(57)【要約】【課題】アダプティブフィルタ７のパラメータの収束時間を短縮する能動振動制御装置を提供する。【解決手段】車体の振動又は騒音に係わる物理量を測定するセンサと、フロアパネルに歪みを生成するアクチュエータと、アクチュエータを制御するためのアダプティブフィルタ７のパラメータを最適値に向けて繰り返し更新し、物理量に基づいてアクチュエータを制御することにより車体に伝わる振動又は騒音を相殺するアダプティブフィルタコントローラ４と、座席に乗員が座ったことを検知する着座センサと、アダプティブフィルタ７のパラメータの初期値セットを蓄積するデータベースとを備え、データベースには乗員の数及び配置に応じて異なる複数のアダプティブフィルタ７のパラメータの初期値セットが蓄積され、アダプティブフィルタコントローラ４は、着座センサが検知する乗員の数及び配置に基づいて選択されたアダプティブフィルタ７のパラメータの初期値セットから更新を開始する。【選択図】図８
2006161921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の振動又は騒音に係わる物理量を測定するセンサと、
前記車体のフロアパネル上に配置され、前記フロアパネルに歪みを生成するアクチュエータと、
前記アクチュエータを制御するためのアダプティブフィルタのパラメータを最適値に向けて繰り返し更新し、前記物理量に基づいて前記アクチュエータを制御することにより前記車体に伝わる前記振動又は騒音を相殺するアダプティブフィルタコントローラと、
乗員が座る前記車体の座席に前記乗員が座ったことを検知する着座センサと、
前記アダプティブフィルタのパラメータの初期値セットを蓄積するデータベースとを備え、
前記データベースには、前記乗員の数及び配置に応じて異なる複数の前記アダプティブフィルタのパラメータの初期値セットが蓄積され、
前記アダプティブフィルタコントローラは、前記着座センサが検知する前記乗員の数及び配置に基づいて選択された前記アダプティブフィルタのパラメータの初期値セットから更新を開始することを特徴とする能動振動制御装置。
【請求項２】
前記着座センサは、前記座席の中に配置されている圧力センサであることを特徴とする請求項１記載の能動振動制御装置。
【請求項３】
前記着座センサは、前記フロアパネル上に配置された、前記乗員が前記座席に座った時の前記フロアパネルの加速度を測定する加速度センサであることを特徴とする請求項１記載の能動振動制御装置。
【請求項４】
車体の振動又は騒音に係わる物理量を測定するセンサと、
前記車体のフロアパネル上に配置され、前記フロアパネルに歪みを生成するアクチュエータと、
前記アクチュエータを制御するためのアダプティブフィルタのパラメータを最適値に向けて繰り返し更新し、前記物理量に基づいて前記アクチュエータを制御することにより前記車体に伝わる前記振動又は騒音を相殺するアダプティブフィルタコントローラと、
前記車体の乗員が座る座席に前記乗員が座ったことを検知する着座センサと、
前記アダプティブフィルタのパラメータの初期値セットを蓄積するデータベースと、
前記着座センサが検知する前記乗員の数及び配置に基づいて、前記アクチュエータから前記センサへの変換関数である音響モデルを現実のモデルへ修正する制御部とを備え、
前記アダプティブフィルタコントローラは、前記制御部が修正した前記音響モデルを用いて、前記アダプティブフィルタのパラメータを更新することを特徴とする能動振動制御装置。
【請求項５】
前記音響モデルは、乗員が座る前記車体の複数の座席のそれぞれに対応する複数の座席モデルを含み、前記制御部は、前記乗員が座っている前記座席に対応する前記座席モデルの総てを加算することにより、前記音響モデルを前記現実のモデルへ修正することを特徴とする請求項４記載の能動振動制御装置。
【請求項６】
前記乗員が座っている前記座席に対応する前記座席モデルは、前記乗員の重量に応じて改変されることを特徴とする請求項５記載の能動振動制御装置。
【請求項７】
車体の振動又は騒音に係わる物理量を測定するセンサと、
前記車体のフロアパネル上に配置され、前記フロアパネルに歪みを生成するアクチュエータと、
前記アクチュエータを制御するためのアダプティブフィルタのパラメータを最適値に向けて繰り返し更新し、前記物理量に基づいて前記アクチュエータを制御することにより前記車体に伝わる前記振動又は騒音を相殺するアダプティブフィルタコントローラと、
乗員が座る前記車体の座席に前記乗員が座ったことを検知する着座センサと、
前記アダプティブフィルタのパラメータの初期値セットを蓄積するデータベースと、
前記着座センサが検知する前記乗員の数及び配置に基づいて、前記アクチュエータから前記センサへの変換関数である音響モデルを現実のモデルへ修正する制御部とを備え、
前記制御部は、前記データベースに蓄積された１つの前記初期値セットから、前記乗員の数及び配置に応じて異なる複数の前記アダプティブフィルタのパラメータの初期値セットを算出し、
前記アダプティブフィルタコントローラは、前記制御部が修正した前記音響モデルを用いて、前記制御部が算出した前記初期値セットから更新を開始することを特徴とする能動振動制御装置。
【請求項８】
