JPH08335086A

JPH08335086A - 包囲型エンジンの騒音低減装置

Info

Publication number: JPH08335086A
Application number: JP7142811A
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: 1996-12-17

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な構成で包囲型エンジンの騒音を低減す
る。【構成】防音ケースによって囲まれたエンジン発電機
にアクティブノイズコントロール（ＡＮＣ）による騒音
低減を行う場合において、基本波を周波数スイープする
ことにより全ての周波数成分を含む白色ノイズと等価な
周波数スイープ音を生成してシステム同定を行う。これ
により、従来のＭ系列ランダムノイズを発生させる方法
に比べて、プログラム容量を少なくすることができ、装
置構成を簡単化することができる。

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号公報等）。

【０００３】例えば、図１４に示すダクト７０の上流側
に参照騒音マイク７１を、下流のダクト口７０ａ近くに
残留騒音マイク７２を配設し、参照騒音マイク７１より
下流側でダクト口７０ａよりも上流の所定位置にラウド
スピーカ７３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７０の電気音響系Ｈの伝達特性を予め調べる
ために、ＡＮＣ処理を行う時とほぼ同じアルゴリズムで
参照騒音マイク７１とアンチノイズスピーカ７３間の電
気音響特性Ｂ、残留騒音マイク７２とアンチノイズスピ
ーカ７３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。

【０００４】なお、図１４において符号７４はＡＮＣ処
理装置であり、符号７５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ものである。ＬＭＳアルゴ
リズム部７６は例えば、Ｂ．Ｗｉｄｒｏｗらが提案した
「Filtered−ＸＬＭＳアルゴリズム」にしたがって適応
デジタルフィルタ７５を制御する。フィルタ７７は上記
電気音響特性Ｂを補償（図１４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７１とラウ
ドスピーカ７３間のハウリングを防止するものであり、
フィルタ７８は上記電気音響特性Ｃを補償して残留騒音
マイク７２位置での消音を可能にするものである。

【０００５】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７３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７１および残留騒音マイク７２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７５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７
３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。

【０００６】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。この場合、上記したように、
エンジンを包囲する包囲体内に配設されたラウドスピー
カと参照騒音マイク間の電気音響特性をシステム同定の
段階において、予め求めておく必要がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｍ系列
ランダムノイズは選定するビット数によっては、計算量
が多くなり、またＭ系列ランダムノイズを生成するため
のプログラム容量もビット数に比例して大きくなるの
で、中央処理装置（ＣＰＵ）上の負担が大きくなる問題
がある。また、包囲型エンジンにＡＮＣ制御を適用する
場合にシステム同定処理に長時間要することはユーザの
エンジンの使い勝手が悪くなるので、できるだけシステ
ム同定に要する時間を短縮したいという要望がある。

【０００８】さらに、包囲型エンジンにおいてシステム
同定処理を行うには、システム同定を行う回路をソフト
ウエア上で作成してから、図１４に示す実際に騒音を消
す構成にソフトウエア上で作成する必要があることか
ら、システム同定処理に要するプログラム容量はできる
だけ小さくしたいという要望がある。

【０００９】

【発明の目的】本発明は上記課題に鑑みてなされたもの
であり、包囲型エンジンにおいて、システム同定を低コ
ストかつ短時間で行える、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
排出口から排気するように構成し、換気風が流れる通風
部の所定位置に設けられた参照騒音検出手段と、通風部
の最終排出口近くに設けられた残留騒音検出手段と、通
風部内に配設された相殺音発生手段と、少なくとも参照
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処理手段と、周波数スイープを用いて生成した周
波数スイープ音を相殺音発生手段から発生させ、システ
ム同定を行うシステム同定手段とを備えたことを特徴と
する。請求項２の騒音低減装置は、システム同定手段が
エンジン回転周波数に対応したある基本周波数を一定時
間内に周波数スイープさせることにより、全ての周波数
成分を含む白色ノイズと等価である周波数スイープ音を
相殺音発生手段から発生させるものであることを特徴と
する。

【００１１】請求項３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
て最終排出口から排気するように構成し、換気風が流れ
る通風部の所定位置に設けられた参照騒音検出手段と、
通風部の最終排出口近くに設けられた残留騒音検出手段
と、通風部内に配設された相殺音発生手段と、少なくと
も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処理手段と、エンジン始動時から高速回転
に移行する場合に通風部内で起こる騒音の周波数の時系
列的な連続変化を利用して、システム同定を行うシステ
ム同定手段とを備えたことを特徴とする。

