JPH1011074A

JPH1011074A - 電子消音装置

Info

Publication number: JPH1011074A
Application number: JP8179904A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Tachibana; 敏幸橘; Yoji Yasuda; 陽治安田; Minoru Okubo; 稔大久保; Shinichiro Ishida; 慎一郎石田
Original assignee: Toa Corp; Yanmar Diesel Engine Co Ltd
Current assignee: Toa Corp; Yanmar Co Ltd
Priority date: 1996-06-19
Filing date: 1996-06-19
Publication date: 1998-01-16

Abstract

(57)【要約】【課題】電子消音装置の安定性、消音量及び収束速度
の全てを向上させる。【解決手段】排気ダクト20を伝送されるエンジン音を
リファレンスマイクロホン22によて収音し、FIR 適応型
ディジタルフィルタ28によってフィルタリング処理し
て、スピーカ34からダクト20に放音する。スピーカから
放音された音とエンジン音との合成音をエラーマイクロ
ホン36によって収音する。現在の適応型フィルタ28のフ
ィルタ係数と、エラーマイクロホン36のエラー信号と、
収束係数とに少なくとも基づいて次回のフィルタ係数
を、Filtered-X LMSアルゴリズム実行部40が決定する。
実行部40は、エラー信号がしきい値以下のとき、収束係
数を大きな値から小さな値に変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、音伝送路を伝送さ
れている音を消音する電子消音装置に関し、特に適応型
フィルタを使用したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】適応型ディジタルフィルタを用いた電子
消音装置の一例を、図１０に示す。エンジン２からの排
気ガスが、排気ダクト４を流れる。このとき、エンジン
２からのエンジン音も排気ダクト４を伝送される。この
エンジン音を消音するために、電子消音装置が設けられ
ている。電子消音装置は、排気ダクト４に間隔をあけて
設けられたリファレンスマイクロホン６と、エラーマイ
クロホン８とを、有している。リファレンスマイクロホ
ン６の出力信号は、適応型ディジタルフィルタ１０に供
給され、ここでフィルタリング処理される。適応型ディ
ジタルフィルタ１０の出力信号は、スピーカ１２に供給
される。スピーカ１２からの放音は、リファレンスマイ
クロホン６とエラーマイクロホン８との間の排気ダクト
４に行われる。

【０００３】適応型ディジタルフィルタ１０は、ＦＩＲ
型であり、その各フィルタ係数は、Filtered-x LMSアル
ゴリズム実行部１４によって決定される。この実行部１
４には、リファレンスマイクロホン６の出力信号を、デ
ィジタルフィルタ１６によってフィルタリング処理した
ものと、エラーマイクロホン８の出力信号とが、入力さ
れる。ディジタルフィルタ１６は、適応型ディジタルフ
ィルタ１０の出力側からエラーマイクロホン８の出力側
までの伝達関数Ｃ１を模擬したものである。そして、適
応型ディジタルフィルタ１０の伝達関数Ｃ２は、これと
伝達関数Ｃ１との積Ｃ１・Ｃ２が、リファレンスマイク
ロホン６の出力側からエラーマイクロホン８の出力側ま
での伝達関数Ｃ３と逆相に、即ち−Ｃ３となるように、
そのフィルタ係数が決定される。

【０００４】そのため、実行部１４では、数１に従って
フィルタ係数を定めている。

【数１】Ｗ_k+1＝Ｗ_k＋μ・ｅ（ｋ）・ｒ（ｋ）

【０００５】数１において、Ｗ_kは現在の適応型ディジ
タルフィルタ１０のフィルタ係数、ｅ（ｋ）は現在のエ
ラーマイクロホン８の出力信号、ｒ（ｋ）はリファレン
スマイクロホン６の出力信号をディジタルフィルタ１６
によって処理した出力信号、μは収束係数である。な
お、数１のように、順次、フィルタ係数を更新するの
は、エンジン２の運転状態によって、例えば排気ダクト
４内の温度が変化し、その影響によって伝達関数Ｃ３が
変化することがあるからである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】電子消音装置の性能の
良否を判定する特性として収束速度がある。収束速度と
は、適応型フィルタ１０のフィルタ係数が最適値に近づ
く速度を言い、例えば図１１（ａ）のように示される。
同図に示すように、収束係数μが大きいと、収束速度が
速くなる。また、同図から明らかなように収束係数μが
小さいと、消音量が多くなる。

【０００７】また、電子消音装置の性能の良否を判定す
る特性として安定性もある。長時間消音を持続させる
と、演算誤差の蓄積等により、制御系が不安定となり、
図１１（ｂ）に示すように消音状態から増音状態になる
ことがある。この消音状態を長く継続できるほど安定性
がよい。収束係数μが小さいと、安定性が良くなる。

