JP7213280B2 - 能動騒音制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、振動源から伝達される騒音と、騒音を打ち消すためにスピーカから出力される相殺音との合成音に応じて変化する誤差信号に基づいて、スピーカを制御する能動騒音制御を行う能動騒音制御装置に関する。

下記特許文献１では、プロペラシャフトの回転周波数に基づく基準信号を生成し、基準信号を適応フィルタによる信号処理を行って、プロペラシャフトから車内に伝達される騒音を打ち消すための相殺音を、スピーカから出力させる制御信号を生成するものが開示されている。車内に設けられたマイクロフォンにより出力される誤差信号と、基準信号を補正値により補正して生成される参照信号とに基づいて、適応フィルタが更新される。

特開２００８－２３９０９８号公報

上記特許文献１では、スピーカとマイクロフォンとの間の相殺音の伝達特性をあらかじめ測定し、測定された伝達特性を補正値として用いているため、伝達特性が変化すると騒音を低減できないおそれがある。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、伝達特性が変化しても騒音を低減できる能動騒音制御装置を提供することを目的とする。

本発明の態様は、振動源から伝達される騒音と、前記騒音を打ち消すためにスピーカから出力される相殺音との合成音に応じて変化する誤差信号に基づいて、前記スピーカを制御する能動騒音制御を行う能動騒音制御装置であって、制御対象周波数に応じた基準信号を生成する基準信号生成部と、前記基準信号を適応ノッチフィルタである制御フィルタにより信号処理して、前記スピーカを制御する制御信号を生成する制御信号生成部と、前記基準信号を適応ノッチフィルタである一次経路フィルタにより信号処理して、推定騒音信号を生成する推定騒音信号生成部と、前記制御信号を適応ノッチフィルタである二次経路フィルタにより信号処理して、第１推定相殺信号を生成する第１推定相殺信号生成部と、前記基準信号を前記二次経路フィルタにより信号処理して、参照信号を生成する参照信号生成部と、前記参照信号を前記制御フィルタにより信号処理して、第２推定相殺信号を生成する第２推定相殺信号生成部と、前記誤差信号、前記第１推定相殺信号及び前記推定騒音信号から第１仮想誤差信号を生成する第１仮想誤差信号生成部と、前記第２推定相殺信号及び前記推定騒音信号から第２仮想誤差信号を生成する第２仮想誤差信号生成部と、前記制御信号及び前記第１仮想誤差信号に基づいて、前記第１仮想誤差信号の大きさが最小となるように前記二次経路フィルタの係数を遂次適応更新する二次経路フィルタ係数更新部と、前記参照信号及び前記第２仮想誤差信号に基づいて、前記第２仮想誤差信号の大きさが最小となるように前記制御フィルタの係数を遂次適応更新する制御フィルタ係数更新部と、前記二次経路フィルタの係数の初期値を、周波数に対応付けてテーブル形式で記憶する初期値テーブルと、前記二次経路フィルタの係数の更新値を、前記周波数に対応付けてテーブル形式で記憶する更新値テーブルと、前記能動騒音制御開始時に、前記初期値テーブルの前記初期値を前記更新値として前記更新値テーブルに書き込むとともに、前記能動騒音制御中に前記二次経路フィルタ係数更新部において更新後の前記二次経路フィルタの係数を前記更新値として前記更新値テーブルに書き込む更新値テーブル操作部と、を有し、前記二次経路フィルタ係数更新部は、前記二次経路フィルタの係数の更新の前に、前記更新値テーブルの前記周波数に対応する前記更新値を読み込み、読み込んだ前記更新値を前回値として用いて前記二次経路フィルタの係数の更新を行う。

本発明の能動騒音制御装置は、伝達特性が変化しても騒音を低減できる。

能動騒音制御の概要を説明する図である。 能動騒音制御装置のブロック図である。 能動騒音制御装置のブロック図である。 フィルタ係数の更新について説明する図である。 フィルタ係数の更新処理の流れを示すフローチャートである。 図６Ａは二次経路伝達特性のゲイン特性を示す図である。図６Ｂは二次経路伝達特性の位相特性を示す図である。 車室内の騒音の音圧レベルを示すグラフである。 車室内の騒音の音圧レベルを示すグラフである。 車室内の騒音の音圧レベルを示すグラフである。 更新値の位相特性を示すグラフである。 車室内の騒音の音圧レベルを示すグラフである。 更新値の位相特性を示すグラフである。 更新値の位相特性を示すグラフである。 車室内の騒音の音圧レベルを示すグラフである。 車室内の騒音の音圧レベルを示すグラフである。 信号処理部のブロック図である。 信号処理部のブロック図である。 信号処理部のブロック図である。 信号処理部のブロック図である。 信号処理部のブロック図である。 制御フィルタの振幅を示すグラフである。 車室内の騒音の音圧レベルを示すグラフである。

〔第１実施形態〕
図１は、能動騒音制御装置１０において実行される能動騒音制御の概要を説明する図である。

能動騒音制御装置１０は、車両１２の車室１４内に設けられたスピーカ１６から相殺音を出力させて、エンジン１８の振動に起因して車室１４内の乗員に伝わるエンジン篭り音（以下、騒音と記載する）を低減する。能動騒音制御装置１０は、車室１４内のシート２０のヘッドレスト２０ａに設けられたマイクロフォン２２から出力される誤差信号ｅと、エンジン回転数センサ２４が検出したエンジン回転数Ｎｅとに基づいて、スピーカ１６に相殺音を出力させるための制御信号ｕ０を生成する。誤差信号ｅは、相殺音と騒音とが合成された相殺誤差騒音を検出したマイクロフォン２２から相殺誤差騒音に応じて出力される信号である。

［従来の能動騒音制御装置について］
従来から演算処理量の少ない適応ノッチフィルタ（例えば、ＳＡＮ(Single-frequency Adaptive Notch)フィルタ）を利用した能動騒音制御装置が提案されている。

従来の能動騒音制御装置では、まず、消音しようとする騒音の周波数（制御対象周波数）を有する基準信号ｘを生成する。生成された基準信号ｘを適応ノッチフィルタである制御フィルタＷで信号処理することにより制御信号ｕ０を生成して、この制御信号ｕ０によりスピーカ１６を制御して、スピーカ１６から騒音を打ち消すための相殺音を出力させる。

制御フィルタＷは、マイクロフォン２２から出力される誤差信号ｅが最小となるように適応アルゴリズム（例えば、ＬＭＳ（Least Mean Square）アルゴリズム）により更新される。

しかし、スピーカ１６とマイクロフォン２２との間の伝達経路には、伝達特性Ｃが存在するため、制御フィルタＷの更新にはこの伝達特性Ｃを考慮する必要がある。なお、伝達特性Ｃには、電子回路特性等も含まれる。そこで、事前に伝達特性ＣをフィルタＣ＾として同定し、フィルタＣ＾で補正された基準信号ｘが、制御フィルタＷの更新に用いられる。このような制御系は、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ－Ｘ型と呼ばれている。

フィルタＣ＾は、事前に同定された固定フィルタであるため、伝達特性Ｃに変化が生じた場合、フィルタＣ＾と伝達特性Ｃとの間に差分が生じることがある。その場合、更新により制御フィルタＷが発散し、騒音増幅や異常音の発生のおそれがある。

そこで、本発明者等は、事前に伝達特性Ｃの同定を必要せず、能動騒音制御中に伝達特性Ｃの変化にフィルタＣ＾が追従できる手法を提案した。本発明は、本発明者等が提案済みの手法を、更に改良したものである。以下に本発明者等が提案済みの手法を用いた能動騒音制御装置１００について概略を説明する。

図２は、本発明者等が提案済みの手法が用いられた能動騒音制御装置１００のブロック図である。エンジン１８からマイクロフォン２２までの伝達経路を以下では一次経路と称することがある。また、スピーカ１６からマイクロフォン２２までの伝達経路を以下では二次経路と称することがある。

能動騒音制御装置１００は、基準信号生成部２６、制御信号生成部２８、第１推定相殺信号生成部３０、推定騒音信号生成部３２、参照信号生成部３４、第２推定相殺信号生成部３６、一次経路フィルタ係数更新部３８、二次経路フィルタ係数更新部４０及び制御フィルタ係数更新部４２を有している。

