JPH0561482A

JPH0561482A - 能動型騒音制御装置

Info

Publication number: JPH0561482A
Application number: JP3220617A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Muraoka; 健一郎村岡; Akio Kinoshita; 明生木下; Mitsuhiro Doi; 三浩土井; Tsutomu Hamabe; 勉浜辺; Kenji Sato; 憲治佐藤
Original assignee: Hitachi Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1991-08-30
Filing date: 1991-08-30
Publication date: 1993-03-12
Anticipated expiration: 2019-02-23
Also published as: JP3499574B2

Abstract

(57)【要約】【目的】制御音源の破壊を招くことがなく、より適格
な騒音制御が可能な能動型騒音制御装置の提供を目的と
する。【構成】本発明の能動型騒音制御装置は、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、前記干渉後に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する手段
と、残留騒音検出手段の出力信号と騒音発生状態検出手
段の出力信号とに基づき前記制御音源と前記残留騒音検
出手段との間の伝達関数を含む制御アルゴリズムを用い
て前記制御音源を駆動する信号を出力する制御手段とを
備えた能動型騒音制御装置であって、前記制御音源から
制御音が出力される環境の条件が所定の状態であるとき
騒音制御を行なう手段を備えたことを特徴としている。

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１１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によって残差
信号（残留騒音）を測定するようになっている。

【０００４】これらのラウドスピーカ１０３ａ、１０３
ｂ、１０３ｃ、マイクロホン１０５ａ、１０５ｂ、１０
５ｃ、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、１０５
ｂ、１０５ｃ、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にラウド
スピーカ１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃに駆動信号を出
力するものである。

【０００５】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１０５
ａまでの伝達関数をＣとし、騒音源が発生する音源情報
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。このフィルタ係数は、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機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、最急降下方の一種であるＬＭＳアルゴリズ
ム（ＬｅａｓｔＭｅａｎＳｑｕａｒｅ）などがあ
る。

【０００６】また、図１１のように、マイクロホンが複
数設置されている場合には、例えば各マイクロホン１０
５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄで検出した信号の
総和が最小となるように制御され、消音効果を得ること
ができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際の
制御効果を見ると図１１のようになっていることが出願
人の実験によって判明した。なお、同図において横軸は
騒音源がエンジンの場合の回転速度（ｒｐｍ）、縦軸は
車室内の音圧レベルである。また制御無しの車室内の音
圧レベルを点線で示し、制御有りの車室内の音圧レベル
を実線で示した。また、同図において、回転速度Ｒ1
（約2500rpm ）〜Ｒ2 （約6000rpm ）の間における制御
有りと制御無しとの間が制御代であり、回転速度Ｒ1
（約2500rpm ）以下及び回転数Ｒ2 （約6000rpm ）以上
における制御有りと制御無しの間が悪化代である。

【０００８】この実験結果によれば、回転速度Ｒ1 （約
2500rpm）〜Ｒ2 （約6000rpm ）の間では、制御無しの
音圧レベルより制御有りの音圧レベルが小さく、車室内
の音圧（騒音）が少ないことが分かる。また、回転速度
Ｒ1 以下では、制御無しの音圧レベルは制御有りの音圧
レベルより小さく、この回転速度Ｒ1 以下では制御効果
が悪化していることが分かる。また、同図において回転
速度Ｒ2 以上でも同様に、制御無しの音圧レベルは制御
有りの音圧レベルより小さく、この回転速度Ｒ2 以上で
は制御効果が悪化していることが分かる。

【０００９】上記実験結果において、回転速度Ｒ1 （約
2500rpm）以下及び回転速度Ｒ2 （約6000rpm ）以上で
制御が悪化しているのは次のような理由である考えられ
る。すなわち、図１２に示すように周波数に対する音圧
レベルでみるスピーカの出力特性では、スピーカの立ち
上がり時すなわち低周波領域において、スピーカが能力
不足となり、必要な音圧レベル（出力）を得ることが出
来ない。

【００１０】一方、車室内に配置されて制御音を出力す
るスピーカは、シートの下部やドア部等の狭い空間に配
置されるため、車室内に配置されるスピーカの大きさに
は限度があり、大口径のスピーカを搭載することが出来
ない。このため、低周波領域においては、能力不足のス
ピーカで必要な音圧レベルを得ようとして、過剰電圧を
スピーカにかけると図１３に示す如く出力波形が歪んで
しまい、異なる周波数の音まで発生して、それも消音し
ようとするためにさらに電圧を印加するため、図１２の
ように変化すると考えられ、最悪の場合にはスピーカの
エッヂ部が破損する恐れがある。

