JP5822862B2 - 車両用能動型振動騒音制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、例えば、車両の走行の際に発生する車室内の振動騒音を、相殺振動騒音の出力によって相殺する車両用能動型振動騒音制御装置に関する。

近時、オーディオ信号に基づく楽音と併せて、車室内の騒音と逆位相である相殺音をスピーカから出力することで、当該騒音を相殺する能動型振動騒音制御装置（以下、ＡＮＣ装置ともいう；Active Noise Control）が開発されている。

特許文献１では、オーディオ信号から、ロードノイズに相当する周波数を中心として成分を抽出し適切な信号処理を施すことで、オーディオの音質を高精度に補償可能な装置が提案されている。

特許文献２では、オーディオの信号レベル（以下、単に信号レベルともいう）又は車速に応じて、相殺信号の振幅を調整する装置が提案されている。例えば、車速がゼロ、オーディオ信号が所定値よりも大きい等の条件を満たす場合に、相殺信号の振幅をゼロ値にする旨が記載されている。

特開２００９−０４５９５５号公報 特開２００８−１３７６３６号公報

ところで、特許文献２における図２Ａ〜図２Ｃに記載によれば、相殺信号の振幅は、車速に依存する第１ゲインと、信号レベルに依存する第２ゲインとの乗算で決定される。例えば、信号レベルが所定の閾値よりも大きいとき第２ゲインの値はゼロになる。

しかしながら、車速が十分に大きくなりロードノイズが増加した場合であっても、上記の通りに相殺信号の振幅が常にゼロであるため、制御「オフ」の状態が維持される。すなわち、車速及び信号レベルの関係を考慮しつつ、きめ細かな制御を実行する点で改良の余地が十分に残されていた。

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、車速及びオーディオの信号レベルの関係を考慮しつつ、きめ細かな制御を実行可能な車両用能動型振動騒音制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る車両用能動型振動騒音制御装置は、ロードノイズに関する基準信号に基づいて前記ロードノイズを相殺するための相殺信号を生成する相殺信号生成手段と、オーディオ信号を生成するオーディオ信号生成手段と、前記相殺信号と前記オーディオ信号を混合して混合信号を生成するミキサと、前記混合信号を出力する音出力手段と、評価点における前記相殺信号と前記ロードノイズとの干渉による残留振動騒音と、前記オーディオ信号とからなる前記混合信号を検出する検出手段とを有する装置であって、前記基準信号の周波数付近における前記オーディオ信号の信号レベルを検出するオーディオ信号レベル検出手段と、前記信号レベルに基づき前記相殺信号の振幅を制限する振幅制限手段と、車速を検出する車速検出手段とを備え、前記振幅制限手段は、前記車速に応じて、前記信号レベルに対する前記相殺信号の振幅の制限値の関係を示す振幅制限則を変更し、該振幅制限則に従って求めた前記制限値に基づいて前記相殺信号の振幅を制限することを特徴とする。

このように、車速に応じて、オーディオ信号の信号レベルに対する相殺信号の振幅の制限値の関係を示す振幅制限則を変更し、該振幅制限則に従って求めた制限値に基づいて相殺信号の振幅を制限する振幅制限手段を設けたので、車速及び信号レベルの変化にそれぞれ適した制限値を決定できる。これにより、車速及び信号レベルの関係を考慮しつつ、きめ細かな制御を実行できる。

また、前記振幅制限則は、少なくとも１つの係数で特定される関数であり、前記振幅制限手段は、前記車速に応じて前記少なくとも１つの係数を変更し、前記相殺信号の振幅を制限することが好ましい。このように、振幅制限則を関数で表現することで、係数の変更を通じて振幅制限則の特性を簡便に変更できる。

また、前記振幅制限則は、前記信号レベルに対する前記制限値を示す複数のテーブル値であり、前記振幅制限手段は、前記車速に応じて前記複数のテーブル値のうち少なくとも１つを変更し、前記相殺信号の振幅を制限することが好ましい。このように、振幅制限則をテーブルで表現することで、テーブル値の変更を通じて振幅制限則の特性を簡便に変更できる。

