JP7241118B2 - 能動型騒音制御装置 - Google Patents

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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た相殺音との合成音を制御点において検出した検出器から出力される誤差信号に基づいて、スピーカを制御する能動型騒音制御装置に関する。
下記特許文献１では、騒音の音圧を低減させたい位置に置かれたマイクからの信号に基づいて、ロードノイズ等の騒音の音圧を低減するための干渉音を出力するようにスピーカを制御する信号を生成する能動騒音低減装置が開示されている。
特開２００７－０２５５２７号公報
上記特許文献１では、スピーカとマイクとの間の伝達特性が固定されているため、伝達特性が変化すると騒音の音圧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の音圧を低減できる能動型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た相殺音との合成音を制御点において検出した検出器から出力される誤差信号の所定周波数を中心とする周波数帯域の成分に基づいて、前記スピーカを制御する能動型騒音制御装置であって、前記所定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、フィードバックフィルタ、及び、適応ノッチフィルタである抽出フィルタにより信号処理をして、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をして、推定相殺音信号を生成する推定相殺音信号生成部と、前記基準信号を前記抽出フィルタにより信号処理をして、抽出信号を生成する抽出信号生成部と、前記誤差信号及び前記推定相殺音信号から仮想誤差信号を生成する仮想誤差信号生成部と、前記誤差信号及び前記抽出信号から差分信号を生成する差分信号生成部と、前記制御信号及び前記仮想誤差信号に基づいて、前記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を遂次適応更新する二次経路フィルタ更新部と、前記基準信号及び前記差分信号に基づいて、前記差分信号の大きさが最小となるように前記抽出フィルタを遂次適応更新する抽出フィルタ更新部と、前記二次経路フィルタに基づいて前記フィードバックフィルタを設定するフィードバックフィルタ設定部と、を備える。
本発明の能動型騒音制御装置は、伝達特性が変化しても騒音を低減できる。
能動型騒音制御装置において実行される能動型騒音制御の概要を説明する図である。 能動型騒音制御装置の構成を示す模式図である。 信号処理部の制御ブロック図である。 信号処理部の制御ブロック図である。
〔第１実施形態〕
図１は、能動型騒音制御装置１０において実行される能動型騒音制御の概要を説明する図である。
車両走行時に路面から受ける力により車輪１６が振動し、この振動がサスペンションを介して車体に伝わり、車両１３の車室１４内にロードノイズが発生する。ロードノイズは、特に、車室１４のような閉空間の音響共鳴特性によって励起される４０～５０Ｈｚにおいてピークを有する。ピーク周波数を中心とする一定の帯域幅を持つ狭帯域成分は、ドラミングノイズとも呼ばれる「ゴー」という音を発生させ、乗員に不快感を与えやすい。
本実施形態の能動型騒音制御装置１０は、車室１４内に設けられたスピーカ１８から相殺音を出力させて、車室１４内の制御点におけるドラミングノイズの音圧を低減する。
図２は、能動型騒音制御装置１０の構成を示す模式図である。能動型騒音制御装置１０は、信号処理部２２及びフィードバックフィルタ設定部２３を有している。
能動型騒音制御装置１０は、不図示の演算部及び記憶部を有する。演算部により、上述の信号処理部２２及びフィードバックフィルタ設定部２３が実現される。
演算部は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサによって構成される。
演算部は、不図示の判定部及び制御部を有している。判定部及び制御部は、記憶部に記憶されているプログラムが演算部によって実行されることによって実現される。
なお、判定部及び制御部の少なくとも一部が、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の集積回路によって実現されるようにしてもよい。また、判定部及び制御部の少なくとも一部が、ディスクリートデバイスを含む電子回路によって構成されるようにしてもよい。
記憶部は、不図示の揮発性メモリと、不図示の不揮発性メモリとによって構成され得る。揮発性メモリとしては、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等が挙げられ得る。不揮発性メモリとしては、例えばＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等が挙げられ得る。データ等が、例えば揮発性メモリに記憶され得る。プログラム、テーブル、マップ等が、例えば不揮発性メモリに記憶される。記憶部の少なくとも一部が、上述したようなプロセッサ、集積回路等に備えられていてもよい。
［信号処理部の構成］
図３は、信号処理部２２の制御ブロック図である。信号処理部２２は、制御点に設けられたマイクロフォン３２から出力される誤差信号ｅに基づいて、スピーカ１８にドラミングノイズを打ち消す相殺音を出力させるための制御信号ｕ０＿ａを生成するフィードバック信号処理を行う。以下では、スピーカ１８からマイクロフォン３２への音の伝達経路を二次経路と称し、二次経路の伝達特性をＣとする。
本実施形態では、乗員の耳の近くを制御点とするために、図１に示すように車室１４内のシート３４のヘッドレスト３６にマイクロフォン３２が設けられている。誤差信号ｅは、制御点における騒音ｄと、制御点における相殺音ｙとの合成音を検出したマイクロフォン３２から出力される信号である。
