JPH0953460A

JPH0953460A - 包囲型エンジンの騒音低減装置

Info

Publication number: JPH0953460A
Application number: JP8003689A
Authority: JP
Inventors: Kozo Nishikawa; 幸三西川
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1995-06-09
Filing date: 1996-01-12
Publication date: 1997-02-25

Abstract

(57)【要約】【目的】システム同定処理時間を短縮するともに、精
度、追従性の良い消音動作を行うことができる包囲型エ
ンジンを提供する。【構成】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
を設けた包囲型エンジンの騒音低減装置にアクティブノ
イズコントロール（ＡＮＣ）を適用し、修正学習法に基
づくシステム同定部によりシステム同定を行い、ＬＭＳ
法に基づくＡＮＣ処理部により実際の音を消すＡＮＣ処
理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は包囲型エンジンの騒
音低減装置に関し、より詳しくは、能動的騒音制御によ
って騒音源の騒音を低減する、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約１００Ｈｚ付近〜５０
０Ｈｚ付近の低周波の騒音においても低減効果を有する
ので、エンジン排気音、車室のこもり音などを低減する
ことに使用されている（特公表平２−５０３２１９号、
特開平３−２０４３５４号公報など）。

【０００３】例えば、図２０に示すダクト１００の上流
側に参照騒音マイク１０１を、下流のダクト口１００ａ
近くに残留騒音マイク１０２を配設し、参照騒音マイク
１０１より下流側でダクト口１００ａよりも上流の所定
位置にアンチノイズスピーカ１０３を配設したＡＮＣ装
置がある。この装置においてＡＮＣ制御を実現するため
には、消音しようとするダクト１００の電気音響系Ｈの
伝達特性を予め調べるために、ＡＮＣ制御を行う時とほ
ぼ同じアルゴリズムで参照騒音マイク１０１とアンチノ
イズスピーカ１０３間の電気音響特性Ｂ、残留騒音マイ
ク１０２とアンチノイズスピーカ１０３間の電気音響特
性Ｃを正確に求めることが必要になる。このような処理
はシステム同定と呼ばれている。フィルタ１０７は上記
電気音響特性Ｂを補償（図２０において＜Ｂ＞は特性Ｂ
を補償することを示す）して参照騒音マイク１０１とア
ンチノイズスピーカ１０３間のハウリングを防止するも
のであり、フィルタ１０８は上記電気音響特性Ｃを補償
して残留騒音マイク１０２位置での消音を可能にするも
のである。

【０００４】上記電気音響特性Ｂ，Ｃの同定は具体的に
は、Ｍ系列ランダムノイズをラウドスピーカ１０３より
出力し、それぞれの電気音響特性を通って、参照騒音マ
イク１０１および残留騒音マイク１０２から得られる信
号に対して、ＡＮＣ制御により適応デジタルフィルタを
適応させることにより行われる。つまりラウドスピーカ
１０３からＭ系列ランダムノイズを出力し、全ての周波
数の音に対して伝達関数の入出力関係を特定するのであ
る。なお、図２０において符号１０４はＡＮＣ処理装置
であり、符号１０５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で、常に最大の消音量が得ら
れるように干渉結果に基づく残留騒音信号に従って、フ
ィルタ係数を更新する。この適応デジタルフィルタ１０
５の適応アルゴリズム部１０６は、スピーカ１０３から
出された相殺音が包囲型エンジンの騒音を低減するよう
に、上記参照入力信号Ｘｎと残留騒音マイクからの残留
騒音信号ｅｎとに基づいて残留騒音信号ｅｎが最小とな
るように適応デジタルフィルタ１０５のフィルタ係数を
更新する。

【０００５】残留騒音信号ｅｎが最小となるように、適
応デジタルフィルタ１０５のフィルタ係数を最適値にす
る方法としては、例えば、Ｂ．Ｗｉｄｒｏｗらが提案し
た「Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−ｘＬＭＳアルゴリズム」が周知
である。このアルゴリズムでは、例えば下記式により
適応デジタルフィルタ１０５のフィルタ係数を再帰的に
更新する。Ｗ_n+1＝Ｗ_n＋２μｅ_n・Ｘ_n …… 但し、Ｗｎ：適応デジタルフィルタ係数（Ｗ［０］，Ｗ
［１］，…，Ｗ［Ｌ−１］）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。

【０００６】ここで、収束係数μは正のスカラで毎回の
繰り返しにおける補正量の大きさを制御するパラメータ
であり、ステップサイズパラメータとも呼ばれる。式
によれば、参照騒音信号Ｘｎと残留騒音信号ｅｎが与え
られると、収束係数μを適宜設定していくだけで、自乗
平均誤差（ＭＳＥ）は最小値に達し、フィルタ係数Ｗｎ
（タップ重み）が最適値をもつことになる。この収束係
数μの値をどのように設定するかはＡＮＣの適応システ
ムの性能を決定する極めて重要なパラメータである。し
かし、この収束係数μの設定に関して理論的な解決はな
されておらず、現在のＡＮＣ制御においては０．０１，
……，０．００１程度の値として、試行錯誤的に設定し
ているのが現状である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】したがって、収束係数
の設定が不適切である場合には、いくら演算を繰り返し
ても最適値にたどり着くことができず、結果として騒音
の低減に至らなかったり、最適値にたどり着くまで長時
間が必要になり、結果として期待する騒音低減レベルが
なかなか得られないという問題があった。また、図２１
に示すように包囲型エンジンの騒音はクランクシャフト
や冷却ファンシャフトの回転数に起因する基本周波数お
よびその高調波、ファンの風切り音、防音ケースの振動
音などを含み、複雑なスペクトルを有している。したが
って周期的な騒音を低減する場合と違って騒音の不確定
要素が大きく、実際に包囲型エンジンの騒音を低減する
には、実際の包囲型エンジンの構成に合致したＡＮＣシ
ステムを考える必要がある。さらに包囲型エンジンは包
囲体内部を冷却するために冷却風を起こすことが必須で
あり、エンジン騒音、振動とは別に冷却風による影響も
考慮しなければならない。具体的には冷却風の流れとＡ
ＮＣ消音制御ができるダクト構成を考えることなどが必
要になる。

【０００８】

【発明の目的】本発明は上記の課題に鑑みてなされたも
のであり、ＡＮＣを包囲型エンジンに適用した場合に、
前記収束係数の設定を早く、適切なものにできるように
して、システム同定処理作業を短時間で行えるととも
に、ＡＮＣ処理動作の騒音低減性能を高めることができ
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
とする。また、本発明の第２の目的として、ＡＮＣを包
囲型エンジンに適用した場合に、消音効果を向上できる
実用的な包囲型エンジンの騒音低減装置の具体的構成を
提供することがある。

