JP5048628B2 - 能動型音響制御システム - Google Patents

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Description

この発明は、能動型騒音制御装置と能動型効果音発生装置を備える能動型音響制御システムに関する。
車室内の騒音に関連して音響を制御する装置として、能動型騒音制御装置（Active Noise Control Apparatus）（以下「ＡＮＣ装置」という。）と、能動型効果音発生装置（Active Sound Control Apparatus）（以下「ＡＳＣ装置」という。）が知られている。
ＡＮＣ装置は、例えば、エンジンの作動（振動）に応じて車室内に生ずる騒音（エンジンこもり音）や、車両走行中における車輪と路面との接触によって車室内に生ずる騒音（ロードノイズ）等の騒音に対する相殺音を発生させて前記騒音を低減する。ＡＮＣ装置の中には、作動気筒数に応じてＡＮＣ装置のオン・オフを切り替えたり、ＡＮＣ装置の制御対象周波数を変更したりするものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、ＡＳＣ装置は、例えば、前記エンジンこもり音に同期した効果音（擬似エンジン音）を発生させることで、車両の速度変化を強調する等、車室内の音響効果を高める（例えば、特許文献２参照）。
さらに、ＡＮＣ装置とＡＳＣ装置を組み合わせて用いる能動型音響制御システムも開発されている（例えば、特許文献３及び特許文献４参照）。特許文献３では、ＡＮＣ装置及びＡＳＣ装置が常時作動するのに対し、特許文献４では、ＡＮＣ装置とＡＳＣ装置の干渉を避けるため、エンジン回転周波数［Ｈｚ］とエンジン回転周波数の単位時間当たりの変化量（エンジン回転周波数変化量）［Ｈｚ／ｓ］の組合せに応じてＡＮＣ装置及びＡＳＣ装置の作動及び停止を関連付けている（特許文献４の図５参照）。
特開２００５−０１０２５３号公報 特開２００６−３０１５９８号公報 特許第３２６１１２８号公報 特開２００６−３２７５４０号公報
特許文献４の発明にも、ＡＮＣ装置及びＡＳＣ装置をより適切な状況で用いる余地が存在する。
この発明は、このような問題を考慮してなされたものであり、ＡＮＣ装置及びＡＳＣ装置の動作制御をより適切に行うことが可能な能動型音響制御システムを提供することを目的とする。
この発明に係る能動型音響制御システムは、車室内騒音を打ち消す相殺音を出力する能動型騒音制御装置（ＡＮＣ装置）と、擬似エンジン音を出力する能動型効果音発生装置（ＡＳＣ装置）と、車速、エンジン回転周波数、車速変化量及びエンジン回転周波数変化量の少なくとも１つに関する前記ＡＮＣ装置の作動範囲及び前記ＡＳＣ装置の作動範囲を用いて、前記ＡＮＣ装置の作動と前記ＡＳＣ装置の作動を切り替える作動切替部とを備え、前記作動切替部は、エンジンの作動気筒数に応じて前記ＡＮＣ装置の作動範囲及び前記ＡＳＣ装置の作動範囲を持ち替えることを特徴とする。
この発明によれば、エンジンの作動気筒数に応じて、車速、エンジン回転周波数、車速変化量及びエンジン回転周波数変化量の少なくとも１つに関するＡＮＣ装置の作動範囲とＡＳＣ装置の作動範囲を持ち替える。これにより、作動気筒数に応じた音響制御を行うことが可能となる。その結果、ＡＮＣ装置及びＡＳＣ装置をより適切な状況で用いることができる。
前記ＡＮＣ装置の作動範囲及び前記ＡＳＣ装置の作動範囲を、少なくとも前記エンジン回転周波数で規定した場合、前記ＡＮＣ装置が作動するエンジン回転周波数の最小値は、前記ＡＮＣ装置の制御対象周波数の最小値を、前記作動気筒数に応じた前記車室内騒音のうち主として発生する周波数成分の前記エンジン回転周波数に対する次数で割った商に設定し、前記ＡＮＣ装置が作動するエンジン回転周波数の最大値は、前記ＡＮＣ装置の制御対象周波数の最大値を、前記次数で割った商に設定してもよい。これにより、ＡＮＣ装置の作動範囲を適切に設定することができる。
