JPH0559927A - 騒音低減装置 - Google Patents
騒音低減装置Info
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- JPH0559927A JPH0559927A JP3220074A JP22007491A JPH0559927A JP H0559927 A JPH0559927 A JP H0559927A JP 3220074 A JP3220074 A JP 3220074A JP 22007491 A JP22007491 A JP 22007491A JP H0559927 A JPH0559927 A JP H0559927A
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- noise
- resonance
- frequency
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 流体通路内に発生した騒音に対してスピーカ
から発生された逆位相の音波を重畳させるようにした騒
音低減装置において、スピーカの消費電力を低く抑えつ
つ騒音を良好に低減させる。 【構成】 内燃機関の排気通路1に共鳴管3を介して共
鳴室4が接続される。共鳴管と共鳴室4とはヘルムホル
ツの共鳴器8を形成する。クランク角センサ20および
上死点検出センサ21の出力信号に基づき、機関本体の
爆発燃焼による排気騒音の1次周波数成分の周波数fn
および位相φnが算出される。共鳴器8の共鳴周波数が
騒音の1次周波数fnに等しくなるように共鳴周波数可
変ピストン14の位置が制御される。騒音の1次周波数
成分と等しい周波数でかつ逆位相をなす音波がスピーカ
6から発生され、この音波が共鳴器8内で共鳴して増幅
され、この増幅された音波が排気騒音に重畳される。
から発生された逆位相の音波を重畳させるようにした騒
音低減装置において、スピーカの消費電力を低く抑えつ
つ騒音を良好に低減させる。 【構成】 内燃機関の排気通路1に共鳴管3を介して共
鳴室4が接続される。共鳴管と共鳴室4とはヘルムホル
ツの共鳴器8を形成する。クランク角センサ20および
上死点検出センサ21の出力信号に基づき、機関本体の
爆発燃焼による排気騒音の1次周波数成分の周波数fn
および位相φnが算出される。共鳴器8の共鳴周波数が
騒音の1次周波数fnに等しくなるように共鳴周波数可
変ピストン14の位置が制御される。騒音の1次周波数
成分と等しい周波数でかつ逆位相をなす音波がスピーカ
6から発生され、この音波が共鳴器8内で共鳴して増幅
され、この増幅された音波が排気騒音に重畳される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は騒音低減装置に関する。
【0002】
【従来の技術】流体通路内に発生した騒音の波形を検出
するための発生騒音検出用マイクロホンと、流体通路内
に向けて音波を発生するスピーカと、このスピーカによ
り発生された音波が流体通路内の騒音に対して重畳され
た出力騒音の波形を検出するための出力騒音検出用マイ
クロホンとを具備し、発生騒音検出用マイクロホンによ
り検出された騒音の波形と出力騒音検出用マイクロホン
により検出された出力騒音の波形とに基づいて、流体通
路内に発生した騒音の周波数と同一の周波数でかつ騒音
の位相と逆位相をなしかつ騒音の振幅と等しい振幅を有
する音波をスピーカによって発生させるようにしたフィ
ードバック補償型騒音低減装置が公知である(特開昭6
1−234216号公報参照)。この騒音低減装置では
流体通路内に発生した騒音と同一の周波数でかつ等しい
振幅でかつ逆位相をなす音波がこの騒音に重畳せしめら
れるので、この音波により騒音がほぼ相殺せしめられ、
斯くして出力騒音が大幅に低減せしめられる。
するための発生騒音検出用マイクロホンと、流体通路内
に向けて音波を発生するスピーカと、このスピーカによ
り発生された音波が流体通路内の騒音に対して重畳され
た出力騒音の波形を検出するための出力騒音検出用マイ
クロホンとを具備し、発生騒音検出用マイクロホンによ
り検出された騒音の波形と出力騒音検出用マイクロホン
により検出された出力騒音の波形とに基づいて、流体通
路内に発生した騒音の周波数と同一の周波数でかつ騒音
の位相と逆位相をなしかつ騒音の振幅と等しい振幅を有
する音波をスピーカによって発生させるようにしたフィ
ードバック補償型騒音低減装置が公知である(特開昭6
1−234216号公報参照)。この騒音低減装置では
流体通路内に発生した騒音と同一の周波数でかつ等しい
振幅でかつ逆位相をなす音波がこの騒音に重畳せしめら
れるので、この音波により騒音がほぼ相殺せしめられ、
斯くして出力騒音が大幅に低減せしめられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの騒音
低減装置では上述のように流体通路内に発生した騒音の
振幅と等しい振幅を有する音波をスピーカによって発生
させなければならない。従って騒音の振幅が大きいとき
にはその振幅と等しい大きな振幅を有する音波をスピー
カによって発生させなければならず、その結果スピーカ
