JP5557565B2 - 能動型振動騒音制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、路面入力に基づく振動騒音を打消音により打ち消す能動型振動騒音制御装置に関し、より詳細には、いわゆる適応制御を用いて前記振動騒音の打消しを行う能動型振動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。一般的なＡＮＣ装置では、振動騒音に対する逆位相の打消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、振動騒音と打消音の誤差は、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、その後の打消音の決定に用いられる。ＡＮＣ装置には、例えば、エンジンの作動（振動）に応じて車室内に生ずる騒音（エンジンこもり音）を低減するものや、車両走行中における車輪と路面との接触によって車室内に生ずる騒音（ロードノイズ）を低減するものがある（例えば、特許文献１、２参照）。

特許文献２では、複数のバンドパスフィルタを用いて参照信号を複数の周波数帯域に分けて抽出し、各参照信号を用いた適応制御を行う。これにより、ロードノイズ等の広帯域ノイズを低減する場合における内部遅延の影響の低減を図っている（例えば、同文献の要約、段落［００１７］参照）。

特開２００４−３６１７２１号公報 特開平０６−２６６３７４号公報

特許文献２では、各バンドパスフィルタを適応フィルタの前に配置するため、バンドパスフィルタに起因した遅延が新たに発生することとなる。その結果、当該遅延の分だけ打消音の出力に遅れが生じ、消音性能を低下させてしまう。

また、特許文献２では、参照信号を複数の周波数帯域に分けて抽出するために、複数のバンドパスフィルタを用いている。換言すると、同文献では、ＡＮＣ装置が制御する打消音の周波数帯域（制御周波数帯域）が広いため、制御周波数帯域を分割して制御するという発想に基づいている。しかし、バンドパスフィルタの利用はこの目的に限られない。例えば、参照信号に含まれる制御周波数帯域外の成分を除去するために用いることも可能である。

例えば、ロードノイズの場合、制御周波数帯域に含まれない極低周波（０〜２０Ｈｚ）の成分が含まれることがあるが、この極低周波の成分が適応制御に影響し、消音性能が低下する場合がある。このような場合、バンドパスフィルタを用いて極低周波の成分を除去することにより消音性能を向上させることが可能となる。特許文献２ではバンドパスフィルタが制御周波数帯域の一部のみを通過させるため、結果的に極低周波の成分が除去されることとなるが、上述の通り、新たな遅延の発生に伴う消音性能の低下を生じさせてしまう。

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、消音性能を向上させることが可能な能動型振動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振動騒音制御装置は、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、前記参照信号を第１参照信号と第２参照信号とに分岐する分岐手段と、消音対象位置において前記振動騒音を打ち消す打消音を示す制御信号を、前記第１参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第２参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、前記分岐手段と前記フィルタ係数更新手段の間に配置された第１周波数フィルタと、前記誤差信号出力手段と前記フィルタ係数更新手段の間に配置され、前記第１周波数フィルタと同等のフィルタ特性を持つ第２周波数フィルタとを備えることを特徴とする。

この発明によれば、分岐手段とフィルタ係数更新手段の間に配置された第１周波数フィルタと、誤差信号出力手段とフィルタ係数更新手段の間に配置され、第１周波数フィルタと同等のフィルタ特性を持つ第２周波数フィルタとを備える。このため、フィルタ係数更新手段に入力される２つの信号（補正参照信号及び誤差信号）の相関関係を変化させずに両信号の信号特性（例えば、周波数帯域）を調整することが可能となる。従って、例えば、第１及び第２周波数フィルタにより、能動型振動騒音制御装置の制御周波数帯域外の成分を除去することで、当該成分が適応制御に与える影響を低減し、消音性能を向上させることが可能となる。

また、第１周波数フィルタは、分岐手段とフィルタ係数更新手段の間に配置され、第２周波数フィルタは、誤差信号出力手段とフィルタ係数更新手段の間に配置される。このため、第１及び第２周波数フィルタは、打消音の出力タイミングに直接関わる経路（参照信号出力手段、適応フィルタ及び打消音出力手段を結ぶ経路）上には配置されない。従って、第１及び第２周波数フィルタに起因する遅延が当該経路に発生することはない。よって、当該遅延により打消音の出力が遅れることはなく、消音性能を維持することが可能となる。

なお、ここでの「周波数フィルタ」には、例えば、バンドパスフィルタ、バンドエリミネータフィルタ、ハイパスフィルタ又はローパスフィルタを用いることができる。

前記能動型振動騒音制御装置は、前記第１周波数フィルタ及び前記第２周波数フィルタのフィルタ特性を前記参照信号の信号特性に応じて調整するフィルタ特性調整手段をさらに備えてもよい。

これにより、路面入力に相関のある参照信号の信号特性が変化する場合でも、当該変化に応じた制御をすることが可能となる。従って、路面入力特性に応じた制御が可能となり、路面入力特性が変化しても制御安定性を維持することが可能となる。

前記フィルタ特性調整手段は、前記参照信号をフーリエ変換し、前記能動型振動騒音制御装置の制御周波数帯域内における振幅の最大値が目標範囲内となるように前記第１周波数フィルタ及び前記第２周波数フィルタのゲイン特性を調整してもよい。

これにより、例えば、制御周波数帯域内における振幅の最大値がダイナミックレンジの範囲内に収まり且つダイナミックレンジの不使用領域が小さくなるように目標範囲を設定すれば、ダイナミックレンジを有効活用できるようになり、フィルタ係数更新手段における適応フィルタのフィルタ係数の演算を精度良く行うことが可能となる。或いは、フィルタ係数更新手段における演算値がダイナミックレンジの範囲内に収まり且つダイナミックレンジの不使用領域が小さくなるように前記最大値の目標範囲を設定すれば、当該ダイナミックレンジを有効活用できるようになり、フィルタ係数更新手段における適応フィルタのフィルタ係数の演算を精度良く行うことが可能となる。

前記フィルタ特性調整手段は、前記参照信号をフーリエ変換し、前記能動型振動騒音制御装置の制御周波数帯域外における所定周波数の振幅が目標値以下となるように前記第１周波数フィルタ及び前記第２周波数フィルタの遮断周波数を調整してもよい。これにより、例えば、振幅が目標値以下であれば、当該振幅の周波数成分が適応制御にほとんど影響を与えなくなるように当該目標値を設定すれば、適切な遮断周波数を設定することが可能となる。その結果、過度な演算を行うことなしに、すなわち、余分な遅延を伴うことなく不要な周波数成分を除去することが可能となる。

この発明によれば、分岐手段とフィルタ係数更新手段の間に配置された第１周波数フィルタと、誤差信号出力手段とフィルタ係数更新手段の間に配置され、第１周波数フィルタと同等のフィルタ特性を持つ第２周波数フィルタとを備える。このため、フィルタ係数更新手段に入力される２つの信号（補正参照信号及び誤差信号）の相関関係を変化させずに両信号の信号特性（例えば、周波数帯域）を調整することが可能となる。従って、例えば、第１及び第２周波数フィルタにより、能動型振動騒音制御装置の制御周波数帯域外の成分を除去することで、当該成分が適応制御に与える影響を低減し、消音性能を向上させることが可能となる。

