JPH0764575A - 車両用能動型振動制御装置及び車両用能動型騒音制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】コストの大幅な増大等の不具合を招くことな
く、低周波振動，低周波騒音入力時における演算負荷の
増大と、高周波振動，高周波騒音入力時における制御精
度の悪化とを防止することができるようにする。 【構成】コントローラ２０において、エンジン３０から
発せられる周期的な振動と同じ周期のインパルス列でな
る基準信号ｘ及びメンバ３５の振動状況を表す残留振動
信号ｅに基づき且つ適応アルゴリズムを用いて駆動信号
ｙを生成し、これをエンジン３０及びメンバ３５間に介
在するエンジンマウント１の電磁アクチュエータ１３に
供給する。そして、振動の周波数に応じて、駆動信号ｙ
の生成周期であるサンプリング・クロックを、高周波側
の方が低周波側よりも短くなり、且つ適応アルゴリズム
に用いられる伝達関数フィルタの各フィルタ係数の時間
軸上における間隔の整数倍となるように切り換えるよう
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、エンジン等の振動源
から発せられ車体を伝搬する周期的な振動に制御振動を
干渉させることにより振動の低減を図る車両用能動型振
動制御装置及びエンジン等の騒音源から車室内に伝達さ
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
図る車両用能動型騒音制御装置に関し、特に、振動又は
騒音の発生状態を表す基準信号として振動又は騒音に同
期したインパルス列を用いる装置において、広い周波数
帯域の振動又は騒音に対して安定した振動騒音低減効果
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、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 CANSELLATION ：
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】さらに、その他の従来の能動型騒音制御装
置として、“日本音響学会 平成４年度春季研究発表会
講演論文集”の５１５〜５１６頁に記載されたものがあ
り、この従来の技術は、同期式Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ
ＬＭＳアルゴリズムと呼ばれていて、騒音の発生状態を
表す基準信号として、騒音の基本周波数に同期したイン
パルス列を適用した点に特徴がある。即ち、かかる従来
の装置にあっては、基準信号がインパルス列であるた
め、乗算が不要となり加算のみで畳み込み演算が行え
る、場合によっては加算も不要となるから、演算量の大
幅な低減が図られ、処理が高速で行えるという利点があ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】確かに、上記同期式Ｆ
ｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳアルゴリズムを適用した場
合には、畳み込み演算が簡略化される結果、演算負荷が
軽減されるという利点がある。しかしながら、低減する
振動や騒音の周期が長い場合（周波数が低い場合）と周
期が短い場合（周波数が高い場合）とでは、前者の方が
一周期内に出力する適応ディジタルフィルタのフィルタ
係数の個数が多く、それだけ更新演算が必要であるから
演算負荷が大きいというアンバランスがあるため、演算
処理装置の能力を考えると、低周波振動，低周波騒音入
力時における更新演算が可能なようにサンプリング・ク
ロック（残留振動信号，残留騒音信号のサンプリング・
クロックであり、これは、駆動信号の生成周期に等し
い）を決定しなければならないが、このようにサンプリ
ング・クロックが決定されると、高周波振動，高周波騒
音入力時等にあっては、振動や騒音の周期に対してサン
プリング・クロックが相対的に粗くなり、一周期内に出
力される駆動信号の数が少なくなって、精度の高い振動
低減制御又は騒音低減制御が期待できなくなるという不
具合がある。

【０００８】このような不具合に対し、一周期内に出力
する駆動信号の数を一定個数にする、つまり常に一周期
の１／Ｎをサンプリング・クロックとして振動低減制御
や騒音低減制御を行うという解決策が考えられる。しか
し、そのような解決策を採用した場合、サンプリング・
クロックが連続して変化することから、時間軸上で表現
される伝達関数フィルタをサンプリング・クロックの連
続した変化に追従させて連続して変化させなければなら
ないため、振動低減制御や騒音低減制御等と並行して伝
達関数の同定処理を行うか、或いは、非常に多種類の伝
達関数フィルタをメモリに記憶させておく必要がある。
従って、演算負荷の大幅な増大を招かない同定方法を開
発するか、或いは、大容量のメモリを搭載することが必
要となってしまう。

【０００９】本発明は、このような従来の技術における
未解決の課題に着目してなされたものであって、高周波
振動，高周波騒音入力時における制御精度が悪化する等
の不具合を招くことなく、同期式Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ
ＬＭＳアルゴリズムの利点を有効に活用することがで
きる車両用能動型振動制御装置及び車両用能動型騒音制
御装置を提供することを目的としている。

