JP4344763B2 - 車両用能動型振動騒音制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、ロードノイズに対して該ロードノイズと逆位相の相殺音を干渉させて前記ロードノイズを打ち消す車両用能動型振動騒音制御装置に関する。

車両の走行中に道路（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、４０［Ｈｚ］程度にピークを有し２０〜１５０［Ｈｚ］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能動型騒音制御（ＡＮＣ：Ａｃｔｉｖｅ Ｎｏｉｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）装置が提案されている（特許文献１）。

特開２０００−２８０８３１号公報

ところで、車両には、エンジンの作動に関連してエンジンクランク、トランスミッションメインシャフト、カウンタシャフト、プロペラシャフト等、各種回転体が存在している。これら回転体の回転周波数は、車速等に応じて変動する。そして、この回転体の回転を原因として、車室内で前記の回転周波数に係わる騒音（ロードノイズと区別するため、便宜上、エンジンこもり音という。）が発生する。

この場合、車室内騒音の回転周波数が前記したロードノイズの周波数に重なる領域において、従来技術に係るロードノイズを打ち消す能動型騒音制御装置を動作させる（ＯＮ状態にする）と、発生するエンジンこもり音は変化しないが、前記評価点において、前記エンジンこもり音（前記回転周波数における騒音）が、却って増音してしまう場合があるということが分かった。

例えば、図１２の測定図｛横軸：周波数、縦軸：ドライバの耳位置における音圧（評価点）｝に示すように、点線で示すＡＮＣ−ＯＦＦ状態の特性２に対して、一点鎖線で示すＡＮＣ−ＯＮ状態の特性４では、ロードノイズの音圧が最大となる周波数４２［Ｈｚ］において、音圧が１０［ｄＢ］以上減衰するが、回転周波数に対応する周波数６５［Ｈｚ］では、音圧が逆に５［ｄＢ］程度増加してしまい、ロードノイズは消音されるがエンジンこもり音が増音されてしまうという欠点が発生する場合があることが分かった。

また、例えば、図１３の測定図から分かるように、回転周波数が４５［Ｈｚ］程度に存在する場合には、点線で示すＡＮＣ−ＯＦＦ状態の特性６に対して、一点鎖線で示すＡＮＣ−ＯＮ状態の特性８を比較すると、回転周波数４５［Ｈｚ］では、低減効果がほとんどないという欠点がある。

この発明はこのような欠点を考慮してなされたものであり、ロードノイズ用のＡＮＣをＯＮ状態としたときに受聴点において顕在化する、回転体の回転周波数又はその高次周波数で発生するエンジンこもり音の増音を大幅に低減する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。

この発明に係る車両用能動型振動騒音制御装置は、ロードノイズに関する第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制御信号を出力する第１適応型フィルタと、前記第１制御信号に基づいて前記ロードノイズを相殺するための相殺音を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騒音を誤差信号として検出する誤差信号検出器と、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フィルタ係数更新器と、を含む車両用能動型振動騒音制御装置において、下記の特徴（１）〜（４）を備える。

（１）さらに、車両に搭載された回転体の回転周波数を検出する回転周波数検出器と、検出された前記回転周波数に基づいて、前記回転体に関する第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制御信号を出力する第２適応型フィルタと、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フィルタ係数更新器と、前記誤差信号から前記第２制御信号を減算して補正誤差信号を出力する減算器と、備え、前記第１フィルタ係数更新器は、前記補正誤差信号と前記第１基準信号とに基づいて前記第１フィルタ係数を更新することを特徴とする。

この特徴（１）を有する発明によれば、誤差信号から回転周波数の成分を除去したロードノイズ成分のみの補正誤差信号により制御信号を生成するようにしているので、評価点において回転周波数の成分を大幅に低減させることができる。結果として、ロードノイズ用のＡＮＣをＯＮ状態としたときに評価点において顕在化する、回転体の回転周波数で発生するエンジンこもり音の増音を大幅に低減することができる。

（２）上記の特徴（１）を有する発明において、前記回転体は、エンジンクランク、トランスミッションメインシャフト、カウンタシャフト、ドライブシャフト、又はプロペラシャフトの内の少なくとも１つであることを特徴とする。

（３）特徴（１）又は（２）を有する発明において、前記回転周波数に基づいて、前記第２制御信号の出力を停止する。これにより、制御が必要な周波数領域のみで動作させることが可能となる。