また、第１周波数フィルタは、分岐手段とフィルタ係数更新手段の間に配置され、第２周波数フィルタは、誤差信号出力手段とフィルタ係数更新手段の間に配置される。このため、第１及び第２周波数フィルタは、打消音の出力タイミングに直接関わる経路（参照信号出力手段、適応フィルタ及び打消音出力手段を結ぶ経路）上には配置されない。従って、第１及び第２周波数フィルタに起因する遅延が当該経路に発生することはない。よって、当該遅延により打消音の出力が遅れることはなく、消音性能を維持することが可能となる。

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加速度センサユニットとその周辺の概略構成図である。 前記能動型騒音制御装置の機能ブロック図である。 前記能動型騒音制御装置における制御信号生成部の機能ブロック図である。 前記実施形態において打消音を生成するフローチャートである。 前記実施形態の参照信号特性検出器及びフィルタ特性調整部における処理の第１フローチャートである。 前記実施形態の参照信号特性検出器及びフィルタ特性調整部における処理の第２フローチャートである。 前記実施形態で用いるハイパスフィルタの特性を示す図である。 低域側の次数及び遮断周波数を更新するフローチャートである。 低域側の必要ゲインと、次数と、遮断周波数を算出するための係数との関係を示すテーブル図である。 前記実施形態で用いるローパスフィルタの特性を示す図である。 高域側の次数及び遮断周波数を更新するフローチャートである。 高域側の必要ゲインと、次数と、遮断周波数を算出するための係数との関係を示すテーブル図である。 異なる路面における加速度信号のスペクトルと、第１及び第２バンドパスフィルタで用いる各種数値の例を示す図である。 フィルタ特性の例を示す図である。 図４の制御信号生成部の変形例を示す図である。

［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（燃料電池車を含む。）等の車両とすることができる。

車両１０は、ＡＮＣ装置１２に加え、複数のサスペンション１４と、サスペンション１４に設けられた複数の加速度センサユニット１６と、スピーカ１８と、マイクロフォン２０とを有する。

ＡＮＣ装置１２は、加速度センサユニット１６からの加速度信号Ｓｘ、Ｓｙ、Ｓｚと、マイクロフォン２０からの誤差信号ｅとに基づいて第２合成制御信号Ｓｃｃ２を生成する。第２合成制御信号Ｓｃｃ２は、図示しない増幅器で増幅された後、スピーカ１８に出力される。スピーカ１８は、第２合成制御信号Ｓｃｃ２に対応する打消音ＣＳを出力する。

車両１０の車室内に発生する振動騒音は、図示しないエンジン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２２と路面Ｒとが接触し、車輪２２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の成分を打消音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、特許文献１）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、加速度センサユニット１６は４つ設けられており（図３参照）、各加速度センサユニット１６は、４つの車輪２２（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、図３及び図４では、スピーカ１８及びマイクロフォン２０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１８及びマイクロフォン２０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）サスペンション１４及び加速度センサユニット１６
図２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２２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５４が回転自在に挿入されている。

図３に示すように、各加速度センサユニット１６は、振動加速度Ａｘを検出する加速度センサ６０ｘと、振動加速度Ａｙを検出する加速度センサ６０ｙと、振動加速度Ａｚを検出する加速度センサ６０ｚとを有する。加速度センサ６０ｘに検出される振動加速度Ａｘは、車両１０の前後方向（図１中、Ｘ方向）におけるナックル３０の振動加速度［ｍｍ／ｓ／ｓ］を示す。加速度センサ６０ｙに検出される振動加速度Ａｙは、車両１０の左右方向（図２のＹ方向）におけるナックル３０の振動加速度［ｍｍ／ｓ／ｓ］を示す。加速度センサ６０ｚに検出される振動加速度Ａｚは、車両１０の上下方向（図１中、Ｚ方向）におけるナックル３０の振動加速度［ｍｍ／ｓ／ｓ］を示す。

各加速度センサユニット１６は、各ナックル３０で検出した振動加速度Ａｘ、Ａｙ、Ａｚを示す加速度信号Ｓｘ、Ｓｙ、ＳｚをＡＮＣ装置１２に出力する。ＡＮＣ装置１２では、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換した加速度信号Ｓｘ、Ｓｙ、Ｓｚを参照信号として打消音ＣＳを生成する。以下では、加速度信号Ｓｘ、Ｓｙ、Ｓｚを参照信号Ｓｂともいう。

（３）ＡＮＣ装置１２
（ａ）全体構成
ＡＮＣ装置１２は、スピーカ１８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３は、ＡＮＣ装置１２の機能ブロック図である。図３に示すように、ＡＮＣ装置１２は、加速度センサ６０ｘ、６０ｙ、６０ｚ毎に設けられた制御信号生成部６２と、加速度センサユニット１６毎に設けられた第１加算器６４と、第２加算器６６を有する。制御信号生成部６２、第１加算器６４及び第２加算器６６は、マイクロコンピュータ５６及びメモリ５８により構成される。

なお、本実施形態において、加速度センサ６０ｘ、６０ｙ、６０ｚから出力される加速度信号Ｓｘ、Ｓｙ、Ｓｚはアナログ信号であり、ＡＮＣ装置１２におけるアナログ／デジタル変換器（図示せず）によりアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換された後に制御信号生成部６２に入力される。加えて、第２加算器６６から出力されるデジタル信号としての第２合成信号Ｓｃｃ２は、ＡＮＣ装置１２におけるデジタル／アナログ変換器（図示せず）によりデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換された後にスピーカ１８に入力される。

また、説明の便宜のため、加速度センサユニット１６毎の制御信号生成部６２及び第１加算器６４を制御信号生成ユニット６８と呼ぶ。図３では、一番上の制御信号生成ユニット６８のみ内部を示し、その他の制御信号生成ユニット６８は内部を省略して示している。

（ｂ）制御信号生成部６２
図４は、制御信号生成部６２の１つの機能ブロック図である。図４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。

図４に示すように、制御信号生成部６２は、適応フィルタ処理部７２と、参照信号特性検出器７４と、フィルタ特性調整部７６とを有する。

適応フィルタ処理部７２は、図示しないアナログ／デジタル変換器でＡ／Ｄ変換された加速度信号Ｓｘ、Ｓｙ、Ｓｚ（参照信号Ｓｂ）に基づいて適応フィルタ制御を行うものであり、適応フィルタ８０と、第１バンドパスフィルタ８２（以下「第１ＢＰＦ８２」という。）と、参照信号補正部８４と、第２バンドパスフィルタ８６（以下「第２ＢＰＦ８６」という。）と、フィルタ係数更新部８８とを有する。なお、加速度センサ６０ｘと適応フィルタ８０及び第１ＢＰＦ８２との間には分岐点９０が設けられている。

以下では、説明の便宜のため、分岐点９０から適応フィルタ８０に入力される参照信号Ｓｂを第１参照信号Ｓｂ１と呼び、分岐点９０から第１ＢＰＦ８２に入力される参照信号Ｓｂを第２参照信号Ｓｂ２と呼ぶ。

適応フィルタ８０は、例えば、ＦＩＲ（Finite impulse response：有限インパルス応答）型又は適応ノッチ型のフィルタであり、第１参照信号Ｓｂ１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を低減するための打消音ＣＳの波形を示す制御信号Ｓｃｒを出力する。

