JPH10161665A - 空気調和機の消音装置 - Google Patents
空気調和機の消音装置Info
- Publication number
- JPH10161665A JPH10161665A JP8337682A JP33768296A JPH10161665A JP H10161665 A JPH10161665 A JP H10161665A JP 8337682 A JP8337682 A JP 8337682A JP 33768296 A JP33768296 A JP 33768296A JP H10161665 A JPH10161665 A JP H10161665A
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- Japan
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- sound
- air conditioner
- digital signal
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- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 誤差マイクロホンを必要としないで、かつ１
個のデジタル信号処理装置（ＤＳＰ）で制御可能とする
空気調和機の室内機の消音装置を提供する。 【解決手段】 空気調和機の室内ユニットの運転に際し
ては、室内ユニットの送風ファンや空気吹き出し口の摩
擦音等の騒音源１の騒音を、騒音検出用マイクロホン２
により空気吹き出し口の近傍で計測し、デジタル信号処
理装置（ＤＳＰ）４に送出すると、デジタル信号処理装
置４は騒音信号をｘn ，ｘn-1 ，ｘn-2 ，ｘn-3 ・・・
・と時系列に分析し騒音信号のパターンを決定する。デ
ジタル信号処理装置４の演算部５は、記憶部６に上記計
算により求められて、予めテーブル化されて格納されて
いるデータから、その時点での入力パターンに対応する
消音動作に必要な出力データを読み取り、次段の増幅器
７を介して消音スピーカ３に音声信号として出力する。
消音スピーカ３は騒音源の騒音に対応して消音を行なう
制御音を発生する。
個のデジタル信号処理装置（ＤＳＰ）で制御可能とする
空気調和機の室内機の消音装置を提供する。 【解決手段】 空気調和機の室内ユニットの運転に際し
ては、室内ユニットの送風ファンや空気吹き出し口の摩
擦音等の騒音源１の騒音を、騒音検出用マイクロホン２
により空気吹き出し口の近傍で計測し、デジタル信号処
理装置（ＤＳＰ）４に送出すると、デジタル信号処理装
置４は騒音信号をｘn ，ｘn-1 ，ｘn-2 ，ｘn-3 ・・・
・と時系列に分析し騒音信号のパターンを決定する。デ
ジタル信号処理装置４の演算部５は、記憶部６に上記計
算により求められて、予めテーブル化されて格納されて
いるデータから、その時点での入力パターンに対応する
消音動作に必要な出力データを読み取り、次段の増幅器
７を介して消音スピーカ３に音声信号として出力する。
消音スピーカ３は騒音源の騒音に対応して消音を行なう
制御音を発生する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機あるい
は冷凍装置の送風ファンの消音装置に関する。
は冷凍装置の送風ファンの消音装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】空気調和機（エアコン）の消音装置とし
ては、静寂な室内環境が要求される劇場、会議場等では
空調騒音を防止するため、空調ダクト系の各所に消音チ
ャンバ、吸音ダクトなどのパッシブ型の消音器が配置さ
れている。しかし、これらのパッシブ型消音器は、低周
波数域の減音量、圧力損出、気流音の発生、設置スペー
ス等の点で改善が望まれていた。
ては、静寂な室内環境が要求される劇場、会議場等では
空調騒音を防止するため、空調ダクト系の各所に消音チ
ャンバ、吸音ダクトなどのパッシブ型の消音器が配置さ
れている。しかし、これらのパッシブ型消音器は、低周
波数域の減音量、圧力損出、気流音の発生、設置スペー
ス等の点で改善が望まれていた。
【０００３】そこでこれらを解決するための新たな手段
として、騒音に対して同振幅・逆位相の付加音を放射
し、音波の干渉効果により騒音を低減するアクティブノ
イズコントローラがある。
として、騒音に対して同振幅・逆位相の付加音を放射
し、音波の干渉効果により騒音を低減するアクティブノ
イズコントローラがある。
【０００４】これらの代表的な一例として図３に示すも
のがある。図３において、２１は調和空気の吐出口へつ
ながる空調ダクトであり、調和空気が送出される。２２
