JP2012179996A - 能動型振動騒音抑制装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両に乗員が搭乗している状態において同定処理を行うとしても、乗員への不快感を低減することができる同定処理を行う能動型振動騒音抑制装置を提供する。
【解決手段】車両走行中でエンジン１０の駆動中であり、路面伝達振動検出部１９０により検出される振動の大きさＲｍａｘが閾値Ｔｈｒ以下の場合に、エンジン１０による発生振動または発生騒音の周波数ｆ_realと異なる同定周波数ｆ_Estについて制御信号ｙ_（ｎ）を出力した場合の残留信号ｅ_（ｎ）に基づいて第一伝達関数Ｇの同定処理を行い、算出された第一伝達関数Ｇの推定値ＧｈをＧｈデータ記憶部１５０に記憶させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、適応制御を用いて、能動的に振動や騒音を抑制することができる能動型振動騒音抑制装置に関するものである。

従来、適応制御を用いて能動的に振動または騒音を抑制する装置として、特開平１０−１８７１６４号公報（特許文献１）に記載されたものがある。この装置は、制御信号生成部から評価点までの伝達系の伝達関数について同定処理を行い、同定処理によって得られた伝達関数の推定値を用いて、制御信号の適応フィルタのフィルタ係数を更新することで、能動的に振動または騒音を抑制するというものである。

特開平１０−１８７１６４号公報

ところで、特許文献１のような適応制御においては、実際の伝達関数と伝達関数の推定値とにずれが生じた場合には、評価点において振動または騒音が収束せずに発散するおそれがある。そして、車両の様々な経年変化によって、実際の伝達関数が変化する。そこで、伝達関数の同定処理を行う回数を増加させることで、経年変化に追従して、実際の伝達関数と伝達関数の推定値とのずれを小さくすることが考えられる。

伝達関数の同定処理を行うためには、能動型振動騒音抑制装置により実際に振動または騒音を発生させることになる。同定処理の回数を増加させることに伴い、車両に乗員が搭乗している状態において同定処理を行うと、同定処理により生じる振動または騒音によって乗員へ不快感を与えるおそれがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、車両に乗員が搭乗している状態において同定処理を行うとしても、乗員への不快感を低減することができる同定処理を行う能動型振動騒音抑制装置を提供することを目的とする。

本発明に係る能動型振動騒音抑制装置は、車両において、制御信号ｙ_（ｎ）に応じた制御振動または制御音を出力して、評価点における振動または騒音を能動的に抑制する能動型振動騒音抑制装置であって、振動または騒音の発生源であるエンジンによる発生振動または発生騒音の周波数、適応フィルタ係数により構成される前記制御信号ｙ_（ｎ）を生成する制御信号生成部と、前記評価点において、前記制御信号ｙ_（ｎ）に応じて出力された制御振動または制御音と前記発生源による振動または騒音との干渉による残留信号ｅ_（ｎ）を検出する残留信号検出部と、前記制御信号生成部と前記評価点との間の伝達関数の推定値を記憶する推定伝達関数記憶部と、前記残留信号ｅ_（ｎ）および伝達関数の推定値に基づいて、設定された評価関数を最小とするように前記適応フィルタ係数を更新する適応フィルタ係数更新部と、車両走行中において路面から伝達される振動の大きさを検出する路面伝達振動検出部と、車両走行中で前記エンジン駆動中であり、前記路面伝達振動検出部により検出される振動の大きさが閾値以下の場合に、前記エンジンによる発生振動または発生騒音の周波数と異なる同定周波数について前記制御信号を出力した場合の前記残留信号ｅ_（ｎ）に基づいて前記伝達関数の同定処理を行い、算出された前記伝達関数の推定値を前記推定伝達関数記憶部に記憶させる伝達関数同定処理部とを備える。

本発明によれば、走行中でエンジン駆動中に同定処理を行うことにより、車両停止中に同定処理を行う場合に比べて、乗員が同定処理に伴い発生する振動または騒音を感じにくくできる。つまり、乗員の不快感が少ない。また、走行中は、路面からの振動が車体に入力されるため、伝達関数の同定精度に影響を及ぼすおそれがある。しかし、路面伝達振動検出部により検出される振動の大きさが閾値以下の場合に同定処理を行うようにしている。つまり、路面からの振動が伝達関数の同定に影響の少なくなるタイミングにおいて、同定処理を行うようにしている。従って、路面からの振動によって、同定精度が悪化することなく、高精度に伝達関数を推定することができる。

ところで、走行中でエンジン駆動中に同定処理を行うため、エンジンによる発生振動または発生騒音に起因して伝達関数の同定精度にばらつきを生じるおそれがある。例えば、瞬間的な伝達関数の推定値は、実際の伝達関数とは大きくずれた値となるおそれがある。

