能動型騒音制御装置及び車両
【課題】振動騒音の打消し効果を高く維持しつつ、部品点数の削減及び製品コストの低減を実現することができる能動型騒音制御装置及びこれを搭載した車両を提供する。
【解決手段】車両１０に搭載された能動型騒音制御（ＡＮＣ）装置１２では、いわゆる適応制御により、振動騒音の打消音ＣＳを出力する。ＡＮＣ装置１２は、ダンパスプリング４８の上側に設けられたばね上加速度センサ１６が検出したばね上加速度Ａｚと、ダンパ４６に設けられたダンパ変位センサ１８が検出したダンパ変位量Ｓｚを２階微分したダンパ加速度Ａｓｚとに基づいて、適応制御で用いる参照信号Ｓｂ１、Ｓｂ２を生成する。
【解決手段】車両１０に搭載された能動型騒音制御（ＡＮＣ）装置１２では、いわゆる適応制御により、振動騒音の打消音ＣＳを出力する。ＡＮＣ装置１２は、ダンパスプリング４８の上側に設けられたばね上加速度センサ１６が検出したばね上加速度Ａｚと、ダンパ４６に設けられたダンパ変位センサ１８が検出したダンパ変位量Ｓｚを２階微分したダンパ加速度Ａｓｚとに基づいて、適応制御で用いる参照信号Ｓｂ１、Ｓｂ２を生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、振動騒音に対する打消音を発生させて該振動騒音を低減する能動型騒音制御装置及びこれを搭載した車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
車室内の振動騒音に関連して音響を制御する装置として、能動型騒音制御装置（Active Noise Control Apparatus）（以下「ＡＮＣ装置」と称する。）が知られている。ＡＮＣ装置では、振動騒音に対する逆位相の打消音を車室内のスピーカから出力することにより、前記振動騒音を低減する。また、振動騒音と打消音の誤差は、乗員の耳位置近傍に配置されたマイクロフォンにより残留騒音として検出され、その後の打消音の決定に用いられる。ＡＮＣ装置には、例えば、車両の走行中に車輪と路面とが接触することに伴って車室内に生ずる振動騒音（ロードノイズ）を低減するものがある（特許文献１）。ロードノイズの発生メカニズムは非常に複雑であるが、例えば、図６のような経路でロードノイズが乗員の耳位置に届く。
【０００３】
特許文献１では、サスペンションのロアアームに２つの振動センサを設け、車両の前後方向及び左右方向の振動を検出し、検出した振動に基づいて打消音を生成する（例えば、特許文献１の段落［００１６］、［００１７］、図４参照）。また、特許文献１では、高いコヒーレンスを得るための変形例として、ロアアームに３つの振動センサを設け、車両の前後方向、左右方向及び上下方向の振動を検出し、検出した振動に基づいて打消音を生成することも示されている（特許文献１の段落［００３０］参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−２６５４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、振動検出用に２つ又は３つの振動センサを用いることで、振動騒音の比較的高い打消し効果を得ることができる。しかしながら、振動騒音の打消しのためだけに振動センサを設けると、その分、部品点数が増えると共に製品コストが増加してしまう。
【０００６】
この発明は、このような問題を考慮してなされたものであり、振動騒音の打消し効果を高く維持しつつ、部品点数の削減及び製品コストの低減を実現することができる能動型騒音制御装置及びこれを搭載した車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る能動型騒音制御装置は、路面入力に基づく参照信号を生成する参照信号生成器と、前記参照信号を用いた適応フィルタ処理を行って、前記路面入力に基づく振動騒音の打消音を規定する制御信号を生成する制御信号生成器と、前記制御信号に基づいて振動騒音の打消音を生成する打消音生成器と、前記振動騒音と前記打消音との差に基づく誤差を検出して、当該誤差を示す誤差信号を生成する誤差信号生成器とを備えるものであって、前記参照信号生成器は、サスペンションのばねの上側に設けられ、前記ばねの上側における加速度であるばね上加速度を検出するばね上加速度センサと、前記サスペンションのダンパに設けられ、前記ダンパの変位を検出するダンパ変位センサと、前記ダンパの変位を２階微分することで前記ダンパの加速度を算出するダンパ加速度算出手段とを備え、前記ばね上加速度と前記ダンパの加速度とに基づいて前記参照信号を生成することを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、サスペンションのばねの上側におけるばね上加速度とダンパの加速度とに基づく参照信号を用いて振動騒音の打消音を生成する。ばね上加速度及びダンパ加速度とも略上下方向の加速度であるが、この２つを組み合わせて生成する打消音により、比較的高い打消し効果を得ることができる。加えて、ばね上加速度センサ及びダンパ変位センサは、サスペンションの減衰特性やばね特性等を能動的に制御する場合に利用することができる。このため、サスペンションの能動的制御に用いるばね上加速度センサとダンパ変位センサの出力を能動型振騒音制御装置に兼用することが可能となり、部品点数の削減及び製品コストの低減を実現することができる。
【０００９】
この発明に係る車両は、上述した能動型騒音制御装置と、前記サスペンションの減衰特性を能動的に制御するサスペンション制御装置とを備える車両であって、前記ばね上加速度センサ及び前記ダンパ変位センサは、前記能動型騒音制御装置と前記サスペンション制御装置の両方に検出値を送信することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、サスペンションのばねの上側におけるばね上加速度とダンパの加速度とに基づく参照信号を用いて振動騒音の打消音を生成する。ばね上加速度及びダンパ加速度とも略上下方向の加速度であるが、この２つを組み合わせて生成する打消音により、比較的高い打消し効果を得ることができる。加えて、ばね上加速度センサ及びダンパ変位センサは、サスペンションの減衰特性やばね特性等を能動的に制御する場合に利用することができる。このため、サスペンションの能動的制御に用いるばね上加速度センサとダンパ変位センサの出力を能動型振騒音制御装置に兼用することが可能となり、部品点数の削減及び製品コストの低減を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の一実施形態に係る能動型騒音制御装置を搭載した車両の概略的な構成図である。
【図２】前記車両に設けられたばね上加速度センサ及びダンパ変位センサとそれらの周辺の概略構成図である。
【図３】前記能動型騒音制御装置の概略構成図である。
【図４】前記実施形態において、打消音を生成するフローチャートである。
