JPH0639896B2 - 能動的消音装置 - Google Patents
能動的消音装置Info
- Publication number
- JPH0639896B2 JPH0639896B2 JP60190115A JP19011585A JPH0639896B2 JP H0639896 B2 JPH0639896 B2 JP H0639896B2 JP 60190115 A JP60190115 A JP 60190115A JP 19011585 A JP19011585 A JP 19011585A JP H0639896 B2 JPH0639896 B2 JP H0639896B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- signal
- circuit
- input
- output
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N1/00—Silencing apparatus characterised by method of silencing
- F01N1/06—Silencing apparatus characterised by method of silencing by using interference effect
- F01N1/065—Silencing apparatus characterised by method of silencing by using interference effect by using an active noise source, e.g. speakers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は能動的消音装置に関し、特に送風用ダクトや車
両エンジンの吸排気管等の騒音防止に有用な能動的消音
装置に関する。
両エンジンの吸排気管等の騒音防止に有用な能動的消音
装置に関する。
［従来の技術］ 能動的消音回路は消音用の音源を有して、該音源より騒
音と逆位相の音を出力することにより騒音を相殺消滅せ
しめるものである。従来の共鳴型消音器等が低周波音の
波長の長いことに対応して大型化するのに比して、上記
能動的消音装置は騒音の波長には無関係であるから、コ
ンパクトな形状で低周波音を効果的に消音することが可
能であり、設置スペースの確保が困難な車両搭載用消音
器として注目されている。
音と逆位相の音を出力することにより騒音を相殺消滅せ
しめるものである。従来の共鳴型消音器等が低周波音の
波長の長いことに対応して大型化するのに比して、上記
能動的消音装置は騒音の波長には無関係であるから、コ
ンパクトな形状で低周波音を効果的に消音することが可
能であり、設置スペースの確保が困難な車両搭載用消音
器として注目されている。
そして、通常上記消音用音源としてスピーカを使用し、
騒音波形の検出にはマイクロホンを使用している。
騒音波形の検出にはマイクロホンを使用している。
［発明が解決しようとする問題点］ ところで、車両エンジンの吸排気管の如き一端が騒音源
たるエンジンに接続され他端が開放された管路に上記能
動的消音器を設ける場合、管路内にマイクロホンを設置
しても管路開放端での騒音反射現象により正確な騒音波
形の検出は困難である。
たるエンジンに接続され他端が開放された管路に上記能
動的消音器を設ける場合、管路内にマイクロホンを設置
しても管路開放端での騒音反射現象により正確な騒音波
形の検出は困難である。
本発明はかかる問題点に鑑み、開放端反射を生じる吸排
気管等に設置して、騒音を良好に低減できる能動的消音
装置を提供することを目的とする。
気管等に設置して、騒音を良好に低減できる能動的消音
装置を提供することを目的とする。
［問題点を解決するための手段］ 本発明の消音装置においては、第１図に示す如く、管路
の側壁に管路内に臨んで音波発生手段たるスピーカが設
けられ、一方管路外には管路開口に臨んで騒音を検出す
る集音手段たるマイクロホンが設けてある。上記スピー
カとマイクロホンの距離はＬである。上記マイクロホン
の出力信号は位相進め手段に入力し、位相進め手段は上
記出力信号の位相を一定時間進めて進相信号として出力
する。進相信号は駆動手段に入力し、位相を反転せしめ
られて駆動信号として上記スピーカに与えられる。な
お、上記一定時間τは次式で設定される。
の側壁に管路内に臨んで音波発生手段たるスピーカが設
けられ、一方管路外には管路開口に臨んで騒音を検出す
る集音手段たるマイクロホンが設けてある。上記スピー
カとマイクロホンの距離はＬである。上記マイクロホン
の出力信号は位相進め手段に入力し、位相進め手段は上
記出力信号の位相を一定時間進めて進相信号として出力
する。進相信号は駆動手段に入力し、位相を反転せしめ
られて駆動信号として上記スピーカに与えられる。な