前記データベースに蓄積された１つの前記初期値セットは、前記乗員の数及び配置に応じて異なる他の前記初期値セットとの間の距離が最も短い初期値セットであることを特徴とする請求項７記載の能動振動制御装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記音響モデルを前記現実のモデルへ修正する際に、前記音響モデルを構成する複数の座席モデルのパラメータを前記着座センサが検知する前記乗員の数及び配置に基づいて変更することを特徴とする請求項７又は８記載の能動振動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は能動振動制御装置に関し、特に、アダプティブフィルタ技術を用いた能動振動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、振動源からの振動を検出した振動検出器からの信号を参照信号とし、参照信号に基づく車室内の振動と逆位相の相殺信号を適応ＦＩＲデジタルフィルタによって生成してスピーカを駆動し、スピーカから発生する相殺振動と振動源に基づく車室内の振動との相殺誤差をマイクロフォンにて検出し、マイクロフォンの出力信号に基づいて適応ＦＩＲデジタルフィルタの適応パラメータを変更する能動振動制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−１６９７００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
アダプティブフィルタ技術を用いた能動振動制御装置（ＡＶＣ：Active Vibration/noise Reduction Control）の利点は、振動源（システム）の特定が不要であることであり、アダプティブフィルタのパラメータは相殺誤差を小さくするために自動的に更新される。
【０００４】
例えば、アダプティブフィルタのパラメータは、オンラインで初期値セットから最適値まで更新される。通常、パラメータの初期値セットは、単純化のために零に設定される。この場合、アダプティブフィルタのパラメータは、零から最適値へ向かって収束していく。初期値セットから最適値までに収束するために必要な収束時間は、アダプティブフィルタのパラメータの増加及びアクチュエータ（スピーカ）の増加により長時間化してしまう。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、零よりもふさわしい初期値セットを用いることにより、アダプティブフィルタのパラメータの収束時間を短縮する能動振動制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の特徴は、車体の振動又は騒音に係わる物理量を測定するセンサと、車体のフロアパネル上に配置され、フロアパネルに歪みを生成するアクチュエータと、アクチュエータを制御するためのアダプティブフィルタのパラメータを最適値に向けて繰り返し更新し、物理量に基づいてアクチュエータを制御することにより車体に伝わる振動又は騒音を相殺するアダプティブフィルタコントローラと、乗員が座る車体の座席に乗員が座ったことを検知する着座センサと、アダプティブフィルタのパラメータの初期値セットを蓄積するデータベースとを備える能動振動制御装置であって、データベースには、乗員の数及び配置に応じて異なる複数のアダプティブフィルタのパラメータの初期値セットが蓄積され、アダプティブフィルタコントローラは、着座センサが検知する乗員の数及び配置に基づいて選択されたアダプティブフィルタのパラメータの初期値セットから更新を開始することを要旨とする。
【０００７】
本発明の第２の特徴は、車体の振動又は騒音に係わる物理量を測定するセンサと、車体のフロアパネル上に配置され、フロアパネルに歪みを生成するアクチュエータと、アクチュエータを制御するためのアダプティブフィルタのパラメータを最適値に向けて繰り返し更新し、物理量に基づいてアクチュエータを制御することにより車体に伝わる振動又は騒音を相殺するアダプティブフィルタコントローラと、車体の乗員が座る座席に乗員が座ったことを検知する着座センサと、アダプティブフィルタのパラメータの初期値セットを蓄積するデータベースと、着座センサが検知する乗員の数及び配置に基づいて、アクチュエータからセンサへの変換関数である音響モデルを現実のモデルへ修正する制御部とを備える能動振動制御装置であって、アダプティブフィルタコントローラは、制御部が修正した音響モデルを用いて、アダプティブフィルタのパラメータを更新することを要旨とする。
【０００８】
本発明の第３の特徴は、車体の振動又は騒音に係わる物理量を測定するセンサと、車体のフロアパネル上に配置され、フロアパネルに歪みを生成するアクチュエータと、アクチュエータを制御するためのアダプティブフィルタのパラメータを最適値に向けて繰り返し更新し、物理量に基づいてアクチュエータを制御することにより車体に伝わる振動又は騒音を相殺するアダプティブフィルタコントローラと、乗員が座る車体の座席に乗員が座ったことを検知する着座センサと、アダプティブフィルタのパラメータの初期値セットを蓄積するデータベースと、着座センサが検知する乗員の数及び配置に基づいて、アクチュエータからセンサへの変換関数である音響モデルを現実のモデルへ修正する制御部とを備える能動振動制御装置であって、制御部は、データベースに蓄積された１つの初期値セットから、乗員の数及び配置に応じて異なる複数のアダプティブフィルタのパラメータの初期値セットを算出し、アダプティブフィルタコントローラは、制御部が修正した音響モデルを用いて、制御部が算出した初期値セットから更新を開始することを要旨とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、零よりもふさわしい初期値セットを用いることにより、アダプティブフィルタのパラメータの収束時間を短縮する能動振動制御装置を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面の記載において同一あるいは類似の部分には同一あるいは類似な符号を付している。
