JPH0561483A - 能動型騒音制御装置 - Google Patents
能動型騒音制御装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 装置の発散を抑制し、より適格な騒音制御が
可能な能動型騒音制御装置の提供を目的とする。 【構成】 騒音に干渉させる制御音を発生して評価点の
騒音低減を図る制御音源と、前記干渉後の所定位置の残
留騒音を検出する手段と、騒音源の騒音発生状態に関す
る信号を検出する手段と、前記残留騒音検出手段の出力
信号及び前記制御音源の駆動信号と前記騒音発生状態検
出手段の出力信号とに基づき前記残留騒音検出手段の出
力信号及び前記制御音源の駆動信号よりなる評価関数が
最小となるように制御音源を駆動する信号を出力する制
御手段とを備えた能動型騒音制御装置であって、前記評
価関数に対する制御音源の駆動信号の寄与度を変更する
手段を備えたことを特徴としている。
可能な能動型騒音制御装置の提供を目的とする。 【構成】 騒音に干渉させる制御音を発生して評価点の
騒音低減を図る制御音源と、前記干渉後の所定位置の残
留騒音を検出する手段と、騒音源の騒音発生状態に関す
る信号を検出する手段と、前記残留騒音検出手段の出力
信号及び前記制御音源の駆動信号と前記騒音発生状態検
出手段の出力信号とに基づき前記残留騒音検出手段の出
力信号及び前記制御音源の駆動信号よりなる評価関数が
最小となるように制御音源を駆動する信号を出力する制
御手段とを備えた能動型騒音制御装置であって、前記評
価関数に対する制御音源の駆動信号の寄与度を変更する
手段を備えたことを特徴としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、自動車の車室や航空
機の客室等の騒音を能動的に低減する能動型騒音制御装
置に関する。
機の客室等の騒音を能動的に低減する能動型騒音制御装
置に関する。
【０００２】
【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第２１４９６１４号記載
の図１５に示すようなものがある。
ては、例えば英国公開特許公報第２１４９６１４号記載
の図１５に示すようなものがある。
【０００３】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１０１内にラウド
スピーカ１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃおよびマイクロ
ホン１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄを備えて
おり、ラウドスピーカ１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃに
よって騒音に干渉させる制御音を発生し、マイクロホン
１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄによって残差
信号（残留騒音）を測定するようになっている。
る閉空間に適用されるもので、閉空間１０１内にラウド
スピーカ１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃおよびマイクロ
ホン１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄを備えて
おり、ラウドスピーカ１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃに
よって騒音に干渉させる制御音を発生し、マイクロホン
１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄによって残差
信号（残留騒音）を測定するようになっている。
【０００４】これらのラウドスピーカ１０３ａ、１０３
ｂ、１０３ｃ、マイクロホン１０５ａ、１０５ｂ、１０
５ｃ、１０５ｄは信号処理機１０７に接続されており、
信号処理機１０７は基本周波数測定手段によって測定し
た騒音源の基本周波数とマイクロホン１０５ａ、１０５
ｂ、１０５ｃ、１０５ｄからの入力信号とを受けとり、
閉空間１０１内の音圧レベルを最小にするようにラウド
スピーカ１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃに駆動信号を出
力するものである。
ｂ、１０３ｃ、マイクロホン１０５ａ、１０５ｂ、１０
５ｃ、１０５ｄは信号処理機１０７に接続されており、
信号処理機１０７は基本周波数測定手段によって測定し
た騒音源の基本周波数とマイクロホン１０５ａ、１０５
ｂ、１０５ｃ、１０５ｄからの入力信号とを受けとり、
閉空間１０１内の音圧レベルを最小にするようにラウド
スピーカ１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃに駆動信号を出
力するものである。
【０００５】ここで閉空間１０１内には、３個のラウド
スピーカ１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃと４個のマイク
ロホン１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄとが設
けられているが、説明を単純化するため、それぞれ１０
３ａ、１０５ａの一個ずつ設けられているものとする。
今騒音源からマイクロホン１０５ａまでの伝達関数をＨ
とし、ラウドスピーカ１０３ａからマイクロホン１０５
ａまでの伝達関数をＣとし、騒音源が発生する音源情報
をＸp とすると、マイクロホン１０５ａで観測される残
留騒音としてのノイズ信号Ｅは、 Ｅ＝Ｘp ・Ｈ＋Ｘp ・Ｇ・Ｃ となる。ここでＧは、消音するために必要な伝達関数で
ある。消音対象点（マイクロホン１０５ａの位置）にお
いて、騒音が完全に打ち消されたとき、Ｅ＝０となる。
このときＧは、 Ｇ＝−Ｈ／Ｃ となる。このフィルタ係数は、マイク検出信号Ｅが最小
となるＧを求め、このＧに基づいて信号処理機１０７内
のフィルタ係数を適応的に更新するようにしている。マ
イク検出信号Ｅを最小にするようフィルタ係数を求める
手法として、最急降下法の一種であるＬＭＳアルゴリズ
ム（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）などがあ
る。
スピーカ１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃと４個のマイク
ロホン１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄとが設
けられているが、説明を単純化するため、それぞれ１０
３ａ、１０５ａの一個ずつ設けられているものとする。
今騒音源からマイクロホン１０５ａまでの伝達関数をＨ
とし、ラウドスピーカ１０３ａからマイクロホン１０５
ａまでの伝達関数をＣとし、騒音源が発生する音源情報
をＸp とすると、マイクロホン１０５ａで観測される残
留騒音としてのノイズ信号Ｅは、 Ｅ＝Ｘp ・Ｈ＋Ｘp ・Ｇ・Ｃ となる。ここでＧは、消音するために必要な伝達関数で
ある。消音対象点（マイクロホン１０５ａの位置）にお
いて、騒音が完全に打ち消されたとき、Ｅ＝０となる。
このときＧは、 Ｇ＝−Ｈ／Ｃ となる。このフィルタ係数は、マイク検出信号Ｅが最小
となるＧを求め、このＧに基づいて信号処理機１０７内
のフィルタ係数を適応的に更新するようにしている。マ
イク検出信号Ｅを最小にするようフィルタ係数を求める
手法として、最急降下法の一種であるＬＭＳアルゴリズ
ム（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）などがあ
る。
【０００６】また、図１６のように、マイクロホンが複
数設置されている場合には、例えば各マイクロホン１０
５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄで検出した信号の
総和が最小となるように制御されるものである。
数設置されている場合には、例えば各マイクロホン１０
５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄで検出した信号の
総和が最小となるように制御されるものである。
【０００７】ここで、ＬＭＳアルゴリズムについてさら
に具体的に説明する。１番目のマイクロホン１０５ａ
（１０５ｂ…）が検出したノイズ信号をｅl (n) 、ラウ
ドスピーカ１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃからの制御音
