JPH07325585A - 車室内騒音低減装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 消音性能が劣化することなくランダム信号に
よる残響を抑えることのできる車室内騒音低減装置を提
供する。 【構成】 Ｉg パルスを成形・間引きしプライマリソー
スＰs とし、このプライマリソースＰs を適応フィルタ
３のフィルタ係数と畳み込み積和しスピーカ９から受聴
点での振動騒音に対する相殺音として出力する。騒音低
減状態をマイク１０でエラー信号として検出しノイズ防
止回路５に入力する。そしてノイズ防止回路５で、前回
データと誤差信号との差が設定値以下のとき誤差信号を
出力する一方、差が設定値より大きいとき前回データ
と、誤差信号と、誤差信号と前回データの平均値とから
最も小さい信号をＬＭＳ演算回路６に出力する。ＬＭＳ
演算回路６ではＣMN0 回路４を介して入力されたプライ
マリソースＰs とノイズ防止回路５からの出力から係数
修正量を求めフィルタ係数を更新する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの振動騒音を
主要因として発生する車室内の騒音を、相殺音と干渉さ
せて低減させる車室内騒音低減装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの振動騒音を主要因として発生
する車室内騒音に対し、この騒音と同一振幅で逆位相と
なる音（相殺音）を音源から発生させ、車室内騒音を低
減させる種々の技術が提案されている。

【０００３】また、最近では、例えば特開平３−１７８
８４５号公報等に示されるように、ＬＭＳ（Ｌeast Ｍ
ean Ｓquare ）アルゴリズム（適応フィルタのフィルタ
係数を求める計算式を簡略化するため、フィルタの修正
式が再帰式であることを利用し、平均自乗誤差で近似し
て求める理論）、あるいは、このＬＭＳアルゴリズムを
多チャンネルに拡大したＭＥＦＸ−ＬＭＳ（Ｍultiple
Ｅrror Ｆiltered Ｘ−ＬＭＳ）アルゴリズムを利用し
た車室内騒音低減装置が提案され、一部実用化され始め
ている。このＬＭＳアルゴリズムを利用した車室内騒音
低減装置では、エンジン振動を主要因として発生する車
室内騒音を消音する場合、エンジン振動と相関の高い信
号を騒音振動源信号（プライマリソース）として検出
し、このプライマリソースから適応フィルタによって騒
音に対する相殺音を合成してスピーカから発生する。そ
して、受聴点における騒音低減状態をエラー信号として
マイクにより検出し、このエラー信号と上記プライマリ
ソースとからＬＭＳアルゴリズムにより適応フィルタの
フィルタ係数を更新して受聴点における騒音低減を最適
な値とするようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のＬＭ
ＳアルゴリズムあるいはＭＥＦＸ−ＬＭＳアルゴリズム
を利用した周期音を対象とする車室内騒音低減装置で
は、適応フィルタのフィルタ係数更新の適応速度を高め
ると一般に消音性能が向上するが、エンジン音等の消音
対象とする周期音以外のノイズ成分（ランダム信号；人
の話し声や音楽あるいは突発的な音等）に対しても適応
が行われるため、スピーカからこのノイズ成分に対する
周期的な相殺音が発せられ、残響となって感じられて乗
員に違和感を与えることがある。

【０００５】また、適応速度を遅く設定すれば、上述の
ような残響を和らげることができるが、消音性能が劣化
してしまうといった問題がある。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、例え、人の話し声や音楽あるいは突発的な音等のラ
ンダム信号が発生しても、このランダム信号による残響
を、消音性能が劣化することなく抑えることのできる車
室内騒音低減装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明による第一の車室内騒音低減装置は、エンジン振
動と相関の高い騒音振動源信号を適応フィルタによりキ
ャンセル信号として合成するキャンセル信号合成手段
と、上記キャンセル信号を騒音に対する相殺音として発
生する相殺音発生手段と、受聴点における騒音低減状態
を誤差信号として検出する誤差信号検出手段と、上記誤
差信号の少なくとも１周期以上を１データとして記憶す
るとともに、前回のデータと上記誤差信号との差を求
め、この差が予め設定しておいた値以下の場合、上記誤
差信号を出力する一方、上記前回のデータと上記誤差信
号との差が上記設定値より大きい場合、上記前回のデー
タと上記誤差信号とこの誤差信号を上記前回のデータに
基づき処理した信号とから最も絶対値の小さい信号を選
択して出力するノイズ防止手段と、上記騒音振動源信号
と上記ノイズ防止手段からの信号とに基づき上記適応フ
ィルタのフィルタ係数を更新するフィルタ係数更新手段
とを備えたものである。