【００１１】
（第１の実施の形態）
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係わる能動振動制御装置は、センサ１が車体５の振動又は騒音に係わる物理量を測定し、センサ（１、２）が測定した物理量に基づいて、アクチュエータ３を歪ませて車体に歪みを生成する。アクチュエータ３が連続的に車体５を歪ませることにより、車体５に制御振動が伝達する。車体５の外部から車内に伝わる振動や騒音に対して制御振動を干渉させることにより、振動や騒音を相殺して低減する。ここで、センサ（１、２）が測定する車体（システム）５の振動に係わる物理量には、車体５の外部からタイヤ１０ａ、１０ｂを介して車内に伝わる振動や騒音が含まれる。また、センサの例として加速度センサ１及びマイクロフォン２について説明する。
【００１２】
本発明の第１の実施の形態に係わる能動振動制御装置は、車体５の振動又は騒音に係わる物理量を測定するセンサ（１、２）と、車体５のフロアパネル６上に配置され、フロアパネル６に歪みを生成するアクチュエータ３と、アクチュエータ３を制御するためのアダプティブフィルタ７のパラメータを最適値に向けて繰り返し更新し、車体５の振動又は騒音に係わる物理量に基づいてアクチュエータ３を制御することにより車体５に伝わる振動又は騒音を相殺するアダプティブフィルタコントローラ４と、乗員が座る車体５の座席に乗員が座ったことを検知する着座センサと、アダプティブフィルタ７のパラメータの初期値セットを蓄積するデータベースとを備える。
【００１３】
振動や騒音を低減するコントローラは様々なものがあるが、アダプティブフィルタコントローラ４はその中で最も良く使用されているコントローラの一つである。アダプティブフィルタコントローラ４は、オンラインでアダプティブフィルタ７のパラメータを更新することにより所定の目的を達成する。ここでの所定の目的は、車体５に伝わる振動又は騒音を相殺することである。パラメータの更新は後述するアダプティブロー８に従って行われる。
【００１４】
アダプティブフィルタコントローラ４は、アクチュエータ３に対して制御信号を送信するアダプティブフィルタ７と、アダプティブロー８とを備える。アダプティブフィルタコントローラ４では、２種類のセンサ（１、２）が測定する２種類の信号が必要となる。１つは、車内に伝わる騒音の原因となる外乱に関連する信号であり、例えば、路面１１から車輪（タイヤ１０ａ、１０ｂ）へ伝達される振動を測定する加速度センサ（Ｇ-センサ）１からの信号が含まれる。もう１つは、車内の騒音レベルに関連する信号であり、例えば、車内に取り付けられたマイクロフォン２からの信号が含まれる。即ち、アダプティブフィルタ７を使用する能動振動制御装置においては、センサとして、外乱を測定するセンサ（加速度センサ１）と、外乱による振動又は騒音とアクチュエータ３による制御振動とが干渉した結果、車内に伝わる騒音を測定するセンサ（マイクロフォン２）の２種類のセンサが必要である。なお、アクチュエータ３は、車体５の中のフロアパネル６下に固定され、自らが歪むことでフロアパネル６に歪みを生成することにより、車体５に制御振動を生成して外乱による振動又は騒音を相殺する。アクチュエータ３として、結晶に電界を加えると電界に比例した歪みが生じるピエゾ効果（圧電効果）を利用したピエゾ電気アクチュエータ（piezo-electric actuator）を使用することができる。アクチュエータ３の両面に電界を印加することによりアクチュエータ３は歪む。
【００１５】
図３に示すように、図１のアクチュエータ３が固定されている車体５のフロアパネル６は、３つの主要な部分に分けることができる。具体的には、フロアパネル６は、乗員が座るシートの下に位置する平板状のキャビンフロア１５と、燃料タンクが固定されるタンクパネル１６と、スペアタイヤ及びトランクの下が位置するスペアタイヤパネル１７とを備える。キャビンフロア１５は、エンジンルームとタンクパネル１６の間に位置している。スペアタイヤパネル１７は、タンクパネル１６と車体５の後端の間に位置している。
【００１６】
図４に示すように、図３のフロアパネル６の上には、車両の進行方向に向かって縦方向に伸びる縦メンバ１８ａ〜１８ｄと、横方向に伸びる横メンバ１９ａ〜１９ｄとが配置されている。フロアパネル６は車体を軽量化するべく薄い平板状に形成されているため、フロアパネル６だけでは十分な剛性が得られない。フロアパネル６よりも剛性が高い棒状の縦メンバ１８ａ〜１８ｄ及び横メンバ１９ａ〜１９ｄをフロアパネル６上に固定して、フロアパネル６の剛性を高めている。縦メンバ１８ａ〜１８ｄ及び横メンバ１９ａ〜１９ｄの厚みはフロアパネル６よりも厚く形成されている。縦メンバ１８ａ〜１８ｄ及び横メンバ１９ａ〜１９ｄは、フロアパネル６の一方の面（表面又は裏面）側のみに固定されていても、両方の面（表裏面）に固定されていても構わない。
【００１７】
図２に示すように、システム９は振動モデルＷ(ｚ)２０と音響モデルＣ(ｚ)２１とに分けられる。なお、システム９は、残留振動や騒音又は制御振動が伝達する図１の車体５を含む上位概念を示す。振動モデル２０は、外乱源ｘからアクチュエータ３までの振動の伝達に対応した、例えば転送関数形式(transfer function form)で表現することが出来る。音響モデル２１は、アクチュエータ３からマイクロフォン２までの音波の伝達に対応した、例えば転送関数形式で表現することが出来る。音響モデル２１は、アクチュエータ３での音響生成からマイクロフォン２による車内の騒音レベルの測定までの間を表現している。
【００１８】
