JPH06266376A

JPH06266376A - 振動騒音制御装置

Info

Publication number: JPH06266376A
Application number: JP5081360A
Authority: JP
Inventors: Hidetaka Ozawa; 英隆小沢; Mitsuhito Yamazaki; 光仁山崎; Toshiaki Kobayashi; 利彰小林; Takeshi Okada; 毅岡田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-03-16
Filing date: 1993-03-16
Publication date: 1994-09-22

Abstract

(57)【要約】【目的】振動騒音周期が変動しても所望の振動騒音低
減化を図ることができ、しかも過剰品質や過剰な演算負
荷を生じることなく振動騒音制御装置を提供する。【構成】回転検出センサ１０により検出された回転信
号に基づいて基礎パルス信号Ｘを生成し、通常は一定の
サンプリング周期毎に適応制御回路１５を駆動させてＷ
フィルタ１９のフィルタ係数を更新する。一方、基礎パ
ルス信号Ｘは周期計測手段１３でその発生周期が計測さ
れ、修正アルゴリズム処理部１４で前回の発生周期と今
回の発生周期とが比較され、該比較結果に応じてＷフィ
ルタのフィルタ係数及びタップ数を修正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は振動騒音制御装置に関
し、より詳しくは回転機器や往復運動機器、又はこれら
回転機器や往復運動機器を有する装置から発生する振動
騒音を能動的に制御し、これら振動騒音の低減化を図る
振動騒音制御装置に関する。

【０００２】

【従来技術とその課題】近年、適応型デジタルフィルタ
(Adaptive Digital Filter: 以下、「ＡＤＦ」という）
を使用して振動騒音源から発生する振動騒音を減衰さ
せ、該振動騒音の低減化を図る能動的振動騒音制御装置
の開発が各方面で盛んに行なわれている。

【０００３】これら各種の能動的振動騒音制御装置のう
ち、周期性を有する振動騒音源の駆動周期に同期してパ
ルス信号を発生させると共に、該パルス信号をトリガ信
号として適応制御回路に入力し、該適応制御回路に内蔵
された周知のフィルタード−Ｘ−ＬＭＳアルゴリズム又
はマルチチャネル・フィルタード−Ｘ−ＬＭＳアルゴリ
ズムにより適応制御を施した振動騒音制御装置が既に知
られている（例えば、浜田晴夫等「同期式適応フィル
タとそのアクティブ騒音・振動制御への応用」日本音響
学会春期講演論文集：１９９２年３月；以下、「第１の
従来技術」という）。

【０００４】上記第１の従来技術においては、水晶発振
器の発振周波数を分周して一定のサンプリング周期（例
えば、１／１０００秒）を有するサンプリングパルスを
生成し、該サンプリングパルスに同期して一連の適応制
御動作を行っている。また、上記第１の従来技術におい
ては、振動騒音源の駆動周期である前記パルス信号の発
生周期内で検出されるサンプリングパルス数がＡＤＦの
タップ数となる。

【０００５】また、上記第１の従来技術を自動車のエン
ジン等回転機に適用した車輌用振動騒音制御装置も本願
出願人等によって既に提案されている（特願平４−８８
０７５号；以下、「第２の従来技術」という）。

【０００６】図８は上記第２の従来技術に係る車輌用振
動騒音制御装置の概略を示すブロック構成図である。

【０００７】すなわち、第２の従来技術においては、例
えば、エンジン１０１のクランク軸周囲に配設されたク
ランク角センサ（ＣＲＫセンサ）により回転信号ａが検
出される。次いで、回転信号ａが電子コントロールユニ
ット（以下、「ＥＣＵ」という）１０２に供給され、波
形整形された基礎パルス信号ｘが前記ＥＣＵ１０２から
出力される。そして、該基礎パルス信号ｘは第１の分周
回路１０３で所定分周比に分周されたタイミングパルス
信号ｘ′となり、該タイミングパルス信号ｘ′はＡＤＦ
を内蔵した適応制御回路１０４に入力される。一方、Ｅ
ＣＵ１０２から発振される駆動周波数（例えば、２０Ｍ
Ｈｚ）が、第２の分周回路１０５で分周されて一定のサ
ンプリング周波数（例えば、１０００Ｈｚ）を有するサ
ンプリングパルスｆｓが作成され、該サンプリングパル
スｆｓが適応制御回路１０４に入力される。そして、該
適応制御回路１０４ではサンプリングパルスｆｓが入力
される毎にＡＤＦのフィルタ係数が更新されて制御信号
ｙが出力される。そして、該制御信号ｙは、Ｄ／Ａコン
バータ１０６でアナログ信号に変換された後、増幅器１
０７及び振動伝達経路に配設された自己伸縮型エンジン
マウント等の電気機械変換手段１０８を経て駆動信号
ｙ′としてエラーセンサ１０９に入力される。一方、エ
ラーセンサ１０９にはエンジン１０１からの振動騒音信
号ｄが入力され、前記駆動信号ｙと相殺されて誤差信号
εが出力され、Ａ／Ｄコンバータ１１０を経て適応制御
回路１０４にフィードバックされる。尚、ＡＤＦとして
は有限長インパルス応答（Finite Impulse Response:以
下、「ＦＩＲ」という）形のデジタルフィルタであるウ
ィーナフィルタ（以下、「Ｗフィルタ」という）が使用
されている。

