JP4298865B2 - 能動的消音システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダクト内騒音の伝搬通路内において騒音と逆位相同音圧の音波を放射して騒音の消音を行なう能動的消音システムに係り、特に大口径のダクトに対して前記能動的消音システムを適用する場合に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、空調用ダクト内を伝搬する騒音を消音する一つの方法として、ダクト内に内貼りした吸音材によって吸音する方法など、主に受動的な消音方法が取られてきたが、圧力損失や大きさなどの問題点を抱えている。一方、ダクト内伝搬騒音の音波に対して逆位相同音圧の音波を同時にダクト内に放射して、両音波の干渉によって消音を行なう能動的な消音方法の研究が盛んに行われている。しかしまだ多くの問題が残っている。
【０００３】
図７は従来の能動騒音制御システムを示す構成説明図である。即ち、マイクロホンよりなる第１センサ６１によってダクト６２内を伝搬する騒音の情報をアナログ電気信号として取り込み、さらにマイクロホンアンプの増幅器６３を通して増幅する。
【０００４】
前記増幅器６３によって増幅されたアナログ電気信号に対して、まずアナログローパスフィルタ６４を通す。その後Ａ／Ｄ（アナログ−ディジタル）変換器６５を通してディジタル電気信号に変換する。
【０００５】
こうして消音の対象とする低周波数領域の信号のみを含むディジタル電気信号をディジタル演算部６６に入力する。
【０００６】
また、システムが稼働することによるダクト６２内の消音の状況が、騒音源からみて消音用スピーカ６７より下流側に設置されたマイクロホンよりなる第２センサ６８で検知される。この第２センサ６８から得られたダクト６２内の消音状況の情報であるアナログ電気信号も、第１センサ６１から得られたアナログ電気信号と同じように、マイクロホンアンプの増幅器６９、アナログ信号処理によるアナログローパスフィルタ７０、Ａ／Ｄ（アナログ−ディジタル）変換器７１を通す。
【０００７】
前記第２センサ６８からはシステムが稼働することによってどれだけダクト６２内伝搬騒音が消音されたかの情報が入力される。ディジタル演算部６６ではその情報を取り込んでその信号が常にゼロに近づくような最適な係数を適応制御アルゴリズム７２に基づいて算出し、消音信号発生フィルタ７３のフィルタ係数として第１センサ６１からの入力信号に畳み込む演算を行なう。
【０００８】
こうしてディジタル演算部６６では様々な係数を第１センサ６１からの入力信号に畳み込み演算し、適応制御アルゴリズム７２により消音信号発生フィルタ７３を逐次更新して消音用ディジタル電気信号を作成する。
【０００９】
この消音用ディジタル電気信号をＤ／Ａ（ディジタル−アナログ）変換器７４によりアナログ電気信号に変換してアナログ信号処理によるアナログローパスフィルタ７５を通して最終的に消音の対象とする低周波数領域の信号のみを含む消音用アナログ電気信号にする。
【００１０】
この消音用アナログ電気信号をパワーアンプの増幅器７６により増幅して消音用スピーカ６７を駆動し、ダクト６２内に消音用音波を放射するのである。
【００１１】
こうして様々な信号処理が施され、ダクト６２内を伝搬する騒音に対して逆位相同音圧の消音用音波がダクト６２内に放射される。放射された消音用音波はダクト６２内を伝搬する騒音音波と干渉を起こし打ち消しあって結果、消音効果が得られる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、能動制御によりダクト内伝搬騒音を消音する場合、その消音可能な上限周波数は、ダクト横断面方向に生じる第１定在波の周波数までであり、この周波数はダクト辺の寸法によってきまる。したがって、大型ダクトに能動制御を適用した場合、消音できる騒音が非常に低い帯域に絞られてしまうという問題点があった。
【００１３】
現在この課題を回避する手段として、１対もしくは複数対の消音用音波発生装置をそれぞれ大口径ダクトの対向壁面に向かい合わせに設置して同音圧同位相で駆動する方法、もしくは大口径ダクト内を小口径ダクトに分割してそれぞれの小口径ダクトに能動制御システムを設置して消音する方法が取られてきた。
【００１４】
しかし、前者では大口径ダクトといっても限界があること、また後者では小口径ダクト分だけの能動制御システムが必要となりコストの面から不利であることが問題であった。
【００１５】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、ダクト内空間の一部を複数の小口径ダクトに分割して消音できる騒音を所定の周波数帯域にすることができ、さらに、１つの代表小口径ダクトにのみ消音用信号発生フィルタを算出する適応制御演算部を設け、他の小口径ダクトには前記適応制御演算部で算出した消音用信号発生フィルタを用いることにより、能動的消音構成を簡略化してコストの面から有利にでき、且つ能動的消音を良好に行うことができる能動的消音システムを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、消音用音波発生部より上流側に設けられダクト内に伝搬する騒音を検知する第１センサと、消音用音波発生部より下流側に設けられ前記ダクト内の消音状況を検知する第２センサと、前記第１センサおよび第２センサの検知出力よりダクト内伝搬騒音に対して逆位相同音圧となる消音用信号を演算する演算部と、前記演算部において算出された消音用信号を音波発生部よりダクト内に放射することによってダクト内伝搬騒音を消音する能動的消音システムにおいて、ダクト内空間の一部を複数の小口径ダクトに分割し、前記分割した複数小口径ダクトのうち１つを代表小口径ダクトとし、代表小口径ダクトには第１センサ、第２センサ、消音用音波発生部を設置し、非代表小口径ダクトには第１センサ、消音用音波発生部を設置し、前記代表小口径ダクト内伝搬騒音に対する消音用音波の生成手段として、前記第１センサおよび第２センサの検知出力より消音用信号発生フィルタを算出する適応制御演算部と、前記第１センサの検知出力が入力され前記適応制御演算部で算出した消音用信号発生フィルタを畳み込み演算して消音用信号を消音用音波発生部に出力する畳み込み演算部を備え、前記非代表小口径ダクト内伝搬騒音に対する消音用音波の生成手段として、前記第１センサの検知出力が入力され非代表小口径ダクトと代表小口径ダクトの騒音の伝達特性を補正する補正フィルタと、前記補正フィルタの出力が加えられ前記適応制御演算部で算出した消音用信号発生フィルタを畳み込み演算して消音用信号を消音用音波発生部に出力する畳み込み演算部を備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
また本発明は、上記能動的消音システムにおいて、前記分割された各小口径ダクトのうち１つを代表小口径ダクトとして適応制御演算を行うように設定する切り替え手段が設けられ、この切り替え手段は、少なくとも任意の前記各小口径ダクトに設けられた第１センサの検知出力を前記適応制御演算部に入力できるように切り替えるとともに、前記適応制御演算部で算出された消音用信号発生フィルタを任意の前記各小口径ダクトに対応する前記畳み込み演算部で利用できるように切り替えることを特徴とするものである。
【００１８】
また本発明は、上記能動的消音システムにおいて、前記分割された各小口径ダクトのうち１つを代表小口径ダクトとして適応制御演算を行うように設定する切り替え手段が設けられ、この切り替え手段は、少なくとも任意の前記各小口径ダクトに設けられた第１センサの検知出力を前記適応制御演算部に入力できるように切り替えるとともに、前記適応制御演算部を備えた前記畳み込み演算部で算出された消音用信号を任意の前記各小口径ダクトに設けられた消音用音波発生部に出力できるように切り替えることを特徴とするものである。