また、前記ロードノイズとは異なる事象に対する第２相殺信号を生成する第２相殺信号生成手段と、前記相殺信号と前記第２相殺信号を混合して相殺混合信号を生成する第２ミキサと、前記振幅制限手段により制限された前記相殺信号の振幅に応じて、前記第２相殺信号の振幅を調整する振幅調整手段とを備えることが好ましい。これにより、第２ミキサの出力レンジの特性に適した相殺混合信号を生成できる。

本発明に係る車両用能動型振動騒音制御装置によれば、車速に応じて、オーディオ信号の信号レベルに対する相殺信号の振幅の制限値の関係を示す振幅制限則を変更し、該振幅制限則に従って求めた制限値に基づいて相殺信号の振幅を制限する振幅制限手段を設けたので、車速及び信号レベルの変化にそれぞれ適した制限値を決定できる。これにより、車速及び信号レベルの関係を考慮しつつ、きめ細かな制御を実行できる。

この実施形態に係る車両用能動型振動騒音制御装置の構成を示すブロック図である。 図１に示す能動型振動騒音制御部のブロック図である。 図２に示す第１制御部の詳細ブロック図である。 図３に示す第１制御部の動作説明に供されるフローチャートである。 オーディオ信号に作用するフィルタの応答特性の一例を示すグラフである。 図６Ａ〜図６Ｃは、信号レベルの検出方法に関する概略説明図である。 図７Ａ及び図７Ｂは、制限値を決定する第１の方法に関する概略説明図である。 図８Ａ及び図８Ｂは、制限値を決定する第２の方法に関する概略説明図である。 図２及び図３に示す出力レンジ調停部の動作説明に供されるフローチャートである。 図１０Ａは、比較例に係るＡＮＣの実行動作の状態図である。図１０Ｂは、この実施形態に係るＡＮＣの実行動作の状態図である。

以下、本発明に係る車両用能動型振動騒音制御装置について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

［ＡＮＣ装置１０の全体構成］
図１は、この実施形態に係る車両用能動型振動騒音制御装置（以下、「ＡＮＣ装置１０」という）の構成を示すブロック図である。

車両に搭載されるＡＮＣ装置１０は、基本的には、オーディオユニット１２（オーディオ信号生成手段）と、ＡＮＣユニット１４と、ミキシングユニット１６と、車室１８内に配置される１つ以上のスピーカ２０（音出力手段）及び１つ以上のマイクロフォン２２（検出手段）で構成される。

オーディオユニット１２は、楽音の出力に供されるオーディオ信号Ｓａを生成するユニットである。オーディオユニット１２は、チューナ、コンパクトディスク等からなる音楽ソース２４と、信号の周波数特性を加工・調整するイコライザ２６とを備える。あるいは、音楽ソース２４に代替して、外部入力２８を通じて楽音を入力可能に構成されている。

ＡＮＣユニット１４は、マイクロフォン２２から入力された誤差信号Ａに対して所定の信号処理を施して相殺信号Ｓｃを得た後、スピーカ２０を介して相殺振動騒音を出力することで、振動騒音を能動的に相殺する制御（以下、ＡＮＣ）を行うユニットである。ＡＮＣユニット１４は、誤差信号Ａに対してアナログ・デジタル変換を行うＡ／Ｄ変換器３０と、後に詳述する能動型振動騒音制御部３２とを備える。

なお、ＡＮＣユニット１４は、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等により構成される。ＣＰＵ（中央演算処理装置）が各種信号の入力に基づき、ＲＯＭ等のメモリに記憶されているプログラムを実行することで、各種処理を実現可能である。また、ＡＮＣユニット１４には、車速Ｖを検出する車速センサ３４（車速検出手段）が接続されており、能動型振動騒音制御部３２は、車速センサ３４を介して車速Ｖを取得可能である。

ミキシングユニット１６は、オーディオユニット１２からのオーディオ信号Ｓａと、ＡＮＣユニット１４からの相殺信号Ｓｃとを混合して混合信号Ｓｓを生成するユニットである。ミキシングユニット１６は、混合信号Ｓｓを生成するミキサ３６と、混合信号Ｓｓに対してデジタル・アナログ変換を行うＤ／Ａ変換器３８と、アナログ信号を増幅する増幅器４０とを備える。