信号処理部２２は、基準信号生成部６７、制御信号生成部６８、推定相殺音信号生成部７０、推定騒音信号生成部７６、抽出信号生成部７７、仮想誤差信号生成部７８、差分信号生成部８１、調整フィルタ更新部８２、二次経路フィルタ更新部８４及び抽出フィルタ更新部８５を有している。
基準信号生成部６７は、制御対象周波数ｆｘの余弦信号である基準信号ｘｃ（＝ｃｏｓ（２π×ｆｘ×ｔ））、及び、制御対象周波数ｆｘの正弦信号である基準信号ｘｓ（＝ｓｉｎ（２π×ｆｘ×ｔ））を生成する。ここで、ｔは時間を示す。制御対象周波数ｆｘは、あらかじめドラミングノイズのピーク周波数付近に設定される。
制御信号生成部６８では、基準信号ｘｃ及び基準信号ｘｓをフィードバックフィルタＦＢ及び抽出フィルタＡにより信号処理をして、制御信号ｕ０＿ａ及び制御信号ｕ１＿ａを生成する。制御信号生成部６８は、位相調整部８６、信号抽出部８８及びゲイン調整部９０を有している。
フィードバックフィルタＦＢは、ゲインＦＢＧ、フィルタ係数ＦＢＰ０及びフィルタ係数ＦＢＰ１を用いてＦＢ＝ＦＢＧ（ＦＢＰ０＋ｉＦＢＰ１）で表される。なお、ｉは虚数を示す。また、ＦＢＰ０２＋ＦＢＰ１２＝１である。フィードバックフィルタＦＢは、フィードバックフィルタ設定部２３により設定される。フィードバックフィルタＦＢの設定については後に詳述する。抽出フィルタＡの詳細については、後述の抽出信号生成部７７とともに説明する。
位相調整部８６は、基準信号ｘｃ及び基準信号ｘｓを位相調整フィルタＦＢＰにより信号処理をして、位相調整信号ｐ０＿ａ及び位相調整信号ｐ１＿ａを生成する。
位相調整部８６は、第１位相調整フィルタ８６ａ、第２位相調整フィルタ８６ｂ、第３位相調整フィルタ８６ｃ、第４位相調整フィルタ８６ｄ、反転増幅器８６ｅ、加算器８６ｆ及び加算器８６ｇを有している。
第１位相調整フィルタ８６ａは、フィルタ係数ＦＢＰ０を有している。第２位相調整フィルタ８６ｂは、フィルタ係数ＦＢＰ１を有している。第３位相調整フィルタ８６ｃは、フィルタ係数ＦＢＰ０を有している。第４位相調整フィルタ８６ｄは、フィルタ係数ＦＢＰ１を有している。
第２位相調整フィルタ８６ｂには、反転増幅器８６ｅで極性が反転された基準信号－ｘｓが入力される。第１位相調整フィルタ８６ａにおいて振幅が調整された基準信号ｘｃと、第２位相調整フィルタ８６ｂにおいて振幅が調整された基準信号－ｘｓとが、加算器８６ｆにおいて加算されて位相調整信号ｐ０＿ａが生成される。
第３位相調整フィルタ８６ｃにおいて振幅が調整された基準信号ｘｓと、第４位相調整フィルタ８６ｄにおいて振幅が調整された基準信号ｘｃとが、加算器８６ｇにおいて加算されて位相調整信号ｐ１＿ａが生成される。
信号抽出部８８は、位相調整信号ｐ０＿ａ及び位相調整信号ｐ１＿ａを抽出フィルタＡにより信号処理をして、抽出信号ａ０＿ａ及び抽出信号ａ１＿ａを生成する。
信号抽出部８８は、第１抽出フィルタ８８ａ、第２抽出フィルタ８８ｂ、第３抽出フィルタ８８ｃ、第４抽出フィルタ８８ｄ、反転増幅器８８ｅ、加算器８８ｆ及び加算器８８ｇを有している。
第１抽出フィルタ８８ａは、フィルタ係数Ａ０を有している。第２抽出フィルタ８８ｂは、フィルタ係数Ａ１を有している。第３抽出フィルタ８８ｃは、フィルタ係数Ａ０を有している。第４抽出フィルタ８８ｄは、フィルタ係数Ａ１を有している。
第１抽出フィルタ８８ａにおいて振幅が調整された位相調整信号ｐ０＿ａと、第２抽出フィルタ８８ｂにおいて振幅が調整された位相調整信号ｐ１＿ａとが、加算器８８ｆにおいて加算されて抽出信号ａ０＿ａが生成される。
第３抽出フィルタ８８ｃには、反転増幅器８８ｅで極性が反転された位相調整信号－ｐ１＿ａが入力される。第３抽出フィルタ８８ｃにおいて振幅が調整された位相調整信号－ｐ１＿ａと、第４抽出フィルタ８８ｄにおいて振幅が調整された位相調整信号ｐ０＿ａとが、加算器８８ｇにおいて加算されて抽出信号ａ１＿ａが生成される。
ゲイン調整部９０は、抽出信号ａ０＿ａ及び抽出信号ａ１＿ａをゲインフィルタＦＢＧにより信号処理をして、制御信号ｕ０＿ａ及び制御信号ｕ１＿ａを生成する。
ゲイン調整部９０は、第１ゲイン調整フィルタ９０ａ及び第２ゲイン調整フィルタ９０ｂを有している。第１ゲイン調整フィルタ９０ａは、ゲインＦＢＧを有している。第２ゲイン調整フィルタ９０ｂは、ゲインＦＢＧを有している。
第１ゲイン調整フィルタ９０ａにおいて抽出信号ａ０＿ａの振幅が調整され、制御信号ｕ０＿ａが生成される。第２ゲイン調整フィルタ９０ｂにおいて抽出信号ａ１＿ａの振幅が調整され、制御信号ｕ１＿ａが生成される。制御信号ｕ０＿ａは、デジタル／アナログ変換器６９によりアナログ信号に変換されて、スピーカ１８に出力される。
次に説明する推定相殺音信号生成部７０において、制御信号ｕ０＿ａは実数成分として用いられ、制御信号ｕ１＿ａは虚数成分として用いられる。
推定相殺音信号生成部７０は、制御信号ｕ０＿ａ及び制御信号ｕ１＿ａを二次経路フィルタＣ＾により信号処理をして、推定相殺音信号ｙ＿ａ＾を生成する。
推定相殺音信号生成部７０では、二次経路フィルタＣ＾として適応ノッチフィルタ（例えば、ＳＡＮ(Single-frequency Adaptive Notch)フィルタ）が用いられている。二次経路フィルタＣ＾は、後述する二次経路フィルタ更新部８４において更新されることにより、二次経路における音の伝達特性Ｃに収束する。二次経路フィルタＣ＾は、フィルタ係数Ｃ０＾及びフィルタ係数Ｃ１＾を用いてＣ＾＝Ｃ０＾＋ｉＣ１＾で表される。なお、ｉは虚数を示す。
推定相殺音信号生成部７０は、第１二次経路フィルタ７０ａ、第２二次経路フィルタ７０ｂ及び加算器７０ｃを有している。
第１二次経路フィルタ７０ａはフィルタ係数Ｃ０＾を有している。第２二次経路フィルタ７０ｂはフィルタ係数Ｃ１＾を有している。第１二次経路フィルタ７０ａにおいて振幅が調整された制御信号ｕ０＿ａと、第２二次経路フィルタ７０ｂにおいて振幅が調整された制御信号ｕ１＿ａとが、加算器７０ｃにおいて加算されて推定相殺音信号ｙ＿ａ＾が生成される。
