JP2010111206A - 能動型騒音制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】振動騒音の消音性能を向上させることができる能動型騒音制御装置を提供する。
【解決手段】複合振動騒音に対する相殺音の基準波形を規定する第１基準信号から回転体の振動騒音に対する相殺音の成分を除去することで、車輪の振動騒音に対する騒音の基準波形を規定する第２基準信号を生成する。第２基準信号に対して適応制御処理を実行し、制御信号を生成する。この制御信号に基づき相殺音を出力する。
【選択図】図３

Description

この発明は、ロードノイズ等の振動騒音に対する相殺音を発生させて前記振動騒音を低減する能動型騒音制御装置に関する。

車室内の振動騒音に関連して音響を制御する装置として、能動型騒音制御装置（Active Noise Control Apparatus）（以下「ＡＮＣ装置」と称する。）が知られている。ＡＮＣ装置では、振動騒音に対する逆位相の相殺音を車室内のスピーカから出力することにより、前記振動騒音を低減する。また、振動騒音と相殺音の誤差は、乗員の耳位置近傍に配置されたマイクロフォンにより残留騒音として検出され、その後の相殺音の決定に用いられる。ＡＮＣ装置には、例えば、車両に搭載されたエンジンの作動（振動）等に応じて車室内に生ずる振動騒音（エンジンこもり音）を低減するものや、車両の走行中に車輪と路面とが接触することに伴って車室内に生ずる振動騒音（ロードノイズ）を低減するものがある。

ロードノイズを低減するＡＮＣ装置では、ロードノイズを検出するマイクロフォンを設け、このマイクロフォンからの出力に基づき、ロードノイズに対する相殺音を演算するものがある（特許文献１、２）。特許文献１では、マイクロフォンをホイルハウスに設け（特許文献１の図６、図７参照）、特許文献２では、マイクロフォンをリアピラーに設けている（特許文献２の図１及び段落［００１６］参照）。これらのＡＮＣ装置では、マイクロフォンの検出値に基づく基準信号に対して適応制御処理を行い、適応制御処理によって生成された制御信号に応じて相殺音を出力する。前記適応制御処理では、振動騒音と相殺音の誤差が最小となるように基準信号の振幅調整や位相調整が行われる。

特開平０６−１１０４７４号公報 特開平０９−２８８４８９号公報

ロードノイズの発生メカニズムは非常に複雑であり、例えば、図６のような経路でロードノイズが乗員の耳位置に届く。すなわち、ロードノイズは、タイヤの振動エネルギが固体を介して伝搬する固体伝搬系と、当該振動エネルギが空気を介して伝搬する空気伝搬系の両方を介して伝搬する。

特許文献１、２のようにマイクロフォンをホイルハウスやリアピラーに設けた場合、ロードノイズのみでなく、エンジンからの振動騒音をも検出してしまう。すなわち、ボディ等の部位には、車輪からの振動のみでなく、エンジンからの振動も伝達する。その結果、エンジンの振動に伴う放射音（エンジン放射音）が、ホイルハウス、ピラー等に空気を介して伝達する。特に、ホイルハウスのように一部が閉じた空間に面するものや、ピラーのように内部が空洞になっているもの（内部空間を有するもの）では、その共鳴周波数の騒音が発生し易い。このため、ホイルハウスやリアピラー等、エンジン放射音とロードノイズの両方が伝搬する空間にマイクロフォンを設けた場合、マイクロフォンの検出値には、ロードノイズの成分のみでなく、エンジン放射音の成分も含まれる。従って、前記適応制御処理は、ロードノイズの成分に加え、エンジン放射音の成分をも制御対象として行われる。ロードノイズの成分とエンジン放射音の成分との間には、相関関係がないため、ロードノイズの消音性能が低下してしまう。

この発明は、このような問題を考慮してなされたものであり、振動騒音の消音性能を向上させ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する。

この発明に係る能動型騒音制御装置は、車両の駆動力の生成又は伝達に伴う回転体の振動騒音と、車輪と路面との接触により発生する車輪の振動騒音の両方が伝搬される振動伝搬空間における複合振動騒音を検出する騒音検出部と、前記騒音検出部で検出された複合振動騒音に基づいて、車室内の振動騒音に対する相殺音の基準波形を規定する第１基準信号を生成する第１基準信号生成部と、前記第１基準信号から前記回転体の振動騒音に対する相殺音の成分を除去して、前記車輪の振動騒音に対する相殺音の基準波形を規定する第２基準信号を生成する第２基準信号生成部と、前記車室内の振動騒音と前記相殺音との誤差を減少させる適応制御処理を、前記第２基準信号に対して実行して制御信号を生成する制御信号生成部と、前記制御信号に基づいて前記相殺音を出力する相殺音出力部と、前記車室内の振動騒音と前記相殺音との誤差を示す残留騒音を検出し、前記残留騒音に対応する誤差信号を出力する誤差検出部とを備える。

