(57)【要約】【課題】Ｚｈａｎｇの方法をさらに改良し、音源の急激な変化に対しても発散することなく、適切な消音効果の維持を実現するオンライン同定における信号処理方法を提供する。【解決手段】騒音とは無相関な同定音をノイズジェネレータ１０により生成し、同定信号を消音誤差で重み付けをして、常時同定を行うアクティブ消音装置１におけるオンライン同定時の信号処理方法であって、前記消音誤差として、二次経路フィルタの同定誤差ｅｓ（ｎ）と、一次経路フィルタの同定誤差ｅ´（ｎ）とを用いる。  また、重み付けの方法が、二次経路フィルタの同定誤差ｅｓ（ｎ）と、一次経路の同定誤差ｅ´（ｎ）との積を、同定信号に加算して重み付けをし、かつ、二次経路フィルタの同定誤差ｅｓ（ｎ）と、一次経路の同定誤差ｅ´（ｎ）との積に、可変としたゲインαを与えて、重み付けの調整を可能とする。【選択図】図８
2008015046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
騒音の伝播経路に設けられた第一受音手段と、
該第一受音手段に比して下流側の前記伝播経路に設けられた前記騒音に対する干渉音と同定音を出力する発音手段と、
該発音手段に比して下流側の前記伝播経路に設けられる第二受音手段と、
前記第一受音手段の検出信号と前記第二受音手段の検出信号に基づいて前記第一受音手段から前記第二受音手段に至る一次経路を同定する一次経路同定手段と、
前記第一受音手段の検出信号と前記第二受音手段の検出信号に基づいて前記発音手段から前記第二受音手段に至る二次経路を同定する二次経路同定手段と、
前記騒音とは無相関な前記同定音を生成する同定音生成手段と、
を具備する常時同定を行うアクティブ消音装置において、
前記第二受音手段の検出信号に含まれる消音誤差を、
前記一次経路の同定誤差と、
前記二次経路の同定誤差とに分離して、
前記一次経路の同定誤差を前記一次経路同定手段にフィードバックして前記一次経路の同定を行い、
かつ、前記二次経路の同定誤差を前記二次経路同定手段にフィードバックして前記二次経路の同定を行い、
かつ、同定信号を前記同定音生成手段にフィードバックして同定音の重み付けを行い、
常時同定を行うアクティブ消音装置におけるオンライン同定時の信号処理方法であって、
前記同定信号として、
前記二次経路の同定誤差を用いること、
を特徴とするアクティブ消音装置におけるオンライン同定時の信号処理方法。
【請求項２】
騒音の伝播経路に設けられた第一受音手段と、
該第一受音手段に比して下流側の前記伝播経路に設けられた前記騒音に対する干渉音と同定音を出力する発音手段と、
該発音手段に比して下流側の前記伝播経路に設けられる第二受音手段と、
前記第一受音手段の検出信号と前記第二受音手段の検出信号に基づいて前記第一受音手段から前記第二受音手段に至る一次経路を同定する一次経路同定手段と、
前記第一受音手段の検出信号と前記第二受音手段の検出信号に基づいて前記発音手段から前記第二受音手段に至る二次経路を同定する二次経路同定手段と、
前記騒音とは無相関な前記同定音を生成する同定音生成手段と、
を具備する常時同定を行うアクティブ消音装置において、
前記第二受音手段の検出信号に含まれる消音誤差を、
前記一次経路の同定誤差と、
前記二次経路の同定誤差とに分離して、
前記一次経路の同定誤差を前記一次経路同定手段にフィードバックして前記一次経路の同定を行い、
かつ、前記二次経路の同定誤差を前記二次経路同定手段にフィードバックして前記二次経路の同定を行い、
かつ、同定信号を前記同定音生成手段にフィードバックして同定音の重み付けを行い、
常時同定を行うアクティブ消音装置におけるオンライン同定時の信号処理方法であって、
前記同定信号として、
前記一次経路の同定誤差を用いること、
を特徴とするアクティブ消音装置におけるオンライン同定時の信号処理方法。
【請求項３】
騒音の伝播経路に設けられた第一受音手段と、
該第一受音手段に比して下流側の前記伝播経路に設けられた前記騒音に対する干渉音と同定音を出力する発音手段と、
該発音手段に比して下流側の前記伝播経路に設けられる第二受音手段と、
前記第一受音手段の検出信号と前記第二受音手段の検出信号に基づいて前記第一受音手段から前記第二受音手段に至る一次経路を同定する一次経路同定手段と、
前記第一受音手段の検出信号と前記第二受音手段の検出信号に基づいて前記発音手段から前記第二受音手段に至る二次経路を同定する二次経路同定手段と、
前記騒音とは無相関な前記同定音を生成する同定音生成手段と、
を具備する常時同定を行うアクティブ消音装置において、
前記第二受音手段の検出信号に含まれる消音誤差を、
前記一次経路の同定誤差と、
前記二次経路の同定誤差とに分離して、
前記一次経路の同定誤差を前記一次経路同定手段にフィードバックして前記一次経路の同定を行い、
かつ、前記二次経路の同定誤差を前記二次経路同定手段にフィードバックして前記二次経路の同定を行い、
かつ、同定信号を前記同定音生成手段にフィードバックして同定音の重み付けを行い、
常時同定を行うアクティブ消音装置におけるオンライン同定時の信号処理方法であって、
前記同定信号として、
前記二次経路の同定誤差と、
前記一次経路の同定誤差とを用いること、
を特徴とするアクティブ消音装置におけるオンライン同定時の信号処理方法。
【請求項４】
前記重み付けの方法が、
前記二次経路の同定誤差を、
前記同定信号に加算して重み付けをすること、
