JP4378391B2 - 車両用能動型騒音制御システム - Google Patents

車両用能動型騒音制御システム Download PDF

Info

Publication number
JP4378391B2
JP4378391B2 JP2007085809A JP2007085809A JP4378391B2 JP 4378391 B2 JP4378391 B2 JP 4378391B2 JP 2007085809 A JP2007085809 A JP 2007085809A JP 2007085809 A JP2007085809 A JP 2007085809A JP 4378391 B2 JP4378391 B2 JP 4378391B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
control
frequency
noise
reference signal
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
Application number
JP2007085809A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2008239098A (ja
Inventor
康統 小林
敏郎 井上
高橋  彰
浩介 坂本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2007085809A priority Critical patent/JP4378391B2/ja
Priority to US12/056,499 priority patent/US8111834B2/en
Priority to DE602008000250T priority patent/DE602008000250D1/de
Priority to EP08006026A priority patent/EP1975922B1/en
Publication of JP2008239098A publication Critical patent/JP2008239098A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4378391B2 publication Critical patent/JP4378391B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1785Methods, e.g. algorithms; Devices
    • G10K11/17853Methods, e.g. algorithms; Devices of the filter
    • G10K11/17854Methods, e.g. algorithms; Devices of the filter the filter being an adaptive filter
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1781Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions
    • G10K11/17821Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions characterised by the analysis of the input signals only
    • G10K11/17823Reference signals, e.g. ambient acoustic environment
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1785Methods, e.g. algorithms; Devices
    • G10K11/17857Geometric disposition, e.g. placement of microphones
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1787General system configurations
    • G10K11/17879General system configurations using both a reference signal and an error signal
    • G10K11/17883General system configurations using both a reference signal and an error signal the reference signal being derived from a machine operating condition, e.g. engine RPM or vehicle speed
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/10Applications
    • G10K2210/128Vehicles
    • G10K2210/1282Automobiles

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
  • Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)

