JP5057906B2 - 車両用能動型振動騒音制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両の走行により車室内に発生する騒音であるロードノイズの逆位相かつ等振幅の相殺音を生成し、ロードノイズと干渉させることによってロードノイズを低減する車両用能動型振動騒音制御装置に関する。

道路（ロード）から受ける車輪の振動がサスペンションを介して車体に伝わり、特に車室内のような閉空間の音響的な共鳴特性により励起され、４０Ｈｚ程度にピークを有し２０〜１５０Ｈｚ帯域幅のロードノイズ（「ゴー」というこもった音で、ドラミングノイズとも呼ばれる）を、マイクロフォンが配置される評価点（受聴点）において前記ロードノイズと逆位相の相殺音により打ち消す車両用能動型振動騒音制御装置が提案されている（特許文献１）。

一般的に、ロードノイズの最大値であるピーク（第１のピーク）は、上記したように、４０Ｈｚ程度に存在するが、７０Ｈｚ程度に第２のピークがある。

図９は、特許文献１に提案された技術を適用した４０Ｈｚ（ω０＝２π×４０）と７０Ｈｚ（ω１＝２π×７０）の２つの周波数に対応した車両用能動型振動騒音制御装置２００の構成を示している。

２つの処理回路２０１Ａ、２０１Ｂは、それぞれ４０Ｈｚと７０Ｈｚの周波数の正弦波を発生する正弦波生成手段２０２と余弦波生成手段２０３と、これら正弦波生成手段２０２及び余弦波生成手段２０３のそれぞれの出力を処理する２つの１タップデジタルフィルタ２０４、２０５と、係数更新手段２０６、２０７とを含み、係数更新手段２０６、２０７は、それぞれに対応した１タップデジタルフィルタ２０４、２０５の係数を逐次更新している。

２つの処理回路２０１Ａ、２０１Ｂの出力は加算回路２１１で加算された後、調整回路２０８により振幅及び位相を調整され、スピーカ２０９に加えられる。スピーカ２０９からの相殺音とロードノイズとの干渉音からなるマイクロフォン２１０の出力である誤差信号は処理回路２０１Ａ、２０１Ｂの入力に加えられる。

特開２００７−２５５２７号公報

しかしながら、図９に示した車両用能動型振動騒音制御装置２００では、以下に説明する問題があることが分かった。

ロードノイズに関し、最大値のピークは、４０Ｈｚ程度に存在するが、７０Ｈｚ程度における第２のピークがほとんど存在しない道路（ロード）があることが分かった。具体的には、コンクリート舗装道路では第２のピークがほとんど存在しない。なお、アスファルト舗装道路では、顕著な第２のピークが存在する。

寿命の長いコンクリート舗装道路は、高速道路では、例えば、舗装の取り替え工事のし難いトンネル内などの舗装に使用されている。つまり、コンクリート舗装道路の走行中において、７０Ｈｚを処理する図９に示した車両用能動型振動騒音制御装置２００の処理回路２０１Ｂが冗長になる。

そこで、７０Ｈｚ程度に第２のピークが存在しないコンクリート舗装道路を走行中に、処理回路２０１Ｂを作動させないで、４０Ｈｚを処理する処理回路２０１Ａのみにより４０Ｈｚ成分を低減させることが考えられる。しかしながら、この場合、４０Ｈｚ成分を低減させることはできるが、４０Ｈｚ成分の両側の３０Ｈｚ程度及び５０Ｈｚ程度の成分において、逆に騒音（回路ゲイン）が増加してしまうということが分かった。実際上、３０Ｈｚ成分はスピーカ２０９が応答しないので（ゲインがないので）騒音は増加しないが、５０Ｈｚ成分は、スピーカ２０９の応答範囲であるので回路ゲインの増加に基づき騒音が大きくなる。この５０Ｈｚの騒音は、７０Ｈｚ程度に第２のピークが存在しないコンクリート舗装道路を走行中、耳障りな騒音として聞こえることが分かった。

この発明はこのような課題を考慮してなされたものであって、路面状況に応じて最適な騒音低減制御を行うことを可能とする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。