そこで、前記伝達関数同定処理部は、前記同定周波数について前記伝達関数の同定処理を複数回行い、算出された複数の前記伝達関数の推定値の平均値を前記伝達関数の推定値として前記推定伝達関数記憶部に記憶させるようにしてもよい。つまり、複数回の同定処理を行い、得られた複数の伝達関数の推定値を平均化した値を伝達関数の推定値とする。これにより、エンジンによる発生振動または発生騒音に起因したばらつきが生じたとしても、適応制御に用いる伝達関数の推定値はある程度安定した値となる。従って、確実に評価点における振動または騒音を抑制することができる。

また、前記伝達関数同定処理部は、車両走行速度が一定のときに前記同定処理を行うようにしてもよい。車両の走行速度が一定のときに同定処理を行うことで、車両の加減速に伴う振動または騒音が発生していないときに同定処理を行うことができる。これにより、高精度に伝達関数の推定値を算出できる。

また、前記伝達関数同定処理部は、前記エンジンによる発生振動または発生騒音の周波数が前記伝達関数の共振周波数より高い場合に、前記エンジンによる発生振動または発生騒音の周波数より小さい前記同定周波数について同定処理を行うようにしてもよい。

エンジンによる発生振動または発生騒音の周波数が伝達関数の共振周波数より十分に高い場合とすることで、エンジンによる発生振動または発生騒音が評価点において極力小さな状態とできる。この状態を前提として、同定周波数をエンジンによる発生振動または発生騒音の周波数より小さい周波数とすることで、同定周波数において、エンジンによる発生振動または発生騒音の影響を小さくできる。従って、同定処理により算出された伝達関数をより高精度に得ることができる。

また、前記評価点は、前記サスペンションメンバであり、前記路面伝達振動検出部は、前記サスペンションメンバに取り付けられ、前記サスペンションメンバの振動の大きさを検出するようにしてもよい。評価点が位置する部材と同一体であるサスペンションメンバの振動に応じて同定処理を行うか否かを判定することで、同定に影響を及ぼす振動が発生していない場合に確実に同定処理を行うことができる。

また、前記路面伝達振動検出部と前記残留信号検出部とは、同一のセンサを用いるようにしてもよい。路面伝達振動検出部と残留信号検出部として同一のセンサを共有することで、低コスト化を図ることができる。

また、前記路面伝達振動検出部は、サスペンションを介してサスペンションメンバに懸架される車輪に取り付けられ、前記車輪の振動の大きさを検出するようにしてもよい。車輪は、路面の状況に最もよく反応する。そして、車輪の振動の大きさが閾値以下の時に、伝達関数の同定処理を行うようにすることで、伝達関数の同定処理において路面の影響を確実に受けないようにできる。

能動型振動騒音抑制装置における能動型振動騒音抑制制御に関する機能ブロック図である。 能動型振動騒音抑制装置が配置される一例としての自動車の構成を示す図である。 能動型振動騒音抑制装置における第一推定伝達関数の同定処理に関する機能ブロック図である。 同定処理開始判定のフローチャートである。 第一伝達関数の振幅の周波数特性である。 Ｇｈデータ算出更新処理のフローチャートである。

（能動型振動騒音抑制装置の概要）
能動型振動騒音抑制装置１００の制御概念について図１を参照して説明する。能動型振動騒音抑制装置１００は、種々の発生源１０が振動または騒音（以下、「抑制対象振動等」と称する）を発生する場合に、所望の位置（評価点）２０において当該振動または騒音を能動的に抑制するために、制御振動または制御音（以下、「制御振動等」と称する）を発生させる装置である。つまり、抑制対象振動等に対して制御振動等を合成させることで、評価点２０において、制御振動等が抑制対象振動等を打ち消すように作用する。その結果、評価点２０において、抑制対象振動等が抑制されることになる。

ここで、自動車を例にあげて説明する。自動車において、エンジン（内燃機関）が振動騒音発生源１０となり、エンジン１０によって発生した振動や騒音が車室内に伝達されないようにすることが望まれる。そこで、エンジン１０によって発生した振動や騒音（抑制対象振動等）を能動的に抑制するために、制御振動または制御音の発生装置１３０によって制御振動等を発生させることとしている。なお、以下において、能動型振動騒音抑制装置１００は、自動車に適用し、エンジン１０によって発生される振動または騒音を抑制する装置を例に挙げて説明するが、これに限られるものではない。能動型振動騒音抑制装置１００は、抑制すべき振動や騒音を発生するものであれば、全てに適用できる。

以下に、能動型振動騒音抑制装置１００の詳細について説明する。まずは、能動型振動騒音抑制装置１００を実際の自動車に適用した場合の配置について説明する。その後に、能動型振動騒音抑制装置１００の機能について説明する。ここで、能動型振動騒音抑制装置１００の機能は、制御振動または制御音を発生して評価点２０における振動騒音を抑制する制御と、当該制御を行うために用いる伝達関数の同定処理とがある。そこで、能動型振動騒音抑制装置１００を実際の自動車に適用した場合の配置について説明した後に、制御振動または制御音を発生して評価点２０における振動騒音を抑制する制御について説明する。その後に、当該制御を行うために用いる伝達関数の同定処理について説明する。