は音源からの発生騒音を検出するマイクロホン、２３は
制御音を発生するスピーカであり、音源からの発声音を
打ち消すための音を出力する。２４は誤差を検出する消
音マイクロホン、２５はマイクロホン２２で検出される
騒音信号の信号分割器、２６は騒音信号を処理して制御
音発生用の信号を作成するディジタルアダプティブフィ
ルタ（ＤＡＦ）、２７は前記信号分割器の騒音信号の出
力に消音スピーカ２３〜消音マイクロホン２４間の伝達
関数特性を重畳する伝達フィルタ、２８は伝達関数フィ
ルタ２７の出力及び消音マイクロホン２４からの信号を
基にディジタルアダプティブフィルタ２６の係数を調整
する最小二乗演算部（ＬＭＳ）である。
のがある。図３において、２１は調和空気の吐出口へつ
ながる空調ダクトであり、調和空気が送出される。２２
は音源からの発生騒音を検出するマイクロホン、２３は
制御音を発生するスピーカであり、音源からの発声音を
打ち消すための音を出力する。２４は誤差を検出する消
音マイクロホン、２５はマイクロホン２２で検出される
騒音信号の信号分割器、２６は騒音信号を処理して制御
音発生用の信号を作成するディジタルアダプティブフィ
ルタ（ＤＡＦ）、２７は前記信号分割器の騒音信号の出
力に消音スピーカ２３〜消音マイクロホン２４間の伝達
関数特性を重畳する伝達フィルタ、２８は伝達関数フィ
ルタ２７の出力及び消音マイクロホン２４からの信号を
基にディジタルアダプティブフィルタ２６の係数を調整
する最小二乗演算部（ＬＭＳ）である。
【０００５】尚、マイクロホン２３、２４の検出出力は
ローパスフィルタ及びアナログ−ディジタル（Ａ／Ｄ）
変換された後処理され、スピーカへの出力はＤＡＦから
のディジタル出力をディジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変
換した後ローパスフィルタを介して行われる。
ローパスフィルタ及びアナログ−ディジタル（Ａ／Ｄ）
変換された後処理され、スピーカへの出力はＤＡＦから
のディジタル出力をディジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変
換した後ローパスフィルタを介して行われる。
【０００６】このような構成の消音装置の基本的な動作
は、ディジタルアダプティブフィルタ２６の入力（騒音
検出用マイクロホン２２からの信号）ｘと消音マイクロ
ホン２４の出力（誤差信号）ｅの情報からｅのエネルギ
ーが最小となるように適応制御により、ディジタルアダ
プティブフィルタ２６の係数を、最小二乗演算部（ＬＭ
Ｓ）２８で求めて、逐次更新するものである。
は、ディジタルアダプティブフィルタ２６の入力（騒音
検出用マイクロホン２２からの信号）ｘと消音マイクロ
ホン２４の出力（誤差信号）ｅの情報からｅのエネルギ
ーが最小となるように適応制御により、ディジタルアダ
プティブフィルタ２６の係数を、最小二乗演算部（ＬＭ
Ｓ）２８で求めて、逐次更新するものである。
【０００７】上記の手法を空気調和機に搭載する場合、
ダクトを用いた空気調和機では騒音源と消音マイクロホ
ンとの間の距離が比較的あるのでディジタルアダプティ
ブフィルタの係数を、最小二乗演算部（ＬＭＳ）で求め
て逐次更新するにしても時間的に可能であったが、ダク
トを用いない分離型の空気調和機ではダクトに相当する
ものの距離が１０ｃｍ程度と短く、この距離内で消音を
行わなければならない。しかもほぼリアルタイムに最小
二乗演算部（ＬＭＳ）でディジタルアダプティブフィル
タの係数を決定する必要がある。そこでマイコンに比し
て高速並列処理できるデジタル信号処理装置（ＤＳＰ）
が採用されるが、単体では処理能力には限界があるの
で、複数個のＤＳＰを必要とした。
ダクトを用いた空気調和機では騒音源と消音マイクロホ
ンとの間の距離が比較的あるのでディジタルアダプティ
ブフィルタの係数を、最小二乗演算部（ＬＭＳ）で求め
て逐次更新するにしても時間的に可能であったが、ダク
トを用いない分離型の空気調和機ではダクトに相当する
ものの距離が１０ｃｍ程度と短く、この距離内で消音を
行わなければならない。しかもほぼリアルタイムに最小
二乗演算部（ＬＭＳ）でディジタルアダプティブフィル
タの係数を決定する必要がある。そこでマイコンに比し
て高速並列処理できるデジタル信号処理装置（ＤＳＰ）
が採用されるが、単体では処理能力には限界があるの
で、複数個のＤＳＰを必要とした。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、この
ようなユニット型の空気調和機の室内機に搭載する消音
装置おいて、誤差を検出する消音マイクロホンを必要と
しないで、かつ１個のデジタル信号処理装置（ＤＳＰ）
で制御可能とする空気調和機の消音装置を提供すること