この項では、理解の容易化のために添付図面中の符号を付けて説明する。したがって、この項に記載した内容がその符号を付けたものに限定して解釈されるものではない。

この発明に係る車両用能動型振動騒音制御装置は、例えば、図４に示すように、ロードノイズの第１周波数成分に関する第１基準信号を生成する第１基準信号生成器（２６）と、前記第１基準信号に基づいて第１制御信号を生成する第１適応フィルタ（３３）と、前記第１適応フィルタの第１フィルタ係数を逐次更新する第１フィルタ係数更新器（３９）と、からなる第１信号処理器（５１）と、ロードノイズの第２周波数成分に関する第２基準信号を生成する第２基準信号生成器（１２６）と、前記第２基準信号に基づいて第２制御信号を生成する第２適応フィルタ（１３３）と、前記第２適応フィルタの第２フィルタ係数を逐次更新する第２フィルタ係数更新器（１３９）と、からなる第２信号処理器（１５１）と、前記第１制御信号の位相を調整し、相殺信号を生成する第１位相調整器（４６）と、前記第２制御信号の位相を調整し、相殺信号を生成する第２位相調整器（１４６）と、前記相殺信号を相殺音として出力する相殺音出力器（８）と、評価点における前記相殺音と前記ロードノイズとの干渉による残留振動騒音を誤差信号として検出する誤差信号検出器（６）と、を備え、前記第１フィルタ係数更新器は、前記誤差信号と１サンプル前の前記第１制御信号との加算信号に基づいて前記第１フィルタ係数を更新し、前記第２フィルタ係数更新器は、前記誤差信号と１サンプル前の前記第２制御信号との加算信号とに基づいて前記第２フィルタ係数を更新する車両用能動型振動騒音制御装置において、路面から車両への入力を検出する路面入力検出器（３０６）と、前記路面入力に基づいて、前記第２信号処理器の制御を切り替える切替器（ＳＷ１、ＳＷ３、ＳＷ４）と、を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、ロードノイズの第１周波数成分に関する第１基準信号に基づいて第１制御信号を生成する第１適応フィルタを有する第１信号処理器は、常時動作させ、ロードノイズの第２周波数成分に関する第２基準信号に基づいて第２制御信号を生成する第２適応フィルタを有する第２信号処理器は、路面入力検出器により検出される路面入力に基づいて、制御を切り替えるようにしているので、路面状況に応じて最適な騒音低減制御を行うことができる。

この場合、より具体的には、前記切替器は、前記誤差信号の前記第２信号処理器への入力・非入力を切り替える誤差信号切替器（ＳＷ１）と、前記第２周波数成分に関する第２基準信号を、前記第１制御信号の出力の際に増音される第３周波数成分に関する第３基準信号に切り替える基準信号切替器（ＳＷ４）と、前記第２制御信号の出力先を前記第２位相調整器から前記第１位相調整器に切り替える位相調整器切替器（ＳＷ３）と、とからなり、前記路面入力に基づいて、前記誤差信号切替器と、前記基準信号切替器と、前記位相調整切替器を切替制御するようにすればよい。

例えば、第１周波数成分を４０Ｈｚ、第２周波数成分を７０Ｈｚ、そして第３周波数成分を５０Ｈｚとし、路面入力検出器により走行中の道路がアスファルト舗装道路等の軟らかい路面に対応すると検出したときには、４０Ｈｚで動作する第１信号処理器と７０Ｈｚで動作する第２信号処理器と第２位相調整器を第１信号処理器と第１位相調整器に対して並列的に動作させることで、４０Ｈｚと７０Ｈｚの騒音成分（ロードノイズ成分）を同時に低減することができる。

また、例えば、図７に示すように、路面入力検出器により走行中の道路がコンクリート舗装道路等の硬い路面に対応すると検出したときには、４０Ｈｚで動作する第１信号処理器で生成された第１制御信号中に含まれる５０Ｈｚの増音成分を、５０Ｈｚで動作させた第２信号処理器５２により抽出し、抽出した５０Ｈｚの増音成分を前記第１制御信号から差し引いて第１位相調整器により相殺信号を生成することで、４０Ｈｚの騒音成分（ロードノイズ成分）のみを低減することができる。

この発明によれば、路面状況に応じて最適な騒音低減制御を行うことができる。

以下、理解の便宜のために、まず、Ａ．１周波（１つの周波数）の車両用能動型振動騒音制御装置による前提技術について説明し、次に、Ｂ．この発明の実施の形態の順に説明する。

Ａ．１周波の車両用能動型振動騒音制御装置による前提技術の説明
図１は、１周波（第１周波数ｆ１＝４０Ｈｚ）の車両用能動型振動騒音制御装置１０の基本的な構成を示すブロック図である。