【００１０】

【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記載の発明である車両用能動型振動制御装
置は、振動源から発せられて車体を伝搬する周期的な振
動と干渉する制御振動を発生可能な制御振動源と、前記
周期的な振動と同じ周期のインパルス列でなる基準信号
を生成する基準信号生成手段と、前記干渉後の振動を検
出し残留振動信号として出力する残留振動検出手段と、
前記制御振動源及び前記残留振動検出手段間の伝達関数
をモデル化した伝達関数フィルタと、前記基準信号と前
記伝達関数フィルタのフィルタ係数とを畳み込んで基準
処理信号を生成する基準処理信号生成手段と、フィルタ
係数可変の適応ディジタルフィルタと、前記基準信号の
最新のインパルスが生成された時点から所定サンプリン
グ・クロックの間隔で前記適応ディジタルフィルタのフ
ィルタ係数を順番に駆動信号として前記制御振動源に出
力する駆動信号生成手段と、前記基準処理信号及び前記
残留振動信号に基づいて前記干渉後の振動が低減するよ
うに前記適応ディジタルフィルタのフィルタ係数を更新
する適応処理手段と、前記振動の周波数を検出する周波
数検出手段と、この周波数検出手段が検出した振動の周
波数に基づいて高周波側が低周波側よりも短くなるよう
に前記所定サンプリング・クロックを切り換えるサンプ
リング・クロック切換手段と、を備え、前記サンプリン
グ・クロック切換手段は、前記伝達関数フィルタの各フ
ィルタ係数の時間軸上における間隔の整数倍となるよう
に前記所定サンプリング・クロックを切り換えるように
したものである。

【００１１】また、上記目的を達成するために、請求項
２記載の発明である車両用能動型騒音制御装置は、騒音
源から発せられて車室内に伝達される周期的な騒音と干
渉する制御音を発生可能な制御音源と、前記周期的な騒
音と同じ周期のインパルス列でなる基準信号を生成する
基準信号生成手段と、前記干渉後の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、前記制御音
源及び前記残留騒音検出手段間の伝達関数をモデル化し
た伝達関数フィルタと、前記基準信号と前記伝達関数フ
ィルタのフィルタ係数とを畳み込んで基準処理信号を生
成する基準処理信号生成手段と、フィルタ係数可変の適
応ディジタルフィルタと、前記基準信号の最新のインパ
ルスが生成された時点から所定サンプリング・クロック
の間隔で前記適応ディジタルフィルタのフィルタ係数を
順番に駆動信号として前記制御音源に出力する駆動信号
生成手段と、前記基準処理信号及び前記残留騒音信号に
基づいて前記干渉後の騒音が低減するように前記適応デ
ィジタルフィルタのフィルタ係数を更新する適応処理手
段と、前記騒音の周波数を検出する周波数検出手段と、
この周波数検出手段が検出した騒音の周波数に基づいて
高周波側が低周波側よりも短くなるように前記所定サン
プリング・クロックを切り換えるサンプリング・クロッ
ク切換手段と、を備え、前記サンプリング・クロック切
換手段は、前記伝達関数フィルタの各フィルタ係数の時
間軸上における間隔の整数倍となるように前記所定サン
プリング・クロックを切り換えるようにしたものであ
る。

【００１２】

【作用】請求項１記載の発明にあっては、駆動信号生成
手段が、基準信号生成手段が生成する最新のインパルス
が生成された時点から所定サンプリング・クロックの間
隔で適応ディジタルフィルタのフィルタ係数を順番に駆
動信号として制御振動源に出力するため、制御振動源か
らは、その適応ディジタルフィルタのフィルタ係数に対
応した制御振動が発生するが、制御開始直後は、適応デ
ィジタルフィルタのフィルタ係数が最適値に収束してい
るとは限らないので、必ずしも車体を伝搬する振動が低
減するとはいえない。

【００１３】しかし、基準処理信号生成手段が基準信号
と伝達関数フィルタのフィルタ係数とを畳み込んで生成
した基準処理信号と、残留振動検出手段が検出した残留
振動信号とに基づいて、適応処理手段が、干渉後の振動
が低減するように適応ディジタルフィルタのフィルタ係
数を更新するので、制御が進むにつれて適応ディジタル
フィルタのフィルタ係数は最適値に収束してゆき、従っ
て、制御振動源から発せられる制御振動によって振動が
打ち消され、振動レベルが低減する。

【００１４】一方、周波数検出手段が振動源から発せら
れる振動の周波数を検出すると、その検出結果に基づい
て、サンプリング・クロック切換手段がサンプリング・
クロックを切り換えるため、高周波振動発生時における
駆動信号の生成周期は、低周波振動発生時における駆動
信号の生成周期に比べて短くなる。従って、高周波振動
発生時における駆動信号の生成周期が粗くなるようなこ
とはない。

【００１５】しかも、サンプリング・クロック切換手段
は、伝達関数フィルタの各フィルタ係数の時間軸上にお
ける間隔、つまり伝達関数フィルタを同定する際のサン
プリング・クロック（以下、基本サンプリング・クロッ
クという。）の整数倍となるように所定サンプリング・
クロックを切り換えるため、サンプリング・クロック切
換手段によってサンプリング・クロックが切り換えられ
ても、基本サンプリング・クロックで同定されている伝
達関数フィルタの各フィルタ係数を適宜間引けば、その
切り換えられた後のサンプリング・クロックの時間間隔
で表現された伝達関数フィルタが使用されるようにな
る。よって、伝達関数の同定処理は不要であり、しかも
伝達関数フィルタは基本サンプリング・クロックに対応
して一種類だけ設定しておけば十分であるから、大容量
のメモリは不要である。

