JPH0643882A - 車両用能動型騒音制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】十分な騒音低減効果を発揮しつつ、計算量が低
減され、処理の高速化が図られるようにする。 【構成】こもり音等の騒音と同じ周期のインパルス列で
なる基準信号ｘを読み込み、その基準信号の最新の値が
生成されてから現時点までの経過時間ｋをサンプリング
・クロックＳＣ_P を単位として基準パルスカウンタ１１
で計数する。そして、経過時間ｋがカウントされるたび
に、数列Ｗ_m の計数Ｗ_miを駆動信号ｙ_m （ｙ₁ 〜ｙ₄ ）
として各ラウドスピーカに供給する。一方、経過時間ｋ
と騒音の周期Ｎに対応して読み出した遅延情報ｄ_lmとか
ら決まる順位にある数列Ｗ_m の計数Ｗ_miを、車室内の騒
音が低減するように、残留騒音信号ｅ_l （ｅ₁ 〜ｅ₈ ）
に基づいて適応処理部１４によって更新する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、騒音源から車室内に
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車両用能動型騒音制
御装置に関し、特に、周期的な騒音を発する騒音源から
伝達される騒音の低減を図る能動型騒音制御装置におい
て、演算処理が簡略化され高速での処理が可能となるよ
うにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の能動型騒音制御装置として、英国
特許第２１４９６１４号や特表平１−５０１３４４号に
記載のものがある。これら従来の装置は、航空機の客室
やこれに類する閉空間に適用される騒音低減装置であっ
て、閉空間の外部に位置するエンジン等の単一の騒音源
は、基本周波数ｆ₀ 及びその高調波ｆ₁ 〜ｆ_n を含む騒
音を発生するという条件の下において作動するものであ
る。

【０００３】具体的には、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
の周波数ｆ₀ 〜ｆ_n 成分に基づき、それら周波数ｆ₀ 〜
ｆ_n 成分と逆位相の信号でラウドスピーカを駆動させ、
もっ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。

【０００４】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‘WI
DROW 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 ALGORITHM AND
ITS APPLICATION TOTHE ACTIVE CONTROL OF SOUND AND
VIBRATION ”,IEEE TRANS.ACOUST.,SPEECH,SIGNAL PRO
CESSING,VOL.ASSP −35,PP.1423−1434,1987 にも述べ
られている。

【０００５】即ち、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、例えばいわゆるＦｉｌｔｅｒ
ｅｄ−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伝達関数をモデル化した
伝達関数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た所定の評
価関数の値が低減するように、各ラウドスピーカ毎に設
けられたフィルタ係数可変のディジタルフィルタのフィ
ルタ係数を更新している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の能動型騒音制御装置にあっては、騒音の
発生状態を表す基準信号を例えば正弦波のような連続信
号として取り込んでいるため、基準信号と伝達関数フィ
ルタの値との畳み込み演算並びに基準信号と適応ディジ
タルフィルタの値との畳み込み演算の際に、その連続信
号を所定間隔でサンプリングしてなる数列の各値と、伝
達関数フィルタ及び適応ディジタルフィルタの各フィル
タ係数とを積算し、その積算の結果をさらに加算しなけ
ればならないので、計算量が多大になってしまうという
不具合がある。

【０００７】なお、多大な計算量を必要とすることなく
騒音の低減を図る従来の技術として特公平４−２７３号
公報に記載された自動車の車室内音場制御装置がある
が、この従来の技術は、車種が同一ならば同一の運転状
態で発生するこもり音はほとんど同質であるという前提
の下になされたものであって、車種ごとに種々の運転状
態下で発生するこもり音を相殺する信号情報を予め記憶
させておき、走行中に運転状態に応じてその信号情報を
適宜抽出し、その信号情報に基づいて制御音を発生させ
て騒音の低減を図っていた。しかし、予め記憶する信号
情報を騒音の発生状態に影響を与える全ての要因（例え
ば、車室内温度、乗員数、窓の開閉程度、搭載重量等）
に対応して構築することは記憶容量の点からも実質的に
不可能であるため、かかる従来の技術による騒音低減効
果には限界があった。

【０００８】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、計算量
の低減を図ることができ、しかも、良好な騒音低減効果
を発揮できる車両用能動型騒音制御装置を提供すること
を目的としている。

