JP2003177760A - 能動型消音装置 - Google Patents
能動型消音装置Info
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- Exhaust Silencers (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 精度の高い消音効果を有する能動型消音装置
を提供する。 【解決手段】 周期運転を行う騒音発生源から伝搬され
る音響信号を、上記音響信号の伝搬経路途中において打
ち消すための能動型消音装置１０が、上記伝搬経路の所
定位置で第１音響信号を測定する第１音響信号測定手段
３と、上記第１音響信号を打ち消すための第１相殺信号
を上記伝搬経路途中に配置された第１相殺信号発生手段
６から出力させる制御手段５とを備えてなり、上記制御
手段５は、複数のサンプリング時刻において測定された
上記音響信号を、上記騒音発生源の周期運転の位相の関
数として表される基本信号成分および上記位相とは独立
した関数として表される雑音信号成分に分離し、上記基
本信号成分をフーリエ級数展開して得られる振幅スペク
トルと位相スペクトルとに基づいて、上記基本信号成分
を打ち消すための相殺信号を導出し、上記相殺信号の基
本周波数成分と高調波成分とを上記伝搬経路途中に出力
させる。
を提供する。 【解決手段】 周期運転を行う騒音発生源から伝搬され
る音響信号を、上記音響信号の伝搬経路途中において打
ち消すための能動型消音装置１０が、上記伝搬経路の所
定位置で第１音響信号を測定する第１音響信号測定手段
３と、上記第１音響信号を打ち消すための第１相殺信号
を上記伝搬経路途中に配置された第１相殺信号発生手段
６から出力させる制御手段５とを備えてなり、上記制御
手段５は、複数のサンプリング時刻において測定された
上記音響信号を、上記騒音発生源の周期運転の位相の関
数として表される基本信号成分および上記位相とは独立
した関数として表される雑音信号成分に分離し、上記基
本信号成分をフーリエ級数展開して得られる振幅スペク
トルと位相スペクトルとに基づいて、上記基本信号成分
を打ち消すための相殺信号を導出し、上記相殺信号の基
本周波数成分と高調波成分とを上記伝搬経路途中に出力
させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、騒音源から放出さ
れる騒音を打ち消すような相殺信号を与えることで、能
動的な消音を行う能動型消音装置に関する。
れる騒音を打ち消すような相殺信号を与えることで、能
動的な消音を行う能動型消音装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスエンジン、ガスタービン、ディーゼ
ルエンジン、ガソリンエンジン、ポンプ、モータ等の内
燃機関、動力発生装置、発電機等の周期的な運転を行う
機械ではその周期運動に起因して騒音が発生し、その騒
音を低減するための消音装置が騒音源の下流側に設置さ
れている。これらの機械で発生する騒音で問題となるの
は、数Ｈｚ〜１０ＭＨｚ程度の周波数の騒音であるが、
約１２５Ｈｚ以上の周波数の騒音はグラスウールなどの
通常の消音部材によって打ち消すことができるため、低
周波の騒音を打ち消すことが求められる。
ルエンジン、ガソリンエンジン、ポンプ、モータ等の内
燃機関、動力発生装置、発電機等の周期的な運転を行う
機械ではその周期運動に起因して騒音が発生し、その騒
音を低減するための消音装置が騒音源の下流側に設置さ
れている。これらの機械で発生する騒音で問題となるの
は、数Ｈｚ〜１０ＭＨｚ程度の周波数の騒音であるが、
約１２５Ｈｚ以上の周波数の騒音はグラスウールなどの
通常の消音部材によって打ち消すことができるため、低
周波の騒音を打ち消すことが求められる。
【０００３】そのような要求から、発生する騒音（音響
信号）と同じ大きさの音圧を持ち、且つ位相が逆の逆位
相音響信号（相殺信号）を与えることで、騒音源で発生
する騒音を打ち消そうとする消音装置もある。その際、
相殺信号を算出する方法としては以下に説明する２つの
方法が代表的なものであった。第１の方法は、バンドパ
スフィルタを用いて騒音を周波数毎の音響信号に分離
し、その周波数毎に、音響信号と同じ大きさの音圧を持
ち、且つ位相が逆の逆位相音響信号を算出する方法であ
る。また、第２の方法は、騒音を時間→周波数へとフー
