JP2010173516A - Road noise reducing system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両のロードノイズを低減させるためのロードノイズ低減システムに関する。 The present invention relates to a road noise reduction system for reducing road noise of a vehicle.
従来より、車両の走行時におけるロードノイズの低減に対し、様々な技術が提案されている。下記特許文献1では、タイヤ内腔に設けられる第1のチューブと第2のチューブとが、それぞれ第1の空気室および第2の空気室とされ、さらに第1および第2のチューブとタイヤ外面とが囲む空気室が、第3の空気室とされ、各空気室に生じる気中共鳴音の共振振動周波数が、互いに異なる周波数となるように構成し、ロードノイズを低減させている。また、下記特許文献2では、タイヤ空気室内の車両用ホイールのリムに、タイヤの気中共鳴周波数に相当する250Hz辺りの振動を吸収する副気室を形成することで、ロードノイズを低減させている。さらに、下記特許文献3では、リム外周に金属性バンドが巻かれており、このバンドを締め付ける締付具の締付力を調整することで、リムの共振振動点の調整を可能にし、ロードノイズの周波数分布を考慮して、ロードノイズを低減させることを可能としている。さらにまた、下記特許文献4では、空気入りタイヤにショルダ部からサイドウォール部まで延在する延長ブロックがタイヤ全周に渡って設けられ、延長ブロックが断面高さの異なる複数の延長ブロックから構成されることで、比較的広い周波数帯においてタイヤ断面高さ方向の振動を抑制させ、ロードノイズを低減させている。
Conventionally, various techniques have been proposed for reducing road noise during vehicle travel. In the following
上記特許文献に記載のロードノイズの低減を図るための技術は、走行中に低減効果を変更することができない静的なロードノイズの低減技術であり、ロードノイズの程度や走行状態を考慮してロードノイズの低減効果を変更できる動的なロードノイズ低減技術ではない。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、動的なロードノイズ低減システムを提供することを課題とする。 The technology for reducing road noise described in the above-mentioned patent document is a static road noise reduction technology in which the reduction effect cannot be changed during traveling, taking into account the degree of road noise and the traveling state. It is not a dynamic road noise reduction technology that can change the road noise reduction effect. This invention is made | formed in view of such a situation, and makes it a subject to provide a dynamic road noise reduction system.
上記課題を解決するため、本発明のロードノイズ低減システムは、タイヤの共振振動の周波数を変更する共振振動周波数変更装置を、車室内に設けられたノイズ検出器によって検出されたノイズのレベルに基づき制御し、そのノイズのレベルが設定上限レベルを超えた場合に、そのノイズのレベルが低下するように、タイヤ共振振動の周波数を変更することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, a road noise reduction system according to the present invention is based on a level of noise detected by a noise detector provided in a passenger compartment of a resonance vibration frequency changing device that changes the frequency of resonance vibration of a tire. And controlling the frequency of the tire resonance vibration so that the noise level decreases when the noise level exceeds a set upper limit level.
本発明のロードノイズ低減システムによれば、車両の走行中において、車室内で検出されるロードノイズが大きい場合は、共振振動周波数変更装置によってタイヤの共振振動周波数を変更することで、ロードノイズを低減させることが可能となる。すなわち、当該システムは、実際に乗員に聞こえるノイズに基づいて、動的なロードノイズ低下制御を実行することができるのである。 According to the road noise reduction system of the present invention, when the road noise detected in the passenger compartment is large during traveling of the vehicle, the road vibration noise is reduced by changing the resonance vibration frequency of the tire by the resonance vibration frequency changing device. It can be reduced. That is, the system can execute dynamic road noise reduction control based on noise actually heard by the passenger.
以下に、本発明の態様について説明する。なお、下記(1)項〜(4)項の各々が、請求項1〜請求項4の各々に相当する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. Each of the following items (1) to (4) corresponds to each of
(1)タイヤの共振振動の周波数を変更する共振振動周波数変更装置と、
車室内のノイズを検出するノイズ検出器と、
前記共振振動周波数変更装置を制御する制御装置と
を備えたロードノイズ低減システムであって、
前記制御装置が、前記ノイズ検出器によって検出されたノイズのレベルが設定上限レベルを超えた場合に、検出されるノイズのレベルが低下するように前記共振振動の周波数を変更するノイズ低下制御を実行するように構成されたロードノイズ低減システム。
(1) a resonance vibration frequency changing device for changing the frequency of the resonance vibration of the tire;
A noise detector that detects noise in the passenger compartment;
A road noise reduction system comprising a control device for controlling the resonance vibration frequency changing device,
When the noise level detected by the noise detector exceeds a set upper limit level, the control device executes noise reduction control for changing the frequency of the resonance vibration so that the detected noise level is reduced. Road noise reduction system configured to do.
本項の態様によれば、タイヤの共振振動の周波数を変更することで、ノイズの低減が可能とされている。本願発明者は、タイヤの共振振動周波数を変更した際に、共振振動周波数を含めたその周辺の周波数域において、ロードノイズが低減する知見を得ており、本項はその知見に基づくものである。つまり、タイヤに発生している振動が、共振振動周波数に近いと、互いの共鳴によってロードノイズが大きくなるため、共振振動周波数を変更することで、共鳴によるロードノイズの低減を図ることができるのである。 According to the aspect of this section, it is possible to reduce noise by changing the frequency of the resonance vibration of the tire. The inventor of the present application has obtained knowledge that road noise is reduced in the peripheral frequency region including the resonance vibration frequency when the resonance vibration frequency of the tire is changed, and this section is based on the knowledge. . In other words, if the vibration generated in the tire is close to the resonance vibration frequency, road noise increases due to mutual resonance.By changing the resonance vibration frequency, it is possible to reduce road noise due to resonance. is there.
本項の態様における「ノイズ」は、タイヤの共振振動によるロードノイズのみならず、例えば、エンジン音や風切り音等の、車両から発生される音を全て含んだものとすることができる。また、本項の態様における「ノイズのレベル」は、例えば、ノイズの音圧や振幅など、ノイズの大きさを表す指標である。また、ノイズのレベルは、検出される全周波数域におけるノイズのレベルに限られず、例えば、共振振動周波数を含めた周辺の周波数域におけるノイズのレベルであったり、あるいは、共振振動周波数を含まない周波数域におけるノイズのレベルであったり、検出される全周波数域のノイズから抽出される特定の周波数域のノイズのみに基づくレベルとすることもできる。 The “noise” in the aspect of this section may include not only road noise caused by resonance vibration of the tire but also all sounds generated from the vehicle such as engine sound and wind noise. In addition, the “noise level” in the aspect of this section is an index that represents the magnitude of noise, such as the sound pressure or amplitude of noise. In addition, the noise level is not limited to the noise level in the entire frequency range to be detected, for example, the noise level in the surrounding frequency range including the resonance vibration frequency, or the frequency not including the resonance vibration frequency. It is also possible to set the level based on only the noise in a specific frequency range extracted from the noise in the entire frequency range to be detected.
本項の態様における「設定上限レベル」は、ノイズ低下制御を実行するかどうかの閾値としての意味を有する。設定上限レベルは一定値に限られるものではなく、何らかのパラメータに基づいて変化するように設定することもできる。例えば、速度の上昇と共に高くなるようにすることができる。このようにすれば、速度の変化に伴うロードノイズの変化に合わせて、設定上限レベルが変更することが可能となる。また、検出されるノイズから、抽出される特定の周波数域のノイズのレベルと、その特定周波数域以外の周波数域のノイズのレベルとを比較し、特定周波数域のノイズのレベルの方が大きい場合には、ノイズ低下制御を実行するような態様とすることもできる。この場合には、特定周波数域以外の周波数域のノイズのレベルが、設定上限レベルとなる。 The “set upper limit level” in the aspect of this section has a meaning as a threshold value for determining whether or not to perform noise reduction control. The setting upper limit level is not limited to a fixed value, and can be set to change based on some parameter. For example, it can be increased with increasing speed. In this way, the set upper limit level can be changed in accordance with the change in road noise accompanying the change in speed. In addition, when the noise level in a specific frequency range is compared with the noise level in a frequency range other than the specific frequency range extracted from the detected noise, the noise level in the specific frequency range is higher Alternatively, it is possible to adopt a mode in which noise reduction control is executed. In this case, the noise level in a frequency region other than the specific frequency region is the set upper limit level.
(2)前記共振振動周波数変更装置が、タイヤの空気圧を変更する空気圧変更装置であり、
前記ロードノイズ低減システムが、前記ノイズ低下制御として、前記ノイズ検出器によって検出されるノイズのレベルが前記設定上限レベルを超えた場合に、検出されるノイズのレベルが低下するように前記タイヤの空気圧を変更する制御を実行するものである(1)項に記載のロードノイズ低減システム。
(2) The resonance vibration frequency changing device is a pneumatic pressure changing device that changes a tire pressure.
In the road noise reduction system, as the noise reduction control, when the noise level detected by the noise detector exceeds the set upper limit level, the tire pressure is reduced so that the detected noise level is reduced. The road noise reduction system according to item (1), which executes control to change the power.
本項の態様においては、共振振動周波数変更装置がタイヤの空気圧を変更する装置とされている。つまり、本項の態様では、タイヤの空気圧を変更することで、共振振動周波数を変更し、ロードノイズの低減を図るように構成されている。後述の〔実施例〕において詳しく説明するが、空気圧変更装置により空気圧を変更することで、タイヤの剛性を変更したのと同じ効果が得られ、タイヤの共振振動周波数を変更することが可能である。したがって、空気圧変更装置により共振振動周波数を変更することで、容易に、ロードノイズを低減させることが可能である。 In the aspect of this section, the resonance vibration frequency changing device is a device that changes the tire air pressure. In other words, the aspect of this section is configured to change the resonance vibration frequency and reduce the road noise by changing the tire air pressure. As will be described in detail in [Example] described later, by changing the air pressure by the air pressure changing device, it is possible to obtain the same effect as changing the rigidity of the tire, and to change the resonance vibration frequency of the tire. . Therefore, road noise can be easily reduced by changing the resonance vibration frequency by the air pressure changing device.
(3)前記共振振動周波数変更装置が、ホイールのリム幅を変更するリム幅変更装置であり、
前記前記ロードノイズ低減システムが、前記ノイズ低下制御として、前記ノイズ検出器によって検出されるノイズのレベルが前記設定上限レベルを超えた場合に、検出されるノイズのレベルが低下するように前記ホイールのリム幅を変更する制御を実行するものである(1)項に記載のロードノイズ低減システム。
(3) The resonance vibration frequency changing device is a rim width changing device that changes a rim width of a wheel,
In the road noise reduction system, as the noise reduction control, when the noise level detected by the noise detector exceeds the set upper limit level, the detected noise level is reduced. The road noise reduction system according to item (1), which executes control for changing a rim width.
本項の態様においては、共振振動周波数変更装置がホイールのリム幅を変更する装置とされている。つまり、本項の態様では、リム幅を変更することで、共振振動周波数を変更し、ロードノイズの低減を図るように構成されている。後述の〔実施例〕において詳しく説明するが、ホイールのリム幅を変更することで、タイヤの剛性を変更したのと同じ効果が得られ、タイヤの共振振動周波数を変更することが可能である。したがって、リム幅変更装置により共振振動周波数を変更することで、容易に、ロードノイズを低減させることが可能である。 In the aspect of this section, the resonance vibration frequency changing device is a device that changes the rim width of the wheel. In other words, the aspect of this section is configured to change the resonance vibration frequency by changing the rim width and reduce the road noise. As will be described in detail later in [Example], by changing the rim width of the wheel, the same effect as changing the rigidity of the tire can be obtained, and the resonant vibration frequency of the tire can be changed. Therefore, road noise can be easily reduced by changing the resonance vibration frequency by the rim width changing device.
(4)前記共振振動周波数変更装置が、タイヤのトレッド部とサイドウォール部との少なくとも一方の剛性を変更するタイヤ剛性変更装置であり、
前記前記ロードノイズ低減システムが、前記ノイズ低下制御として、前記ノイズ検出器によって検出されるノイズのレベルが前記設定上限レベルを超えた場合に、検出されるノイズのレベルが低下するように前記タイヤのトレッド部とサイドウォール部との少なくとも一方の剛性を変更する制御を実行するものである(1)項に記載のロードノイズ低減システム。
(4) The resonance vibration frequency changing device is a tire stiffness changing device that changes the stiffness of at least one of a tread portion and a sidewall portion of a tire,
In the road noise reduction system, as the noise reduction control, when the noise level detected by the noise detector exceeds the set upper limit level, the detected noise level is reduced. The road noise reduction system according to item (1), wherein control for changing the rigidity of at least one of the tread portion and the sidewall portion is executed.