【００１１】また、騒音の周波数がある周波数になる
と、閉空間である車室６内で図１４のような定在波を生
じることがある。この場合スピーカ１０３ａ（図１４に
は他のスピーカ１０３ｂ〜１０３ｄは省略）が定在波２
２の節２３の部分に配置されていると、スピーカ１０３
ａから出力された音によって車室６内の騒音を相殺する
ことが出来ない。このため、スピーカ１０３ａからの音
を大きくして、騒音を相殺しようとし図１２のような制
御の悪化を招くと考えられる。そしてこの場合にも過剰
な電圧がスピーカ１０３ａに印加されることとなり、最
悪の場合スピーカ１０３ａのエッヂ部の破損を招く恐れ
がある。

【００１２】さらに図１５に示すようにマイクロホン１
０８ａ（図１５には他のマイクロホン１０８ｂ〜１０８
ｈは省略）が、上記定在波２２の節２３の部分に配置さ
れているような場合は、閉空間内の騒音を検出すること
が出来ないので、最小の残留信号になっていると判断
し、完全に騒音を消すことが出来ない。

【００１３】そこでこの発明は、制御音源の破壊を招く
ことがなく、より適格な騒音制御が可能な能動型騒音制
御装置の提供を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１に記載の発明は、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
に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する手段と、残留騒音検出
手段の出力信号と騒音発生状態検出手段の出力信号とに
基づき前記制御音源と前記残留騒音検出手段との間の伝
達関数を含む制御アルゴリズムを用いて前記制御音源を
駆動する信号を出力する制御手段とを備えた能動型騒音
制御装置であって、騒音が発生する環境の状態を検出す
る手段と、この環境状態検出手段の検出した状態が所定
の状態であるとき騒音制御を行なう手段を備えたことを
特徴としている。

【００１５】請求項２に記載の発明は、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する手段
と、所定のフィルタ係数により前記信号に基づいて前記
制御音源を駆動する信号を出力する適応ディジタフィル
タと、前記残留騒音検出手段の出力信号と騒音発生状態
検出手段の出力信号とに基づき所定の収束係数を有する
最急降下アルゴリズムを用いて前記適応ディジタルフィ
ルタのフィルタ係数を変更する制御手段とを備えた能動
型騒音制御装置であって、前記騒音発生状態検出手段の
検出信号が所定の範囲のとき制御する手段を備えたこと
を特徴としている。

【００１６】請求項３に記載の発明は、請求項２記載の
能動型騒音制御装置であって、前記騒音発生状態検出手
段の検出信号が所定の範囲外のとき前記収束係数及び前
記フィルタ係数を”０”にする手段を備えたことを特徴
としている。

【００１７】請求項４に記載の発明は、請求項２記載の
能動型騒音制御装置であって、前記騒音発生状態検出手
段の検出信号が所定の範囲外のとき制御を停止する手段
を備えたことを特徴としている。

【００１８】請求項５に記載の発明は、請求項２記載の
能動型騒音制御装置であって、前記騒音発生状態検出手
段の検出信号が所定の範囲外のとき前記制御音源の駆動
を停止する手段を備えたことを特徴としている。

【００１９】請求項６に記載の発明は、請求項２記載の
能動型騒音制御装置であって、前記騒音発生状態検出手
段が検出した騒音発生状態に関する信号が騒音源から発
生する騒音の周波数であり、この周波数が所定の範囲に
あるとき制御する手段を備えたとを特徴としている。

【００２０】請求項７に記載の発明は、請求項２記載の
能動型騒音制御装置であって、前記騒音発生状態検出手
段が検出した騒音発生状態に関する信号が回転機関の機
関回転速度であり、この機関回転速度が所定の範囲にあ
るとき制御する手段を備えたことを特徴としている。

【００２１】請求項８に記載の発明は、請求項２記載の
能動型騒音制御装置であって、消音動作の悪化を検出す
る検出手段と、消音動作の悪化を検出したとき制御を停
止する手段とを備えたことを特徴としている。

