DE112017003024T5

DE112017003024T5 - Aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112017003024T5
Application number: DE112017003024.2T
Authority: DE
Inventors: Toshio Inoue
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2016-06-15
Filing date: 2017-05-31
Publication date: 2019-03-14
Also published as: BR112018075036A2; JP6637173B2; CN109416910B; WO2017217237A1; CN109416910A; MY181826A; US20190266994A1; JPWO2017217237A1

Abstract

Eine ASC-Vorrichtung (11) ist versehen mit: einem Einlassrohrmikrofon (37) zum Detektieren eines Vibrationsgeräuschsignals, das in einem Ansaugrohr (39) eines Verbrennungsmotors (13) erzeugt wird; einem Referenzsignalgenerator (55) zum Extrahieren einer akustischen Komponente, die zu einem auf der Drehfrequenz (fq) des Motors (13) beruhenden vorbestimmten Frequenzband gehört, aus dem Vibrationsgeräuschsignal, und Erzeugen eines Referenzsignals aus einer Oberwelle auf der Basis der extrahierten akustischen Komponente; einem Fahrersitzlautsprecher (25) zum Ausgeben eines einen Effekt enthaltenden Geräuschs; sowie einem Synthesizer (ad2) zum Erzeugen eines zum Erzeugen des Effekts verwendeten Steuersignals auf der Basis des Referenzsignals, und zum Ausgeben des Steuersignals an den Fahrersitzlautsprecher (25). Der Referenzsignalgenerator (55) setzt auf der Basis der Drehfrequenz (fq) des Motors (13) eine Mittenfrequenz im Bezug auf die akustische Komponente.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung zum Erzeugen eines Geräuscheffekts in einem mit einem Verbrennungsmotor ausgestatteten Fahrzeug.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Der Anmelder hat eine Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung zum Erzeugen eines Motorgeräuschs vorgeschlagen, mit einem Gefühl der Linearität zu einem Beschleunigungsbetrieb in einem mit einem Verbrennungsmotor ausgestatteten Fahrzeug (siehe Patentliteratur 1).
Die in Patentliteratur 1 beschriebene Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung enthält: eine Wellenverlaufdatentabelle, die Wellenverlaufdaten für einen Zyklus einer Sinuswelle speichert; einen Referenzsignalgenerator zum Erzeugen eines Oberwellenreferenzsignals basierend auf einer Drehfrequenz des Motors durch Bezug auf die Wellenverlaufdaten; sowie einen Akustik-Controller zum Erzeugen eines Steuersignals basierend auf dem Referenzsignal; und eine Ausgabevorrichtung zum Umwandeln des Steuersignals in einen Geräuscheffekt und Ausgeben des Geräuscheffekts. Der Akustik-Controller enthält einen ersten Akustikkorrektor einer Umkehr-Verstärkungscharakteristik, die umgekehrt zu einer Frequenz-Verstärkungscharakteristik (Charakteristik, in der sich die Verstärkung gemäß den Frequenzen des Referenzsignals ändert) eines Geräuschfeldraums ist, der sich von der Ausgabevorrichtung zu einem Insassen erstreckt, und erzeugt das Steuersignal basierend auf dem Referenzsignal, indem er veranlasst, dass der erste Akustikkorrektor die Verstärkung für das Referenzsignal in Abhängigkeit von den Frequenzen korrigiert.
Wenn die in Patentliteratur 1 beschriebene Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung die Umkehr-Verstärkungscharakteristik auf die Verstärkung für das Referenzsignal anwendet, ist die Frequenz-Verstärkungscharakteristik des Geräuscheffekts dann flach, wenn der Geräuscheffekt basierend auf dem Referenzsignal den Insassen von der Ausgabevorrichtung über den Geräuschfeldraum erreicht. Somit ist die Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung in der Lage, ein Geräusch mit einem Gefühl der Linearität zu einem Beschleunigungsbetrieb zu erzeugen.
ZITATLISTE
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Japanische Patentanmeldung-Veröffentlichung Nr. 2006-301598
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
Da jedoch die im Patentliteratur 1 beschriebene Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung das Oberwellenreferenzsignal basierend auf der Motordrehfrequenz durch Bezug auf die vorab gesetzten Wellenverlaufdaten der Sinuswelle erzeugt, klingt der Geräuscheffekt basierend auf dem erzeugten Referenzsignal künstlich. Daher besteht Raum zur Verbesserung vom Blickpunkt, dem Fahrer ein zufriedenstellendes Fahrgefühl zu geben. Der Grund hierfür ist folgendermaßen. Zum Beispiel sind im Falle eines Vier-Zylinder-Viertaktmotors, der eine Bauart eines Verbrennungsmotors ist, die Zylindertakte von Einlass, Kompression, Explosion und Auslass in dieser Reihenfolge zeitlich aufeinanderfolgend versetzt. Dies für zu einer Drehmomentschwankung des Motors und dementsprechend einer Vibration des Motors, und ändert auch die Einlass- und Auslassdrücke der Zylinder zu jedem ablaufenden Moment. Infolgedessen enthält das reale Motorgeräusch nicht nur Frequenzkomponenten höherer Ordnung, sondern auch Frequenzkomponenten in einem verzerrten Wellenverlauf, der hervorgerufen wird, weil sich die Kurbelwelle nicht mit einer konstanten Geschwindigkeit dreht, auf das echte Motorgeräusch zufällig aufgelagert sind. Andererseits kann die in Patentliteratur 1 beschriebene Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung den Wellenverlauf der verzerrten Sinuswellen, außer für die Frequenzkomponenten höherer Ordnung, nicht wiedergeben.
Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die obige reale Situation gemacht worden. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung anzugeben, die in der Lage ist, einen Geräuscheffekt zu erzeugen, der einem Fahrer in einem mit einem Verbrennungsmotor ausgestatteten Fahrzeug ein zufriedenstellendes Fahrgefühl gibt.
MITTEL ZUR LÖSUNG DES PROBLEMS
Um die obige Aufgabe zu lösen, enthält eine aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung: einen Vibrationsgeräuschsignaldetektor zum Detektieren eines Vibrationsgeräuschsignals, das in einem einlassseitigen Element und/oder einem auslassseitigen Element für einen Verbrennungsmotor erzeugt wird; einen Referenzsignalgenerator zum Extrahieren einer akustischen Komponente, die zu einem auf einer Drehfrequenz des Motors beruhenden vorbestimmten Frequenzband gehört, aus dem Vibrationsgeräuschsignal, und Erzeugen eines Oberwellenreferenzsignals basierend auf der extrahierten akustischen Komponente; eine Geräuschausgabevorrichtung zum Ausgeben eines einen Geräuscheffekt enthaltenden Geräuschs; und einen Generator zum Erzeugen eines Steuersignals, das zum Erzeugen des Geräuscheffekts zu verwenden ist, auf der Basis des Referenzsignals und Ausgeben des Steuersignals an die Geräuschausgabevorrichtung. Der Referenzsignalgenerator setzt eine Mittenfrequenz für die akustische Komponente auf der Basis der Drehfrequenz des Motors.
Die aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung verwendet die Konfiguration, in der der Referenzsignalgenerator die Mittenfrequenz für die akustische Komponente auf der Basis der Drehfrequenz des Verbrennungsmotors setzt, wenn der Referenzsignalgenerator die akustische Komponente, die zu dem auf der Drehfrequenz des Motors beruhenden vorbestimmten Frequenzband gehört, aus dem Vibrationsgeräuschsignal extrahiert, das in einem einlassseitigen Element und/oder auslassseitigen Element für den Motor erzeugt wird.
Die aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ist in der Lage, einen Geräuscheffekt zu erzeugen, der dem Fahrer ein zufriedenstellendes Fahrgefühl gibt. Dies ist so, weil der Referenzsignalgenerator die Mittenfrequenz für die akustische Komponente basierend auf der Drehfrequenz des Motors setzt, wenn der Referenzsignalgenerator die akustische Komponente, die zu dem auf der Drehfrequenz des Motors beruhenden vorbestimmten Frequenzband gehört, auf der Basis aus dem Vibrationsgeräuschsignal extrahiert.
Eine aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist die aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzsignalgenerator die Mittenfrequenz für die akustische Komponente derart setzt, dass sie einer Änderung in der Drehfrequenz des Motors folgt.