【０００９】

【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、通風部の所定位置にエ
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、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修正学習
同定法に基づいて求めるシステム同定手段を設け、参照
騒音検出手段の参照騒音信号と残留騒音検出手段の残留
騒音信号とを検出し、ＬＭＳ法を使用するとともに、検
出された２つの騒音信号と前記システム同定処理により
得られた電気音響特性に基づいて最終排出口における騒
音を打ち消す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処理手段を設けたことを特徴とする。

【００１０】請求項２の騒音低減装置は、修正学習同定
法、ＬＭＳ法における収束係数μをフィルタ係数の２乗
総和に基づいて設定する収束係数設定手段を有する。請
求項３の騒音低減装置は、フィルタ係数の２乗総和をフ
ィルタ次数の整数倍だけ繰り返して加算し、その整数倍
加算値と前回の整数倍加算値との差を求め、その差に基
づいて収束係数を設定する収束係数設定手段を有する。
請求項４の騒音低減装置は、吸い出しファンより下流側
で、吸い出しファンによる吸い出し風が吹き付ける通風
部の位置にエンジンのマフラを設け、参照騒音検出手段
をエンジン音、ファン風切り音、マフラのシャーシから
の透過騒音が検出できる通風部位置に設けている。

【００１１】請求項５の騒音低減装置は、包囲体内にエ
ンジンを収容し、包囲体の所定箇所に少なくとも吸気口
と排気口を設け、吸気口から外気を取り入れて排気口か
ら排気する包囲型エンジンの騒音を低減するために、少
なくとも排気口に連通する排気側ダクトが包囲体周囲に
形成され、排気口に近い騒音を検出する一次騒音検出マ
イクと、排気側ダクトのダクト口に近い騒音を検出する
残留騒音検出マイクと、排気側ダクト内に配設された相
殺音発生手段と、一次騒音信号および残留騒音信号に基
づいてダクト口における騒音を打ち消す相殺音を発生さ
せるように相殺音発生手段を駆動するＡＮＣ処理手段と
を備え、排気側ダクトは、排気口を上側から覆うように
下側に排風口のある袋状の導風板と、排気口のある包囲
体の壁面に導風板を収容するように設けられた上壁に開
口のある長方体椀状の排風ダクトケースと、上壁で排風
ダクトケースと区画され開口と連通するとともに水平方
向に延びる水平ダクトとから構成され、排気口から出た
冷却風が導風板で囲まれた排気導風室、導風板と排風ダ
クトケースで形成される排気側上昇風路、水平ダクト内
の水平風路を経てダクト口から排出されるように構成さ
れ、さらにＡＮＣ処理手段の収束係数μをフィルタ係数
の２乗和に基づいて設定する収束係数設定手段を設けた
ことを特徴とする。請求項６の騒音低減装置は、フィル
タ係数をメモリに格納し、フィルタ係数の最大値、最小
値を検索し、その最大値、最小値の格納アドレスが固定
化された状態を検出して、収束係数の切換が必要である
か否かの評価処理に以降することを特徴とする。請求項
７の騒音低減装置は、最大値、最小値の２乗値をそれぞ
れ求め、２つの２乗値を加算して、前記フィルタ係数の
２乗和としたことを特徴とする。

【００１２】

【作用】請求項１の騒音低減装置であれば、吸い出しフ
ァンを通風部内に設けることにより、排気側の最終排出
口と吸い出しファンが配設された位置との間に相殺音が
放出される領域を形成することができるので、ＡＮＣ制
御を行なう上で有利な構成とすることができる。また、
通風部の電気音響特性を修正学習同定法に基づいて求め
るシステム同定手段を設けることにより、収束が速くシ
ステム同定に要する時間を短くすることができる。さら
に、演算の簡単なＬＭＳ法を使用するＡＮＣ処理手段を
設けることにより、適応フィルタの次数を拡大でき、騒
音低減性能を向上できる。

【００１３】また、通風部の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
段を設けることにより、エンジン音、ファン風切り音を
消音することができ、包囲型エンジン全体の騒音レベル
を低減することができる。

【００１４】請求項２の騒音低減装置によれば、システ
ム同定時、ＡＮＣ制御時の適応制御の最初の段階では、
各ＡＮＣ制御アルゴリズムのフィルタ係数の更新式によ
って定まる各フィルタ係数（タップ重み）がばらつくた
め、フィルタ係数の２乗総和を算出すると、各更新のル
ープにおいて大きくばらつく。ところが、適応制御の最
終の段階では、各フィルタ係数がほとんど変化しないた
め、２乗総和の値も安定してくる。この状態の変化をな
んらかの評価基準で評価することにより、収束係数の設
定の目安にすることができる。また、フィルタ係数の２
乗を取ることにより、減算を行わず加算のみで処理で
き、システム同定処理、ＡＮＣ処理において最適な収束
係数の設定を高速に行うことができる。請求項３の騒音
低減装置によれば、フィルタ係数の２乗総和をフィルタ
次数の整数倍だけ繰り返して加算し、その整数倍加算値
と前回の整数倍加算値との差を求め、その差に基づいて
収束係数を設定する収束係数設定手段を設けることによ
り、システム同定処理、ＡＮＣ処理において収束性を高
めることができる。

【００１５】請求項４の騒音低減装置によれば、吸い出
しファンより下流側で、吸い出しファンによる吸い出し
風が吹き付ける通風部の位置にエンジンのマフラを設け
たことにより、マフラを冷却でき、マフラのシャーシか
らの透過騒音（以下、マフラ透過騒音と称する）の周波
数変化域を狭くすることができ、ＡＮＣ処理において制
御しやくすることができる。また、参照騒音検出手段を
エンジン音、ファン風切り音、マフラ透過騒音が検出で
きる通風部位置に設けたにより、エンジン音、ファン風
切り音のみならず、マフラ透過騒音も消音することがで
きる。請求項５の騒音低減装置によれば、排気ダクトを
上記構成とすることにより、排気口を出た冷却風は導風
板を迂回して排風口のある下側から放出され、排気側上
昇風路を経て水平風路のダクト口から放出されることに
なる。ここで冷却風は導風板を迂回するので、排風ダク
トケース内において下側から上側へ上昇する排気側上昇
風路を形成することになるので、熱せられた冷却風が滞
ることなく良好に外部へ放出できることになる。また、
排風ダクトケースの上下長さ分だけ消音域ダクトを取れ
ることになるので、低周波域の音を相殺できる空間を確
保することができる。さらに、包囲体の排気口の内側に
吸い出し式の換気ファンを設けることで、冷却風の流れ
を良くして換気性能を向上することもできる。また、上
記したように収束係数をフィルタ係数の２乗和に基づい
て設定するので、収束係数をその時の適応制御の進行程
度に応じた適切な値に切り換えて設定することができ
る。請求項６の騒音低減装置によれば、フィルタ係数の
最大値、最小値を検索し、その最大値、最小値の格納ア
ドレスが固定化された状態を検出して、収束係数の切換
が必要であるか否かの評価処理に以降するので、格納ア
ドレスの検索処理だけで、大おまかな収束性を判別する
ことができ、適応フィルタの段数が多くなっても、収束
係数の値を変えるか否かの判別処理を短時間で行えるよ
うになる。請求項７の騒音低減装置は、最大値、最小値
の２乗値をそれぞれ求め、２つの２乗値を加算して、前
記フィルタ係数の２乗和としたので、、全てのフィルタ
係数の２乗値を求めて算出するよりも、計算時間を減ら
すことができる。

