JP3278173B2 - 車両用騒音制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロードノイズ等により
生じる車室内の騒音を低減する車両用騒音制御装置に関
し、詳しくはマイクロホン等により集音した騒音と騒音
振動に応じたリファレンス信号に基づき、上記騒音を低
減せしめる音をスピーカから出力する車両用騒音制御装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車の室内における騒音は運転手およ
びその他の乗員の疲労を増大させ、また不快感を起こさ
せる。

【０００３】このような車室内騒音としては、一般に20
0Hz 〜300Hz 以下の低周波（こもり音）と、エンジン騒
音、排気系放射音、ロードノイズ、風騒音等の中高波音
とがある。

【０００４】この中でもロードノイズ等は車内の人間に
とって影響が大きく、その騒音が大きくなるにつれて乗
員の不快感は増大する。

【０００５】これらの騒音は路面から車室内に直接放射
される割合よりもボディ等を伝わって車室内に到達する
割合が大であって、遮音部材を利用した防音対策には限
界があり、むしろロードノイズ等とは逆位相の音を出力
して騒音を積極的に打ち消し、車内の人間にはあたかも
ロードノイズ等が出ていないように感じさせる、いわば
積極的防音対策が注目されている。

【０００６】このような積極的防音対策に関する従来技
術としては、乗員のヘッドレスト付近（乗員の耳の位置
付近）に取り付けたマイクロホンによって集音した騒音
と、リファレンスセンサからのリファレンス信号に基づ
き、車室内に取り付けたスピーカから騒音とは逆位相と
なる音を出力してこの騒音を打ち消すようにしたものが
知られている（特表平1-501344号公報）。

【０００７】すなわち、この公報記載の技術は図６に示
す如く、車室110 内の所定位置に車室内騒音を集音する
複数個のマイクロホン112 と二次音源を構成する２つの
スピーカ111 が設置されている。マイクロホン112 によ
り集音された騒音は電気信号に変換されて制御部113 に
送出される。

【０００８】一方、エンジン102 の回転数を検出するセ
ンサからのエンジン回転検出信号に基づき、リファレン
ス信号発生器115 においてリファレンス信号が発生され
る。制御部113 では入力されたリファレンス信号とマイ
クロホン112 からの出力信号に応じて適応フィルタ114
のフィルタ常数を変化させて２つのスピーカ111 から、
車室内騒音を打ち消す音（騒音と逆位相となる音）が出
力されるように上記スピーカ111を駆動する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにセンサからの信号に基づいてリファレンス信号を生
成する手法では、エンジン騒音を問題とするときは一つ
のセンサ（例えばＩＧパルス検出器）からの信号によっ
てリファレンス信号を生成し得るが、例えばロードノイ
ズを問題とするときは路面に接地するタイヤの数が４本
で、各々の３軸各方向についての振動を検出するセンサ
が必要となり、したがって合計12個ものセンサを車体に
取り付ける必要が生じる。

【００１０】このように騒音入力点が多数存在する場
合、リファレンスセンサからの信号に基づいてリファレ
ンス信号を生成しようとするとリファレンスセンサが多
数必要となり、装置構成も複雑化する。

【００１１】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
ので、リファレンス信号を生成するためのリファレンス
センサを大幅に削減することができ、装置構成の簡易化
を図ることができる車両用騒音制御装置を提供すること
を目的とするものである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】前記目的を達成するた
め、本発明にあっては次のような構成としてある。すな
わち、車種に固有の車両の走行状態にかかわらず一定の
ピーク周波数を持つ車室内騒音を集音する集音手段と、
該車室内の騒音を低減し得る音を出力するスピーカと、
騒音振動に対応したリファレンス信号を生成するリファ
レンス信号生成手段と、前記集音手段により集音された
騒音と前記リファレンス信号生成手段により生成された
リファレンス信号に基き、前記スピーカから前記車室内
の騒音を低減し得る音が出力されるようコントロールす
るコントロール手段とを備えてなる車両用騒音制御装置
において、前記リファレンス信号生成手段が、前記ピー
ク周波数に応じた周波数情報を複数種類記憶してなる記
憶手段と、前記記憶手段に記憶されている複数種類の周
波数情報に応じた周波数信号を車両の走行状態に応じた
所定の混合比で合成する信号合成手段とからなる、よう
な構成としてある。

