(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通常モードと測定モードを選択するモード選択部と、
前記モード選択部で選択された通常モードに基づき、振動騒音源から発生する振動騒音周波数を検出する周波数検出部と、
前記モード選択部で選択された前記測定モードに基づき、振動騒音源から発生する振動騒音周波数に対応した所定の周波数範囲の信号を出力する擬似振動騒音発生部と、
前記擬似振動騒音発生部の出力信号と周波数検出部の出力信号のいずれかを選択して出力する第１のスイッチ部と、
第１のスイッチ部の出力信号が入力される参照余弦波発生部と参照正弦波発生部と、
振動騒音源からの振動騒音に基づき発生する発生振動騒音を相殺するために、前記参照余弦波発生部から出力される前記参照余弦波信号に基づいて第１の制御信号を出力する第１の適応ノッチフィルタ部と、
前記参照正弦波発生部から出力される前記参照正弦波信号に基づいて第２の制御信号を出力する第２適応ノッチフィルタ部と、
前記第１の制御信号と第２の制御信号とがそれぞれ入力される第１の加算部と、
前記第１の加算部から出力される信号を入力する第２のスイッチ部と、
前記参照余弦波信号または前記参照正弦波信号を入力する第３のスイッチ部と、
第２のスイッチ部の出力と第３のスイッチ部の出力が入力される発生振動騒音を打ち消す振動騒音打消部と、
発生振動騒音と前記振動騒音打消部から出力される打消し音との干渉の結果生じる誤差信号を出力する誤差信号検出部と、
前記第１の加算部の出力を入力する第４のスイッチ部と、
前記第４のスイッチ部の出力と前記誤差信号検出部の出力が入力される第２の加算部と、
参照余弦波信号を入力する第５のスイッチ部と、
参照正弦波信号を入力する第６のスイッチ部と、
前記第２の加算部の出力信号と前記第５のスイッチ部の各出力信号とに基づいて前記第２の加算部の出力信号が最小となるように前記第１の適応ノッチフィルタ部のフィルタ係数を算出するとともに、このフィルタ係数をそれぞれ逐次更新する第１のフィルタ係数更新部と、
前記第２の加算部の出力信号と前記第６のスイッチ部の各出力信号とに基づいて前記第２の加算部の出力信号が最小となるように前記第２の適応ノッチフィルタ部のフィルタ係数を算出し、このフィルタ係数をそれぞれ逐次更新する第２のフィルタ係数更新部と、
前記第１及び第２のフィルタ係数更新部からそれぞれ出力されるフィルタ係数が入力され、参照余弦波信号または参照正弦波信号の周波数に対応した前記振動騒音打消部から前記誤差信号検出部までの信号伝達特性中の利得特性値と位相特性値の内の少なくとも位相特性値が算出可能であり、かつ、余弦補正値と正弦補正値もそれぞれ算出可能な補正値算出部と、
余弦補正値と正弦補正値とを用いて参照余弦波信号と参照正弦波信号をそれぞれ補正して、補正余弦波信号と補正正弦波信号を前記第５のスイッチ部及び前記第６のスイッチ部に各別に出力する補正部を備え、
前記補正部は、余弦補正値と正弦補正値とが記憶されるメモリ部と、
余弦補正値と参照余弦波信号との積を求める第１の乗算部と、
正弦補正値と参照正弦波信号との積を求める第２の乗算部と、
余弦補正値と参照正弦波信号との積を求める第３の乗算部と、
正弦補正値と参照余弦波信号との積を求める第４の乗算部と、
前記第１の乗算部の出力信号と前記第２の乗算部の出力信号とがそれぞれ入力され、補正余弦波信号を出力する第３の加算部と、前記第３の乗算部の出力信号及び前記第４の乗算部の出力信号が各別に入力され、補正正弦波信号を出力する第４の加算部とで構成された能動騒音低減装置。
【請求項２】
測定モード時は、第１のスイッチ部により擬似振動騒音発生部の出力信号を参照余弦波発生部と参照正弦波発生部に入力させ、第２のスイッチ部により第１の加算部の出力信号が振動騒音打消部に入力されるのを阻止し、第３のスイッチ部により参照余弦波信号または参照正弦波信号を前記振動騒音打消部に入力させ、第４のスイッチ部により前記第１の加算部の出力信号を第２の加算部に入力させ、第５のスイッチ部により第３の加算部から出力される補正余弦波信号が第１のフィルタ係数更新部に入力されるのを阻止し、前記参照余弦波信号を前記第１のフィルタ係数更新部に入力させ、第６のスイッチ部により第４の加算部から出力される補正正弦波信号が第２のフィルタ係数更新部に入力されるのを阻止し、前記参照正弦波信号を前記第２のフィルタ係数更新部に入力させ、前記擬似振動騒音発生部から出力される所定の周波数を有する出力信号毎にそれぞれ前記第１及び第２のフィルタ係数更新部からそれぞれ出力されるフィルタ係数を用いて、補正値算出部により余弦補正値と正弦補正値をそれぞれ算出するとともにメモリ部に前記所定の周波数を有する出力信号毎に対応した前記余弦補正値と前記正弦補正値を記憶するように構成された請求項１に記載の能動騒音低減装置。
【請求項３】
通常モード時は、第１のスイッチ部により周波数検出部の出力信号を参照余弦波発生部と参照正弦波発生部に入力させ、第２のスイッチ部により第１の加算部の出力信号を振動騒音打消部に入力させ、第３のスイッチ部により参照余弦波信号または参照正弦波信号が前記振動騒音打消部に入力されるのを阻止し、第４のスイッチ部により前記第１の加算部の出力信号が第２の加算部に入力されるのを阻止し、第５のスイッチ部により第３の加算部から出力される補正余弦波信号を第１のフィルタ係数更新部に入力させ、前記参照余弦波信号を前記第１のフィルタ係数更新部に入力されるのを阻止し、第６のスイッチ部により第４の加算部から出力される補正正弦波信号を第２のフィルタ係数更新部に入力させ、前記参照正弦波信号を前記第２のフィルタ数更新部に入力されるのを阻止し、前記モード選択部の測定モード選択時に算出され、メモリ部に記憶された所定の周波数を有する出力信号毎に対応した余弦補正値と正弦補正値に基づき導出された前記補正余弦波信号と前記補正正弦波信号ならびに前記第２の加算部の出力信号を用いて、前記第２の加算部の信号が最小となるように前記振動騒音打消部により発生振動騒音を相殺するように構成された請求項１に記載の能動騒音低減装置。
【請求項４】
モード選択部は車載用機器に組み込まれるとともに所定の操作を行うことで通常モードと測定モードが選択できるように構成された請求項１に記載の能動騒音低減装置。
【請求項５】
車載用機器は、オーディオシステムまたはナビゲーションシステムのいずれかである請求項４に記載の能動騒音低減装置。
【請求項６】
モード選択部は、操作入力部を備えたタッチパネル，メカニカルスイッチ及びマイクロフォンを備えた音声認識部の少なくとも１つである請求項４に記載の能動騒音低減装置。
【請求項７】
補正値算出部により算出された利得特性値と位相特性値が記憶される第２のメモリ部を備え、前記補正値算出部により最初に算出した利得特性値及び位相特性値とその後に算出された利得特性値及び位相特性値の内の少なくとも位相特性値の差が所定値以内であるかを比較するための比較部とを備えた請求項１に記載の能動騒音低減装置。
【請求項８】
比較部において、位相特性値の差が所定値を超えた場合は警告を発するように構成された請求項７に記載の能動騒音低減装置。
【請求項９】
比較部において、位相特性値の差が所定値を超えた場合は、第１及び第２のフィルタ係数更新部からそれぞれ出力されるフィルタ係数を用いて補正値算出部により余弦補正値と正弦補正値を再度算出し、これらの余弦補正値と正弦補正値をメモリ部に記憶させるように構成された請求項７に記載の能動騒音低減装置。