図２は、図１に示す車両用能動型振動騒音制御装置１０の詳細な構成を示すブロック図である。

図１及び図２において、車両用能動型振動騒音制御装置１０は、基本的には、Ａ／Ｄ変換器３５によりデジタル信号とされた誤差信号ｅ１に基づき第１制御信号Ｓｃ１を出力する第１信号処理器５１と、第１制御信号Ｓｃ１の位相とゲインを調整し、第１相殺信号Ｓｃｐ１を生成する第１位相ゲイン調整器４６と、Ｄ／Ａ変換器３７によりアナログ信号とされた第１相殺信号Ｓｃｐ１を第１相殺音として車室内空間４に出力する相殺音出力器としてのスピーカ８と、車室内空間４の評価点における前記第１相殺音とロードノイズとの干渉による残留振動騒音を誤差信号ｅ１として検出する誤差信号検出器としてのマイクロフォン６と、から構成される。車両用能動型振動騒音制御装置１０からスピーカ８とマイクロフォン６とを除いた部分を能動型振動騒音制御装置｛ＡＮＣ（Ａｃｔｉｖｅ Ｎｏｉｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）｝１８と称する。

第１信号処理器５１は、減算器（引き算器）２０と、第１適応ノッチフィルタ３２とから構成される。

第１適応ノッチフィルタ３２は、前記ロードノイズの第１周波数ｆ１の成分に関する第１基準信号ｒ１を生成する第１基準信号生成器２６と、第１基準信号ｒ１に基づいて第１制御信号Ｓｃ１を生成する第１適応フィルタ３３と、誤差信号ｅ１から、１サンプル時間遅延器３６により遅延された１サンプル前の第１制御信号Ｓｃ１を引き算した信号ｅｄ１（ｅｄ１＝ｅ１−Ｓｃ１）に基づいて、第１適応フィルタ３３の第１フィルタ係数Ｗ１を逐次更新する第１フィルタ係数更新器３９とから構成される。

図１に示す第１基準信号生成器２６は、図２に示すように、ロードノイズの第１周波数ｆ１を有しそれぞれが基準信号である余弦波信号ｃｏｓ（２πｆ１ｔ）を生成する余弦波信号生成器２２と正弦波信号ｓｉｎ（２πｆ１ｔ）を生成する正弦波信号生成器２４とからなる。

図１に示す第１適応フィルタ３３は、図２に示すように、余弦波信号ｃｏｓ（２πｆ１ｔ）にフィルタ係数Ａをかけて出力する１タップ適応フィルタ２８と、正弦波信号ｓｉｎ（２πｆ１ｔ）にフィルタ係数Ｂかけて出力する１タップ適応フィルタ３０と、Ａ×ｃｏｓ（２πｆ１ｔ）＋Ｂ×ｓｉｎ（２πｆ１ｔ）の加算信号を制御信号Ｓｃ１として出力する加算器３１とからなる。

図１に示す第１フィルタ係数更新器３９は、図２に示すように、余弦波信号ｃｏｓ（２πｆ１ｔ）と正弦波信号ｓｉｎ（２πｆ１ｔ）とがそれぞれに供給されるとともに１サンプル時間遅延された信号ｅｄ１が供給され、信号ｅｄ１が最小値となるように適応制御アルゴリズム、例えば最急降下法の一種であるＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）アルゴリズムに基づいて１タップ適応フィルタ２８、３０のフィルタ係数Ａ、Ｂを更新するフィルタ係数更新器３８、４０からなる。

図１に示す第１位相ゲイン調整器４６は、図２に示すように、移相器として動作するＮサンプル時間遅延を有する遅延器（Ｚ^-N）３４と、これに直列に接続されるゲイン調整器（振幅調整器）４４とからなり（接続順序は、逆でもよい）、第１信号処理器５１（第１適応ノッチフィルタ３２）から供給される制御信号Ｓｃ１に対して遅延器３４により所定の位相遅延を与えるとともにゲイン調整器４４により振幅を調整し第１相殺信号Ｓｃｐ１として出力する。

ここで、第１位相ゲイン調整器４６を構成する遅延器３４に設定が必要とされる位相遅延量θ１について説明する。マイクロフォン６の位置する点である評価点においてロードノイズをゼロ値とするためには、第１相殺音とロードノイズとの位相差が当該評価点において１８０゜の位相差（逆相）を有し、かつ振幅が同一になっていることが必要である。すなわち、位相差に関し、マイクロフォン６の入力点（位置）からＡ／Ｄ変換器３５、第１信号処理器５１（減算器２０、第１適応ノッチフィルタ３２）、第１位相ゲイン調整器４６、Ｄ／Ａ変換器３７、スピーカ８、及び車室内空間４を通じてマイクロフォン６に至るロードノイズの周波数ｆ１＝４０Ｈｚに対応する正弦波の位相遅延量が１８０゜になっていることが必要であり、遅延器３４には、位相遅延量が１８０゜になるように固定値を設定すればよい。