が無いときのｌ番目のマイクロホン１０５ａ（１０５
ｂ，…）が検出したノイズ信号をｅPl(n) 、ｍ番目のラ
ウドスピーカ１０３ａ（１０３ｂ，…）とｌ番目の評価
点、すなわち作業位置との間の伝達関数（ＦＩＲ（有限
インパルス応答）関数）のｊ番目（ｊ＝０，１，２…，
Ｉc −１）の項をディジタルフィルタで表わしたときの
フィルタ係数をＣlmｊ、基準信号すなわち音源情報信号
Ｘp （ｎ）、基準信号Ｘp （ｎ）を入力しｍ番目のラウ
ドスピーカ１０３ａ（１０３ｂ，…）を駆動する適応フ
ィルタのｉ番目（ｉ＝０，１，２，１…，ＩK −１）の
係数をＷmiとすると、
に具体的に説明する。１番目のマイクロホン１０５ａ
（１０５ｂ…）が検出したノイズ信号をｅl (n) 、ラウ
ドスピーカ１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃからの制御音
が無いときのｌ番目のマイクロホン１０５ａ（１０５
ｂ，…）が検出したノイズ信号をｅPl(n) 、ｍ番目のラ
ウドスピーカ１０３ａ（１０３ｂ，…）とｌ番目の評価
点、すなわち作業位置との間の伝達関数（ＦＩＲ（有限
インパルス応答）関数）のｊ番目（ｊ＝０，１，２…，
Ｉc −１）の項をディジタルフィルタで表わしたときの
フィルタ係数をＣlmｊ、基準信号すなわち音源情報信号
Ｘp （ｎ）、基準信号Ｘp （ｎ）を入力しｍ番目のラウ
ドスピーカ１０３ａ（１０３ｂ，…）を駆動する適応フ
ィルタのｉ番目（ｉ＝０，１，２，１…，ＩK −１）の
係数をＷmiとすると、
【０００８】
【数１】
【０００９】が成立する。
【００１０】次いで、評価関数（最小にすべき変数）Ｊ
ｅを、
ｅを、
【００１１】
【数２】
【００１２】とおく。
【００１３】そして、評価関数Ｊｅを最小にするフィル
タ係数Ｗm を求めるために、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Ｗmiにつ
いて偏微分した値で当該フィルタ係数Ｗmiを更新する。
タ係数Ｗm を求めるために、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Ｗmiにつ
いて偏微分した値で当該フィルタ係数Ｗmiを更新する。
【００１４】そこで、（２）式より
【００１５】
【数３】
【００１６】となるが、（１）式より
【００１７】
【数４】
【００１８】となるから、この（４）式の右辺をｒ
1m（ｎ−ｉ）とおけば、フィルタ係数の書き替え式は重
み係数γ1 をも含めた以下の（５）式によって得られ
る。
1m（ｎ−ｉ）とおけば、フィルタ係数の書き替え式は重
み係数γ1 をも含めた以下の（５）式によって得られ
る。
【００１９】
【数５】
【００２０】この形式から明らかなように、このアルゴ
リズムの安定性と収束性は
リズムの安定性と収束性は
【００２１】
【数６】
【００２２】の固有値と収束係数αとによって支配され
る。
る。
【００２３】ところで、上記のような制御において、
（６）式は、制御されるべきシステム特性とシステム内
でのマイクロホンの設定の仕方等に左右される一方、閉
空間内のマイクロホンからラウドスピーカまでの伝達関
数Ｃlm等は一定として取り扱っている。
（６）式は、制御されるべきシステム特性とシステム内
でのマイクロホンの設定の仕方等に左右される一方、閉
空間内のマイクロホンからラウドスピーカまでの伝達関
数Ｃlm等は一定として取り扱っている。
【００２４】しかしながら、経時劣化による影響でマイ
クロホン１０３ａ、１０３ｂやラウドスピーカ１０３
ａ、１０３ｂの位相特性が変化して、伝達関数Ｃlmが変
化してしまい、（５）式の収束特性が極めて不安定とな
り、さらに条件が悪化した場合には、評価点での音圧上
昇を招き、いわゆる発散状態となってしまう可能性があ
る。
クロホン１０３ａ、１０３ｂやラウドスピーカ１０３
ａ、１０３ｂの位相特性が変化して、伝達関数Ｃlmが変
化してしまい、（５）式の収束特性が極めて不安定とな
り、さらに条件が悪化した場合には、評価点での音圧上
昇を招き、いわゆる発散状態となってしまう可能性があ
る。
【００２５】この場合、収束係数αを小さくして発散を
抑制することも可能である。しかしあまり収束係数αを
小さくしてしまうと演算回数が多くなり、収束特性が緩
慢となる恐れがあり、限界がある。
抑制することも可能である。しかしあまり収束係数αを
小さくしてしまうと演算回数が多くなり、収束特性が緩
慢となる恐れがあり、限界がある。
【００２６】そこで、最小にしようとする評価関数にス
ピーカの駆動信号を加え、このスピーカの駆動信号に係
数βをかけた評価関数Ｊｍ
ピーカの駆動信号を加え、このスピーカの駆動信号に係
数βをかけた評価関数Ｊｍ
【００２７】
【数７】
【００２８】を用いたアルゴリズムが提案されている
（IEEE TRANSACTIONS ON ACOUSTICS SPEECH AND SIGNAL
PROCESSING, VOL.ASSP-35,No,10,OCTOBER 1987 ）。
（IEEE TRANSACTIONS ON ACOUSTICS SPEECH AND SIGNAL
PROCESSING, VOL.ASSP-35,No,10,OCTOBER 1987 ）。
【００２９】ここで、時刻ｎの時の基準信号をＸ
（ｎ）、ラウドスピーカからの制御音（二次音）がない
ときのｌ番目のマイクロホンが検出した残留騒音検出信
号（一次音）をｄ（ｎ）、マイクロホンとラウドスピー
カとの間の伝達関数のｊ番目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Ｃlmj ´（真の伝達関数
と逆位相の伝達関数）、タップ数（マイクロホンとラウ
ドスピーカとの間の伝達関数をディジタルフィルタのフ
ィルタ係数として表すときのフィルタの数）をｊ、ｍ番
目のラウドスピーカの出力をｙｍ（ｎ）、ｌ番目のマイ
クホンで検出された誤差信号をｅl （ｎ）、ｍ番目のラ
ウドスピーカのｉ番目の適応フィルタ係数をＷmi、マイ
クロホンの数をＬ、制御スピーカの数をＭ、収束係数を
α、Effort係数（努力係数）をβとする。
（ｎ）、ラウドスピーカからの制御音（二次音）がない
ときのｌ番目のマイクロホンが検出した残留騒音検出信
号（一次音）をｄ（ｎ）、マイクロホンとラウドスピー
カとの間の伝達関数のｊ番目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Ｃlmj ´（真の伝達関数
と逆位相の伝達関数）、タップ数（マイクロホンとラウ
ドスピーカとの間の伝達関数をディジタルフィルタのフ
ィルタ係数として表すときのフィルタの数）をｊ、ｍ番
目のラウドスピーカの出力をｙｍ（ｎ）、ｌ番目のマイ
クホンで検出された誤差信号をｅl （ｎ）、ｍ番目のラ
ウドスピーカのｉ番目の適応フィルタ係数をＷmi、マイ
クロホンの数をＬ、制御スピーカの数をＭ、収束係数を
α、Effort係数（努力係数）をβとする。
【００３０】評価関数Ｊｍの中にスピーカ駆動信号の項
を設けることにより、スピーカの出力信号すなわち駆動
信号をも小さくしようとするために、原点から遠ざかろ
うとする適応フィルタ係数に原点に戻そうとするベクト
ル（努力係数β）を与えることが出来る。すなわち、図
１７に示す如く収束係数αに基づくベクトルに原点に戻
そうとするベクトル（努力係数β）を与えて原点に戻そ
うとする。従って、発散状態に陥ったときでも、最小位
置に近付けることができる。なお、図１７は二つのフィ
ルタ係数Ｗ0 、Ｗ1 を有する場合の制御アルゴリズムを
示しており、係数Ｗ0 を横軸、係数Ｗ1 を縦軸、評価関
数Ｊｍを原点を通過する紙面に対して直交した軸として
示している。
を設けることにより、スピーカの出力信号すなわち駆動
信号をも小さくしようとするために、原点から遠ざかろ
うとする適応フィルタ係数に原点に戻そうとするベクト
ル（努力係数β）を与えることが出来る。すなわち、図
１７に示す如く収束係数αに基づくベクトルに原点に戻
そうとするベクトル（努力係数β）を与えて原点に戻そ
うとする。従って、発散状態に陥ったときでも、最小位
置に近付けることができる。なお、図１７は二つのフィ
ルタ係数Ｗ0 、Ｗ1 を有する場合の制御アルゴリズムを
示しており、係数Ｗ0 を横軸、係数Ｗ1 を縦軸、評価関
数Ｊｍを原点を通過する紙面に対して直交した軸として
示している。
【００３１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように評価関数がスピーカの駆動信号に努力係数βをか
けた項を有するアルゴリズムで騒音を制御する場合で