【００１６】ここで、上記請求項１記載の発明は振動を
対象としているのに対し、請求項２記載の発明は騒音を
対象としている。従って、請求項２記載の発明の作用
は、振動と音との違いはあるが、実質的に上記請求項１
記載の発明と同様である。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の一実施例を示す図であり、本実施
例は、本発明に係る車両用能動型振動制御装置を、エン
ジンから車体に伝達される振動を能動的に低減する所謂
アクティブ・エンジンマウントに適用したものである。

【００１８】先ず、構成を説明すると、図１に示すよう
に、このエンジンマウント１は、振動源としてのエンジ
ン３０への取付け用の取付けボルト２ａを上部に一体に
備え且つ内側が空洞で下部が開口した取付部材２を有
し、この取付部材２の下部外面には内筒３の上端部がか
しめ止めされている。この内筒３の内側には、取付部材
２及び内筒３の内側の空間を上下に二分するように、そ
れら取付部材２及び内筒３のかしめ止め部分に挟み込ま
れてダイアフラム４が配設されていて、このダイアフラ
ム４によって二分された空間のうち、ダイアフラム４の
上側の空間は大気圧に通じ、ダイアフラム４の下側の空
間にはオリフィス構成体５が配設されている。

【００１９】一方、内筒３の外周面には、内周面及び外
周面の軸方向位置が内周側が高くなるように成形されて
いる円筒状の支持弾性体６の内周面が加硫接着されてい
て、その支持弾性体６の外周面は外筒７の内周面に加硫
接着されている。そして、外筒７の下端部は円筒形のア
クチュエータ保持部材８の上部にかしめ止めされ、アク
チュエータ保持部材８の下端面には、車体としてのメン
バ３５側への取付け用の取付けボルト９ａを下部に一体
に備えた円板状の取付部材９が固定されている。

【００２０】また、アクチュエータ保持部材８の上端面
には、これと一体に外筒７の下端部にかしめ止めされた
円筒部材１０が固定されていて、さらに、この円筒部材
１０の内周面には、アクチュエータ保持部材８の上端面
との間に所定のクリアランスをもち且つ円筒形の弾性体
１１により上下方向に変位可能に可動部材１２が保持さ
れている。かかる可動部材１２は、磁化可能な材料から
なり且つ上面が凹陥した円板状に成形されている。

【００２１】そして、アクチュエータ保持部材８の内側
には、電磁コイル等を含んで構成され、外部から供給さ
れる制御信号に応じて可動部材１２を上下方向に変位さ
せる電磁アクチュエータ１３が配設されている。さら
に、本実施例では、支持弾性体６の下面及び可動部材１
２の上面によって画成された部分に主流体室１５が形成
され、ダイアフラム４及びオリフィス構成体５によって
画成された部分に副流体室１６が形成されていて、これ
ら主流体室１５及び副流体室１６間が、オリフィス構成
体５に形成されたオリフィス５ａを介して連通してい
る。なお、これら主流体室１５，副流体室１６及びオリ
フィス５ａ内には油等の流体が封入されている。

【００２２】かかるオリフィス５ａの流路形状等で決ま
る流体マウントとしての特性は、走行中のエンジンシェ
イク発生時、つまり５〜１５Ｈｚでエンジンマウント１
が加振された際に高動バネ定数，高減衰力を示すように
調整されている。そして、電磁アクチュエータ１３はコ
ントローラ２０に接続されていて、かかるコントローラ
２０から供給される駆動信号ｙに応じて所定の電磁力を
発生するようになっている。

【００２３】コントローラ２０は、マイクロコンピュー
タ，必要なインタフェース回路，Ａ／Ｄ変換器，Ｄ／Ａ
変換器，アンプ等を含んで構成されていて、オリフィス
５ａを通じて主流体室１５及び副流体室１６間で流体が
移動不可能な周波数帯域の振動、つまり上述したエンジ
ンシェイクよりも高周波の振動であるアイドル振動やこ
もり音振動・加速時振動が入力されている場合には、そ
の振動に同期し、取付部材９への伝達力が“０”となる
ように（具体的には支持弾性体６の弾性変形による入力
と主流体室１５の容積変動による入力を相殺できるよう
に）、駆動信号ｙを生成し電磁アクチュエータ１３に供
給するようになっている。