前記ＡＮＣ装置の作動範囲及び前記ＡＳＣ装置の作動範囲を、少なくとも前記車速変化量又は前記エンジン回転周波数変化量で規定した場合、前記作動気筒数が多いほど、前記ＡＳＣ装置が作動する前記車速変化量又は前記エンジン回転周波数変化量の最小値を低く設定してもよい。一般に、エンジンの要求トルクが高い程、作動気筒数が多くなる。また、要求トルクが高い場合、運転者は、スポーティな運転を求めていることが多い。この発明では、作動気筒数が多いほど、ＡＳＣ装置が作動する車速変化量又はエンジン回転周波数変化量の最小値を低く設定し、ＡＳＣ装置を作動し易くする。これにより、運転者の要求により合致する形でＡＳＣ装置を作動させることが可能となる。
この発明によれば、エンジンの作動気筒数に応じて、車速、エンジン回転周波数、車速変化量及びエンジン回転周波数変化量の少なくとも１つに関するＡＮＣ装置の作動範囲とＡＳＣ装置の作動範囲を持ち替える。これにより、作動気筒数に応じた音響制御を行うことが可能となる。その結果、ＡＮＣ装置及びＡＳＣ装置をより適切な状況で用いることができる。
［Ａ．一実施形態］
１．全体及び各部の構成
（１）全体構成
図１は、この発明の一実施形態に係る能動型音響制御システム１２（以下「音響制御システム１２」という。）を搭載した車両１０の概略的な構成を示す図である。車両１０は、ガソリン車や電気自動車、燃料電池車等の車両とすることができる。また、音響制御システム１２は、ＡＮＣ装置及びＡＳＣ装置双方の機能を併せ持つ。
音響制御システム１２は、音響制御部１４と、スピーカ１６と、マイクロフォン１８と、増幅器２０とを有する。音響制御システム１２では、エンジンＥの燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置２２｛以下「ＦＩ ＥＣＵ２２」（ＦＩ ＥＣＵ：Fuel Injection Electronic Control Unit）と称する。｝から音響制御部１４にエンジンパルスＥｐと作動気筒数信号Ｓｃｙとが入力される。また、音響制御部１４がＡＮＣ装置として動作しているとき、マイクロフォン１８から音響制御部１４には誤差信号ｅが入力される。音響制御部１４では、エンジンパルスＥｐと作動気筒数信号Ｓｃｙと誤差信号ｅとに基づき、制御音ＣＳの波形を示す合成制御信号Ｓｃｃを、増幅器２０を介してスピーカ１６に出力する。スピーカ１６は、合成制御信号Ｓｃｃに対応する制御音ＣＳを出力する。制御音ＣＳは、音響制御部１４がＡＮＣ装置として動作しているときは、エンジンこもり音ＮＺｅに対する相殺音であり、音響制御部１４がＡＳＣ装置として動作しているときは、擬似エンジン音である。音響制御部１４がＡＮＣ装置として動作しているとき、マイクロフォン１８は、相殺音がエンジンこもり音ＮＺｅを打ち消した後の残留騒音を検出し、この残留騒音を示す電気信号（誤差信号ｅ）を音響制御部１４に出力する。音響制御部１４は、相殺音としての制御音ＣＳを生成する際、この誤差信号ｅを用いる。
（２）エンジンＥ及びＦＩ ＥＣＵ２２
本実施形態におけるエンジンＥは、６気筒エンジンであり、各気筒は、４ストローク（吸気→圧縮→爆発→排気）で動作する。６つの気筒は同一のクランク軸に取り付けられており、６つの気筒全てが作動しているとき、等しい回転角で爆発が起こるように構成されている。
すなわち、各気筒が４ストロークを行うためには、クランク軸が２回転する必要があり、１回転目は吸気と圧縮を行い、２回転目は爆発と排気を行う。このため、クランク軸が２回転する角度｛すなわち、７２０°（＝３６０°×２回転）｝を６（気筒数）で割った角度である１２０°毎に爆発を起こす必要がある。そこで、クランク軸に対して１２０°毎に２つの気筒が取り付けられ、同じ角度に取り付けられた２つの気筒の一方が爆発工程にあるとき、他方は吸気工程にあるようにする。
