JP6968785B2

JP6968785B2 - エンジンオーダー及びロードノイズ制御

Info

Publication number: JP6968785B2
Application number: JP2018516457A
Authority: JP
Inventors: マルクスクリストフ，
Original assignee: ハーマンベッカーオートモーティブシステムズゲーエムベーハー
Priority date: 2015-10-16
Filing date: 2016-10-10
Publication date: 2021-11-17
Anticipated expiration: 2036-10-10
Also published as: US20190066650A1; EP3157001B1; WO2017064604A1; KR20180070568A; US10930260B2; CN108140376B; CN108140376A; EP3157001A1; JP2018532156A

Description

本開示は、エンジンオーダー及びロードノイズ制御システム及び方法に関する。

ロードノイズ制御（ＲＮＣ）技術は、アクティブノイズ制御（ＡＮＣ）技術と同様の方法で反ノイズ、すなわち、減ずべき音波と位相が逆の音波を発生させることによって、車内部で不必要なロードノイズを減らす。ＲＮＣ技術は、ノイズ及び振動センサを使用して、タイヤ、車体コンポーネントならびにノイズ及び振動を生じるかまたは伝達する凸凹の道路表面によって発生する不必要なノイズ及び振動を拾う。このようなノイズをキャンセルすればその結果、より快適なドライブとなり、そして、それは自動車製造会社が軽量シャシー材料を使用することを可能にし、それによって、燃費を改善して排出を減らすことになる。エンジンオーダーキャンセル（ＥＯＣ）技術は、エンジンノイズを表す分当たり反復（ＲＰＭ）センサなどの非音響信号を、自動車内部において聞き取れるエンジンノイズと位相が逆の音波を発生させる基準として使用する。その結果、ＥＯＣは、従来の制振材の使用を減らすことをより容易にする。両方のシステムにおいて、自動車内装に載置される追加の誤差マイクロフォンは振幅及び位相のフィードバックを提供して、ノイズを減らす効果を精緻化することができる。しかしながら、この２つの技術は、エンジンオーダー及びロードノイズが関連したノイズを観測するために異なるセンサ及び異なる信号処理を必要とし、その結果、一般に、２つの別のシステムが並べて使われる。

例示的なエンジンオーダー及びロードノイズ制御システムは、ロードノイズを車両の構造部材から直接拾って、ロードノイズを表す第１の感知信号を生成するように構成される第１のセンサと、車両のエンジンの高調波を検出して、エンジン高調波を表す第２の感知信号を生成するように構成される第２のセンサと、第１の感知信号及び第２の感知信号を組み合わせて、第１の感知信号及び第２の感知信号の組合せを表す組合せ信号を提供するように構成される加算器を含む。システムは、組合せ信号からフィルタ処理組合せ信号を生成するように構成される広帯域アクティブノイズ制御フィルタ、及び、アクティブノイズ制御フィルタによって提供されるフィルタ処理組合せ信号を反ノイズに変換して、車両の内部の聞き取り位置に反ノイズを放出するように構成されるスピーカを、更に含む。フィルタ処理組合せ信号は、聞き取り位置で反ノイズがロードノイズ及びエンジン音を減らすように構成される。