基準信号生成部２６は、エンジン回転数Ｎｅに基づいて基準信号ｘｃ、ｘｓを生成する。基準信号生成部２６は、周波数検出回路２６ａ、余弦信号発生器２６ｂ及び正弦信号発生器２６ｃを有している。

周波数検出回路２６ａは、制御対象周波数ｆを検出する。制御対象周波数ｆは、エンジン回転数Ｎｅに基づいて検出されるエンジン１８の振動周波数である。余弦信号発生器２６ｂは、制御対象周波数ｆの余弦信号である基準信号ｘｃ（＝ｃｏｓ（２πｆｔ））を生成する。正弦信号発生器２６ｃは、制御対象周波数ｆの正弦信号である基準信号ｘｓ（＝ｓｉｎ（２πｆｔ））を生成する。ここで、ｔは時刻を示す。

制御信号生成部２８は、基準信号ｘｃ、ｘｓに基づいて制御信号ｕ０、ｕ１を生成する。制御信号生成部２８は、第１制御フィルタ２８ａ、第２制御フィルタ２８ｂ、第３制御フィルタ２８ｃ、第４制御フィルタ２８ｄ、加算器２８ｅ及び加算器２８ｆを有している。

制御信号生成部２８では、制御フィルタＷとしてＳＡＮフィルタが用いられている。制御フィルタＷは、基準信号ｘｃに対するフィルタＷ０、基準信号ｘｓに対するフィルタＷ１を有している。後述する制御フィルタ係数更新部４２において、フィルタＷ０の係数Ｗ０、及び、フィルタＷ１の係数Ｗ１とが更新されることにより、制御フィルタＷが最適化される。

第１制御フィルタ２８ａは、フィルタ係数Ｗ０を有している。第２制御フィルタ２８ｂは、フィルタ係数Ｗ１を有している。第３制御フィルタ２８ｃは、フィルタ係数－Ｗ０を有している。第４制御フィルタ２８ｄは、フィルタ係数Ｗ１を有している。

第１制御フィルタ２８ａにおいて補正された基準信号ｘｃと、第２制御フィルタ２８ｂにおいて補正された基準信号ｘｓとが、加算器２８ｅにおいて加算されて制御信号ｕ０が生成される。第３制御フィルタ２８ｃにおいて補正された基準信号ｘｓと、第４制御フィルタ２８ｄにおいて補正された基準信号ｘｃとが、加算器２８ｆにおいて加算されて制御信号ｕ１が生成される。

制御信号ｕ０は、デジタル－アナログ変換器１７によりアナログ信号に変換されてスピーカ１６に出力される。スピーカ１６は制御信号ｕ０に基づいて制御され、スピーカ１６から相殺音が出力される。

第１推定相殺信号生成部３０は、制御信号ｕ０、ｕ１に基づいて第１推定相殺信号ｙ１＾を生成する。第１推定相殺信号生成部３０は、第１二次経路フィルタ３０ａ、第２二次経路フィルタ３０ｂ及び加算器３０ｃを有している。

第１推定相殺信号生成部３０では、二次経路フィルタＣ＾としてＳＡＮフィルタが用いられている。後述する二次経路フィルタ係数更新部４０において、二次経路フィルタＣ＾の係数（Ｃ０＾＋ｉＣ１＾）が更新されることにより二次経路伝達特性Ｃが二次経路フィルタＣ＾として同定される。

第１二次経路フィルタ３０ａは、二次経路フィルタＣ＾の係数の実部であるフィルタ係数Ｃ０＾を有している。第２二次経路フィルタ３０ｂは、二次経路フィルタＣ＾の係数の虚部であるフィルタ係数Ｃ１＾を有している。第１二次経路フィルタ３０ａにおいて補正された制御信号ｕ０と、第２二次経路フィルタ３０ｂにおいて補正された制御信号ｕ１とが、加算器３０ｃにおいて加算されて第１推定相殺信号ｙ１＾が生成される。第１推定相殺信号ｙ１＾は、マイクロフォン２２に入力される相殺音ｙに相当する信号の推定信号である。

推定騒音信号生成部３２は、基準信号ｘｃ、ｘｓに基づいて推定騒音信号ｄ＾を生成する。推定騒音信号生成部３２は、第１一次経路フィルタ３２ａ、第２一次経路フィルタ３２ｂ及び加算器３２ｃを有している。

推定騒音信号生成部３２では、一次経路フィルタＨ＾としてＳＡＮフィルタが用いられている。後述する一次経路フィルタ係数更新部３８において、一次経路フィルタＨ＾の係数（Ｈ０＾＋ｉＨ１＾）が更新されることにより一次経路の伝達特性Ｈ（以下、一次経路伝達特性Ｈと称す）が一次経路フィルタＨ＾として同定される。

第１一次経路フィルタ３２ａは、一次経路フィルタＨ＾の係数の実部であるフィルタ係数Ｈ０＾を有している。第２一次経路フィルタ３２ｂは、一次経路フィルタＨ＾の係数の虚部の極性を反転させたフィルタ係数－Ｈ１＾を有している。第１一次経路フィルタ３２ａにおいて補正された基準信号ｘｃと、第２一次経路フィルタ３２ｂにおいて補正された基準信号ｘｓとが、加算器３２ｃにおいて加算されて推定騒音信号ｄ＾が生成される。推定騒音信号ｄ＾は、マイクロフォン２２に入力される騒音ｄに相当する信号の推定信号である。

参照信号生成部３４は、基準信号ｘｃ、ｘｓに基づいて参照信号ｒ０、ｒ１を生成する。参照信号生成部３４は、第３二次経路フィルタ３４ａ、第４二次経路フィルタ３４ｂ、第５二次経路フィルタ３４ｃ、第６二次経路フィルタ３４ｄ、加算器３４ｅ及び加算器３４ｆを有している。

参照信号生成部３４では、二次経路フィルタＣ＾としてＳＡＮフィルタが用いられている。後述する二次経路フィルタ係数更新部４０において、二次経路フィルタＣ＾の係数（Ｃ０＾＋ｉＣ１＾）が更新されることにより二次経路の伝達特性Ｃ（以下、二次経路伝達特性Ｃと称す）が二次経路フィルタＣ＾として同定される。

第３二次経路フィルタ３４ａは、二次経路フィルタＣ＾の係数の実部であるフィルタ係数Ｃ０＾を有している。第４二次経路フィルタ３４ｂは、二次経路フィルタＣ＾の係数の虚部の極性を反転させたフィルタ係数－Ｃ１＾を有している。第５二次経路フィルタ３４ｃは、二次経路フィルタＣ＾の係数の実部であるフィルタ係数Ｃ０＾を有している。第６二次経路フィルタ３４ｄは、二次経路フィルタＣ＾の係数の虚部であるフィルタ係数Ｃ１＾を有している。

第３二次経路フィルタ３４ａにおいて補正された基準信号ｘｃと、第４二次経路フィルタ３４ｂにおいて補正された基準信号ｘｓとが、加算器３４ｅにおいて加算されて参照信号ｒ０が生成される。第５二次経路フィルタ３４ｃにおいて補正された基準信号ｘｓと、第６二次経路フィルタ３４ｄにおいて補正された基準信号ｘｃとが、加算器３４ｆにおいて加算されて参照信号ｒ１が生成される。

第２推定相殺信号生成部３６は、参照信号ｒ０、ｒ１に基づいて第２推定相殺信号ｙ２＾を生成する。第２推定相殺信号生成部３６は、第５制御フィルタ３６ａ、第６制御フィルタ３６ｂ及び加算器３６ｃを有している。

第２推定相殺信号生成部３６では、制御フィルタＷとしてＳＡＮフィルタが用いられている。第５制御フィルタ３６ａは、フィルタ係数Ｗ０を有している。第６制御フィルタ３６ｂは、フィルタ係数Ｗ１を有している。

第５制御フィルタ３６ａにおいて補正された参照信号ｒ０と、第６制御フィルタ３６ｂにおいて補正された参照信号ｒ１とが、加算器３６ｃにおいて加算されて第２推定相殺信号ｙ２＾が生成される。第２推定相殺信号ｙ２＾は、マイクロフォン２２に入力される相殺音ｙに相当する信号の推定信号である。