リエ変換することで、周波数毎の逆位相音響信号を算出
する方法である。
信号）と同じ大きさの音圧を持ち、且つ位相が逆の逆位
相音響信号（相殺信号）を与えることで、騒音源で発生
する騒音を打ち消そうとする消音装置もある。その際、
相殺信号を算出する方法としては以下に説明する２つの
方法が代表的なものであった。第１の方法は、バンドパ
スフィルタを用いて騒音を周波数毎の音響信号に分離
し、その周波数毎に、音響信号と同じ大きさの音圧を持
ち、且つ位相が逆の逆位相音響信号を算出する方法であ
る。また、第２の方法は、騒音を時間→周波数へとフー
リエ変換することで、周波数毎の逆位相音響信号を算出
する方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第１の
方法ではバンドパスフィルタの特性上、対応可能な周波
数帯域幅が狭く、且つ騒音を完全に周波数分離すること
ができないため、精度の高い消音装置を構成することが
できなかった。また、第２の方法では、騒音を時間→周
波数へとフーリエ変換しているため、十分な速度と精度
とでフーリエ変換を行うためには、非常に高速のサンプ
リングレートに対応可能な高性能の演算装置が必要であ
るという問題がある。
方法ではバンドパスフィルタの特性上、対応可能な周波
数帯域幅が狭く、且つ騒音を完全に周波数分離すること
ができないため、精度の高い消音装置を構成することが
できなかった。また、第２の方法では、騒音を時間→周
波数へとフーリエ変換しているため、十分な速度と精度
とでフーリエ変換を行うためには、非常に高速のサンプ
リングレートに対応可能な高性能の演算装置が必要であ
るという問題がある。
【０００５】本発明は上記の問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、精度の高い消音効果を有する能
動型消音装置を提供する点にある。
のであり、その目的は、精度の高い消音効果を有する能
動型消音装置を提供する点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明に係る能動型消音装置の第一の特徴構成は、特
許請求の範囲の欄の請求項１に記載の如く、周期運転を
行う騒音発生源から伝搬される音響信号を、前記音響信
号の伝搬経路途中において打ち消すための能動型消音装
置であって、前記伝搬経路の所定位置で第１音響信号を
測定する第１音響信号測定手段と、前記第１音響信号を
打ち消すための第１相殺信号を前記伝搬経路途中に配置
された第１相殺信号発生手段から出力させる制御手段と
を備えてなり、前記制御手段は、複数のサンプリング時
刻において測定された前記音響信号を、前記騒音発生源
の周期運転の位相の関数として表される基本信号成分お
よび前記位相とは独立した関数として表される雑音信号
成分に分離し、前記基本信号成分をフーリエ級数展開し
て得られる振幅スペクトルと位相スペクトルとに基づい
て、前記基本信号成分を打ち消すための相殺信号を導出
し、前記相殺信号の基本周波数成分と高調波成分とを前
記伝搬経路途中に出力させる点にある。
の本発明に係る能動型消音装置の第一の特徴構成は、特
許請求の範囲の欄の請求項１に記載の如く、周期運転を
行う騒音発生源から伝搬される音響信号を、前記音響信
号の伝搬経路途中において打ち消すための能動型消音装
置であって、前記伝搬経路の所定位置で第１音響信号を
測定する第１音響信号測定手段と、前記第１音響信号を
打ち消すための第１相殺信号を前記伝搬経路途中に配置
された第１相殺信号発生手段から出力させる制御手段と
を備えてなり、前記制御手段は、複数のサンプリング時
刻において測定された前記音響信号を、前記騒音発生源
の周期運転の位相の関数として表される基本信号成分お
よび前記位相とは独立した関数として表される雑音信号
成分に分離し、前記基本信号成分をフーリエ級数展開し
て得られる振幅スペクトルと位相スペクトルとに基づい
て、前記基本信号成分を打ち消すための相殺信号を導出
し、前記相殺信号の基本周波数成分と高調波成分とを前
記伝搬経路途中に出力させる点にある。
【０００７】上記課題を解決するための本発明に係る能
動型消音装置の第二の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項２に記載の如く、上記第一の特徴構成に加え
て、前記第１音響信号測定手段よりも前記伝搬経路に沿
