JP2009132390A - 能動型振動騒音制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】能動型振動騒音制御ユニットの種類を低減できると共に誤搭載防止ができ、かつ故障診断が容易な能動型振動騒音制御装置を提供する。
【解決手段】異なるオーディオ装置のスピーカと車室内振動騒音相殺のためのスピーカを共用する能動型振動騒音制御装置において、各オーディオ装置に設けた指示キースイッチ４５の指示に基づき制御される制御回路４６からの出力で駆動されるトランジスタ４７のコレクタ抵抗４８Ａ、４８Ｂをプルアップ抵抗として各オーディオ装置に設け、指示キースイッチ４５の操作によってトランジスタ４７をオフ状態に制御してそれぞれ異なる電圧値の制御信号を生成し、該制御信号を能動型振動騒音制御ユニット３０−１の切替制御回路７で受けてオーディオ装置を識別し、識別したオーディオ装置のスピーカ特性に適合した相殺信号を生成して、識別したオーディオ装置を搭載した車両の車室内振動騒音を相殺させる。
【選択図】図１

Description

本発明はオーディオユニットから出力されるオーディオ信号と車室内振動騒音を相殺する相殺信号とを共通のスピーカユニットに供給して再生音に変換する能動型振動騒音制御装置に関する。

オーディオユニットから出力されるオーディオ信号と車室内振動騒音を相殺する相殺信号とを共通のスピーカユニットに供給して再生音に変換する能動型振動騒音制御装置がある（例えば、特許文献１参照）。

かかる能動型振動騒音制御装置の一例は、図９に示すように、能動型振動騒音制御ユニット３０−３とオーディオユニット７０とスピーカユニット４１とを備えている。

オーディオユニット７０は、音源装置４９と加算回路５１を有し、音源装置４９中から一つのオーディオ音源装置を選択し、選択されたオーディオ音源装置から出力されるオーディオ信号を加算回路５１に供給する。

スピーカユニット４１は増幅回路４２と車室内に設けたスピーカ４３を備え、加算回路５１から出力される信号を増幅回路４２で増幅し、増幅回路４２からの出力信号をスピーカ４３にて再生音に変換する。

一方、振動騒音源であるエンジンから発生する振動騒音、例えば４サイクル４気筒エンジンの回転に基づく車室内振動騒音を打ち消す場合を例示すれば、エンジン出力軸の１／２回転毎に起こるガス燃焼によるトルク変動によりエンジンを基点とした加振振動が発生しこれが原因で車室内振動騒音が発生する。したがって、４サイクル４気筒エンジンであれば、エンジン出力軸回転数の２倍の周波数を有する回転２次成分と称される振動騒音が多く発生する。

上記に基づいて、能動型振動騒音制御ユニット３０−３は、振動騒音源から発生する振動騒音の周波数から選択された調波のデジタル信号である基準信号を基準信号生成回路２で生成し、基準信号に基づいて車室内振動騒音を相殺するための相殺信号を適応フィルタ４で生成する。一方、参照信号生成回路５−１において基準信号に対して信号伝達特性に応じた補正データに基づく補正をして参照信号を生成し、車室内に設けられたマイクロフォン２７によって車室内振動騒音に基づく誤差信号を検出し、参照信号と誤差信号とに基づいてＬＭＳアルゴリズム演算回路６において誤差信号が最小となるように適応フィルタ４のフィルタ係数を演算し、かつ該フィルタ係数を順次更新して、適応フィルタ４において誤差信号が最小となる相殺信号を生成する。

ここで、基準信号生成回路２、適応フィルタ４、参照信号生成回路５−１、ＬＭＳアルゴリズム演算回路６はマイクロコンピュータ２０−３にて構成してある。

適応フィルタ４にて生成された相殺信号は加算回路５１において音源装置４９から出力されたオーディオ信号と加算し、加算出力信号でスピーカユニット４１を駆動するようにして、オーディオユニット７０から出力されるオーディオ信号に基づく再生音発生のためのスピーカユニット４１と能動型振動騒音制御ユニット３０−３から出力される相殺信号に基づく相殺音発生のためのスピーカユニットとを共通にしている。

ここで、上記の信号伝達特性は、適応フィルタ４からＬＭＳアルゴリズム演算回路６に至る信号伝達特性とし、能動型振動騒音制御ユニット３０−３において、この信号伝達特性に基づく補正データを用いて基準信号に補正処理をして、適応フィルタ４から信号伝達特性に適合させた相殺信号を生成させる。

特開平６−１３０９７１号公報（第３頁、図１）

しかしながら、能動型振動騒音制御装置における実際の信号伝達特性の測定には、図９に破線で示したように、フーリエ変換装置からなる信号伝達特性測定装置１００を適応フィルタ４の出力端とＬＭＳアルゴリズム演算回路６の誤差信号入力端との間に接続して適応フィルタ４の出力端から車室を挟んでＬＭＳアルゴリズム演算回路６の誤差信号入力端間での信号伝達特性が測定される。

したがって、信号伝達特性には適応フィルタ４の出力端からスピーカ４３に至るまでに接続されているＤ／Ａ変換器２１およびローパスフィルタ２２、増幅回路４２、マイクロフォン２７からＬＭＳアルゴリズム演算回路６に至るまでに接続されている増幅回路２３、バンドパスフィルタ２４およびＡ／Ｄ変換器２５による信号伝達特性も含まれる。