【０００８】また、上記目的を達成するため本発明によ
る第二の車室内騒音低減装置は、エンジン振動と相関の
高い騒音振動源信号を適応フィルタによりキャンセル信
号として合成するキャンセル信号合成手段と、上記キャ
ンセル信号を騒音に対する相殺音として発生する相殺音
発生手段と、受聴点における騒音低減状態を誤差信号と
して検出する誤差信号検出手段と、上記誤差信号の少な
くとも１周期以上を１データとして記憶するとともに、
前回のデータと上記誤差信号との差を求め、この差が予
め設定しておいた値より大きい場合、さらに、上記誤差
信号の上記設定値より大きくなる値の割合を求め、この
割合が予め設定した割合以上となる際に、上記前回のデ
ータと上記誤差信号との差が上記設定値より大きくなる
信号部分に対する上記適応フィルタのフィルタ係数の更
新速度を遅く設定するノイズ防止手段と、上記騒音振動
源信号と上記誤差信号とに基づき上記適応フィルタのフ
ィルタ係数を更新するフィルタ係数更新手段とを備えた
ものである。

【０００９】さらに、上記目的を達成するため本発明に
よる第三の車室内騒音低減装置は、エンジン振動と相関
の高い騒音振動源信号を適応フィルタによりキャンセル
信号として合成するキャンセル信号合成手段と、上記キ
ャンセル信号を騒音に対する相殺音として発生する相殺
音発生手段と、受聴点における騒音低減状態を誤差信号
として検出する誤差信号検出手段と、上記誤差信号の少
なくとも１周期以上を１データとして記憶するととも
に、前回のデータと上記誤差信号との差の絶対値に、エ
ンジン１回転前における前回のデータとデータとの差の
絶対値を加算するエラー信号演算部並びに、該エラー信
号演算部からの出力値から基準値を減算することでステ
ップサイズをビットシフトして小さくするステップサイ
ズ設定部とを有するノイズ防止手段と、上記騒音振動源
信号と上記誤差信号とに基づき上記適応フィルタのフィ
ルタ係数を更新するフィルタ係数更新手段とを備えたも
のである。

【００１０】

【作 用】上記第一の車室内騒音低減装置の構成におい
て、まず、エンジンの振動騒音を主要因として車室内に
騒音が発生すると、キャンセル信号合成手段で、エンジ
ン振動と相関の高い騒音振動源信号を適応フィルタによ
りキャンセル信号として合成し、相殺音発生手段から、
上記キャンセル信号を騒音に対する相殺音として発生す
る。次いで、誤差信号検出手段により、受聴点における
騒音低減状態を誤差信号として検出し、ノイズ防止手段
で、上記誤差信号の少なくとも１周期以上を１データと
して記憶するとともに、前回のデータと上記誤差信号と
の差を求め、この差が予め設定しておいた値以下の場
合、上記誤差信号を出力する一方、上記前回のデータと
上記誤差信号との差が上記設定値より大きい場合、上記
前回のデータと上記誤差信号とこの誤差信号を上記前回
のデータに基づき処理した信号とから最も絶対値の小さ
い信号を選択して出力する。そして、フィルタ係数更新
手段で、上記騒音振動源信号と上記ノイズ防止手段から
の信号とに基づき上記適応フィルタのフィルタ係数を更
新する。

【００１１】また、上記第二の車室内騒音低減装置の構
成において、まず、エンジンの振動騒音を主要因として
車室内に騒音が発生すると、キャンセル信号合成手段
で、エンジン振動と相関の高い騒音振動源信号を適応フ
ィルタによりキャンセル信号として合成し、相殺音発生
手段から、上記キャンセル信号を騒音に対する相殺音と
して発生する。次いで、誤差信号検出手段により、受聴
点における騒音低減状態を誤差信号として検出し、ノイ
ズ防止手段で、上記誤差信号の少なくとも１周期以上を
１データとして記憶するとともに、前回のデータと上記
誤差信号との差を求め、この差が上記設定値より大きい
場合、さらに、上記誤差信号の上記設定値より大きくな
る値の割合を求め、この割合が予め設定した割合以上と
なる際に、上記前回のデータと上記誤差信号との差が上
記設定値より大きくなる信号部分に対する上記適応フィ
ルタのフィルタ係数の更新速度を遅く設定する。そし
て、フィルタ係数更新手段で、上記騒音振動源信号と上
記誤差信号とに基づき上記適応フィルタのフィルタ係数
を更新する。

【００１２】さらに、上記第三の車室内騒音低減装置の
構成において、まず、エンジンの振動騒音を主要因とし
て車室内に騒音が発生すると、キャンセル信号合成手段
で、エンジン振動と相関の高い騒音振動源信号を適応フ
ィルタによりキャンセル信号として合成し、相殺音発生
手段から、上記キャンセル信号を騒音に対する相殺音と
して発生する。次いで、誤差信号検出手段により、受聴
点における騒音低減状態を誤差信号として検出し、ノイ
ズ防止手段で、上記誤差信号の少なくとも１周期以上を
１データとして記憶するとともに、前回のデータと上記
誤差信号との差の絶対値に、エンジン１回転前における
前回のデータとデータとの差の絶対値を加算し、この加
算値から基準値を減算することで、ステップサイズをビ
ットシフトして小さくする。そして、フィルタ係数更新
手段で、上記騒音振動源信号と上記誤差信号とに基づき
上記適応フィルタのフィルタ係数を更新する。

