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発明の名称 能動型振動騒音制御装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−145326(P2007−145326A)
公開日 平成19年6月14日(2007.6.14)
出願番号 特願2007−2053(P2007−2053)
出願日 平成19年1月10日(2007.1.10)
代理人 【識別番号】100077665
【弁理士】
【氏名又は名称】千葉 剛宏
発明者 井上 敏郎 / 高橋 彰 / 箕輪 聡 / 中村 由男 / 大西 将秀
要約 課題
能動型振動騒音制御ユニットの種類を低減できると共に誤搭載防止ができ、かつ故障診断が容易な能動型振動騒音制御装置を提供する。

解決手段
異なるオーディオ装置のスピーカと車室内振動騒音相殺のためのスピーカを共用する能動型振動騒音制御装置において、各オーディオ装置に設けた指示キースイッチ45の通常と異なる特定の操作に基づき、基準信号生成回路2Aから基準信号に代わって可聴周波数の基準正弦波信号を生成させ、切替スイッチ回路3−1及び11を切り換えて、騒音相殺信号に代えて加算回路51へ基準正弦波信号を送出させてスピーカ43の再生音からスピーカ43を含むスピーカに至る線路の故障の有無を診断し、基準正弦波信号に基づくスピーカ43の再生音を受けたマイクロフォン27からの出力信号を、切替スイッチ回路11を介して故障診断回路9へ供給してマイクロフォン27の故障を診断する。
特許請求の範囲
【請求項1】
再生音響をスピーカから出力するオーディオ装置と、車室内振動騒音を検出し誤差信号として出力する誤差信号検出手段を備え、車室内振動騒音を低減させるため、前記誤差信号が最小となるように相殺信号を生成して前記スピーカへ出力する能動型振動騒音制御ユニットとを備えた能動型振動騒音制御装置において、
前記オーディオ装置は、操作者によって操作される指示スイッチと、該指示スイッチの通常の操作とは異なる特定の操作に基づいて制御信号を出力する制御信号発生手段とを備え、
前記能動型振動騒音制御ユニットは、前記制御信号発生手段からの制御信号に基づいて故障診断モードへ移行し、故障診断モードに移行すると、前記相殺信号に代えて可聴周波数の基準正弦波信号を出力するとともに、前記誤差信号検出手段の出力信号周波数と出力信号電圧レベルに基づいて故障の有無を判定し、故障と判定すると前記基準正弦波信号の出力を停止すること
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、故障診断モードにおいてエンジン作動中は基準正弦波信号の出力を停止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】
本発明はオーディオユニットから出力されるオーディオ信号と車室内振動騒音を相殺する相殺信号とを共通のスピーカユニットに供給して再生音に変換する能動型振動騒音制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
オーディオユニットから出力されるオーディオ信号と車室内振動騒音を相殺する相殺信号とを共通のスピーカユニットに供給して再生音に変換する能動型振動騒音制御装置がある(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
かかる能動型振動騒音制御装置の一例は、図9に示すように、能動型振動騒音制御ユニット30−3とオーディオユニット70とスピーカユニット41とを備えている。
【0004】
オーディオユニット70は、音源装置49と加算回路51を有し、音源装置49中から1つのオーディオ音源装置を選択し、選択されたオーディオ音源装置から出力されるオーディオ信号を加算回路51に供給する。
【0005】
スピーカユニット41は増幅回路42と車室内に設けたスピーカ43を備え、加算回路51から出力される信号を増幅回路42で増幅し、増幅回路42からの出力信号をスピーカ43にて再生音に変換する。
【0006】
一方、振動騒音源であるエンジンから発生する振動騒音、例えば4サイクル4気筒エンジンの回転に基づく車室内振動騒音を打ち消す場合を例示すれば、エンジン出力軸の1/2回転毎に起こるガス燃焼によるトルク変動によりエンジンを基点とした加振振動が発生しこれが原因で車室内振動騒音が発生する。したがって、4サイクル4気筒エンジンであれば、エンジン出力軸回転数の2倍の周波数を有する回転2次成分と称される振動騒音が多く発生する。
【0007】
上記に基づいて、能動型振動騒音制御ユニット30−3は、振動騒音源から発生する振動騒音の周波数から選択された調波のデジタル信号である基準信号を基準信号生成回路2で生成し、基準信号に基づいて車室内振動騒音を相殺するための相殺信号を適応フィルタ4で生成する。一方、参照信号生成回路5−1において基準信号に対して信号伝達特性に応じた補正データに基づく補正をして参照信号を生成し、車室内に設けられたマイクロフォン27によって車室内振動騒音に基づく誤差信号を検出し、参照信号と誤差信号とに基づいてLMSアルゴリズム演算回路6において誤差信号が最小となるように適応フィルタ4のフィルタ係数を演算し、かつ該フィルタ係数を順次更新して、適応フィルタ4において誤差信号が最小となる相殺信号を生成する。
