特許 7538774 ロードノイズ低減装置、ロードノイズ低減方法及びロードノイズ低減プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-14

(45)【発行日】2024-08-22

(54)【発明の名称】ロードノイズ低減装置、ロードノイズ低減方法及びロードノイズ低減プログラム

(51)【国際特許分類】

   G10K 11/178 20060101AFI20240815BHJP

   B60C 29/06 20060101ALI20240815BHJP

【ＦＩ】

G10K11/178 120

B60C29/06

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021088645

(22)【出願日】2021-05-26

(65)【公開番号】P2022181611

(43)【公開日】2022-12-08

【審査請求日】2023-11-17

(73)【特許権者】

【識別番号】391008559

【氏名又は名称】株式会社トランストロン

(74)【代理人】

【識別番号】100170070

【弁理士】

【氏名又は名称】坂田 ゆかり

(72)【発明者】

【氏名】松尾 英之

【審査官】▲徳▼田 賢二

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－１１１２０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０３９８５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／００７０９３５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ１０Ｋ １１／１７８

Ｂ６０Ｃ ２９／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車室及びタイヤを有する車体に設けられ、前記タイヤが路面と回転接触することで発生するロードノイズを低減するロードノイズ低減装置であって、
前記タイヤに空気を注入するバルブに設けられた第１マイクロホンと、
前記第１マイクロホンで収音された空洞共鳴音をデジタル信号にし、当該デジタル信号を周波数領域の周波数の領域に変換する周波数変換部と、
前記周波数変換部で周波数の領域に変換された信号に基づいて制御信号を生成する制御信号生成部であって、前記制御信号を生成する適応フィルタを有する制御信号生成部と、
前記車室に設けられており、前記制御信号に基づいて前記ロードノイズを相殺する相殺音を出力するスピーカと、
前記車室に設けられており、前記相殺音と前記ロードノイズとの干渉による残留騒音を誤差信号として取得する第２マイクロホンと、
を備え、
前記制御信号生成部は、前記誤差信号が最小になるように前記適応フィルタを逐次的に更新する
ことを特徴とするロードノイズ低減装置。

【請求項2】

前記第１マイクロホンを４個備え、
前記車体は、前記タイヤを４個有し、
４個の前記第１マイクロホンは、４個の前記タイヤにそれぞれ設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載のロードノイズ低減装置。

【請求項3】

前記タイヤを支持するナックルに設けられた加速度センサを備え、
前記周波数変換部は、前記加速度センサで検出された加速度情報をデジタル信号にし、当該デジタル信号を周波数領域の周波数の領域に変換し、
前記制御信号生成部は、前記空洞共鳴音に基づく信号及び前記加速度情報に基づく信号であって、前記周波数変換部で周波数の領域に変換された信号に基づいて前記制御信号を生成する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のロードノイズ低減装置。

【請求項4】

前記制御信号生成部を有する信号処理ユニットと、前記第１マイクロホンとは無線により接続されている
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のロードノイズ低減装置。

【請求項5】

車室及びタイヤを有する車体に設けられ、前記タイヤが路面と回転接触することで発生するロードノイズを低減するロードノイズ低減方法であって、
前記タイヤに空気を注入するバルブに設けられた第１マイクロホンで収音された空洞共鳴音をデジタル信号にし、当該デジタル信号を周波数領域の周波数の領域に変換するステップと、
適応フィルタを用いて前記周波数の領域に変換された信号に基づいて制御信号を生成するステップと、
前記制御信号に基づいて、前記ロードノイズを相殺する相殺音を前記車室に設けられたスピーカから出力するステップと、
前記車室に設けられた第２マイクロホンから、前記相殺音と前記ロードノイズとの干渉による残留騒音を誤差信号として取得し、前記誤差信号が最小になるように前記適応フィルタを逐次的に更新するステップと、
を含むことを特徴とするロードノイズ低減方法。

