JP2018118621A - 能動騒音低減装置、車両、及び、異常判定方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】センサの増加を抑制して車両の異常の有無を判定することができる能動騒音低減装置を提供する。
【解決手段】能動騒音低減装置１０は、車両５０内の空間５７における騒音Ｎ０を低減する。能動騒音低減装置１０は、車両５０に取り付けられた第一振動検知部５１によって出力される、特定部位における振動を示す第一信号が入力される第一入力端子１１と、入力された第一信号を騒音Ｎ０と相関を有する参照信号として用いることにより、騒音Ｎ０を低減するためのキャンセル音Ｎ１の出力に用いられるキャンセル信号を生成する第一信号処理部１４と、入力された第一信号を用いて、特定部位における異常の有無を判定する異常判定部２０とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、騒音にキャンセル音を干渉させることでこの騒音を能動的に低減する能動騒音低減装置、これを備える車両、及び異常判定方法に関する。
従来、騒音と相関を有する参照信号と、所定空間内の騒音及びキャンセル音が干渉した残留音に基づく誤差信号とを用いてキャンセル音源から騒音を打ち消すためのキャンセル音を出力することにより、騒音を能動的に低減する能動騒音低減装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。能動騒音低減装置は、誤差信号の二乗和が最小になるように、適応フィルタを用いてキャンセル音を出力するためのキャンセル信号を生成する。
国際公開第２０１４／００６８４６号
ところで、車両における異常の有無を判定するためには、異常判定用のセンサを車両に取り付ける必要がある。そうすると、センサの数を低減することが課題となる。
本発明は、センサの増加を抑制して車両の異常の有無を判定することができる能動騒音低減装置等を提供する。
本発明の一態様に係る能動騒音低減装置は、車両内の空間における騒音を低減する能動騒音低減装置であって、前記車両に取り付けられた第一振動検知部によって出力される、前記車両の特定部位における振動を示す第一信号が入力される第一入力部と、入力された前記第一信号を前記騒音と相関を有する参照信号として用いることにより、前記騒音を低減するためのキャンセル音の出力に用いられるキャンセル信号を生成する信号処理部と、入力された前記第一信号を用いて、前記特定部位における異常の有無を判定する異常判定部とを備える。
本発明の一態様に係る車両は、前記能動騒音低減装置と、前記第一振動検知部とを備える。
本発明の一態様に係る異常判定方法は、車両内の空間における騒音を低減する能動騒音低減装置が実行する異常判定方法であって、前記車両の特定部位に取り付けられた第一振動検知部によって出力される、振動の大きさを示す第一信号を取得し、取得された前記第一信号を前記騒音と相関を有する参照信号として用いることにより、前記騒音を低減するためのキャンセル音の出力に用いられるキャンセル信号を生成し、取得された前記第一信号を用いて、前記特定部位における異常の有無を判定する。
本発明の能動騒音低減装置等は、センサの増加を抑制して車両の異常の有無を判定することができる。
図１は、実施の形態１に係る能動騒音低減装置を備える車両を上面側から見た模式図である。 図２は、実施の形態２に係る能動騒音低減装置を備える車両を側面側から見た模式図である。 図３は、実施の形態１に係る能動騒音低減装置の機能構成を示すブロック図である。 図４は、実施の形態１に係る能動騒音低減装置の騒音低減動作のフローチャートである。 図５は、実施の形態１に係る能動騒音低減装置の異常判定動作のフローチャートである。 図６は、第一信号の信号波形を示す模式図である。 図７は、実施の形態２に係る能動騒音低減装置を備える車両を上面側から見た模式図である。 図８は、実施の形態２に係る能動騒音低減装置を備える車両を側面側から見た模式図である。 図９は、実施の形態２に係る能動騒音低減装置の機能構成を示すブロック図である。 図１０は、実施の形態２に係る能動騒音低減装置の異常判定動作のフローチャートである。 図１１は、第一信号及び第二信号の信号波形を示す模式図である。 図１２は、振動検知部及びキャンセル音源の配置例を示す図である。
本発明の一態様に係る能動騒音低減装置は、車両内の空間における騒音を低減する能動騒音低減装置であって、前記車両に取り付けられた第一振動検知部によって出力される、前記車両の特定部位における振動を示す第一信号が入力される第一入力部と、入力された前記第一信号を前記騒音と相関を有する参照信号として用いることにより、前記騒音を低減するためのキャンセル音の出力に用いられるキャンセル信号を生成する信号処理部と、入力された前記第一信号を用いて、前記特定部位における異常の有無を判定する異常判定部とを備える。
