JP2006064822A - Tire cavity resonance sound reducing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の走行中に発生するロードノイズ(タイヤ空洞共鳴音)を合成音により打ち消して低減する、タイヤ空洞共鳴音低減装置に関する。 The present invention relates to a tire cavity resonance reduction device that reduces and reduces road noise (tire cavity resonance) generated during traveling of a vehicle with synthesized sound.
車両の走行中に、路面の凹凸によって発生する車室内の騒音をロードノイズという。このロードノイズの要因の一つとして、200〜300Hzあたりにピークを持つタイヤ空洞共鳴音があげられる(以下「タイヤ空洞共鳴」を適宜「空洞共鳴」と省略する)。従来から、このロードノイズを低減するため、タイヤとホイールのリムの間に形成される空気室に、空洞共鳴周波数に相当する周波数帯域の振動を吸収する副気室を形成することが行われている(特許文献1、特許文献2参照)。このうち特許文献1の「リムホイール」は、リムの外周面に複数の蓋部材を周方向に配置すると共に、蓋部材の内側に隔壁を設け、これにより、リムと蓋部材との間に複数の副気室を周方向に形成して、空洞共鳴音を吸収して低減するようにしている。 The noise in the passenger compartment caused by road surface irregularities while the vehicle is traveling is called road noise. One factor of this road noise is tire cavity resonance sound having a peak around 200 to 300 Hz (hereinafter, “tire cavity resonance” is abbreviated as “cavity resonance” as appropriate). Conventionally, in order to reduce this road noise, a secondary air chamber that absorbs vibration in a frequency band corresponding to a cavity resonance frequency has been formed in an air chamber formed between a tire and a wheel rim. (See Patent Document 1 and Patent Document 2). Among these, the “rim wheel” of Patent Document 1 has a plurality of lid members arranged in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the rim and provided with a partition wall inside the lid member, whereby a plurality of lid members are provided between the rim and the lid member. Are formed in the circumferential direction so as to absorb and reduce cavity resonance noise.
また、これ以外にも、タイヤの空気圧を調整する、タイヤパターンを調整する、サスペンションにノイズや振動を伝達させないゴムブッシュ類を配置する、車体側に防振用材料を張り巡らす、等の技術が提案されている。
しかしながら、車両、サスペンション、タイヤ、空気圧、路面、走行モード等は千差万別であり、前記した技術では、この全てに対応することは困難である。また、前記した技術では、変化する路面状況等に対処して、リアルタイムに空洞共鳴を低減することは殆ど不可能である。 However, vehicles, suspensions, tires, air pressure, road surfaces, driving modes, and the like are various, and it is difficult to deal with all of them with the above-described technology. Further, with the above-described technique, it is almost impossible to reduce cavity resonance in real time in response to changing road surface conditions.
そこで、本発明は、路面状況等により変化する空洞共鳴音を効果的に低減でき、かつ適用範囲の広いタイヤ空洞共鳴音低減装置を提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a tire cavity resonance noise reduction device that can effectively reduce cavity resonance noise that varies depending on road surface conditions and the like, and has a wide application range.
前記課題を解決した本発明は、タイヤの空気室内の空洞共鳴音を打ち消す打消し音を、前記空気室内に出力することにより、前記空洞共鳴音を低減するタイヤ空洞共鳴音低減装置であって、前記空気室内の音を収集する集音手段と、前記集音手段で収集した音を解析して空洞共鳴音(ロードノイズ)の原因となる音の周波数及びその強度を求める共鳴音解析手段(ロードノイズ解析手段)と、前記共鳴音解析手段で求めた周波数と同じ周波数で同じ強度の音を合成するためのデータを生成する合成音データ生成手段と、前記合成音データ生成手段で生成したデータに基づき音を出力する際の位相を調整して打消し音とする位相調整手段と、前記位相調整手段で調整した打消し音を出力する打消し音出力手段を含んで構成されることを特徴とする。
この構成によれば、空気室内の音を収集し、解析し、音を合成して位相を調整し、打消し音として空気室内に出力することで、動的に空洞共鳴音(ロードノイズ)を低減する。
The present invention that has solved the above problems is a tire cavity resonance noise reducing device that reduces the cavity resonance noise by outputting a cancellation noise that cancels the cavity resonance noise in the air chamber of the tire into the air chamber, Sound collecting means for collecting sound in the air chamber, and resonance sound analyzing means (load) for analyzing the sound collected by the sound collecting means to obtain the frequency and intensity of the sound that causes the cavity resonance sound (road noise) Noise analyzing means), synthesized sound data generating means for generating data for synthesizing a sound having the same frequency as the frequency obtained by the resonance sound analyzing means, and data generated by the synthesized sound data generating means. A phase adjusting unit that adjusts a phase when outputting sound based on the phase adjustment unit to make a canceling sound, and a canceling sound output unit that outputs the canceling sound adjusted by the phase adjusting unit. You .
According to this configuration, the sound in the air chamber is collected, analyzed, the sound is synthesized, the phase is adjusted, and the result is output to the air chamber as a canceling sound, so that the cavity resonance sound (road noise) is dynamically generated. Reduce.
また、請求項2では、前記共鳴音解析手段、前記合成音データ生成手段及び前記位相調整手段が、タイヤの空気圧を検知するタイヤ空気圧検知システムのホイール側センサユニットに内蔵されていることを特徴とする。
つまり、この構成では、後記する第2実施形態や第3実施形態に示すように、タイヤ空洞共鳴音低減装置がタイヤ空気圧監視システムのホイール側センサユニットと一体化されている。
According to a second aspect of the present invention, the resonance sound analysis means, the synthesized sound data generation means, and the phase adjustment means are incorporated in a wheel side sensor unit of a tire air pressure detection system that detects tire air pressure. To do.
