WO2017217270A1 - 騒音低減装置、騒音低減方法 - Google Patents

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WO2017217270A1
WO2017217270A1 PCT/JP2017/020810 JP2017020810W WO2017217270A1 WO 2017217270 A1 WO2017217270 A1 WO 2017217270A1 JP 2017020810 W JP2017020810 W JP 2017020810W WO 2017217270 A1 WO2017217270 A1 WO 2017217270A1
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noise
sound
noise reduction
performance
air conditioner
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まなぶ 大塚
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株式会社デンソー
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    • B60R11/02Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for for radio sets, television sets, telephones, or the like; Arrangement of controls thereof
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/02Ducting arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
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    • F24F13/00Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/24Means for preventing or suppressing noise
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general

Definitions

  • the present disclosure relates to a noise reduction device and a noise reduction method that are applied to an air conditioner capable of changing an operating condition for sending air and reduce the noise of the air conditioner.
  • the air conditioner can change operating conditions such as changing the position where air is blown out from multiple air outlets, switching between introduction and shut-off of outside air, and changing the air volume according to user operations. It has become.
  • noise mainly generated by the blower fan propagates through the air conditioner main body or duct and is emitted from the outlet, which may be annoying to the user.
  • Patent Document 1 a technique for reducing noise, it is known to cancel noise by acquiring noise with a microphone and outputting a cancel sound having the same amplitude and opposite phase as the acquired noise from a speaker.
  • Patent Document 1 a technique where noise is reduced by a canceling sound is visualized and displayed to a user.
  • This disclosure is intended to provide a technique that allows the user to feel that the operation condition changing operation or the starting operation has been accepted while reducing the noise of the air conditioner.
  • the noise reduction device and the noise reduction method acquire noise propagating in the main body or the duct of the air conditioning device as an input signal, and at the downstream side of the noise propagation direction, the noise is reduced.
  • a canceling sound is output for reduction by cancellation.
  • the output signal of the cancel sound is generated by filtering the input signal with a filter unit.
  • a synthesized sound of noise and cancellation sound is acquired as an error signal further downstream in the noise propagation direction, and the filter coefficient used for filtering in the filter unit is reduced by the adaptive unit so that the error signal becomes small. Correct it.
  • the filter unit and the adaptive unit is controlled, and the ability to reduce noise is made lower than the maximum performance. Then return to maximum performance.
  • the noise reduction performance (hereinafter referred to as noise reduction performance) is intentionally lowered from the maximum performance.
  • the user can hear the noise associated with the activation from the air conditioner, or the sound volume and sound quality of the noise from the air conditioner can change and the user can hear the noise.
  • the user can feel that the start operation or the change operation has been accepted.
  • the noise once heard by the user from the air conditioner is reduced by returning the noise reduction performance to the maximum performance. It can appeal to the user that the noise reduction device is operating.
  • FIG. 1 shows a rough configuration of an in-vehicle air conditioner 10 to which the noise reduction device 100 of the present embodiment is applied.
  • the air conditioner 10 is mounted in the dashboard 2 of the vehicle 1. By sending air from the air outlet 12 through the duct 11, the vehicle interior can be heated, cooled, or dehumidified. It has become.
  • the air outlet 12 is provided via the duct 11, but the air outlet 12 may be provided directly connected to the main body of the air conditioner 10 without the duct 11. Good.
  • the air conditioner 10 includes a blower fan, an evaporator for cooling, a heater core for heating, an air mix door for switching a mixing ratio of cool air and warm air, and the like.
  • the air outlet 12 includes a front air outlet 12a that sends air toward the upper body of the driver, an upper air outlet 12b that sends air toward the windshield 3, and air toward the feet of the driver.
  • a lower outlet 12c is provided. From these outlets 12a to 12c, it is possible to switch the position where the air is blown according to the operation of the user of the air conditioner 10 (ie, driver or passenger).
  • the dashboard 2 of the vehicle 1 is provided with an operation panel 20 for a user to operate the air conditioner 10.
  • FIG. 2 shows the configuration of the operation panel 20 of the present embodiment.
  • the illustrated operation panel 20 includes a start / stop button 21, a mode button 22, an inside / outside air button 23, and an air volume button 24.
  • the start / stop button 21 is a button operated by the user to start or stop the air conditioner 10.
  • the mode button 22 is a button operated by the user in order to change the position where the air is blown out from the above-described outlets 12a to 12c. Each time the mode button 22 is operated, the air outlets 12a to 12c are switched, and the user can select air blowing toward the upper body, air blowing toward the windshield 3, and air blowing toward the feet.
  • the inside / outside air button 23 is a button operated by the user to switch between the case where the outside air is blocked and the inside air is circulated and the case where the outside air is introduced.
  • the air volume button 24 is a button operated by the user in order to change the air volume blown from the air outlet 12 (that is, the number of rotations of the blower fan), and is divided into a button for increasing the air volume and a button for decreasing the air volume. Yes.
  • the user of the air conditioner 10 operates such an operation panel 20 to change not only the start / stop of the air conditioner 10 but also the position of blowing out air, switching between blocking / introducing outside air, and changing the air volume. It is possible to change the operating conditions of the air conditioner 10 such as or the like.
  • noise that is mainly generated by a blower fan propagates in the main body of the air conditioner 10 or in the duct 11 and is emitted from the outlet 12, which is annoying for the user. There is. Therefore, in order to reduce the noise of the air conditioner 10, a noise reduction device 100 is installed.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the noise reduction device 100 of the present embodiment.
  • the noise reduction device 100 includes a noise microphone 101, a speaker 102, an error microphone 103, a filter unit 104, an adaptation unit 105, and a performance control unit 106.
  • the three “parts” 104 to 106 are conceptually classified by focusing on the function of the noise reduction apparatus 100, and each does not necessarily exist physically independently. .
  • These “units” 104 to 106 can be configured by various devices, electronic components, integrated circuits, computers, computer programs, or combinations thereof.
  • the noise microphone 101 is installed in the duct 11 and converts noise propagating through the duct 11 using a blower fan as a main generation source into an electric signal and acquires it as an input signal.
  • the noise microphone 101 of the present embodiment corresponds to a “noise acquisition unit” in the present invention.
  • the speaker 102 is installed downstream of the noise microphone 101 of the duct 11 in the noise propagation direction (that is, the right side in the figure), and outputs a canceling sound that reduces the noise propagating through the duct 11 by canceling. It is possible.
  • the speaker 102 of the present embodiment corresponds to an “output unit” in the present invention.
  • the error microphone 103 is installed in the duct 11 further downstream in the noise propagation direction than the speaker 102, and the synthesized sound of the noise and the cancellation sound (that is, the noise that cannot be silenced by the cancellation sound), It is converted into an electrical signal and acquired as an error signal.
  • the error microphone 103 of the present embodiment corresponds to an “error acquisition unit” in the present invention.
  • the noise microphone 101, the speaker 102, and the error microphone 103 may be arranged in this order in the noise propagation direction in the main body.
  • the filter unit 104 is connected to the noise microphone 101, and filters the input signal from the noise microphone 101, thereby generating an output signal of a cancellation sound that is in an opposite phase to the input signal.
  • the filter unit 104 of the present embodiment uses a general FIR (Finite Impulse Response) filter.
  • the filter unit 104 is not limited to this if it can generate an output signal by performing predetermined signal processing on the input signal. I can't.
  • the filter unit 104 is connected to the speaker 102, and the speaker 102 converts the output signal from the filter unit 104 and outputs it as a cancel sound.
  • the adaptation unit 105 corrects the filter coefficient used for filtering in the filter unit 104 based on the input signal from the noise microphone 101 and the error signal from the error microphone 103.
  • the adaptation unit 105 of the present embodiment employs a well-known LMS (Least-Mean-Square) method as an adaptation algorithm, and approaches the optimum coefficient while correcting the filter coefficient so that the error signal becomes small (that is, , Learn filter coefficients).
  • LMS Local-Mean-Square
  • the adaptive algorithm is not limited to the LMS method, and other correction procedures such as a learning identification method and a projection method may be adopted.
  • the performance control unit 106 is connected to the filter unit 104 and the adaptation unit 105, and controls the performance of reducing noise by the noise reduction device 100 (hereinafter referred to as noise reduction performance).
  • the performance control unit 106 of this embodiment is connected to the operation panel 20.
  • the performance control unit 106 controls at least one of the filter unit 104 and the adaptation unit 105 to temporarily reduce the noise reduction performance to the maximum performance. After making the state lower than the maximum, return to the maximum performance.
  • the performance control unit 106 is connected to the speaker 102, and transmits a notification signal to the speaker 102 when the noise reduction performance is reduced or when the noise reduction performance is restored, thereby generating a predetermined notification sound. Output from the speaker 102.
  • FIG. 4 shows a flowchart of noise reduction processing executed by the noise reduction apparatus 100 of the present embodiment.
  • the noise reduction process (S100) is started when the user operates the start / stop button 21 of the operation panel 20 to start the air conditioner 10.
  • noise reduction process (S100) is started, first, noise generated by the air conditioner 10 is converted into an electrical signal by the noise microphone 101 and acquired as an input signal (S101).
  • the acquired input signal is filtered by an FIR filter to generate an output signal having an antiphase relationship with the input signal (S102).
  • a predetermined initial value for example, “0” or an optimum coefficient obtained by the previous noise reduction process
  • a cancel sound is output from the speaker 102 (S103).
  • the synthesized sound of the noise and the cancel sound is then converted into an electric signal by the error microphone 103 and acquired as an error signal (S104).
  • This synthesized sound is a noise that cannot be completely silenced by the cancellation sound, and the filter coefficient is corrected by an adaptive algorithm so that the error signal becomes small by using the acquired error signal and input signal (S105).
  • a predetermined delay period for example, 2 seconds
  • the filter coefficient corrected in S105 is reduced by a predetermined reduction rate (for example, 0.5 times) (S107). Thereafter, the process returns to S101 and the above-described series of processes is repeated. Note that in the process of S102 performed after the process of S107, filtering is performed using a filter coefficient that is reduced and changed at a predetermined reduction rate, not the filter coefficient corrected by the adaptive algorithm. Therefore, during the delay period, the noise reduction performance of the noise reduction device 100 is lower than the maximum performance.
  • S108 it is subsequently determined whether or not the noise reduction performance of the noise reduction device 100 has reached the maximum performance (S108).
  • S108 it is determined that the noise reduction performance has reached the maximum performance based on the noise level of the synthesized sound acquired as the error signal being reduced to a predetermined allowable level. Note that the determination criterion of S108 is not limited to this, and it is determined that the noise reduction performance has reached the maximum performance based on the fact that the correction of the filter coefficient has been sufficiently completed and the correction amount has become a predetermined amount or less. Also good.
  • FIG. 5 shows a flowchart of the performance control process.
  • a predetermined notification sound for example, “po-pi (upward tone)”
  • the operation condition changing operation is an operation for reducing the noise of the air conditioner 10 (S114).
  • control pattern a pattern for controlling the noise reduction performance in accordance with the operation for changing the operating condition.
  • a “decreasing operation pattern” is set (S115).
  • the filter coefficient at the time when the correction is stopped is decreased at a certain rate (S118).
  • the filter coefficient is reduced at a constant rate in the time direction to a predetermined decrease rate (for example, 0.5 times) over a predetermined gradual decrease period after the operation condition changing operation is performed (that is, Change).
  • the gradual decrease period is determined for each control pattern, and the gradual decrease period (for example, 0.5 seconds) of the decreasing operation pattern is shorter than the gradual decrease period (for example, 1.0 second) of the increase operation pattern.
  • the rate at which the filter coefficient is reduced in the processing of S118 is larger in the decreasing operation pattern than in the increasing operation pattern.
  • the noise generated by the air conditioner 10 is converted into an electrical signal by the noise microphone 101 and acquired as an input signal (S119), and the acquired input signal is filtered to generate an output signal (S120). ). Then, by transmitting the generated output signal to the speaker 102 and outputting a cancellation sound from the speaker 102 (S121), it is determined whether or not a gradual decrease period has elapsed since the operation condition changing operation was performed (S122). ).
  • the gradual decrease period differs for each control pattern.
  • the process returns to S118, and the filter coefficient is changed from the filter coefficient to the control pattern again.
  • the above-described series of processing is repeated.
  • the input signal is filtered by the process of S120 using the filter coefficient (that is, the filter coefficient far from the optimum coefficient) reduced at a constant rate every time the process of S118 is performed. Reduction performance gradually decreases.
  • a predetermined reduction rate for example, 0.5%) with respect to the filter coefficient at the time when the correction is stopped in the process of S117.
  • the filter coefficient reduced by (multiple) is fixed (S123).
  • a predetermined low performance period is determined for each control pattern, and the low performance period (for example, 1.0 second) of the decreasing operation pattern is compared with the low performance period (for example, 2.0 seconds) of the increasing operation pattern. It is getting shorter.
  • the noise reduction process when returning from the performance control process (S112), it is determined whether or not the air conditioner 10 has stopped (S110). And when the air conditioner 10 has not stopped (S110: no), it returns to the process of S101 and repeats a series of processes mentioned above.
  • the filter coefficient fixed in the process of S123 is given as the initial value of the filter coefficient used for filtering. Then, every time the filter coefficient is corrected in the process of S105, the noise reduction performance recovers.
  • the noise reduction performance reaches the maximum performance (S108), the notification signal is transmitted to the speaker 102, thereby the speaker.
  • a predetermined notification sound (for example, “pi-po (downward tone)”) is output from 102 (S111). Thereafter, if the air conditioner 10 is stopped while the process is repeated (S110: yes), the noise reduction process of FIG. 4 is terminated.
  • FIG. 6 is a time chart showing how noise is reduced according to the noise reduction processing of the present embodiment when the operation condition changing operation of the air conditioner 10 is performed.