これにより、車両においては、異常判定用に振動検知部（センサ）を追加する必要がない。したがって、能動騒音低減装置は、振動検知部（センサ）の増加を抑制して車両の異常の有無を判定することができる。
また、例えば、前記異常判定部は、前記第一信号のピーク値に基づいて、前記特定部位における異常の有無を判定する。
これにより、能動騒音低減装置は、瞬時的な振動の大きさに基づいて特定部位の異常の有無を判定することができる。
また、例えば、前記異常判定部は、前記第一信号の積分値に基づいて、前記特定部位における異常の有無を判定する。
これにより、能動騒音低減装置は、振動量（継続的に振動が加わっているか否か）に基づいて特定部位の異常の有無を判定することができる。
また、例えば、前記異常判定部は、前記第一信号の絶対値、または、前記第一信号を二乗した値と閾値との比較に基づいて、前記特定部位における異常の有無を判定する。
これにより、能動騒音低減装置は、第一信号の絶対値、または、第一信号を二乗した値と閾値との比較に基づいて特定部位の異常の有無を判定することができる。
また、例えば、さらに、前記車両に取り付けられた第二振動検知部によって出力される、前記特定部位と異なる部位における振動を示す第二信号が入力される第二入力部を備え、前記異常判定部は、入力された前記第一信号と、入力された前記第二信号とを用いて、前記特定部位における異常の有無を判定する。
これにより、能動騒音低減装置は、特定部位以外の部位における振動と特定部位における振動との比較に基づいて、特定部位における異常の有無を判定することができる。
また、例えば、前記異常判定部は、入力された前記第一信号と、入力された前記第二信号との差に基づいて、前記特定部位における異常の有無を判定する。
これにより、能動騒音低減装置は、特定部位以外の部位に比べて特定部位に大きな振動が加わっているときに、特定部位に異常があると判定することができる。
また、例えば、前記異常判定部は、入力された前記第一信号の積分値と、入力された前記第二信号の積分値との差に基づいて、前記特定部位における異常の有無を判定する。
これにより、能動騒音低減装置は、特定部位以外の部位に比べて特定部位に対する振動量が多いときに、特定部位に異常があると判定することができる。
また、例えば、前記特定部位は、前記車両が有する燃料タンクである。
これにより、能動騒音低減装置は、燃料タンクの異常の有無を判定することができる。
また、例えば、さらに、前記異常判定部によって前記特定部位に異常があると判定された場合に、前記特定部位の異常を通知するための通知信号を出力する通知部を備える。
これにより、能動騒音低減装置は、特定部位の異常を通知することができる。
また、例えば、さらに、入力された前記第一信号に適応フィルタを適用することにより、前記キャンセル信号を生成する適応フィルタ部と、生成された前記キャンセル信号が出力されるキャンセル信号出力部と、前記キャンセル信号に対応してキャンセル音源が出力する前記キャンセル音と前記騒音との干渉による残留音に対応する誤差信号が入力される誤差信号入力部と、前記キャンセル信号出力部から前記誤差信号入力部までの音響伝達特性を模擬した模擬伝達特性で前記第一信号を補正した濾波参照信号を生成する模擬音響伝達特性フィルタ部と、前記誤差信号と、生成された前記濾波参照信号とを用いて、前記適応フィルタの係数を逐次更新するフィルタ係数更新部とを備える。
これにより、能動騒音低減装置は、適応フィルタを用いてキャンセル信号を生成することができる。
本発明の一態様に係る車両は、上記いずれかの態様の能動騒音低減装置と、前記第一振動検知部とを備える。
このような車両においては、異常判定用に振動検知部（センサ）を追加する必要がない。したがって、このような車両は、振動検知部（センサ）の増加を抑制して当該車両の異常の有無を判定することができる。
本発明の一態様に係る異常判定方法は、車両内の空間における騒音を低減する能動騒音低減装置が実行する異常判定方法であって、前記車両の特定部位に取り付けられた第一振動検知部によって出力される、振動の大きさを示す第一信号を取得し、取得された前記第一信号を前記騒音と相関を有する参照信号として用いることにより、前記騒音を低減するためのキャンセル音の出力に用いられるキャンセル信号を生成し、取得された前記第一信号を用いて、前記特定部位における異常の有無を判定する。
このような異常判定方法は、振動検知部（センサ）の増加を抑制して当該車両の異常の有無を判定することができる。
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。なお、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化される場合がある。
（実施の形態１）
［能動騒音低減装置を備える車両の構成］
実施の形態１では、車両に搭載される能動騒音低減装置について説明する。図１は、実施の形態１に係る能動騒音低減装置を備える車両を上面側から見た模式図である。図２は、実施の形態２に係る能動騒音低減装置を備える車両を側面側から見た模式図である。
