JPH086573A

JPH086573A - 能動型騒音制御装置

Info

Publication number: JPH086573A
Application number: JP6140360A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Nakamura; 満中村; Koichi Ono; 浩一小野
Original assignee: Hitachi Automotive Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd; Hitachi Car Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Priority date: 1994-06-22
Filing date: 1994-06-22
Publication date: 1996-01-12

Abstract

(57)【要約】（修正有）【構成】加速度センサ１からの信号１０１を増幅する入
力アンプ１４１と、マイクロホン２からの信号１０５を
増幅する入力アンプ１５１、それに、スピーカ３に出力
信号を与えるパワ−アンプ５のそれぞれに、マイクロプ
ロセッサ４３からゲイン切替指令信号１０７、１０８、
１０９を供給し、センサ信号１０１、車室内音圧信号１
０５のレベル変動に応じてゲインを可変制御するように
したもの。【効果】騒音(エラー信号)による信号１０５や振動によ
る信号１０１のレベルが大きく変動しても、Ａ／Ｄ４
２、５２の入力ゲイン及びＤ／Ａ４４出力後のパワーア
ンプ５のゲインが信号レベルに応じて可変されるので、
コントローラ内部の制御演算の(ビット当りの)分解能が
常に最適であるように保たれ、制御効果が低下せず、且
つ入力ゲイン切替の前後で、２次音のスピーカ音量が不
連続に変化しないようにでき、常に的確な騒音の抑圧を
得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走行中に発生する車両
の車室内騒音など、音圧レベルが広いダイナミックレン
ジにわたり、時々刻々変化している騒音を能動的に消音
する装置に係り、特に自動車用に好適な能動型騒音制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】騒音は、発生しないようにするのが理想
的であるが、実用上はかなりの困難が伴う。そこで、騒
音の発生はやむを得ないものとして、別途、その騒音を
打ち消すような音(２次音と呼ぶ)を発生させ、例えば自
動車の車室内などの特定の音場内で騒音が感じられない
ようにする、いわゆる能動型騒音抑制技法が、近年、注
目されるようになっている。

【０００３】そこで、この能動型の騒音抑制技法につい
て、更に具体的に説明すると、この技法では、騒音が存
在している自動車の車室内などの音場で、マイクロフォ
ンなどの音響−電気変換手段により騒音を検出し、これ
をコントローラに入力し、騒音に対して同一の振幅では
あるが、位相が逆になっている２次音を、音場内にある
ラウドスピーカなどの電気−音響変換手段から発生さ
せ、これによりマイクロフォンが設けられている位置で
騒音が打ち消され、騒音の音圧が最小になるようにした
ものである。

【０００４】そして、この技法に関しては、例えば、
“自動車の車室内での騒音と振動の能動的な制御"(Acti
ve Noise and Vibration Control within the Automobi
le)A M Mcdonald, et al, International Symposium on
Active Control of Soundand Vibration, ASJ Proc.'9
1, Tokyo,April 9-11, 1991, pp.147-156と題された論
文では、４気筒エンジンの自動車におけるエンジンのこ
もり音や、ロードノイズ等について、一定の消音効果が
得られたという適用例が報告されている。

【０００５】ところで、このような能動騒音制御に適用
すべき制御アルゴリズムには、種々の方式が提案されて
いるが、その中で広く使用されているアルゴリズムに、
適応制御の一種で、ＭＥＦＸ−ＬＭＳ(フィルタードＸ
ＬＭＳ)アルゴリズムと呼ばれる方式のアルゴリズムが
ある。

【０００６】これは、B.Widrow 等によって確立された
アルゴリズムで、例えば“能動的制御のための信号処理
方法 −適応形信号処理方法−"(Signal Processing fo
r Active Control −Adaptive Signal Processing−)Ha
reo HAMADA, International Symposium on Active Cont
rol of Sound andVibration, ASJ Proc.'91, Tokyo,Apr
il 9-11, 1991, pp.33-44と題された論文の中で詳しく
紹介されている。

