JP3612733B2 - 車両騒音低減装置及び制御信号設定方法 - Google Patents
車両騒音低減装置及び制御信号設定方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3612733B2 JP3612733B2 JP10309394A JP10309394A JP3612733B2 JP 3612733 B2 JP3612733 B2 JP 3612733B2 JP 10309394 A JP10309394 A JP 10309394A JP 10309394 A JP10309394 A JP 10309394A JP 3612733 B2 JP3612733 B2 JP 3612733B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- noise
- noise reduction
- vehicle
- threshold value
- detection means
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、車両の走行に伴って発生するロードノイズ等の騒音を騒音低減音により低減する装置及び該騒音低減音を発生させるための制御信号を設定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の騒音低減装置では、例えば実開昭６１−１７３９号公報で知られているように、騒音としてのエンジン騒音を低減する場合に、制御手段によりエンジン騒音に関する騒音源信号（リファレンス信号）に基づいて制御信号を生成し、この制御信号を加振機に入力して該加振機によりエンジン騒音とは逆位相でかつ同振幅の反転音を発生させる一方、上記エンジン騒音を低減すべき箇所にエンジン騒音と加振機からの反転音との合成音を検出する加速度センサを設置し、この加速度センサの出力信号が小さくなるように上記制御手段において制御信号のゲイン調整及び位相調整を行うようにしたものがある。このものでは、上記加速度センサの出力信号が外乱に起因してゲインや位相が収束しなくなった場合に加振機に過大な加振力が生じて安全性が損なわれることを回避するために、上記出力信号の値が所定値以上になったときに制御信号のゲイン調整及び位相調整をやり直すようになされている。
【０００３】
一方、本出願人が先に出願したもの（特開平５−２３２９６９号公報）では、例えばエンジン騒音を所定箇所において低減するために、該所定箇所でのエンジン騒音を低減させるアンチ騒音を発生するためのスピーカと、上記所定箇所での合成音を検出するマイクロフォンと、このマイクの出力信号をエンジン騒音の周期及びマイク／スピーカ間の音の伝達特性に基づいて補正する制御手段とを備え、この制御手段の制御信号によりスピーカでアンチ騒音を発生させるようにしている。このものでは、マイクの出力信号を利用することでエンジン騒音とのコヒーレンスが良好な制御信号を容易に得られることから、上記制御手段での演算量を従来のＬＭＳ（Least Mean Square Method〔＝最小二乗法〕）アルゴリズムの数分の１以下に削減して演算時間の大幅な短縮化が図れるという利点がある。
【０００４】
これらのものは、何れも騒音とのコヒーレンスが良好な騒音源信号を利用して騒音を低減する、いわゆるフィードフォワード制御による騒音低減装置であり、騒音検出手段の出力信号を効果的に小さくできるものとされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両の走行に伴うロードノイズ等のように騒音源が特定できず、かつその騒音が不規則に変化するものである場合には、上記フィードフォワード制御による騒音低減装置では良好な騒音源信号を得ることが難しく、騒音の低減が困難である。
【０００６】
したがって、上記のような騒音を低減するには、騒音検出手段の出力信号が小さくなるように制御信号をフィードバック制御するしかないのであるが、このようなフィードバック制御の場合には、音響特性が変化すると不安定になるという問題がある。
【０００７】
しかも、車両の場合には、窓の開閉状態や車両の走行速度等、車両の運転状態によって騒音自体の特性や車室内での音響特性が特に大きな変化を受けるため、騒音を効果的に低減するのは一層困難である。
【０００８】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、良好な騒音源信号を得ることが困難なロードノイズ等の騒音を、車両の運転状態が変化した場合でも安定して低減できるようにすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１の発明では、車両の運転状態を検出する検出手段を設け、低減音発生手段及び騒音検出手段間の音の伝達特性に関して予め行われた測定結果に基づいてモデル化してなる制御音伝達特性モデルＨと、上記測定結果と上記制御音伝達特性モデルとの差の絶対値に基づいて予め定められたモデル化誤差値Ｗｕと、騒音伝達 特性Ｇと、該騒音伝達特性の低減騒音レベルを示すために予め定められた騒音低減用しきい値ｂと、定数Ｋとが、騒音低減制御を安定させる条件式を満たすように定数Ｋを求めて、該定数Ｋと上記騒音検出手段の出力信号とに基づいて制御信号を設定するようにし、上記モデル化誤差値及び騒音低減用しきい値の少なくとも一方は、上記検出手段により検出される運転状態に対応して予め複数定めておいたものであり、上記制御信号を設定する際に、上記検出手段により検出された運転状態に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するようにすることで、車両の運転状態に起因する騒音伝達特性の変化や制御音伝達特性モデルに対する誤差成分の変化に適正に対応して騒音低減制御の安定化を図りつつ効果的に騒音が低減できるようにした。
【００１０】
具体的には、本発明では、車室内に設置されて該設置位置における騒音源からの騒音を検出する騒音検出手段と、この騒音検出手段の出力信号を受け、上記騒音源及び騒音検出手段間の騒音伝達特性を低下させて乗員に対する騒音を低減するための制御信号を設定する制御手段と、この制御手段からの制御信号を受けて騒音低減音を発生する低減音発生手段とを備えた車両騒音低減装置が前提である。
【００１１】
そして、車両の運転状態を検出する検出手段を備えるようにする。また、上記制御手段は、上記低減音発生手段及び騒音検出手段間の音の伝達特性に関して予め行われた測定結果に基づいてモデル化してなる制御音伝達特性モデルＨと、上記測定結果と上記制御音伝達特性モデルとの差の絶対値に基づいて予め定められたモデル化誤差値Ｗｕと、上記騒音伝達特性Ｇと、該騒音伝達特性の低減騒音レベルを示すために予め定められた騒音低減用しきい値ｂと、定数Ｋとが、下記式（１）を満たすように定数Ｋを求めて、該定数Ｋと上記騒音検出手段の出力信号とに基づいて上記制御信号を設定するように構成されており、上記モデル化誤差値及び騒音低減用しきい値の少なくとも一方は、上記検出手段により検出される運転状態に対応して予め複数定められたものであり、更に上記制御手段は、上記制御信号を設定する際に、上記検出手段により検出された運転状態に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するように構成されているものとする。
【００１２】
【数３】
（式（１）中、Ｗｐ＝１／ｂ、‖Ｑ‖ ∞ は、クローズドループにおける目標値から制御量までの伝達関数Ｑの最大のゲインであってｓｕｐ W ‖Ｑ（ｊｗ）‖により定義されるものであり、‖・‖は行列のノルムを表す。）
【００１３】
請求項２の発明では、上記請求項１の発明において、検出手段は、車両の窓の開閉状態を検出するものとする。また、制御手段は、上記検出手段により検出された窓の開閉状態に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するように構成されているものとする。
【００１４】
請求項３の発明では、上記請求項２の発明において、制御手段は、窓が閉じているときには、２００Ｈｚ及び４００Ｈｚ付近の各周波数帯域の騒音がそれぞれ低減されるように予め定められた騒音低減用しきい値を選択する構成とされているものとする。
【００１５】
請求項４の発明では、上記請求項２又は３の発明において、制御手段は、窓が開いているときと、閉じているときとで、互いに異なるモデル化誤差値を選択するように構成されているものとする。
【００１６】
請求項５の発明では、上記請求項１の発明において、検出手段は、車両の走行速度を検出するものとする。また、制御手段は、上記検出手段により検出された車速に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するように構成されているものとする。
【００１７】
請求項６の発明では、上記請求項５の発明において、制御手段は、低車速のときには低い周波数帯域の騒音が低減されるように予め定められた騒音低減用しきい値を選択する一方、中車速のときには低車速のときよりも高い周波数帯域の騒音が低減されるように予め定められた騒音低減用しきい値を選択する構成とされているものとする。
【００１８】
請求項７の発明では、上記請求項５又は６の発明において、検出手段は、車両の窓の開閉状態と走行速度とをそれぞれ検出するものとする。また、制御手段は、窓が開いているときに、車速に対応するモデル化誤差値を選択するように構成されているものとする。
【００１９】
請求項８の発明では、上記請求項１の発明において、検出手段は、車輪のホイールの材質を検出するものとする。また、制御手段は、上記検出手段により検出されたホイールの材質に対応する騒音低減用しきい値を選択するように構成されているものとする。
【００２０】
請求項９の発明では、上記請求項１の発明において、車輪のホイールの材質についての情報を切り換えて手動入力可能な切換手段を設ける。そして、制御手段は、上記切換手段から入力された情報に対応する騒音低減用しきい値を選択するように構成されているものとする。
【００２１】
請求項１０の発明では、上記請求項１の発明において、車両に搭載された空気調和機の作動状態についての情報を切り換えて手動入力可能な切換手段を設ける。そして、制御手段は、上記切換手段から入力された情報に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するように構成されているものとする。
【００２２】
請求項１１の発明では、上記請求項１の発明において、検出手段は、車両に搭載された空気調和機の作動状態を検出するものとする。また、制御手段は、上記検出手段により検出された空気調和機の作動状態に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するように構成されているものとする。
【００２３】
請求項１２の発明では、上記請求項１の発明において、検出手段は、車両の乗員数や着座位置等、車室内での乗員の着座状態を検出するものとする。また、制御手段は、上記検出手段により検出された乗員の着座状態に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するように構成されているものとする。
【００２４】
請求項１３の発明では、車室内に設置されて該設置位置における騒音源からの騒音を検出する騒音検出手段を設け、上記騒音検出手段の出力信号に基づき、騒音源及び騒音検出手段間の騒音伝達特性を低下させて乗員に対する騒音を低減するための制御信号を設定し、この制御信号を低減音発生手段に出力して騒音低減音を発生させるようにした車両騒音低減装置における上記制御信号の設定方法として、車両の運転状態を検出する検出手段を設け、上記低減音発生手段及び騒音検出手段間の音の伝達特性に関して予め行われた測定結果に基づいてモデル化してなる制御音伝達特性モデルを定め、上記測定結果と上記制御音伝達特性モデルとの差の絶対値に基づいてモデル化誤差値を定め、上記騒音伝達特性の低減騒音レベルを示すための騒音低減用しきい値を定めておき、上記制御音伝達特性モデルＨと上記モデル化誤差値Ｗｕと上記騒音伝達特性Ｇと上記騒音低減用しきい値ｂと定数 Ｋとが、下記式（１）を満たすように定数Ｋを求めて、該定数Ｋと上記騒音検出手段の出力信号とに基づいて上記制御信号を設定するようにし、上記モデル化誤差値及び騒音低減用しきい値の少なくとも一方は、上記検出手段により検出される運転状態に対応して予め複数定めておいたものであり、上記制御信号を設定する際に、上記検出手段により検出された車両の運転状態に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するようにする。
【００２５】
【数４】
（式（１）中、Ｗｐ＝１／ｂ、‖Ｑ‖ ∞ は、クローズドループにおける目標値から制御量までの伝達関数Ｑの最大のゲインであってｓｕｐ W ‖Ｑ（ｊｗ）‖により定義されるものであり、‖・‖は行列のノルムを表す。）
【００２６】
請求項１４の発明では、上記請求項１３の発明において、検出手段は、車両の窓の開閉状態を検出するものであり、上記検出手段により検出された窓の開閉状態に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するようにする。
【００２７】
請求項１５の発明では、上記請求項１３の発明において、検出手段は、車両の走行速度を検出するものであり、上記検出手段により検出された車速に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するようにする。
【００２８】
請求項１６の発明では、上記請求項１５の発明において、低車速のときには低い周波数帯域の騒音が低減されるように予め定められた騒音低減用しきい値を選択する一方、中車速のときには低車速のときよりも高い周波数帯域の騒音が低減されるように予め定められた騒音低減用しきい値を選択する。
【００２９】
請求項１７の発明では、上記請求項１３の発明において、検出手段は、車輪のホイールの材質を検出するものであり、上記検出手段により検出されたホイールの材質に対応する騒音低減用しきい値を選択する。
【００３０】
請求項１８の発明では、上記請求項１３の発明において、検出手段は、車両に搭載された空気調和機の作動状態を検出するものであり、上記検出手段により検出された空気調和機の作動状態に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択する。
【００３１】
【作用】
請求項１又は１３の発明では、車室内において、騒音検出手段により騒音源からの騒音が検出される。そして、上記騒音検出手段の出力信号を受けた制御手段により制御信号が設定され、この制御信号を受けた低減音発生手段により騒音低減音が発生される。この騒音低減音により、上記騒音源及び騒音検出手段間の騒音伝達特性が低下され、このことで、乗員への騒音が低減される。このとき、上記制御手段では、制御音伝達特性モデルＨとモデル化誤差値Ｗｕと騒音伝達特性Ｇと騒音低減用しきい値ｂと定数Ｋとが、式（１）を満たすように定数Ｋが求められ、この定数Ｋと騒音検出手段の出力信号とに基づいて制御信号が設定される。すなわち、上記制御音伝達特性モデルが用いられることにより、騒音検出手段の設置位置における騒音低減音の騒音に対する低減効果が高められる。このとき、上記モデル化誤差値及び騒音低減用しきい値が考慮されることにより、騒音発生手段の出力信号が小さくなるように制御信号をフィードバック制御する際の外乱に対する安定性が確保される。
【００３２】