この発明によれば、車輪の振動騒音成分と回転体の振動騒音成分とを含む複合振動騒音に対する相殺音の基準波形を規定する第１基準信号から回転体の振動騒音に対する相殺音の成分を除去し、車輪の振動騒音に対する相殺音の基準波形を規定する第２基準信号を生成する。そして、車室内の振動騒音と相殺音との誤差を減少させる適応制御処理を、第２基準信号に対して行い、これにより得られた制御信号を用いて相殺音を出力する。前記適応制御処理で用いられる第２基準信号は、回転体の振動騒音に対する相殺音の成分が除去されており、このため、前記適応制御処理では、回転体の振動騒音に伴う誤差を減少させるための演算が行われない。従って、複合振動に回転体の振動騒音成分が含まれていることに伴って生じる車輪の振動騒音成分の演算処理に対する影響をなくすことができる。従って、能動型振動制御装置の消音性能を向上させることができる。

前記第２基準信号生成部は、前記回転体の振動騒音に対する相殺音の基準波形を規定する第３基準信号を生成する第３基準信号生成部と、前記第３基準信号に対して第１フィルタ係数を用いた適応ノッチフィルタ処理を行って第２制御信号を出力する第１適応ノッチフィルタと、前記第１基準信号から前記第２制御信号を差し引き、前記第１基準信号から前記回転体の振動騒音に対する相殺音の成分を除去して前記第２基準信号を出力する減算器と、前記第２基準信号に遅延を与える遅延器と、前記第２基準信号が最小となるように前記第１フィルタ係数を逐次更新する第１フィルタ係数更新部とを備えてもよい。これにより、回転体の振動騒音に対する相殺音の成分をより精度よく第１基準信号から除去することができる。

前記制御信号生成部は、前記第２基準信号に対して第２フィルタ係数を用いた適応フィルタ処理を行って前記制御信号を出力する第２適応フィルタと、前記相殺音出力部から前記誤差検出部までの伝達特性に基づいて前記第２基準信号を補正して参照信号を生成する参照信号生成部と、前記参照信号と前記誤差信号とに基づいて、前記誤差信号が最小となるように前記第２フィルタ係数を逐次更新するフィルタ係数更新部とを備えてもよい。これにより、車室内の振動騒音と相殺音の誤差をより精度よく低減することができる。

前記振動伝搬空間は、例えば、サイドシル、ピラー及びホイルハウスの少なくとも１つが面した空間又はその内部空間とすることができる。

この発明によれば、車輪の振動騒音成分と回転体の振動騒音成分とを含む複合振動騒音に対する相殺音の基準波形を規定する第１基準信号から回転体の振動騒音に対する相殺音の成分を除去し、車輪の振動騒音に対する相殺音の基準波形を規定する第２基準信号を生成する。そして、車室内の振動騒音と相殺音との誤差を減少させる適応制御処理を、第２基準信号に対して行い、これにより得られた制御信号を用いて相殺音を出力する。前記適応制御処理で用いられる第２基準信号は、回転体の振動騒音に対する相殺音の成分が除去されており、このため、前記適応制御処理では、回転体の振動騒音に伴う誤差を減少させるための演算が行われない。従って、複合振動に回転体の振動騒音成分が含まれていることに伴って生じる車輪の振動騒音成分の演算処理に対する影響をなくすことができる。従って、能動型振動制御装置の消音性能を向上させることができる。

［Ａ．一実施形態］
以下、この発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

１．全体及び各部の構成
（１）全体構成
図１は、この発明の一実施形態に係る能動型騒音制御装置１２（以下「ＡＮＣ装置１２」と称する。）を搭載した車両１０の概略的な構成を示す図である。車両１０は、ガソリン車や電気自動車、燃料電池車等の車両とすることができる。

