JP2856625B2 - 適応形能動消音装置 - Google Patents

適応形能動消音装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、伝播経路内の騒音に対
して同振幅で逆位相の音を発生させて音波干渉を起こす
ことより消音するようにした適応形能動消音装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、例えば、空調用の送風ダクト内の
騒音に対して、その騒音と同振幅且つ逆位相の音を発生
させることにより音波干渉を起こして積極的に消音し、
送風ダクトの外に漏れる騒音を極力低減させるようにし
た能動消音装置が注目されている。
【０００３】このような能動消音装置に適用される能動
消音技術は、エレクトロニクスの応用技術、中でも音響
データの処理回路及び音響の干渉を利用して騒音低減を
行うもので、基本的には、騒音源からの音を送風ダクト
内に設けた受音器（例えばマイクロホン）にて電気信号
に変換すると共に、この電気信号を演算器により加工し
た信号に基いて制御用発音器（例えばスピーカ）を動作
させることにより、制御対象点において原音（騒音源か
らの音）と逆位相で且つ同一振幅となる人工音を制御用
発音器から発生させ、この人工音と原音とを干渉させる
ことによって原音を減衰させようというものである。
【０００４】これにより、低周波の消音周波数帯域にお
いては１０ｄＢ以上の消音効果が期待でき、しかも、従
来のような消音器と異なり圧力損失がほとんどないた
め、例えば、コンサートホールなどにおいては、このよ
うな装置を導入することで、空調用送風ダクトから発生
する騒音を極力低減して静粛な視聴空間を形成すること
ができるものである。
【０００５】また、このような能動制御を実現するにあ
たっては、その消音のための信号系を構成する部品の経
時変化による特性変動及び周囲温度による特性変動に対
応して調整する必要がある。このため、実用化にあたっ
ては、消音能力の変動に追従させて前記演算器の演算係
数（音響伝達関数）を調整していくことが行われてい
る。すなわち、前記制御用発音器による消音効果をモニ
タする評価用受音器（例えばマイクロホン）を設け、こ
の評価用受音器によるモニタ結果が所定の許容範囲を外
れていた場合に、演算器の演算係数を変化させて前記モ
ニタ結果が前記許容範囲内に入るように制御する適用制
御手段を設け、これにより能動制御時おける消音能力を
特性の変動に応じて常に最適に保つという所謂適応制御
を行うようにしている。
【０００６】このような能動消音装置の一例を図７およ
び図８に示す。図７において、一端が開放されているダ
クト１内部の奥（図中左端）に騒音源２が設けられ、そ
の騒音源２から発生する騒音がダクト１の開口部１ａか
ら外部に出るのを防止するように能動消音装置３が配設
されている。ダクト１内には、騒音の伝播経路（図中ダ
クト１内の左から右に向かう方向）に沿って、騒音を検
出する音源用マイクロホン４がＳ点に，干渉音を出力す
るスピーカ５がＡ点に、そして後述する評価用マイクロ
ホン６がＯ点に順次設けられている。
【０００７】制御部７は、Ｓ点で音源用マイクロホン４
により検出した騒音源の検出信号を、開口部１ａのＯ点
で音波干渉により音圧がゼロとなるように信号処理して
制御音としてスピーカ５から出力する。スピーカ５から
ダクト１の開口部１ａに向けて制御音が出力されると、
Ｏ点において音の壁を形成し、騒音をダクト１の中に閉
じ込めて外部の放出されることを防止し、騒音を消音す
るようになっている。そして、評価用マイクロホン６
は、開口部１ａの消音点Ｏにおける消音量を測定するも
ので、制御部７に検出信号を出力するようになってい
る。
【０００８】さて、制御部７においては、制御音を出力
するための信号を生成するために、あらかじめダクト１
の音響伝達特性や音源用マイクロホン４およびスピーカ
５の伝達特性を測定し、その結果から音源用マイクロホ
ン４から得られた騒音源の検出信号に処理を行うための
フィルタ特性を求めることが必要である。このフィルタ
特性を求める方法について以下に説明する。
【０００９】まず、ホワイトノイズなどのランダムノイ
ズをスピーカ５から発生させ、図７におけるスピーカ５
の位置Ａ点と開口部１ａの位置Ｏ点との間の音響伝達特
性ＧAOを測定する。次に、ランダムノイズをスピーカ５
から発生した状態で音源用マイクロホン４のあるＳ点と
Ｏ点との間の音響伝達特性ＧSOを測定する。ここで、Ｓ
点で音源用マイクロホン４により受けた音の検出信号に
信号処理を行ってＡ点で音になるまでの音響伝達特性を
ＧSAとすると、 ＧSO＝ＧSA・ＧAO …（１） という関係が成立つので、制御部７のフィルタに必要な
フィルタ特性Ｇは、上述のＳ点とＡ点との間の音響伝達
特性ＧSAに対して逆位相となる特性とすれば良いから、
上記（１）式から、 Ｇ＝−ＧSA ＝−ＧSO／ＧAO …（２） となる。つまり、ＦＩＲフィルタ６のフィルタ特性Ｇを
（２）式のように設定すれば、評価用マイクロホン４の
位置でスピーカ３から出力する制御音で騒音を消音でき
ることがわかる。
【００１０】ところで、常に消音効果を十分に発揮させ
るためには、制御音を作り出すにあたって、音源用マイ
クロホン４やスピーカ５の経時変化や気温等の変化によ
るダクト１内における音響伝達特性の変動を考慮し、こ
れに対処して自動調整できる機能が必要となる。そこ
で、従来では、例えば特開昭６１−２９６３９２号公報
に開示されたような適応形能動消音制御システムがあ
る。このものは、消音点であるＯ点に配置した評価用マ
イクロホン６により、制御音により消音されずに残った
音を検出しその検出量が最小になるように制御部７にフ
ィードバックをかけて高い消音効果を維持させようとす
るものである。
【００１１】図８は、このような適応形の能動消音シス
テムにおける制御部７の構成を示す一例である。音源用
マイクロホン４からの検出信号は消音フィルタ８および
スピーカ５から評価用マイクロホン６に至る伝達経路の
伝達特性ＧAOが設定されるフィルタ９に入力される。適
応フィルタ１０はフィルタ９から信号が与えられると共
に評価用マイクロホン６から演算器１１を介して検出信
号が与えられる。なお、ダクト１および音源用マイクロ
ホン４，スピーカ５，評価用マイクロホン６は上述のも
のと同じである。また、この適応形能動消音制御システ
ムを実現するにあたって、あらかじめスピーカ５から評
価用マイクロホン６までの音響伝達特性（ＧAO）を求め
ておくのは、前述の場合と同様である。
【００１２】図８において、いま、音源用マイクロホン
４に達する騒音の検出信号をｘ，開口部１ａにて受けら
れる音の検出信号をｙとすると、 ｙ＝ＧSO・ｘ …（３） という関係が成り立つ。そして、この開口部１ａ（Ｏ
点）における検出信号ｙをゼロとするためには、検出信
号ｙと逆位相となる信号−ｙを開口部１ａにて重ね合わ
せれば良い。そこで、スピーカ５から出力する制御音信
号をａとすると、 −ｙ＝ＧAO・ａ …（４） であるから、消音フィルタ８のフィルタ特性をＧとおく
