JP2001130337A - 自動車両における電気音響的な騒音生成のための装置 - Google Patents

自動車両における電気音響的な騒音生成のための装置

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JP2001130337A
JP2001130337A JP2000281710A JP2000281710A JP2001130337A JP 2001130337 A JP2001130337 A JP 2001130337A JP 2000281710 A JP2000281710 A JP 2000281710A JP 2000281710 A JP2000281710 A JP 2000281710A JP 2001130337 A JP2001130337 A JP 2001130337A
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JP
Japan
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signal
synthesizer
sound pressure
sound
pressure sensor
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Application number
JP2000281710A
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English (en)
Inventor
Raymond Freymann
フライマン ライモント
Helmut Spannheimer
シュパンハイマー ヘルムート
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Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q5/00—Arrangement or adaptation of acoustic signal devices
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K15/00—Acoustics not otherwise provided for
    • G10K15/02—Synthesis of acoustic waves

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車両における電気音響的な騒音生成のた
めの装置を、可能な限り可変であるが同時に真正的な騒
音生成が保証され得るように改善する。 【解決手段】 シンセサイザ（４０）を使用し、このシ
ンセサイザ（４０）が、音圧から生成されている信号に
合成的な音成分が混合可能であるように、信号処理ユニ
ット（１４）と接続または信号処理ユニット（１４）に
組み込まれていること。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車両における
電気音響的な騒音生成のための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】サウンドデザインを実施することは乗用
自動車にて知られている。基本的に車両乗客には音響効
果の快適さが高い基準で提供されるべきであり、この場
合、特に小さい騒音レベル上に値が移される必要があ
る。また他方では、運転者は原動機の稼動状態をも正確
に認識すべきであり、そのためには走行騒音再生、特に
原動機騒音の再生が合目的である。その他の点では放出
規定（これには音放出規定も属する）を守ることが重要
である。
【０００３】この相反する目的を解決するために、受動
的な同調措置、例えば集合体層により内部騒音を変更す
ることが知られている。
【０００４】更に、良好な遮音と並んで、内部騒音の合
成的な生成や、音成分の保存及び自動車両の内部空間へ
の電気音響的な放出も知られている（ＥＰＯ特許第４６
９０２３号明細書(EP0469023B1)、ドイツ特許出願公開
第２７３４９４８号明細書(DE2734948A1)参照）。
【０００５】強い負荷依存性を有する源は、排気装置、
並びに吸気路である。しかし、これらの励起源から放射
される音を全般的に高めることは、前記放出規定並びに
外部騒音規定のために目的に適わない。その他の点で
は、これらの騒音成分の内部空間への導入は、風騒音及
び走行騒音を減少するため並びに妨害となる機械的な原
