JPH07199970A - 能動型騒音制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】音響インテンシティ等を検出することなく、騒
音の進行波成分を打ち消し効率の良い騒音低減制御が実
行されるようにする。 【構成】車室３内の残留騒音を検出する複数のマイクロ
フォン８ａ，８ｂを設けるとともに、制御音を発するラ
ウドスピーカ９に対する駆動信号ｙを生成するコントロ
ーラ１０においては、その複数のマイクロフォン８ａ，
８ｂに騒音が到達する時間差に応じてそれら複数のマイ
クロフォン８ａ，８ｂから供給される複数の残留騒音信
号ｅ_l 同士の同期をとった結果に基づいて、その駆動信
号ｙを生成するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば車両エンジン
等の騒音源から車室等の空間内に伝達される騒音に制御
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、空間内の残留騒音を測定しその
測定結果或いはその測定結果に基づいた所定の評価関数
が最小となるように制御音を発生させる能動型騒音制御
装置において、演算負荷の大幅な増大等を招くことなく
良好な騒音低減効果が得られるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来の技術としては、英国特許
第２１４９６１４号や特表平１−５０１３４４号に記載
のものがある。これら従来の装置は、航空機の客室やこ
れに類する閉空間に適用される能動型騒音低減装置であ
って、閉空間の外部に位置するエンジン等の単一の騒音
源は、基本周波数ｆ₀ 及びその高調波ｆ₁ 〜ｆ_n を含む
騒音を発生するという条件の下において作動するもので
ある。

【０００３】具体的には、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
の周波数ｆ₀ 〜ｆ_n 成分に基づき、それら周波数ｆ₀ 〜
ｆ_n 成分と逆位相の信号でラウドスピーカを駆動させ、
もっ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。

【０００４】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 CANCELLATION ：
PRINCIPLES AND APPLICATIONS ”で述べられている‘WI
DROW 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 AND
ITS APPLICATION TOTHE ACTIVE CONTROL OF SOUND AND
VIBRATION ”,IEEE TRANS.ACOUST.,SPEECH,SIGNAL PRO
CESSING,VOL.ASSP −35,PP.1423−1434,1987 にも述べ
られている。

【０００５】即ち、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、例えばいわゆるＦｉｌｔｅｒ
ｅｄ−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伝達関数をモデル化した
伝達関数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た所定の評
価関数の値が低減するように、各ラウドスピーカ毎に設
けられたフィルタ係数可変の適応ディジタルフィルタの
フィルタ係数を更新している。

【０００６】ここで、図１６に示すように、騒音と制御
音とを干渉させることにより空間内の残留騒音を低減す
るにあたっては、ラウドスピーカから発せられる制御音
の進行方向と空間内を伝搬する騒音の進行方向とが完全
に一致する場合には、制御音と騒音とが任意の一点にお
いて逆位相に重なり合えば、それ以外の全ての点におい
ても逆位相に重なり合うため、非常に効率的な騒音低減
制御を行うことができる。逆に、制御音が騒音に対して
逆方向から進行する場合には、制御音と騒音とが任意の
一点において逆位相に重なり合ったとしても、それ以外
の点においても必ず逆位相で重なり合うとは限らないの
である。

【０００７】つまり、理想的には、制御音の進行方向が
騒音の進行方向に一致するようにラウドスピーカから制
御音を発生させることができれば、残留騒音の測定点も
少なくて済むから、必要なラウドスピーカ及びマイクロ
フォンの数も少なくなって最も効果的に騒音を低減する
ことができるのである。なお、制御音の進行方向が騒音
の進行方向に一致した場合における両者の位相差と消音
効果との関係を示している図１７からも判るように、充
分な消音効果（例えば１０ｄＢ以上の低減代）を得るた
めには、両者の位相差が比較的狭い範囲内に収まるよう
に制御する必要がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ここで、空間内におけ
る騒音の進行方向が決まっている場合には、制御音の進
行方向と騒音の進行方向とを一致させることは騒音の進
行方向と同じ方向に制御音を発生するようにラウドスピ
ーカを配設すればよいのであるから比較的簡単である
が、進行する騒音に対して制御音を逆位相とするために
は、空間内の残留騒音の中から進行波成分のみを抽出す
る必要があるので、例えば本出願人が先に提案した特開
平３−２０３４９４号公報に開示されるように、空間内
の所定の騒音評価点における音響インテンシティを検出
し、その音響インテンシティを評価関数として適応ディ
ジタルフィルタのフィルタ係数の更新処理を実行する必
要がある。ちなみに、かかる公報に開示された技術によ
れば、反射の影響がなくなり音響空間の共振系の影響が
取り除かれ、音響伝達系に位相の不安定な部分がなくな
り、安定した騒音低減制御が可能になるという優れた効
果が得られる。

【０００９】しかしながら、実際に音響インテンシティ
を演算するには、粒子速度の測定が技術的に困難である
ため、直接積分法若しくはＦＦＴによるクロススペクト
ル法を用いて２点間の音圧に基づいて演算する必要があ
るが、両演算手法ともに演算量が多く、平均化処理等を
リアルタイムで実行するには非常に高速の処理が可能な
高価な演算プロセッサが必要となり、場合によってはリ
アルタイムでは演算が不可能になるおそれがある。

【００１０】また、空間内における騒音の進行方向が決
まっていない場合に上述した思想的な騒音低減制御を実
行するためには、複数のラウドスピーカを空間内に配設
して多くの方向から制御音を発生可能とするとともに、
現在の騒音の進行方向を検出しその検出結果に基づいて
最も騒音の進行方向に近い制御を発することができるラ
ウドスピーカを選択し、そして、その選択されたラウド
スピーカから制御音を発生させるようになるが、かかる
場合でも、騒音の進行方向を検出しなければならず、音
響インテンシティの演算が必要となり、高速の処理が可
能な高価な演算プロセッサが必要となり、場合によって
はリアルタイムでは演算が不可能になるおそれがある。

【００１１】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、複雑な
演算を必要としない簡単な構成で上述した理想的な騒音
低減制御を実行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。

【００１２】

【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に係る発明は、騒音源から騒音が伝達され
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制御音源を
駆動する駆動信号を生成する能動制御手段と、を備えた
能動型騒音制御装置において、複数の前記残留騒音検出
手段を設け、前記能動制御手段は、前記複数の残留騒音
検出手段に前記騒音が到達する時間差に応じて前記複数
の残留騒音検出手段が出力する各残留騒音信号間の同期
をとった結果に基づいて、前記駆動信号を生成するよう
にしたものである。