を特徴とする請求項１または請求項３に記載のオンライン同定時の信号処理方法。
【請求項５】
前記重み付けの方法が、
前記一次経路の同定誤差を、
前記同定信号に加算して重み付けをすること、
を特徴とする請求項２または請求項３に記載のアクティブ消音装置におけるオンライン同定時の信号処理方法。
【請求項６】
前記重み付けの方法が、
前記二次経路の同定誤差と、
前記一次経路の同定誤差との積を、
前記同定信号に加算して重み付けをすること、
を特徴とする請求項３に記載のアクティブ消音装置におけるオンライン同定時の信号処理方法。
【請求項７】
前記重み付けの方法が、
前記二次経路の同定誤差と、
前記一次経路の同定誤差との積を、
前記同定信号に加算して重み付けをし、かつ、
前記二次経路の同定誤差と、
前記一次経路の同定誤差との積に、
可変としたゲインを与えて、
前記重み付けの調整を可能としたこと、
を特徴とする請求項６に記載のアクティブ消音装置におけるオンライン同定時の信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクティブ消音装置の技術に関する。詳しくは、アクティブ消音装置におけるオンライン同定時の信号処理方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば図１に示すようなアクティブ消音装置（Ａｃｔｉｖｅ  Ｎｏｉｓｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ：ＡＮＣ）が知られており、騒音低減等の用途に広く用いられている。このアクティブ消音装置は、騒音（例えば、エンジンの排気音等）に対して、その騒音と実質的に等大で逆位相である消音用の音波を干渉させることによって、前記騒音を打ち消して騒音低減を実現するものである。
そして、この制御を実現するためには、アクティブ消音装置の制御系をＦｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ  ＬＭＳアルゴリズムの構成とする必要があることが知られている。
【０００３】
また、エンジン等の発生騒音は、始動時から定常運転に至るまでや、定常運転時においても負荷により変化するものであり、さらに排気ダクト内の音響伝達関数も温度変化等により変化するものであるため、出力補正の条件も刻一刻変化している。そのため、適切に消音効果を得るためには、センサーマイクの検出値およびモニターマイクの検出値を常時監視し、かつ、コントローラの出力を常時調整する（オンライン同定と称されている）必要がある。
つまり、オンライン同定することにより、エンジン等の発生騒音が変化しても消音制御が適切に機能して消音を行うことができるのである。例えば、特許文献１や特許文献２にその技術が開示されている。
【０００４】
また、アクティブ消音装置においては、消音用の音波を発生させるスピーカを備えている。また該スピーカからは、スピーカからセンサーマイクに至る経路についての音響伝達関数を把握するために、消音用の音波と同時に、任意の同定用の音を出力し、センサーマイクで排気音と同定用の音を同時に収音して、音響伝達関数を測定する機能を備えている。
つまり、従来から実施されている方法では、騒音と同時に、音響伝達関数測定用に出力された任意の音を測定するようにしている。
このため、従来の方法では、実騒音と同定音が干渉し合って、音響伝達関数の測定が正しくできないという問題があった。
【０００５】
そこで、オンライン同定を行いながら、騒音を低減するための信号処理方法が種々研究されている。
例えば、図２に示すＥｒｉｋｓｓｏｎの方法や、該Ｅｒｉｋｓｓｏｎの方法を改良したものとして、図３に示すＺｈａｎｇの方法があり、公知とされている。
このＺｈａｎｇの方法によれば、一次経路の同定と二次経路の同定を互いに干渉すること無く実行できるように改良がなされている。例えば、非特許文献１にこの技術が開示されている。
【０００６】
しかしながら、このＺｈａｎｇの方法においては、消音が進み音源の音が十分に消音されると、同定音が顕在化し、消音制御が発散するという不具合があった。
そこで、Ｚｈａｎｇの方法では、実際の消音誤差の大きさに応じて同定音に倍率を設定するようにし、消音誤差が大きい時には同定音を大きくし、消音誤差が小さい時には同定音を小さくするように、さらに改良が加えられている。例えば、非特許文献２にこの技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−３５５４２９号公報
【特許文献２】特許第３７２５９５９号公報
【非特許文献１】Ｍｉｎｇ  Ｚｈａｎｇ，Ｈｕｉ  Ｌａｎ，ａｎｄ  Ｗｅｅ  Ｓｅｒ著，"Ｃｒｏｓｓ−Ｕｐｄａｔｅｄ  Ａｃｔｉｖｅ  Ｎｏｉｓｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｗｉｔｈ  Ｏｎｌｉｎｅ  Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｐａｔｈ  Ｍｏｄｅｌｉｎｇ"，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ  Ｏｎ  Ｓｐｅｅｃｈ  Ａｎｄ  Ａｕｄｉｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，Ｖｏｌ９，Ｎｏ．５，Ｊｕｌｙ  ２００１  Ｐａｇｅ５９８−６０２
