(57)【要約】【課題】音響特性を簡単に更新できる能動型騒音制御システムを提供する。【解決手段】振動騒音の周波数の余弦波信号Ｓ１及び正弦波信号Ｓ２と、適応フィルタ部４１により打消し音信号Ｓｄを生成し打消し音を放音する。打消し音と振動騒音の干渉結果を検出したエラーマイク１２のマイク入力信号Ｓｍに基づく誤差信号Ｓｅと、音響特性に基づく第１及び第２参照信号Ｓ５、Ｓ６とにより適応処理を実行し誤差信号Ｓｅを無くすように適応フィルタ部４１のフィルタ係数Ａ、Ｂを更新するフィルタ係数更新部４２を備える。測定周波数ωの余弦波信号Ｓ１を基準音として放射し、測定周波数ωに基づく打消し音信号Ｓｄを生成し、基準音を検出したマイク入力信号Ｓｍに打消し音信号Ｓｄを加えて誤差信号Ｓｅとし、測定周波数ωの余弦波信号Ｓ１及び正弦波信号Ｓ２を前記参照信号としてフィルタ係数更新部４２に入力して適応処理を実行させることで、更新されたフィルタ係数に基づいて測定周波数ωに対する音響特性を求める。【選択図】図２
2012155242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動騒音の周波数を入力する周波数入力手段と、
前記入力された周波数の余弦波信号、及び正弦波信号を生成し、これら余弦波信号、及び正弦波信号をそれぞれごとに設けた適応フィルタに通して打消し音信号を生成する打消し音信号生成手段と、
前記打消し音信号に基づく打消し音を放射するスピーカと、
前記打消し音と前記振動騒音の干渉結果を検出するエラーマイクと、
前記エラーマイクのマイク入力信号に基づく誤差信号と、前記スピーカ及び前記エラーマイクの間の音響特性に基づく参照信号とを用いて所定の適応処理を実行し前記誤差信号を無くすように前記適応フィルタのフィルタ係数を更新するフィルタ係数更新手段と、
を備えた能動型騒音制御システムにおいて、
所定周波数の余弦波信号又は正弦波信号を前記スピーカに出力して基準音を放射する基準音放射手段と、
前記所定周波数を前記打消し音信号生成手段に入力して前記打消し音信号を生成させ、前記基準音を検出した前記エラーマイクのマイク入力信号に前記打消し音信号を加えた信号を前記誤差信号とし、前記所定周波数の余弦波信号及び正弦波信号を前記参照信号として前記フィルタ係数更新手段に入力し前記所定の適応処理を実行させる制御手段と、
前記フィルタ係数更新手段の前記所定の適応処理の実行により前記誤差信号を無くすように更新された前記適応フィルタのそれぞれのフィルタ係数に基づいて、前記所定周波数に対する前記音響特性を求める音響特性算出手段と、
を備えることを特徴とする能動型騒音制御システム。
【請求項２】
前記フィルタ係数更新手段に参照される前記音響特性を記憶する記憶手段を備え、
所定期間ごと、或いは操作入力により指示されるごとに前記音響特性を求め、前記記憶手段に記憶されている音響特性を更新する
ことを特徴とする請求項１に記載の能動型騒音制御システム。
【請求項３】
振動騒音の周波数を入力する周波数入力手段から入力された周波数の余弦波信号、及び正弦波信号を生成し、これら余弦波信号、及び正弦波信号をそれぞれごとに設けた適応フィルタに通して打消し音信号を生成し、前記打消し音信号に基づく打消し音を放射するスピーカに出力する打消し音信号生成手段と、
前記打消し音と前記振動騒音の干渉結果を検出したエラーマイクのマイク入力信号に基づく誤差信号と、前記スピーカ及び前記エラーマイクの間の音響特性に基づく参照信号とを用いて所定の適応処理を実行し前記誤差信号を無くすように前記適応フィルタのフィルタ係数を更新するフィルタ係数更新手段と、
を備えた能動型騒音制御ユニットにおいて、
所定周波数の余弦波信号又は正弦波信号を前記スピーカに出力して基準音を放射する基準音放射手段と、
前記所定周波数を前記打消し音信号生成手段に入力して前記打消し音信号を生成させ、前記基準音を検出した前記エラーマイクのマイク入力信号に前記打消し音信号を加えた信号を前記誤差信号とし、前記所定周波数の余弦波信号及び正弦波信号を前記参照信号として前記フィルタ係数更新手段に入力し前記所定の適応処理を実行させる制御手段と、
前記フィルタ係数更新手段の前記所定の適応処理の実行により前記誤差信号を無くすように更新された前記適応フィルタのそれぞれのフィルタ係数に基づいて、前記所定周波数に対する前記音響特性を求める音響特性算出手段と、
を備えることを特徴とする能動型騒音制御ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、騒音を能動的に打ち消す能動型騒音制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、騒音を打ち消す技術として能動型騒音制御（ＡＮＣ：Active Noise Control）システムが用いられている。また、車両の車室内に、エンジンの出力軸の回転に同期して発生する振動騒音を打ち消す能動型騒音制御システムとして、適応ノッチフィルタ（ＳＡＮ：Single frequency Adaptive Notch filter）を利用して振動騒音を打ち消す制御アルゴリズムを採用した技術が提案されている。
