JPH064085A

JPH064085A - 車両の能動型騒音低減装置

Info

Publication number: JPH064085A
Application number: JP4183152A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Matsuura; 松浦　　満
Original assignee: Sango Co Ltd
Current assignee: Sango Co Ltd
Priority date: 1992-06-17
Filing date: 1992-06-17
Publication date: 1994-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】特に走行中の車両のこもり音に対し、簡単な
構成でこれと相殺し得る適切な音波を車室内に出力し騒
音を確実に低減する能動型騒音低減装置を提供する。【構成】車両ＶＨが走行中に、エンジン側振動検出器
ＥＤによってエンジン２の振動を検出すると共に、排気
管側振動検出器ＰＤによって排気管３の振動を検出し、
これらの出力信号をフィルタ手段ＦＭに供給する。一
方、車室内の残留騒音に応じた出力信号を残留騒音検出
器ＭＣからフィルタ手段ＦＭに供給する。フィルタ手段
ＦＭにおいては、これらの出力信号に応じて音波出力装
置ＳＥを駆動制御し、車室内の騒音と相殺させるように
音波を車室内に出力する。例えば、適応ディジタルフィ
ルタ１０ｆのフィルタ係数を、残留騒音検出器ＭＣの出
力信号に応じた適応アルゴリズムに基づき順次更新し、
残留騒音検出器ＭＣの出力信号が最小となるように制御
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両に搭載される能動型
騒音低減装置に関し、特にエンジン及び排気管を備えた
車両の車室内に、騒音と相殺し得る音波を出力すること
により騒音を低減する車両の能動型騒音低減装置に係
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ラウドスピーカから発生する二次
音と騒音源から伝達する一次音とを干渉させて閉空間内
の音圧レベルを最小にするようにした能動型騒音減衰装
置、即ち能動型騒音低減装置が知られている。例えば特
開平３−２０３７９２号公報においては、能動型騒音制
御装置として、複数の騒音源が在る場合でも、それらの
騒音源から発生される騒音を同時に且つバランス良く低
減させることを目的とし以下のように構成した装置が提
案されている。

【０００３】即ち、複数の騒音源の騒音発生状態を騒音
発生状態検出手段によって夫々検出し、その検出値の夫
々を基準信号として、各基準信号に対して制御音源の数
だけ個別に装備された適応フィルタに夫々入力してフィ
ルタリング処理に付し、複数の適応フィルタの出力を制
御音源駆動手段により制御音源毎に加算して制御音源に
供給し、制御音源から駆動指令に基づく制御音を発生さ
せ、残留騒音検出手段による観測位置における残留騒音
の検出値及び騒音発生状態検出手段の検出値に基づき当
該観測位置における騒音が最小となるように適応フィル
タのフィルタ係数を更新する装置が提案されている。

【０００４】上記公報においては、複数の騒音発生状態
検出手段として種々の例をあげ、その実施例において、
エンジン振動に伴う車室内のこもり音、排気騒音及び路
面の凹凸に伴って車室に伝達されるロードノイズに対
し、クランク角センサ及びサスペンションの振動ピック
アップの出力信号が用いられている。更に、他の騒音発
生状態検出手段の検出内容の例として、風切り音のピッ
クアップ信号、ディファレンシャルギヤやトランスミッ
ションのケース振動に対するピックアップ信号等が列挙
されている。また、特開平３−２０３４９６号、特開平
３−２０３４９７号の公報にも同様の能動型騒音制御装
置が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、何れの公報
においても、特にこもり音への影響が大きい排気管から
支持部材を介して車体に伝達される振動、及びこれとエ
ンジン振動との組み合せについて言及されていない。所
謂こもり音は、走行中の車両に対しエンジンから直接伝
達される振動、及びこれによって加振される駆動系部
品、排気管等を介して伝達される振動が重畳されて発生
するので、これらの部品の振動状態に応じた処理が必要
となる。これに関し、エンジン及び駆動系部品に対して
はクランク角センサの出力信号を基準信号としても許容
範囲の応答性が得られるが、排気管支持部材を介して車
体に伝達される振動に対してもクランク角センサの出力
信号を基準信号として用いることとすると、長時間のフ
ィルタ係数が必要となり、満足する応答性が得られず、
従ってこもり音を適切に抑えることは困難である。