（４）特徴（１）〜（３）のいずれかを有する発明において、前記回転周波数検出器は、複数の回転体の回転周波数を検出し、前記第２基準信号生成器は、検出された前記回転周波数に基づいて、複数の第２基準信号を生成することで、複数の回転体、例えばエンジンクランクとプロペラシャフト等における回転周波数での増音を抑制することができる。

この発明によれば、ロードノイズ用のＡＮＣをＯＮ状態としたときに顕在化する、回転体の回転周波数に応じて発生するエンジンこもり音の評価点における増音を大幅に低減することができる。

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２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（ＡＮＣ装置ともいう。）１０の詳細構成を示すブロック図、図１は、理解の容易化のために、図２に示した車両用能動型振動騒音制御装置１０の詳細構成を簡略化して示した基本構成のブロック図である。

図１及び図２に示すように、車両用能動型振動騒音制御装置１０は、基本的には、ロードノイズを相殺する相殺音を発生するための第１制御信号Ｓｃ１を生成する第１制御信号生成ユニット１１と、後述する誤差信号ｅａ中、エンジンこもり音の成分と同振幅で同相となる第２制御信号Ｓｃ２を生成する第２制御信号生成ユニット１２と、誤差信号ｅａから第２制御信号Ｓｃ２を減算してロードノイズのみからなる補正誤差信号ｅｂを生成し、前記第１及び第２制御信号生成ユニット１１、１２に供給する減算器１３とを備える。

第１及び第２制御信号生成ユニット１１、１２は、コンピュータを含んで構成され、ＣＰＵが各種入力に基づきＲＯＭ等のメモリに記憶されているプログラムを実行することで各種の機能を実現する機能実現手段としても動作する。

評価点（評価位置、受聴点）において、エンジンこもり音、ロードノイズ及びこのロードノイズの相殺音の干渉による残留騒音を誤差信号として検出するマイクロフォン（誤差信号検出器）２２は、車室内空間２４の前後方向の音響固有モードの１次又は２次モードにおける腹部分の位置｛２０〜１５０Ｈｚ帯域幅のロードノイズ中、４２［Ｈｚ］又は８４［Ｈｚ］の車室内共鳴音の定在波の音圧が大きな位置｝に設けられている。具体的には、車両がセダンであれば、車両の幅方向の断面が閉空間となる、例えば前部位置近傍、例えば前座席の足元付近、ルームミラー近傍、インストルメンタルパネルの奥の位置等である。

Ｄ／Ａ変換器２８から供給される第１制御信号Ｓｃ１に基づいて前記ロードノイズを相殺するための前記相殺音を車室内空間２４に出力するスピーカ（相殺音出力器）２６は、５ｃｈサウンドのサラウンド効果を高めるために、例えば、車両前席側の左右キックパネル部、インストルメントルパネル中央下部、車両後席側のＣピラー下部の左右ボディ部等に配置される。なお、０．１ｃｈ分のウーハは方向性をほとんど持たないので任意の位置に配置される。

