JP5004472B2 - 音制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車室内の音を制御する音制御装置に関する。
車室内に到達するエンジン音を低減させて車室内の静寂を確保する技術として、エンジン音と逆相等音圧のキャンセル音を車室内に出力するＡＮＣ（Active Noise Control）と称されるものがある（例えば、特許文献１参照）。一方、近年、車室内に任意のエンジン音を出力させて運転者等が爽快感を得ることができるようにする技術として、エンジンの回転数に応じた擬似エンジン音を車室内に出力するＡＳＣ（Active Sound Control）と称されるものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平６−１７５６６７号公報 特開平６−２８９８８７号公報
しかし、従来は、ＡＮＣによる音制御とＡＳＣによる音制御とは、別個の装置によって行われていたため、ＡＮＣによる音制御とＡＳＣによる音制御の双方を可能とする場合、装置全体の大型化を招いていた。このような装置の大型化は、特に車両等の空間が限られている場所に設置する場合に問題となる。
本発明の目的は、上述した問題を解決するものであり、装置の小型化を図り、簡易にＡＮＣによる音制御とＡＳＣによる音制御の双方を行うことが可能な音制御装置を提供するものである。
本発明の音制御装置は、車両に設けられ、車室内の音を制御するものであって、エンジン回転数が第１の範囲である場合に、前記エンジン回転数に基づいて、エンジン音をキャンセルするキャンセル音に対応する信号を生成するキャンセル音信号生成手段と、前記エンジン回転数が前記第１の範囲と重複しない第２の範囲である場合に、前記エンジン回転数に基づいて、擬似エンジン音に対応する信号を生成する擬似エンジン音信号生成手段とを有することを特徴とする。
この構成によれば、１つの装置によってエンジン音をキャンセルするＡＮＣによる音制御と、擬似エンジン音を出力するＡＳＣによる音制御の双方が可能となり、装置の小型化が図られる。
また、本発明の音制御装置は、車両に設けられ、車室内の音を制御するものであって、エンジン回転数に基づいて、エンジン音をキャンセルするキャンセル音に対応する信号と、擬似エンジン音に対応する信号とを選択的に生成する音信号生成手段と、前記音信号生成手段により生成された前記キャンセル音に対応する信号と、前記擬似エンジン音に対応する信号とを入力し、前記キャンセル音に対応する信号のみを減衰させる減衰手段とを有することを特徴とする。
この構成によれば、音信号生成手段がＡＮＣによる音制御とＡＳＣによる音制御とで共用されるとともに、減衰手段がＡＮＣによる音制御の際にのみ減衰動作を行うようにすることで、１つの装置によってＡＮＣによる音制御とＡＳＣによる音制御の双方が可能となり、装置の小型化が図られる。
また、一般に擬似エンジン音に対応する信号はレベルが高く、キャンセル音に対応する信号はレベルが低いために、音信号生成手段における音信号のダイナミックレンジは大きくなる。このように、キャンセル音のレベルが低いと、量子化ノイズが無視出来なくなる場合がある。これに対し、この構成によれば、音生成手段がキャンセル音に対応する信号をレベルの高いまま出力し、後段の減衰手段によって減衰させるようにすることで、音信号生成手段における音信号のレベルを上げる事ができ、量子化ノイズを低減させる事ができる。
同様の観点から、本発明の音制御装置は、前記エンジン回転数に基づいて、前記減衰手段の動作を制御する制御手段を有するようにしてもよい。
更に同様の観点から、本発明の音制御装置は、前記減衰手段が、一端が前記音信号生成手段の出力端に接続され、他端が接地されたスイッチを有し、前記制御手段が、前記音信号生成手段により生成された前記キャンセル音に対応する信号を減衰させる場合に、前記スイッチをオン状態とするようにしてもよい。
本発明によれば、１つの装置によってエンジン音をキャンセルするＡＮＣによる音制御と、擬似エンジン音を出力するＡＳＣによる音制御の双方が可能となり、装置の小型化が図られる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
図１は、本発明の実施形態にかかる音制御装置の構成を示す図である。図１に示す音制御装置１０は、ＡＮＣによる音制御を行ってキャンセル音を車室内に出力させるとともに、ＡＳＣによる音制御を行って擬似エンジン音を車室内に出力させるものであり、マイクロコンピュータ１２、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１４、アッテネータ（ＡＴＴ）１６、アンプ（ＡＭＰ）１８、マイクロホン１９及びエンジン制御部２０により構成される。