Description

この発明は、車両の振動騒音源から発生する振動騒音に起因した車室内騒音を、該車室内騒音に対して逆位相の相殺音により低減する能動型騒音制御システムに関する。
従来より、車室内に配置されたマイクロフォンにより車室内騒音を検出し、この車室内騒音及びエンジンの振動騒音と相関性のあるエンジン回転信号に基づいて、前記車室内騒音とは逆位相の相殺音を該車室内に配置されたスピーカから出力することにより、前記マイクロフォンの位置における前記車室内騒音を低減する能動型騒音制御装置に関する技術が知られている(特許文献1及び2参照)。この能動型騒音制御装置は、前記車室内騒音のうち前記エンジンの振動騒音に起因した前記車室内の騒音(以下、エンジン騒音あるいはエンジンこもり音ともいう。)を打ち消す。
ところで、前記車室内騒音には、前記エンジン騒音以外にも、車両の走行時におけるプロペラシャフト、ドライブシャフト等の駆動系回転体の振動騒音に起因した前記車室内の騒音(以下、駆動系騒音ともいう。)がある。特許文献3には、プロペラシャフトの外周にトーショナルダンパを配設して、前記プロペラシャフトのねじり振動を減衰させることによりデファレンシャルから発生する騒音を低減させることが提案されている。
特開2006−84532号公報(図1) 特許第3843082号公報(図1) 実開昭62−200034号公報(第1図)
前述したデファレンシャルから発生する騒音は、比較的長尺で且つ大重量のプロペラシャフトの回転のバランスがとられていないことに起因して発生する。この場合、前記騒音を低減するために、トーショナルダンパを前記プロペラシャフトに配設すると、車両全体の重量が増加すると共にコストも増大する。前記トーショナルダンパに代えて、駆動系の振動発生部分にウェイトを設置し、あるいは、前記駆動系の各種部品の製造ばらつきを厳重に管理することにより駆動系騒音を低減させることも考えられるが、これらの対策によっても、車両全体の重量が増加し、あるいは、コストが増大する。
そこで、前述した能動型騒音制御装置を適用して前記駆動系騒音を低減することも考えられる。しかしながら、前記能動型騒音制御装置は、エンジン騒音がエンジンの出力軸の回転に同期して発生することに注目して、前記出力軸の回転数に応じたエンジン回転信号の周波数を用いて相殺音を生成するものであり、前記能動型騒音制御装置を前記駆動系騒音の低減にそのまま適用することはできない。
これは、オートマチック車でのロックアップコントロール機能やマニュアル車でのクラッチ機能により前記エンジンとトランスミッションとの接続状態が断になる場合もあるので、常時、前記エンジンの出力軸の回転数からドライブシャフトや前記プロペラシャフト等の駆動系の回転数や回転周波数を算出することが困難であるためである。従って、前記エンジン回転信号の周波数を用いて相殺音を生成しても、前記駆動系の振動騒音に起因した車室内の騒音(駆動系騒音)を低減することは難しい。
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、駆動系騒音を確実に打ち消すことが可能となる車両用能動型騒音制御システムを提供することを目的とする。
また、この発明は、車両の軽量化及びコストダウンを実現可能な車両用能動型騒音制御システムを提供することを目的とする。
この発明に係る車両用能動型騒音制御システムは、車両の振動騒音源から発生する振動騒音の周波数に基づく所定の制御周波数の基準信号を生成する基準信号生成手段と、前記基準信号に基づいて前記振動騒音に起因した車室内騒音を相殺するための制御信号を生成する適応型フィルタと、前記制御信号を相殺音として車室内に出力する音出力手段と、前記車室内騒音と前記相殺音との相殺誤差音を検出し誤差信号として出力する誤差信号検出手段と、前記制御周波数に対応した前記音出力手段から前記誤差信号検出手段までの伝達特性を表わす補正値に基づいて前記基準信号を補正し参照信号として出力する参照信号生成手段と、前記誤差信号と前記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型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。
そして、このシステムでは、前記車両の車速を検出して車速信号を出力する車速検出手段と、前記車速信号に基づいて前記振動騒音源としての前記車両の駆動系回転体の回転周波数に対して調波の前記制御周波数を算出し、算出した前記制御周波数を前記基準信号生成手段に出力する周波数算出手段とを有し、前記基準信号生成手段は、1周期分の波形データを記憶する波形データテーブルを有し、サンプリング毎に前記波形データテーブルから前記波形データを順次読み出して前記制御周波数の基準信号を生成することを特徴とする。
また、このシステムでは、前記車両のエンジンのエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、前記エンジン回転数に基づいて前記振動騒音源としての前記車両の駆動系回転体の回転周波数に対して調波の前記制御周波数を算出し、算出した前記制御周波数を前記基準信号生成手段に出力する周波数算出手段とを有し、前記基準信号生成手段は、1周期分の波形データを記憶する波形データテーブルを有し、サンプリング毎に前記波形データテーブルから前記波形データを順次読み出して前記制御周波数の基準信号を生成することを特徴とする。
これらの構成によれば、前記エンジン回転数又は前記車速信号から前記駆動系回転体の回転周波数を推定し、この回転周波数に対して調波の前記制御周波数を有する前記基準信号を生成し、この基準信号から前記制御信号を生成する。この場合、前記駆動系回転体の振動騒音に起因して前記車室内に発生する前記車室内騒音は、前記振動騒音の周波数に対し調波の周波数を有する駆動系騒音であるから、前記制御信号を前記相殺音として前記音出力手段から前記車室内に出力すれば、前記誤差信号検出手段の位置における前記駆動系騒音を確実に消音することが可能となる。
また、トーショナルダンパやウェイトを用いることなく前記駆動系騒音の消音を行うので、車両全体の軽量化やコストダウンも実現することができる。
なお、前記駆動系とは、前記エンジンの出力軸側に配置されたクラッチ又はトルクコンバータからタイヤまでの動力伝達機構全体をいい、例えば、トランスミッション、プロペラシャフト、デファレンシャル、ドライブシャフト、ホイールを含む。また、前記駆動系回転体とは、前記駆動系において前記車両の動作時に回転可能な構成要素であり、例えば、前述したプロペラシャフトやドライブシャフトやタイヤがある。
上記のシステムにおいて、前記車速検出手段は、前記車両に備わるカウンタシャフト等の回転数を検出し、この回転数に応じたパルス信号を前記車速信号として前記周波数算出手段に出力する。
この場合、前記周波数算出手段では、前記車速信号を利用して前記制御周波数を算出するので、前記システムでは、前記駆動系騒音を相殺するための前記制御信号を容易に生成することができる。
ここで、前記エンジン回転数から前記回転周波数を推定する方法は、下記の通りである。
前記駆動系回転体が前記プロペラシャフトである場合に、前記周波数算出手段は、前記エンジン回転数に応じた周波数に、変速ギヤ比、ファイナルギヤ比、ベベルギヤ比及びトランスファギヤ比を乗算して前記プロペラシャフトの回転周波数を算出することが好ましい。
これにより、前記エンジン回転数から前記プロペラシャフトの回転周波数を容易に算出することができる。
なお、前記変速ギヤ比とは、前記トランスミッションのメインシャフトに備わるギヤとカウンタシャフトに備わるギヤとのギヤ比をいう。また、前記ファイナルギヤ比とは、前記カウンタシャフトに備わる他のギヤと前記ドライブシャフトに備わるギヤとのギヤ比をいう。さらに、前記ベベルギヤ比とは、デファレンシャル内において、前記ドライブシャフトに備わるベベルギヤと、このベベルギヤに噛合する前記プロペラシャフト側のベベルギヤとのギヤ比をいう。前記トランスファギヤ比とは、前記プロペラシャフト側の前記ベベルギヤを備えるシャフトに取り付けられた他のギヤと、前記プロペラシャフトに備わるギヤとのギヤ比をいう。
また、前記駆動系回転体が前記ドライブシャフト又は前記タイヤである場合に、前記周波数算出手段は、前記エンジン回転数に応じた周波数に、前記変速ギヤ比及び前記ファイナルギヤ比を乗算して前記ドライブシャフト又は前記タイヤの回転周波数を算出することが好ましい。
これにより、前記エンジン回転数から前記ドライブシャフト又は前記タイヤの回転周波数を容易に算出することができる。
この場合、上記システムは、前記エンジンと前記車両に備わるトランスミッションとの接続が断になったことを示す接続断信号を前記周波数算出手段に出力する接続状態出力手段をさらに有し、前記周波数算出手段は、前記接続断信号が入力されたときに前記回転周波数の算出を停止することが好ましい。
これにより、前記周波数算出手段では、前記エンジン回転数に基づいて前記回転周波数を算出している最中に、前記接続断信号の入力があれば、前記エンジン回転数による前記回転周波数の算出を速やかに停止することが可能となる。
一方、前記車速信号から前記回転周波数を推定する方法は、下記の通りである。
前記駆動系回転体が前記プロペラシャフトである場合に、前記周波数算出手段は、前記車速信号の周波数に、前記カウンタシャフトの回転数と前記車速信号との間の所定の変換値、前記ファイナルギヤ比、前記ベベルギヤ比及び前記トランスファギヤ比を乗算して前記プロペラシャフトの回転周波数を算出する。
また、前記駆動系回転体が前記ドライブシャフト又は前記タイヤである場合に、前記周波数算出手段は、前記車速信号の周波数に、前記カウンタシャフトの回転数と前記車速信号との間の所定の変換値及び前記ファイナルギヤ比を乗算して前記ドライブシャフト又は前記タイヤの回転周波数を算出する。
これにより、前記車速信号から前記プロペラシャフトや前記ドライブシャフト又は前記タイヤの回転周波数を容易に算出することができる。
この場合、上記のシステムは、前記車両のエンジンのエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、前記エンジンと前記車両に備わるトランスミッションとの接続が断になったことを示す接続断信号を前記周波数算出手段に出力する接続状態出力手段とをさらに有し、前記周波数算出手段は、前記接続断信号が入力されていない場合には、前記車速信号又は前記エンジン回転数に基づいて前記回転周波数を算出し、一方で、前記接続断信号が入力されている場合には、前記車速信号に基づいて前記回転周波数を算出することが好ましい。
これにより、前記周波数算出手段では、前記車速信号に基づいて前記回転周波数を算出している最中に、前記エンジンと前記トランスミッションとの接続が断になっても前記回転周波数を算出し続けることができる。また、前記周波数算出手段において、前記エンジン回転数に基づいて前記回転周波数を算出している最中に前記接続断信号の入力があれば、前記車速信号に基づく前記回転周波数の算出に速やかに切り替えることが可能となる。
また、上記のシステムにおいて、前記制御周波数が前記回転周波数に対して実数倍の周波数であれば、前記振動騒音に対して所定次数の周波数の駆動系騒音であっても、確実に消音することが可能となる。
さらに、前記制御信号は、前記駆動系回転体の振動騒音に起因した前記車室内の駆動系騒音を相殺するための第1制御信号であり、上記のシステムは、前記振動騒音源としてのエンジンから発生するエンジン振動騒音に基づいて前記エンジン振動騒音に起因した前記車室内のエンジン騒音を相殺するための第2制御信号を生成する能動型騒音制御装置と、前記第1制御信号と前記第2制御信号とを合成して前記音出力手段に出力する信号合成手段とをさらに有することが好ましい。
これにより、前記誤差信号検出手段の位置における前記車室内騒音(前記エンジン騒音及び前記駆動系騒音)を良好に打ち消すことができる。
また、上記のシステムでは、前記第1制御信号の制御周波数と前記第2制御信号の制御周波数とを比較して、前記各制御周波数が同一又は近接する場合に、いずれか一方の制御信号の前記信号合成手段への出力を停止し、又はいずれか一方の制御信号の出力レベルを変化させる比較調整手段をさらに有することが好ましい。
これにより、前記各周波数が同一である場合には、いずれか一方の制御信号を用いて前記車室内騒音の消音制御を行う。また、前記各周波数が近接する場合には、出力レベルの比較的大きな制御信号に応じた相殺音により、この制御信号の周波数と同一周波数の騒音が消音されると共に、前記制御信号の周波数に近接する周波数の騒音は、他方の制御信号の相殺音により低減される。従って、このような比較調整手段を採用することにより、前記車室内騒音を効率よく消音することが可能となる。
