JP7402315B2 - 能動音響制御プログラム及びコンピュータ - Google Patents

Description

本発明は、車両の車室内の騒音を低減させるために、車室内に設けられたスピーカから相殺音を出力させる制御信号を生成する処理を演算処理装置に実行させる能動音響制御プログラム、能動音響制御プログラムにしたがって制御信号を生成する処理を実行する演算処理装置を有するコンピュータに関する。

特開２０１２－１３１２４４号公報には、携帯端末に能動音響制御プログラムがインストールされるとともに、サーバから車両に適合した騒音の伝達特性をダウンロードして、携帯機器が能動音響制御装置として用いられる点が開示されている。

特開２０１２－１３１２４４号公報には、誰もが手軽に入手できる機器に能動音響制御プログラムをインストールされることにより、車両の車種に関わらず、車室内の騒音を低減できる技術については検討されていない。

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、誰もが手軽に入手できる機器にインストールされることにより、車両の車種に関わらず、車室内の騒音を低減できる能動音響制御プログラムを提供することを目的とする。あわせて、能動音響制御プログラムにしたがって制御信号を生成する処理を実行する演算処理装置を有するコンピュータを提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、サーバとデータを送受信する通信機を利用してダウンロードされるとともに、車両の車室内の騒音を低減させるために、前記車室内に設けられたスピーカから相殺音を出力させる制御信号を生成する処理を演算処理装置に実行させる能動音響制御プログラムであって、騒音源から発生する前記騒音に応じた基準信号を生成する基準信号生成部、前記基準信号を適応信号処理して前記制御信号を生成する適応ノッチフィルタ、前記制御信号に基づいて前記スピーカから出力された前記相殺音と前記騒音との相殺誤差騒音に相当する誤差信号を入力する誤差信号入力部、車室内空間における音の伝達特性を同定して補正値を生成する同定部、前記基準信号を前記補正値に基づいて補正して参照信号を生成する参照信号生成部、前記誤差信号と前記参照信号とに基づいて、前記誤差信号が最小となるように前記適応ノッチフィルタのフィルタ係数を遂次更新するフィルタ係数更新部、を備える。

本発明の第２の態様は、上記第１の態様の能動音響制御プログラムにしたがって前記演算処理装置に処理を実行させる際に用いられる前記相殺誤差騒音を検出するマイクロフォンであって、前記通信機を利用してダウンロードされた前記能動音響制御プログラムがインストールされた装置と、有線又は無線で接続され、前記車室内において着脱可能に取り付けられる。

本発明の第３の態様は、上記第１の態様の能動音響制御プログラムにしたがって前記演算処理装置に処理を実行させる際に用いられる前記エンジン回転数を取得するエンジン回転数取得装置であって、前記装置と有線又は無線で接続され、前記車室内において着脱可能に取り付けられる。

本発明により、誰もが手軽に入手できる機器に能動音響制御プログラムがインストールされることにより、車両の車種に関わらず、車室内の騒音を低減できる。

能動音響制御の概要を説明する図である。 スマートフォン及び車載システムのブロック図である。 図３Ａ及び図３Ｂは車室内のマイクロフォンの設置位置の例を示す図である。 能動音響制御装置のブロック図である。 能動音響制御装置のブロック図である。 エンジンの気筒数に対応する振動周波数が有する成分の次数の表である。 各所定周波数に対応する制御フィルタ係数の値を示す表である。 能動騒音制御処理の流れを示すフローチャートである。 設定処理の流れを示すフローチャートである。 設定処理の流れを示すフローチャートである。 設定処理の流れを示すフローチャートである。 スマートフォンを示す図である。 スマートフォンを示す図である。 スマートフォンを示す図である。 スマートフォンを示す図である。 スマートフォンを示す図である。 スマートフォンを示す図である。 スマートフォンを示す図である。 スマートフォンを示す図である。 能動音響制御装置のブロック図である。 能動音響制御装置のブロック図である。 図１９Ａ～図１９Ｃは車室内のマイクロフォンの設置位置の例を示す図である。 能動騒音制御のイメージ図である。 スマートフォン、車載システム及び車両情報取得装置のブロック図である。 図２２Ａ及び図２２Ｂは車室内の車両情報取得装置の設置位置の例を示す図である。 スマートフォン及び車載システムのブロック図である。 能動音響制御装置のブロック図である。

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

能動音響制御装置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。能動音響制御装置１０は、車室１４内に設けられたマイクロフォン２０により集音された音に相当する誤差信号ｅと、エンジン回転数センサ１９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、相殺音と騒音とがマイクロフォン２０の位置で合成された相殺誤差騒音に相当する信号である。なお、エンジン１８は本発明の駆動源に相当し、エンジン回転数センサ１９は本発明のエンジン回転数取得装置に相当する。

図２は、スマートフォン２２及び車両１２に搭載されている車載システム２４のブロック図である。

スマートフォン２２は、インターネット２８を介してサーバ２６から能動音響制御プログラムをダウンロードする。ダウンロードされた能動音響制御プログラムは、スマートフォン２２にインストールされる。スマートフォン２２は、本発明の通信機に相当する。

スマートフォン２２は、外部機器と接続される端子として、不図示の外部接続端子とイヤホン／マイクロフォン端子の２つを有している。スマートフォン２２は、車載システム２４及びマイクロフォン２０と有線で接続され、エンジン回転数センサ１９と無線で接続されている。

なお、スマートフォン２２がエンジン回転数センサ１９と有線で接続される場合には、スマートフォン２２は車載システム２４と無線で接続されてもよい。また、近年では、イヤホン／マイクロフォン端子を有さないスマートフォン２２もあり、その場合、マイクロフォン２０も無線で接続されてもよい。

エンジン回転数センサ１９は、車両１２に設けられたＯＢＤ(On-board diagnostics)コネクタ１１２に接続されている。ＯＢＤコネクタ１１２は、ＣＡＮ又はＫラインを介して車載ＥＣＵに接続されている。ＯＢＤコネクタ１１２からは、エンジン回転数、水温、電圧、ブースト圧等の車両情報を取得することが可能である。

エンジン回転数センサ１９は、車載システム２４にＵＳＢ等の有線により接続されていてもよい。この場合、エンジン回転数センサ１９は、車載システム２４を介して、ＣＡＮを流れるエンジン回転数の情報を取得する。

また、エンジン回転数センサ１９が設けられずに、スマートフォン２２は、車両１２のスマートフォン２２等を充電する充電用のＤＣ電圧変動に基づき、エンジン回転数を推定するようにしてもよい。

マイクロフォン２０は、車室１４内にユーザにより容易に着脱可能に設置されている。図３Ａ及び図３Ｂは、車室１４内のマイクロフォン２０の設置位置の例を示す図である。車両１２が右ハンドル車両である場合、図３Ａに示すように、マイクロフォン２０は、運転席１５のヘッドレスト１５ａの左側面（車両中央側）に両面テープ等により固定される。

マイクロフォン２０が設定される位置は、図３Ａに示す位置に限られない。例えば、図３Ｂに示すように、マイクロフォン２０は、運転席１５のシートバック１５ｂの左側面（車両中央側）に両面テープ等により固定されていてもよい。なお、車両１２が左ハンドル車両である場合、マイクロフォン２０は、運転席１５のヘッドレスト１５ａ又はシートバック１５ｂの右側面に設けられる。

図２に戻り、スマートフォン２２は、演算処理装置２９、メモリ３０、ストレージ３１、マイクロフォン３２、ディスプレイ３４、タッチパネル３６、加速度センサ３７、移動通信モジュール３８、無線ＬＡＮ通信モジュール４０及び近距離無線通信モジュール４２を有している。なお、加速度センサ３７は、本発明の加速度検出部に相当する。

演算処理装置２９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）等のプロセッサである。メモリ３０は、例えば、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である。ストレージ３１は、例えば、ハードディスク、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）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。

スマートフォン２２に能動音響制御プログラムがインストールされると、能動音響制御プログラムがストレージ３１に記憶される。ストレージ３１に記憶された能動音響制御プログラムにしたがって演算処理装置２９が能動音響制御処理を行うことにより、スマートフォン２２は能動音響制御装置１０として機能する。

マイクロフォン３２は、スマートフォン２２周辺の音を集音する。ディスプレイ３４は、例えば、液晶、有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）等を用いた表示装置である。タッチパネル３６は、ディスプレイ３４上のユーザが指等で触れた位置を検出するポインティングデバイスである。加速度センサ３７は、スマートフォン２２に作用する加速度を検出する。スマートフォン２２が車室１４内にある場合には、加速度センサ３７が検出した加速度は、車両１２の加速度とみなすことができる。

移動通信モジュール３８は、セルラー通信によりインターネット２８に接続された基地局２８ａと通信を行うモジュールである。無線ＬＡＮ通信モジュール４０は、例えば、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）等の無線ＬＡＮ通信によりインターネット２８に接続されたアクセスポイント２８ｂと通信するモジュールである。これにより、スマートフォン２２は、インターネット２８を介して、サーバ２６とデータの送受信を行うことができる。近距離無線通信モジュール４２は、例えば、ブルートゥース（登録商標）等の近距離無線通信により車載システム２４と通信するモジュールである。

車載システム２４は、演算処理装置４３、メモリ４４、音源４５、ディスプレイ４６、タッチパネル４８及び近距離無線通信モジュール５０、増幅器５３を有している。

演算処理装置４３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）等のプロセッサである。メモリ４４は、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である。音源４５は、例えば、ハードディスク、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）等の非一時的な有形のコンピュータ可読記録媒体であって、音楽やカーナビゲーションの案内音声等の情報が記憶されている。

ディスプレイ４６は、例えば、液晶、有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）等を用いた表示装置である。タッチパネル４８は、ディスプレイ４６上のユーザが指等で触れた位置を検出するポインティングデバイスである。近距離無線通信モジュール５０は、例えば、ブルートゥース（登録商標）等の近距離無線通信によりエンジン回転数センサ１９、スマートフォン２２等と通信するモジュールである。なお、エンジン回転数センサ１９、スマートフォン２２等との通信として、無線通信に代えて、ＵＳＢ等の有線通信が用いられてもよい。

車載システム２４は、増幅器５３を介してスピーカ１６と接続されている。車載システム２４とスピーカ１６とは有線により接続されている。なお、車載システム２４とスピーカ１６とは無線により接続されていてもよい。演算処理装置４３は、音源４５に記憶されている音楽や音声をスピーカ１６から出力させる音源信号を出力する。音源信号は、増幅器５３において増幅されてスピーカ１６に出力される。演算処理装置４３は、スマートフォン２２（能動音響制御装置１０）から送られてきた制御信号ｕ０を増幅器５３に送信する。なお、スマートフォン２２（能動音響制御装置１０）から増幅器５３に、制御信号ｕ０が直接送られるようにしてもよい。制御信号ｕ０は、増幅器５３において増幅されてスピーカ１６に出力される。これにより、スピーカ１６からは音源の音楽や音声とともに、騒音を打ち消す相殺音が出力される。

