JPH07219560A

JPH07219560A - 能動型騒音制御装置

Info

Publication number: JPH07219560A
Application number: JP6010125A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Hamabe; 勉浜辺; Yoshiharu Nakaji; 義晴中路
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1994-01-31
Filing date: 1994-01-31
Publication date: 1995-08-18

Abstract

(57)【要約】【目的】エラースキャンニング法を導入した能動型騒音
制御装置において、効率のよい騒音低減制御を実行でき
るようにする。【構成】騒音の発生状態を表す基準信号ｘを適応ディジ
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を生成する一方、フィルタ係数更新部２５におい
てＬＭＳアルゴリズムに従って適応ディジタルフィルタ
Ｗ_mの各フィルタ係数を更新する。そして、そのフィル
タ係数更新部２５には、マイクロフォンが出力する残留
騒音信号ｅ_lのうち、一のサンプリング・タイミング毎
に一つの残留騒音信号ｅ_*を選択して供給することと
し、その残留騒音信号ｅ_*の選択パターンを、選択パタ
ーン決定部２６において、所定のマイクロフォンの選択
頻度が他のマイクロフォンの選択頻度よりも小さく且つ
いずれのマイクロフォンの選択頻度も零とならないよう
に決定することとする。

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、制御音源を駆動する駆動信号を生成する適応ディ
ジタルフィルタと、この適応ディジタルフィルタのフィ
ルタ係数を適応アルゴリズムに従って逐次更新する適応
処理手段とを備えた能動型騒音制御装置において、大き
な不具合を招くことなく演算量を大幅に軽減できるよう
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は、英
国特許第２１４９６１４号や特表平１−５０１３４４号
等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 CANCELLATION ：
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Ｆｉｌｔｅ
ｒｅｄ−ＸＬＭＳアルゴリズム（より具体的には、Ｍ
ｕｌｔｉｐｌｅＥｒｒｏｒＦｉｌｔｅｒｅｄ−ＸＬ
ＭＳ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】しかしながら、このようなＭｕｌｔｉｐｌ
ｅＥｒｒｏｒＦｉｌｔｅｒｅｄ−ＸＬＭＳアルゴ
リズムにあっては、マイクロフォンが一つの単なるＦｉ
ｌｔｅｒｅｄ−ＸＬＭＳアルゴリズムとは異なり、複
数のマイクロフォンを用いているので確かに騒音低減効
果を制御空間内の広い範囲に渡って得ることができる
が、マイクロフォンの個数が増えるということは、基準
信号との畳み込み演算を実行する伝達関数フィルタの数
や、適応ディジタルフィルタの更新演算に必要な残留騒
音信号の数が増加するということであるから、マイクロ
フォンの個数に比例して演算量が増大してしまい、それ
だけ高速処理の可能な従って高価な演算処理装置を適用
しなければならなくなるという問題点を有している。

【０００７】このような問題点を解決するための従来の
技術として、いわゆるエラースキャンニング法がある。
即ち、エラースキャンニング法とは、Ｍｕｌｔｉｐｌｅ
ＥｒｒｏｒＦｉｌｔｅｒｅｄ−ＸＬＭＳアルゴリ
ズムを実施した場合の演算量を軽減させることを目的と
して開発されたアルゴリズムであって、簡単に説明すれ
ば、あるサンプリング・タイミングにおいては複数のマ
イクロフォンのうちの一部のマイクロフォンだけを選択
し、その選択したマイクロフォンの出力信号に基づいて
適応ディジタルフィルタのフィルタ係数を更新し、次の
サンプリング・タイミングにおいては他のマイクロフォ
ンだけを選択し、その選択したマイクロフォンの出力信
号に基づいて適応ディジタルフィルタのフィルタ係数を
更新し、さらに次のサンプリング・タイミングにおいて
はまた別のマイクロフォンを選択して同様の処理を行
い、そしてそのようなマイクロフォンの選択を同様のパ
ターンで何回も繰り返しつつ適応ディジタルフィルタの
フィルタ係数の更新処理を実行する、という具合に次々
とマイクロフォンをスキャンニングしながらフィルタ係
数を更新していくというアルゴリズムである（例えば、
本出願人等が先に提案した特開平３−２７４８９７号公
報や、“日本音響学会講演論文集”平成２年３月「アク
ティブ・ノイズコントロール・チェアー」等に詳し
い。）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】確かに、上述したエラ
ースキャンニング法を用いれば、上記公開公報や上記論
文集に記載されているように演算量が大幅に軽減される
という利点があるが、エラースキャンニング法を適用し
た従来の能動型騒音制御装置にあっては、特に各マイク
ロフォンの選択頻度を積極的に制御するような構成では
なかったため、下記のような不具合を有していた。

【０００９】即ち、エラースキャンニング法を用いた際
の各マイクロフォンの選択頻度を全て同じにしてしまう
と、各マイクロフォンの配設位置に大きな偏りがなけれ
ば制御空間内が全体的に常に同じ割合で制御されること
になるため、例えば車両であれば乗員の存在する座席と
存在しない座席とが同様に制御されることになり、乗員
の不快感を取り除く能動型騒音制御装置としては効率の
悪い制御が実行されることとなってしまう。

【００１０】また、単純に考えて、比較的騒音レベルの
高い座席の近くに配設されたマイクロフォンの選択頻度
が大きくなるような選択パターンに設定したとしても、
そのような騒音レベルの高い座席に乗員が存在するとは
限らないから、必ずしも効率のよい制御が実行されると
はいえない。つまり、比較的騒音レベルの高い座席に乗
員が存在せず、比較的騒音レベルの低い座席に乗員が存
在するような場合には、選択パターンを変更して、後者
の方に近いマイクロフォンの選択頻度が大きくなるよう
にした方が効率のよい制御が実行されるにも関わらず、
従来のエラースキャンニング法では選択パターンを制御
実行中に変更することができなかったので、そのような
効率のよい制御が実行できなかったのである。

【００１１】さらに、例えば制御空間が車両の車室であ
り、騒音源としてエンジンを考えると、残留騒音に含ま
れているエンジンから伝達される騒音Ｓに関する成分は
適応ディジタルフィルタのフィルタ係数の更新処理にと
っては必要な情報であるが、エンジン以外から伝達され
る騒音Ｎ（例えばドアミラーで発生する風切り音等）は
邪魔な情報でしかない。しかし、従来のエラースキャン
ニング法では、特にそれら騒音の比率Ｓ／Ｎを考慮して
いなかったため、予め設定された選択パターンに従った
選択頻度で各マイクロフォンが選択されると、例えば各
マイクロフォンの選択頻度が一定であれば、比率Ｓ／Ｎ
の小さいマイクロフォンの出力信号も他のマイクロフォ
ンと同様の割合でフィルタ係数の更新処理に用いられる
ことになるから、そのような比率Ｓ／Ｎの小さいマイク
ロフォンから供給される残留騒音信号を用いた更新処理
によって、適応ディジタルフィルタのフィルタ係数の値
が最適点への最短ルートから大きく外れてしまう可能性
が高くなり、それだけ制御が不安定になり易く、場合に
よっては制御が発散してしまう可能性さえあったのであ
る。しかも、特に車両のように制御空間としての車室内
の音場の状況が比較的頻繁に変化するものであると、比
率Ｓ／Ｎも状況によって異なるため、予想される比率Ｓ
／Ｎに従って各マイクロフォンの選択頻度を仮に異なら
せたとしても対処仕切れないのである。

【００１２】なお、適応ディジタルフィルタのフィルタ
係数の更新処理にとってあまり重要でない位置（例え
ば、残留騒音レベルの低い位置、乗員が存在しない座席
近傍、比率Ｓ／Ｎの小さい位置等）に配設されているマ
イクロフォンは、コントローラから切り離してしまう、
つまり選択頻度を零にして、そのようなマイクロフォン
の出力信号による影響を適応ディジタルフィルタに与え
ないようにするという考え方がある。しかし、そのよう
なマイクロフォンの出力信号には、適応ディジタルフィ
ルタの更新処理にとって必要な成分も含まれているた
め、そのような出力信号を全く無視してしまうと、エラ
ースキャンニング法を用いたことによって適応ディジタ
ルフィルタのフィルタ係数の最適点が移動してしまうこ
とになるから、消音効果が通常のＭｕｌｔｉｐｌｅＥ
ｒｒｏｒＦｉｌｔｅｒｅｄ−ＸＬＭＳアルゴリズム
を実行した場合と異なってしまい、無視されたマイクロ
フォンが配設された位置では消音効果は得られず場合に
よって増音してしまう可能性さえある。

【００１３】本発明は、このような従来の技術が有する
種々の未解決の課題に着目してなされたものであって、
エラースキャンニング法を適用した場合であっても常に
効率のよい騒音低減制御が実行できる能動型騒音制御装
置を提供することを目的としている。