Die aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in der Lage, einen Geräuscheffekt ähnlich zu einem Beschleunigungsgeräusch des Motors zu erzeugen, um dem Fahrer ein zufriedenstellendes Fahrgefühl zu geben, und um ein Gefühl der Einheitlichkeit zu geben, in dem sich der Fahrer fühlt, als ob sich das Fahrzeug wie die Extremitäten des Fahrers bewegen. Dies ist so, weil der Referenzsignalgenerator die Mittenfrequenz für die akustische Komponente derart setzt, dass sie der Änderung der Drehfrequenz des Motors folgt.
Die aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist die aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzsignalgenerator eine Breite eines vorbestimmten Frequenzbands der akustischen Komponente auf der Basis der Drehfrequenz des Motors setzt.
Die aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung ist in der Lage, einen natürlicheren Geräuscheffekt gemäß dem Grad der Beschleunigung des Motors zu erzeugen, um dem Fahrer ein zufriedenstellendes Fahrgefühl zu geben, und um darüber hinaus ein Gefühl der Einheitlichkeit zu erzeugen, in dem sich der Fahrer fühlt, als ob sich das Fahrzeug wie die Extremitäten des Fahrers bewegt. Dies ist so, weil der Referenzsignalgenerator die Breite des vorbestimmten Frequenzbands der akustischen Komponente auf der Basis der Drehfrequenz des Motors setzt.
Eine aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung ist die aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung gemäß einem der ersten bis dritten Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass der Vibrationsgeräuschsignaldetektor, als das in dem einlassseitigen Element für den Motor erzeugte Vibrationsgeräuschsignal, ein Vibrationsgeräuschsignal detektiert, das in einem Ansaugrohrelement erzeugt wird, durch das der Motor und ein Luftfilter miteinander in Verbindung stehen.
Die aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung ist in der Lage, ein Ansauggeräusch des Motors, einschließlich der zu dem Frequenzband gehörenden akustischen Komponente basierend auf der Drehfrequenz des Motors, als den Geräuscheffekt zu erzeugen, um hierdurch einen Geräuscheffekt zu erzeugen, der dem Fahrer zufriedenstellendes Fahrgefühl gibt. Dies ist so, weil der Vibrationsgeräuschsignalgenerator, als das Vibrationsgeräuschsignal, das in dem einlassseitigen Element für den Motor erzeugt wird, das Vibrationsgeräuschsignal detektiert, das in dem Ansaugrohrelement erzeugt wird, durch das der Motor und der Luftfilter miteinander in Verbindung stehen.
Eine aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung ist die aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung gemäß einem der ersten bis dritten Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass der Vibrationsgeräuschsignaldetektor, als das in dem auslassseitigen Element für den Motor erzeugte Vibrationsgeräuschsignal, ein Vibrationsgeräuschsignal detektiert, das in einem Auspuffrohrelement erzeugt wird, durch das der Motor und ein Auspufftopf miteinander in Verbindung stehen.
Die aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung ist in der Lage, ein Auspuffgeräusch des Motors einschließlich der zu dem Frequenzband gehörenden akustischen Komponente basierend auf der Drehfrequenz des Motors als den Geräuscheffekt zu erzeugen, um dem Fahrer ein zufriedenstellendes Fahrgefühl zu geben. Dies ist so, weil der Vibrationsgeräuschsignaldetektor, als das Vibrationsgeräuschsignal, das in dem auspuffseitigen Element für den Motor erzeugt wird, das Vibrationsgeräuschsignal detektiert, das in dem Auspuffrohrelement erzeugt wird, durch das der Motor mit dem Auspufftopf miteinander in Verbindung steht.
VORTEILHAFTER EFFEKT DER ERFINDUNG
Die aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist in der Lage, einen Geräuscheffekt zu erzeugen, der dem Fahrer in einem mit einem Verbrennungsmotor ausgestatteten Fahrzeug ein zufriedenstellendes Fahrgefühl gibt.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines Fahrzeugs mit einer aktiven Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung (nachfolgend in einigen Fällen als „ASC-Vorrichtung“ bezeichnet) gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm davon, wie die ASC-Vorrichtung gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung und periphere Vorrichtungen konfiguriert sind, um ein Ansauggeräusch von einem Verbrennungsmotor als Geräuscheffekt zu verwenden.
3 ist ein Blockkonfigurationsdiagramm, das eine interne Konfiguration der ASC-Vorrichtung darstellt.
4 ist ein Blockkonfigurationsdiagramm, das eine interne Konfiguration eines in der ASC-Vorrichtung enthaltenen Referenzsignalgenerators darstellt.
5 ist ein Erläuterungsdiagramm, das ein Beispiel einer Schalldruck-Frequenz-Charakteristik des Geräuscheffekts darstellt, die sich zeigt, wenn ein Wert eines Stufengrößenparameters im in der ASC-Vorrichtung enthaltenen Referenzsignalgenerator verändert wird.
6 ist ein Erläuterungsdiagramm, das ein Beispiel der Schalldruck-Frequenz-Charakteristik des Geräuscheffekts im in der ASC-Vorrichtung enthaltenen Referenzsignalgenerator für jede Frequenzkomponente höherer Ordnung einer Motordrehfrequenz darstellt.
7 ist ein Erläuterungsdiagramm, dass einen Vergleich zwischen einem Beispiel der Schalldruck-Frequenz-Charakteristik des Geräuscheffekts darstellt, der sich zeigt, wenn die ASC-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eingeschaltet ist, sowie ein Beispiel der Schalldruck-Frequenz-Charakteristik des Geräuscheffekts, die sich zeigt, wenn die ASC-Vorrichtung ausgeschaltet ist.
8 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm davon, wie die ASC-Vorrichtung gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung und periphere Vorrichtungen konfiguriert sind, um Auspuffgeräusch von einem Verbrennungsmotor als Geräuscheffekt zu verwenden.

ARTEN ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Nachfolgend wird eine aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung gemäß Ausführungen der vorliegenden Erfindung im Bezug auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben.
Es sollte angemerkt werden, dass in den folgenden Zeichnungen Elemente mit den gleichen Funktionen oder Elemente mit einander entsprechenden Funktionen grundlegend mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Darüber hinaus sind Größen und Formen der Elemente in einigen Fällen zugunsten einer besseren Erläuterung durch Verformung oder Übertreibung schematisch dargestellt.
Umriss der aktiven Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung 11 gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung
Im Bezug auf die 1 und 2 wird ein Umriss der aktiven Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung (ASC-Vorrichtung: aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung) 11 gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung anhand eines Beispiels beschrieben, in dem die ASC-Vorrichtung 11 in ein Fahrzeug 15 eingebaut ist, an dem ein Verbrennungsmotor (nachfolgend als „Motor“ bezeichnet) 13 angebracht ist. 1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm des Fahrzeugs 15, an dem die ASC-Vorrichtung 11 angebracht ist. 2 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm davon, wie die ASC-Vorrichtung 11 und periphere Vorrichtungen konfiguriert sind, um ein Ansauggeräusch von dem Motor 13 als Geräuscheffekt zu verwenden.
Zusammen mit einer aktiven Geräuschsteuervorrichtung (ANC-Vorrichtung) 17 zum aktiven Unterdrücken des Schalldrucks von Geräusch, das in einen Innenraum (nachfolgend in einigen Fällen auch als „Fahrzeuginnenraum“ bezeichnet) des Fahrzeugs 15 eintritt, stellt die ASC-Vorrichtung gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung ein aktives Fahrzeuggeräuscheffekt-Erzeugungssystem 19 dar. Das aktive Fahrzeuggeräusch-Effekterzeugungssystem 19 hat eine Funktion zum Erzeugen einer Fahrumgebung, die dem Fahrer ein zufriedenstellendes Fahrgefühl gibt; und Erzeugen eines Geräuscheffekts zum aktiven Unterdrücken des Schalldrucks des Geräuschs, das in den Fahrzeuginnenraum eintritt.