【０００９】

【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記載の発明は、周期的な騒音を発する騒音
源から騒音が伝達される車両の車室内に制御音を発生可
能な制御音源と、前記騒音源から発せられる騒音と同じ
周期のインパルス列でなる基準信号を生成する基準信号
生成手段と、前記車室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、前記基準信号の最新のイ
ンパルスが生成されてから現時点までの経過時間を所定
のサンプリング・クロックを単位として計数する経過時
間計数手段と、前記制御音源及び前記残留騒音検出手段
間の音響伝達の位相特性に基づいて設定される遅延情報
を前記騒音の周期に対応させて記憶する遅延情報記憶手
段と、係数可変の数列を記憶し且つ前記基準信号の最新
のインパルスが生成された時点から前記サンプリング・
クロックの間隔で前記数列の係数を順番に駆動信号とし
て前記制御音源に供給する駆動信号供給手段と、前記経
過時間計数手段が計数した経過時間と前記騒音の周期に
対応する前記遅延情報とから決まる順位にある前記数列
の係数を前記車室内の騒音が低減するように前記残留騒
音に基づいて更新する適応処理手段と、を備えた。

【００１０】また、請求項２記載の発明は、上記請求項
１記載の車両用能動型騒音制御装置において、制御音源
に供給される駆動信号から騒音の周期に対応した高調波
成分を除去する高調波成分除去手段を設けた。

【００１１】

【作用】請求項１記載の発明にあっては、駆動信号供給
手段が、基準信号生成手段が生成した基準信号の最新の
インパルスが生成された時点から所定のサンプリング・
クロックの間隔で数列の係数を順番に駆動信号として制
御音源に供給するため、制御音源からは、その記憶され
ている数列に対応した制御音が発生するが、制御開始直
後は、数列の係数が最適な値に収束しているとは限らな
いので、必ずしも車室内の騒音が低減されるとはいえな
い。

【００１２】しかし、適応処理手段が、経過時間計数手
段が計数した経過時間（即ち、基準信号の最新のインパ
ルスが生成されてから現時点までの時間）と、騒音の周
期に対応する遅延情報（即ち、残留騒音検出手段が検出
した現時点の残留騒音に含まれる制御音が、いくつ前の
サンプリング・クロックに同期して発した制御音である
かを示す情報）とから決まる順位にある数列の係数を、
車室内の騒音が低減するように残留騒音に基づいて更新
するため、制御が進むに連れて数列の係数は最適値に収
束していき、従って、制御音源から発せられる制御音に
よって騒音が打ち消され、車室内の騒音が低減する。

【００１３】そして、かかる騒音低減処理に必要な演算
は数列の係数を更新するのに必要な演算だけであり、本
発明ではあらかじめ騒音周期に対する遅延情報を記憶す
る遅延情報記憶手段を備えている為計算量の多い畳み込
み演算が不要となり、計算量の低減が図られ、高速での
処理が可能となる。なお、請求項１記載の発明のよう
に、制御音源及び残留騒音検出手段間の音響伝達を、そ
の位相特性に基づく遅延情報として騒音低減制御に取り
込んだ場合、騒音の高調波成分に対応する制御音が、か
かる高調波成分の騒音が発生していないにも関わらず発
せられる可能性がある。

【００１４】そこで、請求項２記載の発明であれば、高
調波成分除去手段が、駆動信号供給手段が制御音源に供
給する駆動信号から、騒音の周期に対応した高調波成分
を除去するので、不要な高調波の制御音が発生すること
が防止される。

【００１５】

【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１は、本発明の第１実施例の全体構成を示す
図であり、この実施例は、騒音源としてのエンジン４か
ら車室６内に伝達されるこもり音の低減を図る車両用能
動型騒音制御装置１に本発明を適用したものである。

【００１６】先ず、構成を説明すると、車体３は、前輪
２ａ，２ｂ，後輪２ｃ，２ｄ及び各車輪２ａ〜２ｄと車
体３との間に介在するサスペンションによって支持され
ている。なお、図１に示す車両は、前輪２ａ及び２ｂが
車体３前部に配置されたエンジン４によって回転駆動さ
れるいわゆる前置きエンジン前輪駆動車である。エンジ
ン４には、基準信号生成手段としてのクランク角センサ
５が取り付けられていて、このクランク角センサ５は、
エンジン４で発生するこもり音と同じ周期のインパルス
列（例えば、レシプロ４気筒の場合は、１８０度回転す
る度に一つのインパルス）でなる基準信号ｘをコントロ
ーラ１０に供給する。

【００１７】また、車体３の車室６内には、制御音源と
してのラウドスピーカ７ａ，７ｂ，７ｃ及び７ｄが、前
部座席Ｓ₁ ，Ｓ₂ 及び後部座席Ｓ₃ ，Ｓ₄ のそれぞれに
対向するドア部に配置されている。さらに、各座席Ｓ₁
〜Ｓ₄ のヘッドレスト位置には、残留騒音検出手段とし
てのマイクロフォン８ａ〜８ｈが、それぞれ二つずつ配
設されていて、これらマイクロフォン８ａ〜８ｈが音圧
として測定した残留騒音信号ｅ₁ 〜ｅ₈ が、コントロー
ラ１０に供給される。

