JP4314212B2 - 車両用能動型騒音・振動・効果音発生制御システム及び該システムが搭載された車両 - Google Patents

Description

この発明は、エンジン振動の検出信号に基づいて車室内の騒音を低減する能動型騒音制御装置（以下、ＡＮＣ：Active Noise Controlという。）と、前記検出信号に基づいて車両の振動を低減する能動型振動制御装置（以下、ＡＶＣ：Active Vibration Controlという。）と、前記検出信号に基づいて前記車室内に効果音を発生する能動型効果音発生制御装置（以下、ＡＳＣ：Active Sound Controlという。）のうち、少なくとも２つ以上を備える車両用能動型騒音・振動・効果音発生制御システム及び該システムが搭載された車両に関する。

図８は、この出願人の開発に係るＡＮＣ搭載車両１０Ｎの模式図を示している。このＡＮＣ搭載車両１０Ｎでは、エンジン１２の点火制御がエンジンＥＣＵ１４により行われる一方、エンジン１２の爆発周期に対応したエンジン回転パルスＥｐがエンジン１２からエンジンＥＣＵ１４を介してＡＮＣ１６に供給される。

エンジン１２の爆発を主因とする騒音は、前席及び後席の乗員の耳を通じて聞こえるので、その耳に近い場所のシートあるいはルーフ等にマイクロホン１８、２０が固定され、このマイクロホン１８、２０に入力される音（騒音）が最小となるように前後席用にＡＮＣ搭載車両１０Ｎ内に固定されたスピーカ２２、２４からキャンセル音が出力される。この場合、キャンセル音を出力するスピーカ２２、２４に対する制御入力Ｓ１、Ｓ２がＡＮＣ１６で作成される。

ＡＮＣ１６は、エンジン回転パルスＥｐからエンジン回転周波数に比例した正弦波の基準信号を発生する基準信号生成部２６と、この基準信号の位相及び振幅をマイクロホン１８、２０の出力が最小となるような制御入力Ｓ１、Ｓ２を発生する適応フィルタ２８、３０とから構成されている。

図９は、この出願人の開発に係るＡＶＣ搭載車両１０Ｖの模式図を示している。なお、図９において、図８に示したものと対応するものには同一の符号を付けてその詳細な説明は省略する。

エンジン１２は、実際上、シャーシ上にエンジンマウント４２、４４を介して取り付けられている。エンジンマウント４２、４４にはエンジン１２の振動に合わせて振動し、車体への振動を遮断するように制御するためのアクチュエータが内蔵されており、また各エンジンマウント４２、４４には振動センサを兼ねる荷重センサ４６、４８が取り付けられている。この場合、振動を与えて制振するためのエンジンマウント４２、４４に対する制御入力Ｓ３、Ｓ４がＡＶＣ５０で作成される。

荷重センサ４６、４８の出力は、ＡＶＣ５０に供給される。また、エンジン回転パルスＥｐがＡＶＣ５０に供給されている。

ＡＶＣ５０は、エンジン回転パルスＥｐからエンジン回転周波数に比例した正弦波の基準信号を発生する基準信号生成部２６と、この基準信号の位相及び振幅を変化させ、荷重センサ４６、４８の出力の変化が最小となるような制御入力Ｓ３、Ｓ４を発生する適応フィルタ５２、５４とから構成されている。

図１０は、この出願人の開発に係るＡＳＣ搭載車両１０Ｓの模式図を示している。なお、図１０において、図８及び図９に示したものと対応するものには同一の符号を付けてその詳細な説明は省略する。

このＡＳＣ搭載車両１０Ｓでは、ＡＳＣ６０は、エンジン回転パルスＥｐから基準信号生成部２６においてエンジン回転周波数に比例した正弦波の基準信号を発生し、音響制御器５６、５８により基準信号の位相及び振幅を変化させることで制御入力Ｓ５、Ｓ６を生成し、これをスピーカ２２、２４に供給することで加速に応じた効果音をスピーカ２２、２４から発生するように構成されている。

ところで、車両には、より快適な車室内環境を形成するために、これらＡＮＣ１６、ＡＶＣ５０、ＡＳＣ６０を搭載することが考えられる。

効果音を発生するための音源を備えるＡＳＣと、適応型騒音キャンセレーション制御器を備えるＡＮＣとを搭載した車両用の音響エンハンスメントシステムが提案されている（特許文献１参照）。この音響エンハンスメントシステムでは、車両の加速操作の間、上記音源より高出力車両を模した加速音がミキサ及びスピーカを通じて出力される一方、エンジンから得たエンジン回転数を表す信号とマイクロホンから得た参照信号にもとづき騒音キャンセレーション信号が作成され上記ミキサに供給されると記載されている。