を駆動するための消費電力が非常に大きくなってしまう
という問題がある。
低減装置では上述のように流体通路内に発生した騒音の
振幅と等しい振幅を有する音波をスピーカによって発生
させなければならない。従って騒音の振幅が大きいとき
にはその振幅と等しい大きな振幅を有する音波をスピー
カによって発生させなければならず、その結果スピーカ
を駆動するための消費電力が非常に大きくなってしまう
という問題がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明によれば図2の発明の構成図に示されるよう
に、流体通路A内に連通する共鳴装置Bと、共鳴装置B
の共鳴周波数を変化させる周波数可変手段Cと、流体通
路A内に発生した騒音の周波数と位相を検出する騒音検
出手段Dと、騒音検出手段Dにより検出された騒音の周
波数と同一の周波数でかつ騒音の位相と逆位相をなす音
波を発生する発生手段Eと、発生手段Eにより発生され
た音波が共鳴するように周波数可変手段Cを制御する制
御手段Fとを具備している。
めに本発明によれば図2の発明の構成図に示されるよう
に、流体通路A内に連通する共鳴装置Bと、共鳴装置B
の共鳴周波数を変化させる周波数可変手段Cと、流体通
路A内に発生した騒音の周波数と位相を検出する騒音検
出手段Dと、騒音検出手段Dにより検出された騒音の周
波数と同一の周波数でかつ騒音の位相と逆位相をなす音
波を発生する発生手段Eと、発生手段Eにより発生され
た音波が共鳴するように周波数可変手段Cを制御する制
御手段Fとを具備している。
【0005】
【作用】流体通路内に発生した騒音と同一の周波数でか
つ逆位相をなす音波が発生手段によって発生され、この
音波が共鳴装置内で共鳴して増幅せしめられ、この共鳴
して増幅せしめられた音波が流体通路内に発生した騒音
に重畳せしめられる。
つ逆位相をなす音波が発生手段によって発生され、この
音波が共鳴装置内で共鳴して増幅せしめられ、この共鳴
して増幅せしめられた音波が流体通路内に発生した騒音
に重畳せしめられる。
【0006】
【実施例】図1に本発明を内燃機関の排気通路の騒音低
減に適用した場合を示す。図1を参照すると、1は機関
排気通路を示し、図1において排気通路1の左側は図示
しない触媒コンバータを介して機関本体に接続されてお
り、一方排気通路1の右側は大気に開放されている。排
気通路1には円筒状の共鳴管3を介して、大径の円筒状
の閉鎖空間を形成する共鳴室4が接続されている。共鳴
管3と反対側に位置する共鳴室4壁面の中心部上にスピ
ーカ6が配置される。従って共鳴管3と共鳴室4とはス
ピーカ6により発生された音波を共鳴させるヘルムホル
ツの共鳴器8を形成している。
減に適用した場合を示す。図1を参照すると、1は機関
排気通路を示し、図1において排気通路1の左側は図示
しない触媒コンバータを介して機関本体に接続されてお
り、一方排気通路1の右側は大気に開放されている。排
気通路1には円筒状の共鳴管3を介して、大径の円筒状
の閉鎖空間を形成する共鳴室4が接続されている。共鳴
管3と反対側に位置する共鳴室4壁面の中心部上にスピ
ーカ6が配置される。従って共鳴管3と共鳴室4とはス
ピーカ6により発生された音波を共鳴させるヘルムホル
ツの共鳴器8を形成している。
【0007】図1に示されるように共鳴管3と共鳴室4
とは同軸上に配置されている。ヘルムホルツの共鳴器8
内には共鳴管3と共鳴室4の共通軸線に沿ってねじ付き
シャフト10が延びており、このねじ付きシャフト10
はその一端に連結されたサーボモータ12によって回転
駆動される。ねじ付きシャフト10上には円錐状をなす
共鳴周波数可変ピストン14が螺合され、ねじ付きシャ
フト10と平行をなして延びる回転防止バー16が共鳴
周波数可変ピストン14を貫通している。従ってサーボ
モータ12によりねじ付きシャフト10が回転される
と、共鳴周波数可変ピストン14が図1において上下方
向に移動せしめられ、斯くして共鳴管3内への共鳴周波
数可変ピストン14の侵入量が変化せしめられる。
とは同軸上に配置されている。ヘルムホルツの共鳴器8
内には共鳴管3と共鳴室4の共通軸線に沿ってねじ付き
シャフト10が延びており、このねじ付きシャフト10
はその一端に連結されたサーボモータ12によって回転
駆動される。ねじ付きシャフト10上には円錐状をなす
共鳴周波数可変ピストン14が螺合され、ねじ付きシャ
フト10と平行をなして延びる回転防止バー16が共鳴
周波数可変ピストン14を貫通している。従ってサーボ
モータ12によりねじ付きシャフト10が回転される
と、共鳴周波数可変ピストン14が図1において上下方
向に移動せしめられ、斯くして共鳴管3内への共鳴周波
数可変ピストン14の侵入量が変化せしめられる。
【0008】ヘルムホルツの共鳴器8の共鳴周波数fr
は、共鳴管3の内壁面と共鳴周波数可変ピストン14の
外壁面とにより形成される共鳴通路の音響質量をm、共
鳴室の音響容量をCとすると次式で表わされる。
は、共鳴管3の内壁面と共鳴周波数可変ピストン14の
外壁面とにより形成される共鳴通路の音響質量をm、共
鳴室の音響容量をCとすると次式で表わされる。
【0009】
【数1】
【0010】なお、共鳴室の音響容量Cは、
