JP2010228641A - Noise reducing device in vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の搭乗者(運転者や同乗者)が乗車中に感じる車両内(車内)における騒音を低減させるための車両内騒音低減装置に関する。なお、本明細書では、空気や物体の振動によって伝わる音波や人間の聴覚によって感じる音波を、音あるいは音声と記載する。 The present invention relates to an in-vehicle noise reduction device for reducing noise in a vehicle (inside a vehicle) that a vehicle occupant (driver or passenger) feels when riding. In this specification, a sound wave transmitted by vibration of air or an object or a sound wave felt by human hearing is referred to as a sound or a sound.
従来、車両の搭乗者が乗車中に感じる車両内における騒音(例えば、エンジン音、ロードノイズ、ウィンドウガラスの風切り音など)を低減させようとする技術が多数存在している。 2. Description of the Related Art Conventionally, there are many techniques for reducing noise (for example, engine sound, road noise, wind noise of window glass, etc.) in a vehicle that a passenger of the vehicle feels while riding.
例えば、車両内における騒音を抑えるために消音部材(インシュレータ)を配置する方法が存在する。消音部材としては、例えば、吸音性の高いゴムやスポンジ状の部材などが用いられ、こうした消音部材を騒音の音源と車両内の空間との間に配置することで、車両内における騒音の低減が図られる。なお、消音部材を配置するだけでなく、車両のボディ本体そのものを吸音性の高い部材で構成し、ボディそのものを騒音に対するフィルタ(パッシブフィルタ)とする方法も存在する。 For example, there is a method of arranging a muffler member (insulator) in order to suppress noise in the vehicle. For example, rubber or sponge-like members with high sound absorption properties are used as the sound deadening member, and by placing such a sound deadening member between the noise source and the space in the vehicle, the noise in the vehicle can be reduced. Figured. In addition to the arrangement of the sound deadening member, there is a method in which the body body itself of the vehicle is made of a highly sound absorbing member, and the body itself is used as a noise filter (passive filter).
また、車両内における騒音の音源となる箇所の性能を向上させる方法が存在する。例えば、余計な音(すなわち、騒音となる)を発しないようにエンジンやタイヤの駆動効率を向上させたり、騒音が外部から侵入しないようにするために車両内の空間の密閉率を高めたりすることで、車両内における騒音の低減が図られる。 There is also a method for improving the performance of a location that becomes a noise source in a vehicle. For example, to improve the driving efficiency of the engine and tires so as not to emit extraneous sound (ie, noise), or to increase the sealing rate of the space in the vehicle to prevent noise from entering from the outside Thus, noise in the vehicle can be reduced.
さらに、ANC(Active Noise Control:アクティブノイズコントロール)を用いて、車両内における騒音を低減させる方法が存在する。例えば、下記の特許文献1には、車両内にマイクロフォンとスピーカを設置し、マイクロフォンによって検出された車両内における騒音が相殺されるように、騒音の波形を打ち消す逆位相の音声をスピーカから出力する技術が記載されている。下記の特許文献1では、エンジンの回転数を反映したフィルタを用いることで、エンジンの回転数によって異なる性質(周波数帯域や振幅など)の騒音を効率良く消去することも可能である。また、この特許文献1に開示されている技術において、特に車両の搭乗者の頭部における騒音を低減させるために、搭乗者の頭部付近での音声を検出して騒音消去のフィードバックを行ったり、音像定位フィルタ(頭部伝達関数)を調整したりすることも考えられている。 Furthermore, there is a method for reducing noise in the vehicle using ANC (Active Noise Control). For example, in Patent Document 1 below, a microphone and a speaker are installed in a vehicle, and an antiphase sound that cancels the waveform of the noise is output from the speaker so that the noise detected by the microphone is canceled out. The technology is described. In Patent Document 1 described below, by using a filter that reflects the engine speed, it is possible to efficiently eliminate noise having different properties (frequency band, amplitude, etc.) depending on the engine speed. In addition, in the technique disclosed in Patent Document 1, in order to reduce noise particularly in the head of the passenger of the vehicle, a voice near the head of the passenger is detected and noise elimination feedback is performed. It is also considered to adjust the sound image localization filter (head-related transfer function).
しかしながら、上記の特許文献1に開示されているANCを用いた消音技術は、下記の問題を有している。 However, the silencing technique using the ANC disclosed in Patent Document 1 has the following problems.
第1に、ANCを用いた場合、逆位相の音声によって局所的な騒音しか打ち消すことができないという問題がある。すなわち、車両内における騒音は、反射音なども含めて様々な伝達経路を経由して搭乗者の耳に入るため、搭乗者の頭部付近において局所的な騒音の低減しか行えないという問題がある。 First, when ANC is used, there is a problem that only local noise can be canceled out by using an antiphase voice. In other words, since noise in the vehicle enters the passenger's ear via various transmission paths including reflected sound, there is a problem that only local noise reduction can be performed near the passenger's head. .