特許第３２６１１２８号公報（第１図）

しかしながら、特許文献１に係る音響エンハンスシステムでは、常時、ＡＳＣとＡＮＣとが作動しているため、車両の走行状態によっては、相互に干渉して却って騒音・音響環境が悪化してしまうという問題がある。

例えば、加速時にＡＳＣにより加速音を強調しようとした場合、ＡＮＣはその加速音を打ち消すように動作するので、結果としてスポーティな感覚を全く感じることができない事態が発生する場合があることが分かった。

この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、ＡＮＣと、ＡＶＣと、ＡＳＣのうち、少なくとも２つ以上を搭載する車両用能動型騒音・振動・効果音発生制御システムにおいて、これらが相互に干渉して振動音響（騒音）環境を悪化させることを防止する車両用能動型騒音・振動・効果音発生制御システム及び該システムが搭載された車両を提供することを目的とする。

この発明に係る車両用能動型騒音・効果音発生制御システムは、エンジン振動の検出信号に基づいて基準信号を生成し、乗員位置付近に設置されたマイクロホンの検出信号に基づいて前記基準信号の振幅や位相を変化させて第１制御信号を生成し、前記第１制御信号を乗員に対して音響を聞かせるためのスピーカに出力することで車室内の騒音を低減する能動型騒音制御装置（以下、ＡＮＣ：Active Noise Controlという。）と、前記エンジン振動の検出信号に基づいて基準信号を生成し、加速に応じた効果音となるように当該基準信号の振幅や位相を変化させて第２制御信号を生成し、前記第２制御信号を前記スピーカに出力することで前記車室内に効果音を発生する能動型効果音発生制御装置（以下、ＡＳＣ：Active Sound Controlという。）と、を備える車両用能動型騒音・効果音発生制御システムであって、車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、検出された走行状態に応じて、前記第１制御信号、及び前記第２制御信号に対して行う重み付けの重み付け量を設定する重み付け量設定手段と、を備え、前記重み付け量設定手段は、前記走行状態がアイドル領域、又はクルーズ領域であることを検出すると、前記第１制御信号の重み付け量を前記第２制御信号の重み付け量に比べて大きく設定し、前記走行状態が加速領域であることを検出すると、前記第２制御信号の重み付け量を前記第１制御信号の重み付け量に比べて大きく設定することを特徴とする。
この発明に係る車両用能動型騒音・振動・効果音発生制御システムは、上記の特徴を備える制御システムにおいて、前記エンジン振動の検出信号に基づいて基準信号を生成し、制振対象物付近に設置された振動センサの検出信号に基づいて当該基準信号の振幅や位相を変化させて第３制御信号を生成し、前記第３制御信号を前記制振対象物付近に設置されたアクチュエータに出力することで車両の振動を低減する能動型振動制御装置（以下、ＡＶＣ：Active Vibration Controlという。）を、さらに備え、前記重み付け量設定手段は、前記走行状態がアイドル領域であることを検出すると、前記第１制御信号、及び前記第３制御信号の重み付け量を、前記第２制御信号の重み付け量に比べて大きく設定し、
前記走行状態がクルーズ領域であることを検出すると、前記第１制御信号の重み付け量を、前記第２制御信号、及び前記第３制御信号の重み付け量に比べて大きく設定し、前記走行状態が加速領域であることを検出すると、前記第２制御信号の重み付け量を、前記第１制御信号、及び前記第３制御信号の重み付け量に比べて大きく設定することを特徴とする。

この発明によれば、走行状態検出手段により検出された車両の走行状態に応じて、重み付け量設定手段により、機能的にそれぞれ独立した制御装置（ＡＮＣ、ＡＳＣ、ＡＶＣ）の制御信号を相互に関連づけて協調させて制御するようにしているので、各制御装置が相互に干渉して振動音響（騒音）環境を悪化させることを防止することができる。

この場合、請求項１又は２記載の制御システムにおいて、
前記走行状態検出手段は、エンジン回転周波数検出器と、検出したエンジン回転周波数の周波数変化量を検出する周波数変化量検出器を備え、前記重み付け量設定手段は、前記エンジン回転周波数と前記周波数変化量に基づき、前記第１乃至第３制御信号の重み付け量を設定するように構成することで、車両用能動型騒音・振動・効果音発生制御システムを簡易に構成できる。

なお、前記車両の変速モードが自動変速モードと手動変速モードに切替可能であるとき、前記重み付け量設定手段は、前記自動変速モードと前記手動変速モードとで前記第２制御信号の重み付け量を切り替えることで、変速モードに合致した、例えば手動変速モードではよりスポーティな感覚が得られる効果音を発生するというような制御を行うことができる。