【0011】
【数2】
【0012】で表わされる。ここでcは音速、ρは気体
の密度、Vは共鳴室の容積である。また音響質量mは、 m=M/S2 …(3) で表わされる。ここでMは共鳴通路内の気体の機械的質
量を表わし、Sは共鳴通路の断面積を表わす。
の密度、Vは共鳴室の容積である。また音響質量mは、 m=M/S2 …(3) で表わされる。ここでMは共鳴通路内の気体の機械的質
量を表わし、Sは共鳴通路の断面積を表わす。
【0013】共鳴管3内への共鳴周波数可変ピストン1
4の侵入量が変化すると共鳴通路内の気体の機械的質量
Mおよび断面積Sが変化すると共に共鳴室4の容積Vも
若干変化し、従ってヘルムホルツの共鳴器8の共鳴周波
数frが変化せしめられる。従って、サーボモータ12
により共鳴周波数可変ピストン14の位置を制御するこ
とによりヘルムホルツの共鳴器8の共鳴周波数frを変
化させることができる。サーボモータ12は電子制御ユ
ニット30の出力信号に基づいて制御される。
4の侵入量が変化すると共鳴通路内の気体の機械的質量
Mおよび断面積Sが変化すると共に共鳴室4の容積Vも
若干変化し、従ってヘルムホルツの共鳴器8の共鳴周波
数frが変化せしめられる。従って、サーボモータ12
により共鳴周波数可変ピストン14の位置を制御するこ
とによりヘルムホルツの共鳴器8の共鳴周波数frを変
化させることができる。サーボモータ12は電子制御ユ
ニット30の出力信号に基づいて制御される。
【0014】電子制御ユニット30はディジタルコンピ
ュータからなり、双方向性バス31によって互いに接続
されたROM(リードオンリメモリ)32、RAM(ラ
ンダムアクセスメモリ)33、CPU(マイクロプロセ
ッサ)34、入力ポート35および出力ポート36を具
備する。入力ポート35には機関クランクシャフト(図
示しない)が例えば30度回転する毎に出力パルスを発
生するクランク角センサ20と、例えば1番気筒が上死
点にあることを示す出力パルスを発生する上死点検出セ
ンサ21とが接続される。CPU34ではクランク角セ
ンサ20の出力パルスに基づいて機関回転数N(rpm) が
計算される。またクランク角センサ20および上死点検
出センサ21の出力信号から1番気筒の上死点を基準と
した現在のクランク角を計算することができる。更に、
図示しない機関吸気通路内には機関吸入空気量Qに比例
した出力電圧を発生するエアフローメータ22が配置さ
れ、このエアフローメータ22の出力電圧がAD変換器
38を介して入力ポート35に入力される。一方、出力
ポート36は対応する駆動回路40,41を介して夫々
サーボモータ12およびスピーカ6に接続される。
ュータからなり、双方向性バス31によって互いに接続
されたROM(リードオンリメモリ)32、RAM(ラ
ンダムアクセスメモリ)33、CPU(マイクロプロセ
ッサ)34、入力ポート35および出力ポート36を具
備する。入力ポート35には機関クランクシャフト(図
示しない)が例えば30度回転する毎に出力パルスを発
生するクランク角センサ20と、例えば1番気筒が上死
点にあることを示す出力パルスを発生する上死点検出セ
ンサ21とが接続される。CPU34ではクランク角セ
ンサ20の出力パルスに基づいて機関回転数N(rpm) が
計算される。またクランク角センサ20および上死点検
出センサ21の出力信号から1番気筒の上死点を基準と
した現在のクランク角を計算することができる。更に、
図示しない機関吸気通路内には機関吸入空気量Qに比例
した出力電圧を発生するエアフローメータ22が配置さ
れ、このエアフローメータ22の出力電圧がAD変換器
38を介して入力ポート35に入力される。一方、出力
ポート36は対応する駆動回路40,41を介して夫々
サーボモータ12およびスピーカ6に接続される。
【0015】次に図1、図3および図4を参照して、排
気通路1内に発生した騒音の低減方法について説明す
る。図1、図3および図4に示す実施例では、機関本体
の爆発燃焼により発生する排気騒音の1次周波数成分を
消音するようにしている。この機関本体の爆発燃焼によ
る排気騒音の1次周波数成分は排気通路1内に発生する
騒音の主成分であり、その周波数fn(Hz) は機関本体
の全気筒当り1秒間に発生する爆発燃焼の回数に等し
い。即ち排気騒音の1次周波数fnは次式で表わせる。
気通路1内に発生した騒音の低減方法について説明す
る。図1、図3および図4に示す実施例では、機関本体
の爆発燃焼により発生する排気騒音の1次周波数成分を
消音するようにしている。この機関本体の爆発燃焼によ
る排気騒音の1次周波数成分は排気通路1内に発生する
騒音の主成分であり、その周波数fn(Hz) は機関本体
の全気筒当り1秒間に発生する爆発燃焼の回数に等し
い。即ち排気騒音の1次周波数fnは次式で表わせる。
【0016】 fn=(N/60)×(2/z)×n …(4) ここでzは機関のサイクル数であり、nは機関の気筒数
である。式(4)からわかるように排気騒音の1次周波
数fnは機関回転数Nのみの関数である。従って、クラ
ンク角センサ20の出力信号から求まる機関回転数Nに
基づいて排気騒音の1次周波数fnを算出することがで
きる。また、クランク角センサ20の出力信号と上死点