That is, in this configuration, as shown in a second embodiment or a third embodiment to be described later, the tire cavity resonance noise reduction device is integrated with the wheel side sensor unit of the tire pressure monitoring system.
また、請求項3では、タイヤ空洞共鳴音低減装置が無線波受信手段をさらに含んで構成されており、前記位相調整手段は、前記無線波受信手段を介して受信される位相調整信号(手動位相調整信号)により、前記位相を調整する構成を有することを特徴とする。
つまり、この構成では、後記する第3実施形態に示すように、無線で打消し音の位相を調整する。
According to a third aspect of the present invention, the tire cavity resonance reduction device further includes a radio wave receiving unit, and the phase adjusting unit receives a phase adjustment signal (manual phase) received through the radio wave receiving unit. The phase is adjusted by an adjustment signal).
That is, in this configuration, as shown in a third embodiment described later, the phase of the canceling sound is adjusted wirelessly.
本発明の請求項1によれば、空気圧や路面状況等により変化する空洞共鳴音を効果的に低減でき、かつ適用範囲の広いタイヤ空洞共鳴音低減装置を提供することが可能となる。また、請求項2によれば、今後普及が予想されるタイヤ空気圧監視システムの機能を流用することが可能となり、例えば装置の小型化等を図ることが可能となる。また、請求項3によれば、乗員等は、タイヤ空洞共鳴音低減装置に対して、例えば走行しながら人間の感受性を加味した空洞共鳴音の低減を指示することが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to provide a tire cavity resonance noise reduction device that can effectively reduce cavity resonance noise that varies depending on air pressure, road surface conditions, and the like, and has a wide application range. According to claim 2, it is possible to divert the function of a tire pressure monitoring system that is expected to be widely used in the future, and it is possible to reduce the size of the apparatus, for example. According to the third aspect, the occupant or the like can instruct the tire cavity resonance noise reduction device to reduce the cavity resonance noise taking into account human sensitivity while running, for example.
以下、本発明のタイヤ空洞共鳴音低減装置を実施するための最良の形態(以下「実施形態」という)を、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode (hereinafter referred to as “embodiment”) for carrying out the tire cavity resonance noise reducing device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
≪本発明の原理≫
まず、本発明の原理を、図1を参照して説明する。
図1(a)は音源の音を打消し音により打ち消す原理を示しており、同(b)は音源の音の周波数特性を示しており、同(c)は騒音の原因となる音と打消し音を示していいる。
<< Principle of the present invention >>
First, the principle of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 (a) shows the principle of canceling the sound of the sound source by the canceling sound, FIG. 1 (b) shows the frequency characteristics of the sound of the sound source, and FIG. 1 (c) shows the sound causing the noise and the canceling. A shining sound is shown.
図1(a)に示すように、音源の音(騒音)を、ステップS1で集音し、ステップS2で解析してピークとなる周波数(騒音の原因となる音の周波数X)とその強度を求め、ステップS3では前記したステップS2で求めた周波数Xと同じ周波数・同じ強度の音を合成するためのデータを生成し、ステップS4では前記生成したデータに基づき音を出力する際の位相を調整して打消し音とし、ステップS5で位相調整した打消し音を、騒音に向けて出力する。 As shown in FIG. 1A, the sound (noise) of the sound source is collected in step S1, analyzed in step S2, and the peak frequency (frequency X of the sound causing the noise) and its intensity are obtained. In step S3, data for synthesizing a sound having the same frequency and the same intensity as the frequency X obtained in step S2 is generated. In step S4, the phase when the sound is output is adjusted based on the generated data. Thus, the canceling sound is output, and the canceling sound whose phase is adjusted in step S5 is output toward the noise.
ステップS2で解析された音源の音の周波数特性は、図1(b)に示されるもので、周波数Xの部分にピークを持つ。図1(c)には、周波数Xの音が実線で示され、打消し音が破線で示されているが、両者は位相が180度異なるのでお互いに音の強度を弱めあい、この結果、音源の音の強度が低減(消滅)される(図1(b)でいえば、周波数Xのピークの高さが低くなる)。 The frequency characteristic of the sound of the sound source analyzed in step S2 is shown in FIG. 1B, and has a peak at the frequency X portion. In FIG. 1 (c), the sound of frequency X is shown by a solid line and the canceling sound is shown by a broken line, but the two are 180 degrees out of phase so that the sound intensity is weakened. The sound intensity of the sound source is reduced (disappeared) (in FIG. 1B, the peak height of the frequency X is reduced).
≪第1実施形態≫
次に、本発明のタイヤ空洞共鳴音低減装置の第1実施形態を説明する。図2は、第1実施形態のタイヤ空洞共鳴音低減装置が適用された車両の斜視図を示している。
<< First Embodiment >>
Next, a first embodiment of the tire cavity resonance noise reducing device of the present invention will be described. FIG. 2 is a perspective view of a vehicle to which the tire cavity resonance reduction device of the first embodiment is applied.
ロードノイズは、前記したとおり車両Cの走行により発生する。このロードノイズのうち、乗員に不快感を与える要因の一つとして、タイヤTの内部にある空気室で発生するタイヤ空洞共鳴音があげられる。本実施形態では、車両Cの走行により発生するロードノイズ(空洞共鳴音)を、タイヤ空洞共鳴音低減装置1により打ち消すことで低減(消滅)させる。 The road noise is generated by the traveling of the vehicle C as described above. Among the road noises, one of the factors causing discomfort to the occupant is tire cavity resonance generated in an air chamber inside the tire T. In the present embodiment, road noise (cavity resonance) generated by traveling of the vehicle C is reduced (eliminated) by canceling with the tire cavity resonance reduction device 1.