【００２２】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、環境状態検出
手段の検出した状態が所定の状態のとき、残留騒音検出
手段の出力信号と騒音発生状態検出手段の出力信号とに
基づき制御音源と残留騒音検出手段との間の伝達関数を
含む制御アルゴリズムを用いて制御音源を駆動する信号
を出力して、制御音源から制御音を発生して、評価点の
騒音低減を図る。

【００２３】請求項２に記載の発明によれば、騒音発生
状態検出手段の検出信号が所定の範囲のとき制御する手
段は残留騒音検出手段の出力信号と騒音発生状態検出手
段の出力信号とに基づき制御音源と残留騒音検出手段と
の間の伝達関数を含む制御アルゴリズムを用いて制御音
源を駆動する信号を出力して、制御音源から制御音を発
生して、評価点の騒音低減を図る。

【００２４】請求項３に記載の発明によれば、騒音発生
状態検出手段の検出信号が所定の範囲外のとき収束係数
及びフィルタ係数を”０”にする手段によって、制御音
源からの制御音の出力を”０”にする。

【００２５】請求項４に記載の発明によれば、騒音発生
状態検出手段の検出信号が所定の範囲外のとき制御音源
停止手段によって、制御音源の駆動を停止する。

【００２６】請求項５に記載の発明によれば、騒音発生
状態検出手段の検出信号が所定の範囲外のとき前記制御
音源停止手段が、制御音源を駆動を停止する。

【００２７】請求項６に記載の発明によれば、騒音発生
状態検出手段が検出した騒音発生状態に関する信号が騒
音源から発生する騒音の周波数であり、この周波数が所
定の範囲にあるとき騒音制御を行う。

【００２８】請求項７に記載の発明によれば、騒音発生
状態検出手段が検出した騒音発生状態の検出信号が騒音
発生状態に関する信号が回転機関の機関回転速度であ
り、この機関回転速度が所定の範囲にあるとき、騒音制
御を行う。

【００２９】請求項８に記載の発明によれば、消音動作
の悪化を検出する手段が、消音動作の悪化を検出する
と、消音動作停止手段が騒音制御を停止する。

【００３０】

【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。

【００３１】なお説明は車室内空間を例として行う。

【００３２】第１実施例図１のように車体１は前輪２ａ、２ｂ、後輪２ｃ、２ｄ
によって支持され、前輪２ａ、２ｂは車体１の前部に配
置されたエンジン４によって回転駆動され、いわゆる前
置エンジン前輪駆動車を構成している。

【００３３】前記車室６内の騒音は、例えばエンジン４
が騒音源となっており、騒音発生状態検出手段として
は、例えばクランク角センサ５が用いられている。そし
てクランク角センサ５からエンジン騒音に相関しクラン
ク角に対応するパルス検出信号ｘが出力されるようにな
っている。このパルス検出信号ｘは例えばレシプロ４気
筒の場合は１８０°回転する毎に１つである。

【００３４】なお、騒音発生状態検出手段は、騒音源の
騒音発生状態に関する信号を検出できれば良く、エンジ
ンを騒音源とした場合、信号としては、例えばエンジン
外装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、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。ま
た、車体１の音響閉空間としての車室６内には制御音源
としてラウドスピーカ７ａ、７ｂ、７ｃ及び７ｄがそれ
ぞれ前席Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４に対向するドア部に配
置されている。

【００３５】さらに各座席Ｓ１〜Ｓ４のヘッドレスト位
置にそれぞれ残留騒音検出手段としてのマイクロホン８
ａ〜８ｈが配設されている。

【００３６】これらマイクロホン８ａ〜８ｈに入力され
る車室６内の残留騒音は、その音圧に応じた電気信号と
してノイズ信号ｅ₁〜ｅ₈が出力される構成となってい
る。前記クランク角センサ５及びマイクロホン８ａ〜８
ｈの出力信号は制御手段としてのコントローラ１０に個
別に供給されるように構成されている。このコントロー
ラ１０から出力される駆動信号ｙ₁〜ｙ₄は個別にラウ
ドスピーカ７ａ〜７ｄに供給され、これらのスピーカ７
ａ〜７ｄから車室６内に音響信号（制御音）が出力され
る構成となっている。