  • FIG. 6A shows the original noise level (hereinafter referred to as the original noise level) before the noise generated by the air conditioning device 10 is reduced by the noise reduction device 100.
  • the illustrated example shows a case where an operation for increasing the air volume is performed as an operation for changing the operating conditions, and the original noise level increases as the number of rotations of the blower fan, which is the main noise source, increases. To do. Therefore, in this case, the control pattern is set to the increase operation pattern.
  • the operation for increasing the air volume will be described as an example, but the operation condition changing operation is not limited to this, and the operation for lowering the air volume, the operation for changing the position for blowing out air, and the blocking and introduction of outside air are performed. Switching operation may be used.
  • FIG. 6B the user after reducing the noise of the air conditioner 10 with the noise reduction device 100 when the maximum performance is always maintained without controlling the noise reduction performance as in the present embodiment.
  • the actual noise level (hereinafter referred to as “listening noise level”) is shown as a comparison. If the noise reduction device 100 is operating while maintaining the maximum performance, even if the sound volume and sound quality change as the operating conditions change, a cancel sound having an antiphase relationship corresponding to the noise is immediately output. Since the noise is reduced, there is little change in the listening noise level. For this reason, it is difficult for a user who has performed an operation to change the driving condition to know whether or not the operation has been accepted.
  • FIG. 6C shows an expression level (hereinafter, performance expression level) of the noise reduction performance when the noise reduction performance is controlled according to the noise reduction processing of the present embodiment.
  • (D) shows the listening noise level when the noise reduction performance is controlled.
  • the performance expression level becomes constant in a state where the performance expression level is lower than the maximum performance during the low performance period. Then, when the low performance period elapses, the learning of the filter coefficient is resumed, so that the performance expression level is restored and the maximum performance is restored as the filter coefficient approaches the optimum coefficient.
  • the listening noise level gradually increases over the gradual reduction period, and the original noise level is increased. Although it is small compared to, it rises to a level noticed by the user. Thereafter, the listening noise level is maintained at a level that the user notices over the low performance period, and when the learning of the filter coefficient is resumed after the low performance period elapses, the listening noise level decreases, Decrease to a level you don't care.
  • the filter coefficient reduction rate of the present embodiment is set so that the listening noise level during the low performance period becomes a level noticed by the user.
  • the noise reduction performance is intentionally lowered to temporarily reduce the noise reduction performance from the air conditioning device 10. Since at least one of the volume and quality of the noise changes and the user can hear the noise, the change can make the user feel that the change operation has been accepted. Further, after the user feels that the change operation has been accepted, the noise once heard by the user from the air conditioner 10 is reduced by returning the noise reduction performance to the maximum performance. It is possible to appeal to the user that the noise reduction device 100 is operating.
  • the noise reduction performance is linearly reduced by reducing (that is, changing) the filter coefficient at a constant rate in the time direction over the gradual reduction period from the operation condition changing operation. It is supposed to let you. In this way, since the noise heard by the user from the air conditioner 10 gradually increases, the change operation has been accepted without giving the user a sense of incongruity or discomfort compared to when the noise suddenly increases. Can be conveyed elegantly.
  • the noise reduction device 100 outputs a predetermined notification sound from the speaker 102 when the noise reduction performance is lowered from the maximum performance or when the noise reduction performance is restored to the maximum performance. ing. Thereby, it is possible to clearly notify the user of the start and end of the operation condition changing process.
  • the notification sound may be output only when either the noise reduction performance is reduced from the maximum performance or when the noise reduction performance is restored to the maximum performance.
  • the noise reduction performance is lowered by both stopping learning of the filter coefficient and intentionally changing the filter coefficient from the optimum coefficient. It is also possible to reduce the noise reduction performance only with this. For example, if the operating condition of the air conditioner 10 is changed as the air blowing position is changed or the outside air is blocked and introduced, the acoustic transfer characteristics change, so the learning of the filter coefficient is stopped. However, even if the filter coefficient is not intentionally changed, the noise reduction performance deteriorates due to the filter coefficient moving away from the optimum coefficient.
  • the acoustic transfer characteristic does not change, so even if learning of the filter coefficient is stopped.
  • the filter coefficient does not deviate significantly from the optimum coefficient. Therefore, if the filter coefficient is changed intentionally, the noise reduction performance can be lowered according to the amount of change. In this case, the learning of the filter coefficient may be maintained. If the learning of the filter coefficient is stopped and the filter coefficient is intentionally changed from the optimum coefficient as in the present embodiment, the acoustic transfer characteristic changes as the operating condition changes. Since both the case where it does not change can be dealt with, it becomes possible to reliably reduce the noise reduction performance.
  • FIG. 7 shows a comparison between a case where the operation condition changing operation is an operation for increasing noise and a case where the operation is for reducing noise.
  • 7A shows the listening noise level when the noise reduction performance is controlled by the “increase operation pattern” in accordance with the operation for increasing the air volume
  • FIG. b) shows the listening noise level when the noise reduction performance is controlled by the “decrease operation pattern” in accordance with the operation for reducing the air volume.
  • the decrease operation pattern like the increase operation pattern, the listening noise level increases by reducing the noise reduction performance with the change of the driving condition, and the noise can be heard by the user.
  • the gradual decrease period and the low performance period are shortened, the period from when the user hears noise until the noise is no longer heard by the return of the noise reduction performance is shortened.
  • the noise reduction device 100 of the present embodiment when an operation for reducing noise such as reducing the air volume is performed, the noise is temporarily increased due to the reduction in noise reduction performance, and the user is allowed to accept the change operation. While making it feel, it is possible to suppress the user's uncomfortable feeling by reducing the noise by returning the noise reduction performance more quickly than the operation of increasing the noise such as increasing the air volume.
  • the reduced operation pattern has a short period of time from when the noise reduction performance is reduced to when it is restored. It is good also as returning immediately after decreasing rapidly without carrying out fine control.
  • FIG. 8 is a time chart showing how noise is reduced according to the noise reduction processing of the present embodiment when the air conditioning device 10 is activated.
  • FIG. 8A shows the original noise level. As shown in the figure, when the air conditioning device 10 is activated by performing the activation operation, the original noise level is rapidly increased by the rotation of the blower fan that is the main noise source.
  • FIG. 8B shows a comparison of the listening noise level when the noise reduction performance is set to be the maximum performance immediately after the start of the air conditioner 10 without controlling the noise reduction performance as in the present embodiment.
  • FIG. 8C shows a performance expression level when the noise reduction performance is controlled according to the noise reduction processing of the present embodiment
  • FIG. 8D shows the noise reduction performance.
  • the listening noise level when controlling is shown.
  • the learned filter coefficient is set to a predetermined value over a predetermined delay period (for example, 2 seconds). It is deliberately changed with a reduction rate (for example, 0.5 times). Thereby, during a delay period, it will be in the state in which the performance expression level fell rather than the maximum performance. Since the learned filter coefficient is not intentionally changed after the delay period has elapsed, the performance expression level increases and the maximum performance is reached each time the filter coefficient is repeatedly learned.
  • the listening noise level is small compared to the original noise level over the delay period from the start-up operation of the air conditioner 10. , Maintained at a level noticed by the user. Thereafter, when the delay period elapses, the listening noise level decreases as the learning of the filter coefficient proceeds, and the level decreases to a level that the user does not care about.
  • the noise reduction performance is not immediately approached to the maximum performance, but is improved over the delay period. Dare to bring it down. Thereby, since the user can hear the noise accompanying activation from the air conditioner 10, the user can feel that the activation operation has been accepted (that is, the air conditioner 10 has been activated). In addition, after the user feels that the activation operation has been accepted, the noise that has been heard by the user from the air conditioner 10 is reduced by increasing the noise reduction performance to the maximum performance. It can appeal to the user that 100 is operating.
  • a predetermined notification sound is output from the speaker 102.
  • a predetermined notification sound may be output from the speaker 102 immediately after the start of the noise reduction processing shown in FIG. 4, thereby clearly informing the user of the start of the activation process of the air conditioning device 10. Can do.
  • the noise reduction performance is lowered from the maximum performance by intentionally changing the learned filter coefficient over the delay period.
  • the present invention is not limited to this. Instead, the noise reduction performance may be lowered from the maximum performance by stopping the learning of the filter coefficient halfway.
  • FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the noise reduction device 100 of the first modification.
  • the noise reduction device 100 of the first modification does not include the performance control unit 106 in the noise reduction device 100 (see FIG. 3) of the above-described embodiment, but includes a sound increase control unit 107 and a storage unit 108 instead. ing.
  • the sound increase control unit 107 is connected to the operation panel 20 and the speaker 102, and is an alternative that replaces the noise of the air conditioner 10 when the user performs an activation operation or an operation condition change operation of the air conditioner 10. By outputting the sound from the speaker 102, the sound reaching the user is temporarily increased.
  • the storage unit 108 is connected to the sound increase control unit 107 and stores pseudo noise data created in advance to resemble the noise of the air conditioner 10 as substitute sound data.
  • the storage unit 108 may store noise input signals acquired in advance by the noise microphone 101 as alternative sound data instead of the pseudo noise data.
  • the sound increase control unit 107 reads the substitute sound data from the storage unit 108 and transmits the substitute sound signal to the speaker 102, thereby outputting the substitute sound from the speaker 102.
  • the output of the substitute sound is not limited to the same speaker 102 as the cancel sound, and a dedicated speaker that outputs the substitute sound is separately provided somewhere on the path of the noise such as the main body of the air conditioner 10 or the duct 11. It may be provided.
  • the sound increase control unit 107 of the first modification is connected to the adaptation unit 105, and it is possible to stop the modification of the filter coefficient by the adaptation unit 105 during the substitute sound output period.
  • FIG. 10 shows a flowchart of noise reduction processing executed by the noise reduction device 100 of the first modification.
  • the noise reduction process (S200) of the first modified example first, the noise of the air conditioner 10 is acquired as an input signal by the noise microphone 101 (S201), and the input signal is filtered to have a phase opposite to that of the input signal. An output signal that is a relationship is generated (S202).
  • S202 An output signal that is a relationship is generated (S202).
  • the optimum coefficient stored at the end of the previous noise reduction process is given as the initial value of the filter coefficient used for filtering.
  • a cancellation sound is output from the speaker 102 by transmitting an output signal to the speaker 102 (S203), whether or not a predetermined delay period (for example, 2.0 seconds) has elapsed since the start of the air conditioner 10 is determined. Is determined (S204). If the delay period has not yet elapsed (S204: no), the substitute sound signal is transmitted to the speaker 102 to output the substitute sound from the speaker 102 (S205), and the process of S201 is performed while the substitute sound is output. Returning to the above, the above-described series of processing is repeated. In this way, during the delay period, the substitute sound for substituting the noise is output in the process of S205 while the cancel sound for canceling the noise is output in the process of S203.
  • a predetermined delay period for example, 2.0 seconds
  • the error microphone 103 outputs noise and cancellation sound without outputting the substitute sound (that is, stopping the substitute sound output).
  • the synthesized sound is acquired as an error signal (S206), and the filter coefficient is corrected based on the error signal and the input signal (S207).
  • the filter coefficient is not corrected, and the correction of the filter coefficient is started after the delay period has elapsed.
  • FIG. 11 shows a flowchart of the sound increase control process of the first modification.
  • the operation condition changing operation is an operation for reducing the noise of the air conditioner 10 (S211).
  • S211 an operation for reducing the noise of the air conditioner 10
  • a “decreasing operation pattern” is set as a control pattern of the noise reduction performance associated with the operation condition changing operation (S212).
  • S212 the noise reduction performance associated with the operation condition changing operation
  • the noise increases due to an operation to increase the air volume, or when the air blowing position is changed, or the operation of switching between blocking and introducing the outside air is changed, the sound quality mainly changes and the volume changes greatly. If not (S211: no), an “increasing operation pattern” is set as the control pattern (S213).
  • the noise of the air conditioner 10 is acquired as an input signal by the noise microphone 101 (S215), and an output signal is generated by filtering the input signal (S216). .
  • a canceling sound is output from the speaker 102 by transmitting an output signal to the speaker 102 (S217), it is determined whether or not a predetermined sound increasing period has elapsed since the operation condition changing operation was performed (S218). ). This sound increase period is determined for each control pattern, and the sound increase period (for example, 1.5 seconds) of the decrease operation pattern is compared with the sound increase period (for example, 3.0 seconds) of the increase operation pattern. It is getting shorter.
  • the substitute sound signal is output from the speaker 102 by transmitting the substitute sound signal to the speaker 102 (S219). While outputting the sound, the process returns to S215 to repeat the series of processes described above. As described above, during the sound increase period, the substitute sound for substituting the noise is output in the process of S219 while the cancel sound for canceling the noise is output in the process of S217.
  • the noise reduction process of FIG. 10 after returning from the sound increase control process (S210), it is determined whether or not the air conditioner 10 has stopped (S209). And when the air conditioner 10 has not stopped (S209: no), it returns to the process of S201 and repeats a series of processes mentioned above.
  • the filter coefficient at the time when the correction is stopped in the process of S214 is given as the initial value of the filter coefficient used for filtering. And noise reduction performance can be improved by correcting a filter coefficient by the process of S207. Thereafter, if the air conditioner 10 is stopped while the process is repeated (S209: yes), the noise reduction process of FIG. 10 is terminated.
  • FIG. 12 is a time chart showing how noise is reduced according to the noise reduction process of the first modification when an operation for changing the operating condition of the air conditioner 10 is performed.
  • FIG. 12A shows the original noise level before the noise of the air conditioning device 10 is reduced by the noise reduction device 100.
  • the illustrated example is a case where an operation for increasing the air volume is performed as an operation for changing the operating condition, and the original noise level increases as the rotational speed of the blower fan increases. Therefore, the control pattern is set to the increasing operation pattern.
  • FIG. 12B shows a noise level (hereinafter referred to as an error sound level) after the noise of the air conditioner 10 has been reduced by cancellation with a canceling sound.