[タイヤ空洞共鳴音低減装置の構成等]
図3(a)は、ホイールに装着された状態のタイヤ空洞共鳴音低減装置を示す図である。この図3(a)に示すように、タイヤ空洞共鳴音低減装置1は、ホイールWのリム外周面に、図示しないバルブ装着孔を利用して装着されている。この図から理解されるように、タイヤ空洞共鳴音低減装置1は、タイヤTとリム外周面とで形成する空気室内に配置される。
[Configuration of tire cavity resonance noise reduction device, etc.]
Fig.3 (a) is a figure which shows the tire cavity resonance noise reduction apparatus of the state with which the wheel was mounted | worn. As shown in FIG. 3A, the tire cavity resonance reduction device 1 is mounted on the rim outer peripheral surface of the wheel W using a valve mounting hole (not shown). As understood from this figure, the tire cavity resonance reduction device 1 is disposed in an air chamber formed by the tire T and the rim outer peripheral surface.
図3(b)は、タイヤ空洞共鳴音低減装置の外観を示す図である。この図3(b)に示されるように、タイヤ空洞共鳴音低減装置1は、空気室に空気を注入する際に使用されるバルブと一体に構成された形をしており、前記した図示しないバルブ装着孔に装着されるようになっている。ここで、タイヤ空洞共鳴音低減装置1は、リム外周面に密着できるように、底面がリム外周面の曲面に沿うように、同様の曲面をしている。 FIG.3 (b) is a figure which shows the external appearance of a tire cavity resonance noise reduction apparatus. As shown in FIG. 3 (b), the tire cavity resonance sound reducing device 1 is formed integrally with a valve used when air is injected into the air chamber, and is not shown in the figure. It is designed to be installed in the valve mounting hole. Here, the tire cavity resonance noise reduction device 1 has a similar curved surface so that the bottom surface follows the curved surface of the rim outer peripheral surface so that the tire cavity resonance noise reducing device 1 can be in close contact with the rim outer peripheral surface.
また、タイヤ空洞共鳴音低減装置1は、マイク1a、破線で示す演算処理手段10、スピーカ1d、図示しない電源等が同一の筐体内に内蔵されている。 Further, the tire cavity resonance noise reducing device 1 includes a microphone 1a, an arithmetic processing unit 10 indicated by a broken line, a speaker 1d, a power source (not shown), and the like in a single casing.
図4(a)は、図3に示すタイヤ空洞共鳴音低減装置の内部構成を示すブロック構成図である。この図4(a)に示すように、タイヤ空洞共鳴音低減装置1は、ロードノイズを収集するマイク1a、マイク1aがロードノイズを集音した際に出力するアナログ信号をデジタル信号化して音データとするAD変換器1b、演算処理手段10、演算処理手段10が出力する打消し音のデジタル信号をアナログ信号化するDA変換器1c、打消し音を音源(空気室内)に向けて出力するスピーカ1d等を含んで構成される。
FIG. 4A is a block configuration diagram showing an internal configuration of the tire cavity resonance reduction device shown in FIG. As shown in FIG. 4 (a), the tire cavity resonance sound reducing device 1 is a microphone 1a that collects road noise, and an analog signal that is output when the microphone 1a collects road noise into a digital signal to generate sound data. The
前記した各構成のうち、演算処理手段10は、入力インタフェース11、データ記憶手段12、FFT(Fast Fourier Transform)解析手段13、合成音データ生成手段14、位相調整手段15、出力インタフェース16等を含んで構成される。
Among the above-described components, the arithmetic processing means 10 includes an
このうち、データ記憶手段12は先入れ先出しメモリであるFIFO(First In First Out)121に、デジタル化した音データを記憶する。なお、FIFO121には、FFT解析手段13でFFT解析を行うのに必要な数のデータが、先入れ先出しとなるように記憶されるものとする。FFT解析手段13は、データ記憶手段12に記憶された音データを読み出し、この読み出した音データの中にどの周波数成分がどれだけ含まれているかを抽出する処理(周波数解析)を行う。そして、その解析した周波数成分のうち、250Hz近傍で、空洞共鳴音の原因となる音の周波数及びその強度を求める処理を行う(後記する図4(b)参照)。合成音データ生成手段14は、FFT解析手段13で求めた原因となる音の周波数と同じ周波数の音を同じく求めた強度と同じ強度で出力するために必要となる音データ(合成音データ)を生成する。本実施形態では、後記するように、2つの周波数の合成音データ(周波数Aの合成音データと周波数Bの合成音データ)を生成する。位相調整手段15は、合成音データを出力する際に、出力した音が打消し音となるように位相を調整する手段である(打消し音の位相調整)。なお、位相調整手段15で位相を調整する方法としては、例えば、前記したFIFOのようなメモリに合成音データを一時的に記憶し、遅延時間(ディレイタイム)を設けて記憶した合成音データを出力することで実現できる。
Among these, the data storage means 12 stores digitized sound data in a FIFO (First In First Out) 121 which is a first-in first-out memory. It is assumed that the number of data necessary for the FFT analysis means 13 to perform the FFT analysis is stored in the
[ロードノイズ(空洞共鳴音)の周波数特性]
図4(b)は、図4(a)のFFT解析手段により解析されたロードノイズの周波数特性を示す図である。この図4(b)では、250Hzよりも少し高い周波数Aの音と、少し低い周波数Bの音が空洞共鳴の原因となっている。ちなみに、FFT解析手段13は、250Hz近傍でピークとなっている周波数を見出し、これを空洞共鳴の原因となる音と認識するロジックを備えている。なお、破線で示しているのは、打消し後の周波数特性である。
[Frequency characteristics of road noise (cavity resonance)]
FIG. 4B is a diagram showing the frequency characteristics of road noise analyzed by the FFT analysis means of FIG. In FIG. 4B, the sound of the frequency A slightly higher than 250 Hz and the sound of the frequency B slightly lower cause the cavity resonance. Incidentally, the FFT analysis means 13 has a logic that finds a frequency peaking in the vicinity of 250 Hz and recognizes this as a sound that causes the cavity resonance. In addition, what is shown with the broken line is the frequency characteristic after cancellation.