この発明によれば、走行状態検出手段により検出された車両の走行状態に応じて、重み付け量設定手段により、機能的にそれぞれ独立した制御装置（ＡＮＣ、ＡＳＣ、ＡＶＣ）の制御信号を相互に関連づけて協調させて制御するようにしているので、各制御装置が相互に干渉して振動音響（騒音）環境を悪化させることを防止することができる。
この発明には、エンジン振動の検出信号に基づいて車室内の騒音を低減する能動型騒音制御装置（ＡＮＣ）と、前記エンジン振動の検出信号に基づいて前記車室内に効果音を発生する能動型効果音発生制御装置（ＡＳＣ）とを、少なくとも備える車両用能動型騒音・効果音発生制御システムを搭載した車両が含まれる。

また、自動変速モードと手動変速モードが切換可能な変速機を有する車両では、自動変速モードと手動変速モードとでＡＳＣの重み付け量を切り替えることで、変速モードに合致した効果音を発生することができる。

以下、この発明の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に参照する図面において上記図８〜図１０に示したものと対応するものには同一の符号を付ける。

図１は、この発明の第１実施例に係る車両用能動型騒音・振動・効果音発生制御システム（騒音・振動・効果音発生制御ＥＣＵという。）１００（あるいは後述する第２実施例に係る騒音・振動・効果音発生制御ＥＣＵ１００Ａ）が搭載された車両１０２の模式的な構成を示している。

車両１０２の図示しないシャーシ上に搭載されたエンジン１２の点火制御がエンジンＥＣＵ１４により行われる。

このエンジンＥＣＵ１４を通じて、エンジン１２の主軸の回転周波数を検出するための検出器からのエンジン１２の爆発周期に対応したエンジン回転パルスＥｐが騒音・振動・効果音発生制御ＥＣＵ１００に供給される。

この場合、エンジン１２は、シャーシ上にエンジンマウント４２、４４を介して取り付けられている。エンジンマウント４２、４４は、振動センサとして動作する荷重センサ４６、４８と、エンジンマウント４２、４４を通じてエンジン１２に振動を付加するアクチュエータ（振動アクチュエータ）４３、４５とを備える。

乗員位置４７（この実施形態では、運転者の耳の位置）に近い場所である車両１０２内のルーフ中、車幅方向の中央位置にマイクロホン１８が固定され、また、乗員に対して音響を聞かせるためのスピーカ２２が、両サイドのフロントドア内パネルに固定配置される。

実際上、スピーカは、図８に示したように、後席にも配置され、対応するマイクロホンも後席乗員位置にも配置されるが、この発明の理解を容易化するために、この実施形態では、それらは省略して描いている。また、エンジンマウント４２、４４についても、図９に示したように、実際には、別々に制御されるが、この発明の理解を容易化するために、この実施形態では、一方のエンジンマウント４４の制御についてのみ説明する。

したがって、この実施形態において、騒音・振動・効果音発生制御ＥＣＵ１００には、エンジン回転パルスＥｐ、マイクロホン１８からの参照信号Ｓｒ、及び荷重センサ４８からの荷重信号Ｓｋが入力信号として入力され、騒音・振動・効果音発生制御ＥＣＵ１００からアクチュエータ４５の駆動信号である制御入力Ｄａ及びスピーカ２２の駆動信号である制御入力Ｓｐが、各々アクチュエータ４５とスピーカ２２に出力される。

図２は、図１中、第１実施例に係る騒音・振動・効果音発生制御ＥＣＵ１００の詳細な構成例を示す回路ブロック図である。

騒音・振動・効果音発生制御ＥＣＵ１００は、適応フィルタ５４と基準信号生成部１２６とを備え車両１０２の振動を低減する能動型振動制御装置（以下、ＡＶＣという。）５０と、適応フィルタ２８と基準信号生成部１２６とを備え車室内の騒音を低減する能動型騒音制御装置（以下、ＡＮＣという。）１６と、音響制御器５６と基準信号生成部１２６とを備え車室内に効果音を発生する能動型効果音発生制御装置（以下、ＡＳＣという。）６０を備える。

ＡＶＣ５０等にエンジン回転パルスＥｐの周波数（エンジン回転周波数ｆｅという。）を供給するエンジン回転周波数検出器１０６は、エンジン１２の出力軸の回転毎にホール素子等から得られるエンジン回転パルスＥｐからエンジン回転周波数ｆｅを検出する（算出する）周波数カウンタ等で構成される。

