から
出力される音波信号を制御すべく、適応フィルタを用い
た制御手段をそなえてなる、車室内音の適応型能動消音
装置において、該参照信号発生手段が、エンジンの回転
数と相関する信号から信号周波数情報を演算する信号周
波数情報演算手段と、該信号周波数情報演算手段で演算
された信号周波数情報に基づいて、エンジンの定常運転
時には基本次数成分、エンジン加減速運転時には近接次
数成分にそれぞれ基づき参照信号を生成する参照信号生
成手段とをそなえて構成されたことを特徴としている。 【０００６】 【作用】上述の本発明の車室内音の適応型能動消音装置
では、適応フィルタを用いた制御手段により、参照信号
発生手段からの参照信号と制御点信号検出手段からの制
御点信号とを受けて、制御点信号が最小となるように２
次音源から出力される音波信号を制御することが行なわ
れるが、このとき参照信号は次のようにして生成され
る。すなわち、信号周波数情報演算手段で、エンジンの
回転数と相関する信号から信号周波数情報を演算し、こ
の信号周波数情報演算手段で演算された信号周波数情報
に基づいて、参照信号生成手段が、エンジンの定常運転
時には基本次数成分、エンジン加減速運転時には近接次
数成分にそれぞれ基づき参照信号を生成する。 【０００７】 【実施例】以下、図面により、本発明の実施例について
説明する。図１〜図９は本発明の一実施例としての車室
内音の適応型能動消音装置を示すもので、図１はその要
部ブロック図、図２はそのシステムブロック図、図３は
システムコントロールユニットの詳細を示すブロック
図、図４は本装置の制御アルゴリズムを説明するブロッ
ク図、図５，図６はいずれもその制御要領を説明するフ
ローチャート、図７は基準周波数の算出要領を説明する
ためのタイムチャートであり、図８は本実施例の変形例
を示す要部ブロック図、図９は本実施例の更に他の変形
例を示す要部ブロック図である。 【０００８】さて、この実施例では、図１〜図３に示す
ように、車室２００内の制御点（評価点）での信号を検
出する制御点信号検出手段が設けられているが、この制
御点信号検出手段は、車室２００内の運転席２０１のヘ
ッドレストに設けられた制御マイク（例えば簡易コンデ
イサマイク）２−１として構成されている。更に詳細に
は、この制御マイク２−１は、ヘッドレストの車室中央
寄り部分に、ゴムケースを介して設けられている。この
ように制御マイク２−１をヘッドレストの車室中央寄り
部分に設けるのは、ガラスの反射等の影響を少なくし
て、効果面積を拡大させるためである。 【０００９】また、この制御マイク２−１で検出された
制御点信号は、シートバック内に設けられたマイクロホ
ンアンプ（増幅器）で増幅されるようになっている。さ
らに、車室２００内へ向け音波信号（２次ソース信号）
を出力する２次音源としてのスピーカ（キャンセリング
スピーカ）３が設けられているが、この場合、スピーカ
３は、車室２００のリアシート２０３の後端において、
トランクルームをバックキャビティとして利用しうる位
置に配設されている。即ち、このスピーカ３は、リアシ
ート２０３のアームレストを倒すと開く開口部分に振動
面が向くように、リアシート２０３のシートバック裏面
の隔壁（スピーカ取り付け用合板）に取り付けられてい
る。 【００１０】また、車両に搭載されたエンジン（例えば
Ｖ６エンジン）１００の回転数と相関する参照信号を発
生する参照信号発生手段１が設けられているが、この参
照信号発生手段１は、信号周波数情報演算手段１Ａと参
照信号生成手段１Ｂとの機能を有するシンセサイザとし
て構成されている。ここで、信号周波数情報演算手段１
Ａは、電子制御装置（ＥＣＵ）５からのエンジンの回転
数と相関する信号としてのエンジンパルス（点火パル
ス）から信号周波数情報を演算するもので、このため