【００１６】

【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、以下の特有の効果を奏する。（イ）通風部の電気音響特性を修正学習同定法に基づい
て求めるシステム同定手段を設けることにより、収束が
速くなり、システム同定に要する時間を短くすることが
できる。特に、包囲型エンジンにおいては、屋外等の環
境変化の激しい場所において使用されることが多く、エ
ンジンの再起動時にその時の環境（温度など）において
システム同定を行うことが好ましく、このような場合
に、適応の収束を速めることができることは、ユーザ側
の使用性を高めることができる。

【００１７】（ロ）演算の簡単なＬＭＳ法を使用するＡ
ＮＣ処理手段を設けることにより、サンプリング周波数
内のプログラム処理時間で、より単純な計算でフィルタ
係数を演算することができるので、適応フィルタのフィ
ルタの次数（積和演算の段数）を多くすることができ、
騒音低減性能を向上させることができる。（ハ）上記したように包囲型エンジンにおいて、排出口
から漏れる、エンジン音、ファン風切り音を総合的に低
減できる構成を提供できる。

【００１８】請求項２の発明は、請求項１の効果に加え
て、（ニ）収束度合いに応じてより細かく最適な収束係数を
設定できるのでシステム同定処理、ＡＮＣ処理それぞれ
において適応フィルタの収束に要する時間を短縮でき、
システム同定処理においては、正確な電気音響特性を速
く得られるとともに、ＡＮＣ処理においては実際の騒音
低減性能を高めることができるという特有の効果を奏す
る。請求項３の発明は、請求項２の効果に加えて、より
一層、適応フィルタの収束性能を向上させることがで
き、請求項２の効果を高めることができるという特有の
効果を奏する。

【００１９】請求項４の発明は、請求項１の効果に加え
て、下記特有の効果を奏する。（ホ）マフラを冷却風により冷却でき、マフラ透過騒音
の周波数変化域を狭くすることができ、ＡＮＣ処理にお
いて制御しやくすることができる。（ヘ）エンジン音、ファン風切り音のみならず、マフラ
透過騒音も消音することができる。請求項５の発明は、
適応フィルタの収束性能を向上させることができるとも
に、排気ダクトの構成をＡＮＣ制御に適した構成とする
ことができるという特有の効果を奏する。請求項６の発
明は、概略的なフィルタ係数の収束の判別を先に行って
から、次に収束係数の切換が必要であるか否かの判別に
以降するので、無駄な評価処理を省略でき、適応制御の
収束の度合を著しく速く識別できるという特有の効果を
奏する。請求項７の発明は、全てのフィルタ係数の２乗
値を求めて算出するよりも、収束係数の値を変えるか否
かの判別処理を短時間で行えるようになり、計算時間を
減らすことができ、結果的にＡＮＣ制御の追従性が良く
なるという特有の効果を奏する。

【００２０】

【発明の実施の形態】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を示す図であり図１（Ａ）
は包囲型エンジン発電機の縦断面図、図１（Ｂ）は図１
（Ａ）のＢ−Ｂ線横断面図である。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。

【００２１】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２
０ａ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。

【００２２】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。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。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。

【００２３】また、マフラ１２より下流側の上昇通路８
ａ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、マフラ透過騒音
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。一方、防音ケース
２の発電機４側の側壁２ｂ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２４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。

【００２４】騒音低減装置は、図２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、およびＡＮＣコントローラ２３とから
構成されており、ＡＮＣコントローラ２３は図１（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。また、防音ケース２の内壁、排風通路８の内
壁、ダクト１３の内壁には１ｋＨｚ以上の高周波域の音
が外部に漏れることを防止するグラスウール等の消音材
が張り付けられている。

【００２５】図２はシステム同定処理時においてＡＮＣ
コントローラ２３内にソフト的に構成されるシステム同
定部３１の構成を示すブロック図である。システム同定
部３１は、Ｍ系列ランダムノイズのような白色ノイズを
生成する白色ノイズ生成部３２と、「修正学習同定法」
に基づいて常に最大の消音量が得られるように残留騒音
信号に従って、適応デジタルフィルタ３３のフィルタ係
数を刻々更新する修正学習部３４と、適応デジタルフィ
ルタ３３の出力と騒音マイク２２，１９によって検出さ
れた信号との差を取る差算出部３０と、後述する評価関
数ルーチンの処理を行う収束係数設定部４２を含んで構
成している。なお、アンプ部、Ａ／Ｄ変換部などは省略
して図示している。

【００２６】図２のシステム同定部３１の構成を簡単に
説明する。Ｍ系列ランダムノイズで構成される入力信号
Ｘｎをスピーカ１６から放出させ、参照騒音マイク２
２、残留騒音マイク１９から騒音信号を検出する。差算
出部３０は例えば入力信号Ｘｎが適応デジタルフィルタ
３３を経た信号と、残留騒音マイク１９からの騒音信号
との差を取る。この差信号をシステム同定処理では誤差
信号ｅｎとして扱う。修正学習部３４は残留騒音信号ｅ
ｎのパワーが最小になるように適応デジタルフィルタ３
３のフィルタ係数Ｗｎを逐次更新していくので、残留騒
音信号ｅｎが０になるように適応デジタルフィルタ３３
のフィルタ係数Ｗｎを決定することは、スピーカ１６と
残留騒音マイク１９間の電気音響特性Ｂを適応デジタル
フィルタ３３上に再現することと同じになる。同様にし
て、スピーカ１６と参照騒音マイク２２との間の電気音
響特性Ｃも同定する。修正学習同定法は、下記数１，数
２に示す数式で演算されるアルゴリズムである。

