JP2008149783A - 車両騒音制御装置および伝達特性同定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリの消耗させることなく車室の空間伝達特性を同定すること。
【解決手段】ハイブリッドカーや電気自動車など外部電源から充電可能な車両に搭載された車両騒音制御装置１は、充電検知部１１が外部電源から充電可能な状態であることを検知し、同定可否判定部１２が空間伝達特性の同定に適した状態であると判定し、同定必要性判定部１３がとく間伝達特性の同定を行なう必要ありと判定した場合に空間伝達特性の同定を行なう。
【選択図】 図１

Description

この発明は、車両走行時に発生する騒音を検知して当該騒音を低減する車両騒音制御装置およびこれに用いる伝達特性同定方法に関し、特に駆動動力の少なくとも一部に電力を用いる車両用の車両騒音制御装置およびこれに用いる伝達特性同定方法に関する。

近年、逆位相の制御音を与えることで騒音を打ち消す騒音制御技術を利用し、自動車のエンジン音やモータ音、ロードノイズを低減する装置が考案されている。

かかる車両用の騒音制御では、制御対象の騒音（エンジン音やモータ音、ロードノイズなど）を参照マイクなどで取得し、取得結果から制御音を生成してスピーカから出力することで目的の位置において制御音を騒音に干渉させ、騒音を低減・消滅させる。また、目的の位置にはエラーマイクを設置し、エラーマイクの集音結果を制御音にフィードバックして制御音を適応的に変化させている。

ここで、効果的に騒音を制御するためには、制御音を出力するスピーカからエラーマイクまでの空間伝達特性を同定する必要がある。例えば特許文献１〜３は、車室内の空間伝達関数を精度良く算出して騒音制御に利用する技術を開示している。

そして車室の空間伝達特性を同定するためには、スピーカから何らかの音、例えばホワイトノイズなどを再生し、エラーマイクで集音する必要がある。かかる同定処理に用いるノイズ再生は乗員にとって不快であるため、例えば特許文献４が開示するように、車室内に居ないことを検知して同定を実行することが従来一般的に行なわれてきた。

特開２００３−２０２８７０号公報 特開平５−２６５４６８号公報 特開平７−３２９４７号公報 特開２０００−２６１８８０号公報

ところで、車室の空間伝達特性の同定を行なう際には、スピーカから再生するノイズ以外の音が入らないようにエンジンやモータなど駆動手段が停止した状態であることが必要である。

しかし、駆動手段が停止し、乗員が不在である状況とは車両が駐車された状態であることが多く、次の始動がいつになるかが不明である可能性が高い。

このような場合、空間伝達特性の同定でバッテリを消耗すると、次回の始動時に必要な電力が不足する可能性が生じるという問題があった。

本発明は、上述した従来技術における課題を解決するためになされたものであり、バッテリの消耗させることなく車室の空間伝達特性を同定する車両騒音制御装置および伝達特性同定方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係る車両騒音制御装置および伝達特性同定方法は、車両駆動用バッテリが外部電源から充電中や充電可能な状態であることを検知した場合に、制御音を出力するスピーカから前記エラーマイクまでの伝達特性の同定を実行する。

本発明によれば車両騒音制御装置および伝達特性同定方法は、ハイブリッドカーや電気自動車が外部電源と接続され、充電可能な状態である場合に空間伝達特性の同定を行なうので、バッテリの消耗させることなく車室の空間伝達特性を同定する車両騒音制御装置および伝達特性同定方法を得ることができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明に係る車両騒音制御装置および伝達特性同定方法について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例である車両騒音制御装置１の概要構成を示す概要構成図である。車両騒音制御装置１は、ハイブリッドカーや電気自動車に搭載され、充電ユニット２１、バッテリ２２、乗員検知センサ３１、窓制御ユニット３２、ドア制御ユニット３３、駆動制御ユニット３４、シートアレンジ機構３５などと接続される。

バッテリ２２は、車両を駆動するモータ用の車載電源である。充電ユニット２１は、図示しない外部電源と接続し、バッテリ２２を充電する処理を行なう処理部である。この充電ユニット２１とバッテリ２２のうち、少なくともいずれかは車両騒音制御装置１に接続される。