【００１４】

【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に係る発明は、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、前記騒音源の
騒音発生状態を検出し基準信号として出力する基準信号
生成手段と、前記基準信号をフィルタ処理して前記制御
音源を駆動する駆動信号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と、前記空間内の所定位置の残
留騒音を検出し残留騒音信号として出力する複数の残留
騒音検出手段と、サンプリング・タイミングの度に前記
複数の残留騒音検出手段のうちから１又は複数の残留騒
音検出手段を選択する選択手段と、前記サンプリング・
タイミングの度に前記基準信号及び前記選択された残留
騒音検出手段が出力する残留騒音信号に基づき前記空間
内の騒音が低減するように適応アルゴリズムに従って前
記適応ディジタルフィルタのフィルタ係数を更新する適
応処理手段と、前記複数の残留騒音検出手段のうち所定
の残留騒音検出手段の選択頻度が他の残留騒音検出手段
の選択頻度に比べて小さくなり且ついずれの残留騒音検
出手段の選択頻度も零とならないように前記選択手段に
おける選択パターンを決定可能な選択パターン決定手段
と、を備えた。

【００１５】また、請求項２に係る発明は、上記請求項
１に係る発明において、前記選択パターン決定手段は、
人為的に操作可能な入力部を有するとともに、その入力
部の操作に応じて前記選択パターンを決定するようにし
た。そして、請求項３に係る発明は、上記請求項１に係
る発明において、前記複数の残留騒音検出手段の配設位
置における騒音レベルを検出する騒音レベル検出手段を
設けるとともに、前記選択パターン決定手段は、前記騒
音レベルが低い残留騒音検出手段ほど選択頻度が小さく
なるように前記選択パターンを決定するようにした。

【００１６】さらに、請求項４に係る発明は、上記請求
項１に係る発明において、前記複数の残留騒音検出手段
の配設位置における前記騒音源から伝達される騒音Ｓと
それ以外の騒音Ｎとの比率Ｓ／Ｎを検出又は推定する比
率検出推定手段を設けるとともに、前記選択パターン決
定手段は、前記比率Ｓ／Ｎが小さい前記残留騒音検出手
段ほど選択頻度が小さくなるように前記選択パターンを
決定するようにしたものである。

【００１７】一方、請求項５に係る発明は、上記請求項
１に係る発明を車両に適用したものであって、具体的に
は、前記空間を車両の車室とした。また、請求項６に係
る発明は、上記請求項５に係る発明において、前記選択
パターン決定手段は、乗員によって操作可能な入力部を
有するとともに、その入力部の操作に応じて前記選択パ
ターンを決定するようにしたものである。

【００１８】そして、請求項７に係る発明は、各座席毎
に乗員の有無を検出する乗員検出手段を設けるととも
に、前記選択パターン決定手段は、前記乗員検出手段に
よって乗員が存在しないことが検出された座席に近い前
記残留騒音検出手段ほど選択頻度が小さくなるように前
記選択パターンを決定するようにした。さらに、請求項
８に係る発明は、上記請求項５に係る発明において、前
記複数の残留騒音検出手段の配設位置における騒音レベ
ルを検出する騒音レベル検出手段を設けるとともに、前
記選択パターン決定手段は、前記騒音レベルが低い残留
騒音検出手段ほど選択頻度が小さくなるように前記選択
パターンを決定するようにした。

【００１９】また、請求項９に係る発明は、上記請求項
８に係る発明において、前記騒音源は車両のエンジンで
あり、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数
検出手段を設けるとともに、前記騒音レベル検出手段
は、前記エンジンの回転数に基づいて前記騒音レベルを
検出するようにした。そして、請求項１０に係る発明
は、上記請求項５に係る発明において、前記複数の残留
騒音検出手段の配設位置における前記騒音源から伝達さ
れる騒音Ｓとそれ以外の騒音Ｎとの比率Ｓ／Ｎを検出又
は推定する比率検出推定手段を設けるとともに、前記選
択パターン決定手段は、前記比率Ｓ／Ｎが小さい前記残
留騒音検出手段ほど選択頻度が小さくなるように前記選
択パターンを決定するようにしたものである。

【００２０】また、請求項１１に係る発明は、上記請求
項１０に係る発明において、車速を検出する車速検出手
段を設けるとともに、前記比率検出推定手段は、前記車
速に基づいて前記比率Ｓ／Ｎを推定するようにした。さ
らに、請求項１２に係る発明は、上記請求項１０に係る
発明において、窓の開閉状態を検出する窓開閉状態検出
手段を設けるとともに、前記比率検出推定手段は、前記
窓の開閉状態に基づいて前記比率Ｓ／Ｎを推定するよう
にした。

【００２１】

【作用】請求項１に係る発明にあっては、複数の残留騒
音検出手段が設けられているため、適応処理手段にはそ
れら複数の残留騒音検出手段が検出した複数の残留騒音
信号が供給されるようになっているが、選択手段がそれ
ら複数の残留騒音検出手段のうちの一部の残留騒音検出
手段を選択するから、一のサンプリング・タイミングで
有効なのはその選択された一部の残留騒音検出手段であ
り、適応処理手段は、基準信号生成手段から供給される
基準信号と、その選択された残留騒音検出手段から供給
される残留騒音信号とに基づき、空間内の騒音が低減す
るようにＬＭＳアルゴリズム等の適応アルゴリズムに従
って適応ディジタルフィルタのフィルタ係数を更新す
る。

【００２２】そして、他のサンプリング・タイミングで
は、基準信号と、同様に選択された一部の残留騒音信号
とに基づいて適応処理手段が適応ディジタルフィルタの
フィルタ係数を更新し、さらに他のサンプリング・タイ
ミングでは、基準信号と、同様に選択された一部の残留
騒音信号とに基づいて適応処理手段が適応ディジタルフ
ィルタのフィルタ係数を更新する、という具合にサンプ
リング・タイミングの度に複数の残留騒音検出手段のう
ちの一部の残留騒音検出手段が次々と選択されながら適
応処理手段においてフィルタ係数が更新されるから、本
発明では、エラースキャンニング法が実行されることに
なる。

【００２３】しかし、選択手段における残留騒音検出手
段の選択パターンは、選択パターン決定手段によって決
定可能となっていて（つまり可変となっていて）、具体
的には、（１）所定の残留騒音検出手段の選択頻度が、他の残留
騒音検出手段の選択頻度に比べて小さい。

【００２４】（２）いずれの残留騒音検出手段の選択頻
度も零とならない。というように決定される。即ち、上記（１）のように選
択パターンが決定されるということは、所定の残留騒音
検出手段から供給される残留騒音信号は、他の残留騒音
検出手段から供給される残留騒音信号に比べて適応ディ
ジタルフィルタのフィルタ係数の更新処理に用いられる
回数が少ないということである。

【００２５】従って、適応ディジタルフィルタのフィル
タ係数は、その選択頻度の小さい所定の残留騒音検出手
段から供給される残留騒音信号の影響をそれほど大きく
受けないことになるから、そのような残留騒音信号に、
適応ディジタルフィルタのフィルタ係数が最適値に収束
することにとって邪魔となる成分が比較的多く含まれて
いても、適応ディジタルフィルタのフィルタ係数が最適
値への最短ルートから頻繁に外れてしまうようなことが
回避される。

【００２６】そして、上記のような適応ディジタルフィ
ルタのフィルタ係数が最適値に収束することにとって邪
魔となる成分が比較的多く含まれている残留騒音信号に
も、他の残留騒音信号に比べて割合は少ないが適応ディ
ジタルフィルタのフィルタ係数の最適値への収束にとっ
て有益な成分が含まれているから、そのような残留騒音
信号を適応ディジタルフィルタのフィルタ係数の更新処
理に全く用いないこととすると、フィルタ係数の最適値
が変動することになってしまうが、本発明にあっては、
上記（２）のように選択パターンが決定されるため、全
ての残留騒音検出手段から供給される残留騒音信号が適
応ディジタルフィルタのフィルタ係数の更新処理に生か
されるから、フィルタ係数の最適値が大きく変動してし
まうようなことが防止される。

【００２７】次に、請求項２に係る発明にあっては、例
えば制御空間内に居る人間が入力部を操作すると、その
操作に応じて選択パターン決定手段が選択パターンを決
定するから、選択手段における残留騒音検出手段の選択
パターンは、任意に変更される。そして、選択手段がそ
の選択パターンに従って残留騒音検出手段の選択を行う
と、選択頻度の高い残留騒音検出手段は適応ディジタル
フィルタのフィルタ係数の更新処理に大きな影響を及ぼ
すことになるから、入力部を操作した人間が重視した位
置が他の位置に比べて重点的に消音されるようになる。