【００１３】すなわち、騒音源が有する固有振動のピー
ク周波数に応じた周波数情報を複数種類記憶しておき、
この複数種類の周波数情報に応じた周波数信号を車両の
走行状態に応じた所定の混合比で合成してリファレンス
信号を生成することを特徴とするものである。

【００１４】ここで車両の走行状態とは、例えば路面状
態や車速等、車両が走行する際に関係する種々の因子を
全て含むものとする。

【００１５】

【作用および発明の効果】上記構成によれば、リファレ
ンス信号を生成する際にリファレンスセンサから逐次振
動情報を得るのではなく、予め騒音源の固有振動のピー
ク周波数を測定しておいてこれを記憶し、必要時にこの
ピーク周波数を取り出すようにしている。

【００１６】すなわち、例えばロードノイズ等の騒音
は、車種に固有の騒音のピーク周波数が複数個存在し、
これは車体が完成された時点で車種毎に定まってしまう
ものである。

【００１７】したがって、この様な定周波騒音のピーク
周波数（例えばタイヤの固有振動数、ホイールやサスペ
ンションの連成振動の共振点）を予め測定しておき、そ
の周波数情報を記憶せしめておくことによりリファレン
スセンサからの振動情報を得なくてもこの記憶されてい
る周波数情報に基づいてリファレンス信号を生成するこ
とが可能となる。

【００１８】また、上記構成によれば、記憶されている
複数の周波数情報に応じた周波数信号を車両の走行状態
に応じた所定の混合比で合成することによりリファレン
ス信号を生成している。

【００１９】すなわち、このような騒音のピークを形成
している騒音因子のレベルの相対比率は車速や路面の状
態により変化する。例えば低速時においては、ホイルや
サスペンションの連成振動のレベルは余り大きくなく、
したがって低速時におけるこの振動の相対比率は小さく
なる。

【００２０】したがって、実際にリファレンス信号を生
成する際にはこのような各振動レベルの相対比率に影響
を与える因子に応じて各振動に対応する周波数信号の混
合比を変更することにより、その状況に応じた精度の高
いリファレンス信号を生成することが可能となる。

【００２１】したがって上記構成を有する本発明の車両
用騒音制御装置によれば、リファレンス信号の生成に際
し、定周波騒音についての振動情報を得るためにリファ
レンスセンサが不要となるのでリファレンスセンサの大
幅削減、装置の構成の簡易化を図ることが可能である。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。

【００２３】図１は、本発明の実施例に係る車両用騒音
制御装置を自動車の車内に取り付けた様子を示す概略図
である。

【００２４】すなわち、この装置は各座席のヘッドレス
ト１位置に埋め込まれてなるマイクロホン２と、このマ
イクロホン２によって集音された音を変換してなる電気
信号を入力されるコントローラ３と、コントローラ３に
より駆動され、車内の騒音を各乗員の耳の位置で打ち消
す音を出力するオーディオ用フロントスピーカ４とから
なっている。

【００２５】上記マイクロホン２は各乗員の両耳の位置
と一致する位置に配されており、これによりコントロー
ラ３には、各乗員に実際に聞こえている音に応じた電気
信号が入力されることとなる。

【００２６】さらに、運転席のフロントパネル付近に
は、乗員が本装置のＯＮ／ＯＦＦあるいは打ち消す騒音
の種類の切換えを適宜行なうためのスイッチ５が配設さ
れている。