（能動型振動騒音抑制装置１００の自動車における配置）
図２を参照して、能動型振動騒音抑制装置１００を実際の自動車に適用した場合の配置について説明する。図２には、自動車の後部のサスペンション装置について示している。図２に示すように、ディファレンシャル３１０からドライブシャフト３２０を介してリアアクスル３３０に連結されている。つまり、エンジン１０（図２には図示せず）の駆動力がディファレンシャル３１０およびドライブシャフト３２０を介してリアアクスル３３０に伝達される。

ディファレンシャル３１０は、サスペンションメンバ３４０にマウントを介して支持されている。また、サスペンションメンバ３４０は、マウントを介して車両ボディ（図示せず）に支持されている。また、リアアクスル３３０は、サスペンションメンバ３４０にロッド３５０を介して弾性支持されており、かつ、ショックアブソーバ３６０およびスプリング３７０を介して車両ボディに支持されている。

そして、能動型振動騒音抑制装置１００における制御振動または制御音を実際に発生させる発生装置１３０（図１および図３に示す）を、サスペンションメンバ３４０の車両左右方向中央（図２における「Ａ」の部位）に配置する。また、路面から伝達される振動の大きさを検出する路面伝達振動検出部１９０（図３に示す）を、発生装置１３０が配置されるサスペンションメンバ３４０の車両左右方向中央（図２における「Ａ」の部位）、または、リアアクスル３３０（図２における「Ｂ」の部位）に配置する。路面伝達振動検出部１９０の配置は、目的に応じて適宜変更することができる。このことについては、後述する。

なお、本実施形態においては、発生装置１３０の位置および評価点２０をリアのサスペンションメンバ３４０としたがこれに限定されるものではない。評価点２０は、目的に応じて適宜変更可能となる。例えば、発生装置１３０の位置および評価点２０をフロントのサスペンションメンバ（エンジンフレーム）、車室内などとすることもできる。また、発生装置１３０と評価点２０とをそれぞれ別々の位置に設定することもできる。

（能動型振動騒音抑制装置における振動騒音抑制制御のブロック構成）
能動型振動騒音抑制装置１００における振動騒音抑制制御に関するブロック構成について、図１を参照して詳細に説明する。能動型振動騒音抑制装置１００は、適応最小平均自乗フィルタ（Filtered-X LMS）を用いた適応制御を適用する。そして、図１に示すように、能動型振動騒音抑制装置１００は、エンジン１０によって発生される抑制対象振動等が第二伝達関数Ｈを介して評価点２０に伝達する場合に、評価点２０における振動または騒音を低減するための装置である。

能動型振動騒音抑制装置１００は、周波数算出部１１０と、制御信号生成部１２０と、発生装置１３０と、残留信号検出部１４０と、第一推定伝達関数記憶部（以下、「Ｇｈデータ記憶部」と称する）１５０と、第一推定伝達関数選択部（以下、「Ｇｈデータ選択部」と称する）１６０と、適応フィルタ係数更新部１７０とを備えている。なお、記載の都合上、明細書の本文において、推定値「ハット（＾）」は、「ｈ」と記載する。

周波数算出部１１０は、エンジン１０の回転数を検出する回転検出器（図示せず）から周期性のパルス信号を入力し、当該パルス信号に基づいて、エンジン１０が発生する振動または騒音（抑制対象振動等）の主成分の周波数ｆ_realを算出する。

制御信号生成部１２０は、周波数算出部１１０にて算出された周波数ｆ_realに基づいて、式（１）に従って得られる正弦波としての制御信号ｙ_（ｎ）を適応制御によって生成する。ここで、添字の_（ｎ）は、サンプリング数（時間ステップ）を表す添字である。つまり、式（１）より明らかなように、制御信号ｙ_（ｎ）は、周波数ｆ_realと、適応フィルタ係数Ｗ_（ｎ）としての振幅フィルタ係数ａ_（ｎ）および位相フィルタ係数φ_（ｎ）とを構成成分に含む、時刻ｔ_（ｎ）における信号である。そして、振幅フィルタ係数ａ_（ｎ）および位相フィルタ係数φ_（ｎ）は、後述する適応フィルタ係数更新部１７０により適応的に更新される。

発生装置１３０は、実際に振動や音を発生する装置である。この発生装置１３０は、制御信号生成部１２０によって生成された制御信号ｙ_（ｎ）に基づいて駆動する。例えば、制御振動を発生させる発生装置１３０としては、例えば、駆動系につながるフレームやサスペンションメンバなどのサブフレームに配置される振動発生装置である。また、制御音を発生させる発生装置１３０としては、例えば、スピーカー等である。発生装置１３０が例えば磁力を用いて制御振動や制御音を発生させる装置の場合には、コイル（図示せず）に供給する電流、電圧または電力を、各時刻ｔ_（ｎ）における制御信号ｙ_（ｎ）に応じるように制御することで、発生装置１３０が制御信号ｙ_（ｎ）に応じた制御振動または制御音を発生する。

