JP2926194B2 - Active cancel muffler - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は内燃機関に装着されるアクティブキャンセル
マフラに関し、特に適応ディジタルフィルタを備えたア
クティブキャンセルマフラに係る。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an active cancel muffler mounted on an internal combustion engine, and more particularly to an active cancel muffler provided with an adaptive digital filter.
[従来の技術] アクティブキャンセルマフラとしては、例えば実開昭
63−118321号公報に記載されているように、騒音源の内
燃機関に対し騒音流出管たる排気管の出口にスピーカ管
を設け、このスピーカ管にキャンセルスピーカを接続
し、制御手段からの所定の制御信号に応じて、内燃機関
からの騒音即ち排気音の圧力波と逆位相の粗密圧力波を
キャンセルスピーカから出力させ、両圧力波の打ち消し
作用で消音を行うものが知られている。同公報に記載の
考案はキャンセルスピーカからの圧力波の指向特性に着
目したものであり、アクティブキャンセル制御手段に関
しては、入力された各種の情報をCPUにより予め定めら
れた処理条件に従って演算処理を行う旨簡単に説明され
ているのみである。[Prior art] As an active cancel muffler, for example,
As described in JP-A-63-118321, a speaker tube is provided at an outlet of an exhaust pipe serving as a noise outflow pipe with respect to an internal combustion engine as a noise source, a cancel speaker is connected to this speaker pipe, and a predetermined It is known that noise from an internal combustion engine, that is, a dense / dense pressure wave having a phase opposite to that of the exhaust sound is output from a cancel speaker in response to a control signal, and the sound is canceled by a canceling action of both pressure waves. The device described in the publication focuses on the directional characteristics of the pressure wave from the cancel speaker. As for the active cancel control means, various types of input information are subjected to arithmetic processing according to processing conditions predetermined by the CPU. It is only briefly explained.
ところで、近時、入力アナログ信号をディジタル量に
変換し、ディジタル信号処理回路にて適宜処理した後、
再度アナログ信号に変換して出力し、入力アナログ信号
と出力アナログ信号との間に所定の特性をもたせるディ
ジタルフィルタが注目されている。By the way, recently, after converting an input analog signal into a digital quantity and appropriately processing it with a digital signal processing circuit,
Attention has been paid to a digital filter that converts the signal into an analog signal again and outputs the signal, and has a predetermined characteristic between the input analog signal and the output analog signal.
このディジタルフィルタにより、制御系に影響を及ぼ
す情報を検知し、その変化に応じて自らの制御特性を自
動的に変えて、負荷の変化に拘らず最適な状態とする適
応制御を実現することができ、これが適応ディジタルフ
ィルタ(アダプティブディジタルフィルタ,ADF)と呼ば
れ種々の制御への利用が検討されている。就中、音響分
野においてスピーカとマイクとの間の音響経路を通って
発生するエコーを消去するため、このエコーと略等しい
擬似エコー信号を発生させて同定する音響エコーキャン
セラへの利用が注目されている。尚、適応ディジタルフ
ィルタの伝達関数が未知系の伝達関数に等しくなり予測
誤差が零となるように前者の伝達関数を調整することを
「未知系を同定する」という。With this digital filter, it is possible to detect information that affects the control system and automatically change its own control characteristics according to the change to realize adaptive control that optimizes the state regardless of changes in load. This is called an adaptive digital filter (adaptive digital filter, ADF), and its use for various controls is being studied. In particular, in the acoustic field, in order to cancel an echo generated through an acoustic path between a speaker and a microphone, use of the acoustic echo canceller to generate and identify a pseudo echo signal substantially equal to the echo has attracted attention. I have. Adjusting the former transfer function such that the transfer function of the adaptive digital filter becomes equal to the transfer function of the unknown system and the prediction error becomes zero is referred to as "identifying the unknown system".
