JP2011168151A - 乗り物用消音装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電気自動車やハイブリッドカー等が電動モータで走行中には、従来の車両におけるエンジン音がなく、静かなモータ音だけであるが、この車両走行中のモータ音が静かであるが故に生じる、乗員が不快に感じる音を消音可能な車載用消音装置を提供することである。
【解決手段】車両１に搭載される車載用消音装置１０において、車両１の走行に伴って生じる車内４の騒音を打ち消す打ち消し音を出力する打ち消し音出力手段を備え、前記打ち消し音出力手段が出力した打ち消し音によって前記車内の騒音を消音することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車や鉄道、船舶等の乗り物に乗っている人に対して、その乗り物が移動する際に発する音（たとえば走行音）による不快感を与えないように消音する乗り物用消音装置に関する。

従来、乗り物の一例としての車両の走行中には大きなエンジン音が発せられていたが、最近では電動モータの回転によって走行する電気自動車やハイブリッドカーと呼ばれる車両が登場し、これらの車両の走行中の騒音は大変に静かな電動モータの回転音が発生する程度になった。

このような状況において、電気自動車の走行時のモータ音が静かであるが故に問題が生じることがあった。たとえば、電気自動車の走行時のモータ音が静かであると、その車両が接近しても歩行者等が気付かずに危険であるという問題があった。特許文献１では、このような問題に対し、車両の走行音を拡大して出力する車載用発音装置を開示している。

特開２００８−１１２４号公報

これに対し、本発明者は、電気自動車に実際に乗車し、電気自動車の走行時のモータ音が静かであるが故の問題が他にもあることに気が付いた。たとえば、電気自動車の走行時のモータ音が静かであると、逆に他の音が目立ち、それが不快に感じられた。この逆に目立つ他の音の一例としてはタイヤと路面との接触、摩擦等によって生じる音が挙げられる。例えば高速道路走行時などにはこのタイヤと路面とによって生じる音が不快に感じられる。

ところが、従来、この問題について考慮されておらず、たとえば特許文献１に記載の発明であっても、この問題に対処できていなかった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、たとえば車両走行中のモータ音が静かであるが故に生じる、乗員が不快に感じる音を消音可能な消音装置を提供することを目的とする。

本発明は上記の目的を達成するために、車両に搭載される車載用消音装置において、前記車両の走行に伴って生じる車内の騒音を打ち消す打ち消し音を出力する打ち消し音出力手段を備え、前記打ち消し音出力手段が出力した打ち消し音によって前記車内の騒音を消音することを特徴とする。

本発明によれば、たとえば車両走行中のモータ音が静かであるが故に生じる不快に感じる音を消音可能な消音装置を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係る消音装置を搭載した車両を示す概略斜視図である。 図１に示した消音装置の構成の一例を示すブロック図である。 図２に示した消音装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図２に示した消音装置の動作の図３とは別の例を示すフローチャートである。 図１に示した消音装置の構成の図２とは別の例を示すブロック図である。 図５に示した消音装置の動作の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を用いて、本発明の実施例に係る車載用消音装置（以下、単に「消音装置」ともいう）について詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る消音装置を搭載した車両を示す概略斜視図である。

図１に示すように、本実施の形態の消音装置１０は車両１の車内４に搭載される。車両１は、電気自動車やハイブリッドカーといった電動モータで走行する車両であり、乗員が乗り込む車内４を形成する車体２をタイヤ３で支え、タイヤ３を例えば電動モータ（不図示）で回転させて走行する。

図２は、図１に示した消音装置の構成の一例を示すブロック図である。

この例では、消音装置１０は、車内４の騒音を収集する集音手段としてのマイク１１と、マイク１１によって収集した音に基づいて車内４の騒音を打ち消す打ち消し音を生成する打ち消し音生成手段として、打ち消し音の音信号を出力する制御部１２と、制御部１２が出力した音信号を増幅するアンプ１３と、アンプ１３によって増幅された音信号を出力する打ち消し音出力手段としてのスピーカ１４と、を備えている。

マイク１１は、乗員の近傍に設置して乗員近傍の騒音を収集するようにしてもよい。また、対象とする騒音の発生源の近傍、たとえば路面とタイヤ３との接触音、摩擦音等を対象とする場合には、タイヤ３の接地面の近傍にマイク１１を設置するようにしてもよい。

スピーカ１４は、マイク１１によって収集した音を打ち消す音を出力するので、その収集した近傍に設けるのが望ましい。

図３は、図２に示した消音装置の動作の一例を示すフローチャートである。

この例では、まず、マイク１１によって音の収集を行い（ステップＡ−１）、この収集した音の音信号を制御部１２に入力する。制御部１２は、入力された音信号がアナログ信号であれば、それをデジタル化するＡ／Ｄ変換回路を備えるものであってもよい。