と、 ａ＝Ｇ・ｘ ＝−ＧSO／ＧAO・ｘ …（５） ｙ＝（−Ｇ）・ＧAO・ｘ …（６） であるから、評価用マイクロホン６の検出信号ｙと音源
用マイクロホン４の検出信号ｘを音響伝達特性ＧAOのフ
ィルタ９で処理した信号ＧAO・ｘとから、適応フィルタ
１０および演算器１１により−Ｇを同定して求め、符号
反転して消音フィルタ８のフィルタ特性を求める。この
処理をデジタルフィルタを使って行う場合は、特性はフ
ィルタ係数として得られるので、符号反転は、各タップ
係数値をゼロから引き算することで得られる。
【００１３】また、空間の音響伝達特性ＧSOが環境の変
化等によりＧSO′にずれて、消音フィルタ８のフィルタ
特性の最適値Ｇnew が現状の消音フィルタ特性Ｇold よ
りΔＧだけずれることにより、 Ｇnew ＝Ｇold −ΔＧ …（７） になった場合には、消音し残した開口部１ａでの検出信
号をｙ′とすると、 ｙ′＝ｘ・Ｇ・ＧAO＋ｘ・ＧSO′ …（８） であるから、最適消音時の関係は、 ｘ（Ｇ−ΔＧ）・ＧAO＋ｘ・ＧSO′＝０ …（９） となる。したがって、式（８），（９）よりＧSO′を消
去すると、 ｙ′＝ｘ・Ｇ・ＧAO−ｘ・（Ｇ−ΔＧ）・ＧAO ＝（ｘ・ＧAO) ・ΔＧ …（１０） の関係が得られる。
【００１４】これにより、式（６）の場合と同様に、評
価用マイクロホン６の検出信号ｙ′と、音源信号ｘをフ
ィルタ９にてフィルタ特性ＧAOで処理した信号ＧAO・ｘ
とから、適応フィルタ１０によりＧのずれ成分であるΔ
Ｇを同定して求めることができる。これにより、式
（７）によって消音フィルタ８の新たな最適消音フィル
タ特性を求めることができる。
【００１５】なお、式（６）と式（７），（１０）を比
べると、最初に求める消音フィルタ８の音響伝達特性Ｇ
は式（７）で、Ｇold ＝０とおいた場合の式の値に相当
することがわかるので、消音フィルタ８の特性の初期値
を「０」として式（１０）で表される適応過程と式
（７）で表される係数更新過程の繰り返しにより、消音
を最適な状態に持っていくことができる。
【００１６】この場合、実際には、係数更新は式（７）
よりも、ΔＧにフィードバックゲインパラメータμをか
けて、 Ｇnew ＝Ｇold −μΔＧ として表したほうが、フィードバックゲインパラメータ
μにより収束速度や安定性を改善したり調節することが
できて都合が良くなる場合が多い。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに消音動作を開始する前に、あらかじめダクト１のス
ピーカ５と音源用マイクロホン４および評価用マイクロ
ホン６との間の音響伝達特性ＧSOおよびＧAOを測定して
同定する必要があるため、騒音源２から騒音が発せられ
た状態で能動消音制御を行おうとすると、その騒音に邪
魔されて正確な同定が行えなくなり、消音効果を十分に
発揮できなくなる不具合がある。
【００１８】そこで、従来では、能動消音装置を先に起
動して音響伝達特性ＧAOの同定を行った後、騒音源２と
なる空調装置などを起動することで対処していた。この
ため、電源を投入してからすぐに空調装置を駆動するこ
とができず、本来の空調制御動作を迅速に行うことがで
きなくなる不具合があった。
【００１９】また、消音動作を行っているうちに、温度
変化や経時変化によりダクト１の状態が変化したとき
に、適応フィルタ１０による適応制御の範囲を超えて音
響伝達特性ＧAOが変動すると能動消音制御による消音効
果が低下するために、そのときの音響伝達特性を再び同
定する必要がある。しかし、この場合には、一度騒音源
２を停止しないと同定することができないため、騒音源
２としての空調装置を一旦停止して同定処理を行う必要
があり、空調装置の運転能率が低下してしまう不具合が
ある。
【００２０】このため、例えば、騒音源２から発せられ
る騒音よりも大きい同定用の信号音をスピーカ５から出
力して騒音に対する信号音のＳ／Ｎ比を大きくすること
により、騒音源２の駆動中でも同定を行うことが考えら
れる。しかし、これでは、同定処理を行う期間中におい
ては、消音を行うためのスピーカ５から騒音よりも大き
い音が出力されてしまうことになり、この期間中におい
ては消音装置としての機能を果たせないばかりか逆に騒
音源となってしまうため、実用には供することができな
い。
【００２１】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、伝播経路内に騒音が伝播している状態
でも消音動作を阻害することなく音響伝達特性を正確に
同定することができるようにした適応形能動消音装置を
提供するにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明は、騒音の伝播経
路に設けられた第１の受音手段と、前記騒音の伝播経路
に前記第１の受音手段より下流側の位置の設けられ前記
騒音に対する干渉音を出力する制御用発音器と、前記騒
音の伝播経路に前記制御用発音器より下流側の位置に設
けられた第２の受音手段と、前記第１の受音手段の検出
信号に基いて演算加工を行うことにより制御信号を生成
して前記制御用発音器に前記干渉音を出力させる演算手
段と、前記第２の受音手段の検出信号に基いて前記制御
用発音器による消音量が最大となるように前記演算手段
の演算係数を調整する適応制御手段とを具備してなる適
応形能動消音装置を対象とするものであり、所定周期で
繰り返すように生成され消音対象となる周波数帯域を包
含した周波数成分を有する同定用信号を前記制御用発音
器に出力する信号発生器と、前記制御用発音器から出力
される同定用信号音を前記第１あるいは第２の受音手段
により受けるとその検出信号を前記同定用信号の周期に
同期して複数周期に渡って加算平均処理を行う同期加算
処理手段と、この同期加算処理手段の出力信号に基いて
前記制御用発音器から前記第１あるいは第２の受音手段
に至る伝達経路を含んだ伝達特性を同定すると共にその
同定した伝達特性に基いて前記適応制御手段の演算係数
を調整する同定制御手段とを設けて構成したところに特
徴を有する。
【００２３】また、騒音の伝播経路を、空調装置を騒音
源とした送風ダクトにより構成し、前記空調装置の運転
状態で制御用発音器から第１あるいは第２の受音手段に
至る伝達経路の音響伝達特性を同定することができる。
【００２４】そして、騒音の伝播経路を、冷却装置のコ
ンプレッサを騒音源としたダクトにより構成し、前記コ
ンプレッサの運転状態で制御用発音器から第１あるいは
第２の受音手段に至る伝達経路の音響伝達特性を同定す
ることもできる。
【００２５】
【作用】請求項１記載の適応形能動消音装置によれば、
能動消音制御を開始するに先立って、音響伝達特性の同
定処理が行われる。すなわち、信号発生器は同定用信号
を制御用発音器に与え、同定用の信号音が伝播経路内に
出力される。制御用発音器から出力された同定用の信号
音は伝播経路内を伝播して第１あるいは第２の受音手段
により受けられ検出信号として出力される。同期加算手
段は、第１あるいは第２の受音手段からの検出信号を、
