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JPH04273B2 - - Google Patents
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JPH04273B2 - - Google Patents

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JPH04273B2
JPH04273B2 JP57118913A JP11891382A JPH04273B2 JP H04273 B2 JPH04273 B2 JP H04273B2 JP 57118913 A JP57118913 A JP 57118913A JP 11891382 A JP11891382 A JP 11891382A JP H04273 B2 JPH04273 B2 JP H04273B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は自動車の車室内音場制御装置、特に
いわゆるこもり音と称される空洞共振騒音をアク
テイブに抑制・制御する自動車の車室内音場制御
装置に関する。
＜従来の技術＞ 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、こもり感を伴なつた共鳴現象を起こ
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
共鳴箱となつ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
120〜140Hz、上下方向で130〜150Hzである。そし
て車体の種々の振動（例えばエンジン振動、或い
はこのエンジン振動によつて加振された車体の骨
格、フロアパネル、ウイ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、ガラス支持剛
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サスペシヨン、
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、重量増
大、コストアツプ、得られる作用効果等の点で不
満の残るものであつた。
一方、騒音をアクテイブに抑制・制御する装置
として特開昭48−82304に示されている第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がフイルタ、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、マイクロフオン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７より相
殺用の音波を発生させるものである。
＜発明が解決しようとする課題＞ しかしながらこのような騒音のアクテイブ制御
装置を自動車のこもり音の抑制・制御に応用しよ
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或いはフイルター４等を装備する必要
があつ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つた
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つて、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記憶させておき、走行中に
適宜抽出し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。
＜課題を解決するための手段＞ この発明に係る自動車の車室内音場制御装置
は、上記の目的を達成するために、自動車の運転
状態を検出する運転状態検出手段と、種々の運転
状態において車室内で発生する空洞共振騒音を相
殺するための信号情報を記憶する記憶手段と、前
記運転状態検出手段からの信号により、記憶手段
にて記憶された信号情報に基づいて、空洞共振騒
音と逆位相の相殺音を算出する制御手段と、該制
御手段にて算出された相殺音を車室内に発する相
殺音発生手段と、を備えたものである。
＜実施例＞ 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〔rpm〕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
わつており、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に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回転あたりに２回の爆発膨張工程が生
じる為、この時の振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
状態を判断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図はこの実施例の概略ブロツク図である。
１１がイグニツシヨンパルス検出器、１２がコン
トロールユニツト、１３がスピーカである。イグ
ニツシヨンパルス検出器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。コントロールユニツト１２はこの検出信号
S1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。
以下具体的に第２図Ａ部分のこもり音を相殺す
る場合を例にとつてより詳細に説明する。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にマイクロホン１４、マイクアンプ１５、及
びフイルター１６によつて車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C1を確認する。こもり音Ａはエ
ンジンの回転数2100〜2700rpmの領域に於いて強
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2100〜2700rpm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への入力信号の位相
量を得るために基準信号S1としてイグニツシヨン
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によつて検出し、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１
８を用意し、該発振器１８からの信号S2とこの波
形整形した基準信号S1′との位相を位相調整器１
９で調整自在にセツトする。第３にこもり音Ａの
最も高いレベルに相応するエンジン回転速度（図
より2400rpm）でエンジンを回転させる。その時
点でエンジン回転速度（2400rpm）に対応する２
次の周波数成分S2を発振器１８から出力する。そ
して車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量が大きくなるように発振
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とで行なう。第４に、この結果得られた
最適な位相量及び出力量をこもり音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〜
2700rpmが検出されたときに選定される信号情報
としてコントロールユニツト１２〔マイクロコン
ピユータが最適〕の固定記憶装置（記憶手段）２
３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の説
明を、第５図を参照しつつ、本発明の基本構成の
説明と共に行う。イグニツシヨンパルス検出器１
１によつて検出されたエンジンの回転２次成分信
号S1は、コントロールユニツト１２の第１波形整
形回路１７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S′1よりエンジン回転速度を検知する
（以上が本願発明の「運転状態検知手段」であ
る）。そして、これが2100〜2700rpm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
量及び出力量〔信号情報〕を固定記憶装置（記憶
手段）２３より読み出す。そしてこの信号情報を
基に前記第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′1間の位相調整及び出力調整を、「制御
手段」としての位相調整回路１９及びパワーアン
プ付のレベル調整回路２０とで行ない、「相殺音
発生手段」としてのスピーカ１３に入力し、該ス
ピーカ１３より相殺音を車室内に発するものであ
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。尚、各図に於いて同一の符
