JP6833833B2 - ノイズ及び振動の感知 - Google Patents

Description

本開示は、ロードノイズ制御システム、アクティブロードノイズ制御システムならびにノイズ及び振動測定方法におけるノイズ及び振動センサの構成に関する。

路面及び他の面上で運転されると、陸上車両は、ロードノイズとして知られる低周波ノイズを生成する。最新の車両においてさえ、車室の乗員は、固体を通して（例えば、タイヤ−サスペンション−車体−車室の経路を介して）または空気経路を通して（例えば、タイヤ−車体−車室の経路）車室に伝達されるロードノイズにさらされ得る。車室の乗員が感じるロードノイズを低減させることが望ましい。アクティブロードノイズ制御（ＲＮＣ）システムを含むアクティブノイズ、振動及びハーシュネス（ＮＶＨ）制御技術を、アクティブ振動技術が行うように、車両の構造を修正することなくこれらのノイズ要素を低減させるのに用いることができる。しかしながら、ロードノイズ消去のためのアクティブサウンド技術は、ロードノイズ及び振動信号を観察するために、車両構造全体にわたって、非常に特殊なノイズ及び振動（Ｎ＆Ｖ）センサ構成を必要とし得る。

例示的なアクティブロードノイズ制御システムは、車体の第１の位置で発生する少なくとも１つの加速度、運動及び／または振動を表す第１の感知信号ならびに車体内の第２の位置で発生する音を表す第２の感知信号を生成するように構成されたセンサ構成を含む。システムは、第１の感知信号及び第２の感知信号を第１の動作モードまたは第２の動作モードにしたがって処理することによってノイズ低減信号を提供するように構成されたアクティブロードノイズ制御モジュールをさらに含む。少なくとも１つのスピーカは、車体内の第３の位置に配置され、ノイズ低減信号から、第２の位置でノイズ低減音を生成するように構成される。システムは、センサ構成の動作状態を評価するように、かつ、アクティブロードノイズ制御モジュールを、センサ構成が適切な動作状態にあるときは第１の動作モードで、センサ構成の不具合が検出されたときは第２の動作モードで該アクティブロードノイズ制御モジュールが動作するよう制御するように構成された不具合検出モジュールをさらに含む。