また第2に、ANCを用いた場合、局所的な周波数帯域(特に、可聴帯域)の音声を完全に打ち消すことは望ましくないという問題がある。車両の搭乗者の耳に到達する音声には、騒音だけではなく様々な有用な音声(音楽や車載ナビゲーション装置からの音声案内、搭乗者間の会話など)が含まれている。可聴帯域以外の音声(あるいは、声音帯域以外の音声)は完全に打ち消されてもよいが、可聴帯域の音声(あるいは、声音帯域の音声)に関しては、なるべく騒音以外の音声を消去しないようにすることが望ましい。しかしながら、実際には、有用な音声のみ残して騒音のみ消去するという理想的な騒音消去の実現は不可能であり、可聴帯域の音声(あるいは、声音帯域の音声)に関しては、騒音がある程度消去されずに残ってしまう状態を許容せざるを得ないという問題がある。実際に、ANCを用いた騒音低減装置は、主に低周波帯域(50Hz〜150Hz程度)のこもり音を消去するために用いられる場合が多い。 Secondly, when ANC is used, there is a problem that it is not desirable to completely cancel the sound in the local frequency band (particularly the audible band). The voice reaching the passengers of the vehicle includes not only noise but also various useful voices (music, voice guidance from a vehicle-mounted navigation device, conversation between passengers, etc.). The sound outside the audible band (or the sound outside the voice band) may be completely canceled, but the sound other than the noise is not erased as much as possible for the audible band sound (or the voice band sound). It is desirable. However, in reality, it is impossible to achieve ideal noise cancellation that leaves only useful speech and only noise, and for audio in the audible band (or voice in the voice band), noise is eliminated to some extent. There is a problem that it is necessary to tolerate the state of remaining. Actually, a noise reduction device using ANC is often used mainly for eliminating a low-frequency band (about 50 Hz to 150 Hz).
また第3に、上記の特許文献1に開示されているANCを用いた消音技術は車載オーディオシステムを拡張することで車両内における騒音の低減を実現することはできるが、騒音の低減させるためのマイクロフォンやスピーカの多数設置、内部制御装置の新たな設定(消音用のフィルタ処理の設定)などを始めとして、様々な拡張を行うことが必要という問題がある。また、車載オーディオシステム自体が高価なオプション品であり、ユーザは高価な車載オーディオシステム(さらに、高価になることが予想される消音機能付き車載オーディオシステム)を購入して設置することが必要という問題がある。さらに、こうした消音機能付き車載オーディオシステムは容易に交換できないという問題がある。 Thirdly, the silencing technique using the ANC disclosed in the above-mentioned Patent Document 1 can reduce the noise in the vehicle by extending the in-vehicle audio system, but for reducing the noise. There is a problem that it is necessary to perform various expansions such as installation of a large number of microphones and speakers, new setting of an internal control device (setting of filter processing for mute), and the like. In addition, the in-vehicle audio system itself is an expensive option, and the user needs to purchase and install an expensive in-vehicle audio system (and an in-vehicle audio system with a mute function that is expected to be expensive). There is. Furthermore, there is a problem that such an in-vehicle audio system with a silencing function cannot be easily replaced.
本発明は、上記の問題を解決するため、音場境界方式による車内壁の防音施工を実施しつつ、従来方式よりも簡素な構成によって、車両内の有用な音声を消去することなく騒音の消去が行われるようにするための車両内騒音低減装置を実現することを目的とする。 In order to solve the above-described problem, the present invention eliminates noise without erasing useful sound in a vehicle with a simpler configuration than that of the conventional method, while performing soundproofing of the vehicle inner wall by the sound field boundary method. An object of the present invention is to realize an in-vehicle noise reduction device for performing the above.
上記の目的を達成するため、本発明によれば、車両の搭乗者が乗車中に感じる車内における騒音を低減させるための車両内騒音低減装置であって、
前記車内を形成する車内壁付近に設置された振動部材と、
前記車外側に配置され、前記車外側の外部音声を集音する車外側集音手段と、
前記車外側集音装置で集音された前記外部音声の逆位相の波形を生成する逆位相波形生成手段と、
前記逆位相波形生成手段で生成された前記逆位相の波形の振動を前記振動部材に与え、前記外部音声によってもたらされる前記振動部材の振動を低減させる振動手段とを、
有する車両内騒音低減装置が提供される。
この構成により、音場境界方式による車内壁の防音施工を実施しつつ、従来方式よりも簡素な構成によって、車両内の有用な音声を消去することなく騒音の消去が行われるようにすることが可能となる。
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided an in-vehicle noise reduction device for reducing noise in a vehicle that a passenger of the vehicle feels while riding,
A vibration member installed in the vicinity of the vehicle inner wall forming the vehicle interior;
Vehicle outside sound collecting means disposed outside the vehicle and collecting external sound outside the vehicle;
An antiphase waveform generating means for generating an antiphase waveform of the external sound collected by the vehicle exterior sound collector;
Vibration means for applying vibration of the waveform of the opposite phase generated by the opposite phase waveform generation means to the vibration member, and reducing vibration of the vibration member caused by the external sound;
An in-vehicle noise reduction device is provided.