第１ＢＰＦ８２は、第２参照信号Ｓｂ２に対してハイパスフィルタリング処理、ローパスフィルタリング処理及びゲイン調整処理を行って濾波参照信号Ｓｂｆとして出力する。本実施形態における第１ＢＰＦ８２は、高域側及び低域側それぞれの次数Ｏｈ１、Ｏｌ１及び遮断周波数ｆｃｈ１、ｆｃｌ１を調整する機能を備えると共に、第２参照信号Ｓｂ２の振幅（ゲイン）を調整する機能も有する。

参照信号補正部８４は、第１ＢＰＦ８２からの濾波参照信号Ｓｂｆに対して伝達関数処理を行うことで補正参照信号Ｓｒを生成する。補正参照信号Ｓｒは、フィルタ係数更新部８８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１８からマイクロフォン２０への打消音ＣＳの伝達関数Ｃ＾（フィルタ係数）に基づき濾波参照信号Ｓｂｆを補正する処理である。この伝達関数処理で用いられる伝達関数Ｃ＾は、スピーカ１８からマイクロフォン２０への打消音ＣＳの実際の伝達関数Ｃの測定値又は予測値である。

第２ＢＰＦ８６は、マイクロフォン２０からの誤差信号ｅに対してハイパスフィルタリング処理、ローパスフィルタリング処理及びゲイン調整処理を行って濾波誤差信号ｅｆとして出力する。第２ＢＰＦ８６は、高域側及び低域側それぞれの次数Ｏｈ２、Ｏｌ２及び遮断周波数ｆｃｈ２、ｆｃｌ２を調整する機能を備えると共に、誤差信号ｅの振幅（ゲイン）を調整する機能も有する。

本実施形態における第２ＢＰＦ８６のフィルタ特性Ｃｆｔｒ２は、第１ＢＰＦ８２のフィルタ特性Ｃｆｔｒ１と同一である。すなわち、第２ＢＰＦ８６の高域側及び低域側それぞれの次数Ｏｈ２、Ｏｌ２及び遮断周波数ｆｃｈ２、ｆｃｌ２は、第１ＢＰＦ８２の高域側及び低域側それぞれの次数Ｏｈ１、Ｏｌ１及び遮断周波数Ａｃｈ１、Ａｃｌ１と同一である。また、第２ＢＰＦ８６のゲイン（フィルタゲインＧ２）は、第１ＢＰＦ８２のゲイン（フィルタゲインＧ１）と同一である。

以下では、フィルタ特性Ｃｆｔｒ１、Ｃｆｔｒ２をまとめてフィルタ特性Ｃｆｔｒともいう。また、高域側の次数Ｏｈ１、Ｏｈ２をまとめて次数Ｏｈと、低域側の次数Ｏｌ１、Ｏｌ２をまとめて次数Ｏｌと、高域側の遮断周波数Ａｃｈ１、Ａｃｈ２をまとめて遮断周波数Ａｃｈと、低域側の遮断周波数Ａｃｌ１、Ａｃｌ２をまとめて遮断周波数Ａｃｌともいう。さらに、フィルタゲインＧ１、Ｇ２をまとめてフィルタゲインＧともいう。

なお、第１ＢＰＦ８２及び第２ＢＰＦ８６のフィルタ特性Ｃｆｔｒは、加速度信号Ｓｘ、Ｓｙ、Ｓｚ（参照信号Ｓｂ）の信号特性に応じてフィルタ特性調整部７６により調整される。詳細は、図６〜図１５等を用いて後述する。

フィルタ係数更新部８８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８８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、参照信号補正部８４からの補正参照信号Ｓｒと第２ＢＰＦ８６からの濾波誤差信号ｅｆに基づいて、濾波誤差信号ｅｆの二乗（ｅｆ）²をゼロとするようにフィルタ係数Ｗｒを演算する。フィルタ係数更新部８８における具体的な演算については、例えば、特許文献１に記載のものを用いることができる。

なお、本実施形態では、フィルタ係数更新部８８が演算するフィルタ係数Ｗｒの更新量は、フィルタ特性調整部７６によっても制御される（詳細は後述する。）。

参照信号特性検出器７４は、参照信号生成部７０からの参照信号Ｓｂをフーリエ変換｛ここでは、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）｝し、その結果としてのスペクトルを示すスペクトル信号Ｓｓをフィルタ特性調整部７６に出力する。

フィルタ特性調整部７６は、参照信号特性検出器７４からのスペクトル信号Ｓｓに基づいて第１ＢＰＦ８２及び第２ＢＰＦ８６のフィルタ特性Ｃｆｔｒを調整すると共に、フィルタ係数更新部８８の動作を制御する（詳細は後述する。）。

（ｃ）第１加算器６４
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。

（ｄ）第２加算器６６
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１８に入力される。

（４）スピーカ１８
スピーカ１８は、ＡＮＣ装置１２（マイクロコンピュータ５６）からの第２合成信号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。

（５）マイクロフォン２０
マイクロフォン２０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。

２．打消音ＣＳの生成
次に、本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５には、打消音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。

ステップＳ２において、適応フィルタ処理部７２は、図示しないＡ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換された加速度信号Ｓｘ、Ｓｙ、Ｓｚ（参照信号Ｓｂ）と、マイクロフォン２０からの誤差信号ｅとに基づき、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。

ステップＳ３において、第１加算器６４は、各制御信号生成部６２の適応フィルタ処理部７２から出力された制御信号Ｓｃｒを合成して、第１合成制御信号Ｓｃｃ１を生成する。

ＡＮＣ装置１２は、上記ステップＳ１〜Ｓ３を、４つの加速度センサユニット１６それぞれに対応して行う。

ステップＳ４において、第２加算器６６は、各第１加算器６４から出力された第１合成制御信号Ｓｃｃ１を合成して第２合成制御信号Ｓｃｃ２を生成する。

ステップＳ５において、スピーカ１８は、第２合成制御信号Ｓｃｃ２に基づく打消音ＣＳを出力する。なお、第２加算器６６からスピーカ１８に入力される際、第２合成制御信号Ｓｃｃ２は、図示しないＤ／Ａ変換器によりＤ／Ａ変換され且つ図示しない増幅器により振幅調整される。

ステップＳ６において、マイクロフォン２０は、ロードノイズＮＺｒを含む複合騒音ＮＺｃと打消音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、ＡＮＣ装置１２のその後の適応フィルタ処理で用いられる。

ＡＮＣ装置１２では、以上のステップＳ１〜Ｓ６を繰り返す。

３．参照信号特性検出器７４及びフィルタ特性調整部７６における処理
次に、参照信号特性検出器７４及びフィルタ特性調整部７６における処理について説明する。図６には、参照信号特性検出器７４及びフィルタ特性調整部７６における処理の第１フローチャートが示されており、図７には、参照信号特性検出器７４及びフィルタ特性調整部７６における処理の第２フローチャートが示されている。

ステップＳ１１において、参照信号特性検出器７４は、加速度センサ６０ｘ、６０ｙ、６０ｚからの加速度信号Ｓｘ、Ｓｙ、Ｓｚ（参照信号Ｓｂ）を検出（受信）する。ステップＳ１２において、参照信号特性検出器７４は、参照信号Ｓｂを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）し、その結果としてのスペクトルを示すスペクトル信号Ｓｓをフィルタ特性調整部７６に出力する。

