JPH03203494A - 能動型騒音制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野］ 本願発明は、車両の室内等に伝達される騒音を制御音と
の干渉により低減させる能動型騒音制御装置に係り、と
くに、音響インテンシテイを検出し、この音響インテン
シテイを評価量として騒音低減を行うようにした能動型
騒音制御装置に関する。

［従来の技術］ 従来、この種の能動型騒音制御装置としては、例えば英
国公開特許公報２１４９６１４号記載の装置が知られて
いる。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、閉空間内に設置された複数の
ラウドスピーカ（二次音源）及び複数のマイクロホンと
、閉空間の外部に位置するエンジン等の単一の騒音ｆｉ
（−吹音源）の周波数ｆ０〜ｆ、を検出する周波数検出
手段と、複数のマイクロホンの検出信号及び周波数検出
手段の検出信号に基づき複数のラウドスピーカの駆動を
制御する信号処理器とを備えている。

そして信号処理器は、複数のマイクロホンの検出信号Ｐ
ｎ　　（ｎ＝１．２．　・＝、ｍ）、即ち音圧の二乗和
Ｐ： Ｐ＝Σ　　ｐ、！ を評価関数として、この評価関数Ｐを最小にするように
適応制御を行っている。これにより、ラウドスピーカか
ら放射される二吹音と騒音源から伝達した一次音とが干
渉して観測位置における残留騒音を低減するとしている
。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した従来装置にあっては、単に、マ
イクロホンから出力される残留騒音の音圧を評価関数と
して採用する構成にしていたため、例えば騒音振動数が
高い場合に波長が短くなって、音響空間の振動モードが
シートやガラス等に因って複雑になることから、従来の
ように音響空間内の特定点を複数だけとって観測位置に
したとしても、必ずしも乗員の耳位置での騒音を確実に
低減させることにはならないという問題があった。

本願発明は、このような従来装置の有する問題に着目し
てなされたもので、その解決しようとする課題は、音場
が複雑になる高周波域であっても乗員の耳位置付近など
、観測位置での騒音を確実に低減させることである。

［課題を解決するための手段〕 上記課題を解決するため、請求項（１）記載の発明では
、第１図に示す如く、騒音源から騒音が伝達される音響
空間に制御音を発生可能な制御音源と、前記騒音源の騒
音発生状態に応した基準信号を検出する基準信号検出手
段と、前記音響空間内の騒音又は構造物上の振動のイン
テンシテイを検出するインテンシテイ検出手段と、前記
インテンシテイ検出手段及び基準信号検出手段の各検出
値に基づき、当該インテンシテイ検出手段の検出値を評
価量として前記制御音源を駆動させる適応制御手段とを
備えている。

また請求項（２）記載の発明では、請求項（１）記載の
構成要素の内、インテンシテイ検出手段は、車室内空間
のヘッド・レスト部又は乗員の頭部近傍位置でインテン
シテイを検出する手段であり、当該検出方向は、制御音
源から制御音を放射したときの前記ヘッド・レスト部又
は乗員の頭部近傍位置におけるインテンシテイ方向に一
致させる構成にしている。

さらに請求項（３）記載の発明では、請求項（１）記載
の構成要素の内、制御音源は第１及び第２の制御音源を
備え、インテンシテイ検出手段は、アクティブ・インテ
ンシティ及びリアクティブ・インテンシティを検出する
手段であり、適応制御手段は、前記インテンシテイ検出
手段からのアクティブ・インテンシティ及び基準信号検
出手段の検出値に基づき、アクティブ・インテンシティ
を評価量として前記第１の制御音源を駆動させる第１の
適応制御手段と、前記インテンシテイ検出手段からのリ
アクティブ・インテンシティ及び基準信号検出手段の検
出値に基づき、リアクティブ・インテンシティを評価量
として前記第２の制御音源を駆動させる第２の適応制御
手段とを備えた構成にしている。

（作用〕 本願発明では、インテンシテイ検出手段が、車室等の音
響空間内の騒音又は構造物上の振動のインテンシテイを
検出し、基′単信号検出手段が、騒音源の騒音発生状態
に応じた基準信号を検出する。

そして、適応制御手段は、インテンシテイ検出手段及び
基準信号検出手段の各検出値に基づき、当該インテンシ
テイ検出手段の検出値を評価量として制御音源を駆動さ
せる。このため、騒音周波数が高く、音響空間の振動モ
ードが複雑になっても、定在渡分に影響を受けない進行
波成分であるアクティブ・インテンシティを最小にして
騒音低減を遠戚できる。

また請求項（２）記載の発明では、とくに、インテンシ
テイ検出手段が、車室内空間のヘット・レスト部又は乗
員の頭部近傍位置でインテンシテイを検出し、その検出
方向は、制御音源から制御音を放射したときのヘッド・
レスト部又は乗員の頭部近傍位置におけるインテンシテ
イ方向と一致している。これにより、ヘッド・レスト部
又は乗員の頭部近傍位置の騒音が確実に低減される。