って下流側で第２音響信号を測定する第２音響信号測定
手段を更に備え、前記制御手段が、前記第２音響信号を
フーリエ変換することで前記第２音響信号を打ち消すた
めの第２相殺信号を導出し、前記第１音響信号測定手段
よりも下流側であり、且つ前記第２音響信号測定手段よ
りも上流側の前記伝搬経路途中に配置された第２相殺信
号発生手段から前記第２相殺信号を出力させる点にあ
る。
動型消音装置の第二の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項２に記載の如く、上記第一の特徴構成に加え
て、前記第１音響信号測定手段よりも前記伝搬経路に沿
って下流側で第２音響信号を測定する第２音響信号測定
手段を更に備え、前記制御手段が、前記第２音響信号を
フーリエ変換することで前記第２音響信号を打ち消すた
めの第２相殺信号を導出し、前記第１音響信号測定手段
よりも下流側であり、且つ前記第２音響信号測定手段よ
りも上流側の前記伝搬経路途中に配置された第２相殺信
号発生手段から前記第２相殺信号を出力させる点にあ
る。
【０００８】上記課題を解決するための本発明に係る能
動型消音装置の第三の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項３に記載の如く、上記第一または第二の特徴構
成に加えて、基本周波数成分および基本周波数の１０次
以下の高調波成分を含む相殺信号が前記伝搬経路途中に
出力される点にある。
動型消音装置の第三の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項３に記載の如く、上記第一または第二の特徴構
成に加えて、基本周波数成分および基本周波数の１０次
以下の高調波成分を含む相殺信号が前記伝搬経路途中に
出力される点にある。
【０００９】以下に作用並びに効果を説明する。本発明
に係る能動型消音装置の第一の特徴構成によれば、十分
な数の音響信号が複数のサンプリング時刻において測定
され、その結果、測定された第１音響信号を、騒音発生
源の周期運転の位相の関数として表される基本信号成分
と、位相とは独立した関数として表される雑音信号成分
とに分離することができる。更に、その基本信号成分を
フーリエ級数展開して得られる振幅スペクトルと位相ス
ペクトルとに基づいて、上記基本信号成分を打ち消すた
めの第１相殺信号が導出され、その相殺信号の基本周波
数成分と高調波成分とを伝搬経路途中の第１音響信号が
測定された測定位置よりも上流側に出力することで、騒
音発生源から伝搬される音響信号を有意に打ち消すこと
ができる。
に係る能動型消音装置の第一の特徴構成によれば、十分
な数の音響信号が複数のサンプリング時刻において測定
され、その結果、測定された第１音響信号を、騒音発生
源の周期運転の位相の関数として表される基本信号成分
と、位相とは独立した関数として表される雑音信号成分
とに分離することができる。更に、その基本信号成分を
フーリエ級数展開して得られる振幅スペクトルと位相ス
ペクトルとに基づいて、上記基本信号成分を打ち消すた
めの第１相殺信号が導出され、その相殺信号の基本周波
数成分と高調波成分とを伝搬経路途中の第１音響信号が
測定された測定位置よりも上流側に出力することで、騒
音発生源から伝搬される音響信号を有意に打ち消すこと
ができる。
【００１０】本発明に係る能動型消音装置の第二の特徴
構成によれば、第１音響信号測定手段および第１相殺信
号発生手段に加えて第２音響信号測定手段および第２相
殺信号発生手段を備えることで、第１相殺信号によって
打ち消しきれなかった残存音響信号が存在した場合であ
っても、その残存音響信号を第２音響信号測定手段によ
って測定し、残存音響信号を打ち消すための第２相殺信
号を第２相殺信号発生手段から出力させることができる
ので、騒音発生源において発生された騒音を良好に打ち
消すことができる。
構成によれば、第１音響信号測定手段および第１相殺信
号発生手段に加えて第２音響信号測定手段および第２相
殺信号発生手段を備えることで、第１相殺信号によって
打ち消しきれなかった残存音響信号が存在した場合であ
っても、その残存音響信号を第２音響信号測定手段によ
って測定し、残存音響信号を打ち消すための第２相殺信
号を第２相殺信号発生手段から出力させることができる
ので、騒音発生源において発生された騒音を良好に打ち
消すことができる。
【００１１】本発明に係る能動型消音装置の第三の特徴