【請求項１０】
エンジンが停止した状態で、モード選択部により測定モードが選択されるように構成された請求項２に記載の能動騒音低減装置。
【請求項１１】
複数の振動騒音打消部と、前記複数の振動騒音打消部の中の少なくとも１つを選択する選択部とを有する請求項１に記載の能動騒音低減装置。
【請求項１２】
複数の誤差信号検出部と、前記複数の誤差信号検出部の中の少なくとも１つを選択する選択部とを有する請求項１に記載の能動騒音低減装置。
【請求項１３】
測定モード時に、擬似振動騒音発生部から出力される所定の周波数を有する出力信号毎に、複数の振動騒音打消部の少なくとも１つを選択する前記請求項１１に記載の能動騒音低減装置。
【請求項１４】
測定モード時に、擬似振動騒音発生部から出力される所定の周波数を有する出力信号毎に、前記複数の誤差信号検出部の少なくとも１つを選択する請求項１２に記載の能動騒音低減装置。
【請求項１５】
補正値算出部により算出された、選択された振動騒音打消部から選択された誤差信号選択部までの信号伝達特性中の利得特性値と位相特性値を、振動騒音打消部または誤差信号検出部毎に記憶させる第３のメモリ部と、前記第３のメモリ部に記憶された利得特性または位相特性のどちらか一方、またはその両方を、振動騒音打消部または誤差信号検出部毎に比較するための第２の比較部とを備えた請求項１１〜請求項１４のいずれか１項に記載の能動騒音低減装置。
【請求項１６】
第２の比較部において利得特性及び位相特性の少なくとも一方を比較し、比較結果から所定の基準で選択した信号伝達特性の利得特性値及び位相特性値から補正値算出部により余弦補正値と正弦補正値を算出し、その算出結果をメモリ部に記憶させるように構成された請求項１５に記載の能動騒音低減装置。
【請求項１７】
第２の比較部において、所定の周波数毎に、利得特性または位相特性のどちらか一方、またはその両方を比較し、所定の基準において最良な信号伝達特性を選択し、選択された前記信号伝達特性の利得特性値及び位相特性値から補正値算出部により余弦補正値と正弦補正値を算出し、メモリ部に記憶させるように構成された請求項１５に記載の能動騒音低減装置。
【請求項１８】
参照正弦波発生部から出力される参照正弦波信号または参照余弦波発生部から出力される参照余弦波信号を補正する第１の補正部を有し、測定モード時には前記参照正弦波信号または前記参照余弦波信号を前記第１の補正部により補正し、第３のスイッチ部により振動騒音打消部に入力されるように構成された請求項１に記載の能動騒音低減装置。
【請求項１９】
測定モード時には、請求項２に記載された方法によって求められるフィルタ係数と、第１の補正部に適用する第１の補正値とから、振動騒音打消部から誤差信号検出部までの信号伝達特性中の利得特性値を算出するように構成された請求項１８に記載の能動騒音低減装置。
【請求項２０】
参照余弦波発生部から出力される参照余弦波信号と第１の適応ノッチフィルタ部に基づいて出力される第１の制御信号が入力される第７のスイッチ部と、参照正弦波信号発生部から出力される参照正弦波信号と第２の適応ノッチフィルタ部に基づいて出力される第２の制御信号が入力される第８のスイッチ部と、測定モードが選択された場合は、前記第１の制御信号を補正し、補正された信号を前記第７のスイッチ部により第１の加算部に入力させるための第２の補正部と、前記第２の制御信号を補正し、補正された信号を前記第８のスイッチ部により第１の加算部に入力させるための第３の補正部を備えた請求項１に記載の能動騒音低減装置。
【請求項２１】
測定モード時には、請求項２によって求めたフィルタ係数と、第２の補正部に適用する第２の補正値と、第３の補正部に適用する第３の補正値とから、振動騒音打消部から誤差信号検出部までの信号伝達特性中の利得特性値を算出するように構成された請求項２０に記載の能動騒音低減装置。
【請求項２２】
参照正弦波発生部から出力される参照正弦波信号または参照余弦波発生部から出力される参照余弦波信号を補正する第１の補正部と、第１の制御信号が入力される第７のスイッチ部と、第２の制御信号が入力される第８のスイッチ部と、測定モードが選択された場合は、前記第１の制御信号を補正し、補正された信号を前記第７のスイッチ部により第１の加算部に入力させるための第２の補正部と、前記第２の制御信号を補正し、補正された信号を前記第８のスイッチ部により第１の加算部に入力させるための第３の補正部を備えた請求項１に記載の能動騒音低減装置。
【請求項２３】
測定モード時には、請求項２に記載のされた方法によって求めたフィルタ係数と、第１の補正部に適用する第１の補正値と、第２の補正部に適用する第２の補正値と、第３の補正部に適用する第３の補正値とから、振動騒音打消部から誤差信号検出部までの信号伝達特性中の利得特性値を算出するように構成された請求項２２に記載の能動騒音低減装置。
【請求項２４】
通常モード時には、請求項２３に記載の方法によって算出した、振動騒音打消部から誤差信号検出部までの信号伝達特性中の利得特性値に基づいて、第１の加算部の出力信号を第４の補正部により補正するように構成された請求項１に記載の能動騒音低減装置。
【請求項２５】
通常モード時には、請求項２３に記載の方法によって算出した、振動騒音打消部から誤差信号検出部までの信号伝達特性中の利得特性値に基づいて、第１のフィルタ係数更新部及び第２のフィルタ係数更新部に適用する所定のパラメータを補正するように構成された請求項１に記載の能動騒音低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等から発生する振動騒音を能動的に低減する能動騒音低減装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、能動騒音低減装置は、まず、スピーカを含んだ振動騒音打消部からマイクロフォンを含んだ誤差信号発生部の間の信号伝達特性を特別な外部計測器を用いて求め、求めた信号伝達特性に基づいて、余弦補正値及び正弦補正値を外部のコンピュータを用いて算出する。次に求めた余弦補正値と正弦補正値を補正部のメモリ部に格納する。最後に、このメモリ部に格納した余弦補正値及び正弦補正値に基づいて、車両などから発生する振動騒音を能動的に低減するものが一般的に知られている。
【０００３】
なお、この出願の発明に関連する先行技術として、例えば、特開２０００−９９０３７号公報に紹介されている。従来の能動騒音低減装置は、振動騒音打消部と誤差信号発生部との間の信号伝達特性を特別な外部計測器を用いて求めなければならない。そして、この信号伝達特性の結果を基づいて余弦補正値及び正弦補正値を算出するためのコンピュータを用意しなければならないという不具合を有していた。
【発明の開示】
【０００４】
本発明は、特別な外部計測器を用意しなくとも、振動騒音打消部から誤差信号発生部までの信号伝達特性を求めることができる能動騒音低減装置を提供する。かつ、コンピュータを用いることなく上記信号伝達特性の余弦補正値と正弦補正値を算出し、算出した余弦補正値と正弦補正値を補正部内のメモリ部に格納する。この余弦補正値と正弦補正値を用いて、振動騒音を能動的に低減可能な能動騒音低減装置を提供することを目的とする。
【０００５】
本発明にかかる能動騒音低減装置は次の構成要素を備える。すなわち、
(ａ)通常モードと測定モードを選択するモード選択部、
(ｂ)モード選択部で選択された通常モードに基づき、振動騒音源から発生する振動騒音周波数を検出する周波数検出部、