例示的なアクティブロードノイズ制御方法は、センサ構成を用いて、車体の第１の位置で発生する少なくとも１つの加速度、運動及び／または振動を表す第１の感知信号ならびに車体内の第２の位置で発生する音を表す第２の感知信号を生成することを含む。方法は、また、第１の感知信号及び第２の感知信号を第１の動作モードまたは第２の動作モードにしたがって処理することによって、ノイズ低減信号を提供する。方法は、ノイズ低減信号から第２の位置で車体内にノイズ低減音を生成することと、センサ構成の動作状態を評価することとをさらに含み、当該方法はまた、第１の感知信号及び第２の感知信号の処理を、センサ構成が適切な動作状態にあるときは第１の動作モードで、センサ構成の不具合が検出されたときは第２の動作モードで第１の感知信号及び第２の感知信号が処理されるように制御することも含む。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
アクティブロードノイズ制御システムであって、
車体の第１の位置で発生する加速度、運動及び振動の少なくとも１つを表す第１の感知信号ならびに前記車体内の第２の位置で発生する音を表す第２の感知信号を生成するように構成されたセンサ構成と、
前記第１の感知信号及び前記第２の感知信号を第１の動作モードまたは第２の動作モードにしたがって処理することによって、ノイズ低減信号を提供するように構成されたアクティブロードノイズ制御モジュールと、
前記車体内の第３の位置に配置され、前記ノイズ低減信号から前記第２の位置でノイズ低減音を生成するように構成された少なくとも１つのスピーカと、
前記センサ構成の前記動作状態を評価するように、かつ、前記アクティブロードノイズ制御モジュールを、前記センサ構成が適切な動作状態にあるときは前記第１の動作モードで、前記センサ構成の不具合が検出されたときは前記第２の動作モードで前記アクティブロードノイズ制御モジュールが動作するよう制御するように構成された不具合検出モジュールとを備える、前記システム。
（項目２）
前記センサ構成が、ビルトインセルフテストを行うように、かつ、前記ビルトインセルフテストが前記センサ構成の不具合を検出した場合、前記不具合を示す信号を前記不具合検出モジュールに提供するように構成された、項目１に記載のシステム。
（項目３）
前記センサ構成が、少なくとも１つのノイズ及び振動センサならびに少なくとも１つの音響センサを備え、
前記不具合検出モジュールが、
前記少なくとも１つのノイズ及び振動センサにならびに／または前記少なくとも１つの音響センサに供給される電圧、
前記少なくとも１つのノイズ及び振動センサをならびに／または少なくとも１つの音響センサを流れる電流、及び
前記少なくとも１つのノイズ及び振動センサによってならびに／または前記少なくとも１つの音響センサによって生成される感知信号
の少なくとも１つを評価するようにさらに構成された、項目１または２のシステム。
（項目４）
前記不具合検出モジュールが、前記第１の感知信号を前記第２の感知信号と比較して、前記センサ構成の前記動作状態を評価するようにさらに構成された、項目１〜３のいずれかに記載のシステム。
（項目５）
前記センサ構成が、多様なノイズ及び振動センサならびに多様な音響センサを備え、
前記多様なノイズ及び振動センサは多様な第１の感知信号を提供するものであり、前記多様な音響センサは多様な第２の感知信号を提供するものであり、
前記不具合検出モジュールが、前記第１の感知信号を互いに比較し、かつ／または、前記第２の感知信号を互いに比較して、前記センサ構成の前記動作状態を評価するようにさらに構成された、項目１〜４のいずれかに記載のシステム。
（項目６）
前記不具合検出モジュールが、
前記第１の感知信号と前記第２の感知信号の相関を表す第１の相関値、
前記第１の感知信号（複数）と前記第２の感知信号（複数）の相関を表す第２の相関値、
前記第１の感知信号間の相関を表す第３の相関値、及び
前記第２の感知信号間の相関を表す第４の相関値の少なくとも１つを計算または推定するようにさらに構成され、
前記不具合検出モジュールが、前記第１の相関値、第２の相関値、第３の相関値及び第４の相関値の少なくとも１つをそれぞれの閾値と比較して、前記センサ構成の前記動作状態を評価するようにさらに構成された、項目４または５に記載のシステム。
（項目７）
前記第２の動作モードが、前記アクティブロードノイズ制御モジュールのリセットを含む、項目１〜６のいずれかに記載のシステム。
（項目８）
前記アクティブロードノイズ制御モジュールが、可変の伝達関数を有する適応フィルタを備え、
前記第２の動作モードが、前記適応フィルタの前記伝達関数をデフォルトの伝達関数に設定すること及び／または前記適応プロセスを停止することを含む、項目１〜７のいずれかに記載のシステム。
（項目９）
センサ構成を用いて、車体の第１の位置で発生する加速度、運動及び振動の少なくとも１つを表す第１の感知信号ならびに前記車体内の第２の位置で発生する音を表す第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の感知信号を第１の動作モードまたは第２の動作モードにしたがって処理することによって、ノイズ低減信号を提供することと、
前記ノイズ低減信号から前記第２の位置で前記車体内にノイズ低減音を生成することと、
前記センサ構成の前記動作状態を評価することと、
前記第１の感知信号及び前記第２の感知信号の処理を、前記センサ構成が適切な動作状態にあるときは前記第１の動作モードで、前記センサ構成の不具合が検出されたときは前記第２の動作モードで前記第１の感知信号及び前記第２の感知信号が処理されるように制御することとを備える、アクティブロードノイズ制御方法。
（項目１０）
前記センサ構成が、ビルトインセルフテストを行うように、かつ、前記ビルトインセルフテストが前記センサ構成の不具合を検出した場合、前記不具合を示す信号を前記不具合検出モジュールに提供するように構成された、項目９に記載の方法。
（項目１１）
少なくとも１つのノイズ及び振動センサにならびに／または少なくとも１つの音響センサに供給される電圧、
前記少なくとも１つのノイズ及び振動センサをならびに／または前記少なくとも１つの音響センサを流れる電流、
前記少なくとも１つのノイズ及び振動センサによってならびに／または前記少なくとも１つの音響センサによって生成される感知信号の少なくとも１つを評価することをさらに含む、項目９または１０に記載の方法。
（項目１２）
前記センサ構成の前記動作状態を評価するために、以下、
前記第１の感知信号を前記第２の感知信号と比較すること、
多様な第１の感知信号を多様な第２の感知信号と比較すること、
多様な第１の感知信号を互いに比較すること、及び
多様な第２の感知信号を互いに比較すること
の少なくとも１つをさらに含む、項目９〜１１のいずれかに記載の方法。
（項目１３）
以下、
前記第１の感知信号と前記第２の信号の相関を表す第１の相関値、
前記第１の感知信号（複数）と前記第２の信号（複数）の相関を表す第２の相関値、
前記第１の感知信号間の相関を表す第３の相関値、及び
前記第２の感知信号間の相関を表す第４の相関値、
の少なくとも１つを計算または推定することと、
第１の相関値、第２の相関値、第３の相関値及び第４の相関値の少なくとも１つをそれぞれの閾値と比較して、前記センサ構成の前記動作状態を評価することとをさらに含む、項目１１または１２に記載の方法。
（項目１４）
前記第２の動作モードが、前記第１の感知信号及び前記第２の感知信号の処理におけるリセットを含む、項目９〜１３のいずれかに記載の方法。
（項目１５）
前記第１の感知信号及び前記第２の感知信号の処理が、可変の伝達関数を有する適応フィルタリングを備え、
前記第２の動作モードが、前記可変の伝達関数をデフォルトの伝達関数に設定すること及び／または前記適応プロセスを停止することを含む、項目９〜１４のいずれかに記載の方法。

