JPH08338224A

JPH08338224A - 包囲型エンジンの騒音低減装置

Info

Publication number: JPH08338224A
Application number: JP7142810A
Authority: JP
Inventors: Kozo Nishikawa; 幸三西川
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1995-06-09
Filing date: 1995-06-09
Publication date: 1996-12-24
Anticipated expiration: 2017-01-28
Also published as: JP3250001B2

Abstract

(57)【要約】【目的】包囲型エンジン内の状況変化に対応して精
度、追従性の良いアクティブノイズコントロール（ＡＮ
Ｃ）を行う。【構成】包囲型エンジン内の換気ファンの回転数、通
風部の温度をパラメータとして、最適な、補償フィルタ
Ｂ係数値，補償フィルタＣ係数値，適応フィルタＷ係数
値を予め実験により求めておき、メモリ３１に記憶して
おく。そして、温度センサ３２、回転数センサ３３によ
って検出された現在の温度、回転数に基づいて、ＣＰＵ
３０が対応するフィルタ係数値をＡＮＣ処理部３７に転
送し、ＡＮＣ処理部３７が転送された各フィルタ係数値
を初期値としてＡＮＣ制御により包囲型エンジンのダク
ト口の騒音を低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は騒音低減装置に関し、よ
り詳しくは、防音壁などによって囲まれたエンジンの騒
音を低減する、包囲型エンジンの騒音低減装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、エンジン、排気ダクトの騒音
を低減する技術として吸音材、制振動材を設けるという
受動的な方法が提案されている。これに対し、近年、騒
音に対して同振幅、逆位相の相殺音を放射して、音波の
干渉効果により騒音を低減する能動的騒音制御（アクテ
ィブノイズコントロール、以下、ＡＮＣと称する）が実
用化され、各方面で盛んに研究されている。ＡＮＣによ
れば、吸音材では低減しにくい１００Ｈｚ付近〜５００
Ｈｚ付近の低周波の騒音においても低減効果を有するの
で、車室のこもり音、空調ダクト騒音などを低減するこ
とに使用されている（特公表平２−５０３２１９号、特
開平３−２０４３５４号公報等）。

【０００３】図１４は上記ＡＮＣの一例として、空調ダ
クト騒音を低減するダクト消音装置の概略ブロック図で
ある。同図において、空調ダクト１０１は左側から右側
に向かって空気が流れるように構成され、その空気の流
れにしたがって騒音も空調ダクト１０１を伝搬する。空
調ダクト１０１には上流側の参照騒音マイク１０２と、
排気口１０３近くの残留騒音マイク１０４が設けられ、
両マイク１０２，１０４の間に相殺音を発生するラウド
スピーカ１０５が設けられている。

【０００４】このダクト消音装置では、参照騒音マイク
１０２で検出される参照音が相殺音と干渉して、残留音
となり、残留騒音マイク１０４から検出された残留音信
号により残留音が最小となるようにＡＮＣ制御部１０６
の適応デジタルフィルタ係数を逐次更新することによ
り、ラウドスピーカ１０５から放射される相殺音を変化
させ、騒音を低減する。この消音装置の場合、実際の音
を消音する前に、参照騒音マイク１０２とラウドスピー
カ１０５間の電気音響特性の補償フィルタＢ、参照騒音
マイク１０２とラウドスピーカ１０５間の電気音響特性
の補償フィルタＣを予め求めておく、システム同定と呼
ばれる処理が必要となる。そして、実際の消音動作の
時、システム同定によって得られた補償フィルタＢ，補
償フィルタＣに基づいて、ＡＮＣ制御部１０６の適応デ
ジタルフィルタ係数を逐次更新することにより、ラウド
スピーカ１０５から放射される相殺音を変化させ騒音を
低減する。

【０００５】一方、近年、環境に優しい製品の開発が要
望され、エンジン発電機などおいて、騒音を低減するた
めにエンジンを防音ケースに収容する形態のものが好ま
れるようになっている。上記環境問題の高まりを考慮す
ると、上記ＡＮＣを包囲型エンジンに適用して騒音を低
減することが考えられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、自動
車、船室のキャビンなどの閉空間において、ＡＮＣを適
用した構成例、マフラの排気音を低減する装置などが提
案されているが、ＡＮＣを包囲型エンジンに適用して騒
音を低減する効果的な装置構成は開示されていないのが
現状である。

【０００７】また、エンジン発電機のような屋外などで
使用されるエンジンにおいては、温度などの周囲環境は
刻々と変化しており、また、エンジンの負荷、換気ファ
ンの回転数も変化するのが普通である。したがって、シ
ステム同定時において補償フィルタＢの係数値、補償フ
ィルタＣの係数値も実際に消音動作を行う時には、その
時の最適な電気音響特性と大きく外れた値となっている
場合が多い。

