(57)【要約】【課題】簡素な構成で各車輪から車体に入力される振動を検出することができる車体振動検出装置及びこれを備えた騒音制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】右前輪及び左前輪から車体に入力される振動を検出するフロント右加速度センサ１４及びフロント左加速度センサ１６と、各加速度センサ及び車速センサ２６の検出結果に基づいて、後輪から車体に入力される振動を推定して、推定結果をコントローラ２２に出力するリヤ振動推定部２０と、リヤ振動推定部２０によって推定された後輪から車体に入力される振動の推定結果、及びマイクロフォン３０の検出結果に基づいて、車室内の音を評価する評価関数を最適化する発音信号を生成するコントローラ２２と、を備え、コントローラ２２によって生成した発音信号に応じてスピーカ２８から発音する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪から車体に入力される振動を検出する前輪振動検出手段と、
前記前輪振動検出手段の検出結果に基づいて、後輪から車体に入力される振動を推定する後輪振動推定手段と、
を備えた車体振動検出装置。
【請求項２】
前記後輪振動推定手段は、前記前輪振動検出手段の検出結果を所定時間遅延した振動を後輪から車体に入力される振動として推定することを特徴とする請求項１に記載の車体振動検出装置。
【請求項３】
前記後輪振動推定手段は、車速を検出する車速検出手段の検出結果とホイールベースの長さとに基づいて、前輪の通過位置を後輪が通過するまでの時間を前記所定時間として算出する算出手段を含むことを特徴とする請求項２に記載の車体振動検出装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の車体振動検出装置と、
車室内の音を検出する車室内音検出手段と、
車室内に発音する発音手段と、
前記車体振動検出装置及び前記車室内音検出手段の検出結果に基づいて、車室内の音を最適化するための発音信号を生成し、該発音信号に応じて前記発音手段から発音するように前記発音手段を制御する制御手段と、
を備えた騒音制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、車室内の音を評価する評価関数を最適化する前記発音信号を生成することを特徴とする請求項４に記載の騒音制御装置。
【請求項６】
前記前輪振動検出手段によって所定値以上の過大な振動を検出した場合に、前記後輪振動推定手段が後輪から車体に入力される振動の推定を禁止し、前記制御手段が前記過大な振動をノイズとして処理することを特徴とする請求項４又は至請求項５に記載の騒音制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体振動検出装置及び騒音制御装置にかかり、特に、車両走行中の各車輪に対応して発生する車体振動を検出する車体振動検出装置及び該車体振動検出装置によって検出した車体振動に基づいて、車両の走行によって発生するロードノイズによる車室内の騒音を制御する騒音制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両の走行中に路面の凹凸等によって車体に入力される振動によって車室内に発生するロードノイズを制御する騒音制御装置が提案されている。
【０００３】
この種の騒音制御装置では、車体の４輪に対応するサスペンション近傍等に加速度センサを設けて、各車輪から車体に入力される加速度を検出することによって車体に入力される振動を検出する。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載の技術では、走行中の振動を加速度センサにより検出して検出信号を加算回路で加算し参照信号を作成してＡ／Ｄ変換器を介してマイクロプロセッサに入力して適応信号処理した後、Ｄ／Ａ変換器、パワーアンプを介してスピーカから２次音として出力し、マイクロフォンの位置でロードノイズを消音することが提案されている。また、特許文献１に記載の技術では、プレビューセンサを用いて前方の路面状況を監視して、路面状態が変わった時に、路面状況の変動を予測して騒音制御を行うことにより、安定した騒音制御を実現している。
【特許文献１】特開平６−３３２４６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、各車輪に対応して加速度センサを設けて車体振動を検出することで参照信号を得ると共に、該参照信号の他にプレビューセンサの検出結果を利用してシステムの安定化を図っており、構成が複雑になることが懸念される。
【０００６】