この発明によれば、エンジン回転数又は車速信号から駆動系回転体の回転周波数を推定し、この回転周波数に対して調波の制御周波数を有する基準信号を生成し、この基準信号から制御信号を生成する。この場合、駆動系回転体の振動騒音に起因して車室内に発生する車室内騒音は、前記振動騒音の周波数に対し調波の周波数を有する駆動系騒音であるから、前記制御信号を相殺音として音出力手段から前記車室内に出力すれば、前記誤差信号検出手段の位置における前記駆動系騒音を確実に消音することが可能となる。
また、トーショナルダンパやウェイトを用いることなく前記駆動系騒音の消音を行うので、車両全体の軽量化やコストダウンも実現することができる。
以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1及び図2は、この発明の第1実施形態に係る車両用能動型騒音制御システム(以下、システムという。)10Aを車両12に組み込んだ構成を示すブロック図である。なお、図2では、一例として、4WD(AWD)の車両12を図示している。
このシステム10Aは、車室14内の前席16側のヘッドレスト18(図示しない乗員の耳位置近傍)上方のルーフライニングに配置されたマイクロフォン22と、後部座席24のヘッドレスト26近傍に配置されたマイクロフォン28と、前席16側のドアに配置されたスピーカ30と、後部座席24後方に配置されたスピーカ32と、電子制御装置34とを有する。
この場合、車両12のエンジン36を制御するエンジン制御ECU38には、エンジン回転センサ(エンジン回転数検出手段)400からエンジン回転信号が供給される。前記エンジン回転信号とは、エンジン36の出力軸の回転に同期してエンジン回転センサ400から出力されるエンジン回転パルスであり、該エンジン36から発生する騒音(例えば、エンジン音やエンジン36の出力軸の回転によって発生した加振力等に起因した周期性のある騒音)やエンジン36の振動等の振動騒音に対して相関性のある信号である。
また、エンジン制御ECU38には、該車両12がマニュアル車である場合に、前記乗員によるシフトレバー402の操作に応じたトランスミッション45の変速ギヤ比を示すギヤポジション信号がシフトレバー操作検出手段404より供給される。さらに、エンジン制御ECU38には、前記乗員によるクラッチペダル406の操作に起因してクラッチ42がエンジン36とトランスミッション45との接続状態を断としたときに、接続が断になったことを示すクラッチ接続信号(接続断信号)がクラッチ接続検出手段(接続状態出力手段)408より供給される。なお、前記変速ギヤ比とは、図2に示すトランスミッション45において、メインシャフト44に備わる変速ギヤ46と、この変速ギヤ46に噛合し且つカウンタシャフト48に備わる変速ギヤ50とのギヤ比をいう。
以下の説明では、車両12がマニュアル車である場合について説明するが、オートマティック車である場合には、クラッチ42の代わりにトルクコンバータが配置され、前記トルクコンバータの動作に起因してエンジン36とトランスミッション45との接続状態が断となったときに、前記トルクコンバータ及びトランスミッション45を制御するAT制御装置(接続状態検出手段)410(図1及び図2中、破線で図示)は、接続が断になったことを示すクラッチ接続信号(接続断信号)を生成する。また、AT制御装置410は、トランスミッション45の前記変速ギヤ比を示すギヤポジション信号も生成する。
また、図2に示すように、前記駆動系とは、エンジン36の出力軸側に配置されたクラッチ42からタイヤ60、62、82、84までの動力伝達機構全体をいう。すなわち、前記駆動系とは、クラッチ42と、トランスミッション45内のメインシャフト44、カウンタシャフト48、変速ギヤ46、50及びファイナルギヤ52と、フロントデファレンシャル54内のファイナルギヤ56、ベベルギヤ64、66、トランスファギヤ70、72及びシャフト68、74と、ドライブシャフト58と、プロペラシャフト76と、リヤデファレンシャル78と、ドライブシャフト80と、ホイール37、39、41、43と、タイヤ60、62、82、84とを含む。
さらに、前記駆動系において、車両12の動作時にプロペラシャフト76やドライブシャフト58やタイヤ60、62、82、84等の駆動系回転体の回転によって発生する振動騒音に起因して、車室14(図1参照)内には、前記振動騒音の周波数に対し調波周波数の駆動系騒音が発生する。なお、前記駆動系を構成する上記の各構成要素は周知であるので、その詳細な作用については説明を省略する。
カウンタシャフト48近傍には、車速センサ(車速検出手段)40が配置されている。車速センサ40は、該カウンタシャフト48の回転数に応じた車両12の車速を車速信号(車速パルス)として電子制御装置34に供給する。この場合、車速センサ40は、カウンタシャフト48の回転に応じたカウンタシャフトパルスを、図示しない車速メータに車速を表示させるための法定された所定の変換値αを用いて前記車速パルスに変換し、電子制御装置34に出力する。
前記変換値αは、例えば、0.8529であり、この場合は、カウンタシャフト48が0.8529回転すると1パルスの車速パルスが生成されることを意味している。なお、車速センサ40では、α=1、すなわち、カウンタシャフト48が1回転した際に1パルスの車速パルスを生成することも可能であるが、以下の説明では、α=0.8529として説明する。
電子制御装置34は、前記車速信号に基づいて、駆動系騒音を含む車室内騒音を相殺するための制御信号Sc1、Sc2を生成してスピーカ(音出力手段)30、32(図1参照)に出力し、スピーカ30、32は、制御信号Sc1、Sc2を相殺音として車室14内に出力する。マイクロフォン(誤差信号検出手段)22、28は、前記車室内騒音と前記相殺音との相殺誤差音を検出し誤差信号e1、e2として電子制御装置34に出力する。
図3は、電子制御装置34の機能ブロック図である。なお、図3では、理解を容易化するために、前席16側のマイクロフォン22及びスピーカ30を用いて車室14内のマイクロフォン22の位置における駆動系騒音を含む車室内騒音を低減する場合について図示し、以下に説明する各ブロック図でも同様とする。
電子制御装置34は、マイクロコンピュータにより構成され且つ前記車速信号に基づいて制御信号Scpを生成する制御回路部104と、D/Aコンバータ(以下、DACともいう。)112と、A/Dコンバータ(以下、ADCともいう。)114とを有する。
制御回路部104は、周波数検出回路(周波数算出手段)150と、基準信号生成手段316と、参照信号生成手段324と、適応型フィルタ156、158と、加算器160と、フィルタ係数更新手段168、176とを有する。
周波数検出回路150は、入力された車速パルスの周波数fcからプロペラシャフト76の周波数(回転周波数)fpを推定する。
ここで、周波数検出回路150における周波数fcからの周波数fpの推定方法について説明する。
ファイナルギヤ52(図2参照)の歯数Frとファイナルギヤ56の歯数Fnとのギヤ比(ファイナルギヤ比)をFr/Fn、ベベルギヤ64の歯数Brとベベルギヤ66の歯数Bnとのギヤ比(ベベルギヤ比)をBr/Bn、トランスファギヤ70の歯数Trとトランスファギヤ72の歯数Tnとのギヤ比(トランスファギヤ比)をTr/Tnとすると、周波数検出回路150では、下記の(1)式よりfcからfpを算出(推定)する。
fp=fc×α×(Fr/Fn)
×(Br/Bn)×(Tr/Tn) (1)
一例として、fc=58.8[Hz]、(Fr/Fn)×(Br/Bn)×(Tr/Tn)=0.629764であれば、fp=37[Hz]となる。
なお、上記の推定方法では、変速ギヤ46の歯数Hrと変速ギヤ50の歯数Hnとのギヤ比(変速ギヤ比)Hr/Hnが(1)式に含まれていないので、周波数検出回路150は、エンジン36とトランスミッション45との接続状態(接続が断であるか否か)に関わらず、前記車速信号を用いて周波数fcから周波数fpを算出することが可能である。
このように、周波数検出回路150は、上記の(1)式により推定されたプロペラシャフト76の周波数fpを利用して、この周波数fpに対し調波(例えば、1次等の実数倍)の制御周波数fp´を算出し、該制御周波数fp´を基準信号生成手段316に出力する。
なお、周波数検出回路150は、前記マイクロコンピュータ(制御回路部104)の標本化周期を有するタイミング信号(サンプリングパルス)も発生し、前記マイクロコンピュータでは、前記タイミング信号に基づいて後述するLMSアルゴリズム等の演算処理を行う。
基準信号生成手段316は、アドレスシフト部312と、メモリとしての波形データテーブル314と、余弦波発生回路320と、正弦波発生回路322とを有し、波形データテーブル314に格納された1周期分の波形データに基づいて、制御周波数fp´の基準信号(基準余弦波信号xp1及び基準正弦波信号xp2)を生成して適応型フィルタ156、158及び参照信号生成手段324に出力する。
波形データテーブル314は、図4の(a)及び(b)に模式的に示すように、正弦波の1周期分の波形を時間軸方向{図4(b)では位相方向}に所定数(N)等分したときの各瞬時値を表す各瞬時値データを、アドレス毎に波形データとして記憶している。なお、前記アドレス(i)は、0から(前記所定数−1)までの整数(i=0、1、2、…、N−1)であり、図4の(a)及び(b)に記載されているAは、1又は任意の正の実数である。従って、アドレスiの波形データは、A・sin(360°×i/N)で算出される。すなわち、1サイクルの正弦波を前記時間軸方向にN分割して標本化し、各標本化点を順次波形データテーブル314(図3参照)のアドレスとし、各標本化点における前記正弦波の瞬時値を量子化したデータを前記波形データとして、対応する波形データテーブル314のアドレス位置に格納したものである。
そのため、波形データテーブル314では、周波数検出回路150からの制御周波数fp´に基づく所定のアドレスが、波形データテーブル314に対する正弦波発生回路322の読み出しアドレスとして指定され、一方で、アドレスシフト部312により前記制御周波数fp´に基づく前記所定のアドレスを1/4周期分だけシフトさせたアドレスが、波形データテーブル314に対する余弦波発生回路320の読み出しアドレスとして指定される。
図5は、基準信号生成手段316(図3参照)による前記基準信号(基準余弦波信号xp1及び基準正弦波信号xp2)の生成方法を模式的に示した図である。ここでは、図3〜図5を参照しながら、余弦波発生回路320による基準余弦波信号xp1の生成方法と、正弦波発生回路322による基準正弦波信号xp2の生成方法とについて、より具体的に説明する。
図5において、nは、0以上の整数であって、前記サンプリングパルスの計数値(タイミング信号計数値)である。図5の(a)は、波形データテーブル314(図3参照)のアドレスと波形データとの関係を模式的に示し、図5の(b)は、基準正弦波信号xp2の生成を模式的に示し、図5の(c)は、基準余弦波信号xp1の生成を模式的に示している。
ここでは、周波数検出回路150から一定のサンプリング周期でタイミング信号が出力される固定サンプリング方式について説明し、前記所定数(N)は3600と仮定する。これにより、アドレスは、i=0、1、2、…、N−1=0、1、2、…、3599となり、1/4周期分のシフト量はN/4=900となる。また、説明を簡単にするために、サンプリング間隔(時間)t=1/N=1/3600[s]と規定する。
サンプリング間隔が1/3600[s](1/N[s])であるため、波形データテーブル314では、周波数検出回路150から入力されるサンプリングパルス毎に、下記の(2)式で示されるように、制御周波数fp´に基づくアドレス間隔isで読み出しアドレスi(n)が指定される。
アドレス間隔:is=N×fp´×t=3600×fp´×(1/3600)
=fp´ (2)
従って、あるタイミングのアドレスi(n)は、(3)式となる。
i(n)=i(n−1)+is=i(n−1)+fp´ (3)
なお、i(n)>3599(=N−1)のときは、(4)式となる。
i(n)=i(n−1)+fp´−3600 (4)
このため、正弦波発生回路322(図3参照)は、周波数検出回路150が発生するサンプリングパルス毎に、制御周波数fp´に相当するアドレス間隔isで波形データテーブル314の波形データを順次読み出すことにより、基準正弦波信号xp2(n)を生成する。例えば、制御周波数fp´が40[Hz]の場合には、制御が開始されると、サンプリングパルス毎、すなわち、1/3600[s]毎に、i(n)=0、40、80、120、…、3560、0、…のアドレスに相当する波形データが順次読み出されることになり、40[Hz]の基準正弦波信号xp2(n)が生成される。
また、アドレスシフト部312(図3参照)は、sin(θ+π/2)=cosθより、基準正弦波信号xp2(n)の読み出しアドレスi(n)に対して、下記の(5)式で示すように、1/4周期分だけシフト(加算)したアドレスを、波形データテーブル314に対する余弦波発生回路320の読み出しアドレスi´(n)として指定する。