  • an error sound level a noise level after the noise of the air conditioner 10 has been reduced by cancellation with a canceling sound.
  • the correction that is, learning
  • the filter coefficient Does not deviate significantly from the optimum coefficient, the fluctuation of the error sound level is slight before and after the changing operation.
  • the filter coefficient is not corrected over a predetermined sound increase period (for example, 3.0 seconds) and is constant, there is almost no change in the error sound level during the sound increase period. Then, when the sound increase period elapses, the learning of the filter coefficient is resumed. However, since the filter coefficient is not greatly separated from the optimum coefficient when the learning is originally stopped, the fluctuation of the error sound level before and after the resumption of learning is slight. is there. Thus, if the noise of the air conditioning device 10 is reduced by cancellation by the cancellation sound and the change in the error sound level is poor, it is difficult for the user who has changed the operating condition to know whether or not the operation has been accepted. .
  • a predetermined sound increase period for example, 3.0 seconds
  • FIG. 12D shows a sound level (hereinafter referred to as “listening sound level”) that actually reaches the user by synthesizing the error sound level in FIG. 12B and the alternative sound level in FIG. 12C. ing.
  • the output of the alternative sound is started, and over a predetermined sound increase period (for example, 3.0 seconds).
  • the alternative sound level is maintained at a predetermined level. This predetermined level is set to a level noticed by the user. Then, when the sound increase period elapses, the output of the alternative sound is stopped.
  • the substitute sound level is suddenly increased at the start of the output of the substitute sound, and the substitute sound level is sharply lowered when the output is stopped.
  • the alternative sound level may be gradually increased and maintained at a predetermined level, and then the alternative sound level may be gradually decreased.
  • the listening sound level rises to a level noticed by the user, and over the sound increase period. Then, after the listening sound level is maintained as it is, the listening sound level is lowered to a level that the user does not care about.
  • a predetermined notification sound may be output when the output of the substitute sound is started or when the output of the substitute sound is stopped, as in the above-described embodiment.
  • the filter coefficient is intentionally changed from the optimum coefficient as in the above-described embodiment.
  • an alternative sound that substitutes for the noise of the air conditioner 10 is output while the noise of the air conditioner 10 is reduced by canceling with the canceling sound.
  • the noise reduction device 100 is in operation because the sound that reaches the user is reduced by stopping the output of the substitute sound, so that the sound that reaches the user is reduced. Can appeal to users.
  • the learning of the filter coefficient is stopped over the sound increase period (that is, the period during which the substitute sound is output) from the operation condition change operation, so during the sound increase period
  • the filter coefficient is fixed without correction.
  • the filter coefficient is greatly changed by the influence of the substitute sound, and the noise reduction performance (that is, the air conditioner)
  • the noise reduction performance that is, the air conditioner
  • the performance of reducing the noise of the apparatus 10 by canceling with the canceling sound is not lowered.
  • the substitute sound is not reduced by canceling the substitute sound by learning the filter coefficient for the substitute sound.
  • FIG. 13 is a time chart showing how noise is reduced according to the noise reduction processing of the first modification when the air conditioning device 10 is activated.
  • FIG. 13A shows the original noise level, and when the air conditioning device 10 is activated by performing the activation operation, the original noise level rapidly increases with the rotation of the blower fan.
  • FIG. 13B shows the error sound level after the noise of the air conditioner 10 has been reduced by canceling with the cancel sound.
  • the optimum coefficient stored when the air conditioner 10 was stopped last time is given as the initial value of the filter coefficient used immediately after the start of the air conditioner 10, and if the operating conditions are not changed, the filter coefficient is Since it does not deviate greatly from the optimum coefficient, the error sound level does not increase greatly even when the air conditioner 10 is activated.
  • the learning of the filter coefficient is stopped for a predetermined delay period (for example, 2.0 seconds) from the start of the air conditioner 10, and since the filter coefficient is constant, the error sound level is maintained during the delay period. There is almost no change.
  • the delay period elapses, the learning of the filter coefficient is started.
  • the filter coefficient is not far from the optimum coefficient from the beginning, the fluctuation of the error sound level is slight before and after the learning is started. For this reason, it is difficult for a user who has performed an operation to change the driving condition to know whether or not the operation has been accepted.
  • FIG. 13C shows alternative sound levels.
  • FIG. 13D shows a listening sound level obtained by synthesizing the error sound level shown in FIG. 13B and the alternative sound level shown in FIG.
  • the output of the substitute sound is started and the substitute sound level is set to the predetermined level over a predetermined delay period. maintain. Then, when the delay period elapses, the output of the alternative sound is stopped.
  • the listening sound level rises to a level noticed by the user, and during the delay period. After the listening sound level is maintained as it is, the listening sound level is lowered to a level that the user does not care about.
  • the noise reduction device 100 of the first modified example when the activation operation of the air conditioner 10 is performed, the noise of the air conditioner 10 is reduced by canceling with the canceling sound, and the noise of the air conditioner 10 is reduced. Outputs alternative sound to replace noise. As a result, since the sound reaching the user is increased and heard, the user can feel that the activation operation has been accepted (that is, the air conditioner 10 has been activated). In addition, after making the user feel that the activation operation has been accepted, by stopping the output of the substitute sound, the sound reaching the user is reduced and cannot be heard, so that the noise reduction device 100 is operating. Can appeal to users.
  • the filter coefficient is not corrected and is constant.
  • the filter coefficient does not change significantly due to the substitute sound, and the noise reduction performance does not deteriorate.
  • the substitute sound is not reduced by canceling the substitute sound by learning the filter coefficient for the substitute sound.
  • the configuration of the noise reduction device 100 of the second modification is basically the same as that of the first modification (see FIG. 9) described above, and includes a sound increase control unit 107 and a storage unit 108.
  • the sound increase control unit 107 reads alternative sound data from the storage unit 108 and transmits an alternative sound signal to the speaker 102 when the operation of the air conditioning device 10 or an operation condition change operation is performed on the operation panel 20.
  • the alternative sound is output from the speaker 102.
  • the output of the substitute sound is not limited to the same speaker 102 as that of the cancel sound.
  • a dedicated speaker for outputting the substitute sound is separately provided on the path of the noise propagation between the noise microphone 101 and the error microphone 103. You may keep it.
  • the sound increase control unit 107 and the adaptation unit 105 of the second modified example are not connected, and the adaptation unit 105 corrects the filter coefficient even during the output period of the alternative sound.
  • FIG. 14 shows a flowchart of noise reduction processing executed by the noise reduction device 100 of the second modification.
  • the noise reduction process (S300) of the second modification first, the noise of the air conditioner 10 is acquired as an input signal by the noise microphone 101 (S301), and an output signal is generated by filtering the input signal (S302). . And a cancellation sound is output from the speaker 102 by transmitting an output signal to the speaker 102 (S303).
  • the optimum coefficient stored at the end of the previous noise reduction process is given as the initial value of the filter coefficient used for filtering.
  • the synthesized sound of the noise and the canceling sound is acquired as an error signal by the error microphone 103 (S304), and the filter coefficient is corrected based on the error signal and the input signal (S305). It is determined whether or not a predetermined delay period (for example, 2.0 seconds) has elapsed (S306). If the delay period has not yet elapsed (S306: no), the substitute sound signal is transmitted to the speaker 102, so that the substitute sound is output from the speaker 102 in the same manner as the cancel sound (S307), and the substitute sound remains output. Returning to the process of S301, the series of processes described above is repeated.
  • a predetermined delay period for example, 2.0 seconds
  • the substitute sound is not output (that is, the output of the substitute sound is stopped). It is determined whether or not an operation for changing the ten operating conditions has been performed (S308). When the operation condition changing operation has not been performed (S308: no), it is subsequently determined whether or not the air conditioner 10 has been stopped by the operation of the start / stop button 21 of the operation panel 20 (S309).
  • FIG. 15 shows a flowchart of the sound increase control process of the second modification.
  • the sound increase control process (S310) of the second modification first, it is determined whether or not the operation condition changing operation is an operation for reducing the noise of the air conditioner 10 (S311).
  • the noise is reduced by an operation for reducing the air volume (S311: yes)
  • a “decreasing operation pattern” is set as the control pattern (S312).
  • the noise increases due to an operation to increase the air volume, or when the air blowing position is changed, or the operation of switching between blocking and introducing the outside air is changed, the sound quality mainly changes and the volume changes greatly. If not (S311: no), an “increasing operation pattern” is set as the control pattern (S313).
  • the noise of the air conditioner 10 is acquired as an input signal by the noise microphone 101 (S314), and an output signal is generated by filtering the input signal (S315). Then, the cancel signal is output from the speaker 102 by transmitting the output signal to the speaker 102 (S316).
  • the error microphone 103 acquires the synthesized sound of the noise and the cancel sound as an error signal (S317), and corrects the filter coefficient based on the error signal and the input signal (S318). It is determined whether or not a predetermined sound increase period has elapsed since the start (S319). This sound increase period is determined for each control pattern, and the sound increase period (for example, 1.5 seconds) of the decrease operation pattern is compared with the sound increase period (for example, 3.0 seconds) of the increase operation pattern. It is getting shorter.
  • the substitute sound is output from the speaker 102 in the same manner as the cancel sound by transmitting the substitute sound signal to the speaker 102 ( S320)
  • the series of processes described above is repeated.
  • the synthesized sound including the substitute sound is acquired as an error signal.
  • FIG. 16 is a time chart showing how noise is reduced according to the noise reduction processing of the second modified example when the operation condition changing operation of the air conditioner 10 is performed.
  • FIG. 16A shows the original noise level before the noise of the air conditioning device 10 is reduced by the noise reduction device 100.
  • the illustrated example is a case where an operation for increasing the air volume is performed as an operation for changing the operating condition, and the original noise level increases as the rotational speed of the blower fan increases. Therefore, the control pattern is set to the increasing operation pattern.
  • FIG. 16B shows the error sound level after the noise of the air conditioner 10 has been reduced by canceling with the cancel sound.
  • FIG. 16C shows the alternative sound level output from the speaker 102.
  • the correction that is, learning
  • the filter coefficient is immediately corrected to obtain the optimum coefficient, whereby an alternate long and short dash line in FIG. As shown in Fig. 4, the error sound level hardly changes.
  • the output of the substitute sound from the same speaker 102 as the cancel sound is started, and a predetermined sound increase period (for example, The alternative sound output is stopped after maintaining the alternative sound level at a predetermined level for 3.0 seconds).
  • the learning of the filter coefficient by the adaptive algorithm is performed by combining the noise acquired by the noise microphone 101 and the synthesized sound (that is, noise and cancellation) acquired by the error microphone 103 after the noise is reduced by cancellation by the cancellation sound output from the speaker 102.
  • the filter coefficient is made closer to the optimum coefficient based on the error with the sound.
  • the error microphone 103 acquires the alternative sound as a disturbance in addition to the original error between the noise and the canceling sound (see FIG. 9).
  • the coefficient cannot be brought close to the optimal coefficient.
  • the cancellation sound is output using an insufficient filter coefficient deviating from the optimum coefficient in this way, the performance of reducing noise is lowered.
  • the error sound level tends to increase as compared to the case where the substitute sound is not output. Then, when the substitute sound output is stopped after the sound increase period has elapsed, the influence of the disturbance is eliminated and the filter coefficient approaches the optimum coefficient, so that the error sound level decreases.
  • FIG. 16D shows a listening sound level obtained by synthesizing the error sound level shown in FIG. 16B and the alternative sound level shown in FIG.
  • the listening sound level during the sound increase period not only rises to a predetermined level by the output of the substitute sound, but also adds the error sound level raised by the influence of the disturbance, so the substitute sound level It rises further than. Thereafter, when the sound increase period elapses, the output of the substitute sound is stopped and the learning of the filter coefficient proceeds, so that the listening sound level is lowered to a level that the user does not care about.
  • the noise reduction device 100 of the second modified example when an operation for changing the operating condition of the air conditioner 10 is performed, an alternative sound that substitutes for the noise of the air conditioner 10 is output.
  • the sound that reaches is increased.
  • the substitute sound becomes a disturbance and the filter coefficients deviate from the optimum coefficients, so the noise reduction performance due to the cancellation sound is reduced.
  • the sound from the air conditioner 10 becomes loud and can be heard by the user, the user can feel that the change operation has been accepted.
  • the sound that reaches the user is reduced and the disturbance is eliminated and the filter coefficient approaches the optimum coefficient.
  • the noise reduction performance is restored.
  • the sound from the air conditioning device 10 becomes small and cannot be heard by the user, so that the user can be informed that the noise reduction device 100 is operating.
  • the substitute sound is continued while the learning of the filter coefficient is continued in the same manner as when the operation condition changing operation is performed. Is output.
  • the sound that reaches the user is increased, the substitute sound becomes a disturbance and the noise reduction performance is lowered, and the sound from the air conditioning device 10 can be heard by the user, so that the activation operation is accepted. Can be felt by the user.
  • the sound reaching the user is reduced, the disturbance is eliminated and the noise reduction performance is restored, and the sound from the air conditioner 10 is not heard by the user. It can appeal to the user that 100 is operating.
  • the substitute sound is output from the same speaker 102 as the cancel sound.
  • the alternative sound is acquired as disturbance by the error microphone 103.
  • the canceling sound is output using an insufficient filter coefficient that deviates from the optimum coefficient due to the influence of the disturbance, so that the performance of reducing the noise is deteriorated.
  • the filter coefficient is applied to both the noise acquired by the noise microphone 101 and the substitute sound.
  • both the noise and the substitute sound are reduced by canceling with the canceling sound.
  • the substitute sound is output from the dedicated speaker provided downstream of the error microphone 103 in the noise propagation direction, the noise microphone 101 does not acquire the substitute sound as a disturbance, and the noise reduction performance is maximized.
  • the sound reaching the user can be increased by the output of the alternative sound.