本開示は、図面に添付された非限定的な実施形態の以下の記載を閲読することによってより良好に理解され得る。同様の要素は、同様の参照番号で言及される。

例示的な簡潔な単一チャネルのアクティブロードノイズ制御システムを示す概略図である。 例示的な簡潔なマルチチャネルのアクティブロードノイズ制御システムを示す概略図である。 ビルトインセルフテストモジュールを有するノイズ及び振動センサ構成を示す概略図である。 中央テストモジュールを有するノイズ及び振動センサ構成を示す概略図である。 加速度感知信号に応答して、カウンタ値を増加または減少させる１つの例示的なプロセスを示すグラフである。 部分的に感知信号の相互関係を示すグラフである。 相関検出モジュールを示すブロック図である。 検証中のセンサに供給される電圧及び検証中のセンサを流れる電流を評価しかつ感知信号を評価するモジュールを示すブロック図である。 少なくとも２つの異なる動作モードを有する適応フィルタを示すブロック図である。 例示的なアクティブロードノイズ制御方法の流れ図である。

ノイズ及び振動センサは、ロードノイズを低減または消去するアンチノイズの生成の基礎として、基準入力をアクティブＲＮＣシステム（例えば、マルチチャネルのフィードフォワードアクティブロードノイズ制御システム）に提供する。ノイズ及び振動センサは、加速度計、フォースゲージ、ロードセル等などの加速度センサを含み得る。例えば、加速度計は、適正加速度を測定するデバイスである。適正加速度 は、速度の変化率である座標加速度と同一ではない。加速度計の単一軸かつ複数軸のモデルは、適正加速度の大きさ及び方向を検出するために利用可能であり、それらは、向き、座標加速度、運動、振動及び衝撃を感知するのに用いることができる。

０Ｈｚ〜１ｋＨｚで可能な限り高いロードノイズ低減（消去）性能を提供するために、空気伝播かつ固体伝播ノイズ源は、ノイズ及び振動センサによってモニタリングされる。例えば、入力ノイズ及び振動センサとして用いられる加速度センサは、車両中に配置されて、サスペンション及び全体的なＲＮＣに対する他の車軸構成要素の構造的挙動をモニタリングし得る。０Ｈｚ〜約５００Ｈｚに延在する周波数範囲を超えて、空気伝播ロードノイズを測定する音響センサは基準制御入力として用いられ得る。さらに、２つのマイクは、エラー信号または両耳における低減または消去の場合はエラー信号（複数）を提供するために、乗員の耳に近接してヘッドレストに配置され得る。フィードフォワードフィルタは、両耳において最大のノイズ低減またはノイズ消去を達成するようにチューニングまたは適応される。

簡潔な単一チャネルのフィードフォワードアクティブＲＮＣシステムは、図１に示すように構成され得る。路面上を移動している車輪１０１から生じる振動は、サスペンション加速度センサ１０２によって検出される。この加速度センサ１０２は、自動車車両１０４のサスペンションデバイス１０３に機械的に結合されるものであり、ノイズ及び振動信号ｘ（ｎ）を出力するものである。この振動信号は、検出された振動を表し、すなわち車室内で可聴のロードノイズに相関する。同時に、車両１０４の車室に存在する音（ノイズを含む）を表すエラー信号ｅ（ｎ）は、車室内で席（例えば運転席）のヘッドレスト１０６内に配置された音響センサ（例えばマイク１０５）によって検出される。車輪１０１から生じるロードノイズは、伝達特性Ｐ（ｚ）にしたがってマイク１０５に機械的に伝達される。

制御可能フィルタ１０８の伝達特性Ｗ（ｚ）は、適応フィルタコントローラ１０９によって制御される。適応フィルタコントローラ１０９は、エラー信号ｅ（ｎ）、及びフィルタ１１０によって伝達特性Ｆ’（ｚ）を用いてフィルタリングされたロードノイズ信号ｘ（ｎ）に基づいて、既知の最小二乗平均（ＬＭＳ）アルゴリズムにしたがって動作し得る。ここで、Ｗ（ｚ）＝−Ｐ（ｚ）／Ｆ（ｚ）であり、Ｆ’（ｚ）＝Ｆ（ｚ）であり、Ｆ（ｚ）は、スピーカ１１１とマイク１０５の間の伝達関数を表す。車室内で可聴のロードノイズの波形と逆位相の波形を有する信号ｙ（ｎ）は、少なくとも制御可能フィルタ１０８及びフィルタコントローラ１０９によって形成された適応フィルタ１１６によって生成され、この信号ｙ（ｎ）は、こうして識別された伝達特性Ｗ（ｚ）ならびにノイズ及び振動信号ｘ（ｎ）に基づくものである。信号ｙ（ｎ）から、車室内で可聴のロードノイズの波形と逆位相の波形は次いで車室に配置され得るスピーカ１１１によって生成され、それによって車室内のロードノイズを低減させる。上記の例示的なシステムは、単純な単一チャネルのフィードフォワードｆｉｌｔｅｒｅｄ−ｘ ＬＭＳ制御構造を有する適応フィルタ１０７を使用し得るが、他の制御構造（例えば、多様な追加のチャネル、多様な追加のノイズセンサ１１２、多様な追加のマイク１１３及び／または多様な追加のスピーカ１１４を有するマルチチャネル構造）も同様に適用され得る。