にしている。

さらに請求項（３）記載の発明では、とくに、第１の適
応制御手段が、インテンシテイ検出手段からのアクティ
ブ・インテンシティ及び基準信号検出手段の検出値に基
づき、アクティブ・インテンシティを評価量として第１
の制御音源を駆動させ、第２の適応制御手段が、インテ
ンシテイ検出手段からのリアクティブ・インテンシティ
及び基準信号検出手段の検出値に基づき、リアクティブ
・インテンシティを評価量として第２の制御音源を駆動
させる。このようにインテンシテイの物理的意味毎に個
別の制御が行われるので、より確実な騒音低減となる。

〔実施例〕

以下、本願発明の詳細な説明する。

（第１実施例） 第１実施例を第２図乃至第７図に基づき説明する。本実
施例は音響空間として車両の車室に適用したものである
。

第２図において、２は車両を、４は騒音源としての車両
２のエンジンを、６は音響空間としての車室を、８は車
両２に搭載された能動型騒音制御装置８を夫々示す。

能動型騒音制御装置８は、基準信号検出手段としてのエ
ンジン回転数センサ１０．車室６に設置されるマイクロ
ホン１４ａ、１４ｂ、車両２の所定位置に設置されるコ
ントローラ１６．及び車室６に設置される制御音源とし
てのラウドスピーカ１８により構成される。

この内、エンジン回転数センサｌＯはエンジン４に取り
付けられ、エンジン回転に応したパルス列のエンジン回
転数信号Ｘを検出し、これをコントローラ１６に供給す
る。マイクロホン１４ａ。

１４ｂはフロントシート２０のヘッド・レスト部２ＯＡ
の側面に、第３図に示す如く検出面を露出して埋め込ま
れ、該ヘッド・レスト部での音圧に応じた音圧信号Ｐｔ
ｉ、Ｆ’Ｓを夫々検出し、これをコントローラ１６に供
給するようになっている。

マイクロホン１４ａ、１４ｂの設置位置は第４図に示す
ように、マイクロホン１４ａ、１４ｂの中心位置を結ぶ
方向（同図中のＡ線参照）と、後述するラウドスピーカ
１８から放射された音の音響インテンシテイ（アクティ
ブ・インテンシティ）の向き（同図中のＢ線参照）とが
一致するように設定されたものであり、また、第５図（
ａ）　（ｂ）に表されたようなインテンシテイのベクト
ル方向を考慮したものである。第５図（ａｔ　（ｂ）は
、音源がダツシュロアと後席足元に在る場合で、これら
は後席足元の位相をＯｏから１８０°に反転させると、
その音源はシンクからソースに変化し、負から正の寄与
に変わったことを示している。

また、ラウドスピーカ１８は車室６のフロントダッシュ
の下部に設置され、コントローラ１６から供給される駆
動信号を受けて、該駆動信号に応じた音響信号（制御音
）を出力する。

コントローラ１６は第２図に示すように、入力するエン
ジン回転数信号Ｘを入力する信号処理器２４と、マイク
ロホン１４ａ、１４ｂの検出信号ＰＡ、Ｐ、を入力し、
音響インテンシテイを演算して、その演算値を信号処理
器２４に供給するインテンシテイ演算回路２６と、信号
処理器２４からの出力信号ｙを増幅してラウドスピーカ
１８に供給するアンプ２８とを備えている。

この内、インテンシテイ演算回路２６は、第６図に示す
ように構成される。つまり、インテンシテイ演算回路２
６は、マイクロホン１４ａ、１４ｂからの音圧信号ＰＡ
、Ｐ、を個別に入力するプリアンプ３０ａ、３０ｂを入
力側に備え、この内、一方のプリアンプ３０ａの出力側
はＡ／Ｄ変換器３２ａ２位相補正フィルタ３４ａを介し
て加算器３６ａ、３６ｂに至るとともに、他方のプリア
ンプ３０ｂの出力側はＡ／Ｄ変換器３２ｂ３位相補正フ
ィルタ３４ｂを介して前記加算器３６ａ、３６ｂに至る
。ここで、一方の加算器３６ａは、入力するフィルタ３
４ａ、３４ｂの両出力を共に加算し、他方の加算器３６
ｂはフィルタ３４ｂの出力からフィルタ３４ａの出力を
引き算する構成となっている。さらに、加算器３６ｂの
出力側は積分器３８を介して乗算器４０の一方の入力端
に至るとともに、前記加算器３６ａの出力側は乗算器４
０の他方の入力端に至り、この乗算器４０の出力が平均
化回路４２を通って出力される構成を有している。

