JP7601644B2

JP7601644B2 - 能動騒音制御装置及び車両

Info

Publication number: JP7601644B2
Application number: JP2021007158A
Authority: JP
Inventors: 浩介坂本
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2021-01-20
Filing date: 2021-01-20
Publication date: 2024-12-17
Anticipated expiration: 2041-01-20
Also published as: CN114822473A; JP2022111614A; US11694672B2; CN114822473B; US20220230621A1

Description

本発明は、能動騒音制御装置及び車両に関する。

特許文献１には、複数の振動センサによって検出された振動に基づいて相殺信号の生成を行う制御ブロックと、相殺信号に基づいて相殺振動を発する複数のスピーカと、相殺振動と振動源からの振動との相殺誤差を検出する複数のマイクロフォンとが備えられた車室内騒音低減装置が開示されている。

特開平５－２６５４７１号公報

しかしながら、複数の振動センサからの入力と、複数のスピーカによる出力と、複数のマイクロフォンからの入力とを扱う能動騒音制御装置は、複雑な制御を要するため、設計コストの増加を招く。また、かかる能動騒音制御装置は、演算量が大きいため、高価なプロセッサを要し、部品コストの増加を招く。

本発明の目的は、騒音を良好に低減し得るとともに低コスト化を実現し得る能動騒音制御装置及び車両を提供することにある。

本発明の一態様による能動騒音制御装置は、車両の車室内の騒音を低減させるために、制御信号に基づいた相殺音をアクチュエータから出力させる能動騒音制御装置であって、前記騒音に応じた参照信号に対してフィルタリング処理を行うことにより前記制御信号を生成する第１適応フィルタと、前記騒音と前記相殺音との干渉による残留騒音を、前記車両の前後方向に沿った前記車両の中心線を中心として前記車室内の一方の側に配された第１マイクロフォンによって検出することにより得られる第１誤差信号と、前記残留騒音を、前記車両の前記中心線を中心として前記車室内の他方の側に配された第２マイクロフォンによって検出することにより得られる第２誤差信号とを加算することによって得られる加算誤差信号と、前記参照信号とに基づいて、前記第１適応フィルタにおけるフィルタ係数を更新する第１フィルタ係数更新部と、を備える。

本発明の他の態様による車両は、上記のような能動騒音制御装置を備える。

本発明によれば、騒音を良好に低減し得るとともに低コスト化を実現し得る能動騒音制御装置及び車両を提供することができる。

能動騒音制御の概要を示す図である。騒音の周波数と騒音の大きさとの関係を示すグラフである。騒音の測定箇所を示す平面図である。一実施形態による能動騒音制御装置が備えられた車両の一部を示すブロック図である。一実施形態による能動騒音制御装置が備えられた車両の例を示す平面図である。加算誤差信号の例を示すグラフである。一本実施形態による能動騒音制御装置の動作の例を示すフローチャートである。

本発明による能動騒音制御装置及び車両について、好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。

［一実施形態］
一実施形態による能動騒音制御装置及び車両について図１～図６を用いて説明する。図１は、能動騒音制御の概要を示す図である。

能動騒音制御装置１０は、車両１２の車室１４内の騒音、即ち、振動騒音を低減させるための相殺音をアクチュエータ１６から出力させるものである。

車室１４内の騒音には、例えば、ロードノイズ等が含まれ得る。ロードノイズは、路面から受ける力によって車輪が振動し、車輪の振動がサスペンションを介して車体に伝わることで、車室１４内の乗員に伝わる騒音である。

車両１２には、車両１２の振動を検出する振動センサ１８、より具体的に、加速度センサが備えられている。振動センサ１８によって検出される信号ｒ、即ち、振動を示す信号は、能動騒音制御装置１０に供給される。

車室１４内には、マイクロフォン２０が更に備えられている。マイクロフォン２０は、アクチュエータ１６から出力される相殺音と騒音との干渉による残留騒音（相殺誤差騒音）を検出する。マイクロフォン２０によって検出される残留騒音、即ち、誤差信号ｅは、能動騒音制御装置１０に供給される。

能動騒音制御装置１０は、振動センサ１８によって検出される信号ｒと、マイクロフォン２０によって検出される誤差信号ｅとに基づいて、アクチュエータ１６から相殺音を出力させるための制御信号ｕを生成する。より具体的には、能動騒音制御装置１０は、マイクロフォン２０によって検出される誤差信号ｅが最小となるような制御信号ｕを生成する。マイクロフォン２０によって検出される誤差信号ｅが最小となるような制御信号ｕに基づいてアクチュエータ１６が相殺音を出力するため、車室１４内の騒音が当該相殺音によって良好に相殺され得る。こうして、能動騒音制御装置１０は、車室１４内の乗員に伝わる騒音を低減することができる。