【請求項6】

車室及びタイヤを有する車体に設けられ、前記タイヤが路面と回転接触することで発生するロードノイズを低減するロードノイズ低減プログラムであって、
前記タイヤに空気を注入するバルブに設けられた第１マイクロホンで収音された空洞共鳴音をデジタル信号にし、当該デジタル信号を周波数領域の周波数の領域に変換する周波数変換部、
適応フィルタを用いて前記周波数変換部で周波数の領域に変換された信号に基づいて制御信号を生成し、前記制御信号に基づいて、前記ロードノイズを相殺する相殺音を前記車室に設けられたスピーカに出力するとともに、前記車室に設けられた第２マイクロホンから前記相殺音と前記ロードノイズとの干渉による残留騒音を誤差信号として取得し、前記誤差信号が最小になるように前記適応フィルタを逐次的に更新する制御信号生成部、
として機能させることを特徴とするロードノイズ低減プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロードノイズ低減装置、ロードノイズ低減方法及びロードノイズ低減プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、コントローラは、ナックルに設けられた参照信号検出器で検出された参照信号および誤差信号に基づいて誤差信号が小さくなるように、タイヤハウスまたはサスペンションメンバに設けられた加振器を制御する能動型消音装置が開示されている。なお、誤差信号検出器は、タイヤハウスの振動またはサスペンションメンバの振動を誤差信号として検出する、もしくは、車室内の音を誤差信号として検出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１２／１５７５７７７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の発明では、参照信号検出器は加速度センサであり、タイヤから固体伝播によりナックルに伝わる振動をロードノイズとしている。しかしながら、ロードノイズが発生しているのはタイヤであるため、振動をより早く検出するためにはタイヤ自体の振動を検出することが望ましい。

【0005】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、タイヤ自体の振動を参照して車室に伝わるロードノイズを低減することができるロードノイズ低減装置、ロードノイズ低減方法及びロードノイズ低減プログラ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】

上記課題を解決するために、本発明に係るロードノイズ低減装置は、例えば、車室及びタイヤを有する車体に設けられ、前記タイヤが路面と回転接触することで発生するロードノイズを低減するロードノイズ低減装置であって、前記タイヤに空気を注入するバルブに設けられた第１マイクロホンと、前記第１マイクロホンで収音された空洞共鳴音をデジタル信号にし、当該デジタル信号を周波数領域の周波数の領域に変換する周波数変換部と、前記周波数変換部で周波数の領域に変換された信号に基づいて制御信号を生成する制御信号生成部であって、前記制御信号を生成する適応フィルタを有する制御信号生成部と、前記車室に設けられており、前記制御信号に基づいて前記ロードノイズを相殺する相殺音を出力するスピーカと、前記車室に設けられており、前記相殺音と前記ロードノイズとの干渉による残留騒音を誤差信号として取得する第２マイクロホンと、を備え、前記制御信号生成部は、前記誤差信号が最小になるように前記適応フィルタを逐次的に更新することを特徴とする。

【0007】

上記課題を解決するために、本発明に係るロードノイズ低減方法は、例えば、車室及びタイヤを有する車体に設けられ、前記タイヤが路面と回転接触することで発生するロードノイズを低減するロードノイズ低減方法であって、前記タイヤに空気を注入するバルブに設けられた第１マイクロホンで収音された空洞共鳴音をデジタル信号にし、当該デジタル信号を周波数領域の周波数の領域に変換するステップと、適応フィルタを用いて前記周波数の領域に変換された信号に基づいて制御信号を生成するステップと、前記制御信号に基づいて、前記ロードノイズを相殺する相殺音を前記車室に設けられたスピーカから出力するステップと、前記車室に設けられた第２マイクロホンから、前記相殺音と前記ロードノイズとの干渉による残留騒音を誤差信号として取得し、前記誤差信号が最小になるように前記適応フィルタを逐次的に更新するステップと、を含むことを特徴とする。