に、図２に示すごとく、信号周波数情報演算手段１Ａ
は、エンジンパルスの数を計数する計数手段１Ａ−１
と、計数手段１Ａ−１で計数されたエンジンパルス数か
らエンジンパルス周波数を求める周波数演算手段１Ａ−
２との機能をそなえている。 【００１１】なお、ＥＣＵ５は、エンジン回転数センサ
やエンジン負荷センサ等の検出信号を受けて、エンジン
１００の点火時期制御のための信号や燃料供給制御（空
燃比制御）のための信号を出力するもので、マイクロプ
ロセッサやメモリ等からなる公知のものであり、通常、
ＥＣＵ５からはエンジンパルス（点火パルス）を容易に
取り出すことができるようになっている。 【００１２】また、上記の計数手段１Ａ−１，周波数演
算手段１Ａ−２は、入力するエンジンパルスとマイクロ
フォン信号との間の因果関係を保持するために、ソフト
ウエアにて実現されるようになっている。すなわち、ソ
フトウエアではなくハードウエアで上記の手段を実現す
ると、タイミング差や時間遅れ等の非線形化により入力
するエンジンパルスとマイクロフォン信号との間の因果
関係が無くなってしまうのである。 【００１３】次に、上記の計数手段１Ａ−１，周波数演
算手段１Ａ−２による演算手法について説明する。ま
ず、エンジン点火パルス（エンジンパルス）の周期から
初期角速度と基準周波数は、 sin θ＝sin(Ｗ・ＴSAMPLE) ＝sin(２πＦSIGNAL・ＴSAMPLE) ・・（Ａ１） と表すことができる。 【００１４】ここで、ＦSIGNAL＝１／ＴSIGNALであるか
ら、ＴSIGNAL中にカウントされるパルス数をｎ個とすれ
ば、 sin θ＝sin(２π・（ＴSAMPLE／（ｎ／ＦCLOCK ））） ＝sin(２π・（ＴSAMPLE・ＦCLOCK ／ｎ）） ＝sin(２π・（ＦCLOCK ／ＦSAMPLE・ｎ）） ・・（Ａ２） となる。 【００１５】これにより、ＴSIGNAL中にカウントされる
パルス数ｎ（ｎは自然数）を計測すれば、既知の情報Ｆ
CLOCK ，ＦSAMPLEから周波数情報sin θを求めることが
でき、この演算を信号周波数情報演算手段１Ａで行なう
のである。なお、パルスカウンタクロックＦCLOCK （周
期ＴCLOCK ），Ａ／ＤサンプリングクロックＦ
SAMPLE（周期ＴSAMPLE），エンジン点火パルスＦSIGNAL
（周期ＴSI GNAL）及びタイミングジェネレータタイミイ
ング，ディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）タイミ
ングを示すと、図７のようになる。 【００１６】参照信号生成手段１Ｂは、信号周波数情報
演算手段１Ａで演算された信号周波数情報に基づいて、
エンジンパルス（エンジンの回転数と相関する信号）の
有する周波数に対し、非整数倍の周波数を含む複数の周
波数を有する参照信号を生成するものであるが、本実施
例では、参照信号生成手段１Ｂは、モード０マップ１Ｂ
−１とモード１マップ１Ｂ−２とをそなえている。 【００１７】モード０マップ１Ｂ−１は、エンジン定常
運転時の参照信号を生成するもので、基本次数成分を含
む参照信号（ΣＡi sin θi ) を出力するもので、モー
ド１マップ１Ｂ−１は、エンジン加減速運転時の参照信
号を生成するもので、近接次数成分（例えばクランク回
転０．５次周波数成分やクランク回転０．２５次周波数
成分等の基本次数成分に対し非整数倍の周波数成分）を
含む参照信号（ΣＢisin θi ) を出力するもので、い
ずれのマップ１Ｂ−１，１Ｂ−２も、等価的には、複数
のオシレータと各オシレータ出力を加算する加算器とで
構成されることになる。 【００１８】なお、参照信号生成手段１Ｂは、モード０
マップ１Ｂ−１の出力またはモード１マップ１Ｂ−２の
出力を選択するスイッチ手段１Ｂ−３の機能も有してい