Wie in 1 dargestellt, enthält das die ASC-Vorrichtung 11 und die ANC-Vorrichtung 17 enthaltende aktive Fahrzeuggeräusch-Effekterzeugungssystem 19: ein Fahrersitzmikrofon 20, das in einem Fahrersitzraum in dem Fahrzeuginnenraum angeordnet ist, um im Fahrersitzraum 21 erzeugte Geräusche aufzunehmen; einen Fahrersitzlautsprecher 25, der in dem Fahrersitzraum 21 angeordnet ist, um den Geräuscheffekt enthaltende Geräusche auszugeben; einen Addierer ad1 zum Aufaddieren von (digitalen) Geräuscheffektsignalen (Schalldruck-Frequenz-Charakteristiken der Geräuscheffekte zu einem Zeitpunkt) jeweils von der ASC-Vorrichtung 11 und der ANC-Vorrichtung 17; einen digital-analog (D/A)-Wandler zum Umwandeln eines (digitalen) Geräuscheffektsignals von dem Addierer ad1 in ein analoges Signal; und einen Audioverstärker 29 zum Verstärken eines (analogen) Geräuschsignals einschließlich des von Umwandlung durch den D/A-Wandler 27 resultierenden Geräuscheffekts zum Ausgeben des verstärkten (analogen) Geräuschsignals an den Fahrersitzlautsprecher 25.
Der Fahrersitzlautsprecher 25 entspricht einer „Geräuschausgabevorrichtung“ gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wie in den 1 und 2 dargestellt, sind mit der ASC-Vorrichtung 11 verschiedene Sensoren verbunden, einschließlich einem Motordrehzahlsensor 33, einem Gaspedalstellungssensor 35 und einem Ansaugrohrmikrofon 37.
Der Motordrehzahlsensor 33 hat eine Funktion, die Drehzahl des an dem Fahrzeug 15 angebrachten Motors 13 zu detektieren. Ein Zeitseriensignal (Motordrehfrequenzsignal) fq, welches eine von dem Motordrehzahlsensor 33 detektierte Motordrehfrequenz repräsentiert, wird zu der ASC-Vorrichtung 11 geschickt.
Der Gaspedalstellungssensor 35 hat eine Funktion, die Gaspedalstellung zu detektieren, die dem Druckbetrag des Fahrers auf ein Gaspedal (nicht dargestellt) folgt. Ein Zeitseriensignal (AP-Stellungssignal) ap, das eine vom Gaspedalstellungssensor 35 detektierte Gaspedalstellung repräsentiert, wird zu der ASC-Vorrichtung 11 geschickt.
Wie in 2 dargestellt, hat das Ansaugrohrmikrofon 37 eine Funktion, ein Zeitseriensignal (Ansauggeräuschsignal) Sva aufzunehmen, das Ansauggeräusch des Motors 13 repräsentiert, das in einem Ansaugrohr 39 erzeugt wird, durch das ein Luftfilter 41 und eine Einlassöffnung 13a des Motors 13 miteinander kommunizieren und miteinander verbunden sind. Das von dem Ansaugrohrmikrofon 37 aufgenommene Ansauggeräuschsignal Sva wird zu der ASC-Vorrichtung 11 geschickt.
Das Ansaugrohrmikrofon 37 ist an einem Abschnitt des Ansaugrohrs 39 angeordnet, der sich an der Seite des Luftfilters 41 und von dem Motor 13 entfernt befindet. Das Ansaugrohrmikrofon 37 entspricht einem „Vibrationsgeräuschsignaldetektor“ gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Ansaugrohr 39 entspricht einem „einlassseitigen Element“ gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie darüber hinaus in 2 dargestellt, steht ein Auspufftopf 45, der zum Dämpfen des Schalldrucks des Auspuffgeräuschs dient, mit einer Auslassöffnung 13b des Motors über ein Auspuffrohr 43 in Verbindung und kommuniziert mit diesem. Das Einlassrohr 39 entspricht einem „auslassseitigen Element“ gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wie auf der Basis der Ansauggeräuschsignals Sva, des Motordrehfrequenzsignals fq und des AP-Stellungssignals ap, hat die ASC-Vorrichtung 11 die Funktion, einen natürlichen Geräuscheffekt zu erzeugen, der dem Fahrer ein zufriedenstellendes Fahrgefühl gibt.
Interne Konfiguration der ASC-Vorrichtung 11
Nun wird im Bezug auf 3 eine interne Konfiguration der ASC-Vorrichtung 11 beschrieben. 3 ist ein Blockkonfigurationsdiagramm, das die interne Konfiguration der ASC-Vorrichtung 11 darstellt.
Wie in 3 dargestellt, enthält die ASC-Vorrichtung 11 einen Frequenzdetektor 51, einen Multiplizierabschnitt 53, einen Referenzsignalgenerator 55, einen Steuersignalgenerator 57, einen Addierer ad2, einen Frequenzänderungsbetragdetektor 59 sowie einen Schalldruckkorrektor 61. Die ASC-Vorrichtung 11 führt verschiedene Signalprozesse im digitalen Signalformat durch.
Insbesondere ist die ASC-Vorrichtung 11 zum Beispiel ein Mikrocomputer, der eine zentrale Prozessoreinheit (CPU), einen Festwertspeicher (ROM) und einen Direktzugriffsspeicher (RAM) enthält.
Der Frequenzdetektor 51 hat eine Funktion zum: Detektieren der Frequenz von Motorpulsen (der Motordrehfrequenz fq), deren jeder von einem Hall-Element oder dergleichen jedesmal dann erhalten wird, wenn sich die Ausgangswelle (nicht dargestellt) des Motors 13 dreht; und Ausgeben der Motordrehfrequenz fq in einem digitalen Datenformat.
Der Multiplizierabschnitt 53 enthält zum Beispiel einen sekundären Multiplizierer 53a zum Ausgeben einer Frequenz, die doppelt so hoch ist wie die vom Frequenzdetektor 51 detektierte Motordrehungs-Grundfrequenz fq (Oberfrequenz zweiter Ordnung fq1), einen tertiären Multiplizierer 53b zum Ausgeben einer Frequenz, die dreimal zu hoch ist wie die Motordrehungs-Grundfrequenz fq (Oberfrequenz dritter Ordnung fq2), sowie einen quarternären Multiplizierer 53c zum Ausgeben einer Frequenz, die viermal so hoch ist wie die Motordrehungs-Grundfrequenz fq (Oberfrequenz vierter Ordnung fq3). Zahlen, mit denen die Motordrehungs-Grundfrequenz fq durch den Multipliziererabschnitt 53 zu multiplizieren sind, sind nicht auf ganze Zahlen wie etwa 2, 3, 4, 5, 6 und dergleichen beschränkt, sondern können auch reale Zahlen sein wie etwa 2,5, 3,3 und dergleichen. Darüber hinaus können Zahlen, die vom Multiplizierabschnitt 53 zu multiplizieren sind, intermittierende Zahlen sein wie 3, 5, 7 und dergleichen.
Der Referenzsignalgenerator 55 hat eine Funktion zum: Extrahieren einer akustischen Komponente, die zu einem vorbestimmten Frequenzband gehört, das auf der Motordrehfrequenz fq beruht, von dem Ansauggeräuschsignal (Vibrationsgeräuschsignal) Sva, das von dem Ansaugrohrmikrofon 37 aufgenommen wird; und Erzeugen eines Obertonreferenzsignals, das auf der extrahierten akustischen Komponente beruht. Darüber hinaus arbeitet der Referenzsignalgenerator 55 zum Setzen einer Mittenfrequenz für die akustische Komponente auf der Basis der Motordrehfrequenz fq, während die akustische Komponente, die zu dem auf der Motordrehfrequenz fq beruhenden vorbestimmten Frequenzband gehört, aus dem Ansauggeräuschsignal Sva extrahiert wird.
In dieser Hinsicht bedeutet das Setzen der Mittenfrequenz für die akustische Komponente auf der Basis der Motordrehfrequenz fq, während die akustische Komponente, die zu dem auf der Motordrehfrequenz fq basierenden vorbestimmten Frequenzband gehört, aus dem Ansauggeräuschsignal Sva extrahiert wird, dass die zu dem vorbestimmten Frequenzband gehörende akustische Komponente durch Abgleich der Mittenfrequenz für die akustische Komponente mit einer Frequenz mit dem höchsten Schalldruckpegel unter der Motordrehfrequenz fq extrahiert wird.