例示的なエンジンオーダー及びロードノイズ制御方法は、ロードノイズを車両の構造部材から直接拾ってロードノイズを表す第１の感知信号を生成し、車両のエンジンの高調波を検出してエンジン高調波を表す第２の感知信号を生成し、第１の感知信号及び第２の感知信号を組み合わせて第１の感知信号及び第２の感知信号の組合せを表す組合せ信号を提供することを含む。方法は、広帯域アクティブノイズ制御フィルタリングを行うことにより、組合せ信号からフィルタ処理組合せ信号を生成することと、アクティブノイズ制御フィルタリングにより提供されるフィルタ処理組合せ信号を反ノイズに変換して、反ノイズを車両の内部の聞き取り位置に放出することを更に含む。フィルタ処理組合せ信号は、聞き取り位置で反ノイズがロードノイズ及びエンジン音を減らすように構成される。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
ロードノイズを車両の構造部材から直接拾い、前記ロードノイズを表す第１の感知信号を生成するように構成される第１のセンサと、
前記車両のエンジンの高調波を検出し、前記エンジン高調波を表す第２の感知信号を生成するように構成される第２のセンサと、
前記第１の感知信号及び前記第２の感知信号を組み合わせ、前記第１の感知信号及び前記第２の感知信号の前記組合せを表す組合せ信号を提供するように構成されるコンバイナと、
前記組合せ信号からフィルタ処理組合せ信号を生成するように構成される広帯域アクティブノイズ制御フィルタと、
前記アクティブノイズ制御フィルタにより提供される前記フィルタ処理組合せ信号を反ノイズに変換し、前記車両の内部の聞き取り位置に前記反ノイズを放出するように構成されるスピーカと
を含み、
前記フィルタ処理組合せ信号は前記反ノイズが前記聞き取り位置で前記ロードノイズ及びエンジン音を減らすように構成される、
エンジンオーダー及びロードノイズ制御システム。
（項目２）
前記広帯域アクティブノイズ制御フィルタは、
前記コンバイナの下流であって、かつ前記スピーカの上流に接続される制御可能なフィルタと、
前記組合せ信号を受信し、前記組合せ信号に従って前記制御可能なフィルタを制御するように構成されるフィルタコントローラと
を含む、項目１に記載のシステム。
（項目３）
前記聞き取り位置の近くに、またはそれに隣接して前記車両の前記内部に配置されるマイクロフォンを更に含み、前記マイクロフォンはマイクロフォン信号を提供するように構成され、前記フィルタコントローラは、前記マイクロフォン信号に従って前記制御可能なフィルタを更に制御するように構成される、項目２に記載のシステム。
（項目４）
前記フィルタコントローラは、最小平均二乗アルゴリズムに従って前記制御可能なフィルタを制御するように構成される、項目２または３に記載のシステム。
（項目５）
前記コンバイナは、前記第１の感知信号及び前記第２の感知信号を合計して、前記第１の感知信号及び前記第２の感知信号の前記合計を表す和信号を提供するように構成される、項目４に記載のシステム。
（項目６）
前記第１のセンサは、前記車両の前記構造部材に取り付けられる加速度センサである、項目１から５のいずれかに記載のシステム。
（項目７）
前記第２のセンサは、前記車両の前記エンジンに電気的または機械的に接続されるＲＰＭセンサである、項目１から６のいずれかに記載のシステム。
（項目８）
前記第２のセンサは、前記車両の前記エンジンに、またはそれに隣接して配置される音響センサと組み合わされる、項目１から６のいずれかに記載のシステム。
（項目９）
ロードノイズを車両の構造部材から直接拾い、前記ロードノイズを表す第１の感知信号を生成することと、
前記車両のエンジンの高調波を検出し、前記エンジン高調波を表す第２の感知信号を生成することと、
前記第１の感知信号及び前記第２の感知信号を組み合わせ、前記第１の感知信号及び前記第２の感知信号の前記組合せを表す組合せ信号を提供することと、
広帯域アクティブノイズ制御フィルタリングを行い前記組合せ信号からフィルタ処理組合せ信号を生成することと、
前記アクティブノイズ制御フィルタリングによって提供される前記フィルタ処理組合せ信号を反ノイズに変換し、前記車両の内部の聞き取り位置に前記反ノイズを放出することと
を含み、
前記フィルタ処理組合せ信号は前記反ノイズが前記聞き取り位置で前記ロードノイズ及びエンジン音を減らすように構成される、
エンジンオーダー及びロードノイズ制御方法。
（項目１０）
前記広帯域アクティブノイズ制御フィルタリングは、反ノイズに変換される前記フィルタ処理組合せ信号を提供するための前記組合せ信号の制御されたフィルタリングを含み、前記フィルタリングは前記組合せ信号に従って制御される、項目９に記載の方法。
（項目１１）
前記聞き取り位置の近くの、またはそれに隣接した前記車両の前記内部において音を拾い、マイクロフォン信号を提供することを更に含み、前記フィルタリングは前記マイクロフォン信号に従って更に制御される、項目１０に記載の方法。
（項目１２）
前記フィルタリングは最小平均二乗アルゴリズムに従って制御される、項目１０または１１に記載の方法。
（項目１３）
組み合わせることは、前記第１の感知信号及び前記第２の感知信号が前記第１の感知信号及び前記第２の感知信号の和を表す和信号を提供することを含む、項目１２に記載の方法。
（項目１４）
前記ロードノイズは、前記車両の前記構造部材に取り付けられる加速度センサによって前記車両の前記構造部材から拾われる、項目９から１３のいずれかに記載の方法。
（項目１５）
前記エンジンの前記高調波は、前記車両の前記エンジンに機械的または電気的に接続されるＲＰＭセンサによって提供され、及び／またはエンジンノイズは、前記車両の前記エンジンに音響的に接続している音響センサによって提供される、項目９から１４のいずれかに記載の方法。

