(57)【要約】【課題】車両内にいる乗員の耳位置での騒音を確実に低減することが可能な能動型振動・騒音制御装置を提供する。【解決手段】能動型振動・騒音制御装置１０は、車両に搭載され、スピーカボックス１２内に、騒音信号入力手段３２、３６、電源３８、ＡＮＣ４０、出力調整手段４２、４４及び増幅器２４を搭載した回路基板２５と、スピーカ２０とが収容されている。ＡＮＣ４０は、車両状態検出手段２８で検出した周波数ｆｅと、騒音信号入力手段３２、３６からの誤差信号とに基づいて第１制御信号Ｓｃ１及び第２制御信号Ｓｃ２を生成し、スピーカ２０は、第１制御信号Ｓｃ１に基づく第１制御音を前記車両内のマイクロフォン３０、３４（乗員の耳位置近傍）におけるエンジンの振動・騒音に起因した騒音の打ち消し音として前記車両内に出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両内で発生する振動・騒音に基づいて第１制御信号を生成する制御信号生成用電子回路を搭載した回路基板と、前記第１制御信号を第１制御音として前記車両内に出力する第１スピーカとを有し、
前記回路基板と前記第１スピーカとが同一のケーシング内に収容されている
ことを特徴とする能動型振動・騒音制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の能動型振動・騒音制御装置において、
さらに、音源に基づいてオーディオ信号を生成する娯楽システムと、前記オーディオ信号を楽音として前記車両内に出力する第２スピーカとが、前記車両内に備えられ、
前記制御信号生成用電子回路は、前記振動・騒音に基づいて第２制御信号を生成し、前記娯楽システムを介して前記第２スピーカに出力し、
前記第２スピーカは、前記楽音及び（又は）前記第２制御信号による第２制御音を前記車両内に出力する
ことを特徴とする能動型振動・騒音制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の能動型振動・騒音制御装置において、
前記第１スピーカは、ウーハである
ことを特徴とする能動型振動・騒音制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の能動型振動・騒音制御装置において、
前記ケーシングは、スピーカボックスを兼用する
ことを特徴とする能動型振動・騒音制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両内で発生する振動・騒音に基づいて制御信号を生成する能動型振動・騒音制御装置に関し、より詳細には、車両のエンジン等の騒音・振動源から発生する振動・騒音に基づいて制御信号を生成する能動型振動・騒音制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両のエンジン等の振動・騒音源から発生する振動・騒音に起因した前記車両内の騒音を、当該車両内の乗員の耳位置近傍に配置されたマイクロフォンで検出し、検出した前記騒音に基づいて制御信号を生成する能動型振動・騒音制御装置が開示されている（特許文献１参照）。この場合、前記能動型振動・騒音制御装置は、前記車両に備わるスピーカに前記制御信号を出力し、前記スピーカは、入力した前記制御信号を制御音として前記車両内に出力するので、前記乗員の耳位置での騒音は、前記制御音により低減される。
【０００３】
また、他の従来例に係る能動型振動・騒音制御装置では、前記振動・騒音が前記エンジンの出力軸の回転に同期して発生することに注目して、前記エンジンの回転周波数と前記マイクロフォンで検出した騒音とに基づく制御信号を前記スピーカに出力している。
【０００４】