With this configuration, while performing soundproof construction of the vehicle inner wall by the sound field boundary method, noise can be eliminated without erasing useful sound in the vehicle by a simpler configuration than the conventional method. It becomes possible.
また、上記の目的を達成するため、本発明によれば、車両の搭乗者が乗車中に感じる車内における騒音を低減させるための車両内騒音低減装置であって、
前記車内を形成する車内壁付近に設置された振動部材と、
外部音声による影響を含む前記振動部材の振動を検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段で検出された振動の逆位相の波形を生成する逆位相波形生成手段と、
前記逆位相波形生成手段で生成された前記逆位相の波形の振動を前記振動部材に与え、前記振動検出手段において検出される振動を低減させる振動手段とを、
有する車両内騒音低減装置が提供される。
この構成により、音場境界方式による車内壁の防音施工を実施しつつ、従来方式よりも簡素な構成によって、車両内の有用な音声を消去することなく騒音の消去が行われるようにすることが可能となる。
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided an in-vehicle noise reduction device for reducing in-vehicle noise felt by a vehicle occupant during boarding,
A vibration member installed in the vicinity of the vehicle inner wall forming the vehicle interior;
Vibration detecting means for detecting vibration of the vibrating member including the influence of external sound;
An anti-phase waveform generating means for generating an anti-phase waveform of the vibration detected by the vibration detecting means;
Vibration means for applying vibration of the reverse phase waveform generated by the reverse phase waveform generation means to the vibration member and reducing vibration detected by the vibration detection means;
An in-vehicle noise reduction device is provided.
With this configuration, while performing soundproof construction of the vehicle inner wall by the sound field boundary method, noise can be eliminated without erasing useful sound in the vehicle by a simpler configuration than the conventional method. It becomes possible.
さらに、本発明によれば、上記の構成において、前記車内側に配置され、前記振動部材を通過した前記外部音声を通過音声として集音する車内側集音手段を更に有し、
前記逆位相波形生成手段が、前記車内側集音手段で集音された前記通過音声を消去するように前記逆位相の波形を生成するよう構成されている車両内騒音低減装置が提供される。
この構成により、車両内の騒音をより高い精度で消去することが可能となる。
Furthermore, according to the present invention, in the above configuration, the vehicle further includes a vehicle-side sound collecting unit that is disposed inside the vehicle and collects the external sound that has passed through the vibrating member as passing sound,
There is provided an in-vehicle noise reduction device configured such that the antiphase waveform generating means generates the antiphase waveform so as to erase the passing sound collected by the vehicle interior sound collecting means.
With this configuration, it is possible to eliminate noise in the vehicle with higher accuracy.
また、上記の目的を達成するため、本発明によれば、車両の搭乗者が乗車中に感じる車内における騒音を低減させるための車両内騒音低減装置であって、
前記車内を形成する車内壁付近に設置された振動部材と、
前記車内側に配置され、前記振動部材を通過した前記外部音声を通過音声として集音する車内側集音手段と、
前記車内側集音手段で集音された前記通過音声の特性を更に消去するように逆位相の波形を生成する逆位相波形生成手段と、
前記逆位相波形生成手段で生成された前記逆位相の波形の振動を前記振動部材に与え、前記車内側集音手段で集音される前記通過音声を低減させる振動手段とを、
有する車両内騒音低減装置が提供される。
この構成により、音場境界方式による車内壁の防音施工を実施しつつ、従来方式よりも簡素な構成によって、車両内の有用な音声を消去することなく騒音の消去が行われるようにすることが可能となる。
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided an in-vehicle noise reduction device for reducing in-vehicle noise felt by a vehicle occupant during boarding,
A vibration member installed in the vicinity of the vehicle inner wall forming the vehicle interior;
Vehicle-side sound collecting means that is disposed inside the vehicle and collects the external sound that has passed through the vibration member as passing sound;
Anti-phase waveform generating means for generating an anti-phase waveform so as to further erase the characteristics of the passing sound collected by the vehicle interior sound collecting means;
Vibration means for applying vibration of the waveform of the opposite phase generated by the opposite phase waveform generation means to the vibration member and reducing the passing sound collected by the vehicle interior sound collection means;
An in-vehicle noise reduction device is provided.
With this configuration, while performing soundproof construction of the vehicle inner wall by the sound field boundary method, noise can be eliminated without erasing useful sound in the vehicle by a simpler configuration than the conventional method. It becomes possible.
さらに、本発明によれば、上記の構成において、前記振動部材による振動又は前記通過音声が別の振動部材へ伝達した場合に前記別の振動部材に与える振動の逆位相の波形を計算して生成する伝達振動逆位相波形生成手段を有し、
前記伝達振動逆位相波形生成手段で生成された前記逆位相の波形の振動を前記別の振動部材に与えるよう構成されている車両内騒音低減装置が提供される。
この構成により、別の箇所に設置されている別の振動部材を振動させて、別の振動部材に伝達された騒音を低減させることが可能となる。
Furthermore, according to the present invention, in the above configuration, when the vibration by the vibration member or the passing sound is transmitted to another vibration member, the waveform of the reverse phase of the vibration given to the other vibration member is calculated and generated. Transmission vibration antiphase waveform generating means
There is provided an in-vehicle noise reduction device configured to give the vibration of the reverse phase waveform generated by the transmission vibration reverse phase waveform generation means to the another vibration member.