検出センサ21の出力信号とから1番気筒の上死点を基
準とした現在のクランク角を計算することができるので
排気騒音の1次周波数成分の位相φnを算出することが
できる。
である。式(4)からわかるように排気騒音の1次周波
数fnは機関回転数Nのみの関数である。従って、クラ
ンク角センサ20の出力信号から求まる機関回転数Nに
基づいて排気騒音の1次周波数fnを算出することがで
きる。また、クランク角センサ20の出力信号と上死点
検出センサ21の出力信号とから1番気筒の上死点を基
準とした現在のクランク角を計算することができるので
排気騒音の1次周波数成分の位相φnを算出することが
できる。
【0017】スピーカ6からは排気騒音の1次周波数f
nと同一の周波数fsの音波をヘルムホルツの共鳴器8
内に向けて発生させる。また、このスピーカ6から発生
させる音波の位相φsは、スピーカ6から発生された音
波が共鳴管3と排気通路1との連通部において排気騒音
の1次周波数成分に対し逆位相をなして重畳するように
上述の排気騒音の周波数fn、位相φn等に基づいて決
定される。更に、スピーカ6から発生させる音波の振幅
Psは、スピーカ6から発生された音波がヘルムホルツ
の共鳴器8内で共鳴して増幅されたときの振幅が排気騒
音の1次周波数成分の振幅Pnと等しくなるように決定
される。ここで排気騒音の1次周波数成分の振幅Pnは
機関負荷Q/N(機関吸入空気量Q/機関回転数N)と
機関回転数Nに応じて変化するので、スピーカ6から発
生させる音波の最適な振幅Psを予め実験により求めて
おき、実験により求められた値を図3に示されるように
予めROM32内に記憶しておく。
nと同一の周波数fsの音波をヘルムホルツの共鳴器8
内に向けて発生させる。また、このスピーカ6から発生
させる音波の位相φsは、スピーカ6から発生された音
波が共鳴管3と排気通路1との連通部において排気騒音
の1次周波数成分に対し逆位相をなして重畳するように
上述の排気騒音の周波数fn、位相φn等に基づいて決
定される。更に、スピーカ6から発生させる音波の振幅
Psは、スピーカ6から発生された音波がヘルムホルツ
の共鳴器8内で共鳴して増幅されたときの振幅が排気騒
音の1次周波数成分の振幅Pnと等しくなるように決定
される。ここで排気騒音の1次周波数成分の振幅Pnは
機関負荷Q/N(機関吸入空気量Q/機関回転数N)と
機関回転数Nに応じて変化するので、スピーカ6から発
生させる音波の最適な振幅Psを予め実験により求めて
おき、実験により求められた値を図3に示されるように
予めROM32内に記憶しておく。
【0018】一方、ヘルムホルツの共鳴器8の共鳴周波
数frがスピーカ6から発生される音波の周波数fs、
即ち排気騒音の1次周波数fnに等しくなるように共鳴
周波数可変ピストン14の位置がサーボモータ12によ
り制御される。このように機関運転状態に拘らず常に排
気騒音の1次周波数成分と等しい周波数でかつ逆位相を
なす音波がスピーカ6から発生され、このスピーカ6か
ら発生された音波がヘルムホルツの共鳴器8内で共鳴す
ることにより音波の振幅が排気騒音の1次周波数成分の
振幅Pnに増幅され、この共鳴して増幅された音波が共
鳴管3と排気通路1との連通部において排気騒音に重畳
される。従って排気騒音の1次周波数成分がこの重畳さ
れた音波によって相殺され、排気騒音が大幅に低減され
る。しかも、このようにスピーカ6から発生された音波
をヘルムホルツの共鳴器8内で共鳴させるのでスピーカ
6から発生させる音波の振幅Psは小さくて済む。従っ
て、排気騒音が大きいときにもスピーカ6を駆動するた
めの消費電力を低く抑えつつ騒音を大幅に低減させるこ
とができる。
数frがスピーカ6から発生される音波の周波数fs、
即ち排気騒音の1次周波数fnに等しくなるように共鳴
周波数可変ピストン14の位置がサーボモータ12によ
り制御される。このように機関運転状態に拘らず常に排
気騒音の1次周波数成分と等しい周波数でかつ逆位相を
なす音波がスピーカ6から発生され、このスピーカ6か
ら発生された音波がヘルムホルツの共鳴器8内で共鳴す
ることにより音波の振幅が排気騒音の1次周波数成分の
振幅Pnに増幅され、この共鳴して増幅された音波が共
鳴管3と排気通路1との連通部において排気騒音に重畳
される。従って排気騒音の1次周波数成分がこの重畳さ
れた音波によって相殺され、排気騒音が大幅に低減され
る。しかも、このようにスピーカ6から発生された音波
をヘルムホルツの共鳴器8内で共鳴させるのでスピーカ
6から発生させる音波の振幅Psは小さくて済む。従っ
て、排気騒音が大きいときにもスピーカ6を駆動するた
めの消費電力を低く抑えつつ騒音を大幅に低減させるこ
とができる。
【0019】次に、図4を参照して本実施例における騒
音低減のための制御ルーチンについて説明する。この制
御ルーチンは一定クランク角間隔毎の割込みによって実
行される。図4を参照するとまず始めにステップ60に
おいて、エアフローメータ22の出力信号から求まる機
関吸入空気量Q、およびクランク角センサ20の出力信
号から求まる機関回転数Nに基づいて機関負荷Q/Nが
算出される。次いでステップ61では機関本体の爆発燃