乗員検知センサ３１は、座席にかかる面圧を検知するシートセンサや車内を画像認識する画像認識装置などによって実現され、車両内の乗員を検知する処理を行なう。窓制御ユニット３２は窓の開閉状態を検知する処理部、ドア制御ユニット３３はドアの開閉状態を検知する処理部であり、具体的にはともにボディＥＣＵなどによって実現される。

駆動制御ユニット３４は、車両の駆動手段、すなわちエンジンやモータの動作を制御するユニットである。また、シートアレンジ機構３５は、各座席の前後位置、背もたれの角度、座面の高さ、ヘッドレストの高さなどを調節する機構である。

乗員検知センサ３１、窓制御ユニット３２、ドア制御ユニット３３、駆動制御ユニット３４、シートアレンジ機構３５は、車両騒音制御装置１に接続することが好ましいが、後述するようにその一部もしくは全てが接続されていない構成であっても本発明は実施可能である。

車両騒音制御装置１は、参照マイクＭ１、適応フィルタＦ１１、ＬＭＳ演算部Ｆ１２、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘフィルタ（Ｆｘフィルタ）Ｆ１３、スイッチＳＷ１、スピーカＳＰ１、エラーマイクＭ２によって騒音制御回路を形成している。

この騒音制御回路では、参照マイクＭ１が騒音源（例えばエンジンやモータなどの駆動手段）から発生する音を取得し、適応フィルタＦ１１およびＦｘフィルタＦ１３に入力する。

適応フィルタＦ１１は、参照マイクＭ１からの入力に対してフィルタ係数を畳み込んで制御音を生成し、スイッチＳＷ１およびスピーカＳＰ１を介して車室内で再生する。ここで、スピーカＳＰ１およびエラーマイクＭ２は、図２に示す様に車室内に設置されている。

特に、エラーマイクＭ２は同図に示すようにシートＳｔ１のヘッドレスト近傍、すなわち乗員の耳の近傍に設置されており、集音結果をＬＭＳ演算部Ｆ１２に入力する。

ＦｘフィルタＦ１３は、スピーカＳＰ１からエラーマイクＭ２までの伝達特性を模擬した騒音制御のためのフィルタ係数を格納しており、参照マイクＭ１からの入力に対して格納したフィルタ係数による処理を施してＬＭＳ演算部Ｆ１２に入力する。

ＬＭＳ演算部Ｆ１２は、ＦｘフィルタＦ１３およびエラーマイクＭ２の入力を受けて最小二乗法を用い、エラーマイクＭ２からの入力が最小となるように適応フィルタＦ１１のフィルタ係数を更新する。

また、車両騒音制御装置１は、ノイズ信号生成部Ｆ２０、適応フィルタＦ２１、ＬＭＳ演算部Ｆ２２、減算器２３、スイッチＳＷ１、スピーカＳＰ１、エラーマイクＭ２によって空間伝達特性同定回路を形成している。

この空間伝達特性同定回路では、ノイズ信号生成部Ｆ２０が生成したホワイトノイズを適応フィルタＦ２１とＬＭＳ演算部Ｆ２２に入力するとともに、スイッチＳＷ１およびスピーカＳＰ１を介して車室内で再生する。

エラーマイクＭ２は、スピーカから再生されたホワイトノイズをシートＳｔ１のヘッドレスト近傍で集音する。一方、適応フィルタＦ２１は、ノイズ信号に対してフィルタ係数を畳み込んで出力する。

減算器Ｆ２３は、エラーマイクＭ２の出力から適応フィルタ２１の出力を減算し、ＬＭＳ演算部Ｆ２２に入力する。ＬＭＳ演算部Ｆ２２は、ホワイトノイズと減算器Ｆ２３からの入力を受けて最小二乗法を用い、減算器Ｆ２３からの入力が最小となるように適応フィルタＦ２１のフィルタ係数を更新する。

この空間伝達特性同定回路の動作によって、適応フィルタＦ２１のフィルタ係数は、スピーカＳＰ１からエラーマイクＭ２までの空間伝達特性に対応した値となる。そこで、適応フィルタＦ２１のフィルタ係数をフィルタＦ１３のフィルタ係数として与えることで、騒音制御回路は高速且つ高精度に車室内の騒音制御を行なうことができる。

また、スイッチＳＷ１、スピーカＳＰ１、エラーマイクＭ２は騒音制御回路と空間伝達特性同定回路とで共用されており、スイッチＳＷ１の切換によっていずれかの回路が動作する。