る。そして、スイッチ手段１Ｂ−３は、切替制御手段
（ＣＯＮＴ）６からの信号を受けて、定常運転時には、
モード０マップ１Ｂ−１の出力を参照信号として選択
し、加減速運転時には、モード１マップ１Ｂ−２の出力
を参照信号として選択するようになっている。 【００１９】ここで、切替制御手段６は、信号周波数情
報演算手段１Ａで演算された信号周波数情報から単位時
間当たりの角度変化勾配（Δsin θ）を求め、この角度
変化勾配（Δsin θ）が所望のしきい値ＴＨ１を越える
と、加減速運転であると判定して、モード１マップ選択
信号を出力するとともに、角度変化勾配（Δsin θ）が
所望のしきい値ＴＨ２（ＴＨ２＜ＴＨ１）以下になる
と、定常運転であると判定して、モード０マップ選択信
号を出力するようになっている。なお、角度変化勾配
（Δsin θ）は、次式から求められる。 【００２０】 Δsin θ＝sin ( θOLD ＋( ２π・（ＦCLOCK ／ＦSAMPLE・ｎ））) ・・（Ａ３） ここで、θOLD は１回前に求められた信号周波数情報で
ある。ところで、システムコントロールユニット１３
が、トランクルーム内に配設されている。そして、この
システムコントロールユニット１３へは、図２，３に示
すように、ＥＣＵ５からのエンジンパルスおよび制御マ
イク２−１からの検出信号が入力されるとともに、スピ
ーカ３へスピーカアンプ７を介して２次ソース信号が出
力されるようになっている。 【００２１】このシステムコントロールユニット１３
は、数値演算プロセッサ４０，ＲＯＭ４１，ＲＡＭ４
２，ディジタルシグナルプロセッサ（以下、ＤＳＰとい
う）４３，ステータスコントロールレジスタ（以下、Ｓ
ＣＲという）４４，クロック発生器４５，パルスカウン
タ５１，ローパスフィルタ５２，５３，Ａ／Ｄ変換器６
２，Ｄ／Ａ変換器６３，タイミング発生器８，シリアル
ポート１０をそなえており、更に数値演算プロセッサ４
０，ＲＯＭ４１，ＲＡＭ４２，ＤＳＰ４３，ＳＣＲ４
４，パルスカウンタ５１，Ａ／Ｄ変換器６２，Ｄ／Ａ変
換器６３は、光電変換器（Ｏ／Ｅ）および電光変換器
（Ｅ／Ｏ）付きの光ファイバ１５を介して接続されてい
る。 【００２２】そして、これらの数値演算プロセッサ４
０，ＲＯＭ４１，ＲＡＭ４２，ＤＳＰ４３，ＳＣＲ４
４，クロック発生器４５で、主制御部４を構成する。こ
こで、数値演算プロセッサ４０は、消音制御（アクティ
ブノイズキャンセル）のための演算に使用されるＤＳＰ
で、この数値演算プロセッサ４０のバス上に、ＲＯＭ４
１，ＲＡＭ４２，ＤＳＰ４３，ＳＣＲ４４が配置された
形態をとっている。 【００２３】ＲＯＭ４１は、消音伝達系の特性情報〔ス
ピーカ（２次音源）３から車室２００内の制御点（制御
マイク２−１配設位置）までの伝達系やスピーカ３，ア
ンプ７，マイク２−１の周波数特性（時間遅れ）を含
む〕等を記憶するものである。ＲＡＭ４２は、制御プロ
グラムを記憶するもので、ＤＳＰ４３はディジタルフィ
ルタプロセッサとして機能するもので、ＳＣＲ４４はＤ
ＳＰ４３と数値演算プロセッサ４０との間のアドレス割
り振りを制御するものである。 【００２４】クロック発生器４５は数値演算プロセッサ
４０のための動作クロックを発生するものである。パル
スカウンタ５１は、エンジンパルスを計数するもので、
信号周波数情報演算手段１Ａの一部を構成するものであ
る。ローパスフィルタ５２，５３，Ａ／Ｄ変換器６２，
Ｄ／Ａ変換器６３は、制御マイク２−１，スピーカ３と
主制御部４との間のインタフェースで、制御マイク２−
１で検出されたアナログ信号は、ローパスフィルタ５２
でろ波されたあと、Ａ／Ｄ変換器６２でディジタル信号
に変換されて、主制御部４へ入力される一方、主制御部
４からの２次ソ−ス信号は、Ｄ／Ａ変換器６３でアナロ