次に、第１位相ゲイン調整器４６を構成するゲイン調整器４４に設定されるゲイン量について説明する。このゲイン量は、位相遅延と同様に考えることができる。この場合、概ね、スピーカ８から車室内空間４を経てマイクロフォン６に至る経路での相殺音の減衰量を補償する値（固定値）に設定すればよい。

以上のように構成される第１位相ゲイン調整器４６を備える車両用能動型振動騒音制御装置１０の動作について、図１を参照して説明する。

マイクロフォン６では、ロードノイズと第１相殺音との干渉による残留騒音が誤差信号として検出され、この誤差信号がＡ／Ｄ変換器３５によりデジタル信号の誤差信号ｅ１とされる。誤差信号ｅ１は、減算器２０の被減算入力端子に供給される。

第１適応ノッチフィルタ３２は、減算器２０から出力され１サンプル時間遅延器３６に入力される信号である信号ｅｄ１が最小値になるように第１適応フィルタ３３のフィルタ係数Ｗ１を決定する動作を行なうことから、減算器２０の減算入力端子には、ロードノイズの周波数ｆ１の誤差信号ｅ１と同振幅・同位相の制御信号Ｓｃ１が生成される。

すなわち、第１適応ノッチフィルタ３２を有する第１信号処理器５１は、誤差信号ｅ１に対して、減算器２０の出力側（信号ｅｄ１の発生点）で中心周波数ｆ１のノッチフィルタとして機能し、減算器２０の被減算入力側（制御信号Ｓｃ１の発生点）で中心周波数ｆ１の帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）として機能する。

図３は、第１適応ノッチフィルタ３２の制御信号Ｓｃ１の発生点での通過帯域周波数特性２５０を示している。この通過帯域周波数特性２５０から、中心周波数ｆ１（ｆ１＝４０Ｈｚ）で急峻なバンドパスフィルタ（帯域通過フィルタ）として動作することが分かる。急峻さは、制御パラメータであるステップサイズパラメータを調整することで変化させることができる。

この場合、フィルタ係数Ｗ１の更新式は、ステップサイズパラメータをμとして、次の（１）式で与えられる。
Ｗ１（ｎ＋１）＝Ｗ１（ｎ）−μ・ｅｄ１（ｎ）・ｃｏｓ（２πｆ１×ｎ×ｔ）…（１）

第１適応ノッチフィルタ３２により生成された制御信号Ｓｃ１は、第１位相ゲイン調整器４６により位相と振幅が調整された相殺信号Ｓｃｐ１にされる。相殺信号Ｓｃｐ１は、スピーカ８から第１相殺音として出力され、マイクロフォン６の入力点でロードノイズに対して逆相・同振幅の相殺音として当該ロードノイズと干渉し、ロードノイズが打ち消される。

以上の説明が、Ａ．１周波（１つの周波数）の車両用能動型振動騒音制御装置１０の前提技術についての説明であり、次に、Ｂ．この発明の実施の形態を説明する。

Ｂ．この発明の実施形態の説明
図４は、この発明の一実施形態に係る車両用能動型振動騒音制御装置１００の構成を示している。

車両３００の車体３１４が、道路（ロード）３１６上に車輪３０２及びダンパ３０４を含むサスペンションを介して懸架される。

ダンパ３０４と車体３１４の接続部には車体３１４の上下方向（ピッチング方向）の加速度を検出する路面入力検出器としての加速度センサユニット３０６が取り付けられている。加速度センサユニット３０６には、閾値が設けられ、上下方向加速度が閾値を下回る場合にはローレベルＬ、閾値を上回る場合にはハイレベルＨになる二値信号である路面入力検出信号Ｓｓを出力する。

車両３００が、コンクリート舗装道路のような硬い道路上を走行している場合に比較して、アスファルト舗装道路のような軟らかい道路上を走行している場合、加速度センサユニット３０６を構成する加速度センサにより検出される上下方向加速度は、閾値より小さい値となる。この場合、アスファルト舗装道路と同定してローレベル（Ｌ）となる路面入力検出信号Ｓｓを出力する。前記閾値より上下方向加速度が大きい値である場合には、コンクリート舗装道路と同定してハイレベル（Ｈ）となる路面入力検出信号Ｓｓを出力する。

図５の切替表４００に基づき、加速度センサユニット３０６から出力される路面入力検出信号Ｓｓのレベルに応じて、能動型振動騒音制御装置（ＡＮＣ）１８Ａを構成する誤差信号切替器ＳＷ１、第１制御信号切替器ＳＷ２、位相調整切替器ＳＷ３、及び基準信号切替器ＳＷ４が切り替えられる。