【０００８】収束速度、消音量及び安定性は、収束係数
μと関連性があり、収束係数μが大きいと、収束速度は
良くなるが、消音量及び安定性が悪くなる。逆に収束係
数μが小さいと、収束速度は悪くなるが、消音量及び安
定性は良好になる。

【０００９】しかし、上述した従来の電子消音装置で
は、収束係数μは、常に一定した値を用いていた。その
ため、安定性、消音量及び収束速度の全てを満足させる
ことができないという問題点があった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
音が伝送される音伝送路に入力される音を検出する第１
の検出手段と、前記音伝送路から出力される音を検出す
る第２の検出手段と、第１の検出手段の出力信号をフィ
ルタ係数に基づいてフィルタリング処理して、処理され
た信号を前記音伝送路に放音手段を介して出力する適応
型フィルタ手段と、現在の前記フィルタ係数と、第２の
検出手段の出力と、収束係数とに少なくとも基づいて次
回の前記フィルタ係数を決定するフィルタ係数更新手段
とを、具備する電子消音装置において、前記フィルタ係
数更新手段は、第２の検出手段の出力信号が第１のしき
い値以下のとき、前記収束係数を小さく設定する設定手
段を有している。

【００１１】請求項１記載の発明によれば、第２の検出
手段の出力信号が、第１のしきい値よりも大きいときに
は、大きな収束係数が使用されている。従って、収束速
度が速くなる。第２の検出手段の出力信号が、第１のし
きい値以下になると、小さな収束係数が使用される。そ
の結果、安定性が増し、かつ消音量が大きくなる。

【００１２】請求項２記載の発明は、請求項１記載の電
子消音装置において、前記設定手段が、第２の検出手段
の出力信号が第１のしきい値以下になってから所定時間
の経過後に前記収束係数を小さく設定するものである。

【００１３】請求項２記載の発明によれば、第２の検出
手段の出力信号が第１のしきい値以下になっても、即座
に収束係数が小さくされず、所定時間の経過後に始めて
収束係数が小さく設定される。

【００１４】第２の検出手段の出力信号には変動成分が
含まれていることがある。変動成分の影響によって、第
２の検出手段の出力信号が第１のしきい値以下になって
も、直ぐに第１のしきい値よりも大きくなることがあ
る。このような場合に、第２の検出手段の出力信号が第
１のしきい値以下になったことにより、直ちに収束係数
を小さくしても、直ぐに大きな収束係数に戻ってしま
い、適応型フィルタ手段のフィルタ係数が安定せず、消
音効果が一時的に得られなくなる可能性がある。第２の
検出手段の出力信号が第１のしきい値よりも小さくなっ
てから所定時間が経過すると、第２の検出手段の出力信
号が第１のしきい値よりも再び大きくなることがないの
で、安定したフィルタ係数を得ることができ、消音効果
が継続して得られる。

【００１５】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明と同様に、第１及び第２の検出手段と、適応型フィル
タ手段と、フィルタ係数更新手段とを、具備している。
前記係数更新手段は、第２の検出手段の出力信号が、第
２のしきい値以下のとき、前記フィルタ係数の更新を中
止させる更新中止手段を有している。

【００１６】請求項３記載の発明によれば、第２の検出
手段の出力信号が第２のしきい値よりも大きいときに
は、フィルタ係数の更新が行われているので、大きな収
束係数を選択しておけば、収束速度を速くすることがで
きる。そして、第２の検出手段の出力信号が第２のしき
い値以下になると、フィルタ係数の更新が中止される。
もし、フィルタ係数の更新を継続した場合、安定性が悪
くなる可能性があるが、フィルタ係数の更新が停止され
ているので、安定性が悪くなることはない。

【００１７】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明において、前記更新中止手段は、第２の検出手段の出
力信号が、第２のしきい値以下になってから所定時間経
過後に、前記フィルタ係数の更新を中止させるものであ
る。

【００１８】請求項４記載の発明によれば、請求項２記
載の発明と同様に、第２の検出手段の出力信号に変動成
分が含まれていても、所定時間の経過後には、第２の検
出手段の出力信号が第２のしきい値よりも大きくなるこ
とはなく、確実にフィルタ係数の更新が停止され、フィ
ルタ係数の更新が行われたり、中止されたりすることが
ない。

【００１９】請求項５記載の発明は、請求項１記載の発
明と同様に、第１及び第２の検出手段と、適応型フィル
タ手段と、フィルタ係数更新手段とを、具備し、前記フ
ィルタ係数更新手段は、第２の検出手段の出力の変化量
を検出する変化量検出手段と、検出された前記変化量に
応じて前記収束係数を決定する決定手段とを、有してい
る。

