JPH05265466A - 能動型振動制御装置及び能動型騒音制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】騒音の発生状態を表す基準信号と、実際に発生
する騒音との間のずれを小さくする。 【構成】アクセル開度センサ７から供給されるアクセル
開度信号ａｃｃに基づいてエンジン４の回転速度の変化
を予測し、その予測結果に応じてクランク角センサ５か
ら供給されるクランク角信号ＣＰの周期を補正すること
により、これから生成する基準信号の周期を算出する。
そして、その算出された基準信号に基づいて駆動信号ｙ
を生成し、ラウドスピーカ９を駆動させて車室３内に制
御音を発生させ、エンジン４から車室３内に伝達される
こもり音を打ち消して騒音の低減を図る。

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
る振動にアクチュエータ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
並びに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、振動・騒音の発生状態
を表す基準信号に基づいてアクチュエータ・制御音源を
駆動させる装置において、その基準信号と実時間の振動
・騒音との間のずれを小さくできるようにしたものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来の能動型制御装置として、
英国特許第２１４９６１４号や特公表１−５０１３４４
号に記載のものがある。この従来の技術は、例えば航空
機の客室等の閉空間に適用される騒音低減装置であっ
て、そのような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、騒音源の騒音発生
状態に基づいて、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。

【０００３】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 CANSELLATION
：PRINCIPLES AND APPLICATIONS ”で述べられている
‘WIDROW 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 ALGORIT
HM AND ITS APPLICATIONTO THE ACTIVE CONTROL OF SOU
ND AND VIBRATION ”,IEEE TRANS.ACOUST.,SPEECH,SIGN
AL PROCESSING,VOL.ASSP −35,PP.1423−1434,1987 に
も述べられている。

【０００４】即ち、ＬＭＳアルゴリズムは、適応型ディ
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Ｆｉｌｔ
ｅｒｅｄ−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音響伝達特性を表す
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て、各ラウドス
ピーカ毎に設けられた適応型ディジタルフィルタのフィ
ルタ係数を更新している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ここで、上述のような
能動型騒音制御装置を、例えば車両のエンジンから車室
に伝達されるこもり音の低減を図る装置に適用した場合
には、騒音源としてのエンジンの駆動状況に応じた基準
信号を生成する必要があり、一般には、エンジンのクラ
ンクの回転運動に同期した正弦波を基準信号としてい
る。

【０００６】しかしながら、クランク角信号は、クラン
クの回転に同期したパルス信号であるため、クランクの
回転運動の周期は、一のクランク角信号が発生した後に
次のクランク角信号が発生した時点で初めて知ることが
できるので、実時間におけるクランクの回転と、生成さ
れた基準信号との間には、常に一周期以上の遅れが生じ
ることになる。

【０００７】かかる遅れが生じても、エンジンが一定の
回転速度で駆動している定常運転状態においては、クラ
ンク角信号の周期は変動しないから、実時間におけるク
ランクの回転と、生成された基準信号との間に遅れが生
じていない状況と実質的に変わりはなく、従って、その
基準信号に基づいて騒音低減制御を行っても特に不具合
はない。

【０００８】しかし、例えば図１４に示すように、エン
ジンの回転数が変動し、クランク角信号の周期Ｘが時間
の経過に従ってＸ_r-1 ，Ｘ_r ，Ｘ_r+1 ，…，という具合
に変化する状況においては、基準信号の周期Ｔ_r ，Ｔ
_r+1 は、それぞれＴ_r ＝Ｘ_r-1，Ｔ_r+1 ＝Ｘ_r であるこ
とから、基準信号の周波数と、発生する騒音（理想的な
基準信号）の周波数とが一致しなくなり、騒音制御の制
御特性を劣化させる原因となるばかりか、車室内には、
騒音と周波数の異なる制御音が発生してしまうから、乗
員に不快感を与えるおそれもある。

【０００９】さらに、基準信号の周波数と騒音の周波数
との間に差があるということは、車室に伝達される騒音
に対して、制御音源から発せられる制御音の位相差が一
周期内においても徐々に大きくなっていくことと等価で
ある。従って、例えばＬＭＳアルゴリズムに基づいた騒
音制御を行う場合、安定した収束を図るためには収束係
数を小さくする必要があるため、制御の追従性が損なわ
れ、定常運転状態における制御特性さえも劣化させるお
それがある。

【００１０】なお、このような不具合に着目した従来の
技術として、本出願人が先に提案した特開平３−９０４
４８号公報に開示されたものがあるが、この従来の解決
策は、基準信号の不連続な部分の接続方法に特徴がある
だけで、基準信号と発生する騒音との間の周波数差をな
くすような工夫はなされていない。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、基準信号と実時間における振動・騒音と
の間のずれを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。