本項の態様においては、共振振動周波数変更装置が、タイヤのトレッド部とサイドウォール部との少なくとも一方の剛性を変更するタイヤ剛性変更装置とされている。つまり、本項の態様では、タイヤのトレッド部とサイドウォール部との少なくとも一方の剛性を変更することで、タイヤの剛性を変更し、それによって共振振動周波数を変更してロードノイズの低減を図るようにされているのである。タイヤ剛性変更装置は、例えば、タイヤのトレッド部やサイドウォール部に封入された磁性流体(MR流体)若しくは電気粘性流体(ER流体)を磁場若しくは電場を作用させることで、それら流体の粘度を変化させ、その結果として、タイヤの共振振動周波数を変更するように構成できる。それら流体の粘度変化よってタイヤの共振振動周波数を変更させることで、容易に、ロードノイズを低減させることが可能である。 In the aspect of this section, the resonance vibration frequency changing device is a tire stiffness changing device that changes the stiffness of at least one of the tread portion and the sidewall portion of the tire. In other words, in the aspect of this section, the rigidity of the tire is changed by changing the rigidity of at least one of the tread portion and the sidewall portion of the tire, and thereby the resonance vibration frequency is changed to reduce road noise. It is done like that. The tire stiffness changing device, for example, changes the viscosity of a fluid by applying a magnetic field or an electric field to a magnetic fluid (MR fluid) or an electrorheological fluid (ER fluid) sealed in a tread portion or a sidewall portion of the tire. As a result, it is possible to change the resonance vibration frequency of the tire. It is possible to easily reduce road noise by changing the resonance vibration frequency of the tire by changing the viscosity of the fluid.
以下、本発明のいくつかの実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、下記の実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。 Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following Example, It can implement in the various aspect which gave various change and improvement based on the knowledge of those skilled in the art.
A.ロードノイズ低減システムの構成
図1に、第1実施例のロードノイズ低減システムが装備された車両における1つの車輪を示す。車輪10は、後述するように1つのエア給排装置11に繋がっている。車両には4つの車輪10が装備されており、エア給排装置11は、それら4つの車輪に接続されている。エア給排装置11は、4つの車輪10の各々のタイヤ12に対して、同時にエアの給気および排気が行えるように構成されている。4つの車輪10の構成は、同様であるため、ここでは、非転舵輪でありかつ非駆動輪である1つの車輪10について説明し、他の車輪10についての説明を省略する。
A. Configuration of Road Noise Reduction System FIG. 1 shows one wheel in a vehicle equipped with the road noise reduction system of the first embodiment. The
車輪10は、タイヤ12とホイール本体14とから構成され、タイヤ12は、ホイール本体14に嵌め込まれている。ホイール本体14は、ブレーキディスク16をホイール本体14と車軸(アクスル)18との間に挟む状態で、複数のアクスルボルト20によって車軸18に固定されている。車軸18は、ベアリング22を介して、アクスルキャリア24に回転可能に保持されている。ちなみに、ベアリング22は、それの外輪部において、ベアリングボルト26によって、アクスルキャリア24に固定されている。
The
ホイール本体14は、タイヤ12が嵌め込まれる外周の部分であるリム部28と、車軸18に保持される中央の部分であるハブ部30と、それらをつなぐ複数のスポーク部32とに区分けすることができる。複数のスポーク部32の内の1つには、リム部28に設けられた開口34においてタイヤ12の内部に連通するエア通路36が形成されており、そのエア通路36は、車軸18に形成されたエア通路38に繋がっている。エア通路38は、上述のエア給排装置11に連通しており、タイヤ12内部への給気およびタイヤ12内部からの排気は、それらエア通路36,40を介して行われる。詳しい説明は省略するが、エア給排装置11は、コンプレッサ,制御弁等によって構成されている。
The
本実施例のロードノイズ低減システムにおけるエア給排装置11の制御は、図2に制御ブロック図を示す電子制御ユニット(ECU)60により行われる。ECU60は、CPU,ROM,RAM等を備えたコンピュータを主体として構成されているコントローラ62と、エア給排装置11を駆動する駆動回路を有するドライバ64とを備えている。そのドライバ64は、コンバータ66を介してバッテリ68に接続されており、エア給排装置11が有するコンプレッサ,制御弁等を駆動するための電力は、それらコンバータ66とバッテリ68とを含んで構成される電源から供給される。
The control of the air supply /
また、車両には、イグニッションスイッチ[I/G]70、車両の速度vを検出するための車速センサ[v]72、タイヤ12の空気圧を検出するための空気圧センサ[P]74、モード選択スイッチ[SW]76、搭乗者が感知するノイズのレベルを検出するための音圧センサ[MC]78、等が設けられており、それらのセンサは、コントローラ62に接続されている。ちなみに、音圧センサ78は、マイクロフォンを主体とするノイズ検出器の一種であり、運転席のヘッドレストの内部に装着されている。なお、[ ]内の文字は、上記センサ等を図面において表す場合に用いる符号である。
Further, the vehicle includes an ignition switch [I / G] 70, a vehicle speed sensor [v] 72 for detecting the vehicle speed v, an air pressure sensor [P] 74 for detecting the air pressure of the
B.空気圧の変更による共振振動周波数の変化
タイヤの共振現象は、タイヤの周期的な変形として現れる。タイヤの共振振動には、図3に示すように、主に、互いに周波数の異なる2つの振動が存在する。それぞれを、1次共振振動,2次共振振動と呼ぶことができ、それぞれは、図に示すような変形を伴う振動となる。図における太線は、各共振振動におけるタイヤの変形の様子を模式的に表している。それらの共振振動の振動数、つまり、共振振動周波数は、タイヤの重量、ホイールの重量、タイヤの剛性等に応じて、固有の値となる。1次共振振動の周波数を1次固有値と、2次共振振動の周波数を2次固有値と呼べば、一般に、1次固有値は100Hz程度となり、2次固有値は300Hz程度となる。
B. Changes in resonance vibration frequency due to changes in air pressure The tire resonance phenomenon appears as a periodic deformation of the tire. As shown in FIG. 3, there are mainly two vibrations having different frequencies from each other in the resonance vibration of the tire. Each can be called a primary resonance vibration and a secondary resonance vibration, and each becomes a vibration accompanied by deformation as shown in the figure. The thick line in the figure schematically represents the state of deformation of the tire in each resonance vibration. The frequency of these resonance vibrations, that is, the resonance vibration frequency is a specific value depending on the weight of the tire, the weight of the wheel, the rigidity of the tire, and the like. If the frequency of the primary resonance vibration is called a primary eigenvalue and the frequency of the secondary resonance vibration is called a secondary eigenvalue, the primary eigenvalue is generally about 100 Hz, and the secondary eigenvalue is about 300 Hz.
上述したように、1次固有値,2次固有値は、タイヤの剛性に依存しており、タイヤの剛性を変更させれば、それら固有値は変化する。一般にタイヤの剛性を高くすれば、それら固有値は、高い値となる。つまり、タイヤの剛性を高くすれば、共振振動周波数は、高くなるのである。本実施例のロードノイズ低減システムは、タイヤの剛性を変更するために、タイヤの空気圧を変更するように構成されている。詳しく言えば、タイヤの空気圧を高くすることで、剛性を高くし、タイヤの空気圧を低くすることで、剛性を低くするようにされている。 As described above, the primary eigenvalue and the secondary eigenvalue depend on the tire stiffness, and the eigenvalue changes when the tire stiffness is changed. Generally, if the rigidity of a tire is increased, these eigenvalues become higher values. That is, if the rigidity of the tire is increased, the resonance vibration frequency is increased. The road noise reduction system of the present embodiment is configured to change the tire air pressure in order to change the tire stiffness. More specifically, the rigidity is increased by increasing the tire air pressure, and the rigidity is decreased by decreasing the tire air pressure.
図4のグラフは、タイヤの空気圧を変更した場合におけるノイズの計測結果であり、車内に装備したノイズ検出器によって得られたノイズレベルを示している。この計測結果は、所定の悪路を車両が走行した場合における計測結果である。ちなみに、横軸がノイズの周波数、縦軸が音圧となっている。グラフでは、タイヤの空気圧が350kPa、230kPa、180kPaとされた場合の周波数毎のノイズの音圧の変化が折れ線で示されており、また、各空気圧における1次固有値,2次固有値が示されている。 The graph of FIG. 4 shows the noise measurement result when the tire air pressure is changed, and shows the noise level obtained by the noise detector installed in the vehicle. This measurement result is a measurement result when the vehicle travels on a predetermined rough road. Incidentally, the horizontal axis represents noise frequency and the vertical axis represents sound pressure. In the graph, the change in the sound pressure of noise for each frequency when the tire air pressure is 350 kPa, 230 kPa, and 180 kPa is shown by a broken line, and the primary eigenvalue and the secondary eigenvalue at each air pressure are shown. Yes.