構成によれば、基本周波数成分および基本周波数の１０
次以下の高調波成分を含む相殺信号が上記伝搬経路途中
に出力されることで、発生した騒音の内の低周波成分を
有意に打ち消すことができる。
構成によれば、基本周波数成分および基本周波数の１０
次以下の高調波成分を含む相殺信号が上記伝搬経路途中
に出力されることで、発生した騒音の内の低周波成分を
有意に打ち消すことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本実施形態では、周期的な運転を
行う騒音源として内燃機関を考える。この内燃機関１は
周期的な定常運転（ほぼ一定回転速度の運転）を行って
いるものとする。内燃機関１が４サイクルのエンジンで
ある場合には、１周期は内燃機関１の２回転で規定され
る。従って、内燃機関１からは周期的に排気ガスが放出
されるのだが、その際に排気音が発生し、それが騒音と
なる。また、内燃機関１の運転による機械的なノイズも
また騒音となる。以上のような騒音は排気管（騒音伝搬
経路２）内を伝搬する。騒音伝搬経路２内には第１音響
信号測定手段３が設置されており、騒音伝搬経路２内部
を伝搬する騒音の音圧レベルを測定することができる。
尚、音響信号測定手段の具体例としてはマイクロホンな
どがある。
行う騒音源として内燃機関を考える。この内燃機関１は
周期的な定常運転（ほぼ一定回転速度の運転）を行って
いるものとする。内燃機関１が４サイクルのエンジンで
ある場合には、１周期は内燃機関１の２回転で規定され
る。従って、内燃機関１からは周期的に排気ガスが放出
されるのだが、その際に排気音が発生し、それが騒音と
なる。また、内燃機関１の運転による機械的なノイズも
また騒音となる。以上のような騒音は排気管（騒音伝搬
経路２）内を伝搬する。騒音伝搬経路２内には第１音響
信号測定手段３が設置されており、騒音伝搬経路２内部
を伝搬する騒音の音圧レベルを測定することができる。
尚、音響信号測定手段の具体例としてはマイクロホンな
どがある。
【００１３】まず、第１音響信号測定手段３で測定され
た第１音響信号はＡ／Ｄ変換器４に伝達され、所定のサ
ンプリング時刻で上記第１音響信号のサンプリングが行
われる。ここで、得られたサンプリングデータが多数の
場合（例えば、サンプリングレートが１０００回／秒で
数百〜数万のデータをサンプリングした場合など）、制
御手段５が、そのサンプリングデータを、内燃機関１の
周期運転の位相の関数として表される基本信号成分と、
上記位相とは独立した関数（例えば、時間の関数）とし
て表される雑音信号成分とに精度良く分離することがで
きる。制御手段５は、例えば、マイコンやデジタルシグ
ナルプロセッサ（ＤＳＰ）などの演算処理装置を用いて
構成される。
た第１音響信号はＡ／Ｄ変換器４に伝達され、所定のサ
ンプリング時刻で上記第１音響信号のサンプリングが行
われる。ここで、得られたサンプリングデータが多数の
場合（例えば、サンプリングレートが１０００回／秒で
数百〜数万のデータをサンプリングした場合など）、制
御手段５が、そのサンプリングデータを、内燃機関１の
周期運転の位相の関数として表される基本信号成分と、
上記位相とは独立した関数（例えば、時間の関数）とし
て表される雑音信号成分とに精度良く分離することがで
きる。制御手段５は、例えば、マイコンやデジタルシグ
ナルプロセッサ（ＤＳＰ）などの演算処理装置を用いて
構成される。
【００１４】従って、まず、時刻：ｔでの音響信号：ａ
を一定期間毎に測定したサンプリングデータを収集す
る。同時に、時刻：ｔでの内燃機関１の周期運転の位
相：θを測定したサンプリングデータを収集する。内燃
機関１の周期運転の位相：θは、クランク角（回転角位
置）センサなどを用いて測定することができる。
を一定期間毎に測定したサンプリングデータを収集す
る。同時に、時刻：ｔでの内燃機関１の周期運転の位
相：θを測定したサンプリングデータを収集する。内燃
機関１の周期運転の位相：θは、クランク角（回転角位
置）センサなどを用いて測定することができる。
【００１５】音響信号：ａは、内燃機関１の周期運転の
位相：θの関数として表される周期性信号：ａ（θ）
と、その位相には関係せず、時間の関数として表される
ランダム信号ａr（ｔ）との和で表すことができる。従
って、音響信号：ａは以下の数１で表される。また、内
燃機関１の回転数（ｒｐｍ）が既知であるならば、内燃
機関１の位相：θも時刻：ｔの関数として表すことがで