も、努力係数βが固定値であるため、伝達関数Ｃlmが変
化したような場合には、図１７に示す如く、評価関数を
必ずしも最小の位置に戻すことが出来ず、多少のずれが
生じる可能性があり、騒音制御が不十分になる恐れがあ
った。
ように評価関数がスピーカの駆動信号に努力係数βをか
けた項を有するアルゴリズムで騒音を制御する場合で
も、努力係数βが固定値であるため、伝達関数Ｃlmが変
化したような場合には、図１７に示す如く、評価関数を
必ずしも最小の位置に戻すことが出来ず、多少のずれが
生じる可能性があり、騒音制御が不十分になる恐れがあ
った。
【００３２】さらに、伝達関数Ｃlmが変化した場合に
は、変化した伝達関数Ｃlmに対し、努力係数βの対応関
係が大きくずれることとなり、発散状態に陥って、乗員
に著しい不快感を与えるおそれがあるという問題があ
る。
は、変化した伝達関数Ｃlmに対し、努力係数βの対応関
係が大きくずれることとなり、発散状態に陥って、乗員
に著しい不快感を与えるおそれがあるという問題があ
る。
【００３３】そこでこの発明は、装置の発散を抑制し、
より適格な騒音制御が可能な能動型騒音制御装置の提供
を目的とする。
より適格な騒音制御が可能な能動型騒音制御装置の提供
を目的とする。
【００３４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１に記載の発明は、騒音に干渉させる制御音を発
生して評価点の騒音低減を図る制御音源と、前記干渉後
の所定位置の残留騒音を検出する手段と、騒音源の騒音
発生状態に関する信号を検出する手段と、前記残留騒音
検出手段の出力信号及び前記制御音源の駆動信号と前記
騒音発生状態検出手段の出力信号とに基づき前記残留騒
音検出手段の出力信号及び前記制御音源の駆動信号より
なる評価関数が最小となるように制御音源を駆動する信
号を出力する制御手段とを備えた能動型騒音制御装置で
あって、前記評価関数に対する制御音源の駆動信号の寄
与度を変更する手段を備えたことを特徴としている。
請求項１に記載の発明は、騒音に干渉させる制御音を発
生して評価点の騒音低減を図る制御音源と、前記干渉後
の所定位置の残留騒音を検出する手段と、騒音源の騒音
発生状態に関する信号を検出する手段と、前記残留騒音
検出手段の出力信号及び前記制御音源の駆動信号と前記
騒音発生状態検出手段の出力信号とに基づき前記残留騒
音検出手段の出力信号及び前記制御音源の駆動信号より
なる評価関数が最小となるように制御音源を駆動する信
号を出力する制御手段とを備えた能動型騒音制御装置で
あって、前記評価関数に対する制御音源の駆動信号の寄
与度を変更する手段を備えたことを特徴としている。
【００３５】請求項２に記載の発明は、騒音に干渉させ
る制御音を発生して評価点の騒音低減を図る制御音源
と、前記干渉後の所定位置の残留騒音を検出する手段
と、騒音源の騒音発生状態に関する信号を検出する手段
と、前記残留騒音検出手段の出力信号及び前記制御音源
の駆動信号と前記騒音発生状態検出手段の出力信号とに
基づき前記残留騒音検出手段の出力信号及び前記制御音
源の駆動信号よりなる評価関数が最小となるように制御
音源を駆動する信号を出力する制御手段とを備えた能動
型騒音制御装置であって、前記評価関数は制御音源の駆
動信号に努力係数を乗じた項を有し、前記努力係数を変
更することにより前記評価関数に対する制御音源の駆動
信号の寄与度を変更する手段を備えたことを特徴として
いる。
る制御音を発生して評価点の騒音低減を図る制御音源
と、前記干渉後の所定位置の残留騒音を検出する手段
と、騒音源の騒音発生状態に関する信号を検出する手段
と、前記残留騒音検出手段の出力信号及び前記制御音源
の駆動信号と前記騒音発生状態検出手段の出力信号とに
基づき前記残留騒音検出手段の出力信号及び前記制御音
源の駆動信号よりなる評価関数が最小となるように制御
音源を駆動する信号を出力する制御手段とを備えた能動
型騒音制御装置であって、前記評価関数は制御音源の駆
動信号に努力係数を乗じた項を有し、前記努力係数を変
更することにより前記評価関数に対する制御音源の駆動
信号の寄与度を変更する手段を備えたことを特徴として
いる。
【００３６】請求項３に記載の発明は、請求項１記載の
能動型騒音制御装置であって、前記制御音源の発散感知
手段を有し、前記寄与度変更手段は、前記発散感知手段
の出力信号に基づき前記評価関数に対する制御音源の駆
動信号の寄与度を変更にすることを特徴としてる。
能動型騒音制御装置であって、前記制御音源の発散感知
手段を有し、前記寄与度変更手段は、前記発散感知手段
の出力信号に基づき前記評価関数に対する制御音源の駆
動信号の寄与度を変更にすることを特徴としてる。
【００３７】請求項４に記載の発明は、請求項３記載の
能動型騒音制御装置であって、前記評価関数は前記制御
音源の駆動信号に努力係数を乗じた項を有し、前記寄与
度変更手段は、前記努力係数を変更にすることを特徴と
している。
能動型騒音制御装置であって、前記評価関数は前記制御
音源の駆動信号に努力係数を乗じた項を有し、前記寄与
度変更手段は、前記努力係数を変更にすることを特徴と
している。
【００３８】請求項５に記載の発明は、請求項３記載の
能動型騒音制御装置であって、寄与度変更手段は発散感
知手段の出力信号に基づき前記評価関数に対する制御音
源の駆動信号の寄与度を大きくすることを特徴としてい
る。
能動型騒音制御装置であって、寄与度変更手段は発散感
知手段の出力信号に基づき前記評価関数に対する制御音
源の駆動信号の寄与度を大きくすることを特徴としてい
る。
【００３９】請求項６に記載の発明は、請求項４記載の
能動型騒音制御装置であって、前記寄与度変更手段は発
散感知手段の出力信号に基づいて前記努力係数を大きく
することを特徴としている。
能動型騒音制御装置であって、前記寄与度変更手段は発
散感知手段の出力信号に基づいて前記努力係数を大きく
することを特徴としている。
【００４０】請求項７に記載の発明は、請求項３記載の
能動型騒音制御装置であって、前記寄与度変更手段は、
前記発散感知手段が検出した発散回数に応じて、前記評
価関数に対する制御音源の駆動信号の寄与度を大きくす
ることを特徴としている。
能動型騒音制御装置であって、前記寄与度変更手段は、
前記発散感知手段が検出した発散回数に応じて、前記評
価関数に対する制御音源の駆動信号の寄与度を大きくす
ることを特徴としている。
【００４１】請求項８に記載の発明は、請求項４記載の
能動型騒音制御装置であって、前記寄与度変更手段は前
記発散感知手段が検出した発散回数に応じて、前記努力
係数を大きくすることを特徴としている。
能動型騒音制御装置であって、前記寄与度変更手段は前
記発散感知手段が検出した発散回数に応じて、前記努力
係数を大きくすることを特徴としている。
【００４２】
【作用】請求項１に記載の発明では、装置が発散状態に
陥った時、寄与度変更手段は評価関数に対する制御音源
の駆動信号の寄与度を変更する。これにより発散を抑制
して、より適格な騒音制御が可能となる。
陥った時、寄与度変更手段は評価関数に対する制御音源
の駆動信号の寄与度を変更する。これにより発散を抑制
して、より適格な騒音制御が可能となる。
【００４３】請求項２に記載の発明では、装置が発散状
態に陥った時、寄与度変更手段は評価関数に対する制御
音源の駆動信号に乗じた努力係数を変更し、評価関数に
対する制御音源の駆動信号の寄与度を変更する。
態に陥った時、寄与度変更手段は評価関数に対する制御
音源の駆動信号に乗じた努力係数を変更し、評価関数に
対する制御音源の駆動信号の寄与度を変更する。
【００４４】請求項３に記載の発明では、発散検出手段
によって発散が検出された時、寄与度変更手段は評価関
数に対する制御音源の駆動信号の寄与度を変更する。
によって発散が検出された時、寄与度変更手段は評価関
数に対する制御音源の駆動信号の寄与度を変更する。
【００４５】請求項４に記載の発明では、発散検出手段
によって発散が検出された時、寄与度変更手段は評価関
数に対する制御音源の駆動信号に乗じた努力係数を変更
する。
によって発散が検出された時、寄与度変更手段は評価関
数に対する制御音源の駆動信号に乗じた努力係数を変更
する。
【００４６】請求項５に記載の発明では、発散検出手段
によって発散が検出された時、寄与度変更手段は評価関
数に対する制御音源の駆動信号の寄与度を大きくする。
によって発散が検出された時、寄与度変更手段は評価関
数に対する制御音源の駆動信号の寄与度を大きくする。
【００４７】請求項６に記載の発明では、発散検出手段
によって発散が検出された時、寄与度変更手段は評価関
数に対する制御音源の駆動信号に乗じた努力係数を大き