図4のグラフから解るように、タイヤの空気圧の変更によって、1次固有値,2次固有値は変化する。具体的には、空気圧を350kPa,230kPa、180kPaと低下させていくと、100Hz付近にある1次固有値,300Hz付近にある2次固有値は、ともに、低い値となっていく。したがって、エア給排装置11によりタイヤ12の空気圧を変更すれば、それら固有値を変更することができる。つまり、エア給排装置11によってタイヤ12の空気圧を変更することで、タイヤ12の共振振動周波数を変更することができるのである。したがって、本実施例のロードノイズ低減システムは、エア給排装置11,エア通路36,40等を含んで構成される共振振動周波数変更装置を有していると考えることができる。
As can be seen from the graph of FIG. 4, the primary eigenvalue and the secondary eigenvalue change depending on the change in tire air pressure. Specifically, when the air pressure is decreased to 350 kPa, 230 kPa, and 180 kPa, the primary eigenvalue near 100 Hz and the secondary eigenvalue near 300 Hz both become low values. Therefore, if the air pressure of the
空気圧の変更による共振振動の周波数の変化について、より具体的に説明すれば、タイヤ12の空気圧を増加させた場合、タイヤ12のトレッド部やサイドウォール部における張力が増加するため、タイヤ12は変形し難くなる。したがって、空気圧を増加させることで、タイヤ12の剛性を高くすることができ、1次固有値,2次固有値を高い値にすることができるのである。逆に、タイヤ12の空気圧を低下させた場合は、タイヤ12の剛性を低下させることができ、1次固有値,2次固有値を低い値にすることができるのである。
More specifically, the change in the frequency of the resonance vibration due to the change in the air pressure will be described. When the air pressure of the
また、図4のグラフから解るように、タイヤ12の空気圧を変更させれば、各固有値の付近の各周波数域において、ノイズの音圧が変化する。1次固有値近傍およびそれの高周波側の周波数領域(例えば、80〜130Hz)を、第1高周波側領域とし、2次固有値近傍およびそれの高周波側の周波数領域(例えば、320〜400Hz)を、第2高周波側領域とした場合に、それらの周波数領域の各々におけるノイズの音圧、つまり、ノイズのレベルは、タイヤ12の空気圧が低くなるにつれて、概ね低下する。また、1次固有値の低周波側の周波数領域(例えば、60〜80Hz)を第1低周波側領域とし、2次固有値の低周波側の周波数領域(例えば、250〜320Hz)を第2低周波側領域とした場合に、それらの周波数領域、特に、第2低周波側領域におけるノイズのレベルは、逆に、タイヤ12の空気圧が高くなるにつれて、概ね低下する。簡単にいえば、各高周波側領域のノイズのレベルは、タイヤ12の剛性が低くなるにつれて低下し、各低周波側領域のノイズは、タイヤ12の剛性が高くなるにつれて低下すると考えることができるのである。本実施例のロードノイズ低減システムでは、このことを考慮し、タイヤ12の空気圧を変更することで、ロードノイズを低下させている。なお、タイヤ12の空気圧は、車両の走行性能の観点から、許容範囲があり、本実施例のロードノイズ低減システムにおいては、その許容範囲(以下、「許容空気圧範囲」という場合がある)内において変更される。
Further, as can be seen from the graph of FIG. 4, when the air pressure of the
C.ノイズ低下制御
本実施例のロードノイズ低減システムにおいてロードノイズを低下させるための制御、つまり、ノイズ低下制御は、当該システムの2つの作動モードに対応して、高周波側領域対象モードにおけるノイズ低下制御(以下、「対高周波側領域ノイズ低下制御」という場合がある)と、低周波側領域対象モードにおけるノイズ低下制御(以下、「対低周波側領域ノイズ低下制御」という場合がある)との2種類用意されている。以下に、それぞれのモードにおけるノイズ低下制御を、順に説明する。ちなみに、上記作動モードの切換は、運転者による上記モード選択スイッチ76の操作に基づいて行われる。なお、車両が加速している場合には、エンジン音に基づくノイズが大きくなり、乗員は、そのノイズを聞くことになる。その場合、音圧センサ78に基づいたノイズ低下制御では、ロードノイズを適切に低下させられない虞があるため、車速vの時間的な変動によって車両が加速していると判断される状態においては、上記いずれのモードにおけるノイズ低下制御も実行されないようになっている。また、イグニッションスイッチ70がOFFからONとされた場合には、標準状態実現制御が実行される。この制御は、タイヤの剛性を予め定められた標準状態にするための制御であり、以下に、その標準状態実現制御についても説明する。
C. Noise reduction control Control for reducing road noise in the road noise reduction system of the present embodiment, that is, noise reduction control, corresponds to two operation modes of the system, noise reduction control in the high frequency side region target mode ( Hereinafter, it may be referred to as “anti-high frequency side region noise reduction control”) and noise reduction control in the low frequency side region target mode (hereinafter also referred to as “low frequency side region noise reduction control”). It is prepared. Below, the noise reduction control in each mode is demonstrated in order. Incidentally, the switching of the operation mode is performed based on the operation of the
i)対高周波側領域ノイズ低下制御
対高周波領域ノイズ低下制御は、モード選択スイッチ76によって、作動モードが高周波側領域対象モードに選択されている場合に実行される。後に詳しく説明するが、この制御では、ロードノイズのレベルが車速に依存することに配慮して、ロードノイズを低下させる。低下させるかどうかの判断の対象となるロードノイズは、上記2つの高周波側領域のいずれかのロードノイズとされている。したがって、対高周波側領域ノイズ低下制御において、その対象となるロードノイズに基づいて、タイヤ12の剛性を低減させるための作動(以下、「タイヤ剛性低減作動」と呼ぶ場合がある。)が行われるのである。
i) Anti-high frequency side region noise reduction control Anti-high frequency region noise reduction control is executed when the
より具体的に説明すれば、まず、音圧センサ78によって検出された音圧、つまり、音圧センサ78の検出結果に基づき、上記第1高周波側領域のノイズの最高レベルである第1高周波側ノイズレベルLH1,上記第2高周波域側領域のノイズの最高レベルである第2高周波側ノイズレベルLH2が抽出される。次いで、それらのうちの高い方のノイズが対象ノイズとされ、その対象ノイズのレベルが対象ノイズレベルLPとされる。そして、その対象ノイズレベルLPが、ノイズ低下制御を行うかどうかを判断する設定閾レベルの一種である設定上限レベルLP1を超えた場合に、コントローラ62は、タイヤ剛性低減作動を実行する指令を発令する。
More specifically, first, based on the sound pressure detected by the
ちなみに、本実施例のロードノイズ低減システムでは、上記設定上限レベルLP1は、車速vによって変更される。詳しく言えば、車速vが高くなるに連れて、設定上限レベルLP1も高くなるように決定される。具体的には、コントローラ62には、図5のグラフに示すようなマップデータが格納されており、そのマップデータを参照して、設定上限レベルLP1が決定される。車速vが高い場合には、一般的にロードノイズが高くなるため、車速vが低いときと同じ閾レベルを採用すると、上記タイヤ剛性低減作動され易くなり、車両走行性能の安定化という観点からは、不利になる。本実施例のロードノイズ低減システムでは、その観点から、車速vが高い程、タイヤ剛性低減作動の実行をより抑制するようにされているのである。
Incidentally, in the road noise reduction system of the present embodiment, the set upper limit level L P1 is changed according to the vehicle speed v. More specifically, the set upper limit level L P1 is determined to increase as the vehicle speed v increases. Specifically, map data as shown in the graph of FIG. 5 is stored in the
対象ノイズレベルLPが、設定上限レベルLP1を上回る場合には、タイヤ剛性低減作動として、タイヤ12の空気圧を低減させるべく、エア給排装置11が、タイヤ12内部からエアが排気するための作動(以下、「空気圧低減作動」と呼ぶ場合がある)を行う。空気圧低減作動は、コントローラ62から、その作動を実行する旨の指令がドライバ64に発令され、そのドライバ64によってエア給排装置11が制御駆動させられることによって行われる。また、空気圧低減作動によって空気圧Pがタイヤの許容空気圧範囲を超えて低くなることを防止するために、空気圧Pが、許容最低空気圧PMIN未満となる場合には(P<PMIN)、空気圧低減作動が停止させられる。また、空気圧低減作動において、ノイズが急激に変化しないように、空気圧は、あらかじめ定められた時間おいて一定の低減量となるように低減させられる。
When the target noise level L P exceeds the set upper limit level L P1 , the air supply /
一方、対象ノイズレベルLPが、設定上限レベルLP1より低く設定された設定下限レベルLP2を下回る場合には、タイヤ12の剛性を増加させるための作動(以下、「タイヤ剛性増加作動」と呼ぶ場合がある。)が行われる。つまり、本実施例のロードノイズ低減システムにおいては、タイヤ剛性増加作動として、エア給排装置11がタイヤ12内部にエアを給気するための作動(以下、「空気圧増加作動」と呼ぶ場合がある)を行う。この空気圧増加作動は、コントローラ62から、その作動を実行する旨の指令がドライバ64に発令され、そのドライバ64によってエア給排装置11が制御駆動させられることによって行われる。また、空気圧増加作動によって空気圧Pがタイヤの許容空気圧範囲を超えて高くなることを防止するために、空気圧Pが許容最高空気圧PMAXを超える場合には(P>PMAX)、空気圧増加作動が停止させられる。また、空気圧増加作動において、ノイズが急激に変化しないように、空気圧は、あらかじめ定められた時間において一定の増加量となるように増加させられる。
On the other hand, when the target noise level L P is lower than the set lower limit level L P2 set lower than the set upper limit level L P1, an operation for increasing the rigidity of the tire 12 (hereinafter referred to as “tire stiffness increasing operation”). May be called). That is, in the road noise reduction system of the present embodiment, as the tire rigidity increasing operation, there is a case where the air supply /
設定下限レベルLP2について詳しく説明すると、設定下限レベルLP2は、設定上限レベルLP1と同様に、車速vが高くなるに連れて、高くなるように決定される。また、設定上限レベルLP1と同様に、コントローラ62に、図5のグラフに示すようなマップデータが格納されており、そのマップデータを参照して、設定下限レベルLP2が決定される。このマップデータにおいては、タイヤ剛性低減作動とタイヤ剛性増加作動とが交互に頻繁に行われる現象、いわゆる制御ハンチングが起きないように、設定上限レベルLP1と設定下限レベルLP2との間には、充分な差が設けられている。設定上限レベルLP1と設定下限レベルLP2との間の領域は、ノイズ低下制御における不感帯として機能しており、その不感帯に対象ノイズレベルLPがある場合には、タイヤ剛性低減作動およびタイヤ剛性増加作動、すなわち、空気圧低減作動および空気圧増加作動は開始されないようになっているのである。
The set lower limit level L P2 will be described in detail. The set lower limit level L P2 is determined so as to increase as the vehicle speed v increases, similarly to the set upper limit level L P1 . Similarly to the set upper limit level L P1 , map data as shown in the graph of FIG. 5 is stored in the
ii)対低周波側領域ノイズ低下制御
対低周波側領域ノイズ低下制御は、モード選択スイッチ76によって、作動モードが低周波側領域対象モードに選択されている場合に実行される。低下させる対象となるロードノイズは、上記2つの低周波側領域のいずれかのロードノイズとされている。この対低周波側領域ノイズ低下制御において、その対象となるロードノイズを低下させるときには、前述の対高周波側領域ノイズ低下制御と異なり、タイヤ剛性増加作動が行われる。
ii) Low frequency side region noise reduction control The low frequency side region noise reduction control is executed when the operation mode is selected as the low frequency side region target mode by the
より具体的に説明すれば、対低周波側領域ノイズ低下制御では、上記第1低周波側領域のノイズのレベルである第1低周波側ノイズレベルLL1,上記第2低周波域側領域のノイズのレベルである第2低周波側ノイズレベルLL2が抽出される。次いで、それらのうちの高い方のノイズが対象ノイズとされ、その対象ノイズのレベルが対象ノイズレベルLPとされる。そして、対高周波側領域ノイズ低下制御の場合と同様に、その対象ノイズレベルLPが、設定上限レベルLP1を超えた場合に、コントローラ62は、タイヤ剛性増加作動を実行する指令を発令する。
More specifically, in the low frequency side region noise reduction control, the first low frequency side noise level L L1 , which is the noise level of the first low frequency side region, and the second low frequency side region are controlled. second low frequency side noise level L L2 is the level of noise is extracted. Next, the higher noise among them is set as the target noise, and the level of the target noise is set as the target noise level L P. As in the case of the high frequency side region noise reduction control, when the target noise level L P exceeds the set upper limit level L P1 , the
対象ノイズレベルLPが、上記設定上限レベルLP1を上回る場合には、タイヤ剛性増加作動として、空気圧増加作動が行われる。対低周波側領域ノイズ低下制御における空気圧増加作動も、対高周波域ノイズ低下制御の場合と同様に、空気圧Pが、許容空気圧範囲を超えて高くなることを防止するために、空気圧Pがタイヤの許容最高空気圧PMAXを超える場合には(P>PMAX)、停止させられる。 When the target noise level L P exceeds the set upper limit level L P1 , the air pressure increasing operation is performed as the tire rigidity increasing operation. The air pressure increase operation in the low frequency side region noise reduction control is also performed in the same manner as in the high frequency region noise reduction control in order to prevent the air pressure P from increasing beyond the allowable air pressure range. If the maximum allowable air pressure P MAX is exceeded (P> P MAX ), it is stopped.
一方、対象ノイズレベルLPが、上記設定下限レベルLP2を下回る場合には、対高周波側領域ノイズ低下制御の場合と異なり、タイヤ剛性低減作動が行われる。具体的には、空気圧低減作動が行われる。対高周波側領域ノイズ低下制御の場合と同様に、空気圧低減作動は、空気圧Pが、許容空気圧範囲を超えて低くなることを防止するために、空気圧Pが許容最低空気圧PMIN未満となる場合には(P<PMIN)、停止させられる。 On the other hand, when the target noise level L P is lower than the set lower limit level L P2 , unlike the case of the high frequency side region noise reduction control, the tire rigidity reduction operation is performed. Specifically, an air pressure reduction operation is performed. As in the case of the low frequency side area noise reduction control, the air pressure reduction operation is performed when the air pressure P is less than the allowable minimum air pressure P MIN in order to prevent the air pressure P from becoming lower than the allowable air pressure range. Is stopped (P <P MIN ).