ＡＮＣ装置１２は、各ホイルハウス１６に設けられた第１マイクロフォン１４と、エンジンＥの燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置１８｛以下「ＦＩ ＥＣＵ１８」（ＦＩ ＥＣＵ：Fuel Injection Electronic Control Unit）と称する。｝と、スピーカ２０と、第２マイクロフォン２２とに接続されている。また、ＡＮＣ装置１２とスピーカ２０との間には増幅器２４が設けられている。ＡＮＣ装置１２は、第１マイクロフォン１４が検出した騒音（複合騒音ＮＺｃ）と、ＦＩ ＥＣＵ１８からのエンジンパルスＥｐと、第２マイクロフォン２２が出力した誤差信号ｅとに基づいて合成制御信号Ｓｃｃを生成する。合成制御信号Ｓｃｃは、増幅器２４で増幅された後、スピーカ２０に出力される。スピーカ２０は、合成制御信号Ｓｃｃに対応する相殺音ＣＳを出力する。

車両１０の車室内に発生する振動騒音は、エンジンＥの振動に伴って生じる振動騒音（エンジンこもり音ＮＺｅ）と、車両１０の走行中に車輪２６と路面Ｒとが接触し、車輪２６が振動することに伴って生じる振動騒音（ロードノイズＮＺｒ）とを複合した振動騒音（複合騒音ＮＺｃ）である。本実施形態のＡＮＣ装置１２によれば、複合騒音ＮＺｃのうちロードノイズＮＺｒの成分を相殺音ＣＳが打ち消し、消音効果を得ることができる。

なお、ＡＮＣ装置１２には、ロードノイズＮＺｒの消音機能に加え、エンジンこもり音ＮＺｅの消音機能を持たせることもできる。すなわち、ＡＮＣ装置１２に従前のエンジンこもり音用の構成（例えば、特開２００４−３６１７２１号公報）を併せ持たせることも可能である。

また、図１では図示していないが、第１マイクロフォン１４は４つ設けられており（図３参照）、各第１マイクロフォン１４は、４つの車輪２６（左前輪、右前輪、左後輪、右後輪）に対応して設けられている。さらに、図１及び図３では、スピーカ２０及び第２マイクロフォン２２をそれぞれ１つずつしか示していないが、発明の理解の容易化のためであり、ＡＮＣ装置１２の用途に応じて複数のスピーカ２０及び第２マイクロフォン２２を用いることもできる。その場合、その他の構成要素の数も適宜変更される。

（２）第１マイクロフォン１４
図２に示すように、各第１マイクロフォン１４は、ホイルハウス１６の中でも、前方側に設けられている。第１マイクロフォン１４は、グロメット２８に固定されている。グロメット２８は、メッシュ構造を有し、音を透過させることが可能であると共に、水や泥が第１マイクロフォン１４のダイヤフラム（図示せず）に当たることを防止する。

第１マイクロフォン１４は、ダイヤフラムで複合騒音ＮＺｃの音圧を検出し、この音圧を示す電気信号である音圧信号ＳｓｐをＡＮＣ装置１２に出力する。

（３）ＦＩ ＥＣＵ１８
ＦＩ ＥＣＵ１８は、エンジンＥの燃料噴射や点火を制御するものであり、点火に応じたエンジンパルスＥｐをＡＮＣ装置１２に対して送信する。

（４）ＡＮＣ装置１２
（ａ）全体構成
ＡＮＣ装置１２は、スピーカ２０からの相殺音ＣＳの出力を制御するものであり、マイクロコンピュータ５８、メモリ５９（図１）並びに図示しない入力回路及び出力回路等を備える。マイクロコンピュータ５８は、相殺音ＣＳを決定する機能（相殺音決定機能）等の機能をソフトウェア処理により実行可能である。

図３は、マイクロコンピュータ５８においてソフトウェア処理で実現される概略的な機能を回路構成として示すブロック図である。

上述の通り、車両１０は、４つの車輪２６それぞれに対応して第１マイクロフォン１４を有する。各第１マイクロフォン１４で検出された複合騒音ＮＺｃの音圧は、音圧信号ＳｓｐとしてＡＮＣ装置１２に出力される。また、ＦＩ ＥＣＵ１８からのエンジンパルスＥｐもＡＮＣ装置１２に出力される。

ＡＮＣ装置１２は、エンジンこもり音ＮＺｅ用の基準信号生成部６２と、第１マイクロフォン１４毎に設けられた信号制御部６４と、加算器６８とを有する。

なお、図３では、複数の信号制御部６４のうち、一番上の信号制御部６４のみ内部構成を詳細に記載しており、その他の信号制御部６４については、内部構成の記載を省略して表示している。