【００１３】また、上記目的を達成するために、請求項
２に係る発明は、騒音源から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制御音源を駆動する駆
動信号を生成する能動制御手段と、を備えた能動型騒音
制御装置において、互いに異なる方向に制御音を発生可
能な複数の前記制御音源と、複数の前記残留騒音検出手
段と、それら複数の残留騒音検出手段に前記騒音が到達
する時間差に基づいて前記騒音の進行方向を検出する騒
音進行方向検出手段と、この騒音進行方向検出手段の検
出結果に基づいて前記複数の制御音源の内から前記駆動
信号を供給する制御音源を選択する制御音源選択手段
と、を設け、前記能動制御手段は、前記複数の残留騒音
検出手段が出力する各残留騒音信号間の同期をとった結
果に基づいて前記駆動信号を生成するようにしたもので
ある。

【００１４】

【作用】請求項１に係る発明にあっては、複数設けられ
ている残留騒音検出手段のそれぞれに騒音源から直接到
来する騒音には、騒音源と各残留騒音検出手段との間の
距離の差に応じた時間的な差があるから、その時間差に
応じて各残留騒音信号同士の同期をとると、騒音源から
各残留騒音検出手段に直接到来する騒音の成分は正の相
関があるため増幅する一方、それ以外の例えば反射波成
分等には相関がないため減衰することになる。

【００１５】従って、制御音源を予め騒音と同じ方向又
は略同じ方向の制御音を発生するような位置・向きに配
設しておけば、能動制御手段が、騒音が各残留騒音検出
手段に到達する時間差に応じて各残留騒音信号の同期を
とった結果に基づいて、駆動信号の生成演算を実行する
と、駆動信号によって駆動される制御音源からは、騒音
源から空間内に直接伝達され進行する騒音を効率的に打
ち消す制御音が発せられることになる。

【００１６】一方、請求項２に係る発明にあっては、例
えば任意の二つの残留騒音検出手段に騒音が到来する時
間差は、それら二つの残留騒音検出手段を結ぶ直線に対
して平行に騒音が進行する場合にもっとも大きくなり、
その直線と騒音の進行方向とがなす角度が大きくなる程
小さくなる傾向があることから、騒音進行方向検出手段
において、各残留騒音検出手段に騒音が到来する時間差
に基づくことにより騒音の進行方向が検出される。騒音
の進行方向が検出されれば、複数設けられている制御音
源のうちから、最も騒音の進行方向に近い方向に制御音
を発生可能な制御音源が選択可能となり、そのような制
御音源が制御音源選択手段によって選択される。

【００１７】そして、能動制御手段は、上記請求項１に
係る発明と同様に、各残留騒音信号の同期をとった結果
に基づいて駆動信号の生成演算を実行するから、選択さ
れた制御音源からは、騒音源から空間内に直接伝達され
進行する騒音を効率的に打ち消す制御音が発せられるこ
とになる。

【００１８】

【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。

【００１９】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
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を出力するクラン
ク角センサ５が取り付けられている。

【００２０】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Ｌ
個（図１には二つのみ示す）のマイクロフォン８ａ，８
ｂと、車室３内に制御音を発生する制御音源としてのラ
ウドスピーカ９とが配設されている。これらのうち、各
マイクロフォン８ａ，８ｂは、車室３内におけるこもり
音の進行経路上の乗員耳位置の下流側に位置するように
配設する。また、ラウドスピーカ９は、車室３内におけ
るこもり音の放射位置又はその放射位置に近接した位置
に、発せられる制御音がこもり音の進行方向と同じ方向
に進むような向きに配設されている。

【００２１】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Ｌ個のマイクロフォン８ａ，
８ｂから出力されたＬ個の残留騒音信号ｅ_l （ｌ＝１，
２，…，Ｌ）が、マイクロコンピュータ等から構成され
る能動制御手段としてのコントローラ１０に供給される
ようになっている。コントローラ１０は、供給される各
信号ＣＰ，ｅ_l 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を供給するように
なっている。

【００２２】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１
１と、基準信号ｘをフィルタ処理することにより（具体
的には、畳み込み積分することにより）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Ｗ
と、この適応ディジタルフィルタＷのフィルタ係数Ｗ_i
（ｉ＝０，１，２，…，Ｉ−１：Ｉは適応ディジタルフ
ィルタＷのタップ数）を後述するＦｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ
ＬＭＳアルゴリズムに従って更新するフィルタ係数更
新部１２と、を有している。

【００２３】また、コントローラ１０は、基準信号ｘが
入力される伝達関数フィルタＣ＾を有していて、基準信
号ｘを伝達関数フィルタＣ＾でフィルタ処理した処理信
号ｒが、フィルタ係数更新部１２に供給されるようにな
っている。なお、伝達関数フィルタＣ＾は、ラウドスピ
ーカ９と、各マイクロフォン８ａ，８ｂのうち最もラウ
ドスピーカ９から遠いマイクロフォンとの間の伝達関数
Ｃを有限インパルス応答関数の形でモデル化したディジ
タルフィルタである。

【００２４】さらに、コントローラ１０は、各マイクロ
フォン８ａ，８ｂから供給される残留騒音信号ｅ_l を同
期をとった後に加算して同期残留騒音信号ｅ_S として出
力する同期演算部１３を有していて、その同期残留騒音
信号ｅ_S が、フィルタ係数更新部１２に供給されるよう
になっている。ここで、同期演算部１３は、供給される
各残留騒音信号ｅ_l を、エンジン４と各マイクロフォン
８ａ，８ｂとの間の距離の差に応じたこもり音の到達時
間差に基づいて同期をとった後に加算して同期残留騒音
信号ｅ_S を生成するようになっている。例えば、マイク
ロフォンの個数Ｌが２であり、一方のマイクロフォンが
出力する残留騒音信号をｅ₁ 、他方のマイクロフォンが
出力する残留騒音信号をｅ₂ とし、こもり音が一方のマ
イクロフォンにｔ₀ 秒早く到達するのであれば、同期残
留騒音信号ｅ_S は、下記の（１）式のように表すことが
できる。ただし、ｔは現時点の時刻である。

【００２５】 ｅ_S （ｔ）＝ｅ₁ （ｔ−ｔ₀ ）＋ｅ₂ （ｔ） ……（１） なお、この同期演算部１３は、マイクロコンピュータ内
でソフト的に実現してもよいし、遅延回路及び加算器等
によってアナログ的に実現してもよい。そして、フィル
タ係数更新部１２は、伝達関数フィルタＣ＾から供給さ
れる処理信号ｒと、同期演算部１３から供給される同期
残留騒音信号ｅ_S とに基づき、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ
ＬＭＳアルゴリズムに従って適応ディジタルフィルタＷ
のフィルタ係数Ｗ_i を更新するようになっている。