動機騒音成分を抑制するために必要である高い車体遮断
により広範囲に渡って妨げられる。車両内部空間への適
切な機械的な導入は、確かに原則的には可能で且つ周知
（ドイツ特許出願公開第４４３５２９６号明細書(DE443
5296A1)、ドイツ特許発明第４２３３２５２号明細書(DE
4233252C1)）であるが、それは車両内における装置とコ
ストの面で不利である。
【０００６】原動機騒音の純粋に合成的な生成は、それ
により完全に真正的な原動機騒音が通常は実感され得な
いので、同様に不利である。
【０００７】それによりドイツ特許出願公開第１９８４
５７３６号明細書(DE19845736A1)では、内燃機関の吸気
路または排気路内の音圧を受信し、処理し、それにより
生成される信号を自動車両の内部空間に放出することが
提案されている。この吸気路ないしは排気路は、特に高
い負荷依存性を有する音響源である。それにより極めて
簡単な実施形態にて既に、相対的に実物に忠実な音響信
号が車両内部空間に伝達され得る。前記の装置の信号処
理ユニットにてフィルタ装置を使用することにより騒音
特性の変更が可能である。ただし騒音構成を変更するた
めの可変性に関しては限界がある。例えば、音圧センサ
により使用可能となる信号内に含まれていないような周
波数スペクトルは生成され得ない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】その点より本発明の課
題は、冒頭に掲げた電気音響的な騒音生成のための装置
を、可能な限り可変であるが同時に真正的な騒音生成が
保証され得るように改善することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記課題は、請求項１に
記載した特徴により解決される。
【００１０】それに応じて、ドイツ特許出願公開第１９
８４５７３６号明細書(DE19845736A1)から周知の装置に
シンセサイザ（合成器）が接続され、このシンセサイザ
は、人工的な方法で信号または騒音を生成し、これらの
音成分を音圧から生成されている信号に混合する。それ
により、吸気路または排気路内にて生じないような周波
数を有する騒音をも車両内部空間に放出することが可能
である。
【００１１】特に真正的な原動機騒音を生成するため
に、駆動原動機の回転周波数に由来する正弦波周波数を
生成することは有利である。特に、１つのまたは複数の
正弦波周波数が生成され得て、これらの周波数は例えば
原動機回転数の半整数倍及び／または整数倍（即ち、半
整数倍、または整数倍、または半整数倍及び整数倍）に
対応する。
【００１２】合成されている音成分を、音圧センサを介
して生成されている騒音に混合することにより、サウン
ドデザイナーの観点から好ましい全体的印象が生成され
得て、この全体的印象は引き続いて真正的に聞こえる。
【００１３】特に簡単な実施形態は、混合すべき正弦波
周波数の振幅、並びに位相をも、駆動原動機回転数に依
存してテーブル内に整理して保管することにより特徴付
けられる。原動機回転数に応じて対応的な振幅値と位相
値がテーブルから読み出され、これらの振幅値と位相値
に依存してシンセサイザにより信号が生成される。それ
により回転数に同調される音特性が達成される。この場
合、当然のことながら異なる正弦波音の振幅比率が標準
的に全音特性を決定する。シンセサイザから放出される
信号の振幅は、例えばスロットルバルブ位置、走行ペダ
ル位置（アクセルペダル位置）、または他の負荷信号に
依存しても影響され得る。負荷と連結されている信号を
考慮することにより正に、生成される騒音の負荷依存性
も達成され得る。
【００１４】選択的な実施形態に従い、音圧センサから
の信号自体がシンセサイザのための入力値として用いら
れ得る。この入力信号も、別個の方法で、負荷依存的で
ある。
【００１５】所定の音特性が異なる車両稼動条件に依存
して達成されるべきであると、個々の音の振幅比率及び
／または位相比率が必要な方式で適合されなくてはなら
ない。スロットルバルブ位置、走行ペダル位置、駆動原
動機の回転数、走行速度を介して影響が及ぼされること
と並んで、例えばキックダウン位置、ギア選択、または
例えばキャブリオレーの車蓋が開いているか閉じている
かの信号のような他のパラメータも振幅比率及び／また
は位相比率の決定のために使用され得る。この場合、複
数のテーブルを設けることが可能であり、これらのテー
ブルから、前記の車両パラメータまたは他の車両パラメ
ータに依存して値が選択される。
【００１６】特に有利な実施形態では、推進運転（走行