グ信号に変換されたあと、ローパスフィルタ５３でろ波
されて、スピーカ３へ出力されるようになっている。 【００２５】なお、ローパスフィルタはスピーカ３から
エイリアスを防止するために最大制御周波数以上の帯域
出力をカットするようなものが使用される。タイミング
発生器８は、パルスカウンタ５１，Ａ／Ｄ変換器６２，
Ｄ／Ａ変換器６３の入出力タイミングを決めるタイミン
グパルスを発生するもので、数値演算プロセッサ４０が
コントロールレジスタにコマンドを書き込むことにより
スタート／ストップするようになっている。 【００２６】シリアルポート１０は外部のコンピュータ
との接続用外部端子である。なお、このシステムは電源
オンにてオンボードＲＯＭにより制御プログラムがブー
トされ、スタンドアロン作動するようになっている。と
ころで、本実施例では、システムコントロールユニット
１３の主制御部４は、ＥＣＵ５からのエンジンパルス信
号（このエンジンパルス信号に基づいて参照信号が生成
される）と制御マイク２−１で検出された制御点信号と
を受けて、この制御点信号が最小（望ましくは０）とな
るように、スピーカ３から出される音波信号を制御すべ
く、適応フィルタを用いた制御手段として構成されてい
る。さらにこの例では、主制御部４が、最小自乗誤差推
定法（ＬＭＳ法）によるアルゴリズムを用いた適応フィ
ルタを用いて消音制御を行なうようになっている。 【００２７】さらに、この実施例では、消音制御を行な
う前に、予めスピーカ３から車室２００内の制御点（制
御マイク２−１配設位置）までの伝達系を含む消音伝達
系の特性（伝達関数）Ｄを計測しておく。この計測は次
のようにして行なう。即ち、スピーカ３からＭ系列ラン
ダム音（ホワイトノイズ）を出力して、これを制御マイ
ク２−１で検出することにより、消音伝達系の特性Ｄを
計測するのである。 【００２８】その後は、この計測された消音伝達系の特
性情報を参照信号の補正情報として使用して、上記主制
御部４による消音制御を行なう。即ち、参照信号を計測
された消音伝達系の特性情報Ｄ′をもつフィルタでフィ
ルタリングして、これと制御マイク２−１で検出された
制御点信号とから、ＬＭＳ法によるアルゴリズムを用い
て、フィルタ係数を更新していくのである。 【００２９】つぎに、本システムの基本アルゴリズムを
詳述する。まず、このシステムの消音制御（アクティブ
ノイズコントロール）はＦｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳ
アルゴリズムを用いた適応ＦＩＲフィルタにより行な
う。基本ブロック図を図４に示す。このブロック図にお
いて、Ｔは車体伝達系の特性〔騒音源から制御点（制御
マイク２−１設置位置）までの音響伝達特性を含む〕、
Ｗは適応ＦＩＲフィルタ、Ｄは消音伝達系の特性〔２次
音源（スピーカ３）から制御点（制御マイク２−１設置
位置）までの音響伝達特性を含む〕、Ｄ′はＤのモデ
ル、ＬＭＳはＬＭＳアルゴリズムである。 【００３０】本システムは、騒音源より参照信号Ｘ
（ｔ）（この参照信号は定常運転時と加減速時とで異な
るものが使用される）を入力しＦＩＲにより畳み込んで
出力Ｙ（ｔ）を求める。 Ｙ（ｔ）＝ΣＷ（ｉ）Ｘ（ｔ−ｉ） ・・（１） なお、（１）式については、ｉ＝０〜Ｎ−１についての
総和をとるようになっている。 【００３１】また、本システムが−Ｙ（ｔ）を出力する
と、音場の伝達特性により制御点における誤差信号Ｅが
得られる。 Ｅ（ｔ）＝Ｔ（ｚ）Ｘ（ｚ）−Ｄ（ｚ）Ｙ（ｚ） ・・（２） さらに、参照信号Ｘ（ｔ）と誤差信号Ｅ（ｔ）との因果
関係を保つためにＸ（ｔ）をフィルタリングしてｄ
（ｔ）を求める。 【００３２】 ｄ（ｔ）＝ΣＤ′（ｉ）Ｘ（ｔ−ｉ） ・・（３） なお、（３）式についても、ｉ＝０〜Ｎ−１についての