i´(n)=i(n)+N/4=i(n)+900 (5)
なお、i´(n)>3599(=N−1)のときは、下記の(6)式となる。
i´(n)=i(n)+900−3600 (6)
従って、余弦波発生回路320は、基準正弦波信号xp2(n)の読み出しアドレスi(n)を1/4周期だけシフトしたアドレスi´(n)に従って、周波数検出回路150から発生するサンプリングパルス毎に、制御周波数fp´に相当するアドレス間隔isで波形データテーブル314の波形データを順次読み出すことにより基準余弦波信号xp1(n)を生成する。
例えば、fp´=40[Hz]の場合には、制御が開始されると、サンプリングパルス毎に、すなわち、1/3600[s]毎に、i´(n)=900、940、980、1020、…、860、900、…のアドレスに相当する波形データが順次読み出されることにより40[Hz]の基準余弦波信号xp1(n)が生成される。
このように、固定サンプリング方式の場合には、制御周波数fp´に応じて、前記波形データの読み出しアドレス間隔を変化させることにより基準信号{基準余弦波信号xp1(n)及び基準正弦波信号xp2(n)}が生成される。
一方、周波数検出回路150からプロペラシャフト76(図2参照)の回転数(車速パルスの回転数)に同期したサンプリング周期でタイミング信号が出力される場合(可変サンプリング方式)についても、特許文献1に開示されている同期サンプリング方式(可変サンプリング方式)による基準信号の生成方法と、上記の固定サンプリング方式とを利用して、所定数(N)の値や、プロペラシャフト76の回転数に同期したサンプリング間隔等を変化させることにより実現可能である。
このようにして生成された基準余弦波信号xp1及び基準正弦波信号xp2は、プロペラシャフト76の周波数fpに対する調波周波数の基準信号であり、前記調波周波数である制御周波数fp´は、プロペラシャフト76の振動騒音に起因して車室14内に発生する駆動系騒音の周波数に相当する。
適応型フィルタ156は、フィルタ係数Wp1を用いて基準余弦波信号xp1を補正し加算器160に出力し、適応型フィルタ158は、フィルタ係数Wp2を用いて基準正弦波信号xp2を補正し加算器160に出力する。加算器160は、適応型フィルタ156からの信号xp1・Wp1と適応型フィルタ158からの信号xp2・Wp2とを加算して、プロペラシャフト76(図2参照)の回転により発生する振動騒音に起因した車室14内の駆動系騒音を相殺するための制御信号Scpを生成する。
制御信号Scpは、DAC112にてデジタル信号からアナログ信号に変換され、スピーカ30は、アナログ信号に変換された制御信号Scp(Sc1)を相殺音として車室14内に出力する。マイクロフォン22は、その配置位置における駆動系騒音を含む車室内騒音と前記相殺音との相殺誤差音を検出し誤差信号e1として出力する。誤差信号e1は、ADC114にてアナログ信号からデジタル信号に変換され、フィルタ係数更新手段168、176に出力される。
参照信号生成手段324は、スピーカ30(図1及び図3参照)からマイクロフォン22までの信号伝達特性C11を示す補正値C^が設定された補正部326、328を有し、基準信号xp1、xp2を補正値C^で補正することにより参照信号rp1、rp2を生成し、フィルタ係数更新手段168、176に出力する。
なお、実際の信号伝達特性は、例えば、図6に示すように、フーリエ変換装置からなる信号伝達特性測定装置500をDAC112の入力側とADC114の出力側とに接続した状態で、制御回路部104の加算器160側からDAC112に入力されたテスト信号と、ADC114から制御回路部104のフィルタ係数更新手段168、176側に出力された信号とに基づいて測定される。図3及び図6中、参照信号生成手段324内の補正部326、328には、信号伝達特性測定装置500にて測定された信号伝達特性が補正値C^として設定される。従って、信号伝達特性測定装置500による信号伝達特性の測定方法によっては、補正値C^は、スピーカ30からマイクロフォン22までの信号伝達特性を示す場合や、上記例の測定方法のように、スピーカ30からマイクロフォン22までの信号伝達特性を含む加算器160の出力側からフィルタ係数更新手段168、176の入力側までの信号伝達特性を示す場合もある。
フィルタ係数更新手段168、176(図3及び図6参照)は、最小二乗法(LMS)アルゴリズム演算器から構成され、参照信号rp1、rp2と、誤差信号e1とに基づいて、フィルタ係数Wp1、Wp2の適応演算処理(誤差信号e1が最小となるようなフィルタ係数Wp1、Wp2を最小二乗法に基づき算出する演算処理)をそれぞれ行い、この演算結果よりフィルタ係数Wp1、Wp2を前記サンプリングパルス毎に逐次更新する。
このように、第1実施形態に係るシステム10Aでは、車速パルスの周波数fcから駆動系回転体としてのプロペラシャフト76の(回転)周波数fpを推定し、この周波数fpに対して調波の制御周波数fp´を有する基準信号(基準余弦波信号xp1及び基準正弦波信号xp2)を生成し、この基準信号から制御信号Scp(Sc1)を生成する。この場合、プロペラシャフト76の回転により発生する振動騒音に起因して車室14内に発生する騒音は、前記振動騒音の周波数に対し調波周波数の駆動系騒音であるから、制御信号Scpを相殺音としてスピーカ30から車室14内に出力すれば、マイクロフォン22の位置における前記駆動系騒音を確実に消音することが可能となる。
また、トーショナルダンパやウェイトを用いることなく前記駆動系騒音の消音を行うので、車両12全体の軽量化やコストダウンも実現することができる。
また、周波数検出回路150では、前記車速パルスの周波数fcを利用して周波数fp及び制御周波数fp´を算出するので、このシステム10では、前記駆動系騒音を相殺するための制御信号Scpを容易に生成することができる。
この場合、周波数検出回路150では、上記の(1)式を用いて車速パルスの周波数fcからプロペラシャフト76の周波数fpを算出するので、前記車速パルスからプロペラシャフト76の周波数fpを容易に算出することができる。
また、このシステム10Aにおいて、制御周波数fp´が周波数fpに対して実数倍の調波の周波数であるので、前記振動騒音に対して所定次数の周波数の駆動系騒音が車室14内に発生しても、確実に消音することが可能となる。
次に、第2実施形態に係るシステム10Bについて、図7〜図9を参照しながら説明する。なお、このシステム10Bにおいて、第1実施形態に係るシステム10A(図1〜図6参照)と同じ構成要素については、同じ参照符号を付けてその詳細な説明を省略し、以下同様とする。
このシステム10Bにおいて、電子制御装置34には、前記車速信号が供給されず、その代わりに、エンジン制御ECU38からエンジン回転信号、ギヤポジション信号及びクラッチ接続信号が供給され、該電子制御装置34は、前記エンジン回転信号、前記ギヤポジション信号及び前記クラッチ接続信号に基づいて、制御信号Sc1、Sc2を生成する。また、電子制御装置34は、スイッチ300とスイッチ制御部302とをさらに有する。
なお、図7及び図8において、車両12がオートマティック車である場合には、AT制御装置410から電子制御装置34にギヤポジション信号及びクラッチ接続信号が供給されるが、この第2実施形態においても、車両12がマニュアル車である場合について説明し、以下同様とする。
スイッチ制御部302は、エンジン制御ECU38からクラッチ接続信号が入力されたときに、クラッチ42がエンジン36とトランスミッション45との接続を断にしたことを示す断信号Ssを制御回路部104及びスイッチ300に出力する。これにより、スイッチ300は、断信号Ssの入力がなければ、スイッチオン状態となって前記エンジン回転信号を制御回路部104に供給し、一方で、断信号Ssの入力があれば、スイッチオフ状態となって前記エンジン回転信号の制御回路部104への供給を停止する。
周波数検出回路150は、断信号Ssの入力がない場合に、スイッチ300から供給されたエンジン回転信号(エンジン回転パルス)の周波数feよりプロペラシャフト76(図8参照)の周波数(回転周波数)fpを推定する。
ここで、周波数検出回路150における周波数feからの周波数fpの推定方法について説明する。
周波数検出回路150は、下記の(7)式よりfeからfpを算出(推定)する。
fp=fe×(Hr/Hn)×(Fr/Fn)
×(Br/Bn)×(Tr/Tn) (7)
一例として、周波数検出回路150に入力される前記ギヤポジション信号の示す変速ギヤ比Hr/Hnが5速のギヤ比であり、(Hr/Hn)×(Fr/Fn)×(Br/Bn)×(Tr/Tn)=1.5357、エンジン回転数が3000[rpm]であれば、fe=50[Hz](=3000[rpm]/60[s])であるから、fp=76.8[Hz]となる。
なお、(7)式によるプロペラシャフト76の周波数fpの推定方法は、エンジン36とトランスミッション45とがクラッチ42を介し接続されている場合に適用可能である。すなわち、周波数検出回路150では、断信号Ssの入力があれば、プロペラシャフト76の周波数fpの推定を停止する。
このように、第2実施形態に係るシステム10Bでは、エンジン36とトランスミッション45とがクラッチ42を介し接続されている場合において、エンジン回転パルスの周波数feから駆動系回転体としてのプロペラシャフト76の(回転)周波数fpを推定するので、この周波数fpに対して調波の制御周波数fp´を有する基準信号(基準余弦波信号xp1及び基準正弦波信号xp2)を生成することにより、第1実施形態に係るシステム10Aと同様に、マイクロフォン22の位置における駆動系騒音に対する良好な消音効果が得られると共に、車両12全体の軽量化やコストダウンも実現することができる。
また、周波数検出回路150では、前記エンジン回転パルスの周波数feを利用して周波数fp及び制御周波数fp´を算出することになるので、このシステム10Bでも、前記駆動系騒音を相殺するための制御信号Scpを容易に生成することができる。
さらに、周波数検出回路150では、上記の(7)式を用いてエンジン回転パルスの周波数feからプロペラシャフト76の周波数fpを算出するので、前記エンジン回転パルスからプロペラシャフト76の周波数fpを容易に算出することができる。
次に、第3実施形態に係るシステム10Cについて、図10〜図12を参照しながら説明する。
このシステム10Cにおいて、電子制御装置34には、車速センサ40から車速信号が供給され、エンジン制御ECU38からエンジン回転信号、ギヤポジション信号及びクラッチ接続信号が供給され、該電子制御装置34は、前記車速信号、前記エンジン回転信号、前記ギヤポジション信号及び前記クラッチ接続信号に基づいて、制御信号Sc1、Sc2を生成する。また、電子制御装置34内のスイッチ300は、断信号Ssの入力がなければ、前記エンジン回転信号を制御回路部104に供給し、一方で、断信号Ssの入力があれば、前記車速信号を制御回路部104に供給する切替スイッチである。
従って、周波数検出回路150は、断信号Ssの入力がない場合に、上記の(7)式より前記エンジン回転パルスの周波数feからプロペラシャフト76(図11参照)の周波数fpを推定し、一方で、断信号Ssの入力がある場合に、上記の(1)式より前記車速パルスの周波数fcからプロペラシャフト76の周波数fpを推定する。
このように、第3実施形態に係るシステム10Bでは、スイッチ制御部302が断信号Ssをスイッチ300及び周波数検出回路150に出力することにより、該スイッチ300は、スイッチ内部の接続を切り替えて、エンジン回転パルスに代えて車速パルスを周波数検出回路150に供給することができる。これにより、周波数検出回路150は、断信号Ssの入力に基づいて、前記エンジン回転パルスによる周波数fpの算出から、車速パルスによる周波数fpの算出に速やかに切り替えて、周波数fpを算出し続けることが可能となる。従って、周波数検出回路150では、クラッチ42によりエンジン36とトランスミッション45との接続が断になっても、周波数fpに基づく制御周波数fp´を基準信号生成手段316に出力することが可能であるので、制御回路部104は、マイクロフォン22の位置における駆動系騒音に対する消音制御を継続して行うことができる。
なお、この第3実施形態では、断信号Ssの入力に基づいて、周波数検出回路150がエンジン回転パルスによる周波数fpの算出から車速パルスによる周波数fpの算出に切り替えることについて説明したが、この構成に代えて、断信号Ssの入力に関わりなく、スイッチ300から周波数検出回路150に車速パルスを供給し、周波数検出回路150において、前記車速パルスに基づいて周波数fpの算出を行うようにすることも可能である。
次に、第4実施形態に係るシステム10Dについて、図13〜図14Cを参照しながら説明する。