しかるに、車両に搭載されるオーディオ装置の場合、オーディオユニットが車両のインスツルメントパネル内に装着され、スピーカユニットを構成する増幅回路とスピーカが車室の所定位置に設けられた通常構成のオーディオ装置（標準仕様のオーディオ装置とも記す）の場合と、オーディオユニットが車両のインスツルメントパネル内に設けられ、スピーカユニットを構成するイコライザ、増幅回路およびスピーカが車室内の所定位置に設けられて高忠実度、大電力出力の再生オーディオ信号が得られるように構成された、プレミアム仕様に基づく構成のオーディオ装置（プレミアム仕様のオーディオ装置とも記す）の場合などがあり、車種やその等級などによってオーディオ装置はそれぞれ異なる構成となっている。

この結果、信号伝達特性は搭載されるオーディオ装置に基づいて図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）に破線と実線とによって示す如く、異なることになる。図１０（Ａ）は信号伝達特性におけるゲイン特性を、図１０（Ｂ）は信号伝達特性における位相特性を示し、破線は標準仕様のオーディオ装置の場合を、実線はプレミアム仕様のオーディオ装置の場合を例示している。

したがって、信号伝達特性を適合させるためにスピーカユニットをオーディオ装置のスピーカユニットと共通にする能動型振動騒音制御ユニットは、車載オーディオユニットのスピーカユニットに応じて複数種類用意する必要が生ずるという問題点があった。

このため、車載オーディオユニットと能動型振動騒音制御ユニットとの組み合わせ数が増加し、誤搭載が生じたりする場合があるという問題点があった。

本発明は、能動型振動騒音制御ユニットの種類を低減することができると共に誤搭載を防止することができ、かつ故障診断が容易となる能動型振動騒音制御装置を提供することを目的とする。

本発明にかかる請求項１記載の能動型振動騒音制御装置は、再生音響をスピーカから出力するオーディオ装置と、車室内振動騒音が低減されるように相殺信号を生成して前記スピーカへ出力する能動型振動騒音制御ユニットと、を備えた能動型振動騒音制御装置において、前記能動型振動騒音制御ユニットは、増幅器またはスピーカの特性が異なる複数の種別のオーディオ装置の内の一つのオーディオ装置と接続され、前記一つのオーディオ装置はその種別を示す制御信号を前記能動型振動騒音制御ユニットに出力する制御信号発生手段を備え、前記能動型振動騒音制御ユニットは、振動騒音源から発生する振動騒音の周波数から選択された調波の基準信号を出力する基準信号生成手段と、車室内振動騒音を相殺するために前記基準信号に基づいて相殺信号を出力する適応フィルタと、車室内振動騒音を検出し検出車室内振動騒音に基づく信号を誤差信号として出力する誤差信号検出手段と、前記基準信号に基づいて参照信号を出力する参照信号生成手段と、前記誤差信号と前記参照信号とに基づいて前記誤差信号が最小となるように前記適応フィルタのフィルタ係数を逐次更新するフィルタ係数更新手段とを備えるとともに、前記参照信号生成手段は、前記複数の種別のオーディオ装置に対応して、前記適応フィルタの出力端から前記フィルタ係数更新手段の入力端までの信号伝達特性に応じた補正値を有するとともに、前記種別を示す制御信号に基づいて、接続される前記一つのオーディオ装置の種別に対応する補正値を選択する切替制御回路を備え、前記切替制御回路で選択された補正値を用いて前記基準信号を補正し参照信号として出力することを特徴とする。

本発明にかかる請求項２記載の能動型振動騒音制御装置は、請求項１記載の能動型振動騒音制御装置において、前記一つのオーディオ装置は、操作者によって操作される指示スイッチを備え、前記制御信号発生手段は、前記指示スイッチの通常の操作とは異なる特定の操作に基づいて、相殺信号の出力を停止させるための制御信号を出力するとともに、該制御信号に基づいて、前記切替制御回路は相殺信号の出力を停止させることを特徴とする。

本発明にかかる請求項３記載の能動型振動騒音制御装置は、請求項２記載の能動型振動騒音制御装置において、前記切替制御回路は、前記適応フィルタへの基準信号の供給を停止することにより相殺信号の出力を停止することを特徴とする。

本発明にかかる請求項１記載の能動型振動騒音制御装置によれば、複数種別のオーディオ装置に対応して、予め適応フィルタの出力端からフィルタ係数更新手段の入力端までの複数の信号伝達特性に応じた複数の補正値を有して、前記種別を示す制御信号に基づいて接続されるオーディオ装置の種別に対応する補正値が選択されて、選択された補正値に基づいて基準信号が補正されて参照信号として出力され、誤差信号と参照信号とに基づいて誤差信号が最小となるように適応フィルタのフィルタ係数が逐次更新され、逐次更新された適応フィルタからの出力によって、車室内の振動騒音が抑制される。このように、接続されたオーディオ装置に適合した相殺信号が自動的に生成されて、車室内の振動騒音が相殺されることになる。更に、オーディオ装置からの制御信号に基づいてオーディオ装置の種別が判別されて、オーディオ装置に適合した相殺信号が自動的に生成されることになって、能動型振動騒音制御ユニットの管理、組み付け特性が向上し、誤取り付けを防止することができる。

本発明にかかる請求項２記載の能動型振動騒音制御装置によれば、オーディオ装置に指示スイッチを備えて、指示スイッチの通常の操作と異なる特定の操作を操作者が行うことによって出力される制御信号に基づいて相殺信号の出力が停止されて、作動中との消音効果を確認することにより、製造工程またはディーラにおいて、オーディオ装置の操作により能動型振動騒音制御装置の故障診断が行え、能動型振動騒音制御ユニットとスピーカあるいは誤差信号検出手段間の断線の有無などの故障の確認が簡単になる。