図３は、エンジンパルスＥｐの波形を示している。このエンジンパルスＥｐから周波数変化量検出器１０８において周波数変化量Δａｆが求められる。エンジン回転周波数検出器１０６で順次検出される前後のパルスのエンジン回転周波数ｆｅ＝ｆ１（１つ前の周波数）とエンジン回転周波数ｆｅ＝ｆ２（今回の周波数）の差Δｆ（Δｆ＝ｆ２−ｆ１）を採り、この差Δｆに今回のエンジン回転周波数ｆｅ＝ｆ２を乗算することで、エンジン回転周波数ｆｅの単位時間当たりの周波数変化量Δａｆ（Δａｆ＝Δｆ×ｆ２）［（サイクル・サイクル）／（秒・秒）］、すなわち加速度が求められる。

この周波数変化量Δａｆは、変速機が何段目に入っているかにより異なる値となることが分かっている。すなわち、ローギヤ側では周波数変化量Δａｆが大きく、ハイギヤ側では周波数変化量Δａｆが小さい。

なお、エンジン回転周波数検出器１０６と周波数変化量検出器１０８により、この実施形態の走行状態検出手段１３６が構成される。

基準信号生成部１２６は、エンジン回転周波数ｆｅに基づいた車種に適合した調波（１次〜６次程度までの整数倍及び（又は）実数倍の調波）の正弦波の基準信号Ｓｎを発生する。

ＡＶＣ５０用の適応フィルタ５４及びＡＮＣ１６用の適応フィルタ２８に何次の調波を発生するかは、予め、適用しようとする車種のＡＶＣ５０、ＡＮＣ１６のシステム全体の各振動特性及び騒音特性に係るゲイン特性（横軸が周波数［Ｈｚ］、縦軸がゲイン［ｄＢ］の伝達特性）を測定しておき、測定した周波数帯域に対応する１又は複数の調波の周波数の正弦波の基準信号Ｓｎを発生すればよい。

ＡＳＣ６０用の音響制御器５６に対しては、人の耳の感性を考慮し、スポーティ感のある効果音（あるいは聞いて小気味のよい効果音又は重厚感のある効果音）等とするため、基準信号Ｓｎとしてエンジン回転周波数ｆｅの、例えば４倍、５倍、６倍の調波の次数の３つの基準信号が供給される。

協調制御手段として機能する重み付け量算出器１１０は、エンジン回転周波数ｆｅと、周波数変化量Δａｆに基づき、ＡＶＣ５０、ＡＮＣ１６、ＡＳＣ６０の出力端子と、制御対象であるエンジンマウント４４のアクチュエータ４５とスピーカ２２との間に接続された重み付け器１２１、１２２、１２３に設定する重み付け量Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３を算出する。なお、重み付け量Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の値は、０〜１の間の値をとる。

重み付け器１２１は、適応フィルタ５４から出力される制御入力Ｄａに対して重み付けを行い、制御対象であるアクチュエータ４５の制御入力Ｄａ×Ｗ１を出力する。

重み付け器１２２は、適応フィルタ２８から出力される制御入力Ｓｐ２に対して重み付けを行い、制御対象であるスピーカ２２の制御入力Ｓｐを構成する制御入力Ｓｐ２×Ｗ２を出力する。

重み付け器１２３は、音響制御器５６から出力される制御入力Ｓｐ３に対して重み付けを行い、制御対象であるスピーカ２２の制御入力Ｓｐを構成する制御入力Ｓｐ３×Ｗ３を出力する。

スピーカ２２の制御入力Ｓｐは、制御入力Ｓｐ２×Ｗ２と制御入力Ｓｐ３×Ｗ３を加算器１２４で合成した合成信号（加算信号）である。

ＡＶＣ５０を構成する適応フィルタ５４は、エンジン回転周波数ｆｅと荷重センサ４８により検出され電気信号に変換された荷重信号（検出信号）Ｓｋに基づき基準信号Ｓｎの振幅及び位相を適応的に変化させ加重信号Ｓｋの変化がより少なくなるような振動の制御入力Ｄａを生成して出力する。

ＡＮＣ１６を構成する適応フィルタ２８は、エンジン回転周波数ｆｅとマイクロホン１８からの参照信号Ｓｒに基づき基準信号Ｓｎの振幅及び位相を適応的に変化させマイクロホン１８により集音され電気信号に変換された参照信号Ｓｒの振幅がより小さくなるような制御入力Ｓｐ２を生成して出力する。