ここで、上記インテンシテイ演算回路２６に係る音響イ
ンテンシテイの検出手法を説明する。

まず、音響インテンシテイ１は下記式で定義される。

１＝Ｐ　−ｕ　　　　　　　　　　　　　　　・・・　
（１）但し、Ｐ：音圧、ｕ：粒子速度である。

これを下記式（２）で近似し、↑とする。

・・・　（２） 但し、ＰＡは前側のマイクロホン１４ａが検出する音圧
、Ｐ、は後側のマイクロホン１４ｂが検出する音圧、ρ
は空気の密度（定数）、Δｒはマイクロホン１４ａ、１
４ｂの間隔である。インテンシテイ演算回路２６は、（
２）式中、 （ＰＡ　＋ＰＢ　）　Ｓ　　（Ｐｇ　−ＰＡ　）ｄｔ　
　　・・・（２）′の項の値を乗算器４０で演算し、そ
の平均値をとって音響インテンシテイｉとして信号処理
器２４に出力するものである。

なお、上記（２）式中に係数「−１／ρ・Δｒ・２」が
あるが、これは定数なので本制御系では考慮していない
。また、平均化回路４２では、過去一定時間（例えば０
．５秒）の↑の平均値をとり、これを評価関数としてい
るが、この平均化時間はインテンシテイ波形の周期（こ
こでは１０４〜１０−１秒程度）より充分長ければよい
。また、（２）式に（Ｐｇ　　ＰＡ）の演算が含まれる
ため、マイクロホン１４ａ〜プリアンプ３０ａ間及びマ
イクロホン１４ｂ〜プリアンプ３０ｂ間に位相差、ゲイ
ン差があると、演算結果に大きな誤差が生じることにも
なり兼ねない。しかし本実施例では、予めその位相差、
ゲイン差を両経路の伝達関数の比で求め、これを逆フー
リエ変換したものをＦＩＲフィルタとして位相補正フィ
ルタ３４ａ、３４ｂの何れに持たせ、他方には遅延時間
を補償するためのデイレイ回路を位相補正回路としてお
いている。

これにより、正確な音響インテンシテイｉの検出ができ
る。さらに、インテンシテイ演算回路２４中、図示しな
いが、Ａ／Ｄ変換器３２ａ、３２ｂの前段には、折り返
し歪みを防止するローパスフィルタを介挿させている。

さらに、信号処理器２４は第７図に示すように、エンジ
ン回転数に応した基準信号Ｘを入力するＡ／Ｄ変換器４
６と、このＡ／Ｄ変換器４６の変換出力を人力するディ
ジタルフィルタ４８及び適応フィルタ５０と、インテン
シテイ演算回路２６からの音響インテンシテイｉ及び前
記ディジタルフィルタ４８の出力信号ｒを入力するマイ
クロプロセッサ５４と、前記適応フィルタ５０の処理信
号ｙをＤ／Ａ変換してアンプ２８に出力するＤ／Ａ変換
器５６とを有している。

この内、ディジタルフィルタ４８は、基準信号Ｘを入力
し、マイクロホン１４ａ、１４ｂの組及びスピーカ１８
間の伝達関数に応して、フィルタ処理された基準信号ｒ
（後述する第（６）、　（７）式参照）を生成する。適
応フィルタ５０は基準信号Ｘを入力して、その時点で設
定されているフィルタ係数に基づき適応信号処理を行っ
てスピーカ駆動信号ｙを出力するものである。マイクロ
プロセッサ５４は、音響インテンシテイ？及びフィルタ
処理された基準信号ｒを入力し、適応フィルタ５０のフ
ィルタ係数をＬＭＳアルゴリズムを用いて変更する。

ここで、本実施例における騒音制御の手法を説明する。

なお、この説明には、−膜化された形として複数のイン
テンシテイ演算回路及び複数のラウドスピーカの場合を
想定する。

いま、１番目のインテンシテイ演算回路からの演算値（
Ｌ（ｎ）　、ラウド・スピーカからの制御音（二吹音）
が無いときの１番目のインテンシテイ演算回路の演算値
をテｐＬ（ｎ）、ｍ番目のラウドスピーカと１番目のイ
ンテンシテイ演算回路に係るマイクロホンの組との間の
伝達関数（ＦＩＲ（有限インパルス応答）関数）のｊ番
目（ｊ＝ｏ、ｌ。

２、・・・　ＩＣ−１）の項をディジタルフィルタで表
したときのフィルタ係数をＣ０４、基準信号Ｘ（ｎ）、
基準信号χ（ｎ）を人力し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゜１．２．・・・
、Ｉｈ１）の係数をＷ　ａ　＝とすると、Ｙｔ　（ｎ）
　＝　Ｔｐｔ（ｎ）　＋ ・・・　（３） が成立する。ここで、（ｎ）が付く項は、何れもサンプ
リング時刻ｎのサンプル値であり、また、Ｌはインテン
シテイ演算回路の数（第１実施例では１個）、Ｍはラウ
ドスピーカの数（第１実施例では１）、ＩＣはＦＩＲデ
ィジタルフィルタで表現された伝達関数Ｃｔｓのタップ
数（フィルタ次数）、１には適応フィルタのタップ数（
フィルタ次数）である。