【非特許文献２】Ｈｕｉ  Ｌａｎ，Ｍｉｎｇ  Ｚｈａｎｇ，ａｎｄ  Ｗｅｅ  Ｓｅｒ著，"Ａｎ  Ａｃｔｉｖｅ  Ｎｏｉｓｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｕｓｉｎｇ  Ｏｎｌｉｎｅ  Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｐａｔｈ  Ｍｏｄｅｌｉｎｇ  Ｗｉｔｈ  Ｒｅｄｕｃｅｄ  Ａｕｘｉｌｉａｒｙ  Ｎｏｉｓｅ"，ＩＥＥＥ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ９，Ｎｏ．１，Ｊａｎｕａｒｙ  ２００２  Ｐａｇｅ１６−１９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記Ｚｈａｎｇの方法においては、突然音源の音が大きくなり消音誤差が大きくなった時には、直ちに同定音が増幅されるが、音源に無相関なランダム音が増加するため、音源の急激な変化に対して制御が発散しやすいという欠点があった。
この場合、同定音の増幅を緩やかに行えば、消音効果が現れるのに遅れが生じて、性能が劣化してしまうため、本方法だけで欠点を解消することが難しく、別途対策が必要とされていた。
そこで本発明では、このような現状を鑑み、Ｚｈａｎｇの方法をさらに改良し、音源の急激な変化に対しても発散することなく、適切な消音効果の維持を実現するオンライン同定における信号処理方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
即ち、請求項１においては、騒音の伝播経路に設けられた第一受音手段と、該第一受音手段に比して下流側の前記伝播経路に設けられた前記騒音に対する干渉音と同定音を出力する発音手段と、該発音手段に比して下流側の前記伝播経路に設けられる第二受音手段と、前記第一受音手段の検出信号と前記第二受音手段の検出信号に基づいて前記第一受音手段から前記第二受音手段に至る一次経路を同定する一次経路同定手段と、前記第一受音手段の検出信号と前記第二受音手段の検出信号に基づいて前記発音手段から前記第二受音手段に至る二次経路を同定する二次経路同定手段と、前記騒音とは無相関な前記同定音を生成する同定音生成手段と、を具備する常時同定を行うアクティブ消音装置において、前記第二受音手段の検出信号に含まれる消音誤差を、前記一次経路の同定誤差と、前記二次経路の同定誤差とに分離して、前記一次経路の同定誤差を前記一次経路同定手段にフィードバックして前記一次経路の同定を行い、かつ、前記二次経路の同定誤差を前記二次経路同定手段にフィードバックして前記二次経路の同定を行い、かつ、同定信号を前記同定音生成手段にフィードバックして同定音の重み付けを行い、常時同定を行うアクティブ消音装置におけるオンライン同定時の信号処理方法であって、前記同定信号として、前記二次経路の同定誤差を用いること、を特徴としたものである。
【００１０】
請求項２においては、騒音の伝播経路に設けられた第一受音手段と、該第一受音手段に比して下流側の前記伝播経路に設けられた前記騒音に対する干渉音と同定音を出力する発音手段と、該発音手段に比して下流側の前記伝播経路に設けられる第二受音手段と、前記第一受音手段の検出信号と前記第二受音手段の検出信号に基づいて前記第一受音手段から前記第二受音手段に至る一次経路を同定する一次経路同定手段と、前記第一受音手段の検出信号と前記第二受音手段の検出信号に基づいて前記発音手段から前記第二受音手段に至る二次経路を同定する二次経路同定手段と、前記騒音とは無相関な前記同定音を生成する同定音生成手段と、を具備する常時同定を行うアクティブ消音装置において、前記第二受音手段の検出信号に含まれる消音誤差を、前記一次経路の同定誤差と、前記二次経路の同定誤差とに分離して、前記一次経路の同定誤差を前記一次経路同定手段にフィードバックして前記一次経路の同定を行い、かつ、前記二次経路の同定誤差を前記二次経路同定手段にフィードバックして前記二次経路の同定を行い、かつ、同定信号を前記同定音生成手段にフィードバックして同定音の重み付けを行い、常時同定を行うアクティブ消音装置におけるオンライン同定時の信号処理方法であって、前記同定信号として、前記一次経路の同定誤差を用いること、を特徴としたものである。
【００１１】
請求項３においては、騒音の伝播経路に設けられた第一受音手段と、該第一受音手段に比して下流側の前記伝播経路に設けられた前記騒音に対する干渉音と同定音を出力する発音手段と、該発音手段に比して下流側の前記伝播経路に設けられる第二受音手段と、前記第一受音手段の検出信号と前記第二受音手段の検出信号に基づいて前記第一受音手段から前記第二受音手段に至る一次経路を同定する一次経路同定手段と、前記第一受音手段の検出信号と前記第二受音手段の検出信号に基づいて前記発音手段から前記第二受音手段に至る二次経路を同定する二次経路同定手段と、前記騒音とは無相関な前記同定音を生成する同定音生成手段と、を具備する常時同定を行うアクティブ消音装置において、前記第二受音手段の検出信号に含まれる消音誤差を、前記一次経路の同定誤差と、前記二次経路の同定誤差とに分離して、前記一次経路の同定誤差を前記一次経路同定手段にフィードバックして前記一次経路の同定を行い、かつ、前記二次経路の同定誤差を前記二次経路同定手段にフィードバックして前記二次経路の同定を行い、かつ、同定信号を前記同定音生成手段にフィードバックして同定音の重み付けを行い、常時同定を行うアクティブ消音装置におけるオンライン同定時の信号処理方法であって、前記同定信号として、前記二次経路の同定誤差と、前記一次経路の同定誤差とを用いること、を特徴としたものである。