【0008】

また、本発明に係るロードノイズ低減プログラムは、例えば、車室及びタイヤを有する車体に設けられ、前記タイヤが路面と回転接触することで発生するロードノイズを低減するロードノイズ低減プログラムであって、前記タイヤに空気を注入するバルブに設けられた第１マイクロホンで収音された空洞共鳴音をデジタル信号にし、当該デジタル信号を周波数領域の周波数の領域に変換する周波数変換部、適応フィルタを用いて前記周波数変換部で周波数の領域に変換された信号に基づいて制御信号を生成し、前記制御信号に基づいて、前記ロードノイズを相殺する相殺音を前記車室に設けられたスピーカに出力するとともに、前記車室に設けられた第２マイクロホンから前記相殺音と前記ロードノイズとの干渉による残留騒音を誤差信号として取得し、前記誤差信号が最小になるように前記適応フィルタを逐次的に更新する制御信号生成部、として機能させることを特徴とする。
なお、コンピュータプログラムは、インターネット等のネットワークを介したダウンロードによって提供したり、ＣＤ－ＲＯＭなどのコンピュータ読取可能な各種の記録媒体に記録して提供したりすることができる。

【0009】

本発明の上記いずれかの態様では、タイヤに空気を注入するバルブに設けられた第１マイクロホンで収音された空洞共鳴音に基づいて制御信号を生成し、制御信号に基づいてロードノイズを相殺する相殺音を車室に設けられたスピーカから出力し、車室に設けられた第２マイクロホンで相殺音とロードノイズとの干渉による残留騒音を誤差信号として取得し、誤差信号が最小になるように適応フィルタを更新する。これにより、タイヤ自体の振動（すなわち空洞共鳴音）を参照してロードノイズを低減することができる。

【0010】

前記第１マイクロホンを４個備え、前記車体は、前記タイヤを４個有し、４個の前記第１マイクロホンは、４個の前記タイヤにそれぞれ設けられていてもよい。これにより、１つのタイヤの空洞共鳴音を用いてアクティブノイズ制御を行う場合に比べ、空洞共鳴音と車室内で聞こえるロードノイズとの相関が高くなり、より高い精度でロードノイズを低減することができる。

【0011】

前記タイヤを支持するナックルに設けられた加速度センサを備え、前記周波数変換部は、前記加速度センサで検出された加速度情報をデジタル信号にし、当該デジタル信号を周波数領域の周波数の領域に変換し、前記制御信号生成部は、前記空洞共鳴音に基づく信号及び前記加速度情報に基づく信号であって、前記周波数変換部で周波数の領域に変換された信号に基づいて前記制御信号を生成してもよい。このように、系統が異なる複数の情報（空洞共鳴音と加速度情報）を用いることで、車室内で聞こえるロードノイズとの相関が高くなり、より高い精度でロードノイズを低減することができる。

【0012】

前記制御信号生成部を有する信号処理ユニットと、前記第１マイクロホンとは無線により接続されていてもよい。最も路面に近い位置で早期に空洞共鳴音を取得するため、信号処理ユニットにおける遅延時間に余裕ができ、信号処理ユニットの処理能力を削減することができる。また、信号処理ユニットへの信号入力が遅延しても、アクティブノイズ制御でロードノイズを低減することができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、タイヤ自体の振動を参照して車室に伝わるロードノイズを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】ロードノイズ低減装置１が設けられた車両１００を模式的に示す図である。

【図2】マイクロホン２３の設置形態の概略を示す図である。

【図3】音声データの一例であり、（Ａ）はマイクロホン２３で取得された音であり、（Ｂ）は空洞共鳴音が車室１０１に伝わった音である。

【図4】ロードノイズ低減装置１の機能構成の概略を示すブロック図である。

【図5】ロードノイズ低減装置２の機能構成の概略を示すブロック図である。

【図6】ロードノイズ低減装置３が設けられた車両１００を模式的に示す図である。

【図7】加速度センサ２４ａの設置形態の概略を示す図である。

【図8】ロードノイズ低減装置３の機能構成の概略を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明に係るロードノイズ低減装置、ロードノイズ低減方法及びロードノイズ低減プログラムの実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明に係るロードノイズ低減装置、ロードノイズ低減方法及びロードノイズ低減プログラムは、アクティブノイズ制御（ＡＮＣ、Active Noise Controller）を用いてロードノイズを低減する。