[打消し音]
図4(c)は、空洞共鳴音と打消し音の波形を示す図である。図4(c)の上側の図では、実線が空洞共鳴音である周波数Aの音の波形を示しており、破線が周波数Aの音を打ち消すための第1の打消し音の波形を示している。図4(c)の下側の図では、実線が空洞共鳴音である周波数Bの音の波形を示しており、破線が周波数Bの音を打ち消すための第2の打消し音の波形を示している。
[Canceling sound]
FIG. 4C is a diagram illustrating waveforms of the cavity resonance sound and the cancellation sound. In the upper diagram of FIG. 4C, the solid line shows the waveform of the sound of frequency A that is the cavity resonance sound, and the broken line shows the waveform of the first cancellation sound for canceling the sound of frequency A. Yes. In the lower diagram of FIG. 4C, the solid line indicates the waveform of the sound of frequency B that is the cavity resonance sound, and the broken line indicates the waveform of the second cancellation sound for canceling the sound of frequency B. ing.
図4(c)の上側の図では、位相調整手段15による位相調整の結果、周波数Aの音と打消し音の位相が180度ずれている様子を示している。このような場合は、第1の打消し音は打消し音として作用し、周波数Aの音を打ち消すことが可能である。 The upper diagram in FIG. 4C shows a state in which the phase of the frequency A and the canceling sound are 180 degrees out of phase as a result of the phase adjustment by the phase adjustment means 15. In such a case, the first canceling sound acts as a canceling sound, and it is possible to cancel the sound of frequency A.
一方、図4(c)の下側の図では、周波数Bの音と第2の打消し音の位相のズレが180度ではない。このような場合は、第2の打消し音は打消し音として充分に作用できないため、位相調整手段15による位相調整が必要となる。 On the other hand, in the lower diagram in FIG. 4C, the phase shift between the sound of the frequency B and the second canceling sound is not 180 degrees. In such a case, since the second canceling sound cannot sufficiently act as a canceling sound, phase adjustment by the phase adjusting means 15 is necessary.
[タイヤ空洞共鳴音低減装置の動作]
次に、図2〜図4を参照しつつ、図5のフローチャートに沿って本実施形態のタイヤ空洞共鳴音低減装置1の動作を説明する。なお、このフローチャートに示される処理は、タイヤ空洞共鳴音低減装置1の演算処理手段10により繰り返し実行される。
[Operation of tire cavity resonance reduction device]
Next, the operation of the tire cavity resonance reduction device 1 of the present embodiment will be described along the flowchart of FIG. 5 with reference to FIGS. Note that the processing shown in this flowchart is repeatedly executed by the arithmetic processing means 10 of the tire cavity resonance reduction device 1.
ステップS10で処理を開始する。タイヤ空洞共鳴音低減装置1のマイク1aが収集した空気室内の音(ロードノイズ)は、AD変換器1bで音データとしてデジタル化される。入力インタフェース11は、このデジタル化された音データを入力する(S11)。入力された音データは、データ記憶手段12によりFIFO121に記憶される(S12)。
Processing starts in step S10. The sound (road noise) in the air chamber collected by the microphone 1a of the tire cavity resonance reduction device 1 is digitized as sound data by the
FFT解析手段13で周波数解析できるだけのデータ数の音データがFIFO121に記憶されたか否かを判断し(S13)、データ数が不足の場合は(No)、ステップS21に移行し、続いてステップS10で処理を開始する。これにより、FIFO121への音データの記憶が行われる。
It is determined whether or not sound data having a number of data sufficient for frequency analysis is stored in the
ステップS13でデータ数がOKの場合は(Yes)、FIFO121から音データを読み出すか否かを判断し(S14、つまり周波数解析を行うか否かを判断し)、読み出す場合は(Yes)、FFT解析手段13が周波数解析を行うのに必要なデータ数の音データをFIFO121から読み出す(S15)。一方、読み出さない場合は(No)、ステップS21に移行し、続いてステップS10で処理を開始する。これにより、FIFO121には新しい音データが記憶され、併せて、記憶されている音データの中で一番古いデータが廃棄される。この結果、FIFO121は、FFT解析手段13が周波数解析を行うのに必要な新鮮な状態の音声データを常に記憶することになり、動的に変化する空洞共鳴音に適切に対処できるようになる。ちなみに、ステップS14でYesとなる回数を高めると、路面状況が動的に変化する場合でも適切に空洞共鳴音の低減を行うことができる。一方、ステップS14でNoとなる回数を高めると、演算処理手段10での演算回数が減るので、電力の消費を低減することができる。
If the number of data is OK in step S13 (Yes), it is determined whether or not sound data is read from the FIFO 121 (S14, that is, whether or not frequency analysis is performed). If it is read (Yes), FFT is performed. Sound data of the number of data necessary for the analysis means 13 to perform frequency analysis is read from the FIFO 121 (S15). On the other hand, when not reading (No), the process proceeds to step S21, and then the process starts in step S10. As a result, new sound data is stored in the
FFT解析手段13は、データ記憶手段12から読み出した音声データに対して高速フーリエ変換(FFT)処理を行ってどの周波数成分がどれだけ含まれているかを抽出する処理を行う。そして、その周波数成分のうち、250Hz近傍で、空洞共鳴音の原因となる音の周波数及びその強度を求める(S16)。図4(b)の例でいえば、ピークとなる周波数A、Bを求め、かつそのピークの強度を求める。
The
周波数及びその強度が求まると、合成音データ生成手段14が、ステップS16で求めたのと同じ周波数、同じ強度の音を生成するための合成音データを生成する(S17)。図4(b)の例では、図4(c)に破線で示すように周波数A、Bについての合成音データを生成する。 When the frequency and its intensity are obtained, the synthesized sound data generating means 14 generates synthesized sound data for generating a sound having the same frequency and the same intensity as those obtained in step S16 (S17). In the example of FIG. 4B, synthesized sound data for the frequencies A and B is generated as indicated by broken lines in FIG.