前述したスピーカは、前記車両に備わる娯楽システムからのオーディオ信号を楽音として当該車両内に出力するスピーカであるので、前記能動型振動・騒音制御装置は、前記スピーカを前記娯楽システムと共用している。なお、前記スピーカ及び前記娯楽システムは、前記車両の標準装備であるが、前記能動型振動・騒音制御装置は、前記車両の標準装備ではないので、該車両内に別途設けられる。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−１１２４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前述したスピーカは、車両の前席両側のドアに配置されたドアスピーカや、後席背後に配置されたリアスピーカであり、これらのスピーカは、前記車両の所定位置に配置されている。この場合、制御音を出力する各スピーカと騒音を検出するマイクロフォン（乗員の耳位置近傍）との間の音場の特性は、前記ドアスピーカ、前記リアスピーカ及び前記マイクロフォンの配置箇所や、これらの入出力特性によって変化し、さらに、車両毎あるいは車種毎でも異なってくる。
【０００７】
また、前記各スピーカでは、約４０［Ｈｚ］以下の低周波における前記制御音の出力レベルが小さいので、前記低周波の騒音の低減が困難である。あるいは、前記低周波での騒音低減を目的として、能動型振動・騒音制御装置にて制御信号の前記低周波における出力特性を改善し、前記出力特性を改善した制御信号に応じた制御音を前記各スピーカから出力すると、ドアからのビビリ音や前記制御音の歪みが発生して、前記低周波の騒音を低減することができない。
【０００８】
従って、単純に、前記能動型振動・騒音制御装置を前記車両に設けて、前記各スピーカから前記制御音を前記車両内に出力するだけでは、前記乗員の耳位置での騒音を確実に低減することができないという問題がある。
【０００９】
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、車両内にいる乗員の耳位置での騒音を確実に低減することが可能な能動型振動・騒音制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
また、この発明は、コストを低減することができる能動型振動・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】
【００１１】
この発明に係る能動型振動・騒音制御装置は、下記の特徴（１）〜（４）を有している。
【００１２】
（１）  車両内で発生する振動・騒音に基づいて第１制御信号を生成する制御信号生成用電子回路を搭載した回路基板と、前記第１制御信号を第１制御音として前記車両内に出力する第１スピーカとを有し、前記回路基板と前記第１スピーカとが同一のケーシング内に収容されていることを特徴とする。
【００１３】
これにより、前記車両内に前記ケーシングを適宜配置するだけで、前記車両内における乗員の耳位置での騒音を低減することが可能となる。従って、本発明では、従来技術と比較して、車両及び車種の違いや、車両内でのマイクロフォン及び前記車両に備わるスピーカの配置や、前記マイクロフォン及び前記スピーカの入出力特性に関わりなく前記騒音を確実に低減することができる。そのため、前記能動型振動・騒音制御装置を備えていない車両にも、当該能動型振動・騒音制御装置を容易に配置することができる。
【００１４】
（２）  さらに、音源に基づいてオーディオ信号を生成する娯楽システムと、前記オーディオ信号を楽音として前記車両内に出力する第２スピーカとが、前記車両内に備えられ、前記制御信号生成用電子回路は、前記振動・騒音に基づいて第２制御信号を生成し、前記娯楽システムを介して前記第２スピーカに出力し、前記第２スピーカは、前記楽音及び（又は）前記第２制御信号による第２制御音を前記車両内に出力することを特徴とする。
【００１５】
これにより、前記第１制御音が前記第１スピーカから前記車両内に出力され、前記第２制御音が前記第２スピーカから前記車両内に出力されるので、前記騒音を確実に低減することが可能になると共に、前記乗員は、前記騒音が低減された状態で前記楽音を聞くことができる。
【００１６】