本発明にかかる請求項３記載の能動型振動騒音制御装置によれば、前記切替制御回路により適応フィルタへの基準信号の供給が停止されることにより、相殺信号の出力が停止されて、能動型振動騒音制御ユニットの動作が実質的に停止される。

本発明の実施の形態にかかる能動型振動騒音制御装置の構成を示すブロック図であり、標準仕様のオーディオ装置を搭載している場合を示す図である。 本発明の実施の形態にかかる能動型振動騒音制御装置の構成を示すブロック図であり、プレミアム仕様のオーディオ装置を搭載している場合を示す図である。 本発明の実施の形態にかかる能動型振動騒音制御装置の作用説明に供する図である。 本発明の他の実施の形態にかかる能動型振動騒音制御装置の構成を示すブロック図であり、標準仕様のオーディオ装置を搭載している場合を示す図である。 本発明の他の実施の形態にかかる能動型振動騒音制御装置の構成を示すブロック図であり、プレミアム仕様のオーディオ装置を搭載している場合を示す図である。 本発明の他の実施の形態にかかる能動型振動騒音制御装置における制御信号の状態とオーディオ装置および補正データの選択を示す説明図である。 本発明の他の実施の形態にかかる能動型振動騒音制御装置の作用説明に供するフローチャートである。 本発明の他の実施の形態にかかる能動型振動騒音制御装置の作用説明に供するフローチャートである。 従来の能動型振動騒音制御装置の構成を示すブロック図である。 能動型振動騒音制御装置における信号伝達特性図であり、図１０（Ａ）はゲイン特性を示し、図１０（Ｂ）は位相特性を示す図である。

以下、本発明にかかる能動型振動騒音制御装置を実施の形態によって説明する。なお、この実施の形態においては、能動型振動騒音制御ユニットと車両に搭載される標準仕様のオーディオ装置とプレミアム仕様のオーディオ装置を例示して説明する。

図１および図２は本発明の実施の形態にかかる能動型振動騒音制御装置の構成を示すブロック図であり、図１は能動型振動騒音制御ユニットと標準仕様のオーディオ装置がカプラで電気的に接続されている状態を示し、図２は能動型振動騒音制御ユニットとプレミアム仕様のオーディオ装置がカプラで電気的に接続されている状態を示している。

ここで、図１に示す例では、能動型振動騒音制御ユニット３０−１は標準仕様のオーディオ装置４０が車両に搭載される場合とプレミアム仕様のオーディオ装置６０が車両に搭載される場合とを共通して示し、能動型振動騒音制御ユニット３０−１と標準仕様のオーディオ装置４０はカプラ２８によって電気的に接続され、同様に、プレミアム仕様のオーディオ装置６０も標準仕様のオーディオ装置４０に代わって能動型振動騒音制御ユニット３０−１とはカプラ２８によって電気的に接続される。

標準仕様のオーディオ装置４０はオーディオユニット４４とスピーカユニット４１とを備えている。

オーディオユニット４４は、オーディオ音源装置であるＡＭ／ＦＭチューナ４９−１、カセットテープデッキ４９−２およびＣＤデッキ４９−３からなる音源装置４９、イコライザ５０および加算回路５１と、マイクロコンピュータからなる制御回路４６と、操作者によって指示操作される、例えば、電源オン／オフスイッチ、ボリューム、音源選択スイッチ、選局スイッチ、バランス、ミュートスイッチなどの指示キースイッチ４５とを備えている。

制御回路４６は指示キースイッチ４５から指示された指定信号を受けて指定されたオーディオ音源装置を音源装置４９から選択する。選択されたオーディオ音源装置は動作を開始し、出力オーディオ信号はイコライザ５０に供給されて、周波数特性が補償され、加算回路５１に供給されて後記の相殺信号と加算される。

スピーカユニット４１は増幅回路４２と車室内に設けたスピーカ４３を備え、加算回路５１から出力される加算出力信号は増幅回路４２において増幅され、増幅回路４２からの出力信号はスピーカ４３にて再生音に変換される。

ここで、オーディオユニット４４は車両のインスツルメントパネル内に装着され、スピーカユニット４１を構成する増幅回路４２とスピーカ４３は車室内の所定位置に設けられる。

オーディオユニット４４には制御信号を発生する制御信号発生手段を構成するエミッタ接地のトランジスタ４７と一端が電源に接続されたプルアップ抵抗を構成するコレクタ抵抗４８Ａとを備えて、制御回路４６から出力される信号をトランジスタ４７のベースに印加してトランジスタ４７のオン・オフを制御する。

制御回路４６は、通常は、トランジスタ４７のベースに通電せず、トランジスタ４７をオフ状態に制御して高電位（Ｈ１）の出力を制御信号として能動型振動騒音制御ユニット３０−１へカプラ２８を通して送出し、指示キースイッチ４５の通常の操作とは異なる特定の操作、例えば、ミュートスイッチを押しながら電源オン／オフスイッチを所定回数押す操作が行われたことを制御回路４６が検出すると、制御回路４６はトランジスタ４７にベース電流を流し、トランジスタ４７をオン状態に制御して低電位（接地電位Ｌ）の出力を制御信号として能動型振動騒音制御ユニット３０−１へカプラ２８を通して送出する。

能動型振動騒音制御ユニット３０−１は、波形整形回路１、基準信号生成回路２、遮断スイッチ回路３、適応フィルタ４、参照信号生成回路５、フィルタ係数更新手段に対応するＬＭＳアルゴリズム演算回路６、カプラ２８を介して制御信号が入力される切替制御回路７などで構成されるマイクロコンピュータからなり相殺信号を出力する相殺信号生成回路２０−１（図２参照）を備えている。

