JPH03281976A - エンジン発生音の制御法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 １皇上豊■１分更 本発明は、自動車等のエンジン発生音を低減できる技術
、特に車室内の静寂空間が得られ又はスポーツ走行感覚
で好感音を強調できるエンジン発生音の制御法及び装置
に関する。

災来夏技先 従来より、エンジン発生音による騒音を低減させる種々
の消音器にあって、エンジンの吸気管に設けられたエア
クリーナの上流側及び下流側で、マイクロフォン等の騒
音検出センサにより吸気管内の騒音を検出し、この騒音
信号を干渉波により騒音信号に対して位相差を与えるこ
とにより、騒音を相殺して低減させるシステムが知られ
る。

明が解決しようとする課 ところで、こうした消音システムの場合、走行中の運転
者を含む他の乗員にとって、適度な走行感覚を得るには
不十分であり、騒音に対して乗員が選択できる余地がな
かった。

本発明は、エンジンの騒音成分のうち快感音となる周波
数を位相反転により強調又は減衰させることを任意に選
択できるエンジン発生騒音の消音制御法及び装置を提供
することを目的とする。

を解　するための手 本発明によるエンジン発生音の制御法は、エンジンの稼
動中にエンジンを通る空気の振動を騒音信号として電気
信号に変換する振動検出過程と、得られた電気信号の位
相に変化を与える位相差付与過程と、位相の変化した信
号により駆動される拡声器の音波を前記空気内の音波と
干渉させる混合過程とを含む。位相差付与過程において
異なる位相差を選択してエンジン発生音の減衰及び強調
を選択できる。変換した電気信号から特定周波数の信号
を除去するろ波を行うことも可能である。

また、本発明の実施例では５エンジンの回転数を検出す
る過程を含み１位相差付与過程においてエンジンの回転
数に対応する位相差で、得られた電気信号の位相に変化
を与え１位相差付与過程において異なる位相差を選択し
てエンジン発生音の減衰及び強調を選択できる。

本発明によるエンジン発生音の制御装置は、エンジンの
稼動中にエンジンを通る空気の振動を騒音信号として電
気信号に変換する騒音センサと、入力判別回路の出力に
基づいて騒音センサから出力された電気信号の位相を変
化させる位相差付与手段と、位相差付与手段の出力によ
り駆動されかつ前記空気内の音波と干渉させる音波を発
生する拡声器とを有する。モード切換スイッチの出力に
より入力判別回路に異なる出力を発生させ、エンジン発
生音の減衰及び強調を選択できる。更に、変換した電気
信号から特定周波数の信号を除去するフィルタが設けら
れる。フィルタはバンドパスフィルタ及びプログラマブ
ルフィルタを含み、電気信号から特定周波数の信号を除
去するフィルタを含む。

本発明の実施例では、エンジンの回転数を検出する回転
数検出手段と、モード切換スイッチと、モード切換スイ
ッチの出力により異なる出力を発生する入力判別回路と
、エンジンの回転数に対応する位相差で得られた電気信
号の位相に変化を与え、入力判別回路の出力によりエン
ジン発生音を選択的に減衰又は強調する反転増幅回路と
が設けられる。フィルタ回路は騒音信号に含まれる高調
波成分を除去しかつ特定周波数を残し又は通過させる。

作−」１ エンジンの稼動中にエンジンを通る空気の振動を騒音信
号として電気信号に変換する。異なる位相差を選択して
、得られた電気信号の位相に変化を与える。位相の変化
した信号により拡声器を駆動して、拡声器の音波を前記
空気内の音波と干渉させる。これにより、エンジン発生
音の減衰及び強調を選択できる。

また、エンジンの回転数を検出して、エンジンの回転数
に対応する位相差で、得られた電気信号の位相に変化を
与える。このように異なる位相差を選択してエンジン発
生音の減衰及び強調を選択できる。

騒音センサは、エンジンの稼動中にエンジンを通る空気
の振動を騒音信号として電気信号に変換する。モード切
換スイッチの出力により入力判別回路に異なる出力を発
生させ、位相差付与手段は入力判別回路の出力に基づい
て騒音センサから出力された電気信号の位相を変化させ
る。拡声器は位相差付与手段の出力により駆動されかつ
前記空気内の音波と干渉させる音波を発生させ、エンジ
ン発生音の減衰及び強調を選択できる。フィルタは、変
換した電気信号から特定周波数の信号を除去する。フィ
ルタはバンドパスフィルタ及びプログラマブルフィルタ
を含み、電気信号から特定周波数の信号を除去する。