With this configuration, it is possible to reduce the noise transmitted to another vibration member by vibrating another vibration member installed at another location.
さらに、本発明によれば、上記の構成において、前記逆位相波形生成手段が、別の車両内騒音低減装置において得られた外部音声、前記別の車両内騒音低減装置において得られた振動部材の振動、前記別の車両内騒音低減装置において得られた通過音声のいずれかに基づいて、前記別の車両内騒音低減装置における振動部材の振動の影響を反映した前記逆位相の波形を生成するよう構成されている車両内騒音低減装置が提供される。
この構成により、別の箇所に設置されている車両内騒音低減装置で消去し切れなかった騒音が振動部材に伝達した場合でも、その影響を低減させることが可能となる。
Furthermore, according to the present invention, in the above configuration, the anti-phase waveform generation means includes an external voice obtained in another in-vehicle noise reducing device, and a vibration member obtained in the another in-vehicle noise reducing device. Based on either the vibration or the passing voice obtained by the other in-vehicle noise reducing device, the waveform of the opposite phase reflecting the influence of the vibration of the vibrating member in the another in-vehicle noise reducing device is generated. A configured in-vehicle noise reduction device is provided.
With this configuration, even when noise that cannot be completely erased by the in-vehicle noise reduction device installed at another location is transmitted to the vibration member, the influence can be reduced.
さらに、本発明によれば、上記の構成において、前記車内壁を前記振動部材として利用するように構成されている車両内騒音低減装置が提供される。
この構成により、車内壁そのものを振動させることによって、車内への騒音の親友を防ぐことが可能となる。
Furthermore, according to the present invention, there is provided a vehicle interior noise reduction device configured to use the vehicle interior wall as the vibration member in the above configuration.
With this configuration, it is possible to prevent the best friend of noise in the vehicle by vibrating the vehicle inner wall itself.
本発明は上記の構成を有しており、音場境界方式による車内壁の防音施工を実施しつつ、従来方式よりも簡素な構成によって、車両内の有用な音声を消去することなく騒音の消去が行われるという効果を有する。特に、本発明は、外部からの防音を実現し、車両内における外部からの騒音を完全に消去するという効果、既存の車載オーディオシステムに依存せずに(既存の車載オーディオシステムの拡張は不要であり、車載オーディオシステムの設置自体が不要)、従来方式よりも簡素な構成によって騒音の低減を実現するという効果を有する。 The present invention has the above-described configuration and eliminates noise without erasing useful sound in the vehicle with a simpler configuration than the conventional method while performing soundproofing of the vehicle inner wall by the sound field boundary method. Has the effect of being performed. In particular, the present invention realizes soundproofing from the outside and completely eliminates external noise in the vehicle, without depending on the existing in-vehicle audio system (the expansion of the existing in-vehicle audio system is unnecessary). There is no need for installation of an in-vehicle audio system), and noise reduction is realized by a simpler configuration than the conventional method.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態における車両内騒音低減装置について説明する。 Hereinafter, an in-vehicle noise reduction device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態における車両内騒音低減装置が実装される車両の一例を示す図である。図1には、本発明の実施の形態における車両内騒音低減装置が実装される車両10、車内11、車内壁12が図示されている。通常、車両10には搭乗者が座る座席が設けられており、搭乗者が座る空間は密閉された部屋のような空間となっている。車内11は搭乗者が座る空間を表しており、また、車内壁12は、車内11の空間を仕切る境界(壁)を表している。 FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a vehicle on which the in-vehicle noise reduction device according to the embodiment of the present invention is mounted. FIG. 1 shows a vehicle 10, a vehicle interior 11, and a vehicle interior wall 12 in which the vehicle interior noise reduction device according to the embodiment of the present invention is mounted. Usually, the vehicle 10 is provided with a seat on which a passenger sits, and the space in which the passenger sits is a space like a sealed room. The vehicle interior 11 represents a space where a passenger sits, and the vehicle interior wall 12 represents a boundary (wall) that partitions the space of the vehicle interior 11.