を目的とするものである。
ようなユニット型の空気調和機の室内機に搭載する消音
装置おいて、誤差を検出する消音マイクロホンを必要と
しないで、かつ１個のデジタル信号処理装置（ＤＳＰ）
で制御可能とする空気調和機の消音装置を提供すること
を目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
空気調和機の消音装置は、空気調和機の室内機の送風フ
ァンの運転周波数、騒音信号及び誤差信号を計測する手
段と、計測された時系列データを予めニューラルネット
ワークにより学習を行う手段と、ニューロ演算された結
果をテーブル化しておく記憶手段と、消音スピーカとか
らなり、現時点での送風ファンの運転周波数、騒音信号
に対応した消音信号を記憶手段のテーブルにより決定し
消音スピーカに印加することにより達成される。
空気調和機の消音装置は、空気調和機の室内機の送風フ
ァンの運転周波数、騒音信号及び誤差信号を計測する手
段と、計測された時系列データを予めニューラルネット
ワークにより学習を行う手段と、ニューロ演算された結
果をテーブル化しておく記憶手段と、消音スピーカとか
らなり、現時点での送風ファンの運転周波数、騒音信号
に対応した消音信号を記憶手段のテーブルにより決定し
消音スピーカに印加することにより達成される。
【００１０】こうして、ファン運転周波数と騒音信号及
び誤差信号に基づいて、予めニューラルネットワークに
より学習を行い、空気調和機の室内機に搭載時には、フ
ァン運転周波数と騒音信号のみを計測し消音スピーカの
出力を決定する。これにより誤差マイクロホンが不要と
なり、しかもファン風量が変化した場合でも１個のデジ
タル信号処理装置（ＤＳＰ）で制御可能となる。
び誤差信号に基づいて、予めニューラルネットワークに
より学習を行い、空気調和機の室内機に搭載時には、フ
ァン運転周波数と騒音信号のみを計測し消音スピーカの
出力を決定する。これにより誤差マイクロホンが不要と
なり、しかもファン風量が変化した場合でも１個のデジ
タル信号処理装置（ＤＳＰ）で制御可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明が対象とする空気調和機
は、屋外に設置される室外ユニット、及び屋内に設置さ
れる室内ユニットとから構成され、これら両ユニット間
は冷媒配管と信号線とで接続されている、所謂セパレー
トタイプであっても、また一体型のものであってもよ
い。即ち、図３に示すようなダクトタイプでも同様の制
御アルゴリズムにより消音装置を構成可能である。
は、屋外に設置される室外ユニット、及び屋内に設置さ
れる室内ユニットとから構成され、これら両ユニット間
は冷媒配管と信号線とで接続されている、所謂セパレー
トタイプであっても、また一体型のものであってもよ
い。即ち、図３に示すようなダクトタイプでも同様の制
御アルゴリズムにより消音装置を構成可能である。
【００１２】図１は、空気調和機の室内ユニットに本発
明の消音装置を適用した一例である。１は空気調和機の
騒音源であり、２は騒音検出用マイクロホン、３は消音
のための制御音を発生する消音スピーカ、４はデジタル
信号処理装置（ＤＳＰ）であって、演算部５と記憶部６
を有する。７はデジタル信号処理装置４からの出力信号
を増幅する増幅器である。そしてデジタル信号処理装置
４の記憶部６には、消音動作に必要なデータが予めテー
ブル化されて格納されている。
明の消音装置を適用した一例である。１は空気調和機の
騒音源であり、２は騒音検出用マイクロホン、３は消音
のための制御音を発生する消音スピーカ、４はデジタル
信号処理装置（ＤＳＰ）であって、演算部５と記憶部６
を有する。７はデジタル信号処理装置４からの出力信号
を増幅する増幅器である。そしてデジタル信号処理装置
４の記憶部６には、消音動作に必要なデータが予めテー
ブル化されて格納されている。
【００１３】次に、記憶部６に格納される消音動作に必
要なデータの作成について図２を参照して説明する。図
２は、バックプロパゲーションアルゴリズム（ＢＰ法）
によるニューラルネットワークを示す。バックプロパゲ
ーションは、基本的には入力層、中間層、出力層からな
るものであり、ニューラルネットワークの学習は次のよ
うにして行う。
要なデータの作成について図２を参照して説明する。図
２は、バックプロパゲーションアルゴリズム（ＢＰ法）
によるニューラルネットワークを示す。バックプロパゲ
ーションは、基本的には入力層、中間層、出力層からな
るものであり、ニューラルネットワークの学習は次のよ
うにして行う。
【００１４】まず、重みの初期値を乱数を用いて小さな
値に設定する。入力層に、騒音源からの騒音検出用マイ
クロホン２で検出したファン運転周波数の時系列からな
る入力パターンｘn ，ｘn-1 ，ｘn-2 ，ｘn-3 ・・・・
を騒音としてデータ入力する。入力パターンは出力層へ
向けて伝播し、各ニューロンは前の層のニューロンから
の重みづけ和を求め、シグモイド関数Ｆによって出力値
を決定する。
値に設定する。入力層に、騒音源からの騒音検出用マイ
クロホン２で検出したファン運転周波数の時系列からな
る入力パターンｘn ，ｘn-1 ，ｘn-2 ，ｘn-3 ・・・・
を騒音としてデータ入力する。入力パターンは出力層へ
向けて伝播し、各ニューロンは前の層のニューロンから
の重みづけ和を求め、シグモイド関数Ｆによって出力値
を決定する。
【００１５】出力層へは、従来の手法により得られる出
力値、即ち、騒音源と消音スピーカの出力誤差から、デ
ィジタルアダプティブフィルタの係数を最小二乗演算部
（ＬＭＳ）で求め、ディジタルアダプティブフィルタを
介して得られた消音スピーカの出力値を教師データｄと
して出力層へ入力する。
力値、即ち、騒音源と消音スピーカの出力誤差から、デ
ィジタルアダプティブフィルタの係数を最小二乗演算部
（ＬＭＳ）で求め、ディジタルアダプティブフィルタを
介して得られた消音スピーカの出力値を教師データｄと
して出力層へ入力する。
【００１６】図２は騒音データを１０個とし、また、中
間層を２０個とした場合であるが、消音精度を向上させ
るためには、騒音データの数を増やす必要がある。計算
アルゴリズムとして、まず （１）教師信号（入力層、出力層）ｆ，ｘ１，ｘ２…ｘ
１０，ｄの入力を行なう。
間層を２０個とした場合であるが、消音精度を向上させ
るためには、騒音データの数を増やす必要がある。計算
アルゴリズムとして、まず （１）教師信号（入力層、出力層）ｆ，ｘ１，ｘ２…ｘ
１０，ｄの入力を行なう。
【００１７】（２）前向き推論 以下の計算式で前向き推論を行なう。
【数１】
【００１８】Ｆはシグモイド関数であり、以下の式で計
算を行なう。
算を行なう。
【数２】 Ｆ（ｘ）＝（１＋ｔａｎｈ（ｘ／温度定数））／２
【００１９】（３）誤差伝播による重みの学習 上記式により前向き推論を行ない、入力値及び出力値の
教師信号をもとに重み係数を以下の式により修正する。
ここで、ｉは入力層の数で１１、ｊは中間層の数で２０
個、ｎは繰り返し回数である。
教師信号をもとに重み係数を以下の式により修正する。
ここで、ｉは入力層の数で１１、ｊは中間層の数で２０
個、ｎは繰り返し回数である。
【００２０】ａ）出力層につながる重みの学習時（Ｗ１
ｊ）
ｊ）
【数３】 δ１＝ｚ１ｘ（１−ｚ１）ｘ（ｄ−ｚ１） Ｗ１ｊ（ｎ＋１）＝Ｗ１ｊ（ｎ）＋定数ｘｚ１ｘ（１−ｚ１）ｘ （ｄ−ｚ１）ｘＹｊ
【００２１】ｂ）それ以外の重みの学習時（Ｖｊｉ）
【数４】 Ｖｊｉ（ｎ＋１）＝Ｖｊｉ（ｎ）＋定数ｘＹｊｘ（１−Ｙｊ）ｘＷ１ｊ ｘδ１ｘＸｉ
【００２２】（４）（１）に戻り、前向きの推論を重ね
係数が収束するまで繰り返す。 こうして重みを修正し更新する動作を繰り返して、重み
を学習していく。このように、複数の入力パターンに対
応した出力パターンＺ１を予め求め、これらの値を入力
・出力の関係に対応させて図１のデジタル信号処理装置
４の記憶部６にテーブルとして記憶格納する。
係数が収束するまで繰り返す。 こうして重みを修正し更新する動作を繰り返して、重み
を学習していく。このように、複数の入力パターンに対
応した出力パターンＺ１を予め求め、これらの値を入力
・出力の関係に対応させて図１のデジタル信号処理装置
４の記憶部６にテーブルとして記憶格納する。
【００２３】空気調和機の室内ユニットの運転に際して
は、図１において、室内ユニットの送風ファンや空気吹
き出し口の摩擦音等の騒音源１の騒音を、騒音検出用マ
イクロホン２により空気吹き出し口の近傍で計測し、デ
ジタル信号処理装置（ＤＳＰ）４に送出すると、デジタ
ル信号処理装置４は騒音信号をｘn ，ｘn-1 ，ｘn-2，
ｘn-3・・・・と時系列に分析し騒音信号のパターンを
決定する。
は、図１において、室内ユニットの送風ファンや空気吹
き出し口の摩擦音等の騒音源１の騒音を、騒音検出用マ
イクロホン２により空気吹き出し口の近傍で計測し、デ
ジタル信号処理装置（ＤＳＰ）４に送出すると、デジタ
ル信号処理装置４は騒音信号をｘn ，ｘn-1 ，ｘn-2，
ｘn-3・・・・と時系列に分析し騒音信号のパターンを
決定する。
【００２４】デジタル信号処理装置４の演算部５は予め
上記計算を行ない、記憶部６にテーブル化されて格納さ
れているデータから、その時点での入力パターンに対応
する消音動作に必要な出力データを読み取り、次段の増
幅器７を介して消音スピーカ３に音声信号として出力す
る。消音スピーカ３は騒音源の騒音に対応して消音を行
なう制御音を発生する。
上記計算を行ない、記憶部６にテーブル化されて格納さ
れているデータから、その時点での入力パターンに対応
する消音動作に必要な出力データを読み取り、次段の増
幅器７を介して消音スピーカ３に音声信号として出力す
る。消音スピーカ３は騒音源の騒音に対応して消音を行
なう制御音を発生する。
【００２５】
【発明の効果】以上のように、本発明の空気調和機の消
音装置は、ファン運転周波数と騒音信号及び誤差信号に
基づいて、予めニューラルネットワークにより学習を行
い、空気調和機の室内機に搭載時には、ファン運転周波
数と騒音信号のみを計測し消音スピーカの出力を決定す
るので、誤差マイクロホンが不要となり、しかもファン
風量が変化した場合でも１個のデジタル信号処理装置
（ＤＳＰ）で制御可能となり経済的にも安価にできる。
そして、ダクトに相当するものがないユニット型の空気
調和機でもリアルタイムで消音制御ができるものであ
る。
音装置は、ファン運転周波数と騒音信号及び誤差信号に
基づいて、予めニューラルネットワークにより学習を行
い、空気調和機の室内機に搭載時には、ファン運転周波
数と騒音信号のみを計測し消音スピーカの出力を決定す
るので、誤差マイクロホンが不要となり、しかもファン
風量が変化した場合でも１個のデジタル信号処理装置
（ＤＳＰ）で制御可能となり経済的にも安価にできる。
そして、ダクトに相当するものがないユニット型の空気
調和機でもリアルタイムで消音制御ができるものであ
る。
【図１】本発明の空気調和機の消音装置の一例。
【図２】本発明のニューラルネットワーク。
【図３】従来のダクトタイプの消音装置。
１ 空気調和機の騒音源 ２，１２ 騒音検出用マイクロホン ３，１３ 消音スピーカ ４ デジタル信号処理装置（ＤＳＰ） ５ 演算部 ６ 記憶部 ７ 増幅器 ２１ 空調ダクト ２４ 消音マイクロホン ２５ 信号分割器 ２６ ディジタルアダプティブフィルタ（Ｄ
ＡＦ） ２７ 伝達フィルタ ２８ 最小二乗演算部（ＬＭＳ）
ＡＦ） ２７ 伝達フィルタ ２８ 最小二乗演算部（ＬＭＳ）
Claims (1)
- 【請求項１】 空気調和機において、室内機の送風ファ
ンの運転周波数、騒音信号及び誤差信号を計測する手段
と、計測された時系列データを予めニューラルネットワ
ークにより学習を行う手段と、ニューロ演算された結果
をテーブル化しておく記憶手段と、消音スピーカとから
なり、現時点での送風ファンの運転周波数、騒音信号に
対応した消音信号を記憶手段のテーブルにより決定し消
音スピーカに印加することを特徴とする空気調和機の消
音装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8337682A JPH10161665A (ja) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | 空気調和機の消音装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8337682A JPH10161665A (ja) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | 空気調和機の消音装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10161665A true JPH10161665A (ja) | 1998-06-19 |
Family
ID=18310978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8337682A Pending JPH10161665A (ja) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | 空気調和機の消音装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10161665A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113531844A (zh) * | 2021-07-06 | 2021-10-22 | 青岛海尔空调器有限总公司 | 空调器降噪的控制方法、系统、电子设备和存储介质 |
-
1996
- 1996-12-04 JP JP8337682A patent/JPH10161665A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113531844A (zh) * | 2021-07-06 | 2021-10-22 | 青岛海尔空调器有限总公司 | 空调器降噪的控制方法、系统、电子设备和存储介质 |
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