【００１３】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。図１〜図３は本発明の第一実施例を示し、図１は
車室内騒音低減装置のシステム概略図、図２は入力信号
変換回路の説明図、図３はノイズ防止回路の説明図であ
る。

【００１４】図１において、符号１は４サイクルエンジ
ンを示し、このエンジン１の図示しないイグニッション
コイルへのイグニッションパルス信号（Ｉg パルス信
号）は、入力信号変換回路２に対しても出力される。

【００１５】この入力信号変換回路２は、図２に示すよ
うに、波形成形回路２ａと間引回路２ｂとで構成されて
おり、この入力信号変換回路２に入力された上記Ｉg パ
ルス信号は、エンジン回転に同期してエンジン２回転で
１パルスで、エンジン回転の０．５×ｎ（ｎ：整数）次
成分の周波数からなる信号に成形・間引されて、騒音振
動源信号（プライマリソースＰs ）として、キャンセル
信号合成手段としての適応フィルタ３、スピーカ／マイ
ク間伝達特性補償回路（以下「ＣMN0 回路」と略称）４
およびノイズ防止手段としてのノイズ防止回路５に出力
される。

【００１６】これは、４サイクルエンジン関連の振動騒
音は、エンジン１が２回転（７２０℃Ａ）で吸入・圧縮
・爆発・排気の４行程を完了するために、エンジン２回
転を１周期とする振動騒音となっており、周波数領域で
はエンジン回転の０．５次成分を基本波とし、その高次
成分が主体となったスペクトルとなっている（０．５×
ｎ（ｎ：整数）次成分により構成されている）ためであ
る。従って、Ｉg パルス信号を前述のように成形・加工
することにより、消音したい振動騒音と極めて相関の高
いプライマリソースＰs を得ることができる。

【００１７】また、上記適応フィルタ３は、フィルタ係
数更新手段としてのＬＭＳ演算回路６により更新可能な
フィルタ係数Ｗ(n) を有するＦＩＲ（Ｆinite Ｉmpulse
Ｒesponse ）フィルタであり、所定のタップ数（例え
ば、５１２タップ）に形成されている。この適応フィル
タ３に入力された上記プライマリソースＰs は、上記フ
ィルタ係数Ｗ(n) と畳み込み積和され、キャンセル信号
として、Ｄ／Ａ変換器７に出力され、図示しないフィル
タ回路およびアンプ回路（ＡＭＰ回路）８を介して、相
殺音発生手段としてのスピーカ９から相殺音を発生する
ようになっている。

【００１８】上記スピーカ９は、例えば、図示しない車
内のフロントドア等に配設されており、車内の受聴点
（例えば、運転席の乗員の耳位置に近接する位置）に
は、誤差信号検出手段としてのマイク１０が設けられて
いる。

【００１９】上記マイク１０にて検出された騒音低減状
態を示す誤差信号（相殺音とエンジン関連の振動騒音と
の干渉の結果を示す信号；エラー信号）は、アンプ回路
（ＡＭＰ回路）１１、フィルタ回路（図示せず）および
Ａ／Ｄ変換器１２を介して上記ノイズ防止回路５に入力
されるようになっている。

【００２０】このノイズ防止回路５は、図３に示すよう
に、トリガ信号生成部５ａと、エラー信号記憶部５ｂ
と、エラー信号比較・判定部５ｃと、エラー信号設定部
５ｄとから主に構成されている。

【００２１】すなわち、上記トリガ信号生成部５ａに
は、前記プライマリソースＰs が入力され、このプライ
マリソースＰs のパルスを、上記エラー信号記憶部５ｂ
と上記エラー信号比較・判定部５ｃで行う信号処理のト
リガパルスとして生成する回路部となっている。

【００２２】また、上記エラー信号記憶部５ｂは、ＲＡ
Ｍ回路で、上記マイク１０から入力されたエラー信号ｅ
(i)nを、１周期分にわたって（１周期分を１データとし
て）記憶する回路部に形成されている。尚、このエラー
信号記憶部５ｂでのサンプリング周波数は、できるだけ
高い周波数（例えば、３kHz ）で行うことが望ましい
が、消音システムの消音性能が確保できればメモリ量を
節約するため、例えば、１kHz 等でのサンプリング（数
サンプルおきのサンプリング）としても良い。また、単
に数サンプルおきのサンプリングとするのではなく、数
サンプルの平均値からなるデータとしても良い。また、
本実施例では、エラー信号ｅ(i)nを１周期にわたって記
憶するようにしたが、１周期以上の値を１データとして
記憶するようにしても良い。

【００２３】さらに、上記エラー信号比較・判定部５ｃ
は、上記エラー信号記憶部５ｂに記憶されている前回の
エラー信号（前回のデータ）ｅ(i)n-1と上記マイク１０
から入力されたエラー信号（今回のデータ）ｅ(i)nとの
差（｜ｅ(i)n-1−ｅ(i)n｜）を求め、予め実験等により
求め設定しておいた値αと比較する回路部となってい
る。