本開示は添付の図面に関連付けて非限定的な実施形態の以下の記述を読むことによってよりよく理解することができ、その中で同様の要素は同様の参照番号によって参照される。

簡単な例示的エンジンオーダー及びロードノイズ制御システムを示す概略図である。フィルタ処理ｘ最小平均二乗アルゴリズムを用いた例示的なエンジンオーダー及びロードノイズ制御システムを示す概略図である。加速度センサ及びＲＰＭセンサの例示的な組合せを示す概略図である。方形波ＲＰＭ入力を伴う例示的なマルチチャネルアクティブエンジンノイズ制御システムを示す概略図である。方形波ＲＰＭ入力の代わりに高調波入力を伴う図４に示されるシステムを示す概略図である。方形波ＲＰＭ入力の代わりに和高調波入力を伴う図４に示されるシステムを示す概略図である。例示的なマルチチャネルエンジンオーダー及びロードノイズ制御システムを示す概略図である。例示的なエンジンオーダー及びロードノイズ制御方法を示すフローチャートである。

ノイズは、通常、受取側の情報内容に貢献しない音を示すために用いる用語であるが、むしろ、所望の信号のオーディオ品質を妨げるものとして理解される。ノイズの発生プロセスは、通常は３つのフェーズに分けることができる。これらは、ノイズの発生、その伝達（放出）及びその認識である。首尾良くノイズを減らす試みが、例えば、減衰によって、そして、その後ノイズ信号の伝播の抑制によって、ノイズそのもののソースをまず狙いとすることが分かる。それにもかかわらず、ノイズ信号の放出は、多くの場合所望程度にまで減らすことができない。そのような場合、補償信号を重畳することによって望ましくない音を取り除く概念が適用される。

発されたノイズをキャンセルするか減少させるための知られている方法及びシステムは、キャンセル音波を生成して不必要な信号に重畳することによって不必要なノイズを抑制し、その音波の振幅及び固有値はノイズ信号のそれらと大部分同一であるが、その位相はノイズに対して１８０度ずれている。理想的な状態では、この方法は不必要なノイズを完全に消す。ノイズ信号の音量の目標とされる減少のこの効果は、しばしば相殺的干渉またはノイズ制御と呼ばれる。車両において、不必要なノイズは、車両のエンジン、タイヤ、懸架装置及び他のユニットの影響によって生じることがあり得て、従って、車両の速度、路面状態及び運転状態によって変化する。

一般のＥＯＣシステムは、キャンセルされるべきエンジン高調波を表す基準信号の適応型フィルタリングによって反ノイズを発生させるために、狭帯域フィードフォワードアクティブノイズ制御（ＡＮＣ）フレームワークをエンジンノイズ制御のために利用する。反ノイズソースから聞き取り位置まで二次経路を介して送信された後に、反ノイズは、エンジンによって発生してエンジンから聞き取り位置まで伸びる一次経路によってフィルタリングされる信号とは、同じ振幅だが逆相である。このように、誤差マイクロフォンが部屋にある場所で、すなわち、聞き取り位置またはその近くでは、重畳された音響の結果は理想的にゼロになり、そのため、誤差マイクロフォンで拾われる誤差信号は（キャンセルされる）エンジンによって生成される高調波ノイズ信号以外の音だけを録音する。一般に、非音響センサ、例えば、分当たり反復（ＲＰＭ）を測定するセンサが、基準として用いられる。

クランク軸センサを含むＲＰＭセンサは、例えば、スピニング鋼ディスクに隣接して配置されるホールセンサでもよい。光センサまたは誘導センサなどの他の検出原理を採用することもできる。クランクセンサは、基本的に内燃機関において用いられてクランク軸の位置または回転速度をモニタする電子デバイスである。この情報はエンジン管理システムにより用いられて、点火システムのタイミング及び他のエンジンパラメータを制御する。このように、クランク軸ポジションセンサの機能的な目的は、クランクの位置及び／または回転速度（ＲＰＭ）を判定することである。それは、エンジン速度の毎分回転数（ＲＰＭ）での測定のための一次ソースとしても一般に用いられる。ＲＰＭセンサからの信号は、エンジン高調波に対応する任意数の合成された高調波を生成するための同期信号として用いることができる。合成された高調波は、次の狭帯域フィードフォワードＡＮＣシステムによって生成されるノイズキャンセル信号の基礎を形成する。