マイクロコンピュータ１２は、エンジン制御部２０からのエンジン回転数の情報を入力し、当該エンジン回転数に基づいて、ＡＮＣによる音制御におけるキャンセル音に対応する信号、及び、ＡＳＣ制御による音制御における擬似エンジン音に対応する信号を選択的に生成する。
図２は、エンジン回転数とＡＮＣによる音制御及びＡＳＣによる音制御との対応関係を示す図である。図２の例では、マイクロコンピュータ１２は、エンジン回転数が２５００ｒｐｍ以下の場合にはＡＮＣによる音制御を行ってキャンセル音に対応する信号を生成し、３０００ｒｐｍ以上の場合にはＡＳＣによる音制御を行って擬似エンジン音に対応する信号を生成する。また、エンジン回転数が２５００ｒｐｍから３０００ｒｐｍでは、マイクロコンピュータ１２は、ＡＮＣによる音制御とＡＳＣによる音制御のいずれも行わない。
マイクロホン１９は、車室内に設置されており、当該車室内に到達するエンジン音を検出する。マイクロコンピュータ１２は、ＡＮＣによる音制御を行う場合、このマイクロホン１９により検出されたエンジン音の周波数及びレベルを検出する。そして、マイクロコンピュータ１２は、その検出したエンジン音と逆相でレベルが所定倍（ｎ倍）となるキャンセル音に対応する信号を生成する。
また、マイクロコンピュータ１２は、内蔵するメモリ（図示せず）にエンジン回転数と出力信号との対応関係を示すテーブルを保持している。図３は、エンジン回転数と出力信号との対応関係を示すテーブルの一例を示す図である。出力信号は、周波数とレベルにより一意に特定される。マイクロコンピュータ１２は、ＡＳＣによる音制御を行う場合、このテーブルの内容を参照して、エンジン制御部２０からのエンジン回転数に対応する出力信号の周波数及びレベルを取得する。そして、マイクロコンピュータ１２は、取得した周波数及びレベルを有する擬似エンジン音に対応する信号を生成する。マイクロコンピュータ１２から出力されるキャンセル音に対応する信号及び擬似エンジン音に対応する信号は、ＬＰＦ１４に入力される。
更に、マイクロコンピュータ１２は、後述するＡＴＴ１６の動作を制御し、ＡＮＣによる音制御を行う場合とＡＳＣによる音制御を行う場合とで、当該ＡＴＴ１６に異なる動作を行わせる。マイクロコンピュータ１２によるＡＴＴ１６の制御の詳細については後述する。
ＬＰＦ１４は、マイクロコンピュータ１２からのキャンセル音に対応する信号及び擬似エンジン音に対応する信号を入力し、これらキャンセル音に対応する信号及び擬似エンジン音に対応する信号のうち、予め定められたカットオフ周波数以下の信号を通過させる。これにより、キャンセル音に対応する信号及び擬似エンジン音に対応する信号に含まれるカットオフ周波数を超える雑音成分が除去される。ＬＰＦ１４を通過したキャンセル音に対応する信号及び擬似エンジン音に対応する信号は、ＡＴＴ１６に入力される。
ＡＴＴ１６は、音量調整のためのものであり、ＬＰＦ１４を通過して入力されるキャンセル音に対応する信号及び擬似エンジン音に対応する信号のうち、キャンセル音に対応する信号のみを所定の減衰度で減衰させる。
図４は、ＡＴＴ１６の回路構成を示す図である。図４に示すＡＴＴ１６は、抵抗２１及び２２、スイッチ２３により構成される。抵抗２１は、一端がＬＰＦ１４の出力端に接続され、他端がＡＭＰ１８の入力端に接続されている。抵抗２２は、一端がＡＭＰ１８の入力端に接続されている。スイッチ２３は、一端が抵抗２２の他端に接続され、他端が接地されている。
スイッチ２３はマイクロコンピュータ１２により制御される。具体的には、マイクロコンピュータ１２は、キャンセル音に対応する信号を生成した場合には、スイッチ２３をオン状態にさせる。これにより、ＬＰＦ１４からのキャンセル音に対応する信号は、ＡＴＴ１６において、抵抗２１と抵抗２２の抵抗値に応じた減衰度で減衰された上で、ＡＭＰ１８へ入力される。
上述したように、マイクロコンピュータ１２は、検出したエンジン音と逆相でレベルがｎ倍となるキャンセル音に対応する信号を生成している。従って、ＡＴＴ１６は、入力したキャンセル音に対応する信号を１／ｎに減衰させて、エンジン音と同等のレベルに対応する信号にする必要がある。
ここで、抵抗２１の抵抗値をＲ１、抵抗２２の抵抗値をＲ２、ＬＰＦ１４からの減衰前のキャンセル音に対応する信号のレベルをＶとすると、減衰後のキャンセル音に対応する信号は、Ｖ・Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）となる。従って、マイクロコンピュータ１２が、検出したエンジン音と逆相でレベルがｎ倍となるキャンセル音に対応する信号を生成する場合には、抵抗２１の抵抗値及び抵抗２２の抵抗値は、Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）＝１／ｎを満たすようにすればよい。