【０００６】そこで本発明は、特に走行中の車両のこも
り音に対し、簡単な構成でこれと相殺し得る適切な音波
を車室内に出力し騒音を確実に低減する能動型騒音低減
装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、図１に構成の概要を示したように車両Ｖ
Ｈの騒音発生状態に応じて音波出力装置ＳＥを駆動して
車両ＶＨの車室内に音波を出力し、車室内の騒音と相殺
させるように制御する能動型騒音低減装置において、車
両ＶＨのエンジン２を支持するエンジン支持部材ＥＭに
配設し振動状態を検出するエンジン側振動検出器ＥＤ
と、エンジン２に連結する排気管３を車両ＶＨに支持す
る排気管支持部材ＰＳに配設し振動状態を検出する排気
管側振動検出器ＰＤと、車室内の残留騒音を検出する残
留騒音検出器ＭＣと、残留騒音検出器ＭＣの出力信号並
びにエンジン側振動検出器ＥＤ及び排気管側振動検出器
ＰＤの出力信号に応じて残留騒音検出器ＭＣの出力信号
が最小となるように音波出力装置ＳＥを駆動制御するフ
ィルタ手段ＦＭを備えたものである。

【０００８】上記能動型騒音低減装置において、エンジ
ン側振動検出器ＥＤ及び排気管側振動検出器ＰＤを夫々
加速度センサで構成すると共に、フィルタ手段ＦＭは、
エンジン側振動検出器ＥＤ及び排気管側振動検出器ＰＤ
に夫々接続する複数の適応ディジタルフィルタ１０ｆを
具備したものとし、これらの適応ディジタルフィルタ１
０ｆの夫々のフィルタ係数を残留騒音検出器ＭＣの出力
信号に応じた適応アルゴリズムに基づき順次更新し、残
留騒音検出器ＭＣの出力信号が最小となるように制御す
るとよい。

【０００９】

【作用】上記の構成になる本発明において、車両ＶＨが
走行中に、エンジン側振動検出器ＥＤによってエンジン
２の振動が検出されると共に、排気管側振動検出器ＰＤ
によって排気管３の振動が検出され、これらの出力信号
がフィルタ手段ＦＭに供給される。一方、車室内の残留
騒音に応じた出力信号が残留騒音検出器ＭＣからフィル
タ手段ＦＭに供給される。そして、フィルタ手段ＦＭに
おいて、これらの出力信号に応じて残留騒音検出器ＭＣ
の出力信号が最小となるように音波出力装置ＳＥが駆動
制御される。即ち、車室内の騒音と相殺し得る音波が車
室内に出力される。

【００１０】上記エンジン側振動検出器ＥＤ及び排気管
側振動検出器ＰＤを夫々加速度センサで構成すると共
に、上記フィルタ手段ＦＭを複数の適応ディジタルフィ
ルタ１０ｆを備えたものとした場合には、夫々の加速度
センサの出力信号を入力する夫々の適応ディジタルフィ
ルタ１０ｆのフィルタ係数が、残留騒音検出器ＭＣの出
力信号に応じた適応アルゴリズムに基づき順次更新さ
れ、残留騒音検出器ＭＣの出力信号が最小となるように
制御される。即ち、夫々の加速度センサの出力信号に基
づき、且つ残留騒音検出器ＭＣの出力信号に応じて、夫
々の適応ディジタルフィルタ１０ｆの伝達関数が車室内
の伝達関数と等しくなるように設定され、これに応じ音
波出力装置ＳＥに対し駆動信号が出力される。この駆動
信号に応じて音波出力装置ＳＥから車室内に騒音と相殺
し得る音波が出力され、車室内の騒音が低減される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明に係る車両の能動型騒音低減装
置の望ましい実施例を図面を参照して説明する。図２は
本発明の一実施例における全体構成を示すもので、エン
ジン２に排気管３が接続され、これらが夫々エンジンマ
ウント４及び排気管サポート５を介して車体１に支持さ
れている。尚、本発明においては排気管３は触媒コンバ
ータ３ａ及びマフラー３ｂ等を含むアッセンブリをい
い、以下の説明においても、特にことわらない限り排気
管アッセンブリを意味するものとする。エンジン支持部
材たるエンジンマウント４には加速度センサ６が設けら
れ、これがエンジン側振動検出器として機能する。ま
た、排気管支持部材たる排気管サポート５にも加速度セ
ンサ７が設けられており、これが排気管側振動検出器と
して機能する。