【図５】本実施形態と比較例とで振動騒音の打消し効果を比較した図である。
【図６】ロードノイズの発生メカニズムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［Ａ．一実施形態］
以下、この発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
１．全体及び各部の構成
（１）全体構成
図１は、この発明の一実施形態に係る能動型騒音制御装置１２（以下「ＡＮＣ装置１２」と称する。）を搭載した車両１０の概略的な構成を示す図である。車両１０は、ガソリン車や電気自動車、燃料電池車等の車両とすることができる。
【００１４】
ＡＮＣ装置１２は、サスペンション１４に設けられたばね上加速度センサ１６（以下「加速度センサ１６」ともいう。）及びダンパ変位センサ１８（以下「変位センサ１８」ともいう。）と、スピーカ２０と、マイクロフォン２２とに接続されている。また、ＡＮＣ装置１２とスピーカ２０との間には増幅器２４が設けられている。
【００１５】
ＡＮＣ装置１２は、加速度センサ１６が検出した略上下方向の振動加速度Ａｚ［ｍｍ／ｓ／ｓ］と、変位センサ１８が検出した略上下方向の変位量Ｓｚ［ｍｍ］と、マイクロフォン２２が出力したアナログ誤差信号ｅ＿ａとに基づいてアナログ制御信号Ｓｄａを生成する。アナログ制御信号Ｓｄａは、増幅器２４で増幅された後、スピーカ２０に出力される。スピーカ２０は、アナログ制御信号Ｓｄａに対応する打消音ＣＳを出力する。
【００１６】
車両１０の車室内に発生する振動騒音は、図示しないエンジンの振動に伴って生じる振動騒音（エンジンこもり音ＮＺｅ）と、車両１０の走行中に車輪２６と路面Ｒとが接触し、車輪２６が振動することに伴って生じる振動騒音（ロードノイズＮＺｒ）とを複合した振動騒音（複合騒音ＮＺｃ）である。本実施形態のＡＮＣ装置１２によれば、複合騒音ＮＺｃのうちロードノイズＮＺｒの成分を打消音ＣＳが打ち消し、消音効果を得ることができる。
【００１７】
なお、ＡＮＣ装置１２には、ロードノイズＮＺｒの消音機能に加え、エンジンこもり音ＮＺｅの消音機能を持たせることもできる。すなわち、ＡＮＣ装置１２に従前のエンジンこもり音用の構成（例えば、特開２００４−３６１７２１号公報）を併せ持たせることも可能である。
【００１８】
また、図１では図示していないが、加速度センサ１６及び変位センサ１８はそれぞれ４つ設けられており（図３参照）、各加速度センサ１６及び各変位センサ１８は、４つの車輪２６（左前輪、右前輪、左後輪、右後輪）に対応して設けられている。さらに、図１及び図３では、スピーカ２０及びマイクロフォン２２をそれぞれ１つずつしか示していないが、発明の理解の容易化のためであり、ＡＮＣ装置１２の用途に応じて複数のスピーカ２０及びマイクロフォン２２を用いることもできる。その場合、その他の構成要素の数も適宜変更される。
【００１９】
本実施形態における車両１０は、ＡＮＣ装置１２に加え、サスペンション制御装置２８（以下「制御装置２８」ともいう。）を有する。この制御装置２８は、例えば、特開２００６−０４４５２３号公報に記載されるようなものであり、各サスペンション１４を能動的に制御することにより、運転性能や乗り心地の向上を実現する。加速度センサ１６及び変位センサ１８は、主として、制御装置２８で用いることを企図されており、ＡＮＣ装置１２は、加速度センサ１６及び変位センサ１８の出力を兼用する。
【００２０】
（２）サスペンション１４、加速度センサ１６及び変位センサ１８
図２には、加速度センサ１６及び変位センサ１８を設けたサスペンション１４の構成が示されている。サスペンション１４は、いわゆるダブル・ウィッシュ・ボーンタイプである。サスペンション１４は、車輪２６のホイール３２に連結されたナックル３０と、連結部材３８ａ、３８ｂを介してナックル３０及びボディ３６に連結されたアッパーアーム３４と、連結部材４４ａ、４４ｂを介してナックル３０及びサブフレーム４２に連結されたロアアーム４０と、ダンパスプリング４８を介してボディ３６に連結され、連結部材５０を介してロアアーム４０に連結されたダンパ４６とを有する。ダンパスプリング４８の内側にはアクチュエータ４９が設けられており、このアクチュエータ４９は、サスペンション制御装置２８からの指令に応じて減衰特性を変化させる。ボディ３６とサブフレーム４２は連結部材５２を介して連結されている。また、ナックル３０の内部には、エンジンから延びるドライブシャフト５４が回転自在に挿入されている。
【００２１】
図２に示すように、加速度センサ１６は、ダンパスプリング４８の上側（ばね上）に設けられ、ボディ３６の変位の影響を受け易い位置に設けられている。また、変位センサ１８は、ダンパ４６の下側に設けられ、ロアアーム４０やこれに連結されたナックル３０の変位の影響を受け易い位置に設けられている。
【００２２】
各加速度センサ１６は、ダンパスプリング４８の上側において略上下方向（図１中、Ｚ方向）の振動加速度Ａｚ［ｍｍ／ｓ／ｓ］を検出し、当該振動加速度Ａｚを示すばね上加速度信号Ｓａｚ（以下「加速度信号Ｓａｚ」ともいう。）をＡＮＣ装置１２に出力する。
【００２３】
各変位センサ１８は、ダンパ４６の下側において略上下方向（図１中、Ｚ方向）の変位量Ｓｚ［ｍｍ］を検出し、当該変位量Ｓｚを示す変位量信号ＳｓｚをＡＮＣ装置１２に出力する。
【００２４】
（３）ＡＮＣ装置１２
（ａ）全体構成
ＡＮＣ装置１２は、スピーカ２０からの打消音ＣＳの出力を制御するものであり、マイクロコンピュータ５８、メモリ５９（図１）等を備える。マイクロコンピュータ５８は、打消音ＣＳを決定する機能（打消音決定機能）等の機能をソフトウェア処理により実行可能である。
【００２５】
図３は、ＡＮＣ装置１２の概略構成図である。図３に示すように、ＡＮＣ装置１２は、加速度センサ１６毎に設けられる第１アナログ／デジタル変換器６０（以下「第１Ａ／Ｄ変換器６０」という。）、第１参照信号生成部６１及び第１制御信号生成部６２と、変位センサ１８毎に設けられる第２アナログ／デジタル変換器６４（以下「第２Ａ／Ｄ変換器６４」という。）、第１微分器６６、第２微分器６８、第２参照信号生成部６９及び第２制御信号生成部７０と、第１加算器７２と、第２加算器７４と、デジタル／アナログ変換器７６（以下「Ｄ／Ａ変換器７６」という。）と、第３アナログ／デジタル変換器７８（以下「第３Ａ／Ｄ変換器７８」という。）とを有する。上記のうち、第１参照信号生成部６１、第１制御信号生成部６２、第１微分器６６、第２微分器６８、第２参照信号生成部６９、第２制御信号生成部７０、第１加算器７２及び第２加算器７４は、マイクロコンピュータ５８及びメモリ５９により構成される。
【００２６】
