JP2014131880A - Acoustic device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両のエンジンの吸気音を車内の乗員に伝えるための車両用音響装置に関する。 The present invention relates to a vehicular acoustic device for transmitting intake sound of an engine of a vehicle to a passenger in the vehicle.
近年の自動車等の車両においては、乗員の快適性を増すためや、車外に騒音を放出しないために、エンジン音や車両の走行状態に関連して生じる音が極力小さくなるようにしている。しかしながら、これによると、実際の車速等の走行状態と乗員に聞こえる音との関連性が少なくなり自動車の操縦感覚が低下するという問題が生じる。このため、外部に対しては音を放出することなく、車室内に向かってのみエンジン音をスピーカーから発する車両用音響装置が開発されている(例えば、特許文献1参照)。 In vehicles such as automobiles in recent years, in order to increase the comfort of passengers and not to emit noise outside the vehicle, the noise generated in relation to the engine sound and the running state of the vehicle is minimized. However, according to this, there is a problem that the relevance between the traveling state such as the actual vehicle speed and the sound heard by the occupant is reduced, and the driving feeling of the automobile is lowered. For this reason, a vehicle acoustic device has been developed that emits engine sound from a speaker only toward the vehicle interior without emitting sound to the outside (see, for example, Patent Document 1).
この車両用音響装置(運転音伝達装置)は、エンジンの吸気取り入れ口や吸気管内に配置された音圧センサ、エンジンのイグニッションパルスを検出する回転パルスセンサ、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセル開度センサ、エンジンルームや車室内に配置されてエンジンの運転音を出力するスピーカーおよびコントローラを備えている。また、コントローラは、回転パルスセンサからの入力周波数に応じて通過させる音圧センサの音波信号を変化させる次数フィルタと、次数フィルタを通過した音波信号の音圧をアクセル開度センサからの開度信号に応じて増減させるレベル調整器とを備えている。そして、コントローラから出力される音波信号は、増幅器によって増幅されてスピーカーから出力される。 This vehicle acoustic device (driving sound transmission device) includes an engine intake intake and a sound pressure sensor disposed in an intake pipe, a rotation pulse sensor for detecting an ignition pulse of the engine, and an accelerator opening for detecting an accelerator pedal depression amount. A degree sensor, a speaker arranged in the engine room and the vehicle compartment, and a controller for outputting engine operation sound are provided. The controller also includes an order filter that changes the sound wave signal of the sound pressure sensor that is passed according to the input frequency from the rotation pulse sensor, and the opening signal from the accelerator opening sensor that is used to change the sound pressure of the sound wave signal that has passed the order filter. And a level adjuster that increases or decreases according to the condition. The sound wave signal output from the controller is amplified by the amplifier and output from the speaker.
しかしながら、前述した従来の車両用音響装置では、音圧センサをエアクリーナの外気取り入れ口およびエアクリーナの上流側に配置されたエアダクトの外気取り入れ口、または、吸気マニホールドに取り付けている。このため、音圧センサをエアクリーナおよびエアクリーナの外気取り入れ口に取り付けた場合には、吸気音は小さくなり、吸気音の音圧を検出しにくくなる。この結果、吸気音を再生するための装置として高精度のものが要求される。また、音圧センサを吸気マニホールドに取り付けた場合には、爆発音を発生するエンジンに近くなるため脈動の変動が大きくなり、スピーカーが発生する音が荒々しい刺激のある音になるという問題がある。さらに、音圧センサとしてマイクロフォンを用いて、エアクリーナおよびエアクリーナの外気取り入れ口に取り付けた場合には、外部からの音も検出するようになり好ましいエンジンの吸気音を得ることが難しいという問題も生じる。 However, in the above-described conventional vehicle acoustic device, the sound pressure sensor is attached to the outside air intake port of the air cleaner and the outside air intake port of the air duct arranged on the upstream side of the air cleaner, or the intake manifold. For this reason, when the sound pressure sensor is attached to the air cleaner and the outside air intake port of the air cleaner, the intake sound is reduced and it is difficult to detect the sound pressure of the intake sound. As a result, a highly accurate device is required as a device for reproducing the intake sound. In addition, when the sound pressure sensor is attached to the intake manifold, the fluctuation of the pulsation increases because it is close to the engine that generates the explosion sound, and the sound generated by the speaker becomes a sound with rough stimulation. is there. Further, when a microphone is used as a sound pressure sensor and attached to an air cleaner and an outside air intake port of the air cleaner, a sound from the outside is also detected, and it is difficult to obtain a preferable engine intake sound.
