(57)【要約】  能動型振動騒音制御装置は、複数のスピーカから制御音を出力させることで振動騒音を打ち消すために好適に利用される。能動型振動騒音制御装置は、振動騒音源から評価点までの振動騒音の位相特性と振動騒音源から疑似評価点までの振動騒音の位相特性との差に相当する第１位相差と、複数のスピーカの各々についての、スピーカから評価点までの制御音の位相特性とスピーカから疑似評価点までの制御音の位相特性との差に相当する第２位相差と、の関係に基づいて、複数のスピーカの中から１以上のスピーカを選択し、選択したスピーカのみから制御音を出力させる。これにより、振動騒音の周波数帯域によらずに、疑似評価点において振動騒音を安定して低減することが可能となる。
2011099152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスピーカから制御音を出力させることで振動騒音を打ち消す能動型振動騒音制御装置であって、
振動騒音源から発生された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、
前記振動騒音源からの発生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用いることで、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と、
前記振動騒音と前記制御音との相殺誤差を検出して、誤差信号として出力するマイクと、
前記複数のスピーカから前記マイクまでの伝達関数に基づいて、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、
前記誤差信号及び前記参照信号に基づいて、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、
前記複数のスピーカの中から１以上のスピーカを選択し、選択したスピーカのみから前記制御音を出力させる制御手段と、を備え、
前記制御手段は、（１）前記振動騒音源から前記マイクの設置位置に対応する評価点までの前記振動騒音の位相特性と、前記振動騒音源から前記マイクの設置位置とは異なる位置に対応する疑似評価点までの前記振動騒音の位相特性との差に相当する第１位相差と、（２）前記複数のスピーカの各々についての、前記スピーカから前記評価点までの前記制御音の位相特性と前記スピーカから前記疑似評価点までの前記制御音の位相特性との差に相当する第２位相差と、の関係に基づいて、前記複数のスピーカの中からスピーカを選択す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、前記複数のスピーカの中から、前記第１位相差との差の絶対値が所定値以下である前記第２位相差を有するスピーカを少なくとも１つ選択する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、前記複数のスピーカの中から、前記第１位相差よりも大きい前記第２位相差を有するスピーカと、前記第１位相差よりも小さい前記第２位相差を有するスピーカとを選択す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】
前記制御手段は、前記複数のスピーカの中から、前記第１位相差に最も近い前記第２位相差を有するスピーカを少なくとも１つ選択することを特徴とする請求項２又は３に記載の能動型振動騒音制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記振動騒音の周波数帯域に応じて、選択するスピーカを変更することを特徴とする請求項１乃至４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６】
前記第１位相差、及び前記制御手段によって選択されたスピーカの前記第２位相差に基づいて、前記制御手段によって選択されたスピーカの前記制御信号の振幅を制御する振幅制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至５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７】
前記振幅制御手段は、前記制御手段によって選択された複数のスピーカの前記制御音を合成した制御音についての前記第２位相差が、前記第１位相差に近付くように、当該複数のスピーカの各々について前記制御信号の振幅を制御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。
【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】
また、マイクの設置位置以外の位置（例えば耳元）でも、振動騒音を低減することを図った技術が提案されている（例えば特許文献１及び２参照）。具体的には、特許文献２には、特許文献１に記載された技術において生じ得る、複数のスピーカからの制御音の干渉を防止すべく、一方のスピーカの出力信号をフィルタ係数で補正する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３３２４７７号公報
【特許文献２】特開２００５−８４５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した特許文献２に記載された技術では、補償フィルタのフィルタ係数Ｆを演算式「Ｆ＝（ｃ０１−ｑ・ｃ００）／（ｑ・ｃ１０−ｃ１１）」で求めているが、このフィルタ係数Ｆが周波数帯域によっては不安定になる場合があった。具体的には、フィルタ係数Ｆを求める演算式の分母が小さい値となる場合に、フィルタ係数Ｆが不安定になる傾向にあった。そのため、特許文献２に記載された技術では、周波数帯域によっては、誤差信号が発散することで、能動型振動騒音制御装置が異質な動作を起こす可能性があった。【０００６】
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、マイクの設置位置以外の所定位置において、周波数帯域によらずに、振動騒音を安定して低減することが可能な能動型振動騒音制御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】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、複数のスピーカから制御音を出力させることで振動騒音を打ち消す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、振動騒音源から発生された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、前記振動騒音源からの発生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用いることで、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と、前記振動騒音と前記制御音との相殺誤差を検出して、誤差信号として出力するマイクと、前記複数のスピーカから前