【０００８】また、上記第２の従来技術においては、タ
イミングパルス信号ｘ′が入力された直後に入力される
サンプリングパルスによってＷフィルタ（ＡＤＦ）の最
初のフィルタ係数が更新されて出力され、次回に入力さ
れるタイミングパルス信号ｘ′の直前のサンプリングパ
ルスによってＷフィルタの最後のフィルタ係数が更新さ
れて出力される。

【０００９】ところで、自動車等のエンジンにおいて
は、例えばエンジンの吸気系に配設されたスロットル弁
を急激に開弁して加速したときや、逆に前記スロットル
弁を急激に閉弁して減速したときにはエンジン回転数が
急変する。つまり、上記第２の従来技術においては、エ
ンジン回転数の急変に応じてタイミングパルス信号ｘ′
の発生周期に顕著な変動が生じるため、適応制御の収束
性が低下し、前記適応制御回路１０４からは所望の制御
信号ｙ′を出力することが困難となるという問題点があ
った。

【００１０】すなわち、図９（ａ）に示すように、Ｗフ
ィルタ１１２の前回のタップ数Ｎは、タイミングパルス
信号ｘ′の発生周期内で発生するサンプリングパルス数
Ｎに一致しており、Ｗフィルタ１１２の第０番タップか
ら第（Ｎ−１）番タップまでの夫々のフィルタ係数がフ
ィルタ係数格納用レジスタに格納されている。しかしな
がら、エンジン加速時等エンジン回転数が急激に上昇す
ると、ｔ1、ｔ2、……ｔ5で示すように、タイミングパ
ルス信号ｘ′の発生周期が急激に短くなるため、振動伝
達経路の遅延時間等を考慮するとタイミングパルス信号
ｘ′の今回の発生周期内で収束することは困難となる。
つまり、タイミングパルス信号ｘ′の発生周期が短くな
るとＷフィルタ１１２のタップ数が該発生周期に応じて
少なくなるため、前回周期に基づいたＷフィルタ１１２
のフィルタ係数更新中に新たなタイミングパルス信号
ｘ′が入力される結果となり、現在のフィルタ係数更新
を中止して再び第０番タップに戻ってフィルタ係数更新
を実行する。このため、上述のようなタイミングパルス
信号ｘ′の発生周期が急激に短くなる場合は、ｓ1、ｓ
2、……、ｓ5に示すように、制御信号ｙが出力されるた
めフィルタ係数の連続性が損なわれ、不連続部（図中、
Ｐで示す）が生じるという欠点があった。

【００１１】一方、エンジン回転数を急激に減速した場
合は、図９（ｂ）のｔ1′、ｔ2′、ｔ3′、ｔ4′に示す
ように、タイミングパルス信号ｘ′の発生周期が長くな
るため、Ｗフィルタ１１２のタップ数が該発生周期に応
じて長くなり、制御信号はｓ1′、ｓ2′、ｓ3′、ｓ4′
のように出力されるため、Ｗフィルタのフィルタ係数は
その連続性が損なわれ、上述した加速時と同様、不連続
部（図中、Ｒで示す）が生じるという欠点があった。

【００１２】そしてこのような不連続部Ｐ，Ｒは、エン
ジンの回転周期とその高調波成分に起因する不要振動を
誘起し、制御性能を劣化させるという不具合を招来す
る。

【００１３】このような固定サンプリング方式の制御装
置における不具合を解消する方策として、サンプリング
周波数を回転周期に応じて可変とし、一振動騒音周期当
たりのサンプリングパルスを一定にしたものが提案され
ており（浜田晴夫等「Synchronized Filtered-x(SFX)
Algorithmの実現−可変サンプリング方式による制御・
同定の同時運転」日本音響学会秋期講演論文集，１９９
２年１０月；以下、「第３の従来技術」という）、また
上記した本願出願人等による先願（特願平４−８８０７
５号）においても可変サンプリング方式の振動騒音制御
装置が提案されている（以下、「第４の従来技術」とい
う）。

【００１４】上記第３及び第４の従来技術においては、
適応制御を実行するクロックとなるサンプリングパルス
を、例えばタイミングパルス信号ｘ′の生成の基礎とな
るエンジン回転に関連性を有するパルス信号に基づいて
作成することにより、タイミングパルス信号ｘ′の発生
周期内におけるサンプリングパルス数を一定として回転
変動に対するＷフィルタの不連続性解消を図っている。