【００２４】また、上記エラー信号設定部５ｄは、上記
エラー信号比較・判定部５ｃでの比較結果に基づき、｜
ｅ(i)n-1−ｅ(i)n｜≦αの場合は、上記マイク１０から
入力されたエラー信号ｅ(i)nには周期音以外のノイズ成
分（ランダム信号；人の話し声や音楽あるいは突発的な
音等）が含まれないと判断して上記ＬＭＳ演算回路６に
出力する回路部である。また、｜ｅ(i)n-1−ｅ(i)n｜＞
αの場合は、上記前回のエラー信号ｅ(i)n-1、あるい
は、上記マイク１０から入力されたエラー信号ｅ(i)nの
どちらかにノイズ成分が含まれると判断して、上記ｅ
(i)n-1と上記ｅ(i)nの他に、上記ｅ(i)n-1と上記ｅ(i)n
の平均値（（ｅ(i)n-1＋ｅ(i)n）／２）を求め、これら
３つの信号（ｅ(i)n-1，ｅ(i)n，（ｅ(i)n-1＋ｅ(i)n）
／２）の中からエラー量（振幅の絶対値）の最も小さい
信号を選択して上記ＬＭＳ演算回路６に出力する回路部
となっている。尚、この選択は、上記ｅ(i)n-1と、上記
ｅ(i)nと、このｅ(i)nを上記ｅ(i)n-1に基づき処理した
他の信号（例えば、指数平均値；前回の指数平均値をＰ
xn-1，今回の指数平均値をＰxnとすると、Ｐxn＝（（Ｎ
−１）Ｐxn-1＋ｅ(i)n）／Ｎ；Ｎは１以上の定数）の中
から選択するようにしても良い。

【００２５】一方、前記ＣMN0 回路４には、予めスピー
カ／マイク間伝達特性ＣMNが有限のインパルスレスポン
スで近似して（補償係数ＣMN0 として）設定されてお
り、入力されたプライマリソースＰs に、上記補償係数
ＣMN0 を乗じる（畳み込み積和する）ことにより補償し
て、上記ＬＭＳ演算回路６に信号を出力する回路となっ
ている。

【００２６】また、上記ＬＭＳ演算回路６では、上記ノ
イズ防止回路５からの信号と、上記ＣMN0 回路４で補償
された（畳み込み積和された）プライマリソースＰs と
から、周知のＬＭＳアルゴリズムにより前記適応フィル
タ３のフィルタ係数Ｗ(n) の修正量を求め、フィルタ係
数Ｗ(n) を更新する。ここで、更新後のｉ番目のフィル
タ係数をＷi(n+1)，更新するｉ番目のフィルタ係数をＷ
i(n)，ステップサイズをμ，上記ＬＭＳ演算回路６に入
力される上記ノイズ防止回路５からの信号をＥ(n) ，上
記補償係数ＣMN0 （Ｊタップ）のｊ番目の係数をＣMjN
0，プライマリソースＰs の値をｘ(n) とすると、 となる。

【００２７】尚、図１中、符号Ｃはエンジン１の振動騒
音に対する車体伝達特性を示す。

【００２８】次に、上記構成による実施例の作用につい
て説明する。まず、エンジンの振動騒音は、エンジン１
から図示しないマウント等を伝達して車内音となり、ま
た、吸気や排気の音等も車室内に伝播する。これらのエ
ンジン関連振動騒音は、周波数領域では、いずれも０．
５×ｎ（ｎ：整数）次成分の周波数スペクトルにより主
に構成されており、各々の振動源に対する車体伝達特性
Ｃが乗ぜられて受聴点（例えばドライバーの耳に近接す
る位置）に達する。

【００２９】一方、エンジン１のイグニッションコイル
（図示せず）へのイグニッションパルス信号（Ｉg パル
ス信号）は、入力信号変換回路２に入力され、波形成形
回路２ａと間引回路２ｂにより、エンジン回転に同期し
てエンジン２回転で１パルスで、エンジン回転の０．５
×ｎ（ｎ：整数）次成分の周波数からなる信号に成形・
間引されて、騒音振動源信号（プライマリソースＰs ）
として、適応フィルタ３、スピーカ／マイク間伝達特性
補償回路（以下「ＣMN0 回路」と略称）４およびノイズ
防止回路５に出力される。

【００３０】上記適応フィルタ３に入力されたプライマ
リソースＰs は、この適応フィルタ３のフィルタ係数Ｗ
(n) との畳み込み積和により、振動騒音を相殺するキャ
ンセル信号として、Ｄ／Ａ変換器７に出力され、図示し
ないフィルタ回路およびアンプ回路（ＡＭＰ回路）８を
介して、スピーカ９に出力され、このスピーカ９から上
記受聴点における振動騒音に対する相殺音として出力さ
れる。このとき、上記相殺音は、スピーカ／マイク間伝
達特性ＣMNを受けて上記受聴点に達する。

【００３１】このため、上記受聴点では、上記エンジン
関連の振動騒音と上記相殺音とが干渉して振動騒音が低
減させられると同時に、上記受聴点の近傍に配設されて
いるマイク１０により、振動騒音と相殺音との干渉の結
果が検出され、エラー信号ｅ(i)nとして、アンプ回路
（ＡＭＰ回路）１１、フィルタ回路（図示せず）および
Ａ／Ｄ変換器１２を介して上記ノイズ防止回路５に入力
される。