推定騒音信号生成部７６は、基準信号ｘｃ及び基準信号ｘｓを調整フィルタＰにより信号処理をして、推定騒音信号ｄ＿ａ＾を生成する。推定騒音信号生成部７６は、基準信号ｘｃ及び基準信号ｘｓの特性を調整するための調整フィルタＰとして適応ノッチフィルタ（例えば、ＳＡＮフィルタ）が用いられている。調整フィルタＰは、後述する調整フィルタ更新部８２において更新される。調整フィルタＰは、フィルタ係数Ｐ０及びフィルタ係数Ｐ１を用いてＰ＝Ｐ０＋ｉＰ１で表される。なお、ｉは虚数を示す。
推定騒音信号生成部７６は、第１調整フィルタ７６ａ、第２調整フィルタ７６ｂ、反転増幅器７６ｃ及び加算器７６ｄを有している。第１調整フィルタ７６ａはフィルタ係数Ｐ０を有している。第２調整フィルタ７６ｂはフィルタ係数Ｐ１を有している。
第２調整フィルタ７６ｂには、反転増幅器７６ｃで極性が反転された基準信号－ｘｓが入力される。第１調整フィルタ７６ａにおいて振幅が調整された基準信号ｘｃと、第２調整フィルタ７６ｂにおいて振幅が調整された基準信号－ｘｓとが、加算器７６ｄにおいて加算されて推定騒音信号ｄ＿ａ＾が生成される。
抽出信号生成部７７は、基準信号ｘｃ及び基準信号ｘｓを抽出フィルタＡにより信号処理をして、抽出信号ｅｆｒを生成する。抽出信号生成部７７では、抽出フィルタＡとして適応ノッチフィルタ（例えば、ＳＡＮフィルタ）が用いられている。抽出フィルタＡは、後述する抽出フィルタ更新部８５において更新されて最適化される。抽出フィルタＡは、基準信号ｘｃ及び基準信号ｘｓを、ドラミングノイズの振幅及び位相に合わせるフィルタ係数Ａ０及びフィルタ係数Ａ１を有している。
抽出信号生成部７７は、第１抽出フィルタ７７ａ、第２抽出フィルタ７７ｂ及び加算器７７ｃを有している。第１抽出フィルタ７７ａはフィルタ係数Ａ０を有している。第２抽出フィルタ７７ｂはフィルタ係数Ａ１を有している。
第１抽出フィルタ７７ａにおいて振幅が調整された基準信号ｘｃと、第２抽出フィルタ７７ｂにおいて振幅が調整された基準信号ｘｓとが、加算器７７ｃにおいて加算されて抽出信号ｅｆｒが生成される。
仮想誤差信号生成部７８は、誤差信号ｅ、推定騒音信号ｄ＿ａ＾及び推定相殺音信号ｙ＿ａ＾に基づいて仮想誤差信号ｅ１を生成する。仮想誤差信号生成部７８は、反転増幅器７８ａ、反転増幅器７８ｂ及び加算器７８ｃを有している。
アナログ／デジタル変換器７９によりデジタル信号に変換された誤差信号ｅと、反転増幅器７８ａで極性が反転された推定騒音信号－ｄ＿ａ＾と、反転増幅器７８ｂで極性が反転された推定相殺音信号－ｙ＿a＾とが、加算器７８ｃにおいて加算されて仮想誤差信号ｅ１が生成される。
差分信号生成部８１は、誤差信号ｅ及び抽出信号ｅｆｒに基づいて差分信号ｅ０を生成する。差分信号生成部８１は、加算器８１ａを有している。誤差信号ｅと抽出信号ｅｆｒとが、加算器８１ａにおいて加算されて差分信号ｅ０が生成される。
調整フィルタ更新部８２は、仮想誤差信号ｅ１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、調整フィルタＰを遂次適応更新する。
調整フィルタ更新部８２は、第１調整フィルタ係数更新部８２ａ及び第２調整フィルタ係数更新部８２ｂを有している。第１調整フィルタ係数更新部８２ａ及び第２調整フィルタ係数更新部８２ｂは、次の式に基づいてフィルタ係数Ｐ０及びフィルタ係数Ｐ１を更新する。式中のｎは時間ステップ（ｎ＝０、１、２、…）を示し、μ０Ｐ、μ１Ｐはステップサイズパラメータを示す。
Figure 0007241118000001
二次経路フィルタ更新部８４は、仮想誤差信号ｅ１が最小となるように、適応アルゴリズム（例えば、ＬＭＳアルゴリズム）により、二次経路フィルタＣ＾を遂次適応更新する。
二次経路フィルタ更新部８４は、第１二次経路フィルタ係数更新部８４ａ及び第２二次経路フィルタ係数更新部８４ｂを有している。第１二次経路フィルタ係数更新部８４ａ及び第２二次経路フィルタ係数更新部８４ｂは、次の式に基づいてフィルタ係数Ｃ０＾及びフィルタ係数Ｃ１＾更新する。式中のｎは時間ステップ（ｎ＝０、１、２、…）を示し、μ０Ｃ、μ１Ｃはステップサイズパラメータを示す。
Figure 0007241118000002
抽出フィルタ更新部８５は、差分信号ｅ０が最小となるように、適応アルゴリズム（例えば、ＬＭＳアルゴリズム）により、抽出フィルタＡを遂次適応更新する。
抽出フィルタ更新部８５は、第１抽出フィルタ係数更新部８５ａ及び第２抽出フィルタ係数更新部８５ｂを有している。第１抽出フィルタ係数更新部８５ａ及び第２抽出フィルタ係数更新部８５ｂは、次の式に基づいてフィルタ係数Ａ０及びフィルタ係数Ａ１を更新する。式中のｎは時間ステップ（ｎ＝０、１、２、…）を示し、μ０Ａ、μ１Ａはステップサイズパラメータを示す。
Figure 0007241118000003
［フィードバックフィルタＦＢの設定］
フィードバックフィルタ設定部２３は、二次経路フィルタＣ＾に基づいてフィードバックフィルタＦＢを設定する。以下、フィードバックフィルタＦＢの設定について説明する。
誤差信号ｅと騒音ｄとの伝達関数である感度関数Ｓは次の式によって示される。この感度関数Ｓは、騒音ｄの低減量を表している。
Figure 0007241118000004
ここで、Ｅは誤差信号ｅの周波数特性、Ｄは騒音ｄの周波数特性である。二次経路の伝達特性Ｃを二次経路フィルタＣ＾で代用すると、フィードバックフィルタＦＢは、次の式によって示される。
Figure 0007241118000005
感度関数Ｓの値はあらかじめ決められている。例えば、ドラミングノイズの音圧を６ｄＢ程度低減させる場合、感度関数Ｓは略０．５となる。感度関数Ｓ＝０．５とした場合、フィードバックフィルタ設定部２３は、１／Ｃ＾の実部を｜１／Ｃ＾｜で正規化したものをフィルタ係数ＦＢＰ０に設定し、１／Ｃ＾の虚部を｜１／Ｃ＾｜で正規化したものをフィルタ係数ＦＢＰ１に設定する。
