JPS599699A - 自動車の車室内音場制御装置 - Google Patents

自動車の車室内音場制御装置

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JPS599699A
JPS599699A JP57118913A JP11891382A JPS599699A JP S599699 A JPS599699 A JP S599699A JP 57118913 A JP57118913 A JP 57118913A JP 11891382 A JP11891382 A JP 11891382A JP S599699 A JPS599699 A JP S599699A
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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】 この発明は自動車の車室内音場の制御り法。
特にいわゆるこもり音と称される空洞共振騒音をアクテ
ィブに抑制・制御する自動車の車室内音場の制御方法に
関する。
走行中、車室内の騒音は一般的に車速と共に増大してゆ
くが、ある条件下に於いて急激に騒音が大きくなり、こ
もり感を伴なった共鳴現象を起こすことがある。この共
鳴現象はガラス。
フロア、ルーフなどにより仕切られた車室内空間が一種
の共鳴箱となって共振を起こすことによるものである。
共振の周波数は車室内空間の寸法によ°つて定まり通常
車両前後方向で７０〜９０Ｈｚ、左右方向で１２０−１
４０　Ｈｚ、上下方向で１５０〜１５０　Ｈｚである。
そして車体の柚々の振動（例えばエンジン振動、或いは
このエンジン振動によって加振された車体の骨格、）ロ
アパネル、ウィンドウガラスその他の振動）の振動周波
数がこの共振周波数と一致したときに所謂「こもり音」
と称される不快な空洞共振騒音が発生するものである。
このこもり音は車室内の空気の′共振に係るものである
ため、車体形状を変更したりしない限りその共振周波数
を変更することができない。
このため、該こもり音を抑えるにはパネル面にダンピン
グ材を張りつけたりパネル面剛性、ガラス支持陣性を変
更したりして共振の原因となる振動を直接抑え、或いは
発生したこもり音を吸音材で吸収し、又は音場モードを
考慮して「音場の腹」の部位に大きな振動源がこないよ
うにヤスペション、排気管等の配置を考慮するというよ
うな手段がとられる。
しかしながらこれらの手段はいずれも０重量増大、コス
トアップ、得られる作用効果等の点で不満の残るもので
あった。
一方、騒音をアクティブに抑制・制御する方法として特
開昭４８−８２５０４ＶＣ示されている第１図の如きも
のが知られている。１が騒音源、２がマイクロホン、３
がマイクアンプ、４がフィルタ、５が位相反転器、６が
パワーアンプ、そして７がスピーカである。即ち、マイ
クロフォン２にて音を検出し、この音の位相を逆にして
パワーアンプ６を介してスピーカ７を駆動し、スピーカ
Ｔより相殺用の音波を発生させるものである。
しかしながらこのような騒音のアクディグ制御方法を自
動車のこもり音の抑制・制御に［６用しようとすると、
各自動車毎にマイクロホン２゜マイクアンプ３或いはフ
ィルター４等を装備する必要があって大幅なコスト高と
なる上に、相殺用の音波の位相や音量をその時々の運転
状態に見合ったものに調整するのが難しく且つ煩わしい
という不具合が生ずると考えられる。
この発明はこのような従来の不具合な点に着目して為さ
れたものであって、自動車の場合は車種が同一ならば同
一の運転状態で発生するこ　−もり音はほとんど同質の
ものであることに注目し、車種ごとに種々の運転状態下
で発生するこもり音を相殺する信号情報を予めコントロ