同定用信号の周期に同期して複数周期に渡って加算平均
処理を行う。この場合、同定用信号は消音帯域の周波数
成分を包含しているので、検出信号は、伝播経路を介し
て制御音が伝播したときの音響伝達特性に対応した信号
として得ることができる。
【００２６】そして、同定用信号は周期性を有する信号
であるから、各周期の先頭から同じ位相（時間）におけ
るデータは常に同じ値をとるので、騒音の伝播経路を含
んだ信号の伝達経路が定常であるとみなせれば、周期信
号に対する応答は常に同じとなる。そこで、この周期に
同期して複数周期に渡ってデータを加算平均した場合
に、検出信号の成分は本質的に変化しない値となる。し
かし、同定用信号に対して、ランダムな信号や、周期性
があってもその周期が同定用信号の周期と異なる信号が
重畳された場合には、上述のように複数周期に渡ってデ
ータを加算平均することにより、同定用信号以外のノイ
ズ信号は減衰されてゼロに近づくようになる。
【００２７】その減衰の効果は、同定用信号のデータを
ｎ周期分加算平均すると、これに重畳されている他のノ
イズの振幅成分をｎの平方根の逆数に比例するように減
少させることができる。つまり、例えば４回の加算平均
で１／２に、２５回の加算平均で１／５に、そして１０
０回の加算平均では１／１０に減少させることができる
ようになり、これをデシベル（ｄＢ）で表わすと、それ
ぞれの場合において、減衰量（Ｓ／Ｎ比）は、６ｄＢ、
１４ｄＢそして２０ｄＢとなるのである。
【００２８】したがって、このように検出信号を同定用
信号に同期して加算平均処理することにより、同定用信
号以外の他のノイズ成分を減衰させたＳ／Ｎ比が高く精
度を向上させた検出信号を得ることができる。そして、
同定制御手段により、この検出信号に基いて制御用発音
器と第１あるいは第２の受音手段との間の音響伝達特性
を同定すると共に、同定された音響伝達特性に基いて適
応制御手段の演算係数を調整するので、適応制御手段に
よる適応制御を精度良く実施することができ、常に消音
量を最大にするように消音動作を行うことができる。
【００２９】また、このように、ノイズ信号に比べて同
定用の信号音を低いレベルとしても確実に同定を行うこ
とができるので、伝播経路に騒音が伝播している状態で
も、その騒音に阻害されることなく音響伝達特性を正確
に同定することができるようになり、伝播経路の経時変
化や温度変化による音響伝達特性の変動がある場合で
も、騒音源を停止することなく、その変動に追随して確
実に音響伝達特性を同定して消音効果を高めた状態で能
動消音制御を行うことができる。
【００３０】請求項２記載の適応形能動消音装置によれ
ば、空調装置が運転されると、送風ダクト内に空調空気
が送風されると共に騒音が伝播するようになる。そし
て、この状態で、制御用発音器から上述同様にして同定
用の信号音が出力されて第１あるいは第２の受音手段と
の間の音響伝達特性が同定されるようになり、もって送
風ダクトの送風状態における音響伝達特性を精度良く同
定することができ、続く能動消音制御における消音量を
向上させることができる。また、音響伝達特性の同定に
際して空調装置を運転した状態で行えるので、空調制御
動作を迅速に行うことができる。
【００３１】請求項３記載の適応形能動消音装置によれ
ば、コンプレッサの運転で騒音がダクト内に伝播してい
る状態においても、その騒音に阻害されることなく精度
良く音響伝達特性の同定を行うことができ、冷却装置の
運転を迅速に行って冷却能率を向上できると共に消音効
果を高めた状態で能動消音制御も行うことができるよう
になる。
【００３２】
【実施例】以下、本発明を空調装置の送風ダクトに設け
る能動消音装置に適用した場合の第１の実施例につい
て、図１ないし図４を参照して説明する。すなわち、全
体のブロック構成を示す図１において、騒音の伝播経路
としての空調用の送風ダクト２１は、左方の図示しない
空調装置から空調空気が右方に向けて送風される経路と
なるもので、この空調装置が同時に騒音源となって送風
ダクト２１内を伝播経路として図中左方から右方に向け
て騒音が伝播する。この場合、送風ダクト２１は、例え
ば断面が５０ｃｍ角の矩形状に形成されている。
【００３３】送風ダクト２１の内部には、内部を伝播す
る騒音を検出する第１の受音手段としての音源用マイク
ロホン２２が設けられ、この下流側つまり右方の所定位
置には干渉音を出力するための制御用発音器としてのス
ピーカ２３が設けられている。また、スピーカ２３の右
方近傍には消音効果を評価するための第２の受音手段と
しての評価用マイクロホン２４が設けられている。
【００３４】制御回路２５は、音源用マイクロホン２２
および評価用マイクロホン２４からの検出信号に基いて
スピーカ２３に干渉音の制御信号を出力するもので、次
のように構成されている。演算手段としてのＦＩＲ（Fi
nite Impulse Response ）フィルタ２６の入力部には、
音源用マイクロホン２２による検出信号がＢＰＦ（バン
ドパスフィルタ）２７およびＡ／Ｄ変換器２８を介して
入力されるようになっている。ＦＩＲフィルタ２６は、
後述するように伝達特性Ｇを有するフィルタにて演算加
工して生成した制御信号を、切換回路２９ａ，Ｄ／Ａ変
換器３０，ＬＰＦ（ローパスフィルタ）３１および増幅
器３２を介してスピーカ２３に出力するようになってい
る。
【００３５】この場合、ＢＰＦ２７は、音源用マイクロ
ホン２２で受けた音の検出信号に対して、周波数５０Ｈ
ｚから８００Ｈｚ程度の範囲の帯域の周波数成分を通過
させるようになっている。またＡ／Ｄ変換器２８は、Ｂ
ＰＦ２７の通過周波数帯域の上限８００Ｈｚの２倍以上
のサンプリング周波数ｆ（例えば２ｋＨｚ）でサンプリ
ングしてデジタル信号に変換するようになっており、消
音対象としている周波数帯域５０Ｈｚから３５０Ｈｚの
音に対するサンプリング定理を満たすように設定されて
いる。また、ＬＰＦ３１は、Ｄ／Ａ変換器３０によりア
ナログ信号に変換された信号のうち高調波のエリアシン
グ成分をカットするために設けられたものである。
【００３６】適応フィルタ３３は、ＦＩＲフィルタ２６
の演算係数を調整するように設けられたもので、フィル
タ特性ＧAOが設定されるデジタルフィルタ３４を介して
Ａ／Ｄ変換器２８から検出信号が与えられる。また、適
応フィルタ３３には、評価用マイクロホン２４の検出信
号がＢＰＦ（バンドパスフィルタ）３５，Ａ／Ｄ変換器
３６および切換回路２９ｂを介して入力されるようにな
っている。なお、ＢＰＦ３５およびＡ／Ｄ変換器３６も
前述のＢＰＦ２７およびＡ／Ｄ変換器２８と同様の帯域
通過特性およびサンプリング周波数に設定されている。
【００３７】デジタルフィルタ３４のフィルタ特性ＧAO
は、ＦＩＲフィルタ２６の出力部分であるａ点から、Ｄ
／Ａ変換器３０，ＬＰＦ３１，増幅器３２，スピーカ２
３，送風ダクト２１，評価用マイクロホン２４，ＢＰＦ
３５およびＡ／Ｄ変換器３６を介してその出力端子であ
るｂ点に至る経路の音響伝達特性であり、後述のよう
に、同定制御部３７により同定された音響伝達特性ＧAO
により設定されるようになっている。また、切換回路２