【００１９】
また本発明は、上記能動的消音システムにおいて、前記補正フィルタは前記切り替え手段を用いて生成されることを特徴とするものである。
【００２０】
また本発明は、消音用音波発生部より上流側に設けられダクト内に伝搬する騒音を検知する第１センサと、消音用音波発生部より下流側に設けられ前記ダクト内の消音状況を検知する第２センサと、前記第１センサおよび第２センサの検知出力よりダクト内伝搬騒音に対して逆位相同音圧となる消音用信号を演算する演算部と、前記演算部において算出された消音用信号を音波発生部よりダクト内に放射することによってダクト内伝搬騒音を消音する能動的消音システムにおいて、ダクト内空間の一部を複数の略同一形状の小口径ダクトに分割し、前記分割した複数小口径ダクトのうち１つを代表小口径ダクトとし、代表小口径ダクトには第１センサ、第２センサ、消音用音波発生部を設置し、非代表小口径ダクトには第１センサ、消音用音波発生部を設置し、前記代表小口径ダクト内伝搬騒音に対する消音用音波の生成手段として、前記第１センサおよび第２センサの検知出力より消音用信号発生フィルタを算出する適応制御演算部と、前記第１センサの検知出力が入力され前記適応制御演算部で算出した消音用信号発生フィルタを畳み込み演算して消音用信号を消音用音波発生部に出力する畳み込み演算部を備え、前記非代表小口径ダクト内伝搬騒音に対する消音用音波の生成手段として、前記第１センサの検知出力が入力され前記適応制御演算部で算出した消音用信号発生フィルタを畳み込み演算して消音用信号を消音用音波発生部に出力する畳み込み演算部を備えたことを特徴とするものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施形態例を詳細に説明する。
【００２２】
［実施形態例１］
図１は本発明の実施形態例１を示す構成説明斜視図である。
【００２３】
大口径ダクト１内空間のある一部を例えば石膏ボードのような遮音性の高い仕切板１０によって小口径ダクト１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄに分割する。例えば、図１のように曲りダクト部を分割する場合、小口径ダクト１Ａ，１Ｂと１Ｃ，１Ｄは同一形状とはならないが、分割されたおのおののダクトの形状が同一でなくともかまわない。また、その小口径ダクトの内部に吸音材１１などで吸音処理を行う場合にも、その処理方法がおのおのの小口径ダクト１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄで異なっていてもかまわない。
【００２４】
上記の要領で分割された４本の小口径ダクト１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄのうち、ある任意の１つの小口径ダクトを代表小口径ダクト１Ａとし、例えばマイクロホンよりなる第１センサ２Ａおよび例えばマイクロホンよりなる第２センサ４が例えばスピーカよりなる消音用音波発生部３Ａに対し騒音伝搬の上流側および下流側にそれぞれ設置される。
【００２５】
また、他の非代表小口径ダクト１Ｂ，１Ｃ，１Ｄには、それぞれ例えばマイクロホンよりなる第１センサ２Ｂ，２Ｃ，２Ｄおよび例えばスピーカよりなる消音用音波発生部３Ｂ，３Ｃ，３Ｄのみを設置する。この大口径ダクト１を設置する周りの状況によっては、例えば図１のように、おのおのの第１センサ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄや消音用音波発生部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄをおのおのの小口径ダクト１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄに対して同一条件で設置できない場合もあるが、このような場合でもかまわない。
【００２６】
図２は本発明の実施形態例１の制御方法を説明するための模式図である。
【００２７】
適応制御演算部５０は、代表小口径ダクト１Ａに設置された第１センサ２Ａ、及び第２センサ４の出力信号３１Ａ（ＸＡ）、３３（ＥＡ）より、代表小口径ダクト１Ａに対する消音用信号発生フィルタ（Ｗ）２０を生成する適応制御演算を行い、同時に消音用信号３２Ａ（ＹＡ）を生成する畳み込み演算を行う。この代表小口径ダクト１Ａに対する消音用信号３２Ａを代表小口径ダクト１Ａに設置された消音用音波発生部３Ａに供給して、消音用音波発生部３Ａから代表小口径ダクト１Ａ内に消音用音波を発生させると、代表小口径ダクト１Ａは消音できる騒音が高い周波数帯域になる小口径ダクトに制御を行ったのと同等の消音効果が得られる。
【００２８】
代表小口径ダクト１Ａに対する適応制御演算を行って生成された消音用信号発生フィルタ２０は、代表小口径ダクト１Ａにおける第１センサ２Ａから消音用音波発生部３Ａへの騒音の伝達特性（ＧＡ）３０Ａの逆特性を持つ。
【００２９】
ここで、代表小口径ダクト１Ａに設置された第１センサ２Ａから消音用音波発生部３Ａへの騒音の伝達特性３０Ａと、他のおのおのの小口径ダクト１Ｂ，１Ｃ，１Ｄに設置された第１センサ２Ｂ，２Ｃ，２Ｄから消音用音波発生部３Ｂ，３Ｃ，３Ｄへの騒音の伝達特性３０Ｂ（ＧＢ），３０Ｃ（ＧＣ），３０Ｄ（ＧＤ）を補正する補正フィルタ２２Ｂ（ＴＢ），２２Ｃ（ＴＣ），２２Ｄ（ＴＤ）をあらかじめ作成しておく。
【００３０】
代表小口径ダクト１Ａ以外のおのおのの小口径ダクト１Ｂ，１Ｃ，１Ｄに設置された第１センサ２Ｂ，２Ｃ，２Ｄから出力されたおのおのの信号３１Ｂ（ＸＢ），３１Ｃ（ＸＣ），３１Ｄ（ＸＤ）を、このあらかじめ作成されたおのおのの小口径ダクト１Ｂ，１Ｃ，１Ｄに対する補正フィルタ２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄと、代表小口径ダクト１Ａに対する適応制御演算によって生成された消音用信号発生フィルタ２０よりコピーされた消音用信号発生フィルタ（Ｗ）２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄに畳み込み演算を行う。このおのおのの畳み込み演算によって得られた消音用信号３２Ｂ（ＹＢ），３２Ｃ（ＹＣ），３２Ｄ（ＹＤ）は、おのおのの消音用音波発生部３Ｂ，３Ｃ，３Ｄに出力され、おのおのの小口径ダクト１Ｂ，１Ｃ，１Ｄに対する消音用音波となる。
【００３１】
なお、分割された小口径ダクト１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄのうち、どの小口径ダクトを代表小口径ダクトとするかは、実際設置する場所の状況により出荷時には決定できないことが多い。分割されたどの小口径ダクトをも代表小口径ダクトに設定できるよう切り替え手段を設けておけば、試運転調整時に代表小口径ダクトを決定することができる。
【００３２】
なお、この切り替え手段は、図３のように各小口径ダクトに対する各畳み込み演算部と適応制御演算部との間に設け、任意の各小口径ダクトに設けられた第１センサの検知出力を前記適応制御演算部に入力できるように切り替えるとともに、前記適応制御演算部で算出された消音用信号発生フィルタを任意の前記各小口径ダクトに対応する前記畳み込み演算部で利用できるように切り替えてもよいし（図３中４０，４１）、図４のように適応制御演算部を備えた畳み込み演算部と各小口径ダクトに設置された少なくとも第１センサ及び消音用音波発生部との間に設け、任意の各小口径ダクトに設けられた第１センサの検知出力を前記適応制御演算部に入力できるように切り替えるとともに、前記適応制御演算部を備えた前記畳み込み演算部で算出された消音用信号を任意の前記各小口径ダクトに設けられた消音用音波発生部に出力できるように切り替えてもよい（図４中４２）。前者の場合、どの小口径ダクトの畳み込み演算部の消音用信号発生フィルタＷ２０，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄを生成するかを切り替えられるし、後者の場合、どの小口径ダクト１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを代表小口径ダクトとするかを切り替えることができる。