このシステム10Dは、振動騒音源をプロペラシャフト76(図11参照)と、エンジン36と、ドライブシャフト58又はタイヤ60、62とし、プロペラシャフト76の回転により発生する振動騒音に起因したマイクロフォン22の位置における駆動系騒音を低減するための制御回路部104に加え、エンジン36から発生する振動騒音に起因したマイクロフォン22の位置におけるエンジン騒音(エンジンこもり音)を低減するための制御回路部102と、ドライブシャフト58又はタイヤ60、62の回転により発生する振動騒音に起因したマイクロフォン22の位置における駆動系騒音を低減するための制御回路部106とを備え、これらの制御回路部102、104、106にて生成される制御信号Sce、Scp、Sctの合成信号である制御信号Sc1を相殺音としてスピーカ30から車室14内に出力することにより、前記エンジン騒音及び前記各駆動系騒音を含む車室内騒音を低減する点で、システム10C(図10〜図12参照)とは異なる。
この場合、制御回路部102、104、106は、互いに略同一の構成を有する。すなわち、制御回路部102、104、106は、周波数検出回路120、150、180と、基準信号生成手段316、334、364と、参照信号生成手段324、340、370と、適応型フィルタ126、128、156、158、186、188と、フィルタ係数更新手段138、146、168、176、198、206とを有する。
また、エンジン騒音低減用の制御回路部102において、周波数検出回路120は、エンジン回転信号(エンジン回転パルス)に基づいて、前記エンジン回転パルスの周波数feに対して調波(実数倍)の制御周波数fe´を生成し、基準信号生成手段334は、制御周波数fe´の基準余弦波信号xe1及び基準正弦波信号xe2を生成し、参照信号生成手段340は、基準余弦波信号xe1及び基準正弦波信号xe2に基づく参照信号re1、re2を生成する。
さらに、ドライブシャフト58又はタイヤ60、62の回転に起因した駆動系騒音を低減するための制御回路部106において、周波数検出回路180は、スイッチ300から供給されるエンジン回転パルスの周波数fe又は車速パルスの周波数fcに基づいて、ドライブシャフト58又はタイヤ60、62の周波数ftを推定し、この周波数ftに対し調波(実数倍)の制御周波数ft´を算出する。
すなわち、周波数検出回路180では、前記エンジン回転パルスが入力されている際に、下記の(8)式により前記エンジン回転パルスの周波数feからドライブシャフト58又はタイヤ60、62の周波数ftを推定する。
ft=fe×(Hr/Hn)×(Fr/Fn) (8)
一方、前記車速パルスが入力されている際には、下記の(9)式により前記車速パルスの周波数fcから周波数ftを推定する。
ft=fc×α×(Fr/Fn) (9)
一例として、fc=58.8[Hz]、Fr/Fn=0.1854であれば、ft=10.9[Hz]となる。
そして、周波数検出回路180は、この周波数ftに対し調波(例えば、3次)の制御周波数ft´(=10.9×3=32.7[Hz])を算出して基準信号生成手段364に出力する。
基準信号生成手段364は、制御周波数ft´の基準余弦波信号xt1及び基準正弦波信号xt2を生成し、参照信号生成手段370は、基準余弦波信号xt1及び基準正弦波信号xt2に基づく参照信号rt1、rt2を生成する。
なお、基準信号生成手段334、364における基準余弦波信号xe1、xt1及び基準正弦波信号xe2、xt2の生成動作と、参照信号生成手段340、370における参照信号re1、re2、rt1、rt2の生成動作とは、制御周波数がfe´、ft´である点以外は、前述した基準信号生成手段316におけるxp1、xp2の生成動作や、参照信号生成手段324におけるrp1、rp2の生成動作と略同様であるので、その詳細な説明については省略する。
また、適応型フィルタ126、128、186、188及びフィルタ係数更新手段138、146、198、206の動作についても、適応型フィルタ156、158及びフィルタ係数更新手段168、176と略同様であるので、その詳細な説明については省略する。
制御回路部(第1能動型騒音制御装置)104、106から出力された制御信号Scp、Sctは、加算器108により加算されて加算器110に出力され、加算器110は、制御回路部(第2能動型騒音制御装置)102からの制御信号Sceと、加算器108からの信号(Scp+Sct)とを合成し制御信号Sc1としてDAC112を介してスピーカ30に出力する。
図14A〜図14Cは、このシステム10Dによりマイクロフォン22の位置における車室内騒音を低減した結果を図示した特性図である。図14Aは、プロペラシャフト76(図11参照)の振動騒音に起因する駆動系騒音の低減を示す特性図であり、図14Bは、ドライブシャフト58又はタイヤ60、62の振動騒音に起因した駆動系騒音の低減を示す特性図であり、図14Cは、エンジン騒音の低減を示す特性図である。いずれの特性図においても、制御回路部102、104、106による消音制御を行った場合(ANC ON)には、前記消音制御を行わない場合(ANC OFF)と比較して、前記各騒音が低減されていることが諒解される。
これは、制御回路部104(図13参照)において、プロペラシャフト76(図11参照)の周波数fpに基づく調波の制御周波数(第1制御周波数)fp´の制御信号Scpを生成することにより、マイクロフォン22の位置では、制御信号Scpに応じた相殺音によって、プロペラシャフト76の振動騒音に起因した駆動系騒音が低減され(図14A参照)、制御回路部106において、ドライブシャフト58又はタイヤ60、62の周波数ftに基づく調波の制御周波数(第1制御周波数)ft´の制御信号Sctを生成することにより、マイクロフォン22の位置では、制御信号Sctに応じた相殺音によって、ドライブシャフト58又はタイヤ60、62の振動騒音に起因した駆動系騒音が低減され(図14B参照)、さらに、制御回路部102において、周波数feに基づく調波の制御周波数(第2制御周波数)fe´の制御信号Sceを生成することにより、マイクロフォン22の位置では、制御信号Sceに応じた相殺音によってエンジン騒音が低減されるためである(図14C参照)。
このように、第4実施形態に係るシステム10Dにおいても、前述した第3実施形態に係るシステム10C(図10〜図12参照)と同様の効果が得られるのに加え、ドライブシャフト58又はタイヤ60、62に起因した前記駆動系騒音や、前記エンジン騒音も消音されるので、車室内騒音を良好に打ち消すことができる。
次に、第5実施形態に係るシステム10Eについて、図15を参照しながら説明する。
このシステム10Eは、電子制御装置34における制御回路部102、104、106の出力側に、比較器250及び可変利得増幅器252、254、256を有する比較調整手段260を配置した点で、第4実施形態に係るシステム10D(図13参照)とは異なる。
比較器250は、制御信号Sceの制御周波数fe´と、制御信号Scpの制御周波数fp´と、制御信号Sctの制御周波数ft´とを比較して、これらの制御周波数fe´、fp´、ft´が同一又は近接する場合には、可変利得増幅器252、254、256のゲインを調整する。
具体的には、前記各制御周波数fe´、fp´、ft´が同一である場合(fe´=fp´=ft´)に、比較器250は、例えば、可変利得増幅器254、256のゲインが0となるように調整する。これにより、制御信号Sceのみが加算器110及びDAC112を介してスピーカ30に供給され、この制御信号Sceを用いて車室14内の消音制御が行われる。
また、前記各制御周波数fe´、fp´、ft´が近接する場合に、比較器250は、例えば、可変利得増幅器254、256のゲインが可変利得増幅器252のゲインよりも小さくなるように調整する。これにより、制御信号Sceと、出力レベルの小さな制御信号Scp、Sctとが加算器110に供給され、これらの制御信号Sce、Scp、Sctを用いて車室14内の消音制御が行われる。すなわち、出力レベルの比較的大きな制御信号Sceに応じた相殺音により、この制御信号Sceの制御周波数fe´と同一周波数の騒音が消音されると共に、制御信号Sceの制御周波数fe´に近接する周波数の騒音は、前記相殺音により低減される。低減された前記騒音は、出力レベルの小さな制御信号Scp、Sctに応じた相殺音により消音される。これにより、前記車室内騒音を確実に打ち消すことができる。
このように、第5の実施形態に係るシステム10Eでは、前述した第3及び第4実施形態に係るシステム10C、10D(図10〜図13参照)での効果に加え、比較調整手段260を採用することにより、マイクロフォン22の位置における車室内騒音を効率よく打ち消すことが可能となる。
なお、上記の各実施形態では、車速センサ40がカウンタシャフト48の回転数を車速信号(車速パルス)として出力する場合について説明したが、車速に同期した信号であれば、メインシャフト44の回転数、ドライブシャフト58、80の回転数、プロペラシャフト76の回転数を直接検出し、これらの回転数に応じた車速パルスを車速センサ40から電子制御装置34に出力しても、制御回路部104、106による駆動系騒音の低減が可能である。
また、上記の各実施形態では、車両12が4WD(AWD)車両である場合について説明したが、FF、FR、RR、MR等の他の駆動方式による車両でも、制御回路部102、104、106を適宜組み合わせて電子制御装置34を構成することにより適用可能であることは勿論である。
さらに、上記の各実施形態では、制御回路部102、104、106の作動又は停止や、スイッチ300の切替の際に、フィルタ係数We1、We2、Wp1、Wp2、Wt1、Wt2の値を逐次減少又は増加するように更新して、スピーカ30から出力される相殺音を滑らかに減衰又は増幅させるフェードアウト又はフェードイン動作を行えば、制御回路部102、104、106の作動又は停止や、スイッチ300の切替により発生する不快な振動騒音の発生を防止することができる。
さらにまた、上記の各実施形態では、マイクロフォン22の位置における車室内騒音の低減について説明したが、マイクロフォン28の位置における車室内騒音についても、上記した制御回路部102、104、106を適用することにより低減可能であることは勿論である。
この発明は、上述した実施形態に限らず、種々の構成を採り得ることは勿論である。
第1実施形態に係る車両用能動型騒音制御システムを車両に適用した場合を示すブロック図である。 図1の車両の駆動系を示す模式的平面図である。 図1の車両用能動型騒音制御システムの機能ブロック図である。 図3の波形データテーブルの格納内容を示す説明図である。 図3の波形データテーブルからの格納内容の読み出しを示す説明図である。 図3の車両用能動型騒音制御システムにおいて、電子制御装置内に信号伝達特性測定装置を配置した機能ブロック図である。 第2実施形態に係る車両用能動型騒音制御システムを車両に適用した場合を示すブロック図である。 図7の車両の駆動系を示す模式的平面図である。 図7の車両用能動型騒音制御システムの機能ブロック図である。 第3実施形態に係る車両用能動型騒音制御システムを車両に適用した場合を示すブロック図である。 図10の車両の駆動系を示す模式的平面図である。 図10の車両用能動型騒音制御システムの機能ブロック図である。 第4実施形態に係る車両用能動型騒音制御システムの機能ブロック図である。 図14A〜図14Cは、図13のシステムによる消音制御を示す特性図である。 第5実施形態に係る車両用能動型騒音制御システムの機能ブロック図である。
符号の説明
10…車両用能動型騒音制御システム 12…車両
14…車室 22、28…マイクロフォン
30、32…スピーカ 34…電子制御装置
36…エンジン 40…車速センサ
42…クラッチ 46、50…変速ギヤ
48…カウンタシャフト 52、56…ファイナルギヤ
58、80…ドライブシャフト 60、62、82、84…タイヤ
64、66…ベベルギヤ 70、72…トランスファギヤ
76…プロペラシャフト 102、104、106…制御回路部
108、110、160…加算器 120、150、180…周波数検出回路
126、128、156、158、186、188…適応型フィルタ
138、146、168、176、198、206…フィルタ係数更新手段
250…比較器 252、254、256…可変利得増幅器
260…比較調整手段 300…スイッチ
302…スイッチ制御部 312…アドレスシフト部
314…波形データテーブル 316、334、364…基準信号生成手段
320…余弦波発生回路 322…正弦波発生回路
324、340、370…参照信号生成手段
326、328…補正部 400…エンジン回転センサ
402…シフトレバー 404…シフトレバー操作検出手段
406…クラッチペダル 408…クラッチ接続検出手段
410…AT制御装置 500…信号伝達特性測定装置