さらに、能動型振動騒音制御ユニット３０−１は、相殺信号生成回路２０−１から出力される相殺信号をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器２１と、Ｄ／Ａ変換された相殺信号を、カプラ２８を介してスピーカユニット４１へ送出するローパスフィルタ２２と、誤差信号検出手段に対応するマイクロフォン２７にて検出した誤差信号を増幅する増幅回路２３と、増幅回路２３で増幅された出力を入力とするバンドパスフィルタ２４と、バンドパスフィルタ２４の出力を相殺信号生成回路２０−１へ誤差信号として送出するＡ／Ｄ変換器２５を備えている。

前記したように、振動騒音源であるエンジンから発生する振動騒音、例えば４サイクル４気筒エンジンの回転に基づく車室内振動騒音を打ち消す場合を例示すれば、エンジン出力軸の１／２回転毎に起こるガス燃焼によるトルク変動によりエンジンを基点とした加振振動が発生しこれが原因で車室内振動騒音が発生する。したがって、４サイクル４気筒エンジンであれば、エンジン出力軸回転数の２倍の周波数を有する回転２次成分と称される振動騒音が多く発生することは前記の通りである。

そこで、エンジン出力軸の回転をセンサによって検出し、該センサからの出力信号は波形整形回路１にて波形整形され、波形整形回路１からの出力信号は基準信号生成回路２に供給されて振動騒音源から発生する振動騒音の周波数から選択された調波のデジタル信号である基準信号、例えば前記回転２次成分周波数の基準信号が生成される。

基準信号は遮断スイッチ回路３を介して適応フィルタ４に供給されて、適応フィルタ４において基準信号が信号処理されて車室内振動騒音を相殺するための相殺信号が適応フィルタ４から出力される。相殺信号はＤ／Ａ変換器２１およびローパスフィルタ２２を介してアナログ信号に変換されて加算回路５１へ送出される。

一方、車室内に設けたマイクロフォン２７で車室内振動騒音が検出され、車室内振動騒音に基づく誤差信号が増幅回路２３にて増幅され、バンドパスフィルタ２４にて帯域制限され、Ａ／Ｄ変換器２５でデジタル信号に変換された誤差信号が出力される。

参照信号生成回路５では、標準仕様のオーディオ装置４０におけるスピーカユニット４１の信号伝達特性に基づく補正データＣＡとプレミアム仕様のオーディオ装置６０におけるスピーカユニット６１の信号伝達特性に基づく補正データＣＢが予め格納され、標準仕様のオーディオ装置４０またはプレミアム仕様のオーディオ装置６０に応じて選択的に一方の補正データＣＡまたは補正データＣＢが読み出され、読み出された補正データＣＡまたはＣＢに基づいて基準信号に補正処理を行って参照信号が生成される。

ＬＭＳアルゴリズム演算回路６では参照信号と誤差信号とに基づいてＬＭＳアルゴリズム演算が行われて、演算結果に基づいて誤差信号が最小となるように適応フィルタ４のフィルタ係数が逐次更新されて、適応フィルタ４から相殺信号が加算回路５１へ出力され、イコライザ５０から出力されるオーディオ信号と加算されて、増幅回路４２にて増幅のうえスピーカ４３によって再生音に変換されて、車室内振動騒音が相殺される。

ここで、標準仕様のオーディオ装置４０の場合において、信号伝達特性にはスピーカユニット４１からマイクロフォン２７までの信号伝達特性の他に、適応フィルタ４の出力端からＬＭＳアルゴリズム演算回路６の入力端までに接続されるＤ／Ａ変換器２１、ローパスフィルタ２２、加算回路５１、増幅回路４２、スピーカ４３、マイクロフォン２７、増幅回路２３、バンドパスフィルタ２４、Ａ／Ｄ変換器２５の信号伝達特性も含まれる。プレミアム仕様のオーディオ装置６０の場合においても同様である。

したがって、補正データＣＡは標準仕様のオーディオ装置４０の場合における信号伝達特性に基づく補正データであり、補正データＣＢはプレミアム仕様のオーディオ装置６０の場合における信号伝達特性に基づく補正データである。

次に、プレミアム仕様のオーディオ装置６０が車両に搭載されている場合は、図２に示す如く、能動型振動騒音制御装置は、能動型振動騒音制御ユニット３０−１とプレミアム仕様のオーディオ装置６０を備え、能動型振動騒音制御ユニット３０−１は図１に示した場合と同一の構成である。

プレミアム仕様のオーディオ装置６０は、オーディオユニット６２とスピーカユニット６１からなり、オーディオユニット６２には指示キースイッチ４５、制御回路４６、音源装置４９、カプラ２８を備え、イコライザはなく、音源装置４９で選択されたオーディオ音源装置からの出力オーディオ信号は加算回路５１に供給されて、加算回路５１において相殺信号と加算される。

スピーカユニット６１はイコライザ５０−１と増幅回路４２−１とスピーカ４３−１とからなり、加算回路５１から出力される加算出力信号はイコライザ５０−１において周波数補償され、増幅回路４２−１において増幅のうえスピーカ４３−１にて再生音に変換される。

ここで、プレミアム仕様のオーディオ装置６０においては、標準仕様のオーディオ装置４０に対して、イコライザ５０−１は調整周波数ポイントが多くその調整幅も広い高機能イコライザであり、増幅回路４２−１は出力・帯域幅の広い高性能増幅回路であり、スピーカ４３−１は再生帯域幅の広い高性能スピーカである。