[発明が解決しようとする課題] 前述のアクティブキャンセルマフラにおいて、内燃機
関は排気音の発生源であり、排気マニホールド及び排気
管の排気音経路は音響経路ということができるので、上
記音響エコーキャンセラ技術を適用し得る可能性がある
が、内燃機関特有の問題との整合性に多くの課題があり
直ちに適用可能というものではない。例えば、騒音検出
器を一般的な配置に従い内燃機関の排気マニホールド出
口近傍に装着して騒音源の圧力波を検出することとする
場合には、外部環境の温度変化に留まらず高温の排気ガ
スにさらされることになるので耐久性が問題となる。前
掲の実開昭63−118321号公報には排気騒音の圧力波の周
波数が内燃機関の回転数に比例して高くなることに着目
し、クランク角センサによりクランク軸の角速度を検出
し間接的に騒音圧力波の周波数を検出することとしてい
る。然し乍ら、これもそのまま適応ディジタルフィルタ
に適用できるものではない。[Problems to be Solved by the Invention] In the active cancel muffler described above, the internal combustion engine is a source of exhaust noise, and the exhaust sound path of the exhaust manifold and the exhaust pipe can be called an acoustic path. May be applicable, but there are many problems in consistency with the problems specific to the internal combustion engine, and it is not immediately applicable. For example, when a noise detector is mounted near the exhaust manifold outlet of an internal combustion engine in accordance with a general arrangement to detect a pressure wave of a noise source, not only the temperature change of the external environment but also the high-temperature exhaust gas Since it is exposed, durability becomes a problem. In Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 63-118321, the frequency of the pressure wave of the exhaust noise is increased in proportion to the rotation speed of the internal combustion engine, and the crank angle sensor detects the angular velocity of the crankshaft and indirectly detects the frequency. The frequency of the noise pressure wave is to be detected. However, this cannot be directly applied to the adaptive digital filter.
また、内燃機関の排気音は第6図に示すように各気筒
毎に相関がある(第6図中、#1乃至#4は気筒番号を
示す)。このため、アクティブキャンセルマフラに適応
ディジタルフィルタを用いる場合、内燃機関の回転に応
じた制御のみでは消音が困難である。Further, the exhaust noise of the internal combustion engine has a correlation for each cylinder as shown in FIG. 6 (in FIG. 6, # 1 to # 4 indicate cylinder numbers). For this reason, when an adaptive digital filter is used for the active cancel muffler, it is difficult to mute the sound only by controlling according to the rotation of the internal combustion engine.
そこで、本発明は適応ディジタルフィルタを利用し、
内燃機関の排気音の各気筒毎の相違に影響されることな
く確実に消音し得るアクティブキャンセルマフラを提供
することを目的とする。Therefore, the present invention utilizes an adaptive digital filter,
An object of the present invention is to provide an active cancel muffler that can surely muffle sound without being affected by a difference in exhaust sound of each internal combustion engine.
[課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するため、本発明は内燃機関の排気
管を含む排気音経路の出力口に開口し粗密圧力波を出力
する圧力波出力手段と、前記排気音経路の出力口近傍に
配置し出力圧力波に応じた信号を出力する圧力波検出手
段と、前記内燃機関の回転に応じた回転信号を出力する
回転検出手段と、該回転検出手段の出力回転信号に基づ
き前記内燃機関の回転に同期したインパルスを出力する
エッジ検出手段と、適応ディジタルフィルタを有し、前
記内燃機関の気筒数と同数の伝達関数データから、前記
回転検出手段の出力回転信号に応じて前記内燃機関の気
筒毎に順次各気筒に対応した伝達関数データを選択して
前記適応ディジタルフィルタの伝達関数を設定すると共
に、前記圧力波検出手段の出力信号を入力し前記エッジ
検出手段の出力インパルスに応じて前記適応ディジタル
フィルタの伝達関数が前記排気音経路の伝達関数と同定
するように前記圧力波出力手段を駆動制御するフィルタ
手段としたものである。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a pressure wave output unit that opens at an output port of an exhaust sound path including an exhaust pipe of an internal combustion engine and outputs a compression / dense pressure wave; A pressure wave detecting unit arranged near the output port of the sound path and outputting a signal corresponding to the output pressure wave, a rotation detecting unit outputting a rotation signal corresponding to the rotation of the internal combustion engine, and an output rotation of the rotation detecting unit An edge detection unit that outputs an impulse synchronized with the rotation of the internal combustion engine based on the signal, and an adaptive digital filter.From transfer function data of the same number as the number of cylinders of the internal combustion engine, an output rotation signal of the rotation detection unit is output. Accordingly, the transfer function data corresponding to each cylinder is sequentially selected for each cylinder of the internal combustion engine to set the transfer function of the adaptive digital filter, and to input the output signal of the pressure wave detecting means. Filter means for driving and controlling the pressure wave output means so that a transfer function of the adaptive digital filter is identified as a transfer function of the exhaust sound path in accordance with an output impulse of the edge detection means.
前記アクティブキャンセルマフラにおいて、前記フィ
ルタ手段は前記内燃機関の気筒数と同数の適応ディジタ
ルフィルタを備えたものとし、前記回転検出手段の出力
回転信号に応じて前記内燃機関の気筒毎に順次各気筒に
対応した適応ディジタルフィルタを選択して前記圧力波
出力手段を駆動制御するようにしてもよい。In the active cancel muffler, the filter means is provided with the same number of adaptive digital filters as the number of cylinders of the internal combustion engine, and is sequentially applied to each cylinder of the internal combustion engine in accordance with an output rotation signal of the rotation detection means. A corresponding adaptive digital filter may be selected to drive and control the pressure wave output means.