振動モデルＷ(ｚ)２０を正確に測定或いは評価することは一般的に難しい。外乱源ｘの数及び配置を正確に知ることが困難だからである。しかし、音響モデルＣ(ｚ)２１を正確に決定することは可能である。アクチュエータ３の数及び配置を正確に知ることが出来、音響レベルを測定する加速度センサ１又はマイクロフォン２の配置も正確に知ることが出来るからである。アダプティブフィルタコントローラ４の主な利点は、振動モデルＷ(ｚ)２０を測定する必要が無いことである。振動モデルＷ(ｚ)２０は、外乱源の信号ｘと音響レベルに応じた信号ｅからオンラインで評価される。
【００１９】
アダプティブフィルタ７から信号ｙ(ｎ)が出力され、信号ｙ(ｎ)は、アクチュエータ３を介して、振動ω(ｎ)と合算されて振動ｕ(ｎ)となる。振動ｕ(ｎ)は、音響モデルＣ(ｚ)２１を介して、音響ｅ(ｎ)となる。音響ｅ(ｎ)は、車室内での騒音レベルに相当し、マイクロフォン２によって測定される。また、同様に、車体５に取り付けられた加速度センサ１が測定する信号も車室内での騒音レベルに相当する。
【００２０】
アダプティブフィルタＷ’(ｚ)は、一般的に（１）式に示すようなＦＩＲフィルタによって表される。アダプティブフィルタＷ’(ｚ)のパラメータｗ’iの数をＩとする。
【数１】
2006161921.tif 000003
【００２１】
ここで、ｚ-iはＺ変換の変数であり、（２）式により表される。（２）式において、ｈ(ｎ)はサンプル信号である。
【数２】
2006161921.tif 000004
【００２２】
よって、アダプティブフィルタＷ’(ｚ)の出力ｙ(ｎ)は（３）式により表される。
【数３】
2006161921.tif 000005
【００２３】
図２の音響レベルの信号ｅ(ｎ)は（４）式により表される。
【数４】
2006161921.tif 000006
【００２４】
音響モデルＣ(ｚ)は、ＦＩＲフィルタのみならずＩＩＲフィルタによっても表すことができる。音響モデルＣ(ｚ)は、Ｊ個のパラメータを有するＦＩＲフィルタである場合（５）式により表される。
【数５】
2006161921.tif 000007
【００２５】
アダプティブロー８により最小化される（５）式中の基準値Ｊは（６）式により定義される。
【数６】
2006161921.tif 000008
【００２６】
パラメータγe及びγyはユーザにより固定される。（７）式に示す基準値Ｊの微分値が零になった時に基準値Ｊは最小値へ到達する。
【数７】
2006161921.tif 000009
【００２７】
ここで信号ｒ(ｎ-ｉ)は（８）式により定義される。
【数８】
2006161921.tif 000010
【００２８】
このように音響モデルＣ(ｚ)はＦＩＲフィルタにより表される。
【００２９】
アダプティブロー８は、（９）式に従って、アダプティブフィルタＷ’(ｚ)のパラメータｗ’iを（ｎ）から（ｎ+１）へ更新する。ここでｎは更新回数を示し、Ｋはユーザにより固定される。
【数９】
2006161921.tif 000011
【００３０】
（９）式は、更に（１０）式へ書き換えることができる。
【数１０】
2006161921.tif 000012
【００３１】
（１０）式においてパラメータα及びβは、それぞれユーザにより設定され、
2006161921.tif 000013
にそれぞれ等しく、１よりも小さい。パラメータαは、アダプティブフィルタＷ’(ｚ)の最適値への収束速度を固定するパラメータであり、パラメータβは、収束安全性を固定するパラメータである。
【００３２】
一般的に、アダプティブフィルタＷ’(ｚ)のパラメータｗ’iの初期値セットｗ’i (０)は、単純化及び一般化のために総て零に設定される。単純化とは、初期値セットｗ’i (０)を貯蓄するための特別なメモリや、初期値セットｗ’i (０)を計算/評価する手段を省略することを意味する。一般化とは、車両の状態は車両の種類により異なることを意味し、パラメータｗ’iは、車室内の騒音レベルの最小値に相当するＪ（最適値）に対応する最適値へ向かって収束する。
【００３３】
本発明の実施の形態では、所定のパラメータｗ’iの初期値セットｗ’i (０)から更新を開始する。ここでの初期値セットｗ’i (０)は、前述したような零ではない最適値により近い数値セットである。これにより、パラメータｗ’iの更新を最適値に近い数値セットから開始することが出来、初期値セットｗ’i (０)を零から始める従来の方法に比べてアダプティブロー８の収束時間を短縮することが出来る。換言すれば、車室内の騒音レベルを迅速に低減することが出来る。
【００３４】
初期値セットｗ’i (０)は、オフラインで計算及び評価されて、メモリ内に蓄積されている。パラメータｗ’iの初期値セットｗ’i (０)は、着座センサが検知する乗員の数及び配置の組合せの数だけ存在する。パラメータｗ’iが収束する最適値は、着座センサが検知する乗員の数及び配置の組合せにより異なり、組合せの数だけ存在するからである。
【００３５】
図５では、説明を簡略化するため、アダプティブフィルタＷ’(ｚ)は２つのパラメータｗ’0及びｗ’1からなる場合について説明する。しかし、アダプティブフィルタＷ’(ｚ)が３以上のパラメータからなる場合についても同様である。
【００３６】
最適値２４は、車室内の騒音レベルが極小である状態に対応している。従来では、パラメータｗ’0及びｗ’1の初期値セット（0,0）ともに零であったため、図５のグラフの原点からスタート地点として最適値２４へ向かって収束するようにパラメータｗ’0及びｗ’1の更新を開始する。一方、本願では、パラメータｗ’0及びｗ’1の初期値セット（ｗ’0(0), ｗ’1(0)）は零ではなく、最適値２４により近い。したがて、従来の初期値セット（0,0）から最適値２４への収束パス２２よりも、初期値セット（ｗ’0(0), ｗ’1(0)）から最適値２４への収束パス２３の方が短い。つまり、収束時間を短縮することが出来る。