プレミアム仕様のオーディオ装置６０の場合には、制御信号を発生する制御信号発生手段を構成するエミッタが接地されたトランジスタ４７と一端が電源に接続されたコレクタ抵抗４８Ｂとを備えて、制御回路４６から出力される信号をトランジスタ４７のベースに印加してトランジスタ４７のオン・オフを制御する。

制御回路４６は、通常は、トランジスタ４７のベースに通電せず、トランジスタ４７をオフ状態に制御して高電位（Ｈ２＜Ｈ１）の出力を制御信号として能動型振動騒音制御ユニット３０−１へカプラ２８を通して送出し、指示キースイッチ４５の通常の操作とは異なる特定の操作、例えば、ミュートスイッチを押しながら電源オン／オフスイッチを所定回数押す操作が行われたことを制御回路４６が検出すると、制御回路４６はトランジスタ４７にベース電流を流し、トランジスタ４７をオン状態に制御して低電位（接地電位Ｌ）の出力を制御信号として能動型振動騒音制御ユニット３０−１へカプラ２８を通して送出する。

能動型振動騒音制御ユニット３０−１と標準仕様のオーディオ装置４０またはプレミアム仕様のオーディオ装置６０とは、カプラ２８を介して２本の信号線で電気的に接続されており、一方の信号線Ａは能動型振動騒音制御ユニット３０−１からの相殺信号を標準仕様のオーディオ装置４０またはプレミアム仕様のオーディオ装置６０に伝達する。他方の信号線Ｂは標準仕様のオーディオ装置４０またはプレミアム仕様のオーディオ装置６０からの制御信号を能動型振動騒音制御ユニット３０−１に伝達する。

能動型振動騒音制御ユニット３０−１を標準仕様のオーディオ装置４０またはプレミアム仕様のオーディオ装置６０にカプラ２８を介して電気的に接続すると、前記コレクタ抵抗４８Ａ、４８Ｂの抵抗値に応じた電圧が能動型振動騒音制御ユニット３０−１の相殺信号生成回路２０−１に入力されることになる。より具体的には標準仕様のオーディオ装置４０であれば、５Ｖ（Ｈ１）の電圧が、またプレミアム仕様のオーディオ装置６０であれば、２．５Ｖ（Ｈ２）の電圧が切替制御回路７に入力されることになる。

切替制御回路７は、オーディオ装置から入力される制御信号の電圧値に基づいて、搭載されているオーディオ装置の仕様を判別する。

この判別に基づいて、標準仕様のオーディオ装置４０が搭載されていると判別されたときは、制御信号の電圧値は高電位（Ｈ１）であり、切替制御回路７の制御の下に、遮断スイッチ回路３は図２に示す接点位置（オン位置）に切り替えられ、補正データＣＡが読み出され、読み出された補正データＣＡに基づいて基準信号に補正処理が行われた参照信号が生成され、参照信号と誤差信号とに基づいて誤差信号が最小となるフィルタ係数に適応フィルタ４のフィルタ係数が更新されて、相殺信号が生成され車室内振動騒音の相殺が行われる。

上記の判別に基づいて、プレミアム仕様のオーディオ装置６０が搭載されていると判別されたときは、制御信号の電圧値は高電位（Ｈ２）であり、切替制御回路７の制御の下に、遮断スイッチ回路３は図２に示す接点位置（オン位置）に切り替えられ、補正データＣＢが読み出され、読み出された補正データＣＢに基づいて基準信号に補正処理が行われた参照信号が生成され、標準仕様のオーディオ装置４０が搭載されているときと同様に車室内振動騒音の相殺が行われる。

上記した本発明の実施の形態にかかる能動型振動騒音制御装置の作用を、図３に基づいて説明する。

本発明の実施の形態にかかる能動型振動騒音制御装置において、指示キースイッチ４５の通常の操作が行われているときは、トランジスタ４７はオフ状態であり、トランジスタ４７のコレクタ電位は高電位、すなわち制御信号の電圧値は高電位（標準仕様のオーディオ装置４０が接続されているときは高電位Ｈ１、プレミアム仕様のオーディオ装置６０が接続されているときは高電位Ｈ２）となり、切替制御回路７において高電位（Ｈ１、Ｈ２）の制御信号を受けたときには、能動型振動騒音制御ユニット３０−１は振動騒音制御動作を行う。

本発明の実施の形態にかかる能動型振動騒音制御装置において、指示キースイッチ４５の通常は行われない操作によりトランジスタ４７をオン状態に切り替えるとトランジスタ４７のコレクタ電位は接地電位、すなわち制御信号の電圧は接地電位（Ｌ）となり、接地電位（Ｌ）の制御信号を受けたときには、遮断スイッチ回路３は図２の位置から切り替わってオフ位置になって、能動型振動騒音制御ユニット３０−１は振動騒音制御動作を実質的に停止させられる。

したがって、本発明の実施の形態にかかる能動型振動騒音制御装置において、指示キースイッチ４５の操作によりトランジスタ４７をオン状態に切り替えることによって制御信号の電圧値は接地電位（Ｌ）とすることができて、接地電位の制御信号が切替制御回路７に入力されると、能動型振動騒音制御ユニット３０−１の動作が停止させられる。

この結果、ディーラなどで、作業者が指示キースイッチ４５を操作して能動型振動騒音制御装置の通常動作時と能動型振動騒音制御装置の動作停止時との消音度合いから、能動型振動騒音制御ユニット３０−１の故障の有無を簡単に判定することができる。

