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JPH08123435A - Active noise control unit for automobile - Google Patents

Active noise control unit for automobile

Info

Publication number
JPH08123435A
JPH08123435A JP6258111A JP25811194A JPH08123435A JP H08123435 A JPH08123435 A JP H08123435A JP 6258111 A JP6258111 A JP 6258111A JP 25811194 A JP25811194 A JP 25811194A JP H08123435 A JPH08123435 A JP H08123435A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
noise
sound wave
pulse signal
voice coil
automobile
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6258111A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naomi Tomizawa
尚己 冨澤
Shuichi Toki
秀一 土岐
Yoshiaki Gokan
義明 後閑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Unisia Automotive Ltd
Original Assignee
Unisia Jecs Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Unisia Jecs Corp filed Critical Unisia Jecs Corp
Priority to JP6258111A priority Critical patent/JPH08123435A/en
Publication of JPH08123435A publication Critical patent/JPH08123435A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)

Abstract

PURPOSE: To easily generate sound energy which is large enough to absorb an air suction noise under noise reduction control which generates a sound wave interfering with the air suction noise in an air suction system. CONSTITUTION: A frequency component of suction pulsation is extracted based on the output of an air flow meter (S1 and S2), and phase processing is performed for the frequency component (S3). Then a cycle (f) and an amplitude Pw that a sound wave outputted from a speaker is expected to have are calculated based on the extraction result (S4). The cycle (f) and amplitude Pw are converted into the cycle fp and duty ratio Duty of a pulse signal used for electric feeding control over a voice coil respectively (S5). Here, the pulse having the cycle fp and duty ratio Duty is generated through the clocking of a timer (S6) and the power supply to the voice coil is controlled with the pulse signal.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用アクティブ騒
音制御装置に関し、詳しくは、自動車における騒音を、
別に発生させた音波による干渉によって積極的に低減さ
せる装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active noise control system for an automobile, and more specifically, to reduce noise in an automobile.
The present invention relates to a device that positively reduces interference due to sound waves separately generated.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、自動車の静粛性を確保する技術と
して、アクティブ騒音制御と呼ばれている技術が提案さ
れている。前記アクティブ騒音制御とは、音が空気の密
度変化が空気中を伝播する一種の波動現象であることに
鑑み、例えば自動車における騒音(一次音)に、同振幅
で逆位相の別の音波(二次音)を干渉させることにより
一次音を打ち消すものである。
2. Description of the Related Art In recent years, a technique called active noise control has been proposed as a technique for ensuring the quietness of an automobile. In view of the fact that the sound is a kind of wave phenomenon in which a change in the density of air propagates in the air, the active noise control is based on, for example, noise (primary sound) in a vehicle and another sound wave (two The primary sound is canceled by interfering with the secondary sound).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記アクテ
ィブ騒音制御によって特にエンジンの吸気脈動に伴って
発生する吸気系騒音の低減を図る場合には、騒音発生源
である吸気系内にスピーカを設置することで、吸気騒音
の低減を効率的に行えることになる。この場合、吸気脈
動の振幅エネルギーを吸気系内で吸収するためには、吸
気系内で150dB 程度の音響エネルギーが必要となり、ス
ピーカに対してアンプから30〜50W程度のエネルギーを
出力する必要がある。
By the way, in order to reduce the intake system noise generated due to the intake pulsation of the engine by the active noise control, a speaker is installed in the intake system which is a noise source. As a result, intake noise can be efficiently reduced. In this case, in order to absorb the amplitude energy of the intake pulsation in the intake system, acoustic energy of about 150 dB is required in the intake system, and it is necessary to output about 30 to 50 W of energy from the amplifier to the speaker. .

【0004】しかしながら、通常の自動車における電源
電圧(バッテリ電圧)は12V程度であるため、上記アン
プ出力を得ることが困難であり、また、アンプにおける
電力増幅において前記出力を得るための発熱量が大きく
なってしまうという問題があった。更に、アンプ出力を
一定とするならば、音響エネルギーを確保するためには
スピーカのインピーダンスを下げる必要があり、スピー
カ設計が困難であるという問題もあった。
However, since the power supply voltage (battery voltage) in an ordinary automobile is about 12 V, it is difficult to obtain the output of the amplifier, and the amount of heat generated to obtain the output in the power amplification of the amplifier is large. There was a problem of becoming. Further, if the amplifier output is kept constant, it is necessary to lower the impedance of the speaker in order to secure acoustic energy, which causes a problem that the speaker design is difficult.

【0005】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、自動車騒音の振幅エネルギーを吸収するための音
響エネルギーが、車載の電源及び一般的なスピーカによ
って確保でき、然も、大きな発熱量を伴うことなく確保
できるようにすることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and acoustic energy for absorbing the amplitude energy of vehicle noise can be secured by a vehicle-mounted power source and a general speaker, and a large amount of heat is generated. The purpose is to be able to secure without accompanying.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】そのため請求項1の発明
にかかる自動車用アクティブ騒音制御装置は、騒音検出
手段が、自動車の車室内に伝播する騒音を検出する一
方、騒音低減制御手段が、前記検出される騒音を打ち消
すための別の音波を音波発生手段から発生させて前記騒
音に干渉させる装置であって、前記騒音低減制御手段に
よる前記音波発生手段の駆動制御がパルス信号によって
行われる構成とし、前記パルス信号の周期によって音波
の周波数を調整し、かつ、前記パルス信号のデューティ
比により音波の音圧を調整する構成とした。
Therefore, in the active noise control system for an automobile according to the invention of claim 1, the noise detecting means detects the noise propagating in the vehicle interior of the automobile, while the noise reducing control means: A device for causing another sound wave for canceling the detected noise to be generated from the sound wave generating means and interfering with the noise, wherein drive control of the sound wave generating means by the noise reduction control means is performed by a pulse signal. The frequency of the sound wave is adjusted by the cycle of the pulse signal, and the sound pressure of the sound wave is adjusted by the duty ratio of the pulse signal.