  • the filter coefficient is decremented by a predetermined decrease rate in order to intentionally change.
  • the filter coefficient may be increased by a predetermined increase rate as long as it can be separated from the optimum coefficient.
  • the noise is generated with the operation of the air conditioner 10. If it is, it will not specifically limit, Noise originating in the power (for example, a motor, a motor
  • the noise reduction device 100 can also be suitably applied to the reduction.
  • the example in which the noise reduction device 100 is applied to the vehicle air conditioning device 10 has been described.
  • the application of the noise reduction device 100 is not limited to the vehicle-mounted device as long as the operation condition for sending air can be changed.
  • the noise reduction device 100 can be suitably applied to a spot cooler or the like.

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Abstract

空気調節装置の本体内あるいはダクト内を伝播する騒音を入力信号として取得すると共に、騒音の伝播方向の下流側で、騒音を相殺によって低減するためのキャンセル音を出力する。このキャンセル音の出力信号は、入力信号をフィルタ部でフィルタリングすることで生成する。また、騒音の伝播方向の更に下流側で、騒音とキャンセル音との合成音を誤差信号として取得し、その誤差信号が小さくなるように、フィルタ部でのフィルタリングに用いられるフィルタ係数を適応部で修正する。そして、空気調節装置の起動操作または運転条件の変更操作がユーザによって行われると、フィルタ部および適応部の少なくとも一方を制御して、騒音を低減する能力を最大性能よりも低下させた状態とした後、最大性能に復帰させる。

Description

騒音低減装置、騒音低減方法 関連出願の相互参照
 本出願は、2016年6月13日に出願された特許出願番号2016-117484号及び2017年5月12日に出願された特許出願番号2017-95469号に基づくものであって、その優先権の利益を主張するものであり、その特許出願のすべての内容が、参照により本明細書に組み入れられる。
 本開示は、空気を送る運転条件を変更可能な空気調節装置に適用されて、空気調節装置の騒音を低減する騒音低減装置および騒音低減方法に関する。
 近年、車両の多くが空気調節装置(いわゆるエア・コンディショナー)を搭載しており、車室内に空気を送ることによって、暖房、冷房、除湿などが可能である。また、空気調節装置は、ユーザによる操作に応じて、複数の吹き出し口の中から空気を吹き出す位置を変えたり、外気の導入と遮断とを切り換えたり、風量を変えたりといった運転条件の変更が可能となっている。
 こうした空気調節装置では、送風ファンを主な発生源とする騒音が空気調節装置の本体内あるいはダクト内を伝播して吹き出し口から放出されることにより、ユーザにとって耳障りなことがある。
 騒音を低減する技術としては、マイクロホンで騒音を取得し、取得した騒音と等振幅で逆位相の関係であるキャンセル音をスピーカから出力することによって、騒音を打ち消すことが知られている。
 また、騒音をキャンセル音によって低減している状況を視覚化し、ユーザに対して表示する技術が提案されている(特許文献1)。
特開平11-265185号公報
 空気調節装置の騒音がキャンセル音で低減されると、ユーザが運転条件を変更または空気調節装置を起動するために操作しても、その操作が受容されたか否かがユーザにとって分かり難いという問題があった。これは、空気調節装置に騒音低減技術を適用した場合ならではの問題である。例えば、騒音低減技術を適用していない空気調節装置では、運転条件の変更に伴って騒音の音質や音量が変わることから、変更操作の受容をユーザが容易に感じ取れるのに対して、騒音がキャンセル音で低減されている空気調節装置では、運転条件が変更されても、音質や音量がほとんど変わらないためである。また、特許文献1の技術では、視覚化された表示の変化に基づいて変更操作の受容を確認できるものの、表示を目視し続けていなければ変化に気付くことができない。
 本開示は、空気調節装置の騒音を低減しつつ、運転条件の変更操作または起動操作が受容されたことをユーザに感じ取らせることが可能な技術の提供を目的とする。
 本開示の第1の態様では、騒音低減装置および騒音低減方法は、空気調節装置の本体内あるいはダクト内を伝播する騒音を入力信号として取得すると共に、騒音の伝播方向の下流側で、騒音を相殺によって低減するためのキャンセル音を出力する。このキャンセル音の出力信号は、入力信号をフィルタ部でフィルタリングすることで生成する。また、騒音の伝播方向の更に下流側で、騒音とキャンセル音との合成音を誤差信号として取得し、その誤差信号が小さくなるように、フィルタ部でのフィルタリングに用いられるフィルタ係数を適応部で修正する。そして、空気調節装置の起動操作または運転条件の変更操作がユーザによって行われると、フィルタ部および適応部の少なくとも一方を制御して、騒音を低減する能力を最大性能よりも低下させた状態とした後、最大性能に復帰させる。
 このように、空気調節装置の起動操作または運転条件の変更操作が行われると、騒音を低減する性能(以下、騒音低減性能)を、敢えて最大性能よりも低下させた状態とする。これにより、空気調節装置から起動に伴う騒音がユーザに聞こえたり、空気調節装置からの騒音の音量および音質の少なくとも一方が変化してユーザに騒音が聞こえるようになったりするので、音の変化によって起動操作または変更操作が受容されたことをユーザに感じ取らせることができる。
 また、起動操作または変更操作が受容されたことをユーザに感じ取らせた後は、騒音低減性能を最大性能に復帰させることにより、一旦は空気調節装置からユーザに聞こえた騒音が低減されるので、騒音低減装置が作動していることをユーザにアピールできる。
本実施形態の騒音低減装置100を適用した車載用の空気調節装置10の大まかな構成を示す説明図である。 本実施形態の操作パネル20の構成を示す説明図である。 本実施形態の騒音低減装置100の構成を示すブロック図である。 本実施形態の騒音低減装置100で実行される騒音低減処理を示すフローチャートである。 本実施形態の性能制御処理を示すフローチャートである。 空気調節装置10の運転条件の変更操作が行われた際に、本実施形態の騒音低減処理に従って騒音を低減する様子を示すタイムチャートである。 運転条件の変更操作が騒音を増大させる操作である場合と、騒音を減少させる操作である場合とを比較して示すタイムチャートである。 空気調節装置10の起動操作が行われた際に、本実施形態の騒音低減処理に従って騒音を低減する様子を示すタイムチャートである。 第1変形例の騒音低減装置100の構成を示すブロック図である。 第1変形例の騒音低減装置100で実行される騒音低減処理を示すフローチャートである。 第1変形例の音増大制御処理を示すフローチャートである。 空気調節装置10の運転条件の変更操作が行われた際に、第1変形例の騒音低減処理に従って騒音を低減する様子を示すタイムチャートである。 空気調節装置10の起動操作が行われた際に、第1変形例の騒音低減処理に従って騒音を低減する様子を示すタイムチャートである。 第2変形例の騒音低減装置100で実行される騒音低減処理を示すフローチャートである。 第2変形例の音増大制御処理を示すフローチャートである。 空気調節装置10の運転条件の変更操作が行われた際に、第2変形例の騒音低減処理に従って騒音を低減する様子を示すタイムチャートである。
 以下では、上述した本発明の内容を明確にするために実施形態について説明する。
A.装置構成 :
 図1には、本実施形態の騒音低減装置100を適用した車載用の空気調節装置10の大まかな構成が示されている。図示されるように空気調節装置10は、車両1のダッシュボード2内に搭載されており、ダクト11を通じて吹き出し口12から空気を送り出すことによって、車室内の暖房や、冷房や、除湿などが可能となっている。
 尚、本実施形態の空気調節装置10では、ダクト11を介して吹き出し口12を設けているが、ダクト11を介すことなく空気調節装置10の本体に直結して吹き出し口12を設けてもよい。
 空気調節装置10は、図示は省略するが、送風ファンや、冷却用のエバポレータや、加熱用のヒータコアや、冷気と暖気との混合割合を切り換えるエアミックスドアなどを備えている。
 また、図示されるように、吹き出し口12は、ドライバの上半身に向けて空気を送る前方吹き出し口12aと、フロントガラス3に向けて空気を送る上方吹き出し口12bと、ドライバの足元に向けて空気を送る下方吹き出し口12cとが設けられている。これらの吹き出し口12a~12cの中から、空気調節装置10のユーザ(すなわち、ドライバや同乗者)による操作に応じて、空気を吹き出す位置を切り換えることが可能となっている。
 車両1のダッシュボード2には、ユーザが空気調節装置10を操作するための操作パネル20が設けられている。
 図2には、本実施形態の操作パネル20の構成が示されている。例示した操作パネル20は、起動・停止ボタン21と、モードボタン22と、内外気ボタン23と、風量ボタン24とを備えている。
 起動・停止ボタン21は、空気調節装置10を起動させたり、停止させたりするためにユーザが操作するボタンである。
 モードボタン22は、前述した吹き出し口12a~12cの中から空気を吹き出す位置を変更するためにユーザが操作するボタンである。モードボタン22を操作する毎に吹き出し口12a~12cが切り換わるようになっており、上半身に向けた送風や、フロントガラス3に向けた送風や、足元に向けた送風をユーザが選択できる。
 内外気ボタン23は、外気を遮断して内気を循環させる場合と、外気を導入する場合とを切り換えるためにユーザが操作するボタンである。
 風量ボタン24は、吹き出し口12から吹き出す風量(すなわち、送風ファンの回転数)を変更するためにユーザが操作するボタンであり、風量を上げるボタンと、風量を下げるボタンとに分けて設けられている。
 空気調節装置10のユーザは、こうした操作パネル20を操作することにより、空気調節装置10の起動/停止だけでなく、空気を吹き出す位置を変えたり、外気の遮断/導入を切り換えたり、風量を変えたりといった空気調節装置10の運転条件を変更できる。
 このような空気調節装置10では、送風ファンを主な発生源とする騒音が空気調節装置10の本体内やダクト11内を伝播して吹き出し口12から放出されることにより、ユーザにとって耳障りなことがある。そこで、空気調節装置10の騒音を低減するために、騒音低減装置100が設置されている。
 図3には、本実施形態の騒音低減装置100の構成がブロック図で示されている。尚、図3では、ダクト11を対象に騒音低減装置100を設置する例を示したが、ダクト11に限られず、例えば、空気調節装置10の本体部分を対象に騒音低減装置100を設置することもできるため、ダクト11の無いタイプの空気調節装置10にも騒音低減装置100を適用できる。
 図示されるように、騒音低減装置100は、騒音マイク101と、スピーカ102と、誤差マイク103と、フィルタ部104と、適応部105と、性能制御部106とを備えている。
 尚、このうちの3つの「部」104~106は、騒音低減装置100を機能に着目して概念的に分類したものであり、それぞれが必ずしも物理的に独立して存在している必要はない。これらの「部」104~106は、各種の機器や、電子部品、集積回路、コンピューター、コンピュータープログラム、あるいはそれらの組合せなどによって構成することができる。
 騒音マイク101は、ダクト11内に設置されており、送風ファンを主な発生源としてダクト11内を伝播する騒音を、電気信号に変換して入力信号として取得する。尚、本実施形態の騒音マイク101は、本発明における「騒音取得部」に相当する。
 スピーカ102は、ダクト11の騒音マイク101よりも騒音の伝播方向の下流側(すなわち、図中の右側)に設置されており、ダクト11内を伝播する騒音を相殺によって低減するキャンセル音を出力することが可能である。尚、本実施形態のスピーカ102は、本発明における「出力部」に相当する。
 誤差マイク103は、スピーカ102よりも騒音の伝播方向の更に下流側のダクト11内に設置されており、騒音とキャンセル音との合成音(すなわち、キャンセル音によって消音しきれなかった騒音)を、電気信号に変換して誤差信号として取得する。尚、本実施形態の誤差マイク103は、本発明における「誤差取得部」に相当する。
 空気調節装置10の本体を対象に騒音低減装置100を設置する場合には、本体内の騒音の伝播方向に騒音マイク101、スピーカ102、誤差マイク103の順に並べてこれらを設置しておけばよい。
 フィルタ部104は、騒音マイク101と接続されており、騒音マイク101からの入力信号をフィルタリングすることによって、入力信号とは逆位相の関係であるキャンセル音の出力信号を生成する。本実施形態のフィルタ部104には、一般的なFIR(Finite Impulse Response)フィルタを用いているが、入力信号に対して所定の信号処理を行って出力信号を生成可能であれば、これに限られない。
 また、フィルタ部104は、スピーカ102と接続されており、スピーカ102は、フィルタ部104からの出力信号を変換してキャンセル音として出力する。
 適応部105は、騒音マイク101からの入力信号と、誤差マイク103からの誤差信号とに基づいて、フィルタ部104でのフィルタリングに用いられるフィルタ係数を修正する。本実施形態の適応部105では、適応アルゴリズムとして周知のLMS(Least-Mean-Square)法を採用しており、誤差信号が小さくなるようにフィルタ係数を修正しながら最適係数に近付けていく(すなわち、フィルタ係数を学習する)。
 尚、適応アルゴリズムは、LMS法に限られず、学習同定法や射影法などの他の修正手順を採用してもよい。