本発明は、前述した問題に対処するためになされたもので、その目的は、実際のエンジンの吸気音に近く心地よい音を車内に発生できる車両用音響装置を提供することである。なお、下記本発明の各構成要件の記載においては、本発明の理解を容易にするために、実施形態の対応箇所の符号を括弧内に記載しているが、本発明の構成要件は、実施形態の符号によって示された対応箇所の構成に限定解釈されるべきものではない。 The present invention has been made to address the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle acoustic device that can generate a comfortable sound close to an actual engine intake sound in the vehicle. In the description of each constituent element of the present invention below, the reference numerals of corresponding portions of the embodiment are shown in parentheses in order to facilitate understanding of the present invention. The present invention should not be construed as being limited to the configurations of the corresponding portions indicated by the reference numerals of the forms.
前述した目的を達成するため、本発明に係る車両用音響装置の構成上の特徴は、車両(10,40,50,60,70)のエンジン(12,42,52)の吸気音を車内の乗員に伝えるための車両用音響装置(20)において、外部の空気を取り込む吸気口側に設けられたエアクリーナ(16)と、エンジン側に設けられたスロットルボディ(17)とを接続する吸気ダクト(15)における中央よりもエアクリーナ側部分に設けられエンジンの吸気脈動の圧力変動を検出し圧力信号として出力する圧力センサ(21)と、車両の運転状態に応じて音圧信号を変化させる処理を行う信号処理部(23)と、車両内に設置され信号処理部によって処理された音圧信号をエンジンの吸気音として出力するスピーカー(26a,26b,46a,46b,56,66a,66b,76a,76b)とを備えたことにある。 In order to achieve the above-mentioned object, the structural feature of the vehicle acoustic device according to the present invention is that the intake sound of the engine (12, 42, 52) of the vehicle (10, 40, 50, 60, 70) In the vehicle acoustic device (20) for transmitting to an occupant, an air intake duct (16) connecting an air cleaner (16) provided on the intake port side for taking in external air and a throttle body (17) provided on the engine side 15) A pressure sensor (21) provided in the air cleaner side portion from the center and detecting the pressure fluctuation of the intake pulsation of the engine and outputting it as a pressure signal, and a process of changing the sound pressure signal according to the driving state of the vehicle A signal processor (23) and speakers (26a, 26b, 46a, 4) that output sound pressure signals installed in the vehicle and processed by the signal processor as engine intake sounds. b, 56,66a, 66b, 76a, 76b) and that with a certain.
本発明に係る車両用音響装置によると、運転者の操作による運転状況に応じたエンジンの吸気音を、外部に対しては小さな音で放出しながら車内でははっきりと聞くことができる。また、本発明では、圧力センサを、スロットルボディとエアクリーナとを接続する吸気ダクトのエアクリーナ側部分に設けたため、走行風などの車外の音やエンジンの駆動音、爆発音の影響を受けることなく、吸気脈動の圧力変動を効果的に検出できるようになり、これによって、乗員が車内で聞く音が実際のエンジンの吸気音に近いものになる。なお、車両の走行中に、実際に、聞こえるエンジン音は、エアクリーナの上流の外部側から聞こえるものであり、本発明によると、スピーカーから発生する吸気音がその実際の吸気音に近いものになる。 According to the vehicle acoustic device of the present invention, it is possible to clearly hear the engine intake sound according to the driving situation by the driver's operation in the vehicle while emitting the sound to the outside with a small sound. Further, in the present invention, since the pressure sensor is provided on the air cleaner side portion of the intake duct connecting the throttle body and the air cleaner, it is not affected by sound outside the vehicle such as traveling wind, driving sound of the engine, and explosion sound, It becomes possible to effectively detect the pressure fluctuation of the intake pulsation, so that the sound heard by the occupant in the vehicle is close to the actual intake sound of the engine. It should be noted that the engine sound that can be actually heard while the vehicle is running is heard from outside the upstream side of the air cleaner, and according to the present invention, the intake sound generated from the speaker is close to the actual intake sound. .
本発明に係る車両用音響装置の他の構成上の特徴は、吸気ダクトにおけるエアクリーナの近傍に空気の流量を検出するエアフローメータ(18)を設置して、圧力センサをエアフローメータからスロットルボディに向かって20cm以内の部分に設けたことにある。本発明によると、吸気ダクト内で生じる吸気圧の脈動を少ないノイズで圧力センサで検出することができる。吸気ダクトとしては種々の長さのものがあるが、実験結果によると、短い吸気ダクトを用いた場合でも、圧力センサをエアフローメータからスロットルボディに向かって20cm以内の部分に設けた場合に、良好な結果を得ることができた。 Another structural feature of the vehicle acoustic device according to the present invention is that an air flow meter (18) for detecting the air flow rate is installed in the vicinity of the air cleaner in the intake duct, and the pressure sensor is directed from the air flow meter toward the throttle body. Is provided in a portion within 20 cm. According to the present invention, the pulsation of the intake pressure generated in the intake duct can be detected by the pressure sensor with less noise. There are various lengths of intake ducts, but according to the experimental results, even if a short intake duct is used, it is good when the pressure sensor is provided within 20 cm from the air flow meter toward the throttle body. I was able to get a good result.