【００３２】上記ノイズ防止回路５では、上記プライマ
リソースＰs がトリガ信号生成部５ａに入力され、この
プライマリソースＰs のパルスをトリガパルスとして生
成して、エラー信号記憶部５ｂとエラー信号比較・判定
部５ｃとに出力する。

【００３３】そして、上記エラー信号ｅ(i)nがエラー信
号記憶部５ｂに１周期分にわたって記憶されるととも
に、エラー信号比較・判定部５ｃに入力されて、上記エ
ラー信号記憶部５ｂに記憶されている前回のエラー信号
ｅ(i)n-1と上記マイク１０から入力されたエラー信号ｅ
(i)nとの差（｜ｅ(i)n-1−ｅ(i)n｜）が求められ、予め
実験等により求め設定しておいた値αと比較される。

【００３４】次いで、エラー信号設定部５ｄで、上記エ
ラー信号比較・判定部５ｃでの比較結果に基づき、｜ｅ
(i)n-1−ｅ(i)n｜≦αの場合は、上記マイク１０から入
力されたエラー信号ｅ(i)nには周期音以外のノイズ成分
（ランダム信号；人の話し声や音楽あるいは突発的な音
等）が含まれないと判断して上記ＬＭＳ演算回路６に出
力し、また、｜ｅ(i)n-1−ｅ(i)n｜＞αの場合は、上記
前回のエラー信号ｅ(i)n-1、あるいは、上記マイク１０
から入力されたエラー信号ｅ(i)nのどちらかにノイズ成
分が含まれると判断して、上記ｅ(i)n-1と上記ｅ(i)nの
他に、上記ｅ(i)n-1と上記ｅ(i)nの平均値（（ｅ(i)n-1
＋ｅ(i)n）／２）を求め、これら３つの信号（ｅ(i)n-
1，ｅ(i)n，（ｅ(i)n-1＋ｅ(i)n）／２）の中からエラ
ー量（振幅の絶対値）の最も小さい信号を選択して上記
ＬＭＳ演算回路６に出力する。

【００３５】そして、上記ＬＭＳ演算回路６で、上記ノ
イズ防止回路５からの信号と、上記ＣMN0 回路４で補償
されたプライマリソースＰs とから、周知のＬＭＳアル
ゴリズムにより前記適応フィルタ３のフィルタ係数Ｗ
(n) の修正量を求め、フィルタ係数Ｗ(n) を更新する。

【００３６】このため、本第一実施例によれば、例え
ば、前回のエラー信号が略ゼロで突発入力があった場
合、いかなる突発入力も完全に阻止することができる。
同様に、突発入力が前回のエラー信号に比較して充分大
きい場合にも完全に阻止することができる。

【００３７】また、周期毎に交番する大きな入力があっ
ても、前回のエラー信号と今回のエラー信号との平均値
が適応されるようになるため、大きな入力が入ることは
ない。

【００３８】さらに、いかに大きなエラー信号であって
も、２周期以上（２データ以上）連続して同様な信号と
なった場合には、ＬＭＳ演算回路に入力されることにな
り、追従性の劣化を最小限に抑えることができる。

【００３９】また、適応の遅い成分が充分消音された
（適応された）のち、騒音が急に除去された場合に残る
相殺音の減衰に対しては、騒音除去直後のエラー信号は
阻止されてしまうが、その次のデータからは前回のデー
タとほぼ同様のエラー信号（或いは、より小さいエラー
信号）として検出されるので、今回のエラー信号がその
ままエラー信号として用いられることになり、減衰速度
の劣化は最小限に抑えることができる。

【００４０】尚、本第一実施例では、プライマリソース
Ｐs としてＩg パルスを用いるように構成しているが、
他のエンジン関連の振動騒音と相関の高い信号（例え
ば、燃料噴射パルスＴi 等）をプライマリソースＰs と
しても良い。

【００４１】また、本第一実施例では、１チャンネル
（マイク１個、スピーカ１個）のＬＭＳアルゴリズムを
利用した騒音低減装置の例について説明したが、ＬＭＳ
アルゴリズムを多チャンネルに拡大したＭＥＦＸ−ＬＭ
Ｓ（Ｍultiple Ｅrror Ｆiltered Ｘ−ＬＭＳ）アルゴ
リズムを利用した車室内騒音低減装置（例えば、マイク
４個、スピーカ４個等の装置）についても適用可能であ
る。

【００４２】次いで、図４および図５は本発明の第二実
施例を示し、図４は車室内騒音低減装置のシステム概略
図、図５はノイズ防止回路の説明図である。尚、この第
二実施例は、ノイズ防止回路のエラー信号比較・判定部
での比較結果に基づき、適応フィルタのフィルタ係数更
新式のステップサイズを可変させるようにしたものであ
り、前記第一実施例と同じ部分には同一符号を記しその
説明は省略する。