【００２４】ここで、アイドル振動やこもり音振動は、
例えばレシプロ４気筒エンジンの場合、エンジン回転２
次成分のエンジン振動がエンジンマウント１を介してメ
ンバ３５に伝達されることが主な原因であるから、その
エンジン回転２次成分に同期して駆動信号ｙを生成し出
力すれば、振動伝達率の低減が可能となる。そこで、本
実施例では、エンジン３０のクランク角の回転に同期し
た（例えば、レシプロ４気筒エンジンの場合には、クラ
ンクが１８０度回転する度に一つの）インパルス信号を
生成し基準信号ｘとして出力する基準信号生成手段とし
てのパルス生成器２１を設けていて、その基準信号ｘ
が、エンジン３０における振動の発生状態を表す信号と
してコントローラ２０に供給されている。

【００２５】一方、メンバ３５には、エンジンマウント
１の取り付け位置に近接して、メンバ３５の振動状況を
加速度の形で検出し残留振動信号ｅとして出力する残留
振動検出手段としての加速度センサ２２が固定されてい
て、その残留振動信号ｅが、干渉後における振動を表す
信号としてコントローラ２０に供給されている。そし
て、コントローラ２０は、それら基準信号ｘ及び残留振
動信号ｅに基づき、逐次更新形の適応アルゴリズムの一
つであるＦｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳアルゴリズム、
より具体的には、同期式Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳ
アルゴリズムに従って駆動信号ｙを生成し出力する。

【００２６】即ち、コントローラ２０は、フィルタ係数
Ｗ_i （ｉ＝０，１，２，…，Ｉ−１：Ｉはタップ数）可
変の適応ディジタルフィルタＷを有していて、最新の基
準信号ｘが入力された時点から所定サンプリング・クロ
ックＳＣの間隔で、その適応ディジタルフィルタＷのフ
ィルタ係数Ｗ_i を順番に駆動信号ｙとして出力する一
方、エンジン３０からエンジンマウント１を介してメン
バ３５に伝達される振動が低減するように、基準信号ｘ
及び残留振動信号ｅに基づいて適応ディジタルフィルタ
Ｗのフィルタ係数Ｗ_i を適宜更新する処理を実行する。

【００２７】適応ディジタルフィルタＷの更新式は、Ｆ
ｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳアルゴリズムに従った下記
の（１）式のようになる。 Ｗ_i （ｎ＋１）＝Ｗ_i （ｎ）−αＲ^T ｅ（ｎ） ……（１） ここで、（ｎ）が付く項は時刻ｎにおける値であること
を表し、また、αは収束係数と呼ばれる係数であってフ
ィルタ係数Ｗ_i の収束の速度やその安定性に関与する係
数である。Ｒ^T は、理論的には、基準信号ｘを、エンジ
ンマウント１及び加速度センサ２２間の伝達関数Ｃを表
す伝達関数フィルタＣ＾でフィルタ処理した値（リファ
レンス信号若しくはFiltered-X信号）であるが、この実
施例では同期式Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳアルゴリ
ズムを適用した結果基準信号ｘがインパルス列であるた
め、伝達関数フィルタＣ＾のインパルス応答を基準信号
ｘに同期して次々に生成した場合のそれらインパルス応
答波形の時刻ｎにおける和に一致する。

【００２８】また、理論的には、適応ディジタルフィル
タＷで基準信号ｘをフィルタ処理して駆動信号ｙを生成
することになり、フィルタ処理はディジタル演算では畳
み込み演算に該当するが、基準信号ｘがインパルス列で
あるので、上述したように最新の基準信号ｘが入力され
た時点から、所定サンプリング・クロックの間隔で適応
ディジタルフィルタＷの各フィルタ係数Ｗ_i を順番に駆
動信号ｙとして出力しても、フィルタ処理の結果を駆動
信号ｙとしたのと同じ結果になる。

【００２９】さらに、コントローラ２０は、エンジン３
０からエンジンマウント１を介してメンバ３５に伝達さ
れる振動の周波数を検出する機能を備えている。具体的
には、基準信号ｘの生成間隔を計測するタイマ機能と、
その計測された生成間隔に基づいてメンバ３５に伝達さ
れる振動の周波数を求める演算機能とを備えていて、そ
の演算された振動の周波数に基づき、所定のしきい値を
境に、振動が低周波帯域，中周波帯域及び高周波帯域の
いずれにあるかを判断し、そして、その判断結果に応じ
て、高周波側の方が低周波側よりも短くなるように、駆
動信号ｙの生成周期であり且つ残留振動信号ｅの読み込
み間隔であるサンプリング・クロックＳＣを三段階に切
り換えるようになっている。

【００３０】ただし、サンプリング・クロックＳＣは、
伝達関数フィルタＣ＾を同定する際のサンプリング・ク
ロックである基本サンプリング・クロックＳＣ₀ の整数
倍に段階的に切り換えられるようになっている。具体的
には、振動が低周波帯域にあると判断された場合にはサ
ンプリング・クロックＳＣは基本サンプリング・クロッ
クＳＣ₀ の４倍に、振動が中周波帯域にあると判断され
た場合にはサンプリング・クロックＳＣは基本サンプリ
ング・クロックＳＣ₀ の２倍に、振動が高周波帯域にあ
ると判断された場合にはサンプリング・クロックＳＣは
基本サンプリング・クロックＳＣ₀ の１倍に、それぞれ
設定されるようになっている。