【0016】

なお、ロードノイズとは、自動車の走行中にタイヤが路面と回転接触するときに、路面の凸凹でタイヤが加振されることによって発生する車内騒音である。また、ＡＮＣとは、騒音をマイクロホンで検出し、振幅が同一で逆位相となる制御音をスピーカから出力することによって騒音を打ち消す手法である。

【0017】

図１は、第１の実施の形態に係るロードノイズ低減装置１が設けられた車両１００を模式的に示す図である。ロードノイズ低減装置１は、車両１００に設けられたマイクロホン２１、２３、スピーカ２２等を備える。

【0018】

図１において、Ｐは騒音源（エンジン）からマイクロホン２１までの伝達関数（一次経路）であり、Ｓはスピーカ２２からからマイクロホン２１までの伝達関数（二次経路）である。また、Ｗは、位相と振幅を調整する適応フィルタ（adaptive filter）である。

【0019】

マイクロホン２１（本発明の第２マイクロホンに相当）及びスピーカ２２は、車両１００の車室１０１内に設けられている。特に、マイクロホン２１は車室１０１の天井に設けることが望ましい。また、マイクロホン２３（本発明の第１マイクロホンに相当）は、タイヤ１０２に空気を注入するバルブに設けられている。

【0020】

図２は、マイクロホン２３の設置形態の概略を示す図である。なお、図２では、断面を示すハッチングを一部省略する。タイヤ１０２は、主として、リム１０３と、リム１０３を覆うゴム製のタイヤ本体１０５と、リム１０３に設けられたバルブ１０４とを有する。バルブ１０４は、タイヤ１０２、すなわちリム１０３とタイヤ本体１０５との間の空間に空気を注入するのに用いられ、バルブステム１０４ａとバルブコア１０４ｂを有する。タイヤ１０２に空気を注入するときには、バルブコア１０４ｂはバルブステム１０４ａの奥に押し込まれ、空気を注入していないときには、バルブコア１０４ｂはバルブステム１０４ａの先端側に移動し、バルブステム１０４ａの中空部を塞ぐ。

【0021】

バルブステム１０４ａの先端には、マイクユニット２９が設けられている。マイクユニット２９には、マイクロホン２３が設けられている。また、マイクユニット２９は雌ねじ２９ａを有し、雌ねじ２９ａがバルブステム１０４ａの先端側の外周面に設けられた雄ねじ（図示省略）に螺合することで、マイクユニット２９がバルブステム１０４ａに設けられる。その結果、マイクロホン２３がバルブ１０４に設けられる。

【0022】

バルブ１０４の中空部はバルブコア１０４ｂにより塞がれているが、マイクロホン２３はバルブコア１０４ｂを介してタイヤ１０２内部で発生する空洞共鳴音を取得することができる。空洞共鳴音とは、タイヤ１０２の内部に存在する円環形状の空洞の中の空気が振動・共鳴して生じる音である。空洞共鳴音の周波数特性は、２００Ｈｚ～３００Ｈｚあたりで急峻なピークが存在する。空洞共鳴音は減衰して車室１０１内に伝わり、これが乗員に不快感を与える。

【0023】

図３は、音声データの一例であり、音声データを水色で塗りつぶした折れ線で表示しており、横軸が周波数であり、縦軸が音の大きさを示す。図３（Ａ）はマイクロホン２３で取得された音であり、図３（Ｂ）は空洞共鳴音が車室１０１に伝わった音である。図３（Ａ）に示すように、２２０Ｈｚあたりにピークがあるタイヤの空洞共鳴音がマイクロホン２３できれいに取得されている。また、図３（Ａ）に示す音の周波数特性と、図３（Ｂ）に示す周波数特性は類似しており、空洞共鳴音は減衰して車室１０１内に伝わっていることが分かる。

【0024】

図１の説明に戻る。ロードノイズ低減装置１は、マイクロホン２３からタイヤの空洞共鳴音を取得し、この空洞共鳴音に基づいて制御信号を生成してスピーカ２２から出力する。その結果、マイクロホン２１には、空洞共鳴音は減衰して車室１０１内に伝わった音と、スピーカ２２から出力された音とが入力される。そして、ロードノイズ低減装置１は、マイクロホン２１で検出される音が小さくなるように、適応フィルタＷにより参照信号の位相と振幅を調整する。