記マイクまでの伝達関数に基づいて、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、前記誤差信号及び前記参照信号に基づいて、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、前記複数のスピーカの中から１以上のスピーカを選択し、選択したスピーカのみから前記制御音を出力させる制御手段と、を備え、前記制御手段は、（１）前記振動騒音源から前記マイクの設置位置に対応する評価点までの前記振動騒音の位相特性と、前記振動騒音源から前記マイクの設置位置とは異なる位置に対応する疑似評価点までの前記振動騒音の位相特性との差に相当する第１位相差と、（２）前記複数のスピーカの各々についての、前記スピーカから前記評価点までの前記制御音の位相特性と前記スピーカから前記疑似評価点までの前記制御音の位相特性との差に相当する第２位相差と、の関係に基づいて、前記複数のスピーカの中からスピーカを選択する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施例に係る能動型振動騒音制御装置の概略構成を示す。
【図２】本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３】比較例の不具合を説明するための図を示す。
【図４】本実施例の基本概念を説明するための図を示す。
【図５】第１位相差と第２位相差との位相差と、疑似評価点での振動騒音の低減効果との関係の一例を示す。
【図６】第１実施例におけるスピーカ及びマイクの配置例を示す。
【図７】第１実施例に係るスピーカの選択方法の一例を説明するための図を示す。
【図８】第１実施例による疑似評価点での振動騒音の低減効果の一例を示す。
【図９】第２実施例に係る能動型振動騒音制御装置の構成ブロック図を示す。
【図１０】第２実施例による疑似評価点での振動騒音の低減効果の一例を示す。
【図１１】比較例及び第２実施例による結果の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の１つの観点では、複数のスピーカから制御音を出力させることで振動騒音を打ち消す能動型振動騒音制御装置は、振動騒音源から発生された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、前記振動騒音源からの発生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用いることで、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と、前記振動騒音と前記制御音との相殺誤差を検出して、誤差信号として出力するマイクと、前記複数のスピーカから前記マイクまでの伝達関数に基づいて、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、前記誤差信号及び前記参照信号に基づいて、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、前記複数のスピーカの中から１以上のスピーカを選択し、選択したスピーカのみから前記制御音を出力させる制御手段と、を備え、前記制御手段は、（１）前記振動騒音源から前記マイクの設置位置に対応する評価点までの前記振動騒音の位相特性と、前記振動騒音源から前記マイクの設置位置とは異なる位置に対応する疑似評価点までの前記振動騒音の位相特性との差に相当する第１位相差と、（２）前記複数のスピーカの各々についての、前記スピーカから前記評価点までの前記制御音の位相特性と前記スピーカから前記疑似評価点までの前記制御音の位相特性との差に相当する第２位相差と、の関係に基づいて、前記複数のスピーカの中からスピーカを選択する。
【００１０】
上記の能動型振動騒音制御装置は、複数のスピーカから制御音を出力させることで振動騒音（例えばエンジンからの振動騒音）を打ち消すために好適に利用される。基準信号生成手段は、振動騒音源から発生する振動騒音周波数に基づいて基準信号を生成する。適応ノッチフィルタは、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へ出力する制御信号を生成する。マイクは、振動騒音と制御音との相殺誤差を検出して誤差信号として出力し、参照信号生成手段は、複数のスピーカからマイクまでの伝達関数に基づいて基準信号から参照信号を生成する。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、複数のスピーカの中から１以上のスピーカを選択し、選択したスピーカのみから制御音を出力させる。つまり、制御手段は、複数のスピーカの中から制御音を出力させるスピーカを選択することにより、スピーカの配置状態を決定する。具体的には、制御手段は、（１）振動騒音源から評価点までの振動騒音の位相特性と、振動騒音源から疑似評価点までの振動騒音の位相特性との差に相当する第１位相差と、（２）複数のスピーカの各々についての、スピーカから評価点までの制御音の位相特性とスピーカから疑似評価点までの制御音の位相特性との差に相当する第２位相差と、の関係に基づいて、複数のスピーカの中からスピーカを選択する。これにより、振動騒音の周波数帯域によらずに、疑似評価点において振動騒音を安定して低減することが可能となる。
【００１１】
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、前記複数のスピーカの中から、前記第１位相差との差の絶対値が所定値以下である前記第２位相差を有するスピーカを少なくとも１つ選択する。これにより、スピーカの制御音の位相特性を振動騒音の位相特性に適切に近似させることができ、疑似評価点での振動騒音を効果的に低減することが可能となる。
【００１２】
上記の能動型振動騒音制御装置の他の一態様では、前記制御手段は、前記複数のスピーカの中から、前記第１位相差よりも大きい前記第２位相差を有するスピーカと、前記第１位相差よりも小さい前記第２位相差を有するスピーカとを選択する。これによっても、スピーカの制御音の位相特性を振動騒音の位相特性に適切に近似させることができ、疑似評価点での振動騒音を効果的に低減することが可能となる。
【００１３】
上記の能動型振動騒音制御装置において好適には、前記制御手段は、前記複数のスピーカの中から、前記第１位相差に最も近い前記第２位相差を有するスピーカを少なくとも１つ選択することができる。
【００１４】
上記の能動型振動騒音制御装置の他の一態様では、前記制御手段は、前記振動騒音の周波数帯域に応じて、選択するスピーカを変更する。この態様では、振動騒音の周波数帯域によって第１位相差や第２位相差が変化するといった傾向を加味して、制御音を出力させるスピーカを選択することができる。
【００１５】