本発明の実施例では、エンジン回転数の検出信号が位相
制御回路に送られ、車室内でモード切換スイッチを任意
に選択して第１モード又は第２モードのいずれかの信号
が位相制御回路に送られる。

また、エンジンとエアクリーナとの間で検出されたエン
ジン発生音による騒音信号が位相制御回路のフィルタ回
路に送られる。

第１モードへの切換時、フィルタ回路の第１フイルタで
は検出された騒音信号に含まれる高調波成分を除去し、
高調波以外の帯域周波数のみを通過させる。第１フイル
タを通過した帯域周波数はそのまま第２フイルタから送
出される。この送出された帯域周波数の信号を反転増幅
回路で位相反転し、位相差を与えた信号を拡声器でエア
クリーナ内に流し、エアクリーナ内を通過する発生音と
干渉させて減衰する。即ち、検出された騒音信号をほぼ
消音し、車室内を静寂空間に維持する。

また、第２モードへの切換によって、フィルタ回路の第
１フイルタでは検出された騒音信号に含まれる高調波成
分を除去して帯域周波数のみを通通させる。この時、第
２フイルタはエンジン回転信号及び第２モードの信号に
基づいて制御された入力判別回路からの作動信号で作動
する。

即ち、第２フイルタでは、第１フイルタを通過させた帯
域周波数に含まれる特定周波数の騒音信号を好感度楽音
として車室内に残す。また、特定周波数を除くその他の
成分の周波数が第２フイルタから送出される。この送出
された帯域周波数の信号は位相制御回路の反転増幅回路
で位相反転し。

位相差を与えた信号を拡声器でエアクリーナ内に流し、
エアクリーナ内を通過する発生音と干渉させて強調させ
る。

スーに鉱 以下、本発明によるエンジン発生音の制御法及び装置の
実施例を図面に基づいて説明する。ここでは、自動車エ
ンジンの吸気ダクトにおけるエンジン発生騒音の制御を
対象にしている。

第１図及び第２図において、本発明による制御装置１の
所要構成は下記の通りである。

■　エンジン２の回転数Ｎ　（ｒｐｍ）の検出手段であ
る回転数検出センサ１０、 ■　車室内インストルメント３に配置されて車室内を積
極的に静寂空間とする第１モードの切換スイッチ４、及
びエンジン発生騒音のうち特定周波数の信号を取り出し
これを好感音に制御することでスポーツ走行感覚を得る
第２モードの切換スイッチ５、 ■　エンジン２及びエアクリーナ６間の吸気ダクト７に
配置されてエンジン発生騒音を検出する手段の騒音セン
サ１１゜ ■　回転数検出センサ１ｏに検出信号ｖ１、切換スイッ
チ４．５の投入による第１モード及び第２モードの各入
力信号Ｖ２．ｖ□に基づいて制御を行う入力判別回路３
ｏ、及び騒音センサ１１による検出信号ｖ４に含まれた
高調波成分を除去しかつ特定周波数を残し又は通過させ
るフィルタ回路４０を有し、フィルタ回路４ｏを通過さ
せた信号を位相反転する反転増幅回路５ｏを備えた位相
制御回路２０゜ ■　また、エアクリーナ６内に装着され、反転増幅回路
５ｏから送出された信号を発音させることにより、エア
クリーナ６内を通過する発生音に干渉させて減衰するた
めの拡声器８などから構成される。

各部の詳しくは、エンジン２の回転速度Ｎ（ｒｐｍ）を
検出する回転数検出センサ１０が配置され、この検出信
号ｖ１はマイクロコンピュータによる位相制御回路２０
に送出される。また、吸気ダクト７にはエアクリーナ６
が配置され、このエアクリーナ６の上流側でエンジン２
との間の吸気ダクト７にマイクロフォン等の騒音センサ
１１が配置されている。騒音センサ１１により検出され
たエンジン２の発生騒音の信号ｖ４も位相制御回路２０
に送出される。

また、車室内インストルメント３には、運転者直接又は
他の乗員が切換操作する第１モード及び第２モードの各
切換スイッチ４．５が配置されている。即ち、任意に選
択された切換スイッチ４．５の投入による入力信号ｖ、
、ｖ、が位相制御回路２０へ向けて送出される。