【００３７】コントローラ１０は図２に示すように、第
一ディジタル１２、第二ディジタルフィルタ（適応ディ
ジタルフィルタ）１３、マイクロプロセッサ１６を備え
ている。そしてクランク角センサ５から入力されるパル
ス検出信号Ｘは周波数−電圧変換回路１１によってディ
ジタル信号に変換され、基準信号ｘとして第一ディジタ
ルフィルタ１２及び第二ディジタルフィルタ１３に入力
される構成となっている。

【００３８】また、前記マイクロホン８ａ〜８ｈの出力
信号であるノイズ信号ｅ₁〜ｅ₈は、アンプ１４ａ〜１
４ｈによって増幅され、Ａ／Ｄ変換器１５ａ〜１５ｈに
よってＡ／Ｄ変換され、前記第一ディジタルフィルタ１
２の出力信号と共に前記マイクロプロセッサ１６に入力
される構成となっている。前記第二ディジタルフィルタ
１３から入力される駆動信号ｙ₁〜ｙ₄はＤ／Ａ変換器
１７ａ〜１７ｄによってＤ／Ａ変換され、アナログスイ
ッチ２８ａ〜２８ｄ及びアンプ１８ａ〜１８ｄを介して
ラウドスピーカー７ａ〜７ｄに出力される構成となって
いる。

【００３９】ここで、前記第一ディジタルフィルタ１２
は、基準信号Ｘを入力し、前記マイクロホン８ａ〜８ｈ
及びスピーカ７ａ〜７ｄ間の伝達関数の組合せ数に応じ
てフィルタ処理された基準信号ｒ_lm（後述する式
（４）、式（５））を生成するものである。

【００４０】前記第二ディジタルフィルタ１３は機能的
にはスピーカ７ａ〜７ｄへの出力チャンネル数に応じた
フィルタを個々に有し、基準信号ｘを入力し、その時点
で設定されているフィルタ係数（後述する式（５））に
基づき適応信号処理を行ってスピーカ駆動信号ｙ₁〜ｙ
₄を出力するものである。

【００４１】前記マクロプロセッサ１６は前記ノイズ信
号ｅ₁〜ｅ₈並びにフィルタ処理された基準信号ｒ_lmを
入力し、第二ディジタルフィルタ１３のフィルタ係数を
最急降下法の一種であるＬＭＳアルゴリズムを用いて変
更する構成となっている。

【００４２】前記フィルタ処理された基準信号ｒ_lmには
ラウドスピーカ７ａ〜７ｂとマイクロホン８ａ〜８ｈと
の間の伝達関数をディジタルフィルタのフィルタ係数
（インパルス応答関数）として表したＣ_lmが含まれてお
り、マイクロプロセッサ１６は制御音源を駆動する信号
を出力する構成となっている。以下、説明において、Ｃ
_lmを伝達関数とも称す。

【００４３】ここで、コントローラ１０の騒音低減制御
原理を一般式を用いて説明する。

【００４４】今、一番目のマイクロホンが検出したノイ
ズ信号をｅ_pl（ｎ）、ラウドスピーカー７ａ〜７ｄから
の制御音（二次音）が無いときの一番目のマイクロホン
が検出した残留騒音検出信号をｅ_l（ｎ）、ｍ番目のラ
ウドスピーカーと一番目のマイクロホンとの間の伝達関
数（ＦＩＲ（有限インパルス関数）ＨlmのＪ番目（Ｊ＝
０，１，２，…，Ｉ_c-1）［Ｉ_cは定数］に対応するフ
ィルタ係数をＣ_lmj、基準信号をＸ（ｎ）、基準信号を
入力しｍ番目のラウドスピーカーを駆動する適応フィル
タのｉ番目（ｉ＝０，１，…，Ｉ_k-1）［Ｉ_kは定数］
の係数をＷmiとすると、

【００４５】

【数１】

【００４６】が成立する。

【００４７】次いで、評価関数（最小にすべき変数）Ｊ
ｅを、

【００４８】

【数２】

【００４９】とおく。

【００５０】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、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。