【００１１】

【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記載の能動型振動制御装置は、その基本構
成図である図１に示すように、振動源１００から振動が
伝達される制御対象に制御振動を発生可能なアクチュエ
ータ１０１と、前記制御対象の所定位置における残留振
動を検出する残留振動検出手段１０２と、前記振動源１
００の振動発生状態を検出する振動発生状態検出手段１
０３と、前記振動源１００の振動発生状態の変化を予測
する振動発生状態変化予測手段１０４と、前記振動発生
状態検出手段１０３が検出した振動発生状態及び前記振
動発生状態変化予測手段１０４が予測した振動発生状態
の変化に基づいて前記振動源の振動発生状態を表す基準
信号を生成する基準信号生成手段１０５と、前記残留振
動及び前記基準信号に基づいて前記制御対象の振動が低
減するように前記アクチュエータ１０１を駆動させる能
動制御手段１０６と、を備えた。

【００１２】また、請求項２記載の発明は、上記請求項
１記載の発明において、振動発生状態変化予測手段は、
振動発生状態検出手段の検出結果の変化に基づいて振動
発生状態の変化を予測する。一方、上記目的を達成する
ために、請求項３記載の能動型騒音制御装置は、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、前記空間内の所定位置における残留騒音を検出す
る残留騒音検出手段と、前記騒音源の騒音発生状態を検
出する騒音発生状態検出手段と、前記騒音源の騒音発生
状態の変化を予測する騒音発生状態変化予測手段と、前
記騒音発生状態検出手段が検出した騒音発生状態及び前
記騒音発生状態変化予測手段が予測した騒音発生状態の
変化に基づいて前記騒音源の騒音発生状態を表す基準信
号を生成する基準信号生成手段と、前記残留騒音及び前
記基準信号に基づいて前記空間内の騒音が低減するよう
に前記制御音源を駆動させる能動制御手段と、を備え
た。

【００１３】また、請求項４記載の発明は、上記請求項
３記載の発明を車両に適用したものであって、空間とし
ての車室内の騒音低減を図るものである。そして、請求
項５記載の発明は、上記請求項３又は請求項４記載の発
明において、騒音発生状態変化予測手段は、騒音発生状
態検出手段の検出結果の変化に基づいて騒音発生状態の
変化を予測するものである。

【００１４】さらに、請求項６記載の発明は、上記請求
項４記載の発明において、騒音源がエンジンであり、騒
音発生状態変化予測手段は、エンジンの回転速度の変化
を予測するエンジン回転速度変化予測手段を有するもの
である。

【００１５】

【作用】請求項１記載の能動型振動制御装置にあって
は、能動制御手段１０６が、残留振動検出手段１０２が
検出した残留振動と、基準信号生成手段１０５で生成さ
れた基準信号とに基づいて制御対象の振動が低減するよ
うにアクチュエータ１０１を駆動させて制御振動を発生
させるので、振動源１００から制御対象に伝達された振
動が、アクチュエータ１０１が発生した制御振動によっ
て相殺され、制御対象の振動の低減が図られる。

【００１６】そして、基準信号生成手段１０５は、振動
発生状態検出手段１０３が検出した振動源１００の振動
発生状態だけではなく、振動発生状態変化予測手段１０
４が予測した振動発生状態の変化にも基づいて基準信号
を生成するため、振動源１００の振動発生状態が変化す
る場合であっても、予測された変化が含まれた基準信号
が生成されるから、振動源１００から発せられる振動
と、アクチュエータ１０１から発せられる制御振動との
間のずれは小さい。

【００１７】また、振動源１００における振動の発生状
態が変化すると、その変化は、振動発生状態検出手段１
０３の検出結果に現れる。従って、請求項２記載の発明
のように、振動発生状態変化予測手段１０４によって、
振動発生状態検出手段１０３の検出結果の変化から、そ
の後の振動発生状態の変化が予測される。

【００１８】一方、請求項３記載の発明は、振動の一態
様である騒音の低減を図る能動型騒音制御装置であり、
能動制御手段が、残留騒音検出手段が検出した残留騒音
と、基準信号生成手段で生成された基準信号とに基づい
て空間内の騒音が低減するように制御音源を駆動させて
制御音を発生させるので、騒音源から空間に伝達された
騒音が、制御音源で発生した制御音によって相殺され、
空間内の騒音の低減が図られる。

【００１９】そして、基準信号生成手段は、騒音発生状
態検出手段が検出した騒音源の騒音発生状態だけではな
く、騒音発生状態変化予測手段が予測した騒音発生状態
の変化にも基づいて基準信号を生成するため、騒音源の
騒音発生状態が変化する場合であっても、騒音源から発
せられる騒音と、制御音源から発せられる制御音との間
のずれは小さい。