焼により排気通路1内に発生する排気騒音の1次周波数
成分の周波数fnおよび位相φnが計算される。
音低減のための制御ルーチンについて説明する。この制
御ルーチンは一定クランク角間隔毎の割込みによって実
行される。図4を参照するとまず始めにステップ60に
おいて、エアフローメータ22の出力信号から求まる機
関吸入空気量Q、およびクランク角センサ20の出力信
号から求まる機関回転数Nに基づいて機関負荷Q/Nが
算出される。次いでステップ61では機関本体の爆発燃
焼により排気通路1内に発生する排気騒音の1次周波数
成分の周波数fnおよび位相φnが計算される。
【0020】次いでステップ62ではスピーカ6から発
生させる音波の周波数fsが、ステップ61で求められ
た排気騒音の1次周波数fnと等しい値に設定される。
次いでステップ63ではスピーカ6から発生させる音波
の位相φsが計算される。次いでステップ64ではスピ
ーカ6から発生させる音波の振幅Psが図3に示すマッ
プに基づいて計算される。次いでステップ65ではヘル
ムホルツの共鳴器8の共鳴周波数frが排気騒音の1次
周波数fnに等しくなるようにするための共鳴周波数可
変ピストン14の目標位置Yが計算される。次いでステ
ップ66では共鳴周波数可変ピストン14の位置を目標
位置Yにすべくサーボモータ12が駆動される。次いで
ステップ67では周波数fs、位相φs、および振幅P
sの音波を発生すべくスピーカ6が駆動される。
生させる音波の周波数fsが、ステップ61で求められ
た排気騒音の1次周波数fnと等しい値に設定される。
次いでステップ63ではスピーカ6から発生させる音波
の位相φsが計算される。次いでステップ64ではスピ
ーカ6から発生させる音波の振幅Psが図3に示すマッ
プに基づいて計算される。次いでステップ65ではヘル
ムホルツの共鳴器8の共鳴周波数frが排気騒音の1次
周波数fnに等しくなるようにするための共鳴周波数可
変ピストン14の目標位置Yが計算される。次いでステ
ップ66では共鳴周波数可変ピストン14の位置を目標
位置Yにすべくサーボモータ12が駆動される。次いで
ステップ67では周波数fs、位相φs、および振幅P
sの音波を発生すべくスピーカ6が駆動される。
【0021】図5に別の実施例を示す。図5に示す実施
例では、共鳴管3と排気通路1との連通部の下流側に位
置する排気通路1内に耐熱構造を有するマイクロホン5
0が配置されている。このマイクロホン50は、スピー
カ6から発生されてヘルムホルツの共鳴器8内で共鳴し
た音波が排気通路1内の騒音に対して重畳された出力騒
音の周波数、位相および振幅を検出するためのものであ
る。このマイクロホン50の出力電圧はAD変換器51
を介して入力ポート35に入力される。
例では、共鳴管3と排気通路1との連通部の下流側に位
置する排気通路1内に耐熱構造を有するマイクロホン5
0が配置されている。このマイクロホン50は、スピー
カ6から発生されてヘルムホルツの共鳴器8内で共鳴し
た音波が排気通路1内の騒音に対して重畳された出力騒
音の周波数、位相および振幅を検出するためのものであ
る。このマイクロホン50の出力電圧はAD変換器51
を介して入力ポート35に入力される。
【0022】図5に示す実施例では、図1、図3および
図4に示す実施例におけるスピーカ6の駆動制御および
共鳴周波数可変ピストン14の位置制御に加えて更に、
マイクロホン50により検出された出力騒音の周波数、
位相および振幅に基づいて、スピーカ6から発生させる
音波の振幅Ps、周波数fs、位相φs、および共鳴周
波数可変ピストン14の目標位置Yの内の少くとも一つ
をフィードバック補正するようにしている。
図4に示す実施例におけるスピーカ6の駆動制御および
共鳴周波数可変ピストン14の位置制御に加えて更に、
マイクロホン50により検出された出力騒音の周波数、
位相および振幅に基づいて、スピーカ6から発生させる
音波の振幅Ps、周波数fs、位相φs、および共鳴周
波数可変ピストン14の目標位置Yの内の少くとも一つ
をフィードバック補正するようにしている。
【0023】図6に更に別の実施例を示す。図6に示す
実施例は、内燃機関の排気通路や吸気通路以外の流体通
路55内に発生した騒音を低減するのに本発明を適用し
た場合を示している。図6において流体通路55の左側
が騒音の発生源に連通している。共鳴管3と流体通路5
5との連通部に対して騒音の発生側に位置する流体通路
55内にマイクロホン56が配置されている。このマイ
クロホン56は、流体通路55内に発生した騒音の周波
数fn、位相φnおよび振幅Pnを検出するためのもの
である。このマイクロホン56の出力電圧はAD変換器
57を介して入力ポート35に入力される。
実施例は、内燃機関の排気通路や吸気通路以外の流体通
路55内に発生した騒音を低減するのに本発明を適用し
た場合を示している。図6において流体通路55の左側
が騒音の発生源に連通している。共鳴管3と流体通路5
5との連通部に対して騒音の発生側に位置する流体通路
55内にマイクロホン56が配置されている。このマイ
クロホン56は、流体通路55内に発生した騒音の周波
数fn、位相φnおよび振幅Pnを検出するためのもの
である。このマイクロホン56の出力電圧はAD変換器