スピーカ２０は、ミキシングユニット１６からの出力信号（混合信号Ｓｓ）に基づいて相殺振動騒音を出力する。具体的には、スピーカ２０は、所定の周波数を主成分とする振動騒音に対して逆位相である相殺振動騒音を出力することで、波の干渉効果により振動騒音の発生程度を抑制させる。スピーカ２０は、車室１８内の座席周辺のキックパネルの近傍に設けられている。

マイクロフォン２２は、車室１８内外で発生する各種の音を入力する。入力される音には、路面から受ける車輪の振動に起因する振動騒音や、この振動騒音を相殺するための相殺振動騒音が含まれる。この場合、マイクロフォン２２は、振動騒音と相殺振動騒音との干渉による残留振動騒音と、オーディオ信号Ｓａとからなる混合信号を、ＡＮＣユニット１４への入力信号（誤差信号Ａ）として検出する。マイクロフォン２２は、例えば、車室１８の上方（具体的には、図示しない乗員の受聴点の近傍）に設けられる。

なお、振動騒音をそれぞれ発生させる事象の一例として、ロードノイズ、エンジンこもり音、ペラこもり音が挙げられる。ここで、「ロードノイズ」は、路面から車輪・サスペンションを介して伝達されるノイズである。また、「エンジンこもり音」は、エンジンの燃焼室が発生源であるこもり音である。また、「ペラこもり音」は、プロペラシャフトを含む駆動系回転体の偏心を原因とするこもり音である。

［能動型振動騒音制御部３２のブロック図］
図２は、図１に示す能動型振動騒音制御部３２のブロック図である。能動型振動騒音制御部３２は、第１制御部４１と、第２制御部４２と、第３制御部４３と、第４制御部４４と、ミキサ４６（第２ミキサ）と、出力レンジ調停部４８（振幅調整手段）とを備える。

第１制御部４１は、Ａ／Ｄ変換器３０（図１）からの誤差信号Ａを入力すると共に、第１ロードノイズ（例えば、４０Ｈｚ周辺の低周波ロードノイズ）を相殺するための第１相殺信号Ｓｃ１を出力する。第２制御部４２は、誤差信号Ａを入力すると共に、エンジンこもり音を相殺するための第２相殺信号Ｓｃ２を出力する。第３制御部４３は、誤差信号Ａを入力すると共に、ペラこもり音を相殺するための第３相殺信号Ｓｃ３を出力する。第４制御部４４は、誤差信号Ａを入力すると共に、第２ロードノイズ（例えば、１２５Ｈｚ周辺の高周波ロードノイズ）を相殺するための第４相殺信号Ｓｃ４を出力する。

ミキサ４６は、第１相殺信号Ｓｃ１、第２相殺信号Ｓｃ２、第３相殺信号Ｓｃ３及び第４相殺信号Ｓｃ４をそれぞれ入力し混合することで、相殺信号Ｓｃを出力する。

出力レンジ調停部４８は、第１〜第４制御部４１〜４４にそれぞれ接続されており、後述する出力レンジＤＲ（ｉ）の調停処理を行う。

［第１制御部４１の詳細ブロック図］
図３は、図２に示す第１制御部４１の詳細ブロック図である。第１制御部４１は、相殺信号生成部５０（相殺信号生成手段）と、帯域制限処理部５２と、信号レベル検出部５４（オーディオ信号レベル検出手段）と、振幅制限則変更部５６と、要求振幅算出部５８と、限界振幅算出部６０とを備える。

相殺信号生成部５０は、対象周波数（例えば、４０Ｈｚ）を主成分とする基準信号Ｘを生成する基準信号生成部６２と、生成された基準信号Ｘに対しＳＡＮ（Single Adaptive Notch）フィルタを施す適応ノッチフィルタ６４とを備える。

相殺信号生成部５０は、誤差信号Ａから、適応ノッチフィルタ６４を介して出力された制御信号Ｏを減算し、補正誤差信号Ｅを得る減算器６６と、補正誤差信号Ｅが最小になるように適応ノッチフィルタ６４のフィルタ係数Ｗを遂次更新するフィルタ係数更新部６８とを更に備える。