続くステップＳ１３〜Ｓ１６は、第１ＢＰＦ８２及び第２ＢＰＦ８６のフィルタゲインＧに関連した処理である。すなわち、ステップＳ１３において、フィルタ特性調整部７６は、スペクトル信号Ｓｓが示すスペクトルに基づき、ＡＮＣ装置１２の制御周波数帯域Ｒｆに含まれる各周波数の振幅のうち最大値（最大値Ａｍａｘ）［ｄＢ］を検出する。

ステップＳ１４において、フィルタ特性調整部７６は、最大値Ａｍａｘが目標範囲内であるか否かを判定する。前記目標範囲は、例えば、最大値Ａｍａｘの目標値である目標最大値Ａｍ＿ｔａｒ［ｄＢ］に正の所定値αを足したものを上限値（＝Ａｍ＿ｔａｒ＋α）とし、目標最大値Ａｍ＿ｔａｒから所定値αを引いたものを下限値（＝Ａｍ＿ｔａｒ−α）とする。このような目標範囲を用いることにより、最大値Ａｍａｘのばらつきが小さく安定的であるときは、後述するフィルタゲインＧの調整を行わず、フィルタゲインＧの調整に伴う適応フィルタ８０のフィルタ係数Ｗｒの更新停止も行わない。

最大値Ａｍａｘが目標範囲内である場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、ステップＳ１７に進む。最大値Ａｍａｘが目標範囲内でない場合（Ｓ１４：ＮＯ）、ステップＳ１５において、フィルタ特性調整部７６は、変更フラグＦＬＧを立てる。この変更フラグＦＬＧは、適応フィルタ８０のフィルタ係数Ｗｒの更新停止の要否を示すためのものであり、変更フラグＦＬＧが立っているとき、当該更新停止を行い、変更フラグＦＬＧが降りているとき、当該更新停止を行わない（詳細は、ステップＳ２７〜Ｓ３３にて説明する。）。

続くステップＳ１６において、フィルタ特性調整部７６は、フィルタ特性変更信号Ｓｆを用いて、第１ＢＰＦ８２及び第２ＢＰＦ８６のフィルタゲインＧを調整する。本実施形態では、フィルタゲインＧは、目標最大値Ａｍ＿ｔａｒと最大値Ａｍａｘの差（Ａｍ＿ｔａｒ−Ａｍａｘ）により設定される（Ｇ←Ａｍ＿ｔａｒ−Ａｍａｘ）。

また、上記のように、最大値Ａｍａｘが目標範囲内に入るように制御することにより、適応フィルタ処理部７２におけるダイナミックレンジを効果的に用いることができる。

例えば、ＡＮＣ装置１２における演算を１２ビット演算器により行う場合、最大値Ａｍａｘが大き過ぎると、最大値Ａｍａｘは飽和し、最大値Ａｍａｘが小さ過ぎると、１２ビット演算器のダイナミックレンジにおける不使用部分が大きくなってしまう。

また、このことは、最大値Ａｍａｘに限った話ではなく、第１ＢＰＦ８２及び第２ＢＰＦ８６のフィルタゲインＧが高過ぎると、濾波参照信号Ｓｂｆ又は濾波誤差信号ｅｆの値は飽和し、フィルタゲインＧが低過ぎると、１２ビット演算器のダイナミックレンジにおける不使用部分が大きくなってしまう。さらに、濾波参照信号Ｓｂｆ及び濾波誤差信号ｅｆの値が飽和せず、濾波参照信号Ｓｂｆ及び濾波誤差信号ｅｆに関してダイナミックレンジの不使用部分が小さくても、その後のフィルタ係数更新部８８における演算で値の飽和やダイナミックレンジの不使用部分が大きくなる可能性もある。従って、これらのことを考慮し、実測値やシミュレーション値に基づき、最大値Ａｍａｘの目標範囲を設定することが可能である。

ステップＳ１７〜Ｓ２１は、第１ＢＰＦ８２及び第２ＢＰＦ８６のハイパスフィルタとしての機能（ハイパスフィルタリング機能）に関連した処理である。すなわち、ステップＳ１７において、フィルタ特性調整部７６は、スペクトル信号Ｓｓに含まれるスペクトル情報のうちＡＮＣ装置１２の制御周波数帯域の下限値（制御周波数下限値ｆｌ）の８０％の周波数（周波数ｆｌ＿０．８）の振幅Ａｌ＿０．８［ｄＢ］を検出する。

ステップＳ１８において、フィルタ特性調整部７６は、振幅Ａｌ＿０．８とフィルタゲインＧ（すなわち、目標最大値Ａｍ＿ｔａｒと最大値Ａｍａｘの差）との和Ｓ１（＝Ａｌ＿０．８＋Ｇ）［ｄＢ］を算出する。和Ｓ１は、ステップＳ１６のフィルタゲインＧによる調整後の振幅Ａｌ＿０．８を示す。

ステップＳ１９において、フィルタ特性調整部７６は、和Ｓ１がその目標値Ｓ１ｔａｒ［ｄＢ］以下であるかどうか（絶対値でいえば、和Ｓ１が目標値Ｓ１ｔａｒ以上であるかどうか。以下、同様）を判定する。このような判定を行うことにより、低域側の次数Ｏｌ及び遮断周波数ｆｃｌを調整する必要性を判断する。

なお、ステップＳ１７、Ｓ１８において、制御周波数下限値ｆｌの振幅ではなく、制御周波数下限値ｆｌよりも低い周波数の振幅である振幅Ａｌ＿０．８を用いるのは、制御周波数帯域Ｆｒ外での振幅を下げるためである。制御周波数帯域Ｆｒ外においていずれかの周波数の成分が特徴的に大きい場合、その周波数を調整指針用に設定してもよい。

また、一般的なハイパスフィルタと同様、低域側の遮断周波数ｆｃｌでは、減衰効果が得られる。例えば、図８に示すように、遮断周波数ｆｃｌでは、−３ｄＢの減衰効果が得られる。また、次数が１次であれば、遮断周波数ｆｃｌの半分の周波数ｆｃｌ／２では、−９ｄＢの減衰効果が得られる。

和Ｓ１が目標値Ｓ１ｔａｒ以下である場合（Ｓ１９：ＹＥＳ）、フィルタゲインＧによる補正後の振幅Ａｌ＿０．８は十分に小さいため、次数Ｏｌ及び遮断周波数ｆｃｌの調整を行わずにステップＳ２２に進む。和Ｓ１が目標値Ｓ１ｔａｒ以下でない場合（Ｓ１９：ＮＯ）、ステップＳ２０において、フィルタ特性調整部７６は、変更フラグＦＬＧを立てる。この変更フラグＦＬＧは、ステップＳ１５におけるものと同じである。

続くステップＳ２１において、フィルタ特性調整部７６は、フィルタ特性変更信号Ｓｆを用いて、第１ＢＰＦ８２及び第２ＢＰＦ８６の低域側の次数Ｏｌ及び遮断周波数ｆｃｌを調整する。

