(57)【要約】【課題】クロストークを考慮しないコントローラを適用でき、乗員に対して騒音をより効果的に低減できる能動型消音装置を提供する。【解決手段】各組のスピーカ２１，３１および誤差マイク２２，３２は、対応するシート５１，５２のヘッドレスト５１ａ，５２ａ、シートバック５１ｃ，５２ｃのうちのヘッドレスト５１ａ，５２ａ側、または、車両の天板のうちシート５１，５２の上方に位置する部位にそれぞれ設けられる。各スピーカ２１，３１は、平面状の静電型スピーカであり、スピーカ２１，３１の可動体はエラストマーにより形成される。各コントローラ２３，３３は、それぞれ独立して適応制御を行い、各コントローラ２３，３３に対応するスピーカ２１，３１を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の室内において、各シートに着座する各乗員が感じる騒音を独立して能動的に低減する能動型消音装置であって、
参照信号を検出する参照信号検出器と、
各前記シートに対応付けられた複数組の制御音発生用のスピーカ、誤差マイク、および、コントローラと、
を備え、
各前記スピーカは、平面状の静電型スピーカであり、前記スピーカの可動体はエラストマーにより形成され、
各組の前記スピーカおよび前記誤差マイクは、対応する前記シートのヘッドレスト、シートバックのうちの前記ヘッドレスト側、または、前記車両の天板のうち前記シートの上方に位置する部位のいずれかにそれぞれ設けられ、
各前記コントローラは、前記参照信号検出器により検出される前記参照信号と各前記コントローラに対応する前記誤差マイクにより検出される誤差信号とに基づいて、前記誤差信号が小さくなるようにそれぞれ独立して適応制御を行い、各前記コントローラに対応する前記スピーカを制御する、能動型消音装置。
【請求項２】
前記参照信号検出器は、前記車両の室内に発生するロードノイズの発生源における振動または騒音を前記参照信号として検出し、
前記能動型消音装置は、前記車両の室内に発生するロードノイズを低減する、請求項１の能動型消音装置。
【請求項３】
前記参照信号検出器は、前記車両のナックルに配置され、前記ナックルの振動または前記ナックルにおける騒音を前記参照信号として検出する、請求項２の能動型消音装置。
【請求項４】
各組の前記スピーカは、対応する前記シートの前記ヘッドレストの内部に配置される、請求項１〜３の何れか一項の能動型消音装置。
【請求項５】
各前記スピーカは、対応する前記シートの前記ヘッドレストの内部において、前記スピーカの面を前記シートに着座する乗員の頭部に対向するように配置される、請求項４の能動型消音装置。
【請求項６】
各前記スピーカは、対応する前記シートに着座する乗員の耳元から８ｃｍ以内に設ける、請求項４または５の能動型消音装置。
【請求項７】
各前記誤差マイクは、対応する前記シートの前記ヘッドレストの内部に配置される、請求項４〜６の何れか一項の能動型消音装置。
【請求項８】
各組の前記スピーカは、前記車両の天板のうち対応する前記シートの上方に位置する部位に配置される、請求項１〜３の何れか一項の能動型消音装置。
【請求項９】
各前記スピーカは、前記車両の天板において、前記スピーカの面を前記シートに着座する乗員の頭部に対向するように配置される、請求項８の能動型消音装置。
【請求項１０】
各前記スピーカは、対応する前記シートに着座する乗員の耳元から３０ｃｍ以内に設ける、請求項８または９の能動型消音装置。
【請求項１１】
各前記コントローラは、対応する前記スピーカおよび前記誤差マイクと別体に形成され、対応する前記シートの前記ヘッドレスト、前記シートバックのうちの前記ヘッドレスト側、および、前記車両の天板のうち前記シートの上方に位置する部位以外の部位にそれぞれ設けられる、請求項１〜１０の何れか一項の能動型消音装置。
【請求項１２】