（ｃ）モード選択部で選択された測定モードに基づき、振動騒音源から発生する振動騒音周波数に対応した所定の周波数範囲の信号を出力する擬似振動騒音発生部の出力信号と周波数検出部の出力信号のいずれかを選択して出力する第１のスイッチ部、
（ｄ）第１のスイッチ部の出力信号が入力される参照余弦波発生部と参照正弦波発生部、
（ｅ）振動騒音源からの振動騒音に基づき発生する発生振動騒音を相殺するために、参照余弦波発生部から出力される参照余弦波信号に基づいて第１の制御信号を出力する第１の適応ノッチフィルタ部、
（ｆ）参照正弦波発生部から出力される参照正弦波信号に基づいて第２の制御信号を出力する第２の適応ノッチフィルタ部、
（ｇ）第１の制御信号と第２の制御信号とがそれぞれ入力される第１の加算部、
（ｈ）第１の加算部から出力される信号を振動騒音打消部に供給する第２のスイッチ部、
（ｉ）参照余弦波信号または参照正弦波信号を振動騒音打消部に供給する第３のスイッチ部、
（ｊ）第２のスイッチ部の出力と第３のスイッチ部の出力が入力される発生振動騒音を打ち消す振動騒音打消部、
（ｋ）発生振動騒音と振動騒音打消部から出力される打消し音との干渉の結果生じる誤差信号を出力する誤差信号検出部、
（ｌ）第１の加算部の出力を第２の加算部に供給する第４のスイッチ部、
（ｍ）第４のスイッチ部の出力と誤差信号検出部の出力が入力される第２の加算部
（ｎ）参照余弦波信号を第３の加算部に出力する第５のスイッチ部、
（ｏ）参照正弦波信号を第４の加算部出力する第６のスイッチ部、
（ｐ）第２の加算部の出力信号と第５のスイッチ部の各出力信号とに基づいて第２の加算部の出力信号が最小となるように第１の適応ノッチフィルタ部のフィルタ係数を算出し、このフィルタ係数をそれぞれ逐次更新する第１のフィルタ係数更新部、
（ｑ）第２の加算部の出力信号と第６のスイッチ部の各出力信号とに基づいて第２の加算部の出力信号が最小となるように第２適応ノッチフィルタ部のフィルタ係数を算出し、このフィルタ係数をそれぞれ逐次更新する第２のフィルタ係数更新部、
（ｒ）第１及び第２のフィルタ係数更新部からそれぞれ出力されるフィルタ係数が入力され、参照余弦波信号または参照正弦波信号の周波数に対応した振動騒音打消部から誤差信号検出部までの信号伝達特性中の利得特性値と位相特性値の内の少なくとも位相特性値を算出し、かつ、余弦補正値及び正弦補正値をそれぞれ算出可能な補正値算出部、
（ｓ）余弦補正値と正弦補正値とを用いて参照余弦波信号と参照正弦波信号をそれぞれ補正して、補正余弦波信号と補正正弦波信号を第５のスイッチ部及び第６のスイッチ部に各別に出力する補正部、
を備える。
【０００６】
上記補正部（ｓ）は、
（ｓ１）余弦補正値と正弦補正値とが記憶されるメモリ部と、
（ｓ２）余弦補正値と参照余弦波信号との積を求める第１の乗算部、
（ｓ３）正弦補正値と参照正弦波信号との積を求める第２の乗算部、
（ｓ４）余弦補正値と参照正弦波信号との積を求める第３の乗算部、
（ｓ５）正弦補正値と参照余弦波信号との積を求める第４の乗算部、
（ｓ６）第１の乗算部の出力信号と第２の乗算部の出力信号とがそれぞれ入力され、補正余弦波信号を出力する第３の加算部、
（ｓ７）第３の乗算部の出力信号及び第４の乗算部の出力信号が各別に入力され、補正正弦波信号を出力する第４の加算部、
を備えている。こうした補正部の構成により、スピーカを含んだ振動騒音打消部からマイクロフォンを含んだ誤差信号発生部の間の信号伝達特性を特別な外部計測器を用いることなく求めることができる。かつ、外部のコンピュータを用いることなく、信号伝達特性の余弦補正値と正弦補正値を算出することができる。この算出した余弦補正値と正弦補正値を補正部に設けたメモリ部に格納し、格納した余弦補正値と正弦補正値を用いて振動騒音を能動的に低減することが可能な能動騒音低減装置を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明にかかる能動騒音低減装置は、スピーカを含んだ振動騒音打消部から、マイクロフォンを含んだ誤差信号発生部の間の信号伝達特性を特別な外部計測器を用いることなく求めることができる。かつ、外部のコンピュータを用意しなくとも、信号伝達特性の余弦補正値と正弦補正値を算出することができるとともに、この余弦補正値と正弦補正値を補正部に設けたメモリ部に格納することができる。こうして、求めた余弦補正値と正弦補正値を用いることで振動騒音を能動的に低減可能な能動騒音低減装置を提供することができるので、その産業上の利用可能性は高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１を図１〜図４を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態１にかかる能動騒音低減装置の構成を説明するためのブロック図である。図２は図１に示した能動騒音低減装置における測定モードの動作を説明するためのブロック図である。図３は図１に示した能動騒音低減装置における通常モードの動作を説明するためのブロック図である。図４は図１に示した本発明の能動騒音低減装置において、振動騒音打消部または誤差信号検出部が複数個用意された場合の動作を説明するためのブロック図である。
【０００９】
図１の能動騒音低減装置１００は、大きく分けると、回転数検出器１，タッチパネル３，マイクロフォン１５，振動騒音打消部３０及び離散演算処理装置３２を備えている。振動騒音打消部３０は電力増幅器１３，スピーカ１４を備える。
【００１０】
離散演算処理装置３２は、周波数検出部２，擬似振動騒音発生部４，第１のスイッチ部５，参照余弦波発生部６，参照正弦波発生部７，第１の適応ノッチフィルタ部８，第２の適応ノッチフィルタ部９，第１の加算部１０，第２のスイッチ部１１，第３のスイッチ部１２，第４のスイッチ部１６，第２の加算部１７，第５のスイッチ部１８，第６のスイッチ部１９，第１の適応制御アルゴリズム演算部２０，第２の適応制御アルゴリズム演算部２１，補正値算出部２２及び補正部３１を備えている。
【００１１】
なお、周波数検出部２，擬似振動騒音発生部４，第１のスイッチ部５，参照余弦波発生部６，参照正弦波発生部７，第１の適応ノッチフィルタ部８，第２の適応ノッチフィルタ部９，第１の加算部１０，第２のスイッチ部１１，第３のスイッチ部１２，第４のスイッチ部１６，第２の加算部１７，第５のスイッチ部１８，第６のスイッチ部１９、第１の適応制御アルゴリズム演算部２０，第２の適応制御アルゴリズム演算部２１，補正値算出部２２，第１の乗算部２４、第２の乗算部２５，第３の乗算部２６，第４の乗算部２７，第３の加算部２８及び第４の加算部２９はＣＰＵなどが内蔵されたソフトウェア装置によって構成する。
【００１２】
しかし、上記の中で、第１のスイッチ部５，第２のスイッチ部１１，第３のスイッチ部１２，第４のスイッチ部１６，第５のスイッチ部１８及び第６のスイッチ部１９の少なくとも１つはハードウェアで構成することも可能である。
【００１３】
さて、図１に示した能動騒音低減装置１００において、回転数検出器１は、車両に搭載されるエンジンの回転数を検出する。周波数検出部２には、回転数検出器１によって検出されたエンジンパルスが入力され、それに対応した周波数信号を出力する。タッチパネル３は、モード選択部として、車両に搭載されたオーディオシステムの操作入力部を備える。擬似振動騒音発生部４はタッチパネル３によって、測定モードが選択されると所定の周波数の信号を発生する。