【００２７】

【数１】

【００２８】

【数２】

【００２９】但し、Ｗｎ：適応フィルタ係数（Ｗ［０］，Ｗ［１］，…，Ｗ
［Ｌ］）Ｘｎ：入力信号（Ｘ［ｎ］，Ｘ［ｎ−１］，…，Ｘ［ｎ
−Ｌ］）ｅｎ：誤差信号ｎ：離散時間ａ，μ：収束係数（但し、実施例ではａは０．５に固定
して定数として取り扱っている）Ｌ：フィルタ次数 σｎ²：フィルタ入力の平方和（図２に示す構成では入
力信号Ｘｎの平均パワーを示す。実際の適用では平均パ
ワーが利用しやすいためにこのような方法をとってい
る。）である。なお、修正学習同定法、ＬＭＳ法については、
アダプティブフィルタの基礎（その２）、日本音響学会
誌４５巻９号（１９８９）に詳しい説明がある。

【００３０】図３はＡＮＣ処理時においてＡＮＣコント
ローラ２３内にソフト的に構成される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、
加算器７０と、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、ＬＭＳ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、後述する評価関数ルーチンの処理
を行う収束係数設定部４２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の固定フィルタ値となり、電気音響特性Ｃが補
償フィルタ４１の固定フィルタ値となる。参照騒音マイ
クから検出された騒音信号は加算器７０に加えられる。
加算器７０には補償フィルタ４０からの出力信号が加え
られており、加算器７０はこれら２つの信号を加算して
参照騒音信号Ｘｎとする。その参照騒音信号Ｘｎは補償
フィルタ４１、適応デジタルフィルタ３８に出力され
る。適応デジタルフィルタ３８の出力信号Ｙｎがスピー
カの駆動信号となる。なお、ＬＭＳ制御部３９はスピー
カから出された相殺音が包囲型エンジンの騒音を低減す
るように、上記参照騒音信号Ｘｎと残留騒音マイク１９
からの残留騒音信号ｅｎに基づいて残留騒音信号ｅｎが
最小となるように適応デジタルフィルタ３８のフィルタ
係数を更新する。ＬＭＳ法は、下記数３に示す数式で演
算されるアルゴリズムである。

【００３１】

【数３】

【００３２】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。まず、図４に示す基本的フローチャ
ートについて、ステップＳＰ１において修正学習法に基
づくシステム同定部３１によりシステム同定を行い、ス
テップＳＰ２においてＬＭＳ法に基づくＡＮＣ処理部３
７により実際の音を消すＡＮＣ処理を行う。

【００３３】図５は図４におけるステップＳＰ１に示す
システム同定処理を説明するためのフローチャートであ
り、まず、ステップＳＰ１ａにおいてＡＮＣコントロー
ラ２３内にソフト的にシステム同定部３１を生成（初期
設定）し、ステップＳＰ１ｂにおいて白色ノイズ生成部
３２でＭ系列ランダムノイズ発生の為の演算を行うこと
によりＭ系列ランダムノイズをラウドスピーカ１６から
発生させ、ステップＳＰ１ｃにおいて図２における電気
音響特性Ｃに対応するフィルタ値を修正学習同定法によ
り求め、ステップＳＰ１ｄにおいて＜Ｃ＞フィルタが収
束したか否かを判別し、収束していないと判別した場合
はステップＳＰ１ｂのＭ系列ランダムノイズを発生させ
ることを続け、収束していると判別された場合はステッ
プＳＰ１ｅへ進む。

【００３４】ステップＳＰ１ｅでもＭ系列ランダムノイ
ズをラウドスピーカ１６から発生させ、ステップＳＰ１
ｆにおいて図２における電気音響特性Ｂに対応するフィ
ルタ値を修正学習同定法により求め、ステップＳＰ１ｇ
において＜Ｂ＞フィルタが収束したか否かを判別し、収
束していないと判別した場合はステップＳＰ１ｅのＭ系
列ランダムノイズを発生させることを続け、収束してい
ると判別された場合はシステム同定処理を終了して、Ａ
ＮＣ処理へ移行する。なお、ステップＳＰ１ｃおよびス
テップＳＰ１ｄにおいて修正学習同定法を採用するの
は、ＬＭＳ法に比べて修正学習同定法が収束が速く、シ
ステム同定処理を短時間で行えるからである。また、図
５に示すフローチャートにおいて＜Ｃ＞フィルタを収束
させてから、＜Ｂ＞フィルタを収束させる方法を採用し
ているが、処理速度の速いプロセッサを使用すれば、同
じＭ系列ランダムノイズで＜Ｃ＞フィルタ、＜Ｂ＞フィ
ルタをともに収束演算することも可能である。

【００３５】図６は図４におけるステップＳＰ２に示す
ＡＮＣ処理の詳細を説明するためのフローチャートであ
り、まず、ステップＳＰ２ａにおいてＡＮＣコントロー
ラ２３内にソフト的にＡＮＣ処理部３７を生成（初期設
定）し、ステップＳＰ２ｂにおいて参照騒音マイク２２
から参照信号Ｘｎ、残留騒音マイク１９から残留騒音信
号ｅｎを入力し、ステップＳＰ２ｃにおいてシステム同
定処理により得られたフィルタ値Ｃを固定フィルタ値と
してＬＭＳ法によって補償フィルタ＜Ｃ＞の演算を行
い、ステップＳＰ２ｄにおいてシステム同定処理により
得られたフィルタ値Ｂを固定フィルタ値としてＬＭＳ法
によって補償フィルタ＜Ｂ＞の演算を行い、ステップＳ
Ｐ２ｅにおいてＬＭＳ法に基づいて適応フィルタ係数Ｗ
を演算し、ステップＳＰ２ｆにおいてＬＭＳ法に基づい
て適応フィルタのフィルタ係数を最適値に補正し、ステ
ップＳＰ２ｇにおいてラウドスピーカ１６から相殺音を
発生させてステップＳＰ２ｂに戻る。なお、ステップＳ
Ｐ２ｅにおいてＬＭＳ法を採用するのは、修正学習同定
法に比べてＬＭＳ法が演算が簡単であり、適応フィルタ
の次数を拡大でき、騒音低減性能を向上させることがで
きるからである。