車両５０は、移動体装置の一例であって、実施の形態１に係る能動騒音低減装置１０と、第一振動検知部５１と、キャンセル音源５２と、誤差信号源５３と、車両本体５４と、車両制御部５５と、燃料タンク５６とを備える。車両５０は、具体的には、自動車であるが、特に限定されない。
第一振動検知部５１は、車両５０の特定部位に取り付けられ、特定部位における振動を検知する。特定部位は、例えば、燃料タンク５６であるが、特に限定されない。特定部位は、振動計測の対象となる部位に取り付けられればよい。
第一振動検知部５１は、振動の検知結果として、燃料タンク５６（特定部位）における振動を示す第一信号を出力する。第一信号は、空間５７における騒音Ｎ０と相関を有する。後述のように、能動騒音低減装置１０は、第一信号を、騒音低減用の参照信号として使用する。また、能動騒音低減装置１０は、第一信号を、異常判定用の信号としても使用する。言い換えれば、第一信号は、異常判定動作及び騒音低減動作の２つの動作に共用される。これにより、車両５０においては、異常判定用に振動検知部（センサ）を追加する必要がない。したがって、能動騒音低減装置１０は、振動検知部（センサ）の増加を抑制して車両５０の異常の有無を判定することができる。
第一振動検知部５１は、具体的には、加速度センサである。図２に示されるように、第一振動検知部５１は、例えば、車両５０の床下の燃料タンク５６に取り付けられる。なお、第一振動検知部５１は、振動を直接的または間接的に検知することができるその他のセンサであってもよい。
キャンセル音源５２は、キャンセル信号を用いてキャンセル音を所定の空間に出力する。実施の形態１では、キャンセル音源５２は、スピーカであるが、車両５０の一部の構造体（例えば、サンルーフなど）がアクチュエータ等の駆動機構によって加振されることにより、キャンセル音が出力されてもよい。また、能動騒音低減装置１０において、複数のキャンセル音源５２が使用されてもよく、キャンセル音源５２の位置は特に限定されない。
誤差信号源５３は、空間５７において騒音とキャンセル音とが干渉することによって得られる残留音を検出し、残留音に基づく誤差信号を出力する。誤差信号源５３は、マイクロフォン等のトランスデューサであり、ヘッドライナー等、空間５７内に設置されることが望ましい。なお、車両５０は、誤差信号源５３を複数備えてもよい。
車両本体５４は、車両５０のシャーシ及びボディなどによって構成される構造体である。車両本体５４は、キャンセル音源５２及び誤差信号源５３が配置される空間５７（車室内空間）を形成する。
車両制御部５５は、車両５０の運転手の操作等に基づいて、車両５０を制御（駆動）する。車両制御部５５は、例えば、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）であり、具体的には、プロセッサ、マイクロコンピュータまたは専用回路などによって実現される。車両制御部５５は、プロセッサ、マイクロコンピュータ、及び専用回路のうちの２つ以上の組み合わせによって実現されてもよい。
燃料タンク５６は、車両５０の燃料が貯蔵される容器である。燃料タンク５６は、具体的には、ガソリンが貯蔵されるガソリンタンクである。なお、燃料タンク５６は、軽油が貯蔵されるタンクであってもよいし、天然ガスまたは水素などが貯蔵されるタンクであってもよい。このように、燃料タンク５６には、液体燃料が貯蔵されてもよいし、気体燃料が貯蔵されてもよく、燃料タンク５６に貯蔵される燃料は特に限定されない。
［能動騒音低減装置の構成］
次に、能動騒音低減装置１０の構成について説明する。図３は、能動騒音低減装置１０の機能構成を示すブロック図である。
図３に示されるように、能動騒音低減装置１０は、第一入力端子１１と、キャンセル信号出力端子１２と、誤差信号入力端子１３と、第一信号処理部１４と、記憶部１８と、異常判定部２０と、通知部２１と、通知信号出力端子２２とを備える。第一信号処理部１４は、適応フィルタ部１５と、模擬音響伝達特性フィルタ部１６と、フィルタ係数更新部１７とを備える。第一信号処理部１４は、例えば、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等のプロセッサによって実現されるが、マイクロコンピュータまたは専用回路及びその組み合わせによって実現されてもよい。
［騒音低減動作］
上述のように、能動騒音低減装置１０は、騒音低減動作、及び、異常判定動作を行う。まず、能動騒音低減装置１０の騒音低減動作について図３に加えて図４を参照しながら説明する。図４は、能動騒音低減装置１０の騒音低減動作のフローチャートである。