９ａ，２９ｂは後述するように同定処理を行うときにそ
れぞれ端子Ａから端子Ｂに切り換えられるようになって
いる。
【００３８】次に、同定制御部３７において、信号発生
器３８は、同定用信号として例えばＭ系列の擬似ランダ
ムノイズ信号を出力するようになっている。このＭ系列
の擬似ランダムノイズ信号は、本実施例において消音対
象としている周波数帯域を包含する周波数信号を含んだ
もので一定周期でランダムノイズ信号を繰り返すもので
ある。また、Ｍ系列擬似ランダムノイズ信号は、例え
ば、９段のシフトレジスタを用いて符号長「５１１」の
デジタル信号として生成されるもので、その周期はデー
タ数である５１１個分のパルス幅に等しくなる。
【００３９】信号発生器３８から出力されるＭ系列擬似
ランダムノイズ信号は、切換回路２９ａの端子Ｂを経た
後Ｄ／Ａ変換器３０，ＬＰＦ３１，増幅器３２を介して
スピーカ２３に与えられ、スピーカ２３により送風ダク
ト２１内に同定信号音として発せられる。また、信号発
生器３８は同期加算回路３９を介して同定制御手段とし
ての同定用適応フィルタ４０に入力されるようになって
いる。
【００４０】また、評価用マイクロホン２４により受け
られた同定用の信号音の検出信号はＢＰＦ３５，Ａ／Ｄ
変換器３６および切換回路２９ｂを介して同期加算処理
手段としての同期加算回路４１に入力されるようになっ
ている。同期加算回路４１による同期加算平均出力は演
算器４２に参照入力として与えられるようになってい
る。演算器４２の減算入力端子には同定用適応フィルタ
４０のフィルタ出力が入力されるようになっており、そ
の演算出力は誤差信号として同定用適応フィルタ４０に
入力されるようになっている。
【００４１】同定用適応フィルタ４０は、ＦＩＲフィル
タ３３の出力端子側ａ点から適応フィルタ３３の入力端
子部ｂ点までの間の伝達特性つまり、ＦＩＲフィルタ３
３の出力端子側から切換回路２９ａ，Ｄ／Ａ変換器３
０，ＬＰＦ３１，増幅器３２，スピーカ２３，送風ダク
ト２１，評価用マイクロホン２４，ＢＰＦ３５，Ａ／Ｄ
変換器３６，切換回路２９ｂに至る経路の音響伝達特性
ＧAOを同定するもので、同定した音響伝達特性ＧAOをデ
ジタルフィルタ３４のフィルタ特性ＧAOとして設定する
ようになっている。また、スイッチ回路４３ａ，４３ｂ
は、それぞれ切換回路２９ａおよび２９ｂの端子ＡとＢ
との間の接続状態を切り換えるようになっている。
【００４２】図２は同期加算回路４１（同期加算回路３
９も同様である）の内部構成を示すものである。同期加
算回路４１は、擬似ランダムノイズ信号の符号長「５１
１」に対応して、その１周期分の各データをそれぞれに
対応して入力すると共に平均化する５１１個の平均化ユ
ニット４４（ｎ）（ｎ＝１，２，…，５１１）から構成
されている。そして、これらの平均化ユニット４４
（ｎ）は切換スイッチ４５ａおよび４５ｂにより、各デ
ータに対応して同期した状態で切り換え接続されるよう
になっている。
【００４３】図３は各平均化ユニット４４（ｎ）の内部
構成を示すもので、その入力端子Ａinは、乗算器４６，
加算器４７，レジスタメモリ４８を介して出力端子Ａou
t に接続される。乗算器４６においては、入力信号に定
数「０．０１」を掛ける演算を行って出力し、レジスタ
メモリ４８は加算器４７を介して与えられる信号を記憶
すると共に出力する。スイッチ回路４９はレジスタメモ
リ４８の出力信号をフィードバックさせるもので、サン
プリング回数が例えば９９回までは接点ａをオンさせて
入力信号をそのまま加算器４７に出力し、サンプリング
回数が１０１回以上になると接点ｂをオンさせてレジス
タメモリ４８の出力信号を乗算器５０にて定数「０．９
９」を掛ける演算を行って加算器４７に出力するように
なっている。
【００４４】次に、本実施例の作用について図４をも参
照して、（Ａ）能動制御および適応制御の動作，（Ｂ）
同定制御部における同定処理動作について説明する。 （Ａ）能動制御および適応制御の動作 すなわち、まず、本実施例において送風ダクト２１の消
音すべき周波数帯域について述べる。すなわち、送風ダ
クト２１の断面形状が、前述のように５０ｃｍ角の寸法
に設定されているので、その幾何学的寸法から、内部を
平面波として伝播可能な音響的な周波数の上限は３５０
Ｈｚ程度となる。したがって、３５０Ｈｚ以上の周波数
の音は送風ダクト２１内部で平面波となり得ないために
伝播するうちに減衰してしまう。一方、スピーカ２３に
より再生可能な周波数の下限は５０Ｈｚ程度であるか
ら、上記理由により、消音対象とする周波数帯域として
は５０Ｈｚから３５０Ｈｚの範囲に設定すれば良いこと
になる。
【００４５】さて、能動消音制御については、従来例の
項でも説明したように、フィルタ特性Ｇを有するＦＩＲ
フィルタ２６により、次のようにして音源用マイクロホ
ン２２からの検出信号に演算加工が行われる。なお、切
換スイッチ２９ａ，２９ｂはそれぞれ端子Ａがオンした
状態となっている。スピーカ２３の位置Ａ点と評価用マ
イクロホン２４の位置Ｏ点との間の音響伝達特性をＧA
O，音源用マイクロホン２２の位置Ｓ点とＯ点との間の
音響伝達特性をＧSO，Ｓ点とＡ点との間の音響伝達特性
をＧSAであるとすると、前述の関係式（１）で示したよ
うに、ＧSO＝ＧSA・ＧAOという関係が成立つ。したがっ
て、ＦＩＲフィルタ２６に必要なフィルタ特性Ｇとして
は、上述の音響伝達特性ＧSAと逆位相になる特性とし
て、関係式（２）で示したように、Ｇ＝−ＧSAつまり、
Ｇ＝−ＧSO／ＧAOとなるように設定されている。
【００４６】そして、騒音源から送風ダクト２１を伝播
してきた騒音はＳ点で音源用マイクロホン２２により検
出され、その検出信号はＢＰＦ２７により消音周波数帯
域外の低周波および高周波成分が遮断され、さらにＡ／
Ｄ変換器２８によりサンプリング周波数ｆ（例えば２ｋ
Ｈｚ）でサンプリングしたデジタル信号に変換される。
ＦＩＲフィルタ２６は、上述したフィルタ特性Ｇで切換
回路２９ａを介して与えられるデジタル信号を演算加工
して干渉用の制御音の制御信号を生成する。この制御信
号は、切換回路２９ａを経てＤ／Ａ変換器３０によりア
ナログ信号に変換された後、ＬＰＦ３１で高調波のエリ
アシング成分がカットされ、増幅器３２を介してスピー
カ２３に与えられて制御音として出力される。
【００４７】これにより、スピーカ２３から出力される
制御音は、評価用マイクロホン２４の位置Ｏ点で、送風
ダクト２１内を伝播してきた騒音に対して同一振幅で逆
位相の音となり、騒音と音波干渉をおこして送風ダクト
２１内で音響的な壁が形成され、これより下流側への騒
音の伝播を阻止するようになる。この結果、送風ダクト
２１内は、消音周波数帯域において１０デシベル以上の
消音効果が得られるようになる。
【００４８】次に、上記の能動消音制御を最適に行うべ
くＦＩＲフィルタ２６の演算係数を調整する適応制御に
ついて述べる。すなわち、理論的にはＦＩＲフィルタ２
６から出力される制御信号により送風ダクト２１内の消
音制御が行われていれば評価用マイクロホン２４により
検出される音は零に近い値になる筈であるが、実際に