【００３６】図７はシステム同定処理におけるフィルタ
係数Ｂ，フィルタ係数Ｃの演算およびＡＮＣ処理におけ
る補償フィルタ係数Ｂ，補償フィルタ係数Ｃ，適応フィ
ルタ係数Ｗの演算において行われる評価関数ルーチンを
示す図である。まず、ステップＳＰ１において修正学習
同定法、あるいは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の評価を行い、ステップＳ
Ｐ５において収束係数の切換が必要であるか否かを判別
し、収束係数の切換が必要でないと判別された場合には
前回のループで使用した収束係数をそのまま使用して評
価処理を終わる。

【００３７】一方、ステップＳＰ５において収束係数の
切換が必要であると判別された場合は、ステップＳＰ６
において前記評価に基づいて切換用の収束係数を適宜切
り換えて、前回のループの収束係数と値の異なる収束係
数を設定して評価ルーチン処理を終わる。図７における
収束係数切換処理について図８〜図１１に基づいてさら
に説明する。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。図８に示すように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に実線６０で示
すように収束値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ＣＰＵを採用した場合には制御の追従性、精
度が低下することになる。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
各フィルタ係数は全てプラスの値になり、図１１に示す
ようにフィルタ係数の２乗総和も収束値ｑの上下に振れ
ることなく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、単にフィルタ係数の
総和を取るよりも収束を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。

【００３９】また、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）の偏
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、偏差βが大きければ
収束係数を大きくとって収束を早め、偏差βが所定範囲
であれば収束係数を小さくとって最適値を探索すれば、
ＬＭＳアルゴリズムにおいて収束に時間がかかる問題を
解決することができる。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）（数４および図１２のステップＳＰ２におい
て示す）

【００４０】

【数４】

【００４１】と前回のループにおける総和Ｓｋ’（ｎ）
との差β’、即ち、 β’＝Ｓｋ（ｎ）−Ｓｋ’（ｎ）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５０ならば、５０×ｉ（１，２，３，４，
…，ｎ）であり、５０，１００，１５０，２００，…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。なお、この理由について
は以下のように予想される。即ち、適応フィルタはＦＩ
Ｒデジタルフィルタを基本としている。ＦＩＲデジタル
フィルタは入力信号の履歴をとり、それをシフトしなが
ら、フィルタ係数とたたみ込み積分をしていく。この入
力信号の履歴に注目すれば、フィルタ次数の整数倍をと
った時に周期信号に対してはその整数倍の総和でちょう
ど信号のゼロクロス点になり、周期信号においてはその
周期の整数倍が全体の履歴の中に入ることに起因すると
思われる。

【００４２】図１３はフィルタ係数Ｂ，フィルタ係数
Ｃ，適応フィルタ係数ＷをＬＭＳ法によって求める場合
に、収束係数を図７に示す評価関数ルーチンにより設定
する収束係数設定部４２の構成を示す図である。収束係
数設定部４２はデジタルフィルタ部３８のフィルタ係数
の２乗総和を求める２乗総和算出部４３と、算出された
２乗総和を保持する保持部４４と、２乗総和の差を算出
する差算出部４５と、基準値が記憶された基準値記憶部
４６と、差算出部４５が算出した２乗総和の差と基準値
に基づいて収束係数を決定する収束係数決定部４７と、
所定制御信号により、デジタルフィルタ部３８のフィル
タ係数の値を抽出して２乗総和算出部４３が２乗総和を
算出するように指令を送る収束係数制御部４８とを有し
ている。

【００４３】収束係数設定部４２は１回目のループにお
いて、２乗総和算出部４３が２乗総和を算出し、保持部
４４にその値を保持し、２回目のループにおいて差算出
部４５が差、即ち、β＝Ｓ（ｎ）−Ｓ’（ｎ）を算出
し、収束係数決定部４７がその差βに基づいて、収束係
数（数１〜数３におけるａ、μに相当）を収束しやすい
値に決定して、ＬＭＳ法によって基づいて適応制御を行
う。なお、図１２に示す積分効果を持たせる評価関数ル
ーチンを採用する場合は、図１３において２乗総和算出
部４３、収束係数制御部４８を２乗総和をタップ段数ｋ
の整数ｉ倍のループにおいて累積加算していくような積
和加算部、収束係数制御部にそれぞれ変更すればよい。

【００４４】さらに、本実施例の包囲型エンジンのＡＮ
Ｃ処理について図１を参照しつつ、説明する。エンジン
が始動すると、ラジエータファン１１も回転して図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２２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を得るとともに、残留
騒音マイク１９から残留騒音信号を入力する。そして、
ラウドスピーカ１６から相殺音を発生させて、エンジン
音、マフラ透過騒音、ファンの風切り音を含んだ全ての
騒音をダクト１３において低減させる。ここで、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しているので、補償
フィルタ４０の演算量を極めて少なくすること、あるい
は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。

【００４５】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、
マフラ透過騒音、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１６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。

【００４６】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。また、エン
ジン発電室７内に収容されたエンジン３、発電機４、ラ
ジエータファン１１は２重の防音壁によって包囲されて
いることになるので、騒音が外部に漏れるのを低減する
ことができるとともに、騒音が漏れやすい排出口１０に
おける騒音をほぼ完全にＡＮＣにより消音することがで
きる。また、排出口１０からの漏れる騒音を消音するダ
クト１３が防音ケース２の上壁２ａ上に設けられている
ので、エンジン発電機の幅方向をコンパクトにできると
いう利点がある。

【００４７】

【実施形態２】図１４はこの発明の第２実施例を示す図
であり、図１４（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１４（Ｂ）は左側
面図、図１４（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
２ｂの略中央位置に排出口１０を開口し、左側防音壁２
ｃの下部位置に吸気口２４を開口している。

【００４８】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。なお、吸気口２４にも所
定の排気面積を有する金網が張設されている。

【００４９】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。この実施例に係る包囲型エンジン発電
機５１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、Ａ
ＮＣコントローラ（図示せず）とから構成されている。

【００５０】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。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。前記第１実
施例と同じようにしてシステム同定処理を行い、補償フ
ィルタ＜Ｃ＞、補償フィルタ＜Ｂ＞を同定した後、実際
のＡＮＣ処理が行われる。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、この換気風の流れる路が通風部
２１を構成する。

【００５１】エンジン３の運転が始まると、排気ＡＮＣ
コントローラ２３は参照騒音マイクより、エンジン音、
ファン風切り音、マフラ透過騒音が混在された騒音を排
気導風室５６において検出し、残留騒音マイク１９は残
留騒音を検出して、ＡＮＣコントローラが参照騒音信
号、残留騒音信号に基づいてダクト出口５５の騒音が最
小になるように、ラウドスピーカ１６を駆動して相殺音
を発生させる。上記システム同定処理、ＡＮＣ処理にお
いて、導風板５３がラウドスピーカ１６と参照騒音マイ
ク２２とを電気音響的に隔離しているので、必要に応じ
てシステム同定時のハウリング補正、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、システ
ム同定の簡素化、騒音低減効果を向上させることができ
る。