ールユニットに記憶させておき、走向中に適宜抽出１７
てこれをスピーカ入力信号の調整の基礎とすることによ
り上記不具合を解消することをその目的としている。
そしてこの発明はこの意図の下に６種々の運転状態下に
於いて車室内で発生する空洞共振騒音〔こもり音〕を予
め実験で正確に検出し、これを最も効率よく相殺する信
号情報をコントロールユニットに記憶させておくと共に
、車体に設けた検出器０例えばエンジン回転数を検出す
るイグニッションパルス検出器等からの検出信号より自
動車の運転状態を判断し、該判断に対応して選定された
コントロールユニット中の信号情報を基にｌ−てスピー
カよりこもり音の相殺音を出力させ、もって合理的な車
室内音場のアクティブ制御をすることをその特徴とする
ものである。
以下この発明を図示の実施例に基づいて説明する。
第２図〜第６図はこの発明の一実施例を示す図であり、
第２図は４気筒エンジン搭載車のエンジン回転数Ｃｒ１
皿〕と車室内騒音の音圧レベル〔ｄＢ〕との関係を示し
ている。図より明らかな如く車室内騒音の発生はエンジ
ンの回転数に深く関わっており、エンジンの回転２次成
分が空洞共振周波数に一致したときＶＣ大きなこもり音
が発生していることがわかる。これは４気筒エンジンは
エンジンの１回転あたりＶＣ２回の爆発膨張工程が生じ
る為、どの時の撮動が入力される為であると考えられる
。この実施例はこの関係を利用し、運転状態を判〃「す
る為の検・出要素としてエンジン回転数（具体的にはそ
の２次成分）を採用したものである。
第３図はこの実施例の基本ブロック図である。
１１がイグニッションパルス検出器、１２がコントロー
ルユニット＃　１３がスビーカテｈ　６゜イグニッショ
ンパルス検出器１１はエンジンの回転数をその２次成分
（１回転あたり２パルス）で検出する。コントロールユ
ニット１２はこの検出信号Ｓ、を受けて、エンジンの回
転数が制御必要領域にあるか否かを判断し、この領域に
あることを判断すると予め記憶している信号情報の中か
ら対応するものを選定してスピーカ１３を駆動し、現に
発生しているこもり音を相殺させるものである。
以下具体的ｌこ第２図Ａ部分のこもり音を相殺する場合
を例にとってより詳細ＶＣ説明する。先ず記憶させる信
号情報の収録から説明する（第４図）。第１にマイク「
１ポン１４．マイクアンプ１５．及びフィルター１６に
よって亀室内騒音レベルのエンジン回転速度依存性を測
定し。
こもり音Ａの為の制御必要領域Ｃ４を確認する。
こもり音Ａはエンジンの回転数２１００〜２７００ｒ　
Ｔ）Ｉｎの領域Ｖこ於いて強く発生しており該こもり音
Ａの為の制御必要領域Ｃ１はエンジン回転数として２１
００〜２７０Ｏｒｐｍが検出されたときとすればよいこ
とが判る（第２図の場合）。第２に。
スピーカ１３への入力信号のｒ〜γ相量を得るために基
準信号Ｓ１としてイグニッションコイル１次側の信号（
１回転当り２パルス）をパルス検出器１１によって検出
し、波形整形器１７を介して波形整形を行なう。その一
方で発振器１８を用意（−１該発振器１８からの信号ｓ
２とこの波形整形した基準信号ｓ１’との位相を位相調
整器１９で調整自在にセットする。第５　Ｖにもり音Ａ
の最も高いレベルに相応するエンジン回転速度（対応す
る２次の周波数成分ｓ２を発掘器１８がら出力する。そ
して単室内に設けたマイクロホン１４で騒音レベルを測
定して最も低減−゛が大きくなるようＶＣ発振器１８か
ら出力される信号ｓ２の位相及び出力の調整を位相調整
器１９とパワーアンプ付のレベル調整器２０とで盲なう
。第４に、この結果得られた最適な位相量及び出力針を
こもり音Ａを相殺する為の信号情報、即ちエンジン回転
数として２１００〜２７０　Ｏｒｐｍが検出されたとき
に選定される信号情報とじてコントロールユニット１２