【００１２】一方、車体１の例えば前部座席の両側及び
後部座席の後方両側に、車室１ａ内に音波を出力する音
波出力装置たるスピーカ８ａ乃至８ｄが配設されてお
り、車体１の天井部には、車室１ａ内の各座席の頭部近
傍を指向する残留騒音検出器たるマイクロフォン９ａ乃
至９ｄが配設されている。これらマイクロフォン９ａ乃
至９ｄ並びに加速度センサ６，７はコントローラ１０に
電気的に接続され、各検出出力が夫々別個にコントロー
ラ１０に入力するように構成されている。また、コント
ローラ１０はスピーカ８ａ乃至８ｄに電気的に接続さ
れ、コントローラ１０から出力される駆動信号に応じて
スピーカ８ａ乃至８ｄから音波が出力されるように構成
されている。

【００１３】コントローラ１０は、図３にその構成の一
部を示すように、各スピーカ８ａ乃至８ｄ（図３には８
ａ，８ｂのみを示した）に対し夫々４つの適応ディジタ
ルフィルタ１０ｆ（図３には一つを代表して破線で示し
た）を有し、これらのフィルタ係数Ｗ₁₁₁等を逐次制御
するための適応アルゴリズムＬＭＳ（最小２乗平均アル
ゴリズム）が構成されている。そして、適応ディジタル
フィルタ１０ｆの伝達関数が車室１ａ内の伝達関数Ｃ₁₁
等に対し同定するように、フィルタ係数Ｗ₁₁₁等が適応
アルゴリズムＬＭＳによって順次更新されるように構成
されている。

【００１４】即ち、加速度センサ６，７の出力信号がＡ
／Ｄコンバータ（図示せず）によりディジタル信号に変
換されて適応ディジタルフィルタ１０ｆに基準信号とし
て入力し、マイクロフォン９ａ乃至９ｄの検出出力は入
力アンプ（図示せず）を介して増幅され、例えばアンチ
エリアシングフィルタ（図示せず）にて折り返し雑音即
ちエリアシングノイズが阻止された後、Ａ／Ｄコンバー
タ（図示せず）によりディジタル信号に変換されて適応
ディジタルフィルタ１０ｆに入力するように構成されて
いる。適応ディジタルフィルタ１０ｆの出力ディジタル
信号はＤ／Ａコンバータ（図示せず）によりアナログ信
号に変換され、例えばスムージングフィルタ（図示せ
ず）にて平滑化された後パワーアンプ（図示せず）を介
して増幅され、スピーカ８ａ乃至８ｄに駆動信号として
供給されるように構成されている。

【００１５】図３に示すように、エンジンマウント４に
設けられた加速度センサ６の出力信号をｘ₁(n)（サンプ
リング時刻ｎのときのサンプル値）、排気管サポート５
に設けられた加速度センサ７の出力信号をｘ₂(n)、スピ
ーカ８ａ，８ｂを駆動する出力信号をｙ₁(n)，ｙ₂(n)、
そしてマイクロフォン９ａ，９ｂからの残留騒音を示す
エラー信号をｅ₁(n)，ｅ₂(n)とすると、適応ディジタル
フィルタ１０ｆにおいては、以下のように処理される。
尚、図３に示すフィルタ係数Ｗ₁₁₁等の１桁目の添字
（ここでは１）は信号ｘ₁(n)，ｘ₂(n)の添字に対応し、
２桁目の添字は信号ｙ₁(n)，ｙ₂(n)の添字に対応し、３
桁目の添字は信号ｅ₁(n)，ｅ₂(n)の添字に夫々対応する
ように付してある。また、伝達関数Ｃ₁₁はスピーカ８ａ
（信号ｙ₁(n)で駆動）とマイクロフォン９ａ（エラー信
号ｅ₁(n)を出力）との間の伝達関数を示し、その添字は
夫々の信号の添字が対応している。図３においては、作
図の関係上２個のスピーカ８ａ，８ｂ及び２個のマイク
ロフォン９ａ，９ｂのみを示したが、図２に示す４個の
スピーカ８ａ乃至８ｄ及び４個のマイクロフォン９ａ乃
至９ｄに対しては図３に示す構成の２倍の構成となり、
伝達関数はＣ₁₁〜Ｃ₄₄の計１６個、フィルタ係数はＷ
₁₁₁〜Ｗ₂₄₄の計３２個となる。

