(57)【要約】【課題】本発明は一種の騒音消去と騒音の周波数調整機能を有する排気装置を提供する。【解決手段】従来の技術の排気管が音響学の不連続断面と吸音材を利用してエンジンの騒音を消去するのと異なり、本発明は直接自動車やオートバイの排気管と同じ形状・サイズのケースを設計し、ケースの後端及びケース内部の支持パネルにそれぞれマイクロマイクと拡声器を取り付けることで、車両のエンジンが発する主要騒音をもとに、サウンドコントローラーが対応する一つの反騒音信号を発して当該主要騒音を消去する。或いは、主要騒音の周波数と一つの参考信号をもとに、サウンドコントローラーが排気管のケース内で特定周波数の反騒音信号を発して、反騒音信号が当該主要騒音の周波数を調整できるものである。【選択図】図２
2017166471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
騒音消去と騒音周波数調整機能を有する排気装置であって、
その一端に一つの第１挿入口が設けられ、且つ別の一端に一つの第２挿入口が設けられていた一つのケースと、
当該ケース内部に取り付けられ、少なくとも一つの取り付け穴と一つの貫通穴が設けられていた一つの支持パネルと、
当該貫通穴に貫通する方式で当該ケース内部に設置され、且つ、当該排気管の一つの通気部側と一つの排気側はそれぞれ当該第１挿入口と当該第２挿入口を通して当該ケースの外に露出させ、そのうち当該通気部側は外部の一つのエンジンの一つの排気口に接続している一つの排気管と、
当該取り付け穴に結合している少なくとも一つの拡声器と、
当該エンジンの排気口場所に設置され、当該エンジン運転時に排出する一つの排気ガスが発する一つの主要騒音信号或いは当該エンジンの一つのエンジン回転数信号を感知する一つのサウンドセンサーモジュールと、当該ケース内部に設置され、且つ、当該排気側と当該拡声器に接近している一つの誤差信号検知モジュールと、
一つのサウンドコントローラーであって、少なくとも当該サウンドセンサーモジュールに接続している一つの第１入力端と、電気的に当該拡声器に接続している一つの出力端と、及び電気的に当該誤差信号検知モジュールに接続している一つの第２出力端とを含むサウンドコントローラーと、を含み、
当該サウンドコントローラーは当該主要騒音信号をもとにして一つのアナログ反騒音信号を発生し、当該拡声器を通じて当該アナログ反騒音信号を放送することで、当該主要騒音信号に対して騒音減少を行い、
当該誤差信号検知モジュールは当該アナログ反騒音信号と当該主要騒音信号が相互に相殺した後に生じる一つの残留騒音信号を収集して、当該残留騒音信号を当該サウンドコントローラーに送信し、
当該サウンドコントローラーは当該残留騒音信号をもとにして当該アナログ反騒音信号を適応調節し、
当該サウンドコントローラーは一つの参考信号と当該エンジン回転数信号をもとにして一つのアナログ騒音調整信号を出力し、当該拡声器を通じて当該アナログ騒音調整信号を放送することで、当該主要騒音信号を当該参考信号に調整することを特徴とする、
騒音消去と騒音周波数調整機能を有する排気装置。
【請求項２】
複数個の支持リブが当該ケース内部で形成され、当該第１挿入口或いは第２挿入口の周囲に位置して、当該排気管を支えていることを特徴とする、請求項１に記載の騒音消去と騒音周波数調整機能を有する排気装置。
【請求項３】
当該サウンドセンサーモジュールには一つのマイクロマイクと一つの回転計とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の騒音消去と騒音周波数調整機能を有する排気装置。  
【請求項４】
当該誤差信号検知モジュールは一つのエラーマイクロフォンで、且つ、当該サウンドコントローラーは一つのデジタルシグナルプロセッサ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ，ＤＳＰ）或いは一つのマイクロプロセッサであることを特徴とする、請求項１に記載の騒音消去と騒音周波数調整機能を有する排気装置。
【請求項５】
当該サウンドコントローラーは、当該第１入力端を通して当該主要騒音信号或いは当該エンジン回転数信号を受信して、一つのデジタル反騒音信号或いは一つのデジタル騒音調整信号を対応して発生する一つのメインプロセッサモジュールと、当該メインプロセッサモジュールにカップリング接続して当該デジタル反騒音信号或いは当該騒音調整信号を受信し、当該デジタル反騒音信号と当該デジタル騒音調整信号をそれぞれいわゆるアナログ反騒音信号といわゆるアナログ騒音調整信号に変換する一つのデジタル／アナログプロセッサモジュールと、当該メインプロセッサモジュールと当該サウンドセンサーモジュールにカップリング接続し、当該サウンドセンサーモジュールが送信した当該主要騒音信号或いは当該エンジン回転数信号を当該第１アナログ／デジタルプロセッサモジュールを通じて一つのデジタル騒音信号に変換する一つの第１アナログ／デジタルプロセッサモジュールと、及び当該メインプロセッサモジュールと当該誤差信号検知モジュールにカップリング接続し、当該誤差信号検知モジュールが送信した当該残留騒音信号を当該第２アナログ／デジタルプロセッサモジュールを通じて一つのデジタル残留騒音信号に変換する一つの第２アナログ／デジタルプロセッサモジュールとを含むことを特徴とする、請求項１に記載の騒音消去と騒音周波数調整機能を有する排気装置。
【請求項６】
当該第１アナログ／デジタルプロセッサモジュールは、当該主要騒音信号に対して信号の増幅処理を行う一つの第１前置信号増幅ユニットと、当該主要騒音信号の高周波ノイズをろ過除去する一つの第１ユニットと、及び当該主要騒音信号をいわゆるデジタル騒音信号に変換する一つの第１アナログ／デジタル変換ユニットとを含むことを特徴とする、請求項５に記載の騒音消去と騒音周波数調整機能を有する排気装置。
【請求項７】
当該アナログ／デジタルプロセッサモジュールには、当該エンジン回転数信号を受信し、当該エンジン回転数信号をもとにして複数個のアナログ騒音信号を同期発生する一つの同期信号発生器と、及び当該同期信号発生器にカップリング接続し、当該第１アナログ／デジタル変換ユニットが当該複数個のアナログ騒音信号を受信し、当該複数個のアナログ騒音信号を複数個のデジタル騒音信号に変換する一つのアナログ／デジタル変換ユニットとを含むことを特徴とする、請求項５に記載の騒音消去と騒音周波数調整機能を有する排気装置。  
【請求項８】
当該メインプロセッサモジュールには、当該第１アナログ／デジタルプロセッサモジュールにカップリング接続し、当該第１アナログ／デジタルプロセッサモジュールが出力する当該デジタル騒音信号に対してろ過処理し、一つのろ過後騒音信号を出力する一つの第１予測伝達関数ユニットと、当該第１アナログ／デジタルプロセッサモジュールに接続して当該デジタル騒音信号を受信し、当該デジタル騒音信号に対してパルス応答ろ過処理を行う一つの適応フィルタと、及び当該適応フィルタに接続し、当該適応アルゴリズム器は同時に当該第２アナログ／デジタルプロセッサモジュールが出力した当該デジタル残留騒音信号及び当該予測伝達関数ユニットが出力した当該ろ過後騒音信号を同時に受信し、一つのウエイト調整信号を当該適応フィルタに演算して、当該適応フィルタに当該ウエイト調整信号に基づく一つの調整後デジタル反騒音信号を出力させる一つの適応アルゴリズム器と、を含むことを特徴とする、請求項６に記載の騒音消去と騒音周波数調整機能を有する排気装置。
【請求項９】
当該第２アナログ／デジタルプロセッサモジュールには、当該前置騒音信号に対して信号の増幅処理を行う一つの第２前置信号増幅ユニットと、当該残留騒音信号の高周波ノイズをろ過除去する一つの第２アンチエイリアシングフィルタ（ａｎｔｉ  ａｌｉａｓｉｎｇ  ｆｉｌｔｅｒ）ユニット及び、当該残留騒音信号をいわゆるデジタル残留騒音信号に変換する一つの第２アナログ／デジタル変換ユニットとを含むことを特徴とする、請求項６或いは請求項７に記載の騒音消去と騒音周波数調整機能を有する排気装置。
【請求項１０】
当該デジタル／アナログプロセッサモジュールには、当該デジタル反騒音信号と当該デジタル騒音調整信号をそれぞれ当該アナログ反騒音信号と当該アナログ騒音調整信号に変換する一つのデジタル／アナログ変換ユニットと、当該アナログ反騒音信号と当該アナログ騒音調整信号に対して再構成ろ過処理を行う一つの再構成フィルタユニットと、及び当該アナログ反騒音信号と当該アナログ騒音調整信号に対して信号の増幅処理を行う一つの信号増幅ユニットとを含むことを特徴とする、請求項６或いは請求項７に記載の騒音消去と騒音周波数調整機能を有する排気装置。
【請求項１１】
当該メインプロセッサモジュールには、当該第１アナログ／デジタルプロセッサモジュールにカップリング接続し、当該第１アナログ／デジタルプロセッサモジュールが出力した複数個のデジタル騒音信号に対してろ過処理を行い、複数個のろ過後騒音信号を対応出力する複数個の第１予測伝達関数ユニットと、当該第１アナログ／デジタルプロセッサモジュールに接続し、当該複数個のデジタル騒音信号を受信し、当該複数個のデジタル騒音信号をもとにして複数個のデジタル反騒音信号を出力する複数個の適応フィルタと、それぞれ当該複数個の適応フィルタと当該複数個の第１予測伝達関数ユニットに接続し、当該第２アナログ／デジタルプロセッサモジュールが出力した当該複数個の当該デジタル残留騒音信号及び当該第１予測伝達関数ユニットが出力したろ過後騒音信号を同時に受信することで、一つのウエイト調整信号を当該適応フィルタに演算する複数個の適応アルゴリズム器と、当該複数個の適応フィルタにカップリング接続し、当該複数個のデジタル反騒音信号が当該加算器を通して合成した後当該デジタル／アナログプロセッサモジュールに出力し、最終的に当該拡声器を通じて当該アナログ反騒音信号を放送することで、当該エンジン運転で発生した当該主要騒音信号を消去する一つの加算器と、を含むことを特徴とする、請求項７に記載の騒音消去と騒音周波数調整機能を有する排気装置。  
【請求項１２】
当該適応フィルタは一つの有限インパルス応答フィルタ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｆｉｌｔｅｒ、ＦＩＲ  ｆｉｌｔｅｒ）、一つの無限インパルス応答フィルタ（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｆｉｌｔｅｒ、ＩＩＲ  ｆｉｌｔｅｒ）、或いはその他のフィルタであることを特徴とする、請求項８或いは請求項１１に記載の騒音消去と騒音周波数調整機能を有する排気装置。
【請求項１３】
当該適応アルゴリズム器には最小２乗平均法（Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ、ＬＭＳ）、正規化最小２乗平均法（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ  Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ、ＮＬＭＳ）、或いはその他の演算法のいずれか一種類、が組み込まれていることを特徴とする、請求項８或いは請求項１１に記載の騒音消去と騒音周波数調整機能を有する排気装置。