マイクロフォン２２から出力される誤差信号ｅａは、Ａ／Ｄ変換器３０を通じてデジタル信号の誤差信号ｅａとされ減算器１３の被減算入力ポートに供給される。

減算器１３の減算入力ポートには、誤差信号ｅａ中、エンジンこもり音の成分と同振幅で同相となる第２制御信号Ｓｃ２が供給される。

減算器１３は、誤差信号ｅａから第２制御信号Ｓｃ２を減算した補正誤差信号ｅｂを出力する。

補正誤差信号ｅｂは、能動型騒音制御装置（ＡＮＣ）として機能する第１制御信号生成ユニット１１に供給される。

第１制御信号生成ユニット１１は、フィードフォワード型のｆｉｌｔｅｒｄ−Ｘ ＬＭＳアルゴリズムを利用した回路であり、車種により固定の、例えば４２［Ｈｚ］程度のロードノイズ周波数ｆｄ［Ｈｚ］に同期した第１基準信号Ｓｒ１｛余弦波信号ｃｏｓ（２πｆｄｔ）と正弦波信号ｓｉｎ（２πｆｄｔ）｝を生成する第１基準信号生成器３１（余弦波信号生成器３１ａと正弦波信号生成器３１ｂ）と、スピーカ２６からマイクロフォン２２までの車室内空間２４でのロードノイズ周波数ｆｄの音の伝達特性を模擬した模擬伝達関数Ｃ＾｛模擬伝達関数（実部）Ｃｒ（ｆｄ）及び模擬伝達関数（虚部）Ｃｉ（ｆｄ）｝が設定され、余弦波信号ｃｏｓ（２πｆｄｔ）と正弦波信号ｓｉｎ（２πｆｄｔ）に作用させて（を補正して、あるいは畳み込んで）参照信号ｒ｛模擬余弦波信号である参照信号ｒｃ及び模擬正弦波信号である参照信号ｒｓ｝を生成する参照信号生成器（フィルタ）３４と、参照信号ｒｃと補正誤差信号ｅｂとが供給され、補正誤差信号ｅｂが最小となる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タップ適応型フィルタである第１適応型フィルタ３６（適応型フィルタ３６ａと適応型フィルタ３６ｂ）のフィルタ係数Ａ１、Ｂ１を更新するフィルタ係数更新器（アルゴリズム演算器）３８（３８ａ、３８ｂ）と、第１適応型フィルタ３６（３６ａ、３６ｂ）から供給されるフィルタ係数Ａ１が乗算された余弦波信号Ａ１×ｃｏｓ（２πｆｄｔ）と、フィルタ係数Ｂ１が乗算された正弦波信号Ｂ１×ｓｉｎ（２πｆｄｔ）を加算して第１制御信号Ｓｃ１｛Ｓｃ１＝Ａ１×ｃｏｓ（２πｆｄｔ）＋Ｂ１×ｓｉｎ（２πｆｄｔ）｝を生成する加算器４０（図２参照）とを備える。

なお、図１では、フィルタ係数Ａ１とフィルタ係数Ｂ１を併せてフィルタ係数Ｗ１と表現しているので、第１制御信号Ｓｃ１は、Ｓｃ１＝Ｗ１×Ｓｒ１と表現される。

一方、第２制御信号生成ユニット１２は、帯域フィルタ（ＢＰＦ）として機能する適応ノッチフィルタの構成とされている。

第２制御信号生成ユニット１２は、周波数カウンタであり図示しない燃料噴射ＥＣＵ（ＦＩＥＣＵ）から供給されるエンジン回転信号（エンジンパルス）からエンジンクランク（回転体）の回転周波数ｆｅを検出する周波数検出器（回転周波数検出器）４２と、回転周波数ｆｅの周波数を有する第２基準信号Ｓｒ２｛余弦波信号ｃｏｓ（２πｆｅｔ）と正弦波信号ｓｉｎ（２πｆｅｔ）｝を生成する第２基準信号生成器３２｛余弦波信号生成器３２ａと正弦波信号生成器３２ｂ｝と、第２基準信号Ｓｒ２｛余弦波信号ｃｏｓ（２πｆｅｔ）と正弦波信号ｓｉｎ（２πｆｅｔ）｝と補正誤差信号ｅｂとが供給され、補正誤差信号ｅｂが最小となる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タップ適応型フィルタである第２適応型フィルタ４６（適応型フィルタ４６ａと適応型フィルタ４６ｂ）のフィルタ係数Ｗ２（Ａ２、Ｂ２）を更新するフィルタ係数更新器（アルゴリズム演算器）４８（４８ａ、４８ｂ）と、第２適応型フィルタ４６（４６ａ、４６ｂ）から供給されるフィルタ係数Ａ２が乗算された余弦波信号Ａ２×ｃｏｓ（２πｆｅｔ）とフィルタ係数Ｂ２が乗算された正弦波信号Ｂ２×ｓｉｎ（２πｆｅｔ）とを加算して第２制御信号Ｓｃ２｛Ｓｃ２＝Ａ２×ｃｏｓ（２πｆｅｔ）＋Ｂ２×ｓｉｎ（２πｆｅｔ）｝を生成する加算器５０（図２参照）とを備える。

なお、図１では、フィルタ係数Ａ２とフィルタ係数Ｂ２を併せてフィルタ係数Ｗ２と表現しているので、第２制御信号Ｓｃ２は、Ｓｃ２＝Ｗ２×Ｓｒ２と表現される。

減算器１３は、誤差信号ｅａから第２制御信号Ｓｃ２を減算した補正誤差信号ｅｂを第１制御信号生成ユニット１１のフィルタ係数更新器３８（３８ａ、３８ｂ）及び第２制御信号生成ユニット１２のフィルタ係数更新器４８（４８ａ、４８ｂ）に供給する。

基本的には、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１０の動作について以下に説明する。

マイクロフォン２２では、ロードノイズとスピーカ２６から供給されるこの相殺音とエンジンこもり音との干渉による残留騒音が誤差信号ｅａとして検出され、この誤差信号ｅａがＡ／Ｄ変換器３０によりデジタル信号の誤差信号ｅａとされる。誤差信号ｅａは、減算器１３の被減算入力ポートに供給される。