総和をとるようになっている。そして、上記の誤差信号
Ｅ（ｔ）とｄ（ｔ）よりＬＭＳアルゴリズムを用いてフ
ィルタ係数Ｗ（ｉ）を更新する。つまり、 Ｗｎ（ｉ）＝Ｗｏ（ｉ）＋ｋＥ（ｔ）ｄ（ｔ−ｉ）
（ｉ＝０〜Ｎ−１）・・（４） ここで、Ｗｎ（ｉ）は更新後のフィルタ係数、Ｗｏ
（ｉ）は更新前のフィルタ係数、ｋは更新係数である。 【００３３】これにより、フィルタは誤差信号を最小と
する最適フィルタに収束する。また、エラーＥは参照信
号Ｘ，フィルタ係数Ｗ，消音伝達系特性Ｄによって決ま
る。つまり、入力データとエラーとの因果関係を保つた
め使用するＬＭＳアルゴリズムの前段に上記Ｄを考慮す
る必要がある。このために、このシステムでは、その適
応アルゴリズムをＦｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ−ＬＭＳアルゴ
リズムとしたのてあり、適応制御の開始前に、このＤの
同定を行なうようにしたのである。 【００３４】このようにすれば、制御開始後、十分な時
間がたてばＷはウィナーフィルタに収束し、それが理想
的であるとすれば、Ｗ＝−（Ｔ／Ｄ）となる。つまり、
ＷはＴのフォーワードモデリングおよびＤのインバース
モデリングを同時に行なうことになる。このとき、入力
ノイズ信号をＸとすると、Ｔの出力はＴＸとなり、Ｗの
出力は（−ＴＸ／Ｄ）で示され、Ｄの出力は（−ＴＸ／
Ｄ）・Ｄ＝−ＴＸとなる。 【００３５】つまり、評価点（制御点）となる加算点
（Ｐ参照）では、誤差信号Ｅは０になる。ここで、Ｔお
よびＤを極座標表現すると、 Ｗ＝（Ｔ／Ｄ）ｅｘｐ〔−ｊ（θｔ−θｄ）〕 ・・（５） で示される。なお、実機モデルを考えると、車室内で計
測されるエンジン吸気音はエンジン回転（振動）に起因
しているため、常にＴの遅延より大きく、（θｔ−θ
ｄ）は正の値を示す。つまり、Ｗは遅れ要素となるため
制御可能と考えられる。 【００３６】つぎに、このシステムにおける制御フロー
を示すと、図５，６のようになるが、まず、適応制御の
開始前に行なうＤの同定要領を図５に基づき説明する。
ステップＡ１で、Ａ／Ｄ，Ｄ／Ａ変換，制御レジスタ，
カウンタ等について初期設定を施し、更にＡ／Ｄ変換を
スタートさせて、ステップＡ２で、Ｍ系列信号を生成す
る。その後は、ステップＡ３で、適応フィルタ計算を行
ない、更にＤ／Ａ変換をスタートさせて、ステップＡ４
で、適応フィルタ係数を更新するという動作を繰り返す
ことにより、消音伝達系の特性の同定を行なうのであ
る。 【００３７】そして、その後は、図６に示すような動作
が行なわれる。すなわち、まず、ステップＢ１に示すよ
うに、Ａ／Ｄ，Ｄ／Ａ変換，制御レジスタ，カウンタ等
について初期設定を施し、更に予め計測しておいた消音
伝達系の特性情報（初期インパルス応答）を読み込んで
から、参照信号を生成する。すなわち、ステップＢ２
で、エンジンパルスをカウントし、ステップＢ３で、初
期角度θを計算し、ステップＢ４で、基準周波数（sin
θ）の計算をし、ステップＢ５で、変化勾配（Δsin
θ）の計算をし、ステップＢ６で、ゲインモードを選択
し、もし、定常運転時なら、モード０マップを選択し
て、これに応じた参照信号を生成する一方（ステップＢ
７，Ｂ９）、加減速運転時なら、ステップＢ６で、モー
ド１マップを選択して、これに応じた参照信号を生成す
る（ステップＢ８，Ｂ９）。 【００３８】その後は、Ａ／Ｄ，Ｄ／Ａ変換をスタート
させて、適応フィルタ計算を行ない、適応フィルタ係数
を更新する（ステップＢ１０〜Ｂ１２）。更に同様の処
理動作を繰り返すことにより、適応ＦＩＲフィルタによ
る畳み込み演算を行ない、誤差信号が所定のレベル以下
になるまで、ＬＭＳ法による係数の更新を行なって、ス