iii)標準状態実現制御
イグニッションスイッチ70がOFFからONとされた場合には、車両の状態が、走行していない状態から走行できる状態へと移行されたと考えられるため、タイヤの剛性を標準状態とするため、標準状態実現制御が実行される。本実施例のロードノイズ低減システムにおけるタイヤ剛性の標準状態とは、タイヤ12の空気圧Pが、あらかじめ決定されている標準空気圧PNとなっている状態として設定されている。したがって、イグニッションスイッチ70がONとされた場合、その時点での空気圧Pと標準空気圧PNとを比較し、空気圧Pが標準空気圧PNより大きい場合は、空気圧低減作動を実行し、空気圧Pが標準空気圧PNより小さい場合は、空気圧増加作動を実行する。空気圧Pが標準空気圧PNと等しくなった場合には、実行されている空気圧低減作動,空気圧増加作動は、停止させられる。
iii) Standard state realization control When the
D.制御のフロー
本実施例のロードノイズ低減システムにおいて行われる上記の制御は、コントローラ62が、図6から図9にフローチャートを示すロードノイズ低減制御プログラムを実行することによって行われる。このプログラムは、短い時間間隔(例えば、数msec〜数十msec)をおいて繰り返し実行される。
D. Flow of Control The above-described control performed in the road noise reduction system of the present embodiment is performed by the
本ロードノイズ低減制御プログラムに従う処理では、まず、ステップ1(以下、「S1」と略す。他のステップも同様とする)において、イグニッションスイッチ70の状態が検知され、ONの場合には、S2において、フラグFが1であるかどうか、すなわち、イグニッションスイッチがONとされてから、標準状態実現制御が実行され、標準状態が実現されたかどうかが判定される。イグニッションスイッチ70がOFFの場合には、S3において、フラグFが0とされる。S2において、フラグFが1である場合、すなわち標準状態が実現されている場合は、S4において、車速vが取得される。次にS5において、車速vの時間的な変動に基づき、車両が加速状態にあるかどうかが判断される。車両が加速状態でない場合には、S6において、車速vに基づいて、図5に示すマップデータを基に、設定上限レベルLP1および設定下限レベルLP2が決定される。また、車両が加速状態にある場合には、ノイズ低減制御プログラムの1回の実行が終了される。次に、S7において、モード選択スイッチ76によって選択された作動モードが確認され、作動モードが高周波側領域対象モードに選択されている場合は、S8において、対高周波側領域ノイズ低下制御のサブルーチンが実行され、高周波側領域対象モードに選択されていない場合、つまり、低周波側領域対象モードに選択されている場合は、S9において、対低周波側領域ノイズ低下制御のサブルーチンが実行される。なお、S2において、フラグFが1ではない、つまり、0である場合には、イグニッションスイッチがONとされてから、標準状態実現制御が実行されていないため、S10において、標準状態実現制御のサブルーチンが実行される。
In the processing according to the road noise reduction control program, first, in step 1 (hereinafter abbreviated as “S1”, the same applies to other steps), the state of the
図7には、対高周波側領域ノイズ低下制御のサブルーチンのフローチャートが示されており、このフローチャートに従って対高周波側領域ノイズ低下制御が実行される。このサブルーチンのS11においては、音圧センサ78の検出結果に基づき、第1高周波側ノイズレベルLH1と、第2高周波側ノイズレベルLH2とが抽出される。次に、S12において、第1高周波側ノイズレベルLH1と第2高周波側ノイズレベルLH2とのどちらが大きいかが判定され、第1高周波側ノイズレベルLH1が第2高周波側ノイズレベルLH2より大きい場合には、S13において、第1高周波側ノイズレベルLH1が対象ノイズレベルLPとして認定され、第1高周波側ノイズレベルLH1が第2高周波側ノイズレベルLH2より大きくない場合には、S14において、第2高周波側ノイズレベルLH2が対象ノイズレベルLPとして認定される。
FIG. 7 shows a flowchart of a subroutine for the high frequency side region noise reduction control, and the high frequency side region noise reduction control is executed according to this flowchart. In S11 of this subroutine, based on the detection result of the
次いで、S15においては、対象ノイズレベルLPが設定上限レベルLP1より大きいかどうかが判定される。対象ノイズレベルLPが設定上限レベルLP1より大きいと判定された場合には、S16において、空気圧Pが許容最低空気圧PMIN以上であるかどうかが判定される。この判定により、空気圧Pが許容最低空気圧PMIN以上であると判定された場合には、S17において、空気圧低減作動が行われ、空気圧Pが許容最低空気圧PMIN以上でないと判定された場合には、S18において、空気圧低減作動が行われている場合は、その作動が停止させられ、空気圧低減作動が行われていない場合は、その状態が維持される。 Next, in S15, it is determined whether the target noise level L P is greater than the set upper limit level L P1 . If it is determined that the target noise level L P is greater than the set upper limit level L P1, it is determined in S16 whether or not the air pressure P is greater than or equal to the allowable minimum air pressure P MIN . This determination, if the air pressure P is determined to permit at a minimum pressure P MIN or more, at S17, pressure reduction operation is performed, if the air pressure P is determined not to be allowable minimum pressure P MIN above In S18, when the air pressure reduction operation is performed, the operation is stopped, and when the air pressure reduction operation is not performed, the state is maintained.
一方、S15において、対象ノイズレベルLPが設定上限レベルLP1より大きくないと判定された場合には、S19においてさらに、対象ノイズレベルLPが設定下限レベルLP2より小さいかどうかが判定される。対象ノイズレベルLPが設定下限レベルLP2より小さいと判定された場合には、S20において、空気圧Pが許容最高空気圧PMAX以下であるかどうかが判定される。この判定により、空気圧Pが許容最高空気圧PMAX以下であると判定された場合は、S21において、空気圧増加作動が行われ、空気圧Pが許容最高空気圧PMAX以下でないと判定された場合には、S18において、空気圧増加作動が行われている場合は、その作動が停止させられ、空気圧増加作動が行われていない場合は、その状態が維持される。また、S19において、対象ノイズレベルLPが設定下限レベルLP2より小さくないと判定された場合にも、S18において、空気圧低減作動および空気圧増加作動が行われている場合は、それらの作動が停止させられ、それらの作動が行われていない場合は、その状態が維持される。 On the other hand, if it is determined in S15 that the target noise level L P is not greater than the set upper limit level L P1 , it is further determined in S19 whether the target noise level L P is smaller than the set lower limit level L P2. . If it is determined that the target noise level L P is lower than the set lower limit level L P2, it is determined in S20 whether or not the air pressure P is less than or equal to the allowable maximum air pressure P MAX . If it is determined by this determination that the air pressure P is less than or equal to the allowable maximum air pressure P MAX , an air pressure increasing operation is performed in S21, and if it is determined that the air pressure P is not less than or equal to the allowable maximum air pressure P MAX , In S18, when the air pressure increasing operation is performed, the operation is stopped, and when the air pressure increasing operation is not performed, the state is maintained. Even when it is determined in S19 that the target noise level L P is not smaller than the set lower limit level L P2 , if the air pressure reduction operation and the air pressure increase operation are performed in S18, those operations are stopped. If these operations are not performed, the state is maintained.
図8には、対低周波側領域ノイズ低下制御のサブルーチンのフローチャートが示されており、このフローチャートに従って対低周波側領域ノイズ低下制御が実行される。このサブルーチンのS31においては、音圧センサ78の検出結果に基づき、第1低周波側ノイズレベルLL1と、第2低周波側ノイズレベルLL2とが抽出される。次にS32において、第1低周波側ノイズレベルLL1と第2低周波側ノイズレベルLL2とのどちらが大きいかが判定され、第1低周波側ノイズレベルLL1が第2低周波側ノイズレベルLL2より大きい場合には、S33において、第1低周波側ノイズレベルLL1が対象ノイズレベルLPとして認定され、第1低周波側ノイズレベルLL1が第2低周波側ノイズレベルLL2より大きくない場合には、S34において、第2低周波側ノイズレベルLL2が対象ノイズレベルLPとして認定される。
FIG. 8 shows a flowchart of a subroutine for the low frequency side region noise reduction control, and the low frequency side region noise reduction control is executed according to this flowchart. In S31 of this subroutine, based on the detection result of the
次いで、S35においては、対象ノイズレベルLPが設定上限レベルLP1より大きいかどうかが判定され、対象ノイズレベルLPが設定上限レベルLP1より大きいと判定された場合には、S36において、空気圧Pが許容最高空気圧PMAX以下であるかどうかが判定される。この判定により、空気圧Pが許容最高空気圧PMAX以下であると判定された場合は、S37において、空気圧増加作動が行われ、空気圧Pが許容最高空気圧PMAX以下でないと判定された場合は、S38において、空気圧増加作動が行われている場合は、その作動が停止させられ、空気圧増加作動が行われていない場合は、その状態が維持される。 Then, in S35, the target noise level L P is determined whether greater than the set upper limit level L P1, when the target noise level L P is determined to be greater than the set upper limit level L P1, in S36, the air pressure P is whether less than the allowable maximum air pressure P MAX is determined. By this determination, if the air pressure P is determined to permit at maximum air pressure P MAX less, in S37, the air pressure increase operation is performed, if the air pressure P is determined not less than the allowable maximum air pressure P MAX, S38 When the air pressure increasing operation is performed, the operation is stopped. When the air pressure increasing operation is not performed, the state is maintained.
一方、S35において、対象ノイズレベルLPが設定上限レベルLP1より大きくないと判定された場合には、S39においてさらに、対象ノイズレベルLPが設定下限レベルLP2より小さいかどうかが判定される。小さいと判定された場合には、S40において、空気圧Pが許容最低空気圧PMIN以上であるかどうかが判定される。この判定により、空気圧Pが許容最低空気圧PMIN以上であると判定された場合は、S41において、空気圧低減作動が行われ、空気圧Pが許容最低空気圧PMIN以上でないと判定された場合は、S38において、空気圧低減作動が行われている場合は、その作動が停止させられ、空気圧低減作動が行われていない場合は、その状態が維持される。また、S39において、対象ノイズレベルLPが設定下限レベルLP2より小さくないと判定された場合にも、S38において、空気圧低減作動および空気圧増加作動が行われている場合は、それらの作動が停止させられ、それらの作動が行われていない場合は、その状態が維持される。
On the other hand, if it is determined in S35 that the target noise level L P is not greater than the set upper limit level L P1 , it is further determined in S39 whether the target noise level L P is smaller than the set lower limit level L P2. . If it is determined that the air pressure P is small, it is determined in S40 whether or not the air pressure P is greater than or equal to the allowable minimum air pressure PMIN . If it is determined by this determination that the air pressure P is greater than or equal to the allowable minimum air pressure P MIN , an air pressure reduction operation is performed in S 41, and if it is determined that the air pressure P is not greater than or equal to the allowable minimum air pressure P MIN ,
図9には、標準状態実現制御のサブルーチンのフローチャートが示されており、このフローチャートに従って標準状態実現制御が実行される。まず、S51において、空気圧Pが標準空気圧PNに等しいかどうかが判定される。空気圧Pが標準空気圧PNに等しくないと判定された場合は、S52において、空気圧Pが標準空気圧PNより大きいかどうかが判定される。空気圧Pが標準空気圧PNより大きいと判定された場合には、S53において、空気圧低減作動が行われ、大きくないと判定された場合には、S54において、空気圧増加作動が行われる。また、S51において、空気圧Pが標準空気圧PNに等しいと判定された場合には、S55においてフラグFが1とされて、S56において、空気圧低減作動および空気圧増加作動が行われている場合は、それらの作動が停止させられ、それらの作動が行われていない場合は、その状態が維持される。 FIG. 9 shows a flowchart of a subroutine for the standard state realization control, and the standard state realization control is executed according to this flowchart. First, in S51, the air pressure P is equality in the standard air pressure P N is determined. If it is determined that the air pressure P is not equal to the standard air pressure P N , it is determined in S52 whether or not the air pressure P is greater than the standard air pressure P N. If the air pressure P is determined to be greater than the standard pressure P N, in S53, the air pressure reducing operation is performed, if it is not greater, in S54, the air pressure increase operation is performed. If it is determined in S51 that the air pressure P is equal to the standard air pressure P N , the flag F is set to 1 in S55, and if the air pressure reduction operation and the air pressure increase operation are performed in S56, If these operations are stopped and those operations are not performed, the state is maintained.