Insbesondere enthält der Referenzsignalgenerator 55: einen ersten Akustische-Komponente-Extraktor SE_1 zum Extrahieren einer akustischen Komponente, die zu einem vorbestimmten Frequenzband gehört, das auf der vom sekundären Multiplizierer 53a ausgegebenen Oberfrequenz zweiter Ordnung fq1 beruht; einen zweiten Akustische-Komponente-Extraktor SE_2 zum Extrahieren einer akustischen Komponente, die zu einem vorbestimmten Frequenzband gehört, das auf der vom tertiären Multiplizierer 53b ausgegebenen Oberfrequenz dritter Ordnung fq2 beruht; und einen dritten Akustische-Komponente-Extraktor SE_3 zum Extrahieren einer akustischen Komponente, die zu einem vorbestimmten Frequenzband gehört, das auf der von dem quarternären Multiplizierer 53c ausgegebenen Oberfrequenz vierter Ordnung fq3 beruht. Hierin bedeuten jeweils das vorbestimmte Frequenzband, das auf der Oberfrequenz zweiter Ordnung fq1 beruht, das vorbestimmte Frequenzband, das zu der Oberfrequenz fq2 dritter Ordnung beruht, und das vorbestimmte Frequenzband, das auf der Oberfrequenz vierter Ordnung fq3 beruht, jeweils das vorbestimmte Frequenzband, das auf der Motordrehfrequenz fq beruht.
Die jeweiligen Konfigurationen der ersten, zweiten und dritten Akustische-Komponente-Extraktoren SE_1, SE_2 und SE_3 haben eine gemeinsame Funktion. Detaillierte Beschreibungen folgen später für die internen Konfigurationen dieser Akustische-Komponente-Extraktoren.
Der Steuersignalgenerator 57 enthält: Abflachungsprozessoren SI_1-1, SI_2-1, SI_3-1 jeweils zum Anwenden von Prozessen zum Erzeugen eines Geräuscheffekts mit dem Gefühl von Linearität auf einen Beschleunigungsbetrieb auf die vom Referenzsignalgenerator 55 erzeugte Geräuscheffektreferenzsignale; Frequenzhervorhebungsprozessoren SI_1-2, SI_2-2, SI_3-2 zum Anwenden von Prozessen zum Hervorheben von akustischen Komponenten, die jeweils zu den entsprechenden vorbestimmten Frequenzbändern gehören, auf die Referenzsignale; und Ordnung-basierende Korrekturprozessoren SI_1-3, SI_2-3, SI_3-3 zum Anwenden von jeweiligen Ordnung-basierenden Referenzsignalkorrekturprozessen auf die Referenzsignale.
Die Konfiguration des Steuersignalgenerators 57 gleicht dem technischen Gegenstand, der in den Absätzen [0062] und dergleichen in Patentliteratur 1 (japanische Patentanmeldung-Veröffentlichung Nr. 2006-301598) beschrieben ist, und deren detaillierte Beschreibungen werden weggelassen.
Der Addierer ad2 gibt ein Steuersignal aus, das erhalten wird durch Aufaddieren der drei Signale (der Schalldruck-Frequenz-Charakteristiken des Geräuscheffekts zu einem Zeitpunkt), die aus den Prozessen durch die Ordnung-basierenden Korrekturprozessoren SI_1-3, SI_2-3, SI_3-3 resultieren. Der Addierer ad2 entspricht einem „Generator“ der vorliegenden Erfindung.
Der Frequenzänderungsbetragrechner 59 erhält eine Frequenz fqt1 zur Zeit t1 sowie eine Frequenz fqt2 zur Zeit t2 unmittelbar nach der Zeit t1 aus der Motordrehfrequenz fq, die Zeitseriendaten sind, und berechnet eine Differenz Δfq zwischen fq1 und fq2, wobei Δfq = fqt2 - fgt1. Der Frequenzänderungsbetragrechner 59 multipliziert diese Differenz Δfq mit einer Frequenz fqt2 zur Zeit t2 zum Berechnen und Ausgeben eines Frequenzänderungsbetrags Δfqv (Δfqv = Δfq × fqt2) (Hz/Sekunde) der Motordrehfrequenz fq pro Zeiteinheit, das heißt eine Beschleunigung der Motordrehung.
Die Konfiguration des Frequenzänderungsbetragrechners 59 gleicht dem technischen Gegenstand, der in den Absätzen 0082 bis 0086 und dergleichen in Patentliteratur 1 ( japanische Patentanmeldung-Veröffentlichung Nr. 2006-301598 ) beschrieben ist, und deren detaillierte Beschreibungen werden weggelassen.
Wie in 3 dargestellt, enthält der Schalldruckkorrektor 61 einen ersten Verstärkungssetzer 63, einen zweiten Verstärkungssetzer 65, einen dritten Verstärkungssetzer 67, einen ersten Filter 69, einen Addierer ad3 und einen zweiten Filter 71.
Der erste Verstärkungssetzer 63 enthält ein vorab erstelltes Kennfeld, das eine Beziehung einer Verstärkung mit dem Frequenzänderungsbetrag Δfqv definiert (nachfolgend als „Frequenzänderungsbetragverstärkung GΔfqv“ bezeichnet), und hat eine Funktion zum Setzen einer Frequenzänderungsbetragverstärkung GΔfqv, die auf dem von dem Frequenzänderungsbetragrechner 59 berechneten und ausgegebenen Frequenzänderungsbetrag Δfqv beruht, durch Bezug auf das Kennfeld.
Der zweite Verstärkungssetzer 65 enthält ein vorab erstelltes Kennfeld, das eine Beziehung einer Verstärkung mit der Motordrehfrequenz fq definiert (nachfolgend als „Frequenzverstärkung Gfq“ bezeichnet), und hat eine Funktion zum Setzen einer Frequenzverstärkung fq, die auf der vom Frequenzdetektor 51 detektierten Motordrehfrequenz fq beruht.
Der dritte Verstärkungssetzer 67 enthält ein vorab erstelltes Kennfeld, das eine Beziehung einer Verstärkung mit der Gaspedalstellung ap definiert (nachfolgend als „Gaspedalstellungsverstärkung Gap“ bezeichnet), und hat eine Funktion zum Setzen einer Gaspedalstellungsverstärkung Gap, die auf der vom Gaspedalstellungssensor 35 detektierten Gaspedalstellung ap beruht.
Der erste Filter 69 hat eine Funktion zum Erzeugen eines korrigierten Steuersignals (Amplitudenjustiersteuersignal) durch Multiplizieren der vom zweiten Verstärkungssetzer 65 gesetzten Frequenzverstärkung fq mit dem vom dritten Verstärkungssetzer 67 gesetzten Gaspedalstellungsverstärkung Gap. Das vom ersten Filter 69 erzeugte korrigierte Steuersignal (Amplitudenjustiersteuersignal) wird an den Addierer ad3 ausgegeben.
Der Addierer ad3 hat eine Funktion zum Aufaddieren der vom ersten Verstärkungssetzer 63 gesetzten Frequenzänderungsbetragverstärkung GΔfqv und des vom ersten Filter 69 erzeugten korrigierten Steuersignals (Amplitudenjustiersteuersignals). Das Ergebnis der Addition durch den Addierer ad3 (Verstärkung zum Korrigieren der Schalldruck-Frequenz-Charakteristik des Geräuscheffekts zum einem Zeitpunkt) wird an den zweiten Filter 71 ausgegeben.
Der zweite Filter 71 hat eine Funktion zum Erzeugen eines korrigierten Steuersignals durch Multiplizieren des Steuersignals, das durch die Addition des Addierers ad2 des Steuersignalgenerators 57 erhalten wird, mit dem Ergebnis der Addition durch den Addierer ad3. Das vom zweiten Filter 71 erzeugte korrigierte Steuersignal wird an den Addierer ad1 ausgegeben.
Interne Konfiguration des in der ASC-Vorrichtung 11 enthaltenen Referenzsignalgenerators 55
Nun wird im Bezug auf 4 die interne Konfiguration des in der ASC-Vorrichtung 11 enthaltenen Referenzsignalgenerators 55 beschrieben. 4 ist ein Blockkonfigurationsdiagramm, das die interne Konfiguration des in der ASC-Vorrichtung 11 enthaltenen Referenzsignalgenerators darstellt. Wie oben diskutiert, enthält der in der ASC-Vorrichtung 11 enthaltene Referenzsignalgenerator 55 die ersten, zweiten und dritten Akustische-Komponente-Extraktoren SE_1, SE_2 und SE_3, die jeweils eine gemeinsame Funktion haben. Mit Hinsicht hierauf wird der Referenzsignalgenerator 55 beschrieben, indem die interne Konfiguration des ersten Akustische-Komponente-Extraktors SE_1 beschrieben wird.