【０００８】システム同定時の基準状態を外れた状態に
おいて、システム同定時に設定した補償フィルタ係数値
を使用すると、適応フィルタ側の適応範囲を越えてしま
うことが生じる。この場合は、適応フィルタがうまく収
束することができないため包囲型エンジンの騒音低減の
低下を招いたり、ひどい時には騒音が増幅されることが
生じる。この問題に対して、フィルタ係数の計算速度を
できるだけ速めて、システムの追従性を高めることが考
えられるが、サンプリング時間内に多量の演算を行うこ
とのできる高速な専用プロセッサが必要となり、装置が
高価になる問題がある。

【０００９】

【発明の目的】本発明は上記の問題点に鑑みてなされた
ものであり、温度、エンジン回転数が変化しても、安価
な装置構成で十分な騒音低減性能が得られる、包囲型エ
ンジンの騒音低減装置を提供することを目的としてい
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの、請求項１の包囲型エンジンの騒音低減装置は、防
音壁でエンジンを包囲し、防音壁の所定位置に外気取り
入れ口と最終排出口とを設け、外気取り入れ口から外気
を取り入れて、最終排出口から換気風を排気する通風部
を設け、通風部内においてエンジンより最終排出口側に
エンジンの熱気を吸い出す吸い出しファンを設け、通風
部所定位置にエンジン音およびファン風切り音を含む騒
音を検出する参照騒音検出手段を設け、通風部の最終排
出口近くに残留騒音検出手段を設け、参照騒音検出手段
が配設された通風部位置より下流側で、残留騒音検出手
段が配設された通風部位置より上流側の所定位置に相殺
音発生手段を設け、通風部内の温度を検出する温度セン
サと吸い出しファンの回転数を検出するファン回転数セ
ンサとを設け、少なくとも相殺音発生手段と残留騒音検
出手段の間の電気音響特性を含む通風部の電気音響特性
を通風部内の温度、ファン回転数をパラメータとして予
め求め、格納した記憶手段を設け、消音処理動作におい
て、検出された温度、ファン回転数に基づいて、記憶手
段に格納された通風部の電気音響特性を選択し、その選
択された電気音響特性、参照騒音検出手段から検出され
た参照騒音信号、および残留騒音信号検出手段から検出
された残留騒音信号とに基づいて、最終排出口における
騒音を低減するように相殺音を発生させるように相殺音
発生手段を駆動するＡＮＣ制御手段を設けたことを特徴
とする。

【００１１】請求項２の包囲型エンジンの騒音低減装置
は、記憶手段が温度、ファン回転数をパラメータとして
最終的に相殺音の特性を決定する適応デジタルフィルタ
のフィルタ係数値を記憶しており、ＡＮＣ制御手段が選
択する電気音響特性に適応デジタルフィルタのフィルタ
係数値が含まれていることを特徴とする。

【００１２】

【作用】請求項１の包囲型エンジンの騒音低減装置によ
れば、温度が変化すれば音の伝わる速度も変化し、ま
た、換気ファンの回転数が変化すると通風部を流れる換
気風の速度も変化するので、相殺音もその影響を考慮す
る必要があるが、ＡＮＣ制御手段が検出された温度、フ
ァン回転数に基づいて記憶手段に格納された通風部の電
気音響特性を選択するので、消音しようとする時の状態
に対応した電気音響特性を適応制御の初期値とすること
ができる。したがって、消音できるフィルタ係数に収束
するまでの時間を短縮することができ、追従性、精度の
よい、ＡＮＣ制御を実現できる。

【００１３】請求項２の包囲型エンジンの騒音低減装置
によれば、最終的に相殺音の特性を決定する適応デジタ
ルフィルタのフィルタ係数値も消音しようとする時の状
態に応じて選択できるので、上記請求項１において選択
される相殺音発生手段と残留騒音検出手段の間の電気音
響特性、相殺音発生手段と参照騒音検出手段の間の電気
音響特性だけで処理するよりも、より一層、追従性、精
度のよい、ＡＮＣ制御を実現できる。なお、最終的に相
殺音の特性を決定する適応デジタルフィルタのフィルタ
係数値を選択するにあたり、適応デジタルフィルタのフ
ィルタ係数の収束性をみる評価関数を採用することによ
り、その選択を的確に行うことができる。

【００１４】

【発明の効果】上記作用において説明したように、請求
項１の発明によれば、下記の特有の効果を奏する。（イ）消音しようとする時の状態に対応した電気音響特
性を適応制御の初期値とすることができ、消音できるフ
ィルタ係数に収束するまでの時間を短縮することがで
き、追従性のよい、ＡＮＣ制御を実現できる。（ロ）温度だけでなく、包囲型エンジン内の換気ファン
によって起こる換気風の速度を考慮した電気音響特性も
記憶手段に格納されているので、包囲型エンジンの騒音
低減性能を高めることができる。（ハ）予めシステム同定に必要な電気音響特性を記憶手
段に保持しているので、エンジン始動時におけるシステ
ム同定処理が不要になり、システム同定に要する時間を
削減して、使い勝手の良い包囲型エンジンとすることが
できる。

