JPH0784585A - 能動型騒音制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】実際の騒音発生状態を表すパルス信号の周期
と、フィードフォワード制御の基礎となる基準信号の周
期との間のずれがなくなるようにする。 【構成】クランク角センサ５から供給されるクランク角
信号ＣＰから求められる周期Ｔ_K をそのまま用いて基準
信号ｘを生成するのではなく、ずれ検出部１６が検出し
た周期ずれΔＴに基づき基準信号補正部１７が補正した
周期Ｔ_S （＝Ｔ_K−ΔＫ）によって基準信号ｘを生成す
るように構成する。そして、ずれ検出部１６は、例えば
適応ディジタルフィルタ１３のフィルタ係数の変化の周
期性に基づいて、実際のクランク角信号ＣＰと基準信号
ｘとの間の周期ずれΔＴを検出するように構成する。

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
る周期的な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、騒音の発生状態を表す基準信号に基づい
てフィードフォワード制御を実行する装置において、そ
の基準信号と実際に発生する騒音との間のずれを小さく
できるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】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。この従来の技術は、例えば航空機の
客室等の閉空間に適用される騒音低減装置であって、そ
のような閉空間内の複数の位置に設置され音圧を検出す
るマイクロフォンと、その閉空間に制御音を発生する複
数のラウドスピーカとを備え、騒音源の騒音発生状態に
基づいて、閉空間に伝達される騒音と逆位相の制御音を
ラウドスピーカから発生させて騒音を打ち消している。

【０００３】そして、ラウドスピーカから発せられる制
御音の生成方法として、PROCEEDINGS OF THE IEEE,VOL.
63 PAGE 1692−1975, “ADAPTIVE NOISE CANSELLATION
：PRINCIPLES AND APPLICATIONS ”で述べられている
‘WIDROW LMS’アルゴリズムを多チャンネルに展開した
アルゴリズムを適用している。その内容は上記特許の発
明者による論文、“A MULTIPLE ERROR LMS ALGORITHM A
ND ITS APPLICATION TOTHE ACTIVE CONTROL OF SOUND A
ND VIBRATION ”,IEEE TRANS.ACOUST.,SPEECH,SIGNAL P
ROCESSING,VOL.ASSP −35,PP.1423−1434,1987 にも述
べられている。

【０００４】即ち、ＬＭＳアルゴリズムは、適応型ディ
ジタルフィルタのフィルタ係数を更新するのに好適なア
ルゴリズムの一つであって、例えば、いわゆるＦｉｌｔ
ｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳアルゴリズムにあっては、ラウド
スピーカからマイクロフォンまでの音響伝達特性を表す
フィルタを、全てのラウドスピーカとマイクロフォンと
の組み合わせについて設定し、騒音源の騒音発生状態を
表す基準信号をそのフィルタで処理した値と、各マイク
ロフォンが検出した残留騒音とに基づいて、各ラウドス
ピーカ毎に設けられた適応型ディジタルフィルタのフィ
ルタ係数を更新している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ここで、上述のような
能動型騒音制御装置を、例えば車両のエンジンから車室
に伝達される周期的な騒音であるこもり音の低減を図る
装置に適用した場合には、騒音源であるエンジンの駆動
状況に応じた基準信号を生成する必要があり、一般に
は、エンジンのクランクの回転運動に同期したパルス信
号であるクランク角信号を読み込み、そのクランク角信
号と同じ周期の正弦波を生成しこれを基準信号としてい
る。

【０００６】しかしながら、実際のクランク角信号がこ
もり音に正確に同期した信号であっても、例えば図１０
に示すように、マイクロコンピュータ等で構成されるコ
ントローラのサンプリング・クロックのタイミングでク
ランク角信号が発生するとは限らないので、実際のクラ
ンク角信号とコントローラに読み込まれたクランク角信
号との間に、周期ずれが生じてしまうという問題点があ
る。