なお、標準仕様のオーディオ装置４０、プレミアム仕様のオーディオ装置６０の制御回路４６は、トランジスタ４７へのベース電流出力中に、指示キースイッチ４５の通常の操作とは異なる操作（前記と同じ操作でも可）を検出すると、ベース電流の出力を停止するので、能動型振動騒音制御ユニット３０−１は、高電位（Ｈ１、Ｈ２）の制御信号に応じた相殺信号の生成を再開する（通常動作に復帰する）。

次に、本発明にかかる能動型振動騒音制御装置を他の実施の形態によって説明する。

図４は本発明の他の実施の形態にかかる能動型振動騒音制御装置の構成を示すブロック図であり、能動型振動騒音制御ユニットと標準仕様のオーディオ装置とがカプラを介して電気的に接続された状態を示し、図５は能動型振動騒音制御ユニットに標準仕様のオーディオ装置に代わってプレミアム仕様のオーディオ装置を電気的に接続した状態を示している。

本発明の他の実施の形態にかかる能動型振動騒音制御装置において、標準仕様のオーディオ装置４０およびプレミアム仕様のオーディオ装置６０は本発明の実施の形態にかかる能動型振動騒音制御装置の場合と同一の構成であり、重複を避けるために、その詳細な説明は省略する。

本発明の他の実施の形態にかかる能動型振動騒音制御装置における能動型振動騒音制御ユニット３０−２は、波形整形回路１、基準信号生成回路２Ａ、切替スイッチ回路３−１、適応フィルタ４、参照信号生成回路５、ＬＭＳアルゴリズム演算回路６、カプラ２８を介して制御信号が入力される切替制御回路７、故障診断回路９、遮断スイッチ回路１０、切替スイッチ回路１１などで構成されて相殺信号を出力するマイクロコンピュータからなる相殺信号生成回路２０−２と、相殺信号をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器２１と、Ｄ／Ａ変換された相殺信号をカプラ２８を介してスピーカユニット４１へ送出するローパスフィルタ２２と、誤差信号検出手段に対応するマイクロフォン２７にて検出した誤差信号を増幅する増幅回路２３と、増幅回路２３で増幅された出力を入力とするバンドパスフィルタ２４と、バンドパスフィルタ２４の出力を相殺信号生成回路２０−１へ誤差信号として送出するＡ／Ｄ変換器２５を備えている。

上記から明らかなように、能動型振動騒音制御ユニット３０−２は、能動型振動騒音制御ユニット３０−１に故障診断回路９、遮断スイッチ回路１０、切替スイッチ回路１１が設けられており、遮断スイッチ回路３に代わって切替スイッチ回路３−１を設けたものであって、相殺信号の生成については能動型振動騒音制御ユニット３０−１と同様に作用する。

基準信号生成回路２Ａから出力される基準信号は切替スイッチ回路３−１を介して選択的に適応フィルタ４と遮断スイッチ回路１０へ送出し、適応フィルタ４から出力される相殺信号と故障診断回路９によって遮断制御された遮断スイッチ回路１０を介して出力される基準信号との一方がＤ／Ａ変換器２１へ出力され、Ａ／Ｄ変換器２５から出力される誤差信号は切替スイッチ回路１１を介して選択的にＬＭＳアルゴリズム演算回路６または故障診断回路９へ選択的に導くように構成し、切替スイッチ回路３−１、１１を切替制御回路７の切替制御信号で切り替えるようにしてある。

能動型振動騒音制御ユニット３０−２に、標準仕様のオーディオ装置４０またはプレミアム仕様のオーディオ装置６０がカプラ２８を通して電気的に接続されているときは、制御信号の電圧値を判別した切替制御回路７の制御の下に切替スイッチ回路３−１および１１は図４および図５に示す切替位置に制御される。

能動型振動騒音制御ユニット３０−２に、標準仕様のオーディオ装置４０がカプラ２８を通して電気的に接続されているときは、参照信号生成回路５では補正データＣＡが読み出され、プレミアム仕様のオーディオ装置６０がカプラ２８を通して電気的に接続されているときは、参照信号生成回路５では補正データＣＢが読み出されて、それぞれ能動型振動騒音制御ユニット３０−１の場合と同様に、適応フィルタ４によって相殺信号が生成され、車室内振動騒音が相殺される。

すなわち、オーディオユニット４４、６２からの制御信号によって切替制御回路７に対して、車両に搭載されている標準仕様のオーディオ装置４０、プレミアム仕様のオーディオ装置６０の種別が指示されることになる。

この結果、指示された標準仕様のオーディオ装置４０（プレミアム仕様のオーディオ装置６０）に対応する相殺信号がそれぞれ能動型振動騒音制御ユニット３０−２により自動的に生成されて、車室内振動騒音が相殺される。よって、標準仕様のオーディオ装置４０（プレミアム仕様のオーディオ装置６０）のそれぞれに対して同一の能動型振動騒音制御ユニット３０−２で済むことになる。さらに、搭載されている標準仕様のオーディオ装置４０（プレミアム仕様のオーディオ装置６０）の種別に応じて、車両組み付け時に能動型振動騒音制御ユニット３０−２を手動で調整する必要はない。

さらに、指示キースイッチ４５の通常の操作とは異なる特定の操作、例えば、ミュートスイッチを押しながら電源オン／オフスイッチを所定回数押すことを制御回路４６が検出すると、切替制御回路７には、接地電位（Ｌ）の制御信号が標準仕様のオーディオ装置４０（プレミアム仕様のオーディオ装置６０）から入力される。そして能動型振動騒音制御ユニット３０−２は、接地電位（Ｌ）の制御信号を受けて故障診断モードに移行して切替制御回路７の制御の下に、基準信号生成回路２Ａにおいて振動騒音源から発生する振動騒音の周波数から選択された調波の基準信号ではなく、前記振動騒音とは無関係な可聴周波数の基準正弦波信号を生成させ、切替スイッチ回路３−１および１１は図４および図５に示す切り替え位置から切り替えられて、相殺信号に代わって加算回路５１へ可聴周波数の基準正弦波信号が出力される。