【００１８】そして、コントローラ１０は、マイクロコ
ンピュータや必要なインタフェース回路等を含んで構成
されていて、クランク角センサ５から供給される基準信
号ｘと、マイクロフォン８ａ〜８ｈから供給される残留
騒音信号ｅ₁ 〜ｅ₈ とに基づいて、後述する演算処理を
実行し、車室６内に伝達されるこもり音を打ち消すよう
な制御音がラウドスピーカ７ａ〜７ｄから発せられるよ
うに、それらラウドスピーカ７ａ〜７ｄに駆動信号ｙ₁
〜ｙ₄ を出力する。

【００１９】図２は、コントローラ１０の機能構成を示
すブロック図であって、このコントローラ１０は、基準
信号ｘの最新のインパルスが供給されてから現時点まで
の経過時間ｋ（ｋ＝０，１，２，…，）をサンプリング
・クロックＳＣ_P を単位として計数する経過時間計数手
段としての基準パルスカウンタ１１を有しており、この
基準パルスカウンタ１１は、経過時間ｋとともに、基準
信号ｘの前回のインパルスが供給されてから最新のイン
パルスが供給されるまでの間の経過時間ｋからなる騒音
周期Ｎを出力する。

【００２０】さらに、コントローラ１０は、ラウドスピ
ーカ７ａ〜７ｄに対応した個数（Ｍ個：本実施例では、
Ｍ＝４）の係数可変の数列Ｗ_m （ｍ＝１〜Ｍ）を記憶
し、その基準パルスカウンタ１１が経過時間ｋをカウン
トするたびに数列Ｗ_m の各係数Ｗ_miのうちｋ番目の係数
Ｗ_mkを駆動信号ｙ_m としてラウドスピーカ７ａ〜７ｄに
供給する駆動信号供給手段としての駆動信号生成部１２
と、基準パルスカウンタ１１で計数された騒音周期Ｎに
基づいて所定の遅延情報ｄ_lm（ｌ＝１〜Ｌ：Ｌはマイク
ロフォン８ａ〜８ｈの個数であり、本実施例ではＬ＝
８）を出力する遅延情報記憶手段としてのディレイ記憶
部１３と、経過時間ｋ，遅延情報ｄ_lm及びマイクロフォ
ン８ａ〜８から供給される残留騒音信号ｅ₁ 〜ｅ₈ に基
づいて車室６内のこもり音が低減するように駆動信号生
成部１２内の数列Ｗ_m の係数Ｗ_miを更新する適応処理手
段としての適応処理部１４と、を有している。

【００２１】なお、本実施例では、適応処理部１４は、
ＬＭＳアルゴリズムに基づいて数列Ｗ_m の係数Ｗ_miを更
新する。ここで、ディレイ記憶部１３に記憶されている
遅延情報ｄ_lmは、各ラウドスピーカ７ａ〜７ｄ及びマイ
クロフォン８ａ〜８ｈ間の音響伝達の位相特性を、それ
らラウドスピーカ７ａ〜７ｄ及びマイクロフォン８ａ〜
８ｈ間の全ての組み合わせ（Ｍ×Ｌ＝３２組）につい
て、騒音周期Ｎに対応する記憶テーブルとして予め設定
された情報であって、具体的には、図３に示すような処
理手順に従って構築される。

【００２２】即ち、ステップ００１において、各ラウド
スピーカ７ａ〜７ｄ及びマイクロフォン８ａ〜８ｈ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て
なる伝達関数Ｃ_lmを同定し、次いで、ステップ００２
で、その伝達関数Ｃ_lmを、例えば高速フーリエ変換（Ｆ
ＦＴ）等によって周波数変換して周波数応答関数を求め
て、周期（周波数の逆数）に対する各ラウドスピーカ７
ａ〜７ｄ及びマイクロフォン８ａ〜８ｈ間の位相特性を
求める。

【００２３】そして、ステップ００３において、ステッ
プ００２で演算された位相特性を、周期ごとに、時間領
域の遅延量に変換し、次いでステップ００４に移行し、
ステップ００３で求められた周期に対応する遅延量をテ
ーブル化して記憶する。図４及び図５はコントローラ１
０内で実行される処理の概要を示したフローチャートで
あって、図４は、コントローラ１０が駆動信号ｙ_m を出
力するタイミングで実行される割り込み処理を示し、図
３は、基準信号ｘ（一つのインパルス）が供給されるた
びに実効される割り込み処理を示している。