まず、第一信号処理部１４は、第一入力端子１１に入力された第一信号を騒音Ｎ０と相関を有する参照信号として用いることにより、騒音Ｎ０を低減するためのキャンセル音Ｎ１の出力に用いられるキャンセル信号を生成する。具体的には、第一信号処理部１４の適応フィルタ部１５は、第一入力端子１１に入力された第一信号に適応フィルタを適用（乗算）することにより、キャンセル信号を生成する（Ｓ１１）。第一入力端子１１は、第一入力部の一例であって、金属等により形成される端子である。キャンセル信号は、騒音Ｎ０を低減するためのキャンセル音Ｎ１の出力に用いられ、キャンセル信号出力端子１２に出力される。適応フィルタ部１５は、いわゆるＦＩＲフィルタやＩＩＲフィルタによって実現される。適応フィルタ部１５は、生成したキャンセル信号をキャンセル信号出力端子１２に出力する。
キャンセル信号出力端子１２は、キャンセル信号出力部の一例であって、金属等により形成される端子である。キャンセル信号出力端子１２には、適応フィルタ部１５によって生成されたキャンセル信号が出力される。キャンセル信号出力端子１２には、キャンセル音源５２が接続される。このため、キャンセル音源５２にはキャンセル信号出力端子１２を介してキャンセル信号が出力される。キャンセル音源５２は、キャンセル信号に基づいてキャンセル音Ｎ１を出力する。
次に、模擬音響伝達特性フィルタ部１６は、キャンセル信号出力端子１２から誤差信号入力端子１３までの音響伝達特性を模擬した模擬伝達特性で第一信号を補正した濾波参照信号を生成する（Ｓ１２）。模擬伝達特性は、例えば、あらかじめ空間５７において実測され、記憶部１８に記憶される。なお、模擬伝達特性は、あらかじめ定めた値を使用しないアルゴリズムによって定められてもよい。
記憶部１８は、模擬伝達特性が記憶される記憶装置である。記憶部１８には、後述する適応フィルタの係数なども記憶される。記憶部１８は、具体的には、半導体メモリなどによって実現される。なお、第一信号処理部１４がＤＳＰなどのプロセッサによって実現される場合、記憶部１８には、プロセッサによって実行される制御プログラムも記憶される。記憶部１８には、第一信号処理部１４が行う信号処理に用いられるその他のパラメータが記憶されてもよい。
フィルタ係数更新部１７は、誤差信号及び生成された濾波参照信号に基づいて、適応フィルタの係数Ｗを逐次更新する（Ｓ１３）。
誤差信号入力端子１３は、誤差信号入力部の一例であって、金属等により形成される端子である。誤差信号入力端子１３には、キャンセル信号に対応してキャンセル音源５２から発生されるキャンセル音Ｎ１と騒音Ｎ０との干渉による残留音に対応する誤差信号が入力される。誤差信号は、誤差信号源５３によって出力される。
フィルタ係数更新部１７は、具体的には、ＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）法を用いて、誤差信号の二乗和が最小になるように適応フィルタの係数Ｗを算出し、算出した適応フィルタの係数を適応フィルタ部１５に出力する。また、フィルタ係数更新部１７は、適応フィルタの係数を逐次更新する。誤差信号のベクトルをｅ、濾波参照信号のベクトルをＲと表現すると、適応フィルタの係数Ｗは、以下の（式１）で表現される。なお、ｎは自然数であり、サンプリング周期Ｔｓでｎ番目のサンプルを表す。μはスカラ量であり、１サンプリング当たりの適応フィルタの係数Ｗの更新量を決定するステップサイズパラメータである。
Figure 2018118621
なお、フィルタ係数更新部１７は、ＬＭＳ法以外の方法で適応フィルタの係数Ｗを更新してもよい。
［異常判定動作］
次に、能動騒音低減装置１０の異常判定動作について図３に加えて図５を参照しながら説明する。図５は、能動騒音低減装置１０の異常判定動作のフローチャートである。
まず、異常判定部２０は、第一入力端子１１を介して第一信号を取得する（Ｓ２１）。次に、異常判定部２０は、入力された第一信号を用いて、燃料タンク５６における異常の有無を判定する（Ｓ２２）。なお、異常判定部２０が判定に用いる第一信号は、第一信号処理部１４がキャンセル信号の生成に用いる第一信号と同一である。異常判定部２０及び第一信号処理部１４は、いずれも第一入力端子１１に入力された第一信号をそのまま使用する。
異常判定部２０によって燃料タンク５６に異常があると判定された場合（Ｓ２２でＹｅｓ）、通知部２１は、燃料タンク５６の異常を通知するための通知信号を出力する（Ｓ２３）。通知信号は、通知信号出力端子２２を介して車両制御部５５に出力される。
車両制御部５５は、このような通知信号に基づいて、車両５０内に設置された表示部（図示せず）に燃料タンク５６の異常を示す画像を表示させる制御、または、車両５０内に設置されたスピーカに燃料タンク５６の異常を示す音声を出力させる制御を行う。
これにより、能動騒音低減装置１０は、車両５０の乗員に燃料タンクの異常を通知することができる。なお、通知部２１は、映像信号または音声信号を、表示部またはスピーカに通知信号として直接出力してもよい。つまり、燃料タンク５６の異常を示す通知は、車両制御部５５を介さずに行われてもよい。
