JPH0234422A - 空調装置の騒音低減装置 - Google Patents

空調装置の騒音低減装置

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JPH0234422A
JPH0234422A JP63184827A JP18482788A JPH0234422A JP H0234422 A JPH0234422 A JP H0234422A JP 63184827 A JP63184827 A JP 63184827A JP 18482788 A JP18482788 A JP 18482788A JP H0234422 A JPH0234422 A JP H0234422A
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noise
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Koji Ito
功治 伊藤
Masayoshi Terao
寺尾 公良
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NipponDenso Co Ltd
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    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00507Details, e.g. mounting arrangements, desaeration devices
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、騒音の伝播経路が短い空調装置、例えば、
自動車用空調装置の騒音低減装置に関するものである。
[従来の技術] 騒音源近傍に配設したマイクロホンにより騒音を検出し
、制御回路において逆位相音を再生し、それを騒音の伝
播経路下流側に設置したスピーカにより出力する能動的
騒音低減装置(アクティブサイレンサ)が知られている
。この騒音低減装置では、ビル用の大型の空調装置に対
して開発されてきたために第7図に示すようにマイクロ
ホン1とスピーカ2間の距離りが長くとれる。それゆえ
、制御回路3内で信号処理に要する時間が長くても、ア
ナログフィルタに対して位相特性・フィルタ特性を任意
に設定できるデジタルフィルタを使用することができる
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、この騒音低減装置を自動車用の空調装置
に適用する場合には、自動車用空調装置が小型であるた
めにマイクロホン1とスピーカ2との間の距離りを長く
とれないために制御回路3で高速に信号処理しなければ
ならずデジタルフィルタを単純に適用できない。
この発明の目的は、自動車用空調装置のような小型の空
調装置においても制御回路での信号処理を短時間で行な
うことができる空調装置の騒音低減装置を提供するもの
である。
[課題を解決するための手段] 空調装置の騒音の伝播経路上に設けられた音響発生手段
と、該騒音の伝播経路上において前記音響発生手段より
上流に設けられ、騒音を検出してこの騒音を電気信号に
変換して出力する騒音検出変換手段とを備え、前記騒音
検出変換手段からの電気信号によりその位相特性を制御
して騒音と逆位相の音響を前記音響発生手段から発生さ
せることにより騒音を低減するようにした空調装置の騒
音低減装置において、 サンプリング周波数が高く、かつフィルタ次数が低いデ
ジタルフィルタであって、前記騒音検出変換手段から電
気信号を入力して所定の騒音周波数帯域のみを抽出し、
その帯域内の信号に対し逆位相の信号を発生させ、前記
音響発生手段に出力する第1のフィルタと、前記第1の
フィルタと並列に接続されるアナログフィルタであって
、前記騒音検出変換手段から電気信号を入力して前記第
1のフィルタの騒音周波数帯域を除く騒音周波数帯域の
み抽出し、その帯域内の信号に対し逆位相の信号を発生
させ、前記音響発生手段に出力する第2のフィルタとを
備えた空調装置の騒音低減装置をその要旨とするもので
ある。
[作用] 騒音検出変換手段により騒音が検出されこの騒音が電気
信号に変換されて、デジタルフィルタよりなる第1のフ
ィルタとアナログフィルタよりなる第2のフィルタに出
力される。第1のフィルタは、所定の騒音周波数帯域の
みを抽出し、その帯域内の信号に対し逆位相の信号を発
生させ、音響発生手段に出力する。この際に、サンプリ
ング周波数が高く、かつフィルタ次数が低いのでその処
理時間は短い。又、第2のフィルタは、前記第1のフィ
ルタの騒音周波数帯域を除く騒音周波数帯域のみ抽出し
、その帯域内の信号に対し逆位相の信号を発生させ、音
響発生手段に出力する。
[実施例] 以下、この発明を自動車用空調装置の騒音低減装置に具
体化した一実施例を図面に従って説明する。
第2図に示すように、本実施例の自動車用空調装置は、
騒音源である送i機10により外気若しくは内気を吸入
し騒音伝達経路となる空気通路11に送込む。送風11
0の下流の空気通路11にはエバポレータ12、ダンパ
13、ヒータコア14が順に配置されている。そして、
ダンパ13の開度調整に基づいて送風機10による吸入
空気がエバポレータ12又はヒータコア14にて熱交換
され、冷房・暖房用空気として車室内に供給されるよう