 性能制御部106は、フィルタ部104および適応部105と接続されており、騒音低減装置100によって騒音を低減する性能(以下、騒音低減性能)を制御する。
 本実施形態の性能制御部106は、操作パネル20と接続されている。ユーザによって空気調節装置10の起動操作または運転条件の変更操作が行われると、性能制御部106は、フィルタ部104および適応部105の少なくとも一方を制御して、騒音低減性能を一時的に最大性能よりも低下させた状態とした後、最大性能に復帰させる。
 また、性能制御部106は、スピーカ102と接続されており、騒音低減性能を低下させる際や、騒音低減性能を復帰させた際に報知信号をスピーカ102に送信することによって、所定の報知音をスピーカ102から出力させる。
B.騒音低減処理 :
 図4には、本実施形態の騒音低減装置100で実行される騒音低減処理のフローチャートが示されている。
 この騒音低減処理(S100)は、ユーザが操作パネル20の起動・停止ボタン21を操作して空気調節装置10を起動させると開始される。騒音低減処理(S100)を開始すると、まず、空気調節装置10で発生する騒音を、騒音マイク101で電気信号に変換して入力信号として取得する(S101)。
 続いて、取得した入力信号をFIRフィルタでフィルタリングして、入力信号に対して逆位相の関係である出力信号を生成する(S102)。尚、騒音低減処理(S100)を開始した直後のS102の処理では、フィルタリングに用いるフィルタ係数として所定の初期値(例えば、「0」、あるいは以前の騒音低減処理で得られた最適係数など)が与えられる。
 そして、生成した出力信号をスピーカ102に送信することによって、スピーカ102からキャンセル音を出力する(S103)。
 こうしてキャンセル音を出力すると、次に、騒音とキャンセル音との合成音を、誤差マイク103で電気信号に変換して誤差信号として取得する(S104)。
 この合成音は、キャンセル音によって消音しきれなかった騒音であり、取得した誤差信号と入力信号とを用いて、誤差信号が小さくなるように適応アルゴリズムによってフィルタ係数を修正する(S105)。
 フィルタ係数を修正したら、空気調節装置10の起動から所定の遅延期間(例えば、2秒間)が経過したか否かを判断する(S106)。遅延期間が未だ経過していない場合は(S106:no)、S105で修正したフィルタ係数を所定の減少率(例えば、0.5倍)で減ずる(S107)。その後、S101の処理に戻って、上述した一連の処理を繰り返す。
 尚、S107の処理の後に行われるS102の処理では、適応アルゴリズムによって修正されたフィルタ係数ではなく、所定の減少率で減じて変化させたフィルタ係数を用いてフィルタリングする。そのため、遅延期間中は、騒音低減装置100による騒音低減性能が最大性能よりも低下した状態となる。
 こうして処理を繰り返すうちに、遅延期間が経過した場合は(S106:yes)、続いて、騒音低減装置100の騒音低減性能が最大性能に到達したか否かを判断する(S108)。このS108の処理では、誤差信号として取得した合成音の騒音レベルが所定の許容レベルまで低減されたこと基づいて、騒音低減性能が最大性能に到達したと判断する。尚、S108の判断基準は、これに限られず、フィルタ係数の修正が十分に完了して修正量が所定量以下になったことに基づいて、騒音低減性能が最大性能に到達したと判断してもよい。
 騒音低減性能が未だ最大性能に到達していない場合は(S108:no)、続いて、操作パネル20で空気調節装置10の運転条件を変更する操作(すなわち、空気を吹き出す位置を変えるモードボタン22の操作や、外気の遮断と導入とを切り換える内外気ボタン23の操作や、風量を変える風量ボタン24の操作など)がユーザによって行われたか否かを判断する(S109)。
 運転条件の変更操作が行われていない場合は(S109:no)、次に、ユーザが操作パネル20の起動・停止ボタン21を操作することにより、空気調節装置10が停止したか否か判断する(S110)。
 そして、空気調節装置10が停止していない場合は(S110:no)、S101の処理に戻って、上述した一連の処理を繰り返す。
 尚、空気調節装置10の起動から遅延期間が経過した後に行われるS102の処理では、適応アルゴリズムによって修正されたフィルタ係数をそのまま用いてフィルタリングするので、フィルタ係数が修正される毎に騒音低減性能が高まっていく。
 こうして処理を繰り返すうちに、騒音低減性能が最大性能に到達した場合は(S108:yes)、報知信号をスピーカ102に送信することによって、スピーカ102から所定の報知音(例えば、「pi-po(下り調子)」)を出力する(S111)。
 また、騒音低減性能が既に最大性能に到達している場合は(S108:no)、S111の処理を省略して(すなわち、報知音を出力することなく)、運転条件の変更操作が行われたか否かを判断する(S109)。
 そして、運転条件の変更操作が行われた場合は(S109:yes)、性能制御処理を開始する(S112)。
 図5には、性能制御処理のフローチャートが示されている。図示されるように、性能制御処理(S112)では、まず、報知信号をスピーカ102に送信することによって、スピーカ102から所定の報知音(例えば、「po-pi(上り調子)」)を出力する(S113)。
 続いて、運転条件の変更操作が空気調節装置10の騒音を減少させる操作であるか否かを判断する(S114)。例えば、風量(すなわち、送風ファンの回転数)を下げる操作などで騒音が減少する場合は(S114:yes)、運転条件の変更操作に伴って騒音低減性能を制御するパターン(以下、制御パターン)として、「減少操作パターン」を設定する(S115)。
 これに対して、風量を上げる操作などで騒音が増大する場合や、空気を吹き出す位置を変えたり、外気の遮断と導入とを切り換えたりする操作などで騒音の主に音質が変化して音量に大きな変化がない場合は(S114:no)、制御パターンとして「増大操作パターン」を設定する(S116)。
 こうして制御パターンを設定すると、フィルタ係数の修正を停止し(S117)、その修正を停止した時点のフィルタ係数から一定の割合で減ずる(S118)。本実施形態では、運転条件の変更操作が行われてから所定の漸減期間に亘って、フィルタ係数を所定の減少率(例えば、0.5倍)まで時間方向に一定の割合で減ずる(すなわち、変化させる)ようになっている。
 この漸減期間は、制御パターン毎に定められており、減少操作パターンの漸減期間(例えば、0.5秒間)は、増大操作パターンの漸減期間(例えば、1.0秒間)に比べて短いため、S118の処理でフィルタ係数を減ずる割合は、増大操作パターンよりも減少操作パターンの方が大きくなっている。
 フィルタ係数を減じたら、空気調節装置10で発生する騒音を、騒音マイク101で電気信号に変換して入力信号として取得し(S119)、取得した入力信号をフィルタリングして出力信号を生成する(S120)。
 そして、生成した出力信号をスピーカ102に送信することによって、スピーカ102からキャンセル音を出力すると(S121)、運転条件の変更操作が行われてから漸減期間が経過したか否かを判断する(S122)。
 前述したように漸減期間は制御パターン毎に異なり、設定された制御パターンに応じた漸減期間が未だ経過していない場合は(S122:no)、S118の処理に戻り、再びフィルタ係数から制御パターンに応じた一定の割合で減じた後、続く上述した一連の処理を繰り返す。
 尚、漸減期間中は、S118の処理が行われる毎に一定の割合で減じたフィルタ係数(すなわち、最適係数から離れたフィルタ係数)を用いて、S120の処理で入力信号をフィルタリングするので、騒音低減性能が徐々に低下していく。
 こうして処理を繰り返すうちに、制御パターンに応じた漸減期間が経過した場合は(S122:yes)、S117の処理で修正を停止した時点のフィルタ係数に対して所定の減少率(例えば、0.5倍)で減じたフィルタ係数に固定する(S123)。
 そして、フィルタ係数を固定したら、漸減期間が経過した後に所定の低性能期間が経過したか否かを判断する(S124)。
 この低性能期間は、制御パターン毎に定められており、減少操作パターンの低性能期間(例えば、1.0秒間)は、増大操作パターンの低性能期間(例えば、2.0秒間)に比べて短くなっている。
 設定された制御パターンに応じた低性能期間が未だ経過していない場合は(S124:no)、S119の処理に戻って、続く上述した一連の処理を繰り返す。
 尚、低性能期間中は、S123の処理で固定したフィルタ係数を用いて、S120の処理で入力信号をフィルタリングするので、騒音低減性能は低下した状態で一定になる。
 その後、制御パターンに応じた低性能期間が経過した場合は(S124:yes)、フィルタ係数の修正を再開して(S125)、図5の性能制御処理を終了すると、図4の騒音低減処理に復帰する。
 騒音低減処理では、性能制御処理(S112)から復帰すると、空気調節装置10が停止したか否かを判断する(S110)。そして、空気調節装置10が停止していない場合は(S110:no)、S101の処理に戻って、上述した一連の処理を繰り返す。
 尚、性能制御処理から復帰した直後に行われるS102の処理では、フィルタリングに用いるフィルタ係数の初期値として、S123の処理で固定したフィルタ係数が与えられる。
 そして、S105の処理でフィルタ係数が修正される毎に騒音低減性能が回復していき、騒音低減性能が最大性能に到達した場合は(S108)、報知信号をスピーカ102に送信することによって、スピーカ102から所定の報知音(例えば、「pi-po(下り調子)」)を出力する(S111)。
 その後、処理を繰り返すうちに、空気調節装置10が停止した場合は(S110:yes)、図4の騒音低減処理を終了する。
 図6には、空気調節装置10の運転条件の変更操作が行われた際に、本実施形態の騒音低減処理に従って騒音を低減する様子がタイムチャートで示されている。
 まず、図6(a)には、空気調節装置10で発生する騒音を騒音低減装置100で低減する前の元の騒音レベル(以下、元騒音レベル)が示されている。図示した例では、運転条件の変更操作として風量を上げる操作が行われた場合が示されており、主な騒音源である送風ファンの回転数が増加するのに伴って、元騒音レベルも上昇する。従って、この場合は、制御パターンが増大操作パターンに設定される。
 尚、ここでは風量を上げる操作を例に説明するが、運転条件の変更操作は、これに限られず、風量を下げる操作や、空気を吹き出す位置を変更する操作や、外気の遮断と導入とを切り換える操作であってもよい。
 図6(b)には、騒音低減性能を本実施形態のように制御することなく、常に最大性能を維持する場合に、空気調節装置10の騒音を騒音低減装置100で低減した後のユーザが実際に聴取する騒音レベル(以下、聴取騒音レベル)が、比較として示されている。
 騒音低減装置100が最大性能を維持して作動していると、運転条件の変更に伴い騒音の音量や音質が変化しても、直ぐに騒音に対応した逆位相の関係のキャンセル音が出力されて騒音が低減されるので、聴取騒音レベルにはほとんど変化がない。
 そのため、運転条件の変更操作を行ったユーザにとっては、その操作が受容されたか否かが分かり難い。これは、騒音低減装置100を設置していない空気調節装置10では、運転条件の変更に伴って騒音の音量や音質が変化するので、音の変化によってユーザが変更操作の受容を容易に感じ取れるのに対して、騒音を低減する騒音低減装置100を設置した空気調節装置10ならではの問題である。
 これに対して、図6(c)には、本実施形態の騒音低減処理に従って騒音低減性能を制御する場合の騒音低減性能の発現レベル(以下、性能発現レベル)が示されており、図6(d)には、騒音低減性能を制御する場合の聴取騒音レベルが示されている。
 まず、図6(c)に示されるように本実施形態では、運転条件の変更操作が行われると、フィルタ係数の修正(すなわち、学習)を停止し、所定の漸減期間(例えば、1秒間)に亘ってフィルタ係数を時間方向に一定の割合で所定の減少率(例えば、0.5倍)まで減じる(すなわち、変化させる)。これにより、漸減期間中は性能発現レベルが線形に低下する。その後、減じたフィルタ係数を所定の低性能期間(例えば、2秒間)に亘って固定しておくことにより、低性能期間中は、性能発現レベルが最大性能よりも低下した状態で一定となる。
 そして、低性能期間が経過すると、フィルタ係数の学習を再開するので、フィルタ係数が最適係数に近付くことで性能発現レベルが回復していき最大性能に復帰する。
 このように騒音低減性能を制御することにより、図6(d)に示されるように、運転条件の変更操作が行われると、聴取騒音レベルが漸減期間に亘って徐々に上昇し、元騒音レベルに比べると小さいものの、ユーザが気付くレベルまで上昇する。その後、低性能期間に亘って、ユーザが気付くレベルのまま聴取騒音レベルが維持され、低性能期間が経過してフィルタ係数の学習が再開されると、聴取騒音レベルが低下していき、ユーザが気にならないレベルまで低下する。
 尚、本実施形態のフィルタ係数の減少率は、低性能期間の聴取騒音レベルが、ユーザが気付くレベルとなるように設定されている。
 以上に説明したように本実施形態の騒音低減装置100では、空気調節装置10の運転条件の変更操作が行われると、騒音低減性能を敢えて一時的に低下させることにより、空気調節装置10からの騒音の音量および音質の少なくとも一方が変化してユーザに騒音が聞こえるようになるので、その変化によって、変更操作が受容されたことをユーザに感じ取らせることができる。
 また、変更操作が受容されたことをユーザに感じ取らせた後は、騒音低減性能を最大性能に復帰させることにより、一旦は空気調節装置10からユーザに聞こえるようになった騒音が低減されるので、騒音低減装置100が作動していることをユーザにアピールできる。
 また、本実施形態の騒音低減装置100では、運転条件の変更操作から漸減期間に亘ってフィルタ係数を時間方向に一定の割合で減じる(すなわち、変化させる)ことで、騒音低減性能を線形に低下させるようになっている。このようにすれば、空気調節装置10からユーザに聞こえる騒音が徐々に大きくなるので、騒音がいきなり大きくなる場合に比べて、ユーザに違和感や嫌悪感を与えることなく、変更操作が受容されたことを上品に伝えることができる。
 さらに、本実施形態の騒音低減装置100では、騒音低減性能を最大性能から低下させる際や、騒音低減性能を最大性能に復帰させた際に、スピーカ102から所定の報知音を出力するようになっている。これにより、運転条件の変更プロセスの開始や終了をユーザに明確に知らせることができる。
 尚、報知音の出力は、騒音低減性能を最大性能から低下させる際、および騒音低減性能を最大性能に復帰させた際の何れか一方だけでもよい。
 また、本実施形態の騒音低減装置100では、フィルタ係数の学習を停止すること、およびフィルタ係数を最適係数から意図的に変化させることの両方で騒音低減性能を低下させているが、何れか一方だけで騒音低減性能を低下させることも可能である。