【００３３】
前記の切り替え手段を利用すると、試運転調整時などに補正フィルタを作成することができる。以下その方法を記す。
【００３４】
補正フィルタ２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄは、例えば装置の試運転調整時などに、あらかじめ作成されるものであり、一度作成して不揮発性メモリに格納しておけば、再度作成する必要はない。
【００３５】
補正フィルタ２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄは、各小口径ダクト１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの第１センサ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄから消音用音波発生部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄまでの騒音の伝達特性（ＧＡ，ＧＢ，ＧＣ，ＧＤ）を用いて、ＧＢ・ＧＡ−１，ＧＣ・ＧＡ−１，ＧＤ・ＧＡ−１とあらわされ、さらに騒音の伝達特性（ＧＡ，ＧＢ，ＧＣ，ＧＤ）の逆特性を持つ消音用信号発生フィルタ（ＷＡ，ＷＢ，ＷＣ，ＷＤ）が既知であれば、それぞれＴＢ＝ＧＢ・ＧＡ−１＝ＷＢ・ＷＡ−１，ＴＣ＝ＧＣ・ＧＡ−１＝ＷＣ・ＷＡ−１，ＴＤ＝ＧＤ・ＧＡ−１＝ＷＤ・ＷＡ−１で求められる。
【００３６】
したがって、例えば装置の試運転調整時におのおのの各小口径ダクト１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの、第１センサ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄから消音用音波発生部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄまでのおのおのの騒音の伝達特性（ＧＡ，ＧＢ，ＧＣ，ＧＤ）の逆特性を持つ消音用信号発生フィルタ３０Ａ（ＷＡ），３０Ｂ（ＷＢ），３０Ｃ（ＷＣ），３０Ｄ（ＷＤ）を生成することで補正フィルタ２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄを生成することができる。補正フィルタの生成方法を図３の補正フィルタ生成の模式図をもとに説明する。
【００３７】
まず、代表小口径ダクト１Ａの適応制御演算部５０に設けられた第１センサ出力切り替え手段４０を代表小口径ダクト１Ａの第１センサ２Ａに、消音用音波出力切り替え手段を代表小口径ダクト１Ａの消音用音波発生部３Ａに接続する。
【００３８】
ここで通常の消音適応制御演算を行えば消音用信号発生フィルタ２０は代表小口径ダクト１Ａに対する消音用信号発生フィルタＷＡとなる。
【００３９】
次に、代表小口径ダクト１Ａの適応制御演算部５０に設けられた第１センサ出力切り替え手段４０を小口径ダクト１Ｂの第１センサ２Ｂに、消音用音波出力切り替え手段を小口径ダクト１Ｂの消音用音波発生部３Ｂに接続する。
【００４０】
また、代表小口径ダクト１Ａに設置された第２センサ４を小口径ダクト１Ｂに設置する。ここで通常の消音適応制御演算を行えば消音用信号発生フィルタ２０は小口径ダクト１Ｂに対する消音用信号発生フィルタＷＢとなる。
【００４１】
同様に、第１センサ出力切り替え手段４０を小口径ダクト１Ｃ，１Ｄの第１センサ２Ｃ，２Ｄに、消音用音波出力切り替え手段を小口径ダクト１Ｃ，１Ｄの消音用音波発生部３Ｃ，３Ｄにそれぞれ接続して消音適応制御演算を行えば消音用信号発生フィルタ２０は、小口径ダクト１Ｃ，１Ｄに対するそれぞれの消音用信号発生フィルタＷＣ，ＷＤとなる。
【００４２】
こうして得られたすべての小口径ダクト１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄに対する消音用信号発生フィルタＷＡ，ＷＢ，ＷＣ，ＷＤから補正フィルタＴＢ，ＴＣ，ＴＤを求めることができる。
【００４３】
なお、前記切り替え手段とは、消音適応制御演算部への入力アナログ電気信号ならびに出力アナログ電気信号を切り替える手段であり、例えばスイッチなどを用いることができる。
【００４４】
［実施形態例２］
図５は本発明の実施形態例２を示す構成説明斜視図である。
【００４５】
大口径ダクト１０１のある一部をその内部が同一形状となるように小口径ダクト１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄに分割する。例えば、口径２，０００ｍｍ×２，０００ｍｍの大口径ダクト１０１の内部に例えば石膏ボードのような遮音性の高い仕切板１１０によって口径１，０００ｍｍ×１，０００ｍｍの４つの小口径ダクト１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄとなるように分割する。また、その内部に吸音材１１１などで吸音処理を行う場合には、どの小口径ダクトに対しても同等の処理を施す。
【００４６】
上記の要領で同一条件となるように分割した４本の小口径ダクト１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄのうち、ある任意の１つの小口径ダクトを代表小口径ダクト１０１Ａとし、例えばマイクロホンよりなる第１センサ１０２Ａおよび例えばマイクロホンよりなる第２センサ１０４が、例えばスピーカよりなる消音用音波発生部１０３Ａに対し騒音伝搬の上流側および下流側にそれぞれ設置される。
【００４７】
また、他の非代表小口径ダクト１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄには、例えばマイクロホンよりなる第１センサ１０２Ｂ，１０２Ｃ，１０２Ｄと例えばスピーカよりなる消音用音波発生部１０３Ｂ，１０３Ｃ，１０３Ｄのみを設置する。
【００４８】
ただし、すべての小口径ダクト１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄに設置する第１センサ１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ，１０２Ｄは、同一の音波を同一の信号として検知できるよう、また、消音用音波発生部１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃ，１０３Ｄは、同一の信号を同一の音波として発生できるよう、すべて同一設置方法となるように設置する。
【００４９】
図６は本発明の実施形態例２の制御方法を説明するための模式図である。
【００５０】
適応制御演算部１００は、代表小口径ダクト１０１Ａに設置された第１センサ１０２Ａ及び第２センサ１０４の出力信号１３１Ａ（ＸＡ），１３３（ＥＡ）より、代表小口径ダクト１０１Ａに対する消音用信号発生フィルタ（Ｗ）１２０を生成する適応制御演算を行ない、同時に代表小口径ダクト１０１Ａに対する消音用信号１３２Ａ（ＹＡ）を生成する畳み込み演算を行なう。この代表小口径ダクト１０１Ａに対する消音用信号１３２Ａを代表小口径ダクト１０１Ａに設置された消音用音波発生部１０３Ａに供給して、消音用音波発生部１０３Ａから代表小口径ダクト１０１Ａ内に消音用音波を発生させると、代表小口径ダクト１０１Ａは口径１，０００ｍｍ×１，０００ｍｍダクトに制御を行なったのと同等の消音できる騒音が高い周波数帯域になる消音効果が得られる。