図４に描かれたスイッチＳＷ１〜ＳＷ４の切替位置は、路面入力検出信号Ｓｓのレベルがアスファルト舗装道路走行中に対応するローレベルＬであるときの切替位置を示している（図５も参照）。

図４において、車室内空間４中、ルーフ中央にマイクロフォン６が取り付けられている。スピーカ８は、前席のキックパネル部に取り付けられている。図４中、相殺音とロードノイズを矢印により模式的に描いている。

図４の車両用能動型振動騒音制御装置１００は、図１に示した車両用能動型振動騒音制御装置１０における第１周波数ｆ１＝４０Ｈｚに遅延量とゲイン量が設定された第１位相ゲイン調整器４６と第１信号処理器５１との直列回路に対して、第２周波数ｆ２＝７０Ｈｚに遅延量とゲイン量が設定された第２位相ゲイン調整器１４６と第２信号処理器１５１との直列回路が並列に接続された構成になっている。

この場合、Ａ／Ｄ変換器３５から出力される誤差信号ｅ１は、第１信号処理器５１を構成する減算器２０の被減算入力端子に供給されるとともに、誤差信号切替器ＳＷ１がＯＮ状態のとき該誤差信号切替器ＳＷ１を介して第２信号処理器１５１を構成する減算器１２０の被減算入力端子に供給される。

減算器２０は、誤差信号ｅ１から第１制御信号Ｓｃ１を引き算した信号ｅｄ１（ｅｄ１＝ｅ１−Ｓｃ１）を第１適応ノッチフィルタ３２を構成する１サンプル時間遅延器３６に供給する。

減算器１２０は、第１制御信号切替器ＳＷ２がＯＦＦ状態で誤差信号切替器ＳＷ１がＯＮ状態であるので誤差信号ｅ１から第２制御信号Ｓｃ２を引き算した信号ｅｄ２（ｅｄ２＝ｅ１−Ｓｃ２）を第２適応ノッチフィルタ１３２を構成する１サンプル時間遅延器１３６に供給する。

第２信号処理器１５１は、ロードノイズの第２周波数成分（ここでは、７０Ｈｚの第２周波数ｆ２）に関する第２基準信号ｒ２を生成する第２基準信号生成器１２６と、第１制御信号Ｓｃ１が出力される際に増音される第３周波数成分（ここでは、５０Ｈｚの第３周波数ｆ３）に関する第３基準信号ｒ３を生成する第３基準信号生成器１２７と、路面入力検出信号Ｓｓのレベルに応じて第２基準信号ｒ２又は第３基準信号ｒ３を選択的に切り替えて出力する基準信号切替器ＳＷ４と、第２基準信号ｒ２又は第３基準信号ｒ３に基づいて第２制御信号Ｓｃ２を生成する第２適応フィルタ１３３と、第２適応フィルタ１３３の第２フィルタ係数Ｗ２を逐次更新する第２フィルタ係数更新器１３９と、上述した減算器１２０と、信号ｅｄ２を１サンプル時間遅延させて第２フィルタ係数更新器１３９に出力する１サンプル時間遅延器１３６とからなる。

第１制御信号Ｓｃ１は、減算器３１８の被減算入力端子を通じて第１位相ゲイン調整器４６に供給される。位相調整切替器ＳＷ３が第２位相ゲイン調整器１４６側（図示の側）に切り替えられているとき、第２制御信号Ｓｃ２は、そのまま第２位相ゲイン調整器１４６に供給される。位相調整切替器ＳＷ３が減算器３１８側に切り替えられているときに、第２制御信号Ｓｃ２は、減算器３１８の減算入力端子を通じて第１制御信号Ｓｃ１から減算されて（Ｓｃ１−Ｓｃ２）、第１位相ゲイン調整器４６に供給される。

図４の切替状態において、第１及び第２位相ゲイン調整器４６、１４６により位相とゲインが調整された第１及び第２相殺信号Ｓｃｐ１、Ｓｃｐ２は、加算器１５２を通じて加算信号とされＤ／Ａ変換器３７に供給される。

図７の切替状態において、第１位相ゲイン調整器４６（図７）のみにより位相とゲインが調整された第１相殺信号Ｓｃｐ１は、加算器１５２を通じてＤ／Ａ変換器３７に供給される。