本発明に係る車両用音響装置のさらに他の構成上の特徴は、吸気ダクトの外周部から外側に向かって延びる管状の連通部(21a)を設けて連通部の先端に圧力センサを設置し、連通部における吸気ダクト側の基端部と、圧力センサに備わっている感圧部との間の距離を4cm以内に設定したことにある。 Still another structural feature of the vehicle acoustic device according to the present invention is that a tubular communication portion (21a) extending outward from the outer peripheral portion of the intake duct is provided, and a pressure sensor is installed at the tip of the communication portion, The distance between the base end portion on the intake duct side in the communication portion and the pressure sensitive portion provided in the pressure sensor is set within 4 cm.
圧力センサが検出する周波数が、例えば、2kヘルツ以上の場合には、乗員にとって不快な音が発生することがある。このため、本発明においては、不快な音の発生を防止するため、圧力センサとしては感度範囲が1ヘルツから2kヘルツのものを用いることが好ましい。そして、この感度範囲の場合、吸気ダクトと圧力センサとを接続する連通部の長さを4cm以内にすることにより、吸気ダクトと圧力センサとの間に共振が生じることを防止できる。 When the frequency detected by the pressure sensor is 2 kHz or more, for example, a sound uncomfortable for the passenger may be generated. For this reason, in the present invention, in order to prevent generation of unpleasant sound, it is preferable to use a pressure sensor having a sensitivity range of 1 to 2 kHz. In the case of this sensitivity range, it is possible to prevent resonance between the intake duct and the pressure sensor by making the length of the communication portion connecting the intake duct and the pressure sensor within 4 cm.
すなわち、吸気音の音速を340m/秒とし、吸気音の周波数を2kヘルツとしたとき、波長は340m/2000ヘルツであるから、170mmとなる。そして、吸気ダクトと圧力センサを接続する連通部のように一方が開口して他方が閉塞された管体の場合、共振が発生するのは、長さが波長の1/4以上の場合であるため、42.5mm以上の場合となる。このため、多少の余裕を考慮して、吸気ダクトと、圧力センサの感圧部との間の距離を4cm以内に設定することにより、求めようとしている周波数の1/4波長よりも短くすることができ、これによって共振の発生を防止できる。本発明によると、連通部を介して圧力センサを設けることによって、圧力センサの検出に悪影響が生じることを防止できる。 That is, when the sound speed of the intake sound is 340 m / sec and the frequency of the intake sound is 2 k Hertz, the wavelength is 340 m / 2000 Hertz, so it is 170 mm. And, in the case of a tubular body that is open at one end and closed at the other, such as a communicating portion that connects the intake duct and the pressure sensor, resonance occurs when the length is ¼ or more of the wavelength. Therefore, it becomes a case of 42.5 mm or more. For this reason, in consideration of some allowance, the distance between the intake duct and the pressure sensing part of the pressure sensor should be set within 4 cm so as to be shorter than a quarter wavelength of the frequency to be obtained. This can prevent the occurrence of resonance. According to the present invention, it is possible to prevent the detection of the pressure sensor from being adversely affected by providing the pressure sensor via the communication portion.
本発明に係る車両用音響装置のさらに他の構成上の特徴は、圧力センサが正圧と負圧との双方を計測するものであることにある。圧力センサとして負圧のみ計測できるものを用いた場合には、アクセルを急に踏み込んだときなどに、正圧の領域が発生すると、スピーカーが発生する音に割れが生じることがある。本発明では、圧力センサが正圧と負圧との双方を計測することにより、全負荷過渡期においても吸気脈動を消去することなく忠実に検出することができる。 Still another structural feature of the vehicle acoustic device according to the present invention is that the pressure sensor measures both positive pressure and negative pressure. When a pressure sensor that can only measure negative pressure is used, if a positive pressure region occurs when the accelerator is stepped on suddenly, the sound generated by the speaker may be cracked. In the present invention, the pressure sensor measures both the positive pressure and the negative pressure, so that it is possible to detect the intake pulsation faithfully without erasing the intake pulsation even in the full load transient period.
