(57)【特許請求の範囲】
【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）と上記前回のデータ（ｅ(i)n-1）とを予め設定した値の重み付けで平均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。
【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、今回の誤差信号（ｅ(i)n）の中で前回のデータ（ｅ(i)n-1）と今回の誤差信号（ｅ(i)n）との差が上記設定値（α）より大きくなるサンプル数を求め、このサンプル数の今回の誤差信号（ｅ(i)n）の全サンプル数に対する割合（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。
【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３−１７８８４５号公報等に示されるように、ＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ    Ｍｅａｎ  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ＬＭＳ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、この誤差信号と上記前回のデータとを予め設定した値の重み付けで平均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、今回の誤差信号の中で前回のデータと今回の誤差信号との差が上記設定値より大きくなるサンプル数を求め、このサンプル数の今回の誤差信号の全サンプル数に対する割合を求め、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。
【００１０】
【作  用】
上記第一の車室内騒音低減装置において、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、この誤差信号と上記前回のデータとを予め設定した値の重み付けで平均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より大きい場合、さらに、今回の誤差信号の中で前回のデータと今回の誤差信号との差が上記設定値より大きくなるサンプル数を求め、このサンプル数の今回の誤差信号の全サンプル数に対する割合を求め、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。
【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、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。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Ｐｘｎ−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Ｗｉ（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ＣＭｊＮ０，プライマリソースＰｓ  の値をｘ（ｎ）  とすると、
0003621718.tif 000002
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−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（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２５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、
0003621718.tif 000003
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。
【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入力信号変換回路の説明図
【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）
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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