【００３１】またさらに、コントローラ２０は、三段階
に切り換えられるサンプリング・クロックＳＣに応じ
て、リファレンス信号Ｒ^T を演算する際に使用する伝達
関数フィルタＣ＾を変更するようになっている。ただ
し、サンプリング・クロックＳＣは、上述したように基
本サンプリング・クロックＳＣ₀ の１倍，２倍又は４倍
のいずれかに設定されており、伝達関数フィルタＣ＾の
各フィルタ係数の時間軸上での間隔はその基本サンプリ
ング・クロックＳＣ₀ に他ならないから、伝達関数フィ
ルタＣ＾は、サンプリング・クロックＳＣが基本サンプ
リング・クロックＳＣ₀ そのものである場合には、全て
のフィルタ係数をそのまま用いればよいし、サンプリン
グ・クロックＳＣが基準処理信号ＳＣ₀ の２倍又は４倍
である場合には、フィルタ係数をその倍数に応じて適宜
間引くことにより新たな伝達関数フィルタＣ＾を設定し
てもよい。

【００３２】次に、本実施例の作用を説明する。即ち、
エンジンシェイク発生時には、オリフィス５ａの流路形
状等を適宜選定している結果、このエンジンマウント１
は高動バネ定数，高減衰力の支持装置として機能するた
め、エンジン３０で発生したエンジンシェイクがエンジ
ンマウント１によって減衰され、メンバ３５側の振動レ
ベルが低減される。なお、かかる場合には、特に可動部
材１２を変位させる必要はない。

【００３３】一方、オリフィス５ａ内の流体がスティッ
ク状態となり主流体室１５及び副流体１６間での流体の
移動が不可能になるアイドル振動周波数以上の周波数の
振動が入力された場合には、コントローラ２０は、所定
の演算処理を実行し、電磁アクチュエータ１３に駆動信
号ｙを出力し、エンジンマウント１に振動を低減し得る
能動的な制御力を発生させる。

【００３４】これを、アイドル振動，こもり音振動入力
時にコントローラ２０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２に従って具体的に説明する。
先ず、そのステップ１０１において所定の初期設定を行
った後に、ステップ１０２に移行し、基準信号ｘの生成
間隔に基づいて振動の周波数を演算する。振動の周波数
が演算されたら、ステップ１０３に移行し、サンプリン
グ・クロックＳＣを設定する。具体的には、上述したよ
うに、ステップ１０２で演算された振動の周波数が低周
波，中周波又は高周波帯域のいずれかあるかを判断し、
その判断結果に基づいて下記の要領でサンプリング・ク
ロックＳＣを設定する。

【００３５】低周波帯域：ＳＣ＝ＳＣ₀ ×４ 中周波帯域：ＳＣ＝ＳＣ₀ ×２ 高周波帯域：ＳＣ＝ＳＣ₀ ×１ 次いで、ステップ１０４に移行し、伝達関数フィルタＣ
＾に基づいてリファレンス信号Ｒ^T を演算する。なお、
このステップ１０４では、一周期分のリファレンス信号
Ｒ^T をまとめて演算する。

【００３６】ここで、伝達関数フィルタＣ＾は、基本サ
ンプリング・クロックＳＣ₀ の間隔でエンジンマウント
１及び加速度センサ２２間のインパルス応答をサンプリ
ングすることによって予め設定された数列からなるディ
ジタルフィルタである。従って、ステップ１０３におい
て高周波帯域にあると判定された結果、サンプリング・
クロックＳＣが基本サンプリング・クロックＳＣ₀ その
ものに設定されている場合には、その予め設定されてい
る数列Ｃ＾_j （ｊ＝０，１，２，３，…，Ｊ−１：Ｊは
伝達関数フィルタＣ＾のタップ数である。）をそのまま
リファレンス信号Ｒ^T の演算に用いればよい。

【００３７】しかし、ステップ１０３において低周波帯
域又は中周波帯域にあると判定された結果、サンプリン
グ・クロックＳＣが、基本サンプリング・クロックＳＣ
₀ の２倍又は４倍となっている場合には、リファレンス
信号Ｒ^T の演算に用いる伝達関数フィルタＣ＾は、数列
Ｃ＾_j を適宜間引くことにより設定される。具体的に
は、サンプリング・クロックＳＣが基本サンプリング・
クロックＳＣ₀ の２倍の場合には偶数番目の数値Ｃ＾_j
以外の数値は不要であり、サンプリング・クロックＳＣ
が基本サンプリング・クロックＳＣ₀ の４倍の場合には
４の倍数番目の数値Ｃ＾_j 以外の数値は不要であるか
ら、結局、リファレンス信号Ｒ^T の演算に用いられる伝
達関数フィルタＣ＾の各フィルタ係数は下記のようにな
る。