本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、簡素な構成で各車輪から車体に入力される振動を検出することができる車体振動検出装置、及びこれを備えた騒音制御装置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】
上記目的を達成するために請求項１に記載の車体振動検出装置は、前輪から車体に入力される振動を検出する前輪振動検出手段と、前記前輪振動検出手段の検出結果に基づいて、後輪から車体に入力される振動を推定する後輪振動推定手段と、を備えることを特徴としている。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、前輪振動検出手段では、前輪から車体に入力される振動が検出される。例えば、前輪振動検出手段は、前輪近傍に設けた加速度センサを適用することができ、車体に入力される振動を加速度センサによって検出することができる。
【０００９】
また、後輪振動推定手段では、前輪振動検出手段の検出結果に基づいて、後輪から車体に入力される振動が推定される。例えば、後輪振動推定手段は、請求項２に記載の発明のように、前輪振動検出手段の検出結果を所定時間遅延した振動を後輪から車体に入力される振動として推定することができる。すなわち、前輪の通過位置を後輪が通過するので、路面から入力される振動は、前輪から入力される振動を所定時間遅延した振動とすることが可能である。従って、前輪から入力される振動を所定時間遅延した振動を後輪から車体に入力される振動として推定することができる。この時、後輪振動推定手段は、請求項３に記載の発明のように、車速を検出する車速検出手段の検出結果とホイールベースの長さ（前輪と後輪間の距離）とに基づいて、前輪の通過位置を後輪が通過するまでの時間を所定時間として算出する算出手段を含むことによって、前輪から車体に入力される振動を遅延する所定時間を算出することができる。
【００１０】
従って、上述のように前輪から車体に入力される振動を検出するだけで、後輪から車体に入力される振動を推定することができるので、後輪から車体に入力される振動を検出するセンサ等を設ける必要がなくなり、簡素な構成で、各車輪から車体に入力される振動を検出することができる。
【００１１】
請求項４に記載の騒音制御装置は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の車体振動検出装置と、車室内の音を検出する車室内音検出手段と、車室内に発音する発音手段と、前記車体振動検出装置及び前記車室内音検出手段の検出結果に基づいて、車室内の音を最適化するための発音信号を生成し、該発音信号に応じて前記発音手段から発音するように前記発音手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴としている。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、車体振動検出装置では、上述したように、前輪から車体に入力される振動を検出するだけで、後輪から車体に入力される振動を推定することができ、簡素な構成で、各車輪から車体に入力される振動を検出することができる。
【００１３】
また、車室内音検出手段では、車室内の音が検出され、発音手段では、車室内に音が発生される。
【００１４】
そして、制御手段では、車体振動検出装置及び車室内音検出手段の検出結果に基づいて、車室内の音を最適化するための発音信号が生成され、発音信号に応じて発音手段から発音するように発音手段が制御される。例えば、制御手段は、車室内音検出手段の位置で悪路走行時のこもり音として発生する騒音が小さくなるような発音信号を生成し、該発音信号に応じて発音手段を制御する。これによって、悪路走行時のこもり音などの騒音を低減することができる。
【００１５】
なお、制御手段は、請求項５に記載の発明のように、車室内の音を評価する評価関数を最適化する発音信号を生成するようにしてもよい。すなわち、該評価関数を最適化する発音信号として、車室内音検出手段の位置で悪路走行時のこもり音として発生する騒音が小さくなるような発音信号を生成すれば、悪路走行時のこもり音などの騒音を低減することができる。
【００１６】