上記の能動型振動騒音制御装置の他の一態様では、前記第１位相差、及び前記制御手段によって選択されたスピーカの前記第２位相差に基づいて、前記制御手段によって選択されたスピーカの前記制御信号の振幅を制御する振幅制御手段を更に備える。好適には、前記振幅制御手段は、前記制御手段によって選択された複数のスピーカの前記制御音を合成した制御音についての前記第２位相差が、前記第１位相差に近付くように、当該複数のスピーカの各々について前記制御信号の振幅を制御する。これにより、選択された複数のスピーカの制御音を合成した制御音についての第２位相差を、振動騒音の第１位相差に、効果的に近似させることができる。したがって、疑似評価点での振動騒音を、より効果的に低減することが可能となる。
【実施例】
【００１６】
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。【００１７】
［基本概念］
まず、本実施例の基本概念について説明する。ここでは、図１に示すような能動型振動騒音制御装置５０を例に挙げて説明する。【００１８】
図１は、本実施例に係る能動型振動騒音制御装置５０の概略構成を示している。能動型振動騒音制御装置５０は、主に、スピーカ１０ａ、１０ｂと、マイク１１と、コントローラ２０と、を有する。【００１９】
基本的には、能動型振動騒音制御装置５０は、振動騒音周波数に基づいてスピーカ１０ａ、１０ｂから制御音を発生させることで、マイク１１の設置位置（以下、「評価点」と呼ぶ。この評価点は制御点に相当する。）３０での振動騒音を低減するための処理を行う。例えば、能動型振動騒音制御装置５０は、車両に搭載され、エンジンの振動騒音を低減するための処理を行う。具体的には、能動型振動騒音制御装置５０は、マイク１１で検出された誤差信号ｅをフィードバックすることでコントローラ２０において当該誤差を最小化するための制御信号ｙ１、ｙ２を生成し、当該制御信号ｙ１、ｙ２に対応する制御音をスピーカ１０ａ、１０ｂから出力させる。【００２０】
また、能動型振動騒音制御装置５０は、上記したように評価点３０での振動騒音を低減するための処理を行うと共に、マイク１１の設置位置とは異なる所定位置（以下、「疑似評価点」と呼ぶ。）３１での振動騒音を低減するための処理を行う。具体的には、能動型振動騒音制御装置５０は、振動騒音源の特性を加味して、疑似評価点３１での振動騒音を低減するための処理を行う。疑似評価点３１としては、例えばユーザの耳元などが挙げられる。【００２１】
次に、図２を参照して、上記した本実施例に係る能動型振動騒音制御装置５０の具体的な構成について説明する。図２は、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。【００２２】
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、を有する。周波数検出部１３、余弦波発生部１４ａ、正弦波発生部１４ｂ、適応ノッチフィルタ１５ａ、１５ｂ、参照信号生成部１６ａ、１６ｂ、及びｗ更新部１７ａ、１７ｂは、前述したコントローラ２０に相当する。以下の説明では、符号の末尾に「ａ」及び「ｂ」が付された構成要素について、それらの区別が不要な場合には「ａ」及び「ｂ」を適宜省略するものとする。【００２３】
周波数検出部１３は、振動騒音（例えばエンジンパルス）が入力されて、当該振動騒音の周波数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。【００２４】
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。【００２５】
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。【００２６】
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、１５ｂ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。【００２７】
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までの伝達関数を、それぞれ「ｐ１１」、「ｐ１２」で表す。この伝達関数ｐ１１、ｐ１２は、周波数ω０によって規定された関数であり、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、伝達関数ｐ１１、ｐ１２は、車室内で予め測定することで求められる。【００２８】
マイク１１は、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）、伝達関数ｐ１１、ｐ１２、及び振動騒音ｄ（ｎ）に応じた誤差信号ｅ（ｎ）を出力する。【００２９】
参照信号生成部１６ａ、１６ｂは、それぞれ、上記した伝達関数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は伝達関数ｐ１１の実数部ｃ０１及び虚数部ｃ１１を用い、参照信号生成部１６ｂは伝達関数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）に対して伝達関数ｐ１１の実数部ｃ０１を乗算した値と、基準正弦波ｘ１（ｎ）に対して伝達関数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）に対して伝達関数ｐ１２の実数部ｃ０２を乗算した値と、基準正弦波ｘ１（ｎ）に対して伝達関数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。【００３０】
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。具体的には、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。【００３１】
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。【００３２】
ｗ０１（ｎ＋１）＝ｗ０１（ｎ）−μ１・ｅ（ｎ）・ｒ０１（ｎ）    式（５）
ｗ１１（ｎ＋１）＝ｗ１１（ｎ）−μ１・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。【００３３】
ｗ０２（ｎ＋１）＝ｗ０２（ｎ）−μ２・ｅ（ｎ）・ｒ０２（ｎ）    式（７）
ｗ１２（ｎ＋１）＝ｗ１２（ｎ）−μ２・ｅ（ｎ）・ｒ１２（ｎ）    式（８）
式（５）〜（８）において、「μ１」及び「μ２」はステップサイズパラメータと呼ばれる収束スピードを決める係数である。言い換えると、フィルタ係数の更新速度に関わる係数である。例えば、ステップサイズパラメータμ１、μ２は予め設定された値が用いられる。【００３４】
なお、図１及び図２では、説明の便宜上、２つのスピーカ１０ａ、１０ｂのみを図示しているが、実際には、能動型振動騒音制御装置５０は３以上のスピーカ１０を具備するものとする。また、図２では、適応ノッチフィルタ１５ａ、１５ｂ、参照信号生成部１６ａ、１６ｂ、及びｗ更新部１７ａ、１７ｂが分離して構成された図を示しているが、これらをそれぞれ一体に構成しても良い。【００３５】