【０００７】しかも、クランク角信号の周期は、一のパ
ルスが発生した後に次のパルスが発生した時点で初めて
知ることができることから、読み込まれたクランク角信
号と基準信号との間には常に一周期以上の遅れが生じる
ことになるので、各周期毎の基準信号の始点を、クラン
ク角信号の入力時点に強制的に一致させてしまうと、ク
ランク角信号の周期が増減した時等に不連続点が生じ、
このままでは制御音が不連続となる。従って、一つ前の
周期における基準信号ｘの最後の値と、最新の周期にお
ける基準信号ｘの最初の値とを連続させる位相あわせを
行って基準信号の不連続点をなくす必要があるが、これ
では、不連続点がなくなる代わりにクランク角信号と基
準信号との間に位相差θが生じてしまう。そして、位相
合わせが行われる度に位相差θが次々に累積されて大き
くなってしまうから、実際のクランク角信号の周期と基
準信号の周期との間に大きなずれが生じ、騒音制御の制
御特性を劣化させる原因となるばかりか、周期のずれた
制御音が発生してしまい乗員に不快感を与えるおそれも
ある。

【０００８】なお、図１０では、従来の問題点を判り易
くするために、サンプリング・クロックの間隔を実際よ
りも大きくしている。そして、クランク角信号の周期と
基準信号の周期との間にずれが生じた状況のままでＬＭ
Ｓアルゴリズム等に従って騒音低減制御を実行すると、
適応ディジタルフィルタのフィルタ係数を適宜変更する
ことにより騒音の周期と制御音の周期とを一致させるよ
うな処理が実行されるため、適応ディジタルフィルタの
最適値が常に移動し、そのフィルタ係数は一定の値に落
ち着くことがなく常に変化するようになる。従って、騒
音低減効果を得るためには適応ディジタルフィルタの収
束速度を充分に高める必要が生じるのであるが、収束速
度を高めるために例えば適応ディジタルフィルタのフィ
ルタ係数の更新式に用いられる収束係数を大きくする
と、上記論文にも述べられているように、制御が発散す
る可能性が高くなってしまうのである。

【０００９】しかも、フィルタ係数が頻繁に更新される
結果、一時的にフィルタ係数が過大な値をとる可能性が
高くなるため、例えば適応ディジタルフィルタのフィル
タ係数の大きさに基づいて制御の発散を検出するような
構成とすると、制御が発散していないにも関わらずそれ
を誤検出してしまう可能性が高くなる。つまり、実際の
クランク角信号の周期と基準信号の周期との間にずれが
生じてしまうと、適応ディジタルフィルタの収束が不十
分になり良好な騒音低減効果が得られなくなるか、或い
は、収束が速くなる代わりに制御発散の可能性が高くな
り制御が不安定になるのである。

【００１０】本発明は、このような従来の技術が有する
未解決の課題に着目してなされたものであって、基準信
号の周期と実際に発生する騒音の周期との間のずれを小
さくすることが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。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明である能動型騒音制御装置は、
騒音源から発せられた周期的な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
状態に基づいて前記周期的な騒音に同期したパルス信号
を生成するパルス信号生成手段と、前記空間内の所定位
置における残留騒音を検出し残留騒音信号として出力す
る残留騒音検出手段と、前記パルス信号と同じ周期の信
号でなる基準信号を生成する基準信号生成手段と、フィ
ルタ係数可変の適応ディジタルフィルタと、前記基準信
号を前記適応ディジタルフィルタで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駆動信号生成
手段と、前記基準信号及び前記残留騒音信号に基づいて
前記空間内の騒音が低減するように前記適応ディジタル
フィルタのフィルタ係数を更新する適応処理手段と、前
記パルス信号の周期と前記基準信号の周期との間のずれ
を検出する周期ずれ検出手段と、この周期ずれ検出手段
の検出結果に基づいて前記基準信号を補正する基準信号
補正手段と、を備えたものである。

【００１２】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、周期ずれ検出手段は、適応ディ
ジタルフィルタのフィルタ係数の変化状況に基づいて、
パルス信号の周期と基準信号の周期との間のずれを検出
するものである。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、周期ずれ検出手段は、基
準信号の周期に基づいて、パルス信号の周期と基準信号
の周期との間のずれを検出するものである。

【００１３】

【作用】請求項１に係る発明にあっては、基準信号はパ
ルス信号生成手段が生成したパルス信号と同じ周期の信
号であり、そのパルス信号生成手段は騒音源の騒音発生
状態に基づいて周期的な騒音と同じ周期のパルス信号を
生成するものであるため、基準信号を適応ディジタルフ
ィルタでフィルタ処理して駆動信号を生成すれば、その
適応ディジタルフィルタのフィルタ係数の値が良好であ
れば、騒音源から伝達される周期的な騒音を打ち消すよ
うな制御音（より具体的には、周期的な騒音と打ち消さ
れるべき位置で逆相の制御音）が制御音源から発せら
れ、空間内の騒音レベルが低減する。