また、前輪振動検出手段によって所定値以上の過大な振動を検出した場合には、請求項６に記載の発明のように、後輪振動推定手段が後輪から車体に入力される振動の推定を禁止し、制御手段が過大な振動をノイズとして処理するようにしてもよい。これによって、突起の乗り越えなどによる過大な前輪からの入力をノイズとして除去して騒音制御が行われることになるので、過大な入力によって制御が不安定になることを防止することができ、安定した騒音制御が可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように本発明によれば、前輪から車体に入力される振動を検出した検出結果に基づいて、後輪から車体に入力される振動を推定することによって、前輪から入力される振動を検出するだけで、後輪から入力される振動を推定することができるので、後輪から入力される振動を検出するセンサ等を設ける必要がなくなり、簡素な構成で各車輪から車体に入力される振動を検出することができる車体振動検出装置及び騒音制御装置を提供することができる、という効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態に係わる騒音制御装置の構成を示すブロック図であり、図２は、本発明の実施の形態に係わる騒音制御装置の概略車両搭載位置を示す図である。
【００２０】
図１に示すように、本発明の実施の形態に係わる騒音制御装置１０は、フロント右加速度センサ１４及びフロント左加速度センサ１６を備えており、前輪から車体に入力される振動を各加速度センサによって検出する。
【００２１】
フロント右加速度センサ１４は右前輪から車体に入力される振動を検出し、フロント左加速度センサ１６は左前輪から車体に入力される振動を検出する。フロント右加速度センサ１４及びフロント左加速度センサ１８はそれぞれ、図２に示すように、フロントサスペンション近傍等に設けられており、例えば、サスペンションメンバー等に設けられ、各車輪を介してサスペンションメンバー等にから入力される振動を検出する。
【００２２】
フロント右加速度センサ１４及びフロント左加速度センサ１６の各振動検出結果は、Ａ／Ｄ変換器１８、リヤ振動推定部２０、コントローラ２２、及びＤ／Ａ変換器２４からなり、トランクルーム等に配設されたコントロールユニット１２に入力される。
【００２３】
コントロールユニット１２に入力された各振動検出結果は、Ａ／Ｄ変換器１８に入力され、アナログ信号からデジタル信号に変換されて、リヤ振動推定部２０及びコントローラ２２に出力される。
【００２４】
リヤ振動推定部２０は、フロント右加速度センサ１４及びフロント左加速度センサ１６の検出結果が入力されると共に、車速センサ２６によって検出された車速が入力され、これらの検出結果に基づいて、後輪から車体に入力される振動を推定して、推定結果をコントローラ２２に出力する。後輪から入力される振動の推定は、フロント右加速度センサ１４の検出結果に基づいて、右後輪から入力される振動を推定し、フロント左加速度センサ１６の検出結果に基づいて、左後輪から入力される振動を推定する。
【００２５】
また、コントローラ２２には、車室内に設けられ車室内の音を検出するマイクロフォン３０が接続されており、コントローラ２２は、フロント右加速度センサ１４の検出結果、フロント左加速度センサ１６の各検出結果、リヤ振動推定部２０によって推定された後輪から入力される振動の推定結果、及びマイクロフォン３０の検出結果に基づいて、車室内の音を評価する評価関数を最適化する発音信号を生成して、生成した発音信号をＤ／Ａ変換器２４へ出力する。例えば、図３に示すように、悪路走行時に後席右窓側音の４０〜５０Ｈｚが車室内のこもり音として発生する場合には、コントローラ２２は、車室内の音を評価する評価関数を最適化する発音信号として、マイクロフォン３０の位置で悪路こもり音として発生する騒音（図３の悪路こもりに対応する制御対象周波数）が小さくなるような発音信号を生成する。なお、以下では、コントローラ２２は、悪路こもり音等の騒音を低減する発音信号を生成するものとして説明するが、これに限るものではなく、例えば、所定の周波数帯域の音が大きく或いは小さくなるように発音信号を生成するようにしてもよいし、各車輪から入力される振動のレベルが略一定となるように発音信号を生成するようにしてもよい。また、コントローラ２２は、マイクロフォン３０から入力された信号対して、アンチエイリアジングや制御対象等の周波数を考慮した一般的なフィルタリング処理を行うと共に、コントローラ２２から出力する発音号についても制御対象等の周波数を考慮した一般的なフィルタリング処理を行う。
【００２６】
Ｄ／Ａ変換器２４は、コントローラ２２によって生成されたデジタル信号をアナログ信号に変換してフロントドア近傍や後席後方等に配設されたスピーカ２８へ出力する。これによってスピーカ２８からは、コントローラ２２によって生成された発音信号に応じた音（音波）が発生され、制御対象の振動によって発生する騒音を抑制することが可能となる。
【００２７】
ここで、リヤ振動推定部２０で行われる後輪から車体に入力される振動の推定について詳細に説明する。
【００２８】
図４は、右前輪から入力される振動の検出結果に対する、右後輪、左前輪、及び左後輪の各車輪から入力される振動の検出結果の相関を表す図である。
【００２９】
