JPH0614009Y2 - アクテイブキヤンセラ−システム - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、自動車のエンジン音等の騒音を消音するのに
用いられるアクティブキャンセラーシステムに関する。

（従来の技術） 従来のアクティブキャンセラーシステムとしては、例え
ば、特開昭５８−２１４６１４号公報（発明の名称，エ
ンジンの排気消音装置）に記載されているようなものが
知られている。

この従来のアクティブキャンセラーシステムＢは、第６
図に示すように、騒音源１００に接続された騒音流出管
１０１と、該騒音流出管１０１に設けられたキャンセル
スピーカ１０２と、前記騒音源１００からの騒音を監視
して所定の制御信号を前記キャンセルスピーカ１０２に
出力する制御手段１０３とを備え、騒音源１００からの
騒音に対して騒音とは逆位相の粗密圧力波をキャンセル
スピーカ１０２から出力することによって、両圧力波の
打ち消し作用で消音を行なうものであった。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来のアクティブキャンセラ
ーシステムＢにあっては、１個のキャンセルスピーカ１
０２で消音が行なわれていたために、以下に述べるよう
な問題点があった。

キャンセルスピーカ１０２が出力可能な音圧レベル領
域内での消音しか行なえず、領域外の高音圧の騒音を消
すことができない。

周波数領域が異なる複数の騒音を同時に消すことがで
きない。

尚、の問題点は、音圧レベル領域の広い大型のキャン
セルスピーカを用いることで解決可能であるが、しか
し、この場合には、スピーカ設置スペースを広くとって
しまうし、システム的にも大型化となってしまうもので
ある。

（問題点を解決するための手段） 本考案は、上述のような問題点を解決することを目的と
してなされたもので、この目的達成のために本考案で
は、騒音源に接続された騒音流出管と、該騒音流出管に
設けられたキャンセルスピーカと、前記騒音源からの騒
音を監視して所定の制御信号を前記キャンセルスピーカ
に出力する制御手段とを備え、騒音源からの騒音に対し
て騒音とは逆位相の粗密圧力波をキャンセルスピーカか
ら出力することによって、両圧力波の打ち消し作用で消
音を行なうアクティブキャンセラーシステムにおいて前
記キャンセルスピーカを、騒音流出管の途中で管軸に直
交する軸に同軸状態で複数個設置した手段とした。

（作用） 従って、本考案のアクティブキャンセラーシステムで
は、キャンセルスピーカを、騒音流出管の途中で管軸に
直交する軸に同軸状態で複数個設置したために、騒音の
音圧レベルが高くなるのに応じてキャンセルスピーカの
使用個数を増やすことで、スピーカ側から音圧レベルの
高い圧力波が出力され、よって、１個のキャンセルスピ
ーカでは消音不可能な高音圧レベル領域の騒音を消すこ
とができる。

また、キャンセルスピーカの周波数領域をそれぞれ異な
らせることで、周波数領域が異なる騒音を同時に消すこ
とが可能となる。

尚、複数のキャンセルスピーカは管軸に直交する軸に同
軸状態で設けられているので、制御的に複雑になること
はないし、また、大型のキャンセルスピーカを用いる場
合に比べて小型のキャンセルスピーカを複数用いること
により、スピーカ設置スペースを小さくできるし、シス
テム的にも小型化が図れる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面により詳述する。

尚、この実施例を述べるにあたって、自動車の排気音の
消音に用いたアクティブキャンセラーシステムを例にと
る。

まず、第１実施例についてその構成を説明する。

第１実施例のアクティブキャンセラーシステムＡは、排
気管（騒音流出管）１、キャンセルスピーカ２、制御手
段３とを主要な構成要素としている。

前記排気管１は、騒音源としてのエンジン４からの排気
音の流出管であって、一端部がエンジン４の排気口に接
続され、他端部が車外に開口されている。

前記キャンセルスピーカ２は、前記排気管１の途中で管
軸ａに直交する軸ｂに同軸状態で２個設置されているも
ので、前記制御手段３からの圧力波発生信号（）を入
力して信号レベルに応じた圧力波を出力する。

前記制御手段３は、前記エンジン４からの排気音を監視
して、排気音の圧力波の音圧レベルに応じた圧力波発生
信号（）を前記キャンセルスピーカ２，２に出力する
手段であって、圧力センサ６、コントロールユニット
７、圧力波発生器５、圧力モニターセンサ１０を主要な
構成要素としている。