【００１４】なお、適応ディジタルフィルタのフィルタ
係数は、適応処理手段によって、騒音の発生状態を表す
基準信号と、騒音の低減状態を表す残留騒音信号とに基
づき適宜更新されるため、適宜制御が進行すれば、最適
値に収束する。そして、周期ずれ検出手段が、パルス信
号の周期と基準信号の周期との間のずれを検出し、その
検出されたずれに基づいて基準信号補正手段が基準信号
を補正するから、基準信号の周期は、実際の騒音源にお
ける騒音の発生状態を表すパルス信号の周期に一致又は
略一致するようになる。

【００１５】ここで、周期ずれ検出手段の具体的な構成
としては、請求項２又は請求項３に記載されるようなも
のが考えられる。即ち、例えばパルス信号の周期と基準
信号の周期との間にずれが生じると、上述したように適
応ディジタルフィルタのフィルタ係数が常に変化するこ
とから、請求項２に係る能動型騒音制御装置のように、
その適応ディジタルフィルタのフィルタ係数の変化状況
に基づいて、パルス信号の周期と基準信号の周期との間
のずれが検出される。

【００１６】また、パルス信号の周期と基準信号の周期
との間のずれは、図１０で説明したように、実際のクラ
ンク角信号とサンプリング・クロックとの関係によって
生じるのであるが、サンプリング・クロックは使用する
コントローラ内のマイクロコンピュータ等によって決ま
るため、結局のところ、実際のクランク角信号の周期が
判れば、ずれは略推定することが可能になる。しかし、
実際のクランク角信号は図１０で説明したように制御実
行中には未知である。

【００１７】そこで、本発明者は、知り得る範囲で実際
のクランク角信号に最も近い信号、即ち、基準信号の周
期に基づいて、パルス信号の周期と基準信号の周期との
間のずれが推定できると考え、実験を試みたところ、パ
ルス信号の周期及び基準信号の周期間のずれと、基準信
号の周期との間に、略比例関係が存在することを見出し
たものである。

【００１８】よって、請求項３に係る能動型騒音制御装
置のように、基準信号の周期に基づけば、パルス信号の
周期と基準信号の周期との間のずれが検出される。

【００１９】

【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及び図２は本発明の第１実施例の構成を示
す図であり、これは、本発明に係る能動型騒音制御装置
を、車両２の車室３内の騒音の低減を図る車両用能動型
騒音制御装置１に適用したものである。

【００２０】先ず、構成を説明すると、図１に示すよう
に、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４から、空間としての車室３内に伝達される
周期的な騒音としてのこもり音の低減を図る装置であっ
て、エンジン４には、エンジン４のクランク軸の回転に
同期したパルス信号であるクランク角信号ＣＰを出力す
るパルス信号生成手段としてのクランク角センサ５が取
り付けられている。

【００２１】一方、車室３内には、車室３内に残留する
騒音の音圧を測定する残留騒音検出手段としての複数
（図１には二つのみ示す）のマイクロフォン８ａ，８ｂ
と、車室３内に制御音を発生する制御音源としての複数
（図１には一つのみ示す）のラウドスピーカ９が配設さ
れている。そして、クランク角センサ５から出力された
クランク角信号ＣＰ及びマイクロフォン８ａ，８ｂから
出力された残留騒音信号ｅが、マイクロコンピュータ等
から構成されるコントローラ１０に供給されている。

【００２２】コントローラ１０は、供給される各信号Ｃ
Ｐ，ｅに基づいて所定の演算処理を実行し、エンジン４
から車室３内に伝達されるこもり音が打ち消されるよう
な制御音がラウドスピーカ９から発せられるように、ラ
ウドスピーカ９に駆動信号ｙを供給する。コントローラ
１０は、その機能構成をブロック図で表した図２に示す
ように、クランク角センサ５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基準信号ｘ
を生成する基準信号生成部１１と、基準信号ｘに基づい
て駆動信号ｙを生成するフィルタ係数可変の適応ディジ
タルフィルタ１３と、基準信号ｘが入力されるディジタ
ルフィルタ１４と、基準信号ｘをディジタルフィルタ１
４で処理した値ｒ及び残留騒音信号ｅに基づいて適応デ
ィジタルフィルタ１３のフィルタ係数を更新するフィル
タ係数更新部１５と、を備えている。