さらに、上記モデル化誤差値及び騒音低減用しきい値の少なくとも一方は、窓の開閉状態や走行状態等の車両の運転状態を検出する検出手段により検出される該運転状態に対応して予め複数定めておいたものであり、制御手段では、上記検出手段により検出された運転状態に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値が選択される。これにより、車両の運転状態変化に起因して上記騒音伝達特性が変化したり、上記制御音伝達特性モデルに対する誤差成分が変化したときに、騒音低減制御の安定化を図りつつ効果的な騒音低減が行われる。
【００３３】
請求項２又は１４の発明では、上記検出手段により、車両の窓の開閉状態が検出され、窓の開閉状態に対応する騒音伝達特性又は騒音低減用しきい値が選択される。したがって、車両の窓の開閉状態に応じて騒音が効果的に低減される。
【００３４】
請求項３の発明では、上記検出手段により窓が閉状態にあると検出されたときに、２００Ｈｚ及び４００Ｈｚ付近の各周波数帯域の騒音がそれぞれ低減されるように予め定められた騒音低減用しきい値が選択される。つまり、窓が閉じていると車室内が密閉空間となって空洞共鳴現象が生じ、このことで、騒音伝達特性には２００Ｈｚ及び４００Ｈｚ付近の２つの周波数帯域にピークが発生するようになる。したがって、窓が閉じているときに車室内の空洞共鳴により発生する２つのピークが低下され、騒音が効果的に低減される。
【００３５】
請求項４の発明では、窓が開いているときと、閉じているときとで、互いに異なるモデル化誤差値が選択される。これにより、窓が開いていることにより車外騒音の流入量が増大して制御音伝達特性モデルに対する誤差成分が増大したときに、騒音低減制御の安定化が図られる。
【００３６】
請求項５又は１５の発明では、上記検出手段により、車両の走行速度が検出され、検出された車速に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値が選択される。これにより、車両の走行速度に基づいて騒音伝達特性が変化する際に、該騒音伝達特性の変化が補償されて騒音が効果的に低減される。
【００３７】
請求項６又は１６の発明では、上記検出手段により検出された車両の走行速度に対応する騒音低減用しきい値が選択される。つまり、低車速のときには低い周波数帯域の騒音が、また中車速のときには低車速時よりも高い周波数帯域の騒音がそれぞれ低減される。したがって、車両の走行速度に基づいて変化する騒音の周波数特性に対応した騒音低減がなされる。
【００３８】
請求項７の発明では、上記検出手段により、車両の窓の開閉状態と走行速度とがそれぞれ検出される。そして、窓が開いているときに、車速に対応するモデル化誤差値が選択される。これにより、車速に応じて制御音伝達特性モデルに対する誤差成分が増大するときに、騒音低減制御の安定化が図られる。
【００３９】
請求項８又は１７の発明では、上記検出手段により、車輪のホイールの材質が検出される。そして、検出されたホイールの材質に対応する騒音低減用しきい値が選択される。これにより、車両のホイールの材質に起因する騒音伝達特性の変化が補償され、効果的な騒音低減が行われる。
【００４０】
請求項９の発明では、上記ホイールの材質についての情報は、切換手段により手動入力され、この入力情報に対応する騒音低減用しきい値が選択される。よって、ホイールの材質に対応する騒音低減用しきい値の選択が容易に行われるとともに、ホイールの材質に対応する騒音低減用しきい値の選択を乗員により任意に行うことができる。
【００４１】
請求項１０の発明では、上記空気調和機の作動状態が切換手段により手動入力され、この入力情報に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値が選択される。これにより、空気調和器の作動状態に対応する騒音低減用しきい値の選択が容易に行われるとともに、該作動状態に対応する騒音低減用しきい値の選択を乗員により任意に行うことができる。
【００４２】
請求項１１又は１８の発明では、上記検出手段により、車両に搭載された空気調和機の作動状態が検出される。そして、検出された空気調和機の作動状態に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値が選択される。これにより、騒音低減制御に対する空気調和機のファン騒音の影響が補償され、効果的な騒音低減制御が行われる。
【００４３】
請求項１２の発明では、上記検出手段により、車室内での乗員の着座状態が検出される。そして、この検出結果に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値が選択される。よって、例えば乗員数や乗員の着座位置等の乗員の着座状態が変化することにより制御音伝達特性モデルに対する誤差成分が変化したときでも、制御の安定化が図れる。
【００４４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００４５】
（実施例１）
図２及び図３は、本発明の実施例１に係る騒音低減装置の全体構成を概略的に示し、この騒音低減装置は、自動車（車両）における各座席の乗員に対するロードノイズ等、数十〜数百Ｈｚの騒音を騒音源信号（リファレンス信号）を用いずに低減するためのものである。
【００４６】
同各図において、１は自動車の車体、２は車体１の前後中央部に位置する車室、３，４は車室２を開閉する前後のドアであって、上記車室２内には前後に座席５，６が設置され、前部座席５（図２及び図３のそれぞれ左側の座席）は右側の運転席５ａ及び左側の助手席５ｂで、また後部座席６（図２及び図３のそれぞれ右側の座席）は左右２つの後席６ａ，６ａでそれぞれ構成されている。７は、運転席５ａの前方位置に設置されたステアリングホイールである。また、９は、車体の左右両側の前後に配置された車輪のホイールである。
【００４７】
そして、本実施例１では、運転席５ａ，助手席５ｂ及び後席６ａにおける各ヘッドレスト８の左右何れかの側（着座した乗員の左右何れかの耳に近い位置）がそれぞれ騒音低減箇所とされ、これらの箇所にそれぞれ騒音検出手段としてのマイクロフォン１０が１個ずつ合計４個取り付けられ、これらのマイクロフォン１０，１０，…により車室２内の音を乗員の耳近くで検出するようにしている。一方、上記車体１左右の前側ドア３，３の車室２内側面、及び車室２後端のパッケージトレイ１１の左右両側部にはそれぞれ車室２内に騒音低減音を発生させる低減音発生手段としてのスピーカ１２，１２，…が配置され、これら４個のスピーカ１２，１２，…はオーディオシステムと兼用されている。
【００４８】
上記スピーカ１２，１２，…及びマイクロフォン１０，１０，…は、例えば助手席５ｂ側のインストルメントパネル１３内に配置したコントローラ１４に接続されている。尚、図示はしないが、このコントローラ１４による騒音制御システムとオーディオシステムとの作動を切り換えるための操作スイッチが例えば車室２内のルーフ部分に配置されている。そして、上記車室２内での騒音と各スピーカ１２から発せられる騒音低減音との合成音を各マイクロフォン１０で検出し、そのマイクロフォン１０から出力されるマイク信号ｕをコントローラ１４に入力するとともに、各スピーカ１２にマイク信号ｕとは逆位相である制御信号としてのスピーカ信号ｙを出力することにより、各マイクロフォン１０の位置で各スピーカ１２からの騒音低減音を騒音と干渉させて、各マイクロフォン１０により検出される音を低減するようにしている。さらに、上記コントローラ１４には、インストルメントパネル１３の左右中央に配置した切換手段としてのマニュアルスイッチ１５やエンジンルーム内の車速センサ２４等、各種センサ及びスイッチ類が後述する運転状態検出部を介してそれぞれ接続されている。
【００４９】
上記コントローラ１４は、図４に示すように、デジタル信号処理によりマイク信号ｕを小さくするためのスピーカ信号ｙを出力する制御手段としてのＣＰＵ１６（セントラル・プロセシング・ユニット）を有し、該ＣＰＵ１６の入力段には、各マイクロフォン１０からのマイク信号ｕを増幅するマイクアンプ１７と、増幅されたマイク信号ｕの低周波部分（例えば５００〜１０００Ｈｚ以下）を瀘波するローパスフィルタ１８と、瀘波されたアナログのマイク信号ｕをデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部１９とがそれぞれマイクロフォン１０，１０，…の個数と同じ数だけ順に接続されている。一方、ＣＰＵ１６の出力段には、デジタルのスピーカ信号ｙをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部２０と、アナログ信号に変換されたスピーカ信号ｙの低周波部分を瀘波するローパスフィルタ２１と、瀘波されたスピーカ信号ｙを増幅するスピーカアンプ２２とがそれぞれスピーカ１２，１２，…の個数と同じ数だけ順に接続されている。上記ＣＰＵ１６、Ａ／Ｄ変換部１９及びＤ／Ａ変換部２０の各作動は、図外のサンプリングクロック発生部で発生したサンプリング周期信号により互いに同期して行われる。
【００５０】
上記マイク信号ｕは、図５に示すようにｎ個（ここではｎ＝４）のマイク信号ｕ１〜ｕｎからなる列ベクトルであり、これらマイク信号ｕ１〜ｕｎに基づいて、ＣＰＵ１６に設けられた演算ブロック４０の持つ定数Ｋによりｍ個（ここではｍ＝４）のスピーカ信号ｙ１〜ｙｍからなる列ベクトルとしてのスピーカ信号ｙが演算される。上記定数Ｋは、図６に示すように、Ａ〜Ｄの４つのマトリクス成分からなる行列であり、その演算処理は、図７に示すフローチャートのように行われる。すなわち、ステップＳａ１でマイク信号ｕを入力した後、ステップＳａ２では、前回のマイク信号ｘにＣ成分が乗算された値と、今回のマイク信号ｕにＤ成分が乗算された値とを加算して、スピーカ信号ｙを求める。そして、ステップＳａ３で上記スピーカ信号ｙをスピーカ１２に出力し、次いでステップＳａ４に移る。このステップＳａ４では、前回のマイク信号ｘにＡ成分が乗算された値と、今回のマイク信号ｕにＢ成分が乗算された値とを加算して、上記ステップＳａ２で処理する際に前回のマイク信号ｘとなる値を求め、その後、上記ステップＳａ１に戻る。
【００５１】
本発明の特徴として、上記ＣＰＵ１６は、図１（ａ）に示すように、スピーカ１２からマイクロフォン１０に達する騒音低減音の伝達特性をモデル化してなる制御音伝達特性モデルＨについて定められたモデル化誤差値Ｗｕ（Uncertainty Weight）と、図１（ｂ）に示すように、騒音源Ｓから上記マイクロフォン１０に入ってくる騒音伝達特性Ｇの低減すべき騒音レベルを示すために定められた騒音低減用しきい値ｂ（Performance Objective）によりそれぞれ決定される定数Ｋに基づいてスピーカ信号ｙを設定するようになされている（尚、説明の簡単化のためにスピーカ１２，１２，…及びマイクロフォン１０，１０，…はそれぞれ１個としている）。さらに、図４に示すように、上記コントローラ１４は、自動車の運転状態を検出する検出手段としての運転状態検出部２３を備えていて、この検出部２３には上記したように自動車の各種運転状態が入力される一方、該検出部２３の出力が上記ＣＰＵ１６に入力されるようになっている。そして、上記ＣＰＵ１６では、検出部２３により検出された運転状態に基づいて上記モデル化誤差値Ｗｕ及び騒音低減用しきい値ｂの少なくとも一方を変更し、このことで定数Ｋを変更して該変更された定数Ｋに基づきスピーカ信号ｙを設定するようになっている。
【００５２】
具体的には、図８及び図９に示すように、上記制御音伝達特性モデルＨは、ＣＰＵ１６からスピーカ信号ｙを出力した後に該スピーカ信号ｙによりスピーカ１２，１２，…がそれぞれ駆動制御されて車室２内の音に変化があり、この音の変化がマイクロフォン１０により検出されてそのマイク信号ｕがＣＰＵ１６に入力されるまでの音の伝達特性を実際の測定結果Ｈ′に基づいてモデル化したものである。そして、その際のモデル化誤差を考慮して、上記演算ブロック４０の定数Ｋを決定する際に誤差量の絶対値｜Ｈ−Ｈ′｜に対するモデル化誤差値Ｗｕを定めている。一方、上記騒音伝達特性Ｇに対し騒音低減用しきい値ｂを定めておいて、コントローラ１４を含むクローズドループの伝達関数のピークを集中的にラインｂ以下に落とすようになされている。つまり、騒音低減用重みＷｐ（Performance Weight）を、Ｗｐ＝１／ｂとすると、全ての周波数に対して、
【数５】
つまり、
【数６】
の関係式が成り立つようにする。そして、これらモデル化誤差値Ｗｕ及び騒音低減用しきい値ｂを定めることが、上記定数Ｋを決定してスピーカ信号ｙを設定することになる。
【００５３】
このとき、上記モデル化誤差値Ｗｕと騒音低減用しきい値ｂとは互いに独立には決められない。例えば、モデル化誤差値Ｗｕを小さくして騒音低減効果を高めようとすると車室２内の音響特性の変化を受け易くなって騒音低減制御が不安定になることから、モデル化誤差値Ｗｕを大きくすると、今度は、騒音低減用しきい値ｂを下げることができなくなる。そこで、ロバスト制御の１つであるＨ∞制御理論においてフィードバック特性の場合の混合感度問題として知られている次式（１）を満たすようなモデル化誤差値Ｗｕ及び騒音低減用しきい値ｂを選択して定数Ｋを決定していく。
【００５４】
【数７】
（式（１）中、Ｗｐ＝１／ｂ、‖Ｑ‖ ∞ は、クローズドループにおける目標値から制御量までの伝達関数Ｑの最大のゲインであってｓｕｐ W ‖Ｑ（ｊｗ）‖により定義されるものであり、‖・‖は行列のノルムを表す。）
【００５５】
一方、上記検出部２３には、上記車速センサ２４及びマニュアルスイッチ１５の他、例えば各ドア３，４に内蔵されたパワーウィンド装置、自動車に搭載されているエアコン（空気調和機）、パーキングブレーキ装置等からの各信号が入力されている。そして、この検出部２３では、車速センサ２４からの信号により車速が、またパワーウィンド装置からの信号により窓の開閉状態が、またエアコンからの信号により該エアコンの作動状態が、さらにパーキングブレーキからの信号により自動車の駐車状態がそれぞれ検出される。尚、上記マニュアルスイッチ１５は、自動車の運転状態を信号として取り出し難い場合や検出部２３の検出結果を切り換える際に用いられる。そして、上記ＣＰＵ１６には、図５に示すように、各々、自動車の運転状態に応じたモデル化誤差値Ｗｕ及び騒音低減用しきい値ｂからなる定数Ｋ１〜Ｋｌが予め格納されたサブメモリ４１が備えられていて、上記検出部２３の検出結果に基づいて演算ブロック４０の定数Ｋを変更するようになされている。
【００５６】
ここで、上記定数Ｋの具体例について説明する。上記モデル化誤差値Ｗｕは、図１０に示すように、比較的大きな誤差成分の発生し易い制御音伝達特性モデルＨの中間周波数帯域に対応する中央部分が盛り上がり、かつその高周波側が低周波側よりもゲインが若干大きい同じ周波数特性を持つ２つが予め定められている。そして、上記検出部２３の検出結果に基づき、制御音伝達特性モデルＨに対する誤差成分が増大するときには全体にゲインの大きい同図上側のモデル化誤差値Ｗｕに、また誤差成分が減少するときには下側のモデル化誤差値Ｗｕにそれぞれ変更されるような定数Ｋが選択される。一方、上記騒音低減用しきい値ｂは、図１１に示すように、５０〜２００Ｈｚ及び１５０〜４００Ｈｚの２箇所にピークが見られる騒音伝達特性Ｇに対し、略フラットでかつ高周波数の高い側で僅かに小さくなる同じ周波数特性を持つ２つが予め定められている。そして、車室２内の騒音レベルの変化に基づいて変更されるような定数Ｋが選択される。つまり、本実施例１の場合では、モデル化誤差値Ｗｕ及び騒音低減用しきい値ｂがそれぞれ２つずつ定められているので、サブメモリ４１には４種類の定数Ｋが格納されていることになる。
【００５７】