加算器１５２の出力信号が、Ｄ／Ａ変換器３７及びスピーカ８を通じて相殺音として出力され、マイクロフォン６の入力点で得られる相殺音とロードノイズとが干渉した残留誤差信号がＡ／Ｄ変換器３５を通じて誤差信号ｅ１として出力される。

次に、以上のように構成される車両用能動型振動騒音制御装置１００の図４の切替状態の動作について説明する。

車両３００がアスファルト舗装道路等の軟らかい路面の道路３１６上を走行しているときには、ダンパ３０４がそれほど振動しないので加速度センサユニット３０６から出力される路面検出入力信号Ｓｓは、ローレベルＬになる。

切替表４００に示すように、路面検出入力信号ＳｓがローレベルＬであるとき、誤差信号切替器ＳＷ１はＯＮ状態、第１制御信号切替器ＳＷ２はＯＦＦ状態、位相調整切替器ＳＷ３は第２位相ゲイン調整器１４６側に、基準信号切替器ＳＷ４は第２基準信号生成器１２６側にそれぞれ切り替えられる（図４に示すＳＷ１〜ＳＷ４の切替状態）。

この場合、第１相殺信号Ｓｃｐ１を出力する第１位相ゲイン調整器４６の入力に出力が接続される第１信号処理器５１、並びに第２相殺信号Ｓｃｐ２を出力する第２位相ゲイン調整器１４６の入力に出力が接続される第２信号処理器１５１に、誤差信号ｅ１が供給される。

このとき、第１信号処理器５１は、誤差信号ｅｄ１（ｅｄ１＝ｅ１−Ｓｃ１）が最小となるように動作するので、４０Ｈｚを中心周波数とするバンドパスフィルタとして動作し、第１制御信号Ｓｃ１は、誤差信号ｅ１中、４０Ｈｚを中心周波数として通過した成分となり、この成分が、第１位相ゲイン調整器４６によりマイクロフォン６の位置で逆相かつ同振幅となるように位相とゲインが調整された第１相殺信号Ｓｃｐ１とされる。

その一方、第２信号処理器１５１は、誤差信号ｅｄ２（ｅｄ２＝ｅ１−Ｓｃ２）が最小となるように動作するので、７０Ｈｚを中心周波数とするバンドパスフィルタとして動作し、第２制御信号Ｓｃ２は、誤差信号ｅ１中、７０Ｈｚを中心周波数として通過した成分となり、この成分が第２位相ゲイン調整器１４６によりマイクロフォン６の位置で逆相かつ同振幅となるように位相とゲインが調整された第２相殺信号Ｓｃｐ２とされる。

第１相殺信号Ｓｃｐ１と第２相殺信号Ｓｃｐ２とが加算器１５２で加算され、加算信号がＤ／Ａ変換器３７及びスピーカ８を通じて相殺音として出力されることで、評価点に配置されたマイクロフォン６の位置において、４０Ｈｚと７０Ｈｚのロードノイズの成分が同時に低減される。

このように、路面入力検出器としての加速度センサユニット３０６により車両３００がアスファルト舗装道路等の軟らかい路面の道路３１６を走行中であると検出したときには、４０Ｈｚで動作する第１信号処理器５１と第１位相ゲイン調整器４６との直列回路に対して、７０Ｈｚで動作する第２信号処理器１５１と第２位相ゲイン調整器１４６との直列回路を並列的に動作させることで、４０Ｈｚと７０Ｈｚの騒音成分を同時に低減することができる。

図６は、能動型振動騒音制御装置１８Ａを動作させないとき｛ＡＮＣ（Ａｃｔｉｖｅ Ｎｏｉｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ） ＯＦＦ時という。｝の特性３２０（実線）と能動型振動騒音制御装置１８を動作させたとき｛ＡＮＣ ＯＮ時という。｝の特性３２２（点線）を示す効果の説明図である。ＡＮＣ ＯＮ時の特性３２２では、５０Ｈｚ近傍において僅かに増音するが、４０Ｈｚの第１ピークと７０Ｈｚの第２ピークの騒音が顕著に低減されていることが分かる。

一方、車両３００がコンクリート舗装道路等の硬い路面の道路３１６上を走行しているときには、ダンパ３０４の振動は大きくなり、加速度センサユニット３０６から出力される路面検出入力信号Ｓｓは、ハイレベルＨになる。

切替表４００に示すように、路面検出入力信号ＳｓがハイレベルＨであるとき、誤差信号切替器ＳＷ１はＯＦＦ状態、第１制御信号切替器ＳＷ２はＯＮ状態、位相調整切替器ＳＷ３は減算器３１８側に、基準信号切替器ＳＷ４は第３基準信号生成器１２７側にそれぞれ切り替えられる。