上式（３）中、右辺の「Σ　Ｗ　ｍ　ｉ・ｘ　　（ｎ−
ｊ−ｉ）　　）　Ｊ（＝ｙ、）の項は適応フィルタ（係
数Ｗ、）に信号Ｘを入力したときの出力を表し、「Σ　
Ｃ−１（Σ　ＷＭｉ−ｘ゛（ｎ−ｊ−ｉ）　　］　Ｊの
項はｍ番目のスピーカに入力された信号エネルギが該ス
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Ｃ０を経てマイクロホンに到達したときの信号を
表し、さらに、「Σ　Σ　ＣＬ、Ｊ　・　（ΣＷ１．・
ｘ　　（ｎ−ｊ−ｉ）　　ｌ　Ｊの右辺全体は、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、マイクロホジ、即ちｉ番目のインテンシテイ
演算回路に到達する二吹音の総和を表す。

次いで、評価関数（最小にすべき変数）Ｊｅを、Ｊｅ−
Σ　　Ｎｔ　　（ｎ）　　ｌ　”　　　　　　　・・・
　（４）とおく。

そして、評価関数Ｊｅを最小にするフィルタ係数Ｗ、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Ｗ　ｓ　
ｉについて偏微分した値で当該フィルタ係数Ｗｎｉを更
新する。

そこで、（４）弐より、 となるが、（３）式より となるから、この（４）式の右辺をｒ　、５（ｎ−ｉ）
　とおけば、フィルタ係数の書換え式は以下の（７）式
により得られる。

Ｗｍ１（ｎ　　　−ト　１）＝　　Ｗ、、（ｎ）＋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。

以上の構成において、信号処理器２４．アンプ２８が適
応制御手段を構威し、マイクロホン１４ａ、１４ｂ及び
インテンシテイ演算回路２６がインテンシテイ検出手段
を構成している。

次に、本第１実施例の動作を説明する。

エンジンが駆動すると、エンジン回転数センサｌＯはエ
ンジン回転を検知し、これに応じたエンジン回転数信号
Ｘをコントローラ１６に供給する。

コントローラ１６において、検出信号Ｘは信号処理器２
４のＡ／Ｄ変換器４６を介してディジタルフィルタ４８
及び適応フィルタ５０に夫々供給される。この内、ディ
ジタルフィルタ４８は、入力した基準信号Ｘを用いて、
前記（６）式に係るフィルタ処理された基準信号ｒをマ
イクロホン、スピーカ間の伝達関数Ｃに対応して演算し
て、その信号ｒをマイクロプロセッサ５４に出力する。

一方、マイクロホン１４’ａ、１４ｂはその設置位置（
観測位置）に残留している音を検知し、その音圧に応じ
た音圧信号ＰＡ、Ｐ、をコントローラ１６に夫々出力す
る。これにより、インテンシテイ演算回路２６では、入
力した音圧信号ＰＡ。

ＰＩｌがプリアンプ３０ａ、３０ｂ、Ａ／Ｄ変換器３２
ａ、３２ｂ、位相補正フィルタ３４ａ、３４ｂを介して
加算器３６ａ、３６ｂに入力され、該加算器３６ａ、３
６ｂで加算２減算が夫々実施される。つまり、一方の加
算器３６ａの出力は「Ｐ。

十ｐＨ」となり、他方の加算器３６ｂの出力は「Ｐｇ　
　ＰＡ」となる。そこで、他方の加算器３６ｂの出力ｒ
　ｐ　ｍ　　Ｐ　ＡＪが次段の積分器３８で積分され、
乗算器４０でその積分器３８の出力と前記一方の加算器
３６ａの出力が掛は算されるから、これにより、前記（
２）′式の値が演算される。この（２）′式に係る乗算
器４０の出力は次段の平均化回路４２に入力され、所定
時間の平均値が演算されて、より精度の高い音響インテ
ンシテイ　（アクティブ・インテンシティ）テがディジ
タル量で求められる。