【００１５】請求項２の発明は、請求項１の発明の効果
に加え、最終的に相殺音の特性を決定する適応デジタル
フィルタのフィルタ係数値も消音しようとする時の状態
に応じて選択できるので、より一層、追従性のよいＡＮ
Ｃ制御を実現できるという特有の効果を奏する。

【００１６】

【実施例】以下、実施例を示す添付図面によって詳細に
説明する。図１は本発明に係る包囲型エンジンの騒音低
減装置の一実施例としての包囲型エンジン発電機の騒音
低減装置の基本ブロック図、図２はＡＮＣ処理部と包囲
型エンジンの関係を示す概略ブロック図である。

【００１７】この騒音低減装置は、制御全体を処理する
中央処理装置（ＣＰＵ３０）と、ＡＮＣ処理を制御する
ＡＮＣ処理部３７と、各フィルタ係数値を記憶したメモ
リ３１（ＲＯＭ）と、ＣＰＵ３０に検出温度を入力する
温度センサ３２と、ＣＰＵ３０に吸い出しファンの回転
数を入力する回転数センサ３３と、ＡＮＣ処理部３７に
参照騒音信号を入力する参照騒音マイク２２と、ＡＮＣ
処理部３７に残留騒音信号を入力する残留騒音マイク１
９と、ＡＮＣ処理部３７からのアンチノイズ信号に基づ
いて相殺音を発生させるラウドスピーカ１６とを備えて
いる。メモリ３１内には、補償フィルタＢ、補償フィル
タＣ、適応フィルタＷ毎に温度、ファン回転数の組み合
わせに対応してフィルタ係数値が格納されている。図３
（Ａ）は騒音低減装置が適用される包囲型エンジンの構
成を示す縦断面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＢ−Ｂ線
横断面図である。

【００１８】この包囲型エンジン発電機１は、防音ケー
ス２のほぼ中央部にディーゼルエンジン３を配設すると
ともに、図中右側に発電機４を配設してある。ディーゼ
ルエンジン３の上側および側面には区画壁５を設け、区
画壁５の左側面にラジエータ６を取り付けることによ
り、防音ケース２内をエンジン３と発電機４が収容され
るエンジン発電室７と、排風通路８と、側面空間９とに
区画している。

【００１９】排風通路８はラジエータ６に臨ませて設け
られた上昇通路８ａと、防音ケース２の上壁２ａに設け
られた排出口１０と連通する排気通路８ｂとから構成さ
れている。ラジエータ６には吸い出し式のラジエータフ
ァン１１が取り付けられ、ラジエータファン１１はファ
ンベルトおよびプーリにより、エンジン３のクランク軸
に連動駆動される。ラジエータファン１１を駆動する駆
動軸には回転数を検出する回転数センサ３３が設けられ
ている。なお、ラジエータファン１１はクランク軸に連
動駆動されるので、回転数センサ３３はクランク軸の回
転数を検出するようにしてもよい。また、ラジエータフ
ァンとして電動ファンを採用した場合は、電動ファンの
駆動信号からファン回転数を検出してもよい。

【００２０】ラジエータ６に臨む上昇通路８ａには水平
方向に延びる円筒状マフラ１２が設けられ、ラジエータ
ファン１１の吸い出し風が円筒状マフラ１２の側面を通
って排気通路８ｂに流れるように構成してある。エンジ
ンの排気ポートは側面空間９を迂回する排気管２０ａに
よりマフラ１２に連通され、マフラ１２からの排気ガス
は排気管２０ｂにより防音ケース左壁を貫通して外部に
連通されている。

【００２１】防音ケース２の上壁２ａ上には、ラジエー
タ６側に基端部を有し、反対側にダクト出口１３ａを有
する略長方形状のダクト１３が固定され、排出口１０上
方のダクト部分には、ダクト１３を水平方向に２つの部
屋に区画する遮蔽壁１４が設けられている。この遮蔽壁
１４によって排出口１０は約半分ぐらい覆われた状態に
なっている。

【００２２】遮蔽壁１４によって区画された上側の部屋
（上部ダクト室１５と称する）にはスピーカ面をダクト
出口１３ａに向けて指向性のあるラウドスピーカ１６が
配設されている。また、下側の部屋（下部ダクト室１７
と称する）は上昇通路８ａ、排気通路８ｂを経た冷却風
がダクト出口１３ａ方向に導く機能を有している。ラウ
ドスピーカ１６は着脱自在に交換できるようにユニット
ケース１８に囲まれており、上部ダクト室１５と隙間な
く嵌合することにより、ラウドスピーカ１６のダクト１
３への取り付けが簡単に行えるようになっている。

【００２３】また、ダクト出口１３ａ近くの所定位置に
は、ダクト出口１３ａ付近の残留騒音を検出する残留騒
音マイク１９が配設されている。また、ダクト１３内で
上壁２ａ上にはダクト１３内の温度を検出する温度セン
サ３２が設けられている。マフラ１２より下流側の上昇
通路８ａ内には参照騒音マイク２２が設けられ、エンジ
ン騒音、ラジエータファン１１の風切り音、マフラ１２
のシャーシから透過した騒音（以下、マフラ透過騒音と
称する）が混在した状態の参照騒音を検出し、ＡＮＣコ
ントローラ２３に入力するようになっている。

