車室内音制御装置
【課題】車外への騒音がなく、車室内で聞こえる音を効果的に低減しながら特定の車室内領域においてはその音が聞こえるようにして、静粛性とドライバーのドライビングフィールを満足させることが可能な車室内音制御装置を提供する。
【解決手段】第１の出力部１３ａから車両１の車室２内に音を発生させる第１の音発生手段３と、第１の出力部１３ａとは離れた第２の出力部１４ａから第１の音発生手段で発生される音と逆位相の音を車室内に発生させる第２の音発生手段４とを備え、第１及び第２の出力部１３ａ，１４ａを、助手席８の着座ポイントＰ１までの距離Ｌ１，Ｌ２が互いに等しくなるように配置した。
【解決手段】第１の出力部１３ａから車両１の車室２内に音を発生させる第１の音発生手段３と、第１の出力部１３ａとは離れた第２の出力部１４ａから第１の音発生手段で発生される音と逆位相の音を車室内に発生させる第２の音発生手段４とを備え、第１及び第２の出力部１３ａ，１４ａを、助手席８の着座ポイントＰ１までの距離Ｌ１，Ｌ２が互いに等しくなるように配置した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車室内で聞こえる音を効果的に低減しながら車室内領域において消音領域と非消音領域を形成する車室内音制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両の車室内には、ロードノイズ、風切り音、エンジン音や排気音等の様々な音が侵入してくる。車室内の静粛性を確保するためには、一般に、これら音の侵入経路に吸音材や遮音材を配置して、車室内へ侵入する音のレベルを低くする手法や、車室内で聞こえる音の周波数と逆位相の音を車室内で発生させて、乗員に聞こえないようにする手法がある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、内燃機関の吸気経路と排気経路とを接続管で接続し、この接続管の途中に配置した媒介器内に吸気経路と排気経路とを区画する振動板を設け、この振動板の排気経路側に吸気経路中の吸気脈動の周期と１８０°に近く位相をずらした周期と、吸気脈動の振幅とほぼ同一の振幅とを有する脈動が供給されるように設定した吸気消音装置が記載されている。
特許文献２には、内燃機関の機関負荷情報と機関回転数情報と吸気温度又は排気温度とから、吸気系又は排気系における発生音の逆位相・同音圧の制御音信号を生成し、内燃機関の発生音の伝播経路に制御音信号が入力されることでその信号に応じた制御音を発する発音アクチュエータを配置した電子デバイスを用いた騒音制御装置が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】実開平５−９６４６３号公報
【特許文献２】特開平８−１５８９６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車両では、車室内に侵入する音を効果的に演出することにより乗員、特にドライバーのドライビングフィールを高める場合がある。例えば、スポーツ性の高い車種においては、排気音やエンジン音が聞こえることは車両の性質上、ドライバーには好まれる傾向にある。このため、車種によっては排気音やエンジン音などを意図的に車室内で聞こえるように設定する場合がある。しかし、ドライバーに心地良い音は、他の乗員に対しては必ずしも心地よい音ではなく、単なる騒音に聞こえる場合もあり、２つの異なる要素を満たすことが要望されている。
【０００６】
特許文献１，２に記載のものは、車室内で聞こえる音と逆位相の音を機械的、あるいは電子デバイスを用いて発生させているので、車室内全体の静粛性を高めるには適しているが、特定の車室内領域において特定の音を聞こえるようにすることは難しい。
【０００７】
また、排気音を演出して車室内に聞こえるようにする場合、その多くはマフラーを改良して行うことが多く、車室内で心地よく聞こえるようにするには、その音量が大きくなる傾向となり、車外に対する騒音となり兼ねない。
本発明は、車外への騒音が少なく、車室内で聞こえる音を効果的に低減しながら特定の車室内領域においてはその音が聞こえるようにして、静粛性とドライバーのドライビングフィールを満足させることが可能な車室内音制御装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１の発明は、第１の出力部から車両の車室内に音を発生させる第１の音発生手段と、第１の出力部とは離れた第２の出力部から、第１の音発生手段で発生される音と逆位相の音を車室内に発生させる第２の音発生手段とを備え、第１及び第２の出力部は、助手席の着座ポイントまでの距離が互いに等しくなるように配置されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項２の発明は、第１及び第２の出力部が運転席と助手席の間に配置されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項３の発明は、第１及び第２の出力部が上方に向くように配置されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項４の発明は、前記第１及び第２の音発生手段が、第１出力部に接続されている第１の連通部が設けられる第１の空間部と、第２の出力部に接続されている第２の連通部が設けられる第２の空間部と、吸気導入側に接続されている第３の連通部が設けられる第３の空間部とを備えたケースであり、ケースが、第３の空間部を２室に仕切るともに、第１の空間部と前記第２の空間部とを仕切るようにケースに揺動可能に支持され、第３の空間部の圧力変動により揺動する仕切部材とを更に備え、仕切部材の揺動によって、互いに逆位相の音を第１及び第２の空間部を介して第１及び第２の出力部へ伝達するよう構成されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項５の発明は、第２の出力部が、車室内で音を発生させるスピーカーであり、第１の出力部から発生される音と逆位相の音を、スピーカーから発生させる制御手段を更に備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、第１の出力部から車両の車室内に音を発生させる第１の音発生手段と、第１の出力部とは離れた第２の出力部から第１の音発生手段で発生される音と逆位相の音を車室内に発生させる第２の音発生手段とを備え、第１及び第２の出力部は、助手席の着座ポイントまでの距離が互いに等しくなるように配置したので、助手席側では第１の出力部からの音が第２の出力部からの音によって打ち消されて助手席周辺に消音領域が形成されるので、助手席側では静粛性を確保できる。また、運転席側では第１の出力部からの音が第２の出力部からの音によって打ち消される事がないので、運転席周辺では、ドライバーに意図した音を聞かせることで、エンジンパワー感、加速感などのドライビングフィーリングを満足させることができる。