【００２６】つまり、処理信号ｒをＦｉｌｔｅｒｅｄ−
Ｘ信号、同期残留騒音信号ｅ_S をエラー信号としたＦｉ
ｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳアルゴリズムが実行されるの
であり、従って適応ディジタルフィルタＷのフィルタ係
数Ｗ_i の更新式は具体的には下記の（２）式のようにな
る。 Ｗ_i （ｎ＋１）＝Ｗ_i （ｎ）−ｅ_S （ｎ）ｒ（ｎ−ｉ） ……（２） なお、（ｎ）が付く項はいずれも離散時刻ｎにおける値
であることを表し、また、処理信号ｒは、基準信号ｘを
伝達関数フィルタＣ＾でフィルタ処理した値であるか
ら、伝達関数フィルタＣ＾の各フィルタ係数をＣ＾
_j （ｊ＝０，１，２，…，Ｊ−１：Ｊは伝達関数フィル
タＣ＾のタップ数）とすれば、下記の（３）式のように
表される。

【００２７】 図３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、以下、図３に従って本実施例
の具体的な動作を説明する。

【００２８】即ち、図３に示す処理は所定のサンプリン
グ・クロックに同期して実行されるようになっていて、
先ず、そのステップ１０１において、クランク角信号Ｃ
Ｐの入力タイミングに基づいて現在の離散時刻ｎにおけ
る基準信号ｘ（ｎ）を生成する。次いで、ステップ１０
２に移行し、図３の処理が実行されるたびに次々と生成
される基準信号ｘ（ｎ）と適応ディジタルフィルタＷの
各フィルタ係数Ｗ_i とを畳み込んで、駆動信号ｙを生成
し、そして、ステップ１０３に移行し、この駆動信号ｙ
をラウドスピーカ９に出力する。

【００２９】駆動信号ｙを出力したら、ステップ１０４
に移行し、各マイクロフォン８ａ，８ｂから供給されて
いる残留騒音信号ｅ_l を読み込み、これを現時点ｎにお
ける残留騒音信号ｅ_l （ｎ）として記憶する。そして、
ステップ１０５に移行し、上記（１）式に従って、同期
残留騒音信号ｅ_S （ｎ）を演算する。ただし、上記
（１）式は連続時間軸上で表現しているので、時間差ｔ
₀ は、離散時間軸上でサンプリング・クロックの何倍に
なるかで表現する必要がある。例えば、時間差ｔ₀ がサ
ンプリング・クロックのｚ倍（ｚは整数）であれば、上
記（１）式は下記の（４）式のように表現できる。

【００３０】 ｅ_S （ｎ）＝ｅ₁ （ｎ−ｚ）＋ｅ₂ （ｎ） ……（４） 残留騒音信号ｅ_l （ｎ）が三つ以上存在する場合（つま
り、マイクロフォンが三つ以上存在する場合）には、エ
ンジン４から最も遠いマイクロフォンを基準とし、その
基準としたマイクロフォンから供給される残留騒音信号
に対する他のマイクロフォンから供給される残留騒音信
号の進み時間（こもり音が到達する時間差）を個別に考
慮して同期をとって同期残留騒音信号ｅ_S を演算すれば
よい。

【００３１】また、二つのマイクロフォン間の時間差ｔ
₀ は、それらマイクロフォン間の距離をｄ、こもり音の
進行方向に沿った直線とそれら二つのマイクロフォンを
結ぶ直線とがなす角度をθ、音速をｃとすれば、下記の
（５）式によって求めることができる。 ｔ₀ ＝ｄ・ cosθ／ｃ ……（５） ステップ１０５で同期残留騒音信号ｅ_S （ｎ）が求めら
れたら、ステップ１０６に移行し基準信号ｘ（ｎ）と伝
達関数フィルタＣ＾の各フィルタ係数Ｃ＾_j とを上記
（３）式に従って畳み込んで処理信号ｒを演算し、そし
て、ステップ１０７に移行し同期残留騒音信号ｅ
_S （ｎ）及び処理信号ｒに基づいて上記（２）式に従っ
て適応ディジタルフィルタＷの各フィルタ係数Ｗ_i を更
新する。

【００３２】このステップ１０７の処理を終えたら今回
の処理を終了し、次のサンプリング・クロックのタイミ
ングでステップ１０１から再び処理を実行する。このよ
うな処理が実行されると、ラウドスピーカ９にはサンプ
リング・クロックの間隔で次々と駆動信号ｙが供給され
るため、車室３内にはその駆動信号ｙに応じた制御音が
発生するようになるが、制御開始直後は適応ディジタル
フィルタＷの各フィルタ係数Ｗ_i が最適値に収束してい
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、エンジン４から車室３内に伝達される
こもり音が低減されるとはいえない。

【００３３】しかし、図３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１２がＬＭＳアルゴリズム
に基づき適応ディジタルフィルタＷのフィルタ係数Ｗ_i
を更新していくので、そのフィルタ係数Ｗ_i がある程度
最適値に収束した後にはラウドスピーカ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。

【００３４】しかも、本実施例にあっては、各マイクロ
フォン８ａ，８ｂから供給される残留騒音信号ｅ_l をそ
のままＬＭＳアルゴリズムに用いるのではなく、それら
残留騒音信号ｅ_l 同士の同期をとった後に加算した同期
残留騒音信号ｅ_S をフィルタ係数Ｗ_i の更新演算に用い
ているため、ラウドスピーカ９からは、エンジン４で発
生し車室３内を進行するこもり音を効率よく打ち消すよ
うな制御音が発生することになる。

【００３５】これを具体的に説明する。即ち、図４に示
すように三つのマイクロフォン８ａ，８ｂ，８ｃが直線
Ａ上にそれぞれ所定距離ｄ₁ ，ｄ₂ 間隔を開けて配設さ
れており、そのような空間に直線Ａに対して角度θだけ
傾いた方向から騒音が到来しているものとする。そし
て、騒音源に最も近いマイクロフォン８ａに到達する騒
音Ｎ₁ を Ｎ₁ ＝ exp（−ｊωｔ） ……（６） と定義し、騒音源で発生した騒音が各マイクロフォン８
ａ，８ｂ，８ｃにそれぞれ到達する時間をｔ₁ ，ｔ₂ ，
ｔ₃ とすれば、マイクロフォン８ｂ，８ｃに到達する騒
音Ｎ₂ ，Ｎ₃ は、下記の（７）及び（８）式のようにな
る。なお、ｊは虚数である。

【００３６】 Ｎ₂ ＝ exp｛−ｊω（ｔ−ｄ₁cosθ／ｃ＋（ｔ₂ −ｔ₁ ））｝ ……（７） Ｎ₃ ＝ exp｛−ｊω（ｔ−（ｄ₁ ＋ｄ₂ ） cosθ／ｃ＋（ｔ₃ −ｔ₁ ））｝ ……（８） そして、時間差（ｔ₂ −ｔ₁ ）及び（ｔ₃ −ｔ₂ ）を等
しい時間差ｔ₀ とし且つ所定距離ｄ₁ 及びｄ₂ も等しい
距離ｄとすれば、上記騒音Ｎ₂ 及びＮ₃ は、下記の
（９）及び（10）式のように表される。