［能動音響制御装置］
図４及び図５は、能動音響制御装置１０のブロック図である。能動音響制御装置１０では、適応デジタルフィルタとして、ノッチフィルタであるＳＡＮ(Single-frequency Adaptive Notch)フィルタが用いられている。また、ＳＡＮフィルタの係数の更新には、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ－Ｘ ＬＭＳ(Least Mean Square)アルゴリズムが用いられている。本実施形態の能動音響制御装置１０は、能動音響制御として能動騒音制御を実施する。本実施形態の能動音響制御装置１０は、能動騒音制御処理（以下、ＡＮＣ処理と称す）を行う前に、スピーカ１６からマイクロフォン２０までの伝達経路（以下、二次経路と称す）における音の伝達特性Ｃ（以下、二次経路伝達特性Ｃと称す）を同定する同定処理が行われる。以下では、本実施形態の能動音響制御装置１０により行われる能動騒音制御を事前同定型能動騒音制御と称する。なお、スピーカ１６からマイクロフォン２０までの伝達経路を二次経路と称するのに対して、エンジン１８からマイクロフォン２０までの伝達経路を、以下では一次経路と称する。

図４は、ＡＮＣ処理中の能動音響制御装置１０のブロック図を示す。図５は、同定処理中の能動音響制御装置１０のブロック図を示す。能動音響制御装置１０は、処理切換部５１によって、ＡＮＣ処理と同定処理とを切り替える。

（ＡＮＣ処理）
図４を用いて、ＡＮＣ処理中に能動音響制御装置１０において行われる信号処理について説明する。能動音響制御装置１０は、基準信号生成部５２、制御信号生成部５４、誤差信号入力部５６、参照信号生成部５８及び制御フィルタ係数更新部６０を有している。なお、制御信号生成部５４は本発明の適応ノッチフィルタに相当し、制御フィルタ係数更新部６０は本発明のフィルタ係数更新部及び同定部に相当する。

基準信号生成部５２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５２は、周波数検出回路５２ａ、余弦信号発生器５２ｂ及び正弦信号発生器５２ｃを有している。

周波数検出回路５２ａは、エンジン１８の出力軸の回転に同期して発生する騒音（篭り音）の基本周波数である振動周波数ｆを検出する。エンジン１８の篭り音は、エンジン１８の回転によって発生した加振力が車体に伝達されて発生する振動放射音であることからエンジン１８の回転数に同期した顕著な周波数性を有する振動騒音である。例えば、エンジン１８が４サイクル４気筒である場合には、エンジン１８の出力軸の１／２回転毎に生じるガス燃焼によるトルク変動により、エンジン１８を基点とした加振振動が発生する。これが原因で車室１４内に騒音が発生する。

振動周波数ｆは、エンジン回転数Ｎｅに基づいて検出される。エンジン回転数Ｎｅは、次の式により回転周波数ｆｅに換算できる。

例えば、エンジン回転数Ｎｅが６０００［ｒｐｍ］である場合には、回転周波数ｆｅは１００［Ｈｚ］となる。

エンジン１８が４サイクルである場合には各気筒において２回転につき１回点火される。例えば、４気筒のエンジン１８でエンジン回転数Ｎｅが６０００［ｒｐｍ］である場合には、振動周波数ｆは以下のようになる。

すなわち、４気筒のエンジン１８の振動周波数ｆは、回転周波数ｆｅの２次成分を有する。図６は、エンジン１８の気筒数に対応する振動周波数ｆが有する成分の次数を示す表である。振動周波数ｆは、回転周波数ｆｅに、エンジン１８の気筒数に対応する次数を掛けることにより求めることができる。

余弦信号発生器５２ｂは、振動周波数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５２ｃは、振動周波数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５４は、基準信号ｘｃ、ｘｓに基づいて制御信号ｕ０を生成する。制御信号生成部５４は本発明の適応ノッチフィルタに相当する。制御信号生成部５４は、第１制御フィルタ５４ａ、第２制御フィルタ５４ｂ及び加算器５４ｃを有している。

制御信号生成部５４では、制御フィルタとしてＳＡＮフィルタが用いられている。

第１制御フィルタ５４ａは、フィルタ係数Ｗ０を有している。第２制御フィルタ５４ｂは、フィルタ係数Ｗ１を有している。フィルタ係数Ｗ０、Ｗ１は、後述する制御フィルタ係数更新部６０において適応更新されることにより最適化される。

第１制御フィルタ５４ａにおいてフィルタ処理された基準信号ｘｃと、第２制御フィルタ５４ｂにおいてフィルタ処理された基準信号ｘｓとが、加算器５４ｃにおいて加算されて制御信号ｕ０が生成される。制御信号ｕ０に基づいてスピーカ１６が制御され、スピーカ１６から相殺音が出力される。

参照信号生成部５８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５８は、第１二次経路フィルタ５８ａ、第２二次経路フィルタ５８ｂ、第３二次経路フィルタ５８ｃ、第４二次経路フィルタ５８ｄ、加算器５８ｅ及び加算器５８ｆを有している。

参照信号生成部５８では、二次経路フィルタとしてノッチフィルタが用いられている。二次経路フィルタの係数Ｃ＾（以下、二次経路フィルタ係数Ｃ＾）は、後述する同定処理において求められる。

第１二次経路フィルタ５８ａは、二次経路フィルタ係数Ｃ＾（＝Ｃ０＾＋ｉＣ１＾）の実部である二次経路フィルタ係数Ｃ０＾を有している。第２二次経路フィルタ５８ｂは、二次経路フィルタ係数Ｃ＾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３二次経路フィルタ５８ｃは、二次経路フィルタ係数Ｃ＾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５８ｄは、二次経路フィルタ係数Ｃ＾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５８ａにおいてフィルタ処理された基準信号ｘｃと、第２二次経路フィルタ５８ｂにおいてフィルタ処理された基準信号ｘｓとが、加算器５８ｅにおいて加算されて参照信号ｒ０が生成される。第３二次経路フィルタ５８ｃにおいてフィルタ処理された基準信号ｘｓと、第４二次経路フィルタ５８ｄにおいてフィルタ処理された基準信号ｘｃとが、加算器５８ｆにおいて加算されて参照信号ｒ１が生成される。

すなわち、参照信号生成部５８では、補正値である二次経路フィルタ係数Ｃ＾に基づいて基準信号ｘｃ、ｘｓを補正して、参照信号ｒ０、ｒ１が生成される。

誤差信号入力部５６は、マイクロフォン２０において集音された相殺誤差騒音に相当する誤差信号ｅを入力する。相殺誤差騒音は、マイクロフォン２０に入力される騒音ｄと、マイクロフォン２０に入力される相殺音ｙとが合成された音である。なお、誤差信号入力部５６は、スマートフォン２２に搭載されたマイクロフォン３２により集音された相殺誤差騒音に相当する誤差信号ｅを入力するようにしてもよい。

制御フィルタ係数更新部６０は、参照信号ｒ０、ｒ１及び誤差信号ｅに基づいて制御信号生成部５４のフィルタ係数Ｗ０、Ｗ１を適応更新する。制御フィルタ係数更新部６０は、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ－Ｘ ＬＭＳアルゴリズムに基づいて、フィルタ係数Ｗ０、Ｗ１を適応更新する。制御フィルタ係数更新部６０は、第１制御フィルタ係数更新部６０ａ及び第２制御フィルタ係数更新部６０ｂを有している。

第１制御フィルタ係数更新部６０ａ及び第２制御フィルタ係数更新部６０ｂ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。

制御フィルタ係数更新部６０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りフィルタ係数Ｗ０、Ｗ１が最適化される。ＳＡＮフィルタを用いた能動音響制御装置１０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。

（同定処理）
図５を用いて、能動音響制御装置１０において同定処理中に行われる信号処理について説明する。

同定処理では、スピーカ１６から所定周波数ｆｍ（＝ｆ０、ｆ１、…、ｆｍ－１）の同定音が出力され、そのときの二次経路伝達特性Ｃが同定される。同定音として、ホワイトノイズ、ピンクノイズ又はサインスイープが用いられる。

同定処理では、各所定周波数ｆｍの二次経路伝達特性Ｃが二次経路フィルタ係数Ｃ＾として同定される。同定処理は、エンジン１８が停止しているときに実行される。同定処理中は、第１二次経路フィルタ５８ａのフィルタ係数は１に固定され、第２二次経路フィルタ５８ｂのフィルタ係数は０に固定され、第３二次経路フィルタ５８ｃのフィルタ係数は１に固定され、第４二次経路フィルタ５８ｄのフィルタ係数は０に固定される。

周波数検出回路５２ａは、所定周波数ｆｍ（＝ｆ０、ｆ１、…、ｆｍ－１）を出力する。余弦信号発生器５２ｂは、所定周波数ｆｍの余弦信号である基準信号ｘｃを生成する。正弦信号発生器５２ｃは、所定周波数ｆｍの正弦信号である基準信号ｘｓを生成する。

基準信号ｘｃは同定信号ｘとして出力される。同定信号ｘに基づいてスピーカ１６が制御され、スピーカ１６から同定音が出力される。

誤差信号入力部５６は、マイクロフォン２０において集音された同定音に相当するノイズ信号ｘＣを入力する。ノイズ信号ｘＣは加算器６４に入力される。

第１制御フィルタ５４ａにおいてフィルタ処理された基準信号ｘｃと、第２制御フィルタ５４ｂにおいてフィルタ処理された基準信号ｘｓとが、加算器５４ｃにおいて加算されて制御信号ｕ１が生成される。制御信号ｕ１は、反転器６２により極性が反転されて、加算器６４に入力される。加算器６４において、ノイズ信号ｘＣと制御信号ｕ１との差分である仮想誤差信号ｅ’が生成される。

制御フィルタ係数更新部６０は、参照信号ｒ０、ｒ１及び仮想誤差信号ｅ’ に基づいて制御信号生成部５４のフィルタ係数Ｗ０、Ｗ１を適応信号処理する。

第１制御フィルタ係数更新部６０ａ及び第２制御フィルタ係数更新部６０ｂは、次の式に基づいてフィルタ係数Ｗ０、Ｗ１を更新する。

同定処理では、周波数検出回路５２ａが所定周波数ｆｍをスイープし、制御フィルタ係数更新部６０がフィルタ係数Ｗ０、Ｗ１を各所定周波数ｆｍ毎に所定時間適応更新する。適応更新後のフィルタ係数Ｗ０は各所定周波数ｆｍ毎にフィルタ係数Ｃ０＾として記録され、適応更新後のフィルタ係数Ｗ１は各所定周波数ｆｍ毎にフィルタ係数Ｃ１＾として記録される。図７は、各所定周波数ｆ０、ｆ１、…、ｆａ－１に対応するフィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾の値を示す表である。同定処理中の制御フィルタ係数更新部６０は、本発明の同定部に相当する。

