JP2006023588A - 車内騒音抑制システム - Google Patents

Abstract

【課題】 騒音に必要音が重畳されて車内側に到来する場合において、車内防音を効果的に図りつつも必要音は有効に聞き取ることができ、しかも、必要音の音源側インフラ整備等が不要であり、必要音の種別によらず効果を享受できる車内騒音抑制システムを提供する。
【解決手段】 車内騒音抑制システム１Ｂは、車内に設けた能動的騒音抑制機構１０において、エラー検出マイク１１の入力波形と、必要音抽出フィルタ５３からの入力波形との差分波形を演算し、適応フィルタ１４のフィルタ係数を、該差分波形のレベルが縮小する方向に調整するようにした。これにより、必要音成分だけは騒音制御用波形に組み込まれなくなり、相殺されずに車内に取り込まれる。その結果、適応フィルタ１４を通過したそれ以外の騒音成分は相殺されてレベルが低下し、結果として必要音成分を、減衰した騒音レベルに対して相対的に強調することができる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、自動車などの乗り物において、車内の騒音を抑制する車内騒音抑制システムに関する。

特公平７−８９４００号公報

近年、自動車を始めとする車両の居住性向上のため、車内防音が様々な角度から講じられている。単純な方法としては、車両の壁部や窓を防音構造にする等の方法があるが、近年では、デジタル音響技術の発達により、車内騒音をマイクで検出し、該マイクが検出する騒音波形と逆位相の騒音制御用波形を合成して車内のスピーカから出力することにより騒音を打ち消す、いわゆる能動的騒音抑制技術（あるいは音響ノイズキャンセラ）の採用も検討されている。

しかし、上記のような手法により車内の防音性が向上すればするほど、車両外にて発生する音波は、それが騒音であろうと必要音であろうと、一律に抑制された車内に伝達されてしまうことになる。その結果、例えば、図８に示すように、救急車、消防車あるいはパトカーなどの緊急車両のサイレン音や踏み切りの警報器音、危険遭遇した人の叫び声や、後続車のクラクションなど、運転者や搭乗者が本来聞き取るべき必要音が著しく減殺されて聞き取り難くなってしまう弊害を生ずる。また、能動的騒音抑制機構では、別の問題として、車内で搭乗者が交わす会話やカーステレオなどの車内オーディオ音までが減衰してしまい、これらが却って聞き取り難くなる問題も発生しうる。

特許文献１には、緊急車両側と周囲の一般車両とに警報用の電波通信装置を搭載し、一般車両側では緊急車両からの警報音を音波によっても検知して、誤動作の少ない警報カンチシステムを構築する技術が開示されている。しかし、この技術は、緊急車両と一般車との双方に電波通信装置を設けなければならず、インフラ整備に費用と時間を要するために、早急な普及を見込むことができない問題がある。また、緊急車両以外の必要音（踏み切りの警報器音や、電波装置を搭載しない一般車両のクラクション音、人の叫び声など）には対応できず、逆に車内等の必要音の聞き取りやすさ等についてまでは考慮されていない問題がある。

本発明の課題は、騒音に必要音が重畳されて車内に到来する場合において、車内防音を効果的に図りつつも必要音は有効に聞き取ることができ、しかも、必要音の音源側インフラ整備等が不要であり、必要音の種別によらず効果を享受できる車内騒音抑制システムを提供することにある。