【００２７】なお、上記スピーカ４はＣＤ、磁気テー
プ、チューナ等からの音声信号を音に変えて出力する一
般のオーディオ用スピーカであって、このような音と上
記騒音の打消し音とを同時に、または一方のみを出力す
るようになっている。

【００２８】図２は上記本装置の概略を示すブロック図
である。

【００２９】すなわち、この図２によれば、増幅器６に
より増巾されＡ／Ｄ変換器７によりデジタル変換され
た、マイクロホン２から送出された騒音情報を担持した
電気信号はコントローラ３に入力され、また、コントロ
ーラ３から送出されたスピーカ駆動信号はＤ／Ａ変換器
８によりアナログ変換され、増巾器９により増巾されて
スピーカ４に印加されこのスピーカ４から所望の音を出
力させる。

【００３０】このコントローラ３は図３に示すように、
リファレンス信号を生成するリファレンス信号生成手段
10と、このリファレンス信号生成手段10により生成され
たリファレンス信号およびマイクロホン２から出力され
たマイクロホン出力信号に基づき適切なスピーカ駆動信
号を出力する適応制御手段11を備えている。

【００３１】さらに、このリファレンス信号生成手段10
は図４に示すように、互いに異なる周期の正弦波信号を
発生する複数個の正弦波発生器21〜23、およびこれらの
正弦波発生器21〜23から出力された各正弦波信号を互い
に所定の混合比で合成せしめるミキサー24とからなって
いる。

【００３２】図４では、正弦波発生器21〜23が３つ描か
れており、正弦波発生器21は周波数ｆ１の正弦波信号
を、正弦波発生器22は周波数ｆ２の正弦波信号を、さら
に正弦波発生器23は周波数ｆ３の正弦波信号を各々出力
するようになっている。

【００３３】各正弦波発生器21〜23の設定周波数ｆ１〜
ｆ３は、ロードノイズを形成する、車種固有の騒音振動
のピーク周波数に各々一致している。

【００３４】すなわちロードノイズを形成する騒音振動
を分析するとタイヤの固有振動（例えば80Hz）、ホイー
ルやサスペンションの連成振動の共振あるいはタイヤ空
洞部の共鳴振動等があり、これらの各振動因子が周波数
軸上で騒音レベルの各ピークと対応することとなる。

【００３５】これらの振動のピーク周波数は車種固有の
ものであって車体完成時において既に定まっているもの
であるから、これらのピーク周波数を予め測定してお
き、これらのピーク周波数により各々正弦波発生器21〜
23の周波数設定値を決定することとなる。

【００３６】また、ミキサー24は入力された車速情報や
路面情報に応じてこれらの正弦波発生器21〜23からの正
弦波信号を所定の混合比（ゲイン比）で合成する。この
混合比率は、予め車速あるいは路面状態を各々変化させ
て、そのときの各ピーク周波数の振幅比を測定してお
き、その測定データに基づいて得られた値をこのミキサ
ー24内のメモリに記憶しておく。

【００３７】したがって、リファレンス信号生成時に、
入力された車速情報や路面情報に基づきミキサー24内の
メモリから所定の混合比率データが出力され、このデー
タに基づいて各正弦波信号の合成が行なわれることとな
る。

【００３８】なお、上記車速情報は車速センサからの信
号、また、路面情報は路面センサからの信号に基づいて
得るようになっている。

【００３９】また、上記適応制御手段11は、このリファ
レンス信号に基づき、このリファレンス信号に含まれる
周波数成分がマイクロホン出力信号に含まれなくなるよ
うに、適応フィルタ20において位相調整およびゲイン調
整がなされるようにし、スピーカ４から出力される音を
コントロールすることとなる。

【００４０】すなわち、本実施例装置の適応制御手段11
は、ＬＭＳ方式（Least Mean Square method) を採用し
ており、図５に示す如く、リファレンス信号が入力され
た適応フィルタ31に対し、適応機構32によりマイクロホ
ン出力信号に基づきフィルタ常数の調整を行なう。