ところで、騒音の周波数に応じて、車室１４内における騒音の分布が異なる。図２は、騒音の周波数と騒音の大きさとの関係を示すグラフである。図３は、騒音の測定箇所を示す平面図である。ＰｏｉｎｔＡ、即ち、測定ポイントＡは、車両１２の前後方向に沿った車両１２の中心線ＣＬを中心として車室１４内の右側に位置している。ＰｏｉｎｔＢ、即ち、測定ポイントＢは、車両１２の前後方向に沿った車両１２の中心線ＣＬ上に位置している。ＰｏｉｎｔＣ、即ち、測定ポイントＣは、車両１２の前後方向に沿った車両１２の中心線ＣＬを中心として車室１４内の左側に位置している。図２における実線は、測定ポイントＢにおける騒音特性を示しており、図２における点線は、測定ポイントＡにおける騒音特性を示しており、図２における一点鎖線は、測定ポイントＣにおける騒音特性を示している。

図２から分かるように、８０Ｈｚ付近及び１６０Ｈｚ付近においては、測定ポイントＡ、Ｃと測定ポイントＢとで騒音の大きさが著しく相違している。騒音の大きさにこのような著しい相違が生じるのは、これらの周波数の共鳴が車室１４内において生じるためである。大きさの分布が車室１４内において異なる騒音を的確に相殺すべく、車室１４内の左側、右側及び中央における騒音を検出することが考えられる。しかしながら、車室１４内の左側、右側及び中央のいずれにもマイクロフォン２０を備えた場合には、複雑な制御を要するため、設計コストの増加を招く。また、車室１４内の左側、右側及び中央のいずれにもマイクロフォン２０を備えた場合には、演算量が大きくなるため、高価なプロセッサを要し、部品コストの増加を招く。本願発明者は、鋭意検討した結果、以下のような能動騒音制御装置１０を想到した。

図４は、本実施形態による能動騒音制御装置が備えられた車両の一部を示すブロック図である。図５は、本実施形態による能動騒音制御装置が備えられた車両の例を示す平面図である。

図４に示すように、能動騒音制御装置１０には、判定部２６と、制御部２８と、記憶部３０と、フィルタ部３４Ａ～３４Ｃと、演算部４４とが備えられている。フィルタ部一般について説明する際には、符号３４を用い、個々のフィルタ部について説明する際には、符号３４Ａ～３４Ｃを用いる。

能動騒音制御装置１０には、不図示の演算装置（演算処理装置）が備えられている。かかる演算装置は、例えば、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）等のプロセッサによって構成され得るが、これに限定されるものではない。ダイレクト・デジタル・シンセサイザ（ＤＤＳ、ＤｉｒｅｃｔＤｉｇｉｔａｌＳｙｎｔｈｅｓｉｚｅｒ）、デジタル制御発振器（ＤＣＯ：ＤｉｇｉｔａｌｌｙＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＯｓｃｉｌｌａｔｏｒ）等が演算装置に含まれ得る。また、ＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）等が演算装置に含まれ得る。

能動騒音制御装置１０には、上述したように記憶部３０が備えられている。記憶部３０には、不図示の揮発性メモリと、不図示の不揮発性メモリとによって構成され得る。揮発性メモリとしては、例えばＲＡＭ等が挙げられ得る。不揮発性メモリとしては、例えばＲＯＭ、フラッシュメモリ等が挙げられ得る。データ等が、例えば揮発性メモリに記憶され得る。プログラム、テーブル、マップ等が、例えば不揮発性メモリに記憶され得る。

判定部２６と、制御部２８と、フィルタ部３４と、演算部４４とは、記憶部３０に記憶されているプログラムが演算装置によって実行されることによって実現され得る。

図５に示すように、車両１２には、振動センサ１８が備えられ得る。振動センサ１８としては、例えば、加速度センサが用いられ得るが、これに限定されるものではない。加速度センサとしては、例えば３軸加速度センサが用いられ得るが、これに限定されるものではない。図５においては、１つの振動センサ１８が図示されているが、振動センサ１８の数は１つに限定されるものではない。振動センサ１８によって検出される振動は、参照信号ｒとして能動騒音制御装置１０に供給される。

図５に示すように、車室１４内には、騒音と相殺音との干渉による残留騒音、即ち、誤差信号ｅを検出するマイクロフォン２０Ｌ、２０Ｒが備えられている。マイクロフォン一般について説明する際には符号２０を用い、個々のマイクロフォンについて説明する際には符号２０Ｌ、２０Ｒを用いる。マイクロフォン２０Ｌは、車両１２の前後方向に沿った車両１２の中心線ＣＬ（図３参照）を中心として車室１４内の一方の側、即ち、左側に備えられている。マイクロフォン２０Ｒは、車両１２の前後方向に沿った車両１２の中心線ＣＬを中心として車室１４内の他方の側、即ち、右側に備えられている。