第２制御信号生成ユニット１２は、フィルタ係数更新器４８（４８ａ、４８ｂ）に入力される補正誤差信号ｅｂが最小値になるように第２適応型フィルタ４６（４６Ａ、４６Ｂ）のフィルタ係数Ｗ２（Ａ２、Ｂ２）を決定するように動作することから、減算器１３の減算入力ポートには、誤差信号ｅａ中、回転周波数ｆｅの成分（エンジンこもり音の成分）に対して同振幅・同位相の第２制御信号Ｓｃ２が生成される。

すなわち、第２制御信号生成ユニット１２は、減算器１３の出力側（補正誤差信号ｅｂの発生点）で、中心周波数ｆｅのノッチフィルタとして機能し、減算器１３の被減算入力側（制御信号Ｓｃ２発生点）で中心周波数ｆｅの帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）として機能する。帯域通過フィルタの通過特性（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Ｗ２の更新式は、ステップサイズパラメータをμ、サンプリング時点をｎとして、次の（１）式で与えられる。
Ｗ２（ｎ＋１）＝Ｗ２（ｎ）−μ・ｅｂ（ｎ）・Ｓｒｎ（ｎ） …（１）

したがって、補正誤差信号ｅｂには、誤差信号ｅａからエンジンこもり音の成分が除去されたロードノイズとこの相殺音との干渉音のみによる周波数ｆｄ＝４２［Ｈｚ］を中心とする誤差信号成分のみが含まれることになる。

第１制御信号生成ユニット１１は、参照信号ｒ（ｒ＝ｒｃ，ｒｓ）と補正誤差信号ｅｂとに基づいて補正誤差信号ｅｂが最小となるようにフィルタ係数Ｗ１（Ａ１、Ｂ１）を決定し、第１制御信号Ｓｃ１を生成するので、この第１制御信号Ｓｃ１がＤ／Ａ変換器２８、スピーカ２６及び車室内空間２４を通じてマイクロフォン２２に供給されることで、マイクロフォン２２の位置では、エンジンこもり音が存在していても、ロードノイズと相殺音との干渉による残留成分を最小に制御することができる。

図３は、エンジンクランクの回転周波数ｆｅがｆｅ＝６５［Ｈｚ］であるときのこの実施形態に係る車両用能動型振動騒音制御装置１０の効果を示す測定図｛横軸：周波数、縦軸：マイクロフォン２２の位置（評価点）における音圧｝である。図３から分かるように、点線で示すＡＮＣ−ＯＦＦ状態の特性２（図１２に示したものと同じ）に対して、一点鎖線で示す従来技術に係るＡＮＣ−ＯＮ状態の特性４（図１２に示したものと同じ）では、ロードノイズの音圧が最大となる周波数４２［Ｈｚ］においては、音圧が１０［ｄＢ］以上減衰するが、エンジンクランクの回転周波数ｆｅに対応する周波数６５［Ｈｚ］では、音圧が逆に５［ｄＢ］程度増加してしまい（顕在化してしまい）ロードノイズは消音されるが評価点においてエンジンこもり音が増音されてしまうという欠点が発生しているのに対し、実線で示すＡＮＣ−ＯＮ状態のこの実施形態の特性５１では、エンジンクランク（回転体）の回転周波数ｆｅに対応する周波数６５［Ｈｚ］近傍での音圧の増加が大幅に抑制されていることが分かる。

図４は、エンジンクランク回転周波数ｆｅがｆｅ＝４５［Ｈｚ］であるときのこの実施形態に係る車両用能動型振動騒音制御装置１０の効果を示す測定図（横軸：周波数、縦軸：マイクロフォン２２の位置における音圧）である。図４から分かるように点線で示すＡＮＣ−ＯＦＦ状態の特性６（図１３に示したものと同じ）に対して、一点鎖線で示す従来技術に係るＡＮＣ−ＯＮ状態の特性８（図１３に示したものと同じ）では、回転周波数ｆｅが周波数４５［Ｈｚ］程度に存在する場合には、点線で示すＡＮＣ−ＯＦＦ状態の特性６に対して、一点鎖線で示す従来技術に係るＡＮＣ−ＯＮ状態の特性８を比較すると、回転周波数４５［Ｈｚ］では、低減効果がほとんどないという欠点があるが、実線で示すＡＮＣ−ＯＮ状態のこの実施形態の特性５２では、回転周波数４５［Ｈｚ］での音圧の増加が完全に抑制されていることが分かる。