【０００７】このアルゴリズムについての詳しい説明
は、ここでは省略するが、要するに、騒音信号(エラー
信号)の二乗値が最小になるように、時々刻々２次音出
力を適応させていくことと、レファレンス信号(参照信
号)と呼ばれる騒音を予測しうる信号を用いて２次音を
生成するという、いわゆる、フィードフォワード制御で
あることとが、その特徴として挙げられるものである。

【０００８】このとき、用いられる参照信号としては、
元の騒音(１次音)に対して充分相関性が高いことが必要
で、例えば、前述のエンジンこもり音のときには、エン
ジン回転信号等を用いることが出来る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、自動車が走
行中に車室内に現れる騒音としては、前述したエンジン
こもり音やロードノイズの他にも風切り音、エアコンフ
ァン音など種々の音があり、これらの音の音圧レベル
は、自動車の走行速度や路面などの道路環境により大き
く変動する。

【００１０】従って、このような場合には、騒音打消用
のラウドスピーカによる２次音出力レベルも状況に応じ
て大きく変化する。また、参照信号として、例えば走行
中の路面の凹凸による加振が原因であるロードノイズ用
の参照信号を用いるようにし、そのために加速度センサ
などの物理量−電気変換手段を用いて振動伝達系である
サスペンションや車体パネルの振動加速度を検出した場
合においても、舗装路とラフロードでは振動検出レベル
が大きく異なる。

【００１１】一方、これらの信号は、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ
／Ａ変換器を介して制御コントローラへ入出力される
が、従来の能動騒音制御システムで用いられているＡ／
Ｄ変換器やＤ／Ａ変換器のゲイン(アナログ電圧／ディ
ジタルビット数)は一定である場合がほとんどであり、
このため、自動車の車室内騒音のように、変動のダイナ
ミックレンジが広い制御対象に対しては、エラー信号
(音圧)が低かったり、参照信号(振動)が小さかったりし
た場合には、Ａ／Ｄ変換がアンダースケールになり、デ
ィジタル制御系の演算分解能が不足し、他方、逆の場合
には、オーバースケールになって入力が飽和してしま
う、また、スピーカへのアンプゲインが足りなくなっ
て、２次音出力レベルが不足してしまう、などの問題が
発生する虞れがあった。

【００１２】そこで、このような問題に対処するため、
オーディオ機器などで用いられている入出力信号の可変
ゲインシステムを適用し、制御コントローラへのＡ／Ｄ
入力ゲイン及びＤ／Ａ出力後のスピーカアンプゲインを
信号レベルに応じて切り替え可変にする方法が考えられ
る。

【００１３】しかしながら、このような能動騒音制御シ
ステムにおいては、入出力信号レベルは、適応制御の収
束性や安定性にも影響し、騒音を充分に抑圧することが
困難になるという問題があった。また、上記した方法の
ように、参照信号の入力ゲインを単純に切り替えた場合
には、２次音の出力レベルも切替時点で不連続変化して
しまうという問題が生じるが、従来の能動騒音制御シス
テムでは、こうした点について考慮されていなかった。