（ｂ）エンジンこもり音ＮＺｅ用の基準信号生成部６２
基準信号生成部６２は、エンジンパルスＥｐに基づくエンジンこもり音基準信号Ｓｂｅ（以下「基準信号Ｓｂｅ」とも称する。）を生成する。エンジンパルスＥｐは、エンジンＥ内の燃焼サイクルと等しく、燃焼サイクルは、エンジンＥの回転周期［ｓ］の次数である。換言すると、エンジンパルスＥｐの周波数［Ｈｚ］は、エンジンＥの振動周波数の調波である。その結果、エンジンパルスＥｐの周波数は、エンジンＥを振動騒音源とする振動騒音（エンジンこもり音ＮＺｅ）の周波数とも相関関係がある。

基準信号Ｓｂｅは、エンジンパルスＥｐに基づいて生成されるため、基準信号Ｓｂｅの周波数は、エンジンパルスＥｐの周波数の各次数成分（例えば、４気筒の場合、２次、４次、６次、８次、、、）と等しい。換言すると、基準信号Ｓｂｅの周波数［Ｈｚ］は、エンジンＥの回転周波数［Ｈｚ］の各次数成分と等しい。従って、基準信号Ｓｂｅは、エンジンこもり音ＮＺｅの周波数と相関関係がある。

（ｃ）信号制御部６４
各信号制御部６４は、複合騒音ＮＺｃ用の基準信号生成部７０と、ロードノイズＮＺｒ用の基準信号生成部７２と、制御信号生成部７４とを有する。

（ｉ）基準信号生成部７０
基準信号生成部７０は、第１マイクロフォン１４からの音圧信号Ｓｓｐに基づき、複合騒音ＮＺｃに対する相殺音ＣＳの基準波形を示す複合騒音基準信号Ｓｂｃ（以下「基準信号Ｓｂｃ」とも称する。）を生成する。

上述したように、第１マイクロフォン１４には、車両１０の走行中に車輪２６が路面Ｒと接触することによって車輪２６に生ずる振動騒音（ロードノイズＮＺｒ）に加え、エンジンＥの作動に伴って生ずる振動騒音（エンジンこもり音ＮＺｅ）が放射音の形で伝搬される。このため、基準信号Ｓｂｃは、ロードノイズＮＺｒに対する相殺音ＣＳの成分とエンジンこもり音ＮＺｅに対する相殺音ＣＳの成分とを含むこととなる。

（ｉｉ）ロードノイズＮＺｒ用の基準信号生成部７２
基準信号生成部７２は、基準信号生成部７０からの基準信号Ｓｂｃからエンジンこもり音ＮＺｅに対する相殺音ＣＳの成分を除去してロードノイズＮＺｒに対する相殺音ＣＳの成分を抽出し、ロードノイズＮＺｒに対する相殺音ＣＳの基準波形を示すロードノイズ基準信号Ｓｂｒ（以下「基準信号Ｓｂｒ」とも称する。）を生成するものであり、フィルタ８０と、減算器８２と、遅延器８４と、フィルタ係数更新部８６とを有する。

フィルタ８０は、ノッチ型フィルタであり、基準信号生成部６２からの基準信号Ｓｂｅに対してフィルタ係数Ｗｅを用いたフィルタ処理を行い、エンジンこもり音ＮＺｅに対する相殺音ＣＳの波形を規定する制御信号Ｓｃｅを出力する。上述の通り、基準信号Ｓｂｅは、エンジンこもり音ＮＺｅの周波数と相関関係があるため、基準信号Ｓｂｅに基づく制御信号Ｓｃｅもエンジンこもり音ＮＺｅの周波数と相関関係がある。

減算器８２は、基準信号生成部７０からの基準信号Ｓｂｃから、制御信号Ｓｃｅを差し引き、その差（Ｓｂｃ−Ｓｃｅ）に基づくロードノイズ基準信号Ｓｂｒを生成する。複合騒音基準信号Ｓｂｃには、ロードノイズＮＺｒの成分とエンジンこもり音ＮＺｅの成分それぞれが含まれるところ、エンジンこもり音ＮＺｅに対する相殺音ＣＳの成分を示す制御信号Ｓｃｅを差し引くことで、ロードノイズ基準信号Ｓｂｒは、ロードノイズＮＺｒに対する相殺音ＣＳの成分のみを含むこととなる。基準信号Ｓｂｒは、制御信号生成部７４と、遅延器８４とに出力される。