なお、前記第１制御信号及び前記第２制御信号は、基本的には、略同一の周波数信号とし、前記騒音の検出点（前記マイクロフォンの位置）において、それぞれの制御信号に応じた制御音が互いに干渉して前記騒音の低減効果が得られないという問題が発生しないように、適宜、位相調整しておくことが望ましい。
【００１７】
（３）  前記第１スピーカはウーハであることを特徴とする。
【００１８】
前記ウーハは、８０［Ｈｚ］程度以下の低周波音の出力に関して無指向であるので、前記ケーシングを前記車両内の任意の場所に適宜配置可能であり、該車両内における低周波の騒音を確実に低減することができる。
【００１９】
なお、本明細書中において、低周波及び高周波の用語は、周波数が相対的に低いか、あるいは高いかを表すものとして用いられる。
【００２０】
（４）  前記ケーシングは、スピーカボックスを兼用することを特徴とする。
【００２１】
これにより、コストを低減することができる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によれば、車両内にいる乗員の耳位置での騒音を確実に低減することが可能になる。また、制御信号生成用電子回路を搭載した回路基板と第１スピーカとを収容するケーシングをスピーカボックスと兼用することにより、コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２４】
図１は、この発明の実施形態に係る能動型振動・騒音制御装置１０の構成を示す概略ブロック図であり、図２は、この能動型振動・騒音制御装置１０を車両１６に配置した一例を示す側面図である。なお、図２では、車両１６内の説明の理解のために、前席１８側のドアと後部座席１９側のドアとを省略している。
【００２５】
この能動型振動・騒音制御装置１０は、車両１６に搭載され、基本的には、ケーシングを兼用するスピーカボックス１２内に、騒音信号入力手段３２、３６と、電源３８と、制御信号生成用電子回路としての制御信号生成手段（以下、ＡＮＣともいう。）４０と、出力調整手段４２、４４と、増幅器２４と、スピーカ（第１スピーカ）２０とが収容された構成とされている。この場合、騒音信号入力手段３２、３６、電源３８、ＡＮＣ４０、出力調整手段４２、４４及び増幅器２４は、回路基板２５に搭載されている。
【００２６】
能動型振動・騒音制御装置１０は、車両１６のオプション装備として組み込まれ、図２の一例では、車両１６内における前席１８下方の床面上に配置されているが、車両１６内の任意の場所に適宜配置可能である。また、車両１６内には、オーディオヘッドユニット（娯楽システム）１４及びスピーカ２０よりも高周波の音を出力可能なスピーカ（第２スピーカ）５８、６０が標準装備として備えられている。
【００２７】
騒音信号入力手段３２は、車両１６内の前席１８のヘッドレスト近傍（乗員の耳位置近傍）に配置されたマイクロフォン３０にて検出した騒音を含む音に基づく誤差信号をＡＮＣ４０に出力する。また、騒音信号入力手段３６は、後部座席１９のヘッドレスト近傍（乗員の耳位置近傍）に配置されたマイクロフォン３４にて検出した騒音を含む音に基づく誤差信号をＡＮＣ４０に出力する。
【００２８】
電源３８は、図示しないバッテリからの直流電圧を所定電圧に調整して能動型振動・騒音制御装置１０内の増幅器２４、騒音信号入力手段３２、３６、ＡＮＣ４０、出力調整手段４２、４４に供給する。
【００２９】
ＡＮＣ４０は、マイクロコンピュータにより構成され、エンジン２６の出力軸の回転毎にホール素子等から得られるエンジンパルスの周波数（エンジン回転周波数）ｆｅを車両１６の走行状態として検出する周波数カウンタ等を含む車両状態検出手段２８を備えている。この場合、車両状態検出手段２８には、車両１６の走行状態に応じてエンジン２６の気筒休止を制御する図示しないＥＣＵから前記気筒休止の制御中であることを示す信号（気筒休止信号）が入力される。
【００３０】