【００５２】また、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。さらに、冷却風に乗って排出口１０から漏れる
騒音を消音するダクトは、防音ケース２の側壁に形成さ
れているので、エンジン発電機の高さをコンパクトにす
ることができる。

【００５３】

【実施形態３】図１５，図１６はそれぞれこの発明の第
３実施形態を説明するための図である。この第３実施形
態が前記第１実施形態と異なる点は図７の評価関数ルー
チンを図１５に示す評価関数ルーチンに代えるととも
に、包囲型エンジンの構成を後述する図１９の構成に代
えた点のみである。この実施形態は、収束係数を切り替
える場合に全てのタップのフィルタ係数の総和を取るの
ではなく、一部を代表して収束の程度を調べるようにし
た点を一特徴としている。図１５はこの実施形態におけ
るシステム同定処理におけるフィルタ係数Ｂ，フィルタ
係数Ｃの演算およびＡＮＣ処理における補償フィルタ係
数Ｂ，補償フィルタ係数Ｃ，適応フィルタ係数Ｗの演算
において行われる評価関数ルーチンを示す図である。

【００５４】まず、ステップＳＰ１において修正学習同
定法、あるいはＬＭＳ法によるフィルタ係数の演算を行
い、ステップＳＰ２において概略収束フラグが「１」で
あるか否かを判別し、概略収束フラブが「１」でないと
判別された場合はステップＳＰ３においてフィルタ係数
が格納されていメモリ上において最大値Ｗmax、最小値
Ｗminを検索し、ステップＳＰ４においてＷmax，Ｗmin
の格納アドレスが変化しているかの調査を行い、ステッ
プＳＰ５においてＷmax，Ｗminの格納アドレスが固定化
されたか否かを判別し、Ｗmax，Ｗminの格納アドレスが
固定化されたと判別された場合にはステップＳＰ６にお
いて概略収束フラグを「１」に設定して、ステップＳＰ
７に進む。

【００５５】一方、ステップＳＰ５においてＷmax，Ｗm
inの格納アドレスが固定化されていないと判別された場
合にはステップＳＰ１に戻って適応アルゴリズムによる
フィルタ演算を行う。また、ステップＳＰ２において概
略収束フラブが「１」であると判別された場合はＷma
x，Ｗminの格納アドレスが固定化されているので、Ｗma
x，Ｗminの検索の必要はないので、ステップＳＰ７にジ
ャンプする。ステップＳＰ７においてはＷmax，Ｗminの
２乗和Ｓｆ、即ち、Ｓｆ＝Ｗ²max＋Ｗ²min を算出し、ステップＳＰ８において前回のループで求め
られている２乗和Ｓｆ’との偏差 γ＝Ｓｆ−Ｓｆ’ を算出し、ステップＳＰ９において偏差γと基準値とを
比較することにより、偏差γの評価を行い、ステップＳ
Ｐ１０において収束係数の切換が必要であるか否かを判
別し、収束係数の切換が必要でないと判別された場合に
は前回のループで使用した収束係数をそのまま使用して
評価処理を終わる。一方、ステップＳＰ１０において収
束係数の切換が必要であると判別された場合は、ステッ
プＳＰ１１において前記評価に基づいて切換用の収束係
数を適宜切り換えて、前回のループの収束係数と値の異
なる収束係数を設定して評価ルーチン処理を終わる。

【００５６】なお、ステップＳＰ２のフラグの確認を行
うことにより、フィルタ係数が大まかに収束したか否か
が検出できる利点があり、大まかな収束が成立した場
合、即ちＷmaxとＷminの相互のアドレスがある程度確定
した場合にだけ、以降の検索ルーチン処理（ステップＳ
Ｐ７〜ステップＳＰ１１）を行うことができる。また、
フィルタ係数が大まかに収束したか否かの判別は、Ｗma
x，Ｗminの格納アドレス位置の検索だけで足りるので、
実質的な評価関数の計算時間の大幅な削減が可能とな
る。

【００５７】図１５における収束係数切換処理について
図１６に基づいてさらに説明する。図１６は図３におけ
る＜Ｂ＞フィルタ４０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位置、
縦軸にデジタルフィルタのウェイト値を取ってある。但
し横軸はメモリ上の格納アドレスとなっている。図１６
に示すように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
１６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き、Ｗmax
のアドレス位置Ａ１もＷminのアドレス位置Ａ２も大き
く変化する。この状態では前記第１実施例で説明したよ
うな偏差βを取って収束性を判別してもあまり意味がな
い。そこで、ある程度Ｗmax，Ｗminの格納アドレスが固
定化されてから、偏差γを取り、それら偏差γの評価に
より収束係数の切換を行うようにする。

【００５８】つまり、この実施形態では、＜Ｂ＞フィル
タ、＜Ｃ＞フィルタ、＜Ｗ＞フィルタの各フィルタがあ
る程度まで収束すると、それぞれのフィルタ係数の形状
がほとんど固定化してしまうことを利用してＣＰＵがフ
ィルタ係数がある程度収束した状態か否かを判別する過
程（図１５におけるステップＳＰ１〜ステップＳＰ６の
処理）を設けることにより、無駄な計算時間を減らし
て、評価関数の実質的な計算時間を減らすようにしてい
る。また、全てのフィルタ係数の２乗の和をとる２乗総
和に代えてＷmax，Ｗminの２乗和Ｓｆ＝Ｗ²max＋Ｗ²min
を評価関数の偏差γの基準としたので計算時間も減らす
ことができる。

【００５９】

【実施形態４】図１８はこの発明の第４実施形態におけ
る包囲型エンジン発電機の評価関数ルーチンを示すフロ
ーチャートである。この第４実施形態が前記第３実施形
態と異なる点は図１５の評価関数ルーチンを図１８に示
す評価関数ルーチンに代えた点のみである。この評価関
数ルーチンの特徴点は、前記図１５に示す構成では、Ｗ
maxとＷminとの２つの値にのみ基づいてフィルタ係数の
形状がほぼ決定したか否かを判別するようにしたが、こ
の第４実施形態ではゼロクロス点領域ごとに最大値、最
小値を求めて、それらの最大値、最小値の格納アドレス
の固定化程度を基準にして、フィルタ係数が一定の形状
に安定したか否かを判別するようにした点にある。図１
８において、図１５に示すフローチャートと異なる処理
はステップＳＰ３ａ、ステップＳＰ４ａ、ステップＳＰ
５ａのみである。