また、説明の便宜のため、車輪２６毎（加速度センサ１６と変位センサ１８の組合せ毎）の第１Ａ／Ｄ変換器６０、第１参照信号生成部６１、第１制御信号生成部６２、第２Ａ／Ｄ変換器６４、第１微分器６６、第２微分器６８、第２参照信号生成部６９、第２制御信号生成部７０及び第１加算器７２を制御信号生成ユニット７９と呼ぶ。図３では、一番上の制御信号生成ユニット７９のみ内部を示し、その他の制御信号生成ユニット７９は内部を省略して示している。
【００２７】
（ｂ）第１Ａ／Ｄ変換器６０
第１Ａ／Ｄ変換器６０は、加速度センサ１６からのアナログ加速度信号Ｓａｚをアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換したデジタル加速度信号Ｓａｄ１を出力する。
【００２８】
（ｃ）第１参照信号生成部６１
第１参照信号生成部６１は、第１Ａ／Ｄ変換器６０からのデジタル加速度信号Ｓａｄ１に基づいて、適応制御（適応フィルタ処理）のための参照信号Ｓｂ１を生成し、第１制御信号生成部６２に出力する。
【００２９】
（ｄ）第１制御信号生成部６２
第１制御信号生成部６２は、第１参照信号生成部６１からの参照信号Ｓｂ１を用いた適応フィルタ処理を行って、打消音ＣＳを規定するデジタル制御信号Ｓｃｒ１を生成するものであり、適応フィルタ８０と、参照信号補正部８２と、フィルタ係数更新部８４とを有する。
【００３０】
適応フィルタ８０は、ＦＩＲ（Finite impulse response：有限インパルス応答）型のフィルタであり、参照信号Ｓｂ１に対してフィルタ係数Ｗ１を用いた適応フィルタ処理を行って、ロードノイズＮＺｒを低減するための打消音ＣＳの波形を示すデジタル制御信号Ｓｃｒ１を出力する。
【００３１】
参照信号補正部８２は、第１参照信号生成部６１からの参照信号Ｓｂ１に対して伝達関数処理を行うことで補正参照信号Ｓｒ１を生成する。補正参照信号Ｓｒ１は、フィルタ係数更新部８４においてフィルタ係数Ｗ１を演算する際に用いられる。また、伝達関数処理は、スピーカ２０からマイクロフォン２２への打消音ＣＳの伝達関数Ｃ＾（フィルタ係数）に基づき参照信号Ｓｂ１を補正する処理である。この伝達関数処理で用いられる伝達関数Ｃ＾は、スピーカ２０からマイクロフォン２２への打消音ＣＳの実際の伝達関数Ｃの測定値又は予測値である。
【００３２】
フィルタ係数更新部８４は、フィルタ係数Ｗ１を逐次演算・更新する。フィルタ係数更新部８４は、適応アルゴリズム演算｛例えば、最小二乗法（ＬＭＳ）アルゴリズム演算｝を用いてフィルタ係数Ｗ１を演算する。すなわち、参照信号補正部８２からの補正参照信号Ｓｒ１と第３Ａ／Ｄ変換器７８からのデジタル誤差信号ｅ＿ｄに基づいて、デジタル誤差信号ｅ＿ｄの二乗ｅ＿ｄ2をゼロとするようにフィルタ係数Ｗ１を演算する。
【００３３】
（ｅ）第２Ａ／Ｄ変換器６４
第２Ａ／Ｄ変換器６４は、変位センサ１８からのアナログ変位信号ＳｓｚをＡ／Ｄ変換したデジタル変位信号Ｓａｄ２を出力する。
【００３４】
（ｆ）第１微分器６６、第２微分器６８
第１微分器６６は、第２Ａ／Ｄ変換器６４からのデジタル変位信号Ｓａｄ２が示すダンパ４６の変位量Ｓｚを微分して、ダンパ４６の略上下方向の変位速度Ｖｓｚ［ｍｍ／ｓ］を演算する。そして、変位速度Ｖｓｚを示す変位速度信号Ｓｖｓｚを第２微分器６８に出力する。
【００３５】
第２微分器６８は、第１微分器６６が演算した変位速度Ｖｓｚを微分してダンパ４６の略上下方向の加速度（ダンパ加速度Ａｓｚ）［ｍｍ／ｓ／ｓ］を演算する。そして、ダンパ加速度Ａｓｚを示すダンパ加速度信号Ｓａｓｚを第２参照信号生成部６９に出力する。
【００３６】
（ｇ）第２参照信号生成部６９
第２参照信号生成部６９は、第２微分器６８からのダンパ加速度信号Ｓａｓｚに基づいて、適応フィルタ制御のための参照信号Ｓｂ２を生成し、第２制御信号生成部７０に出力する。
【００３７】
（ｈ）第２制御信号生成部７０
第２制御信号生成部７０は、第２参照信号生成部６９からの参照信号Ｓｂ２を用いて適応フィルタ処理を行い、打消音ＣＳを規定するデジタル制御信号Ｓｃｒ２を生成するものであり、適応フィルタ９０と、参照信号補正部９２と、フィルタ係数更新部９４とを有する。
【００３８】
適応フィルタ９０は、ＦＩＲ型のフィルタであり、参照信号Ｓｂ２に対してフィルタ係数Ｗ２を用いた適応フィルタ処理を行って、ロードノイズＮＺｒを低減するための打消音ＣＳの波形を示すデジタル制御信号Ｓｃｒ２を出力する。
【００３９】
参照信号補正部９２は、第２参照信号生成部６９からの参照信号Ｓｂ２に対して伝達関数処理を行うことで補正参照信号Ｓｒ２を生成する。補正参照信号Ｓｒ２は、フィルタ係数更新部９４においてフィルタ係数Ｗ２を演算する際に用いられる。また、伝達関数処理は、スピーカ２０からマイクロフォン２２への打消音ＣＳの伝達関数Ｃ＾（フィルタ係数）に基づき参照信号Ｓｒ２を補正する処理である。この伝達関数処理で用いられる伝達関数Ｃ＾は、スピーカ２０からマイクロフォン２２への打消音ＣＳの実際の伝達関数Ｃの測定値又は予測値である。
【００４０】
フィルタ係数更新部９４は、フィルタ係数Ｗ２を逐次演算・更新する。フィルタ係数更新部９４は、適応アルゴリズム演算（例えば、ＬＭＳアルゴリズム演算）を用いてフィルタ係数Ｗ２を演算する。すなわち、参照信号補正部９２からの補正参照信号Ｓｒ２と第３Ａ／Ｄ変換器７８からのデジタル誤差信号ｅ＿ｄに基づいて、デジタル誤差信号ｅ＿ｄの二乗ｅ＿ｄ2をゼロとするようにフィルタ係数Ｗ２を演算する。
【００４１】
（ｉ）第１加算器７２
各第１加算器７２は、第１制御信号生成部６２から出力されたデジタル制御信号Ｓｃｒ１と、第２制御信号生成部７０から出力されたデジタル制御信号Ｓｃｒ２を合成し、第１合成制御信号Ｓｃｃ１を生成する。
【００４２】
（ｊ）第２加算器７４
第２加算器７４は、各第１加算器７２から出力された第１合成制御信号Ｓｃｃ１を合成し、第２合成制御信号Ｓｃｃ２を生成する。
【００４３】
（ｋ）Ｄ／Ａ変換器７６
Ｄ／Ａ変換器７６は、第２加算器７４からの第２合成制御信号Ｓｃｃ２をデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換してアナログ制御信号Ｓｄａを出力する。
【００４４】
（ｌ）第３Ａ／Ｄ変換器７８
第３Ａ／Ｄ変換器７８は、マイクロフォン２２から出力されたアナログ誤差信号ｅ＿ａをＡ／Ｄ変換して、デジタル誤差信号ｅ＿ｄとして各第１制御信号生成部６２のフィルタ係数更新部８４及び各第２制御信号生成部７０のフィルタ係数更新部９４に出力する。上述のように、デジタル誤差信号ｅ＿ｄは、フィルタ係数Ｗ１、Ｗ２の演算に用いられる。
【００４５】
（４）増幅器２４
増幅器２４は、Ｄ／Ａ変換器７６から出力されたアナログ制御信号Ｓｄａの振幅をユーザのマニュアル操作で変更するためのパワーアンプである。
【００４６】
（５）スピーカ２０
スピーカ２０は、ＡＮＣ装置１２（マイクロコンピュータ５８）からのアナログ制御信号Ｓｄａに対応する打消音ＣＳを出力する。これにより、ロードノイズＮＺｒの消音効果が得られる。
【００４７】