ピーカ３へ出力信号を出す。 【００３９】なお、適応フィルタのタップ数とノイズ低
減量との関係はほぼ直線的な比例関係にあることから、
タップ数を増やせば効果量が大きくなるが、使用するＤ
ＳＰの性能や個数およびコストとの関係をにらんで決定
する必要があるため、たとえばタップ数としては２５６
あるいは１２８とすることが行なわれる。また、適応フ
ィルタを用いた消音制御では、使用するタップ数間に最
低１／４波長以上の波形が存在するサンプリング周波数
で制御する必要があるため、これに従ってサンプリング
周波数を決定する。 【００４０】このようにエンジンパルスと同期した任意
の次数成分を任意の振幅レベルで、エンジン運転状態に
応じて、適応フィルタに参照信号として入力することが
できるため、従来、消音が不可能であった０．５次ある
いは０．２５次成分等の消音も可能になり、これによ
り、定常運転時は勿論、加減速運転時においても、確実
に車内こもり音を打ち消すことができる。 【００４１】また、参照信号入力パワーレベルを操作す
ることもでき、これにより、任意の次数成分音の目標消
音量を自由に設定することができる。さらに、予め消音
伝達系の特性を計測しておき、計測された消音伝達系の
特性情報を参照信号の補正情報として使用して、システ
ムコントロールユニット１３による消音制御を行なうの
で、制御開始後においてシステムを安定に動作させるこ
とができる。 【００４２】なお、図８に示すように、加減速時には、
スイッチ手段７１をオンして、２種の特定次数成分（例
えばＡsin θ1,Ｂsin θ2 ）をスピーカ３へ直接加える
ようにしてもよい。このようにすれば、上記の実施例で
得られる効果に加え、加減速時に素早い対応が可能とな
る。なお、７２Ａ，７２Ｂは特定次数成分生成手段、７
３Ａ，７３Ｂは特定次数周波数だけをろ波するバンドパ
スフィルタ、７４Ａ，７４Ｂは増幅器である。 【００４３】 【００４４】なお、予め消音伝達系の特性を計測するこ
となく、システムコントロールユニット１３による消音
制御を行なうものに対しても、本発明を同様にして適用
できることはいうまでもない。また、本発明は、制御点
が複数個になったものにも、適用することができ、この
場合、本発明の手法によって生成された参照信号を共通
の参照信号として使用すくことができる。 【００４５】さらに、２次音源としては、上記のように
スピーカ３を車室２００のリアシート２０３の後端にお
いてトランクルームをバックキャビティとして利用しう
る位置に配設するほか、ルーフパネルに加振機を設けた
り、フロアパネルに加振機を設けたりして、これらを２
次音源としてもよい。また、Ａ／Ｄ変換器，Ｄ／Ａ変換
器，ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＤＳＰ等の接続ラインは銅線でも
もちろんかまわない。 【００４６】 【発明の効果】以上詳述したように、本発明の車室内音
の適応型能動消音装置によれば、車両に搭載されたエン
ジンの回転数と相関する参照信号を発生する参照信号発
生手段と、車室内の制御点での信号を検出する制御点信
号検出手段と、該車室内へ向け音波信号を出力する２次
音源とをそなえるとともに、該参照信号発生手段からの
参照信号と該制御点信号検出手段からの制御点信号とを
受けて、該制御点信号が最小となるように該２次音源か
ら出力される音波信号を制御すべく、適応フィルタを用
いた制御手段をそなえてなる、車室内音の適応型能動消
音装置において、該参照信号発生手段が、エンジンの回
転数と相関する信号から信号周波数情報を演算する信号
周波数情報演算手段と、該信号周波数情報演算手段で演
算された信号周波数情報に基づいて、エンジンの定常運
転時には基本次数成分、エンジン加減速運転時には近接
次数成分にそれぞれ基づき参照信号を生成する参照信号