Wie in 4 dargestellt, enthält der Akustische-Komponente-Extraktor SE_1 einen ersten adaptiven Filter 73, einen zweiten adaptiven Filter 75, einen ersten Filterkoeffizientenaktualisierer 77, einen zweiten Filterkoeffizientenaktualisierer 79, einen Addierer ad4 und einen Addierer ad5.
Wie in 4 dargestellt, hat der erste adaptive Filter 73, der ein digitaler Filter ist, eine Funktion zum: Empfangen eines Kosinuswellensignals RX (RX = cosωt, wobei ω = fq1) von dem vom sekundären Multiplizierer 53a ausgegebenen Motordrehungs-Oberfrequenzsignal zweiter Ordnung fq1; und Ausgeben eines ersten Referenzsignals (A × RX), das durch Multiplizieren des Kosinuswellensignals RX mit einem ersten Filterkoeffizienten A erhalten wird.
Wie in 4 dargestellt, hat der zweite adaptive Filter 75, der ein digitaler Filter ist, eine Funktion zum: Empfangen eines Sinuswellensignals RY (RY = sinωt, wobei ω = fq1) von dem vom zweiten Multiplizierer 53a ausgegebenen Motordrehungs-Oberfrequenzsignal zweiter Ordnung fq1; und Ausgeben eines zweiten Referenzsignals (B × RY), das durch Multiplizieren des Sinuswellensignals RY mit einem zweiten Filterkoeffizienten B erhalten wird.
Wie in 4 dargestellt, hat der erste Filterkoeffizientenaktualisierer 77 eine Funktion zum Aktualisieren des Filterkoeffizienten A des ersten adaptiven Filters 73 auf der Basis des Kosinuswellensignals RX und eines Fehlersignals e (später im Detail diskutiert).
Insbesondere aktualisiert der erste Filterkoeffizientenaktualisierer 77 den Filterkoeffizienten A des ersten adaptiven Filters 73 durch Einsetzen des Kosinuswellensignals RX und eines Fehlersignals e in die folgende Rechengleichung (Gleichung 1), die einen adaptiven Algorithmus des kleinsten mittleren Quadrats (LMS) zur Durchführung eines adaptiven Prozesses zum Minimieren des Fehlersignals repräsentiert: $A_{n + 1} = A_{n} - μ \times e \times RX$
wobei RX = cos(ωt), ω = fq1, und µ ein Parameter ist, Stufengrößenparameter genannt, zur Bestimmung der Größe einer Aktualisierung der adaptiven Filter (einschließlich des ersten adaptiven Filters 73 und des zweiten adaptiven Filters 75) und durch Berechnung von Gleichung 1.
Wie in 4 dargestellt, hat der zweite Filterkoeffizientenaktualisierer 79 eine Funktion zum Aktualisieren des Filterkoeffizienten B des zweiten adaptiven Filters 75 auf der Basis des Sinuswellensignals RY (RY = sinωt) und des Fehlersignals e.
Insbesondere aktualisiert der zweite Filterkoeffizientenaktualisierer 79 den Filterkoeffizienten B des zweiten adaptiven Filters 75 durch Einsetzen des Sinuswellensignals RY des Fehlersignals e in die folgende Rechengleichung (Gleichung 2), die einen adaptiven LMS-Algorithmus repräsentiert: $B_{n + 1} = B_{n} - μ \times e \times RY$
wobei RY = sin(ωt) und ω = fq1, und durch Berechnung von Gleichung 2.
Der Addierer ad4 hat eine Funktion zum Ausgeben eines dritten Referenzsignals Sout (Sout = (A × RX) + (B × RY)), das erhalten wird durch Aufaddieren des vom ersten adaptiven Filter 73 ausgegebenen ersten Referenzsignals (A × RX) und des vom zweiten adaptiven Filter 75 ausgegebenen zweiten Referenzsignals (B × RY).
Der Addierer ad5 hat eine Funktion zum Ausgeben des Fehlersignals e (e = Sva - Sout), das durch Subtrahieren des vom Addierer ad4 ausgegebenen dritten Referenzsignals Sout von dem vom Ansaugrohrmikrofon 37 aufgenommenen Ansauggeräuschsignal (Vibrationsgeräuschsignal) Sva erhalten wird.
Wie die ASC-Vorrichtung 11 arbeitet
Nun wird im Bezug auf die 5 bis 7 beschrieben, wie die ASC-Vorrichtung 11 arbeitet. 5 ist ein Erläuterungsdiagramm, das ein Beispiel der Schalldruck-Frequenz-Charakteristik des Geräuscheffekts darstellt, die zu beobachten ist, wenn der Wert des Stufengrößenparameters µ in dem in der ASC-Vorrichtung 11 enthaltenen Referenzsignalgenerator 55 geändert wird. 6 ist ein Erläuterungsdiagramm, das ein Beispiel der Schalldruck-Frequenz-Charakteristik des Geräuscheffekts in dem in der ASC-Vorrichtung enthaltenen Referenzsignalgenerator für jede der mehreren Komponenten höherer Ordnung der Motordrehfrequenz darstellt. 7 ist ein Erläuterungsdiagramm, das einen Vergleich zwischen einem Beispiel der Schalldruck-Frequenz-Charakteristik des Geräuscheffekts, die sich zeigt, wenn die ASC-Vorrichtung eingeschaltet ist, und einem Beispiel der Schalldruck-Frequenz-Charakteristik des Geräuscheffekts, der sich zeigt, wenn die ASC-Vorrichtung ausgeschaltet ist, darstellt.
In der ASC-Vorrichtung 11 detektiert der Frequenzdetektor 51 die Motordrehfrequenz fq und gibt die Motordrehfrequenz fq in dem digitalen Signalformat aus.
Die sekundären, tertiären und quarternären Multiplizierer 53a, 53b, 53c, die in dem Multiplizierabschnitt 53 enthalten sind, geben jeweils Oberfrequenzen aus, deren jede eine entsprechende vorbestimmte Anzahl so hoch wie die Motordrehungs-Grundfrequenz fq ist, wie etwa die Oberfrequenzen zweiter, dritter und vierter Ordnung fq1, fq2, fq3 der vom Frequenzdetektor 51 detektierten Motordrehungs-Grundfrequenz fq.
Der Referenzsignalgenerator 55 extrahiert eine akustische Komponente, die zu einem vorbestimmten Frequenzband gehört, das auf der Motordrehfrequenz fq beruht, aus dem vom Ansaugrohrmikrofon 37 aufgenommenen Ansauggeräuschsignal (Vibrationsgeräuschsignal) Sva. Insbesondere extrahiert der Referenzsignalgenerator 55 die akustische Komponente, die zu dem vorbestimmten Frequenzband gehört, durch Abgleich der Mittenfrequenz für die akustische Komponente mit einer Frequenz mit dem höchsten Schalldruckpegel in der Motordrehfrequenz fq. Anschließend erzeugt der Referenzsignalgenerator 55 ein Oberwellenreferenzsignal, das auf dem extrahierten akustischen Geräusch beruht.
In dieser Hinsicht wird nun beschrieben, wie die ersten, zweiten und dritten Akustische-Komponente-Extraktoren SE_1, SE_2, SE_3 arbeiten, die in dem Referenzsignalgenerator 55 enthalten sind. Übrigens haben die ersten, zweiten und dritten Akustische-Komponente-Extraktoren SE_1, SE_2, SE_3 im Wesentlichen die gleiche Funktion, und es wird nun erläutert, wie der erste Akustische-Komponente-Extraktor SE_1 arbeitet. Diese Erläuterung ist auch auf die zweiten und dritten Akustische-Komponente-Extraktoren SE_2, SE_3 anwendbar.
Im ersten Akustische-Komponente-Extraktor SE_1 erhält der erste adaptive Filter 73 das Kosinuswellensignal RX von dem vom sekundären Multiplizierer 53a ausgegebenen Motordrehungs-Oberfrequenzsignal zweiter Ordnung fq1 und gibt das erste Referenzsignal (A × RX) aus, das durch Multiplizieren des Kosinuswellensignals RX mit dem ersten Filterkoeffizienten A erhalten wird.