【００２０】請求項５記載の発明によれば、第２の検出
手段の出力の変化量が検出され、その変化量に応じて収
束係数が決定される。従って、変化量が大きいとき程、
収束係数が大きくなり、収束速度が速くなる。そして、
変化量が小さくなると、収束係数が小さくなり、消音量
が増加させられ、かつ安定性も増加する。

【００２１】請求項６記載の発明は、請求項１記載の発
明と同様に、第１及び第２の検出手段と、適応型フィル
タ手段と、フィルタ係数更新手段とを、具備している。
適応型フィルタ手段には、第１の検出手段の出力信号を
サンプリングした第１のサンプリング手段の出力信号が
供給され、これが供給されるごとにフィルタリング処理
を行う。同様に、フィルタ係数更新手段には、第２の検
出手段の出力信号をサンプリングした第２のサンプリン
グ手段の出力信号が供給され、これが供給されるごと
に、フィルタ係数更新手段は、次回の前記フィルタ係数
を決定する。前記フィルタ係数更新手段は、第２のサン
プリング手段の出力信号が第３のしきい値以下のとき、
所定回数にわたって第２のサンプリング手段から出力信
号が供給されるまで、前記フィルタ係数の更新を停止さ
せる更新停止手段を、具備している。

【００２２】請求項６記載の発明によれば、第２のサン
プリング手段の出力信号が、第３のしきい値よりも大き
いときには、第２のサンプリング手段から出力信号が供
給されるごとに、フィルタ係数更新手段は、フィルタ係
数を更新する。従って、収束係数を大きく設定しておけ
ば、収束速度を速くできる。一方、第２のサンプリング
手段の出力信号が、第３のしきい値以下になったときに
は、フィルタ係数の更新は、第２のサンプリング手段か
ら所定回数の出力信号が供給されるまでは、中止され
る。即ち、フィルタ係数の更新が間引かれる。従って、
フィルタ係数の変化は緩やかになり、安定性が増加す
る。

【００２３】請求項７記載の発明は、請求項６記載の電
子消音装置において、前記更新停止手段が、第２のサン
プリング手段の出力信号が第３のしきい値以下になって
から所定時間の経過後に、所定回数にわたって第１及び
第２のサンプリング手段から出力信号が供給されるま
で、前記フィルタ係数の更新を停止させる。

【００２４】請求項７記載の発明によれば、第２の検出
手段の出力信号に変動成分が含まれていると、第２のサ
ンプリング手段の出力信号にも、その変動成分が含まれ
ている。しかし、第２のサンプリング手段の出力信号
が、第３のしきい値以下になってから所定時間が経過し
た後には、第２のサンプリング手段の出力信号が、第３
のしきい値よりも大きくなることはなく、所定回数にわ
たって第１及び第２のサンプリング手段から出力信号が
供給されるまで、確実に前記フィルタ係数の更新を停止
させることができる。

【００２５】請求項１乃至５記載のいずれの発明におい
て、フィルタ係数更新手段に、第１の検出手段の出力信
号も入力し、第１及び第２の検出手段の出力信号、現在
のフィルタ係数及び収束係数を用いて、フィルタ係数を
更新することができる。請求項６または７記載の発明に
おいても、同様に第１のサンプリング手段の出力信号を
フィルタ係数更新手段に入力し、第１及び第２のサンプ
リング手段の出力信号、現在のフィルタ係数及び収束係
数を用いて、フィルタ係数を更新することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】第１の実施の形態を、図１乃至図
４を参照して説明する。図１に示すように、この実施の
形態の電子消音装置は、エンジン１９からの排気ガスが
流れる排気ダクト２０に設けられている。排気ダクト２
０は、排気ガスが流れると共に、エンジン１９からの騒
音であるエンジン音も伝送される。即ち、エンジン１９
が音源となり、排気ダクト２０が音伝送路となる。

【００２７】この排気ダクト２０には、第１の検出手
段、例えばリファレンスマイクロホン２２が設けられて
いる。リファレンスマイクロホン２２は、排気ダクト２
０を伝送されているエンジン音を収音するためのもので
ある。リファレンスマイクロホン２２の出力信号は、サ
ンプリング手段、例えばＡ／Ｄ変換器２４によって所定
周期ごとにサンプリングされ、かつ量子化されて、即ち
ディジタル信号に変換されて、コントローラ２６に供給
される。

【００２８】コントローラ２６は、フィルタ手段、例え
ばＦＩＲ適応型ディジタルフィルタ２８を含み、ＦＩＲ
適応型ディジタルフィルタ２８は、Ａ／Ｄ変換器２４か
らのディジタル信号をフィルタリング処理する。ＦＩＲ
適応型ディジタルフィルタ２８の出力は、Ｄ／Ａ変換器
３０によってアナログ信号に変換される。