 例えば、空気調節装置10の運転条件として、空気を吹き出す位置を変えたり、外気の遮断と導入とを切り換えたりした場合には、音響的な伝達特性が変化するので、フィルタ係数の学習を停止するだけで、フィルタ係数を意図的に変化させなくても、フィルタ係数が最適係数から離れることによって、騒音低減性能が低下する。
 これに対して、空気調節装置10の運転条件として、風量(すなわち、送風ファンの回転数)を変えた場合には、音響的な伝達特性は変化しないので、フィルタ係数の学習を停止しても、フィルタ係数が最適係数から大きく離れることはない。そこで、フィルタ係数を意図的に変化させれば、変化量に応じて騒音低減性能を低下させることができる。この場合は、フィルタ係数の学習を維持したままとしてもよい。
 尚、本実施形態のようにフィルタ係数の学習を停止すると共に、フィルタ係数を最適係数から意図的に変化させることとすれば、運転条件の変更に伴って音響的な伝達特性が変化する場合と変化しない場合との両方に対処することができるので、騒音低減性能を確実に低下させることが可能となる。
 また、図7には、運転条件の変更操作が騒音を増大させる操作である場合と、騒音を減少させる操作である場合とが比較して示されている。上段の図7(a)には、風量を上げる操作が行われたのに伴い、騒音低減性能を「増大操作パターン」で制御する場合の聴取騒音レベルが示されており、下段の図7(b)には、風量を下げる操作が行われたのに伴い、騒音低減性能を「減少操作パターン」で制御する場合の聴取騒音レベルが示されている。
 図示されるように減少操作パターンでは、増大操作パターンと同様に、運転条件の変更に伴って騒音低減性能を低下させることで聴取騒音レベルが上昇し、ユーザに騒音が聞こえるようになるものの、増大操作パターンに比べて、漸減期間および低性能期間を短くしていることから、ユーザに騒音が聞こえてから騒音低減性能の復帰によって騒音が聞こえなくなるまでの期間が短くなっている。
 一般に、ユーザは風量を下げると騒音が小さくなることをイメージすることから、風量を下げる操作に伴って騒音が大きくなる期間が長いとユーザに違和感を与えてしまうことがある。そこで、本実施形態の騒音低減装置100では、風量を下げるなどの騒音を減少させる操作が行われた際に、騒音低減性能の低下によって一時的に騒音を大きくしてユーザに変更操作の受容を感じとらせつつも、風量を上げるなどの騒音を増大させる操作よりも速やかに騒音低減性能を復帰させて騒音を小さくすることにより、ユーザの違和感を抑制できる。
 尚、本実施形態の騒音低減装置100では、図7(b)の減少操作パターンにおいても、図7(a)の増大操作パターンと同様に、漸減期間および低性能期間を設けて騒音低減性能を細かく制御している(すなわち、聴取騒音レベルを徐々に大きくして一定のレベルを維持する)が、減少操作パターンでは騒音低減性能を低下させてから復帰させるまでの期間が短いので、騒音低減性能を細かく制御することなく、急激に低下させるのに続いて直ちに復帰させることとしてもよい。
 図8には、空気調節装置10の起動操作が行われた際に、本実施形態の騒音低減処理に従って騒音を低減する様子がタイムチャートで示されている。
 まず、図8(a)には、元騒音レベルが示されている。図示されるように、起動操作が行われて空気調節装置10が起動すると、主な騒音源である送風ファンが回転することによって、元騒音レベルが急激に上昇する。
 図8(b)には、騒音低減性能を本実施形態のように制御することなく、空気調節装置10の起動直後から最大性能となるように設定した場合の聴取騒音レベルが比較として示されている。
 空気調節装置10の起動直後はフィルタ係数の学習が十分ではないため、聴取騒音レベルが上昇するものの、直ぐに学習を重ねてフィルタ係数が最適係数に近付くことにより、聴取騒音レベルが低下していき、ユーザが気にならないレベルまで低下する。
 そのため、空気調節装置10の起動操作を行ったユーザにとっては、その起動操作が受容されたか否か(すなわち、空気調節装置10が起動したか否か)が分かり難い。
 これに対して、図8(c)には、本実施形態の騒音低減処理に従って騒音低減性能を制御する場合の性能発現レベルが示されており、図8(d)には、騒音低減性能を制御する場合の聴取騒音レベルが示されている。
 まず、図8(c)に示されるように本実施形態では、空気調節装置10の起動操作が行われると、所定の遅延期間(例えば、2秒間)に亘って、学習したフィルタ係数を所定の減少率(例えば、0.5倍)で減じて意図的に変化させる。これにより、遅延期間中は、性能発現レベルが最大性能よりも低下した状態となる。
 そして、遅延期間が経過した後は、学習したフィルタ係数を意図的に変化させることはないので、フィルタ係数の学習を重ねる毎に性能発現レベルが高まっていき最大性能に達する。
 このように騒音低減性能を制御することにより、図8(d)に示されるように、空気調節装置10の起動操作から遅延期間に亘って、聴取騒音レベルが、元騒音レベルに比べると小さいものの、ユーザが気付くレベルに維持される。その後、遅延期間が経過すると、フィルタ係数の学習が進むに連れて聴取騒音レベルが低下していき、ユーザが気にならないレベルまで低下する。
 以上に説明したように本実施形態の騒音低減装置100では、空気調節装置10の起動操作が行われると、直ちに騒音低減性能を最大性能に近付けるのではなく、遅延期間に亘って騒音低減性能を敢えて低下させた状態にする。これにより、空気調節装置10から起動に伴う騒音がユーザに聞こえるので、起動操作が受容されたこと(すなわち、空気調節装置10が起動したこと)をユーザに感じ取らせることができる。
 また、起動操作が受容されたことをユーザに感じ取らせた後は、騒音低減性能を最大性能に高めることにより、一旦は空気調節装置10からユーザに聞こえた騒音が低減されるので、騒音低減装置100が作動していることをユーザにアピールできる。
 また、本実施形態の騒音低減装置100では、遅延期間の経過後に騒音低減性能が最大性能に達した際に、スピーカ102から所定の報知音を出力するようになっている。これにより、空気調節装置10の起動プロセスの終了をユーザに明確に知らせることができる。
 尚、図4に示した騒音低減処理の開始直後にスピーカ102から所定の報知音を出力するようにしてもよく、こうすれば、空気調節装置10の起動プロセスの開始をユーザに明確に知らせることができる。
 また、本実施形態の騒音低減装置100では、遅延期間に亘って、学習したフィルタ係数を意図的に変化させることによって、騒音低減性能を最大性能よりも低下させた状態としたが、これに限られず、フィルタ係数の学習を途中で停止することによって、騒音低減性能を最大性能よりも低下させた状態としてもよい。
C.変形例 :
 上述した本実施形態には、次のような変形例も存在する。以下では、上述の実施形態とは異なる点を中心に変形例について説明する。尚、変形例の説明では、上述の実施形態と同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
C-1.第1変形例 :
 図9には、第1変形例の騒音低減装置100の構成がブロック図で示されている。第1変形例の騒音低減装置100は、前述した実施形態の騒音低減装置100(図3参照)における性能制御部106を備えておらず、代わりに音増大制御部107や、記憶部108を備えている。
 音増大制御部107は、操作パネル20およびスピーカ102と接続されており、ユーザによって空気調節装置10の起動操作または運転条件の変更操作が行われると、空気調節装置10の騒音の代わりとなる代替音をスピーカ102から出力させることで、ユーザに届く音を一時的に増大させる。
 記憶部108は、音増大制御部107と接続されており、空気調節装置10の騒音に似せて事前に作成された擬似騒音のデータを代替音データとして記憶している。尚、記憶部108には、擬似騒音のデータの代わりに、予め騒音マイク101で取得した騒音の入力信号を代替音データとして記憶しておいてもよい。
 音増大制御部107は、記憶部108から代替音データを読み出して、スピーカ102に代替音信号を送信することにより、代替音をスピーカ102から出力させる。
 尚、代替音の出力は、キャンセル音と同じスピーカ102からに限られず、空気調節装置10の本体やダクト11などの騒音が伝播する経路上の何処かに、代替音を出力する専用スピーカを別途設けておいてもよい。
 また、第1変形例の音増大制御部107は、適応部105と接続されており、代替音の出力期間中は、適応部105によるフィルタ係数の修正を停止させることが可能となっている。
 図10には、第1変形例の騒音低減装置100で実行される騒音低減処理のフローチャートが示されている。第1変形例の騒音低減処理(S200)では、まず、騒音マイク101で空気調節装置10の騒音を入力信号として取得し(S201)、入力信号をフィルタリングすることで、入力信号とは逆位相の関係である出力信号を生成する(S202)。尚、騒音低減処理(S200)を開始した直後のS202の処理では、フィルタリングに用いるフィルタ係数の初期値として、例えば、前回の騒音低減処理の終了時に記憶した最適係数などが与えられる。
 そして、出力信号をスピーカ102に送信することによって、スピーカ102からキャンセル音を出力すると(S203)、空気調節装置10の起動から所定の遅延期間(例えば、2.0秒間)が経過したか否かを判断する(S204)。
 遅延期間が未だ経過していない場合は(S204:no)、代替音信号をスピーカ102に送信することで、スピーカ102から代替音を出力し(S205)、代替音を出力したまま、S201の処理に戻って、上述した一連の処理を繰り返す。
 このように遅延期間中は、S203の処理で騒音を相殺するためのキャンセル音を出力しておきながら、S205の処理で騒音を代替する代替音を出力している。
 こうして処理を繰り返すうちに、遅延期間が経過した場合は(S204:yes)、代替音を出力せずに(すなわち、代替音の出力を停止して)、誤差マイク103で騒音とキャンセル音との合成音を誤差信号として取得し(S206)、その誤差信号と入力信号とに基づいてフィルタ係数を修正する(S207)。
 このように第1変形例における遅延期間中は、フィルタ係数を修正せず、遅延期間が経過してからフィルタ係数の修正を開始するようになっている。
 フィルタ係数を修正したら、続いて、操作パネル20で空気調節装置10の運転条件を変更する操作が行われたか否かを判断する(S208)。
 運転条件の変更操作が行われていない場合は(S208:no)、次に、操作パネル20の起動・停止ボタン21の操作によって空気調節装置10が停止したか否かを判断する(S209)。
 そして、空気調節装置10が停止していない場合は(S209:no)、S201の処理に戻って、上述した一連の処理を繰り返し、S207の処理でフィルタ係数を修正することで騒音低減性能を高めることができる。
 こうして処理を繰り返すうちに、運転条件の変更操作が行われた場合は(S209:yes)、音増大制御処理を開始する(S210)。
 図11には、第1変形例の音増大制御処理のフローチャートが示されている。図示されるように第1変形例の音増大制御処理(S210)では、まず、運転条件の変更操作が空気調節装置10の騒音を減少させる操作であるか否かを判断する(S211)。
 風量を下げる操作などで騒音が減少する場合は(S211:yes)、運転条件の変更操作に伴う騒音低減性能の制御パターンとして、「減少操作パターン」を設定する(S212)。
 一方、風量を上げる操作などで騒音が増大する場合や、空気の吹き出し位置を変えたり、外気の遮断と導入とを切り換えたりする操作などで騒音の主に音質が変化して音量に大きな変化がない場合は(S211:no)、制御パターンとして「増大操作パターン」を設定する(S213)。
 続いて、フィルタ係数の修正を停止した後(S214)、騒音マイク101で空気調節装置10の騒音を入力信号として取得し(S215)、入力信号をフィルタリングすることで出力信号を生成する(S216)。
 そして、出力信号をスピーカ102に送信することによって、スピーカ102からキャンセル音を出力すると(S217)、運転条件の変更操作が行われてから所定の音増大期間が経過したか否を判断する(S218)。
 この音増大期間は、制御パターン毎に定められており、減少操作パターンの音増大期間(例えば、1.5秒間)は、増大操作パターンの音増大期間(例えば、3.0秒間)に比べて短くなっている。
 設定された制御パターンに応じた音増大期間が未だ経過していない場合は(S218:no)、代替音信号をスピーカ102に送信することによって、スピーカ102から代替音を出力し(S219)、代替音を出力したまま、S215の処理に戻って、上述した一連の処理を繰り返す。
 このように音増大期間中は、S217の処理で騒音を相殺するためのキャンセル音を出力しておきながら、S219の処理で騒音を代替する代替音を出力している。
 こうして処理を繰り返すうちに、制御パターンに応じた音増大期間が経過した場合は(S218:yes)、代替音を出力せずに(すなわち、代替音の出力を停止して)、フィルタ係数の修正を再開した後(S220)、図11の音増大制御処理を終了すると、図10の騒音低減処理に復帰する。
 図10の騒音低減処理では、音増大制御処理(S210)から復帰すると、空気調節装置10が停止したか否かを判断する(S209)。そして、空気調節装置10が停止していない場合は(S209:no)、S201の処理に戻って、上述した一連の処理を繰り返す。
 尚、音増大制御処理から復帰した直後に行われるS202の処理では、フィルタリングに用いるフィルタ係数の初期値として、S214の処理で修正を停止した時点のフィルタ係数が与えられる。そして、S207の処理でフィルタ係数を修正することで騒音低減性能を高めることができる。
 その後、処理を繰り返すうちに、空気調節装置10が停止した場合は(S209:yes)、図10の騒音低減処理を終了する。
 図12には、空気調節装置10の運転条件の変更操作が行われた際に、第1変形例の騒音低減処理に従って騒音を低減する様子がタイムチャートで示されている。
 まず、図12(a)には、空気調節装置10の騒音を騒音低減装置100で低減する前の元騒音レベルが示されている。図示した例は、運転条件の変更操作として風量を上げる操作が行われた場合であり、送風ファンの回転数の増加に伴って元騒音レベルが上昇する。従って、制御パターンは増大操作パターンに設定される。
 図12(b)には、空気調節装置10の騒音をキャンセル音による相殺で低減した後の騒音レベル(以下、誤差音レベル)が示されている。
 第1変形例では、運転条件の変更操作が行われると、フィルタ係数の修正(すなわち、学習)を停止するものの、風量を変える操作の場合には音響的な伝達特性が変化せず、フィルタ係数が最適係数から大きく離れることはないので、変更操作の前後で誤差音レベルの変動は僅かである。
