JP6669092B2

JP6669092B2 - 空調音の快音化装置

Info

Publication number: JP6669092B2
Application number: JP2017015421A
Authority: JP
Inventors: 神谷　洋平; 洋平神谷; 勝神谷
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-01-31
Filing date: 2017-01-31
Publication date: 2020-03-18
Anticipated expiration: 2037-01-31
Also published as: JP2018122677A

Description

本発明は、空調音の快音化装置に関する。

従来より、騒音源が発する騒音を快音化する快音化装置が、例えば特許文献１で提案されている。この快音化装置は、平均的な騒音スペクトルの周波数特性に近似するように調整された信号をスピーカから出力して騒音に重ね合わせることにより、騒音に対して、ヒトの聴覚の生理学的特性に基づくマスキング効果を生じさせるように構成されている。

特開２０１２−３７５７７号公報

しかしながら、上記従来の技術では、騒音にマスクするためのマスク音の音圧は一定ではなく、時間的に変動する。このため、空調音等のように定常的な騒音源から発せられる騒音に対してマスク音を重ねた場合、マスク音の音圧が空調音よりも小さくなるときがある。このような場合、空調音に対して充分にマスキングできず、ときおり空調音が聞こえてしまうという問題がある。

本発明は上記点に鑑み、定常的な騒音源である空調装置の空調音に対して不快感を低減することができる空調音の快音化装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、騒音源である空調装置（４００）の空調音を快音化するための空調音の快音化装置であって、以下の構成を備えている。

すなわち、空調音の快音化装置は、空調装置の送風条件を取得する送風条件取得部（Ｓ１３２）と、送風条件に基づいて空調装置から発せられる空調音の周波数スペクトルを推定する空調音推定部（Ｓ１３３）と、複数のマスク音のデータを記憶する記憶部（１２０）と、空調音推定部によって推定された空調音の周波数スペクトルに適したマスク音を記憶部に記憶された複数のマスク音から選択する選択部（Ｓ１３５）と、を備えている。

また、空調音の快音化装置は、選択部によって選択されたマスク音のオーディオ信号をオーディオ装置（２００）に出力することにより、オーディオ装置からマスク音を出力させる出力部（Ｓ１３６）を備えている。

さらに、空調音の快音化装置は、選択部によって選択されたマスク音の音圧の変動に同期して送風条件を変更する変更信号を空調装置に出力することにより、当該マスク音に同期して前記空調音の音圧を変動させる変更部（Ｓ１３７）を備えている。

これによると、マスク音の音圧の変動に同期して空調音の音圧も変動するので、空調音に対してマスク音のマスキング効果を維持することができる。したがって、定常的な騒音源である空調装置の空調音に対して不快感を低減することができる。

なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の一実施形態に係る空調音の快音化装置の構成を示した図である。処理部による快音化処理の内容を示したフローチャートである。処理部によって推定された車両走行音の周波数スペクトルの一例を示した図である。処理部によって推定された空調音の周波数スペクトルの一例を示した図である。図３の周波数スペクトルと図４の周波数スペクトルを合算した周波数スペクトルを示した図である。

以下、本発明の一実施形態について図を参照して説明する。本実施形態に係る空調音の快音化装置は、車両に搭載されている。そして、快音化装置は、車両において騒音源の一つである空調装置の空調音を快音化するために機能する。

図１に示されるように、快音化装置１００は、処理部１１０及び記憶部１２０を備えている。処理部１１０は、騒音である空調音に対して最適なマスク音を選択してオーディオ装置２００から出力させる快音化処理を行う。

記憶部１２０は、処理部１１０によって選択される複数のマスク音のデータを記憶したメモリである。また、記憶部１２０は、車両の走行条件に応じて発生する音の周波数スペクトルのマップデータや、車両空調の送風条件に応じて発生する音の周波数スペクトルのマップデータを記憶している。

マスク音は、空調音に重ね合わされる音である。例えば、マスク音は、街頭、カフェ、オフィス等の環境音や、波、海、滝、森、川、雨音、鳥の鳴き声、木々の音等の自然音である。また、マスク音は、音楽でも良い。音楽は、例えば、交響曲、独奏曲、歌曲、オペラ等のクラシック音楽、ジャズ、ロック、フォークソング、Ｒ＆Ｂ、テクノポップ等のポピュラー音楽、純邦楽、ブラジル音楽等の民族音楽のように、ジャンルは多岐にわたる。これらの音は、人が耳にすると心地良い、あるいは違和感の無い、あるいは快適な音である。

快音化装置１００は、例えば１つのＩＣチップで構成されている。快音化装置１００は、プリント基板に実装された集積回路部（ＡＳＩＣ）の一部とされていても良い。快音化装置１００は、車両の電源に接続され、車両の起動と共に稼働を開始する。

