JP2940248B2 - 能動型不快波制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車の車室や航空
機の客室等の騒音又は振動の不快波を能動的に低減する
能動型不快波制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の能動型不快波制御装置と
しては、例えば英国公開特許公報第２１４９６１４号記
載の図１８に示すようなものがある。

【０００３】この従来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もので、閉空間１０１内にラウド
スピーカ１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃおよびマイクロ
ホン１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄを備えて
おり、ラウドスピーカ１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃに
よって不快波としての騒音に干渉させる制御波としての
制御音を発生し、マイクロホン１０５ａ，１０５ｂ，１
０５ｃ，１０５ｄによってノイズ信号（残留不快波とし
ての残留騒音）を測定するようになっている。これらラ
ウドスピーカ１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ、マイクロ
ホン１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄは信号処
理機１０７に接続されており、信号処理機１０７は基本
周波数測定手段によって測定した不快波源としての騒音
源の基本周波数とマイクロホン１０５ａ，１０５ｂ，１
０５ｃ，１０５ｄからの入力信号とを受けとり、閉空間
１０１内の音圧レベルを最小にするようラウドスピーカ
１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃに駆動信号を出力するも
のである。

【０００４】ここで閉空間１０１内には、３個のラウド
スピーカ１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃと４個のマイク
ロホン１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄとが設
けられているが、説明を単純化するため、それぞれ１０
３ａ，１０５ａの一個ずつ設けられているものとする。
今、騒音源からマイクロホン１０５ａまでの伝達関数を
Ｈとし、ラウドスピーカ１０３ａからマイクロホン１０
５ａまでの伝達関数をＣとし、騒音源が発生する音源情
報信号をＸ_p とすると、マイクロホン１０５ａで観測さ
れる残留騒音としてのノイズ信号Ｅは、 Ｅ＝Ｘ_p ・Ｈ＋Ｘ_p ・Ｇ・Ｃ となる。ここでＧは、消音するために必要な伝達関数で
ある。消音対象点（マイクロホン１０５ａの位置）にお
いて、騒音が完全に打ち消されたとき、Ｅ＝０となる。
このときＧは、 Ｇ＝−Ｈ／Ｃ となる。そして、マイク検出信号Ｅが最小となるＧを求
め、このＧに基づいて信号処理器１０７内のフィルタ係
数を適応的に更新するようにしている。マイク検出信号
Ｅを最小にするようフィルタ係数を求める手法として、
最急降下法の一種であるＬＭＳアルゴリズム（Ｌｅａｓ
ｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）などがある。

【０００５】また図１８のように、マイクロホンが複数
設置されている場合には、各マイクロホン１０５ａ，１
０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄで検出した信号の総和が最
小となるように制御するものである。

【０００６】図１９は上記能動型不快波制御装置を自動
車に適用したもので、この図１９を用いて制御方法につ
き更に説明する。

【０００７】まず、閉空間である車室１内には、制御波
源としてのラウドスピーカ３ａ，３ｂ、残留不快波検出
手段としてのマイクロホン５ａ，５ｂが備えられ、それ
ぞれマイクロプロッサ７に接続されている。このマイク
ロプロセッサ７は、適応ディジタルフィルタ９と、ＬＭ
Ｓアルゴリズムを実行する適応制御器１１とを有し、前
記ラウドスピーカ３ａ，３ｂは適応ディジタルフィルタ
９に接続され、前記マイクロホン５ａ，５ｂは前記適応
制御器１１に接続されている。

【０００８】なお、この能動型不快波制御装置は検出し
たアナログ信号をディジタル処理し、アナログ信号とし
て出力するため、Ａ／Ｄ変換器やＤ／Ａ変換器を必要と
するが、説明上省略している。

【０００９】前記車室１内の騒音は例えばエンジン１３
が騒音源となっており、不快波発生状態に関する信号と
して例えばクランク角信号センサ１５の出力信号が用い
られ、検出したクランク角信号は基準信号作成回路１７
に入力され、この基準信号作成回路１７において入力さ
れたクランク角信号から主なる騒音源の周期を検出し、
検出した周期の正弦波を基準信号ｘ_p として作成し、適
応ディジタルフィルタ９に入力するようになっている。

【００１０】前記基準信号ｘ_p は適応ディジタルフィル
タ９においてフィルタ処理され、騒音制御用の駆動信号
ｙとなってラウドスピーカ３ａ，３ｂを駆動する。ラウ
ドスピーカ３ａ，３ｂより車室１内に放出された制御音
（二次音）はエンジン１３から車室１内へ伝達される騒
音（一次音）と逆位相となって重なり合い、その結果と
して残留する音圧成分が残留騒音としてマイクロホン５
ａ，５ｂで検出され、ノイズ信号ｅとしてマイクロプロ
セッサ７へ入力される。