異常判定部２０によって燃料タンク５６に異常がないと判定された場合（Ｓ２２でＮｏ）、異常判定動作は終了となる。
異常判定部２０及び通知部２１のそれぞれは、具体的には、マイクロコンピュータによって実現されるが、プロセッサまたは専用回路によって実現されてもよい。異常判定部２０及び通知部２１のそれぞれは、マイクロコンピュータ、プロセッサ、及び専用回路のうち２つ以上の組み合わせによって実現されてもよい。なお、異常判定部２０及び通知部２１が制御プログラムを実行することによって動作する場合、このような制御プログラムは、記憶部１８に記憶される。また、異常判定部２０が異常の有無の判定に用いる判定条件（後述の閾値など）も記憶部１８に記憶される。
通知信号出力端子２２は、通知信号出力部の一例であって、金属等により形成される端子である。通知信号出力端子２２からは、通知信号が出力される。
［異常判定方法の詳細］
次に、上記ステップＳ２２における異常の有無の判定方法について説明する。図６は、第一信号の信号波形を示す模式図である。
異常判定部２０は、例えば、燃料タンク５６に大きな振動が加わっているときに、燃料タンク５６に異常があると判定する。ここで、図６に示されるように、第一信号は、例えば、第一振動検知部５１によって検知された振動が大きいほど信号レベルが高くなる。
そこで、異常判定部２０は、例えば、第一信号の信号レベルのピークを検出し、検出したピークに基づいて、燃料タンク５６における異常の有無を判定する。異常判定部２０は、具体的には、第一信号の信号レベルの絶対値のピークを検出し、検出した絶対値のピークが閾値以上である場合に、燃料タンク５６に異常があると判定し、第一信号の信号レベルの絶対値のピークが閾値未満である場合に、燃料タンク５６に異常がないと判定する。なお、異常判定部２０は、第一信号の二乗のピーク値を検出し、検出した第一信号の二乗のピークに基づいて、燃料タンク５６における異常の有無を判定してもよい。
これにより、異常判定部２０は、瞬時的な振動の大きさに基づいて燃料タンク５６の異常の有無を判定することができる。
また、異常判定部２０は、第一信号の所定期間における積分値Ａ（図６の斜線部分の面積）を算出し、算出された積分値Ａに基づいて、燃料タンク５６における異常の有無を判定してもよい。異常判定部２０は、具体的には、第一信号の積分値Ａが所定値以上である場合に、燃料タンク５６に異常があると判定し、第一信号の積分値Ａが所定値未満である場合に、燃料タンク５６に異常がないと判定する。
これにより、異常判定部２０は、振動量（継続的に振動が加わっているか否か）に基づいて燃料タンク５６の異常の有無を判定することができる。
なお、異常判定部２０は、例えば、第一信号の絶対値、または、第一信号を二乗した値と、閾値との比較に基づいて異常の有無を判定してもよい。異常判定部２０は、具体的には、第一信号の絶対値または第一信号を二乗した値が閾値以上である場合に、燃料タンク５６に異常があると判定し、第一信号の絶対値または第一信号を二乗した値が閾値未満である場合に、燃料タンク５６に異常がないと判定してもよい。
（実施の形態２）
車両５０には２つ以上の振動検知部が配置されてもよい。この場合、能動騒音低減装置１０は、２つ以上の振動検知部のそれぞれから信号を取得し、騒音低減動作及び異常判定動作を行ってもよい。以下、このような実施の形態２に係る車両及び能動騒音低減装置について説明する。
図７は、実施の形態２に係る能動騒音低減装置を備える車両を上面側から見た模式図である。図８は、実施の形態２に係る能動騒音低減装置を備える車両を側面側から見た模式図である。なお、以下の実施の形態２では、実施の形態１と異なる部分を中心に説明が行われ、実施の形態１と重複する内容については説明が省略される。
実施の形態２に係る車両１５０は、実施の形態２に係る能動騒音低減装置１１０と、第一振動検知部１５１と、第二振動検知部２５１と、キャンセル音源５２と、誤差信号源５３と、車両本体５４と、車両制御部５５と、燃料タンク５６とを備える。つまり、車両１５０の車両５０との主な違いは、第一振動検知部１５１に加えて第二振動検知部２５１を備えていることである。第二振動検知部２５１は、具体的には、加速度センサであるが、振動を検知することができるその他のセンサであってもよい。
第一振動検知部１５１は、第一振動検知部５１と同様に、燃料タンク５６に取り付けられている。これに対し、第二振動検知部２５１は、左前輪付近のサブフレーム（または、左前輪のタイヤハウス）に取り付けられている。第二振動検知部２５１は、車両５０の燃料タンク５６とは異なる部位（サブフレーム）における振動を示す第二信号を出力する。
次に、能動騒音低減装置１１０の機能構成について説明する。図９は、能動騒音低減装置１１０の機能構成を示すブロック図である。