次に、図３を参照して、前述した従来技術（特許文献２に記載の技術であり、以下では「比較例」と呼ぶ。）の不具合について説明する。比較例に係る能動型振動騒音制御装置は、基本的には、評価点だけでなく疑似評価点でも振動騒音が低減されるように処理を行う。具体的には、比較例に係る能動型振動騒音制御装置は、複数のスピーカ（２つのスピーカ）からの制御音の干渉を防止すべく、一方のスピーカの出力信号をフィルタ係数Ｆで補正する。この場合、当該能動型振動騒音制御装置は、補償フィルタのフィルタ係数Ｆを演算式「Ｆ＝（ｃ０１−ｑ・ｃ００）／（ｑ・ｃ１０−ｃ１１）」で求める。【００３６】
図３は、比較例に係る能動型振動騒音制御装置をシミュレーションすることで得られた結果の一例を示している。ここでは、実際の車室内の伝達関数を使用した結果を示す。図３（ａ）は、フィルタ係数Ｆの振幅特性の一例を示している。具体的には、横軸に振動騒音（言い換えると騒音信号である。以下同様とする。）の周波数［Ｈｚ］を示し、縦軸にフィルタ係数Ｆの振幅［ｄＢ］を示している。図３（ａ）に示すように、例えば周波数が１００［Ｈｚ］である場合には、フィルタ係数Ｆが安定していることが見て取れる（破線領域Ｒ１１参照）。これに対して、例えば周波数が６１［Ｈｚ］である場合には、フィルタ係数Ｆが不安定になっていることが見て取れる（破線領域Ｒ１２参照）。【００３７】
図３（ｂ）及び図３（ｃ）は、それぞれ、比較例に係る能動型振動騒音制御装置を用いた場合の評価点における振動騒音の低減効果の一例を示している。具体的には、図３（ｂ）及び図３（ｃ）は、それぞれ、振動騒音の周波数が１００［Ｈｚ］及び６１［Ｈｚ］である場合の結果の一例を示している。また、図３（ｂ）及び図３（ｃ）は、それぞれ、上から順に、騒音信号、制御信号、誤差信号の時間変化を示している。図３（ｂ）より、周波数が１００［Ｈｚ］である場合には、誤差信号が収束していることがわかる。つまり、振動騒音が適切に低減されていると言える。これに対して、図３（ｃ）より、周波数が６１［Ｈｚ］である場合には、誤差信号が発散していることがわかる。つまり、振動騒音が適切に低減されていないと言える。【００３８】
図３に示した結果より、比較例に係る能動型振動騒音制御装置によれば、周波数帯域によってはフィルタ係数Ｆが不安定になる場合があり、この場合には、誤差信号が発散することで能動型振動騒音制御装置が異質な動作を起こす可能性があることが判明した。本実施例では、このような比較例による不具合を解消すべく、振動騒音の周波数帯域によらずに、疑似評価点３１において振動騒音が安定して低減されるように処理を行う。【００３９】
次に、図４を参照して、本実施例に係る能動型振動騒音制御装置５０が行う処理の基本概念について説明する。【００４０】
図４において、振動騒音の位相差（以下、適宜「第１位相差」と表記する。）は、振動騒音源４０から評価点３０までの振動騒音の位相特性と、振動騒音源４０から疑似評価点３１までの振動騒音の位相特性との差に相当する。また、制御音の位相差（以下、適宜「第２位相差」と表記する。）は、スピーカ１０から評価点３０までの制御音の位相特性と、スピーカ１０から疑似評価点３１までの制御音の位相特性との差に相当する。このような評価点３０と疑似評価点３１との間における第１位相差と第２位相差とが一致する場合には、評価点３０における振動騒音を低減させれば、疑似評価点３１においても同時に振動騒音が低減されるものと考えられる。即ち、振動騒音の位相特性にスピーカ１０の制御音の位相特性を近似させることで、振動騒音を安定して低減することができるものと考えられる。【００４１】
したがって、本実施例に係る能動型振動騒音制御装置５０は、評価点３０と疑似評価点３１との間における第１位相差及び第２位相差に着目して処理を行う。具体的には、本実施例に係る能動型振動騒音制御装置５０は、第１位相差と、複数のスピーカ１０についての第２位相差との関係に基づいて、複数のスピーカ１０の中からスピーカ１０を選択し、選択したスピーカ１０のみから制御音を出力させる。つまり、能動型振動騒音制御装置５０は、振動騒音における第１位相差を近似するような第２位相差を生じさせるべく、複数のスピーカ１０の中から制御音を出力させるスピーカ１０を選択することにより、スピーカ１０の配置状態を決定する。言い換えると、能動型振動騒音制御装置５０は、スピーカ１０の配置状態を変えることにより第２位相差を操作することで、第２位相差を第１位相差に近似させる。この場合、能動型振動騒音制御装置５０は、複数のスピーカ１０の中から、１つのスピーカ１０又は２以上のスピーカ１０を選択する。【００４２】
より詳しくは、本実施例に係る能動型振動騒音制御装置５０は、複数のスピーカ１０の中から、第１位相差との差の絶対値が所定値以下である第２位相差を有するスピーカ１０を選択する。この場合において、第１位相差との差の絶対値が所定値以下である第２位相差を有するスピーカ１０が複数存在する場合には、能動型振動騒音制御装置５０は、第１位相差に最も近い第２位相差を有するスピーカ１０を少なくとも選択することができる。【００４３】
なお、上記の第１位相差及び複数のスピーカ１０の第２位相差は、それぞれ、予め測定や所定の演算式などにより求められて、メモリ等に記憶される。具体的には、第１位相差及び複数のスピーカ１０の第２位相差は、それぞれ周波数毎にメモリ等に記憶される。そして、能動型振動騒音制御装置５０は、こうして記憶された第１位相差及び第２位相差を用いてスピーカ１０の選択を行うことができる。【００４４】
なお、上記の「所定値」としては、例えば、能動型振動騒音制御装置５０が振動騒音を低減するための処理を行った場合に、疑似評価点３１において増音しないような第１位相差と第２位相差との位相差を用いることができる。一例としては、「所定値」として６０°を用いることができる。【００４５】
次に、図５を参照して、第１位相差と第２位相差との位相差と、疑似評価点３１での振動騒音の低減効果との関係の一例を説明する。ここでは、振幅が概ね同一である騒音信号及び制御信号を用いた場合を例に挙げる。【００４６】
図５（ａ）は、横軸に第１位相差と第２位相差との位相差（絶対値）を示し、縦軸に疑似評価点３１での誤差信号の振幅を示している。疑似評価点３１での誤差信号は、所定の演算式などにより得られる。また、図５（ａ）の縦軸は、「０」より下に進むと消音することを示しており、「０」より上に進むと増音することを示している。なお、本明細書では、振動騒音が低減することを適宜「消音」と表記し、振動騒音が増大することを適宜「増音」と表記する。【００４７】
図５（ｂ）、図５（ｃ）、図５（ｄ）は、それぞれ、第１位相差と第２位相差との位相差（絶対値）が０°、６０°、１８０°である場合の、騒音信号（破線で示す）、制御信号（一点鎖線で示す）、誤差信号（実線で示す）の関係を示している。これらの図より、位相差が０°である場合には誤差信号が概ね「０」になっていることがわかり、位相差が６０°である場合には誤差信号が増加も低下もしていないことがわかり、位相差が１８０°である場合には誤差信号が増加していることがわかる。【００４８】
図５より、第１位相差と第２位相差との位相差（絶対値）が小さくなるほど、疑似評価点３１での振動騒音が、より低減されると言える。また、第１位相差と第２位相差との位相差（絶対値）が６０°以下である場合には、疑似評価点３１での振動騒音は、少なくとも増大しないということが言える。このことから、好適な例として、動作させるスピーカ１０を選択する場合において、第１位相差と第２位相差との位相差の判定に使用される所定値として６０°を用いることができる。【００４９】