きる。
位相：θの関数として表される周期性信号：ａ（θ）
と、その位相には関係せず、時間の関数として表される
ランダム信号ａr（ｔ）との和で表すことができる。従
って、音響信号：ａは以下の数１で表される。また、内
燃機関１の回転数（ｒｐｍ）が既知であるならば、内燃
機関１の位相：θも時刻：ｔの関数として表すことがで
きる。
【００１６】
【数１】ａ＝ａ（θ）＋ａr（ｔ）
θ＝θ（ｔ）
【００１７】以下には、制御手段５が、第１音響信号測
定手段３において測定された第１音響信号の内の上記基
本信号成分のみを対象にして打ち消す第１相殺信号を導
出し、スピーカなどの第１相殺信号発生手段６を使用し
て伝搬経路途中の第１音響信号測定手段３よりも上流位
置で上記第１相殺信号を出力させることで、騒音が有意
に打ち消されることを説明する。
定手段３において測定された第１音響信号の内の上記基
本信号成分のみを対象にして打ち消す第１相殺信号を導
出し、スピーカなどの第１相殺信号発生手段６を使用し
て伝搬経路途中の第１音響信号測定手段３よりも上流位
置で上記第１相殺信号を出力させることで、騒音が有意
に打ち消されることを説明する。
【００１８】まず、基本信号成分をフーリエ級数展開す
ることで、振幅スペクトル（音圧レベル）：ｂnと位相
スペクトル：αnとを用いて以下の数２のように表すこ
とができる。
ることで、振幅スペクトル（音圧レベル）：ｂnと位相
スペクトル：αnとを用いて以下の数２のように表すこ
とができる。
【００１９】
【数２】
【００２０】従って、基本信号成分の振幅スペクトル
（音圧レベル）：ｂnを打ち消すための相殺信号：Ａnは
以下の数３で表される。数３において、ｆは基本周波数
であり、ｎは高調波の次数（ｎ＝２、３、４、・・）で
ある。尚、従来の技術の欄で説明したように、騒音の中
でも特に低周波成分を打ち消すことが求められるので、
ｎの値は１０以下であればよく、１０次を超える高周波
成分についてはグラスウールなどの消音部材を用いて打
ち消すこともできる。
（音圧レベル）：ｂnを打ち消すための相殺信号：Ａnは
以下の数３で表される。数３において、ｆは基本周波数
であり、ｎは高調波の次数（ｎ＝２、３、４、・・）で
ある。尚、従来の技術の欄で説明したように、騒音の中
でも特に低周波成分を打ち消すことが求められるので、
ｎの値は１０以下であればよく、１０次を超える高周波
成分についてはグラスウールなどの消音部材を用いて打
ち消すこともできる。
【００２１】
【数３】Ａn（ｔ）＝ｂnｓｉｎ｛ｎｆ（ｔ＋αn）｝
【００２２】ここで、∂2θ／∂ｔ2＝０（第１音響信号
の大きさが０）であるか、またはフィードバックの遅れ
時間（第１音響信号を測定してから第１相殺信号を出力
するまでの時間）が０であれば振動数：ｎｆの騒音を完
全に相殺することができることになるが、実際には両者
共に０でないので誤差が生じることとなる。遅れ時間を
Δｔとし、高周波数の項（ｎ＝３以上の項）を無視する
と、遅れ時間による相殺信号の誤差：ΔＡn（ｔ）は、
以下の数４で表すことができ、更に、∂θ／∂ｔ≒２π
ｆであるから、以下の数５が成立する。
の大きさが０）であるか、またはフィードバックの遅れ
時間（第１音響信号を測定してから第１相殺信号を出力
するまでの時間）が０であれば振動数：ｎｆの騒音を完
全に相殺することができることになるが、実際には両者
共に０でないので誤差が生じることとなる。遅れ時間を
Δｔとし、高周波数の項（ｎ＝３以上の項）を無視する
と、遅れ時間による相殺信号の誤差：ΔＡn（ｔ）は、
以下の数４で表すことができ、更に、∂θ／∂ｔ≒２π
ｆであるから、以下の数５が成立する。
【００２３】
【数４】
ΔＡn（ｔ）
＝Ａn（ｔ）−Ａn（ｔ−（∂2θ／∂ｔ2）／（∂θ／∂ｔ）・Δｔ2）
＝−（∂Ａn（ｔ）／∂ｔ）・（∂2θ／∂ｔ2）／（∂θ／∂ｔ）・Δｔ2
＝αn・ｎｆ・（∂2θ／∂ｔ2）／（∂θ／∂ｔ）・Δｔ2ｃｏｓ｛ｎｆ（ｔ＋
αn）｝
【００２４】
【数５】ΔＡn（ｔ）＝αn・ｎ／２π・（∂2θ／∂
ｔ2）・Δｔ2ｃｏｓ｛ｎｆ（ｔ＋αn）｝
ｔ2）・Δｔ2ｃｏｓ｛ｎｆ（ｔ＋αn）｝
【００２５】ここで、第１相殺信号を出力した第１相殺
信号発生手段６の下流側に残存する騒音である残存音響
信号：ＤはＡn（ｔ）とΔＡn（ｔ）の振幅の比であるか
ら、以下の数６が成立する。
信号発生手段６の下流側に残存する騒音である残存音響
信号：ＤはＡn（ｔ）とΔＡn（ｔ）の振幅の比であるか