アナログ－デジタル変換器４４は、マイクロフォン２２から出力された誤差信号ｅをアナログ信号からデジタル信号に変換する。

誤差信号ｅは、加算器４６に入力される。推定騒音信号生成部３２で生成された推定騒音信号ｄ＾は、反転器４８により極性が反転されて、加算器４６に入力される。第１推定相殺信号生成部３０で生成された第１推定相殺信号ｙ１＾は、反転器５０により極性が反転されて、加算器４６に入力される。加算器４６において、第１仮想誤差信号ｅ１が生成される。加算器４６は、本発明の第１仮想誤差信号生成部に相当する。

推定騒音信号生成部３２で生成された推定騒音信号ｄ＾は、加算器５２に入力される。第２推定相殺信号生成部３６で生成された第２推定相殺信号ｙ２＾は、加算器５２に入力される。加算器５２において、第２仮想誤差信号ｅ２が生成される。加算器５２は、本発明の第２仮想誤差信号生成部に相当する。

一次経路フィルタ係数更新部３８は、基準信号ｘｃ、ｘｓ及び第１仮想誤差信号ｅ１に基づいてフィルタ係数Ｈ０＾、Ｈ１＾を更新する。一次経路フィルタ係数更新部３８は、ＬＭＳアルゴリズムに基づいて、フィルタ係数Ｈ０＾、Ｈ１＾の係数の更新を行う。一次経路フィルタ係数更新部３８は、第１一次経路フィルタ係数更新部３８ａ及び第２一次経路フィルタ係数更新部３８ｂを有している。

第１一次経路フィルタ係数更新部３８ａ及び第２一次経路フィルタ係数更新部３８ｂは、次の式に基づいてフィルタ係数Ｈ０＾、Ｈ１＾を更新する。式中のｎは時間ステップ（ｎ＝０、１、２、…）を示し、μ０及びμ１はステップサイズパラメータを示す。

一次経路フィルタ係数更新部３８において、フィルタ係数Ｈ０＾、Ｈ１＾の更新が繰り返されることによって、一次経路伝達特性Ｈが一次経路フィルタＨ＾として同定される。ＳＡＮフィルタを用いた能動騒音制御装置１００では、一次経路フィルタＨ＾の係数の更新式は四則演算で構成されており、畳み込み演算が含まれないため、フィルタ係数Ｈ０＾、Ｈ１＾の更新処理による演算負荷を抑制できる。

二次経路フィルタ係数更新部４０は、制御信号ｕ０、ｕ１及び第１仮想誤差信号ｅ１に基づいてフィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾を更新する。二次経路フィルタ係数更新部４０は、ＬＭＳアルゴリズムに基づいて、フィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の更新を行う。二次経路フィルタ係数更新部４０は、第１二次経路フィルタ係数更新部４０ａ及び第２二次経路フィルタ係数更新部４０ｂを有している。

第１二次経路フィルタ係数更新部４０ａ及び第２二次経路フィルタ係数更新部４０ｂは、次の式に基づいてフィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾を更新する。式中のμ２及びμ３はステップサイズパラメータを示す。

二次経路フィルタ係数更新部４０において、フィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の更新が繰り返されることによって、二次経路伝達特性Ｃが二次経路フィルタＣ＾として同定される。ＳＡＮフィルタを用いた能動騒音制御装置１００では、フィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の更新式は四則演算で構成されており、畳み込み演算が含まれないため、フィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の更新処理による演算負荷を抑制できる。

制御フィルタ係数更新部４２は、参照信号ｒ０、ｒ１及び第２仮想誤差信号ｅ２に基づいてフィルタ係数Ｗ０、Ｗ１を更新する。制御フィルタ係数更新部４２は、ＬＭＳアルゴリズムに基づいて、フィルタ係数Ｗ０、Ｗ１の更新を行う。制御フィルタ係数更新部４２は、第１制御フィルタ係数更新部４２ａ及び第２制御フィルタ係数更新部４２ｂを有している。

第１制御フィルタ係数更新部４２ａ及び第２制御フィルタ係数更新部４２ｂは、次の式に基づいてフィルタ係数Ｗ０、Ｗ１を更新する。式中のμ４及びμ５はステップサイズパラメータを示す。

制御フィルタ係数更新部４２において、フィルタ係数Ｗ０、Ｗ１の更新が繰り返されることによって、制御フィルタＷが最適化される。ＳＡＮフィルタを用いた能動騒音制御装置１００では、フィルタ係数Ｗ０、Ｗ１の更新式は四則演算で構成されており、畳み込み演算が含まれないため、フィルタ係数Ｗ０、Ｗ１の更新処理による演算負荷を抑制できる。

［改良点について］
上記の本発明者等が提案済みの手法が用いられた能動騒音制御装置１００に対する本発明の改良点について説明する。

図３は、本実施形態の能動騒音制御装置１０のブロック図である。本実施形態の能動騒音制御装置１０では、本発明者等が提案済みの手法が用いられた能動騒音制御装置１００を信号処理部５４として有している。能動騒音制御装置１０は、更に、初期値テーブル５６、更新値テーブル５８、結果値テーブル６０、初期値テーブル操作部６２、更新値テーブル操作部６４、結果値テーブル操作部６６及び異常判定部６８を有している。

能動騒音制御装置１０は、図示しない演算処理装置及びストレージを有している。演算処理装置は、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）、マイクロプロセッシングユニット（ＭＰＵ）等のプロセッサ、及び、ＲＯＭやＲＡＭ等の非一時的又は一時的な有形のコンピュータ可読記録媒体からなるメモリを有している。ストレージは、例えば、ハードディスク、フラッシュメモリ等の非一時的な有形のコンピュータ可読記録媒体である。

初期値テーブル５６は、ＲＯＭに設けられたテーブル形式のメモリ領域であって、後述する二次経路フィルタＣ＾のフィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の初期値が保存される。更新値テーブル５８は、ＲＡＭに設けられたテーブル形式のメモリ領域であって、フィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の更新値が保存される。結果値テーブル６０は、ＲＯＭに設けられたテーブル形式のメモリ領域であって、フィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の結果値が保存される。

初期値テーブル操作部６２は、初期値テーブル５６に初期値の書き込み等を行う。更新値テーブル操作部６４は、更新値テーブル５８に更新値の書き込み等を行う。結果値テーブル操作部６６は、結果値テーブル６０に結果値の書き込み等を行う。異常判定部６８は、能動騒音制御が終了したときに、能動騒音制御の異常、又は、発散を判定する。異常判定部６８は、本発明の判定部に相当する。

信号処理部５４、初期値テーブル操作部６２、更新値テーブル操作部６４、結果値テーブル操作部６６及び異常判定部６８は、ストレージに記憶されているプログラムにしたがって、演算処理装置で演算処理が行われることにより実現される。

本実施形態の二次経路フィルタ係数更新部４０におけるフィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の更新処理は、前述の能動騒音制御装置１００の二次経路フィルタ係数更新部４０におけるフィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の更新処理と一部相違する。

提案済みの手法が用いられた能動騒音制御装置１００の二次経路フィルタ係数更新部４０では、第１二次経路フィルタ係数更新部４０ａ及び第２二次経路フィルタ係数更新部４０ｂにおいて、次の式に基づいてフィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾を更新する。

一方、本実施形態の能動騒音制御装置１０（信号処理部５４）の二次経路フィルタ係数更新部４０では、第１二次経路フィルタ係数更新部４０ａ及び第２二次経路フィルタ係数更新部４０ｂにおいて、次の式に基づいてフィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾を更新する。

上記の式における係数Ｃ０＾（ｆ）＿ｕ、Ｃ１＾（ｆ）＿ｕには、更新値テーブル５８に記憶されている制御対象周波数ｆに対応する更新値が入力される。以下、フィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の更新式の右辺の第１項を前回値と称することがある。

提案済みの手法では、更新式の前回値として、前回（時間ステップｎ）において更新後のフィルタ係数Ｃ０＾_ｎ、Ｃ１＾_ｎが用いられている。つまり、前回（時間ステップｎ）の更新から今回（時間ステップｎ＋１）の更新までの間に、制御対象周波数ｆが変化しても、前回の更新後のフィルタ係数Ｃ０＾_ｎ、Ｃ１＾_ｎが更新式の前回値として用いられる。