【００３８】 低周波帯域：Ｃ＾＝Ｃ＾₀ ，Ｃ＾₄ ，Ｃ＾₈ ，…，Ｃ＾ _{(J-1)/4 *4} 中周波帯域：Ｃ＾＝Ｃ＾₀ ，Ｃ＾₂ ，Ｃ＾₄ ，…，Ｃ＾ _{(J-1)/2 *2} 高周波帯域：Ｃ＾＝Ｃ＾₀ ，Ｃ＾₁ ，Ｃ＾₂ ，…，Ｃ＾_J-1 ただし、［ａ］は、実数ａの整数部分を表す。そして、
ステップ１０５に移行してカウンタｉを零クリアした後
に、ステップ１０６に移行し、適応ディジタルフィルタ
Ｗのｉ番目のフィルタ係数Ｗ_i を駆動信号ｙとして出力
する。

【００３９】ステップ１０６で駆動信号ｙを出力した
ら、ステップ１０７に移行して、サンプリングの間隔を
計測するためのタイマをリセット・スタートする。そし
て、ステップ１０８に移行して残留振動信号ｅを読み込
んだら、ステップ１０９に移行し、適応ディジタルフィ
ルタＷの各フィルタ係数を上記（１）式に従って更新す
る。

【００４０】ステップ１０９における更新処理を終えた
ら、ステップ１１０に移行して次の基準信号ｘが入力さ
れているか否かを判定し、ここで基準信号ｘが入力され
ていないと判定された場合は、ステップ１１１でカウン
タｉをインクリメントした後に、ステップ１１２に移行
して、上記ステップ１０７でスタートさせたタイマの計
測値がサンプリング・クロックＳＣに達するまで待機す
る。このステップ１１２でタイマの計測値がサンプリン
グ・クロックＳＣに達したら、上記ステップ１０６に戻
って上述した処理を繰り返し実行する。

【００４１】しかし、ステップ１１０で基準信号ｘが入
力されたと判断された場合には、ステップ１０２に移行
して上述した処理を繰り返し実行する。このような処理
を繰り返し実行する結果、基準信号ｘ，駆動信号ｙ及び
伝達関数フィルタＣ＾の関係を表す図３に示すように、
コントローラ２０からエンジンマウント１に対しては、
基準信号ｘが入力された時点から、サンプリング・クロ
ックＳＣの間隔で、適応ディジタルフィルタＷのフィル
タ係数Ｗ_i が順番に駆動信号ｙとして供給されるが、適
応ディジタルフィルタＷの各フィルタ係数Ｗ_i は、同期
式Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳアルゴリズムに従った
上記（１）によって逐次更新されるため、ある程度の時
間が経過して適応ディジタルフィルタＷの各フィルタ係
数Ｗ_i が最適値に収束した後は、駆動信号ｙがエンジン
マウント１に供給されることによって、エンジン３０か
らエンジンマウント１を介してメンバ３５側に伝達され
るアイドル振動やこもり音振動が低減されるようにな
る。なお、エンジンマウント１における制御力は、電磁
アクチュエータ１３から発せられる電磁力によって可動
部材１２が振動し、その振動が主流体室１５内の流体及
び支持弾性体６の拡張バネを介して内筒３及び外筒７間
の力として作用することにより得られるものである。

【００４２】しかも、本実施例にあっては、ステップ１
０２において振動の周波数を求めるとともに、ステップ
１０３においてその振動の周波数に応じて高周波側が低
周波側よりも短くなるように段階的にサンプリング・ク
ロックＳＣを切り換えるようにしているため、駆動信号
ｙの出力間隔は、低周波側振動入力時には比較的長くな
り、高周波側振動入力時には比較的短くなる。

【００４３】従って、低周波側振動入力時に一周期内に
出力する駆動信号ｙの個数が多くなり過ぎて、更新すべ
き適応ディジタルフィルタＷのフィルタ係数Ｗ_i の個数
が多くなって演算負荷が極端に大きくなってしまうこと
や、高周波振動入力時に一周期内に出力する駆動信号信
号ｙの個数が少なくなって制御の精度が低くなってしま
うことが防止されるのである。

【００４４】例えば、ステップ１０３において振動が中
周波帯域にあると判断された場合には、サンプリング・
クロックＳＣが基本サンプリング・クロックＳＣ₀ の２
倍となるため、図３に示すように、駆動信号ｙは基本サ
ンプリング・クロックＳＣ₀の倍の時間同じ値が出力さ
れるようになる。これに対し、従来の構成では、振動の
周波数に関係なくサンプリング・クロックＳＣは基本サ
ンプリング・クロックＳＣ₀ に等しいため、図４に示す
ように、駆動信号ｙは基本サンプリング・クロックＳＣ
₀ の間隔で出力されることになり、一周期内に出力され
る駆動信号ｙの個数が多くなり、更新すべき適応ディジ
タルフィルタＷのフィルタ係数Ｗ_i の個数が多くなって
演算負荷が大きくなってしまうのである。