（６）マイクロフォン２２
マイクロフォン２２は、ロードノイズＮＺｒと打消音ＣＳとの誤差を残留騒音として検出し、この残留騒音を示すアナログ信号であるアナログ誤差信号ｅ＿ａをＡＮＣ装置１２（マイクロコンピュータ５８）に出力する。
【００４８】
２．打消音ＣＳの生成
次に、本実施形態における打消音ＣＳの生成の流れについて説明する。図４には、打消音ＣＳを生成するフローチャートが示されている。
【００４９】
ステップＳ１において、ばね上加速度センサ１６は、略Ｚ軸方向の加速度Ａｚ（振動加速度）を検出し、加速度Ａｚを示すアナログ加速度信号Ｓａｚを生成する。
【００５０】
ステップＳ２において、ダンパ変位センサ１８は、ダンパ４６の略Ｚ軸方向の変位量Ｓｚを検出し、変位量Ｓｚを示すアナログ変位量信号Ｓｓｚを生成する。
【００５１】
ステップＳ３において、制御信号生成ユニット７９は、加速度信号Ｓａｚと変位量信号Ｓｓｚに基づいて第１合成制御信号Ｓｃｃ１を生成する。
【００５２】
より具体的には、第１Ａ／Ｄ変換器６０によりアナログ加速度信号ＳａｚをＡ／Ｄ変換してデジタル加速度信号Ｓａｄ１を生成する。そして、第１参照信号生成部６１において、デジタル加速度信号Ｓａｄ１に基づいて参照信号Ｓｂ１を生成する。次いで、第１制御信号生成部６２において適応フィルタ処理を行い、デジタル制御信号Ｓｃｒ１を生成する。
【００５３】
また、第２Ａ／Ｄ変換器６４によりアナログ変位量信号ＳｓｚをＡ／Ｄ変換してデジタル変位量信号Ｓａｄ２を生成する。そして、デジタル変位量信号Ｓａｄ２が示す変位量Ｓｚを、第１微分器６６及び第２微分器６８により２階微分してダンパ加速度Ａｓｚを算出し、このダンパ加速度Ａｓｚを示すダンパ加速度信号Ｓａｓｚを生成する。次いで、第２参照信号生成部６９において、ダンパ加速度信号Ｓａｓｚに基づいて参照信号Ｓｂ２を生成する。第２制御信号生成部７０において適応フィルタ処理を行い、デジタル制御信号Ｓｃｒ２を生成する。そして、第１加算器７２によりデジタル制御信号Ｓｃｒ１、Ｓｃｒ２を合成して第１合成制御信号ｓｃｃ１を生成する。
【００５４】
ＡＮＣ装置１２は、上記ステップＳ１〜Ｓ３を、加速度センサ１６と変位センサ１８の組合せ毎にそれぞれに行う。
【００５５】
ステップＳ４において、第２加算器７４は、各制御信号生成ユニット７９から出力された第１合成制御信号Ｓｃｃ１を合成して第２合成制御信号Ｓｃｃ２を生成する。
【００５６】
ステップＳ５において、増幅器２４は、第２合成制御信号Ｓｃｃ２をＤ／Ａ変換したアナログ制御信号Ｓｄａを所定の増幅率で増幅する。ステップＳ６において、スピーカ２０は、増幅後のアナログ制御信号Ｓｄａに基づく打消音ＣＳを出力する。
【００５７】
ステップＳ７において、マイクロフォン２２は、ロードノイズＮＺｒを含む複合騒音ＮＺｃと打消音ＣＳとの差を残留騒音として検出し、この残留騒音に対応するアナログ誤差信号ｅ＿ａを出力する。このアナログ誤差信号ｅ＿ａは、ＡＮＣ装置１２のその後の適応フィルタ処理で用いられる。
【００５８】
ＡＮＣ装置１２では、以上のステップＳ１〜Ｓ７を繰り返す。
【００５９】
３．本実施形態における効果
以上のように、本実施形態によれば、ダンパスプリング４８の上側におけるばね上加速度Ａｚに基づく参照信号Ｓｂ１と、ダンパ加速度Ａｓｚに基づく参照信号Ｓｂ２を用いてロードノイズＮＺｒの打消音ＣＳを生成する。ばね上加速度Ａｚ及びダンパ加速度Ａｓｚとも略上下方向の加速度であるが、この２つを組み合わせて生成する打消音ＣＳにより、比較的高い打消し効果を得ることができる。加えて、ばね上加速度センサ１６及びダンパ変位センサ１８は、サスペンション制御装置２８によるサスペンションの能動的な制御において利用することができる。このため、サスペンションの能動的な制御に用いるばね上加速度センサ１６とダンパ変位センサ１８の出力をＡＮＣ装置１２に兼用することが可能となり、部品点数の削減及び製品コストの低減を実現することができる。
【００６０】
図５は、ＡＮＣ装置１２を作動させた際にマイクロフォン２２が検出した音圧の波形の一例としての波形１００と、ＡＮＣ装置１２を作動させない際にマイクロフォン２２が検出した音圧の波形の一例としての波形２００とを示す。図５からわかるように、ロードノイズＮＺｒの周波数帯域である４０〜１８０Ｈｚの帯域では、波形１００の方が波形２００よりも音圧が低く、ロードノイズＮＺｒの打消し効果が得られていることがわかる。
【００６１】
［Ｂ．この発明の応用］
なお、この発明は、上記実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下に示す構成を採ることができる。
【００６２】
上記実施形態では、４つの車輪２６それぞれについてばね上加速度センサ１６及びダンパ変位センサ１８を設けたが、そのうちのいずれかの車輪２６にのみ加速度センサ１６及び変位センサ１８を設ける構成も可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１０…車両 １２…能動型騒音制御装置
１４…サスペンション １６…ばね上加速度センサ
１８…ダンパ変位センサ ２０…スピーカ（打消音生成器）
２２…マイクロフォン（誤差信号生成器）
２８…サスペンション制御装置 ４６…ダンパ
４８…ダンパスプリング ６１…第１参照信号生成部
６２…第１制御信号生成部 ６６…第１微分器（ダンパ加速度算出手段）
６８…第２微分器（ダンパ加速度算出手段）
６９…第２参照信号生成部 ７０…第２制御信号生成部
Ａｚ…ばね上加速度 ＣＳ…打消音
ｅ＿ａ…アナログ誤差信号 ｅ＿ｄ…デジタル誤差信号
Ｓｂ１、Ｓｂ２…参照信号 Ｓｃ１、Ｓｃ２…デジタル制御信号
Ｓｚ…ダンパの変位量
【技術分野】
【０００１】
この発明は、振動騒音に対する打消音を発生させて該振動騒音を低減する能動型騒音制御装置及びこれを搭載した車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
車室内の振動騒音に関連して音響を制御する装置として、能動型騒音制御装置（Active Noise Control Apparatus）（以下「ＡＮＣ装置」と称する。）が知られている。ＡＮＣ装置では、振動騒音に対する逆位相の打消音を車室内のスピーカから出力することにより、前記振動騒音を低減する。また、振動騒音と打消音の誤差は、乗員の耳位置近傍に配置されたマイクロフォンにより残留騒音として検出され、その後の打消音の決定に用いられる。ＡＮＣ装置には、例えば、車両の走行中に車輪と路面とが接触することに伴って車室内に生ずる振動騒音（ロードノイズ）を低減するものがある（特許文献１）。ロードノイズの発生メカニズムは非常に複雑であるが、例えば、図６のような経路でロードノイズが乗員の耳位置に届く。
【０００３】