【０００３】
この制御アルゴリズムでは、振動騒音の周波数の余弦波信号、及び正弦波信号を生成し、それぞれごとに設けた適応フィルタに通して適応フィルタのフィルタ係数を乗じ、それぞれを加算して打消し音信号を生成する。この打消し音信号は、振動騒音と同一振幅及び逆位相の音に相当する信号であり、スピーカから打消し音として車室内に放射されることで、打消し音が振動騒音と干渉し振動騒音が打ち消される（消音される）。
一方、振動騒音の変化に追従して適応フィルタのフィルタ係数を更新するために、打消し音の放射結果がエラーマイクで検出して誤差信号を生成し、この誤差信号を無くすように適応フィルタのフィルタ係数を更新する。具体的には、余弦波信号、及び正弦波信号に対する車室内の音響システムの応答を示す参照信号と、上記誤差信号とに基づいて所定の適応処理を行うことで、上記誤差信号を無くすように適応フィルタの係数が更新される（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許３８４３０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、音響システムの応答を示す上記参照信号は、音響システムの音響特性と、余弦波信号、及び正弦波信号とに基づいて求められる。上記音響特性は、スピーカからエラーマイクの間の音の伝達特性を示す特性であり、音響システムに固有のものである。したがって、能動型騒音制御システムを搭載する車両ごとに、当該車両に適した音響特性を予め測定やシミュレーション等で求めて記憶部に記憶することとしている。
【０００６】
しかしながら、車両の音響特性は、音響システムを構成する車室やスピーカ、エラーマイクなどの経年変化やその他の原因で変化することがあり、このような場合、能動型騒音制御システムが安定して動作しなくなる虞がある。このため、例えば音響システムの音響特性を更新する必要があるが、そのためには、専用の測定器を車両に持ち込んで測定するといった、煩わしいメンテナンス作業が必要となる。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、音響特性を簡単に更新できる能動型騒音制御システ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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、振動騒音の周波数を入力する周波数入力手段と、前記入力された周波数の余弦波信号、及び正弦波信号を生成し、これら余弦波信号、及び正弦波信号をそれぞれごとに設けた適応フィルタに通して打消し音信号を生成する打消し音信号生成手段と、前記打消し音信号に基づく打消し音を放射するスピーカと、前記打消し音と前記振動騒音の干渉結果を検出するエラーマイクと、前記エラーマイクのマイク入力信号に基づく誤差信号と、前記スピーカ及び前記エラーマイクの間の音響特性に基づく参照信号とを用いて所定の適応処理を実行し前記誤差信号を無くすように前記適応フィルタのフィルタ係数を更新するフィルタ係数更新手段と、を備えた能動型騒音制御システムにおいて、所定周波数の余弦波信号又は正弦波信号を前記スピーカに出力して基準音を放射する基準音放射手段と、前記所定周波数を前記打消し音信号生成手段に入力して前記打消し音信号を生成させ、前記基準音を検出した前記エラーマイクのマイク入力信号に前記打消し音信号を加えた信号を前記誤差信号とし、前記所定周波数の余弦波信号及び正弦波信号を前記参照信号として前記フィルタ係数更新手段に入力し前記所定の適応処理を実行させる制御手段と、前記フィルタ係数更新手段の前記所定の適応処理の実行により前記誤差信号を無くすように更新された前記適応フィルタのそれぞれのフィルタ係数に基づいて、前記所定周波数に対する前記音響特性を求める音響特性算出手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また本発明は、上記能動型騒音制御システムにおいて、前記フィルタ係数更新手段に参照される前記音響特性を記憶する記憶手段を備え、所定期間ごと、或いは操作入力により指示されるごとに前記音響特性を求め、前記記憶手段に記憶されている音響特性を更新することを特徴とする。
【００１０】