【００１５】ところで、本願出願人等による上記第４の
従来技術においては、エンジンの各構成部位に特有の振
動騒音周期毎に適応制御を施すべく「次数」の概念を導
入して振動騒音制御を行っている。すなわち、クランク
軸が１回転する毎にタイミングパルス信号ｘ′が１回発
生する場合を１次振動次数とし、振動次数成分に応じて
個別に制御することにより、エンジンのピストン系、動
弁系及び爆発力に応じた適応制御を行っている。この方
式によれば、エンジン回転数が最低回転数近傍の例えば
６００rpmのときは、１次振動成分を制御対象とすると
そのサンプリング周波数は１０Ｈｚとなるため、例えば
５次振動次数成分までを制御対象とした場合、エンジン
回転数が６００rpmのときでも制御帯域のサンプリング
周波数が１０Ｈｚから５０Ｈｚまでとなる。すなわち、
周知のサンプリング定理により、５０Ｈｚの制御出力を
得るためにはＷフィルタ１１２のサンプリング周期を少
なくとも１／１００（＝１／（５０×２））（sec)より
小さくする必要があるが、実際には１／４００（sec)、
つまり２．５（ｍsec)程度に設定されるのが一般的であ
る。そして、この場合、１次振動制御のときでは一周期
内に４０個のサンプリングパルスが発生することとなる
ため、Ｗフィルタ１１２のタップ数は「４０」となる。
一方、エンジン回転数が最高回転数近傍の例えば６００
０rpmのときは、サンプリング周期は６００rpmのときの
１／１０倍である０．２５（ｍsec)となる。

【００１６】しかしながら、Ｗフィルタ１１２のフィル
タ係数更新はサンプリングパルスが入力される毎に実行
されるが、上記第３及び第４の従来技術のような可変サ
ンプリング方式の制御装置においてはエンジン回転数が
高回転になればなるほどサンプリングパルスの発生間隔
が短くなるため、単位時間当たりの演算量は膨大とな
り、特に所謂マルチチャネルシステムにおいては演算量
の著しい膨大化を招来するという問題点がある。

【００１７】また、上述のごとくＷフィルタ１１２のタ
ップ数がエンジンの低回転側の条件で決定されるため、
高回転側では必要以上の制御帯域を扱う結果となり、過
剰品質を来たすと共に、演算時間に無駄が生じるという
問題点があった。

【００１８】しかも、上記可変サンプリング方式の制御
装置においては、電気機械変換手段等の振動伝達経路の
伝達特性をエンジン回転数の変化に応じて変更する必要
があり、このための措置として振動騒音制御中において
も常に前記伝達特性を同定し続けるか、或いは一定のサ
ンプリング周波数で同定した伝達特性から現在のエンジ
ン回転数に応じたサンプリング周波数で伝達特性を作成
する等の操作が必要となり、そのために複雑な演算プロ
グラムを記憶しなければならず、また演算時間に長時間
を要するという問題点があった。

【００１９】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであって、振動騒音周期が変動しても所望の振動騒
音低減化を図ることができ、しかも過剰品質や過剰な演
算負荷を生じることのない振動騒音制御装置を提供する
ことを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、周期的または擬似周期的な振動騒音を発す
る振動騒音源からの伝達特性を変化させて所定の制御信
号を出力する適応型デジタルフィルタを備えた第１のフ
ィルタ手段と、前記制御信号を駆動信号に変換する駆動
信号生成手段と、該駆動信号生成手段により発生する駆
動信号と前記振動騒音源からの振動騒音との誤差を検出
する誤差信号検出手段と、前記駆動信号生成手段と前記
誤差信号検出手段との間に形成される振動騒音伝達経路
の伝達特性を表現する第２のフィルタ手段と、前記誤差
信号検出手段の検出結果と前記第２のフィルタ手段から
出力される参照信号と前記第１のフィルタ手段のフィル
タ係数に基づいて前記振動騒音誤差信号が最小値となる
ように前記第１のフィルタ手段のフィルタ係数を所定の
サンプリング周期毎に順次更新する制御信号更新手段と
を備えた振動騒音制御装置において、前記振動騒音源の
駆動周期に同期して発生する第１のパルス信号を検出す
る第１のパルス信号検出手段と、前記第１のパルス信号
を分周して生成された第２のパルス信号をトリガ信号と
して前記第１及び第２のフィルタ手段に入力する入力手
段と、前記第１のパルス信号の発生周期を計測する発生
周期計測手段と、該発生周期計測手段により計測された
発生周期の前回値ＴＰ０と今回値ＴＰ１とを比較する比
較手段とを備え、前記比較手段の比較結果に応じて前記
第１のフィルタ手段の適応型デジタルフィルタのフィル
タ係数とタップ数とを修正する修正手段を有しているこ
とを特徴としている。

【００２１】また、前記修正手段が、前記適応型デジタ
ルフィルタの第（ｎ）番目のタップと第（ｎ＋１）番目
のタップとの間に位置する第（ｍ）番目のタップのフィ
ルタ係数を直線補間により算出するフィルタ係数算出手
段と、前記発生周期の前回値ＴＰ０と今回値ＴＰ１及び
適応型デジタルフィルタの前回のタップ数Ｎに基づいて
前記適応型デジタルフィルタの今回のタップ数Ｍを算出
するタップ数算出手段とを備えていることを特徴とし、
さらに修正手段は、前記第１のパルス信号の検出タイミ
ングと同期して実行されることを特徴としている。

【００２２】

【作用】上記構成によれば、第１のパルス信号の発生周
期の前回値ＴＰ０と今回値ＴＰ１との比較結果に応じて
適応型デジタルフィルタのタップ数とフィルタ係数とが
制御される。