課題を解決するための手段及び作用・効果

上記課題を解決するために、本発明の車内騒音抑制システムは、
車内の騒音を抑制する騒音抑制手段と、
車内音又は車外音のうち、搭乗者が車内にて積極的に聞き取るべき予め種別の定められた必要音成分を、該車内音又は車外音から抽出する必要音抽出手段と、
抽出された必要音を、騒音抑制手段により抑制された騒音レベルに対し相対的に強調し、強調音として車内に取り込む必要車外音強調手段とを有し、
騒音抑制手段は、車内に侵入する騒音を検出する車内騒音検出マイクと、
車内騒音検出マイクが検出する騒音波形と逆位相の騒音制御用波形を合成する騒音制御用波形合成部と、
騒音制御用波形合成部からの騒音制御用波形を騒音制御用音波として出力する騒音制御用スピーカと、を有する能動的騒音制御機構を含み、
該能動的騒音制御機構は、騒音制御用音波が重畳後の車内音に含まれる消し残し騒音成分を検出するエラー検出マイクと、消し残し騒音のレベルが縮小する方向にフィルタ係数が調整される適応フィルタとを有し、
適応フィルタに車内騒音検出マイクが検出する車内音波形を通過させ、騒音制御用波形合成部は、車内音波形の該適応フィルタの通過成分を逆相変換して騒音制御用波形を合成するものであり、
必要音抽出手段は、車内音又は車外音から必要音成分を抽出する必要音抽出フィルタを有し、
能動的騒音制御機構は、エラー検出マイクの検出出力波形と、必要音抽出フィルタの通過波形との差分波形を演算する差分波形演算手段を有し、適応フィルタは、該差分波形のレベルが縮小する方向にフィルタ係数が調整されることを特徴とする。

上記本発明においては、車内騒音は騒音制御用波形により音響的にキャンセルされるので、防音壁部をそれほど重厚としなくても（あるいは省略しても）、車内の騒音レベルを容易に低減することができる。また、騒音成分抽出用のフィルタが、エラー検出マイクを用いて検出される消し残し騒音をフィードバック情報とする形でフィルタ係数が更新される、適応フィルタとされているので、特に定常的な騒音成分（例えばエンジン音や路面音、あるいは風切り音など）を有効に抑制することができる。この場合、車内オーディオ音や車内会話音などの車内必要音や、さらに緊急車両のサイレン音など、車外音に含まれる種々の必要音も同様に相殺されてしまい聞き取り難くなる。しかし、上記本発明の構成では、エラー検出マイクの入力波形と、必要音抽出フィルタからの入力波形との差分波形を演算し、適応フィルタのフィルタ係数を、該差分波形のレベルが縮小する方向に調整するようにしたから、必要音成分だけは騒音制御用波形に組み込まれなくなり、相殺されずに車内に取り込まれる。その結果、適応フィルタを通過したそれ以外の騒音成分は相殺されてレベルが低下し、結果として必要音成分を、減衰した騒音レベルに対して相対的に強調することができる。

その結果、車内の騒音を抑制しつつも、搭乗者が車内にて積極的に聞き取るべき予め種別の定められた必要音成分については、必要音抽出手段により車内音ないし車外音から抽出し、その抽出された必要音を、騒音抑制手段により抑制された騒音レベルに対し相対的に強調して強調音として車内に取り込むことができる。その結果、車内防音を効果的に図りつつも必要音は有効に聞き取ることができるようになる。また、必要音抽出手段と必要音強調手段とが、いずれも車内騒音抑制の対象車側に設けられるので、例えば緊急車両など必要音の音源となる側のインフラ整備等が全く不要であり、抽出すべき必要車外音として選定しておきさえすれば、該必要音の種別によらず、これを問題なく強調音として車内に取り込むことができる。

必要車外音は、例えば、緊急車両のサイレン音とすることで、該緊急車両の通行を妨げることが効果的に防止でき、また、踏み切り警報器音、後続車のクラクション音及び人の叫び声などを選定すると、危険認識に有効活用することができる。必要車外音は、これらの少なくとも１つを含むものとすることができるが、これらに限定されるものではない。

他方、必要車内音は、車内会話音及びオーディオ装置の出力の少なくともいずれかを含むものとすることができるが、これらに限定されるものではない。必要車内音を車内会話音とした場合、能動的騒音制御機構の動作により該会話音が減衰して、会話に支障を来たす不具合を効果的に回避できる。また、オーディオ装置の出力とした場合は、車内にて聴取中のオーディオ音のレベルが、能動的騒音制御機構の動作により減殺される不具合を抑制できる。その結果、音楽などのオーディオ音を騒音に邪魔されずに楽しめるようになり、また、音楽等を聞き取りやすくするためにむやみに音量を上げたりする不具合も低減される。