【００１４】本発明の目的は、車両の走行中に発生する
車室内騒音など、変動のダイナミックレンジが広く、時
々刻々音圧レベルが変化しているような騒音に対して
も、常に適切に能動消音ができるようにした能動騒音制
御装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】まず、上記目的を達成す
るため、第１の発明では、所定の空間内の音をエラー信
号として検出するための少なくとも１個の音響−電気変
換手段と、前記空間内に所定の音を生成するための少な
くとも１個の電気−音響変換手段と、制御すべき騒音と
強い相関を持つ信号を参照信号として検出する少なくと
も１個の物理量−電気変換手段と、所定の評価関数を最
小にするようにして前記参照信号から２次音制御信号を
生成する少なくとも１個の適応フィルタを有する適応信
号処理手段とを備え、前記２次音制御信号を前記電気−
音響変換手段に供給することにより、騒音に対して同一
の振幅で逆位相の２次音を前記空間内に生成し、波形干
渉により騒音を打ち消すようにした能動型騒音制御装置
において、前記適応信号処理手段に入力される前記エラ
ー信号のレベルを制御する第１の入力ゲイン可変手段
と、前記適応信号処理手段に入力される前記参照信号の
レベルを制御する第２の入力ゲイン可変手段と、前記２
次音の出力レベルを制御する出力ゲイン可変手段と設
け、前記第１と第２の入力ゲイン可変手段の少なくとも
一方により信号レベルが制御されたときには、そのレベ
ルの増減方向と反対の方向に前記出力ゲイン可変手段に
よる出力レベルが増減制御されるようにしたものであ
る。

【００１６】次に、上記目的を達成するため、第２の発
明では、さらに、前記適応フィルタの収束係数を調整す
る収束係数調整手段を設け、前記第１と第２の入力ゲイ
ン可変手段の少なくとも一方により信号レベルが制御さ
れたときには、そのレベルの増減方向と反対の方向に前
記収束係数が増減調整されるようにしたものである。

【００１７】また、上記目的を達成するため、第３の発
明では、さらに、前記空間内での２次音出力からエラー
信号検出までの電気音響信号伝達特性を前記適応信号処
理手段から見てモデル化した伝達関数が複数個設定され
ているテーブルを設け、前記第１と第２の入力ゲイン可
変手段の少なくとも一方により信号レベルが制御された
とき、前記適応フィルタ形成のため用いる伝達関数が切
替設定されるようにしたものである。

【００１８】さらに、上記目的を達成するため、第４の
発明では、さらに、前記第１と第２の入力ゲイン可変手
段と、前記出力ゲイン可変手段は、前記参照信号とエラ
ー信号を一定時間測定し、その測定値の平均値、二乗平
均値、最大ピーク値、及び一定値以上のピーク値頻度の
うちの少なくとも一種の情報に基づいてレベル制御を行
なうようにしたものである。

【００１９】

【作用】条件に応じて大きく変動するするような騒音
(エラー信号)や振動(参照信号)であっても、制御コント
ローラへのＡ／Ｄ入力ゲイン及びＤ／Ａ出力後のスピー
カアンプゲインを信号レベルに応じて可変とすることに
より、コントローラ内部の制御演算の(ビット当りの)分
解能が常に最適であるように保たれ、制御効果が低下す
ることはない。また、最適な調整を行うことにより、適
応制御の収束性や２次音の出力レベルをゲイン切替前後
で変えることなく実行でき、制御の安定性を損なうこと
がない。

【００２０】

【実施例】以下、本発明による能動騒音制御装置につい
て、図示の実施例により詳細に説明する。図１は、本発
明の一実施例で、図示のように、自動車の各サスペンシ
ョンに取り付けた加速度センサ１と、車室内に配置され
た騒音検出用マイクロフォン２、消音のための２次音を
出力するスピーカ３、制御用コントローラ４、及びスピ
ーカ駆動用のパワーアンプ５によって構成されている。
ここで、加速度センサ１、マイクロフォン２、それにス
ピーカ３は、図示のように、各々複数個使用されてい
る。

【００２１】この図１の実施例は、車室内騒音のうち、
主としてロードノイズを対象にして本発明を適用したも
ので、ロードノイズは、走行中の路面の凹凸による加振
が原因で発生する振動騒音であり、従って、この図１の
実施例では、参照信号を得るため、自動車の各サスペン
ションに取り付けた加速度センサ１を用いているのであ
る。

【００２２】自動車が走行中、路面の凹凸によりタイヤ
が上下動し、各サスペンションが振動すると、加速度セ
ンサ１は振動加速度を検出し、センサ検出信号１０１と
してコントローラ４に供給する。