【0007】請求項2の発明にかかる自動車用アクティ
ブ騒音制御装置では、前記騒音検出手段で検出される車
室内に伝播する騒音が、自動車に搭載されたエンジンの
吸気音であって、前記音波発生手段がエンジンの吸気系
内において音波を発生させる構成とした。請求項3の発
明にかかる自動車用アクティブ騒音制御装置では、前記
騒音低減制御手段における前記パルス信号の発生が、前
記騒音検出手段で検出される騒音に基づいて設定した周
期及びデューティ比のデータに基づく時間計測によって
行われる構成とした。
In the vehicle active noise control system according to the invention of claim 2, the noise propagating in the vehicle compartment detected by the noise detecting means is the intake sound of the engine mounted in the vehicle, and the sound wave generation is performed. The means is configured to generate a sound wave in the intake system of the engine. In the automobile active noise control device according to the invention of claim 3, the generation of the pulse signal in the noise reduction control means is based on the data of the cycle and the duty ratio set based on the noise detected by the noise detection means. It is configured to be performed by measuring time.

【0008】請求項4の発明にかかる自動車用アクティ
ブ騒音制御装置では、前記音波発生手段が、前記騒音低
減制御手段からのパルス信号によって通電が制御される
ボイスコイルに可動振動板を取付けて構成され、かつ、
前記パルス信号のON時に前記ボイスコイルが移動する
方向にのみ前記可動振動板がストロークする構成とし
た。
In the automobile active noise control device according to the invention of claim 4, the sound wave generating means is constituted by attaching a movable diaphragm to a voice coil whose energization is controlled by a pulse signal from the noise reducing control means. ,And,
The movable diaphragm strokes only in the direction in which the voice coil moves when the pulse signal is turned on.

【0009】請求項5の発明にかかる自動車用アクティ
ブ騒音制御装置では、前記音波発生手段が、前記騒音低
減制御手段からのパルス信号によって通電が制御される
ボイスコイルに可動振動板を取付けて構成される一方、
音波を電気信号に変換する音波変換手段を前記ボイスコ
イルに直結支持させると共に、前記音波変換手段からの
電気信号の波形と所定の期待出力波形との比較に基づい
て前記パルス信号を補正するパルス補正手段を設ける構
成とした。
In the active noise control system for an automobile according to a fifth aspect of the invention, the sound wave generating means is constituted by attaching a movable diaphragm to a voice coil whose energization is controlled by a pulse signal from the noise reducing control means. Meanwhile,
A pulse correction for directly supporting a sound wave converting means for converting a sound wave into an electric signal to the voice coil and correcting the pulse signal based on a comparison between a waveform of the electric signal from the sound wave converting means and a predetermined expected output waveform. A means is provided.

【0010】請求項6の発明にかかる自動車用アクティ
ブ騒音制御装置では、前記音波発生手段が、前記騒音低
減制御手段からのパルス信号によって通電が制御される
ボイスコイルに可動振動板を取付けて構成される一方、
前記音波発生手段において前記パルス信号による通電制
御によって流れる電流を検出する電流検出手段と、該電
流検出手段で検出される電流の波形と所定の期待出力波
形との比較に基づいて前記パルス信号を補正するパルス
補正手段とを設ける構成とした。
In the automobile active noise control device according to the invention of claim 6, the sound wave generating means is constructed by attaching a movable diaphragm to a voice coil whose energization is controlled by a pulse signal from the noise reducing control means. Meanwhile,
The pulse signal is corrected based on a current detection unit that detects a current flowing in the sound wave generation unit by the energization control by the pulse signal, and a waveform of the current detected by the current detection unit and a predetermined expected output waveform. And a pulse correction means for performing the correction.

【0011】[0011]

【作用】請求項1の発明にかかる自動車用アクティブ騒
音制御装置によると、自動車の騒音に対して別に発生さ
せた音波を干渉させて前記騒音の低減を図る構成におい
て、前記音波を発生する音波発生手段がパルス信号によ
って駆動制御されることにより、その発生音波の周波数
及び音圧が調整される構成としたので、大きな発熱量を
生むことなく、かつ、車載の電源に基づいて高出力を得
ることが可能となる。
According to the active noise control device for an automobile of the present invention, in the construction for reducing the noise by interfering with the acoustic wave generated separately with respect to the noise of the automobile, the acoustic wave generating the acoustic wave is generated. Since the means is driven and controlled by the pulse signal, the frequency and the sound pressure of the generated sound wave are adjusted, so that a large amount of heat is not generated and a high output is obtained based on the power supply mounted on the vehicle. Is possible.

【0012】請求項2の発明にかかる自動車用アクティ
ブ騒音制御装置によると、エンジンの吸気音を検出し
て、かかる吸気音に干渉させるための音波を吸気系内で
発生させる。ここで、吸気系内で音波を発生させて吸気
騒音を低減するには、特に大きな音響エネルギーが必要
になるが、前記パルス制御によってかかる必要エネルギ
ーの確保が可能となる。
According to the vehicle active noise control system of the second aspect of the present invention, the intake sound of the engine is detected and the sound wave for interfering with the intake sound is generated in the intake system. Here, in order to generate sound waves in the intake system and reduce intake noise, particularly large acoustic energy is required, but the required energy can be secured by the pulse control.