は、空調装置の制御状態によって気温や気流速度が変動
するため、これに伴って送風ダクト２１内の音響伝達特
性も変動して理論的な消音量が得られなくなる。適応フ
ィルタ３３は、能動消音制御中にこのような音響伝達特
性の変動に対応してその消音量が低下しないようにＦＩ
Ｒフィルタ２６の演算係数を適宜変更するのである。
【００４９】この場合、適応フィルタ３３は、送風ダク
ト２１内のＯ点に到達した音の検出信号が評価用マイク
ロホン２４，ＢＰＦ３５，Ａ／Ｄ変換器３６および切換
回路２９ｂを介して入力され、一方、デジタルフィルタ
３４を介してフィルタ特性ＧAOでフィルタリングされた
デジタル信号が入力される。つまり、適応フィルタ３３
には、ＦＩＲフィルタ２６から出力された制御信号が音
響伝達特性ＧAOを有するａ点からｂ点を介してフィルタ
リングされた信号と、Ａ／Ｄ変換器２８からＦＩＲフィ
ルタ２６へ入力されるデジタル信号が同じフィルタ特性
ＧAOを有するデジタルフィルタ３４を介してフィルタリ
ングされた信号とが入力されるのであり、これら２つの
入力信号に基いて周知のＬＭＳアルゴリズムを用いて演
算係数の調整設定動作を行うのである。
【００５０】なお、デジタルフィルタ３４におけるフィ
ルタ特性ＧAOは、後述の同定処理の動作にて詳述するよ
うに、装置の立ち上げ時点で同定制御部３７にて音響伝
達特性ＧAOの同定を行って得られたデータに基いて設定
されるようになっており、その後は、適宜のタイミング
で同定処理が行われることにより、常に正確な音響伝達
特性ＧAOに応じたフィルタ特性ＧAOが設定されるように
なっている。
【００５１】これにより、ＦＩＲフィルタ２６による能
動消音制御動作においては、空調装置の制御状態によっ
て気温や気流速度の変動が発生して送風ダクト２１内の
音響伝達特性ＧAOが変動する場合でも、適応フィルタ３
３により、このような特性の変動に対応して消音量が低
下しないようにＦＩＲフィルタ２６の演算係数を適宜変
更するので、常に消音量を最大にするように制御できる
のである。
【００５２】（Ｂ）同定処理部における同定処理動作 さて、次に伝達特性の同定処理動作について説明する。
この同定処理動作は、装置に電源が投入されたときに上
述の能動消音制御動作に先立って行われるもので、電源
の投入時に切換スイッチ２９ａ，２９ｂの各端子Ｂがオ
ンとなるように設定されている。まず、信号発生器３８
からＭ系列擬似ランダムノイズ信号を出力すると、切換
スイッチ２９ａを介してＤ／Ａ変換器３０に入力され、
ここでアナログ信号に変換された後、ＬＰＦ３１にてエ
リアシングの高調波成分が遮断され、信号処理帯域のみ
の成分の信号として出力される。この信号は、増幅器３
２を介してスピーカ２３により同定用の信号音として出
力されるようになる。
【００５３】また、信号発生器３８から出力される擬似
ランダムノイズ信号は同期加算回路３９にも与えられる
ようになっている。同期加算回路３９においては、擬似
ランダムノイズ信号をその周期で同期加算しさらに平均
をとって出力するようになる。この場合、同期加算回路
３９は信号発生器３８から直接擬似ランダムノイズ信号
が入力されていることから、入力信号には外来ノイズが
含まれていないので、結果としては、もとの擬似ランダ
ムノイズ信号とまったく同じ信号を出力するようにな
る。
【００５４】一方、同定用適応フィルタ４０において
は、評価用マイクロホン２４側から入力される信号が同
期加算回路４１を介した経路で参照信号入力されるた
め、この同期加算回路４１を含めた音響伝達特性に対応
する信号となっている。したがって、同期加算回路３９
は、同定用適応フィルタ４０において同期加算回路４１
による特性のずれをキャンセルして同じ条件で同定を行
うように設けられたものである。
【００５５】さて、スピーカ２３から発せられた同定用
の信号音は、評価用マイクロホン２４にて受けられ、そ
の検出信号はＢＰＦ３５，Ａ／Ｄ変換器３６を介してデ
ジタル化された検出信号とされ、切換スイッチ２９ｂを
介して同期加算回路４１に入力されるようになる。同期
加算回路４１においては、後述するように、擬似ランダ
ムノイズ信号の周期に同期して例えば１００周期に渡っ
て加算平均処理を行うことにより、擬似ランダムノイズ
信号に対応する検出信号以外のノイズ成分を２０デシベ
ル減衰させてＳ／Ｎ比を改善した検出信号として演算器
４２の参照入力に与えるようになる。
【００５６】演算器４２においては、同期加算回路４１
からの入力信号と同定用適応フィルタ４０からの出力と
の差を演算して誤差値として同定用適応フィルタ４０の
出力が参照入力と一致するように同定用適応フィルタ４
０の係数を更新していく。なお、このとき同定用適応フ
ィルタ４０における係数更新にはＬＭＳアルゴリズムが
用いられている。同定用適応フィルタ４０は、音響伝達
特性ＧAOの同定を終了すると、その音響伝達特性ＧAOを
デジタルフィルタ３４のフィルタ特性ＧAOとして設定す
る。この後、切換スイッチ２９ａ，２９ｂがそれぞれ端
子Ａ側に切り換えられると、制御回路２５により前述の
能動消音制御動作が行われるようになる。
【００５７】次に、同期加算回路３９および４１におけ
る同期加算平均処理について説明する。前述のように、
擬似ランダムノイズ信号は符号長「５１１」のデジタル
信号であるから、信号データは５１１サンプル毎に同じ
値をとる周期的な信号となっている。そして、これを送
風ダクト２１を介して受けた評価用マイクロホン２４か
らの検出信号には、ノイズや他の信号が重畳されている
ので、同期加算回路４１にはランダムな値をとるデジタ
ル信号として入力される。同期加算回路３９，４１にお
いては、入力されるデジタル信号を５１１サンプル毎に
各データの平均をとってノイズを減少させることによ
り、その周期に一致する成分のデータを取り出す。つま
り、同期加算回路３９，４１に入力されるデジタル信号
の周期は５１１であるからその信号のデータに対応して
５１１種類のデータについてその平均値を演算するので
ある。
【００５８】この場合、同期加算回路３９，４１におい
ては、５１１個の平均化ユニット４４（ｎ）が並列に内
蔵され、それらは切換スイッチ４５ａ，４５ｂにより同
じ位相のときに対応する平均化ユニット４４（ｎ）に接
続するようになっているので、対応するサンプルのデー
タが各平均ユニット４４（ｎ）に入力されるようにな
る。平均化ユニット４４（ｎ）においては、入力される
データとそれ以前に入力されているデータとの平均をと
って出力するようになっている。本実施例においては、
２０デシベルのノイズ低減効果を得るために、１００回
分のデータの平均値をとるようになっている。
【００５９】これは、図３に示したように、各平均化ユ
ニット４４（ｎ）において、入力されるデータに対し
て、まず、乗算器４６にて「０．０１」を掛けてデータ
値を１／１００にし、加算器４７にてそれまで得られて
いる平均値のデータを加算してレジスタメモリ４８に記
憶し直すと共に、出力端子Ａout に出力する。このと
き、１００回分のデータの平均をとるので、同期加算処