制御部１２は、入力された音信号を、打ち消す打ち消し音の音信号を生成する（ステップＡ−２）。騒音を消すためには、その騒音を打ち消す、すなわちその騒音の音信号の振幅を０に近づけるように相殺する振幅を有する音信号の打ち消し音を出力してやればよい。たとえば、騒音の音信号の逆位相の音信号を、打ち消し音の音信号としてもよいし、高速演算によって騒音の振幅を相殺する振幅の打ち消し音を生成してもよい。

制御部１２は、生成した打ち消し音の音信号がデジタル信号であれば、それをアナログ化するＤ／Ａ変換回路を備えるものであってもよい。

制御部１２によって生成された打ち消し音の音信号は、アンプ１３に出力され、アンプ１３にて騒音を打ち消す音量に調節され、スピーカ１４から出力される（ステップＡ−３）。

図４は、図２に示した消音装置の動作の図３とは別の例を示すフローチャートである。

この例では、まず、マイク１１によって音の収集を行い（ステップＢ−１）、この収集した音の音信号を制御部１２に入力する。制御部１２は、入力された音信号がアナログ信号であれば、それをデジタル化するＡ／Ｄ変換回路を備えるものであってもよい。

制御部１２は、入力された音信号を、打ち消す打ち消し音の音信号を生成する（ステップＢ−２）。騒音を消すためには、その騒音を打ち消す、すなわちその騒音の音信号の振幅を０に近づけるように相殺する振幅を有する音信号の打ち消し音を出力してやればよい。たとえば、騒音の音信号の逆位相の音信号を、打ち消し音の音信号としてもよいし、高速演算によって騒音の振幅を相殺する振幅の打ち消し音を生成してもよい。

制御部１２は、生成した打ち消し音の音信号がデジタル信号であれば、それをアナログ化するＤ／Ａ変換回路を備えるものであってもよい。

制御部１２によって生成された打ち消し音の音信号は、アンプ１３に出力され、アンプ１３にて騒音を打ち消す音量に調節され、スピーカ１４から出力される（ステップＢ−３）。

この例では、その後、再度、マイク１１によって音の収集を行い（ステップＢ−４）、制御部１２では、この収集した音が所定音量以下であるかを判定する（ステップＢ−５）。この所定音量は、乗員に不快感を与えない程度の小音量としてあらかじめ設定しておいてもよいし、乗員が任意に調整可能にしてもよい。

ステップＢ−５において、所定音量以下であればステップＢ−３に戻り、先にステップＢ−２で生成した打ち消し音の出力を、そのまま継続する。

ステップＢ−５において、所定音量以下でなければステップＢ−２に戻り、ステップＢ−１で収集した音信号に加え、ステップＢ−４で収集した音信号に基づき、騒音を打ち消す打ち消し音の音信号を補正して生成する（ステップＢ−２）。その後、ステップＢ−３でその打ち消し音を出力し、以下、処理を継続する。

図５は、図１に示した消音装置の構成の図２とは別の例を示すブロック図である。

この例では、消音装置２０は、車両１の走行状況を検出する走行状況検出手段２１と、走行状況検出手段２１によって検出した走行状況に応じ、音記憶手段２５に記憶した複数の打ち消し音の音信号のうちのいずれかを選択して読み出すことによって、走行状況に応じた打ち消し音を生成する打ち消し音生成手段として、打ち消し音の音信号を出力する制御部２２と、制御部２２が出力した音信号を増幅するアンプ２３と、アンプ２３によって増幅された音信号を出力する打ち消し音出力手段としてのスピーカ２４と、を備えている。

ところで、車両１の走行時の騒音、たとえばタイヤ３と路面との接触音、摩擦音等は、車両１の走行状況に応じて変化する。具体的には、走行速度によってタイヤ３と路面との接触音、摩擦音等が変化するのは明らかである。また、タイヤ３や路面の材質、天候等によってもタイヤ３と路面との接触音、摩擦音等が変化する。そこで、本例では、これらの情報を走行状況と呼び、走行状況検出手段２１によってこれらの情報を取得し、その走行状況ごとに適切なあらかじめ用意した打ち消し音の音信号を音記憶手段２５から読み出して出力する。

走行状況検出手段２１の例としては、車両１を走行させる電動モータ（不図示）の回転数を検出する手段、車両１を走行させる電動モータ（不図示）からタイヤ３に駆動力を伝達する経路のギアを検出する手段、車両１の走行速度を検出する手段、タイヤ３の材質等をたとえば乗員やサービスマンが入力する手段、路面の材質等をたとえば乗員やサービスマンが入力する手段、などが挙げられる。