図５に示すように、車室１４には、制御信号ｕに基づいた相殺音を出力するアクチュエータ１６Ｌ、１６Ｒ、１６Ｃが備えられている。アクチュエータ一般について説明する際には、符号１６を用い、個々のアクチュエータについて説明する際には、符号１６Ｌ、１６Ｒ、１６Ｃを用いる。アクチュエータ１６としては、例えばスピーカが挙げられ得る。アクチュエータ１６Ｌ、即ち、一方側アクチュエータは、車両１２の前後方向に沿った車両１２の中心線ＣＬを中心として車室１４内の一方の側、即ち、左側に備えられている。アクチュエータ１６Ｒ、即ち、他方側アクチュエータは、車両１２の前後方向に沿った車両１２の中心線ＣＬを中心として車室１４内の他方の側、即ち、右側に備えられている。アクチュエータ１６Ｃ、即ち、中央アクチュエータは、車両１２の前後方向に沿った車両１２の中心線ＣＬ上、即ち、車幅方向の中央に備えられている。アクチュエータ１６Ｃとマイクロフォン２０Ｌとの間の距離と、アクチュエータ１６Ｃとマイクロフォン２０Ｒとの間の距離とは、互いに等しい。

図４に示すように、フィルタ部３４Ａには、適応フィルタ３６Ａと、音響特性フィルタ３８Ａ１、３８Ａ２と、フィルタ係数更新部４０Ａ１、４０Ａ２とが備えられている。フィルタ部３４Ｂには、適応フィルタ３６Ｂと、音響特性フィルタ３８Ｂ１、３８Ｂ２と、フィルタ係数更新部４０Ｂ１、４０Ｂ２とが備えられている。フィルタ部３４Ｃには、適応フィルタ３６Ｃと、音響特性フィルタ３８Ｃと、フィルタ係数更新部４０Ｃとが備えられている。適応フィルタ一般について説明する際には、符号３６を用い、個々の適応フィルタについて説明する際には、符号３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃを用いる。音響特性フィルタ一般について説明する際には、符号３８を用い、個々の音響特性フィルタについて説明する際には、符号３８Ａ１、３８Ａ２、３８Ｂ１、３８Ｂ２、３８Ｃを用いる。フィルタ係数更新部一般について説明する際には、符号４０を用い、個々のフィルタ係数更新部について説明する際には、符号４０Ａ１、４０Ａ２、４０Ｂ１、４０Ｂ２、４０Ｃを用いる。

適応フィルタ（第２適応フィルタ）３６Ａは、参照信号ｒに対してフィルタリング処理を行うことによって制御信号ｕＬを生成する。適応フィルタ（第３適応フィルタ）３６Ｂは、参照信号ｒに対してフィルタリング処理を行うことによって制御信号ｕＲを生成する。適応フィルタ（第１適応フィルタ）３６Ｃは、参照信号ｒに対してフィルタリング処理を行うことによって制御信号ｕＣを生成する。制御信号一般について説明する際には、符号ｕを用い、個々の制御信号について説明する際には、符号ｕＬ、ｕＲ、ｕＣを用いる。適応フィルタ３６としては、例えばＦＩＲ（ＦｉｎｉｔｅＩｍｐｕｌｓｅＲｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタ等が用いられ得るが、これに限定されるものではない。ＦＩＲフィルタは、参照信号ｒに対して畳み込み演算を行うことによって制御信号ｕを生成し得る。

適応フィルタ３６Ａにおけるフィルタ係数Ｗ０は、後述するようにフィルタ係数更新部４０Ａ１、４０Ａ２によって更新される。適応フィルタ３６Ｂにおけるフィルタ係数Ｗ１は、後述するようにフィルタ係数更新部４０Ｂ１、４０Ｂ２によって更新される。適応フィルタ３６Ｃにおけるフィルタ係数Ｗ２は、後述するようにフィルタ係数更新部４０Ｃによって更新される。適応フィルタ３６Ａにおけるフィルタ係数Ｗ０と、適応フィルタ３６Ｂにおけるフィルタ係数Ｗ１と、適応フィルタ３６Ｃにおけるフィルタ係数Ｗ２とは、互いに異なることとなる。このため、適応フィルタ３６Ａによって行われるフィルタリング処理と、適応フィルタ３６Ｂによって行われるフィルタリング処理と、適応フィルタ３６Ｃによって行われるフィルタリング処理とは互いに異なることとなる。

音響特性フィルタ３８Ａ１は、アクチュエータ１６Ｌからマイクロフォン２０Ｌまでの音響特性（伝達特性）に応じたフィルタリング処理を参照信号ｒに対して行うことによって参照信号ｒを補正する。アクチュエータ１６Ｌからマイクロフォン２０Ｌまでの音響特性、即ち、伝達特性Ｃ＾００は、予め取得されている。音響特性フィルタ３８Ａ２は、アクチュエータ１６Ｌからマイクロフォン２０Ｒまでの音響特性に応じたフィルタリング処理を参照信号ｒに対して行うことによって参照信号ｒを補正する。アクチュエータ１６Ｌからマイクロフォン２０Ｒまでの音響特性、即ち、伝達特性Ｃ＾０１は、予め取得されている。

音響特性フィルタ３８Ｂ１は、アクチュエータ１６Ｒからマイクロフォン２０Ｌまでの音響特性に応じたフィルタリング処理を参照信号ｒに対して行うことによって参照信号ｒを補正する。アクチュエータ１６Ｒからマイクロフォン２０Ｌまでの音響特性、即ち、伝達特性Ｃ＾１０は、予め取得されている。音響特性フィルタ３８Ｂ２は、アクチュエータ１６Ｒからマイクロフォン２０Ｒまでの音響特性に応じたフィルタリング処理を参照信号ｒに対して行うことによって参照信号ｒを補正する。アクチュエータ１６Ｒからマイクロフォン２０Ｒまでの音響特性、即ち、伝達特性Ｃ＾１１は、予め取得されている。