圧力センサ６は、排気管１内を通る排気音の圧力波の音
圧レベルを検出して、これをコントロールユニット７に
入力させるためのセンサで、排気管１のスピーカ設置位
置よりも上流側に設けられている。

コントロールユニット７は、圧力センサ６からのレベル
信号を所定の制御条件に従って処理し、圧力波発生器５
に、指示信号（ｎ）を出力する制御回路で、この場合、
圧力センサ６から排気管１内の圧力波が入力されると、
圧力波発生器５に対し、入力した圧力波と逆位相の圧力
波を発生させるように指示する。

又、このコントロールユニット７は入力回路７０、ＲＡ
Ｍ７１、ＲＯＭ７２、ＣＰＵ７３、クロック回路７４、
出力回路７５、を備えている。前記入力回路７０は、圧
力センサ６からのレベル信号（ｍ）をＣＰＵ７３にて演
算処理できる信号に変換する回路である。

前記ＲＡＭ７１は、書き込み、読み出しのできるメモリ
で、圧力センサ６からのレベル信号（ｍ）の書き込みや
ＣＰＵ７３での演算途中における情報の書き込みが行な
われる。

ＲＯＭ７２は、書き出し専用のメモリで、ＣＰＵ７３で
の演算処理に必要な情報が予め記憶されていて、必要に
応じてＣＰＵ７３から読み出される。

前記ＣＰＵ７３は、入力された各種の情報を予め定めら
れた処理条件に従って演算処理を行なう装置である。

クロック回路７４は、ＣＰＵ７３での演算処理時間を設
定する回路である。

前記出力回路７５は、ＣＰＵ７３からの演算結果信号に
基づいて、圧力波発生器５に対し指示信号（ｎ）を出力
する回路である。

圧力波発生器５は、前記キャンセルスピーカ２，２に増
幅器９を介して接続され、前記コントロールユニット７
からの支持によって所定の圧力波を発生し、ここで発生
した圧力波を増幅器９により増幅させて圧力波発生信号
（）としてキャンセルスピーカにより出力する。

尚、この圧力波発生器５からの圧力波発生信号（）
は、排気音の圧力波の音圧レベルが低いときには１個の
キャンセルスピーカ２に出力され、音圧レベルが高い時
には両方のキャンセルスピーカ２，２に出力される。

圧力モニターセンサは、前記コントロールユニット７に
対し、消音圧力波のモニター信号を出力するセンサで、
排気管１のスピーカ設置位置より下流側に設けられてい
る。

次に第１実施例の作用を説明する。

まず、排気管１内の圧力波の音圧レベルが圧力センサ６
により検出されてコントロールユニット７に入力される
と、該コントロールユニット７から圧力波発生器５に、
圧力センサ６で検出した圧力波と逆位相の圧力波を発生
させるための指示信号（ｎ）が出力され、この指示信号
（ｎ）に基づいて圧力波発生器５に検出圧力波とは逆位
相の圧力波が発生し、この圧力波が増幅器９で増幅され
たのち、キャンセルスピーカ２，２より排気管１内に出
力される。

尚、その際に、排気音の圧力波の音圧レベルが低いとき
には、制御手段３から１個のキャンセルスピーカ２にの
み圧力波発生信号（）が出力され、これにより第２図
に示すようにキャンセルスピーカ２から排気音の圧力波
（実線で示す）とは逆位相の圧力波（仮想線で示す）が
出力される。

また、排気音の圧力波の音圧レベルが高いときには、制
御手段から両方のキャンセルスピーカ２，２に圧力波発
生信号（），（）が出力され、これにより、第３図
に示すようにキャンセルスピーカ２，２から排気音の圧
力波（実線で示す）とは逆位相の圧力波（仮想線で示
す）が出力され、この圧力波は１個のキャンセルスピー
カからの圧力波よりも斜線で示す領域だけ音圧レベルが
高くなっている。

このようにして、排気音の圧力波に対してキャンセルス
ピーカ２，２からの逆位相の圧力波が当ると、この圧力
波同士の打ち消し合い、つまりアクティブキャンセル作
用によって排気管１内の圧力波は消失し、排気口１１か
らの排気音が消音されることになる。

上述のように、第１実施例のアクティブキャンセラーシ
ステムＡでは、排気音の音圧レベルが高くなるのに応じ
てキャンセルスピーカ２の使用個数を増やすことで、ス
ピーカ側から音圧レベルの高い圧力波が出力され、よっ
て、１個のキャンセルスピーカ２では消音不可能な高音
圧レベル領域の排気音を消すことができる。

