JPH0561485A

JPH0561485A - 能動型騒音制御装置

Info

Publication number: JPH0561485A
Application number: JP3220634A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Hamabe; 勉浜辺; Mitsuhiro Doi; 三浩土井; Yoshiharu Nakaji; 義晴中路
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1991-08-30
Filing date: 1991-08-30
Publication date: 1993-03-12
Anticipated expiration: 2014-08-25
Also published as: JP2940248B2

Abstract

(57)【要約】【目的】騒音源の騒音発生状態の変化に係わらずフィ
ルタ係数の収束の追従性を保つことを可能とする。【構成】騒音に干渉させる制御音を発生して評価点の
騒音低減を図る制御音源と、前記干渉後の所定位置の残
留騒音を検出する手段と、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音
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、前記残留騒音検出手段の出力信号が最小となるよう
に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
の変更を認識する手段と、前記認識したフィルタ係数の
変更に応じて前記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手段とを備えたことを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車の車室や航空
機の客室等の騒音を能動的に低減する能動型騒音制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の能動型騒音制御装置とし
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
よって騒音に干渉させる制御音を発生し、マイクロホン
１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄによってノイ
ズ信号（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騒音源の基本周波
数とマイクロホン１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０
５ｄ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，１
０３ｂ，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
ｔＭｅａｎＳｑｕａｒｅ）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は上記能動型騒音制御装置を自動車
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、制御音
源としてのラウドスピーカ３ａ，３ｂ、残留騒音検出手
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、ＬＭＳ
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、この能動型騒音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、騒音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、

【００１４】

【数１】

【００１５】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。

【００１６】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・（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・ｗ_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。

【００１７】次いで、評価関数（最小にすべき変数）Ｊ
ｅを、

【００１８】

【数２】

【００１９】とおく。

【００２０】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。

【００２１】そこで、（２）式より

【００２２】

【数３】

【００２３】となるが、（１）式より

【００２４】

【数４】

【００２５】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。

【００２６】

【数５】

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】これを模式図的に示すと、図２２のように
なる。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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騒音制御装置の
提供を目的とする。

【００４１】

【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、騒音に干渉させる制御音を発
生して評価点の騒音低減を図る制御音源と、前記干渉後
の所定位置の残留騒音を検出する手段と、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
理し前記制御音源を駆動する信号を出力する適応フィル
タと、前記残留騒音検出手段の出力信号が最小となるよ
うに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
数の変更を認識する手段と、前記認識したフィルタ係数
の変更に応じて前記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手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００４２】又、請求項２の発明では、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
方を騒音の発生状態として検出し前記フィルタ係数の変
更を認識することを特徴とする。

【００４３】又、請求項３の発明では、能動型騒音制御
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ことを特徴とす
る。

【００４４】更に、請求項４の発明では、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
さの変化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ことを特徴と
する。

【００４５】

【作用】請求項１の発明では、基準信号作成手段が騒音
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、制御音源を駆動する信号を出力する。
これによって、制御音源は騒音に干渉させる制御音を発
生して評価点の騒音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騒音検出手段の出
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。一次音の変化に対しては、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、例えばフィルタ係数の変更に応じて適正な収束係数
にすることができ、あるいはフィルタ係数の絶対値の変
化を規制することができる。

【００４６】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騒音の発
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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】

【実施例】以下この発明の実施例を説明する。

【００５０】なお説明は図１９と同様に車室内空間を例
として行なう。

【００５１】第１実施例図１はこの発明の第１実施例に係る能動型騒音制御装置
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。

【００５２】まず車室１内には制御音源としてのラウド
スピーカ３、残留騒音検出手段としてのマイクロホン５
ａ，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１１
を備えている。又、騒音源の騒音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。

【００５３】一方、この発明の実施例では、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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】次に作用を説明する。

【００５７】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内の騒音に対し逆位相の
スピーカ出力を行なう。

【００５８】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。

【００５９】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

【００６０】

【数６】

【００６１】によって書き替える。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】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、 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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】又、上記実施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。

【００７１】第２実施例図６は第２実施例に係るブロック図を示すものである。
この実施例では、認識手段としての収束係数変化回路２
１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。

【００７２】図７は第２実施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は上記第１実施例の図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。

【００７３】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、結局この実施例においてもフィ
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。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】第３実施例図１０は第３実施例に係るブロック図を示すものであ
る。

【００７７】この実施例では、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。

【００７８】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。

【００７９】図１１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Ｓ₅までは第１実
施例の図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。

【００８０】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。

【００８１】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。

【００８２】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。

【００８３】第４実施例図１３は第４実施例に係る制御ブロック図を示すもので
ある。

【００８４】この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。

【００８５】図１４は第４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実施例に係る図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。

【００８６】すなわち、この実施例ではステップＳ₄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。

【００８７】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。

【００８８】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

【００８９】

【数７】

【００９０】によって求めることができる。

【００９１】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。

【００９２】第５実施例図１６は第５実施例に係るブロック図を示すものであ
る。

【００９３】この実施例では第４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５
１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。

【００９４】図１７は第５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４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。

【００９５】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。

【００９６】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。

【００９７】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、振動制御に応用することもできる。

【００９８】

【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、騒音源の騒音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ため、騒音源の騒音発生
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、適切な制御を行なわせることができる。

【００９９】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騒音源の騒音発生状態として
検出しフィルタ係数の変更を予測することができ、この
予測によって収束係数と基準信号の振幅との少くとも一
方を適格に変化させ適切な制御を行なわせることができ
る。

【０１００】請求項３の発明では、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ことができる。

【０１０１】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。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る制御ブロック図である。

【図２】第１実施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実施例に係る制御ブロック図である。

【図７】第２実施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３実施例に係る制御ブロック図である。

【図１１】第３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４実施例に係る制御ブロック図である。

【図１４】第４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５実施例に係る制御ブロック図である。

【図１７】第５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（制御音源）５ａマイクロホン（残留騒音検出手段）５ｂマイクロホン（残留騒音検出手段）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）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】騒音に干渉させる制御音を発生して評価
点の騒音低減を図る制御音源と、前記干渉後の所定位置
の残留騒音を検出する手段と、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
御音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、前記残留騒音検出手段の出力信号が最小となるよ
うに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
数の変更を認識する手段と、前記認識したフィルタ係数
の変更に応じて前記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】請求項１記載の能動型騒音制御装置であ
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騒音の発生状態として検出し前
記フィルタ係数の変更を認識す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又は請求項２記載の能動型騒音
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又は請求項２記載の能動型騒音
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の変化をフィルタ係
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ことを特徴とする能動型騒音制御装
置。