【００２３】具体的には、フィルタ係数は、タップ間を
直線補間することにより算出される。また、適応型デジ
タルフィルタの今回のタップ数は、発生周期の前回値Ｔ
Ｐ０と今回値ＴＰ１及び適応型デジタルフィルタの前回
のタップ数Ｎに基づいて算出される。

【００２４】さらに、修正手段が、第２のパルス信号生
成の基礎となる第１のパルス信号の検出タイミングと同
期して実行されるので、一定のサンプリング周期毎に実
行される通常の適応型デジタルフィルタのフィルタ係数
更新に支障を生じることなく、第１のパルス信号の発生
周期の変動に応じてＷフィルタのフィルタ係数及びタッ
プ数が修正される。

【００２５】

【実施例】以下、本発明に係る振動騒音制御装置を自動
車等の車輌に適用した場合について、その実施例を図面
に基づき詳説する。

【００２６】図１は、周期性又は疑似周期性を有する振
動騒音を発する振動騒音源としてのエンジンの車体への
取付状態を示した図である。

【００２７】図中１は、例えば直列４気筒を有する車輌
駆動用パワープラントの４サイクルエンジン（以下、単
に「エンジン」という）であって、該エンジン１は、エ
ンジンマウント２と、前輪（駆動輪）４の懸架装置５
と、排気管６の支持体７とで車体８に支持されている。

【００２８】また、エンジンマウント２は、振動伝達特
性を変化させ得る適数個の自己伸縮型エンジンマウント
２ａと、前記振動伝達特性を変化させ得ない適数個の通
常のエンジンマウント２ｂとから構成されている。

【００２９】前記自己伸縮型エンジンマウント２ａには
ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）や圧電素子或いは磁歪素
子等のアクチュエータが内有され、エンジンの振動に応
じて電子マウントコントロールユニット（ＥＭＣＵ）
（図示せず）からの信号によりエンジンの振動を制御す
る。すなわち、自己伸縮型エンジンマウント２ａは、液
体が充填された液室を有し、振動騒音源（エンジン１）
側に固定された弾性ゴムを介して振動騒音源からの振動
が前記アクチュエータにより車体８に伝達されるのを制
御する。

【００３０】また、エンジンマウント２ｂ近傍には振動
エラーセンサ９が配設されている。さらに、エンジン１
の図示しないクランク軸に固着されたフライホイール近
傍には、磁気センサ等の回転検出センサが配設されてい
る。

【００３１】図２は、本発明の一実施例に係る振動騒音
制御装置のシステム構成図である。

【００３２】すなわち、該振動騒音制御装置は、上記回
転検出センサ１０により検出されるフライホイールの回
転信号Ａを波形整形して基礎パルス信号Ｘを出力する電
子コントロールユニット（ＥＣＵ）１１と、前記基礎パ
ルス信号Ｘを所定分周比に分周してタイミングパルス信
号Ｘ′を生成するタイミングパルス作成手段１２と、前
記基礎パルス信号Ｘの発生周期ＴＰを計測する周期計測
手段１３と、該周期計測手段１３からの出力信号に基づ
き後述するＷフィルタのフィルタ係数修正を行う修正ア
ルゴリズム処理部１４と、該修正アルゴリズム処理部１
４からの修正信号Ｚ及び前記タイミングパルス信号Ｘ′
が入力される適応制御回路１５と、該適応制御回路１５
から出力される制御信号Ｙをアナログ信号に変換するＤ
／Ａコンバータ１６と、該Ｄ／Ａコンバータ１６を増幅
する増幅器１７と、振動伝達経路中に配設された前記自
己伸縮型エンジンマウント２ａを経て駆動信号Ｙ′が入
力される前記振動エラーセンサ９と、該振動エラーセン
サ９からの誤差信号εをデジタル信号に変換して前記適
応制御回路１５に入力するＡ／Ｄコンバータ１８とを主
要部として構成されている。

【００３３】また、前記適応制御回路１５は、タイミン
グパルス信号Ｘ′の発生周期に応じてそのタップ長が変
化するＦＩＲ形ＡＤＦとしてのＷフィルタ１９（第１の
フィルタ手段）と、最小２乗平均法（Least Mean Squar
e Method：以下、「ＬＭＳ法」という）を使用してＷフ
ィルタ１９のフィルタ係数を更新するための演算処理を
行うＳＦＸ−ＬＭＳ（Synchronized Filtered-X-LMS)処
理部２０と、振動騒音伝達経路中に配設された前記自己
伸縮型エンジンマウント２ａ等に起因して生じるＷフィ
ルタ１９の伝達特性の位相振幅変化を補正する補正フィ
ルタ部２１（以下、「Ｃフィルタ」という）とから構成
されている。

【００３４】さらに、ＥＣＵ１１から発振される前記駆
動周波数（例えば、２０ＭＨｚ）は、第１の分周回路２
２で分周されて所定周波数（例えば、１０００Ｈｚ）を
有するサンプリングパルスｆｓが作成され、該サンプリ
ングパルスｆｓにより適応制御回路１５やＤ／Ａコンバ
ータ１６、振動エラーセンサ９等で実行される一連の動
作が支配される。