【００１４】
本発明によれば、第１及び第２の出力部を運転席と助手席の間に配置したので、音の反射部材と成り得る車室内のドアインナパネルから各出力部を離すことができ、反射音による音の位相ずれが低減されるため、意図した車室内空間に消音領域と非消音領域を確実に形成でき、車外への騒音がなく、静粛性とドライバーのドライビングフィールをより満足させることができる。
【００１５】
本発明によれば、第１及び第２の出力部を上方に向くように配置したので、音の反射部材と成り得る車室内のルーフインナパネルから各出力部を離すことができ、反射音による音の位相ずれが低減されるため、意図した車室内空間に消音領域と非消音領域を確実に形成でき、車外への騒音がなく、静粛性とドライバーのドライビングフィールをより満足させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
（第１の実施形態）
図１に示す車室内音制御装置１０は、メカニカルな構成により互いに１８０度異なる位相の音を発生させるものである。車室内音制御装置１０は、車両１の車室内２に配置され、第１の出力部１３ａから車室２内に音を発生させる第１の音発生手段３と、第１の出力部１３ａとは離れた車室内２に配置された第２の出力部１４ａから、第１の音発生手段３で発生される音と逆位相の音を車室２内に発生させる第２の音発生手段４とを備えている。車室内音制御装置１０は、車室内２に、第１及び第２の音発生手段３，４から発せられた互いの音を干渉させて打ち消しあって騒音レベルが低減する消音領域５と、騒音レベルが消音領域５よりも大きい非消音領域６を発生させている。
【００１７】
本形態において、第１及び第２の音発生手段３，４は、図３，図４に示すように、エンジン２０への吸気導入側となる吸気通路１９に接続する第３の連通部１１が設けられ第３の空間部１２と車室内２にそれぞれ連通する第１及び第２の連通部１３，１４が設けられた第１及第２の空間部１５，１６を備えたケース１７と、第３の空間部１２を２室１２Ａ，１２Ｂに仕切るともに、第１の空間部１５と第２の空間部１６とを仕切るようにケース１７に揺動可能に支持された仕切部材としてのパドル１８とを備えている。
【００１８】
図１に示すように、第１の連通部１３の出力部１３ａと第２の連通部１４の出力部１４ａはそれぞれ開口されていて、運転席７と助手席８の間の空間９内で、運転席７側が非消音領域６となるように配置されている。すなわち、運転席７と助手席８の間にはセンターコンソール２１が配置されていて、第１の連通部１３の先端１３ａがセンターコンソール２１よりも運転席７側に、第２の連通部１４の先端１４ａがセンターコンソール２１を挟んで反対側となる助手席５側の近傍には、その開口が上方となる車室内２の天井（上方）を向くように配置されている。図中２２はハンドルを示す。
【００１９】
本形態において、第１及び第２の音発生手段３，４は、図２に示すように、各出力部となる第１の連通部１３の出力部１３ａ及び第２の連通部１４の出力部１４ａから助手席８の着座ポイントＰ１までの距離Ｌ１，Ｌ２が互いに等しく（等距離）なり、出力部１３ａ及び出力部１４ａから運転席７の着座ポイントＰ２までの距離Ｌ３，Ｌ４が不等距離となるように配置されている。ここで言う、着座ポイントＰ１、Ｐ２とは、各座席に乗員が座った時の頭の中心位置をそれぞれ示す。出力部１３ａと出力部１４ａは、車両上方から見て（平面的に見て）着座ポイントＰ１を中心として同一円周上に位置するように配置されている。
【００２０】
図４に示すように、ケース１７は、内部に空間を有する２つのケース１７０，１７１を各ケースにそれぞれ形成されたフランジ部１７０Ａ，１７１Ａを接合させて図示しないボルトとナットなどの締結部材で締め付けることで一体化されている。ケース１７０，１７１は樹脂製であって、それぞれの内部空間を２分割するように隔壁１７０Ｂ，１７１Ｂが空間中央部に形成されている。図３は一方のケース１７０側の内部構成を示している。ケース１７１の内部構造もケース１７０と同様とされている。ケース１７０とケース１７１の違いは、ケース１７０には第３の連通部１１と第２の連通路１４が接続され、ケース１７１には第２の連通部１３が接続されている点にある。ケース１７０，１７１の容積は略同一量とされている。
【００２１】
本形態の車室内音制御装置１０では、第３の連通部１１が吸気通路１９、詳しくは吸気通路１９に設けられた図示しない周知のスロットル弁よりも吸気上流側で吸気通路１９と接続しており、エンジン２０が始動することで負圧化されるように構成されている。このため、第３の連通路１１及び第３の空間部１２Ａの負圧は、エンジン２０の運転状態が変化する事で増減するように構成されている。
【００２２】
パドル１８は、金属製もしくは樹脂製の薄い板材で形成されていて、その中央にはパドル１８を横切るように支持軸１８Ｂが溶接や溶着などで固定もしくは一体成形されている。支持軸１８Ｂは、ケース１７０，１７１を接合する際に、フランジ部１７０Ａ，１７１Ａに挟み込まれてケース１７の中心に位置されて回動自在に支持される。このため、パドル１８は、第３の空間部１２の圧力が変動することにより空間部１２Ａと空間部１２Ｂの容積を変動するとともに、第１の空間部１５と第２の空間部１６の容積を変動するように構成されている。パドル１８における第３の空間部１２と対向する部位には、空間部１２Ａ,１２Ｂを連通させる穴１８Ａが形成されている。このため、パドル１８は、空間部１２Ａ，１２Ｂの圧力状態に応じて、図４に示すように第１の空間部１５側の容積が第２の空間部１６よりも大きくなる第１作用位置と、図５に示すように第１の空間部１５側の容積が第２の空間部１６よりも小さくなる第２作用位置とを占めるように構成されている。
【００２３】