【００２４】即ち、図４に示す割り込み処理は、基準信
号ｘの最新のインパルスが供給された時点（ｋ＝０）か
ら、サンプリング・クロックＳＣ_P の間隔で実行される
処理であって、先ず、そのステップ１０１において他の
割り込み処理を禁止し、次いでステップ１０２に移行す
る。ステップ１０２では、駆動信号ｙ_m を数列Ｗ_m のｋ
番目の係数Ｗ_mkに設定し、そして、ステップ１０３に移
行して、駆動信号ｙ_m を各ラウドスピーカ７ａ〜７ｄに
出力する。

【００２５】次いで、ステップ１０４に移行し、各マイ
クロフォン８ａ〜８ｈから供給される残留騒音信号ｅ₁
〜ｅ₈ を読み込む。そして、ステップ１０５に移行し、
マイクロフォン８ａ〜８ｈに対応する添字ｌ（ｌ＝１〜
Ｌ）を１に設定するとともに、ステップ１０５に移行
し、ラウドスピーカ７ａ〜７ｄに対応する添字ｍ（ｍ＝
１〜Ｍ）を１に設定する。

【００２６】次いで、ステップ１０７に移行し、現時点
の経過時間ｋから遅延情報ｄ_lmを差し引いた値の極性を
判定し、（ｋ−ｄ_lm）≧０と判定された場合には、ステ
ップ１０８に移行し、後述するようにＬＭＳアルゴリズ
ムに基づいた下記の（１）式に従って、数列Ｗ_m の各係
数のうち経過時間ｋ及び遅延情報ｄ_lmから決まる順位
（ｋ−ｄ_lm）にある係数Ｗ_m(k-dlm)を更新する。また、
ステップ１０７で、（ｋ−ｄ_lm）＜０と判定された場合
には、ステップ１０９に移行し、同様にＬＭＳアルゴリ
ズムに基づいた下記の（２）式に従って、数列Ｗ_m の各
係数のうち経過時間ｋ及び遅延情報ｄ_lmから決まる順位
（ｋ−ｄ_lm＋Ｎ）にある係数Ｗ_m(k-dlm+N)を更新する。

【００２７】 Ｗ_m(k-dlm) ＝Ｗ_m(k-dlm) −αｅ_l ……（１） Ｗ_m(k-dlm+N)＝Ｗ_m(k-dlm+N)−αｅ_l ……（２） なお、αは収束係数と呼ばれる係数であって、各数列Ｗ
_m が最適に収束する速度やその安定性に関与する。ここ
で、ステップ１０７の判定を行い、その判定の結果に応
じて数列Ｗ_m の係数の更新式を上記（１）式若しくは
（２）式で異ならせているのは、数列Ｗ_m の係数Ｗ_miの
うち添字ｉが負の値となる（ｋ−ｄ_lm）＜０の範囲は、
基準信号ｘの最新のインパルスが供給されるよりも前の
処理において生成された駆動信号ｙ_mの影響が現在の残
留騒音信号ｅ_l に含まれていることを示すから、騒音周
期Ｎの分だけ繰り下げて更新する係数の順位を決める必
要があるからである。

【００２８】そして、ステップ１０８又は１０９におけ
る更新処理を行ったら、ステップ１１０に移行してｍを
インクリメントし、ステップ１１１でｍがＭを超えたと
判定されるまで、上述したステップ１０７〜１１０の処
理を繰り返し実行する。また、ステップ１１１でｍがＭ
に達したと判定された場合には、ステップ１１２に移行
してｌをインクリメントし、ステップ１１３でｌがＬを
超えたと判定されるまで、上述したステップ１０６〜１
１２の処理を繰り返し実行する。

【００２９】即ち、ステップ１１３の判定が「ＹＥＳ」
となったら、ラウドスピーカ７ａ〜７ｄ及びマイクロフ
ォン８ａ〜８ｈの全ての組み合わせに関して上記ステッ
プ１０８若しくは１０９の処理が実行されたことになる
から、数列Ｗ_m の係数Ｗ_miの更新処理が完了したと判断
し、ステップ１１４に移行する。ステップ１１４では、
経過時間ｋをインクリメントし、ステップ１１５に移行
して割り込み禁止状態を解除した後、今回のこの図４に
示す処理を終了する。

【００３０】一方、基準信号ｘの一つのインパルスが供
給されると、図５に示す処理が実行され、先ず、そのス
テップ２０１で他の割り込み処理を禁止状態とし、次い
でステップ２０２に移行する。ステップ２０２では、図
４に示す処理を実行するたびにインクリメントされた最
新の経過時間ｋを、騒音周期Ｎとして記憶する。これ
は、図４に示す処理は、最新の基準信号ｘのインパルス
が入力されてからサンプリング・クロックＳＣ_Pの間隔
で実行される処理であり、その実行のたびに図４のステ
ップ１１２で経過時間ｋがインクリメントされるから、
次の基準信号ｘのインパルスが入力された時点における
経過時間ｋが、騒音の周期を表すことになるからであ
る。