【００１２】
請求項４においては、前記重み付けの方法が、前記二次経路の同定誤差を、前記同定信号に加算して重み付けをすること、を特徴としたものである。
【００１３】
請求項５においては、前記重み付けの方法が、前記一次経路の同定誤差を、前記同定信号に加算して重み付けをすること、を特徴としたものである。
【００１４】
請求項６においては、前記重み付けの方法が、前記二次経路の同定誤差と、前記一次経路の同定誤差との積を、前記同定信号に加算して重み付けをすること、を特徴としたものである。
【００１５】
請求項７においては、前記重み付けの方法が、前記二次経路の同定誤差と、前記一次経路の同定誤差との積を、前記同定信号に加算して重み付けをし、かつ、前記二次経路の同定誤差と、前記一次経路の同定誤差との積に、可変としたゲインを与えて、前記重み付けの調整を可能としたこと、を特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１７】
請求項１においては、二次経路の音響特性が急激に変化して、消音誤差が急激に大きくなっても、同定精度が安定するため、制御が即時に適応でき安定した消音効果を得ることができる。
【００１８】
請求項２においては、一次経路の音響特性が急激に変化して、消音誤差が急激に大きくなっても、同定精度が安定するため、制御が即時に適応でき安定した消音効果を得ることができる。
【００１９】
請求項３においては、二次経路の音響特性および一次経路の音響特性のうち、いずれが急激に変化した場合であって、消音誤差が急激に大きくなっても、同定精度が安定するため、制御が即時に適応でき安定した消音効果を得ることができる。
【００２０】
請求項４においては、二次経路の音響特性が急激に変化して、消音誤差が急激に大きくなっても、二次経路の誤差成分が顕在化した同定音が出力され、同定精度が安定するため、制御が即時に適応でき安定した消音効果を得ることができる。
【００２１】
請求項５においては、一次経路の音響特性が急激に変化して、消音誤差が急激に大きくなっても、一次経路の誤差成分が顕在化した同定音が出力され、同定精度が安定するため、制御が即時に適応でき安定した消音効果を得ることができる。
【００２２】
請求項６においては、二次経路の音響特性および一次経路の音響特性のうち、いずれが急激に変化した場合であっても、その急変した音響特性の誤差成分が顕在化した同定音が出力され、同定精度が安定するため、制御が即時に適応でき安定した消音効果を得ることができる。
【００２３】
請求項７においては、二次経路の音響特性および一次経路の音響特性のうち、いずれが急激に変化した場合であっても、その急変した音響特性の誤差成分が顕在化した同定音が出力され、同定精度が安定するため、制御が即時に適応でき安定した消音効果を得ることができる。
また、急変した音響特性の誤差成分が顕在化した同定音が、その出力の大きさを適切にチューニングすることができ、同定精度が安定するため、制御が即時に適応でき安定した消音効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、発明の実施の形態について、各図面を参照しながら説明をする。
図１は本発明の一実施例に係るアクティブ消音装置（ＡＮＣ）の概略構成を示すブロック図、図２はＥｒｉｋｓｓｏｎの方法によるＡＮＣの構成を示すブロック図、図３はＺｈａｎｇの方法によるＡＮＣの構成を示すブロック図、図４は本発明の実施例１に係るＡＮＣの構成を示すブロック図、図５は本発明の実施例２に係るＡＮＣの構成を示すブロック図、図６は本発明の実施例３に係るＡＮＣの構成を示すブロック図、図７は本発明の実施例４に係るＡＮＣの構成を示すブロック図、図８は本発明の実施例５に係るＡＮＣの構成を示すブロック図、図９は本発明の実施例５に係るＡＮＣの適用効果を示す図である。
【００２５】
まず、本発明の一実施例に係るアクティブ消音装置（ＡＮＣ）の概略構成について、図１を用いて説明をする。
尚、本実施例においては、エンジン等の排気消音を例に取り説明を行っているが、これに限定するものではなく、本発明は、例えば農業機械のキャビン、建設機械のキャビン、自動車の車室内、船のキャビン等にも適用可能である。
一般的に、アクティブ消音装置１の制御系は、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ  ＬＭＳアルゴリズムの構成とする必要があることが知られている。
図１に示す如く、本発明の一実施例に係るアクティブ消音装置１は、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ  ＬＭＳアルゴリズムの構成としており、排気ダクト２の入口側には、消音すべき排気音を収音するためのセンサーマイク３が設けられ、また排気ダクト１の出口側には、消音後の排気音を収音するためのモニターマイク４が設けられている。（尚、以後センサーマイク３からモニターマイク４に至る経路を一次経路と称する。）さらに、排気ダクト２には、一次経路の中間部より枝管７が分岐され、該枝管７の端部に排気音と実質的に等大で逆位相の音を発生させるスピーカ６が配置されている。