本発明に係る車両用音響装置のさらに他の構成上の特徴は、スピーカーを車両におけるエンジンが配置された方向から車室内に向かう方向に吸気音を発生できるように配置したことにある。本発明によると、スピーカーから発生される吸気音が、エンジンが配置された方向から聞こえるようになるため、実際のエンジンの吸気音が聞こえるように感じることができる。また、本発明においては、スピーカーを運転席に向けて配置することが好ましく、これによると、運転席に座る運転者に向かってスピーカーから吸気音が発生するため、運転手には直接吸気音が聞こえるようになり操縦感覚が増す。 Still another structural feature of the vehicle acoustic device according to the present invention is that the speaker is arranged so as to generate an intake sound in a direction from the direction in which the engine in the vehicle is arranged toward the vehicle interior. According to the present invention, since the intake sound generated from the speaker can be heard from the direction in which the engine is disposed, it can be felt that the actual intake sound of the engine can be heard. Further, in the present invention, it is preferable that the speaker is arranged facing the driver's seat. According to this, since the intake sound is generated from the speaker toward the driver sitting in the driver's seat, the driver directly hears the intake sound. It becomes audible and the feeling of maneuvering increases.
本発明に係る車両用音響装置のさらに他の構成上の特徴は、スピーカーを奇数個設け、そのうちの一つのスピーカー(56)を車両の幅方向の中央部分に配置したことにある。スピーカーの数としては奇数でも偶数でもよいが、奇数にする場合には、一つのスピーカーを車両の幅方向の中央に配置する。これによって、吸気音が車両の幅方向の一方から聞こえてくることがなくなり吸気音が聞こえてくる方向のバランスがよくなる。 Still another structural feature of the vehicular audio apparatus according to the present invention is that an odd number of speakers are provided, and one of the speakers (56) is arranged at the center in the width direction of the vehicle. The number of speakers may be an odd number or an even number, but in the case of an odd number, one speaker is arranged at the center in the vehicle width direction. As a result, the intake sound is not heard from one side in the vehicle width direction, and the balance in the direction in which the intake sound is heard is improved.
本発明に係る車両用音響装置のさらに他の構成上の特徴は、オーディオ用スピーカーのような車室内に直接むき出しにした配置も考えられるが、スピーカーを車両の車室前部に位置するダッシュボード(71)内に配置したことにある。この場合、スピーカーはダッシュボードの壁面等、車体側の部分に直接固定することが好ましい。本発明によると、車体の奥側から吸気音が聞こえるようになり、吸気音の変動感が自然になる。また、車体の振動伝播を利用して車体全体から吸気音を感じることができる。 As another structural feature of the vehicle acoustic device according to the present invention, an arrangement in which the speaker is directly exposed in the vehicle interior, such as an audio speaker, is conceivable, but the dashboard is located at the front of the vehicle interior of the vehicle. (71). In this case, it is preferable that the speaker is directly fixed to a part on the vehicle body side such as a wall surface of the dashboard. According to the present invention, the intake sound can be heard from the back side of the vehicle body, and the fluctuation feeling of the intake sound becomes natural. In addition, intake noise can be felt from the entire vehicle body using vibration propagation of the vehicle body.
本発明に係る車両用音響装置のさらに他の構成上の特徴は、エンジンの回転数を検出する回転センサおよびスロットルボディに備わっているスロットルバルブの開度を検出する開度センサを備え、信号処理部が、回転センサが検出するエンジンの回転数および開度センサが検出するスロットル開度を用いて音圧信号を変化させる処理を行うことにある。 Still another structural feature of the vehicle acoustic device according to the present invention includes a rotation sensor that detects the engine speed and an opening sensor that detects the opening of a throttle valve provided in the throttle body, and performs signal processing. Is to perform a process of changing the sound pressure signal using the engine speed detected by the rotation sensor and the throttle opening detected by the opening sensor.
本発明によると、スピーカーから出力する吸気音を、実際のエンジンの吸気音に近い減衰特性や、透過損失を備えた吸気音として車室内に再生することができる。なお、エンジンの回転数およびスロットル開度は、音圧レベルや次数成分を増幅させるパラメータとして用いることが好ましい。また、開度センサとしては、直接スロットルバルブの回転角度を検出するセンサや、アクセルの踏込量をスロットル開度として検出するセンサを用いることができる。さらに、信号処理部によって行われる音圧信号を変化させる処理には、車速センサが検出する車速をパラメータとして加えることもできる。 According to the present invention, the intake sound output from the speaker can be reproduced in the vehicle interior as an intake sound having an attenuation characteristic close to that of an actual engine intake sound and transmission loss. The engine speed and the throttle opening are preferably used as parameters for amplifying the sound pressure level and the order component. As the opening sensor, a sensor that directly detects the rotation angle of the throttle valve or a sensor that detects the amount of accelerator depression as the throttle opening can be used. Furthermore, the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor can be added as a parameter to the process of changing the sound pressure signal performed by the signal processing unit.