また、車両10には、車内壁12の外側(車内11の空間の外側)の一部又はすべてを取り囲むように振動部材20が設けられている。なお、図1には、車内壁12の外側を取り囲むように振動部材20が設置されているが、車内壁12の内側(車内11の空間内)に振動部材20が設けられてもよく、また、車内壁12そのものを振動部材20として利用してもよい。また、特に車内11への騒音が伝達しやすい箇所(例えば、エンジンルームに面した車内壁12)にのみ振動部材20が設けられてもよく、既存の消音部材(インシュレータ)を振動部材20として利用してもよい。 Further, the vehicle 10 is provided with a vibration member 20 so as to surround a part or all of the outside of the vehicle interior wall 12 (the outside of the space of the vehicle interior 11). In FIG. 1, the vibration member 20 is installed so as to surround the outside of the vehicle inner wall 12, but the vibration member 20 may be provided inside the vehicle inner wall 12 (in the space of the vehicle interior 11). The vehicle inner wall 12 itself may be used as the vibration member 20. Further, the vibration member 20 may be provided only at a location where noise can be easily transmitted to the vehicle interior 11 (for example, the vehicle interior wall 12 facing the engine room), and an existing silencer member (insulator) is used as the vibration member 20. May be.
次に、本発明の実施の形態における車両内騒音低減装置の構成について説明する。図2は、本発明の実施の形態における車両内騒音低減装置の構成の一例を示す図である。図2には、振動部材20、圧電振動素子30、外部音声用マイクロフォン40、透過音声用マイクロフォン45、信号処理部50が図示されている。
Next, the configuration of the in-vehicle noise reduction device according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of the in-vehicle noise reduction device according to the embodiment of the present invention. FIG. 2 illustrates the vibration member 20, the
図2に図示されている振動部材20は、図1に図示されている振動部材20と同一である。したがって、上述のように、振動部材20は、車内11の空間の内側又は外側のいずれに設けられていてもよく、また、車内壁12そのものであってもよい。振動部材20は、外部音声を吸音するための振動が可能な素材によって構成されている。 The vibrating member 20 illustrated in FIG. 2 is the same as the vibrating member 20 illustrated in FIG. Therefore, as described above, the vibration member 20 may be provided either inside or outside the space in the vehicle interior 11, or may be the vehicle interior wall 12 itself. The vibration member 20 is made of a material capable of vibration for absorbing external sound.
また、振動部材20を振動させることが可能な箇所に、圧電振動素子30が設置されている。圧電振動素子30は圧電効果を利用した受動素子であり、圧電体に加えられた電圧を力に変換することが可能である。図2に図示されている車両内騒音低減装置では、信号処理部50から供給される電圧に応じて圧電振動素子30の圧電体が変形することで、振動部材20を振動させることが可能である。圧電振動素子30は、振動部材20が外部音声を吸音可能とするように振動部材20を振動させることが可能である。なお、圧電振動素子30は、振動部材20を振動させることが可能な任意の位置に配置可能であり、また、振動部材20を振動させるための構成も任意の構成でよい。
In addition, the
また、外部音声用マイクロフォン40は、振動部材20を境界として車内壁12の外側方向(車内11の空間)に配置される集音装置である。外部音声用マイクロフォン40は、騒音を含む外部音声を集音する機能を有し、集音された外部音声は外部音声信号として信号処理部50へ供給される。
The
また、透過音声用マイクロフォン45は、振動部材20を境界として車内壁12の内側方向(車内11の空間の内側方向)に配置される集音装置である。透過音声用マイクロフォン45は、外部音声が振動部材20によって低減されてなお、振動部材20から透過してくる透過音声(実際に車内11の搭乗者に騒音として到達する音声)を集音する機能を有し、集音された透過音声は透過音声信号として信号処理部50へ供給される。
The transmitted
なお、外部音声用マイクロフォン40及び透過音声用マイクロフォン45の両方が設置されることによって、騒音低減の精度を向上させることができるが、結果的に振動部材20の振動を抑えて透過音声を低減させることが可能であれば、外部音声用マイクロフォン40及び透過音声用マイクロフォン45のうちのいずれか一方のみが配置されてもよい。また、外部音声用マイクロフォン40及び透過音声用マイクロフォン45のうちのいずれか一方が、振動部材20の振動を検出する振動検出装置であってもよい。
Note that the accuracy of noise reduction can be improved by installing both the
また、信号処理部50は、外部音声信号及び透過音声信号に基づいて振動部材20における振動を制御する機能を有しており、外部音声信号用のアナログ/デジタル変換部(A/D)51、透過音声信号用のアナログ/デジタル変換部(A/D)52、振動調整部53、逆位相振動波生成部54、逆位相振動波用のデジタル/アナログ変換部(A/D)55によって構成されている。
Further, the signal processing unit 50 has a function of controlling the vibration in the vibration member 20 based on the external audio signal and the transmitted audio signal, and an analog / digital conversion unit (A / D) 51 for the external audio signal, An analog / digital conversion unit (A / D) 52 for a transmitted sound signal, a