【００５１】そこで、（２）式より

【００５２】

【数３】

【００５３】となるが、（１）式より

【００５４】

【数４】

【００５５】となるから、この（４）式の右辺をｒ
_1m（ｎ−ｉ）とおけば、フィルタ係数の書き替え式は、
以下の（５）式のＬＭＳアルゴリズムにより得られる。

【００５６】

【数５】

【００５７】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。な
お、収束係数αを本実施例では一つの定数のように扱っ
ているが、各フィルタ毎に異なる収束係数（α_mi）とす
ることもできるし、重み係数γ_lを一緒に取り込んだ係
数（α_l）として演算することもできる。このように第
二ディジタルフィルタ１３のフィルタ係数Ｗ_mi（ｎ＋
１）をマイクロホン８ａ〜８ｈから出力されるノイズ信
号ｅ₁（ｎ）〜ｅ₈（ｎ）の出力とクランク角センサ５
からの出力に基づく基準信号ｘ（ｎ）とに基づいてＬＭ
Ｓ（ＬｅａｓｔＭｅａｎＳｑｕａｒｅ）適応アルゴ
リズムに従って順次更新することにより入力されるノイ
ズ信号ｅ₁（ｎ）〜ｅ₈（ｎ）の自乗和と駆動信号ｙ_m
（ｎ）の自乗和との和が常に最小となるように駆動信号
ｙ₁（ｎ）〜ｙ₄（ｎ）が形成され、これがラウドスピ
ーカ７ａ〜７ｄに供給され、出力される制御音によって
車室６内の騒音が相殺される。

【００５８】一方、この本実施例では、騒音が発生する
環境すなわち閉空間である車室内の環境の状態を検出す
る環境状態検出手段と、この環境状態検出手段の検出状
態が所定の状態であるとき上記騒音制御を行なう手段を
備えている。

【００５９】上記環境状態検出手段としては騒音発生状
態検出手段であり、この騒音発生状態検出手段としては
クランク角センサ５を用いている。またクランク角セン
サ５が検出した騒音状態に関する信号を騒音源からの騒
音の周波数ｘ（基準信号の周波数）とし、この周波数ｘ
が所定の範囲（ｆ_min〜ｆ_max）内のときに上記騒音制
御手段が消音制御を行う。

【００６０】次に、本実施例の騒音制御について図３に
示すフローチャートに従い説明する。図３に示すよう
に、ステップＳ₃₁で周波数ｘが所定の範囲（ｆ_min〜ｆ
_max）内にあるか否かが判定され、周波数ｘが所定の範
囲（ｆ_min〜ｆ_max）内にある場合にはステップＳ₃₂で
上記消音作業が行われる。周波数ｘが所定の範囲（ｆ_mi
_n〜ｆ_max）内にない場合には、適応フィルタ係数Ｗ
を”０”にし、収束係数αも”０”にして、スピーカか
ら音が出ないようにする。ここで、適応フィルタ係数Ｗ
を”０”にすることにより、スピーカの出力は”０”に
なる。また収束係数αを”０”にすることにより、適応
フィルタ係数Ｗ＝０が保たれる。

【００６１】ここで、収束係数及び適応フィルタ係数Ｗ
を”０”にする場合、収束係数αを”０”にし、適応フ
ィルタ係数Ｗを徐々に小さくすれば、乗員に急な変化に
よる違和感を与えることがない。

【００６２】なお、本実施例において、騒音制御を行な
う手段は上述した如くコントローラ１０であり、騒音発
生状態検出手段としてのクランク角センサ５が検出した
騒音状態に関する信号が所定の範囲外のとき、フィルタ
係数α及び適応ディジタルフィルタＷを”０”にする手
段もコントローラ１０が兼ねている。

【００６３】このように本実施例によれば、環境状態が
所定の状態であるときスピーカに電圧を与えて騒音制御
を行ない、所定の状態でない場合にはスピーカに電圧を
印加することがないので、スピーカに過剰電圧を与える
ことがない。これにより、スピーカの破損を招くことな
く、より適格な騒音制御が可能となる。

【００６４】また、環境状態が所定の状態であるときス
ピーカに電圧を与えて騒音制御を行ない、所定の状態で
ない場合にはスピーカに電圧を印加することがないの
で、過剰電圧をスピーカに過剰電圧を与えることがなく
なり、小型のスピーカを用いることが出来る。

【００６５】また、本実施例によれば、環境の状態に関
する信号を検出するための手段（本実施例では、クラン
ク角センサ５）を特別に設ける必要がなく、またスピー
カの出力を”０”にする手段（本実施例は、コントロー
ラ１０）も特別に設ける必要がない。