このようにして得られたインテンシテイｉは、そのまま
信号処理器２４のマイクロプロセッサ５４に出力される
。マイクロプロセッサ５４では、各人力信号を用いて前
記（７）式に基づくフィルタ係数の更ｆＪｆｒ：／ｙＪ
算が行われる。つまり、現時点のサンプリング時刻ｎに
おけるフィルタ係数’Ｌ　（ｎ）に、評価関数、即ちイ
ンテンシテイｉが最小になる方向のフィルタ係数が演算
され、サンプリング時刻（ｎ＋１）において設定される
べきフィルタ係数Ｗ、（ｎ＋１）が得られる。そこで、
マイクロプロセッサ５４は演算（ＩＩＷｔ　（ｎ＋１）
に応した制御信号を適応フィルタ５０に出力する。この
ため、適応フィルタ５０における各フィルタのフィルタ
係数は、サンプリング時刻（ｎ＋１）では、新しく演算
されたフィルタ係数Ｗ、に更新される。このようにマイ
クロプロセッサ５４によって、評価関数Ｊｅを最小にす
るように、所定サンプリング時間毎にフィルタ係数の更
新指令が繰り返される。

そこで、適応フィルタ５０はその時点で設定されている
フィルタ係数によって、入力する基準信号Ｘと係数Ｗ、
との畳込み演算を行って出力値ｙを求め、この値ｙを駆
動信号としてＤ／Ａ変換器５６を介してラウドスピーカ
１８に出力する。

これにより、スピーカ１８は駆動信号ｙに応した制御音
（二吹音）を発生するから、この発生した音響出力は予
め推定しである伝達関数Ｃに対応した車室空間をスピー
カの指向性に基づき伝搬して音場を形成する。このため
、制御収束後においては、２箇所の観測点（マイクロホ
ン設置位置）及びその近傍で、エンジン４から伝達され
る騒音及び制御音が干渉し、その殆どが相殺される。

このとき、本実施例では、評価関数としてアクティブ・
インテンシティｉを採用しているため、このアクティブ
・インテンシティは、定在波成分の影響を受けない進行
波成分に相当するものであるので、耳位置及びその近傍
での残留する音エネルギの流れを適応制御することとな
り、耳位置での騒音低減を確実に行える利点がある。さ
らに、マイクロホン１４ａ、１４ｂの設置方向を、該マ
イクロホン位置を通過するスピーカ１８からの制御音の
インテンシテイｉの方向と一致させているため、効率良
くインテンシテイｉを検出でき、ヘット・レスト部２Ｏ
Ａの騒音を有効に低減できる。

このように、共振モードの影響を受けて不安定な定在波
成分、即ちリアクティブ・インテンシティには関知せず
に、騒音振動数が高周波域となって車室６内の共振モー
ドが複雑化するような場合でも、従来装置とは異なり、
アクティブ・インテンシティを頼りにして残留騒音を有
効に低減させることとなる。

なお、上記第１実施例は車室６内のフロントシートのヘ
ッド・レスト部のみのアクティブ・インテンシティを検
出する構成としたが、本願発明は必ずしもこれに限定さ
れることなく、例えばりャシートの頭部位置にも同様に
実施する構成としてもよい。

（第２実施例） 次に、第２実施例を第８図乃至第１２図に基づき説明す
る。ここで、第１実施例と同し構成要素には必要に応し
て同−持寄を用いる。

第８図において、車室６のフロントダンシュの下部及び
リヤシート５０のドア下部には、前述した第５図に示し
た、アクティブ・インテンシティに対する２カ所の音源
を考慮して、第１の制御音源としてのラウドスピーカ５
２ａ、５２ｂが設置されている。また、車室６内の中央
及び後部ピラー５４．５６のガラス面と対等位置には、
第２の制御音源としてのラウドスピーカ５８ａ、５８ｂ
が夫々設置されている。

上記ラウドスピーカ５２ａ、５２ｂ、５８ａ。

５８ｂの夫々は、コントローラ６０からの駆動信号によ
って制御音（相殺音）を発生するもので、そのコントロ
ーラ６０には第１実施例と同様にエンジン回転数センサ
１０の検出信号Ｘが入力するようになっている。また、
フロントシート２０のヘッド・レスト部２ＯＡの側面に
は、２個のマイクロホン６２ａ、６２ｂが、リヤシート
５０の頭部側面には２個のマイクロホン６４ａ、、６４
ｂが夫々設置されており、各々、観測位置での音圧信号
Ｐ　ＩＡ＋　　Ｐ　１Ｂ及びＰ　２Ａ＋　　Ｐ　２Ｂが
検出される。

コントローラ６０は第８図に示すように、前側のマイク
ロホン６２ａ、６２ｂの検出信号Ｐ　ＩＡ＋ｐＨ１に基
づきアクティブ・インテンシティＩａ、　　リアクティ
ブ・インテンシティｌｒを演算するインテンシテイ演算
回路６８と、後側のマイクロホン６４ａ、６４ｂの検出
信号Ｐ　２Ａ＋　　Ｐ　２Ｂに基づきアクティブ・イン
テンシティＩａ、　　リアクティブ・インテンシティＩ
ｒを演算するインテンシテイ演算回路７０と、エンジン
回転数信号Ｘを人力し且つ両インテンシテイ演算回路６
８．７０の演算値を入力して適応信号処理を行うアクテ
ィブ・インテンシティ用信号処理器７２及びリアクティ
ブ・インテンシティ用信号処理器７４と、一方の信号処
理器７２の２出力を増幅してラウドスピーカ５２ａ。