理の開始時点から最初の９９周期目までの間は、レジス
タメモリ４８のデータがそのまま加算器４７に入力され
るようにスイッチ回路４９の接点ａがオン状態に設定さ
れる。そして、１００回目のデータが入力されると、加
算器４７の出力によりレジスタメモリ４８の出力が丁度
１００回分の平均データとなり、１０１回目以降に入力
されるデータに対しては、スイッチ回路４９を接点ｂの
オン状態に切り換え、レジスタメモリ４８のデータに乗
算器５０にて「０．９９」を掛けて加算器４７に与える
ようになる。したがって、以後は、１００周期分のデー
タの平均値のレベルと等しくなるように検出信号を出力
するようになっている。
【００６０】なお、このようなスイッチ回路４９の切り
換え動作により、１０１回目以降のデータ入力時にデー
タが発散するのを防止しているのである。また、このよ
うに信号処理を行うことにより、初めの９９周期までの
出力信号のレベルは正規のレベルよりも低いが、１００
周期目のデータからは正規のレベルに達するようにな
り、１０１周期目以降のデータは常に正規のレベルに保
持され、入力信号と同じレベルとなる。
【００６１】このようにして同期加算回路３９，４１に
て同期加算平均処理が行われると、前述のように、初め
の９９周期までのデータ（９９×５１１＝５０５８９サ
ンプル）の加算平均結果としての出力信号のレベルは入
力信号のレベルよりも低く、周期を重ねる毎に出力信号
のレベルが正規にレベルに向かって増加していく。そし
て、１００周期目以降の出力信号は、正規のレベルと同
じになると共に、Ｍ系列の擬似ランダムノイズ信号に対
する他の外来ノイズのレベルすなわちＳ／Ｎ比が向上し
てくる。この場合、Ｓ／Ｎ比は、１００周期目以降にお
いては規定の２０デシベルの減衰量が得られるようにな
り、十分に精度の高い検出信号が得られるようになる。
なお、このような理由により、適応制御による能動消音
制御動作は、同定処理のために必要な１００周期分の時
間以上が経過した後に行われるようになっているのであ
る。
【００６２】図４は、同定処理にＬＭＳアルゴリズムを
用いる同定用適応フィルタ４０を使用したときに、同期
加算平均処理を１００周期分行った場合と、行わない場
合との測定結果を示すものである。この図において、同
定処理の効果を示す指標としては、同定用適応フィルタ
４０の収束度合いを現す誤差信号の収束量を用いてお
り、収束量が多いほど正確に音響伝達特性を同定できる
ことを表している。
【００６３】本実施例においては、同期加算平均処理の
回数は１００周期分としていることから、前述のように
Ｓ／Ｎ比を２０デシベル改善（ノイズレベルを２０デシ
ベル減衰）することが期待できる。そこで、本測定にお
いては、Ｍ系列の擬似ランダムノイズ信号に応じてスピ
ーカ２３から出力される同定用信号音のレベルを一定に
した状態で、送風ダクト２１内に伝播する騒音のレベル
を変化させる条件で、評価用マイクロホン２４による検
出信号のＳ／Ｎ比とその誤差信号の収束量との関係を求
めた。
【００６４】一般に、誤差信号の収束量は、同期加算平
均処理の有無にかかわらず、同程度の上限値が存在して
いる。つまり、この誤差信号の収束量の上限値は、同定
する信号の伝達経路つまり送風ダクト２１の音響伝達特
性の線形性に関係しているもので、その線形性が良いほ
ど収束量の上限値は高くなる傾向にある。
【００６５】例えば、スピーカ２３から評価用マイクロ
ホン２４に至る伝達経路を含んだ音響伝達特性ＧAOは、
スピーカ２３から音源用マイクロホン２２に至る伝達経
路を含んだ音響伝達特性ＧASに対して、収束量の上限値
が高くなっている。これは、スピーカ２３に対して、評
価用マイクロホン２４のほうが音源用マイクロホン２２
よりも近い位置に配置されていることから、伝播する音
が送風ダクト２１の内壁面を震わせることによる非線形
な音の成分の発生が少なく、検出する音の線形性の低下
が小さいことによるものである。
【００６６】さて、同図において、音源用マイクロホン
２２あるいは評価用マイクロホン２４により検出される
検出信号のＳ／Ｎ比が低下すると、同期加算平均処理を
行っていない場合には、誤差信号の収束量の低下が大き
くなる。なお、同定用適応フィルタ４０は、入出力に相
関のある信号に適応するので、Ｓ／Ｎ比がゼロになって
も３〜４デシベルは収束するようになっている。
【００６７】これに対して、同期加算平均処理を行う本
実施例の場合においては、評価用マイクロホン２４ある
いは音源用マイクロホン２２からの検出信号のうち、同
定用信号以外のノイズ成分を２０デシベル低減すること
ができるので、上述の同期加算平均処理を行わない場合
に比べて、同じＳ／Ｎ比ではその収束量を２０デシベル
向上させることができる。したがって、例えば、同定用
信号音のレベルが他のノイズ成分に比べて１０デシベル
低い場合でも、同期加算平均処理を行うと誤差信号の収
束量を１０デシベル以上得ることができ、周囲に騒音が
伝播している状況においてもその騒音レベルよりも１０
デシベル低い同定用信号音を出力すれば同定処理を行う
ことができることを示している。
【００６８】さて、スイッチ回路４３ａ，４３ｂは、能
動消音動作を行っているときに、音響伝達特性ＧAOが変
動するのに対応して、能動消音動作と並行して同定処理
を行うためのもので、消音動作中に同定処理を行うとき
にのみオンされるようになっている。スイッチ回路４３
ａ，４３ｂがオンされて同定制御部３７により前述同様
にして同定処理を行うと、Ｍ系列の擬似ランダムノイズ
信号の１００周期分の同期加算平均処理により、評価用
マイクロホン２４により受けられた検出信号のＳ／Ｎ比
が、例えば騒音に対して１０デシベル近く低いレベルで
あっても同定することができるようになるので、送風ダ
クト２１を伝播する騒音のレベルよりも低いレベルの擬
似ランダムノイズ信号を用いて能動消音制御動作に支障
を与えることなく同定処理を行うことができる。
【００６９】そして、これにより、送風ダクト２１の伝
達特性が変動した場合でも、これに追随して音響伝達特
性ＧAOの同定を精度良く行うことができて消音効果を常
に最大に維持することができるのである。なお、スイッ
チ回路４３ａ，４３ｂがオンしている状態では、切換ス
イッチ２９ａ，２９ｂの端子Ａ，Ｂのオン位置には無関
係に上述の動作を行うことができるようになる。また、
消音動作と並行して同定処理を行う場合には、適応フィ
ルタ３３によるＦＩＲフィルタ２６の係数更新の動作を
停止しておく。これは、消音信号にとっては、評価用マ
イクロホン２４により検出されるＭ系列の擬似ランダム
ノイズ信号が逆にノイズとなって適応制御動作を乱す虞
があるからである。
【００７０】このような本実施例によれば、信号発生器
３８から同定用信号としてＭ系列の擬似ランダムノイズ
信号を出力し、スピーカ２３から出力される同定用信号
音を送風ダクト２１を介して評価用マイクロホン２４で
受けてその検出信号を同期加算回路４１により同定用信
号の周期に同期して１００周期分に渡って加算平均処理
して同定を行うようにしたので、検出信号のＳ／Ｎ比を
２０デシベル向上させることができ、精度の高い同定処