[作用] 内燃機関が起動し回転すると、各気筒内の爆発に応じ
て発生する爆発音は、排気管を含む排気音経路を介して
伝達され排気音が形成される。また、内燃機関の回転に
応じた回転信号が回転検出手段からエッジ検出手段に出
力される。このエッジ検出手段にて回転信号がインパル
スに変換され、内燃機関の回転に同期したインパルスが
適応ディジタルフィルタに出力される。一方、排気音経
路から出力される出力圧力波に応じた信号が圧力波検出
手段によって検出され、適応ディジタルフィルタに出力
される。[Operation] When the internal combustion engine is started and rotated, an explosion sound generated in response to an explosion in each cylinder is transmitted through an exhaust sound path including an exhaust pipe to form an exhaust sound. Further, a rotation signal corresponding to the rotation of the internal combustion engine is output from the rotation detecting means to the edge detecting means. The rotation signal is converted into an impulse by the edge detecting means, and an impulse synchronized with the rotation of the internal combustion engine is output to the adaptive digital filter. On the other hand, a signal corresponding to the output pressure wave output from the exhaust sound path is detected by the pressure wave detecting means and output to the adaptive digital filter.
適応ディジタルフィルタにおいては、エッジ検出手段
の出力インパルスに応答し圧力波検出手段の出力信号に
基づきその伝達関数が排気音経路の伝達関数と等しくな
るように設定され、これに応じ圧力波出力手段に対し駆
動信号が出力される。この駆動信号に応じて圧力波出力
手段から排気音経路の出力口に粗密圧力波が出力され、
排気音経路から出力される排気音の圧力波が打ち消され
排気音が消失することとなる。この場合において、内燃
機関の各気筒に対応した伝達関数データが順次選択さ
れ、あるいは各気筒に対応した適応ディジタルフィルタ
が選択され、適応ディジタルフィルタの伝達関数が設定
される。即ち、適応ディジタルフィルタの伝達関数は、
回転検出手段の出力回転信号に応じて内燃機関の各気筒
の内排気音を発生している気筒毎に設定されるので、各
気筒毎に適切な消音作用が行われる。In the adaptive digital filter, the transfer function is set to be equal to the transfer function of the exhaust sound path based on the output signal of the pressure wave detecting means in response to the output impulse of the edge detecting means. On the other hand, a drive signal is output. A pressure wave is output from the pressure wave output means to the output port of the exhaust sound path according to the drive signal,
The pressure wave of the exhaust sound output from the exhaust sound path is cancelled, and the exhaust sound disappears. In this case, transfer function data corresponding to each cylinder of the internal combustion engine is sequentially selected, or an adaptive digital filter corresponding to each cylinder is selected, and a transfer function of the adaptive digital filter is set. That is, the transfer function of the adaptive digital filter is
Since it is set for each cylinder generating the internal exhaust sound of each cylinder of the internal combustion engine in accordance with the output rotation signal of the rotation detection means, an appropriate silencing operation is performed for each cylinder.
[実施例] 以下、本発明に係るアクティブキャンセルマフラの望
ましい実施例を図面を参照して説明する。Hereinafter, a preferred embodiment of the active cancel muffler according to the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例を示すもので、内燃機関1
の排気マニホールド2に排気管3が接続されている。従
って、排気音源たる内燃機関1に対し排気マニホールド
2及び排気管3により排気音経路が構成されている。排
気管3の出口近傍には、スピーカ管4が排気管3と同軸
に且つその出口を囲繞するように装着され、電磁型ある
いは動電型のスピーカから成り粗密圧力波を出力するア
クチュエータ5がスピーカ管4内に収容されている。こ
れらのアクチュエータ5及びスピーカ管4により本発明
にいう圧力波出力手段が構成されている。尚、アクチュ
エータ5は一個でも複数個でもよく、また電磁型スピー
カ等に限らず、高出力を確保すべく電磁弁により振動板
を油圧駆動するように構成してもよい。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
The exhaust pipe 3 is connected to the exhaust manifold 2. Therefore, an exhaust sound path is constituted by the exhaust manifold 2 and the exhaust pipe 3 for the internal combustion engine 1 which is an exhaust sound source. In the vicinity of the outlet of the exhaust pipe 3, a speaker pipe 4 is mounted coaxially with the exhaust pipe 3 so as to surround the outlet, and an actuator 5 composed of an electromagnetic or electrodynamic type speaker and outputting a coarse / dense pressure wave is provided. It is housed in a tube 4. The actuator 5 and the speaker tube 4 constitute a pressure wave output unit according to the present invention. The number of the actuators 5 may be one or more, and the invention is not limited to an electromagnetic speaker and the like, and the diaphragm may be hydraulically driven by an electromagnetic valve in order to secure high output.