【００２８】また、請求項３に係る発明にあっては、選
択パターン決定手段によって決定された選択パターンに
従って選択手段が残留騒音検出手段の選択を行うと、騒
音レベルの高い位置に配設された残留騒音検出手段は比
較的頻繁に選択され、騒音レベルの低い位置に配設され
た残留騒音検出手段は比較的稀に選択されるようにな
る。従って、騒音レベルの高い位置に配設された残留騒
音検出手段が出力する残留騒音信号が適応ディジタルフ
ィルタのフィルタ係数の更新処理に及ぼす影響は大きく
なるが、騒音レベルの低い位置に配設された残留騒音検
出手段が出力する残留騒音信号が適応ディジタルフィル
タのフィルタ係数の更新処理に及ぼす影響は小さくなる
ので、騒音レベルの高い位置が重点的に消音されること
になる。

【００２９】そして、騒音レベルの高い位置が何らかの
理由により移動しても、その騒音レベルの変化は騒音レ
ベル検出手段によって検出され、それに応じて選択パタ
ーン決定手段が新たな選択パターンを決定するから、や
はり騒音レベルの高い位置が重点的に消音されることに
なる。次に、請求項４に係る発明にあっては、選択手段
が残留騒音検出手段の選択を行うと、比率Ｓ／Ｎの大き
い位置に配設された残留騒音検出手段は比較的頻繁に選
択され、比率Ｓ／Ｎの小さい位置に配設された残留騒音
検出手段は比較的稀に選択されるため、比率Ｓ／Ｎの大
きい、つまり適応ディジタルフィルタのフィルタ係数を
最適値に向かわせる成分を多く含んだ残留騒音信号ほど
頻繁にフィルタ係数の更新処理に用いられることにな
る。

【００３０】また、請求項５に係る発明にあっては、制
御対象としての空間が車両の車室であるので、上記請求
項１に係る発明の作用が車室を対象として得られる。そ
して、請求項６に係る発明にあっては、車室内に居る乗
員が入力部を操作すると、その操作に応じて選択パター
ン決定手段が選択パターンを決定するから、選択手段に
おける残留騒音検出手段の選択パターンは、乗員の希望
通りに任意に変更される。そして、選択手段がその選択
パターンに従って残留騒音検出手段の選択を行うと、選
択頻度の高い残留騒音検出手段は適応ディジタルフィル
タのフィルタ係数の更新処理に大きな影響を及ぼすこと
になるから、乗員が重視した位置が他の位置に比べて重
点的に消音されるようになる。

【００３１】また、請求項７に係る発明にあっては、選
択手段が残留騒音検出手段の選択を行うと、乗員が存在
する座席に近い残留騒音検出手段は比較的頻繁に選択さ
れるから、乗員が存在する座席及びその近辺が重点的に
消音される。そして、別の場合に乗員の着席状況が変わ
ったとしても、乗員検出手段が各座席毎の乗員の有無を
検出し、その検出結果に基づいて選択パターン決定手段
が新たな選択パターンを決定するから、やはり乗員が存
在する座席が重点的に消音される。

【００３２】さらに、請求項８に係る発明にあっては、
上記請求項３に係る発明と同様に、選択手段が残留騒音
検出手段の選択を行うと、騒音レベルの高い位置に配設
された残留騒音検出手段は比較的頻繁に選択されるか
ら、騒音レベルの高い位置に配設された残留騒音検出手
段が出力する残留騒音信号が適応ディジタルフィルタの
フィルタ係数の更新処理に及ぼす影響は大きくなるの
で、騒音レベルの高い位置が重点的に消音される。そし
て、騒音レベルの高い位置が何らかの理由により移動し
ても、選択パターン決定手段が新たな選択パターンを決
定するから、やはり騒音レベルの高い位置が重点的に消
音される。

【００３３】ここで、騒音源としてエンジンを考えた場
合、エンジンから車室内に伝達される騒音はエンジンの
燃焼タイミングに同期した周期成分が支配的であるか
ら、車室内の音響モードはその支配的な周期成分によっ
て略決まってくる。そこで、請求項９に係る発明のよう
に、エンジン回転数検出手段によってエンジンの回転数
が検出されると、エンジンの型式（気筒数等）に応じた
一義的な関係から、エンジンから車室内に伝達される騒
音の周波数は判る（例えば、レシプロ４気筒エンジンで
あれば、クランク軸の１／２回転に同期したこもり音が
発生する）ことから、そのエンジン回転数に基づけば車
室内の音響モードが判明し、そして、車室内の音響モー
ドが判れば車室内のどの位置がこもり音のレベルが高い
かが判るから、結局、騒音レベル検出手段においてエン
ジン回転数に基づけば、車室内のどの位置の騒音レベル
が高いかが判明する。

【００３４】そして、請求項１０に係る発明にあって
は、上記請求項４に係る発明と同様に、選択手段が残留
騒音検出手段の選択を行うと、比率Ｓ／Ｎの大きい位置
に配設された残留騒音検出手段は比較的頻繁に選択され
るため、適応ディジタルフィルタのフィルタ係数を最適
値に向かわせる成分を多く含んだ残留騒音信号ほど頻繁
にフィルタ係数の更新処理に用いられることになる。

【００３５】ここで、風切り音やロード・ノイズ等のよ
うな騒音のレベルは車速に略比例するということと、そ
のような騒音の発生位置と各残留騒音検出手段の配設位
置との間の伝達特性（例えば、両者間の距離）に基づけ
ば各残留騒音検出手段の配設位置間の風切り音等の騒音
レベルの比率は略決まるということから、例えば、エン
ジン騒音を低減するのが目的であれば、そのエンジンか
ら車室内に伝達される騒音Ｓと、風切り音等の騒音Ｎと
の比率Ｓ／Ｎは、車速から略決まってくることになる。

【００３６】そこで、請求項１１に係る発明のように、
車速検出手段によって検出された車速に基づけば、比率
検出推定手段において比率Ｓ／Ｎが推定される。また、
車室においては、特に窓の開き具合は騒音Ｎの比率を高
くする作用がある。そこで、請求項１２に係る発明のよ
うに、窓開閉状態検出手段によって検出された窓の開閉
状態に基づけば、比率検出推定手段において比率Ｓ／Ｎ
が推定される。

【００３７】

【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
であって、この実施例は本発明に係る能動型騒音制御装
置を、車両車室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。

【００３８】先ず、構成を説明すると、この車両用能動
型騒音制御装置１は、騒音源としてのエンジン１１の振
動が車体を伝搬して車室６内に放射される騒音としての
こもり音を低減する装置である。なお、こもり音とは、
エンジン１１の燃焼やエンジン内の往復運動質量の不均
衡によって発生する騒音であって、特定のエンジン回転
次数成分、例えばレシプロ４気筒エンジンなら回転２次
成分、レシプロ６気筒エンジンなら回転３次成分に同期
した周期的な騒音である。

【００３９】そして、エンジン１１には、クランク軸の
回転に同期したパルス信号を生成し出力するクランク角
センサ４が取り付けられていて、具体的には、クランク
角センサ４は、エンジン１１の型式から判るクランク軸
の回転とこもり音との関係に基づいて生成したクランク
角信号ＣＰを生成し、これをコントローラ２０に供給す
るようになっている。

【００４０】一方、車室６内には、その車室６内に制御
音を発生する制御音源としての複数のラウドスピーカ７
ａ〜７ｄ（図１には、ラウドスピーカ７ａ，７ｃのみ図
示している。）が例えば前部座席の足下位置及び後部座
席のヘッドレスト後方に配設されていて、これらラウド
スピーカ７ａ〜７ｄは、コントローラ２０から供給され
る駆動信号ｙ_m（ｍ＝１〜Ｍ：Ｍはラウドスピーカ７ａ
〜７ｄの個数であり、本実施例ではＭ＝４である。）に
応じて駆動して制御音を発生するようになっている。

【００４１】さらに、車室６内の各座席真上の天井には
複数のマイクロフォン８ａ〜８ｄが配設されていて、配
設位置に残留する騒音の音圧を測定し、これを残留騒音
信号ｅ_l（ｌ＝１〜Ｌ：Ｌはマイクロフォン８ａ〜８ｄ
の個数であって、本実施例ではＬ＝４である。）として
コントローラ２０に供給するようになっている。具体的
には、マイクロフォン８ａは前左側の座席真上の天井
に、マイクロフォン８ｂは前右側の座席真上の天井に、
マイクロフォン８ｃは後ろ左側の座席真上の天井に、マ
イクロフォン８ｄは後ろ右側の座席真上の天井に配設さ
れている。