【0008】
ここで、基準信号生成回路2、適応フィルタ4、参照信号生成回路5−1、LMSアルゴリズム演算回路6はマイクロコンピュータ20−3にて構成してある。
【0009】
適応フィル4にて生成された相殺信号は加算回路51において音源装置49から出力されたオーディオ信号と加算し、加算出力信号でスピーカユニット41を駆動するようにして、オーディオユニット70から出力されるオーディオ信号に基づく再生音発生のためのスピーカユニット41と能動型振動騒音制御ユニット30−3から出力される相殺信号に基づく相殺音発生のためのスピーカユニットとを共通にしている。
【0010】
ここで、上記の信号伝達特性は、適応フィルタ4からLMSアルゴリズム演算回路6に至る信号伝達特性とし、能動型振動騒音制御ユニット30−3において、この信号伝達特性に基づく補正データを用いて基準信号に補正処理をして、適応フィルタ4から信号伝達特性に適合させた相殺信号を生成させる。
【0011】
【特許文献1】特開平6−130971号公報(第3頁、図1)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
しかしながら、能動型振動騒音制御装置における実際の信号伝達特性の測定には、図9に破線で示したように、フーリエ変換装置からなる信号伝達特性測定装置100を適応フィルタ4の出力端とLMSアルゴリズム演算回路6の誤差信号入力端との間に接続して適応フィルタ4の出力端から車室を挟んでLMSアルゴリズム演算回路6の誤差信号入力端間での信号伝達特性が測定される。
【0013】
したがって、信号伝達特性には適応フィルタ4の出力端からスピーカ43に至るまでに接続されているD/A変換器21およびローパスフィルタ22、増幅回路42、マイクロフォン27からLMSアルゴリズム演算回路6に至るまでに接続されている増幅回路23、バンドパスフィルタ24およびA/D変換器25による信号伝達特性も含まれる。
【0014】
しかるに、車両に搭載されるオーディオ装置の場合、オーディオユニットが車両のインスツルメントパネル内に装着され、スピーカユニットを構成する増幅回路とスピーカが車室の所定位置に設けられた通常構成のオーディオ装置(標準仕様のオーディオ装置とも記す)の場合と、オーディオユニットが車両のインスツルメントパネル内に設けられ、スピーカユニットを構成するイコライザ、増幅回路およびスピーカが車室内の所定位置に設けられて高忠実度、大電力出力の再生オーディオ信号が得られるように構成された、プレミアム仕様に基づく構成のオーディオ装置(プレミアム仕様のオーディオ装置とも記す)の場合などがあり、車種やその等級等によってオーディオ装置はそれぞれ異なる構成となっている。
【0015】
この結果、信号伝達特性は搭載されるオーディオ装置に基づいて図10(A)および図10(B)に破線と実線とによって示す如く、異なることになる。図10(A)は信号伝達特性におけるゲイン特性を、図10(B)は信号伝達特性における位相特性を示し、破線は標準仕様のオーディオ装置の場合を、実線はプレミアム仕様のオーディオ装置の場合を例示している。
【0016】
したがって、信号伝達特性を適合させるためにスピーカユニットをオーディオ装置のスピーカユニットと共通にする能動型振動騒音制御ユニットは、車載オーディオユニットのスピーカユニットに応じて複数種類用意する必要が生ずるという問題点があった。
【0017】
このため、車載オーディオユニットと能動型振動騒音制御ユニットとの組み合わせ数が増加し、誤搭載が生じたりする場合があるという問題点があった。
【0018】
本発明は、能動型振動騒音制御ユニットの種類を低減することができると共に誤搭載を防止することができ、かつ故障診断が容易とな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】
【0019】
本発明にかかる請求項1記載の能動型振動騒音制御装置は、再生音響をスピーカから出力するオーディオ装置と、車室内振動騒音を検出し誤差信号として出力する誤差信号検出手段を備え、車室内振動騒音を低減させるため、前記誤差信号が最小となるように相殺信号を生成して前記スピーカへ出力する能動型振動騒音制御ユニットとを備えた能動型振動騒音制御装置において、
前記オーディオ装置は、操作者によって操作される指示スイッチと、該指示スイッチの通常の操作とは異なる特定の操作に基づいて制御信号を出力する制御信号発生手段とを備え、
前記能動型振動騒音制御ユニットは、前記制御信号発生手段からの制御信号に基づいて故障診断モードへ移行し、故障診断モードに移行すると、前記相殺信号に代えて可聴周波数の基準正弦波信号を出力するとともに、前記誤差信号検出手段の出力信号周波数と出力信号電圧レベルに基づいて故障の有無を判定し、故障と判定すると前記基準正弦波信号の出力を停止すること
を特徴とする。
【0020】
本発明にかかる請求項1記載の能動型振動騒音制御装置は、請求項1記載の能動型振動騒音制御装置において、故障診断モードにおいてエンジン作動中は基準正弦波信号の出力を停止することを特徴とする。
【発明の効果】
【0021】