必要車外音抽出手段は、必要音抽出手段は、車内音又は車外音を検知する必要音検知マイクと、該必要音検知マイクの入力波形のうち、必要音成分を優先的に通過させる必要音抽出フィルタとを有するものとして構成できる。これにより、必要音を効果的に抽出することができる。

この場合、必要音強調手段は、必要音抽出フィルタを通過後の必要音波形を増幅する必要音波形増幅部と、増幅後の必要車外音波形を強調音として車内に出力する強調音出力スピーカとを有するものとして構成できる。抽出された必要音を増幅して強調音出力スピーカから出力することで、これを車内音に対して効果的に強調することができる。例えば騒音抑制手段が、上記の能動的騒音抑制機構以外に、車両に設けられた防音壁部を含む場合、通常は車外音が一律に遮断されてしまうのであるが、車外の必要音検知マイクと必要音抽出フィルタとを組み合わせて音響ウィンドウを形成することにより、防音壁部により外部から音響的に隔離された車内にも、車外の必要音を効果的に取り込むことができる。しかも、本発明においては、能動的騒音抑制機構において必要音成分が騒音制御用波形に組み込まれず、相殺されずに車内に取り込まれるようになっているから、スピーカ出力された強調音が、能動的騒音制御機構により再び減衰することを効果的に抑制でき、必要車外音をますます聞き取りやすくすることができる。

必要車外音強調手段は、一定レベル以上の必要車外音成分が検出された場合に、車内に搭載されたオーディオ装置のスピーカ出力音量を低下させる車外音用オーディオミューティング機構を有するものとして構成することができる。これにより、必要車外音が、オーディオ出力によりかき消されて聞きづらくなる不具合を抑制できる。また、必要音強調手段は、一定レベル以上の必要車外音成分が検出された場合に、車内会話音の強調を抑制する会話音強調抑制手段を有するものとして構成することもできる。これにより、必要車外音が、車内での大声による会話等でかき消されて聞きづらくなる不具合を抑制できる。

（実施形態１）
図１は、本発明の車内騒音抑制システムの一構成例を示す機能ブロック図である。該車内騒音抑制システム１Ｂの要部は、騒音抑制手段をなす能動的騒音制御機構（音響ノイズキャンセラ）１０と、必要音強調部（手段）５０とを含む。能動的騒音制御機構１０は、車内に侵入する騒音を検出する車内騒音検出マイク（ノイズ検知マイク）１１と、車内騒音検出マイク１１が検出する騒音波形と逆位相の騒音制御用波形を合成する騒音制御用波形合成部（制御音発生部）１５とを有する。騒音制御用波形は騒音制御用スピーカ１８から出力される。また、騒音制御用音波が重畳後の車内音に含まれる消し残し騒音成分を検出するエラー検出マイク１２と、消し残し騒音のレベルが縮小する方向にフィルタ係数が調整される適応フィルタ１４も設けられている。

車両自身に音源を有する車内騒音としては、エンジン音、路面音、風切り音などがあり、図２に示すように、車内騒音検出マイク１１は、複数個のものが、個別の車内騒音の検知に適した位置に分散配置されている。例えば、エンジン音及び路面音の検知用として、エンジンルームやタイヤに近い床面上にマイク１１が配置され、また、風切り音は、窓寄りに配置されたマイク１１にて検知される。

車内騒音検出マイク１１は、搭乗者Ｊから見てそれぞれ違う位置にあり、マイク１１が拾う位置での騒音波形と、搭乗者Ｊが実際に聞く騒音波形との間には少なからぬ位相差がある。そこで、この位相差を合せこむために、図１に示すように、車内騒音検出マイク１１の検知波形は適宜、位相調整部１３を介して制御音発生部１５に与えられる。