また、排気管3の出口近傍には、排気管3及びスピー
カ管4の出力圧力波に応じた信号を出力する圧力センサ
6が設けられている。この圧力センサ6は本発明にいう
圧力波検出手段を構成するもので、マイクロホン等、圧
力信号を電気信号に変換する手段であれば、どのような
態様であってもよい。A pressure sensor 6 that outputs a signal corresponding to the output pressure wave of the exhaust pipe 3 and the speaker pipe 4 is provided near the outlet of the exhaust pipe 3. The pressure sensor 6 constitutes the pressure wave detecting means according to the present invention, and may be in any form as long as it is means for converting a pressure signal into an electric signal such as a microphone.
一方、内燃機関1にはその回転に同期したパルス信号
を出力する回転信号検出器7が設けられている。この回
転信号検出器7は本発明にいう回転検出手段を構成する
もので、例えば内燃機関1に同期して回転する回転板
(図示せず)に対向して設けられ磁束密度の変化に応じ
て電気信号を出力する電磁誘導型ピックアップ等周知の
検出器であるが、周知の点火信号発生装置(図示せず)
の点火信号を回転信号として利用することとしてもよ
い。回転信号検出器7には本発明にいうエッジ検出手段
たるエッジ検出器8が接続され、これに入力する回転信
号に基づき内燃機関1の回転に同期したインパルスが出
力される。On the other hand, the internal combustion engine 1 is provided with a rotation signal detector 7 that outputs a pulse signal synchronized with the rotation. The rotation signal detector 7 constitutes rotation detection means according to the present invention, and is provided, for example, opposite to a rotating plate (not shown) that rotates in synchronization with the internal combustion engine 1 and according to a change in magnetic flux density. It is a known detector such as an electromagnetic induction type pickup that outputs an electric signal, but is a known ignition signal generator (not shown).
May be used as a rotation signal. The rotation signal detector 7 is connected to an edge detector 8 as an edge detecting means according to the present invention, and outputs an impulse synchronized with the rotation of the internal combustion engine 1 based on the rotation signal input thereto.
上記エッジ検出器8の出力インパルスは適応ディジタ
ルフィルタ10に供給されるように構成されている。ま
た、圧力センサ6の出力信号が入力アンプ11を介して増
幅され、A/D変換器12によりディジタル信号に変換され
て適応ディジタルフィルタ10に入力するように構成され
ている。そして、適応ディジタルフィルタ10の出力ディ
ジタル信号はD/A変換器13によりアナログ信号に変換さ
れ、パワーアンプ14を介して増幅されアクチュエータ5
に駆動信号として供給されるように構成されている。The output impulse of the edge detector 8 is configured to be supplied to an adaptive digital filter 10. The output signal of the pressure sensor 6 is amplified through an input amplifier 11, converted into a digital signal by an A / D converter 12, and input to the adaptive digital filter 10. The digital signal output from the adaptive digital filter 10 is converted into an analog signal by the D / A converter 13, amplified through the power amplifier 14, and amplified.
Is supplied as a drive signal to the power supply.
適応ディジタルフィルタ10はディジタルフィルタ10f
を有し、これを構成する乗算器係数を逐次制御するため
の適応アルゴリズム10aが構成されており、ディジタル
フィルタ10fの伝達関数が排気マニホールド2及び排気
管3の排気音経路の伝達関数に対し同定するように、各
係数が適応アルゴリズム10aを介して設定される。尚、
本実施例では内燃機関1の気筒数(例えば4気筒)と同
数の伝達関数データH1乃至H4が用意されており、この内
の一が後述するように適宜選択される。The adaptive digital filter 10 is a digital filter 10f
And an adaptive algorithm 10a for sequentially controlling the multiplier coefficients constituting the adaptive filter 10a. The transfer function of the digital filter 10f is identified with respect to the transfer function of the exhaust sound path of the exhaust manifold 2 and the exhaust pipe 3. As such, each coefficient is set via the adaptive algorithm 10a. still,
And the same number of transfer function data H 1 to H 4 are prepared as number of cylinders of the internal combustion engine 1 (e.g., 4-cylinder) in the present embodiment, one of the may suitably be selected as described below.
上記適応ディジタルフィルタ10は乗算器、加算器など
を用いて集積回路化することにより実現できるが、本実
施例では第2図に示すようにディジタルシグナルプロセ
ッサ(DSP)10p、メモリ10m及び発振器10s等によって実
現することとしており、プログラムの変更により容易に
フィルタ機能を変更し得る。発振器10sはサンプリング
(標本化)用に供されるものであり、メモリ10mはディ
ジタルシグナルプロセッサ10pに内蔵することとしても
よい。尚、これらは周知のものであるので説明は省略す
る。The adaptive digital filter 10 can be realized by forming an integrated circuit using a multiplier, an adder and the like. In this embodiment, as shown in FIG. 2, a digital signal processor (DSP) 10p, a memory 10m, an oscillator 10s and the like are provided. The filter function can be easily changed by changing the program. The oscillator 10s is used for sampling (sampling), and the memory 10m may be built in the digital signal processor 10p. Since these are well known, the description is omitted.