図２には、６つの気筒全てが作動する全筒モードにおけるクランク軸の回転角と気筒の爆発との関係が示されている。すなわち、全筒モードでは、クランク軸が１２０°回転した時、１回目の爆発が１つ目の気筒で起こる。クランク軸がさらに１２０°回転した時（合計２４０°回転した時）、２回目の爆発が２つ目の気筒で起こる。クランク軸がさらに１２０°回転した時（合計３６０°回転した時）、３回目の爆発が３つ目の気筒で起こる。クランク軸がさらに１２０°回転した時（合計４８０°回転した時）、４回目の爆発が４つ目の気筒で起こる。クランク軸がさらに１２０°回転した時（合計６００°回転した時）、５回目の爆発が５つ目の気筒で起こる。クランク軸がさらに１２０°回転した時（合計７２０°回転した時）、６回目の爆発が６つ目の気筒で起こる。
本実施形態のエンジンＥには、例えば、低トルク且つ高エンジン回転数の状態（クルーズ走行時等）における燃費向上を目的として、一部の気筒の作動を休止する気筒休止モードがある。この気筒休止モードとしては、６つの気筒のうち４つの気筒を作動させ、残りの２つを休止させる２休筒モードと、６つの気筒のうち３つの気筒を作動させ、残りの３つを休止させる３休筒モードがある。
クランク軸と各気筒とは物理的に連結されているため、クランク軸の回転角と爆発位置との相関関係を変更することはできない。そこで、２休筒モードでは、例えば、図３に示すような関係で爆発が行われる。また、３休筒モードでは、例えば、図４に示すような関係で爆発が行われる。
図３に示すように、２休筒モードでは、クランク軸が１２０°回転した時、１回目の爆発が１つ目の気筒で起こる。クランク軸がさらに２４０°回転した時（合計３６０°回転した時）、２回目の爆発が３つ目の気筒で起こる（２つ目の気筒は爆発しない。）。クランク軸がさらに１２０°回転した時（合計４８０°回転した時）、３回目の爆発が４つ目の気筒で起こる。クランク軸がさらに２４０°回転した時（合計７２０°回転した時）、４回目の爆発が６つ目の気筒で起こる（５つ目の気筒は爆発しない。）。
図４に示すように、３休筒モードでは、クランク軸が２４０°回転した時、１回目の爆発が２つ目の気筒で起こる（１つ目の気筒は爆発しない。）。クランク軸がさらに２４０°回転した時（合計４８０°回転した時）、２回目の爆発が４つ目の気筒で起こる（３つ目の気筒は爆発しない。）。クランク軸がさらに２４０°回転した時（合計７２０°回転した時）、３回目の爆発が６つ目の気筒で起こる（５つ目の気筒は爆発しない。）。
エンジンＥを全筒モード、２休筒モード又は３休筒モードのいずれの動作モードとするかは、エンジンＥの要求トルク等のパラメータに応じてＦＩ ＥＣＵ２２が、エンジンＥに対する点火タイミング等を制御することにより行う。
ＦＩ ＥＣＵ２２は、エンジンＥの燃料噴射や点火を制御するものであり、エンジンパルスＥｐや作動気筒数信号Ｓｃｙを音響制御システム１２に対して送信する。
ＦＩ ＥＣＵ２２が出力するエンジンパルスＥｐは、各気筒のピストン（図示せず）が上死点に来たときにハイ（Ｈｉｇｈ）となる信号である。本実施形態のエンジンＥは６気筒であるため、エンジンＥの動作モードに拘わらず、２回転当たり６回ハイ（１回転当たり３回ハイ）となる。
また、作動気筒数信号Ｓｃｙは、作動中の気筒の数（作動気筒数Ｎｃｙ）を示すものであり、本実施形態では、全筒モード時の６つ、２休筒モード時の４つ、又は３休筒モード時の３つを示す。
（３）音響制御部１４
（ａ）全体構成
図５には、音響制御部１４の内部構成が示されている。音響制御部１４は、エンジン回転周波数検出器３０（以下「検出器３０」ともいう。）と、ＡＮＣ回路３２と、エンジン回転周波数変化量検出器３４（以下「検出器３４」ともいう。）と、ＡＳＣ回路３６と、作動切替部３８と、加算器４０とを有する。
（ｂ）エンジン回転周波数検出器３０