［スマートフォンにおける能動騒音制御処理］
図８Ａは、スマートフォン２２における能動騒音制御処理の流れを示すフローチャートである。

スマートフォン２２に能動音響制御プログラムがインストールされると、スマートフォン２２において能動音響制御アプリが利用可能となる。図９は、ディスプレイ３４に初期画面３４ａが表示されたスマートフォン２２を示す図である。スマートフォン２２に能動音響制御プログラムがインストールされると、初期画面３４ａに能動音響制御アプリのアイコン３５ａが表示される。ユーザがアイコン３５ａをタップすると能動音響制御アプリが起動し、演算処理装置２９は能動騒音制御処理を実行する。能動騒音制御処理は、ユーザにより後述するＡＮＣ ＯＦＦ操作がされるまで、所定周期で繰り返し実行される。

ステップＳ１において、演算処理装置２９はディスプレイ３４にＡＮＣ ＯＮ操作画面３４ｂを表示させて、ステップＳ２へ移行する。図１０は、ディスプレイ３４にＡＮＣ ＯＮ操作画面３４ｂが表示されたスマートフォン２２を示す図である。ＡＮＣ ＯＮ操作画面３４ｂは、ＡＮＣ ＯＮボタン３５ｂ、チェックボックス３５ｃ及び設定ボタン３５ｒを有している。

ステップＳ２において、演算処理装置２９はユーザにより設定操作がされたか否かを判定する。設定操作がされた場合にはステップＳ３へ移行し、設定操作がされていない場合にはステップＳ４へ移行する。ユーザが設定ボタン３５ｒをタップすると、演算処理装置２９はユーザにより設定操作がされたと判定する。

ステップＳ３において、演算処理装置２９は後述する設定処理を行って、ステップＳ４へ移行する。

ステップＳ４において、演算処理装置２９はユーザによるＡＮＣ ＯＮ操作がされたか否かを判定する。ＡＮＣ ＯＮ操作がされた場合にはステップＳ５へ移行し、ＡＮＣ ＯＮ操作がされていない場合にはステップＳ２へ戻る。ユーザがＡＮＣ ＯＮボタン３５ｂをタップすると、演算処理装置２９はユーザによるＡＮＣ ＯＮ操作がされたと判定する。

ステップＳ５において、演算処理装置２９は同定処理のスキップがチェックされているか否かを判定する。同定処理スキップがチェックされている場合にはステップＳ１０へ移行し、同定処理スキップがチェックされていない場合にはステップＳ６へ移行する。図１０のＡＮＣ ＯＮ操作画面３４ｂにおいて、ユーザがチェックボックス３５ｃをタップしてチェックを付けた後に、ＡＮＣ ＯＮボタン３５ｂをタップすると、演算処理装置２９は同定処理のスキップがチェックされていると判定する。

ステップＳ６において、演算処理装置２９は同定処理を実行して、ステップＳ７へ移行する。

ステップＳ７において、演算処理装置２９はディスプレイ３４に同定処理通知画面３４ｆを表示させて、ステップＳ８へ移行する。図１１は、ディスプレイ３４に同定処理通知画面３４ｆが表示されたスマートフォン２２を示す図である。同定処理通知画面３４ｆには、同定処理中であること、及び、ノイズ音が発生することをユーザに伝えるメッセージが表示される。これにより、ノイズ音の発生によりユーザに与える不快感や不安感が抑制される。

ステップＳ８において、演算処理装置２９は同定処理が終了したか否かを判定する。同定処理が終了した場合にはステップＳ９へ移行し、同定処理が終了していない場合にはステップＳ６へ戻る。

ステップＳ９において、演算処理装置２９はディスプレイ３４に同定処理終了通知画面３４ｇを表示させて、ステップＳ１０へ移行する。図１２は、ディスプレイ３４に同定処理終了通知画面３４ｇが表示されたスマートフォン２２を示す図である。同定処理終了通知画面３４ｇには、同定処理が終了したこと、及び、ＡＮＣ処理が実行されることをユーザに伝えるメッセージが表示される。

ステップＳ１０において、演算処理装置２９はＡＮＣ処理を実行して、ステップＳ１１へ移行する。

ステップＳ１１において、演算処理装置２９はディスプレイ３４にＡＮＣ処理通知画面３４ｈを表示させて、ステップＳ１２へ移行する。図１３は、ディスプレイ３４にＡＮＣ処理通知画面３４ｈが表示されたスマートフォン２２を示す図である。ＡＮＣ処理通知画面３４ｈには、ＡＮＣ処理中であることをユーザに伝える画像が表示される。また、ＡＮＣ処理通知画面３４ｈには、ＡＮＣ ＯＦＦボタン３５ｑが表示される。

ステップＳ１２において、演算処理装置２９はＡＮＣ ＯＦＦ操作がされたか否かを判定する。ＡＮＣ ＯＦＦ操作がされた場合には能動騒音制御処理を終了する。ＡＮＣ ＯＦＦ操作がされていない場合にはステップＳ１０へ戻る。ユーザがＡＮＣ ＯＦＦボタン３５ｑをタップすると、演算処理装置２９は、ユーザによりＡＮＣ ＯＦＦ操作がされたと判定する。

図８Ｂ、図８Ｃ及び図８Ｄは、ステップＳ３で行われる設定処理の流れを示すフローチャートである。前述のように、設定処理は、ユーザが図１０に示す設定ボタン３５ｒをタップし、設定操作をした場合に行われる。例えば、スマートフォン２２に能動騒音制御プログラムがインストールされてから初めて能動音響制御アプリが起動されたとき、マイクロフォン２０の数が変更されてとき、車両を買い替えたとき等に、設定操作が行われる。

ステップＳ２１において、演算処理装置２９はディスプレイ３４にエンジン気筒数入力画面３４ｃを表示させて、ステップＳ２２へ移行する。図１４は、ディスプレイ３４にエンジン気筒数入力画面３４ｃが表示されたスマートフォン２２を示す図である。エンジン気筒数入力画面３４ｃは、エンジン気筒数入力部３５ｄ、Ｈｅｌｐボタン３５ｅ、及び、次へボタン３５ｆを有している。

ステップＳ２２において、演算処理装置２９は引数ｍ及び引数ｎに０を入力して、ステップＳ２３に移行する。

ステップＳ２３において、演算処理装置２９はＨｅｌｐ操作がされたか否かを判定する。Ｈｅｌｐ操作がされた場合にはステップＳ２９へ移行し、Ｈｅｌｐ操作がされていない場合にはステップＳ２４へ移行する。ユーザがＨｅｌｐボタン３５ｅをタップすると、演算処理装置２９は、ユーザによりＨｅｌｐ操作がされたと判定する。

ステップＳ２４において、演算処理装置２９は、ユーザによるエンジン気筒数入力部３５ｄへのエンジン１８の気筒数の入力が完了したか否かを判定する。エンジン１８の気筒数の入力が完了している場合にはステップＳ２５へ移行し、入力が完了していない場合にはステップＳ２６へ移行する。

ステップＳ２５において、演算処理装置２９は引数ｍをインクリメント、即ち、引数ｍの数値を１増加して、ステップＳ２８へ移行する。

ステップＳ２６において、演算処理装置２９は、ユーザによる次へ操作がされたか否かを判定する。次へ操作がされた場合にはステップＳ２７へ移行し、次へ操作がされていない場合にはステップＳ２８へ移行する。ユーザが次へボタン３５ｆをタップすると、演算処理装置２９は、ユーザによる次へ操作がされたと判定する。

ステップＳ２７において、演算処理装置２９は引数ｎをインクリメントして、ステップＳ２８へ移行する。

ステップＳ２８において、演算処理装置２９は引数ｍと引数ｎとの積が０であるか否かを判定する。引数ｍと引数ｎとの積が０である場合にはステップＳ２３へ戻り、引数ｍと引数ｎとの積が０でない場合にはステップＳ４０へ移行する。

ステップＳ２３でユーザによるＨｅｌｐ操作がされたと判定された場合に移行するステップＳ２９において、演算処理装置２９は引数ｍが０であるか否かを判定する。引数ｍが０である場合にはステップＳ３０へ移行し、引数ｍが０でない場合にはステップＳ２３へ戻る。

ステップＳ３０において、演算処理装置２９はディスプレイ３４にサーチ画面３４ｄを表示させて、ステップＳ３１へ移行する。図１５は、ディスプレイ３４にサーチ画面３４ｄが表示されたスマートフォン２２を示す図である。サーチ画面３４ｄは、車名入力部３５ｇ、グレード入力部３５ｈ及びＳｅａｒｃｈボタン３５ｊを有している。

ステップＳ３１において、演算処理装置２９は引数ｌ、引数ｍ及び引数ｎに０を入力して、ステップＳ３２に移行する。

ステップＳ３２において、演算処理装置２９は、ユーザによる車名入力部３５ｇへの車名の入力が完了したか否かを判定する。車名の入力が完了している場合にはステップＳ３３へ移行し、入力が完了していない場合にはステップＳ３４へ移行する。

ステップＳ３３において、演算処理装置２９は引数ｌをインクリメントして、ステップＳ３８へ移行する。

ステップＳ３４において、演算処理装置２９は、ユーザによるグレード入力部３５ｈへのグレードの入力が完了したか否かを判定する。グレードの入力が完了している場合にはステップＳ３５へ移行し、入力が完了していない場合にはステップＳ３６へ移行する。

ステップＳ３５において、演算処理装置２９は引数ｍをインクリメントして、ステップＳ３８へ移行する。

ステップＳ３６において、演算処理装置２９はユーザによるＳｅａｒｃｈ操作がされたか否かを判定する。Ｓｅａｒｃｈ操作がされた場合にはステップＳ３７へ移行し、Ｓｅａｒｃｈ操作がされていない場合にはステップＳ３８へ移行する。ユーザがＳｅａｒｃｈボタン３５ｊをタップすると、演算処理装置２９は、ユーザによるＳｅａｒｃｈ操作がされたと判定する。

ステップＳ３７において、演算処理装置２９は引数ｎをインクリメントして、ステップＳ３８へ移行する。

ステップＳ３８において、演算処理装置２９は、引数ｌ、引数ｍ及び引数ｎの積が０であるか否かを判定する。引数ｌ、引数ｍ及び引数ｎの積が０である場合にはステップＳ３２へ戻り、引数ｌ、引数ｍ及び引数ｎの積が０でない場合にはステップＳ３９へ移行する。

ステップＳ３９において、演算処理装置２９は入力された車名及びグレードに対応するエンジン１８の気筒数を、サーバ２６から受信し、ステップＳ４０へ移行する。

ステップＳ４０において、演算処理装置２９はディスプレイ３４にスピーカ数・マイクロフォン数入力画面３４ｅを表示させて、ステップＳ４１へ移行する。図１６は、ディスプレイ３４にスピーカ数・マイクロフォン数入力画面３４ｅが表示されたスマートフォン２２を示す図である。スピーカ数・マイクロフォン数入力画面３４ｅは、スピーカ数入力部３５ｋ、マイクロフォン数入力部３５ｍ、チェックボックス３５ｎ及び終了ボタン３５ｐを有している。

ステップＳ４１において、演算処理装置２９は引数ｌ及び引数ｍに０を入力して、ステップＳ４２に移行する。

ステップＳ４２において、ユーザによるスピーカ数入力部３５ｋへのスピーカ１６の数の入力が完了したか否かを判定する。スピーカ１６の数の入力が完了している場合にはステップＳ４３へ移行し、入力が完了していない場合にはステップＳ４４へ移行する。