【００２３】これらの内、ディジタルフィルタ１４は、
ラウドスピーカ９とマイクロフォン８ａ，８ｂとの間の
伝達関数を有限インパルス応答関数の形でモデル化した
ディジタルフィルタＣ_lm（ｌ＝１，２，…，Ｌ、ｍ＝
１，２，…，Ｍ）を、Ｍ個のラウドスピーカ及びＬ個の
マイクロフォンの全ての組み合わせ（Ｌ×Ｍ）について
有していて、基準信号ｘをそれらディジタルフィルタＣ
_lmでフィルタ処理した値ｒ_lmを生成し出力する。

【００２４】一方、適応ディジタルフィルタ１３は、ラ
ウドスピーカ９の個数に対応してＭ個のフィルタ係数可
変の適応ディジタルフィルタＷ_m を有していて、基準信
号ｘをそれら適応ディジタルフィルタＷ_m でフィルタ処
理することにより、駆動信号ｙ_m を生成し出力する。そ
して、フィルタ係数更新部１５は、ディジタルフィルタ
１４から供給される処理信号ｒ_lmとマイクロフォン８
ａ，８ｂから供給される残留騒音信号ｅ_l とに応じて、
適応ディジタルフィルタ１３の各適応ディジタルフィル
タＷ_m のフィルタ係数を、ＬＭＳアルゴリズムに基づい
て更新する。

【００２５】ここで、ＬＭＳアルゴリズムは、適応ディ
ジタルフィルタのフィルタ係数を更新するのに好適なア
ルゴリズムの一つであって、ｌ番目（ｌ＝１，２，…，
Ｌ）のマイクロフォンが検出した残留騒音信号をｅ
_l （ｎ）、ラウドスピーカから制御音が発生していない
時のｌ番目のマイクロフォンが検出した残留騒音信号を
ｅｐ_l （ｎ）、ディジタルフィルタＣ_lmのｊ番目（ｊ＝
０，１，２，…，Ｉ_C −１：Ｉ_C は定数）のフィルタ係
数をＣ_lmj 、基準信号をｘ（ｎ）、基準信号ｘ（ｎ）が
入力されたｍ番目のラウドスピーカを駆動する適応ディ
ジタルフィルタＷ_mのｉ番目（ｉ＝０，１，２，…，Ｉ
_K −１：Ｉ_K は定数）のフィルタ係数をＷ_miとすると、 が成立する。

【００２６】なお、（ｎ）がつく項は、いずれもサンプ
リング時刻ｎにおけるサンプル値を表し、また、Ｉ_C は
フィルタＣ_lmのタップ数（フィルタ次数）、Ｉ_K は適応
ディジタルフィルタＷ_m のタップ数（フィルタ次数）で
ある。上記（１）式中、右辺の「ΣＷ_miｘ（ｎ−ｊ−
ｉ）」の項は適応ディジタルフィルタに基準信号ｘ
（ｎ）を入力した時の出力ｙ_m （ｎ）を表し、「ΣＣ
_lmj ｛ΣＷ_miｘ（ｎ−ｊ−ｉ）｝」の項はｍ番目のラウ
ドスピーカに入力された信号ｙ _m （ｎ）がそこから制御
音として空間に出力され伝達関数Ｃ_lmを経てｌ番目のマ
イクロフォンに到達した時の信号を表し、さらに、「Σ
ΣＣ_lmj ｛ΣＷ_miｘ（ｎ−ｊ−ｉ）｝」の項はｌ番目の
マイクロフォンへ到達した信号を足し合わせているか
ら、ｌ番目のマイクロフォンに到達する制御音の総和を
表している。