【００３１】次いで、ステップ２０３に移行し、マイク
ロフォン８ａ〜８ｈに対応する添字ｌ（ｌ＝１〜Ｌ）を
１に設定するとともに、ステップ２０４に移行し、ラウ
ドスピーカ７ａ〜７ｄに対応する添字ｍ（ｍ＝１〜Ｍ）
を１に設定する。そして、ステップ２０５に移行し、下
記の（３）式に従って、遅延情報ｄ_lmを設定する。

【００３２】 ｄ_lm＝ｄ_mem.lmN ……（３） ここで、ｄ_mem.lmN は上述した図３に示す処理によって
ディレイ記憶部１３にテーブル化されて記憶されている
情報であって、即ち、このステップ２０５の処理によっ
て騒音周期Ｎに対応して適宜読み出され、遅延情報ｄ_lm
として設定される。

【００３３】ステップ２０５の処理を終えたら、ステッ
プ２０６でｍをインクリメントとし、そして、ステップ
２０７でｍがＭを超えたと判定されるまで、これらステ
ップ２０５及び２０６の処理を繰り返し実行する。ま
た、ステップ２０７の判定が「ＹＥＳ」となったら、ス
テップ２０８に移行してｌをインクリメントし、そし
て、ステップ２０９でｌがＬを超えたと判定されるま
で、上述したステップ２０４〜２０８の処理を繰り返し
実行する。

【００３４】従って、ステップ２０９の判定が「ＹＥ
Ｓ」となったら、ラウドスピーカ７ａ〜７ｄ及びマイク
ロフォン８ａ〜８ｈの全ての組み合わせに関して上記ス
テップ２０５の処理が実行されたことになるから、全て
の遅延情報ｄ_lmの騒音周期Ｎに基づく設定が完了したと
判断し、ステップ２１０に移行する。ステップ２１０で
は、経過時間ｋをクリアし、ステップ２１１に移行した
割り込み禁止状態を解除したら、今回のこの図５に示す
処理を終了する。

【００３５】次に、本実施例の作用効果を説明する。エ
ンジン４の振動は、フレーム等を伝わって車室６内にこ
もり音となって放射される。一方、クランク角センサ５
からコントローラ１０に基準信号ｘが供給されると、コ
ントローラ１０内では、基準信号ｘのインパルスが入力
されるたびに図５の処理が実行され、且つ、最新の基準
信号ｘのインパルスが入力された時点からサンプリング
・クロックＳＣ_P の間隔で、図４に示す処理が実行され
る。

【００３６】すると、コントローラ１０で駆動信号ｙ₁
〜ｙ₄ が生成され、これが各ラウドスピーカ７ａ〜７ｄ
に供給される。すると、ラウドスピーカ７ａ〜７ｄから
車室６内に制御音が発生するが、制御開始直後は数列Ｗ
_m の各係数Ｗ_miが最適な値に収束しているとは限らない
ので、必ずしも車室６内に伝達されたこもり音が低減さ
れるとはいえない。

【００３７】しかし、適応処理部１４が、騒音周期Ｎに
基づいてディレイ記憶部１３から読み出された遅延情報
ｄ_lmと、マイクロフォン８ａ〜８ｈが検出し出力した車
室６内の残留騒音信号ｅ₁ 〜ｅ₈ とに基づいて、ＬＭＳ
アルゴリズムに基づいた上記（１）式又は（２）式に従
って数列Ｗ_m の各係数Ｗ_miを更新していくため、それら
数列Ｗ_m の各係数Ｗ_miは、最適値に向かって収束してい
く。

【００３８】この結果、車室６内に伝達されるこもり音
がラウドスピーカ７ａ〜７ｄから発せられる制御音によ
って打ち消され、車室６内の騒音の低減が図られる。こ
こで、上記（１）式又は（２）式に示される数列Ｗ_m の
各係数Ｗ_miの更新式の理論的な背景について説明する。
ただし、説明を簡明にするため、１チャンネル（Ｌ＝
１，Ｍ＝１）の場合について説明する。

【００３９】即ち、本来のＦｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭ
Ｓアルゴリズムに従う場合、サンプリング時刻ｎにおけ
る基準信号をｘ（ｎ）とすれば、下記の（４）式で表さ
れるタップ数ＩのＦＩＲ（有限インパルス応答関数）型
の適応ディジタルフィルタＷの出力ｙは、下記の（５）
式で示されるように、畳み込み演算によって算出され
る。