図１に示すシステムは、不具合検出モジュール１１５をさらに含み、この不具合検出モジュール１１５は、簡潔なセンサ構成を一体となって形成する加速度センサ１０２及びマイク１０５の動作状態を評価する。この例では、不具合検出モジュール１１５は、加速度センサ１０２及びマイク１０５からの感知信号（例えば、ノイズ及び振動信号ｘ（ｎ）ならびにエラー信号ｅ（ｔ））を評価し、不具合検出モジュール１１５は、適応フィルタ１１６を含むアクティブロードノイズ制御モジュールを、センサ構成が適切な動作状態にあるときは第１の動作モードで、センサ構成の不具合が検出されたときは第２のモードで適応フィルタ１１６が動作するように制御する。追加の加速度センサ１１２及び追加のマイク１１３は、必要に応じて、さらなる評価のために不具合検出モジュール１１５に接続され得る（接続は図１に図示せず）。

図２は、アクティブロードノイズ制御システム２００を示し、これは複数のノイズ及び振動源からのノイズを抑制可能なマルチチャネルのアクティブロードノイズ制御システムである。アクティブロードノイズ制御システム２００は、多様なｎ個のノイズ及び振動センサ２０１、多様なｌ個のスピーカ２０２、多様なｍ個のマイク２０３（音響センサ）ならびにノイズ及び振動源（一次ノイズ）と消去用ノイズ（二次ノイズ）の間のエラーを最小化するように動作する適応制御回路２０４を備える。適応制御回路２０４は、各スピーカ２０２ごとに提供されるいくつかの制御回路を含み得、この制御回路は、対応するノイズ及び振動源からのノイズを消去する消去用信号を生成する。

図２に示すシステムは、一体となって別のセンサ構成を形成する加速度センサ２０１及びマイク２０３の動作状態を評価する不具合検出モジュール２０５をさらに含む。この例では、不具合検出モジュール２０５は、加速度センサ２０１及びマイク２０３からの感知信号を評価し、不具合検出モジュール２０５は、適応制御回路２０４によって形成されるアクティブロードノイズ制御モジュールを、センサ構成が適切な動作状態にあるときは第１の動作モードで、センサ構成の不具合が検出されたときは第２の動作モードで適応制御回路２０４が動作するように制御する。

従来のアクティブＲＮＣシステムでは、たった１つのセンサの不具合が、システム性能を有意に低下させ得、または、望まない可聴アーティファクトの上昇さえもたらし得る。しかしながら、ある程度の精度をもって不具合を検出するだけでなく、検出に成功したとき、システム全体のスイッチを切ることを除いて、この情報にどのように対処するかを決定することは試練である。動作モードが変化したかどうか及びそれはどのように変化したかの判定は、いくつのセンサが不具合を示すか、どのセンサかつどの種類のセンサが不具合を示すか、どの種類の不具合が検出されるか及びシステムへのそれらの具体的な影響は何かといった情報に依存し得る。不具合検出モジュール１１５及び２０５は、センサの動作状態を評価し、それらの評価を用いて、センサの１つまたは複数が不具合を示すかどうかを判定し、必要に応じて、これらの不具合がどれほどに深刻かを判定する。

不具合を判定する例示的な方法が図３に示される。不具合を検出する手続き及びモジュールは、本明細書中で、「テスト手続き」、「テストモジュール」、「診断手続き」または「診断モジュール」とも呼ばれる。センサ構成３０１は、多様なノイズ及び振動センサ３０２（例えば加速度センサ３０２によって提供される）ならびに音響センサ３０３（例えばマイクによって提供される）を含む。例示的なビルトインセルフテストモジュール３０４は、加速度センサ３０２及び音響センサ３０３の両方に組み込まれて、それぞれのセンサをテストし得る。ビルトインセルフテストモジュール３０４がセンサ構成３０１の不具合を検出した場合、該モジュールは、不具合検出モジュール３０６に不具合を示す信号３０５を生成し、次いでこの不具合検出モジュール３０６は、不具合検出信号３０７を出力する。ビルトインセルフテストモジュール３０４は、定義された機械刺激または音響刺激の生成及び刺激に対するそれぞれのセンサの応答の評価を含み得る。追加として、または、代替として、ビルトインセルフテストモジュールは、定義された電気刺激の生成及び刺激に対するそれぞれのセンサの応答の評価を含み得る。

例示的なテストモジュールは、各センサそれ自体をテストするのに動作可能であってもよい（例えば、図３に関連して上記したビルトインセルフテストモジュール３０４を用いて）が、該テストモジュールは、代替として、または、追加として、アクティブロードノイズシステムのセンサのテストグループまたは単に全てのセンサをテストし得る。センサのグループは、音響センサのみのグループ、ノイズ及び振動センサのみのグループ、隣接センサのグループ、音響センサとノイズ及び振動センサのペアのグループ等などの様々な基準にしたがって形成され得る。