【００４２】ここで、コントローラ２０は、Ａ／Ｄ変換
器，Ｄ／Ａ変換器等の必要なインタフェース回路やマイ
クロコンピュータ等から構成されていて、供給されるク
ランク角信号ＣＰ及び残留騒音信号ｅ_lに基づいて所定
の演算処理を実行し、車室６内に伝達されているこもり
音が打ち消されるような制御音がラウドスピーカ７ａ〜
７ｄから発せられるように各ラウドスピーカ７ａ〜７ｄ
に駆動信号ｙ₁〜ｙ₄を供給するようになっている。

【００４３】そして、コントローラ２０は、その機能構
成をブロック図で表した図２に示すように、クランク角
センサ４から供給されるクランク角信号ＣＰと同じ周期
の正弦波状の信号でなるこもり音の発生状態を表す基準
信号ｘを生成する基準信号生成部２１と、基準信号ｘを
フィルタ処理することにより（具体的には、畳み込み積
分することにより）こもり音を低減し得る駆動信号ｙ_m
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
Ｗ_mと、を有していて、その適応ディジタルフィルタＷ
_mの出力である駆動信号ｙ_mが対応する各ラウドスピー
カ７ａ〜７ｄに供給されるようになっている。

【００４４】さらに、コントローラ２０は、逐次近似型
の適応アルゴリズムの一つであるＦｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ
ＬＭＳアルゴリズムをエラースキャンニング法を導入
した形で実行するようになっていて、具体的には、基準
信号ｘをＭ個のラウドスピーカ７ａ〜７ｄ及びＬ個のマ
イクロフォン８ａ〜８ｄ間のＬ×Ｍ組の伝達関数Ｃ_lmを
それぞれモデル化した有限インパルス応答型フィルタで
ある伝達関数フィルタＣ＾_lmでフィルタ処理するフィル
タ処理部２３と、残留騒音信号ｅ_lのうちから一の残留
騒音信号ｅ_*（＊＝１，２，３又は４）を選択する選択
部２４と、フィルタ処理部２３の出力である処理信号ｒ
_*m及び選択部２５で選択された残留騒音信号ｅ_*に基づ
いてＬＭＳアルゴリズムを実行して適応ディジタルフィ
ルタＷ_mの各フィルタ係数Ｗ_mi（ｉ＝０，１，…，Ｉ：
Ｉは適応ディジタルフィルタＷ_mのタップ数である。）
を更新するフィルタ係数更新部２５と、を有している。

【００４５】ただし、選択部２４は、サンプリング・タ
イミングが切り換わる度に次々と残留騒音信号ｅ_*を選
択するようになっているが、あるサンプリング・タイミ
ングにおいてどの残留騒音信号ｅ_lを選択するかは、選
択パターン決定部２６によって決定されるようになって
いる。また、フィルタ処理部２３も、選択パターン決定
部２６の決定に応じて、選択部２４で選択される残留騒
音信号ｅ_*に対応した処理信号ｒ_*mを演算し出力するよ
うになっている。

【００４６】そして、選択パターン決定部２６は、本実
施例では、車室６内の例えばダッシュパネル等に乗員に
よって操作可能に設けられている入力操作部２７の操作
に応じて、選択パターンを決定するようになっている。
即ち、入力操作部２７は例えばダイヤル或いはボタン等
から構成されていて、そのダイヤル等を乗員が操作する
ことにより、重点的に消音する座席を乗員が選択できる
ようになっている。例えば、各座席に乗員が居ても後部
座席に特に重要な人物が座っている場合等には後部座席
を重点的に消音する必要があると判断し、後部座席が重
点的に消音されるように入力操作部２７を操作し、或い
は運転席のみに乗員が存在する場合には、その運転席だ
けが重点的に消音されるように入力操作部２７を操作す
るのであるが、その選択は乗員の任意となっている。

【００４７】ここで、フィルタ係数更新部２５における
フィルタ係数Ｗ_miの更新演算は、エラースキャンニング
法を導入した形のＦｉｌｔｅｒｅｄ−ＸＬＭＳアルゴ
リズムに従う、つまりあるサンプリング・タイミングに
おいては一つの残留騒音信号ｅ_*のみに着目してフィル
タ係数を更新することから、下記の（１）式のようにな
る。

【００４８】Ｗ_mi（ｎ＋１）＝Ｗ_mi（ｎ）−αｅ_*（ｎ）ｒ_*m（ｎ−ｉ） ……（１）ただし、αはフィルタ係数Ｗ_miの最適値への近似速度や
その安定性に関与する収束係数であり、（ｎ）が付く項
は、いずれも離散時間であるサンプリング・タイミング
ｎにおける値であることを表している。また、ｒ_*m（ｎ
−ｉ）は上述したように基準信号ｘを伝達関数フィルタ
Ｃ＾_*mでフィルタ処理した値であることから、その伝達
関数フィルタＣ＾_*mのフィルタ係数をＣ＾_*mj（ｊ＝
０，１，２，…，Ｊ：Ｊは伝達関数フィルタＣ＾_*mのタ
ップ数である。）とすれば、下記の（２）式によって求
められる。

【００４９】そして、駆動信号ｙ_mは、基準信号ｘを適応ディジタル
フィルタＷ_mでフィルタ処理した値であることから、と表される。

【００５０】図３はコントローラ２０内で実行される処
理の流れの概要を示すフローチャートであり、以下、図
３に従って本実施例の動作を説明する。ただし、車両は
走行中であって、車室６内にはエンジン１１からこもり
音が伝達されているものとする。即ち、この図３に示す
処理は所定のサンプリング・クロックに同期して実行さ
れるようになっていて、先ずそのステップ１０１におい
てクランク角信号ＣＰの入力間隔と最新のクランク角信
号ＣＰが入力されてからの経過時間とに基づいて基準信
号ｘを生成する。

【００５１】次いで、ステップ１０２に移行し、上記
（３）式に示すように基準信号ｘと適応ディジタルフィ
ルタＷ_mの各フィルタ係数Ｗ_miとを畳み込んで、こもり
音を低減するための駆動信号ｙ_mを演算し、この駆動信
号ｙ_mを、ステップ１０３において各ラウドスピーカ７
ａ〜７ｄに出力する。次いで、ステップ１０４に移行
し、現在決定されている選択パターンに従って、マイク
ロフォン８ａ〜８ｄのうちの一つを選択する。そして、
ステップ１０５に移行し、その選択されたマイクロフォ
ンから供給される残留騒音信号ｅ_*を読み込む。

【００５２】次いで、ステップ１０６に移行し、上記
（３）式で示したように、ステップ１０４で選択された
マイクロフォン８ａ〜８ｄに対応する伝達関数フィルタ
Ｃ＾_*mで基準信号ｘをフィルタ処理して、処理信号ｒ_*m
を演算する。そして、ステップ１０７に移行し、上記
（１）式に従って適応ディジタルフィルタＷ_mの各フィ
ルタ係数Ｗ_miを更新する。このステップ１０７の処理を
終えたら今回のこの処理を終了し、次のサンプリング・
タイミングまで待機した後に、上記ステップ１０１から
再び処理を実行する。

【００５３】一方、コントローラ２０内では、図３に示
す処理と並行して図４に示す処理が実行されるようにな
っていて、この図４に示す処理は、選択部２４における
選択パターンを決定するための処理であり、所定時間毎
の割り込み処理として実行される。先ず、そのステップ
１１０において入力操作部２７が乗員によって操作され
たか否かを判断し、入力操作部２７の状態が従前から変
化していないのであれば、ステップ１１１以降の処理は
実行せずに今回のこの図４の処理を終了する。

【００５４】しかし、ステップ１１０において入力操作
部２７が操作されたと判断された場合には、ステップ１
１１に移行し、入力操作部２７の状態を読み込み、そし
て、ステップ１１２に移行し選択パターンを決定する。
ここで、乗員が運転席が重点的に消音されるように入力
操作部２７を操作したと仮定すると、ステップ１１２で
決定される選択パターンは、各マイクロフォン８ａ〜８
ｄにそれぞれ１〜４の番号を付したとすれば、運転席に
対応するマイクロフォン８ｂの番号は２であるから、例
えば下記のようになる。

【００５５】〔２，１，２，３，２，４〕また、乗員が前部座席が重点的に消音されるように入力
操作部２７を操作したと仮定すると、ステップ１１２で
決定される選択パターンは、前部座席に対応するマイク
ロフォン８ａ，８ｂの番号はそれぞれ１，２であるか
ら、例えば下記のようになる。

【００５６】〔１，２，３，１，２，４〕さらに、乗員が後部座席が重点的に消音されるように入
力操作部２７を操作したと仮定すると、ステップ１１２
で決定される選択パターンは、後部座席に対応するマイ
クロフォン８ｃ，８ｄの番号はそれぞれ３，４であるか
ら、例えば下記のようになる。