ステップＳ４３において、演算処理装置２９は引数ｌをインクリメントして、ステップＳ４６へ移行する。

ステップＳ４４において、演算処理装置２９は、ユーザによるマイクロフォン数入力部３５ｍへのマイクロフォン２０の数の入力が完了したか否かを判定する。マイクロフォン２０の数の入力が完了している場合にはステップＳ４５へ移行し、入力が完了していない場合にはステップＳ４７へ移行する。

ステップＳ４５において、演算処理装置２９は引数ｍをインクリメントして、ステップＳ４６へ移行する。

ステップＳ４６において、演算処理装置２９は、引数ｌ及び引数ｍの乗が０であるか否かを判定する。引数ｌ及び引数ｍの乗が０である場合にはステップＳ５０へ移行し、引数ｌ及び引数ｍの乗が０でない場合にはステップＳ４７へ移行する。

ステップＳ４７において、演算処理装置２９は、スマートフォン２２のマイクロフォン３２の使用がチェックがユーザによりチェックされているか否かを判定する。スマートフォン２２のマイクロフォン３２の使用がチェックされている場合にはステップＳ４８へ移行し、スマートフォン２２のマイクロフォン３２の使用がチェックされていない場合にはステップＳ４９へ移行する。演算処理装置２９は、ユーザがチェックボックス３５ｎをタップしてチェックを付けた場合には、マイクロフォン３２の使用がチェックされていると判定する。

ステップＳ４８において、演算処理装置２９は、スマートフォン２２に搭載されているマイクロフォン３２を用いて能動騒音制御処理を行うと判定して、ステップＳ５０へ移行する。

ステップＳ４９において、演算処理装置２９は、スマートフォン２２に搭載されているマイクロフォン３２を用いて能動騒音制御処理を行わないと判定して、ステップＳ５０へ移行する。

ステップＳ５０において、演算処理装置２９は引数ｌ及び引数ｍの乗が０であるか否かを判定する。引数ｌ及び引数ｍの乗が０である場合にはステップＳ４２へ戻り、引数ｌ、引数ｍ及び引数ｎの乗が０でない場合には設定処理を終了する。

［ＦＩＲフィルタを用いた能動音響制御装置］
以下では、本実施形態のＳＡＮフィルタを用いた能動音響制御装置１０の比較例として、ＦＩＲフィルタを用いた能動音響制御装置６６について説明する。

図１７は、ＦＩＲフィルタを用いた能動音響制御装置６６のブロック図である。能動音響制御装置６６では、適応デジタルフィルタとして、ＦＩＲ(Finite Impulse Response)フィルタが用いられている。また、ＦＩＲフィルタのフィルタ係数の更新には、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ－Ｘ ＬＭＳアルゴリズムが用いられている。

能動音響制御装置６６は、基準信号生成部６８、制御信号生成部７０、参照信号生成部７２、誤差信号受信部７４及び制御フィルタ係数更新部７６を有している。

基準信号生成部６８は、エンジン回転数Ｎｅに基づいて基準信号ｘを生成する。基準信号生成部６８は、周波数検出回路６８ａ及び余弦信号発生器６８ｂを有している。

周波数検出回路６８ａは、本実施形態の能動音響制御装置１０の周波数検出回路５２ａと同様に、エンジン回転数Ｎｅとエンジン１８の気筒数に応じて、エンジン１８の振動周波数ｆを検出する。

余弦信号発生器６８ｂは、振動周波数ｆの余弦信号である基準信号ｘ（＝ｃｏｓ（２πｆｔ））を生成する。ｔは時刻を示す。ＦＩＲフィルタのタップ数をＮとすると、時間ステップｎのときの基準信号をｘ（ｎ）の時系列信号ベクトルＸ（ｎ）は次の式で定義される。

制御信号生成部７０は、基準信号ｘの時系列信号ベクトルＸに基づき制御信号ｕ０を生成する。制御信号生成部７０では、制御フィルタとして適応フィルタであるＦＩＲフィルタが用いられている。制御フィルタ係数Ｗは、後述する制御フィルタ係数更新部７６において更新されることにより最適化される。

時間ステップｎのときの制御フィルタ係数Ｗ（ｎ）は次の式で表される。

時間ステップｎのときの制御信号ｕ０（ｎ）は次の式で表される。下記の式において「＊」は畳み込み和を示す。

また、時系列ベクトルＵ０（ｎ）は次の式で表される。

制御信号生成部７０においてフィルタ処理された基準信号ｘが制御信号ｕ０として出力される。制御信号ｕ０に基づいてスピーカ１６が制御され、スピーカ１６から相殺音が出力される。

参照信号生成部７２は、基準信号ｘに基づいて参照信号ｒを生成する。参照信号生成部７２は、二次経路フィルタを有している。二次経路フィルタ係数Ｃ＾は、その値がサーバ２６に車種毎に記憶されており、サーバ２６から能動音響制御装置６６にダウンロードされる。時間ステップｎのときの二次経路フィルタ係数Ｃ＾（ｎ）は次の式で表される。

時間ステップｎのときの参照信号ｒ（ｎ）は次の式で表される。下記の式において「＊」は畳み込み和を示す。

また、時系列ベクトルＲ（ｎ）は次の式で表される。

誤差信号受信部７４は、マイクロフォン２０において集音された相殺誤差騒音に相当する誤差信号ｅを受信する。誤差信号ｅは、相殺音と騒音とがマイクロフォン２０の位置で合成された相殺誤差騒音に相当する信号である。

制御フィルタ係数更新部７６は、参照信号ｒ及び誤差信号ｅに基づいて、制御信号生成部７０の制御フィルタ係数Ｗを更新する。制御フィルタ係数更新部６０は、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ－Ｘ ＬＭＳアルゴリズムに基づいて、制御フィルタ係数Ｗの更新を行う。制御フィルタ係数更新部７６は、次の式に基づいて制御フィルタ係数Ｗを更新する。

制御フィルタ係数更新部７６において、制御フィルタ係数Ｗの更新が繰り返されることにより制御フィルタ係数Ｗが最適化される。制御フィルタ係数Ｗの更新式には畳み込み演算が含まれているため、制御フィルタ係数Ｗの更新処理による演算負荷が増大する。

［作用効果］
誰もが手軽に入手できる機器により、車室１４内の騒音を低減する能動騒音制御を行えることが期待されている。そこで、能動音響制御プログラムをサーバ２６からスマートフォン２２にダウンロードさせて、スマートフォン２２に能動騒音制御を行わせることが考えられる。

比較例のＦＩＲフィルタを用いた能動音響制御装置６６では、制御フィルタ係数更新部７６において制御フィルタ係数Ｗを更新する更新式に畳み込み演算が含まれる。そのため、能動音響制御装置６６により能動騒音制御を行う場合、演算処理の負荷が多大となり、メモリ使用量も多くなる。よって、能動音響制御装置６６として機能させるスマートフォン２２には、高速演算処理可能な演算処理装置２９、及び、大容量のメモリ３０を有することが求められる。すなわち、廉価なスマートフォン２２を能動音響制御装置６６として機能させることができず、能動騒音制御処理は、誰もが手軽に入手できる機器では行うことができない。

また、比較例のＦＩＲフィルタを用いた能動音響制御装置６６では、二次経路フィルタ係数Ｃ＾はサーバ２６からダウンロードされる。能動音響制御装置６６では、二次経路伝達特性Ｃの同定が行われないため、同定処理に伴う演算処理装置２９の演算処理の負荷、及び、メモリ３０の使用量を削減できる。二次経路伝達特性Ｃは車種毎に異なるため、サーバ２６には車種毎の二次経路伝達特性Ｃに対応する二次経路フィルタ係数Ｃ＾が保存されている。そのため、サーバ２６に二次経路フィルタ係数Ｃ＾が保存されている車種でなけば、能動音響制御装置６６により車室１４内の騒音の抑制を行うことができない。すなわち、サーバ２６に二次経路フィルタ係数Ｃ＾が保存されていない車種を利用するユーザは、スマートフォン２２を能動音響制御装置６６として機能させることができない。

そこで、本実施形態では、能動音響制御プログラムがインストールされたスマートフォン２２を、ＳＡＮフィルタを用いた能動音響制御装置１０として機能させる。能動音響制御装置１０では、制御フィルタ係数更新部６０において制御フィルタ係数Ｗを更新する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。

そのため、能動音響制御装置１０により能動騒音制御を行う場合、制御フィルタ係数Ｗの更新処理による演算負荷を抑制することができる。よって、能動音響制御装置１０として機能させるスマートフォン２２には、高速演算処理可能なプロセッサが搭載された演算処理装置２９、及び、大容量のメモリ３０を有することは求められない。したがって、廉価なスマートフォン２２でも能動音響制御装置１０として機能させることができ、能動騒音制御処理を、誰もが手軽に入手できる機器で行うことができる。

また、本実施形態では、能動音響制御装置１０は、制御フィルタ係数更新部６０において、二次経路伝達特性Ｃを同定して補正値としてフィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾を生成する。フィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾は、複数の所定周波数ｆｍの同定音に基づいて同定される。これにより、能動音響制御装置１０として機能するスマートフォン２２は二次経路伝達特性Ｃの同定を行うことが可能となるため、車両１２の車種に関わらず、スマートフォン２２を能動音響制御装置１０として機能させることができる。

また、本実施形態では、能動音響制御装置１０は、基準信号生成部５２において、エンジン気筒数とエンジン回転数Ｎｅに基づいて基準信号ｘｃ、ｘｓを生成する。これにより、能動音響制御装置１０は、車室１４内の騒音の基本周波数である振動周波数ｆを有する音を低減できる。

また、本実施形態では、マイクロフォン２０は車室１４内において着脱可能に取り付けられる。これにより、ユーザが別の車両１２に乗り換えるときには、ユーザは、元の車両１２からマイクロフォン２０を取り外し、マイクロフォン２０を別の車両１２に取り付けることが可能となる。そのため、能動音響制御プログラムがインストールされたスマートフォン２２を別の車両１２に持ち込むめば、スマートフォン２２により別の車両１２においても能動騒音制御を行うことができる。

〔第２実施形態〕
第１実施形態の能動音響制御装置１０では、ＡＮＣ処理が行われる前にスピーカ１６から同定音（ノイズ音）を出力させた状態で同定処理が行われる。これに対し、第２実施形態の能動音響制御装置１０では、ＡＮＣ処理と同定処理が並列に行われ、同定処理は同定音を用いずに行われる。以下では、本実施形態の能動音響制御装置１０により行われる能動騒音制御を常時同定型能動騒音制御と称する。

［能動音響制御装置］
図１８は、第２実施形態の能動音響制御装置１０のブロック図である。能動音響制御装置１０は、基準信号生成部７８、制御信号生成部８０、第１推定相殺信号生成部８２、推定騒音信号生成部８４、参照信号生成部８６、第２推定相殺信号生成部８８、誤差信号受信部９０、一次経路フィルタ係数更新部９２、二次経路フィルタ係数更新部９４及び制御フィルタ係数更新部９６を有している。