外部音声信号用のアナログ/デジタル変換部(A/D)51は、外部音声用マイクロフォン40で集音された外部音声信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して逆位相振動波生成部54へ供給する機能を有しており、透過音声信号用のアナログ/デジタル変換部(A/D)52は、透過音声用マイクロフォン45で集音された透過音声信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して振動調整部53へ供給する機能を有している。
The external audio signal analog / digital converter (A / D) 51 converts the external audio signal collected by the
また、振動調整部53は、透過音声信号用のアナログ/デジタル変換部(A/D)52でデジタル変換された透過音声信号を教師信号として、透過音声信号の特性を検出して逆位相振動波生成部54へ通知する機能を有している。なお、振動調整部53が学習機能を有し、透過音声信号の特性の傾向を把握できるようにしてもよい。
Further, the
また、逆位相振動波生成部54は、外部音声信号用のアナログ/デジタル変換部(A/D)51でデジタル変換された外部音声信号と、振動調整部53から通知された透過音声信号の特性とに基づいて、振動部材20から車内11の空間の内側方向へ透過してくる(漏れてくる)透過音声を消去するための振動波形(逆位相の振動波形)を生成する機能を有している。逆位相振動波生成部54で生成された振動波形は、逆位相振動波用のデジタル/アナログ変換部(A/D)55において、デジタル信号からアナログ信号に変換された後、圧電振動素子30へ供給され、その振動波形に従って圧電振動素子30による振動部材20の振動が行われる。
Further, the antiphase vibration
なお、本明細書では、逆位相振動波生成部54が、デジタル信号処理によって逆位相の振動波形を生成し、振動波形を電気信号で圧電振動素子30へ供給することによって振動部材20を振動させているが、アナログ回路によって逆位相の振動波形が生成されてもよい。また、原理的には、外部音声信号の進行距離を半波長ずらすことにより、外部音声信号に対して逆位相の振動波形が生成可能である。
In the present specification, the antiphase vibration
次に、図2に図示されている車両内騒音低減装置の構成における動作について説明する。外部音声用マイクロフォン40で集音された外部音声は、A/D51を経由して外部音声信号として逆位相振動波生成部54に供給される。逆位相振動波生成部54は、この外部音声信号と逆位相の波形信号を振動波形とし、A/D55を経由して圧電振動素子30へ提供する。圧電振動素子30は、この振動波形に従って振動部材20を振動させることで、振動部材20は、外部音声の位相と逆位相の振動を行い、その結果、外部音声は打ち消されて振動部材20を透過する透過音声の振幅を小さくすることが可能となる。
Next, the operation in the configuration of the in-vehicle noise reduction device shown in FIG. 2 will be described. The external sound collected by the
また、振動部材20の特性や、外部音声用マイクロフォン40での集音タイミングと振動部材20を圧電振動素子30で振動させるタイミングとのずれなどの様々な理由によって、透過音声を完全に無音とすることは容易ではない。そこで、さらに透過音声を集音して透過音声信号を教師信号とした制御を行うことが有用である。
Further, the transmitted sound is completely silenced due to various reasons such as the characteristics of the vibration member 20, the difference between the sound collection timing of the
透過音声用マイクロフォン45で集音された透過音声は、A/D52を経由して透過音声信号として振動調整部53に供給される。振動調整部53は、例えば、この透過音声信号の各周波数帯域における振幅を検出して、この各周波数帯域における振幅を逆位相振動波生成部54に通知する。逆位相振動波生成部54は、外部音声信号に対して逆位相の波形信号を生成するとともに、各周波数帯域における振幅を係数として重みを付け、重みが付加された信号を振動波形として、A/D55を経由して圧電振動素子30へ提供する。圧電振動素子30は、この振動波形に従って振動部材20を振動させることで、より精度良く外部音声を打ち消して、振動部材20を透過する透過音声の振幅をより小さくすることが可能となる。
The transmitted sound collected by the transmitted
なお、例えば、外部音声信号を用いずに(外部音声用マイクロフォン40を設けずに)、透過音声信号のみに基づいて、逆位相振動波生成部54が透過音声信号を減衰させる振動波形をフィードバック方式によって特定できるようにすることも可能である。
In addition, for example, without using an external audio signal (without providing the external audio microphone 40), the feedback waveform is a vibration waveform in which the antiphase vibration
以上の構成及び動作によって、騒音を含む外部音声信号が振動部材20を透過した結果生じる透過音声をできるだけ小さくすることで、車内11への騒音の漏れを防ぐことが可能となる。また、以上の構成及び動作によれば、騒音の低減によって、車内11の有用な音声(音楽や車載ナビゲーション装置からの音声案内、搭乗者間の会話など)を消去してしまうこともなくなる。 With the above configuration and operation, it is possible to prevent leakage of noise into the vehicle interior 11 by minimizing the transmitted sound generated as a result of the external sound signal including noise passing through the vibration member 20. Further, according to the above configuration and operation, useful sound in the vehicle 11 (music, voice guidance from the in-vehicle navigation device, conversation between passengers, etc.) is not erased due to noise reduction.