そうすると、評価点２０においては、発生装置１３０によって発生された制御振動等が伝達系Ｂを介して伝達された制御振動等Ｚ_（ｎ）と、エンジン１０によって発生された抑制対象振動等が第二伝達関数Ｈを介して伝達された振動騒音Ｘ_（ｎ）とが合成される。

そこで、残留信号検出部１４０は、評価点２０に配置されており、評価点２０における残留振動または残留騒音（本発明における「残留信号」に相当する）ｅ_（ｎ）を検出する。この残留振動ｅ_（ｎ）は、式（２）で表される。例えば、残留振動ｅ_（ｎ）を検出する残留信号検出部１４０としては、加速度センサなどを適用できる。また、残留音ｅ_（ｎ）を検出する残留信号検出部１４０としては、吸音マイクなどを適用できる。残留信号検出部１４０によって検出される残留信号ｅ_（ｎ）がゼロになることが理想状態である。なお、第一伝達関数Ｇは、制御信号生成部１２０と評価点２０との間の伝達系の伝達関数である。つまり、第一伝達関数Ｇは、発生装置１３０そのものの伝達関数と、発生装置１３０と評価点２０との間の伝達系Ｂの伝達関数とを含む。

Ｇｈデータ記憶部１５０は、後述する伝達関数同定処理において算出および更新された第一推定伝達関数Ｇｈ（第一伝達関数Ｇの推定値Ｇｈ）が記憶されている。第一伝達関数Ｇは、周波数ｆに応じた振幅成分Ａ_Ｇと位相成分Φ_Ｇとにより表される。そこで、式（３）に示すように、第一推定伝達関数Ｇｈとしては、周波数ｆ_realに応じた振幅成分Ａｈ_Ｇと位相成分Φｈ_Ｇとにより表される。なお、式（３）においては、第一推定伝達関数Ｇｈ、振幅成分Ａｈ_Ｇおよび位相成分Φｈ_Ｇは、周波数ｆ_realに応じたものとなるため、ｆ_realの関数であることを明記するために、それぞれＧｈ（ｆ）、Ａｈ_Ｇ（ｆ）およびΦｈ_Ｇ（ｆ）と記載している。

Ｇｈデータ選択部１６０は、Ｇｈデータ記憶部１５０に記憶されている第一推定伝達関数Ｇｈの中から、周波数算出部１１０にて算出された周波数ｆ_realに応じた第一推定伝達関数Ｇｈを選択する。つまり、Ｇｈデータ選択部１６０は、周波数算出部１１０にて算出された周波数ｆ_realに応じた振幅成分Ａｈ_Ｇおよび位相成分Φｈ_Ｇを選択する。

適応フィルタ係数更新部１７０は、上述した制御信号ｙ_（ｎ）を構成するための適応フィルタ係数Ｗ_（ｎ）を適応的に更新する。適応フィルタ係数Ｗ_（ｎ）は、式（４）に示すように、振幅フィルタ係数ａ_（ｎ）と位相フィルタ係数φ_（ｎ）とにより構成される。

この適応フィルタ係数更新部１７０は、残留信号ｅ_（ｎ）に基づき設定された評価関数Ｊを最小とするように適応フィルタ係数Ｗを更新する。以下に、適応フィルタ係数更新部１７０において、適応フィルタ係数Ｗを更新する更新式の導き方について説明する。

評価関数Ｊを式（５）のように定義する。つまり、評価関数Ｊは、残留信号検出部１４０により検出される残留信号ｅの二乗とする。この評価関数Ｊが最小となるような制御信号ｙ_（ｎ）を求める。

勾配ベクトル▽_（ｎ）を式（６）に従って算出する。勾配ベクトル▽_（ｎ）は、評価関数Ｊ_（ｎ）を適応フィルタ係数Ｗ_（ｎ）で偏微分して得られる。そうすると、勾配ベクトル▽_（ｎ）は、右辺のように表される。

このようにして算出した勾配ベクトル▽_（ｎ）にステップサイズパラメータμを乗じた項を、前回更新された適応フィルタ係数Ｗ_（ｎ）から減算することにより、適応フィルタ係数Ｗ_{（ｎ＋１）}を導き出す。このようにして、式を展開すると、式（７）のように表される。

ここで、適応フィルタ係数Ｗ_（ｎ）は、式（４）にて示したように、振幅フィルタ係数ａ_（ｎ）と位相フィルタ係数φ_（ｎ）とにより構成される。つまり、振幅フィルタ係数ａ_（ｎ）の更新式は式（８）のように表され、位相フィルタ係数φ_（ｎ）の更新式は式（９）のように表される。ここで、式（８）の（１／Ａｈ_Ｇ）は、振幅フィルタ係数ａ_（ｎ）の更新に対して正規化処理を加えたものである。