なお、前記気筒休止信号とは、例えば、６気筒のエンジン２６であれば、車両１６の減速走行・クルーズ走行中に前記６気筒のうち３気筒が前記ＥＣＵの制御により休止していることを車両状態検出手段２８に通知するための信号をいう。
【００３１】
そして、ＡＮＣ４０は、騒音信号入力手段３２、３６からの誤差信号と、車両状態検出手段２８にて検出した周波数ｆｅとに基づいて、エンジン２６から発生する振動・騒音（例えば、エンジン音や前記出力軸の回転によって発生した加振力）に起因する車両１６内のマイクロフォン３０、３４（前記乗員の耳位置）での騒音を打ち消すための第１制御信号Ｓｃ１及び第２制御信号Ｓｃ２を生成する。すなわち、ＡＮＣ４０は、周波数ｆｅを基本次数の周波数とする所定調波の基準信号を生成して、この基準信号に基づく第１制御信号Ｓｃ１及び第２制御信号Ｓｃ２を生成する。
【００３２】
この場合、第１制御信号Ｓｃ１は、スピーカ２０から前記騒音を打ち消す第１制御音を出力するための制御信号である。また、第２制御信号Ｓｃ２は、前席１８近傍に配置されたドアスピーカであるスピーカ５８や、後部座席１９の背後に配置されたリアスピーカであるスピーカ６０から第２制御音を出力するための制御信号である。換言すれば、スピーカ２０から出力される前記第１制御音は、第１制御信号Ｓｃ１に基づく低周波の騒音に対する打ち消し音であり、スピーカ５８、６０から出力される前記第２制御音は、第２制御信号Ｓｃ２に基づく高周波の騒音に対する打ち消し音である。なお、第１制御信号Ｓｃ１及び第２制御信号Ｓｃ２は、基本的には、略同一の周波数信号であり、前記騒音の検出点（マイクロフォン３０、３４の位置）において、それぞれの制御信号Ｓｃ１、Ｓｃ２に基づく制御音が互いに干渉して前記騒音の低減効果が得られないという問題が発生しないように、適宜、位相調整しておくことが望ましい。
【００３３】
また、ＡＮＣ４０は、車両状態検出手段２８に対する前記気筒休止信号の入力がある場合には、車両１６が減速走行・クルーズ走行中でエンジン２６が気筒休止状態にあるものと判断して、第１制御信号Ｓｃ１のみを出力調整手段４２に出力することも可能である。すなわち、前記気筒休止状態における車両１６内の騒音は、主として、第２制御音よりも低周波の騒音であり、従って、前記第１制御音のみで打ち消し可能であるためである。
【００３４】
出力調整手段４２は、ＡＮＣ４０からの第１制御信号Ｓｃ１のうち所定周波数以下の信号成分を増幅器２４に出力するローパスフィルタであり、出力調整手段４４は、ＡＮＣ４０からの第２制御信号Ｓｃ２のうち所定周波数以下の信号成分をオーディオヘッドユニット１４に出力するローパスフィルタである。増幅器２４は、出力調整手段４２からの第１制御信号Ｓｃ１を増幅し、その増幅信号を出力信号Ｓｄ１としてスピーカ２０に出力する。
【００３５】
スピーカ２０は、出力信号Ｓｄ１のうち３３［Ｈｚ］〜８０［Ｈｚ］の周波数範囲を第１制御音として車両１６内に出力するウーハである。
【００３６】
オーディオヘッドユニット１４は、前席１８前方のダッシュボード２１に配置され、電源４６、音源４８、ミキサ５０、５２及び増幅器５４、５６とを有する。
【００３７】
電源４６は、前記バッテリからの直流電圧を所定電圧に調整してミキサ５０、５２及び増幅器５４、５６に供給する。
【００３８】
ミキサ５０、５２は、出力調整手段４４からの第２制御信号Ｓｃ２と、ＣＤ、カセットテープ、チューナラジオ等の音源４８からのオーディオ信号Ｓａとを合成し、その合成信号Ｓｍ１、Ｓｍ２を増幅器５４、５６に出力する。
【００３９】
増幅器５４、５６は、ミキサ５０、５２からの合成信号Ｓｍ１、Ｓｍ２を増幅し、その増幅信号を出力信号Ｓｄ２１、Ｓｄ２２としてスピーカ５８、６０に出力する。
【００４０】
スピーカ５８は、前席１８側部にある図示しないドアに配置され、出力信号Ｓｄ２１のうち４０［Ｈｚ］〜数十［ｋＨｚ］の周波数範囲を、前記第２制御音を含む出力音として車両１６内に出力するフルレンジ型のドアスピーカである。また、スピーカ６０は、後部座席１９背後に配置され、出力信号Ｓｄ２２のうち４０［Ｈｚ］〜数十［ｋＨｚ］の周波数範囲を、前記第２制御音を含む出力音として車両１６内に出力するフルレンジ型のリアスピーカである。