図４に示すように、右前輪から車体に入力される振動の検出結果と右後輪から車体に入力される振動の検出結果は、０〜１００Ｈｚまでは相関があることがわかる。すなわち、０〜１００Ｈｚ程度の低周波域では、前輪の通過位置を後輪が通過するため、同一路面を前輪と後輪が通過することになり、前輪から車体に入力される振動と、後輪から車体に入力される振動の相関があり、高周波域では、路面の微妙な凹凸による前輪から車体に入力される振動と後輪から車体に入力される振動が微妙に変化してしまうため、上記相関が崩れてしまう。従って、０〜１００Ｈｚ程度の低周波域においては、前輪から車体に入力される振動の検出結果から、後輪から車体に入力される振動を推定することができる。
【００３０】
そこで、本実施の形態のコントローラ２２では、リヤ振動推定部２０が車速センサ２６によって検出した車速と、車両のホイールベースの長さ（前輪から後輪までの距離）から前輪が通過してから後輪が通過するまでの時間を算出して、前輪から入力される振動の検出結果に対して、算出した時間を遅延した信号を後輪から車体に入力される振動の検出結果として推定する。これによって、前輪から車体に入力される振動のみを検出することによって各車輪から車体に入力される振動を検出することができる。
【００３１】
続いて、上述のように構成された本発明の実施の形態に係わる騒音制御装置１０で行われる処理の流れの一例について説明する。図５は、本発明の実施の形態に係わる騒音制御装置１０で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００３２】
まず始めに、ステップ１００では、加速度センサによる前輪から車体に入力される振動が検出されてステップ１０２へ移行する。すなわち、フロント右加速度センサ１４及びフロント左加速度センサ１６によって各前輪から車体に入力される振動が検出される。
【００３３】
ステップ１０２では、フロント右加速度センサ１４及びフロント左加速度センサ１６の検出結果がＡ／Ｄ変換器１８によって、アナログ信号からデジタル信号に変換されて、リヤ振動推定部２０及びコントローラ２２に出力されてステップ１０４へ移行する。
【００３４】
ステップ１０４では、所定値以上の振動が検出されたか否かがリヤ振動推定部２０及びコントローラ２２によって判定される。該判定は、例えば、突起等を乗り越えた際などの発生する過大な入力が、フロント右加速度センサ１４及びフロント左加速度センサ１６の少なくとも一方によって検出されたか否かを判定することによってなされ、該判定が否定された場合にはステップ１０６へ移行し、肯定された場合にはステップ１１６へ移行する。
【００３５】
ステップ１０６では、車速センサ２６によって車速が検出されてステップ１０８へ移行する。
【００３６】
ステップ１０８では、車速とホイールベースの長さとから前輪に対する後輪の遅延時間が算出され、ステップ１１０へ移行して、前輪から車体に入力される振動の検出結果に対して遅延時間分を遅延した信号を後輪から車体に入力される振動として推定されてコントローラ２２へ出力される。すなわち、前輪が通過した路面を後輪が通過するまでの遅延時間が算出され、フロント右加速度センサ１４の検出信号に対して算出した遅延時間分を遅延した信号を右後輪から車体に入力される振動として推定し、フロント左加速度センサ１６の検出信号に対して算出した遅延時間分を遅延した信号を左後輪から車体に入力される振動として推定する。これによって、車体に入力される振動において０〜１００Ｈｚ程度の低周波域では、前輪から車体に入力される振動と後輪から車体に入力される振動が相関があるため、前輪から車体に入力される振動から後輪から車体に入力される振動を推定することができる。
【００３７】
次にステップ１１２では、前輪の信号検出結果、後輪の振動推定結果及びマイクロフォン３０による車室内音の検出結果に基づいて、車室内の音を評価する評価関数を最適化する発音信号がコントローラ２２によって生成される。例えば、コントローラ２２は、フロント右加速度センサ１４によって検出された右前輪から車体に入力される振動の検出信号、フロント左加速度センサ１６によって検出された左前輪から車体に入力される振動の検出信号、リヤ振動推定部２０によって推定された右後輪から車体に入力される振動の推定信号及び左後輪から車体に入力される振動の推定信号から、マイクロフォン３０位置での所定周波数帯域の音圧レベルを抑制する発音信号を生成する。
【００３８】
そして、ステップ１１４では、コントローラ２２によって生成された発音信号に基づいてスピーカ２８から発音される。すなわち、コントローラ２２によって生成された発音信号がＤ／Ａ変換器２４によってアナログ信号に変換され、変換されたアナログ信号に応じてスピーカ２８から発音され、スピーカ２８からの発音によって、各車輪から車体に入力される振動によって車室内に発生する車室内の騒音（例えば、ロードノイズ等）を低減することができる。例えば、本実施の形態では、前輪から車体に入力される振動を用いて後輪から車体に入力される振動を推定可能な周波数が低周波域の０〜１００Ｈｚ程度であり、悪路こもりでは、図３に示すように、４０〜５０Ｈｚ付近の周波数で突出した音圧レベルとなるため、悪路こもりに起因する周波数の音圧レベルを相殺するような発音信号を生成してスピーカから出力することによって悪路こもりを低減することが可能である。