【００２４】一方、防音ケース２の発電機４側の側壁２
ｂには、防音ケース２内を換気する外気を吸入する吸気
口２４が設けてあり、発電機４の上方には区画壁５に支
持された燃料タンク２５が設けてある。なお、吸気口２
４から、発電室７の上部、排風通路８、ダクト１３を経
てダクト口１３ａに至る風路が通風部２１を構成する。
また、燃料タンク２５の燃料供給口２６は図１において
紙面手前側の防音ケース２の上部に設けられている。エ
ンジン発電室７の略中央部位置にはエアクリーナ２７が
配設され、吸気口２４から吸入された外気を吸気管によ
り吸気ポートに供給する。

【００２５】騒音低減装置は、図１に示すように参照騒
音マイク２２、指向性のあるラウドスピーカ１６、残留
騒音マイク１９、ＡＮＣ処理部３７、ＣＰＵ３０、メモ
リ３１とから構成されており、ＡＮＣ処理部３７、ＣＰ
Ｕ３０、メモリ３１は図３（Ａ）に示すように防音ケー
ス２の下部位置にエンジンの熱の影響を受けないように
防熱部材２８に囲まれて配設されている。

【００２６】図２はＡＮＣ処理部３７の構成を示すブロ
ック図である。ＡＮＣ処理部３７は、制御音となる逆位
相波形の生成を行う適応デジタルフィルタ３８と、ＬＭ
Ｓ制御部３９と、参照騒音マイク２２とラウドスピーカ
１６間の補償フィルタ４０と、残留騒音マイク１９とラ
ウドスピーカ１６間の補償フィルタ４１とを含んで構成
されている。システム同定によって決定した電気音響特
性Ｂが補償フィルタ４０の初期値となり、電気音響特性
Ｃが補償フィルタ４１の初期値となる。ＬＭＳ法は、下
記数１に示す数式で演算されるアルゴリズムである。

【００２７】

【数１】

【００２８】但し、Ｗｎ：適応フィルタ係数（Ｗ［０］，Ｗ［１］，…，Ｗ
［Ｌ］）Ｘｎ：参照騒音信号（Ｘ［ｎ］，Ｘ［ｎ−１］，…，Ｘ
［ｎ−Ｌ］）ｅｎ：残留騒音信号ｎ：離散時間 μ：収束係数Ｌ：フィルタ次数である。上記包囲型エンジンの騒音低減装置の作用につ
いて図１〜図３および以下に示すフローチャートに基づ
いて説明する。図４はＣＰＵ３０が行う処理を示すフロ
ーチャートであり、ステップＳＰ１において温度、ファ
ン回転数の変化に伴う補償フィルタＢ、補償フィルタ
Ｃ、適応デジタルフィルタＷの初期値を包囲型エンジン
の機種毎に実験により求めてメモリ中に格納する初期設
定を行い、ステップＳＰ２において回転数センサ３３か
ら回転数を検出し、メモリ３１内の回転数内にあると判
別された場合は、ステップＳＰ３において温度センサ３
２から温度を検出し、メモリ３１内の温度内にあると判
別された場合はステップＳＰ４において検出された回転
数、温度に基づいて補償フィルタＢ、補償フィルタＣ、
適応デジタルフィルタＷを選択して補償フィルタＢをＡ
ＮＣ処理部３７の補正フィルタ４０ヘ、補償フィルタＣ
をＡＮＣ処理部３７の補正フィルタ４１ヘ、適応デジタ
ルフィルタＷを適応デジタルフィルタ３８の初期値に設
定する。

【００２９】そして、ステップＳＰ５において評価関数
を計算し、ステップＳＰ６において、評価関数に基づい
て適応デジタルフィルタＷのフィルタ係数の切換が必要
か否かを判別し、適応デジタルフィルタＷのフィルタ係
数の切換が必要であると判別された場合はステップＳＰ
７において適応デジタルフィルタＷのフィルタ係数を切
り換えて、切り換えられた適応デジタルフィルタＷを適
応デジタルフィルタ３８の初期値として設定して、ステ
ップＳＰ２に戻る。

【００３０】また、ステップＳＰ２において回転数、ス
テップＳＰ３において温度が正常に検出できないとき
は、ステップＳＰ８において異常処理を行って処理を終
了する。なお、ステップＳＰ６において適応デジタルフ
ィルタＷのフィルタ係数の補正が必要でないと判別され
た場合は、切換処理を行わずステップＳＰ２に戻る。図
５，図６はそれぞれ上記ＣＰＵ処理とは別に、ＡＮＣ処
理部３７が行う割り込み処理を示すフローチャートであ
る。図５に示す割り込み処理は例えば、サンプリング周
波数２．５ｋＨｚの間隔で行われる、いわゆる、ＡＮＣ
適応制御を示している。