以上説明した本実施例によれば、振動騒音の周波数帯域によらずに、疑似評価点３１において振動騒音を安定して低減することが可能となる。また、能動型振動騒音制御装置５０によるスピーカ１０の選択は、前述した比較例によるフィルタ係数Ｆを用いた位相処理などと同等の処理を行っていることに相当するため、本実施例によれば、比較例と比較して、処理の負荷を軽減することが可能となる。【００５０】
なお、以上説明したようなスピーカ１０の選択は、能動型振動騒音制御装置５０内の制御部（図２では図示せず）によって行われる。つまり、当該制御部が、第１位相差と複数のスピーカ１０についての第２位相差との関係に基づいて、複数のスピーカ１０の中から１以上のスピーカ１０を選択し、選択したスピーカ１０のみから制御音を出力させる制御を行う。１つの例では、制御部は、選択したスピーカ１０をオンにして作動させると共に、選択しなかったスピーカ１０をオフにして停止させる制御を行う。この場合、選択しなかったスピーカ１０の制御信号を求める処理を行う適応ノッチフィルタ１５、参照信号生成部１６、及びｗ更新部１７を動作させ続けても良いし、停止させても良い。このような能動型振動騒音制御装置５０内の制御部は、制御手段の一例に相当する。【００５１】
［第１実施例］
次に、第１実施例について説明する。第１実施例では、図６に示すように配置された、４つのスピーカ１０ＦＬ、１０ＦＲ、１０ＲＬ、１０Ｒ及びマイク１１を有する能動型振動騒音制御装置５０を考える。第１実施例に係る能動型振動騒音制御装置５０も、基本的には、図２に示したような基本構成を有しており、評価点３０での振動騒音を低減するための処理を行うものとする。当該能動型振動騒音制御装置５０は、例えば車室内に設置される。【００５２】
以下では、スピーカ１０ＦＬにおける第２位相差を「Ｐ＿ＦＬ」と表記し、スピーカ１０ＦＲにおける第２位相差を「Ｐ＿ＦＲ」と表記し、スピーカ１０ＲＬにおける第２位相差を「Ｐ＿ＲＬ」と表記し、スピーカ１０ＲＲにおける第２位相差を「Ｐ＿ＲＲ」と表記する。また、第１位相差を「Ｐ＿ｎ」と表記する。なお、以下では、スピーカ１０ＦＬ、１０ＦＲ、１０ＲＬ、１０Ｒを区別しないで用いる場合には単に「スピーカ１０」と表記する。【００５３】
第１実施例では、図６に示すような疑似評価点３１において振動騒音が安定して低減されるように、４つのスピーカ１０の中から２つのスピーカ１０を選択する、つまりスピーカ対を選択する。具体的には、第１実施例に係る能動型振動騒音制御装置５０は、図５に示したような結果を考慮して、４つのスピーカ１０の中から、第１位相差との差の絶対値が６０°以下である第２位相差を有するスピーカ１０を２つ選択し、選択された２つのスピーカ１０のみから制御音を出力させる。この場合において、第１位相差との差の絶対値が６０°以下である第２位相差を有するスピーカ１０が３以上存在する場合には、能動型振動騒音制御装置５０は、第１位相差との差の絶対値が小さい第２位相差を有するスピーカ１０を優先的に選択する。具体的には、３以上のスピーカ１０の中から、第１位相差との差の絶対値が最も小さい第２位相差を有するスピーカ１０と、第１位相差との差の絶対値がその次に小さい第２位相差を有するスピーカ１０とを選択することができる。【００５４】
次に、図７を参照して、第１実施例に係るスピーカ１０の選択方法の一例について説明する。ここでは、図７（ａ）に示すように、振動騒音の第１位相差Ｐ＿ｎが「−４０°」であり、スピーカ１０ＦＬの第２位相差Ｐ＿ＦＬが「０°」であり、スピーカ１０ＦＲの第２位相差Ｐ＿ＦＲが「−５０°」であり、スピーカ１０ＲＬの第２位相差Ｐ＿ＲＬが「３０°」であり、スピーカ１０ＲＲの第２位相差Ｐ＿ＲＲが「２５°」である場合を例に挙げる。【００５５】
この例では、第１位相差Ｐ＿ｎとの差の絶対値が６０°以下である第２位相差を有するスピーカ１０は、スピーカ１０ＦＬ及びスピーカ１０ＦＲである。そのため、図７（ｂ）中の破線領域に示すように、制御音を出力させるスピーカ対として、スピーカ１０ＦＬ及びスピーカ１０ＦＲが選択される。【００５６】
次に、図８を参照して、上記のように選択されたスピーカ１０ＦＬ及びスピーカ１０ＦＲを使用した場合の結果と、選択されなかったスピーカ１０ＲＬ及びスピーカ１０ＲＲを使用した場合の結果とを比較する。ここでは、７５［Ｈｚ］の正弦波を騒音信号として用いた場合の結果を示す。【００５７】
図８（ａ）は、図６と同様の図を示している。図８（ｂ）及び図８（ｃ）は、それぞれ、第１実施例に係る能動型振動騒音制御装置５０を用いた場合の疑似評価点３１での振動騒音の低減効果の一例を示している。具体的には、図８（ｂ）は、スピーカ１０ＲＬ及びスピーカ１０ＲＲのみから制御音を出力させた場合（図８（ａ）中の破線領域Ｒ２１参照）の結果の一例を示しており、図８（ｃ）は、スピーカ１０ＦＬ及びスピーカ１０ＦＲのみから制御音を出力させた場合（図８（ａ）中の破線領域Ｒ２２参照）の結果の一例を示している。また、図８（ｂ）及び図８（ｃ）は、それぞれ、上から順に、騒音信号、制御信号、誤差信号の時間変化を示している。【００５８】
図８（ｂ）より、スピーカ１０ＲＬ及びスピーカ１０ＲＲから制御音を出力させた場合には、誤差信号が増大していることがわかる。つまり、増音していると言える。これに対して、図８（ｃ）より、スピーカ１０ＦＬ及びスピーカ１０ＦＲから制御音を出力させた場合には、誤差信号が低減していることがわかる。つまり、適切に消音されていると言える。このような結果より、上記したような方法により選択されたスピーカ１０から制御音を出力させることで、疑似評価点３１において振動騒音を安定して低減できることがわかる。【００５９】
［第２実施例］
次に、第２実施例について説明する。第２実施例では、上記のように選択された複数のスピーカ１０のそれぞれで用いられる制御信号の振幅を制御する。具体的には、第２実施例では、選択された複数のスピーカ１０の制御音を合成した制御音（以下、適宜「合成制御音」と呼ぶ。）に関する第２位相差が振動騒音の第１位相差に近付くように、つまり合成制御音の第２位相差が第１位相差を近似するように、複数のスピーカ１０における制御信号の振幅バランスを変更する。なお、合成制御音の第２位相差とは、複数のスピーカ１０から制御音を同時出力させた場合の、評価点３０までの合成制御音の位相特性と疑似評価点３１までの合成制御音の制御音の位相特性との差に相当する。【００６０】
１つの例では、フィルタ係数を更新する際に重み付け処理を行うことにより、複数のスピーカ１０のそれぞれで用いられる制御信号の振幅を制御することができる。具体的には、複数のスピーカ１０のそれぞれで用いられる、適応ノッチフィルタのフィルタ係数を更新する際に用いられるステップサイズパラメータμに対して重み付けを行う。この場合、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、「重み係数ｓ」と呼ぶ。）を用い、当該重み係数ｓを種々の値に設定してステップサイズパラメータμの値を変更することによって、複数のスピーカ１０のそれぞれにおける制御信号の振幅を制御することができる。【００６１】