検出器３０は、ＦＩ ＥＣＵ２２からのエンジンパルスＥｐに基づいてエンジン回転周波数ｆｅ［Ｈｚ］を検出し、ＡＮＣ回路３２、検出器３４、ＡＳＣ回路３６及び作動切替部３８に出力する。上述の通り、エンジンパルスＥｐは、エンジンＥの動作モードに拘わらず、エンジン１回転当たり３回ハイとなる信号であり、エンジンパルスＥｐの１周期は、エンジンＥが１／３回転する時間と等しい。この関係を利用して、例えば、エンジンパルスＥｐの立ち上がりから次の立ち上がりまでの時間を検出することでエンジン回転周波数ｆｅを算出することができる。
（ｃ）ＡＮＣ回路３２
ＡＮＣ回路３２は、検出器３０からのエンジン回転周波数ｆｅと、マイクロフォン１８からの誤差信号ｅとに基づいて制御信号Ｓｃ１を生成し、この制御信号Ｓｃ１を加算器４０に出力する。制御信号Ｓｃ１は、エンジンこもり音ＮＺｅを打ち消す相殺音としての制御音ＣＳの波形を示す。ＡＮＣ回路３２では、エンジン回転周波数ｆｅに基づき制御音ＣＳの基準信号（相殺音基準信号）を生成し、この相殺音基準信号に対して適応フィルタ処理を行うことで制御信号Ｓｃ１を生成する。前記適応フィルタ処理では、相殺音基準信号を適応フィルタに通す。この適応フィルタのフィルタ係数は、スピーカ１６からマイクロフォン１８までの伝達特性に基づいて相殺音基準信号を補正した参照信号と誤差信号ｅとに基づいて、誤差信号ｅが最小となるように設定される。ＡＮＣ回路３２としては、例えば、特許文献１及び特許文献４に記載の回路を用いることができる。
後述するように、ＡＮＣ回路３２は、作動切替部３８からの出力停止信号Ｓｗ１を受信すると、制御信号Ｓｃ１の振幅をゼロとし、実質的にＡＮＣ回路３２からの出力をなくす。
（ｄ）エンジン回転周波数変化量検出器３４
検出器３４は、検出器３０からのエンジン回転周波数ｆｅに基づいてエンジン回転周波数変化量Δａｆ（エンジン回転周波数ｆｅの単位時間当たりの変化量）［Ｈｚ／ｓ］を演算し、ＡＳＣ回路３６及び作動切替部３８に出力する。
（ｅ）ＡＳＣ回路３６
ＡＳＣ回路３６は、検出器３０からのエンジン回転周波数ｆｅと、検出器３４からのエンジン回転周波数変化量Δａｆとに基づいて制御信号Ｓｃ２を生成し、この制御信号Ｓｃ２を加算器４０に出力する。制御信号Ｓｃ２は、エンジンこもり音ＮＺｅに同期した効果音（擬似エンジン音）としての制御音ＣＳの波形を示す。ＡＳＣ回路３６では、エンジン回転周波数ｆｅに基づき制御音ＣＳの基準信号（効果音基準信号）を生成し、この効果音基準信号に対して、各種の音圧調整処理を行うことで制御信号Ｓｃ２を生成する。前記音圧調整処理には、エンジン回転周波数変化量Δａｆの増加に応じて、効果音基準信号に用いるゲインを増加させる処理（Δａｆ毎音圧調整処理）が含まれる。また、効果音基準信号は、エンジン回転周波数ｆｅの次数（１次、１．５次、３次等）毎に複数生成することもできる。その場合、エンジン回転周波数及び次数に応じて異なる振幅調整を行い、当該振幅調整後の各効果音基準信号を合成した後に、Δａｆ毎音圧調整処理を行うことも可能である。ＡＳＣ回路３６としては、例えば、特許文献２及び特許文献４に記載の回路を用いることができる。
後述するように、ＡＳＣ回路３６は、作動切替部３８からの出力停止信号Ｓｗ２を受信すると、制御信号Ｓｃ２の振幅をゼロとし、実質的にＡＳＣ回路３６からの出力をなくす。
（ｆ）加算器４０
加算器４０は、ＡＮＣ回路３２からの制御信号Ｓｃ１と、ＡＳＣ回路３６からの制御信号Ｓｃ２とを合成して合成制御信号Ｓｃｃを生成する。そして、この合成制御信号Ｓｃｃを、増幅器２０を介してスピーカ１６に出力する。
（ｇ）作動切替部３８
作動切替部３８は、ＦＩ ＥＣＵ２２からの作動気筒数信号Ｓｃｙと、検出器３０からのエンジン回転周波数ｆｅと、検出器３４からのエンジン回転周波数変化量Δａｆとに基づいて、出力停止信号Ｓｗ１若しくは出力停止信号Ｓｗ２又はその両方を生成する。そして、出力停止信号Ｓｗ１をＡＮＣ回路３２に、出力停止信号Ｓｗ２をＡＳＣ回路３６に送信することにより、ＡＮＣ回路３２の作動及びＡＳＣ回路３６の作動を制御する。