前記スピーカの可動体は、対向する電極対の間にエラストマーにより形成された誘電層を備える第一，第二の静電型電極体と、前記第一の静電型電極体と前記第二の静電型電極体との間にエラストマーまたはエラストマーの発泡体により形成される中間体と、を備える、請求項１〜１１の何れか一項の能動型消音装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、能動的に低減する能動型消音装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の装置は、サスペンションに取り付けた加速度センサにより参照信号としての加速度を検出し、各乗員の耳元付近に取り付けられた各マイクロフォンにより誤差信号としての車室内音圧を検出し、車体の両側部のドアのそれぞれに取り付けたスピーカにより制御音（二次音）を出力することで、ロードノイズを消音する。
【０００３】
特許文献２には、複数のスピーカおよび複数の誤差マイクを車室内に設置して、エンジンの回転に同期した基準信号と誤差マイクにより検出される誤差信号に基づいてスピーカを制御することが記載されている。これにより、エンジンの駆動に伴う車室内の騒音を低減する。さらに、特許文献２には、複数のスピーカと複数の誤差マイクとを設置する場合に、複数の組合せの中から車室内の騒音の低減効果が良好な組合せを選定することで、クロストークを考慮せずに適応制御を行うことが記載されている。
【０００４】
特許文献３には、人間の両耳元での消音を目的としており、対応する誤差マイクと制御音源部とを近づけることで、クロス項を考慮しないアルゴリズムが適用可能とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−２０３７９２号公報
【特許文献２】実用新案登録第２５９０７８３号公報
【特許文献３】特許第４７４２２２６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、特許文献１に記載のように、ドアのそれぞれに取り付けたスピーカにより制御音を出力する場合には、乗員は、着座しているシートに最も近いスピーカによる出力のみならず、他のスピーカによる出力の影響を受ける。いわゆるクロストークが生じる。そのため、クロストークの影響を低減するためには、コントローラは、クロストークを考慮した複雑な演算処理を行う必要がある。そのため、コントローラが高コストとなる。
【０００７】
特許文献２には、クロストークを考慮せずに適用制御を行うことが記載されている。具体的には、複数のスピーカと複数の誤差マイクとを設置する場合に、複数の組合せの中から車室内の騒音の低減効果が良好な組合せを選定することにより、クロストークを考慮しないシングルシステムを適用することとしている。しかしながら、選定された各シングルシステムは、クロストークを無視しているだけで、クロストークの問題を解消できていない。つまり、ある誤差マイクは、対応するスピーカから発生された音のみならず、他のスピーカから発生された音の影響を受ける。
【０００８】
特許文献３によれば、耳元に誤差マイクと制御音源部を設置している。例えば、イヤフォンやヘッドフォンを用いることになると考えられる。この装置をロードノイズの低減の目的に適用する場合には、乗員がイヤフォンやヘッドフォンを装着することになるが、これは現実的ではない。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、クロストークを考慮しないコントローラを適用でき、乗員に対して騒音をより効果的に低減できる能動型消音装置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】
【００１０】
本手段に係る能動型消音装置は、車両の室内において、各シートに着座する各乗員が感じる騒音を独立して能動的に低減する能動型消音装置であって、参照信号を検出する参照信号検出器と、各シートに対応付けられた複数組の制御音発生用のスピーカ、誤差マイク、および、コントローラとを備える。
【００１１】
各スピーカは、平面状の静電型スピーカであり、スピーカの可動体はエラストマーにより形成され、各組のスピーカおよび誤差マイクは、対応するシートのヘッドレスト、シートバックのうちのヘッドレスト側、または、車両の天板のうちシートの上方に位置する部位のいずれかにそれぞれ設けられ、各コントローラは、参照信号検出器により検出される参照信号と各コントローラに対応する誤差マイクにより検出される誤差信号とに基づいて、誤差信号が小さくなるようにそれぞれ独立して適応制御を行い、各コントローラに対応するスピーカを制御する。