フィードバックフィルタ設定部２３は、ゲインＦＢＧを、初期値から１／｜Ｃ＾｜まで漸増するように設定する。二次経路フィルタＣ＾の更新回数が少なく、学習が進んでいない状態では１／｜Ｃ＾｜の値が急増することがある。そのため、ゲインＦＢＧを漸増させることにより、スピーカ１８から乗員が不快に感じる音が大きな音圧で出力されることを抑制できる。ここでゲインＦＢＧの初期値は、０ではなく、スピーカ１８から乗員が不快に感じる音が出ない程度に小さい値に設定される。これは、ゲインＦＢＧの初期値を０にしてしまうと、二次経路フィルタＣ＾の学習が進まないからである。
また、フィードバックフィルタ設定部２３は、二次経路フィルタＣ＾のゲイン｜Ｃ＾｜が所定値以下である場合には、ゲインＦＢＧを初期値に設定するようにしてもよい。二次経路フィルタＣ＾の学習が進むまでは、ゲインＦＢＧが初期値に設定されるため、スピーカ１８から乗員が不快に感じる音が出ないようにできる。
また、二次経路フィルタＣ＾の更新によるゲインの変化量、又は、位相の変化量が所定量以上である場合には、フィードバックフィルタ設定部２３は、ゲインＦＢＧを初期値に戻すようにしてもよい。マイクロフォン３２の位置が変化すると、二次経路の伝達特性Ｃが大きく変化することがある。その場合、二次経路フィルタＣ＾の再学習が行われる。そのため、一旦、ゲインＦＢＧを初期値に設定し、ゲインＦＢＧを初期値から１／｜Ｃ＾｜まで漸増させることにより、スピーカ１８から乗員が不快に感じる音が大きな音圧で出力されることを抑制できる。
［作用効果］
本実施形態の能動型騒音制御装置１０において、制御信号生成部６８は、基準信号ｘｃ及び基準信号ｘｓを、フィードバックフィルタＦＢ及び抽出フィルタＡにより信号処理をして、スピーカ１８を制御する制御信号ｕ０＿ａを生成する。また、フィードバックフィルタ設定部２３は、二次経路フィルタＣ＾に基づきフィードバックフィルタＦＢを設定する。さらに、二次経路フィルタ更新部８４は、二次経路フィルタＣ＾を遂次適応更新する。これにより、二次経路の伝達特性Ｃが変化した場合でも、二次経路フィルタＣ＾を伝達特性Ｃに追従させることが可能となり、伝達特性Ｃの変化に応じて制御信号ｕ０＿ａを生成できるため、ドラミングノイズの音圧を低減できる。
また、本実施形態の能動型騒音制御装置１０において、フィードバックフィルタ設定部２３は、二次経路フィルタＣ＾、及び、あらかじめ決められた騒音の低減量（感度関数Ｓ）に基づいてフィードバックフィルタＦＢを設定する。これにより、フィードバックフィルタＦＢを設定する際の計算量を低減することが可能となり、演算部の負荷を抑制できる。
また、本実施形態の能動型騒音制御装置１０において、フィードバックフィルタ設定部２３は、フィードバックフィルタＦＢのゲインＦＢＧを、あらかじめ決められた初期値からゲイン１／｜Ｃ＾｜まで漸増させる。これにより、スピーカ１８から乗員が不快に感じる音が大きな音圧で出力されることを抑制できる。
また、本実施形態の能動型騒音制御装置１０において、フィードバックフィルタ設定部２３は、二次経路フィルタＣ＾のゲイン｜Ｃ＾｜が所定値以下である場合には、フィードバックフィルタＦＢのゲインＦＢＧをあらかじめ決められた初期値に設定する。これにより、二次経路フィルタＣ＾の学習が進むまでは、ゲインＦＢＧが初期値に設定されるため、スピーカ１８から乗員が不快に感じる音が出ないようにできる。
また、本実施形態の能動型騒音制御装置１０において、フィードバックフィルタ設定部２３は、二次経路フィルタＣ＾のゲインの変化量、又は、位相の変化量が所定量以上である場合には、フィードバックフィルタＦＢのゲインＦＢＧをあらかじめ決められた初期値に設定する。これにより、スピーカ１８から乗員が不快に感じる音が大きな音圧で出力されることを抑制できる。
〔第２実施形態〕
本実施形態の能動型騒音制御装置１０は、信号処理部２２の構成が、第１実施形態の信号処理部２２と一部相違する。また、フィードバックフィルタ設定部２３によるフィードバックフィルタＦＢの設定方法が、第１実施形態のフィードバックフィルタ設定部２３と相違する。
［信号処理部の構成］
信号処理部２２は、制御点に設けられたマイクロフォン３２から出力される誤差信号ｅに基づいて、スピーカ１８にドラミングノイズを打ち消す相殺音を出力させるための制御信号ｕ０＿ｂを生成するフィードバック信号処理を行う。以下では、車輪１６からマイクロフォン３２への音の伝達経路を一次経路と称し、一次経路の伝達特性をＨとする。また、スピーカ１８からマイクロフォン３２への音の伝達経路を二次経路と称し、二次経路の伝達特性をＣとする。
図４は、信号処理部２２の制御ブロック図である。信号処理部２２は、基準信号生成部６７、制御信号生成部６８、推定相殺音信号生成部７０、推定騒音信号生成部７５、抽出信号生成部７７、仮想誤差信号生成部７８、差分信号生成部８１、一次経路フィルタ更新部８３、二次経路フィルタ更新部８４及び抽出フィルタ更新部８５を有している。
基準信号生成部６７は、制御対象周波数ｆｘの余弦信号である基準信号ｘｃ（＝ｃｏｓ（２π×ｆｘ×ｔ））、及び、制御対象周波数ｆｘの正弦信号である基準信号ｘｓ（＝ｓｉｎ（２π×ｆｘ×ｔ））を生成する。ここで、ｔは時間を示す。制御対象周波数ｆｘは、あらかじめドラミングノイズのピーク周波数付近に設定される。
制御信号生成部６８では、基準信号ｘｃ及び基準信号ｘｓを、フィードバックフィルタＦＢ及び抽出フィルタＡにより信号処理をして、制御信号ｕ０＿ｂ及び制御信号ｕ１＿ｂを生成する。制御信号生成部６８は、信号抽出部９２、位相調整部９４及びゲイン調整部９６を有している。
フィードバックフィルタＦＢは、ゲインＦＢＧ、フィルタ係数ＦＢＰ０及びフィルタ係数ＦＢＰ１を用いてＦＢ＝ＦＢＧ（ＦＢＰ０＋ｉＦＢＰ１）で表される。なお、ｉは虚数を示す。また、ＦＢＰ０２＋ＦＢＰ１２＝１である。フィードバックフィルタＦＢは、フィードバックフィルタ設定部２３により設定される。フィードバックフィルタＦＢの設定については後に詳述する。
信号抽出部９２は、基準信号ｘｃ及び基準信号ｘｃを抽出フィルタＡにより信号処理をして、抽出信号ａ０＿ｂ及び抽出信号ａ１＿ｂを生成する。