【００３７】
勿論、車両の状態が、メモリに蓄積されている初期値セット（ｗ’0(0), ｗ’1(0)）が示す状態と正確に等しい場合、最適値２４は初期値セット（ｗ’0(0), ｗ’1(0)）と等しく、パラメータｗ’0及びｗ’1の更新は不要である。車両の状態が初期値セット（ｗ’0(0), ｗ’1(0)）が示す状態と異なる場合、パラメータｗ’0及びｗ’1の更新は必要であるが、その更新に必要な時間（収束時間）は従来よりも短くなる。
【００３８】
しかし実際には、車両と環境の状態によりパラメータｗ’iの最適値は変化する。外乱源ｘ(ｎ)又は振動モデルＷ(ｎ)が変化した場合、新しい最適値に到達するために前述した更新のアルゴリズムを変更することは必要ない。しかし、実際の音響モデルＣ’(ｚ)が変化して、パラメータｗ’iの更新で使用している音響モデルＣ(ｚ)と異なるものとなった時、更新のアルゴリズムをそのままにしておくことは望ましくない。なぜなら、（１０）式及び（８）式に示すように、パラメータｗ’iの更新には、正確な音響モデルＣ(ｚ)を知ることが必要であり、最適値への収束はＣ’(ｚ)＝Ｃ(ｚ)である場合に限って実現され、Ｃ’(ｚ)がＣ(ｚ)と等しくない状態で車室内での騒音レベルの最小値が求められたとしても、それは実際の騒音レベルの最小値とは異なるからである。つまり、最小値ではないことになる。
【００３９】
アクチュエータ３からマイクロフォン２までの音響伝達関数である実際の音響モデルＣ’(ｚ)が変化してしまう主な要因は車室内の空気の状態にある。空気の状態は車室内の空気の温度により制御することが出来る。図６に示すように、実際の音響モデルＣ’(ｚ)が変化した場合、パラメータｗ’0及びｗ’1の最適値も変化する。最適値２４ｂは車室内に運転者のみがいる場合を示し、最適値２４ａは車室内に運転席及び助手席にそれぞれ乗員がいる場合を示す。このように、実際の音響モデルＣ’(ｚ)は、車室内の乗員の数及び配置よって変化する。
【００４０】
第１の実施の形態では、データベースに、乗員の数及び配置に応じて異なる複数のアダプティブフィルタＷ’(ｚ)のパラメータｗ’iの初期値セット（ｗ’0(０),・・・, ｗ’I-1(０)）が蓄積され、アダプティブフィルタコントローラ４は、着座センサが検知する乗員の数及び配置に基づいて選択されたアダプティブフィルタＷ’(ｚ)のパラメータｗ’iの初期値セット（ｗ’0(０),・・・, ｗ’I-1(０)）から（１０）式に示したパラメータｗ’iの更新を開始する。第１の実施の形態において、乗員の数及び配置に応じて音響モデルＣ(ｚ)は変化しないものとする。
【００４１】
乗員の数及び配置の組合せの数と同じだけの初期値セット（ｗ’0(０),・・・, ｗ’I-1(０)）がメモリ内に蓄積されているため、乗員の数及び配置に応じて、最適値に最も近い初期値セット（ｗ’0(０),・・・, ｗ’I-1(０)）をオンラインで用意することが出来、初期値セット（ｗ’0(０),・・・, ｗ’I-1(０)）から更新を開始することが出来る。よって、パラメータｗ’iを最適値へ短時間で収束させることが出来る。つまり、収束時間を短縮できる。
【００４２】
第１の実施の形態では、乗員の数及び配置の組合せの数と同じだけの初期値セット（ｗ’0(０),・・・, ｗ’I-1(０)）を蓄積するだけの記憶容量が必要となる。必要な記憶容量は、アダプティブフィルタＷ’(ｚ)のパラメータｗ’iの数Ｉ及び乗員の数及び配置の組合せの増加と共に、増大する。例えば、図７に示すように５つの座席を備える車両について、乗員の数及び配置の組合せの数Ｓは、（１１）式によって１６と算出される。なお、（１２）式は（１１）式のカッコ内の計算法を示す式である。
【数１１】
2006161921.tif 000014
【数１２】
2006161921.tif 000015
【００４３】
（１１）式の第１番目の項は、乗員が１人である場合を示す。走行中運転席以外に１人の乗員が座る座席は無い。よって、この場合の乗員の配置の組み合わせは１通りである。第２の項は、乗員が２人の場合を示す。図７に示すように、１人目は運転席Ｓ１に座り、２人目はＳ２〜Ｓ５の何れかに座ることが考えられる。よって、配置組合せは４通りである。第３の項は、乗員が３人の場合を示す。１人目は運転席Ｓ１に座り、２人目は４つの座席Ｓ２〜Ｓ５の何れかに座ることが考えられ、２人目は残った３つの座席Ｓ２〜Ｓ５の何れかに座ることが考えられる。よって、配置組合せは６通りである。第４の項は、乗員が４人の場合を示す。この場合、座席は全部で５つなので、１つの座席が空席となる。よって、配置組合せは４通りである。第５の項は、乗員が５人の場合を示す。この場合、座席は全部で５つなので、配置組合せは１通りである。したがって、１＋４＋６＋４＋１＝１６通りとなる。
【００４４】
よって、１６個の初期値セット（ｗ’0(０),・・・, ｗ’I-1(０)）がメモリに蓄積されることになる。なお、乗員の数及び配置は、座席に乗員が座ったことを検知する着座センサにより検出される。着座センサは、座席の中に配置されている圧力センサであることが望ましい。或いは、着座センサは、フロアパネル６上に配置された、乗員が座席に座った時のフロアパネル６の加速度を測定する加速度センサであっても構わない。フロアパネル６の振動は、それほど大きな範囲に広がることは無い。座席Ｓkに乗員が座った時の振動は、その隣の座席Ｓk+1にまで広がらない。よって、座席Ｓkに対応して配置された着座センサにより測定される振動は、座席Ｓkに座った乗員にのみに起因する。