【請求項１４】
当該メインプロセッサモジュールにはさらに、当該適応フィルタにそれぞれカップリング接続し、当該適応フィルタが出力した当該デジタル騒音調整信号に一つの第１振幅誤差倍率を乗じる複数個の第１エラー補償器と、当該第１エラー補償器にそれぞれカップリング接続し、当該デジタル騒音調整信号に対してろ過処理を行い、一つのろ過後騒音調整信号を出力する複数個の第２予測伝達関数ユニットと当該適応フィルタにそれぞれカップリング接続し、当該適応フィルタが出力した当該デジタル騒音調整信号を一つの第２振幅誤差倍率で乗じ、そのうち当該第２振幅誤差倍率と第１誤差振幅倍率の総和が１である複数個の第２エラー補償器と、及び当該第２予測伝達関数ユニット、当該第２アナログ／デジタルプロセッサモジュール、当該可適応演算器にそれぞれカップリング接続し、当該ろ過後騒音調整信号及び当該第２アナログ／デジタルプロセッサモジュールが出力したデジタル残留騒音信号を受信して、一つの誤差信号を当該適応アルゴリズム器に出力する複数個の減算器とを含み、当該適応アルゴリズム器は当該第１予測伝達関数ユニットが出力した当該ろ過後騒音信号及び当該減算器が出力した当該誤差信号を同時に受信して、ウエイト調整信号を当該適応フィルタに演算することで、当該参考信号、当該デジタル騒音信号、並びに当該ウエイト調整信号をもとにして、当該適応フィルタは一つの調整後デジタル騒音調整信号を当該デジタル／アナログプロセッサモジュールに適応出力することを特徴とする、請求項１１に記載の騒音消去と騒音周波数調整機能を有する排気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は消音器に関する技術分野で、特に騒音消去と騒音の周波数調整機能を有する排気装置を指す。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、自動車やオートバイのエンジンは排気ガスを排出する時に大きな騒音を発するため、自動車やオートバイのエンジンの排気ガスは排気管を通じて騒音を消去した後、大気中に排出される。
【０００３】
図１は、現在使われている一種の排気管の透視断面図である。図１が示すように、現在の排気管１’はケース１０’に通気管２’支管３’噴気管４’、及びスクリューロッド５’で組成されている。そのうち、通気管２’の第１通気孔２１’はケース１０’の外に伸びて自動車やオートバイのエンジンの排気口に接続し、更に当該噴気管４’の一つの排気口４２’もケース１０’の外に伸びている。また、ケース１０’の中は一つの第１膨張室１１’が形成され、通気管２’の一つの第１噴気管２２’と支管３’の一つの第２通気孔３１’場所に位置している。このほか、ケース１０’の中にはまた一つの第２膨張室１２’も形成されていて、支管３’の一つの第２噴気孔３２’場所と噴気管４’の一つの第３通気孔４１’場所に位置している。さらに、ケース１０’の中には一つの第３膨張室が形成されており、第２膨張室１２’と第１膨張室１１’の間に位置している。
【０００４】
排気管１’の騒音消去機能を向上させるため、図１が示すように、これまでの技術は特に吸音材３０’を使用して通気管２’の上の複数個の気孔２４’及び支管３’の上の複数個の気孔３４’を覆っていた。このような装置は、車両が排出した排気ガスを通気管２‘よりケース１０’に導入した後、当該排気ガスは第１膨張室１１’に入って第１回膨張減圧が行われ、且つ排気ガスはさらに支管３’より第２膨張室に導入されて第２回膨張減圧が行われる。この時、通気管２’と支管３’内の一部排気ガスは気孔（２４’、３４’）を通じて第３膨張室の中に入り混合減圧が行われる。
吸音材３０’で消音消波と減波吸音が行われた後、減圧手順が終了した排気ガスは中空状スクリューロッド５’及びその外縁のスクリューシート５１’の上の気孔５１１’を通って渦巻き気流を形成し、大気中に加速排出される。
【０００５】
現在自動車やオートバイのエンジンが排気ガスを排出する際に生じる騒音の消去に図１に示す排気管１’が広く応用されているが、本件の発明者は実務の中で当該排気管１’に以下の欠陥があることを発見した。
（１）当該排気管１‘は主に音響学の不連続断面気孔（２４’、３４’、５１１’）を利用して騒音を消去し、同時に吸音材３０’を使用して騒音を消している。しかも実際に測定すると、当該排気管１’の騒音消去効能は約６dBであることが分かる。しかし、当該排気管１’が採用している消音手段は車両エンジンが生じる排気ガスの背圧向上の問題を引き起こし、これにより車両のガソリン消費増加及び馬力減衰等の問題が生じる。
（２）上述を受けて、従来の排気管１’の騒音消去の方式は受動式騒音減少法と呼ばれ、当該方法は約５００Ｈｚ以上の騒音に対して明らかな騒音減少効果を奏するに過ぎず、相対的に、当該方法は約５００Ｈｚ以下の低周波数騒音を効果的に消去できない。しかし、自動車やオートバイのエンジンが排気ガスを排出する時に生じる主要騒音の多くは５００Ｈｚ以下である。
（３）さらに重要なことは、従来の排気管１’は構造上、ケース１０’、通気管２’、支管３’、噴気管４’、及びスクリューロッド５’、及び吸音材３０’があるため、当該排気管１’は特に高重量、大体積、並びに組み立てが困難等の製造上の問題を有している。
【０００６】
従って、従来の騒音消去機能を有する排気管には多くの欠陥があることに鑑み、本件の発明者は研究発明を重ね、ついに本発明の騒音の消去と騒音の周波数調整機能を有する排気装置を完成させた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の主要目的は、一種の騒音消去と騒音の周波数調整機能を有する排気装置を提供することにある。
従来の技術の排気管が音響学の不連続断面と吸音材を利用してエンジンが生じる騒音を消去しているのと異なり、本発明は自動車やオートバイの排気管と同じ形状・サイズのケースを直接設計し、ケースの後端及びケースの内部の支持パネルにそれぞれマイクロマイクと拡声器を取り付ける。こうすることで、車両のエンジンが発する主要騒音をもとに、サウンドコントローラーが対応する一つの反騒音信号を発して当該主要騒音を消去する。或いは、主要騒音の周波数と一つの参考信号をもとに、サウンドコントローラーが排気管のケース内で特定周波数の反騒音信号を発して、反騒音信号が当該主要騒音の周波数を調整できる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した本発明の主要目的を達成するため、本件の発明者は騒音消去と騒音の周波数調整機能を有する排気装置を提供するもので、それには以下が含まれる。
一つのケースの一端には一つの第１挿入口が設けられ、且つ別の一端には一つの第２挿入口が設けられている。
一つの支持パネルが当該ケースの内部に取り付けられ、少なくとも一つの取り付け穴と１つの貫通穴が設けられている。
一つの排気管が当該貫通穴を貫通する方式で当該ケースの内部に設置され、且つ排気管の一つの通気端と一つの排気側はそれぞれ当該第１挿入口と当該第２挿入口から当該排気管の外に露出している。そのうち、当該通気端は外部の一つのエンジンの一つの排気口に接続している。
少なくとも一つの拡声器が、当該取り付け穴に結合している。
一つのサウンドセンサーモジュールが、当該エンジンの当該排気口場所に設置され、当該エンジンの運転で発生する一つの主要騒音信号或いは当該エンジンのエンジン回転数信号（ｅｎｇｉｎｅ  ｒｐｍ  ｓｉｇｎａｌ）を感知する。
一つの誤差信号検知モジュールが、当該ケース内部の、当該排気側及び一つのサウンドコントローラーに接近して設置されており、少なくとも一つの第１入力端を当該サウンドセンサーモジュールに接続し、一つの出力端は電気的に拡声器に接続し、一つの第２入力端は電気的に当該誤差信号検知モジュールに接続している。
当該サウンドコントローラーは主要騒音信号をもとに一つのアナログ反騒音信号を発し、当該拡声器を通じて当該アナログ反騒音信号を発することで、当該主要騒音信号に対して騒音減少を行う。また、当該誤差信号検知モジュールは当該アナログ反騒音信号と当該主要騒音信号を収集して相互に相殺させた後に発生する一つの残留騒音信号を当該サウンドコントローラーに送信し、当該サウンドコントローラーは当該残留騒音信号をもとに当該アナログ反騒音信号に適応調整する。
当該サウンドコントローラーは一つの参考信号と当該エンジン回転数信号をもとに一つのアナログ騒音調整信号を出力し、当該拡声器を通じて当該アナログ騒音調整信号を発することで、当該主要騒音信号を当該参考信号に調整する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】従来の一種の排気管の透視断面図である。
【図２】本発明の排気装置の騒音除去と騒音の周波数調整機能を有する排気装置の第１実施例の立体透視図である。
【図３】本発明の排気装置の第１実施例の構造図である。
【図４】メインプロセッサモジュールの内部構造図である。
【図５】本発明の排気装置の騒音除去と騒音の周波数調整機能を有する排気装置の第２実施例の構造図である。
【図６】メインプロセッサモジュールの第２内部構造図である。
【図７】メインプロセッサモジュールの第３内部構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明が提出した一種の騒音消去と騒音の周波数調節機能を有する排気装置をさらに明確に描写できるように、以下図式を配して、本発明の比較的良好な実施例を詳細に説明する。
【００１１】
第１実施例
図２は、本発明の騒音消去と騒音の周波数調整機能を有する排気装置の第１実施例の立体透視図であり、図３は、本発明の排気装置の第１実施例の構造図である。
図２と図３に示すように、本発明の排気装置１には主に一つのケース１０、一つの支持パネル１１、一つの排気管１２、少なくとも一つの拡声器１３、一つのサウンドセンサーモジュール、一つの誤差感知モジュール１４、及び一つのサウンドコントローラー１５が含まれる。本発明中、当該ケース１０はステンレス材質で作られ、その両端にはそれぞれ一つの第１挿入口１０１と一つの第２挿入口１０２が設けられている。また、ケース１０の大小と外観は異なる車両の排気管に従って調整・変化できる。例えばケース１０の大小と外観は図１に示すケース１０’に類似させて設計することができる。
【００１２】
図２と図３の支持パネル１１は当該ケース１０内部に取り付けられ、ケース１０内部を一つの第１空間１０５と一つの第２空間１０６に分け、そのうち第１空間１０５と第２空間１０６の間には特定の長さの比がある。このほか、当該支持パネル１１には少なくとも一つの取り付け穴１１１と貫通穴１１２が設けられていて、拡声器１３は当該取り付け穴１１１と結合する方式で支持パネル１１の上に固定される。また、当該排気管１２は当該貫通穴１１２に貫通する方式で当該ケース１０内部に設置され、しかも、排気管１２の一つの通気部側１２１と一つの排気側１２２はそれぞれ当該第１挿入口１０１と当該第２挿入口１０２を通して当該ケース１０の外に露出している。
図３に示すように、排気管１２の通気部側１２１は車両のエンジンＭ１に接続し、且つ、当該第１挿入口１０１と当該第２挿入口１０２の周囲には当該排気管１２を支持する複数個の支持リブ１１５がある。
【００１３】