ここで、第２図に示す位相制御回路２０の構成は、マイ
クロコンピュータの本体３０がＣＰＵ（中央処理装置）
３１、エンジンの回転数に対応する位相差信号を予め記
憶するメモリ３２、ｌ１０（入出力）ボート３３及びＤ
／Ａ変換器３４を有し、これらはデータバス３５及びア
ドレスバス３６で接続されている。前述の回転数検出セ
ンサ１０による検出信号ｖ１、第１モード及び第２モー
ドの各切換スイッチ４．５のいずれかを任意に選択して
投入された入力信号Ｖ　２　、　Ｖ　１はＩ１０ポート
３３の入力ボートからＣＰＵ３１に入力される。これら
入力信号Ｖ１．Ｖ４はメモリ３２で記憶される。

また、位相制御回路２０にはフィルタ回路４゜が設けら
れている。一般に、フィルタ回路は、ある特定の周波数
又は周波数領域の交流を遮断するか、逆に選択的に通過
させる性質をもった回路をいい、通常ではコイル又は抵
抗とコンデンサとの組合せによるろ波器である。特性に
応じて、低域（通過）フィルタ、高域（通過）フィルタ
、帯域（通過−バンドパス）フィルタ、帯域消去フィル
タに分類される。

フィルタ回路４０には、騒音センサ１１により検出され
た信号Ｖ４が入力される。フィルタ回路４０はバンドパ
スフィルタとしての第１フイルタ４１及び第２フイルタ
４２からなり、騒音信号Ｖ、は先ず第１フイルタ４１に
入力される。この第１フイルタ４１では騒音信号ｖ４の
周波数のうちで高調波と呼ばれる不快音をカットし、帯
域周波数は通過させる。また、第２フイルタ４２は、第
１フイルタ４１を通過させた帯域周波数のうち更に特定
周波数を残し、それ以外の周波数信号ｖ４を送出する。

第２フイルタ４２は入力判別回路３０のＩ１０ポート３
３の出力ポートに接続され、ここからの作動信号により
作動して信号ｖ４を送出する。この第２フイルタ４２か
ら送出された信号Ｖ、は次の反転増幅回路５０に送られ
る。

即ち１位相制御回路２０は反転増幅回路５０を有し、こ
の反転増幅回路５０は入力判別回路３０のＤ／Ａ変換器
３４に接続された第１増幅器５１及び遅延回路５２を有
し、フィルタ回路４ｏの第２フイルタ４２に接続された
第２増幅器５３を有する。第２増幅器５３は第２フイル
タ４２から送出された信号ｖ４を位相反転する位相差付
与手段を構成する。第１増幅器５１はエアクリーナ６内
の拡声器８に接続されている。

次に、実施例の作動及び作用を説明する。

エンジン２の作動により、吸気ダクト７ではエンジン発
生騒音の周波数が低速から高速に至る広い運転領域で変
化する。

エンジン２の回転速度Ｎ　（ｒｐｍ）は逐次回転数検出
センサ１０により検出され、この回転信号Ｖ１が位相制
御回路２０の入力判別回路３０に送られる。入力判別回
路３０は回転信号ｖ１に対応する位相差データをメモリ
３２から選択する。メモリ３２の位相差データは遅延回
路５２に送出する。

遅延回路５２は位相差データに基づきエンジン発生音を
減衰又は強調するのに適した所望の時間だけ位相をずら
すことが可能となる。この時、吸気ダクト７では騒音セ
ンサ１１によってエンジン２で発生した騒音信号ｖ４が
検出され、この騒音信号ｖ４も位相制御回路２０に送ら
れる。

一方、走行中にあっては１乗員の任意の選択によって、
エンジン発生騒音を低減して車室内を全く静寂にする第
１モードか、或いはエンジン発生騒音を逆に利用してス
ポーツ走行感覚を得る第２モードに設定することができ
る。

第１モードに設定すべく切換スイッチ４を投入した場合
、この第１モード切換信号ｖ２が位相制御回路２０に送
られる。即ち、位相制御回路２゜ではこの第１モード切
換信号ｖ２と共に、先程の回転信号Ｖ工及び騒音信号ｖ
４に基づいた制御が行われる。この間、Ｉ１０ポート３
３からは反転増幅回路５ｏの第１増幅器５１及び遅延回
路５２にも制御信号ｖ２、■３が送られる。