Claims (2)

  1. 車両の駆動系回転体から発生する駆動系回転体振動騒音の周波数に基づいて、前記駆動系回転体振動騒音に起因した車室内の駆動系騒音を相殺するための第1制御信号を生成する第1能動型騒音制御装置と、
    前記車両のエンジンから発生するエンジン振動騒音の周波数に基づいて、前記エンジン振動騒音に起因した前記車室内のエンジン騒音を相殺するための第2制御信号を生成する第2能動型騒音制御装置と、
    前記第1制御信号と前記第2制御信号とを合成して出力する信号合成手段と、
    前記信号合成手段により合成された前記第1制御信号及び前記第2制御信号を相殺音として前記車室内に出力する音出力手段と、
    前記第1制御信号の第1制御周波数と前記第2制御信号の第2制御周波数とを比較して、前記各制御周波数が同一又は近接する場合に、いずれか一方の制御信号の前記信号合成手段への出力を停止し、又は、いずれか一方の制御信号の出力レベルを変化させる比較調整手段と、
    を有する
    ことを特徴とする車両用能動型騒音制御システム。
  2. 請求項1記載の車両用能動型騒音制御システムにおいて、
    該システムは、前記駆動系騒音及び前記エンジン騒音と前記相殺音との相殺誤差音を検出し誤差信号として出力する誤差信号検出手段をさらに有し、
    前記第1能動型騒音制御装置は、
    前記駆動系回転体振動騒音の周波数に基づいて、前記第1制御周波数の第1基準信号を生成する第1基準信号生成手段と、
    前記第1基準信号に基づいて前記第1制御信号を生成する第1適応型フィルタと、
    前記第1制御周波数に対応した前記音出力手段から前記誤差信号検出手段までの伝達特性を表わす補正値に基づいて前記第1基準信号を補正し第1参照信号として出力する第1参照信号生成手段と、
    前記誤差信号と前記第1参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第1適応型フィルタの第1フィルタ係数を逐次更新する第1フィルタ係数更新手段と、
    を備え、
    前記第2能動型騒音制御装置は、
    前記エンジン振動騒音の周波数に基づいて、前記第2制御周波数の第2基準信号を生成する第2基準信号生成手段と、
    前記第2基準信号に基づいて前記第2制御信号を生成する第2適応型フィルタと、
    前記第2制御周波数に対応した前記音出力手段から前記誤差信号検出手段までの伝達特性を表わす補正値に基づいて前記第2基準信号を補正し第2参照信号として出力する第2参照信号生成手段と、
    前記誤差信号と前記第2参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第2適応型フィルタの第2フィルタ係数を逐次更新する第2フィルタ係数更新手段と、
    を備える
    ことを特徴とする車両用能動型騒音制御システム。
JP2007085809A 2007-03-28 2007-03-28 車両用能動型騒音制御システム Expired - Fee Related JP4378391B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007085809A JP4378391B2 (ja) 2007-03-28 2007-03-28 車両用能動型騒音制御システム
US12/056,499 US8111834B2 (en) 2007-03-28 2008-03-27 Vehicular active noise control system
DE602008000250T DE602008000250D1 (de) 2007-03-28 2008-03-28 Aktives Geräuschverminderungssystem für Fahrzeuge
EP08006026A EP1975922B1 (en) 2007-03-28 2008-03-28 Vehicular active noise control system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007085809A JP4378391B2 (ja) 2007-03-28 2007-03-28 車両用能動型騒音制御システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008239098A JP2008239098A (ja) 2008-10-09
JP4378391B2 true JP4378391B2 (ja) 2009-12-02