57を介して入力ポート35に入力される。
【0024】図6に示す実施例ではマイクロホン56の
出力信号から求まる流体通路55内の騒音の周波数fn
および位相φnに基づいて、図1、図3および図4に示
す実施例の場合と同様にしてスピーカ6から発生させる
音波の周波数fs、位相φs、および共鳴周波数可変ピ
ストン14の目標位置Yが決定される。またスピーカ6
から発生させる音波の振幅Psは、スピーカ6から発生
された音波がヘルムホルツの共鳴器8内で共鳴して増幅
されたときの振幅が流体通路55内の騒音の振幅Pnと
等しくなるように、マイクロホン56の出力信号から求
まる騒音の振幅Pnに基づいて決定される。
出力信号から求まる流体通路55内の騒音の周波数fn
および位相φnに基づいて、図1、図3および図4に示
す実施例の場合と同様にしてスピーカ6から発生させる
音波の周波数fs、位相φs、および共鳴周波数可変ピ
ストン14の目標位置Yが決定される。またスピーカ6
から発生させる音波の振幅Psは、スピーカ6から発生
された音波がヘルムホルツの共鳴器8内で共鳴して増幅
されたときの振幅が流体通路55内の騒音の振幅Pnと
等しくなるように、マイクロホン56の出力信号から求
まる騒音の振幅Pnに基づいて決定される。
【0025】次に、図7および図8を参照して更に別の
実施例について説明する。図7および図8に示す実施例
は内燃機関の排気通路1の騒音低減に本発明を適用した
実施例である。図7を参照すると、排気通路1には円筒
状の内側共鳴管70が連結される。この内側共鳴管70
の外周面上には外側共鳴管71が軸線方向Aに摺動可能
に嵌合せしめられる。また排気通路1と反対側に位置す
る外側共鳴管71の端面上にはスピーカ6が配置され
る。従って内側共鳴管70と外側共鳴管71とによりス
ピーカ6から発生された音波を共鳴させるサイドブラン
チ型の共鳴器72が形成される。外側共鳴管71はアク
チュエータ73によって軸線方向Aに摺動せしめられ
る。このアクチュエータ73は駆動回路75を介して出
力ポート36に接続されている。
実施例について説明する。図7および図8に示す実施例
は内燃機関の排気通路1の騒音低減に本発明を適用した
実施例である。図7を参照すると、排気通路1には円筒
状の内側共鳴管70が連結される。この内側共鳴管70
の外周面上には外側共鳴管71が軸線方向Aに摺動可能
に嵌合せしめられる。また排気通路1と反対側に位置す
る外側共鳴管71の端面上にはスピーカ6が配置され
る。従って内側共鳴管70と外側共鳴管71とによりス
ピーカ6から発生された音波を共鳴させるサイドブラン
チ型の共鳴器72が形成される。外側共鳴管71はアク
チュエータ73によって軸線方向Aに摺動せしめられ
る。このアクチュエータ73は駆動回路75を介して出
力ポート36に接続されている。
【0026】サイドブランチ型の共鳴器72の共鳴周波
数fbは、図7に示されるように共鳴器72の長さをL
とすると次式で表わせる。
数fbは、図7に示されるように共鳴器72の長さをL
とすると次式で表わせる。
【0027】
【数3】
【0028】外側共鳴管71が内側共鳴管70上を軸線
方向に摺動することによりサイドブランチ型の共鳴器7
2の長さLが変化し、斯くして共鳴器72の共鳴周波数
fbを変化させることができる。図7に示す実施例では
図1、図3および図4に示す実施例の場合と同様にし
て、排気騒音の1次周波数成分と等しい周波数でかつ逆
位相をなす音波がスピーカ6から発生される。このとき
スピーカ6から発生させる音波の振幅Psは、スピーカ
6から発生された音波がサイドブランチ型の共鳴器72
内で共鳴して増幅されたときの振幅が排気騒音の1次周
波数成分の振幅Pnと等しくなるように、図3と同様の
マップに基づいて決定される。
方向に摺動することによりサイドブランチ型の共鳴器7
2の長さLが変化し、斯くして共鳴器72の共鳴周波数
fbを変化させることができる。図7に示す実施例では
図1、図3および図4に示す実施例の場合と同様にし
て、排気騒音の1次周波数成分と等しい周波数でかつ逆
位相をなす音波がスピーカ6から発生される。このとき
スピーカ6から発生させる音波の振幅Psは、スピーカ
6から発生された音波がサイドブランチ型の共鳴器72
内で共鳴して増幅されたときの振幅が排気騒音の1次周
波数成分の振幅Pnと等しくなるように、図3と同様の
マップに基づいて決定される。
【0029】一方、サイドブランチ型の共鳴器72の共
鳴周波数fbがスピーカ6から発生される音波の周波数
fs、即ち排気騒音の1次周波数fnに等しくなるよう
に外側共鳴管71の位置がアクチュエータ73により制
御される。従って、機関運転状態に拘らず常に排気騒音
の1次周波数成分と等しい周波数でかつ逆位相をなす音
波がスピーカ6から発生され、このスピーカ6から発生
された音波がサイドブランチ型の共鳴器72内で共鳴す
ることにより音波の振幅が排気騒音の1次周波数成分の
振幅Pnに増幅され、この共鳴して増幅された音波が内
側共鳴管70と排気通路1との連通部において排気騒音
に重畳される。その結果排気騒音の1次周波数成分がこ
の重畳された音波によって相殺される。斯くして、スピ