【００６６】第２実施例次に第２実施例について図４及び図５を用いて説明す
る。図４に示すように本実施例の能動型騒音制御装置
は、騒音状態検出手段としてのクランク角センサ５と、
またクランク角センサ５が検出した騒音状態に関する信
号が所定の範囲外のとき制御を停止する手段とを備えて
いる。

【００６７】制御を停止する手段としては、コントロー
ラ１０と電源１９との間にスイッチ１８が配置されてい
る。

【００６８】上記クランク角センサ５が検出した騒音状
態に関する信号としては騒音源からの騒音の周波数Ｘと
し、この周波数Ｘが所定の範囲（ｆ_min〜ｆ_max）内の
ときに閉状態となってコントローラ１０の電力を供給
し、騒音源の騒音の周波数Ｘが所定の範囲外にあるとき
開状態にしてコントローラ１０への電力の供給を停止す
る。

【００６９】上記構成において、図５に示すように、ス
テップＳ₅₁で騒音源の騒音の周波数Ｘが所定の範囲（ｆ
_min〜ｆ_max）内にある否かが判定され、周波数Ｘが所
定の範囲（ｆ_min〜ｆ_max）内にある場合には、ステッ
プＳ₅₂でコントローラ１０は電源１９と接続されて、消
音作業を行う。周波数Ｘが所定の範囲（ｆ_min〜
ｆ_ma _x）内にない場合には、ステップＳ₅₃でコントロー
ラ１０がスイッチ１８を開いて、コントローラ１０と電
源１９との接続をきって電力の供給を停止する。なお、
本実施例によれば、コントローラ１０の電源を停止する
ことによりクランク角センサ５の検出信号である騒音源
の周波数Ｘが所定の範囲（ｆ_min〜ｆ_max）の外にある
場合にはスピーカの電源も停止することになる。

【００７０】これにより、環境状態が所定の状態である
ときすなわちクランク角センサ５が検出した騒音源の周
波数が所定の範囲内のとき電圧を与えて騒音制御を行な
い、所定の範囲外のとき制御を停止するので、過剰電圧
をスピーカに与えることがなくなり、スピーカの破壊を
招くことがなく、より適格な騒音制御を行なうことが出
来る。また、本実施例においても、小型のスピーカを用
いることが出来る。

【００７１】また、騒音制御が不要な範囲で過剰電圧を
スピーカに過剰電圧を与えることがないので、小型のス
ピーカを用いることが出来る。

【００７２】第３実施例次に第３実施例について第６図，第７図を用いて説明す
る。本実施例は騒音発生状態検出手段が検出した騒音状
態に関する信号をエンジン回転速度Ｐとし、このエンジ
ン回転速度Ｐが所定の範囲（RPM _min〜RPM _max）にあ
るかないかによってスピーカの出力をＯＮ、ＯＦＦする
例である。すなわち図６に示すようにステップＳ₆₁でエ
ンジン回転速度Ｐが所定の範囲（RPM _min〜RPM _max）
内にあるか否かが判定され、所定の範囲にある場合に
は、ステップＳ₆₂で図７に示す如くスピーカのゲインを
あげてスピーカから制御音を出力させる。エンジンの回
転速度Ｐが所定の範囲に入っていない場合には、スピー
カのゲインを”０”にして、スピーカの出力をなくす。
またこの場合、ある時間をもって徐々にゲインを下げる
ことにより、乗員に急な変化による違和感を与えないよ
うにする。

【００７３】本実施例によれば、環境状態が所定の状態
でない場合にスピーカに過剰電圧を与えることがないの
でスピーカの破壊を招くことがなく、より適格な騒音制
御が可能となる。

【００７４】また、過剰電圧をスピーカに過剰電圧を与
えることがないので、小型のスピーカを用いることが出
来る。

【００７５】本実施例によれば、騒音制御で用いるクラ
ンク角センサ５を環境の状態の検出手段としているの
で、特別に環境の状態を検出する手段を設ける必要がな
い。

【００７６】第４実施例次に第４実施例について図８及び図９を用いて説明す
る。本実施例はエンジンの回転速度、エンジン負荷等に
従う制御行わない場合の音圧（ｅ_l0）のマップ（図９参
照）を持ち、制御を行った場合の音圧（ｅ_l）が行わな
い場合の音圧（ｅ_l0）よりも高い時にはそれ以上制御を
行わない例である。