次に、必要音強調部５０は、強調音検知マイク５１及び必要音抽出フィルタ５３を含んで構成され、その必要音の抽出波形が制御音発生部１５に与えられる。ここでも、車内騒音検出マイク１１と同様の事情により、位相調整部５２が適宜設けられる。強調音検知マイク５１は、車外の必要音を取り込むための車外用マイク５１（Ｅ）と、車内の必要音を取り込むための車内用マイク５１（Ｉ）とからなる。いずれも周知の指向性マイクにて構成でき、車外用は、音検知の指向性の強い角度域が車外方向を向き、指向性の弱い角度域が車内方向を向くように取り付けられている。本実施形態では、マイク５１の全体が車外に出るように取り付けられているが、指向性の弱い角度域が車内側に位置し、指向性の強い角度域のみが車外に出るように、車内と車外とにまたがって取り付けることも可能である。他方、車内用マイク５１（Ｉ）は、各座席に対応して、搭乗者の会話音を選択的に検知できるよう、音検知の指向性の強い角度域が搭乗者の正面側を向き、指向性の弱い角度域が反対方向を向くように取り付けられる。これら強調音検知マイク５１は、いずれも、その入力波形（検出波形）のうち必要音成分を優先的に通過させる必要音抽出フィルタ５３に接続されている。

なお、図２において、車内騒音検出マイク１１のうち、風切り音用のマイクは、対向車や後続車の騒音（エンジン音や路面音、すれ違い風切り音など）などの車外騒音も結果的に検知するものとなる。従って、これを車外用の強調音検知マイク５１（Ｅ）と兼用させることもできる。また、本実施形態では、カーステレオなどの車内オーディオ機器が設けられ、そのオーディオ入力が車内必要音音源１９として利用されるようになっている。このオーディオ機器のスピーカ出力音（スピーカは騒音制御用スピーカ１８と兼用してもよいし、別途設けてもよい）は、騒音制御用波形が重畳されても相殺されないように制御される。

図３は、図１の機能ブロック図に対応したハードウェアブロック図の一例を示すものである。第一ＤＳＰ（Digital Signal Processor）１００は騒音制御用波形合成部（制御音発生部）１５及び適応フィルタ１４（さらには位相調整部１３）を構成するものであり、車内騒音検出マイク１１がマイクアンプ１０１及びＡ／Ｄ変換器１０２を介して、また、騒音制御用スピーカ１８がＤ／Ａ変換器１０３及びアンプ１０４を介してそれぞれ接続されている。他方、第二ＤＳＰ２００は、抑制すべき騒音成分の抽出部を構成するものであり、車内騒音検出マイク１１がマイクアンプ１０１及びＡ／Ｄ変換器１０２を介して、また、オーディオ入力など抑制対象外の音声信号源、すなわち必要音音源１９がＡ／Ｄ変換器１０２を介してそれぞれ接続されている。

必要音強調部５０は、必要音抽出フィルタ５３として機能する第三ＤＳＰ３００を有し、必要音検知マイク（強調音検知マイク）５１がマイクアンプ１０１及びＡ／Ｄ変換器１０２を介して接続されている。そして、第三ＤＳＰ３００は、図９に示す流れの処理によりフィルタ係数が設定されたデジタル適応フィルタとして機能する。以下、フィルタ係数の設定処理について説明する。

緊急車両（救急車、消防車、パトカーなど）のサイレン音、踏み切り警報器音、後続車のクラクション音、ホイッスル音、人間の叫び声（子供の泣き声や女性の叫び声など）を、注意ないし危険認識すべき必要車外音（強調音）として定め、それらのサンプル音をディスク等に記録して、読み取り再生可能な参照強調音データとしてライブラリー化しておく。また、会話音については、複数人の個別のモデル音声を、同様に参照強調音データとしてライブラリー化しておく。なお、自動車への搭乗候補者が固定的に定められている場合には、モデル音声を、そのモデル音声自身の発声による参照強調音データとして用意しておけば、その搭乗候補者が乗車した場合の会話音の強調精度を高めることができる。