次に、位相調整の必要があるか否かを判断し(S18)、必要がない場合は(No)、位相調整を行わない、つまり前回値と同じ位相のままである。ちなみに、位相の初期値は0であるとする。一方、位相調整の必要がある場合は(Yes)、位相調整手段15で波長周期の所定角度(位相調整量)分、位相調整する。ちなみに図4(b)の例でいえば、位相調整は、周波数A、Bそれぞれ独立に行われるものとする。このため、位相調整手段15は、複数の合成音データの位相調整を独立して行える構成をしているものとする。なお、この実施形態では、位相調整量は5度とか10度とか、予め設定されるものとする。
Next, it is determined whether or not phase adjustment is necessary (S18). If it is not necessary (No), phase adjustment is not performed, that is, the phase is the same as the previous value. Incidentally, it is assumed that the initial value of the phase is zero. On the other hand, when the phase adjustment is necessary (Yes), the
なお、位相調整が必要な場合とは、例えば、FFT解析手段13で解析した音の強度が、前回値よりも増加(閾値以上増加)した場合や、音の強度が所定時間以上(所定の演算処理回数以上)高いレベルにある場合である。もちろんこのような場合は、強度が低減する方向に位相を調整する。 Note that the phase adjustment is necessary when, for example, the intensity of the sound analyzed by the FFT analysis means 13 is increased from the previous value (increased by a threshold value) or the intensity of the sound is equal to or longer than a predetermined time (predetermined calculation). This is the case when it is at a higher level. Of course, in such a case, the phase is adjusted in the direction in which the intensity decreases.
位相調整した場合もしない場合も、打消し音となる合成音データは、出力インタフェース16を介して出力され(S20)、DA変換器1cでアナログ信号化され、スピーカ1dから音として出力される。ちなみに、打消し音は、周波数A、B(図4(b)参照)のところにピークのある合成音である。これにより、お互いに強度を弱めあい、図4(b)に破線で示すように、空洞共鳴音が低減される。
Whether or not the phase is adjusted, the synthesized sound data that becomes the canceling sound is output via the output interface 16 (S20), converted into an analog signal by the
なお、処理がステップS20を終えたらステップS21を経由してステップS10に戻って処理を継続する。次回以降は、FIFO121には、FFT解析手段13で周波数解析できるだけの音データが記憶されているので、ステップS13はYesになる。そして、ステップS14でデータの読み出しをするか否かを判断し、つまり周波数解析を行うか否かを判断し、行う場合は(S14がYesの場合は)、ステップS16以降の処理がなされ、新たな周波数解析に基づいて打消し音が出力される(S20)。ちなみに、ステップS14がNoの場合は、前回と同じ打消し音の出力状態が維持されることになる。
When the process finishes step S20, the process returns to step S10 via step S21 to continue the process. From the next time onward, the
この第1実施形態によれば、空気室内に配置されたタイヤ空洞共鳴音低減装置1により、空洞共鳴音を収集し、解析し、打消し音を空気室内に出力するので、直接的に空洞共鳴音を低減することができる。また、動的に絶えず打消し音の音色や強度や位相を変えたりするので、路面状況、走行モードが動的に変化する場合でも、適切に対処して空洞共鳴音を効果的に低減することができる。また、車両、サスペンション、タイヤ、空気圧が異なっても対処できる、適用範囲の広いタイヤ空洞共鳴音低減装置1を提供できる。 According to the first embodiment, since the cavity resonance sound is collected and analyzed by the tire cavity resonance reduction device 1 arranged in the air chamber, and the canceling sound is output to the air chamber, the cavity resonance is directly generated. Sound can be reduced. Also, since the tone, intensity, and phase of the canceling sound are dynamically changed constantly, even when the road surface condition and the driving mode change dynamically, the cavity resonance sound can be effectively reduced by appropriately dealing with it. Can do. Further, it is possible to provide the tire cavity resonance noise reduction device 1 having a wide application range that can cope with different vehicles, suspensions, tires, and air pressures.
≪第2実施形態≫
続いて、本発明のタイヤ空洞共鳴音低減装置の第2実施形態を説明する。図6は、第2実施形態のタイヤ空洞共鳴音低減装置が適用された車両の斜視図を示している。なお、第2実施形態では、前記した第1実施形態と共通する部分は同じ符号を付して説明を省略する。
<< Second Embodiment >>
Then, 2nd Embodiment of the tire cavity resonance noise reduction apparatus of this invention is described. FIG. 6 shows a perspective view of a vehicle to which the tire cavity resonance reduction device of the second embodiment is applied. In the second embodiment, parts common to the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図6に示すように、第2実施形態のタイヤ空洞共鳴音低減装置1’は、タイヤ空気圧監視システム(TPMS[Tire Pressure Monitoring System])Sのセンサユニット(ホイール側センサユニット)を兼ねており、このタイヤ空洞共鳴音低減装置1’と車両Cに搭載される車載ユニット8とで、タイヤ空気圧監視システムSを構成している。 As shown in FIG. 6, the tire cavity resonance reduction device 1 ′ of the second embodiment also serves as a sensor unit (wheel side sensor unit) of a tire pressure monitoring system (TPMS [Tire Pressure Monitoring System]) S, The tire cavity resonance noise reduction device 1 ′ and the in-vehicle unit 8 mounted on the vehicle C constitute a tire air pressure monitoring system S.