したがって、この場合は、車室内振動騒音の相殺は行われず、スピーカ４３（４３−１）は基準信号生成回路２Ａから出力される可聴周波数の基準正弦波信号によって駆動されて、特定可聴音を発生する。この特定可聴音の発生を確認することによりスピーカ４３（４３−１）を含み、切替スイッチ回路３−１からスピーカ４３（４３−１）に至る線路は正常であると判る。また、スピーカ４３（４３−１）から特定可聴音が発生しないときは、スピーカ４３（４３−１）の断線か、または切替スイッチ回路３−１からスピーカ４３（４３−１）に至る線路が断線であり、異常であると判る。上記によりスピーカ４３（４３−１）および切替スイッチ回路３−１からスピーカ４３（４３−１）に至る線路の正常、異常を指示キースイッチ４５の操作者が判断することができる。

また、可聴周波数の基準正弦波信号を受けて発生した再生音を検出したマイクロフォン２７からの出力信号は、切替スイッチ回路１１を介して故障診断回路９に供給されてマイクロフォン２７の故障診断ができる。すなわち、可聴周波数の基準正弦波信号を受けてマイクロフォン２７からの出力信号が基準正弦波信号と同一周波数で電圧レベルが正レベルと負レベル間で反転しているときは故障診断回路９によってマイクロフォン２７は正常と診断される。また、可聴周波数の基準正弦波信号が入力されて発生した再生音を受けたにもかかわらず、マイクロフォン２７から正レベル、または負レベルのみが所定時間（例えば５秒）発生するときは、故障診断回路９によってマイクロフォン２７は異常であると診断される。

そして、故障診断回路９は、マイクロフォン２７が異常であると診断すると、遮断スイッチ回路１０を図４、図５の位置からオフ位置に切り替えることにより、特定可聴音の発生を停止させる。これにより、特定可聴音が所定時間経過後途絶えることで、指示キースイッチ４５の操作者は、マイクロフォン２７の異常と判断することができる。

上記した能動型振動騒音制御装置の作用を、図６〜図８に基づいて説明する。

図６に示すように切替制御回路７において高電位（Ｈ１）の制御信号を受けたときには、搭載されているオーディオ装置は切替制御回路７によって標準仕様のオーディオ装置４０であると判別されて補正データＣＡが読み出され、高電位（Ｈ２）の制御信号を受けたときには、搭載されているオーディオ装置は切替制御回路７によってプレミアム仕様のオーディオ装置６０であると判別されて補正データＣＢが読み出され、低電位（Ｌ）の制御信号を受けたときには、相殺信号を生成する能動型振動騒音制御動作が停止させられると共に、故障診断モードに移行する。

これを図７および図８のフローチャートに基づいて説明すれば、能動型振動騒音制御装置を起動させると初期設定がなされ（ステップＳ１）、アイドル期間待機され（ステップＳ２）、能動型振動騒音制御ルーチンが実行される（ステップＳ３）。ステップＳ３の実行に入ると、切替制御回路７に入力された制御信号のレベルチェックが行われる（ステップＳ３１）。制御信号のレベルチェックにおいてレベルが高電位レベルＨ１（＝５Ｖ）であると判別されると補正データＣＡが選択される（ステップＳ３３）。制御信号のレベルチェックにおいてレベルが高電位レベルＨ２（＝２．５Ｖ）であると判別されると補正データＣＢが選択される（ステップＳ３２）。

ステップＳ３の実行に続いて、制御信号レベルがチェックされ（ステップＳ５）、接地電位（＝Ｌ）以外であると判別されると車速が０ｋｍ／ｈより大きいか否かのチェック、すなわち制御範囲内か否かがチェックされる（ステップＳ６）。ステップＳ６において車速が０ｋｍ／ｈより大きい（走行中）と判別される、すなわち制御範囲内であると判別されると、能動型振動騒音制御ユニット３０−２が動作させられて能動型振動騒音制御処理（ＡＮＣ処理）が行われて（ステップＳ７）、相殺信号が出力されて（ステップＳ９）、続いてステップＳ５から繰り返して実行される。

ステップＳ６において車速が０ｋｍ／ｈ（停車中）と判別される、すなわち制御範囲外であると判別されると、相殺信号（出力信号）が０にさせられて（ステップＳ８）、０の相殺信号が出力されて（ステップＳ９）、ステップＳ５から繰り返して実行される。ステップＳ８が実行される場合は、車両が停止している場合であり、特に車室内振動騒音を相殺する必要がないためである。

ステップＳ５において制御信号のレベルが接地電位（Ｌ）であると判別されると、故障診断処理が実行されて（ステップＳ１０）、ステップＳ１１から実行される。

図８に示すように、故障診断処理の実行に入ると、エンジンを停止させたか否かがチェックされる（ステップＳ１１）。ステップＳ１１においてエンジンを停止させていると判別されたときは、基準信号生成回路２Ａから可聴周波数の基準正弦波信号が出力させられ（ステップＳ１２）、続いてマイクロフォン２７の故障診断がなされる（ステップＳ１３）。

ステップＳ１３におけるマイクロフォン２７の故障診断では、前記したように、マイクロフォン２７の出力信号に基づいてマイクロフォン２７の故障診断が行われる。

ステップＳ１３に続いてマイクロフォン２７の故障診断結果に基づいてマイクロフォン２７が正常であるか異常であるかがチェックされ（ステップＳ１４）、正常であると判別されたときはリターンされる。