相殺信号生成部５０は、適応ノッチフィルタ６４からの制御信号Ｏの位相を調整する位相調整器７０と、制御信号Ｏのゲインを調整するゲイン調整器７２とを更に備える。

なお、振幅制限則変更部５６、要求振幅算出部５８、及び限界振幅算出部６０は、第１相殺信号Ｓｃ１の振幅を制限する振幅制限手段（以下、振幅制限部７４）として機能する。

また、本図に示す相殺信号生成部５０は、ＳＡＮフィルタを用いて構成されているが、その代わりにＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタやＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタを適用してもよい。また、第１制御部４１以外の他の制御部（第２制御部４２、第３制御部４３、又は、第４制御部４４）は、第１制御部４１と同様に、相殺信号生成部５０及び振幅制限部７４と同一の又は同等の構成を備える。

［振幅制限部７４の動作］
続いて、図３に示す第１制御部４１、特に振幅制限部７４の動作について、図４のフローチャートを主に参照しながら詳細に説明する。

ステップＳ１において、第１制御部４１は、車速センサ３４から車速Ｖを取得すると共に、オーディオユニット１２から出力されたオーディオ信号Ｓａを取得する。

ステップＳ２において、帯域制限処理部５２は、ステップＳ１で取得されたオーディオ信号Ｓａに対しフィルタ処理を施すことで周波数帯域を制限する。作用するフィルタとして、ＦＩＲ型、ＩＩＲ型、又はＳＡＮ型のいずれを適用してもよい。

図５は、オーディオ信号Ｓａに作用するフィルタの応答特性の一例を示すグラフである。グラフの横軸は周波数（単位：ｋＨｚ）であり、グラフの縦軸は振幅対数（単位：ｄＢ）である。ここでは、楽音の音質に影響を与え得る低周波数帯域の成分を多く抽出することが望ましい。そこで、本図に示すフィルタは、高周波数帯域の成分ほど減衰量が大きいと共に、低周波数帯域の成分ほど減衰量が小さい特性を有する。

ステップＳ３において、信号レベル検出部５４は、ステップＳ２でフィルタ処理が施された信号（以下、低域オーディオ信号）に基づき、オーディオ信号Ｓａの信号レベルＬａを検出する。以下、信号レベルＬａの検出方法について、図６Ａ〜図６Ｃを参照しながら説明する。

図６Ａは、低域オーディオ信号の波形の一例を示すグラフである。オーディオ信号Ｓａは交流成分の電気信号であることから、その符号は周期的に変動する。

そこで、図６Ｂに示すように、信号レベル検出部５４は、低域オーディオ信号の絶対値を算出する。そして、信号レベル検出部５４は、例えば、ピークホールド機能を用いて計測した各ピーク値を、オーディオ信号Ｓａの信号レベルＬａとして検出する。

図６Ｃの破線グラフに示すように、ピーク値が増加する傾向の下では、その都度に得られたピーク値を採用する。一方、ピーク値が減少する傾向の下では、ピーク値の極大点から時間減衰する数理モデルに基づいて、信号レベルＬａを推定・検出する。以下、説明の便宜のため、信号レベルＬａを［０，１］の範囲で正規化する。

ステップＳ４において、振幅制限則変更部５６は、ステップＳ１で取得された車速Ｖに応じて振幅制限則を変更する。ここで、「振幅制限則」とは、オーディオ信号Ｓａの信号レベルＬａに対する相殺信号（ここでは、第１相殺信号Ｓｃ１）の振幅の制限値Ｃの関係を示す規則を意味する。ここで、制限値Ｃは、振幅の制限量を決定するパラメータであり任意に定義してもよい。この実施形態では、制限値Ｃを百分率（％）で定義しており、Ｃ＝１００（％）の場合に全く制限がない状態を示すと共に、Ｃ＝０（％）の場合に完全に制限された状態を示す。

制限値Ｃを決定する第１の方法について、図７Ａ及び図７Ｂを参照しながら説明する。本方法において、振幅制限則は、少なくとも１つの係数で特定される任意の関数（線形関数又は非線形関数）である。一例として、閾値Ｔｈを１つの係数とする、階段関数Θ（Ｔｈ−Ｌａ）を用いて説明する。なお、階段関数Θは、引数が正値である場合にΘ＝１（１００％）となり、それ以外の場合にΘ＝０（０％）となる関数である。