音響特性フィルタ３８Ｃは、アクチュエータ１６Ｃからマイクロフォン２０Ｌまでの音響特性と、アクチュエータ１６Ｃからマイクロフォン２０Ｒまでの音響特性とに応じたフィルタリング処理を参照信号ｒに対して行うことによって参照信号ｒを補正する。即ち、音響特性フィルタ３８Ｃは、アクチュエータ１６Ｃから一対のマイクロフォン２０Ｌ、２０Ｒまでの音響特性に応じたフィルタリング処理を参照信号ｒに対して行うことによって参照信号ｒを補正する。アクチュエータ１６Ｃからマイクロフォン２０Ｌまでの音響特性、即ち、伝達特性Ｃ＾２０は、予め取得されている。アクチュエータ１６Ｃからマイクロフォン２０Ｒまでの音響特性、即ち、伝達特性Ｃ＾２１は、予め取得されている。アクチュエータ１６Ｃから一対のマイクロフォン２０Ｌ、２０Ｒまでの音響特性、即ち、伝達特性Ｃ＾２２は、以下のような式（１）によって表され得る。

Ｃ＾２２＝Ｃ＾２０＋Ｃ＾２１・・・（１）

即ち、アクチュエータ１６Ｃからマイクロフォン２０Ｌまでの音響特性と、アクチュエータ１６Ｃからマイクロフォン２０Ｒまでの音響特性とを加算することにより得られる加算音響特性に基づいて、アクチュエータ１６Ｃから一対のマイクロフォン２０Ｌ、２０Ｒまでの音響特性が得られる。

フィルタ係数更新部４０Ａ１は、残留騒音をマイクロフォン２０Ｌによって検出することによって得られる誤差信号ｅＬと、音響特性フィルタ３８Ａ１によって補正された参照信号ｒとに基づいて、適応フィルタ３６Ａにおけるフィルタ係数Ｗ０を更新する。より具体的には、フィルタ係数更新部４０Ａ１は、残留騒音をマイクロフォン２０Ｌによって検出することによって得られる誤差信号ｅＬが最小となるように、適応フィルタ３６Ａにおけるフィルタ係数Ｗ０を更新する。

フィルタ係数更新部４０Ａ２は、残留騒音をマイクロフォン２０Ｒによって検出することによって得られる誤差信号ｅＲと、音響特性フィルタ３８Ａ２によって補正された参照信号ｒとに基づいて、適応フィルタ３６Ａにおけるフィルタ係数Ｗ０を更新する。より具体的には、フィルタ係数更新部４０Ａ２は、残留騒音をマイクロフォン２０Ｒによって検出することによって得られる誤差信号ｅＲが最小となるように、適応フィルタ３６Ａにおけるフィルタ係数Ｗ０を更新する。

誤差信号一般について説明する際には、符号ｅを用い、個々の誤差信号について説明する際には、符号ｅＬ、ｅＲ、ｅＣを用いる。フィルタ係数一般について説明する際には、符号Ｗを用い、個々のフィルタ係数について説明する際には、符号Ｗ０、Ｗ１、Ｗ２を用いる。フィルタ係数Ｗの更新においては、例えば、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ－ＸＬＭＳアルゴリズムが用いられ得るが、これに限定されるものではない。

フィルタ係数更新部４０Ｂ１は、残留騒音をマイクロフォン２０Ｌによって検出することによって得られる誤差信号ｅＬと、音響特性フィルタ３８Ｂ１によって補正された参照信号ｒとに基づいて、適応フィルタ３６Ｂにおけるフィルタ係数Ｗ１を更新する。より具体的には、フィルタ係数更新部４０Ｂ１は、残留騒音をマイクロフォン２０Ｌによって検出することによって得られる誤差信号ｅＬが最小となるように、適応フィルタ３６Ｂにおけるフィルタ係数Ｗ１を更新する。

フィルタ係数更新部４０Ｂ２は、残留騒音をマイクロフォン２０Ｒによって検出することによって得られる誤差信号ｅＲと、音響特性フィルタ３８Ｂ２によって補正された参照信号ｒとに基づいて、適応フィルタ３６Ｂにおけるフィルタ係数Ｗ１を更新する。より具体的には、フィルタ係数更新部４０Ｂ２は、残留騒音をマイクロフォン２０Ｒによって検出することによって得られる誤差信号ｅＲが最小となるように、適応フィルタ３６Ｂにおけるフィルタ係数Ｗ１を更新する。

演算部４４は、残留騒音をマイクロフォン２０Ｌによって検出することによって得られる誤差信号ｅＬと、残留騒音をマイクロフォン２０Ｒによって検出することによって得られる誤差信号ｅＲとを加算する。演算部４４、即ち、加算器は、誤差信号ｅＬと誤差信号ｅＲとを加算することによって得られる加算誤差信号ｅＣをフィルタ係数更新部４０Ｃに供給する。