【００４１】その際に、下記漸化式を用い偏差Ｊが最小
値をとるように処理する。

【００４２】

【数１】

【００４３】また、このＬＭＳ方式では図５に示される
ように適応機構32はスピーカ４とマイクロホン２の間の
伝達関数Ｈ33を入力され、この伝達関数Ｈ33をも考慮し
て適応フィルタ31の係数を調整するようになっており、
これによりスピーカ４とマイクロホン２の空間的距離が
いわば補間されることとなる。

【００４４】本発明の車両用騒音制御装置としては、上
記実施例のものに限られるものではなく、その他種々の
変更が可能である。

【００４５】例えば、上述した正弦波発生器の数として
も３つに限られず２つあるいは４つ以上の数とすること
が可能であり、また、ミキサーに入力される走行状態を
表わす情報としても実施例のものに限られるものではな
い。

【００４６】また、上記実施例ではロードノイズについ
て騒音の低減を図ろうとするものであるが、他の騒音の
低減を図る場合にも応用できる。

【００４７】また、本発明装置において生成されたリフ
ァレンス信号に一般のリファレンスセンサからのリファ
レンス信号を加算して最終的なリファレンス信号を生成
することももちろん可能である。

【００４８】また、上記適応制御手段11としてはＬＭＳ
方式を採用しているが、これに代えてシンプレックス(S
implex) 方式あるいはパウエル(Powell)方式を採用する
ことももちろん可能である。

【００４９】また、本実施例装置では全乗員の耳元にセ
ンサ用のマイクロホン２を取り付け、全乗員について騒
音制御をしているが、特定の乗員のみ、例えば運転手あ
るいは運転手と助手席の乗員のみについて騒音制御を行
なうことも可能で、この場合には、この特定の乗員の耳
元のマイクロホン２からの信号をコントローラ３に入力
せしめればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る車両用騒音制御装置の
取付位置を示す概略図

【図２】図１に示す装置の概略を示すブロック図

【図３】図２に示すコントローラの内部を示すブロック
図

【図４】図３に示すリファレンス信号生成手段の内部を
示すブロック図

【図５】図３に示す適応制御手段の内部を示すブロック
図

【図６】従来技術を説明するためのブロック図

【符号の説明】

２ マイクロホン ３ コントローラ ４ スピーカ 10 リファレンス信号生成手段 11 適応制御手段 21，22，23 正弦波発生器 24 ミキサー 31 適応フィルタ 32 適応機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田博志 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−282032（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G10K 11/178 B60R 11/02 F01N 1/00 F01N 1/06 H04R 3/00 310

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車種に固有の車両の走行状態にかかわらず
   一定のピーク周波数を持つ車室内騒音を集音する集音手
   段と、 該車室内の騒音を低減し得る音を出力するスピーカと、 騒音振動に対応したリファレンス信号を生成するリファ
   レンス信号生成手段と、 前記集音手段により集音された騒音と前記リファレンス
   信号生成手段により生成されたリファレンス信号に基
   き、前記スピーカから前記車室内の騒音を低減し得る音
   が出力されるようコントロールするコントロール手段と
   を備えてなる車両用騒音制御装置において、 前記リファレンス信号生成手段が、 前記 ピーク周波数に応じた周波数情報を複数種類記憶し
   てなる記憶手段と、前記 記憶手段に記憶されている複数種類の周波数情報に
   応じた周波数信号を車両の走行状態に応じた所定の混合
   比で合成する信号合成手段とからなる、 こ とを特徴とする車両用騒音制御装置。
2. 【請求項２】 車両の走行状態が路面情報であることを
   特徴とする請求項１に記載された車両用騒音制御装置。
3. 【請求項３】 車両の走行状態が車速情報であることを
   特徴とする請求項１に記載された車両用騒音制御装置。