【0025】

ロードノイズ低減装置１は、例えば、車両１００内の通信端末等（例えば、車載装置）に搭載される専用ボードとして構築されてもよい。また、ロードノイズ低減装置１は、例えば、主として、情報処理を実行するためのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの演算装置、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの記憶装置を含むコンピュータシステム及びソフトウエア（アクティブノイズ制御プログラム）によって構成されてもよい。アクティブノイズ制御プログラムは、コンピュータ等の機器に内蔵されている記憶媒体としてのＳＳＤや、ＣＰＵを有するマイクロコンピュータ内のＲＯＭ等に予め記憶しておき、そこからコンピュータにインストールしてもよい。また、アクティブノイズ制御プログラムは、半導体メモリ、メモリカード、光ディスク、光磁気ディスク、磁気ディスク等のリムーバブル記憶媒体に、一時的あるいは永続的に格納（記憶）しておいてもよい。

【0026】

図４は、ロードノイズ低減装置１の機能構成の概略を示すブロック図である。ロードノイズ低減装置１は信号処理ユニット１０を有し、信号処理ユニット１０はマイクロホン２１、２３及びスピーカ２２と接続されている。信号処理ユニット１０とマイクロホン２１及びスピーカ２２とは、無線又は有線により接続されている。信号処理ユニット１０とマイクロホン２３とは無線により接続されている。なお、無線での接続形態は任意の手法を用いることができる。

【0027】

信号処理ユニット１０は、機能的には、主として、周波数変換部１１と、制御信号生成部１３と、スピーカアンプ１５と、を有する。なお、ロードノイズ低減装置１の機能構成要素は、処理内容に応じてさらに多くの構成要素に分類されてもよいし、１つの構成要素が複数の構成要素の処理を実行してもよい。

【0028】

周波数変換部１１は、マイクロホン２３で収音された空洞共鳴音を参照信号として取得し、取得した空洞共鳴音をデジタル信号に変換し、デジタル信号をフーリエ変換等により周波数の領域に変換する機能部である。

【0029】

制御信号生成部１３は、周波数変換部１１において周波数の領域に変換された信号に基づいて制御信号を生成する機能部であり、制御信号を生成する適応フィルタを有する。制御信号生成部１３は、マイクロホン２１で収音された誤差信号が最小になるように適応フィルタを逐次的に更新する。なお、誤差信号とは、スピーカ２２から出力された相殺音とロードノイズとの干渉による残留騒音である。

【0030】

図１に示すように、空洞共鳴音をＸとすると、車室１０１内のロードノイズはＰＸで表される。また、スピーカ２２から出力される音はＳＷＸで表される。マイクロホン２１で収音される誤差信号Ｅは、これらの総和であり、（ＳＷ＋Ｐ）Ｘで表される。制御信号生成部１３は、誤差信号Ｅを最小化するように、適応フィルタＷをＷ＝－Ｐ／Ｓを用いて算出する。

【0031】

Ｗ＝－Ｐ／Ｓは、事前に算出できず、かつ、刻々と変化するため、本実施の形態では、ＦｘＮＬＭＳフィルタ（Filtered-x Normalized least mean squares filter）をベースにして適応フィルタの更新を行う。なお、適応フィルタ及びその更新は既に公知の技術を用いることができるため、詳細な説明を省略する。

【0032】

図４の説明に戻る。制御信号生成部１３は、周波数変換部１１で周波数の領域に変換された参照信号に、更新された後の適応フィルタ係数を積算することにより、制御信号を生成する。さらに、制御信号生成部１３は、生成した制御信号をスピーカアンプ１５に出力する。スピーカアンプ１５は、制御信号を増幅してスピーカ２２に出力する。これにより、スピーカ２２からロードノイズを相殺する相殺音が出力される。なお、スピーカアンプ１５は必須ではない。