【００１６】而して、図３のコントローラ１０において
は、先ず加速度センサ６の出力信号ｘ₁(n)に基づき各適
応ディジタルフィルタ１０ｆのフィルタ係数Ｗ₁₁₁，Ｗ
₁₁₂，Ｗ₁₂₁，Ｗ₁₂₂が演算される。同様に、加速度セ
ンサ７の出力信号ｘ₂(n)に基づきフィルタ係数Ｗ₂₁₁，
Ｗ₂₁₂，Ｗ₂₂₁，Ｗ₂₂₂が演算される。続いて、フィル
タ係数Ｗ₁₁₁，Ｗ₁₁₂，Ｗ₂₁₁，Ｗ₂₁₂が加算され、そ
の加算結果に基づき駆動信号ｙ₁(n)が設定される。ま
た、フィルタ係数Ｗ₁₂₁，Ｗ₁₂₂，Ｗ₂₂₁，Ｗ₂₂ ₂が加
算され、その加算結果に基づき駆動信号ｙ₂(n)が設定さ
れる。これらのフィルタ係数Ｗ₁₁₁，Ｗ₁₂₁，Ｗ₂₁₁，
Ｗ₂₂₁は、エラー信号ｅ₁(n)に応じて演算された適応ア
ルゴリズムＬＭＳによって修正され、更新されるように
構成されている。同様に、フィルタ係数Ｗ₁₁₂，
Ｗ₁₂₂，Ｗ₂₁₂，Ｗ₂₂₂は、エラー信号ｅ₂(n)に応じて
演算された適応アルゴリズムＬＭＳによって修正され、
更新されるように構成されている。

【００１７】次に、本実施例の能動型騒音低減装置の作
動を説明する。車両が走行中においては、エンジン２の
回転数に比例した次数成分のエンジン振動、及びこれが
排気管３に伝達されて生ずる排気管振動等が車体１に伝
達され、車室１ａ内に所謂こもり音が発生する。エンジ
ンマウント４には加速度センサ６が設けられており、こ
の加速度センサ６からエンジン振動に応じた出力信号ｘ
₁(n)がコントローラ１０に供給される。同様に、排気管
サポート５に設けられた加速度センサ７から出力信号ｘ
₂(n)がコントローラ１０に供給される。コントローラ１
０においては、加速度センサ６，７の出力信号ｘ₁(n)，
ｘ₂(n)及びマイクロフォン９ａ，９ｂのエラー信号ｅ
_1(n)，ｅ_2(n)に応じて前述の処理が行われ、駆動信号ｙ
₁(n)，ｙ₂(n)が出力され、スピーカ８ａ，８ｂが駆動さ
れる（尚、以下においても図３に従いスピーカ８ａ，８
ｂについて説明するが、スピーカ８ｃ，８ｄについても
同様である）。

【００１８】而して、スピーカ８ａ，８ｂから車室１ａ
内に音波が出力される。即ち、車室１ａ内の騒音と合成
し相互に打ち消されるように音波が出力される。そし
て、車室１ａ内の残留騒音がマイクロフォン９ａ，９ｂ
によって検出され、適応ディジタルフィルタ１０ｆにエ
ラー信号ｅ₁(n)，ｅ₂(n)として入力する。そして、エラ
ー信号ｅ₁(n)，ｅ₂(n)に応じて設定される適応アルゴリ
ズムＬＭＳにより、加速度センサ６，７の出力信号ｘ
₁(n)，ｘ₂(n)に応じて適応ディジタルフィルタ１０ｆの
伝達関数が車室１ａ内のスピーカ８ａ，８ｂとマイクロ
フォン９ａ，９ｂ間の伝達関数と同定するようにフィル
タ係数Ｗ₁₁₁等が更新される。