車内11へ騒音が侵入しやすい箇所や騒音の音源に近い箇所が複数存在する場合であっても、それぞれの箇所に上述の車両内騒音低減装置を設置することで、車内11への騒音の侵入を防ぐことが可能である。しかしながら、こうした構成においてもなお、車内11への騒音の漏れを完全に防ぐことができない可能性がある。例えば、外部音声は、一方向から振動部材10へ入射するという理想的な状態となり得ないので、振動部材10で完全に消去することは実際には不可能である。また、車内11への騒音を含む外部音声による振動が車両10のボディや車内壁12を伝わって別の箇所の車内壁12を振動させる結果、1つの振動部材20(あるいは、1箇所の振動部材20の振動)だけでは、外部音声を遮蔽しきれない可能性がある。また、透過音声を完全に消去することができず、車内へ侵入した騒音が車内11で反射(反響)して、搭乗者の頭部付近へ様々な方向から到達してしまう可能性もある。 Even if there are a plurality of locations where noise is likely to enter the vehicle interior 11 or locations near the sound source of the noise, the intrusion of noise into the vehicle interior 11 can be achieved by installing the above-mentioned vehicle noise reduction device at each location. It is possible to prevent. However, even in such a configuration, there is a possibility that noise leakage into the vehicle interior 11 cannot be completely prevented. For example, since the external sound cannot be in an ideal state of entering the vibration member 10 from one direction, it is actually impossible to completely erase with the vibration member 10. Further, as a result of vibration caused by external sound including noise in the vehicle interior 11 being transmitted through the body of the vehicle 10 and the vehicle interior wall 12 to vibrate the vehicle interior wall 12 at another location, one vibration member 20 (or one vibration member at one location). There is a possibility that the external sound cannot be shielded only with 20 vibrations). Further, the transmitted voice cannot be completely erased, and noise that has entered the vehicle may be reflected (echoed) in the vehicle 11 and may reach the vicinity of the passenger's head from various directions.
車両11のボディや車内壁12を伝わって伝達される振動に起因した車内11への騒音侵入や、車内11へ侵入した騒音の反響を防ぐために、車両の異なる箇所に設置された複数の車両内騒音低減装置が協調して動作を行うようにしてもよい。 In order to prevent noise intrusion into the vehicle interior 11 due to vibration transmitted through the body of the vehicle 11 and the vehicle interior wall 12 and the echo of the noise that has entered the vehicle interior 11, a plurality of vehicles installed in different locations of the vehicle The noise reduction device may be operated in cooperation.
例えば、ある車両内騒音低減装置が、別の車両内騒音低減装置で集音された外部音声及び/又は透過音声、あるいは、別の車両内騒音低減装置において振動部材20を振動させる振動波形を取得し、こうした別の車両内騒音低減装置における外部音声、透過音声、振動波形などが自車両内騒音低減装置で消去すべき騒音に与える影響を加味して、逆位相振動波生成部54が、これらの影響を更に反映した振動波形を生成し、伝達することによって、別の箇所での騒音やその反響音を消去できるようにしてもよい。
For example, an in-vehicle noise reduction device acquires an external sound and / or transmitted sound collected by another in-vehicle noise reduction device, or a vibration waveform that vibrates the vibration member 20 in another in-vehicle noise reduction device. The anti-phase vibration
また、例えば、図3に図示されているように、ある車両内騒音低減装置が、車内の様々な箇所に設置されている各振動部材20における振動波形を生成し、伝達することが可能な伝達音逆位相振動波生成部60を更に有し、各振動部材20を振動させる振動波形をA/D61を経由して各振動部材20に設置されている圧電振動素子30へ提供してもよい。この構成によれば、例えば、1箇所のみに車両内騒音低減装置を配置するとともに、圧電振動素子30が設置された複数の振動部材20に対して振動波形を供給して振動部材20を振動させることが可能となる。
Further, for example, as shown in FIG. 3, a vehicle noise reduction device can generate and transmit vibration waveforms in the vibration members 20 installed at various locations in the vehicle. A sound antiphase vibration
なお、別の車両内騒音低減装置における外部音声、透過音声、振動波形などが自車両内騒音低減装置へ伝達又は反響する際の伝達波形や減衰率などを用いることで、別の箇所での騒音の影響を加味した振動波形を計算することが可能となる。 In addition, by using the transmission waveform or attenuation rate when external sound, transmitted sound, vibration waveform, etc. in another in-vehicle noise reduction device are transmitted to or reflected in the in-vehicle noise reduction device, noise at another location can be obtained. It is possible to calculate a vibration waveform that takes into account the effects of.
本発明は、音場境界方式による車内壁の防音施工を実施しつつ、従来方式よりも簡素な構成によって、車両内の有用な音声を消去することなく騒音の消去が行われるという効果を有しており、車両の搭乗者が乗車中に感じる車両内における騒音を低減させるための技術に関する。 The present invention has an effect that noise can be eliminated without erasing useful sound in the vehicle by a simpler configuration than the conventional method while performing soundproofing of the vehicle inner wall by the sound field boundary method. The present invention relates to a technique for reducing noise in a vehicle that is felt by a vehicle occupant during the ride.