【００４３】図４において、符号２１は車室内騒音低減
装置を示し、マイク１０にて検出された騒音低減状態を
示す誤差信号（エラー信号）は、アンプ回路（ＡＭＰ回
路）１１、フィルタ回路（図示せず）およびＡ／Ｄ変換
器１２を介して、ＬＭＳ演算回路６とノイズ防止回路２
５とに入力されるようになっている。

【００４４】また、入力信号変換回路２からのプライマ
リソースＰs も、上記ノイズ防止回路２５に入力され
る。

【００４５】上記ノイズ防止回路２５は、トリガ信号生
成部５ａと、エラー信号記憶部５ｂと、エラー信号比較
・判定部５ｃと、ステップサイズ設定部２５ｄとから主
に構成されている。

【００４６】上記トリガ信号生成部５ａ，エラー信号記
憶部５ｂ，エラー信号比較・判定部５ｃは、前記第一実
施例と同様に、上記トリガ信号生成部５ａには、上記プ
ライマリソースＰs が入力され、このプライマリソース
Ｐs のパルスを、上記エラー信号記憶部５ｂと上記エラ
ー信号比較・判定部５ｃで行う信号処理のトリガパルス
として生成する回路部で、上記エラー信号記憶部５ｂ
は、ＲＡＭ回路で、上記マイク１０から入力されたエラ
ー信号ｅ(i)nを、１周期分にわたって（１周期分を１デ
ータとして）記憶する回路部に形成されている。また、
上記エラー信号比較・判定部５ｃは、上記エラー信号記
憶部５ｂに記憶されている前回のエラー信号（前回のデ
ータ）ｅ(i)n-1と上記マイク１０から入力されたエラー
信号（今回のデータ）ｅ(i)nとの差（｜ｅ(i)n-1−ｅ
(i)n｜）を求め、予め実験等により求め設定しておいた
値αと比較する回路部である。

【００４７】さらに、上記ステップサイズ設定部２５ｄ
は、上記エラー信号比較・判定部５ｃでの比較結果に基
づき、｜ｅ(i)n-1−ｅ(i)n｜≦αの場合は、上記マイク
１０から入力されたエラー信号ｅ(i)nには周期音以外の
ノイズ成分（ランダム信号；人の話し声や音楽あるいは
突発的な音等）が含まれないと判断して上記ＬＭＳ演算
回路６に対してステップサイズμの変更は行わず、ま
た、｜ｅ(i)n-1−ｅ(i)n｜＞αの場合は、上記今回のデ
ータｅ(i)nの中の｜ｅ(i)n-1−ｅ(i)n｜＞αとなるサン
プル数をカウントして、この割合Ｓp を求め、この割合
が予め実験等で設定しておいた割合β以上の際に、上記
ＬＭＳ演算回路６に対して適応フィルタ３のフィルタ係
数Ｗ(n) の更新式中のステップサイズμを小さく設定す
る回路部となっている。ここで、Ｓp ≧βの際は、上記
割合をＳp ，小さく設定したステップサイズをμ' とす
ると、 Ｓp ＝｜ｅ(i)n-1−ｅ(i)n｜＞αのサンプル数／ｅ(i)nの全サンプル数…（２） また、ステップサイズをμ' は、１より大きい値γを用
いて、 μ' ＝μ×（１／γ） …（３） で与えるものとし、（但し、｜ｅ(i)n-1−ｅ(i)n｜＞α
のサンプルにのみ適用）｜ｅ(i)n-1−ｅ(i)n｜＞αのサ
ンプルでの上記適応フィルタ３のフィルタ係数Ｗ(n) 更
新は、前記（１）式から、 の更新式で行われる。

【００４８】一方、上記ステップサイズ設定部２５ｄ
で、上記エラー信号比較・判定部５ｃでの比較結果が、
｜ｅ(i)n-1−ｅ(i)n｜＞αの場合で、Ｓp ＜βの場合
は、ステップサイズμの変更は行わない。

【００４９】尚、ステップサイズμ' は、他の式によっ
て求めても良く、例えば、定数Ｋ，μ0 を用いて、 μ' ＝Ｋ（１−Ｓp ）＋μ0 或いは、コンピュータ処理を考慮して、 μ' ＝μ／（２）^{（Ｓp ／β）} …（３)' のように、Ｓp により連続的に与えられるようにしても
良い。

【００５０】また、Ｓp は実施例では（２）式のように
｜ｅ(i)n-1−ｅ(i)n｜＞αのサンプル数の比率とした
が、｜ｅ(i)n-1−ｅ(i)n｜の値をｅ(i)nの全サンプル分
足し合わせた値、即ち、Ｓp ＝Σ｜ｅ(i)n-1−ｅ(i)n｜
としても良いし、Ｓp ＝Σ（ｅ(i)n-1−ｅ(i)n）² とし
ても良い。

【００５１】すなわち、本第二実施例では、エラー信号
へのノイズ成分の混入を、このノイズ成分混入の割合で
判定し、ノイズ成分混入の割合が大きいと判定しても、
適応速度は全データに対して遅くするのではなく、ノイ
ズ成分混入のサンプルに対してのみ遅くするようしてい
る。このため、ノイズ成分のない消音対象とする周期的
な成分に対する適応は劣化することがなく、消音性能を
高く保ちながら、ノイズ成分の除去が行えるのである。