また上記目的を達成するために、本発明は、振動騒音の周波数を入力する周波数入力手段から入力された周波数の余弦波信号、及び正弦波信号を生成し、これら余弦波信号、及び正弦波信号をそれぞれごとに設けた適応フィルタに通して打消し音信号を生成し、前記打消し音信号に基づく打消し音を放射するスピーカに出力する打消し音信号生成手段と、前記打消し音と前記振動騒音の干渉結果を検出したエラーマイクのマイク入力信号に基づく誤差信号と、前記スピーカ及び前記エラーマイクの間の音響特性に基づく参照信号とを用いて所定の適応処理を実行し前記誤差信号を無くすように前記適応フィルタのフィルタ係数を更新するフィルタ係数更新手段と、を備えた能動型騒音制御ユニットにおいて、所定周波数の余弦波信号又は正弦波信号を前記スピーカに出力して基準音を放射する基準音放射手段と、前記所定周波数を前記打消し音信号生成手段に入力して前記打消し音信号を生成させ、前記基準音を検出した前記エラーマイクのマイク入力信号に前記打消し音信号を加えた信号を前記誤差信号とし、前記所定周波数の余弦波信号及び正弦波信号を前記参照信号として前記フィルタ係数更新手段に入力し前記所定の適応処理を実行させる制御手段と、前記フィルタ係数更新手段の前記所定の適応処理の実行により前記誤差信号を無くすように更新された前記適応フィルタのそれぞれのフィルタ係数に基づいて、前記所定周波数に対する前記音響特性を求める音響特性算出手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、所定周波数の余弦波信号又は正弦波信号を基準音として放射し、この基準音を検出したエラーマイクのマイク入力信号に、所定周波数に基づいて打消し音信号生成手段に生成させた打消し音信号を加えた信号を誤差信号とし、所定周波数の余弦波信号及び正弦波信号を参照信号としてフィルタ係数更新手段に入力して所定の適応処理を実行させることで当該誤差信号を無くすように適応フィルタのフィルタ係数を更新し、当該フィルタ係数に基づいて所定周波数に対する音響特性を求める構成とした。
この構成によれば、基準音を放射し、またフィルタ係数更新手段に入力する参照信号及び誤差信号を切り替えるだけで、フィルタ係数更新手段によって更新されたフィルタ係数に基づいて所定周波数に対する音響特性が求められる。すなわち、能動型騒音制御システムが備えるフィルタ係数更新手段や打消し音信号生成手段を用いて音響特性を求めているため、能動型騒音制御システムに幾つかの構成を加えるだけで音響特性の測定機能を持たせることができ、これにより、専用の測定器等を用いることなく、当該能動型騒音制御システムを用いて簡単に音響特性を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る能動型騒音制御システムの概略構成図である。
【図２】ＡＮＣ部の機能的構成を示すブロック図である。
【図３】消音モード動作時の動作説明図である。
【図４】音響測定モード動作時の動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る能動型騒音制御システム１の概略構成図である。
能動型騒音制御システム１は、エンジン２を搭載した車両３に設けられるシステムであり、エンジン２の稼働に伴う振動が車体を伝搬し車室４内に騒音として放射された振動騒音を打ち消し消音するシステムである。すなわち、この能動型騒音制御システム１は、振動騒音の周波数を算出する振動周波数算出部９と、振動騒音の周波数に基づいて振動騒音を打ち消す打消し音信号Ｓｄを生成する能動型騒音制御ユニット１０と、打消し音信号Ｓｄに基づく打消し音を車室４内に放射する放音手段としてのスピーカ１１と、打消し音と振動騒音との干渉結果を検出する集音手段としてのエラーマイク１２と、能動型騒音制御ユニット１０の動作モードを制御する動作モード制御部１３とを備えている。
【００１４】
振動周波数算出部９は、エンジン２の回転数を示すエンジンパルスに基づいて、エンジン２の出力軸の回転に同期して車室４内に発生する振動騒音の周波数を算出し、能動型騒音制御ユニット１０に入力する。
能動型騒音制御ユニット１０は、ＡＮＣ部２０と、スピーカ１１に打消し音信号Ｓｄを出力する音信号出力部２１と、エラーマイク１２で集音した音のマイク入力信号Ｓｍが入力される音信号入力部２２とを備え、ＡＮＣ部２０は、振動周波数算出部９から入力される周波数に基づいて上記振動騒音を打ち消す打消し音信号Ｓｄを生成し、音信号出力部２１に出力する。かかるＡＮＣ部２０は、専用のハードウェアを用いて構成することも、或いは、汎用のプロセッシングユニット（演算回路）にソフトウェアプログラムを実行することで機能的に構成することもできる。なお、能動型騒音制御ユニット１０に振動周波数算出部９を内蔵しても良い。
【００１５】
音信号出力部２１は、Ｄ／Ａコンバータ２３と、出力回路２４とを備え、デジタルの打消し音信号をＤ／Ａコンバータ２３によりアナログ信号に変換し、出力回路２４によりボリュームを調整してスピーカ１１に出力する。