ーカ6を駆動するための消費電力を低く抑えつつ排気騒
音を大幅に低減させることができる。
鳴周波数fbがスピーカ6から発生される音波の周波数
fs、即ち排気騒音の1次周波数fnに等しくなるよう
に外側共鳴管71の位置がアクチュエータ73により制
御される。従って、機関運転状態に拘らず常に排気騒音
の1次周波数成分と等しい周波数でかつ逆位相をなす音
波がスピーカ6から発生され、このスピーカ6から発生
された音波がサイドブランチ型の共鳴器72内で共鳴す
ることにより音波の振幅が排気騒音の1次周波数成分の
振幅Pnに増幅され、この共鳴して増幅された音波が内
側共鳴管70と排気通路1との連通部において排気騒音
に重畳される。その結果排気騒音の1次周波数成分がこ
の重畳された音波によって相殺される。斯くして、スピ
ーカ6を駆動するための消費電力を低く抑えつつ排気騒
音を大幅に低減させることができる。
【0030】次に、図8を参照して図7に示す実施例に
おける排気騒音低減のための制御ルーチンについて説明
する。この制御ルーチンは一定クランク角間隔毎の割込
みによって実行される。この図8に示す実施例では、ス
テップ80および81が図4に示す実施例と異なってい
る。ステップ80ではサイドブランチ型の共鳴器72の
共鳴周波数fbが排気騒音の1次周波数fnに等しくな
るようにするためのサイドブランチ型の共鳴器72の目
標長さL0 が計算される。次いでステップ81では共鳴
器72の長さLを目標長さL0 にすべく外側共鳴管71
がアクチュエータ73によって駆動される。その他の各
ステップの処理内容は図4の対応する各ステップの処理
内容と同様である。
おける排気騒音低減のための制御ルーチンについて説明
する。この制御ルーチンは一定クランク角間隔毎の割込
みによって実行される。この図8に示す実施例では、ス
テップ80および81が図4に示す実施例と異なってい
る。ステップ80ではサイドブランチ型の共鳴器72の
共鳴周波数fbが排気騒音の1次周波数fnに等しくな
るようにするためのサイドブランチ型の共鳴器72の目
標長さL0 が計算される。次いでステップ81では共鳴
器72の長さLを目標長さL0 にすべく外側共鳴管71
がアクチュエータ73によって駆動される。その他の各
ステップの処理内容は図4の対応する各ステップの処理
内容と同様である。
【0031】なお、上述の式(1)および式(2)、式
(5)からわかるようにヘルムホルツの共鳴器8の共鳴
周波数frおよびサイドブランチ型の共鳴器72の共鳴
周波数fbは共に音速cに依存する。この音速cは排気
通路1内を流れる排気ガスの温度によって変化する。従
って、排気ガス温を検出する排気温センサを排気通路1
内に配置し、この排気温センサにより検出された排気ガ
ス温に基づいて共鳴周波数可変ピストン14の位置また
は外側共鳴管71の位置を補正するようにすることもで
きる。
(5)からわかるようにヘルムホルツの共鳴器8の共鳴
周波数frおよびサイドブランチ型の共鳴器72の共鳴
周波数fbは共に音速cに依存する。この音速cは排気
通路1内を流れる排気ガスの温度によって変化する。従
って、排気ガス温を検出する排気温センサを排気通路1
内に配置し、この排気温センサにより検出された排気ガ
ス温に基づいて共鳴周波数可変ピストン14の位置また
は外側共鳴管71の位置を補正するようにすることもで
きる。
【0032】
【発明の効果】流体通路内に発生した騒音の周波数およ
び振幅に拘らず、音波を発生する発生手段の駆動エネル
ギを低く抑えつつ騒音を大幅に低減させることができ
る。
び振幅に拘らず、音波を発生する発生手段の駆動エネル
ギを低く抑えつつ騒音を大幅に低減させることができ
る。
【図1】内燃機関の排気通路に適用された騒音低減装置
の全体図である。
の全体図である。
【図2】発明の構成図である。
【図3】スピーカから発生させる音波の目標振幅のマッ
プを示す線図である。
プを示す線図である。
【図4】スピーカから発生させる音波および共鳴周波数
可変ピストンの位置の制御ルーチンを示すフローチャー
トである。
可変ピストンの位置の制御ルーチンを示すフローチャー
トである。
【図5】騒音低減装置の第2の実施例を示す全体図であ
る。
る。
【図6】騒音低減装置の第3の実施例を示す全体図であ
る。
る。
【図7】騒音低減装置の第4の実施例を示す全体図であ
る。
る。
【図8】図7に示す実施例におけるスピーカから発生さ
せる音波およびサイドブランチ型共鳴器の長さの制御ル
ーチンを示すフローチャートである。
せる音波およびサイドブランチ型共鳴器の長さの制御ル
ーチンを示すフローチャートである。
1…排気通路 3…共鳴管 4…共鳴室 6…スピーカ 8…ヘルムホルツの共鳴器 12…サーボモータ 14…共鳴周波数可変ピストン 50…マイクロホン 55…流体通路 56…マイクロホン 70…内側共鳴管 71…外側共鳴管 72…サイドブランチ型の共鳴器
Claims (1)
- 【請求項1】 流体通路内に連通する共鳴装置と、該共
鳴装置の共鳴周波数を変化させる周波数可変手段と、該
流体通路内に発生した騒音の周波数と位相を検出する騒
音検出手段と、該騒音検出手段により検出された騒音の
周波数と同一の周波数でかつ該騒音の位相と逆位相をな