【0013】請求項3の発明にかかる自動車用アクティ
ブ騒音制御装置によると、音波発生を制御するためのパ
ルス信号を、周期及びデューティ比に基づくON・OF
Fタイミングの時間制御によって発生させる。請求項4
の発明にかかる自動車用アクティブ騒音制御装置による
と、ボイスコイルと可動振動板からなるダイナミックス
ピーカを音波発生手段として用いる構成において、パル
ス信号のON時に前記ボイスコイルが移動する方向にの
み前記可動振動板がストロークする構成とすることで、
パルス信号のON・OFFによる可動振動板の移動量を
大きく確保し、以て、必要な音響エネルギーが確保でき
るようにした。
According to the active noise control device for an automobile of the third aspect of the invention, the ON / OF of the pulse signal for controlling the sound wave generation is controlled based on the cycle and the duty ratio.
It is generated by time control of F timing. Claim 4
According to the vehicle active noise control device of the present invention, in the configuration using the dynamic speaker including the voice coil and the movable diaphragm as the sound wave generating means, the movable diaphragm is moved only in the direction in which the voice coil moves when the pulse signal is turned on. By making a stroke
A large amount of movement of the movable diaphragm due to ON / OFF of the pulse signal is secured, and thus necessary acoustic energy can be secured.

【0014】請求項5の発明にかかる自動車用アクティ
ブ騒音制御装置によると、音波を電気信号に変換する音
波変換手段を前記ボイスコイルに直結支持させること
で、パルス制御によって所期の音波が発生しているか否
かを判別し、かかる判別結果を音波発生手段に与えるパ
ルス信号にフィードバックして、騒音低減のために要求
される音波を正しく発生させる。
According to the active noise control device for an automobile of the fifth aspect, the desired sound wave is generated by pulse control by directly supporting the sound wave converting means for converting a sound wave into an electric signal to the voice coil. It is determined whether or not the sound wave is generated, and the result of the determination is fed back to the pulse signal applied to the sound wave generation means to correctly generate the sound wave required for noise reduction.

【0015】請求項6の発明にかかる自動車用アクティ
ブ騒音制御装置によると、パルス制御によってボイスコ
イルに流れる電流を検出して、かかる電流の波形が所期
の発生音波に対応する出力波形を示しているか否かを判
別し、かかる判別結果を音波発生手段に与えるパルス信
号にフィードバックして、騒音低減のために要求される
音波を正しく発生させる。
According to the active noise control system for an automobile of the sixth aspect, the current flowing through the voice coil is detected by the pulse control, and the waveform of the current shows the output waveform corresponding to the desired sound wave. It is determined whether or not there is a sound wave, and the result of this determination is fed back to the pulse signal to be given to the sound wave generation means to correctly generate the sound wave required for noise reduction.

【0016】[0016]

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図1は、
実施例において自動車に搭載されるエンジンのシステム
構成を示すものであり、エンジン1には、エアクリーナ
2,吸気ダクト3,スロットルチャンバー4,吸気コレ
クタ5,吸気マニホールド6を介して空気が吸入され
る。
Embodiments of the present invention will be described below. Figure 1
1 shows a system configuration of an engine mounted on an automobile in an embodiment, in which air is sucked into an engine 1 through an air cleaner 2, an intake duct 3, a throttle chamber 4, an intake collector 5, and an intake manifold 6.

【0017】前記スロットルチャンバー4には、図示し
ないアクセルペダルと連動するスロットル弁7が設けら
れていて、エンジン1の吸入空気量を調整する。吸気マ
ニホールド6のブランチ部には、各気筒毎に電磁式燃料
噴射弁8が設けられていて、図示しない燃料ポンプから
圧送されプレッシャレギュレータにより所定の圧力に制
御された燃料を吸気マニホールド6内に噴射供給する。
The throttle chamber 4 is provided with a throttle valve 7 interlocking with an accelerator pedal (not shown) to adjust the intake air amount of the engine 1. An electromagnetic fuel injection valve 8 is provided for each cylinder in a branch portion of the intake manifold 6, and fuel injected from a fuel pump (not shown) and controlled to a predetermined pressure by a pressure regulator is injected into the intake manifold 6. Supply.

【0018】前記燃料噴射弁8は、マイクロコンピュー
タを内蔵したコントロールユニット9から送られる噴射
パルス信号に応じて間欠的に開駆動され、前記コントロ
ールユニット9で演算される噴射パルス信号のパルス幅
に応じてその燃料噴射量が制御されるようになってい
る。前記スロットルチャンバー4上流側の吸気ダクト3
には、エンジン1の吸入空気量Qを検出するエアフロー
メータ10が設けられている。
The fuel injection valve 8 is intermittently driven to open according to an injection pulse signal sent from a control unit 9 having a built-in microcomputer, and according to the pulse width of the injection pulse signal calculated by the control unit 9. The fuel injection amount is controlled. Intake duct 3 upstream of the throttle chamber 4
Is provided with an air flow meter 10 for detecting the intake air amount Q of the engine 1.