本発明にかかる請求項1記載の能動型振動騒音制御装置によれば、オーディオ装置に指示スイッチを備えて、指示スイッチの通常の操作と異なる特定の操作を操作者が行うことによって出力される制御信号に基づいて故障診断モードに移行する。故障診断モードに移行することにより、製造工程またはディーラで、オーディオ装置の操作で能動型振動騒音制御装置の故障診断が行え、能動型振動騒音制御ユニットとスピーカあるいは誤差信号検出手段間の断線の有無などの故障の確認が簡単になる。また、故障診断モードに移行すると可聴周波数の基準信号が出力され、誤差信号検出手段の出力信号周波数と出力電圧レベルとに基づいて故障診断ができる。オーディオ装置の操作で故障診断モードに移行させてもスピーカから全く音が聞こえなくなれば、能動型振動騒音制御装置の異常、または能動型振動騒音制御装置とスピーカ間の断線と判定可能であり、さらに、しばらくしてから音が聞こえなくなれば誤差信号検出手段の異常、または能動型振動騒音制御装置と誤差信号検出手段間の断線と判定可能となり、簡単な方法で異常箇所の特定が可能となる。
【0022】
本発明にかかる請求項2記載の能動型振動騒音制御装置によれば、故障診断モードにおいて、エンジンを始動したにもかかわらず、スピーカから音が聞こえれば、能動型振動騒音制御ユニットの入力部の異常、または断線と判定可能となり、一層詳細に異常箇所の特定が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0023】
以下、本発明にかかる能動型振動騒音制御装置を実施の形態によって説明する。なお、この実施の形態においては、能動型振動騒音制御ユニットと車両に搭載される標準仕様のオーディオ装置とプレミアム仕様のオーディオ装置を例示して説明する。
【0024】
図1および図2は本発明の実施の形態にかか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り、図1は能動型振動騒音制御ユニットと標準仕様のオーディオ装置がカプラで電気的に接続されている状態を示し、図2は能動型振動騒音制御ユニットとプレミアム仕様のオーディオ装置がカプラで電気的に接続されている状態を示している。
【0025】
ここで、図1に示す例では、能動型振動騒音制御ユニット30−1は標準仕様のオーディオ装置40が車両に搭載される場合とプレミアム仕様のオーディオ装置60が車両に搭載される場合とを共通して示し、能動型振動騒音制御ユニット30−1と標準仕様のオーディオ装置40はカプラ28によって電気的に接続され、同様に、プレミアム仕様のオーディオ装置60も標準仕様のオーディオ装置40に代わって能動型振動騒音制御ユニット30−1とはカプラ28によって電気的に接続される。
【0026】
標準仕様のオーディオ装置40はオーディオユニット44とスピーカユニット41とを備えている。
【0027】
オーディオユニット44は、オーディオ音源装置であるAM/FMチューナ49−1、カセットテープデッキ49−2およびCDデッキ49−3からなる音源装置49、イコライザ50および加算回路51と、マイクロコンピュータからなる制御回路46と、操作者によって指示操作される、例えば、電源オン/オフスイッチ、ボリューム、音源選択スイッチ、選局スイッチ、バランス、ミュートスイッチなどの指示キースイッチ45とを備えている。
【0028】
制御回路46は指示キースイッチ45から指示された指定信号を受けて指定されたオーディオ音源装置を音源装置49から選択する。選択されたオーディオ音源装置は動作を開始し、出力オーディオ信号はイコライザ50に供給されて、周波数特性が補償され、加算回路51に供給されて後記の相殺信号と加算される。
【0029】
スピーカユニット41は増幅回路42と車室内に設けたスピーカ43を備え、加算回路51から出力される加算出力信号は増幅回路42において増幅され、増幅回路42からの出力信号はスピーカ43にて再生音に変換される。
【0030】
ここで、オーディオユニット44は車両のインスツルメントパネル内に装着され、スピーカユニット41を構成する増幅回路42とスピーカ43は車室内の所定位置に設けられる。
【0031】
オーディオユニット44には制御信号を発生する制御信号発生手段を構成するエミッタ接地のトランジスタ47と一端が電源に接続されたプルアップ抵抗を構成するコレクタ抵抗48Aとを備えて、制御回路46から出力される信号をトランジスタ47のベースに印加してトランジスタ47のオン・オフを制御する。
【0032】
制御回路46は、通常は、トランジスタ47のベースに通電せず、トランジスタ47をオフ状態に制御して高電位(H1)の出力を制御信号として能動型振動騒音制御ユニット30−1へカプラ28を通して送出し、指示キースイッチ45の通常の操作とは異なる特定の操作、例えば、ミュートスイッチを押しながら電源オン/オフスイッチを所定回数押す操作が行われたことを制御回路46が検出すると、制御回路46はトランジスタ47にベース電流を流し、トランジスタ47をオン状態に制御して低電位(接地電位L)の出力を制御信号として能動型振動騒音制御ユニット30−1へカプラ28を通して送出する。
【0033】