【００１４】
第１のスイッチ部５は、周波数検出部２からの出力信号と擬似振動騒音発生部４からの出力信号をタッチパネル３での選択指示によって選択的に出力する。参照余弦波発生部６は第１のスイッチ部５からの出力信号に基づいて参照余弦波信号を発生する。参照正弦波発生部７は第１のスイッチ部５からの出力信号に基づいて参照正弦波信号を発生する。
【００１５】
第１の適応ノッチフィルタ部８は、参照余弦波発生部６から出力される参照余弦波信号に基づいて、第１の制御信号を出力する。第２の適応ノッチフィルタ部９は、参照正弦波発生部７から出力された参照正弦波信号に基づいて第２の制御信号を出力する。
【００１６】
第１の加算部１０には第１の制御信号及び第２の制御信号が各別に入力される。第２のスイッチ部１１は第１の加算部１０から出力された信号を振動騒音打消部３０に供給または断続するために用意されている。図１に示したスイッチ部１１は開放された状態、すなわち断続状態を示している。第３のスイッチ部１２は、参照正弦波信号を振動騒音打消部３０に供給または断続するために用意されている。図１に示したスイッチ部１２は開放された状態、すなわち断続状態を示している。
【００１７】
電力増幅器１３には、第２のスイッチ部１１，第３のスイッチ部１２のそれぞれの出力信号がに入力される。スピーカ１４には電力増幅器１３の出力信号が入力される。マイクロフォン１５は、振動騒音源としてのエンジンから発生する振動騒音とスピーカ１４から出力される打消し音との干渉の結果生じる誤差信号を出力する誤差信号検出部としての機能を備える。
【００１８】
第４のスイッチ部１６は、第１の加算部１０の出力を第２の加算部１７に供給し、また、断続する。第２の加算部１７には、第４のスイッチ部１６の出力とマイクロフォン１５の出力が各別に入力される。第５のスイッチ部１８はタッチパネル３からの指示を受けて、参照余弦波発生部６から出力された参照余弦波信号を第３の加算部２８に出力する。
【００１９】
第６のスイッチ部１９は、タッチパネル３からの指示を受けて、参照正弦波信号を第４の加算部２９に出力する。第１の適応制御アルゴリズム演算部２０は第１の適応ノッチフィルタ部８のフィルタ係数を算出し、その係数を更新する。第２の適応制御アルゴリズム演算部２１は第２の適応ノッチフィルタ部９のフィルタ係数を算出し、その係数を更新する。補正値算出手段２２には、第１の適応制御アルゴリズム演算部２０，第２の適応制御アルゴリズム演算部２１からそれぞれ出力されたフィルタ係数が各別に入力される。
【００２０】
補正値算出手段２２は、参照正弦波信号の周波数に対応した電力増幅器１３，スピーカ１４からマイクロフォン１５までの信号伝達特性中の利得特性値及び位相特性値の内の少なくとも位相特性値を算出することが可能である。かつ、補正値算出手段２２は、余弦補正値Ｃ０と正弦補正値Ｃ１を算出することが可能である。メモリ部２３は余弦補正値Ｃ０と正弦補正値Ｃ１を記憶する。第１の乗算部２４は余弦補正値Ｃ０と参照余弦波信号との積を求める。第２の乗算部２５は正弦補正値Ｃ１と参照正弦波信号との積を求める。第３の乗算部２６は余弦補正値Ｃ０と参照正弦波信号との積を求める。第４の乗算部２７は正弦補正値Ｃ１と参照余弦波信号との積を求める。第３の加算部２８の入力側には第１の乗算部２４の出力信号と第２の乗算部２５の出力信号が各別に入力され、第３の加算部２８の出力側から補正余弦波信号を出力する。第４の加算部２９の入力側には第３の乗算部２６の出力信号と第４の乗算部２７の出力信号が各別に入力され、第４の加算部２９の出力側から補正正弦波信号を出力する。振動騒音打消部３０は電力増幅器１３とスピーカ１４とから構成されている。補正部３１はメモリ部２３，第１の乗算部２４，第２の乗算部２５，第３の乗算部２６，第４の乗算部２７，第３の加算部２８及び第４の加算部９を備えている。
【００２１】
また、モード選択部には、車載用機器としてのオーディオシステムの操作入力部を備えたタッチパネル３を用いる。こうした構成を採用した本発明にかかる能動騒音低減装置を車両用に用いた場合は、広く普及した車載用機器が利用できるので好都合である。
【００２２】
次に、車載用機器として、オーディオシステムを用いる場合について説明する。しかし、必ずしもこれに特定されるものではないことを理解されたい。たとえば、ナビゲーションシステム等にも用いることが可能である。
【００２３】
ここで、モード選択部として、車載用機器としてのオーディオシステムの操作入力部を備えたタッチパネル３について説明するが、必ずしもこれに特定されるものではなく、メカニカルスイッチまたはマイクロフォンを備えた音声認識部等を用いることも可能である。これにより、測定モードと通常モードを自由に選択することができるばかりでなく、たとえば、手動操作を不要にさせるモード選択部を構築することも可能である。
【００２４】
次に、図２を用いて測定モードの動作について以下に説明する。図１と同じ箇所には同じ符号を用いる。
【００２５】
タッチパネル３で測定モードが選択されると、疑似振動騒音発生部４が作動する。疑似振動騒音発生部４から所定の周波数を有する出力信号が出力される。この出力信号が第１のスイッチ部５によって選択され、参照余弦波発生部６及び参照正弦波発生部７に各別に入力される。
【００２６】
参照正弦波発生部７は、疑似振動騒音発生部４から出力される出力信号の周波数に同期した参照正弦波信号を第３のスイッチ部１２を介して電力増幅器１３に供給する。電力増幅器１３の出力は、スピーカ１４に入力される。スピーカ１４より参照正弦波信号が音として放射され、この放射音をマイクロフォン１５が誤差信号ｅ（ｎ）として検出する。この検出した誤差信号ｅ（ｎ）を第２の加算部１７に入力する。
【００２７】
参照余弦波発生部６から出力された参照余弦波信号は、第１の適応ノッチフィルタ部８でフィルタ係数Ｗ０（ｎ）と乗算される。参照正弦波発生部７から出力された参照正弦波信号は、第２の適応ノッチフィルタ部９でフィルタ係数Ｗ１（ｎ）と乗算される。第１の適応ノッチフィルタ部８の出力信号及び第２の適応ノッチフィルタ部９の出力信号は、第１の加算部１０において加算される。第１の加算部１０の出力信号は第４のスイッチ部１６を介して第２の加算部１７に入力される。第２の加算部１７では、マイクロフォン１５により検出された誤差信号ｅ（ｎ）から第１の加算部１０から出力された出力信号が減算される。この減算された信号を誤差信号ｅ’（ｎ）として出力する。この誤差信号ｅ’（ｎ）が第１の適応制御アルゴリズム演算部２０及び第２の適応制御アルゴリズム演算部２１に各別に入力される。
【００２８】
次に、第１の適応ノッチフィルタ部８のフィルタ係数Ｗ０（ｎ）及び第２の適応ノッチフィルタ部９のフィルタ係数Ｗ１（ｎ）が適応制御アルゴリズムに基づき、更新されるメカニズムを以下に説明する。これらの適応制御アルゴリズムとしては、例えば最急降下法の一種であるＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ）アルゴリズムが知られている。このアルゴリズムに基づいて、第１の適応ノッチフィルタ部８のフィルタ係数Ｗ０（ｎ）は、第１の適応制御アルゴリズム演算部２０によって更新される。第２の適応ノッチフィルタ部９のフィルタ係数Ｗ１（ｎ）は第２の適応制御アルゴリズム演算部２１によって更新される。第１の適応ノッチフィルタ部８のフィルタ係数Ｗ０（ｎ＋１）及び第２の適応ノッチフィルタ部９のフィルタ係数Ｗ１（ｎ＋１）は、更新直前の第１の適応ノッチフィルタ部８のフィルタ係数Ｗ０（ｎ）、第２の適応ノッチフィルタ部９のフィルタ係数Ｗ１（ｎ）、誤差信号ｅ’（ｎ）と参照余弦波発生部６から出力される参照余弦波信号ｒ０’（ｎ）、参照正弦波発生部７から出力される参照正弦波信号ｒ１’（ｎ）、さらにステップサイズパラメータμを用いると、式（１）、式（２）によって求めることができる。ステップサイズパタメータμは、最急降下法において収束速度を決定する。