【００４０】 ただし、上記（４）式及び（５）式中のＷ_i は、適応デ
ィジタルフィルタＷのｉ番目のフィルタ係数である。

【００４１】そして、上記（５）式で表される出力ｙ
（ｎ）が、下記の（６）式で表される伝達系Ｃを通る
と、下記の（７）式で表される信号ｓとなる。 さらに、この（７）式で表される信号ｓが、信号ｐ
（ｎ）と干渉してこれを打ち消す、即ち下記の（８）式
で表される誤差ｅ（ｎ）を含む下記の（９）式で表され
る評価関数Ｊが最小となる適応ディジタルフィルタＷ
（ｚ）の各フィルタ係数Ｗ_i の更新式は、下記の（10）
式のようになる。

【００４２】 ｅ（ｎ）＝ｓ（ｎ）＋ｐ（ｎ） ……（８） Ｊ（ｎ）＝｛ｅ（ｎ）｝² ……（９） Ｗ_i ＝Ｗ_i −μｅ（ｎ）ｒ（ｎ−ｉ） ；ｉ＝０〜Ｉ−１ ……（10） ただし、μは収束係数であり、また、 である。

【００４３】いま、消去すべき信号ｐ（ｎ）が周期的で
あり、且つ、基準信号ｘ（ｎ）が、信号ｐ（ｎ）の周期
Ｎに同期した大きさ１のインパルス列であるとし、さら
に、その周期Ｎと適応ディジタルフィルタＷ（ｚ）のタ
ップ数Ｉとが一致しているとすれば、出力ｙ（ｎ）の演
算は、上記（５）ではなく、下記の（12）式のようにな
る。

【００４４】 ＝Ｗ_k ……（12） ただし、関数δ（ｎ）は、 δ（ｎ）＝０ ；ｎ≠０ δ（０）＝１ ……（13） であり、インパルス列である基準信号ｘ（ｎ）は、 ｘ（ａＮ）＝１，ｘ（ｎ）＝０ ；ａ＝０，１，…，ｎ≠ａＮ ……（14） であるから、上記（12）式が得られる。

【００４５】また、関数ｍｏｄ（ｉ，ｊ）は、整数ｉを
整数ｊで除したときの剰余であり、ｋは、 ｍｏｄ（ｎ−ｋ，Ｎ）＝０ ；０≦ｋ≦Ｎ−１ ……（15） を満たす整数である。そして、信号ｐ（ｎ）が周期的で
ある場合の基本的な例として、信号ｐ（ｎ）が正弦波で
ある場合を考える。この場合、制御すべき周波数成分は
単一であるから、上記（11）式に示したｒ（ｎ）の演算
は、その周波数での振幅及び位相の変換のみが意味を有
し、高調波成分に対する影響は考慮する必要はない。ま
た、上記（10）式から判るように、制御すべき周波数に
おける振幅処理は、スカラである収束係数μに含ませる
ことができる。

【００４６】つまり、上記（11）式では位相の変換のみ
を行えばよく、しかも、単一周波数における位相の変換
処理は、適切な時間遅延処理と等価である。例えば、１
００Ｈｚ成分を１８０°遅らせる処理は、 １／１００×１８０／３６０＝0.００５（秒） の遅延処理に等しくなる。

【００４７】従って、サンプリング・クロックを単位と
して定めたとき適切な遅延量をｄとすれば、ｘ（ｎ−
ｄ）及びｒ（ｎ）は、少なくともその周波数では、同じ
意味を持つことになる。さらに、上記（10）式は、基準
信号ｘ（ｎ）がインパルス列であることから、下記の
（16）式のようになる。

【００４８】 Ｗ（−ｄ＋ｋ）＝Ｗ（−ｄ＋ｋ）−αｅ（ｎ） ……（16） なお、αは、上記（10）式における収束係数μに、上述
した振幅処理をも考慮して新たに設定した収束係数であ
る。このように導かれた（16）式は、本実施例における
更新式である上記（１）式又は（２）式と同じである。

【００４９】つまり、本実施例のように、発生する騒音
が周期的である場合には、ラウドスピーカ７ａ〜７ｄか
らマイクロフォン８ａ〜８ｈまでの間の伝達関数を遅延
処理としても、数列Ｗ_m の係数Ｗ_miの最適値への収束は
可能であり、従って、騒音低減効果を損なうことなく、
演算処理の簡略化を図ることができる。さらに、基準信
号ｘがインパルス列であると、上記（11）式のｒ（ｎ）
は、インパルス列でなる基準信号ｘが遅延量ｄだけずれ
たものと考えることができるから、各サンプリング・ク
ロックＳＣ_P ごとに更新される数列Ｗ_m の係数Ｗ_miは一
つだけで済み、しかも、その更新に要する演算には、上
記（11）式で示されるような畳み込み演算が不要であ
り、上記（１）式又は（２）式で示されるように、収束
係数αと残留騒音信号ｅ_l との乗算及びその結果の減算
だけで済むから、計算量が大幅に低減され、高速での処
理が可能となる。