信号抽出部９２は、第１抽出フィルタ９２ａ、第２抽出フィルタ９２ｂ、第３抽出フィルタ９２ｃ、第４抽出フィルタ９２ｄ、反転増幅器９２ｅ、加算器９２ｆ及び加算器９２ｇを有している。
第１抽出フィルタ９２ａは、フィルタ係数Ａ０を有している。第２抽出フィルタ９２ｂは、フィルタ係数Ａ１を有している。第３抽出フィルタ９２ｃは、フィルタ係数Ａ０を有している。第４抽出フィルタ９２ｄは、フィルタ係数Ａ１を有している。
第２抽出フィルタ９２ｂには、反転増幅器９２ｅで極性が反転された基準信号－ｘｓが入力される。第１抽出フィルタ９２ａにおいて振幅が調整された基準信号ｘｃと、第２抽出フィルタ９２ｂにおいて振幅が調整された基準信号－ｘｓとが、加算器９２ｆにおいて加算されて抽出信号ａ０＿ｂが生成される。
第３抽出フィルタ９２ｃにおいて振幅が調整された基準信号ｘｓと、第４抽出フィルタ９２ｄにおいて振幅が調整された基準信号ｘｃとが、加算器９２ｇにおいて加算されて抽出信号ａ１＿ｂが生成される。
位相調整部９４は、抽出信号ａ０＿ｂ及び抽出信号ａ１＿ｂを位相調整フィルタＦＢＰにより信号処理をして、位相調整信号ｐ０＿ｂ及び位相調整信号ｐ１＿ｂを生成する。
位相調整部９４は、第１位相調整フィルタ９４ａ、第２位相調整フィルタ９４ｂ、第３位相調整フィルタ９４ｃ、第４位相調整フィルタ９４ｄ、反転増幅器９４ｅ、加算器９４ｆ及び加算器９４ｇを有している。
第１位相調整フィルタ９４ａは、フィルタ係数ＦＢＰ０を有している。第２位相調整フィルタ９４ｂは、フィルタ係数ＦＢＰ１を有している。第３位相調整フィルタ９４ｃは、フィルタ係数ＦＢＰ０を有している。第４位相調整フィルタ９４ｄは、フィルタ係数ＦＢＰ１を有している。
第１位相調整フィルタ９４ａにおいて振幅が調整された抽出信号ａ０＿ｂと、第２位相調整フィルタ９４ｂにおいて振幅が調整された抽出信号ａ１＿ｂとが、加算器９４ｆにおいて加算されて位相調整信号ｐ０＿ｂが生成される。
第３位相調整フィルタ９４ｃには、反転増幅器９４ｅで極性が反転された抽出信号－ａ１＿ｂが入力される。第３位相調整フィルタ９４ｃにおいて振幅が調整された抽出信号－ａ１＿ｂと、第４位相調整フィルタ９４ｄにおいて振幅が調整された抽出信号ａ０＿ｂとが、加算器９４ｇにおいて加算されて位相調整信号ｐ１＿ｂが生成される。
ゲイン調整部９６は、位相調整信号ｐ０＿ｂ及び位相調整信号ｐ１＿ｂをゲインフィルタＦＢＧにより信号処理をして、制御信号ｕ０＿ｂ及び制御信号ｕ１＿ｂを生成する。
ゲイン調整部９６は、第１ゲイン調整フィルタ９６ａ及び第２ゲイン調整フィルタ９６ｂを有している。第１ゲイン調整フィルタ９６ａは、ゲインＦＢＧを有している。第２ゲイン調整フィルタ９６ｂは、ゲインＦＢＧを有している。
第１ゲイン調整フィルタ９６ａにおいて位相調整信号ｐ０＿ｂの振幅が調整され、制御信号ｕ０＿ｂが生成される。第２ゲイン調整フィルタ９６ｂにおいて位相調整信号ｐ１＿ｂの振幅が調整され、制御信号ｕ１＿ｂが生成される。制御信号ｕ０＿ｂは、デジタル／アナログ変換器６９によりアナログ信号に変換されて、スピーカ１８に出力される。
次に説明する推定相殺音信号生成部７０において、制御信号ｕ０＿ｂは実数成分として用いられ、制御信号ｕ１＿ｂは虚数成分として用いられる。
推定相殺音信号生成部７０は、制御信号ｕ０＿ｂ及び制御信号ｕ１＿ｂを二次経路フィルタＣ＾により信号処理をして、推定相殺音信号ｙ＿ｂ＾を生成する。
推定相殺音信号生成部７０では、二次経路フィルタＣ＾として適応ノッチフィルタ（例えば、ＳＡＮフィルタ）が用いられている。二次経路フィルタＣ＾は、後述する二次経路フィルタ更新部８４において更新されることにより、二次経路における音の伝達特性Ｃに収束する。二次経路フィルタＣ＾は、フィルタ係数Ｃ０＾及びフィルタ係数Ｃ１＾を用いてＣ＾＝Ｃ０＾＋ｉＣ１＾で表される。なお、ｉは虚数を示す。
推定相殺音信号生成部７０は、第１二次経路フィルタ７０ａ、第２二次経路フィルタ７０ｂ及び加算器７０ｃを有している。
第１二次経路フィルタ７０ａはフィルタ係数Ｃ０＾を有している。第２二次経路フィルタ７０ｂはフィルタ係数Ｃ１＾を有している。第１二次経路フィルタ７０ａにおいて振幅が調整された制御信号ｕ０＿ｂと、第２二次経路フィルタ７０ｂにおいて振幅が調整された制御信号ｕ１＿ｂとが、加算器７０ｃにおいて加算されて推定相殺音信号ｙ＿ｂ＾が生成される。
推定騒音信号生成部７５は、抽出信号ａ０＿ｂ及び抽出信号ａ１＿ｂを一次経路フィルタＨ＾により信号処理をして、推定騒音信号ｄ＿ｂ＾を生成する。
推定騒音信号生成部７５では、一次経路フィルタＨ＾として適応ノッチフィルタ（例えば、ＳＡＮフィルタ）が用いられている。一次経路フィルタＨ＾は、後述する一次経路フィルタ更新部８３において更新されることにより、一次経路における音の伝達特性Ｈに収束する。一次経路フィルタＨ＾は、フィルタ係数Ｈ０＾及びフィルタ係数Ｈ１＾を用いてＨ＾＝Ｈ０＾＋ｉＨ１＾で表される。なお、ｉは虚数を示す。
推定騒音信号生成部７５は、第１一次経路フィルタ７５ａ、第２一次経路フィルタ７５ｂ、反転増幅器７５ｃ及び加算器７５ｄを有している。第１一次経路フィルタ７５ａはフィルタ係数Ｈ０＾を有している。第２一次経路フィルタ７５ｂはフィルタ係数Ｈ１＾を有している。
第２一次経路フィルタ７５ｂには、反転増幅器７５ｃで極性が反転された抽出信号－ａ１＿ｂが入力される。第１一次経路フィルタ７５ａにおいて振幅が調整された抽出信号ａ０＿ｂと、第２一次経路フィルタ７５ｂにおいて振幅が調整された抽出信号－ａ１＿ｂとが、加算器７５ｄにおいて加算されて推定騒音信号ｄ＿ｂ＾が生成される。
抽出信号生成部７７は、基準信号ｘｃ及び基準信号ｘｓを抽出フィルタＡにより信号処理をして、抽出信号ｅｆｒを生成する。抽出信号生成部７７では、抽出フィルタＡとして適応ノッチフィルタ（例えば、ＳＡＮフィルタ）が用いられている。抽出フィルタＡは、後述する抽出フィルタ更新部８５において更新されて最適化される。抽出フィルタＡは、基準信号ｘｃ及び基準信号ｘｓを、ドラミングノイズの振幅及び位相に合わせるフィルタ係数Ａ０及びフィルタ係数Ａ１を有している。