す音波を発生する発生手段と、該発生手段により発生さ
れた音波が共鳴するように該周波数可変手段を制御する
制御手段とを具備する騒音低減装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3220074A JPH0559927A (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 騒音低減装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3220074A JPH0559927A (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 騒音低減装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0559927A true JPH0559927A (ja) | 1993-03-09 |
Family
ID=16745536
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3220074A Pending JPH0559927A (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 騒音低減装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0559927A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002019758A2 (de) * | 2000-09-02 | 2002-03-07 | Filterwerk Mann+Hummel Gmbh | Elektromechanischer wandler, insbesondere für den einbau in den ansaugtrakt einer brennkraftmaschine |
KR20020042357A (ko) * | 2000-11-30 | 2002-06-05 | 이계안 | 개방형 능동 제어방식에 의한 배기소음 저감장치 |
JP2008151093A (ja) * | 2006-12-20 | 2008-07-03 | Yamaha Motor Co Ltd | 4サイクルエンジンの排気装置 |
JP2009102000A (ja) * | 2008-10-31 | 2009-05-14 | Yanmar Co Ltd | 作業車両のキャビン |
JP2020016694A (ja) * | 2018-07-23 | 2020-01-30 | 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 | 吸音ライナパネル |
CN114576661A (zh) * | 2020-11-30 | 2022-06-03 | 广东美的白色家电技术创新中心有限公司 | 一种烟机 |
-
1991
- 1991-08-30 JP JP3220074A patent/JPH0559927A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002019758A2 (de) * | 2000-09-02 | 2002-03-07 | Filterwerk Mann+Hummel Gmbh | Elektromechanischer wandler, insbesondere für den einbau in den ansaugtrakt einer brennkraftmaschine |
WO2002019758A3 (de) * | 2000-09-02 | 2003-03-06 | Mann & Hummel Filter | Elektromechanischer wandler, insbesondere für den einbau in den ansaugtrakt einer brennkraftmaschine |
KR20020042357A (ko) * | 2000-11-30 | 2002-06-05 | 이계안 | 개방형 능동 제어방식에 의한 배기소음 저감장치 |
JP2008151093A (ja) * | 2006-12-20 | 2008-07-03 | Yamaha Motor Co Ltd | 4サイクルエンジンの排気装置 |
JP2009102000A (ja) * | 2008-10-31 | 2009-05-14 | Yanmar Co Ltd | 作業車両のキャビン |
JP2020016694A (ja) * | 2018-07-23 | 2020-01-30 | 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 | 吸音ライナパネル |
CN114576661A (zh) * | 2020-11-30 | 2022-06-03 | 广东美的白色家电技术创新中心有限公司 | 一种烟机 |
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