【００２０】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明を車両に適用したものであり、従って、上記請求項３
記載の発明と同様の作用が得られるから、車室内に伝達
される騒音の低減が図られる。また、騒音源における騒
音の発生状態が変化すると、その変化は、騒音発生状態
検出手段の検出結果に現れる。

【００２１】従って、請求項５記載の発明のように、騒
音発生状態変化予測手段によって、騒音発生状態検出手
段の検出結果の変化から、その後の騒音発生状態の変化
が予測される。さらに、騒音源がエンジンである場合に
は、エンジンから発せられる騒音はその回転速度の影響
を最も強く受ける。

【００２２】そこで、請求項６記載の発明のように、エ
ンジン回転速度変化予測手段がエンジンの回転速度の変
化を予測すれば、その予測結果から、騒音の発生状態の
変化が予測される。

【００２３】

【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２乃至図５は本発明の第１実施例を示す図で
あり、これは、本発明に係る能動型振動制御装置，能動
型騒音制御装置を、車両２の車室３内の騒音の低減を図
る車両用能動型騒音制御装置１に適用したものである。

【００２４】先ず、構成を説明すると、図２に示すよう
に、この車両用能動型騒音制御装置１は、振動源又は騒
音源としてのエンジン４から、制御対象又は空間として
の車室３内に伝達される騒音としてのこもり音の低減を
図る装置であって、エンジン４には、エンジン４のクラ
ンク軸の回転に同期したパルス信号であるクランク角信
号ＣＰを出力する振動発生状態検出手段又は騒音発生状
態検出手段としてのクランク角センサ５が取り付けられ
ている。

【００２５】また、アクセル６には、このアクセル６の
開度を検出してアクセル開度信号ａｃｃを出力するエン
ジン回転速度変化予測手段としてのアクセル開度センサ
７が取り付けられている。一方、車室３内には、車室３
内に残留する騒音の音圧を測定する残留振動検出手段又
は残留騒音検出手段としての複数（図２には二つのみ示
す）のマイクロフォン８ａ，８ｂと、車室３内に制御音
を発生するアクチュエータ又は制御音源としての複数
（図２には一つのみ示す）のラウドスピーカ９が配設さ
れている。

【００２６】そして、クランク角センサ５から出力され
たクランク角信号ＣＰ，アクセル開度センサ７から出力
されたアクセル開度信号ａｃｃ及びマイクロフォン８
ａ，８ｂから出力された残留騒音信号ｅが、マイクロコ
ンピュータ等から構成されるコントローラ１０に供給さ
れている。コントローラ１０は、供給される各信号Ｃ
Ｐ，ａｃｃ，ｅに基づいて所定の演算処理を実行し、エ
ンジン４から車室３内に伝達されるこもり音が打ち消さ
れるような制御音がラウドスピーカ９から発せられるよ
うに、ラウドスピーカ９に駆動信号ｙを供給する。

【００２７】コントローラ１０は、その機能構成をブロ
ック図で表した図３に示すように、アクセル開度センサ
７から供給されるアクセル開度信号ａｃｃに係数ｖを乗
じてエンジン４で発生する騒音の発生状態の変化を予測
する騒音発生状態変化予測手段としての騒音変化予測部
１６と、クランク角センサ５から供給されるクランク角
信号ＣＰ及び騒音変化予測部１６で予測された騒音の変
化（ｖ×ａｃｃ）に基づいて、エンジン４における騒音
の発生状態を表す正弦波でなる基準信号ｘを生成する基
準信号生成手段としての基準信号生成部１１と、この基
準信号生成部１１で生成された基準信号ｘ及びマイクロ
フォン８ａ，８ｂから供給される残留騒音信号ｅに基づ
いて、駆動信号ｙを生成する能動制御手段としての能動
制御部１２とから構成されている。

【００２８】基準信号生成部１１で生成される基準信号
ｘは、基本的には、クランク角信号ＣＰの周期を基礎と
した正弦波であるが、上述したように、クランク角信号
ＣＰのみに基づいて生成された正弦波は、エンジン４か
ら車室３内に伝達された実時間におけるこもり音から一
周期以上遅れてしまう。そこで、基準信号生成部１１
は、クランク角信号ＣＰから求められたエンジン４にお
ける一周期前の騒音発生状態を、アクセル開度信号ａｃ
ｃから予測される騒音発生状態の変化で補正することに
より、基準信号ｘを生成して出力する。