そして、フィルタ係数に適当な初期値を与え、Ｓ５１で、強調音検知マイク５１による強調音検出レベルを初期値に設定する。次いで、Ｓ５２で参照強調音の選択番号Ｅ_Ｒ（車外音の場合：参照会話音についてはＦ_Ｒ）を初期化し、Ｓ５３で番号Ｅ_Ｒの参照強調音を読み出して出力し、強調音検知マイク５１により検出する。そして、Ｓ５５では、適応フィルタの通過波形を読み取り、参照強調音として通過できた波形のレベルを測定する。Ｓ５６では、この検知レベルが目標値に達したかどうかを調べ、達していなければＳ５７に進み、フィルタ係数を更新してＳ５５に戻り、以下、Ｓ５６及びＳ５７の処理を繰り返す。Ｓ５６で検知レベルが目標値に達していれば、次の参照強調音を選択し、Ｓ５３以下の処理を繰り返す。このようにして、車外音及び車内音（会話音）の双方について、参照強調音を次々と取り替えて、通過波形の検知レベルが最適化されるよう、フィルタ係数を学習処理させる。

図１に戻り、上記のようにフィルタ係数が調整された必要音抽出フィルタ５３により、強調音検知マイク５１からの入力波形から必要音を抽出し、その抽出強調音波形を第二ＤＳＰ２００に転送する。第二ＤＳＰ２００は、車内騒音検出マイク１１の検知波形から、必要音音源（ここではオーディオ出力）１９からの入力波形と、第三ＤＳＰ３００からの抽出強調音波形を差分演算する。

第一ＤＳＰ１００に組み込まれるデジタル適応フィルタのフィルタ係数は、システムの使用に先立って初期化が行われる。図７は、そのフィルタ係数の設定処理の流れを示す概念的なフローチャートの一例を示す。まず、抑制対象となる種々の騒音を定め、それらのサンプル音をディスク等に録音して、再生可能な参照騒音としてライブラリー化しておく。本実施形態では、
(1)低速走行時（例えば２０ｋｍ／ｈまで：あるいはアイドリング時）のエンジン音；
(2)良路（舗装道路）上を中速（例えば５０ｋｍ／ｈまで）走行したときのエンジン音と路面音；
(3)(2)で高速走行（例えば１４０ｋｍ／ｈまで）したときの、風切り音がさらに加わった状態；
(4)悪路（非舗装道路）上を中速（例えば５０ｋｍ／ｈまで）走行したときのエンジン音と路面音；
(5)後続車のエンジン音；
(6)すれ違い車のエンジン音及び風切り音；
などが参照騒音として定められている。

そして、Ｓ１でフィルタ係数に適当な初期値を与え、Ｓ２で、エラー検出マイク１２による消し残し騒音レベルを初期値に設定する。次いで、Ｓ３で参照騒音の選択番号Ｎ_Ｒを初期化し、Ｓ４で番号Ｅ_Ｒの参照騒音を読み出して出力し、車内騒音検出マイク１１により検出する。そして、Ｓ５で制御波形の合成処理となる。この処理では、まず、適応フィルタを通過した車内騒音検出マイク１１（図１、図３）の検出波形を読み取り、これを高速フーリエ変換することにより、騒音検出波形を、各々波長の異なる正弦波素波に分解する。そして、各正弦波素波の位相を反転させた反転素波を生成し、これを再度合成することにより、騒音検出波形と逆位相の騒音制御用波形が得られる。これを騒音制御用スピーカ１８（図１、図３）から出力する。

適応フィルタの係数が適性に定められていれば、車内騒音検出マイク１１の波形からは騒音成分だけが効率良く抽出されているはずなので、これに基づいて逆相合成された騒音制御用波形により車内騒音を過不足なく相殺することができる。しかし、フィルタ係数の設定が適性でなければ相殺されない波形成分が消し残し騒音成分となって生ずる。これは、エラー検出マイク１２により検出される。初期設定は前述の必要音が存在しない状況下で行われるので、Ｓ６で該エラー検出マイク１２の検出出力から騒音のレベルが読み取られ、記憶される。