【００４１】
前述したように、ミキサ５０、５２にて第２制御信号Ｓｃ２とオーディオ信号Ｓａとが合成されて合成信号Ｓｍ１、Ｓｍ２が生成され、該合成信号Ｓｍ１、Ｓｍ２に基づく出力信号Ｓｄ２１、Ｓｄ２２がスピーカ５８、６０に出力されるので、各スピーカ５８、６０からの出力音は、第２制御信号Ｓｃ２に応じた第２制御音と、音源４８からのオーディオ信号Ｓａに基づく楽音との合成音である。
【００４２】
なお、ミキサ５０、５２に対するオーディオ信号Ｓａの入力があり且つ第２制御信号Ｓｃ２の入力がない場合には、オーディオ信号Ｓａに基づく楽音のみが出力音としてスピーカ５８、６０から車両１６内に出力される。一方、ミキサ５０、５２に対するオーディオ信号Ｓａの入力がなく且つ第２制御信号Ｓｃ２の入力がある場合には、第２制御信号Ｓｃ２に基づく第２制御音のみが出力音としてスピーカ５８、６０から車両１６内に出力される。
【００４３】
ここで、車両状態検出手段２８が周波数ｆｅを検出すると、ＡＮＣ４０は、検出した周波数ｆｅに基づく第１制御信号Ｓｃ１を出力調整手段４２に出力すると共に、該周波数ｆｅに基づく第２制御信号Ｓｃ２を出力調整手段４４に出力する。
【００４４】
出力調整手段４２は、ＡＮＣ４０からの第１制御信号Ｓｃ１のうち所定周波数以下の信号成分を増幅器２４に出力し、増幅器２４は、第１制御信号Ｓｃ１を増幅し、その増幅信号を出力信号Ｓｄ１としてスピーカ２０に出力する。
【００４５】
スピーカ２０は、出力信号Ｓｄ１のうち３３［Ｈｚ］〜８０［Ｈｚ］の周波数範囲を第１制御音として車両１６内に出力し、この結果、マイクロフォン３０、３４の位置（前記乗員の耳位置近傍）におけるエンジン２６の振動・騒音に起因した低周波の騒音（例えば、８０［Ｈｚ］以下の騒音）は、前記第１制御音によって低減され、あるいは、打ち消される。
【００４６】
一方、出力調整手段４４は、ＡＮＣ４０からの第２制御信号Ｓｃ２のうち所定周波数以下の信号成分をミキサ５０、５２に出力し、ミキサ５０、５２は、第２制御信号Ｓｃ２と、音源４８からのオーディオ信号Ｓａとを合成し、その合成信号Ｓｍ１、Ｓｍ２を増幅器５４、５６に出力する。増幅器５４、５６は、合成信号Ｓｍ１、Ｓｍ２を増幅して、その増幅信号を出力信号Ｓｄ２１〜Ｓｄ２２としてスピーカ５８、６０に出力する。
【００４７】
スピーカ５８は、出力信号Ｓｄ２１のうち４０［Ｈｚ］〜数十［ｋＨｚ］の周波数範囲を前記第２制御音及び（又は）前記楽音を含む出力音として車両１６内に出力し、スピーカ６０は、出力信号Ｓｄ２２のうち４０［Ｈｚ］〜数十［ｋＨｚ］の周波数範囲を前記第２制御音及び（又は）前記楽音を含む出力音として車両１６内に出力する。これにより、マイクロフォン３０、３４の位置（前記乗員の耳位置近傍）におけるエンジン２６の振動・騒音に起因した高周波の騒音（例えば、８０［Ｈｚ］程度以上の騒音）は、前記第２制御音によって低減され、あるいは、打ち消される。
【００４８】
前記第１制御音及び前記第２制御音によって低減された騒音は、残留騒音としてマイクロフォン３０、３４で検出され、騒音信号入力手段３２、３６は、検出した残留騒音に基づく誤差信号をＡＮＣ４０に出力する。
【００４９】
なお、車両状態検出手段２８に対する気筒休止信号の入力がある場合、ＡＮＣ４０は、第１制御信号Ｓｃ１のみを出力調整手段４２に出力し、スピーカ２０は、第１制御音を車両１６内に出力する。この結果、マイクロフォン３０、３４の位置では、エンジン２６の振動・騒音に起因した低周波の騒音が前記第１制御音によって低減され、あるいは、打ち消される。
【００５０】
このように、能動型振動・騒音制御装置１０は、下記の特徴及び効果（１）〜（４）を有する。
【００５１】