第１実施例の中で、当該サウンドセンサーモジュールには少なくとも一つのマイクロマイク１４ａが含まれ、且つ、当該マイクロマイク１４ａは当該エンジンＭの当該排気口Ｍ１場所に設置されて、当該エンジンＭの運転で発生する一つの主要騒音信号を収集する。当該サウンドセンサーモジュールと違い、当該誤差信号検知モジュール１４は一つのエラーマイクロフォンで、且つこのエラーマイクロフォンはケース１０内部の排気管１２の排気側１２２に接近して設置されている。
【００１４】
本発明の排気装置１の第１実施例は主動式騒音制御技術（Ａｃｔｉｖｅ  Ｎｏｉｓｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ、ＡＮＣ）を利用して車両エンジンＭが運転する時に発する主要騒音を効果的に消去する。従って、図２と図３の示すサウンドコントローラー１５は実際は一つのデジタルシグナルプロセッサ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ、ＤＳＰ）である。しかし、強調しなければならないのは、本発明はサウンドコントローラー１５を決してデジタルシグナルプロセッサに制限しているわけではなく、可能性がある応用の中で、その他の単一チップ処理器、例えばプログラムが可能なフィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ、ＦＰＧＡ）或いはＡＲＭプロセッサ（ＡＲＭ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）も全ていわゆるサウンドコントローラー１５に応用可能である。
図に示すように、当該サウンドコントローラー１５の電気回路構造には少なくとも一つのメインプロセッサモジュール１５０、一つのデジタル／アナログプロセッサモジュール１５１、一つの第１アナログ／デジタルプロセッサモジュール１５３、及び一つの第２アナログ／デジタルプロセッサモジュール１５２が含まれる。そのうち、メインプロセッサモジュール１５０はサウンドコントローラー１５の第１入力端が受信した騒音信号を通して、一つのデジタル反騒音信号を対応して発生する。
【００１５】
当該デジタル／アナログプロセッサモジュール１５１はメインプロセッサモジュール１５０にカップリング接続して当該デジタル反騒音信号を受信する。こうして、当該デジタル反騒音信号は当該デジタル／アナログプロセッサモジュール１５１を経由してアナログ反騒音信号に変換され、且つ、当該アナログ反騒音信号は当該サウンドコントローラー１５の当該出力端から当該拡声器１３に出力され、当該拡声器１３が一つの反騒音信号を第２空間１０６の中に発し、流動することで当該排気管１２の中にもたらされた主要騒音に対して騒音を下げる効果を達成する。
図３に示すように、当該デジタル／アナログプロセッサモジュール１５１は一つのデジタル／アナログ変換ユニット１５１１、一つの再構成フィルタユニット１５１２、一つの信号増幅ユニット１５１３で構成されている。そのうち、当該デジタル／アナログ変換ユニット１５１１は当該デジタル反騒音信号を当該アナログ反騒音信号に変換し、当該再構成フィルタユニット（ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  ｆｉｌｔｅｒ）１５１２は当該アナログ反騒音信号に対して一つの再構成フィルタ処理を執行し、且つ、信号増幅ユニット１５１３は当該アナログ反騒音信号に対して一つの信号のパワー増幅処理を執行する。
【００１６】
また、第１アナログ／デジタルプロセッサモジュール１５３は当該メインプロセッサモジュール１５０と当該サウンドセンサーモジュールにカップリング接続し、サウンドセンサーモジュールが送信した主要騒音信号を一つのデジタル主要騒音信号に変換する。
図３に示すように、第１アナログ／デジタルプロセッサモジュール１５３は一つの第１前置信号増幅ユニット１５３１、一つの第１アンチエイリアシングフィルタ（ａｎｔｉａｌｉａｓｉｎｇ  ｆｉｌｔｅｒ）ユニット１５３２、一つの第１アナログ／デジタル変換ユニット１５３３で組成されている。そのうち、当該第１アンチエイリアシングフィルタユニット１５３２は主要騒音信号の高周波ノイズをろ過除去し、且つ、当該第１アナログ／デジタル変換ユニット１５３３は当該主要騒音をいわゆるデジタル主要騒音信号に変換する。
【００１７】
第２アナログ／デジタルプロセッサモジュール１５２は当該メインプロセッサモジュール１５０と当該誤差信号検知モジュール１４にカップリング接続し、当該誤差信号検知モジュール１４が収集した一つの残留騒音信号を一つのデジタル残留騒音信号に変換する。ここで補足説明しなければならないこととして、いわゆる残留騒音信号は当該アナログ反騒音信号と当該主要騒音信号が相殺した後に発生することである。
図３に示すように、第２アナログ／デジタルプロセッサモジュール１５２は一つの第２前置信号増幅ユニット１５２１、一つの第２アンチエイリアシングフィルタ（ａｎｔｉａｌｉａｓｉｎｇ  ｆｉｌｔｅｒ）ユニット１５２２、第２アナログ／デジタル変換ユニット１５２３で組成されている。そのうち、当該第２前置信号増幅ユニット１５２１は当該残留騒音信号に対して信号の増幅処理を行い、当該第２アンチエイリアシングフィルタ（ａｎｔｉａｌｉａｓｉｎｇ  ｆｉｌｔｅｒ）ユニット１５２２は当該残留騒音信号の高周波ノイズをろ過除去し、且つ、当該第２アナログ／デジタル変換ユニット１５２３は当該残留騒音信号をいわゆるデジタル残留騒音信号に変換する。
【００１８】
図２と図３、並びに図４は、メインプロセッサモジュールの内部構造図である。図に示すように、メインプロセッサモジュール１５０は第１アナログ／デジタルプロセッサモジュール１５３が出力したデジタル主要騒音信号を受信し、そこから一つのデジタル反騒音信号を当該デジタル／アナログプロセッサモジュール１５１に出力する。続けて、当該デジタル／アナログプロセッサモジュール１５１は当該デジタル反騒音信号を一つのアナログ反騒音信号に変換し、その後拡声器１３を通していわゆるアナログ反騒音信号をケース１０の中に放送する。理想的な状況下で、アナログ反騒音信号の位相と主要騒音信号の位相の差が１８０度の時に、最良の騒音定価効果が達成できる。
【００１９】
特に説明しなければならないこととして、主動式騒音制御の実際の運用過程で、メインプロセッサモジュール１５０が出力するデジタル反騒音信号は、必ず当該デジタル／アナログ変換ユニット１５１１、当該再構成フィルタユニット１５１２、当該信号増幅ユニット１５１３を通じて３回信号処理をした後に、いわゆるアナログ反騒音信号に変換されることである。同様に、誤差信号検知モジュール１４が収集した残留騒音信号も第２前置信号増幅ユニット１５２１、第２アンチエイリアシングフィルタユニット１５２２、第２アナログ／デジタル変換ユニット１５２３を通じて３回信号処理した後に、いわゆるデジタル残留騒音信号に変換される。
【００２０】
図４に示すように、メインプロセッサモジュール１５０が白騒音（Ｗｈｉｔｅ  ｎｏｉｓｅ）或いはその他適当な騒音信号をデジタル／アナログプロセッサモジュール１５１に出力した後、いわゆる騒音信号は拡声器１３を通じてケース１０の中に放送される。次に、当該誤差信号検知モジュール１４がこの騒音信号を収集した後、当該騒音信号は第２アナログ／デジタルプロセッサモジュール１５２が処理した後、再度メインプロセッサモジュール１５０に送信される。
上述の信号伝達経路で発する周波数応答はサブ経路応答Ｓ（ｚ）と呼ばれ、数学上でＳ（ｚ）と表示される。加えて、図４に述べるサブ経路応答の第１予想伝達関数ユニット１５０１は特にメインプロセッサモジュール１５０に増設され、数学上で
2017166471.tif 000003
と表示される。
【００２１】
図４に示すように、メインプロセッサモジュール１５０の内部信号処理ユニットには、一つの第１予測伝達関数ユニット
2017166471.tif 000004
、一つの適応フィルタ１５０２、及び一つの適応アルゴリズム器１５０４が含まれる。そのうち、当該第１予測伝達関数ユニット１５０１は当該第１アナログ／デジタル変換ユニット１５３３が出力した当該デジタル主要騒音信号を受信してろ過変換処理を行い、一つのろ過後騒音信号（ｆｉｌｔｅｒｅｄ  ｎｏｉｓｅ  ｓｉｇｎａｌ）を出力する。同時に、当該適応フィルタ１５０２は当該第１アナログ／デジタルプロセッサモジュール１５３の当該第１アナログ／デジタル変換ユニット１５３３に接続して当該デジタル主要騒音信号を受信し、当該デジタル主要騒音信号に対してパルス応答ろ過処理を行う。
【００２２】
上述を受けて、当該適応アルゴリズム器１５０４は当該適応フィルタ１５０２に接続し、同時に当該第２アナログ／デジタルプロセッサモジュール１５２が出力した当該デジタル残留騒音信号及び当該第１予測伝達関数ユニット１５０１が出力したろ過後騒音信号（ｆｉｌｔｅｒｅｄ  ｎｏｉｓｅ  ｓｉｇｎａｌ）を受信し、これにより一つのウエイト調整信号を当該適応フィルタ１５０２に演算して、当該適応フィルタ１５０２が当該ウエイト調整信号をもとにして一つの適応性調整をしたデジタル反騒音信号（ａｄａｐｔｉｖｅｌｙ−ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  ｄｉｇｉｔａｌ  ａｎｔｉ−ｎｏｉｓｅ  ｓｉｇｎａｌ）を出力し、エンジンＭ運転時に発する主要騒音信号が消去できるようにする。
【００２３】
特に説明しなければならないことは、本発明は適応フィルタ１５０２の類型を特別に限定していないことである。従って構成フィルタ１５０２は有限インパルス応答フィルタ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｆｉｌｔｅｒ、ＦＩＲ  ｆｉｌｔｅｒ）、無限インパルス応答フィルタ（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｆｉｌｔｅｒ、ＩＩＲ  ｆｉｌｔｅｒ）、或いはその他のデジタルフィルタとすることができる。また、適応アルゴリズム器１５０４が指すのは一つの演算法関数式データベース（ｌｉｂｒａｒｙ）で、且つ、当該演算関数式データベースは最小２乗平均（Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ、ＬＭＳ）、正規化最小２乗平均（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ  Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ、ＮＬＭＳ）、或いはその他の演算法とすることができる。しかも、当該メインプロセッサモジュール１５０は特に第１予測伝達関数ユニット１５０１が含まれているため、いわゆるＬＭＳ演算法が当該適応アルゴリズム器１５０４に応用された場合、このＬＭＳ演算法もまたＦｉｌｔｅｒｅｄ−ｘＬＭＳ演算法と称されることになる。
【００２４】
第２実施例
図５は本発明の騒音消去と騒音の周波数調整機能を有す排気装置の第２実施例の構造図である。図５に示すように、本発明の排気装置の第２実施例には主に一つのケース１０、一つの支持パネル１１、一つの排気管１２、少なくとも一つの拡声器１３、一つのサウンドセンサーモジュール、一つの誤差信号検知モジュール１４、及び一つのサウンドコントローラー１５が含まれる。