【００２７】次いで、評価関数Ｊｅを、 とする。

【００２８】そして、評価関数Ｊｅを最小にするフィル
タ係数Ｗ_miを求めるのが、ＬＭＳアルゴリズムであり、
具体的には、評価関数Ｊｅを各フィルタ係数Ｗ_miについ
て偏微分した値で、フィルタ係数Ｗ_miを更新する。そこ
で、上記（２）式より、 となるが、上記（１）式より、 となるから、この（４）式の右辺をｒ_lm（ｎ−ｉ）とお
けば、フィルタ係数の更新は、重み係数γ_l も含めた形
で下記の（５）式のようになる。

【００２９】 なお、αは収束係数と呼ばれる係数であり、フィルタが
最適に収束する速度やその安定性に関与する。

【００３０】つまり、フィルタ係数更新部１５は、上記
（５）式に基づいて、適応ディジタルフィルタＷ_m のフ
ィルタ係数Ｗ_miを更新するようになっている。またさら
に、コントローラ１０は、適応ディジタルフィルタＷ_m
のフィルタ係数Ｗ_miに基づいてクランク角信号ＣＰの周
期と基準信号ｘの周期との間のずれを検出するずれ検出
部１６と、このずれ検出部１６が検出した周期ずれΔＴ
に応じて基準信号ｘの周期Ｔ_K を補正して周期Ｔ_S とす
る基準信号補正部１７と、を備えている。

【００３１】ここで、適応ディジタルフィルタＷ_m のフ
ィルタ係数Ｗ_miに基づいて、クランク角信号ＣＰの周期
と、基準信号ｘの周期との間のずれを検出することがで
きる理由を説明する。なお、説明を簡単にするために、
一つの適応ディジタル有限フィルタＷを考え、そのタッ
プ数を２（フィルタ係数Ｗ₀ ，Ｗ₁ ）とする。即ち、こ
の適応ディジタルフィルタＷのフィルタ係数によって形
成される系をＷ（ｚ）とすると、タップ数が２であるこ
とから、 Ｗ（ｚ）＝Ｗ₀ ＋Ｗ₁ Ｚ^-1 となる。さらに、 Ｚ＝ｅｘｐ（−ｊωｔ） とすれば、 Ｗ（ｅｘｐ（−ｊωｔ）） ＝Ｗ₀ ＋Ｗ₁ ｅｘｐ（−ｊωｔ） ＝（Ｗ₀ ＋Ｗ₁cosωｔ）−ｊＷ₁sinωｔ となり、この系の位相（ tanθ）及びゲイン（｜Ｗ
｜² ）は、 tanθ ＝−Ｗ₁sinωｔ／（Ｗ₀ ＋Ｗ₁cosωｔ） ｜Ｗ｜² ＝（Ｗ₀ ＋Ｗ₁cosωｔ）² ＋（Ｗ₁sinωｔ）² となる。

【００３２】そして、クランク角信号ＣＰの周期と基準
信号ｘの周期とがずれている状況では、相対的に基準信
号ｘの位相が変化していると考えられ、そのような基準
信号ｘによってこもり音を打ち消すためには、Ｗ（ｚ）
の位相が変化しなければならない。つまり、 ｜Ｗ｜² ：一定 tanθ ：変化（０〜２πrad ） となるように、フィルタ係数Ｗ₀ ，Ｗ₁ が変化するので
ある。

【００３３】このため、フィルタ係数Ｗ₀ ，Ｗ₁ は、ク
ランク角信号ＣＰの周期と基準信号ｘの周期とがずれて
いる状況では、それらフィルタ係数Ｗ₀ ，Ｗ₁ の最適点
は、図３に示すように、ずれが生じていない時の最適点
Ｗ_OPT に落ち着くことなく、常に移動するのであり、そ
の移動軌跡の周期が、クランク角信号ＣＰの周期と基準
信号ｘの周期との間のずれに応じて決まってくるのであ
る。

【００３４】従って、フィルタ係数Ｗ₀ ，Ｗ₁ の変化状
況を監視することにより、逆に、クランク角信号ＣＰの
周期と基準信号ｘの周期との間のずれを検出することが
できるのである。なお、適応ディジタルフィルタＷ_m の
フィルタ係数Ｗ_miの変化の周期を求める具体的な方法と
しては、そのフィルタ係数Ｗ_miをフーリエ変換する（具
体的には、ＦＦＴ演算を行う）ことにより例えば図４
（ａ）に示すように特にパワーの強い周波数を検出する
方法や、フィルタ係数Ｗ_miの自己相関関数を演算してそ
の周期性を求めて例えば図４（ｂ）に示すように周期ず
れΔＴを検出する方法等が考えられる。