【0033】

本実施の形態によれば、マイクロホン２３でタイヤ１０２の空洞共鳴音を収音することで、タイヤ１０２自体の振動の情報を直接取得することができる。そして、路面から入力される振動を最も路面に近い位置（タイヤ１０２）で早期に検出し、これを参照してアクティブノイズ制御をすることでロードノイズを低減することができる。

【0034】

また、本実施の形態によれば、最も路面に近い位置（タイヤ１０２）で早期に空洞共鳴音を取得するため、信号処理ユニット１０における遅延時間に余裕ができ、信号処理ユニット１０の処理能力を削減することができる。また、信号処理ユニット１０とマイクロホン２３とを無線で接続することにより信号処理ユニット１０への信号入力が遅延しても、アクティブノイズ制御でロードノイズを低減することができる。

【0035】

なお、本実施の形態では、周波数変換部１１はマイクロホン２３で取得された空洞共鳴音をデジタル信号に変換した結果を参照信号としたが、参照信号の形態はこれに限られない。例えば、マイクロホン２３で取得された空洞共鳴音をフーリエ変換等により周波数の領域に変換し、特定の周波数（例えば、２００Ｈｚ～３００Ｈｚ）の信号を増幅し、これを時間の領域に変換した結果を参照信号としてもよい。

【0036】

＜第２の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態では、車両１００が有する４個のタイヤのうちの任意の１つ（図１では左前輪）にマイクロホン２３を設けたが、複数のタイヤにマイクロホンを設けてもよい。

【0037】

以下、第２の実施の形態に係るロードノイズ低減装置２について説明する。なお、第１の実施の形態と同一の部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。

【0038】

図５は、本発明の第２の実施の形態に係るロードノイズ低減装置２の機能構成の概略を示すブロック図である。ロードノイズ低減装置２は信号処理ユニット１０Ａを有し、信号処理ユニット１０Ａはマイクロホン２１、２３Ａ及びスピーカ２２と接続されている。信号処理ユニット１０Ａとマイクロホン２３Ａとは無線により接続されている。

【0039】

信号処理ユニット１０Ａは、機能的には、主として、周波数変換部１１Ａと、制御信号生成部１３Ａと、スピーカアンプ１５と、を有する。

【0040】

マイクロホン２３Ａは、４つのマイクロホン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄを有する。マイクロホン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄは、左前、右前、左後、右後のタイヤ１０２にそれぞれ設けられている。

【0041】

周波数変換部１１Ａは、マイクロホン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄでそれぞれ収音された空洞共鳴音を参照信号として取得し、これらをデジタル信号に変換する機能部である。また、周波数変換部１１Ａは、４つの空洞共鳴音から生成されたデジタル信号をそれぞれ周波数の領域に変換する機能部である。具体的には、周波数変換部１１Ａは、マイクロホン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄでそれぞれ収音された空洞共鳴音をそれぞれデジタル信号にする。そして、周波数変換部１１Ａは、４つのデジタル信号を、それぞれ、フーリエ変換等により周波数の領域に変換する。

【0042】

制御信号生成部１３Ａは、周波数変換部１１Ａにおいて周波数の領域に変換された複数（ここでは、４つ）の信号に基づいて制御信号を生成する機能部である。また、制御信号生成部１３Ａは、制御信号を生成する適応フィルタを有し、マイクロホン２１で収音された誤差信号が最小になるように適応フィルタを逐次的に更新する。

【0043】

本実施の形態では、制御信号生成部１３Ａは、周波数の領域に変換された４つの信号のそれぞれに適応フィルタをかけ、これらの信号を組み合わせて制御信号を生成する。なお、制御信号生成部１３Ａが複数の信号から制御信号を生成する方法はこれに限られない。例えば、制御信号生成部１３Ａは、周波数の領域に変換された４つの信号の平均を求め、これに適応フィルタをかけて制御信号としてもよい。