E.制御装置の機能構成
上記ロードノイズ低減制御プログラムの実行によって実行される処理に鑑みれば、コントローラ62は、図2に示すように、一機能部として、ノイズ低減制御部80を有していると考えることができる。そのノイズ低減制御部80は、さらに、モード選択スイッチ76によって高周波側領域対象モードが選択されている場合に実行される対高周波側領域ノイズ低下制御サブルーチンに従う処理を行う部分として、対高周波側領域ノイズ低下制御部82を、モード選択スイッチ76によって低周波側領域対象モードが選択されている場合において実行される対低周波側領域ノイズ低下制御サブルーチンに従う処理を行う部分として、対低周波側領域ノイズ低下制御部84を、イグニッションスイッチ70がOFFとされた場合に実行される標準状態実現制御サブルーチンに従う処理を行う部分として、標準状態実現制御部86を、それぞれ有していると考えることができる。
E. Functional Configuration of Control Device In view of the processing executed by executing the load noise reduction control program, the
A.ロードノイズ低減システムの構成
図10に、第1実施例と異なるロードノイズ低減システムが装備された車両における1つの車輪100を示す。なお、以下の説明において、第1実施例のロードノイズ低減システムにおける構成要素と同等の構成要素については、同じ符号が使用されるとともに、それの説明は省略されるものとする。
A. Configuration of Road Noise Reduction System FIG. 10 shows one
車輪100は、タイヤ12とホイール本体102とから構成され、タイヤ12は、ホイール本体102に嵌め込まれている。ホイール本体102は、タイヤ12が嵌め込まれる外周の部分であるリム部104と、車軸106に保持される中央の部分であるハブ部108と、それらをつなぐ複数のスポーク部110とに区分けすることができる。
The
リム部104について詳しく説明すると、リム部104は、車両の外側に位置する外側リム部112と、車両の内側に位置する内側リム部114とから構成されている。外側リム部112は、内側リム部114に嵌入しており、内側リム部114は、外側リム部112に対して、車輪10の回転軸線と平行に移動することが可能とされている。外側リム部112の外周部には、車輪10の回転軸線方向に延びて、かつ、それの周方向に等角度ピッチで配置される複数の凹部116が形成されている。また、内側リム部114の内周部には、凹部116と係合する複数の凸部118が形成されている。したがって、内側リム部114は、外側リム部112に対して、車輪10の周方向には移動することができず、車輪10の回転軸線と平行には移動することができるようになっている。
The
リム部104の外周部には、1つを除いて図示を省略する4つのアクチュエータ120が、リム部104の周方向に等角度ピッチで設置されている。アクチュエータ120は、電磁モータ122(3相のDCブラシレスモータであり、以下、単に「モータ122」と呼ぶ場合がある。)と、ねじ溝が形成されたねじロッド124と、ベアリングボールとを有しており、そのねじロッド124と螺合するナット126とを含んで構成されたボールねじ機構を備えている。モータ122の回転軸であるモータ軸128は、ねじロッド124の端部と一体的に接続されている。また、アクチュエータ120は、そのモータ軸128およびねじロッド124の回転軸線が、車輪10の回転軸線と平行となるように配置されている。モータ122は、外側リム部112上に固定され、ナット126は、内側リム部114上に固定されている。つまり、モータ122の作動によってねじロッド124が回転させられると、ナット126が移動させられるため、それに伴い、内側リム部114は、外側リム部112に対して、車輪10の回転軸線と平行に移動させられるのである。したがって、アクチュエータ120を作動させることによって、リム部104の幅(以下、単に「リム幅」と呼ぶ場合がある。)を変更することが可能となっているのである。
On the outer periphery of the
モータ122から延びる給電線130は、リム部104に設けられた開口132から、スポーク部110の内部に形成される通路134と、その通路134に繋がって車軸106に形成される通路136とを経て、さらに、図示しないスイベルジョイントを介して、インバータ138へと導かれている。つまり、モータ122は、給電線130を介してインバータ138に接続されており、インバータ138から出力される電力によって作動されるのである。
The
本実施例のロードノイズ低減システムにおけるアクチュエータ120の制御は、図11に制御ブロック図を示すアクチュエータ電子制御ユニット(アクチュエータECU)140により行われる。アクチュエータECU140は、CPU,ROM,RAM等を備えたコンピュータを主体として構成されているコントローラ142と、モータ122を駆動するインバータ138とを備えている。そのインバータ138は、コンバータ144を介してバッテリ68に接続されている。また、本実施例のロードノイズ低減システムにおいては、モータ122の回転角を検出する回転角センサ146[ω]が設けられている。
The
B.リム幅の変更による共振振動周波数の変更
図10に示すように、リム幅は、タイヤ12の断面形状を決定させる要素の一つとなっていると言える。つまり、リム幅が拡大されれば、タイヤ12のサイドウォール部150の弓形が、より直線的な形状とさせられて、タイヤ12の断面形状が変更させられる。タイヤ12の断面形状が変更されると、タイヤ12の剛性も変更される。つまり、タイヤ12の共振振動周波数を変更することができるのである。したがって、本実施例のロードノイズ低減システムは、アクチュエータ120、給電線130、インバータ138等を含んで構成される共振振動周波数変更装置を有していると考えることができる。
B. Change in Resonant Vibration Frequency by Changing Rim Width As shown in FIG. 10, it can be said that the rim width is one of the factors that determine the cross-sectional shape of the
リム幅の変更による共振振動の周波数の変化について、より具体的に説明すれば、リム幅を拡大させることで、タイヤ12の剛性を高くすることができ、1次固有値,2次固有値を高い値にすることができるのである。逆に、リム幅を縮小させた場合は、タイヤ12の剛性を低くすることができ、1次固有値,2次固有値を低い値にすることができるのである。
More specifically, the change in the frequency of the resonance vibration due to the change in the rim width can be described. By increasing the rim width, the rigidity of the
図4に示す空気圧の変更による共振振動の周波数の変化に鑑みれば、リム幅を変更することでタイヤ12の剛性を変化させると、各固有値の付近の各周波数域において、ノイズの音圧を変化させることができる。具体的に言えば、第1高周波側領域および第2高周波側領域におけるノイズの音圧、つまり、ノイズのレベルは、リム幅が縮小するにつれて、概ね低下し、逆に、第1低周波側領域および第2低周波側領域におけるノイズのレベルは、リム幅が拡大するにつれて、概ね低下すると考えることができる。本実施例におけるロードノイズ低減システムでは、このことを考慮し、リム幅を変更することで、ロードノイズを低下させることができるのである。なお、リム幅は、タイヤ12の仕様や車両の走行性能の観点から、許容範囲があり、本実施例のロードノイズ低減システムにおいては、その許容範囲(以下、「許容リム幅範囲」という場合がある)内において変更される。
In view of the change in the frequency of resonance vibration due to the change in air pressure shown in FIG. 4, when the rigidity of the
C.ノイズ低下制御
本実施例のロードノイズ低減システムにおいてロードノイズを低下させるための制御、つまり、ノイズ低下制御は、第1実施例と同様にして行われる。したがって、モード選択スイッチ76の操作に基づいて切り換えられる対高周波側領域ノイズ低下制御と対低周波側領域ノイズ低下制御との2種類の作動モードが用意されている。また、イグニッションスイッチ70がOFFとされた場合には、標準状態実現制御が実行される。以下に、これら対高周波側領域ノイズ低下制御、対低周波側領域ノイズ低下制御、標準状態実現制御について、それぞれ説明する。なお、以下の説明において、第1実施例のロードノイズ低減システムにおける制御と同等の制御については、その説明は省略されるものとする。
C. Noise reduction control In the road noise reduction system of this embodiment, control for reducing road noise, that is, noise reduction control is performed in the same manner as in the first embodiment. Therefore, two types of operation modes are prepared: anti-high frequency region noise reduction control and anti-low frequency region noise reduction control that are switched based on the operation of the
本実施例のロードノイズ低減システムのノイズ低下制御においては、リム幅を表す指標として、モータ122のモータ回転角ωが使用される。詳しく説明すると、リム幅の変更がモータ122の回転によって行われるため、ECU60は、モータ回転角ωを検出することによって、それに相当するリム幅を算出することができる。したがって、許容リム幅範囲に対して、それに相当する許容モータ回転角範囲が設定されていれば、ECU60はモータ回転角ωと許容モータ回転角範囲とから、リム幅が許容リム幅範囲内に維持されるようにモータ122を制御することができるのである。許容モータ回転角範囲について説明すれば、許容リム幅範囲における最小値である許容最小リム幅に対しては、相当する許容最小モータ回転角ωMINが設定され、また、許容リム幅範囲における最大値である許容最大リム幅に対しては、相当する許容最大モータ回転角ωMAXが設定される。これにより、許容リム幅範囲に相当する許容モータ回転角範囲が設定される。また、標準状態におけるリム幅に対しても、それに相当する標準モータ回転角ωNが設定される。これら許容最小モータ回転角ωMIN、許容最大モータ回転角ωMAX、標準モータ回転角ωNを使用することで、ノイズ低下制御は実行される。
In the noise reduction control of the road noise reduction system of the present embodiment, the motor rotation angle ω of the
i)対高周波側領域ノイズ低下制御
対高周波領域ノイズ低下制御は、モード選択スイッチ76によって、作動モードが高周波側領域対象モードに選択されている場合に実行される。なお、第1高周波側ノイズレベルLH1,第2高周波側ノイズレベルLH2、対象ノイズレベルLP、設定上限レベルLP1、設定下限レベルLP2は、第1実施例と同様にして決定される。
i) Anti-high frequency side region noise reduction control Anti-high frequency region noise reduction control is executed when the
対象ノイズレベルLPが、設定上限レベルLP1を上回る場合には、タイヤ剛性低減作動として、タイヤ12のリム幅を縮小させるべく、アクチュエータ120が、リム幅を縮小させる作動(以下、「リム幅縮小作動」と呼ぶ場合がある)を行う。リム幅縮小作動は、コントローラ142から、その作動を実行する旨の指令がインバータ138に発令され、インバータ138によってモータ122が駆動させられることによって行われる。また、リム幅縮小作動によって、モータ回転角ωがタイヤの許容リム幅範囲を超えて作動するのを防止するために、モータ回転角ωが許容最小モータ回転角ωMINを超える場合には(ω<ωMIN)、リム幅縮小作動が停止させられる。また、リム幅縮小作動において、ノイズが急激に変化しないように、リム幅は、あらかじめ定められた時間おいて一定の縮小量となるように縮小させられる。
When the target noise level L P exceeds the set upper limit level L P1 , as the tire rigidity reduction operation, the
一方、対象ノイズレベルLPが、設定上限レベルLP1より低く設定された設定下限レベルLP2を下回る場合には、タイヤ剛性増加作動として、アクチュエータ120がリム幅を拡大させる作動(以下、「リム幅拡大作動」と呼ぶ場合がある)を行う。リム幅拡大作動は、コントローラ62から、その作動を実行する旨の指令がインバータ138に発令され、そのインバータ138によってモータ122が駆動させられることによって行われる。また、リム幅拡大作動によって、モータ回転角ωがタイヤの許容リム幅範囲を超えて作動するのを防止するために、モータ回転角ωが許容最大モータ回転角ωMAXを超える場合には(ω>ωMAX)、リム幅拡大作動が停止させられる。また、リム幅拡大作動において、ノイズが急激に変化しないように、リム幅は、あらかじめ定められた時間において一定の拡大量となるように拡大させられる。
On the other hand, when the target noise level L P is lower than the set lower limit level L P2 set lower than the set upper limit level L P1 , the
ii)対低周波側領域ノイズ低下制御
対低周波側領域ノイズ低下制御は、モード選択スイッチ76によって、作動モードが低周波側領域対象モードに選択されている場合に実行される。なお、第1低周波側ノイズレベルLL1,第2低周波側ノイズレベルLL2は、第1実施例と同様にして決定される。
ii) Low frequency side region noise reduction control The low frequency side region noise reduction control is executed when the operation mode is selected as the low frequency side region target mode by the
対象ノイズレベルLPが、上記設定上限レベルLP1を上回る場合には、タイヤ剛性増加作動として、リム幅拡大作動が行われる。対低周波側領域ノイズ低下制御におけるリム幅拡大作動も、対高周波域ノイズ低下制御の場合と同様に、モータ回転角ωが、許容リム幅範囲を超えて大きくなることを防止するために、モータ回転角ωがタイヤの許容最大モータ回転角ωMAXを超える場合には(ω>ωMAX)、停止させられる。 When the target noise level L P exceeds the set upper limit level L P1 , the rim width increasing operation is performed as the tire rigidity increasing operation. In the same way as in the case of anti-high frequency region noise reduction control, the rim width expansion operation in the low frequency side region noise reduction control is also performed in order to prevent the motor rotation angle ω from increasing beyond the allowable rim width range. When the rotation angle ω exceeds the allowable maximum motor rotation angle ω MAX of the tire (ω> ω MAX ), the rotation is stopped.