【００１２】
ここで、消音対象位置は、乗員の耳元である。そして、上記手段によれば、スピーカおよび誤差マイクを、シートのヘッドレスト、シートバックのうちのヘッドレスト側、または、車両の天板のうちシートの上方に位置する部位に設ける。つまり、スピーカおよび誤差マイクは、消音対象位置から近い位置にある。
【００１３】
そして、スピーカおよび誤差マイクの組は、複数のシートにそれぞれ設けられる。従って、同じ組のスピーカと誤差マイクとの距離は、当該スピーカの他の組の誤差マイクとの距離に比べて、非常に短い。ここで、音圧は、距離の２乗に反比例して減衰する。そのため、ある組のスピーカが発生する制御音は、同じ組の誤差マイクにより十分な音圧として検知できる場合に、他の組の誤差マイクにより検知できる程度の音圧を有さないようにできる。
【００１４】
つまり、本手段によれば、クロストークを考慮する必要がない。これは、クロストークを無視しているのではなく、コントローラがクロストークを考慮して演算した場合でも、考慮しない場合でも、消音効果がほとんど変わらないことを意味する。
【００１５】
従って、本手段のように、各コントローラが、クロストークを考慮しない制御、すなわち参照信号と各誤差信号に基づいてそれぞれ独立して適応制御を行ったとしても、十分に消音効果を発揮できる。
【００１６】
ここで、本手段によれば、スピーカをヘッドレストまたはその近傍に配置している。このような位置に配置できるのは、スピーカを平面状の静電型スピーカを採用し、かつ、スピーカの可動体をエラストマーにより形成したことによる。つまり、平面状のスピーカであるため、上記部位に設置ができるようになった。さらに、スピーカの可動体をエラストマー、すなわち柔軟素材により形成することにより、乗員の頭部に設置したとしても、安全上何ら問題が生じることがない。さらに、乗員がヘッドフォンなどを用いるわけではないので、実現可能となる。
【００１７】
好ましくは、参照信号検出器は、車両の室内に発生するロードノイズの発生源における振動または騒音を参照信号として検出し、能動型消音装置は、車両の室内に発生するロードノイズを低減する。これにより、ロードノイズを消音することができる。
【００１８】
ロードノイズを消音対象とする場合には、好ましくは、参照信号検出器は、車両のナックルに配置され、ナックルの振動またはナックルにおける騒音を参照信号として検出する。つまり、参照信号は、ロードノイズの発生源の信号として最も早い位置における信号となる。これにより、より効果的にロードノイズを低減できる。
【００１９】
また、好ましくは、各組のスピーカは、対応するシートのヘッドレストの内部に配置される。乗員の耳元に非常に近い位置に、スピーカを設置できる。これにより、乗員の耳元における高い騒音低減効果を発揮できる。この場合、各スピーカは、対応するシートに着座する乗員の耳元から８ｃｍ以内に設けるとよい。
【００２０】
また、好ましくは、各スピーカは、対応するシートのヘッドレストの内部において、スピーカの面をシートに着座する乗員の頭部に対向するように配置される。ヘッドレストに設置した場合に、上記のようにすることで、確実に乗員の頭部に対して制御音を発生することができる。従って、乗員の耳元における高い騒音低減効果を発揮できる。
【００２１】
各組のスピーカをヘッドレストの内部に配置する場合には、誤差マイクは、対応するスピーカと同一のヘッドレストの内部に配置されるとよい。つまり、同一組のスピーカと誤差マイクは、ヘッドレストの内部に配置される。これにより、同一組のスピーカと誤差マイクの距離を極めて短くできる。従って、クロストークの影響をより確実に低減できる。
【００２２】
また、好ましくは、各組のスピーカは、車両の天板のうち対応するシートの上方に位置する部位に配置される。乗員の耳元に比較的近い位置に、スピーカを設置できる。これにより、乗員の耳元における十分な騒音低減効果を発揮できる。
【００２３】
この場合、好ましくは、各スピーカは、車両の天板において、スピーカの面をシートに着座する乗員の頭部に対向するように配置される。これにより、確実に乗員の頭部に対して制御音を発生することができる。そして、各スピーカは、対応するシートに着座する乗員の耳元から３０ｃｍ以内に設けるとよい。