更に、ディジタルシグナルプロセッサ10pにはエッジ
検出器8の出力に応じて駆動される気筒カウンタ10cが
接続されており、この気筒カウンタ10cの値に応じてデ
ィジタルフィルタ10fの伝達関数が設定されるように構
成されている。尚、気筒カウンタ10cはディジタルシグ
ナルプロセッサ10pのプログラム中にカウンタプログラ
ムを設けることとしてもよい。Further, a cylinder counter 10c driven according to the output of the edge detector 8 is connected to the digital signal processor 10p, and the transfer function of the digital filter 10f is set according to the value of the cylinder counter 10c. It is configured. Note that the cylinder counter 10c may be provided with a counter program in the program of the digital signal processor 10p.
次に、本実施例のアクティブキャンセルマフラの作動
を説明する。内燃機関1が起動し回転すると、各気筒内
の爆発に応じて発生する爆発音は排気マニホールド2及
び排気管3の排気音経路を介して伝達され排気音が形成
される。従って、排気音は主に爆発の次数成分の音によ
って構成されている。また、内燃機関1の回転に応じた
回転信号が回転信号検出器7からエッジ検出器8に出力
される。このエッジ検出器8にて回転信号がインパルス
に変換され、内燃機関1の回転に同期したインパルスが
ディジタルシグナルプロセッサ10pに入力する。このイ
ンパルスに応じてディジタルシグナルプロセッサ10pに
おいて後述するように処理されてディジタル信号が出力
される。そして、出力ディジタル信号はD/A変換器13を
介してアナログ信号に変換された後パワーアンプ14にて
増幅され、アクチュエータ5が駆動される。Next, the operation of the active cancel muffler of this embodiment will be described. When the internal combustion engine 1 starts and rotates, an explosion sound generated in response to an explosion in each cylinder is transmitted through an exhaust sound path of the exhaust manifold 2 and the exhaust pipe 3 to form an exhaust sound. Therefore, the exhaust sound is mainly constituted by the sound of the exponent order component. Further, a rotation signal corresponding to the rotation of the internal combustion engine 1 is output from the rotation signal detector 7 to the edge detector 8. The rotation signal is converted into an impulse by the edge detector 8, and an impulse synchronized with the rotation of the internal combustion engine 1 is input to the digital signal processor 10p. In response to the impulse, the digital signal is processed in the digital signal processor 10p as described later and a digital signal is output. Then, the output digital signal is converted into an analog signal via the D / A converter 13 and then amplified by the power amplifier 14 to drive the actuator 5.
これによりスピーカ管4に粗密圧力波が形成され、排
気音の圧力波を囲繞するように出力される。即ち、両圧
力波が相互に打ち消されるように合成して出力される。
この出力圧力波は圧力センサ6によって検出され、入力
アンプ11を介して増幅され、A/D変換器12にてディジタ
ル信号に変換された後ディジタルシグナルプロセッサ10
pにエラー信号として入力する。そして、適応アルゴリ
ズム10aによりディジタルフィルタ10fの伝達関数が排気
マニホールド2及び排気管3の排気音経路の伝達関数と
同定するように係数が更新される。As a result, a coarse / dense pressure wave is formed in the speaker tube 4 and is output so as to surround the pressure wave of the exhaust sound. That is, both pressure waves are combined and output so as to cancel each other.
The output pressure wave is detected by the pressure sensor 6, amplified through an input amplifier 11, converted into a digital signal by an A / D converter 12, and then converted into a digital signal by a digital signal processor 10.
Input to p as an error signal. Then, the coefficient is updated by the adaptive algorithm 10a so that the transfer function of the digital filter 10f is identified as the transfer function of the exhaust sound path of the exhaust manifold 2 and the exhaust pipe 3.