【００２９】
【数１】
0004289394.tif 000002
【００３０】
【数２】
0004289394.tif 000003
【００３１】
このようにして、第１の適応ノッチフィルタ部８のフィルタ係数Ｗ０（ｎ）及び第２の適応ノッチフィルタ部９のフィルタ係数Ｗ１（ｎ）は、誤差信号ｅ’（ｎ）がゼロに近づくように更新され、最適値に収束していく。ここで、最適値に収束するとは、閾値ε０，ε１を用いて表すと、式（３）、式（４）が満たされる状態を指している。
【００３２】
【数３】
0004289394.tif 000004
【００３３】
【数４】
0004289394.tif 000005
【００３４】
第１の適応ノッチフィルタ部８のフィルタ係数Ｗ０（ｎ）及び第２の適応ノッチフィルタ部９のフィルタ係数Ｗ１（ｎ）が、上述のように最適値に収束することによって、第１の加算部１０の出力信号とマイクロフォン１５から検出された誤差信号ｅ（ｎ）が等しくなる。すなわち、第１の加算部６の出力信号と誤差信号ｅ（ｎ）は、とりもなおさず電力増幅器１３、スピーカ１４からマイクロフォン１５までの信号伝達特性を示す。
【００３５】
また、最適値に収束した後の第１の適応ノッチフィルタ部８のフィルタ係数Ｗ０’、最適値に収束した後の第２の適応ノッチフィルタ部９のフィルタ係数をＷ１’とすると、誤差信号ｅ（ｎ）は、式（５）、式（６）で表すことができる。
【００３６】
【数５】
0004289394.tif 000006
【００３７】
【数６】
0004289394.tif 000007
【００３８】
Ｗ０’、Ｗ１’を補正値算出部２２に入力し、補正値算出部２２で式（７）、式（８）に示す演算を行うことによって、上記信号伝達特性中の利得特性値Ｇ７及び位相特性値φ７が求まる。
【００３９】
【数７】
0004289394.tif 000008
【００４０】
【数８】
0004289394.tif 000009
【００４１】
また、フィルタ係数Ｗ０’とフィルタ係数Ｗ１’を補正値算出部２２に入力し、補正値算出部２２で式（９）、式（１０）に示す演算を行うことによって、それぞれ余弦補正値Ｃ０と正弦補正値Ｃ１が求まる。
【００４２】
【数９】
0004289394.tif 000010
【００４３】
【数１０】
0004289394.tif 000011
【００４４】
余弦補正値Ｃ０と正弦補正値Ｃ１をメモリ部２３に格納することによって測定モードの一連の手順が完了する。
【００４５】
上述の演算ステップに基づき、電力増幅器１３，スピーカ１４からマイクロフォン１５までの信号伝達特性を特別の外部計測器を用いることなく求めることができる。かつ、外部のコンピュータを用いることなく、余弦補正値Ｃ０及び正弦補正値Ｃ１を算出することができる。この余弦補正値Ｃ０及び正弦補正値Ｃ１を補正部３１に設けたメモリ部２３に格納する。
【００４６】
また、図２に示す離散演算処理装置３２内に補正値算出部２２によって算出した利得特性値と位相特性値が記憶される第２のメモリ部（図示せず）を設ける。補正値算出部２２によって最初に算出した利得特性値及び位相特性値とその後に算出された利得特性値及び位相特性値の内の少なくとも位相特性値の差が所定値以内であるか否かを比較するための比較部（図示せず）を設ける。これらの構成によって、以下に説明するような新たな機能を発揮することができる。
【００４７】
すなわち、比較部において、位相特性値の差が所定値を超えた場合は警告を発することができる。すなわち、車両の運転者に対して、スピーカ１４からマイクロフォン１５までの信号伝達特性に変化が起こったことを知らせることができる。
【００４８】
また、比較部において、位相特性値の差が所定値を超えた場合は、第１のフィルタ係数更新部である第１の適応制御アルゴリズム演算部２０，第２のフィルタ係数更新部である第２の適応制御アルゴリズム演算部２１から各別に出力されるフィルタ係数を用いて、補正値算出部２２によって余弦補正値と正弦補正値を再度算出する。算出したあとは、これらの余弦補正値と正弦補正値をメモリ部２３に記憶させる。これにより、本発明のスピーカ１４からマイクロフォン１５までの信号伝達特性に変化が起こったとしても再び振動騒音を十分に打ち消すことが可能になる。
【００４９】
また、タッチパネル３で測定モードを選択する際に、エンジンが停止していれば、車両の乗員にスピーカ１４から発せられるテスト用の不快な放射音を聞かせることを抑制することができる。
【００５０】
次に、図３を用いて通常モードの動作について説明する。図１，図２と同じ箇所には同じ符号を用いる。タッチパネル３で通常モードが選択されると、回転数検出器１によって検出されたエンジンの回転数がパルス波形の信号に変換されて周波数検出部２に供給される。また、周波数検出部２の出力信号が、第１のスイッチ部５によって選択され参照余弦波発生部６及び参照正弦波発生部７に入力される。
【００５１】
参照余弦波発生部６及び参照正弦波発生部７は、周波数検出部２から出力された出力信号の周波数に同期した参照余弦波信号と参照正弦波信号を各別に発生する。
【００５２】
参照余弦波発生部６から出力された参照余弦波信号は、第１の適応ノッチフィルタ部８においてフィルタ係数Ｗ０（ｎ）と乗算される。参照正弦波発生部７から出力された参照正弦波信号は、第２適応ノッチフィルタ部９においてフィルタ係数Ｗ１（ｎ）と乗算される。第１の適応ノッチフィルタ部８の出力信号と、第２適応ノッチフィルタ９の出力信号は、第１の加算部１０において加算される。第１の加算部１０の出力信号は第２のスイッチ部１１を介して電力増幅器１３に供給される。電力増幅器１３の出力はスピーカ１４に入力される。スピーカ１４は、エンジンによって発生した振動騒音を打ち消すための打消し音を放射する。
【００５３】
なお、タッチパネル３で通常モードが選択されたとしても、スピーカ１４から、放射する最初の打消し音では、エンジンによって発生した振動騒音を打ち消すには十分とは言えない。
【００５４】
そこで、本発明によって振動騒音を十分に打ち消すための信号処理の手順を説明する。まず、エンジンによって発生した振動騒音と、スピーカ１４から放射した最初の打消し音が干渉する。そのとき、消音しきれなかった残留音をマイクロフォン１５によって検出する。
【００５５】
マイクロフォン１５において検出された残留音は、誤差信号ｅ（ｎ）として検出する。この検出した誤差信号ｅ（ｎ）は第２の加算部１７を介して、第１の適応制御アルゴリズム演算部２０及び第２の適応制御アルゴリズム演算部２１に誤差信号ｅ（ｎ）として入力される。誤算信号ｅ（ｎ）は第１の適応ノッチフィルタ部８のフィルタ係数Ｗ０（ｎ）及び第２の適応ノッチフィルタ部９のフィルタ係数Ｗ１（ｎ）をそれぞれ更新するための適応制御アルゴリズムに使用される。
【００５６】