【００２４】
また、好ましくは、各コントローラは、対応するスピーカおよび誤差マイクと別体に形成され、対応するシートのヘッドレスト、シートバックのうちのヘッドレスト側、および、車両の天板のうちシートの上方に位置する部位以外の部位にそれぞれ設けられる。コントローラを乗員の頭部近傍に配置することを避けることで、乗員に対する安全性および設置の自由度を高めることができる。ただし、コントローラの小型化を図ることができれば、コントローラを乗員の頭部近傍に配置したとしても問題ない。
【００２５】
また、好ましくは、スピーカの可動体は、対向する電極対の間にエラストマーにより形成された誘電層を備える第一，第二の静電型電極体と、第一の静電型電極体と第二の静電型電極体との間にエラストマーまたはエラストマーの発泡体により形成される中間体とを備える。これにより、スピーカを平面状にすることができると共に、平面状の可動体を柔軟素材により形成することができる。従って、スピーカを乗員の頭部近傍に設置したとしても、安全上何ら問題が生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第一実施形態の能動型消音装置の車両における配置を示す図である。
【図２】図１のシートにおけるスピーカおよび誤差マイクの配置を示す図である。
【図３】図２に示すスピーカの構造を示す断面図である。
【図４】図３に示すスピーカの正面図である。
【図５】図３に示すスピーカにおいて、交流電源に印加される電圧が正極の場合の状態を示す断面図である。
【図６】図３に示すスピーカにおいて、交流電源に印加される電圧が負極の場合の状態を示す断面図である。
【図７】図１，２に示すコントローラの制御ブロック図である。
【図８】本発明の第二実施形態の能動型消音装置において、スピーカおよび誤差マイクの配置を示す図である。
【図９】本発明の第三実施形態の能動型消音装置において、スピーカおよび誤差マイクの配置を示す図である。
【図１０】本発明の第四実施形態の能動型消音装置において、コントローラの制御ブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
＜第一実施形態＞
第一実施形態の能動型消音装置について説明する。能動型消音装置は、各シートに着座する各乗員が感じる騒音を独立して能動的に低減する。特に、本実施形態における当該装置は、車両の室内に発生するロードノイズを低減する場合を例に挙げる。
【００２８】
（車両における能動型消音装置の各部の配置）
能動型消音装置は、図１に示すように、４つの参照センサ１１〜１４と、２組のシステムユニット２０，３０とを備える。各参照センサ１１〜１４（本発明の「参照信号検出器」に相当）は、ロードノイズの発生源における振動または騒音を検出する。各参照センサ１１〜１４は、例えば、振動を検出する加速度センサ、または騒音を検出するマイクロフォンを適用する。各参照センサ１１〜１４は、各車輪３１〜３４を支持するサスペンション装置を構成するナックル４１〜４４に取り付けられ、各ナックル４１〜４４の振動または騒音を参照信号として検出する。ここで、ナックル４１〜４４の振動または騒音は、ロードノイズの発生源の信号として最も早い位置における信号となる。
【００２９】
各システムユニット２０，３０は、各シートに設ける。ここでは、各システムユニット２０，３０は、各前席シート５１，５２に設ける。なお、システムユニットを後席シート５３，５４に設けるようにしてもよい。
【００３０】
各システムユニット２０，３０は、制御音発生用のスピーカ２１，３１と、誤差マイク２２，３２と、コントローラ２３，３３とをそれぞれ備える。各システムユニット２０，３０は、それぞれ独立した適応制御により、各誤差マイク２２，３２において参照信号に起因する騒音を低減する。いわゆる、各システムユニット２０，３０は、シングルシステムを構成する。
【００３１】
各スピーカ２１，３１は、平面状の静電型スピーカである。各スピーカ２１，３１および各誤差マイク２２，３２は、対応するシート５１，５２のヘッドレスト５１ａ，５２ａの内部に配置される。適応制御を行うコントローラ２３，３３は、スピーカ２１，３１および誤差マイク２２，３２とは別体に形成され、対応するシート５１，５２の座面５１ｂ，５２ｂの下部に配置される。なお、各コントローラ２３，３３は、例えば、車両の幅方向中央に配置してもよい。