尚、２個のキャンセルスピーカ２，２は管軸ａに直交す
る軸ｂに同軸状態で設けられているので、制御的に複雑
になることはないし、また、大型のキャンセルスピーカ
１個を用いる場合に比べて小型のキャンセルスピーカを
２個用いることにより、スピーカ設置スペースを小さく
するできるし、システム的にも小型化が図れる。

次に、周波数領域の異なるキャンセルスピーカを用いた
第２実施例について説明する。

この第２実施例の構成を述べるにあたり、第１図に示す
第１実施例の構成に基づいて、その相違点について述べ
る。

キャンセルスピーカ２，２は、一方が低周波数領域の圧
力波を出力し、他方が高周波数領域の圧力波を出力す
る。

圧力センサ６は、排気管１内の異なる圧力波の周波数を
検出してそれに応じた周波数信号（ｍ）を出力する。

コントロールユニット７は、圧力センサ６からの周波数
信号を所定の制御条件に従って処理し、圧力波発生器５
に指示信号（ｎ）を出力する。

圧力波発生器５は、低周波数側圧力波発生器と高周波数
側圧力波発生器とで構成され、両圧力波発生器はコント
ロールユニット７からの指示信号（ｎ）を入力して圧力
波発生信号（），（）を出力する。

尚、圧力センサ６から低周波数信号が出力されると低周
波数側圧力波発生器から低周波数のキャンセルスピーカ
２に対して圧力波発生信号（）が出力され、また、圧
力センサ６から高周波数信号が出力されると、高周波数
側圧力波発生器から高周波数のキャンセルスピーカ２に
対して圧力波発生信号（）が出力される。

従って、第２実施例のアクティブキャンセラーシステム
では、低周波数のキャンセルスピーカ２と高周波数キャ
ンセルスピーカ２とを用いたことで、第４図に示すよう
に、周波数領域が異なる圧力波（実線で示す）をスピー
カからの圧力波（仮想線で示す）により同時に打ち消し
て消音することができる。

尚、第１，第２実施例のアクティブキャンセラーシステ
ムを搭載した車両にあっては、従来の消音マフラが不要
となり、エンジンのパワーアップが図れるものである。

以上、本考案の実施例を図面により詳述してきたが、具
体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本考
案の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があって
も本考案に含まれる。

例えば、実施例では、高音圧の騒音の消音を目的とした
第１実施例と周波数領域の異なる騒音を同時に消音させ
るのを目的とした第２実施例について説明したが、第５
図に示すように、キャンセルスピーカを４個設けて、第
１実施例と第２実施例とを一体化させる等してもよく、
また、キャンセルスピーカの個数は２個及び４個に限定
されるものではない。

（考案の効果） 以上説明してきたように、本考案のアクティブキャンセ
ラーシステムでは、キャンセルスピーカを騒音流出管の
途中で管軸に直交する軸に同軸状態で複数個設置したた
めに、制御的に複雑になることなく、また、スピーカ設
置スペースを大きくとることなく、しかも、システム的
に大型化となることなく、高音圧の騒音を消すことがで
きるという効果が得られる。

また、キャンセルスピーカの周波数領域をそれぞれ異な
らせることで、周波数領域が異なる複数の騒音を同時に
消すことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案第１実施例のアクティブキャンセラーシ
ステムを示す全体図、第２図及び第３図は本考案第１実
施例システムの作用説明図、第４図は本考案第２実施例
のアクティブキャンセラーシステムの作用説明図、第５
図はキャンセルスピーカの他の例を示す説明図、第６図
は従来のアクティブキャンセラーシステムを示す説明図
である。 １……排気管（騒音流出管） ２……キャンセルスピーカ ３……制御手段

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】騒音源に接続された騒音流出管と、 該騒音流出管に設けられたキャンセルスピーカと、 前記騒音源からの騒音を監視して所定の制御信号を前記
   キャンセルスピーカに出力する制御手段とを備え、 騒音源からの騒音に対して騒音とは逆位相の粗密圧力波
   をキャンセルスピーカから出力することによって、両圧
   力波の打ち消し作用で消音を行なうアクティブキャンセ
   ラーシステムにおいて、前記キャンセルスピーカを、騒
   音流出管の途中で管軸に直交する軸に同軸状態で複数個
   設置したことを特徴とするアクティブキャンセラーシス
   テム。