図７に、このときのＳＷ１〜ＳＷ４の切替位置を描いた車両用能動型振動騒音制御装置１００のブロック図を掲載する。

この場合、誤差信号ｅ１は、第１信号処理器５１のみに入力される。このとき、第１信号処理器５１は、誤差信号ｅｄ１が最小となるように動作するので、４０Ｈｚを中心周波数とするバンドパスフィルタとして動作し、第１制御信号Ｓｃ１は、誤差信号ｅ１中、４０Ｈｚを中心周波数とする成分となるが、この第１制御信号Ｓｃには、４０Ｈｚを中心として低減するときに反作用的に発生して増音成分となる５０Ｈｚの成分が含まれる。

４０Ｈｚの成分と、この５０Ｈｚの成分を含む第１制御信号Ｓｃ１が切替器ＳＷ２を通じて減算器１２０の被減算入力端子に供給される。この場合、減算器１２０の減算入力端子には５０Ｈｚの成分を主要成分とする第２制御信号Ｓｃ２が供給されているので、第１制御信号Ｓｃ１中、４０Ｈｚの成分、及び相殺された５０Ｈｚの成分が残留する。切替器ＳＷ４を通じて第３基準信号生成器１２７から５０Ｈｚの基準信号ｒ３が供給されている第２適応ノッチフィルタ１３２を有する第２信号処理器１５１は、第２適応フィルタ１３３の出力側においてバンドパスフィルタとして機能するので、第２制御信号Ｓｃ２は、概ね前記増音成分である５０Ｈｚの成分となり、この５０Ｈｚの増音成分からなる第２制御信号Ｓｃ２は、切替器ＳＷ３を通じて減算器３１８の減算入力端子に供給される。

減算器３１８では、第１制御信号Ｓｃ１から第２制御信号Ｓｃ２が減算された信号、すなわち、４０Ｈｚを中心とする成分と５０Ｈｚを中心とする成分を有する第１制御信号Ｓｃ１から５０Ｈｚを中心とする成分を有する第２制御信号Ｓｃ２が引き算された４０Ｈｚを中心とする成分のみが抽出され、第１位相ゲイン調整器４６に供給される。

第１位相ゲイン調整器４６は、４０Ｈｚを中心とする成分について、マイクロフォン６の点で逆相かつ同振幅となるように位相とゲインが調整した第１相殺信号Ｓｃｐ１を出力する。

この第１相殺信号Ｓｃｐ１が、Ｄ／Ａ変換器３７を通じスピーカ８を通じて相殺音として出力されることで、評価点に配置されたマイクロフォン６の位置において、４０Ｈｚのロードノイズの成分が低減される。

このように、路面入力検出器としての加速度センサユニット３０６により車両３００がコンクリート舗装道路等の硬い路面の道路３１６を走行中であると検出したときには、４０Ｈｚで騒音低減動作をするが５０Ｈｚで増音成分を発生する第１信号処理器５１の出力である第１制御信号Ｓｃ１を、５０Ｈｚを中心周波数とするバンドパスフィルタとして動作する第２信号処理器１５１で処理し、抽出した５０Ｈｚの成分からなる第２制御信号Ｓｃ２を、第１制御信号Ｓｃ１から減算した信号を第１位相ゲイン調整器４６に供給する構成としたので、５０Ｈｚ成分を増音させることなく、４０Ｈｚ成分のみを低減することができる。

図８は、ＡＮＣ ＯＦＦ時の特性３２４（実線）とＡＮＣ ＯＮ時の特性３２８（点線）を示す効果の説明図である。

一点鎖線の特性３２６は、図７に示す第２信号処理器１５１が存在しない場合のＡＮＣ ＯＮ時の特性である。

一点鎖線の特性３２６に対して、図７に示す第２信号処理器１５１が存在する場合のＡＮＣ ＯＮ時の点線の特性３２８では、５０Ｈｚ近傍における増音がほとんどなく、４０Ｈｚのピークが顕著に低減されていることが分かる。

上述した実施形態によれば、アスファルト舗装面又はコンクリート舗装面を走行中に発生するロードノイズをそれぞれ最小化する車両用能動型振動騒音制御装置１００が提供される。すなわち、アスファルト舗装面を走行中には、４０Ｈｚで動作する第１信号処理器５１と７０Ｈｚで動作する第２信号処理器５２を並列的に動作させ４０Ｈｚと７０Ｈｚ成分のロードノイズを低減する一方、コンクリート舗装面を走行中には、４０Ｈｚで動作する第１信号処理器で生成された第１制御信号中に含まれる５０Ｈｚの増音成分を、５０Ｈｚで動作させた第２信号処理器５２により抽出し、抽出した５０Ｈｚの増音成分を前記第１制御信号から差し引いて第１位相ゲイン調整器４６により相殺信号Ｓｃｐ１を生成することで、４０Ｈｚの騒音成分（ロードノイズ成分）のみを効果的に低減することができる。