以上のように上述したこの実施形態に係る車両用能動型振動騒音制御装置１０は、ロードノイズに関する第１基準信号Ｓｒ１を生成する第１基準信号生成器３１と、第１基準信号Ｓｒ１に基づいて第１制御信号Ｓｃ１を出力する第１適応型フィルタ３６と、第１制御信号Ｓｃ１に基づいてロードノイズを相殺するための相殺音を出力するスピーカ（相殺音出力器）２６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騒音を誤差信号ｅａとして検出するマイクロフォン（誤差信号検出器）２２と、第１適応型フィルタ３６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３８と、を含む車両用能動型振動騒音制御装置において、さらに、車両に搭載された回転体の回転周波数ｆｅを検出する周波数検出器（回転周波数検出器）４２と、検出された回転周波数ｆｅに基づいて、前記回転体に関する第２基準信号Ｓｒ２を生成する第２基準信号生成器３２と、第２基準信号Ｓｒ２に基づいて第２制御信号Ｓｃ２を出力する第２適応型フィルタ４６と、第２適応型フィルタ４６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４８と、誤差信号ｅａから第２制御信号Ｓｃ２を減算して補正誤差信号ｅｂを出力する減算器１３と備え、第１フィルタ係数更新器３８は、補正誤差信号ｅｂと参照信号生成器３４により第１基準信号Ｓｒ１を畳み込んだ参照信号ｒとに基づいて第１フィルタ係数Ｗ１を更新するように構成している。

このように構成すれば、誤差信号ｅａから回転周波数ｆｅの成分（エンジンこもり音の成分）を除去したロードノイズ成分のみの補正誤差信号ｅｂにより第１制御信号Ｓｃ１が生成されるので、マイクロフォン２２の配置位置（評価点）において回転周波数の成分を大幅に低減させることができる。結果として、ロードノイズ用のＡＮＣをＯＮ状態としたときに評価点において顕在化する、回転体（この実施形態ではエンジンクランク６４）の回転周波数ｆｅで発生するエンジンこもり音の増音を大幅に低減することができる。

換言すれば、図１及び図２に示したこの実施形態に係る車両用能動型振動騒音制御装置１０において、第２制御信号生成ユニット１２と減算器１３を削除し、Ａ／Ｄ変換器３０の出力である誤差信号ｅａを、直接、第１制御信号生成ユニット１１のフィルタ係数更新器３８に供給するようにした構成の従来技術に係る車両用能動型振動騒音制御装置において、ＡＮＣをＯＮ状態にすると、例えば、図１２（図３）に示したように、ロードノイズの周波数ｆｄ＝４２［Ｈｚ］近傍での音圧は１０［ｄＢ］程度低減されるが、このＡＮＣをＯＮ状態にした副作用として６５［Ｈｚ］程度の周波数ではゲインが増大する。この６５［Ｈｚ］程度の周波数にエンジンクランク６４の回転周波数ｆｅが同期すると、図１２（図３）の特性４に示すように回転周波数ｆｅに同期した周波数でのエンジンこもり音が顕在化する。このエンジンこもり音の顕在化を、図１、図２に示す第２制御信号生成ユニット１２及び減算器１３を、Ａ／Ｄ変換器３０の出力と第１制御信号生成ユニット１１の入力との間に設ける構成とすることで、特性５１に示すように、回転周波数ｆｅに同期した周波数でのエンジンこもり音を低減することができる（エンジンこもり音の影響を軽減することができる）。

図５は、車室内空間２４で発生する４２［Ｈｚ］のロードノイズを低減する第１制御信号生成ユニット１１の動作時における感度関数特性２０２を示している。ロードノイズの周波数ｆｄ＝４２［Ｈｚ］近傍の周波数領域ｆ２〜ｆ３では、感度関数特性２０２のゲインは、負の値となるが、その隣の領域ｆ１〜ｆ２及びｆ３〜ｆ４（６５［Ｈｚ］を含む周波数領域）では、正の値となる。

したがって、エンジンこもり音を低減する第２制御信号生成ユニット１２を、その図５に示すように、周波数領域０〜ｆ１では停止させ、周波数領域ｆ１〜ｆ２では動作させ、周波数領域ｆ２〜ｆ３では停止させ、周波数領域ｆ３〜ｆ４では動作させ、周波数ｆ４以上では停止させるように動作を制御することで、制御が必要な周波数領域のみで動作させることが可能となる。