【００７７】本実施例の能動型騒音制御装置は、消音動
作の悪化を検出する手段としてはコントローラ１０が兼
ねており、図９に示すような無制御時の音圧のマップを
持ち、各エンジン回転速度において、無制御時の音圧と
制御時の音圧とを比較して消音動作の悪化を検出する。
また、制御行わない場合の音圧（ｅ_l0）のマップ（図９
参照）を持ち、制御を行った場合の音圧（ｅ_l）が行わ
ない場合の音圧（ｅ_l0）よりも高い時に制御を停止する
手段として、図４に示すコントローラ１０と電源１９と
を開閉するスイッチ１８が用いられている。

【００７８】次に本実施例の消音動作について説明す
る。図８に示すように、ステップＳ₈₁においてエンジン
の回転速度、エンジン負荷等に応じた制御無しの場合の
音圧を選定する。ステップＳ₈₂において、マイクロホン
の出力ｅ_lと制御無しの場合の音圧ｅ_l0を比較し、マイ
クロホンの出力ｅ_lが大きければ消音動作を行わず、制
御無しの場合の音圧ｅ_l0が大きければステップＳ₈₃で消
音動作を行う。

【００７９】このように、本実施例によれば、リアルタ
イムで制御効果があるか否かを判断することが出来る。

【００８０】また、本実施例によれば、上記各実施例と
同様に環境状態が所定の状態でない場合にスピーカに過
剰電圧を与えることがないのでスピーカの破壊を招くこ
とがなく、より適格な騒音制御が可能となる。

【００８１】また、スピーカに過剰電圧を与えることが
ないので、小型のスピーカを用いることが出来る。

【００８２】なお、騒音が発生する環境の状態として、
騒音が発生する閉空間の温度状態もしくは乗員搭載状態
を用いても良い。

【００８３】

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の発
明では、制御音源から制御音源が出力される環境の条件
が所定の状態であるとき騒音制御を行なうので、出力不
足による場合や定在波の節部分に制御音源を配置した場
合に、制御音源に過剰電圧を与えることがなく、制御音
源の破壊を招くことがなく、より適格な騒音制御が可能
となる。

【００８４】請求項２の発明では、制御音源が出力され
る環境の条件に関する信号として騒音発生状態検出手段
の検出信号を用いて、この検出信号が所定の範囲のとき
騒音制御を行ない、制御音源が出力される環境の条件に
関する信号を検出するための手段を設ける必要がない。

【００８５】請求項３の発明では、騒音発生状態検出手
段の検出信号が所定の範囲外のとき収束係数及びフィル
タ係数を”０”にすることにより、制御音源からの制御
音の出力を”０”にする。これにより、環境の条件に関
する信号を検出するための手段を特別に設ける必要がな
く、また制御音源の出力を”０”にする手段も特別に設
ける必要がない。

【００８６】請求項４の発明では、騒音発生状態検出手
段の検出信号が所定の範囲外のとき制御を停止するの
で、制御音源の破壊を招くことがない。

【００８７】請求項５の発明では、騒音発生状態検出手
段の検出信号が所定の範囲外のとき前記制御音源の駆動
を停止して、制御音源に駆動信号が与えないので、制御
音源の破壊を招くことがない。

【００８８】請求項６の発明では、制御音源が出力され
る環境の条件である騒音発生状態検出手段が検出した騒
音発生状態に関する信号として、騒音源から発生する騒
音の周波数を用い、この周波数が所定の範囲にあるとき
制御するので、制御音源が出力される環境の条件を検出
する特別の検出手段を不要となる。

【００８９】請求項７の発明では、制御音源が出力され
る環境の条件である騒音発生状態検出手段が検出した騒
音発生状態に関する信号として、回転機関の機関回転速
度を用い、この機関回転速度が所定の範囲にあるとき制
御するので、制御音源の破壊を招くことがない。

【００９０】請求項８の発明では、リアルタイムで制御
効果があるかないかを判断することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る能動型騒音制御装置を車両に適用
した状態の概略ブロック図である。