【００３５】また、ＥＣＵ１１から発振される前記駆動
周波数（例えば、２０ＭＨｚ）は、第２の分周回路２３
で分周されて所定周波数（例えば、１０ＭＨｚ）を有す
る周期計測用パルスｆｃが生成され、該周期計測用パル
スｆｃが前記周期計測手段１３に入力されることにより
前記基礎パルス信号Ｘの周期が計測される。

【００３６】また、タイミングパルス信号作成手段１２
は、具体的には、振動騒音源である動弁系やクランク軸
周囲或いは燃焼室等エンジンの各構成部位に特有の振動
騒音特性を有する制御対象に応じたタイミングパルス信
号Ｘ′を生成する。本実施例では、エンジンの回転に同
期して規則的な振動騒音特性が生じるピストン系の振動
騒音を制御対象にしており、かかる制御対象の振動騒音
に寄与するものとしてクランク軸が１回転する毎にタイ
ミングパルス信号Ｘ′が１回発生するように分周比を設
定し、前記タイミングパルス信号Ｘ′を生成している。

【００３７】このように構成された振動騒音制御装置に
おいては、回転検出センサ１０からの回転信号ＡがＥＣ
Ｕ１１に供給され、該ＥＣＵ１１で波形整形された基礎
パルス信号ＸがＥＣＵ１１から出力され、該基礎パルス
信号Ｘはタイミングパルス作成手段１２及び周期計測手
段１３に入力される。そして、タイミングパルス作成手
段１２では前記基礎パルス信号Ｘが分周されてタイミン
グパルスＸ′が作成され、該タイミングパルスＸ′がＷ
フィルタ１９に入力される。そして、Ｗフィルタ１９か
らは所定の制御信号Ｙが出力され、Ｄ／Ａコンバータ１
６でアナログ信号に変換された後、増幅器１７で増幅さ
れ、振動伝達経路中に配設された自己伸縮型エンジンマ
ウント２ａを経て振動エラーセンサ９に駆動信号Ｙが入
力される。そして、該振動エラーセンサ９からはエンジ
ン１から入力される振動騒音信号Ｄと前記駆動信号Ｙと
の誤差信号εが出力され、Ａ／Ｄコンバータ１８でデジ
タル信号に変換された後、ＳＦＸ−ＬＭＳ処理部２０に
入力される。そして、ＳＦＸ−ＬＭＳ処理部２０ではタ
イミングパルス信号Ｘ′とＣフィルタ２１からの参照信
号ＲとＷフィルタ１９の現在のフィルタ係数とに基づき
Ｗフィルタ１９の各タップのフィルタ係数がサンプリン
グパルスｆｓが検出される毎に順次更新される。尚、Ｃ
フィルタ２１には自己伸縮型エンジンマウント２ａ等に
起因する振動騒音伝達経路の伝達特性が予め同定されて
記憶されており、該伝達特性が参照信号ＲとしてＳＦＸ
−ＬＭＳ処理部２０に入力される。

【００３８】一方、周期計測手段１３では第２の分周回
路２３からの高周波数（例えば、１０ＭＨｚ）を有する
周期計測用パルスｆｓにより基礎パルス信号Ｘの発生周
期が計測され、その周期信号パルスＴＰが記憶される。
次いで、周期信号パルスＴＰは順次修正アルゴリズム処
理部１４に入力され、所定の修正演算処理を行う。すな
わち、まず数式（１）を使用して現在の駆動周期、すな
わち、基礎パルス信号Ｘの現在の発生周期に合致したＷ
フィルタのタップ数Ｍを算出する。

【００３９】Ｍ＝｛（ＴＰ１／ＴＰ０）×Ｎ｝anint ……（１）ここで、ＴＰ１は基礎パルス信号Ｘの今回の発生周期、ＴＰ０は
前回の発生周期を示し、Ｎは発生周期ＴＰ０時のＷフィ
ルタのタップ数である。また、anint は小数点以下四捨
五入整数であることを示している。

【００４０】これにより、例えば、ＴＰ０＝０．１秒
（エンジン回転数が例えば６００rpm）、Ｎ＝２７で定
常運転しているときに急加速してＴＰ０＝０．０７秒
（エンジン回転数が例えば８６０rpm）となると数式
（１）により、Ｍ＝１９となる。尚、上記数式（１）に
おいて新たに算出されるＷフィルタ１９のタップ数Ｍを
四捨五入しているのは以下の理由による。すなわち、図
３に示すように、Ｗフィルタ１９のタップ数Ｍが例えば
１９の場合において（図３（ａ））、サンプリングパル
スｆｓがタップ数で１８．２相当でサンプリングされる
ときは、図３（ｂ）に示すように、タイミングパルス信
号Ｘ′の発生周期内に「１９」のタップが入るためＷフ
ィルタ１９のタップ数Ｍは「１９」となるが、サンプリ
ングパルスｆｓの検出タイミングが偏移すると、図３
（ｃ）に示すように、最終タップがタイミングパルス信
号Ｘ′の発生周期内に入らず欠落する虞がある。そこ
で、数式（１）において小数点以下を四捨五入し、Ｗフ
ィルタ１９から出力される制御信号Ｙに極力不連続部が
生じないようにしている。