図7に第2実施形態のタイヤ空洞共鳴音低減装置1’の構成を示すが、この図に示すように、演算処理手段10’には、マイク1a、スピーカ1d、圧力センサ1e、温度センサ1f、電源1g及びアンテナが接続されている。
FIG. 7 shows the configuration of the tire cavity resonance reduction device 1 ′ according to the second embodiment. As shown in FIG. 7, the arithmetic processing means 10 ′ includes a microphone 1a, a speaker 1d, a
演算処理手段10’は、前記した第1実施形態の演算処理手段10(図4参照)が備える機能に加えて、タイヤ空気圧監視システムSの機能として、圧力センサ1eで検知した空気室内の圧力、温度センサ1fで検知した空気室内の温度等に、固有のIDを付してアンテナから車載ユニット8に向けて送信する機能を有する。つまり、第2実施形態では、前記した(図4(a)参照)FFT解析手段13、合成音データ生成手段13及び位相調整手段14がセンサユニットに内蔵されている(CPU[Central Processing Unit]を共通化している)。
In addition to the functions provided in the arithmetic processing means 10 (see FIG. 4) of the first embodiment, the arithmetic processing means 10 ′ is a function of the tire air pressure monitoring system S, and the pressure in the air chamber detected by the
その他の構成は、第1実施形態と同じであるので説明を省略する。
この第2実施形態によれば、タイヤ空気圧監視システムSのセンサユニットのCPUパワーを利用できる。また、電源1gを利用できる。このような共有化により、コストやサイズの増加を低く押さえることが可能となる。
Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
According to the second embodiment, the CPU power of the sensor unit of the tire pressure monitoring system S can be used. Moreover, the
以上説明した本発明は、前記した実施形態に限定されることなく、幅広く変形実施することができる(図1〜図7参照)。 The present invention described above is not limited to the above-described embodiment, and can be widely modified (see FIGS. 1 to 7).
例えば、スピーカを1つ設けた例を示したが、ホイールバランス等も考慮しつつ、リム外周面の周方向に適宜間隔を置いてスピーカ1dを複数設けるようにしてもよい。また、バルブ装着孔を利用してホイールWのリム外周面にタイヤ空洞共鳴音低減装置1を装着するようにしたが、溶接、接着、バンド留め、ネジ留め等、別の装着方法を適用してもよい。そして、空いたバルブ装着孔を利用して、タイヤ空気圧監視システムSに使用される別筐体(タイヤ空洞共鳴音低減装置1とは別筐体)のセンサユニットを、リム外周面上に設けてもよい。この場合、ホイールWのバランスを考慮しつつタイヤ空洞共鳴音低減装置1を設ける位置を決めるのがよい。 For example, although an example in which one speaker is provided has been described, a plurality of speakers 1d may be provided at appropriate intervals in the circumferential direction of the rim outer peripheral surface in consideration of wheel balance and the like. In addition, the tire cavity resonance noise reduction device 1 is mounted on the rim outer peripheral surface of the wheel W using the valve mounting hole, but other mounting methods such as welding, bonding, band fastening, and screw fastening are applied. Also good. Then, a sensor unit of another housing (separate housing from the tire cavity resonance reduction device 1) used in the tire pressure monitoring system S is provided on the outer peripheral surface of the rim by using the vacant valve mounting hole. Also good. In this case, it is preferable to determine the position where the tire cavity resonance reduction device 1 is provided while considering the balance of the wheel W.
また、前記した実施形態では、位相調整手段14が、FFT解析手段13の解析結果に基づいて、位相調整を自動的に行うこととした。しかし、自動的に行うことに限定されず、例えば、位相調整手段15に人間が位相を調整できる操作手段を設けることで、人間の手で行えるようにしてもよい。これによっても、走行モードや路面状況が変化した場合に、手動ではあるが空洞共鳴音の低減に対処することができる。また、人間の感受性に応じた調整ができるため、開発時のチューニングの工数が削減できる。また、合成音データ生成手段14での合成音データの生成に、人間の感受性を加味することができるように、人間が合成音データの周波数(音色)や音の強度を調整できる手段を設けてもよい。
In the above-described embodiment, the
また、マイク1aとスピーカ1dを空気室内(リム外周面)に設け、演算処理手段10や電源をホイールWの回転中心部に設け、配線で接続するようにしてもよい。このようにすることで、電源としての電池の交換を容易にすることが可能となり、また、ホイールバランスもとりやすくなる。 Alternatively, the microphone 1a and the speaker 1d may be provided in the air chamber (rim outer peripheral surface), the arithmetic processing means 10 and the power source may be provided in the center of rotation of the wheel W, and connected by wiring. By doing so, it is possible to easily replace the battery as a power source, and to easily balance the wheel.
さらに、マイク1a及び/又はスピーカ1dも、ホイールWの回転中心部に設け、音の導波管を空気室と連通させ、音の収集及び/又は打消し音の出力(導波管を介しての空気室内への打消し音の出力)を行ってもよい。 Further, the microphone 1a and / or the speaker 1d are also provided at the center of rotation of the wheel W, and the sound waveguide is communicated with the air chamber to collect the sound and / or output the canceling sound (via the waveguide). Output of a canceling sound into the air chamber.