【００５１】
代表小口径ダクト１０１Ａに対する適応制御演算を行って生成された消音用信号発生フィルタ１２０は、代表小口径ダクト１０１Ａにおける第１センサ１０２Ａから消音用音波発生部１０３Ａへの騒音の伝達特性（ＧＡ）１３０Ａの逆特性を持つ。
【００５２】
ここで、大口径ダクト１０１のある一部をその内部が同一形状となるように分割し、かつすべての小口径ダクト１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄに対し同一設置方法で第１センサ１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ，１０２Ｄ、消音用音波発生部１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃ，１０３Ｄを設置しているため、代表小口径ダクト１０１Ａにおける第１センサ１０２Ａから消音用音波発生部１０３Ａへの騒音の伝達特性（ＧＡ）１３０Ａと、他のおのおのの小口径ダクト１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄに設置された第１センサ１０２Ｂ，１０２Ｃ，１０２Ｄから消音用音波発生部１０３Ｂ，１０３Ｃ，１０３Ｄへの騒音の伝達特性１３０Ｂ（ＧＢ），１３０Ｃ（ＧＣ），１３０Ｄ（ＧＤ）が等しくなり、代表小口径ダクト１０１Ａに対する消音用信号発生フィルタ１２０は、他の小口径ダクト１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄの消音用信号発生フィルタ（Ｗ）１２１Ｂ，１２１Ｃ，１２１Ｄともなりうる。
【００５３】
したがって、この代表小口径ダクト１０１Ａに対する適応制御によって得られた消音用信号発生フィルタ１２０を他の小口径ダクト１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄの数分だけコピーし、他の小口径ダクトに設置したおのおのの第１センサ１０２Ｂ，１０２Ｃ，１０２Ｄからの出力信号１３１Ｂ（ＸＢ），１３１Ｃ（ＸＣ），１３１Ｄ（ＸＤ）と畳み込み演算する。このおのおのの畳み込み演算で得られた消音用信号１３２Ｂ（ＹＢ），１３２Ｃ（ＹＣ），１３２Ｄ（ＹＤ）をそれぞれ対応した消音用音波発生部１０３Ｂ，１０３Ｃ，１０３Ｄに供給し、この消音用音波発生部１０３Ｂ，１０３Ｃ，１０３Ｄからおのおのの小口径ダクト１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄに対する消音用音波を発生する。
【００５４】
したがって、おのおのの畳み込み演算によって得られた消音用信号１３２Ｂ，１３２Ｃ，１３２Ｄに応じた消音用音波をおのおのの消音用音波発生部１０３Ｂ，１０３Ｃ，１０３Ｄから小口径ダクト１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄに放射することで小口径ダクト１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄに伝搬する騒音も口径１，０００ｍｍ×１，０００ｍｍダクトに制御を行なったのと同等の消音できる騒音が高い周波数帯域になる消音効果が得られる。
【００５５】
以上のように、本発明の実施形態例１の場合、演算部が１つの適応制御演算と４つの畳み込み演算を行うので、大口径のダクトでも、演算部にかかるコストを低く抑えながら、小口径ダクトと同等の性能が出せる。また大口径のダクトの内部を同一形状に分割できなかったり、第１センサや消音用音波発生部が同一条件で設置できなくても同じ性能が出せる。さらに分割されたどの小口径ダクトをも代表小口径ダクトに設定できるよう切り替え手段を設けることにより、試運転調整時に代表小口径ダクトを決定することができる。
【００５６】
また、本発明の実施形態例２の場合、演算部が１つの適応制御演算と４つの畳み込み演算を行うので、大口径のダクトでも、演算部にかかるコストを低く抑えながら、小口径ダクトと同等の性能が出せる。
【００５７】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、ダクト内空間の一部を複数の小口径ダクトに分割して消音できる騒音を所定の周波数帯域にすることができ、さらに、１つの代表小口径ダクトにのみ消音用信号発生フィルタを算出する適応制御演算部を設け、他の小口径ダクトには前記適応制御演算部で算出した消音用信号発生フィルタを用いることにより、能動的消音構成を簡略化してコストの面から有利にでき、且つ能動的消音を良好に行うことができる能動的消音システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例１を示す構成説明斜視図である。
【図２】本発明の実施形態例１に係る制御方法を説明するための模式図である。
【図３】本発明の実施形態例１に係る代表小口径ダクト決定のための切り替え手段を説明するための模式図である。
【図４】本発明の実施形態例１に係る代表小口径ダクト決定のための切り替え手段を説明するための模式図である。
【図５】本発明の実施形態例２を示す構成説明斜視図である。
【図６】本発明の実施形態例２に係る制御方法を説明するための模式図である。
【図７】従来の能動騒音制御装置を示す構成説明図である。
【符号の説明】
１ 大口径ダクト
１Ａ 代表小口径ダクト
１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 小口径ダクト
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ 第１センサ
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ 消音用音波発生部
４ 第２センサ
１０ 仕切板
１１ 吸音材
２０ 消音用信号発生フィルタ
２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ 消音用信号発生フィルタ２０よりコピーされた消音用信号発生フィルタ
２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ 補正フィルタ
４０ 第１センサ入力の切り替え手段
４１ 適応制御演算出力の切り替え手段
４２ 第１センサ入力および消音用信号出力の切り替え手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダクト内騒音の伝搬通路内において騒音と逆位相同音圧の音波を放射して騒音の消音を行なう能動的消音システムに係り、特に大口径のダクトに対して前記能動的消音システムを適用する場合に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、空調用ダクト内を伝搬する騒音を消音する一つの方法として、ダクト内に内貼りした吸音材によって吸音する方法など、主に受動的な消音方法が取られてきたが、圧力損失や大きさなどの問題点を抱えている。一方、ダクト内伝搬騒音の音波に対して逆位相同音圧の音波を同時にダクト内に放射して、両音波の干渉によって消音を行なう能動的な消音方法の研究が盛んに行われている。しかしまだ多くの問題が残っている。
【０００３】
図７は従来の能動騒音制御システムを示す構成説明図である。即ち、マイクロホンよりなる第１センサ６１によってダクト６２内を伝搬する騒音の情報をアナログ電気信号として取り込み、さらにマイクロホンアンプの増幅器６３を通して増幅する。
【０００４】
前記増幅器６３によって増幅されたアナログ電気信号に対して、まずアナログローパスフィルタ６４を通す。その後Ａ／Ｄ（アナログ−ディジタル）変換器６５を通してディジタル電気信号に変換する。
【０００５】