【００２９】具体的には、これから生成する基準信号ｘ
の周期Ｔ_r は、下記の（１）式に基づいて算出される。 Ｔ_r ＝Ｘ_r-1 ＋ｖ×ａｃｃ ……（１） なお、Ｘ_r-1 は一周期前のクランク角信号ＣＰの周期で
あり、ｖはアクセル開度信号ａｃｃとエンジン４で発生
する騒音の変化との間の関係を表す比例定数である。

【００３０】一方、能動制御部１２は、基準信号ｘに基
づいて駆動信号ｙを生成するフィルタ係数可変の適応デ
ィジタルフィルタ１３と、基準信号ｘが入力されるディ
ジタルフィルタ１４と、基準信号ｘをディジタルフィル
タ１４で処理した値ｒ及び残留騒音信号ｅに基づいて適
応ディジタルフィルタ１３のフィルタ係数を更新するフ
ィルタ係数更新部１５と、を備えている。

【００３１】これらの内、ディジタルフィルタ１４は、
ラウドスピーカ９とマイクロフォン８ａ，８ｂ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Ｃ_lm（ｌ＝１，２，…，Ｌ、ｍ＝
１，２，…，Ｍ）を、Ｍ個のラウドスピーカ及びＬ個の
マイクロフォンの全ての組み合わせ（Ｌ×Ｍ）について
有していて、基準信号ｘをそれらディジタルフィルタＣ
_lmでフィルタ処理した値ｒ_lmを生成し出力する。

【００３２】一方、適応ディジタルフィルタ１３は、ラ
ウドスピーカ９の個数に対応してＭ個のフィルタ係数可
変の適応ディジタルフィルタＷ_m を有していて、基準信
号ｘをそれら適応ディジタルフィルタＷ_m でフィルタ処
理することにより、駆動信号ｙ_m を生成し出力する。そ
して、フィルタ係数更新部１５は、ディジタルフィルタ
１４から供給される処理信号ｒ_lmとマイクロフォン８
ａ，８ｂから供給される残留騒音信号ｅ_l とに応じて、
適応ディジタルフィルタ１３の各適応ディジタルフィル
タＷ_m のフィルタ係数を、ＬＭＳアルゴリズムに基づい
て更新する。

【００３３】ここで、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、ｌ番目（ｌ＝１，２，…，
Ｌ）のマイクロフォンが検出した残留騒音信号をｅ
_l （ｎ）、ラウドスピーカから制御音が発生していない
時のｌ番目のマイクロフォンが検出した残留騒音信号を
ｅｐ_l （ｎ）、ディジタルフィルタＣ_lmのｊ番目（ｊ＝
０，１，２，…，Ｉ_C −１：Ｉ_C は定数）のフィルタ係
数をＣ_lmj 、基準信号をｘ（ｎ）、基準信号ｘ（ｎ）が
入力されたｍ番目のラウドスピーカを駆動する適応ディ
ジタルフィルタＷ_mのｉ番目（ｉ＝０，１，２，…，Ｉ
_K −１：Ｉ_K は定数）のフィルタ係数をＷ_miとすると、 が成立する。

【００３４】なお、（ｎ）がつく項は、いずれもサンプ
リング時刻ｎにおけるサンプル値を表し、また、Ｉ_C は
フィルタＣ_lmのタップ数（フィルタ次数）、Ｉ_K は適応
ディジタルフィルタＷ_m のタップ数（フィルタ次数）で
ある。上記（２）式中、右辺の「ΣＷ_miｘ（ｎ−ｊ−
ｉ）」の項は適応ディジタルフィルタに基準信号ｘ
（ｎ）を入力した時の出力ｙ_m （ｎ）を表し、「ΣＣ
_lmj ｛ΣＷ_miｘ（ｎ−ｊ−ｉ）｝」の項はｍ番目のラウ
ドスピーカに入力された信号ｙ _m （ｎ）がそこから制御
音として空間に出力され伝達関数Ｃ_lmを経てｌ番目のマ
イクロフォンに到達した時の信号を表し、さらに、「Σ
ΣＣ_lmj ｛ΣＷ_miｘ（ｎ−ｊ−ｉ）｝」の項はｌ番目の
マイクロフォンへ到達した信号を足し合わせているか
ら、ｌ番目のマイクロフォンに到達する制御音の総和を
表している。

【００３５】次いで、評価関数Ｊｅを、 とする。

【００３６】そして、評価関数Ｊｅを最小にするフィル
タ係数Ｗ_miを求めるのが、ＬＭＳアルゴリズムであり、
具体的には、評価関数Ｊｅを各フィルタ係数Ｗ_miについ
て偏微分した値で、フィルタ係数Ｗ_miを更新する。そこ
で、上記（３）式より、 となるが、上記（２）式より、 となるから、この（５）式の右辺をｒ_lm（ｎ−ｉ）とお
けば、フィルタ係数の更新は、重み係数γ_l も含めた形
で下記の（６）式のようになる。