したがって、本実施例１によれば、車室２内の運転席５ａ、助手席５ｂ及び後席６ａにおいて、マイクロフォン１０により騒音源Ｓからの騒音ｄが検出される。そして、マイク信号ｕを受けたＣＰＵ１６によりスピーカ信号ｙが設定され、このスピーカ信号ｙを受けたスピーカ１２により騒音低減音が発生される。そして、この騒音低減音により、上記騒音源Ｓ及びマイクロフォン１０間の騒音伝達特性Ｇが低下され、このことで、乗員への騒音ｄが低減される。このとき、上記ＣＰＵ１６において制御音伝達特性モデルＨが用いられることにより、マイクロフォン１０の設置位置での騒音ｄに対する騒音低減音の低減効果が高められる。さらに、上記制御音伝達特性モデルＨのモデル化誤差値Ｗｕと騒音伝達特性Ｇに対する騒音低減用しきい値ｂとが考慮されていることにより、外乱に対する騒音低減制御の安定性を確保することができる。
【００５８】
また、運転状態検出部２３により自動車の運転状態が検出され、この検出結果に基づいてＣＰＵ１６の定数Ｋが変更され、このことで、モデル化誤差値Ｗｕ及び騒音低減用しきい値ｂの少なくとも一方が変更されるので、自動車の運転状態の変化に起因して上記騒音伝達特性Ｇが変化したり、上記制御音伝達特性モデルＨに対する誤差成分が変化したとき等に、騒音低減制御の安定化を図りつつ効果的に騒音を低減することができる。
【００５９】
（実施例２）
図１２及び図１３は、本発明の実施例２に係る車両騒音低減装置において騒音伝達特性Ｇの変化に対応する騒音低減用しきい値ｂをそれぞれ示し、この車両騒音低減装置では、自動車の窓の開閉状態に基づいて上記騒音低減用しきい値ｂが変更される。尚、本実施例２のその他の構成は上記実施例１と同じであるので、同じ部分には同じ符号を付して示し、その説明は省略する。
【００６０】
すなわち、本発明の特徴として、検出部２３は、自動車の窓の開閉状態を検出するようになされている。また、コントローラ１４のＣＰＵ１６は、上記検出部２３により検出された窓の開閉状態に基づいて騒音低減用しきい値ｂを変更するようになっている。
【００６１】
具体的には、上記騒音低減用しきい値ｂは、窓が開いているときには図１２のものに、また閉じているときには図１３のものにそれぞれ変更される。すなわち、窓が開いているときには、車室２内の騒音レベルが全体に上昇するので騒音低減用しきい値ｂは全体に低くなされる。一方、窓が閉じているときには、騒音レベルが低下するので騒音低減用しきい値ｂは全体に高くなされる。
【００６２】
次に、図１４のフローチャートに基づいて、騒音低減用しきい値ｂの変更処理、つまり定数Ｋの変更処理を説明する。先ず、ステップＳｂ１でパワーウィンド装置から窓の開閉についての信号情報を検出部２３に入力する。そして、ステップＳｂ２で窓が開いていることを判定する。判定がＹＥＳのときにはステップＳｂ３に移る一方、判定がＮＯのときにはステップＳｂ４に移る。上記ステップＳｂ３では、ＣＰＵ１６においてＫ〔窓開〕を選択する。これにより、騒音低減用しきい値ｂが図１２の低いものに変更される。一方、上記ステップＳｂ４ではＫ〔窓閉〕を選択し、このことで、騒音低減用しきい値ｂが図１３の高いものに変更される。
【００６３】
したがって、本実施例２によれば、自動車の窓の開閉状態に応じて騒音低減用しきい値ｂが変更されるので、騒音を効果的に低減することができる。
【００６４】
（実施例３）
図１５及び図１６は、実施例３の車両騒音低減装置において騒音伝達特性Ｇの変化に対応する騒音低減用しきい値ｂをそれぞれ示し、この車両騒音低減装置では、窓が閉じられるのに応じて上記騒音低減用しきい値ｂを変更する際に、騒音伝達特性Ｇの特徴的なピークを効果的に低減するようになっている。
【００６５】
すなわち、本発明の特徴として、コントローラ１４のＣＰＵ１６は、窓が閉じているときに２００Ｈｚ及び４００Ｈｚ付近の各周波数帯域の騒音がそれぞれ低減されるように騒音低減用しきい値ｂを変更する構成とされている。これは、窓が閉じていると車室２内が密閉空間となって空洞共鳴現象が生じ、このことで、図１５に示すように、騒音伝達特性Ｇに２００Ｈｚ及び４００Ｈｚ付近の２つの周波数帯域にピークが発生することに対応するものである。尚、本実施例３のその他の構成は上記実施例１及び実施例２と同じである。
【００６６】
したがって、本実施例３によれば、窓が閉じているときに車室２内の空洞共鳴により生じる騒音のピークを効果的に低減することができる。
【００６７】
尚、上記実施例３では、２００Ｈｚ及び４００Ｈｚ付近の２つのピークを集中的に低減するようにしているが、車室２内の音響特性等により、その他の周波数帯域についてもそのピークが低減されるように騒音低減用しきい値ｂを変更できるのは勿論である。
【００６８】
（実施例４）
図１７及び図１８は、実施例４に係る車両騒音低減装置において、窓の開閉に応じて変更されるモデル化誤差値Ｗｕをそれぞれ示している。
【００６９】
そして、本発明の特徴として、ＣＰＵ１６は、窓が開いているときにモデル化誤差値Ｗｕを大きくするように構成されている。これは、窓が開いていることにより車外騒音の流入量が増大して制御音伝達特性モデルＨに対する誤差成分が増大することに対応するものである。
【００７０】
したがって、本実施例４によれば、窓が開いて制御音伝達特性モデルＨに対する誤差成分が増大したときに、モデル化誤差値Ｗｕが大きくなされるので、安定した騒音低減制御を行うことができる。
【００７１】
（実施例５）
図１９及び図２０は、本発明の実施例５に係る車両騒音低減装置において騒音伝達特性Ｇの変化に対応する騒音低減用しきい値ｂをそれぞれ示し、この車両騒音低減装置では、自動車の走行速度に基づいて上記騒音低減用しきい値ｂが変更される。
【００７２】
すなわち、本発明の特徴として、検出部２３は、自動車の走行速度を検出するものであり、コントローラ１４のＣＰＵ１６は、上記検出部２３により検出された車速に基づいて騒音低減用しきい値ｂを変更するようになっている。
【００７３】
具体的には、上記騒音低減用しきい値ｂは、車速が低いときには図１９のものに、また車速が高いときには図２０のものにそれぞれ変更される。すなわち、車速が低いときには、騒音伝達特性Ｇの低い周波数帯域の騒音レベルが大きくなるので、該帯域部分が低くなっている騒音低減用しきい値ｂに変更される。一方、車速が高いときには低車速のときよりも高い周波数帯域の騒音レベルが大きくなるので、該帯域部分の低くなっている騒音低減用しきい値ｂに変更される。尚、本実施例５のその他の構成は上記実施例１と同じであるので、同じ部分には同じ符号を付して示し、その説明は省略する。
【００７４】
次に、図２１のフローチャートに基づいて、騒音低減用しきい値ｂを変更するための定数Ｋの変更処理を説明する。先ず、ステップＳｃ１で車速センサ２４からの車速信号を検出部２３に入力する。そして、ステップＳｃ２では、車速が低いことを判定する。判定がＹＥＳのときにはステップＳｃ３に移る。一方、判定がＮＯのときにはステップＳｃ４に移る。上記ステップＳｃ３では、ＣＰＵ１６においてＫ〔車速低〕を選択する。これにより、騒音低減用しきい値ｂが図１９のものに変更される。一方、上記ステップＳｃ４ではＫ〔車速高〕を選択して、図２０の騒音低減用しきい値ｂに変更される。
【００７５】
したがって、本実施例５によれば、自動車の走行速度に基づいて騒音伝達特性Ｇが変化する際に、該騒音伝達特性Ｇの変化を補償して騒音ｄを効果的に低減することができる。
【００７６】
（実施例６）
図２２及び図２３は、実施例６の車両騒音低減装置において騒音伝達特性Ｇの変化に対応する騒音低減用しきい値ｂをそれぞれ示し、この車両騒音低減装置では、自動車の走行速度に基づいて上記騒音低減用しきい値ｂを変更する際に、騒音伝達特性Ｇの特徴的なピークを効果的に低減するようになっている。
【００７７】
すなわち、本発明の特徴として、ＣＰＵ１６は、車速が３０ｋｍ／ｈ程度の低車速のときには低い周波数帯域（例えば５０Ｈｚ付近の帯域）の騒音ｄを、また車速が５０ｋｍ／ｈ程度の中車速のときには低車速のときよりも高い周波数帯域（例えば１５０Ｈｚ付近の帯域）の騒音ｄをそれぞれ低減するようにそれぞれ騒音低減用しきい値ｂを変更するようになっている。これは、車速が３０ｋｍ／ｈ程度の低車速のときには、図２２に示すように５０Ｈｚ付近の周波数帯域の騒音レベルが高くなる一方、車速が５０ｋｍ／ｈ程度の中車速のときには、図２３に示すように１５０Ｈｚ付近の周波数帯域の騒音レベルが高くなるのに対応するものである。尚、本実施例６のその他の構成は上記実施例１及び実施例５と同じであるので、説明は省略する。
【００７８】
したがって、本実施例６によれば、車速に応じて変化する騒音ｄの周波数変化に対応した効果的な騒音低減を行うことができる。
【００７９】
尚、上記実施例６では、３０ｋｍ／ｈ程度の低車速時に５０Ｈｚ付近の帯域を、また５０ｋｍ／ｈ程度の中車速時に１５０Ｈｚ付近の帯域をそれぞれ集中的に低減するようにしているが、具体的な数値が車両により異なる場合があるのは勿論である。
【００８０】
（実施例７）
図２４及び図２５は、本発明の実施例７に係る車両騒音低減装置において伝達特性モデルＨに対する誤差成分の変化に対応するモデル化誤差値Ｗｕをそれぞれ示し、この車両騒音低減装置では、窓の開閉状態及び車速に基づいて上記モデル化誤差値ｂが変更される。
【００８１】
そして、本発明の特徴として、検出部２３は、自動車の窓の開閉状態と走行速度とをそれぞれ検出するものである。また、コントローラ１４は、窓が開いているときには車速が高いほどモデル化誤差値Ｗｕを大きくするようになされている。これは、窓が開いているときには、車速が高いほど車外騒音の流入量が増大して制御音伝達特性モデルＨに対する誤差成分が増大することに対応するものである。
【００８２】
具体的には、上記モデル化誤差値Ｗｕは、周波数の高い帯域の側が低い帯域の側よりも若干許容誤差量が多くかつ中間の帯域にピークを持つ同じ周波数特性の２つが予め定められている。そして、窓が開いている状態において、車速が低いときには図２４のモデル化誤差値Ｗｕに、また車速が高いときには図２５のモデル化誤差値Ｗｕにそれぞれ変更されるように演算ブロック４０の定数Ｋが選択される。
【００８３】
したがって、本実施例７によれば、窓が開いている状態で車速に応じて制御音伝達特性モデルＨに対する誤差成分が増大したときに、モデル化誤差値Ｗｕが大きくなされるので、安定した騒音低減制御を行うことができる。
【００８４】
（実施例８）
図２６及び図２７は、本発明の実施例８に係る車両騒音低減装置の騒音伝達特性Ｇの変化に対応する騒音低減用しきい値ｂをそれぞれ示し、この車両騒音低減装置では、自動車のホイール９の材質に応じて上記騒音低減用しきい値ｂを変更するようになっている。
【００８５】
すなわち、本発明の特徴として、車輪のホイール９の材質についての情報を切り換えて手動入力可能な切換手段としてのマニュアルスイッチ１５を設ける一方、コントローラ１４のＣＰＵ１６は、上記マニュアルスイッチ１５から入力された情報に基づいて騒音低減用しきい値ｂを変更するように構成されている。そして、材質がアルミニウムのときには図２６に示す騒音低減用しきい値ｂに変更される一方、材質がスチールのときには図２７に示す騒音低減用しきい値ｂに変更される。つまり、スチール製のホイール９の場合には、２５０Ｈｚ付近の周波数帯域で顕著なピークがあるので、この帯域の騒音レベルを集中的に低下させるようになっている。
【００８６】
したがって、本実施例８によれば、自動車のホイール９の材質の違いに起因する騒音伝達特性Ｇの変化を補償することができ、効果的な騒音低減を行うことができる。しかも、上記材質についての情報がマニュアルスイッチ１５により手動入力され、この情報に基づいてＣＰＵ１６が騒音低減用しきい値ｂを変更するので、ホイール９の材質に基づく騒音低減用しきい値ｂの変更を容易に行うことができるとともに、ホイール９の材質に関する騒音低減用しきい値ｂの変更を乗員により任意に行うことができる。
【００８７】
（実施例９）
図２８及び図２９は、本発明の実施例９に係る車両騒音低減装置における騒音低減用しきい値ｂを示し、この騒音低減装置では、エアコンのファン騒音の有無に基づいて上記騒音低減用しきい値ｂが変更される。
【００８８】
本発明の特徴として、検出部２３は、自動車に搭載されているエアコンの作動状態を検出するものであり、コントローラ１４のＣＰＵ１６は、上記検出部２３により検出されたエアコンの作動状態に基づいて騒音低減用しきい値ｂを変更するようになされている。
【００８９】
具体的には、エアコンの作動がオフで該エアコンのファン騒音がないときには、図２８に示すように、低減騒音レベルの低い騒音低減用しきい値ｂに変更される。一方、エアコンの作動がオンでファン騒音があるときには、図２９に示すように、低減騒音レベルの高い騒音低減用しきい値ｂに変更される。これは、上記ファン騒音はロードノイズ等の騒音ｄよりもかなり大きいものであり、このことで、低減制御すべきロードノイズ等の騒音ｄが打ち消されてしまう一方、ファン騒音自体を騒音低減装置で低減することは実際には困難であることによる。
【００９０】
したがって、本実施例９によれば、エアコンのファン騒音の影響を補償して効果的に騒音ｄを低減することができる。
【００９１】
尚、上記実施例９では、検出部２３の検出結果に基づいて騒音低減用しきい値ｂを変更するようにしているが、上記実施例８の場合と同じように、マニュアルスイッチでエアコンの作動状態についての情報を切り換えて手動入力し、この入力情報に基づいてＣＰＵが騒音低減用しきい値を変更するようにしてもよい。
【００９２】
（実施例１０）
図３０及び図３１は、本発明の実施例１０に係る車両騒音低減装置におけるモデル化誤差値Ｗｕを示し、この騒音低減装置では、乗員の着座状態に基づいて上記モデル化誤差値Ｗｕが変更される。
【００９３】
すなわち、本発明の特徴として、検出部２３は、車室２内における乗員の着座状態を検出するものであり、コントローラ１４のＣＰＵ１６は、上記検出部２３により検出された乗員の状態に基づいてモデル化誤差値Ｗｕを変更するようになされている。具体的には、上記乗員の着座状態とは、ここでは乗員数の多少であり、乗員が少ないときには、図３０に示すように小さなモデル化誤差値Ｗｕに変更される一方、乗員が多いときには、図３１に示すように大きなモデル化誤差値Ｗｕに変更される。また、上記検出部２３への乗員数の入力は、マニュアルスイッチ１５により手動で行われる。尚、本実施例１０のその他の構成は上記実施例１と同じであるので、その説明は省略する。
【００９４】
したがって、本実施例１０によれば、乗員数が増加して制御音伝達特性モデルＨに対する誤差成分が増大したときに、騒音低減制御の安定化を図ることができる。
【００９５】
尚、上記実施例１０では、乗員数をマニュアルスイッチ１５により検出部２３に入力するようにしているが、各座席に着座センサをそれぞれ設け、これら着座センサからの信号を検出部に入力するようにしてもよい。また、サスペンションの縮み量が計れる車高センサを備えた車両では、該縮み量を標準値と皮革することで乗員数を検出するようにしてもよい。
【００９６】
また、上記実施例１０では、乗員数を乗員の着座状態としているが、乗員の着座位置を乗員の着座状態としてもよいし、乗員数及び着座位置の両方でもって乗員の着座状態としてもよい。
【００９７】
尚、上記各実施例では、１ないし２つの運転状態要因に基づいて騒音低減用しきい値ｂやモデル化誤差値Ｗｕを変更するようにしているが、３つ以上の運転状態要因に基づいて変更するようにしてもよい。
【００９８】
また、上記各実施例では、運転状態として、窓の開閉状態、走行速度、ホイールの材質、エアコンの作動状態及び乗員の着座状態をそれぞれ例示したが、騒音伝達特性Ｇや制御音伝達特性モデルＨに対する誤差成分が変化するようにその他の運転状態に基づいて騒音低減用しきい値ｂやモデル化誤差値Ｗｕを変更するようにしてもよい。