但し、このステップサイズパラメータμに重み付けを行うことで振幅を制御するためには、好適には、フィルタ係数がリーキーＬＭＳアルゴリズムに基づいて更新されることが望ましい。具体的には、ｗ更新部１７ａ、１７ｂにリーク係数（Ｗの成長を抑制するための係数λ）が含まれていることが望ましい。【００６２】
なお、能動型振動騒音制御装置を安定して動作させるために、重み係数ｓは１以下の値を用いることが望ましい。【００６３】
次に、図９を参照して、第２実施例に係る能動型振動騒音制御装置の一例について説明する。【００６４】
図９は、第２実施例に係る能動型振動騒音制御装置５１の概略構成を示すブロック図である。図９では、第２実施例に係る能動型振動騒音制御装置５１が有する構成要素の一部のみを図示している。図９に図示されていない構成要素は、上記した能動型振動騒音制御装置５０（図２参照）が有する構成要素と同様であるものとする。なお、以下の説明では、能動型振動騒音制御装置５０の構成要素や信号などと同一のものについては、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、特に説明しない構成要素や信号などについては、同様であるものとする。【００６５】
第２実施例に係る能動型振動騒音制御装置５１は、上記した能動型振動騒音制御装置５０と異なり、重み係数変更部１９ａ、１９ｂを有する。なお、図９では、説明の便宜上、２つのスピーカ１０ａ、１０ｂのみを図示しているが、実際には、能動型振動騒音制御装置５１は３以上のスピーカ１０を具備するものとする。【００６６】
重み係数変更部１９ａ、１９ｂ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を重み付けするための重み係数ｓ１、ｓ２を設定する。具体的には、重み係数変更部１９ａ、１９ｂは、スピーカ１０ａ、１０ｂの制御音を合成した合成制御音の第２位相差が振動騒音の第１位相差に近似するように、制御信号ｙ１、ｙ２の振幅を制御するべく、重み係数ｓ１、ｓ２を設定する。この場合、重み係数変更部１９ａ、１９ｂは、スピーカ１０ａ、１０ｂのそれぞれの第２位相差と第１位相差との差に応じて、重み係数ｓ１、ｓ２を設定する。詳しくは、スピーカ１０ａの第２位相差と第１位相差との差と、スピーカ１０ｂの第２位相差と第１位相差との差と、の比に応じて、重み係数ｓ１、ｓ２を設定する。この場合には、第１位相差に近い第２位相差を有するスピーカ１０で用いられる重み係数ｓが、もう一方のスピーカ１０で用いられる重み係数ｓよりも大きな値に設定される。このように、重み係数変更部１９ａ、１９ｂは振幅制御手段の一例に相当する。【００６７】
なお、能動型振動騒音制御装置５１の動作中に重み係数変更部１９ａ、１９ｂが重み係数ｓ１、ｓ２を求めることに限定はされない。重み係数変更部１９ａ、１９ｂは、予め測定や所定の演算式などに求められた重み係数ｓ１、ｓ２を用いることができる。【００６８】
ｗ更新部１７ａ、１７ｂは、それぞれ、重み係数変更部１９ａ、１９ｂで設定された重み係数ｓ１、ｓ２によって重み付けられたステップサイズパラメータ（以下、「μ１’」及び「μ２’」と表記する。）に基づいて、フィルタ係数の更新を行う。この場合、ステップサイズパラメータμ１’は「μ１’＝μ１×ｓ１」で表され、ステップサイズパラメータμ２’は「μ２’＝μ２×ｓ２」で表される。ｗ更新部１７ａ、１７ｂは、それぞれ、前述した式（５）〜（８）中のステップサイズパラメータμ１、μ２に、このようなステップサイズパラメータμ１’、μ２’を代入することで、フィルタ係数ｗ０１、ｗ１１、ｗ０２、ｗ１２を求める。そして、適応ノッチフィルタ１５ａ、１５ｂは、それぞれ、ｗ更新部１７ａ、１７ｂで更新されたフィルタ係数ｗ０１、ｗ１１、ｗ０２、ｗ１２に基づいて、スピーカ１０ａ、１０ｂの各々で用いられる制御信号ｙ１、ｙ２を生成する。【００６９】
また、このような重み付けを行い、さらにリーキーＬＭＳアルゴリズムに基づいてフィルタ係数を更新する場合は、例えば、更新後のフィルタ係数ｗ０１（ｎ＋１）を求める前述の式（５）は、式（９）のように変形される。【００７０】
ｗ０１（ｎ＋１）
＝（１−λ０１）・ｗ０１（ｎ）−μ１’・ｅ（ｎ）・ｒ０１（ｎ）    式（９）
式（９）に示すような式の変形は、ｗ１１（ｎ＋１）、ｗ０２（ｎ＋１）、ｗ１２（ｎ＋１）をそれぞれ求めるための式（６）〜（８）についても同様に適用される。【００７１】
次に、図１０を参照して、上記のような重み付けを行った場合の疑似評価点３１での振動騒音の低減効果と、上記のような重み付けを行わなかった場合の疑似評価点３１での振動騒音の低減効果とを比較する。ここでは、図６に示すように配置された４つのスピーカ１０ＦＬ、１０ＦＲ、１０ＲＬ、１０Ｒ及びマイク１１を有する共に、図６に示すような疑似評価点３１での振動騒音の低減を図った能動型振動騒音制御装置５１について考える。また、第１位相差及び第２位相差が図７（ａ）に示したような値を有しており、制御音を出力させるスピーカ対として、スピーカ１０ＦＬ及びスピーカ１０ＦＲが選択された場合を考える。【００７２】
ここで、スピーカ１０ＦＬにおいて重み係数ｓ１が用いられるものとし、スピーカ１０ＦＲにおいて重み係数ｓ２が用いられるものとする。この場合、スピーカ１０ＦＬの第２位相差Ｐ＿ＦＬ（＝０°）と第１位相差Ｐ＿ｎ（＝−４０°）との差の絶対値は４０°であり、スピーカ１０ＦＲの第２位相差Ｐ＿ＦＲ（＝−５０°）と第１位相差Ｐ＿ｎ（＝−４０°）との差の絶対値は１０°であるため、これらの差の絶対値の比は「４０：１０」となる。そのため、当該比の逆比である「１０：４０」に相当する「０．２５：１」が、それぞれ重み係数ｓ１、ｓ２として設定される。つまり「ｓ１：ｓ２＝０．２５：１」となる。このような重み係数ｓ１、ｓ２を用いた場合には、選択された２つのスピーカ１０ＦＬ、１０ＦＲの合成制御音についての第２位相差は「−４０°」となる。つまり、合成制御音の第２位相差が第１位相差Ｐ＿ｎに一致することとなる。なお、このような重み付けを行わない場合（重み係数ｓ１、ｓ２をそれぞれ１に設定する場合に相当する）には、スピーカ１０ＦＬ、１０ＦＲの合成制御音についての第２位相差は「−２５°」となる。【００７３】
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、それぞれ、上記のようにフィルタ係数を更新する際に重み付けを行った場合及び当該重み付けを行わなかった場合についての、疑似評価点３１での振動騒音の低減効果の一例を示している。具体的には、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、それぞれ、上から順に、騒音信号、制御信号、誤差信号の時間変化を示している。ここでは、７５［Ｈｚ］の正弦波を騒音信号として用いた場合の結果を示す。なお、図１０（ａ）は、図８（ｃ）と同様の結果を示している。【００７４】
図１０（ａ）と図１０（ｂ）とを比較すると、重み付けを行った場合には、重み付けを行わなかった場合と比較して、誤差信号が小さくなっていることがわかる。つまり、振動騒音が、より低減されていると言える。具体的には、重み付けを行わなかった場合の消音効果は「−１０［ｄＢ］」であり、重み付けを行った場合の消音効果は「−１６［ｄＢ］」である。このような結果より、第２実施例によれば、より効果的に、疑似評価点３１での振動騒音を低減できることがわかる。【００７５】