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態を図面を用いて説明する。図1は、同実施形態に係る車両用音響装置20(図3参照)を備えた自動車10の概略を示している。この自動車10は、車体11の前部中央にエンジン12が配置されたFF(フロントエンジン・フロントドライブ)車、またはFR(フロントエンジン・リアドライブ)車で構成されており、車体11の前後の左右にそれぞれ設けられた一対の前輪と後輪(図示せず)およびハンドル13を備えている。また、図2に示したように、エンジン12には、サージタンク14および吸気ダクト15を介してエアクリーナ16が接続されており、サージタンク14と吸気ダクト15との連結部分にスロットルボディ17が設置され、吸気ダクト15におけるエアクリーナ16側の端部にはエアフローメータ18が設置されている。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows an
外部の空気は外部側に設けられたエアダクトを介してエアクリーナ16内に取り込まれ、エアクリーナ16内で異物を除去されて吸気ダクト15に送られる。スロットルボディ17内には、軸を中心として回転することによりスロットルボディ17内の通気路を開閉するスロットルバルブが配置されており、吸気ダクト15内を通過する空気は、スロットルバルブの開度に応じてサージタンク14内に吸引される。サージタンク14は、空気を一時的に蓄えて流量変動を緩和し、エンジン12が備える複数の気筒に対する空気の供給量を均等化する。そして、エンジン12は、燃料系から供給される燃料に空気を混合させて爆発を生じさせることにより駆動力を発生する。エアフローメータ18は、エアクリーナ16から吸気ダクト15に流れる空気の流量を検出する。
External air is taken into the
車両用音響装置20は、図3に示したように、圧力センサ21、A/D変換器22、信号処理部23、D/A変換器24、増幅器25およびスピーカー26a,26bを備えており、信号処理部23には、制御部27が接続されている。さらに、車両用音響装置20には、制御部27に接続された回転センサ28、開度センサ29、車速センサ31、切替スイッチ32およびメモリ部27aも備わっている。圧力センサ21は、吸気ダクト15におけるエアフローメータ18の近傍部分(図2参照)に、図4に示した管状の連通部21aによって接続されている。この圧力センサ21は、吸気ダクト15内を流れる空気の圧力を電圧として検出するものである。
As shown in FIG. 3, the vehicle
図5は、圧力センサ21の圧力特性を表しており、圧力センサ21に負荷される圧力とそれによって生じる電圧とが比例することが示されている。また、圧力センサ21は、正圧と負圧の双方を検出するセンサで構成されており、図6の実線は、圧力センサ21で圧力を検出したときの圧力と時間との関係を示した出力波形である。なお、図6の破線は、実線で示した圧力と同じ圧力を負圧のみを検出する圧力センサを用いて検出した場合の圧力と時間との関係を示した出力波形であり、これによると圧力が「0」以上の値はすべてカットされる。また、この圧力センサ21の感度範囲は、1ヘルツから2kヘルツの間である。
FIG. 5 shows the pressure characteristics of the
連通部21aは、内径が3mm、外径が6mm、長さが4cmの可撓性を備えた樹脂製の管で構成されており、内部を吸気ダクト15内に連通させて吸気ダクト15の外周上部から上方に向かって延びている。そして、連通部21aの上端に圧力センサ21が取り付けられている。圧力センサ21は感圧部を連通部21a内に向けて連通部21aの上端を閉塞している。また、連通部21aの基端部の中心部は、エアフローメータ18から20cm以内の部分に位置している。圧力センサ21が検出する圧力脈動は電気信号としてA/D変換器22に送られ、A/D変換器22でデジタル信号に変換されて信号処理部23に送られる。
The
信号処理部23は、A/D変換器22から送られるデジタル信号をフィルタリングして周波数特性を変更させるものであり、フィルタ23a,23bを備えている。フィルタ23aは、例えば、図7に示した複数のフィルタa,b等からなっている。図7に実線で示したフィルタaは、低周波数の領域と高周波数の領域とでそれぞれゲインを上げ、その間の領域ではゲインを下げている。また、図7に破線で示したフィルタbは、低周波数の領域と高周波数の領域とでそれぞれゲインを下げ、その間の領域ではゲインを上げている。図示は省略しているが、フィルタ23aには、フィルタa,b以外のフィルタも含まれており、これらのフィルタの中の任意のフィルタを選択することができる。
The
そして、例えば、図7のフィルタa,bのうちの一方を選択することにより、音質をノーマルタイプの車のエンジン音にしたりスポーツタイプの車のエンジン音にしたりするなど種々の変更ができる。フィルタ23bは、フィルタ23aのフィルタ特性の全体のゲインを変更するもので、例えば、図8に示したマップで構成されている。このマップは、回転センサ28が検出するエンジン12の回転速度と、開度センサ29が検出するスロットルバルブの開度とに基づいて、フィルタ23aのゲインを全体的に上げる。
For example, by selecting one of the filters a and b in FIG. 7, various changes can be made such as changing the sound quality to the engine sound of a normal type car or the engine sound of a sport type car. The