図９には、低域側の次数Ｏｌ及び遮断周波数ｆｃｌを調整するフローチャートが示されている。ステップＳ４１において、フィルタ特性調整部７６は、必要ゲインＧｌ＿ｒｅｑを算出する。必要ゲインＧｌ＿ｒｅｑは、ステップＳ１６のフィルタゲインＧによる補正後の周波数ｆｌ＿０．８についてのゲインの不足を示し、目標値Ｓ１ｔａｒと和Ｓ１との差によりを定義される（Ｇｌ＿ｒｅｑ←Ｓ１ｔａｒ−Ｓ１）。

ステップＳ４２において、フィルタ特性調整部７６は、必要ゲインＧｌ＿ｒｅｑに応じて低域側の次数Ｏｌを更新する。

図１０には、低域側の必要ゲインＧｌ＿ｒｅｑと、次数Ｏ１と、遮断周波数ｆｃｌを算出するための係数ａ１との関係を示すテーブル１００が示されている。例えば、必要ゲインＧｌ＿ｒｅｑが０ｄＢである場合、次数Ｏｌはゼロである。必要ゲインＧｌ＿ｒｅｑが−９ｄＢ以上０ｄＢ未満である場合、次数Ｏｌは１次である。必要ゲインＧｌ＿ｒｅｑが−１５ｄＢ以上−９ｄＢ未満である場合及び−２７ｄＢ以上−２１ｄＢ未満である場合、次数Ｏｌは２次である。必要ゲインＧｌ＿ｒｅｑが−２１ｄＢ以上−１５ｄＢ未満である場合、次数Ｏｌは３次である。必要ゲインＧｌ＿ｒｅｑと次数Ｏｌの関係は、シミュレーション値や実測値により好適な値を予め記憶しておく。なお、図１０では、見易さを考慮して、例えば、「−３ｄＢ〜−６ｄＢ」のように、絶対値が小さいものを先に、絶対値が大きいものを後に記載している。また、左の値が「未満」であり、右の値が「以上」である。例えば、「−３ｄＢ〜−６ｄＢ」であれば、「−６ｄＢ以上−３ｄＢ未満」を意味する。

なお、次数Ｏｌが１次の場合、第１ＢＰＦ８２及び第２ＢＰＦ８６の低域側でのハイパスフィルタとしての機能における減衰傾度は、−６ｄＢ／ｏｃｔである。次数Ｏｌが２次の場合、減衰傾度は、−１２ｄＢ／ｏｃｔである。次数Ｏｌが３次の場合、減衰傾度は、−１８ｄＢ／ｏｃｔである。

図９のステップＳ４３において、フィルタ特性調整部７６は、制御周波数下限値ｆｌと必要ゲインＧｌ＿ｒｅｑに応じて低域側の遮断周波数ｆｃｌを更新する。具体的には、下記の式（１）を用いて新たな遮断周波数ｆｃｌを算出する。
ｆｃｌ＝ａ１×ｆｌ×０．８ （１）

上記式（１）において、ａ１は、遮断周波数ｆｃｌを更新するための係数であり、図１０のテーブル１００に基づいて設定される。例えば、必要ゲインＧｌ＿ｒｅｑが０ｄＢである場合、係数ａ１はゼロである。必要ゲインＧｌ＿ｒｅｑが−３ｄＢ以上０ｄＢ未満である場合、係数ａ１は１である。必要ゲインＧｌ＿ｒｅｑが−２１ｄＢ以上−３ｄＢ未満である場合、係数ａ１は２である。必要ゲインＧｌ＿ｒｅｑが−２７ｄＢ以上−２１ｄＢ未満である場合、係数ａ１は４である。

このように、必要ゲインＧ１＿ｒｅｑの絶対値が大きくなるほど、係数ａ１を大きくし、低域側の遮断周波数ｆｃｌを高くする。これにより、遮断周波数ｆｃｌが、通過周波数帯域ｆｒ内に入り込み、周波数ｆｌ＿０．８における減衰効果を高めることができる。なお、必要ゲインＧｌ＿ｒｅｑと係数ａ１の関係は、シミュレーション値や実測値により好適な値を予め記憶しておく。

図６に戻り、ステップＳ２２〜Ｓ２６は、第１ＢＰＦ８２及び第２ＢＰＦ８６の高域側でのローパスフィルタとしての機能（ローパスフィルタリング機能）に関連した処理である。すなわち、ステップＳ２２において、フィルタ特性調整部７６は、スペクトル信号Ｓｓに含まれるスペクトル情報のうちＡＮＣ装置１２の制御周波数帯域の上限値（制御周波数上限値ｆｈ）の１２０％の周波数（周波数ｆｈ＿１．２）の振幅Ａｈ＿１．２［ｄＢ］を検出する。

ステップＳ２３において、フィルタ特性調整部７６は、振幅Ａｈ＿１．２とフィルタゲインＧ（すなわち、目標最大値Ａｍ＿ｔａｒと最大値Ａｍａｘの差）との和Ｓ２（＝Ａｈ＿１．２＋Ｇ）［ｄＢ］を算出する。和Ｓ２は、ステップＳ１６のフィルタゲインＧによる調整後の振幅Ａｌ＿１．２を示す。

ステップＳ２４において、フィルタ特性調整部７６は、和Ｓ２がその目標値Ｓ２ｔａｒ［ｄＢ］以下であるかどうかを判定する。このような判定を行うことにより、高域側の次数Ｏｈ及び遮断周波数ｆｃｈを調整する必要性を判断する。

なお、ステップＳ２３、Ｓ２４において、制御周波数上限値ｆｈの振幅ではなく、制御周波数ｆｈよりも高い周波数の振幅である振幅Ａｈ＿１．２を用いる理由は、振幅Ａｃｌ＿０．８と同様、制御周波数帯域Ｆｒ外での振幅を下げるためである。制御周波数帯域Ｆｒ外においていずれかの周波数の成分が特徴的に大きい場合、その周波数を調整指針用に設定してもよい。

また、一般的なローパスフィルタと同様、高域側の遮断周波数ｆｃｈでは、減衰効果が得られる。例えば、図１１に示すように、遮断周波数ｆｃｈでは、−３ｄＢの減衰効果が得られる。また、次数Ｏｈが１次であれば、遮断周波数ｆｃｈの２倍の周波数２ｆｃｈでは、−９ｄＢの減衰効果が得られる。

和Ｓ２が目標値Ｓ２ｔａｒ以下である場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、フィルタゲインＧによる補正後の振幅Ａｈ＿１．２は十分に小さいため、次数Ｏｈ及び遮断周波数ｆｃｈの調整を行わずにステップＳ２７（図７）に進む。和Ｓ２が目標値Ｓ２ｔａｒ以下でない場合（Ｓ２４：ＮＯ）、ステップＳ２５において、フィルタ特性調整部７６は、変更フラグＦＬＧを立てる。この変更フラグＦＬＧは、ステップＳ１５、Ｓ２０におけるものと同じである。

続くステップＳ２６において、フィルタ特性調整部７６は、フィルタ特性変更信号Ｓｆを用いて、第１ＢＰＦ８２及び第２ＢＰＦ８６の高域側の次数Ｏｈ及び遮断周波数ｆｃｈを調整する。