具体的には、作動切替部３８は、複数の作動領域規定テーブルの中から作動気筒数信号Ｓｃｙに応じた作動領域規定テーブルを選択する。作動領域規定テーブルは、エンジン回転周波数ｆｅとエンジン回転周波数変化量ΔａｆとによりＡＮＣ回路３２の作動領域とＡＳＣ回路３６の作動領域を規定するものであり、本実施形態では、全筒モードに対応する全筒テーブル（図６Ａ）と、２休筒モードに対応する２休筒テーブル（図６Ｂ）と、３休筒モードに対応する３休筒テーブル（図６Ｃ）とがある。なお、図６Ａ〜図６Ｃでは、エンジン回転周波数ｆｅを６０倍したエンジン回転数Ｎｅ［ｒｐｍ］を横軸に、エンジン回転周波数変化量Δａｆを６０倍したエンジン回転数変化量ΔＮｅ［ｒｐｍ／ｓ］を縦軸にとっている。
そして、作動切替部３８は、選択した作動領域規定テーブルと、エンジン回転周波数ｆｅと、エンジン回転周波数変化量Δａｆとに基づいて、ＡＮＣ回路３２の作動とＡＳＣ回路３６の作動とを切り替える。例えば、図６Ａの全筒テーブルが選択され、エンジン回転数Ｎｅが３０００［ｒｐｍ］、エンジン回転数変化量ΔＮｅが５０［ｒｐｍ／ｓ］の場合、ＡＮＣ回路３２に出力停止信号Ｓｗ１を送信し、ＡＳＣ回路３６に出力停止信号Ｓｗ２を送信しないことにより、ＡＳＣ回路３６を作動させる。また、図６Ｂの２休筒テーブルが選択され、エンジン回転数Ｎｅが３０００［ｒｐｍ］、エンジン回転数変化量ΔＮｅが５０［ｒｐｍ／ｓ］の場合、ＡＳＣ回路３６に出力停止信号Ｓｗ２を送信し、ＡＮＣ回路３２に出力停止信号Ｓｗ１を送信しないことにより、ＡＮＣ回路３２を作動させる。
図６Ａの全筒テーブルでは、エンジン回転数Ｎｅが７００〜２０００［ｒｐｍ］且つエンジン回転数変化量ΔＮｅが−１５０〜１００［ｒｐｍ／ｓ］であるとき、ＡＮＣ回路３２を作動させ、エンジン回転数Ｎｅが２２００［ｒｐｍ］以上又はエンジン回転数変化量ΔＮｅが１５０［ｒｐｍ／ｓ］以上であるとき、ＡＳＣ回路３６を作動させ、その他の領域では、ＡＮＣ回路３２及びＡＳＣ回路３６の両方を作動させない（ＡＮＣ回路３２に出力停止信号Ｓｗ１を送信すると共に、ＡＳＣ回路３６に出力停止信号Ｓｗ２を送信する。）。
図６Ｂの２休筒テーブルでは、エンジン回転数Ｎｅが２１００〜６０００［ｒｐｍ］且つエンジン回転数変化量ΔＮｅが−１５０〜１５０［ｒｐｍ／ｓ］であるとき、ＡＮＣ回路３２を作動させ、エンジン回転数Ｎｅが６２００［ｒｐｍ］以上又はエンジン回転数変化量ΔＮｅが２００［ｒｐｍ／ｓ］以上であるとき、ＡＳＣ回路３６を作動させ、その他の領域では、ＡＮＣ回路３２及びＡＳＣ回路３６の両方を作動させない。
図６Ｃの３休筒テーブルでは、エンジン回転数Ｎｅが１４００〜４０００［ｒｐｍ］且つエンジン回転数変化量ΔＮｅが−１５０〜３００［ｒｐｍ／ｓ］であるとき、ＡＮＣ回路３２を作動させ、エンジン回転数Ｎｅが４２００［ｒｐｍ］以上又はエンジン回転数変化量ΔＮｅが４００［ｒｐｍ／ｓ］以上であるとき、ＡＳＣ回路３６を作動させ、その他の領域では、ＡＮＣ回路３２及びＡＳＣ回路３６の両方を作動させない。
各作動領域規定テーブルにおいて、ＡＮＣ回路３２を作動させるエンジン回転数Ｎｅの最小値及び最大値は、ＡＮＣ装置の制御対象周波数の最小値及び最大値に応じて決定される。ここでいうＡＮＣ装置は、検出器３０、ＡＮＣ回路３２、増幅器２０、スピーカ１６及びマイクロフォン１８から構成され、本実施形態におけるＡＮＣ装置の制御対象周波数の最小値は３５［Ｈｚ］であり、制御対象周波数の最大値は１００［Ｈｚ］である（本ＡＮＣ装置は、３５〜１００Ｈｚの騒音を打ち消す対象としている。）。