【００２６】
前記センサーマイク３は、排気ダクト２内を伝播してきた排気音を検出して電気信号として取り出し、この電気信号に基づいて、排気音と等大かつ逆位相となる消音用の音波をスピーカ６から出力するようにしている。そして、モニターマイク４で消音用の音波を干渉させた後の騒音を検知して、どれだけ消音できたかを検出し、この結果をコントローラ５で処理し、前記スピーカ６の出力にフィードバックするようにしている。つまり、モニターマイク４の検出値が極力「０」となるように、スピーカ６からの出力をコントローラ５で補正して、騒音低減を実現するようにしている。
【００２７】
また、エンジン等の発生騒音は、始動時から定常運転に至るまでや、定常運転時においても負荷により変化するものであり、さらに排気ダクト２内の音響伝達関数も温度変化等により変化するものであるため、出力補正の条件も刻一刻変化している。そのため、適切に消音効果を得るためには、センサーマイク３の検出値およびモニターマイク４の検出値を常時監視し、かつ、コントローラ５の出力を常時調整する（オンライン同定と称されている）必要がある。
つまり、オンライン同定することにより、エンジン等の発生騒音が変化しても消音制御が適切に機能して消音を行うことができるのである。
【００２８】
また、アクティブ消音装置１においては、消音用の音波を発生させるスピーカ６の他に、スピーカ６からセンサーマイク４に至る経路（以後、二次経路と称する）についての音響伝達関数を把握するために、スピーカ６から消音用の音波と同時に任意の同定用の音を出力し、センサーマイク４で排気音と同定用の音を同時に収音して、音響伝達関数を測定する機能を備えている。
つまり、従来から実施されている方法では、排気音と同時に、音響伝達関数測定用に出力された任意の音を測定するようにしている。そのため従来は、音響伝達関数の測定が正しくできないという問題があった。
以上が、本発明の一実施例に係るアクティブ消音装置（ＡＮＣ）の概略構成についての説明である。
【００２９】
次に、音響伝達関数を正しく測定するための信号処理方法について、図１乃至図４を用いて説明をする。
前述した通り、従来の方法では、排気音と同時に、音響伝達関数測定用に出力された任意の音を測定するようにしているため、音響伝達関数の測定が正しくできないという問題があった。
そこで、オンライン同定を行いながら、音響伝達関数を正しく測定するための信号処理方法が種々研究されている。
例えば、図２に示すＥｒｉｋｓｓｏｎの方法が公知とされている。
【００３０】
図２に示す如く、Ｅｒｉｋｓｓｏｎの方法では、実際の消音誤差をｅ（ｎ）、消音無しの場合の音をｄ（ｎ）、二次経路の音響伝達関数をｓ（ｎ）、音源（排気音）と一次経路の音響伝達関数との積をｙ（ｎ）、同定音をｕ（ｎ）として、実際の消音誤差ｅ（ｎ）が、以下の数式１で表される。
【００３１】
【数１】
2008015046.tif 000003
【００３２】
この場合、適応フィルタ（図２中のｗ（ｎ））は、ｅ（ｎ）が最小となるように適応するが、消音誤差ｅ（ｎ）中には常に同定音ｕ（ｎ）が含まれているため、一次経路が正しく同定できないという欠点があった。
【００３３】
また、Ｅｒｉｋｓｓｏｎの方法では、同定音ｕ（ｎ）のモデル値をｕ＾（ｎ）として、二次経路フィルタの消音誤差ｅｓ（ｎ）が、以下の数式２で表される。
【００３４】
【数２】
2008015046.tif 000004
【００３５】
この場合にも、二次経路フィルタの消音誤差ｅｓ（ｎ）を同定するために最小化したい部分（ｕ（ｎ）−ｕ＾（ｎ）の項）の他に、一次経路の状態に依存する部分（ｄ（ｎ）−ｓ（ｎ）＊ｙ（ｎ）の項）が含まれているため、二次経路が正しく同定できないという欠点があった。
そこで、前記Ｅｒｉｋｓｓｏｎの方法の欠点を改良したものとしては、Ｚｈａｎｇの方法があり、公知とされている。
【００３６】
図３に示す如く、Ｚｈａｎｇの方法では、センサーマイク４で検知した騒音信号ｘ（ｎ）がＦＲＩ適応型デジタルフィルタ（以下適応フィルタと称す）１３によりフィルタリング処理されて、その処理後の信号ｙ（ｎ）とノイズジェネレータ１０から発生する信号ｖ（ｎ）が加算部１５で合成されて消音信号としてスピーカ６より放音されて、その信号が伝達関数ｓ（ｎ）の二次経路を伝播して一次経路を通過した信号と干渉ブレーキ１８で干渉させることにより消音される。
【００３７】
消音後に残るエラー信号（誤差信号）ｅ（ｎ）は、モニターマイク４により検知されて、加算部２１において、適応フィルタ２５によりノイズジェネレータ１０から発生した信号ｖ（ｎ）がフィルタリングされて生成した二次経路の伝達関数のモデル値ｕ＾が、誤差信号ｅ（ｎ）から減算されて一次経路フィルタの同定誤差ｅ´（ｎ）が抽出され、ＬＭＳ演算部１４・２３に入力される。
【００３８】
ＬＭＳ演算部１４では、適応フィルタ１７によりフィルタリングされた信号も入力されて、ＬＭＳアルゴリズムに従って前記適応フィルタ１３のフィルタ係数を更新する。
また、加算部２２において、適応フィルタ２４により騒音信号ｘ（ｎ）がフィルタリングされて生成した信号ｚ（ｎ）が、前記一次経路フィルタの同定誤差ｅ´（ｎ）から減算された後に、前記ＬＭＳ演算部２３に入力される。
また、ＬＭＳ演算部２３には騒音信号ｘ（ｎ）も入力されて、ＬＭＳアルゴリズムに従って適応フィルタ２４のフィルタ係数を更新し、前記信号ｚ（ｎ）を加算部２０で前記誤差信号ｅ（ｎ）から減算して信号ｇ（ｎ）として出力される。