【００２９】このアナログ信号は、放音手段に供給され
る。放音手段は、増幅器３２と拡声手段、例えばスピー
カ３４とを含んでいる。増幅器３２は、上記アナログ信
号を増幅し、スピーカ３４を駆動する。

【００３０】スピーカ３４を挟んでリファレンスマイク
ロホン２２と反対側に、第２の検出手段、例えばエラー
マイクロホン３６が設けられている。エラーマイクロホ
ン３６は、排気ダクト２０を伝送されるエンジン音とス
ピーカ３４からの放音との合成音を収音する。エラーマ
イクロホン３６の出力信号は、サンプリング手段、例え
ばＡ／Ｄ変換器３８によって、Ａ／Ｄ変換器２４と同期
してサンプリングされ、かつ量子化されている。即ち、
エラーマイクロホン３６の出力信号は、ディジタル化さ
れている。

【００３１】Ａ／Ｄ変換器３８のディジタル信号は、コ
ントローラ２６内のフィルタ係数更新手段、例えばFilt
ered-x LMSアルゴリズム実行部４０に供給されている。
この実行部４０には、適応型ディジタルフィルタ２８の
出力信号と、ＦＩＲディジタルフィルタ４２の出力信号
も供給されている。このＦＩＲディジタルフィルタ４２
は、ＦＩＲ適応型ディジタルフィルタ２８の出力側から
Ｄ／Ａ変換器３０、増幅器３２、スピーカ３４及びエラ
ーマイクロホン３６を経てＡ／Ｄ変換器３８の入力まで
の伝達関数Ｃ１に等しい伝達関数を有するものである。

【００３２】実行部４０は、これら入力された信号に基
づいて、ＦＩＲ適応型ディジタルフィルタ２８の伝達関
数Ｃ２と上記伝達関数Ｃ１との積が、ＦＩＲ適応型ディ
ジタルフィルタ２８の入力側から、Ａ／Ｄ変換器２４、
リファレンスマイクロホン２２及びエラーマイクロホン
３６を経たＡ／Ｄ変換器３８の入力側までの伝達関数Ｃ
３と相補、例えば逆位相となるように、適応型ディジタ
ルフィルタ２８のフィルタ係数を定めている。これによ
って、排気ダクト２０において消音が行われる。

【００３３】実行部４０でのフィルタ係数の決定は、上
述した数１に基づいて行われる。但し、ｅ（ｋ）は現在
のＡ／Ｄ変換器３８の出力信号（以下、エラー信号と称
する。）、ｒ（ｋ）はＡ／Ｄ変換器２４の出力信号をデ
ィジタルフィルタ４２によって処理した出力信号、μは
収束係数で、０≦μ≦１である。

【００３４】この実施の形態では、収束係数μは、大き
な値であるμ１と小さな値のμ２の２種類が準備されて
いる。そして、実行部４０は、エラー信号が入力される
ごとに、図３に示すように、エラー信号が予め定めたし
きい値ＴＨ１より小さいか判断する（ステップＳ２）。
即ち、エラー信号が充分に収束されているか判断する。
この判断がノーの場合、即ち、エラー信号が充分に収束
されていない場合、大きい値のμであるμ１を設定する
（ステップＳ４）。そして、適応フィルタのフィルタ係
数を数１に従って更新する（ステップＳ６）。大きな値
のμを使用して、フィルタ係数の更新が行われるので、
収束が速くなる。

【００３５】ステップＳ２において、エラー信号がしき
い値ＴＨ１以下であると判断されると、即ちエラー信号
が充分に収束していると判断されると、エラー信号がし
きい値ＴＨ１以下になってから所定時間、例えば３分が
経過したか判断する（ステップＳ８）。所定時間が経過
していないと、ステップＳ６を実行する。従って、μは
μ１のままである。

【００３６】所定時間が経過していると、小さい値のμ
であるμ２を設定する（ステップＳ１０）。そして、ス
テップＳ６においてフィルタ係数の更新が行われる。こ
のとき、μは小さい値であるので、安定性が増し、かつ
消音量が増加する。