【００５７】〔３，４，１，３，４，２〕なお、これら選択パターンはいずれも基本的なパターン
であり、例えば運転席が重点的に消音される場合の選択
パターンであれば、実際には、２１２３２４２１２３２
４２１２３２４…という具合に繰り返し使用されるもの
である。ステップ１１２で選択パターンが決定された
ら、今回のこの図４に示す処理は終了し、次の割り込み
タイミングで再び上記ステップ１１０から繰り返し処理
を実行する。

【００５８】このような図３及び図４に示すような処理
が実行されると、各ラウドスピーカ７ａ〜７ｄには次々
と駆動信号ｙ_mが供給されるため、車室６内にはその駆
動信号ｙ_mに応じた制御音が発生するようになるが、制
御開始直後は、適応ディジタルフィルタＷ_mの各フィル
タ係数Ｗ_miが最適値に収束しているとは限らないので、
ラウドスピーカ７ａ〜７ｄから発せられる制御音によっ
て、こもり音が低減されるとはいえない。

【００５９】しかし、図３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２５がＬＭＳアルゴリズム
に従い適応ディジタルフィルタＷ_mの各フィルタ係数Ｗ
_miを更新するので、フィルタ係数Ｗ_miは最適値に向かっ
て収束していき、車室６内に伝達されるこもり音が制御
音よってに打ち消されるようになり、車室６内の騒音レ
ベルが低減するのである。

【００６０】そして、本実施例にあっては、適応ディジ
タルフィルタＷ_mの各フィルタ係数Ｗ_miを更新するため
に必要な残留騒音信号ｅ_lのうち、一のサンプリング・
タイミングにおいては一つの残留騒音信号ｅ_*のみを読
み込み、上記（１）式に示すように、その読み込まれた
残留騒音信号ｅ_*のみに基づいて適応ディジタルフィル
タＷ_mの各フィルタ係数Ｗ_miを更新することとしている
ため、エラースキャンニング法が実行されることにな
る。

【００６１】従って、上記（１）式及び（２）式からも
明らかなように、各サンプリング・タイミングにおいて
実行すべき演算量が、全ての残留騒音信号ｅ_lを考慮す
る通常のＭｕｌｔｉｐｌｅＥｒｒｏｒＦｉｌｔｅｒ
ｅｄ−ＸＬＭＳアルゴリズムに比べて大幅に低減する
という利点がある。つまり、車室６内全体で消音効果を
得るために複数のマイクロフォン８ａ〜８ｄを用いたに
も関わらず、演算量は一つのマイクロフォンを用いた場
合と比べて極端に増大してしまうようなことがないので
ある。

【００６２】特に本実施例にあっては、マイクロフォン
８ａ〜８ｄの選択パターンを固定にすることなく、乗員
の任意に応じて可変としたため、乗員が重点的に消音し
たい座席で特に消音効果が得られるように適応ディジタ
ルフィルタＷ_mの各フィルタ係数Ｗ_miが更新されること
になる。例えば上述した運転席の消音を重視した場合に
は、その選択パターンからも判るように、運転席の真上
に配設されたマイクロフォン８ｂが、他のマイクロフォ
ン８ａ，８ｃ，８ｄに比べて三倍の頻度で選択されるた
め、運転席での消音効果が最適になるように適応ディジ
タルフィルタＷ_mが適応していくのである。

【００６３】しかし、特に乗員が重視していない他の座
席についても、それらに対応するマイクロフォン８ａ，
８ｃ，８ｄの選択頻度が零になるわけではないので、運
転席以外の座席で消音効果が全く得られなくなる或いは
増音してしまうようなことは回避されるのである。ここ
で、本実施例にあっては、ラウドスピーカ７ａ〜７ｄが
制御音源に対応し、マイクロフォン８ａ〜８ｄが残留騒
音検出手段に対応し、クランク角センサ４，基準信号生
成部２１及びステップ１０１の処理によって基準信号生
成手段が構成され、選択部２４及びステップ１０４の処
理によって選択手段が構成され、入力操作部２７が入力
部に対応し、選択パターン決定部２６，入力操作部２７
及びステップ１１０〜１１２の処理によって選択パター
ン決定手段が構成され、フィルタ処理部２３，フィルタ
係数更新部２５及びステップ１０５〜１０７の処理によ
って適応処理手段が構成される。

【００６４】図５は本発明の第２実施例を示す図であっ
て、この実施例も上記第１実施例と同様の車両用能動型
騒音制御装置に本発明を適応したものである。この図５
は上記第１実施例の図２と同様にコントローラ２０の機
能構成を示すブロック図であり、その他の構成は上記第
１実施例と同様であるためのその図示及び説明は省略す
るとともに、上記第１実施例と同様の構成には同じ符号
を付しその重複する説明は省略する。

【００６５】即ち、本実施例では、各座席毎の乗員の有
無を検出し、その乗員が存在する座席の真上に配設され
たマイクロフォンの選択頻度を乗員が存在しない座席に
真上に配設されたマイクロフォンの選択頻度に比べて高
くすることにより、乗員が存在する座席が重点的に消音
されるようにしたものである。そこで、図５に示すよう
に、各座席毎に乗員の有無を検出するシートスイッチ３
０ａ〜３０ｄを設けるとともに、それらシートスイッチ
３０ａ〜３０ｄの出力信号を、コントローラ２０内の選
択パターン決定部２６に入力するようにしている。な
お、シートスイッチ３０ａは前部左側、シートスイッチ
３０ｂは前部右側（運転席）、シートスイッチ３０ｃは
後部左側、シートスイッチ３０ｄは後部右側、という具
合に各座席の乗員の有無を検出するようになっている。

【００６６】そして、選択パターン決定部２６は、それ
らシートスイッチ３０ａ〜３０ｄの出力信号に基づき、
乗員が存在する座席の選択頻度が大きくなるように、選
択部２４における選択パターンを決定するようになって
いる。具体的には、コントローラ２０内では、上記第１
実施例で説明した図４の代わりに図６に示すような処理
が実行されるようになっている。この図６に示す処理も
所定時間毎の割り込み処理として実行され、先ずそのス
テップ２０１において各シートスイッチ３０ａ〜３０ｄ
の出力信号を読み込み、そして、ステップ２０２に移行
して、それら出力信号に基づいて選択パターンを決定す
る。

【００６７】ここで、例えば運転席のみに乗員が存在す
る場合には、シートスイッチ３０ｂのみが乗員が存在す
ることを検出するため、ステップ２０２においては、上
記第１実施例と同様に例えば、〔２，１，２，３，２，４〕というような選択パターンが決定される。また、乗員の
搭乗状態が他の場合であれば、その状態が各シートスイ
ッチ３０ａ〜３０ｄの出力信号によって検出されるか
ら、その搭乗状態に応じて乗員が存在する座席に対応す
るマイクロフォンの選択頻度が大きくなるように、選択
パターンが決定される。

【００６８】そして、本実施例でも、コントローラ２０
内では、上記第１実施例の図３に示した処理が実行され
る。この結果、運転席の真上に配設されたマイクロフォ
ン８ｂが他のマイクロフォン８ａ，８ｃ，８ｄに比べて
三倍の頻度で選択されるため、運転席での消音効果が最
適になるように適応ディジタルフィルタＷ_mの各フィル
タ係数Ｗ_miが適応していくことになる。また、運転席の
他に後部左側の座席に乗員が居る場合には、運転席の真
上に配設されたマイクロフォン８ｂと、後部左側座席の
真上に配設されたマイクロフォン８ｃとが他のマイクロ
フォン８ａ，８ｄに比べて高い頻度で選択されるため、
それら運転席及び後部左側座席での消音効果が最適にな
るように適応ディジタルフィルタＷ_mのフィルタ係数Ｗ
_miが適応していくのである。

【００６９】つまり、本実施例の構成であれば、乗員の
搭乗状態を検出し、その搭乗状態に基づいて選択部２４
における選択パターンを変更するようになっているた
め、常に乗員が存在する座席が重点的に消音されるよう
になる。従って、乗員が存在する座席と乗員が存在しな
い座席とを同程度に消音するような非効率的な制御が実
行されてしまうようなことはないのである。

【００７０】そして、本実施例であっても、乗員が存在
しない座席についてもマイクロフォンの選択頻度が零に
なるわけではないので、消音効果が全く得られなくなる
或いは増音してしまうようなことは回避されるのであ
る。ここで、本実施例にあっては、シートスイッチ３０
ａ〜３０ｄによって乗員検出手段が構成され、選択パタ
ーン決定部２６及びステップ２０１，２０２の処理によ
って選択パターン決定手段が構成される。