【００３７】 ここで、αは収束係数と呼ばれる係数であり、フィルタ
が最適に収束する速度や、その安定性に関与する。

【００３８】つまり、フィルタ係数更新部１５は、上記
（６）式に基づいて、適応ディジタルフィルタＷ_m のフ
ィルタ係数Ｗ_miを更新する。図４は、コントローラ１０
内における処理の流れの概要を示すフローチャートであ
り、以下、図４に従って本実施例の動作を説明する。先
ず、ステップ００１において、クランク角信号ＣＰが入
力されているか否かを判定し、ここでクランク角信号Ｃ
Ｐが入力されたと判定された場合には、ステップ００２
に移行する。

【００３９】ステップ００２では、前回のクランク角信
号ＣＰが入力された時点と、現時点との差から、クラン
ク角信号ＣＰの周期Ｘ_r-1 を算出する。次いで、ステッ
プ００３に移行し、アクセル開度センサ７から供給され
るアクセル開度信号ａｃｃを読み込み、次いでステップ
００４に移行し、上記（１）式に基づいて、これから作
成する基準信号ｘの周期Ｔ_r を算出する。

【００４０】そして、ステップ００５に移行して、ステ
ップ００４で算出された周期Ｔ_r に基づいた正弦波でな
る基準信号ｘを生成し、ステップ００６に移行する。ス
テップ００６では、ステップ００５で生成された正弦波
を、サンプリング時刻ｎに対応した基準信号ｘ（ｎ）と
して能動制御部１２に供給する。一方、ステップ００１
でクランク角信号ＣＰが入力されていないと判定された
場合には、ステップ００２〜００５の処理は実行せず、
直接ステップ００６に移行し、その時点のサンプリング
時刻ｎに対応した基準信号ｘ（ｎ）を能動制御部１２に
供給する。

【００４１】そして、ステップ００７に移行し、能動制
御部１２は、基準信号生成部１１から供給される基準信
号ｘ（ｎ）と、マイクロフォン８ａ，８ｂから供給され
る残留騒音信号ｅ_l （ｎ）とに応じて上述したＬＭＳア
ルゴリズムを実行して適応ディジタルフィルタ１３のフ
ィルタ係数を更新しつつ、基準信号ｘ（ｎ）を適応ディ
ジタルフィルタ１３で処理した駆動信号ｙ_m をラウドス
ピーカ９に出力し、制御音を車室３内に発生する騒音低
減制御を実行する。ステップ００７の処理を実行した
ら、上記ステップ００１に戻って上記処理を繰り返し実
行する。

【００４２】制御開始直後は、適応ディジタルフィルタ
１３のフィルタ係数が最適な値に収束しているとは限ら
ないので、ラウドスピーカ９から発せられる制御音によ
ってこもり音が必ずしも低減するとはいえない。しか
し、図４に示す処理が繰り返し実行されると、フィルタ
係数更新部１５がＬＭＳアルゴリズムに基づき、車室３
内のこもり音が低減するように適応ディジタルフィルタ
１３のフィルタ係数を更新していくので、ラウドスピー
カ９から発せられる制御音によってこもり音が打ち消さ
れ、車室３内の騒音の低減が図られる。

【００４３】そして、本実施例では、基準信号ｘ（ｎ）
の基礎となる正弦波の周期Ｔ_r を、クランク角信号ＣＰ
の周期Ｘ_r-1 だけではなく、上記（１）式に基づきアク
セル開度信号ａｃｃをも考慮して算出しているため、図
１４に示したようなエンジン４の回転速度が変化してい
る状況においても、基準信号の周期Ｔ_r を、実時間にお
けるクランク角信号の周期Ｘ_r と一致又は略一致させる
ことができるから、基準信号生成部１１で生成される基
準信号ｘと、エンジン４から車室３内に伝達されるこも
り音とのずれが極めて小さくなる。

【００４４】このため、車両の急加速時や減速時等のよ
うに、エンジン４の回転速度が急変するような状況にお
いても、こもり音と制御音との周波数が一致又は略一致
するから、乗員に不快感を与えることもないし、車室３
内のこもり音を確実に低減することができ、快適な車室
内の運転環境が得られる。そして、基準信号の周波数と
こもり音の周波数とが一致すれば、ＬＭＳアルゴリズム
に基づいた騒音低減制御を行う場合、収束係数αを特に
小さくする必要がないため、制御の追従性が損なわれる
ようなことはない。