【００６０】この第２実施形態の評価関数ルーチンにつ
いて図１７を参照しつつさらに説明する。図１７は＜Ｂ
＞フィルタにおいて、横軸に格納アドレス、縦軸にフィ
ルタ係数のウェイト値を取ったグラフであり、前述した
ようにこのフィルタ係数の形状は収束の度合いが高まる
と、ほぼ一定の形状となる。ここで、ゼロクロス点Ｚ
１，Ｚ２，Ｚ３，…Ｚｎの間の各領域Ｅ１，Ｅ２，…，
Ｅｎにおいては少なくとも１つは最大値あるいは最小値
が決定する。具体的には、領域Ｅ１、Ｅ３，Ｅ５…にお
いては最大値をとり、領域Ｅ２、Ｅ４，Ｅ６…において
は最小値をとる。これらの各領域が有する領域最大値、
領域最小値を検索して、それらの最大値Ｗmax，最小値
Ｗminを含む複数の格納アドレスをチェックして、それ
ら複数の格納アドレスが固定化されたか否かを判別する
ことにより、概略収束したか否かを判別するようにして
いる。どれくらいの領域数において格納アドレスをチェ
ックするかは個別の装置において適宜設定すればよい。
この構成であると、前記実施形態に比べて概略収束した
か否かを判別するのに時間がかかるが、概略収束した状
態を検出する精度は高まることになる。フィルタの段数
が少ない場合は、概略収束したか否か判別する時間は短
縮できるので、本実施形態のような構成も騒音低減装置
の構成に応じて利点がある。

【００６１】

【実施形態５】図１９は上記第３実施形態、第４実施形
態のＡＮＣシステムが適用される包囲型エンジンの具体
的構成を示す図であり、図１９（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１
９（Ｂ）はその要部斜視図である。この包囲型エンジン
発電機は、図１９に示すように直方体形状の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２ｂ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。また、防音ケース２の内
壁、後述する排風ダクトケース７１、吸風ダクトケース
６７、水平ダクト７５の内壁には一面に１ｋＨｚ以上の
高周波音が外部に漏れることを防止する消音材が張り付
けられている。このような消音材としてはグラスウール
などの軽量かつ安価な公知の消音材が使用される。

【００６２】ラジエータ６は防音ケース２内で排出口１
０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吸い出し型の
ラジエータファン１１が取り付けられている。また、右
側防音壁２ｂの排出口１０を上側から覆うように排風口
７２を備えた袋状の導風板７３を取り付けている。導風
板７３は上壁が所定半径の曲面部７３ａとしたものを採
用している。防音ケース右壁２ｂには上壁７１ａに所定
大きさの開口７４を有する略長方形椀状の排風ダクトケ
ース７１が取り付けられ、その開口７４を覆うように水
平ダクト７５が排風ダクトケース上壁７１ａに水平方向
に取り付けられている。排風ダクトケースの下壁７１ｃ
と右壁７１ｂをつなぐ角部、水平ダクト７５の上壁７５
ａと右壁７５ｂをつなぐ角部はそれぞれ滑らかな所定半
径の曲面部７１ｄ，７５ｃとなっている。水平ダクト７
５のダクト出口３５には異物混入防止用の金網７６が張
設されている。

【００６３】排風ダクトケース７１を防音ケース右壁２
ｂに取り付けることにより、導風板７３内の排気導風室
７９の排風口７２から放出された騒音は導風板７３と排
風ダクトケース右壁７１ｂとで構成される排気側上昇風
路８１、開口７４、水平ダクト７５内の水平風路８２を
経て、金網７６が張設されたダクト出口３５から外部に
放出されることになる（図１９において矢印Ｈ参照）。
なお、水平ダクト７５は排気側上昇風路８１の延存方向
に対して垂直でない曲面部７５ｃを有しており、排気側
上昇風路８１内での定常波の発生を防止することができ
る。また、参照騒音マイク２２を導風板７３の下端部に
設けるとともに、残留騒音マイク１９を水平ダクト７５
のダクト出口３５の外部上端部に設けている。残留騒音
マイク１９を外部上端部に設ける場合に図１９（Ｂ）に
示すようにマイク面が水平ダクト７５の延在方向に対し
て平行となるとともに、水平ダクト７５の延長線から突
出しないように設定している。この構成により、ダクト
出口３５から排出される冷却風を直撃しないようにする
ことができ、残留騒音マイク１９の振動を防止して良好
な騒音検出ができる。

【００６４】さらに、排気側スピーカ１６の配設位置を
排風ダクトケース７１の上壁７１ａ上に設定し、スピー
カ１６のスピーカ面を曲面部７５ｃの方向に向けてい
る。図１９に示すように残留騒音マイク１９をダクト出
口３５より外側に配設した構成では、この導風板７３の
上位置にスピーカ１６を配設した構成（図１４（Ａ）参
照）よりも、上壁７１ａ上にスピーカ４７設けた方が、
ＡＮＣの騒音低減性能が高まることを確認している。な
お、残留騒音マイク１９は衝撃吸収材を介して水平ダク
ト７５の外部上端部に取り付けるようにする。また、参
照騒音マイク２２と残留騒音マイク１９が配設されてい
る排風ダクトケース７１、水平ダクト７５の奥行方向の
長さＬは一致しており（図１９（Ｂ）参照）、共に左右
対称形となる位置に配設されている。この構成は両マイ
ク２２，１９の音のコヒーレンスを高めるために必要で
ある。また、吸気側には吸気口２４を下側から覆うよう
に吸気側導風板６８が設けられ、吸風ダクトケース６７
が設けられている。

【００６５】ＡＮＣ騒音低減装置は、上記参照騒音マイ
ク２２と、スピーカ１６と、ダクト出口３５近くに設け
られた残留騒音マイク１９と、ＡＮＣコントローラ（図
示せず）とから構成されている。なお、ＡＮＣコントロ
ーラの詳細構成については図３において説明した通りで
ある。なお、実機を用いた実験では、内壁に内装される
吸音材とＡＮＣ制御を組み合わせた本実施形態の構成に
より、排気口１０側の騒音を対策がない場合の騒音レベ
ルである８５ｄＢから対策後は７５ｄＢまでに低減でき
ることを確認した。