図６は、メインプロセッサモジュールの第２内部構造図である。前述の第１実施例と異なり、本発明の排気装置の第２実施例の中で、当該サウンドセンサーモジュールはエンジンＭのエンジン回転数信号（ｅｎｇｉｎｅ  ｒｐｍ  ｓｉｇｎａｌ）を感知する一つの回転計１４ｂである。
【００２５】
第２実施例では、当該第１アナログ／デジタルプロセッサモジュール１５３の内部には同期信号発生器１５３５が含まれ、当該回転計１４ｂが出力した当該エンジン回転数信号を受信し、当該エンジン回転数信号をもとにして複数のアナログ主要騒音信号を同期発生する、例えば、同期信号発生器１５３５はエンジン回転数信号を通じてエンジンＭのｆ１、ｆ２、…、ｆｋ等の周波数を含む主要騒音信号を知り、同期信号発生器１５３５はそれぞれ周波数ｆ１、ｆ２、…、ｆｋを有すｋ個のアナログ主要騒音信号を対応して発生する。しかも、当該第１アナログ／デジタルプロセッサモジュール１５３内部には第１アナログ／デジタル変換ユニット１５３３が含まれていて、当該複数個のアナログ信号を受信し、当該複数アナログ信号をそれぞれ複数個のデジタル騒音信号に変換する。
【００２６】
複数個のデジタル騒音信号を同時に処理するため、図５と図６に示すように、当該メインプロセッサモジュール１５０内部には複数個の第１予測伝達関数ユニット１５０１、複数個の適応フィルタ１５０２、複数個の可適応性演算器１５０４、及び一つの加算器１５０３が含まれる。しかも、図５と図６に示すように、当該複数個の第１予測伝達関数ユニット１５０１は全て当該第１アナログ／デジタルプロセッサモジュール１５３にカップリング接続し、それぞれ当該複数個のデジタル騒音信号を受信して、当該デジタル騒音信号に対してろ過変換処理を行った後、ろ過後騒音信号を出力する。同時に、当該複数個の適応フィルタ１５０２も第１アナログ／デジタルプロセッサモジュール１５３にカップリング接続し、当該デジタル主要信号に対してパルス応答ろ過処理を行う。
さらに、当該複数個の可適応性演算器１５０４はそれぞれ当該複数個の適応フィルタ１５０２に接続し、当該第２アナログ／デジタルプロセッサモジュール１５２が出力した当該デジタル残留騒音信号及び当該第１予測伝達関数ユニット１５０１が出力したろ過後騒音信号（ｆｉｌｔｅｒｅｄ  ｎｏｉｓｅ  ｓｉｇｎａｌ）を同時に受信して、これによりウエイト調整信号を当該適応フィルタ１５０２に演算する。こうして、適応フィルタ１５０２は当該ウエイト調整信号をもとに複数個の適応性調整したデジタル反騒音信号を出力し、且つ当該複数個のデジタル反騒音信号は加算器１５０３を経由して合成した後、当該デジタル／アナログプロセッサモジュール１５１に出力して、最終的に当該拡声器１３を通じ当該アナログ反騒音信号を放送することで、エンジンＭの運転で発する主要騒音信号を消去する。
【００２７】
図５に続いて、図７は主要処理ジュールの第３内部構造図である。図５と図７に示すように、本発明が提供する排気装置の第２実施例はさらに同時に騒音調整の機能を有している。第２実施例では、サウンドコントローラー１５は一つの参考信号と当該エンジン回転数をもとに一つのアナログ騒音調整信号を出力し、当該拡声器１３を通じてケース１０の中に当該アナログ騒音調整信号を放送する方式で、当該主要騒音信号を当該参考信号に調整する。実際に本発明を応用する場合、当該参考信号は使用者がプレインストールする。
例を挙げれば、参考信号はＢＭＷ自動車のエンジン運転時に生じる騒音信号であることがあり、このようにすると、トヨタ自動車に本発明の排気装置１を配備した場合、運転手は一つのマンマシーンインターフェイスを通していわゆる参考信号を設定することができ、トヨタ自動車のエンジン運転時に生じる騒音信号をＢＭＷ自動車のエンジン運転時に発する騒音信号に改変することができる。
【００２８】
上述の騒音調整の効果を達成するため、第２実施例のメインプロセッサモジュール１５０には一つの内部ユニットを増設する必要があり、このようにしてメインプロセッサモジュール１５０はエンジンＭの主要騒音信号の第ｉ個周波数、ｉ＝１、…、ｋ（主要騒音信号にはｆ１、ｆ２、…、ｆｋ等の周波数が含まれる）が調整できる。
図６と図７を比較する。一つの第１エラー補償器１５０５は当該適応フィルタ１５０２に接続され、一つの第２予測伝達関数ユニット
2017166471.tif 000005
は当該第１エラー補償器１５０５に接続され、一つの第２エラー補償器１５０７は当該適応フィルタ１５０２と当該デジタル／アナログプロセッサモジュール１５１の間に接続され、且つ一つの滅法器１５０９は当該可適応性演算器１５０４と当該第２アナログ／デジタルプロセッサモジュール１５２の間に接続されていることが分かる。
【００２９】
図７に示すように、メインプロセッサモジュール１５０内部の第１エラー補償器１５０５は当該適応フィルタ１５０２にカップリング接続し、当該適応フィルタ１５０２が出力した当該デジタル反騒音信号を一つの第１振幅誤差倍率（β）で乗じる。しかも、いわゆる第２予測伝達関数ユニット１５０６は当該第１エラー補償器１５０５にカップリング接続し、当該デジタル反騒音信号に対してろ過処理を行い、一つのろ過後デジタル反騒音信号を出力する。
また、当該適応フィルタ１５０２にカップリング接続する第２エラー補償器１５０７は当該適応フィルタ１５０２が出力したデジタル反騒音信号を一つの第２振幅誤差倍率（１−β）で乗じて、一つのデジタル騒音調整信号を得る。ここで特に説明することは、いわゆる第１振幅誤差倍率はβ倍で、且ついわゆる第２振幅誤差倍率は１−β倍であり、βは０と１の間に介在し、当該第２振幅誤差倍率と当該第１振幅誤差倍率の総和は１であることである。
【００３０】
図７に示すように、メインプロセッサモジュール１５０内部の減算器１５０９は当該第２予測伝達関数ユニット１５０６、当該第２アナログ／デジタルプロセッサモジュール１５２、当該可適応性演算器１５０４にカップリング接続し、当該ろ過後騒音調整信号及び当該第２アナログ／デジタルプロセッサモジュール１５２が出力したデジタル残留騒音信号を受信して、一つの誤差信号を当該可適応性演算器１５０４に出力する。
特別設計したメインプロセッサモジュール１５０の内部ユニットにより、当該可適応性演算器１５０４に当該第１予測伝達関数ユニット１５０１が出力した当該ろ過後騒音信号及び減算器１５０９が出力した誤差信号を同時に受信させ、一つのウエイト調整信号を当該適応フィルタ１５０２に演算する。このように、当該参考信号（使用者がプレインストールする）と当該デジタル騒音信号、当該ウエイト調整信号をもとにして、当該適応フィルタ１５０２は当該第２エラー補償器１５０７を通じてデジタル騒音調整信号を当該デジタル／アナログプロセッサモジュール１５１に適応出力し、最終的に当該拡声器１３を通じて当該デジタル騒音調整信号を放送することで、当該主要騒音を調整する効果を示す。
【００３１】
同時に図６と図７よりわかることとして、図７が示すメインプロセッサモジュール１５０の内部ユニットはエンジンＭの主要騒音信号の第ｉ個周波数（主要騒音信号にはｆ１、ｆ２、…、ｆｋ等の周波数が含まれる）に対してだけ騒音調整作業を行う。従って、主要騒音の第ｉ個、第ｊ個、第ｋ個等複数の周波数に対して同時に騒音調整作業を行う必要がある場合、複数の第１エラー補償器１５０５、複数の第２予測伝達関数ユニット１５０６、複数の第２エラー補償器１５０７、及び複数の減法器１５０９を図６に示すメインプロセッサモジュール１５０の内部ユニットの中に増設しなければならない。
【００３２】
以上、完全かつ明確に本発明の騒音消去と騒音周波数調整機能を有する排気装置を説明した。上述により、我々は本発明が以下のメリットを有していることが分かる。
【００３３】
（１）従来の技術の排気管１’（図１）が音響学の不連続断面と吸音材３０’を利用することで排気ガスがもたらす騒音を減少させているのと異なり、本発明は自動車やオートバイの排気管と同じ形状、大小のケース１０を直接設計して、ケース１０の中に一つの支持パネル１１を設置し、さらにケース１０と支持パネル１１にそれぞれマイクロマイクと拡声装置を設置するものである。このようにして、車両のエンジンが発する排気ガスがもたらす主要騒音をもとに、サウンドコントローラーが対応して一つの反騒音信号が発生し、当該主要騒音に対して一つの騒音定価処理を行う。或いは、当該主要騒音の周波数をもとに、サウンドコントローラーは排気管のケース内で特定周波数を有す反騒音信号を発生して、当該反騒音信号が当該主要騒音の周波数を調整する。しかも、本発明はサウンドコントローラーの中に適応フィルタモジュールを設置していて、マイクロマイクが収集した残留騒音信号及び信号生成器が発した反騒音信号をもとに、適応フィルタモジュールは信号生成器を制御して適切にいわゆる反騒音信号の振幅位相を調整する。この方式を通じて本発明の排気装置は最良の騒音低下パフォーマンスを維持させることができる。
【００３４】
（２）さらに、従来の技術の排気管１’（図１）が受動式騒音減少技術で排気ガスがもたらす騒音に対して騒音低下処理を行っているのと異なり、本発明の騒音消去と騒音周波数調整機能を有す排気装置は主動式騒音制御技術を採用している。従って、本発明の騒音消去と騒音周波数調整機能を有す排気装置を車両のエンジンが発する排気ガスがもたらす主要騒音に対して騒音低下処理に応用した場合、車両エンジンに発生する排気ガス背圧上昇の問題は生じない。
【００３５】
強調することとして、上述の詳細な説明は本発明の実行可能な実施例に対する具体的な説明であるが、当該実施例は本発明の特許請求の範囲を制限するものではなく、本発明の技術精神を逸脱しないで行う同等効果の実施或いは変更は、いずれも本案の特許請求の範囲に含まれるべきである。
【符号の説明】
【００３６】
１  排気装置
１０  ケース
１１  支持パネル
１２  排気管
１３  拡声器
１４  誤差信号検知モジュール
１４ａ  マイクロマイク
１４ｂ  回転計
１５  サウンドコントローラー
１０１  第１挿入口
１０２  第２挿入口
１０５  第１空間
１０６  第２空間
１１１  取り付け穴
１１２  貫通穴
１１５  支持リブ
１２１  通気部側
１２２  排気側
１５０  メインプロセッサモジュール
１５１  デジタル／アナログプロセッサモジュール
１５２  第２アナログ／デジタルプロセッサモジュール
１５３  第１アナログ／デジタルプロセッサモジュール
１５０１  第１予測伝達関数ユニット
１５０２  適応フィルタ
１５０３  加算器
１５０４  適応アルゴリズム器
１５０５  第１エラー補償器
１５０６  第２予測伝達関数ユニット
１５０７  第２エラー補償器
１５０９  減算器
１５１１  デジタル／アナログ変換ユニット
１５１２  再構成フィルタユニット
１５１３  信号増幅ユニット
１５２１  第２前置信号増幅ユニット
１５２２  第２アンチエイリアシングフィルタユニット
１５２３  第２アナログ／デジタル変換ユニット
１５３１  第１前置信号増幅ユニット
１５３２  第１アンチエイリアシングフィルタユニット
１５３３  第１アナログ／デジタル変換ユニット
１５３５  同期信号発生器
Ｍ  エンジン
Ｍ１  排気孔