【００９９】
さらに、上記実施例２〜１０では、騒音低減用しきい値ｂ及びモデル化誤差値Ｗｕの一方のみを変更するようにしているが、両方を変更するようにしてもよい。
【０１００】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１又は１３の発明によれば、車室内に設置されて該設置位置における騒音源からの騒音を検出する騒音検出手段の出力信号に基づき、騒音源及び騒音検出手段間の騒音伝達特性を低下させて乗員に対する騒音を低減するための制御信号を設定し、この制御信号を低減音発生手段に出力して騒音低減音を発生させるようにした車両騒音低減装置において、車両の運転状態を検出する検出手段を設け、低減音発生手段及び騒音検出手段間の音の伝達特性に関して予め行われた測定結果に基づいてモデル化してなる制御音伝達特性モデルＨと、上記測定結果と上記制御音伝達特性モデルとの差の絶対値に基づいて予め定められたモデル化誤差値Ｗｕと、騒音伝達特性Ｇと、該騒音伝達特性の低減騒音レベルを示すために予め定められた騒音低減用しきい値ｂと、定数Ｋとが、騒音低減制御を安定させる条件式を満たすように定数Ｋを求めて、該定数Ｋと上記騒音検出手段の出力信号とに基づいて制御信号を設定するようにし、上記モデル化誤差値及び騒音低減用しきい値の少なくとも一方は、上記検出手段により検出される運転状態に対応して予め複数定めておいたものであり、上記制御信号を設定する際に、上記検出手段により検出された運転状態に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するようにしたので、良好な騒音源信号を得ることが困難なロードノイズ等の騒音を、車両の運転状態が変化した場合でも効果的に低減することができる。
【０１０１】
請求項２又は１４の発明によれば、上記車両の窓の開閉状態に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するようにしたので、車両の窓の開閉状態に応じて騒音を効果的に低減することができる。
【０１０２】
請求項３の発明によれば、上記窓が閉じているときには、２００Ｈｚ及び４００Ｈｚ付近の各周波数帯域の騒音がそれぞれ低減されるように予め定められた騒音低減用しきい値を選択する構成としたので、窓が閉じているときに車室内の空洞共鳴により騒音伝達特性に発生する２つのピークを低下させて騒音を効果的に低減することができる。
【０１０３】
請求項４の発明によれば、窓が開いているときと、閉じているときとで、互いに異なるモデル化誤差値が選択されるように構成したので、窓が開いていることにより車外騒音の流入量が増大して制御音伝達特性モデルに対する誤差成分が増大するときに、騒音低減制御の安定化を図ることができる。
【０１０４】
請求項５又は１５の発明によれば、上記車両の走行速度に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するようにしたので、車両の走行速度に起因して騒音伝達特性が変化する際に、該騒音伝達特性の変化を補償して騒音を効果的に低減することができる。
【０１０５】
請求項６又は１６の発明によれば、上記走行速度が低車速のときには低い周波数帯域の騒音が低減されるように予め定められた騒音低減用しきい値を選択する一方、中車速のときには低車速のときよりも高い周波数帯域の騒音が低減されるように予め定められた騒音低減用しきい値を選択するようにしたので、車両の走行速度に基づいて変化する騒音の周波数特性に対応して騒音を低減することができる。
【０１０６】
請求項７の発明によれば、上記窓が開いているときに、車速に対応するモデル化誤差値を選択するようにしたので、車速に応じて制御音伝達特性モデルに対する誤差成分が増大するときに、騒音低減制御の安定化を図ることができる。
【０１０７】
請求項８又は１７の発明によれば、上記車両の車輪におけるホイールの材質に対応する騒音低減用しきい値を選択するようにしたので、上記ホイールの材質に起因する騒音伝達特性の変化を補償でき、効果的な騒音低減を行うことができる。
【０１０８】
請求項９の発明によれば、上記車輪のホイールの材質についての情報を切り換えて手動入力可能な切換手段を設け、この切換手段から入力された情報に対応する騒音低減用しきい値を選択するようにしたので、ホイールの材質に対応する騒音低減用しきい値の選択を容易に行うことができるとともに、ホイールの材質に対応する騒音低減用しきい値の選択を乗員により任意に行うことができる。
【０１０９】
請求項１０の発明によれば、上記空気調和機の作動状態を手動入力可能な切換手段を設け、この切換手段から入力された情報に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するように構成したので、空気調和機の作動状態に対応する騒音低減用しきい値の選択を容易に行うことができるとともに、空気調和機の作動状態に対応する騒音低減用しきい値の選択を乗員により任意に行うことができる。
【０１１０】
請求項１１又は１８の発明によれば、上記車両に搭載された空気調和機の作動状態に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するようにしたので、空気調和機のファン騒音の影響を補償して効果的な騒音低減制御を行うことができる。
【０１１１】
請求項１２の発明によれば、上記車両の乗員の着座状態に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するようにしたので、例えば乗員数や乗員の着座位置が変化する等、乗員の状態変化に伴って制御音伝達特性モデルに対する誤差成分が変化したときでも、制御の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係る車両騒音低減装置においてスピーカ信号を設定するために定められるモデル化誤差値及び騒音低減用しきい値をそれぞれ示す特性図である。
【図２】車両騒音低減装置の各機器の配置構成を概略的に示す平面図である。
【図３】マイクロフォン及びスピーカの設置位置を示す側面図である。
【図４】コントローラの構成を示すブロック図である。
【図５】コントローラにおけるＣＰＵの構成を示すブロック図である。
【図６】ＣＰＵにおける演算ブロックの構成を示す行列式の図である。
【図７】ＣＰＵにおけるスピーカ信号の設定処理動作を示すフローチャート図である。
【図８】車両騒音低減装置の基本構成を示す概略図である。
【図９】車両騒音低減装置の基本構成を示すブロック図である。
【図１０】騒音低減用しきい値の変更状態を示す特性図である。
【図１１】モデル化誤差値の変更状態を示す特性図である。
【図１２】本発明の実施例２に係る車両騒音低減装置における閉窓状態時の騒音低減用しきい値を示す特性図である。
【図１３】開窓状態時の騒音低減用しきい値を示す特性図である。
【図１４】ＣＰＵにおける窓の開閉状態に基づく騒音低減用しきい値の変更処理を示すフローチャート図である。
【図１５】本発明の実施例３に係る車両騒音低減装置における開窓状態での騒音低減用しきい値を示す特性図である。
【図１６】閉窓状態での騒音低減用しきい値を示す特性図である。
【図１７】開窓状態でのモデル化誤差値を示す特性図である。
【図１８】閉窓状態でのモデル化誤差値を示す特性図である。
【図１９】本発明の実施例４に係る車両騒音低減装置において車速が低いときの騒音低減用しきい値を示す特性図である。
【図２０】車速が高いときの騒音低減用しきい値を示す特性図である。
【図２１】ＣＰＵにおける車速に基づく騒音低減用しきい値の変更処理を示すフローチャート図である。
【図２２】本発明の実施例５に係る車両騒音低減装置における低車速時の騒音低減用しきい値を示す特性図である。
【図２３】中車速時の騒音低減用しきい値を示す特性図である。
【図２４】本発明の実施例６に係る車両騒音低減装置において開窓状態でかつ車速が低いときのモデル化誤差値を示す特性図である。
【図２５】開窓状態でかつ車速が高いときのモデル化誤差値を示す特性図である。
【図２６】本発明の実施例７に係る車両騒音低減装置においてホイールの材質がアルミニウムであるときの騒音低減用しきい値を示す特性図である。
【図２７】ホイールの材質がスチールであるときの騒音低減用しきい値を示す特性図である。
【図２８】本発明の実施例８に係る車両騒音低減装置におけるエアコンオフ時の騒音低減用しきい値を示す特性図である。
【図２９】エアコンオン時の騒音低減用しきい値を示す特性図である。
【図３０】本発明の実施例９に係る車両騒音低減装置において乗員が少ないときのモデル化誤差値を示す特性図である。
【図３１】乗員が多いときのモデル化誤差値を示す特性図である。
【符号の説明】
２ 車室
９ ホイール
１０ マイクロフォン（騒音検出手段）
１２ スピーカ（低減音発生手段）
１５ マニュアルスイッチ（切換手段）
１６ ＣＰＵ（制御手段）
２３ 車両状態検出部（検出手段）
ｕ マイク信号（出力信号）
ｙ スピーカ信号（制御信号）
Ｓ 騒音源
ｄ 騒音
Ｈ 制御音伝達特性モデル
Ｗｕ モデル化誤差値
Ｇ 騒音伝達特性
ｂ 騒音低減用しきい値
Ｋ 定数
【産業上の利用分野】
本発明は、車両の走行に伴って発生するロードノイズ等の騒音を騒音低減音により低減する装置及び該騒音低減音を発生させるための制御信号を設定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の騒音低減装置では、例えば実開昭６１−１７３９号公報で知られているように、騒音としてのエンジン騒音を低減する場合に、制御手段によりエンジン騒音に関する騒音源信号（リファレンス信号）に基づいて制御信号を生成し、この制御信号を加振機に入力して該加振機によりエンジン騒音とは逆位相でかつ同振幅の反転音を発生させる一方、上記エンジン騒音を低減すべき箇所にエンジン騒音と加振機からの反転音との合成音を検出する加速度センサを設置し、この加速度センサの出力信号が小さくなるように上記制御手段において制御信号のゲイン調整及び位相調整を行うようにしたものがある。このものでは、上記加速度センサの出力信号が外乱に起因してゲインや位相が収束しなくなった場合に加振機に過大な加振力が生じて安全性が損なわれることを回避するために、上記出力信号の値が所定値以上になったときに制御信号のゲイン調整及び位相調整をやり直すようになされている。
【０００３】
一方、本出願人が先に出願したもの（特開平５−２３２９６９号公報）では、例えばエンジン騒音を所定箇所において低減するために、該所定箇所でのエンジン騒音を低減させるアンチ騒音を発生するためのスピーカと、上記所定箇所での合成音を検出するマイクロフォンと、このマイクの出力信号をエンジン騒音の周期及びマイク／スピーカ間の音の伝達特性に基づいて補正する制御手段とを備え、この制御手段の制御信号によりスピーカでアンチ騒音を発生させるようにしている。このものでは、マイクの出力信号を利用することでエンジン騒音とのコヒーレンスが良好な制御信号を容易に得られることから、上記制御手段での演算量を従来のＬＭＳ（Least Mean Square Method〔＝最小二乗法〕）アルゴリズムの数分の１以下に削減して演算時間の大幅な短縮化が図れるという利点がある。
【０００４】
これらのものは、何れも騒音とのコヒーレンスが良好な騒音源信号を利用して騒音を低減する、いわゆるフィードフォワード制御による騒音低減装置であり、騒音検出手段の出力信号を効果的に小さくできるものとされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両の走行に伴うロードノイズ等のように騒音源が特定できず、かつその騒音が不規則に変化するものである場合には、上記フィードフォワード制御による騒音低減装置では良好な騒音源信号を得ることが難しく、騒音の低減が困難である。
【０００６】
したがって、上記のような騒音を低減するには、騒音検出手段の出力信号が小さくなるように制御信号をフィードバック制御するしかないのであるが、このようなフィードバック制御の場合には、音響特性が変化すると不安定になるという問題がある。
【０００７】
しかも、車両の場合には、窓の開閉状態や車両の走行速度等、車両の運転状態によって騒音自体の特性や車室内での音響特性が特に大きな変化を受けるため、騒音を効果的に低減するのは一層困難である。
【０００８】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、良好な騒音源信号を得ることが困難なロードノイズ等の騒音を、車両の運転状態が変化した場合でも安定して低減できるようにすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１の発明では、車両の運転状態を検出する検出手段を設け、低減音発生手段及び騒音検出手段間の音の伝達特性に関して予め行われた測定結果に基づいてモデル化してなる制御音伝達特性モデルＨと、上記測定結果と上記制御音伝達特性モデルとの差の絶対値に基づいて予め定められたモデル化誤差値Ｗｕと、騒音伝達 特性Ｇと、該騒音伝達特性の低減騒音レベルを示すために予め定められた騒音低減用しきい値ｂと、定数Ｋとが、騒音低減制御を安定させる条件式を満たすように定数Ｋを求めて、該定数Ｋと上記騒音検出手段の出力信号とに基づいて制御信号を設定するようにし、上記モデル化誤差値及び騒音低減用しきい値の少なくとも一方は、上記検出手段により検出される運転状態に対応して予め複数定めておいたものであり、上記制御信号を設定する際に、上記検出手段により検出された運転状態に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するようにすることで、車両の運転状態に起因する騒音伝達特性の変化や制御音伝達特性モデルに対する誤差成分の変化に適正に対応して騒音低減制御の安定化を図りつつ効果的に騒音が低減できるようにした。
【００１０】
具体的には、本発明では、車室内に設置されて該設置位置における騒音源からの騒音を検出する騒音検出手段と、この騒音検出手段の出力信号を受け、上記騒音源及び騒音検出手段間の騒音伝達特性を低下させて乗員に対する騒音を低減するための制御信号を設定する制御手段と、この制御手段からの制御信号を受けて騒音低減音を発生する低減音発生手段とを備えた車両騒音低減装置が前提である。
【００１１】
そして、車両の運転状態を検出する検出手段を備えるようにする。また、上記制御手段は、上記低減音発生手段及び騒音検出手段間の音の伝達特性に関して予め行われた測定結果に基づいてモデル化してなる制御音伝達特性モデルＨと、上記測定結果と上記制御音伝達特性モデルとの差の絶対値に基づいて予め定められたモデル化誤差値Ｗｕと、上記騒音伝達特性Ｇと、該騒音伝達特性の低減騒音レベルを示すために予め定められた騒音低減用しきい値ｂと、定数Ｋとが、下記式（１）を満たすように定数Ｋを求めて、該定数Ｋと上記騒音検出手段の出力信号とに基づいて上記制御信号を設定するように構成されており、上記モデル化誤差値及び騒音低減用しきい値の少なくとも一方は、上記検出手段により検出される運転状態に対応して予め複数定められたものであり、更に上記制御手段は、上記制御信号を設定する際に、上記検出手段により検出された運転状態に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するように構成されているものとする。
【００１２】
【数３】
【００１３】
請求項２の発明では、上記請求項１の発明において、検出手段は、車両の窓の開閉状態を検出するものとする。また、制御手段は、上記検出手段により検出された窓の開閉状態に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するように構成されているものとする。