ペダルの操作により原動機への燃料供給が減少された後
の走行状態）が認識され、そのための固有の音同調が達
成される。例えば、推進運転への移行時にはゆっくりと
増加する騒音が生成され得る。推進運転中にて推計学上
の騒音（ぼこぼこ(blubbern)、ぶつぶつ(brabbeln)）を
生成すること、並びに追加的に放出することも可能であ
る。そのためには推進運転を探知するユニットを設ける
ことが必要である。その際には評価信号に応じて、この
推進運転に特有の音パターンが選択され、シンセサイザ
へ信号が伝達される必要がある。それからシンセサイザ
は推進運転時に所望の騒音を生成する。
【００１７】全体として本発明により、異なる車両稼動
条件に関する可変性を特に顧慮して、内部騒音の更なる
改善が成される。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明を、他の長所及び特徴をも
含めて、実施形態に基づき添付の図面を用いて詳細に説
明する。
【００１９】唯一の図である図１には本発明による装置
の実施形態のブロック図が示されている。
【００２０】原動機（図示せず）の吸気路には音圧セン
サ１２が設けられていて、この音圧センサ１２は、走行
動力学により引き起こされる音圧変化を受信し、導線を
介して信号処理ユニット１４へ伝達する。選択的に音圧
センサは、排気路に、または、吸気路付近または排気路
付近、例えば吸気路入口の領域または排気路出口の領域
にも配置され得る。
【００２１】信号処理ユニット１４は、特に音圧センサ
１２からの信号を処理し、これらの信号をスピーカユニ
ット１６へ伝達し、このスピーカユニット１６は、信号
処理ユニット１４により生成された信号を音響信号に変
換し、自動車両の内部空間へ放出する。スピーカとして
は、別個のスピーカが使用されるが、車両に既に設けら
れているオーディオ装置または通信装置のスピーカも使
用され得る。
【００２２】信号処理ユニット１４は、この場合、主と
して２つのブランチを含む。
【００２３】１つのブランチでは、音圧センサ１２に由
来する信号が、後述するフィルタユニット２０、２２、
２４、２６にて処理され、対応的な増幅の後にスピーカ
ユニット１６へ伝達される。第２のブランチでは、合成
的な方法で、音成分に対応する信号が生成され、音圧セ
ンサ１２に由来する信号に混合される。この処理手順に
より真正的に鳴り響く内部騒音が生成され、この内部騒
音は大きな領域内にて任意に変更可能である。
【００２４】次に、両方の信号ブランチの詳細を説明す
る。
【００２５】第１ブランチでは、音圧センサ１２からの
信号が、大きな振動板運動を誘導するであろう低周波の
音部分を除去するために、先ずは高域フィルタ２０へ送
られる。高域フィルタ２０から伝達される信号は２つの
枝路に分岐される。１つの枝路内にて前記信号は、低域
フィルタ２２へ案内され、引き続いてポテンシオメータ
２６へ伝達され、このポテンシオメータ２６はその設定
に応じて、多かれ少なかれ弱められている信号を加算器
２７へ転送する。ポテンシオメータの設定は、後述する
入力値Ｅを介して決定される。
【００２６】当然のことながら、他の実施形態では、異
なるブランチにおける他のフィルタ配置も使用され得
る。
【００２７】第１ブランチの他の枝路における信号は、
直接的に他のポテンシオメータ２４に進み、それにより
広帯域部分を有する。この信号はポテンシオメータ２４
の後に同様に加算器２７に供給される。
【００２８】加算器２７では、ポテンシオメータ２４、
２６に由来する両方の信号が集められて加算（混合）さ
れる。
【００２９】他のブランチ、つまり合成ブランチでは、
シンセサイザ４０が設けられていて、このシンセサイザ
４０は正弦波周波数を生成するために形成されている。
この実施形態にてシンセサイザ４０は、駆動原動機の回
転数信号Ｎが入力される入力部を有する。この回転数信
号Ｎに依存してシンセサイザ４０はここでは、周波数が
原動機回転数の半整数倍並びに整数倍に対応する複数の
正弦波音を生成する。それぞれの正弦波周波数の振幅と
位相は、原動機回転数に依存し、記憶ユニット４２から
読み出される。この目的のためにシンセサイザ４０は記
憶ユニット４２へ回転数信号を伝達する。記憶ユニット
４２には少なくとも１つのテーブルが設けられていて、
このテーブルには振幅と位相が原動機回転数に依存して
記憶されている。このテーブル及び記憶ユニット４２か
ら読み出された値に基づいてシンセサイザ４０は所定の
音特性を有する信号を生成する。この場合、当然のこと
ながら正弦波音の振幅比率、位相位置、並びに数量が音