図６は、加算誤差信号の例を示すグラフである。図６における横軸は周波数を示しており、図６における縦軸は信号の大きさを示している。図６における実線は、残留騒音をマイクロフォン２０Ｌによって検出することによって得られる誤差信号ｅＬと、残留騒音をマイクロフォン２０Ｒによって検出することによって得られる誤差信号ｅＲとを加算することにより得られた加算値を２で除算したものである。即ち、図６における実線は、残留騒音をマイクロフォン２０Ｌによって検出することによって得られる誤差信号ｅＬと、残留騒音をマイクロフォン２０Ｒによって検出することによって得られる誤差信号ｅＲとの平均値である。図６における点線は、車幅方向の中央にマイクロフォンを配した場合に当該マイクロフォンによって検出される残留騒音を示す。図６から分かるように、両者の差は極めて小さい。このため、マイクロフォン２０Ｌによって検出される誤差信号ｅＬと、マイクロフォン２０Ｒによって検出される誤差信号ｅＲとを加算することにより得られる加算誤差信号ｅＣを用いても、騒音の抑制の精度に特段の問題は生じない。

フィルタ係数更新部４０Ｃは、演算部４４から供給される加算誤差信号ｅＣと、音響特性フィルタ３８Ｃによって補正された参照信号ｒとに基づいて、適応フィルタ３６Ｃにおけるフィルタ係数Ｗ２を更新する。より具体的には、フィルタ係数更新部４０Ｃは、加算誤差信号ｅＣが最小となるように、適応フィルタ３６Ｃにおけるフィルタ係数Ｗ２を更新する。

適応フィルタ３６Ａから出力される制御信号ｕＬ、即ち、フィルタ部３４Ａから出力される制御信号ｕＬが、パワーアンプ１５Ｌを介してアクチュエータ１６Ｌに供給される。適応フィルタ３６Ｂから出力される制御信号ｕＲ、即ち、フィルタ部３４Ｂから出力される制御信号ｕＲが、パワーアンプ１５Ｒを介してアクチュエータ１６Ｒに供給される。適応フィルタ３６Ｃから出力される制御信号ｕＣ、即ち、フィルタ部３４Ｂから出力される制御信号ｕＣが、パワーアンプ１５Ｃを介してアクチュエータ１６Ｃに供給される。

判定部（異常判定部）２６は、マイクロフォン２０Ｌによって取得される誤差信号ｅＬと、マイクロフォン２０Ｒによって取得される誤差信号ｅＲとのうちのいずれかに、異常が生じているか否かを判定し得る。かかる異常としては、例えば、マイクロフォン２０と能動騒音制御装置１０との間の配線における断線、マイクロフォン２０の故障等が挙げられるが、これに限定されるものでない。判定部２６は、誤差信号ｅＬの大きさが音量閾値ＶＴＨ以上であり、誤差信号ｅＲの大きさが音量閾値ＶＴＨ未満であり、且つ、このような状態が時間閾値ＴＴＨ以上継続する場合、以下のような判定を行う。即ち、このような場合、判定部２６は、マイクロフォン２０Ｒによって取得される誤差信号ｅＲに異常が生じていると判定する。判定部２６は、誤差信号ｅＲの大きさが音量閾値ＶＴＨ以上であり、誤差信号ｅＬの大きさが音量閾値ＶＴＨ未満であり、且つ、このような状態が時間閾値ＴＴＨ以上継続する場合、以下のような判定を行う。即ち、このような場合、判定部２６は、マイクロフォン２０Ｌによって取得される誤差信号ｅＬに異常が生じていると判定する。判定部２６による判定結果は、制御部２８に供給される。

誤差信号ｅＬと誤差信号ｅＲとのうちの一方に異常が生じていることが判定部２６によって判定された場合、制御部２８は、以下のような制御を行い得る。即ち、このような場合、制御部２８は、誤差信号ｅＬと誤差信号ｅＲとのうちの他方と、音響特性フィルタ３８Ｃによって補正された参照信号ｒとに基づいて、適応フィルタ３６Ｃにおけるフィルタ係数Ｗ２をフィルタ係数更新部４０Ｃによって更新させる。

次に、本実施形態による能動騒音制御装置の動作の例について図７を用いて説明する。図７は、本実施形態による能動騒音制御装置の動作の例を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１において、判定部２６は、誤差信号ｅＬに異常が生じているか否かを判定する。誤差信号ｅＬに異常が生じている場合（ステップＳ１においてＹＥＳ）、ステップＳ３に遷移する。誤差信号ｅＬに異常が生じていない場合（ステップＳ１においてＮＯ）、ステップＳ２に遷移する。

ステップＳ２において、判定部２６は、誤差信号ｅＲに異常が生じているか否かを判定する。誤差信号ｅＲに異常が生じている場合（ステップＳ２においてＹＥＳ）、ステップＳ４に遷移する。誤差信号ｅＲに異常が生じていない場合（ステップＳ２においてＮＯ）、図７に示す処理が完了する。