お、上記一定時間τは次式で設定される。
τ＝Ｌ／Ｃ ここでＣは音速である。
［作用、効果］ マイクロホンの出力信号を上記一定時間進めた進相信号
は、管路のスピーカ設置部を通過する騒音の位相に一致
する。しかして、進相信号を反転した駆動信号によりス
ピーカを駆動すれば、スピーカより発した音は騒音を効
果的に相殺消滅せしめる。
は、管路のスピーカ設置部を通過する騒音の位相に一致
する。しかして、進相信号を反転した駆動信号によりス
ピーカを駆動すれば、スピーカより発した音は騒音を効
果的に相殺消滅せしめる。
かくして、本発明の消音装置によれば、マイクロホンを
管路外に設けたから管路開口における騒音反射の影響を
受けることなく正確に騒音波形を検出することができ、
これにより、管路内を伝達し放散せしめられる騒音を有
効に低減することができる。
管路外に設けたから管路開口における騒音反射の影響を
受けることなく正確に騒音波形を検出することができ、
これにより、管路内を伝達し放散せしめられる騒音を有
効に低減することができる。
［実施例］ 第２図において、エンジンＥのインテークマニホールド
Ｅ１には吸気管１の一端１１が接続され、吸気管１の他
端１２は開放されている。エンジン運転中の吸気バルブ
（図略）の作動に伴ないマニホールドＥ１には圧力変動
が生じ、これは吸気管１内を伝播して一部は開放端１２
で反射され、その他は上記開放端１２より騒音となって
放散される（図中Ｎ）。吸気管１には途中管壁にスピー
カ２が設けられ、かつ吸気管１外には開放端１２の近傍
にこれに向けてマイクロホン３が設けてある。そして、
スピーカ２とマイクロホン３の距離はＬとしてある。
Ｅ１には吸気管１の一端１１が接続され、吸気管１の他
端１２は開放されている。エンジン運転中の吸気バルブ
（図略）の作動に伴ないマニホールドＥ１には圧力変動
が生じ、これは吸気管１内を伝播して一部は開放端１２
で反射され、その他は上記開放端１２より騒音となって
放散される（図中Ｎ）。吸気管１には途中管壁にスピー
カ２が設けられ、かつ吸気管１外には開放端１２の近傍
にこれに向けてマイクロホン３が設けてある。そして、
スピーカ２とマイクロホン３の距離はＬとしてある。
消音装置の電気回路は、プリアンプ４１、位相比較器４
２、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）４３、電圧制御発振器
（ＶＣＯ）４４、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）４５、
ＢＢＤ（Ｂｕｃｋｅｔ−Ｂｒｉｇａｄｅ Ｄｅｖｉｃ
ｅ）を使用したアナログ遅延素子４６、信号増幅用アン
プ４７、電圧制御増幅器（ＶＣＡ）４８、パワーアンプ
４９および位相反転器５０より構成されている。
２、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）４３、電圧制御発振器
（ＶＣＯ）４４、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）４５、
ＢＢＤ（Ｂｕｃｋｅｔ−Ｂｒｉｇａｄｅ Ｄｅｖｉｃ
ｅ）を使用したアナログ遅延素子４６、信号増幅用アン
プ４７、電圧制御増幅器（ＶＣＡ）４８、パワーアンプ
４９および位相反転器５０より構成されている。
このうち、位相比較器４２、ＬＰＦ４３、ＶＣＯ４４、
ＢＰＲ４５および遅延素子４６は位相帰還回路を構成し
ている。すなわち、上記比較器４２はプリアンプ４１の
出力信号４１ａと遅延素子４６の出力信号４６ａを入力
し、これらの位相差に応じた出力信号４２ａを発する。
本実施例では、第３図に示す如く、位相差が−π／２〜
π／２で変化する間に上記信号４２ａの電圧の電圧は△
Ｖだけ変化する。ＶＣＯ４４はＬＰＦ４３でノイズ分が
除去され信号４２ａを入力し、その電圧変化△Ｖに応じ
て周波数が変化する発振信号を出力する。
ＢＰＲ４５および遅延素子４６は位相帰還回路を構成し
ている。すなわち、上記比較器４２はプリアンプ４１の
出力信号４１ａと遅延素子４６の出力信号４６ａを入力
し、これらの位相差に応じた出力信号４２ａを発する。
本実施例では、第３図に示す如く、位相差が−π／２〜
π／２で変化する間に上記信号４２ａの電圧の電圧は△
Ｖだけ変化する。ＶＣＯ４４はＬＰＦ４３でノイズ分が
除去され信号４２ａを入力し、その電圧変化△Ｖに応じ
て周波数が変化する発振信号を出力する。
発振信号はＢＰＦ４５を通過後進相信号４５ａとしてア
ンプ４７に与えられるとともに、その一部は遅延素子４
６に入力する。遅延素子４６の遅延時間τは、上記距離
Ｌを音波が伝播するに要する時間としてあり、音速をＣ
として次式で示される。
ンプ４７に与えられるとともに、その一部は遅延素子４
６に入力する。遅延素子４６の遅延時間τは、上記距離
Ｌを音波が伝播するに要する時間としてあり、音速をＣ