Ｓ７では、消し残し騒音成分のレベルが目標値と比較され、目標値以下になっていなければＳ８に進んでフィルタ係数を更新し、その後Ｓ５に戻り、以下、Ｓ６、Ｓ７及びＳ８の処理を繰り返す。Ｓ７で消し残し騒音成分のレベルが目標値以下になっていれば、次の参照騒音を選択し、Ｓ４以下の処理を繰り返す。このようにして、参照騒音を次々と取り替えて、消し残し騒音成分が最小化されるよう、フィルタ係数を学習処理させる。この学習処理を行うことで、実使用時における適応フィルタのフィルタ係数収束速度を大幅に向上することができる。

以上で初期設定が終わり、図８は実使用時の処理の流れを示すものである。適応フィルタが上記初期設定状態でも、ある程度騒音抑制効果は期待できるが、本実施形態では、消し残し騒音成分を定常的にモニタリングし、常時これが最小化されるようにフィルタ係数をリアルタイム更新する処理が採用されている。まず、既にフィルタ係数が初期化済みなので、Ｓ３２で図７のＳ５と同一の処理により騒音制御用波形を合成し、Ｓ３３で消し残し騒音レベルを検出する。先にも説明したごとく、エラー検出マイク１２は、実使用時には、車外必要音（前述の緊急車両音など）及び車内必要音（会話音やオーディオ音など）も一緒に拾うことになるが、Ｓ３８，Ｓ３９のごとく、これは第三ＤＳＰ３００（図３）での波形差分演算処理にて予め取り除かれ、本来消したい音波成分である消し残し騒音成分が抽出される。

そして、Ｓ３４で、消し残し騒音成分のレベルが目標値と比較され、目標値以下になっていなければＳ３５に進んでフィルタ係数を更新し、その後Ｓ３２に戻り、以下、Ｓ３３、Ｓ３４及びＳ３５の処理を、処理中断が指令されない限り間断なく繰り返す。エラー検出マイク１２を設け、さらにその検出出力から差分演算により指定された必要音が予め取り除かれることで、その指定された必要音以外の音波成分は、基本的には全て区別なく、消したい騒音成分として処理上は認識されることになる。その結果、図７中に列挙した騒音成分のほか、車内騒音検出マイク１１と騒音制御用スピーカ１８との音響結合に由来したエコーやハウリングなども同時に相殺・除去することができる。さらに、繰り返し処理により、短い時間区間（例えば１ｍｓ以上５００ｍｓ以下）に区切ってフィルタ係数を絶えず更新することで、エンジン音や路面音などの定常的な騒音だけでなく、すれ違いノイズなどの短時間騒音成分も、その区切られた時間区間内では定常騒音とみなすことができ、問題なく消去することができる。

（実施形態２）
図４、図５及び図６の車内騒音抑制システム１Ｃは、実施形態１の車内騒音抑制システム１Ｂ（図１，図３）に、さらに、強調音出力スピーカ５５を追加した例である。従って、既に説明済みの部分には共通の符号を付与するのみとし、相違点について主に説明する。該システムでは、騒音抑制手段として防音壁部４０１が設けられている。防音壁部４０１の構造は周知のものであり、例えば、金属板により中空に構成された車体の内部を、発泡樹脂やゴムなどの防振材料で充填することにより構成できる。また、窓４０２も必要に応じて二重中空窓などの防音構造とすることができる。

図５に示すように、強調音検知マイク５１にて検出された車外音の波形は、必要音抽出フィルタ５３により上記の必要音が抽出され、Ｄ／Ａ変換後、アンプ（必要音波形増幅部）１０４にて増幅され、車内の随所に設けられた強調音出力スピーカ５５から出力される。必要音抽出フィルタ５３により抽出されなかった通常の車外騒音（例えばすれ違いの車両音や風切り音、車外から回り込んでくる自車のエンジン音や路面音などは）は、防音壁部４０１により車内に取り込まれることが抑制される。そして、抽出された必要音は、増幅して強調音出力スピーカ５５から出力されるので、防音壁部４０１によりレベルが減じられた車内騒音に対して、これを効果的に強調することができ、ひいては搭乗者に聞き取りやすくすることができる。