Family

ID=39581866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007085809A Expired - Fee Related JP4378391B2 (ja) 2007-03-28 2007-03-28 車両用能動型騒音制御システム

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8111834B2 (ja)
EP (1) EP1975922B1 (ja)
JP (1) JP4378391B2 (ja)
DE (1) DE602008000250D1 (ja)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006059351A1 (de) * 2006-12-15 2008-06-19 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Schallbeeinflussung
JP5189307B2 (ja) * 2007-03-30 2013-04-24 本田技研工業株式会社 能動型騒音制御装置
JP5002302B2 (ja) * 2007-03-30 2012-08-15 本田技研工業株式会社 能動型騒音制御装置
JP2008247221A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Honda Motor Co Ltd 能動型騒音制御装置
JP4384681B2 (ja) * 2007-07-25 2009-12-16 本田技研工業株式会社 能動型効果音発生装置
US8594870B2 (en) * 2008-08-28 2013-11-26 Nissan Motor Co., Ltd. Operating noise control device and operating noise control method for vehicle
JP4926215B2 (ja) * 2009-07-31 2012-05-09 本田技研工業株式会社 能動型振動騒音制御装置
KR20120114214A (ko) * 2009-11-25 2012-10-16 신포니아 테크놀로지 가부시끼가이샤 제진 장치 및 이것을 구비한 차량
US9214153B2 (en) * 2010-09-29 2015-12-15 GM Global Technology Operations LLC Aural smoothing of a vehicle
US9218801B2 (en) * 2010-09-29 2015-12-22 GM Global Technology Operations LLC Aural smoothing of a vehicle
US9857776B2 (en) * 2011-04-05 2018-01-02 Bridgestone Corporation Vehicle vibration reduction system
US8542844B2 (en) * 2011-04-07 2013-09-24 Visteon Global Technologies, Inc. Sound modification system and method
JP5616313B2 (ja) * 2011-11-29 2014-10-29 本田技研工業株式会社 能動型振動騒音制御装置
JP2013114009A (ja) * 2011-11-29 2013-06-10 Honda Motor Co Ltd 能動型振動騒音制御装置
US8892046B2 (en) * 2012-03-29 2014-11-18 Bose Corporation Automobile communication system
JP5822862B2 (ja) * 2013-03-21 2015-11-25 本田技研工業株式会社 車両用能動型振動騒音制御装置
US9344796B2 (en) * 2013-03-25 2016-05-17 Bose Corporation Active reduction of harmonic noise from multiple noise sources
US9191739B2 (en) * 2013-03-25 2015-11-17 Bose Corporation Active reduction of harmonic noise from multiple rotating devices
GB2512883A (en) * 2013-04-10 2014-10-15 Northern Technology Developments Ltd Solar energy device
US9347388B2 (en) * 2014-03-21 2016-05-24 GM Global Technology Operations LLC Autostop customer alert feature
DE102014006290B4 (de) * 2014-04-26 2016-02-11 Audi Ag Verfahren zum Betrieb einer Kupplungseinrichtung in einem Kraftfahrzeug sowie zugeordnete Kupplungseinrichtung und Kraftfahrzeug
WO2016048489A1 (en) * 2014-09-24 2016-03-31 Bose Corporation Active reduction of harmonic noise from multiple noise sources
JP6063428B2 (ja) * 2014-11-11 2017-01-18 住友ゴム工業株式会社 タイヤ空気圧低下検出装置、方法及びプログラム
US10356539B2 (en) * 2014-12-24 2019-07-16 MAGNETI MARELLI S.p.A. Method for performing an active profiling of a sound emitted by an engine and corresponding profiling system
EP3321926B1 (en) * 2015-07-09 2020-05-20 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Active noise reducing device
JP6671036B2 (ja) * 2016-07-05 2020-03-25 パナソニックIpマネジメント株式会社 騒音低減装置、移動体装置、及び、騒音低減方法
CN110021288B (zh) * 2018-01-10 2021-07-30 郑州宇通客车股份有限公司 车辆主动降噪控制方法及其***
CN110015253B (zh) * 2018-01-10 2022-12-23 宇通客车股份有限公司 一种车辆主动降噪控制方法及其***
JP6961023B2 (ja) 2020-01-21 2021-11-05 本田技研工業株式会社 能動型振動騒音低減装置
US11238841B2 (en) * 2020-03-31 2022-02-01 Honda Motor Co., Ltd. Active noise control device
JP7157831B2 (ja) 2021-01-22 2022-10-20 本田技研工業株式会社 能動騒音制御装置
KR20220109845A (ko) * 2021-01-29 2022-08-05 현대자동차주식회사 차량의 사운드 출력 장치 및 방법
KR102606332B1 (ko) * 2021-10-20 2023-11-29 넥센타이어 주식회사 타이어 소음 제어 시스템 및 타이어 소음 제어 방법