能動型振動騒音制御ユニット30−1は、波形整形回路1、基準信号生成回路2、遮断スイッチ回路3、適応フィルタ4、参照信号生成回路5、フィルタ係数更新手段に対応するLMSアルゴリズム演算回路6、カプラ28を介して制御信号が入力される切替制御回路7などで構成されるマイクロコンピュータからなり相殺信号を出力する相殺信号生成回路20−1(図2参照)を備えている。
【0034】
さらに、能動型振動騒音制御ユニット30−1は、相殺信号生成回路20−1から出力される相殺信号をD/A変換するD/A変換器21と、D/A変換された相殺信号を、カプラ28を介してスピーカユニット41へ送出するローパスフィルタ22と、誤差信号検出手段に対応するマイクロフォン27にて検出した誤差信号を増幅する増幅回路23と、該増幅出力を入力とするバンドパスフィルタ24と、バンドパスフィルタ24の出力を相殺信号生成回路20−1へ誤差信号として送出するA/D変換器25を備えている。
【0035】
前記したように、振動騒音源であるエンジンから発生する振動騒音、例えば4サイクル4気筒エンジンの回転に基づく車室内振動騒音を打ち消す場合を例示すれば、エンジン出力軸の1/2回転毎に起こるガス燃焼によるトルク変動によりエンジンを基点とした加振振動が発生しこれが原因で車室内振動騒音が発生する。したがって、4サイクル4気筒エンジンであれば、エンジン出力軸回転数の2倍の周波数を有する回転2次成分と称される振動騒音が多く発生することは前記の通りである。
【0036】
そこで、エンジン出力軸の回転をセンサによって検出し、該センサからの出力信号は波形整形回路1にて波形整形され、波形整形回路1からの出力信号は基準信号生成回路2に供給されて振動騒音源から発生する振動騒音の周波数から選択された調波のデジタル信号である基準信号、例えば前記回転2次成分周波数の基準信号が生成される。
【0037】
基準信号は遮断スイッチ回路3を介して適応フィルタ4に供給されて、適応フィルタ4において基準信号が信号処理されて車室内振動騒音を相殺するための相殺信号が適応フィルタ4から出力される。相殺信号はD/A変換器21およびローパスフィルタ22を介してアナログ信号に変換されて加算回路51へ送出される。
【0038】
一方、車室内に設けたマイクロフォン27で車室内振動騒音が検出され、車室内振動騒音に基づく誤差信号が増幅回路23にて増幅され、バンドパスフィルタ24にて帯域制限され、A/D変換器25でデジタル信号に変換された誤差信号が出力される。
【0039】
参照信号生成回路5では、標準仕様のオーディオ装置40におけるスピーカユニット41の信号伝達特性に基づく補正データCAとプレミアム仕様のオーディオ装置60におけるスピーカユニット61の信号伝達特性に基づく補正データCBが予め格納され、オーディオ装置40または60に応じて選択的に一方の補正データCAまたは補正データCBが読み出され、読み出された補正データCAまたはCBに基づいて基準信号に補正処理を行って参照信号が生成される。
【0040】
LMSアルゴリズム演算回路6では参照信号と誤差信号とに基づいてLMSアルゴリズム演算が行われて、演算結果に基づいて誤差信号が最小となるように適応フィルタ4のフィルタ係数が逐次更新されて、適応フィルタ4から相殺信号が加算回路51へ出力され、イコライザ50から出力されるオーディオ信号と加算されて、増幅回路42にて増幅のうえスピーカ43によって再生音に変換されて、車室内振動騒音が相殺される。
【0041】
ここで、標準仕様のオーディオ装置40の場合において、信号伝達特性にはスピーカユニット41からマイクロフォン27までの信号伝達特性の他に、適応フィルタ4の出力端からLMSアルゴリズム演算回路6の入力端までに接続されるD/A変換器21、ローパスフィルタ22、加算回路51、増幅回路42、スピーカ43、マイクロフォン27、増幅回路23、バンドパスフィルタ24、A/D変換器25の信号伝達特性も含まれる。プレミアム仕様のオーディオ装置60の場合においても同様である。
【0042】
したがって、補正データCAは標準仕様のオーディオ装置40の場合における信号伝達特性に基づく補正データであり、補正データCBはプレミアム仕様のオーディオ装置60の場合における信号伝達特性に基づく補正データである。
【0043】
次に、プレミアム仕様のオーディオ装置60が車両に搭載されている場合は、図2に示す如く、能動型振動騒音制御装置は、能動型振動騒音制御ユニット30−1とプレミアム仕様のオーディオ装置60を備え、能動型振動騒音制御ユニット30−1は図1に示した場合と同一の構成である。
【0044】
プレミアム仕様のオーディオ装置60は、オーディオユニット62とスピーカユニット61からなり、オーディオユニット62には指示キースイッチ45、制御回路46、音源装置49、カプラ28を備え、イコライザはなく、音源装置49で選択されたオーディオ音源装置からの出力オーディオ信号は加算回路51に供給されて、加算回路51において相殺信号と加算される。
【0045】
スピーカユニット61はイコライザ50−1と増幅回路42−1とスピーカ43−1とからなり、加算回路51から出力される加算出力信号はイコライザ50−1において周波数補償され、増幅回路42−1において増幅のうえスピーカ43−1にて再生音に変換される。
【0046】