（１）  車両１６における振動・騒音源としてのエンジン２６から発生する振動・騒音に応じた周波数ｆｅや、マイクロフォン３０、３４にて検出した騒音に基づいて第１制御信号Ｓｃ１及び第２制御信号Ｓｃ２を生成するＡＮＣ４０等を搭載した回路基板２５と、第１制御信号Ｓｃ１を第１制御音として車両１６内に出力するスピーカ２０とを有し、回路基板２５とスピーカ２０とが同一のケーシングとしてのスピーカボックス１２に収容されている。
【００５２】
これにより、車両１６内にスピーカボックス１２を適宜配置することで、車両１６内における乗員の耳位置での騒音を低減することができる。従って、本実施形態では、従来技術と比較して、車両及び車種の違いや、マイクロフォン３０、３４及びスピーカ５８、６０の配置や、マイクロフォン３０、３４及びスピーカ５８、６０の入出力特性に関わりなく前記騒音を確実に低減することができる。そのため、能動型振動・騒音制御装置１０を備えていない車両にも、当該能動型振動・騒音制御装置１０を容易に配置することができる。
【００５３】
（２）  オーディオ信号Ｓａを生成するオーディオヘッドユニット１４と、オーディオ信号Ｓａを楽音として車両１６内に出力するスピーカ５８、６０とが車両１６内に備えられ、ＡＮＣ４０は、第２制御信号Ｓｃ２をオーディオヘッドユニット１４を介してスピーカ５８、６０に出力し、スピーカ５８、６０は、前記楽音及び（又は）第２制御信号Ｓｃ２を第２制御音を出力音として車両１６内に出力する。
【００５４】
これにより、第１制御音がスピーカ２０から車両１６内に出力され、第２制御音がスピーカ５８、６０から車両１６内に出力されるので、前記騒音を確実に低減することが可能になると共に、前記乗員は、前記騒音が低減された状態で前記出力音を聞くことができる。
【００５５】
（３）  スピーカ２０を、８０［Ｈｚ］程度以下の低周波音の出力に関して無指向のウーハとすれば、スピーカボックス１２を車両１６内の任意の場所に適宜配置可能となり、該車両１６内における低周波の騒音を確実に低減することができる。
【００５６】
例えば、６気筒エンジンの燃焼・膨張行程での基本次数（３次）（ｆｅ＝７４［Ｈｚ］）に対して、気筒休止状態（減速走行・クルーズ走行）での車両１６内の騒音が１．５次高調波の騒音（３７［Ｈｚ］）である場合、スピーカ２０から３７［Ｈｚ］の第１制御音を車両１６内に出力することで、フルレンジ型のスピーカ５８、６０では困難であった、８０［Ｈｚ］以下の低周波騒音の低減又は音消しを容易に行うことが可能となる。
【００５７】
また、車両状態検出手段２８に対する気筒休止信号の入力がある場合には、スピーカ２０から出力される第１制御音のみで車両１６内の騒音を低減できるので、８０［Ｈｚ］以下の低周波の騒音を効率よく低減することが可能となる。
【００５８】
（４）  前記ケーシングをスピーカボックス１２とすることにより、コストを低減することができる。
【００５９】
なお、この発明は、上述した実施形態に限らず、種々の構成を採り得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】この実施形態に係る能動型振動・騒音制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の能動型振動・騒音制御装置を車両内に配置した状態を示す側面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０…能動型振動・騒音制御装置          １２…スピーカボックス
１４…オーディオヘッドユニット          １６…車両
２０、５８、６０…スピーカ              ２５…回路基板
２６…エンジン                          ２８…車両状態検出手段
３０、３４…マイクロフォン              ３２、３６…騒音信号入力手段
４０…ＡＮＣ                            ４８…音源
５０、５２…ミキサ
【図１】
2007253799.tif 000003
【図２】
2007253799.tif 000004