【００３９】
続いて、ステップ１１６では、騒音制御を終了するか否かコントローラ２２によって判定される。該判定は、例えば、当該騒音処理を行うスイッチ等を設け、スイッチによって騒音処理の停止が指示されたか否かを判定したり、イグニッションスイッチがオフされたか否か等を判定したりすることによって行われ、該判定が否定された場合には上述のステップ１００に戻って上述の処理が繰り返され、ステップ１１６の判定が肯定されたところで一連の処理を終了する。
【００４０】
一方、ステップ１０４の判定が肯定された場合、すなわち、突起等の乗り越えなどによって前輪から所定値以上の過大な振動が入力された場合には、ステップ１１６へ移行して、リヤ振動推定部２０による後輪から車体に入力される振動の推定、及びコントローラ２２による騒音制御をスキップする。すなわち、前輪から車体に入力される振動が過大な入力である場合には、過大な入力をノイズとして処理し、ノイズに対応する期間の制御（リヤ振動推定部２０による後輪から車体に入力される振動の推定、及びコントローラ２２による騒音制御）を停止するので、突起の乗り越えなどによる過大な入力をノイズとして除去して騒音制御が行われることになる。従って、過大な入力によって制御が不安定になることを防止することができ、安定した騒音制御が可能となる。
【００４１】
このように、本実施の形態に係わる騒音制御装置１０は、前輪から車体に入力される振動をフロント右加速度センサ１４及びフロント左加速度センサ１６によって検出するだけで、リヤ振動推定部２０によって後輪から車体に入力される振動を推定することができるので、後輪から車体に入力される振動を検出する加速度センサ等を設ける必要がなくなり、簡素な構成で、各車輪から車体に入力される振動を検出することができる。
【００４２】
また、前輪から車体に入力される振動の検出信号を遅延して後輪から車体に入力される振動を推定するので、後輪から車体に入力される振動を直接検出するよりも早いタイミングで後輪から車体に入力される振動をコントローラ２２が検出することができるので、リヤ振動推定部２０によって推定した信号に対して十分な計算時間を確保することができ、結果としてコントローラ２２の処理負荷を軽減することができる。そして、コントローラ２２の処理負荷を軽減することができるため、制御効果を向上することも可能となる。
【００４３】
また、突起等の乗り越えなどに発生する過大な入力によるシステム不安定化に対しては、前輪から車体に入力される振動から過大な入力を検出して、過大な入力をノイズとして処理して制御を停止するようにしたので、システムを安定化させることができる。
【００４４】
さらには、前輪から車体に入力される振動のみを加速度センサによって検出するだけなので、４輪分の配線が必要なくなり、Ａ／Ｄ変換器１８等のコネクタなどを小さくすることができ、スペース効率を向上することができると共に、加速度センサや配線などのコストを軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の形態に係わる騒音制御装置の構成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騒音制御装置の概略車両搭載位置を示す図である。
【図３】悪路走行時の悪路こもり周波数応答を示す図である。
【図４】右前輪から入力される振動の検出結果に対する、右後輪、左前輪、及び左後輪の各車輪から入力される振動の検出結果の相関を表す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係わる騒音制御装置で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４６】
１０    騒音制御装置
１２    コントロールユニット
１４    フロント右加速度センサ
１６    フロント左加速度センサ
１８    Ａ／Ｄ変換器
２０    リヤ振動推定部
２２    コントローラ
２４    Ｄ／Ａ変換器
２６    車速センサ
２８    スピーカ
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図３】
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【図４】
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