一方、本実施形態では、更新式の前回値として、今回（時間ステップｎ＋１）の更新時の制御対象周波数ｆに対応する更新値が用いられる。つまり、制御対象周波数ｆにおいて更新された直近の更新後のフィルタ係数Ｃ０＾（ｆ）＿ｕ、Ｃ１＾（ｆ）＿ｕが更新式の前回値として用いられる。すなわち、前回値は、前回（時間ステップｎ）で更新された値とは限らない。

また、二次経路フィルタ係数更新部４０は、更新されたフィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾を、参照信号生成部３４の第３二次経路フィルタ３４ａ、第４二次経路フィルタ３４ｂ、第５二次経路フィルタ３４ｃ及び第６二次経路フィルタ３４ｄにコピーする。

［二次経路フィルタの係数の更新］
図４は、フィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の更新について説明する図である。図４に示すように、初期値テーブル５６は、周波数に対応付けて初期値Ｃ０＾（ｆ）＿ｉ、Ｃ１＾（ｆ）＿ｉをテーブル形式で記憶している。更新値テーブル５８は、周波数に対応付けて更新値Ｃ０＾（ｆ）＿ｕ、Ｃ１＾（ｆ）＿ｕをテーブル形式で記憶している。また、結果値テーブル６０は、周波数に対応付けて結果値Ｃ０＾（ｆ）＿ｒ、Ｃ１＾（ｆ）＿ｒをテーブル形式で記憶している。

初期値テーブル５６に記憶されている各周波数に対応する初期値は、以下の（ｉ）～（ｖ）のいずれかに設定される。

（ｉ）周波数毎の二次経路伝達特性Ｃの測定値
（ｉｉ）周波数毎の二次経路伝達特性Ｃの測定値の位相情報
（ｉｉｉ）代表的な周波数の二次経路伝達特性Ｃを測定し、測定値から補完された二次経路伝達特性Ｃの推定値、又は、二次経路伝達特性Ｃの推定値の位相情報
（ｉｖ）次の式で推定された二次経路伝達特性Ｃの推定値

ここで、Ｔは音がスピーカ１６からマイクロフォン２２に届くまでの時間、ａは振幅定数である。
（ｖ）都合のよい小さな値（システム設定の効率等の便宜上、初期値を特に設定しない場合）

図５は、フィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の更新処理の流れを示すフローチャートである。フィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の更新処理は、能動騒音制御が実施される度に実行される。

ステップＳ１において、更新値テーブル操作部６４は、初期値テーブル５６の各周波数に対応する初期値を、更新値テーブル５８の各周波数に対応する更新値に書き込んで（図４の（Ａ））、ステップＳ２へ移行する。

ステップＳ２において、信号処理部５４の周波数検出回路２６ａは制御対象周波数ｆを検出して、ステップＳ３へ移行する。

ステップＳ３において、二次経路フィルタ係数更新部４０は、制御対象周波数ｆに対応する更新値を前回値として読み込んで（図４の（Ｂ））、ステップＳ４へ移行する。

ステップＳ４において、二次経路フィルタ係数更新部４０はフィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾を更新して、ステップＳ５へ移行する。

ステップＳ５において、更新値テーブル操作部６４は、制御対象周波数ｆに対応する更新値に、更新後のフィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾を書き込んで（図４の（Ｃ））、ステップＳ６へ移行する。

ステップＳ６において、異常判定部６８は能動騒音制御が終了したか否かを判定する。エンジン１８が停止したとき、能動騒音制御に異常が発生したとき、又は、能動騒音制御が発散したときに、能動騒音制御は終了する。能動騒音制御が終了していない場合にはステップＳ２に戻り、能動騒音制御が終了した場合にはステップＳ７へ移行する。

ステップＳ７において、異常判定部６８は、能動騒音制御が正常終了したか否かを判定する。能動騒音制御が正常終了したと判定された場合にはステップＳ８へ移行し、能動騒音制御の異常又は発散により能動騒音制御が終了していないと判定された場合にはステップＳ１０へ移行する。

ステップＳ８において、初期値テーブル操作部６２は初期値テーブル５６の初期値の書き換えが許可されているか否かを判定する。初期値テーブル５６の書き換えが許可されている場合にはステップＳ９へ移行し、初期値テーブル５６の書き換えが許可されていない場合にはフィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の更新処理を終了する。

ステップＳ９において、初期値テーブル操作部６２は、初期値テーブル５６の各周波数に対応する初期値を、更新値テーブル５８の各周波数に対応する更新値に書き換えて（図４の（Ｄ））、フィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の更新処理を終了する。

ステップＳ１０において、結果値テーブル操作部６６は、更新値テーブル５８の各周波数に対応する更新値を、結果値テーブル６０の各周波数に対応する結果値に書き込んで（図４の（Ｅ））、フィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の更新処理を終了する。

初期値テーブル５６及び結果値テーブル６０は、車両１２に接続されたパソコン等にコピーすることができる。そのため、能動騒音制御に異常又は発散が発生した場合には、初期値テーブル５６に記憶されている更新値と、結果値テーブル６０に記憶されている結果値とを比較することで、能動騒音制御の異常又は発散の発生の原因を検証することができる。

［実験結果］
本発明者等は、能動騒音制御による消音性能に関する実験を行った。以下にその実験結果を示す。以下の各実験では、図６Ａに細線で示すゲイン特性及び図６Ｂに細線で示す位相特性を有する二次経路伝達特性Ｃの下で行われた。

〈実験（１）〉
実験（１）では、能動騒音制御がオフの状態で、車両１２を停止状態から加速させたときの車室１４内の騒音の音圧レベルの測定が行われる。

〈実験（２）〉
実験（２）では、本発明者等が提案済みの手法が用いられた能動騒音制御装置１００により能動騒音制御が行われている状態で、車両１２を停止状態から加速させたときの車室１４内の騒音の音圧レベルの測定が行われる。

〈実験（３）〉
実験（３）では、本実施形態の能動騒音制御装置１０により能動騒音制御が行われている状態で、車両１２を停止状態から加速させたときの車室１４内の騒音の音圧レベルの測定が行われる。実験（３）では、初期値テーブル５６の各周波数の初期値は、各周波数の二次経路伝達特性Ｃの測定値に設定される。

〈実験（４）〉
実験（４）では、本実施形態の能動騒音制御装置１０により能動騒音制御が行われている状態で、車両１２を停止状態から加速させたときの車室１４内の騒音の音圧レベルの測定が行われる。実験（４）では、初期値テーブル５６の各周波数の初期値は、次の式で推定された二次経路伝達特性Ｃの推定値に設定される。

ここで、Ｔは０．０１ｓに設定されている。二次経路伝達特性Ｃの推定値のゲイン特性及び位相特性は、図６Ａ及び図６Ｂに太線で示される。

≪実験（１）～（３）の結果の対比≫
図７は、実験（１）～（３）で測定された車室１４内の騒音の音圧レベルを示すグラフである。

図７に示されるように、車両１２の走行開始時（エンジン回転数が１６００ＲＰＭ～２０００ＲＰＭ）において、実験（２）に比べて実験（３）での消音性能は１０ｄＢ以上高い。特に、車両１２の走行開始直後（エンジン回転数が１６００ＲＰＭ付近）においては、実験（２）では消音できていないのに対し、実験（３）では１０ｄＢ程度の消音が行われている。

≪実験（１）、（２）、（４）の結果の対比≫
図８は、実験（１）、（２）、（４）で測定された車室１４内の騒音の音圧レベルを示すグラフである。

図８に示されるように、実験（４）のように正確な二次経路伝達特性Ｃの推定値が得られない場合であっても、エンジン回転数が４５００ＲＰＭ以下の範囲では、実験（２）に比べて実験（４）での消音性能は同程度、又は、高くなっている。エンジン回転数が４５００ＲＰＭを超える範囲では、実験（２）に比べて実験（４）での消音性能が低くなっている。これは、図６Ａ及び図６Ｂに示されるように、エンジン回転数が４５００ＲＰＭに相当する周波数１５０Ｈｚを超える範囲では、二次経路伝達特性Ｃの推定値が、実際の二次経路伝達特性Ｃと乖離しているためである。しかし、フィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の更新回数を重ねることで、二次経路フィルタＣ＾は二次経路伝達特性Ｃに近づくため、消音性能は向上していく。