ステップＳ３において、制御部２８は、音響特性フィルタ３８Ｃによって補正された参照信号ｒと、誤差信号ｅＲとに基づいて、適応フィルタ３６Ｃにおけるフィルタ係数Ｗ２をフィルタ係数更新部４０Ｃによって更新させる。

ステップＳ４において、制御部２８は、音響特性フィルタ３８Ｃによって補正された参照信号ｒと、誤差信号ｅＬとに基づいて、適応フィルタ３６Ｃにおけるフィルタ係数Ｗ２をフィルタ係数更新部４０Ｃによって更新させる。

こうして、図７に示す処理が完了する。

このように、本実施形態では、一方の側に配されたマイクロフォン２０Ｌによって検出される誤差信号ｅＬと、他方の側に配されたマイクロフォン２０Ｒによって検出される誤差信号ｅＲとを加算することによって、加算誤差信号ｅＣが取得される。加算誤差信号ｅＣは、車幅方向の中央における残留騒音に対応している。そして、こうして得られる加算誤差信号ｅＣが最小となるように、適応フィルタ３６Ｃにおけるフィルタ係数Ｗ２が更新される。本実施形態によれば、車幅方向の中央にマイクロフォンを別途設けることを要することなく、車幅方向の中央における残留騒音を的確に低減し得る。本実施形態によれば、制御の複雑化を抑制し得るため、設計コストを抑制し得る。また、本実施形態によれば、演算量の増加を抑制し得るため、高価なプロセッサを要さず、部品コストを抑制し得る。従って、本実施形態によれば、騒音を良好に低減し得るとともに低コスト化を実現し得る能動騒音制御装置１０を提供することができる。

［変形実施形態］
本発明についての好適な実施形態を上述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能である。

例えば、上記実施形態では、中央アクチュエータ１６Ｃが備えられている場合を例に説明したが、中央アクチュエータ１６Ｃが備えられていなくてもよい。この場合には、一方側アクチュエータ１６Ｌと他方側アクチュエータ１６Ｒとに、同じ制御信号が供給されるようにすればよい。即ち、モノラルの音が一対のアクチュエータ１６Ｌ、１６Ｒで出力されるようにすれば、中央アクチュエータ１６Ｃが備えられなくてもよい。但し、より効果的に騒音を低減する観点からは、中央アクチュエータ１６Ｃが備えられていることが好ましい。

上記実施形態をまとめると以下のようになる。

能動騒音制御装置（１０）は、車両（１２）の車室（１４）内の騒音を低減させるために、制御信号（ｕＣ）に基づいた相殺音をアクチュエータ（１６Ｃ）から出力させる能動騒音制御装置であって、前記騒音に応じた参照信号（ｒ）に対してフィルタリング処理を行うことにより前記制御信号を生成する第１適応フィルタ（３４Ｃ）と、前記騒音と前記相殺音との干渉による残留騒音を、前記車両の前後方向に沿った前記車両の中心線（ＣＬ）を中心として前記車室内の一方の側に配された第１マイクロフォン（２０Ｌ）によって検出することにより得られる第１誤差信号（ｅＬ）と、前記残留騒音を、前記車両の前記中心線を中心として前記車室内の他方の側に配された第２マイクロフォン（２０Ｒ）によって検出することにより得られる第２誤差信号（ｅＲ）とを加算することによって得られる加算誤差信号（ｅＣ）と、前記参照信号とに基づいて、前記第１適応フィルタにおけるフィルタ係数（Ｗ２）を更新する第１フィルタ係数更新部（４０Ｃ）と、を備える。このような構成によれば、一方の側に配された第１マイクロフォンによって検出される第１誤差信号と、他方の側に配された第２マイクロフォンによって検出される第２誤差信号とを加算することによって、車幅方向の中央における残留騒音に対応する加算誤差信号が取得される。そして、こうして得られる加算誤差信号が最小となるように、第１適応フィルタにおけるフィルタ係数が更新される。このような構成によれば、車幅方向の中央にマイクロフォンを別途設けることを要することなく、車幅方向の中央における残留騒音が的確に低減され得る。このような構成によれば、制御の複雑化を抑制し得るため、設計コストを抑制し得る。また、このような構成によれば、演算量の増加を抑制し得るため、高価なプロセッサを要さず、部品コストを抑制し得る。従って、このような構成によれば、騒音を良好に低減し得るとともに低コスト化を実現し得る能動騒音制御装置を提供することができる。

前記アクチュエータから前記第１マイクロフォンまでの音響特性（Ｃ＾２０）と前記アクチュエータから前記第２マイクロフォンまでの音響特性（Ｃ＾２１）とに応じたフィルタリング処理を前記参照信号に対して行うことによって前記参照信号を補正する第１音響特性フィルタ（３８Ｃ）を更に備え、前記第１フィルタ係数更新部は、前記加算誤差信号と、前記第１音響特性フィルタによって補正された前記参照信号とに基づいて、前記第１適応フィルタにおける前記フィルタ係数を更新するようにしてもよい。このような構成によれば、アクチュエータから一対のマイクロフォンまでの音響特性に応じたフィルタリング処理が第１音響特性フィルタによって行われるため、演算量を抑制しつつ、効果的に騒音を抑制することができる。