Der zweite adaptive Filter 75 erhält das Sinuswellensignal RY von dem vom sekundären Multiplizierer 53a ausgegebenen Motordrehungs-Oberfrequenzsignal zweiter Ordnung fq1, und gibt das zweite Referenzsignal B (RY) aus, das durch Multiplizieren des Sinuswellensignals RY mit dem zweiten Filterkoeffizienten B erhalten wird.
Der erste Filterkoeffizientenaktualisierer 77 aktualisiert den Filterkoeffizienten A des ersten adaptiven Filters 73 durch Einsetzen des Kosinuswellensignals RX und des Fehlersignals e in die Rechengleichung (siehe Gleichung 1), die einen adaptiven LMS-Algorithmus repräsentiert, um einen adaptiven Prozess zum Minimieren des Fehlersignals durchzuführen, und durch Berechnen der Rechengleichung.
Der zweite Filterkoeffizientenaktualisierer 79 aktualisiert den Filterkoeffizienten B des zweiten adaptiven Filters 75 durch Einsetzen des Sinuswellensignals RY und des Fehlersignals e in die Rechengleichung (siehe Gleichung 2), die einen adaptiven LMS-Algorithmus repräsentiert, um einen adaptiven Prozess zum Minimieren des Fehlersignals e durchzuführen, und durch Berechnen der Rechengleichung.
Eine geeignete Justierung des Werts des in den Gleichungen 1 und 2 enthaltenen Stufengrößenparameters µ macht es möglich, dass Schwingungsgeräuschsignal geeignet zu extrahieren, das durch eine Drehmomentänderung und Pumpvorgänge in Zuordnung zu dem Verbrennungsbetriebs des Motors 13 erzeugt wird.
Wenn zum Beispiel, wie in 5 dargestellt, der Stufengrößenparameterwert µ auf einen relativ großen Wert µ1 gesetzt wird, werden akustische Komponenten, die zu einem relativ breiten Frequenzband gehören, um eine Frequenz herum extrahiert, bei der der Schalldruckpegel, der auf der Basis der Schalldruck-Frequenz-Charakteristik der Motordrehfrequenz fq bestimmt wird, eine Spitze aufweist.
Wenn andererseits der Stufengrößenparameterwert µ auf einen relativ kleinen Wert µ2 gesetzt wird (µ1 > µ2), werden akustische Komponenten, die zu einem relativ schmalen Frequenzband gehören, um eine Frequenz herum extrahiert, bei der der Schalldruckpegel, der auf Basis der Schalldruck-Frequenz-Charakteristik der Motordrehfrequenz fq bestimmt wird, eine Spitze aufweist.
In dieser Ausführung geben die in dem Referenzsignalgenerator 55 enthaltenen ersten, zweiten und dritten Akustische-Komponente-Extraktoren SE_1, SE_2, SE_3 jeweils Oberfrequenzen aus, deren jede ein vorbestimmtes Mehrfaches der Motordrehungs-Grundfrequenz fq ist, wie etwa die Oberfrequenzen zweiter, dritter und vierter Ordnung fq1 (= 2ω1), fq2 (= 3ω1), fq3 (= 4ω1) der Motordrehungs-Grundfrequenz fq. Somit extrahiert, wie in 6 dargestellt, der Referenzsignalgenerator 55 die drei akustischen Komponenten mit jeweiligen Schalldruck-Frequenz-Charakteristiken, die, im Hinblick auf den Spitzenwert des Schalldrucks, voneinander unterschiedlich sind.
Der Addierer ad4 gibt das dritte Referenzsignal Sout aus (Sout = (A × RX) + (B × RY)), das durch Aufaddieren des vom ersten adaptiven Filter 73 ausgegebenen ersten Referenzsignals (A × RX) und des vom zweiten adaptiven Filter 75 ausgegebenen zweiten Referenzsignals (B × RY) erhalten wird. Das dritte Referenzsignal Sout wird dann zu dem Abflachprozessor SI_1-1 in dem Steuersignalgenerator 57 geschickt. Der Abflachprozessor SI_1-1 wendet einen vorbestimmten Prozess auf das dritte Referenzsignal Sout an. Die Funktion ist bis hier unter den ersten, zweiten und dritten Akustische-Komponente-Extraktoren SE_1,SE_2, SE_3 gemeinsam.
Der Addierer ad5 gibt das Fehlersignal e (e = Sva - Sout) aus, das durch Subtrahieren des vom Addierer ad4 ausgegebenen dritten Referenzsignals von dem vom Ansaugrohrmikrofon 37 aufgenommenen Ansauggeräuschsignal (Vibrationsgeräuschsignal) Sva erhalten wird.
Falls übrigens, wie in 3 dargestellt, der Referenzsignalgenerator 55 die ersten, zweiten und dritten Akustische-Komponente-Extraktoren SE_1, SE_2, SE_3 enthält, subtrahiert der Addierer ad5 ein Kompositreferenzsignal Sout4 (Sout4 = Sout1 + Sout2 + Sout3), das durch Aufaddieren eines 3-1 sten Referenzsignals Sout, das von dem Addierer ad4 des ersten Akustische-Komponente-Extraktors SE_2 ausgegeben wird, eines 3-2ten Referenzsignals Sout2, das von dem Addierer ad4 des zweiten Akustische-Komponente-Extraktors SE_2 ausgegeben wird, und eines 3-3ten Referenzsignals Sout3, das von dem Addierer ad4 des zweiten Akustische-Komponente-Extraktors SE_2 ausgegeben wird, erhalten wird, von dem Ansauggeräuschsignal (Vibrationsgeräuschsignal), das eine akustische Komponente zur Bestimmung eines Tons des Beschleunigungsgeräuschs enthält) Sva, das von dem Ansaugrohrmikrofon 37 aufgenommen wird. Der Addierer ad5 gibt das durch diese Subtraktion erhaltene Fehlersignal e (e = Sva - Sout4) aus.
Die Abflachprozessoren SI_1-1, SI_2-1, SI_3-1, die in dem Steuersignalgenerator 57 enthalten sind, wenden jeweils auf die vom Referenzsignalgenerator 55 erzeugten Geräuscheffektreferenzsignale (Sout1, Sout2, Sout3) Abflachprozesse an, um einen Geräuscheffekt mit einem Gefühl der Linearität auf einen Beschleunigungsbetrieb zu erzeugen.
Die Frequenz-Hervorhebungsprozessoren SI_1-2, SI_2-2, SI_3-2 wenden auf die Geräuscheffektreferenzsignale (Sout1, Sout2, Sout3), die den Abflachprozessen ausgesetzt worden sind, Frequenz-Hervorhebungsprozesse an, um die akustischen Komponenten hervorzuheben, die jeweils zu den entsprechenden vorbestimmten Frequenzbändern gehören.
Die Ordnung-basierenden Korrekturprozessoren SI_1-3, SI_2-3, SI_3-3 wenden auf die Geräuscheffektreferenzsignale (Sout1, Sout2, Sout3), die den Frequenz-Hervorhebungsprozessen ausgesetzt worden sind, Ordnung-basierende Referenzsignalkorrekturprozesse an.
Der Addierer ad2 gibt ein Steuersignal aus, das durch Aufaddieren der drei Signale erhalten wird (die jeweils die Schalldruck-Frequenz-Charakteristiken des Geräuscheffekts zu einem Zeitpunkt repräsentieren), die von den Ordnung-basierenden Korrekturprozessen resultieren.
Der Schalldruckkorrektor 61 wendet auf das Geräuscheffektsteuersignal, das durch die Addition durch den Addierer ad2 erhalten wird, einen Schalldruckkorrekturprozess an. Falls zum Beispiel der Frequenzänderungsbetrag Δfqv groß ist, und falls der Fahrer das Gaspedal stark niederdrückt, kann der Schalldruckkorrekturprozess durch den Schalldruckkorrektor 61 ein sportliches Gefühl erzeugen, indem er den Schalldruckpegel des Geräuscheffekts anhebt.
Ferner kann, falls sich der Beschleunigungsbetrag und die Motordrehfrequenz fq ändern, der Schalldruckkorrekturprozess durch den Schalldruckkorrektor 61 einen sich natürlich anhörenden Geräuscheffekt erzeugen, durch geeignetes Durchführen einer Gewichtung, die auf den Schalldruck-Frequenz-Charakteristiken des Fahrzeuginnengeräuschfelds und des Fahrersitzlautsprechers 25 sowie auch der Motordrehfrequenz fq beruht.