〔マイクロコンピュータが最適〕の固定記憶装置に記憶
させておくものである。
次に実際の自動車運転時に於ける制御作用について第５
図を参照しつつ説明する。イグニッションパルス検出器
１１によって検出されたエンジンの回転２次成分信号Ｓ
、は、コントロールユニット１２の第１波形整形回路１
７で波形整形された後、エンジン回転速度検知回路２１
及び第２波形整形回路２２に入力される。エンジン回転
速度検知回路２１では入力された信号ｄ。
よりエンジン回転速度を検知し、これが２１００〜２７
００　ｒｐ＋ｎの範囲内にあることを判断すると対応し
て記憶していた位相量及び出力蓋〔信号情報〕を固定記
憶装置２３より読み出す。そしてこの信号情報を基に第
２波形整形回路２２から送られて来た信号Ｓ２とエンジ
ン回転検知回路２１から送られて来た信号Ｓ；間の位相
調整及び出力調整を位相調整回路１９及びパワーアンプ
付のレベル調整回路２０とで行ない、スピーカ１３に入
力してやるものである。この結果第６図に示す如きこも
り音Ａの低減が図れることになる。伺、各図に於いて同
一の符号を付したものは同−又は同等に作用することを
意味１．ている。
第７図及び第８図はこの発明の他の実施例を示す。第２
図或いは第７図のこもり音Ｂを解消する場合を例にとつ
−Ｃ説明する。この領域のこもり音Ｂはエンジン及びパ
ワートレイン系が所定のバネ定数を持った防振ゴムによ
って車体に支持されている上に、軽量化の要請からフロ
アパネルの剛性強化に限度があることより、エンジンの
低回転時にエンジン負荷の増大に伴なってエンジン及び
パワートレイン系から車体、特にフロアパネルに伝達さ
れる力が大きぐなりこの撮動が車体前後方向の空洞共振
に影響を与える為と考えられる。実験によれば他の条件
が同シ場合トランスミッションギヤが直結位置にあると
きに実際上最も問題となることが確認すれている。とこ
ろが、第７図より明らかな如くこの車室内騒音のレベル
は、同じエンジン回転数であってもスロットルバルブが
閉じているとき即ちエンジン負荷が小さいときには極め
て小さいことも確認されている。即ちこの状態にあって
はエンジン回転数のみを検出してアクティブ制御を行な
うと制御しなくともよい、すなわちこもり音が無視でき
るときに制御してしまうときがあることのみならず、場
合によってはかえって悪い結果を生ずることがあり得る
。この実施例ではこのような事情を考疋し、運転状態を
判断する為の検出要素としてエンジン回転数のほかにエ
ンジン負荷及びトランスミッションのギヤ位（Ｗをも含
めるようにしたものである。
以下この実施例全説明する。同、先の実施例と同様な部
分については適宜重複説明を省略する。先ず収録から説
明する、配線等については第４図と同等である。第１に
こもり音Ｂの解消の為の制御必要範囲０２を確認するた
めにマイクロホン１４．マイクアンプ１５及びフィルタ
ー１６Ｖこよって車室内騒音レベルのエンジン回転速度
依存性全明確にする。この時トランスミッションギヤは
直結の状態で測定する。こ７′Ｌによりエンジン回転速
度がｉ　ｏｏｏ〜１５０．Ｏｒｐｍのときをもって制御
必要範囲Ｃ２と決定する（第７図の場合）。第２に１０
００〜１５０１］　ｒｐｍの範囲で騒音最大レベルに相
応するエンジン回転速度（１２０Ｏｒｐｍ　）でエンジ
ンを回転させ。
この状態でエンジンへの負荷ヲ変えて吸入負圧と車室内
騒音との関係を明確にし、車室内騒音上許容できるレベ
ルに対応する吸入負圧の値を決定する。これにより運転
状態を判断する際に必要な諸要素が決定されたことにな
る。スピーカ１３への入力信号の位相煽及び出力量の決
定は先の実施例と同様に行なう。この際エンジン負荷は
許容レベル相応の吸入負圧となるように合わせる。そし