図７Ａは、車速Ｖ（単位：ｋｍ／ｈ）に対する閾値Ｔｈ（単位：なし）の関係を示すグラフである。本図から理解されるように、車速Ｖが５０〜１５０ｋｍ／ｈの範囲にて、車速Ｖの増加につれて閾値Ｔｈが増加する関係を有する。例えば、車速Ｖ＝２０ｋｍ／ｈのときにＴｈ＝０．１９、車速Ｖ＝１１０ｋｍ／ｈのときにＴｈ＝０．５６であったとする。

図７Ｂは、信号レベルＬａ（単位：なし）に対する制限値Ｃ（単位：％）の関係を示すグラフである。本図から理解されるように、車速Ｖに応じて制限値Ｃの特性が変化する。具体的には、車速Ｖが小さいほど振幅の制限範囲が広くなると共に、車速Ｖが大きいほど振幅の制限範囲が狭くなっている。

制限値Ｃを決定する第２の方法について、図８Ａ及び図８Ｂを参照しながら説明する。本方法において、振幅制限則は、信号レベルＬａに対する制限値Ｃを示す複数のテーブル値である。

図８Ａは、車速Ｖ（単位：ｋｍ／ｈ）に対する乗数（単位：なし）の関係を示すグラフである。ここで、「乗数」は、信号レベルＬａに対する乗算係数に相当する。本図から理解されるように、このテーブルは、車速Ｖの間隔が２５ｋｍ／ｈであり、９個のテーブル値で構成される。そして、車速Ｖの減少につれて乗数が大きくなる。

図８Ｂは、制限値Ｃ（単位：％）のテーブル値の一例を示すグラフである。本図から理解されるように、このテーブルは、信号レベルＬａの間隔が０．１２５であり、９個のテーブル値で構成される。そして、信号レベルＬａが０．１２５以上の範囲にて、信号レベルＬａの増加につれて制限値Ｃが減少する関係を有する。

このように、車速Ｖに応じて信号レベルＬａを変更した上で、共通するテーブルを用いて振幅の制限を行っても、第１の方法の場合と同様の結果が得られる。換言すれば、車速Ｖが小さいほど乗算後の信号レベルＬａが相対的に大きくなり、その結果、振幅の制限量が少なくなる。一方、車速Ｖが大きいほど乗算後の信号レベルＬａが相対的に小さくなり、その結果、振幅の制限量が多くなる。

なお、振幅制限則は、上記した図７Ａ〜図８Ｂの例に限られず、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。例えば、関数の形状、関数を特定するための係数の個数、テーブル点数、テーブルの個数、制限値Ｃの定義、車速Ｖの適用範囲等を任意に変更してもよい。

ステップＳ５において、要求振幅算出部５８は、適応ノッチフィルタ６４のフィルタ係数Ｗ（実数又は複素数）に基づいて要求振幅Ｐｒｅｑを算出する。算出に先立ち、適応ノッチフィルタ６４は、特定周波数でのフィルタ係数Ｗの絶対値｜Ｗ｜を供給する。

そして、増幅器８０は、適応ノッチフィルタ６４からの入力信号をＧ倍（ゲイン調整器７２のゲイン値Ｇに相当）に増幅する。そして、乗算器８２は、増幅器８０からの入力信号に、格納部８４から読み出した余裕係数Ｋ（概ね、１＜Ｋ＜２）を乗算する。そして、可変増幅器８６は、振幅制限則変更部５６から供給された制限値Ｃをセットすることで、乗算器８２からの入力信号を（Ｃ／１００）倍に減衰する。

これにより、要求振幅Ｐｒｅｑは、次の（１）式に従って算出される。
Ｐｒｅｑ＝（Ｃ／１００）・Ｋ・Ｇ・｜Ｗ｜ ‥‥（１）

なお、ステップＳ１〜Ｓ５に関して、説明の便宜上、第１制御部４１の動作を中心に説明している。しかし、第２制御部４２、第３制御部４３及び第４制御部４４もまた、第１制御部４１と同期的／非同期的にステップＳ１〜Ｓ５をそれぞれ実行する点に留意する。

ステップＳ６において、出力レンジ調停部４８は、ステップＳ５でそれぞれ算出されたＰｒｅｑ（ｉ）に基づき出力レンジＤＲ（ｉ）を調停する。この詳細の動作については後述する。