くする。
によって発散が検出された時、寄与度変更手段は評価関
数に対する制御音源の駆動信号に乗じた努力係数を大き
くする。
【００４８】請求項７に記載の発明では、発散検出手段
によって検出された発散の回数に応じて、寄与度変更手
段は評価関数に対する制御音源の駆動信号の寄与度を大
きくする。
によって検出された発散の回数に応じて、寄与度変更手
段は評価関数に対する制御音源の駆動信号の寄与度を大
きくする。
【００４９】請求項８に記載の発明では、発散検出手段
によって検出された発散の回数に応じて、寄与度変更手
段は評価関数に対する制御音源の駆動信号に乗じた努力
係数を大きくする。
によって検出された発散の回数に応じて、寄与度変更手
段は評価関数に対する制御音源の駆動信号に乗じた努力
係数を大きくする。
【００５０】
【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。
【００５１】なお説明は車室内空間を例として行う。
【００５２】図１のように車体１は前輪２ａ、２ｂ、後
輪２ｃ、２ｄによって支持され、前輪２ａ、２ｂは車体
１の前部に配置されたエンジン４によって回転駆動さ
れ、いわゆる前置エンジン前輪駆動車を構成している。
輪２ｃ、２ｄによって支持され、前輪２ａ、２ｂは車体
１の前部に配置されたエンジン４によって回転駆動さ
れ、いわゆる前置エンジン前輪駆動車を構成している。
【００５３】前記車室１内の騒音は、例えばエンジン４
が騒音源となっており、騒音発生状態検出手段として
は、例えばクランク角センサ５が用いられている。そし
てクランク角センサ５からエンジン騒音に相関しクラン
ク角に対応するパルス検出信号ｘが出力されるようにな
っている。このパルス検出信号ｘは例えばレシプロ４気
筒の場合は１８０°回転する毎に１つである。
が騒音源となっており、騒音発生状態検出手段として
は、例えばクランク角センサ５が用いられている。そし
てクランク角センサ５からエンジン騒音に相関しクラン
ク角に対応するパルス検出信号ｘが出力されるようにな
っている。このパルス検出信号ｘは例えばレシプロ４気
筒の場合は１８０°回転する毎に１つである。
【００５４】なお、騒音発生状態検出手段は、騒音源の
騒音発生状態に関する信号を検出できれば良く、エンジ
ンを騒音源とした場合、信号としては、例えばエンジン
外装面に設けられた振動センサの出力信号、エンジンの
点火パルス信号、クランク軸の回転速度、回転速度セン
サで検出した回転速度信号等を用いることもできる。
騒音発生状態に関する信号を検出できれば良く、エンジ
ンを騒音源とした場合、信号としては、例えばエンジン
外装面に設けられた振動センサの出力信号、エンジンの
点火パルス信号、クランク軸の回転速度、回転速度セン
サで検出した回転速度信号等を用いることもできる。
【００５５】また、車体１の音響閉空間としての車室６
内には制御音源としてラウドスピーカ７ａ、７ｂ、７ｃ
及び７ｄがそれぞれ前席Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４に対向
するドア部に配置されている。
内には制御音源としてラウドスピーカ７ａ、７ｂ、７ｃ
及び７ｄがそれぞれ前席Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４に対向
するドア部に配置されている。
【００５６】さらに各座席Ｓ１〜Ｓ４のヘッドレスト位
置にそれぞれ残留騒音検出手段としてのマイクロホン８
ａ〜８ｈが配設されている。
置にそれぞれ残留騒音検出手段としてのマイクロホン８
ａ〜８ｈが配設されている。
【００５７】これらマイクロホン８ａ〜８ｈに入力され
る車室６内の残留騒音は、その音圧に応じた電気信号と
してノイズ信号ｅ1 〜ｅ8 が出力される構成となってい
る。
る車室６内の残留騒音は、その音圧に応じた電気信号と
してノイズ信号ｅ1 〜ｅ8 が出力される構成となってい
る。
【００５８】前記クランク角センサ５及びマイクロホン
８ａ〜８ｈの出力信号は制御手段としてのコントローラ
１０に個別に供給されるように構成されている。このコ
ントローラ１０から出力される駆動信号ｙ1 〜ｙ4 は個
別にラウドスピーカ７ａ〜７ｄに供給され、これらのス
ピーカ７ａ〜７ｄから車室６内に音響信号（制御音）が
出力される構成となっている。
８ａ〜８ｈの出力信号は制御手段としてのコントローラ
１０に個別に供給されるように構成されている。このコ
ントローラ１０から出力される駆動信号ｙ1 〜ｙ4 は個
別にラウドスピーカ７ａ〜７ｄに供給され、これらのス
ピーカ７ａ〜７ｄから車室６内に音響信号（制御音）が
出力される構成となっている。
【００５９】コントローラ１０は図２に示すように、第
一ディジタル１２、第二ディジタルフィルタ（適応ディ
ジタルフィルタ）１３、マイクロプロセッサ１６、発散
検出手段としての発散検出回路２１を備えている。そし
てクランク角センサ５から入力されるパルス検出信号ｘ
は周波数−電圧変換回路１１によってディジタル信号に
変換され、基準信号ｘとして第一ディジタルフィルタ１
２及び第二ディジタルフィルタ１３に入力される構成と
なっている。
一ディジタル１２、第二ディジタルフィルタ（適応ディ
ジタルフィルタ）１３、マイクロプロセッサ１６、発散
検出手段としての発散検出回路２１を備えている。そし
てクランク角センサ５から入力されるパルス検出信号ｘ
は周波数−電圧変換回路１１によってディジタル信号に
変換され、基準信号ｘとして第一ディジタルフィルタ１
２及び第二ディジタルフィルタ１３に入力される構成と
なっている。
【００６０】また、前記マイクロホン８ａ〜８ｈの出力
信号であるノイズ信号ｅ1 〜ｅ8 は、アンプ１４ａ〜１
４ｈによって増幅され、Ａ／Ｄ変換器１５ａ〜１５ｈに
よってＡ／Ｄ変換され、前記第一ディジタルフィルタ１
２の出力信号と共に前記マイクロプロセッサ１６に入力
される構成となっている。前記第二ディジタルフィルタ
１３から入力される駆動信号ｙ1 〜ｙ4 はＤ／Ａ変換器
１７ａ〜１７ｄによってＤ／Ａ変換され、アナログスイ
ッチ２８ａ〜２８ｄ及びアンプ１８ａ〜１８ｄを介して
ラウドスピーカー７ａ〜７ｄに出力される構成となって
いる。
信号であるノイズ信号ｅ1 〜ｅ8 は、アンプ１４ａ〜１
４ｈによって増幅され、Ａ／Ｄ変換器１５ａ〜１５ｈに
よってＡ／Ｄ変換され、前記第一ディジタルフィルタ１
２の出力信号と共に前記マイクロプロセッサ１６に入力
される構成となっている。前記第二ディジタルフィルタ
１３から入力される駆動信号ｙ1 〜ｙ4 はＤ／Ａ変換器
１７ａ〜１７ｄによってＤ／Ａ変換され、アナログスイ
ッチ２８ａ〜２８ｄ及びアンプ１８ａ〜１８ｄを介して
ラウドスピーカー７ａ〜７ｄに出力される構成となって
いる。
【００６１】ここで、前記第一ディジタルフィルタ１２
は、基準信号ｘを入力し、前記マイクロホン８ａ〜８ｈ
及びスピーカ７ａ〜７ｄ間の伝達関数の組合せ数に応じ
てフィルタ処理された基準信号ｒlm（後述する式（１
８）、式（１９））を生成するものである。
は、基準信号ｘを入力し、前記マイクロホン８ａ〜８ｈ
及びスピーカ７ａ〜７ｄ間の伝達関数の組合せ数に応じ
てフィルタ処理された基準信号ｒlm（後述する式（１
８）、式（１９））を生成するものである。
【００６２】前記第二ディジタルフィルタ１３は機能的
にはスピーカ７ａ〜７ｄへの出力チャンネル数に応じた
フィルタを個々に有し、基準信号ｘを入力し、その時点
で設定されているフィルタ係数（後述する式（１９））
に基づき適応信号処理を行ってスピーカ駆動信号ｙ1 〜
ｙ4 を出力するものである。
にはスピーカ７ａ〜７ｄへの出力チャンネル数に応じた
フィルタを個々に有し、基準信号ｘを入力し、その時点
で設定されているフィルタ係数（後述する式（１９））
に基づき適応信号処理を行ってスピーカ駆動信号ｙ1 〜
ｙ4 を出力するものである。
【００６３】前記マクロプロセッサ１６は前記ノイズ信
号ｅ1 〜ｅ8 並びにフィルタ処理された基準信号ｒlmを
入力し、第二ディジタルフィルタ１３のフィルタ係数を
最急降下法の一種であるＬＭＳアルゴリズムを用いて変
更する構成となっている。
号ｅ1 〜ｅ8 並びにフィルタ処理された基準信号ｒlmを
入力し、第二ディジタルフィルタ１３のフィルタ係数を
最急降下法の一種であるＬＭＳアルゴリズムを用いて変
更する構成となっている。
【００６４】前記基準信号ｒlmにはラウドスピーカ７ａ
〜７ｂとマイクロホン８ａ〜８ｈとの間の伝達関数をデ
ィジタルフィルタのフィルタ係数（インパルス応答関
数）として表したＣlmが含まれており、マイクロプロセ
ッサ１６は制御音源を駆動する信号を出力する構成とな