図９に示されるように、能動騒音低減装置１１０は、第一入力端子１１１と、第二入力端子２１１と、キャンセル信号出力端子１１２と、誤差信号入力端子１１３と、第一信号処理部１１４と、記憶部１１８と、加算部１１９と、異常判定部１２０と、通知部１２１と、通知信号出力端子１２２とを備える。第一信号処理部１１４は、適応フィルタ部１１５と、模擬音響伝達特性フィルタ部１１６と、フィルタ係数更新部１１７とを備える。第二信号処理部２１４は、適応フィルタ部２１５と、模擬音響伝達特性フィルタ部２１６と、フィルタ係数更新部２１７とを備える。
第一信号処理部１１４は、第一入力端子１１１に入力された第一信号を用いて、騒音Ｎ０を低減するためのキャンセル音の出力に用いられるキャンセル信号を生成する。第二信号処理部２１４は、第二入力端子２１１に入力された第二信号を用いて、騒音Ｎ０を低減するためのキャンセル音の出力に用いられるキャンセル信号を生成する。第一信号処理部１１４及び第二信号処理部２１４の機能及び動作は、第一信号処理部１４と同様である。
第二入力端子２１１は、第二入力部の一例であって、車両１５０に取り付けられた第二振動検知部２５１によって出力される、燃料タンク５６と異なる部位（サブフレーム）における振動の大きさを示す第二信号が入力される。第二入力端子２１１は、金属等により形成される端子である。
第一信号処理部１１４から出力されるキャンセル信号と、第二信号処理部２１４から出力されるキャンセル信号とは、加算部１１９によって加算された後、キャンセル信号出力端子１１２に出力される。
加算部１１９は、第一信号処理部１１４から出力されるキャンセル信号、及び、第二信号処理部２１４から出力されるキャンセル信号を加算し、加算後のキャンセル信号をキャンセル信号出力端子１１２に出力する。加算部１１９は、例えば、ＤＳＰ等のプロセッサによって実現されるが、マイクロコンピュータまたはオペアンプなどを用いた加算回路によって実現されてもよい。
異常判定部１２０は、入力された第一信号と、入力された第二信号とを用いて、燃料タンク５６の異常の有無を判定する。つまり、異常判定部１２０の異常判定部２０との違いは、第一信号に加えて第二信号を用いて燃料タンク５６の異常の有無を判定することである。
［実施の形態２に係る異常判定動作］
次に、能動騒音低減装置１１０の異常判定動作について図９に加えて図１０を参照しながら説明する。図１０は、能動騒音低減装置１１０の異常判定動作のフローチャートである。
まず、異常判定部１２０は、第一振動検知部１５１から第一入力端子１１１を介して第一信号を取得する（Ｓ３１）。また、異常判定部１２０は、第二振動検知部２５１から第二入力端子２１１を介して第二信号を取得する（Ｓ３２）。次に、異常判定部１２０は、入力された第一信号及び入力された第二信号を用いて、燃料タンク５６における異常の有無を判定する（Ｓ３３）。
異常判定部１２０によって燃料タンク５６に異常があると判定された場合（Ｓ３３でＹｅｓ）、通知部１２１は、燃料タンク５６の異常を通知するための通知信号を出力する（Ｓ３４）。通知信号は、通知信号出力端子１２２を介して車両制御部５５に出力される。
異常判定部１２０によって燃料タンク５６に異常がないと判定された場合（Ｓ３３でＮｏ）、異常判定動作は終了となる。
［実施の形態２に係る異常判定方法の詳細］
次に、上記ステップＳ３３における異常の有無の判定方法について説明する。図１１は、第一信号及び第二信号の信号波形を示す模式図である。
異常判定部２０は、例えば、入力された第一信号（図１１の（ａ））と、入力された第二信号（図１１の（ｂ））との差に基づいて、燃料タンク５６における異常の有無を判定する。異常判定部２０は、具体的には、第一信号の絶対値と第二信号の絶対値との差分を算出し、算出された差分が閾値以上である場合に、燃料タンク５６に異常があると判定する。異常判定部２０は、算出された差分が閾値未満である場合に、燃料タンク５６に異常がないと判定する。なお、異常判定部２０は、第一信号の二乗と第二信号の二乗との差分を算出してもよい。
このように算出された差分は、第二振動検知部２５１が取り付けられているサブフレームと、第一振動検知部５１が取り付けられている燃料タンク５６とに同じような振動が加わった場合、つまり、車両１５０全体に振動が加わった場合には小さくなり、サブフレームに比べて燃料タンク５６に大きな振動が加わると大きくなる。このため、異常判定部２０は、上記差分を用いることにより、サブフレームに比べて燃料タンク５６に大きな振動が加わっているときに、燃料タンク５６に異常があると判定することができる。
また、異常判定部２０は、第一信号の所定期間における積分値Ｂ（図１１の（ａ）の斜線部分の面積）、第二信号の所定期間における積分値Ｃ（図１１の（ｂ）の斜線部分の面積）を算出してもよい。異常判定部２０は、算出された積分値Ｂと積分値Ｃとの差分に基づいて、燃料タンク５６における異常の有無を判定してもよい。異常判定部２０は、具体的には積分値Ｂと積分値Ｃとの差分が所定値以上である場合に、燃料タンク５６に異常があると判定し、積分値Ｂと積分値Ｃとの差分が所定値未満である場合に、燃料タンク５６に異常がないと判定する。