つまり、適応フィルタ係数更新部１７０は、前回更新された振幅フィルタ係数ａ_（ｎ）に対して、第一推定伝達関数Ｇｈ、残留信号ｅ_（ｎ）および振幅用ステップサイズパラメータμ_ａに基づき算出される振幅更新式の更新項を加減算することにより、振幅フィルタ係数ａ_{（ｎ＋１）}を更新する。また、適応フィルタ係数更新部１７０は、前回更新された位相フィルタ係数φ_（ｎ）に対して、第一推定伝達関数Ｇｈ、残留信号ｅ_（ｎ）および位相用ステップサイズパラメータμ_φに基づき算出される位相更新式の更新項を加減算することにより、位相フィルタ係数φ_{（ｎ＋１）}を更新する。

（能動型振動騒音抑制装置における伝達関数同定処理のブロック構成）
次に、上述した振動騒音抑制制御を行うために用いる第一伝達関数Ｇｈの同定処理について説明する。つまり、伝達関数同定処理により、上述したＧｈデータ記憶部１５０に記憶する第一推定伝達関数Ｇｈを算出（同定）する。

第一推定伝達関数Ｇｈの同定処理について、図３を参照して説明する。第一推定伝達関数Ｇｈの同定処理は、予め製造初期において行うと共に、例えば、車両走行中に都度更新する。ここでは、主として車両走行中に更新を行う場合について記載する。

図３に示すように、能動型振動騒音抑制装置１００において、第一推定伝達関数Ｇｈの同定処理を行う構成は、周波数算出部１１０と、車速検出部１８０と、路面伝達振動検出部１９０と、伝達関数同定処理部２００と、制御信号生成部１２０と、発生装置１３０と、残留信号検出部１４０と、Ｇｈデータ記憶部１５０とを備えている。ここで、周波数算出部１１０は、上述した周波数算出部１１０と同一構成であるので、説明を省略する。

車速検出部１８０は、車両の速度Ｖを検出し、車両の速度変化ΔＶを算出する。車両が一定速度で走行中には、車両の速度変化ΔＶが一定値となる。また、路面伝達振動検出部１９０は、車両走行中において路面から伝達される振動の大きさＲｍａｘを検出する。

伝達関数同定処理部２００は、同定処理開始判定部２１０と、同定周波数設定部２２０と、同定フィルタ係数設定部２３０と、Ｇｈデータ算出更新部２４０とを備えている。

同定処理開始判定部２１０は、周波数算出部１１０により算出された実際の周波数ｆ_real、車速検出部１８０により算出された車両の速度変化ΔＶ、および、路面伝達振動検出部１９０により検出された路面振動の大きさＲｍａｘに基づいて、同定処理を開始するか否かの判定を行う。

ここで、図４および図５を用いて、同定処理開始判定部２１０による同定処理開始判定について説明する。同定処理開始判定部２１０は、周波数算出部１１０により算出された実際の周波数ｆ_realが設定された判定用の周波数範囲（ｆ_E1以上ｆ_E2以下の範囲）であるか否かを判定する（ステップＳ１）。なお、実際の周波数ｆ_realが設定された判定用の周波数範囲（ｆ_E1以上ｆ_E2以下の範囲）である場合には、当然に、エンジン１０が駆動中であることを意味する。

判定用の周波数範囲ｆ_E1〜ｆ_E2について、図５を参照して説明する。図５に、第一伝達関数Ｇの振幅Ａ_Ｇの周波数特性を実線にて示す。第一伝達関数Ｇの共振点（共振周波数）は、ｆ_G0である。そして、能動型振動騒音抑制装置１００の制御対象周波数範囲は、ｆ_T1以上ｆ_T2以下の範囲である。例えば、制御対象周波数範囲は、３０Ｈｚ以上７０Ｈｚ以下の範囲などとする。つまり、伝達関数同定処理部２００により同定すべき周波数は、制御対象周波数範囲ｆ_T1〜ｆ_T2となる。そして、判定用の周波数範囲ｆ_E1〜ｆ_E2は、共振周波数ｆ_G0よりも十分に高い周波数であり、かつ、同定すべき周波数である制御対象周波数範囲ｆ_T1〜ｆ_T2は異なる周波数に設定されている。

つまり、エンジン１０による発生振動または発生騒音の周波数ｆ_realが第一伝達関数Ｇの共振周波数ｆ_G0より十分に高くすることで、エンジン１０による発生振動または発生騒音が評価点２０において極力小さな状態とできる。この状態を前提として、同定周波数ｆ_Estをエンジン１０による発生振動または発生騒音の周波数ｆ_realより小さい周波数とすることで、同定周波数ｆ_Estにおいて、エンジン１０による発生振動または発生騒音の影響を小さくできる。