【００３７】 Ｎ₂ ＝ exp｛−ｊω（ｔ＋ｔ₀ −ｄ cosθ／ｃ）｝ ……（９） Ｎ₃ ＝ exp｛−ｊω（ｔ＋２ｔ₀ −２ｄ cosθ／ｃ）｝ ……（10） ここで、二つもマイクロフォン８ａ及び８ｂに着目し、
それら二つのマイクロフォン８ａ及び８ｂに到達する騒
音の和を求めると、上記（６）式及び（９）式から、 Ｎ₁ ＋Ｎ₂ ＝ exp（−ｊωｔ）｛１＋ exp（−ｊω（ｔ₀ −ｄ cosθ／ｃ））｝ ……（11） となる。この（11）式のうち、右辺の“｛ ｝”で囲ま
れた部分が振幅を表すから、その振幅の実数部Ｒ_A 及び
虚数部Ｉ_A は、下記の（12）及び（13）式のようにな
る。

【００３８】 Ｒ_A ＝１＋ cosω（ｔ₀ −ｄ cosθ／ｃ） ……（12） Ｉ_A ＝ｊ｛−sin ω（ｔ₀ −ｄ cosθ／ｃ）｝ ……（13） 従って、振幅の自乗値AMP²は、 AMP²＝〔１＋ cosω（ｔ₀ −ｄ cosθ／ｃ）〕² ＋〔sin ω（ｔ₀ −ｄ cosθ／ｃ）〕² ＝２＋２ cosω（ｔ₀ −ｄ cosθ／ｃ） ……（14） となり、この振幅の自乗値AMP²は、 ω（ｔ₀ −ｄ cosθ／ｃ）＝２πｋ （ｋ：整数） であるとき、即ち、 ｔ₀ ＝２πｋ／ω＋ｄ cosθ／ｃ ……（15） であるときに最大値をとる。

【００３９】次に、三つのマイクロフォン８ａ〜８ｃに
ついて同様に考える。即ち、マイクロフォン８ａ〜８ｃ
に到達する騒音Ｎ₁ 〜Ｎ₃ の和を求めると、上記（６）
式，（９）式及び（10）式から、 Ｎ₁ ＋Ｎ₂ ＋Ｎ₃ ＝ exp（−ｊωｔ）｛１＋ exp（−ｊω（ｔ₀ −ｄ cosθ／ｃ）） ＋ exp（−２ｊω（ｔ−ｄ cosθ／ｃ））｝ ……（16） となり、その振幅の実数部Ｒ_A 及び虚数部Ｉ_A は、下記
の（17）及び（18）式のようになる。

【００４０】 Ｒ_A ＝１＋ cosω（ｔ₀ −ｄ cosθ／ｃ） ＋ cos２ω（ｔ₀ −ｄ cosθ／ｃ） ＝１＋ cosω（ｔ₀ −ｄ cosθ／ｃ） ＋２cos²ω（ｔ₀ −ｄ cosθ／ｃ）−１ ＝ cos｛ω（ｔ₀ −ｄ cosθ／ｃ）｝ ｛１＋2cosω（ｔ₀ −ｄ cosθ／ｃ）｝ ……（17） Ｉ_A ＝ｊ｛−sin ω（ｔ₀ −ｄ cosθ／ｃ） −sin2ω（ｔ₀ −ｄ cosθ／ｃ）｝ ＝ｊ〔−sin ω（ｔ₀ −ｄ cosθ／ｃ） −2sin｛ω（ｔ₀ −ｄ cosθ／ｃ）｝ cos｛ω（ｔ₀ −ｄ cosθ／ｃ）｝〕 ＝−ｊ sin｛ω（ｔ₀ −ｄ cosθ／ｃ）｝ 〔１＋2cos｛ω（ｔ₀ −ｄ cosθ／ｃ）｝〕 ……（18） 従って、この場合の振幅の自乗値AMP²は、 AMP²＝cos²｛ω（ｔ₀ −ｄ cosθ／ｃ）｝ ｛１＋2cosω（ｔ₀ −ｄ cosθ／ｃ）｝² ＋sin²｛ω（ｔ₀ −ｄ cosθ／ｃ）｝ ｛１＋2cosω（ｔ₀ −ｄ cosθ／ｃ）｝² ＝｛１＋2cosω（ｔ₀ −ｄ cosθ／ｃ）｝² となり、この場合にも振幅の自乗値AMP²は、 ω（ｔ₀ −ｄ cosθ／ｃ）＝２πｋ であるとき、即ち、 ｔ₀ ＝２πｋ／ω＋ｄ cosθ／ｃ ……（19） であるときに最大値をとる。

【００４１】以上の考え方をＮ個のマイクロフォンに対
して拡張すると、各マイクロフォンに到達する騒音の和
Ｔ_N は、 あるいは、 ＝Ｎ exp（−ｊωｔ） ……（20）' となる。なお、和Ｔ_N が上記（20）式となるのは、 exp｛−ｊω（ｔ₀ −ｄ cosθ／ｃ）｝≠１ の場合であり、和Ｔ_N が上記（20）' 式となるのは、 exp｛−ｊω（ｔ₀ −ｄ cosθ／ｃ）｝＝１ の場合である。

【００４２】そして、 ｜ exp｛−ｊω（ｔ₀ −ｄ cosθ／ｃ）｝｜≦１ であるから、 〔 exp｛−ｊω（ｔ₀ −ｄ cosθ／ｃ）｝^N −１〕／
〔 exp｛−ｊω（ｔ₀ −ｄ cosθ／ｃ）｝−１〕＜Ｎ であり、結局、 exp｛−ｊω（ｔ₀ −ｄ cosθ／ｃ）｝＝１ のときに最大値をとる。

【００４３】従って、マイクロフォンが２個の場合及び
３個の場合と同様に、振幅の自乗値AMP²は、 ω（ｔ₀ −ｄ cosθ／ｃ）＝２πｋ であるとき、即ち、 ｔ₀ ＝２πｋ／ω＋ｄ cosθ／ｃ ……（21） であるときに最大値をとる。

【００４４】図５は、本発明者等が行った実験の結果を
示すグラフであって、横軸に時間差ｔ₀ 、縦軸に上述し
た振幅の自乗値AMP²をとっている。なお、（１）〜
（４）段及び（Ａ），（Ｂ）列のそれぞれの条件は、下
記のようになっている。 （１）：マイクロフォン２個、騒音の周波数１００Ｈｚ （２）：マイクロフォン２個、騒音の周波数２００Ｈｚ （３）：マイクロフォン４個、騒音の周波数１００Ｈｚ （４）：マイクロフォン４個、騒音の周波数２００Ｈｚ （Ａ）：マイクロフォン間の距離ｄ＝0.５ｍ （Ｂ）：マイクロフォン間の距離ｄ＝1.０ｍ これによれば、（Ａ）列の場合にはｔ₀ ＝1.０４×１０
^-3（秒）の場合に自乗値AMP²は最大値をとり、（Ｂ）列
の場合にはｔ₀ ＝2.０８×１０^-3（秒）の場合に自乗値
AMP²は最大値をとっている。即ち、騒音の周波数やマイ
クロフォンの個数に関係なく、マイクロフォン間の距離
に応じた時間差に基づいてマイクロフォンの出力信号の
同期をとると、振幅の自乗値AMP²が大きくなることが判
る。