図２に示すように、エンジンＥが全筒モードで作動している場合、エンジンＥのクランク軸が１回転すると、気筒の爆発が等間隔で（１２０°毎に）３回ある。このため、エンジンこもり音ＮＺｅは、主として、エンジン回転周波数ｆｅの３次成分を含む。従って、ＡＮＣ装置の制御対象周波数の最小値を３で割った商（３５÷３）が、ＡＮＣ回路３２を作動させるエンジン回転周波数ｆｅの最小値であり、これを６０倍してエンジン回転数Ｎｅの最小値として計算すると７００［ｒｐｍ］（＝３５÷３×６０）となる。同様に、ＡＮＣ装置の制御対象周波数の最大値を３で割った商（１００÷３）が、ＡＮＣ回路３２を作動させるエンジン回転周波数ｆｅの最大値であり、これを６０倍してエンジン回転数Ｎｅの最大値として計算すると２０００［ｒｐｍ］（＝１００÷３×６０）となる。
図３に示すように、エンジンＥが２休筒モードで作動している場合、エンジンＥのクランク軸が１回転すると気筒の爆発は２回あるが、この爆発は等間隔ではない。すなわち、１回目の爆発と２回目の爆発の間は、２４０°であり、２回目の爆発と３回目の爆発の間は１２０°である。また、１回目の爆発と３回目の爆発との間は３６０°である。これらの角度間隔は、クランク軸１回転毎に１度ずつ現れるため、エンジンこもり音ＮＺｅは、主として、エンジン回転周波数ｆｅの１次成分（３６０°）、１．５次成分（２４０°）及び３次成分（１２０°）を含む。これらの次数成分の中でも、１次成分が最も低い。従って、ＡＮＣ装置の制御対象周波数の最小値を１で割った商（３５÷１）が、ＡＮＣ回路３２を作動させるエンジン回転周波数ｆｅの最小値であり、これを６０倍してエンジン回転数Ｎｅの最小値として計算すると２１００［ｒｐｍ］（＝３５÷１×６０）となる。同様に、ＡＮＣ装置の制御対象周波数の最大値を１で割った商（１００÷１）が、ＡＮＣ回路３２を作動させるエンジン回転周波数ｆｅの最大値であり、これを６０倍してエンジン回転数Ｎｅの最大値として計算すると６０００［ｒｐｍ］（＝１００÷１×６０）となる。
図４に示すように、エンジンＥが３休筒モードで作動している場合、エンジンＥが２回転すると、気筒の爆発が等間隔で（２４０°毎に）３回ある。換言すると、エンジンＥのクランク軸が１回転すると、気筒の爆発が等間隔で１．５回ある。このため、エンジンこもり音ＮＺｅは、主として、エンジン回転周波数ｆｅの１．５次成分を含む。従って、ＡＮＣ装置の制御対象周波数の最小値を１．５で割った商（３５÷１．５）が、ＡＮＣ回路３２を作動させるエンジン回転周波数ｆｅの最小値であり、これを６０倍してエンジン回転数Ｎｅの最小値として計算すると１４００［ｒｐｍ］（＝３５÷１．５×６０）となる。同様に、ＡＮＣ装置の制御対象周波数の最大値を１．５で割った商（１００÷１．５）が、ＡＮＣ回路３２を作動させるエンジン回転周波数ｆｅの最大値であり、これを６０倍してエンジン回転数Ｎｅの最大値として計算すると４０００［ｒｐｍ］（＝１００÷１．５×６０）となる。
各作動領域規定テーブルにおいて、エンジン回転数Ｎｅのみに着目すると、ＡＳＣ回路３６を作動させるエンジン回転数Ｎｅの最小値は、ＡＮＣ装置の制御対象周波数の最大値に応じて決定される。すなわち、ＡＮＣ装置の制御対象周波数の最大値に２００［ｒｐｍ］を加算した値がＡＳＣ回路３６を作動させるエンジン回転数Ｎｅの最小値とされる。ここでいうＡＳＣ装置は、検出器３０、検出器３４、ＡＳＣ回路３６、増幅器２０及びスピーカ１６から構成される。
各作動領域規定テーブルにおいて、エンジン回転数変化量ΔＮｅのみに着目すると、ＡＳＣ回路３６を作動させるエンジン回転数変化量ΔＮｅの最小値は、エンジンＥの作動気筒数Ｎｃｙが多いほど低く設定する。すなわち、作動気筒数Ｎｃｙが４である２休筒モードよりも、作動気筒数Ｎｃｙが６である全筒モードの方が、エンジン回転数変化量ΔＮｅの最小値が低く設定されている。また、作動気筒数Ｎｃｙが３である３休筒モードよりも、作動気筒数Ｎｃｙが４である２休筒モードの方が、エンジン回転数変化量ΔＮｅの最小値が低く設定されている。これは、次の理由による。すなわち、一般に、エンジンＥの要求トルクが高いほど、作動気筒数Ｎｃｙが多くなる。また、要求トルクが高い場合、運転者は、スポーティな運転を求めていることが多い。そこで、作動気筒数Ｎｃｙが多いほど、ＡＳＣ装置が作動するエンジン回転数変化量ΔＮｅの最小値を低く設定し、ＡＳＣ装置を作動し易くすることで、運転者の要求により合致する形でＡＳＣ装置を作動させることを企図している。