【００１１】マイクロプロセッサ７ではノイズ信号ｅが
低減するように制御を繰り返すものである。例えば、適
応制御器１１においてノイズ信号ｅの自乗和が最小とな
るように適応ディジタルフィルタ９のフィルタ係数を更
新する信号を出力する。この適応制御器１１で行なわれ
る計算は、例えば最急降下法の一種であるＬＭＳアルゴ
リズムが用いられている。

【００１２】ここで、その制御方法を一般的に説明す
る。

【００１３】いま、マイクロホンおよびラウドスピーカ
が共に複数設けられているものとし、ｌ番めのマンクロ
ホンが検出したノイズ信号をｅ_l （ｎ）、ラウドスピー
カからの制御音が無いときのｌ番めのマイクロホンが検
出したノイズ信号をｅ_pl（ｎ）、ｍ番めのラウドスピー
カとｌ番めの評価点との間の伝達関数ＦＩＲ（有限イン
パルス応答）関数のｊ番め（ｊ＝０，１，２，…，Ｉ_c
−１）の項をディジタルフィルタで表したときのフィル
タ係数をＣ_lmj ，基準信号すなわち音源情報信号をｘ_p
（ｎ）、基準信号ｘ_p （ｎ）を入力しｍ番めのラウドス
ピーカを駆動する適応フィルタのｉ番め（ｉ＝０，１，
２，…，Ｉ_k −１）の係数をＷ_miとすると、

【数１】 が成立する。ここで、（ｎ）が付く項は、いずれもサン
プリング時刻ｎのサンプル値であり、また、Ｌはマイク
ロホンの数、Ｍはラウドスピーカの数、Ｉ_C はＦＩＲデ
ィジタルフィルタで表現された伝達関数Ｃ_lmのタップ数
（フィルタ次数）、Ｉ_K は適応フィルタのタップ数（フ
ィルタ次数）である。

【００１４】上式（１）中、右辺の「Σ Ｗ_mi・ｘ
_p （ｎ−ｊ−ｉ）」（＝ｙ_m ）の項は適応フィルタにお
ける出力チャンネル毎のフィルタ（係数Ｗ_m ）に信号ｘ
_p を入力したときの出力を表し、「Σ Ｃ_lmj ・｛Σ
Ｗ_mi・ｘ_p （ｎ−ｊ−ｉ）｝」の項はｍ番めのスピーカ
に入力された信号エネルギが該スピーカから音響エネル
ギとして出力され、車室内の伝達関数Ｃ_lmを経てｌ番め
のマイクロホンに到達したときの信号を表し、さらに
「Σ Σ Ｃ_lmj ・｛Σ Ｗ_mi・ｘ_p （ｎ−ｊ−
ｉ）｝」の右辺全体は、ｌ番目のマイクロホンへの到達
信号を全スピーカについて足し合わせているから、ｌ番
めの評価点に到達する制御音（二次音）の総和を表す。

【００１５】次いで、評価関数（最小にすべき変数）Ｊ
ｅを、

【数２】 とおく。

【００１６】そして、評価関数Ｊｅを最小にするフィル
タ係数Ｗ_m を求めるために、本実施例ではＬＭＳアルゴ
リズムを採用する。つまり、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当該フィルタ係数Ｗ_mi
を更新する。

【００１７】そこで、（２）式より

【数３】 となるが、（１）式より

【数４】 となるから、この（４）式の右辺をｒ_lm（ｎ−ｉ）とお
けば、フィルタ係数の書き替え式は以下（５）式により
得られる。

【００１８】

【数５】 ここで、αは収束係数であり、フィルタが最適に収束す
る速度や、その際の安定性に関与する。

【００１９】したがって、このような制御を行なうこと
により、車室１内の騒音を低減することができるのであ
る。

【００２０】図２０は前記（５）式を模式図的に表わし
たもので、２次曲面（イ）は適応ディジタルフィルタの
フィルタ係数がＷ_miの時にとる音圧の自乗値を示してい
る。曲線（ロ）は等自乗音圧線を示している。なおフィ
ルタ係数Ｗ_miは制御の自由度を確保するため多数設けら
れているのであるが、説明を簡単にするため図２０では
２個のフィルタ係数Ｗ₀ ，Ｗ₁ について示している。

【００２１】そして上記したように（５）式において収
束係数αを適切に選択することにより、音圧の自乗値を
最小Ｐとするフィルタ係数の最適値を得ることができる
のである。収束係数αが適切でなく、大き過ぎてしまう
場合には収束することができずにフィルタ係数が急激に
増大し、制御の発散現象を起こしたり、収束したとして
も図２１のように、音圧の自乗値を最小とする最適値に
収束することはできない。

【００２２】一方、自動車では走行状態の変化に伴なっ
てエンジン回転速度やエンジン負荷が変化するため、車
室内の一次音のレベル、位相も変化する。また、このよ
うな制御システムでは上記のようにエンジンよりクラン
ク角信号（又は点火信号）を取り出して基準信号を作成
しているため、基準信号が持つ情報の中に一次音のレベ
ルを検知するための情報は含まれていない。従って、
（１）式から明らかなように一次音ｅ_pl（ｎ）を打ち消
すための二次音を作り出すには基準信号ｘ_p をフィルタ
処理するフィルタ係数Ｗ_miの絶対値が大きくならざるを
得ない。