５２ｂを駆動するアンプ７６ａ、７６ｂと、他方の信号
処理器７４の２出力を増幅してラウドスピーカ５８ａ、
５８ｂを駆動するアンプ７８ａ、７８ｂとを有している
。

この内、インテンシテイ演算回路６８．７０の夫々は第
９図に示すように、入力する２つの音圧信号ＰＩＡ、Ｐ
、（又はＰｚｏ、　　ＰＣＢ）を増幅するプリアンプ８
０ａ、ｓｏｂと、このプリアンプ８０ａ、８０ｂの出力
信号をディジタル化するＡ／Ｄ変換器８２ａ、８２ｂと
、この変換器８２ａ、８２ｂの変換信号を高速フーリエ
変換（ＦＦＴ）するＦＦＴ演算器８４ａ、８４ｂと、こ
の演算器８４ａ、８４ｂの演算信号を入力してアクティ
ブ・インテンシティＩａ、　　リアクティブ・インテン
シティＩｒを求めるインテンシテイ演算器８６とを有し
ており、下記（８）　（９）式に基づく演算を夫々行う
ようになっている。

ここで、アクティブ・インテンシティＩａは下記式（８
）により演算される。

但し、ｋ：定数、Ｃ，２：ベアとなる２個のマイクロホ
ンの音圧信号間のクロス・パワー・スペクトル密度関数
、ｆ：周波数、ｆ、、ｆ、：対象とする上下限周波数、
Ｉｎ（）：ｌ：）内の量の虚数成分を表す記号、ｆ、ｎ
ＦＦＴ後のｉ番目の周波ＬＧＩ□、：ｆ、でのクロス・
パワー・スペクトル値、Δｆ：ＦＦＴ時の周波数間隔、
Ｎ：ＦＦＴのサンプル数である。

また、リアクティブ・インテンシティｌｒは下記（９）
式により演算される。

但Ｌ、Ｇ、、、Ｇ、□二夫々、各マイクロホンの音圧出
力のオート・パワー・スペクトル密度関数、Ｇ１１ｉ　
＋　Ｇ２□、：ＦＦ７時の周波数ｆ、における各マイク
ロホンの音圧のオート・パワー・スペクトル値である。

さらに、アクティブ・インテンシティ用信号処理器７２
は、第１０図に示す如く槽底されている。

つまり、エンジン回転数に応じた基準信号Ｘを入力する
Ａ／Ｄ変換器８６と、このＡ／Ｄ変換器８６の変換出力
を入力するディジタルフィルタ８８及び適応フィルタ９
０と、インテンシテイ演算回路６８．７０からのアクテ
ィブ・インテンシティＩａ、　Ｉａ’及び前記ディジタ
ルフィルタ８８の出力信号ｒを入力するマイクロプロセ
ッサ９４と、前記適応フィルタ９０の処理信号ｙ１をＤ
／Ａ変換してアンプ７６ａ、７６ｂに出力するＤ／Ａ変
換器９６ａ、９６ｂとを有している。この内、ディジタ
ルフィルタ８８は、基準信号Ｘを入力し、マイクロホン
６２ａ、６２ｂ、６４ａ、６４ｂの組及びスピーカ５２
ａ、５２ｂ、５８ａ、５８ｂ間の伝達関数に応じて、フ
ィルタ処理された基準信号ｒ５．（前述した第（６）、
　（７）式参照）を生成する。

適応フィルタ９０は基準信号Ｘを入力して、その時点で
設定されているフィルタ係数に基づき適応信号処理を行
ってスピーカ駆動信号ｙ、を出力するものである。マイ
クロプロセッサ５４は、アクティブ・インテンシティｌ
ａ、　Ｉａ’及びフィルタ処理された基準信号ｒ、を入
力し、適応フィルタ９０のフィルタ係数をＬＭＳアルゴ
リズムを用いて変更する。

また、リアクティブ・インテンシティ用信号処理器７４
は、第１１図に示す如く構成されており、マイクロプロ
セッサ９４はインテンシテイ演算回路６８．７０からの
リアクティブ・インテンシティＩｒ、Ｉｒ’を入力し、
また適応フィルタ９０はＤ／Ａ変換器９６ａ、９６ｂを
介してアンプ７８ａ。