ら、以下の数６が成立する。
【００２６】
【数６】Ｄ＝ｎ／２π・∂2θ／∂ｔ2・Δｔ2
【００２７】ここで、サンプリング周期が約１ｍｓｅｃ
であり、内燃機関１の周期運転の回転角速度の時間変化
率が１０2（１サンプリング周期において回転角速度が
±１０％変化する場合の値）程度であるので、音響信号
が約２０ｄＢ変化するとしても、Ｄ＜＜０．０１とな
り、残存音響信号は非常に小さい値になることが分か
る。従って、精度の高い消音効果を有する能動型消音装
置１０を提供することができることが証明された。尚、
以上の説明は、任意の次数の高調波に対して適用可能で
あることは明らかである。
であり、内燃機関１の周期運転の回転角速度の時間変化
率が１０2（１サンプリング周期において回転角速度が
±１０％変化する場合の値）程度であるので、音響信号
が約２０ｄＢ変化するとしても、Ｄ＜＜０．０１とな
り、残存音響信号は非常に小さい値になることが分か
る。従って、精度の高い消音効果を有する能動型消音装
置１０を提供することができることが証明された。尚、
以上の説明は、任意の次数の高調波に対して適用可能で
あることは明らかである。
【００２８】次に、図２に説明する能動型消音装置２０
は、図１に例示した能動型消音装置１０の構成と部分的
に同様である。図示するように、騒音伝搬経路２内には
第１音響信号測定手段３と第２音響信号測定手段７とが
設置されており、それぞれ騒音伝搬経路２内部を伝搬す
る騒音の音圧レベルを測定することができるように構成
されている。更に、騒音伝搬経路２内に相殺信号を発生
させることができる第１相殺信号発生手段６と第２相殺
信号発生手段９とが配置されている。尚、第２音響信号
測定手段７は、騒音源に対して第１音響信号測定手段３
および第１相殺信号発生手段６よりも下流側に配置され
ている。また、第２相殺信号発生手段９は、騒音源に対
して第１音響信号測定手段３および第１相殺信号発生手
段６よりも下流であり、且つ第２音響信号測定手段７よ
りも上流側に配置されている。従って、第２音響信号測
定手段７において測定される第２音響信号は、第２相殺
信号発生手段９から発生された第２相殺信号によって打
ち消された後の残存音響信号である。第１音響信号測定
手段３および第２音響信号測定手段７でそれぞれ測定さ
れた第１音響信号および第２音響信号は、Ａ／Ｄ変換器
４およびＡ／Ｄ変換器８においてサンプリングされた
後、制御手段５に伝達される。
は、図１に例示した能動型消音装置１０の構成と部分的
に同様である。図示するように、騒音伝搬経路２内には
第１音響信号測定手段３と第２音響信号測定手段７とが
設置されており、それぞれ騒音伝搬経路２内部を伝搬す
る騒音の音圧レベルを測定することができるように構成
されている。更に、騒音伝搬経路２内に相殺信号を発生
させることができる第１相殺信号発生手段６と第２相殺
信号発生手段９とが配置されている。尚、第２音響信号
測定手段７は、騒音源に対して第１音響信号測定手段３
および第１相殺信号発生手段６よりも下流側に配置され
ている。また、第２相殺信号発生手段９は、騒音源に対
して第１音響信号測定手段３および第１相殺信号発生手
段６よりも下流であり、且つ第２音響信号測定手段７よ
りも上流側に配置されている。従って、第２音響信号測
定手段７において測定される第２音響信号は、第２相殺
信号発生手段９から発生された第２相殺信号によって打
ち消された後の残存音響信号である。第１音響信号測定
手段３および第２音響信号測定手段７でそれぞれ測定さ
れた第１音響信号および第２音響信号は、Ａ／Ｄ変換器
４およびＡ／Ｄ変換器８においてサンプリングされた
後、制御手段５に伝達される。
【００２９】まず、内燃機関１から放出された騒音であ
る第１音響信号は、図１を参照して説明したような上述
の方法を用いて有意に打ち消される。第２音響信号測定
手段７において測定された残存騒音である第２音響信号
は、第１音響信号の場合と同様にＡ／Ｄ変換器８におい
てサンプリングされた後、制御手段５に伝達され、時間
の関数としてフーリエ変換され、第２音響信号と同じ音
圧レベルを有し、逆位相である第２相殺信号が導出され
る。その第２相殺信号が第２相殺信号発生手段９から騒
音伝搬経路２中に出力されることで、残存騒音である第
２音響信号についても有意に打ち消される。
る第１音響信号は、図１を参照して説明したような上述
の方法を用いて有意に打ち消される。第２音響信号測定