図５に示すように、車外必要音強調部５０は図２とほぼ同じ構成であるが、その抽出された強調音波形は、強調音用アンプ５４にも分配され、強調音出力スピーカ５５から出力されるようになっている。図６に示すように、強調音波形の出力は第三ＤＳＰ３００から分岐出力され、Ｄ／Ａ変換器１０３を介して強調音出力スピーカ５５から出力される。本実施形態では、強調音出力スピーカ５５はオーディオ出力用のスピーカにも兼用されている。なお、騒音制御用スピーカ１８を強調音出力用あるいはオーディオ出力用のスピーカに兼用することも可能である。図６においては、破線で示すように、アナログの強調音波形及びオーディオ入力を、騒音制御用スピーカ１８のアンプ１０４に重畳入力することで、騒音制御用スピーカ１８からの出力を可能としている。

なお、本実施形態では、車内の会話音を検出する強調音検知マイク５１については、抽出された強調音波形（つまり、会話音）を増幅・出力するための強調音用アンプないし強調音出力スピーカは特に設けていない。これらを設けることも可能ではあるが、騒音抑制されて楽に会話のできる環境下では、会話拡声用のスピーカは不要なことも多い。いずれにしても、上記機構により、会話音を除いた車内騒音が能動的騒音抑制機構１０により抑制されていることで、会話音が車内騒音に対して相対的に強調されていることに変わりはない。

また、図５に戻り、本システム１Ｃにおいては、一定レベル以上の必要車外音成分が検出された場合に、車内に搭載されたオーディオ装置のスピーカ（別途、スピーカ６０として設けているが、上記のごとく、強調音用のスピーカ５５や騒音制御用スピーカ１８もオーディオ用に流用できる）からの出力音量を低下させる車外音用オーディオミューティング機構が設けられている。すなわち、必要音抽出フィルタ５３からの必要音の抽出レベルが閾値以上となったか否かがレベル判定部５７で判定される。そして、閾値以上の場合には、レベル判定部５７は強調抑制指令信号Ｓｄを、オーディオ入力を受けるボリュームコントローラ５８に向けて発する。ボリュームコントローラ５８はこれを受け、オーディオ出力の音量を一定以下に下げてミューティングし、車外必要音（強調音）を聞き取りやすくする。なお、オーディオ装置の出力は、オーディオスピーカーからの出力をマイクで拾うようにしてもよい。

さらに、車内の会話がうるさい場合、車外音検知時において、会話音を車内騒音に対して相対的に強調する処理を抑制することも可能である。これにより、会話音レベルが下がって、車外必要音をより聞き取りやすくすることができる。この場合の処理は次のようになる。まず、上記のレベル判定部５７により、抽出レベルが閾値以上となった場合に強調抑制指令信号Ｓｄが制御音発生部１５に出力される。制御音発生部１５はこれを受け、車内用マイク５１からの会話音波形と、エラー検知マイク５１からの入力信号波形との差分演算を抑制又は中止する。その結果、エラー検知マイク５１が検知する車内の会話音波形は、上記差分演算が抑制されることで消し残し騒音成分に組み込まれるようになり、これを考慮して合成される騒音制御音により相殺されてレベルが減じられる。なお、この方式では、図６の第三ＤＳＰ３００による差分演算プログラムルーチンを、車内用マイク５１からの入力信号の減算は行わないプログラムルーチンに切り替える必要があるが、処理上の余裕がなければ、車内用マイク５１のアンプ１０１に強調抑制指令信号Ｓｄを入力して、その動作を停止ないし増幅ゲインを低下させるか、又は、車内用マイク５１の電源を切るなどして、会話音を検出する車内用マイク５１からの入力信号自体をレベルダウンする方法を用いることもできる。

本発明の車内騒音抑制システムの第一実施形態を示す機能ブロック図。 車両へのマイク取り付け位置の一例を示す説明図。 図１の車内騒音抑制システムのハードウェア構成の一例を示すブロック図。 本発明の車内騒音抑制システムの第二実施形態を示す平面概念図。 同じく機能ブロック図。 同じくハードウェア構成の一例を示すブロック図。 能動的騒音抑制機構の適応フィルタの初期設定処理の一例を示すフローチャート。 能動的騒音抑制機構を用いた本発明の車内騒音抑制システムの、騒音抑制処理の一例を示すフローチャート。 必要車外音強調部における適応フィルタのフィルタ係数適正化処理の一例を示すフローチャート。 従来の車内騒音抑制システムの問題点を示す図。