音信号入力部２２は、入力回路２５と、Ａ／Ｄコンバータ２６とを備え、エラーマイク１２のマイク入力信号Ｓｍの信号レベルを入力回路２５で調整し、Ａ／Ｄコンバータ２６によりデジタルに変換してＡＮＣ部２０に入力する。
【００１６】
スピーカ１１は、車室４に設けられたフロントやリア、左右のドアに設けられる。なお、オーディオ用スピーカが既に設けられている場合には、当該オーディオ用スピーカを共用しても良い。
エラーマイク１２は、車両３の１カ所或いは複数箇所（より望ましくは視聴点近傍）に設けられており、車両３に例えばナビゲーションシステム等の音声認識用のマイクが搭載されている場合には、当該マイクと共用しても良い。
これらスピーカ１１、エラーマイク１２、及び車室４により音響システムが構成され、これらスピーカ１１の放音特性、及びエラーマイク１２の集音特性等の電気音響特性、及び車室４の音伝達特性といった空間音響伝達特性により音響システムの音響特性が決定付けられる。
【００１７】
上記能動型騒音制御ユニット１０は、後に詳述するが、音響システムの音響特性を測定可能に構成されており、打消し音を出力して振動騒音を消音する消音モードと、音響特性を測定する音響特性測定モードとの２つの動作モードを備え、通常時は、消音モードで動作する。
動作モード制御部１３は、能動型騒音制御ユニット１０に動作モード制御信号Ｄｓを出力して動作モードを音響特性測定モードに切り替えるものである。音響特性測定モードへの切り替えは、例えば音響システムの経年劣化が見込まれる期間が経過するごと等の定期的に行われる。さらに、スピーカ１１やエラーマイク１２が交換された場合など、音響システムを構成する部材に変更があった場合に音響特性を速やかに補正可能にすべく、動作モード制御部１３は、ユーザの操作入力を受け付け可能に構成されており、図示せぬ操作子等から操作入力された場合にも、能動型騒音制御ユニット１０の動作モードを音響特性測定モードに切り替えて音響特性を測定する。
【００１８】
図２は、ＡＮＣ部２０の機能的構成を能動型騒音制御システム１とともに示すブロック図である。
ＡＮＣ部２０は、大別すると、制御部３０と、信号処理部３１と、書換可能型ＲＯＭ３２と、レジスタ３３とを備え、またノッチフィルタとしての動作もする。
制御部３０は、各部を中枢的に制御するものであり、特に動作モード制御信号Ｄｓの入力に基づいて、消音モードと音響特性測定モードとの間で動作を切り替えるべく各部を制御する。
信号処理部３１は、消音モードでは、振動騒音を適応フィルタを利用して消音する打消し音信号Ｓｄを生成し、また音響特測定モードでは、音響システムの音響特性を測定するものであり、その具体的な構成については、後述する。
【００１９】
書換可能型ＲＯＭ３２は、音響特性を記憶する記憶手段であって、工場出荷時には音響特性のデータ（以下、「音響特性データＣ’（ω）」という）の初期値を記憶し、また音響特測定モードによって音響特性が測定されるごとに、測定によって更新された音響特性データＣ’（ω）を記憶する。
レジスタ３３は、消音モードでは、書換可能型ＲＯＭ３２から音響特性データＣ’（ω）を読み出して信号処理部３１から参照可能に記憶し、また音響特測定モードでは、信号処理部３１によって音響特性データＣ’（ω）が更新され、測定終了時の音響特性データＣ’（ω）が書換可能型ＲＯＭ３２に書き込まれる。
【００２０】
次いで、上記信号処理部３１の構成について詳述する。
図２において、打消音信号生成部３５は、打消し音信号Ｓｄを生成し音信号出力部２１に出力するものであり、交流信号生成部４０と、適応フィルタ部４１と、加算器４３とを備えている。
交流信号生成部４０は、上記振動周波数算出部９或いは制御部３０から指示入力された周波数の余弦波信号Ｓ１及び正弦波信号Ｓ２を生成し、適応フィルタ部４１、及びフィルタ係数更新部４２のそれぞれに出力する。これら余弦波信号Ｓ１、及び正弦波信号Ｓ２のそれぞれは、周波数をω、時間をｔとした場合、余弦波信号Ｓ１＝ｃｏｓ（ωｔ）、正弦波信号Ｓ２＝ｓｉｎ（ωｔ）と表される。
【００２１】
適応フィルタ部４１は、振動騒音を相殺して打ち消すための信号を生成するものであり、余弦波信号Ｓ１が入力される第１適応フィルタ４１Ａと、正弦波信号Ｓ２が入力される第２適応フィルタ４１Ｂとを備えている。第１適応フィルタ４１Ａは、余弦波信号Ｓ１にフィルタ係数Ａを乗じた第１制御信号Ｓ３を出力し、また第２適応フィルタ４１Ｂは正弦波信号Ｓ２にフィルタ係数Ｂを乗じた第２制御信号Ｓ４を出力する。これら第１及び第２制御信号Ｓ３、Ｓ４は、加算器４３に出力される。