【００２３】このセンサ検出信号１０１は、アナログロ
ーパスフィルタ４１を通過後、入力アンプ１４１で設定
ゲインに増幅され、Ａ／Ｄ変換器４２を介してディジタ
ル信号１０２に変換される。同様に、マイクロフォン２
から得られた車室内音圧信号１０５は、アナログローパ
スフィルタ５１を通過後、入力アンプ１５１で設定ゲイ
ンに増幅され、Ａ／Ｄ変換器５２を介してディジタル信
号１０６に変換される。そして、これらのディジタル信
号１０２、１０６は、それぞれマイクロプロセッサ４３
に入力される。

【００２４】コントローラ４内のマイクロプロセッサ４
３は、ディジタル信号１０２を参照信号とし、適応ディ
ジタルフィルタ１０３と畳み込み演算を行なって２次音
出力制御信号１０４を生成する。そして、この出力制御
信号１０４がＤ／Ａ変換器４４及びアナログローパスフ
ィルタ４５を介してパワーアンプ５により増幅され、２
次音出力１１０となってスピーカ３に供給され、これに
より２次音１００が出力される。

【００２５】ここで、マイクロプロセッサ４３は、前述
したＭＥＦＸ−ＬＭＳアルゴリズムを用い、スピーカ３
の２次音出力と１次音(ロードノイズ)との干渉によるエ
ラー信号の二乗和の値が最小になるように、ある一定の
サンプリング間隔で適応ディジタルフィルタ１０３の各
フィルタ係数を時々刻々更新していく。

【００２６】この適応ディジタルフィルタ１０３のフィ
ルタ係数の調整は、以下のようにして行なわれる。ま
ず、ｎ番目サンプル時の２次音制御出力をｙ_m(n)とすれ
ば、参照信号ｘ_k(n)と適応フィルタｗ_mk(i)の畳み込み
として、次の(1)式で与えられる。ｙ_m(n)=Σ_iｗ_mk(i)ｘ_k(n−i)…… ……(1) ただし、ｍ＝０〜(Ｍ−1) ｋ＝０〜(Ｋ−1) ｉ＝０〜(I−1) Ｌ：マイクロホンの個数Ｍ：スピーカの個数Ｋ：センサの個数Ｉ：適応フィルタタップ数そして、適応フィルタｗ_mk(i)の更新式は、次の(2)、
(3)式で表される。ｗ_mk(i)_(n+1)＝λ_mk・ｗ_mk(i)_(n)−α_mk・Σ_lｅ_l(n)ｒ_lmk(n−i)……(2) ｒ_lmk(n)＝Σ_jＣ^_lm(j)ｘ(n−j) …… ……(3) ここで、Ｃ^_lm(j)は、ｍ番目スピーカとｌ番目マイク間
の音響伝達系のモデル関数で、係数Ｊ個のディジタルＦ
ＩＲフィルタで表現されている。

【００２７】これらの式は全て制御コントローラのマイ
クロプロセッサ４３内で計算されているが、(2)式の適
応フィルタ更新式のなかで、係数α_mkと係数λ_mkは、各
々、収束係数及びリーキーパラメータと呼ばれており、
予め所定値に設定されるが、このとき、収束係数α_mkを
大きくすると、１回ごとの適応フィルタｗ_mkの更新量が
大きくなり、最適値に収束するまでの適応時間が短くな
るが、大きすぎると制御が不安定になり、増音、発散現
象を引き起こし易くなるので、適当な値に設定する必要
がある。

【００２８】一方、リーキーパラメータλ_mkは通常１以
下の値を取り、適応フィルタの更新毎に各係数の絶対値
を小さくする働きをする。従って、このリーキーパラメ
ータの働きにより適応フィルタの過大成長を抑制するこ
とができるが、更新量に比してリーキーパラメータの働
きが大きすぎると適応フィルタは成長できず、充分な制
御効果が得られないので、これも適当な値に設定する必
要がある。