１’  排気管
２’  通気管
３’  支管
４’  噴気管
５’  スクリューロッド
１０’  ケース
１１’  第１膨張室
１２’  第２膨張室
２１’  第１通気孔
２２’  第１噴気孔
２４’  気孔
３０’  吸音材
３１’  第２通気孔
３２’  第２噴気孔
３４’  気孔
４１’  第３通気孔
４２’  排気口
５１’  スクリューシート
５１１’  気孔
【図１】
2017166471.tif 000006
【図２】
2017166471.tif 000007
【図３】
2017166471.tif 000008
【図４】
2017166471.tif 000009
【図５】
2017166471.tif 000010
【図６】
2017166471.tif 000011
【図７】
2017166471.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成29年7月26日(2017.7.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
騒音消去と騒音周波数調整機能を有する排気装置であって、
第１挿入口と第２挿入口を有する一つのケースと、
当該ケース内部に取り付けられ、少なくとも一つの取り付け穴と一つの貫通穴が設けられていた一つの支持パネルと、
当該貫通穴に貫通する方式で当該ケース内部に設置され、且つ、一つの通気部側と一つの排気側はそれぞれ当該第１挿入口と当該第２挿入口を通して当該ケースの外に露出させ、そのうち当該通気部側は外部の一つのエンジンの一つの排気口に接続している一つの排気管と、
当該取り付け穴に結合している少なくとも一つの拡声器と、
当該エンジンの排気口場所に設置され、当該エンジン運転時に排出する一つの排気ガスが発する一つの主要騒音信号或いは当該エンジンの一つのエンジン回転数信号を感知する一つのサウンドセンサーモジュールと、当該ケース内部に設置され、且つ、当該排気側と当該拡声器に接近している一つの誤差信号検知モジュールと、
一つのサウンドコントローラーであって、少なくとも当該サウンドセンサーモジュールに接続している一つの第１入力端と、電気的に当該拡声器に接続している一つの出力端と、及び電気的に当該誤差信号検知モジュールに接続している一つの第２入力端とを含むサウンドコントローラーと、を含み、
当該サウンドコントローラーは当該主要騒音信号をもとにして一つのアナログ反騒音信号を発生し、当該拡声器を通じて当該アナログ反騒音信号を放送することで、当該主要騒音信号に対して騒音減少を行い、
当該誤差信号検知モジュールは当該アナログ反騒音信号と当該主要騒音信号が相互に相殺した後に生じる一つの残留騒音信号を収集して、当該残留騒音信号を当該サウンドコントローラーに送信し、
当該サウンドコントローラーは当該残留騒音信号をもとにして当該アナログ反騒音信号を適応調節し、さらに、当該サウンドコントローラーは一つの参考信号と当該エンジン回転数信号をもとにして一つのアナログ騒音調整信号を出力し、当該拡声器を通じて当該アナログ騒音調整信号を放送することで、当該主要騒音信号を当該参考信号に調整し、
当該サウンドコントローラーは、さらに、
当該第１入力端を通して当該主要騒音信号或いは当該エンジン回転数信号を受信して、一つのデジタル反騒音信号或いは一つのデジタル騒音調整信号を発生する一つのメインプロセッサモジュールと、
当該メインプロセッサモジュールに接続して当該デジタル反騒音信号或いは当該騒音調整信号を受信し、当該デジタル反騒音信号と当該デジタル騒音調整信号をそれぞれいわゆるアナログ反騒音信号といわゆるアナログ騒音調整信号に変換する一つのデジタル／アナログプロセッサモジュールと、
当該メインプロセッサモジュールと当該サウンドセンサーモジュールに接続し、当該サウンドセンサーモジュールが送信した当該主要騒音信号或いは当該エンジン回転数信号を一つのデジタル騒音信号に変換する一つの第１アナログ／デジタルプロセッサモジュールと、
当該メインプロセッサモジュールと当該誤差信号検知モジュールに接続し、当該誤差信号検知モジュールが送信した当該残留騒音信号を一つのデジタル残留騒音信号に変換する一つの第２アナログ／デジタルプロセッサモジュールとを含むことを特徴とする、
騒音消去と騒音周波数調整機能を有する排気装置。
【請求項２】
複数個の支持リブが当該ケース内部で形成され、当該第１挿入口或いは第２挿入口の周囲に位置して、当該排気管を支えていることを特徴とする、請求項１に記載の騒音消去と騒音周波数調整機能を有する排気装置。
【請求項３】
当該サウンドセンサーモジュールには一つのマイクロマイクと一つの回転計とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の騒音消去と騒音周波数調整機能を有する排気装置。  
【請求項４】
当該誤差信号検知モジュールは一つのマイクロフォンで、且つ、当該サウンドコントローラーは一つのデジタルシグナルプロセッサ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ，ＤＳＰ）或いは一つのマイクロプロセッサであることを特徴とする、請求項１に記載の騒音消去と騒音周波数調整機能を有する排気装置。
【請求項５】
当該第１アナログ／デジタルプロセッサモジュールは、当該主要騒音信号に対して信号の増幅処理を行う一つの第１前置信号増幅ユニットと、当該主要騒音信号の高周波ノイズをろ過除去する一つの第１ユニットと、及び当該主要騒音信号をいわゆるデジタル騒音信号に変換する一つの第１アナログ／デジタル変換ユニットとを含むことを特徴とする、請求項１に記載の騒音消去と騒音周波数調整機能を有する排気装置。
【請求項６】
当該第一アナログ／デジタルプロセッサモジュールには、当該エンジン回転数信号を受信し、当該エンジン回転数信号をもとにして複数個の周波数アナログ騒音信号を同期発生する一つの同期信号発生器と、及び当該同期信号発生器に接続し、当該複数個のアナログ騒音信号を受信し、当該複数個のアナログ騒音信号を複数個のデジタル騒音信号に変換する一つのアナログ／デジタル変換ユニットとを含むことを特徴とする、請求項１に記載の騒音消去と騒音周波数調整機能を有する排気装置。
【請求項７】
当該メインプロセッサモジュールには、当該第１アナログ／デジタルプロセッサモジュールに接続し、当該第１アナログ／デジタルプロセッサモジュールが出力する当該デジタル騒音信号に対してろ過処理し、一つのろ過後騒音信号を出力する一つの第１予測伝達関数ユニットと、当該第１アナログ／デジタルプロセッサモジュールに接続して当該デジタル騒音信号を受信し、当該デジタル騒音信号に対してろ過処理を行う一つの適応フィルタと、及び当該適応フィルタに接続し、同時に当該第２アナログ／デジタルプロセッサモジュールが出力した当該デジタル残留騒音信号及び当該予測伝達関数ユニットが出力した当該ろ過後騒音信号を同時に受信し、一つのウエイト調整信号を当該適応フィルタに演算して、当該適応フィルタに当該ウエイト調整信号に基づく一つの調整後デジタル反騒音信号を出力させる一つの適応アルゴリズム器と、を含むことを特徴とする、請求項５に記載の騒音消去と騒音周波数調整機能を有する排気装置。
【請求項８】
当該第２アナログ／デジタルプロセッサモジュールには、当該残留騒音信号に対して信号の増幅処理を行う一つの第２前置信号増幅ユニットと、当該残留騒音信号の高周波ノイズをろ過除去する一つの第２アンチエイリアシングフィルタ（ａｎｔｉ  ａｌｉａｓｉｎｇ  ｆｉｌｔｅｒ）ユニット及び、当該残留騒音信号をいわゆるデジタル残留騒音信号に変換する一つの第２アナログ／デジタル変換ユニットとを含むことを特徴とする、請求項５或いは請求項６に記載の騒音消去と騒音周波数調整機能を有する排気装置。
【請求項９】
当該デジタル／アナログプロセッサモジュールには、当該デジタル反騒音信号と当該デジタル騒音調整信号をそれぞれ当該アナログ反騒音信号と当該アナログ騒音調整信号に変換する一つのデジタル／アナログ変換ユニットと、当該アナログ反騒音信号と当該アナログ騒音調整信号に対してろ過処理を行う一つの再構成フィルタユニットと、及び当該アナログ反騒音信号と当該アナログ騒音調整信号に対して信号の増幅処理を行う一つの信号増幅ユニットとを含むことを特徴とする、請求項５或いは請求項６に記載の騒音消去と騒音周波数調整機能を有する排気装置。
【請求項１０】
当該メインプロセッサモジュールには、当該第１アナログ／デジタルプロセッサモジュールに接続し、当該第１アナログ／デジタルプロセッサモジュールが出力した複数個のデジタル騒音信号に対してろ過処理を行い、複数個のろ過後騒音信号を対応出力する複数個の第１予測伝達関数ユニットと、当該第１アナログ／デジタルプロセッサモジュールに接続し、当該複数個のデジタル騒音信号を受信し、当該複数個のデジタル騒音信号をもとにして複数個のデジタル反騒音信号を出力する複数個の適応フィルタと、それぞれ当該複数個の適応フィルタと当該複数個の第１予測伝達関数ユニットに接続し、当該第２アナログ／デジタルプロセッサモジュールが出力した当該複数個の当該デジタル残留騒音信号及び当該第１予測伝達関数ユニットが出力したろ過後騒音信号を同時に受信することで、一つのウエイト調整信号を当該適応フィルタに演算する複数個の適応アルゴリズム器と、当該複数個の適応フィルタに接続し、当該複数個のデジタル反騒音信号が合成した後当該デジタル／アナログプロセッサモジュールに出力し、最終的に当該拡声器を通じて当該アナログ反騒音信号を放送することで、当該エンジン運転で発生した当該主要騒音信号を消去する一つの加算器と、を含むことを特徴とする、請求項６に記載の騒音消去と騒音周波数調整機能を有する排気装置。
【請求項１１】
当該適応フィルタは一つの有限インパルス応答フィルタ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｆｉｌｔｅｒ、ＦＩＲ  ｆｉｌｔｅｒ）、一つの無限インパルス応答フィルタ（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｆｉｌｔｅｒ、ＩＩＲ  ｆｉｌｔｅｒ）、或いはその他のフィルタであることを特徴とする、請求項７或いは請求項１０に記載の騒音消去と騒音周波数調整機能を有する排気装置。
【請求項１２】
当該適応アルゴリズム器には最小２乗平均法（Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ、ＬＭＳ）、正規化最小２乗平均法（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ  Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ、ＮＬＭＳ）、或いはその他の演算法のいずれか一種類、が組み込まれていることを特徴とする、請求項７或いは請求項１０に記載の騒音消去と騒音周波数調整機能を有する排気装置。
【請求項１３】