抽出信号生成部７７は、第１抽出フィルタ７７ａ、第２抽出フィルタ７７ｂ及び加算器７７ｃを有している。第１抽出フィルタ７７ａはフィルタ係数Ａ０を有している。第２抽出フィルタ７７ｂはフィルタ係数Ａ１を有している。
第１抽出フィルタ７７ａにおいて振幅が調整された基準信号ｘｃと、第２抽出フィルタ７７ｂにおいて振幅が調整された基準信号ｘｓとが、加算器７７ｃにおいて加算されて抽出信号ｅｆｒが生成される。
仮想誤差信号生成部７８は、誤差信号ｅ、推定騒音信号ｄ＿ｂ＾及び推定相殺音信号ｙ＿ｂ＾に基づいて仮想誤差信号ｅ２を生成する。仮想誤差信号生成部７８は、反転増幅器７８ａ、反転増幅器７８ｂ及び加算器７８ｃを有している。
アナログ／デジタル変換器７９によりデジタル信号に変換された誤差信号ｅと、反転増幅器７８ａで極性が反転された推定騒音信号－ｄ＿ｂ＾と、反転増幅器７８ｂで極性が反転された推定相殺音信号－ｙ＿ｂ＾とが、加算器７８ｃにおいて加算されて仮想誤差信号ｅ２が生成される。
差分信号生成部８１は、誤差信号ｅ及び抽出信号ｅｆｒに基づいて差分信号ｅ０を生成する。差分信号生成部８１は、加算器８１ａを有している。誤差信号ｅと抽出信号ｅｆｒとが、加算器８１ａにおいて加算されて差分信号ｅ０が生成される。
一次経路フィルタ更新部８３は、仮想誤差信号ｅ２が最小となるように、適応アルゴリズム（例えば、ＬＭＳアルゴリズム）により、一次経路フィルタＨ＾を遂次適応更新する。
一次経路フィルタ更新部８３は、第１一次経路フィルタ係数更新部８３ａ及び第２一次経路フィルタ係数更新部８３ｂを有している。第１一次経路フィルタ係数更新部８３ａ及び第２一次経路フィルタ係数更新部８３ｂは、次の式に基づいてフィルタ係数Ｈ０＾及びフィルタ係数Ｈ１＾を更新する。式中のｎは時間ステップ（ｎ＝０、１、２、…）を示し、μ０Ｈ、μ１Ｈはステップサイズパラメータを示す。
Figure 0007241118000006
二次経路フィルタ更新部８４は、仮想誤差信号ｅ２が最小となるように、適応アルゴリズム（例えば、ＬＭＳアルゴリズム）により、二次経路フィルタＣ＾を遂次適応更新する。
二次経路フィルタ更新部８４は、第１二次経路フィルタ係数更新部８４ａ及び第２二次経路フィルタ係数更新部８４ｂを有している。第１二次経路フィルタ係数更新部８４ａ及び第２二次経路フィルタ係数更新部８４ｂは、次の式に基づいてフィルタ係数Ｃ０＾及びフィルタ係数Ｃ１＾更新する。式中のｎは時間ステップ（ｎ＝０、１、２、…）を示し、μ０Ｃ、μ１Ｃはステップサイズパラメータを示す。
Figure 0007241118000007
抽出フィルタ更新部８５は、差分信号ｅ０が最小となるように、適応アルゴリズム（例えば、ＬＭＳアルゴリズム）により、抽出フィルタＡを遂次適応更新する。
抽出フィルタ更新部８５は、第１抽出フィルタ係数更新部８５ａ及び第２抽出フィルタ係数更新部８５ｂを有している。第１抽出フィルタ係数更新部８５ａ及び第２抽出フィルタ係数更新部８５ｂは、次の式に基づいてフィルタ係数Ａ０及びフィルタ係数Ａ１を更新する。式中のｎは時間ステップ（ｎ＝０、１、２、…）を示し、μ０Ａ、μ１Ａはステップサイズパラメータを示す。
Figure 0007241118000008
［フィードバックフィルタＦＢの設定］
フィードバックフィルタ設定部２３は、一次経路フィルタＨ＾及び二次経路フィルタＣ＾に基づいてフィードバックフィルタＦＢを設定する。以下、フィードバックフィルタＦＢの設定について説明する。
一次経路フィルタＨ＾が一次経路の伝達特性Ｈに収束し、二次経路フィルタＣ＾が二次経路の伝達特性Ｃに収束した場合、一次経路フィルタＨ＾は次の式によって示される。
Figure 0007241118000009
この式を、フィードバックフィルタＦＢについて解くと、フィードバックフィルタＦＢは次の式によって示される。
Figure 0007241118000010
フィードバックフィルタ設定部２３は、Ｈ＾／Ｃ＾の実部を｜Ｈ＾／Ｃ＾｜で正規化したものをフィルタ係数ＦＢＰ０に設定し、Ｈ＾／Ｃ＾の虚部を｜Ｈ＾／Ｃ＾｜で正規化したものをフィルタ係数ＦＢＰ１に設定する。
フィードバックフィルタ設定部２３は、ゲインＦＢＧを、初期値から｜１／Ｃ＾｜まで漸増する。一次経路フィルタＨ＾及び二次経路フィルタＣ＾の更新回数が少なく、学習が進んでいない状態では｜１／Ｃ＾｜の値が急増することがある。そのため、ゲインＦＢＧを漸増させることにより、スピーカ１８から乗員が不快に感じる音が大きな音圧で出力されることを抑制できる。ここでゲインＦＢＧの初期値は、０ではなく、スピーカ１８から乗員が不快に感じる音が出ない程度に小さい値に設定される。これは、ゲインＦＢＧの初期値を０にしてしまうと、二次経路フィルタＣ＾の学習が進まないからである。
また、フィードバックフィルタ設定部２３は、一次経路フィルタＨ＾のゲイン｜Ｈ＾｜、又は、二次経路フィルタＣ＾のゲイン｜Ｃ＾｜が所定値以下である場合には、ゲインＦＢＧを初期値に設定するようにしてもよい。一次経路フィルタＨ＾及び二次経路フィルタＣ＾の学習が進むまでは、ゲインＦＢＧが初期値に設定されるため、スピーカ１８から乗員が不快に感じる音が出ないようにできる。
また、一次経路フィルタＨ＾の更新によるゲインの変化量、又は、位相の変化量が所定量以上である場合、若しくは、二次経路フィルタＣ＾の更新によるゲインの変化量、又は、位相の変化量が所定量以上である場合には、フィードバックフィルタ設定部２３は、ゲインＦＢＧを初期値に戻すようにしてもよい。マイクロフォン３２の位置が変化すると、二次経路の伝達特性Ｃが大きく変化することがある。その場合、二次経路フィルタＣ＾の再学習が行われる。この場合、一旦、ゲインＦＢＧを初期値に設定し、ゲインＦＢＧを初期値から｜Ｈ＾／Ｃ＾｜まで漸増させることにより、スピーカ１８から乗員が不快に感じる音が大きな音圧で出力されることを抑制できる。
［作用効果］