【００１２】請求項４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
て最終排出口から排気するように構成し、換気風が流れ
る通風部の所定位置に設けられた参照騒音検出手段と、
通風部の最終排出口近くに設けられた残留騒音検出手段
と、エンジンの熱気を最終排出口に向けて吸い出す換気
ファンと、通風部内に配設された相殺音発生手段と、少
なくとも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処理手段と、エンジンおよび換気フ
ァンを所定回転数で運転した場合に通風部内に発生する
騒音を白色ノイズとして使用してシステム同定を行うシ
ステム同定手段とを備えたことを特徴とする。

【００１３】

【作用】請求項１の包囲型エンジンの騒音低減装置であ
れば、ＡＮＣ処理時には、参照騒音検出手段が通風部の
参照騒音を検出するとともに、残留騒音検出手段が最終
排出口周辺の残留騒音を検出する。そして、ＡＮＣ処理
手段が参照騒音信号と残留騒音検出手段の残留騒音信号
とに基づいて排気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。したがっ
て、包囲型エンジンの最終排出口から漏れる騒音を低減
することができる。

【００１４】また、前記ＡＮＣ処理動作に先立って参照
騒音検出手段と相殺音発生手段間の電気音響特性Ｂ、残
留騒音検出手段と相殺音発生手段間の電気音響特性Ｃを
正確に求めるシステム同定処理を行うことが必要になる
が、請求項１の包囲型エンジンの騒音低減装置では、シ
ステム同定手段が一定時間内における周波数スイープを
使用して全ての周波数成分を含む白色ノイズと等価な周
波数スイープ音を発生させるので、従来のＭ系列ランダ
ムノイズを発生させる方法に比べて、プログラム容量を
少なくすることができるとともに、計算量も少なくする
ことができ、装置構成を簡単化することができる。

【００１５】請求項２の包囲型エンジンの騒音低減装置
であれば、計算処理が簡単である、エンジン回転数に対
応した基本周波数を一定時間内に周波数スイープするこ
とにより全ての周波数成分を含む白色ノイズと等価な周
波数スイープ音を相殺音発生手段から発生させるので、
コンピュータの計算量をさらに少なくすることができ、
装置構成を簡単化することができる。

【００１６】請求項３の包囲型エンジンの騒音低減装置
であれば、エンジン始動時の回転数から、高速回転（例
えば定常回転数）に上げていく過程において騒音の周波
数は、所定周波数域において時系列的に連続に変化して
周波数をスイープしたことと等価になっている。したが
って、通風部内で発生する騒音をそのままシステム同定
に使用することにより、計算によって白色ノイズ、ある
いはＭ系列ランダムノイズを発生させる場合に比べて白
色ノイズ発生用プログラムを省略することができる。ま
た、エンジン始動時から所定高速回転に上げる間にシス
テム同定を行うことができるので、システム同定処理時
間を短縮することができる。

【００１７】請求項４の包囲型エンジンの騒音低減装置
であれば、エンジンの熱気を最終排出口に向けて吸い出
す換気ファンを設けることにより、エンジン騒音と換気
ファンの風切り音とが通風部で反射、干渉などの作用を
起こし、全体の騒音は白色ノイズに近似した騒音にな
る。したがってこの通風部内の騒音を利用してシステム
同定を行うことにより、計算によって白色ノイズ、Ｍ系
列ランダムノイズを発生させる場合に比べて、白色ノイ
ズ発生用プログラムを省略することができる。また、所
定回転数においてエンジンを運転する間にシステム同定
を行うことができるので、システム同定処理時間を短縮
することができる。

【００１８】

【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、システム同定手段が周波数スイー
プを使用して白色ノイズと等価な周波数スイープ音を発
生させるので、従来のＭ系列ランダムノイズを発生させ
る方法に比べて、プログラム容量を少なくすることがで
きるとともに、計算量も少なくすることができ、装置構
成を簡単化することができるという特有の効果を奏す
る。

【００１９】請求項２の発明は、請求項１の発明の効果
に加え、計算処理が簡単である基本波、即ちエンジン回
転周波数に対応したある基本周波数を選択することによ
り、コンピュータの計算量をさらに少なくすることがで
き、装置構成を簡単化することができるという特有の効
果を奏する。