次に、参照余弦波信号（ｃｏｓωｔ）がメモリ部２３に記憶された余弦補正値Ｃ０と第１の乗算部２４で乗算される。また、参照正弦波信号（ｓｉｎωｔ）がメモリ部２３に記憶された正弦補正値Ｃ１と第２の乗算部２５で乗算される。第１の乗算部２４の出力信号と第２の乗算部２５の出力信号が第３の加算部２８に入力される。参照正弦波信号（ｓｉｎωｔ）がメモリ部２３に記憶された余弦補正値Ｃ０と、第３の乗算部２６で乗算される。参照余弦波信号（ｃｏｓωｔ）はメモリ部２３に記憶された正弦補正値Ｃ１と第４の乗算部２７で乗算される。第１の乗算部２６の出力信号と第２の乗算部２７の出力信号が第４の加算部２９に入力される。その結果、第３の加算部２６と第４の加算部２７から、式（１１）、式（１２）で表されるような補正余弦波信号ｒ０（ｎ）と補正正弦波信号ｒ１（ｎ）を、各別に出力することができる。
【００５７】
【数１１】
0004289394.tif 000012
【００５８】
【数１２】
0004289394.tif 000013
【００５９】
補正余弦波信号ｒ０（ｎ）及び補正正弦波信号ｒ１（ｎ）は、第１の適応制御アルゴリズム演算部２０，第２の適応制御アルゴリズム演算部２１に各別に入力される。これらの補正余弦波信号ｒ０（ｎ）及び補正正弦波信号ｒ１（ｎ）は、第１の適応ノッチフィルタ部８のフィルタ係数Ｗ０（ｎ）、第２の適応ノッチフィルタ部９のフィルタ係数Ｗ１（ｎ）を更新するための適応制御アルゴリズムに使用される。
【００６０】
次に、第１の適応ノッチフィルタ部８のフィルタ係数Ｗ０（ｎ）及び第２の適応ノッチフィルタ部９のフィルタ係数Ｗ１（ｎ）を適応制御アルゴリズムにより更新する信号処理の手順を以下に説明する。測定モードの場合と同様に、ＬＭＳアルゴリズムに基づいて、第１の適応ノッチフィルタ部８のフィルタ係数Ｗ０（ｎ）、第２の適応ノッチフィルタ部９のフィルタ係数Ｗ１（ｎ）をそれぞれ、第１の適応制御アルゴリズム演算部２０及び第２の適応制御アルゴリズム演算部２１によって各別に更新する。
【００６１】
次に、第１の適応制御アルゴリズム演算部２０と第２の適応制御アルゴリズム演算部２１によって、各別に更新される第１の適応ノッチフィルタ部８のフィルタ係数Ｗ０（ｎ＋１）と、第２の適応ノッチフィルタ部９のフィルタ係数Ｗ１（ｎ＋１）は、更新直前の第１の適応ノッチフィルタ部８のフィルタ係数Ｗ０（ｎ）、第２の適応ノッチフィルタ部９のフィルタ係数Ｗ１（ｎ）、誤差信号ｅ（ｎ）、第３の加算部２８より出力される補正余弦波信号ｒ０（ｎ）と第４の加算部２９から出力される補正信号ｒ１（ｎ）は、ステップサイズパラメータμを用いると式（１３）、式（１４）で求めることができる。なお、ステップサイズパラメータμは、前にも述べたように、最急降下法において、収束速度を決定する。
【００６２】
【数１３】
0004289394.tif 000014
【００６３】
【数１４】
0004289394.tif 000015
【００６４】
このようにして、第１の適応ノッチフィルタ部８のフィルタ係数Ｗ０（ｎ）と、第２の適応ノッチフィルタ部９のフィルタ係数Ｗ１（ｎ）は、誤差信号ｅ（ｎ）がゼロに近づくように更新され、最適値に収束していく。これはとりもなおさず、エンジンによって発生した振動騒音が、振動騒音打消部３０を構成するスピーカ１４から放射される打ち消し音によって十分に打ち消されることを意味する。
【００６５】
次に、電力増幅器１３とスピーカ１４とから構成した振動騒音打消部３０または誤差信号検出部としてのマイクロフォン１５が複数個存在する場合の動作について図４を用いて説明する。
【００６６】
従来、一般的な車両では、スピーカはフロントドア及びリアドアに、マイクロフォンは運転席近傍それぞれに設置されている。このため、スピーカ１４からマイクロフォン１５までの信号伝達特性は、ある程度固定的（限定的）なものであった。しかしながら、最近ではリアエンターテイメント技術の普及に伴い、６個以上のスピーカを使用したマルチサラウンドシステムまたはハンズフリー通話用にマイクロフォンが車室の２番目の席や３番目の席に設置されていることも珍しくなくなってきた。したがって、スピーカからマイクロフォンまでの信号伝達特性を選択する自由度が高くなってきている。このため、測定モードにおいて、より良い信号伝達特性を選んで、それを記憶させ、通常モード時にそれを利用することで、より最適な騒音低減効果を奏することができる。
【００６７】
ここで、スピーカ１４及びマイクロフォン１５が複数個存在する場合、それらをそれぞれＳＰＫ（ｉ）及びＭＩＣ（ｊ）として表すことにする。ただし、スピーカはＭ個、マイクロフォンはＮ個、車両内に設置されており、ｉは１〜Ｍの整数、ｊは１〜Ｎの整数とする。
【００６８】
先の測定モードの動作説明では、ＳＰＫ（ｉ）及びＭＩＣ（ｊ）が固定的な場合について述べた。このような場合は、スピーカ及びマイクロフォンが常に同じ場所に設置されているとしても、ＳＰＫ（ｉ）からＭＩＣ（ｊ）までの信号伝達利得特性にレベル低下やディップが存在しないときには、なんらの支障も生じないので、比較的簡単に騒音低減制御を行うことが可能である。しかし、能動騒音低減装置が設置される車室内では、信号伝達利得特性に車室内特有のピークやディップが存在することが少なくない。このため、ディップ付近の周波数帯での騒音低減制御が不安定になる。または、信号伝達利得特性のレベルが低い周波数帯では振動騒音打消部としてのスピーカから放射される打消し音が必然的に大きくなってしまい、スピーカから歪音を発生させてしまうという不具合が生じる。
【００６９】
そこで、測定モード時に、車室内に設置されたＭ個のスピーカからＳＰＫ（ｉ）を選択し、Ｎ個のマイクロフォンからＭＩＣ（ｊ）を選択する。ＳＰＫ（ｉ）からＭＩＣ（ｊ）までの信号伝達特性の利得特性値を（ＭｘＮ）種類求め、それらを第３のメモリ部に記憶させる。第２の比較部において、第３のメモリ部に記憶された（ＭｘＮ）種類の利得特性値を比較し、深いディップがより少ない、利得レベルのより高い、ＳＰＫ（ｉ）とＭＩＣ（ｊ）の組み合わせを選択する。選択されたＳＰＫ（ｉ）からＭＩＣ（ｊ）までの信号伝達特性より算出される余弦補正値と正弦補正値をメモリ部２３に記憶する。通常モード動作時にメモリ部２３に記憶された余弦補正値と正弦補正値を用いれば、より騒音低減効果の高い能動騒音低減装置を提供することが可能となる。
【００７０】
また、周波数毎に、第２の比較部において（ＭｘＮ）種類の利得特性値を比較し、深いディップのより少なく、利得レベルが、より高いＳＰＫ（ｉ）とＭＩＣ（ｊ）の組み合わせを選択する。周波数毎に選択されたＳＰＫ（ｉ）からＭＩＣ（ｊ）までの信号伝達特性より算出される余弦補正値と正弦補正値をメモリ部２３に記憶する。通常モード動作時にメモリ部２３に記憶された余弦補正値と正弦補正値を用いる。これによって、騒音低減制御対象の全周波数帯域においては、ＳＰＫ（ｉ）からＭＩＣ（ｊ）までのいずれの信号伝達特性にもディップや利得レベルの低い部分が存在する場合でも、騒音低減効果の高い能動騒音低減装置を提供することができる。
【００７１】
（実施の形態２）
図５は実施の形態２にかかる能動騒音低減装置の構成ブロック図、図６は測定モード動作を示すブロック図、図７は通常動作モードを示すブロック図をそれぞれ示す。なお、実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【００７２】