【００２９】ここで、信号入力アンプ１４１、１５１及
び２次音増幅用パワーアンプ５は、ゲインが一定の範囲
で無段階、もしくは何段階かに可変切替設定できる可変
増幅回路として構成されており、この切替動作もマイク
ロプロセッサ４３からの切替指令信号１０７、１０８、
１０９に基づいて実行される。

【００３０】図２は、この信号入力アンプ１４１、１５
１のマイクロプロセッサ４３による切替動作手順を示し
たフローチャートで、一定の周期毎に実行され、まず、
センサ信号１０１のディジタル信号１０２、及び車室内
音圧信号１０５のディジタル信号１０６を取り込む(ス
テップ２０)。なお、図２のＳはステップの略である。

【００３１】ここで、ディジタル信号１０２、１０６は
時々刻々、正負に値が変動する信号であり、従って、そ
の大きさの指標となる代表値が必要である。そこで、次
に、検出した信号１０２、１０６の二乗値を計算し、あ
る一定時間(一定サンプリング回)内の平均値を求めて、
代表値とする処理を実行する(ステップ２１)。

【００３２】しかして、この代表値の取り方としては二
乗値に限らず、この他にも、信号の絶対値の平均値、ピ
ーク値、或いは正負の閾値を設け、一定時間内にその閾
値を超えた回数(頻度)とするなど、種々の方法が考えら
れるが、要は、対象の入力信号の変動特性を考慮してい
るようなものであれば、どのような指標値であっても構
わない。

【００３３】次いで、計算された代表値を、初期設定さ
れている望ましい値(目標値)と比較する(ステップ２
２)。この実施例では、図示のように、第１と第２の大
小２種の目標値Ｓ_H、Ｓ_Lが設定されている。ステップ２
２で比較した結果、代表値が第１の目標値Ｓ_Hより大き
い場合は、入力レベルが大きすぎると判断し、マイクロ
プロセッサ４３は信号入力アンプ１４１、１５１に対し
切替指令信号１０７、１０８を送出し、低い方にゲイン
切替動作を行う(ステップ２３、２４)。

【００３４】一方、ステップ２２で比較した結果が否定
Ｎになったときには、次に第２の目標値Ｓ_Lと比較し(ス
テップ２５)、代表値がこの第２の目標値Ｓ_Lより小さい
場合は、今度は入力レベルが小さすぎると判断し、逆
に、高い方にゲイン切替動作を行う(ステップ２６、２
７)。そして、代表値がこの大小２つの目標値間に納ま
っていれば、ステップ２５での結果は否定Ｎになり、望
ましい入力レベルにあるとしてゲイン切替は行われな
い。なお、以上の実施例では、大小２種の目標値Ｓ_H、
Ｓ_Lを設定していたが、この目標値の数を更に多数設定
しておき、それらと比較してゲインの切り替えを行なえ
ば、より細かなゲイン調整を行うことができる。

【００３５】次に、図３は、このようなゲイン切替動作
を実行する制御回路の１実施例で、この実施例は、マイ
クロプロセッサ(マイコン)４３０の入力信号経路にある
ローパスフィルタ４１０とＡ／Ｄ変換器４２０の間にゲ
イン調整用の電子ボリューム回路４６０を設け、出力信
号経路にあるＤ／Ａ変換器４４０とローパスフィルタ４
５０通過後のパワーアンプ５の手前の位置には、同じく
ゲイン調整用の電子ボリューム回路４７０を設けたもの
である。

【００３６】そして、これら電子ボリューム回路４６
０、４７０に対するゲイン切替信号はマイコン４３０の
Ｉ／Ｏポート４３１、４３２からディジタル信号として
出力され、これがＤ／Ａ変換回路４８０、４９０により
アナログのレベルコントロール信号に変換されて入力さ
れるようになっている。なお、この実施例では、Ｉ／Ｏ
ポートから送出されたディジタル信号は５ビットで、こ
れによりゲイン切替は３２段階にわたって制御できるよ
うになっている。