こうして消音の対象とする低周波数領域の信号のみを含むディジタル電気信号をディジタル演算部６６に入力する。
【０００６】
また、システムが稼働することによるダクト６２内の消音の状況が、騒音源からみて消音用スピーカ６７より下流側に設置されたマイクロホンよりなる第２センサ６８で検知される。この第２センサ６８から得られたダクト６２内の消音状況の情報であるアナログ電気信号も、第１センサ６１から得られたアナログ電気信号と同じように、マイクロホンアンプの増幅器６９、アナログ信号処理によるアナログローパスフィルタ７０、Ａ／Ｄ（アナログ−ディジタル）変換器７１を通す。
【０００７】
前記第２センサ６８からはシステムが稼働することによってどれだけダクト６２内伝搬騒音が消音されたかの情報が入力される。ディジタル演算部６６ではその情報を取り込んでその信号が常にゼロに近づくような最適な係数を適応制御アルゴリズム７２に基づいて算出し、消音信号発生フィルタ７３のフィルタ係数として第１センサ６１からの入力信号に畳み込む演算を行なう。
【０００８】
こうしてディジタル演算部６６では様々な係数を第１センサ６１からの入力信号に畳み込み演算し、適応制御アルゴリズム７２により消音信号発生フィルタ７３を逐次更新して消音用ディジタル電気信号を作成する。
【０００９】
この消音用ディジタル電気信号をＤ／Ａ（ディジタル−アナログ）変換器７４によりアナログ電気信号に変換してアナログ信号処理によるアナログローパスフィルタ７５を通して最終的に消音の対象とする低周波数領域の信号のみを含む消音用アナログ電気信号にする。
【００１０】
この消音用アナログ電気信号をパワーアンプの増幅器７６により増幅して消音用スピーカ６７を駆動し、ダクト６２内に消音用音波を放射するのである。
【００１１】
こうして様々な信号処理が施され、ダクト６２内を伝搬する騒音に対して逆位相同音圧の消音用音波がダクト６２内に放射される。放射された消音用音波はダクト６２内を伝搬する騒音音波と干渉を起こし打ち消しあって結果、消音効果が得られる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、能動制御によりダクト内伝搬騒音を消音する場合、その消音可能な上限周波数は、ダクト横断面方向に生じる第１定在波の周波数までであり、この周波数はダクト辺の寸法によってきまる。したがって、大型ダクトに能動制御を適用した場合、消音できる騒音が非常に低い帯域に絞られてしまうという問題点があった。
【００１３】
現在この課題を回避する手段として、１対もしくは複数対の消音用音波発生装置をそれぞれ大口径ダクトの対向壁面に向かい合わせに設置して同音圧同位相で駆動する方法、もしくは大口径ダクト内を小口径ダクトに分割してそれぞれの小口径ダクトに能動制御システムを設置して消音する方法が取られてきた。
【００１４】
しかし、前者では大口径ダクトといっても限界があること、また後者では小口径ダクト分だけの能動制御システムが必要となりコストの面から不利であることが問題であった。
【００１５】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、ダクト内空間の一部を複数の小口径ダクトに分割して消音できる騒音を所定の周波数帯域にすることができ、さらに、１つの代表小口径ダクトにのみ消音用信号発生フィルタを算出する適応制御演算部を設け、他の小口径ダクトには前記適応制御演算部で算出した消音用信号発生フィルタを用いることにより、能動的消音構成を簡略化してコストの面から有利にでき、且つ能動的消音を良好に行うことができる能動的消音システムを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、消音用音波発生部より上流側に設けられダクト内に伝搬する騒音を検知する第１センサと、消音用音波発生部より下流側に設けられ前記ダクト内の消音状況を検知する第２センサと、前記第１センサおよび第２センサの検知出力よりダクト内伝搬騒音に対して逆位相同音圧となる消音用信号を演算する演算部と、前記演算部において算出された消音用信号を音波発生部よりダクト内に放射することによってダクト内伝搬騒音を消音する能動的消音システムにおいて、ダクト内空間の一部を複数の小口径ダクトに分割し、前記分割した複数小口径ダクトのうち１つを代表小口径ダクトとし、代表小口径ダクトには第１センサ、第２センサ、消音用音波発生部を設置し、非代表小口径ダクトには第１センサ、消音用音波発生部を設置し、前記代表小口径ダクト内伝搬騒音に対する消音用音波の生成手段として、前記第１センサおよび第２センサの検知出力より消音用信号発生フィルタを算出する適応制御演算部と、前記第１センサの検知出力が入力され前記適応制御演算部で算出した消音用信号発生フィルタを畳み込み演算して消音用信号を消音用音波発生部に出力する畳み込み演算部を備え、前記非代表小口径ダクト内伝搬騒音に対する消音用音波の生成手段として、前記第１センサの検知出力が入力され非代表小口径ダクトと代表小口径ダクトの騒音の伝達特性を補正する補正フィルタと、前記補正フィルタの出力が加えられ前記適応制御演算部で算出した消音用信号発生フィルタを畳み込み演算して消音用信号を消音用音波発生部に出力する畳み込み演算部を備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
また本発明は、上記能動的消音システムにおいて、前記分割された各小口径ダクトのうち１つを代表小口径ダクトとして適応制御演算を行うように設定する切り替え手段が設けられ、この切り替え手段は、少なくとも任意の前記各小口径ダクトに設けられた第１センサの検知出力を前記適応制御演算部に入力できるように切り替えるとともに、前記適応制御演算部で算出された消音用信号発生フィルタを任意の前記各小口径ダクトに対応する前記畳み込み演算部で利用できるように切り替えることを特徴とするものである。
【００１８】
また本発明は、上記能動的消音システムにおいて、前記分割された各小口径ダクトのうち１つを代表小口径ダクトとして適応制御演算を行うように設定する切り替え手段が設けられ、この切り替え手段は、少なくとも任意の前記各小口径ダクトに設けられた第１センサの検知出力を前記適応制御演算部に入力できるように切り替えるとともに、前記適応制御演算部を備えた前記畳み込み演算部で算出された消音用信号を任意の前記各小口径ダクトに設けられた消音用音波発生部に出力できるように切り替えることを特徴とするものである。
【００１９】
また本発明は、上記能動的消音システムにおいて、前記補正フィルタは前記切り替え手段を用いて生成されることを特徴とするものである。
【００２０】
また本発明は、消音用音波発生部より上流側に設けられダクト内に伝搬する騒音を検知する第１センサと、消音用音波発生部より下流側に設けられ前記ダクト内の消音状況を検知する第２センサと、前記第１センサおよび第２センサの検知出力よりダクト内伝搬騒音に対して逆位相同音圧となる消音用信号を演算する演算部と、前記演算部において算出された消音用信号を音波発生部よりダクト内に放射することによってダクト内伝搬騒音を消音する能動的消音システムにおいて、ダクト内空間の一部を複数の略同一形状の小口径ダクトに分割し、前記分割した複数小口径ダクトのうち１つを代表小口径ダクトとし、代表小口径ダクトには第１センサ、第２センサ、消音用音波発生部を設置し、非代表小口径ダクトには第１センサ、消音用音波発生部を設置し、前記代表小口径ダクト内伝搬騒音に対する消音用音波の生成手段として、前記第１センサおよび第２センサの検知出力より消音用信号発生フィルタを算出する適応制御演算部と、前記第１センサの検知出力が入力され前記適応制御演算部で算出した消音用信号発生フィルタを畳み込み演算して消音用信号を消音用音波発生部に出力する畳み込み演算部を備え、前記非代表小口径ダクト内伝搬騒音に対する消音用音波の生成手段として、前記第１センサの検知出力が入力され前記適応制御演算部で算出した消音用信号発生フィルタを畳み込み演算して消音用信号を消音用音波発生部に出力する畳み込み演算部を備えたことを特徴とするものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施形態例を詳細に説明する。