なお、エンジン回転周波数検出器１０６、周波数変化量検出器１０８、荷重センサ４８及びマイクロホン１８は、いずれも、いわゆるトランスデューサとして機能する。

ＡＳＣ６０を構成する音響制御器５６は、平坦補正部１２８と次数音調整部１３０を備える。平坦補正部１２８は、基準信号生成部１２６から音響制御器５６、重み付け器１２３、加算器１２４、スピーカ２２、スピーカ２２から乗員位置４７（この実施形態ではマイクロホン１８の位置で代替）までの予め測定したゲイン特性（横軸は周波数［Ｈｚ］、縦軸はゲイン［ｄＢ］であって車室内音場伝達特性という。）を反転させた反転ゲイン特性を有する上述した４、５、６の各次数に対応した３個のフィルタで構成される。したがって、この平坦補正部１２８では、これら３個の各フィルタにおいて、４、５、６各次数の基準信号Ｓｎの振幅と位相を適応的に変化させマイクロホン１８の位置で、ゲイン特性が平坦となるような４、５、６各次数毎の制御入力が生成される。

ＡＳＣ６０を構成する次数音調整部１３０は、平坦補正部１２８から出力された４、５、６各次数の補正後の基準信号Ｓｎの制御入力のそれぞれに対応する３個の適応フィルタを備え、４、５、６各次数毎に補正後の基準信号Ｓｎの振幅と位相を適応的に変化させた後合成し、スピーカ２２からエンジン回転周波数ｆｅに応じた効果音を出力するための制御入力Ｓｐ３を生成して出力する。

図４は、重み付け量算出器１１０の記憶部に格納されている重み付け量Ｗ（ＡＶＣ用重み付け量Ｗ１とＡＮＣ用重み付け量Ｗ２とＡＳＣ用重み付け量Ｗ３）のマップＭＰ１〜ＭＰ３の例を示している。なお、重み付け量Ｗは、予め車種毎に最適な値が設定される。

図４に示すＡＶＣ用重み付け量マップＭＰ１、ＡＮＣ用重み付け量マップＭＰ２、及びＡＳＣ用重み付け量マップＭＰ３は、各々、エンジン回転周波数ｆｅと周波数変化量Δａｆを変数（アドレス）として、重み付け量Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３が算出（読出）され、算出された重み付け量Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３がそれぞれ重み付け器１２１、１２２、１２３に設定される。

図５は、図４の各重み付け量マップＭＰ１、ＭＰ２、ＭＰ３に設定されている重み付け量Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３を決定する際の基本的な考え方を示す指標であって、車両の走行状態（この例では、横軸はエンジン回転周波数ｆｅ、縦軸は車速ｖ。）に応じて、作動させることが好ましいと考慮された制御装置を挙げた概括的な制御装置停止・作動表２００を示している。

図５の制御装置停止・作動表２００から分かるように、エンジン回転周波数ｆｅが低くかつ車速ｖが小さい領域（アイドル領域という。）では、ＡＳＣ６０は停止して効果音を発生させることなく、ＡＮＣ１６とＡＶＣ５０を作動させ静粛性を向上させるとともに制振性を向上させることを目標とする。

また、エンジン回転周波数ｆｅが高く、車速ｖが中速域から高速域での加速走行の領域（加速領域という。）では、ＡＳＣ６０のみを作動させることで、スポーティ感を与えるための効果音を発生させる一方、ＡＶＣ５０とＡＮＣ１６の作動を停止することで、車両に発生する振動及び騒音を運転者等の乗員にリアルに体感させることでよりスポーティな走行感が発生するようにする。

また、エンジン回転周波数ｆｅが中程度であって車速ｖが中速域から高速域での定速走行の領域（クルーズ領域という。）では、ＡＮＣ１６のみを作動させ、騒音を抑制する一方、振動が少ないことからＡＶＣ５０を停止させ、かつ加速に応じた効果音の発生を必要としないのでＡＳＣ６０も停止させる。

制御装置停止・作動表２００に示したように協調制御することで、独立制御にすると干渉して却って振動・騒音・効果音の発生環境が悪化することを防止することができる。

この図５に示した指標に基づき特定の車種、車両１０２に対して多数回追試し、かつシミュレーションを行い実際に作成した図４中のＡＶＣ用マップＭＰ１は、エンジン回転数周波数ｆｅが低く、かつ周波数変化量Δａｆが低い値であるときに効果的に作動するように、重み付け量Ｗ１が値１（Ｄａ＝Ｄａ×Ｗ１）とされる一方、エンジン回転数周波数ｆｅが高くなり、かつ周波数変化量Δａｆが高くなるに従い、重み付け量Ｗ１が徐々に変化して値０になるように設定されている。