【００１９】換言すれば、各適応ディジタルフィルタ１
０ｆのフィルタ係数Ｗ₁₁₁等が、加速度センサ６，７の
出力信号ｘ₁(n)，ｘ₂(n)及びマイクロフォン９ａ，９ｂ
のエラー信号ｅ₁(n)，ｅ₂(n)に応じて、適応アルゴリズ
ムＬＭＳに従って順次更新され、残留騒音信号たるエラ
ー信号ｅ₁(n)，ｅ₂(n)が最小となるようにスピーカ８
ａ，８ｂの駆動信号ｙ₁(n)，ｙ₂(n)が出力され、これに
応じてスピーカ８ａ，８ｂから出力される音波によって
車室１ａ内の騒音が相殺される。

【００２０】而して、本実施例においては、加速度セン
サ６，７の出力信号、即ちこもり音に大きく影響するエ
ンジン２及び排気管３の支持部の振動に応じた信号に基
づき適応ディジタルフィルタ１０ｆが制御され、しかも
フィルタの次数（タップ長）を小さくすることができる
ので、演算時間が短く良好な応答性が得られる。

【００２１】

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で以下に記載する効果を奏する。即ち、本発明の車両の
能動型騒音低減装置においては、エンジン側振動検出器
及び排気管側振動検出器の出力信号に応じてフィルタ手
段により音波出力装置が駆動制御されるように構成され
ており、各振動検出器が車室内のこもり音に対し大きく
影響する位置に配設されているので、騒音を確実に低減
することができ、しかも従来装置に比しフィルタの次数
を小さくすることができるので、良好な応答性が得られ
る。

【００２２】上記エンジン側振動検出器及び排気管側振
動検出器を夫々加速度センサで構成すると共に、フィル
タ手段を複数の適応ディジタルフィルタを備えたものと
した場合には、簡単な構成で良好な応答性を確保するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車両の能動型騒音低減装置の構成を示
すブロック図である。

【図２】本発明の一実施例の全体構成を示す斜視図であ
る。

【図３】本発明の一実施例におけるコントローラの構成
を示すブロック図である。

【符号の説明】

１車体２エンジン３排気管４エンジンマウント（エンジン支持部材）５排気管サポート（排気管支持部材）６加速度センサ（エンジン側振動検出器）７加速度センサ（排気管側振動検出器）８ａ〜８ｄスピーカ（音波出力装置）９ａ〜９ｄマイクロフォン（残留騒音検出器）１０コントローラ（フィルタ手段）１０ｆ適応ディジタルフィルタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の騒音発生状態に応じて音波出力装
置を駆動して前記車両の車室内に音波を出力し、前記車
室内の騒音と相殺させるように制御する車両の能動型騒
音低減装置において、前記車両のエンジンを支持するエ
ンジン支持部材に配設し振動状態を検出するエンジン側
振動検出器と、前記エンジンに連結する排気管を前記車
両に支持する排気管支持部材に配設し振動状態を検出す
る排気管側振動検出器と、前記車室内の残留騒音を検出
する残留騒音検出器と、該残留騒音検出器の出力信号並
びに前記エンジン側振動検出器及び前記排気管側振動検
出器の出力信号に応じて前記残留騒音検出器の出力信号
が最小となるように前記音波出力装置を駆動制御するフ
ィルタ手段とを備えたことを特徴とする車両の能動型騒
音低減装置。
【請求項２】前記エンジン側振動検出器及び排気管側
振動検出器を夫々加速度センサで構成すると共に、前記
フィルタ手段は、前記エンジン側振動検出器及び前記排
気管側振動検出器に夫々接続する複数の適応ディジタル
フィルタを具備し、該複数の適応ディジタルフィルタの
夫々のフィルタ係数を前記残留騒音検出器の出力信号に
応じた適応アルゴリズムに基づき順次更新し、前記残留
騒音検出器の出力信号が最小となるように制御すること
を特徴とする請求項１記載の車両の能動型騒音低減装
置。