っている。以下、説明において、Ｃlmを伝達関数とも称
す。
〜７ｂとマイクロホン８ａ〜８ｈとの間の伝達関数をデ
ィジタルフィルタのフィルタ係数（インパルス応答関
数）として表したＣlmが含まれており、マイクロプロセ
ッサ１６は制御音源を駆動する信号を出力する構成とな
っている。以下、説明において、Ｃlmを伝達関数とも称
す。
【００６５】ここで、コントローラ１０の騒音低減制御
原理を一般式を用いて説明する。
原理を一般式を用いて説明する。
【００６６】今、一番目のマイクロホンが検出したノイ
ズ信号をｅl （ｎ）、ラウドスピーカ７ａ〜７ｄからの
制御音（二次音）が無いときの一番目のマイクロホンが
検出した残留騒音検出信号をｅpl（ｎ）、ｍ番目のラウ
ドスピーカと一番目のマイクロホンとの間の伝達関数
（ＦＩＲ（有限インパルス応答）関数）Ｈ1mのＪ番目
（Ｊ＝０，２，…Ｉc −１）［Ｉk は定数］に対応する
フィルタ係数をＣ1mj 、基準信号ｘ（ｎ）、基準信号を
入力し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…Ｉk −１）［Ｉk は定数］の係
数をＷmiとすると、
ズ信号をｅl （ｎ）、ラウドスピーカ７ａ〜７ｄからの
制御音（二次音）が無いときの一番目のマイクロホンが
検出した残留騒音検出信号をｅpl（ｎ）、ｍ番目のラウ
ドスピーカと一番目のマイクロホンとの間の伝達関数
（ＦＩＲ（有限インパルス応答）関数）Ｈ1mのＪ番目
（Ｊ＝０，２，…Ｉc −１）［Ｉk は定数］に対応する
フィルタ係数をＣ1mj 、基準信号ｘ（ｎ）、基準信号を
入力し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…Ｉk −１）［Ｉk は定数］の係
数をＷmiとすると、
【００６７】
【数８】
【００６８】が成立する。ここで、（ｎ）がつく項は、
何れもサンプリング時刻ｎのサンプル値であり、またＭ
はラウドスピーカの数（本実施例では４個）、Ｉc はＦ
ＩＲディジタルフィルタで表現されたフィルタ係数Ｃ1m
のタップ数（フィルタ次数）、Ｉk は適応フィルタのフ
ィルタ係数Ｗmiのタップ数（フィルタ次数）である。
何れもサンプリング時刻ｎのサンプル値であり、またＭ
はラウドスピーカの数（本実施例では４個）、Ｉc はＦ
ＩＲディジタルフィルタで表現されたフィルタ係数Ｃ1m
のタップ数（フィルタ次数）、Ｉk は適応フィルタのフ
ィルタ係数Ｗmiのタップ数（フィルタ次数）である。
【００６９】上式（８）中、右辺の「ΣＷmiｘ（ｎ−ｊ
−ｉ）」（＝ｙm ）の項は第２ディジタルフィルタ１３
に基準信号ｘを入力したときの出力を表し、「ΣＣ1mj
｛ΣＷmiｘ（ｎ−ｊ−ｉ）｝」の項はｍ番目のスピーカ
に入力された信号エネルギがこれら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Ｃlmを経て
一番目のマイクロホンに到達したときの信号を表し、更
に、「Σ ΣＣ1mj ｛ΣＷmiｘ（ｎ−ｊ−ｉ）｝」の右
辺全体は、１番目の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、一番目のマイクロ
ホンに到達する制御音の総和を表す。
−ｉ）」（＝ｙm ）の項は第２ディジタルフィルタ１３
に基準信号ｘを入力したときの出力を表し、「ΣＣ1mj
｛ΣＷmiｘ（ｎ−ｊ−ｉ）｝」の項はｍ番目のスピーカ
に入力された信号エネルギがこれら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Ｃlmを経て
一番目のマイクロホンに到達したときの信号を表し、更
に、「Σ ΣＣ1mj ｛ΣＷmiｘ（ｎ−ｊ−ｉ）｝」の右
辺全体は、１番目の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、一番目のマイクロ
ホンに到達する制御音の総和を表す。
【００７０】ついで評価関数（最小にすべき変数）Ｊｍ
を、
を、
【００７１】
【数９】
【００７２】とおく。
【００７３】なお、式（９）においてｙm （ｎ）はスピ
ーカの駆動信号であり、
ーカの駆動信号であり、
【００７４】
【数１０】
【００７５】である。本実施例の評価関数Ｊｍには、ｍ
番面のスピーカの駆動信号ｙm （ｎ）の項が設けられて
おり、このスピーカの駆動信号ｙm （ｎ）には努力係数
βが乗じられている。ここで、Ｌはマイクロホンの数
（本実施例では８個）である。
番面のスピーカの駆動信号ｙm （ｎ）の項が設けられて
おり、このスピーカの駆動信号ｙm （ｎ）には努力係数
βが乗じられている。ここで、Ｌはマイクロホンの数
（本実施例では８個）である。
【００７６】そして、評価関数Ｊｍを最小にするフィル
タ係数Ｗm 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Ｊｍを各フィルタ
係数Ｗmiについて偏微分した値で当該フィルタ係数Ｗmi
を更新する。そこで式（９）に式（８）、式（１０）を
代入すると、
タ係数Ｗm 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Ｊｍを各フィルタ
係数Ｗmiについて偏微分した値で当該フィルタ係数Ｗmi
を更新する。そこで式（９）に式（８）、式（１０）を
代入すると、
【００７７】
【数１１】
【００７８】となる。ＬＭＳアルゴリズムは、
【００７９】
【数１２】
【００８０】の式の基づいて更新を繰り返す。
【００８１】ここで、
【００８２】
【数１３】
【００８３】それぞれについて計算すると、
【００８４】
【数１４】
【００８５】であり、
【００８６】
【数１５】
【００８７】ここで、
【００８８】
【数１６】
【００８９】とおくと、式（１４）は、
【００９０】
【数１７】
【００９１】となり、式（１３）は、式（１４）、（１
５）、（１６）により
５）、（１６）により
【００９２】
【数１８】
【００９３】となる。すると式（１２）は、
【００９４】
【数１９】
【００９５】と書き換えられる。
【００９６】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。なお、収束
係数αを本実施例では一つの定数のように扱っている
が、各フィルタ毎に異なる収束係数（αmi）とすること
もできるし、重み係数γl を一緒に取り込んだ係数（α
l ）として演算することもできる。
束する速度や、その際の安定性に関与する。なお、収束
係数αを本実施例では一つの定数のように扱っている
が、各フィルタ毎に異なる収束係数（αmi）とすること
もできるし、重み係数γl を一緒に取り込んだ係数（α
l ）として演算することもできる。
【００９７】このように第二ディジタルフィルタ１３の
フィルタ係数Ｗmi（ｎ＋１）をマイクロホン８ａ〜８ｈ
から出力されるノイズ信号ｅ1 （ｎ）〜ｅ8 （ｎ）の出
力とクランク角センサ５からの出力に基づく基準信号ｘ
（ｎ）とに基づいてＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓ
ｑｕａｒｅ）適応アルゴリズムに従って順次更新するこ
とにより入力されるノイズ信号ｅ1 （ｎ）〜ｅ8 （ｎ）
の自乗和と駆動信号ｙｍ（ｎ）の自乗和との和が常に最
小となるように駆動信号ｙ1 （ｎ）〜ｙ4 （ｎ）が形成
され、これがラウドスピーカ７ａ〜７ｄに供給され、出
力される制御音によって車室６内の騒音が相殺される。
フィルタ係数Ｗmi（ｎ＋１）をマイクロホン８ａ〜８ｈ
から出力されるノイズ信号ｅ1 （ｎ）〜ｅ8 （ｎ）の出
力とクランク角センサ５からの出力に基づく基準信号ｘ
（ｎ）とに基づいてＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓ
ｑｕａｒｅ）適応アルゴリズムに従って順次更新するこ
とにより入力されるノイズ信号ｅ1 （ｎ）〜ｅ8 （ｎ）
の自乗和と駆動信号ｙｍ（ｎ）の自乗和との和が常に最
小となるように駆動信号ｙ1 （ｎ）〜ｙ4 （ｎ）が形成
され、これがラウドスピーカ７ａ〜７ｄに供給され、出
力される制御音によって車室６内の騒音が相殺される。
【００９８】一方、本実施例では、図１６で示したよう
に評価関数Ｊｍにスピーカの駆動信号ｙm （ｎ）の項を
設けることによって、発散状態に陥った時に、スピーカ
の駆動信号をも小さくしようとするため、原点から遠ざ
かろうとする適応フィルタ係数に、原点に戻そうとする
ベクトル（努力係数β）を与えることが出来る。そのた
め発散現象が生じたときには、その原点に戻そうとする
ベクトル（努力係数β）の量を大きくし、スピーカの駆