この間のディジタルシグナルプロセッサ10pにおける
作動を第3図を参照して説明する。先ず、ステップ100
にて、初期条件として気筒カウンタ10cがリセットされ
て0とされる。次に、ステップ101において発振器10sの
サンプリング信号に応じて変換タイミングか否かが判定
され、変換タイミングであればステップ102に進みエッ
ジ検出器8からの入力の有無が判定される。エッジ検出
ありの場合、即ちインパルス入力があったときには、ス
テップ103にて気筒カウンタ10cがインクリメントされ1
が加算される。そして、ステップ104にて、気筒カウン
タ10cの値が内燃機関1の気筒数以下か否かが判定さ
れ、気筒数を超えたと判定された場合にはステップ105
にて気筒カウンタ10cの値が1とされてステップ106に進
む。気筒カウンタ10cの値が内燃機関1の気筒数以下で
あればそのままステップ106に進む。The operation of the digital signal processor 10p during this time will be described with reference to FIG. First, step 100
, The cylinder counter 10c is reset to 0 as an initial condition. Next, in step 101, it is determined whether or not it is the conversion timing according to the sampling signal of the oscillator 10s. If it is the conversion timing, the process proceeds to step 102, where the presence or absence of an input from the edge detector 8 is determined. If there is an edge detection, that is, if there is an impulse input, in step 103, the cylinder counter 10c is incremented by 1
Is added. Then, in step 104, it is determined whether or not the value of the cylinder counter 10c is equal to or less than the number of cylinders of the internal combustion engine 1. If it is determined that the number of cylinders has exceeded the number of cylinders, step 105
The value of the cylinder counter 10c is set to 1 and the routine proceeds to step 106. If the value of the cylinder counter 10c is equal to or less than the number of cylinders of the internal combustion engine 1, the routine proceeds to step 106 as it is.
ステップ106においては気筒カウンタ10cの値(例えば
2)に対応する伝達関数データ(例えばH2)が選択さ
れ、ステップ107にてディジタルフィルタ10fに1が入力
される。一方、ステップ102にて出力インパルスがない
と判定されたときにはそのままステップ108に進み、デ
ィジタルフィルタ10fに対し“0"が入力される。従っ
て、前者の“1"信号に応じ伝達関数が演算され、ステッ
プ109にてディジタルフィルタ10fからディジタル信号が
出力される。尚、このディジタル信号はD/A変換器13に
てアナログ信号に変換され、その出力アナログ信号によ
りアクチュエータ5が駆動される。In step 106, transfer function data (for example, H 2 ) corresponding to the value (for example, 2) of the cylinder counter 10c is selected, and in step 107, 1 is input to the digital filter 10f. On the other hand, when it is determined in step 102 that there is no output impulse, the process directly proceeds to step 108, where "0" is input to the digital filter 10f. Accordingly, a transfer function is calculated according to the former "1" signal, and a digital signal is output from the digital filter 10f in step 109. The digital signal is converted into an analog signal by the D / A converter 13, and the actuator 5 is driven by the output analog signal.
更に、ステップ110において圧力センサ6の出力信号
がA/D変換されてディジタルフィルタ10fにディジタル信
号として入力し、ステップ111にてディジタルフィルタ1
0fの係数が適応アルゴリズム10aに従って更新され、そ
の伝達関数が排気音経路の伝達関数と等しくなるように
設定されステップ101に戻る。このようにして、圧力セ
ンサ6の出力が最小となるように上記ステップが繰り返
される。Further, in step 110, the output signal of the pressure sensor 6 is A / D converted and input as a digital signal to the digital filter 10f.
The coefficient of 0f is updated according to the adaptive algorithm 10a, the transfer function is set to be equal to the transfer function of the exhaust sound path, and the process returns to step 101. Thus, the above steps are repeated so that the output of the pressure sensor 6 is minimized.
而して、前述のように内燃機関1の排気音は主に爆発
の次数成分の音により構成されているため、内燃機関1
の回転に同期したインパルスを入力することにより高次
の成分の音まで消音することができると共に、適応ディ
ジタルフィルタ10の次数が少なく済み構造が簡単にな
る。しかも、内燃機関1の排気音を発生する気筒毎に設
定されたディジタルフィルタ10fの伝達関数が排気音経
路の伝達関数と同定するように制御されるので、排気音
の各気筒毎の相違に影響されることなく最適状態で消音
作用を行なうことができる。As described above, since the exhaust noise of the internal combustion engine 1 is mainly composed of the sound of the order component of the explosion,
By inputting an impulse synchronized with the rotation of, the sound of higher order components can be silenced, and the order of the adaptive digital filter 10 is reduced, and the structure is simplified. In addition, since the transfer function of the digital filter 10f set for each cylinder that generates the exhaust sound of the internal combustion engine 1 is controlled so as to be identified as the transfer function of the exhaust sound path, the influence of the difference in the exhaust sound for each cylinder is affected. The silencing operation can be performed in an optimum state without being performed.