【００６６】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）前記実施例では参照騒音マイク、残留騒音マイク
がそれぞれ１つある場合を想定して説明したが、参照騒
音マイク、残留騒音マイクがそれぞれ複数個ある場合で
も、同様に１つのアンチノイズスピーカとの電気音響特
性を同定することができる。また、ＡＮＣ消音装置が複
数のアンチノイズスピーカを有している場合は、アンチ
ノイズスピーカを一つずつ駆動することにより、順次電
気音響特性を同定することができ、その場合も本発明の
評価関数ルーチンを採用することができる。（２）この発明は時間領域におけるＡＮＣアルゴリズム
のみならず、周波数領域におけるＡＮＣアルゴリズムに
おいても適用可能である。（３）前記第１実施例、第２実施例では、マフラ透過騒
音を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ＡＮＣ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発電機の騒音低減
装置の構成を示す図であり、図１（Ａ）は縦断面図、
（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ線横断面図である。

【図２】システム同定部の構成を示すブロック図であ
る。

【図３】ＡＮＣ処理部の構成を示すブロック図である。

【図４】騒音低減装置の基本処理を示すフローチャート
である。

【図５】システム同定処理を示すフローチャートであ
る。

【図６】ＡＮＣ処理を示すフローチャートである。

【図７】評価関数ルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図８】デジタルフィルタのフィルタ係数を示す図であ
る。

【図９】フィルタ係数の加算値の収束のようすを示す図
である。

【図１０】デジタルフィルタのフィルタ係数の２乗値を
示す図である。

【図１１】フィルタ係数の２乗総和の収束のようすを示
す図である。

【図１２】評価関数ルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図１３】収束係数設定部の詳細構成を示すブロック図
である。

【図１４】本発明の第２実施形態を示す図であり、図１
４（Ａ）は概略縦断面図、図１４（Ｂ）は左側面図、図
１４（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１５】本発明の第３実施形態を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図１６】本発明の第３実施形態を説明するためのデジ
タルフィルタのフィルタ係数を示す図である。

【図１７】本発明の第４実施形態を説明するためのデジ
タルフィルタのフィルタ係数を示す図である。

【図１８】本発明の第４実施形態を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図１９】図１９は上記第３実施形態、第４実施形態の
ＡＮＣシステムが適用される包囲型エンジンの具体的構
成を示す図であり、図１９（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１９
（Ｂ）はその要部斜視図である。

【図２０】従来の能動的消音装置の一例を示すブロック
図である。

【図２１】包囲型エンジンの騒音スペクトルを示す図で
ある。

【符号の説明】

２…防音ケース、２ｂ…防音ケースの壁面、３…エンジ
ン、５…区画壁、１０…排出口、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…シス
テム同定部、３５…ダクト出口、３７…ＡＮＣ処理部、
４２…収束係数設定部、５３…導風板、５４…排風ダク
トケース、５５…ダクト出口、７１…排風ダクトケー
ス、７３…導風板、７５…水平ダクト、７９…排気導風
室、８１…排気側上昇風路、８２…水平風路、μ…収束
係数。

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(21)の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、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
修正学習同定法に基づいて求めるシステム同定手段(31)
を設け、参照騒音検出手段(22)の参照騒音信号と残留騒音検出手
段(19)の残留騒音信号とを検出し、ＬＭＳ法を使用する
とともに、検出された２つの騒音信号と前記システム同
定処理により得られた電気音響特性に基づいて最終排出
口(13a)(55)における騒音を打ち消す相殺音を発生させ
るように相殺音発生手段(16)を駆動するＡＮＣ処理手段
(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】修正学習同定法、ＬＭＳ法における収束
係数（μ）をフィルタ係数の２乗総和に基づいて設定す
る収束係数設定手段(42)を有する請求項１に記載の包囲
型エンジンの騒音低減装置。
【請求項３】フィルタ係数の２乗総和をフィルタ次数
の整数倍だけ繰り返して加算し、その整数倍加算値と前
回の整数倍加算値との差を求め、その差に基づいて収束
係数を設定する収束係数設定手段を有する請求項２に記
載の包囲型エンジンの騒音低減装置。
【請求項４】吸い出しファン(11)より下流側で、吸い
出しファン(11)による吸い出し風が吹き付ける通風部(2
1)の位置にエンジン(3)のマフラ(12)を設け、参照騒音
検出手段(22)をエンジン音、ファン風切り音、マフラ(1
2)のシャーシからの透過騒音が検出できる通風部(21)位
置に設けた、請求項１に記載の包囲型エンジンの騒音低
減装置。
【請求項５】包囲体（２）内にエンジン（３）を収容
し、包囲体（２）の所定箇所に少なくとも吸気口（２
４）と排気口（１０）を設け、吸気口（２４）から外気
を取り入れて排気口（１０）から排気する包囲型エンジ
ンの騒音を低減するために、少なくとも排気口（１０）
に連通する排気側ダクト（７１，７５）が包囲体（２）
周囲に形成され、排気口（１０）に近い騒音を検出する
一次騒音検出マイク（２２）と、排気側ダクト（７１，
７５）のダクト口（３５）に近い騒音を検出する残留騒
音検出マイク（１９）と、排気側ダクト（７１，７５）
内に配設された相殺音発生手段（１６）と、一次騒音信
号および残留騒音信号に基づいてダクト口（３５）にお
ける騒音を打ち消す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処理手段（２３）とを
備え、排気側ダクト（７１，７５）は、排気口（１０）を上側
から覆うように下側に排風口（７２）のある袋状の導風
板（７３）と、排気口（１０）のある包囲体（２）の壁
面（２ｂ）に導風板（７３）を収容するように設けられ
た上壁（７１ａ）に開口（７４）のある長方体椀状の排
風ダクトケース（７１）と、上壁（７１ａ）で排風ダク
トケース（７１）と区画され開口（７４）と連通すると
ともに水平方向に延びる水平ダクト（７５）とから構成
され、排気口（１０）から出た冷却風が導風板（７３）
で囲まれた排気導風室（７９）、導風板（７３）と排風
ダクトケース（７１）で形成される排気側上昇風路（８
１）、水平ダクト（７５）内の水平風路（８２）を経て
ダクト口（３５）から排出されるように構成され、さらにＡＮＣ処理手段（２３）の収束係数（μ）をフィ
ルタ係数の２乗和に基づいて設定する収束係数設定手段
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６】フィルタ係数をメモリに格納し、フィル
タ係数の最大値、最小値を検索し、その最大値、最小値
の格納アドレスが固定化された状態を検出して、収束係
数の切換が必要であるか否かの評価処理に以降する請求
項５に記載の包囲型エンジンの騒音低減装置。
【請求項７】最大値、最小値の２乗値をそれぞれ求
め、２つの２乗値を加算して、前記フィルタ係数の２乗
和とした請求項５ないし請求項６のいずれかに記載の包
囲型エンジンの騒音低減装置。