【００４１】このように、Ｗフィルタ１９のタップ数を
ＮからＭに変更したのに伴い、Ｗフィルタ１９のフィル
タ係数も適正値に変更し、これらＷフィルタ１９のタッ
プ数及びフィルタ係数が適正値に変更された後、サンプ
リング周期に同期した通常の適応制御を実行し、所定の
振動騒音制御を行う。

【００４２】図４は本振動騒音制御装置のタイムチャー
トを示した図であって、通常はサンプリングパルスｆｓ
に同期して適応制御回路１５等を駆動させ、Ｗフィルタ
１９のフィルタ係数を各タップ毎に更新する。一方、周
期計測用パルスｆｃに基づいて基礎パルス信号Ｘの発生
周期を計測し、該発生周期に応じて上述したようにＷフ
ィルタ１９のタップ数及びフィルタ係数を修正する。こ
こで、タイミングパルス信号Ｘ′の発生周期は基礎パル
ス信号Ａに基づいて発生するためタイミングパルス信号
Ｘ′の発生時期は周期信号パルスＴＰに同期する。一
方、Ｗフィルタ１９のフィルタ係数更新はタイミングパ
ルス信号Ｘ′の発生周期内においてサンプリングパルス
と同期して実行される。したがって、修正アルゴリズム
処理部１４におけるフィルタ係数の修正は、通常のＷフ
ィルタ１９のフィルタ係数更新に割り込む形で前記通常
のＷフィルタ１９のフィルタ係数更新に支障を来すこと
なく実行される。

【００４３】次に、タップ数が前回タップ数Ｎから今回
タップ数Ｍに変更されたことにより、修正アルゴリズム
処理部１４では新たなフィルタ係数を決定してＷフィル
タ１９のフィルタ係数を更新している。

【００４４】以下、該フィルタ係数の決定手法について
詳述する。

【００４５】Ｗフィルタ１９の前回のタップ数をｎ（ｎ
＝０、１、……、Ｎ−１）とすると新しいＷフィルタ１
９の第ｍ番目のタップ数に対して数式（２）に示す関係
が成立する。（ＴＰ１／ＴＰ０）×ｎ≦ｍ＜（ＴＰ１／ＴＰ０）×（ｎ＋１） ……（２）すなわち、新しいＷフィルタ１９の第ｍ番目のフィルタ
係数は、現在の第（ｎ）番目と第（ｎ＋１）番目のフィ
ルタ係数との間にあることとなり、第（ｎ）番目と第
（ｎ＋１）番目のフィルタ係数を数式（３）に示すよう
に直線補間し、新しいＷフィルタの第（ｍ）番目のフィ
ルタ係数Ｗ１ｍを算出している。

【００４６】

【数１】（但しW10=W00) ここで、Ｗ０ｎはＷフィルタ１９の前回の第（ｎ）番タ
ップのフィルタ係数、Ｗ０（ｎ＋１）はＷフィルタ１９
の前回の第（ｎ＋１）番タップのフィルタ係数を示す。
したがって、Ｗ１０はＷフィルタ１９の第０番タップの
今回フィルタ係数値、Ｗ００はＷフィルタ１９の第０番
タップの前回フィルタ係数値を示す。

【００４７】図５はエンジン回転数が上昇してＷフィル
タ１９のタップ数が短くなった場合の状態を示した図で
ある。

【００４８】すなわち、前回のＷフィルタ１９のタップ
数Ｎが「２１」で今回のＷフィルタ１９のタップ数Ｍが
数式（１）の演算により「１８」と算出されたときは前
記数式（３）によりＷフィルタ１９の各タップのフィル
タ係数Ｗ１ｍが算出される。すなわち、図５に示すよう
に、第１番タップのフィルタ係数Ｗ０１と第２番タップ
のフィルタ係数Ｗ０２とを補間して新たなＷフィルタ１
９の第１番タップのフィルタ係数Ｗ１１が決定され、第
２番タップのフィルタ係数Ｗ０２と第３番タップのフィ
ルタ係数Ｗ０３とを補間して新たなＷフィルタ１９の第
２番タップのフィルタ係数Ｗ１２が決定される。以下同
様にして最終的に第２０番タップのフィルタ係数Ｗ０２
０と第２１番タップ（第０番タップ）のフィルタ係数Ｗ
０２１とを補間して新たなＷフィルタ１９の第１７番タ
ップのフィルタ係数Ｗ１１７が決定される。

【００４９】図６は前回のタップ数Ｎが「６」のときに
エンジン回転が上昇してタップ数が短くなった場合の様
子を示した図である。すなわち、図６はタイミングパル
ス信号Ｘの発生周期内に入力されるサンプリングパルス
数をＷフィルタ１９のタップ数に換算した換算タップ数
ＴＣが５．５、５．４、……、４．４と減少してエンジ
ン回転数が上昇していった場合のＷフィルタ１９のフィ
ルタ係数Ｗ１ｎの連続性を示したものである。

【００５０】この図６から明らかなように、タイミング
パルス信号Ｘ′の発生周期が徐々に短くなってもＷフィ
ルタ１９のフィルタ係数１ｍは正弦波状の周期列を形成
し、従来技術（図９（ａ）参照）のように前記フィルタ
係数１ｍに不連続部を生じることのない制御信号Ｙを出
力することができる。