【００２３】これを模式図的に示すと、図２２のように
なる。

【００２４】同図の領域Ａは一次音が小さいときにフィ
ルタ係数の最適値が分布する領域を示し、領域Ｂは一次
音が大きいときにフィルタ係数の最適値が分布する領域
を示している。又一次音の周波数（位相）が変化する
と、フィルタ係数の最適値は領域Ａにおいて例えばI →
IIのように変化し、領域Ｂにおいては III→IV→V のよ
うに変化する。なお、図２２はフィルタ係数最適値が一
次音の音圧レベルや位相変化によって連続的に変化する
うちのある状態を示したものである。

【００２５】そして、自動車が通常の走行をしており、
エンジン負荷が小さく、エンジン回転数の変化が小さい
場合には一次音の音圧レベルも低く又周波数（位相）の
変化も小さなものとなり、フィルタ係数の最適値は例え
ば領域ＡにおいてI からIIの方向へ僅かに移動するもの
となる。又登坂走行や高速道路の合流時走行等におい
て、エンジン回転速度やエンジン負荷が急激に変化する
ような場合には、一次音の音圧レベルも急激に高くなり
又位相も大きく変化するものとなる。従って、フィルタ
係数の最適値は、その分布領域がＡからＢへ移動すると
共にIII からIV，V 方向へ大きく移動するものとなる。
更に一次音の同一の位相変化で考えると、領域Ａの場合
よりも領域Ｂの場合の方がフィルタ係数の最適値の移動
量は大きくなっている。

【００２６】このため、通常走行時のように一次音の音
圧レベルが小さくフィルタ係数の最適値が分布する領域
がＡである場合には、たとえ一次音の位相が変化しても
領域Ａが原点に近くフィルタ係数の最適値の変化量が少
ないため、収束係数αが小さくても実際のフィルタ係数
は最適値へ迅速に収束することができる。

【００２７】

【発明を解決しようとする課題】しかし、上記のように
登坂走行や高速道路の合流時走行等において一次音の音
圧レベルが急激に増大してフィルタ係数の最適値が領域
Ａから領域Ｂへ大きく移動したり、一次音の音圧レベル
が高い状況下においてエンジン回転数変化により一次音
の位相が変化し、フィルタ係数の最適値が領域Ｂにおい
てIII ，IV，V のように大きく変化するような場合には
収束係数αが小さいと、実際のフィルタ係数が最適値と
等しい値へ収束するまでの時間が長く、フィルタ係数の
最適値の変化に対し実際のフィルタ係数が追従できず、
適格な消音効果が得られない恐れがあった。

【００２８】この状況を図２３に示す。すなわち音圧の
自乗値を示す２次曲面（イ）において小さな収束係数
（収束幅小）で（ハ）（ニ）（ホ）（ヘ）のように収束
しているとき、フィルタ係数の最適値が（ト）のように
大きく移動すると、収束幅が小さいために（チ）のよう
に急激に立ち上って移動後の２次曲面（イ）′上の音圧
の自乗値の高い所に位置する。従って、再び、音圧の自
乗値の高いところから、小さな収束幅で収束を開始する
ものとなり、収束が極めて緩慢となって、実際のフィル
タ係数が最適値へ収束する前に最適値はどんどん変化し
てしまい、実際のフィルタ係数が追従できず、上記のよ
うな問題を招くのである。

【００２９】一方、図２４で示すように収束係数が大き
ければ（収束幅大）、フィルタ係数の最適値が（ト）の
ように大きく移動しても、（リ）（ル）のように直ちに
最適値へ収束して追従性を確保し、上記問題を改善する
ことができる。しかしながら、収束係数αをフィルタ係
数の最適値が分布する全領域に対して大きくしてしまう
と、図２１で説明したようにフィルタ係数の値がある点
に落着いた場合に、最適値に収束することができなくな
る場合がある。

【００３０】図２５は収束係数αを変化させて装置を制
御した結果を示している。これはエンジン回転速度を変
化させ、制御無し、収束係数の大きい時、小さい時にエ
ンジン回転２次成分をトラッキングしたものである。こ
の図から一次音レベルが大きな時（領域Ｄ）、収束係数
が大きい方が消音効果が高く、特に一次音の変化が大き
な時（領域Ｅ）はその現象が顕著である。一次音レベル
が小さな時（領域Ｃ）は収束係数が小さいと消音効果が
高い。すなわち、一次音レベルが大きく変化が大きい時
は収束係数が小さいと制御の収束が追従できず、一次音
レベレが小さい時は収束係数が大きいと収束の精度が悪
くなり、消音効果が悪化するのである。そこでこの発明
は、一次音の変化に係わらず、適格に制御することがで
きる能動型不快波制御装置の提供を目的とする。