加算器４３は、第１及び第２制御信号Ｓ３、Ｓ４を加算して打消し音信号Ｓｄを生成し、上記音信号出力部２１に出力する。打消し音信号Ｓｄは、振動騒音と同一振幅で逆位相の打消し音の信号であり、この打消し音がスピーカ１１から車室４内に放射され、振動騒音と干渉することで振動騒音が打ち消される。
打ち消し結果（干渉結果）はエラーマイク１２で検出され、音信号入力部２２を通じて誤差信号Ｓｅとして信号処理部３１に入力される。
【００２２】
フィルタ係数更新部４２は、参照信号と誤差信号Ｓｅとに基づいて所定の適応処理を用いて誤差信号Ｓｅを無くすように第１適応フィルタ４１Ａ、及び第２適応フィルタ４１Ｂのそれぞれのフィルタ係数Ａ、Ｂを逐次更新する。
すなわち、フィルタ係数更新部４２は、消音モード動作時には、音響特性データＣ’（ω）に基づく信号を参照信号として、エラーマイク１２のマイク入力信号Ｓｍを誤差信号Ｓｅとしてフィルタ係数Ａ、Ｂを逐次更新し、音響特性測定モード動作時には、交流信号生成部４０の出力信号（余弦波信号Ｓ１及び正弦波信号Ｓ２）を参照信号とし、後述する収束処理対象信号Ｓａを誤差信号Ｓｅとしてフィルタ係数Ａ、Ｂを逐次更新する。
【００２３】
かかるフィルタ係数更新部４２は、参照信号生成部４４と、ＬＭＳ部４５とを備えている。
参照信号生成部４４は、消音モード動作時に、余弦波信号Ｓ１及び正弦波信号Ｓ２を放射したときの音響システムの応答を参照信号としてＬＭＳ部４５に出力するものであり、第１参照信号生成部４４Ａと、第２参照信号生成部４４Ｂとを備えている。第１参照信号生成部４４Ａは、余弦波信号Ｓ１が入力される第１適応フィルタ４１Ａのフィルタ係数Ａの更新に用いられる第１参照信号Ｓ５を生成する。第１参照信号Ｓ５は、余弦波信号Ｓ１と音響特性データＣ’（ω）の余弦値の乗算値から正弦波信号Ｓ２と音響特性データＣ’（ω）の正弦値の乗算値を減算して求められる。また第２参照信号生成部４４Ｂは、正弦波信号Ｓ２が入力される第２適応フィルタ４１Ｂのフィルタ係数Ｂの更新に用いられる第２参照信号Ｓ６を生成する。第２参照信号Ｓ６は、余弦波信号Ｓ１と音響特性データＣ’（ω）の余弦値の乗算値と、正弦波信号Ｓ２と音響特性データＣ’（ω）の正弦値の乗算値とを加算して求められる。
上記音響特性データＣ’（ω）の余弦値、及び正弦値は、書換可能型ＲＯＭ３２からレジスタ３３に読み出されて格納され、情報テーブルとして保持され、参照信号生成部４４により参照される。
【００２４】
第１及び第２参照信号Ｓ５、Ｓ６のＬＭＳ部４５への入力は、消音モード動作時にだけ行われ、音響特性測定モード動作時には、第１及び第２参照信号Ｓ５、Ｓ６に代えて、上記余弦波信号Ｓ１及び正弦波信号Ｓ２が参照信号としてＬＭＳ部４５に入力される。
【００２５】
ＬＭＳ部４５は、消音モード動作時には、第１及び第２参照信号Ｓ５、Ｓ６と誤差信号Ｓｅとに基づいて、誤差信号Ｓｅを無くす（ゼロにする）ようにＬＭＳ（Least Mean Square）の演算式に基づいて第１及び第２適応フィルタ４１Ａ、４１Ｂのフィルタ係数Ａ、Ｂを更新し、また音響特性測定モード動作時には、余弦波信号Ｓ１及び正弦波信号Ｓ２を参照信号とし、後述の収束処理対象信号Ｓａを誤差信号Ｓｅとして、当該誤差信号Ｓｅを無くす（ゼロにする）ようにＬＭＳの演算式に基づいてフィルタ係数Ａ、Ｂを更新する。
具体的には、ＬＭＳ部４５は、第１ＬＭＳ部４５Ａ、及び第２ＬＭＳ部４５Ｂを備えている。
第１ＬＭＳ部４５Ａは、消音モード動作時には、第１参照信号Ｓ５と誤差信号Ｓｅとに基づいて、ＬＭＳの演算式を用いて第１適応フィルタ４１Ａのフィルタ係数Ａを更新し、第２ＬＭＳ部４５Ｂは、消音モード動作時には、第２参照信号Ｓ６と誤差信号Ｓｅとに基づいて、ＬＭＳの演算式を用いて第２適応フィルタ４１Ａのフィルタ係数Ｂを更新する。
これにより、消音モード動作時には、時々刻々と変化する振動騒音に追従し、これを打ち消す打消し音信号Ｓｄが生成され出力される。
【００２６】
また、第１ＬＭＳ部４５Ａは、音響特性測定モード動作時には、参照信号たる余弦波信号Ｓ１と誤差信号Ｓｅたる収束処理対象信号Ｓａとに基づいて、ＬＭＳの演算式を用いて第１適応フィルタ４１Ａのフィルタ係数Ａを更新し、第２ＬＭＳ部４５Ｂは、音響特性測定モード動作時には、参照信号たる正弦波信号Ｓ２と誤差信号Ｓｅたる収束処理対象信号Ｓａとに基づいて、ＬＭＳの演算式を用いて第２適応フィルタ４１Ａのフィルタ係数Ｂを更新する。
これにより、音響特性測定モード動作時には、誤差信号Ｓｅたる収束処理対象信号Ｓａが無くなるようにフィルタ係数Ａ、Ｂが更新される。
制御部３０は、このように更新されたフィルタ係数Ａ、Ｂに基づいて音響特性データＣ’（ω）を求め、レジスタ３３の音響特性データＣ’（ω）を更新する音響特性算出手段として機能し、この更新の詳細については後述する。
【００２７】
