JP2012131315A - 能動型振動騒音制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】いわゆる適応制御を用いるANC装置12のフィルタ係数更新手段84は、車両状態量の変化速度が第1閾値を上回ると、その時点での前記車両状態量である第1車両状態量を保持すると共に、フィルタ係数の更新を停止し、その後、前記車両状態量の変化速度が前記第1閾値を下回ると、その時点での車両状態量である第2車両状態量と前記第1車両状態量との差を算出し、前記差が第2閾値を上回るとき、前記フィルタ係数の更新量を通常時より大きくして前記フィルタ係数の更新を再開する。
【選択図】図5
Description
1.全体及び各部の構成
(1)全体構成
図1は、この発明の第1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(燃料電池車を含む。)等の車両とすることができる。
図3に示すように、各加速度センサユニット16は、サスペンション14の中でも、車輪24のホイール32に連結されたナックル30に設けられている。サスペンション14は、ナックル30に加え、連結部材38a、38bを介してナックル30及びボディ36に連結されたアッパーアーム34と、連結部材44a、44bを介してナックル30及びサブフレーム42に連結されたロアアーム40と、ダンパスプリング48を介してボディ36に連結され、連結部材50を介してロアアーム40に連結されたダンパ46とを有する。ボディ36とサブフレーム42は連結部材52を介して連結されている。また、ナックル30の内部には、図示しないエンジンから延びるドライブシャフト(図示せず)が回転自在に挿入されている。
ブレーキ機構18は、ブレーキペダル26と、操作量センサ28と、ブレーキパッド29とを有する(図1及び図3参照)。操作量センサ28は、ブレーキペダル26の操作量θb[度]を検出し、図示しないブレーキ制御部及びANC装置12に送信する。前記ブレーキ制御部は、図示しないブレーキアクチュエータ等を操作量θbに応じて動作させ、ブレーキパッド29から車輪24に制動力を付与する。
(a)全体構成
ANC装置12は、スピーカ20からの打消音CSの出力を制御するものであり、マイクロコンピュータ56、メモリ58(図1)等を備える。マイクロコンピュータ56は、打消音CSを決定する機能(打消音決定機能)等の機能をソフトウェア処理により実行可能である。
図5は、制御信号生成部62の1つの機能ブロック図である。図5に示す制御信号生成部62は、加速度センサ60xに対応するものであるが、加速度センサ60y、60zに対応する制御信号生成部62も同様の構成を備える。
各第1加算器64は、各制御信号生成部62から出力された制御信号Scrを合成し、第1合成制御信号Scc1を生成する。
第2加算器66は、各制御信号生成ユニット68の第1加算器64から出力された第1合成制御信号Scc1を合成し、第2合成制御信号Scc2を生成する。第2合成制御信号Scc2は、図示しないD/A変換器でD/A変換された後、スピーカ20に入力される。
スピーカ20は、ANC装置12(マイクロコンピュータ56)からの第2合成制御信号Scc2に対応する打消音CSを出力する。これにより、ロードノイズNZrの消音効果が得られる。
マイクロフォン22は、ロードノイズNZrと打消音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56)に出力する。
(1)打消音CSの生成
次に、第1実施形態における打消音CSの生成の流れについて説明する。図6は、打消音CSを生成するフローチャートである。ステップS1において、各加速度センサユニット16の加速度センサ60x、60y、60zは、X軸方向の振動加速度Ax、Y軸方向の振動加速度Ay及びZ軸方向の振動加速度Azを検出し、振動加速度Ax、Ay、Azを示す加速度信号Sx、Sy、Sz(参照信号Sb)を生成する。
次に、フィルタ係数更新部84(図5)における処理について説明する。上述の通り、フィルタ係数更新部84は、適応フィルタ80で用いるフィルタ係数Wを逐次演算・更新する。フィルタ係数更新部84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Wを演算する。すなわち、参照信号補正部82からの補正参照信号Srとマイクロフォン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Wを演算する。
次に、μ選択部74における処理について説明する。図7には、μ選択部74における処理のフローチャートが示されている。
以上のように、第1実施形態によれば、比較的長い下り坂をブレーキングしながら走行する場合など、通常状態とは異なる車両10の姿勢を維持する場合であっても、ANC装置12を動作させることが可能となり、さらに、その場合、ロードノイズNZrと打消音CSの誤差を素早く収束させることが可能となる。
1.全体及び各部の構成(第1実施形態との相違)
図8は、この発明の第2実施形態に係る能動型騒音制御装置12a(以下「ANC装置12a」と称する。)を搭載した車両10Aの概略的な構成を示す図である。図9は、車両10Aに設けられた加速度センサユニット16とその周辺の概略構成図である。図10は、ANC装置12aの機能ブロック図である。以下では、第1実施形態と同様の構成要素には同一の参照番号を付してその説明を省略する。
(1)打消音CSの生成
第2実施形態における打消音CSの生成の流れは、基本的に第1実施形態と同じであり、図6のフローチャートをそのまま流用可能である。
第2実施形態のフィルタ係数更新部84における処理は、ステップサイズパラメータμの選択をμ選択部106が行う点を除けば、第1実施形態と同じである。