一方、対象ノイズレベルLPが、上記設定下限レベルLP2を下回る場合には、対高周波側領域ノイズ低下制御の場合と異なり、タイヤ剛性低減作動が行われる。具体的には、リム幅縮小作動が行われる。対高周波側領域ノイズ低下制御の場合と同様に、リム幅縮小作動は、モータ回転角ωが、許容リム幅範囲を超えて低くなることを防止するために、モータ回転角ωが許容最小モータ回転角ωMIN未満となる場合には(ω<ωMIN)、停止させられる。 On the other hand, when the target noise level L P is lower than the set lower limit level L P2 , unlike the case of the high frequency side region noise reduction control, the tire rigidity reduction operation is performed. Specifically, a rim width reduction operation is performed. As in the case of the noise reduction control for the high frequency side region, the rim width reduction operation is performed so that the motor rotation angle ω is the minimum allowable motor rotation in order to prevent the motor rotation angle ω from becoming lower than the allowable rim width range. If the angle is less than ω MIN (ω <ω MIN ), it is stopped.
iii)標準状態実現制御
イグニッションスイッチ70がOFFからONとされた場合には、車両の状態が、走行していない状態から走行できる状態へと移行されたと考えられるため、タイヤの剛性を標準状態とするため、標準状態実現制御が実行される。本実施例のロードノイズ低減システムにおけるタイヤ剛性の標準状態とは、タイヤ12のモータ回転角ωが、あらかじめ決定されている標準モータ回転角ωNとなっている状態として設定されている。したがって、イグニッションスイッチ70がONとされた場合、その時点でのモータ回転角ωと標準モータ回転角ωNとを比較し、モータ回転角ωが標準モータ回転角ωNより大きい場合は、リム幅縮小作動を実行し、モータ回転角ωが標準モータ回転角ωNより小さい場合は、リム幅拡大作動を実行する。モータ回転角ωが標準モータ回転角ωNと等しくなった場合には、実行されているリム幅縮小作動,リム幅拡大作動は、停止させられる。
iii) Standard state realization control When the
D.制御のフロー
本実施例のロードノイズ低減システムにおいて行われる上記の制御は、コントローラ62が、図6と、図12から図14とにフローチャートを示すロードノイズ低減制御プログラムを実行することによって行われる。したがって、本ロードノイズ低減制御プログラムに従う処理においては、第1実施例と同じく、図6のフローチャートに従って行われるため、その説明は省略されるものとする。このプログラムは、短い時間間隔(例えば、数msec〜数十msec)をおいて繰り返し実行される。
D. Flow of Control The above-described control performed in the road noise reduction system of the present embodiment is performed by the
図12には、対高周波側領域ノイズ低下制御のサブルーチンのフローチャートが示されており、このフローチャートに従って対高周波側領域ノイズ低下制御が実行される。このサブルーチンにおける対象ノイズレベルLPの認定は、第1実施例におけるS11からS14と同じ工程が、本ロードノイズ低減プログラムのS61からS64における工程で実施されるため、その説明は省略されるものとする。 FIG. 12 shows a flowchart of a subroutine for the high frequency side region noise reduction control, and the high frequency side region noise reduction control is executed according to this flowchart. The determination of the target noise level L P in this subroutine is omitted because the same steps as S11 to S14 in the first embodiment are performed in the steps S61 to S64 of this road noise reduction program. To do.
次いで、S65においては、対象ノイズレベルLPが設定上限レベルLP1より大きいかどうかが判定される。対象ノイズレベルLPが設定上限レベルLP1より大きいと判定された場合には、S66において、モータ回転角ωが最低モータ回転角ωMIN以上であるかどうかが判定される。この判定により、モータ回転角ωが最低モータ回転角ωMIN以上であると判定された場合には、S67において、リム幅縮小作動が行われ、モータ回転角ωが最低モータ回転角ωMIN以上ではないと判定された場合には、S68において、リム幅拡大作動が行われている場合は、その作動が停止させられ、リム幅拡大作動が行われていない場合は、その状態が維持される。 Next, in S65, it is determined whether the target noise level L P is greater than the set upper limit level L P1 . If it is determined that the target noise level L P is greater than the set upper limit level L P1, it is determined in S66 whether the motor rotation angle ω is equal to or greater than the minimum motor rotation angle ω MIN . If it is determined by this determination that the motor rotation angle ω is greater than or equal to the minimum motor rotation angle ω MIN , the rim width reduction operation is performed in S67, and the motor rotation angle ω is greater than or equal to the minimum motor rotation angle ω MIN. If it is determined that the rim width expansion operation is being performed, the operation is stopped in S68, and if the rim width expansion operation is not being performed, the state is maintained.
一方、S65において、対象ノイズレベルLPが設定上限レベルLP1より大きくないと判定された場合には、S69においてさらに、対象ノイズレベルLPが設定下限レベルLP2より小さいかどうかが判定される。対象ノイズレベルLPが設定下限レベルLP2より小さいと判定された場合には、S70において、モータ回転角ωが最高モータ回転角ωMAX以下であるかどうかが判定される。この判定により、モータ回転角ωが最高モータ回転角ωMAX以下であると判定された場合には、S71において、リム幅拡大作動が行われ、モータ回転角ωが最高モータ回転角ωMAX以下ではないと判定された場合には、S68において、リム幅拡大作動が行われている場合は、リム幅拡大作動が停止させられ、リム幅拡大作動が行われていない場合は、その状態が維持される。また、S69において、対象ノイズレベルLPが設定下限レベルLP2より小さくないと判定された場合にも、S68において、リム幅縮小作動およびリム幅拡大作動が行われている場合は、それらの作動が停止させられ、それらの作動が行われていない場合は、その状態が維持される。 On the other hand, if it is determined in S65 that the target noise level L P is not larger than the set upper limit level L P1 , it is further determined in S69 whether the target noise level L P is smaller than the set lower limit level L P2. . If it is determined that the target noise level L P is lower than the set lower limit level L P2, it is determined in S70 whether the motor rotation angle ω is equal to or less than the maximum motor rotation angle ω MAX . If it is determined by this determination that the motor rotation angle ω is equal to or less than the maximum motor rotation angle ω MAX , the rim width expansion operation is performed in S71, and if the motor rotation angle ω is equal to or less than the maximum motor rotation angle ω MAX. If it is determined that the rim width expansion operation is being performed, the rim width expansion operation is stopped in S68, and if the rim width expansion operation is not being performed, the state is maintained. The Even when it is determined in S69 that the target noise level L P is not smaller than the set lower limit level L P2 , if the rim width reduction operation and the rim width expansion operation are performed in S68, those operations are performed. Are stopped, and if they are not activated, the state is maintained.
図13には、対低周波側領域ノイズ低下制御のサブルーチンのフローチャートが示されており、このフローチャートに従って対低周波側領域ノイズ低下制御が実行される。このサブルーチンにおける対象ノイズレベルLPの認定は、第1実施例におけるS31からS34と同じ工程が、本ロードノイズ低減プログラムのS81からS84における工程で実施されるため、その説明は省略されるものとする。 FIG. 13 shows a flowchart of a subroutine for low frequency side area noise reduction control, and low frequency side area noise reduction control is executed according to this flowchart. The determination of the target noise level L P in this subroutine is omitted because the same steps as S31 to S34 in the first embodiment are performed in the steps S81 to S84 of this road noise reduction program. To do.
次いで、S85においては、対象ノイズレベルLPが設定上限レベルLP1より大きいかどうかが判定され、対象ノイズレベルLPが設定上限レベルLP1より大きいと判定された場合には、S86において、モータ回転角ωが最高モータ回転角ωMAX以下であるかどうかが判定される。この判定により、モータ回転角ωが最低モータ回転角ωMAX以下であると判定された場合は、S87において、リム幅拡大作動が行われ、モータ回転角ωが最高モータ回転角ωMAX以下でないと判定された場合は、S88において、リム幅拡大作動が行われている場合は、リム幅拡大作動が停止させられ、リム幅拡大作動が行われていない場合は、その状態が維持される。 Then, in S85, whether the target noise level L P is larger than the set upper limit level L P1 is determined, when the target noise level L P is determined to be greater than the set upper limit level L P1, in S86, the motor It is determined whether the rotation angle ω is equal to or less than the maximum motor rotation angle ω MAX . If it is determined by this determination that the motor rotation angle ω is equal to or less than the minimum motor rotation angle ω MAX , the rim width expansion operation is performed in S87 and the motor rotation angle ω is not equal to or less than the maximum motor rotation angle ω MAX. If it is determined, in S88, if the rim width expanding operation is performed, the rim width expanding operation is stopped, and if the rim width expanding operation is not performed, the state is maintained.
一方、S85において、対象ノイズレベルLPが設定上限レベルLP1より大きくないと判定された場合には、S89においてさらに、対象ノイズレベルLPが設定下限レベルLP2より小さいかどうかが判定される。小さいと判定された場合には、S90において、モータ回転角ωが最低モータ回転角ωMIN以上であるかどうかが判定される。この判定により、モータ回転角ωが最低モータ回転角ωMIN以上であると判定された場合は、S91において、リム幅縮小作動が行われ、モータ回転角ωが最高モータ回転角ωMIN以上でないと判定された場合は、S88において、リム幅縮小作動が行われている場合は、リム幅縮小作動が停止させられ、リム幅縮小作動が行われていない場合は、その状態が維持される。また、S89において、対象ノイズレベルLPが設定下限レベルLP2より小さくないと判定された場合にも、S88において、リム幅縮小作動およびリム幅拡大作動が行われている場合は、それらの作動が停止させられ、それらの作動が行われていない場合は、その状態が維持される。 On the other hand, if it is determined in S85 that the target noise level L P is not greater than the set upper limit level L P1 , it is further determined in S89 whether the target noise level L P is smaller than the set lower limit level L P2. . If it is determined that the motor rotation angle is small, it is determined in S90 whether or not the motor rotation angle ω is equal to or greater than the minimum motor rotation angle ω MIN . If it is determined by this determination that the motor rotation angle ω is equal to or greater than the minimum motor rotation angle ω MIN , the rim width reduction operation is performed in S91, and the motor rotation angle ω is not equal to or greater than the maximum motor rotation angle ω MIN. If it is determined, in S88, if the rim width reduction operation is being performed, the rim width reduction operation is stopped, and if the rim width reduction operation is not being performed, that state is maintained. Even when it is determined in S89 that the target noise level L P is not smaller than the set lower limit level L P2 , if the rim width reduction operation and the rim width expansion operation are performed in S88, those operations are performed. Are stopped, and if they are not activated, the state is maintained.
図14には、標準状態実現制御のサブルーチンのフローチャートが示されており、このフローチャートに従って標準状態実現制御が実行される。まず、S101において、モータ回転角ωが標準モータ回転角ωNに等しいかどうかが判定される。モータ回転角ωが標準モータ回転角ωNに等しくないと判定された場合は、S102において、モータ回転角ωが標準モータ回転角ωNより大きいかどうかが判定される。モータ回転角ωが標準モータ回転角ωNより大きいと判定された場合には、S103において、リム幅縮小作動が行われ、大きくないと判定された場合には、S104において、リム幅拡大作動が行われる。また、S101において、モータ回転角ωが標準モータ回転角ωNに等しいと判定された場合には、リム幅縮小または拡大作動が行われている場合には、S105においてフラグFが1とされて、S106において、リム幅縮小作動およびリム幅拡大作動が行われている場合は、それらの作動が停止させられ、それらの作動が行われていない場合は、その状態が維持される。 FIG. 14 shows a flowchart of a subroutine for the standard state realization control, and the standard state realization control is executed according to this flowchart. First, in S101, it is determined whether or not the motor rotation angle ω is equal to the standard motor rotation angle ω N. If the motor rotation angle omega is not equal to the standard motor rotation angle omega N, in S102, the motor rotation angle omega whether greater than the standard motor rotation angle omega N is determined. If it is determined that the motor rotation angle ω is larger than the standard motor rotation angle ω N , the rim width reduction operation is performed in S103. If it is determined that the motor rotation angle ω is not large, the rim width expansion operation is performed in S104. Done. If it is determined in S101 that the motor rotation angle ω is equal to the standard motor rotation angle ω N , the flag F is set to 1 in S105 when the rim width reduction or enlargement operation is being performed. In S106, when the rim width reducing operation and the rim width expanding operation are performed, the operations are stopped, and when the operations are not performed, the state is maintained.