動信号の大きさを減少させて、発散を抑制する。この努
力係数βの量を変化させる場合は、発散現象が生じたこ
と、あるいは生じる恐れがあることを、発散感知手段に
より検知または予測したときである。
に評価関数Ｊｍにスピーカの駆動信号ｙm （ｎ）の項を
設けることによって、発散状態に陥った時に、スピーカ
の駆動信号をも小さくしようとするため、原点から遠ざ
かろうとする適応フィルタ係数に、原点に戻そうとする
ベクトル（努力係数β）を与えることが出来る。そのた
め発散現象が生じたときには、その原点に戻そうとする
ベクトル（努力係数β）の量を大きくし、スピーカの駆
動信号の大きさを減少させて、発散を抑制する。この努
力係数βの量を変化させる場合は、発散現象が生じたこ
と、あるいは生じる恐れがあることを、発散感知手段に
より検知または予測したときである。
【００９９】発散感知回路２１は前記発散感知手段の一
例を示すもので、図３に示す手順に従い、マイクロホン
（残留騒音感知手段）８ａ〜８ｈが感知した残留騒音に
より発散感知を行うものであり、マイクロホン８ａ〜８
ｈから出力されるノイズ信号ｅ1 （ｎ）〜ｅ8 （ｎ）の
出力の自乗和が所定の値を所定の回数をこえた際に発散
と判断し、マイクロプロセッサ１６の発散感知信号を送
出する。
例を示すもので、図３に示す手順に従い、マイクロホン
（残留騒音感知手段）８ａ〜８ｈが感知した残留騒音に
より発散感知を行うものであり、マイクロホン８ａ〜８
ｈから出力されるノイズ信号ｅ1 （ｎ）〜ｅ8 （ｎ）の
出力の自乗和が所定の値を所定の回数をこえた際に発散
と判断し、マイクロプロセッサ１６の発散感知信号を送
出する。
【０１００】すなわち、システムが起動すると、ステッ
プＳ41でノイズ信号ｅ1 （ｎ）〜ｅ8 （ｎ）の自乗和Σ
｛ｅ1 （ｎ）｝2 を算出する。次いで、ステップＳ42で
ノイズ信号ｅ1 （ｎ）〜ｅ8 （ｎ）の自乗和Σ｛ｅ
1 （ｎ）｝2 が所定の値Ｅ0 をこえたか否かを判定し、
こえていなければステップＳ41に戻り、こえていればス
テップＳ43に移行する。ステップＳ43ではノイズ信号ｅ
1 （ｎ）〜ｅ8 （ｎ）の自乗和Σ｛ｅ1 （ｎ）｝2 が所
定の値Ｅ0 をこえた回数Ｍを”１”だけインクリメント
し、ステップＳ44に移行する。ステップＳ44では、ノイ
ズ信号ｅ1 （ｎ）〜ｅ8 （ｎ）の自乗和Σ｛ｅ1
（ｎ）｝2 が所定の値Ｅ0 をこえた回数Ｍが所定の値Ｍ
0 をこえたか否かを判定し、こえていなければステップ
Ｓ41に戻り、こえていればステップＳ45に移行して発散
感知信号をマイクロプロセッサ１６に送出する。この発
散を感知した回数に応じて上記努力係数βを変化させ
る。
プＳ41でノイズ信号ｅ1 （ｎ）〜ｅ8 （ｎ）の自乗和Σ
｛ｅ1 （ｎ）｝2 を算出する。次いで、ステップＳ42で
ノイズ信号ｅ1 （ｎ）〜ｅ8 （ｎ）の自乗和Σ｛ｅ
1 （ｎ）｝2 が所定の値Ｅ0 をこえたか否かを判定し、
こえていなければステップＳ41に戻り、こえていればス
テップＳ43に移行する。ステップＳ43ではノイズ信号ｅ
1 （ｎ）〜ｅ8 （ｎ）の自乗和Σ｛ｅ1 （ｎ）｝2 が所
定の値Ｅ0 をこえた回数Ｍを”１”だけインクリメント
し、ステップＳ44に移行する。ステップＳ44では、ノイ
ズ信号ｅ1 （ｎ）〜ｅ8 （ｎ）の自乗和Σ｛ｅ1
（ｎ）｝2 が所定の値Ｅ0 をこえた回数Ｍが所定の値Ｍ
0 をこえたか否かを判定し、こえていなければステップ
Ｓ41に戻り、こえていればステップＳ45に移行して発散
感知信号をマイクロプロセッサ１６に送出する。この発
散を感知した回数に応じて上記努力係数βを変化させ
る。
【０１０１】以下、努力係数βを発散に応じて可変する
手順について説明する。なお、図４、図６、図８は、騒
音を制御する閉じ空間の特性により決まりる制御パター
ンを示すもので、図４は発散がリニアに起こる空間にお
けるものであり、図６は急激な発散が起こりやすい空間
におけるものである、また、図８は発散が起こりにくい
空間のもので制御効果を重視したものである。
手順について説明する。なお、図４、図６、図８は、騒
音を制御する閉じ空間の特性により決まりる制御パター
ンを示すもので、図４は発散がリニアに起こる空間にお
けるものであり、図６は急激な発散が起こりやすい空間
におけるものである、また、図８は発散が起こりにくい
空間のもので制御効果を重視したものである。
【０１０２】まず、図４の制御パターンは、図５に示す
フローチャートによって実行され、ステップＳ61では上
記した消音作業がなされる。次いでステップＳ62では発
散の感知が上記手順で行われて発散したか否かが判定さ
れ、発散していなければステップＳ61に戻り、発散した
場合には、ステップＳ63で発散した回数ｎを”１”だけ
インクリメントし、ステップＳ64でβを大きくする。そ
して再びステップＳ61が繰り返し実行される。この場合
βは、発散の回数ｎに基準の努力係数β0 をかけて所定
量β1 を加える。従って、図４のように発散の回数ｎに
応じて努力係数βがリニアに大きくなり、発散がリニア
に起こるような車室での発散を効果的に抑制できる。
フローチャートによって実行され、ステップＳ61では上
記した消音作業がなされる。次いでステップＳ62では発
散の感知が上記手順で行われて発散したか否かが判定さ
れ、発散していなければステップＳ61に戻り、発散した
場合には、ステップＳ63で発散した回数ｎを”１”だけ
インクリメントし、ステップＳ64でβを大きくする。そ
して再びステップＳ61が繰り返し実行される。この場合
βは、発散の回数ｎに基準の努力係数β0 をかけて所定
量β1 を加える。従って、図４のように発散の回数ｎに
応じて努力係数βがリニアに大きくなり、発散がリニア
に起こるような車室での発散を効果的に抑制できる。
【０１０３】また、図６の制御パターンは、図７に示す
フローチャートによって実行され、ステップＳ81では上
記した消音作業がなされる。次いでステップＳ82では発
散の感知が上記手順で行われて発散したか否かが判定さ
れ、発散していなければステップＳ81に戻り、発散した
場合には、ステップＳ83で発散した回数ｎを”１”だけ
インクリメントし、ステップＳ84でβを大きくする。そ
して再びステップＳ81以下が繰り返し実行される。この
場合βは、基準の努力係数β0 を回数ｎ乗する。すなわ
ち、急激に起こり易い発散の場合には、はやく努力係数
βを大きくして発散を抑制し、迅速かつ適格に制御する
ことが出来る。
フローチャートによって実行され、ステップＳ81では上
記した消音作業がなされる。次いでステップＳ82では発
散の感知が上記手順で行われて発散したか否かが判定さ
れ、発散していなければステップＳ81に戻り、発散した
場合には、ステップＳ83で発散した回数ｎを”１”だけ
インクリメントし、ステップＳ84でβを大きくする。そ
して再びステップＳ81以下が繰り返し実行される。この
場合βは、基準の努力係数β0 を回数ｎ乗する。すなわ
ち、急激に起こり易い発散の場合には、はやく努力係数
βを大きくして発散を抑制し、迅速かつ適格に制御する
ことが出来る。
【０１０４】また、図８の制御パターンは、図９に示す
フローチャートによって実行され、ステップＳ101 では
上記した消音作業がなされる。次いでステップＳ102 で
は発散の感知が上記手順で行われて発散したか否かが判
定され、発散していなければステップＳ101 に戻り、発
散した場合には、ステップＳ103 で努力係数βを大きく
する。この場合βは、回数ｎをかけた後に、定数ａ乗す
る（但しａは１、２、３）。そして再びステップＳ101
以下が繰り返し実行される。すなわち、図１０に示す如
く、努力係数βを大きくしていくと、努力係数βのある
値β0 で制御効果がピーク（最適値）になり、それ以上
βを大きくしても制御効果は低下する。従って、適度な
努力係数βを与えることにより発散を抑制しながら制御
効果を最大にすることが出来る。
フローチャートによって実行され、ステップＳ101 では
上記した消音作業がなされる。次いでステップＳ102 で
は発散の感知が上記手順で行われて発散したか否かが判
定され、発散していなければステップＳ101 に戻り、発
散した場合には、ステップＳ103 で努力係数βを大きく
する。この場合βは、回数ｎをかけた後に、定数ａ乗す
る（但しａは１、２、３）。そして再びステップＳ101
以下が繰り返し実行される。すなわち、図１０に示す如
く、努力係数βを大きくしていくと、努力係数βのある
値β0 で制御効果がピーク（最適値）になり、それ以上
βを大きくしても制御効果は低下する。従って、適度な
努力係数βを与えることにより発散を抑制しながら制御
効果を最大にすることが出来る。