【００３１】図５のステップＳＰ１において参照騒音信
号、残留騒音信号を取り込み、ステップＳＰ２において
前記選択された補償フィルタＣの係数値を初期値として
フィルタ係数を演算するとともにＬＭＳ法に基づいてフ
ィルタ係数を補正し、ステップＳＰ３において前記選択
された補償フィルタＢの係数値を初期値としてフィルタ
係数を演算するとともにＬＭＳ法に基づいてフィルタ係
数を補正し、ステップＳＰ４において前記選択された適
応デジタルフィルタ係数値Ｗを初期値として適応デジタ
ルフィルタＷの演算を行い、ステップＳＰ５においてＬ
ＭＳ法に基づいて適応デジタルフィルタＷの補正を行
い、ステップＳＰ６において補正された適応デジタルフ
ィルタ係数値に基づいてアンチノイズ（相殺音）を発生
する。

【００３２】図６の割り込み処理は例えば、１秒間隔で
行われる回転数、温度検出動作を示しており、ステップ
ＳＰ１において回転数を検出し、ステップＳＰ２におい
て温度を検出する。図７は図４のステップＳＰ５におい
て行われる評価関数ルーチンの一例を示すフローチャー
トである。図７のステップＳＰ１においてＬＭＳ法によ
るフィルタ係数の演算を行い、ステップＳＰ２において
１回のループにおけるフィルタ係数の２乗総和Ｓ
（ｎ）、即ち、Ｓ（ｎ）＝Ｗ₁ ²＋Ｗ₂ ²＋……＋Ｗ_n-1 ² ＋Ｗ_n ² を算出し、ステップＳＰ３において前回のループで求め
られている２乗総和Ｓ’（ｎ）との偏差 β＝Ｓ（ｎ）−Ｓ’（ｎ）を算出し、ステップＳＰ４において偏差βと基準値とを
比較することにより、偏差βの評価を行って評価関数の
処理を終わる。

【００３３】さらに説明する。エンジン発電機のような
屋外などで使用される包囲型エンジンにおいては、温度
などの周囲環境は刻々と変化しており、また、換気ファ
ンの風速も換気ファンの回転数によって変化する。この
ため基準温度、通風部を流れる換気風の基準速度の基準
条件を想定して、参照騒音マイク２２とラウドスピーカ
１６間の電気音響特性の補償フィルタＢ、残留騒音マイ
ク１９とラウドスピーカ間の電気音響特性の補償フィル
タＣを同定しても、この電気音響特性が最適な値になる
とは限らない。

【００３４】したがって、図１に示すようにファンの回
転数、通風部の温度をパラメータとして、最適な、補償
フィルタＢ係数値，補償フィルタＣ係数値，適応フィル
タＷ係数値を予め実験により求めておき、メモリ３１内
に記憶しておく。例えば、ファンの回転数を１０００ｒ
ｐｍ、２０００ｒｐｍ、３０００ｒｐｍ別の３種類に分
け、温度を−２０℃、０℃、２０℃、４０℃、６０℃の
５種類に分け、これらのフィルタ係数値を補償フィルタ
Ｂ，補償フィルタＣ，適応フィルタＷ毎に用意する。こ
の場合は全部で、３×５×３＝４５種類のフィルタ係数
がメモリ３１に記憶されることになる。

【００３５】そして、検出された回転数、温度の値が上
記組のどの組に近いかを判断して、その近い組の各フィ
ルタ係数値をＡＮＣ処理部３７に転送するのである。こ
のように構成することにより、現在の条件に最もふさわ
しい各フィルタの係数値から適応制御を行うことができ
るので、比較的低速のプロセッサでも収束時間を早める
こととできるとともに、精度の高い消音動作を達成する
ことができる。次に、図４のステップＳＰ５からステッ
プＳＰ７までの処理についてさらに説明する。

【００３６】図４のフローチャートにおいてステップＳ
Ｐ４において補償フィルタＢ，補償フィルタＣ，適応フ
ィルタＷの係数値がＡＮＣ処理部３７に転送され、図５
に示す適応制御が行なわれる。ここで適応デジタルフィ
ルタ３８の値が実際に残留騒音マイク１９の位置で残留
騒音が最小になるように収束に向かっているか否かを判
別できる評価関数があれば便利である。その理由は、ス
テップＳＰ４において仮に選択した適応フィルタＷの係
数値が不適切である場合には、ＬＭＳ法において多数の
演算を繰り返さないとフィルタ係数を収束させることが
できないため、そのような場合は演算を繰り返して適応
フィルタＷの係数値を最適なものに収束させるよりも、
適応フィルタＷの係数値の初期値を切換えた方が結果的
に収束までの時間を短縮できることになるからである。

【００３７】図８はデジタルフィルタの各タップにおけ
るウェイト値を示す図であり、横軸にデジタルフィルタ
のタップ数、縦軸にデジタルフィルタのウェイト値を取
ってある。ウェイト値はプラス、マイナスの両方の値を
取る。ある時点での各タップにおけるウェイト値が図８
のようになっていたとすると、適応制御の最初の段階で
は各タップのウェイト値は大きくばらつく（振れ幅Ｄで
示す）が、適応制御の最終の段階では各タップのウェイ
ト値はほとんど変化しない状態（振れ幅ｄで示す）にな
る。