（４）スピーカ１６
スピーカ１６は、音響制御システム１２からの合成制御信号Ｓｃｃに対応する制御音ＣＳを出力する。これにより、音響制御システム１２がＡＮＣ装置として作動している場合、エンジンこもり音ＮＺｅを打ち消す相殺音が出力され、音響制御システム１２がＡＳＣ装置として作動している場合、擬似エンジン音としての効果音が出力される。
（５）マイクロフォン１８
マイクロフォン１８は、エンジンこもり音ＮＺｅと相殺音としての制御音ＣＳとの誤差を残留騒音として検出し、この残留騒音を示す誤差信号ｅを音響制御システム１２のＡＮＣ回路３２に出力する。
２．作動領域規定テーブルの選択
図７には、作動切替部３８が作動領域規定テーブルを選択するフローチャートが示されている。
ステップＳ１において、作動切替部３８は、ＦＩ ＥＣＵ２２から作動気筒数信号Ｓｃｙを受信する。ステップＳ２において、作動切替部３８は、作動気筒数信号Ｓｃｙが示す作動気筒数Ｎｃｙが６（全筒モード）であるかどうかを判定する。作動気筒数信号Ｓｃｙが全筒モードを示している場合（Ｓ２：Ｙｅｓ）、ステップＳ３において、作動切替部３８は、全筒テーブル（図６Ａ）を選択する。
作動気筒数信号Ｓｃｙが全筒モードを示していない場合（Ｓ２：Ｎｏ）、ステップＳ４において、作動切替部３８は、作動気筒数信号Ｓｃｙが示す作動気筒数Ｎｃｙが４（２休筒モード）であるかどうかを判定する。作動気筒数信号Ｓｃｙが２休筒モードを示している場合（Ｓ４：Ｙｅｓ）、ステップＳ５において、作動切替部３８は、２休筒テーブル（図６Ｂ）を選択する。
作動気筒数信号Ｓｃｙが２休筒モードを示していない場合（Ｓ４：Ｎｏ）、ステップＳ６において、作動切替部３８は、作動気筒数信号Ｓｃｙが示す作動気筒数Ｎｃｙが３（３休筒モード）であるかどうかを判定する。作動気筒数信号Ｓｃｙが３休筒モードを示している場合（Ｓ６：Ｙｅｓ）、ステップＳ７において、作動切替部３８は、３休筒テーブル（図６Ｃ）を選択する。作動気筒数信号Ｓｃｙが３休筒モードを示していない場合（Ｓ６：Ｎｏ）、音響制御システム１２は作動しているが、エンジンＥは作動していない状況（例えば、エンジンキーが「アクセサリ」の位置にある状況）であると考えられる。この場合、作動切替部３８は、いずれの作動領域規定テーブルも選択せず、ＡＮＣ回路３２及びＡＳＣ回路３６の両方を作動させない。
３．本実施形態における効果
以上のように、本実施形態によれば、エンジンＥの作動気筒数Ｎｃｙに応じて、作動領域規定テーブルを選択し、ＡＮＣ回路３２の作動範囲とＡＳＣ回路３６の作動範囲を持ち替える。これにより、作動気筒数Ｎｃｙに応じた音響制御を行うことが可能となる。その結果、ＡＮＣ回路３２及びＡＳＣ回路３６をより適切な状況で用いることができる。
本実施形態では、ＡＮＣ回路３２が作動するエンジン回転数Ｎｅの最小値は、ＡＮＣ装置の制御対象周波数の最小値を、作動気筒数Ｎｃｙに応じたエンジンこもり音ＮＺｅのうち主として発生する周波数成分のエンジン回転周波数ｆｅに対する次数（全筒モードであれば３であり、２休筒モードであれば１であり、３休筒モードであれば１．５である。）で割った商に設定され、ＡＮＣ回路３２が作動するエンジン回転数Ｎｅの最大値は、ＡＮＣ装置の制御対象周波数の最大値を、前記次数で割った商に設定される。これにより、ＡＮＣ回路３２の作動範囲を適切に設定することができる。