【００５２】また、エラー信号へのノイズ成分の混入
を、ノイズ成分混入の割合で判定するようにしているた
め、ノイズ成分の混入量に応じた適応速度のコントロー
ルが行われるので長い時間連続したノイズ成分に対して
も、確実に入力を阻止することが可能である。

【００５３】次いで、図６および図７は本発明の第三実
施例を示し、図６は車室内騒音低減装置のシステム概略
図、図７はノイズ防止回路の説明図である。尚、この第
三実施例は、第二実施例と同様にノイズ防止回路のエラ
ー信号演算部での比較結果に基づき、適応フィルタのフ
ィルタ係数更新式のステップサイズを可変させるように
したものであるが、誤差信号検出手段であるマイクによ
り、受聴点における騒音低減状態を誤差信号として検出
し、ノイズ防止手段で、上記誤差信号の少なくとも１周
期以上を１データとして記憶するとともに、前回のデー
タと上記誤差信号との差の絶対値に、エンジン１回転前
における前回のデータとデータとの差の絶対値を加算
し、この加算値から基準値を減算することで、ステップ
サイズをビットシフトして小さくする点で異なる。

【００５４】図６において、符号２１は車室内騒音低減
装置を示し、マイク１０にて検出された騒音低減状態を
示す誤差信号（エラー信号）は、アンプ回路（ＡＭＰ回
路）１１、フィルタ回路（図示せず）およびＡ／Ｄ変換
器１２を介して、ＬＭＳ演算回路６とノイズ防止回路３
５とに入力されるようになっている。

【００５５】また、入力信号変換回路２からのプライマ
リソースＰs も、上記ノイズ防止回路３５に入力され
る。

【００５６】上記ノイズ防止回路３５は、トリガ信号生
成部５ａと、エラー信号記憶部３５ｂと、エラー信号演
算部３５ｃと、ステップサイズ設定部３５ｄとから主に
構成されている。

【００５７】上記トリガ信号生成部５ａは、前記第一実
施例と同様に、上記プライマリソースＰs が入力され、
このプライマリソースＰs のパルスを、エラー信号記憶
部３５ｂとエラー信号演算部３５ｃで行う信号処理のト
リガパルスとして生成する回路部である。

【００５８】上記エラー信号記憶部３５ｂは、ＲＡＭ回
路で、上記マイク１０から入力されたエラー信号ｅ(i)n
を、１周期分にわたって（１周期分を１データとして）
記憶する回路部に形成されている。また、上記エラー信
号演算部３５ｃは、上記エラー信号記憶部３５ｂに記憶
されている前回のエラー信号（前回のデータ）ｅ(i)n-1
と上記エラー信号ｅ(i)nとの差の絶対値（｜ｅ(i)n-1−
ｅ(i)n｜）に、エンジン１回転前における前回のデータ
ｅ(i)n-3とデータｅ(i)n-2との差の絶対値（｜ｅ(i)n-3
−ｅ(i)n-2｜）を加算し、この加算値から基準値を減算
することで、ステップサイズをビットシフトして小さく
する回路部である。

【００５９】さらに、上記ステップサイズ設定部３５ｄ
は、上記エラー信号演算部３５ｃの演算結果を受けて上
記ＬＭＳ演算回路６に対してステップサイズμの変更を
行う回路部である。

【００６０】このように第三実施例では、まず、エンジ
ンの振動騒音を主要因として車室内に騒音が発生する
と、適応フィルタ３で、エンジン振動と相関の高い騒音
振動源信号をキャンセル信号として合成し、スピーカ９
から、上記キャンセル信号を騒音に対する相殺音として
発生する。

【００６１】次いで、マイク１０により、受聴点におけ
る騒音低減状態をエラー信号として検出し、ノイズ防止
手段３５で、上記エラー信号の少なくとも１周期以上を
１データとして記憶するとともに、前回のデータと上記
エラー信号との差の絶対値に、エンジン１回転前におけ
る前回のデータとデータとの差の絶対値を加算し、この
加算値から基準値を減算することで、ステップサイズを
ビットシフトして小さくするようにしてノイズ成分を除
去するようにした。

【００６２】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
例え、人の話し声や音楽あるいは突発的な音等のランダ
ム信号が発生しても、このランダム信号による残響を、
消音性能が劣化することなく抑えることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例による車室内騒音低減装置
のシステム概略図

【図２】本発明の第一実施例による入力信号変換回路の
説明図

【図３】本発明の第一実施例によるノイズ防止回路の説
明図

【図４】本発明の第二実施例による車室内騒音低減装置
のシステム概略図

【図５】本発明の第二実施例によるノイズ防止回路の説
明図

【図６】本発明の第三実施例による車室内騒音低減装置
のシステム概略図

【図７】本発明の第三実施例によるノイズ防止回路の説
明図

【符号の説明】

１ エンジン ３ 適応フィルタ（キャンセル信号合成手段） ５ ノイズ防止回路（ノイズ防止手段） ６ ＬＭＳ演算回路（フィルタ係数更新手段） ９ スピーカ（相殺音発生手段） １０ マイク（誤差信号検出手段） ２５ ノイズ防止回路（ノイズ防止手段） ３５ ノイズ防止回路（ノイズ防止手段） ｅ(i)n エラー信号（誤差信号） ｅ(i)n-1 前回のデータ α 設定値 β 設定割合 Ｐs プライマリソース（騒音振動源信号） Ｓp ｜ｅ(i)n-1−ｅ(i)n｜＞αとなるサンプル数
の割合 Ｗ(n) フィルタ係数