第4図は本発明の他の実施例を示すブロック図で、例
えば4気筒の内燃機関1の気筒数と同数の4個の適応デ
ィジタルフィルタ101乃至104が設けられ、各々にエッジ
検出器81乃至84が接続されている。また、回転信号検出
器7とエッジ検出器81乃至84との間、及び入力アンプ11
と適応ディジタルフィルタ101乃至104との間には夫々デ
コーダ15,16が介装されている。その余の構成は第1図
の実施例と同様であるので説明は省略する。FIG. 4 is a block diagram showing another embodiment of the present invention. For example, four adaptive digital filters 101 to 104 of the same number as the number of cylinders of the four-cylinder internal combustion engine 1 are provided, and edge detectors 81 to 104 are respectively provided. 84 are connected. Further, between the rotation signal detector 7 and the edge detectors 81 to 84, and the input amplifier 11
Decoders 15 and 16 are interposed between and the adaptive digital filters 101 to 104, respectively. Other configurations are the same as those of the embodiment of FIG.
而して、本実施例によれば回転信号検出器7の出力信
号に応じて、順次エッジ検出器81乃至84の内の一つが選
択され、その出力インパルスに基づき適応ディジタルフ
ィルタ101乃至104の内の一つの適応ディジタルフィルタ
の伝達関数が排気音経路の伝達関数と同定するようにア
クチュエータ5が駆動制御される。本実施例に関し、内
燃機関1が2気筒の場合の作動を第5図のフローチャー
トに示す。同図において、第3図のフローチャートと同
様の処理については同一のステップ番号を付している。
ここではステップ112にてステップ103と同様の処理が行
われ、ステップ113またはステップ114において夫々気筒
カウンタ10cの値に対応するディジタルフィルタに“1"
が入力され、または気筒カウンタ10cの値に対応するデ
ィジタルフィルタに“0"が入力される。Thus, according to the present embodiment, one of the edge detectors 81 to 84 is sequentially selected in accordance with the output signal of the rotation signal detector 7, and one of the adaptive digital filters 101 to 104 is selected based on the output impulse. The actuator 5 is driven and controlled such that the transfer function of one adaptive digital filter is identified as the transfer function of the exhaust sound path. The operation of this embodiment when the internal combustion engine 1 has two cylinders is shown in the flowchart of FIG. In the figure, the same processes as those in the flowchart of FIG. 3 are denoted by the same step numbers.
Here, in step 112, the same processing as in step 103 is performed. In step 113 or 114, "1" is set in the digital filter corresponding to the value of the cylinder counter 10c.
Is input, or “0” is input to the digital filter corresponding to the value of the cylinder counter 10c.
[発明の効果] 本発明は上述のように構成されているので以下に記載
する効果を奏する。[Effects of the Invention] Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
即ち、本発明のアクティブキャンセルマフラによれ
ば、内燃機関の回転に同期したインパルス応答で適応デ
ィジタルフィルタの伝達関数が排気音経路の伝達関数と
同定されるように制御されるので、簡単な構成で確実に
消音することができる。しかも、内燃機関の排気音を発
生する気筒毎に設定されたディジタルフィルタの伝達関
数が排気音経路の伝達関数と同定するように制御される
ので、排気音の各気筒毎の相違に影響されることなく最
適な消音作用を確保することができる。That is, according to the active cancel muffler of the present invention, the transfer function of the adaptive digital filter is controlled so as to be identified as the transfer function of the exhaust sound path with an impulse response synchronized with the rotation of the internal combustion engine. Sound can be reliably muted. In addition, since the transfer function of the digital filter set for each cylinder that generates exhaust noise of the internal combustion engine is controlled so as to be identified as the transfer function of the exhaust sound path, it is affected by the difference of each cylinder in the exhaust sound. An optimal silencing effect can be ensured without the need.
第1図は本発明の一実施例に係るアクティブキャンセル
マフラのブロック図、第2図は同、適応ディジタルフィ
ルタの構成を示すブロック図、第3図は同、ディジタル
シグナルプロセッサの制御作動を示すフローチャート、
第4図は本発明の他の実施例に係るアクティブキャンセ
ルマフラのブロック図、第5図は同、ディジタルシグナ
ルプロセッサの制御作動を示すフローチャート、第6図
は内燃機関の排気音の特性図である。 1…内燃機関,2…排気マニホールド(排気音経路),3…
排気管(排気音経路),4…スピーカ管(圧力波出力手
段),5…アクチュエータ(圧力波出力手段),6…圧力セ
ンサ(圧力波検出手段),7……回転信号検出器(回転検
出手段),8…エッジ検出器(エッジ検出手段),10…適
応ディジタルフィルタ(フィルタ手段) 10p…ディジタルシグナルプロセッサFIG. 1 is a block diagram of an active cancel muffler according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an adaptive digital filter, and FIG. 3 is a flowchart showing a control operation of a digital signal processor. ,
FIG. 4 is a block diagram of an active cancel muffler according to another embodiment of the present invention, FIG. 5 is a flowchart showing a control operation of the digital signal processor, and FIG. 6 is a characteristic diagram of exhaust noise of an internal combustion engine. . 1 ... internal combustion engine, 2 ... exhaust manifold (exhaust sound path), 3 ...