このような構成の車室内音制御装置１０では、パドル１８が第３の連通部１１から伝わる音振動によって振動して揺動する際に発する共振周波数とダクトとしての第１及び第２の連通路１３,１４長さで決まる気柱共鳴周波数とをコントロールすることで、エンジン回転上昇時（加速時）にある回転数でエンジン次数(周波数帯)の音圧を上昇させることができる。
【００２４】
エンジン２０が始動すると、吸気通路１９に吸気音が発生し、第３の連通路１１から伝わる音圧変動によりケース１７の中心にあるパドル１８が揺動される。これにより、第１の連通路１３と第２の連通路１４側から車室内２まで音圧変動が伝わり吸気音となって車室内２に侵入する。このとき、出力部１３ａから助手席８の着座ポイントＰ１までの距離Ｌ１と出力部１４ａから着座ポイントＰ１までの距離Ｌ２が等距離、すなわちＬ１＝Ｌ２に設定されているので、侵入する音は、図６（ａ）に示すように、助手席８の乗員２３には、位相差が１８０度異なる音として伝達されるので、その音は図６（ｂ）に示すように、互いに打ち消し合うように作用する。このため、助手席８周辺に消音領域５が形成され、助手席８の乗員２３には吸気音が聞こえなくなり、静粛性が確保される。
【００２５】
一方、運転席７側においては、図７（ａ）に示すように、出力部１３ａから助手席８の着座ポイントＰ２までの距離Ｌ３と出力部１４ａから着座ポイントＰ２までの距離Ｌ４が不等距離に設定されているので、運転席７の周辺では、図７（ｂ）に示すように吸気音の位相が互いに打ち消し合うことがない。このため、運転席９の乗員（ドライバー）２４には吸気音が聞こえるようになり、乗員（ドライバー）２４の加速感を満足させることができる。つまり、助手席８の静粛性を保ちつつも、運転席７側では力強いドライビングフィールを得ることができる。また、本形態では、排気音を車室内２に取り込んで、加速時のドライビングフィールを得ていないので、排気マフラーによる排気音のチューニングの必要がなく、車外に対する騒音を抑制することができる。
【００２６】
ところで、車室内侵入した吸気音の音圧レベルは、パドル１８の共振周波数と各連通路１３,１４の気柱共鳴周波数でチューニングでき、そのチューニング領域で音圧が上下する。エンジン回転数とスロットル開度の兼ね合いにより、ある回転数領域になると音圧レベルが上昇することから、力強く官能的な加速時のドライビングフィールを得られる。このような効果を出すエンジン回転数については、ケース１７のチューニングを要し、ケース１７のチューニングの効果が主に発揮されるのは、加速時であり、定常走行・減速時においては、その効果は発揮されない。
本実施形態では、運転席７と助手席８の間にセンターコンソール２１が配置される場合を説明したが、センターコンソール２１を配置しない仕様の場合は、車室２内の床面から各出力部を配置してもよい。
（第２の実施形態）
図８に示す車室内音制御装置３０は、電子デバイスにより互いに１８０度異なる位相の音を発生させるものである。車室内音制御装置３０は、車両１の車室内２に配置され、音を発生させる第１の音発生手段としてのスピーカー３１、車室内２に配置されスピーカー３１で発生される音と逆位相の音を発生させる第２の音発生手段としてのスピーカー３２とを備えている。車室内音制御装置３０は、車室内２にスピーカー３１及び３２から発せられた互いの音を干渉させて打ち消しあって騒音レベルが低減する消音領域５０と、騒音レベルが消音領域５０も大きい非消音領域６０を発生させている。
【００２７】
各スピーカー３１，３２のコーン部は出力部３１ａ，３２ａとなり、運転席７と助手席８の間の空間９内に、運転席７側が非消音領域６０となり、助手席８側が消音領域５０となるように配置されている。すなわち、スピーカー３１は運転席７と助手席８の間に設けたセンターコンソール２１よりも運転席７側に、スピーカー３２はセンターコンソール２１を挟んで反対側となる助手席８側の近傍に、コーン部が車室内２の天井（上方）を向くようにそれぞれ配置されている。
【００２８】
図９に示すように、スピーカー３１，３２は、各出力部３１ａ，３２ａから助手席８の着座ポイントＰ１までの距離Ｌ１ａ，Ｌ２ａが等距離となり、出力部３１ａ，３２ａから運転席７の着座ポイントＰ２までの距離Ｌ３ａ，Ｌ４ａが不等距離となるように配置されている。出力部３１ａと出力部３２ａは、車両上方から見て（平面的に見て）着座ポイントＰ１を中心として同一円周上に位置するようにした。
【００２９】
各スピーカー３１，３２は増幅部としてのアンプ３６に接続されている。このアンプ３６は、制御手段３７と接続されている。制御手段３７は、周知のコンピュータで構成されていて、アンプ３６の出力をエンジン２０の運転状態に応じて増減するように制御している。エンジン２０の運転状態は、例えばエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段としてのセンサ３８からの信号で判断している。制御手段３７は、エンジン２０が始動すると、エンジン回転数に応じた出力量の、互いに１８０度位相野となる音をスピーカー３１，３２から発するようにアンプ３６を制御している。
【００３０】
エンジン２０が始動すると、スピーカー３１，３２からは、助手席８の着座ポイントＰ１に向かって位相差が１８０度異なる音がそれぞれ発せられる。このとき、スピーカー３１の出力部３１ａから助手席８の着座ポイントＰ１までの距離Ｌ１ａとスピーカー３２の出力部３２ａから着座ポイントＰ１までの距離Ｌ２ａが互いに等しい距離に設定されているので、スピーカー３１，３２から発せられた音は、図６（ｂ）に示すように、互いに打ち消し合うように作用する。このため、助手席８周辺が消音領域５０となり、助手席８の乗員２３には吸気音が聞こえなくなり、静粛性が確保される。
【００３１】
一方、運転席７側においては、スピーカー３１の出力部３１ａから運転席７の着座ポイントＰ２までの距離Ｌ３ａとスピーカー３２の出力部３２ａから着座ポイントＰ２までの距離Ｌ４ａが不等距離に設定されているので、運転席７の周辺では、図７（ｂ）に示すようにスピーカー３１，３２から発せられた音の位相が互いに打ち消し合うことがない。このため、運転席７の乗員（ドライバー）２４にはスピーカー３１からの音が聞こえるようになり、乗員（ドライバー）２４の加速感を満足させることができる。つまり、助手席８の静粛性を保ちつつも、運転席７側では力強いドライビングフィールを得ることができる。また、本形態では、排気音を車室内２に取り込んで加速時のドライビングフィールを得ていないので、排気マフラーによる排気音のチューニングの必要がなく、車外に対する騒音を抑制することができる。