本実施形態の能動型騒音制御装置１０において、制御信号生成部６８は、基準信号ｘｃ及び基準信号ｘｓを、フィードバックフィルタＦＢ及び抽出フィルタＡにより信号処理をして、スピーカ１８を制御する制御信号ｕ０＿ｂを生成する。また、フィードバックフィルタ設定部２３は、二次経路フィルタＣ＾に基づきフィードバックフィルタＦＢを設定する。さらに、二次経路フィルタ更新部８４は、二次経路フィルタＣ＾を遂次適応更新する。これにより、二次経路の伝達特性Ｃが変化した場合でも、二次経路フィルタＣ＾を伝達特性Ｃに追従させることが可能となり、伝達特性Ｃの変化に応じて制御信号ｕ０＿ｂを生成できるため、ドラミングノイズの音圧を低減できる。
また、本実施形態の能動型騒音制御装置１０において、フィードバックフィルタ設定部２３は、一次経路フィルタＨ＾及び二次経路フィルタＣ＾に基づいてフィードバックフィルタＦＢを設定する。これにより、フィードバックフィルタＦＢを設定する際の計算量を低減することが可能となり、演算部の負荷を抑制できる。
〔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（１８）から出力された相殺音との合成音を制御点において検出した検出器（３２）から出力される誤差信号の所定周波数を中心とする周波数帯域の成分に基づいて、前記スピーカを制御する能動型騒音制御装置（１０）であって、前記所定周波数に応じた基準信号を生成する基準信号生成部（６７）と、前記基準信号を、フィードバックフィルタ、及び、適応ノッチフィルタである抽出フィルタにより信号処理をして、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（６８）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をして、推定相殺音信号を生成する推定相殺音信号生成部（７０）と、前記基準信号を前記抽出フィルタにより信号処理をして、抽出信号を生成する抽出信号生成部（７７）と、前記誤差信号及び前記推定相殺音信号から仮想誤差信号を生成する仮想誤差信号生成部（７８）と、前記誤差信号及び前記抽出信号から差分信号を生成する差分信号生成部（８１）と、前記制御信号及び前記仮想誤差信号に基づいて、前記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を遂次適応更新する二次経路フィルタ更新部（８４）と、前記基準信号及び前記差分信号に基づいて、前記差分信号の大きさが最小となるように前記抽出フィルタを遂次適応更新する抽出フィルタ更新部（８５）と、前記二次経路フィルタに基づいて前記フィードバックフィルタを設定するフィードバックフィルタ設定部（２３）と、を備える。
上記の能動型騒音制御装置であって、前記フィードバックフィルタ設定部は、前記フィードバックフィルタのゲインを、あらかじめ決められた初期値から漸増させてもよい。
上記の能動型騒音制御装置であって、前記二次経路フィルタのゲインが所定値以下である場合には、前記フィードバックフィルタ設定部は、前記フィードバックフィルタのゲインをあらかじめ決められた初期値に設定してもよい。
上記の能動型騒音制御装置であって、前記二次経路フィルタのゲインの変化量、又は、位相の変化量が所定量以上である場合には、前記フィードバックフィルタ設定部は、前記フィードバックフィルタのゲインをあらかじめ決められた初期値に設定してもよい。
上記の能動型騒音制御装置であって、前記フィードバックフィルタ設定部は、前記二次経路フィルタ、及び、あらかじめ決められた前記騒音の低減量に基づいて前記フィードバックフィルタを設定してもよい。
上記の能動型騒音制御装置であって、前記抽出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をして、推定騒音信号を生成する推定騒音信号生成部（７５）と、前記基準信号及び前記仮想誤差信号に基づいて、前記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を更新する一次経路フィルタ更新部（８３）と、を備え、前記仮想誤差信号生成部は、前記誤差信号、前記推定騒音信号及び推定相殺音信号から前記仮想誤差信号を生成し、前記フィードバックフィルタ設定部は、前記一次経路フィルタ及び前記二次経路フィルタから前記フィードバックフィルタを算出してもよい。
１０…能動型騒音制御装置 １８…スピーカ
２３…フィードバックフィルタ設定部 ３２…マイクロフォン（検出器）
６７…基準信号生成部 ６８…制御信号生成部
７０…推定相殺音信号生成部 ７５、７６…推定騒音信号生成
７７…抽出信号生成部 ７８…仮想誤差信号生成部
８１…差分信号生成部 ８３…一次経路フィルタ更新部
８４…二次経路フィルタ更新部 ８５…抽出フィルタ更新部

Claims (6)

  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た相殺音との合成音を制御点において検出した検出器から出力される誤差信号の所定周波数を中心とする周波数帯域の成分に基づいて、前記スピーカを制御する能動型騒音制御装置であって、
    前記所定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、フィードバックフィルタ、及び、適応ノッチフィルタである抽出フィルタにより信号処理をして、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をして、推定相殺音信号を生成する推定相殺音信号生成部と、
    前記基準信号を前記抽出フィルタにより信号処理をして、抽出信号を生成する抽出信号生成部と、
    前記抽出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をして、推定騒音信号を生成する推定騒音信号生成部と、
    前記誤差信号、前記推定相殺音信号及び前記推定騒音信号から仮想誤差信号を生成する仮想誤差信号生成部と、