また、ＡＮＣ用マップＭＰ２は、エンジン回転数周波数ｆｅが低程度から中程度にかけて、かつ周波数変化量Δａｆが低い値から中程度の値まで効果的に作動するように、重み付け量Ｗ２が値１（Ｄａ＝Ｄａ×Ｗ２）とされ、周波数変化量Δａｆが高くなるに従い、重み付け量Ｗ２が徐々に変化して値０になるように設定されている。なお、エンジン回転周波数ｆｅが９０［Ｈｚ］より高い領域ではＡＮＣ１６が作動しないように重み付け量Ｗ２は、値１から値０になるように設定することで加速領域に対応する領域ではＡＮＣ１６が作動しないようにしている。

さらに、ＡＳＣ用マップＭＰ３は、エンジン回転数周波数ｆｅが低く、かつ周波数変化量Δａｆが低い値であるときに、作動しないよう重み付け量Ｗ３が値０（Ｄａ＝Ｄａ×Ｗ３＝０）とされる一方、基本的には、エンジン回転周波数ｆｅ及び周波数変化量Δａｆが高くなるに従い、効果音発生の効果が大きくなるように、重み付け量Ｗ３が徐々に大きくなるように設定されている。

このように図１及び図２に示した、エンジン１２の振動の検出信号であるエンジン回転パルスＥｐに基づいて車室内の騒音を低減するＡＮＣ１６と、エンジン回転パルスＥｐに基づいて車両１０２の振動を低減するＡＶＣ５０と、エンジン回転パルスＥｐに基づいて車両１０２内に効果音を発生するＡＳＣ６０とを備える第１実施例に係る騒音・振動・効果音発生制御ＥＣＵ１００が搭載された車両１０２は、車両１０２の走行状態を検出する走行状態検出手段１３６であるエンジン回転周波数検出器１０６と周波数変化量検出器１０８とにより検出された走行状態に対応するエンジン回転周波数ｆｅ及び周波数変化量Δａｆに応じて、ＡＮＣ１６、ＡＶＣ５０、ＡＳＣ６０の各々の作動と停止、又は各々の制御特性を相互に関連づけて制御する協調制御手段である重み付け量算出器１１０とを備えている。

そして、走行状態検出手段１３６により検出された車両の走行状態に応じて、協調制御手段としての重み付け量算出器１１０により、ＡＮＣ１６、ＡＶＣ５０、ＡＳＣ６０の各々の作動と停止、又は各々の制御特性に係わる制御入力Ｄａ、Ｓｐ２、Ｓｐ３を相互に関連づけて制御するようにしているので、これらが相互に干渉して振動・騒音・効果音発生環境を悪化させることを防止することができる。

なお、上述した実施形態では、ＡＮＣ１６と、ＡＶＣ５０と、ＡＳＣ６０の３つを搭載した車両１０２を例として説明しているが、ＡＮＣ１６と、ＡＶＣ５０と、ＡＳＣ６０のうち、少なくとも２つの制御装置を搭載する車両にもこの発明は適用することができる。

その場合には、図２例の騒音・振動・効果音発生制御ＥＣＵ１００から非搭載制御装置の機能を削除しあるいは機能を動作させることなく、かつ図５の制御装置停止・作動表２００（非搭載制御装置は除く。）及び図４の重み付け量マップＭＰ１〜ＭＰ３（非搭載制御装置に係る重み付け量マップは除く。）を利用して、上述した３つの制御装置を搭載する車両１０２と同様に制御することができる。

図６は、この発明の第２実施例に係る騒音・振動・効果音発生制御ＥＣＵ１００Ａの詳細な構成例を示す回路ブロック図を示している。

この図６例の第２実施例の騒音・振動・効果音発生制御ＥＣＵ１００Ａでは、図２例の第１実施例の騒音・振動・効果音発生制御ＥＣＵ１００に対して、重み付け量算出器１１０が重み付け量算出器１１０Ａに変更され、かつこの重み付け量算出器１１０ＡにＣＶＴ（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ ｖａｒｉａｂｌｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）変速機の自動変速モード時はオフ状態となり手動変速モード時にオン状態となる手動変速モード信号Ｓｍがシフト部１１２から供給されるように構成が変更されている点で異なる。

図７は、この重み付け量算出器１１０Ａの記憶部に格納される自動変速モード時に適用されるＡＳＣ用重み付け量マップＭｐ３ａと、手動変速モード時に適用されるＡＳＣ用重み付け量マップＭｐ３ｍの例を示している。これらＡＳＣ用重み付け量マップＭｐ３ａ、Ｍｐ３ｍは、図４に示したＡＳＣ用重み付け量マップＭｐ３に代替されるものであるが、重み付け量算出器１１０Ａの記憶部に格納されるＡＶＣ用重み付け量マップＭｐ１とＡＮＣ用重み付け量マップＭｐ２は、図６例の騒音・振動・効果音発生制御ＥＣＵ１００Ａでも同一のものが使用される。