手段７において測定された残存騒音である第２音響信号
は、第１音響信号の場合と同様にＡ／Ｄ変換器８におい
てサンプリングされた後、制御手段５に伝達され、時間
の関数としてフーリエ変換され、第２音響信号と同じ音
圧レベルを有し、逆位相である第２相殺信号が導出され
る。その第２相殺信号が第２相殺信号発生手段９から騒
音伝搬経路２中に出力されることで、残存騒音である第
２音響信号についても有意に打ち消される。
【００３０】以上のように、騒音伝搬経路２途中の複数
の地点で測定されたそれぞれの騒音を打ち消すような相
殺信号を出力することで、騒音源からの騒音を測定する
マイクロホン等の音響信号測定手段の受信性能や、騒音
を相殺する信号を発生するスピーカ等の相殺信号発生手
段の出力性能に拘わらず、内燃機関１から放出された騒
音を高い精度で打ち消すことができる能動型消音装置が
提供される。
の地点で測定されたそれぞれの騒音を打ち消すような相
殺信号を出力することで、騒音源からの騒音を測定する
マイクロホン等の音響信号測定手段の受信性能や、騒音
を相殺する信号を発生するスピーカ等の相殺信号発生手
段の出力性能に拘わらず、内燃機関１から放出された騒
音を高い精度で打ち消すことができる能動型消音装置が
提供される。
【００３１】以上の実施形態では、周期的な運転を行う
騒音発生源として内燃機関などの回転機器を例にして説
明したが、往復運動を行う機器など、他の様々な周期的
に運転される騒音発生源について本発明に係る能動型消
音装置を適用可能である。
騒音発生源として内燃機関などの回転機器を例にして説
明したが、往復運動を行う機器など、他の様々な周期的
に運転される騒音発生源について本発明に係る能動型消
音装置を適用可能である。
【図１】能動型消音装置の構成を示す機能ブロック図で
ある。
ある。
【図２】能動型消音装置の別の構成を示す機能ブロック
図である。
図である。
１ 内燃機関
２ 騒音伝搬経路
３ 第１音響信号測定手段
４ Ａ／Ｄ変換器
５ 制御手段
６ 第１相殺信号発生手段
７ 第２音響信号測定手段
８ Ａ／Ｄ変換器
９ 第２相殺信号発生手段
１０ 能動型消音装置
２０ 能動型消音装置
Claims (3)
- 【請求項１】 周期運転を行う騒音発生源から伝搬され
る音響信号を、前記音響信号の伝搬経路途中において打
ち消すための能動型消音装置であって、 前記伝搬経路の所定位置で第１音響信号を測定する第１
音響信号測定手段と、 前記第１音響信号を打ち消すための第１相殺信号を前記
伝搬経路途中に配置された第１相殺信号発生手段から出
力させる制御手段とを備えてなり、 前記制御手段は、複数のサンプリング時刻において測定
された前記音響信号を、前記騒音発生源の周期運転の位
相の関数として表される基本信号成分および前記位相と
は独立した関数として表される雑音信号成分に分離し、 前記基本信号成分をフーリエ級数展開して得られる振幅
スペクトルと位相スペクトルとに基づいて、前記基本信
号成分を打ち消すための相殺信号を導出し、前記相殺信
号の基本周波数成分と高調波成分とを前記伝搬経路途中
に出力させる能動型消音装置。 - 【請求項２】 前記第１音響信号測定手段よりも前記伝
搬経路に沿って下流側で第２音響信号を測定する第２音
響信号測定手段を更に備え、 前記制御手段が、前記第２音響信号をフーリエ変換する
ことで前記第２音響信号を打ち消すための第２相殺信号
を導出し、前記第１音響信号測定手段よりも下流側であ
り、且つ前記第２音響信号測定手段よりも上流側の前記
伝搬経路途中に配置された第２相殺信号発生手段から前
記第２相殺信号を出力させる請求項１に記載の能動型消
音装置。 - 【請求項３】 基本周波数成分および基本周波数の１０
次以下の高調波成分を含む相殺信号が前記伝搬経路途中
に出力される請求項１または請求項２に記載の能動型消
音装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001376028A JP2003177760A (ja) | 2001-12-10 | 2001-12-10 | 能動型消音装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001376028A JP2003177760A (ja) | 2001-12-10 | 2001-12-10 | 能動型消音装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003177760A true JP2003177760A (ja) | 2003-06-27 |