特性を決定する。シンセサイザ４０により生成された信
号は他のポテンシオメータ４４に伝達され、このポテン
シオメータ４４は信号強度を定義する。
【００３０】他の加算器４６にて、合成的な音生成のた
めの信号は、音圧センサを介した音生成からの信号に混
合される。この場合、混合（ミキシング）はここでは全
体的にポテンシオメータ２４、２６、４４の設定により
決定される。
【００３１】引き続いて全信号が他の低域フィルタ２８
を通るので、周波数は上方にて制限される。
【００３２】選択的に各枝路の信号は、固有の低域フィ
ルタに通され得て、これらの低域フィルタの後に初めて
加算器にて混合され得る。更に、装置のこの位置にイコ
ライザフィルタ（等化フィルタ）を設けることが可能で
あり、このイコライザフィルタによりスピーカまたは車
両内部空間の伝達特性が影響される。
【００３３】上記のように処理された信号は最終的に増
幅器３０にて増幅され、車両のスピーカユニット１６へ
伝達される。このスピーカユニット１６は電気信号を音
響信号に変換し、この音響信号は、極めて真正的である
が所望により変更され得る信号を自動車両の内部空間に
生じさせる。
【００３４】ポテンシオメータ２４、２６、４４の調整
はここではマニュアルで行われる。対応するポテンシオ
メータの変更によってそれぞれの枝路の重みづけが、つ
まりは、音圧センサに由来する信号の広帯域部分及び低
帯域部分という一方と、合成信号という他方との間にて
変更され得る。当然のことながらポテンシオメータでは
設定を不変にすることも可能である。
【００３５】選択的にポテンシオメータの制御は、電子
的にも行われ得て、走行稼動条件に依存させることがで
きる。そのために図では信号入力Ｅが示されていて、こ
の信号入力Ｅを介してその設定が行われる。例えば、ポ
テンシオメータ２４、２６、４４の調整は、スロットル
バルブ位置、駆動原動機の回転数信号、または速度に依
存して行われ得る。この目的のために信号処理ユニット
１４は、ＣＡＮバス（コントローラ・エリア・ネットワ
ーク・バス）に接続され得て、ポテンシオメータ２４、
２６、４４の制御を引き継ぐ追加的な制御ユニットを備
え得る。
【００３６】破線で示されている、シンセサイザ４０の
入力値により特徴付けられる他の選択的な実施形態で
は、他の車両稼動パラメータも合成信号の生成及び／ま
たは制御のために使用され得る。例えば、正弦波音の数
量、原動機回転数の周波数の半整数倍及び整数倍が使用
されるかどうかの決定、振幅比率、及び位相比率は、ス
ロットルバルブ位置、走行ペダル位置、車両速度、及び
原動機回転数のような入力値に依存され得る。入力値Ｋ
にて、キックダウン位置、ギア選択、またはキャブリオ
レーの車蓋が開いているか閉じているかの信号のような
他のパラメータも読み込まれ得る。全体として同じパラ
メータが入力値Ｅのためにも入力値Ｋのためにも使用さ
れ得る。シンセサイザの形式に応じて、並びに異なるパ
ラメータを考慮することに応じて、別個に適合される動
的な音印象が達成される。そのためには、記憶ユニット
４２に複数のテーブルを保存することも可能で、これら
のテーブルは入力パラメータに応じて読み出される。こ
の場合、内部空間に放出される騒音は、吸気領域からの
騒音の真正性から過度に逸脱することなく、大きな領域
内にて変更され得る。
【００３７】特に有利なこととして、シンセサイザ４０
にて音圧センサからの信号が考慮されていることが挙げ
られる（図における対応的な破線を参照）。音圧センサ
１２からの信号を介して音特性及び強弱性を制御するこ
とにより、負荷依存性に関する別個の変更が達成され得
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による装置の実施形態のブロック図を示
す図である。
【符号の説明】
１２ 音圧センサ １４ 信号処理ユニット １６ スピーカ ２０ 高域フィルタ ２２ 低域フィルタ ２４ ポテンシオメータ ２６ ポテンシオメータ ２７ 加算器 ２８ 低域フィルタ ３０ 増幅器 ４０ シンセサイザ（合成器） ４２ 記憶ユニット ４４ ポテンシオメータ ４６ 加算器 Ｅ 入力信号 Ｎ 回転数信号 Ｋ 他の入力信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ライモント フライマン ドイツ連邦共和国 デー・80935 ミュン ヘン バーベリッツェンシュトラーセ 71 ベー (72)発明者 ヘルムート シュパンハイマー ドイツ連邦共和国 デー・85630 ノイケ ーファーロー ベーマーヴァルトシュトラ ーセ ２