次に、図１１を参照して、前述した比較例による結果と第２実施例による結果とを比較する。【００７６】
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、それぞれ、比較例及び第２実施例による疑似評価点３１での振動騒音の低減効果の一例を示している。具体的には、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、それぞれ、上から順に、騒音信号、制御信号、誤差信号の時間変化を示している。ここでは、６１［Ｈｚ］の正弦波を騒音信号として用いた場合の結果を示す。当該周波数は、比較例においてフィルタ係数Ｆが不安定となった周波数に相当する（図３参照）。また、第２実施例による結果としては、上記したような方法により２つのスピーカ１０を選択し、選択した２つのスピーカ１０の制御信号の振幅を重み係数ｓ１、ｓ２によって制御した場合の結果を示す。具体的には、重み係数ｓ１、ｓ２として「ｓ１：ｓ２＝１：０．１」を用いた場合を例に挙げる。【００７７】
図１１（ａ）と図１１（ｂ）とを比較すると、第２実施例によれば、比較例と比較して、疑似評価点３１での振動騒音が安定して低減されていることがわかる。【００７８】
なお、上記では、ステップサイズパラメータμを重み付けするための重み係数ｓを、第１位相差と各スピーカ１０の第２位相差との差に応じて設定する例を示した。他の例では、予め測定や所定の演算式などにより重み係数ｓを求めてメモリ等に記憶しておき、記憶された重み係数ｓを用いることができる。例えば、制御すべき周波数における第１位相差に基づいて選ばれる２つのスピーカに対して、予め適切なゲインになるような重み係数ｓをそれぞれ記憶させておくことができる。【００７９】
なお、上記では、複数のスピーカ１０のそれぞれで用いられる制御信号の振幅を制御する方法として、フィルタ係数を更新する際に重み付けを行う例を示したが、制御信号の振幅を制御する方法は当該例に限定されない。他の例では、複数のスピーカ１０の各々の出力ゲインに対して重み付けを行うことで、複数のスピーカ１０の制御信号の振幅を制御することができる。言い換えると、複数のスピーカ１０で用いられる制御信号に対して直接重み付けを行うことができる。この例でも、上記した重み係数ｓと同様の重み係数を用いることができる。【００８０】
［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。【００８１】
上記した第１実施例及び第２実施例では２つのスピーカを選択する例を示したが、３以上のスピーカを選択しても良い。３以上のスピーカを選択する場合にも、２つのスピーカを選択する場合に用いた方法と同様の方法を用いることができる。また、３以上のスピーカを選択する場合にも、第２実施例で示した方法と同様の方法により、選択された３以上のスピーカ１０のそれぞれで用いられる制御信号の振幅を制御することができる。【００８２】
また、上記した実施例では、複数のスピーカの中から、第１位相差との差の絶対値が所定値以下である第２位相差を有するスピーカを選択することを述べた。この場合、複数のスピーカの中から２以上のスピーカを選択する場合において、当該２以上のスピーカの全てが、第１位相差と第２位相差との差の絶対値が所定値以下であるといった条件（以下、適宜「第１条件」と呼ぶ。）を満たさなくても良い。つまり、当該２以上のスピーカにおいて、少なくとも１つのスピーカが第１条件を満たせば、その他のスピーカが第１条件を満たさなくても良い。少なくとも１つのスピーカが第１条件を満たせば、疑似評価点３１において、少なくとも増音が生じない可能性が高いからである。【００８３】
また、第１条件を用いてスピーカを選択することに限定はされない。他の例では、複数のスピーカの中から２つのスピーカを選択する場合において、第１条件の代わりに、第１位相差よりも大きい第２位相差を有するスピーカと、第１位相差よりも小さい第２位相差を有するスピーカとを選択するといった条件（以下、適宜「第２条件」と呼ぶ。）を用いることができる。つまり、他の例では、複数のスピーカの中の２つのスピーカにおいて、当該２つのスピーカのそれぞれの第２位相差の間に第１位相差が存在するようなスピーカ対を選択することができる。こうするのは、第２条件を満たすスピーカ対を選択した場合には、当該スピーカ対の合成制御音についての第２位相差と第１位相差との差の絶対値が、第１条件で用いられる所定値（６０°）以下となる可能性が高いからである。即ち、疑似評価点３１において少なくとも増音が生じない可能性が高いからである。例えば、第２条件を用いるスピーカの選択は、第１条件を満たすスピーカが存在しない場合に行うことができる。なお、第２条件を用いてスピーカを選択する場合において、第２条件を満たすスピーカ対が複数存在する場合には、第１位相差との差の絶対値が小さい第２位相差を有するスピーカ対を優先的に選択することができる。【００８４】
また、上記のように、第１条件の代わりに第２条件を用いてスピーカを選択することに限定はされず、第１条件及び第２条件の両方を用いてスピーカを選択しても良い。つまり、複数のスピーカの中から、第１条件及び第２条件の両方を満たすようなスピーカ対を選択することができる。例えば、第１条件を満たすスピーカが複数存在する場合に、当該スピーカを組み合わせたスピーカ対の中で第２条件を満たすようなスピーカ対を選択することができる。【００８５】
また、複数のスピーカの中から２以上のスピーカを選択することに限定はされず、複数のスピーカの中から１つのスピーカのみを選択しても良い。この場合、第１条件を用いて、複数のスピーカの中から１つのスピーカを選択することができる。第１条件を満たすスピーカが複数存在する場合には、第１位相差との差の絶対値が最も小さい第２位相差を有するスピーカを選択することができる。【００８６】
また、上記では、第１条件で使用される所定値として６０°を用いる実施例を示したが、当該所定値として６０°を用いることに限定はされない。上記した実施例では、疑似評価点３１において少なくとも増音を生じさせないといった観点から所定値として６０°を用いていたが、例えば疑似評価点３１で振動騒音を低減させるレベルなどに応じて、所定値を種々の値に設定することができる。【００８７】
更に、振動騒音の全ての周波数帯域において同一のスピーカを選択することに限定はされず、他の例では、振動騒音の周波数帯域に応じて、選択するスピーカを変更することができる。こうするのは、振動騒音の周波数帯域によって、第１位相差や複数のスピーカの各々における第２位相差が変化する傾向にあるからである。例えば、周波数帯域ごとに位相差を対応付けたテーブルや、周波数帯域ごとに選択すべきスピーカを対応付けたテーブルなどを用意しておき、このようなテーブルを用いて、選択するスピーカを周波数帯域に応じて変更することができる。【００８８】