図１２には、高域側の次数Ｏｈ及び遮断周波数ｆｃｈを調整するフローチャートが示されている。ステップＳ５１において、フィルタ特性調整部７６は、必要ゲインＧｈ＿ｒｅｑを算出する。必要ゲインＧｈ＿ｒｅｑは、ステップＳ１６のフィルタゲインＧによる補正後の周波数ｆｈ＿１．２についてのゲインの不足を示し、目標値Ｓ２ｔａｒと和Ｓ２との差によりを定義される（Ｇｈ＿ｒｅｑ←Ｓ２ｔａｒ−Ｓ２）。

ステップＳ５２において、フィルタ特性調整部７６は、必要ゲインＧｈ＿ｒｅｑに応じて高域側の次数Ｏｈを更新する。

図１３には、高域側の必要ゲインＧｈ＿ｒｅｑと、次数Ｏｈと、遮断周波数ｆｃｈを算出するための係数ａ２との関係を示すテーブル１０２が示されている。例えば、必要ゲインＧｈ＿ｒｅｑが０ｄＢである場合、次数Ｏｈはゼロである。必要ゲインＧｈ＿ｒｅｑが−９ｄＢ以上０ｄＢ未満である場合、次数Ｏｈは１次である。必要ゲインＧｈ＿ｒｅｑが−１５ｄＢ以上−９ｄＢ未満である場合及び−２７ｄＢ以上−２１ｄＢ未満である場合、次数Ｏｈは２次である。必要ゲインＧｈ＿ｒｅｑが−２１ｄＢ以上−１５ｄＢ未満である場合、次数Ｏｈは３次である。必要ゲインＧｈ＿ｒｅｑと次数Ｏｈの関係は、シミュレーション値や実測値により好適な値を予め記憶しておく。

なお、次数Ｏｈが１次の場合、第１ＢＰＦ８２及び第２ＢＰＦ８６のローパスフィルタとしての機能における減衰傾度は、−６ｄＢ／ｏｃｔである。次数Ｏｈが２次の場合、減衰傾度は、−１２ｄＢ／ｏｃｔである。次数Ｏｈが３次の場合、減衰傾度は、−１８ｄＢ／ｏｃｔである。

図１２のステップＳ５３において、フィルタ特性調整部７６は、制御周波数上限値ｆｈと必要ゲインＧｈ＿ｒｅｑに応じて高域側の遮断周波数ｆｃｈを更新する。具体的には、下記の式（２）を用いて新たな遮断周波数ｆｃｈを算出する。
ｆｃｈ＝ａ２×ｆｈ×１．２ （２）

上記式（２）において、ａ２は、遮断周波数ｆｃｈを更新するための係数であり、図１３のテーブル１０２に基づいて設定される。例えば、必要ゲインＧｈ＿ｒｅｑが０ｄＢである場合、係数ａ２はゼロである。必要ゲインＧｈ＿ｒｅｑが−３ｄＢ以上０ｄＢ未満である場合、係数ａ２は１である。必要ゲインＧｈ＿ｒｅｑが−２１ｄＢ以上−３ｄＢ未満である場合、係数ａ２は０．５である。必要ゲインＧｌ＿ｒｅｑが−２７ｄＢ以上−２１ｄＢ未満である場合、係数ａ２は０．２５である。

このように、必要ゲインＧ２＿ｒｅｑの絶対値が大きくなるほど、係数ａ２を小さくし、遮断周波数ｆｃｈを低くする。これにより、遮断周波数ｆｃｈが、通過周波数帯域ｆｒ内に入り込み、制御周波数上限値ｆｈにおける減衰効果を高めることができる。なお、必要ゲインＧｈ＿ｒｅｑと係数ａ２の関係は、シミュレーション値や実測値により好適な値を予め記憶しておく。

図６から図７に移り、ステップＳ２７〜Ｓ３３は、フィルタゲインＧ、次数Ｏｈ、Ｏｌ及び遮断周波数ｆｃｈ、ｆｃｌの変更の有無に伴う適応フィルタ８０のフィルタ係数Ｗｒの制御に関する処理である。すなわち、ステップＳ２７において、フィルタ特性調整部７６は、変更フラグＦＬＧが立っているかどうかを判定する。いずれの変更フラグＦＬＧも立っていない場合（Ｓ２７：ＮＯ）、ステップＳ３０に進む。変更フラグＦＬＧが立っている場合（Ｓ２７：ＹＥＳ）、フィルタゲインＧ、次数Ｏｈ、Ｏｌ及び遮断周波数ｆｃｈ、ｆｃｌの少なくとも１つが変更されている。この場合、まずステップＳ２８において、フィルタ特性調整部７６は、立っている変更フラグＦＬＧを全て降ろす。続くステップＳ２９において、フィルタ特性調整部７６は、図示しないタイマのカウント値ＣＮＴのカウントダウンを開始する。

当該カウント値ＣＮＴは、ステップＳ２９で設定される初期値を、適応フィルタ８０のタップ長又はそれより大きい値とする。カウント値ＣＮＴが初期値からゼロになるまでの時間は、フィルタゲインＧ、次数Ｏｈ、Ｏｌ及び遮断周波数ｆｃｈ、ｆｃｌの変更に伴ってＡＮＣ装置１２の制御が不安定になることを避けるための時間に対応する。

すなわち、フィルタゲインＧ、次数Ｏｈ、Ｏｌ及び遮断周波数ｆｃｈ、ｆｃｌのいずれかを変更した場合、第１ＢＰＦ８２から出力される濾波参照信号Ｓｂｆ及び第２ＢＰＦ８６から出力される濾波誤差信号ｅｆは、当該変更に伴って値が跳ぶこととなる。この場合、当該変更の前後の不連続な信号でフィルタ係数Ｗｒの更新を行ってしまい、意図しない打消音ＣＳを発生してしまう可能性がある。

そこで、フィルタ特性調整部７６は、フィルタ係数更新部８８に対して更新停止信号Ｓｗを送信し、フィルタ係数Ｗｒの更新を一時的に停止させる。但し、適応フィルタ８０において、第１参照信号Ｓｂ１とフィルタ係数Ｗｒの畳み込み演算は継続されたままである。これにより、上記のような意図しない打消音ＣＳの発生を防止することが可能となる。

ステップＳ３０において、フィルタ特性調整部７６は、カウント値ＣＮＴがゼロであるかどうかを判定する。カウント値ＣＮＴがゼロでない場合（Ｓ３０：ＮＯ）、ステップＳ３１において、フィルタ特性調整部７６は、フィルタ係数更新部８８に対して更新停止信号Ｓｗを送信し、フィルタ係数Ｗｒの更新を一時的に停止させる。但し、適応フィルタ８０において、第１参照信号Ｓｂ１とフィルタ係数Ｗｒの畳み込み演算は継続されたままである。

続くステップＳ３２において、フィルタ特性調整部７６は、カウント値ＣＮＴの値を１減少させ、ステップＳ３０に戻る。

ステップＳ３０においてカウント値ＣＮＴがゼロである場合（Ｓ３０：ＹＥＳ）、ステップＳ３３において、フィルタ特性調整部７６は、フィルタ係数更新部８８への更新停止信号Ｓｗの送信を停止し、フィルタ係数更新部８８にフィルタ係数Ｗｒの更新を許可する。これを受け、フィルタ係数更新部８８は、フィルタ係数Ｗｒの更新を再開する。