なお、ＬＭＳ部４５が用いる適応処理は、ＬＭＳの演算式に限らず、参照信号と誤差信号Ｓｅとに基づいて誤差信号Ｓｅを無くすように第１及び第２適応フィルタ４１Ａ、４１Ｂのフィルタ係数Ａ、Ｂを更新する処理であれば、任意の処理を用いることができる。
【００２８】
次いで、図２において、信号選択回路５０、５１、５２、５３のそれぞれは、制御部３０から入力されるモード選択信号Ｓｓに基づいて出力信号を選択的に切り替える回路である。このモード選択信号Ｓｓは、動作モードに対応する。
信号選択回路５０は、振動騒音の周波数と、制御部３０から出力される測定周波数とが入力され、交流信号生成部４０に出力する周波数を動作モードに応じて選択する。
具体的には、信号選択回路５０は、消音モードに対応するモード選択信号Ｓｓの入力時には、振動騒音の周波数を出力する。一方、音響特性測定モードに対応するモード選択信号Ｓｓの入力時には、制御部３０は、測定周波数を交流信号生成部４０への指示周波数として出力し、信号選択回路５０は、この測定周波数を交流信号生成部４０に出力する。この音響特性測定モードにあっては、制御部３０は、所定の測定周波数範囲の全ての周波数について音響特性を測定すべく、測定周波数を当該測定周波数範囲で逐次可変する。
【００２９】
信号選択回路５１は、打消音信号生成部３５の加算器４３が出力する打消し音信号Ｓｄと、交流信号生成部４０から分岐ライン４６を通じて分岐された余弦波信号Ｓ１とがそれぞれ入力され、音信号出力部２１に出力する信号を動作モードに応じて選択する。
具体的には、信号選択回路５１は、消音モードに対応するモード選択信号Ｓｓの入力時には、打消し音信号Ｓｄを出力し、音響特性測定モードに対応するモード選択信号Ｓｓの入力時には、交流信号生成部４０の余弦波信号Ｓ１をスピーカ１１に出力し、これによりスピーカ１１から基準音が放射される。
【００３０】
信号選択回路５２は、参照信号生成部４４の第１及び第２参照信号Ｓ５、Ｓ６と、交流信号生成部４０の余弦波信号Ｓ１及び正弦波信号Ｓ２とが入力され、ＬＭＳ部４５に出力する参照信号を動作モードに応じて選択する。具体的には、信号選択回路５２は、消音モードに対応するモード選択信号Ｓｓの入力時には、参照信号生成部４４の第１及び第２参照信号Ｓ５、Ｓ６を出力し、音響特性測定モードに対応するモード選択信号Ｓｓの入力時には、交流信号生成部４０の余弦波信号Ｓ１及び正弦波信号Ｓ２を参照信号として出力する。
【００３１】
信号選択回路５３は、マイク入力信号Ｓｍと、収束処理対象信号Ｓａとが入力され、ＬＭＳ部４５に出力する誤差信号Ｓｅを動作モードに応じて選択する。具体的には、信号選択回路５３は、消音モードに対応するモード選択信号Ｓｓの入力時には、マイク入力信号Ｓｍを誤差信号Ｓｅとして出力し、音響特性測定モードに対応するモード選択信号Ｓｓの入力時には、収束処理対象信号Ｓａを誤差信号Ｓｅとして出力する。
収束処理対象信号Ｓａは、マイク入力信号Ｓｍに打消し音信号Ｓｄを加算した信号である。すなわち、ＡＮＣ部２０は、打消し音信号Ｓｄと、誤差信号Ｓｅとが入力され加算して信号選択回路５３に出力する加算器５５を備えている。
【００３２】
制御部３０は、モード選択信号Ｓｓを信号選択回路５０、５１、５２、５３のそれぞれに出力して出力信号を切り替えさせることで、消音モード動作には能動型騒音制御ユニット１０が打消し音信号Ｓｄを出力し、音響特性測定モード動作時には能動型騒音制御ユニット１０が音響特性データＣ’（ω）を測定するように能動型騒音制御ユニット１０を機能させる。以下、能動型騒音制御ユニット１０の各動作モードの動作について説明する。
【００３３】
図３は、消音モード動作時の動作説明図である。なお、同図においては、信号選択回路５０、５１、５２、５３、これら信号選択回路５０、５１、５２、５３によって選択されなかった信号、及び、当該信号を処理する回路等を省略している。
消音モード動作時には、交流信号生成部４０にエンジンパルス信号に基づく振動騒音の周波数が振動周波数算出部９から入力され、この周波数の余弦波信号Ｓ１及び正弦波信号Ｓ２が適応フィルタ部４１、及びフィルタ係数更新部４２のそれぞれに出力される。
適応フィルタ部４１では、余弦波信号Ｓ１にフィルタ係数Ａを乗じた第１制御信号Ｓ３と、正弦波信号Ｓ２にフィルタ係数Ｂを乗じた第２制御信号Ｓ４とが生成され、加算器４３に出力されて加算されることで打消し音信号Ｓｄが生成される。
そして打消し音信号Ｓｄの音信号出力部２１を通じてスピーカ１１から打消し音として車室４内に放射されることで、車室４内の振動騒音と干渉し、振動騒音が打ち消される。このときの干渉結果がエラーマイク１２で検出され、音信号入力部２２を通じて誤差信号Ｓｅとして信号処理部３１のフィルタ係数更新部４２に入力される。
【００３４】