基準信号生成部７８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７８は、周波数検出回路７８ａ、余弦信号発生器７８ｂ及び正弦信号発生器７８ｃを有している。基準信号生成部７８で行われる処理は、第１実施形態の能動音響制御装置１０の基準信号生成部５２で行われる処理と同じである。

制御信号生成部８０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８０は、第１制御フィルタ８０ａ、第２制御フィルタ８０ｂ、第３制御フィルタ８０ｃ、第４制御フィルタ８０ｄ、加算器８０ｅ及び加算器８０ｆを有している。

制御信号生成部８０では、制御フィルタとしてＳＡＮフィルタが用いられている。第１制御フィルタ８０ａは、フィルタ係数Ｗ０を有している。第２制御フィルタ８０ｂは、フィルタ係数Ｗ１を有している。第３制御フィルタ８０ｃは、フィルタ係数－Ｗ０を有している。第４制御フィルタ８０ｄは、フィルタ係数Ｗ１を有している。後述する制御フィルタ係数更新部９６において、フィルタ係数Ｗ０、Ｗ１とが更新されることにより、制御フィルタが最適化される。

第１制御フィルタ８０ａにおいてフィルタ処理された基準信号ｘｃと、第２制御フィルタ８０ｂにおいてフィルタ処理された基準信号ｘｓとが、加算器８０ｅにおいて加算されて制御信号ｕ０が生成される。制御信号ｕ０に基づいてスピーカ１６が制御され、スピーカ１６から相殺音が出力される。第３制御フィルタ８０ｃにおいてフィルタ処理された基準信号ｘｓと、第４制御フィルタ８０ｄにおいてフィルタ処理された基準信号ｘｃとが、加算器８０ｆにおいて加算されて制御信号ｕ１が生成される。

第１推定相殺信号生成部８２は、制御信号ｕ０、ｕ１に基づいて推定相殺信号ｙ１＾を生成する。第１推定相殺信号生成部８２は、第１二次経路フィルタ８２ａ、第２二次経路フィルタ８２ｂ及び加算器８２ｃを有している。

第１推定相殺信号生成部８２では、二次経路フィルタとしてＳＡＮフィルタが用いられている。二次経路フィルタ係数Ｃ＾は、後述する二次経路フィルタ係数更新部９４において適応更新される。

第１二次経路フィルタ８２ａは、二次経路フィルタ係数Ｃ＾（＝Ｃ０＾＋ｉＣ１＾）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８２ｂは、二次経路フィルタ係数Ｃ＾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８２ａにおいてフィルタ処理された制御信号ｕ０と、第２二次経路フィルタ８２ｂにおいてフィルタ処理された制御信号ｕ１とが、加算器８２ｃにおいて加算されて推定相殺信号ｙ１＾が生成される。推定相殺信号ｙ１＾は、マイクロフォン２０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８４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８４は、第１一次経路フィルタ８４ａ、第２一次経路フィルタ８４ｂ及び加算器８４ｃを有している。推定騒音信号生成部８４では、一次経路フィルタとしてＳＡＮフィルタが用いられている。一次経路フィルタの係数Ｈ＾（以下、一次経路フィルタ係数Ｈ＾）は、後述する一次経路フィルタ係数更新部９２において適応更新される。

第１一次経路フィルタ８４ａは、一次経路フィルタの係数Ｈ＾（＝Ｈ０＾＋ｉＨ１＾）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８４ｂは、一次経路フィルタ係数Ｈ＾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８４ａにおいてフィルタ処理された基準信号ｘｃと、第２一次経路フィルタ８４ｂにおいてフィルタ処理された基準信号ｘｓとが、加算器８４ｃ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２０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８６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８６は、第３二次経路フィルタ８６ａ、第４二次経路フィルタ８６ｂ、第５二次経路フィルタ８６ｃ、第６二次経路フィルタ８６ｄ、加算器８６ｅ及び加算器８６ｆを有している。

参照信号生成部８６では、二次経路フィルタとしてＳＡＮフィルタが用いられている。二次経路フィルタ係数Ｃ＾は、後述する二次経路フィルタ係数更新部９４において適応更新される。

第３二次経路フィルタ８６ａは、二次経路フィルタ係数Ｃ＾（＝Ｃ０＾＋ｉＣ１＾）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８６ｂは、二次経路フィルタ係数Ｃ＾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８６ｃは、二次経路フィルタ係数Ｃ＾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８６ｄは、二次経路フィルタ係数Ｃ＾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８６ａにおいてフィルタ処理された基準信号ｘｃと、第４二次経路フィルタ８６ｂにおいてフィルタ処理された基準信号ｘｓとが、加算器８６ｅ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８６ｃにおいてフィルタ処理された基準信号ｘｓと、第６二次経路フィルタ８６ｄにおいてフィルタ処理された基準信号ｘｃとが、加算器８６ｆにおいて加算されて参照信号ｒ１が生成される。フィルタ係数Ｃ０＾、Ｃ１＾、－Ｃ１＾は本発明の補正値に相当する。

第２推定相殺信号生成部８８は、参照信号ｒ０、ｒ１に基づいて推定相殺信号ｙ２＾を生成する。第２推定相殺信号生成部８８は、第５制御フィルタ８８ａ、第６制御フィルタ８８ｂ及び加算器８８ｃを有している。

第２推定相殺信号生成部８８では、制御フィルタとしてＳＡＮフィルタが用いられている。第５制御フィルタ８８ａは、フィルタ係数Ｗ０を有している。第６制御フィルタ８８ｂは、フィルタ係数Ｗ１を有している。後述する制御フィルタ係数更新部９６において、フィルタ係数Ｗ０、Ｗ１とが更新されることにより、制御フィルタが最適化される。

第５制御フィルタ８８ａにおいてフィルタ処理された参照信号ｒ０と、第６制御フィルタ８８ｂにおいてフィルタ処理された参照信号ｒ１とが、加算器８８ｃにおいて加算されて推定相殺信号ｙ２＾が生成される。推定相殺信号ｙ２＾は、マイクロフォン２０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。

誤差信号受信部９０は、マイクロフォン２０において集音された相殺誤差騒音に相当する誤差信号ｅを受信する。誤差信号ｅは、相殺音と騒音とがマイクロフォン２０の位置で合成された相殺誤差騒音に相当する信号である。

誤差信号受信部９０において受信された誤差信号ｅは、加算器９８に入力される。推定騒音信号生成部８４で生成された推定騒音信号ｄ＾は、反転器１００により極性が反転されて、加算器９８に入力される。第１推定相殺信号生成部８２で生成された推定相殺信号ｙ１＾は、反転器１０２により極性が反転されて、加算器９８に入力される。加算器９８において、仮想誤差信号ｅ１が生成される。

推定騒音信号生成部８４で生成された推定騒音信号ｄ＾は、加算器１０４に入力される。第２推定相殺信号生成部８８で生成された推定相殺信号ｙ２＾は、加算器１０４に入力される。加算器１０４において、仮想誤差信号ｅ２が生成される。

一次経路フィルタ係数更新部９２は、基準信号ｘｃ、ｘｓ及び仮想誤差信号ｅ１に基づいて一次経路フィルタ係数Ｈ＾（＝Ｈ０＾＋ｉＨ１＾）を更新する。一次経路フィルタ係数更新部９２は、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ－Ｘ ＬＭＳ（Least Mean Square）アルゴリズムに基づいて、一次経路フィルタ係数Ｈ＾の更新を行う。一次経路フィルタ係数更新部９２は、第１一次経路フィルタ係数更新部９２ａ及び第２一次経路フィルタ係数更新部９２ｂを有している。

第１一次経路フィルタ係数更新部９２ａ及び第２一次経路フィルタ係数更新部９２ｂ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９２において、一次経路フィルタ係数Ｈ＾の更新が繰り返されることによって、一次経路の伝達特性Ｈ（以下、一次経路伝達特性Ｈ）の同定が行われる。ＳＡＮフィルタを用いた能動音響制御装置１０では、一次経路フィルタ係数Ｈ＾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、一次経路フィルタ係数Ｈ＾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９４は、制御信号ｕ０、ｕ１及び仮想誤差信号ｅ１に基づいて二次経路フィルタ係数Ｃ＾（＝Ｃ０＾＋ｉＣ１＾）を更新する。二次経路フィルタ係数更新部９４は、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ－Ｘ ＬＭＳアルゴリズムに基づいて、二次経路フィルタ係数Ｃ＾の更新を行う。二次経路フィルタ係数更新部９４は、第１二次経路フィルタ係数更新部９４ａ及び第２二次経路フィルタ係数更新部９４ｂを有している。

第１二次経路フィルタ係数更新部９４ａ及び第２二次経路フィルタ係数更新部９４ｂ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９４において、二次経路フィルタ係数Ｃ＾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の同定が行われる。ＳＡＮフィルタを用いた能動音響制御装置１０では、二次経路フィルタ係数Ｃ＾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、二次経路フィルタ係数Ｃ＾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９６は、参照信号ｒ０、ｒ１及び仮想誤差信号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９６は、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ－Ｘ ＬＭＳアルゴリズムに基づいて、制御フィルタ係数Ｗの更新を行う。制御フィルタ係数更新部９６は、第１制御フィルタ係数更新部９６ａ及び第２制御フィルタ係数更新部９６ｂを有している。

第１制御フィルタ係数更新部９６ａ及び第２制御フィルタ係数更新部９６ｂ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９６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、制御フィルタが最適化される。ＳＡＮフィルタを用いた能動音響制御装置１０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。

［スマートフォンにおける能動騒音制御処理］
本実施形態の能動音響制御装置１０では、ＡＮＣ処理の前に同定処理を行う必要がない。そのため、本実施形態のスマートフォン２２では、第１実施形態のスマートフォン２２において行われていた能動騒音制御処理のうち、図８ＡのステップＳ５からステップＳ９の処理は実行されない。

また、本実施形態のスマートフォン２２のディスプレイ３４に表示されるＡＮＣ ＯＮ操作画面３４ｂでは、ＡＮＣ ＯＮボタン３５ｂのみが表示され、チェックボックス３５ｃ等は表示されない。他の処理は、第１実施形態の能動音響制御装置１０の処置を同じである。

［作用効果］
本実施形態では、能動音響制御プログラムがインストールされたスマートフォン２２を、ＳＡＮフィルタを用いた能動音響制御装置１０として機能させる。能動音響制御装置１０では、一次経路フィルタ係数更新部９２において一次経路フィルタ係数Ｈ＾を更新する更新式、二次経路フィルタ係数更新部９４において二次経路フィルタ係数Ｃ＾を更新する更新式、及び、制御フィルタ係数更新部９６において制御フィルタ係数Ｗを更新する更新式は、いずれも四則演算で構成されており、畳み込み演算が含まれない。

そのため、能動音響制御装置１０により能動騒音制御を行う場合、一次経路フィルタ係数Ｈ＾、二次経路フィルタ係数Ｃ＾及び制御フィルタ係数Ｗの更新処理による演算負荷を抑制することができる。よって、能動音響制御装置１０として機能させるスマートフォン２２には、高速演算処理可能な演算処理装置２９、及び、大容量のメモリ３０を有することは求められない。したがって、廉価なスマートフォン２２でも能動音響制御装置１０として機能させることができ、能動騒音制御処理を、誰もが手軽に入手できる機器で行うことができる。