図６は、回転周波数ｆｅに基づいて、第２制御信号Ｓｃ２の出力を停止・動作制御する機能を有する車両用能動型振動騒音制御装置１０Ａの構成を示すブロック図である。

車両用能動型振動騒音制御装置１０Ａでは、第２適応型フィルタ４６と減算器１３との間に、第２制御信号Ｓｃ２の振幅（ゲイン）を制御する振幅制御器（ゲイン制御器）２０４が挿入され、この振幅制御器２０４のオンオフ動作が回転周波数ｆｅに基づきエンジンこもり音制御実行判定器２０６により制御される。振幅制御器２０４のゲインをＦＡＤＥとすると、動作周波数領域（ｆ１〜ｆ２、ｆ３〜ｆ４）では、ＦＡＤＥ＝１とされ、停止周波数領域（０〜ｆ１、ｆ２〜ｆ３、ｆ４以上）では、サンプリング時点をｎとして、次の（２）式で徐々に小さくされる。
ＦＡＤＥ（ｎ）＝ＦＡＤＥ（ｎ−１）×１未満の定数、例えば、
＝ＦＡＤＥ（ｎ−１）×０．９ …（２）

もちろん、振幅制御器２０４を使用しないで、第２適応型フィルタ４６のフィルタ係数Ｗ２をエンジンこもり音制御実行判定器２０６の出力に基づき、停止周波数領域では、Ｗ２（ｎ）＝Ｗ２（ｎ−１）×０．９と、徐々に小さくするように制御してもよい。

次に、他の実施形態について説明する。

実際上、エンジンこもり音は、図７に示す車両６０中、エンジン６２の回転体としてのエンジンクランク６４の回転周波数ｆｅによるエンジンこもり音の他に、トランスミッションメインシャフト６６、カウンタシャフト６８、ドライブシャフト７０、プロペラシャフト７２等の各回転体の回転周波数ｆｅによるこもり音（これらも、エンジンこもり音と称している。）が存在する。

ここで、図７に示す４ＷＤ（ＡＷＤ）の車両６０について簡単に説明する。エンジン６２に対してクラッチ７４を介してトランスミッションメインシャフト６６が接続され、トランスミッションメインシャフト６６に対して変速ギア７６、７８を介してカウンタシャフト６８が接続される。さらに、カウンタシャフト６８に対してファイナルギア８０、８２を介してドライブシャフト７０が駆動される。このドライブシャフト７０に対してベベルギヤ８４、８６、トランスファギヤ８８、８９を介してプロペラシャフト７２が駆動され、このプロペラシャフト７２によりリヤデファレンシャル９０を通じてドライブシャフト９２が駆動される。前輪９４は、ドライブシャフト７０により駆動され、後輪９６は、ドライブシャフト９２により駆動される。

このように車両６０にはエンジン６２に係わる回転体が多数存在する。そして、図１及び図２に示すように、車室内空間２４において、ロードノイズと、これら複数の回転体の回転周波数に応じた騒音であるエンジンこもり音とがマイクロフォン２２により受音される。そこで、エンジンクランク６４に対するエンジンこもり音以外にトランスミッションメインシャフト６６、カウンタシャフト６８、ドライブシャフト７０、プロペラシャフト７２等の各回転体の回転周波数ｆｅｘによるこもり音も第２制御信号生成ユニット１２により除去できればより静粛性が向上する。

トランスミッションメインシャフト６６、カウンタシャフト６８、ドライブシャフト７０、プロペラシャフト７２等の各回転体の回転周波数ｆｅｘは、エンジンクランク６４の回転周波数ｆｅに対し、ギヤ比等による定まる実数倍（１．５倍、２倍等）の回転周波数になっている。この場合、プロペラシャフト７２の回転周波数を原因とするエンジンこもり音（プロペラシャフトこもり音）は、エンジンクランク６４の回転周波数ｆｅが低速の場合には、ほとんど聞こえず、高速の場合にのみ聞こえる。

これらを考慮した場合、図７に示した車両６０では、低速では、回転周波数ｆｅの１．５次、３次、及び６次成分のエンジンこもり音を除去し、高速では、回転周波数ｆｅの１次、３次、及び６次成分のエンジンこもり音を除去すれば効率的に広い速度範囲でエンジンこもり音を低減できることが分かった。