【００３８】この収束状態では図９に示すようにデジタ
ルフィルタのフィルタ係数の総和ΣＷはある一定値ｐに
なる。ところが、ウェイト値はプラス、マイナスの値を
取り得るので、収束の過程において図９に示すように一
定値ｐを中心として上下に値が振れることになる。ま
た、フィルタ係数の総和を求めるときに、減算を行わな
ければならないので計算に時間がかかり、演算能力の低
いＣＰＵ３０を採用した場合にはフィルタ係数の収束
性、即ち、ＡＮＣ制御の追従性も低下することになる。

【００３９】そこで、デジタルフィルタのフィルタ係数
の２乗値を考えると、図１０に示すように各フィルタ係
数はプラスの値になり、図１１に示すようにフィルタ係
数の２乗総和もある一定値ｑに収束することになる。こ
のように、フィルタ係数の２乗総和を取ることにより、
収束の程度が単にフィルタ係数の総和を取るよりも速め
ることができるとともに、総和の計算において減算を行
わなくてもよいので計算に要する時間を短縮することが
できる。

【００４０】さらに、ある時点におけるデジタルフィル
タのフィルタ係数の２乗総和Ｓ（ｎ）と前のループのデ
ジタルフィルタのフィルタ係数の２乗総和Ｓ’（ｎ）の
差βを取り、その大きさを調べることにより現在の収束
状態を知ることができる。よって、差βが大きければ選
択されたフィルタ係数Ｗが適切でないとして、図４のス
テップ７において、フィルタ係数Ｗを切換えるようにす
る。このようにすれば、適切でないフィルタ係数Ｗが初
期値となることによる、ＡＮＣ制御の発散の発生を抑制
して、追従性の良い条件を短時間に求めることができ
る。

【００４１】なお、差の算出において、βのばらつきを
押さえて積分効果を得るために、図１２の評価関数ルー
チンに示すように複数ループの総和、例えば、フィルタ
次数ｋの整数ｉ倍の周期にわたる積和総和Ｓｋ（ｎ）と
総和Ｓｋ’（ｎ）との差β’に基づいて収束係数を設定
する方法も採用することができる。フィルタ次数ｋの整
数ｉ倍とは、例えば、フィルタの段数が２０ならば、２
０×ｉ（１，２，３，４，…，ｎ）であり、２０，４
０，６０，８０，…のループの総和を取ることを意味す
る。このようにフィルタ次数ｋの整数ｉ倍を取ることに
より実験的に収束性が良くなることを確認している。

【００４２】次に、図３に示す包囲型エンジンの作用に
ついて説明する。エンジンが始動すると、クランク軸に
連動するラジエータファン１１も駆動して図１において
符号Ｍで示す冷却風が発生する。また参照騒音マイク２
２からエンジン音、マフラ透過騒音、ファンの風切り音
などを含んだ参照騒音信号Ｘｎを得るとともに、残留騒
音マイク１９から残留騒音信号ｅｎを入力する。そし
て、ＡＮＣ処理部がダクト部内に向けて相殺音を発生さ
せて、ダクト出口から漏れる騒音を低減する。

【００４３】なお、必要に応じて図１に示すように遮蔽
壁１４を設け、指向性のラウドスピーカ１６を採用し、
ラウドスピーカ１６からの音が参照騒音マイク２２に入
りにくいように構成することにより、システム同定時の
補償フィルタＢの同定、ＡＮＣ処理時の補償フィルタＢ
の演算を省略することができ、消音における適応速度、
および精度を高めることができる。

【００４４】また、参照騒音マイク２２を冷却風の流れ
において円筒状マフラ１２、ラジエータファン６より下
流側に位置させているので、エンジン騒音のみならず、
マフラ１２のシャーシ面からの透過騒音（以下、マフラ
透過騒音と称する）、ラジエータファン１１の風切り音
をも検出でき、マフラ透過騒音、ラジエータファン１１
の風切り音もラウドスピーカで消音することができる。
さらに、円筒状マフラ１２がラジエータファン１１の下
流側で、吸い出し風放出面に対向する位置に設けられて
いるので、円筒状マフラ１２の上下側面を冷却風が流
れ、マフラを冷却することができる。このマフラの冷却
によりマフラ透過騒音の周波数変化幅が小さくなり、Ａ
ＮＣ制御において消音しやすくなる利点がある。さら
に、マフラ１２をエンジン発電室７に設けず、上昇通路
８ａに設けたことにより、エンジン発電室７の温度上昇
を抑制することができる。