 その後、フィルタ係数は所定の音増大期間(例えば、3.0秒間)に亘って修正されず一定であるため、音増大期間中は、誤差音レベルにほとんど変化がない。そして、音増大期間が経過すると、フィルタ係数の学習を再開するが、もともと学習を停止した時点でフィルタ係数が最適係数から大きく離れていないため、学習再開の前後における誤差音レベルの変動も僅かである。
 このように空気調節装置10の騒音がキャンセル音による相殺で低減されて誤差音レベルの変化に乏しいと、運転条件の変更操作を行ったユーザにとっては、その操作が受容されたか否かが分かり難い。
 尚、空気を吹き出す位置を変えたり、外気の遮断と導入とを切り換えたりする操作の場合には、音響的な伝達特性が変化してフィルタ係数が最適係数から離れることにより、変更操作の前後および学習再開の前後における誤差音レベルの変動は図12(b)の例に比べて大きくなる。
 第1変形例では、こうして空気調節装置10の騒音を低減する一方で、前述したように騒音の代わりとなる代替音を出力可能になっており、図12(c)には、スピーカ102から出力する代替音の出力レベル(以下、代替音レベル)が示されている。また、図12(d)には、図12(b)の誤差音レベルと図12(c)の代替音レベルとを合成したユーザに実際に届く音レベル(以下、聴取音レベル)が示されている。
 図12(c)に示されるように第1変形例では、運転条件の変更操作が行われると、代替音の出力を開始し、所定の音増大期間(例えば、3.0秒間)に亘って代替音レベルを所定レベルに維持する。この所定レベルは、ユーザが気付くレベルに設定されている。そして、音増大期間が経過すると、代替音の出力を停止する。
 尚、図12(c)の例では、代替音の出力開始時に代替音レベルを急激に上昇させて、出力停止時に代替音レベルを急激に低下させているが、代替音の出力制御は、これに限られず、代替音レベルを徐々に上昇させて、所定レベルで維持した後、代替音レベルを徐々に低下させるように制御してもよい。
 こうして代替音の出力を制御することにより、図12(d)に示されるように、運転条件の変更操作が行われると、聴取音レベルが、ユーザが気付くレベルまで上昇し、音増大期間に亘って、そのまま聴取音レベルが維持された後、ユーザが気にならないレベルまで聴取音レベルが低下する。
 尚、代替音の出力を開始する際や、代替音の出力を停止した際に、前述した実施形態と同様に、所定の報知音を出力してもよい。
 以上に説明したように第1変形例の騒音低減装置100では、空気調節装置10の運転条件の変更操作が行われると、前述した実施形態のようにフィルタ係数を最適係数から意図的に変化させるのではなく、空気調節装置10の騒音をキャンセル音による相殺で低減しておきながら、空気調節装置10の騒音を代替する代替音を出力する。これにより、ユーザに届く音が増大されて聞こえるようになるので、変更操作が受容されたことをユーザに感じ取らせることができる。
 また、変更操作が受容されたことをユーザに感じ取らせた後は、代替音の出力を停止することにより、ユーザに届く音が低減されて聞こえなくなるので、騒音低減装置100が作動していることをユーザにアピールできる。
 また、第1変形例の騒音低減装置100では、運転条件の変更操作から音増大期間(すなわち、代替音が出力される期間)に亘ってフィルタ係数の学習を停止するので、音増大期間中はフィルタ係数が修正されず一定になっている。これにより、音増大期間中に空気調節装置10の騒音の伝播経路上に代替音を出力することとしても、その代替音の影響でフィルタ係数が大幅に変化して騒音低減性能(すなわち、空気調節装置10の騒音をキャンセル音による相殺で低減する性能)が低下することはない。また、代替音に対してフィルタ係数を学習して代替音がキャンセル音による相殺で低減されてしまうこともない。
 図13には、空気調節装置10の起動操作が行われた際に、第1変形例の騒音低減処理に従って騒音を低減する様子がタイムチャートで示されている。
 まず、図13(a)には、元騒音レベルが示されており、起動操作が行われて空気調節装置10が起動すると、送風ファンの回転に伴って元騒音レベルが急激に上昇する。
 図13(b)には、空気調節装置10の騒音をキャンセル音による相殺で低減した後の誤差音レベルが示されている。
 第1変形例では、空気調節装置10の起動直後に用いるフィルタ係数の初期値として、前回の空気調節装置10の停止時に記憶した最適係数が与えられ、運転条件が変更されなければ、フィルタ係数が最適係数から大きく離れることはないので、空気調節装置10が起動しても誤差音レベルが大きく上昇することはない。
 また、空気調節装置10の起動から所定の遅延期間(例えば、2.0秒間)に亘ってフィルタ係数の学習を停止しており、フィルタ係数が一定であるため、遅延期間中は誤差音レベルにほとんど変化がない。そして、遅延期間が経過すると、フィルタ係数の学習を開始するが、もともとフィルタ係数が最適係数から大きく離れていなければ、学習開始の前後で誤差音レベルの変動は僅かである。
 そのため、運転条件の変更操作を行ったユーザにとっては、その操作が受容されたか否かが分かり難い。
 第1変形例では、空気調節装置10の起動操作が行われた際にも、運転条件の変更操作が行われた際と同様に、空気調節装置10の騒音の代わりとなる代替音を出力可能になっており、図13(c)には、代替音レベルが示されている。また、図13(d)には、図13(b)の誤差音レベルと図13(c)の代替音レベルとを合成した聴取音レベルが示されている。
 図13(c)に示されるように第1変形例では、空気調節装置10の起動操作が行われると、代替音の出力を開始し、所定の遅延期間に亘って代替音レベルを所定レベルに維持する。そして、遅延期間が経過すると、代替音の出力を停止する。
 こうして代替音の出力を制御することにより、図13(d)に示されるように、空気調節装置10の起動操作が行われると、聴取音レベルが、ユーザが気付くレベルまで上昇し、遅延期間に亘ってそのまま聴取音レベルが維持された後、ユーザが気にならないレベルまで聴取音レベルが低下する。
 以上に説明したように第1変形例の騒音低減装置100では、空気調節装置10の起動操作が行われると、空気調節装置10の騒音をキャンセル音による相殺で低減しながら、空気調節装置10の騒音を代替する代替音を出力する。これにより、ユーザに届く音が増大されて聞こえるようになるので、起動操作が受容されたこと(すなわち、空気調節装置10が起動したこと)をユーザに感じ取らせることができる。
 また、起動操作が受容されたことをユーザに感じ取らせた後は、代替音の出力を停止することにより、ユーザに届く音が低減されて聞こえなくなるので、騒音低減装置100が作動していることをユーザにアピールできる。
 また、第1変形例の騒音低減装置100では、空気調節装置10の起動操作から遅延期間(すなわち、代替音が出力される期間)に亘ってフィルタ係数の学習を停止しているので、遅延期間中はフィルタ係数が修正されず一定になっている。これにより、遅延期間中に空気調節装置10の騒音の伝播経路上に代替音を出力することとしても、その代替音の影響でフィルタ係数が大幅に変化して騒音低減性能が低下することはない。また、代替音に対してフィルタ係数を学習して代替音がキャンセル音による相殺で低減されてしまうこともない。
C-2.第2変形例 :
 上述した第1変形例では、代替音の出力期間中はフィルタ係数の修正を停止していた。しかし、代替音の出力期間中もフィルタ係数を修正することとしてもよい。
 第2変形例の騒音低減装置100の構成は、上述した第1変形例(図9参照)と基本的には同様であり、音増大制御部107や記憶部108を備えている。
 音増大制御部107は、操作パネル20で空気調節装置10の起動操作または運転条件の変更操作が行われると、記憶部108から代替音データを読み出して、スピーカ102に代替音信号を送信することにより、代替音をスピーカ102から出力させる。
 尚、代替音の出力は、キャンセル音と同じスピーカ102からに限られず、例えば、騒音マイク101と誤差マイク103との間の騒音が伝播する経路上に、代替音を出力する専用スピーカを別途設けておいてもよい。
 ただし、第2変形例の音増大制御部107と適応部105とは接続されておらず、代替音の出力期間中も、適応部105がフィルタ係数を修正するようになっている。
 図14には、第2変形例の騒音低減装置100で実行される騒音低減処理のフローチャートが示されている。第2変形例の騒音低減処理(S300)では、まず、騒音マイク101で空気調節装置10の騒音を入力信号として取得し(S301)、入力信号をフィルタリングすることで出力信号を生成する(S302)。そして、出力信号をスピーカ102に送信することによって、スピーカ102からキャンセル音を出力する(S303)。
 尚、騒音低減処理(S300)を開始した直後のS302の処理では、フィルタリングに用いるフィルタ係数の初期値として、例えば、前回の騒音低減処理の終了時に記憶した最適係数などが与えられる。
 続いて、誤差マイク103で騒音とキャンセル音との合成音を誤差信号として取得し(S304)、その誤差信号と入力信号とに基づいてフィルタ係数を修正すると(S305)、空気調節装置10の起動から所定の遅延期間(例えば、2.0秒間)が経過したか否かを判断する(S306)。
 遅延期間が未だ経過していない場合は(S306:no)、代替音信号をスピーカ102に送信することで、キャンセル音と同じくスピーカ102から代替音を出力し(S307)、代替音を出力したまま、S301の処理に戻って、上述した一連の処理を繰り返す。
 尚、空気調節装置10の起動から遅延期間が経過するまでに行われるS304の処理では、代替音を含む合成音を誤差信号として取得することになり、続くS305の処理では、その誤差信号に基づいて、遅延期間中(すなわち、代替音の出力期間中)もフィルタ係数を修正する。
 こうして処理を繰り返すうちに、遅延期間が経過した場合は(S306:yes)、代替音を出力せずに(すなわち、代替音の出力を停止して)、次に、操作パネル20で空気調節装置10の運転条件を変更する操作が行われたか否かを判断する(S308)。
 運転条件の変更操作が行われていない場合は(S308:no)、続いて、操作パネル20の起動・停止ボタン21の操作によって空気調節装置10が停止したか否かを判断する(S309)。
 そして、空気調節装置10が停止していない場合は(S309:no)、S301の処理に戻って、上述した一連の処理を繰り返す。
 尚、空気調節装置10の起動から遅延期間が経過した後に行われるS304の処理では、代替音を含まない騒音とキャンセル音との合成音を誤差信号として取得する。
 こうして処理を繰り返すうちに、運転条件の変更操作が行われた場合は(S308:yes)、音増大制御処理を開始する(S310)。
 図15には、第2変形例の音増大制御処理のフローチャートが示されている。図示されるように第2変形例の音増大制御処理(S310)では、まず、運転条件の変更操作が空気調節装置10の騒音を減少させる操作であるか否かを判断し(S311)。風量を下げる操作などで騒音が減少する場合は(S311:yes)、制御パターンとして「減少操作パターン」を設定する(S312)。
 一方、風量を上げる操作などで騒音が増大する場合や、空気の吹き出し位置を変えたり、外気の遮断と導入とを切り換えたりする操作などで騒音の主に音質が変化して音量に大きな変化がない場合は(S311:no)、制御パターンとして「増大操作パターン」を設定する(S313)。
 こうして制御パターンを設定したら、騒音マイク101で空気調節装置10の騒音を入力信号として取得し(S314)、入力信号をフィルタリングすることで出力信号を生成する(S315)。
 そして、出力信号をスピーカ102に送信することによって、スピーカ102からキャンセル音を出力する(S316)。
 続いて、誤差マイク103で騒音とキャンセル音との合成音を誤差信号として取得し(S317)、その誤差信号と入力信号とに基づいてフィルタ係数を修正すると(S318)、運転条件の変更操作が行われてから所定の音増大期間が経過したか否を判断する(S319)。
 この音増大期間は、制御パターン毎に定められており、減少操作パターンの音増大期間(例えば、1.5秒間)は、増大操作パターンの音増大期間(例えば、3.0秒間)に比べて短くなっている。
 設定された制御パターンに応じた音増大期間が未だ経過していない場合は(S319:no)、代替音信号をスピーカ102に送信することによって、キャンセル音と同じくスピーカ102から代替音を出力し(S320)、代替音を出力したまま、S314の処理に戻って、上述した一連の処理を繰り返す。
 尚、S320の処理の後に行われるS317の処理では、代替音を含む合成音を誤差信号として取得することになり、続くS318の処理では、その誤差信号に基づいて、音増大期間中(すなわち、代替音の出力期間中)もフィルタ係数を修正する。
 こうして処理を繰り返すうちに、制御パターンに応じた音増大期間が経過した場合は(S319:yes)、代替音を出力せずに(すなわち、代替音の出力を停止して)、図15の音増大制御処理を終了すると、図14の騒音低減処理に復帰する。
 図14の騒音低減処理では、音増大制御処理(S310)から復帰すると、空気調節装置10が停止したか否かを判断する(S309)。そして、空気調節装置10が停止していない場合は(S309:no)、S301の処理に戻って、上述した一連の処理を繰り返す。
 尚、音増大制御処理から復帰した後に行われるS304の処理では、代替音を含まない騒音とキャンセル音との合成音を誤差信号として取得する。
 その後、処理を繰り返すうちに、空気調節装置10が停止した場合は(S309:yes)、図14の騒音低減処理を終了する。
 図16には、空気調節装置10の運転条件の変更操作が行われた際に、第2変形例の騒音低減処理に従って騒音を低減する様子がタイムチャートで示されている。
 まず、図16(a)には、空気調節装置10の騒音を騒音低減装置100で低減する前の元騒音レベルが示されている。図示した例は、運転条件の変更操作として風量を上げる操作が行われた場合であり、送風ファンの回転数の増加に伴って元騒音レベルが上昇する。従って、制御パターンは増大操作パターンに設定される。
 図16(b)には、空気調節装置10の騒音をキャンセル音による相殺で低減した後の誤差音レベルが示されている。また、図16(c)には、スピーカ102から出力する代替音レベルが示されている。
 第2変形例では、運転条件の変更操作が行われても、フィルタ係数の修正(すなわち、学習)を停止することなく継続している。そのため、仮にスピーカ102から代替音が出力されなければ、運転条件の変更に伴い騒音が変化しても、直ぐにフィルタ係数を修正して最適係数を得ることにより、図16(b)中に一点鎖線で示されるように誤差音レベルはほとんど変化することがない。