【００７１】なお、本実施例では、シートスイッチ３０
ａ〜３０ｄによって各座席毎の乗員の有無を検出する構
成としているが、これに限定されるものではなく、例え
ばシートベルトの使用状態に基づいて各座席毎の乗員の
有無を検出するような構成としてもよい。図７は本発明
の第３実施例を示す図であって、この実施例も上記第１
実施例と同様の車両用能動型騒音制御装置に本発明を適
応したものである。この図７は上記第１実施例の図２と
同様にコントローラ２０の機能構成を示すブロック図で
あり、その他の構成は上記第１実施例と同様であるため
のその図示及び説明は省略するとともに、上記第１実施
例と同様の構成には同じ符号を付しその重複する説明は
省略する。

【００７２】即ち、本実施例の車両用能動型騒音制御装
置は、特に騒音低減効果が充分に得られていない場所を
優先的に消音するようにしたものであって、具体的に
は、残留騒音のレベルが高い位置に配設されたマイクロ
フォンの選択頻度が大きくなるように、選択部２４にお
ける残留騒音信号ｅ_lの選択頻度を決定するようにして
いる。

【００７３】つまり、図７に示すように、選択パターン
決定部２６に各残留騒音信号ｅ_lを供給する構成とし、
選択パターン決定部２６では、それら残留騒音信号ｅ_l
のそぞれのレベルを判断しレベルの高い残留騒音信号ｅ
_lを出力するマイクロフォンほど選択頻度が大きくなる
ように選択パターンを決定するようになっている。そこ
で、コントローラ２０内では、上記第１実施例で説明し
た図４の代わりに図８に示すような処理が実行されるよ
うになっている。この図８に示す処理も所定時間毎の割
り込み処理として実行され、先ずそのステップ３０１に
おいて各残留騒音信号ｅ_lを読み込み、次いでステップ
３０２に移行し、それら残留騒音信号ｅ_lのそれぞれの
レベルを求める。かかる残留騒音信号ｅ_lのレベルは、
例えば所定時間内の絶対値の平均値によって求めること
ができる。

【００７４】そして、ステップ３０３に移行し、それら
残留騒音信号ｅ_lのレベルに基づいて、レベルの高い残
留騒音信号ｅ_lを出力するマイクロフォンほど選択頻度
が大きくなるように選択パターンを決定する。ここで、
例えばエンジンに近い前部座席側の方が後部座席側より
もこもり音のレベルが高い場合には、ステップ３０２で
は残留騒音信号ｅ₁，ｅ₂のレベルが他の残留騒音信号
ｅ₃，ｅ₄よりも高いという結果が得られるため、ステ
ップ３０３においては、上記第１実施例と同様に例え
ば、〔１，２，３，１，２，４〕というような選択パターンが決定される。

【００７５】そして、本実施例でも、コントローラ２０
内では、上記第１実施例の図３に示した処理が実行され
る。この結果、前部座席の真上に配設されたマイクロフ
ォン８ａ，８ｂが他のマイクロフォン８ｃ，８ｄに比べ
て高い頻度で選択されるため、前部座席での消音効果が
最適になるように適応ディジタルフィルタＷ_mのフィル
タ係数Ｗ_miが適応していくのである。

【００７６】つまり、本実施例の構成であれば、特に残
留騒音レベルの高い座席が重点的に消音されるようにな
るから効率のよい消音低減制御が実行されることになる
し、制御が進んで残留騒音レベルが変化したとしても、
残留騒音レベルの高い位置に配設されたマイクロフォン
が高い頻度で選択されるようにステップ３０３で選択パ
ターンが決定されるため、常に残留騒音レベルの高い座
席を重点的に消音する制御が実行されるのである。

【００７７】そして、残留騒音レベルの低い位置に配設
されたマイクロフォンを全く無視するのではないから、
やはり車室内全体の騒音レベルが低減されるように適応
ディジタルフィルタＷ_mのフィルタ係数Ｗ_miが更新され
ていくから、全体として消音効果を得ることができるの
である。ここで、本実施例にあっては、ステップ３０
１，３０２の処理によって騒音レベル検出手段が構成さ
れ、選択パターン決定部２６及びステップ３０３の処理
によって選択パターン決定手段が構成される。

【００７８】図９は本発明の第４実施例を示す図であっ
て、この実施例も上記第１実施例と同様の車両用能動型
騒音制御装置に本発明を適応したものである。この図９
は上記第１実施例の図２と同様にコントローラ２０の機
能構成を示すブロック図であり、その他の構成は上記第
１実施例と同様であるためのその図示及び説明は省略す
るとともに、上記第１実施例と同様の構成には同じ符号
を付しその重複する説明は省略する。

【００７９】即ち、本実施例の車両用能動型騒音制御装
置は、上記第３実施例と同様に、特に騒音低減効果が充
分に得られていない場所を優先的に消音するようにした
ものであるが、上記第３実施例のように残留騒音信号ｅ
_lのレベルを直接求めるのではなく、各マイクロフォン
位置の騒音レベルを間接的に且つ少ない演算量で求める
ようにした点に特徴がある。

【００８０】ここで、騒音源が車両のエンジンであり、
車室内に伝達される騒音がこもり音のように周期的な騒
音である場合、車室内の音響モードが判ればこもり音の
レベルの高い位置と低い位置とは容易に判明する。そし
て、こもり音の周期はエンジンの回転数から一義的に決
まるから、結局、エンジン回転数を検出すれば車室内の
こもり音レベルの高低は判るのである。

【００８１】そこで、本実施例では、図９に示すよう
に、エンジンのクランク軸の回転に同期したパルス信
号、つまりエンジン回転数を表すクランク角信号ＣＰに
基づいてこもり音の周期Ｎ_Bを演算する周期演算部３１
を設け、その周期Ｎ_Bに基づき選択パターン決定部２６
において選択パターンを決定するようにしている。そし
て、コントローラ２０では、上記第１実施例で説明した
図４の代わりに図１０に示すような処理が実行されるよ
うになっている。この図１０に示す処理も所定時間毎の
割り込み処理として実行され、先ずそのステップ４０１
においてクランク角信号ＣＰの入力間隔にコントローラ
の周期Ｎ_Bを演算し、次いでステップ４０２に移行し、
その周期Ｎ_Bに基づき車室内の音響モードを判断して、
車室内におけるこもり音レベルの高低を判断する。そし
て、ステップ４０３に移行し、それらこもり音レベルに
基づいて、こもり音レベルの高い位置に配設されたマイ
クロフォンほど選択頻度が大きくなるように選択パター
ンを決定する。

【００８２】そして、本実施例でも、コントローラ２０
内では、上記第１実施例の図３に示した処理が実行され
る。このような処理が実行されれば、こもり音のレベル
の高い位置が重点的に消音されるようになるから非常に
効率のよい騒音低減制御が実行されることになり、エン
ジン回転数が変化して車室内の音響モードが変化したと
しても、その変化に応じてステップ４０３で適切な選択
パターンが決定されるから、上記第３実施例と同様に、
常に残留騒音レベルの高い座席を重点的に消音する制御
が実行されるし、やはり、残留騒音レベルの低い位置に
配設されたマイクロフォンを全く無視するのではないか
ら、全体として消音効果を得ることができるのである。

【００８３】特に、本実施例にあっては、上記第３実施
例のように各残留騒音信号ｅ_lのレベルを求めるための
演算処理は不要であり、音響モードはこもり音の周期Ｎ
_Bから一義的に決まるため、例えばこもり音の周期Ｎ_B
或いはクランク角信号ＣＰの入力間隔と、選択パターン
との関係を記憶テーブルとしてコントローラ２０内に格
納しておけば、選択パターンを決定するための演算処理
を極めて簡略化することができるという利点がある。

【００８４】ここで、本実施例にあっては、クランク角
センサ４によってエンジン回転数検出手段が構成され、
周期演算部３１及びステップ４０１，４０２の処理によ
って騒音レベル検出手段が構成され、選択パターン決定
部２６及びステップ４０３の処理によって選択パターン
決定手段が構成される。図１１は本発明の第５実施例を
示す図であって、この実施例も上記第１実施例と同様の
車両用能動型騒音制御装置に本発明を適応したものであ
る。この図１１は上記第１実施例の図２と同様にコント
ローラ２０の機能構成を示すブロック図であり、その他
の構成は上記第１実施例と同様であるためのその図示及
び説明は省略するとともに、上記第１実施例と同様の構
成には同じ符号を付しその重複する説明は省略する。

【００８５】ここで、騒音源としてエンジンを考える場
合、そのエンジンから車室内に伝達されるこもり音Ｓ以
外の騒音Ｎは、適応ディジタルフィルタＷ_mの各フィル
タ係数Ｗ_miの更新処理にとっては邪魔な情報でしかな
く、効率よくこもり音を低減するためには、残留騒音信
号ｅ_l内に騒音Ｎの成分はなるべく少ない方が好ましい
といえる。