E.制御装置の機能構成
上記ロードノイズ低減制御プログラムの実行によって実行される処理に鑑みれば、コントローラ142は、図11に示すように、一機能部として、ノイズ低減制御部160を有していると考えることができる。そのノイズ低減制御部160は、さらに、モード選択スイッチ76によって高周波側領域対象モードが選択されている場合に実行される対高周波側領域ノイズ低下制御サブルーチンに従う処理を行う部分として、対高周波側領域ノイズ低下制御部162を、モード選択スイッチ76によって低周波側領域対象モードが選択されている場合において実行される対低周波側領域ノイズ低下制御サブルーチンに従う処理を行う部分として、対低周波側領域ノイズ低下制御部164を、イグニッションスイッチ70がOFFとされた場合に実行される標準状態実現制御サブルーチンに従う処理を行う部分として、標準状態実現制御部166を、それぞれ有していると考えることができる。
E. Functional Configuration of Control Device In view of the processing executed by executing the load noise reduction control program, the
A.ロードノイズ低減システムの構成
図15に、第1実施例および第2実施例と異なるロードノイズ低減システムが装備された車両における1つの車輪200を示す。なお、以下の説明において、第1実施例のロードノイズ低減システムにおける構成要素と同等の構成要素については、同じ符号が使用されるとともに、その説明は省略されるものとする。
A. Configuration of Road Noise Reduction System FIG. 15 shows one
車輪200は、タイヤ202とホイール本体204とから構成され、タイヤ202は、ホイール本体204に嵌め込まれている。ホイール本体204は、タイヤ12が嵌め込まれる外周の部分であるリム部206と、車軸208に保持される中央の部分であるハブ部210と、それらをつなぐ複数のスポーク部212とに区分けすることができる。
The
タイヤ202について詳しく説明すると、タイヤ202は、その内部に磁性流体214を密封した複数の流体袋216を備えている。それら流体袋216は、タイヤ202のトレッド部218、サイドウォール部220、およびビード部222において、車輪200の周方向に円環状に配設されている。これら流体袋216には、給電線130に接続されて、タイヤ202の内部へと導かれる電線224が、螺旋状に巻きつけられている。したがって、電線224が通電されて電磁誘導を起こすと、電線224は流体袋216に対する巻線として作用し、流体袋216の内部にある磁性流体214に磁力が作用する。磁性流体214は、磁力の作用によりその粘度が変化し、また、通電される電流の大きさによって磁力を変化させることで、その粘度を変化させることができる。したがって、電線224に流れる電流を調整することによって、磁性流体214の粘度を変化させることが可能である。
The
電線224に接続される給電線130は、リム部206に設けられた開口226から、スポーク部212の内部に形成される通路228と、その通路228に繋がって車軸208に形成される通路230とを経て、さらに、図示しないスイベルジョイントを介して、DC/DCコンバータ232へと導かれている。つまり、電線224は、給電線130を介してDC/DCコンバータ232に接続されており、DC/DCコンバータ232から電力を供給されるのである。
The
本実施例のロードノイズ低減システムにおけるDC/DCコンバータ232の制御は、図16に制御ブロック図を示す電子制御ユニット(ECU)250により行われる。ECU250は、CPU,ROM,RAM等を備えたコンピュータを主体として構成されているコントローラ252を有している。コントローラ252はDC/DCコンバータ232に接続されており、DC/DCコンバータ232は、コントローラ252の命令に基づいて、電流値Iを調整する。
Control of the DC /
B.磁性流体の粘度変化による共振振動周波数の変更
図15に示すように、タイヤ202の内部に備えられた磁性流体236においては、電線224に流れる電流の大きさに応じて、その粘度が変化するため、タイヤ202の剛性を変更することができる。したがって、電流を変更することで、タイヤ202の共振振動周波数を変更することができるのである。したがって、本実施例のロードノイズ低減システムは、磁性流体214、DC/DCコンバータ232等を含んで構成される共振振動周波数変更装置を有していると考えることができる。
B. Change of Resonant Vibration Frequency Due to Viscosity Change of Magnetic Fluid As shown in FIG. 15, in the magnetic fluid 236 provided in the
電流の変更による共振振動の周波数の変化について、より具体的に説明すれば、電流を増加させた場合、磁性流体236の粘度が増加するため、タイヤ202は変形され難くなる。したがって、電流を増加することで、タイヤ202の剛性を高くすることができ、1次固有値,2次固有値を高い値にすることができるのである。逆に、電流を減少させた場合、タイヤ202の剛性を低くすることができ、1次固有値,2次固有値を低い値にすることができるのである。
More specifically, the change in the frequency of the resonance vibration caused by the change in the current will be described. When the current is increased, the viscosity of the magnetic fluid 236 increases, so that the
図4に示す空気圧の変更による共振振動の周波数の変化に鑑みれば、電流を変更することでタイヤ12の剛性を変化させると、各固有値の付近の各周波数域において、ノイズの音圧を変化させることができる。具体的に言えば、第1高周波側領域および第2高周波側領域におけるノイズの音圧、つまり、ノイズのレベルは、電流が小さくなるにつれて、概ね低下し、逆に、第1低周波側領域および第2低周波側領域におけるノイズのレベルは、電流が大きくなるにつれて、概ね低下すると考えることができる。本実施例におけるロードノイズ低減システムでは、このことを考慮し、電流を変更することで、ロードノイズを低下させることができるのである。なお、電流は、車両の走行性能の観点から、許容範囲があり、本実施例のロードノイズ低減システムにおいては、その許容範囲(以下、「許容電流範囲」という場合がある)内において変更される。
In view of the change in the frequency of the resonance vibration due to the change in air pressure shown in FIG. 4, when the stiffness of the
C.ノイズ低下制御
本実施例のロードノイズ低減システムにおいてロードノイズを低下させるための制御、つまり、ノイズ低下制御は、第1実施例と同様にして行われる。つまり、モード選択スイッチ76の操作に基づいて切り換えられる対高周波側領域ノイズ低下制御と対低周波側領域ノイズ低下制御との2種類の作動モードが用意されている。また、イグニッションスイッチ70がOFFとされた場合には、標準状態実現制御が実行される。以下に、これら対高周波側領域ノイズ低下制御、対低周波側領域ノイズ低下制御、標準状態実現制御について、それぞれ説明する。なお、以下の説明において、第1実施例のロードノイズ低減システムにおける制御と同等の制御については、その説明は省略されるものとする。
C. Noise reduction control In the road noise reduction system of this embodiment, control for reducing road noise, that is, noise reduction control is performed in the same manner as in the first embodiment. That is, two types of operation modes are prepared: anti-high frequency side region noise reduction control and low frequency side region noise reduction control that are switched based on the operation of the
i)対高周波側領域ノイズ低下制御
対高周波領域ノイズ低下制御は、モード選択スイッチ76によって、作動モードが高周波側領域対象モードに選択されている場合に実行される。なお、第1高周波側ノイズレベルLH1,第2高周波側ノイズレベルLH2、対象ノイズレベルLP、設定上限レベルLP1、設定下限レベルLP2は、第1実施例と同様にして決定される。
i) Anti-high frequency side region noise reduction control Anti-high frequency region noise reduction control is executed when the
対象ノイズレベルLPが、設定上限レベルLP1を上回る場合には、タイヤ剛性低減作動として、DC/DCコンバータ232が電流を減少するように調整(以下、「電流減少調整」と呼ぶ場合がある)される。電流減少調整は、コントローラ142から、その調整を実行する旨の指令がDC/DCコンバータ232に発令されることによって行われる。また、電流減少調整によって電流が許容電流範囲を超えて低くなることを防止するために、電流値Iが、許容最小電流値IMIN未満となる場合には(I<IMIN)、電流減少調整が停止させられる。また、電流減少調整において、ノイズが急激に変化しないように、電流は、あらかじめ定められた時間おいて一定の減少量となるように減少させられる。
When the target noise level L P exceeds the set upper limit level L P1 , adjustment is performed so that the DC /
一方、対象ノイズレベルLPが、設定上限レベルLP1より低く設定された設定下限レベルLP2を下回る場合には、タイヤ剛性増加作動として、DC/DCコンバータ232が電流を増加するように調整(以下、「電流増加調整」と呼ぶ場合がある)される。この電流増加調整は、コントローラ142から、その調整を実行する旨の指令がDC/DCコンバータ232に発令されることによって行われる。また、電流増加調整によって電流がタイヤの許容電流範囲を超えて高くなることを防止するために、電流値Iが許容最大電流値IMAXを超える場合には(I>IMAX)、電流増加調整が停止させられる。また、電流増加調整において、ノイズが急激に変化しないように、電流は、あらかじめ定められた時間において一定の増加量となるように増加させられる。
On the other hand, when the target noise level L P is lower than the set lower limit level L P2 set lower than the set upper limit level L P1 , the DC /
ii)対低周波側領域ノイズ低下制御
対低周波側領域ノイズ低下制御は、モード選択スイッチ76によって、作動モードが低周波側領域対象モードに選択されている場合に実行される。なお、第1低周波側ノイズレベルLL1,第2低周波側ノイズレベルLL2は、第1実施例と同様にして決定される。
ii) Low frequency side region noise reduction control The low frequency side region noise reduction control is executed when the operation mode is selected as the low frequency side region target mode by the
対象ノイズレベルLPが、上記設定上限レベルLP1を上回る場合には、タイヤ剛性増加作動として、電流増加調整が行われる。対低周波側領域ノイズ低下制御における電流増加調整も、対高周波域ノイズ低下制御の場合と同様に、電流が、許容電流範囲を超えて高くなることを防止するために、電流値Iがタイヤの許容最大電流値IMAXを超える場合には(I>IMAX)、停止させられる。 When the target noise level L P exceeds the set upper limit level L P1 , the current increase adjustment is performed as the tire rigidity increasing operation. In the current increase adjustment in the low frequency side region noise reduction control, as in the case of the high frequency region noise reduction control, in order to prevent the current from exceeding the allowable current range, the current value I is When the allowable maximum current value I MAX is exceeded (I> I MAX ), it is stopped.
一方、対象ノイズレベルLPが、上記設定下限レベルLP2を下回る場合には、対高周波側領域ノイズ低下制御の場合と異なり、電流減少調整が行われる。対高周波側領域ノイズ低下制御の場合と同様に、電流減少調整は、電流が、許容電流範囲を超えて低くなることを防止するために、電流値Iが許容最小電流値IMIN未満となる場合には(I<IMIN)、停止させられる。 On the other hand, when the target noise level L P is lower than the set lower limit level L P2 , current reduction adjustment is performed unlike the case of high frequency side region noise reduction control. As in the case of the noise reduction control for the high frequency side region, the current reduction adjustment is performed when the current value I is less than the allowable minimum current value I MIN in order to prevent the current from exceeding the allowable current range. Is stopped (I <I MIN ).
iii)標準状態実現制御
イグニッションスイッチ70がOFFからONとされた場合には、車両の状態が、走行していない状態から走行できる状態へと移行されたと考えられるため、タイヤの剛性を標準状態とするため、標準状態実現制御が実行される。本実施例のロードノイズ低減システムにおけるタイヤ剛性の標準状態とは、電流値Iが、あらかじめ決定されている標準電流値INとなっている状態として設定されている。したがって、イグニッションスイッチ70がONとされた場合、その時点での電流値Iと標準電流値INとを比較し、電流値Iが標準電流値INより大きい場合は、電流減少調整を実行し、電流値Iが標準電流値INより小さい場合は、電流増加調整を実行する。電流値Iが標準電流値INと等しくなった場合に、実行されている電流減少調整,電流増加調整は、停止させられる。
iii) Standard state realization control When the
D.制御のフロー
本実施例のロードノイズ低減システムにおいて行われる上記の制御は、コントローラ62が、図6と、図17から図19とにフローチャートを示すロードノイズ低減制御プログラムを実行することによって行われる。したがって、本ロードノイズ低減制御プログラムに従う処理においては、第1実施例と同じく、図6のフローチャートに従って行われるため、その説明は省略されるものとする。このプログラムは、短い時間間隔(例えば、数msec〜数十msec)をおいて繰り返し実行される。
D. Control Flow The above-described control performed in the road noise reduction system according to the present embodiment is performed by the
図17には、対高周波側領域ノイズ低下制御のサブルーチンのフローチャートが示されており、このフローチャートに従って対高周波側領域ノイズ低下制御が実行される。このサブルーチンにおける対象ノイズレベルLPの認定は、第1実施例におけるS11からS14と同じ工程が、本ロードノイズ低減プログラムのS111からS114における工程で実施されるため、その説明は省略されるものとする。 FIG. 17 shows a flowchart of a subroutine for the high frequency side region noise reduction control, and the high frequency side region noise reduction control is executed according to this flowchart. The determination of the target noise level L P in this subroutine is omitted because the same steps as S11 to S14 in the first embodiment are performed in the steps S111 to S114 of this road noise reduction program. To do.