一般のＲＮＣシステムにおいて、最高の可能なロードノイズ低減実行を提供するために、空気伝搬及び固体伝播ノイズソースは加速度センサなどのノイズ及び振動センサによってモニタされる。例えば、入力ノイズ及び振動センサとして使用する加速度センサは車両の全体にわたって配置されて、懸架装置及び他の車軸コンポーネントの構造的動作をモニタすることができる。ＲＮＣシステムは、キャンセルすべきロードノイズを表すノイズ及び振動センサからの信号の適応型フィルタリングによって反ノイズを発生させるために、広帯域フィードフォワードアクティブノイズ制御（ＡＮＣ）フレームワークを利用する。ノイズ及び振動センサは加速度計、フォースゲージ、ロードセルなどのような加速度センサを含むことができる。例えば、加速度計は適切な加速度を測定する装置である。適切な加速度は、速度の変化率である座標加速度と同じものではない。加速度計の単一及び多軸モデルは、適切な加速度の大きさ及び方向を検出するために利用できて、向き、座標加速度、移動、振動及びショックを検出するために用いることができる。示すように、ノイズセンサと次のＥＯＣ及びＲＮＣシステムの信号処理は異なるものである。

図１を参照すると、簡単なエンジンオーダー及びロードノイズ制御システムは、エンジンノイズの相当な割合を表し、従ってエンジンの高調波を表す方形波ＲＰＭ信号を提供するＲＰＭセンサ１０１、及びロードノイズを直接拾うために設けられている加速度センサ１０２を含む。直接拾うということは、他の信号によって著しい影響を受けないで問題の信号を基本的に拾うことを含む。センサ１０１及び１０２によって出力される信号１０３及び１０４は、それぞれ、エンジンオーダーノイズ及びロードノイズを表し、そして組み合わされて、例えば加算器１０５によって合計されて、組み合わされたエンジンオーダー及びロードノイズを表す和信号１０６を形成する。信号を組み合わせる他の方法は、減算すること、混合すること、クロスオーバーフィルタリングなどを含むことができる。和信号１０６は、フィルタ処理和信号１０８をスピーカ１０９に提供する広帯域ＡＮＣフィルタ１０７に供給される。フィルタ処理和信号１０８は、聞き取り位置（図示せず）にスピーカ１０９によってブロードキャストされるときに、聞き取り位置で不必要なノイズを減少するかまたはキャンセルさえするように、聞き取り位置で反ノイズ、すなわち、聞き取り位置に現れるエンジン及びロードノイズと同じ振幅だが逆位相を有する音を発生させる。広帯域ＡＮＣフィルタ１０７は、固定であるか適応型の伝達関数を有することができて、フィードバックシステムまたはフィードフォワードシステムまたはそれらの組み合わせでもよい。加速度センサ１０２は、一定の条件で音響センサによって置換することができる。更にまた、聞き取り位置で残留ノイズを拾い、残留ノイズを表す誤差信号１１１を提供する、誤差マイクロフォン１１０を使用することができる。

音響センサを用いてエンジンノイズを拾うときに、センサはスピーカからの音響のフィードバック信号を拾いやすくてはならない。十分によくスピーカから絶縁されている場合、その限りではなく、それは、マイクロフォンがエンジンブロックの好適な位置（例えばクランク軸及び弁の近く）に直接載置されて、前部コンソール及びフードによって十分によく内部の音から切り離されている場合である。聴診器と類似の音響センサは、広帯域エンジンノイズ信号だけを拾うために用いることもできる。

図１に示されるエンジンオーダー及びロードノイズシステムにおいては、狭帯域フィードフォワードＡＮＣを使用する一般のＥＯＣシステムとは対照的に、ＲＰＭセンサをそれに応じて適合される広帯域信号処理と共に使用して、エンジン高調波から生じるエンジンノイズを拾う。更にまた、このエンジンオーダー及びロードノイズシステムで、同じ広帯域ＡＮＣアルゴリズムが、ＲＮＣのための追加センサと組み合わせて用いられる。ＥＯＣにて用いられている狭帯域フィードフォワードＡＮＣシステムの適合率が通常高いので、特定の方策がとられない限り、広帯域エンジンノイズ制御システムのトレース可能性特性がＥＯＣシステムのそれより悪くなりがちである。しかしながら、広帯域ＲＮＣ及び１つの共通のフレームワークでのＥＯＣ及びＲＮＣの組合せは、システム全体の効率を強化する。広帯域エンジンノイズ信号を拾うことができるセンサは、広帯域基準信号に対処することができない従来使用されている狭帯域フィードフォワードＡＮＣシステム以外の次の信号処理を必要とする。例えば、適切なＡＮＣシステムは、最小平均二乗（ＬＭＳ）アルゴリズムを使用する広帯域フィードフォワードＡＮＣフレームワークである。フィルタ処理ｘ最小平均二乗（ＦＸＬＭＳ）アルゴリズムがこのタスクのために選択された場合、これらの２つのアルゴリズムの１つの効果的な組合せは図２にて図示するようなものであり得る。