【００３５】そして、基準信号補正部１７は、基準信号
生成部１１がクランク角信号ＣＰにのみ基づいて求めた
基準信号ｘの周期Ｔ_K を、ずれ検出部１６が検出した周
期ずれΔＴで補正して周期Ｔ_S （＝Ｔ_K −ΔＴ）を演算
するようになっていて、基準信号生成部１１は、その補
正された周期Ｔ_S に基づいて、クランク角信号ＣＰと同
じ周期の正弦波状の信号でなる基準信号ｘを生成するよ
うになっている。

【００３６】図５及び図６は、コントローラ１０内にお
ける処理の流れの概要を示すフローチャートであり、以
下、図５及び図６に従って本実施例の動作を説明する。
即ち、図５に示す処理は、所定のサンプリング・クロッ
クごとの割り込み処理として実行され、主に駆動信号ｙ
_m の生成処理及び適応ディジタルフィルタＷ_mのフィル
タ係数_miの更新処理を担っている。一方、図６に示す処
理も、所定サンプリング・クロックごとの割り込み処理
として実行され、基準信号ｘの生成処理を担っている。

【００３７】先ず、図５に示す処理について説明する
と、そのステップ１０１において、現サンプリング時刻
における基準信号ｘを読み込み、次いでステップ１０２
に移行して、基準信号ｘをディジタルフィルタＣ_lmでフ
ィルタ処理して（具体的には、畳み込み積分を行って）
処理信号ｒ_lmを演算する。そして、ステップ１０３に移
行し、残留騒音信号ｅ_l を読み込んだら、ステップ１０
４に移行して、上記（５）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。

【００３８】フィルタ係数Ｗ_miの更新処理を終えたら、
ステップ１０５に移行し、基準信号ｘを適応ディジタル
フィルタＷ_m でフィルタ処理して（具体的には、畳み込
み積分を行って）駆動信号ｙ_m を生成する。そして、ス
テップ１０６に移行して、その駆動信号ｙ_m を各ラウド
スピーカ９に出力し、今回の処理を終了する。

【００３９】制御開始直後は、適応ディジタルフィルタ
１３のフィルタ係数が最適な値に収束しているとは限ら
ないので、ラウドスピーカ９から発せられる制御音によ
ってこもり音が必ずしも低減するとはいえない。しか
し、図５に示す処理が繰り返し実行されると、フィルタ
係数更新部１５がＬＭＳアルゴリズムに基づき、車室３
内のこもり音が低減するように適応ディジタルフィルタ
１３のフィルタ係数を更新していくので、ラウドスピー
カ９から発せられる制御音によってこもり音が打ち消さ
れ、車室３内の騒音が低減されるようになる。

【００４０】一方、図６に示す処理では、そのステップ
２０１において、クランク角信号ＣＰが入力されている
か否かを判定し、ここでクランク角信号ＣＰが入力され
ていると判定された場合には、ステップ２０２に移行す
る。ステップ２０２では、前回のクランク角信号ＣＰが
入力された時刻と、現在の時刻との差から、クランク角
信号ＣＰの周期Ｔ_K を演算する。

【００４１】次いで、ステップ２０３に移行し、適応デ
ィジタルフィルタＷ_m のフィルタ係数Ｗ_miの変化状況と
しての周期性に基づいて、周期ずれΔＴを演算する。な
お、フィルタ係数Ｗ_miの周期性は、上述したように、Ｆ
ＦＴ演算を行うか或いは自己相関関数を演算することに
より演算される。そして、ステップ２０４に移行し、下
記の（６）式に従って、補正された正確なクランク角信
号ＣＰの周期Ｔ_S を演算する。

【００４２】 Ｔ_S ＝Ｔ_K −ΔＴ ……（６） 次いで、ステップ２０５に移行し、ステップ２０４で求
められた周期Ｔ_S で変化する正弦波状の信号でなる基準
信号ｘを生成する。なお、ここでは、その周期Ｔ_S に応
じて一周期分の基準信号ｘを予め生成するのであり、且
つ、前回の処理で生成した基準信号ｘの最後の値に連続
するように（つまり、位相合わせを行って）新たな基準
信号ｘを生成する。