になっている。この送風機10から出力される騒音の周
波数特性は第3図に実線で示すように800Hz以下の
低周波数帯域ではなだらかな変化を示し、800〜1k
H2の高周波数帯域では2箇所にわたり急峻な変化を示
すものである。
前記送風機10の近傍の空気通路11には騒音検出変換
手段としてのマイクロホン15が設置され、このマイク
ロホン15により空気の撮動圧(音圧)が電気信号に変
換される。又、前記ダンパ13の設置位置付近の空気通
路11には音響発生手段としてのスピーカ16が配置さ
れ、このスピーカ16と前記マイクロホン15との間隔
りは0.68mとなっている。スピーカ16とマイクロ
ホン15は制御回路17が接続され、当該制御回路17
はマイクロホン15からの騒音の変換信号(電気信号)
を入力するとともに、スピーカ16に対し送風機10の
発する騒音と振幅は同一であるが位相が180°異なる
音波を発生させるべく制御信号を出力する。
この制御回路17を詳細に説明すると、第1図に示すよ
うに、マイクロホン15にはプリアンプ18が接続され
、このプリアンプ18によりマイクロホン15からの電
気信号が増幅される。そして、そのプリアンプ18の出
力側は、第1のフィルタとしてのデジタルフィルタ回路
19とバワーアーンプ20の直列回路を経て前記スピー
カ16に接続されている。そのデジタルフィルタ回路1
9は、ローパスフィルタ21、A/D変換器22、デジ
タル演算回路23、D/A変換器24、ローパスフィル
タ25の直列回路により構成されている。
このデジタルフィルタ回路19のデジタル演算回路23
は通常の使用ではサンプリング周波数fS =5120
H2、フィルタ次数J = 210であるものを本実施
例では、サンプリング周波数fs=10kHz、フィル
タ次数J=28としている。
従って、このデジタルフィルタ回路19による処理時間
はマイクロホン15とスピーカ16の間の0.68mを
音が伝播する時間0.002秒(=0.68m÷340
m/s)に対しそれ以下となる。
このように、デジタルフィルタ回路19では通常の使用
に対しサンプリング周波数fsを高くし、かつフィルタ
次数Jを低くしているので、元の騒音に対し精度良くシ
ュミレーションできない。そこで、前記第3図に示す送
風@1oの騒音の周波数特性での100〜1 kHzの
送風音のうちデジタルフィルタ回路19では100〜8
00H2に絞って処理している。
又、前記デジタルフィルタ回路19とパワーアンプ20
の直列回路に対し第2のフィルタとしてのアナログフィ
ルタ回路26とパワーアンプ27の直列回路、第2のフ
ィルタとしてのアナログフィルタ回路28とパワーアン
プ29の直列回路がそれぞれ並列に接続されている。ア
ナログフィルタ回路26は、ローパスフィルタ30.バ
イパスフィルタ31、遅延回路32の直列回路により構
成され、アナログフィルタ回路28はローパスフィルタ
33、バイパスフィルタ34、遅延回路35の直列回路
により構成されている。
この両アナログフィルタ回路26.28は、コンデンサ
、抵抗で構成され、周波数に対する位相変化が大きいの
で消音の周波数帯域は狭く、アナログフィルタ回路26
は800〜900H2を、又、アナログフィルタ回路2
8は900〜1kH2を分離して遅延回路32.35に
より逆位相を作るべく位相特性を制御する。
次に、このように構成した自動車用空調装置の騒音低減
装置の作用を説明する。
送風機10で発生した騒音は、空気通路11内を伝播し
ていく。マイクロホン15は送風110の近傍側にあり
、スピーカ16はその下流側にあるので音波が空気を伝
播しマイクロホン15からスピーカ16に到達するまで
の間(0,002秒間)に制御回路17において、振幅
・位相制御して逆位相音を作り消音する。
この際、制御回路17において、プリアンプ18を通っ
た電気信号はデジタルフィルタ回路19、アナログフィ
ルタ回路26.28に伝達される。
デジタルフィルタ回路19ではローパスフィルタ21−
にて100〜800Hzの周波数帯域の騒音を抽出し、
A/D変換器22にてアナログ信号がデジタル信号に変
換され、さらに、デジタル演算回路23にて所定のタイ
ミングでサンプリングされスピーカ16から騒音をキャ
ンセルするための信号を作る。そのデジタル演算回路2
3の出力信号はD/A変換器24にてアナログ信号に変
換され、ローパスフィルタ25にて整形され、ざらにパ
ワーアンプ20により増幅されてスピーカ16に出力さ
れる。
一方、アナログフィルタ回路26ではローパスフィルタ
30とバイパスフィルタ31により800〜900H2
の周波数帯域の騒音が抽出され、遅延回路32によりス
ピーカ16から騒音をキャンセルするための信号を作る
べく位相の遅延処理を行い、パワーアンプ27により増
幅されてスピーカ16に出力される。又、アナログフィ
ルタ回路28ではローパスフィルタ33とバイパスフィ
ルタ34により900〜1kH2の周波数帯域の騒音が
抽出され、遅延回路35によりスピーカ16から騒音を
キャンセルするための信号を作るべく位相の遅延処理を
行い、パワーアンプ29により増幅されてスピーカ16
に出力される。
この制御回路17からの電気信号によりスピーカ16か
ら逆位相の音響が出力されて第3図に破線で示すように
送風機10の騒音がキャンセルされる。
このように本実施例においては、第1のフィルタとして
サンプリング周波数fsが高く、かつフィルタ次数Jが
低いデジタルフィルタ回路19を使用しこの回路19に