ＦＸＬＭＳアルゴリズムを有する１チャンネルのフィードフォワードアクティブエンジンオーダー及びロードノイズシステムは、図２に示される。道路表面上を移動する車輪２０１から生じるノイズ（及び振動）は、自動車両２０４の懸架装置２０３と機械的に組み合わされており、そして、検出ノイズ（そして、振動）を表し、従ってキャビンの中で聞き取れるロードノイズと相関するノイズ及び振動信号ｘ_１（ｎ）を出力する、加速度センサ２０２によって直接拾われる。車輪２０１から生じるロードノイズは、伝達特性Ｐ_１（ｚ）に従ってマイクロフォン２０５に第１の一次経路を介して、機械的に及び／または音響的に伝達される。エンジンオーダー制御は、車両２０４のエンジン２１５に取り付けられるＲＰＭセンサ２１４を含む。エンジン２１５から生じるノイズは、エンジンノイズを表して、従ってキャビンの中で聞き取れるエンジンノイズと相関する、ＲＰＭ信号ｘ_２（ｎ）を出力するＲＰＭセンサ２１４によって検出される。ＲＰＭ信号ｘ_２（ｎ）は、基本エンジン高調波の周波数を有する方形波信号であってもよく、高調波は、個々の信号または個々の高調波の合計であってもよい。エンジンノイズは、伝達特性Ｐ_２（ｚ）に従ってマイクロフォン２０５に第２の一次経路を介して、機械的に及び／または音響的に伝達される。第１の一次経路及び第２の一次経路が非常に類似しているので、伝達特性Ｐ_１（ｚ）及びＰ_２（ｚ）はＰ（ｚ）であると見なすことができる。信号ｘ_１（ｎ）及びｘ_２（ｎ）は両方が伝達関数Ｐ（ｚ）を介して伝達されるので、２つの信号は、例えば、和信号ｘ（ｎ）を出力する加算器２１６によって加算することができる。

また同時に、車両２０４のキャビンに存在するノイズを含む音を表す誤差信号ｅ（ｎ）が、シート（例えば、ドライバーのシート）のヘッドレスト２０６内でキャビンの中に配置することができるマイクロフォン２０５によって検出される。制御可能なフィルタ２０８の伝達特性Ｗ（ｚ）は、誤差信号ｅ（ｎ）に基づいて、またフィルタ２１０によって伝達特性Ｓ’（ｚ）でフィルタリングした和信号ｘ（ｎ）に基づいて、周知の最小平均二乗（ＬＭＳ）アルゴリズムに従って作動することができる適応フィルタコントローラ２０９によって制御され、ここで、Ｗ（ｚ）＝−Ｐ（ｚ）／Ｓ（ｚ）である。Ｓ’（ｚ）＝Ｓ（ｚ）であり、そしてＳ（ｚ）は、スピーカ２１１とマイクロフォン２０５の間の伝達関数、すなわち、二次経路の伝達関数Ｓ（ｚ）を表す。キャビンの中で聞き取れるエンジンオーダー及びロードノイズの波形とは位相が逆の波形を、二次経路を通って進行した後に有する信号ｙ（ｎ）は、このようにして識別された伝達特性Ｗ（ｚ）及び和信号ｘ（ｎ）に基づいて、制御可能なフィルタ２０８及びフィルタコントローラ２０９によって形成される適応フィルタによって生成される。信号ｙ（ｎ）から、それが二次経路を通って進行してした後、キャビンの中で聞き取れるエンジンオーダー及びロードノイズの波形に対して位相が逆の波形を有する音が、キャビンに配置することができるスピーカ２１１によって生成され、そして、このことによりキャビン内のエンジンオーダー及びロードノイズを減らす。

図２に示される例示システムは、直接的な１チャンネルのフィードフォワードフィルタ処理ｘＬＭＳ制御構成２０７を使用するが、他の制御構成、例えば、多数の追加チャネルを有するマルチチャネル構造、多数の追加マイクロフォン２１２及び多数の追加スピーカ２１３も同様に適用することができる。例えば、全体で、Ｌ個のスピーカ及びＭ個のマイクロフォンを使用することができる。その場合、フィルタコントローラ２０９へのマイクロフォン入力チャネルの数はＭであり、フィルタ２０８からの出力チャネルの数はＬであり、フィルタ２１０とフィルタ制御２０９間のチャンネル数はＬ×Ｍである。