能動騒音低減装置１００は、参照正弦波発生部から出力される参照正弦波信号を補正する第１の補正部４０を備える。測定モード選択時には、第１の補正部４０によって補正された信号は、第３のスイッチ部１２を介して電力増幅器１３に入力される。第７のスイッチ部４１は参照余弦波発生部から出力された参照余弦波信号と、第１の適応ノッチフィルタ部８でフィルタ係数Ｗ０とが乗算された信号をタッチパネル部３からの指示を受けて第１の加算部の一方側の入力端子に供給する。第８のスイッチ部４２は参照正弦波発生部から出力される参照正弦波信号と、第２の適応ノッチフィルタ部９でフィルタ係数Ｗ１とが乗算された信号をタッチパネル部３からの指示を受けて、第１の加算部の他方側の入力端子に供給する。第２の補正部４３は測定モード動作時に、第７のスイッチ部より出力される信号を補正して第１の加算部１０に入力する。第３の補正部４４は測定モード動作時に、第８のスイッチ部から出力される信号を補正して第１の加算部１０に入力する。
【００７３】
実施の形態２の説明に用いる図５〜図７において、実施の形態１と相違する点は、図１〜図３に示した構成に、第１の補正部４０，第７のスイッチ部４１，第８のスイッチ部４２，第２の補正部４３及び第３の補正部４４を付加したことである。
【００７４】
ここで、測定モード動作時に信号伝達特性を求める方法について述べる。例えばスピーカ１４からマイクロフォン１５までの信号伝達特性の利得特性が０ｄＢを大きく超えるような場合はマイクロフォン１５で検出する誤差信号ｅ（ｎ）も大きくなってしまう。しかしながらマイクロフォン１５が検出することができる信号の振幅には上限が存在する。このため、マイクロフォン１５の位置での伝達信号の振幅がマイクロフォン１５の検出可能な上限値を超えてしまうと、正確な値の誤差信号ｅ（ｎ）を得ることができない。
【００７５】
すなわち、適応制御アルゴリズム演算の収束値から得られる第１の適応ノッチフィルタ部８のフィルタ係数Ｗ０’及び第２の適応ノッチフィルタ部９のフィルタ係数Ｗ１’も正確な値が得られない。このため、式（７）より得られる利得特性値も不正確なものとなってしまうという不具合が生じる。
【００７６】
そこで、参照正弦波信号を補正する第１の補正部４０を付加すれば、補正値ρの絶対値を小さくすることができる。これによりマイクロフォン１５の位置での伝達信号の振幅を小さくすることができる。正確な値の誤差信号ｅ（ｎ）が得られ、正確な利得特性値を求めることが可能になる。このときの利得特性値は式（１５）で表すことができる。
【００７７】
【数１５】
0004289394.tif 000016
【００７８】
また、マイクロフォン１５の位置での伝達信号の振幅がマイクロフォン１５の検出可能な上限値を超えることがないとしても、フィルタ係数Ｗ０’及びフィルタ係数Ｗ１’の数値範囲が制限されると、たとえばＱ７フォーマットで定義される場合には、０ｄＢ以上の利得特性値を表すことができないという不具合が生じる。ここで、Ｑ７フォーマットとは、８ビットの固定小数点表記法の１つで、小数点以下の情報を下位７ビットに割り当てるというものである。そこで第７のスイッチ部４１，第８のスイッチ部４２，第２の補正部４３及び第３の補正部４４を付加すれば、利得特性値は補正値σから式（１６）によって表すことができる。
【００７９】
【数１６】
0004289394.tif 000017
【００８０】
したがって、補正値σの絶対値を大きくすることにより、Ｗ０’及びＷ１’を表現可能な数値範囲で表すことができるため、正確な利得特性値を求めることができる。
【００８１】
また、マイクロフォン１５の位置での伝達信号の振幅がマイクロフォン１５での検出可能な上限値を超え、かつ、フィルタ係数Ｗ０’及びフィルタ係数Ｗ１’の数値範囲が制限される場合であっても、補正値ρの絶対値を小さくし、補正値σの絶対値を大きくすることにより、利得特性値は式（１７）によって求めることができる。
【００８２】
【数１７】
0004289394.tif 000018
【００８３】
次に、スピーカ１４からマイクロフォン１５までの信号伝達特性の利得特性が０ｄＢを大きく下回るような場合について述べる。このとき、式（５），式（６）及び式（７）に基づいて、適応制御アルゴリズム演算の収束値から得られる第１の適応ノッチフィルタ部８のフィルタ係数Ｗ０’及び第２の適応ノッチフィルタ部９のフィルタ係数Ｗ１’の値は小さくなってしまう。フィルタ係数Ｗ０’及びフィルタ係数Ｗ１’の値が小さくなると、１ＬＳＢの相対的な誤差が大きくなってしまうという不具合が生じる。
【００８４】
例えば、フィルタ係数Ｗ０’、フィルタ係数Ｗ１’を符号付８ビットの数値で求めたときに、得られた値がＷ０’＝１、Ｗ１’＝２であるとする。これが１ＬＳＢの誤差を含んでおり真の近似値がＷ０’＝２、Ｗ１’＝２であると仮定すると、式（８）より位相特性値の真の近似値は４５度、得られたＷ０’、Ｗ１’から算出した位相特性値は２６．６度となる。このため、位相特性値の誤差は２９％（（４５−２６．６）／４５）になる。
【００８５】
一方、フィルタ係数Ｗ０’及びフィルタ係数Ｗ１’が大きな値で得られた場合、例えば、Ｗ０’＝９９、Ｗ１’＝１００である。これが１ＬＳＢの誤差を含んでおり真の近似値がＷ０’＝１００、Ｗ１’＝１００であると仮定すると式（８）から位相特性値の真の近似値は４５度、得られたＷ０’、Ｗ１’から算出した位相特性値は４４．７度となる。これにより、位相特性値の誤差は０．７％（（４５−４４．７）／４５）になる。
【００８６】
そこで、参照正弦波信号を補正する第１の補正部４０を付加するように構成すれば、補正値ρの絶対値を大きくすることによって、マイクロフォン位置での伝達信号の振幅を大きくすることができる。これにより、フィルタ係数Ｗ０’及びフィルタ係数Ｗ１’を大きな値で得られる。これにより、位相特性値の誤差を小さくすることができる。また、第７のスイッチ部４１，第８のスイッチ部４２，第２の補正部４３及び第３の補正部４４を付加するように構成する。これによって、適応制御アルゴリズム演算の収束値から得られる第１の適応ノッチフィルタ部８のフィルタ係数及び第２の適応ノッチフィルタ部９のフィルタ係数はそれぞれσ・Ｗ０’及びσ・Ｗ１’で表すことができる。
【００８７】
補正値σの絶対値を小さくすることにより、Ｗ０’及びＷ１’が大きな値で得られるため、同様に位相特性値の誤差を小さくすることができる。したがって、参照正弦波信号を補正する第１の補正部４０，第７のスイッチ部４１，第８のスイッチ部４２，第２の補正部４３及び第３の補正部４４を付加するように構成する。こうした構成によれば、第１の適応ノッチフィルタ部８のフィルタ係数Ｗ０’及び第２の適応ノッチフィルタ部９のフィルタ係数Ｗ１’は、より大きな値で得られるため、位相特性値の誤差をさらに小さくすることできる。
【００８８】
（実施の形態３）
図８を用いて実施の形態３について説明する。図８は、実施の形態１にかかる能動騒音低減装置の通常モード動作を示したブロック図（図３）を簡略して表したブロック図である。図９は、図８において、電力増幅器１３及びスピーカ１４で構成した騒音打消部３０から、マイクロフォン１５までの信号伝達特性をβ、参照余弦波発生部６から出力される参照余弦波信号または参照制限波発生部７から出力される参照制限波信号から第１の加算部１０の出力までの信号伝達特性である適応フィルタ部の信号伝達特性をγとして、さらに簡略化したブロック図である。図９の構成に従って、車室内の発生振動騒音Ｖｎと誤差信号Ｖｅと出力Ｖｏｕｔと騒音打消部３０からマイクロフォン１５までの信号伝達特性βと、適応フィルタ部の信号伝達特性γとの関係を式（１８）、式（１９）で表すことができ、また、式（１８）、式（１９）よりＶｅ／Ｖｎは式（２０）によって表すことができる。