【００３７】ところで、この実施例のように、特に参照
信号(センサ信号)の入力ゲインの切替を行った場合、問
題点が２つある。まず、第１の問題点は、切替直後の参
照信号ｘ_kのレベル変化により、(1)式から明らかなよう
に、２次音制御出力ｙ_mも変化してしまうため、スピー
カからの音量が不連続に変化し、騒音の相殺が乱れてし
まうことである。次に、第２の問題点は、参照信号ｘ_k
の大きさが、(2)から明らかなように、適応フィルタｗ
_mkの１サンプルごとの更新量の大きさに影響するため、
適応収束の速度も切替前後で変ってしまい、騒音の相殺
に必要な制御の連続性が失われてしまうことである。

【００３８】そこで、これらの問題点に対処するため、
この実施例では、さらに以下に説明する処理がマイクロ
プロセッサ４３によって実行されるようになっている。
まず、図４は、参照信号入力ゲイン切替の前後で、２次
音のスピーカ音量が不連続に変化しないようにするため
の処理を示したもので、まず、参照信号、すなわちディ
ジタル信号１０２について、図２のステップ２１の処理
の後、図２のステップ２２、２５の処理と同じようにし
て、その大小が判断される(ステップ４０、４１)。

【００３９】そして、これらの判定結果により、マイク
ロプロセッサ４３から信号入力アンプ１４１への切替指
令信号１０７が送出されたとすると(ステップ４２、４
３)、これに応じて、同時にパワーアンプ５へもゲイン
切替指令信号１０９が送出されるようになっている(ス
テップ４４、４５)。

【００４０】ここで、これらのステップ４２と４３、そ
れにステップ４４と４５から明らかなように、このとき
でのゲイン切替の方向は、信号入力アンプ１４１とパワ
ーアンプ５では逆方向になるようになっている。そし
て、このとき、信号入力アンプ１４１のゲイン修正量に
対するパワーアンプ５の切替の修正量は、同一の適応フ
ィルタに対する最終のスピーカ音量が変わらないような
レベルに設定されている。

【００４１】なお、上記したレベルの設定については、
初期的に同定した、車室内空間でのセンサ信号１０１→
２次音１００→エラー信号１０５間の電気音響伝達系の
伝達関数を考慮して設定することにより、適正に行なう
ことができる。

【００４２】従って、以上の実施例によれば、制御コン
トローラへのＡ／Ｄ入力ゲイン及びＤ／Ａ出力後のスピ
ーカアンプゲインが、信号レベルに応じて可変制御され
るので、騒音(エラー信号)や振動(参照信号)が広いダイ
ナミックレンジをもって常に変化したとしても、コント
ローラ内部の制御演算の(ビット当りの)分解能が常に最
適であるように保たれ、制御効果が低下することはな
く、しかも、このとき、この実施例によれば、参照信号
入力ゲイン切替の前後で、２次音のスピーカ音量が不連
続に変化しないようにすることができ、常に的確な騒音
の抑圧を得ることができる。

【００４３】次に、図５は、切替前後において適応フィ
ルタの更新速度が変化しないようにするための本発明の
一実施例による処理を示したもので、図４の処理におけ
るステップ４３とステップ４５での処理が、それぞれス
テップ５０とステップ５１の処理に変更されている以外
は、図４の処理と同じである。まず、参照信号、すなわ
ちディジタル信号１０２について、図２のステップ２１
の処理の後、図２のステップ２２、２５の処理と同じよ
うにして、その大小が判断される(ステップ４０、４
１)。