符号の説明

１Ｂ，１Ｃ 車内騒音抑制システム
１０ 能動的騒音制御機構（騒音抑制手段）
１１ 車内騒音検出マイク
１２ エラー検出マイク
１４ 適応フィルタ
１５ 騒音制御用波形合成部（制御音発生部）
１８ 制御用スピーカ（制御音発生部）
５１ 強調音検知マイク
５３ 必要音抽出フィルタ
１００ 自動車
４０１ 防音壁部（騒音抑制手段）

Claims (7)

1. 車内の騒音を抑制する騒音抑制手段と、
   車内音又は車外音のうち、搭乗者が車内にて積極的に聞き取るべき予め種別の定められた必要音成分を、該車内音又は車外音から抽出する必要音抽出手段と、
   抽出された必要音を、前記騒音抑制手段により抑制された騒音レベルに対し相対的に強調し、強調音として車内に取り込む必要車外音強調手段とを有し、
   前記騒音抑制手段は、車内に侵入する騒音を検出する車内騒音検出マイクと、
   前記車内騒音検出マイクが検出する騒音波形と逆位相の騒音制御用波形を合成する騒音制御用波形合成部と、
   前記騒音制御用波形合成部からの前記騒音制御用波形を騒音制御用音波として出力する騒音制御用スピーカと、を有する能動的騒音制御機構を含み、
   該能動的騒音制御機構は、前記騒音制御用音波が重畳後の前記車内音に含まれる消し残し騒音成分を検出するエラー検出マイクと、前記消し残し騒音のレベルが縮小する方向にフィルタ係数が調整される適応フィルタとを有し、
   前記適応フィルタに前記車内騒音検出マイクが検出する車内音波形を通過させ、前記騒音制御用波形合成部は、前記車内音波形の該適応フィルタの通過成分を逆相変換して前記騒音制御用波形を合成するものであり、
   前記必要音抽出手段は、前記車内音又は前記車外音から前記必要音成分を抽出する必要音抽出フィルタを有し、
   前記能動的騒音制御機構は、前記エラー検出マイクの検出出力波形と、前記必要音抽出フィルタの通過波形との差分波形を演算する差分波形演算手段を有し、前記適応フィルタは、該差分波形のレベルが縮小する方向に前記フィルタ係数が調整されることを特徴とする車内騒音抑制システム。
2. 前記必要車外音は、緊急車両のサイレン音、踏み切り警報器音、後続車のクラクション音及び人の叫び声の少なくともいずれかを含むものである請求項１記載の車内騒音抑制システム。
3. 前記必要車内音は、車内会話音及びオーディオ装置の出力の少なくともいずれかを含むものである請求項１又は請求項２に記載の車内騒音抑制システム。
4. 前記必要音抽出手段は、前記車内音又は前記車外音を検知する必要音検知マイクと、該必要音検知マイクの入力波形のうち、前記必要音成分を優先的に通過させる必要音抽出フィルタとを有する請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車内騒音抑制システム。
5. 前記必要音強調手段は、前記必要音抽出フィルタを通過後の前記必要音波形を増幅する必要音波形増幅部と、増幅後の必要音波形を前記強調音として車内に出力する強調音出力スピーカとを有する請求項４記載の車内騒音抑制システム。
6. 前記必要音強調手段は、一定レベル以上の必要車外音成分が検出された場合に、車内に搭載されたオーディオ装置のスピーカ出力音量を低下させる車外音用オーディオミューティング機構を有する請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の車内騒音抑制システム。
7. 前記必要音強調手段は、一定レベル以上の必要車外音成分が検出された場合に、車内会話音の強調を抑制する会話音強調抑制手段を有する請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の車内騒音抑制システム。
   

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