【００５０】また、駆動信号ｙ_m も、本来のＦｉｌｔｅ
ｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳアルゴリズムに従う場合には、上記
（５）式で示されるような畳み込み演算が必要となる
が、基準信号ｘ（ｎ）がインパルス列である本実施例で
あれば、サンプリング・クロックＳＣ_P に同期して数列
Ｗ_m の係数Ｗ_miを順番に出力するだけで済み、これによ
っても、計算量の大幅な低減が図られる。

【００５１】ここで、本実施例にあっては、基準パルス
カウンタ１１及びステップ１１４，ステップ２１０の処
理によって経過時間計数手段が構成され、駆動信号供給
部１２及びステップ１０２，１０３の処理によって駆動
信号供給手段が構成され、適応処理部１４及びステップ
１０５〜１１３の処理によって適応処理手段が構成され
る。

【００５２】なお、数列Ｗ_m の計数Ｗ_miの更新演算はＬ
×Ｍの全ての組み合わせについて行うことが望ましい
が、図４で説明したように必ずしも１サンプリング時間
内に全ての更新演算を終了させなくてもよく、複数のサ
ンプリング時間にまたがって演算してもよい。図６は、
本発明の第２実施例の構成を示していて、上記第１実施
例の図２と同様にコントローラ１０の機能構成を示すブ
ロック図である。なお、その他の構成は、上記第１実施
例と同様である。

【００５３】即ち、上記第１実施例のように、ラウドス
ピーカ７ａ〜７ｄ及びマイクロフォン８ａ〜８ｈ間の伝
達関数を、その位相特性に基づく遅延情報ｄ_lmで近似し
た場合、騒音の基本周波数の高調波成分に対応する制御
音が、かかる高調波成分の騒音が発生していないにも関
わらず発せられる可能性がある。そこで、本実施例で
は、駆動信号生成部１２の出力側にローパス・フィルタ
１５Ａ，１５Ｂを配設し、このローパス・フィルタ１５
Ａ又は１５Ｂで騒音の周期に基づく高調波成分を除去し
てから駆動信号ｙ_m を出力することとしている。

【００５４】ただし、騒音の基本周波数は、エンジン回
転数によって逐次変動することから、本実施例では、例
えば高回転域及び低回転域のそれぞれに対応した高調波
成分を除去し得る複数のローパス・フィルタ１５Ａ，１
５Ｂを設けるとともに、それらローパス・フィルタ１５
Ａ，１５Ｂの入力側に切換部１６Ａを設け、そして、騒
音周期Ｎに基づいて切換制御部１７によって切換部１６
Ａを切り換えて使用すローパス・フィルタ１５Ａ，１５
Ｂを変更できるようにしている。

【００５５】また、ローパス・フィルタ１５Ａ，１５Ｂ
が追加された結果、信号伝達系の位相特性が変化するた
め、図３に示す遅延情報を構築するための処理は、それ
らローパス・フィルタ１５Ａ，１５Ｂを追加した構成で
実行するか、若しくは、上記第１実施例と同じ構成で構
築した場合には、遅延情報をローパス・フィルタ１５
Ａ，１５Ｂの位相特性に応じて補正する必要がある。

【００５６】さらに、ローパス・フィルタ１５Ａ及び１
５Ｂ間の位相特性が異なる場合には、遅延情報もそれら
ローパス・フィルタ１５Ａ及び１５Ｂごとに設定する必
要があるから、図６に示すように、複数のディレイ記憶
部１３Ａ，１３Ｂ及びその出力側に切換部１６Ｂを設
け、切換部１６Ｂを切換部１６Ａと同様に切換制御部１
７によって切換可能とする。

【００５７】このような構成とした結果、ローパス・フ
ィルタ１５Ａ又は１５Ｂによって、駆動信号ｙ₁ 〜ｙ₄
から騒音の周期Ｎに対応した高調波成分が除去されるの
で、不要な高調波の制御音の発生を防止することができ
る。その他の作用効果は、上記第１実施例と同様であ
る。ここで、本実施例では、ローパス・フィルタ１５
Ａ，１５Ｂ、切換部１６Ａ及び切換制御部１７によっ
て、高調波成分除去手段が構成される。

【００５８】なお、複数のローパス・フィルタ１５Ａ，
１５Ｂの個数は、本実施例のように二つに限定されるも
のではなく、さらに細かな制御を実行するには、三つ以
上であってもよい。また、複数のローパス・フィルタ１
５Ａ，１５Ｂに代えて、通過特性可変のローパス・フィ
ルタを設けてもよい。