この騒音制御と空間伝達特性同定との切換は、動作制御部１０によって行なわれる。動作制御部１０は、図１に示したように、その内部に充電検知部１１、同定可否判定部１２、同定必要性検知部１３および動作切換部１４を有する。

充電検知部２１は、車両が外部電源から充電中や充電可能な状態であることを検知する検知手段である。また、同定可否判定部１２は、車両の状態が空間伝達特性の同定の実行に適した状態であるか否かを判定する処理部であり、同定必要性検知部１３は空間伝達特性の同定が必要で状態であることを検知する処理部である。

充電検知部１１、同定可否判定部１２、同定必要性検知部１３の動作について図３を参照してさらに説明する。まず、充電検知部１１は、外部電源と接続中である場合、バッテリの残量が上昇している場合、そしてバッテリ残量が所定値以上である場合に充電状態であると判定する。

外部電源の接続で充電状態であるか否かを判定する場合には、充電ユニット２１から情報を取得すればよく、バッテリ残量をもちいて充電状態であるか否かを判定する場合にはバッテリ２２から情報を取得すればよい。

同定可否判定部１２は、車室内に乗員が居ない（乗員不在）、車室のドアと窓が閉められている（車室閉鎖）、車室内が静か（内部音無し）、エンジンやモータが停止している（駆動系停止）、の全ての条件が満たされた場合に空間伝達特性の同定の実行に適した状態である（同定可能状態）と判定する。

乗員不在は、乗員検知センサ３１の出力から検知することができる。車室閉鎖は、窓制御ユニット３２およびドア制御ユニット３３からドアと窓の状態を取得することで検知することができる。内部音無しは、エラーマイクＭ２の出力から検知することができる。そして駆動系停止は駆動制御ユニット３４から動作状態を取得することで検知することができる。

また、乗員不在、車室閉鎖、内部音無し、駆動系停止は、充電時間からも推定することができる。例えば充電状態となってから１時間以上維持経過した場合には、その車両はいずこかに駐車されており、乗員不在、車室閉鎖、内部音無し、駆動系停止の全ての満たした状態である可能性が高いと推定すること可能である。

同定必要性検知部１３は、座席配置が変化した場合や、マイクが経年変化した場合など、車室の空間伝達特性が変化した可能性のある場合に再度同定を行なう必要があると判定する。なお、座席配置の変化は、シートアレンジ機構３５から取得することができる。また、経年変化については、前回の同定実行からの時間経過を計測し、例えば所定期間経過後に再同定が必要であると判定すればよい。

動作切換部１４は、騒音制御と空間伝達特性同定の切換を行なう処理部である。具体的には、動作切換部１４は、スイッチＳＷ１の切換によって騒音制御と空間伝達特性同定とを切り換え、また、同定から騒音制御に切り換える際には、適応フィルタＦ２１のフィルタ係数をＦｘフィルタＦ１３にコピーする。

つづいて、車両騒音制御装置１の処理動作について図４のフローチャートを参照して説明する。まず車両騒音制御装置１は、通常、騒音制御を行なっており、動作制御部１０は、図４に示した処理フローを所定周期で起動する。

この処理フローでは、まず、充電検知部１１が充電中（充電状態）であるか否かを検知し（ステップＳ１０１）、充電状態であるならば（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、同定可否判定部１２が同定処理可能な状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。そして、同定処理可能な状態であれば（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、同定必要性判定部１３が同定処理の必要性を判定する（ステップＳ１０３）。

その結果、同定処理が必要であるならば（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）、動作切り換え部１４が騒音制御から空間伝達特性同定に切り換え、同定完了後にＦｘフィルタ１３を更新して騒音制御に復帰する同定処理を実行し（ステップＳ１０４）、処理を終了する。

一方、充電状態でない場合（ステップＳ１０１，Ｎｏ）、同定に適した状態でない場合（ステップＳ１０２，Ｎｏ）、また同定処理が必要ない場合（ステップＳ１０３，Ｎｏ）には、そのまま処理を終了し、通常の処理である騒音制御を継続する。

以上説明してきたように、本実施例にかかる車両騒音制御装置１は、ハイブリッドカーや電気自動車など外部電源から充電可能な車両に搭載され、外部電源から充電可能な状態である場合に空間伝達特性の同定を行なうので、バッテリの消耗させることなく車室の空間伝達特性を同定することができる。