【００３９】
また更に、加算部２６において、適応フィルタ２５によりノイズジェネレータ１０から発生した信号ｖ（ｎ）をフィルタリングして生成した二次経路の伝達関数のモデル値ｕ＾を前記信号ｇ（ｎ）から減算し、二次経路フィルタの同定誤差ｅｓ（ｎ）を抽出する。この誤差信号ｅｓ（ｎ）がＬＭＳ演算部１９に入力され、更にノイズジェネレータ１０から発生した信号ｖ（ｎ）を入力して、ＬＭＳアルゴリズムに従って適応フィルタ２５のフィルタ係数を更新する。
【００４０】
以上をまとめると、実際の消音誤差をｅ（ｎ）、一次経路フィルタの同定誤差をｅ´（ｎ）、消音無しの場合の音をｄ（ｎ）、二次経路の音響伝達関数をｓ（ｎ）、音源（排気音）と一次経路の音響伝達関数との積をｙ（ｎ）、同定音をｕ（ｎ）として、一次経路フィルタの同定誤差ｅ´（ｎ）が、以下の数式３で表される。
【００４１】
【数３】
2008015046.tif 000005
【００４２】
この場合、二次経路の音響伝達関数ｓ（ｎ）が収束すれば、同定音ｕ（ｎ）と、同定音のモデル値ｕ＾（ｎ）とは等しくなり、一次経路フィルタの同定誤差ｅ´（ｎ）が、以下の数式４で表される。
【００４３】
【数４】
2008015046.tif 000006
【００４４】
このため、一次経路フィルタの同定誤差ｅ´（ｎ）から同定音ｕ（ｎ）の影響が除去されるようになり、一次経路の同定が正しくできるようになる。
【００４５】
また、Ｚｈａｎｇの方法では、前記経路とは別の経路で、実際の消音誤差ｅ（ｎ）から一次経路の同定誤差ｚ（ｎ）を差し引く演算を行い、二次経路フィルタの同定誤差ｅｓ（ｎ）を演算するようにしている。このとき、二次経路フィルタの同定誤差ｅｓ（ｎ）が、以下の数式５で表される。
【００４６】
【数５】
2008015046.tif 000007
【００４７】
この場合、前記数式４で表される一次経路フィルタの同定誤差ｅ´（ｎ）が収束するとき、ｅ´（ｎ）＝ｚ（ｎ）となり、前記数式５に前記数式１、数式３を代入すると、二次経路フィルタの同定誤差ｅｓ（ｎ）が、以下の数式６で表される。
【００４８】
【数６】
2008015046.tif 000008
【００４９】
この場合、二次経路フィルタの同定誤差ｅｓ（ｎ）が、同定音をｕ（ｎ）と同定音のモデル値ｕ＾（ｎ）との誤差として表され、一次経路の同定と干渉すること無く、二次経路の同定が実行できるように構成されている。
【００５０】
つまり、このＺｈａｎｇの方法では、図３に示す如く、（ａ）二次経路の同定を行うブロックと、（ｂ）一次経路フィルタの同定誤差を除去するブロックと、（ｃ）実際の誤差を一次経路フィルタの誤差と二次経路フィルタの誤差に分離するブロックとを備えることにより、一次経路の同定と二次経路の同定を互いに干渉すること無く実行できるように改良がなされている。
【００５１】
また、このＺｈａｎｇの方法においては、消音が進み音源の音が十分に消音されると、同定音が顕在化し、消音制御が発散するという不具合があった。
そこで、Ｚｈａｎｇの方法では、実際の消音誤差の大きさに応じて同定音に倍率を設定するようにし、消音誤差が大きい時には同定音を大きくし、消音誤差が小さい時には同定音を小さくするように、さらに改良が加えられている。
【００５２】
しかしながら、前記改良後においても、未だＺｈａｎｇの方法には、突然音源の音が大きくなり消音誤差が大きくなった時には、直ちに同定音が増幅されるが、音源に無相関なランダム音が増加するため、音源の急激な変化に対して制御が発散しやすく、またこの場合に、同定音の増幅を緩やかに行えば、消音効果が現れるのに遅れが生じて、性能が劣化してしまうという欠点があった。
そこで、図８に示す、本発明に係るＡＮＣの構成とすることにより、Ｚｈａｎｇの方法をさらに改良し、音源の急激な変化に対しても発散することなく、適切な消音効果の維持を実現している。
以上が、音響伝達関数を正しく測定するための信号処理方法についての説明である。
【００５３】
次に、本発明に係るＡＮＣの構成について、図４乃至図８を用いて、改良過程における各実施例を示しながら説明をする。尚、図３と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【実施例１】
【００５４】
図４に示す如く、音源（この場合エンジンから発生する排気音）とは無相関な音源として、ノイズジェネレータ１０を用いてランダムなノイズを生成し、このランダムなノイズに二次経路フィルタの同定誤差ｅｓ（ｎ）で重み付けをする構成としている。
また、この場合重み付けは、ノイズジェネレータ１０の出力と前記加算部２６の出力を加算する加算機３０を設け、該加算機３０の出力側は加算部１５とＬＭＳ演算部１９と適応フィルタ２５とに接続し、ノイズ信号ｒ（ｎ）に、二次経路フィルタの同定誤差ｅｓ（ｎ）を加算する方法で行うようにしている。
つまり、ノイズジェネレータ１０で生成されるノイズ信号をｒ（ｎ）とし、二次経路フィルタの同定誤差ｅｓ（ｎ）とすると、その出力信号ｖ（ｎ）は以下の数式７で表される。
【数７】
2008015046.tif 000009
【００５５】
これにより、二次経路の音響特性が急激に変化して、消音誤差が急激に大きくなっても、二次経路の誤差成分が顕在化した同定音が出力され、同定精度が安定するため、制御が即時に適応でき安定した消音効果を得ることができる。