エンジンノイズを拾うために、加速度センサ３０１は、図３に示すようにＲＰＭセンサ３０２と組み合わせることができる。加速度センサ３０１によって出力される感知信号３０３は次のローパスフィルタ３０４によってフィルタリングされ、ＲＰＭセンサ３０２によって出力される感知信号３０５は次のハイパスフィルタ３０６によってフィルタリングされる。ローパスフィルタ３０４によって出力されるフィルタ処理感知信号３０７及びハイパスフィルタ３０６によって出力されるフィルタ処理感知信号３０８は加算器３０９によって加算されて、基準信号３１０を出力する。ローパスフィルタ３０４及びハイパスフィルタ３０６はクロスオーバネットワークを形成し、それによって、基準信号３１０の低周波数領域の信号成分が加速度センサ３０１から生じ、基準信号３１０の高周波数領域の信号成分はＲＰＭセンサ３０２から生じる。図３に示される実施例において、ＲＰＭセンサ３０２は、エンジンのＲＰＭに対応する単一周波数を有する方形波信号を出力する。あるいは、ハイパスフィルタ３０６はエンジンのＲＰＭに対応する単一周波数の高調波を生成する高調波発生器によって置換することができ、その場合、高調波はより高周波数だけにおける高調波に制限され得る。

図４は、複数のセンサのノイズを抑制することができるマルチチャネルタイプのシステムであるアクティブエンジンノイズ制御システムを示す。図４に示されるシステムは、ｎ個の加速度センサ４０１と、ｌ個のスピーカ４０２と、ｍ個のマイクロフォン４０３と、エンジンのノイズ及び振動ソースからのノイズ（一次ノイズ）とキャンセル用ノイズ（二次ノイズ）の間の誤差を最小化するために作動する適応型アクティブノイズ制御モジュール４０４とを備える。適応型アクティブノイズ制御モジュール４０４はマイクロフォン４０３及びスピーカ４０２の組合せごとに設けられている幾つかの制御回路を含むことができ、その場合、スピーカ４０２はノイズ及び振動ソースからのノイズをキャンセルするためのキャンセル信号を作り出す。アクティブエンジンノイズ制御システムは、適応型アクティブノイズ制御モジュール４０４に接続しているＲＰＭセンサ４０５を更に含む。ＲＰＭセンサ４０５は、エンジンのＲＰＭに対応する方形波信号を適応型アクティブノイズ制御モジュール４０４に与えることができる。加速度センサ４０１は、マイクロフォン４０２のうちの１つ及びスピーカ４０２のうちの１つの特定の（マトリックス的な）組合せにそれぞれリンクすることができ、それはそれぞれ単一のチャネルシステムと見なすことができる。

図５を参照すると、図４に示されるシステムは、ＲＰＭセンサ４０５からの方形波信号によって決定される基本周波数、すなわち第一高調波ｆ_０から高調波ｆ_０〜ｆ_Ｆを合成する高調波発生器５０１を介して、ＲＰＭセンサ４０５によって出力される方形波が適応型アクティブノイズ制御モジュール４０４に供給されるように、修正することができる。全ての高調波は、図５に示すように別々に適応型アクティブノイズ制御モジュール４０４に入力されるか、または図６に示すように加算器６０１によって加算されて単一入力を提供するか、のいずれでもよい。図４〜６に関連して上記のシステムにおいて、加速度センサの少なくとも１つはロードノイズを拾うように提供することができ、その結果これらのシステムをエンジンオーダー、エンジンノイズ及びロードノイズの組合せ制御のために用いることができる。

図７は、複数のセンサからのノイズを抑制することができるマルチチャネルタイプのシステムであるマルチチャネルアクティブエンジンオーダー及びロードノイズ制御システムを示す。図７に示されるシステムは、ｎ個の加速度センサ７０１と、１個のスピーカ７０２と、ｍ個のマイクロフォン７０３と、道路のノイズ及び振動ソースからのノイズ（一次ノイズ）とキャンセル用ノイズ（二次ノイズ）の間の誤差を最小化するために作動する適応型アクティブノイズ制御モジュール７０４とを備える。適応型アクティブノイズ制御モジュール７０４はマイクロフォン７０３及びスピーカ７０２の組合せごとに設けられている幾つかの制御回路を含むことができ、その場合、スピーカ７０２はロードノイズ及び振動ソースからのノイズをキャンセルするためのキャンセル信号を作り出す。アクティブエンジンオーダー及びロードノイズ制御システムは、適応型アクティブノイズ制御モジュール７０４に接続しているＲＰＭセンサ７０５を更に含む。エンジンのＲＰＭに対応し、そして、基本エンジン高調波の周波数を有する方形波（高調波は、個々の信号または個々の高調波の合計でもよい）であってもよい信号を、ＲＰＭセンサ７０５は適応型アクティブノイズ制御モジュール７０４に提供することができる。加速度センサ７０１及びＲＰＭセンサ７０５は、マイクロフォン７０３のうちの１つ及びスピーカ７０２のうちの１つの特定の組み合わせに各々リンクすることができ、それは単一のチャネルシステムをそれぞれ形成する。