【００１４】
請求項３の発明では、上記請求項２の発明において、制御手段は、窓が閉じているときには、２００Ｈｚ及び４００Ｈｚ付近の各周波数帯域の騒音がそれぞれ低減されるように予め定められた騒音低減用しきい値を選択する構成とされているものとする。
【００１５】
請求項４の発明では、上記請求項２又は３の発明において、制御手段は、窓が開いているときと、閉じているときとで、互いに異なるモデル化誤差値を選択するように構成されているものとする。
【００１６】
請求項５の発明では、上記請求項１の発明において、検出手段は、車両の走行速度を検出するものとする。また、制御手段は、上記検出手段により検出された車速に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するように構成されているものとする。
【００１７】
請求項６の発明では、上記請求項５の発明において、制御手段は、低車速のときには低い周波数帯域の騒音が低減されるように予め定められた騒音低減用しきい値を選択する一方、中車速のときには低車速のときよりも高い周波数帯域の騒音が低減されるように予め定められた騒音低減用しきい値を選択する構成とされているものとする。
【００１８】
請求項７の発明では、上記請求項５又は６の発明において、検出手段は、車両の窓の開閉状態と走行速度とをそれぞれ検出するものとする。また、制御手段は、窓が開いているときに、車速に対応するモデル化誤差値を選択するように構成されているものとする。
【００１９】
請求項８の発明では、上記請求項１の発明において、検出手段は、車輪のホイールの材質を検出するものとする。また、制御手段は、上記検出手段により検出されたホイールの材質に対応する騒音低減用しきい値を選択するように構成されているものとする。
【００２０】
請求項９の発明では、上記請求項１の発明において、車輪のホイールの材質についての情報を切り換えて手動入力可能な切換手段を設ける。そして、制御手段は、上記切換手段から入力された情報に対応する騒音低減用しきい値を選択するように構成されているものとする。
【００２１】
請求項１０の発明では、上記請求項１の発明において、車両に搭載された空気調和機の作動状態についての情報を切り換えて手動入力可能な切換手段を設ける。そして、制御手段は、上記切換手段から入力された情報に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するように構成されているものとする。
【００２２】
請求項１１の発明では、上記請求項１の発明において、検出手段は、車両に搭載された空気調和機の作動状態を検出するものとする。また、制御手段は、上記検出手段により検出された空気調和機の作動状態に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するように構成されているものとする。
【００２３】
請求項１２の発明では、上記請求項１の発明において、検出手段は、車両の乗員数や着座位置等、車室内での乗員の着座状態を検出するものとする。また、制御手段は、上記検出手段により検出された乗員の着座状態に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するように構成されているものとする。
【００２４】
請求項１３の発明では、車室内に設置されて該設置位置における騒音源からの騒音を検出する騒音検出手段を設け、上記騒音検出手段の出力信号に基づき、騒音源及び騒音検出手段間の騒音伝達特性を低下させて乗員に対する騒音を低減するための制御信号を設定し、この制御信号を低減音発生手段に出力して騒音低減音を発生させるようにした車両騒音低減装置における上記制御信号の設定方法として、車両の運転状態を検出する検出手段を設け、上記低減音発生手段及び騒音検出手段間の音の伝達特性に関して予め行われた測定結果に基づいてモデル化してなる制御音伝達特性モデルを定め、上記測定結果と上記制御音伝達特性モデルとの差の絶対値に基づいてモデル化誤差値を定め、上記騒音伝達特性の低減騒音レベルを示すための騒音低減用しきい値を定めておき、上記制御音伝達特性モデルＨと上記モデル化誤差値Ｗｕと上記騒音伝達特性Ｇと上記騒音低減用しきい値ｂと定数 Ｋとが、下記式（１）を満たすように定数Ｋを求めて、該定数Ｋと上記騒音検出手段の出力信号とに基づいて上記制御信号を設定するようにし、上記モデル化誤差値及び騒音低減用しきい値の少なくとも一方は、上記検出手段により検出される運転状態に対応して予め複数定めておいたものであり、上記制御信号を設定する際に、上記検出手段により検出された車両の運転状態に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するようにする。
【００２５】
【数４】
【００２６】
請求項１４の発明では、上記請求項１３の発明において、検出手段は、車両の窓の開閉状態を検出するものであり、上記検出手段により検出された窓の開閉状態に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するようにする。
【００２７】
請求項１５の発明では、上記請求項１３の発明において、検出手段は、車両の走行速度を検出するものであり、上記検出手段により検出された車速に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するようにする。
【００２８】
請求項１６の発明では、上記請求項１５の発明において、低車速のときには低い周波数帯域の騒音が低減されるように予め定められた騒音低減用しきい値を選択する一方、中車速のときには低車速のときよりも高い周波数帯域の騒音が低減されるように予め定められた騒音低減用しきい値を選択する。
【００２９】
請求項１７の発明では、上記請求項１３の発明において、検出手段は、車輪のホイールの材質を検出するものであり、上記検出手段により検出されたホイールの材質に対応する騒音低減用しきい値を選択する。
【００３０】
請求項１８の発明では、上記請求項１３の発明において、検出手段は、車両に搭載された空気調和機の作動状態を検出するものであり、上記検出手段により検出された空気調和機の作動状態に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択する。
【００３１】
【作用】
請求項１又は１３の発明では、車室内において、騒音検出手段により騒音源からの騒音が検出される。そして、上記騒音検出手段の出力信号を受けた制御手段により制御信号が設定され、この制御信号を受けた低減音発生手段により騒音低減音が発生される。この騒音低減音により、上記騒音源及び騒音検出手段間の騒音伝達特性が低下され、このことで、乗員への騒音が低減される。このとき、上記制御手段では、制御音伝達特性モデルＨとモデル化誤差値Ｗｕと騒音伝達特性Ｇと騒音低減用しきい値ｂと定数Ｋとが、式（１）を満たすように定数Ｋが求められ、この定数Ｋと騒音検出手段の出力信号とに基づいて制御信号が設定される。すなわち、上記制御音伝達特性モデルが用いられることにより、騒音検出手段の設置位置における騒音低減音の騒音に対する低減効果が高められる。このとき、上記モデル化誤差値及び騒音低減用しきい値が考慮されることにより、騒音発生手段の出力信号が小さくなるように制御信号をフィードバック制御する際の外乱に対する安定性が確保される。
【００３２】
さらに、上記モデル化誤差値及び騒音低減用しきい値の少なくとも一方は、窓の開閉状態や走行状態等の車両の運転状態を検出する検出手段により検出される該運転状態に対応して予め複数定めておいたものであり、制御手段では、上記検出手段により検出された運転状態に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値が選択される。これにより、車両の運転状態変化に起因して上記騒音伝達特性が変化したり、上記制御音伝達特性モデルに対する誤差成分が変化したときに、騒音低減制御の安定化を図りつつ効果的な騒音低減が行われる。
【００３３】
請求項２又は１４の発明では、上記検出手段により、車両の窓の開閉状態が検出され、窓の開閉状態に対応する騒音伝達特性又は騒音低減用しきい値が選択される。したがって、車両の窓の開閉状態に応じて騒音が効果的に低減される。
【００３４】
請求項３の発明では、上記検出手段により窓が閉状態にあると検出されたときに、２００Ｈｚ及び４００Ｈｚ付近の各周波数帯域の騒音がそれぞれ低減されるように予め定められた騒音低減用しきい値が選択される。つまり、窓が閉じていると車室内が密閉空間となって空洞共鳴現象が生じ、このことで、騒音伝達特性には２００Ｈｚ及び４００Ｈｚ付近の２つの周波数帯域にピークが発生するようになる。したがって、窓が閉じているときに車室内の空洞共鳴により発生する２つのピークが低下され、騒音が効果的に低減される。
【００３５】
請求項４の発明では、窓が開いているときと、閉じているときとで、互いに異なるモデル化誤差値が選択される。これにより、窓が開いていることにより車外騒音の流入量が増大して制御音伝達特性モデルに対する誤差成分が増大したときに、騒音低減制御の安定化が図られる。
【００３６】
請求項５又は１５の発明では、上記検出手段により、車両の走行速度が検出され、検出された車速に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値が選択される。これにより、車両の走行速度に基づいて騒音伝達特性が変化する際に、該騒音伝達特性の変化が補償されて騒音が効果的に低減される。
【００３７】
請求項６又は１６の発明では、上記検出手段により検出された車両の走行速度に対応する騒音低減用しきい値が選択される。つまり、低車速のときには低い周波数帯域の騒音が、また中車速のときには低車速時よりも高い周波数帯域の騒音がそれぞれ低減される。したがって、車両の走行速度に基づいて変化する騒音の周波数特性に対応した騒音低減がなされる。
【００３８】
請求項７の発明では、上記検出手段により、車両の窓の開閉状態と走行速度とがそれぞれ検出される。そして、窓が開いているときに、車速に対応するモデル化誤差値が選択される。これにより、車速に応じて制御音伝達特性モデルに対する誤差成分が増大するときに、騒音低減制御の安定化が図られる。
【００３９】
請求項８又は１７の発明では、上記検出手段により、車輪のホイールの材質が検出される。そして、検出されたホイールの材質に対応する騒音低減用しきい値が選択される。これにより、車両のホイールの材質に起因する騒音伝達特性の変化が補償され、効果的な騒音低減が行われる。
【００４０】
請求項９の発明では、上記ホイールの材質についての情報は、切換手段により手動入力され、この入力情報に対応する騒音低減用しきい値が選択される。よって、ホイールの材質に対応する騒音低減用しきい値の選択が容易に行われるとともに、ホイールの材質に対応する騒音低減用しきい値の選択を乗員により任意に行うことができる。
【００４１】
請求項１０の発明では、上記空気調和機の作動状態が切換手段により手動入力され、この入力情報に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値が選択される。これにより、空気調和器の作動状態に対応する騒音低減用しきい値の選択が容易に行われるとともに、該作動状態に対応する騒音低減用しきい値の選択を乗員により任意に行うことができる。
【００４２】
請求項１１又は１８の発明では、上記検出手段により、車両に搭載された空気調和機の作動状態が検出される。そして、検出された空気調和機の作動状態に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値が選択される。これにより、騒音低減制御に対する空気調和機のファン騒音の影響が補償され、効果的な騒音低減制御が行われる。
【００４３】
請求項１２の発明では、上記検出手段により、車室内での乗員の着座状態が検出される。そして、この検出結果に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値が選択される。よって、例えば乗員数や乗員の着座位置等の乗員の着座状態が変化することにより制御音伝達特性モデルに対する誤差成分が変化したときでも、制御の安定化が図れる。
【００４４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００４５】
（実施例１）
図２及び図３は、本発明の実施例１に係る騒音低減装置の全体構成を概略的に示し、この騒音低減装置は、自動車（車両）における各座席の乗員に対するロードノイズ等、数十〜数百Ｈｚの騒音を騒音源信号（リファレンス信号）を用いずに低減するためのものである。
【００４６】
同各図において、１は自動車の車体、２は車体１の前後中央部に位置する車室、３，４は車室２を開閉する前後のドアであって、上記車室２内には前後に座席５，６が設置され、前部座席５（図２及び図３のそれぞれ左側の座席）は右側の運転席５ａ及び左側の助手席５ｂで、また後部座席６（図２及び図３のそれぞれ右側の座席）は左右２つの後席６ａ，６ａでそれぞれ構成されている。７は、運転席５ａの前方位置に設置されたステアリングホイールである。また、９は、車体の左右両側の前後に配置された車輪のホイールである。
【００４７】
そして、本実施例１では、運転席５ａ，助手席５ｂ及び後席６ａにおける各ヘッドレスト８の左右何れかの側（着座した乗員の左右何れかの耳に近い位置）がそれぞれ騒音低減箇所とされ、これらの箇所にそれぞれ騒音検出手段としてのマイクロフォン１０が１個ずつ合計４個取り付けられ、これらのマイクロフォン１０，１０，…により車室２内の音を乗員の耳近くで検出するようにしている。一方、上記車体１左右の前側ドア３，３の車室２内側面、及び車室２後端のパッケージトレイ１１の左右両側部にはそれぞれ車室２内に騒音低減音を発生させる低減音発生手段としてのスピーカ１２，１２，…が配置され、これら４個のスピーカ１２，１２，…はオーディオシステムと兼用されている。
【００４８】
上記スピーカ１２，１２，…及びマイクロフォン１０，１０，…は、例えば助手席５ｂ側のインストルメントパネル１３内に配置したコントローラ１４に接続されている。尚、図示はしないが、このコントローラ１４による騒音制御システムとオーディオシステムとの作動を切り換えるための操作スイッチが例えば車室２内のルーフ部分に配置されている。そして、上記車室２内での騒音と各スピーカ１２から発せられる騒音低減音との合成音を各マイクロフォン１０で検出し、そのマイクロフォン１０から出力されるマイク信号ｕをコントローラ１４に入力するとともに、各スピーカ１２にマイク信号ｕとは逆位相である制御信号としてのスピーカ信号ｙを出力することにより、各マイクロフォン１０の位置で各スピーカ１２からの騒音低減音を騒音と干渉させて、各マイクロフォン１０により検出される音を低減するようにしている。さらに、上記コントローラ１４には、インストルメントパネル１３の左右中央に配置した切換手段としてのマニュアルスイッチ１５やエンジンルーム内の車速センサ２４等、各種センサ及びスイッチ類が後述する運転状態検出部を介してそれぞれ接続されている。
【００４９】