当該メインプロセッサモジュールにはさらに、当該適応フィルタにそれぞれ接続し、当該適応フィルタが出力した当該デジタル騒音調整信号に一つの第１振幅誤差倍率を乗じる複数個の第１エラー補償器と、当該第１エラー補償器にそれぞれ接続し、当該デジタル騒音調整信号に対してろ過処理を行い、一つのろ過後騒音調整信号を出力する複数個の第２予測伝達関数ユニットと当該適応フィルタにそれぞれ接続し、当該適応フィルタが出力した当該デジタル騒音調整信号を一つの第２振幅誤差倍率で乗じ、そのうち当該第２振幅誤差倍率と第１誤差振幅倍率の総和が１である複数個の第２エラー補償器と、及び当該第２予測伝達関数ユニット、当該第２アナログ／デジタルプロセッサモジュール、当該適応アルゴリズム器にそれぞれ接続し、当該ろ過後騒音調整信号及び当該第２アナログ／デジタルプロセッサモジュールが出力したデジタル残留騒音信号を受信して、一つの誤差信号を当該適応アルゴリズム器に出力する複数個の減算器とを含み、当該適応アルゴリズム器は当該第１予測伝達関数ユニットが出力した当該ろ過後騒音信号及び当該減算器が出力した当該誤差信号を同時に受信して、ウエイト調整信号を当該適応フィルタに演算することで、当該参考信号、当該デジタル騒音信号、並びに当該ウエイト調整信号をもとにして、当該適応フィルタは一つの調整後デジタル騒音調整信号を当該デジタル／アナログプロセッサモジュールに適応出力することを特徴とする、請求項１０に記載の騒音消去と騒音周波数調整機能を有する排気装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は消音器に関する技術分野で、特に騒音消去と騒音の周波数調整機能を有する排気装置を指す。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、自動車やオートバイのエンジンは排気ガスを排出する時に大きな騒音を発するため、自動車やオートバイのエンジンの排気ガスは排気管を通じて騒音を消去した後、大気中に排出される。
【０００３】
図１は、現在使われている一種の排気管の透視断面図である。図１が示すように、現在の排気管１’はケース１０’に通気管２’支管３’噴気管４’、及びスクリューロッド５’で組成されている。そのうち、通気管２’の第１通気孔２１’はケース１０’の外に伸びて自動車やオートバイのエンジンの排気口に接続し、更に当該噴気管４’の一つの排気口４２’もケース１０’の外に伸びている。また、ケース１０’の中は一つの第１膨張室１１’が形成され、通気管２’の一つの第１噴気管２２’と支管３’の一つの第２通気孔３１’場所に位置している。このほか、ケース１０’の中にはまた一つの第２膨張室１２’も形成されていて、支管３’の一つの第２噴気孔３２’場所と噴気管４’の一つの第３通気孔４１’場所に位置している。さらに、ケース１０’の中には一つの第３膨張室が形成されており、第２膨張室１２’と第１膨張室１１’の間に位置している。
【０００４】
排気管１’の騒音消去機能を向上させるため、図１が示すように、これまでの技術は特に吸音材３０’を使用して通気管２’の上の複数個の気孔２４’及び支管３’の上の複数個の気孔３４’を覆っていた。このような装置は、車両が排出した排気ガスを通気管２‘よりケース１０’に導入した後、当該排気ガスは第１膨張室１１’に入って第１回膨張減圧が行われ、且つ排気ガスはさらに支管３’より第２膨張室に導入されて第２回膨張減圧が行われる。この時、通気管２’と支管３’内の一部排気ガスは気孔（２４’、３４’）を通じて第３膨張室の中に入り混合減圧が行われる。
吸音材３０’で消音消波と減波吸音が行われた後、減圧手順が終了した排気ガスは中空状スクリューロッド５’及びその外縁のスクリューシート５１’の上の気孔５１１’を通って渦巻き気流を形成し、大気中に加速排出される。
【０００５】
現在自動車やオートバイのエンジンが排気ガスを排出する際に生じる騒音の消去に図１に示す排気管１’が広く応用されているが、本件の発明者は実務の中で当該排気管１’に以下の欠陥があることを発見した。
（１）当該排気管１‘は主に音響学の不連続断面気孔（２４’、３４’、５１１’）を利用して騒音を消去し、同時に吸音材３０’を使用して騒音を消している。しかも実際に測定すると、当該排気管１’の騒音消去効能は約６dBであることが分かる。しかし、当該排気管１’が採用している消音手段は車両エンジンが生じる排気ガスの背圧向上の問題を引き起こし、これにより車両のガソリン消費増加及び馬力減衰等の問題が生じる。
（２）上述を受けて、従来の排気管１’の騒音消去の方式は受動式騒音減少法と呼ばれ、当該方法は約５００Ｈｚ以上の騒音に対して明らかな騒音減少効果を奏するに過ぎず、相対的に、当該方法は約５００Ｈｚ以下の低周波数騒音を効果的に消去できない。しかし、自動車やオートバイのエンジンが排気ガスを排出する時に生じる主要騒音の多くは５００Ｈｚ以下である。
（３）さらに重要なことは、従来の排気管１’は構造上、ケース１０’、通気管２’、支管３’、噴気管４’、及びスクリューロッド５’、及び吸音材３０’があるため、当該排気管１’は特に高重量、大体積、並びに組み立てが困難等の製造上の問題を有している。
【０００６】
従って、従来の騒音消去機能を有する排気管には多くの欠陥があることに鑑み、本件の発明者は研究発明を重ね、ついに本発明の騒音の消去と騒音の周波数調整機能を有する排気装置を完成させた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の主要目的は、一種の騒音消去と騒音の周波数調整機能を有する排気装置を提供することにある。
従来の技術の排気管が音響学の不連続断面と吸音材を利用してエンジンが生じる騒音を消去しているのと異なり、本発明は自動車やオートバイの排気管と同じ形状・サイズのケースを直接設計し、ケースの後端及びケースの内部の支持パネルにそれぞれマイクロマイクと拡声器を取り付ける。こうすることで、車両のエンジンが発する主要騒音をもとに、サウンドコントローラーが対応する一つの反騒音信号を発して当該主要騒音を消去する。或いは、主要騒音の周波数と一つの参考信号をもとに、サウンドコントローラーが排気管のケース内で特定周波数の反騒音信号を発して、反騒音信号が当該主要騒音の周波数を調整できる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した本発明の主要目的を達成するため、本件の発明者は騒音消去と騒音の周波数調整機能を有する排気装置を提供するもので、それには以下が含まれる。
一つのケースの一端には一つの第１挿入口が設けられ、且つ別の一端には一つの第２挿入口が設けられている。
一つの支持パネルが当該ケースの内部に取り付けられ、少なくとも一つの取り付け穴と１つの貫通穴が設けられている。
一つの排気管が当該貫通穴を貫通する方式で当該ケースの内部に設置され、且つ排気管の一つの通気端と一つの排気側はそれぞれ当該第１挿入口と当該第２挿入口から当該排気管の外に露出している。そのうち、当該通気端は外部の一つのエンジンの一つの排気口に接続している。
少なくとも一つの拡声器が、当該取り付け穴に結合している。
一つのサウンドセンサーモジュールが、当該エンジンの当該排気口場所に設置され、当該エンジンの運転で発生する一つの主要騒音信号或いは当該エンジンのエンジン回転数信号（ｅｎｇｉｎｅ  ｒｐｍ  ｓｉｇｎａｌ）を感知する。
一つの誤差信号検知モジュールが、当該ケース内部の、当該排気側及び一つのサウンドコントローラーに接近して設置されており、少なくとも一つの第１入力端を当該サウンドセンサーモジュールに接続し、一つの出力端は電気的に拡声器に接続し、一つの第２入力端は電気的に当該誤差信号検知モジュールに接続している。
当該サウンドコントローラーは主要騒音信号をもとに一つのアナログ反騒音信号を発し、当該拡声器を通じて当該アナログ反騒音信号を発することで、当該主要騒音信号に対して騒音減少を行う。また、当該誤差信号検知モジュールは当該アナログ反騒音信号と当該主要騒音信号を収集して相互に相殺させた後に発生する一つの残留騒音信号を当該サウンドコントローラーに送信し、当該サウンドコントローラーは当該残留騒音信号をもとに当該アナログ反騒音信号に適応調整する。
当該サウンドコントローラーは一つの参考信号と当該エンジン回転数信号をもとに一つのアナログ騒音調整信号を出力し、当該拡声器を通じて当該アナログ騒音調整信号を発することで、当該主要騒音信号を当該参考信号に調整する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】従来の一種の排気管の透視断面図である。
【図２】本発明の排気装置の騒音除去と騒音の周波数調整機能を有する排気装置の第１実施例の立体透視図である。
【図３】本発明の排気装置の第１実施例の構造図である。
【図４】メインプロセッサモジュールの内部構造図である。
【図５】本発明の排気装置の騒音除去と騒音の周波数調整機能を有する排気装置の第２実施例の構造図である。
【図６】メインプロセッサモジュールの第２内部構造図である。
【図７】メインプロセッサモジュールの第３内部構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明が提出した一種の騒音消去と騒音の周波数調節機能を有する排気装置をさらに明確に描写できるように、以下図式を配して、本発明の比較的良好な実施例を詳細に説明する。
【００１１】
第１実施例
図２は、本発明の騒音消去と騒音の周波数調整機能を有する排気装置の第１実施例の立体透視図であり、図３は、本発明の排気装置の第１実施例の構造図である。
図２と図３に示すように、本発明の排気装置１には主に一つのケース１０、一つの支持パネル１１、一つの排気管１２、少なくとも一つの拡声器１３、一つのサウンドセンサーモジュール、一つの誤差感知モジュール１４、及び一つのサウンドコントローラー１５が含まれる。本発明中、当該ケース１０はステンレス材質で作られ、その両端にはそれぞれ一つの第１挿入口１０１と一つの第２挿入口１０２が設けられている。また、ケース１０の大小と外観は異なる車両の排気管に従って調整・変化できる。例えばケース１０の大小と外観は図１に示すケース１０’に類似させて設計することができる。
【００１２】
図２と図３の支持パネル１１は当該ケース１０内部に取り付けられ、ケース１０内部を一つの第１空間１０５と一つの第２空間１０６に分け、そのうち第１空間１０５と第２空間１０６の間には特定の長さの比がある。このほか、当該支持パネル１１には少なくとも一つの取り付け穴１１１と貫通穴１１２が設けられていて、拡声器１３は当該取り付け穴１１１と結合する方式で支持パネル１１の上に固定される。また、当該排気管１２は当該貫通穴１１２に貫通する方式で当該ケース１０内部に設置され、しかも、排気管１２の一つの通気部側１２１と一つの排気側１２２はそれぞれ当該第１挿入口１０１と当該第２挿入口１０２を通して当該ケース１０の外に露出している。
図３に示すように、排気管１２の通気部側１２１は車両のエンジンＭ１に接続し、且つ、当該第１挿入口１０１と当該第２挿入口１０２の周囲には当該排気管１２を支持する複数個の支持リブ１１５がある。
【００１３】
第１実施例の中で、当該サウンドセンサーモジュールには少なくとも一つのマイクロマイク１４ａが含まれ、且つ、当該マイクロマイク１４ａは当該エンジンＭの当該排気口Ｍ１場所に設置されて、当該エンジンＭの運転で発生する一つの主要騒音信号を収集する。当該サウンドセンサーモジュールと違い、当該誤差信号検知モジュール１４は一つのマイクロフォンで、且つこのマイクロフォンはケース１０内部の排気管１２の排気側１２２に接近して設置されている。