〈実験（５）〉
実験（５）では、本実施形態の能動騒音制御装置１０により能動騒音制御が行われている状態で、車両１２を停止状態から加速させたときの１回目の走行時の車室１４内の騒音の音圧レベルの測定が行われる。実験（５）では、初期値テーブル５６の各周波数の初期値は、都合のよい小さな値に設定される。

〈実験（６）〉
実験（６）では、本実施形態の能動騒音制御装置１０により能動騒音制御が行われている状態で、車両１２を停止状態から加速させたときの３回目の走行時の車室１４内の騒音の音圧レベルの測定が行われる。実験（６）では、初期値テーブル５６の各周波数の初期値は、都合のよい小さな値に設定される。

≪実験（１）、（５）、（６）の結果の対比≫
図９は、実験（１）、（５）、（６）で測定された車室１４内の騒音の音圧レベルを示すグラフである。

図９に示されるように、実験（５）の１回目の走行時の音圧レベルは、実験（１）の能動騒音制御をオフにしたときの音圧レベルよりも大きい箇所がある。しかし、実験（６）のように、フィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の更新回数が比較的少ない３回目の走行時であっても消音性能が向上される。

図１０は、二次経路伝達特性Ｃの位相特性、実験（５）における１回目の走行終了後の更新値の位相特性、及び、実験（６）における３回目の走行終了後の更新値の位相特性を示すグラフである。

図１０に示されるように、１回目の走行終了後の更新値では大きかったランダム誤差が、３回目の走行終了後の更新値では、二次経路伝達特性Ｃに向かって収束してく傾向が見られる。二次経路フィルタ係数更新部４０において、初期値テーブル５６の初期値を、更新後のフィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾で書き換えることにより、次回の能動騒音制御開始時には、精度の高い初期値を用いて、フィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の更新を行うことができる。そのため、能動騒音制御による消音性能を向上させることができる。

［作用効果］
本実施形態の能動騒音制御装置１０では、初期値テーブル５６は、周波数に対応付けて初期値Ｃ０＾（ｆ）＿ｉ、Ｃ１＾（ｆ）＿ｉをテーブル形式で記憶している。初期値テーブル５６に記憶されている各周波数に対応する初期値は、以下の（ｉ）～（ｖ）のいずれかに設定される。
（ｉ）周波数毎の二次経路伝達特性Ｃの測定値
（ｉｉ）周波数毎の二次経路伝達特性Ｃの測定値の位相情報
（ｉｉｉ）代表的な周波数の二次経路伝達特性Ｃを測定し、測定値から補完された二次経路伝達特性Ｃの推定値、又は、二次経路伝達特性Ｃの推定値の位相情報
（ｉｖ）次の式で推定された二次経路伝達特性Ｃの推定値

ここで、Ｔは音がスピーカ１６からマイクロフォン２２に届くまでの時間、ａは振幅定数である。
（ｖ）都合のよい小さな値（システム設定の効率等の便宜上、初期値を特に設定しない場合）

また、更新値テーブル操作部６４は、能動騒音制御開始時に、更新値テーブル５８の制御対象周波数ｆに対応する更新値に、初期値テーブル５６の制御対象周波数ｆに対応する初期値を書き込む。二次経路フィルタ係数更新部４０は、フィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の更新前に、制御対象周波数ｆに対応する更新値を更新値テーブル５８から読み込む。そして、二次経路フィルタ係数更新部４０は、読み込んだ更新値を前回値として、フィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の更新を行う。更新値テーブル操作部６４は、更新後のフィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾を、更新値テーブル５８の制御対象周波数ｆに対応する更新値に書き込む。初期値テーブル５６及び更新値テーブル５８が設けられることにより、能動騒音制御装置１０は、周波数毎にフィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の初期値を設定し、また、周波数毎にフィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の更新を行うことが可能となる。これにより、能動騒音制御装置１０は、特に能動騒音制御開始後、初期の消音性能を大幅に向上させることができる。

また、本実施形態の能動騒音制御装置１０は、能動騒音制御終了時に、異常判定部６８が能動騒音制御の異常又は発散と判定しなかった場合には、初期値テーブル操作部６２は、初期値テーブル５６の初期値を更新値テーブル５８の更新値に書き換える。これにより、次回の能動騒音制御開始時には、精度の高い初期値を用いて、フィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の更新を行うことが可能となる。そのため、能動騒音制御による消音性能を向上させることができる。

また、本実施形態の能動騒音制御装置１０は、能動騒音制御終了時に、異常判定部６８が能動騒音制御の異常又は発散と判定した場合には、初期値テーブル操作部６２は、初期値テーブル５６の初期値を更新値テーブル５８の更新値に書き換えない。これにより、次回の能動騒音制御において、能動騒音制御の異常又は発散したときのフィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾が更新値テーブル５８に更新値として書き込まれることがないため、能動騒音制御を正常に戻すことができる。

また、本実施形態の能動騒音制御装置１０は、能動騒音制御終了時に、異常判定部６８が能動騒音制御の異常又は発散と判定した場合には、結果値テーブル操作部６６は、結果値テーブル６０の結果値を更新値テーブル５８の更新値に書き換える。これにより、能動騒音制御に異常又は発散が発生した場合には、初期値テーブル５６に記憶されている更新値と、結果値テーブル６０に記憶されている結果値とを比較することで、能動騒音制御の異常又は発散の発生の原因を検証することができる。

〔第２実施形態〕
本実施形態の能動騒音制御装置１０では、二次経路フィルタ係数更新部４０において更新式に基づいて更新されたフィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾と、更新値テーブル５８に保存されている更新値との重み付き平均化処理を行う。

第１二次経路フィルタ係数更新部４０ａ及び第２二次経路フィルタ係数更新部４０ｂは、次の式に基づきフィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の重み付き平均化処理を行う。式中のＬは重み平均化を行う周波数範囲、θは重み係数である。

重み係数θは、次の式に基づき設定される。

［ランダム誤差の低減原理］
フィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の更新を繰り返すことにより、二次経路フィルタＣ＾のランダム誤差が小さくなり、能動騒音制御による消音性能が向上する。本実施形態では、更新式に基づいて更新されたフィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾と、更新値テーブル５８に保存されている更新値との重み付き平均化処理を行うことにより、少ない更新回数で二次経路フィルタＣ＾のランダム誤差を小さくすることができる。

フィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾は以下の式により、真値に誤差を含む形式で示される。

ここで、Ｅ［Ｃ０＾（ｆ）］はＣ０＾の期待値、Ｅ［Ｃ１＾（ｆ）］はＣ１＾の期待値、σはシステム誤差、δはランダム誤差を示す。期待値Ｅ［Ｃ０＾（ｆ）］及び期待値Ｅ［Ｃ１＾（ｆ）］は、時間によって変化しない値である。

ここで、システム誤差σを省略すると、フィルタ係数Ｃ０＾は次の式に書き換えられる。

重み平均化を行う周波数範囲Ｌが十分に大きい場合には、ランダム誤差δは次の式を満たす。

そのため、フィルタ係数Ｃ０＾は更に次の式に書き換えられる。

ここで、σＭ０は平均化処理によって発生するシステム誤差であり、βの値が１に近いほど、σＭ０の大きさは小さくなる。ランダム誤差δは時間ステップｎ＝１のときのランダム誤差δを用いて次の式により表される。

この式より、βを１／（２Ｌ）＜β＜１となるように設定することにより、更新回数（時間ステップｎ）が増えるほど、ランダム誤差δが小さくなっていくことが分かる。更新回数（時間ステップｎ）が増えるほど、ランダム誤差δは０に収束する。この結果、フィルタ係数Ｃ０＾は次の式に示されるように、ランダム誤差δを含まない形で表すことができる。

フィルタ係数Ｃ１＾についても同様に、ランダム誤差δを含まない次の式に示されるように、ランダム誤差δを含まない形で表すことができる。

[実験結果]
本発明者等は、能動騒音制御による消音性能に関する実験を行った。以下にその実験結果を示す。以下の各実験では、図６Ａに細線で示すゲイン特性及び図６Ｂに細線で示す位相特性を有する二次経路伝達特性Ｃの下で行われた。