【００３７】なお、ステップＳ２において、エラー信号
がしきい値ＴＨ１以下であると判断されると、直ちに小
さい値のμを設定することも可能である。しかし、図４
に示すようにエラー信号は振動成分を含むことがある。
このとき、エラー信号がしきい値ＴＨ１以下になって
も、またエラー信号がしきい値ＴＨ１よりも大きくなっ
たり、小さくなったりを繰り返しながら、やがて振動し
ても、しきい値ＴＨ１を越えなくなる。従って、エラー
信号がしきい値ＴＨ１以下であると判断されて、直ちに
小さい値のμを設定しても、頻繁にμの値がμ１とμ２
との間で変更されることになり、μの値が安定せず、フ
ィルタ係数の更新をするための制御系が安定しなくな
る。制御系を安定させようとすると、本来必要とするし
きい値ＴＨ１よりも大きな値、例えば図４に示すＴＨ１
１に設定しなければならず、充分にエラー信号を収束さ
せられない可能性がある。

【００３８】そこで、エラー信号がしきい値ＴＨ１以下
となってから、エラー信号がしきい値ＴＨ１より大きく
ならない値に落ちつくまでの所定時間が経過した後に、
μの値を小さくし、制御系を安定させ、併せて充分にエ
ラー信号を収束させている。

【００３９】なお、ステップＳ６の後、更新されたフィ
ルタ係数によって、適応型ディジタルフィルタ２８によ
ってフィルタリング処理が行われている。

【００４０】図２は、μを小さな値に固定した場合、μ
を大きな値に固定した場合及びエラー信号がしきい値Ｔ
Ｈ１以下になったときμを大きな値から小さな値に変化
させた場合の収束特性を示す。図２からμを変化させる
ことによって収束速度を速くすることができる上に、消
音量を増加させることができるのが明らかである。ま
た、μを小さくした後、安定性が増加することも明らか
である。なお、コントローラ２６は、例えばＤＳＰによ
って構成することができる。

【００４１】第２の実施の形態を図５及び図６を参照し
て説明する。この実施の形態も、第１の実施の形態と同
様に、図３に示すように構成されている。μは例えば大
きな値のμ１が固定的に設定されている。実行部４０
は、エラー信号が入力されるごとに、図５に示すよう
に、エラー信号が予め定めたしきい値ＴＨ２以下である
か判断する（ステップＳ１２）。エラー信号がしきい値
ＴＨ２よりも大きいときには、まだエラー信号が充分に
収束していないので、数１に従ってフィルタ係数の更新
が行われる（ステップＳ１４）。このとき、μに値が大
きいμ１を使用しているので、エラー信号は速い収束速
度で収束する。

【００４２】ステップＳ１２において、エラー信号がし
きい値ＴＨ２以下であると判断されると、エラー信号が
しきい値ＴＨ２以下になってから所定時間が経過したか
判断される（ステップＳ１６）。所定時間が経過したか
判断するのは、第１の実施の形態において所定時間の経
過後にμを変更しているのと同様な理由による。所定時
間が経過していないと、ステップＳ１４が実行され、フ
ィルタ係数の更新が行われる。

【００４３】所定時間が経過したと判断されると、エラ
ー信号が充分に収束しており、かつ再びエラー信号がし
きい値ＴＨ２よりも大きくなることはないので、フィル
タ係数の更新が中止され、図示していないが、適応型デ
ィジタルフィルタ２８においてフィルタリング処理が行
われている。

【００４４】このようにフィルタ係数の更新が中止され
るので、フィルタ係数の更新の制御系の安定性が増加
し、図１１（ｂ）に示すような増音が生じることを防止
できる。従って、収束速度を速くすることができる上
に、安定性を増すことができる。

【００４５】図７及び図８に第３の実施の形態を示す。
この実施の形態も、第１の実施の形態と同様に、図３に
示すように構成されている。実行部４０は、図７に示す
ようにまずエラー信号の変化量Ｄを検出する（ステップ
Ｓ１８）。変化量Ｄの検出は、例えば図８に示すよう
に、前回に入力されたエラー信号と今回に入力されたエ
ラー信号との差の絶対値を算出することによって行え
る。この変化量Ｄは、エラー信号の収束がまだ不充分な
ときには大きく、エラー信号が充分に収束されている
と、小さくなる。

【００４６】そして、この変化量Ｄに所定の係数αを乗
算して、μを決定する（ステップＳ２０）。係数αは、
μが０≦μ≦１となるように定められている。従って、
エラー信号が充分に収束していない状態では変化量Ｄも
大きいので、μは大きな値となり、エラー信号が充分に
収束した状態では、変化量Ｄも小さいので、μは小さい
値となる。

【００４７】このようにして決定されたμを用いて、数
１に基づいてフィルタ係数の更新が行われる。そして、
更新されたフィルタ係数を用いて、適応型ディジタルフ
ィルタ２８においてフィルタリング処理が行われる。

【００４８】従って、エラー信号が充分に収束していな
い状態では、μの値が大きいので、エラー信号の収束速
度が速くなり、エラー信号が充分に収束した状態では、
μの値が小さくなるので、消音量を増加させることがで
き、かつ安定性が増加し、増音することがない。