【００３１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明では、騒音又は振動の不快波に干渉
させる制御波を発生して評価点の不快波低減を図る制御
波源と、前記干渉後の所定位置の残留不快波を検出する
手段と、前記不快波を発生させる不快波源の作動状態に
応じた周波数の信号を検出すると共に該検出信号から前
記不快波の原因となる周波数の信号を抽出して基準信号
を作成する手段と、前記基準信号をフィルタ係数を用い
てフィルタ処理し前記制御波源を駆動する信号を出力す
る適応ディジタルフィルタと、前記残留不快波検出手段
の出力信号を最小とする適応アルゴリズムにより所定の
収束係数を用いて前記フィルタ係数を変更する手段と、
前記不快波の発生状態のレベル変化量の増大に応じて前
記フィルタ係数の最適値の原点から前記不快波の発生状
態のレベルに対応したフィルタ係数の最適値の分布範囲
が遠くなったことを認識する手段と、前記原点から分布
範囲が遠くなることの認識に応じて前記基準信号の振幅
を大きくするように変化させる手段とを備えたことを特
徴とする。

【００３２】又、請求項２の発明では、能動型不快波制
御装置であって、前記認識手段は、エンジン負荷とエン
ジン回転速度との少なくとも一方を不快波の発生状態と
してそのレベル変化量の増大を検出し前記原点からの分
布範囲が遠くなったことを認識することを特徴とする。

【００３３】更に、請求項４の発明では、能動型不快波
制御装置であって、前記変化手段は、前記フィルタ係数
の絶対値又は自乗値の総和の大きさが大きくなる変化を
前記原点からの分布範囲が遠くなったこととして基準信
号の振幅を大きくするように変化させることを特徴とす
る。

【００３４】

【作用】請求項１の発明では、基準信号作成手段が不快
波源の不快波発生状態に関する信号を検出して基準信号
を作成し、適応フィルタが基準信号をフィルタ係数を用
いてフィルタ処理し、制御波源を駆動する信号を出力す
る。これによって、制御波源は不快波に干渉させる制御
波を発生して評価点の不快波低減を図ることができる。
適応フィルタのフィルタ係数は変化手段が残留不快波検
出手段の出力信号を最小とするように所定の収束係数を
用いて適応的に変化させる。一次波の変化に対しては、
認識手段が騒音の発生状態に基づき前記フィルタ係数の
変更を認識し、変化手段が認識したフィルタ係数の変更
に応じて基準信号の振幅を変化させることができる。

【００３５】請求項２の発明では、認識手段がエンジン
負荷とエンジン回転速度との少なくとも一方を不快波の
発生状態として検出し、フィルタ係数の変更を認識す
る。従って、エンジン負荷とエンジン回転速度との少な
くとも一方の変化に応じて収束係数と基準信号の振幅と
の少なくとも一方を変化させることができる。

【００３６】請求項３の発明では、変化手段がフィルタ
係数の変化量をフィルタ係数の変更として収束係数と基
準信号の振幅との少なくとも一方を変化させる。従っ
て、フィルタ係数の変化量に応じて収束係数と基準信号
の振幅との少なくとも一方を変化させることができる。

【００３７】請求項４の発明では、変化手段がフィルタ
係数の絶対値または自乗値の総和の大きさの変化をフィ
ルタ係数の変更として収束係数と基準位置の振幅との少
なくとも一方を変化させる。従って、フィルタ係数の絶
対値又は自乗値の総和の大きさの変化に応じて収束係数
と基準信号の振幅との少なくとも一方を変化させること
ができる。

【００３８】

【実施例】以下この発明の実施例を説明する。

【００３９】なお説明は図１９と同様に車室内空間を例
として行なう。

【００４０】図１はこの発明の第１実施例に係る能動型
不快波制御装置の第１の比較対象例としてのブロック図
を示すもので、基本的な構成は図１９に示すものと略同
様であり、同符号を付して説明する。

【００４１】まず車室１内には制御波源としてのラウド
スピーカ３、残留不快波検出手段としてのマイクロホン
５ａ，５ｂが備えられ、マイクロプロセッサ７は適応デ
ィジタルフィルタ９と、変更手段としての適応制御器１
１を備えている。又、騒音（不快波）源の騒音（不快
波）発生状態に関する信号として、例えばクランク角信
号センサ５が検出したクランク角信号が用いられ、基準
信号作成回路１７によって基準信号を作成し、適応ディ
ジタルフィルタ９へ入力するようになっている。従っ
て、クランク角信号センサ５及び基準信号作成回路１７
は、この実施例において基準信号作成手段を構成する。
なお、基準信号作成手段は騒音源の騒音発生状態に関す
る信号を検出して基準信号を作成できればよく、例えば
エンジン外表面に設けられた振動センサの出力信号、エ
ンジンの点火パルス信号、クランク軸の回転速度を回転
速度センサで検出した回転速度信号等を用いることもで
きる。一方、この例では、アクセル開度センサ１９と収
束係数変化回路２１とが設けられている。