上記コントローラ１４は、図４に示すように、デジタル信号処理によりマイク信号ｕを小さくするためのスピーカ信号ｙを出力する制御手段としてのＣＰＵ１６（セントラル・プロセシング・ユニット）を有し、該ＣＰＵ１６の入力段には、各マイクロフォン１０からのマイク信号ｕを増幅するマイクアンプ１７と、増幅されたマイク信号ｕの低周波部分（例えば５００〜１０００Ｈｚ以下）を瀘波するローパスフィルタ１８と、瀘波されたアナログのマイク信号ｕをデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部１９とがそれぞれマイクロフォン１０，１０，…の個数と同じ数だけ順に接続されている。一方、ＣＰＵ１６の出力段には、デジタルのスピーカ信号ｙをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部２０と、アナログ信号に変換されたスピーカ信号ｙの低周波部分を瀘波するローパスフィルタ２１と、瀘波されたスピーカ信号ｙを増幅するスピーカアンプ２２とがそれぞれスピーカ１２，１２，…の個数と同じ数だけ順に接続されている。上記ＣＰＵ１６、Ａ／Ｄ変換部１９及びＤ／Ａ変換部２０の各作動は、図外のサンプリングクロック発生部で発生したサンプリング周期信号により互いに同期して行われる。
【００５０】
上記マイク信号ｕは、図５に示すようにｎ個（ここではｎ＝４）のマイク信号ｕ１〜ｕｎからなる列ベクトルであり、これらマイク信号ｕ１〜ｕｎに基づいて、ＣＰＵ１６に設けられた演算ブロック４０の持つ定数Ｋによりｍ個（ここではｍ＝４）のスピーカ信号ｙ１〜ｙｍからなる列ベクトルとしてのスピーカ信号ｙが演算される。上記定数Ｋは、図６に示すように、Ａ〜Ｄの４つのマトリクス成分からなる行列であり、その演算処理は、図７に示すフローチャートのように行われる。すなわち、ステップＳａ１でマイク信号ｕを入力した後、ステップＳａ２では、前回のマイク信号ｘにＣ成分が乗算された値と、今回のマイク信号ｕにＤ成分が乗算された値とを加算して、スピーカ信号ｙを求める。そして、ステップＳａ３で上記スピーカ信号ｙをスピーカ１２に出力し、次いでステップＳａ４に移る。このステップＳａ４では、前回のマイク信号ｘにＡ成分が乗算された値と、今回のマイク信号ｕにＢ成分が乗算された値とを加算して、上記ステップＳａ２で処理する際に前回のマイク信号ｘとなる値を求め、その後、上記ステップＳａ１に戻る。
【００５１】
本発明の特徴として、上記ＣＰＵ１６は、図１（ａ）に示すように、スピーカ１２からマイクロフォン１０に達する騒音低減音の伝達特性をモデル化してなる制御音伝達特性モデルＨについて定められたモデル化誤差値Ｗｕ（Uncertainty Weight）と、図１（ｂ）に示すように、騒音源Ｓから上記マイクロフォン１０に入ってくる騒音伝達特性Ｇの低減すべき騒音レベルを示すために定められた騒音低減用しきい値ｂ（Performance Objective）によりそれぞれ決定される定数Ｋに基づいてスピーカ信号ｙを設定するようになされている（尚、説明の簡単化のためにスピーカ１２，１２，…及びマイクロフォン１０，１０，…はそれぞれ１個としている）。さらに、図４に示すように、上記コントローラ１４は、自動車の運転状態を検出する検出手段としての運転状態検出部２３を備えていて、この検出部２３には上記したように自動車の各種運転状態が入力される一方、該検出部２３の出力が上記ＣＰＵ１６に入力されるようになっている。そして、上記ＣＰＵ１６では、検出部２３により検出された運転状態に基づいて上記モデル化誤差値Ｗｕ及び騒音低減用しきい値ｂの少なくとも一方を変更し、このことで定数Ｋを変更して該変更された定数Ｋに基づきスピーカ信号ｙを設定するようになっている。
【００５２】
具体的には、図８及び図９に示すように、上記制御音伝達特性モデルＨは、ＣＰＵ１６からスピーカ信号ｙを出力した後に該スピーカ信号ｙによりスピーカ１２，１２，…がそれぞれ駆動制御されて車室２内の音に変化があり、この音の変化がマイクロフォン１０により検出されてそのマイク信号ｕがＣＰＵ１６に入力されるまでの音の伝達特性を実際の測定結果Ｈ′に基づいてモデル化したものである。そして、その際のモデル化誤差を考慮して、上記演算ブロック４０の定数Ｋを決定する際に誤差量の絶対値｜Ｈ−Ｈ′｜に対するモデル化誤差値Ｗｕを定めている。一方、上記騒音伝達特性Ｇに対し騒音低減用しきい値ｂを定めておいて、コントローラ１４を含むクローズドループの伝達関数のピークを集中的にラインｂ以下に落とすようになされている。つまり、騒音低減用重みＷｐ（Performance Weight）を、Ｗｐ＝１／ｂとすると、全ての周波数に対して、
【数５】
【数６】
【００５３】
このとき、上記モデル化誤差値Ｗｕと騒音低減用しきい値ｂとは互いに独立には決められない。例えば、モデル化誤差値Ｗｕを小さくして騒音低減効果を高めようとすると車室２内の音響特性の変化を受け易くなって騒音低減制御が不安定になることから、モデル化誤差値Ｗｕを大きくすると、今度は、騒音低減用しきい値ｂを下げることができなくなる。そこで、ロバスト制御の１つであるＨ∞制御理論においてフィードバック特性の場合の混合感度問題として知られている次式（１）を満たすようなモデル化誤差値Ｗｕ及び騒音低減用しきい値ｂを選択して定数Ｋを決定していく。
【００５４】
【数７】
【００５５】
一方、上記検出部２３には、上記車速センサ２４及びマニュアルスイッチ１５の他、例えば各ドア３，４に内蔵されたパワーウィンド装置、自動車に搭載されているエアコン（空気調和機）、パーキングブレーキ装置等からの各信号が入力されている。そして、この検出部２３では、車速センサ２４からの信号により車速が、またパワーウィンド装置からの信号により窓の開閉状態が、またエアコンからの信号により該エアコンの作動状態が、さらにパーキングブレーキからの信号により自動車の駐車状態がそれぞれ検出される。尚、上記マニュアルスイッチ１５は、自動車の運転状態を信号として取り出し難い場合や検出部２３の検出結果を切り換える際に用いられる。そして、上記ＣＰＵ１６には、図５に示すように、各々、自動車の運転状態に応じたモデル化誤差値Ｗｕ及び騒音低減用しきい値ｂからなる定数Ｋ１〜Ｋｌが予め格納されたサブメモリ４１が備えられていて、上記検出部２３の検出結果に基づいて演算ブロック４０の定数Ｋを変更するようになされている。
【００５６】
ここで、上記定数Ｋの具体例について説明する。上記モデル化誤差値Ｗｕは、図１０に示すように、比較的大きな誤差成分の発生し易い制御音伝達特性モデルＨの中間周波数帯域に対応する中央部分が盛り上がり、かつその高周波側が低周波側よりもゲインが若干大きい同じ周波数特性を持つ２つが予め定められている。そして、上記検出部２３の検出結果に基づき、制御音伝達特性モデルＨに対する誤差成分が増大するときには全体にゲインの大きい同図上側のモデル化誤差値Ｗｕに、また誤差成分が減少するときには下側のモデル化誤差値Ｗｕにそれぞれ変更されるような定数Ｋが選択される。一方、上記騒音低減用しきい値ｂは、図１１に示すように、５０〜２００Ｈｚ及び１５０〜４００Ｈｚの２箇所にピークが見られる騒音伝達特性Ｇに対し、略フラットでかつ高周波数の高い側で僅かに小さくなる同じ周波数特性を持つ２つが予め定められている。そして、車室２内の騒音レベルの変化に基づいて変更されるような定数Ｋが選択される。つまり、本実施例１の場合では、モデル化誤差値Ｗｕ及び騒音低減用しきい値ｂがそれぞれ２つずつ定められているので、サブメモリ４１には４種類の定数Ｋが格納されていることになる。
【００５７】
したがって、本実施例１によれば、車室２内の運転席５ａ、助手席５ｂ及び後席６ａにおいて、マイクロフォン１０により騒音源Ｓからの騒音ｄが検出される。そして、マイク信号ｕを受けたＣＰＵ１６によりスピーカ信号ｙが設定され、このスピーカ信号ｙを受けたスピーカ１２により騒音低減音が発生される。そして、この騒音低減音により、上記騒音源Ｓ及びマイクロフォン１０間の騒音伝達特性Ｇが低下され、このことで、乗員への騒音ｄが低減される。このとき、上記ＣＰＵ１６において制御音伝達特性モデルＨが用いられることにより、マイクロフォン１０の設置位置での騒音ｄに対する騒音低減音の低減効果が高められる。さらに、上記制御音伝達特性モデルＨのモデル化誤差値Ｗｕと騒音伝達特性Ｇに対する騒音低減用しきい値ｂとが考慮されていることにより、外乱に対する騒音低減制御の安定性を確保することができる。
【００５８】
また、運転状態検出部２３により自動車の運転状態が検出され、この検出結果に基づいてＣＰＵ１６の定数Ｋが変更され、このことで、モデル化誤差値Ｗｕ及び騒音低減用しきい値ｂの少なくとも一方が変更されるので、自動車の運転状態の変化に起因して上記騒音伝達特性Ｇが変化したり、上記制御音伝達特性モデルＨに対する誤差成分が変化したとき等に、騒音低減制御の安定化を図りつつ効果的に騒音を低減することができる。
【００５９】
（実施例２）
図１２及び図１３は、本発明の実施例２に係る車両騒音低減装置において騒音伝達特性Ｇの変化に対応する騒音低減用しきい値ｂをそれぞれ示し、この車両騒音低減装置では、自動車の窓の開閉状態に基づいて上記騒音低減用しきい値ｂが変更される。尚、本実施例２のその他の構成は上記実施例１と同じであるので、同じ部分には同じ符号を付して示し、その説明は省略する。
【００６０】
すなわち、本発明の特徴として、検出部２３は、自動車の窓の開閉状態を検出するようになされている。また、コントローラ１４のＣＰＵ１６は、上記検出部２３により検出された窓の開閉状態に基づいて騒音低減用しきい値ｂを変更するようになっている。
【００６１】
具体的には、上記騒音低減用しきい値ｂは、窓が開いているときには図１２のものに、また閉じているときには図１３のものにそれぞれ変更される。すなわち、窓が開いているときには、車室２内の騒音レベルが全体に上昇するので騒音低減用しきい値ｂは全体に低くなされる。一方、窓が閉じているときには、騒音レベルが低下するので騒音低減用しきい値ｂは全体に高くなされる。
【００６２】
次に、図１４のフローチャートに基づいて、騒音低減用しきい値ｂの変更処理、つまり定数Ｋの変更処理を説明する。先ず、ステップＳｂ１でパワーウィンド装置から窓の開閉についての信号情報を検出部２３に入力する。そして、ステップＳｂ２で窓が開いていることを判定する。判定がＹＥＳのときにはステップＳｂ３に移る一方、判定がＮＯのときにはステップＳｂ４に移る。上記ステップＳｂ３では、ＣＰＵ１６においてＫ〔窓開〕を選択する。これにより、騒音低減用しきい値ｂが図１２の低いものに変更される。一方、上記ステップＳｂ４ではＫ〔窓閉〕を選択し、このことで、騒音低減用しきい値ｂが図１３の高いものに変更される。
【００６３】
したがって、本実施例２によれば、自動車の窓の開閉状態に応じて騒音低減用しきい値ｂが変更されるので、騒音を効果的に低減することができる。
【００６４】
（実施例３）
図１５及び図１６は、実施例３の車両騒音低減装置において騒音伝達特性Ｇの変化に対応する騒音低減用しきい値ｂをそれぞれ示し、この車両騒音低減装置では、窓が閉じられるのに応じて上記騒音低減用しきい値ｂを変更する際に、騒音伝達特性Ｇの特徴的なピークを効果的に低減するようになっている。
【００６５】
すなわち、本発明の特徴として、コントローラ１４のＣＰＵ１６は、窓が閉じているときに２００Ｈｚ及び４００Ｈｚ付近の各周波数帯域の騒音がそれぞれ低減されるように騒音低減用しきい値ｂを変更する構成とされている。これは、窓が閉じていると車室２内が密閉空間となって空洞共鳴現象が生じ、このことで、図１５に示すように、騒音伝達特性Ｇに２００Ｈｚ及び４００Ｈｚ付近の２つの周波数帯域にピークが発生することに対応するものである。尚、本実施例３のその他の構成は上記実施例１及び実施例２と同じである。
【００６６】
したがって、本実施例３によれば、窓が閉じているときに車室２内の空洞共鳴により生じる騒音のピークを効果的に低減することができる。
【００６７】
尚、上記実施例３では、２００Ｈｚ及び４００Ｈｚ付近の２つのピークを集中的に低減するようにしているが、車室２内の音響特性等により、その他の周波数帯域についてもそのピークが低減されるように騒音低減用しきい値ｂを変更できるのは勿論である。
【００６８】
（実施例４）
図１７及び図１８は、実施例４に係る車両騒音低減装置において、窓の開閉に応じて変更されるモデル化誤差値Ｗｕをそれぞれ示している。
【００６９】
そして、本発明の特徴として、ＣＰＵ１６は、窓が開いているときにモデル化誤差値Ｗｕを大きくするように構成されている。これは、窓が開いていることにより車外騒音の流入量が増大して制御音伝達特性モデルＨに対する誤差成分が増大することに対応するものである。
【００７０】
したがって、本実施例４によれば、窓が開いて制御音伝達特性モデルＨに対する誤差成分が増大したときに、モデル化誤差値Ｗｕが大きくなされるので、安定した騒音低減制御を行うことができる。
【００７１】
（実施例５）
図１９及び図２０は、本発明の実施例５に係る車両騒音低減装置において騒音伝達特性Ｇの変化に対応する騒音低減用しきい値ｂをそれぞれ示し、この車両騒音低減装置では、自動車の走行速度に基づいて上記騒音低減用しきい値ｂが変更される。
【００７２】
すなわち、本発明の特徴として、検出部２３は、自動車の走行速度を検出するものであり、コントローラ１４のＣＰＵ１６は、上記検出部２３により検出された車速に基づいて騒音低減用しきい値ｂを変更するようになっている。
【００７３】
具体的には、上記騒音低減用しきい値ｂは、車速が低いときには図１９のものに、また車速が高いときには図２０のものにそれぞれ変更される。すなわち、車速が低いときには、騒音伝達特性Ｇの低い周波数帯域の騒音レベルが大きくなるので、該帯域部分が低くなっている騒音低減用しきい値ｂに変更される。一方、車速が高いときには低車速のときよりも高い周波数帯域の騒音レベルが大きくなるので、該帯域部分の低くなっている騒音低減用しきい値ｂに変更される。尚、本実施例５のその他の構成は上記実施例１と同じであるので、同じ部分には同じ符号を付して示し、その説明は省略する。
【００７４】
次に、図２１のフローチャートに基づいて、騒音低減用しきい値ｂを変更するための定数Ｋの変更処理を説明する。先ず、ステップＳｃ１で車速センサ２４からの車速信号を検出部２３に入力する。そして、ステップＳｃ２では、車速が低いことを判定する。判定がＹＥＳのときにはステップＳｃ３に移る。一方、判定がＮＯのときにはステップＳｃ４に移る。上記ステップＳｃ３では、ＣＰＵ１６においてＫ〔車速低〕を選択する。これにより、騒音低減用しきい値ｂが図１９のものに変更される。一方、上記ステップＳｃ４ではＫ〔車速高〕を選択して、図２０の騒音低減用しきい値ｂに変更される。
【００７５】
したがって、本実施例５によれば、自動車の走行速度に基づいて騒音伝達特性Ｇが変化する際に、該騒音伝達特性Ｇの変化を補償して騒音ｄを効果的に低減することができる。
【００７６】
（実施例６）
図２２及び図２３は、実施例６の車両騒音低減装置において騒音伝達特性Ｇの変化に対応する騒音低減用しきい値ｂをそれぞれ示し、この車両騒音低減装置では、自動車の走行速度に基づいて上記騒音低減用しきい値ｂを変更する際に、騒音伝達特性Ｇの特徴的なピークを効果的に低減するようになっている。
【００７７】
すなわち、本発明の特徴として、ＣＰＵ１６は、車速が３０ｋｍ／ｈ程度の低車速のときには低い周波数帯域（例えば５０Ｈｚ付近の帯域）の騒音ｄを、また車速が５０ｋｍ／ｈ程度の中車速のときには低車速のときよりも高い周波数帯域（例えば１５０Ｈｚ付近の帯域）の騒音ｄをそれぞれ低減するようにそれぞれ騒音低減用しきい値ｂを変更するようになっている。これは、車速が３０ｋｍ／ｈ程度の低車速のときには、図２２に示すように５０Ｈｚ付近の周波数帯域の騒音レベルが高くなる一方、車速が５０ｋｍ／ｈ程度の中車速のときには、図２３に示すように１５０Ｈｚ付近の周波数帯域の騒音レベルが高くなるのに対応するものである。尚、本実施例６のその他の構成は上記実施例１及び実施例５と同じであるので、説明は省略する。
【００７８】