そこで、図８に示す車両用能動型振動騒音制御装置１０Ｂの構成に示すように、第２制御信号生成ユニット１２Ａは、適応型ノッチフィルタを３並列とし、それぞれの入力側に逓倍数Ｎ１倍、Ｎ２倍、及びＮ３倍の逓倍器１０１、１０２、１０３を設ける。逓倍器１０１〜１０３の逓倍数Ｎ１〜Ｎ３を、図９Ａの回転周波数・逓倍数設定表（マップ）９８に基づき、低速回転周波数ｆｅでは、Ｎ１＝１．５、Ｎ２＝３、Ｎ３＝６とし、高速回転数ｆｅでは、逓倍器１０１のみ逓倍数Ｎ１をＮ１＝１．５からＮ１＝１に切り替えるように制御することで、広い回転周波数範囲でエンジンこもり音に対応する周波数でのロードノイズの増加を効果的に抑制することが可能な車両用能動型振動騒音制御装置１０Ｂを構築することができる。

このように第２制御信号生成ユニット１２Ａでは、３つの第２基準信号Ｓｒ２１、Ｓｒ２２、Ｓｒ２３にそれぞれフィルタ係数Ｗ２１、Ｗ２２、Ｗ２３を畳み込んで補正し、３つの第２制御信号Ｓｃ２１、Ｓｃ２２、Ｓｃ２３を出力する適応型ノッチフィルタを回転周波数ｆｅの高低に分けて切替使用することで、誤差信号ｅａからエンジンこもり音の成分である３つの第２制御信号Ｓｃ２１、Ｓｃ２２、Ｓｃ２３を減算器１３により差し引いた補正誤差信号ｅｂ｛ｅｂ＝ｅａ−（Ｓｃ２１＋Ｓｃ２２＋Ｓｃ２３）｝により、第１制御信号生成ユニット１１でロードノイズのみを消音することができるので廉価で効率的な車両用能動型振動騒音制御装置１０Ｂを構築することができる。

さらには、図１０に示すさらに他の実施形態に係る車速切替型制御を適用した車両用能動型振動騒音制御装置１０Ｃに示すように、車速パルスからプロペラシャフト７２の回転周波数ｆｐを検出する周波数検出器４２ａをさらに設け、さらにまた、エンジンクランク６４の回転周波数ｆｅとプロペラシャフト７２の回転周波数ｆｐを切り替える切替器１１２を設ける。

そして、図９Ｂに示す回転周波数・逓倍数設定表（マップ）９８Ｂに基づき、車速（回転周波数ｆｐに同期）が低速側では、切替器１１２をポート１１２ａ側へ接続して、３つのリソース（リソース１：逓倍器１０１、第２基準信号生成器３２、適応型フィルタ４６、フィルタ係数更新器４８、リソース２：逓倍器１０２、第２基準信号生成器３２、適応型フィルタ４６、フィルタ係数更新器４８、リソース３：逓倍器１０３、第２基準信号生成器３２、適応型フィルタ４６、フィルタ係数更新器４８）を全てエンジンクランク６４の回転周波数ｆｅに振り向けて使用する一方、車速の高速側では、切替器１１２をポート１１２ｂ側へ接続して、３つのリソース中、１つ（逓倍器１０１を含むリソース）は、プロペラシャフト７２の回転周波数ｆｐで動作させ（Ｎ１＝１）、残り２つはエンジンクランク６４の回転周波数ｆｅで動作させる（Ｎ２＝３、Ｎ３＝６）ように構成することで、低車速時及び高車速時に応じてエンジンこもり音の顕在化を抑制しつつロードノイズをより的確に低減することができる。

なお、この発明は、上述した実施形態に限らず、上記した全ての実施形態において、例えば、第１制御信号生成ユニット１１は、図１１に示す変形例の車両用能動型振動騒音制御装置１０Ｄに示すように、第１制御信号生成ユニット１１Ａに変形することができる。この第１制御信号生成ユニット１１Ａは、通過帯域の中心周波数が４２［Ｈｚ］のバンドパスフィルタ（帯域通過フィルタ）２１０と位相ゲイン調整器２１２とから構成される。

ここで、位相ゲイン調整器２１２には、それぞれが固定値の位相遅延量θ１とゲイン量Ｇ１が設定される。位相遅延量θ１及びゲイン量Ｇ１は、マイクロフォン２２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、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ことを考慮して決めればよい。すなわち、マイクロフォン２２の入力点（位置）からＡ／Ｄ変換器３０、減算器１３、第２制御信号生成ユニット１２、バンドパスフィルタ２１０、位相ゲイン調整器２１２、Ｄ／Ａ変換器２８、スピーカ２６、及び車室内空間２４を通じてマイクロフォン２２に至るロードノイズの周波数ｆ１＝４２Ｈｚ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、位相遅延量θ１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。ゲイン量Ｇ１は、位相遅延量θ１と同様に考えることができる。この場合、概ね、スピーカ２６から車室内空間２４を経てマイクロフォン２２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。