Exhaust pipe (exhaust sound path), 4 ... speaker pipe (pressure wave output means), 5 ... actuator (pressure wave output means), 6 ... pressure sensor (pressure wave detection means), 7 ... rotation signal detector (rotation detection) Means), 8 ... edge detector (edge detection means), 10 ... adaptive digital filter (filter means) 10p ... digital signal processor
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F01N 1/00 Continuation of front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) F01N 1/00
Claims (2)
口に開口し粗密圧力波を出力する圧力波出力手段と、前
記排気音経路の出力口近傍に配置し出力圧力波に応じた
信号を出力する圧力波検出手段と、前記内燃機関の回転
に応じた回転信号を出力する回転検出手段と、該回転検
出手段の出力回転信号に基づき前記内燃機関の回転に同
期したインパルスを出力するエッジ検出手段と、適応デ
ィジタルフィルタを有し、前記内燃機関の気筒数と同数
の伝達関数データから、前記回転検出手段の出力回転信
号に応じて前記内燃機関の気筒毎に順次各気筒に対応し
た伝達関数データを選択して前記適応ディジタルフィル
タの伝達関数を設定すると共に、前記圧力波検出手段の
出力信号を入力し前記エッジ検出手段の出力インパルス
に応じて前記適応ディジタルフィルタの伝達関数が前記
排気音経路の伝達関数と同定するように前記圧力波出力
手段を駆動制御するフィルタ手段とを備えたことを特徴
とするアクティブキャンセルマフラ。1. A pressure wave output means which is open at an output port of an exhaust sound path including an exhaust pipe of an internal combustion engine and outputs a compression / dense pressure wave, and is disposed near an output port of the exhaust sound path and responds to the output pressure wave. Pressure wave detecting means for outputting a signal, rotation detecting means for outputting a rotation signal according to the rotation of the internal combustion engine, and outputting an impulse synchronized with the rotation of the internal combustion engine based on the output rotation signal of the rotation detecting means An edge detection unit, and an adaptive digital filter, wherein the transfer function data of the same number as the number of cylinders of the internal combustion engine correspond to each cylinder of the internal combustion engine in accordance with the output rotation signal of the rotation detection unit. The transfer function data is selected to set the transfer function of the adaptive digital filter, and the output signal of the pressure wave detecting means is input, and the adaptive signal is applied according to the output impulse of the edge detecting means. Active cancellation muffler, wherein the transfer function of the I digital filter is a filter means for driving and controlling the pressure wave output means so as to identify the transfer function of the exhaust sound path.
口に開口し粗密圧力波を出力する圧力波出力手段と、前
記排気音経路の出力口近傍に配置し出力圧力波に応じた
信号を出力する圧力波検出手段と、前記内燃機関の回転
に応じた回転信号を出力する回転検出手段と、該回転検
出手段の出力回転信号に基づき前記内燃機関の回転に同
期したインパルスを出力するエッジ検出手段と、前記内
燃機関の気筒数と同数の適応ディジタルフィルタを有
し、前記回転検出手段の出力回転信号に応じて前記内燃
機関の気筒毎に順次各気筒に対応した適応ディジタルフ
ィルタを選択して該適応ディジタルフィルタの伝達関数
を設定すると共に、前記圧力波検出手段の出力信号を入
力し前記エッジ検出手段の出力インパルスに応じて前記
適応ディジタルフィルタの伝達関数が前記排気音経路の
伝達関数と同定するように前記圧力波出力手段を駆動制
御するフィルタ手段とを備えたことを特徴とするアクテ
ィブキャンセルマフラ。2. A pressure wave output means which opens at an output port of an exhaust sound path including an exhaust pipe of an internal combustion engine and outputs a compression / decompression pressure wave, and is disposed near the output port of the exhaust sound path and responds to the output pressure wave. Pressure wave detecting means for outputting a signal, rotation detecting means for outputting a rotation signal according to the rotation of the internal combustion engine, and outputting an impulse synchronized with the rotation of the internal combustion engine based on the output rotation signal of the rotation detecting means Edge detection means, and the same number of adaptive digital filters as the number of cylinders of the internal combustion engine, and adaptive digital filters corresponding to each cylinder are sequentially selected for each cylinder of the internal combustion engine according to the output rotation signal of the rotation detection means. To set the transfer function of the adaptive digital filter, input the output signal of the pressure wave detecting means, and set the adaptive digital filter in accordance with the output impulse of the edge detecting means. Active cancellation muffler, wherein the data transfer function is a filter means for driving and controlling the pressure wave output means so as to identify the transfer function of the exhaust sound path.
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JPH04203408A JPH04203408A (en) | 1992-07-24 |
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