したがって、本実施例６によれば、車速に応じて変化する騒音ｄの周波数変化に対応した効果的な騒音低減を行うことができる。
【００７９】
尚、上記実施例６では、３０ｋｍ／ｈ程度の低車速時に５０Ｈｚ付近の帯域を、また５０ｋｍ／ｈ程度の中車速時に１５０Ｈｚ付近の帯域をそれぞれ集中的に低減するようにしているが、具体的な数値が車両により異なる場合があるのは勿論である。
【００８０】
（実施例７）
図２４及び図２５は、本発明の実施例７に係る車両騒音低減装置において伝達特性モデルＨに対する誤差成分の変化に対応するモデル化誤差値Ｗｕをそれぞれ示し、この車両騒音低減装置では、窓の開閉状態及び車速に基づいて上記モデル化誤差値ｂが変更される。
【００８１】
そして、本発明の特徴として、検出部２３は、自動車の窓の開閉状態と走行速度とをそれぞれ検出するものである。また、コントローラ１４は、窓が開いているときには車速が高いほどモデル化誤差値Ｗｕを大きくするようになされている。これは、窓が開いているときには、車速が高いほど車外騒音の流入量が増大して制御音伝達特性モデルＨに対する誤差成分が増大することに対応するものである。
【００８２】
具体的には、上記モデル化誤差値Ｗｕは、周波数の高い帯域の側が低い帯域の側よりも若干許容誤差量が多くかつ中間の帯域にピークを持つ同じ周波数特性の２つが予め定められている。そして、窓が開いている状態において、車速が低いときには図２４のモデル化誤差値Ｗｕに、また車速が高いときには図２５のモデル化誤差値Ｗｕにそれぞれ変更されるように演算ブロック４０の定数Ｋが選択される。
【００８３】
したがって、本実施例７によれば、窓が開いている状態で車速に応じて制御音伝達特性モデルＨに対する誤差成分が増大したときに、モデル化誤差値Ｗｕが大きくなされるので、安定した騒音低減制御を行うことができる。
【００８４】
（実施例８）
図２６及び図２７は、本発明の実施例８に係る車両騒音低減装置の騒音伝達特性Ｇの変化に対応する騒音低減用しきい値ｂをそれぞれ示し、この車両騒音低減装置では、自動車のホイール９の材質に応じて上記騒音低減用しきい値ｂを変更するようになっている。
【００８５】
すなわち、本発明の特徴として、車輪のホイール９の材質についての情報を切り換えて手動入力可能な切換手段としてのマニュアルスイッチ１５を設ける一方、コントローラ１４のＣＰＵ１６は、上記マニュアルスイッチ１５から入力された情報に基づいて騒音低減用しきい値ｂを変更するように構成されている。そして、材質がアルミニウムのときには図２６に示す騒音低減用しきい値ｂに変更される一方、材質がスチールのときには図２７に示す騒音低減用しきい値ｂに変更される。つまり、スチール製のホイール９の場合には、２５０Ｈｚ付近の周波数帯域で顕著なピークがあるので、この帯域の騒音レベルを集中的に低下させるようになっている。
【００８６】
したがって、本実施例８によれば、自動車のホイール９の材質の違いに起因する騒音伝達特性Ｇの変化を補償することができ、効果的な騒音低減を行うことができる。しかも、上記材質についての情報がマニュアルスイッチ１５により手動入力され、この情報に基づいてＣＰＵ１６が騒音低減用しきい値ｂを変更するので、ホイール９の材質に基づく騒音低減用しきい値ｂの変更を容易に行うことができるとともに、ホイール９の材質に関する騒音低減用しきい値ｂの変更を乗員により任意に行うことができる。
【００８７】
（実施例９）
図２８及び図２９は、本発明の実施例９に係る車両騒音低減装置における騒音低減用しきい値ｂを示し、この騒音低減装置では、エアコンのファン騒音の有無に基づいて上記騒音低減用しきい値ｂが変更される。
【００８８】
本発明の特徴として、検出部２３は、自動車に搭載されているエアコンの作動状態を検出するものであり、コントローラ１４のＣＰＵ１６は、上記検出部２３により検出されたエアコンの作動状態に基づいて騒音低減用しきい値ｂを変更するようになされている。
【００８９】
具体的には、エアコンの作動がオフで該エアコンのファン騒音がないときには、図２８に示すように、低減騒音レベルの低い騒音低減用しきい値ｂに変更される。一方、エアコンの作動がオンでファン騒音があるときには、図２９に示すように、低減騒音レベルの高い騒音低減用しきい値ｂに変更される。これは、上記ファン騒音はロードノイズ等の騒音ｄよりもかなり大きいものであり、このことで、低減制御すべきロードノイズ等の騒音ｄが打ち消されてしまう一方、ファン騒音自体を騒音低減装置で低減することは実際には困難であることによる。
【００９０】
したがって、本実施例９によれば、エアコンのファン騒音の影響を補償して効果的に騒音ｄを低減することができる。
【００９１】
尚、上記実施例９では、検出部２３の検出結果に基づいて騒音低減用しきい値ｂを変更するようにしているが、上記実施例８の場合と同じように、マニュアルスイッチでエアコンの作動状態についての情報を切り換えて手動入力し、この入力情報に基づいてＣＰＵが騒音低減用しきい値を変更するようにしてもよい。
【００９２】
（実施例１０）
図３０及び図３１は、本発明の実施例１０に係る車両騒音低減装置におけるモデル化誤差値Ｗｕを示し、この騒音低減装置では、乗員の着座状態に基づいて上記モデル化誤差値Ｗｕが変更される。
【００９３】
すなわち、本発明の特徴として、検出部２３は、車室２内における乗員の着座状態を検出するものであり、コントローラ１４のＣＰＵ１６は、上記検出部２３により検出された乗員の状態に基づいてモデル化誤差値Ｗｕを変更するようになされている。具体的には、上記乗員の着座状態とは、ここでは乗員数の多少であり、乗員が少ないときには、図３０に示すように小さなモデル化誤差値Ｗｕに変更される一方、乗員が多いときには、図３１に示すように大きなモデル化誤差値Ｗｕに変更される。また、上記検出部２３への乗員数の入力は、マニュアルスイッチ１５により手動で行われる。尚、本実施例１０のその他の構成は上記実施例１と同じであるので、その説明は省略する。
【００９４】
したがって、本実施例１０によれば、乗員数が増加して制御音伝達特性モデルＨに対する誤差成分が増大したときに、騒音低減制御の安定化を図ることができる。
【００９５】
尚、上記実施例１０では、乗員数をマニュアルスイッチ１５により検出部２３に入力するようにしているが、各座席に着座センサをそれぞれ設け、これら着座センサからの信号を検出部に入力するようにしてもよい。また、サスペンションの縮み量が計れる車高センサを備えた車両では、該縮み量を標準値と皮革することで乗員数を検出するようにしてもよい。
【００９６】
また、上記実施例１０では、乗員数を乗員の着座状態としているが、乗員の着座位置を乗員の着座状態としてもよいし、乗員数及び着座位置の両方でもって乗員の着座状態としてもよい。
【００９７】
尚、上記各実施例では、１ないし２つの運転状態要因に基づいて騒音低減用しきい値ｂやモデル化誤差値Ｗｕを変更するようにしているが、３つ以上の運転状態要因に基づいて変更するようにしてもよい。
【００９８】
また、上記各実施例では、運転状態として、窓の開閉状態、走行速度、ホイールの材質、エアコンの作動状態及び乗員の着座状態をそれぞれ例示したが、騒音伝達特性Ｇや制御音伝達特性モデルＨに対する誤差成分が変化するようにその他の運転状態に基づいて騒音低減用しきい値ｂやモデル化誤差値Ｗｕを変更するようにしてもよい。
【００９９】
さらに、上記実施例２〜１０では、騒音低減用しきい値ｂ及びモデル化誤差値Ｗｕの一方のみを変更するようにしているが、両方を変更するようにしてもよい。
【０１００】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１又は１３の発明によれば、車室内に設置されて該設置位置における騒音源からの騒音を検出する騒音検出手段の出力信号に基づき、騒音源及び騒音検出手段間の騒音伝達特性を低下させて乗員に対する騒音を低減するための制御信号を設定し、この制御信号を低減音発生手段に出力して騒音低減音を発生させるようにした車両騒音低減装置において、車両の運転状態を検出する検出手段を設け、低減音発生手段及び騒音検出手段間の音の伝達特性に関して予め行われた測定結果に基づいてモデル化してなる制御音伝達特性モデルＨと、上記測定結果と上記制御音伝達特性モデルとの差の絶対値に基づいて予め定められたモデル化誤差値Ｗｕと、騒音伝達特性Ｇと、該騒音伝達特性の低減騒音レベルを示すために予め定められた騒音低減用しきい値ｂと、定数Ｋとが、騒音低減制御を安定させる条件式を満たすように定数Ｋを求めて、該定数Ｋと上記騒音検出手段の出力信号とに基づいて制御信号を設定するようにし、上記モデル化誤差値及び騒音低減用しきい値の少なくとも一方は、上記検出手段により検出される運転状態に対応して予め複数定めておいたものであり、上記制御信号を設定する際に、上記検出手段により検出された運転状態に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するようにしたので、良好な騒音源信号を得ることが困難なロードノイズ等の騒音を、車両の運転状態が変化した場合でも効果的に低減することができる。
【０１０１】
請求項２又は１４の発明によれば、上記車両の窓の開閉状態に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するようにしたので、車両の窓の開閉状態に応じて騒音を効果的に低減することができる。
【０１０２】
請求項３の発明によれば、上記窓が閉じているときには、２００Ｈｚ及び４００Ｈｚ付近の各周波数帯域の騒音がそれぞれ低減されるように予め定められた騒音低減用しきい値を選択する構成としたので、窓が閉じているときに車室内の空洞共鳴により騒音伝達特性に発生する２つのピークを低下させて騒音を効果的に低減することができる。
【０１０３】
請求項４の発明によれば、窓が開いているときと、閉じているときとで、互いに異なるモデル化誤差値が選択されるように構成したので、窓が開いていることにより車外騒音の流入量が増大して制御音伝達特性モデルに対する誤差成分が増大するときに、騒音低減制御の安定化を図ることができる。
【０１０４】
請求項５又は１５の発明によれば、上記車両の走行速度に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するようにしたので、車両の走行速度に起因して騒音伝達特性が変化する際に、該騒音伝達特性の変化を補償して騒音を効果的に低減することができる。
【０１０５】
請求項６又は１６の発明によれば、上記走行速度が低車速のときには低い周波数帯域の騒音が低減されるように予め定められた騒音低減用しきい値を選択する一方、中車速のときには低車速のときよりも高い周波数帯域の騒音が低減されるように予め定められた騒音低減用しきい値を選択するようにしたので、車両の走行速度に基づいて変化する騒音の周波数特性に対応して騒音を低減することができる。
【０１０６】
請求項７の発明によれば、上記窓が開いているときに、車速に対応するモデル化誤差値を選択するようにしたので、車速に応じて制御音伝達特性モデルに対する誤差成分が増大するときに、騒音低減制御の安定化を図ることができる。
【０１０７】
請求項８又は１７の発明によれば、上記車両の車輪におけるホイールの材質に対応する騒音低減用しきい値を選択するようにしたので、上記ホイールの材質に起因する騒音伝達特性の変化を補償でき、効果的な騒音低減を行うことができる。
【０１０８】
請求項９の発明によれば、上記車輪のホイールの材質についての情報を切り換えて手動入力可能な切換手段を設け、この切換手段から入力された情報に対応する騒音低減用しきい値を選択するようにしたので、ホイールの材質に対応する騒音低減用しきい値の選択を容易に行うことができるとともに、ホイールの材質に対応する騒音低減用しきい値の選択を乗員により任意に行うことができる。
【０１０９】
請求項１０の発明によれば、上記空気調和機の作動状態を手動入力可能な切換手段を設け、この切換手段から入力された情報に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するように構成したので、空気調和機の作動状態に対応する騒音低減用しきい値の選択を容易に行うことができるとともに、空気調和機の作動状態に対応する騒音低減用しきい値の選択を乗員により任意に行うことができる。
【０１１０】
請求項１１又は１８の発明によれば、上記車両に搭載された空気調和機の作動状態に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するようにしたので、空気調和機のファン騒音の影響を補償して効果的な騒音低減制御を行うことができる。
【０１１１】
請求項１２の発明によれば、上記車両の乗員の着座状態に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するようにしたので、例えば乗員数や乗員の着座位置が変化する等、乗員の状態変化に伴って制御音伝達特性モデルに対する誤差成分が変化したときでも、制御の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係る車両騒音低減装置においてスピーカ信号を設定するために定められるモデル化誤差値及び騒音低減用しきい値をそれぞれ示す特性図である。
【図２】車両騒音低減装置の各機器の配置構成を概略的に示す平面図である。
【図３】マイクロフォン及びスピーカの設置位置を示す側面図である。
【図４】コントローラの構成を示すブロック図である。
【図５】コントローラにおけるＣＰＵの構成を示すブロック図である。
【図６】ＣＰＵにおける演算ブロックの構成を示す行列式の図である。
【図７】ＣＰＵにおけるスピーカ信号の設定処理動作を示すフローチャート図である。
【図８】車両騒音低減装置の基本構成を示す概略図である。
【図９】車両騒音低減装置の基本構成を示すブロック図である。
【図１０】騒音低減用しきい値の変更状態を示す特性図である。
【図１１】モデル化誤差値の変更状態を示す特性図である。
【図１２】本発明の実施例２に係る車両騒音低減装置における閉窓状態時の騒音低減用しきい値を示す特性図である。
【図１３】開窓状態時の騒音低減用しきい値を示す特性図である。
【図１４】ＣＰＵにおける窓の開閉状態に基づく騒音低減用しきい値の変更処理を示すフローチャート図である。
【図１５】本発明の実施例３に係る車両騒音低減装置における開窓状態での騒音低減用しきい値を示す特性図である。
【図１６】閉窓状態での騒音低減用しきい値を示す特性図である。
【図１７】開窓状態でのモデル化誤差値を示す特性図である。
【図１８】閉窓状態でのモデル化誤差値を示す特性図である。
【図１９】本発明の実施例４に係る車両騒音低減装置において車速が低いときの騒音低減用しきい値を示す特性図である。
【図２０】車速が高いときの騒音低減用しきい値を示す特性図である。
【図２１】ＣＰＵにおける車速に基づく騒音低減用しきい値の変更処理を示すフローチャート図である。
【図２２】本発明の実施例５に係る車両騒音低減装置における低車速時の騒音低減用しきい値を示す特性図である。
【図２３】中車速時の騒音低減用しきい値を示す特性図である。
【図２４】本発明の実施例６に係る車両騒音低減装置において開窓状態でかつ車速が低いときのモデル化誤差値を示す特性図である。
【図２５】開窓状態でかつ車速が高いときのモデル化誤差値を示す特性図である。
【図２６】本発明の実施例７に係る車両騒音低減装置においてホイールの材質がアルミニウムであるときの騒音低減用しきい値を示す特性図である。
【図２７】ホイールの材質がスチールであるときの騒音低減用しきい値を示す特性図である。
【図２８】本発明の実施例８に係る車両騒音低減装置におけるエアコンオフ時の騒音低減用しきい値を示す特性図である。
【図２９】エアコンオン時の騒音低減用しきい値を示す特性図である。