一方、消音モードの動作開始時には、書換可能型ＲＯＭ３２からレジスタ３３に音響特性データＣ’（ω）が読み込まれて格納され、フィルタ係数更新部４２は、この音響特性データＣ’（ω）を用いて求められた第１及び第２参照信号Ｓ５、Ｓ６と、上記誤差信号Ｓｅとに基づいて、誤差信号Ｓｅを無くすように第１適応フィルタ４１Ａ、及び第２適応フィルタ４１Ｂのそれぞれのフィルタ係数Ａ、Ｂを逐次更新する。
このような動作により、時々刻々と変化する振動騒音に適応して、第１及び第２適応フィルタ４１Ａ、４１Ｂのフィルタ係数Ａ、Ｂが能動的に逐次更新されるため、振動騒音が常に好適に打ち消されることとなる。
【００３５】
図４は、音響特性測定モード動作時の動作説明図である。なお、同図においては、信号選択回路５０、５１、５２、５３、これら信号選択回路５０、５１、５２、５３によって選択されなかった信号、及び、当該信号を処理する回路等を省略している。
音響特性測定モード動作時には、測定によって求められる音響特性データＣ’（ω）をレジスタ３３に格納すべく、当該レジスタ３３の記憶内容が初期化され、また、制御部３０が信号選択回路５０、５１、５２、５３のそれぞれが選択する出力信号を制御することで、音響特性を測定するように各部を機能させる。
そして、制御部３０は測定周波数ωを打消音信号生成部３５の交流信号生成部４０に入力して、この測定周波数の余弦波信号Ｓ１及び正弦波信号Ｓ２を生成させる。これにより余弦波信号Ｓ１が分岐ライン４６を通じて音信号出力部２１に出力され、スピーカ１１から基準音として測定対象の音響システムに放射される。
また、打消音信号生成部３５にあっては、交流信号生成部４０が測定周波数の余弦波信号Ｓ１及び正弦波信号Ｓ２を生成することで、この周波数の余弦波信号Ｓ１及び正弦波信号Ｓ２が適応フィルタ部４１に入力され、次式（１）に示す打消し音信号Ｓｄが適応フィルタ部４１から出力され、加算器５５に入力される。
Ｓｄ＝Ａｃｏｓ（ωｔ）＋Ｂｓｉｎ（ωｔ）    ・・・（１）
【００３６】
ここで、音響システムの音響特性Ｃの位相特性をθ、振幅特性を｜Ｃ｜とした場合、音響特性Ｃは次式（２）で表され、また、スピーカ１１から放射される基準音は、上記余弦波信号Ｓ１に基づく信号であることから次式（３）で表される。
Ｃ＝｜Ｃ｜ｅjθ                              ・・・（２）
基準音＝ｃｏｓ（ωｔ）                      ・・・（３）
【００３７】
この基準音が音響システムに放射されることで、この音響システムの音響特性Ｃにより振幅と位相とが変化した音がエラーマイク１２で検出されることから、次式（４）に示すマイク入力信号Ｓｍが測定され、そして加算器５５に入力される。
Ｓｍ＝｜Ｃ｜ｃｏｓ（ωｔ＋θ）              ・・・（４）
【００３８】
加算器５５は、上記式（１）の打消し音信号Ｓｄと、式（４）のマイク入力信号Ｓｍを加算して次式（５）に示す収束処理対象信号Ｓａを生成し、この収束処理対象信号Ｓａがフィルタ係数更新部４２に誤差信号Ｓｅとして入力される。
Ｓａ＝Ｓｅ＋Ｓｄ
＝｜Ｃ｜ｃｏｓ（ωｔ＋θ）＋Ａｃｏｓ（ωｔ）＋Ｂｓｉｎ（ωｔ）・・・（５）
【００３９】
またフィルタ係数更新部４２には、交流信号生成部４０の余弦波信号Ｓ１及び正弦波信号Ｓ２が参照信号として入力される。すなわち、フィルタ係数更新部４２は、これら誤差信号Ｓｅ及び参照信号に基づいてＬＭＳを用いた適応処理を実行することとなり、誤差信号Ｓｅを無くすように（Ｓｅ＝０となるように）、第１及び第２適応フィルタ４１Ａ、４１Ｂのそれぞれのフィルタ係数Ａ、Ｂが求められる。
【００４０】
かかる適応処理の実行の結果、収束状態では、次式（６）が成立し、次式（７）〜（９）により、測定周波数ωに対する音響特性Ｃの振幅特性、及び位相特性が求められる。
｜Ｃ｜ｃｏｓ（ωｔ＋θ）＋Ａｃｏｓ（ωｔ）＋Ｂｓｉｎ（ωｔ）≒０  ・・・（６）
Ｃ＝−Ａ＋ｊＢ                ・・・（７）
｜Ｃ｜＝（Ａ2＋Ｂ2）1/2      ・・・（８）
θ＝ａｒｇ（−Ａ＋ｊＢ）      ・・・（９）
【００４１】
上記（７）〜（９）の演算は、ＬＭＳ部４５の処理結果に基づいて制御部３０によって行われ、レジスタ３３に格納される。
そして、制御部３０は、測定周波数を順次変化させることで、測定範囲内の全ての周波数について、音響特性Ｃの振幅特性、及び位相特性を測定し、レジスタ３３に順次格納し、これらの結果に基づいて、音響特性データＣ’（ω）を生成する。
このようにして得られた音響特性データＣ’（ω）により、例えば制御部３０が書換可能型ＲＯＭ３２に格納されている音響特性データＣ’（ω）を更新することで、音響特性データＣ’（ω）の更新が行われる。音響特性データＣ’（ω）の更新終了後は、制御部３０がモード選択信号Ｓｓを各部に出力して動作モードを消音モードに切り替えることとなる。
なお、上記（７）〜（９）に基づく演算を行う演算部を制御部３０と別途に設けても良い。