【００３２】
第１及び第２の実施形態において、出力部１３ａ，１４ａ及び出力部３１ａ，３２ａは、車両上方から見て（平面的に見て）着座ポイントＰ１を中心として同一円周上に配置するようにしたが、出力点の配置場所は、このような平面的な位置に限定されるものではなく、着座ポイントＰ１を中心として立体的に描く球状の周面上に位置するように配置されていれば、各出力点から着座ポイントＰ１までの距離を同一距離とすることができるので好ましい。
【００３３】
この考えに基づけば、各出力点をセンターコンソール２１側ではなく、助手席８とサイドドアとの間に配置することも可能であり、基本的にはこのような配置でもよい。ただ、サイドドアの近傍に配置する場合、設置スペースが狭く限られてしまう点、出力部からの音がサイドドアやサイドウインドなどで反射されて、その反射音による音の位相ずれが想定されるので、このようなことを考慮すると、運転席７と助手席８の間のような車室内２の中央寄りに配置するのが好ましいと言える。
【００３４】
第１及び第２の実施形態では右ハンドルの場合を説明し、左ハンドルの車両の場合には、第１の音発生手段の出力部がセンターコンソール２１よりも左側の後方よりに、第２の音発生手段の出力部をセンターコンソール２１よりも右側の前方寄りに配置することで、右ハンドルの場合と同様の効果を得ることができる。
【００３５】
次に、図１０を用いて本願発明者が行った車室内騒音の計測結果について説明する。図１０は、第１の実施形態の構成による車室内騒音を測定したものである。図１０において縦軸は音圧レベルを示し、横軸はエンジン回転数を示す。試験は、運転席７と助手席８の乗員の耳の位置にマイクを設置し、エンジン回転数を上昇させながら加速しているときのマイクからの出力値を記録した。図１０において、太い実線は運転席７の窓側の耳（運席窓耳）に相当する位置でのマイクからの出力値を示し、細い実線は運転席７の車幅方向中央側の耳（運席中耳）に相当する位置でのマイクからの出力値を示す。太い鎖線は助手席８の窓側の耳（助手席窓耳）に相当する位置でのマイクからの出力値を示し、細い鎖線は助手席８の車幅方向中央側の耳（助手席中耳）に相当する位置でのマイクからの出力値を示すものである。計測結果を考察してみると、運転席７側の音圧レベルよりも助手席８側の音圧レベルが明らかに低く、助手席８側に消音領域５が形成され、運転席７側に非消音領域６が形成されているものと推察できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施形態が適用された車両と車室内音制御装置の概略構成を示す平面視図である。
【図２】第１の実施形態における出力部の配置を示す拡大図である。
【図３】第１の実施形態の構成であるケースの一部と仕切部材の構成を示す分解斜視図である。
【図４】仕切部材の揺動とそれにより発生する周波数の関係を示す拡大図である。
【図５】仕切部材の揺動とそれにより発生する周波数が逆転した関係を示す拡大図である。
【図６】第１の実施形態による助手席側での消音作用を示す平面視図である。
【図７】第１の実施形態による運転席側での音波作用を示す平面視図である。である。
【図８】本発明の第２の実施形態が適用された車両と車室内音制御装置の概略構成を示す平面視図である。
【図９】第２の実施形態における出力部の配置を示す拡大図である。
【図１０】本発明が適用された車両における運転席側と助手席側の音圧レベルの特性図である。
【符号の説明】
【００３７】
１ 車両
２ 車室内
３ 第１の音発生手段
４ 第２の音発生手段
７ 運転席
８ 助手席
８ 吸気導入側
１０ 車室内音制御装置
１１ 第１の連通部
１２ 第１の空間部
１３ 第２の連通部
１３ａ 出力部
１４ 第３の連通部
１４ａ 出力部
１５ 第２の空間部
１６ 第３の空間部
１７ ケース
１８ 仕切部材
２１ センターコンソール
３０ 車室内音制御装置
３１ スピーカー
３２ スピーカー
３１ａ 出力部
３２ａ 出力部
３７ 制御手段
Ｌ１,Ｌ２ 距離
Ｌ３,Ｌ４ 距離
Ｌ１ａ,Ｌ２ａ 距離
Ｌ３ａ,Ｌ４ａ 距離
Ｐ１ 着座ポイント
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車室内で聞こえる音を効果的に低減しながら車室内領域において消音領域と非消音領域を形成する車室内音制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両の車室内には、ロードノイズ、風切り音、エンジン音や排気音等の様々な音が侵入してくる。車室内の静粛性を確保するためには、一般に、これら音の侵入経路に吸音材や遮音材を配置して、車室内へ侵入する音のレベルを低くする手法や、車室内で聞こえる音の周波数と逆位相の音を車室内で発生させて、乗員に聞こえないようにする手法がある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、内燃機関の吸気経路と排気経路とを接続管で接続し、この接続管の途中に配置した媒介器内に吸気経路と排気経路とを区画する振動板を設け、この振動板の排気経路側に吸気経路中の吸気脈動の周期と１８０°に近く位相をずらした周期と、吸気脈動の振幅とほぼ同一の振幅とを有する脈動が供給されるように設定した吸気消音装置が記載されている。
特許文献２には、内燃機関の機関負荷情報と機関回転数情報と吸気温度又は排気温度とから、吸気系又は排気系における発生音の逆位相・同音圧の制御音信号を生成し、内燃機関の発生音の伝播経路に制御音信号が入力されることでその信号に応じた制御音を発する発音アクチュエータを配置した電子デバイスを用いた騒音制御装置が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】実開平５−９６４６３号公報