として次式で示される。
τ＝Ｌ／Ｃ しかして、時間τだけ遅延せしめられた信号４６ａは上
述の如く位相比較器４２に入力する。かかる位相帰還回
路により、上記信号４６ａの位相は常に信号４１ａの位
相に一致するように制御され、ここにおいて、進相信号
４５ａは信号４１ａよりも時間τだけ位相が進んだもの
となる。したがって、この信号４５ａは吸気管１のスピ
ーカ２設置部を通過する騒音波形と位相が一致している
ことになる。
述の如く位相比較器４２に入力する。かかる位相帰還回
路により、上記信号４６ａの位相は常に信号４１ａの位
相に一致するように制御され、ここにおいて、進相信号
４５ａは信号４１ａよりも時間τだけ位相が進んだもの
となる。したがって、この信号４５ａは吸気管１のスピ
ーカ２設置部を通過する騒音波形と位相が一致している
ことになる。
そこで、上記進相信号４５ａを、アンプ４７、４９を経
て位相反転器５０でその位相を１８０度反転せしめてス
ピーカ駆動信号５０ａとしてスピーカ２に与えれば、ス
ピーカ２の出力音により吸気管１内を通過する騒音は相
殺消滅せしめられる。
て位相反転器５０でその位相を１８０度反転せしめてス
ピーカ駆動信号５０ａとしてスピーカ２に与えれば、ス
ピーカ２の出力音により吸気管１内を通過する騒音は相
殺消滅せしめられる。
ところで、マイクロホン３で検出される騒音のレベル
は、当然のことながら信号４１ａ、４６ａの位相差が０
となつた時に極小となる。そこで、本実施例ではＶＣＡ
４８を設けており、これのゲイン制御信号として位相比
較出力信号４２ａを使用している。すなわち、ＶＣＡ４
８の増幅ゲイン特性は、第４図に示す如く、上記位相差
が０となった時に極大となる。これにより、スピーカ駆
動信号５０ａの信号レベルはマイクロホン３の出力レベ
ルに無関係に一定に保たれる。
は、当然のことながら信号４１ａ、４６ａの位相差が０
となつた時に極小となる。そこで、本実施例ではＶＣＡ
４８を設けており、これのゲイン制御信号として位相比
較出力信号４２ａを使用している。すなわち、ＶＣＡ４
８の増幅ゲイン特性は、第４図に示す如く、上記位相差
が０となった時に極大となる。これにより、スピーカ駆
動信号５０ａの信号レベルはマイクロホン３の出力レベ
ルに無関係に一定に保たれる。
上記実施例は単一周波数の騒音を対象とするものである
が、第５図の構成とすれば広帯域の騒音にも対応するこ
とができる。図において、破線で囲んだ電気回路には、
上記実施例の各回路に加えて所定の周波数域の信号のみ
を取り込むバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）５１、５２が
設けてある。そして、それぞれ異なる周波数域に設定し
たＢＰＦ５１、５２を有する破線内の回路を複数設け
て、これらの出力信号をミキサ（ＭＩＸ）５３によって
ミキシングする。ミキシング後の信号は位相を反転して
スピーカ駆動信号５０ａとする。
が、第５図の構成とすれば広帯域の騒音にも対応するこ
とができる。図において、破線で囲んだ電気回路には、
上記実施例の各回路に加えて所定の周波数域の信号のみ
を取り込むバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）５１、５２が
設けてある。そして、それぞれ異なる周波数域に設定し
たＢＰＦ５１、５２を有する破線内の回路を複数設け
て、これらの出力信号をミキサ（ＭＩＸ）５３によって
ミキシングする。ミキシング後の信号は位相を反転して
スピーカ駆動信号５０ａとする。
第１図は本発明の構成を示す図、第２図は消音装置の構
成を示すブロック図、第３図は位相比較器の出力特性を
示す図、第４図は電圧制御増幅器のゲイン特性を示す
図、第５図は消音装置の他の実施例を示すブロック図で
ある。 Ｅ……エンジン １……吸気管（管路） １１……開放端 ２……スピーカ（音波発生手段） ３……マイクロホン（集音手段） ４２……位相比較回路 ４４……電圧制御発振回路 ４６……遅延回路 ４８……電圧制御増幅回路 ５０……位相反転回路
成を示すブロック図、第３図は位相比較器の出力特性を
示す図、第４図は電圧制御増幅器のゲイン特性を示す
図、第５図は消音装置の他の実施例を示すブロック図で
ある。 Ｅ……エンジン １……吸気管（管路） １１……開放端 ２……スピーカ（音波発生手段） ３……マイクロホン（集音手段） ４２……位相比較回路 ４４……電圧制御発振回路 ４６……遅延回路 ４８……電圧制御増幅回路 ５０……位相反転回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桑門 聰 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 田中 克幸 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 伊藤 功治 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】一端が騒音源に至り他端が開放された管路