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン振動と相関の高い騒音振動源信
   号（Ｐs ）を適応フィルタによりキャンセル信号として
   合成するキャンセル信号合成手段（３）と、 上記キャンセル信号を騒音に対する相殺音として発生す
   る相殺音発生手段（９）と、 受聴点における騒音低減状態を誤差信号（ｅ(i)n）とし
   て検出する誤差信号検出手段（１０）と、 上記誤差信号（ｅ(i)n）の少なくとも１周期以上を１デ
   ータとして記憶するとともに、前回のデータ（ｅ(i)n-
   1）と上記誤差信号（ｅ(i)n）との差を求め、この差が
   予め設定しておいた値（α）以下の場合、上記誤差信号
   （ｅ(i)n）を出力する一方、上記前回のデータ（ｅ(i)n
   -1）と上記誤差信号（ｅ(i)n）との差が上記設定値
   （α）より大きい場合、上記前回のデータ（ｅ(i)n-1）
   と上記誤差信号（ｅ(i)n）とこの誤差信号（ｅ(i)n）を
   上記前回のデータ（ｅ(i)n-1）に基づき処理した信号と
   から最も絶対値の小さい信号を選択して出力するノイズ
   防止手段（５）と、 上記騒音振動源信号（Ｐs ）と上記ノイズ防止手段
   （５）からの信号とに基づき上記適応フィルタ（３）の
   フィルタ係数（Ｗ(n) ）を更新するフィルタ係数更新手
   段（６）とを備えたことを特徴とする車室内騒音低減装
   置。
2. 【請求項２】 エンジン振動と相関の高い騒音振動源信
   号（Ｐs ）を適応フィルタによりキャンセル信号として
   合成するキャンセル信号合成手段（３）と、 上記キャンセル信号を騒音に対する相殺音として発生す
   る相殺音発生手段（９）と、 受聴点における騒音低減状態を誤差信号（ｅ(i)n）とし
   て検出する誤差信号検出手段（１０）と、 上記誤差信号（ｅ(i)n）の少なくとも１周期以上を１デ
   ータとして記憶するとともに、前回のデータ（ｅ(i)n-
   1）と上記誤差信号（ｅ(i)n）との差を求め、この差が
   予め設定しておいた値（α）より大きい場合、さらに、
   上記誤差信号（ｅ(i)n）の上記設定値（α）より大きく
   なる値の割合（Ｓp ）を求め、この割合（Ｓp ）が予め
   設定した割合（β）以上となる際に、上記前回のデータ
   （ｅ(i)n-1）と上記誤差信号（ｅ(i)n）との差が上記設
   定値（α）より大きくなる信号部分に対する上記適応フ
   ィルタ（３）のフィルタ係数（Ｗ(n) ）の更新速度を遅
   く設定するノイズ防止手段（２５）と、 上記騒音振動源信号（Ｐs ）と上記誤差信号（ｅ(i)n）
   とに基づき上記適応フィルタ（３）のフィルタ係数（Ｗ
   (n) ）を更新するフィルタ係数更新手段（６）とを備え
   たことを特徴とする車室内騒音低減装置。
3. 【請求項３】 エンジン振動と相関の高い騒音振動源信
   号（Ｐs ）を適応フィルタによりキャンセル信号として
   合成するキャンセル信号合成手段（３）と、 上記キャンセル信号を騒音に対する相殺音として発生す
   る相殺音発生手段（９）と、 受聴点における騒音低減状態を誤差信号（ｅ(i)n）とし
   て検出する誤差信号検出手段（１０）と、 上記誤差信号（ｅ(i)n）の少なくとも１周期以上を１デ
   ータとして記憶するとともに、前回のデータ（ｅ(i)n-
   1）と上記誤差信号（ｅ(i)n）との差の絶対値に、エン
   ジン１回転前における前回のデータ（ｅ(i)n-3）とデー
   タ（ｅ(i)n-2）との差の絶対値を加算するエラー信号演
   算部（３５ｃ）並びに、該エラー信号演算部（３５ｃ）
   からの出力値から基準値を減算することでステップサイ
   ズをビットシフトして小さくするステップサイズ設定部
   （３５ｄ）とを有するノイズ防止手段（３５）と、 上記騒音振動源信号（Ｐs ）と上記誤差信号（ｅ(i)n）
   とに基づき上記適応フィルタ（３）のフィルタ係数（Ｗ
   (n) ）を更新するフィルタ係数更新手段（６）とを備え
   たことを特徴とする車室内騒音低減装置。