ここで、プレミアム仕様のオーディオ装置60においては、標準仕様のオーディオ装置40に対して、イコライザ50−1は調整周波数ポイントが多くその調整幅も広い高機能イコライザであり、増幅回路42−1は出力・帯域幅の広い高性能増幅回路であり、スピーカ43−1は再生帯域幅の広い高性能スピーカである。
【0047】
プレミアム仕様のオーディオ装置60の場合には、制御信号を発生する制御信号発生手段を構成するエミッタが接地されたトランジスタ47と一端が電源に接続されたコレクタ抵抗48Bとを備えて、制御回路46から出力される信号をトランジスタ47のベースに印加してトランジスタ47のオン・オフを制御する。
【0048】
制御回路46は、通常は、トランジスタ47のベースに通電せず、トランジスタ47をオフ状態に制御して高電位(H2<H1)の出力を制御信号として能動型振動騒音制御ユニット30−1へカプラ28を通して送出し、指示キースイッチ45の通常の操作とは異なる特定の操作、例えば、ミュートスイッチを押しながら電源オン/オフスイッチを所定回数押す操作が行われたことを制御回路46が検出すると、制御回路46はトランジスタ47にベース電流を流し、トランジスタ47をオン状態に制御して低電位(接地電位L)の出力を制御信号として能動型振動騒音制御ユニット30−1へカプラ28を通して送出する。
【0049】
能動型振動騒音制御ユニット30−1とオーディオ装置40または60とは、カプラ28を介して2本の信号線で電気的に接続されており、一方の信号線Aは能動型振動騒音制御ユニット30−1からの相殺信号をオーディオ装置40または60に伝達する。他方の信号線Bはオーディオ装置40または60からの制御信号を能動型振動騒音制御ユニット30−1に伝達する。
【0050】
能動型振動騒音制御ユニット30−1をオーディオ装置40または60にカプラ28を介して電気的に接続すると、前記コレクタ抵抗48A、48Bの抵抗値に応じた電圧が能動型振動騒音制御ユニット30−1の相殺信号生成回路20−1に入力されることになる。より具体的には標準仕様のオーディオ装置40であれば、5V(H1)の電圧が、またプレミアム仕様のオーディオ装置60であれば、2.5V(H2)の電圧が切替制御回路7に入力されることになる。
【0051】
切替制御回路7は、オーディオ装置から入力される制御信号の電圧値に基づいて、搭載されているオーディオ装置の仕様を判別する。
【0052】
この判別に基づいて、標準仕様のオーディオ装置40が搭載されていると判別されたときは、制御信号の電圧値は高電位(H1)であり、切替制御回路7の制御の下に、遮断スイッチ回路3は図2に示す接点位置(オン位置)に切り替えられ、補正データCAが読み出され、読み出された補正データCAに基づいて基準信号に補正処理が行われた参照信号が生成され、参照信号と誤差信号とに基づいて誤差信号が最小となるフィルタ係数に適応フィルタ4のフィルタ係数が更新されて、相殺信号が生成され車室内振動騒音の相殺が行われる。
【0053】
上記の判別に基づいて、プレミアム仕様のオーディオ装置60が搭載されていると判別されたときは、制御信号の電圧値は高電位(H2)であり、切替制御回路7の制御の下に、遮断スイッチ回路3は図2に示す接点位置(オン位置)に切り替えられ、補正データCBが読み出され、読み出された補正データCBに基づいて基準信号に補正処理が行われた参照信号が生成され、標準仕様のオーディオ装置60が搭載されているときと同様に車室内振動騒音の相殺が行われる。
【0054】
上記した本発明の実施の形態にかかる能動型振動騒音制御装置の作用を、図3に基づいて説明する。
【0055】
本発明の実施の形態にかかる能動型振動騒音制御装置において、指示キースイッチ45の通常の操作が行われているときは、トランジスタ47はオフ状態であり、トランジスタ47のコレクタ電位は高電位、すなわち制御信号の電圧値は高電位(標準仕様のオーディオ装置40が接続されているときは高電位H1、プレミアム仕様のオーディオ装置60が接続されているときは高電位H2)となり、切替制御回路7において高電位(H1、H2)の制御信号を受けたときには、能動型振動騒音制御ユニット30−1は振動騒音制御動作を行う。
【0056】
本発明の実施の形態にかかる能動型振動騒音制御装置において、指示キースイッチ45の通常は行われない操作によりトランジスタ47をオン状態に切り替えるとトランジスタ47のコレクタ電位は接地電位、すなわち制御信号の電圧は接地電位(L)となり、接地電位(L)の制御信号を受けたときには、遮断スイッチ回路3は図2の位置から切り替わってオフ位置になって、能動型振動騒音制御ユニット30−1は振動騒音制御動作を実質的に停止させられる。
【0057】
したがって、本発明の実施の形態にかかる能動型振動騒音制御装置において、指示キースイッチ45の操作によりトランジスタ47をオン状態に切り替えることによって制御信号の電圧値は接地電位(L)とすることができて、接地電位の制御信号が切替制御回路7に入力されると、能動型振動騒音制御ユニット30−1の動作が停止させられる。
【0058】
この結果、ディーラなどで、作業者が指示キースイッチ45を操作して能動型振動騒音制御装置の通常動作時と能動型振動騒音制御装置の動作停止時との消音度合いから、能動型振動騒音制御ユニット30−1の故障の有無を簡単に判定することができる。
【0059】