【0019】ここで、前記エアフローメータ10は、例え
ば吸気ダクト内に配設される感熱抵抗の抵抗値変化に基
づいてエンジンの吸入空気量Qを質量流量として検出す
るものであり、吸気脈動が発生するとかかる吸気脈動に
応じてその出力が変化する。尚、エンジン1の吸気系に
おいて吸気脈動が発生すると、かかる吸気脈動に伴って
吸気騒音が発生するので、前記エアフローメータ10によ
って吸気脈動騒音を検出することが可能であり、後述す
るように前記吸気脈動(吸気脈動騒音)を低減させる制
御を行う本実施例において前記エアフローメータ10が騒
音検出手段に相当する。
Here, the air flow meter 10 detects the intake air amount Q of the engine as a mass flow rate based on a change in the resistance value of the heat-sensitive resistance arranged in the intake duct, for example, and intake pulsation occurs. Then, the output changes according to the intake pulsation. When intake pulsation is generated in the intake system of the engine 1, intake noise is generated along with the intake pulsation. Therefore, the intake pulsation noise can be detected by the air flow meter 10, and the intake pulsation noise will be described later. In the present embodiment for performing control for reducing pulsation (intake pulsation noise), the air flow meter 10 corresponds to noise detecting means.

【0020】また、クランク軸又はカム軸からエンジン
1の回転信号を取り出すクランク角センサ11が設けられ
ており、該クランク角センサ11から所定クランク角毎に
出力される検出信号に基づいてエンジンの回転速度Ne
を算出できるようになっている。更に、前記スロットル
弁7の開度TVOを検出するスロットルセンサ12、エン
ジンの冷却水温度Twを検出する水温センサ13などが設
けられている。
A crank angle sensor 11 for extracting a rotation signal of the engine 1 from a crank shaft or a cam shaft is provided, and the engine rotation is performed based on a detection signal output from the crank angle sensor 11 at every predetermined crank angle. Speed Ne
Can be calculated. Further, a throttle sensor 12 for detecting the opening TVO of the throttle valve 7, a water temperature sensor 13 for detecting the engine cooling water temperature Tw, etc. are provided.

【0021】コントロールユニット9は、前記エアフロ
ーメータ10で検出される吸入空気量Qa及び前記クラン
ク角センサ11からの検出信号に基づいて算出したエンジ
ン回転速度Neに基づいて基本噴射パルス幅Tpを演算
すると共に、該基本噴射パルス幅Tpを冷却水温度Tw
等の運転条件に応じて補正して最終的な噴射パルス幅T
iを設定し、該噴射パルス幅Tiの噴射パルス信号を前
記燃料噴射弁8に出力する。
The control unit 9 calculates the basic injection pulse width Tp based on the intake air amount Qa detected by the air flow meter 10 and the engine rotation speed Ne calculated based on the detection signal from the crank angle sensor 11. At the same time, the basic injection pulse width Tp is set to the cooling water temperature Tw.
The final injection pulse width T is corrected according to operating conditions such as
i is set, and an injection pulse signal having the injection pulse width Ti is output to the fuel injection valve 8.

【0022】ここで、前記コントロールユニット9は、
上記のように燃料噴射制御ユニットとして機能すると共
に、自動車において車室内に伝播する騒音として特にエ
ンジン1の吸気騒音を低減させるためのアクティブ騒音
制御ユニットとしても機能する。本実施例では、前記ア
クティブ騒音制御のために、前記エアクリーナ2の付近
(吸気系内)に吸気騒音と干渉させるための音波を別に
発生させるスピーカ15(音波発生手段)を設けてあり、
騒音低減制御手段としての前記コントロールユニット9
は、前記エアフローメータ10で検出される吸気脈動に基
づいて前記スピーカ15から音波を発生させ、かかる音波
を吸気騒音(吸気脈動)に干渉させて打ち消すことで、
吸気脈動騒音の低減を図るようになっている。
Here, the control unit 9 is
As well as functioning as the fuel injection control unit as described above, it also functions as an active noise control unit for reducing intake noise of the engine 1 as noise propagating in the vehicle interior of the automobile. In the present embodiment, a speaker 15 (sound wave generating means) for separately generating a sound wave for interfering with the intake noise is provided near the air cleaner 2 (inside the intake system) for the active noise control.
The control unit 9 as noise reduction control means
Is to generate a sound wave from the speaker 15 based on the intake pulsation detected by the air flow meter 10, and to cancel the sound wave by interfering with the intake noise (intake pulsation),
It is designed to reduce intake pulsation noise.

【0023】前記スピーカ15は、可動振動板にボイスコ
イルを取付けてなる所謂ダイナミックスピーカである。
ここで、前記スピーカ15の駆動制御系は、図2に示すよ
うに構成される。図2において、コントロールユニット
9には、前記エアフローメータ10からの吸入空気量検出
信号Qの他、後述する補正情報信号がA/D変換器16に
よってA/D変換して読み込まれ、A/D変換されたデ
ータをデジタル・シグナル・プロセッサ(DSP)17で
処理して、前記スピーカ15を駆動制御するためのパルス
信号を発生させる。
The speaker 15 is a so-called dynamic speaker in which a voice coil is attached to a movable diaphragm.
Here, the drive control system of the speaker 15 is configured as shown in FIG. In FIG. 2, the control unit 9 receives an intake air amount detection signal Q from the air flow meter 10 and a correction information signal, which will be described later, which is A / D converted by an A / D converter 16 and read. The converted data is processed by a digital signal processor (DSP) 17 to generate a pulse signal for driving and controlling the speaker 15.