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】自動車両における電気音響的な騒音生成の
    ための装置であって、この装置が、音圧センサ（１２）
    と、この音圧センサ（１２）と接続されていて且つこの
    音圧センサ（１２）から信号を取得して処理する信号処
    理ユニット（１４）と、この信号処理ユニット（１４）
    と接続されていて少なくとも１つのスピーカを有するス
    ピーカユニット（１６）とを備えていて、音圧センサ
    （１２）が自動車両の吸気路または排気路の領域に配置
    されている前記装置において、シンセサイザ（４０）が
    設けられていて、音圧から生成されている信号に合成的
    な音成分が混合可能であるように前記シンセサイザ（４
    ０）が信号処理ユニット（１４）と接続または信号処理
    ユニット（１４）に組み込まれていることを特徴とする
    装置。
  2. 【請求項２】シンセサイザ（４０）が、１つのまたは複
    数の正弦波周波数を生成するために形成されていて、こ
    れらの周波数が、原動機回転数に依存することを特徴と
    する、請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】テーブルを有する装置（４２）が設けられ
    ていて、このテーブルには正弦波振動の振幅及び／また
    は位相が、原動機回転数に依存して保存されていること
    を特徴とする、請求項２に記載の装置。
  4. 【請求項４】シンセサイザ（４０）が、スロットルバル
    ブ位置、走行ペダル位置、及び／または他の入力パラメ
    ータに対応する信号のような入力信号のための入力部
    （Ｋ）を含み、シンセサイザ（４０）により生成されて
    いる信号の振幅及び／または音特性が、前記入力信号に
    依存して変更可能であるように形成されていることを特
    徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
  5. 【請求項５】シンセサイザ（４０）が、検知されている
    音圧振幅に基づく信号のための入力部を含み、シンセサ
    イザ（４０）により生成されている信号の振幅及び／ま
    たは音特性が、検知されている音圧振幅に基づく信号に
    依存して変更可能であるように形成されていることを特
    徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
  6. 【請求項６】推進運転が入力値から検知可能であり、こ
    の入力値のための入力部を含む決定ユニットをシンセサ
    イザ（４０）が含むか、またはそのような決定ユニット
    とシンセサイザ（４０）が接続されていること、前記決
    定ユニットが推進運転を検知するために形成されてい
    て、対応する信号をシンセサイザ（４０）へ伝達するこ
    と、及び、シンセサイザ（４０）が、推進運転時に予め
    定義されている騒音を模倣するように形成されているこ
    とを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の
    装置。
  7. 【請求項７】信号処理ユニット（１４）が、音圧センサ
    （１２）に由来する信号をフィルタリングするためのフ
    ィルタ装置（２０、２２）を含み、このフィルタ装置
    （２０、２２）が、音圧センサ（１２）により受信され
    ている騒音の音特性を変更するために形成されているこ
    とを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の
    装置。
  8. 【請求項８】信号処理ユニット（１４）が、音圧センサ
    （１２）並びにシンセサイザ（４０）に由来する全騒音
    を、パラメータに依存して、特に速度に依存して、負荷
    に依存して、及び／または回転数に依存して混合するこ
    とができるように形成されていることを特徴とする、請
    求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
JP2000281710A 1999-09-21 2000-09-18 自動車両における電気音響的な騒音生成のための装置 Pending JP2001130337A (ja)

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