【特許文献２】特開平８−１５８９６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車両では、車室内に侵入する音を効果的に演出することにより乗員、特にドライバーのドライビングフィールを高める場合がある。例えば、スポーツ性の高い車種においては、排気音やエンジン音が聞こえることは車両の性質上、ドライバーには好まれる傾向にある。このため、車種によっては排気音やエンジン音などを意図的に車室内で聞こえるように設定する場合がある。しかし、ドライバーに心地良い音は、他の乗員に対しては必ずしも心地よい音ではなく、単なる騒音に聞こえる場合もあり、２つの異なる要素を満たすことが要望されている。
【０００６】
特許文献１，２に記載のものは、車室内で聞こえる音と逆位相の音を機械的、あるいは電子デバイスを用いて発生させているので、車室内全体の静粛性を高めるには適しているが、特定の車室内領域において特定の音を聞こえるようにすることは難しい。
【０００７】
また、排気音を演出して車室内に聞こえるようにする場合、その多くはマフラーを改良して行うことが多く、車室内で心地よく聞こえるようにするには、その音量が大きくなる傾向となり、車外に対する騒音となり兼ねない。
本発明は、車外への騒音が少なく、車室内で聞こえる音を効果的に低減しながら特定の車室内領域においてはその音が聞こえるようにして、静粛性とドライバーのドライビングフィールを満足させることが可能な車室内音制御装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１の発明は、第１の出力部から車両の車室内に音を発生させる第１の音発生手段と、第１の出力部とは離れた第２の出力部から、第１の音発生手段で発生される音と逆位相の音を車室内に発生させる第２の音発生手段とを備え、第１及び第２の出力部は、助手席の着座ポイントまでの距離が互いに等しくなるように配置されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項２の発明は、第１及び第２の出力部が運転席と助手席の間に配置されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項３の発明は、第１及び第２の出力部が上方に向くように配置されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項４の発明は、前記第１及び第２の音発生手段が、第１出力部に接続されている第１の連通部が設けられる第１の空間部と、第２の出力部に接続されている第２の連通部が設けられる第２の空間部と、吸気導入側に接続されている第３の連通部が設けられる第３の空間部とを備えたケースであり、ケースが、第３の空間部を２室に仕切るともに、第１の空間部と前記第２の空間部とを仕切るようにケースに揺動可能に支持され、第３の空間部の圧力変動により揺動する仕切部材とを更に備え、仕切部材の揺動によって、互いに逆位相の音を第１及び第２の空間部を介して第１及び第２の出力部へ伝達するよう構成されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項５の発明は、第２の出力部が、車室内で音を発生させるスピーカーであり、第１の出力部から発生される音と逆位相の音を、スピーカーから発生させる制御手段を更に備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、第１の出力部から車両の車室内に音を発生させる第１の音発生手段と、第１の出力部とは離れた第２の出力部から第１の音発生手段で発生される音と逆位相の音を車室内に発生させる第２の音発生手段とを備え、第１及び第２の出力部は、助手席の着座ポイントまでの距離が互いに等しくなるように配置したので、助手席側では第１の出力部からの音が第２の出力部からの音によって打ち消されて助手席周辺に消音領域が形成されるので、助手席側では静粛性を確保できる。また、運転席側では第１の出力部からの音が第２の出力部からの音によって打ち消される事がないので、運転席周辺では、ドライバーに意図した音を聞かせることで、エンジンパワー感、加速感などのドライビングフィーリングを満足させることができる。
【００１４】
本発明によれば、第１及び第２の出力部を運転席と助手席の間に配置したので、音の反射部材と成り得る車室内のドアインナパネルから各出力部を離すことができ、反射音による音の位相ずれが低減されるため、意図した車室内空間に消音領域と非消音領域を確実に形成でき、車外への騒音がなく、静粛性とドライバーのドライビングフィールをより満足させることができる。
【００１５】
本発明によれば、第１及び第２の出力部を上方に向くように配置したので、音の反射部材と成り得る車室内のルーフインナパネルから各出力部を離すことができ、反射音による音の位相ずれが低減されるため、意図した車室内空間に消音領域と非消音領域を確実に形成でき、車外への騒音がなく、静粛性とドライバーのドライビングフィールをより満足させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
（第１の実施形態）
図１に示す車室内音制御装置１０は、メカニカルな構成により互いに１８０度異なる位相の音を発生させるものである。車室内音制御装置１０は、車両１の車室内２に配置され、第１の出力部１３ａから車室２内に音を発生させる第１の音発生手段３と、第１の出力部１３ａとは離れた車室内２に配置された第２の出力部１４ａから、第１の音発生手段３で発生される音と逆位相の音を車室２内に発生させる第２の音発生手段４とを備えている。車室内音制御装置１０は、車室内２に、第１及び第２の音発生手段３，４から発せられた互いの音を干渉させて打ち消しあって騒音レベルが低減する消音領域５と、騒音レベルが消音領域５よりも大きい非消音領域６を発生させている。
【００１７】
本形態において、第１及び第２の音発生手段３，４は、図３，図４に示すように、エンジン２０への吸気導入側となる吸気通路１９に接続する第３の連通部１１が設けられ第３の空間部１２と車室内２にそれぞれ連通する第１及び第２の連通部１３，１４が設けられた第１及第２の空間部１５，１６を備えたケース１７と、第３の空間部１２を２室１２Ａ，１２Ｂに仕切るともに、第１の空間部１５と第２の空間部１６とを仕切るようにケース１７に揺動可能に支持された仕切部材としてのパドル１８とを備えている。
【００１８】