騒音信号ｖ４はフィルタ回路の先ず第１フイルタ４１に
入力される。ここでは、騒音信号Ｖ、の周波数成分で高
調波と呼ばれる不快音がカットされる。騒音信号ｖ４の
他の成分である帯域周波数はそのまま第１フイルタ４１
を通過する。この時。

第２フイルタ４２は作動していない。従って、第１フイ
ルタ４１を通過させた帯域周波数はそのまま第２フイル
タ４２をも通過する。第２フイルタ４２から送出された
フィルタ信号（帯域周波数）■４は次の反転増幅回路５
０の第２増幅器５３で位相反転される。位相反転された
フィルタ信号は遅延回路５２で位相をずらすなどされ、
再び第１増幅器５１で増幅された後に拡声器８に送られ
る。

拡声器８からの発音により、エアクリーナ６内を通過す
る発生音に干渉させて減衰低減する。これにより、車室
内では騒音がほぼ消音された状態で静寂な空間とするこ
とができる。

また、第２モードに設定すべく切換スイッチ５を投入し
た場合、この第２モード切換信号Ｖ３が位相制御回路２
０に送られる。即ち、位相制御回路２０ではこの第２モ
ード切換信号Ｖ、と共に、先程の回転信号Ｖ工及び騒音
信号Ｖ、に基づいた制御が行われる。入力判別回路３０
のＩ１０ボート３３から制御信号ｖ１が出力され、作動
信号■、としてフィルタ回路４０の第２フイルタ４２に
向けて送られる。この間、Ｉ１０ポート３３からは増幅
回路５０の第１増幅器５１及び遅延回路５２にも制御信
号ｖ２、■３が送られる。

騒音信号ｖ４はフィルタ回路の先ず第１フイルタ４１に
入力される。ここでは、騒音信号ｖ４の周波数成分で高
調波と呼ばれる不快音がカットされる。騒音信号ｖ４の
他の成分である帯域周波数はそのまま第１フイルタ４１
を通過する。この時、第２フイルタ４２は入力判別回路
３ｏからの制御信号により作動する。第１フイルタ４１
を通過させた帯域周波数は、第２フイルタ４２において
特定周波数の成分のみ残される。この特定周波数による
信号は当初の騒音信号ｖ４のうちでも快感度の楽音とな
る成分である。特定周波数以外の他の成分による信号は
第２フイルタ４２からフィルタ信号Ｖ、とじて送出され
る。フィルタ信号ｖ４は次の反転増幅回路５０の第２増
幅器５３で位相反転される。位相反転されたフィルタ信
号は遅延回路５２で位相をずらすなどされ、再び第１増
幅器５１で増幅された後に拡声器８に送られる。拡声器
８からの発音により、エアクリーナ６内を通過する発生
音に干渉させて楽音を強調し、不快音を減衰低減する。

このようにして、第２モードでは第２フイルタ４２で騒
音信号ｖ４のうち好感度の楽音成分のみを取り出して走
行中のスポーツ感覚を得る。また、楽音以外の雑音成分
は位相差を与えた後、拡声器８を通してエアクリーナ６
内に流すことにより、エアクリーナ６内を通過する発生
音に干渉させ、不快音を減衰により低減させ、楽音を強
調することが可能となる。