【００４２】
このように、本実施形態によれば、測定周波数ωの余弦波信号Ｓ１を基準音として放射し、この基準音を検出したエラーマイク１２のマイク入力信号Ｓｍに、測定周波数ωに基づいて生成した打消し音信号Ｓｄを加えた収束処理対象信号Ｓａを誤差信号Ｓｅとし、また、測定周波数ωの余弦波信号Ｓ１及び正弦波信号Ｓ２を参照信号としてフィルタ係数更新部４２に入力して適応処理を実行させることで当該誤差信号Ｓｅを無くすように適応フィルタ部４１のフィルタ係数Ａ、Ｂを更新し、当該フィルタ係数Ａ、Ｂに基づいて測定周波数ωに対する音響特性データＣ’（ω）を求める構成とした。
【００４３】
この構成により、基準音を放射し、またフィルタ係数更新部４２に入力する参照信号及び誤差信号Ｓｅを切り替えるだけで、フィルタ係数更新部４２によって更新されたフィルタ係数Ａ、Ｂに基づいて測定周波数ωに対する音響特性データＣ’（ω）が求められる。すなわち、能動型騒音制御システム１が備えるフィルタ係数更新部４２や打消音信号生成部３５を用いて音響特性データＣ’（ω）を求めているため、能動型騒音制御システム１に、フィルタ係数更新部４２に入力する参照信号及び誤差信号Ｓｅを切り替え、また、基準音を放射するように切り替えるために、信号選択回路５０、５１、５２、５３を設けるといった簡単な追加だけで、当該能動型騒音制御システム１に音響特性データＣ’（ω）の測定機能を持たせることができる。これにより、専用の測定器などを用いることなく、当該能動型騒音制御システム１を用いて簡単に音響特性を測定することができる。
【００４４】
また本実施形態によれば、動作モード制御部１３によって、音響特性の測定を所定期間ごと、或いはユーザの操作入力により指示されるごとに行い、書換可能型ＲＯＭ３２に記憶されている音響特性データＣ’（ω）を更新する構成とした。
これにより、音響システムの経年劣化やその他の要因等により、音響特性データＣ’（ω）が変化した場合でも、その変化に対応して速やかに音響特性データＣ’（ω）を更新し、消音モードでの消音動作を安定的に行わせることができる。
【００４５】
上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を例示するものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形、及び応用が可能である。
【００４６】
例えば、音響特性測定モードで得られた測定結果により、初期設定された音響特性データＣ’（ω）を更新する代わりに、当該初期設定値と測定結果とを比較して、例えば音響特性の差異の程度を定量的に示す等して比較結果を通知する構成にしても良い。この構成によれば、音響特性の比較検査を簡単に行うことができ、また、その比較結果に応じて、初期設定値を更新するか否かをユーザなどが選択できる。
【００４７】
また例えば、上述した実施形態では、音響特性測定モードでは、基準音として余弦波信号Ｓ１を放射する構成としたが、これに限らず、正弦波信号Ｓ２を放射しても良い。すなわち、正弦波信号Ｓ２は、余弦波信号Ｓ１に対し位相がπ／２だけずれた信号であることから、この位相差を上記考慮することで、音響特性を測定できる。
【００４８】
また例えば、上述した実施形態では、能動型騒音制御システム１を、車両３の車室４内にエンジン２に起因して発生する振動騒音の打ち消しに用いる場合を例示したが、これに限らず、周期的に変動する任意の振動騒音の打ち消しに本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１  能動型騒音制御システム
３  車両
４  車室（音響空間）
９  振動周波数算出部（周波数入力手段）
１０  能動型騒音制御ユニット
１１  スピーカ
１２  エラーマイク
１３  動作モード制御部
３０  制御部（制御手段、音響特性算出手段、基準音放射手段）
３２  書換可能型ＲＯＭ（記憶手段）
３５  打消音信号生成部（打消音信号生成手段）
４１Ａ  第２適応フィルタ
４１Ｂ  第２適応フィルタ
４２  フィルタ係数更新部（フィルタ係数更新手段）
４５  ＬＭＳ部
４６  分岐ライン
５０〜５３  信号選択回路
Ａ、Ｂ  フィルタ係数
Ｃ  音響特性
Ｃ’  音響特性データ
Ｄｓ  動作モード制御信号
Ｓａ  収束処理対象信号
Ｓｄ  打消し音信号
Ｓｅ  誤差信号
Ｓｍ  マイク入力信号
Ｓｓ  モード選択信号
Ｓ１  余弦波信号
Ｓ２  正弦波信号
Ｓ５  第１参照信号（参照信号）
Ｓ６  第２参照信号（参照信号）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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