【００８９】
【数１８】
0004289394.tif 000019
【００９０】
【数１９】
0004289394.tif 000020
【００９１】
【数２０】
0004289394.tif 000021
【００９２】
図１０は、Ｖｅ／Ｖｎ特性であり、参照余弦波信号及び参照正弦波信号の周波数が５０Ｈｚの場合を示す。これはまさに能動騒音低減装置の騒音低減効果を示すものである。能動騒音低減装置１００を設計する際には、このような特性を維持するように考慮することが重要である。すなわち信号伝達特性β及びγの積、β・γを一定にすることが能動騒音低減装置の性能を維持する上で好ましい。
【００９３】
例えば、能動騒音低減装置及びそれが搭載された車両の量産後にユーザが能動騒音低減装置が組み込まれた車のユーザが電力増幅器１３またはスピーカ１４を新たに既存のものと交換した場合には、騒音打消部３０からマイクロフォン１５までの信号伝達特性が大きく変化してしまうことが考えられる。すなわち、信号伝達特性βが変化することになるが、先に説明したように信号伝達特性βの変化は能動騒音低減装置の性能に悪影響を及ぼしてしまう。こうした問題点を解決する方法を以下に説明する。
【００９４】
図１１は図３の通常動作モードブロック図に第４の補正部５０を第１の加算部の出力段に追加したものである。騒音打消部３０からマイクロフォン１５までの変化した信号伝達特性の利得特性値に反比例するような補正値を第４の補正部５０に適用することにより、信号伝達特性γ及びβの積、γ・βを一定に保つことができる。
【００９５】
ここで、信号伝達特性γ及びβの積、γ・βを一定に保つ他の方法について以下に説明する。まず、信号伝達特性γについてもう少し定性的に求めてみる。第１の適応ノッチフィルタ部８のフィルタ係数Ｗ０及び第２の適応ノッチフィルタ部９のフィルタ係数Ｗ１が１回の適応制御演算で更新される更新量をそれぞれΔＷ０、ΔＷ１とし、参照余弦波信号及び参照正弦波信号の周波数ω０、振動騒音の周波数をωとすると、式（１３），式（１４）から式（２１），式（２２）によって表すことができる。
【００９６】
【数２１】
0004289394.tif 000022
【００９７】
【数２２】
0004289394.tif 000023
【００９８】
ここで、ωｘ＝ω０＋ω、ωｙ＝ω０−ωとし、Ａ０、Ａ１を任意の定数とすると、
式（２３），式（２４）で表すことができる。
【００９９】
【数２３】
0004289394.tif 000024
【０１００】
【数２４】
0004289394.tif 000025
【０１０１】
また、信号伝達特性γは式（２５）で表すことができる。
【０１０２】
【数２５】
0004289394.tif 000026
【０１０３】
さらに式（２３）、式（２４）用いて信号伝達特性γを近似すると、式（２６）によって表すことができる。
【０１０４】
【数２６】
0004289394.tif 000027
【０１０５】
したがって、適応制御アルゴリズムに適用しているステップパラメータμを変化した騒音打消部３０からマイクロフォン１５までの信号伝達特性の利得特性値に反比例するような値に補正することにより信号伝達特性γ及びβの積である、γ・βを一定に保つことができ、能動騒音低減装置の性能を維持することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明にかかる能動騒音低減装置は、スピーカを含んだ振動騒音打消部から、マイクロフォンを含んだ誤差信号発生部の間の信号伝達特性を特別な外部計測器を用いることなく求めることができる。かつ、外部のコンピュータを用意しなくとも、信号伝達特性の余弦補正値と正弦補正値を算出することができるとともに、この余弦補正値と正弦補正値を補正部に設けたメモリ部に格納することができる。こうして、求めた余弦補正値と正弦補正値を用いることで振動騒音を能動的に低減可能な能動騒音低減装置を提供することができるので、その産業上の利用可能性は高い。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる能動騒音低減装置の構成を説明するためのブロック図
【図２】同能動騒音低減装置にかかる測定モードの動作を説明するためのブロック図
【図３】同能動騒音低減装置にかかる通常モードの動作を説明するためのブロック図
【図４】同能動騒音低減装置にかかるスピーカ及びマイクロフォンを複数個用意した場合の構成を説明するためのブロック図
【図５】本発明の実施の形態２にかかる能動騒音低減装置の構成を説明するためのブロック図
【図６】同能動騒音低減装置にかかる測定モードの動作を説明するためのブロック図
【図７】同能動騒音低減装置にかかる通常モードの動作を説明するためのブロック図
【図８】本発明の実施の形態３にかかる能動騒音低減装置の通常モード時の構成を説明するためのブロック図
【図９】同能動騒音低減装置の構成を簡略化して説明するためのブロック図
【図１０】同能動騒音低減装置にかかる騒音低減効果の特性を示した図
【図１１】同能動騒音低減装置に第５の補正部を付加した構成を説明するためのブロック図
【符号の説明】
【０１０８】
１    回転数検出器
２    周波数検出部
３    タッチパネル（モード選択部）
４    擬似振動騒音発生部
５    第１のスイッチ部
６    参照余弦波発生部
７    参照正弦波発生部
８    第１の適応ノッチフィルタ部（Ｗ０）
９    第２の適応ノッチフィルタ部（Ｗ１）
１０    第１の加算部
１１    第２のスイッチ部
１２    第３のスイッチ部
１３    電力増幅器
１４    スピーカ
１５    マイクロフォン（誤差信号検出部）
１６    第４のスイッチ部
１７    第２の加算部
１８    第５のスイッチ部
１９    第６のスイッチ部
２０    第１の適応制御アルゴリズム演算部（ＬＭＳ、第１のフィルタ係数更新部）
２１    第２の適応制御アルゴリズム演算部（ＬＭＳ、第２のフィルタ係数更新部）
２２    補正値算出部
２３    メモリ部
２４    第１の乗算部
２５    第２の乗算部
２６    第３の乗算部
２７    第４の乗算部
２８    第３の加算部
２９    第４の加算部
３０    振動騒音打消部
３１    補正部
３２    離散演算処理装置
４０    第１の補正部
４１    第７のスイッチ部
４２    第８のスイッチ部
４３    第２の補正部
４４    第３の補正部
５０    第４の補正部
１００    能動騒音低減装置
【図１】
0004289394.tif 000028
【図２】
0004289394.tif 000029
【図３】
0004289394.tif 000030
【図４】
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【図５】
0004289394.tif 000032
【図６】
0004289394.tif 000033
【図７】
0004289394.tif 000034
【図８】
0004289394.tif 000035
【図９】
0004289394.tif 000036
【図１０】
0004289394.tif 000037
【図１１】
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