また、本実施形態の能動音響制御装置１０では、ＡＮＣ処理中に同時に同定処理が行われるため、ＡＮＣ処理中に一次経路伝達特性Ｈや二次経路伝達特性Ｃが変化した場合であっても、一次経路伝達特性Ｈ及び二次経路伝達特性Ｃを同定することができる。

〔第３実施形態〕
第１実施形態及び第２実施形態では、能動音響制御装置１０において、１つのマイクロフォン２０から入力した誤差信号ｅに基づいて、１つのスピーカ１６を制御する制御信号ｕ０が生成される。第３実施形態では、能動音響制御装置１０において、ｍ個のマイクロフォン２０から入力した誤差信号ｅ［ｍ］（ｍ＝０、１、…、ｍ－１）に基づいて、ｌ個のスピーカ１６を制御する制御信号ｕ０［ｌ］（ｌ＝０、１、…、ｌ－１）が生成される。

マイクロフォン２０は、車室１４内にユーザにより容易に着脱可能に設置されている。図１９Ａ、図１９Ｂ及び図１９Ｃは、車室１４内に２個のマイクロフォン２０が設置されている場合の設置位置の例を示す図である。車両１２が右ハンドル車両である場合、図１９Ａに示すように、１つのマイクロフォン２０は、運転席１５のヘッドレスト１５ａの右側面（車両外側）に両面テープ等により固定され、別のマイクロフォン２０は、助手席１７のヘッドレスト１７ａの左側面（車両外側）に両面テープ等により固定されている。なお、車両１２が左ハンドル車両である場合、１つのマイクロフォン２０は、運転席１５のヘッドレスト１５ａの左側面に設けられ、別のマイクロフォン２０は助手席１７のヘッドレスト１７ａの右側面に設けられる。

マイクロフォン２０が設定される位置は、図１９Ａに示す位置に限られない。例えば、車両１２が右ハンドル車両である場合、図１９Ｂに示すように、１つのマイクロフォン２０は、運転席１５のヘッドレスト１５ａの左側面（車両中央側）に両面テープ等により固定され、別のマイクロフォン２０は、後部座席１３の中央のヘッドレスト１３ａの左側面に両面テープ等により固定されてもよい。なお、車両１２が左ハンドル車両である場合、１つのマイクロフォン２０は、運転席１５のヘッドレスト１５ａの右側面に設けられ、別のマイクロフォン２０は、後部座席１３の中央のヘッドレスト１３ａの右側面に設けられてもよい。

さらに、図１９Ｃに示すように、１つのマイクロフォン２０は、運転席１５のヘッドレスト１５ａの左側面（車両中央側）に両面テープ等により固定され、別のマイクロフォン２０は、後部座席１３の中央のヘッドレスト１３ａの後側面に両面テープ等により固定されてもよい。なお、車両１２が左ハンドル車両である場合、１つのマイクロフォン２０は、運転席１５のヘッドレスト１５ａの右側面に設けられてもよい。

図２０は、複数のマイクロフォン２０と複数のスピーカ１６を用いた能動騒音制御のイメージ図である。

エンジン１８から各マイクロフォン２０までの伝達経路（一次経路）はｍ個の経路があり、それぞれ一次経路伝達特性Ｈ（Ｈ［０］～Ｈ［ｍ－１］）を有する。そのため、能動音響制御装置１０は、各一次経路伝達特性Ｈに対応するｍ個の一次経路フィルタ係数Ｈ＾［０］～Ｈ＾［ｍ－１］を必要とする。

各スピーカ１６から各マイクロフォン２０までの伝達経路（二次経路）は（ｌ×ｍ）個の経路があり、それぞれ二次経路伝達特性Ｃ（Ｃ［０、０］～Ｃ［ｌ－１、ｍ－１］）を有する。そのため、能動音響制御装置１０は、各二次経路伝達特性Ｃに対応する（ｌ×ｍ）個の二次経路フィルタ係数Ｃ＾［０、０］～Ｃ＾［ｌ－１、ｍ－１］を必要とする。

スピーカ１６がｌ個あるため、能動音響制御装置１０は、各スピーカ１６に入力されるｌ個の制御信号ｕ０（ｕ０［０］～ｕ０［ｌ－１］）を生成する必要がある。そのため、能動音響制御装置１０は、ｌ個の制御フィルタ係数Ｗ（Ｗ［０］～Ｗ［ｌ－１］）を必要とする。

すなわち、一次経路フィルタ係数Ｈ＾、二次経路フィルタ係数Ｃ＾及び制御フィルタ係数Ｗの数は、スピーカ１６の数、及び、マイクロフォン２０の数に応じて決定される。

本実施形態の能動音響制御装置１０では、各フィルタ係数の更新はＭＥＦＸ(Multiple Error Filtered-X)－ＬＭＳアルゴリズムに基づいて行われる。以下では、第１実施形態で説明した事前同定型能動騒音制御における制御フィルタ係数Ｗの更新式と、第２実施形態で説明した常時同定型能動騒音制御における一次経路フィルタ係数Ｈ＾、二次経路フィルタ係数Ｃ＾及び制御フィルタ係数Ｗのそれぞれの更新式について説明する。

［事前同定型能動騒音制御におけるフィルタ係数更新式］
ｊ番目のスピーカ１６に入力される制御信号ｕ０［ｊ］を生成するための制御フィルタ係数Ｗ０［ｊ］、Ｗ１［ｊ］の更新式は、次の式で表される。ここで、基準信号をｘｃ、ｘｓ、ｊ番目のスピーカ１６からｋ番目のマイクロフォン２０までの伝達経路における音の伝達特性Ｃ［ｊ、ｋ］に対応する二次経路フィルタ係数をＣ［ｊ、ｋ］＾、ｋ番目のマイクロフォン２０に入力される誤差信号をｅ［ｋ］とする。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。

［常時同定型能動騒音制御におけるフィルタ係数更新式］
エンジン１８からｋ番目のマイクロフォン２０までの伝達経路における音の伝達特性Ｈ［ｋ］に対応する一次経路フィルタ係数Ｈ［ｋ］＾（＝Ｈ０［ｋ］＾＋ｉＨ１［ｋ］＾）の更新式は、次の式で表される。ここで、基準信号をｘｃ、ｘｓ、ｋ番目のマイクロフォン２０の仮想誤差信号をｅ１［ｋ］とする。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。

ｊ番目のスピーカ１６からｋ番目のマイクロフォン２０までの伝達経路における音の伝達特性Ｃ［ｊ、ｋ］に対応する二次経路フィルタ係数Ｃ［ｊ、ｋ］＾（＝Ｃ０［ｊ、ｋ］＾＋ｉＣ１［ｊ、ｋ］＾）の更新式は、次の式で表される。ここで、基準信号をｘｃ、ｘｓ、ｋ番目のマイクロフォン２０の仮想誤差信号をｅ１［ｋ］、ｊ番目のスピーカ１６に入力される制御信号ｕ０［ｊ］を生成するための制御フィルタ係数をＷ［ｊ］（＝Ｗ０［ｊ］＋ｉＷ１［ｊ］）とする。式中のμ２及びμ３はステップサイズパラメータを示す。

ｊ番目のスピーカ１６に入力される制御信号ｕ０［ｊ］を生成する際に用いられる制御フィルタ係数Ｗ０［ｊ］、Ｗ１［ｊ］の更新式は、次の式で表される。ここで、基準信号をｘｃ、ｘｓ、ｊ番目のスピーカ１６からｋ番目のマイクロフォン２０までの伝達経路における音の伝達特性Ｃ［ｊ、ｋ］に対応する二次経路フィルタ係数をＣ［ｊ、ｋ］＾、ｋ番目のマイクロフォン２０の仮想誤差信号をｅ２［ｋ］とする。式中のμ４及びμ５はステップサイズパラメータを示す。

［作用効果］
本実施形態の能動音響制御装置１０では、スピーカ１６の数、及び、マイクロフォン２０の数に応じて、一次経路フィルタ係数Ｈ＾、二次経路フィルタ係数Ｃ＾及び制御フィルタ係数Ｗの数が決定される。これにより、本実施形態の能動音響制御装置１０は、スピーカ１６の数、及び、マイクロフォン２０の数に応じて、適正に能動騒音制御を行うことができる。

〔第４実施形態〕
第１実施形態～第３実施形態では、能動音響制御プログラムがインストールされたスマートフォン２２を能動音響制御装置１０として機能させる。これに対し、本実施形態では、能動音響制御プログラムがインストールされた車両情報取得装置１０６を能動音響制御装置１０として機能させる。

図２１は、スマートフォン２２、車載システム２４及び車両情報取得装置１０６のブロック図である。本実施形態では、第１実施形態～第３実施形態と同じ構成について詳細な説明は省略する。

車両情報取得装置１０６は、スマートフォン２２と有線により接続されている。また、車両情報取得装置１０６は、車載システム２４と有線により接続されている。車両情報取得装置１０６は、スマートフォン２２及び車載システム２４と無線により接続されていてもよい。

サーバ２６からインターネット２８を介してスマートフォン２２に能動音響制御プログラムがダウンロードされ、スマートフォン２２から車両情報取得装置１０６に能動音響制御プログラムが送信される。車両情報取得装置１０６には、スマートフォン２２から送信された能動音響制御プログラムがインストールされる。

ＡＮＣ処理や同定処理の情報は、車載システム２４のディスプレイ４６に表示させてもよいし、スマートフォン２２のディスプレイ３４に表示させてもよい。

車両情報取得装置１０６は、演算処理装置１０７、メモリ１０８、ストレージ１０９及び近距離無線通信モジュール１１０を有している。

演算処理装置１０７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）等のプロセッサである。メモリ１０８は、例えば、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である。ストレージ１０９は、例えば、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。

車両情報取得装置１０６に能動音響制御プログラムがインストールされると、能動音響制御プログラムがストレージ１０９に記憶される。ストレージ１０９に記憶された能動音響制御プログラムにしたがって演算処理装置１０７が能動音響制御処理を行うことにより、演算処理装置１０７は能動音響制御装置１０として機能する。

近距離無線通信モジュール１１０は、例えば、ブルートゥース（登録商標）等の近距離無線通信により通信するモジュールである。車両情報取得装置１０６が、スマートフォン２２及び車載システム２４と無線により接続されている場合には、この近距離無線通信モジュール１１０を用いて、スマートフォン２２及び車載システム２４との通信が行われる。

車両情報取得装置１０６は、車両１２に設けられたＯＢＤ(On-board diagnostics)コネクタ１１２に接続されている。ＯＢＤコネクタ１１２は、ＣＡＮ又はＫラインを介して車載ＥＣＵに接続されている。ＯＢＤコネクタ１１２からは、エンジン回転数、水温、電圧、ブースト圧等の車両情報を取得することが可能である。