【００４５】
図８に示すように、本発明の第１の実施の形態に係わる能動振動制御装置において、制御部２５内のデータベースには、乗員の数及び配置に応じて異なる複数のアダプティブフィルタ７のパラメータの初期値セット＃１〜＃１６が蓄積されている。先ず、着座センサは、図７の車両の座席Ｓ１〜Ｓ５に座る乗員の数及び配置を検知する。選択部２６は、着座センサが検知する乗員の数及び配置に基づいてアダプティブフィルタ７のパラメータの初期値セットを選択する。アダプティブフィルタコントローラ４は、（１０）式に従って、選択部２６が選択されたアダプティブフィルタ７のパラメータの初期値セットから更新を開始する。
【００４６】
（第２の実施の形態）
前述したように、アクチュエータ３からマイクロフォン２までの音響伝達関数である実際の音響モデルＣ’(ｚ)は、車室内の空気の状態により変化し、図６に示すように、実際の音響モデルＣ’(ｚ)が変化した場合、アダプティブフィルタ７のパラメータｗ’iの最適値も変化する。第１の実施の形態において、乗員の数及び配置に応じて音響モデルＣ(ｚ)は変化しないものとしていた。しかし、収束時間を短縮するためには、乗員の数及び配置に応じて音響モデルＣ(ｚ)を更新して、実際の音響モデルＣ’(ｚ)へ近づけることが望ましい。
【００４７】
第２の実施の形態では、アダプティブフィルタ７のパラメータｗ’iの初期値セットｗ’i(０)を零として、図５に示したように、（１０）式のパラメータｗ’iの更新を初期値(0,0)から開始する。ただし、（１０）式に示したように、パラメータｗ’iの更新で使用する音響モデルＣ(ｚ)を実際の音響モデルＣ’(ｚ)へ近づけるための修正（音響モデルＣ(ｚ)の修正）を行う。
【００４８】
システム９の一部は線形性があると考えられるので、１６通りの配置組合せに対応する実際の音響モデルＣ’(ｚ)を得るためには、５つの座席を有する車両に対応する５つの項Ｃ1(ｚ)〜Ｃ5(ｚ)のみが必要となる。即ち、音響モデルＣ(ｚ)は、乗員が座る車体の５つの座席のそれぞれに対応する５つの座席モデルＣ1(ｚ)〜Ｃ5(ｚ)を含む。座席モデルＣk(ｚ)は、ｋ番目の座席に乗員が座っている時の空気の状態を示す。この場合の音響モデルＣ(ｚ)を、（１３）式に示し、更に（１３）式を一般化したものを（１４）式に示す。
【数１３】
2006161921.tif 000016
【数１４】
2006161921.tif 000017
【００４９】
ここで、係数δkは、ｋ番目の座席Ｓkに乗員が座っている時は「１」であり、ｋ番目の座席Ｓkに乗員が座っていない時は「０」である。
【００５０】
座席モデルＣk(ｚ)のデータを蓄積するメモリの容量及び音響モデルＣ(ｚ)の更新の計算量を削減するために、音響モデルＣ(ｚ)にはＩＩＲフィルタが使用されている。ＩＩＲフィルタを使用することで、ＦＩＲフィルタに比べてパラメータの数を削減することが出来る。
【００５１】
図９に示すように、本発明の第２の実施の形態に係わる能動振動制御装置は、図８に比して制御部２５の構成が異なり、その他の構成は同じである。制御部２５は、座席モデルＣk(ｚ)のデータを蓄積するメモリと、乗員の配置情報から（１３）式のδkを計算する係数演算部２７とを備える。先ず、着座センサは、図７の車両の座席Ｓ１〜Ｓ５に座る乗員の数及び配置を検知して、乗員は位置情報を転送する。係数演算部２７は、着座センサが検知する乗員の数及び配置に基づいてδkを演算する。そして、制御部２５は、係数演算部２７が演算した係数δkと、メモリに蓄積されている座席モデルＣk(ｚ)のデータを用いて、（１３）式に従って音響モデルＣ(ｚ)を現実のモデルＣ’(ｚ)へ修正する。アダプティブフィルタコントローラ４は、現実のモデルＣ’(ｚ)を用いて（１０）式に従って、アダプティブフィルタ７のパラメータの初期値セット(0,0)から更新を開始する。
【００５２】
なお、制御部２５は、（１３）式に示したように、乗員が座っている座席に対応する座席モデルＣk(ｚ)の総てを加算することにより、音響モデルＣ(ｚ)を現実のモデルＣ’(ｚ)へ修正する。
【００５３】
以上説明したように、第２の実施の形態によれば、乗員の数及び配置に応じて音響モデルＣ(ｚ)を修正して実際の音響モデルＣ’(ｚ)へ近づけることにより、収束時間を短縮することができる。
【００５４】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態では、第１の実施の形態と第２の実施の形態とを組み合わせた能動振動制御装置について説明する。
【００５５】
ここでは、アダプティブフィルタ７のパラメータｗ’kの初期値セットｗ’k (０)として、乗員の数及び配置の組合せに対応する総ての初期値セットｗ’k (０)をメモリ内に蓄積することなく、最適値に近い初期値セットｗ’k (０)を用いて、且つ音響モデルＣ(ｚ)として現実のモデルＣ’(ｚ)を用いて、パラメータｗ’kの更新を行う。また、メモリ内に蓄積された１つの初期値セットｗ’k (０)からオンラインで他の初期値セットｗ’k (０)を演算する。
【００５６】
図１０に示すように、ケース＃ｉ及びケース＃ｊからなる乗員の数及び配置の２つの組合せがあった場合、ケース＃ｉ及びケース＃ｊでは、それぞれの最適値セット２４ｉ及び２４ｊは異なる。第３の実施の形態では、メモリに蓄積された一方のケース（ケース＃ｉ）の初期値セット２６ｉから他方のケース（ケース＃ｊ）の初期値セット２６ｊを算出する。例えば、３人の乗員がいる場合を考える。パラメータｗ’k,#jの更新は、初期値セット(0,・・・,0)よりも初期値セット（ｗ’0,#j (0),・・・, ｗ’I-1,#j (0)）から始めた方が収束時間は短い。そこで、図１１に示すように、演算初期値（ｗ’0,#j (0),・・・, ｗ’I-1,#j (0)）を、メモリに蓄積されている参照初期値（ｗ’0,#i (0),・・・, ｗ’I-1,#i (0)）を用いて算出する。ここで、参照初期値（ｗ’0,#i (0),・・・, ｗ’I-1,#i (0)）は、ケース＃ｉに対応するパラメータｗ’kの初期値セットｗ’k (０)である。
【００５７】
ケース＃ｊの演算初期値（ｗ’0,#j (0),・・・, ｗ’I-1,#j (0)）の計算には、（１０）式を変形した（１５）式を用いる。
【数１５】
2006161921.tif 000018
【００５８】
ここで、ｒ’(n-i)は、（１６）式により表される。
【数１６】
2006161921.tif 000019
【００５９】
ここで、音響モデルＣ(ｚ)のフィルタＣ#i(ｚ)は、ケース＃ｉに対応している。ケース＃ｉにおいて運転者のみが車両に乗車している時、Ｃ#i(ｚ)＝Ｃ1(ｚ)である。係数ηは、ケース＃ｊの最適値に近づくために可能なだけ大きく計算されるが、アルゴリズムの安定性を保護している。係数ηの固定には、（１７）式を用いることができる。
【数１７】
2006161921.tif 000020
【００６０】
ここで、ＩはアクティブフィルタＷ’(ｚ)のパラメータｗ’kの数を示し、ｘ2は信号ｘ(ｎ)の二乗平均値である。
【００６１】
参照初期値（ｗ’0,#i (0),・・・, ｗ’I-1,#i (0)）は、ケース＃ｉに対応する初期値であり、他の初期値を演算初期値として（１５）式により演算する際に用いられる。乗員の数と配置について最も一般的な構成は、運転者のみが乗車しているケースである。これをケース＃１とする。よって、ケース＃１の初期値セット（ｗ’0, #1 (0),・・・, ｗ’I-1,#1 (0)）を参照初期値とすることが望ましい。勿論、参照初期値として、運転者のみが乗車しているケース＃１以外のケースを設定しても構わない。
【００６２】
アダプティブフィルタ７が２つのパラメータｗ’0及びｗ’1を含み、３つのケース＃ｉ、＃ｊ、＃ｋのパラメータｗ’0及びｗ’1を更新する場合を考える。３つのケース＃ｉ、＃ｊ、＃ｋには、乗員の数及び配置の組合せに対応したパラメータｗ’0及びｗ’1の初期値セットがそれぞれ存在する。これらの初期値セット間の距離を、図１２に示すように、ケース＃ｋの初期値セット２６ｋとケース＃ｉの初期値セット２６ｉ間には、距離ｄ#i,#kが存在し,ケース＃ｋの初期値セット２６ｋとケース＃ｊの初期値セット２６ｊ間には、距離ｄ#j,#kが存在し、ケース＃ｉの初期値セット２６ｉとケース＃ｊの初期値セット２６ｊ間には、距離ｄ#i,#jが存在する。これらの距離（例えば, 距離ｄ#i,#j）は、（１８）式により定義される。
【数１８】
2006161921.tif 000021
【００６３】
３つ以上のケースの初期値セット間には、他のケースとの初期値セット間の距離が最も小さくなるケースが存在する。例えば、図１２に示すように、ケース＃ｉの初期値セットは、他の２つのケース＃ｊ及びケース＃ｋの初期値セットへの距離が最も短い。したがって、この場合、ケース＃１の初期値セット２６ｉのみを参照初期値としてメモリ内に蓄積し、他の２つのケース＃ｊ及びケース＃ｋの初期値セットは、（１５）式に従って参照初期値２６ｉから演算される。演算されたケース＃ｊの初期値セット２６ｊ及びケース＃ｋの初期値セット２６ｋは、それぞれの最適値に近い値となる。したがって、アクティブフィルタＷ’(ｚ)のパラメータｗ’kの更新に必要な時間が短縮されると同時に、メモリ内に蓄積する初期値の数を１つにすることが出来るため、必要なメモリ容量を削減することが出来る。
【００６４】
一方、音響モデルＣ(ｚ)は、図１１に示すように乗員が座る車体のＮ個の座席のそれぞれに対応するＮ個の座席モデルＣ1(ｚ)〜ＣN(ｚ)を含む。座席モデルＣk(ｚ)は、ｋ番目の座席に乗員が座っている時の空気の状態を示す。この場合の音響モデルＣ(ｚ)を（１４）式に示す。係数演算部２７は、着座センサが検知する乗員の数及び配置に基づいてδkを演算する。そして、制御部２５は、係数演算部２７が演算した係数δkと、メモリに蓄積されている座席モデルＣk(ｚ)のデータを用いて、（１４）式に従って音響モデルＣ(ｚ)を現実のモデルＣ’(ｚ)へ修正する。
【００６５】
なお、付加的情報が得られる場合、その付加的情報を利用する。例えば、図１３に示すように、座席に埋め込まれた圧力センサを用いて座席Ｓkに座る乗員の重量を知ることが出来る場合、座席モデルＣ1(ｚ)〜ＣN(ｚ)のパラメータを乗員の重量に応じて変更しても構わない。
【００６６】
このように、座席モデルＣ1(ｚ)〜ＣN(ｚ)の精度を向上させることにより、音響モデルＣ(ｚ)は改善され、更には、アクティブフィルタＷ’(ｚ)のパラメータｗ’kの更新も改善される。即ち、パラメータｗ’kの更新に必要な収束時間が短縮される。
【００６７】
図１４を参照して、第３の実施の形態に係わる能動振動制御装置の処理手順を説明する。
【００６８】
（イ）Ｓ０１段階において、着座センサは、図７の車両の座席Ｓ１〜Ｓ５に座る乗員の数及び配置を検知する。Ｓ０２段階において、現在の乗員の数及び配置が、前回の数及び配置と同じであるか否かを判断する。現在の乗員の数及び配置が前回と同じである場合（Ｓ０２段階においてＹＥＳ）Ｓ０３段階に進み、現在の乗員の数及び配置が前回と同じでない場合（Ｓ０２段階においてＮＯ）Ｓ０４段階に進む。
【００６９】