理を行うことができ、能動消音制御による消音量を常に
最大とすることができる。
【００７１】また、スピーカ２３から出力する同定用の
信号音のレベルが低い場合でも、確実に同定することが
できるので、送風ダクト２１に空調装置の空調空気や騒
音が伝播している状態でも実施でき、空調制御動作を迅
速に立ち上げることができるようになる。
【００７２】さらに、空調制御動作中に能動消音制御を
行って消音している状態で、空調装置による制御状態の
変動等により送風ダクト２１内の音響伝播特性が変動す
る場合でも、空調装置の運転状態でその変動した音響伝
達特性に追随して同定しながら能動消音制御を行うこと
ができ、その都度空調装置を停止させる必要がなくなっ
て、空調制御の能率低下を招くことがなくなる。
【００７３】図５は本発明の第２の実施例を示すもの
で、以下、第１の実施例と異なる部分について説明す
る。本実施例においては、スピーカ２３から発した音が
音源用マイクロホン２２側に戻って検出されるのを防止
するために、制御回路２５′に伝達特性ＧASを有するデ
ジタルフィルタ５１を設けたことと、このデジタルフィ
ルタ５１の音響伝達特性を同期加算平均処理をして同定
するための同期加算回路５２および同定用適応フィルタ
５３を同定制御部３７′に設けたところが異なるところ
である。
【００７４】すなわち、図５において、Ａ／Ｄ変換器２
８は演算器５４を介してＦＩＲフィルタ２６およびデジ
タルフィルタ３４に接続されている。フィルタ特性ＧAS
が設定されるデジタルフィルタ５１の出力は演算器５４
の減算入力として与えられる。ＦＩＲフィルタ２６の出
力は、デジタルフィルタ５１に与えられると共に、スイ
ッチ回路５５および加算器５６を介してＤ／Ａ変換器３
０に与えられる。信号発生器３８の出力はスイッチ回路
５７および加算器５６を介してＤ／Ａ変換器３０に与え
られる。
【００７５】同期加算回路５２はＡ／Ｄ変換器２８から
検出信号が与えられ、参照信号として演算器５８に入力
される。同定用適応フィルタ５３の出力は演算器５８に
与えられ、その誤差信号が入力されるようになってい
る。同定用適応フィルタ５３は、Ｄ／Ａ変換器３０の入
力側ａ点からＬＰＦ３１，増幅器３２，スピーカ２３，
送風ダクト２１，音源用マイクロホン２２，ＢＰＦ２
７，Ａ／Ｄ変換器２８の出力側ｃ点に至る伝達経路の音
響伝達特性ＧASを同定すると、デジタルフィルタ５１に
フィルタ特性ＧASとして設定するようになっている。
【００７６】さて、スピーカ２３から出力される制御音
は、通常、送風ダクト２１を介して音源用マイクロホン
２２側にも伝播するので、これを音源用マイクロホン２
２が受けると、その検出信号に基いてこれを消音するた
めに再び制御音としてスピーカ２３から出力されるよう
になるため、場合によっては発振して所謂ハウリングを
おこしてしまう虞がある。これは、例えば、音源用マイ
クロホン２２とスピーカ２３との間の距離が短い場合
や、音源用マイクロホン２２が無指向性のマイクロホン
である場合等におこりやすくなる。
【００７７】本実施例においては、このような不具合を
解消すべく、ＦＩＲフィルタ２６で生成した制御信号を
デジタルフィルタ５１にも与えておくようにし、音源用
マイクロホン２２で受けた騒音の検出信号からスピーカ
２３から受けた音の成分を演算器５４にて引き算するの
である。このとき、デジタルフィルタ５１には、制御回
路２５′の伝達経路中ａ点からｃ点に至る伝達経路の音
響伝達特性ＧASに相当するフィルタ特性ＧASが設定され
ているので、その出力は音源用マイクロホン２２がスピ
ーカ２３から受けた音の成分と等しくすることができ、
演算器５４で演算することにより、ＦＩＲフィルタ２６
への入力信号にその成分が含まれないようにキャンセル
することができるのである。
【００７８】さて、音響伝達特性ＧASの同定処理は、次
のように行われる。すなわち、スイッチ回路５５がオフ
され、スイッチ回路５７がオンされる。音響伝達特性Ｇ
AOの同定処理と同様にして、信号発生器３８からＭ系列
の擬似ランダムノイズ信号が出力される。音源用マイク
ロホン２２で受けた音の検出信号は、Ａ／Ｄ変換器２８
を介して同期加算回路５２に入力されて同期加算平均処
理され、同定用適応フィルタ５３にて音響伝達特性ＧAS
が同定されると共に、これに基いてデジタルフィルタ５
１のフィルタ特性ＧASが設定される。
【００７９】デジタルフィルタ５１のフィルタ特性ＧAS
が設定されると、スイッチ回路５７がオフされると共に
スイッチ回路５５がオンされ、制御回路２５′により能
動消音制御動作が行われるようになる。
【００８０】また、能動消音制御の実施中に音響伝達特
性ＧASの同定を行う場合には、スイッチ回路５５および
５７を共にオンさせる。このとき、信号発生器３８から
のＭ系列擬似ランダムノイズ信号は加算器５６を介して
Ｄ／Ａ変換器３０に入力されるので、デジタルフィルタ
５１側に与えられることはない。なお、同定処理中にお
いては、適応フィルタ３３によるＦＩＲフィルタ２６の
係数更新の動作を停止してＦＩＲフィルタ２６の係数を
固定しておく。これは、低いレベルのＭ系列の擬似ラン
ダムノイズ信号を出力する場合であっても、能動消音制
御に悪影響を与えないようにするためである。
【００８１】このような本実施例によれば、第１の実施
例と同様の効果が得られると共に、次のような効果が得
られる。すなわち、スピーカ２３から音源用マイクロホ
ン２２に至る伝達経路の距離がスピーカ２３から評価用
マイクロホン２４に至る伝達経路の距離よりも長く、し
たがって、空調装置による空調空気の送風速度の変動や
温度変動により音響伝達特性ＧASがＧAOに比べてその変
動が大きい場合でも、その変動に追随して音響伝達特性
ＧASを同定して能動消音制御を行うことができるので、
騒音のみを検出して消音量を常に最大にすることができ
る。
【００８２】図６は本発明の第３の実施例を示すもの
で、以下、第１の実施例と異なる部分について説明す
る。すなわち、本実施例においては、冷蔵庫等に設けら
れる冷却装置の冷凍サイクルの一部として設けられたコ
ンプレッサに対してその騒音を消音するように設けた場
合に適用したものである。
【００８３】図６において、騒音源としてのコンプレッ
サ５９は騒音の伝播経路となる機械室のダクト６０に配
設されている。ダクト６０にはコンプレッサ５９と離れ
た位置に放熱用の開口部６０ａが形成されており、コン
プレッサ５９の駆動により発生する騒音はこの開口部６
０ａを介して外部に伝達可能となっている。制御回路２
５は第１の受音手段としての音源用マイクロホン６１に
より検出したコンプレッサ５９の騒音検出信号に基いて
開口部６０ａで音波干渉を起こすように制御用発音器と
してのスピーカ６２から制御音を出力する。開口部６０
ａには第２の受音手段としての評価用マイクロホン６３
が設けられ、開口部６０ａの消音点Ｏにて消音量が最大
となるように制御回路２５により適用制御が行われる。
【００８４】上記構成によれば、第１の実施例と同様に
して、コンプレッサ５９の駆動による騒音の発生してい