図１に示すように、第１の連通部１３の出力部１３ａと第２の連通部１４の出力部１４ａはそれぞれ開口されていて、運転席７と助手席８の間の空間９内で、運転席７側が非消音領域６となるように配置されている。すなわち、運転席７と助手席８の間にはセンターコンソール２１が配置されていて、第１の連通部１３の先端１３ａがセンターコンソール２１よりも運転席７側に、第２の連通部１４の先端１４ａがセンターコンソール２１を挟んで反対側となる助手席５側の近傍には、その開口が上方となる車室内２の天井（上方）を向くように配置されている。図中２２はハンドルを示す。
【００１９】
本形態において、第１及び第２の音発生手段３，４は、図２に示すように、各出力部となる第１の連通部１３の出力部１３ａ及び第２の連通部１４の出力部１４ａから助手席８の着座ポイントＰ１までの距離Ｌ１，Ｌ２が互いに等しく（等距離）なり、出力部１３ａ及び出力部１４ａから運転席７の着座ポイントＰ２までの距離Ｌ３，Ｌ４が不等距離となるように配置されている。ここで言う、着座ポイントＰ１、Ｐ２とは、各座席に乗員が座った時の頭の中心位置をそれぞれ示す。出力部１３ａと出力部１４ａは、車両上方から見て（平面的に見て）着座ポイントＰ１を中心として同一円周上に位置するように配置されている。
【００２０】
図４に示すように、ケース１７は、内部に空間を有する２つのケース１７０，１７１を各ケースにそれぞれ形成されたフランジ部１７０Ａ，１７１Ａを接合させて図示しないボルトとナットなどの締結部材で締め付けることで一体化されている。ケース１７０，１７１は樹脂製であって、それぞれの内部空間を２分割するように隔壁１７０Ｂ，１７１Ｂが空間中央部に形成されている。図３は一方のケース１７０側の内部構成を示している。ケース１７１の内部構造もケース１７０と同様とされている。ケース１７０とケース１７１の違いは、ケース１７０には第３の連通部１１と第２の連通路１４が接続され、ケース１７１には第２の連通部１３が接続されている点にある。ケース１７０，１７１の容積は略同一量とされている。
【００２１】
本形態の車室内音制御装置１０では、第３の連通部１１が吸気通路１９、詳しくは吸気通路１９に設けられた図示しない周知のスロットル弁よりも吸気上流側で吸気通路１９と接続しており、エンジン２０が始動することで負圧化されるように構成されている。このため、第３の連通路１１及び第３の空間部１２Ａの負圧は、エンジン２０の運転状態が変化する事で増減するように構成されている。
【００２２】
パドル１８は、金属製もしくは樹脂製の薄い板材で形成されていて、その中央にはパドル１８を横切るように支持軸１８Ｂが溶接や溶着などで固定もしくは一体成形されている。支持軸１８Ｂは、ケース１７０，１７１を接合する際に、フランジ部１７０Ａ，１７１Ａに挟み込まれてケース１７の中心に位置されて回動自在に支持される。このため、パドル１８は、第３の空間部１２の圧力が変動することにより空間部１２Ａと空間部１２Ｂの容積を変動するとともに、第１の空間部１５と第２の空間部１６の容積を変動するように構成されている。パドル１８における第３の空間部１２と対向する部位には、空間部１２Ａ,１２Ｂを連通させる穴１８Ａが形成されている。このため、パドル１８は、空間部１２Ａ，１２Ｂの圧力状態に応じて、図４に示すように第１の空間部１５側の容積が第２の空間部１６よりも大きくなる第１作用位置と、図５に示すように第１の空間部１５側の容積が第２の空間部１６よりも小さくなる第２作用位置とを占めるように構成されている。
【００２３】
このような構成の車室内音制御装置１０では、パドル１８が第３の連通部１１から伝わる音振動によって振動して揺動する際に発する共振周波数とダクトとしての第１及び第２の連通路１３,１４長さで決まる気柱共鳴周波数とをコントロールすることで、エンジン回転上昇時（加速時）にある回転数でエンジン次数(周波数帯)の音圧を上昇させることができる。
【００２４】
エンジン２０が始動すると、吸気通路１９に吸気音が発生し、第３の連通路１１から伝わる音圧変動によりケース１７の中心にあるパドル１８が揺動される。これにより、第１の連通路１３と第２の連通路１４側から車室内２まで音圧変動が伝わり吸気音となって車室内２に侵入する。このとき、出力部１３ａから助手席８の着座ポイントＰ１までの距離Ｌ１と出力部１４ａから着座ポイントＰ１までの距離Ｌ２が等距離、すなわちＬ１＝Ｌ２に設定されているので、侵入する音は、図６（ａ）に示すように、助手席８の乗員２３には、位相差が１８０度異なる音として伝達されるので、その音は図６（ｂ）に示すように、互いに打ち消し合うように作用する。このため、助手席８周辺に消音領域５が形成され、助手席８の乗員２３には吸気音が聞こえなくなり、静粛性が確保される。
【００２５】
一方、運転席７側においては、図７（ａ）に示すように、出力部１３ａから助手席８の着座ポイントＰ２までの距離Ｌ３と出力部１４ａから着座ポイントＰ２までの距離Ｌ４が不等距離に設定されているので、運転席７の周辺では、図７（ｂ）に示すように吸気音の位相が互いに打ち消し合うことがない。このため、運転席９の乗員（ドライバー）２４には吸気音が聞こえるようになり、乗員（ドライバー）２４の加速感を満足させることができる。つまり、助手席８の静粛性を保ちつつも、運転席７側では力強いドライビングフィールを得ることができる。また、本形態では、排気音を車室内２に取り込んで、加速時のドライビングフィールを得ていないので、排気マフラーによる排気音のチューニングの必要がなく、車外に対する騒音を抑制することができる。
【００２６】
ところで、車室内侵入した吸気音の音圧レベルは、パドル１８の共振周波数と各連通路１３,１４の気柱共鳴周波数でチューニングでき、そのチューニング領域で音圧が上下する。エンジン回転数とスロットル開度の兼ね合いにより、ある回転数領域になると音圧レベルが上昇することから、力強く官能的な加速時のドライビングフィールを得られる。このような効果を出すエンジン回転数については、ケース１７のチューニングを要し、ケース１７のチューニングの効果が主に発揮されるのは、加速時であり、定常走行・減速時においては、その効果は発揮されない。
本実施形態では、運転席７と助手席８の間にセンターコンソール２１が配置される場合を説明したが、センターコンソール２１を配置しない仕様の場合は、車室２内の床面から各出力部を配置してもよい。
（第２の実施形態）