また、他の変形例として、上述した全ての実施形態において、エンジンクランク６４の回転周波数ｆｅを検出する周波数検出器４２に代替して図示しない車速検出器による検出される車速に応じた基準周波数に基づき、第２基準信号生成器３２により第２基準信号Ｓｒ２、Ｓｒ２１〜Ｓｒ２３を生成するように構成を変更する等、種々の構成を採り得ることは勿論である。

図２に示す車両用能動型振動騒音制御装置の概略構成を示すブロック図である。 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詳細構成を示すブロック図である。 ある回転周波数でのＡＮＣ−ＯＦＦ、ＡＮＣ−ＯＮ（ＰＲＩＯＲ ＡＲＴ）、及びＡＮＣ−ＯＮ（実施形態）時の騒音低減効果の説明図（測定図）である。 他の回転周波数でのＡＮＣ−ＯＦＦ、ＡＮＣ−ＯＮ（ＰＲＩＯＲ ＡＲＴ）、及びＡＮＣ−ＯＮ（実施形態）時の騒音低減効果の説明図（測定図）である。 車室内空間で発生するロードノイズを低減する第１制御信号生成ユニットの動作時における感度関数特性の説明図である。 回転周波数に基づいて、第２制御信号の出力を停止・動作制御する機能を有す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。 車両に備わる回転体の説明図である。 他の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。 図９Ａは、図８例に適用される回転周波数・逓倍数設定表の説明図である。図９Ｂは、図１０例に適用される回転周波数・逓倍数設定表の説明図である。 さらに他の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。 変形例の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。 ある回転周波数でのＡＮＣ−ＯＦＦ時及びＡＮＣ−ＯＮ（ＰＲＩＯＲ ＡＲＴ）時の騒音低減効果の説明図である。 他の回転周波数でのＡＮＣ−ＯＦＦ時及びＡＮＣ−ＯＮ（ＰＲＩＯＲ ＡＲＴ）時の騒音低減効果の説明図である。

符号の説明

１０、１０Ａ〜１０Ｄ…車両用能動型振動騒音制御装置
１１、１１Ａ…第１制御信号生成ユニット
１２、１２Ａ…第２制御信号生成ユニット
１３…減算器
２２…マイクロフォン
２４…車室内空間
２６…スピーカ
３１…第１基準信号生成器
３２…第２基準信号生成器
３４…参照信号生成器
３６、４６…適応型フィルタ
３８、４８…フィルタ係数更新器

Claims (4)

1. ロードノイズに関する第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制御信号を出力する第１適応型フィルタと、
   前記第１制御信号に基づいて前記ロードノイズを相殺するための相殺音を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騒音を誤差信号として検出する誤差信号検出器と、
   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フィルタ係数更新器と、を含む車両用能動型振動騒音制御装置において、
   さらに、
   車両に搭載された回転体の回転周波数を検出する回転周波数検出器と、
   検出された前記回転周波数に基づいて、前記回転体に関する第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制御信号を出力する第２適応型フィルタと、
   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フィルタ係数更新器と、
   前記誤差信号から前記第２制御信号を減算して補正誤差信号を出力する減算器と、
   を備え、
   前記第１フィルタ係数更新器は、前記補正誤差信号と前記第１基準信号とに基づいて前記第１フィルタ係数を更新する
   ことを特徴とする車両用能動型振動騒音制御装置。
2. 請求項１記載の車両用能動型振動騒音制御装置において、
   前記回転体は、エンジンクランク、トランスミッションメインシャフト、カウンタシャフト、ドライブシャフト、又はプロペラシャフトの内の少なくとも１つである
   ことを特徴とする車両用能動型振動騒音制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の車両用能動型振動騒音制御装置において、
   前記回転周波数に基づいて、前記第２制御信号の出力を停止する
   ことを特徴とする車両用能動型振動騒音制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用能動型振動騒音制御装置において、
   前記回転周波数検出器は、複数の回転体の回転周波数を検出し、
   前記第２基準信号生成器は、検出された前記回転周波数に基づいて、複数の第２基準信号を生成する
   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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