【００４５】しかも、基準信号の周期Ｔ_r が、実時間に
おけるクランク角信号の周期Ｘ_r と一致又は略一致すれ
ば、図１４に示したようにクランク角信号の入力の時点
で基準信号が不連続となるようなことがないから、騒音
低減制御が不連続となり、不快感を与えるような制御音
の発生が防止される。図５は、従来の車両用能動型騒音
制御装置による騒音低減効果を示すグラフであって、エ
ンジン回転数に対する車室内騒音の音圧レベルを示して
おり、Ａは騒音低減制御を実行せずに急加速時を行った
場合、Ｂは騒音低減制御を実行しつつ緩加速時を行った
場合、Ｃは騒音低減制御を実行しつつ急加速時を行った
場合の結果である。

【００４６】即ち、急加速時というのは、エンジン回転
数の変化が大きいため、従来の車両用能動型騒音制御装
置では、基準信号と騒音とのずれが大きくなり、緩加速
時に比べて騒音低減効果が小さくなる。しかし、本実施
例によれば、基準信号とこもり音とのずれが極めて小さ
くなるので、急加速時であっても、緩加速時と同様の騒
音低減効果が得られる。

【００４７】なお、本実施例では、アクセル６の開度か
らエンジン４の回転数の変化を予測する構成としている
が、エンジンの回転速度に影響を与えるその他の要因、
例えば、ブレーキの踏み代、クラッチのつながり状態、
トランスミッションのギア位置等を検出し、それらから
エンジン４の回転速度の変化を予測し、エンジン４にお
ける騒音の発生状態の変化を予測する構成としてもよ
い。

【００４８】図６乃至図８は本発明の第２実施例を示す
図であり、これも、上記第１実施例と同様に、車両用能
動型騒音制御装置に本発明を適用したものである。図６
は、コントローラ１０の機能構成を示すブロック図であ
り、本実施例では、アクセル開度センサ７の他に、エン
ジンの回転速度を検出するエンジン回転速度センサ１７
を設けていて、それらアクセル開度センサ７が出力する
アクセル開度信号ａｃｃと、エンジン回転速度センサ１
７が出力するエンジン回転速度信号Ｎとが、騒音変化予
測部１６に供給されている。

【００４９】そして、騒音変化予測部１６は、それら各
信号ａｃｃ，Ｎに基づいて、マップ１８を参照してエン
ジン回転速度の変化量を予測し、その結果を基準信号生
成部１１に供給する。図７は、コントローラ１０内にお
ける処理の流れの概要を示すフローチャートである。た
だし、上記第１実施例で説明した図４と同様の処理内容
のステップには同じ番号を付し、その重複する説明は省
略する。

【００５０】即ち、ステップ００２でクランク角信号Ｃ
Ｐの周期Ｘ_r-1 を算出したら、ステップ０１１に移行
し、アクセル開度信号ａｃｃと、エンジン回転速度信号
Ｎとを読み込み、ステップ０１２に移行する。ステップ
０１２では、それら信号ａｃｃ，Ｎに基づいて、例えば
図８に示すようなマップ１８を参照して、エンジン回転
速度変化量ΔＮを読みだす。

【００５１】ここで、一般の車両では、エンジン回転ト
ルクの小さい低回転域や高回転域では、エンジン回転速
度の変化量がアクセル開度に対して小さく、エンジン回
転トルクの大きい中回転域ではエンジン回転速度の変化
量がアクセル開度に対して大きいことから、図８に例示
するマップ１８は、低高回転域ではアクセル開度に対す
る変化が小さく、中回転域ではアクセル開度に対する変
化が大きくなるようなマップとしている。

【００５２】そして、ステップ０１２でエンジン回転速
度変化量ΔＮが求められたら、ステップ０１３に移行
し、ステップ００２で求めた周期Ｘ_r-1 と、ステップ０
１２で求めたエンジン回転速度変化量ΔＮとに基づき、
例えば両者を加算することにより、これから作成する基
準信号ｘの周期Ｔ_r を算出する。その他の作用効果は、
上記第１実施例と同様である。

【００５３】ここで、本実施例では、アクセル開度セン
サ７，エンジン回転速度センサ１７及びマップ１８によ
ってエンジン回転速度変化予測手段が構成される。な
お、本実施例では、アクセル開度及びエンジン回転速度
に基づいてマップ１８を作成しているが、マップ１８の
内容はこれに限定されるものではなく、エンジンの回転
速度に影響を与えるその他の要因、例えば、ブレーキの
踏み代、クラッチのつながり状態、トランスミッション
のギア位置等をも含む多次元のマップとしてもよい。