図８に示す車室内音制御装置３０は、電子デバイスにより互いに１８０度異なる位相の音を発生させるものである。車室内音制御装置３０は、車両１の車室内２に配置され、音を発生させる第１の音発生手段としてのスピーカー３１、車室内２に配置されスピーカー３１で発生される音と逆位相の音を発生させる第２の音発生手段としてのスピーカー３２とを備えている。車室内音制御装置３０は、車室内２にスピーカー３１及び３２から発せられた互いの音を干渉させて打ち消しあって騒音レベルが低減する消音領域５０と、騒音レベルが消音領域５０も大きい非消音領域６０を発生させている。
【００２７】
各スピーカー３１，３２のコーン部は出力部３１ａ，３２ａとなり、運転席７と助手席８の間の空間９内に、運転席７側が非消音領域６０となり、助手席８側が消音領域５０となるように配置されている。すなわち、スピーカー３１は運転席７と助手席８の間に設けたセンターコンソール２１よりも運転席７側に、スピーカー３２はセンターコンソール２１を挟んで反対側となる助手席８側の近傍に、コーン部が車室内２の天井（上方）を向くようにそれぞれ配置されている。
【００２８】
図９に示すように、スピーカー３１，３２は、各出力部３１ａ，３２ａから助手席８の着座ポイントＰ１までの距離Ｌ１ａ，Ｌ２ａが等距離となり、出力部３１ａ，３２ａから運転席７の着座ポイントＰ２までの距離Ｌ３ａ，Ｌ４ａが不等距離となるように配置されている。出力部３１ａと出力部３２ａは、車両上方から見て（平面的に見て）着座ポイントＰ１を中心として同一円周上に位置するようにした。
【００２９】
各スピーカー３１，３２は増幅部としてのアンプ３６に接続されている。このアンプ３６は、制御手段３７と接続されている。制御手段３７は、周知のコンピュータで構成されていて、アンプ３６の出力をエンジン２０の運転状態に応じて増減するように制御している。エンジン２０の運転状態は、例えばエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段としてのセンサ３８からの信号で判断している。制御手段３７は、エンジン２０が始動すると、エンジン回転数に応じた出力量の、互いに１８０度位相野となる音をスピーカー３１，３２から発するようにアンプ３６を制御している。
【００３０】
エンジン２０が始動すると、スピーカー３１，３２からは、助手席８の着座ポイントＰ１に向かって位相差が１８０度異なる音がそれぞれ発せられる。このとき、スピーカー３１の出力部３１ａから助手席８の着座ポイントＰ１までの距離Ｌ１ａとスピーカー３２の出力部３２ａから着座ポイントＰ１までの距離Ｌ２ａが互いに等しい距離に設定されているので、スピーカー３１，３２から発せられた音は、図６（ｂ）に示すように、互いに打ち消し合うように作用する。このため、助手席８周辺が消音領域５０となり、助手席８の乗員２３には吸気音が聞こえなくなり、静粛性が確保される。
【００３１】
一方、運転席７側においては、スピーカー３１の出力部３１ａから運転席７の着座ポイントＰ２までの距離Ｌ３ａとスピーカー３２の出力部３２ａから着座ポイントＰ２までの距離Ｌ４ａが不等距離に設定されているので、運転席７の周辺では、図７（ｂ）に示すようにスピーカー３１，３２から発せられた音の位相が互いに打ち消し合うことがない。このため、運転席７の乗員（ドライバー）２４にはスピーカー３１からの音が聞こえるようになり、乗員（ドライバー）２４の加速感を満足させることができる。つまり、助手席８の静粛性を保ちつつも、運転席７側では力強いドライビングフィールを得ることができる。また、本形態では、排気音を車室内２に取り込んで加速時のドライビングフィールを得ていないので、排気マフラーによる排気音のチューニングの必要がなく、車外に対する騒音を抑制することができる。
【００３２】
第１及び第２の実施形態において、出力部１３ａ，１４ａ及び出力部３１ａ，３２ａは、車両上方から見て（平面的に見て）着座ポイントＰ１を中心として同一円周上に配置するようにしたが、出力点の配置場所は、このような平面的な位置に限定されるものではなく、着座ポイントＰ１を中心として立体的に描く球状の周面上に位置するように配置されていれば、各出力点から着座ポイントＰ１までの距離を同一距離とすることができるので好ましい。
【００３３】
この考えに基づけば、各出力点をセンターコンソール２１側ではなく、助手席８とサイドドアとの間に配置することも可能であり、基本的にはこのような配置でもよい。ただ、サイドドアの近傍に配置する場合、設置スペースが狭く限られてしまう点、出力部からの音がサイドドアやサイドウインドなどで反射されて、その反射音による音の位相ずれが想定されるので、このようなことを考慮すると、運転席７と助手席８の間のような車室内２の中央寄りに配置するのが好ましいと言える。
【００３４】
第１及び第２の実施形態では右ハンドルの場合を説明し、左ハンドルの車両の場合には、第１の音発生手段の出力部がセンターコンソール２１よりも左側の後方よりに、第２の音発生手段の出力部をセンターコンソール２１よりも右側の前方寄りに配置することで、右ハンドルの場合と同様の効果を得ることができる。
【００３５】
次に、図１０を用いて本願発明者が行った車室内騒音の計測結果について説明する。図１０は、第１の実施形態の構成による車室内騒音を測定したものである。図１０において縦軸は音圧レベルを示し、横軸はエンジン回転数を示す。試験は、運転席７と助手席８の乗員の耳の位置にマイクを設置し、エンジン回転数を上昇させながら加速しているときのマイクからの出力値を記録した。図１０において、太い実線は運転席７の窓側の耳（運席窓耳）に相当する位置でのマイクからの出力値を示し、細い実線は運転席７の車幅方向中央側の耳（運席中耳）に相当する位置でのマイクからの出力値を示す。太い鎖線は助手席８の窓側の耳（助手席窓耳）に相当する位置でのマイクからの出力値を示し、細い鎖線は助手席８の車幅方向中央側の耳（助手席中耳）に相当する位置でのマイクからの出力値を示すものである。計測結果を考察してみると、運転席７側の音圧レベルよりも助手席８側の音圧レベルが明らかに低く、助手席８側に消音領域５が形成され、運転席７側に非消音領域６が形成されているものと推察できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施形態が適用された車両と車室内音制御装置の概略構成を示す平面視図である。
【図２】第１の実施形態における出力部の配置を示す拡大図である。
【図３】第１の実施形態の構成であるケースの一部と仕切部材の構成を示す分解斜視図である。
【図４】仕切部材の揺動とそれにより発生する周波数の関係を示す拡大図である。