【００４５】つまり、複数のマイクロフォンが存在する
場合に、騒音が各マイクロフォンに到達する時間差に応
じて各マイクロフォンの出力信号同士の同期をとると、
その同期をとった結果内では進行する騒音の成分が互い
に強め合って増幅するのである。これに対し、各マイク
ロフォンに対して角度θ以外から到来する騒音は無相関
であると考えられるから、マイクロフォンの出力信号を
同期をとって加算する際に互いに打ち消し合うので、減
衰されることになる。

【００４６】以上から、複数のマイクロフォンを備える
とともに、騒音が各マイクロフォンに到達する時間差に
応じて各マイクロフォンの出力信号同士の同期をとる
と、角度θの方向から到来する騒音に対して指向性の強
いマイクロフォンを設けたことと等価になるのである。
なお、上記説明は、理解を容易にするために２次元平面
上で考えているが、３次元の空間でも同様の理論により
指向性の強いマイクロフォンとすることは当然に可能で
ある。

【００４７】このように、本実施例の構成であれば、実
質的に、こもり音の進行方向に対して指向性の強いマイ
クロフォンを備えていることになり、また、こもり音の
進行方向に合わせてラウドスピーカ９を配設してるの
で、ラウドスピーカ９からは、こもり音を効率よく打ち
消すような制御音が発生することになる。そして、ラウ
ドスピーカ９から発せられる制御音によって、エンジン
４から発せられ車室３内を進行するこもり音が直接打ち
消されれば、反射波の発生も抑制されるのであるから、
非常に効率良く騒音レベルの低減が図られるのである。

【００４８】図６及び図７は本発明の第２実施例の構成
を示す図であり、本実施例も上記第１実施例と同様に本
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。先ず、構成を説明するが、上記第１実施
例と同等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。

【００４９】本実施例は、騒音源として前輪及び路面間
から車室３内に伝達される騒音としてのロード・ノイズ
の低減を図る装置であって、車両２の前輪側サスペンシ
ョンには、路面側から入力される上下方向の振動を感知
するように加速度センサ２０Ａが配設されている。そし
て、加速度センサ２０Ａの出力が基準信号ｘとしてコン
トローラ１０に供給されるようになっている。

【００５０】ここで、路面及び車輪間で発生したロード
・ノイズはサスペンションを介して車体に伝達されそこ
から車室３内に放射されるため、車室３内における放射
源が特定し難い騒音である。従って、上記第１実施例の
ように、ラウドスピーカを騒音の放射源に的確に配設す
ること自体が困難な場合が多いのである。本実施例は、
そのような問題点に着目したものであって、複数のラウ
ドスピーカ９ａ，９ｂを異なる方向に制御音を発生可能
に配設するとともに、車室３内におけるロード・ノイズ
の進行方向を検出し、その検出方向に近い方向の制御音
を発生可能なラウドスピーカ９ａ又は９ｂから制御音を
発生することにより、効率良い騒音低減制御を実行する
ようにしたものである。

【００５１】即ち、車室３内には複数のラウドスピーカ
９ａ，９ｂが配設されていて、各ラウドスピーカ９ａ，
９ｂはコントローラ１０から供給される駆動信号ｙに応
じて個別に制御音を発生可能となっている。ただし、ラ
ウドスピーカ９ａは車室３内の前方から後方に向けて制
御音を発生するように配設され、ラウドスピーカ９ｂは
車室３内の後方から前方に向けて制御音を発生するよう
に配設されている。

【００５２】そして、図７にその機能構成を示すよう
に、加速度センサ２０Ａの出力である基準信号ｘがコン
トローラ１０内においてそのまま適応ディジタルフィル
タＷ及び伝達関数フィルタＣ＾に入力されるようになっ
ているとともに、コントローラ１０内の同期演算部１３
における同期演算の時間差ｔ₀ が可変となっていて、そ
の時間差ｔ₀ は、車室３内におけるロード・ノイズの進
行方向を判断する進行方向判断部２１によって調整され
るようになっている。

【００５３】進行方向判断部２１には、同期演算部１３
の出力である同期残留騒音信号ｅ_Sが入力されるように
なっていて、進行方向判断部２１は、時間差ｔ₀ 及び同
期残留騒音信号ｅ_S に基づいて、現在の車室３内におけ
るロード・ノイズの進行方向を判断するようになってい
る。即ち、上記第１実施例で図４及び図５を伴って説明
したように、マイクロフォン列に対する騒音の入射角θ
に応じた時間差に応じてそれら各マイクロフォンの出力
信号の同期をとると、その騒音の成分が増幅するのであ
るから、逆に、マイクロフォン列に対する騒音の入射角
θつまり騒音の進行方向が未知であっても、各マイクロ
フォンの出力信号に数種類の適当な時間差を与えて同期
をとった場合に最も騒音の成分が増幅する時間差に対応
する角度がマイクロフォン列への実際の騒音の入射角θ
であるから、時間差ｔ₀ 及び同期残留騒音信号ｅ_S に基
づいて騒音の進行方向を検出することが可能なのであ
る。

【００５４】そこで、コントローラ１０内には駆動信号
ｙをラウドスピーカ９ａ又は９ｂのいずれか一方に供給
する選択部２２が設けられていて、その選択部２２は、
進行方向判断部２１によって駆動信号ｙの供給先を切り
換えるようになっている。また、コントローラ１０内に
は、複数のラウドスピーカ９ａ，９ｂのそれぞれに対応
した複数の伝達関数フィルタＣ＾を記憶するフィルタ記
憶部２３が設けられていて、進行方向判断部２１による
選択部２２の切り換えと連動して駆動信号ｙが供給され
るラウドスピーカ９ａ又は９ｂに対応する伝達関数フィ
ルタＣ＾が処理信号ｒの生成に用いられるようになって
いる。

【００５５】図８は本実施例のコントローラ１０におけ
る処理の概要を示すフローチャートであり、以下、図８
に従って本実施例の動作を説明する。即ち、図８に示す
処理も上記第１実施例における処理と同様に所定のサン
プリング・クロックに同期して実行されるようになって
いて、先ず、そのステップ２０１において加速度センサ
２０Ａから供給される基準信号ｘ（ｎ）を読み込み、次
いでステップ２０２に移行し、各マイクロフォン８ａ，
８ｂから供給されている残留騒音信号ｅ_l を読み込みこ
れを現時点ｎにおける残留騒音信号ｅ_l （ｎ）として記
憶する。