生成手段とをそなえて構成されているので、エンジンの
回転数と相関する信号と同期した任意の次数成分を任意
の振幅レベルで、エンジン運転状態に応じて、適応フィ
ルタに参照信号として入力することができ、これによ
り、従来、消音が不可能であった０．５次あるいは０．
２５次成分等の消音も可能になり、その結果、種々のエ
ンジン運転状態に対応して消音を行なえる利点があるほ
か、エンジンの定常運転時には基本次数成分についての
消音を可能とし、一方、エンジンの加減速運転時におい
ては、近接次数成分についての消音を行なうことが可能
となり、定常運転時のみならず、加減速運転時において
も十分な消音効果及び音質の改良を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の要部ブロック図である。
【図２】本発明の一実施例を示すシステムブロック図で
ある。 【図３】本発明の一実施例にかかるシステムコントロー
ルユニットの詳細を示すブロック図である。 【図４】本装置の制御アルゴリズムを説明するブロック
図である。 【図５】本発明の一実施例の制御要領を説明するフロー
チャートである。 【図６】本発明の一実施例の制御要領を説明するフロー
チャートである。 【図７】基準周波数の算出要領を説明するためのタイム
チャートである。 【図８】本発明の一実施例の変形例を示す要部ブロック
図である。 【符号の説明】 １ 参照信号検出手段 １Ａ 信号周波数情報演算手段 １Ａ−１ 計数手段 １Ａ−２ 周波数演算手段 １Ｂ 参照信号生成手段 １Ｂ−１ モード０マップ １Ｂ−２ モード１マップ １Ｂ−３ スイッチ手段 ２−１ 制御マイク（制御点信号検出手段） ３ スピーカ（２次音源） ４ 主制御部 ５ ＥＣＵ ６ 切替制御手段 ７ アンプ ８ タイミング発生器 １０ シリアルポート １３ システムコントロールユニット １５ 光ファイバ ４０ 数値演算プロセッサ ４１ ＲＯＭ ４２ ＲＡＭ ４３ ＤＳＰ ４４ ＳＣＲ ４５ クロック発生器 ５１ パルスカウンタ ５２，５３ ローパスフィルタ ６２ Ａ／Ｄ変換器 ６３ Ｄ／Ａ変換器 ７１ スイッチ手段 ７２Ａ，７２Ｂ 特定次数成分生成手段 ７３Ａ，７３Ｂ バンドパスフィルタ ７４Ａ，７４Ｂ 増幅器 １ ００ エンジン ２００ 車室 ２０１ 運転席 ２０３ リアシート
ある。 【図３】本発明の一実施例にかかるシステムコントロー
ルユニットの詳細を示すブロック図である。 【図４】本装置の制御アルゴリズムを説明するブロック
図である。 【図５】本発明の一実施例の制御要領を説明するフロー
チャートである。 【図６】本発明の一実施例の制御要領を説明するフロー
チャートである。 【図７】基準周波数の算出要領を説明するためのタイム
チャートである。 【図８】本発明の一実施例の変形例を示す要部ブロック
図である。 【符号の説明】 １ 参照信号検出手段 １Ａ 信号周波数情報演算手段 １Ａ−１ 計数手段 １Ａ−２ 周波数演算手段 １Ｂ 参照信号生成手段 １Ｂ−１ モード０マップ １Ｂ−２ モード１マップ １Ｂ−３ スイッチ手段 ２−１ 制御マイク（制御点信号検出手段） ３ スピーカ（２次音源） ４ 主制御部 ５ ＥＣＵ ６ 切替制御手段 ７ アンプ ８ タイミング発生器 １０ シリアルポート １３ システムコントロールユニット １５ 光ファイバ ４０ 数値演算プロセッサ ４１ ＲＯＭ ４２ ＲＡＭ ４３ ＤＳＰ ４４ ＳＣＲ ４５ クロック発生器 ５１ パルスカウンタ ５２，５３ ローパスフィルタ ６２ Ａ／Ｄ変換器 ６３ Ｄ／Ａ変換器 ７１ スイッチ手段 ７２Ａ，７２Ｂ 特定次数成分生成手段 ７３Ａ，７３Ｂ バンドパスフィルタ ７４Ａ，７４Ｂ 増幅器 １ ００ エンジン ２００ 車室 ２０１ 運転席 ２０３ リアシート