また、快音化装置１００は、上記のオーディオ装置２００の他にエンジン制御装置３００及び空調装置４００に接続されている。オーディオ装置２００は、スピーカである。オーディオ装置２００として、車両に搭載されたスピーカが用いられる。なお、オーディオ装置２００は、車両に搭載されたものではなく、快音化装置１００の専用スピーカでも良い。

エンジン制御装置３００は、エンジンの各気筒の点火タイミングを制御する電子制御装置（ＥＣＵ）である。エンジン制御装置３００は、点火タイミングを制御するための走行条件として、車速、加速度、時刻等の情報を有している。エンジン制御装置３００は、快音化装置１００の要求に応じてこれらの走行条件の情報を快音化装置１００に出力する。

空調装置４００は、図示しない空調ユニット（ＨＶＡＣ）や車室内空調を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）によって構成された空調システムである。空調ユニットは、例えば、複数のユニットケースに分割して形成され、分割して形成された複数のユニットケースが嵌合されて組み付けられることによって構成されている。また、複数のユニットケースには、送風機、エアミックスドアや内外気切り替えドア等を駆動する電動アクチュエータ、各種センサ等の各種電気部品が配置されている。

空調音は、空調ユニットが動作することによって発生する音である。例えば、送風機の音や、吹き出し口の送風音等が空調音に該当する。どのような空調音が発生するのかは、空調ユニットの送風条件や、車両の走行条件から予め把握されている。送風条件は、設定温度、風量、動作モード等である。

次に、快音化装置１００の快音化処理について、図２を参照して説明する。快音化処理は、処理部１１０によって実行される。図２に示された快音化処理は、予め設定されたタイミングで実行され、あるいは繰り返し実行される。

ステップＳ１３０では、走行条件が取得される。走行条件は、現在の車両の車速、加速度、時刻等の情報がエンジン制御装置３００から取得される。なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、ステップＳ１３０を実行する手段が特許請求の範囲の「走行条件取得部」に対応する。

ステップＳ１３１では、ステップＳ１３０で取得された走行条件に基づいて車両走行音の周波数スペクトルが推定される。具体的には、道路の路面状況、車速に応じて発生する風切り音、車速に応じた車両音等に対応した周波数スペクトルが記憶部１２０のマップデータに基づいて推定される。これにより、図３に示されるように、走行条件に対応した車両走行音の周波数スペクトルが得られる。図３の横軸は周波数（Frequency[Hz]）、縦軸は音圧（Sound Pressure Level[dBA]）を示している。下記の図４及び図５も同じである。

なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、ステップＳ１３１を実行する手段が特許請求の範囲の「車両走行音推定部」に対応する。

図２のステップＳ１３２では、送風条件が取得される。送風条件は、現在の空調モード等に従って設定温度、温度、風量等が空調装置４００から取得される。なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、ステップＳ１３１を実行する手段が特許請求の範囲の「送風条件取得部」に対応する。

ステップＳ１３３では、ステップＳ１３２で取得された送風条件に基づいて空調装置４００から発せられる空調音の周波数スペクトルが推定される。具体的には、設定温度、温度、風量等に対応した周波数スペクトルが記憶部１２０のマップデータに基づいて推定される。これにより、図４に示されるように、送風条件に対応した空調音の周波数スペクトルが得られる。

なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、ステップＳ１３３を実行する手段が特許請求の範囲の「空調音推定部」に対応する。

図２のステップＳ１３４では、ステップＳ１３１で推定された車内音の周波数スペクトルと、ステップＳ１３３で推定された空調音の周波数スペクトルと、が加算された周波数スペクトルが取得される。これにより、図５に示されるように、図３と図４の周波数スペクトルが合算された周波数スペクトルが得られる。合算された周波数スペクトルは、空調音が支配的である。

なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、ステップＳ１３４を実行する手段が特許請求の範囲の「加算部」に対応する。

続いて、図２のステップＳ１３５では、ステップＳ１３４で取得された周波数スペクトルに適したマスク音が記憶部１２０に記憶された複数のマスク音から選択される。例えば、季節に応じたマスク音が選択される。夏は水等のように涼しさを感じさせる音が選択され、冬は春のように暖かさを感じさせる音が選択される。マスク音は、予め決められた条件に合うように選択される。

なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、ステップＳ１３５を実行する手段が特許請求の範囲の「選択部」に対応する。

ステップＳ１３６では、ステップＳ１３５で選択されたマスク音のオーディオ信号がオーディオ装置２００に出力され、オーディオ装置２００からマスク音が出力される。これにより、車両走行音及び空調音にマスク音がマスキングされるので、乗員に騒音の印象を変化させ、騒音の認知を低下させることができる。すなわち、空調音に対する認知レベルを低下させることにより、空調音に対する不快感を低減できる。したがって、騒音に対する乗員の不快感を低減できる。

なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、ステップＳ１３６を実行する手段が特許請求の範囲の「出力部」に対応する。

ステップＳ１３７では、ステップＳ１３５で選択されたマスク音の音圧の時間変動周期に同期して送風条件を変更する変更信号が空調装置４００に出力される。これにより、当該マスク音に同期して空調音の音圧が変動する。

例えば、マスク音が寄せては返すさざ波の場合、水が寄せる音と引く音とが交互に繰り返されることで音圧が変動する。したがって、例えば水が引くときには音圧が下がるので、このタイミングでは空調音が小さくなるように送風条件を変更する。

ここで、「送風条件を変更する」とは、送風条件そのものは変更せずに、現在の送風条件を中央値としてこの中央値に幅を持たせるゆらぎ制御を行うことである。例えば、送風条件の設定温度が２４℃に設定されている場合、この温度を中央値として空調制御に幅を持たせる。あるいは、送風風量の中央値に幅を持たせて送風風量を調整する。なお、ゆらぎ制御は例えば制御値のＤｕｔｙ比を調整する制御である。

このように、マスク音の音圧が小さくなるタイミングで空調音の音圧が小さくなるように空調装置４００にゆらぎ制御を実施させるので、マスク音のマスキング効果が維持される。したがって、定常的な騒音源である空調装置４００の空調音や車両の走行音に対して不快感を低減することができる。

なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、ステップＳ１３７を実行する手段が特許請求の範囲の「変更部」に対応する。

（他の実施形態）
上記各実施形態で示された空調音の快音化装置１００の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、快音化装置１００は車両用に限られず、ビル用等の空調装置に適用することもできる。この場合、走行条件の取得は不要である。したがって、図２に示された快音化処理のうち、ステップＳ１３２、ステップＳ１３３、ステップＳ１３５、ステップＳ１３６、ステップＳ１３７を連続して実行することになる。ステップＳ１３５では、ステップＳ１３３で推定された空調音の周波数スペクトルに適したマスク音が記憶部１２０に記憶された複数のマスク音から選択される。

記憶部１２０に記憶されるマスク音のデータは、アップデート可能になっていても良い。車両が通信可能に構成されていれば、サーバから提供されるマスク音を無線または有線でダウンロードすることにより、記憶部１２０のデータが更新される。快音化装置１００が車両に搭載されない場合でも、無線または有線によってアップデートできるように構成されていれば良い。

処理部１１０は、エンジン制御装置３００から走行条件を取得していたが、これは一例である。処理部１１０は、走行条件を保持している他の装置から走行条件を取得しても良い。

１００快音化装置
１１０処理部
１２０記憶部
２００オーディオ装置
３００エンジン制御装置
４００空調装置

Claims

騒音源である空調装置（４００）の空調音を快音化するための空調音の快音化装置であって、
前記空調装置の送風条件を取得する送風条件取得部（Ｓ１３２）と、
前記送風条件に基づいて前記空調装置から発せられる空調音の周波数スペクトルを推定する空調音推定部（Ｓ１３３）と、
複数のマスク音のデータを記憶する記憶部（１２０）と、
前記空調音推定部によって推定された前記空調音の周波数スペクトルに適したマスク音を前記記憶部に記憶された前記複数のマスク音から選択する選択部（Ｓ１３５）と、
前記選択部によって選択されたマスク音のオーディオ信号をオーディオ装置（２００）に出力することにより、前記オーディオ装置から前記マスク音を出力させる出力部（Ｓ１３６）と、
前記選択部によって選択されたマスク音の音圧の変動に同期して前記送風条件を変更する変更信号を前記空調装置に出力することにより、当該マスク音に同期して前記空調音の音圧を変動させる変更部（Ｓ１３７）と、
を備えている空調音の快音化装置。
車両の走行条件を取得する走行条件取得部（Ｓ１３０）と、
前記走行条件に基づいて前記車両の車内音の周波数スペクトルを推定する車両走行音推定部（Ｓ１３１）と、
前記空調音推定部で推定された前記空調音の周波数スペクトルと、前記車両走行音推定部で推定された前記車内音の周波数スペクトルと、を加算した周波数スペクトルを取得する加算部（Ｓ１３４）と、
を備え、
前記選択部は、前記加算部によって取得された周波数スペクトルに適したマスク音を前記記憶部に記憶された前記複数のマスク音から選択する請求項１に記載の空調音の快音化装置。
前記マスク音は、環境音である請求項１または２に記載の空調音の快音化装置。
前記マスク音は、自然音である請求項１または２に記載の空調音の快音化装置。
前記マスク音は、音楽である請求項１または２に記載の空調音の快音化装置。