【００４９】なお、この実施の形態では、μの値は、変
化量Ｄに正比例させたが、必ずしも正比例させる必要は
なく、例えば変化量に所定値を加算したり、係数αの自
乗値を乗算したりしてもよい。

【００５０】図９に第４の実施の形態を示す。この実施
の形態も第１の実施の形態と同様に図３に示すように構
成されている。μは大きな値に固定的に設定されてい
る。実行部４０は、エラー信号が入力されるごとに、ま
ず機関（エンジン１９）が停止中か判断する（ステップ
Ｓ２４）。エンジン１９が停止していると判断された場
合には、適応フィルタ係数の更新は行わずに、図示して
いないが適応型フィルタ２８によるフィルタリング処理
を行う。エンジン１９が停止しているので、エンジン音
は発生してなく、消音処理が不要であるからである。

【００５１】ステップＳ２４において、機関が停止して
いないと判断されると、コントローラ２６の出力、例え
ばＦＩＲ適応型ディジタルフィルタ２８の出力が予め定
めたしきい値ＴＨ３以下であるか判断する（ステップＳ
２６）。このしきい値ＴＨ３は、例えばエンジン１９が
アイドリング運転されている状態のときの適応型ディジ
タルフィルタ２８の出力よりも若干大きい値に設定され
ている。ＦＩＲ適応型ディジタルフィルタ２８の出力が
しきい値ＴＨ３以下であるときは、エンジン１９がアイ
ドリング運転状態であるものと判断され、ステップＳ３
０においてフィルタ係数の更新が行われる。

【００５２】ステップＳ２６において、エンジン１９が
アイドリング状態でないと判断されると、エラー信号が
予め定めたしきい値ＴＨ４以下であるか判断する（ステ
ップＳ２８）。エラー信号がしきい値ＴＨ４以下でない
と、エラー信号は充分に収束していないので、フィルタ
係数の更新が数１に基づいて行われる（ステップＳ３
０）。そして、このフィルタ係数に基づいて適応型フィ
ルタ２８においてフィルタリング処理が行われる。この
とき使用されるフィルタ係数は、大きなμに基づいて更
新されたものであるので、エラー信号の収束速度が速く
なる。

【００５３】ステップＳ２８においてエラー信号がしき
い値ＴＨ４以下であると判断されると、即ちエラー信号
が充分に収束していると判断されると、エラー信号がし
きい値ＴＨ４以下になってから一定時間、例えば３分が
経過したか判断する（ステップＳ３２）。一定時間が経
過していないと、ステップＳ３０においてフィルタ係数
の更新が行われる。一定時間の経過を待つのは、第１の
実施の形態において所定時間の経過を待ったのと同様な
理由による。

【００５４】ステップＳ３２において一定時間が経過し
たと判断されると、フィルタ係数の更新を所定回数間引
いたか判断する（ステップＳ３４）。即ち、フィルタ係
数の更新を行ってから、エラー信号が所定回数にわたっ
て入力されたか判断する。まだ所定回数にわたってエラ
ー信号が入力されてなければ、フィルタ係数の更新を停
止し、図示しない適応型フィルタ２８によるフィルタリ
ング処理に移行する。また、エラー信号が所定回数にわ
たって入力された場合、ステップＳ３０においてフィル
タ係数の更新が行われ、更新されたフィルタ係数によっ
て適応型フィルタ２８においてフィルタリング処理が行
われる。

【００５５】即ち、エラー信号が充分に収束した後に
は、フィルタ係数の更新は、所定回数にわたってエラー
信号が入力されるごとに行われ、フィルタ係数の変化の
度合いが少なくなる。従って、大きな値のμを使用して
いたとしても、エラー信号の安定性が増し、増音が発生
することもない。しかも、完全にフィルタ係数の更新を
中止した場合には、例えば伝達関数Ｃ３が変化した場合
に対処できず、充分な消音効果が得られない可能性があ
る。しかし、フィルタ係数の更新を間引いている場合
と、伝達関数Ｃ３の変化がある場合には、フィルタ係数
を更新する際に対処できるので、消音効果を充分に得る
ことができる。

【００５６】なお、ステップＳ２６において、例えばエ
ンジン１９がアイドリング運転状態であると判断された
場合には、ステップＳ３０においてフィルタ係数の更新
が行われている。アイドリング状態では、エンジン音の
レベルも余り大きくなく、その変化も殆どないし、エン
ジン音の周波数成分の変化も殆どない。従って、フィル
タ係数の更新を行っても、エラー信号が発散する可能性
が少ないので、フィルタ係数の更新を行っている。