図４は、別の例示的なセンサ構成４０１の選択された部分を例示する。この例では、センサ構成４０１は、車両（図示せず）全体にわたって分散された６つの加速度センサ４０２〜４０７及び車両のどこかに配置された中央テストモジュール４０５を有する。不具合検出モジュール（図示せず）の一部であってもよい中央テストモジュール４１０は、マイクロプロセッサ４０８、不揮発性メモリ４０９及び６つの加速度センサ４０２〜４０７のうち３つ（４０５〜４０７）を含み得る。マイクロプロセッサ４０８は、加速度センサ４０２〜４０７及び不揮発性メモリ４０９と電気的に通信して、加速度センサ４０２〜４０７から受信した情報を他の情報と共に格納する。

加速度センサ４０２〜４０７は、車両の移動といった物理的な刺激に応答して感知信号を生成する。マイクロプロセッサ４０８は、加速度センサ４０２〜４０７に作用するかつノイズ及び振動を示す加速度を表す感知信号を受信する。マイクロプロセッサ４０８は、これらの入力を処理（例えばアルゴリズムで）して、加速度センサ４０２〜４０７によって生成された各感知信号が有効と見なされ得るか無効と見なされ得るかを決定する。アルコリズムは、感知信号の妥当性チェックを含み得る。妥当性は、加速度センサ４０２〜４０７にまたは車両の任意の他の適切なセンサに作用する予想される物理的な刺激に依存し得る。例えば、多様なセンサによって感知される一定強度の機械的衝撃（例えば、でこぼこ道を運転するときにタイヤにかかる機械的衝撃）は、全てのセンサを刺激するのに十分であると考えられ得る。１つまたは複数のセンサがそうした刺激に応答しない場合、このセンサまたはこれらのセンサには不具合があるかのように見える。

さらに別の例示的なセンサでは、センサ感度が故障の指針として用いられ得る。一定車両速度（例えば８０ｋｍ／ｈ）を上回ると、道の振動はシャーシに１ｇの振動を生成するのに十分なものであり、評価モジュールはセンサの出力を、該一定速度におけるセンサの出力を表す格納されたセンサの感度の値と比較することができるようになる。

不具合のあるセンサを検出する別の方法は、各感知信号の減衰積分を計算することを含む。減衰積分は、それぞれの感知信号を積分して積分値を生成すること及び各反復ステップでオフセット値を減算して減衰値を生成することを伴う。オフセット値は、予測される通常の運転条件（例えば、様々な地形、運転条件及び指定されたセンサの許容性における収集された運転データから）に対応するようにプリセットされる。マイクロプロセッサ４０８は、減衰積分を一定の閾値と比較し得る。減衰積分が閾値を超えた場合、マイクロプロセッサ４０８は、各センサに不具合があると結論付ける。

使用されるセンサは加速度センサ４０２〜４０７（例えば加速度計）であるので、それらの加速度信号の積分は速度をもたらす。加速度を小さいオフセットと積分すると、減衰速度が生成される。車両の減衰速度の変化が大きすぎる（すなわち閾値を超える）場合、マイクロプロセッサ４０８は、検証中のセンサには不具合があると結論付ける。言い換えると、センサが、車両の通常の予測された物理的限界を超える加速度を測定した場合、センサには不具合がある。例えば、加速度計におけるオフセット値が２ｇであり、減衰速度に対する故障の閾値が１００ｍｐｈに設定されると仮定する。車両の加速度計が１００ｍｐｈの減衰速度を達成し得る状態は２つしかない。１つの状態には激しいクラッシュが含まれ、もう１つには不具合のあるセンサが含まれる。

マイクロプロセッサ４０８がセンサ４０２〜４０７のいずれか１つに不具合があると判定した場合、マイクロプロセッサ４０８は、故障コードを不揮発性メモリ４０９に設定し得、マイクロプロセッサ４０８は、該センサの信号が後続のアクティブロードノイズ制御アルコリズムによって使用されることを防ぎ得る。

別の例では、減衰積分アルゴリズムは、積分の方法を判定するのに車両速度を用いる点で修正される。車両速度を表す情報は、マイクロプロセッサ４０８に与えられ得、この情報を用いて車両が移動しているかどうかを判定し得る。車両の速度の情報がマイクロプロセッサ４０８に車両が移動していないことを示す場合、マイクロプロセッサ４０８は、感知信号の絶対値を用いることにより異なる積分方法を用いる。車両は移動していないので、感知信号が正の値と負の値を行ったり来たりすることはない。絶対値を用いることによって、計算された減衰積分は、感知信号の符号にかかわらず閾値に向かって大きくなり得る。このことは、ゼロ点付近を行ったり来たりする不具合のあるセンサの迅速な検出を提供する。

不具合のあるセンサを検出する代替方法は、閾値域に対してかつシステムの全ての他のセンサに対して感知信号をモニタリングすることを含む。１つの例では、センサの故障カウンタは、その感知信号がその対応する閾値域外にあるとき増加される。各センサに対する閾値域は、予測される運転条件及び指定されるセンサの許容性に依存してプリセットされ得る。感知信号が閾値域に再度入った場合、センサの故障カウンタは、減少される。センサの故障カウンタは、他の感知信号の１つがその各閾値域から離れるとリセットされる。こうして、センサのカウンタがその所定のカウンタ閾値を超えるとき、他のセンサはそれらのそれぞれの閾値域内に残る。センサの故障カウンタが所定のカウンタ閾値を超えると、マイクロプロセッサ４０８は、このセンサを不具合のあるものと識別する。