【００５９】なお、上記各実施例では、本発明に係る車
両用能動型騒音制御装置を、車両のエンジンから車室内
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
について説明したが、本発明によって低減可能な騒音
は、これらに限定されるものではなく、周期的な騒音を
発生するものであり、且つ、その騒音と同じ周期のイン
パルス列でなる基準信号を生成できるものであれば、適
用可能であることは勿論である。

【００６０】例えば、トランスミッションで発生する騒
音の低減するのであれば、そのトランスミッションのシ
ャフトの回転信号及びギア位置に基づいて基準信号を生
成すればよいし、終減速装置で発生する騒音を低減する
のであれば、その終減速装置の回転信号及びギア位置に
基づいて基準信号を生成すればよいし、ドライブ・シャ
フトで発生する騒音の低減するのであれば、そのドライ
ブ・シャフト回転信号に基づいて基準信号を生成すれば
よいし、プロペラ・シャフトで発生する騒音の低減する
のであれば、そのプロペラ・シャフト回転信号に基づい
て基準信号を生成すればよいし、エアコンディショナの
コンプレッサで発生する騒音を低減するのであれば、そ
のコンプレッサの回転信号に基づいて基準信号を生成す
ればよいし、ラジエータのファンから発生する騒音を低
減するのであれば、そのファンの回転信号に基づいて基
準信号を生成すればよいし、過給器で発生する騒音を低
減するのであれば、その過給器の回転信号に基づいて基
準信号を生成すればよいし、ウォータ・ポンプやオイル
・ポンプで発生する騒音を低減するのであれば、そのポ
ンプの回転信号に基づいて基準信号を生成すればよい
し、オルタネータで発生する騒音を低減するのであれ
ば、そのオルタネータの回転信号に基づいて基準信号を
生成すればよいし、車輪の回転に伴って発生する騒音を
低減するのであれば、その車輪の回転信号に基づいて基
準信号を生成すればよい。

【００６１】また、上記各実施例では、エンジン４で発
生するこもり音に相関のある基準信号ｘを、クランク角
の回転に基づいて生成しているが、これに限定されるも
のではなく、例えば、エンジン４での燃焼に同期して基
準信号を生成してもよい。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
騒音源から発せられる騒音と同じ周期のインパルス列を
基準信号とするとともに、処理に必要な伝達関数のモデ
ルを遅延処理としたため、十分な騒音低減効果を発揮し
つつ、演算量が少なくなって、処理の高速化が図られる
という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の全体構成図である。

【図２】コントローラの機能構成を示すブロック図であ
る。

【図３】遅延情報の構築処理を示すフローチャートであ
る。

【図４】コントローラ内で実行される処理の概要を示す
フローチャートである。

【図５】コントローラ内で実行される処理の概要を示す
フローチャートである。

【図６】第２実施例におけるコントローラの機能構成を
示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 車両用能動型騒音制御装置 ４ エンジン（騒音源） ５ クランク角センサ（基準信号生成手
段） ６ 車室 ７ａ〜７ｄ ラウドスピーカ（制御音源） ８ａ〜８ｈ マイクロフォン（残留騒音検出手段） １０ コントローラ １１ 基準パルスカウンタ １２ 駆動信号生成部 １３ ディレイ記憶部 １３Ａ，１３Ｂ ディレイ記憶部 １４ 適応処理部 １５Ａ，１５Ｂ ローパス・フィルタ １６Ａ，１６Ｂ 切換部 １７ 切換制御部

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周期的な騒音を発する騒音源から騒音が
   伝達される車両の車室内に制御音を発生可能な制御音源
   と、前記騒音源から発せられる騒音と同じ周期のインパ
   ルス列でなる基準信号を生成する基準信号生成手段と、
   前記車室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、前記基準信号の最新のインパルスが生
   成されてから現時点までの経過時間を所定のサンプリン
   グ・クロックを単位として計数する経過時間計数手段
   と、前記制御音源及び前記残留騒音検出手段間の音響伝
   達の位相特性に基づいて設定される遅延情報を前記騒音
   の周期に対応させて記憶する遅延情報記憶手段と、係数
   可変の数列を記憶し且つ前記基準信号の最新のインパル
   スが生成された時点から前記サンプリング・クロックの
   間隔で前記数列の係数を順番に駆動信号として前記制御
   音源に供給する駆動信号供給手段と、前記経過時間計数
   手段が計数した経過時間と前記騒音の周期に対応する前
   記遅延情報とから決まる順位にある前記数列の係数を前
   記車室内の騒音が低減するように前記残留騒音に基づい
   て更新する適応処理手段と、を備えたことを特徴とする
   車両用能動型騒音制御装置。
2. 【請求項２】 制御音源に供給される駆動信号から騒音
   の周期に対応した高調波成分を除去する高調波成分除去
   手段を設けた請求項１記載の車両用能動型騒音制御装
   置。