【００１４】
本発明の排気装置１の第１実施例は主動式騒音制御技術（Ａｃｔｉｖｅ  Ｎｏｉｓｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ、ＡＮＣ）を利用して車両エンジンＭが運転する時に発する主要騒音を効果的に消去する。従って、図２と図３の示すサウンドコントローラー１５は実際は一つのデジタルシグナルプロセッサ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ、ＤＳＰ）である。しかし、強調しなければならないのは、本発明はサウンドコントローラー１５を決してデジタルシグナルプロセッサに制限しているわけではなく、可能性がある応用の中で、その他の単一チップ処理器、例えばプログラムが可能なフィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ、ＦＰＧＡ）或いはＡＲＭプロセッサ（ＡＲＭ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）も全ていわゆるサウンドコントローラー１５に応用可能である。
図に示すように、当該サウンドコントローラー１５の電気回路構造には少なくとも一つのメインプロセッサモジュール１５０、一つのデジタル／アナログプロセッサモジュール１５１、一つの第１アナログ／デジタルプロセッサモジュール１５３、及び一つの第２アナログ／デジタルプロセッサモジュール１５２が含まれる。そのうち、メインプロセッサモジュール１５０はサウンドコントローラー１５の第１入力端が受信した騒音信号を通して、一つのデジタル反騒音信号を発生する。
【００１５】
当該デジタル／アナログプロセッサモジュール１５１はメインプロセッサモジュール１５０に接続して当該デジタル反騒音信号を受信する。こうして、当該デジタル反騒音信号は当該デジタル／アナログプロセッサモジュール１５１を経由してアナログ反騒音信号に変換され、且つ、当該アナログ反騒音信号は当該サウンドコントローラー１５の当該出力端から当該拡声器１３に出力され、当該拡声器１３が一つの反騒音信号を第２空間１０６の中に発し、流動することで当該排気管１２の中にもたらされた主要騒音に対して騒音を下げる効果を達成する。
図３に示すように、当該デジタル／アナログプロセッサモジュール１５１は一つのデジタル／アナログ変換ユニット１５１１、一つの再構成フィルタユニット１５１２、一つの信号増幅ユニット１５１３で構成されている。そのうち、当該デジタル／アナログ変換ユニット１５１１は当該デジタル反騒音信号を当該アナログ反騒音信号に変換し、当該再構成フィルタユニット（ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  ｆｉｌｔｅｒ）１５１２は当該アナログ反騒音信号に対して一つの再構成フィルタ処理を執行し、且つ、信号増幅ユニット１５１３は当該アナログ反騒音信号に対して一つの信号のパワー増幅処理を執行する。
【００１６】
また、第１アナログ／デジタルプロセッサモジュール１５３は当該メインプロセッサモジュール１５０と当該サウンドセンサーモジュールに接続し、サウンドセンサーモジュールが送信した主要騒音信号を一つのデジタル主要騒音信号に変換する。
図３に示すように、第１アナログ／デジタルプロセッサモジュール１５３は一つの第１前置信号増幅ユニット１５３１、一つの第１アンチエイリアシングフィルタ（ａｎｔｉａｌｉａｓｉｎｇ  ｆｉｌｔｅｒ）ユニット１５３２、一つの第１アナログ／デジタル変換ユニット１５３３で組成されている。そのうち、当該第１アンチエイリアシングフィルタユニット１５３２は主要騒音信号の高周波ノイズをろ過除去し、且つ、当該第１アナログ／デジタル変換ユニット１５３３は当該主要騒音をいわゆるデジタル主要騒音信号に変換する。
【００１７】
第２アナログ／デジタルプロセッサモジュール１５２は当該メインプロセッサモジュール１５０と当該誤差信号検知モジュール１４に接続し、当該誤差信号検知モジュール１４が収集した一つの残留騒音信号を一つのデジタル残留騒音信号に変換する。ここで補足説明しなければならないこととして、いわゆる残留騒音信号は当該アナログ反騒音信号と当該主要騒音信号が相殺した後に発生することである。
図３に示すように、第２アナログ／デジタルプロセッサモジュール１５２は一つの第２前置信号増幅ユニット１５２１、一つの第２アンチエイリアシングフィルタ（ａｎｔｉａｌｉａｓｉｎｇ  ｆｉｌｔｅｒ）ユニット１５２２、第２アナログ／デジタル変換ユニット１５２３で組成されている。そのうち、当該第２前置信号増幅ユニット１５２１は当該残留騒音信号に対して信号の増幅処理を行い、当該第２アンチエイリアシングフィルタ（ａｎｔｉａｌｉａｓｉｎｇ  ｆｉｌｔｅｒ）ユニット１５２２は当該残留騒音信号の高周波ノイズをろ過除去し、且つ、当該第２アナログ／デジタル変換ユニット１５２３は当該残留騒音信号をいわゆるデジタル残留騒音信号に変換する。
【００１８】
図２と図３、並びに図４は、メインプロセッサモジュールの内部構造図である。図に示すように、メインプロセッサモジュール１５０は第１アナログ／デジタルプロセッサモジュール１５３が出力したデジタル主要騒音信号を受信し、そこから一つのデジタル反騒音信号を当該デジタル／アナログプロセッサモジュール１５１に出力する。続けて、当該デジタル／アナログプロセッサモジュール１５１は当該デジタル反騒音信号を一つのアナログ反騒音信号に変換し、その後拡声器１３を通していわゆるアナログ反騒音信号をケース１０の中に放送する。理想的な状況下で、アナログ反騒音信号の位相と主要騒音信号の位相の差が１８０度の時に、最良の騒音定価効果が達成できる。
【００１９】
特に説明しなければならないこととして、主動式騒音制御の実際の運用過程で、メインプロセッサモジュール１５０が出力するデジタル反騒音信号は、必ず当該デジタル／アナログ変換ユニット１５１１、当該再構成フィルタユニット１５１２、当該信号増幅ユニット１５１３を通じて３回信号処理をした後に、いわゆるアナログ反騒音信号に変換されることである。同様に、誤差信号検知モジュール１４が収集した残留騒音信号も第２前置信号増幅ユニット１５２１、第２アンチエイリアシングフィルタユニット１５２２、第２アナログ／デジタル変換ユニット１５２３を通じて３回信号処理した後に、いわゆるデジタル残留騒音信号に変換される。
【００２０】
図４に示すように、メインプロセッサモジュール１５０が白騒音（Ｗｈｉｔｅ  ｎｏｉｓｅ）或いはその他適当な騒音信号をデジタル／アナログプロセッサモジュール１５１に出力した後、いわゆる騒音信号は拡声器１３を通じてケース１０の中に放送される。次に、当該誤差信号検知モジュール１４がこの騒音信号を収集した後、当該騒音信号は第２アナログ／デジタルプロセッサモジュール１５２が処理した後、再度メインプロセッサモジュール１５０に送信される。
上述の信号伝達経路で発する周波数応答はサブ経路応答Ｓ（ｚ）と呼ばれ、数学上でＳ（ｚ）と表示される。加えて、図４に述べるサブ経路応答の第１予想伝達関数ユニット１５０１は特にメインプロセッサモジュール１５０に増設され、数学上で
2017166471.tif 000013
と表示される。
【００２１】
図４に示すように、メインプロセッサモジュール１５０の内部信号処理ユニットには、一つの第１予測伝達関数ユニット
2017166471.tif 000014
、一つの適応フィルタ１５０２、及び一つの適応アルゴリズム器１５０４が含まれる。そのうち、当該第１予測伝達関数ユニット１５０１は当該第１アナログ／デジタル変換ユニット１５３３が出力した当該デジタル主要騒音信号を受信してろ過変換処理を行い、一つのろ過後騒音信号（ｆｉｌｔｅｒｅｄ  ｎｏｉｓｅ  ｓｉｇｎａｌ）を出力する。同時に、当該適応フィルタ１５０２は当該第１アナログ／デジタルプロセッサモジュール１５３の当該第１アナログ／デジタル変換ユニット１５３３に接続して当該デジタル主要騒音信号を受信し、当該デジタル主要騒音信号に対してろ過処理を行う。
【００２２】
上述を受けて、当該適応アルゴリズム器１５０４は当該適応フィルタ１５０２に接続し、同時に当該第２アナログ／デジタルプロセッサモジュール１５２が出力した当該デジタル残留騒音信号及び当該第１予測伝達関数ユニット１５０１が出力したろ過後騒音信号（ｆｉｌｔｅｒｅｄ  ｎｏｉｓｅ  ｓｉｇｎａｌ）を受信し、これにより一つのウエイト調整信号を当該適応フィルタ１５０２に演算して、当該適応フィルタ１５０２が当該ウエイト調整信号をもとにして一つの適応性調整をしたデジタル反騒音信号（ａｄａｐｔｉｖｅｌｙ−ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  ｄｉｇｉｔａｌ  ａｎｔｉ−ｎｏｉｓｅ  ｓｉｇｎａｌ）を出力し、エンジンＭ運転時に発する主要騒音信号が消去できるようにする。
【００２３】
特に説明しなければならないことは、本発明は適応フィルタ１５０２の類型を特別に限定していないことである。従って構成フィルタ１５０２は有限インパルス応答フィルタ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｆｉｌｔｅｒ、ＦＩＲ  ｆｉｌｔｅｒ）、無限インパルス応答フィルタ（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｆｉｌｔｅｒ、ＩＩＲ  ｆｉｌｔｅｒ）、或いはその他のデジタルフィルタとすることができる。また、適応アルゴリズム器１５０４が指すのは一つの演算法関数式データベース（ｌｉｂｒａｒｙ）で、且つ、当該演算関数式データベースは最小２乗平均（Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ、ＬＭＳ）、正規化最小２乗平均（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ  Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ、ＮＬＭＳ）、或いはその他の演算法とすることができる。しかも、当該メインプロセッサモジュール１５０は特に第１予測伝達関数ユニット１５０１が含まれているため、いわゆるＬＭＳ演算法が当該適応アルゴリズム器１５０４に応用された場合、このＬＭＳ演算法もまたＦｉｌｔｅｒｅｄ−ｘＬＭＳ演算法と称されることになる。
【００２４】
第２実施例
図５は本発明の騒音消去と騒音の周波数調整機能を有す排気装置の第２実施例の構造図である。図５に示すように、本発明の排気装置の第２実施例には主に一つのケース１０、一つの支持パネル１１、一つの排気管１２、少なくとも一つの拡声器１３、一つのサウンドセンサーモジュール、一つの誤差信号検知モジュール１４、及び一つのサウンドコントローラー１５が含まれる。
図６は、メインプロセッサモジュールの第２内部構造図である。前述の第１実施例と異なり、本発明の排気装置の第２実施例の中で、当該サウンドセンサーモジュールはエンジンＭのエンジン回転数信号（ｅｎｇｉｎｅ  ｒｐｍ  ｓｉｇｎａｌ）を感知する一つの回転計１４ｂである。