なお、オーディオ装置40、60の制御回路46は、トランジスタ47へのベース電流出力中に、指示キースイッチ45の通常の操作とは異なる操作(前記と同じ操作でも可)を検出すると、ベース電流の出力を停止するので、能動型振動騒音制御ユニット30−1は、高電位(H1、H2)の制御信号に応じた相殺信号の生成を再開する(通常動作に復帰する)。
【0060】
次に、本発明にかかる能動型振動騒音制御装置を他の実施の形態によって説明する。
【0061】
図4は本発明の他の実施の形態にかか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り、能動型振動騒音制御ユニットと標準仕様のオーディオ装置とがカプラを介して電気的に接続された状態を示し、図5は能動型振動騒音制御ユニットに標準仕様のオーディオ装置に代わってプレミアム仕様のオーディオ装置を電気的に接続した状態を示している。
【0062】
本発明の他の実施の形態にかかる能動型振動騒音制御装置において、標準仕様のオーディオ装置40およびプレミアム仕様のオーディオ装置60は本発明の実施の形態にかかる能動型振動騒音制御装置の場合と同一の構成であり、重複を避けるために、その詳細な説明は省略する。
【0063】
本発明の他の実施の形態にかかる能動型振動騒音制御装置における能動型振動騒音制御ユニット30−2は、波形整形回路1、基準信号生成回路2A、切替スイッチ回路3−1、適応フィルタ4、参照信号生成回路5、LMSアルゴリズム演算回路6、カプラ28を介して制御信号が入力される切替制御回路7、故障診断回路9、遮断スイッチ回路10、切替スイッチ回路11などで構成されて相殺信号を出力するマイクロコンピュータからなる相殺信号生成回路20−2と、相殺信号をD/A変換するD/A変換器21と、D/A変換された相殺信号をカプラ28を介してスピーカユニット41へ送出するローパスフィルタ22と、誤差信号検出手段に対応するマイクロフォン27にて検出した誤差信号を増幅する増幅回路23と、該増幅出力を入力とするバンドパスフィルタ24と、バンドパスフィルタ24の出力を相殺信号生成回路20−1へ誤差信号として送出するA/D変換器25を備えている。
【0064】
上記から明らかなように、能動型振動騒音制御ユニット30−2は、能動型振動騒音制御ユニット30−1に故障診断回路9、遮断スイッチ回路10、切替スイッチ回路11が設けられており、遮断スイッチ回路3に代わって切替スイッチ回路3−1を設けたものであって、相殺信号の生成については能動型振動騒音制御ユニット30−1と同様に作用する。
【0065】
基準信号生成回路2Aから出力される基準信号は切替スイッチ回路3−1を介して選択的に適応フィルタ4と遮断スイッチ回路10へ送出し、適応フィルタ4から出力される相殺信号と故障診断回路9によって遮断制御された遮断スイッチ回路10を介して出力される基準信号との一方がD/A変換器21へ出力され、A/D変換器25から出力される誤差信号は切替スイッチ回路11を介して選択的にLMSアルゴリズム演算回路6または故障診断回路9へ選択的に導くように構成し、切替スイッチ回路3−1、11を切替制御回路7の切替制御信号で切り替えるようにしてある。
【0066】
能動型振動騒音制御ユニット30−2に、標準仕様のオーディオ装置40またはプレミアム仕様のオーディオ装置60がカプラ28を通して電気的に接続されているときは、制御信号の電圧値を判別した切替制御回路7の制御の下に切替スイッチ回路3−1および11は図4および図5に示す切替位置に制御される。
【0067】
能動型振動騒音制御ユニット30−2に、標準仕様のオーディオ装置40がカプラ28を通して電気的に接続されているときは、参照信号生成回路5では補正データCAが読み出され、プレミアム仕様のオーディオ装置60がカプラ28を通して電気的に接続されているときは、参照信号生成回路5では補正データCBが読み出されて、それぞれ能動型振動騒音制御ユニット30−1の場合と同様に、適応フィルタ4によって相殺信号が生成され、車室内振動騒音が相殺される。
【0068】
すなわち、オーディオユニット44、62からの制御信号によって切替制御回路7に対して、車両に搭載されているオーディオ装置40、60の種別が指示されることになる。
【0069】
この結果、指示されたオーディオ装置40(60)に対応する相殺信号がそれぞれ能動型振動騒音制御ユニット30−2により自動的に生成されて、車室内振動騒音が相殺される。よって、オーディオ装置40(60)のそれぞれに対して同一の能動型振動騒音制御ユニット30−2で済むことになる。さらに、搭載されているオーディオ装置40(60)の種別に応じて、車両組み付け時に能動型振動騒音制御ユニット30−2を手動で調整する必要はない。
【0070】
さらに、指示キースイッチ45の通常の操作とは異なる特定の操作、例えば、ミュートスイッチを押しながら電源オン/オフスイッチを所定回数押すことを制御回路46が検出すると、切替制御回路7には、接地電位(L)の制御信号がオーディオ装置40(60)から入力される。そして能動型振動騒音制御ユニット30−2は、接地電位(L)の制御信号を受けて故障診断モードに移行して切替制御回路7の制御の下に、基準信号生成回路2Aにおいて振動騒音源から発生する振動騒音の周波数から選択された調波の基準信号ではなく、前記振動騒音とは無関係な可聴周波数の基準正弦波信号を生成させ、切替スイッチ回路3−1および11は図4および図5に示す切り替え位置から切り替えられて、相殺信号に代わって加算回路51へ可聴周波数の基準正弦波信号が出力される。