７８ｂに駆動信号を出力する以外は、第１０図と同様に
なっている。また、第１０図のものと制御手法も同じで
ある。

これらの信号処理器７２．７４に係る制御手法は、前述
した（３）式〜（７）式の説明の中で、Ｌ−２゜Ｍ＝２
であり、Ｙ　＝Ｉａ又はＩｒとして成立するものである
。

本第２実施例では、マイクロホン６２ａ、６２ｂ、６４
ａ、６４ｂ及びインテンシテイ演算回路６８．７０がイ
ンテンシテイ検出手段を構成し、信号処理器７２及びア
ンプ７６ａ、７６ｂが第１の適応制御手段を構成し、信
号処理器７４及びアンプ７８ａ、７８ｂが第２の適応制
御手段を構成している。

次に、第２実施例の動作を説明する。

本第２実施例では、装置が駆動状態になると、前側の組
のマイクロホン６２ａ、６２ｂの検出信号Ｐ　ＩＡ＋　
　Ｐ　ＩＩＩがインテンシテイ演算回路６８に、後側の
組のマイクロホン６４ａ、６４ｂの検出信号Ｐ　２ＡＩ
　　Ｐ　２１１がインテンシテイ演算回路７０に夫々人
力される。演算回路６８．７０の夫々では、人力信号Ｐ
ＩＡ、ＰＩｌ（又はＰ　ＫＡ、　　Ｐ　２！ｌ）がアン
プ８０ａ、８０ｂ、図示しないローパスフィルタ、Ａ／
Ｄ変換器８２ａ、８２ｂを介してＦＦＴ演算器８４ａ、
８４ｂに夫々入力する。ＦＦＴ演算器８４ａ、Ｅ１４ｂ
では、一定量のサンプル分取った後、フーリエ変換され
インテンシテイ演算器８６に送られる。この演算器８６
では、フーリエ変換された信号を元に、前述した（８）
、　（９）式によってアクティブ・インテンシティＩａ
及びリアクティブ・インテンシティＩｒが求められ、信
月処理器７２７４に夫々供給される。このとき、インテ
ンシテイ演算器８６では、以上の操作でのインテンシテ
イ演算を数〜数十サイクル繰り返し、平均化してより精
度の高いインテンシテイ値を得ることが望ましい。

そこで、信号処理器７２．７４の夫々では、入力信号１
ａ、　Ｉｒ及び基準信号Ｘに基づき、アクティブ・イン
テンシティＩａ　（リアクティブ・インテンシティＩｒ
）を最小にするように、前述したＬＭＳアルゴリズムに
基づき制御音を調節する。

このように、第１の制御音源としてのラウドスピーカ５
２ａ、５２ｂをダッシュ下部及びリヤシート５０の足元
の騒音源位置に設定しているので、音源から発生される
アクティブ成分（進行波に相当）を効果的に低減できる
とともに、当該ラウドスピーカ５２ａ、５２ｂを足元の
下回りに置いているので、吸音部材が在る車室床で音が
吸い込まれてアクティブ成分が発生しても、このような
下回りのアクティブ成分を効果的に低減できる。また、
第２の制御音源としてのラウドスピーカ５８ａ、５８ｂ
を窓ガラス位置としているので、吸音しないガラスから
反射しで行く騒音量を低減し、車室内のりアクティブ成
分（定在波に相当）を滅らし、こもり音を低減すことが
できる。つまり本第２実施例では、車室６内の騒音を、
騒音を形成する物理現象（アクティブ・インテンシティ
、リアクティブ・インテンシティ）別に検知し、これを
個別に低減さえる制御システムとしたため、高周波とな
って音場が複雑になっても、従来装置とは異なり、騒音
を確実に低減できる。

なお、この第２実施例では、第１．第２の制御音源を各
２個の場合で説明したが、本願発明は必ずしもこれに限
定されることなく、必要に応じて増減させてもよい。ま
た、それらの制御音源の設置場所も前述した下回り及び
ガラス位置に限定されるものではなく、騒音源の位置及
び車室内の共振モード等に応じて適宜変更してもよい。

なおまた、本願発明の能動型騒音制御装置は前述した実
施例のように車室に適用する装置に限定されることなく
、例えば航空機のキャビンに適用する装置であってもよ
いし、空調用室外機の回転に起因した室内騒音を低減さ
せるように構成した装置とすることもできる。一方、前
述した実施例では騒音源が車室という一種の閉じられた
空間の外部に在る場合を説明したが、本願発明は騒音源
がそのような閉空間の内部に設置されている場合にも適
用できる。

さらに、本願発明の基準信号検出手段、即ち騒音発生状
態に相関のある信号を得る手段は、前述したようにエン
ジン回転状態を検出する構成に限定されることなく、例
えばサスペンションに取りつけた、ロード・ノイズに相
当する電気信号を得る加速度ピンクアップであってもよ
く、これにより路面からのロード・ノイズを低減するよ
うにしてもよい。