てこれらの結果を信号情報の１つとしてコントロールユ
ニットの′固定記憶装置？Ｎ、　ＶＣＣ記憶上ておくも
のである。
実際の自動車運転時に於ける制御に於いては運転状態の
判断の仕方が先の実施例と異なっている（第８図）。車
体にはエンジン回転数検出の為にイグニッションパルス
検出Ｗ１１．）ランスミツションギーヤ位置検出の為に
車速センサ２４、及びエンジン負荷の検出の為に吸入負
圧旧２５が設けられる。これらの情報はコントロールユ
ニッｌ−２５Ｋ入力され、エンジン回転速度検知回路２
８によりエンジン回転数（−ｚ１相当）を［１０００〜
１５００ｒｐｍＪと検知し、該エンジン回転速度検知回
路２８と車速センサ２４との出力を入力しエンジン回転
数と車速ｓ３とによりギア位置検知回路２９でトランス
ミッションギヤの位置を「直結」と検知し、且つ吸入電
圧計２５の数１１Ｍ１８４を負圧検知回路３０で許容レ
ベル相応の基準レベルより小さいと検知したときにのみ
アンド回路２７が制御必要な運転状態と判断するもので
ある。その後は先の実施例と同様に処理され、車室内音
場のアクティブ制御が為さｉする。
尚、運転状態の判断要素は、これらの例に限定されない
のは言うまでもなく、これらに代え。
又はこれらに加え例えば乗員数が異なると騒音レベル特
性が異なることより１乗員数に応じた信号情報を記憶さ
せＣおき、ノー１−の下に設けた乗員感知スイッチのＯ
ＩＪ　−ＯＦ　Ｉ＋”によって対応する信号情報を読出
すように（〜／こりするのは１Ｊろん可能である。又、
同じエンジン回転数による場合でも例えば２１１１１１
〜２〕ＩＩ　ｌ’ｌ　１−ｐｉｌｌ　ＶＣあるときは全
て２４００　ｒｐ＋ｎで最適ＶＣｆｘるように６己憶さ
せた信号情報で処理させるのではなく、エンジン回転数
名：例えば５０　ｒｐ＋【＋　ｉ☆の梢度で測定できる
ものを用いて２１　［１０，２１５［１，２２００，・
・・２６００．２６５０．２７０Ｏｒｐｍ毎に測定（７
，これら各回転数に最適な信号情報′ｆｆ：記憶させで
丸・いてこれを適切ｖｃ読み出すようＶこす１Ｌはより
正確な車室内音場の制御が行なわｈることｖｃ　する。
この場合、第５図に示す実施例Ｖこおい−Ｃは、固足記
憶回路２３として関数発生回路を用い、各エンジン回転
数に応じた位相廿および出力量を出力する一方、エンジ
ン回転速度検知回路２１は。
所定のエンジン回転数（２１００〜２７０　Ｏｒｐｍ　
）の範囲において、エンジン回転数に応じた出力を固定
記憶装置２３に入力できるようにしておけば良い。
第８図の実施例においてエンジン回転数に応、　　　−
ｄ じたアクティブ制御する場合には、第９図に示すように
、第８図におけるエンジン回転速度検知回路２８を最適
条件を記憶するときと同じ条件で例えば５０　ｒｐｍの
精度で２１００−２７００ｒｐｌｎの回転範囲を２１０
０．２１５０−２７００ｒｐｒｎと検知し、その回転数
ＶＣ１ｌ’５じた出力をするものとし、その出力全後述
の固定記憶回路２３′に人力させるようにする。又、ア
ンド回路２７はギア位置検知回路２９と負圧検知回路３
０との両川力を入力し、ギア直結で、エンジン負圧が基
準の許容レベル以下のとき固定記憶回路２３′をトリガ
ーし１作動状態になるようにする。
固定記憶回路２３′は関数発生器で、エンジン回転速度
検知回路２８からのエンジン回転数に応じた出力に対［
６する位相量とレベル量を位相調整回路１９とレベル調
整回路２０へ各々出力するようにすれば良い。かかる構
成にすれば、よりキメの細かい音場の了クチイブ制御が
でき。
こもり音を一層減することができる。
ところで、車速により車体の撮動の仕方が異なるので、
スピーカ１３の位置が第４図に示すように後席の後方に
固定することが最適とは限らない。最適条件を求める屯
Ｖこスピーカをドアの内張り、インストルメ／ドパネル