遅延器８４は、基準信号Ｓｂｒに対して１演算周期分の遅延を加えた後、フィルタ係数更新部８６に出力する。

フィルタ係数更新部８６は、フィルタ係数Ｗｅを逐次演算・更新する。フィルタ係数更新部８６は、適応アルゴリズム演算｛例えば、最小二乗法（ＬＭＳ）アルゴリズム演算｝を用いてフィルタ係数Ｗｅを演算する。すなわち、基準信号生成部６２からのエンジンこもり音基準信号Ｓｂｅと、減算器８２からのロードノイズ基準信号Ｓｂｒに基づいて、基準信号Ｓｂｒのうちエンジン回転周波数［Ｈｚ］の各次数成分を最小とするようにフィルタ係数Ｗｅを演算する。

（ｉｉｉ）制御信号生成部７４
制御信号生成部７４は、ロードノイズ基準信号Ｓｂｒに対して適応フィルタ処理を施して制御信号Ｓｃｒを生成するものであり、適応フィルタ９０と、参照信号生成部９２と、フィルタ係数更新部９４とを有する。

適応フィルタ９０は、ＦＩＲ（Finite impulse response：有限インパルス応答）型のフィルタであり、基準信号Ｓｂｒに対してフィルタ係数Ｗｒを用いた適応フィルタ処理を行って、ロードノイズＮＺｒを低減するための相殺音ＣＳの波形を示す制御信号Ｓｃｒを出力する。

参照信号生成部９２は、基準信号生成部７２から出力された基準信号Ｓｂｒに対して伝達関数処理を行うことで参照信号Ｓｒを生成する。参照信号Ｓｒは、フィルタ係数更新部９４においてフィルタ係数Ｗｒを演算する際に用いられる。また、伝達関数処理は、スピーカ２０から第２マイクロフォン２２への相殺音ＣＳの伝達関数Ｃ＾（フィルタ係数）に基づき基準信号Ｓｂｒを濾波する処理である。この伝達関数処理で用いられる伝達関数Ｃ＾は、スピーカ２０から第２マイクロフォン２２への相殺音ＣＳの実際の伝達関数Ｃの測定値又は予測値である。

フィルタ係数更新部９４は、フィルタ係数Ｗｒを逐次演算・更新する。フィルタ係数更新部９４は、適応アルゴリズム演算｛例えば、最小二乗法（ＬＭＳ）アルゴリズム演算｝を用いてフィルタ係数Ｗｒを演算する。すなわち、参照信号生成部９２からの参照信号Ｓｒと第２マイクロフォン２２からの誤差信号ｅに基づいて、誤差信号ｅの二乗ｅ²をゼロとするようにフィルタ係数Ｗｒを演算する。

（ｄ）加算器６８
各加算器６８は、各第１マイクロフォン１４に対応する４つの信号制御部６４から出力された制御信号Ｓｃｒを合成し、合成制御信号Ｓｃｃを生成する。

合成制御信号Ｓｃｃは、増幅器２４を介してスピーカ２０に出力される。

（５）スピーカ２０
スピーカ２０は、ＡＮＣ装置１２（マイクロコンピュータ５８）からの合成制御信号Ｓｃｃに対応する相殺音ＣＳを出力する。これにより、複合騒音ＮＺｃのうち、特にロードノイズＮＺｒの成分の消音効果が得られる。

（６）第２マイクロフォン２２
第２マイクロフォン２２は、ロードノイズＮＺｒの成分を含む複合騒音ＮＺｃと相殺音ＣＳとの誤差を残留騒音として検出し、この残留騒音を示す誤差信号ｅをＡＮＣ装置１２（マイクロコンピュータ５８）に出力する。

２．相殺音ＣＳの生成
次に、本実施形態における相殺音ＣＳの生成の流れについて説明する。図４には、相殺音ＣＳを生成するフローチャートが示されている。

ステップＳ１において、各第１マイクロフォン１４は、複合騒音ＮＺｃの音圧を検出し、この音圧を示す音圧信号Ｓｓｐを生成する。ステップＳ２において、基準信号生成部７０は、第１マイクロフォン１４からの音圧信号Ｓｓｐに基づく複合騒音基準信号Ｓｂｃを出力する。

ステップＳ３において、各基準信号生成部７２は、基準信号生成部７０から出力された複合騒音基準信号Ｓｂｃと、フィルタ８０から出力された制御信号Ｓｃｅとの差に対応するロードノイズ基準信号Ｓｂｒを出力する（エンジンこもり音成分除去処理）。上述の通り、制御信号Ｓｃｅは、基準信号Ｓｂｃに含まれるエンジンこもり音ＮＺｅに対する相殺音ＣＳの成分と等しいものになるように設定されるため、基準信号Ｓｂｒには、特にロードノイズＮＺｒに対する相殺音ＣＳの成分が含まれる。