【００２０】請求項３の発明は、下記（イ）（ロ）の特
有の効果を奏する。（イ）計算によって白色ノイズ、Ｍ系列ランダムノイズ
を発生させる場合に比べてノイズを生成するプログラム
を省略することができるので、システム全体のプログラ
ム容量を小さくすることができ装置を簡単化できる。（ロ）周囲環境が変わっても、エンジンを再び始動させ
れば、その時の条件でシステム同定が行われその度毎に
最適な補償フィルタを得られるので、環境変化に対応し
た消音性を高めることができる。（ハ）エンジン始動時から所定高速回転に上げる間にシ
ステム同定を行うことができるのでシステム同定処理時
間を短縮することができる。

【００２１】請求項４の発明は、上記（イ）の効果に加
えて、下記（ニ）（ホ）の特有の効果を奏する。（ニ）周囲環境が変わっても、エンジンを再び始動時な
どにおいて、所定回転数でエンジンおよび換気ファンを
運転させれば、その時の条件でシステム同定が行われ、
その度毎に最適な補償フィルタを得られるので、環境変
化に対応した消音性を高めることができる。（ホ）所定回転数においてエンジンおよび換気ファンを
運転する間にシステム同定を行うことができるので、シ
ステム同定処理時間を短縮することができる。

【００２２】

【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。

【００２３】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。

【００２４】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２ｃを貫通
して外部に連通されている。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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１２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）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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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は基本波に基づいて発振周波数を時間とともに自
動的に変化させ、所定の周波数幅の範囲で周期的に発振
を繰り返すスイープ発振部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とを含んで構成してい
る。なお、適応デジタルフィルタ３３からのアンチノイ
ズ信号を増幅するアンプ部、参照騒音マイク２２、残留
騒音マイク１９からの信号をアナログデジタル変換する
Ａ／Ｄ変換部などは省略して示している。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。

【００３１】

【数１】

【００３２】

【数２】

【００３３】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ａ，μ：収束係数Ｌ：フィルタ次数 σ²ｎ：フィルタ入力の平方和である。

【００３４】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、
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４
１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の固定値とな
り、電気音響特性Ｃが補償フィルタ４１の固定値とな
る。なお、ＬＭＳ制御部３９は適応デジタルフィルタ３
８の演算補正を行う。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。

【００３５】

【数３】

【００３６】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２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は基本的フローチャート
であり、ステップＳＰ１においてシステム同定部３１に
よりシステム同定を行い、ステップＳＰ２においてＡＮ
Ｃ処理部３７により実際の音を消すＡＮＣ処理を行う。

【００３７】図５は図４における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Ｓ
Ｐ１ａ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の初期設定を行い、ステップＳＰ１
ｂにおいてスイープ発振部３２が所定の基本波に基づい
て一定時間内に周波数スイープを行うことにより所定周
波数域において白色ノイズと等価な周波数スイープ音を
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の周波数スイープ音を発生させるこ
とを続け、収束していると判別された場合はステップＳ
Ｐ１ｅへ進む。ステップＳＰ１ｅではスイープ発振部３
２が白色ノイズと等価な周波数スイープ音を発生させ、
ステップＳＰ１ｆ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の周波数スイープ音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、ＡＮＣ処理へ移行する。なお、ステップＳＰ１
ｃ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、同じ周波数スイープ音で＜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。

【００３８】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
フィルタ値として補償フィルタ＜Ｂ＞の演算を行い、ス
テップＳＰ２ｅ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ＳＰ２ｅ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。

【００３９】さらに、本実施例の騒音低減装置の作用に
ついて具体的に説明する。まず、システム同定処理につ
いて説明する。前記したようにＭ系列ランダムノイズは
選定するビット数によっては計算量が多く、またプログ
ラム容量もビット数に比例して大きくなる問題がある。
そこでこの実施例では、図７に示すようにサイン波（ｓ
ｉｎθ，ｃｏｓθ）や、矩形波などの基本波ｆｏを一定
時間内に連続的な適応領域の全ての周波数において周波
数スイープを行うことにより、簡単な計算で全ての周波
数成分を含む白色ノイズと等価な周波数スイープ音を生
成する。このようにして得られた周波数スイープ音によ
り、補償フィルタ＜Ｃ＞，補償フィルタ＜Ｂ＞を得るこ
とにより、システム同定処理が終了する。なお、サイン
波において周波数スイープを行うには、ｓｉｎ（２π・
αθ）の係数αを連続的に変えることにより実現でき
る。