【0024】前記パルス信号は、前記スピーカ15のボイ
スコイル19に対する通電をスイッチングするトランジス
タ21のON・OFF制御信号であり、前記パルス信号が
ハイレベル(ON)であるときに、前記トランジスタ21
がONとなって車載のバッテリ電圧VBに接続された前
記ボイスコイル19に電流が流れる構成となっている。か
かる構成によって、前記パルス信号の周期fpによって
前記スピーカ15から発生する音波の周波数が調整され、
前記パルス信号のデューティ比(ON時間割合)Dut
yによって前記音波の音圧が調整される(図3参照)。
The pulse signal is an ON / OFF control signal for the transistor 21 that switches the energization of the voice coil 19 of the speaker 15, and when the pulse signal is at a high level (ON), the transistor 21 is turned on.
Is turned on and a current flows through the voice coil 19 connected to the vehicle-mounted battery voltage VB. With this configuration, the frequency of the sound wave generated from the speaker 15 is adjusted by the cycle fp of the pulse signal,
Duty ratio (ON time ratio) Dut of the pulse signal
The sound pressure of the sound wave is adjusted by y (see FIG. 3).

【0025】次に、図4のフローチャートに従って前記
スピーカ15の駆動制御の様子を詳細に説明する。図4の
フローチャートにおいて、ステップ1(図中ではS1と
記してある。以下同様)では、A/D変換して読み込ま
れた吸入空気量Qのデータを時系列的にデータMQn
(n=1,2,3,・・・)として記憶させる。
Next, the driving control of the speaker 15 will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. In the flowchart of FIG. 4, in step 1 (denoted as S1 in the figure. The same applies hereinafter), the data of the intake air amount Q read by A / D conversion is time-sequentially data MQn.
It is stored as (n = 1, 2, 3, ...).

【0026】ステップ2では、前記記憶された吸入空気
量Qの時系列データMQnから、ディジタルフィルタ処
理によって所定低周波数域の成分(吸気脈動成分)を抽
出する。ステップ3では、前記抽出した周波数成分に所
定角度だけ位相をずらす位相回転処理を施す。
In step 2, a predetermined low frequency component (intake pulsation component) is extracted from the stored time-series data MQn of the intake air amount Q by digital filtering. In step 3, a phase rotation process is performed to shift the phase of the extracted frequency component by a predetermined angle.

【0027】ステップ4では、前記位相回転処理を施し
た周波数成分に基づいて、吸気音(吸気脈動騒音)を打
ち消すためにスピーカから出力すべき音波(期待信号)
の振幅Pw及び周期fを算出する(図5参照)。ステッ
プ5では、予め設定された変換テーブルを用い、前記振
幅Pwをスピーカ15の駆動パルス信号のデューティ比D
utyに変換すると共に、前記周期fをスピーカ15の駆
動パルス信号の周期fpに変換する。
In step 4, the sound wave (expected signal) to be output from the speaker to cancel the intake sound (intake pulsation noise) based on the frequency component subjected to the phase rotation processing.
The amplitude Pw and the period f are calculated (see FIG. 5). In step 5, the amplitude Pw is set to the duty ratio D of the drive pulse signal of the speaker 15 by using a preset conversion table.
In addition to converting into the duty, the period f is converted into the period fp of the drive pulse signal of the speaker 15.

【0028】ステップ6では、前記変換により得たデュ
ーティ比Duty及び周期fpを、これらのデータを記
憶するメモリを備えたタイマー(図示省略)にセット
し、該タイマーによってパルス信号のON・OFFタイ
ミングを時間計測して、前記デューティ比Duty及び
周期fpのパルス信号を前記タイマーから発生させる。
かかる構成のように、スピーカ15をアナログ制御するの
ではなく、パルス信号によってディジタル制御する構成
であれば、本実施例のように吸気脈動を吸収するために
大きな音響エネルギーが必要とされる場合であっても、
車載のバッテリ電圧によって大きなアンプ発熱を伴うこ
となく、前記必要とされる音響エネルギーを発生させる
ことが可能となる。
In step 6, the duty ratio Duty and the period fp obtained by the conversion are set in a timer (not shown) having a memory for storing these data, and the ON / OFF timing of the pulse signal is set by the timer. The time is measured, and a pulse signal having the duty ratio Duty and the period fp is generated from the timer.
With such a configuration, if the speaker 15 is not digitally controlled by analog control but is digitally controlled by a pulse signal, in the case where a large acoustic energy is required to absorb the intake pulsation as in the present embodiment. Even so,
It is possible to generate the required acoustic energy without causing a large amount of heat generated by the amplifier due to the voltage of the vehicle battery.

【0029】即ち、スピーカ15をアナログ制御する場合
には、必要音圧に対応する電圧が必要になるが、前記パ
ルス制御では、音圧はパルス信号のデューティ比で調整
されることになるから、車載のバッテリ電圧によって必
要音圧を確保することが可能となる。更に、前述のよう
にタイマーによってパルス信号のON・OFFタイミン
グを計時してパルス信号を発生させる構成であれば、ア
ナログ制御する場合に必要とされるD/A変換器を省略
できる。
That is, when the speaker 15 is analog-controlled, a voltage corresponding to the required sound pressure is required, but in the pulse control, the sound pressure is adjusted by the duty ratio of the pulse signal. It becomes possible to secure the required sound pressure by the voltage of the battery mounted on the vehicle. Further, as described above, if the pulse signal is generated by timing the ON / OFF timing of the pulse signal by the timer, the D / A converter required for analog control can be omitted.