【００２２】
［実施形態例１］
図１は本発明の実施形態例１を示す構成説明斜視図である。
【００２３】
大口径ダクト１内空間のある一部を例えば石膏ボードのような遮音性の高い仕切板１０によって小口径ダクト１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄに分割する。例えば、図１のように曲りダクト部を分割する場合、小口径ダクト１Ａ，１Ｂと１Ｃ，１Ｄは同一形状とはならないが、分割されたおのおののダクトの形状が同一でなくともかまわない。また、その小口径ダクトの内部に吸音材１１などで吸音処理を行う場合にも、その処理方法がおのおのの小口径ダクト１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄで異なっていてもかまわない。
【００２４】
上記の要領で分割された４本の小口径ダクト１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄのうち、ある任意の１つの小口径ダクトを代表小口径ダクト１Ａとし、例えばマイクロホンよりなる第１センサ２Ａおよび例えばマイクロホンよりなる第２センサ４が例えばスピーカよりなる消音用音波発生部３Ａに対し騒音伝搬の上流側および下流側にそれぞれ設置される。
【００２５】
また、他の非代表小口径ダクト１Ｂ，１Ｃ，１Ｄには、それぞれ例えばマイクロホンよりなる第１センサ２Ｂ，２Ｃ，２Ｄおよび例えばスピーカよりなる消音用音波発生部３Ｂ，３Ｃ，３Ｄのみを設置する。この大口径ダクト１を設置する周りの状況によっては、例えば図１のように、おのおのの第１センサ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄや消音用音波発生部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄをおのおのの小口径ダクト１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄに対して同一条件で設置できない場合もあるが、このような場合でもかまわない。
【００２６】
図２は本発明の実施形態例１の制御方法を説明するための模式図である。
【００２７】
適応制御演算部５０は、代表小口径ダクト１Ａに設置された第１センサ２Ａ、及び第２センサ４の出力信号３１Ａ（ＸＡ）、３３（ＥＡ）より、代表小口径ダクト１Ａに対する消音用信号発生フィルタ（Ｗ）２０を生成する適応制御演算を行い、同時に消音用信号３２Ａ（ＹＡ）を生成する畳み込み演算を行う。この代表小口径ダクト１Ａに対する消音用信号３２Ａを代表小口径ダクト１Ａに設置された消音用音波発生部３Ａに供給して、消音用音波発生部３Ａから代表小口径ダクト１Ａ内に消音用音波を発生させると、代表小口径ダクト１Ａは消音できる騒音が高い周波数帯域になる小口径ダクトに制御を行ったのと同等の消音効果が得られる。
【００２８】
代表小口径ダクト１Ａに対する適応制御演算を行って生成された消音用信号発生フィルタ２０は、代表小口径ダクト１Ａにおける第１センサ２Ａから消音用音波発生部３Ａへの騒音の伝達特性（ＧＡ）３０Ａの逆特性を持つ。
【００２９】
ここで、代表小口径ダクト１Ａに設置された第１センサ２Ａから消音用音波発生部３Ａへの騒音の伝達特性３０Ａと、他のおのおのの小口径ダクト１Ｂ，１Ｃ，１Ｄに設置された第１センサ２Ｂ，２Ｃ，２Ｄから消音用音波発生部３Ｂ，３Ｃ，３Ｄへの騒音の伝達特性３０Ｂ（ＧＢ），３０Ｃ（ＧＣ），３０Ｄ（ＧＤ）を補正する補正フィルタ２２Ｂ（ＴＢ），２２Ｃ（ＴＣ），２２Ｄ（ＴＤ）をあらかじめ作成しておく。
【００３０】
代表小口径ダクト１Ａ以外のおのおのの小口径ダクト１Ｂ，１Ｃ，１Ｄに設置された第１センサ２Ｂ，２Ｃ，２Ｄから出力されたおのおのの信号３１Ｂ（ＸＢ），３１Ｃ（ＸＣ），３１Ｄ（ＸＤ）を、このあらかじめ作成されたおのおのの小口径ダクト１Ｂ，１Ｃ，１Ｄに対する補正フィルタ２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄと、代表小口径ダクト１Ａに対する適応制御演算によって生成された消音用信号発生フィルタ２０よりコピーされた消音用信号発生フィルタ（Ｗ）２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄに畳み込み演算を行う。このおのおのの畳み込み演算によって得られた消音用信号３２Ｂ（ＹＢ），３２Ｃ（ＹＣ），３２Ｄ（ＹＤ）は、おのおのの消音用音波発生部３Ｂ，３Ｃ，３Ｄに出力され、おのおのの小口径ダクト１Ｂ，１Ｃ，１Ｄに対する消音用音波となる。
【００３１】
なお、分割された小口径ダクト１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄのうち、どの小口径ダクトを代表小口径ダクトとするかは、実際設置する場所の状況により出荷時には決定できないことが多い。分割されたどの小口径ダクトをも代表小口径ダクトに設定できるよう切り替え手段を設けておけば、試運転調整時に代表小口径ダクトを決定することができる。
【００３２】
なお、この切り替え手段は、図３のように各小口径ダクトに対する各畳み込み演算部と適応制御演算部との間に設け、任意の各小口径ダクトに設けられた第１センサの検知出力を前記適応制御演算部に入力できるように切り替えるとともに、前記適応制御演算部で算出された消音用信号発生フィルタを任意の前記各小口径ダクトに対応する前記畳み込み演算部で利用できるように切り替えてもよいし（図３中４０，４１）、図４のように適応制御演算部を備えた畳み込み演算部と各小口径ダクトに設置された少なくとも第１センサ及び消音用音波発生部との間に設け、任意の各小口径ダクトに設けられた第１センサの検知出力を前記適応制御演算部に入力できるように切り替えるとともに、前記適応制御演算部を備えた前記畳み込み演算部で算出された消音用信号を任意の前記各小口径ダクトに設けられた消音用音波発生部に出力できるように切り替えてもよい（図４中４２）。前者の場合、どの小口径ダクトの畳み込み演算部の消音用信号発生フィルタＷ２０，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄを生成するかを切り替えられるし、後者の場合、どの小口径ダクト１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを代表小口径ダクトとするかを切り替えることができる。
【００３３】
前記の切り替え手段を利用すると、試運転調整時などに補正フィルタを作成することができる。以下その方法を記す。
【００３４】
補正フィルタ２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄは、例えば装置の試運転調整時などに、あらかじめ作成されるものであり、一度作成して不揮発性メモリに格納しておけば、再度作成する必要はない。
【００３５】
補正フィルタ２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄは、各小口径ダクト１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの第１センサ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄから消音用音波発生部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄまでの騒音の伝達特性（ＧＡ，ＧＢ，ＧＣ，ＧＤ）を用いて、ＧＢ・ＧＡ−１，ＧＣ・ＧＡ−１，ＧＤ・ＧＡ−１とあらわされ、さらに騒音の伝達特性（ＧＡ，ＧＢ，ＧＣ，ＧＤ）の逆特性を持つ消音用信号発生フィルタ（ＷＡ，ＷＢ，ＷＣ，ＷＤ）が既知であれば、それぞれＴＢ＝ＧＢ・ＧＡ−１＝ＷＢ・ＷＡ−１，ＴＣ＝ＧＣ・ＧＡ−１＝ＷＣ・ＷＡ−１，ＴＤ＝ＧＤ・ＧＡ−１＝ＷＤ・ＷＡ−１で求められる。