【００５６】そして、ステップ２０３に移行し、現在の
騒音の進行方向を判断する。このステップ２０３の具体
的な処理は、例えば、図９に示すようになる。即ち、ス
テップ２１０にてカウンタ変数ｉを１にセットしてか
ら、ステップ２１１に移行し、カウンタ変数ｉに対応す
る所定の角度θ_i に基づいて上記（５）式に従って時間
差ｔ₀ を演算する。

【００５７】次いで、ステップ２１２に移行し、その時
間差ｔ₀ に応じて同期をとって上記（４）式に従って同
期残留騒音信号ｅ_Siを演算する。そして、ステップ２１
３に移行してカウンタ変数ｉが所定の設定値Ｉ_E （整
数）に達したか否かを判定し、達していない場合にはス
テップ２１４でカウンタ変数ｉをインクリメントしてか
らステップ２１１に戻って上述した処理を繰り返し実行
する。

【００５８】しかし、ステップ２１３の判定が「ＹＥ
Ｓ」の場合にはステップ２１５に移行し、設定値Ｉ_E に
対応する個数だけ求められた同期残留騒音信号ｅ_Siの中
の最大値を判断し、そして、ステップ２１６に移行し、
その同期残留騒音信号ｅ_Siの中の最大値に対応する角度
θ_i を騒音の進行方向として記憶する。図８の処理に戻
って、ステップ２０３からステップ２０４に移行し、ス
テップ２０３で求められた騒音の進行方向に基づき、そ
の騒音の進行方向と同じ方向又は近い方向の制御音を発
生することができるラウドスピーカ９ａ又は９ｂを選択
するとともに、ステップ２０５に移行し、ステップ２０
４で選択されたラウドスピーカ９ａ又は９ｂに対応する
伝達関数フィルタＣ＾を選択する。

【００５９】次いで、ステップ２０６に移行し、ステッ
プ２０５で選択された伝達関数フィルタＣ＾の各フィル
タ係数Ｃ＾_j と基準信号ｘ（ｎ）とを上記（３）式に従
って畳み込んで処理信号ｒを演算し、そして、ステップ
２０７に移行し同期残留騒音信号ｅ_Si（ｎ）及び処理信
号ｒに基づいて上記（２）式に従って適応ディジタルフ
ィルタＷの各フィルタ係数Ｗ_i を更新する。

【００６０】そして、ステップ２０８に移行し、基準信
号ｘ（ｎ）と適応ディジタルフィルタＷの各フィルタ係
数Ｗ_i とを畳み込んで、駆動信号ｙを生成し、そして、
ステップ２０９に移行し、この駆動信号ｙを、ステップ
２０４において選択されたラウドスピーカ９ａ又は９ｂ
に出力する。このステップ２０９の処理を終えたら今回
の処理を終了し、次のサンプリング・クロックのタイミ
ングでステップ２０１から再び処理を実行する。

【００６１】このような処理が実行されると、ラウドス
ピーカ９ａ又は９ｂにはサンプリング・クロックの間隔
で次々と駆動信号ｙが供給されるため、車室３内にはそ
の駆動信号ｙに応じた制御音が発生するようになり、し
かも図８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１２がＬＭＳアルゴリズムに基づき適応ディ
ジタルフィルタＷのフィルタ係数Ｗ_i を更新していくの
で、そのフィルタ係数Ｗ_i がある程度最適値に収束した
後にはラウドスピーカ９ａ又は９ｂから発せられる制御
音によってロード・ノイズが打ち消され、車室３内の騒
音が低減されるようになる。

【００６２】そして、本実施例にあっては、ステップ２
０３において車室３内における実際のロード・ノイズの
進行方向を判断し、その判断されたロード・ノイズの進
行方向に応じてロード・ノイズと同じ方向の制御音を発
生可能なラウドスピーカ９ａ又は９ｂを選択し、そのラ
ウドスピーカ９ａ又は９ｂに駆動信号ｙが供給されて制
御音が発せられるため、設計段階等ではロード・ノイズ
の進行方向が特定できない場合であっても、ラウドスピ
ーカ９ａ又は９ｂからロード・ノイズを効率よく打ち消
すような制御音を騒音の周波数に関係なく安定して発す
ることができ、車室３内の騒音レベルを効率よく低減す
ることができる。

【００６３】ここで、本実施例では、進行方向判断部２
１及びステップ２０３（ステップ２１０〜２１６）の処
理によって騒音進行方向検出手段が構成され、選択部２
２及びステップ２０４の処理によって制御音源選択手段
が構成される。図１０は本発明の第３実施例の構成を示
す図であり、この第３実施例は、上記第１実施例と同様
にエンジンから車室内に伝達されるこもり音の低減を図
る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、図１０はコントローラ１０の機能構成を示
すブロック図であって、上記第１実施例と同等の構成に
は同じ符号を付しその重複する説明は省略するととも
に、図１０に示す以外の構成は上記第１実施例と同一で
あるためその図示及び説明は省略する。

【００６４】即ち、本実施例のコントローラ１０は、上
記第１実施例で設けられていた同期演算部１３に代え
て、各マイクロフォンの配設位置における音圧の比を考
慮しつつ残留騒音信号ｅ_l 同士の減算を行いその結果で
ある残留騒音信号減算値ｅ_D をフィルタ係数更新部１２
に供給する減算部３０を設けている。そして、フィルタ
係数更新部１２は、その残留騒音信号減算値ｅ_D をエラ
ー信号としてＦｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳアルゴリズ
ムに基づいて上記（２）式と同様の（即ち、同期残留騒
音信号ｅ_S を残留騒音信号減算値ｅ_D で置き換えた）更
新式に従って適応ディジタルフィルタＷのフィルタ係数
Ｗ_i を更新するようになっている。

【００６５】ここで、車室３内の定在波は、複数のマイ
クロフォンの配設位置に無関係に位相差がなくて振幅の
みが異なるため、その振幅比をａとすれば、一のマイク
ロフォンから供給される残留騒音信号ｅ₁ に含まれる定
在波成分 exp（−ｊωｔ）に対する他のマイクロフォン
から供給される残留騒音信号ｅ₂ に含まれる定在波成分
は、ａ・ exp（−ｊωｔ）となる。