【００５７】この実施の形態では、ステップＳ２６にお
いてコントローラ２６の出力がしきい値ＴＨ３以下であ
るかの判断を行った。これに代えて、例えばリファレン
スマイクロホン２２の出力のディジタル信号、即ちＡ／
Ｄ変換器２４のディジタル信号が予め定めたしきい値以
下であるかの判断を行ってもよい。

【００５８】上記の各実施の形態では、本発明をエンジ
ン音が伝送される排気ダクトにおける消音に実施した
が、音の伝送路を持つ他の機器においても、同様に本発
明を実施することができる。さらに、上記の各実施形態
では、実行部４０は、Filtered-x LMSアルゴリズムに基
づいてＦＩＲ適応型ディジタルフィルタ２８のフィルタ
係数を更新したが、例えばエラー信号と現在のフィルタ
係数と収束係数μとに基づいてLMS アルゴリズムに従っ
て、次回のフィルタ係数を更新してもよい。

【００５９】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、第２の
検出手段の出力信号が、第１のしきい値よりも大きいと
きには、大きな収束係数を使用し、第１のしきい値以下
になると、小さな収束係数が使用されるので、収束速度
を速くすることができる上に、安定性が増し、かつ消音
量が大きくなる。

【００６０】請求項２記載の発明によれば、第２の検出
手段の出力信号が第１のしきい値以下になっても、即座
に収束係数が小さくされず、所定時間の経過後に始めて
収束係数が小さく設定されるので、第２の検出手段の出
力信号が第１のしきい値よりも再び大きくなることがな
い状態からフィルタ係数が更新されるので、安定したフ
ィルタ係数を得ることができる。従って、消音効果が過
渡的に消失することもない。

【００６１】請求項３記載の発明によれば、第２の検出
手段の出力信号が第２のしきい値よりも大きいときに
は、フィルタ係数の更新を行い、小さいときには、更新
を中止している。従って、第２の検出手段の出力信号が
収束していない状態では、収束速度を速くすることがで
き、第２の検出手段の出力信号が収束した状態では、安
定性を向上させることができる。

【００６２】請求項４記載の発明によれば、請求項２記
載の発明と同様に、第２の検出手段の出力信号に変動成
分が含まれていても、所定時間の経過後には、第２の検
出手段の出力信号が第２のしきい値よりも大きくなるこ
とはなく、確実にフィルタ係数の更新が停止され、フィ
ルタ係数の更新が行われたり、中止されたりすることが
なく、消音効果が過渡的に消失することを防止できる。

【００６３】請求項５記載の発明によれば、第２の検出
手段の出力の変化量が大きいとき程、収束係数が大きく
なり、収束速度が速くなり、変化量が小さいとき、収束
係数が小さくなり、消音量が増加させられ、かつ安定性
も増加する。

【００６４】請求項６記載の発明によれば、第３のしき
い値以下になったとき、即ち収束した後には、フィルタ
係数の更新は、間引かれる。従って、フィルタ係数の変
化は緩やかになり、安定性が増加する。

【００６５】請求項７記載の発明によれば、第２のサン
プリング手段の出力信号が、第３のしきい値以下になっ
てから所定時間が経過した後には、第２のサンプリング
手段の出力信号が、第３のしきい値よりも大きくなるこ
とはなく、確実にフィルタ係数の更新を間引くことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】同第１の実施の形態のブロック図である。

【図２】同第１の実施の形態における収束特性、収束係
数を大きな値と小さな値に固定した場合の収束特性を示
す図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態のフローチャートで
ある。

【図４】同第１の実施の形態におけるエラー信号としき
い値ＴＨ１との関係を示す図である。

【図５】同第２の実施の形態のフローチャートである。

【図６】同第２の実施の形態におけるエラー信号としき
い値ＴＨ２との関係を示す図である。

【図７】同第３の実施の形態のフローチャートである。

【図８】同第３の実施の形態におけるエラー信号の変化
量を求め方を示す図である。

【図９】同第４の実施の形態のフローチャートである。

【図１０】従来の電子消音装置のブロック図である。

【図１１】（ａ）は従来の電子消音装置において収束係
数を異ならせた場合の一部の収束特性を示す図であり、
（ｂ）は従来の電子消音装置における全体の収束特性を
示す図である。