【０１０５】また図１１は、マップ制御を行なう場合の
テーブルマップを示すもので、このテーブルマップは図
１２のフローチャートの実行に用いられる。まず、ステ
ップＳ121 で上記した消音作業がなされ、次いでステッ
プＳ122 で発散の感知が上記した手順で行われて発散し
たか否かが判定され、発散していなければステップＳ
121 に戻り、発散した場合には、ステップＳ123 で発散
した回数ｎを”１”だけインクリメントし、ステップＳ
124 で図１１のテーブルマップにおいて努力係数βを大
きくする。従って、図４と略同様な制御効果が得られる
他、演算が容易になる。
テーブルマップを示すもので、このテーブルマップは図
１２のフローチャートの実行に用いられる。まず、ステ
ップＳ121 で上記した消音作業がなされ、次いでステッ
プＳ122 で発散の感知が上記した手順で行われて発散し
たか否かが判定され、発散していなければステップＳ
121 に戻り、発散した場合には、ステップＳ123 で発散
した回数ｎを”１”だけインクリメントし、ステップＳ
124 で図１１のテーブルマップにおいて努力係数βを大
きくする。従って、図４と略同様な制御効果が得られる
他、演算が容易になる。
【０１０６】上記の如く本実施例によれば、スピーカの
駆動信号にかけられた努力係数βを可変とすることによ
り、発散の回数に応じて評価関数に対するスピーカの駆
動信号の寄与度を変化させるので、図１６で示した収束
係数α及び努力係数βに基づくベクトルが最小値に収束
することとなり、発散を抑制することが出来る。
駆動信号にかけられた努力係数βを可変とすることによ
り、発散の回数に応じて評価関数に対するスピーカの駆
動信号の寄与度を変化させるので、図１６で示した収束
係数α及び努力係数βに基づくベクトルが最小値に収束
することとなり、発散を抑制することが出来る。
【０１０７】なお、評価関数の努力係数βが分母にある
場合、すなわちスピーカの駆動信号に乗じた努力係数を
１／βとした場合には、図１３のフローチャートにおい
て、ステップＳ141 で消音作業を行い、ステップＳ142
で発散が感知された場合には、ステップＳ143 で努力係
数に発散の回数ｎに応じて（１／ｎ）が乗じられ、努力
係数βが小さくなる。この場合、努力係数βを小さくす
れば、評価関数に対するラウドスピーカの駆動信号にか
けられた係数としては大きくなり、上記同様の作用効果
を得ることが出来る。
場合、すなわちスピーカの駆動信号に乗じた努力係数を
１／βとした場合には、図１３のフローチャートにおい
て、ステップＳ141 で消音作業を行い、ステップＳ142
で発散が感知された場合には、ステップＳ143 で努力係
数に発散の回数ｎに応じて（１／ｎ）が乗じられ、努力
係数βが小さくなる。この場合、努力係数βを小さくす
れば、評価関数に対するラウドスピーカの駆動信号にか
けられた係数としては大きくなり、上記同様の作用効果
を得ることが出来る。
【０１０８】なお、上記実施例では発散の回数に応じて
努力係数βを変化させたが、これに限らず評価点の音圧
を検出し、図１４に示すように音圧が所定の値を越えた
ら努力係数βを変化させても良い。
努力係数βを変化させたが、これに限らず評価点の音圧
を検出し、図１４に示すように音圧が所定の値を越えた
ら努力係数βを変化させても良い。
【０１０９】また、この発明は上記実施例に限定される
ものではない。例えば、上記実施例ではディジタルフィ
ルタを二つ使用したＦｉｌｔｅｒｅｄ−ＸＬＭＳアルゴ
リズムについて述べてきたが、単一フィルタによる制御
装置についても同様に成り立つものである。また、騒音
低減を図る評価点とマイクロホンとが空間的に離れたも
のであっても所定値に基づいて評価点の残留騒音を推定
し、制御を行なわせることができる。更に、振動制御に
応用することも可能である。
ものではない。例えば、上記実施例ではディジタルフィ
ルタを二つ使用したＦｉｌｔｅｒｅｄ−ＸＬＭＳアルゴ
リズムについて述べてきたが、単一フィルタによる制御
装置についても同様に成り立つものである。また、騒音
低減を図る評価点とマイクロホンとが空間的に離れたも
のであっても所定値に基づいて評価点の残留騒音を推定
し、制御を行なわせることができる。更に、振動制御に
応用することも可能である。
【０１１０】さらに、発散感知手段として上記実施例で
は発散感知回路２１を用いたが、例えば車室内の乗員の
変化や、車室内の温度の変化により発散を予測あるいは
検出して、評価関数に対する制御音源の駆動信号を変更
しても良い。
は発散感知回路２１を用いたが、例えば車室内の乗員の
変化や、車室内の温度の変化により発散を予測あるいは
検出して、評価関数に対する制御音源の駆動信号を変更
しても良い。
【０１１１】又、発散しているか否かを検出しているレ
ベルも一定のものを用いたが、環境条件に応じこれを可
変にすることができるのはもちろんである。
ベルも一定のものを用いたが、環境条件に応じこれを可
変にすることができるのはもちろんである。
【０１１２】又、式（９）において２βα＝ｋ又はβα
＝ｋとおいてｋを努力係数とみたてて変化させ、発散を
抑制することも可能である。
＝ｋとおいてｋを努力係数とみたてて変化させ、発散を
抑制することも可能である。
【０１１３】この実施例では車室内の伝達関数をアルゴ
リズム内に含むＦｉｌｔｅｒｅｄ−ＸＬＭＳアルゴリズ
ムについて説明したが、その他のＬＭＳアルゴリズムに
おいても同様の効果が得られる。
リズム内に含むＦｉｌｔｅｒｅｄ−ＸＬＭＳアルゴリズ
ムについて説明したが、その他のＬＭＳアルゴリズムに
おいても同様の効果が得られる。
【０１１４】
【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の発
明では、寄与度変更手段手段により評価関数に対する制
御音源の駆動信号の寄与度を変更することが出来る。例
えば閉空間の伝達関数が変化したとき、これに応じて変
更することができ、より適格な騒音制御を行なうことが
出来る。
明では、寄与度変更手段手段により評価関数に対する制
御音源の駆動信号の寄与度を変更することが出来る。例
えば閉空間の伝達関数が変化したとき、これに応じて変
更することができ、より適格な騒音制御を行なうことが
出来る。
【０１１５】請求項２の発明では、装置が発散状態に陥
った時、寄与度可変手段は評価関数に対する制御音源の
駆動信号に乗じた努力係数を変更することにより、評価
関数に対する制御音源の駆動信号の寄与度を変更するこ
とが出来る。
った時、寄与度可変手段は評価関数に対する制御音源の
駆動信号に乗じた努力係数を変更することにより、評価
関数に対する制御音源の駆動信号の寄与度を変更するこ
とが出来る。
【０１１６】請求項３の発明では、寄与度可変手段が発
散感知手段の出力信号に基づき評価関数に対する制御音
源の駆動信号の寄与度を変更するので、制御音源の駆動
信号を減少させることが出来る。
散感知手段の出力信号に基づき評価関数に対する制御音
源の駆動信号の寄与度を変更するので、制御音源の駆動
信号を減少させることが出来る。
【０１１７】請求項４の発明では、発散感知手段によっ
て発散が感知された時、寄与度可変手段が評価関数に対
する制御音源の駆動信号に乗じた努力係数を変更するの
で、寄与度変更手段は評価関数に対する制御音源の寄与
度を変更することが出来る。
て発散が感知された時、寄与度可変手段が評価関数に対
する制御音源の駆動信号に乗じた努力係数を変更するの
で、寄与度変更手段は評価関数に対する制御音源の寄与
度を変更することが出来る。
【０１１８】請求項５記載の発明では、発散感知手段に
よって発散が予測あるいは検出されたとき、寄与度可変
手段が評価関数に対する制御音源の駆動信号の寄与度を
大きくするので、制御音源の駆動信号の大きさを減少さ
せることができる。
よって発散が予測あるいは検出されたとき、寄与度可変
手段が評価関数に対する制御音源の駆動信号の寄与度を
大きくするので、制御音源の駆動信号の大きさを減少さ
せることができる。
【０１１９】請求項６記載の発明では、発散感知手段に
よって発散が予測あるいは検出されたとき、寄与度可変
手段が評価関数に対する制御音源の駆動信号に乗じた努
力係数を大きくするので、評価関数に対する制御音源の
駆動信号の寄与度を大きくすることが出来る。
よって発散が予測あるいは検出されたとき、寄与度可変
手段が評価関数に対する制御音源の駆動信号に乗じた努
力係数を大きくするので、評価関数に対する制御音源の
駆動信号の寄与度を大きくすることが出来る。
【０１２０】請求項７記載の発明では、発散感知手段に
よって予測あるいは検出された発散の回数に応じて、寄
与度可変手段は評価関数に対する制御音源の駆動信号の