てマイクロホン15からの電気信号を入力して、100
〜800Hzの騒音周波数帯域のみ抽出し、100〜8
00H2の騒音に対しスピーカ16での逆位相の音響を
出力させるための信号を発生させる。又、第2のフィル
タとしてアナログフィルタ回路26.28をデジタルフ
ィルタ回路19と並列に接続し、デジタルフィルタ回路
19の騒音周波数帯域を除<SOO〜900H7及び9
00〜1kH7の周波数帯域のみ抽出し、800〜1 
k)−1zの周波数の騒音に対しスピーカ16での逆位
相の音響を出力させるための信号を発生させる。即ち、
デジタルフィルタ回路19においては逆位相音の再生精
度が低いが、その処理周波数帯域を絞り、その絞った分
をアナログフィルタ回路26.28で補っている。
従って、自動車用空調装置のような小型の空調装置にお
いても制御回路17での信号処理を短時間で行なうこと
ができ騒音低減を行なわせることができる。
尚、この発明は上記実施例に限定されるものでなく、以
下に示すように実施してもよい。
(1)上記実施例ではデジタルフィルタ回路19は消音
周波数領域を低く(100〜800Hz)設定するとと
もにアナログフィルタ回路26,28を高< (800
〜900Hz、900〜1 k)12)設定したが、デ
ジタルフィルタ回路を消音周波数領域の高い所に設定す
るとともにアナログフィルタ回路を低く設定してもよい
。即ち、第4図の実線での送風機10の騒音の周波数特
性のように100〜120H7及び160〜200H7
で急峻な変化を示し200〜1 kHzの高周波数側で
はなだらかな変化を示す場合に、デジタルフィルタ回路
19で200〜1 kHzの周波数のみ処理し、アナロ
グフィルタ回路26.28では100〜120H7及び
160〜200H2を処理する。具体的構成は第5図に
示すように、前記デジタルフィルタ回、路19とパワー
アンプ2oとの間にバイパスフィルタ36を介在させ2
00Hz以下の出力を防止さけている。
(2)各種モード(外気モード、内気モード、ベントモ
ード、ヒートモード等)に切換えられる自動車用空調装
置において、各モードにより周波数特性が異なる。そこ
で、第6図に示すように制御回路37にモード切替検出
回路38を接続するとともに制御回路37にスピーカ1
6の近傍位置に設置したフィードバック用のマイクロホ
ン39を接続し、モード切替検出回路38によりモード
が変ったと判断するとマイクロホン15とマイクロホン
39の間の伝達特性をFFT(高速フーリエ変換器)4
0にて測定(振幅・位相)し、コンピュータ(CPU4
1)にてデジタルフィルタ回路42及びアナログフィル
タ回路43の遮断周波数・位相(遅延時間)を設定する
ようにしてもよい。
この際、マイクロホン39はモニラ用として例えばハウ
リング時の騒音を検出して、そのハウリングを起こして
いる周波数の振幅値を減衰させるようにデジタルフィル
タ回路42に信号を伝達する機能をもたせることもでき
る。
[発明の効果] 以上詳述したようにこの発明によれば、自動車用空調装
置のような小型の空調装置においても制御回路での信号
処理を短時間で行なうことができる優れた効果を発揮す
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明を自動車用空調装置の騒音低減装置に
具体化した同装置の電気的構成を示すブロック図、第2
図は自動車用空調装置の騒音低減装置の断面図、第3図
は周波数特性を示す図、第4図は別例の周波数特性を示
す図、第5図は別例の自動車用空調装置の騒音低減装置
の電気ブロック図、第6図は他の別例の自動車用空調装
置の騒音低減装置の断面図、第7図は従来の騒音低減装
置を説明するための図。 10は騒音源としての送風機、11は伝播経路アナログ
フィルタ回路、28は第2のフィルタしてのアナログフ
ィルタ回路。 特許出願人     日本電装  株式会社代 理 人
     弁理士  恩1)博宣と 第8図 周波数 f(H2) 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  1.空調装置の騒音の伝播経路上に設けられた音響発
    生手段と、 該騒音の伝播経路上において前記音響発生手段より上流
    に設けられ、騒音を検出してこの騒音を電気信号に変換
    して出力する騒音検出変換手段とを備え、 前記騒音検出変換手段からの電気信号によりその位相特
    性を制御して騒音と逆位相の音響を前記音響発生手段か
    ら発生させることにより騒音を低減するようにした空調
    装置の騒音低減装置において、 サンプリング周波数が高く、かつフィルタ次数が低いデ
    ジタルフィルタであって、前記騒音検出変換手段から電
    気信号を入力して所定の騒音周波数帯域のみを抽出し、
    その帯域内の信号に対し逆位相の信号を発生させ、前記
    音響発生手段に出力する第1のフィルタと、 前記第1のフィルタと並列に接続されるアナログフィル
    タであって、前記騒音検出変換手段から電気信号を入力
    して前記第1のフィルタの騒音周波数帯域を除く騒音周
    波数帯域のみ抽出し、その帯域内の信号に対し逆位相の
    信号を発生させ、前記音響発生手段に出力する第2のフ
    ィルタとを備えたことを特徴とする空調装置の騒音低減
    装置。
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