続いて、実際の周波数ｆ_realが判定用の周波数範囲ｆ_E1〜ｆ_E2である場合には（ステップＳ１：Ｙ）、車速検出部１８０により算出された車両の速度変化ΔＶが閾値Ｔｈｖ以下であるか否かを判定する（ステップＳ２）。ここで、閾値Ｔｈｖは、零に近い値である。つまり、当該条件を満たす場合には、車速がほぼ一定値となる。第一伝達関数Ｇの同定処理に際して、車速変動に起因した振動の影響をできる限り小さくするために、このような判定を行っている。

続いて、車両の速度変化ΔＶが閾値Ｔｈｖ以下の場合には（ステップＳ２：Ｙ）、路面伝達振動検出部１９０により算出された路面伝達振動の大きさＲｍａｘが閾値Ｔｈｒ以下であるか否かを判定する（ステップＳ３）。閾値Ｔｈｒは、悪路ではない路面（通常の良路）を走行中における路面伝達振動の大きさＲｍａｘより大きな値であり、悪路を走行中における路面伝達振動の大きさＲｍａｘより小さな値である。第一伝達関数Ｇの同定処理に際して、路面伝達振動に起因した振動の影響をできる限り小さくするために、このような判定を行っている。

続いて、路面伝達振動の大きさＲｍａｘが閾値Ｔｈｒ以下の場合には（ステップＳ３：Ｙ）、第一伝達関数Ｇの同定処理を開始する（ステップＳ４）。一方、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３の条件を満たしていない場合には、同定処理を開始することなく、同定処理開始判定の最初に戻る。

図３に戻り、伝達関数同定処理部２００の構成について説明する。同定周波数設定部２２０は、同定処理開始判定部２１０により第一伝達関数Ｇの同定処理開始と判定された場合には、第一伝達関数Ｇを同定するための制御信号ｙ_（ｎ）に用いる同定周波数ｆ_Estを設定する。この同定周波数ｆ_Estは、上述において図５を用いて説明したように、能動型振動騒音抑制装置１００の制御対象周波数範囲であるｆ_T1以上ｆ_T2以下の範囲について、所定間隔毎に設定される。例えば、同定周波数ｆ_Estは、３０Ｈｚ以上７０Ｈｚ以下の範囲において、１Ｈｚ間隔で設定される。

同定フィルタ係数設定部２３０は、同定処理開始判定部２１０により第一伝達関数Ｇの同定処理開始と判定された場合には、第一伝達関数Ｇを同定するための制御信号ｙ_（ｎ）に用いる振幅フィルタ係数ａ_（ｎ）および位相フィルタ係数φ_（ｎ）を設定する。

制御信号生成部１２０は、上述した制御信号生成部１２０と実質的には同一である。ただし、伝達関数同定処理においては、制御信号生成部１２０は、同定周波数設定部２２０にて設定された同定周波数ｆ_Estおよび同定フィルタ係数設定部２３０にて設定された各同定フィルタ係数ａ_（ｎ）,φ_（ｎ）に基づいて、式（１）に従って得られる制御信号ｙ_（ｎ）を生成する。

発生装置１３０は、上述した発生装置１３０と同一であり、制御信号生成部１２０によって生成された制御信号ｙ_（ｎ）に応じた制御振動や制御音を発生する。そして、評価点２０においては、発生装置１３０によって発生された制御振動等が伝達系Ｂを介して振動または音Ｚ_（ｎ）が伝達される。この振動または音Ｚ_（ｎ）は、式（１０）で表される。

残留信号検出部１４０は、上述したとおり、評価点２０に配置されており、評価点２０における振動または音ｅ_（ｎ）を検出する。このときの評価点２０における振動または音ｅ_（ｎ）は、式（２）にて示したとおりである。ただし、伝達関数同定処理においては、エンジン１０の周波数ｆ_realが、共振周波数ｆ_G0よりも十分に高い判定用の周波数範囲ｆ_E1〜ｆ_E2であり、かつ、同定すべき周波数である制御対象周波数範囲ｆ_T1〜ｆ_T2は異なる周波数に設定されている。そのため、上述したように、評価点２０において、同定周波数ｆ_Estに関するエンジン１０による発生振動または発生騒音の影響を小さくできる。従って、伝達関数同定処理においては、残留信号検出部１４０により検出される振動または音ｅ_（ｎ）は、Ｚ_（ｎ）の影響が非常に大きい。つまり、伝達関数同定処理において、式（２）は、式（１１）と見なすことができる。

Ｇｈデータ算出更新部２４０は、制御信号生成部１２０により生成された制御信号ｙ_（ｎ）と、残留信号検出部１４０により検出された評価点２０における振動または音ｅ_（ｎ）と、同定周波数設定部２２０により設定した同定周波数ｆ_Estとに基づいて、第一推定伝達関数Ｇｈの振幅成分Ａｈ_Ｇおよび位相成分Φｈ_Ｇを算出する。このＧｈデータ算出更新部２４０は、Ｇｈデータ記憶部１５０に既に記憶されているＧｈデータを新たに算出したＧｈデータに更新する。