に設ける能動的消音装置において、上記管路の側壁に管
路内に臨んで設けた音波発生手段と、上記他端に近い管
路外に設けられて管路開口より放散される騒音を検出す
る集音手段と、該集音手段の出力信号の位相を上記音波
発生手段と集音手段間の距離で決まる一定時間進めて進
相信号として出力する位相進め手段と、上記進相信号の
位相を反転して上記音波発生手段の駆動信号として出力
する駆動手段とを具備し、上記一定時間τを、上記音波
発生手段と集音手段間の距離をＬかつ音速をＣとして、
τ＝Ｌ／Ｃに設定した能動的消音装置。 - 【請求項２】上記位相進め手段を、遅延時間を上記一定
時間に設定した遅延回路と、位相比較回路と、入力電圧
に比例した周波数の発振信号を出力する電圧制御発振回
路とで構成し、上記発振信号を上記進相信号とするとと
もに発振信号の一部を上記遅延回路に入力せしめ、遅延
回路の出力信号と上記集音手段の出力信号を上記位相比
較回路の入力として、位相比較出力を上記電圧制御発振
回路に入力せしめた特許請求の範囲第１項記載の能動的
消音装置。 - 【請求項３】上記駆動手段は、電圧入力に応じてゲイン
が変化する電圧制御増幅回路を有し、該増幅回路はこれ
に入力する上記進相信号を上記位相比較出力に応じたゲ
インで増幅して次段の位相反転回路に出力する特許請求
の範囲第２項記載の能動的消音装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60190115A JPH0639896B2 (ja) | 1985-08-28 | 1985-08-28 | 能動的消音装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60190115A JPH0639896B2 (ja) | 1985-08-28 | 1985-08-28 | 能動的消音装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6248911A JPS6248911A (ja) | 1987-03-03 |
| JPH0639896B2 true JPH0639896B2 (ja) | 1994-05-25 |
Family
ID=16252629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60190115A Expired - Lifetime JPH0639896B2 (ja) | 1985-08-28 | 1985-08-28 | 能動的消音装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0639896B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63183469U (ja) * | 1987-05-20 | 1988-11-25 | ||
| US4805733A (en) * | 1987-07-07 | 1989-02-21 | Nippondenso Co., Ltd. | Active silencer |
| WO1989007701A1 (en) * | 1988-02-19 | 1989-08-24 | Noise Cancellation Technologies, Inc. | Active sound attenuation system for engine exhaust systems and the like |
| US5097923A (en) * | 1988-02-19 | 1992-03-24 | Noise Cancellation Technologies, Inc. | Active sound attenation system for engine exhaust systems and the like |
| JPH03272299A (ja) * | 1990-03-22 | 1991-12-03 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | 消音装置 |
| JP2633171B2 (ja) * | 1993-04-30 | 1997-07-23 | 富士通テン株式会社 | 車両の保安警報装置 |
-
1985
- 1985-08-28 JP JP60190115A patent/JPH0639896B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6248911A (ja) | 1987-03-03 |
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