【００４５】

【実施例２】図１３はこの発明の第２実施例を示す図で
あり、図１３（Ａ）は包囲型エンジン発電機の騒音低減
装置の構成を示す概略縦断面図、図１３（Ｂ）は左側面
図、図１３（Ｃ）は排風ダクトケースを取り外した状態
の右側面図である。この第４実施例が前記第１実施例と
比べて特徴的な点は、包囲型エンジンの構造を変えた点
にある。この包囲型エンジン発電機５１は、直方体形状
の６つの防音壁で構成された防音ケース２の図中右側に
ディーゼルエンジン３を配設するとともに、図中左側に
エンジン発電機４を配設してある。また、右側防音壁２
ｂの略中央位置に排出口１０を開口し、左側防音壁２ｃ
の下部位置に吸気口２４を開口している。

【００４６】右側防音壁２ｂには排出口１０を上側から
覆うように排風口５２を備えた導風板５３が取り付けら
れ、さらにその導風板５３を収容するように排風ダクト
ケース５４が右側防音壁２ｂに取り付けられている。排
風ダクトケース５４の右側上部には、ダクト出口５５が
設けられ、そのダクト出口５５に所定の排気面積を有す
る金網が張設されている。導風板５３内には水平方向に
延びる円筒状マフラ１２が設けられており、エンジン３
の吸気ポートとマフラ１２とを第１排気管２０ａにより
連通するとともに、マフラ１２を経た排気ガスは第２排
気管２０ｂにより排風ダクトケース３４側面から外部へ
放出されるようになっている。排風ダクトケース５４の
下部位置には排風ダクトケース内の温度を検出する温度
センサ３２が設けられている。なお、吸気口２４には所
定の排気面積を有する金網が張設されている。

【００４７】ラジエータ６は排出口１０に臨ませて配設
されており、ラジエータ６にはファンベルトによりクラ
ンク軸と連動駆動されるラジエータファン１１が取り付
けられている。このラジエータファン１１は防音ケース
２内の空気を吸い出す形のファンとなっている。また、
エンジン３の上方には吸気管に連通するエアクリーナ２
７を設けている。

【００４８】この実施例に係る包囲型エンジン発電機５
１は、ダクト出口５５からの騒音を低減する排気側騒音
低減装置を備えている。排気側騒音低減装置は、円筒状
マフラ１２より下流側で、導風板５３に囲まれた空間で
ある排気導風室５６内に設けられた参照騒音マイク２２
と、排風ダクトケース５４内で防音壁２ｂの上部位置に
設けられたラウドスピーカ１６と、ダクト出口５５上側
の端部位置に設けられた残留騒音マイク１９と、ラジエ
ータファン１１の回転数を検出する回転数センサ３３
と、排風ダクトケース５４内に設けられた温度センサ３
２と、ＣＰＵ（図示せず）と、メモリ（図示せず）と、
ＡＮＣ処理部（図示せず）とから構成されている。

【００４９】なお、エンジン３と発電機４は防音ケース
２の底壁２ｄの所定箇所に配設された防振ゴム５７を介
して防音ケース２内に収容されているので、エンジン３
および発電機４の振動が防音ケース２に伝わることが軽
減されている。また、防音ケース２内左上部の吸気口２
４を塞がない位置には燃料タンク２５が配設され、防音
ケース上壁２ａに設けられた燃料供給口２６から燃料を
供給できるようになっている。

【００５０】上記構成のエンジン発電機の騒音低減装置
の作用について説明する。エンジン発電機５１のエンジ
ン３が運転され、発電が開始されると、エンジンのクラ
ンク軸に連動するラジエータファン１１が駆動して吸気
口２４から外気が吸入される。吸入された外気は防音ケ
ース２を流れ、発電機４およびエンジン３を冷却した
後、排風ダクトケース５４内の排気導風室５６、排気上
昇風路５８を流れ、ダクト出口５５から排風される（図
中矢印Ｍ参照）。なお、この排風路が通風部２１を構成
する。

【００５１】そして、前記第１実施例と同様にして、温
度、ファン回転数に基づいて各フィルタ係数値をメモリ
３１から選択して、環境条件にあったＡＮＣ制御を行う
ようにする。この実施例においても、マフラ１２がラジ
エータファン１１より下流側でラジエータファン１１と
対向して設けられ、防音ケース２内に設けられていない
構成となっているので、ラウドスピーカ１６の相殺音で
マフラ透過騒音も消音できるとともに、マフラ１２の冷
却、マフラ１２の熱による防音ケース２内の温度上昇を
抑制することができる利点がある。さらに前記第１実施
例の構成は、ダクト１３を防音ケース２の上に形成した
ので、幅方向のスペースをコンパクト化できるのに対
し、この第２実施例の構成では排風ダクトケース５４を
防音ケースの側壁に設けているので、高さ方向のスペー
スをコンパクト化できる。