特許文献１では、サスペンションのロアアームに２つの振動センサを設け、車両の前後方向及び左右方向の振動を検出し、検出した振動に基づいて打消音を生成する（例えば、特許文献１の段落［００１６］、［００１７］、図４参照）。また、特許文献１では、高いコヒーレンスを得るための変形例として、ロアアームに３つの振動センサを設け、車両の前後方向、左右方向及び上下方向の振動を検出し、検出した振動に基づいて打消音を生成することも示されている（特許文献１の段落［００３０］参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−２６５４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、振動検出用に２つ又は３つの振動センサを用いることで、振動騒音の比較的高い打消し効果を得ることができる。しかしながら、振動騒音の打消しのためだけに振動センサを設けると、その分、部品点数が増えると共に製品コストが増加してしまう。
【０００６】
この発明は、このような問題を考慮してなされたものであり、振動騒音の打消し効果を高く維持しつつ、部品点数の削減及び製品コストの低減を実現することができる能動型騒音制御装置及びこれを搭載した車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る能動型騒音制御装置は、路面入力に基づく参照信号を生成する参照信号生成器と、前記参照信号を用いた適応フィルタ処理を行って、前記路面入力に基づく振動騒音の打消音を規定する制御信号を生成する制御信号生成器と、前記制御信号に基づいて振動騒音の打消音を生成する打消音生成器と、前記振動騒音と前記打消音との差に基づく誤差を検出して、当該誤差を示す誤差信号を生成する誤差信号生成器とを備えるものであって、前記参照信号生成器は、サスペンションのばねの上側に設けられ、前記ばねの上側における加速度であるばね上加速度を検出するばね上加速度センサと、前記サスペンションのダンパに設けられ、前記ダンパの変位を検出するダンパ変位センサと、前記ダンパの変位を２階微分することで前記ダンパの加速度を算出するダンパ加速度算出手段とを備え、前記ばね上加速度と前記ダンパの加速度とに基づいて前記参照信号を生成することを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、サスペンションのばねの上側におけるばね上加速度とダンパの加速度とに基づく参照信号を用いて振動騒音の打消音を生成する。ばね上加速度及びダンパ加速度とも略上下方向の加速度であるが、この２つを組み合わせて生成する打消音により、比較的高い打消し効果を得ることができる。加えて、ばね上加速度センサ及びダンパ変位センサは、サスペンションの減衰特性やばね特性等を能動的に制御する場合に利用することができる。このため、サスペンションの能動的制御に用いるばね上加速度センサとダンパ変位センサの出力を能動型振騒音制御装置に兼用することが可能となり、部品点数の削減及び製品コストの低減を実現することができる。
【０００９】
この発明に係る車両は、上述した能動型騒音制御装置と、前記サスペンションの減衰特性を能動的に制御するサスペンション制御装置とを備える車両であって、前記ばね上加速度センサ及び前記ダンパ変位センサは、前記能動型騒音制御装置と前記サスペンション制御装置の両方に検出値を送信することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、サスペンションのばねの上側におけるばね上加速度とダンパの加速度とに基づく参照信号を用いて振動騒音の打消音を生成する。ばね上加速度及びダンパ加速度とも略上下方向の加速度であるが、この２つを組み合わせて生成する打消音により、比較的高い打消し効果を得ることができる。加えて、ばね上加速度センサ及びダンパ変位センサは、サスペンションの減衰特性やばね特性等を能動的に制御する場合に利用することができる。このため、サスペンションの能動的制御に用いるばね上加速度センサとダンパ変位センサの出力を能動型振騒音制御装置に兼用することが可能となり、部品点数の削減及び製品コストの低減を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の一実施形態に係る能動型騒音制御装置を搭載した車両の概略的な構成図である。
【図２】前記車両に設けられたばね上加速度センサ及びダンパ変位センサとそれらの周辺の概略構成図である。
【図３】前記能動型騒音制御装置の概略構成図である。
【図４】前記実施形態において、打消音を生成するフローチャートである。
【図５】本実施形態と比較例とで振動騒音の打消し効果を比較した図である。
【図６】ロードノイズの発生メカニズムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［Ａ．一実施形態］
以下、この発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
１．全体及び各部の構成
（１）全体構成
図１は、この発明の一実施形態に係る能動型騒音制御装置１２（以下「ＡＮＣ装置１２」と称する。）を搭載した車両１０の概略的な構成を示す図である。車両１０は、ガソリン車や電気自動車、燃料電池車等の車両とすることができる。
【００１４】
ＡＮＣ装置１２は、サスペンション１４に設けられたばね上加速度センサ１６（以下「加速度センサ１６」ともいう。）及びダンパ変位センサ１８（以下「変位センサ１８」ともいう。）と、スピーカ２０と、マイクロフォン２２とに接続されている。また、ＡＮＣ装置１２とスピーカ２０との間には増幅器２４が設けられている。
【００１５】
ＡＮＣ装置１２は、加速度センサ１６が検出した略上下方向の振動加速度Ａｚ［ｍｍ／ｓ／ｓ］と、変位センサ１８が検出した略上下方向の変位量Ｓｚ［ｍｍ］と、マイクロフォン２２が出力したアナログ誤差信号ｅ＿ａとに基づいてアナログ制御信号Ｓｄａを生成する。アナログ制御信号Ｓｄａは、増幅器２４で増幅された後、スピーカ２０に出力される。スピーカ２０は、アナログ制御信号Ｓｄａに対応する打消音ＣＳを出力する。
【００１６】
車両１０の車室内に発生する振動騒音は、図示しないエンジンの振動に伴って生じる振動騒音（エンジンこもり音ＮＺｅ）と、車両１０の走行中に車輪２６と路面Ｒとが接触し、車輪２６が振動することに伴って生じる振動騒音（ロードノイズＮＺｒ）とを複合した振動騒音（複合騒音ＮＺｃ）である。本実施形態のＡＮＣ装置１２によれば、複合騒音ＮＺｃのうちロードノイズＮＺｒの成分を打消音ＣＳが打ち消し、消音効果を得ることができる。
【００１７】
なお、ＡＮＣ装置１２には、ロードノイズＮＺｒの消音機能に加え、エンジンこもり音ＮＺｅの消音機能を持たせることもできる。すなわち、ＡＮＣ装置１２に従前のエンジンこもり音用の構成（例えば、特開２００４−３６１７２１号公報）を併せ持たせることも可能である。
【００１８】