【0044】

本実施の形態によれば、４つのタイヤ１０２自体の振動、すなわちマイクロホン２３Ａで取得したタイヤ１０２の空洞共鳴音を用いてアクティブノイズ制御を行うため、１つのタイヤ１０２の空洞共鳴音を用いてアクティブノイズ制御を行う場合に比べ、空洞共鳴音と車室１０１内で聞こえるロードノイズとの相関が高くなる。その結果、ロードノイズ低減装置２がより確実にロードノイズを低減することができる。

【0045】

なお、ロードノイズ低減装置２では４つのタイヤ１０２すべてにマイクロホン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄを設けたが、必ずしも４つのタイヤ１０２すべてにマイクロホンを設ける必要はなく、２個のタイヤ１０２にマイクロホンが設けられていてもよい。ただし、マイクロホンの数が増えるほど空洞共鳴音と車室１０１内で聞こえるロードノイズとの相関が高くなるため、４つのタイヤ１０２すべてにマイクロホン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄを設けることが望ましい。

【0046】

＜第３の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態では、タイヤ１０２に設けたマイクロホン２３で取得された空洞共鳴音を用いて参照信号を生成してアクティブノイズ制御を行ったが、参照信号を生成する基となる信号は空洞共鳴音のみに限定されない。

【0047】

以下、第３の実施の形態に係るロードノイズ低減装置３について説明する。なお、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同一の部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。

【0048】

図６は、ロードノイズ低減装置３が設けられた車両１００を模式的に示す図である。ロードノイズ低減装置３は、車両１００に設けられたマイクロホン２１、２３Ａ、スピーカ２２、加速度センサ２４等を備える。

【0049】

加速度センサ２４は、４つの加速度センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄを有する。マイクロホン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ及び加速度センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄは、左前、右前、左後、右後のタイヤ１０２にそれぞれ設けられている。

【0050】

図７は、加速度センサ２４ａの設置形態の概略を示す図である。タイヤ１０２には、ナックル１１１、ショックアブソーバ１１２、ロアアーム１１３、ドライブシャフト１１４等が設けられている。ナックル１１１は、タイヤ１０２を回転自在に支持する部材であり、タイヤ１０２の振動が直接伝達される。加速度センサ２４ａは、ナックル１１１に設けられている。

【0051】

なお、図７では、加速度センサ２４ａを例に説明したが、加速度センサ２４ｂ、２４ｃ、２４ｄについても同様にナックル１１１に設置される。

【0052】

図８は、ロードノイズ低減装置３の機能構成の概略を示すブロック図である。ロードノイズ低減装置３は信号処理ユニット１０Ｂを有し、信号処理ユニット１０Ｂはマイクロホン２１、２３Ａ、スピーカ２２及び加速度センサ２４と接続されている。信号処理ユニット１０Ｂと加速度センサ２４とは無線又は有線により接続されている。

【0053】

信号処理ユニット１０Ｂは、機能的には、主として、周波数変換部１１Ｂと、制御信号生成部１３Ｂと、スピーカアンプ１５と、を有する。

【0054】

加速度センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄは、３次元（直交３軸方向）の慣性運動を検出可能な３軸加速度センサである。加速度センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄで検出された加速度情報は、アナログの電気信号として加速度センサ２４から出力される。

【0055】

周波数変換部１１Ｂは、マイクロホン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄで得られた空洞共鳴音を参照信号として取得し、かつ、加速度センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄで得られた加速度情報を参照信号として取得し、参照信号をデジタル信号に変換する機能部である。また、周波数変換部１１Ｂは、４つの空洞共鳴音から生成したデジタル信号及び４つの加速度情報から生成したデジタル信号を周波数の領域に変換する機能部である。

【0056】

具体的には、周波数変換部１１Ｂは、マイクロホン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄでそれぞれ収音された空洞共鳴音をそれぞれデジタル信号にする。そして、周波数変換部１１Ｂは、空洞共鳴音に基づいた４つのデジタル信号をそれぞれ周波数の領域に変換する。

【0057】

また、周波数変換部１１Ｂは、加速度センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄのＸ軸の加速度情報、Ｙ軸の加速度情報、Ｚ軸の加速度情報をそれぞれデジタル信号にする。そして、周波数変換部１１Ｂは、加速度情報に基づいた１２個のデジタル信号をそれぞれ周波数の領域に変換する。