【００５２】この発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、この発明の要旨を変更しない範囲内において種
々の設計変更を施すことが可能である。以下、そのよう
な実施例を説明する。（１）本発明はエンジン発電機以外の包囲型エンジン装
置にも広く適用ができることは明らかである。（２）前記実施例ではラウドスピーカ１６、参照騒音マ
イク２２、残留騒音マイク１９がそれぞれ１個である実
施例を例示したが、ラウドスピーカ１６、参照騒音マイ
ク２２、残留騒音マイク１９がそれぞれ複数個である場
合にも本発明は適用できる。この場合は、複数のマイ
ク、ラウドスピーカ間の多くの電気音響特性を同定する
ことが必要になるので、予めＲＯＭなどに記憶しておく
利点は大きくなる。（３）前記実施例では、マフラ透過騒音もＡＮＣで低減
するように構成したが、通風部内にマフラ１２の排気ガ
スもダクトに出すように構成すれば、マフラ透過騒音の
みならず、排気管２２ｂから放出されるマフラ音もＡＮ
Ｃで低減することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る包囲型エンジンの騒音低減装置の
一実施例としての包囲型エンジン発電機の騒音低減装置
の基本ブロック図である。

【図２】ＡＮＣ処理部と包囲型エンジンの関係を示す概
略ブロック図である。

【図３】図３（Ａ）は騒音低減装置が適用される包囲型
エンジンの構成を示す縦断面図、図３（Ｂ）は図３
（Ａ）のＢ−Ｂ線横断面図である。

【図４】ＣＰＵが行う処理を示すフローチャートであ
る。

【図５】ＡＮＣ処理部が行うＡＮＣ制御を示すフローチ
ャートである。

【図６】ファン回転数、温度の検出処理を示すフローチ
ャートである。

【図７】評価関数ルーチンの処理を示すフローチャート
である。

【図８】デジタルフィルタのウェイト値を示す図であ
る。

【図９】フィルタ係数の総和が一定値に収束していくよ
うすを示す図である。

【図１０】デジタルフィルタのウェイト値の２乗値を示
す図である。

【図１１】フィルタ係数の２乗総和が一定値に収束して
いくようすを示す図である。

【図１２】他の評価関数の処理を示すフローチャートで
ある。

【図１３】本発明の第２実施例を示す図であり、図１３
（Ａ）は包囲型エンジン発電機の騒音低減装置の構成を
示す概略縦断面図、図１３（Ｂ）は左側面図、図１３
（Ｃ）は排風ダクトケースを取り外した状態の右側面図
である。

【図１４】空調ダクト騒音を低減する、従来のダクト消
音装置の概略ブロック図である。

【符号の説明】

２…防音ケース、３…エンジン、５…区画壁、１１…ラ
ジエータファン、１２…円筒状マフラ、１３ａ…ダクト
出口、１６…ラウドスピーカ、１９…残留騒音マイク、
２１…通風部、２２…参照騒音マイク、２４…吸気口、
３１…メモリ、３２…温度センサ、３３…回転数セン
サ、３７…ＡＮＣ処理部、３８…適応デジタルフィル
タ、５３…導風板、５４…排風ダクトケース、５５…ダ
クト出口。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ１０Ｋ 11/16 Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】防音壁(2,5)(2,53,54)でエンジン(3)を
包囲し、防音壁(2,5,)(2,53,54)の所定位置に外気取り
入れ口(24)と最終排出口(13a)(55)とを設け、外気取り
入れ口(24)から外気を取り入れて、最終排出口(13a)(5
5)から換気風を排気する通風部(21)を設け、通風部(21)内においてエンジン(3)より最終排出口(13a)
(55)側にエンジン(3)の熱気を吸い出す吸い出しファン
(11)を設け、通風部所定位置にエンジン音およびファン風切り音を含
む騒音を検出する参照騒音検出手段(22)を設け、通風部(21)の最終排出口(13a)(55)近くに残留騒音検出
手段(19)を設け、参照騒音検出手段(22)が配設された通風部(21)位置より
下流側で、残留騒音検出手段(19)が配設された通風部(2
1)位置より上流側の所定位置に相殺音発生手段(16)を設
け、通風部(21)内の温度を検出する温度センサ(32)と吸い出
しファン(11)の回転数を検出するファン回転数センサ(3
3)とを設け、少なくとも相殺音発生手段(16)と残留騒音検出手段(19)
の間の電気音響特性を含む通風部(21)の電気音響特性を
通風部(21)内の温度、ファン回転数をパラメータとして
予め求め、格納した記憶手段(31)を設け、消音処理動作において、検出された温度、ファン回転数
に基づいて、記憶手段(31)に格納された通風部(21)の電
気音響特性を選択し、その選択された電気音響特性、参
照騒音検出手段(22)から検出された参照騒音信号、およ
び残留騒音信号検出手段(19)から検出された残留騒音信
号とに基づいて、最終排出口(13a)(55)における騒音を
低減するように相殺音を発生させるように相殺音発生手
段(16)を駆動するＡＮＣ制御手段(37)を設けたことを特
徴とする、包囲型エンジンの騒音低減装置。
【請求項２】記憶手段(31)が温度、ファン回転数をパ
ラメータとして最終的に相殺音の特性を決定する適応デ
ジタルフィルタ(38)のフィルタ係数値を記憶しており、
ＡＮＣ制御手段(37)が選択する電気音響特性に適応デジ
タルフィルタ(38)のフィルタ係数値が含まれている、請
求項１に記載の包囲型エンジンの騒音低減装置。