【0071】
したがって、この場合は、車室内振動騒音の相殺は行われず、スピーカ43(43−1)は基準信号生成回路2Aから出力される可聴周波数の基準正弦波信号によって駆動されて、特定可聴音を発生する。この特定可聴音の発生を確認することによりスピーカ43(43−1)を含み、切替スイッチ回路3−1からスピーカ43(43−1)に至る線路は正常であると判る。また、スピーカ43(43−1)から特定可聴音が発生しないときは、スピーカ43(43−1)の断線か、または切替スイッチ回路3−1からスピーカ43(43−1)に至る線路が断線であり、異常であると判る。上記によりスピーカ43(43−1)および切替スイッチ回路3−1からスピーカ43(43−1)に至る線路の正常、異常を指示キースイッチ45の操作者が判断することができる。
【0072】
また、可聴周波数の基準正弦波信号を受けて発生した再生音を検出したマイクロフォン27からの出力信号は、切替スイッチ回路11を介して故障診断回路9に供給されてマイクロフォン27の故障診断ができる。すなわち、可聴周波数の基準正弦波信号を受けてマイクロフォン27からの出力信号が基準正弦波信号と同一周波数で電圧レベルが正レベルと負レベル間で反転しているときは故障診断回路9によってマイクロフォン27は正常と診断される。また、可聴周波数の基準正弦波信号が入力されて発生した再生音を受けたにもかかわらず、マイクロフォン27から正レベル、または負レベルのみが所定時間(例えば5秒)発生するときは、故障診断回路9によってマイクロフォン27は異常であると診断される。
【0073】
そして、故障診断回路9は、マイクロフォン27が異常であると診断すると、遮断スイッチ回路10を図4、図5の位置からオフ位置に切り替えることにより、特定可聴音の発生を停止させる。これにより、特定可聴音が所定時間経過後途絶えることで、指示キースイッチ45の操作者は、マイクロフォン27の異常と判断することができる。
【0074】
上記した能動型振動騒音制御装置の作用を、図6〜図8に基づいて説明する。
【0075】
図6に示すように切替制御回路7において高電位(H1)の制御信号を受けたときには、搭載されているオーディオ装置は切替制御回路7によって標準仕様のオーディオ装置40であると判別されて補正データCAが読み出され、高電位(H2)の制御信号を受けたときには、搭載されているオーディオ装置は切替制御回路7によってプレミアム仕様のオーディオ装置60であると判別されて補正データCBが読み出され、低電位(L)の制御信号を受けたときには、相殺信号を生成する能動型振動騒音制御動作が停止させられると共に、故障診断モードに移行する。
【0076】
これを図7および図8のフローチャートに基づいて説明すれば、能動型振動騒音制御装置を起動させると初期設定がなされ(ステップS1)、アイドル期間待機され(ステップS2)、能動型振動騒音制御ルーチンが実行される(ステップS3)。ステップS3の実行に入ると、切替制御回路7に入力された制御信号のレベルチェックが行われる(ステップS31)。制御信号のレベルチェックにおいてレベルが高電位レベルH1(=5V)であると判別されると補正データCAが選択される(ステップS33)。制御信号のレベルチェックにおいてレベルが高電位レベルH2(=2.5V)であると判別されると補正データCBが選択される(ステップS32)。
【0077】
ステップS3の実行に続いて、制御信号レベルがチェックされ(ステップS5)、接地電位(=L)以外であると判別されると車速が0km/hより大きいか否かのチェック、すなわち制御範囲内か否かがチェックされる(ステップS6)。ステップS6において車速が0km/hより大きい(走行中)と判別される、すなわち制御範囲内であると判別されると、能動型振動騒音制御ユニット30−2が動作させられて能動型振動騒音制御処理(ANC処理)が行われて(ステップS7)、相殺信号が出力されて(ステップS9)、続いてステップS5から繰り返して実行される。
【0078】
ステップS6において車速が0km/h(停車中)と判別される、すなわち制御範囲外であると判別されると、相殺信号(出力信号)が0にさせられて(ステップS8)、0の相殺信号が出力されて(ステップS9)、ステップS5から繰り返して実行される。ステップS8が実行される場合は、車両が停止している場合であり、特に車室内振動騒音を相殺する必要がないためである。
【0079】
ステップS5において制御信号のレベルが接地電位(L)であると判別されると、故障診断処理が実行されて(ステップS10)、ステップS11から実行される。
【0080】
図8に示すように、故障診断処理の実行に入ると、エンジンを停止させたか否かがチェックされる(ステップS11)。ステップS11においてエンジンを停止させていると判別されたときは、基準信号生成回路2Aから可聴周波数の基準正弦波信号が出力させられ(ステップS12)、続いてマイクロフォン27の故障診断がなされる(ステップS13)。
【0081】