また、マイクロコンピュータ１２は、擬似エンジン音に対応する信号を生成する場合には、スイッチ２３をオフ状態にさせる。これにより、ＬＰＦ１４からのキャンセル音に対応する信号は、ＡＴＴ１６において減衰されることなく、そのままＡＭＰ１８へ入力される。
ＡＭＰ１８は、ＡＴＴ１６からの減衰後のキャンセル音に対応する信号を、そのまま図示しない後段の出力部（例えばスピーカ）に出力する。これにより、車室内にはキャンセル音が出力されてエンジン音が低減される。一方、ＡＭＰ１８は、ＡＴＴ１６からの擬似エンジン音に対応する信号を、所定の増幅度で増幅させた上で後段の出力部へ出力する。これにより、車室内には擬似エンジン音が出力される。
このように、本実施形態の音制御装置１０では、マイクロコンピュータ１２が、エンジン回転数に基づいて、キャンセル音に対応する信号と擬似エンジン音に対応する信号とを選択的に生成するとともに、後段のＡＴＴ１６内のスイッチ２３を、キャンセル音に対応する信号を生成した場合にはオン状態にして減衰させた上で出力させ、擬似エンジン音に対応する信号を生成した場合にはオフ状態にして減衰させずにそのまま出力させる。
従って、音信号を生成するマイクロコンピュータ１２がＡＮＣによる音制御とＡＳＣによる音制御とで共用されるとともに、減衰手段であるＡＴＴ１６がＡＮＣによる音制御の際にのみ減衰動作を行うため、１つの装置によってＡＮＣによる音制御とＡＳＣによる音制御の双方が可能となり、装置の小型化が図られる。
また、一般に擬似エンジン音に対応する信号はレベルが高く、キャンセル音に対応する信号はレベルが低いために、マイクロコンピュータ１２における音信号のダイナミックレンジは大きくなり、キャンセル音のレベルが低いと、量子化ノイズが無視出来なくなる場合がある。しかし、本実施形態の音制御装置１０では、マイクロコンピュータ１２がキャンセル音に対応する信号をレベルの高いまま出力し、ＡＴＴ１６によって所望のレベルまで減衰させるようにすることで、マイクロコンピュータ１２における音信号のレベルを上げる事ができ、量子化ノイズを低減させる事ができる。
以上、説明したように、本発明に係る音制御装置は、装置の小型化を図り、簡易にＡＮＣによる音制御とＡＳＣによる音制御の双方を行うことが可能であり、音制御装置として有用である。
本発明の実施形態にかかる音制御装置の構成を示す図である。 エンジン回転数とＡＮＣによる音制御及びＡＳＣによる音制御との対応関係を示す図である。 エンジン回転数と出力信号との対応関係を示すテーブルの一例を示す図である。 ＡＴＴの回路構成を示す図である。
符号の説明
１０ 音制御装置
１２ マイクロコンピュータ
１４ ＬＰＦ
１６ ＡＴＴ
１８ ＡＭＰ
１９ マイクロホン
２０ エンジン制御部
２１、２２ 抵抗
２３ スイッチ

Claims (4)

  1. 車両に設けられ、車室内の音を制御する音制御装置であって、
    エンジン音を検出する検出手段と、
    エンジン回転数に基づいて、前記検出手段により検出されたエンジン音と逆相となるエンジン音をキャンセルするキャンセル音に対応する信号と、擬似エンジン音に対応する信号とを選択的に生成する音信号生成手段と、
    前記音信号生成手段により生成された前記キャンセル音に対応する信号と、前記擬似エンジン音に対応する信号とを入力し、前記キャンセル音に対応する信号のみを減衰させる減衰手段とを有し、
    前記音信号生成手段は、エンジン回転数が第１の範囲である場合に、信号のレベルがｎ倍となるキャンセル音に対応する信号を生成し、エンジン回転数が前記第１の範囲と重複しない第２の範囲である場合に、前記擬似エンジン音に対応する信号を生成し、
    前記減衰手段は、前記キャンセル音に対応する信号を１／ｎに減衰する、音制御装置。
  2. 前記エンジン回転数に基づいて、前記減衰手段の動作を制御する制御手段を有することを特徴とする請求項１に記載の音制御装置。
  3. 前記減衰手段は、一端が前記音信号生成手段の出力端に接続され、他端が接地されたスイッチを有し、
    前記制御手段は、前記音信号生成手段により生成された前記キャンセル音に対応する信号を減衰させる場合に、前記スイッチをオン状態とすることを特徴とする請求項１または２に記載の音制御装置。
  4. 前記音信号生成手段は、エンジン回転数に対応する周波数とレベルの関係を規定したテーブルを記憶し、前記テーブルを参照し周波数とレベルにより特定される擬似エンジン音に対応する信号を生成する、請求項１ないし３いずれか１つに記載の音制御装置。
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