４．具体例
図１４には、異なる路面（路面ＲＡ、ＲＢ）に対応した加速度センサ６０ｚの加速度信号Ｓｚ（加速度信号ＳｚＡ、ＳｚＢ）のスペクトルと、第１ＢＰＦ８２及び第２ＢＰＦ８６で用いる各種数値の例が示されている。

図１４において、加速度信号ＳｚＡは、路面ＲＡ（玉石路面）におけるものであり、加速度信号ＳｚＢは、路面ＲＢ（滑らかな凹凸路面）におけるものである。図１４の例において、制御周波数帯域Ｒｆにおける目標最大値Ａｍ＿ｔａｒは、−１０ｄＢであり、目標値Ｓ１ｔａｒは、−２０ｄＢであり、目標値Ｓ２ｔａｒは、−３０ｄＢである。

図１４の加速度信号ＳｚＡでは、制御周波数領域Ｒｆにおける最大値Ａｍは、４ｄＢである。このため、図６のステップＳ１６で調整されるフィルタゲインＧは−１４ｄＢである（−１４＝−１０−４）。また、加速度信号ＳｚＡでの振幅Ａｌ＿０．８は、０ｄＢである。このため、ステップＳ１８で算出される和Ｓ１は、−１４ｄＢであり｛−１４＝０＋（−１４）｝、図９のステップＳ４１で算出される必要ゲインＧｌ＿ｒｅｑは、−６ｄＢとなる｛−６＝−２０―（−１４）｝。さらに、加速度信号ＳｚＡでの振幅Ａｈ＿１．２は、−８ｄＢである。このため、ステップＳ２３で算出される和Ｓ２は、−２２ｄＢであり｛−２２＝−８＋（−１４）｝、図１２のステップＳ５１で算出される必要ゲインＧｈ＿ｒｅｑは、−８ｄＢとなる｛−８＝−３０−（−２２）｝。

ここで、低域側の必要ゲインＧｌ＿ｒｅｑが−６ｄＢであるため、次数Ｏｌは１次であり、係数ａ１は２である（図１０参照）。さらに、高域側の必要ゲインＧｈ＿ｒｅｑが−８ｄＢであるため、次数Ｏｈは２次であり、係数ａ２は０．５である（図１３参照）。

一方、図１４の加速度信号ＳｚＢでは、制御周波数領域Ｒｆにおける最大値Ａｍは、−１４ｄＢである。このため、図６のステップＳ１６で調整されるフィルタゲインＧは＋４ｄＢである｛＋４＝−１０−（−１４）｝。また、加速度信号ＳｚＡでの振幅Ａｌ＿０．８は、−１１ｄＢである。このため、ステップＳ１８で算出される和Ｓ１は、−７ｄＢであり（−７＝−１１＋４）、図９のステップＳ４１で算出される必要ゲインＧｌ＿ｒｅｑは、−１３ｄＢとなる｛−１３＝−２０−（−７）｝。さらに、加速度信号ＳｚＡでの振幅Ａｈ＿１．２は、−２７ｄＢである。このため、ステップＳ２３で算出される和Ｓ２は、−２３ｄＢであり（−２３＝−２７＋４）、図１２のステップＳ５１で算出される必要ゲインＧｈ＿ｒｅｑは、−７ｄＢとなる｛−７＝−３０−（−２３）｝。

ここで、低域側の必要ゲインＧｌ＿ｒｅｑが−１３ｄＢであるため、次数Ｏｌは２次であり、係数ａ２は４である（図１０参照）。さらに、高域側の必要ゲインＧｈ＿ｒｅｑが−７ｄＢであるため、次数Ｏｈは２次であり、係数ａ２は０．５である（図１３参照）。

図１５には、図１４の加速度信号ＳｚＡ、ＳｚＢに対応するフィルタ特性Ｃｆｔｒ（フィルタ特性ＣｆｔｒＡ、ＣｔｆｒＢ）の例が示されている。すなわち、フィルタ特性ＣｆｔｒＡにおいて、フィルタゲインＧＡは、−１４ｄＢであり、低域側の次数Ｏｌは１次であり、遮断周波数ｆｃｌは８０Ｈｚであり、高域側の次数Ｏｈは１次であり、遮断周波数ｆｃｈは、１８０Ｈｚである。一方、フィルタ特性ＣｆｔｒＢにおいて、フィルタゲインＧＢは、＋４ｄＢであり、低域側の次数Ｏｌは２次であり、遮断周波数ｆｃｌは８０Ｈｚであり、高域側の次数Ｏｈは１次であり、遮断周波数ｆｃｈは、１８０Ｈｚである。

図１５からわかるように、フィルタ特性ＣｆｔｒＡのフィルタゲインＧＡは、フィルタ特性ＣｆｔｒＢのフィルタゲインＧＢよりも低い（減衰度が大きい）。これは、制御周波数帯域Ｒｆにおいて、加速度信号ＳｚＡの振幅が、加速度信号ＳｚＢの振幅よりも大きいことに起因している。

５．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、分岐点９０と参照信号補正部８４の間に配置された第１ＢＰＦ８２と、マイクロフォン２０とフィルタ係数更新部８８の間に配置され、第１ＢＰＦ８２と同等のフィルタ特性Ｃｆｔｒを持つ第２ＢＰＦ８６とを備える。このため、フィルタ係数更新部８８に入力される２つの信号（補正参照信号Ｓｒ及び誤差信号ｅ）の相関関係を変化させずに両信号の信号特性を調整することが可能となる。従って、第１ＢＰＦ８２及び第２ＢＰＦ８６により、ＡＮＣ装置１２の制御周波数帯域外の成分を除去することで、当該成分が適応制御に与える影響を低減し、消音性能を向上させることが可能となる。

また、第１ＢＰＦ８２は、分岐点９０と参照信号補正部８４の間に配置され、第２ＢＰＦ８６は、マイクロフォン２０とフィルタ係数更新部８８の間に配置される。このため、第１ＢＰＦ８２及び第２ＢＰＦ８６は、打消音ＣＳの出力タイミングに直接関わる経路（加速度センサ６０ｘ、６０ｙ、６０ｙ、適応フィルタ８０及びスピーカ１８を結ぶ経路）上には配置されない。従って、第１ＢＰＦ８２及び第２ＢＰＦ８６に起因する遅延が当該経路に発生することはない。よって、当該遅延により打消音ＣＳの出力が遅れることはなく、消音性能を維持することが可能となる。

本実施形態では、ＡＮＣ装置１２は、第１ＢＰＦ８２及び第２ＢＰＦ８６のフィルタ特性Ｃｆｔｒを加速度信号Ｓｘ、Ｓｙ、Ｓｚ（参照信号Ｓｂ）の信号特性に応じて調整するフィルタ特性調整部７６を備える。これにより、路面入力に相関のある加速度信号Ｓｘ、Ｓｙ、Ｓｚ（参照信号Ｓｂ）の信号特性が変化する場合でも、当該変化に応じた制御をすることが可能となる。従って、路面入力特性に応じた制御が可能となり、路面入力特性が変化しても、制御安定性を維持することが可能となる。