【００３６】
したがって、例えば装置の試運転調整時におのおのの各小口径ダクト１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの、第１センサ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄから消音用音波発生部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄまでのおのおのの騒音の伝達特性（ＧＡ，ＧＢ，ＧＣ，ＧＤ）の逆特性を持つ消音用信号発生フィルタ３０Ａ（ＷＡ），３０Ｂ（ＷＢ），３０Ｃ（ＷＣ），３０Ｄ（ＷＤ）を生成することで補正フィルタ２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄを生成することができる。補正フィルタの生成方法を図３の補正フィルタ生成の模式図をもとに説明する。
【００３７】
まず、代表小口径ダクト１Ａの適応制御演算部５０に設けられた第１センサ出力切り替え手段４０を代表小口径ダクト１Ａの第１センサ２Ａに、消音用音波出力切り替え手段を代表小口径ダクト１Ａの消音用音波発生部３Ａに接続する。
【００３８】
ここで通常の消音適応制御演算を行えば消音用信号発生フィルタ２０は代表小口径ダクト１Ａに対する消音用信号発生フィルタＷＡとなる。
【００３９】
次に、代表小口径ダクト１Ａの適応制御演算部５０に設けられた第１センサ出力切り替え手段４０を小口径ダクト１Ｂの第１センサ２Ｂに、消音用音波出力切り替え手段を小口径ダクト１Ｂの消音用音波発生部３Ｂに接続する。
【００４０】
また、代表小口径ダクト１Ａに設置された第２センサ４を小口径ダクト１Ｂに設置する。ここで通常の消音適応制御演算を行えば消音用信号発生フィルタ２０は小口径ダクト１Ｂに対する消音用信号発生フィルタＷＢとなる。
【００４１】
同様に、第１センサ出力切り替え手段４０を小口径ダクト１Ｃ，１Ｄの第１センサ２Ｃ，２Ｄに、消音用音波出力切り替え手段を小口径ダクト１Ｃ，１Ｄの消音用音波発生部３Ｃ，３Ｄにそれぞれ接続して消音適応制御演算を行えば消音用信号発生フィルタ２０は、小口径ダクト１Ｃ，１Ｄに対するそれぞれの消音用信号発生フィルタＷＣ，ＷＤとなる。
【００４２】
こうして得られたすべての小口径ダクト１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄに対する消音用信号発生フィルタＷＡ，ＷＢ，ＷＣ，ＷＤから補正フィルタＴＢ，ＴＣ，ＴＤを求めることができる。
【００４３】
なお、前記切り替え手段とは、消音適応制御演算部への入力アナログ電気信号ならびに出力アナログ電気信号を切り替える手段であり、例えばスイッチなどを用いることができる。
【００４４】
［実施形態例２］
図５は本発明の実施形態例２を示す構成説明斜視図である。
【００４５】
大口径ダクト１０１のある一部をその内部が同一形状となるように小口径ダクト１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄに分割する。例えば、口径２，０００ｍｍ×２，０００ｍｍの大口径ダクト１０１の内部に例えば石膏ボードのような遮音性の高い仕切板１１０によって口径１，０００ｍｍ×１，０００ｍｍの４つの小口径ダクト１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄとなるように分割する。また、その内部に吸音材１１１などで吸音処理を行う場合には、どの小口径ダクトに対しても同等の処理を施す。
【００４６】
上記の要領で同一条件となるように分割した４本の小口径ダクト１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄのうち、ある任意の１つの小口径ダクトを代表小口径ダクト１０１Ａとし、例えばマイクロホンよりなる第１センサ１０２Ａおよび例えばマイクロホンよりなる第２センサ１０４が、例えばスピーカよりなる消音用音波発生部１０３Ａに対し騒音伝搬の上流側および下流側にそれぞれ設置される。
【００４７】
また、他の非代表小口径ダクト１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄには、例えばマイクロホンよりなる第１センサ１０２Ｂ，１０２Ｃ，１０２Ｄと例えばスピーカよりなる消音用音波発生部１０３Ｂ，１０３Ｃ，１０３Ｄのみを設置する。
【００４８】
ただし、すべての小口径ダクト１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄに設置する第１センサ１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ，１０２Ｄは、同一の音波を同一の信号として検知できるよう、また、消音用音波発生部１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃ，１０３Ｄは、同一の信号を同一の音波として発生できるよう、すべて同一設置方法となるように設置する。
【００４９】
図６は本発明の実施形態例２の制御方法を説明するための模式図である。
【００５０】
適応制御演算部１００は、代表小口径ダクト１０１Ａに設置された第１センサ１０２Ａ及び第２センサ１０４の出力信号１３１Ａ（ＸＡ），１３３（ＥＡ）より、代表小口径ダクト１０１Ａに対する消音用信号発生フィルタ（Ｗ）１２０を生成する適応制御演算を行ない、同時に代表小口径ダクト１０１Ａに対する消音用信号１３２Ａ（ＹＡ）を生成する畳み込み演算を行なう。この代表小口径ダクト１０１Ａに対する消音用信号１３２Ａを代表小口径ダクト１０１Ａに設置された消音用音波発生部１０３Ａに供給して、消音用音波発生部１０３Ａから代表小口径ダクト１０１Ａ内に消音用音波を発生させると、代表小口径ダクト１０１Ａは口径１，０００ｍｍ×１，０００ｍｍダクトに制御を行なったのと同等の消音できる騒音が高い周波数帯域になる消音効果が得られる。
【００５１】
代表小口径ダクト１０１Ａに対する適応制御演算を行って生成された消音用信号発生フィルタ１２０は、代表小口径ダクト１０１Ａにおける第１センサ１０２Ａから消音用音波発生部１０３Ａへの騒音の伝達特性（ＧＡ）１３０Ａの逆特性を持つ。
【００５２】
ここで、大口径ダクト１０１のある一部をその内部が同一形状となるように分割し、かつすべての小口径ダクト１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄに対し同一設置方法で第１センサ１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ，１０２Ｄ、消音用音波発生部１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃ，１０３Ｄを設置しているため、代表小口径ダクト１０１Ａにおける第１センサ１０２Ａから消音用音波発生部１０３Ａへの騒音の伝達特性（ＧＡ）１３０Ａと、他のおのおのの小口径ダクト１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄに設置された第１センサ１０２Ｂ，１０２Ｃ，１０２Ｄから消音用音波発生部１０３Ｂ，１０３Ｃ，１０３Ｄへの騒音の伝達特性１３０Ｂ（ＧＢ），１３０Ｃ（ＧＣ），１３０Ｄ（ＧＤ）が等しくなり、代表小口径ダクト１０１Ａに対する消音用信号発生フィルタ１２０は、他の小口径ダクト１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄの消音用信号発生フィルタ（Ｗ）１２１Ｂ，１２１Ｃ，１２１Ｄともなりうる。