ステップＳ４において、各制御信号生成部７４は、基準信号生成部７２から出力された基準信号Ｓｂｒと、第２マイクロフォン２２から出力された誤差信号ｅとに基づき、基準信号Ｓｂｒに適応フィルタ処理を実施することにより制御信号Ｓｃｒを生成する。

ＡＮＣ装置１２は、上記ステップＳ１〜Ｓ４を、４つの第１マイクロフォン１４それぞれに対応して行う。

ステップＳ５において、加算器６８は、各第１マイクロフォン１４に対応する４つの制御信号生成部７４から出力された制御信号Ｓｃｒを合成して、合成制御信号Ｓｃｃを生成する。

ステップＳ６において、増幅器２４は、合成制御信号Ｓｃｃを所定の増幅率で増幅する。ステップＳ７において、スピーカ２０は、増幅後の合成制御信号Ｓｃｃに基づく相殺音ＣＳを出力する。

ステップＳ８において、第２マイクロフォン２２は、ロードノイズＮＺｒを含む複合騒音ＮＺｃと相殺音ＣＳとの差を残留騒音として検出し、この残留騒音に対応する誤差信号ｅを出力する。この誤差信号ｅは、各制御信号生成部７４のその後の処理で用いられる。

ＡＮＣ装置１２では、以上のステップＳ１〜Ｓ８を繰り返す。

３．本実施形態における効果
以上のように、本実施形態によれば、ロードノイズＮＺｒの成分とエンジンこもり音ＮＺｅの成分とを含む複合騒音ＮＺｃに対する相殺音ＣＳの基準波形を規定する複合騒音基準信号Ｓｂｃから制御信号Ｓｃｅを差し引いてエンジンこもり音ＮＺｅに対する相殺音ＣＳの成分を除去することで、ロードノイズＮＺｒに対する相殺音ＣＳの基準波形を規定するロードノイズ基準信号Ｓｂｒを生成する。そして、ロードノイズＮＺｒを含む複合騒音ＮＺｃと相殺音ＣＳとの誤差（誤差信号ｅの二乗ｅ²）を最小化させる適応制御処理を、ロードノイズ基準信号Ｓｂｒに対して行い、これにより得られた制御信号Ｓｃｒを用いて相殺音ＣＳを出力する。前記適応制御処理で用いられるロードノイズ基準信号Ｓｂｒは、エンジンこもり音ＮＺｅに対する相殺音ＣＳの成分が除去されており、このため、前記適応制御処理では、エンジンこもり音ＮＺｅに伴う誤差を減少させるための演算が行われない。このため、複合騒音ＮＺｃにエンジンこもり音ＮＺｅの成分が含まれていることに伴って生じるロードノイズＮＺｒの成分の演算処理に対する影響をなくすことができる。従って、ＡＮＣ装置１２のロードノイズＮＺｒの消音性能を向上させることができる。

基準信号生成部７２は、基準信号生成部６２で生成されたエンジンこもり音基準信号Ｓｂｅに対してフィルタ係数Ｗｅを用いた適応フィルタ処理を行って制御信号Ｓｃｅを出力するフィルタ８０と、複合騒音基準信号Ｓｂｃから制御信号Ｓｃｅを差し引き、基準信号Ｓｂｃからエンジンこもり音ＮＺｅに対する相殺音ＣＳの成分を除去してロードノイズ基準信号Ｓｂｒを出力する減算器８２と、基準信号Ｓｂｒに遅延を与える遅延器８４と、基準信号Ｓｂｒのうちエンジン回転周波数の各次数成分が最小となるようにフィルタ係数Ｗｅを逐次更新するフィルタ係数更新部８６とを備える。これにより、エンジンこもり音ＮＺｅに対する相殺音ＣＳの成分をより精度よく複合騒音基準信号Ｓｂｃから除去することができる。

本実施形態において、各制御信号生成部７４は、ロードノイズ基準信号Ｓｂｒに対してフィルタ係数Ｗｒを用いた適応フィルタ処理を行って制御信号Ｓｃｒを出力する適応フィルタ９０と、伝達特性Ｃ＾に基づいてロードノイズ基準信号Ｓｂｒを補正して参照信号Ｓｒを生成する参照信号生成部９２と、参照信号Ｓｒと誤差信号ｅとに基づいて、誤差信号の二乗ｅ²が最小となるようにフィルタ係数Ｗｒを逐次更新するフィルタ係数更新部９４とを備える。これにより、ロードノイズＮＺｒを含む複合騒音ＮＺｃと相殺音ＣＳの誤差のうちロードノイズＮＺｒの成分をより精度よく低減することができる。