前記第１誤差信号と前記第２誤差信号とのうちのいずれかに異常が生じているか否かを判定する判定部（２６）を更に備え、前記第１誤差信号と前記第２誤差信号とのうちの一方に異常が生じていることが前記判定部によって判定された場合、前記第１誤差信号と前記第２誤差信号とのうちの他方と、前記第１音響特性フィルタによって補正された前記参照信号とに基づいて、前記第１適応フィルタにおける前記フィルタ係数を前記第１フィルタ係数更新部によって更新させる制御部（２８）を更に備えるようにしてもよい。このような構成によれば、一対のマイクロフォンのうちのいずれかに異常が生じている場合であっても、異常が生じているマイクロフォンによる悪影響を抑制しつつ、騒音を良好に低減し得る。

前記アクチュエータは、車幅方向の中央に備えられているようにしてもよい。このような構成によれば、車室内の騒音を良好に低減し得る能動騒音制御装置を提供することができる。

前記第１適応フィルタによって行われる前記フィルタリング処理とは異なるフィルタリング処理を前記参照信号に対して行うことにより、前記車両の前記中心線を中心として前記車室内の前記一方の側に配された一方側アクチュエータ（１６Ｌ）に供給される制御信号（ｕＬ）を生成する第２適応フィルタ（３６Ａ）と、前記一方側アクチュエータから前記第１マイクロフォンまでの音響特性（Ｃ＾００）に応じたフィルタリング処理を前記参照信号に対して行うことによって前記参照信号を補正する第２音響特性フィルタ（３８Ａ１）と、前記第１誤差信号と、前記第２音響特性フィルタによって補正された前記参照信号とに基づいて、前記第２適応フィルタにおけるフィルタ係数（Ｗ０）を更新する第２フィルタ係数更新部（４０Ａ１）と、前記一方側アクチュエータから前記第２マイクロフォンまでの音響特性（Ｃ＾０１）に応じたフィルタリング処理を前記参照信号に対して行うことによって前記参照信号を補正する第３音響特性フィルタ（３８Ａ２）と、前記第２誤差信号と、前記第３音響特性フィルタによって補正された前記参照信号とに基づいて、前記第２適応フィルタにおける前記フィルタ係数を更新する第３フィルタ係数更新部（４０Ａ２）と、前記第１適応フィルタによって行われる前記フィルタリング処理と前記第２適応フィルタによって行われる前記フィルタリング処理のいずれとも異なるフィルタリング処理を前記参照信号に対して行うことにより、前記車両の前記中心線を中心として前記車室内の前記他方の側に配された他方側アクチュエータ（１６Ｒ）に供給される制御信号（ｕＲ）を生成する第３適応フィルタ（３６Ｂ）と、前記他方側アクチュエータから前記第１マイクロフォンまでの音響特性（Ｃ＾１０）に応じたフィルタリング処理を前記参照信号に対して行うことによって前記参照信号を補正する第４音響特性フィルタ（３８Ｂ１）と、前記第１誤差信号と、前記第４音響特性フィルタによって補正された前記参照信号とに基づいて、前記第３適応フィルタにおけるフィルタ係数（Ｗ１）を更新する第４フィルタ係数更新部（４０Ｂ１）と、前記他方側アクチュエータから前記第２マイクロフォンまでの音響特性（Ｃ＾１１）に応じたフィルタリング処理を前記参照信号に対して行うことによって前記参照信号を補正する第５音響特性フィルタ（３８Ｂ２）と、前記第２誤差信号と、前記第５音響特性フィルタにより補正された前記参照信号とに基づいて、前記第３適応フィルタにおける前記フィルタ係数を更新する第５フィルタ係数更新部（４０Ｂ２）と、を更に備えるようにしてもよい。このような構成によれば、良好に騒音を低減し得る能動騒音制御装置を提供し得る。

前記アクチュエータは、前記車両の前記中心線を中心として前記車室内の前記一方の側に配された一方側アクチュエータと、前記車両の前記中心線を中心として前記車室内の前記他方の側に配された他方側アクチュエータとを含み、前記一方側アクチュエータと前記他方側アクチュエータとに、同じ前記制御信号が供給されるようにしてもよい。このような構成によれば、車幅方向の中央にアクチュエータを備えることを要しないため、低コスト化に資することができる。

車両は、上記のような能動騒音制御装置を備える。

１０：能動騒音制御装置１２：車両
１４：車室１５Ｃ、１５Ｌ、１５Ｒ：パワーアンプ
１６Ｌ：一方側アクチュエータ１６Ｒ：他方側アクチュエータ
１６Ｃ：中央アクチュエータ１８：振動センサ
２０Ｌ、２０Ｒ：マイクロフォン２６：判定部
２８：制御部３０：記憶部
３４Ａ～３４Ｃ：フィルタ部３６Ａ～３６Ｃ：適応フィルタ
３８Ａ１、３８Ａ２、３８Ｂ１、３８Ｂ２、３８Ｃ：音響特性フィルタ
４０Ａ１、４０Ａ２、４０Ｂ１、４０Ｂ２、４０Ｃ：フィルタ係数更新部
４４：演算部Ａ～Ｃ：測定ポイント
ＣＬ：中心線Ｗ０～Ｗ２：フィルタ係数
ｅＣ、ｅＬ、ｅＲ：誤差信号ｕＣ、ｕＬ、ｕＲ：制御信号