本実施形態では、作動気筒数Ｎｃｙが多いほど、ＡＳＣ回路３６が作動するエンジン回転数変化量ΔＮｅの最小値を低く設定する。一般に、エンジンＥの要求トルクが高い程、作動気筒数Ｎｃｙが多くなる。また、要求トルクが高い場合、運転者は、スポーティな運転を求めていることが多い。本実施形態では、作動気筒数Ｎｃｙが多いほど、ＡＳＣ回路３６が作動するエンジン回転数変化量ΔＮｅの最小値を低く設定し、ＡＳＣ回路３６を作動し易くする。これにより、運転者の要求により合致する形でＡＳＣ回路３６を作動させることが可能となる。
［Ｂ．この発明の応用］
なお、この発明は、上記実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下に示す構成を採ることができる。
上記実施形態では、作動切替部３８は、エンジン回転数Ｎｅとエンジン回転数変化量ΔＮｅを用いてＡＮＣ回路３２の作動とＡＳＣ回路３６の作動を切り替えたが、一方のみにより切り替えることも可能である。或いは、車速や車速変化量を用いてＡＮＣ回路３２の作動とＡＳＣ回路３６の作動を切り替えてもよい。
上記実施形態では、エンジンＥの気筒数が６であったが、これに限られず、例えば、気筒数は、４、８、１０、１２等、別の数であってもよい。
上記実施形態では、ＡＮＣ回路３２を作動させるエンジン回転数Ｎｅを、ＡＮＣ装置の制御対象周波数の最小値及び最大値に基づいて設定したが、これに限られない。また、作動気筒数Ｎｃｙが多いほど、ＡＳＣ回路３６を作動させるエンジン回転数変化量ΔＮｅの最小値を小さくしたが、当該最小値を、作動気筒数Ｎｃｙにかかわらず、同一にするなど別の方法で設定することもできる。
この発明の一実施形態に係る能動型音響制御システムを搭載した車両の概略的な構成図である。 エンジンが全筒モードで作動するときのクランク軸の回転角と気筒の爆発との関係を示す説明図である。 エンジンが２休筒モードで作動するときのクランク軸の回転角と気筒の爆発との関係を示す説明図である。 エンジンが３休筒モードで作動するときのクランク軸の回転角と気筒の爆発との関係を示す説明図である。 前記能動型音響制御システムの音響制御部の内部構成を示す図である。 図６Ａは、全筒モードのときの作動領域規定テーブルを示す図である。図６Ｂは、２休筒モードのときの作動領域規定テーブルを示す図である。図６Ｃは、３休筒モードのときの作動領域規定テーブルを示す図である。 前記音響制御部の作動切替部が作動領域規定テーブルを選択するフローチャートである。
符号の説明
１０…車両 １２…能動型音響制御システム
３２…ＡＮＣ回路 ３６…ＡＳＣ回路
３８…作動切替部
ＣＳ…制御音（相殺音、擬似エンジン音）
ｆｅ…エンジン回転周波数 Δａｆ…エンジン回転周波数変化量
Ｎｃｙ…作動気筒数 Ｎｅ…エンジン回転数
ΔＮｅ…エンジン回転数変化量 ＮＺｅ…エンジンこもり音

Claims (1)

  1. 車室内騒音を打ち消す相殺音を出力する能動型騒音制御装置（ＡＮＣ装置）と、
    擬似エンジン音を出力する能動型効果音発生装置（ＡＳＣ装置）と、
    少なくともエンジン回転周波数に関する前記ＡＮＣ装置の作動範囲及び前記ＡＳＣ装置の作動範囲を用いて、前記ＡＮＣ装置の作動と前記ＡＳＣ装置の作動を切り替える作動切替部と
    を備え、
    前記作動切替部は、エンジンの作動気筒数に応じて前記ＡＮＣ装置の作動範囲及び前記ＡＳＣ装置の作動範囲を持ち替え、
    前記ＡＮＣ装置が作動するエンジン回転周波数の最小値は、前記ＡＮＣ装置の制御対象周波数の最小値を、前記作動気筒数に応じた前記車室内騒音のうち主として発生する周波数成分の前記エンジン回転周波数に対する次数で割った商に設定され、
    前記ＡＮＣ装置が作動するエンジン回転周波数の最大値は、前記ＡＮＣ装置の制御対象周波数の最大値を、前記次数で割った商に設定される
    ことを特徴とする能動型音響制御システム。
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