【００３２】
ここで、各コントローラ２３，３３における信号の流れは、図１の破線にて示すとおりである。第一のコントローラ２３には、全ての参照センサ１１〜１４、および、第一の誤差マイク２２から信号が入力される。第一のコントローラ２３は、第一のスピーカ２１に信号を出力する。第二のコントローラ３３には、全ての参照センサ１１〜１４、および、第二の誤差マイク３２から信号が入力される。第二のコントローラ３３は、第二のスピーカ３１に信号を出力する。つまり、第一，第二のコントローラ２３，３３は、それぞれ独立して対応するスピーカ２１，３１を制御する。各システムユニット２０，３０は、クロストークを考慮しないシングルシステムを構成する。なお、２つのコントローラ２３，３３は、機能として独立しているのであって、例えば、同一筐体に配置してもよい。
【００３３】
（スピーカ、誤差マイクの配置）
次に、図２を参照して、シート５１におけるスピーカ２１および誤差マイク２２の配置の詳細を説明する。なお、シート５２におけるスピーカ３１および誤差マイク３２の配置は、同様であるため説明を省略する。
【００３４】
図２に示すように、スピーカ２１は、ヘッドレスト５１ａの内部に配置される。ここで、ヘッドレスト５１ａは、樹脂性の芯材５１ａ１と、図示しないウレタンフォームなどのクッション材と、これらを覆う表皮材５１ａ２とを備える。クッション材は、乗員の頭部に対して、座り心地を良くすると共に、衝撃を和らげる役割を有する。スピーカ２１は、芯材５１ａ１に取り付けられ、芯材５１ａ１より乗員の頭部側（車両前方）に配置される。スピーカ２１は、例えば、芯材５１ａ１とクッション材との間に挟まれるように配置される。
【００３５】
そして、スピーカ２１は、ヘッドレスト５１ａの内部において、スピーカ２１の面をシートに着座する乗員の頭部に対向するように配置される。つまり、スピーカ２１は、乗員の頭部に向かって直接的に制御音を発生させる。このとき、スピーカ２１は、乗員の耳元からの距離Ｌを８ｃｍ以内に設定する。なお、図２において、二点鎖線にて、乗員の頭部および耳を示す。
【００３６】
また、誤差マイク２２は、スピーカ２１と同様のヘッドレスト５１ａの内部に配置する。誤差マイク２２は、スピーカ２１と同様に、ヘッドレスト５１ａの芯材５１ａ１に取り付ける。つまり、誤差マイク２２は、配置されている位置の音を検出する。
【００３７】
（スピーカおよび駆動回路の構造）
次に、スピーカ２１および駆動回路の構造について、図３〜図６を参照して説明する。なお、シート５２におけるスピーカ３１は、同様であるため説明を省略する。スピーカ２１は、平面状の静電型スピーカである。
【００３８】
図３および図４に示すように、スピーカ２１は、第一、第二の矩形枠２１ｂ，２１ｃと、矩形枠２１ｂ，２１ｃに周囲を挟まれた矩形状の可動体２１ａとを備える。矩形枠２１ｂ，２１ｃは、芯材５１ａ１に固定される。スピーカ２１の可動体２１ａは、全体として柔軟性を有しており、エラストマー、すなわち柔軟素材により形成される。以下に、可動体２１ａの詳細に説明する。
【００３９】
可動体２１ａは、第一，第二の静電型電極体１１０，１２０と、中間体１３０とを備える。各静電型電極体１１０，１２０は、対向する矩形状の電極対１１１，１１２，１２１，１２２と、対向する電極対１１１，・・・の間にエラストマーにより形成された矩形状の誘電層１１３，１２３とを備える。電極対１１１，１１２，１２１，１２２は、柔軟性を有する材料、例えばエラストマーにより形成される。ここで、電極対１１１，・・・、誘電層１１３，１２３の厚みは、それぞれ、ほぼ均一となるように形成される。また、各静電型電極体１１０，１２０は、両側の表面には図示しない絶縁層により被覆している。
【００４０】
中間体１３０は、エラストマーまたはエラストマーの発泡体により形成され、第一の静電型電極体１１０と第二の静電型電極体１２０との間に挟まれる。中間体１３０は、中央の厚みが厚くなるように、かつ、周縁に行くに従って薄くなるように形成される。従って、可動体２１ａの周縁の厚みは薄く、当該周縁部が矩形枠２１ｂ，２１ｃにより挟まれる。可動体２１ａの面中央は、両面それぞれに盛り上がっている。