【００８６】つまり、比率Ｓ／Ｎが小さい残留騒音信号
ｅ_lは小さい頻度で適応ディジタルフィルタＷ_mの更新
処理に用いられた方がよく、逆に比率Ｓ／Ｎの大きい残
留騒音信号ｅ_lは大きい頻度で更新処理に用いられた方
がよいのである。そこで、本実施例では、比率Ｓ／Ｎの
大きい残留騒音信号ｅ_lを出力するマイクロフォンほど
選択頻度が大きくなるように、選択部２４における選択
パターンを決定するようにしている。

【００８７】そして、車両にあっては、こもり音Ｓ以外
の騒音Ｎとしては、特に車両走行中にドアミラー等に空
気が当たることにより発生する風切り音や、路面の凹凸
上を車輪が通過する際にサスペンションに入力される上
下振動に起因して発生するロード・ノイズ等が考えられ
るが、このような騒音は、車速に比例して大きくなる傾
向があり、車室内のどの位置で高レベルとなるかは各車
両毎に略決まってくるのである。一般的には、風切り音
やロード・ノイズは、発生位置からの距離によって略決
まってくるため、前部座席側の方が高レベルとなる傾向
にある。

【００８８】そこで、本実施例では、車速を検出する車
速センサ３２を設け、その車速センサ３２が出力する車
速検出信号Ｖに基づき選択パターン決定部２６において
選択パターンを決定することとしている。そして、コン
トローラ２０では、上記第１実施例で説明した図４の代
わりに図１２に示すような処理が実行されるようになっ
ている。この図１２に示す処理も所定時間毎の割り込み
処理として実行され、先ずそのステップ５０１において
車速検出信号Ｖを読み込み、次いでステップ５０２に移
行し、その車速検出信号Ｖに基づいて比率Ｓ／Ｎを推定
する。なお、このステップ５０２では、通常は、車速に
比例して前部座席側の比率Ｓ／Ｎを後部座席側の比率Ｓ
／Ｎに比べて小さくなるように推定すればよい。最後に
ステップ５０３に移行し、比率Ｓ／Ｎの小さい位置に配
設されたマイクロフォンほど選択頻度が小さくなるよう
に選択パターンを決定する。

【００８９】なお、本実施例でも、コントローラ２０内
では、上記第１実施例の図３に示した処理が実行され
る。このような処理が実行されれば、比率Ｓ／Ｎの大き
い位置に配設されたマイクロフォンが出力する残留騒音
信号ｅ_lが、そうでない残留騒音信号ｅ_lに比べて頻繁
に適応ディジタルフィルタＷ_mのフィルタ係数Ｗ_miの更
新処理に用いられることになるから、適応ディジタルフ
ィルタＷ_mの各フィルタ係数Ｗ_miは、比較的短時間のう
ちに最適値に収束するようになり、効率のよい騒音低減
制御が実行されるようになるのである。

【００９０】仮に、比率Ｓ／Ｎの小さい位置に配設され
たマイクロフォンが出力する残留騒音信号ｅ_lが、他の
残留騒音信号ｅ_lと同程度の頻度で或いは比較的高い頻
度で更新処理に用いてしまうと、それだけ騒音Ｎの影響
が大きくなり、制御が不安定になり、場合によっては発
散することさえあるのである。つまり、本実施例では、
比率Ｓ／Ｎの小さい位置に配設されたマイクロフォンの
選択頻度を小さくしているため、それだけ安定した騒音
低減制御が実行されるのである。

【００９１】そして、本実施例でも、比率Ｓ／Ｎの小さ
い位置に配設されたマイクロフォンを全く無視するので
はないから、そのようなマイクロフォンが配設された位
置でも消音効果を得ることができるのである。さらに、
本実施例にあっては、直接検出することが困難な比率Ｓ
／Ｎを車速検出信号Ｖに基づいて推定する構成としてい
るため、演算負荷を大幅に増大させることもない。即
ち、比率Ｓ／Ｎを直接求めようとすると、多大な演算が
必要となるため、エラースキャンニング法を導入した利
点が失われてしまうのである。

【００９２】ここで、本実施例にあっては、車速センサ
３２が車速検出手段に対応し、ステップ５０２の処理が
比率推定手段に対応し、選択パターン決定部２６及びス
テップ５０３の処理によって選択パターン決定手段が構
成される。図１３は本発明の第６実施例を示す図であっ
て、この実施例も上記第１実施例と同様の車両用能動型
騒音制御装置に本発明を適応したものである。この図１
２は上記第１実施例の図２と同様にコントローラ２０の
機能構成を示すブロック図であり、その他の構成は上記
第１実施例と同様であるためのその図示及び説明は省略
するとともに、上記第１実施例と同様の構成には同じ符
号を付しその重複する説明は省略する。

【００９３】即ち、本実施例も上記第５実施例と同様
に、比率Ｓ／Ｎの大小に応じて選択パターンを決定する
ことにより、効率的で且つ安定性に優れた騒音低減制御
を実行するようにしたものであるが、比率Ｓ／Ｎの推定
方法が上記第５実施例と異なっているのである。つま
り、エンジンを騒音源と考えた場合、騒音Ｎとしては車
両外部から到来する騒音が支配的であると考えることが
できるから、窓の開閉が騒音Ｎのレベルに大きな影響を
与えるといえる。従って、各窓の開閉を検出し、いずれ
かの窓が開いている場合には、その開いている窓に近い
位置では比率Ｓ／Ｎが小さいと判断できるから、開いて
いる窓に近いマイクロフォンほど選択頻度を小さくすれ
ばよいのである。

【００９４】そこで、本実施例では、各窓の開閉状態を
検出する窓開閉スイッチ３３ａ〜３３ｄを設け、それら
窓開閉スイッチ３３ａ〜３３ｄの出力に基づき選択パタ
ーン決定部２６において選択パターンを決定することと
している。そして、コントローラ２０では、上記第１実
施例で説明した図４の代わりに図１３に示すような処理
が実行されるようになっている。この図１３に示す処理
も所定時間毎の割り込み処理として実行され、先ずその
ステップ６０１において各窓開閉スイッチ３３ａ〜３３
ｄの出力信号を読み込み、次いでステップ６０２に移行
し、それら窓開閉スイッチ３３ａ〜３３ｄの出力信号に
基づき、比率Ｓ／Ｎを推定する。なお、このステップ５
０２では、開いている窓に近い位置ほど小さい比率Ｓ／
Ｎを推定すればよい。最後にステップ６０３に移行し、
比率Ｓ／Ｎの小さい位置に配設されたマイクロフォンほ
ど選択頻度が小さくなるように択パターンを決定する。

【００９５】なお、本実施例でも、コントローラ２０内
では、上記第１実施例の図３に示した処理が実行され
る。このような処理が実行されれば、比率Ｓ／Ｎが大き
いと推定された位置に配設されたマイクロフォンが出力
する残留騒音信号ｅ_lが比較的頻繁に適応ディジタルフ
ィルタＷ_mのフィルタ係数Ｗ_miの更新処理に用いられる
ことになるから、上記第６実施例と同様に、効率的で且
つ安定した騒音低減制御が実行されるのである。そし
て、本実施例でも、比率Ｓ／Ｎの小さい位置に配設され
たマイクロフォンを全く無視するのではないから、車室
内全体として消音効果を得ることができるのである。

【００９６】そして、本実施例にあっては、窓の開閉状
態に基づいて比率Ｓ／Ｎを推定する構成としているた
め、上記第５実施例と同様に、演算負荷を大幅に増大さ
せることがないから、エラースキャンニング法を導入し
た利点が生かされる。なお、本実施例では、比率Ｓ／Ｎ
を推定するに際して、窓が開いているか否かに基づいて
いるが、窓の開いている程度に基づくようにしてもよ
い。

【００９７】ここで、本実施例にあっては、窓開閉スイ
ッチ３３ａ〜３３ｄが窓開閉状態検出手段に対応し、ス
テップ６０２の処理が比率推定手段に対応し、選択パタ
ーン決定部２６及びステップ６０３の処理によって選択
パターン決定手段が構成される。なお、上記各実施例で
は、制御対象となる騒音をこもり音としているが、これ
に限定されるものではなく、例えばロード・ノイズ，エ
アコンディショナで発生する空調騒音，吸気管や排気管
で発生する吸排気騒音，ドアミラー位置で発生する風切
り音等を対象としてもよい。ただし、その場合には、騒
音の発生状態を表す基準信号を適宜検出する必要があ
り、例えばロード・ノイズであればサスペンションに入
力された上下加速度を検出する加速度センサを設けてそ
の出力を基準信号とすればよく、空調騒音であればエア
コンプレッサの回転に同期した信号を基準信号とすれば
よく、吸排気騒音であればエンジンの回転に起因するこ
とから上記第１実施例と同様にクランク角信号ＣＰに基
づいて基準信号を生成すればよく、風切り音であればド
アミラーに振動ピックアップを固定しその出力を基準信
号とすればよい。