【００４２】前記アクセル開度センサ１９は、騒音源と
してのエンジン１３の負荷によって変化する騒音発生状
態をアクセル開度によって検出する。

【００４３】前記収束係数変化回路２１は、前記アクセ
ル開度センサ１９の出力信号によって適応ディジタルフ
ィルタ９のフィルタ係数の変更を予測（認識）する手段
を構成している。又、収束係数変化回路２１は予測した
フィルタ係数の変更に応じて前記適応制御器１１が実行
するＬＭＳアルゴリズムの収束係数αと前記基準信号ｘ
_p の振幅との少なくとも一方を変化させる手段を構成し
ている。

【００４４】次に作用を説明する。

【００４５】図１に記載の装置も基本的には図１９に記
載の装置と同様に作動するものであり、クランク角信号
センサ１５の出力信号により基準信号作成回路１７が基
準信号ｘ_p を作成する。基準信号ｘ_p は適応ディジタル
フィルタ９においてフィルタ係数Ｗを用いてフィルタ処
理され、ラウドスピーカ３の駆動信号ｙとして出力さ
れ、ラウドスピーカ３は車室１内の騒音（不快波）に対
し逆位相のスピーカ出力を行なう。

【００４６】次に図２を用いて適応ディジタルフィルタ
９のフィルタ係数Ｗの更新及び収束係数の変更を説明す
る。

【００４７】まずステップＳ₁ において基準信号作成回
路１７で作成した基準信号ｘ_p が適応制御器１１に入力
される。一方、ラウドスピーカ３の駆動により車室１内
の騒音に対し逆位相の出力が行なわれ、その残留騒音は
マイクロホン５ａ，５ｂが検出し、ノイズ信号ｅとして
適応制御器１１に入力される（ステップＳ₂ ）。適応制
御器９では基準信号ｘ_p とノイズ信号ｅとを用いて図１
９で説明したと同様にＬＭＳアルゴリズムをベースに演
算を行ない、適応ディジタルフィルタ９のフィルタ係数
Ｗを適応的に更新する。すなわち、ステップＳ₃ におい
て前記（２）式のように音圧の自乗和を演算し、ステッ
プＳ₄ において適応ディジタルフィルタ９のフィルタ係
数Ｗを

【数６】 によって書き替える。

【００４８】すなわち、基準信号ｘ_p を用い、音圧の自
乗和Σｅ² が最小となるようにフィルタ係数Ｗが更新さ
れるのである。

【００４９】更に、ステップＳ₅ ではアクセル開度セン
サ１９によってアクセル開度が検出され、収束係数変化
回路２１へ入力される。従って、ステツプＳ₆ において
収束係数変化回路２１によりアクセル開度に応じた収束
係数αが選出される。この選出に際し、収束係数変化回
路２１は、例えばアクセル開度変化量に応じたフィルタ
係数の変化量に対して最適な収束係数（図３）を記憶し
ている。

【００５０】なお、図３ではアクセル開度の変化量に比
例して収束係数が大きくなるような値になっている。こ
のように収束係数とアクセル開度変化量とが関係付けら
れるのは以下の理由による。

【００５１】図４のように簡単な２つのフィルタ係数Ｗ
₀ ，Ｗ₁ の場合について考えてみると、フィルタ係数は
同図のような座標上に分布し、その最適値がＱからＱ′
へ移動したとすると、収束係数の最適値は２点Ｑ，Ｑ′
間の距離（フィルタ係数の変化量）に比例した値とな
る。つまり、

【数７】 α＝Ｋ・{(Ｗo(n) - o(n-1))² + ( Ｗ1(n) -Ｗ1(n-1)) ² -2・ (Ｗo(n) -Ｗo(n-1))(Ｗ1(n)- Ｗ1(n-1)) ｃｏｓωＴ} ^1/2 + α0 …(7) Ｋ：比例定数 とする。

【００５２】しかもフィルタ係数Ｗは車室１内の一次音
の音圧レベルの変化によって変化し、この一次音の音圧
レベルはアクセル開度に略比例した値をとり、結局フィ
ルタ係数Ｗの変化量は図５のようにアクセル開度変化量
に略比例した値をとる。従って、アクセル開度変化量に
比例して収束係数αを変えることはフィルタ係数Ｗの変
化量に比例して収束係数αを変化させることになる。

【００５３】このような制御により、前記（６）式で示
す収束係数αをアクセル開度変化量に比例して変化さ
せ、適切な制御を行なわせることが可能となる。すなわ
ち、アクセル開度の変化量が大きくなるにつれ、換言す
れば一次音レベルの変化量が大きくなるにつれてフィル
タ係数最適値の変化量が大きくなるため、収束係数αを
大きな値にしてフィルタ係数Ｗの収束の追従性を高める
ことができる。

【００５４】以上のように、自動車の走行状態によって
車室１内の一次音レベルに変化があってもその変化に適
した収束係数αを選択し、適切な制御を行なわせること
ができる。