Der Addierer ad1 addiert das (digitale) Geräuscheffektsteuersignal, das von dem Schalldruckkorrekturprozess durch den Schalldruckkorrektor 61 resultiert (Schalldruck-Frequenz-Charakteristik des Geräuscheffekts zu einem Zeitpunkt), und das (digitale) Geräuscheffektsignal von der ANC-Vorrichtung 17. Das durch die Addition erhaltene (digitale) Geräuscheffektsignal wird zu dem D/A-Wandler 27 geschickt.
Der D/A-Wandler wandelt das (digitale) Geräuscheffektsignal, das durch das Aufaddieren der (digitalen) Geräuscheffektsignale von der ASC-Vorrichtung 11 und der ANC-Vorrichtung 17 mit dem Addierer ad1 erhalten wird, in ein (analoges) Geräuscheffektsignal um. Das aus der Umwandlung resultierende (analoge) Geräuscheffektsignal wird zu dem Audioverstärker 29 geschickt.
Der Audioverstärker 29 verstärkt das (analoge) Geräuschsignal, das den durch die Umwandlung im D/A-Wandler 27 resultierenden Geräuscheffekt enthält, und gibt das resultierende (analoge) Geräuschsignal an den Fahrersitzlautsprecher 25 aus. Hierdurch gibt der Fahrersitzlautsprecher 25 das Geräusch aus, das dem Geräuscheffekt (Ansauggeräusch) entspricht.
Hieraus lässt sich entnehmen, dass das Geräusch, das dem vom Fahrersitzlautsprecher 25 ausgegebenen Geräuscheffekt (Ansauggeräusch) entspricht, und nahe den Ohren des Fahrers hörbar ist, eine glattere Schalldruck-Frequenz-Charakteristik hat, wenn die ASC-Vorrichtung 11 eingeschaltet ist, als dann, wenn die ASC-Vorrichtung 11 ausgeschaltet ist, wie in 7 dargestellt.
Betrieb und Effekte der ASC-Vorrichtung 11 gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung
Nun werden der Betrieb und die Effekte der ASC-Vorrichtung 11 gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung 11 gemäß einem ersten Aspekt enthält: ein Ansaugrohrmikrofon (Vibrationsgeräuschsignaldetektor) 37 zum Detektieren eines Vibrationsgeräuschsignals, das an einem Ansaugrohr (einlassseitigen Element) 39 und/oder einem Auspuffrohr (auslassseitigen Element) 43 eines Verbrennungsmotors 13 erzeugt wird; einen Referenzsignalgenerator 55 zum Extrahieren einer akustischen Komponente, die zu einem auf einer Drehfrequenz fq des Motors 13 beruhenden vorbestimmten Frequenzband gehört, aus dem Vibrationsgeräuschsignal, und zum Erzeugen eines Oberwellenreferenzsignals basierend auf der extrahierten akustischen Komponente; einen Fahrersitzlautsprecher (Geräuschausgabevorrichtung) 25 zum Ausgeben eines einen Geräuscheffekt enthaltenden Geräuschs; sowie einen Addierer (Generator) ad2 zum Erzeugen eines Steuersignals, das zum Erzeugen des Geräuscheffekts zu verwenden ist, auf der Basis des Referenzsignals, und Ausgeben des Steuersignals an den Fahrersitzlautsprecher 25. Der Referenzsignalgenerator 55 setzt eine Mittenfrequenz für die akustische Komponente auf der Basis der Drehfrequenz fq des Motors 13.
Die aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung 11 gemäß dem ersten Aspekt verwendet eine Konfiguration, in der der Referenzsignalgenerator 55 die Mittenfrequenz für die akustische Komponente auf der Basis der Drehfrequenz fq des Motors 13 setzt, wenn der Referenzsignalgenerator 55 die akustische Komponente, die zu dem auf der Drehfrequenz fq des Motors 13 beruhenden vorbestimmten Frequenzband gehört, aus dem Vibrationsgeräuschsignal extrahiert.
Die aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung 11 gemäß dem ersten Aspekt ist in der Lage, einen natürlichen Geräuscheffekt (Beschleunigungsgeräusch) zu erzeugen, der dem Fahrer ein zufriedenstellendes Fahrgefühl gibt. Dies ist so, weil der Referenzsignalgenerator 55 die Mittenfrequenz für die akustische Komponente auf Basis der Drehfrequenz fq des Motors 13 setzt, wenn der Referenzsignalgenerator 55 die akustische Komponente, die zu dem auf der Drehfrequenz fq des Motors 3 beruhenden vorbestimmten Frequenzband gehört, aus dem Vibrationsgeräuschsignal extrahiert.
Die aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung 11 gemäß einem zweiten Aspekt ist die aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung 11 gemäß dem ersten Aspekt, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzsignalgenerator 55 die Mittenfrequenz für die akustische Komponente derart setzt, dass sie Änderungen in der Drehfrequenz fq des Motors 13 folgt.
Die aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung 11 gemäß dem zweiten Aspekt ist in der Lage, einen Geräuscheffekt ähnlich dem Beschleunigungsgeräusch des Motors 13 zu erzeugen, um dem Fahrer ein zufriedenstellendes Fahrgefühl zu geben, und um darüber hinaus ein Gefühl der Einheitlichkeit zu erzeugen, in der sich der Fahrer fühlt, als ob sich das Fahrzeug 15 wie die Extremitäten des Fahrers bewegt. Dies ist so, weil der Referenzsignalgenerator 55 die Mittenfrequenz für die akustische Komponente derart setzt, dass sie der Änderung der Drehfrequenz fq des Motors 13 folgt.
Die aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung 11 gemäß einem dritten Aspekt ist die aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung 11 gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzsignalgenerator 55 eine Breite des vorbestimmten Frequenzbands der akustische Komponente auf der Basis der Drehfrequenz fq des Motors 13 setzt.
Die aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung 11 gemäß dem dritten Aspekt ist in der Lage, einen natürlicheren Geräuscheffekt gemäß dem Grad der Beschleunigung des Motors 13 zu erzeugen, um dem Fahrer ein zufriedenstellendes Fahrgefühl zu geben, und um darüber hinaus ein Gefühl der Einheitlichkeit zu geben, in dem sich der Fahrer fühlt, als ob sich das Fahrzeug 15 wie die Extremitäten des Fahrers bewegt. Dies ist so, weil der Referenzsignalgenerator 55 die Breite des vorbestimmten Frequenzbands der akustischen Komponente auf der Basis der Drehfrequenz fq des Motors 13 setzt.
Die aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung 11 gemäß einem vierten Aspekt ist die aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung 11 gemäß einem der ersten bis dritten Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansaugrohrmikrofon (Vibrationsgeräuschsignaldetektor) 37, als das Vibrationsgeräuschsignal, das in dem einlassseitigen Element des Motors 13 erzeugt wird, ein Vibrationsgeräuschsignal detektiert, das in dem Ansaugrohr 39 erzeugt wird, durch das der Motor 13 und ein Luftfilter 41 miteinander in Verbindung stehen.
Die aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung 11 gemäß dem vierten Aspekt ist in der Lage, ein Ansauggeräusch des Motors 13 zu erzeugen, das, als den Geräuscheffekt, die akustische Komponente enthält, die zu dem auf der Drehfrequenz fq des Motors 13 beruhenden Frequenzband gehört, um hierdurch einen natürlichen Geräuscheffekt zu erzeugen, der dem Fahrer ein zufriedenstellendes Fahrgefühl gibt. Dies ist so, weil das Ansaugrohrmikrofon 37, als das Vibrationsgeräuschsignal, das in dem einlassseitigen Element für den Motor 13 erzeugt wird, das Vibrationsgeräuschsignal detektiert, das in dem Ansaugrohr 39 erzeugt wird, durch das der Motor 13 und der Luftfilter 41 miteinander in Verbindung stehen.