図８を参照すると、例示的なエンジンオーダー及びロードノイズ制御方法は、図１及び２に示されるシステムの１つによって実行することができるように、ロードノイズを車両の構造部材から直接拾ってロードノイズを表す第１の感知信号を生成すること（手順８０１）、及び車両のエンジンの高調波を検出してエンジン高調波を表す第２の感知信号を生成すること（手順８０２）を含むことができる。第１の感知信号及び第２の感知信号は組み合わされて、例えば加算されて、第１の感知信号及び第２の感知信号の和を表す和信号を提供する（手順８０３）。和信号は、例えばＦＸＬＭＳアルゴリズムに従って適応型広帯域ＡＮＣフィルタリング処理をされ、和信号からフィルタリングされた和信号が生成される（手順８０４）。次に、アクティブノイズ制御フィルタリングから得られたフィルタ処理和信号は、例えばスピーカによって反ノイズに変換され、車両の内部の聞き取り位置に対して反ノイズとして放出される（手順８０５）。フィルタ処理和信号は、反ノイズが聞き取り位置でロードノイズ及びエンジン音を減らすように構成される。更にまた、誤差信号は、聞き取り位置またはその近くで、例えばマイクロフォンによって拾うことができる（手順８０６）。誤差信号及びスピーカとマイクロフォンの間の経路をモデル化するフィルタでフィルタリングされる和信号は、適応型広帯域ＡＮＣフィルタリングのＦＸＬＭＳアルゴリズムを制御するために用いる（手順８０７）。

実施形態の記述は、解説及び説明のためになされたものである。実施形態に対する適切な修正変更は、説明を考慮して実行することができるかまたは方法を実施することによって得ることができる。例えば、特に明記しない限り、記載されている方法の１つ以上は、好適な装置及び／または装置の組合せによって実行することができる。記載されている方法及び関連する動作は、本出願に記載されている順序に加えて様々な順序で、並列に及び／または同時に、実行することもできる。記載されているシステムは、本来は例示的なものであり、追加の要素を含むことができ、及び／または要素を省略することができる。

本出願において用いられているように、単数形で詳述され、「ａ」または「ａｎ」の単語によって先行される素子またはステップは、そうではない旨が記載されていない限り、その素子またはステップの複数形をも含むと理解されなければならない。更にまた、本開示の「一実施形態」または「一実施例」への言及は、詳述された特徴を同様に組み込む付加的な実施形態の存在を除外すると解釈されることを目的としていない。用語「第１の」、「第２の」及び「第３の」などは、単にラベルとしてのみ使われ、数値的な要件または特定の位置順序をそれらの対象に課すことを目的としていない。