〈実験（７）〉
実験（７）では、本実施形態の能動騒音制御装置１０により能動騒音制御が行われている状態で、車両１２を停止状態から加速させたときの３回目の走行時の車室１４内の騒音の音圧レベルの測定が行われる。実験（７）では、初期値テーブル５６の各周波数の初期値は、都合のよい小さな値に設定される。

≪実験（１）、（６）、（７）の対比≫
図１１は、実験（１）、（６）、（７）で測定された車室１４内の騒音の音圧レベルを示すグラフである。

図１１に示されるように、エンジン回転数１８００～２４００ＲＰＭにおいて、実験（７）では、実験（６）に対して消音性能が１０ｄＢ以上向上される。

図１２は、二次経路伝達特性Ｃの位相特性、実験（６）における３回目の走行終了後の更新値の位相特性、及び、実験（７）における３回目の走行終了後の更新値の位相特性を示すグラフである。エンジン回転数１８００～２４００ＲＰＭに対応する周波数６０～８０Ｈｚにおいて、実験（７）では実験（６）に対してランダム誤差が大きく低減されている。

実験（６）及び実験（７）では、いずれも走行回数は３回であり、図１１及び図１２より、実験（７）では実験（６）に比べて更新値が二次経路伝達特性Ｃに早期に収束していっていることが読み取れる。

[作用効果]
本実施形態の能動騒音制御装置１０では、二次経路フィルタ係数更新部４０は、更新式に基づく更新後のフィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾と、更新値テーブル５８の更新値との重み付き平均化処理を行う。これにより、二次経路フィルタＣ＾のランダム誤差を早期に収束させることが可能となり、能動騒音制御の消音性能を向上させることができる。

〔第３実施形態〕
本実施形態の能動騒音制御装置１０では、二次経路フィルタ係数更新部４０の第１二次経路フィルタ係数更新部４０ａ及び第２二次経路フィルタ係数更新部４０ｂにおいて、それぞれ次の式に基づいてフィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾を更新する。

ここで、Ｃｔ０＾_ｎ、Ｃｔ１＾_ｎは、前回（時間ステップｎ）のフィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の更新結果を保持させるための変数である。変数Ｃｔ０＾_ｎ、Ｃｔ１＾_ｎの初期値であるＣｔ０＾₁、Ｃｔ１＾₁は、０等小さい値が設定される。γは０≦γ≦１を満たす係数である。

図１３は、更新値テーブル５８に記憶されている更新値の位相特性と、二次経路伝達特性Ｃの位相特性を示す図である。通常走行でよく使われるエンジン回転数領域は、エンジン回転数３６００ＲＰＭ以下であり、その際に発生する篭り音の周波数は１２０Ｈｚ以下である。そのため、周波数が１２０Ｈｚ以下の範囲では、フィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の更新が重ねられ、更新値の位相特性は二次経路伝達特性Ｃに略収束している。

一方、エンジン回転数３６００ＲＰＭより大きい範囲は、例えば、高速道路の側道から本線に合流するときの加速時、急な上り坂を登る場合等、限定される場面の走行で使われる。そのため、能動騒音制御がある程度の時間継続した場合であっても、周波数が１２０Ｈｚより大きい範囲では、フィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の更新が行われず、更新値は初期値と等しい。又は、フィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の更新が十分に行われず、二次経路フィルタＣ＾が二次経路伝達特性Ｃと乖離した状態となっている。そのため、エンジン回転数が３６００ＲＰＭより大きい範囲に入ると、能動騒音制御による消音性能が低下し、急にエンジン音が大きくなることがある。

制御対象周波数ｆは時間経過に応じて連続的に変化するため、前回（時間ステップｎ）の制御対象周波数ｆは、今回（時間ステップｎ＋１）の制御対象周波数ｆの近傍の周波数であることが多い。また、二次経路伝達特性Ｃは制御対象周波数ｆに応じて連続的に変化するため、前回（時間ステップｎ）における二次経路伝達特性Ｃと、今回（時間ステップｎ＋１）における二次経路伝達特性Ｃとは、近い特性を有する。

そのため、前回（時間ステップｎ）において更新後のフィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾と、更新値テーブル５８の今回（時間ステップｎ＋１）の制御対象周波数ｆに対応する更新値とを所定比率で足し合わせた値を、更新式の前回値として用いてフィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の更新が行われる。

なお、係数γが周波数毎に設けられるようにし、下記の式にしたがってフィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の更新回数が増えるとともに、係数γは減衰してもよい。

ここで、Ｃｏｅｆ_ｄは１より小さい正数とする減衰係数である。この場合γの初期値を１又は１に近い値に設定してもよい。

今回の更新時の制御対象周波数ｆにおけるフィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の更新回数が１回目のときには、γは１に近い値となる。そのため、主に、前回の更新後のフィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾に基づいて、今回のフィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の更新が行われるため、能動騒音制御による消音性能の低下を抑制できる。

今回の更新時の制御対象周波数ｆにおけるフィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の更新回数が多いときには、γが０に減衰していく。そのため、主に、更新値テーブル５８の更新値に基づいて、今回のフィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の更新が行われるため、能動騒音制御による消音性能を向上させることができる。

さらに、係数γに最小値を設定してもよい。

係数γに最低値を設けることで、フィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の更新に、常に前回の更新後のフィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の成分が含まれることになる。そのため、能動騒音制御中に二次経路伝達特性Ｃが急変する場合であっても、早期に能動騒音制御により消音性能を回復させることができる。

［実験結果］
本発明者等は、能動騒音制御による消音性能に関する実験を行った。以下にその実験結果を示す。以下の各実験では、図６Ａに細線で示すゲイン特性及び図６Ｂに細線で示す位相特性を有する二次経路伝達特性Ｃの下で行われた。

〈実験（８）〉
実験（８）では、本実施形態の能動騒音制御装置１０により能動騒音制御が行われている状態で、車両１２を停止状態から加速させたときの１回目の走行時の車室１４内の騒音の音圧レベルの測定が行われる。実験（８）では、初期値テーブル５６の各周波数の初期値は、都合のよい小さな値に設定される。実験（８）では、γ＝０．５に設定されている。

〈実験（９）〉
実験（９）では、本実施形態の能動騒音制御装置１０により能動騒音制御が行われている状態で、車両１２を停止状態から加速させたときの３回目の走行時の車室１４内の騒音の音圧レベルの測定が行われる。実験（９）では、初期値テーブル５６の各周波数の初期値は、都合のよい小さな値に設定される。実験（９）では、γ＝０．５に設定されている。

≪実験（１）、（５）、（８）の対比≫
図１４は、実験（１）、（５）、（８）で測定された車室１４内の騒音の音圧レベルを示すグラフである。

図１４に示されるように、エンジン回転数１６００ＲＰＭ付近の車両１２の走行開始直後において、実験（８）ではほとんど騒音の消音できていないものの、その後は、実験（８）では実験（５）に対して消音性能が向上される。

≪実験（１）、（６）、（９）の対比≫
図１５は、実験（１）、（６）、（９）で測定された車室１４内の騒音の音圧レベルを示すグラフである。走行回数が３回目になると、実験（９）では、エンジン回転数１６００ＲＰＭ付近の車両１２の走行開始直後の騒音の消音も改善されている。

［作用効果］
本実施形態の能動騒音制御装置１０では、二次経路フィルタ係数更新部４０は、二次経路フィルタ係数更新部４０において前回の更新された二次経路フィルタＣ＾の係数と、更新値テーブル５８から読み込んだ更新値とを所定比率で足し合わせた値を前回値として用いて今回の二次経路フィルタＣ＾の係数の更新を行う。これにより、更新値テーブル５８の更新値の精度が高くない場合であっても、能動騒音制御による消音性能を向上させることができる。

〔第４実施形態〕
本実施形態では、スピーカ１６から出力される相殺音の大きさが過大になることを抑制する。スピーカ１６から出力される相殺音の大きさが過大になることを抑制する信号処理の方法として、以下に方法１～５の５つを示す。