10 車両
11 車内
12 車内壁
20 振動部材
30 圧電振動素子
40 外部音声用マイクロフォン
45 透過音声用マイクロフォン
50 信号処理部
51、52 A/D(アナログ/デジタル変換部)
53 振動調整部
54 逆位相振動波生成部
55 D/A(デジタル/アナログ変換部)
60 伝達音逆位相振動波生成部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vehicle 11 Car interior 12 Car interior wall 20 Vibrating
53
60 Transmitted sound anti-phase vibration wave generator
Claims (7)
前記車内を形成する車内壁付近に設置された振動部材と、
前記車外側に配置され、前記車外側の外部音声を集音する車外側集音手段と、
前記車外側集音装置で集音された前記外部音声の逆位相の波形を生成する逆位相波形生成手段と、
前記逆位相波形生成手段で生成された前記逆位相の波形の振動を前記振動部材に与え、前記外部音声によってもたらされる前記振動部材の振動を低減させる振動手段とを、
有する車両内騒音低減装置。 An in-vehicle noise reduction device for reducing in-vehicle noise felt by a vehicle occupant during boarding,
A vibration member installed in the vicinity of the vehicle inner wall forming the vehicle interior;
Vehicle outside sound collecting means disposed outside the vehicle and collecting external sound outside the vehicle;
An antiphase waveform generating means for generating an antiphase waveform of the external sound collected by the vehicle exterior sound collector;
Vibration means for applying vibration of the waveform of the opposite phase generated by the opposite phase waveform generation means to the vibration member, and reducing vibration of the vibration member caused by the external sound;
In-vehicle noise reduction device.
前記車内を形成する車内壁付近に設置された振動部材と、
外部音声による影響を含む前記振動部材の振動を検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段で検出された振動の逆位相の波形を生成する逆位相波形生成手段と、
前記逆位相波形生成手段で生成された前記逆位相の波形の振動を前記振動部材に与え、前記振動検出手段において検出される振動を低減させる振動手段とを、
有する車両内騒音低減装置。 An in-vehicle noise reduction device for reducing in-vehicle noise felt by a vehicle occupant during boarding,
A vibration member installed in the vicinity of the vehicle inner wall forming the vehicle interior;
Vibration detecting means for detecting vibration of the vibrating member including the influence of external sound;
An anti-phase waveform generating means for generating an anti-phase waveform of the vibration detected by the vibration detecting means;
Vibration means for applying vibration of the reverse phase waveform generated by the reverse phase waveform generation means to the vibration member and reducing vibration detected by the vibration detection means;
In-vehicle noise reduction device.
前記逆位相波形生成手段が、前記車内側集音手段で集音された前記通過音声を消去するように前記逆位相の波形を生成するよう構成されている請求項1又は2に記載の車両内騒音低減装置。 Vehicle-side sound collecting means that is disposed inside the vehicle and collects the external sound that has passed through the vibration member as passing sound;
3. The interior of the vehicle according to claim 1, wherein the antiphase waveform generating unit is configured to generate the antiphase waveform so as to erase the passing sound collected by the vehicle interior sound collecting unit. Noise reduction device.
前記車内を形成する車内壁付近に設置された振動部材と、
前記車内側に配置され、前記振動部材を通過した前記外部音声を通過音声として集音する車内側集音手段と、
前記車内側集音手段で集音された前記通過音声の特性を更に消去するように逆位相の波形を生成する逆位相波形生成手段と、
前記逆位相波形生成手段で生成された前記逆位相の波形の振動を前記振動部材に与え、前記車内側集音手段で集音される前記通過音声を低減させる振動手段とを、
有する車両内騒音低減装置。 An in-vehicle noise reduction device for reducing in-vehicle noise felt by a vehicle occupant during boarding,
A vibration member installed in the vicinity of the vehicle inner wall forming the vehicle interior;
Vehicle-side sound collecting means that is disposed inside the vehicle and collects the external sound that has passed through the vibration member as passing sound;
Anti-phase waveform generating means for generating an anti-phase waveform so as to further erase the characteristics of the passing sound collected by the vehicle interior sound collecting means;
Vibration means for applying vibration of the waveform of the opposite phase generated by the opposite phase waveform generation means to the vibration member and reducing the passing sound collected by the vehicle interior sound collection means;
In-vehicle noise reduction device.
前記伝達振動逆位相波形生成手段で生成された前記逆位相の波形の振動を前記別の振動部材に与えるよう構成されている請求項1から4のいずれか1つに記載の車両内騒音低減装置。 Transmission vibration anti-phase waveform generation means for calculating and generating an anti-phase waveform of vibration to be given to the other vibration member when vibration by the vibration member or the passing sound is transmitted to another vibration member;
5. The in-vehicle noise reduction device according to claim 1, wherein the vibration component having the reverse phase waveform generated by the transmission vibration reverse phase waveform generation unit is applied to the another vibration member. 6. .
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JP2009079517A JP2010228641A (en) | 2009-03-27 | 2009-03-27 | Noise reducing device in vehicle |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2012157577A1 (en) * | 2011-05-19 | 2012-11-22 | 東海ゴム工業株式会社 | Active silencer |
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-
2009
- 2009-03-27 JP JP2009079517A patent/JP2010228641A/en not_active Withdrawn
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