JP4945546B2 - 能動型音響制御装置 - Google Patents
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Description
1.全体及び各部の構成
(1)全体構成
図1は、この発明の一実施形態に係る能動型音響制御システム12(以下「音響制御システム12」という。)を搭載した車両10の概略的な構成を示す図である。音響制御システム12は、ANC装置及びASC装置双方の機能を併せ持つ。
本実施形態におけるエンジンEは、6気筒エンジンであり、各気筒は、4ストローク(吸気→圧縮→爆発→排気)で動作する。6つの気筒は同一のクランク軸に取り付けられており、6つの気筒全てが作動しているとき、等しい回転角で爆発が起こるように構成されている。
(a)全体構成
図5には、音響制御部14の内部構成が示されている。音響制御部14は、エンジン回転周波数検出器30(以下「検出器30」ともいう。)と、ANC回路32と、エンジン回転周波数変化量検出器34(以下「検出器34」ともいう。)と、ASC回路36と、作動切替部38と、加算器40とを有する。
検出器30は、FI ECU22からのエンジンパルスEpに基づいて、エンジンパルスEpが1回ハイになる毎{すなわち、クランク軸が1/3回転(120°回転)する毎}にエンジン回転周波数f[Hz]を検出し、このエンジン回転周波数fの移動平均である平均エンジン回転周波数fave[Hz]を算出してANC回路32、検出器34、ASC回路36及び作動切替部38に出力する。本実施形態における移動平均回数Nma(移動平均に用いるエンジン回転周波数fの個数)は「6」である。
ANC回路32は、検出器30からの平均エンジン回転周波数faveと、マイクロフォン18からの誤差信号eとに基づいて制御信号Sc1を生成し、この制御信号Sc1を加算器40に出力する。制御信号Sc1は、エンジンこもり音NZeを打ち消す相殺音としての制御音CSの波形を示す。ANC回路32では、平均エンジン回転周波数faveに基づき制御音CSの基準信号(相殺音基準信号)を生成し、この相殺音基準信号に対して適応フィルタ処理を行うことで制御信号Sc1を生成する。前記適応フィルタ処理では、相殺音基準信号を適応フィルタに通す。この適応フィルタのフィルタ係数は、スピーカ16からマイクロフォン18までの伝達特性に基づいて相殺音基準信号を補正した参照信号と誤差信号eとに基づいて、誤差信号eが最小となるように設定される。ANC回路32としては、例えば、特許文献1、特許文献2及び特許文献5に記載の回路を用いることができる。
検出器34は、検出器30からの平均エンジン回転周波数faveに基づいて平均エンジン回転周波数変化量Δaf_ave64a[Hz/s]を演算し、ASC回路36及び作動切替部38に出力する。平均エンジン回転周波数変化量Δaf_ave64aの詳細については後述する。
ASC回路36は、検出器30からの平均エンジン回転周波数faveと、検出器34からの平均エンジン回転周波数変化量Δaf_ave64aとに基づいて制御信号Sc2を生成し、この制御信号Sc2を加算器40に出力する。制御信号Sc2は、エンジンこもり音NZeに同期した効果音(擬似エンジン音)としての制御音CSの波形を示す。ASC回路36では、平均エンジン回転周波数faveに基づき制御音CSの基準信号(効果音基準信号)を生成し、この効果音基準信号に対して、各種の音圧調整処理を行うことで制御信号Sc2を生成する。前記音圧調整処理には、平均エンジン回転周波数変化量Δaf_ave64aの増加に応じて、効果音基準信号に用いるゲインを増加させる処理(Δaf毎音圧調整処理)が含まれる。また、効果音基準信号は、平均エンジン回転周波数faveの次数(1次、1.5次、2次、2.5次、3次、3.5次等)毎に複数生成することもできる。その場合、エンジン回転周波数及び次数に応じて異なる振幅調整を行い、当該振幅調整後の各効果音基準信号を合成した後に、Δaf毎音圧調整処理を行うことも可能である。ASC回路36としては、例えば、特許文献3及び特許文献5に記載の回路を用いることができる。
加算器40は、ANC回路32からの制御信号Sc1と、ASC回路36からの制御信号Sc2とを合成して合成制御信号Sccを生成する。そして、この合成制御信号Sccを、増幅器20を介してスピーカ16に出力する。
作動切替部38は、FI ECU22からの作動気筒数信号Scyと、検出器30からの平均エンジン回転周波数faveと、検出器34からの平均エンジン回転周波数変化量Δaf_ave64aとに基づいて、出力停止信号Sw1若しくは出力停止信号Sw2又はその両方を生成する。そして、出力停止信号Sw1をANC回路32に、出力停止信号Sw2をASC回路36に送信することにより、ANC回路32の作動及びASC回路36の作動を制御する。