［Ｂ．この発明の応用］
なお、この発明は、上記実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下に示す構成を採ることができる。

上記実施形態では、４つの車輪２６それぞれについて第１マイクロフォン１４を設けたが、そのうちのいずれかの車輪２６にのみ第１マイクロフォン１４を設ける構成も可能である。また、上記実施形態では、各第１マイクロフォン１４をホイルハウス１６内に設けたが、それ以外の場所に設けてもよい。例えば、サイドシル、ピラー、トランクルーム等の部位に設けることもできる（特許文献１、２参照）。さらに、これらの部位のうち複数の部位に第１マイクロフォン１４を設けてもよい。

上記実施形態では、第１マイクロフォン１４において、ロードノイズＮＺｒとエンジンこもり音ＮＺｅからなる複合騒音ＮＺｃを検出したが、第１マイクロフォン１４が検出する複合騒音ＮＺｃには、エンジンこもり音ＮＺｅに加えて又はこれに代えて、ドライブシャフトの振動騒音が含まれてもよい。

上記実施形態では、エンジンパルスＥｐから１つのエンジンこもり音基準信号Ｓｂｅを生成したが、これに限られない。例えば、図５に示すように、３つのエンジンこもり音基準信号Ｓｂｅ１〜Ｓｂｅ３（以下「基準信号Ｓｂｅ１〜Ｓｂｅ３」とも称する。）を生成することもできる。すなわち、図５には、ＡＮＣ装置１２の変形例としてのＡＮＣ装置１２ａが示されており、このＡＮＣ装置１２ａは、３つの基準信号生成部６２ａ、６２ｂ、６２ｃを有している。基準信号生成部６２ａは、上述した基準信号生成部６２と同様である。基準信号生成部６２ｂ、６２ｃは、エンジンパルスＥｐの高次（例えば、２次と３次）の調波信号である基準信号Ｓｂｅ２、Ｓｂｅ３を生成する。

そして、フィルタ８０ａ〜８０ｃは、基準信号Ｓｂｅ１〜Ｓｂｅ３に基づき、制御信号Ｓｃｅ１〜Ｓｃｅ３を生成する。加算器９８は、制御信号Ｓｃｅ１〜Ｓｃｅ３を合成し、合成制御信号Ｓｃｅｃを生成する。この合成基準信号Ｓｃｅｃは、減算器８２に送信され、減算器８２は、基準信号Ｓｂｃと合成制御信号Ｓｃｅｃからロードノイズ基準信号Ｓｂｒ２（以下「基準信号Ｓｂｒ２」とも称する。）を生成する。基準信号Ｓｂｒ２は、制御信号生成部７４と、遅延器８４ａ〜８４ｃとに送信される。遅延器８４ａ〜８４ｃは、基準信号Ｓｂｒ２に対して１演算周期分の遅延を加えた後、フィルタ係数更新部８６ａ〜８６ｃに出力する。フィルタ係数更新部８６ａ〜８６ｃは、基準信号生成部６２ａ〜６２ｃからのエンジンこもり音基準信号Ｓｂｅ１〜Ｓｂｅ３と、遅延器８４ａ〜８４ｃからのロードノイズ基準信号Ｓｂｒ２に基づいてフィルタ係数Ｗｅを演算する。

各制御信号生成部７４において、基準信号Ｓｂｒ２は、適応フィルタ９０と参照信号生成部９２に送信される。適応フィルタ９０は、基準信号Ｓｂｒ２に基づいて制御信号Ｓｃｒ２を出力する。各制御信号Ｓｃｒ２は、加算器６８で合成され、合成制御信号Ｓｃｃ２として出力される。合成制御信号Ｓｃｃ２は、増幅器２４を介してスピーカ２０に出力され、スピーカ２０は、合成制御信号Ｓｃｃ２に応じた相殺音ＣＳを出力する。参照信号生成部９２は、基準信号Ｓｂｒ２に基づいて参照信号Ｓｒ２を生成し、フィルタ係数更新部９４に出力する。フィルタ係数更新部９４は、参照信号Ｓｒ２と第２マイクロフォン２２からの誤差信号ｅに基づいて適応フィルタ９０のフィルタ係数Ｗｒを更新する。このように、エンジンパルスＥｐの高次の調波信号である基準信号Ｓｂｅ２、Ｓｂｅ３を用いることにより、エンジン回転周波数の高次成分を取り除くことが容易となる。