ステップＳ７において、限界振幅算出部６０は、ステップＳ６の調停処理で得た出力レンジＤＲ（ｉ）（例えば、ｉ＝１）を用いて、第１相殺信号Ｓｃ１の限界振幅を算出する。この限界振幅は、一般的には、出力レンジＤＲ（ｉ）の増加に応じて大きい値をとる。そして、限界振幅算出部６０は、算出された限界振幅を、相殺信号生成部５０側（より詳細には、フィルタ係数更新部６８）に供給する。

ステップＳ８において、フィルタ係数更新部６８は、ステップＳ７で算出された限界振幅に基づいて、適応ノッチフィルタ６４のフィルタ係数Ｗの一部（特定周波数に対応する係数）を修正する。

このようにして、振幅制限部７４の動作は終了する。なお、ステップＳ７及びＳ８に関しても、上記のステップＳ１〜Ｓ５の場合と同様に、第１制御部４１のみならず、第２制御部４２、第３制御部４３及び第４制御部４４もまた、同期的／非同期的に実行する。

［出力レンジＤＲ（ｉ）の調停処理に関する説明］
続いて、図４のステップＳ６における調停処理について、図９のフローチャートを参照しながら詳細に説明する。この動作は、例えば、出力レンジが固定されたミキサ４６（図２）を用いて、第１〜第４相殺信号Ｓｃ１〜Ｓｃ４を混合する際に有用である。

以下、事象ｉ（ｉ＝１〜４）に割り当てられた出力レンジをＤＲ（ｉ）と表記する。また、事象ｉ毎に異なることを明示するため、要求振幅Ｐｒｅｑを含む他の記号にも、添字（ｉ）を付して表記する場合がある。

ステップＳ６１において、出力レンジ調停部４８は、残出力レンジＤＲｒをＤＲｒ＝１００（％）に設定することで、初期化処理を実行する。

ステップＳ６２において、出力レンジ調停部４８は、未だ選択されておらず、且つ、優先順位が最も高い事象ｉを選択する。

ステップＳ６３において、出力レンジ調停部４８は、ステップＳ５で既に算出された要求振幅Ｐｒｅｑ（ｉ）、前回の出力レンジＤＲ（ｉ）等を読み出す。

ステップＳ６４において、出力レンジ調停部４８は、要求振幅Ｐｒｅｑ（ｉ）と前回振幅Ｐｏｌｄ（ｉ）との間の大小関係を比較する。ここで、前回振幅Ｐｏｌｄ（添字ｉを除く）は、前回の制限値Ｃｏｌｄ及び前回のフィルタ係数Ｗｏｌｄを用いて、（２）式に従って算出される。なお、前回振幅Ｐｏｌｄの算出の際に、余裕係数Ｋを乗算しない点に留意する。
Ｐｏｌｄ＝（Ｃｏｌｄ／１００）・Ｇ・｜Ｗｏｌｄ｜ ‥‥（２）

ここで、Ｐｒｅｑ（ｉ）＞Ｐｏｌｄ（ｉ）を満たす場合（ステップＳ６４：ＹＥＳ）、出力レンジ調停部４８は、ＤＲ（ｉ）←ＤＲ（ｉ）＋ΔＤＲの演算を行うことで、一部の出力レンジΔＤＲを確保する（ステップＳ６５）。一方、Ｐｒｅｑ（ｉ）＞Ｐｏｌｄ（ｉ）を満たさない場合（ステップＳ６４：ＮＯ）、出力レンジ調停部４８は、ＤＲ（ｉ）←ＤＲ（ｉ）−ΔＤＲの演算を行うことで、一部の出力レンジΔＤＲを解放する（ステップＳ６６）。

ステップＳ６７において、出力レンジ調停部４８は、更新後の出力レンジＤＲ（ｉ）と残出力レンジＤＲｒとの間の大小関係を比較する。ここで、ＤＲ（ｉ）＞ＤＲｒを満たす場合（ステップＳ６７：ＹＥＳ）、出力レンジ調停部４８は、ＤＲ（ｉ）←０の演算を行うことで、出力レンジＤＲ（ｉ）をすべて解放する（ステップＳ６８）。出力レンジＤＲ（ｉ）の不足に起因して、相殺信号Ｓｃの波形に潰れ・歪み（クリッピング）が生じ得るからである。