図５は、加速度センサに対するセンサ診断方法の１つの例示的な動作を例示する加速度対時間の図である。この例では、感知信号５０１は、加速度の物理単位で表される（すなわち１ｇ＝９．８１ｍ／ｓ^２）。閾値域５０２は、５ｇ〜−５ｇの間に延在する。閾値域５０２の大きさはセンサの種類、センサの感度及び車両の予測される運転条件に基づいて変化し得ることが理解されるであろう。感知信号５０１は、当初は閾値域５０２内にあり得る。感知信号は、点５０３で、閾値域５０２を離れて（超えて）、カウンタはそのカウントを１インクリメント増加させる（線５０４によって示す）。点５０５で、感知信号５０１は、閾値域５０２の外に残り、カウントはもう１インクリメント増加する。点５０６で、感知信号５０１は、閾値域５０２に戻り、カウントは１インクリメント減少する。示された例では、感知信号は、カウントが所定閾値５０７に達するまで、閾値域５０２の内側と外側を行ったり来たりし続ける。所定閾値５０７に到達したことを受けて、マイクロプロセッサ４０８は、検証中のセンサを不具合のあるものと識別する。上記の例では、カウントは、感知信号が閾値域５０２の内側にあるか外側にあるかに依存して、１インクリメント増加または減少する。代替として、カウントは、１インクリメントより大きく増加または減少され得る。

さらに別の（追加のまたは代替の）診断方法では、不具合検出モジュールは、少なくとも１つのノイズ及び振動センサからの感知信号または信号（複数）を少なくとも１つのマイクからの感知信号または信号（複数）と比較して、センサの動作状態を評価し得る。単純に振幅を比較することに加え、感知信号の時間構造も比較され得る。図６で見ることができるように、加速度センサからのノイズ及び振動信号６０１の時間構造は、一定の信号レベル６０３及び６０４の上で、マイクからの音響感知信号６０２と相関する。例えば、高振幅のパルス状の刺激６０５〜６０７は、感知信号６０１及び６０２の両方で同様に出現し得る。刺激６０７といった一定の高振幅のパルス状の刺激に対して相関性がない場合、マイクロプロセッサは、センサ（例えば音響センサ）に不具合があると判定するであろう（場合によっては他の診断結果に関連して）。同様の手段が、ノイズ及び振動感知信号を互いに比較かつ／または音響感知信号を互いに比較するときに取られて、センサ構成の動作状態を評価し得る（すなわち、信号６０１及び６０２はノイズ及び振動感知信号のみまたは音響信号のみであってもよい）。

相関検出モジュールを例示する図７を参照すると、検証中の２つの感知信号７０１及び７０２の時間構造の相関は、２つの感知信号７０１と７０２の相関を表す相関値（例えば相互相関値７０３）を相互相関計算モジュール７０４を用いて計算または推定することによって判定され得る。相関値７０３は、コンパレータモジュール７０６で閾値７０５と比較されて、信号が同様の時間構造を有するとみなされるか異なる時間構造を有するとみなされるかの決定７０７を発行し得る。

図８を参照すると、非常に簡潔なしかし有効な（追加のまたは代替の）診断方法は、検証中のセンサ８０１及び８０２に供給される電圧８０３及び／またはそれらを流れる電流８０４を評価し、かつ／または、センサ８０１及び８０２によって出力される感知信号８０５を評価する（例えば、コンパレータモジュール８０７でこれらの信号を一定の閾値８０６と比較して、不具合のあるセンサを識別する信号８０８を発行することによって）ことである。

少なくとも１つの不具合のあるセンサが検出されると、アクティブロードノイズ制御モジュール（例えば、図１及び２に示すアクティブロードノイズ制御モジュール１１５及び２０５）は制御されて、第１の動作モード（例えば通常の動作モード）から第２の動作モードに変化する。この第２の動作モードは、単一の所定の例外モードまたは検出された不具合に基づいて多様な例外モードから選択される具体的なモードであってもよい。例えば、通常モードでは、図１に関連して上記されたアクティブロードノイズ制御モジュール１１５は、組み合わされたフィードフォワードとフィードバックの構造で動作され得、加速度センサ１０２の不具合が検出された場合、アクティブロードノイズ制御モジュール１１５はフィードバック構造に切り替えられ、このフィードバック構造は、マイク１０５とスピーカ１１１の間に接続された固定または適応ノイズ消去フィルタ１１６の簡潔な構成であり得る。マイク１０５の不具合が検出された場合、適応フィルタ１０７は、場合によってはさらにいくつかのフィルタリングを用いてマイク１１３に接続され得る。