Claims

ロードノイズを車両の構造部材から直接拾い、前記ロードノイズを表す第１の感知信号を生成するように構成される第１のセンサと、
前記車両のエンジンの高調波を検出し、前記エンジン高調波を表す第２の感知信号を生成するように構成される第２のセンサと、
前記第１の感知信号をフィルタリングし、第１のフィルタ処理感知信号を生成するように構成されるローパスフィルタと、
前記第２の感知信号をフィルタリングし、第２のフィルタ処理感知信号を生成するように構成されるハイパスフィルタと、
前記第１のフィルタ処理感知信号及び前記第２のフィルタ処理感知信号を組み合わせ、前記第１のフィルタ処理感知信号及び前記第２のフィルタ処理感知信号の前記組合せを表す組合せ信号を提供するように構成されるコンバイナと、
前記組合せ信号からフィルタ処理組合せ信号を生成するように構成される広帯域アクティブノイズ制御フィルタと、
前記アクティブノイズ制御フィルタにより提供される前記フィルタ処理組合せ信号を反ノイズに変換し、前記車両の内部の聞き取り位置に前記反ノイズを放出するように構成されるスピーカと
を含み、
前記フィルタ処理組合せ信号は前記反ノイズが前記聞き取り位置で前記ロードノイズ及びエンジン音を減らすように構成され、
前記ローパスフィルタ及び前記ハイパスフィルタは、前記組合せ信号の低周波数領域の信号成分が前記第１のセンサから生じ前記組合せ信号の高周波数領域の信号成分が前記第２のセンサから生じるようにクロスオーバネットワークを形成するように構成される、
エンジンオーダー及びロードノイズ制御システム。
前記広帯域アクティブノイズ制御フィルタは、
前記コンバイナの下流であって、かつ前記スピーカの上流に接続される制御可能なフィルタと、
前記組合せ信号を受信し、前記組合せ信号に従って前記制御可能なフィルタを制御するように構成されるフィルタコントローラと
を含む、請求項１に記載のシステム。
前記聞き取り位置の近くに、または前記聞き取り位置に隣接して前記車両の前記内部に配置されるマイクロフォンを更に含み、前記マイクロフォンはマイクロフォン信号を提供するように構成され、前記フィルタコントローラは、前記マイクロフォン信号に従って前記制御可能なフィルタを更に制御するように構成される、請求項２に記載のシステム。
前記フィルタコントローラは、最小平均二乗アルゴリズムに従って前記制御可能なフィルタを制御するように構成される、請求項２または３に記載のシステム。
前記コンバイナは、前記第１の感知信号及び前記第２の感知信号を合計して、前記第１の感知信号及び前記第２の感知信号の前記合計を表す和信号を提供するように構成される、請求項４に記載のシステム。
前記第１のセンサは、前記車両の前記構造部材に取り付けられる加速度センサである、請求項１から５のいずれかに記載のシステム。
前記第２のセンサは、前記車両の前記エンジンに電気的または機械的に接続されるＲＰＭセンサである、請求項１から６のいずれかに記載のシステム。
前記第２のセンサは、前記車両の前記エンジンに、または前記車両の前記エンジンに隣接して配置される音響センサと組み合わされる、請求項１から６のいずれかに記載のシステム。
ロードノイズを車両の構造部材から直接拾い、前記ロードノイズを表す第１の感知信号を生成することと、
前記車両のエンジンの高調波を検出し、前記エンジン高調波を表す第２の感知信号を生成することと、
前記第１の感知信号をローパスフィルタリングし、第１のフィルタ処理感知信号を生成することと、
前記第２の感知信号をハイパスフィルタリングし、第２のフィルタ処理感知信号を生成することと、
前記第１のフィルタ処理感知信号及び前記第２のフィルタ処理感知信号を組み合わせ、前記第１のフィルタ処理感知信号及び前記第２のフィルタ処理感知信号の前記組合せを表す組合せ信号を提供することと、
広帯域アクティブノイズ制御フィルタリングを行い前記組合せ信号からフィルタ処理組合せ信号を生成することと、
前記アクティブノイズ制御フィルタリングによって提供される前記フィルタ処理組合せ信号を反ノイズに変換し、前記車両の内部の聞き取り位置に前記反ノイズを放出することと
を含み、
前記フィルタ処理組合せ信号は前記反ノイズが前記聞き取り位置で前記ロードノイズ及びエンジン音を減らすように構成され、
前記ローパスフィルタリング及び前記ハイパスフィルタリングは、前記組合せ信号の低周波数領域の信号成分が前記第１の感知信号から生じ前記組合せ信号の高周波数領域の信号成分が前記第２の感知信号から生じるようにクロスオーバネットワークによって実行される、
エンジンオーダー及びロードノイズ制御方法。
前記広帯域アクティブノイズ制御フィルタリングは、反ノイズに変換される前記フィルタ処理組合せ信号を提供するための前記組合せ信号の制御されたフィルタリングを含み、前記フィルタリングは前記組合せ信号に従って制御される、請求項９に記載の方法。
前記聞き取り位置の近くの、または前記聞き取り位置に隣接した前記車両の前記内部において音を拾い、マイクロフォン信号を提供することを更に含み、前記フィルタリングは前記マイクロフォン信号に従って更に制御される、請求項１０に記載の方法。
前記フィルタリングは最小平均二乗アルゴリズムに従って制御される、請求項１０または１１に記載の方法。
組み合わせることは、前記第１の感知信号及び前記第２の感知信号が前記第１の感知信号及び前記第２の感知信号の和を表す和信号を提供することを含む、請求項１２に記載の方法。
前記ロードノイズは、前記車両の前記構造部材に取り付けられる加速度センサによって前記車両の前記構造部材から拾われる、請求項９から１３のいずれかに記載の方法。
前記エンジンの前記高調波は、前記車両の前記エンジンに機械的または電気的に接続されるＲＰＭセンサによって提供され、及び／またはエンジンノイズは、前記車両の前記エンジンに音響的に接続している音響センサによって提供される、請求項９から１４のいずれかに記載の方法。