次に、μ選択部106における処理について説明する。図13は、μ選択部106における処理のフローチャートである。
以上のような第2実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果に加え、以下の効果を奏することが可能となる。
なお、この発明は、上記各実施形態に限らず、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。
上記各実施形態では、4つの車輪24それぞれについて加速度センサユニット16を設けたが、そのうちのいずれかの車輪24にのみ加速度センサユニット16を設ける構成も可能である。また、上記各実施形態では、各加速度センサユニット16において、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の3軸の方向の振動の振動加速度Ax、Ay、Azを検出したが、これに限らず、1軸もしくは2軸の方向又は4軸以上の方向の振動の加速度を検出してもよい。
第1実施形態では、操作量センサ28が検出した操作量θbを用いて車両10のピッチ量を検出する場合について説明したが、いわゆる回生ブレーキの作動状態に応じてピッチ量を検出する場合にも適用可能である。或いは、その他の方法(例えば、アクセルペダルの操作量、車体の前後方向及び上下の加速度、エンジンのスロットル開度)を用いてピッチ量を検出する場合にも適用することができる。この場合、アクセルペダルの操作量は操作量センサを用いて検出し、車体の前後方向及び上下の加速度は2軸以上の加速度センサ又はジャイロセンサを用いて検出し、エンジンのスロットル開度は開度センサを用いて検出することが可能である。
上記各実施形態では、再開時ステップサイズパラメータμ2を選択可能な条件として再開時カウンタのカウント値CNTを用いたが、再開時ステップサイズパラメータμ2を選択可能な条件はこれに限らない。例えば、フィルタ係数Wの更新を再開してからフィルタ係数Wの単位時間当たりの変化量(以下「変化速度ΔW」と称する。)を用いて、再開時ステップサイズパラメータμ2を選択可能か否かを決定することもできる。
14…サスペンション 20…スピーカ(打消音出力手段)
22…マイクロフォン(誤差信号出力手段)
60x、60y、60z…加速度センサ(参照信号出力手段)
80…適応フィルタ 82…参照信号補正部(補正手段)
84…フィルタ係数更新部(フィルタ係数更新手段)
CS…打消音 Scc1…第1合成制御信号
Scc2…第2合成制御信号 Scr…制御信号
Sr…補正参照信号
Claims (6)
- 路面入力に基づく振動又は騒音を検出し、当該振動又は騒音を示す参照信号を出力する参照信号出力手段と、
消音対象位置において前記騒音を打ち消す打消音を示す制御信号を、前記参照信号に基づいて出力する適応フィルタと、
前記制御信号に基づいて前記打消音を出力する打消音出力手段と、
前記振動騒音と前記打消音との差を検出し、当該差を示す誤差信号を出力する誤差信号出力手段と、
前記打消音出力手段から前記誤差信号出力手段までの伝達特性に基づいて前記参照信号を補正して補正参照信号を出力する補正手段と、
前記誤差信号と前記補正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
を備える能動型振動騒音制御装置であって、さらに、
前記参照信号出力手段から前記誤差信号出力手段までの伝達特性の変化に影響を及ぼす車両状態量を検出する車両状態量検出手段と、
前記車両状態量の変化速度を算出する車両状態量変化速度算出手段と
を備え、
前記フィルタ係数更新手段は、
前記車両状態量の変化速度が第1閾値を上回ると、その時点での前記車両状態量である第1車両状態量を保持すると共に、前記フィルタ係数の更新を停止し、
その後、前記車両状態量の変化速度が前記第1閾値を下回ると、その時点での車両状態量である第2車両状態量と前記第1車両状態量との差を算出し、前記差が第2閾値を上回るとき、前記フィルタ係数の更新量を通常時より大きくして前記フィルタ係数の更新を再開する
ことを特徴とする能動型振動騒音制御装置。 - 請求項1記載の能動型振動騒音制御装置において、
前記車両状態量は、車体のロール量、ピッチ量及びヨー量の少なくとも1つである
ことを特徴とする能動型振動騒音制御装置。 - 請求項1又は2記載の能動型振動騒音制御装置において、
前記参照信号出力手段は、サスペンションに設けられた加速度センサであり、
前記車両状態量は転舵量又は制動量である
ことを特徴とする能動型振動騒音制御装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の能動型振動騒音制御装置において、
前記フィルタ係数更新手段は、ステップサイズパラメータを通常時よりも大きくすることで、前記フィルタ係数の更新量を通常時よりも大きくする
ことを特徴とする能動型振動騒音制御装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の能動型振動騒音制御装置において、
前記フィルタ係数更新手段は、前記フィルタ係数の更新を再開してから、所定時間、前記フィルタ係数の更新量を通常時よりも大きくする
ことを特徴とする能動型振動騒音制御装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の能動型振動騒音制御装置において、
前記フィルタ係数更新手段は、前記フィルタ係数の更新を再開してから前記フィルタ係数の変化速度が第3閾値を上回る間、前記フィルタ係数の更新量を通常時よりも大きくする
ことを特徴とする能動型振動騒音制御装置。
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