このＧｈデータ算出更新部２４０による第一推定伝達関数Ｇｈの算出更新処理について、図６のフローチャートを参照して説明する。図６に示すように、まず、Ｇｈデータ算出更新部２４０は、制御信号ｙ_（ｎ）と振動または音ｅ_（ｎ）と同定周波数ｆ_Estとに基づいて、第一推定伝達関数Ｇｈの振幅成分Ａｈ_Ｇおよび位相成分Φｈ_Ｇを算出する（ステップＳ１１）。続いて、第一推定伝達関数Ｇｈについて、予め設定されたｎ回の算出処理を行ったか否かを判定する（ステップＳ１２）。

ｎ回の算出処理が行われていなければ（ステップＳ１２：Ｎ）、算出処理回数がｎ回に達するまで、第一推定伝達関数Ｇｈの算出処理を行う。一方、第一推定伝達関数Ｇｈの算出回数がｎ回に達した場合には、ｎ回の第一推定伝達関数Ｇｈの平均値を算出する（ステップＳ１３）。具体的には、振幅成分Ａｈ_Ｇと位相成分Φｈ_Ｇのそれぞれについて、ｎ回の平均値を算出する。このようにして算出された平均値としての第一推定伝達関数Ｇｈの振幅成分Ａｈ_Ｇと位相成分Φｈ_ＧをＧｈデータ記憶部１５０に記憶する（ステップＳ１４）。

このように、Ｇｈデータ記憶部１５０に記憶されるＧｈデータは、例えばエンジン１０の駆動中に何度も更新することができるため、現在の第一伝達関数Ｇの状態に適合したデータとなる。つまり、現在記憶されているＧｈデータは、第一伝達関数Ｇが経年変化したとしても、その経年変化に追従して更新されている。

さらに、車両走行中でエンジン１０の駆動中に第一伝達関数Ｇの同定処理を行うことにより、車両停止中に同定処理を行う場合に比べて、乗員が同定処理に伴い発生する振動または騒音を感じにくくできる。つまり、乗員の不快感が少ない。ただし、走行中は、路面からの振動が車体に入力されるため、伝達関数の同定精度に影響を及ぼすおそれがある。しかし、路面伝達振動検出部１９０により検出される路面伝達振動の大きさＲｍａｘが閾値Ｔｈｒ以下の場合に同定処理を行うようにしている。つまり、路面伝達振動が伝達関数の同定に影響の少なくなるタイミングにおいて、同定処理を行うようにしている。従って、路面伝達振動によって、第一伝達関数Ｇの同定精度が悪化することなく、高精度に第一伝達関数Ｇを推定することができる。

しかしながら、車両走行中でエンジン１０の駆動中に第一伝達関数Ｇの同定処理を行うため、エンジン１０による発生振動または発生騒音に起因して第一伝達関数Ｇの同定精度にばらつきを生じるおそれがある。例えば、瞬間的な第一伝達関数Ｇの推定値Ｇｈは、実際の第一伝達関数Ｇとはずれた値となるおそれがある。

そこで、Ｇｈデータ算出更新部２４０は、同定周波数ｆ_Estについて第一伝達関数Ｇの同定処理をｎ回行い、算出されたｎ回の第一推定伝達関数Ｇｈの平均値を算出している。そして、算出した平均値としての第一推定伝達関数Ｇｈを、Ｇｈデータ記憶部１５０に記憶している。このように複数回の同定処理を行い、得られた複数の第一推定伝達関数Ｇｈを平均化した値を更新する第一推定伝達関数Ｇｈとする。これにより、エンジン１０による発生振動または発生騒音に起因したばらつきが生じたとしても、適応制御に用いる第一推定伝達関数Ｇｈはある程度安定した値となる。これにより、確実に評価点２０における振動または騒音を抑制することができる。

さらに、同定処理開始判定部２１０は、車両走行速度がほぼ一定のときに第一伝達関数Ｇの同定処理を開始するようにしている。車両の走行速度が一定のときに同定処理を行うことで、車両の加減速に伴う振動または騒音が発生していないときに同定処理を行うことができる。これにより、高精度に第一伝達関数Ｇの推定値Ｇｈを算出できる。

また、上述したように、同定処理開始判定部２１０は、エンジン１０による発生振動または発生騒音の周波数ｆ_realが第一伝達関数Ｇの共振周波数ｆ_G0より十分に高い場合に、エンジン１０による発生振動または発生騒音の周波数ｆ_realより小さい同定周波数ｆ_Estについて同定処理を行っている。これにより、同定処理により算出された第一推定伝達関数Ｇｈをより高精度に得ることができる。