本発明は、２つ又は４つのスピーカを具備して構成された能動型振動騒音制御装置への適用に限定されない。また、本発明は、１つのマイクのみを具備して構成された能動型振動騒音制御装置５０への適用に限定されない。本発明は、３つのスピーカや、５以上のスピーカや、２以上のマイクなどを具備して構成された能動型振動騒音制御装置にも適用することができる。【００８９】
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】
【００９０】
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】
【００９１】
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
１９ａ、１９ｂ  重み係数変更部
２０  コントローラ
３０  評価点
３１  擬似評価点
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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【手続補正書】
【提出日】平成24年8月1日(2012.8.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスピーカから制御音を出力させることで振動騒音を打ち消す能動型振動騒音制御装置であって、
振動騒音源から発生された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、
前記振動騒音源からの発生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用いることで、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と、
前記振動騒音と前記制御音との相殺誤差を検出して、誤差信号として出力するマイクと、
前記複数のスピーカから前記マイクまでの伝達関数に基づいて、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、
前記誤差信号及び前記参照信号に基づいて、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、
前記複数のスピーカの中から１以上のスピーカを選択し、選択したスピーカのみから前記制御音を出力させる制御手段と、を備え、
前記制御手段は、（１）前記振動騒音源から前記マイクの設置位置に対応する評価点までの前記振動騒音の位相特性と、前記振動騒音源から前記マイクの設置位置とは異なる位置に対応する疑似評価点までの前記振動騒音の位相特性との差に相当する第１位相差と、（２）前記複数のスピーカの各々についての、前記スピーカから前記評価点までの前記制御音の位相特性と前記スピーカから前記疑似評価点までの前記制御音の位相特性との差に相当する第２位相差と、の関係に基づいて、前記複数のスピーカの中からスピーカを選択し、
前記第１位相差及び前記第２位相差は、測定及び／又は所定の演算式により予め求められ、記憶手段に記憶されてい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、前記複数のスピーカの中から、前記第１位相差との差の絶対値が所定値以下である前記第２位相差を有するスピーカを少なくとも１つ選択する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、前記複数のスピーカの中から、前記第１位相差よりも大きい前記第２位相差を有するスピーカと、前記第１位相差よりも小さい前記第２位相差を有するスピーカとを選択す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】
前記制御手段は、前記複数のスピーカの中から、前記第１位相差に最も近い前記第２位相差を有するスピーカを少なくとも１つ選択することを特徴とする請求項２又は３に記載の能動型振動騒音制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記振動騒音の周波数帯域に応じて、選択するスピーカを変更することを特徴とする請求項１乃至４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６】
前記第１位相差、及び前記制御手段によって選択されたスピーカの前記第２位相差に基づいて、前記制御手段によって選択されたスピーカの前記制御信号の振幅を制御する振幅制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至５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７】
前記振幅制御手段は、前記制御手段によって選択された複数のスピーカの前記制御音を合成した制御音についての前記第２位相差が、前記第１位相差に近付くように、当該複数のスピーカの各々について前記制御信号の振幅を制御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。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、複数のスピーカから制御音を出力させることで振動騒音を打ち消す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、振動騒音源から発生された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、前記振動騒音源からの発生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用いることで、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と、前記振動騒音と前記制御音との相殺誤差を検出して、誤差信号として出力するマイクと、前記複数のスピーカから前記マイクまでの伝達関数に基づいて、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、前記誤差信号及び前記参照信号に基づいて、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、前記複数のスピーカの中から１以上のスピーカを選択し、選択したスピーカのみから前記制御音を出力させる制御手段と、を備え、前記制御手段は、（１）前記振動騒音源から前記マイクの設置位置に対応する評価点までの前記振動騒音の位相特性と、前記振動騒音源から前記マイクの設置位置とは異なる位置に対応する疑似評価点までの前記振動騒音の位相特性との差に相当する第１位相差と、（２）前記複数のスピーカの各々についての、前記スピーカから前記評価点までの前記制御音の位相特性と前記スピーカから前記疑似評価点までの前記制御音の位相特性との差に相当する第２位相差と、の関係に基づいて、前記複数のスピーカの中からスピーカを選択し、前記第１位相差及び前記第２位相差は、測定及び／又は所定の演算式により予め求められ、記憶手段に記憶されている。
【国際調査報告】
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