【００５５】なお、エンジン負荷の変化量を検出するた
めにこの実施例ではアクセル開度を検出したが、エンジ
ンの吸気負圧の大きさがエンジン負荷と同等であり、こ
れを検出して一次音レベルの変化量、すなわち騒音源の
騒音発生状態を検出する制御としてもよい。

【００５６】又、上記例ではエンジン騒音の制御に関し
て説明したが、ギヤノイズを制御するために、トランス
ミッションのギヤの回転数を基準信号としその回転トル
ク変化を検出して収束係数αを変化させる構成にするこ
ともできる。

【００５７】図６は第２の比較対象例に係るブロック図
を示すものである。この例では、認識手段としての収束
係数変化回路２１がエンジン回転速度を検出する回転速
度センサ３１の出力信号によってフィルタ係数の変更を
予測する手段を構成し、且つ収束係数変化回路２１が検
出したエンジン回転速度に応じて収束係数αを変化させ
る手段を構成する。

【００５８】図７は第２の比較対象例に係るフローチャ
ートを示すもので、ステップＳ₁ からステップＳ₄ 及び
ステップＳ₆ は上記の比較対象の図２に示すものと同様
であり、図２のステップＳ₅ を図７においてはエンジン
回転速度を検出するＳステップ₇ としたものである。従
って、エンジン回転速度がステップＳ₇ において検出さ
れ、ステップＳ₆ においてエンジン回転速度の変化量に
応じた収束係数αが選出される。

【００５９】例えば図８で示すように、エンジン回転速
度とその変化量でテーブルになった値を記憶し、これに
よって収束係数αを変化させるようにしている。エンジ
ン回転速度変化量とフィルタ係数Ｗの変化量とは図９で
示すような関係にあり、結局この例においてもフィルタ
係数Ｗの変更に応じて収束係数αを変化させる構成とな
っている。

【００６０】なお、収束係数αはエンジン回転速度変化
量に比例した値や、制御システムを作動させない時の一
次音の音圧レベルの変化量に比例した値とすることもで
きる。

【００６１】以上のような制御によりエンジン回転速度
の変化量が増加し、一次音の変化量が大きくなるにつれ
てフィルタ係数Ｗの最適値の変化量が大きくなると、収
束係数αを大きな値にしてフィルタ係数Ｗの収束の追従
性を高め、適切な制御を行なわせることが可能となる。

【００６２】但し、上記２例では、収束係数αを変化さ
せるようにしているため、前記式（１）、式（６）より
明らかなように、伝達関数Ｃ_lmが経時変化等によりず
れ、発散ぎりぎりのような場合に、発散を招く恐れがあ
る。

【００６３】第１実施例 図１０は第１実施例に係るブロック図を示すものであ
る。

【００６４】この第１実施例では、予測したフィルタ係
数Ｗの変更に応じて基準信号ｘ_p の振幅を変化させる手
段として基準信号増幅値選択回路４１及び基準信号増幅
回路４３を設けたものである。また、基準信号増幅値選
択回路４１はアクセル開度センサ１９の出力信号によっ
てフィルタ係数Ｗの変更を認識する手段を兼ねている。

【００６５】従って、アクセル開度の変化量に応じて基
準信号増幅値選択回路４１が基準信号増幅値を選択し、
基準信号増幅回路４３で基準信号ｘ_p を増幅し、適応デ
ィジタルフィルタ９へ入力するようにしている。

【００６６】図１１は第１実施例のフローチャートを示
すもので、ステップＳ₁ からステップＳ₅ までは第１の
比較対象例の図２の各ステップと同一である。そして図
２のステップＳ₆ に替えて図１１のように基準信号増幅
値選出のステップＳ₈ 、基準信号増幅のステップＳ₉ と
したものである。従って、ステップＳ₈ においてアクセ
ル開度検出に応じて基準信号増幅値を選出し、ステップ
Ｓ₉ において基準信号を増幅するのである。

【００６７】基準信号増幅値選択回路４１は、例えば図
１２で示すように基準信号増幅値がアクセル開度変化量
に比例して大きくなるような値を記憶しておき、これに
基づいて基準信号増幅値を選択するようにしている。従
ってこの実施例では予測したフィルタ係数の変更に応じ
て基準信号ｘ_p の振幅を変化させる構成となっている。

【００６８】すなわち、前記（１）式から明らかなよう
に、基準信号ｘ_p が一定であると一次音レベル変化量が
大きくなるにつれてフィルタ係数の最適値の分布範囲が
拡がるため、予め記憶しておいたフィルタ係数の最適値
の原点からの距離に比例するような係数を基準信号に乗
じてフィルタ係数の最適値の絶対値が一定の領域に分布
するようにし、前記（６）式の収束係数αを変化させず
にフィルタ係数の収束の追従性を確保することができ
る。