ところで、図２に示したように、評価点２０をサスペンションメンバ３４０の車両左右方向中央部（図２における「Ａ」の部位）に配置した場合に、残留信号検出部１４０は、「Ａ」部位に配置することになる。この場合、路面伝達振動検出部１９０の配置場所を「Ａ」部位とする場合であって、残留信号検出部１４０として振動を検出可能な加速度センサなどを適用した場合には、路面伝達振動検出部１９０と残留信号検出部１４０と部品共通化を図ることができる。これにより、低コスト化を図ることができる。

さらに、路面伝達振動検出部１９０と残留信号検出部１４０との両者をサスペンションメンバ３４０に取り付けることで、評価点２０が位置する部材と同一体の振動に応じて同定処理を行うか否かを判定していることになる。従って、同定処理に影響を及ぼす振動が発生していない場合に、確実に同定処理を行うことができる。

また、路面伝達振動検出部１９０は、図２の「Ｂ」部位に配置するようにしてもよい。つまり、路面伝達振動検出部１９０は、ロッド３５０などのサスペンションをサスペンションメンバ３４０に懸架されるリアアクスル３３０（本発明における「車輪」に相当）に取り付けられる。この場合、路面伝達振動検出部１９０は、車輪そのものの振動の大きさを検出する。車輪は、路面の状況に最もよく反応する。そして、車輪の振動の大きさが閾値Ｔｈｒ以下の時に、第一伝達関数Ｇの同定処理を行うようにすることで、第一伝達関数Ｇの同定処理において路面の影響を確実に受けないようにできる。

２０：評価点、 １００：能動型振動騒音抑制装置、 ２００：伝達関数同定処理部
３１０：ディファレンシャル、 ３２０：ドライブシャフト、 ３３０：リアアクスル
３４０：サスペンションメンバ、 ３５０：ロッド
３６０：ショックアブソーバ、 ３７０：スプリング

Claims (7)

1. 車両において、制御信号ｙ_（ｎ）に応じた制御振動または制御音を出力して、評価点における振動または騒音を能動的に抑制する能動型振動騒音抑制装置であって、
   振動または騒音の発生源であるエンジンによる発生振動または発生騒音の周波数、適応フィルタ係数により構成される前記制御信号ｙ_（ｎ）を生成する制御信号生成部と、
   前記評価点において、前記制御信号ｙ_（ｎ）に応じて出力された制御振動または制御音と前記発生源による振動または騒音との干渉による残留信号ｅ_（ｎ）を検出する残留信号検出部と、
   前記制御信号生成部と前記評価点との間の伝達関数の推定値を記憶する推定伝達関数記憶部と、
   前記残留信号ｅ_（ｎ）および伝達関数の推定値に基づいて、設定された評価関数を最小とするように前記適応フィルタ係数を更新する適応フィルタ係数更新部と、
   車両走行中において路面から伝達される振動の大きさを検出する路面伝達振動検出部と、
   車両走行中で前記エンジン駆動中であり、前記路面伝達振動検出部により検出される振動の大きさが閾値以下の場合に、前記エンジンによる発生振動または発生騒音の周波数と異なる同定周波数について前記制御信号を出力した場合の前記残留信号ｅ_（ｎ）に基づいて前記伝達関数の同定処理を行い、算出された前記伝達関数の推定値を前記推定伝達関数記憶部に記憶させる伝達関数同定処理部と、
   を備える能動型振動騒音抑制装置。
2. 請求項１において、
   前記伝達関数同定処理部は、前記同定周波数について前記伝達関数の同定処理を複数回行い、算出された複数の前記伝達関数の推定値の平均値を前記伝達関数の推定値として前記推定伝達関数記憶部に記憶させる能動型振動騒音抑制装置。
3. 請求項１または２において、
   前記伝達関数同定処理部は、車両走行速度が一定のときに前記同定処理を行う能動型振動騒音抑制装置。
4. 請求項１〜３の何れか一項において、
   前記伝達関数同定処理部は、前記エンジンによる発生振動または発生騒音の周波数が前記伝達関数の共振周波数より高い場合に、前記エンジンによる発生振動または発生騒音の周波数より小さい前記同定周波数について同定処理を行う能動型振動騒音抑制装置。
5. 請求項１〜４の何れか一項において、
   前記評価点は、前記サスペンションメンバであり、
   前記路面伝達振動検出部は、前記サスペンションメンバに取り付けられ、前記サスペンションメンバの振動の大きさを検出する能動型振動騒音抑制装置。
6. 請求項５において、
   前記路面伝達振動検出部と前記残留信号検出部とは、同一のセンサを用いる能動型振動騒音抑制装置。
7. 請求項１〜４の何れか一項において、
   前記路面伝達振動検出部は、サスペンションを介してサスペンションメンバに懸架される車輪に取り付けられ、前記車輪の振動の大きさを検出する能動型振動騒音抑制装置。

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