【図５】仕切部材の揺動とそれにより発生する周波数が逆転した関係を示す拡大図である。
【図６】第１の実施形態による助手席側での消音作用を示す平面視図である。
【図７】第１の実施形態による運転席側での音波作用を示す平面視図である。である。
【図８】本発明の第２の実施形態が適用された車両と車室内音制御装置の概略構成を示す平面視図である。
【図９】第２の実施形態における出力部の配置を示す拡大図である。
【図１０】本発明が適用された車両における運転席側と助手席側の音圧レベルの特性図である。
【符号の説明】
【００３７】
１ 車両
２ 車室内
３ 第１の音発生手段
４ 第２の音発生手段
７ 運転席
８ 助手席
８ 吸気導入側
１０ 車室内音制御装置
１１ 第１の連通部
１２ 第１の空間部
１３ 第２の連通部
１３ａ 出力部
１４ 第３の連通部
１４ａ 出力部
１５ 第２の空間部
１６ 第３の空間部
１７ ケース
１８ 仕切部材
２１ センターコンソール
３０ 車室内音制御装置
３１ スピーカー
３２ スピーカー
３１ａ 出力部
３２ａ 出力部
３７ 制御手段
Ｌ１,Ｌ２ 距離
Ｌ３,Ｌ４ 距離
Ｌ１ａ,Ｌ２ａ 距離
Ｌ３ａ,Ｌ４ａ 距離
Ｐ１ 着座ポイント
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の出力部から、車両の車室内に音を発生させる第１の音発生手段と、
前記第１の出力部とは離れた第２の出力部から、前記第１の音発生手段で発生される音と逆位相の音を前記車室内に発生させる第２の音発生手段とを備え、
前記第１及び第２の出力部は、前記助手席の着座ポイントまでの距離が互いに等しくなるように配置されていることを特徴とする車室内音制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の車室内音制御装置において、
前記第１及び第２の出力部は、前記運転席と助手席の間に配置されていることを特徴とする車室内音制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の車室内音制御装置において、
前記第１及び第２の出力部は、上方に向くように配置されていることを特徴とする車室内音制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れかに記載の車室内音抑制装置において、
前記第１及び第２の音発生手段は、
前記第１出力部に接続されている第１の連通部が設けられる第１の空間部と、
前記第２の出力部に接続されている第２の連通部が設けられる第２の空間部と、
吸気導入側に接続されている第３の連通部が設けられる第３の空間部とを備えたケースであり、
前記ケースは、前記第３の空間部を２室に仕切るともに、前記第１の空間部と前記第２の空間部とを仕切るように前記ケースに揺動可能に支持され、前記第３の空間部の圧力変動により揺動する仕切部材とを更に備え、
前記仕切部材の揺動によって、互いに逆位相の音を前記第１及び第２の空間部を介して前記第１及び第２の出力部へ伝達するよう構成されていることを特徴とする車室内音制御装置。
【請求項５】
請求項１ないし３の何れかに記載の車室内音抑制装置において、
前記第２の出力部は、前記車室内で音を発生させるスピーカーであり、
前記第１の出力部から発生される音と逆位相の音を、前記スピーカーから発生させる制御手段を更に備えていることを特徴とする車室内音制御装置。
【請求項１】
第１の出力部から、車両の車室内に音を発生させる第１の音発生手段と、
前記第１の出力部とは離れた第２の出力部から、前記第１の音発生手段で発生される音と逆位相の音を前記車室内に発生させる第２の音発生手段とを備え、
前記第１及び第２の出力部は、前記助手席の着座ポイントまでの距離が互いに等しくなるように配置されていることを特徴とする車室内音制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の車室内音制御装置において、
前記第１及び第２の出力部は、前記運転席と助手席の間に配置されていることを特徴とする車室内音制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の車室内音制御装置において、
前記第１及び第２の出力部は、上方に向くように配置されていることを特徴とする車室内音制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れかに記載の車室内音抑制装置において、
前記第１及び第２の音発生手段は、
前記第１出力部に接続されている第１の連通部が設けられる第１の空間部と、
前記第２の出力部に接続されている第２の連通部が設けられる第２の空間部と、
吸気導入側に接続されている第３の連通部が設けられる第３の空間部とを備えたケースであり、
前記ケースは、前記第３の空間部を２室に仕切るともに、前記第１の空間部と前記第２の空間部とを仕切るように前記ケースに揺動可能に支持され、前記第３の空間部の圧力変動により揺動する仕切部材とを更に備え、
前記仕切部材の揺動によって、互いに逆位相の音を前記第１及び第２の空間部を介して前記第１及び第２の出力部へ伝達するよう構成されていることを特徴とする車室内音制御装置。
【請求項５】
請求項１ないし３の何れかに記載の車室内音抑制装置において、
前記第２の出力部は、前記車室内で音を発生させるスピーカーであり、
前記第１の出力部から発生される音と逆位相の音を、前記スピーカーから発生させる制御手段を更に備えていることを特徴とする車室内音制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−６２７１８（Ｐ２００８−６２７１８Ａ）
【公開日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２４０７７１（Ｐ２００６−２４０７７１）
【出願日】平成１８年９月５日（２００６．９．５）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月５日（２００６．９．５）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
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