【0030】ここで、前記スピーカ15として、パルス信
号のON時に前記ボイスコイル19が移動する方向にのみ
可動振動板がストロークする構成のものを用いれば、パ
ルス信号のON・OFF切り換えによって可動振動板を
最大にストロークさせることができ、以て、大きな音響
エネルギーの確保が容易となる。上記実施例では、期待
される音波が得られるパルス信号のデューティ比Dut
y及び周期fpのパルス信号を、予め設定された変換テ
ーブルを用いて設定させたが、図6のフローチャートに
示すようにして、実際のスピーカ15の音波出力をモニタ
し、かかるモニタ結果に基づいて前記デューティ比Du
ty及び周期fpのパルス信号を補正設定させる構成と
しても良い。
If the speaker 15 has a structure in which the movable diaphragm strokes only in the direction in which the voice coil 19 moves when the pulse signal is turned on, the movable diaphragm is switched by turning the pulse signal on and off. The stroke can be maximized, and thus it becomes easy to secure a large acoustic energy. In the above embodiment, the duty ratio Dut of the pulse signal that produces the expected sound wave is obtained.
Although the pulse signals of y and the period fp are set by using the preset conversion table, the actual sound wave output of the speaker 15 is monitored as shown in the flowchart of FIG. 6, and based on the monitor result. The duty ratio Du
A configuration in which the pulse signals of ty and the period fp are corrected and set may be used.

【0031】図6のフローチャートにおいて、ステップ
11〜ステップ14の処理は、既述した前記図4のフローチ
ャートのステップ1〜ステップ4と全く同様であるの
で、ステップ15から説明する。ステップ15では、実際の
スピーカ15の音波出力のモニタ信号をA/D変換して読
み込む。前記モニタ信号は、例えば図7に示すように、
パルス制御によってスピーカ15のボイスコイル19に流れ
る電流波形として読み込まれる構成としても良いし(電
流検出手段)、また、図8に示すように、音波を電気信
号に変換するマイクロフォン31(音波変換手段)をボイ
スコイル19に直結支持させ、マイクロフォン31がボイス
コイル19(可動振動板)の振動に伴って変位することに
よって生じるマイクロフォン31の振動板の運動を電気信
号として読み込む構成としても良い。
Steps in the flowchart of FIG.
Since the processing from 11 to step 14 is exactly the same as the above-described steps 1 to 4 of the flowchart of FIG. 4, the description will be given from step 15. In step 15, the monitor signal of the actual sound wave output of the speaker 15 is A / D converted and read. The monitor signal is, for example, as shown in FIG.
The configuration may be such that the current waveform flowing in the voice coil 19 of the speaker 15 is read by pulse control (current detecting means), or, as shown in FIG. 8, a microphone 31 (sound converting means) for converting sound waves into electric signals. May be directly connected to and supported by the voice coil 19, and the movement of the diaphragm of the microphone 31 caused by displacement of the microphone 31 with the vibration of the voice coil 19 (movable diaphragm) may be read as an electric signal.

【0032】ステップ16では、前記A/D変換して読み
込まれたボイスコイル電流又はマイクロフォン31の出力
電流(補正情報信号)の波形から、実際のスピーカ15の
音波出力の振幅Pw’及び周期f’を算出する。ステッ
プ17では、前記算出された実際の振幅Pw’と前記ステ
ップ4で算出した振幅の期待値Pwとを比較する。そし
て、実際の振幅Pw’が期待値Pwよりも小さい場合に
は、ステップ18へ進んでパルス信号のデューティ比Du
tyを所定値ΔDutyだけ増大補正し、逆に、実際の
振幅Pw’が期待値Pwよりも大きい場合には、ステッ
プ19へ進んで前記デューティ比Dutyを所定値ΔDu
tyだけ減少補正して、実際の振幅Pw’が期待値Pw
に近づくようにする。
In step 16, from the waveform of the voice coil current read by the A / D conversion or the output current (correction information signal) of the microphone 31, the amplitude Pw 'and the cycle f'of the actual sound wave output of the speaker 15 are obtained. To calculate. In step 17, the calculated actual amplitude Pw ′ is compared with the expected amplitude value Pw calculated in step 4. Then, when the actual amplitude Pw 'is smaller than the expected value Pw, the routine proceeds to step 18, where the duty ratio Du of the pulse signal Du
If the actual amplitude Pw 'is larger than the expected value Pw, on the other hand, the routine proceeds to step 19, where the duty ratio Duty is changed to the predetermined value ΔDu.
The actual amplitude Pw ′ is reduced by ty and the expected value Pw is obtained.
Try to get closer to.

【0033】ステップ20では、前記算出された実際の周
期f’と前記ステップ4で算出した周期の期待値fとを
比較する。そして、実際の周期f’が期待値fよりも短
い場合には、ステップ21へ進んでパルス信号の周期fp
を所定値Δfpだけ増大補正し、逆に、実際の周期f’
が期待値fよりも長い場合には、ステップ22へ進んで前
記周期fpを所定値Δfpだけ減少補正して、実際の周
期f’が期待値fに近づくようにする。
In step 20, the calculated actual cycle f'is compared with the expected value f of the cycle calculated in step 4. Then, when the actual period f ′ is shorter than the expected value f, the process proceeds to step 21 and the period fp of the pulse signal.
Is increased by a predetermined value Δfp, and conversely, the actual cycle f ′ is
Is longer than the expected value f, the routine proceeds to step 22, where the cycle fp is corrected by a decrease by a predetermined value Δfp so that the actual cycle f ′ approaches the expected value f.

【0034】上記のようにしてパルス信号の周期fp及
びデューティ比Dutyを補正設定する構成であれば、
スピーカ15をパルス制御する構成であっても、高精度に
期待される音波を発生させることが可能となる。上記ス
テップ16〜ステップ22の機能が、本実施例におけるパル
ス補正手段に相当する。
If the configuration is such that the cycle fp of the pulse signal and the duty ratio Duty are corrected and set as described above,
Even with a configuration in which the speaker 15 is pulse-controlled, it is possible to generate a highly accurate expected sound wave. The functions of steps 16 to 22 correspond to the pulse correction means in this embodiment.