【００５１】図７はエンジン回転数が減速してＷフィル
タ１９のタップ数が長くなった場合の状態を示した図で
ある。

【００５２】すなわち、前回のＷフィルタ１９のタップ
数Ｎが「１６」で今回のＷフィルタ１９のタップ数Ｍが
数式（１）の演算により「２１」と算出されたときは、
上述した図５と略同様、数式（３）によりＷフィルタ１
９の各タップのフィルタ係数Ｗ１ｍが算出される。すな
わち、この図７に示すように、第０番タップのフィルタ
係数Ｗ００と第１番タップのフィルタ係数Ｗ０１とを補
間して新たなＷフィルタ１９の第１番タップのフィルタ
係数Ｗ１１が決定され、第１番タップのフィルタ係数Ｗ
０１と第２番タップのフィルタ係数Ｗ０２とを補間して
新たなＷフィルタ１９の第２番タップのフィルタ係数Ｗ
１２が決定され、以下同様にして最終的に第１６番タッ
プのフィルタ係数Ｗ０１６と第１７番タップ（第０番タ
ップ）のフィルタ係数Ｗ０１７とを補間して新たなＷフ
ィルタ１９の第２１番タップのフィルタ係数Ｗ１２１が
決定される。

【００５３】このように上記実施例においては、エンジ
ン回転数が急変してもＷフィルタ１９のフィルタ係数及
びタップ数が修正アルゴリズム処理部１４により修正さ
れるので、Ｗフィルタ１９から出力される制御信号の特
性に不連続部が生じるのを回避することができ、エンジ
ンの回転周期とその高調波成分に起因する不要振動を誘
起することもなく、装置の制御性能を劣化させることも
ない。

【００５４】また、サンプリング周期が一定であるた
め、高次振動成分を制御対象とする場合においても高回
転時等サンプリング周期が過度に短くなって計算量の膨
大化を招来することもなく、過剰品質や過剰な演算負荷
となるのを防止することができる。

【００５５】しかも、上記実施例は固定サンプリング方
式を採用しているため、振動伝達経路に起因する位相振
幅特性を予め同定しておけばよく、可変サンプリング方
式のように振動騒音制御を実行する毎に振動伝達経路の
伝達特性をこのときのサンプリング周波数に合わせて作
り直す必要もなく装置の簡略化を図ることができる。

【００５６】尚、本発明は、上記実施例に限定されるこ
とはなく、要旨を逸脱しない範囲において変更可能なこ
とはいうまでもない。例えば、エンジン１の回転を検出
する手段としては上述のようなフライホイールのリング
ギアを計数して検出する手段に限定されるものではない
のはいうまでもなく、エンコーダ等によりクランク軸や
カム軸の回転信号を直接検出してもよい。すなわち、ク
ランク軸の回転を直接検出する場合はクランク軸の捩り
振動等により回転変動が生じる虞があり、またカム軸の
回転を直接検出する場合においてもカム軸用プーリとク
ランク軸用プーリとを連結させているタイミングベルト
の伸び等によりカム軸の回転が微小ながら変動する虞が
あるのに対し、クランク軸に固着されているフライホイ
ールは慣性モーメントが大きく回転変動が少ないため、
比較的簡易且つ高精度でサンプリング周波数を得ること
ができるという利点がある。このため、上記実施例で
は、フライホイールのリングギアを計数してエンジン回
転を検出するのが望ましいが、適応制御の精度及び経済
性等を考慮してクランク軸やカム軸の回転信号を直接検
出するのも好ましい。

【００５７】また、本発明は４気筒以外の多気筒エンジ
ン、例えば６気筒、８気筒エンジンにも適用できるのは
いうまでもない。

【００５８】

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る振動騒
音制御装置は、振動騒音源の駆動周期に同期して発生す
る第１のパルス信号を検出する第１のパルス信号検出手
段と、前記第１のパルス信号を分周して生成された第２
のパルス信号をトリガ信号として前記第１及び第２のフ
ィルタ手段に入力する入力手段と、前記第１のパルス信
号の発生周期を計測する発生周期計測手段と、該発生周
期計測手段により計測された発生周期の前回値ＴＰ０と
今回値ＴＰ１とを比較する比較手段とを備え、前記比較
手段の比較結果に応じて前記第１のフィルタ手段の適応
型デジタルフィルタのフィルタ係数とタップ数とを修正
する修正手段を有しているので、第１のフィルタ手段か
ら出力される制御信号の特性に不連続部が生じるのを回
避することができ、エンジンの回転周期とその高調波成
分に起因する不要振動を誘起することもなく、制御性能
を劣化を回避することができる。

【００５９】また、サンプリング周期が一定であるた
め、高次振動成分を制御対象とする場合においても駆動
周期が極端に短くなる等サンプリング周期が過度に短く
なって計算量の膨大化を招来することがなく、過剰品質
や過剰な演算負荷となるのを防止することができる。

【００６０】しかも、上記実施例は固定サンプリング方
式を採用しているため、振動伝達経路に起因する位相振
幅特性を予め同定しておけばよく、可変サンプリング方
式のように振動騒音制御を実行する毎に振動伝達経路の
伝達特性をこのときのサンプリング周波数に合わせて作
り直す必要もなく装置の簡略化を図ることができる。