【符号の説明】

２０排気ダクト（音伝送路）２２リファレンスマイクロホン（第１の検出手段）２４Ａ／Ｄ変換器（第１のサンプリング手段）２８ＦＩＲ適応型ディジタルフィルタ（適応型フィル
タ手段）３２増幅器（放音手段）３４スピーカ（放音手段）３６エラーマイクロホン（第２の検出手段）３８Ａ／Ｄ変換器（第２のサンプリング手段）４０ Filtered-x LMS アルゴリズム実行部（フィルタ
係数更新手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大久保稔大阪府大阪市北区茶屋町１番32号ヤンマーディーゼル株式会社内 (72)発明者石田慎一郎大阪府大阪市北区茶屋町１番32号ヤンマーディーゼル株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】音が伝送される音伝送路に入力される音
を検出する第１の検出手段と、前記音伝送路から出力される音を検出する第２の検出手
段と、第１の検出手段の出力信号をフィルタ係数に基づいてフ
ィルタリング処理して、処理された信号を前記音伝送路
に放音手段を介して出力する適応型フィルタ手段と、現在の前記フィルタ係数と、第２の検出手段の出力と、
収束係数とに少なくとも基づいて次回の前記フィルタ係
数を決定するフィルタ係数更新手段とを、具備する電子
消音装置において、前記フィルタ係数更新手段は、第２の検出手段の出力信
号が第１のしきい値以下のとき、前記収束係数を小さく
設定する設定手段を有することを特徴とする電子消音装
置。
【請求項２】請求項１記載の電子消音装置において、
前記設定手段は、第２の検出手段の出力信号が第１のし
きい値以下になってから所定時間の経過後に前記収束係
数を小さく設定することを特徴とする電子消音装置。
【請求項３】音が伝送される音伝送路に入力される音
を検出する第１の検出手段と、前記音伝送路から出力される音を検出する第２の検出手
段と、第１の検出手段の出力信号をフィルタ係数に基づいてフ
ィルタリング処理して、処理された信号を前記音伝送路
に放音手段を介して出力する適応型フィルタ手段と、現在の前記フィルタ係数と、第２の検出手段の出力と、
収束係数とに少なくとも基づいて次回の前記フィルタ係
数を決定するフィルタ係数更新手段とを、具備する電子
消音装置において、前記係数更新手段は、第２の検出手段の出力信号が、第
２のしきい値以下のとき、前記フィルタ係数の更新を中
止させる更新中止手段を有することを特徴とする電子消
音装置。
【請求項４】請求項３記載の電子消音装置において、
前記更新中止手段は、第２の検出手段の出力信号が、第
２のしきい値以下になってから所定時間経過後に、前記
フィルタ係数の更新を中止させることを特徴とする電子
消音装置。
【請求項５】音が伝送される音伝送路に入力される音
を検出する第１の検出手段と、前記音伝送路から出力される音を検出する第２の検出手
段と、第１の検出手段の出力信号をフィルタ係数に基づいてフ
ィルタリング処理して、処理された信号を前記音伝送路
に放音手段を介して出力する適応型フィルタ手段と、現在の前記フィルタ係数と、第２の検出手段の出力と、
収束係数とに少なくとも基づいて次回の前記フィルタ係
数を決定するフィルタ係数更新手段とを、具備する電子
消音装置において、前記フィルタ係数更新手段は、第２の検出手段の出力の
変化量を検出する変化量検出手段と、検出された前記変
化量に応じて前記収束係数を決定する決定手段とを、有
することを特徴とする電子消音装置。
【請求項６】音が伝送される音伝送路に入力される音
を検出する第１の検出手段と、前記音伝送路から出力される音を検出する第２の検出手
段と、第１及び第２の検出手段の出力信号を所定のサンプリン
グ周期ごとにサンプリングする第１及び第２のサンプリ
ング手段と、第１のサンプリング手段から出力信号が入力されるごと
に、この出力信号をフィルタ係数に基づいてフィルタリ
ング処理して、該処理された信号を前記音伝送路に放音
手段を介して出力する適応型フィルタ手段と、第１及び第２のサンプリング手段から出力信号が入力さ
れるごとに、現在の前記フィルタ係数と、第２のサンプ
リング手段の出力信号と、収束係数とに少なくとも基づ
いて次回の前記フィルタ係数を決定するフィルタ係数更
新手段とを、具備する電子消音装置において、前記フィルタ係数更新手段は、第２のサンプリング手段
の出力信号が第３のしきい値以下のとき、所定回数にわ
たって第２のサンプリング手段から出力信号が供給され
るまで、前記フィルタ係数の更新を停止させる更新停止
手段を、具備することを特徴とする電子消音装置。
【請求項７】請求項６記載の電子消音装置において、
前記更新停止手段は、第２のサンプリング手段の出力信
号が第３のしきい値以下になってから所定時間の経過後
に、所定回数にわたって第１及び第２のサンプリング手
段から出力信号が供給されるまで、前記フィルタ係数の
更新を停止させるものであることを特徴とする電子消音
装置。