【0035】尚、エアクリーナ2の上流側の吸気系内に
マイクロフォンを設置し、該マイクロフォンによって、
吸気脈動の打ち消し結果を検出し、該検出結果に基づい
て前記パルス信号の周期,デューティ比を補正する構成
としても良い。更に、本実施例では、騒音検出手段とし
てのエアフローメータ10によって吸気脈動騒音を間接的
に検出する構成としたが、騒音検出手段としてのマイク
ロフォンによって直接的に吸気騒音(吸気脈動騒音)を
検出させる構成としても良い。
A microphone is installed in the intake system on the upstream side of the air cleaner 2 and
A configuration may be adopted in which the cancellation result of the intake pulsation is detected and the cycle and duty ratio of the pulse signal are corrected based on the detection result. Further, in the present embodiment, the intake air pulsation noise is indirectly detected by the air flow meter 10 as the noise detection means, but the intake noise (intake pulsation noise) is directly detected by the microphone as the noise detection means. It may be configured.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
かかる自動車用アクティブ騒音制御装置によると、音波
発生をパルス制御する構成としたので、大きな発熱量を
生むことなく、かつ、車載の電源に基づいて高出力を得
ることが可能となり、騒音低減に大きな音響エネルギー
が必要とされる場合であっても、かかる必要エネルギー
を簡便に確保できるという効果がある。
As described above, according to the active noise control device for an automobile according to the invention of claim 1, since the sound wave generation is pulse-controlled, it does not generate a large amount of heat and is mounted on the vehicle. It becomes possible to obtain a high output based on the power source, and even if a large amount of acoustic energy is required for noise reduction, it is possible to easily secure the required energy.

【0037】請求項2の発明にかかる自動車用アクティ
ブ騒音制御装置によると、吸気騒音を打ち消すための音
波を吸気系内で発生させる構成において、前記吸気騒音
を打ち消すための大きな音響エネルギーが確保され、以
て、吸気騒音の効果的な低減が図れるという効果があ
る。請求項3の発明にかかる自動車用アクティブ騒音制
御装置によると、音波発生を制御するためのパルス信号
を、周期及びデューティ比に基づくON・OFFタイミ
ングの時間制御によって発生させるから、出力段におけ
るD/A変換器を不要としてシステム構成を簡略化でき
るという効果がある。
According to the active noise control system for an automobile of the second aspect of the invention, in the structure for generating the sound wave for canceling the intake noise in the intake system, a large acoustic energy for canceling the intake noise is secured, Thus, there is an effect that the intake noise can be effectively reduced. According to the vehicle active noise control device of the third aspect, the pulse signal for controlling the sound wave generation is generated by the time control of the ON / OFF timing based on the cycle and the duty ratio. There is an effect that the system configuration can be simplified by omitting the A converter.

【0038】請求項4の発明にかかる自動車用アクティ
ブ騒音制御装置によると、パルス信号のON時にボイス
コイルが移動する方向にのみ可動振動板がストロークす
る構成とすることで、パルス信号のON・OFFによる
可動振動板の移動量が大きく確保され、以て、必要な音
響エネルギーが容易に確保できるという効果がある。請
求項5及び請求項6の発明にかかる自動車用アクティブ
騒音制御装置によると、パルス制御によって所期の音波
が発生しているか否かを判別し、かかる判別結果を音波
発生手段に与えるパルス信号にフィードバックして、騒
音低減のために要求される音波を正しく発生させること
ができるという効果がある。
According to the active noise control device for an automobile of the fourth aspect of the present invention, when the movable diaphragm strokes only in the direction in which the voice coil moves when the pulse signal is turned on, the pulse signal is turned on and off. A large amount of movement of the movable diaphragm due to is secured, so that the necessary acoustic energy can be easily secured. According to the active noise control device for automobiles of the fifth and sixth aspects of the present invention, it is determined whether or not a desired sound wave is generated by pulse control, and the determination result is used as a pulse signal to be given to the sound wave generation means. There is an effect that the sound wave required for noise reduction can be correctly generated by feedback.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例におけるエンジンを示すシステム構成
図。
FIG. 1 is a system configuration diagram showing an engine in an embodiment.

【図2】実施例におけるスピーカの駆動システムを示す
回路図。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a speaker driving system in the embodiment.

【図3】実施例においてスピーカに与えられるパルス信
号を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a pulse signal given to a speaker in the embodiment.

【図4】第1実施例のスピーカ駆動制御を示すフローチ
ャート。
FIG. 4 is a flowchart showing speaker drive control of the first embodiment.

【図5】吸気脈動信号とスピーカにおける期待出力との
相関を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a correlation between an intake pulsation signal and an expected output of a speaker.

【図6】第2実施例のスピーカ駆動制御を示すフローチ
ャート。
FIG. 6 is a flowchart showing speaker drive control according to the second embodiment.

【図7】第2実施例におけるコイル電流のモニタ回路を
示す回路図。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a coil current monitor circuit according to a second embodiment.