このように、この実施形態によれば、路面状況に応じて最適な騒音低減制御を行うことができる。

なお、図４例の車両用能動型振動騒音制御装置１００において、第１制御信号切替器ＳＷ２は、常時ＯＮ状態としてもよい。これによって、制御が安定する。

この発明の前提技術である１周波の車両用能動型振動騒音制御装置の基本的な構成を示すブロック図である。 図１に示す車両用能動型振動騒音制御装置の詳細な構成を示すブロック図である。 第１適応ノッチフィルタの制御信号の発生点での通過帯域周波数特性を示す説明図である。 この発明の一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。 路面入力に応じて切り替えられる切替器の切替状態を示す切替表図である。 軟らかい道路面を走行中のＡＮＣ ＯＦＦ時の特性とＡＮＣ ＯＮ時の特性を示す効果の説明図である。 硬い路面の走行中における各切替器の切替位置を描いた、この発明の一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。 硬い道路面を走行中のＡＮＣ ＯＦＦ時の特性とＡＮＣ ＯＮ時の特性を示す効果の説明図である。 従来技術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。

符号の説明

６…マイクロフォン ８…スピーカ
２６…第１基準信号生成器 ３３…第１適応フィルタ
３９…第１フィルタ係数更新器 ４６…第１位相ゲイン調整器
５１…第１信号処理器 ５２…第２信号処理器
１００…車両用能動型振動騒音制御装置 １２６…第２基準信号生成器
１２７…第３基準信号生成器 １３３…第２適応フィルタ
１３９…第２フィルタ係数更新器 １４６…第２位相ゲイン調整器
１５１…第２信号処理器 ３０６…加速度センサユニット

Claims (1)

1. ロードノイズの第１周波数成分に関する第１基準信号を生成する第１基準信号生成器と、
   前記第１基準信号に基づいて第１制御信号を生成する第１適応フィルタと、
   前記第１適応フィルタの第１フィルタ係数を逐次更新する第１フィルタ係数更新器と、
   からなる第１信号処理器と、
   ロードノイズの第２周波数成分に関する第２基準信号を生成する第２基準信号生成器と、
   前記第２基準信号に基づいて第２制御信号を生成する第２適応フィルタと、
   前記第２適応フィルタの第２フィルタ係数を逐次更新する第２フィルタ係数更新器と、
   からなる第２信号処理器と、
   前記第１制御信号の位相を調整し、相殺信号を生成する第１位相調整器と、
   前記第２制御信号の位相を調整し、相殺信号を生成する第２位相調整器と、
   前記相殺信号を相殺音として出力する相殺音出力器と、
   評価点における前記相殺音と前記ロードノイズとの干渉による残留振動騒音を誤差信号として検出する誤差信号検出器と、
   を備え、
   前記第１フィルタ係数更新器は、前記誤差信号と１サンプル前の前記第１制御信号との減算信号に基づいて前記第１フィルタ係数を更新し、
   前記第２フィルタ係数更新器は、前記誤差信号と１サンプル前の前記第２制御信号との減算信号とに基づいて前記第２フィルタ係数を更新する
   車両用能動型振動騒音制御装置において、
   路面から車両への入力を検出する路面入力検出器と、
   前記第２信号処理器への前記誤差信号の入力を、入力状態から非入力状態に切り替える誤差信号切替器と、
   前記第２信号処理器への前記第１制御信号の入力を、入力状態から非入力状態に切り替える制御信号切替器と、
   前記第２適応フィルタへの入力信号を、前記第２周波数成分に関する第２基準信号から、前記第１制御信号の出力の際に増音される第３周波数成分に関する第３基準信号に切り替える基準信号切替器と、
   前記第２制御信号の出力先を前記第２位相調整器から前記第１位相調整器に切り替える位相調整器切替器と、
   を備え、
   前記路面入力に基づいて、前記誤差信号の入力を前記入力状態から前記非入力状態に、前記第１制御信号の入力を前記非入力状態から前記入力状態に、前記第２適応フィルタへの入力信号を前記第２基準信号から前記第３基準信号に、前記第２制御信号の出力先を前記第２位相調整器から前記第１位相調整器に、それぞれ切替制御する
   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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