【００６６】従って、その振幅比ａを考慮して減算すれ
ば、 ａ× exp（−ｊωｔ）−ａ・ exp（−ｊωｔ）＝０ となり、残留騒音信号ｅ_l から定在波成分が除去された
ことになる。一方、各残留騒音信号ｅ_l に含まれる進行
波成分は、各マイクロフォンの間隔が騒音の波長の整数
倍でない限り位相差があるため、上記減算を行っても、
互いに打ち消し合うことはなく、残留騒音信号減算値ｅ
_D に残ることになる。例えば、一のマイクロフォンから
供給される残留騒音信号ｅ₁ に含まれる進行波成分をex
p（−ｊωｔ）、他のマイクロフォンから供給される残
留騒音信号ｅ₂ に含まれる進行波成分を exp（−ｊω
（ｔ＋ｄ／ｃ））とすれば、 exp（−ｊωｔ）− exp（−ｊω（ｔ＋ｄ／ｃ）） ＝ exp（−ｊωｔ）・（１− exp（−ｊωｄ／ｃ） ＝ exp（−ｊωｔ）・（１− exp（−ｊｋｄ） となり、 ｋｄ＞０ であるから、残留騒音信号減算値ｅ_D 内には進行波成分
は残留することになるのである。

【００６７】つまり、残留騒音信号ｅ_l をそのままフィ
ルタ係数更新部１２に供給するのではなく、減算部３０
を介して上記減算を行ってからフィルタ係数更新部１２
に供給すると、残留騒音信号ｅ_l に含まれる進行波成分
のみが適応ディジタルフィルタＷのフィルタ係数Ｗ_i の
更新演算に用いられることになり、従って、収束した後
の適応ディジタルフィルタＷに基づいて駆動信号ｙを生
成すると、車室内の進行波成分を効率的に打ち消す制御
音がラウドスピーカから発せられることになり、上記第
１実施例と同等の作用効果が得られるのである。

【００６８】図１１は、本実施例のコントローラ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る
が、上記第１実施例と同様の処理には同じ符号を付しそ
の重複する説明は省略する。即ち、本実施例では、ステ
ップ１０４で残留騒音信号ｅ_l を読み込んだ後に、ステ
ップ３０１に移行し、基準信号ｘ（ｎ）の周期に基づい
て音圧比ａを算出し、次いで、ステップ３０２に移行
し、下記の（22）式に従って残留騒音信号減算値ｅ_D を
演算する。なお、音圧比ａは、残留騒音信号ｅ₁ と残留
騒音信号ｅ₂ との比（ｅ₁ ／ｅ₂ ）に対応する。

【００６９】 ｅ_D ＝ｅ₁ −ａ・ｅ₂ ……（22） そして、ステップ１０６，１０７の処理を実行する。た
だし、ステップ１０７における適応ディジタルフィルタ
Ｗのフィルタ係数Ｗ_i の更新演算においては、同期残留
騒音信号ｅ_S を残留騒音信号減算値ｅ_D で置き換える点
が異なる。図１２及び図１３は本発明の第４実施例の構
成を示す図であり、本実施例は、車両２の車室３内に、
エンジン４から伝達されるこもり音，前輪側から伝達さ
れる前輪側ロード・ノイズ及び後輪側から伝達される後
輪側ロード・ノイズという三種類の騒音の低減を図る車
両用能動型騒音制御装置１に本発明を適用したものであ
る。

【００７０】即ち、この実施例は、こもり音はダッシュ
パネル下部から、前輪側ロード・ノイズは前部座席の足
元位置から、後輪側ロード・ノイズは後部座席の頭部後
方から車室３内に放射される場合が多いということを前
提としており、それぞれの騒音の放射源には、各騒音の
進行方向と同じ方向に制御音を発生可能にラウドスピー
カ９ａ，９ｂ及び９ｃが配設されている。

【００７１】そして、各ラウドスピーカ９ａ〜９ｃはコ
ントローラ１０から個別に供給される駆動信号ｙ₁ ，ｙ
₂ 又はｙ₃ によって駆動されるようになっていて、その
コントローラ１０には、クランク角センサ５からクラン
ク角信号ＣＰが供給され、前輪側のサスペンション振動
を感知する加速度センサ２０Ａから基準信号ｘ₂ が供給
され、後輪側のサスペンション振動を感知する加速度セ
ンサ２０Ｂから基準信号ｘ₃ が供給されるようになって
いる。

【００７２】コントローラ１０の具体的な構成は、その
機能構成を表すブロック図である図１３に示すようにな
っていて、簡単に述べれば、上記第１実施例におけるコ
ントローラ１０の構成を、各ラウドスピーカ９ａ，９ｂ
及び９ｃ毎に三つ並列に設けたことと等価となってい
る。つまり、クランク角信号ＣＰに対応して、基準信号
ｘ₁ を生成する基準信号生成部１１，適応ディジタルフ
ィルタＷ₁ ，伝達関数フィルタＣ＾₁ ，フィルタ係数更
新部１２ａ及び同期演算部１３ａを有し、基準信号ｘ₂
に対応して、適応ディジタルフィルタＷ₂ ，伝達関数フ
ィルタＣ＾₂ ，フィルタ係数更新部１２ｂ及び同期演算
部１３ｂを有し、基準信号ｘ₃ に対応して、適応ディジ
タルフィルタＷ₃ ，伝達関数フィルタＣ＾₃ ，フィルタ
係数更新部１２ｃ及び同期演算部１３ｃを有している。

【００７３】各部の機能は上記第１実施例と同様である
が、同期演算部１３ａ〜１３ｃには共通の残留騒音信号
ｅ_l が供給されており、各同期演算部１３ａ〜１３ｃ
は、対応する騒音の進行方向とマイクロフォン列とのな
す角度θ_i （ｉ＝１，２，３）から決まる各騒音が各マ
イクロフォン８ａ，８ｂに到達する時間差に応じて残留
騒音信号ｅ_l の同期をとって同期残留騒音信号ｅ_S1〜ｅ
_S3を演算し、それを対応するフィルタ係数更新部１２ａ
〜１２ｃに供給するようになっている。

【００７４】個々の具体的な演算処理の内容は上記第１
実施例と同様であるため、その説明は省略する。そし
て、本実施例の構成であれば、複数設けられているラウ
ドスピーカ９ａ〜９ｃからは、自己が配設されている位
置を放射源とする騒音の進行方向と同じ方向に進行する
制御音が発生するため、非常に効率良い騒音低減制御が
実行されることになる。即ち、車室３内を進行するこも
り音やロード・ノイズ等の複数の進行波が反射波となる
前に打ち消されるため、上記第１実施例よりもさらに車
室３内の騒音レベルの低減が図られるのである。

【００７５】図１４及び図１５は本発明の第５実施例を
示す図であり、この実施例は、車両２の車室３内に、前
輪側から伝達される前輪側ロード・ノイズ及び後輪側か
ら伝達される後輪側ロード・ノイズという二種類の騒音
の低減を図る車両用能動型騒音制御装置１に本発明を適
用したものであり、一つのラウドスピーカ９が、後部座
席の頭部後方から車室３内前方に向けて制御音を発生す
るように配設されている。