以上のように、本発明にかかる車両騒音制御装置および伝達特性同定方法は、車両走行時に発生する騒音の能動的な低減に有用であり、特に電力を用いて走行する車両の能動型騒音低減に適している。

本発明の実施例にかかる車両騒音制御装置の概要構成を示す概要構成図である。 スピーカとエラーマイクの配置について説明する説明図である。 充電検知、同定可否判定、同定必要性判定について説明する説明図である。 図１に示した車両騒音制御装置の処理動作を説明するフローチャートである。

符号の説明

１ 車両騒音制御装置
１０ 動作制御部
１１ 充電検知部
１２ 同定可否判定部
１３ 同定必要性検知部
１４ 動作切換部
２１ 充電ユニット
２２ バッテリ
３１ 乗員検知センサ
３２ 窓制御ユニット
３３ ドア制御ユニット
３４ 駆動制御ユニット
３５ シートアレンジ機構
Ｍ１ 参照マイク
Ｍ２ エラーマイク
Ｆ１１ 適応フィルタ
Ｆ１２ ＬＭＳ演算部
Ｆ１３ Ｆｘフィルタ
Ｆ２０ ノイズ信号生成部
Ｆ２１ 適応フィルタ
Ｆ２２ ＬＭＳ演算部
Ｆ２３ 減算器
ＳＷ１ スイッチ
ＳＰ１ スピーカ

Claims (11)

1. 車両に発生する騒音を検知して当該騒音を低減する制御音を出力するとともに、車室内の所定位置に設けたエラーマイクを用いて前記制御音を適応的に変化させる騒音制御手段と、
   前記制御音を出力するスピーカから前記エラーマイクまでの伝達特性を同定する同定手段と、
   車両駆動用バッテリが外部電源から充電中および／または充電可能な状態であることを検知する充電検知手段と、
   前記車両駆動用バッテリが充電中および／または充電可能な状態である場合に前記同定手段による同定を実行させる動作制御手段と、
   を備え、前記騒音制御手段は、前記同定手段が同定した伝達特性を用いて前記制御音を生成することを特徴とする車両騒音制御装置。
2. 前記充電検知手段は、前記車両駆動用バッテリが外部電源と接続されているか否かを検知することを特徴とする請求項１に記載の車両騒音制御装置。
3. 前記充電検知手段は、前記車両駆動用バッテリの残量が上昇した場合に充電中であると判定することを特徴とする請求項１または２に記載の車両騒音制御装置。
4. 前記充電検知手段は、前記車両駆動用バッテリの残量が所定値以上であるか否かを検知することを特徴とする請求項１，２または３に記載の車両騒音制御装置。
5. 前記同定の実行に適した状態であるか否かを判定する同定可否判定手段をさらに備え、前記動作制御手段は、前記同定の実行に適した状態である場合に前記同定を実行させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の車両騒音制御装置。
6. 前記同定可否判定手段は、前記車室に乗員が存在する場合に同定の実行が不適切であると判定することを特徴とする請求項５に記載の車両騒音制御装置。
7. 前記同定可否判定手段は、前記車室が開放空間となっている場合に前記同定の実行が不適切であると判定することを特徴とする請求項５または６に記載の車両騒音制御装置。
8. 前記同定可否判定手段は、車両の駆動手段が動作中である場合に前記同定の実行が不適切であると判定することを特徴とする請求項５，６または７に記載の車両騒音制御装置。
9. 前記同定可否判定手段は、充電の開始から所定時間経過した場合に前記同定の実行に適した状態であると推定することを特徴とする請求項５〜８のいずれか一つに記載の車両騒音制御装置。
10. 前記同定の必要性を判定する同定必要性判定手段をさらに備え、前記動作制御手段は、前記同定が必要であると判定された場合に前記同定を実行させることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の車両騒音制御装置。
11. 車両走行時に発生する騒音を検知して当該騒音を低減する制御音を出力するとともに、車室内の所定位置に設けたエラーマイクを用いて前記制御音を適応的に変化させる騒音制御システムにおいて、前記制御音を出力するスピーカから前記エラーマイクまでの伝達特性を同定する伝達特性同定方法であって、
    車両駆動用バッテリが外部電源から充電中および／または充電可能な状態であることを検知する充電検知工程と、
    前記車両駆動用バッテリが充電中および／または充電可能な状態である場合に前記同定手段による同定を実行させる動作制御工程と、
    を含んだことを特徴とする伝達特性同定方法。

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