【００４０】また、矩形波においては、例えば、マイク
ロプロセッサのクロック関数の周期を連続的に変えるこ
とによりスイープを行うことができるので、Ｍ系列ラン
ダムノイズ信号を生成するよりも極めて簡単に白色ノイ
ズと等価な周波数スイープ音を生成できる。なお、基本
波を一定時間内に周波数スイープすることにより得られ
た白色ノイズと等価な周波数スイープ音によってシステ
ム同定した補償フィルタ＜Ｃ＞，補償フィルタ＜Ｂ＞
と、Ｍ系列ランダムノイズによって同定した補償フィル
タ＜Ｃ＞，補償フィルタ＜Ｂ＞を比較したところ、実用
上なんら問題のないことを実験により確認した。

【００４１】また、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、図５のステップＳＰ１ｆに示す
電気音響特性Ｂの補償を省略しても十分な消音効果が得
られ、システム同定時間を短縮することができる。

【００４２】次にＡＮＣ処理について説明する。エンジ
ンが始動すると、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を得る。
そして、ラウドスピーカ１６と残留騒音マイク１９間の
補償フィルタ＜Ｃ＞を演算し、ラウドスピーカ１６と参
照騒音マイク１９間の補償フィルタ＜Ｂ＞を演算して、
ＬＭＳ法により適応フィルタ係数を演算して、適応デジ
タルフィルタ３８のフィルタ係数を上記騒音を消音する
値に補正して、相殺音を発生させる。

【００４３】また、参照騒音マイク２２を円筒状マフラ
１２、ラジエータファン６より冷却風の流れにおいて下
流側に位置しているので、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、ＡＮＣ
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。なお本実施例において、周波数スイ
ープする方法はソフト的な手段に限定されず、ハード的
なスイープ発振回路によって行っても良い。

【００４４】

【実施例２】次に本発明の第２実施例について説明す
る。この第２実施例が前記第１実施例と異なる点は、エ
ンジンを始動させて所定回転数（通常は定常回転数）ま
でエンジン回転数を上昇させる間にシステム同定（補償
フィルタ＜Ｃ＞を求める）を行う点である。

【００４５】図９はこの実施例における補償フィルタ＜
Ｃ＞の自己作成ブロック図である。このシステム同定部
４３は＜Ｃ＞フィルタ同定部４４とエンジン始動制御部
４５とを有している。エンジン始動制御部４５は、エン
ジン回転数を検出するエンジン回転数検出部４６と、検
出された回転数に基づいてエンジンがエンストを起こさ
ない範囲で、回転数をゆるやかに変化させて定常回転数
まで上昇させるように始動時のエンジン回転数を制御す
る始動時エンジン回転数コントローラ４７と、始動時エ
ンジン回転数コントローラ４７の信号に基づいてエンジ
ン３の調速手段４８を駆動するリニアアクチュエータ４
９とを有している。＜Ｃ＞フィルタ同定部４４は、始動
時エンジン回転数コントローラ４７の制御信号に基づい
てエンジン３が始動したことを検出するエンジン始動検
出部６０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適応デジタルフィルタ３３のフ
ィルタ係数を刻々と更新する修正学習部５０とを含んで
構成している。図８はこの実施例におけるシステム同定
処理を説明するためのフローチャートであり、図９にお
けるエンジン始動制御部４５を予め備えたエンジン発電
機において、ステップＳＰ１ａにおいてＡＮＣコントロ
ーラ２３内にソフト的に図９の＜Ｃ＞フィルタ同定部４
４を初期設定し、ステップＳＰ１ｂにおいてエンジン始
動制御部４５の制御により所定回転数（通常は定常回転
数）までエンジン回転数を上昇させ、ステップＳＰ１ｃ
においてエンジン３を始動したことをエンジン始動検出
部６０が検出して、修正学習部５０、適応デジタルフィ
ルタ３３にスタート信号を入力することにより、エンジ
ン自体の騒音により電気音響特性Ｃを補償するフィルタ
値を修正学習同定法により求め、ステップＳＰ１ｄにお
いて収束が完了して＜Ｃ＞フィルタのシステム同定が終
了したか否かを判別し、終了していないと判別された場
合は、ステップＳＰ１ｂに戻り、システム同定が終了し
たと判別された場合は一連の処理を終了する。

【００４６】図１０（Ａ）（Ｂ）はその内容を説明する
ための図であり、図１０（Ａ）はエンジン始動時のエン
ジンクランク軸の高調波成分（２ｆ₁，４ｆ₁）、冷却フ
ァンの羽根の枚数に相当する風切り音およびその高調波
成分（ｆ₂）を示しており、図１０（Ｂ）はエンジンが
定常回転数の時のエンジンクランク軸の高調波成分（２
ｆ₁’，４ｆ₁’）、冷却ファンの羽根の枚数に相当する
風切り音およびその高調波成分（ｆ₂’）を示してい
る。

【００４７】図１０から分かるように、エンジン始動時
から定常回転までの騒音はちょうど周波数スイープを行
ったように、２ｆ₁が２ｆ₁’に、４ｆ₁が４ｆ₁’に、ｆ
₂がｆ₂’にそれぞれ連続的に変化している。したがっ
て、この始動時（０ｒｐｍ）から定常回転（例えば、３
６００ｒｐｍ）までの騒音の変化を利用して、補償フィ
ルタ＜Ｃ＞を求めることを行うことにより、ラウドスピ
ーカから白色ノイズを発生させることなく、システム同
定を終えることができる。この実施例の構成であると、
特別のシステム同定時間を必要とせず、定常回転までの
エンジン回転数上昇時間をシステム同定時間とすること
ができるので、システム同定を短時間で行うことができ
る。

【００４８】また、エンジンを再起動した時において、
周囲環境に変化が生じても、起動時に毎回その周囲環境
に合致したシステム同定を行うことができるので、最適
な補償フィルタ＜Ｃ＞を求めることができる。なお、参
照騒音マイク２２を補償フィルタ＜Ｂ＞を必要としない
位置に配置するため、補償フィルタ＜Ｃ＞についてはシ
ステム同定をする必要がない。また、前記したように遮
蔽壁１４および指向性のあるラウドスピーカ１６の採用
により、補償フィルタ＜Ｂ＞についてはシステム同定を
行わなくても実用上、問題ない騒音低減効果が得られる
ことを確認した。

【００４９】

【実施例３】次に本発明の第３実施例について説明す
る。この第３実施例が前記第２実施例と比べて異なる点
は、エンジンを所定回転数で所定時間運転させる間に補
償フィルタ＜Ｃ＞を求める点である。装置構成のブロッ
ク図は省略するが、図９におけるエンジン始動制御部４
５が所定回転数で所定時間運転させるエンジン運転制御
部に代わり、＜Ｃ＞フィルタ同定部内のエンジン始動検
出部６０がエンジンが所定回転数になったことを検出し
てスタート信号を出力する所定回転数検出部に代わるだ
けである。図１１はこの実施例におけるシステム同定処
理を説明するためのフローチャートであり、ステップＳ
Ｐ１ａにおいてソフト的に上記＜Ｃ＞フィルタ同定部を
初期設定し、ステップＳＰ１ｂにおいて所定回転数でエ
ンジンを所定時間運転させる。なお、エンジンを運転す
ることによりラジエータファン１１も一定回転数で回転
されることになる。そして、ステップＳＰ１ｃにおいて
電気音響特性Ｃを補償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
のシステム同定が終了したか否かを判別し、終了してい
ないと判別された場合は、ステップＳＰ１ｂに戻り、シ
ステム同定が終了したと判別された場合は一連の処理を
終了する。

【００５０】図１２はその内容を説明するための図であ
り、所定回転数における包囲型エンジンの騒音の周波
数、エネルギー特性図である。図１２から分かるよう
に、エンジンを防音ケース２内に収容し、排気ファンで
あるラジエータファン１１を通風部２１に配設した構成
の包囲型エンジンの騒音は、広い周波数領域において白
色ノイズ音になっている。つまり、包囲型エンジンの実
際の騒音が白色ノイズと極めて近似しており、実際の騒
音自体をシステム同定時の白色ノイズとして使用できる
ことになる。本発明者は、上記包囲型エンジンの騒音で
補償フィルタ＜Ｃ＞のシステム同定が行えることを実験
により確認した。

【００５１】エンジン騒音はクランク軸の回転数の高調
波成分を含む周期性のある騒音となっており、エンジン
を単純に防音ケース２で包囲しただけでは白色ノイズと
はならない。図１２に示すエンジン発電機からの騒音が
白色ノイズとなる理由は、ラジエータファン１１が換気
風を撹乱し、エンジン音、ファン音が防音ケース２内お
よび排風通路８、ダクト１３で反射、干渉を繰り返して
放出されることがその原因であると思われる。

【００５２】

【実施例４】図１３はこの発明の第４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。

【００５３】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には所定
の排気面積を有する金網が張設されている。

【００５４】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。

【００５５】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、ＡＮＣ
コントローラ（図示せず）とから構成されている。

【００５６】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。

【００５７】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）。この換気通路が通風部２１を構成す
る。

【００５８】また、前記第１実施例〜第３実施例と同様
の処理により、システム同定処理を行い、補償フィルタ
＜Ｃ＞を同定した後、実際のＡＮＣ処理が行われる。エ
ンジン３の運転が始まると、排気ＡＮＣコントローラ２
３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。

【００５９】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とは正帰還結合が発生しない位置に配置されている
ので、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。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。

【００６０】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）前記第１実施例、第２実施例では、クランク軸と
連動するラジエータファン１１により防音ケース２内を
換気するように構成したが、防音ケース２内の空気を吸
い出すファンを電動ファンで構成することも可能であ
る。（２）本発明はエンジン発電機以外の包囲型エンジン装
置に広く適用ができることは明らかである。

【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】第１実施例の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】第１実施例の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】第１実施例のスイープを説明するための図であ
る。

【図８】第２実施例のシステム同定処理を示すフローチ
ャートである。

【図９】第２実施例のシステム同定部の構成を示すブロ
ック図である。

【図１０】図１０（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ第２実施例の
スイープを説明するための図である。

【図１１】第３実施例のシステム同定処理を示すフロー
チャートである。

【図１２】第３実施例において通風部内に生成される白
色ノイズを示す図である。

【図１３】本発明の他の実施例を示す図であり、図１３
（Ａ）は概略縦断面図、図１３（Ｂ）は左側面図、図１
３（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】従来の能動的消音装置の一例を示すブロック
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、１３…ダクト、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、３７…ＡＮＣ処理部、４３…システム
同定部、５３…導風板、５４…排風ダクトケース、５５
…ダクト出口。

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)(55)か
ら排気するように構成し、換気風が流れる通風部(21)の所定位置に設けられた参照
騒音検出手段(22)と、通風部(21)の最終排出口(13a)(5
5)近くに設けられた残留騒音検出手段(19)と、通風部(2
1)内に配設された相殺音発生手段(16)と、少なくとも参
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)と、周波
数スイープを用いて生成した周波数スイープ音を相殺音
発生手段(16)から発生させ、システム同定を行うシステ
ム同定手段(31)とを備え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】システム同定手段(31)がエンジン回転周
波数に対応したある基本周波数を一定時間内に周波数ス
イープさせることにより、全ての周波数成分を含む白色
ノイズと等価である周波数スイープ音を相殺音発生手段
(16)から発生させるものである請求項１に記載の包囲型
エンジンの騒音低減装置。
【請求項３】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)(55)か
ら排気するように構成し、換気風が流れる通風部(21)の所定位置に設けられた参照
騒音検出手段(22)と、通風部(21)の最終排出口(13a)(5
5)近くに設けられた残留騒音検出手段(19)と、通風部(2
1)内に配設された相殺音発生手段(16)と、少なくとも参
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)と、エン
ジン始動時から高速回転に移行する場合に通風部(21)内
で起こる騒音の周波数の時系列的な連続変化を利用し
て、システム同定を行うシステム同定手段(43)とを備え
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４】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)(55)か
ら排気するように構成し、換気風が流れる通風部(21)の所定位置に設けられた参照
騒音検出手段(22)と、通風部(21)の最終排出口(13a)(5
5)近くに設けられた残留騒音検出手段(19)と、エンジン
(3)の熱気を最終排出口(13a)(55)に向けて吸い出す換気
ファン(11)と、通風部(21)内に配設された相殺音発生手
段(16)と、少なくとも参照騒音検出手段(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ＡＮ
Ｃ処理手段(37)と、エンジン(3)および換気ファン(11)
を所定回転数で運転した場合に通風部(21)内に発生する
騒音を白色ノイズとして使用してシステム同定を行うシ
ステム同定手段とを備えたことを特徴とする、包囲型エ
ンジンの騒音低減装置。