したがって、この第２実施例の騒音・振動・効果音発生制御ＥＣＵ１００を構成する重み付け量算出器１１０Ａは、エンジン回転周波数ｆｅと、周波数変化量Δａｆの他、シフト部１１２からの手動モード信号Ｓｍに基づき、ＡＶＣ５０、ＡＮＣ１６、ＡＳＣ６０の出力端子に接続された重み付け器１２１、１２２、１２３に設定する重み付け量Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３（Ｗ３ａ又はＷ３ｍ）を算出することになる。

ＣＶＴ変速機は、基本的には、エンジン１２の出力軸に係合するドライブプーリーと、このドライブプーリーにスチールベルトを介して係合するドリブンプーリーとから構成され、各プーリーの溝幅を変えスチールベルトの伝達ピッチ径を相対的に変化させて変速比を無段階に切り替えることが可能な構造を有している。

模式的に描いている変速機のシフト部１１２は、パーキング位置Ｐと、後退位置Ｒと、中立位置Ｎと、ＣＶＴ自動変速モードのドライブ位置Ｄと、ローギヤのドライブ位置Ｌとにシフトノブ１３８により切換可能であるが、ドライブ位置Ｄにおいて、シフトノブ１３８を手動変速モード位置Ｍ側に切り替えることが可能になっている。

シフトノブ１３８のドライブ位置（自動変速モード位置）Ｄでは、運転状態に応じて自動的に無段階に変速モードが切り替えられるが、シフトノブ１３８の手動変速モード位置Ｍでは、＋側あるいは−側に７段に変速比を切り替えることが可能となっており、その手動変速モードであることを示す信号が手動変速モード信号Ｓｍ（シフトノブ１３８の手動変速モード位置Ｍでオンとなり、シフトノブ１３８のそれ以外の位置ではオフとなる信号である。）として重み付け量算出器１１０Ａに供給されている。

この第２実施例の騒音・振動・効果音発生制御ＥＣＵ１００Ａでは、手動変速モード信号Ｓｍがオフ状態である自動変速モード時には、図７の自動変速モード時に適用されるＡＳＣ用重み付け量マップＭｐ３ａの内容から分かるように、重み付け量Ｗ３ａは、周波数変化量Δａｆが低い領域ではエンジン回転周波数ｆｅの高低に拘わらずＡＳＣ６０が停止するように値０とされ、周波数変化量Δａｆが大きくなってきたときに僅かにＡＳＣ６０がかかるように制御されて、静粛性の高い運転状況が保持されるように制御される。

その一方、手動変速モード信号Ｓｍがオン状態である手動変速モード時には、ＡＳＣ用重み付け量マップＭｐ３ｍの内容から分かるように、基本的には、エンジン回転周波数ｆｅが低い方から高い方まで高くなるほど、かつ回転周波数変化量Δａｆが小さい方から大きい方まで大きくなるほど重み付け量Ｗ３ｍが徐々に大きくなるようにＡＳＣ６０が制御されることで、アイドル領域を除くほとんどの領域でＡＳＣ６０がかかるように制御しているので、スポーティな感覚が得られる効果音が発生され、よりスポーティな感覚での走行が可能となるように制御される。

なお、この発明は、上述した実施形態に限らず、エンジン１２として気筒休止エンジンを採用している場合には、気筒休止信号に基づき、ＡＶＣ５０、ＡＮＣ１６、ＡＳＣ６０の作動・停止処理を変更するようにマップＭＰ１〜ＭＰ３、ＭＰ３ａ、ＭＰ３ｍを変えて制御する、あるいはエンジン振動の検出信号としてエンジン回転パルスＥｐではなく、プロペラシャフトの回転パルスを用いる等、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

図１は、この発明の第１実施例に係る車両用能動型騒音・振動・効果音発生制御システム（騒音・振動・効果音発生制御ＥＣＵという。）が搭載された車両の模式的な構成図である。 図１例中、騒音・振動・効果音発生制御ＥＣＵの詳細な構成例を示す回路ブロック図である。 図３は、エンジンパルスの波形図である。 図４は、重み付け量算出器の記憶部に格納されている重み付け量マップの説明図である。 図５は、重み付け量を決定する指標の説明図である。 図６は、この発明の第２実施例に係る騒音・振動・効果音発生制御ＥＣＵの詳細な構成例を示す回路ブロック図である。 図７は、自動変速モード時に適用されるＡＳＣ用重み付け量マップと、手動変速モード時に適用されるＡＳＣ用重み付け量マップの説明図である。 図８は、この出願人の開発に係るＡＮＣ搭載車両の模式図である。 図９は、この出願人の開発に係るＡＶＣ搭載車両の模式図である。 図１０は、この出願人の開発に係るＡＳＣ搭載車両の模式図である。