号を付したものは同一又は同等に作用することを
意味している。
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
場合を例にとつて説明する。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
定数を持つた防振ゴムによつ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つてエンジン及びパ
ワートレイン系から車体、特にフロアパネルに伝
達される力が大きくなりこの振動が車体前後方向
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じ場合トランスミツシヨン
ギヤが直結位置にあるときに実際上最も問題とな
ることが確認されている。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
ンジン回転数であつてもスロツトルバルブが閉じ
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
にあつてはエンジン回転数のみを検出してアクテ
イ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、場合によつてはかえつ
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慮し、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ツシヨンのギヤ位置を
も含めるようにしたものである。
以下この実施例を説明する。尚、この実施例の
基本構成は先の実施例とほぼ同様につき、重複す
る部分の説明を省略する。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領域C2を確
認するためにマイクロホン１４、マイクアンプ１
５及びフイルター１６によつて車室内騒音レベル
のエンジン回転速度依存性を明確にする。この時
トランスミツシヨンギヤは直結の状態で測定す
る。これによりエンジン回転速度が1000〜
1500rpmのときをもつて制御必要範囲C2と決定す
る（第７図の場合）。第２に1000〜1500rpmの範
囲で騒音最大レベルに相応するエンジン回転速度
（1200rpm）でエンジンを回転させ、この状態で
エンジンへの負荷を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
位相量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ツト
の固定記憶装置に記憶させておくものである。
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つている
（第８図）。車体にはエンジン回転数検出の為にイ
グニツシヨンパルス検出器１１、トランスミツシ
ヨンギ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計２５が設けら
れる。これらの情報はコントロールユニツト２６
に入力され、エンジン回転速度検知回路２８によ
りエンジン回転数（S1／２相当）を「1000〜 1500rpm」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
でトランスミツシヨンギヤの位置を「直結」と検
知し、且つ吸入負圧計２５の数値S4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イ
ブ制御が為される。
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、乗員数に応じた信号情
報を記憶させておき、シートの下に設けた乗員感
知スイツチのON−OFFによつて対応する信号情
報を読出すようにしたりするのはむろん可能であ
る。又、同じエンジン回転数による場合でも例え
ば2100〜2700rpmにあるときは全て2400rpmで最
適になるように記憶させた信号情報で処理させる
のではなく、エンジン回転数を例えば50rpm位の
精度で測定できるものを用いて2100、2150、
2200、…2600、2650、2700rpm毎に測定し、これ
ら各回転数に最適な信号情報を記憶させておいて
これを適切に読み出すようにすればより正確な車
室内音場の制御が行なわれることになる。この場
合、第５図に示す実施例においては、固定記憶回
路２３として関数発生回路を用い、各エンジン回
転数に応じた位相量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（2100〜2700rpm）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じ
たアクテイブ制御をする場合には、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を最適条件に記憶するときと同じ条件で例
えば50rpmの精度で2100〜2700rpmの回転範囲を
2100、2150…2700rpmと検知し、その回転数に応
じた出力をするものとし、その出力を後述の固定
記憶回路２３′に入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３０との両出力を入力し、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、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
に応じた出力に対応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アクテイブ制御ができ、こも
り音を一層減ずることができる。
ところで、車速により車体の振動の仕方が異な
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。最適条件を求める車にスピーカをドアの内張
り、インストルメント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。
一方実際にアクテイブ制御をしようとする車にも
同じ位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
ようにすると尚一層こもり音を減ずることができ
る。
＜発明の効果＞ 以上説明して来た如くこの発明によれば、上述
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く抑制でき、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。
そしてマイクロコンピユータを用いるようにす
れば軽量、小型で高容量且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図は音場のアクテイブ制御装置の従来例を
示すブロツク図、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３図は概略
ブロツク図、第４図は信号情報の収録ブロツク
図、第５図は実際のアクテイブ制御装置の詳細ブ
ロツク図、第６図はアクテイブ制御装置の作用を
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示す
第２図同様のグラフ、第８図は第５図相当のアク
テイブ制御装置の詳細ブロツク図、そして、第９
図は第８図をさらに改良したアクテイブ制御装置
の詳細ブロツク図である。 ｛１１……イグニツシヨンパルス検出器、２４
……車速センサー、２５……吸入負圧計、１７…
…第１波形整形回路、２２……第２波形整形回
路、２１，２８……エンジン回転速度検知回路、
２９……ギヤ位置検知回路、３０……負圧検知回
路、２７……アンド回路｝運転状態検出手段、２
３，２３′……固定記憶装置（記憶手段）、｛１９
……位相調整回路、２０……レベル調整回路｝制
御手段、１３……スピーカ（相殺音発生手段）、
Ａ，Ｂ……空洞共振騒音（こもり音）、C1，C2…
…制御必要領域、S1，S3，S4……検出信号。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 自動車の運転状態を検出する運転状態検出手
    段と、種々の運転状態において車室内で発生する
    空洞共振騒音を相殺するための信号情報を記憶す
    る記憶手段と、 前記運転状態検出手段からの信号により、記憶
    手段にて記憶された信号情報に基づいて、空洞共
    振騒音と逆位相の相殺音を算出する制御手段と、 該制御手段にて算出された相殺音を車室内に発
    する相殺音発生手段と、 を備えたことを特徴とする自動車の車室内音場制
    御装置。
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