別の例では、図１に示す単一チャネルのアクティブロードノイズ制御システムにおける適応フィルタ１１６を置換し得る適応フィルタ９０１は、制御可能フィルタ９０２及びフィルタコントローラ９０３を含む。適応フィルタ９０１の第１の動作モード及び第２の動作モードは、制御可能フィルタ９０２の基本フィルタ係数９０４、及び／または、フィルタ係数９０４のフィルタコントローラ９０３による制御のされ方または適応のされ方が異なり得、すなわち適応フィルタ９０１の異なる（可変の）伝達関数が異なり得る。例えば、その動作モードが制御信号９０５によって変更され得る適応フィルタ９０１は、その通常動作モードではｎ個のセンサに対して最適化され、適応の際に第１の伝達関数を有する。ｍ個のセンサが不具合を示し切断されたと仮定すると、適応フィルタ９０１は、ｎ−ｍ個のセンサに対して最適化された第２の伝達関数を有するように制御される。代替として、いくつかのシステムでは不具合のあるセンサのスイッチは切られ得、適応フィルタ９０１は、適応が再度開始し変更された条件に基づいて実行されるように基本係数にリセットされ得る。別の代替では、制御可能フィルタ９０２は、デフォルトの（固定）伝達関数に設定され得、適応プロセスは停止され得る。

図１０を参照すると、図１及び２と関連して上記されたシステムに実装される方法などの例示的な方法は、センサ構成を用いて、車体の第１の位置で発生する少なくとも１つの加速度、運動及び／または振動を表す第１の感知信号ならびに車体内の第２の位置で発生する音を表す第２の感知信号を生成すること（手続き１００１）を含み得る。方法は、第１の感知信号及び第２の感知信号を第１の動作モードまたは第２の動作モードにしたがって処理することによって、ノイズ低減信号を提供すること（手続き１００２）をさらに含み、方法は、車体内にノイズ低減信号から第２の位置でノイズ低減音を生成する（手続き１００３）。

手続き１００４では、センサ構成の動作状態を評価することならびに第１の感知信号及び第２の感知信号の処理を、センサ構成が適切な動作状態にあるときは第１の動作モードで、センサ構成の不具合が検出されたときは第２の動作モードで第１の感知信号及び第２の感知信号が処理されるように制御することの提供がなされる。

実施形態の記載を、例示及び説明の目的で提示してきた。実施形態に対する適切な改変及び変更は、上記の記載を参照して行われ得、または、方法を実施することにより取得され得る。例えば、そうでないことが記述されない限り、記載された方法の１つまたは複数は、適切な装置及び／または装置の組み合わせによって行われ得る。記載された方法及び関連アクションはまた、同時に、並行してかつ／または本出願で記載された順序とは異なる順序で行われ得る。記載されたシステムは本質的に例示的であり、追加の要素含み得かつ／または要素を省略し得る。

本出願中で用いられるように、単数で示されａまたはａｎという単語が先行する要素またはステップは、当該要素またはステップの複数を排除するものとしては、そうした排除が記述されない限り、理解されるべきではない。さらに、本開示の「ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ（一実施形態）」及び「ｏｎｅ ｅｘａｍｐｌｅ（１つの例）」という言及は、記載された特徴をやはり組み込む追加の実施形態の存在を排除するとして解釈されることは意図しない。ｆｉｒｓｔ（第１の）、ｓｅｃｏｎｄ（第２の）、ｔｈｉｒｄ（第３の）などの用語は、単にラベルとして用いられ、それらのオブジェクトに数値的要件または特定の位置順序を強いる意図はない。

Claims (14)