【００５４】図９乃至図１１は、本発明の第３実施例を
示す図であり、これも、上記第１実施例と同様に、車両
用能動型騒音制御装置に本発明を適用したものである。
即ち、本実施例では、アクセル開度センサやエンジン回
転速度センサ等を設けず、クランク角センサ５から出力
されるクランク角信号ＣＰを、基準信号生成部１１とと
もに、騒音変化予測部１６にも供給していて、騒音変化
予測部１６は、クランク角信号ＣＰの周期Ｘ_r に基づい
て、エンジン４における騒音の発生状態の変化を予測す
るものである。

【００５５】図１０は、コントローラ１０内における処
理の流れの概要を示すフローチャートであり、ステップ
００２で周期Ｘ_r-1 を算出したら、ステップ０２１に移
行し、下記の（７）式に基づいて、周期Ｘ_r の変化量Δ
Ｘ_r を算出する。 ΔＸ_r ＝Ｘ_r-1 −Ｘ_r-2 ……（７） そして、ステップ０２２に移行し、下記の（８）式に基
づいて、これから作成する基準信号ｘの周期Ｔ_r を算出
する。

【００５６】 Ｔ_r ＝Ｘ_r-1 ＋ΔＸ_r ……（８） 周期Ｔ_r が算出されたら、ステップ００５に移行し、上
記第１実施例と同様の処理を実行する。即ち、図１１に
示すように、クランク角信号の周期Ｘ_r が時間とともに
変化する状況においても、その周期Ｘ_r の変化量は、一
周期程度の差では等しいとして取り扱うことができる、
つまり、 Ｘ_r −Ｘ_r-1 ≒Ｘ_r-1 −Ｘ_r-2 ＝ΔＸ_r と考えられるから、上記（８）式に基づいて周期Ｔ_r を
算出し、その周期Ｔ_r に基づいてステップ００５で基準
信号ｘを生成すれば、基準信号ｘと、車室内に発生する
こもり音とのずれが極めて小さくなる。その他の作用効
果は、上記第１実施例と同様である。

【００５７】なお、本実施例では、クランク角信号ＣＰ
の周期Ｘ_r の変化量ΔＸ_r を算出することにより、周期
Ｔ_r をこもり音の周期に一致させるようにしているが、
より厳密な制御を望むのなら、変化量ΔＸ_r の変化をも
考慮して周期Ｔ_r を決定するようにすればよい。図１２
及び図１３は本発明の第４実施例を示す示す図であり、
これも、上記各実施例と同様に、車両用能動型騒音制御
装置に本発明を適用したものである。

【００５８】本実施例は、基本的には上記第１実施例と
同様であるが、騒音変化予測部１６で用いる係数ｖを適
宜更新できるいわゆる学習機能を備えたものである。即
ち、図１２に示すように、係数ｖを更新する更新部２０
には、クランク角センサ５が出力するクランク角信号Ｃ
Ｐと、騒音変化予測部１６の算出結果とが供給されてい
て、更新部２０は、例えば図１３に示すような処理を実
行して、係数ｖを最適な値に更新する。

【００５９】先ず、ステップ０３１において、クランク
角信号ＰＣに基づいて周期Ｘ_r を算出し、次いでステッ
プ０３２に移行し、騒音変化予測手段１６の演算結果か
ら、上記（１）式に基づいて基準信号ｘの周期Ｔ_r を演
算する。そして、ステップ０３３に移行し、周期Ｘ_r と
Ｔ_r とが等しいか否かを判定し、ここで、等しいと判定
された場合には、図４のステップ００４の処理が正常に
機能していると判断できるから、係数ｖは更新しない。

【００６０】しかし、ステップ０３３で周期Ｘ_r とＴ_r
とが等しくないと判定された場合には、係数ｖが適正な
値ではないと判断できるから、ステップ０３４に移行し
て適正な係数ｖを演算し、図４のステップ００４で使用
する係数ｖの値をステップ０３４の演算結果で置き換え
る。なお、ステップ０３３における係数ｖの演算アルゴ
リズムは、公知のニューラルネットワークやＬＭＳアル
ゴリズム等が適用できる。

【００６１】このように、本実施例にあっては、周期Ｔ
_r を算出する際に使用する係数ｖを常時更新する構成と
したため、運転者の運転の傾向や習慣がその係数ｖに含
まれるようになるから、エンジンの騒音発生状態の変化
の予測精度がさらに向上し、より正確な周期Ｔ_r を算出
することができるようになる。その他の作用効果は上記
第１実施例と同様である。