さらに、本願発明の騒音制御手段に係るフィルタ係数更
新のアルゴリズムは、前述した実施例記載のようなＬＭ
Ｓアルゴリズムのほか、例えば周波数領域におけるその
他のＬＭＳアルゴリズムであってもよい。また、前述の
各実施例では何れも騒音を低減する構成について説明し
たが、これに限らず構造物の振動に対しても同様に適用
できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本願発明によれば、音響空間内の騒
音又は構造物上の振動のインテンシテイを検出し、これ
を評価量として適応制御を行う構成にしたため、従来の
ように複数の観測位置を空間内に断続的に設定して、当
該各観測位置に音圧を低減させる場合とは異なり、騒音
周波数が複雑になって音場が複雑化する場合でも、騒音
源から到来する進行波成分に相当するアクティブ・イン
テンシティを最小にすることができ、例えば車室の乗員
耳位置等の観測位置での騒音を確実に減少させることが
できるという効果がある。

とくに、請求項（２）記載の発明では、インテンシテイ
検出方向が、騒音源から騒音が放射されたときのインテ
ンシテイ方向と一致しているので、車室空間における乗
員の耳位置のアクティブ・インテンシティに対する適応
制御がより確実になる効果がある。

またとくに、音響インテンシテイをアクティブ・インテ
ンシティ及びリアクティブ・インテンシティに分離して
個別に制御するとしているため、音場が複雑になる高周
波域でも、騒音源から伝わって聞こえる騒音及び音響空
間にこもるこもり音の両方を的確に減少させることがで
き、音響空間全体の騒音低減をより効果的なものにでき
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明のクレーム対応図、第２図は本願発明
の第１実施例を示す概略構成図、第３図はマイクロホン
の取り付は状況を示す斜視図、第４図はアクティブ・イ
ンテンシティの方向例を説明する説明図、第５図（ａ）
　（ｂ）はアクティブ・インテンシティの例を示すベク
トルマツプ図、第６図は第１実施例のインテンシテイ演
算回路の構成を示すブロック図、第７図は第１実施例の
信号処理器の構成を示すブロック図、第８図は本願発明
の第２実施例を示す概略構成図、第９図は第２実施例の
インテンシテイ演算回路の構成を示すブロック図、第１
Ｏ図は第２実施例のアクティブ・インテンシティ用信号
処理器の構′成を示すブロック図、第１１図は第２実施
例のりアクティブ・インテンシティ用信号処理器の構成
を示すブロック図である。 ４：エンジン、６；車室、８：能動型騒音制御装置、Ｉ
Ｏ＝エンジン回転数センサ、１４ａ、１４ｂ、６２ａ、
６２ｂ、６４ａ、６４ｂ：マイクロホン、１６，６０：
コントローラ、１８．５２ａ、５２ｂ、５８ａ、５８ｂ
ニラウド・スピーカ、２２．６６：Ｆ／Ｖ変換器、２４
，７２，７４：信号処理器、２６．６Ｂ、’ｙｏ：イン
テンシティ演算回路、２８．７６ａ、７６ｂ、７８ａ、
７８ｂ：アンプ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）騒音源から騒音が伝達される音響空間に制御音を
   発生可能な制御音源と、前記騒音源の騒音発生状態に応
   じた基準信号を検出する基準信号検出手段と、前記音響
   空間内の騒音又は構造物上の振動のインテンシティを検
   出するインテンシティ検出手段と、前記インテンシティ
   検出手段及び基準信号検出手段の各検出値に基づき、当
   該インテンシティ検出手段の検出値を評価量として前記
   制御音源を駆動させる適応制御手段とを備えたことを特
   徴とする能動型騒音制御装置。
2. （２）前記インテンシティ検出手段は、車室内空間のヘ
   ッド・レスト部又は乗員の頭部近傍位置のインテンシテ
   ィを検出する手段であり、当該検出方向は、前記制御音
   源から制御音を放射したときの前記ヘッド・レスト部又
   は乗員の頭部近傍位置におけるインテンシティ方向に一
   致させたことを特徴とする請求項（１）記載の能動型騒
   音制御装置。
3. （３）前記制御音源は第１及び第２の制御音源を備え、
   前記インテンシティ検出手段は、アクティブ・インテン
   シティ及びリアクティブ・インテンシティを検出する手
   段であり、前記適応制御手段は、前記インテンシティ検
   出手段からのアクティブ・インテンシティ及び基準信号
   検出手段の検出値に基づき、アクティブ・インテンシテ
   ィを評価量として前記第１の制御音源を駆動させる第１
   の適応制御手段と、前記インテンシティ検出手段からの
   リアクティブ・インテンシティ及び基準信号検出手段の
   検出値に基づき、リアクティブ・インテンシティを評価
   量として前記第２の制御音源を駆動させる第２の適応制
   御手段とを備えたことをことを特徴とする請求項（１）
   記載の能動型騒音制御装置。