ステップＳ１４においてマイクロフォン２７が正常でないと判別されたとき、遮断スイッチ回路１０はオフ状態にされて可聴周波数の基準正弦波信号の出力が停止させられ（ステップＳ１５）、また、ステップＳ１１においてエンジンが停止させられていないと判別されたときは可聴周波数の基準正弦波信号の出力が停止させられ（ステップＳ１５）、次いでリターンされる。

このような故障診断処理が、標準仕様のオーディオ装置４０、プレミアム仕様のオーディオ装置６０の指示キースイッチ４５の操作で簡単に実行されることにより、例えば、ディーラなどで作業者が故障診断モードに移行させ、可聴周波数の基準正弦波信号に基づく特定の可聴音が全く聞こえなければ、信号線Ａの断線あるいは能動型振動騒音制御ユニット３０−２の出力系部位の故障と認識することができ、所定期間（５秒）経過後に可聴音が途絶えればマイクロフォン２７の故障と認識することができ、さらに、エンジンを作動中に可聴音が聞こえた場合には、エンジンパルスが入力される能動型振動騒音制御ユニット３０−２の入力系部位の故障と認識することができる。

加えて、可聴音を出力して故障の有無が判定できるので、ワーニングライトなど別途故障診断用の出力手段が不要となり、コストダウンが図れる。

なお、本発明の実施の一形態では、プルアップ抵抗を用いて制御信号を異ならせることにより接続されるオーディオ装置の仕様を判別したが、指示キースイッチ４５の操作により、制御回路４６から所定電圧値を能動型振動騒音制御ユニット３０−２へ出力するようにしてもよい。

以上説明したように本発明にかかる能動型振動騒音制御装置によれば、車載されるオーディオ装置を制御信号の指示にしたがって能動型振動騒音制御ユニットにおいて判別することができ、車載されたオーディオ装置のスピーカユニットに対応する相殺信号が能動型振動騒音制御ユニットにおいて生成できて車室内振動騒音の相殺が行えるようになって、異なるオーディオ装置に対しても一つの能動型振動騒音制御ユニットで対応することができる。さらに、スピーカや誤差信号検出手段の故障診断を容易に行うことができるという効果もある。

１…波形整形回路 ２、２Ａ…基準信号生成回路
３、１０…遮断スイッチ回路 ３−１、１１…切替スイッチ回路
４…適応フィルタ ５…参照信号生成回路
６…ＬＭＳアルゴリズム演算回路 ７…切替制御回路
９…故障診断回路 ２０−１、２０−２…相殺信号生成回路
２７…マイクロフォン ２８…カプラ
３０−１、３０−２…能動型振動騒音制御ユニット
４０…標準仕様のオーディオ装置 ４１、６１…スピーカユニット
４３、４３−１…スピーカ ４４、６２…オーディオユニット
４５…指示キースイッチ ４６…制御回路
４７…トランジスタ ４８Ａ、４８Ｂ…コレクタ抵抗
４９…音源装置 ５０、５０−１…イコライザ
５１…加算回路 ６０…プレミアム仕様のオーディオ装置

Claims (3)

1. 再生音響をスピーカから出力するオーディオ装置と、車室内振動騒音が低減されるように相殺信号を生成して前記スピーカへ出力する能動型振動騒音制御ユニットと、を備えた能動型振動騒音制御装置において、
   前記能動型振動騒音制御ユニットは、増幅器またはスピーカの特性が異なる複数の種別のオーディオ装置の内の一つのオーディオ装置と接続され、
   前記一つのオーディオ装置はその種別を示す制御信号を前記能動型振動騒音制御ユニットに出力する制御信号発生手段を備え、
   前記能動型振動騒音制御ユニットは、振動騒音源から発生する振動騒音の周波数から選択された調波の基準信号を出力する基準信号生成手段と、車室内振動騒音を相殺するために前記基準信号に基づいて相殺信号を出力する適応フィルタと、車室内振動騒音を検出し検出車室内振動騒音に基づく信号を誤差信号として出力する誤差信号検出手段と、前記基準信号に基づいて参照信号を出力する参照信号生成手段と、前記誤差信号と前記参照信号とに基づいて前記誤差信号が最小となるように前記適応フィルタのフィルタ係数を逐次更新するフィルタ係数更新手段とを備えるとともに、
   前記参照信号生成手段は、前記複数の種別のオーディオ装置に対応して、前記適応フィルタの出力端から前記フィルタ係数更新手段の入力端までの信号伝達特性に応じた補正値を有するとともに、前記種別を示す制御信号に基づいて、接続される前記一つのオーディオ装置の種別に対応する補正値を選択する切替制御回路を備え、前記切替制御回路で選択された補正値を用いて前記基準信号を補正し参照信号として出力すること
   を特徴とする能動型振動騒音制御装置。
2. 請求項１記載の能動型振動騒音制御装置において、
   前記一つのオーディオ装置は、操作者によって操作される指示スイッチを備え、
   前記制御信号発生手段は、前記指示スイッチの通常の操作とは異なる特定の操作に基づいて、相殺信号の出力を停止させるための制御信号を出力するとともに、該制御信号に基づいて、前記切替制御回路は相殺信号の出力を停止させること
   を特徴とする能動型振動騒音制御装置。
3. 請求項２記載の能動型振動騒音制御装置において、
   前記切替制御回路は、前記適応フィルタへの基準信号の供給を停止することにより相殺信号の出力を停止すること
   を特徴とする能動型振動騒音制御装置。

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