    前記基準信号及び前記仮想誤差信号に基づいて、前記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を更新する一次経路フィルタ更新部と、
    前記誤差信号及び前記抽出信号から差分信号を生成する差分信号生成部と、
    前記制御信号及び前記仮想誤差信号に基づいて、前記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を遂次適応更新する二次経路フィルタ更新部と、
    前記基準信号及び前記差分信号に基づいて、前記差分信号の大きさが最小となるように前記抽出フィルタを遂次適応更新する抽出フィルタ更新部と、
    前記二次経路フィルタに基づいて前記フィードバックフィルタを設定するフィードバックフィルタ設定部と、
    を備える、能動型騒音制御装置。
  2. 請求項１に記載の能動型騒音制御装置であって、
    前記フィードバックフィルタ設定部は、前記フィードバックフィルタのゲインを、あらかじめ決められた初期値から漸増させる、能動型騒音制御装置。
  3. 請求項１又は２に記載の能動型騒音制御装置であって、
    前記二次経路フィルタのゲインが所定値以下である場合には、前記フィードバックフィルタ設定部は、前記フィードバックフィルタのゲインをあらかじめ決められた初期値に設定する、能動型騒音制御装置。
  4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の能動型騒音制御装置であって、
    前記二次経路フィルタのゲインの変化量、又は、位相の変化量が所定量以上である場合には、前記フィードバックフィルタ設定部は、前記フィードバックフィルタのゲインをあらかじめ決められた初期値に設定する、能動型騒音制御装置。
  5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の能動型騒音制御装置であって、
    前記フィードバックフィルタ設定部は、前記二次経路フィルタ、及び、あらかじめ決められた前記騒音の低減量に基づいて前記フィードバックフィルタを設定する、能動型騒音制御装置。
  6. 請求項１～４のいずれか１項に記載の能動型騒音制御装置であって、
    前記フィードバックフィルタ設定部は、前記一次経路フィルタ及び前記二次経路フィルタから前記フィードバックフィルタを算出する、能動型騒音制御装置。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050207585A1 (en) 2004-03-17 2005-09-22 Markus Christoph Active noise tuning system
WO2013108294A1 (ja) 2012-01-20 2013-07-25 三菱電機株式会社 能動振動騒音制御装置
JP2014182303A (ja) 2013-03-19 2014-09-29 Osaka Gas Co Ltd 能動型消音システム
JP2015065512A (ja) 2013-09-24 2015-04-09 株式会社東芝 能動消音装置及び方法
WO2019106748A1 (ja) 2017-11-29 2019-06-06 三菱電機株式会社 音響信号制御装置及び方法、並びにプログラム及び記録媒体
JP2020184071A (ja) 2019-05-07 2020-11-12 ハーマン インターナショナル インダストリーズ， インコーポレイテッド 動的車内雑音キャンセレーション拡散制御
JP2020184070A (ja) 2019-05-07 2020-11-12 ハーマン インターナショナル インダストリーズ， インコーポレイテッド 車載ノイズキャンセレーション適応フィルタの発散
JP2021009367A (ja) 2019-07-01 2021-01-28 ハーマン インターナショナル インダストリーズ， インコーポレイテッド 運転モード最適化エンジン次数キャンセル

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007025527A (ja) 2005-07-21 2007-02-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd 能動騒音低減装置
JP5823362B2 (ja) * 2012-09-18 2015-11-25 株式会社東芝 能動消音装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050207585A1 (en) 2004-03-17 2005-09-22 Markus Christoph Active noise tuning system
WO2013108294A1 (ja) 2012-01-20 2013-07-25 三菱電機株式会社 能動振動騒音制御装置
JP2014182303A (ja) 2013-03-19 2014-09-29 Osaka Gas Co Ltd 能動型消音システム
JP2015065512A (ja) 2013-09-24 2015-04-09 株式会社東芝 能動消音装置及び方法
WO2019106748A1 (ja) 2017-11-29 2019-06-06 三菱電機株式会社 音響信号制御装置及び方法、並びにプログラム及び記録媒体
JP2020184071A (ja) 2019-05-07 2020-11-12 ハーマン インターナショナル インダストリーズ， インコーポレイテッド 動的車内雑音キャンセレーション拡散制御
JP2020184070A (ja) 2019-05-07 2020-11-12 ハーマン インターナショナル インダストリーズ， インコーポレイテッド 車載ノイズキャンセレーション適応フィルタの発散
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