この発明の一実施形態に係る能動型騒音制御装置を搭載した車両の概略的な構成図である。 前記車両に設けられた第１マイクロフォンの取付位置を示す説明図である。 前記能動型騒音制御装置においてソフトウェア処理で実現される概略的な機能を回路構成として示すブロック図である。 前記実施形態において、相殺音を生成するフローチャートである。 図３の変形例を示すブロック図である。 ロードノイズの発生メカニズムを示す図である。

符号の説明

１０…車両 １２、１２ａ…能動型騒音制御装置
１６…ホイルハウス ２０…スピーカ（相殺音出力部）
２２…マイクロフォン（誤差検出部） ２６…車輪
６２、６２ａ〜６２ｃ…基準信号生成部（第３基準信号生成部）
７０…複合騒音用の基準信号生成部（第１基準信号生成部）
７２…基準信号生成部（第２基準信号生成部）
７４…制御信号生成部 ８０、８０ａ〜８０ｃ…フィルタ
８２…減算器 ８４、８４ａ〜８４ｃ…遅延器
８６、８６ａ〜８６ｃ、９４…フィルタ係数更新部
９０…適応フィルタ ９２…参照信号生成部
ＣＳ…相殺音 Ｅ…エンジン
ｅ…誤差信号 ＮＺｃ…複合騒音
ＮＺｅ…エンジンこもり音 ＮＺｒ…ロードノイズ
Ｒ…路面 Ｓｂｃ…複合騒音基準信号
Ｓｂｅ、Ｓｂｅ１〜Ｓｂｅ３…エンジンこもり音基準信号
Ｓｂｒ、Ｓｂｒ２…ロードノイズ基準信号
Ｓｃｅ、Ｓｃｒ、Ｓｃｒ２…制御信号 Ｗｅ、Ｗｒ…フィルタ係数

Claims (4)

1. 車両の駆動力の生成又は伝達に伴う回転体の振動騒音と、車輪と路面との接触により発生する車輪の振動騒音の両方が伝搬される振動伝搬空間における複合振動騒音を検出する騒音検出部と、
   前記騒音検出部で検出された複合振動騒音に基づいて、車室内の振動騒音に対する相殺音の基準波形を規定する第１基準信号を生成する第１基準信号生成部と、
   前記第１基準信号から前記回転体の振動騒音に対する相殺音の成分を除去して、前記車輪の振動騒音に対する相殺音の基準波形を規定する第２基準信号を生成する第２基準信号生成部と、
   前記車室内の振動騒音と前記相殺音との誤差を減少させる適応制御処理を、前記第２基準信号に対して実行して制御信号を生成する制御信号生成部と、
   前記制御信号に基づいて前記相殺音を出力する相殺音出力部と、
   前記車室内の振動騒音と前記相殺音との誤差を示す残留騒音を検出し、前記残留騒音に対応する誤差信号を出力する誤差検出部と
   を備える能動型騒音制御装置。
2. 請求項１記載の能動型騒音制御装置において、
   前記第２基準信号生成部は、
   前記回転体の振動騒音に対する相殺音の基準波形を規定する第３基準信号を生成する第３基準信号生成部と、
   前記第３基準信号に対して第１フィルタ係数を用いた適応ノッチフィルタ処理を行って第２制御信号を出力する第１適応ノッチフィルタと、
   前記第１基準信号から前記第２制御信号を差し引き、前記第１基準信号から前記回転体の振動騒音に対する相殺音の成分を除去して前記第２基準信号を出力する減算器と、
   前記第２基準信号に遅延を与える遅延器と、
   前記第２基準信号が最小となるように前記第１フィルタ係数を逐次更新する第１フィルタ係数更新部と
   を備えることを特徴とする能動型騒音制御装置。
3. 請求項１又は２記載の能動型騒音制御装置において、
   前記制御信号生成部は、
   前記第２基準信号に対して第２フィルタ係数を用いた適応フィルタ処理を行って前記制御信号を出力する第２適応フィルタと、
   前記相殺音出力部から前記誤差検出部までの伝達特性に基づいて前記第２基準信号を補正して参照信号を生成する参照信号生成部と、
   前記参照信号と前記誤差信号とに基づいて、前記誤差信号が最小となるように前記第２フィルタ係数を逐次更新するフィルタ係数更新部と
   を備える
   ことを特徴とする能動型騒音制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の能動型騒音制御装置において、
   前記振動伝搬空間は、サイドシル、ピラー及びホイルハウスの少なくとも１つが面した空間又はその内部空間である
   ことを特徴とする能動型騒音制御装置。

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