図8のマップでは、横軸に示されたエンジン回転数rpmの最小値(0)と最大値との間を4等分するとともに、縦軸に示されたスロットル開度の最小値(0)と最大値(100)との間を5等分して、各エンジン回転数の領域と各スロットル開度の領域との交差する領域に増加させるゲインが記載されている。そして、このマップによって、エンジン回転数とスロットル開度から求められる数値をもとに補間して、フィルタ23aのゲインが全体的に増加される。信号処理部23で、処理されたデジタル信号は、D/A変換器24でアナログ信号に変換され、増幅器25で増幅されたのちに、スピーカー26a,26bから発音される。
In the map of FIG. 8, the interval between the minimum value (0) and the maximum value of the engine speed rpm shown on the horizontal axis is divided into four equal parts, and the minimum value (0) of the throttle opening shown on the vertical axis. And the maximum value (100) are divided into five equal parts, and a gain that is increased in a region where each engine speed region and each throttle opening region intersect is described. Then, by using this map, the gain of the
スピーカー26a,26bは車体11の前部の左右に設けられており、図1に示したように、スピーカー26aは、車体11の前部に設けられたダッシュボードの左側に設けられた小物入れの内部に設置され、スピーカー26bは、ダッシュボードの右側の壁面パネルの内部に設置されている。スピーカー26a,26bは、ともにエンジン12側から車内に向かって発音できる向きに設置されている。
The
制御部27は、メモリ部27aに接続されており、メモリ部27aには、車両用音響装置20を制御するための制御プログラムや、各種のデータなどが記憶されている。そして、制御部27は、後述する各センサからの信号に基づいてメモリ部27aに記憶された制御プログラムを実行する。回転センサ28は、エンジン12の近傍に設置されてエンジン12の回転速度を検出し、その検出値を信号として制御部27に送る。開度センサ29はスロットルバルブの軸に設置されて、軸の回転角をスロットルバルブの開度として検出し、その検出値を信号として制御部27に送る。
The
車速センサ31は、変速機に設置されて、自動車10の走行速度を検出し、その検出値を信号として制御部27に送る。また、切替スイッチ32は、車体11の前部のダッシュボードの表面に設置され、操作されることによりフィルタ23aの中の任意のフィルタを選択する。なお、図示は、省略しているが、車両用音響装置20には、車両用音響装置20をオンオフするためのメインスイッチ、スピーカー26a,26bの全体的な音量を調節するための操作子およびスピーカー26a,26bから発音される音の音量バランスを変更して音の定位を調整する定位操作子などが備わっている。また、切替スイッチ32は、無線を用いた遠隔操作をすることができ、例えば携帯電話を用いてフィルタ23aの切替ができる。信号処理部23は、携帯電話等を介して書き換えることができる。
The
つぎに、以上のように構成された自動車10の走行時に、車両用音響装置20を作動させてスピーカー26a,26bからエンジン12の吸気音を発音させるときの操作および制御部27が行う制御について説明する。まず、切替スイッチ32を操作して、フィルタ23aの中の任意のフィルタを選択する。つぎに、始動スイッチをオン状態にしてエンジン12を作動させるとともに、車両用音響装置20のメインスイッチをオン状態にする。そして、アクセルを踏んで自動車10を走行させる。これによって、制御部27は、回転センサ28と開度センサ29から送られてくる検出値に基づいて、フィルタ23bから増幅させるゲインの値を決定して、その値をフィルタ23aの中の選択したフィルタに加える。また、走行中、切替スイッチ32を操作して、フィルタ23aを変更することも可能である。
Next, when the
これによって、圧力センサ21が検出した圧力脈動は、信号処理部23によって処理され、スピーカー26a,26bは信号処理部23によって処理されたフィルタ特性に応じて発音する。このスピーカー26a,26bから発音される吸気音は、圧力センサ21、回転センサ28および開度センサ29の検出値の変化にしたがって変化していく。また、このスピーカー26a,26bから発音される吸気音は、自動車10の窓を閉めた状態では、車外に対しては殆ど漏れることなく車内の乗員にのみ聞こえる。
As a result, the pressure pulsation detected by the
このように、本実施形態に係る車両用音響装置20では、圧力センサ21を、吸気ダクト15におけるエアフローメータ18の近傍部分に設けている。このため、エンジン12に近すぎて爆発音の影響を受けたり、外部に近すぎて吸気音の音圧を検出しにくくなったりすることがなく、エンジン12の自然な吸気音の脈動を効果的に検出できるようになる。これによって、スピーカー26a,26bから発生される吸気音が実際のエンジン12の吸気音に近いものになる。なお、連通部21aの基端部の中心部とエアフローメータ18との間の長さは実験から求めたものである。この実験では、吸気ダクト15の長さを、最短長さとして40cmに設定した場合に、連通部21aの基端部の中心部とエアフローメータ18との間の長さを20cm以内にしたときに良好な結果を得ることができた。
Thus, in the vehicle