≪第3実施形態≫
最後に、乗員(整備員・開発者…)等の手により、走行しながらも打消し音の位相を調整できるようにした第3実施形態を、図8、図9等を参照して説明する。なお、前記した第1実施形態及び第2実施形態と共通する部分は同じ符号を付して説明を省略する。
<< Third Embodiment >>
Finally, a third embodiment in which the phase of the canceling sound can be adjusted while traveling by the hand of an occupant (maintenance staff / developer ...) will be described with reference to FIGS. . In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is common in above-described 1st Embodiment and 2nd Embodiment, and description is abbreviate | omitted.
図8は、第3実施形態のタイヤ空洞共鳴音低減装置の構成を示す図である。この図8に示すように、タイヤ空洞共鳴音低減装置1”は、第1実施形態のタイヤ空洞共鳴音低減装置1(図4(a)参照)に対して、圧力センサ1e、温度センサ1f、受信用のアンテナ、RF受信器(無線波受信手段)1h、RF送信器1i、送信用のアンテナ等を付加した構成をしている。なお、アンテナは送受信兼用でよい。ちなみに、アンテナ、圧力センサ1e、温度センサ1f、RF受信器1h及びRF送信器1iは、タイヤ空気圧監視システムS(図6参照)のセンサユニットが本来の構成として備えているものでよい。なお、RFは、“Radio Frequency”の略である。
FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the tire cavity resonance reduction device of the third embodiment. As shown in FIG. 8, the tire cavity resonance reduction device 1 ″ is different from the tire cavity resonance reduction device 1 of the first embodiment (see FIG. 4A) in that the
また、演算処理手段10”のFFT解析手段13”は、空洞共鳴の原因となる音の周波数(ピーク周波数)とその強度の信号を、RF送信器1iを介して後記する図9の車載ユニット8’に送信する構成をしている。また、位相調整手段15”は、車載ユニット8’から送信される手動位相調整信号(図示外)をRF受信器1hを介して受信して取得し、この取得した手動位相調整信号に基づいて打消し音の位相を調整する構成をしている。また、演算処理手段10”のTPMS処理手段17は、圧力センサ1eが検知した圧力信号と温度センサ1fが検知した温度信号を、RF送信器1iを介して所定のタイミングで車載ユニット8’に送信する構成をしている。ちなみに、TPMS処理手段17は、タイヤ空気圧監視システムSのセンサユニットが本来の構成として備えているものでよい。
Also, the FFT analysis means 13 ″ of the arithmetic processing means 10 ″ provides a sound frequency (peak frequency) that causes cavity resonance and a signal of its intensity via the
図9は、図8のタイヤ空洞共鳴音低減装置に打消し音の位相を調整する手動位相調整信号を送信する車載ユニットの構成を示す図である。この図9に示すように、車載ユニット8’は、キーボード8a、受信用のアンテナ、RF受信器8b、モニタ8c、RF送信器8d、送信用のアンテナ及び演算処理手段80’を備えている。なお、アンテナは送受信兼用でよい。ちなみに、アンテナ、RF受信器8b及びRF送信器8dは、タイヤ空気圧監視システムSの車載ユニット8(図6参照)が本来の構成として備えているものでよい。
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of an in-vehicle unit that transmits a manual phase adjustment signal for adjusting the phase of the canceling sound to the tire cavity resonance sound reducing device of FIG. 8. As shown in FIG. 9, the in-vehicle unit 8 'includes a
また、演算処理手段80’は、入力インタフェース81、処理手段82及び出力インタフェース83を備えている。このうち、処理手段82は、RF受信器8bを介して受信した圧力信号と温度信号に基づいて空気圧の低下判定を行ってモニタ8cに表示する処理、同じくRF受信器8bを介して受信した空洞共鳴の原因となる音の周波数とその強度の信号を加工してモニタ8cに表示する処理、キーボード8aからの乗員等のキー入力に基づいて空洞共鳴音低減装置1”に送信する手動位相調整信号を生成する処理等を行う構成をしている。
The arithmetic processing unit 80 ′ includes an
このような構成の第3実施形態によれば、車載ユニット8’は、タイヤ空洞共鳴音低減装置1”が送信してくる圧力信号と温度信号に基づいて空気圧低下判定を行って、図9に示すように判定結果をモニタ8cに表示する。このため、乗員等は、車両Cの走行中にもタイヤTの空気圧の低下を知ることができる。
また、この車載ユニット8’は、タイヤ空洞共鳴音低減装置1”が送信してくる空洞共鳴の原因となっている音の周波数とその強度の信号を、図9に示すようにモニタ8cに表示する。このため、乗員等は、空洞共鳴音の発生状況を知ることができる。なお、図9では、モニタ8cは、4つあるタイヤTのうち、ある1つのタイヤTの空洞共鳴音の発生状況を数値で表示していると共に、4つのタイヤの空気圧の状況を視覚的に表示している。
According to the third embodiment having such a configuration, the in-vehicle unit 8 ′ performs the air pressure decrease determination based on the pressure signal and the temperature signal transmitted from the tire cavity resonance reduction device 1 ″, and FIG. As shown, the determination result is displayed on the monitor 8c, so that an occupant or the like can know a decrease in the air pressure of the tire T even while the vehicle C is traveling.
Further, this in-vehicle unit 8 'displays the sound frequency and intensity signal that cause the cavity resonance transmitted from the tire cavity resonance reduction device 1 "on the monitor 8c as shown in FIG. For this reason, an occupant or the like can know the generation state of the cavity resonance sound, which is shown in Fig. 9. In Fig. 9, the monitor 8c generates the cavity resonance sound of one tire T among the four tires T. The situation is displayed numerically and the air pressure conditions of the four tires are visually displayed.