【００６２】なお、上記各実施例では、本発明をエンジ
ン４から車室３内に伝達されるこもり音を低減する車両
用能動型騒音制御装置１に適用した場合について説明し
ているが、本発明の適用対象はこれに限定されるもので
はなく、車室３以外の空間の騒音を低減する装置に適用
してもよいし、或いは、騒音以外の振動を低減する能動
型振動制御装置に適用してもよい。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
振動・騒音の発生状態の変化を予測し、その予測結果を
も考慮して基準信号を生成する構成としたため、振動・
騒音の発生状態が変化している状況においても、制御振
動・制御音と、実際に発生している振動・騒音との間の
ずれを極めて小さくすることができ、良好な振動低減制
御・騒音低減制御を行えるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明の基本構成を示すブロック
図である。

【図２】第１実施例の全体構成を示す図である。

【図３】第１実施例の機能構成を示すブロック図であ
る。

【図４】第１実施例の処理の概要を示すフローチャート
である。

【図５】エンジンの回転速度に対するこもり音の発生状
態を示すグラフである。

【図６】第２実施例の機能構成を示すブロック図であ
る。

【図７】第２実施例の処理の概要を示すフローチャート
である。

【図８】第２実施例で使用するマップの一例を示すグラ
フである。

【図９】第３実施例の機能構成を示すブロック図であ
る。

【図１０】第３実施例の処理の概要を示すフローチャー
トである。

【図１１】第３実施例の作用を説明するグラフである。

【図１２】第４実施例の機能構成を示すブロック図であ
る。

【図１３】第４実施例の処理の概要を示すフローチャー
トである。

【図１４】従来の問題点を説明するグラフである。

【符号の説明】

１ 車両用能動型騒音制御装置 （能動型振動制御装置，能動型騒音制御装置） ２ 車両 ３ 車室（制御対象，空間） ４ エンジン（振動源，騒音源） ５ クランク角センサ （振動発生状態検出手段，騒音発生状態検出手段） ７ アクセル開度センサ（エンジン回転速度変
化予測手段） ８ａ，８ｂ マイクロフォン（残留振動検出手段，残留
騒音検出手段） ９ ラウドスピーカ（アクチュエータ，制御音
源） １０ コントローラ １１ 基準信号生成部（基準信号生成手段） １２ 能動制御部（能動制御手段） １６ 騒音変化予測部 （振動発生状態変化予測手段，騒音発生状態変化予測手
段） １７ エンジン回転速度センサ（エンジン回転速
度変化予測手段） １８ マップ（エンジン回転速度変化予測手段）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動源から振動が伝達される制御対象に
   制御振動を発生可能なアクチュエータと、前記制御対象
   の所定位置における残留振動を検出する残留振動検出手
   段と、前記振動源の振動発生状態を検出する振動発生状
   態検出手段と、前記振動源の振動発生状態の変化を予測
   する振動発生状態変化予測手段と、前記振動発生状態検
   出手段が検出した振動発生状態及び前記振動発生状態変
   化予測手段が予測した振動発生状態の変化に基づいて前
   記振動源の振動発生状態を表す基準信号を生成する基準
   信号生成手段と、前記残留振動及び前記基準信号に基づ
   いて前記制御対象の振動が低減するように前記アクチュ
   エータを駆動させる能動制御手段と、を備えたことを特
   徴とする能動型振動制御装置。
2. 【請求項２】 振動発生状態変化予測手段は、振動発生
   状態検出手段の検出結果の変化に基づいて振動発生状態
   の変化を予測する請求項１記載の能動型振動制御装置。
3. 【請求項３】 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、前記空間内の所定位置にお
   ける残留騒音を検出する残留騒音検出手段と、前記騒音
   源の騒音発生状態を検出する騒音発生状態検出手段と、
   前記騒音源の騒音発生状態の変化を予測する騒音発生状
   態変化予測手段と、前記騒音発生状態検出手段が検出し
   た騒音発生状態及び前記騒音発生状態変化予測手段が予
   測した騒音発生状態の変化に基づいて前記騒音源の騒音
   発生状態を表す基準信号を生成する基準信号生成手段
   と、前記残留騒音及び前記基準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制御音源を駆動させる能
   動制御手段と、を備えたことを特徴とする能動型騒音制
   御装置。
4. 【請求項４】 車両に適用される能動型騒音制御装置で
   あって、空間が車室である請求項３記載の能動型騒音制
   御装置。
5. 【請求項５】 騒音発生状態変化予測手段は、騒音発生
   状態検出手段の検出結果の変化に基づいて騒音発生状態
   の変化を予測する請求項３又は請求項４記載の能動型騒
   音制御装置。
6. 【請求項６】 騒音源がエンジンであり、騒音発生状態
   変化予測手段は、エンジンの回転速度の変化を予測する
   エンジン回転速度変化予測手段を有する請求項４記載の
   能動型騒音制御装置。