【００６１】また、前記修正手段が、前記適応型デジタ
ルフィルタの第（ｎ）番目のタップと第（ｎ＋１）番目
のタップとの間に位置する第（ｍ）番目のタップのフィ
ルタ係数を直線補間により算出するフィルタ係数算出手
段と、前記発生周期の前回値ＴＰ０と今回値ＴＰ１及び
適応型デジタルフィルタの前回のタップ数Ｎに基づいて
前記適応型デジタルフィルタの今回のタップ数Ｍを算出
するタップ数算出手段とを備えているので、フィルタ係
数とタップ数とを容易に算出することができる。

【００６２】さらに、前記修正手段は、前記第１のパル
ス信号の検出タイミングと同期して実行されので、一定
のサンプリング周期毎に実行される通常の適応型デジタ
ルフィルタのフィルタ係数更新に支障を生じることな
く、第１のパルス信号の発生周期の変動に応じてＷフィ
ルタのフィルタ係数及びタップ数が修正される。

【図面の簡単な説明】

【図１】エンジンの車体への取付状態を示した図であ
る。

【図２】本発明に係る振動騒音制御装置の一実施例を示
す全体構成図である。

【図３】基礎パルス信号の発生周期が変動したときのＷ
フィルタのタップ数を決定する手法を説明するための図
である。

【図４】本発明の振動制御の制御タイミングを示すフロ
ーチャートである。

【図５】エンジン回転数が急加速したときのＷフィルタ
のフィルタ係数設定手法を説明するための説明図であ
る。

【図６】Ｗフィルタのタップ数が変化したときのフィル
タ係数の出力状態を示すタイムチャートである。

【図７】エンジン回転数が急減速したときのＷフィルタ
のフィルタ係数設定手法を説明するための説明図であ
る。

【図８】従来の固定サンプリング方式の振動騒音制御装
置の一例を示すブロック構成図である。

【図９】エンジン回転数が急変したときの従来の入力信
号と出力信号との関係を示した図である。

【符号の説明】

１内燃エンジン（振動騒音源）９振動エラーセンサ（誤差信号検出手段）１０回転検出センサ（第１のパルス信号検出手段）１３周期計測手段（発生間隔算出手段）１４修正アルゴリズム処理部（比較手段、修正手段、
フィルタ係数算出手段、タップ数算出手段）１９Ｗフィルタ（第１のフィルタ手段）２０ＳＦＸ−ＬＭＳ処理部（制御信号更新手段）２１補正フィルタ部（第２のフィルタ手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０３Ｈ 21/00 7037−5Ｊ (72)発明者小林利彰埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者岡田毅神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番１号松下通信工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】周期的または擬似周期的な振動騒音を発
する振動騒音源からの伝達特性を変化させて所定の制御
信号を出力する適応型デジタルフィルタを備えた第１の
フィルタ手段と、前記制御信号を駆動信号に変換する駆
動信号生成手段と、該駆動信号生成手段により発生する
駆動信号と前記振動騒音源からの振動騒音との誤差を検
出する誤差信号検出手段と、前記駆動信号生成手段と前
記誤差信号検出手段との間に形成される振動騒音伝達経
路の伝達特性を表現する第２のフィルタ手段と、前記誤
差信号検出手段の検出結果と前記第２のフィルタ手段か
ら出力される参照信号と前記第１のフィルタ手段のフィ
ルタ係数に基づいて前記振動騒音誤差信号が最小値とな
るように前記第１のフィルタ手段のフィルタ係数を所定
のサンプリング周期毎に順次更新する制御信号更新手段
とを備えた振動騒音制御装置において、前記振動騒音源の駆動周期に同期して発生する第１のパ
ルス信号を検出する第１のパルス信号検出手段と、前記
第１のパルス信号を分周して生成された第２のパルス信
号をトリガ信号として前記第１及び第２のフィルタ手段
に入力する入力手段と、前記第１のパルス信号の発生周
期を計測する発生周期計測手段と、該発生周期計測手段
により計測された発生周期の前回値ＴＰ０と今回値ＴＰ
１とを比較する比較手段とを備え、前記比較手段の比較結果に応じて前記第１のフィルタ手
段の適応型デジタルフィルタのフィルタ係数とタップ数
とを修正する修正手段を有していることを特徴とする振
動騒音制御装置。
【請求項２】前記修正手段が、前記適応型デジタルフ
ィルタの第（ｎ）番目のタップと第（ｎ＋１）番目のタ
ップとの間に位置する第（ｍ）番目のタップのフィルタ
係数を直線補間により算出するフィルタ係数算出手段
と、前記発生周期の前回値ＴＰ０と今回値ＴＰ１及び適
応型デジタルフィルタの前回のタップ数Ｎに基づいて前
記適応型デジタルフィルタの今回のタップ数Ｍを算出す
るタップ数算出手段とを備えていることを特徴とする請
求項１記載の振動騒音制御装置。
【請求項３】前記修正手段は、前記第１のパルス信号
の検出タイミングと同期して実行されることを特徴とす
る請求項１又は請求項２記載の振動騒音制御装置。