また、図１では図示していないが、加速度センサ１６及び変位センサ１８はそれぞれ４つ設けられており（図３参照）、各加速度センサ１６及び各変位センサ１８は、４つの車輪２６（左前輪、右前輪、左後輪、右後輪）に対応して設けられている。さらに、図１及び図３では、スピーカ２０及びマイクロフォン２２をそれぞれ１つずつしか示していないが、発明の理解の容易化のためであり、ＡＮＣ装置１２の用途に応じて複数のスピーカ２０及びマイクロフォン２２を用いることもできる。その場合、その他の構成要素の数も適宜変更される。
【００１９】
本実施形態における車両１０は、ＡＮＣ装置１２に加え、サスペンション制御装置２８（以下「制御装置２８」ともいう。）を有する。この制御装置２８は、例えば、特開２００６−０４４５２３号公報に記載されるようなものであり、各サスペンション１４を能動的に制御することにより、運転性能や乗り心地の向上を実現する。加速度センサ１６及び変位センサ１８は、主として、制御装置２８で用いることを企図されており、ＡＮＣ装置１２は、加速度センサ１６及び変位センサ１８の出力を兼用する。
【００２０】
（２）サスペンション１４、加速度センサ１６及び変位センサ１８
図２には、加速度センサ１６及び変位センサ１８を設けたサスペンション１４の構成が示されている。サスペンション１４は、いわゆるダブル・ウィッシュ・ボーンタイプである。サスペンション１４は、車輪２６のホイール３２に連結されたナックル３０と、連結部材３８ａ、３８ｂを介してナックル３０及びボディ３６に連結されたアッパーアーム３４と、連結部材４４ａ、４４ｂを介してナックル３０及びサブフレーム４２に連結されたロアアーム４０と、ダンパスプリング４８を介してボディ３６に連結され、連結部材５０を介してロアアーム４０に連結されたダンパ４６とを有する。ダンパスプリング４８の内側にはアクチュエータ４９が設けられており、このアクチュエータ４９は、サスペンション制御装置２８からの指令に応じて減衰特性を変化させる。ボディ３６とサブフレーム４２は連結部材５２を介して連結されている。また、ナックル３０の内部には、エンジンから延びるドライブシャフト５４が回転自在に挿入されている。
【００２１】
図２に示すように、加速度センサ１６は、ダンパスプリング４８の上側（ばね上）に設けられ、ボディ３６の変位の影響を受け易い位置に設けられている。また、変位センサ１８は、ダンパ４６の下側に設けられ、ロアアーム４０やこれに連結されたナックル３０の変位の影響を受け易い位置に設けられている。
【００２２】
各加速度センサ１６は、ダンパスプリング４８の上側において略上下方向（図１中、Ｚ方向）の振動加速度Ａｚ［ｍｍ／ｓ／ｓ］を検出し、当該振動加速度Ａｚを示すばね上加速度信号Ｓａｚ（以下「加速度信号Ｓａｚ」ともいう。）をＡＮＣ装置１２に出力する。
【００２３】
各変位センサ１８は、ダンパ４６の下側において略上下方向（図１中、Ｚ方向）の変位量Ｓｚ［ｍｍ］を検出し、当該変位量Ｓｚを示す変位量信号ＳｓｚをＡＮＣ装置１２に出力する。
【００２４】
（３）ＡＮＣ装置１２
（ａ）全体構成
ＡＮＣ装置１２は、スピーカ２０からの打消音ＣＳの出力を制御するものであり、マイクロコンピュータ５８、メモリ５９（図１）等を備える。マイクロコンピュータ５８は、打消音ＣＳを決定する機能（打消音決定機能）等の機能をソフトウェア処理により実行可能である。
【００２５】
図３は、ＡＮＣ装置１２の概略構成図である。図３に示すように、ＡＮＣ装置１２は、加速度センサ１６毎に設けられる第１アナログ／デジタル変換器６０（以下「第１Ａ／Ｄ変換器６０」という。）、第１参照信号生成部６１及び第１制御信号生成部６２と、変位センサ１８毎に設けられる第２アナログ／デジタル変換器６４（以下「第２Ａ／Ｄ変換器６４」という。）、第１微分器６６、第２微分器６８、第２参照信号生成部６９及び第２制御信号生成部７０と、第１加算器７２と、第２加算器７４と、デジタル／アナログ変換器７６（以下「Ｄ／Ａ変換器７６」という。）と、第３アナログ／デジタル変換器７８（以下「第３Ａ／Ｄ変換器７８」という。）とを有する。上記のうち、第１参照信号生成部６１、第１制御信号生成部６２、第１微分器６６、第２微分器６８、第２参照信号生成部６９、第２制御信号生成部７０、第１加算器７２及び第２加算器７４は、マイクロコンピュータ５８及びメモリ５９により構成される。
【００２６】
また、説明の便宜のため、車輪２６毎（加速度センサ１６と変位センサ１８の組合せ毎）の第１Ａ／Ｄ変換器６０、第１参照信号生成部６１、第１制御信号生成部６２、第２Ａ／Ｄ変換器６４、第１微分器６６、第２微分器６８、第２参照信号生成部６９、第２制御信号生成部７０及び第１加算器７２を制御信号生成ユニット７９と呼ぶ。図３では、一番上の制御信号生成ユニット７９のみ内部を示し、その他の制御信号生成ユニット７９は内部を省略して示している。
【００２７】
（ｂ）第１Ａ／Ｄ変換器６０
第１Ａ／Ｄ変換器６０は、加速度センサ１６からのアナログ加速度信号Ｓａｚをアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換したデジタル加速度信号Ｓａｄ１を出力する。
【００２８】
（ｃ）第１参照信号生成部６１
第１参照信号生成部６１は、第１Ａ／Ｄ変換器６０からのデジタル加速度信号Ｓａｄ１に基づいて、適応制御（適応フィルタ処理）のための参照信号Ｓｂ１を生成し、第１制御信号生成部６２に出力する。
【００２９】
（ｄ）第１制御信号生成部６２
第１制御信号生成部６２は、第１参照信号生成部６１からの参照信号Ｓｂ１を用いた適応フィルタ処理を行って、打消音ＣＳを規定するデジタル制御信号Ｓｃｒ１を生成するものであり、適応フィルタ８０と、参照信号補正部８２と、フィルタ係数更新部８４とを有する。
【００３０】
適応フィルタ８０は、ＦＩＲ（Finite impulse response：有限インパルス応答）型のフィルタであり、参照信号Ｓｂ１に対してフィルタ係数Ｗ１を用いた適応フィルタ処理を行って、ロードノイズＮＺｒを低減するための打消音ＣＳの波形を示すデジタル制御信号Ｓｃｒ１を出力する。
【００３１】
参照信号補正部８２は、第１参照信号生成部６１からの参照信号Ｓｂ１に対して伝達関数処理を行うことで補正参照信号Ｓｒ１を生成する。補正参照信号Ｓｒ１は、フィルタ係数更新部８４においてフィルタ係数Ｗ１を演算する際に用いられる。また、伝達関数処理は、スピーカ２０からマイクロフォン２２への打消音ＣＳの伝達関数Ｃ＾（フィルタ係数）に基づき参照信号Ｓｂ１を補正する処理である。この伝達関数処理で用いられる伝達関数Ｃ＾は、スピーカ２０からマイクロフォン２２への打消音ＣＳの実際の伝達関数Ｃの測定値又は予測値である。
【００３２】