【００２５】
第２実施例では、当該第１アナログ／デジタルプロセッサモジュール１５３の内部には同期信号発生器１５３５が含まれ、当該回転計１４ｂが出力した当該エンジン回転数信号を受信し、当該エンジン回転数信号をもとにして複数のアナログ主要騒音信号を同期発生する、例えば、同期信号発生器１５３５はエンジン回転数信号を通じてエンジンＭのｆ１、ｆ２、…、ｆｋ等の周波数を含む主要騒音信号を知り、同期信号発生器１５３５はそれぞれ周波数ｆ１、ｆ２、…、ｆｋを有すｋ個のアナログ主要騒音信号を発生する。しかも、当該第１アナログ／デジタルプロセッサモジュール１５３内部には第１アナログ／デジタル変換ユニット１５３３が含まれていて、当該複数個のアナログ信号を受信し、当該複数アナログ信号をそれぞれ複数個のデジタル騒音信号に変換する。
【００２６】
複数個のデジタル騒音信号を同時に処理するため、図５と図６に示すように、当該メインプロセッサモジュール１５０内部には複数個の第１予測伝達関数ユニット１５０１、複数個の適応フィルタ１５０２、複数個の適応アルゴリズム器１５０４、及び一つの加算器１５０３が含まれる。しかも、図５と図６に示すように、当該複数個の第１予測伝達関数ユニット１５０１は全て当該第１アナログ／デジタルプロセッサモジュール１５３に接続し、それぞれ当該複数個のデジタル騒音信号を受信して、当該デジタル騒音信号に対してろ過変換処理を行った後、ろ過後騒音信号を出力する。同時に、当該複数個の適応フィルタ１５０２も第１アナログ／デジタルプロセッサモジュール１５３に接続し、当該デジタル主要信号に対してろ過処理を行う。
さらに、当該複数個の適応アルゴリズム器１５０４はそれぞれ当該複数個の適応フィルタ１５０２に接続し、当該第２アナログ／デジタルプロセッサモジュール１５２が出力した当該デジタル残留騒音信号及び当該第１予測伝達関数ユニット１５０１が出力したろ過後騒音信号（ｆｉｌｔｅｒｅｄ  ｎｏｉｓｅ  ｓｉｇｎａｌ）を同時に受信して、これによりウエイト調整信号を当該適応フィルタ１５０２に演算する。こうして、適応フィルタ１５０２は当該ウエイト調整信号をもとに複数個の適応性調整したデジタル反騒音信号を出力し、且つ当該複数個のデジタル反騒音信号は加算器１５０３を経由して合成した後、当該デジタル／アナログプロセッサモジュール１５１に出力して、最終的に当該拡声器１３を通じ当該アナログ反騒音信号を放送することで、エンジンＭの運転で発する主要騒音信号を消去する。
【００２７】
図５に続いて、図７は主要処理ジュールの第３内部構造図である。図５と図７に示すように、本発明が提供する排気装置の第２実施例はさらに同時に騒音調整の機能を有している。第２実施例では、サウンドコントローラー１５は一つの参考信号と当該エンジン回転数をもとに一つのアナログ騒音調整信号を出力し、当該拡声器１３を通じてケース１０の中に当該アナログ騒音調整信号を放送する方式で、当該主要騒音信号を当該参考信号に調整する。実際に本発明を応用する場合、当該参考信号は使用者がプレインストールする。
例を挙げれば、参考信号はＢＭＷ自動車のエンジン運転時に生じる騒音信号であることがあり、このようにすると、トヨタ自動車に本発明の排気装置１を配備した場合、運転手は一つのマンマシーンインターフェイスを通していわゆる参考信号を設定することができ、トヨタ自動車のエンジン運転時に生じる騒音信号をＢＭＷ自動車のエンジン運転時に発する騒音信号に改変することができる。
【００２８】
上述の騒音調整の効果を達成するため、第２実施例のメインプロセッサモジュール１５０には一つの内部ユニットを増設する必要があり、このようにしてメインプロセッサモジュール１５０はエンジンＭの主要騒音信号の第ｉ個周波数、ｉ＝１、…、ｋ（主要騒音信号にはｆ１、ｆ２、…、ｆｋ等の周波数が含まれる）が調整できる。
図６と図７を比較する。一つの第１エラー補償器１５０５は当該適応フィルタ１５０２に接続され、一つの第２予測伝達関数ユニット
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は当該第１エラー補償器１５０５に接続され、一つの第２エラー補償器１５０７は当該適応フィルタ１５０２と当該デジタル／アナログプロセッサモジュール１５１の間に接続され、且つ一つの滅法器１５０９は当該適応アルゴリズム器１５０４と当該第２アナログ／デジタルプロセッサモジュール１５２の間に接続されていることが分かる。
【００２９】
図７に示すように、メインプロセッサモジュール１５０内部の第１エラー補償器１５０５は当該適応フィルタ１５０２に接続し、当該適応フィルタ１５０２が出力した当該デジタル反騒音信号を一つの第１振幅誤差倍率（β）で乗じる。しかも、いわゆる第２予測伝達関数ユニット１５０６は当該第１エラー補償器１５０５に接続し、当該デジタル反騒音信号に対してろ過処理を行い、一つのろ過後デジタル反騒音信号を出力する。
また、当該適応フィルタ１５０２に接続する第２エラー補償器１５０７は当該適応フィルタ１５０２が出力したデジタル反騒音信号を一つの第２振幅誤差倍率（１−β）で乗じて、一つのデジタル騒音調整信号を得る。ここで特に説明することは、いわゆる第１振幅誤差倍率はβ倍で、且ついわゆる第２振幅誤差倍率は１−β倍であり、βは０と１の間に介在し、当該第２振幅誤差倍率と当該第１振幅誤差倍率の総和は１であることである。
【００３０】
図７に示すように、メインプロセッサモジュール１５０内部の減算器１５０９は当該第２予測伝達関数ユニット１５０６、当該第２アナログ／デジタルプロセッサモジュール１５２、当該適応アルゴリズム器１５０４に接続し、当該ろ過後騒音調整信号及び当該第２アナログ／デジタルプロセッサモジュール１５２が出力したデジタル残留騒音信号を受信して、一つの誤差信号を当該適応アルゴリズム器１５０４に出力する。
特別設計したメインプロセッサモジュール１５０の内部ユニットにより、当該適応アルゴリズム器１５０４に当該第１予測伝達関数ユニット１５０１が出力した当該ろ過後騒音信号及び減算器１５０９が出力した誤差信号を同時に受信させ、一つのウエイト調整信号を当該適応フィルタ１５０２に演算する。このように、当該参考信号（使用者がプレインストールする）と当該デジタル騒音信号、当該ウエイト調整信号をもとにして、当該適応フィルタ１５０２は当該第２エラー補償器１５０７を通じてデジタル騒音調整信号を当該デジタル／アナログプロセッサモジュール１５１に適応出力し、最終的に当該拡声器１３を通じて当該デジタル騒音調整信号を放送することで、当該主要騒音を調整する効果を示す。
【００３１】
同時に図６と図７よりわかることとして、図７が示すメインプロセッサモジュール１５０の内部ユニットはエンジンＭの主要騒音信号の第ｉ個周波数（主要騒音信号にはｆ１、ｆ２、…、ｆｋ等の周波数が含まれる）に対してだけ騒音調整作業を行う。従って、主要騒音の第ｉ個、第ｊ個、第ｋ個等複数の周波数に対して同時に騒音調整作業を行う必要がある場合、複数の第１エラー補償器１５０５、複数の第２予測伝達関数ユニット１５０６、複数の第２エラー補償器１５０７、及び複数の減法器１５０９を図６に示すメインプロセッサモジュール１５０の内部ユニットの中に増設しなければならない。
【００３２】
以上、完全かつ明確に本発明の騒音消去と騒音周波数調整機能を有する排気装置を説明した。上述により、我々は本発明が以下のメリットを有していることが分かる。
【００３３】
（１）従来の技術の排気管１’（図１）が音響学の不連続断面と吸音材３０’を利用することで排気ガスがもたらす騒音を減少させているのと異なり、本発明は自動車やオートバイの排気管と同じ形状、大小のケース１０を直接設計して、ケース１０の中に一つの支持パネル１１を設置し、さらにケース１０と支持パネル１１にそれぞれマイクロマイクと拡声装置を設置するものである。このようにして、車両のエンジンが発する排気ガスがもたらす主要騒音をもとに、サウンドコントローラーが対応して一つの反騒音信号が発生し、当該主要騒音に対して一つの騒音定価処理を行う。或いは、当該主要騒音の周波数をもとに、サウンドコントローラーは排気管のケース内で特定周波数を有す反騒音信号を発生して、当該反騒音信号が当該主要騒音の周波数を調整する。しかも、本発明はサウンドコントローラーの中に適応フィルタモジュールを設置していて、マイクロマイクが収集した残留騒音信号及び信号生成器が発した反騒音信号をもとに、適応フィルタモジュールは信号生成器を制御して適切にいわゆる反騒音信号の振幅位相を調整する。この方式を通じて本発明の排気装置は最良の騒音低下パフォーマンスを維持させることができる。
【００３４】
（２）さらに、従来の技術の排気管１’（図１）が受動式騒音減少技術で排気ガスがもたらす騒音に対して騒音低下処理を行っているのと異なり、本発明の騒音消去と騒音周波数調整機能を有す排気装置は主動式騒音制御技術を採用している。従って、本発明の騒音消去と騒音周波数調整機能を有す排気装置を車両のエンジンが発する排気ガスがもたらす主要騒音に対して騒音低下処理に応用した場合、車両エンジンに発生する排気ガス背圧上昇の問題は生じない。
【００３５】
強調することとして、上述の詳細な説明は本発明の実行可能な実施例に対する具体的な説明であるが、当該実施例は本発明の特許請求の範囲を制限するものではなく、本発明の技術精神を逸脱しないで行う同等効果の実施或いは変更は、いずれも本案の特許請求の範囲に含まれるべきである。
【符号の説明】
【００３６】
１  排気装置
１０  ケース
１１  支持パネル
１２  排気管
１３  拡声器
１４  誤差信号検知モジュール
１４ａ  マイクロマイク
１４ｂ  回転計
１５  サウンドコントローラー
１０１  第１挿入口
１０２  第２挿入口
１０５  第１空間
１０６  第２空間
１１１  取り付け穴
１１２  貫通穴
１１５  支持リブ
１２１  通気部側
１２２  排気側
１５０  メインプロセッサモジュール
１５１  デジタル／アナログプロセッサモジュール
１５２  第２アナログ／デジタルプロセッサモジュール
１５３  第１アナログ／デジタルプロセッサモジュール
１５０１  第１予測伝達関数ユニット
１５０２  適応フィルタ
１５０３  加算器
１５０４  適応アルゴリズム器
１５０５  第１エラー補償器
１５０６  第２予測伝達関数ユニット
１５０７  第２エラー補償器
１５０９  減算器
１５１１  デジタル／アナログ変換ユニット
１５１２  再構成フィルタユニット
１５１３  信号増幅ユニット
１５２１  第２前置信号増幅ユニット
１５２２  第２アンチエイリアシングフィルタユニット
１５２３  第２アナログ／デジタル変換ユニット
１５３１  第１前置信号増幅ユニット
１５３２  第１アンチエイリアシングフィルタユニット
１５３３  第１アナログ／デジタル変換ユニット
１５３５  同期信号発生器
Ｍ  エンジン
Ｍ１  排気孔
１’  排気管
２’  通気管
３’  支管
４’  噴気管
５’  スクリューロッド
１０’  ケース
１１’  第１膨張室
１２’  第２膨張室
２１’  第１通気孔
２２’  第１噴気孔
２４’  気孔
３０’  吸音材
３１’  第２通気孔
３２’  第２噴気孔
３４’  気孔
４１’  第３通気孔
４２’  排気口
５１’  スクリューシート
５１１’  気孔