【００９８】また、上記各実施例では、本発明に係る能
動型騒音制御装置を車両に適用した場合について説明し
たが、本発明の適用対象は車両に限定されるものではな
く、例えば一般の室内の騒音の低減を図る装置や、或い
は工作機械で発生する騒音や振動を低減する装置等とし
てもよい。そして、上記各実施例では、適応アルゴリズ
ムとしてＦｉｌｔｅｒｅｄ−ＸＬＭＳアルゴリズムを適
用した場合について説明したが、これに限定されるもの
ではなく、その他の適応アルゴリズム、例えば周波数領
域のＬＭＳアルゴリズム、同期式Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ
ＬＭＳアルゴリズム（日本音響学会講演論文集平成４
年３月の５１５〜５１６頁に詳しい）等であってもよ
い。

【００９９】さらに、上記各実施例では、選択部２４で
一つの残留騒音信号ｅ_*を選択する構成としているが、
コントローラ２０の演算能力に余裕がある場合等には、
二つ以上の残留騒音信号ｅ_lを選択するようにしてもよ
い。

【０１００】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
能動型騒音制御装置にエラースキャンニング法を適用す
るとともに、適応ディジタルフィルタのフィルタ係数の
更新処理に用いられる残留騒音信号の選択パターンを、
所定の残留騒音検出手段の選択頻度が他の残留騒音検出
手段の選択頻度に比べて小さくなり且ついずれの残留騒
音検出手段の選択頻度も零とならないように決定するよ
うにしたため、効率のよい騒音低減制御を実行可能にな
るとともに、空間全体として確実に消音効果を得ること
ができるという効果がある。

【０１０１】特に、請求項２又は請求項６に係る発明で
あれば、乗員等の重視した任意の位置を重点的に消音で
きるという効果がある。また、請求項３，請求項８又は
請求項９に係る発明であれば、特に騒音レベルの高い位
置が重点的に消音されるという効果があり、特に請求項
９に係る発明であれば演算量が少なくて済むという利点
がある。

【０１０２】そして、請求項４，請求項１０〜請求項１
２に係る発明であれば、効率がよく且つ安定した騒音低
減制御が実行されるという効果がある。特に、請求項１
１又は請求項１２に係る発明であれば、容易に比率Ｓ／
Ｎを推定することができるから、演算負荷を大幅に増大
させることがなく、従ってエラースキャンニング法を導
入した利点を失うことがないという効果がある。

【０１０３】一方、請求項５に係る発明であれば、車室
内の騒音を低減するに際して、効率のよい騒音低減制御
を実行可能になるとともに、車室内全体として確実に消
音効果を得ることができるという効果がある。そして、
請求項７に係る発明であれば、常に乗員が存在する座席
を重点的に消音することができるという効果がある。

【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】第１実施例のコントローラの機能構成を示すブ
ロック図である。

【図３】第１実施例の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４】第１実施例のコントローラ内で実行される他の
処理の概要を示すフローチャートである。

【図５】第２実施例のコントローラの機能構成を示すブ
ロック図である。

【図６】第２実施例の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７】第３実施例のコントローラの機能構成を示すブ
ロック図である。

【図８】第３実施例の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９】第４実施例のコントローラの機能構成を示すブ
ロック図である。

【図１０】第４実施例の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１１】第５実施例のコントローラの機能構成を示す
ブロック図である。

【図１２】第５実施例の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１３】第６実施例のコントローラの機能構成を示す
ブロック図である。

【図１４】第６実施例の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。

【符号の説明】

１車両用能動型騒音制御装置４クランク角センサ６車室（空間）７ａ〜７ｄラウドスピーカ（制御音源）８ａ〜８ｄマイクロフォン（残留騒音検出手段）９車体１１エンジン（騒音源）２０コントローラ２１基準信号生成部２３フィルタ処理部２４選択部２５フィルタ係数更新部２６選択パターン決定部２７入力操作部（入力部）３０ａ〜３０ｄシートスイッチ（乗員検出手段）３１周期演算部３２車速センサ（車速検出手段）３３ａ〜３３ｄ窓開閉スイッチ（窓開閉状態検出手
段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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、前記騒音源の騒音発生状態
を検出し基準信号として出力する基準信号生成手段と、
前記基準信号をフィルタ処理して前記制御音源を駆動す
る駆動信号を生成するフィルタ係数可変の適応ディジタ
ルフィルタと、前記空間内の所定位置の残留騒音を検出
し残留騒音信号として出力する複数の残留騒音検出手段
と、サンプリング・タイミングの度に前記複数の残留騒
音検出手段のうちから１又は複数の残留騒音検出手段を
選択する選択手段と、前記サンプリング・タイミングの
度に前記基準信号及び前記選択された残留騒音検出手段
が出力する残留騒音信号に基づき前記空間内の騒音が低
減するように適応アルゴリズムに従って前記適応ディジ
タルフィルタのフィルタ係数を更新する適応処理手段
と、前記複数の残留騒音検出手段のうち所定の残留騒音
検出手段の選択頻度が他の残留騒音検出手段の選択頻度
に比べて小さくなり且ついずれの残留騒音検出手段の選
択頻度も零とならないように前記選択手段における選択
パターンを決定可能な選択パターン決定手段と、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】前記選択パターン決定手段は、人為的に
操作可能な入力部を有するとともに、その入力部の操作
に応じて前記選択パターンを決定する請求項１記載の能
動型騒音制御装置。
【請求項３】前記複数の残留騒音検出手段の配設位置
における騒音レベルを検出する騒音レベル検出手段を設
けるとともに、前記選択パターン決定手段は、前記騒音
レベルが低い残留騒音検出手段ほど選択頻度が小さくな
るように前記選択パターンを決定する請求項１記載の能
動型騒音制御装置。
【請求項４】前記複数の残留騒音検出手段の配設位置
における前記騒音源から伝達される騒音Ｓとそれ以外の
騒音Ｎとの比率Ｓ／Ｎを検出又は推定する比率検出推定
手段を設けるとともに、前記選択パターン決定手段は、
前記比率Ｓ／Ｎが小さい前記残留騒音検出手段ほど選択
頻度が小さくなるように前記選択パターンを決定する請
求項１記載の能動型騒音制御装置。
【請求項５】前記空間が車両の車室である請求項１記
載の能動型騒音制御装置。
【請求項６】前記選択パターン決定手段は、乗員によ
って操作可能な入力部を有するとともに、その入力部の
操作に応じて前記選択パターンを決定する請求項５記載
の能動型騒音制御装置。
【請求項７】各座席毎に乗員の有無を検出する乗員検
出手段を設けるとともに、前記選択パターン決定手段
は、前記乗員検出手段によって乗員が存在しないことが
検出された座席に近い前記残留騒音検出手段ほど選択頻
度が小さくなるように前記選択パターンを決定する請求
項５記載の能動型騒音制御装置。
【請求項８】前記複数の残留騒音検出手段の配設位置
における騒音レベルを検出する騒音レベル検出手段を設
けるとともに、前記選択パターン決定手段は、前記騒音
レベルが低い残留騒音検出手段ほど選択頻度が小さくな
るように前記選択パターンを決定する請求項５記載の能
動型騒音制御装置。
【請求項９】前記騒音源は車両のエンジンであり、前
記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段
を設けるとともに、前記騒音レベル検出手段は、前記エ
ンジンの回転数に基づいて前記騒音レベルを検出する請
求項８記載の能動型騒音制御装置。
【請求項１０】前記複数の残留騒音検出手段の配設位
置における前記騒音源から伝達される騒音Ｓとそれ以外
の騒音Ｎとの比率Ｓ／Ｎを検出又は推定する比率検出推
定手段を設けるとともに、前記選択パターン決定手段
は、前記比率Ｓ／Ｎが小さい前記残留騒音検出手段ほど
選択頻度が小さくなるように前記選択パターンを決定す
る請求項５記載の能動型騒音制御装置。
【請求項１１】車速を検出する車速検出手段を設ける
とともに、前記比率検出推定手段は、前記車速に基づい
て前記比率Ｓ／Ｎを推定する請求項１０記載の能動型騒
音制御装置。
【請求項１２】窓の開閉状態を検出する窓開閉状態検
出手段を設けるとともに、前記比率検出推定手段は、前
記窓の開閉状態に基づいて前記比率Ｓ／Ｎを推定する請
求項１０記載の能動型騒音制御装置。