フィルタ係数更新部８４は、フィルタ係数Ｗ１を逐次演算・更新する。フィルタ係数更新部８４は、適応アルゴリズム演算｛例えば、最小二乗法（ＬＭＳ）アルゴリズム演算｝を用いてフィルタ係数Ｗ１を演算する。すなわち、参照信号補正部８２からの補正参照信号Ｓｒ１と第３Ａ／Ｄ変換器７８からのデジタル誤差信号ｅ＿ｄに基づいて、デジタル誤差信号ｅ＿ｄの二乗ｅ＿ｄ2をゼロとするようにフィルタ係数Ｗ１を演算する。
【００３３】
（ｅ）第２Ａ／Ｄ変換器６４
第２Ａ／Ｄ変換器６４は、変位センサ１８からのアナログ変位信号ＳｓｚをＡ／Ｄ変換したデジタル変位信号Ｓａｄ２を出力する。
【００３４】
（ｆ）第１微分器６６、第２微分器６８
第１微分器６６は、第２Ａ／Ｄ変換器６４からのデジタル変位信号Ｓａｄ２が示すダンパ４６の変位量Ｓｚを微分して、ダンパ４６の略上下方向の変位速度Ｖｓｚ［ｍｍ／ｓ］を演算する。そして、変位速度Ｖｓｚを示す変位速度信号Ｓｖｓｚを第２微分器６８に出力する。
【００３５】
第２微分器６８は、第１微分器６６が演算した変位速度Ｖｓｚを微分してダンパ４６の略上下方向の加速度（ダンパ加速度Ａｓｚ）［ｍｍ／ｓ／ｓ］を演算する。そして、ダンパ加速度Ａｓｚを示すダンパ加速度信号Ｓａｓｚを第２参照信号生成部６９に出力する。
【００３６】
（ｇ）第２参照信号生成部６９
第２参照信号生成部６９は、第２微分器６８からのダンパ加速度信号Ｓａｓｚに基づいて、適応フィルタ制御のための参照信号Ｓｂ２を生成し、第２制御信号生成部７０に出力する。
【００３７】
（ｈ）第２制御信号生成部７０
第２制御信号生成部７０は、第２参照信号生成部６９からの参照信号Ｓｂ２を用いて適応フィルタ処理を行い、打消音ＣＳを規定するデジタル制御信号Ｓｃｒ２を生成するものであり、適応フィルタ９０と、参照信号補正部９２と、フィルタ係数更新部９４とを有する。
【００３８】
適応フィルタ９０は、ＦＩＲ型のフィルタであり、参照信号Ｓｂ２に対してフィルタ係数Ｗ２を用いた適応フィルタ処理を行って、ロードノイズＮＺｒを低減するための打消音ＣＳの波形を示すデジタル制御信号Ｓｃｒ２を出力する。
【００３９】
参照信号補正部９２は、第２参照信号生成部６９からの参照信号Ｓｂ２に対して伝達関数処理を行うことで補正参照信号Ｓｒ２を生成する。補正参照信号Ｓｒ２は、フィルタ係数更新部９４においてフィルタ係数Ｗ２を演算する際に用いられる。また、伝達関数処理は、スピーカ２０からマイクロフォン２２への打消音ＣＳの伝達関数Ｃ＾（フィルタ係数）に基づき参照信号Ｓｒ２を補正する処理である。この伝達関数処理で用いられる伝達関数Ｃ＾は、スピーカ２０からマイクロフォン２２への打消音ＣＳの実際の伝達関数Ｃの測定値又は予測値である。
【００４０】
フィルタ係数更新部９４は、フィルタ係数Ｗ２を逐次演算・更新する。フィルタ係数更新部９４は、適応アルゴリズム演算（例えば、ＬＭＳアルゴリズム演算）を用いてフィルタ係数Ｗ２を演算する。すなわち、参照信号補正部９２からの補正参照信号Ｓｒ２と第３Ａ／Ｄ変換器７８からのデジタル誤差信号ｅ＿ｄに基づいて、デジタル誤差信号ｅ＿ｄの二乗ｅ＿ｄ2をゼロとするようにフィルタ係数Ｗ２を演算する。
【００４１】
（ｉ）第１加算器７２
各第１加算器７２は、第１制御信号生成部６２から出力されたデジタル制御信号Ｓｃｒ１と、第２制御信号生成部７０から出力されたデジタル制御信号Ｓｃｒ２を合成し、第１合成制御信号Ｓｃｃ１を生成する。
【００４２】
（ｊ）第２加算器７４
第２加算器７４は、各第１加算器７２から出力された第１合成制御信号Ｓｃｃ１を合成し、第２合成制御信号Ｓｃｃ２を生成する。
【００４３】
（ｋ）Ｄ／Ａ変換器７６
Ｄ／Ａ変換器７６は、第２加算器７４からの第２合成制御信号Ｓｃｃ２をデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換してアナログ制御信号Ｓｄａを出力する。
【００４４】
（ｌ）第３Ａ／Ｄ変換器７８
第３Ａ／Ｄ変換器７８は、マイクロフォン２２から出力されたアナログ誤差信号ｅ＿ａをＡ／Ｄ変換して、デジタル誤差信号ｅ＿ｄとして各第１制御信号生成部６２のフィルタ係数更新部８４及び各第２制御信号生成部７０のフィルタ係数更新部９４に出力する。上述のように、デジタル誤差信号ｅ＿ｄは、フィルタ係数Ｗ１、Ｗ２の演算に用いられる。
【００４５】
（４）増幅器２４
増幅器２４は、Ｄ／Ａ変換器７６から出力されたアナログ制御信号Ｓｄａの振幅をユーザのマニュアル操作で変更するためのパワーアンプである。
【００４６】
（５）スピーカ２０
スピーカ２０は、ＡＮＣ装置１２（マイクロコンピュータ５８）からのアナログ制御信号Ｓｄａに対応する打消音ＣＳを出力する。これにより、ロードノイズＮＺｒの消音効果が得られる。
【００４７】
（６）マイクロフォン２２
マイクロフォン２２は、ロードノイズＮＺｒと打消音ＣＳとの誤差を残留騒音として検出し、この残留騒音を示すアナログ信号であるアナログ誤差信号ｅ＿ａをＡＮＣ装置１２（マイクロコンピュータ５８）に出力する。
【００４８】
２．打消音ＣＳの生成
次に、本実施形態における打消音ＣＳの生成の流れについて説明する。図４には、打消音ＣＳを生成するフローチャートが示されている。
【００４９】
ステップＳ１において、ばね上加速度センサ１６は、略Ｚ軸方向の加速度Ａｚ（振動加速度）を検出し、加速度Ａｚを示すアナログ加速度信号Ｓａｚを生成する。
【００５０】
ステップＳ２において、ダンパ変位センサ１８は、ダンパ４６の略Ｚ軸方向の変位量Ｓｚを検出し、変位量Ｓｚを示すアナログ変位量信号Ｓｓｚを生成する。
【００５１】
ステップＳ３において、制御信号生成ユニット７９は、加速度信号Ｓａｚと変位量信号Ｓｓｚに基づいて第１合成制御信号Ｓｃｃ１を生成する。
【００５２】
より具体的には、第１Ａ／Ｄ変換器６０によりアナログ加速度信号ＳａｚをＡ／Ｄ変換してデジタル加速度信号Ｓａｄ１を生成する。そして、第１参照信号生成部６１において、デジタル加速度信号Ｓａｄ１に基づいて参照信号Ｓｂ１を生成する。次いで、第１制御信号生成部６２において適応フィルタ処理を行い、デジタル制御信号Ｓｃｒ１を生成する。
【００５３】
また、第２Ａ／Ｄ変換器６４によりアナログ変位量信号ＳｓｚをＡ／Ｄ変換してデジタル変位量信号Ｓａｄ２を生成する。そして、デジタル変位量信号Ｓａｄ２が示す変位量Ｓｚを、第１微分器６６及び第２微分器６８により２階微分してダンパ加速度Ａｓｚを算出し、このダンパ加速度Ａｓｚを示すダンパ加速度信号Ｓａｓｚを生成する。次いで、第２参照信号生成部６９において、ダンパ加速度信号Ｓａｓｚに基づいて参照信号Ｓｂ２を生成する。第２制御信号生成部７０において適応フィルタ処理を行い、デジタル制御信号Ｓｃｒ２を生成する。そして、第１加算器７２によりデジタル制御信号Ｓｃｒ１、Ｓｃｒ２を合成して第１合成制御信号ｓｃｃ１を生成する。
【００５４】
ＡＮＣ装置１２は、上記ステップＳ１〜Ｓ３を、加速度センサ１６と変位センサ１８の組合せ毎にそれぞれに行う。
【００５５】
ステップＳ４において、第２加算器７４は、各制御信号生成ユニット７９から出力された第１合成制御信号Ｓｃｃ１を合成して第２合成制御信号Ｓｃｃ２を生成する。