【００５６】
尚、二次経路で同定を行うための信号源としては、ホワイトノイズを使用することができる。ホワイトノイズを同定信号として使用すれば、幅広い周波数成分に対応できる同定信号を出力することができる。
また、同定信号としては、Ｍ系列信号を使用することも可能である。Ｍ系列信号を同定信号として使用した場合には、短時間で幅広い周波数特性を模擬入力することができるため、同定時間を短縮することができる。
【実施例２】
【００５７】
図５に示す如く、実施例１と同様に、ノイズジェネレータ１０を用いて同定信号を生成し、この同定信号と一次経路フィルタの同定誤差ｅ´（ｎ）で重み付けをする構成としている。
また、この場合重み付けは、ノイズジェネレータ１０から発生する同定信号ｒ（ｎ）に、一次経路フィルタの同定誤差ｅ´（ｎ）を加算機３０で加算する方法で行うようにしている。
つまり、ノイズジェネレータ１０で生成される同定信号をｒ（ｎ）とし、一次経路の同定誤差をｅ´（ｎ）とすると、実際の同定信号ｖ（ｎ）は以下の数式８で表される。
【数８】
2008015046.tif 000010
【００５８】
これにより、一次経路の音響特性が急激に変化して、消音誤差が急激に大きくなっても、一次経路の誤差成分が顕在化した同定音が出力され、同定精度が安定するため、制御が即時に適応でき安定した消音効果を得ることができる。
【実施例３】
【００５９】
図６に示す如く、実施例１または実施例２と同様に、ノイズジェネレータ１０を用いて同定信号を生成し、この同定信号と二次経路フィルタの同定誤差ｅｓ（ｎ）と一次経路フィルタの同定誤差ｅ´（ｎ）で重み付けをする構成としている。
また、この場合重み付けは、ノイズジェネレータ１０から発生する同定信号ｒ（ｎ）に、二次経路フィルタの同定誤差ｅｓ（ｎ）と一次経路フィルタの同定誤差ｅ´（ｎ）を加算機３０で加算する方法で行うようにしている。
つまり、ノイズジェネレータ１０で生成される同定信号をｒ（ｎ）とし、二次経路フィルタの同定誤差ｅｓ（ｎ）、一次経路フィルタの同定誤差をｅ´（ｎ）とすると、実際の同定信号ｖ（ｎ）は以下の数式９で表される。
【数９】
2008015046.tif 000011
【００６０】
これにより、二次経路の音響特性および一次経路の音響特性のうち、いずれが急激に変化した場合であって、消音誤差が急激に大きくなっても、その急変した音響特性の誤差成分が顕在化した同定音が出力され、同定精度が安定するため、制御が即時に適応でき安定した消音効果を得ることができる。
【実施例４】
【００６１】
図７に示す如く、実施例１乃至実施例３と同様に、ノイズジェネレータ１０を用いて同定信号を生成し、二次経路フィルタの同定誤差ｅｓ（ｎ）と一次経路フィルタの同定誤差ｅ´（ｎ）とで重み付けをする構成としている。
また、この場合重み付けは、ノイズジェネレータ１０から発生する同定信号ｒ（ｎ）と、二次経路フィルタの同定誤差ｅｓ（ｎ）と一次経路フィルタの同定誤差ｅ´（ｎ）とを乗算器３１で掛け合わせた信号とを、加算機３０で加算する方法で行うようにしている。
つまり、ノイズジェネレータ１０で生成される同定信号をｒ（ｎ）とし、二次経路フィルタの同定誤差ｅｓ（ｎ）、一次経路フィルタの同定誤差をｅ´（ｎ）とすると、実際の同定信号ｖ（ｎ）は以下の数式１０で表される。
【数１０】
2008015046.tif 000012
【００６２】
これにより、二次経路の音響特性および一次経路の音響特性のうち、いずれが急激に変化した場合であって、消音誤差が急激に大きくなっても、その急変した音響特性の誤差成分が顕在化した同定音が出力され、同定精度が安定するため、制御が即時に適応でき安定した消音効果を得ることができる。
【実施例５】
【００６３】
図８に示す如く、実施例１乃至実施例４と同様に、ノイズジェネレータ１０を用いて同定信号を生成し、二次経路フィルタの同定誤差ｅｓ（ｎ）と一次経路フィルタの同定誤差ｅ´（ｎ）とで重み付けをする構成としている。
また、この場合重み付けは、ノイズジェネレータ１０から発生する同定信号ｒ（ｎ）と、二次経路フィルタの同定誤差ｅｓ（ｎ）と一次経路フィルタの同定誤差ｅ´（ｎ）とを乗算器３１で掛け合わせた信号を更に増幅器３２により所定の値に増幅した信号とを、加算機３０で加算する方法で行うようにしている。
つまり、ノイズジェネレータ１０で生成される同定信号をｒ（ｎ）とし、二次経路フィルタの同定誤差ｅｓ（ｎ）、一次経路フィルタの同定誤差をｅ´（ｎ）、ゲインをαとすると、実際の同定信号ｖ（ｎ）は以下の数式１１で表される。
【数１１】
2008015046.tif 000013
【００６４】
これにより、二次経路の音響特性および一次経路の音響特性のうち、いずれが急激に変化した場合であっても、その急変した音響特性の誤差成分が顕在化した同定音が出力され、同定精度が安定するため、制御が即時に適応でき安定した消音効果を得ることができる。
また、急変した音響特性の誤差成分が顕在化した同定音が、その出力の大きさを適切にチューニングすることができ、同定精度が安定するため、制御が即時に適応でき安定した消音効果を得ることができる。
以上が、本発明に係るＡＮＣの構成についての説明である。
【００６５】
次に、実施例５の適用効果について、図９を用いて説明をする。
確認方法としては、消音制御が安定している状態で外乱を与えて、消音制御の発散および収束状況を確認するようにしている。