また、本実施形態では、圧力センサ21として、感度範囲が1ヘルツから2kヘルツのものを用い、この圧力センサ21を長さが4cmの管状の連通部21aで吸気ダクト15の外周部に接続している。このように、圧力センサ21の感度範囲を1ヘルツから2kヘルツにすることにより、乗員にとって不快な音を除いて快適な音だけをスピーカー26a,26bに発生させることができるとともに、連通部21aの長さを4cmに設定することにより、連通部21a内で共振が生じることを防止できる。
In this embodiment, a
すなわち、連通部21aのように吸気ダクト15側の基端部が開口して先端部が圧力センサ21によって閉塞された管体の場合、共振が発生するのは、長さが波長の1/4以上の場合であるため、連通部21aの長さを4cmに設定することにより、求めようとしている周波数の1/4波長よりも短くすることができる。これによって共振の発生を防止でき、圧力センサ21を連通部21aを介して設けることによって、圧力センサ21の検出に悪影響が生じることを防止できる。さらに、連通部21aを吸気ダクト15の外周面上部から上方に向けて延ばしたため、吸気ダクト15の内部にオイルが溜まっても、そのオイルが圧力センサ21側に流れることを防止できる。また、圧力センサ21が正圧と負圧との双方を計測できるため、すべての吸気脈動を消去することなく忠実に取り出すことができる。
That is, in the case of a tubular body in which the proximal end portion on the
さらに、スピーカー26a,26bを、車体11の前部のダッシュボードの左右両側に配置して、エンジン12側から車内に向かって発音できるようにしたため、スピーカー26a,26bから発生される吸気音が、エンジン12の方向から聞こえるようになり、実際のエンジン12の吸気音が聞こえるように感じることができる。
Furthermore, because the
また、本実施形態では、音圧信号を増幅するためのフィルタ23bのマップを、回転センサ28が検出するエンジンの回転数と開度センサ29が検出するスロットル開度とに基づいたものにしているため、スピーカー26a,26bから出力される音を、実際のエンジン12の吸気音に近い減衰特性や、透過損失を備えた音として再生することができる。さらに、フィルタ23aには、複数のフィルタが含まれこの中の任意のフィルタを選択できるため、スピーカー26a,26bから出力される音を任意のものに変更できるとともに、その音量や音の定位も変更することができる。
In this embodiment, the map of the
(第2実施形態)
図9は、本発明の第2実施形態に係る車両用音響装置を備えた自動車40の概略を示している。この自動車40は、車体41の後部中央にエンジン42が配置されたMR(ミッドシップエンジン・リアドライブ)車、またはRR(リアエンジン・リアドライブ)車で構成されている。そして、一対のスピーカー46a,46bが、車体41の後部座席の後方の左右に設けられている。スピーカー46a,46bは、ともにエンジン42側から車内に向かって発音できる向きに設置されている。また、回転センサ48はエンジン42に設けられている。スロットルバルブの開度を検出する開度センサは、スロットルボディに設けられている。この自動車40に備わっている車両用音響装置のそれ以外の部分の構成については、前述した車両用音響装置20と同一である。したがって、同一部分に同一符号を記して説明は省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 9 schematically shows an
本実施形態によると、スピーカー46a,46bを、車体41の後部座席の後方の左右両側に配置して、車体41の後部に設置されたエンジン42側から車内に向かって発音できるようにしたため、スピーカー46a,46bから発生される吸気音が、エンジン42の方向から聞こえるようになり、実際のエンジン42の吸気音が聞こえるように感じることができる。この第2実施形態に係る車両用音響装置のそれ以外の作用効果については、前述した車両用音響装置20と同様である。
According to the present embodiment, the
(第3実施形態)
図10は、本発明の第3実施形態に係る車両用音響装置を備えた自動車50の概略を示している。この自動車50は、前述した第1実施形態の自動車10と同様、車体51の前部中央にエンジン52が配置されたFF車、またはFR車で構成されている。そして、自動車10のスピーカー26a,26bに代えて、1個のスピーカー56が、車体51の前部のダッシュボードに設けられている。スピーカー56は、エンジン52側から車内に向かって発音できる向きに設置されている。この自動車50に備わっている車両用音響装置のそれ以外の部分の構成については、前述した車両用音響装置20と同一である。したがって、同一部分に同一符号を記して説明は省略する。
(Third embodiment)
FIG. 10 shows an outline of an
本実施形態によると、スピーカー56を、車体51の前部のダッシュボードに配置して、車体51の前部に設置されたエンジン52側から車内に向かって発音できるようにしたため、スピーカー56から発生される吸気音が、左右にばらつくことがなくなり、バランスよく聞こえるようになる。この第3実施形態に係る車両用音響装置のそれ以外の作用効果については、前述した車両用音響装置20と同様である。
According to the present embodiment, the
(第4実施形態)
図11は、本発明の第4実施形態に係る車両用音響装置を備えた自動車60の概略を示している。この自動車60は、前述した第1実施形態の自動車10と同じ、FF車、またはFR車で構成されており、自動車10に、さらに、一対のスピーカー66a,66bを設けた構成をしている。スピーカー66aは前部の左ドアに室内に向けて設置され、スピーカー66bは前部の右ドアに室内に向けて設置されている。この自動車60に備わっている車両用音響装置のそれ以外の部分の構成については、前述した車両用音響装置20と同一である。したがって、同一部分に同一符号を記して説明は省略する。