る状態でも音響伝達特性の同定を行うことができるの
で、音響伝達特性の同定処理に無関係に、電源の投入と
同時にコンプレッサ５９を駆動することができ、冷却装
置の運転を開始して迅速に冷却動作を行うことができる
ようになる。
【００８５】なお、上記各実施例においては、同定用信
号としてＭ系列の擬似ランダムノイズ信号を用いた場合
について説明したが、これに限らず、例えば、他の周期
性を有するランダムノイズでも良いし、消音周波数帯域
内の周波数の正弦波を例えば０．１Ｈｚ間隔で発生させ
て合成した信号でも良いし、あるいはインパルス信号を
同定用信号として用いても良い。
【００８６】また、上記各実施例においては、Ｍ系列の
擬似ランダムノイズ信号を符号長「５１１」とした場合
について説明したが、これに限らず、検出信号の精度に
応じて他の符号長の信号を用いることができる。
【００８７】また、上記第３の実施例においては、コン
プレッサ５９の騒音を検出する第１の受音手段として音
源用マイクロホン６１を用いた場合について説明した
が、これに限らず、例えば、コンプレッサ５９の振動音
を検出する振動ピックアップセンサなどを第１の受音手
段として用いても良い。
【００８８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の適応形能
動消音装置によれば、次のような効果を得ることができ
る。すなわち、請求項１記載の適応形能動消音装置によ
れば、信号発生器から所定周期で消音対象となる周波数
帯域を包含した周波数成分を有する同定用信号を制御用
発音器に与え、同定用信号音を第１あるいは第２の受音
手段により受け、同期加算処理手段にて同定用信号の周
期に同期した状態で加算平均処理を行って音響伝達特性
を同定するようにしたので、同定用信号音のレベルが低
い場合でもＳ／Ｎ比を向上させて精度の高い同定処理を
行うことができ、適応制御による能動消音動作において
確実に騒音を消音することができるようになる。また、
Ｓ／Ｎ比を向上できることから、同定処理を騒音源から
騒音が発せられた状態で実施することができ、騒音の伝
播経路や信号処理系統の経時変化や温度変化による音響
伝達特性の変動に追随してこれを同定しながら消音動作
を行うことができるという優れた効果を奏する。
【００８９】請求項２記載の適応形能動消音装置によれ
ば、空調装置の運転中においても送風ダクト内に送風さ
れると共に騒音が伝播している状態で音響伝達特性の同
定処理を行うことができるので、空調装置のダンパ開度
調整による送風ダクト内の音響伝達特性の変化や送風さ
れる空調空気の温度変動による音響伝達特性の変化に追
随してその音響伝達特性を同定しながら消音動作を行う
ことができるので、常に、確実な消音動作を行うことが
できるという優れた効果を奏する。
【００９０】請求項３記載の適応形能動消音装置によれ
ば、冷却装置のコンプレッサの運転を行って騒音が発生
している状態であっても、その騒音に阻害されることな
く音響伝達特性の同定処理を行って正確に同定すること
ができるので、コンプレッサの運転を電源投入と同時に
行って冷却装置の運転を迅速に開始することができ、同
定処理の終了と共に消音動作を開始することができると
いう優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す全体構成のブロッ
ク図
【図２】同期加算回路のブロック構成図
【図３】平均化ユニットのブロック構成図
【図４】検出信号のＳ／Ｎ比と誤差信号の収束量との関
係を示す図
【図５】本発明の第２の実施例を示す図１相当図
【図６】本発明の第３の実施例を示す図１相当図
【図７】従来例を示す図１相当図
【図８】適応制御の概略構成図
【符号の説明】
２１は送風ダクト（騒音の伝播経路）、２２，６１は音
源用マイクロホン（第１の受音手段）、２３，６２はス
ピーカ（制御用発音器）、２４，６３は評価用マイクロ
ホン（第２の受音手段）、２５，２５′は制御回路、２
６はＦＩＲフィルタ（演算手段）、２７，３５はＢＰ
Ｆ、２８，３６はＡ／Ｄ変換器、２９ａ，２９ｂは切換
回路、３０はＤ／Ａ変換器、３１はＬＰＦ、３２は増幅
器、３３は適応フィルタ（適応制御手段）、３４はデジ
タルフィルタ、３７，３７′は同定制御部、３８は信号
発生器、３９，４１，５１は同期加算回路（同期加算処
理手段）、４０，５３は同定用適応フィルタ（同定制御
手段）、４２は演算器、４３ａおよび４３ｂはスイッチ
回路、４４は平均化ユニット、４５ａ，４５ｂは切換ス
イッチ、４６，５０は乗算器、４７は加算器、４８はレ
ジスタメモリ、４９はスイッチ回路、５１はデジタルフ
ィルタ、５９はコンプレッサ（騒音源）、６０はダクト
（伝播経路）である。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 騒音の伝播経路に設けられた第１の受音
    手段と、前記騒音の伝播経路に前記第１の受音手段より
    下流側の位置の設けられ前記騒音に対する干渉音を出力
    する制御用発音器と、前記騒音の伝播経路に前記制御用
    発音器より下流側の位置に設けられた第２の受音手段
    と、前記第１の受音手段の検出信号に基いて演算加工を
    行うことにより制御信号を生成して前記制御用発音器に
    前記干渉音を出力させる演算手段と、前記第２の受音手
    段の検出信号に基いて前記制御用発音器による消音量が
    最大となるように前記演算手段の演算係数を調整する適
    応制御手段とを具備してなる適応形能動消音装置におい
    て、 所定周期で繰り返すように生成され消音対象となる周波
    数帯域を包含した周波数成分を有する同定用信号を前記
    制御用発音器に出力する信号発生器と、 前記制御用発音器から出力される同定用信号音を前記第
    １あるいは第２の受音手段により受けるとその検出信号
    を前記同定用信号の周期に同期して複数周期に渡って加
    算平均処理を行う同期加算処理手段と、 この同期加算処理手段の出力信号に基いて前記制御用発
    音器から前記第１あるいは第２の受音手段に至る伝達経
    路を含んだ伝達特性を同定すると共にその同定した伝達
    特性に基いて前記適応制御手段の演算係数を調整する同
    定制御手段とを具備してなる適応形能動消音装置。
  2. 【請求項２】 騒音の伝播経路は、空調装置を騒音源と
    した送風ダクトにより構成され、前記空調装置の運転状
    態で制御用発音器から第１あるいは第２の受音手段に至
    る伝達経路の伝達特性を同定することを特徴とする請求
    項１記載の適応形能動消音装置。
  3. 【請求項３】 騒音の伝播経路は、冷却装置のコンプレ
    ッサを騒音源としたダクトにより構成され、前記コンプ
    レッサの運転状態で制御用発音器から第１あるいは第２
    の受音手段に至る伝達経路の伝達特性を同定することを
    特徴とする請求項１記載の適応形能動消音装置。
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