Claims

車両の車室内の騒音を低減させるために、制御信号に基づいた相殺音をアクチュエータから出力させる能動騒音制御装置であって、
前記騒音に応じた参照信号に対してフィルタリング処理を行うことにより前記制御信号を生成する第１適応フィルタと、
前記騒音と前記相殺音との干渉による残留騒音を、前記車両の前後方向に沿った前記車両の中心線を中心として前記車室内の一方の側に配された第１マイクロフォンによって検出することにより得られる第１誤差信号と、前記残留騒音を、前記車両の前記中心線を中心として前記車室内の他方の側に配された第２マイクロフォンによって検出することにより得られる第２誤差信号とを加算することによって得られる加算誤差信号と、前記参照信号とに基づいて、前記第１適応フィルタにおけるフィルタ係数を更新する第１フィルタ係数更新部と、
前記アクチュエータから前記第１マイクロフォンまでの音響特性と前記アクチュエータから前記第２マイクロフォンまでの音響特性とに応じたフィルタリング処理を前記参照信号に対して行うことによって前記参照信号を補正する第１音響特性フィルタと、
を備え、
前記第１フィルタ係数更新部は、前記加算誤差信号と、前記第１音響特性フィルタによって補正された前記参照信号とに基づいて、前記第１適応フィルタにおける前記フィルタ係数を更新し、
前記第１誤差信号と前記第２誤差信号とのうちのいずれかに異常が生じているか否かを判定する判定部を更に備え、
前記第１誤差信号と前記第２誤差信号とのうちの一方に異常が生じていることが前記判定部によって判定された場合、前記第１誤差信号と前記第２誤差信号とのうちの他方と、前記第１音響特性フィルタによって補正された前記参照信号とに基づいて、前記第１適応フィルタにおける前記フィルタ係数を前記第１フィルタ係数更新部によって更新させる制御部を更に備える、能動騒音制御装置。
請求項１に記載の能動騒音制御装置において、
前記アクチュエータは、車幅方向の中央に備えられている、能動騒音制御装置。
請求項２に記載の能動騒音制御装置において、
前記第１適応フィルタによって行われる前記フィルタリング処理とは異なるフィルタリング処理を前記参照信号に対して行うことにより、前記車両の前記中心線を中心として前記車室内の前記一方の側に配された一方側アクチュエータに供給される制御信号を生成する第２適応フィルタと、
前記一方側アクチュエータから前記第１マイクロフォンまでの音響特性に応じたフィルタリング処理を前記参照信号に対して行うことによって前記参照信号を補正する第２音響特性フィルタと、
前記第１誤差信号と、前記第２音響特性フィルタによって補正された前記参照信号とに基づいて、前記第２適応フィルタにおけるフィルタ係数を更新する第２フィルタ係数更新部と、
前記一方側アクチュエータから前記第２マイクロフォンまでの音響特性に応じたフィルタリング処理を前記参照信号に対して行うことによって前記参照信号を補正する第３音響特性フィルタと、
前記第２誤差信号と、前記第３音響特性フィルタによって補正された前記参照信号とに基づいて、前記第２適応フィルタにおける前記フィルタ係数を更新する第３フィルタ係数更新部と、
前記第１適応フィルタによって行われる前記フィルタリング処理と前記第２適応フィルタによって行われる前記フィルタリング処理のいずれとも異なるフィルタリング処理を前記参照信号に対して行うことにより、前記車両の前記中心線を中心として前記車室内の前記他方の側に配された他方側アクチュエータに供給される制御信号を生成する第３適応フィルタと、
前記他方側アクチュエータから前記第１マイクロフォンまでの音響特性に応じたフィルタリング処理を前記参照信号に対して行うことによって前記参照信号を補正する第４音響特性フィルタと、
前記第１誤差信号と、前記第４音響特性フィルタによって補正された前記参照信号とに基づいて、前記第３適応フィルタにおけるフィルタ係数を更新する第４フィルタ係数更新部と、
前記他方側アクチュエータから前記第２マイクロフォンまでの音響特性に応じたフィルタリング処理を前記参照信号に対して行うことによって前記参照信号を補正する第５音響特性フィルタと、
前記第２誤差信号と、前記第５音響特性フィルタにより補正された前記参照信号とに基づいて、前記第３適応フィルタにおける前記フィルタ係数を更新する第５フィルタ係数更新部と、を更に備える、能動騒音制御装置。
請求項１に記載の能動騒音制御装置において、
前記アクチュエータは、前記車両の前記中心線を中心として前記車室内の前記一方の側に配された一方側アクチュエータと、前記車両の前記中心線を中心として前記車室内の前記他方の側に配された他方側アクチュエータとを含み、
前記一方側アクチュエータと前記他方側アクチュエータとに、同じ前記制御信号が供給される、能動騒音制御装置。
請求項１～４のいずれか１項に記載の能動騒音制御装置を備える車両。