スピーカ16は、音響制御システム12からの合成制御信号Sccに対応する制御音CSを出力する。これにより、音響制御システム12がANC装置として作動している場合、エンジンこもり音NZeを打ち消す相殺音が出力され、音響制御システム12がASC装置として作動している場合、擬似エンジン音としての効果音が出力される。
マイクロフォン18は、エンジンこもり音NZeと相殺音としての制御音CSとの誤差を残留騒音として検出し、この残留騒音を示す誤差信号eを音響制御システム12のANC回路32に出力する。
(1)エンジン回転周波数検出器30
図7は、検出器30における処理のフローチャートであり、図8は、検出器30における処理の説明図である。
f=1/(T×3) ・・・(1)
fave=(fn+fn-1+fn-2+fn-3+fn-4+fn-5)/6 ・・・(2)
図10には、検出器34における処理のフローチャートが示されている。
図11には、作動切替部38における処理のフローチャートが示されている。
次に、本実施形態での平均エンジン回転周波数faveと比較例での平均エンジン回転周波数faveとの比較について説明する。
以上のように、本実施形態によれば、減気筒運転(2休筒モード及び3休筒モード)において発生するエンジン回転周波数fの不要な変動を抑制し、ANC装置及びASC装置の作動をより好適に制御することが可能となる。
なお、この発明は、上記実施形態に限らず、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。例えば、以下に示す構成を採ることができる。
30…エンジン回転周波数検出器(平均エンジン回転周波数算出部)
32…ANC回路
34…エンジン回転周波数変化量検出器(エンジン回転周波数変化量算出部)
36…ASC回路 38…作動切替部
E…エンジン f…エンジン回転周波数
fave…平均エンジン回転周波数 T…1/3回転周期(基準回転周期)
Δaf_ave64a…平均エンジン回転周波数変化量
Claims (2)
- 複数の気筒の全てを作動させる全気筒運転と、前記複数の気筒の一部を休止させる減気筒運転とを切り替える4ストローク型のエンジンの作動に応じて音響制御を行う能動型音響制御装置であって、
前記能動型音響制御装置は、車室内騒音を打ち消す相殺音を出力する能動型騒音制御装置(ANC装置)、及び擬似エンジン音を出力する能動型効果音発生装置(ASC装置)の少なくとも一方であり、
さらに、前記能動型音響制御装置は、
クランク軸が所定角度回転する基準回転周期毎にエンジン回転周波数を検出し、前記エンジン回転周波数の移動平均である平均エンジン回転周波数を算出する平均エンジン回転周波数算出部と、
前記平均エンジン回転周波数からエンジン回転周波数変化量を算出するエンジン回転周波数変化量算出部と、
前記エンジン回転周波数変化量に基づいて前記能動型音響制御装置の作動を制御する作動制御部と
を備え、
前記減気筒運転は、少なくとも第1減気筒運転と第2減気筒運転とを含み、
前記平均エンジン回転周波数算出部は、
前記クランク軸が前記所定角度回転する時間から前記エンジン回転周波数を検出し、
前記第1減気筒運転時における爆発及び休止の繰返しパターンに対応する前記基準回転周期の数と、前記第2減気筒運転時における爆発及び休止の繰返しパターンに対応する前記基準回転周期の数との最小公倍数と同じ個数の前記エンジン回転周波数の検出値を移動平均して前記平均エンジン回転周波数を算出する
ことを特徴とする能動型音響制御装置。 - 請求項1記載の能動型音響制御装置において、
前記能動型音響制御装置は、前記ANC装置及び前記ASC装置の両方を含み、
前記作動制御部は、前記平均エンジン回転周波数と、前記エンジン回転周波数変化量とに基づいて、前記ANC装置の作動と前記ASC装置の作動を切り替える
ことを特徴とする能動型音響制御装置。
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008290727A JP4945546B2 (ja) | 2008-11-13 | 2008-11-13 | 能動型音響制御装置 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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