【００４５】つまり、本実施例の構成であれば、一周期
内に出力する駆動信号ｙの個数は、振動の周波数に関係
なく、略一定の範囲に収まるようになるのである。例え
ば、一周期の長さが基本サンプリング・クロックＳＣ₀
の１３倍未満を高周波帯域、１３倍以上２５倍未満を中
周波帯域、２５倍以上を低周波帯域とすれば、一周期内
に出力する駆動信号ｙの個数は、 低周波帯域：７以上 中周波帯域：７〜１２ 高周波帯域：１２以下 となる。従って、振動の周波数が変化しても、コントロ
ーラ２０の演算負荷は略一定になるのである。

【００４６】また、本実施例では、サンプリング・クロ
ックＳＣを基本サンプリング・クロックＳＣ₀ の１倍，
２倍又は４倍のいずれかに設定しているため、図３に示
す駆動信号ｙと伝達関数フィルタＣ＾との関係からも判
るように、基本サンプリング・クロックＳＣ₀ で同定さ
れている伝達関数フィルタＣ＾のフィルタ係数を必要に
応じて間引くだけで、全てのサンプリング・クロックＳ
Ｃに適合した伝達関数フィルタＣ＾を得ることができ
る。従って、伝達関数の同定処理のように面倒な演算処
理は不要であるし、大容量のメモリも不要であるから、
コストが大幅に増大することもない。

【００４７】なお、振動の周波数が高くなると、振動の
周波数が低い場合に比べて、リファレンス信号Ｒ^T を演
算するために多くの伝達関数フィルタＣ＾のフィルタ係
数を足し合わさなけれならなくなる。しかし、その足し
合わせ回数は、ある回数以上になると、そもそもの伝達
関数フィルタＣ＾の精度との関係で、加算してもしなく
ても精度に大きな影響を与えないことが判っている。従
って、足し合わせ回数には適宜上限値を設けておくと、
演算負荷の軽減を図ることができる。

【００４８】ここで、本実施例にあっては、エンジンマ
ウント１によって制御振動源が構成され、ステップ１０
４の処理によって基準処理信号生成手段が構成され、ス
テップ１０６，１１１，１１２の処理によって駆動信号
生成手段が構成され、ステップ１０９の処理によって適
応処理手段が構成され、ステップ１０２の処理によって
周波数検出手段が構成され、ステップ１０３の処理によ
ってサンプリング・クロック切換手段が構成される。

【００４９】なお、上記実施例では、適応ディジタルフ
ィルタＷのフィルタ係数Ｗ_i を振動の周波数に関係なく
フィルタ係数Ｗ₀ から連続して使用するようにしている
が、例えば、リファレンス信号Ｒ^T の演算の際に使用す
る伝達関数フィルタＣ＾のフィルタ係数Ｃ＾_j に合わせ
て、 低周波帯域：Ｗ＝Ｗ₀ ，Ｗ₄ ，Ｗ₈ ，Ｗ₁₂，…… 中周波帯域：Ｗ＝Ｗ₀ ，Ｗ₂ ，Ｗ₄ ，Ｗ₆ ，…… 高周波帯域：Ｗ＝Ｗ₀ ，Ｗ₁ ，Ｗ₂ ，Ｗ₃ ，…… というようにフィルタ係数Ｗ_i を適宜間引いて使用する
ようにしてもよい。ただし、かかる場合にも一周期内に
出力する駆動信号ｙの個数は略一定の範囲に収まるた
め、適応ディジタルフィルタＷの更新は、駆動信号ｙと
して出力される可能性のあるフィルタ係数Ｗ_i に対して
のみ行うようにすればよい。

【００５０】また、上記実施例では、サンプリング・ク
ロックの切り換えを二段階としているが、これに限定さ
れるものではなく、三段階以上であってもよいし、サン
プリング・クロックＳＣを基本サンプリング・クロック
ＳＣ₀ の何倍にするかも任意である。さらに、上記実施
例では、基準信号ｘの生成間隔に基づいて振動の周波数
を検出する構成としているが、振動の周波数の検出する
手段はこれに限定されるものではなく、例えば、エンジ
ン３０の回転数から読み取ってもよい。

【００５１】そして、上記実施例では、本発明に係る車
両用能動型振動制御装置を、エンジン３０からメンバ３
５に伝達される振動の低減を図る所謂アクティブ・エン
ジンマウントに適用した場合について説明したが、本発
明の適用対象はこれに限定されるものではなく、周期的
な振動であればエンジン３０以外から発せられる振動の
低減を図る装置であってもよい。