【0058】

周波数の領域に変換された信号（空洞共鳴音に基づいた４つの信号及び加速度情報に基づいた１２個の信号）は、周波数変換部１１Ｂから制御信号生成部１３Ｂに入力される。

【0059】

制御信号生成部１３Ｂは、周波数変換部１１Ａにおいて周波数の領域に変換された複数（ここでは、１６個）の信号に基づいて制御信号を生成する機能部である。また、制御信号生成部１３Ｂは、制御信号を生成する適応フィルタを有し、マイクロホン２１で収音された誤差信号が最小になるように適応フィルタを逐次的に更新する。

【0060】

本実施の形態では、制御信号生成部１３Ｂは、周波数の領域に変換された１６個の信号のそれぞれに適応フィルタをかける。そして、制御信号生成部１３Ｂは、参照信号の大きさに基づいて各信号の重み付けを適宜変えながら制御信号を生成する。

【0061】

なお、制御信号生成部１３Ｂが複数の信号から制御信号を生成する方法はこれに限られない。例えば、制御信号生成部１３Ｂは、周波数の領域に変換された１６個の信号の平均を求め、これに適応フィルタをかけて制御信号としてもよい。

【0062】

本実施の形態によれば、タイヤ１０２自体の振動、すなわちマイクロホン２３Ａで取得したタイヤ１０２の空洞共鳴音に加えて、タイヤ１０２から車両に固体伝播される振動、すなわち加速度センサ２４の測定結果を用いてアクティブノイズ制御を行うため、タイヤ１０２の空洞共鳴音のみを用いてアクティブノイズ制御を行う場合に比べ、マイクロホン２３Ａ及び加速度センサ２４の測定結果と車室１０１内で聞こえるロードノイズとの相関が高くなる。その結果、ロードノイズ低減装置２がより確実にロードノイズを低減することができる。

【0063】

なお、本実施の形態では、４つのタイヤ１０２のそれぞれにマイクロホン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ及び加速度センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄを設けたが、マイクロホン及び加速度センサの数はこれに限られない。例えば、任意の１個（例えば、左前）のタイヤ１０２にのみマイクロホン及び加速度センサを設けてもよいし、前輪の２つのタイヤ１０２にのみマイクロホン及び加速度センサを設けてもよい。

【0064】

また、マイクロホンの数と加速度センサの数は一致していなくてもよい。例えば、任意の１個のタイヤ１０２にのみマイクロホンを設け、４つのタイヤ１０２すべてに加速度センサを設けてもよいし、４つのタイヤ１０２すべてにマイクロホンを設け、任意の１個のタイヤ１０２にのみに加速度センサを設けてもよい。

【0065】

ただし、車室１０１内に伝わる騒音との相関を高くするためには、マイクロホン及び加速度センサが設けられるタイヤ１０２の数をできるだけ多くすることが望ましい。

【0066】

また、本実施の形態では、加速度センサ２４は３軸センサであったが、加速度センサ２４は１軸や２軸の加速度センサであってもよい。ただし、車室１０１内に伝わる騒音との相関を高くするためには、３軸の加速度センサを加速度センサ２４に用いることが望ましい。

【0067】

以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

【符号の説明】

【0068】

１、２、３：ロードノイズ低減装置
１０、１０Ａ、１０Ｂ：信号処理ユニット
１１、１１Ａ、１１Ｂ：周波数変換部
１３、１３Ａ、１３Ｂ：制御信号生成部
１５ ：スピーカアンプ
２１、２３、２３Ａ、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ：マイクロホン
２２ ：スピーカ
２４、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ：加速度センサ
２９ ：マイクユニット
２９ａ ：雌ねじ
１００ ：車両
１０１ ：車室
１０２ ：タイヤ
１０３ ：リム
１０４ ：バルブ
１０４ａ ：バルブステム
１０４ｂ ：バルブコア
１０５ ：タイヤ本体
１１１ ：ナックル
１１２ ：ショックアブソーバ
１１３ ：ロアアーム
１１４ ：ドライブシャフト

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】