【００５６】
ステップＳ５において、増幅器２４は、第２合成制御信号Ｓｃｃ２をＤ／Ａ変換したアナログ制御信号Ｓｄａを所定の増幅率で増幅する。ステップＳ６において、スピーカ２０は、増幅後のアナログ制御信号Ｓｄａに基づく打消音ＣＳを出力する。
【００５７】
ステップＳ７において、マイクロフォン２２は、ロードノイズＮＺｒを含む複合騒音ＮＺｃと打消音ＣＳとの差を残留騒音として検出し、この残留騒音に対応するアナログ誤差信号ｅ＿ａを出力する。このアナログ誤差信号ｅ＿ａは、ＡＮＣ装置１２のその後の適応フィルタ処理で用いられる。
【００５８】
ＡＮＣ装置１２では、以上のステップＳ１〜Ｓ７を繰り返す。
【００５９】
３．本実施形態における効果
以上のように、本実施形態によれば、ダンパスプリング４８の上側におけるばね上加速度Ａｚに基づく参照信号Ｓｂ１と、ダンパ加速度Ａｓｚに基づく参照信号Ｓｂ２を用いてロードノイズＮＺｒの打消音ＣＳを生成する。ばね上加速度Ａｚ及びダンパ加速度Ａｓｚとも略上下方向の加速度であるが、この２つを組み合わせて生成する打消音ＣＳにより、比較的高い打消し効果を得ることができる。加えて、ばね上加速度センサ１６及びダンパ変位センサ１８は、サスペンション制御装置２８によるサスペンションの能動的な制御において利用することができる。このため、サスペンションの能動的な制御に用いるばね上加速度センサ１６とダンパ変位センサ１８の出力をＡＮＣ装置１２に兼用することが可能となり、部品点数の削減及び製品コストの低減を実現することができる。
【００６０】
図５は、ＡＮＣ装置１２を作動させた際にマイクロフォン２２が検出した音圧の波形の一例としての波形１００と、ＡＮＣ装置１２を作動させない際にマイクロフォン２２が検出した音圧の波形の一例としての波形２００とを示す。図５からわかるように、ロードノイズＮＺｒの周波数帯域である４０〜１８０Ｈｚの帯域では、波形１００の方が波形２００よりも音圧が低く、ロードノイズＮＺｒの打消し効果が得られていることがわかる。
【００６１】
［Ｂ．この発明の応用］
なお、この発明は、上記実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下に示す構成を採ることができる。
【００６２】
上記実施形態では、４つの車輪２６それぞれについてばね上加速度センサ１６及びダンパ変位センサ１８を設けたが、そのうちのいずれかの車輪２６にのみ加速度センサ１６及び変位センサ１８を設ける構成も可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１０…車両 １２…能動型騒音制御装置
１４…サスペンション １６…ばね上加速度センサ
１８…ダンパ変位センサ ２０…スピーカ（打消音生成器）
２２…マイクロフォン（誤差信号生成器）
２８…サスペンション制御装置 ４６…ダンパ
４８…ダンパスプリング ６１…第１参照信号生成部
６２…第１制御信号生成部 ６６…第１微分器（ダンパ加速度算出手段）
６８…第２微分器（ダンパ加速度算出手段）
６９…第２参照信号生成部 ７０…第２制御信号生成部
Ａｚ…ばね上加速度 ＣＳ…打消音
ｅ＿ａ…アナログ誤差信号 ｅ＿ｄ…デジタル誤差信号
Ｓｂ１、Ｓｂ２…参照信号 Ｓｃ１、Ｓｃ２…デジタル制御信号
Ｓｚ…ダンパの変位量
【特許請求の範囲】
【請求項１】
路面入力に基づく参照信号を生成する参照信号生成器と、
前記参照信号を用いた適応フィルタ処理を行って、前記路面入力に基づく振動騒音の打消音を規定する制御信号を生成する制御信号生成器と、
前記制御信号に基づいて振動騒音の打消音を生成する打消音生成器と、
前記振動騒音と前記打消音との差に基づく誤差を検出して、当該誤差を示す誤差信号を生成する誤差信号生成器と
を備える能動型騒音制御装置であって、
前記参照信号生成器は、
サスペンションのばねの上側に設けられ、前記ばねの上側における加速度であるばね上加速度を検出するばね上加速度センサと、
前記サスペンションのダンパに設けられ、前記ダンパの変位を検出するダンパ変位センサと、
前記ダンパの変位を２階微分することで前記ダンパの加速度を算出するダンパ加速度算出手段と
を備え、
前記ばね上加速度と前記ダンパの加速度とに基づいて前記参照信号を生成する
ことを特徴とする能動型騒音制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の能動型騒音制御装置と、
前記サスペンションの減衰特性を能動的に制御するサスペンション制御装置とを備える車両であって、
前記ばね上加速度センサ及び前記ダンパ変位センサは、前記能動型騒音制御装置と前記サスペンション制御装置の両方に検出値を送信する
ことを特徴とする車両。
【請求項１】
路面入力に基づく参照信号を生成する参照信号生成器と、
前記参照信号を用いた適応フィルタ処理を行って、前記路面入力に基づく振動騒音の打消音を規定する制御信号を生成する制御信号生成器と、
前記制御信号に基づいて振動騒音の打消音を生成する打消音生成器と、
前記振動騒音と前記打消音との差に基づく誤差を検出して、当該誤差を示す誤差信号を生成する誤差信号生成器と
を備える能動型騒音制御装置であって、
前記参照信号生成器は、
サスペンションのばねの上側に設けられ、前記ばねの上側における加速度であるばね上加速度を検出するばね上加速度センサと、
前記サスペンションのダンパに設けられ、前記ダンパの変位を検出するダンパ変位センサと、
前記ダンパの変位を２階微分することで前記ダンパの加速度を算出するダンパ加速度算出手段と
を備え、
前記ばね上加速度と前記ダンパの加速度とに基づいて前記参照信号を生成する
ことを特徴とする能動型騒音制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の能動型騒音制御装置と、
前記サスペンションの減衰特性を能動的に制御するサスペンション制御装置とを備える車両であって、
前記ばね上加速度センサ及び前記ダンパ変位センサは、前記能動型騒音制御装置と前記サスペンション制御装置の両方に検出値を送信する
ことを特徴とする車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１２６３００（Ｐ２０１１−１２６３００Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８３６４７（Ｐ２００９−２８３６４７）
【出願日】平成２１年１２月１５日（２００９．１２．１５）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１５日（２００９．１２．１５）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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