【００５２】またさらに、低減の対象は振動に限定され
るものではなく、例えば、エンジン３０から車室内に伝
達される周期的な騒音を能動的に低減する車両用能動型
騒音制御装置としてもよい。かかる場合には、コントロ
ーラから供給される駆動信号によって駆動して車室内に
制御音を発生するラウドスピーカ（制御音源）と、車室
内の残留騒音を検出し残留騒音信号としてコントローラ
に出力するマイクロフォン（残留騒音検出手段）と、を
設けることになる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
振動又は騒音の周波数に応じて、高周波側の方が低周波
側よりも短くなるようにサンプリング・クロックを切り
換えるようにするとともに、しかもその切り換えられる
サンプリング・クロックは、伝達関数フィルタの各フィ
ルタ係数の時間軸上における間隔の整数倍となるように
しているため、コストの大幅な増大等の不具合を招くこ
となく、低周波振動，高周波騒音入力時における演算負
荷の増大と、高周波振動，高周波騒音入力時における制
御精度の悪化とを防止することができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示す断面図である。

【図２】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３】本実施例における基準信号，駆動信号及び伝達
関数フィルタの関係を表す波形図である。

【図４】従来例における基準信号，駆動信号及び伝達関
数フィルタの関係を表す波形図である。

【符号の説明】

１ エンジンマウント（制御振動源） １３ 電磁アクチュエータ ２０ コントローラ ２１ パルス生成器（基準信号生成手段） ２２ 加速度センサ（残留振動検出手段） ３０ エンジン（振動源） ３５ メンバ（車体） ｘ 基準信号 ｙ 駆動信号 ｅ 残留振動信号

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動源から発せられて車体を伝搬する周
   期的な振動と干渉する制御振動を発生可能な制御振動源
   と、前記周期的な振動と同じ周期のインパルス列でなる
   基準信号を生成する基準信号生成手段と、前記干渉後の
   振動を検出し残留振動信号として出力する残留振動検出
   手段と、前記制御振動源及び前記残留振動検出手段間の
   伝達関数をモデル化した伝達関数フィルタと、前記基準
   信号と前記伝達関数フィルタのフィルタ係数とを畳み込
   んで基準処理信号を生成する基準処理信号生成手段と、
   フィルタ係数可変の適応ディジタルフィルタと、前記基
   準信号の最新のインパルスが生成された時点から所定サ
   ンプリング・クロックの間隔で前記適応ディジタルフィ
   ルタのフィルタ係数を順番に駆動信号として前記制御振
   動源に出力する駆動信号生成手段と、前記基準処理信号
   及び前記残留振動信号に基づいて前記干渉後の振動が低
   減するように前記適応ディジタルフィルタのフィルタ係
   数を更新する適応処理手段と、前記振動の周波数を検出
   する周波数検出手段と、この周波数検出手段が検出した
   振動の周波数に基づいて高周波側が低周波側よりも短く
   なるように前記所定サンプリング・クロックを切り換え
   るサンプリング・クロック切換手段と、を備え、前記サ
   ンプリング・クロック切換手段は、前記伝達関数フィル
   タの各フィルタ係数の時間軸上における間隔の整数倍と
   なるように前記所定サンプリング・クロックを切り換え
   ることを特徴とする車両用能動型振動制御装置。
2. 【請求項２】 騒音源から発せられて車室内に伝達され
   る周期的な騒音と干渉する制御音を発生可能な制御音源
   と、前記周期的な騒音と同じ周期のインパルス列でなる
   基準信号を生成する基準信号生成手段と、前記干渉後の
   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、前記制御音源及び前記残留騒音検出手段間の伝
   達関数をモデル化した伝達関数フィルタと、前記基準信
   号と前記伝達関数フィルタのフィルタ係数とを畳み込ん
   で基準処理信号を生成する基準処理信号生成手段と、フ
   ィルタ係数可変の適応ディジタルフィルタと、前記基準
   信号の最新のインパルスが生成された時点から所定サン
   プリング・クロックの間隔で前記適応ディジタルフィル
   タのフィルタ係数を順番に駆動信号として前記制御音源
   に出力する駆動信号生成手段と、前記基準処理信号及び
   前記残留騒音信号に基づいて前記干渉後の騒音が低減す
   るように前記適応ディジタルフィルタのフィルタ係数を
   更新する適応処理手段と、前記騒音の周波数を検出する
   周波数検出手段と、この周波数検出手段が検出した騒音
   の周波数に基づいて高周波側が低周波側よりも短くなる
   ように前記所定サンプリング・クロックを切り換えるサ
   ンプリング・クロック切換手段と、を備え、前記サンプ
   リング・クロック切換手段は、前記伝達関数フィルタの
   各フィルタ係数の時間軸上における間隔の整数倍となる
   ように前記所定サンプリング・クロックを切り換えるこ
   とを特徴とする車両用能動型騒音制御装置。