また、音記憶手段２５は、不揮発性の記憶手段であればよく、消音装置２０内に固定の記憶手段でもよいし、フロッピやＣＤやＤＶＤなど、可搬式で、取り換え可能な記憶媒体であってもよい。取り換え可能な記憶媒体の場合、タイヤの材質等ごとや、路面の材質等ごとに異なる打ち消し音を記憶した媒体を、その状況に応じて入れ替えるようにしてもよい。

図６は、図５に示した消音装置の動作の一例を示すフローチャートである。

この例では、まず、走行状況検出手段２１によって車両１の走行状況を検出し（ステップＣ−１）、この検出した走行状況を制御部２２に入力する。

制御部２２は、入力された走行状況を解析する（ステップＣ−２）。たとえば、音記憶手段２５に走行速度に対応して打ち消し音が格納されており、電動モータ（不図示）の回転数および経路のギアの情報のみを検出したような場合には、これらの情報に基づいて走行速度を演算するよう、走行状況の解析を行う。

続いて、制御部２２では、走行状況の解析結果に基づいて、音記憶手段２５に記憶してある音信号の中から適切な音信号（走行中の騒音を打ち消す打ち消し音の音信号）を読み出す（ステップＣ−３）。これが打ち消し音の音信号の生成に相当する。

制御部２２は、読み出した打ち消し音の音信号がデジタル信号であれば、それをアナログ化するＤ／Ａ変換回路を備えるものであってもよい。

制御部２２によって生成された打ち消し音の音信号は、アンプ２３に出力され、アンプ２３にて騒音を打ち消す音量に調節され、スピーカ２４から出力される（ステップＣ−４）。

ところで、車両の走行音は、タイヤの空気圧や溝残量、またホイールアライメントなどの車両状況によっても変動する。そこで、音記憶手段２５に記憶しておく打ち消し音としては、上記車両状況が正常な場合に発生する走行音を打ち消す打ち消し音としておき、打ち消し音を出力しても所定の騒音が残存する場合には、たとえばタイヤ空気圧の異常が生じているといった上記車両状況が変化したことを知ることができるので、この異常を検知する手段として利用することも可能である。たとえば、マイク等で今回の打ち消し音を出力している状態での走行音を収集し、この収集した走行音を、あらかじめ登録してある、車両状況が正常な場合における打ち消し音を出力している状態での走行音と、比較し、この比較結果に応じて上記車両状況の異常を検出する車両状況異常検出手段をさらに備えてもよい。

なお、上述の実施例では、乗り物の一例としての自動車に本発明を適用した場合を例に説明したが、本発明は、これに限られるものではなく、鉄道や船舶などのあらゆる乗り物に適用可能であり、その乗り物の移動に伴って生じる音を打ち消す打ち消し音を出力することができる。

１ 車両
２ 車体
３ タイヤ
４ 車内
１０、２０ 消音装置
１１ マイク
２１ 入力手段
１２、２２ 制御部
１３、２３ アンプ
１４、２４ スピーカ
２５ 音記憶手段

Claims (5)

1. 乗り物に搭載され、前記乗り物の移動に伴って生じる乗り物内の騒音を打ち消す打ち消し音を出力する打ち消し音出力手段を備え、前記打ち消し音出力手段が出力した打ち消し音によって前記乗り物内の騒音を消音することを特徴とする乗り物用消音装置。
2. 車両に搭載され、前記車両の走行に伴って生じる車内の騒音を打ち消す打ち消し音を出力する打ち消し音出力手段を備え、前記打ち消し音出力手段が出力した打ち消し音によって前記車内の騒音を消音することを特徴とする車載用消音装置。
3. 請求項２に記載の車載用消音装置において、
   前記車内の騒音を収集する集音手段と、
   前記集音手段によって収集した音に基づいて前記打ち消し音を生成する打ち消し音生成手段と、
   をさらに有し、
   前記打ち消し音出力手段が、前記打ち消し音生成手段によって生成した打ち消し音を出力する
   ことを特徴とする車載用消音装置。
4. 請求項２に記載の車載用消音装置において、
   前記車両の走行状況を検出する走行状況検出手段と、
   前記走行状況検出手段で検出した走行状況に基づいて前記打ち消し音を生成する打ち消し音生成手段と、
   をさらに有し、
   前記打ち消し音出力手段が、前記打ち消し音生成手段によって生成した打ち消し音を出力する
   ことを特徴とする車載用消音装置。
5. 請求項４に記載の車載用消音装置において、
   前記打ち消し音生成手段が、車両状況が正常な場合の打ち消し音を生成するものであって、
   前記打ち消し音出力手段が打ち消し音を出力している状態での走行音を収集し、該収集した走行音を、あらかじめ登録してある、車両状況が正常な場合における打ち消し音を出力している状態での走行音と、比較し、該比較結果に応じて前記車両状況の異常を検出する車両状況異常検出手段をさらに備えた
   ことを特徴とする車載用消音装置。

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