【００４１】
スピーカ２１の駆動回路は、交流電源１４１と、正極側回路１４２と、負極側回路１４３と、接地回路１４４とを備える。正極側回路１４２は、交流電源１４１の電圧が正極の時に、交流電源１４１から第一の静電型電極体１１０の外側電極１１１に電流が流れるように接続する回路である。負極側回路１４３は、交流電源１４１の電圧が負極の時に、第二の静電型電極体１２０の外側電極１２１から交流電源１４１に電流が流れるように接続する回路である。接地回路１４４は、交流電源１４１の接地端子に接続され、かつ、第一の静電型電極体１１０の内側電極１１２および第二の静電型電極体１２０の内側電極１２２に電気的に接続される。
【００４２】
スピーカ２１の動作について、図５および図６を参照して説明する。図５に示すように、交流電源１４１の電圧が正極の時には、正極側回路１４２に電流が流れ、第一の静電型電極体１１０の電極１１１，１１２間に電位差が生じる。そうすると、第一の静電型電極体１１０の電極１１１，１１２間の離間距離が狭くなるような力が作用して、誘電層１１３が薄くなり、かつ、第一の静電型電極体１１０の電極１１１，１１２が伸びるように変形する。このとき、中間体１３０は、第一，第二の静電型電極体１１０，１２０の変形に追従する。
【００４３】
一方、図６に示すように、交流電源１４１の電圧が負極の時には、負極側回路１４３に電流が流れ、第二の静電型電極体１２０の電極１２１，１２２間に電位差が生じる。そうすると、第二の静電型電極体１２０の電極１２１，１２２間の離間距離が狭くなるような力が作用して、誘電層１２３が薄くなり、かつ、第二の静電型電極体１２０の電極１２１，１２２が伸びるように変形する。
【００４４】
反対に、図６に示すように、交流電源１４１の電圧が負極の時には、正極側回路１４２には電流が流れないため、第一の静電型電極体１１０の電極１１１，１１２間の電位差が小さくなる。そうすると、第一の静電型電極体１１０の電極１１１，１１２間の離間距離が元に戻るような力が作用して、薄く変形していた誘電層１１３が厚くなり、かつ、伸びていた第一の静電型電極体１１０の電極１１１，１１２が縮むように変形する。このとき、中間体１３０は、第一，第二の静電型電極体１１０，１２０の変形に追従する。
【００４５】
図５の状態と図６の状態を繰り返すことにより、可動体２１ａが振動する。この振動によって、制御音が発生する。スピーカ２１を上記のように構成することで、平面状にすることができる。さらに、上記したように、可動体２１ａは、エラストマーまたは発泡体によって形成されているため、柔軟性を有する。従って、スピーカ２１を乗員の頭部近傍に設置したとしても、安全上何ら問題が生じることがない。
【００４６】
（コントローラによる適応制御）
次に、コントローラ２３，３３による適応制御について、図７を参照して説明する。第一のコントローラ２３は、各参照センサ１１〜１４により検出された各参照信号r1〜r4と、第一の誤差マイク２２により検出された誤差信号e1とに基づいて、適応制御を行う。本実施形態において、適応制御として、Filtered-X LMSアルゴリズムを適用する。
【００４７】
つまり、第一のコントローラ２３は、それぞれの適応制御により出力値u1〜u4を算出する。各適応制御においては、誤差信号e1を小さくするように、各出力値u1〜u4を算出する。ここで、Filtered-X LMSアルゴリズムによる適応制御の場合には、予め各二次経路における伝達特性の同定値G1h〜G4hを用いる。なお、図面においては、記号の上に付している「＾」は、ハットと称し、同定値を意味する。ただし、記載の都合上、文章中においては、「＾」を「ｈ」として記載する。
【００４８】
さらに、第一のコントローラ２３は、全ての出力値u1〜u4を加算した制御信号usum1を算出する。この制御信号usum1が、スピーカ２１を駆動するための制御信号となる。この制御信号usum1に基づいてスピーカ２１が駆動されることで、誤差信号e1のうち各参照信号r1〜r4による影響分が小さくなる。
【００４９】