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G10K 11/178
B60R 11/02
F01N 1/00
H03H 17/02 601
H03H 21/00
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 車両に搭載されたエンジンの回転数と相
関する参照信号を発生する参照信号発生手段と、車室内
の制御点での信号を検出する制御点信号検出手段と、該
車室内へ向け音波信号を出力する２次音源とをそなえる
とともに、 該参照信号発生手段からの参照信号と該制御点信号検出
手段からの制御点信号とを受けて、該制御点信号が最小
となるように該２次音源から出力される音波信号を制御
すべく、適応フィルタを用いた制御手段をそなえてな
る、車室内音の適応型能動消音装置において、 該参照信号発生手段が、 エンジンの回転数と相関する信号から信号周波数情報を
演算する信号周波数情報演算手段と、 該信号周波数情報演算手段で演算された信号周波数情報
に基づいて、エンジンの定常運転時には基本次数成分、
エンジン加減速運転時には近接次数成分にそれぞれ基づ
き参照信号を生成する参照信号生成手段とをそなえて構
成されたことを特徴とする、車室内音の適応型能動消音
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33699193A JP3395312B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 車室内音の適応型能動消音装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33699193A JP3395312B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 車室内音の適応型能動消音装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07199966A JPH07199966A (ja) | 1995-08-04 |
| JP3395312B2 true JP3395312B2 (ja) | 2003-04-14 |
Family
ID=18304463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33699193A Expired - Fee Related JP3395312B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 車室内音の適応型能動消音装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3395312B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4072854B2 (ja) | 2003-06-17 | 2008-04-09 | 本田技研工業株式会社 | 能動型振動騒音制御装置 |
| JP3919701B2 (ja) | 2003-06-17 | 2007-05-30 | 本田技研工業株式会社 | 能動型振動騒音制御装置 |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP33699193A patent/JP3395312B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07199966A (ja) | 1995-08-04 |
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