車両情報取得装置１０６は、マイクロフォン２０と有線で接続されている。車両情報取得装置１０６とマイクロフォン２０とは、無線により接続されていてもよい。

車両情報取得装置１０６は、車室１４内にユーザにより容易に着脱可能に設置可能となっている。図２２Ａ及び図２２Ｂは、車室１４内の車両情報取得装置１０６の設置位置の例を示す図である。図２２Ａに示すように、車両情報取得装置１０６は、ハンドル２１の下部のセンタロアカバー２３に両面テープ等により固定される。車両情報取得装置１０６から配線１０６ａが伸びており、この配線１０６ａにより、車両情報取得装置１０６は、スマートフォン２２及び車載システム２４と接続されている。

車両情報取得装置１０６が設定される位置は、図２２Ａに示す位置に限られない。例えば、図２２Ｂに示すように、センタコンソール２５の側面に両面テープ等により固定されてもよい。

［作用効果］
本実施形態では、車両情報取得装置１０６はＯＢＤコネクタ１１２に接続される。これにより、車両情報取得装置１０６は、車載ＥＣＵからエンジン回転数Ｎｅを取得することができる。

また、車両情報取得装置１０６は車室１４内において着脱可能に取り付けられる。これにより、ユーザが別の車両１２に乗り換えるときには、ユーザは、元の車両１２から車両情報取得装置１０６を取り外し、車両情報取得装置１０６を別の車両１２に取り付けることが可能となる。そのため、能動音響制御プログラムがインストールされた車両情報取得装置１０６を別の車両１２に取り付ければ、車両情報取得装置１０６により別の車両１２においても能動騒音制御を行うことができる。

〔第５実施形態〕
第１実施形態～第３実施形態では、能動音響制御プログラムがインストールされたスマートフォン２２を能動音響制御装置１０として機能させる。これに対し、本実施形態では、能動音響制御プログラムがインストールされた車載システム２４を能動音響制御装置１０として機能させる。

図２３は、スマートフォン２２及び車載システム２４のブロック図である。本実施形態では、第１実施形態～第３実施形態と同じ構成について詳細な説明は省略する。

車載システム２４は、スマートフォン２２と有線により接続されている。車載システム２４は、スマートフォン２２と無線により接続されていてもよい。

サーバ２６からインターネット２８を介してスマートフォン２２に能動音響制御プログラムがダウンロードされ、スマートフォン２２から車載システム２４に能動音響制御プログラムが送信される。車載システム２４には、スマートフォン２２から送信された能動音響制御プログラムがインストールされる。

ＡＮＣ処理や同定処理の情報は、車載システム２４のディスプレイ４６に表示させてもよいし、スマートフォン２２のディスプレイ３４に表示させてもよい。

車載システム２４は、エンジン回転数センサ１９及びマイクロフォン２０と有線で接続されている。車載システム２４は、エンジン回転数センサ１９及びマイクロフォン２０と無線で接続されていてもよい。

［作用効果］
本実施形態では、サーバ２６からの能動音響制御プログラムのダウンロードは、移動通信モジュール３８や無線ＬＡＮ通信モジュール４０を有するスマートフォン２２により行う。そして、ダウンロードされた能動音響制御プログラムは、スマートフォン２２から車載システム２４に送られ、車載システム２４に能動音響制御プログラムがインストールされる。これにより、移動通信モジュールや無線ＬＡＮ通信モジュールが搭載されていない車載システム２４であっても、能動音響制御プログラムをインストールさせることができ、能動音響制御装置１０として機能させることができる。

〔第６実施形態〕
第１実施形態～第５実施形態では、能動音響制御装置１０は、能動音響制御のうち能動騒音制御を実施する。これに対し、本実施形態では、能動音響制御装置１０は、能動騒音制御に加えて能動効果音制御を行う。能動効果音制御では、エンジン回転数Ｎｅに応じて、エンジン音を模した効果音をスピーカ１６から出力させる。これにより、例えば、車両１２の乗員に心地よさを感じさせることや、加速感を与えることができる。

図２４は、能動音響制御装置１０のブロック図である。能動音響制御装置１０は、能動騒音制御を行う能動騒音制御部１１３及び能動効果音制御を行う能動効果音制御部１１４を有している。能動騒音制御部１１３の構成は、第１実施形態～第４実施形態のいずれかの能動音響制御装置１０の構成が用いられる。能動効果音制御部１１４は、本発明の効果音生成部に相当する。

能動効果音制御部１１４は、周波数検出回路１１６、調波信号生成部１１８、波形記憶部１２０及び制御信号生成部１２２を有している。

周波数検出回路１１６は、第１実施形態の周波数検出回路７８ａと同じく振動周波数ｆを検出する。調波信号生成部１１８は、振動周波数ｆの４倍、５倍又は６倍の調波信号ｆｈを生成する。波形記憶部１２０は、調波信号ｆｈ毎に振幅及び位相が異なる波形データを記憶している。制御信号生成部１２２は、調波信号ｆｈに対応する波形データに基づいて制御信号ｖ０を生成する。

能動騒音制御部１１３から出力された制御信号ｕ０と能動効果音制御部１１４から出力された制御信号ｖ０とが加算器１２４において加算される。スピーカ１６は、制御信号ｕ０と制御信号ｖ０とに基づいて制御される。これにより、スピーカ１６からは、騒音を低減する相殺音とともに、エンジン音を模した効果音が出力される。

［作用効果］
本実施形態の能動音響制御装置１０は、能動騒音制御部１１３と能動効果音制御部１１４を有する。これにより、スピーカ１６からは、騒音を低減する相殺音とともに、エンジン音を模した効果音を出力させることができる。

〔変形例〕
第１実施形態～第６実施形態では、エンジン回転数Ｎｅに基づいて振動周波数ｆが検出される。車両１２の加速度とエンジン回転数Ｎｅとの間には高い相関がある。そのため、車室１４内のスマートフォン２２の加速度センサ３７が検出した車両１２の加速度に基づいて振動周波数ｆを検出してもよい。

エンジン回転数Ｎｅは、車両１２の速度とも高い相関がある。そのため、車室１４内のスマートフォン２２の加速度センサ３７が検出した車両１２の加速度の累積値を速度とし、速度に基づいて振動周波数ｆを検出してもよい。

〔本願におけるコンピュータの用語について〕
本願において、コンピュータとは、与えられた手順に従って複雑な計算を自動的に行う機械のことをいう。特に、電子回路等を用いてデジタルデータの入出力、演算、変換等を連続的に行うことができ、詳細な処理手順を人間等が記述して与えることで、様々な用途に用いることができる電気機械のことを示す。

一般にコンピュータそのものと分類される機器には、個人向けの汎用コンピュータであるパーソナルコンピュータ（ＰＣ：Personal Computer、パソコン）や、企業の情報システム等で用いられる大規模・高性能コンピュータであるサーバやメインフレーム、科学技術計算等に用いる超高性能コンピュータであるスーパーコンピュータ等がある。また、情報やデータを扱う電気機械には何らかの形でコンピュータの一種が組み込まれていることも多い。

よって、本願においては、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末等の各種の通信機器、並びに、ビデオレコーダ、デジタルテレビ、デジタルカメラ、ゲーム機、車両制御装置等の電子制御の家電製品や産業機械等もコンピュータに含まれるものとする。

すなわち、本願におけるコンピュータは、外部とのデータのやり取りを行う入出力装置、データを記録する記憶装置、プログラムの実行及びプログラムの実行状況や各装置の状態を制御する制御装置、データの計算や加工を行う演算装置等から構成される。

このうち、記憶装置は一時的な記憶に用いる主記憶装置と、永続的な記録に用いる外部記憶装置（補助記憶装置）に分かれていてもよい。

制御装置と演算装置は一つの装置や半導体チップとして統合され、これを処理装置（あるいは、中央処理装置、ＣＰＵ、プロセッサ）としてもよい。

コンピュータの計算手順はデータとして記録して与える方式（プログラム内蔵方式）になっており、これをコンピュータプログラムあるいは単にプログラムという。

〔本願における演算処理装置の用語について〕
演算処理装置は、トランジスタ・半導体素子が集積したもので、中央処理装置（ＣＰＵ、マイクロプロセッシングユニット、ＭＰＵ、processor）である。演算処理装置とは、コンピュータの主要な構成要素の一つで、他の装置・回路の制御やデータの演算などを行う装置である。演算装置と制御装置を統合したもので、現代では一枚のＩＣチップに集積されたマイクロプロセッサ（ＭＰＵ：Micro-Processing Unit）を用いる。

演算処理装置は、メインメモリ（ＲＡＭ）に格納された機械語（マシン語）のプログラムを、バスを通じて一命令ずつ順番に読み出し（フェッチ）、その内容を解釈して行うべき動作を決定（デコード）し、内部の回路を駆動して実際に処理を実行する。その演算処理装置の内部は、命令の解釈や他の回路への動作の指示などを行う制御ユニット、論理演算や算術演算を行う演算ユニット（ＡＬＵ：Arithmetic and Logic Unit）、データの一時的な記憶を行うレジスタ、外部との通信を行うインターフェース回路などで構成される。

また、レジスタとメインメモリのあまりに大きな速度差、容量差を埋めるため、両者の中間の速度と容量を併せ持つキャッシュメモリが内蔵されることが多い。

〔本願における主記憶装置の用語について〕
主記憶装置は、「メインメモリ」、「メモリ」、「ＲＡＭ」とも呼ばれる。主記憶装置は、中央処理装置（ＣＰＵ）と基板上の電気配線などを通じて直に接続されたものである。主記憶装置は、ＣＰＵの命令によって直に読み書きが可能な記憶装置で、実行中のプログラムコードや当座の処理に必要なデータなどが保存される。主記憶装置は、外部記憶装置（ストレージ）に比べ読み書き動作は桁違いに高速だが、単価が高いため機器に搭載できる容量は何桁か少ないのが一般的である。

現代のコンピュータで主記憶装置（メインメモリ）として用いられるのは半導体記憶装置（半導体メモリ）のＲＡＭ（Random Access Memory）の一種であるＤＲＡＭ（Dynamic RAM）がほとんどで、機器の電源を切るなどして装置への通電を止めると記憶内容が失われるという特性がある。このため、データやプログラムの永続的な保管にはストレージを用い、コンピュータの起動時にメインメモリに必要なプログラムなどを読み込んで実行するという動作が基本となっている。また、現代のＣＰＵ製品の多くは内部にＤＲＡＭよりも高速な「キャッシュメモリ」と呼ばれる記憶回路を内蔵しているが、これはＤＲＡＭとのやり取りを高速化する一時的な保管場所としてのみ用いられ、プログラムから明示的に動作を制御することはできないようになっている。

〔本願におけるストレージの用語について〕
ストレージは、「外部記憶装置」、「external storage unit」、「補助記憶装置」とも呼ばれる。ストレージとは、コンピュータの主要な構成要素の一つで、データを永続的に記憶する装置。磁気ディスク（ハードディスクなど）や光学ディスク（ＣＤ／ＤＶＤ／Ｂｌｕ－ｒａｙ（登録商標） Ｄｉｓｃなど）、フラッシュメモリ記憶装置（ＵＳＢメモリ／メモリカード／ＳＳＤ（ソリッドステートドライブ）など）、磁気テープなどがこれにあたる。