図９に示す如く、縦軸に音圧（Ｐａ）、横軸に時間（ｓｅｃ）を取って、消音制御が収束してから約１秒後に一定の外乱（音）を与えて、消音制御が収束するまでの時間を各信号処理方法ごとに計測しグラフ上に表している。
図９から明らかなように、ＥｒｉｋｓｓｏｎおよびＺｈａｎｇの方法では、外乱入力後に一旦音圧レベルの変化量が増加している。これは、消音制御が一旦発散してしまっていることを表している。
それに対して、本発明に係る方法（図９中のＯｕｒ  Ｍｅｔｈｏｄ）では、外乱入力後、消音制御が発散すること無く、速やかに収束に向かっていることが確認できる。また、収束までに要する時間も、他の方法に比べて短縮されていることが確認できる。
つまり、本発明に係る方法によれば、Ｚｈａｎｇの方法に見られた欠点を解消し、音源の急激な変化に対しても発散することなく、適切な消音効果の維持が実現できることが確認されている。
【００６６】
以上の説明で示すように、騒音とは無相関な同定音をノイズジェネレータ１０により生成し、同定信号を消音誤差で重み付けをして、常時同定を行うアクティブ消音装置１におけるオンライン同定時の信号処理方法であって、前記消音誤差として、二次経路フィルタの同定誤差ｅｓ（ｎ）を用いるようにしている。
また、重み付けの方法が、二次経路フィルタの同定誤差ｅｓ（ｎ）を、同定信号に加算して重み付けをするようにしている。
これにより、二次経路の音響特性が急激に変化して、消音誤差が急激に大きくなっても、二次経路の誤差成分が顕在化した同定音が出力され、同定精度が安定するため、制御が即時に適応でき安定した消音効果を得ることができるのである。
【００６７】
また、騒音とは無相関な同定音をノイズジェネレータ１０により生成し、同定信号を消音誤差で重み付けをして、常時同定を行うアクティブ消音装置１におけるオンライン同定時の信号処理方法であって、前記消音誤差として、一次経路フィルタの同定誤差ｅ´（ｎ）を用いるようにしている。
また、重み付けの方法が、一次経路フィルタの同定誤差ｅ´（ｎ）を、同定信号に加算して重み付けをするようにしている。
これにより、一次経路の音響特性が急激に変化して、消音誤差が急激に大きくなっても、一次経路の誤差成分が顕在化した同定音が出力され、同定精度が安定するため、制御が即時に適応でき安定した消音効果を得ることができるのである。
【００６８】
また、騒音とは無相関な同定音をノイズジェネレータ１０により生成し、同定信号を消音誤差で重み付けをして、常時同定を行うアクティブ消音装置１におけるオンライン同定時の信号処理方法であって、前記消音誤差として、二次経路フィルタの同定誤差ｅｓ（ｎ）と、一次経路フィルタの同定誤差ｅ´（ｎ）とを用いるようにしている。
また、重み付けの方法が、二次経路フィルタの同定誤差ｅｓ（ｎ）と、一次経路の同定誤差ｅ´（ｎ）との積を、同定信号に加算して重み付けをするようにしている。
これにより、二次経路の音響特性および一次経路の音響特性のうち、いずれが急激に変化した場合であって、消音誤差が急激に大きくなっても、その急変した音響特性の誤差成分が顕在化した同定音が出力され、同定精度が安定するため、制御が即時に適応でき安定した消音効果を得ることができるのである。
【００６９】
また、重み付けの方法が、二次経路フィルタの同定誤差ｅｓ（ｎ）と、一次経路の同定誤差ｅ´（ｎ）との積を、同定信号に加算して重み付けをし、かつ、二次経路フィルタの同定誤差ｅｓ（ｎ）と、一次経路の同定誤差ｅ´（ｎ）との積に、可変としたゲインαを与えて、重み付けの調整を可能としている。
これにより、二次経路の音響特性および一次経路の音響特性のうち、いずれが急激に変化した場合であっても、その急変した音響特性の誤差成分が顕在化した同定音が出力され、同定精度が安定するため、制御が即時に適応でき安定した消音効果を得ることができるのである。
また、急変した音響特性の誤差成分が顕在化した同定音が、その出力の大きさを適切にチューニングすることができ、同定精度が安定するため、制御が即時に適応でき安定した消音効果を得ることができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の一実施例に係るアクティブ消音装置（ＡＮＣ）の概略構成を示すブロック図。
【図２】Ｅｒｉｋｓｓｏｎの方法によるＡＮＣの構成を示すブロック図。
【図３】Ｚｈａｎｇの方法によるＡＮＣの構成を示すブロック図。
【図４】本発明の実施例１に係るＡＮＣの構成を示すブロック図。
【図５】本発明の実施例２に係るＡＮＣの構成を示すブロック図。
【図６】本発明の実施例３に係るＡＮＣの構成を示すブロック図。
【図７】本発明の実施例４に係るＡＮＣの構成を示すブロック図。
【図８】本発明の実施例５に係るＡＮＣの構成を示すブロック図。
【図９】本発明の実施例５に係るＡＮＣの適用効果を示す図。
【符号の説明】
【００７１】
１      アクティブ消音装置
１０    ノイズジェネレータ
【図１】
2008015046.tif 000014
【図２】
2008015046.tif 000015
【図３】
2008015046.tif 000016
【図４】
2008015046.tif 000017
【図５】
2008015046.tif 000018
【図６】
2008015046.tif 000019
【図７】
2008015046.tif 000020
【図８】
2008015046.tif 000021
【図９】
2008015046.tif 000022