［方法１］
図１６は、信号処理部５４のブロック図である。図１６に示されるように、図２のブロック図に対して、加算器５２に入力される見かけ上の第２推定相殺信号ｙ２＾の大きさを（１＋α）倍にするための倍率器７０が追加されている。これにより、見かけ上の第２推定相殺信号ｙ２＾が（１＋α）倍に増大するため、制御フィルタＷの大きさを抑制することができる。

［方法２］
図１７は、信号処理部５４のブロック図である。図１７に示されるように、図２のブロック図に対して、加算器５２に入力される見かけ上の推定騒音信号ｄ＾の大きさを（１－α）倍にするための倍率器７２が追加されている。これにより、見かけ上の推定騒音信号ｄ＾が（１－α）倍に減少するため、制御フィルタＷの大きさを抑制することができる。

［方法３］
図１８は、信号処理部５４のブロック図である。図１８に示されるように、図２のブロック図に対して、加算器４６に入力される見かけ上の第１推定相殺信号ｙ１＾の大きさを（１－α）倍にするための倍率器７４が追加されている。

［方法４］
図１９は、手法４を適用した信号処理部５４のブロック図である。図１９に示されるように、図２のブロック図に対して、加算器４６に入力される見かけ上の推定騒音信号ｄ＾の大きさを（１＋α）倍にするための倍率器７６が追加されている。

［方法５］
図２０は、信号処理部５４のブロック図である。図２０に示されるように、図２のブロック図に対して加算器５２に入力される見かけ上の第２推定相殺信号ｙ２＾の大きさを（１＋α）倍にするためのフィルタ７８が追加されている。フィルタ７８のフィルタ係数αは、フィルタ係数更新部８０によって更新される。

方法５では、フィルタ係数αに最小値α_ｍｉｎを設定する。フィルタ係数αは次の式を満たす。

これにより、シート２０の背もたれを倒した場合等、二次経路伝達特性Ｃが大きく変化するときには、更新値テーブル５８の更新値と二次経路伝達特性Ｃとの差が大きくなる。本実施形態の能動騒音制御では、二次経路伝達特性Ｃの変化に追従して、二次経路フィルタＣ＾の係数Ｃ０＾、Ｃ１＾が変化する。そのため、スピーカ１６から出力される相殺音の音圧レベルが急変し、乗員に違和感を与える可能性がある。フィルタ係数αが最小値α_ｍｉｎよりも大きな範囲においてフィルタ係数更新部８０で更新されることにより、二次経路伝達特性Ｃの変化に追従しようとする過渡期に、スピーカ１６から出力される相殺音の大きさが過大になることを抑制することが可能となる。これにより、乗員に与える違和感を低減できる。

［実験結果］
本発明者等は、能動騒音制御による消音性能に関する実験を行った。以下にその実験結果を示す。以下の各実験では、図６Ａに細線で示すゲイン特性及び図６Ｂに細線で示す位相特性を有する二次経路伝達特性Ｃの下で行われた。

〈実験（１０）〉
実験（１０）では、本実施形態の能動騒音制御装置１０により能動騒音制御が行われている状態で、車両１２を停止状態から加速させたときの制御フィルタＷの振幅の測定が行われる。さらに、実験（１０）では、能動騒音制御がオンの状態で、車両１２を停止状態から加速させたときの車室１４内の騒音の音圧レベルの測定が行われる。実験（１０）では、上記の方法１においてα＝０とした。実験（１０）では、初期値テーブル５６の各周波数の初期値は、図６Ａ及び図６Ｂに細線で示される各周波数の二次経路伝達特性Ｃの測定値に設定される。

〈実験（１１）〉
実験（１１）では、本実施形態の能動騒音制御装置１０により能動騒音制御が行われている状態で、車両１２を停止状態から加速させたときの制御フィルタＷの振幅の測定が行われる。さらに、実験（１１）では、能動騒音制御がオンの状態で、車両１２を停止状態から加速させたときの車室１４内の騒音の音圧レベルの測定が行われる。実験（１１）では、上記の方法１においてα＝０．２５とした。実験（１１）では、初期値テーブル５６の各周波数の初期値は、図６Ａ及び図６Ｂに細線で示される各周波数の二次経路伝達特性Ｃの測定値に設定される。

≪実験（１０）、（１１）の結果の対比≫
図２１は、実験（１０）、（１１）で測定された制御フィルタＷの振幅を示すグラフである。図２１に示すように、α＝０とした実験（１０）に対して、α＝０．２５とした実験（１１）では、制御フィルタＷの振幅の大きさが低減されている。

≪実験（１）、（１０）、（１１）の対比≫
図２２は、実験（１）、（１０）、（１１）で測定された車室１４内の騒音の音圧レベルを示すグラフである。図２２に示されるように、α＝０とした実験（１０）に対して、α＝０．２５とした実験（１１）では、消音性能が向上していることが分かる。

［作用効果］
本実施形態の能動騒音制御装置１０では、信号処理部５４において、第２仮想誤差信号ｅ２の生成に用いられる第２推定相殺信号ｙ２＾の大きさを大きく補正する倍率器７０、第２仮想誤差信号ｅ２の生成に用いられる推定騒音信号ｄ＾の大きさを小さく補正する倍率器７２、第１仮想誤差信号ｅ１の生成に用いられる第１推定相殺信号ｙ１＾の大きさを小さく補正する倍率器７４、又は、第１仮想誤差信号ｅ１の生成に用いられる推定騒音信号ｄ＾の大きさを大きく補正する倍率器７６を有する。これにより、スピーカ１６から出力される相殺音の大きさが過大になることを抑制することができる。

〔実施形態から得られる技術的思想〕
上記実施形態から把握しうる技術的思想について、以下に記載する。

振動源から伝達される騒音と、前記騒音を打ち消すためにスピーカ（１６）から出力される相殺音との合成音に応じて変化する誤差信号に基づいて、前記スピーカを制御する能動騒音制御を行う能動騒音制御装置（１０）であって、制御対象周波数に応じた基準信号を生成する基準信号生成部（２６）と、前記基準信号を適応ノッチフィルタである制御フィルタにより信号処理して、前記スピーカを制御する制御信号を生成する制御信号生成部（２８）と、前記基準信号を適応ノッチフィルタである一次経路フィルタにより信号処理して、推定騒音信号を生成する推定騒音信号生成部（３２）と、前記制御信号を適応ノッチフィルタである二次経路フィルタにより信号処理して、第１推定相殺信号を生成する第１推定相殺信号生成部（３０）と、前記基準信号を前記二次経路フィルタにより信号処理して、参照信号を生成する参照信号生成部（３４）と、前記参照信号を前記制御フィルタにより信号処理して、第２推定相殺信号を生成する第２推定相殺信号生成部（３６）と、前記誤差信号、前記第１推定相殺信号及び前記推定騒音信号から第１仮想誤差信号を生成する第１仮想誤差信号生成部（４６）と、前記第２推定相殺信号及び前記推定騒音信号から第２仮想誤差信号を生成する第２仮想誤差信号生成部（５２）と、前記制御信号及び前記第１仮想誤差信号に基づいて、前記第１仮想誤差信号の大きさが最小となるように前記二次経路フィルタの係数を遂次適応更新する二次経路フィルタ係数更新部（４０）と、前記参照信号及び前記第２仮想誤差信号に基づいて、前記第２仮想誤差信号の大きさが最小となるように前記制御フィルタの係数を遂次適応更新する制御フィルタ係数更新部（４２）と、前記二次経路フィルタの係数の初期値を、周波数に対応付けてテーブル形式で記憶する初期値テーブル（５６）と、前記二次経路フィルタの係数の更新値を、前記周波数に対応付けてテーブル形式で記憶する更新値テーブル（５８）と、前記能動騒音制御開始時に、前記初期値テーブルの前記初期値を前記更新値として前記更新値テーブルに書き込むとともに、前記能動騒音制御中に前記二次経路フィルタ係数更新部において更新後の前記二次経路フィルタの係数を前記更新値として前記更新値テーブルに書き込む更新値テーブル操作部（６４）と、を有し、前記二次経路フィルタ係数更新部は、前記二次経路フィルタの係数の更新の前に、前記更新値テーブルの前記周波数に対応する前記更新値を読み込み、読み込んだ前記更新値を前回値として用いて前記二次経路フィルタの係数の更新を行う。