【００４３】そして、ステップ２０５からステップ２０
６に移行し、若しくはステップ２０１の判定が「ＮＯ」
の場合にはステップ２０１から直接ステップ２０６に移
行して、現在のサンプリング時刻に対応する基準信号ｘ
を出力し、これで今回の処理を終了する。このような図
６に示す処理が実行されると、クランク角信号ＣＰの発
生タイミングと図６に示す処理の割り込みタイミングと
の間の差や、上述した位相合わせによる位相差θによっ
て、実際のクランク角信号ＣＰの周期と基準信号ｘの周
期との間にずれが生じようとしても、そのずれが消滅す
るように周期Ｔ_K を補正した周期Ｔ_S に基づいて、これ
から生成される基準信号ｘの周期Ｔ_S が決定され、フィ
ードフォワード制御の基礎となる基準信号ｘが生成され
ることになる。

【００４４】従って、実際のクランク角信号ＣＰの周期
に一致した又は略一致した周期の基準信号ｘが生成され
るため、乗員に不快感を与えることもないし、車室３内
のこもり音を確実に低減することができ、快適な車室３
内の運転環境が得られる。そして、実際のクランク角信
号ＣＰの周期に一致した又は略一致した周期の基準信号
ｘが生成されれば、適応ディジタルフィルタＷ_m のフィ
ルタ係数Ｗ_miを頻繁に変化させなくても、車室３内に伝
達されるこもり音と、ラウドスピーカ９から発せられる
制御音とを同期させることができるから、適応ディジタ
ルフィルタＷ_m の更新処理の追従速度を極端に大きくす
る必要がない。つまり、収束係数αを特に大きくしなく
ても充分な収束が確保されるから、安定した制御が実行
されるようになり、制御の発散や、発散が誤検出される
等の可能性が高くなってしまうことがないのである。

【００４５】ここで、本実施例にあっては、基準信号生
成部１１及びステップ２０１，２０２，２０５の処理に
よって基準信号生成手段が構成され、ステップ１０５の
処理によって駆動信号生成手段が構成され、ディジタル
フィルタ１４，フィルタ係数更新部１５及びステップ１
０２〜１０４の処理によって適応処理手段が構成され、
ずれ検出部１６及びステップ２０３における処理によっ
て周期ずれ検出手段が構成され、基準信号補正部１７及
びステップ２０４における処理によって基準信号補正手
段が構成される。

【００４６】図７乃至図９は本発明の第２実施例を示す
図であり、これも、上記第１実施例と同様に、車両用能
動型騒音制御装置に本発明を適用したものである。な
お、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。即ち、本実施例の構成は、
基本的には上記第１実施例と同じであり、異なるのは、
コントローラ１０の機能構成を表すブロック図である図
７に示されるように、ずれ検出部１６が、適応ディジタ
ルフィルタのフィルタ係数の周期性に基づいて周期ずれ
ΔＴを演算するのではなく、基準信号生成部１１がクラ
ンク角信号ＣＰに基づいて演算した基準信号ｘの周期Ｔ
_K に基づいて周期ずれΔＴを演算するように構成されて
いる点である。

【００４７】ここで、本発明者等が行った実験によれ
ば、補正される前の基準信号ｘの周期Ｔ_K と周期ずれΔ
Ｔとの間には、略図８に示すような比例関係が存在する
ことが判明した。そこで、実際の車両について実験を行
って、実際のクランク角信号（ディジタル変換される前
のクランク角信号）ＣＰ及びこれに基づいて演算された
基準信号ｘ間の周期ずれΔＴと、そのときの基準信号ｘ
の周期Ｔ_K との関係を予め調べて例えば図８に示すよう
な記憶テーブルを作成しておき、ずれ検出部１６は、周
期Ｔ_K に基づいて予め作成された記憶テーブルを参照し
て周期ずれΔＴを求めるように構成する。

【００４８】図９は、コントローラ１０内で実行される
処理の概要を示すフローチャートであり、上記第１実施
例で説明した図６に対応する。なお、図９に示す処理の
うち図６と同様の処理にはこれと同じ符号を付しその重
複する説明は省略するとともに、図５に対応する処理は
同じであるため、その図示及び説明は省略する。即ち、
図９に示す処理にあっては、ステップ２０２でクランク
角信号ＣＰに基づいて周期Ｔ_K を演算した後に、ステッ
プ３０１に移行し、その周期Ｔ_K に基づいて図８に示す
ような記憶テーブルを参照して、周期ずれΔＴを求め
る。