ステップＳ６９において、出力レンジ調停部４８は、ＤＲｒ←ＤＲｒ−ＤＲ（ｉ）の演算を行うことで、残出力レンジＤＲｒの値を更新する。

ステップＳ７０において、出力レンジ調停部４８は、すべての事象（ｉ）にて出力レンジＤＲ（ｉ）の算出が終了したか否かを判定する。まだ終了していないと判定された場合、ステップＳ６２に戻って、以下ステップＳ６２〜Ｓ６９を順次繰り返す。一方、終了したと判定された場合、出力レンジ調停部４８は、調停処理を終了する（図４のステップＳ６）。

［この実施形態の効果］
この実施形態に係るＡＮＣ装置１０は、ロードノイズに関する基準信号Ｘに基づいてロードノイズを相殺するための第１相殺信号Ｓｃ１を生成する相殺信号生成部５０と、オーディオ信号Ｓａを生成するオーディオユニット１２と、第１相殺信号Ｓｃ１とオーディオ信号Ｓａを混合して混合信号Ｓｓを生成するミキサ３６と、混合信号Ｓｓを出力するスピーカ２０と、評価点における相殺信号Ｓｃとロードノイズとの干渉による残留振動騒音と、オーディオ信号Ｓａとからなる混合信号を検出するマイクロフォン２２とを有する。

そして、基準信号Ｘの周波数付近におけるオーディオ信号Ｓａの信号レベルＬａを検出する信号レベル検出部５４と、信号レベルＬａに基づき第１相殺信号Ｓｃ１の振幅を制限する振幅制限部７４と、車速Ｖを検出する車速センサ３４とを備え、振幅制限部７４は、車速Ｖに応じて、信号レベルＬａに対する第１相殺信号Ｓｃ１の振幅の制限値Ｃの関係を示す振幅制限則を変更し、この振幅制限則に従って求めた制限値Ｃに基づいて第１相殺信号Ｓｃ１の振幅を制限する。

このように、車速Ｖに応じて、オーディオ信号Ｓａの信号レベルＬａに対する第１相殺信号Ｓｃ１の振幅の制限値Ｃの関係を示す振幅制限則を変更し、この振幅制限則に従って求めた制限値Ｃに基づいて第１相殺信号Ｓｃ１の振幅を制限する振幅制限部７４を設けたので、車速Ｖ及び信号レベルＬａの変化にそれぞれ適した制限値Ｃを決定できる。これにより、車速Ｖ及び信号レベルＬａの関係を考慮しつつ、きめ細かな制御を実行できる。

以下、図１０Ａ及び図１０Ｂの状態図を参照しながら、この効果について具体的に説明する。なお、両方の図面における横軸は車速Ｖ（０〜２００ｋｍ／ｈ）であり、縦軸は信号レベルＬａ（０〜１）である。

図１０Ａは、比較例に係るＡＮＣの実行動作の状態図である。ここでは、特開２００８−１３７６３６号公報の図２Ａに示すゲイン特性の形状を用いる。本図から理解されるように、Ｖ＞２０ｋｍ／ｈ、且つ、Ｌａ＜０．４を満たす領域において制御「オン」状態であると共に、それ以外の領域において「制御オフ」状態である。なお、この信号レベルＬａの閾値（Ｌａ＝０．４）は、想定し得るロードノイズの最低レベル（ＡＮＣ装置１０の動作を開始する車速Ｖ＝２０ｋｍ／ｈでの大きさ）との大小関係に基づいて決定された値である。

図１０Ｂは、この実施形態に係るＡＮＣの実行動作の状態図である。本図から理解されるように、制御「オン」である信号レベルＬａの上限値は、車速Ｖが増加するにつれて増加している。このように、車速Ｖ及び信号レベルＬａの関係を考慮しつつ、きめ細かなＡＮＣを実行可能である。

また、振幅制限則は、少なくとも１つの係数で特定される関数であり、振幅制限部７４は、車速Ｖに応じて少なくとも１つの係数を変更し、第１相殺信号Ｓｃ１等の振幅を制限してもよい。このように、振幅制限則を関数で表現することで、係数の変更を通じて振幅制限則の特性を簡便に変更できる。