フィルタ特性調整部７６は、第１ＢＰＦ８２及び第２ＢＰＦ８６の制御周波数帯域Ｒｆ内における振幅の最大値Ａｍａｘが目標範囲内となるように第１ＢＰＦ８２及び第２ＢＰＦ８６のフィルタゲインＧを調整する。これにより、例えば、制御周波数帯域Ｒｆ内における振幅の最大値Ａｍａｘがダイナミックレンジの範囲内に収まり且つダイナミックレンジの不使用領域が小さくなるように目標範囲を設定することで、ダイナミックレンジを有効活用できるようになり、フィルタ係数更新部８８におけるフィルタ係数Ｗｒの演算を精度良く行うことが可能となる。或いは、フィルタ係数更新部８８におけるフィルタ係数Ｗｒの演算値がダイナミックレンジの範囲内に収まり且つダイナミックレンジの不使用領域が小さくなるように最大値Ａｍａｘの目標範囲を設定することで、当該ダイナミックレンジを有効活用できるようになり、フィルタ係数更新部８８におけるフィルタ係数Ｗｒの演算を精度良く行うことが可能となる。

本実施形態において、フィルタ特性調整部７６は、フィルタゲインＧによる補正後の振幅Ａｌ＿０．８を示す和Ｓ１が目標値Ｓ１ｔａｒ以下となるように次数Ｏｌ及び遮断周波数ｆｃｌを調整する。これにより、和Ｓ１が目標値Ｓ１ｔａｒ以下であれば、振幅Ａｃｌ＿０．８の周波数成分が適応制御にほとんど影響を与えなくなるように目標値Ｓ１ｔａｒを設定することで、適切な次数Ｏｌ及び遮断周波数ｆｃｌを設定することが可能となる。その結果、過度な演算を行うことなしに、すなわち、余分な遅延を伴うことなく不要な周波数成分を除去することが可能となる。

同様に、フィルタ特性調整部７６は、フィルタゲインＧによる補正後の振幅Ａｈ＿１．２を示す和Ｓ２が目標値Ｓ２ｔａｒ以下となるように次数Ｏｈ及び遮断周波数ｆｃｈを調整する。これにより、和Ｓ２が目標値Ｓ２ｔａｒ以下であれば、振幅Ａｃｈ＿１．２の周波数成分が適応制御にほとんど影響を与えなくなるように目標値Ｓ２ｔａｒを設定することで、適切な次数Ｏｈ及び遮断周波数ｆｃｈを設定することが可能となる。その結果、過度な演算を行うことなしに、すなわち、余分な遅延を伴うことなく不要な周波数成分を除去することが可能となる。

［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２２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２２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。

上記実施形態では、振動加速度Ａｘ、Ａｙ、Ａｚを加速度センサ６０ｘ、６０ｙ、６０ｚにより直接検出したが、変位センサによりナックル３０の変位［ｍｍ］を検出し、この変位に基づいて振動加速度Ａｘ、Ａｙ、Ａｚを演算することもできる。同様に、荷重センサの検出値を用いて振動加速度Ａｘ、Ａｙ、Ａｚを求めてもよい。さらに、例えば、車輪２２の近傍に別のマイクロフォンを設け、当該マイクロフォンで振動騒音を検出し、当該振動騒音を示す信号を加速度信号Ｓｘ、Ｓｙ、Ｓｚの代わりに用いることもできる。

上記実施形態では、各加速度センサユニット１６をナックル３０に設けたが、ハブ等のその他の部位に設けることも可能である。

上記実施形態では、第１ＢＰＦ８２を分岐点９０と参照信号補正部８４の間に配置したが、これに限らず、図１６に示すように、参照信号補正部８４とフィルタ係数更新部８８の間に第１ＢＰＦ８２を配置してもよい。この場合、第１ＢＰＦ８２は、参照信号補正部８４が出力した補正参照信号Ｓｒに基づいて濾波補正参照信号Ｓｒｆをフィルタ係数更新部８８に出力する。

上記実施形態では、第１ＢＰＦ８２及び第２ＢＰＦ８６は、ハイパスフィルタとローパスフィルタの両方の機能を持たせたが、ハイパスフィルタ又はローパスフィルタのいずれか一方のみの機能を持たせてもよい。或いは、第１ＢＰＦ８２及び第２ＢＰＦ８６の代わりにバンドエリミネータフィルタを用いてもよい。

１０…車両 １２…能動型騒音制御装置
１８…スピーカ（打消音出力手段）
２０…マイクロフォン（誤差信号出力手段）
６０ｘ、６０ｙ、６０ｚ…加速度センサ（振動騒音検出手段）
７４…参照信号特性検出器 ７６…フィルタ特性調整部
８０…適応フィルタ ８２…第１バンドパスフィルタ
８４…参照信号補正部（補正手段） ８６…第２バンドパスフィルタ
８８…フィルタ係数更新部 ９０…分岐点（分岐手段）
ＣＳ…打消音 Ｓｂ…参照信号
Ｓｂ１…第１参照信号 Ｓｂ２…第２参照信号
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
Ｓｘ、Ｓｙ、Ｓｚ…加速度信号

Claims (2)

1. 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、
   前記参照信号を第１参照信号と第２参照信号とに分岐する分岐手段と、
   消音対象位置において振動騒音を打ち消す打消音を示す制御信号を、前記第１参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第２参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、
   前記分岐手段と前記フィルタ係数更新手段の間に配置された第１周波数フィルタと、
   前記誤差信号出力手段と前記フィルタ係数更新手段の間に配置され、前記第１周波数フィルタと同等のフィルタ特性を持つ第２周波数フィルタと、
   前記第１周波数フィルタ及び前記第２周波数フィルタのフィルタ特性を前記参照信号の信号特性に応じて調整するフィルタ特性調整手段と
   を備え、
   前記フィルタ特性調整手段は、前記参照信号をフーリエ変換し、前記能動型振動騒音制御装置の制御周波数帯域内における振幅の最大値が目標範囲内となるように前記第１周波数フィルタ及び前記第２周波数フィルタのゲイン特性を調整する
   ことを特徴とする能動型振動騒音制御装置。
2. 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、
   前記参照信号を第１参照信号と第２参照信号とに分岐する分岐手段と、
   消音対象位置において振動騒音を打ち消す打消音を示す制御信号を、前記第１参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第２参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、
   前記分岐手段と前記フィルタ係数更新手段の間に配置された第１周波数フィルタと、
   前記誤差信号出力手段と前記フィルタ係数更新手段の間に配置され、前記第１周波数フィルタと同等のフィルタ特性を持つ第２周波数フィルタと、
   前記第１周波数フィルタ及び前記第２周波数フィルタのフィルタ特性を前記参照信号の信号特性に応じて調整するフィルタ特性調整手段と
   を備え、
   前記フィルタ特性調整手段は、前記参照信号をフーリエ変換し、前記能動型振動騒音制御装置の制御周波数帯域外における所定周波数の振幅が目標値以下となるように前記第１周波数フィルタ及び前記第２周波数フィルタの遮断周波数を調整する
   ことを特徴とする能動型振動騒音制御装置。

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