(Fourth embodiment)
FIG. 11 schematically shows an
本実施形態によると、スピーカー26a,26bから発生される吸気音が、エンジン12の方向から聞こえるとともに、スピーカー66a,66bから発生される吸気音が、車体11の左右から聞こえるため、立体感のある吸気音を聞くことができる。この第4実施形態に係る車両用音響装置のそれ以外の作用効果については、前述した車両用音響装置20と同様である。
According to the present embodiment, the intake sound generated from the
(第5実施形態)
図12は、本発明の第5実施形態に係る車両用音響装置を備えた自動車70の概略を示している。この自動車70は、前述した第1実施形態の自動車10と同じ、FF車、またはFR車で構成されており、自動車10のスピーカー26a,26bに代えて、スピーカー76a,76bを設けた構成をしている。スピーカー76a,76bは、ダッシュボード71内に設置されている。この自動車70に備わっている車両用音響装置のそれ以外の部分の構成については、前述した車両用音響装置20と同一である。したがって、同一部分に同一符号を記して説明は省略する。
(Fifth embodiment)
FIG. 12 shows an outline of an
本実施形態によると、車体11の奥側から吸気音が聞こえるようになり、吸気音の変動感が自然になる。また、車体11の振動伝播を利用して車体11の全体から吸気音を感じることができる。この第5実施形態に係る車両用音響装置のそれ以外の作用効果については、前述した車両用音響装置20と同様である。
According to the present embodiment, the intake sound can be heard from the back side of the
また、本発明に係る車両用音響装置は、前述した実施形態に限定するものでなく、適宜変更して実施することができる。例えば、前述した実施形態では、信号処理部23が、回転センサ28が検出するエンジン回転数および開度センサ29が検出するスロットル開度を用いて音圧信号を変化させる処理を行っているが、この処理には、車速センサ31が検出する車速をパラメータとして加えることもできる。また、前述した各スピーカー26a,26b等は、車両用音響装置20の専用スピーカーとして設けてもよいし、自動車10等に備わっているオーディオ用のスピーカーと併用してもよい。
The vehicle acoustic device according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented with appropriate modifications. For example, in the above-described embodiment, the
10,40,50,60,70,…自動車、12,42,52…エンジン、15…吸気ダクト、16…エアクリーナ、17…スロットルボディ、18…エアフローメータ、20…車両用音響装置、21…圧力センサ、21a…連通部、23…信号処理部、26a,26b,46a,46b,56,66a,66b,76a,76b…スピーカー、28…回転センサ、29…開度センサ、71…ダッシュボード。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
外部の空気を取り込む吸気口側に設けられたエアクリーナと、前記エンジン側に設けられたスロットルボディとを接続する吸気ダクトにおける中央よりも前記エアクリーナ側部分に設けられ前記エンジンの吸気脈動の圧力を検出し圧力信号として出力する圧力センサと、
前記車両の運転状態に応じて前記圧力信号を変化させる処理を行う信号処理部と、
前記車両内に設置され前記信号処理部によって処理された音圧信号を前記エンジンの吸気音として出力するスピーカーと
を備えたことを特徴とする車両用音響装置。 In the vehicle acoustic device for transmitting the intake sound of the vehicle engine to the passengers in the vehicle,
Detects the pressure of the intake air pulsation of the engine provided in the air cleaner side part from the center of the air intake duct connecting the air cleaner provided on the intake port side for taking in external air and the throttle body provided on the engine side A pressure sensor that outputs a pressure signal;
A signal processing unit that performs a process of changing the pressure signal according to the driving state of the vehicle;
A vehicle acoustic device comprising: a speaker installed in the vehicle and outputting a sound pressure signal processed by the signal processing unit as an intake sound of the engine.
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