また、振幅制限則は、信号レベルＬａに対する制限値Ｃを示す複数のテーブル値であり、振幅制限部７４は、車速Ｖに応じて複数のテーブル値のうち少なくとも１つを変更し、第１相殺信号Ｓｃ１等の振幅を制限してもよい。このように、振幅制限則をテーブルで表現することで、テーブル値の変更を通じて振幅制限則の特性を簡便に変更できる。

また、ロードノイズとは異なる事象（例えば、エンジンこもり音）に対する第２相殺信号Ｓｃ２を生成する第２制御部４２（第２相殺信号生成手段）と、第１相殺信号Ｓｃ１と第２相殺信号Ｓｃ２を混合して相殺混合信号を生成するミキサ４６と、振幅制限部７４により制限された第１相殺信号Ｓｃ１の振幅に応じて、第２相殺信号Ｓｃ２の振幅を調整する出力レンジ調停部４８（振幅調整手段）とを備えてもよい。これにより、ミキサ４６の出力レンジの特性に適した相殺混合信号を生成できる。

なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。

１０…ＡＮＣ装置 １２…オーディオユニット
１４…ＡＮＣユニット １６…ミキシングユニット
２０…スピーカ ２２…マイクロフォン
３２…能動型振動騒音制御部 ３４…車速センサ
３６、４６…ミキサ ４１…第１制御部
４２…第２制御部 ４３…第３制御部
４４…第４制御部 ４８…出力レンジ調停部
５０…相殺信号生成部 ５４…信号レベル検出部
５６…振幅制限則変更部 ５８…要求振幅算出部
６０…限界振幅算出部 ６４…適応ノッチフィルタ
６８…フィルタ係数更新部 ７４…振幅制限部

Claims (4)

1. ロードノイズに関する基準信号に基づいて前記ロードノイズを相殺するための相殺信号を生成する相殺信号生成手段と、
   オーディオ信号を生成するオーディオ信号生成手段と、
   前記相殺信号と前記オーディオ信号を混合して混合信号を生成するミキサと、
   前記混合信号を出力する音出力手段と、
   評価点における前記相殺信号と前記ロードノイズとの干渉による残留振動騒音と、前記オーディオ信号とからなる前記混合信号を検出する検出手段と
   を有する車両用能動型振動騒音制御装置において、
   前記基準信号の周波数付近における前記オーディオ信号の信号レベルを検出するオーディオ信号レベル検出手段と、
   前記信号レベルに基づき前記相殺信号の振幅を制限する振幅制限手段と、
   車速を検出する車速検出手段と
   を備え、
   前記振幅制限手段は、前記車速に応じて、前記信号レベルに対する前記相殺信号の振幅の制限値の関係を示す振幅制限則を変更し、該振幅制限則に従って前記信号レベルに応じた前記制限値を求め、求めた前記制限値に基づいて前記相殺信号の振幅を制限する
   ことを特徴とする車両用能動型振動騒音制御装置。
2. 請求項１記載の車両用能動型振動騒音制御装置において、
   前記振幅制限則は、少なくとも１つの係数で特定される関数であり、
   前記振幅制限手段は、前記車速に応じて前記少なくとも１つの係数を変更し、前記相殺信号の振幅を制限する
   ことを特徴とする車両用能動型振動騒音制御装置。
3. 請求項１記載の車両用能動型振動騒音制御装置において、
   前記振幅制限則は、前記信号レベルに対する前記制限値を示す複数のテーブル値であり、
   前記振幅制限手段は、前記車速に応じて前記複数のテーブル値のうち少なくとも１つを変更し、前記相殺信号の振幅を制限する
   ことを特徴とする車両用能動型振動騒音制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用能動型振動騒音制御装置において、
   前記ロードノイズとは異なる事象に対する第２相殺信号を生成する第２相殺信号生成手段と、
   前記相殺信号と前記第２相殺信号を混合して相殺混合信号を生成する第２ミキサと、
   前記振幅制限手段により制限された前記相殺信号の振幅に応じて、前記第２相殺信号の振幅を調整する振幅調整手段と
   を備えることを特徴とする車両用能動型振動騒音制御装置。

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