の助手席側等複数設けておき、各運転状態に合せて、前
述の位相、出力量の他にスピーカの最適位置を記憶して
おく。一方実際にアクティブ制御をしようとする車にも
同じｒＸｒ置にスピーカを付けておき、検知した運転条
件に最適のスピーカから打消すための音を出すようにす
ると向一層こもり音を減することができる。
以上説明して来た如くこの発明によれば、Ｌ述の如き構
成としたため、自動車走行時に発生する種々のこもり音
を効率よ、〈抑制でき、快適な車室内音場とすることが
できる。
又、適用車両全車にマイク、マイクアンプ等を設ける必
要がなく、しかも記憶された信号情報はメーカーサイド
で精密な測定器を用い十分な時間をかけて見出した正確
な情報であること。
及び現在の同一種類の車両間に於ける製造バラツキ度が
極めて小さいことより、その実用性は十分高いものであ
る。
ソシテコントロールユニットとしてマイクロコンピュー
タを用いるようにすれげ軽軟、小型で高容量［土つ安価
な記憶素子が市場に多く供給されていることより本発明
の効果を容易により向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は音場のアクティブ制御方法の従来例を示すブロ
ック図。 第２図〜第６図はこの発明の一実施例を示すもので、第
２図はエンジン回転数と車室内騒音との関係を示すグラ
フ。 第５図は基本ブロック図。 第４図は信号情報の収録ブロック図。 第５図は実際のアクティブ制御の詳細ブロック図。 第６図はアクティブ制御の作用を示すエンジン回転速度
と車室内騒音との関係を示すグラフ。 第７図はこの発明の他の実施例をボす第２図同様のグラ
フ。 第８図は第５図相当のアクティブ制御の詳細ブロック図
きし１゜ 第９図は第８図をさらに改良したーｒアクティブ制御詳
細ブロック図である。 Ａ、　Ｂ・・・・・・・・・・・・空洞共振騒音（こも
り音）１１・・・・・・・・・・・・・・・・・イグニ
ッションパルス検出器１２．２６　・・・・・・・・°
コントロールユニット１３・・・・・・・・・・・・・
・・・・・スピーカ２４・・・・・・・・・・・・・・
・・・・車速センサ（検出器）２５・・・・・・・・・
・・・・・・・・−吸入負圧針（検出器）ｃ、、Ｃ２・
・・・・・・・・・・・制御必要領域Ｓ１．Ｓ６．Ｓ４
・・・・・・検出信号第１図 第２図 薗転２；にσ１Ｉｔｉ１人％’ｊ−ＩＨχ）第３図 （イＩＬ！目し′ぐ１し１−１１夏り 第６図 、Ａ コーンシン５０←ζりＬ度ｆＲＰＭｌ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ｆｉｌ　　種々の運転状態下に於いて車室内で発生する
    空洞共振騒音に対応して、これを相殺可能とする種々の
    信号情報を予めコントロールユニットＶＣ記憶させてお
    くと共に。 車体ＶＣ設けた検出器からの検出信号より自動車の運転
    状態を判断し、該判断に対応して選定された上記信号情
    報を基に、スピーカから空洞共振騒音の相殺音を出力さ
    せることを特徴とする自動車の車室内音場の制御方法。 （２）上記運転状態はエンジン回転数、トランスミッシ
    ョンギヤの位置、工／ジン負荷のいずれか、又はこれら
    の組合わせにより判断することを特徴とする特許請求の
    範囲第１項記載の自動車の車室内音場の制御方法。 （８）　　上記運転状態の判断及び選定された信号情報
    を基ｌこしたスピーカ入力信号の調整は、マイクロコン
    ピュータを用いて行なうことを特徴とする特許請求の範
    囲第１項又Ｖよ第２項記載の自動車の車室内音場の制御
    方法。
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