上記の能動騒音制御装置であって、前記基準信号及び前記第１仮想誤差信号に基づいて、前記第１仮想誤差信号の大きさが最小となるように前記一次経路フィルタの係数を遂次適応更新する一次経路フィルタ係数更新部（３８）を有してもよい。

上記の能動騒音制御装置であって、前記能動騒音制御の終了時に、前記初期値テーブルの前記初期値を、前記更新値テーブルの前記更新値に書き換える初期値テーブル操作部（６２）を有してもよい。

上記の能動騒音制御装置であって、前記能動騒音制御の終了時に、前記能動騒音制御の異常又は発散を判定する判定部（６８）を有し、前記判定部により前記能動騒音制御の異常又は発散と判定された場合には、前記初期値テーブル操作部は、前記初期値テーブルの前記初期値を、前記更新値テーブルの前記更新値に書き換えないようにしてもよい。

上記の能動騒音制御装置であって、前記二次経路フィルタ係数更新部は、更新式による更新後の前記二次経路フィルタの係数と、前記更新値テーブルの前記更新値との重み付き平均化処理を行ってもよい。

上記の能動騒音制御装置であって、前記二次経路フィルタ係数更新部は、前記二次経路フィルタ係数更新部における前回の更新後の前記二次経路フィルタの係数と、読み込んだ前記更新値とを所定比率で足し合わせた値を前回値として用いて前記二次経路フィルタの係数の更新を行ってもよい。

上記の能動騒音制御装置であって、前記能動騒音制御の終了時に、前記能動騒音制御の異常又は発散を判定する判定部と、前記二次経路フィルタの係数の結果値を、前記周波数に対応付けてテーブル形式で記憶する結果値テーブル（６０）と、前記判定部により前記能動騒音制御の異常又は発散と判定された場合には、前記結果値テーブルの前記結果値を、前記更新値テーブルの前記更新値に書き換える結果値テーブル操作部（６６）と、を有してもよい。

上記の能動騒音制御装置であって、前記第２仮想誤差信号の生成に用いられる前記第２推定相殺信号の大きさを大きく補正する、前記第２仮想誤差信号の生成に用いられる前記推定騒音信号の大きさを小さく補正する、前記第１仮想誤差信号の生成に用いられる前記第１推定相殺信号の大きさを小さく補正する、又は、前記第１仮想誤差信号の生成に用いられる前記推定騒音信号の大きさを大きく補正する、倍率器（７０、７２、７４、７６）を有してもよい。

１０…能動騒音制御装置 １６…スピーカ
２６…基準信号生成部 ２８…制御信号生成部
３０…第１推定相殺信号生成部 ３２…推定騒音信号生成部
３４…参照信号生成部 ３６…第２推定相殺信号生成部
３８…一次経路フィルタ係数更新部 ４０…二次経路フィルタ係数更新部
４６…加算器（第１仮想誤差信号生成部） ５２…加算器（第２仮想誤差信号生成部）
５６…初期値テーブル ５８…更新値テーブル
６０…結果値テーブル ６４…更新値テーブル操作部
６６…結果値テーブル操作部 ７０、７２、７４、７６…倍率器

Claims (7)

1. 振動源から伝達される騒音と、前記騒音を打ち消すためにスピーカから出力される相殺音との合成音に応じて変化する誤差信号に基づいて、前記スピーカを制御する能動騒音制御を行う能動騒音制御装置であって、
   制御対象周波数に応じた基準信号を生成する基準信号生成部と、
   前記基準信号を適応ノッチフィルタである制御フィルタにより信号処理して、前記スピーカを制御する制御信号を生成する制御信号生成部と、
   前記基準信号を適応ノッチフィルタである一次経路フィルタにより信号処理して、推定騒音信号を生成する推定騒音信号生成部と、
   前記制御信号を適応ノッチフィルタである二次経路フィルタにより信号処理して、第１推定相殺信号を生成する第１推定相殺信号生成部と、
   前記基準信号を前記二次経路フィルタにより信号処理して、参照信号を生成する参照信号生成部と、
   前記参照信号を前記制御フィルタにより信号処理して、第２推定相殺信号を生成する第２推定相殺信号生成部と、
   前記誤差信号、前記第１推定相殺信号及び前記推定騒音信号から第１仮想誤差信号を生成する第１仮想誤差信号生成部と、
   前記第２推定相殺信号及び前記推定騒音信号から第２仮想誤差信号を生成する第２仮想誤差信号生成部と、
   前記制御信号及び前記第１仮想誤差信号に基づいて、前記第１仮想誤差信号の大きさが最小となるように前記二次経路フィルタの係数を遂次適応更新する二次経路フィルタ係数更新部と、
   前記参照信号及び前記第２仮想誤差信号に基づいて、前記第２仮想誤差信号の大きさが最小となるように前記制御フィルタの係数を遂次適応更新する制御フィルタ係数更新部と、
   前記二次経路フィルタの係数の初期値を、周波数に対応付けてテーブル形式で記憶する初期値テーブルと、
   前記二次経路フィルタの係数の更新値を、前記周波数に対応付けてテーブル形式で記憶する更新値テーブルと、
   前記能動騒音制御開始時に、前記初期値テーブルの前記初期値を前記更新値として前記更新値テーブルに書き込むとともに、前記能動騒音制御中に前記二次経路フィルタ係数更新部において更新後の前記二次経路フィルタの係数を前記更新値として前記更新値テーブルに書き込む更新値テーブル操作部と、
   前記第２仮想誤差信号の生成に用いられる前記第２推定相殺信号の大きさを大きく補正する、前記第２仮想誤差信号の生成に用いられる前記推定騒音信号の大きさを小さく補正する、前記第１仮想誤差信号の生成に用いられる前記第１推定相殺信号の大きさを小さく補正する、又は、前記第１仮想誤差信号の生成に用いられる前記推定騒音信号の大きさを大きく補正する、倍率器と、
   を有し、
   前記二次経路フィルタ係数更新部は、前記二次経路フィルタの係数の更新の前に、前記更新値テーブルの前記周波数に対応する前記更新値を読み込み、読み込んだ前記更新値を前回値として用いて前記二次経路フィルタの係数の更新を行う、能動騒音制御装置。
2. 請求項１に記載の能動騒音制御装置であって、
   前記基準信号及び前記第１仮想誤差信号に基づいて、前記第１仮想誤差信号の大きさが最小となるように前記一次経路フィルタの係数を遂次適応更新する一次経路フィルタ係数更新部を有する、能動騒音制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の能動騒音制御装置であって、
   前記能動騒音制御の終了時に、前記初期値テーブルの前記初期値を、前記更新値テーブルの前記更新値に書き換える初期値テーブル操作部を有する、能動騒音制御装置。
4. 請求項３に記載の能動騒音制御装置であって、
   前記能動騒音制御の終了時に、前記能動騒音制御の異常又は発散を判定する判定部を有
   し、
   前記判定部により前記能動騒音制御の異常又は発散と判定された場合には、前記初期値テーブル操作部は、前記初期値テーブルの前記初期値を、前記更新値テーブルの前記更新値に書き換えない、能動騒音制御装置。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の能動騒音制御装置であって、
   前記二次経路フィルタ係数更新部は、更新式による更新後の前記二次経路フィルタの係数と、前記更新値テーブルの前記更新値との重み付き平均化処理を行う、能動騒音制御装置。
6. 請求項１～５のいずれか１項に記載の能動騒音制御装置であって、
   前記二次経路フィルタ係数更新部は、前記二次経路フィルタ係数更新部における前回の更新後の前記二次経路フィルタの係数と、読み込んだ前記更新値とを所定比率で足し合わせた値を前回値として用いて前記二次経路フィルタの係数の更新を行う、能動騒音制御装置。
7. 請求項１～６のいずれか１項に記載の能動騒音制御装置であって、
   前記能動騒音制御の終了時に、前記能動騒音制御の異常又は発散を判定する判定部と、
   前記二次経路フィルタの係数の結果値を、前記周波数に対応付けてテーブル形式で記憶する結果値テーブルと、
   前記判定部により前記能動騒音制御の異常又は発散と判定された場合には、前記結果値テーブルの前記結果値を、前記更新値テーブルの前記更新値に書き換える結果値テーブル操作部と、
   を有する、能動騒音制御装置。

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