【図３０】本発明の実施例９に係る車両騒音低減装置において乗員が少ないときのモデル化誤差値を示す特性図である。
【図３１】乗員が多いときのモデル化誤差値を示す特性図である。
【符号の説明】
２ 車室
９ ホイール
１０ マイクロフォン（騒音検出手段）
１２ スピーカ（低減音発生手段）
１５ マニュアルスイッチ（切換手段）
１６ ＣＰＵ（制御手段）
２３ 車両状態検出部（検出手段）
ｕ マイク信号（出力信号）
ｙ スピーカ信号（制御信号）
Ｓ 騒音源
ｄ 騒音
Ｈ 制御音伝達特性モデル
Ｗｕ モデル化誤差値
Ｇ 騒音伝達特性
ｂ 騒音低減用しきい値
Ｋ 定数
Claims (18)
- 車室内に設置されて該設置位置における騒音源からの騒音を検出する騒音検出手段と、
上記騒音検出手段の出力信号を受け、上記騒音源及び騒音検出手段間の騒音伝達特性を低下させて乗員に対する騒音を低減するための制御信号を設定する制御手段と、
上記制御手段からの制御信号を受けて騒音低減音を発生する低減音発生手段とを備えた車両騒音低減装置において、
車両の運転状態を検出する検出手段を備え、
上記制御手段は、上記低減音発生手段及び騒音検出手段間の音の伝達特性に関して予め行われた測定結果に基づいてモデル化してなる制御音伝達特性モデルＨと、上記測定結果と上記制御音伝達特性モデルとの差の絶対値に基づいて予め定められたモデル化誤差値Ｗｕと、上記騒音伝達特性Ｇと、該騒音伝達特性の低減騒音レベルを示すために予め定められた騒音低減用しきい値ｂと、定数Ｋとが、下記式（１）を満たすように定数Ｋを求めて、該定数Ｋと上記騒音検出手段の出力信号とに基づいて上記制御信号を設定するように構成されており、
上記モデル化誤差値及び騒音低減用しきい値の少なくとも一方は、上記検出手段により検出される運転状態に対応して予め複数定められたものであり、
更に上記制御手段は、上記制御信号を設定する際に、上記検出手段により検出された運転状態に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するように構成されている
ことを特徴とする車両騒音低減装置。
- 請求項１記載の車両騒音低減装置において、
検出手段は、車両の窓の開閉状態を検出するものであり、
制御手段は、上記検出手段により検出された窓の開閉状態に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するように構成されている
ことを特徴とする車両騒音低減装置。 - 請求項２記載の車両騒音低減装置において、
制御手段は、窓が閉じているときには、２００Ｈｚ及び４００Ｈｚ付近の各周波数帯域の騒音がそれぞれ低減されるように予め定められた騒音低減用しきい値を選択する構成とされている
ことを特徴とする車両騒音低減装置。 - 請求項２又は３記載の車両騒音低減装置において、
制御手段は、窓が開いているときと、閉じているときとで、互いに異なるモデル化誤差値を選択するように構成されている
ことを特徴とする車両騒音低減装置。 - 請求項１記載の車両騒音低減装置において、
検出手段は、車両の走行速度を検出するものであり
制御手段は、上記検出手段により検出された車速に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するように構成されている
ことを特徴とする車両騒音低減装置。 - 請求項５記載の車両騒音低減装置において、
制御手段は、低車速のときには低い周波数帯域の騒音が低減されるように予め定められた騒音低減用しきい値を選択する一方、中車速のときには低車速のときよりも高い周波数帯域の騒音が低減されるように予め定められた騒音低減用しきい値を選択する構成とされている
ことを特徴とする車両騒音低減装置。 - 請求項５又は６記載の車両騒音低減装置において、
検出手段は、車両の窓の開閉状態と走行速度とをそれぞれ検出するものであり、
制御手段は、窓が開いているときに、車速に対応するモデル化誤差値を選択するように構成されている
ことを特徴とする車両騒音低減装置。 - 請求項１記載の車両騒音低減装置において、
検出手段は、車輪のホイールの材質を検出するものであり、
制御手段は、上記検出手段により検出されたホイールの材質に対応する騒音低減用しきい値を選択するように構成されている
ことを特徴とする車両騒音低減装置。 - 請求項１記載の車両騒音低減装置において、
車輪のホイールの材質についての情報を切り換えて手動入力可能な切換手段を設け、
制御手段は、上記切換手段から入力された情報に対応する騒音低減用しきい値を選択するように構成されている
ことを特徴とする車両騒音低減装置。 - 請求項１記載の車両騒音低減装置において、
車両に搭載された空気調和機の作動状態についての情報を切り換えて手動入力可能な切換手段を設け、
制御手段は、上記切換手段から入力された情報に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するように構成されている
ことを特徴とする車両騒音低減装置。 - 請求項１記載の車両騒音低減装置において、
検出手段は、車両に搭載された空気調和機の作動状態を検出するものであり、
制御手段は、上記検出手段により検出された空気調和機の作動状態に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するように構成されている
ことを特徴とする車両騒音低減装置。 - 請求項１記載の車両騒音低減装置において、
検出手段は、車室内での乗員の着座状態を検出するものであり、
制御手段は、上記検出手段により検出された乗員の着座状態に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択するように構成されている
ことを特徴とする車両騒音低減装置。 - 車室内に設置されて該設置位置における騒音源からの騒音を検出する騒音検出手段を設け、
上記騒音検出手段の出力信号に基づき、騒音源及び騒音検出手段間の騒音伝達特性を低下させて乗員に対する騒音を低減するための制御信号を設定し、
上記制御信号を低減音発生手段に出力して騒音低減音を発生させるようにした車両騒音低減装置における上記制御信号の設定方法であって、
車両の運転状態を検出する検出手段を設け、
上記低減音発生手段及び騒音検出手段間の音の伝達特性に関して予め行われた測定結果に基づいてモデル化してなる制御音伝達特性モデルを定め、上記測定結果と上記制御音伝達特性モデルとの差の絶対値に基づいてモデル化誤差値を定め、上記騒音伝達特性の低減 騒音レベルを示すための騒音低減用しきい値を定めておき、上記制御音伝達特性モデルＨと上記モデル化誤差値Ｗｕと上記騒音伝達特性Ｇと上記騒音低減用しきい値ｂと定数Ｋとが、下記式（１）を満たすように定数Ｋを求めて、該定数Ｋと上記騒音検出手段の出力信号とに基づいて上記制御信号を設定するようにし、
上記モデル化誤差値及び騒音低減用しきい値の少なくとも一方は、上記検出手段により検出される運転状態に対応して予め複数定めておいたものであり、
上記制御信号を設定する際に、上記検出手段により検出された運転状態に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択する
ことを特徴とする制御信号設定方法。
- 請求項１３記載の制御信号設定方法において、
検出手段は、車両の窓の開閉状態を検出するものであり、
上記検出手段により検出された窓の開閉状態に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択する
ことを特徴とする制御信号設定方法。 - 請求項１３記載の制御信号設定方法において、
検出手段は、車両の走行速度を検出するものであり、
上記検出手段により検出された車速に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択する
ことを特徴とする制御信号設定方法。 - 請求項１５記載の制御信号設定方法において、
低車速のときには低い周波数帯域の騒音が低減されるように予め定められた騒音低減用しきい値を選択する一方、中車速のときには低車速のときよりも高い周波数帯域の騒音が低減されるように予め定められた騒音低減用しきい値を選択する
ことを特徴とする制御信号設定方法。 - 請求項１３記載の制御信号設定方法において、
検出手段は、車輪のホイールの材質を検出するものであり、
上記検出手段により検出されたホイールの材質に対応する騒音低減用しきい値を選択する
ことを特徴とする制御信号設定方法。 - 請求項１３記載の制御信号設定方法において、
検出手段は、車両に搭載された空気調和機の作動状態を検出するものであり、
上記検出手段により検出された空気調和機の作動状態に対応するモデル化誤差値又は騒音低減用しきい値を選択する
ことを特徴とする制御信号設定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10309394A JP3612733B2 (ja) | 1994-05-17 | 1994-05-17 | 車両騒音低減装置及び制御信号設定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10309394A JP3612733B2 (ja) | 1994-05-17 | 1994-05-17 | 車両騒音低減装置及び制御信号設定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07311578A JPH07311578A (ja) | 1995-11-28 |
| JP3612733B2 true JP3612733B2 (ja) | 2005-01-19 |
Family
ID=14345026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10309394A Expired - Fee Related JP3612733B2 (ja) | 1994-05-17 | 1994-05-17 | 車両騒音低減装置及び制御信号設定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3612733B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11198429B2 (en) * | 2017-05-26 | 2021-12-14 | Mando Corporation | Parking control apparatus and method |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5026536B2 (ja) * | 2010-01-21 | 2012-09-12 | 本田技研工業株式会社 | 能動型音響制御装置 |
| JP6653957B2 (ja) * | 2016-01-13 | 2020-02-26 | アルパイン株式会社 | 電子装置、ノイズ低減プログラムおよびノイズ低減方法 |
| GB2564388B (en) * | 2017-07-04 | 2021-03-03 | Jaguar Land Rover Ltd | A method and a system for reducing noise in a vehicle |
| CN114764023B (zh) * | 2021-01-13 | 2024-04-05 | 博泰车联网科技(上海)股份有限公司 | 基于车联网的车内噪声检测和统计分析方法、装置、存储介质 |
| CN114537301B (zh) * | 2022-01-13 | 2023-08-11 | 上海极豆科技有限公司 | 一种蓝牙通话自动降噪的方法 |
-
1994
- 1994-05-17 JP JP10309394A patent/JP3612733B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11198429B2 (en) * | 2017-05-26 | 2021-12-14 | Mando Corporation | Parking control apparatus and method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07311578A (ja) | 1995-11-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3320842B2 (ja) | 車両の振動低減装置 | |
| EP4307294A3 (en) | Dynamic in-vehicle noise cancellation divergence control | |
| JPH07261774A (ja) | 車両用能動振動騒音制御装置 | |
| JP3612733B2 (ja) | 車両騒音低減装置及び制御信号設定方法 | |
| JP5040163B2 (ja) | 騒音低減装置及び方法 | |
| JP2006213297A (ja) | 能動騒音振動制御装置及び能動騒音振動制御方法 | |
| JP3612736B2 (ja) | 車両騒音低減装置及び制御信号設定方法 | |
| JP3612734B2 (ja) | 車両騒音低減装置及び制御信号設定方法 | |
| JP2000322066A (ja) | 能動型騒音制御装置 | |
| JP3612735B2 (ja) | 車両騒音低減装置及び制御信号設定方法 | |
| JPH0411291A (ja) | 車室内騒音の低減装置 | |
| JP3154744B2 (ja) | 車両用騒音制御装置 | |
| JPH06138888A (ja) | 能動振動制御装置 | |
| JP2572644Y2 (ja) | 車室内騒音の低減装置 | |
| US20230206891A1 (en) | Sound control device of vehicle and control method thereof | |
| JP3278172B2 (ja) | 車両用騒音制御装置 | |
| JP3505721B2 (ja) | 車両用騒音制御装置 | |
| JPH06110473A (ja) | 車両用振動低減装置 | |
| US20230186891A1 (en) | Vehicle sound control device and method thereof | |
| JPH09281975A (ja) | 振動騒音制御装置 | |
| JPH0580781A (ja) | 車両用騒音制御装置 | |
| JP2010054962A (ja) | 騒音制御装置および騒音制御方法 | |
| JP2010100234A (ja) | 騒音制御装置および騒音制御方法 | |
| JP3278173B2 (ja) | 車両用騒音制御装置 | |
| JP2010184585A (ja) | 騒音低減装置及び騒音低減方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040106 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040305 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20041005 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20041018 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |