(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラジオ放送波を受信するラジオ受信機と、所定周波数でスイッチング駆動が行われる電力変換装置と、を有する車両に搭載されるラジオノイズ低減システムであって、
前記ラジオ受信機に受信されるラジオ放送波から抽出した音声信号を周波数領域にフーリエ変換する変換手段と、
前記変換手段により得られた周波数領域において、低周波側で隣接する周波数の強度に対して所定閾値以上高い強度を有し且つ高周波側で隣接する周波数の強度に対して所定閾値以上高い強度を有するピーク周波数、又は、低周波側で隣接する周波数の強度又は高周波側で隣接する周波数の強度の何れか一方に対して所定閾値以上高い強度を有するピーク周波数を検出するピーク周波数検出手段と、
前記ピーク周波数検出手段により検出された前記ピーク周波数での出力強度を下げるイコライザ手段と、
を備えることを特徴とする車載ラジオノイズ低減システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載ラジオノイズ低減システムに係り、特に、電力変換装置において所定周波数でスイッチング駆動が行われる際に高調波がラジオ放送波に混入することに伴って発生するビート音が音声帯域でのラジオノイズとして出力されるのを抑制するうえで好適な車載ラジオノイズ低減システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スイッチング駆動が行われる電力変換装置を有する車両に搭載され、ラジオ放送波に重畳するラジオノイズを低減する車載ラジオノイズ低減システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。電力変換装置において所定周波数ｆ０でのスイッチング駆動が行われると、その周波数ｆ０に基づく高調波がラジオ放送波に混入してラジオ放送波と干渉することがある。かかる干渉が生ずると、高調波とラジオ放送波との差分周波数がビート音として生成されて、かかるビート音が音声帯域のラジオノイズとして出力されてしまう。上記したシステムにおいては、共振回路の調整によりスイッチング駆動の共振周波数がシフトされる。共振周波数がシフトすると、その高調波とラジオ放送波との干渉が解消されるので、ラジオノイズが低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１１９２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記したシステムでは、ラジオノイズを低減させるのに、電力変換装置側の共振周波数をシフトすることが必要であるので、電力変換装置の構成が複雑化してしまう。
【０００５】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、電力変換装置において所定周波数でスイッチング駆動が行われる際に発生するビート音に基づくラジオノイズを簡素な構成で低減することが可能な車載ラジオノイズ低減システム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】
【０００６】
上記の目的は、ラジオ放送波を受信するラジオ受信機と、所定周波数でスイッチング駆動が行われる電力変換装置と、を有する車両に搭載されるラジオノイズ低減システムであって、前記ラジオ受信機に受信されるラジオ放送波から抽出した音声信号を周波数領域にフーリエ変換する変換手段と、前記変換手段により得られた周波数領域において、低周波側で隣接する周波数の強度に対して所定閾値以上高い強度を有し且つ高周波側で隣接する周波数の強度に対して所定閾値以上高い強度を有するピーク周波数、又は、低周波側で隣接する周波数の強度又は高周波側で隣接する周波数の強度の何れか一方に対して所定閾値以上高い強度を有するピーク周波数を検出するピーク周波数検出手段と、前記ピーク周波数検出手段により検出された前記ピーク周波数での出力強度を下げるイコライザ手段と、を備えることを特徴とする車載ラジオノイズ低減システムにより達成される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電力変換装置において所定周波数でスイッチング駆動が行われる際に発生するビート音に基づくラジオノイズを簡素な構成で低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施例である車載ラジオノイズ低減システムの構成図である。
【図２】電力変換装置でのＰＷＭ制御による電圧変換に基づくＰＷＭ基本波及びそのＰＷＭ基本波の高調波とラジオ放送波の搬送波との関係の一例を表した図である。
【図３】ノイズが重畳する音声信号の周波数と強度との関係の一例を表した図である。
【図４】本実施例の車載ラジオノイズ低減システムにおいて実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。
【図５】本実施例の車載ラジオノイズ低減システムにおけるラジオノイズを低減する手法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を用いて、本発明に係る車載ラジオノイズ低減システムの具体的な実施の形態について説明する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施例である車載ラジオノイズ低減システム１０の構成図を示す。本実施例の車載ラジオノイズ低減システム１０は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車などの車両に搭載されている。この車両は、ＩＧＢＴなどのスイッチング素子のスイッチング駆動が行われる電力変換装置１２を有している。この電力変換装置１２は、例えば、車載バッテリと駆動モータとの間で電圧変換を行うＤＣ−ＤＣコンバータやインバータなどを有しており、かかる電圧変換を行ううえでＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）制御を行う。かかるＰＷＭ制御による電圧変換は、所定周波数ｆ０で行われる。
【００１１】
また、車両は、ラジオ放送波（例えば、５３５ｋＨｚ〜１６０５ｋＨｚの中波帯の搬送波を有するＡＭラジオ放送波）を受信するラジオ受信機１４を有している。ラジオ受信機１４は、選局に合わせて受信アンテナ１６に受信された受信電波の復調を行う復調回路１８を有している。復調回路１８は、受信電波の復調を行うことでラジオ放送波から音声信号を変換・抽出する。
【００１２】
車両は、また、ラジオ受信機１４に電気的に接続するオーディオアンプ２０を有している。オーディオアンプ２０は、復調回路１８の出力である音声信号が入力されるイコライザ２２、及び、イコライザ２２の出力が入力される増幅回路２４を有している。イコライザ２２は、入力された音声信号の周波数特性を変更する音響機器であって、任意の周波数成分を強調し或いは低下させたうえで音声出力を行わせることが可能である。増幅回路２４は、イコライザ２２から出力された音声信号を増幅して出力する。増幅回路２４には、車室内に向けて音声出力を行う車載スピーカ２６が電気的に接続されている。車載スピーカ２６は、増幅回路２４からの音声信号に従って音声出力を行う。
【００１３】
図２は、電力変換装置１２でのＰＷＭ制御による電圧変換に基づくＰＷＭ基本波（周波数は所定周波数ｆ０である。）及びそのＰＷＭ基本波の高調波（周波数はｆ０の整数倍の周波数である。）とラジオ放送波の搬送波（周波数は所定周波数Ｆ０である。）との関係の一例を表した図を示す。図３は、ノイズが周波数Ｆｎに重畳する音声信号の周波数と強度との関係の一例を表した図を示す。
【００１４】
本実施例において、上記の如く、電力変換装置１２でのＰＷＭ制御による電圧変換は、所定周波数ｆ０で行われる。この場合には、その所定周波数ｆ０に基づく高調波（周波数はｆ０の整数倍の周波数である。）が発生する。この高調波がラジオ放送波に混入してラジオ放送波と干渉すると、例えば図２に示す如く、周波数ｎ・ｆ０の高調波と周波数Ｆ０のラジオ放送波との差分周波数ΔＦｎがビート音として生成されて、かかるビート音が音声帯域（可聴帯域）のラジオノイズ（具体的には、図３における周波数Ｆｎのラジオノイズ）として出力されることがある。そこで、本実施例においては、以下に示す如く電力変換装置１２でのＰＷＭ制御に基づくラジオノイズを低減することとしている。
【００１５】
以下、本実施例の車載ラジオノイズ低減システム１０の特徴的な構成及び動作を説明する。図４は、本実施例の車載ラジオノイズ低減システム１０において実行される制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。また、図５は、本実施例の車載ラジオノイズ低減システム１０におけるラジオノイズを低減する手法を説明するための図を示す。尚、図５（Ａ）にはラジオ受信機１４の受信アンテナ１６に入力される信号の周波数特性を、図５（Ｂ）にはイコライザ２２自体の周波数特性を、また、図５（Ｃ）には車載スピーカ２６から出力される信号の周波数特性を、それぞれ示す。
【００１６】
本実施例の車載ラジオノイズ低減システム１０において、ラジオ受信機１４は、復調回路１８に電気的に接続するピーク検知回路３０を有している。ピーク検知回路３０は、まず、復調回路１８で抽出された音声信号をフーリエ変換で周波数領域に展開し、予め定められた周波数でのサンプリングを行う（例えば、周波数は、・・・，Ｆ（ｎ−２），Ｆ（ｎ−１），Ｆ（ｎ），Ｆ（ｎ＋１），Ｆ（ｎ＋２），Ｆ（ｎ＋３），・・・である。但し、ｎは、ノイズが重畳する周波数を示す正数値である。）。そして、ピーク検知回路３０は、サンプリングした各周波数での受信強度をそれぞれ、隣接する周波数での受信強度と比較して差分周波数を検出し、それらの検出した差分周波数同士を比較することで、受信強度が最大となるピーク周波数を検出する。
【００１７】
ラジオ受信機１４は、ピーク検知回路３０に電気的に接続する通信ＩＣ３２を有している。通信ＩＣ３２は、また、ピーク検知回路３０で検出されたピーク周波数での強度が、展開した周波数領域においてそのピーク周波数に隣接する周波数の強度に対して所定閾値以上高いか否かを判別する。尚、この所定閾値は、高調波とラジオ放送波との差分周波数のビート音がラジオノイズとして出力され得ると判断できる最小の強度であり、予め定められている。
【００１８】
また、オーディオアンプ２０は、イコライザ２２に電気的に接続する通信ＩＣ３４を有している。通信ＩＣ３２と通信ＩＣ３４とは、ＬＡＮなどの車内通信線３６を介して互いに通信接続されている。通信ＩＣ３２は、ピーク周波数での強度が隣接する周波数の強度に対して所定閾値以上である場合に、イコライザ２２によりピーク周波数での出力強度を下げる指令を車内通信線３６を介して通信ＩＣ３４へ通信する。通信ＩＣ３４は、通信ＩＣ３２からの指令を受信する。通信ＩＣ３４は、通信ＩＣ３２からのピーク周波数での出力強度を下げる指令を受信すると、イコライザ２２に対してピーク周波数での出力強度を下げる制御を行う。イコライザ２２は、通信ＩＣ３４による制御に従って、復調回路１８から供給される音声信号の周波数特性を変更する。
【００１９】
本実施例において、ラジオ受信機１４は、所定時間毎に、復調回路１８にて受信電波の復調を行い、ラジオ放送波から音声信号を抽出する（ステップ１００）。復調回路１８にて抽出された音声信号は、ピーク検知回路３０に供給される。ピーク検知回路３０は、復調回路１８で抽出された音声信号を周波数領域にフーリエ変換する（ステップ１０２）。このフーリエ変換が行われると、予め定められた複数の周波数についてそれぞれ受信強度が得られることとなる。そして、ピーク検知回路３０は、サンプリングした各周波数での受信強度をそれぞれ、隣接する周波数での受信強度と比較して差分周波数を検出し、それらの検出した差分周波数同士を比較することで、受信強度が最大となるピーク周波数を検出する。
【００２０】
通信ＩＣ３２は、ピーク検知回路３０で検出されたピーク周波数での強度が、展開した周波数領域においてそのピーク周波数に隣接する周波数の強度に対して所定閾値以上高いか否か、すなわち、展開した周波数領域において隣接する周波数の強度に対して所定閾値以上高い強度を有するピーク周波数が存在するか否かを判別する（ステップ１０４）。その結果、かかるピーク周波数が存在しないと判別した場合は、次に、イコライザ２２を全周波数領域において出力強度を復調回路１８による音声信号から変更しない基準状態に維持する或いは変更する指令を車内通信線３６を介して通信ＩＣ３４へ通信する処理を行う（ステップ１０６）。
【００２１】
通信ＩＣ３４は、通信ＩＣ３２からの上記の指令を受信すると、イコライザ２２に対して上記の基準状態に維持する或いは変更する制御を行う。この場合、イコライザ２２は、通信ＩＣ３４による制御に従って、復調回路１８から供給される音声信号を、その周波数特性を変更することなくそのまま増幅回路２４に供給する。従って、この場合は、車載スピーカ２６から、受信アンテナ１６に受信されたラジオ放送波に基づく音声信号が、その周波数特性が変更されることなくそのまま出力されることとなる。
【００２２】
一方、通信ＩＣ３２は、上記ステップ１０４において、図５（Ａ）に示す如く展開した周波数領域において隣接する周波数の強度に対して所定閾値以上高い強度を有するピーク周波数が存在すると判別した場合は、次に、イコライザ２２をそのピーク周波数において出力強度を低下させる状態に変更する指令を車内通信線３６を介して通信ＩＣ３４へ通信する処理を行う（ステップ１０８）。
【００２３】
通信ＩＣ３４は、通信ＩＣ３２からの上記の指令を受信すると、イコライザ２２に対してピーク周波数において出力強度を低下させる状態に変更する制御を行う。この場合、イコライザ２２は、通信ＩＣ３４による制御に従って、図５（Ｂ）に示す如く、復調回路１８から供給される音声信号の周波数特性についてピーク周波数での出力強度を低下させる。そして、その音声信号を増幅回路２４に供給する。従って、この場合は、図５（Ｃ）に示す如く、車載スピーカ２６から、受信アンテナ１６に受信されたラジオ放送波に基づく音声信号が、ピーク周波数での出力強度が低下されて出力されることとなる。
【００２４】
このように、本実施例の車載ラジオノイズ低減システム１０においては、受信アンテナ１６に受信されて復調回路１８で抽出された音声信号をフーリエ変換で周波数領域に展開し、受信強度が最大となるピーク周波数を検出する。そして、そのピーク周波数での強度が、展開した周波数領域においてそのピーク周波数に隣接する周波数の強度に対して所定閾値未満である場合には、受信アンテナ１６に受信されたラジオ放送波に基づく音声信号を、その周波数特性を変更することなくそのまま車載スピーカ２６から出力することができ、また、そのピーク周波数での強度が、展開した周波数領域においてそのピーク周波数に隣接する周波数の強度に対して所定閾値以上高い場合には、受信アンテナ１６に受信されたラジオ放送波に基づく音声信号を、そのピーク周波数での出力強度を低下させて車載スピーカ２６から出力することができる。
【００２５】
このため、本実施例によれば、電力変換装置１２でのＰＷＭ制御に基づく高調波がラジオ放送波に混入してラジオ放送波と干渉して、その高調波とラジオ放送波との差分周波数ΔＦｎがビート音として生成されても、そのビート音によるラジオノイズが車載スピーカ２６から出力されるのを防止することができ、電力変換装置１２でのＰＷＭ制御に基づくラジオノイズを低減することができる。
【００２６】
また、本実施例においては、電力変換装置１２でのＰＷＭ制御に基づくラジオノイズを低減するうえで、オーディオアンプ２０の有するイコライザ２２で周波数特性を変更して音声出力調整を行うこととすれば十分であって、電力変換装置１２側の共振周波数をシフトさせることは不要であり、電力変換装置１２の構成が複雑化するのは回避される。従って、本実施例によれば、電力変換装置１２でのＰＷＭ制御に基づくラジオノイズを簡素な構成で低減することが可能である。
【００２７】
更に、本実施例においては、受信強度が最大となるピーク周波数が変動しても、その変動に追従して、受信アンテナ１６に受信されたラジオ放送波に基づく音声信号についてそのピーク周波数での出力強度を低下させることができる。
【００２８】
尚、上記の実施例においては、ピーク検知回路３０が図４に示すルーチン中ステップ１０２の処理を実行することが特許請求の範囲に記載した「変換手段」に、ピーク検知回路３０が展開した周波数領域において隣接する周波数の強度に対して所定閾値以上高い強度を有するピーク周波数が存在することを検出することが特許請求の範囲に記載した「ピーク周波数検出手段」に、イコライザ２２が復調回路１８から供給される音声信号の周波数特性についてピーク周波数での出力強度を低下させることが特許請求の範囲に記載した「イコライザ手段」に、それぞれ相当している。
【００２９】
ところで、上記の実施例においては、復調回路１８で抽出された音声信号を展開した周波数領域においてピーク周波数での強度が、展開した周波数領域においてそのピーク周波数に隣接する周波数の強度に対して所定閾値以上高い場合、受信アンテナ１６に受信されたラジオ放送波に基づく音声信号についてそのピーク周波数での出力強度を低下させるが、その出力強度の低下レベルを、ピーク周波数での強度とそのピーク周波数に隣接する周波数の強度との差（具体的には、上記の所定閾値を上回る大きさ）に応じて変更するものとしてもよい。尚、この場合、出力強度の低下レベルを、その強度差が大きいほど大きくすることとすればよい。
【００３０】
また、上記の実施例においては、復調回路１８で抽出された音声信号を展開した周波数領域においてピーク周波数での強度が、展開した周波数領域においてそのピーク周波数に隣接する周波数の強度に対して所定閾値以上高い場合、受信アンテナ１６に受信されたラジオ放送波に基づく音声信号についてそのピーク周波数での出力強度を低下させるが、ピーク周波数での強度が、そのピーク周波数に低周波側で隣接する周波数の強度に対して所定閾値以上高くかつそのピーク周波数に高周波側で隣接する周波数の強度に対して所定閾値以上高い場合に、その音声信号についてピーク周波数での出力強度を低下させることとしてもよい。また、ピーク周波数での強度が、そのピーク周波数に低周波側で隣接する周波数の強度及び高周波側で隣接する周波数の強度の何れか一方に対して所定閾値以上高い場合に、その音声信号についてピーク周波数での出力強度を低下させることとしてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１０  車載ラジオノイズ低減システム
１２  電力変換装置
１４  ラジオ受信機
１８  復調回路
２０  オーディオアンプ
２２  イコライザ
２６  車載スピーカ
３０  ピーク検知回路
３２，３４  通信ＩＣ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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