これにより、異常判定部２０は、異常判定部２０は、サブフレームに比べて燃料タンク５６に対する振動量が多いときに、燃料タンク５６に異常があると判定することができる。
（その他の実施の形態）
以上、実施の形態１及び２について説明したが、本発明は、上記実施の形態１及び２に限定されるものではない。例えば、上記実施の形態で説明された、振動検知部及びキャンセル音源の配置は、一例である。図１２は、振動検知部及びキャンセル音源の配置例を示す図である。
図１２に示される車両２５０のように、能動騒音低減装置が適用される車両において、４つの振動検知部５１ａ〜５１ｄと、４つのキャンセル音源５２ａ〜５２ｄとを用いる構成が考えられる。振動検知部５１ａは、右前輪付近のサブフレームに取り付けられ、振動検知部５１ｂは、左前輪付近のサブフレームに取り付けられ、振動検知部５１ｃは、右後輪付近のサブフレームに取り付けられ、振動検知部５１ｄは、左後輪付近のサブフレームに取り付けられる。キャンセル音源５２ａは、右側フロントドアに取り付けられ、キャンセル音源５２ｂは、左側フロントドアに取り付けられ、キャンセル音源５２ｃは、右側リアドアに取り付けられ、キャンセル音源５２ｄは、左側リアドアに取り付けられる。
このような車両２５０においては、例えば、振動検知部５１ａ〜５１ｄのうちの１つがサブフレームに代えて燃料タンクなどの特定部位に取り付けられることにより、第一振動検知部として使用される。また、車両２５０においては、振動検知部５１ａ〜５１ｄに加えて、これらの振動検知部とは別の振動検知部が燃料タンクなどの特定部位に取り付けられて第一振動検知部として使用されてもよい。第二振動検知部についても同様である。
また、上記実施の形態１及び２では、第一振動検知部は、燃料タンクに取り付けられたが、第一振動検知部は、燃料タンク以外の特定部位に取り付けられてもよい。第一振動検知部は、車両内の異常検知の対象となる部位に取り付けられればよい。また、第二振動検知部は、第一振動検知部とは異なる部位に取り付けられればよく、第二振動検知部が取り付けられる部位についても特に限定されない。第二振動検知部は、例えば、タイヤ、タイヤハウス、ナックル、アーム、サブフレーム、またはボディなどに取り付けられればよい。
また、上記実施の形態１及び２に係る能動騒音低減装置の構成は、一例である。例えば、能動騒音低減装置は、Ｄ／Ａ変換器、フィルタ、電力増幅器、または、Ａ／Ｄ変換器などの構成要素を含んでもよい。
また、上記実施の形態１及び２に係る能動騒音低減装置が行う処理は、一例である。例えば、上記実施の形態で説明されたデジタル信号処理の一部がアナログ信号処理によって実現されてもよい。
また、例えば、上記実施の形態１及び２において、特定の処理部が実行する処理を別の処理部が実行してもよい。また、複数の処理の順序が変更されてもよいし、複数の処理が並行して実行されてもよい。
また、上記実施の形態１及び２において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
また、各構成要素は、回路（または集積回路）でもよい。これらの回路は、全体として１つの回路を構成してもよいし、それぞれ別々の回路でもよい。また、これらの回路は、それぞれ、汎用的な回路でもよいし、専用の回路でもよい。
また、本発明の全般的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの非一時的な記録媒体で実現されてもよい。また、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム及びコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
例えば、本発明は、能動騒音低減装置（コンピュータまたはＤＳＰ）が実行する異常判定方法として実現されてもよいし、上記異常判定方法をコンピュータまたはＤＳＰに実行させるためのプログラムとして実現されてもよい。また、本発明は、上記実施の形態に係る能動騒音低減装置と、第一振動検知部と、キャンセル音源と、誤差信号源とを備える車両または騒音低減システムとして実現されてもよい。
また、上記実施の形態１及び２において説明された能動騒音低減装置の動作における複数の処理の順序は一例である。複数の処理の順序は、変更されてもよいし、複数の処理は、並行して実行されてもよい。
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、または、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
本発明の能動騒音低減装置は、例えば、車室内の騒音を低減し、かつ、車両の特定部位の異常の有無を判定することができる装置として有用である。
１０、１１０ 能動騒音低減装置
１１、１１１ 第一入力端子（第一入力部）
１２、１１２ キャンセル信号出力端子
１３、１１３ 誤差信号入力端子
１４、１１４ 第一信号処理部