【００６９】なおエンジン負荷変化量を検出するために
この第３実施例では、アクセル開度を検出したがエンジ
ンの吸気圧を検出して制御する構成としてもよい。又エ
ンジン回転速度を検出し、エンジン回転速度変化量（一
次音レベル変化量）に対応した基準信号の増幅値を選択
して制御することもできる。

【００７０】第２実施例 図１３は第２実施例に係る制御ブロック図を示すもので
ある。

【００７１】この第２実施例では収束係数変化回路２１
に適応ディジタルフィルタ９の出力信号を入力するよう
にし、フィルタ係数の変更を検出（認識）する手段とし
ている。

【００７２】図１４は第２実施例のフローチャートを示
すもので、ステップＳ₁ からステップＳ₄ 、及びステッ
プＳ₆ は第１の比較対象例に係る図２のフローチャート
の対応するステップと同一であり、図１４のフローチャ
ートでは図２のステップＳ₅を無くし、ステップＳ₁₀を
加えたものである。

【００７３】すなわち、この第２実施例ではステップＳ
₄ においてフィルタ係数が更新されると適応ディジタル
フィルタ９の出力信号が収束係数変化回路２１へ入力さ
れ、その入力値からステップＳ₁₀においてフィルタ係数
Ｗの絶対値又は自乗値の総和が演算され、この総和に応
じた最適な収束係数αがステップＳ₆ において選出され
る。

【００７４】このため、収束係数変化回路２１には予め
フィルタ係数の絶対値又は自乗値の総和に応じた最適な
収束係数αが記憶されている。例えば、フィルタ係数の
絶対値又は自乗値の総和に比例して大きくなるような値
となっている。

【００７５】すなわち図１５のようにフィルタ係数Ｗの
絶対値又は自乗値の総和が大きくなるにつれてフィルタ
係数Ｗの最適値の分布が広がるため、一次音の同一の位
相変化に対してもフィルタ係数最適値の変化量が大きく
なる。従ってフィルタ係数Ｗが２個の場合、収束係数α
は

【数８】 によって求めることができる。

【００７６】このようにフィルタ係数Ｗの最適値の変化
量が大きくなるにつれて収束係数αを大きくし、フィル
タ係数Ｗの追従性を高めるようにしている。

【００７７】第３実施例 図１６は第３実施例に係るブロック図を示すものであ
る。

【００７８】この第３実施例では第２実施例の収束係数
変化回路２１に換えて基準信号増幅値選択回路５１と、
基準信号増幅回路５３とを設けたものである。そして、
基準信号増幅値選択回路５１には適応ディジタルフィル
タ９の出力信号が入力され、フィルタ係数の変更を検出
する手段を構成している。また、基準信号増幅値選択回
路５１及び基準信号増幅回路５３はフィルタ係数Ｗの絶
対値又は自乗値の総和の大きさの変化をフィルタ係数の
変更として基準信号の振幅を変化させる手段を構成して
いる。

【００７９】図１７は第３実施例のフローチャートを示
すもので、ステップＳ₁ からステップＳ₄ ，ステップＳ
₁₀は第２実施例の図１４に示すフローチャートの対応す
るステップと同一であり、図１４のステップＳ₆ に換え
て図１７のフローチャートでは基準信号増幅値選出のス
テップＳ₁₁及び基準信号増幅のステップＳ₁₂を加えたも
のである。

【００８０】従って、ステップＳ₁₁においてフィルタ係
数の絶対値又は自乗値の総和に応じて基準信号増幅値が
選出され、ステップＳ₁₂において基準信号が増幅される
のである。このため基準信号増幅値選択回路５１では予
めフィルタ係数の絶対値又は自乗値の総和に応じ最適な
基準信号増幅値が記憶されている。例えばフィルタ係数
の絶対値又は自乗値の総和に比例して大きくなるような
値となっている。

【００８１】このような制御によって車室１内の一次音
の変化に係わらず、フィルタ係数Ｗの分布する領域を一
定に保ち、収束係数αを変更することなくフィルタ係数
の収束の追従性を保つことができる。

【００８２】なおこの発明は上記実施例に限定されるも
のではない。例えば騒音低減を図る評価点とマイクロホ
ン位置とが空間的に離れたものであっても所定比に基づ
いて評価点の残留騒音を推定し制御を行なわせることが
できる。又、不快波である振動の制御に応用することも
できる。

【００８３】

【発明の効果】以上より明らかなように請求項１の発明
によれば、不快波源の不快波発生状態に基づいて認識し
たフィルタ係数の変更に応じて基準信号の振幅を変化さ
せるため、不快波源の不快波発生状態の変化に係わらず
フィルタ係数収束の追従性を高めることができ、伝達関
数の経時的なずれに関わらず適切な制御を行なわせるこ
とができる。

【００８４】請求項２の発明では、エンジン負荷と回転
速度との少なくとも一方を不快波源の不快波発生状態と
して検出しフィルタ係数の変更を予測することができ、
この予測によってと基準信号の振幅を的確に変化させ適
切な制御を行なわせることができる。