ストレージとは、一般的には通電しなくても記憶内容が維持される記憶装置を指し、コンピュータが利用するプログラムやデータなどを長期間に渡って固定的に保存する用途に用いられる。コンピュータ内にはこれとは別に、半導体素子などでデータの記憶を行う主記憶装置（メインメモリ、メモリ）が内蔵されており、利用者がプログラムを起動してデータの加工を行う際にはストレージから必要なものをメモリに呼び出して使う。

同じコンピュータに搭載される装置同士で比較すると、ストレージはメモリに比べて記憶容量が数桁（数十～数千倍）大きく、容量あたりのコストが数桁小さいが、読み書きに要する時間が数桁大きい。

〔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。

サーバ（２６）とデータを送受信する通信機（２２）を利用してダウンロードされるとともに、車両（１２）の車室（１４）内の騒音を低減させるために、前記車室内に設けられたスピーカ（１６）から相殺音を出力させる制御信号を生成する処理を演算処理装置（２９）に実行させる能動音響制御プログラムであって、騒音源から発生する前記騒音に応じた基準信号を生成する基準信号生成部（５２）、前記基準信号を適応信号処理して前記制御信号を生成する適応ノッチフィルタ（５４）、前記制御信号に基づいて前記スピーカから出力された前記相殺音と前記騒音との相殺誤差騒音に相当する誤差信号を入力する誤差信号入力部（５６）、車室内空間における音の伝達特性を同定して補正値を生成する同定部（６０）、前記基準信号を前記補正値に基づいて補正して参照信号を生成する参照信号生成部（５８）、前記誤差信号と前記参照信号とに基づいて、前記誤差信号が最小となるように前記適応ノッチフィルタのフィルタ係数を遂次更新するフィルタ係数更新部（６０）、を備える。

上記の能動音響制御プログラムであって、前記通信機を利用してダウンロードされた前記能動音響制御プログラムがインストールされた装置は、マイクロフォン（３２）を有し、該マイクロフォンは、前記相殺誤差騒音を検出し、前記同定部は、前記スピーカから前記マイクロフォンまでの伝達経路における、前記基準信号の周波数の音の伝達特性を同定して前記補正値を生成してもよい。

上記の能動音響制御プログラムであって、前記通信機を利用してダウンロードされた前記能動音響制御プログラムがインストールされた装置は、マイクロフォン（２０）と接続され、該マイクロフォンは、前記相殺誤差騒音を検出し、前記同定部は、前記スピーカから前記マイクロフォンまでの伝達経路における、前記基準信号の周波数の音の伝達特性を同定して前記補正値を生成してもよい。

上記の能動音響制御プログラムであって、前記通信機を利用してダウンロードされた前記能動音響制御プログラムがインストールされた装置は、エンジン気筒数の情報の入力を受け付けるエンジン気筒数入力部（３５ｄ）を有し、エンジン回転数を検出するエンジン回転数取得装置（１９）が接続され、前記基準信号生成部は、前記エンジン気筒数と前記エンジン回転数に基づいて前記基準信号を生成してもよい。

上記の能動音響制御プログラムであって、前記通信機を利用してダウンロードされた前記能動音響制御プログラムがインストールされた装置は、前記スピーカの数の情報の入力を受け付けるスピーカ数入力部（３５ｋ）と、前記マイクロフォンの数の情報の入力を受け付けるマイクロフォン数入力部（３５ｍ）と、を有し、前記補正値の数、及び、前記フィルタ係数の数は、前記スピーカの数、及び、前記マイクロフォンの数に応じて決定されてもよい。

上記の能動音響制御プログラムであって、前記通信機を利用してダウンロードされた前記能動音響制御プログラムがインストールされた装置は、エンジン気筒数の情報の入力を受け付けるエンジン気筒数入力部と、加速度を検出する加速度検出部（３７）と、を有し、前記基準信号生成部は、前記エンジン気筒数と前記加速度に基づいて前記基準信号を生成してもよい。

上記の能動音響制御プログラムであって、前記エンジン回転数に基づいて、前記スピーカから効果音を出力させる第２の制御信号を生成する効果音生成部（１１４）、を備えてもよい。

上記の能動音響制御プログラムであって、前記演算処理装置を、前記加速度、又は、前記車両の速度に基づいて、前記スピーカから効果音を出力させる第２の制御信号を生成する効果音生成部、として機能させてもよい。

上記の能動音響制御プログラムにしたがって前記演算処理装置に処理を実行させる際に用いられる前記相殺誤差騒音を検出するマイクロフォンであって、前記通信機を利用してダウンロードされた前記能動音響制御プログラムがインストールされた装置と、有線又は無線で接続され、前記車室内において着脱可能に取り付けられる。

上記の能動音響制御プログラムにしたがって前記演算処理装置に処理を実行させる際に用いられる前記エンジン回転数を取得するエンジン回転数取得装置（１０６）であって、前記装置と有線又は無線で接続され、前記車室内において着脱可能に取り付けられる。

１２…車両 １４…車室
１６…スピーカ ２０、３２…マイクロフォン
１８…エンジン（騒音源）
１９…エンジン回転数センサ（エンジン回転数取得装置）
２２…スマートフォン（通信機） ２６…サーバ
２９…演算処理装置 ３５ｄ…エンジン気筒数入力部
３５ｋ…スピーカ数入力部
３５ｍ…マイクロフォン数入力部
３７…加速度センサ（加速度検出部） ５２…基準信号生成部
５４…制御信号生成部（適応ノッチフィルタ）
５６…誤差信号入力部 ５８…参照信号生成部
６０…制御フィルタ係数更新部（フィルタ係数更新部、同定部）
１０６…車両情報取得装置（エンジン回転数取得装置）
１１４…能動効果音制御部（効果音生成部）

Claims (8)

1. サーバ（２６）とデータを送受信する通信機（２２）を利用してダウンロードされるとともに、車両（１２）の車室（１４）内の騒音を低減させるために、前記車室内に設けられたスピーカ（１６）から相殺音を出力させる制御信号を生成する処理を演算処理装置（２９）に実行させる能動音響制御プログラムであって、
   騒音源から発生する前記騒音に応じた基準信号を生成する基準信号生成部（５２）、
   前記基準信号を適応信号処理して前記制御信号を生成する適応ノッチフィルタ（５４）、
   前記制御信号に基づいて前記スピーカから出力された前記相殺音と前記騒音との相殺誤差騒音に相当する誤差信号を入力する誤差信号入力部（５６）、
   車室内空間における音の伝達特性を同定して補正値を生成する同定部（６０）、
   前記基準信号を前記補正値に基づいて補正して参照信号を生成する参照信号生成部（５８）、
   前記誤差信号と前記参照信号とに基づいて、前記誤差信号が最小となるように前記適応ノッチフィルタのフィルタ係数を遂次更新するフィルタ係数更新部（６０）、
   を備え、
   前記通信機を利用してダウンロードされた前記能動音響制御プログラムがインストールされた装置は、マイクロフォン（３２）を有し、
   該マイクロフォンは、前記相殺誤差騒音を検出し、
   前記同定部は、前記スピーカから前記マイクロフォンまでの伝達経路における、前記基準信号の周波数の音の伝達特性を同定して前記補正値を生成する、能動音響制御プログラム。
2. 請求項１に記載の能動音響制御プログラムであって、
   前記通信機を利用してダウンロードされた前記能動音響制御プログラムがインストールされた装置は、
   エンジン気筒数の情報の入力を受け付けるエンジン気筒数入力部（３５ｄ）を有し、
   エンジン回転数を検出するエンジン回転数取得装置（１９）が接続され、
   前記基準信号生成部は、前記エンジン気筒数と前記エンジン回転数に基づいて前記基準信号を生成する、能動音響制御プログラム。
3. 請求項１又は２に記載の能動音響制御プログラムであって、
   前記通信機を利用してダウンロードされた前記能動音響制御プログラムがインストールされた装置は、
   前記スピーカの数の情報の入力を受け付けるスピーカ数入力部（３５ｋ）と、
   前記マイクロフォンの数の情報の入力を受け付けるマイクロフォン数入力部（３５ｍ）と、
   を有し、
   前記補正値の数、及び、前記フィルタ係数の数は、前記スピーカの数、及び、前記マイクロフォンの数に応じて決定される、能動音響制御プログラム。
4. 請求項１に記載の能動音響制御プログラムであって、
   前記通信機を利用してダウンロードされた前記能動音響制御プログラムがインストールされた装置は、
   エンジン気筒数の情報の入力を受け付けるエンジン気筒数入力部と、
   加速度を検出する加速度検出部（３７）と、
   を有し、
   前記基準信号生成部は、前記エンジン気筒数と前記加速度に基づいて前記基準信号を生成する、能動音響制御プログラム。
5. 請求項２に記載の能動音響制御プログラムであって、
   前記エンジン回転数に基づいて、前記スピーカから効果音を出力させる第２の制御信号を生成する効果音生成部（１１４）、
   を備える、能動音響制御プログラム。
6. 請求項４に記載の能動音響制御プログラムであって、
   前記演算処理装置を、
   前記加速度、又は、前記車両の速度に基づいて、前記スピーカから効果音を出力させる第２の制御信号を生成する効果音生成部、
   として機能させる、能動音響制御プログラム。
7. 請求項１に記載の能動音響制御プログラムがインストールされたコンピュータであって、
   前記能動音響制御プログラムにしたがって前記制御信号を生成する処理を実行する前記演算処理装置を有する、コンピュータ。
8. サーバ（２６）とデータを送受信する通信機（２２）を利用してダウンロードされるとともに、車両（１２）の車室（１４）内の騒音を低減させるために、前記車室内に設けられたスピーカ（１６）から相殺音を出力させる制御信号を生成する処理を演算処理装置（２９）に実行させる能動音響制御プログラムであって、
   騒音源から発生する前記騒音に応じた基準信号を生成する基準信号生成部（７８）、
   前記基準信号を適応信号処理して前記制御信号を生成する適応ノッチフィルタ（８０）、
   前記制御信号に基づいて前記スピーカから出力された前記相殺音と前記騒音との相殺誤差騒音に相当する誤差信号を受信する誤差信号受信部（９０）、
   車室内空間における音の伝達特性を同定して補正値を生成する同定部（９４）、
   前記基準信号を前記補正値に基づいて補正して参照信号を生成する参照信号生成部（８６）、
   前記誤差信号と前記参照信号とに基づいて、前記誤差信号が最小となるように前記適応ノッチフィルタのフィルタ係数を遂次更新するフィルタ係数更新部（９６）、
   を備え、
   前記通信機を利用してダウンロードされた前記能動音響制御プログラムがインストールされた装置は、マイクロフォン（３２）を有し、
   前記能動音響制御プログラムは、前記同定部において、前記制御信号及び前記誤差信号に基づき前記スピーカから前記マイクロフォンまでの伝達経路である二次経路における音の伝達特性を示す二次経路フィルタの係数を更新することにより前記補正値を生成する、能動音響制御プログラム。

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