１５、１１５、２１５ 適応フィルタ部
１６、１１６、２１６ 模擬音響伝達特性フィルタ部
１７、１１７、２１７ フィルタ係数更新部
１８、１１８ 記憶部
２０、１２０ 異常判定部
２１、１２１ 通知部
２２、１２２ 通知信号出力端子
５０、１５０、２５０ 車両
５１、１５１ 第一振動検知部
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ 振動検知部
５２、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ キャンセル音源
５３ 誤差信号源
５４ 車両本体
５５ 車両制御部
５６ 燃料タンク
５７ 空間
１１９ 加算部
２１１ 第二入力端子（第二入力部）
２１４ 第二信号処理部
２５１ 第二振動検知部
Ｎ０ 騒音
Ｎ１ キャンセル音

Claims (12)

  1. 車両内の空間における騒音を低減する能動騒音低減装置であって、
    前記車両に取り付けられた第一振動検知部によって出力される、前記車両の特定部位における振動を示す第一信号が入力される第一入力部と、
    入力された前記第一信号を前記騒音と相関を有する参照信号として用いることにより、前記騒音を低減するためのキャンセル音の出力に用いられるキャンセル信号を生成する信号処理部と、
    入力された前記第一信号を用いて、前記特定部位における異常の有無を判定する異常判定部とを備える
    能動騒音低減装置。
  2. 前記異常判定部は、前記第一信号のピーク値に基づいて、前記特定部位における異常の有無を判定する
    請求項１に記載の能動騒音低減装置。
  3. 前記異常判定部は、前記第一信号の積分値に基づいて、前記特定部位における異常の有無を判定する
    請求項１に記載の能動騒音低減装置。
  4. 前記第一信号の絶対値、または、前記第一信号を二乗した値と閾値との比較に基づいて、前記特定部位における異常の有無を判定する
    請求項１に記載の能動騒音低減装置。
  5. さらに、前記車両に取り付けられた第二振動検知部によって出力される、前記特定部位と異なる部位における振動を示す第二信号が入力される第二入力部を備え、
    前記異常判定部は、入力された前記第一信号と、入力された前記第二信号とを用いて、前記特定部位における異常の有無を判定する
    請求項１に記載の能動騒音低減装置。
  6. 前記異常判定部は、入力された前記第一信号と、入力された前記第二信号との差に基づいて、前記特定部位における異常の有無を判定する
    請求項５に記載の能動騒音低減装置。
  7. 前記異常判定部は、入力された前記第一信号の積分値と、入力された前記第二信号の積分値との差に基づいて、前記特定部位における異常の有無を判定する
    請求項５に記載の能動騒音低減装置。
  8. 前記特定部位は、前記車両が有する燃料タンクである
    請求項１〜７のいずれか１項に記載の能動騒音低減装置。
  9. さらに、前記異常判定部によって前記特定部位に異常があると判定された場合に、前記特定部位の異常を通知するための通知信号を出力する通知部を備える
    請求項１〜８のいずれか１項に記載の能動騒音低減装置。
  10. さらに、
    入力された前記第一信号に適応フィルタを適用することにより、前記キャンセル信号を生成する適応フィルタ部と、
    生成された前記キャンセル信号が出力されるキャンセル信号出力部と、
    前記キャンセル信号に対応してキャンセル音源が出力する前記キャンセル音と前記騒音との干渉による残留音に対応する誤差信号が入力される誤差信号入力部と、
    前記キャンセル信号出力部から前記誤差信号入力部までの音響伝達特性を模擬した模擬伝達特性で前記第一信号を補正した濾波参照信号を生成する模擬音響伝達特性フィルタ部と、
    前記誤差信号と、生成された前記濾波参照信号とを用いて、前記適応フィルタの係数を逐次更新するフィルタ係数更新部とを備える
    請求項１〜９のいずれか１項に記載の能動騒音低減装置。
  11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の能動騒音低減装置と、
    前記第一振動検知部とを備える
    車両。
  12. 車両内の空間における騒音を低減する能動騒音低減装置が実行する異常判定方法であって、
    前記車両の特定部位に取り付けられた第一振動検知部によって出力される、振動の大きさを示す第一信号を取得し、
    取得された前記第一信号を前記騒音と相関を有する参照信号として用いることにより、前記騒音を低減するためのキャンセル音の出力に用いられるキャンセル信号を生成し、
    取得された前記第一信号を用いて、前記特定部位における異常の有無を判定する
    異常判定方法。
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