寄与度を大きくするので、制御音源の駆動信号の大きさ
を減少させることが出来る。
よって予測あるいは検出された発散の回数に応じて、寄
与度可変手段は評価関数に対する制御音源の駆動信号の
寄与度を大きくするので、制御音源の駆動信号の大きさ
を減少させることが出来る。
【０１２１】請求項８記載の発明では、発散感知手段に
よって予測あるいは検出された発散の回数に応じて、寄
与度可変手段は評価関数に対する制御音源に乗じた努力
係数を大きくするので、評価関数に対する制御音源の駆
動信号の寄与度を大きくすることが出来る。
よって予測あるいは検出された発散の回数に応じて、寄
与度可変手段は評価関数に対する制御音源に乗じた努力
係数を大きくするので、評価関数に対する制御音源の駆
動信号の寄与度を大きくすることが出来る。
【図１】実施例に係る能動型騒音制御装置を車両に適用
した状態の概略ブロック図である。
した状態の概略ブロック図である。
【図２】制御ブロック図である。
【図３】発散感知のフローチャートである。
【図４】発散回数がリニアに起こる場合の努力係数との
関係を示す線図である。
関係を示す線図である。
【図５】努力係数を可変するためのフローチャートであ
る。
る。
【図６】発散回数が急激に起こる場合の努力係数との関
係を示す線図である。
係を示す線図である。
【図７】努力係数を可変するためのフローチャートであ
る。
る。
【図８】発散回数がなだらかに起こる場合の努力係数と
の関係を示す線図である。
の関係を示す線図である。
【図９】努力係数を可変するためのフローチャートであ
る。
る。
【図１０】制御効果と努力係数の関係を示す線図であ
る。
る。
【図１１】発散がリニアに起こる場合の努力係数の変化
の他の例を示す線図である。
の他の例を示す線図である。
【図１２】努力係数を可変にするためのフローチャート
である。
である。
【図１３】評価関数におけるスピーカの駆動信号にかけ
られた努力係数を小さくする場合のフローチャートであ
る。
られた努力係数を小さくする場合のフローチャートであ
る。
【図１４】発散を音圧で感知する場合の音圧の変化と努
力係数との関係を示す線図である。
力係数との関係を示す線図である。
【図１５】従来例に係るブロック図である。
【図１６】最急降下アルゴリズムを示す線図である。
４ エンジン ５ クランク角センサ（騒音発生状態感知手段） ７ａ〜７ｄ ラウドスピーカ（制御音源） ８ａ〜８ｈ マイクロホン（残留騒音感知手段） １０ コントローラ（制御手段） １６ マイクロプロセッサ（寄与度可変手段） ２１ 発散感知回路（発散感知手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土井 三浩 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 村岡 健一郎 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 佐藤 憲治 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所自動車機器事業部内
Claims (8)
- 【請求項１】 騒音に干渉させる制御音を発生して評価
点の騒音低減を図る制御音源と、前記干渉後の所定位置
の残留騒音を検出する手段と、騒音源の騒音発生状態に
関する信号を検出する手段と、前記残留騒音検出手段の
出力信号及び前記制御音源の駆動信号と前記騒音発生状
態検出手段の出力信号とに基づき前記残留騒音検出手段
の出力信号及び前記制御音源の駆動信号よりなる評価関
数が最小となるように制御音源を駆動する信号を出力す
る制御手段とを備えた能動型騒音制御装置であって、前
記評価関数に対する制御音源の駆動信号の寄与度を変更
する手段を備えたことを特徴とする能動型騒音制御装
置。 - 【請求項２】 騒音に干渉させる制御音を発生して評価
点の騒音低減を図る制御音源と、前記干渉後の所定位置
の残留騒音を検出する手段と、騒音源の騒音発生状態に
関する信号を検出する手段と、前記残留騒音検出手段の
出力信号及び前記制御音源の駆動信号と前記騒音発生状
態検出手段の出力信号とに基づき前記残留騒音検出手段
の出力信号及び前記制御音源の駆動信号よりなる評価関
数が最小となるように制御音源を駆動する信号を出力す
る制御手段とを備えた能動型騒音制御装置であって、前
記評価関数は制御音源の駆動信号に努力係数を乗じた項
を有し、前記努力係数を変更することにより前記評価関
数に対する制御音源の駆動信号の寄与度を変更する手段
を備えたことを特徴とする能動型騒音制御装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の能動型騒音制御装置であ
って、前記制御音源の発散感知手段を有し、前記寄与度
変更手段は、前記発散感知手段の出力信号に基づき前記
評価関数に対する制御音源の駆動信号の寄与度を変更に
することを特徴とする能動型騒音制御装置。 - 【請求項４】 請求項３記載の能動型騒音制御装置であ
って、前記評価関数は前記制御音源の駆動信号に努力係
数を乗じた項を有し、前記寄与度変更手段は、前記努力
係数を変更にすることを特徴とする能動型騒音制御装
置。 - 【請求項５】 請求項３記載の能動型騒音制御装置であ
って、寄与度変更手段は発散感知手段の出力信号に基づ
き前記評価関数に対する制御音源の駆動信号の寄与度を
大きくすることを特徴とする能動型騒音制御装置。 - 【請求項６】 請求項４記載の能動型騒音制御装置であ
って、前記寄与度変更手段は発散感知手段の出力信号に
基づいて前記努力係数を大きくすることを特徴とする能
動型騒音制御装置。 - 【請求項７】 請求項３記載の能動型騒音制御装置であ
って、前記寄与度変更手段は、前記発散感知手段が検出
した発散回数に応じて、前記評価関数に対する制御音源
の駆動信号の寄与度を大きくすることを特徴とする能動
型騒音制御装置。 - 【請求項８】 請求項４記載の能動型騒音制御装置であ
って、前記寄与度変更手段は、前記発散感知手段が検出
した発散回数に応じて、前記努力係数を大きくすること
を特徴とする能動型騒音制御装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3220620A JP2939017B2 (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 能動型騒音制御装置 |
| US07/935,100 US5337365A (en) | 1991-08-30 | 1992-08-27 | Apparatus for actively reducing noise for interior of enclosed space |
| DE4228695A DE4228695C2 (de) | 1991-08-30 | 1992-08-28 | Schaltungsvorrichtung zum aktiven Verringern von Lärm im Innern eines geschlossenen Raumes |
| GB9218395A GB2259223B (en) | 1991-08-30 | 1992-08-28 | Apparatus for actively reducing noise for interior of enclosed space |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3220620A JP2939017B2 (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 能動型騒音制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0561483A true JPH0561483A (ja) | 1993-03-12 |
| JP2939017B2 JP2939017B2 (ja) | 1999-08-25 |
Family
ID=16753828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3220620A Expired - Lifetime JP2939017B2 (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 能動型騒音制御装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
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