第二のコントローラ３３は、各参照センサ１１〜１４により検出された各参照信号r1〜r4と、第二の誤差マイク３２により検出された誤差信号e2とに基づいて、Filtered-X LMSアルゴリズムの適応制御を行う。つまり、第二のコントローラ３３は、それぞれの適応制御により出力値u5〜u8を算出する。ここで、Filtered-X LMSアルゴリズムによる適応制御の場合には、予め各二次経路における伝達特性の同定値G5h〜G8hを用いる。
【００５０】
さらに、第二のコントローラ３３は、全ての出力値u5〜u8を加算した制御信号usum2を算出する。この制御信号usum2が、スピーカ３１を駆動するための制御信号となる。この制御信号usum2に基づいてスピーカ３１が駆動されることで、誤差信号e2のうち各参照信号r1〜r4による影響分が小さくなる。つまり、各乗員が感じるロードノイズを消音することができる。
【００５１】
ここで、第一のコントローラ２３は、第二の誤差マイク３２により検出された誤差信号e2は考慮されていない。さらに、第二のコントローラ３３は、第一の誤差マイク２２により検出された誤差信号e1は考慮されていない。つまり、各コントローラ２３，３３は、それぞれ独立して制御しており、クロストークを考慮していない。
【００５２】
本実施形態の能動型消音装置によれば、スピーカ２１，３１および誤差マイク２２，３２を、同一部材としての各シート５１，５２のヘッドレスト５１ａ，５２ａの内部にそれぞれ設ける。つまり、スピーカ２１，３１および誤差マイク２２，３２は、消音対象位置である乗員の耳元から非常に近い位置にある。
【００５３】
従って、同じ組のスピーカ２１，３１と誤差マイク２２，３２の距離を極めて短くできる。さらに、同じ組のスピーカ２１と誤差マイク２２との距離は、当該スピーカ２１と他の組の誤差マイク３２との距離に比べて、非常に短い。その逆も同様である。
【００５４】
ここで、音圧は、距離の２乗に反比例して減衰する。そのため、スピーカ２１が発生する制御音は、同じ組の誤差マイク２２により十分な音圧として検知できる場合に、他の組の誤差マイク３２により検知できる程度の音圧を有さないようにできる。その逆も同様である。つまり、スピーカ２１，３１および誤差マイク２２，３２を上記のように配置することで、クロストークを考慮する必要がない。これは、クロストークを無視しているのではなく、各コントローラ２３，３３がクロストークを考慮して演算した場合でも、考慮しない場合でも、消音効果がほとんど変わらないことを意味する。
【００５５】
従って、各コントローラ２３，３３が、クロストークを考慮しない制御、すなわち参照信号r1〜r4と各誤差信号e1,e2に基づいてそれぞれ独立して適応制御を行ったとしても、十分に消音効果を発揮できる。
【００５６】
ここで、スピーカ２１，３１をヘッドレスト５１ａ，５２ａに配置している。このような位置に配置できるのは、スピーカ２１，３１を平面状の静電型スピーカを採用し、かつ、スピーカ２１の可動体２１ａをエラストマーにより形成したことによる。つまり、平面状のスピーカ２１，３１であるため、上記部位に設置ができるようになった。さらに、スピーカ２１，３１の可動体をエラストマー、すなわち柔軟素材により形成することにより、乗員の頭部に設置したとしても、安全上何ら問題が生じることがない。さらに、乗員がヘッドフォンなどを用いるわけではないので、実現可能となる。
【００５７】
また、各コントローラ２３，３３は、対応するスピーカ２１，３１および誤差マイク２２，３２と別体に形成され、対応するシート５１，５２の座面５１ｂ，５２ｂの下部に配置される。コントローラ２３，３３を乗員の頭部近傍に配置することを避けることで、乗員に対する安全性および設置の自由度を高めることができる。なお、コントローラ２３，３３の小型化を図ることができれば、コントローラ２３，３３を乗員の頭部近傍に配置したとしても問題ない。
【００５８】
＜第二実施形態＞
第二実施形態の能動型消音装置について、図８を参照して説明する。本実施形態においては、上記実施形態に対して、スピーカ２１，３１の設置位置が異なる。
【００５９】
図８に示すように、第一のシステムユニット２０を構成するスピーカ２１は、対応するシート５１のシートバック５１ｃの内部に配置される。特に、スピーカ２１および誤差マイク２２は、シートバック５１ｃのうちヘッドレスト５１ａ側に配置される。また、誤差マイク２２は、第一実施形態と同様に、ヘッドレスト５１ａの内部に配置される。