 ただし、図16(c)に示されるように第2変形例では、運転条件の変更操作が行われると、キャンセル音と同じスピーカ102から代替音の出力を開始し、所定の音増大期間(例えば、3.0秒間)に亘って代替音レベルを所定レベルに維持した後、代替音の出力を停止するようになっている。
 適応アルゴリズムによるフィルタ係数の学習は、騒音マイク101で取得される騒音と、スピーカ102から出力されるキャンセル音による相殺で騒音を低減した後に誤差マイク103で取得される合成音(すなわち、騒音とキャンセル音との誤差)とに基づいて、フィルタ係数を最適係数に近付けていくようになっている。
 このとき、スピーカ102から代替音が出力されると、誤差マイク103で騒音とキャンセル音との本来の誤差以外に代替音を外乱として取得してしまい(図9参照)、この外乱の影響によってフィルタ係数を最適係数に近付けることができない。そして、このように最適係数から外れた不十分なフィルタ係数を用いてキャンセル音が出力されることにより、騒音を低減する性能が低下する。
 そのため、図16(b)に示されるように、代替音が出力される音増大期間中は、代替音が出力されない場合に比べて、誤差音レベルが上昇する傾向にある。そして、音増大期間が経過して代替音の出力が停止されると、外乱の影響がなくなりフィルタ係数が最適係数に近付くことにより、誤差音レベルが低下する。
 図16(d)には、図16(b)の誤差音レベルと図16(c)の代替音レベルとを合成した聴取音レベルが示されている。
 図示されるように音増大期間中の聴取音レベルは、代替音の出力によって所定レベルまで上昇するだけでなく、外乱の影響によって上昇した誤差音レベルの分が上乗せされることから、代替音レベルよりも更に上昇する。その後、音増大期間が経過すると、代替音の出力が停止してフィルタ係数の学習が進むことにより、ユーザが気にならないレベルまで聴取音レベルが低下する。
 以上に説明したように第2変形例の騒音低減装置100では、空気調節装置10の運転条件の変更操作が行われると、空気調節装置10の騒音を代替する代替音を出力することにより、ユーザに届く音が増大される。しかも、フィルタ係数の学習を継続していることで、フィルタ係数を意図的に変化させなくても、代替音が外乱となってフィルタ係数が最適係数から外れることからキャンセル音による騒音低減性能が低下し、空気調節装置10からの音が大きくなってユーザに聞こえるようになるので、変更操作が受容されたことをユーザに感じ取らせることができる。
 また、変更操作が受容されたことをユーザに感じ取らせた後は、代替音の出力を停止することにより、ユーザに届く音が低減されると共に、外乱がなくなってフィルタ係数が最適係数に近付くことから騒音低減性能が回復する。その結果、空気調節装置10からの音が小さくなってユーザに聞こえなくなるので、騒音低減装置100が作動していることをユーザにアピールできる。
 また、タイムチャートの図示は省略するが、空気調節装置10の起動操作が行われた際にも、運転条件の変更操作が行われた際と同様に、フィルタ係数の学習を継続したまま代替音を出力するようになっている。その結果、ユーザに届く音が増大されると共に、代替音が外乱となって騒音低減性能が低下し、空気調節装置10からの音がユーザに聞こえるようになるので、起動操作が受容されたことをユーザに感じ取らせることができる。
 そして、代替音の出力を停止することにより、ユーザに届く音が低減されると共に、外乱がなくなって騒音低減性能が回復し、空気調節装置10からの音がユーザに聞こえなくなるので、騒音低減装置100が作動していることをユーザにアピールできる。
 尚、第2変形例では、代替音をキャンセル音と同じスピーカ102から出力することとした。しかし、騒音マイク101と誤差マイク103との間の騒音が伝播する経路上に、代替音を出力する専用スピーカを別途設けた場合にも、代替音を誤差マイク103で外乱として取得することになるので、外乱の影響で最適係数から外れた不十分なフィルタ係数を用いてキャンセル音が出力されることにより、騒音を低減する性能が低下する。
 これに対して、騒音マイク101よりも騒音の伝播方向の上流側に設けた専用スピーカから代替音を出力する場合には、騒音マイク101で取得される騒音および代替音の両方に対してフィルタ係数を学習し、学習が進むことにより、騒音および代替音が共にキャンセル音による相殺で低減されることになる。
 また、誤差マイク103よりも騒音の伝播方向の下流側に設けた専用スピーカから代替音を出力する場合には、騒音マイク101で代替音を外乱として取得することはなく、騒音低減性能を最大性能に維持しつつ、前述した第1変形例と同様に、代替音の出力によってユーザに届く音を増大させることができる。
 以上、実施形態および変形例について説明したが、本発明は上記の実施形態および変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することができる。
 例えば、前述した実施形態では、フィルタ係数を意図的に変化させるために所定の減少率で減じていたが、フィルタ係数を最適係数から離すことができればよく、所定の増加率で増加させてもよい。
 また、前述した実施形態および変形例では、送風ファンを主な発生源とする騒音を騒音低減装置100で低減する例を説明したが、騒音は、空気調節装置10の運転に伴って発生するものであれば特に限定されず、送風ファンの動力(例えば、モータや原動機など)に由来する騒音や、空気調節装置10の本体内あるいはダクト11内で風の流れが乱れることに起因する騒音などの低減にも、騒音低減装置100を好適に適用できる。
 また、前述した実施形態および変形例では、騒音低減装置100を車載用の空気調節装置10に適用した例について説明した。しかし、騒音低減装置100の適用は、空気を送る運転条件を変更可能な空気調節装置であれば、車載用に限られず、例えば、スポットクーラーなどにも騒音低減装置100を好適に適用できる。

Claims (9)

  1.  空気を送る運転条件を変更可能な空気調節装置(10)に適用されて、該空気調節装置の騒音を低減する騒音低減装置(100)であって、
     前記空気調節装置の本体あるいはダクト(11)に設置されて、該本体内あるいは該ダクト内を伝播する前記騒音を入力信号として取得する騒音取得部(101)と、
     前記騒音取得部よりも前記騒音の伝播方向の下流側に設置されて、前記騒音を相殺によって低減するキャンセル音を出力可能な出力部(102)と、
     前記入力信号をフィルタリングすることによって、前記キャンセル音の出力信号を生成するフィルタ部(104)と、
     前記出力部よりも前記騒音の伝播方向の下流側に設置されて、前記騒音と前記キャンセル音との合成音を誤差信号として取得する誤差取得部(103)と、
     前記誤差信号が小さくなるように、前記フィルタ部でのフィルタリングに用いられるフィルタ係数を修正する適応部(105)と、
     前記空気調節装置の起動操作または前記運転条件の変更操作がユーザによって行われると、前記フィルタ部および前記適応部の少なくとも一方を制御して、前記騒音を低減する性能を最大性能よりも低下させた状態とした後に、前記最大性能に復帰させる性能制御部(106)と、
     を備える騒音低減装置。
  2.  請求項1に記載の騒音低減装置であって、
     前記性能制御部は、前記フィルタ部が用いる前記フィルタ係数を、前記適応部によって修正された前記フィルタ係数から変化させることで、前記騒音を低減する性能を前記最大性能よりも低下させる
     騒音低減装置。
  3.  請求項2に記載の騒音低減装置であって、
     前記性能制御部は、前記フィルタ部が用いる前記フィルタ係数を、時間方向に一定の割合で変化させることで、前記騒音を低減する性能を低下させる
     騒音低減装置。
  4.  請求項1ないし請求項3の何れか一項に記載の騒音低減装置であって、
     前記性能制御部は、前記適応部による前記フィルタ係数の修正を停止させることで、前記騒音を低減する性能を前記最大性能よりも低下させる
     騒音低減装置。
  5.  請求項1ないし請求項4の何れか一項に記載の騒音低減装置であって、
     前記性能制御部は、前記騒音を低減する性能を前記最大性能よりも低下させる際、および前記最大性能に復帰させた際の少なくとも一方で、所定の報知音を前記出力部から出力させる
     騒音低減装置。
  6.  請求項1ないし請求項5の何れか一項に記載の騒音低減装置であって、
     前記性能制御部は、前記運転条件の変更操作が前記騒音を減少させる操作である場合には、前記騒音を増大させる操作である場合に比べて、前記騒音を低減する能力を前記最大性能よりも低下させてから該最大性能に復帰させるまでの期間を短くする
     騒音低減装置。
  7.  空気を送る運転条件を変更可能な空気調節装置に適用されて、該空気調節装置の騒音を低減する騒音低減方法であって、
     前記空気調節装置の本体内あるいはダクト内を伝播する前記騒音を入力信号として取得する騒音取得工程(S101,S119)と、
     前記騒音の取得位置よりも該騒音の伝播方向の下流側で、前記騒音を相殺によって低減するためのキャンセル音を出力する出力工程(S103,S121)と、
     前記入力信号をフィルタリングすることにより、前記キャンセル音の出力信号を生成するフィルタ工程(S102,S120)と、
     前記キャンセル音の出力位置よりも前記騒音の伝播方向の下流側で、前記騒音と前記キャンセル音との合成音を誤差信号として取得する誤差取得工程(S104)と、
     前記誤差信号が小さくなるように、前記フィルタ工程でのフィルタリングに用いられるフィルタ係数を修正する適応工程(S105)と、
     前記空気調節装置の起動操作または前記運転条件の変更操作がユーザによって行われると、前記フィルタ工程および前記適応工程の少なくとも一方を制御して、前記騒音を低減する性能を最大性能よりも低下させた状態とした後、前記最大性能に復帰させる性能制御工程と(S107,S112)、
     を備える騒音低減方法。
  8.  空気を送る運転条件を変更可能な空気調節装置(10)に適用されて、該空気調節装置の騒音を低減する騒音低減装置(100)であって、
     前記空気調節装置の本体あるいはダクト(11)に設置されて、該本体内あるいは該ダクト内を伝播する前記騒音を入力信号として取得する騒音取得部(101)と、
     前記騒音取得部よりも前記騒音の伝播方向の下流側に設置されて、前記騒音を相殺によって低減するキャンセル音を出力可能な出力部(102)と、
     前記入力信号をフィルタリングすることによって、前記キャンセル音の出力信号を生成するフィルタ部(104)と、
     前記出力部よりも前記騒音の伝播方向の下流側に設置されて、前記騒音と前記キャンセル音との合成音を誤差信号として取得する誤差取得部(103)と、
     前記誤差信号が小さくなるように、前記フィルタ部でのフィルタリングに用いられるフィルタ係数を修正する適応部(105)と、
     前記空気調節装置の起動操作または前記運転条件の変更操作がユーザによって行われると、前記騒音の代わりとなる代替音を前記空気調節装置の前記本体あるいは前記ダクトへと出力する制御により、所定期間に亘って前記ユーザに届く音を増大させる音増大制御部と(107)、
     を備える騒音低減装置。
  9.  請求項8に記載の騒音低減装置であって、
     前記適応部は、前記代替音が出力される前記所定期間に亘って、前記フィルタ係数の修正を停止する
     騒音低減装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112259069A (zh) * 2020-10-21 2021-01-22 上海协格空调工程有限公司 一种动态主动降噪方法及空调设备
WO2021106359A1 (ja) * 2019-11-28 2021-06-03 フォスター電機株式会社 空調機器用消音装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10266385A (ja) * 1997-03-27 1998-10-06 Shinko Electric Co Ltd 消音装置
JPH11265185A (ja) * 1998-03-17 1999-09-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 車室内騒音低減装置
JP2001355428A (ja) * 2000-06-09 2001-12-26 Yanmar Diesel Engine Co Ltd アクティブ消音装置
JP2017067827A (ja) * 2015-09-28 2017-04-06 トヨタ車体株式会社 エアコン稼働時の音演出装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10266385A (ja) * 1997-03-27 1998-10-06 Shinko Electric Co Ltd 消音装置
JPH11265185A (ja) * 1998-03-17 1999-09-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 車室内騒音低減装置
JP2001355428A (ja) * 2000-06-09 2001-12-26 Yanmar Diesel Engine Co Ltd アクティブ消音装置
JP2017067827A (ja) * 2015-09-28 2017-04-06 トヨタ車体株式会社 エアコン稼働時の音演出装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021106359A1 (ja) * 2019-11-28 2021-06-03 フォスター電機株式会社 空調機器用消音装置
JP2021085370A (ja) * 2019-11-28 2021-06-03 フォスター電機株式会社 空調機器用消音装置
JP7283715B2 (ja) 2019-11-28 2023-05-30 フォスター電機株式会社 空調機器用消音装置
US11763793B2 (en) 2019-11-28 2023-09-19 Foster Electric Company, Limited Silent device for air conditioning equipment
CN112259069A (zh) * 2020-10-21 2021-01-22 上海协格空调工程有限公司 一种动态主动降噪方法及空调设备
CN112259069B (zh) * 2020-10-21 2023-03-14 上海协格空调工程有限公司 一种动态主动降噪方法及空调设备

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