符号の説明

１６…ＡＮＣ １８…マイクロホン
２２…スピーカ ２８、５４…適応フィルタ
４４…エンジンマウント ４５…アクチュエータ
４８…荷重センサ ５０…ＡＶＣ
５６…音響制御器 ６０…ＡＳＣ
１００、１００Ａ…車両用能動型騒音・振動・効果音発生制御システム（騒音・振動・効果音発生制御ＥＣＵ
１０６…エンジン回転周波数検出器 １０８…周波数変化量検出器
１１０、１１０Ａ…重み付け量算出器（協調制御手段）
１１２…シフト部 １２１〜１２３…重み付け器
１２６…基準信号生成部 １２８…平坦補正部
１３０…次数音調整部 １３６…走行状態検出手段
１３８…シフトノブ

Claims (5)

1. エンジン振動の検出信号に基づいて基準信号を生成し、乗員位置付近に設置されたマイクロホンの検出信号に基づいて前記基準信号の振幅や位相を変化させて第１制御信号を生成し、前記第１制御信号を乗員に対して音響を聞かせるためのスピーカに出力することで車室内の騒音を低減する能動型騒音制御装置（以下、ＡＮＣという。）と、前記エンジン振動の検出信号に基づいて基準信号を生成し、加速に応じた効果音となるように当該基準信号の振幅や位相を変化させて第２制御信号を生成し、前記第２制御信号を前記スピーカに出力することで前記車室内に効果音を発生する能動型効果音発生制御装置（以下、ＡＳＣという。）と、を備える車両用能動型騒音・効果音発生制御システムであって、
   車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
   検出された走行状態に応じて、前記第１制御信号、及び前記第２制御信号に対して行う重み付けの重み付け量を設定する重み付け量設定手段と、を備え、
   前記重み付け量設定手段は、
   前記走行状態がアイドル領域、又はクルーズ領域であることを検出すると、前記第１制御信号の重み付け量を前記第２制御信号の重み付け量に比べて大きく設定し、
   前記走行状態が加速領域であることを検出すると、前記第２制御信号の重み付け量を前記第１制御信号の重み付け量に比べて大きく設定する
   ことを特徴とする車両用能動型騒音・効果音発生制御システム。
2. 請求項１記載の制御システムにおいて、
   前記エンジン振動の検出信号に基づいて基準信号を生成し、制振対象物付近に設置された振動センサの検出信号に基づいて当該基準信号の振幅や位相を変化させて第３制御信号を生成し、前記第３制御信号を前記制振対象物付近に設置されたアクチュエータに出力することで車両の振動を低減する能動型振動制御装置（以下、ＡＶＣという。）を、さらに備え、
   前記重み付け量設定手段は、
   前記走行状態がアイドル領域であることを検出すると、前記第１制御信号、及び前記第３制御信号の重み付け量を、前記第２制御信号の重み付け量に比べて大きく設定し、
   前記走行状態がクルーズ領域であることを検出すると、前記第１制御信号の重み付け量を、前記第２制御信号、及び前記第３制御信号の重み付け量に比べて大きく設定し、
   前記走行状態が加速領域であることを検出すると、前記第２制御信号の重み付け量を、前記第１制御信号、及び前記第３制御信号の重み付け量に比べて大きく設定する
   ことを特徴とする車両用能動型騒音・振動・効果音発生制御システム。
3. 請求項１又は２記載の制御システムにおいて、
   前記走行状態検出手段は、
   エンジン回転周波数検出器と、検出したエンジン回転周波数の周波数変化量を検出する周波数変化量検出器を備え、
   前記重み付け量設定手段は、
   前記エンジン回転周波数と前記周波数変化量に基づき、前記第１乃至第３制御信号の重み付け量を設定する
   ことを特徴とする車両用能動型騒音・振動・効果音発生制御システム。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の制御システムにおいて、
   前記車両の変速モードが自動変速モードと手動変速モードに切替可能であるとき、
   前記重み付け量設定手段は、前記自動変速モードと前記手動変速モードとで前記第２制御信号の重み付け量を切り替える
   ことを特徴とする車両用能動型騒音・振動・効果音発生制御システム。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の制御システムを搭載した車両。

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