図9に示すように、乗員等は空洞共鳴の原因となっている音の周波数とその強度を知ることができることから、これを参照してキーボード8aを操作し、タイヤごとに打消し音の位相調整の指示(周波数と位相調整量(位相調整角度))をキー入力することができ、こうすることで、車載ユニット8’は、処理手段82によりタイヤごとの手動位相調整信号を生成し、RF送信器8dを介してタイヤ空洞共鳴音低減装置1”に送信する。これにより、各タイヤ空洞共鳴音低減装置1”は、RF受信器1hを介して該当する手動位相調整信号を受信し、調整手段15”が打消し音の位相を手動位相調整信号(位相調整量)で指示された分だけ調整する。つまり、乗員等は、各タイヤTのタイヤ空洞共鳴音低減装置1”に対して、手動で打消し音の位相を調整できるので、走行しながら人間の感受性を加味した空洞共鳴音の低減を行うことができる。
As shown in FIG. 9, the occupant or the like can know the frequency and intensity of the sound that causes the cavity resonance, and the
もちろん、周波数(音色)を前記した位相調整の例に倣って手動で調整できる構成とすることも、合成音データ生成手段14が合成する合成音の周波数を無線で指示するだけであるので、簡単に実現することができる。また、合成音の強度について、その強度を無線で指示する構成とすることも、簡単に実現することができる。また、各種指示を行うに際して、キー入力をGUI(Graphical User Interface)を用いて直感的にできる構成とすることも、簡単に実現することができる。なお、車載ユニット8’は、どのタイヤについての空気圧であるかやどのタイヤについての空洞共鳴音であるかは、IDを付して信号を送受信することで把握可能である。また、車載ユニット8’が各タイヤに近接した4本の受信アンテナを備える場合は、どのアンテナで強い電波を受信したかで、どのタイヤの空気圧であるかやどのタイヤの空洞共鳴音であるかを判別可能である。
Of course, a configuration in which the frequency (tone color) can be manually adjusted following the example of phase adjustment described above is simple because the frequency of the synthesized sound to be synthesized by the synthesized sound
このように、位相や周波数等を手動で調整できる構成とすることで、装置の開発コストやチューニングのコストを低減することができる。また、タイヤ空洞共鳴音低減装置1”の演算処理手段10”につて、TPMSの機能と空洞共鳴音低減の機能を1チップ化することで、装置の一層の小型化や機能の無駄を省くことができる。もちろん、第3実施形態は、TPMSとは切り離した別個のものとして実施してもよい。 Thus, by adopting a configuration in which the phase, frequency, and the like can be manually adjusted, the development cost and tuning cost of the device can be reduced. In addition, the arithmetic processing means 10 ″ of the tire cavity resonance reduction device 1 ″ has the functions of the TPMS and the cavity resonance noise reduction integrated into one chip, thereby further reducing the size and waste of the device. Can do. Of course, the third embodiment may be implemented separately from TPMS.
なお、本発明は、空洞共鳴音に限定されず、ロードノイズ低減装置として、全般的なロードノイズを低減するのに適用することができる。 In addition, this invention is not limited to a cavity resonance sound, As a road noise reduction apparatus, it can apply in order to reduce general road noise.
1・1’・1” … タイヤ空洞共鳴音低減装置
1a … マイク(集音手段)
1d … スピーカ(打消し音出力手段)
1h … RF受信器(無線波受信手段)
13 … FFT解析手段(共鳴音解析手段)
14 … 合成音データ生成手段
15 … 位相調整手段
10・10’・10” … 演算処理手段
1.1 '· 1 "... Tire cavity resonance reduction device 1a ... Microphone (sound collecting means)
1d. Speaker (mating sound output means)
1h RF receiver (radio wave receiving means)
13 ... FFT analysis means (resonance sound analysis means)
14 ... Synthetic sound data generating means 15 ... Phase adjusting means 10 · 10 '· 10 "... Arithmetic processing means
Claims (3)
前記空気室内の音を収集する集音手段と、
前記集音手段で収集した音を解析して空洞共鳴の原因となる音の周波数及びその強度を求める共鳴音解析手段と、
前記共鳴音解析手段で求めた周波数と同じ周波数で同じ強度の音を合成するためのデータを生成する合成音データ生成手段と、
前記合成音データ生成手段で生成したデータに基づき音を出力する際の位相を調整して打消し音とする位相調整手段と、
前記位相調整手段で調整した打消し音を出力する打消し音出力手段
を含んで構成されることを特徴とするタイヤ空洞共鳴音低減装置。 A tire cavity resonance reduction device that reduces the cavity resonance by outputting a cancellation sound that cancels the cavity resonance in the air chamber of the tire into the air chamber,
Sound collecting means for collecting sound in the air chamber;
Resonance sound analysis means for analyzing the sound collected by the sound collection means to determine the frequency and intensity of the sound causing the cavity resonance;
A synthesized sound data generating means for generating data for synthesizing a sound of the same intensity at the same frequency as the frequency obtained by the resonance sound analyzing means;
Phase adjusting means for adjusting the phase when outputting sound based on the data generated by the synthesized sound data generating means and making it a canceling sound;
A tire cavity resonance reduction device comprising a cancellation sound output means for outputting a cancellation sound adjusted by the phase adjustment means.
を特徴とする請求項1に記載のタイヤ空洞共鳴音低減装置。 The said resonance sound analysis means, the said synthetic sound data generation means, and the said phase adjustment means are incorporated in the wheel side sensor unit of the tire pressure detection system which detects the tire pressure. Tire cavity resonance noise reduction device.
前記位相調整手段は、前記無線波受信手段を介して受信される位相調整信号により、前記位相を調整する構成を有すること
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載のタイヤ空洞共鳴音低減装置。 It further includes a radio wave receiving means for receiving radio waves,
3. The tire cavity resonance noise reduction according to claim 1, wherein the phase adjusting unit adjusts the phase based on a phase adjustment signal received through the radio wave receiving unit. apparatus.
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