Family
ID=19184309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001376028A Pending JP2003177760A (ja) | 2001-12-10 | 2001-12-10 | 能動型消音装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003177760A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013137370A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-11 | Jfe Steel Corp | 機械設備から発生する低周波音の低減化方法 |
| JP2018502249A (ja) * | 2014-12-19 | 2018-01-25 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 能動騒音制御システム |
| WO2018216578A1 (ja) * | 2017-05-22 | 2018-11-29 | 株式会社デンソー | 空調装置、及び、騒音低減装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01159406A (ja) * | 1987-12-15 | 1989-06-22 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | プロペラ音の能動消音方法及び装置 |
| JPH03174198A (ja) * | 1989-09-13 | 1991-07-29 | Takashi Mori | 消音システム |
| JPH09198106A (ja) * | 1996-01-17 | 1997-07-31 | Tokai Rubber Ind Ltd | 周期性信号の適応制御方法 |
-
2001
- 2001-12-10 JP JP2001376028A patent/JP2003177760A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01159406A (ja) * | 1987-12-15 | 1989-06-22 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | プロペラ音の能動消音方法及び装置 |
| JPH03174198A (ja) * | 1989-09-13 | 1991-07-29 | Takashi Mori | 消音システム |
| JPH09198106A (ja) * | 1996-01-17 | 1997-07-31 | Tokai Rubber Ind Ltd | 周期性信号の適応制御方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013137370A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-11 | Jfe Steel Corp | 機械設備から発生する低周波音の低減化方法 |
| JP2018502249A (ja) * | 2014-12-19 | 2018-01-25 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 能動騒音制御システム |
| US10436086B2 (en) | 2014-12-19 | 2019-10-08 | General Electric Company | Active noise control system |
| WO2018216578A1 (ja) * | 2017-05-22 | 2018-11-29 | 株式会社デンソー | 空調装置、及び、騒音低減装置 |
| JP2018193033A (ja) * | 2017-05-22 | 2018-12-06 | 株式会社デンソー | 空調装置、及び、騒音低減装置 |
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