【００８５】請求項３の発明では、フィルタ係数の変化
量に応じて基準信号の振幅を変化させることができる。

【００８６】請求項４の発明では、フィルタ係数の絶対
値又は自乗値の総和の大きさの変化をフィルタ係数の変
更として基準信号の振幅を変化させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の比較対象例に係る制御ブロック図であ
る。

【図２】第１の比較対象例にかかるフローチャートであ
る。

【図３】アクセル開度変化量と収束係数との関係を示す
グラフである。

【図４】フィルタ係数の変化を示す説明図である。

【図５】アクセル開度変化量とフィルタ係数変化量との
関係を示すグラフである。

【図６】第２の比較対象例に係る制御ブロック図であ
る。

【図７】第２比較対象例に係るフローチャートである。

【図８】エンジン回転速度，エンジン回転速度変化量と
収束係数との関係を示すグラフである。

【図９】エンジン回転速度変化量とフィルタ係数変化量
との関係を示すグラフである。

【図１０】第１実施例に係る制御ブロック図である。

【図１１】第１実施例に係るフローチャートである。

【図１２】アクセル開度変化量と基準信号増幅値との関
係を示すグラフである。

【図１３】第２実施例に係る制御ブロック図である。

【図１４】第２実施例に係るフローチャートである。

【図１５】フィルタ係数の絶対値の変化を示す説明図で
ある。

【図１６】第３実施例に係る制御ブロック図である。

【図１７】第３実施例に係るフローチャートである。

【図１８】従来例に係る制御ブロック図である。

【図１９】自動車に適用した場合の制御ブロック図であ
る。

【図２０】適切な収束状況を示す説明図である。

【図２１】収束がうまくいかない場合の説明図である。

【図２２】フィルタ係数最適値の分布状況を示す説明図
である。

【図２３】収束係数が小さい場合にフィルタ係数最適値
が移動した場合の説明図である。

【図２４】収束係数が大きい場合にフィルタ係数最適値
が移動した場合の説明図である。

【図２５】収束係数の大小による制御効果を示す説明図
である。

【符号の説明】

３ ラウドスピーカ（制御波源） ５ａ マイクロホン（残留不快波検出手段） ５ｂ マイクロホン（残留不快波検出手段） ９ 適応ディジタルフィルタ １１ 適応制御器（フィルタ係数変更手段） １５ クランク角信号センサ（基準信号作成手段） １７ 基準信号作成回路（基準信号作成手段） １９ アクセル開度センサ ２１ 収束係数変化回路（変化手段）（フィルタ係数の
変更認識手段） ３１ 回転速度センサ ４１ 基準信号増幅値選択回路（変化手段）（フィルタ
係数の変更認識手段） ４３ 基準信号増幅回路（変化手段） ５１ 基準信号増幅値選択回路（変化手段）（フィルタ
係数の変更認識手段） ５３ 基準信号増幅回路（変化手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−178846（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−35295（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G10K 11/178

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 騒音又は振動の不快波に干渉させる制御
   波を発生して評価点の不快波低減を図る制御波源と、前
   記干渉後の所定位置の残留不快波を検出する手段と、前
   記不快波を発生させる不快波源の作動状態に応じた周波
   数の信号を検出すると共に該検出信号から前記不快波の
   原因となる周波数の信号を抽出して基準信号を作成する
   手段と、前記基準信号をフィルタ係数を用いてフィルタ
   処理し前記制御波源を駆動する信号を出力する適応ディ
   ジタルフィルタと、前記残留不快波検出手段の出力信号
   を最小とする適応アルゴリズムにより所定の収束係数を
   用いて前記フィルタ係数を変更する手段と、前記不快波
   の発生状態のレベル変化量の増大に応じて前記フィルタ
   係数の最適値の原点から前記不快波の発生状態のレベル
   に対応したフィルタ係数の最適値の分布範囲が遠くなっ
   たことを認識する手段と、前記原点から分布範囲が遠く
   なることの認識に応じて前記基準信号の振幅を大きくす
   るように変化させる手段とを備えたことを特徴とする能
   動型不快波制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の能動型不快波制御装置で
   あって、前記認識手段は、エンジン負荷とエンジン回転
   速度との少なくとも一方を不快波の発生状態としてその
   レベル変化量の増大を検出し前記原点からの分布範囲が
   遠くなったことを認識することを特徴とする能動型不快
   波制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の能動型不快
   波制御装置であって、前記変化手段は、前記フィルタ係
   数の変化量が大きくなることに応じて基準信号の振幅を
   大きくするように変化させることを特徴とする能動型不
   快波制御装置。
4. 【請求項４】 請求項１又は請求項２記載の能動型不快
   波制御装置であって、前記変化手段は、前記フィルタ係
   数の絶対値又は自乗値の総和の大きさが大きくなる変化
   を前記原点からの分布範囲が遠くなったこととして基準
   信号の振幅を大きくするように変化させることを特徴と
   する能動型不快波制御装置。