【００４９】そして、ステップ２０４に移行して上記
（６）式に従って補正された周期Ｔ_Sを演算し、次いで
ステップ２０５以降の処理を実行する。このような処理
を実行する結果、本実施例にあっても、実際のクランク
角信号ＣＰの周期に一致した又は略一致した周期の基準
信号ｘが生成されるため、上記第１実施例と同等の作用
効果が得られる。

【００５０】しかも、本実施例にあっては、周期ずれΔ
Ｔを求めるために、特にＦＦＴ演算や自己相関関数の演
算等が不要であるため、上記第１実施例に比べて演算負
荷が軽減されるという有利な点がある。ここで、本実施
例では、ずれ検出部１６，図８に示したような関係の記
憶テーブル及びステップ３０１の処理によって周期ずれ
検出手段が構成される。

【００５１】なお、上記各実施例では、本発明をエンジ
ン４から車室３内に伝達されるこもり音を低減する車両
用能動型騒音制御装置１に適用した場合について説明し
ているが、本発明の適用対象はこれに限定されるもので
はなく、車室３以外の空間の騒音を低減する装置に適用
してもよい。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
騒音に同期したパルス信号の周期と基準信号の周期との
間のずれを検出し、その検出されたずれに基づいて基準
信号の周期を補正する構成としたため、実際のパルス信
号の周期に一致した又は略一致した周期の基準信号を生
成することができ、良好な騒音低減制御が実行されると
ともに、適応ディジタルフィルタのフィルタ係数を頻繁
に変化させる必要がなくなるから、安定した制御が実行
されるようになり、制御の発散や、発散が誤検出される
等の可能性が高くなってしまうことが避けられるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の全体構成を示す図である。

【図２】第１実施例の機能構成を示すブロック図であ
る。

【図３】適応ディジタルフィルタのフィルタ係数の変化
状況を説明する図である。

【図４】適応ディジタルフィルタのフィルタ係数の周期
性の検出方法の例を説明する図である。

【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】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２実施例の機能構成を示すブロック図であ
る。

【図８】基準信号の周期と周期ずれとの関係の一例を示
すグラフである。

【図９】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１０】従来の問題点を説明する波形図である。

【符号の説明】

１ 車両用能動型騒音制御装置 ２ 車両 ３ 車室（空間） ４ エンジン（騒音源） ５ クランク角センサ（パルス信号生成手段） ８ａ，８ｂ マイクロフォン（残留騒音検出手段） ９ ラウドスピーカ（制御音源） １０ コントローラ １１ 基準信号生成部（基準信号生成手段） １６ ずれ検出部 １７ 基準信号補正部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 騒音源から発せられた周期的な騒音が伝
   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に基づいて前記周期的な騒音に同期
   したパルス信号を生成するパルス信号生成手段と、前記
   空間内の所定位置における残留騒音を検出し残留騒音信
   号として出力する残留騒音検出手段と、前記パルス信号
   と同じ周期の信号でなる基準信号を生成する基準信号生
   成手段と、フィルタ係数可変の適応ディジタルフィルタ
   と、前記基準信号を前記適応ディジタルフィルタでフィ
   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
   る駆動信号生成手段と、前記基準信号及び前記残留騒音
   信号に基づいて前記空間内の騒音が低減するように前記
   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、前記パルス信号の周期と前記基準信号の周
   期との間のずれを検出する周期ずれ検出手段と、この周
   期ずれ検出手段の検出結果に基づいて前記基準信号を補
   正する基準信号補正手段と、を備えたことを特徴とする
   能動型騒音制御装置。
2. 【請求項２】 周期ずれ検出手段は、適応ディジタルフ
   ィルタのフィルタ係数の変化状況に基づいて、パルス信
   号の周期と基準信号の周期との間のずれを検出する請求
   項１記載の能動型騒音制御装置。
3. 【請求項３】 周期ずれ検出手段は、基準信号の周期に
   基づいて、パルス信号の周期と基準信号の周期との間の
   ずれを検出する請求項１記載の能動型騒音制御装置。