次いで、S115においては、対象ノイズレベルLPが設定上限レベルLP1より大きいかどうかが判定される。対象ノイズレベルLPが設定上限レベルLP1より大きいと判定された場合には、S116において、電流値Iが最低電流値IMIN以上であるかどうかが判定される。この判定により、電流値Iが最低電流値IMIN以上であると判定された場合には、S117において、電流減少調整が行われ、電流値Iが最低電流値IMIN以上ではないと判定された場合には、S68において、電流減少調整が行われている場合は、その調整が停止させられ、電流減少調整が行われていない場合は、その状態が維持される。 Next, in S115, it is determined whether the target noise level L P is greater than the set upper limit level L P1 . If it is determined that the target noise level L P is greater than the set upper limit level L P1, it is determined in S116 whether the current value I is greater than or equal to the minimum current value I MIN . If it is determined by this determination that the current value I is equal to or greater than the minimum current value I MIN , current decrease adjustment is performed in S117, and it is determined that the current value I is not equal to or greater than the minimum current value I MIN . If the current decrease adjustment is performed in S68, the adjustment is stopped. If the current decrease adjustment is not performed, the state is maintained.
一方、S115において、対象ノイズレベルLPが設定上限レベルLP1より大きくないと判定された場合には、S119においてさらに、対象ノイズレベルLPが設定下限レベルLP2より小さいかどうかが判定される。対象ノイズレベルLPが設定下限レベルLP2より小さいと判定された場合には、S120において、電流値Iが最高電流値IMAX以下であるかどうかが判定される。この判定により、電流値Iが最高電流値IMAX以下であると判定された場合には、S121において、電流増加調整が行われ、電流値Iが最高電流値IMAX以下ではないと判定された場合には、S118において、電流増加調整が行われている場合は、その調整が停止させられ、電流増加調整が行われていない場合は、その状態が維持される。また、S119において、対象ノイズレベルLPが設定下限レベルLP2より小さくないと判定された場合にも、S118において、電流減少調整および電流増加調整が実行されている場合は、それらの調整が停止させられ、それらの調整が実行されていない場合は、その状態が維持される。 On the other hand, if it is determined in S115 that the target noise level L P is not greater than the set upper limit level L P1 , it is further determined in S119 whether the target noise level L P is smaller than the set lower limit level L P2. . If it is determined that the target noise level L P is lower than the set lower limit level L P2, it is determined in S120 whether or not the current value I is equal to or lower than the maximum current value I MAX . If it is determined by this determination that the current value I is less than or equal to the maximum current value I MAX , current increase adjustment is performed in S121, and it is determined that the current value I is not less than or equal to the maximum current value I MAX . If the current increase adjustment is performed in S118, the adjustment is stopped. If the current increase adjustment is not performed, the state is maintained. Even if it is determined in S119 that the target noise level L P is not smaller than the set lower limit level L P2 , if current decrease adjustment and current increase adjustment are performed in S118, those adjustments are stopped. If these adjustments have not been performed, the state is maintained.
図18には、対低周波側領域ノイズ低下制御のサブルーチンのフローチャートが示されており、このフローチャートに従って対低周波側領域ノイズ低下制御御が実行される。このサブルーチンにおける対象ノイズレベルLPの認定は、第1実施例におけるS31からS34と同じ工程が、本ロードノイズ低減プログラムのS131からS134における工程で実施されるため、その説明は省略されるものとする。 FIG. 18 shows a flowchart of a subroutine for the low frequency side region noise reduction control, and the low frequency side region noise reduction control is executed according to this flowchart. The determination of the target noise level L P in this subroutine is omitted because the same steps as S31 to S34 in the first embodiment are performed in the steps S131 to S134 of this road noise reduction program. To do.
次いで、S135においては、対象ノイズレベルLPが設定上限レベルLP1より大きいかどうかが判定され、対象ノイズレベルLPが設定上限レベルLP1より大きいと判定された場合には、S136において、電流値Iが最高電流値IMAX以下であるかどうかが判定される。この判定により、電流値Iが最低電流値IMAX以下であると判定された場合は、S137において、電流増加調整が行われ、電流値Iが最高電流値IMAX以下でないと判定された場合は、S138において、電流増加調整が行われている場合は、その調整が停止させられ、電流増加調整が行われていない場合は、その状態が維持される。 Then, in S135, the target noise level L P is determined whether greater than the set upper limit level L P1, when the target noise level L P is determined to be greater than the set upper limit level L P1, in S136, the current It is determined whether the value I is less than or equal to the maximum current value IMAX . If it is determined by this determination that the current value I is less than or equal to the minimum current value I MAX , current increase adjustment is performed in S137, and if the current value I is determined not to be less than or equal to the maximum current value I MAX In S138, when the current increase adjustment is performed, the adjustment is stopped, and when the current increase adjustment is not performed, the state is maintained.
一方、S135において、対象ノイズレベルLPが設定上限レベルLP1より大きくないと判定された場合には、S139においてさらに、対象ノイズレベルLPが設定下限レベルLP2より小さいかどうかが判定される。小さいと判定された場合には、S90において、電流値Iが最低電流値IMIN以上であるかどうかが判定される。この判定により、電流値Iが最低電流値IMIN以上であると判定された場合は、S91において、電流減少調整が行われ、電流値Iが最高電流値IMIN以上でないと判定された場合は、S138において、電流減少調整が行われている場合は、その調整が停止させられ、電流減少調整が行われていない場合は、その状態が維持される。また、S139において、対象ノイズレベルLPが設定下限レベルLP2より小さくないと判定された場合にも、S138において、電流減少調整および電流増加調整が行われている場合は、それらの調整が停止させられ、それらの調整が行われていない場合は、その状態が維持される。 On the other hand, if it is determined in S135 that the target noise level L P is not greater than the set upper limit level L P1 , it is further determined in S139 whether the target noise level L P is smaller than the set lower limit level L P2. . If it is determined that the current value is smaller, it is determined in S90 whether or not the current value I is equal to or greater than the minimum current value IMIN . If it is determined by this determination that the current value I is greater than or equal to the minimum current value I MIN , current reduction adjustment is performed in S91, and if it is determined that the current value I is not greater than or equal to the maximum current value I MIN In S138, if the current reduction adjustment is performed, the adjustment is stopped, and if the current reduction adjustment is not performed, the state is maintained. Even when it is determined in S139 that the target noise level L P is not smaller than the set lower limit level L P2 , if current decrease adjustment and current increase adjustment are performed in S138, those adjustments are stopped. If these adjustments are not made, the state is maintained.
図19には、標準状態実現制御のサブルーチンのフローチャートが示されており、このフローチャートに従って標準状態実現制御が実行される。まず、S151において、電流値Iが標準電流値INに等しいかどうかが判定される。電流値Iが標準電流値INに等しくないと判定された場合は、S152において、電流値Iが標準電流値INより大きいかどうかが判定される。電流値Iが標準電流値INより大きいと判定された場合には、S153において、電流減少調整が行われ、大きくないと判定された場合には、S154において、電流増加調整が行われる。また、S151において、電流値Iが標準電流値INに等しいと判定された場合において、電流値減少または増加調整が行われている場合には、S155においてフラグFが1とされて、S156において、電流減少調整および電流増加調整が行われている場合は、それらの調整が停止させられ、それらの調整が行われていない場合は、その状態が維持される。 FIG. 19 shows a flowchart of a subroutine for the standard state realization control, and the standard state realization control is executed according to this flowchart. First, in S151, it is determined whether or not the current value I is equal to the standard current value I N. If it is determined that the current value I is not equal to the standard current value I N , it is determined in S152 whether the current value I is greater than the standard current value I N. When it is determined that the current value I is greater than the standard current value I N , current decrease adjustment is performed in S153, and when it is determined that the current value I is not large, current increase adjustment is performed in S154. Further, in S151, when the current value I is determined to be equal to the standard current value I N, when the current value decreases or increases adjustment is performed, is the flag F is 1 in S155, in S156 When the current decrease adjustment and the current increase adjustment are performed, the adjustments are stopped, and when the adjustments are not performed, the state is maintained.
E.制御装置の機能構成
上記ロードノイズ低減制御プログラムの実行によって実行される処理に鑑みれば、コントローラ252は、図16に示すように、一機能部として、ノイズ低減制御部260を有していると考えることができる。そのノイズ低減制御部260は、さらに、モード選択スイッチ76によって高周波側領域対象モードが選択されている場合に実行される対高周波側領域ノイズ低下制御サブルーチンに従う処理を行う部分として、対高周波側領域ノイズ低下制御部262を、モード選択スイッチ76によって低周波側領域対象モードが選択されている場合において実行される対低周波側領域ノイズ低下制御サブルーチンに従う処理を行う部分として、対低周波側領域ノイズ低下制御部264を、イグニッションスイッチ70がOFFとされた場合に実行される標準状態実現制御サブルーチンに従う処理を行う部分として、標準状態実現制御部266を、それぞれ有していると考えることができる。
E. Functional Configuration of Control Device In view of the processing executed by executing the load noise reduction control program, it is considered that the
本発明は、タイヤを有する車両のロードノイズを低減させるために利用することができる。 The present invention can be used to reduce road noise of a vehicle having tires.
11:エア給排装置
12:タイヤ
14:ホイール本体
36:エア通路
40:エア通路
60:電子制御ユニット(ECU)
62:コントローラ
74:空気圧センサ
76:モード選択スイッチ
78:音圧センサ
80:ノイズ低減部
82:対高周波域ノイズ低下制御部
84:対低周波域ノイズ低下制御部
86:標準制御部
11: Air supply / discharge device 12: Tire 14: Wheel body 36: Air passage 40: Air passage 60: Electronic control unit (ECU)
62: Controller 74: Air pressure sensor 76: Mode selection switch 78: Sound pressure sensor 80: Noise reduction unit 82: High frequency range noise reduction control unit 84: Low frequency range noise reduction control unit 86: Standard control unit
Claims (4)
車室内のノイズを検出するノイズ検出器と、
前記共振振動周波数変更装置を制御する制御装置と
を備えたロードノイズ低減システムであって、
前記制御装置が、前記ノイズ検出器によって検出されたノイズのレベルが設定上限レベルを超えた場合に、検出されるノイズのレベルが低下するように前記共振振動の周波数を変更するノイズ低下制御を実行するように構成されたロードノイズ低減システム。 A resonance vibration frequency changing device for changing the frequency of resonance vibration of the tire;
A noise detector that detects noise in the passenger compartment;
A road noise reduction system comprising a control device for controlling the resonance vibration frequency changing device,
When the noise level detected by the noise detector exceeds a set upper limit level, the control device executes noise reduction control for changing the frequency of the resonance vibration so that the detected noise level is reduced. Road noise reduction system configured to do.
前記ロードノイズ低減システムが、前記ノイズ低下制御として、前記ノイズ検出器によって検出されるノイズのレベルが前記設定上限レベルを超えた場合に、検出されるノイズのレベルが低下するように前記タイヤの空気圧を変更する制御を実行するものである請求項1に記載のロードノイズ低減システム。 The resonant vibration frequency changing device is an air pressure changing device for changing the tire air pressure,
In the road noise reduction system, as the noise reduction control, when the noise level detected by the noise detector exceeds the set upper limit level, the tire pressure is reduced so that the detected noise level is reduced. The road noise reduction system according to claim 1, wherein control for changing the control is executed.
前記前記ロードノイズ低減システムが、前記ノイズ低下制御として、前記ノイズ検出器によって検出されるノイズのレベルが前記設定上限レベルを超えた場合に、検出されるノイズのレベルが低下するように前記タイヤのトレッド部とサイドウォール部との少なくとも一方の剛性を変更する制御を実行するものである請求項1に記載のロードノイズ低減システム。 The resonant vibration frequency changing device is a tire stiffness changing device that changes the stiffness of at least one of a tire tread portion and a sidewall portion,
In the road noise reduction system, as the noise reduction control, when the noise level detected by the noise detector exceeds the set upper limit level, the detected noise level is reduced. The road noise reduction system according to claim 1, wherein control for changing the rigidity of at least one of the tread portion and the sidewall portion is executed.
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JP2015093642A (en) * | 2013-11-14 | 2015-05-18 | 株式会社ブリヂストン | Tire, tire grip force control device, and tire grip force control method |
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2009
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