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS599699A (ja) * 1982-07-07 1984-01-19 日産自動車株式会社 自動車の車室内音場制御装置
JPS62200034A (ja) 1986-02-27 1987-09-03 Hino Motors Ltd クラツチコントロ−ル系統の振動防止装置
JPS62200034U (ja) 1986-06-12 1987-12-19
JPH03203792A (ja) 1989-12-29 1991-09-05 Nissan Motor Co Ltd 能動型騒音制御装置
DE69321752T2 (de) * 1992-03-12 1999-03-18 Honda Motor Co Ltd Schwingungs- und Geräuschregelungssystem für Kraftfahrzeuge
US5524057A (en) * 1992-06-19 1996-06-04 Alpine Electronics Inc. Noise-canceling apparatus
JP3380571B2 (ja) 1992-06-30 2003-02-24 アルパイン株式会社 騒音キャンセル装置
JPH0643882A (ja) 1992-07-22 1994-02-18 Nissan Motor Co Ltd 車両用能動型騒音制御装置
JP3535533B2 (ja) 1992-11-16 2004-06-07 本田技研工業株式会社 能動振動騒音制御装置
JPH0720884A (ja) * 1993-07-01 1995-01-24 Fuji Heavy Ind Ltd 車室内騒音低減装置
JP2899205B2 (ja) 1994-03-16 1999-06-02 本田技研工業株式会社 車両用能動振動騒音制御装置
JP3572486B2 (ja) * 1994-03-25 2004-10-06 本田技研工業株式会社 振動騒音制御装置
JP3751359B2 (ja) * 1996-03-21 2006-03-01 本田技研工業株式会社 振動騒音制御装置
US6865466B2 (en) 2000-04-27 2005-03-08 American Axle & Manufacturing, Inc. Active vibration cancellation of gear mesh vibration
JP4079831B2 (ja) * 2003-05-29 2008-04-23 松下電器産業株式会社 能動型騒音低減装置
JP3843082B2 (ja) 2003-06-05 2006-11-08 本田技研工業株式会社 能動型振動騒音制御装置
JP4134989B2 (ja) 2004-03-10 2008-08-20 ヤマハ株式会社 車載用音響機器
DE602004015242D1 (de) * 2004-03-17 2008-09-04 Harman Becker Automotive Sys Geräuschabstimmungsvorrichtung, Verwendung derselben und Geräuschabstimmungsverfahren
JP4213640B2 (ja) * 2004-07-28 2009-01-21 パナソニック株式会社 能動騒音低減装置
JP4074612B2 (ja) 2004-09-14 2008-04-09 本田技研工業株式会社 能動型振動騒音制御装置
US7574006B2 (en) * 2004-11-08 2009-08-11 Panasonic Corporation Active noise controller
JP4173891B2 (ja) * 2005-03-22 2008-10-29 本田技研工業株式会社 移動体用効果音発生装置
JP4314212B2 (ja) * 2005-05-30 2009-08-12 本田技研工業株式会社 車両用能動型騒音・振動・効果音発生制御システム及び該システムが搭載された車両
JP4262703B2 (ja) * 2005-08-09 2009-05-13 本田技研工業株式会社 能動型騒音制御装置
JP4328766B2 (ja) * 2005-12-16 2009-09-09 本田技研工業株式会社 能動型振動騒音制御装置
JP4174061B2 (ja) * 2006-03-23 2008-10-29 本田技研工業株式会社 ハイブリッド車両の能動型制振制御装置
JP2007264485A (ja) * 2006-03-29 2007-10-11 Honda Motor Co Ltd 車両用能動音響制御装置
JP2007328219A (ja) * 2006-06-09 2007-12-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 能動型騒音制御装置
JP4322916B2 (ja) * 2006-12-26 2009-09-02 本田技研工業株式会社 能動型振動騒音制御装置
JP5189307B2 (ja) * 2007-03-30 2013-04-24 本田技研工業株式会社 能動型騒音制御装置
JP2008247221A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Honda Motor Co Ltd 能動型騒音制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP1975922A1 (en) 2008-10-01
US20080292110A1 (en) 2008-11-27
US8111834B2 (en) 2012-02-07
DE602008000250D1 (de) 2009-12-17
JP2008239098A (ja) 2008-10-09
EP1975922B1 (en) 2009-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4378391B2 (ja) 車両用能動型騒音制御システム
JP5002302B2 (ja) 能動型騒音制御装置
US7873173B2 (en) Active vibratory noise control apparatus
JP4077383B2 (ja) 能動型振動騒音制御装置
JP4322916B2 (ja) 能動型振動騒音制御装置
JP4967000B2 (ja) 効果音発生装置
JP4513810B2 (ja) 能動騒音低減装置
US7352869B2 (en) Apparatus for and method of actively controlling vibratory noise, and vehicle with active vibratory noise control apparatus
JP2008247221A (ja) 能動型騒音制御装置
WO2010032517A1 (ja) 能動型騒音制御装置
JP4456577B2 (ja) 能動型騒音制御装置及び能動型振動制御装置
JP2022533631A (ja) マイクロホン投影を使用する音相殺
JPH0728474A (ja) 騒音キャンセル方式
JP5027530B2 (ja) 車両用能動型音響制御システム
JP4369932B2 (ja) 能動型騒音制御装置及び能動型振動伝達制御装置
JP5238368B2 (ja) 車両用能動型音響制御システム
JP3449838B2 (ja) 能動形騒音制御装置
JP5089447B2 (ja) 騒音キャンセル装置およびその方法
JPH08272378A (ja) 周期性信号の適応制御方法
JP7304576B2 (ja) 騒音低減装置、移動体装置、及び、騒音低減方法
CN113470607A (zh) 有源振动噪音降低***
JP2011148332A (ja) 能動型振動騒音制御システム
JP3540334B2 (ja) 車室、客室内の消音装置
JP4962095B2 (ja) 能動型騒音制御装置
JP2009094920A (ja) スピーカ共用システム

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090121

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090127

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090312

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: 20090908

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090914

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4378391

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120918

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120918

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130918

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140918

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees