(57)【要約】  能動型振動騒音制御装置は、複数のスピーカから発生させた制御音と振動騒音との相殺誤差に対応する誤差信号を少なくとも１個以上のマイクから取得して、振動騒音を能動的に制御する。基準信号生成手段は、振動騒音における振動騒音周波数に基づいて基準信号を生成し、適応ノッチフィルタ手段は、基準信号に対してフィルタ係数を用いることで複数のスピーカの各々へ出力する制御信号を生成する。参照信号生成手段は、複数のスピーカから少なくとも１個以上のマイクまでの複数の伝達特性に基づいて、基準信号から参照信号を生成し、フィルタ係数更新手段は、誤差信号が最小となるように、適応ノッチフィルタ手段で用いられるフィルタ係数を更新する。そして、制御手段は、複数の伝達特性のそれぞれと振動騒音の特性との類似度に基づいて、複数のスピーカの制御信号の振幅を変化させる。これにより、振動騒音の特性によらずに消音効果を確保することが可能となる。
2012093477.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスピーカから発生させた制御音と振動騒音との相殺誤差に対応する誤差信号を少なくとも１個以上のマイクから取得して、前記振動騒音を能動的に制御する能動型振動騒音制御装置であって、
前記振動騒音における振動騒音周波数に基づいて、基準信号を生成する基準信号生成手段と、
前記振動騒音が相殺されるように前記複数のスピーカから前記制御音を発生させるべく、前記基準信号に対してフィルタ係数を適用することで、前記複数のスピーカの各々に対して出力する制御信号を生成する適応ノッチフィルタ手段と、
前記複数のスピーカから前記少なくとも１個以上のマイクまでの複数の伝達特性に基づいて、前記基準信号から参照信号を生成する参照信号生成手段と、
前記参照信号及び前記少なくとも１個以上のマイクが検出した前記誤差信号に基づいて、前記誤差信号が最小となるように、前記適応ノッチフィルタ手段で用いられる前記フィルタ係数を更新するフィルタ係数更新手段と、
前記複数の伝達特性のそれぞれと前記振動騒音の特性との類似度に基づいて、前記複数のスピーカの前記制御信号の振幅を変化させる制御を行う制御手段と、を備えることを特徴とする能動型振動騒音制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記類似度が高いほど、前記制御信号の振幅を大きくする制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の能動型振動騒音制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記類似度に基づいて、前記フィルタ係数更新手段において前記フィルタ係数を更新するために用いられるステップサイズパラメータを変更することによって、前記制御信号の振幅を変化させるステップサイズパラメータ変更手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の能動型振動騒音制御装置。
【請求項４】
前記ステップサイズパラメータ変更手段は、
前記複数の伝達特性の中で前記類似度が最も高い伝達特性を有するスピーカについては、当該スピーカの前記制御信号を生成する前記適応ノッチフィルタ手段で用いられる前記フィルタ係数を更新するための前記ステップサイズパラメータを変更せず、
前記類似度が最も高い伝達特性を有するスピーカ以外のスピーカについては、当該スピーカの前記制御信号を生成する前記適応ノッチフィルタ手段で用いられる前記フィルタ係数を更新するための前記ステップサイズパラメータを「０」に変更することを特徴とする請求項３に記載の能動型振動騒音制御装置。
【請求項５】
前記ステップサイズパラメータ変更手段は、前記類似度が高いほど、前記ステップサイズパラメータを大きな値に変更し、前記類似度が低いほど、前記ステップサイズパラメータを小さな値に変更することを特徴とする請求項３に記載の能動型振動騒音制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、
前記適応ノッチフィルタ手段によって生成された前記制御信号を増幅させ、増幅させた制御信号を前記複数のスピーカに対して出力する増幅手段と、
前記類似度に基づいて、前記増幅手段で用いられるゲインを変更することによって、前記制御信号の振幅を変化させるゲイン変更手段と、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の能動型振動騒音制御装置。
【請求項７】
前記ゲイン変更手段は、
前記複数の伝達特性の中で前記類似度が最も高い伝達特性を有するスピーカについては、当該スピーカの前記制御信号を増幅させる前記増幅手段で用いられる前記ゲインを変更せず、
前記類似度が最も高い伝達特性を有するスピーカ以外のスピーカについては、当該スピーカの前記制御信号を増幅させる前記増幅手段で用いられる前記ゲインを「０」に変更することを特徴とする請求６に記載の能動型振動騒音制御装置。
【請求項８】
前記ゲイン変更手段は、前記類似度が高いほど、前記ゲインを大きな値に変更し、前記類似度が低いほど、前記ゲインを小さな値に変更することを特徴とする請求項６に記載の能動型振動騒音制御装置。
【請求項９】
前記制御手段は、
前記振動騒音周波数が前記振動騒音においてディップが発生する周波数帯域にある場合にのみ、前記制御信号の振幅を変化させる制御を行い、
前記振動騒音周波数が前記ディップが発生する周波数帯域にない場合には、前記制御信号の振幅を変化させる制御を行わないことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の能動型振動騒音制御装置。
【請求項１０】
前記類似度は、前記複数の伝達特性におけるゲイン特性と、前記振動騒音における音圧特性とに基づいて規定されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の能動型振動騒音制御装置。
【請求項１１】
前記類似度は、前記複数の伝達特性における位相特性と、前記振動騒音における位相特性とに基づいて規定されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の能動型振動騒音制御装置。
【請求項１２】
前記類似度は、前記複数の伝達特性のそれぞれと前記振動騒音の特性との正規化相互相関が用いられることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の能動型振動騒音制御装置。
【請求項１３】
複数のスピーカから発生させた制御音と振動騒音との相殺誤差に対応する誤差信号を少なくとも１個以上のマイクから取得して、前記振動騒音を能動的に制御する装置によって実行される能動型振動騒音制御方法であって、
前記振動騒音における振動騒音周波数に基づいて、基準信号を生成する基準信号生成工程と、
前記振動騒音が相殺されるように前記複数のスピーカから前記制御音を発生させるべく、前記基準信号に対してフィルタ係数を適用することで、前記複数のスピーカの各々に対して出力する制御信号を生成する適応ノッチフィルタ工程と、
前記複数のスピーカから前記少なくとも１個以上のマイクまでの複数の伝達特性に基づいて、前記基準信号から参照信号を生成する参照信号生成工程と、
前記参照信号及び前記少なくとも１個以上のマイクが検出した前記誤差信号に基づいて、前記誤差信号が最小となるように、前記適応ノッチフィルタ工程で用いられる前記フィルタ係数を更新するフィルタ係数更新工程と、
前記複数の伝達特性のそれぞれと前記振動騒音の特性との類似度に基づいて、前記複数のスピーカの前記制御信号の振幅を変化させる制御を行う制御工程と、を備えることを特徴とする能動型振動騒音制御方法。
【請求項１４】
複数のスピーカから発生させた制御音と振動騒音との相殺誤差に対応する誤差信号を少なくとも１個以上のマイクから取得して、前記振動騒音を能動的に制御する、コンピュータを備える装置によって実行される能動型振動騒音制御プログラムであって、
前記コンピュータを、
前記振動騒音における振動騒音周波数に基づいて、基準信号を生成する基準信号生成手段、
前記振動騒音が相殺されるように前記複数のスピーカから前記制御音を発生させるべく、前記基準信号に対してフィルタ係数を適用することで、前記複数のスピーカの各々に対して出力する制御信号を生成する適応ノッチフィルタ手段、
前記複数のスピーカから前記少なくとも１個以上のマイクまでの複数の伝達特性に基づいて、前記基準信号から参照信号を生成する参照信号生成手段、
前記参照信号及び前記少なくとも１個以上のマイクが検出した前記誤差信号に基づいて、前記誤差信号が最小となるように、前記適応ノッチフィルタ手段で用いられる前記フィルタ係数を更新するフィルタ係数更新手段、
前記複数の伝達特性のそれぞれと前記振動騒音の特性との類似度に基づいて、前記複数のスピーカの前記制御信号の振幅を変化させる制御を行う制御手段、として機能させることを特徴とする能動型振動騒音制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、適応ノッチフィルタを用いて振動騒音を能動的に制御する技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両の車室内で聞こえるエンジン音を、スピーカから出力される制御音で制御し、乗員の耳位置でエンジン音を低減する能動型振動騒音制御装置が知られている。例えば、車室内の振動騒音がエンジンの出力軸の回転に同期して発生することに注目して、エンジン出力軸の回転に基づく周波数の車室内騒音を、適応ノッチフィルタを利用して消音させて、車室内を静粛にする技術が提案されている。【０００３】
ところで、狭い車室内環境では、車室空間での音波干渉や反射などが原因で、スピーカからマイクまでの間の伝達特性においてディップが発生する場合がある。深いディップが発生するような周波数帯域では、適応ノッチフィルタの動作が不安定になりやすく、消音効果が低下する傾向にある。【０００４】
このような問題の解決を図った技術が、例えば特許文献１、２に提案されている。特許文献１には、マイクからスピーカまでの伝達特性においてディップが存在する場合に、伝達特性に対して適用するゲインを上げる技術が提案されている。また、特許文献２には、複数のスピーカを用い、使用するスピーカを騒音の周波数に応じて切り替える技術が提案されている。具体的には、この技術では、各スピーカに関するパスの振幅特性を確認することで、ディップの影響がより少ないスピーカ（言い換えると最もゲインの大きいスピーカ）のパスを選択している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許３８４３０８２号公報
【特許文献２】ＷＯ２００７−０１１０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、上記した特許文献１に記載の技術では、マイクからスピーカまでの伝達特性においてディップが存在する場合に、伝達特性に対して適用するゲインをかさ上げする処理を行っていたが、消音効果が比較的低いといった課題があった。そのような課題を解決すべく、特許文献２に記載の技術では、各スピーカに関するパスの振幅特性を確認することで、最もゲインの大きいスピーカのパスを選択するといった処理を行っていた。このような処理により、特許文献２に記載の技術は、特許文献１に記載の技術よりも、高い消音効果を実現させていた。【０００７】
しかしながら、上記した特許文献１、２に記載の能動型振動騒音制御装置では、振動騒音の特性を考慮せずに、スピーカからマイクまでの伝達特性のみに基づいて制御を行っていた。そのため、振動騒音の特性によっては、効果が低下してしまう課題があった。例えば振動騒音の特性にディップ（音圧特性が著しく低下）が存在するような場合に、能動型振動騒音制御装置による消音効果が低下してしまう課題があった。【０００８】
本発明が解決しようとする課題としては、上記のものが一例として挙げられる。本発明は、スピーカからマイクまでの伝達特性だけでなく、振動騒音の特性も考慮する事により、消音効果を適切に確保することが可能な能動型振動騒音制御装置、能動型振動騒音制御方法及び能動型振動騒音制御プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、複数のスピーカから発生させた制御音と振動騒音との相殺誤差に対応する誤差信号を少なくとも１個以上のマイクから取得して、前記振動騒音を能動的に制御する能動型振動騒音制御装置である。能動型振動騒音制御装置は、前記振動騒音における振動騒音周波数に基づいて、基準信号を生成する基準信号生成手段と、前記振動騒音が相殺されるように前記複数のスピーカから前記制御音を発生させるべく、前記基準信号に対してフィルタ係数を適用することで、前記複数のスピーカの各々に対して出力する制御信号を生成する適応ノッチフィルタ手段と、前記複数のスピーカから前記少なくとも１個以上のマイクまでの複数の伝達特性に基づいて、前記基準信号から参照信号を生成する参照信号生成手段と、前記参照信号及び前記少なくとも１個以上のマイクが検出した前記誤差信号に基づいて、前記誤差信号が最小となるように、前記適応ノッチフィルタ手段で用いられる前記フィルタ係数を更新するフィルタ係数更新手段と、前記複数の伝達特性のそれぞれと前記振動騒音の特性との類似度に基づいて、前記複数のスピーカの前記制御信号の振幅を変化させる制御を行う制御手段と、を備える。【００１０】
請求項１３に記載の発明は、複数のスピーカから発生させた制御音と振動騒音との相殺誤差に対応する誤差信号を少なくとも１個以上のマイクから取得して、前記振動騒音を能動的に制御する装置によって実行される能動型振動騒音制御方法である。能動型振動騒音制御方法は、前記振動騒音における振動騒音周波数に基づいて、基準信号を生成する基準信号生成工程と、前記振動騒音が相殺されるように前記複数のスピーカから前記制御音を発生させるべく、前記基準信号に対してフィルタ係数を適用することで、前記複数のスピーカの各々に対して出力する制御信号を生成する適応ノッチフィルタ工程と、前記複数のスピーカから前記少なくとも１個以上のマイクまでの複数の伝達特性に基づいて、前記基準信号から参照信号を生成する参照信号生成工程と、前記参照信号及び前記少なくとも１個以上のマイクが検出した前記誤差信号に基づいて、前記誤差信号が最小となるように、前記適応ノッチフィルタ工程で用いられる前記フィルタ係数を更新するフィルタ係数更新工程と、前記複数の伝達特性のそれぞれと前記振動騒音の特性との類似度に基づいて、前記複数のスピーカの前記制御信号の振幅を変化させる制御を行う制御工程と、を備える。【００１１】
請求項１４に記載の発明は、複数のスピーカから発生させた制御音と振動騒音との相殺誤差に対応する誤差信号を少なくとも１個以上のマイクから取得して、前記振動騒音を能動的に制御する、コンピュータを備える装置によって実行される能動型振動騒音制御プログラムである。能動型振動騒音制御プログラムは、前記コンピュータを、前記振動騒音における振動騒音周波数に基づいて、基準信号を生成する基準信号生成手段、前記振動騒音が相殺されるように前記複数のスピーカから前記制御音を発生させるべく、前記基準信号に対してフィルタ係数を適用することで、前記複数のスピーカの各々に対して出力する制御信号を生成する適応ノッチフィルタ手段、前記複数のスピーカから前記少なくとも１個以上のマイクまでの複数の伝達特性に基づいて、前記基準信号から参照信号を生成する参照信号生成手段、前記参照信号及び前記少なくとも１個以上のマイクが検出した前記誤差信号に基づいて、前記誤差信号が最小となるように、前記適応ノッチフィルタ手段で用いられる前記フィルタ係数を更新するフィルタ係数更新手段、前記複数の伝達特性のそれぞれと前記振動騒音の特性との類似度に基づいて、前記複数のスピーカの前記制御信号の振幅を変化させる制御を行う制御手段、として機能させる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】能動型振動騒音制御装置が搭載された車両の一例を示す。
【図２】比較例に係る能動型振動騒音制御装置による結果の一例を示す。
【図３】比較例に係る能動型振動騒音制御装置による結果の他の一例を示す。
【図４】第１実施例に係る能動型振動騒音制御装置の構成ブロック図を示す。
【図５】実験条件として各種の伝達特性を示す。
【図６】実験に用いたエンジン音を示す。
【図７】第１実施例に係る能動型振動騒音制御装置の作用効果の一例を示す。
【図８】第１実施例に係る能動型振動騒音制御装置の制御信号の一例を示す。
【図９】第２実施例に係る能動型振動騒音制御装置の作用効果の一例を示す。
【図１０】第２実施例と、基準ステップサイズパラメータを使用した場合とを比較するための図を示す。
【図１１】基準ステップサイズパラメータを使用した場合の制御信号の一例を示す。
【図１２】第２実施例に係る能動型振動騒音制御装置の制御信号の一例を示す。
【図１３】第３実施例に係る能動型振動騒音制御装置の構成ブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の１つの観点では、複数のスピーカから発生させた制御音と振動騒音との相殺誤差に対応する誤差信号を少なくとも１個以上のマイクから取得して、前記振動騒音を能動的に制御する能動型振動騒音制御装置は、前記振動騒音における振動騒音周波数に基づいて、基準信号を生成する基準信号生成手段と、前記振動騒音が相殺されるように前記複数のスピーカから前記制御音を発生させるべく、前記基準信号に対してフィルタ係数を適用することで、前記複数のスピーカの各々に対して出力する制御信号を生成する適応ノッチフィルタ手段と、前記複数のスピーカから前記少なくとも１個以上のマイクまでの複数の伝達特性に基づいて、前記基準信号から参照信号を生成する参照信号生成手段と、前記参照信号及び前記少なくとも１個以上のマイクが検出した前記誤差信号に基づいて、前記誤差信号が最小となるように、前記適応ノッチフィルタ手段で用いられる前記フィルタ係数を更新するフィルタ係数更新手段と、前記複数の伝達特性のそれぞれと前記振動騒音の特性との類似度に基づいて、前記複数のスピーカの前記制御信号の振幅を変化させる制御を行う制御手段と、を備える。
【００１４】
上記の能動型振動騒音制御装置は、複数のスピーカから発生させた制御音と振動騒音との相殺誤差に対応する誤差信号を少なくとも１個以上のマイクから取得して、振動騒音（例えばエンジンからの振動騒音）を能動的に制御するために好適に利用される。基準信号生成手段は、振動騒音における振動騒音周波数に基づいて基準信号を生成し、適応ノッチフィルタ手段は、基準信号に対してフィルタ係数を用いることで複数のスピーカの各々へ出力する制御信号を生成する。参照信号生成手段は、複数のスピーカのそれぞれから少なくとも１個以上のマイクのそれぞれまでの複数の伝達特性に基づいて、基準信号から参照信号を生成し、フィルタ係数更新手段は、誤差信号が最小となるように、適応ノッチフィルタ手段で用いられるフィルタ係数を更新する。そして、制御手段は、複数の伝達特性のそれぞれと振動騒音の特性との類似度に基づいて、複数のスピーカの制御信号の振幅を変化させる。ここで、「類似度」は、複数の伝達特性のそれぞれと振動騒音の特性とが類似している度合いを示す値である。また、「振動騒音の特性」は、振動騒音源からマイクまでの音圧特性や位相特性に相当する。
【００１５】
上記の能動型振動騒音制御装置によれば、スピーカからマイクまでの伝達特性及び振動騒音の特性の両方を考慮して、アクティブノイズコントロールを適切に行うことができる。したがって、振動騒音の特性によらずに消音効果を確保することが可能となる。
【００１６】
上記の能動型振動騒音制御装置の一態様では、前記制御手段は、前記類似度が高いほど、前記制御信号の振幅を大きくする制御を行う。これにより、類似度が高いスピーカから効果的に制御音を発生させることができ、振動騒音の特性によらずに消音効果を適切に確保することが可能となる。
【００１７】
上記の能動型振動騒音制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記類似度に基づいて、前記フィルタ係数更新手段において前記フィルタ係数を更新するために用いられるステップサイズパラメータを変更することによって、前記制御信号の振幅を変化させるステップサイズパラメータ変更手段を備える。この態様では、類似度に基づいてステップサイズパラメータを変更することで、制御信号を所望の振幅に変化させることができる。
【００１８】
上記の能動型振動騒音制御装置の他の態様では、前記ステップサイズパラメータ変更手段は、前記複数の伝達特性の中で前記類似度が最も高い伝達特性を有するスピーカについては、当該スピーカの前記制御信号を生成する前記適応ノッチフィルタ手段で用いられる前記フィルタ係数を更新するための前記ステップサイズパラメータを変更せず、前記類似度が最も高い伝達特性を有するスピーカ以外のスピーカについては、当該スピーカの前記制御信号を生成する前記適応ノッチフィルタ手段で用いられる前記フィルタ係数を更新するための前記ステップサイズパラメータを「０」に変更する。
【００１９】
この態様によれば、類似度があまり高くない伝達特性を有するスピーカ（類似度が最も高い伝達特性を有するスピーカを除いたスピーカ）からの制御音の発生を停止させ、類似度が最も高い伝達特性を有するスピーカのみから制御音を発生させることができる。これにより、振動騒音の特性によらずに消音効果を適切に確保することができる。
【００２０】
上記の能動型振動騒音制御装置の他の態様では、前記ステップサイズパラメータ変更手段は、前記類似度が高いほど、前記ステップサイズパラメータを大きな値に変更し、前記類似度が低いほど、前記ステップサイズパラメータを小さな値に変更する。
【００２１】
この態様によれば、振動騒音の特性に類似している伝達特性を有するスピーカから制御音を効果的に発生させることができると共に、振動騒音の特性にあまり類似していない伝達特性を有するスピーカからは制御音の発生を適切に抑制させることができる。これにより、エンジン音の特性によらずに、消音効果をより確実に確保することができる。
【００２２】
上記の能動型振動騒音制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記適応ノッチフィルタ手段によって生成された前記制御信号を増幅させ、増幅させた制御信号を前記複数のスピーカに対して出力する増幅手段と、前記類似度に基づいて、前記増幅手段で用いられるゲインを変更することによって、前記制御信号の振幅を変化させるゲイン変更手段と、を備える。この態様では、類似度に基づいてゲインを変更することで、制御信号を所望の振幅に変化させることができる。
【００２３】
上記の能動型振動騒音制御装置の他の態様では、前記ゲイン変更手段は、前記複数の伝達特性の中で前記類似度が最も高い伝達特性を有するスピーカについては、当該スピーカの前記制御信号を増幅させる前記増幅手段で用いられる前記ゲインを変更せず、前記類似度が最も高い伝達特性を有するスピーカ以外のスピーカについては、当該スピーカの前記制御信号を増幅させる前記増幅手段で用いられる前記ゲインを「０」に変更する。
【００２４】
この態様によれば、類似度があまり高くない伝達特性を有するスピーカ（類似度が最も高い伝達特性を有するスピーカを除いたスピーカ）からの制御音の発生を停止させ、類似度が最も高い伝達特性を有するスピーカのみから制御音を発生させることができる。これにより、振動騒音の特性によらずに消音効果を適切に確保することができる。
【００２５】
上記の能動型振動騒音制御装置の他の態様では、前記ゲイン変更手段は、前記類似度が高いほど、前記ゲインを大きな値に変更し、前記類似度が低いほど、前記ゲインを小さな値に変更する。
【００２６】
この態様によれば、振動騒音の特性に類似している伝達特性を有するスピーカから制御音を効果的に発生させることができると共に、振動騒音の特性にあまり類似していない伝達特性を有するスピーカからは制御音の発生を適切に抑制させることができる。これにより、エンジン音の特性によらずに、消音効果をより確実に確保することができる。
【００２７】
上記の能動型振動騒音制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記振動騒音周波数が前記振動騒音においてディップが発生する周波数帯域にある場合にのみ、前記制御信号の振幅を変化させる制御を行い、前記振動騒音周波数が前記ディップが発生する周波数帯域にない場合には、前記制御信号の振幅を変化させる制御を行わない。この態様によれば、振動騒音においてディップが発生する周波数帯域において、消音効果の低下を適切に抑制することができる。
【００２８】
好適な例では、前記類似度は、前記複数の伝達特性におけるゲイン特性と、前記振動騒音における音圧特性とに基づいて規定される。
【００２９】
また好適な例では、前記類似度は、前記複数の伝達特性における位相特性と、前記振動騒音における位相特性とに基づいて規定される。
【００３０】
また好適な例では、前記類似度は、前記複数の伝達特性のそれぞれと前記振動騒音の特性との正規化相互相関が用いられる。
【００３１】
本発明の他の観点では、複数のスピーカから発生させた制御音と振動騒音との相殺誤差に対応する誤差信号を少なくとも１個以上のマイクから取得して、前記振動騒音を能動的に制御する装置によって実行される能動型振動騒音制御方法は、前記振動騒音における振動騒音周波数に基づいて、基準信号を生成する基準信号生成工程と、前記振動騒音が相殺されるように前記複数のスピーカから前記制御音を発生させるべく、前記基準信号に対してフィルタ係数を適用することで、前記複数のスピーカの各々に対して出力する制御信号を生成する適応ノッチフィルタ工程と、前記複数のスピーカから前記少なくとも１個以上のマイクまでの複数の伝達特性に基づいて、前記基準信号から参照信号を生成する参照信号生成工程と、前記参照信号及び前記少なくとも１個以上のマイクが検出した前記誤差信号に基づいて、前記誤差信号が最小となるように、前記適応ノッチフィルタ工程で用いられる前記フィルタ係数を更新するフィルタ係数更新工程と、前記複数の伝達特性のそれぞれと前記振動騒音の特性との類似度に基づいて、前記複数のスピーカの前記制御信号の振幅を変化させる制御を行う制御工程と、を備える。
【００３２】
本発明の更に他の観点では、複数のスピーカから発生させた制御音と振動騒音との相殺誤差に対応する誤差信号を少なくとも１個以上のマイクから取得して、前記振動騒音を能動的に制御する、コンピュータを備える装置によって実行される能動型振動騒音制御プログラムは、前記コンピュータを、前記振動騒音における振動騒音周波数に基づいて、基準信号を生成する基準信号生成手段、前記振動騒音が相殺されるように前記複数のスピーカから前記制御音を発生させるべく、前記基準信号に対してフィルタ係数を適用することで、前記複数のスピーカの各々に対して出力する制御信号を生成する適応ノッチフィルタ手段、前記複数のスピーカから前記少なくとも１個以上のマイクまでの複数の伝達特性に基づいて、前記基準信号から参照信号を生成する参照信号生成手段、前記参照信号及び前記少なくとも１個以上のマイクが検出した前記誤差信号に基づいて、前記誤差信号が最小となるように、前記適応ノッチフィルタ手段で用いられる前記フィルタ係数を更新するフィルタ係数更新手段、前記複数の伝達特性のそれぞれと前記振動騒音の特性との類似度に基づいて、前記複数のスピーカの前記制御信号の振幅を変化させる制御を行う制御手段、として機能させる。
【００３３】
上記の能動型振動騒音制御方法及び能動型振動騒音制御プログラムによっても、振動騒音の特性によらずに消音効果を確保することが可能となる。
【実施例】
【００３４】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。【００３５】
［基本概念］
まず、前述した特許文献２に係る能動型振動騒音制御装置（以下、「比較例に係る能動型振動騒音制御装置」と呼ぶ。）における不具合を述べて、その後に、当該不具合の解消を図った本実施例の基本概念について説明する。比較例に係る能動型振動騒音制御装置は、各スピーカに関するパスの振幅特性を確認することで、ディップの影響がより少ないスピーカ（言い換えると最もゲインの大きいスピーカ）のパスを選択するものである。【００３６】
ここでは、図１に示すような、２つのスピーカ１０ａ、１０ｂとマイク１１とを有する能動型振動騒音制御装置を例に挙げて説明する。能動型振動騒音制御装置は車両に搭載され、スピーカ１０ａは車室内のフロント側に設置され、スピーカ１０ｂは車室内のリア側に設置され、マイク１１は助手席側に設置されている。なお、以下では、スピーカ１０ａ、１０ｂを区別しないで用いる場合には「スピーカ１０」と表記するものとする。【００３７】
能動型振動騒音制御装置は、エンジン出力軸の回転に応じた周波数に基づいてスピーカ１０から制御音を発生させることで、振動騒音源であるエンジンの振動騒音を能動的に制御する装置である。つまり、能動型振動騒音制御装置は、所謂「アクティブノイズコントロール（ＡＮＣ）」を実施する。具体的には、能動型振動騒音制御装置は、マイク１１で検出される誤差信号をフィードバックして、適応ノッチフィルタを用いて誤差を最小化することで、振動騒音を能動的に制御する。【００３８】
図２は、比較例に係る能動型振動騒音制御装置による結果の一例を示す。ここでは、エンジン音の特性が図２（ａ）に示すような特性である場合、具体的にはエンジン音のゲインが周波数に対して概ねフラットである場合の結果を示す。図２（ｂ）は、比較例に係る能動型振動騒音制御装置による制御信号の振幅を示し、図２（ｃ）は、比較例に係る能動型振動騒音制御装置による制御信号の位相を示している。そして、図２（ｄ）は、比較例に係る能動型振動騒音制御装置の消音効果を示している。図２（ｄ）は、横軸に周波数及びエンジン回転数を示し、縦軸にマイク１１で検出された音圧を示している。また、実線はアクティブノイズコントロールを実行しなかった場合（ＡＮＣ  ＯＦＦ）のグラフを示し、破線はアクティブノイズコントロールを実行した場合（ＡＮＣ  ＯＮ）のグラフを示している。図２（ｄ）より、比較例に係る能動型振動騒音制御装置によれば、エンジン音を適切に消音できていることがわかる。【００３９】
図３は、比較例に係る能動型振動騒音制御装置による結果の他の例を示す。ここでは、エンジン音の特性が図３（ａ）に示すような特性である場合、具体的にはエンジン音の特性にディップが存在する場合の結果を示す。図３（ｂ）は、比較例に係る能動型振動騒音制御装置による制御信号の振幅を示し、図３（ｃ）は、比較例に係る能動型振動騒音制御装置による制御信号の位相を示している。これより、エンジン音の特性においてディップが発生するような周波数帯域において、制御信号が不安定になっていることがわかる。図３（ｄ）は、比較例に係る能動型振動騒音制御装置の消音効果を示している。図３（ｄ）は、横軸に周波数及びエンジン回転数を示し、縦軸にマイク１１で検出された音圧を示している。また、実線はアクティブノイズコントロールを実行しなかった場合（ＡＮＣ  ＯＦＦ）のグラフを示し、破線はアクティブノイズコントロールを実行した場合（ＡＮＣ  ＯＮ）のグラフを示している。図３（ｄ）より、比較例に係る能動型振動騒音制御装置では、エンジン音を適切に消音できていないことがわかる。特に、エンジン音の特性においてディップが発生するような周波数帯域において、消音量が悪化していることがわかる。【００４０】
このように、比較例に係る能動型振動騒音制御装置では、エンジン音の特性にディップが存在しない場合には適切に消音できているが、エンジン音の特性にディップが存在する場合には適切に消音できていないことがわかる。これは、比較例に係る能動型振動騒音制御装置では、エンジン音の特性を考慮せずに、スピーカ１０からマイク１１までの伝達特性のみに基づいて制御を行っていたからであると考えられる。【００４１】
したがって、本実施例では、上記したような不具合を解消するべく、スピーカ１０からマイク１１までの伝達特性だけでなく、エンジン音の特性も考慮に入れて、アクティブノイズコントロールを行う。具体的には、本実施例に係る能動型振動騒音制御装置は、スピーカ１０からマイク１１までの伝達特性とエンジン音の特性との類似度に基づいて、アクティブノイズコントロールを行う。詳しくは、本実施例に係る能動型振動騒音制御装置は、当該類似度に基づいて、スピーカ１０に出力される制御信号の振幅を変化させる制御を行う。当該制御の詳細については、以下の第１実施例〜第３実施例で説明する。なお、本明細書では、「エンジン音の特性」は、エンジンからマイクまでの音圧特性や位相特性を意味するものとする。【００４２】
［第１実施例］
まず、本発明の第１実施例について説明する。第１実施例では、スピーカ１０からマイク１１までの伝達特性とエンジン音の特性との類似度に基づいて、制御音を発生させるスピーカ１０を選択する。具体的には、第１実施例では、類似度が最も高い伝達特性を有するスピーカ１０を選択し、当該スピーカ１０のみから制御音を発生させ、それ以外のスピーカ１０からは制御音を発生させない。第１実施例では、このような制御を、適応ノッチフィルタで用いられるフィルタ係数を更新するためのステップサイズパラメータを変更することで実現する。詳しくは、類似度が最も高い伝達特性を有するスピーカ１０については、ステップサイズパラメータを変更せず、それ以外のスピーカ１０については、ステップサイズパラメータを「０」に変更する。こうすることで、ステップサイズパラメータを「０」に変更したスピーカ１０からは制御音が発生されなくなり（この場合、制御信号の振幅は概ね「０」となる）、ステップサイズパラメータを変更しなかったスピーカ１０のみから、つまり類似度が最も高い伝達特性を有するスピーカ１０のみから、制御音が発生されることとなる。【００４３】
（装置構成）
次に、図４を参照して、第１実施例に係る能動型振動騒音制御装置５０の構成について説明する。図４は、第１実施例に係る能動型振動騒音制御装置５０の構成の一例を示すブロック図である。【００４４】
第１実施例に係る能動型振動騒音制御装置５０は、スピーカ１０ａ、１０ｂと、マイク１１と、周波数検出部１３と、余弦波発生部１４ａと、正弦波発生部１４ｂと、適応ノッチフィルタ１５ａ、１５ｂと、参照信号生成部１６ａ、１６ｂと、ｗ更新部１７ａ、１７ｂと、μ変更部２１ａ、２１ｂと、を有する。【００４５】
能動型振動騒音制御装置５０は、図１に示したように車両に設置される。具体的には、スピーカ１０ａは車室内のフロント側に設置され、スピーカ１０ｂは車室内のリア側に設置され、マイク１１は助手席側に設置される。以下では、スピーカ１０ａ、１０ｂ、適応ノッチフィルタ１５ａ、１５ｂ、参照信号生成部１６ａ、１６ｂ、ｗ更新部１７ａ、１７ｂ、及びμ変更部２１ａ、２１ｂについて、符号の末尾に付した「ａ」、「ｂ」を適宜省略するものとする。なお、能動型振動騒音制御装置５０がスピーカ１０及びマイク１１を有して構成されている必要は無く、スピーカ１０及びマイク１１を除いた構成要素からなるシステムを能動型振動騒音制御装置５０としても良い（以下同様とする）。【００４６】
周波数検出部１３は、エンジンパルスが入力されて、当該エンジンパルスの周波数ω０を検出する。そして、周波数検出部１３は、周波数ω０に対応する信号を、余弦波発生部１４ａ及び正弦波発生部１４ｂに出力する。【００４７】
余弦波発生部１４ａ及び正弦波発生部１４ｂは、それぞれ、周波数検出部１３で検出された周波数ω０を有する基準余弦波ｘ０（ｎ）及び基準正弦波ｘ１（ｎ）を生成する。具体的には、余弦波発生部１４ａ及び正弦波発生部１４ｂは、式（１）及び式（２）で表されるような基準余弦波ｘ０（ｎ）及び基準正弦波ｘ１（ｎ）を生成する。式（１）及び式（２）において、「ｎ」は自然数であり、サンプリング時間に相当する（以下同様とする）。また、「Ａ」は振幅を示し、「φ」は初期位相を示している。【００４８】
ｘ０（ｎ）＝Ａｃｏｓ（ω０ｎ＋φ）    式（１）
ｘ１（ｎ）＝Ａｓｉｎ（ω０ｎ＋φ）    式（２）
そして、余弦波発生部１４ａ及び正弦波発生部１４ｂは、それぞれ、生成した基準余弦波ｘ０（ｎ）及び基準正弦波ｘ１（ｎ）に対応する基準信号を、適応ノッチフィルタ１５及び参照信号生成部１６に出力する。このように、余弦波発生部１４ａ及び正弦波発生部１４ｂは基準信号生成手段の一例に相当する。【００４９】
適応ノッチフィルタ１５ａ、１５ｂは、基準余弦波ｘ０（ｎ）及び基準正弦波ｘ１（ｎ）に対してフィルタ処理を行うことで、それぞれ、スピーカ１０ａ、１０ｂに出力する制御信号ｙ１（ｎ）、ｙ２（ｎ）を生成する。具体的には、適応ノッチフィルタ１５ａは、ｗ更新部１７ａから入力されたフィルタ係数ｗ０１（ｎ）、ｗ１１（ｎ）に基づいて制御信号ｙ１（ｎ）を生成し、適応ノッチフィルタ１５ｂは、ｗ更新部１７ｂから入力されたフィルタ係数ｗ０２（ｎ）、ｗ１２（ｎ）に基づいて制御信号ｙ２（ｎ）を生成する。詳しくは、適応ノッチフィルタ１５ａは、式（３）に示すように、基準余弦波ｘ０（ｎ）に対してフィルタ係数ｗ０１（ｎ）を乗算した値と、基準正弦波ｘ１（ｎ）に対してフィルタ係数ｗ１１（ｎ）を乗算した値とを加算することで、制御信号ｙ１（ｎ）を求める。同様に、適応ノッチフィルタ１５ｂは、式（４）に示すように、基準余弦波ｘ０（ｎ）に対してフィルタ係数ｗ０２（ｎ）を乗算した値と、基準正弦波ｘ１（ｎ）に対してフィルタ係数ｗ１２（ｎ）を乗算した値とを加算することで、制御信号ｙ２（ｎ）を求める。このように、適応ノッチフィルタ１５ａ、１５ｂは適応ノッチフィルタ手段の一例に相当する。【００５０】
ｙ１（ｎ）＝ｗ０１（ｎ）ｘ０（ｎ）＋ｗ１１（ｎ）ｘ１（ｎ）    式（３）
ｙ２（ｎ）＝ｗ０２（ｎ）ｘ０（ｎ）＋ｗ１２（ｎ）ｘ１（ｎ）    式（４）
スピーカ１０ａ、１０ｂは、それぞれ、適応ノッチフィルタ１５ａ、１５ｂから入力された制御信号ｙ１（ｎ）、ｙ２（ｎ）に対応する制御音を発生する。こうしてスピーカ１０ａ、１０ｂから発生された制御音は、マイク１１に伝達される。スピーカ１０ａ、１０ｂからマイク１１までの伝達特性を、それぞれ「ｐ１１」、「ｐ１２」で表す。この伝達特性ｐ１１、ｐ１２は、周波数ω０によって規定された関数（言い換えると伝達関数）であり、スピーカ１０ａ、１０ｂからマイク１１までの距離や音場の特性に依存している。例えば、伝達特性ｐ１１、ｐ１２は、車室内で予め測定することで求められる。【００５１】
マイク１１は、エンジンの振動騒音とスピーカ１０ａ、１０ｂから発生された制御音との相殺誤差を検出し、これを誤差信号ｅ（ｎ）としてｗ更新部１７ａ、１７ｂへ出力する。具体的には、マイク１１は、制御信号ｙ１（ｎ）、ｙ２（ｎ）、伝達特性ｐ１１、ｐ１２及びエンジンの振動騒音ｄ（ｎ）に応じた誤差信号ｅ（ｎ）を出力する。【００５２】
参照信号生成部１６ａ、１６ｂは、それぞれ、上記した伝達特性ｐ１１、ｐ１２に基づいて、基準余弦波ｘ０（ｎ）及び基準正弦波ｘ１（ｎ）から参照信号を生成して、当該参照信号をｗ更新部１７ａ、１７ｂに出力する。具体的には、参照信号生成部１６ａは伝達特性ｐ１１の実数部ｃ０１及び虚数部ｃ１１を用い、参照信号生成部１６ｂは伝達特性ｐ１２の実数部ｃ０２及び虚数部ｃ１２を用いる。詳しくは、参照信号生成部１６ａは、基準余弦波ｘ０（ｎ）に対して伝達特性ｐ１１の実数部ｃ０１を乗算した値と、基準正弦波ｘ１（ｎ）に対して伝達特性ｐ１１の虚数部ｃ１１を乗算した値とを加算した値を参照信号ｒ０１（ｎ）として出力すると共に、この参照信号ｒ０１（ｎ）を「π／２」だけ遅らせた信号を参照信号ｒ１１（ｎ）として出力する。同様に、参照信号生成部１６ｂは、基準余弦波ｘ０（ｎ）に対して伝達特性ｐ１２の実数部ｃ０２を乗算した値と、基準正弦波ｘ１（ｎ）に対して伝達特性ｐ１２の虚数部ｃ１２を乗算した値とを加算した値を参照信号ｒ０２（ｎ）として出力すると共に、この参照信号ｒ０２（ｎ）を「π／２」だけ遅らせた信号を参照信号ｒ１２（ｎ）として出力する。このように、参照信号生成部１６ａ、１６ｂは参照信号生成手段の一例に相当する。【００５３】
ｗ更新部１７ａ、１７ｂは、それぞれ、ＬＭＳ（Least Mean Square）アルゴリズムに基づいて、適応ノッチフィルタ１５ａ、１５ｂで用いられるフィルタ係数の更新を行い、更新後のフィルタ係数を適応ノッチフィルタ１５に出力する。基本的には、ｗ更新部１７ａ、１７ｂは、上記した誤差信号ｅ（ｎ）、及び参照信号ｒ０１（ｎ）、ｒ１１（ｎ）、ｒ０２（ｎ）、ｒ１２（ｎ）に基づいて、誤差信号ｅ（ｎ）が最小になるように、適応ノッチフィルタ１５ａ、１５ｂで前回用いられたフィルタ係数の更新を行う。このように、ｗ更新部１７ａ、１７ｂはフィルタ係数更新手段の一例に相当する。【００５４】
ｗ更新部１７ａによる更新前のフィルタ係数ｗを「ｗ０１（ｎ）、ｗ１１（ｎ）」と表記し、ｗ更新部１７ａによる更新後のフィルタ係数を「ｗ０１（ｎ＋１）、ｗ１１（ｎ＋１）」と表記する。この場合、ｗ更新部１７ａは、以下の式（５）及び式（６）より、更新後のフィルタ係数ｗ０１（ｎ＋１）、ｗ１１（ｎ＋１）を求める。【００５５】
ｗ０１（ｎ＋１）＝ｗ０１（ｎ）−μ・ｅ（ｎ）・ｒ０１（ｎ）    式（５）
ｗ１１（ｎ＋１）＝ｗ１１（ｎ）−μ・ｅ（ｎ）・ｒ１１（ｎ）    式（６）
同様に、ｗ更新部１７ｂによる更新前のフィルタ係数ｗを「ｗ０２（ｎ）、ｗ１２（ｎ）」と表記し、ｗ更新部１７ｂによる更新後のフィルタ係数を「ｗ０２（ｎ＋１）、ｗ１２（ｎ＋１）」と表記する。この場合、ｗ更新部１７ｂは、以下の式（７）及び式（８）より、更新後のフィルタ係数ｗ０２（ｎ＋１）、ｗ１２（ｎ＋１）を求める。【００５６】
ｗ０２（ｎ＋１）＝ｗ０２（ｎ）−μ・ｅ（ｎ）・ｒ０２（ｎ）    式（７）
ｗ１２（ｎ＋１）＝ｗ１２（ｎ）−μ・ｅ（ｎ）・ｒ１２（ｎ）    式（８）
式（５）〜（８）において、「μ」はステップサイズパラメータである。ステップサイズパラメータμは、収束スピードを決める係数である、言い換えるとフィルタ係数ｗの更新速度に関わる係数である。具体的には、ステップサイズパラメータμの値が大きくなるほど、フィルタ係数ｗが更新されるレートが速くなり、ステップサイズパラメータμの値が小さくなるほど、フィルタ係数ｗが更新されるレートが遅くなる。【００５７】
μ変更部２１ａ、２１ｂは、それぞれ、ｗ更新部１７ａ、１７ｂで用いられるステップサイズパラメータμを変更する。具体的には、μ変更部２１ａ、２１ｂは、スピーカ１０ａ、１０ｂのそれぞれからマイク１１までの伝達特性とエンジン音の特性との類似度に基づいて、ステップサイズパラメータμを変更する。なお、ステップサイズパラメータμの変更方法については、詳細は後述する。ｗ更新部１７は、μ変更部２１によってステップサイズパラメータμが変更された場合には変更された値を用い、μ変更部２１によってステップサイズパラメータμが変更されなかった場合には元の値を用いる。以下では、ステップサイズパラメータμの元の値を適宜「基準ステップサイズパラメータμ」と表記し、基準ステップサイズパラメータμを変更した値を適宜「変更後ステップサイズパラメータμ’」と表記する。基準ステップサイズパラメータμは、例えば実験などに基づいて予め設定された値が用いられる。このように、μ変更部２１ａ、２１ｂは制御手段の一例に相当する、詳しくはステップサイズパラメータ変更手段の一例に相当する。【００５８】
（ステップサイズパラメータの変更方法）
ここで、第１実施例におけるステップサイズパラメータμの変更方法について具体的に説明する。第１実施例では、スピーカ１０ａ、１０ｂのそれぞれからマイク１１までの伝達特性とエンジン音の特性との類似度を用い、スピーカ１０ａ、１０ｂのうちで類似度が高いほうのスピーカ１０については、ステップサイズパラメータμを変更せず、スピーカ１０ａ、１０ｂのうちで類似度が低いほうのスピーカ１０については、ステップサイズパラメータμを変更する。つまり、スピーカ１０ａ、１０ｂのうちで類似度が高いほうのスピーカ１０については、基準ステップサイズパラメータμを用い、スピーカ１０ａ、１０ｂのうちで類似度が低いほうのスピーカ１０については、変更後ステップサイズパラメータμ’を用いる。具体的には、スピーカ１０ａ、１０ｂのうちで類似度が低いほうのスピーカ１０については、変更後ステップサイズパラメータμ’として「０」を用いる。変更後ステップサイズパラメータμ’として「０」を用いた場合、フィルタ係数ｗの初期値は「０」であるため、変更後ステップサイズパラメータμ’を用いたスピーカ１０（類似度が低い伝達特性を有するスピーカ１０）からは制御音が発生されなくなる。一方で、基準ステップサイズパラメータμを用いた場合には、適応ノッチフィルタ１５において基準ステップサイズパラメータμによって更新されたフィルタ係数ｗを用いて生成された制御信号に対応する制御音が、スピーカ１０（類似度が高い伝達特性を有するスピーカ１０）から発生されることとなる。【００５９】
なお、スピーカ１０からマイク１１までの伝達特性とエンジン音の特性との類似度は、エンジン音の周波数に応じて変化する傾向にある。よって、エンジン音の周波数に応じて、ステップサイズパラメータμを変更するスピーカ１０を変えても良い。例えば、エンジン音の周波数に応じて、スピーカ１０ａ、１０ｂの間で、基準ステップサイズパラメータμを用いるスピーカ１０と、変更後ステップサイズパラメータμ’を用いるスピーカ１０とを切り替えることができる。【００６０】
また、第１実施例では、スピーカ１０からマイク１１までの伝達特性とエンジン音の特性との類似度として、スピーカ１０からマイク１１までのゲイン特性とエンジン音の音圧特性との正規化相互相関を用いる。正規化相互相関を求める手法は、公知の手法を用いることができる。なお、類似度を正規化相互相関によって求めることに限定はされず、正規化相互相関以外の公知の手法によって類似度を求めても良い（以下同様とする）。【００６１】
更に、第１実施例では、上記したようなステップサイズパラメータμの変更を、エンジン音の周波数が、エンジン音の特性においてディップが発生するような周波数帯域（以下、「ディップ帯域」と呼ぶ。）にある場合にのみ行う。つまり、第１実施例では、エンジン音の周波数がディップ帯域にない場合には、ステップサイズパラメータμの変更を行わない、言い換えると基準ステップサイズパラメータμを用いる。ディップ帯域は、例えば図３（ａ）に示したように、エンジン音におけるゲインが所定値以下に低下するような周波数帯域である。このようなディップ帯域は、予めエンジン音を測定することで決定された帯域が用いられる。なお、図３（ａ）では１つのディップ帯域のみが存在しているが、実際には２以上のディップ帯域が存在する場合もあり、その場合には、２以上のディップ帯域が決定されることとなる。【００６２】
前述したμ変更部２１には、このようにして決定されたディップ帯域が予め記憶されている。具体的には、μ変更部２１には、１以上のディップ帯域と変更後ステップサイズパラメータμ’（＝０）とが対応付けられたテーブルが記憶されている。詳しくは、上記したようにスピーカ１０からマイク１１までの伝達特性とエンジン音の特性との類似度はエンジン音の周波数に応じて変化する傾向にあるため、２以上のディップ帯域が存在する場合には、当該テーブルにおいては、各ディップ帯域ごとに変更後ステップサイズパラメータμ’を用いるスピーカ１０に関する情報が記憶されている。μ変更部２１ａ、２１ｂは、このようなテーブルを参照することで、エンジンの周波数が記憶しているディップ帯域にある場合に、当該ディップ帯域において変更後ステップサイズパラメータμ’を用いるべきスピーカ１０について、基準ステップサイズパラメータμを変更後ステップサイズパラメータμ’（＝０）に変更する処理を行う。【００６３】
（第１実施例による作用効果）
次に、図５乃至図７を参照して、第１実施例による作用効果について説明する。【００６４】
図５は、実験条件として各種の伝達特性を示している。図５（ａ）は、エンジン音の特性（音圧特性）を示し、図５（ｂ）は、スピーカ１０ａからマイク１１までの伝達特性（ゲイン特性）を示し、図５（ｃ）は、スピーカ１０ｂからマイク１１までの伝達特性（ゲイン特性）を示している。図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、スピーカ１０ａからマイク１１までの伝達特性とエンジン音の特性との類似度が、スピーカ１０ｂからマイク１１までの伝達特性とエンジン音の特性との類似度よりも高いことがわかる。そのため、この場合には、制御音を発生させるスピーカ１０として、スピーカ１０ａが選択されることとなる。つまり、スピーカ１０ａのみから制御音が発生され、スピーカ１０ｂからは制御音は発生されない。【００６５】
図６は、実験に用いたエンジン音を示している。ここでは、図６に示すように、時間の経過に伴って周波数が徐々に上昇していくようなエンジン音を実験に用いたものとする。【００６６】
図７は、第１実施例に係る能動型振動騒音制御装置５０の作用効果の一例を示す。図７では、第１実施例に係る能動型振動騒音制御装置５０の消音効果と、比較例に係る能動型振動騒音制御装置の消音効果とを比較している。なお、実験条件は、図５及び図６に示した通りである。【００６７】
図７（ａ）、（ｂ）では、横軸にエンジンの周波数及びエンジン回転数を示し、縦軸にマイク１１で検出された音圧を示している。また、実線はアクティブノイズコントロールを実行しなかった場合（ＡＮＣ  ＯＦＦ）のグラフを示し、破線はアクティブノイズコントロールを実行した場合（ＡＮＣ  ＯＮ）のグラフを示している。【００６８】
図７（ａ）は、比較例に係る能動型振動騒音制御装置の消音効果を示している。図７（ａ）は、図３（ｄ）と同一の図である。図７（ｂ）は、第１実施例に係る能動型振動騒音制御装置５０の消音効果を示している。これより、第１実施例に係る能動型振動騒音制御装置５０によれば、比較例に係る能動型振動騒音制御装置と比較して、エンジン音を適切に消音できていることがわかる。例えばディップ帯域において、消音量の悪化が改善されていることがわかる。【００６９】
このように消音量の悪化が改善される理由を、図８を参照して説明する。図８（ａ）及び（ｂ）は、比較例に係る能動型振動騒音制御装置における制御信号の周波数特性の一例を示している。これより、１００［Ｈｚ］のディップ帯域付近で急激な特性変化を必要としている事が分かる。これに対して、図８（ｃ）及び（ｄ）は、第１実施例に係る能動型振動騒音制御装置５０における制御信号の周波数特性の一例を示している。これより、振動騒音とスピーカの伝達特性が類似しているため、制御信号の急激な変化を要しないことがわかる。したがって、第１実施例に係る能動型振動騒音制御装置５０によれば、比較例に係る能動型振動騒音制御装置と比較して、消音量の悪化が改善される。【００７０】
以上説明したように、第１実施例に係る能動型振動騒音制御装置５０によれば、スピーカ１０からマイク１１までの伝達特性とエンジン音の特性との類似度に基づいて、制御音を発生させるスピーカ１０ａを選択することで、エンジン音の特性によらずに消音効果を適切に確保することができる。【００７１】
［第２実施例］
次に、第２実施例について説明する。上記した第１実施例では、スピーカ１０からマイク１１までの伝達特性とエンジン音の特性との類似度が最も高い伝達特性を有するスピーカ１０については、ステップサイズパラメータμを変更せず、それ以外のスピーカ１０については、ステップサイズパラメータμを「０」に変更していた。これに対して、第２実施例では、スピーカ１０からマイク１１までの伝達特性とエンジン音の特性との類似度が高いほど、ステップサイズパラメータμを大きな値に変更し、当該類似度が低いほど、ステップサイズパラメータμを小さな値に変更する。つまり、第１実施例では、類似度に基づいてスピーカ１０ａ、１０ｂの一方のみから制御音を発生させていたが、第２実施例では、基本的にはスピーカ１０ａ、１０ｂの両方から制御音を発生させ、類似度に基づいてスピーカ１０ａ、１０ｂのそれぞれに用いる制御信号の振幅を変化させる。具体的には、第２実施例では、基準ステップサイズパラメータμを重み付けするための係数（以下、「変更倍率Ｋ」と呼ぶ。）を用い、類似度に基づいて変更倍率Ｋを設定し、当該変更倍率Ｋによって基準ステップサイズパラメータμを連続的に変化させる。【００７２】
なお、第２実施例に係る制御も、上記した第１実施例で示した能動型振動騒音制御装置５０によって実行されるものとする。以下では、第１実施例で示した符号と同一の符号を付した構成要素などについては同様の意味を有するものとして、その詳細な説明を省略する。また、特に説明しない構成要素や処理などについては、第１実施例と同様であるものとする。【００７３】
第２実施例では、μ変更部２１ａ、２１ｂは、それぞれ、以下の式（９）に示すように、基準ステップサイズパラメータμに対して変更倍率Ｋを乗算することで、変更後ステップサイズパラメータμ’を求める。【００７４】
μ’＝μ×Ｋ    式（９）
変更倍率Ｋは、スピーカ１０ａ、１０ｂのそれぞれからマイク１１までの伝達特性とエンジン音の特性との類似度に基づいて決定される。変更倍率Ｋは、μ変更部２１ａ、２１ｂのそれぞれで用いられる値が決定される。基本的には、類似度が高いほど大きな値を有する変更倍率Ｋが決定され、類似度が低いほど小さい値を有する変更倍率Ｋが決定される。これにより、類似度が高いほど大きな値を有する変更後ステップサイズパラメータμ’が用いられることとなり、類似度が低いほど小さい値を有する変更後ステップサイズパラメータμ’が用いられることとなる。【００７５】
ここで、変更倍率Ｋの求め方の具体例について説明する。まず、スピーカ１０ａからマイク１１までのゲイン特性とエンジン音の音圧特性との類似度ＣＯａ、及びスピーカ１０ｂからマイク１１までのゲイン特性とエンジン音の音圧特性との類似度ＣＯｂを、正規化相互相関により求める。なお、以下では、類似度ＣＯａ、ＣＯｂを区別しないで用いる場合には、これらを「ＣＯｘ」と表記する。次に、類似度ＣＯａと類似度ＣＯｂとの平均値ＣＯａｖを求める。次に、類似度ＣＯａ及び類似度ＣＯｂのそれぞれについて、平均値ＣＯａｖよりも大きいか、それとも平均値ＣＯａｖよりも小さいかを判断する。次に、類似度をステップサイズパラメータμに対して反映させる度合いを表している重み付け比Ｒを決定する。次に、類似度ＣＯａ、ＣＯｂ、平均値ＣＯａｖ、及び重み付け比Ｒに基づいて、変更倍率Ｋを求める。具体的には、類似度ＣＯｘが平均値ＣＯａｖ以上である場合には、式（１０）より変更倍率Ｋを求め、類似度ＣＯｘが平均値ＣＯａｖ未満である場合には、式（１１）より変更倍率Ｋを求める。【００７６】
Ｋ＝Ｒ×｜ＣＯｘ−ＣＯａｖ｜    式（９）
Ｋ＝１／（Ｒ×｜ＣＯｘ−ＣＯａｖ｜）    式（１０）
例えば、正規化相互相関より求められた類似度ＣＯａが「１．０」であり、正規化相互相関より求められた類似度ＣＯｂが「０．６３」である場合を考える。この例では、類似度ＣＯａと類似度ＣＯｂとの平均値ＣＯａｖは「０．８１５」となるため、類似度ＣＯａは平均値ＣＯａｖよりも大きく、類似度ＣＯｂは平均値ＣＯａｖよりも小さい。また、重み付け比Ｒとして「１７３」を用いる。以上より、スピーカ１０ａについて用いられる変更倍率Ｋ（ここでは「Ｋａ」と表記する。）は、式（９）より、「Ｋａ＝１７３×｜１−０．８１５｜≒３２」となる。これに対して、スピーカ１０ｂについて用いられる変更倍率Ｋ（ここでは「Ｋｂ」と表記する。）は、式（１０）より、「Ｋｂ＝１／（１７３×｜０．６３−０．８１５｜）≒１／３２」となる。【００７７】
なお、変更倍率Ｋは、能動型振動騒音制御装置５０による制御中に求めなくても良い。上記したような方法により変更倍率Ｋを予め求めておき、予め求められた変更倍率Ｋをμ変更部２１に記憶させておくことができる。具体的には、第１実施例で述べたように、周波数に対して変更倍率Ｋが対応付けられたテーブルを、μ変更部２１に予め記憶させておくことができる。詳しくは、μ変更部２１には、１以上のディップ帯域と、各ディップ帯域において用いるべき変更倍率Ｋとが対応付けられたテーブルが記憶される。そして、μ変更部２１は、このようなテーブルを参照することで、エンジンの周波数が記憶しているディップ帯域にある場合に、当該ディップ帯域に対応付けられた変更倍率Ｋを用いて、基準ステップサイズパラメータμを変更後ステップサイズパラメータμ’に変更する。なお、変更倍率Ｋをテーブルに記憶させずに、当該変更倍率Ｋより求められた変更後ステップサイズパラメータμ’をテーブルに記憶させても良い。【００７８】
次に、図９を参照して、第２実施例による作用効果について説明する。図９では、第２実施例に係る能動型振動騒音制御装置５０の消音効果と、第１実施例に係る能動型振動騒音制御装置５０の消音効果とを比較している。なお、実験条件は、図５及び図６に示したものと同様とする。【００７９】
図９（ａ）、（ｂ）では、横軸にエンジンの周波数及びエンジン回転数を示し、縦軸にマイク１１で検出された音圧を示している。また、実線はアクティブノイズコントロールを実行しなかった場合（ＡＮＣ  ＯＦＦ）のグラフを示し、破線はアクティブノイズコントロールを実行した場合（ＡＮＣ  ＯＮ）のグラフを示している。【００８０】
図９（ａ）は、第１実施例に係る能動型振動騒音制御装置５０の消音効果を示している。図９（ａ）は、図７（ｂ）と同一の図である。図９（ｂ）は、第２実施例に係る能動型振動騒音制御装置５０の消音効果を示している。これより、第２実施例に係る能動型振動騒音制御装置５０によれば、第１実施例に係る能動型振動騒音制御装置５０と比較して、より効果的にエンジン音を消音できていることがわかる。【００８１】
ここで、図１０を参照して、第２実施例と、スピーカを２個使用し基準ステップサイズパラメータμを使用した場合とを比較する。図１０（ａ）は基準ステップサイズパラメータμを使用した場合の消音効果を示し、図１０（ｂ）は第２実施例による消音効果を示す。図１０（ｂ）は図９（ｂ）と同一の図である。図１０（ａ）、（ｂ）を比較すると、基準ステップサイズパラメータμを使用した場合よりも、第２実施例の方が、消音効果が高いことがわかる。【００８２】
その理由を、図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は、基準ステップサイズパラメータμを使用した場合の制御信号の一例を示す。図１１（ａ）、（ｃ）はスピーカ１０ａにおける制御信号の一例を示し、図１１（ｂ）、（ｄ）はスピーカ１０ｂにおける制御信号の一例を示している。一方、図１２は、第２実施例に係る能動型振動騒音制御装置５０における制御信号の一例を示す。図１２（ａ）、（ｃ）はスピーカ１０ａにおける制御信号の一例を示し、図１２（ｂ）、（ｄ）はスピーカ１０ｂにおける制御信号の一例を示している。図１１と図１２とを比較すると、第２実施例の方が制御信号が安定しており、急激な変化を要しないことがかわる。また、第２実施例の場合、類似性が低いスピーカ１０ｂの振幅が抑制されていることがわかる。それは、エンジン音の特性に類似している伝達特性を有するスピーカ１０ａから制御音を効果的に発生させ、エンジン音の特性にあまり類似していない伝達特性を有するスピーカ１０ｂからは制御音の発生を適切に抑制されている事を意味する。よって、エンジン音の特性とスピーカの伝達特性の類似性に応じて、各スピーカに対するステップサイズを重み付けする事により、良好な消音効果を得る事が出来る。【００８３】
以上説明したように、第２実施例に係る能動型振動騒音制御装置５０によれば、スピーカ１０からマイク１１までの伝達特性とエンジン音の特性との類似度に基づいて、ステップサイズパラメータμを連続的に変化させることで、エンジン音の特性によらずに、消音効果をより確実に確保することができる。【００８４】
［第３実施例］
次に、第３実施例について説明する。上記した第１及び第２実施例では、スピーカ１０からマイク１１までの伝達特性とエンジン音の特性との類似度に基づいて、ステップサイズパラメータμを変更していた。これに対して、第３実施例では、ステップサイズパラメータμの代わりに、スピーカ１０で用いられる制御信号を増幅させるためのゲインを変更する。具体的には、第３実施例では、スピーカ１０からマイク１１までの伝達特性とエンジン音の特性との類似度に基づいて、制御信号を増幅させるためのゲインを変更することで、スピーカ１０の制御信号の振幅を変化させる。【００８５】
なお、以下では、第１実施例で示した符号と同一の符号を付した構成要素などについては同様の意味を有するものとして、その詳細な説明を省略する。また、特に説明しない構成要素や処理などについては、第１及び第２実施例と同様であるものとする。【００８６】
図１３は、第３実施例に係る能動型振動騒音制御装置５１の構成の一例を示すブロック図である。第３実施例に係る能動型振動騒音制御装置５１は、μ変更部２１を具備せずに、増幅器２２ａ、２２ｂ及びゲイン変更部２３ａ、２３ｂを具備する点で、第１及び第２実施例に係る能動型振動騒音制御装置５０と異なる。以下では、増幅器２２ａ、２２ｂ及びゲイン変更部２３ａ、２３ｂについて、符号の末尾に付した「ａ」、「ｂ」を適宜省略するものとする。【００８７】
増幅器２２ａ、２２ｂは、それぞれ、適応ノッチフィルタ１５ａ、１５ｂが出力した制御信号ｙ１（ｎ）、ｙ２（ｎ）を増幅させる処理を行う。具体的には、増幅器２２ａ、２２ｂは、制御信号ｙ１（ｎ）、ｙ２（ｎ）に対してゲインを乗算することで制御信号ｙ１’（ｎ）、ｙ２’（ｎ）を求め、当該制御信号ｙ１’（ｎ）、ｙ２’（ｎ）をスピーカ１０ａ、１０ｂに出力する。【００８８】
ゲイン変更部２３ａ、２３ｂは、それぞれ、増幅器２２ａ、２２ｂで用いられるゲインを変更する。具体的には、ゲイン変更部２３ａ、２３ｂは、スピーカ１０ａ、１０ｂのそれぞれからマイク１１までの伝達特性とエンジン音の特性との類似度に基づいて、ゲインを変更する。増幅器２２は、ゲイン変更部２３によってゲインが変更された場合には変更された値を用い、ゲイン変更部２３によってゲインが変更されなかった場合には元の値を用いる。以下では、ゲインの元の値を適宜「基準ゲイン」と表記し、基準ゲインを変更した値を適宜「変更後ゲイン」と表記する。このように、増幅器２２ａ、２２ｂ及びゲイン変更部２３ａ、２３ｂは制御手段の一例に相当する。詳しくは、ゲイン変更部２３ａ、２３ｂはゲイン変更手段の一例に相当する。【００８９】
ゲイン変更部２３は、上記した第１実施例又は第２実施例と同様の方法により、ゲインを変更する。第１実施例を適用する場合には、ゲイン変更部２３は、スピーカ１０からマイク１１までの伝達特性とエンジン音の特性との類似度が最も高い伝達特性を有するスピーカ１０についてはゲインを変更せず（この場合、ゲインは例えば「１」に設定される）、それ以外のスピーカ１０についてはゲインを「０」に変更する。これに対して、第２実施例を適用する場合には、ゲイン変更部２３は、スピーカ１０からマイク１１までの伝達特性とエンジン音の特性との類似度が高いほど、ゲインを大きな値に変更し、当該類似度が低いほど、ゲインを小さな値に変更する。この場合、第２実施例と同様の方法によって、ゲインを変更することができる。具体的には、第２実施例で示したような変更倍率Ｋを用いて、ゲインを変更することができる。【００９０】
なお、第１及び第２実施例と同様に、周波数に対して用いるべきゲインを予め求めておき、周波数に対してゲインが対応付けられたテーブルを、ゲイン変更部２３に予め記憶させておくことができる。具体的には、ゲイン変更部２３には、１以上のディップ帯域と、各ディップ帯域において用いるべきゲインとが対応付けられたテーブルが記憶される。そして、ゲイン変更部２３は、このようなテーブルを参照することで、エンジンの周波数が記憶しているディップ帯域にある場合に、基準ゲインを変更後ゲインに変更する。【００９１】
以上説明した第３実施例に係る能動型振動騒音制御装置５１によっても、エンジン音の特性によらずに消音効果を適切に確保することができる。【００９２】
［変形例］
以下で、上記した実施例の変形例について説明する。【００９３】
上記では、２つのスピーカ１０ａ、１０ｂを有するシステムに対して本発明を適用した実施例を示したが、本発明は、３つ以上のスピーカを有するシステムにも同様に適用することができる。例えば、３つ以上のスピーカを有するシステムに第１実施例（第３実施例も含む）を適用する場合には、スピーカからマイクまでの伝達特性とエンジン音の特性との類似度が最も高い伝達特性を有する１つのスピーカについては、ステップサイズパラメータμ又はゲインを変更せず、それ以外の２以上のスピーカについては、ステップサイズパラメータμ又はゲインを「０」に変更することができる。他方で、３つ以上のスピーカを有するシステムに第２実施例を適用する場合には、第２実施例で示した方法を特に変更する必要はない。【００９４】
上記では、１つのマイク１１のみを有するシステムに対して本発明を適用した実施例を示したが、本発明は、２つ以上のマイクを有するシステムにも同様に適用することができる。この場合には、複数のスピーカのそれぞれから少なくとも１個以上のマイクのそれぞれまでの伝達特性と、エンジン音の特性とによって、類似度が規定される。つまり、複数のスピーカと少なくとも１個以上のマイクとの組み合わせに応じた数だけ、類似度が求められる。１つの例では、各スピーカごとに類似度を平均した値を求め、求められた平均値を実際に用いる類似度とすることができる。【００９５】
上記では、スピーカからマイクまでのゲイン特性とエンジン音の音圧特性とに基づいて、類似度を求める例を示した。他の例では、スピーカからマイクまでのゲイン特性の代わりにスピーカからマイクまでの位相特性を用いると共に、エンジン音の音圧特性の代わりにエンジン音の位相特性を用いて、類似度を求めることができる。更に他の例では、スピーカからマイクまでのゲイン特性及び位相特性と、エンジン音の音圧特性及び位相特性とに基づいて、類似度を求めることができる。このように、スピーカ１０からマイク１１までの伝達特性として、ゲイン特性及び／又は位相特性を用いることができ、エンジン音の特性として、音圧特性及び／又は位相特性を用いることができる。なお、スピーカ１０からマイク１１までの伝達特性は、参照信号生成部１６が記憶している「Ｃハット特性」に相当する（例えば図４中の「ｃ０１」「ｃ１１」「ｃ０２」「ｃ１２」）。【００９６】
上記では、エンジン音の周波数がディップ帯域にある場合にのみ、ステップサイズパラメータμ又はゲインを変更する実施例を示した。他の例では、エンジン音の全周波数帯域において、スピーカからマイクまでの伝達特性とエンジン音の特性との類似度に基づいて、ステップサイズパラメータμ又はゲインを変更することができる。この場合、エンジン音の周波数によって類似度が変化する傾向にあるため、エンジン音の周波数に応じて、ステップサイズパラメータμ又はゲインを変更する態様を変えることができる。【００９７】
なお、上記では本発明を車両に適用する例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。本発明は、車両の他に、船や、ヘリコプターや、飛行機などの種々の移動体に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は、エンジン等の振動騒音源を有する移動体の室内等の閉空間に適用され、振動騒音を能動的に制御するために利用することができる。
【符号の説明】
【００９９】
１０ａ、１０ｂ  スピーカ
１１  マイク
１３  周波数検出部
１４ａ  余弦波発生部
１４ｂ  正弦波発生部
１５ａ、１５ｂ  適応ノッチフィルタ
１６ａ、１６ｂ  参照信号生成部
１７ａ、１７ｂ  ｗ更新部
２１ａ、２１ｂ  μ変更部
２２ａ、２２ｂ  増幅器
２３ａ、２３ｂ  ゲイン変更部
５０、５１  能動型振動騒音制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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