又尻座紘米 以上説明したように、本発明は第１モードへの切換操作
により、走行中に発生するエンジン騒音を殆ど消音する
ことができ、静寂な車室内空間が得られる。また、第２
モードへの切換では、騒音に含まれる好感度の楽音成分
のみを取り出すことで、快適なスポーツ感覚を走行中に
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は１本発明によるエンジン発生音の制
御装置の配置図及び位相制御回路のブロック図である。 ２・・エンジン、４．５・・第１モード及び第２モード
の切換スイッチ、６・・エアクリーナ、７吸気ダクト、
８・・拡声器、１０・・回転数検出センサ（エンジン回
転数検出手段）、１１・・騒音センサ（騒音検出手段）
、２０・・位相制御回路、３０・・入力判別回路、４０
・・フィルタ回路、４１・・第１フイルタ、４２・・第
２フイルタ、５０・・反転増幅回路。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの稼動中にエンジンを通る空気の振動を
   騒音信号として電気信号に変換する振動検出過程と、得
   られた電気信号の位相に変化を与える位相差付与過程と
   、位相の変化した信号により駆動される拡声器の音波を
   前記空気内の音波と干渉させる混合過程とを含むエンジ
   ン発生音の制御法において、 位相差付与過程において異なる位相差を選択してエンジ
   ン発生音の減衰及び強調を選択できることを特徴とする
   エンジン発生音の制御法。
2. （２）更に、変換した電気信号から特定周波数の信号を
   除去するろ波過程を含む請求項（１）に記載のエンジン
   発生音の制御法。
3. （３）エンジンの稼動中にエンジンを通る空気の振動を
   騒音信号として電気信号に変換する振動検出過程と、得
   られた電気信号の位相に変化を与える位相差付与過程と
   、位相の変化した信号により駆動される拡声器の音波を
   前記空気内の音波と干渉させる混合過程とを含むエンジ
   ン発生音の制御法において、 エンジンの回転数を検出する過程を含み、位相差付与過
   程においてエンジンの回転数に対応する位相差で、得ら
   れた電気信号の位相に変化を与え、位相差付与過程にお
   いて異なる位相差を選択してエンジン発生音の減衰及び
   強調を選択できることを特徴とするエンジン発生音の制
   御法。
4. （４）エンジンの稼動中にエンジンを通る空気の振動を
   騒音信号として電気信号に変換する騒音センサと、入力
   判別回路の出力に基づいて騒音センサから出力された電
   気信号の位相を変化させる位相差付与手段と、位相差付
   与手段の出力により駆動されかつ前記空気内の音波と干
   渉させる音波を発生する拡声器とを有するエンジン発生
   音の制御装置において、 モード切換スイッチの出力により入力判別回路に異なる
   出力を発生させ、エンジン発生音の減衰及び強調を選択
   できることを特徴とするエンジン発生音の制御装置。
5. （５）更に、変換した電気信号から特定周波数の信号を
   除去するフィルタを含む請求項（４）に記載のエンジン
   発生音の制御装置。
6. （６）フィルタはバンドパスフィルタ及びプログラマブ
   ルフィルタを含み、電気信号から特定周波数の信号を除
   去するフィルタを含む請求項（５）に記載のエンジン発
   生音の制御装置。
7. （７）エンジンの稼動中にエンジンを通る空気の振動を
   騒音信号として電気信号に変換する騒音センサと、騒音
   センサから出力された電気信号の位相を変化させる位相
   差付与手段と、位相差付与手段の出力により駆動されか
   つ前記空気内の音波と干渉させる音波を発生する拡声器
   とを有するエンジン発生音の制御装置において、 エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、モード
   切換スイッチと、 モード切換スイッチの出力により異なる出力を発生する
   入力判別回路と、 エンジンの回転数に対応する位相差で得られた電気信号
   の位相に変化を与え、入力判別回路の出力によりエンジ
   ン発生音を選択的に減衰又は強調する反転増幅回路とを
   設けたことを特徴とするエンジン発生音の制御装置。
8. （８）騒音信号に含まれる高調波成分を除去しかつ特定
   周波数を残し又は通過させるフィルタ回路を設けた請求
   項（７）に記載のエンジン発生音の制御装置。
9. （９）エンジンの稼動中にエンジンを通る空気の振動を
   騒音信号として電気信号に変換する騒音センサと、騒音
   センサから出力された電気信号の位相を変化させる位相
   差付与手段と、位相差付与手段の出力により駆動されか
   つ前記空気内の音波と干渉させる音波を発生する拡声器
   とを有するエンジン発生音の制御装置において、 騒音信号に含まれる高調波成分を除去するバンドパスフ
   ィルタ及び特定周波数をろ波するプログラマブルフィル
   タを有するフィルタ回路と、エンジンの回転数を検出す
   る回転数検出手段と、プログラマブルフィルタの特定周
   波数を選択するモード切換スイッチと、 モード切換スイッチの出力により異なる出力を発生する
   入力判別回路と、 エンジンの回転数に対応する位相差で得られた電気信号
   の位相に変化を与え、入力判別回路の出力によりエンジ
   ン発生音を選択的に減衰又は強調する反転増幅回路とを
   設けたことを特徴とするエンジン発生音の制御装置。