【００４４】そして、これらの判定結果により、マイク
ロプロセッサ４３から信号入力アンプ１４１への切替指
令信号１０７が送出されたとすると(ステップ４２、４
３)、これに応じて、同時に収束係数α_mkが変更される
ようにしたものである(ステップ５０、５１)。そして、
このとき、ステップ４２とステップ５０、それにステッ
プ４４とステップ５１での入力アンプ１４１のゲイン
と、収束係数α_mkの大小関係が反対になっている点も、
図４の場合と同じである。

【００４５】上記(2)式からも明らかなように、参照信
号の入力レベル変化に伴ってフィルタードＸ：ｒ_lmk(n)
の大きさも変化し、結果として適応フィルタｗ_mk(i)の
更新速度に影響してしまう。特に入力レンジを上げたと
きには更新が早くなるので、一見、好ましいようではあ
るが、制御安定限界を超える場合があり得るので、必ず
しもそうではない。

【００４６】ここで、このアルゴリズムの安定条件は、
次の(3)式で表わされる。 α_mk・Ｉ・σ_mk ²≦１， σ²＝＜Σ_lｒ_lmk ²＞…… ……(3) 但し、Ｉはフィルタｗ_mk(i)のタップ数、＜Σ_lｒ_lm＞は
期待値そこで、この図５の処理では、入力レンジの切替前後
で、この(3)式による安定条件を満足し、なおかつつ更
新速度が一定に保たれるように制御するため、信号入力
アンプ１４１のゲイン修正によるσ_mk ²の変化分の二乗
に反比例して、収束係数α_mkの値を変化させるようにな
っている。

【００４７】従って、この実施例によれば、適応収束の
速度が切替前後で変化しないので、騒音の相殺に必要な
制御の連続性を充分に持たせることができる。

【００４８】ところで、上記実施例のように、エラー信
号１０５に応じて信号入力アンプ１４１及びスピーカ３
へのパワーアンプ５のゲイン切替調整を行った場合に
は、厳密にいえば、(2)式で表わされる音響伝達関数Ｃ
_lm＾の特性(大きさ)も変化し、初期設定した値と異なっ
てくるため、これを再調整する必要がある。但し、アン
プゲインを調整しても、回路的に位相特性が大きく変化
しないようになっている場合には、ゲイン切替に対応し
て、このゲインに比例して、初期設定してある音響伝達
関数Ｃ_lm＾を調整するだけでよい。そして、これは、収
束係数α_mkの調整に置き換えることができる。

【００４９】しかしながら、回路特性の問題により、ゲ
イン切替により初期設定してある音響伝達関数Ｃ_lm＾に
対して位相特性が大幅に変化してしまう場合には、切替
後の音響伝達系のモデル誤差により、適応制御不能にな
ってしまう虞れが多分に生じてしまうので、再調整が不
可避となる。

【００５０】図６は、このような場合に対処し得るよう
にした場合の本発明の一実施例で、ゲイン修正量に対応
して複数個の音響伝達関数Ｃ_lm＾を用意しておき、切替
に応じて、最適な音響伝達関数Ｃ_lm＾を再設定するよう
にしたものである。まず、マイクロプロセッサ４３には
所定のテーブルが用意してあり、これにＰ個の設定音響
伝達関数Ｃｐ_lm＾(ｐ＝０，…，Ｐ−１)を、予め各ゲイ
ン設定値に対応した音響伝達関数Ｃ_lm＾の値としてテー
ブル設定されている。

【００５１】そして、ステップ６０、６１で、入力アン
プ１４２とパワーアンプ５の少なくとも一方にゲイン切
替指令信号１０８、１０９が送出されたと判断されたと
き、ステップ６２の処理を実行し、ゲイン修正量に対応
して、Ｐ個のテーブル設定値のうちから最適な１個の音
響伝達関数Ｃ_lm＾を選択し、それをステップ６３で新し
い音響伝達関数Ｃ_lm＾の値として再設定し、(2)式での
適応更新に対応するようにしたものである。