【図8】第2実施例におけるマイクの設置状態を示す
図。
FIG. 8 is a diagram showing an installed state of a microphone in the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン 2 エアクリーナ 3 吸気ダクト 4 スロットルチャンバー 5 吸気コレクタ 6 吸気マニホールド 7 スロットル弁 9 コントロールユニット 10 エアフローメータ 11 クランク角センサ 15 スピーカ 16 A/D変換器 17 DSP 19 ボイスコイル 21 トランジスタ 31 マイクロフォン 1 engine 2 air cleaner 3 intake duct 4 throttle chamber 5 intake collector 6 intake manifold 7 throttle valve 9 control unit 10 air flow meter 11 crank angle sensor 15 speaker 16 A / D converter 17 DSP 19 voice coil 21 transistor 31 microphone 31

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G10K 11/16 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location G10K 11/16

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】自動車の車室内に伝播する騒音を検出する
騒音検出手段と、該騒音検出手段で検出される騒音を打
ち消すための別の音波を音波発生手段から発生させて前
記騒音に干渉させる騒音低減制御手段と、を含んでなる
自動車用アクティブ騒音制御装置において、 前記騒音低減制御手段による前記音波発生手段の駆動制
御がパルス信号によって行われる構成であって、前記パ
ルス信号の周期によって音波の周波数を調整し、かつ、
前記パルス信号のデューティ比により音波の音圧を調整
することを特徴とする自動車用アクティブ騒音制御装
置。
1. A noise detecting means for detecting noise propagating in the vehicle interior of an automobile, and another sound wave for canceling the noise detected by the noise detecting means is generated from the sound wave generating means to interfere with the noise. In a vehicle active noise control device including a noise reduction control unit, drive control of the sound wave generation unit by the noise reduction control unit is performed by a pulse signal, and a sound wave is generated by a cycle of the pulse signal. Adjust the frequency, and
An active noise control device for an automobile, wherein the sound pressure of a sound wave is adjusted according to the duty ratio of the pulse signal.
【請求項2】前記騒音検出手段で検出される車室内に伝
播する騒音が、自動車に搭載されたエンジンの吸気音で
あって、前記音波発生手段がエンジンの吸気系内におい
て音波を発生させることを特徴とする請求項1記載の自
動車用アクティブ騒音制御装置。
2. The noise propagating in the vehicle compartment detected by the noise detecting means is an intake sound of an engine mounted on an automobile, and the sound wave generating means generates a sound wave in an intake system of the engine. The active noise control device for an automobile according to claim 1, wherein
【請求項3】前記騒音低減制御手段における前記パルス
信号の発生が、前記騒音検出手段で検出される騒音に基
づいて設定した周期及びデューティ比のデータに基づく
時間計測によって行われることを特徴とする請求項1又
は2に記載の自動車用アクティブ騒音制御装置。
3. The noise reduction control means generates the pulse signal by time measurement based on data of a cycle and a duty ratio set based on noise detected by the noise detection means. The active noise control device for a vehicle according to claim 1 or 2.
【請求項4】前記音波発生手段が、前記騒音低減制御手
段からのパルス信号によって通電が制御されるボイスコ
イルに可動振動板を取付けて構成され、かつ、前記パル
ス信号のON時に前記ボイスコイルが移動する方向にの
み前記可動振動板がストロークすることを特徴とする請
求項1〜3のいずれか1つに記載の自動車用アクティブ
騒音制御装置。
4. The sound wave generating means is constituted by attaching a movable diaphragm to a voice coil whose energization is controlled by a pulse signal from the noise reduction control means, and the voice coil is turned on when the pulse signal is turned on. The active noise control device for a vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein the movable diaphragm makes a stroke only in a moving direction.
【請求項5】前記音波発生手段が、前記騒音低減制御手
段からのパルス信号によって通電が制御されるボイスコ
イルに可動振動板を取付けて構成される一方、音波を電
気信号に変換する音波変換手段を前記ボイスコイルに直
結支持させると共に、前記音波変換手段からの電気信号
の波形と所定の期待出力波形との比較に基づいて前記パ
ルス信号を補正するパルス補正手段を設けたことを特徴
とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の自動車用ア
クティブ騒音制御装置。
5. The sound wave generating means is constituted by attaching a movable diaphragm to a voice coil whose energization is controlled by a pulse signal from the noise reduction control means, while the sound wave converting means converts a sound wave into an electric signal. Is directly connected to and supported by the voice coil, and pulse correction means for correcting the pulse signal based on a comparison between the waveform of the electric signal from the sound wave conversion means and a predetermined expected output waveform is provided. Item 5. The active noise control device for an automobile according to any one of items 1 to 4.
【請求項6】前記音波発生手段が、前記騒音低減制御手
段からのパルス信号によって通電が制御されるボイスコ
イルに可動振動板を取付けて構成される一方、前記音波
発生手段において前記パルス信号による通電制御によっ
てボイスコイルに流れる電流を検出する電流検出手段
と、該電流検出手段で検出される電流の波形と所定の期
待出力波形との比較に基づいて前記パルス信号を補正す
るパルス補正手段とを設けたことを特徴とする請求項1
〜4のいずれか1つに記載の自動車用アクティブ騒音制
御装置。
6. The sound wave generating means is constituted by attaching a movable diaphragm to a voice coil whose energization is controlled by a pulse signal from the noise reduction control means, while the sound wave generating means energizes by the pulse signal. Current detection means for detecting the current flowing through the voice coil by control, and pulse correction means for correcting the pulse signal based on the comparison between the waveform of the current detected by the current detection means and a predetermined expected output waveform are provided. Claim 1 characterized by the above.
The active noise control device for a vehicle according to any one of items 1 to 4.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1195499A2 (en) 1998-07-22 2002-04-10 Friedmund Nagel Device and method for reducing the noise emissions of internal combustion engines and for diagnosing the same
US7441527B2 (en) 2005-01-14 2008-10-28 Denso Corporation Air suction device
US20130186062A1 (en) * 2012-01-19 2013-07-25 Eberspacher Exhaust Technology GmbH & Co. KG Exhaust device for an internal combustion engine

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