【００５３】
したがって、この代表小口径ダクト１０１Ａに対する適応制御によって得られた消音用信号発生フィルタ１２０を他の小口径ダクト１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄの数分だけコピーし、他の小口径ダクトに設置したおのおのの第１センサ１０２Ｂ，１０２Ｃ，１０２Ｄからの出力信号１３１Ｂ（ＸＢ），１３１Ｃ（ＸＣ），１３１Ｄ（ＸＤ）と畳み込み演算する。このおのおのの畳み込み演算で得られた消音用信号１３２Ｂ（ＹＢ），１３２Ｃ（ＹＣ），１３２Ｄ（ＹＤ）をそれぞれ対応した消音用音波発生部１０３Ｂ，１０３Ｃ，１０３Ｄに供給し、この消音用音波発生部１０３Ｂ，１０３Ｃ，１０３Ｄからおのおのの小口径ダクト１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄに対する消音用音波を発生する。
【００５４】
したがって、おのおのの畳み込み演算によって得られた消音用信号１３２Ｂ，１３２Ｃ，１３２Ｄに応じた消音用音波をおのおのの消音用音波発生部１０３Ｂ，１０３Ｃ，１０３Ｄから小口径ダクト１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄに放射することで小口径ダクト１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄに伝搬する騒音も口径１，０００ｍｍ×１，０００ｍｍダクトに制御を行なったのと同等の消音できる騒音が高い周波数帯域になる消音効果が得られる。
【００５５】
以上のように、本発明の実施形態例１の場合、演算部が１つの適応制御演算と４つの畳み込み演算を行うので、大口径のダクトでも、演算部にかかるコストを低く抑えながら、小口径ダクトと同等の性能が出せる。また大口径のダクトの内部を同一形状に分割できなかったり、第１センサや消音用音波発生部が同一条件で設置できなくても同じ性能が出せる。さらに分割されたどの小口径ダクトをも代表小口径ダクトに設定できるよう切り替え手段を設けることにより、試運転調整時に代表小口径ダクトを決定することができる。
【００５６】
また、本発明の実施形態例２の場合、演算部が１つの適応制御演算と４つの畳み込み演算を行うので、大口径のダクトでも、演算部にかかるコストを低く抑えながら、小口径ダクトと同等の性能が出せる。
【００５７】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、ダクト内空間の一部を複数の小口径ダクトに分割して消音できる騒音を所定の周波数帯域にすることができ、さらに、１つの代表小口径ダクトにのみ消音用信号発生フィルタを算出する適応制御演算部を設け、他の小口径ダクトには前記適応制御演算部で算出した消音用信号発生フィルタを用いることにより、能動的消音構成を簡略化してコストの面から有利にでき、且つ能動的消音を良好に行うことができる能動的消音システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例１を示す構成説明斜視図である。
【図２】本発明の実施形態例１に係る制御方法を説明するための模式図である。
【図３】本発明の実施形態例１に係る代表小口径ダクト決定のための切り替え手段を説明するための模式図である。
【図４】本発明の実施形態例１に係る代表小口径ダクト決定のための切り替え手段を説明するための模式図である。
【図５】本発明の実施形態例２を示す構成説明斜視図である。
【図６】本発明の実施形態例２に係る制御方法を説明するための模式図である。
【図７】従来の能動騒音制御装置を示す構成説明図である。
【符号の説明】
１ 大口径ダクト
１Ａ 代表小口径ダクト
１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 小口径ダクト
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ 第１センサ
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ 消音用音波発生部
４ 第２センサ
１０ 仕切板
１１ 吸音材
２０ 消音用信号発生フィルタ
２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ 消音用信号発生フィルタ２０よりコピーされた消音用信号発生フィルタ
２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ 補正フィルタ
４０ 第１センサ入力の切り替え手段
４１ 適応制御演算出力の切り替え手段
４２ 第１センサ入力および消音用信号出力の切り替え手段
Claims (4)
- 消音用音波発生部より上流側に設けられダクト内に伝搬する騒音を検知する第１センサと、消音用音波発生部より下流側に設けられ前記ダクト内の消音状況を検知する第２センサと、前記第１センサおよび第２センサの検知出力よりダクト内伝搬騒音に対して逆位相同音圧となる消音用信号を演算する演算部と、前記演算部において算出された消音用信号を音波発生部よりダクト内に放射することによってダクト内伝搬騒音を消音する能動的消音システムにおいて、
ダクト内空間の一部を複数の小口径ダクトに分割し、
前記分割した複数小口径ダクトのうち１つを代表小口径ダクトとし、
代表小口径ダクトには第１センサ、第２センサ、消音用音波発生部を設置し、
非代表小口径ダクトには第１センサ、消音用音波発生部を設置し、
前記代表小口径ダクト内伝搬騒音に対する消音用音波の生成手段として、前記第１センサおよび第２センサの検知出力より消音用信号発生フィルタを算出する適応制御演算部と、前記第１センサの検知出力が入力され前記適応制御演算部で算出した消音用信号発生フィルタを畳み込み演算して消音用信号を消音用音波発生部に出力する畳み込み演算部を備え、
前記非代表小口径ダクト内伝搬騒音に対する消音用音波の生成手段として、前記第１センサの検知出力が入力され非代表小口径ダクトと代表小口径ダクトの騒音の伝達特性を補正する補正フィルタと、前記補正フィルタの出力が加えられ前記適応制御演算部で算出した消音用信号発生フィルタを畳み込み演算して消音用信号を消音用音波発生部に出力する畳み込み演算部を備えたことを特徴とする能動的消音システム。 - 前記分割された各小口径ダクトのうち１つを代表小口径ダクトとして適応制御演算を行うように設定する切り替え手段が設けられ、この切り替え手段は、少なくとも任意の前記各小口径ダクトに設けられた第１センサの検知出力を前記適応制御演算部に入力できるように切り替えるとともに、前記適応制御演算部で算出された消音用信号発生フィルタを任意の前記各小口径ダクトに対応する前記畳み込み演算部で利用できるように切り替えることを特徴とする請求項１記載の能動的消音システム。
- 前記分割された各小口径ダクトのうち１つを代表小口径ダクトとして適応制御演算を行うように設定する切り替え手段が設けられ、この切り替え手段は、少なくとも任意の前記各小口径ダクトに設けられた第１センサの検知出力を前記適応制御演算部に入力できるように切り替えるとともに、前記適応制御演算部を備えた前記畳み込み演算部で算出された消音用信号を任意の前記各小口径ダクトに設けられた消音用音波発生部に出力できるように切り替えることを特徴とする請求項１記載の能動的消音システム。
- 前記補正フィルタは前記切り替え手段を用いて生成されることを特徴とする請求項２または３記載の能動的消音システム。
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