（ロ）Ｓ０３段階において初期値を１に設定し、Ｓ０４段階において初期値を０に設定する。その後、Ｓ０５段階に進み、座席に埋め込まれた圧力センサを用いて座席Ｓkに座る乗員の重量を測定する。Ｓ０６段階において、座席モデルＣk(ｚ)を計算する。Ｓ０７段階において、係数演算部２７は、着座センサが検知する乗員の数及び配置に基づいてδkを演算する。Ｓ０８段階において、制御部２５は、係数演算部２７が演算した係数δkと、座席モデルＣk(ｚ)を用いて、（１４）式に従って音響モデルＣ(ｚ)を現実のモデルＣ’(ｚ)へ修正する。
【００７０】
（ハ）Ｓ０９段階において、アップデートがオン状態になっているか否かを判断する。アップデートがオン状態になっている場合（Ｓ０９段階においてＹＥＳ）Ｓ１０段階進み、アップデートがオフ状態になっている場合（Ｓ０９段階においてＮＯ）Ｓ１５段階進む。Ｓ１０段階において、初期値を零であるか否かを判断する。初期値を零である場合（Ｓ１０段階においてＹＥＳ）Ｓ１１段階に進み、初期値を零でない場合（Ｓ１０段階においてＮＯ）Ｓ１５段階に進む。
【００７１】
（ニ）Ｓ１１段階において、パラメータｗ’iの図１１の参照初期値２９をメモリ内から呼び出す。Ｓ１２段階において、現在の乗員の数及び配置が、参照初期値２９に対応する乗員の数及び配置と同じであるか否かを判断する。現在の乗員の数及び配置が参照初期値２９と同じである場合（Ｓ１２段階においてＹＥＳ）Ｓ１３段階に進み、初期値を１に設定する。現在の乗員の数及び配置が参照初期値２９と異なる場合（Ｓ１２段階においてＮＯ）Ｓ１４段階に進み、参照初期値２９を用いて演算初期値２８を演算する。その後、Ｓ１３段階に進む。
【００７２】
（ホ）その後、Ｓ１５段階において、アダプティブフィルタコントローラ４は、（１０）式に従って、演算初期値２８からパラメータｗ’iの更新を繰り返し行う。Ｓ１６段階に示す条件が満たされているか否かを判断する。満たされている場合（Ｓ１６段階においてＹＥＳ）Ｓ１７段階に進み、アップデートをオフ状態に設定する。満たされていない場合（Ｓ１６段階においてＮＯ）Ｓ１８段階に進み、アップデートをオン状態に設定する。
【００７３】
上記のように、本発明は、第１乃至第３の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。即ち、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる能動振動制御装置の一例として車両に搭載されたアダプティブフィルタコントローラを示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わる能動振動制御装置の全体を示すブロック図である。
【図３】図１の能動振動制御装置が搭載される車両を示す断面図及び車両のフロアパネル部分を示す平面図である。
【図４】図３のフロアパネル上に配置されたメンバを示す平面図である。
【図５】第１の実施の形態に係わる能動振動制御装置においてパラメータｗ’iが収束する経路を示すグラフである。
【図６】実際の音響モデルＣ’(ｚ)が変化する場合のアクティブフィルタのパラメータの最適値の変化を示すグラフである。
【図７】５つの座席を備える車両を示す平面図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係わる能動振動制御装置の全体を示すブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係わる能動振動制御装置の全体を示すブロック図である。
【図１０】乗員の数及び配置の異なる２つの組合せに対応する２つの初期値及び最適値を示すグラフである。
【図１１】第３の実施の形態に係わる能動振動制御装置の全体を示すブロック図である。
【図１２】アクティブフィルタＷ’(ｚ)のパラメータｗ’kの複数の初期値間の距離を示すグラフである。
【図１３】第３の実施の形態の変形例に係わる能動振動制御装置の全体を示すブロック図である。
【図１４】第３の実施の形態に係わる能動振動制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７５】
１…加速度センサ
２…マイクロフォン
３…アクチュエータ
４…アダプティブフィルタコントローラ
５…車体
６…フロアパネル
７…アダプティブフィルタ
８…アダプティブロー
９…システム
１０ａ…タイヤ
１１…路面
１５…キャビンフロア
１６…タンクパネル
１７…スペアタイヤパネル
１８ａ〜１８ｄ…縦メンバ
１９ａ〜１９ｄ…横メンバ
２０…振動モデル
２１…音響モデル
２２、２３…収束パス
２４、２４ａ、２４ｂ、２４ｉ、２４ｊ…最適値セット
２５…制御部
２６…選択部
２６ｉ、２６ｊ、２６ｋ…初期値セット
２７…係数演算部
２８…演算初期値
【図１】
2006161921.tif 000022
【図２】
2006161921.tif 000023
【図３】
2006161921.tif 000024
【図４】
2006161921.tif 000025
【図５】
2006161921.tif 000026
【図６】
2006161921.tif 000027
【図７】
2006161921.tif 000028
【図８】
2006161921.tif 000029
【図９】
2006161921.tif 000030
【図１０】
2006161921.tif 000031
【図１１】
2006161921.tif 000032
【図１２】
2006161921.tif 000033
【図１３】
2006161921.tif 000034
【図１４】
2006161921.tif 000035