Die aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung 11 gemäß einem fünften Aspekt ist die aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung 11 gemäß einem der ersten bis dritten Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass das Auspuffrohrmikrofon (Vibrationsgeräuschsignaldetektor) 44, als das Vibrationsgeräusch, das in dem auslassseitigen Element für den Motor 13 erzeugt wird, wie in 8 dargestellt, das Vibrationsgeräuschsignal detektiert, das in dem Auspuffrohr 43 erzeugt wird, durch das der Motor 13 und ein Auspufftopf 45 miteinander in Verbindung stehen.
Die aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung 11 gemäß dem fünften Aspekt ist in der Lage, als den Geräuscheffekt ein Auspuffgeräusch des Motors 13 zu erzeugen, das die akustische Komponente enthält, die zu dem auf der Drehfrequenz fq des Motors 13 beruhenden Frequenzband gehört, um hierdurch einen natürlichen Geräuscheffekt zu erzeugen, der dem Fahrer ein zufriedenstellendes Fahrgefühl gibt. Dies ist so, weil das Auspuffrohrmikrofon 44, als das Vibrationsgeräusch, das in dem auslassseitigen Element für den Motor 13 erzeugt wird, das Vibrationsgeräuschsignal detektiert, das in dem Auspuffrohr 43 erzeugt wird, durch das der Motor 13 und der Auspufftopf 35 miteinander in Verbindung stehen.
Andere Ausführungen
Die oben diskutierten mehreren Ausführungen sind Beispiele der Ausführung der vorliegenden Erfindung. Aus diesem Grund sollen diese Ausführungen nicht so verstanden werden, als ob sie den technischen Umfang der vorliegenden Erfindung beschränken. Dies ist so, weil die vorliegende Erfindung in verschiedenen Arten ausgeführt werden kann, ohne von der Idee, dem Geist oder primären Merkmal der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Obwohl zum Beispiel die Konfiguration des Vibrationsgeräuschsignaldetektors gemäß der vorliegenden Erfindung anhand des Ansaugrohrmikrofons 37 und des Auspuffrohrmikrofons 44 als Beispiele beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt. Anstelle des Ansaugrohrmikrofons 37 und des Auspuffrohrmikrofons 44 kann als der Vibrationsgeräuschsignaldetektor nach Bedarf auch ein Sensor verwendet werden, um ein akustisches Signal zu detektieren, das zu den akustischen Signalen korreliert, die auf dem Verbrennungsbetrieb des Motors 13 beruhen (zum Beispiel einen Vibrationsbeschleunigungssensor zum Detektieren einer Beschleunigung der Vibration des Motors und dergleichen).
Obwohl darüber hinaus die Ausführungen der vorliegenden Erfindung anhand des Beispiels beschrieben worden sind, wo die aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung 11 gemäß der vorliegenden Erfindung auf ein Fahrzeug 15 angewendet wird, an dem der Verbrennungsmotor 13 angebracht ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung auch auf alle beweglichen Körper angewendet werden, an denen ein Verbrennungsmotor 13 angebracht ist, wie etwa einen Hubschrauber, ein Flugzeug und ein Freizeitboot.
Obwohl darüber hinaus die Ausführungen der vorliegenden Erfindung anhand des Beispiels beschrieben worden sind, wo der Referenzsignalgenerator 55 die drei Akustische-Komponente-Extraktoren (erste, zweite und dritte Akustische-Komponente-Extraktoren SE_1, SE_2, SE_3) mit einer gemeinsamen Funktion enthält, ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Eine geeignete Anzahl von in dem Referenzsignalgenerator 55 enthaltenen Akustische-Komponente-Extraktoren kann in der aktiven Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung 11 in Abhängigkeit von der Verteilung und dergleichen der interessierenden Frequenzbänder des Vibrationsgeräuschsignals verwendet werden. In diesem Fall wird die Anzahl und dergleichen der Multiplizierer in dem Multiplizierabschnitt 53 zum Erhalten und Ausgeben von Frequenzen höherer Ordnung der Motordrehungs-Grundfrequenz fq in Abhängigkeit von der Anzahl der Akustische-Komponente-Extraktoren geändert.
Obwohl darüber hinaus die Ausführungen der vorliegenden Erfindung anhand des Beispiels beschrieben worden sind, wo der Steuersignalgenerator 57 zur Durchführung des vorbestimmten Prozesses von dem vom Referenzsignalgenerator 55 erzeugten Geräuscheffektreferenzsignal zwischen dem Referenzsignalgenerator 55 und dem Addierer ad2 angeordnet ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Der Steuersignalgenerator 57 kann auch weggelassen werden. In diesem Fall kann der Addierer ad2 direkt mit dem hinteren Teil des Referenzsignalgenerators 55 verbunden werden.
Obwohl die Ausführungen der vorliegenden Erfindung anhand des Beispiels beschrieben worden sind, wo der Schalldruckkorrektor 61 zum Setzen der Verstärkungen zum Korrigieren der Schalldruck-Frequenz-Charakteristiken des Geräuscheffekts zu einem Zeitpunkt hinter dem Addierer ad2 angeordnet ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Ein Teil der oder die gesamte Funktion des Schalldruckkorrektors 61 kann weggelassen werden. Wenn in diesem Fall der erste Verstärkungssetzer 63 weggelassen wird, kann auch der Frequenzänderungsbetragrechner 59 zum Berechnen des Frequenzänderungsbetrags Δfqv, worauf sich der erste Verstärkungssetzer 63 zur Bestimmung der Verstärker bezieht, weggelassen werden.
Bezugszeichenliste

11: aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung
13: Verbrennungsmotor
15: Fahrzeug
25: Fahrersitzlautsprecher (Geräuschausgabevorrichtung)
37: Ansaugrohrmikrofon (Vibrationsgeräuschsignaldetektor)
39: Ansaugrohr (einlassseitiges Element)
41: Luftfilter
43: Auspuffrohr (auslassseitiges Element)
44-: Auspuffrohrmikrofon (Vibrationsgeräuschsignaldetektor)
45: Auspufftopf
55: Referenzsignalgenerator
ad2: Addierer (Generator)
fq: Motordrehfrequenz fq

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2006301598 [0005, 0046]

Claims

Aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung, welche aufweist: einen Vibrationsgeräuschsignaldetektor zum Detektieren eines Vibrationsgeräuschsignals, das in einem einlassseitigen Element und/oder einem auslassseitigen Element für einen Verbrennungsmotor erzeugt wird; einen Referenzsignalgenerator zum Extrahieren einer akustischen Komponente, die zu einem auf einer Drehfrequenz des Motors beruhenden vorbestimmten Frequenzband gehört, aus dem Vibrationsgeräuschsignal, und Erzeugen eines Oberwellenreferenzsignals basierend auf der extrahierten akustischen Komponente; eine Geräuschausgabevorrichtung zum Ausgeben eines einen Geräuscheffekt enthaltenden Geräuschs; und einen Generator zum Erzeugen eines Steuersignals, das zum Erzeugen des Geräuscheffekts zu verwenden ist, auf der Basis des Referenzsignals, und Ausgeben des Steuersignals an die Geräuschausgabevorrichtung, wobei der Referenzsignalgenerator eine Mittenfrequenz für die akustische Komponente auf der Basis der Drehfrequenz des Motors setzt.
Die aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Referenzsignalgenerator die Mittenfrequenz für die akustische Komponente derart setzt, dass sie einer Änderung in der Drehfrequenz des Motors folgt.
Die aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Referenzsignalgenerator eine Breite eines vorbestimmten Frequenzbands der akustischen Komponente auf der Basis der Drehfrequenz des Motors setzt.
Die aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Referenzsignalgenerator eine Breite eines vorbestimmten Frequenzbands der akustischen Komponente auf der Basis der Drehfrequenz des Motors setzt.
Die aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Vibrationsgeräuschsignaldetektor, als das in dem einlassseitigen Element für den Motor erzeugte Vibrationsgeräuschsignal, ein Vibrationsgeräuschsignal detektiert, das in einem Ansaugrohrelement erzeugt wird, durch das der Motor und ein Luftfilter miteinander in Verbindung stehen.
Die aktive Geräuscheffekt-Erzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Vibrationsgeräuschsignaldetektor, als das in dem auslassseitigen Element für den Motor erzeugte Vibrationsgeräuschsignal, ein Vibrationsgeräuschsignal detektiert, das in einem Auspuffrohrelement erzeugt wird, durch das der Motor und ein Auspufftopf miteinander in Verbindung stehen.