1. アクティブロードノイズ制御システムであって、
   車体の第１の位置で発生する加速度、運動及び振動の少なくとも１つを表す第１の感知信号ならびに前記車体内の第２の位置で発生する音を表す第２の感知信号を生成するように構成されたセンサ構成と、
   前記第１の感知信号及び前記第２の感知信号を第１の動作モードまたは第２の動作モードにしたがって処理することによって、ノイズ低減信号を提供するように構成されたアクティブロードノイズ制御モジュールと、
   前記車体内の第３の位置に配置され、前記ノイズ低減信号から前記第２の位置でノイズ低減音を生成するように構成された少なくとも１つのスピーカと、
   前記センサ構成の動作状態を評価するように、かつ、前記アクティブロードノイズ制御モジュールを、前記センサ構成が適切な動作状態にあるときは前記第１の動作モードで、前記センサ構成の不具合が検出されたときは前記第２の動作モードで前記アクティブロードノイズ制御モジュールが動作するよう制御するように構成された不具合検出モジュールとを備え、
   前記不具合検出モジュールが、前記第１の感知信号を前記第２の感知信号と比較して、前記センサ構成の前記動作状態を評価するようにさらに構成された、システム。
2. 前記センサ構成が、ビルトインセルフテストを行うように、かつ、前記ビルトインセルフテストが前記センサ構成の不具合を検出した場合、前記不具合を示す信号を前記不具合検出モジュールに提供するように構成された、請求項１に記載のシステム。
3. 前記センサ構成が、少なくとも１つのノイズ及び振動センサならびに少なくとも１つの音響センサを備え、
   前記不具合検出モジュールが、
   前記少なくとも１つのノイズ及び振動センサにならびに／または前記少なくとも１つの音響センサに供給される電圧、
   前記少なくとも１つのノイズ及び振動センサをならびに／または前記少なくとも１つの音響センサを流れる電流、及び
   前記少なくとも１つのノイズ及び振動センサによってならびに／または前記少なくとも１つの音響センサによって生成される感知信号
   の少なくとも１つを評価するようにさらに構成された、請求項１または２のシステム。
4. 前記センサ構成が、多様なノイズ及び振動センサならびに多様な音響センサを備え、前記多様なノイズ及び振動センサは多様な第１の感知信号を提供するものであり、前記多様な音響センサは多様な第２の感知信号を提供するものであり、
   前記不具合検出モジュールが、前記多様な第１の感知信号を互いに比較し、かつ／または、前記多様な第２の感知信号を互いに比較して、前記センサ構成の前記動作状態を評価するようにさらに構成された、請求項１〜３のいずれかに記載のシステム。
5. 前記不具合検出モジュールが、
   前記第１の感知信号と前記第２の感知信号の相関を表す第１の相関値、
   前記多様な第１の感知信号と前記多様な第２の感知信号の相関を表す第２の相関値、
   前記多様な第１の感知信号間の相関を表す第３の相関値、及び
   前記多様な第２の感知信号間の相関を表す第４の相関値の少なくとも１つを計算または推定するようにさらに構成され、
   前記不具合検出モジュールが、前記第１の相関値、第２の相関値、第３の相関値及び第４の相関値の少なくとも１つをそれぞれの閾値と比較して、前記センサ構成の前記動作状態を評価するようにさらに構成された、請求項４に記載のシステム。
6. 前記第２の動作モードが、前記アクティブロードノイズ制御モジュールのリセットを含む、請求項１〜５のいずれかに記載のシステム。
7. 前記アクティブロードノイズ制御モジュールが、可変の伝達関数を有する適応フィルタを備え、
   前記第２の動作モードが、前記適応フィルタの前記伝達関数をデフォルトの伝達関数に設定すること及び／または適応プロセスを停止することを含む、請求項１〜６のいずれかに記載のシステム。
8. センサ構成を用いて、車体の第１の位置で発生する加速度、運動及び振動の少なくとも１つを表す第１の感知信号ならびに前記車体内の第２の位置で発生する音を表す第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の感知信号を第１の動作モードまたは第２の動作モードにしたがって処理することによって、ノイズ低減信号を提供することと、
   前記ノイズ低減信号から前記第２の位置で前記車体内にノイズ低減音を生成することと、
   前記センサ構成の動作状態を評価することと、
   前記第１の感知信号及び前記第２の感知信号の処理を、前記センサ構成が適切な動作状態にあるときは前記第１の動作モードで、前記センサ構成の不具合が検出されたときは前記第２の動作モードで前記第１の感知信号及び前記第２の感知信号が処理されるように制御することと、
   前記第１の感知信号を前記第２の感知信号と比較して、前記センサ構成の前記動作状態を評価することとを含む、アクティブロードノイズ制御方法。
9. 前記センサ構成が、ビルトインセルフテストを行うように、かつ、前記ビルトインセルフテストが前記センサ構成の不具合を検出した場合、前記不具合を示す信号を不具合検出モジュールに提供するように構成された、請求項８に記載の方法。
10. 少なくとも１つのノイズ及び振動センサにならびに／または少なくとも１つの音響センサに供給される電圧、
    前記少なくとも１つのノイズ及び振動センサをならびに／または前記少なくとも１つの音響センサを流れる電流、
    前記少なくとも１つのノイズ及び振動センサによってならびに／または前記少なくとも１つの音響センサによって生成される感知信号の少なくとも１つを評価することをさらに含む、請求項８または９に記載の方法。
11. 前記センサ構成の前記動作状態を評価するために、
    多様な第１の感知信号を多様な第２の感知信号と比較すること、
    多様な第１の感知信号を互いに比較すること、及び
    多様な第２の感知信号を互いに比較すること
    の少なくとも１つをさらに含む、請求項８〜１０のいずれかに記載の方法。
12. 前記第１の感知信号と前記第２の感知信号の相関を表す第１の相関値、
    前記多様な第１の感知信号と前記多様な第２の感知信号の相関を表す第２の相関値、
    前記多様な第１の感知信号間の相関を表す第３の相関値、及び
    前記多様な第２の感知信号間の相関を表す第４の相関値、
    の少なくとも１つを計算または推定することと、
    第１の相関値、第２の相関値、第３の相関値及び第４の相関値の少なくとも１つをそれぞれの閾値と比較して、前記センサ構成の前記動作状態を評価することとをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記第２の動作モードが、前記第１の感知信号及び前記第２の感知信号の処理におけるリセットを含む、請求項８〜１２のいずれかに記載の方法。
14. 前記第１の感知信号及び前記第２の感知信号の処理が、可変の伝達関数を有する適応フィルタリングを備え、
    前記第２の動作モードが、前記可変の伝達関数をデフォルトの伝達関数に設定すること及び／または適応プロセスを停止することを含む、請求項８〜１３のいずれかに記載の方法。