【００５２】従って、この実施例によれば、ゲイン切替
により初期設定してある音響伝達関数Ｃ_lm＾に対して位
相特性が大幅に変化してしまう場合でも、適応制御が不
能になってしまう虞れがなく、常に的確な騒音抑圧を得
ることができる。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、車両の走行中に発生す
る車室内騒音など、変動のダイナミックレンジが広く、
しかも時々刻々音圧レベルが変化しているような騒音に
対しても常に安定して制御ができるので、高い雑音抑圧
性能を確保できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による能動型騒音制御装置の一実施例を
示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施例における入力信号アンプの切
替動作を説明するためのフロ−チャ−トである。

【図３】本発明におけるゲイン切替制御回路の一実施例
を示す回路図である。

【図４】本発明の一実施例におけるゲイン切替時での制
御手順の一例を示すフローチャートである。

【図５】本発明の一実施例における適応フィルタ更新一
定のための制御手順の一例を示すフローチャートであ
る。

【図６】本発明の一実施例における音響伝達関数設定の
ための制御手順の一例を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１加速度センサ２マイクロフォン３スピ−カ４コントロ−ラ５パワ−アンプ４３プロセッサ１４１、１４２入力アンプ（可変）１００２次音１０１センサ検出信号１０５車室内音圧信号１０７、１０８、１０９ゲイン切替指令信号４６０、４７０電子ボリュ−ム回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ１０Ｋ 11/16 Ｈ０３Ｈ 21/00 8842−5Ｊ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の空間内の音をエラー信号として検
出するための少なくとも１個の音響−電気変換手段と、
前記空間内に所定の音を生成するための少なくとも１個
の電気−音響変換手段と、制御すべき騒音と強い相関を
持つ信号を参照信号として検出する少なくとも１個の物
理量−電気変換手段と、所定の評価関数を最小にするよ
うにして前記参照信号から２次音制御信号を生成する少
なくとも１個の適応フィルタを有する適応信号処理手段
とを備え、前記２次音制御信号を前記電気−音響変換手
段に供給することにより、騒音に対して同一の振幅で逆
位相の２次音を前記空間内に生成し、波形干渉により騒
音を打ち消すようにした能動型騒音制御装置において、前記適応信号処理手段に入力される前記エラー信号のレ
ベルを制御する第１の入力ゲイン可変手段と、前記適応信号処理手段に入力される前記参照信号のレベ
ルを制御する第２の入力ゲイン可変手段と、前記２次音の出力レベルを制御する出力ゲイン可変手段
とを設け、前記第１と第２の入力ゲイン可変手段の少なくとも一方
により信号レベルが制御されたときには、そのレベルの
増減方向と反対の方向に前記出力ゲイン可変手段による
出力レベルが増減制御されるように構成したことを特徴
とする能動型騒音制御装置。
【請求項２】請求項１の発明において、前記適応フィ
ルタの収束係数を調整する収束係数調整手段を設け、前記第１と第２の入力ゲイン可変手段の少なくとも一方
により信号レベルが制御されたときには、そのレベルの
増減方向と反対の方向に前記収束係数が増減調整される
ように構成されている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の発明において、前記空間内で
の２次音出力からエラー信号検出までの電気音響信号伝
達特性を前記適応信号処理手段から見てモデル化した伝
達関数が複数個設定されているテーブルを設け、前記第１と第２の入力ゲイン可変手段の少なくとも一方
により信号レベルが制御されたとき、前記適応フィルタ
形成のため用いる伝達関数が切替設定されるように構成
されてい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１の発明において、前記第１と第
２の入力ゲイン可変手段と、前記出力ゲイン可変手段
は、前記参照信号とエラー信号を一定時間測定し、その
測定値の平均値、二乗平均値、最大ピーク値、及び一定
値以上のピーク値頻度のうちの少なくとも一種の情報に
基づいてレベル制御を行なうように構成されていること
を特徴とする能動型騒音制御装置。