【図２】実施例の概略制御ブロック図である。

【図３】騒音制御の実施例を示すフローチャートであ
る。

【図４】コントローラと制御を停止する手段との関係を
示すブロック図である。

【図５】騒音発生状態検出手段の検出結果によりコント
ローラを作動又は停止させる作動を示すフローチャート
である。

【図６】回転機関の機関回転速度によりコントローラを
作動又は停止させる作動を示すフローチャートである。

【図７】スピーカのゲインを示す線図である。

【図８】エンジン回転速度による騒音制御を示すフロー
チャートである。

【図９】制御が無い時の音圧レベルとエンジン回転速度
との関係を示す線図である。

【図１０】従来例に係るブロック図である。

【図１１】音圧レベルとエンジン回転速度とにより制御
効果を示す線図である。

【図１２】スピーカの出力特性を示す線図である。

【図１３】スピーカの出力限界を入力信号が越えた時の
波形を示す線図である。

【図１４】騒音が閉空間で生じた定在波とスピーカの位
置を示す説明図である。

【図１５】騒音が閉空間で生じた定在波とスピーカの位
置及びマイクロホンの位置を示す説明図である。

【符号の説明】

４エンジン５クランク角センサ（騒音発生状態検出手段）７ａ〜７ｄラウドスピーカ（制御音源）８ａ〜８ｈマイクロホン（残留騒音検出手段）１０コントローラ（制御手段）１６マイクロプロセッサ１８スイッチ１９電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者土井三浩神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内 (72)発明者浜辺勉神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内 (72)発明者佐藤憲治茨城県勝田市大字高場2520番地株式会社日立製作所自動車機器事業部内

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、前記干渉後に所定位置
の残留騒音を検出する手段と、騒音源の騒音発生状態に
関する信号を検出する手段と、残留騒音検出手段の出力
信号と騒音発生状態検出手段の出力信号とに基づき前記
制御音源と前記残留騒音検出手段との間の伝達関数を含
む制御アルゴリズムを用いて前記制御音源を駆動する信
号を出力する制御手段とを備えた能動型騒音制御装置で
あって、騒音が発生した環境の状態を検出する手段と、
この環境状態検出手段の検出した状態が所定の状態であ
るとき騒音制御を行なう手段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】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
関する信号を検出する手段と、所定のフィルタ係数によ
り前記信号に基づいて前記制御音源を駆動する信号を出
力する適応ディジタフィルタと、前記残留騒音検出手段
の出力信号と騒音発生状態検出手段の出力信号とに基づ
き所定の収束係数を有する最急降下アルゴリズムを用い
て前記適応ディジタルフィルタのフィルタ係数を変更す
る制御手段とを備えた能動型騒音制御装置であって、前
記騒音発生状態検出手段の検出信号が所定の範囲のとき
制御する手段を備えたことを特徴とする能動型騒音制御
装置。
【請求項３】請求項２記載の能動型騒音制御装置であ
って、前記騒音発生状態検出手段の検出信号が所定の範
囲外のとき前記収束係数及び前記フィルタ係数を”０”
にする手段を備えたことを特徴とする能動型騒音制御装
置。
【請求項４】請求項２記載の能動型騒音制御装置であ
って、前記騒音発生状態検出手段の検出信号が所定の範
囲外のとき制御を停止する手段を備えたことを特徴とす
る能動型騒音制御装置。
【請求項５】請求項２記載の能動型騒音制御装置であ
って、前記騒音発生状態検出手段の検出信号が所定の範
囲外のとき前記制御音源の駆動を停止する手段を備えた
ことを特徴とする能動型騒音制御装置。
【請求項６】請求項２記載の能動型騒音制御装置であ
って、前記騒音発生状態検出手段が検出した騒音発生状
態に関する信号が騒音源から発生する騒音の周波数であ
り、この周波数が所定の範囲にあるとき制御する手段を
備えたとを特徴とする能動型騒音制御装置。
【請求項７】請求項２記載の能動型騒音制御装置であ
って、前記騒音発生状態検出手段が検出した騒音発生状
態に関する信号が回転機関の機関回転速度であり、この
機関回転速度が所定の範囲にあるとき制御する手段を備
えたことを特徴とする能動型騒音制御装置。
【請求項８】請求項２記載の能動型騒音制御装置であ
って、消音動作の悪化を検出する検出手段と、消音動作
の悪化を検出したとき制御を停止す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。