【００７６】そして、各ラウドスピーカ９はコントロー
ラ１０から供給される駆動信号ｙによって駆動されるよ
うになっていて、そのコントローラ１０には、前輪側の
サスペンション振動を感知する加速度センサ２０Ａから
基準信号ｘ₁ が供給され、後輪側のサスペンション振動
を感知する加速度センサ２０Ｂから基準信号ｘ₂ が供給
されるようになっている。

【００７７】コントローラ１０の具体的な構成は、その
機能構成を表すブロック図である図１３に示すようにな
っていて、基準信号ｘ₁ に対応して、適応ディジタルフ
ィルタＷ₁ ，伝達関数フィルタＣ＾₁ 及びフィルタ係数
更新部１２ａを有し、基準信号ｘ₂ に対応して、適応デ
ィジタルフィルタＷ₂ ，伝達関数フィルタＣ＾₂ 及びフ
ィルタ係数更新部１２ｂを有し、そして、フィルタ係数
更新部１２ａ及び１２ｂに対して共通の同期演算部１３
を有していて、その同期演算部１３が演算し同期残留騒
音信号ｅ_S が、フィルタ係数更新部１２ａ及び１２ｂの
両方に供給されるようになっている。これらの具体的な
演算処理の内容は上記第１実施例と同様であるため、そ
の説明は省略する。

【００７８】さらに、コントローラ１０は、適応ディジ
タルフィルタＷ₁ から出力される駆動信号ｙ₁ と適応デ
ィジタルフィルタＷ₂ から出力される駆動信号ｙ₂ とを
加算しする加算部５０を有していて、その加算部５０の
出力が駆動信号ｙとしてラウドスピーカ９に供給される
ようになっている。このような構成であれば、マイクロ
フォン８ａ及び８ｂは後部座席の頭部後方から車室３内
前方に向けて進行する騒音に対して指向性の強いマイク
ロフォンとなり、ラウドスピーカ９からは、そのような
方向に進行する騒音と同じ方向の制御音が発せられるた
め、効率良い騒音低減制御が実行されることになる。即
ち、本実施例は前輪側及び後輪側からそれぞれ伝達され
るロード・ノイズの低減を目的としているのであるが、
特に、後部座席の頭部後方から車室３内前方に向けて進
行するロード・ノイズを確実に打ち消すことができ、快
適な後部座席空間を実現することができるのである。し
かも、ラウドスピーカの個数も最小限で済むという有利
な点がある。

【００７９】ここで、上記各実施例では、車両２の車室
３内に到来するこもり音やロード・ノイズの低減を図る
車両用能動型騒音制御装置１に本発明を適用した場合に
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、車両２の他の部位で発生する騒音
（例えば、ドアミラーで発生する風切り音等）を低減す
る装置であってもよいし、或いは、車室３以外の空間の
騒音を低減する装置であっても構わない。

【００８０】また、上記各実施例では、駆動信号ｙの生
成手法にＦｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳアルゴリズムを
適用した場合について説明したが、駆動信号ｙの生成ア
ルゴリズムはこれに限定されるものではなく、周波数領
域におけるＬＭＳアルゴリズムや同期式Ｆｉｌｔｅｒｅ
ｄ−Ｘ ＬＭＳアルゴリズム等の他の適応アルゴリズム
であってもよいし、或いは、残留騒音信号ｅ_l をフィー
ドバック信号とした単純なフィードバック制御であって
もよい。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にあって
は、音響インテンシティ等を求めることなく空間内の騒
音から目的とする進行波成分のみを抽出することができ
るようにしたため、騒音内の進行波成分を確実に打ち消
すことができ、これによって反射波等の発生も抑制さ
れ、非常に効率的に騒音を低減することができるという
効果が得られる。

【００８２】特に、請求項２に係る発明にあっては、騒
音の進行方向を検出し制御音を発生する制御音源を選択
するようになっているため、騒音の進行方向が設計段階
等では特性できない場合であっても、非常に効率的に騒
音を低減することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の全体構成図である。

【図２】第１実施例のコントローラの機能構成を示すブ
ロック図である。

【図３】第１実施例の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４】マイクロフォンの指向性が向上する原理を説明
する説明図である。

【図５】本発明者等が行った実験の結果を示すグラフで
ある。

【図６】本発明の第２実施例の全体構成図である。

【図７】第２実施例のコントローラの機能構成を示すブ
ロック図である。

【図８】第２実施例の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９】第２実施例の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】本発明の第３実施例のコントローラの機能構
成を示すブロック図である。

【図１１】第３実施例の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１２】本発明の第４実施例の全体構成図である。

【図１３】第４実施例のコントローラの機能構成を示す
ブロック図である。

【図１４】本発明の第５実施例の全体構成図である。

【図１５】第５実施例のコントローラの機能構成を示す
ブロック図である。

【図１６】進行波に対する騒音低減原理を説明する説明
図である。

【図１７】進行波及び制御音間の位相誤差と消音レベル
との関係を示すグラフである。

【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 ８ａ，８ｂ，８ｃ マイクロフォン（残留騒音検出手
段） ９，９ａ，９ｂ ９ｃ ラウドスピーカ（制御音源） １０ コントローラ １２，１２ａ，１２ｂ １２ｃ フィルタ係数更新部 １３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ 同期演算部 ２１ 進行方向判断部 ２２ 選択部 ２３ フィルタ記憶部

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０３Ｈ 21/00 8842−5Ｊ (72)発明者 中路 義晴 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 山田 耕治 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 佐々木 光秀 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 (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 騒音源から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制御音源を駆動する駆動
   信号を生成する能動制御手段と、を備えた能動型騒音制
   御装置において、 複数の前記残留騒音検出手段を設け、前記能動制御手段
   は、前記複数の残留騒音検出手段に前記騒音が到達する
   時間差に応じてそれら残留騒音検出手段が出力する各残
   留騒音信号間の同期をとった結果に基づいて、前記駆動
   信号を生成することを特徴とする能動型騒音制御装置。
2. 【請求項２】 騒音源から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制御音源を駆動する駆動
   信号を生成する能動制御手段と、を備えた能動型騒音制
   御装置において、 互いに異なる方向に制御音を発生可能な複数の前記制御
   音源と、複数の前記残留騒音検出手段と、それら複数の
   残留騒音検出手段に前記騒音が到達する時間差に基づい
   て前記騒音の進行方向を検出する騒音進行方向検出手段
   と、この騒音進行方向検出手段の検出結果に基づいて前
   記複数の制御音源の内から前記駆動信号を供給する制御
   音源を選択する制御音源選択手段と、を設け、前記能動
   制御手段は、前記複数の残留騒音検出手段が出力する各
   残留騒音信号間の同期をとった結果に基づいて前記駆動
   信号を生成することを特徴とする能動型騒音制御装置。