ステップS13におけるマイクロフォン27の故障診断では、前記したように、マイクロフォン27の出力信号に基づいてマイクロフォン27の故障診断が行われる。
【0082】
ステップS13に続いてマイクロフォン27の故障診断結果に基づいてマイクロフォン27が正常であるか異常であるかがチェックされ(ステップS14)、正常であると判別されたときはリターンされる。
【0083】
ステップS14においてマイクロフォン27が正常でないと判別されたとき、遮断スイッチ回路10はオフ状態にされて可聴周波数の基準正弦波信号の出力が停止させられ(ステップS15)、また、ステップS11においてエンジンが停止させられていないと判別されたときは可聴周波数の基準正弦波信号の出力が停止させられ(ステップS15)、次いでリターンされる。
【0084】
このような故障診断処理が、オーディオ装置40、60の指示キースイッチ45の操作で簡単に実行されることにより、例えば、ディーラなどで作業者が故障診断モードに移行させ、可聴周波数の基準正弦波信号に基づく特定の可聴音が全く聞こえなければ、信号線Aの断線あるいは能動型振動騒音制御ユニット30−2の出力系部位の故障と認識することができ、所定期間(5秒)経過後に可聴音が途絶えればマイクロフォン27の故障と認識することができ、さらに、エンジンを作動中に可聴音が聞こえた場合には、エンジンパルスが入力される能動型振動騒音制御ユニット30−2の入力系部位の故障と認識することができる。
【0085】
加えて、可聴音を出力して故障の有無が判定できるので、ワーニングライトなど別途故障診断用の出力手段が不要となり、コストダウンが図れる。
【0086】
なお、本発明の実施の一形態では、プルアップ抵抗を用いて制御信号を異ならせることにより接続されるオーディオ装置の仕様を判別したが、指示キースイッチ45の操作により、制御回路46から所定電圧値を能動型振動騒音制御ユニット30−2へ出力するようにしてもよい。
【0087】
以上説明したように本発明にかかる能動型振動騒音制御装置によれば、車載されるオーディオ装置を制御信号の指示にしたがって能動型振動騒音制御ユニットにおいて判別することができ、車載されたオーディオ装置のスピーカユニットに対応する相殺信号が能動型振動騒音制御ユニットにおいて生成できて車室内振動騒音の相殺が行えるようになって、異なるオーディオ装置に対しても1つの能動型振動騒音制御ユニットで対応することができる。さらに、スピーカや誤差信号検出手段の故障診断を容易に行うことができるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【0088】
【図1】本発明の実施の形態にかか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り、標準仕様のオーディオ装置を搭載している場合を示す図である。
【図2】本発明の実施の形態にかか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り、プレミアム仕様のオーディオ装置を搭載している場合を示す図である。
【図3】本発明の実施の形態にかかる能動型振動騒音制御装置の作用説明に供する図である。
【図4】本発明の他の実施の形態にかか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り、標準仕様のオーディオ装置を搭載している場合を示す図である。
【図5】本発明の他の実施の形態にかか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り、プレミアム仕様のオーディオ装置を搭載している場合を示す図である。
【図6】本発明の他の実施の形態にかかる能動型振動騒音制御装置における制御信号の状態とオーディオ装置および補正データの選択を示す説明図である。
【図7】本発明の他の実施の形態にかかる能動型振動騒音制御装置の作用説明に供するフローチャートである。
【図8】本発明の他の実施の形態にかかる能動型振動騒音制御装置の作用説明に供するフローチャートである。
【図9】従来の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10】能動型振動騒音制御装置における信号伝達特性図であり、図10(A)はゲイン特性を示し、図10(B)は位相特性を示す図である。
【符号の説明】
【0089】
1…波形整形回路 2、2A…基準信号生成回路
3、10…遮断スイッチ回路 3−1、11…切替スイッチ回路
4…適応フィルタ 5…参照信号生成回路
6…LMSアルゴリズム演算回路 7…切替制御回路
9…故障診断回路 20−1、20−2…相殺信号生成回路
27…マイクロフォン 28…カプラ
30−1、30−2…能動型振動騒音制御ユニット
40…標準仕様のオーディオ装置 43、43−1…スピーカ
41、61…スピーカユニット 44、62…オーディオユニット
45…指示キースイッチ 46…制御回路
47…トランジスタ 48A、48B…コレクタ抵抗
49…音源装置 50、50−1…イコライザ
51…加算回路 60…プレミアム仕様のオーディオ装置




 

 


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