【００６０】
さらに、スピーカ２１は、対応するシート５１のシートバック５１ｃの内部において、スピーカ２１の面をシート５１に着座する乗員の頭部に対向するように配置される。これにより、確実に乗員の頭部に対して制御音を発生することができる。従って、乗員の耳元における高い騒音低減効果を発揮できる。
【００６１】
また、図示しないが、第二のシステムユニット３０を構成するスピーカ３１は、対応するシート５２のシートバック５２ｃ（図１に示す）の内部に配置される。詳細は、第一のシステムユニット２０と同様である。本実施形態によれば、第一実施形態とほぼ同様の効果を奏する。なお、誤差マイク２２、３２をそれぞれ対応するシート５１、５２のシートバック５１ｃ、５２ｃの内部に配置してもよい。
【００６２】
＜第三実施形態＞
第三実施形態の能動型消音装置について、図９を参照して説明する。本実施形態においては、上記実施形態に対して、スピーカ２１，３１の設置位置が異なる。
【００６３】
図９に示すように、第一のシステムユニット２０を構成するスピーカ２１は、車両の天板７０のうち、対応するシート５１の上方に位置する部位に配置される。さらに、スピーカ２１は、スピーカ２１の面をシート５１に着座する乗員の頭部に対向するように配置される。また、誤差マイク２２は、第一実施形態と同様に、ヘッドレスト５１ａの内部に配置される。これにより、確実に乗員の頭部に対して制御音を発生することができる。従って、乗員の耳元における高い騒音低減効果を発揮できる。ここで、スピーカ２１は、対応するシート５１に着座する乗員の耳元からの距離Ｌを３０ｃｍ以内に設ける。
【００６４】
また、第二のシステムユニット３０を構成するスピーカ３１は、上記同様に、車両の天板７０のうち、対応するシート５２（図１に示す）の上方に配置される。詳細は、第一のシステムユニット２０と同様である。本実施形態によれば、第一実施形態とほぼ同様の効果を奏する。なお、誤差マイク２２、３２を、それぞれ車両の天板７０のうち、対応するシート５1、５２の上方に配置に配置してもよい。
【００６５】
＜第四実施形態＞
第四実施形態の能動型消音装置について、図１０を参照して説明する。本実施形態においては、第一実施形態に対して、コントローラ２３，３３の適用制御が異なる。本実施形態において、コントローラ２３，３３は、Filtered-X LMSアルゴリズムではなく、直接法適応アルゴリズム（Direct Adaptive Algorithm, DAA)を適用する。例えば、直接法LMSアルゴリズムを適用する。
【００６６】
図１０に示すように、第一のコントローラ２３は、各参照信号r1〜r4と、第一の誤差信号e1と、それぞれの適応フィルタの出力値u1〜u4とに基づいて、適応制御を行う。また、第二のコントローラ３３は、各参照信号r1〜r4と、第二の誤差信号e2と、それぞれの適応フィルタの出力値u5〜u8とに基づいて、適応制御を行う。直接法を適用することで、二次経路Gの同定が不要となる。本実施形態によれば、第一実施形態とほぼ同様の効果を奏する。
【００６７】
上記実施形態にて説明したFiltered-X LMSアルゴリズム、直接法LMSアルゴリズムの他の適応制御として、RLSアルゴリズム、FDAアルゴリズム、直接法RLSアルゴリズム、直接法FDAアルゴリズムを適用することもできる。
【符号の説明】
【００６８】
１１〜１４：参照センサ、  ４１〜４４：ナックル、  ２１，３１：スピーカ、  ２１ａ：可動体、  ２２，３２：誤差マイク、  ２３，３３：コントローラ、  ５１〜５４：シート、  ５１ａ，５２ａ：ヘッドレスト、  ５１ｃ，５２ｃ：シートバック、  ７０：天板、  １１０：第一の静電型電極体、  １２０：第二の静電型電極体、  １１１，１１２，１２１，１２２：電極対、  １１３，１２３：誘電層、  １３０：中間体
【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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