JP3144569B2 - 車両用騒音制御装置 - Google Patents

車両用騒音制御装置

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JP3144569B2 JP24617491A JP24617491A JP3144569B2 JP 3144569 B2 JP3144569 B2 JP 3144569B2 JP 24617491 A JP24617491 A JP 24617491A JP 24617491 A JP24617491 A JP 24617491A JP 3144569 B2 JP3144569 B2 JP 3144569B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本願発明は、車室内の騒音を低減
させるとともに、オーディオ音の聞こえる座席と聞こえ
ない座席とを作り得るようにした車両用騒音制御装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車の車室内の騒音を低減する方法の
一つとしては、騒音源の振動に関連するリファレンス信
号を適当なフィルタで濾波し、これと逆位相の音波をス
ピーカから発生させることにより消音するアクティブ騒
音制御方法が従来から良く知られている。
【0003】ところで、従来から良く知られているアク
ティブ騒音制御方法の一つとして、LMSアルゴリズム
を用いたものがある(特許出願公表平1ー501344
号参照)。
【0004】このLMSアルゴリズムとは、検出マイク
位置とスピーカ位置との間の伝達関数を予め把握してお
き、入力音波と逆位相の騒音制御音波を演算・出力する
ものであり、コントローラに内蔵されるフィルタ係数ベ
クトルF1,F2・・Fmを、次式を用いて逐次更新するこ
とにより、最適な消音性能を得ようとするものである。
【0005】
【数1】
【0006】ここで、 Fm:第mスピーカ出力を決定するためのフィルタ係数ベ
クトル Hmn:第mスピーカと第nマイクとの間の伝達特性を与え
るフィルタ係数ベクトル x:リファレンス信号(騒音と同一の周波数成分を含む信
号) en:第nマイクからの入力信号 μ:(1)式の周速速度を決定するための係数 M:スピーカの個数 N:マイクの個数 I:フィルタ係数ベクトルFmのタップ長 J:フィルタ係数ベクトルHmnのタップ長 k:第k時点での値 さらに、第mスピーカのスピーカ出力信号ym(k)は次式で
求められる。
【0007】
【数2】
【0008】上記式(1),(2)を通じて求められるスピ
ーカ出力信号を各スピーカから発生させれば、各マイク
位置において、騒音とスピーカから発生させられた音と
が打ち消し合って消音効果が得られるのである。
【0009】上記したLMSアルゴリズムによる騒音制
御は、図4に示すブロック図によっても説明される。
【0010】ここでは、スピーカ1個、マイク1個の場
合を例にとって説明している。
【0011】スピーカ3からは、リファレンス信号xを
フィルタF(適応アルゴリズムにより指定される)で加工
して得られたスピーカ出力yに基づく制御出力zが出力さ
れ、マイク1では、制御出力zと合成騒音dが観測され、
誤差信号eとして適応アルゴリズムAに入力される。ま
た、リファレンス信号xは、スピーカ/マイク間伝達特
性を与えるフィルタHで加工されて信号rとして適応ア
ルゴリズムAに入力される。従って、スピーカ3から出
力される制御出力zと合成騒音dとが打ち消し合って消音
効果が得られるのである。ここで、フイルタF、フイル
タHおよび適応アルゴリズムAは、スピーカ出力yを生
成するための信号生成手段を構成することとなってい
る。
【0012】一方、車室内に設置されたスピーカから
は、オーディオソースからのオーディオ音も出力される
が、乗員によってはオーディオ音を聞きたくない(ある
いは、聞こえない方が望ましい)という情況がある。ま
た、複数のオーディオソースを備えた車両の場合、乗員
によって聞きたいオーディオ音が異なる場合がある。
【0013】ところが、従来の騒音制御の場合、車室内
の騒音のみを制御対象としているため、上記のような乗
員の要求に対応することができなかった。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】本願発明は、上記の不
具合を解消することを課題としてなされたもので、車室
内の騒音制御を行いつつ、乗員の好みに応じてオーディ
オ音を聞こえなくし得るようにすることを目的とするも
のである。
【0015】
【課題を解決するための手段】本願発明では、上記課題
を解決するための手段として、車室内の各座席に設けら
れ、車室内の音を集音するマイクと、オーディオソース
からのオーディオ信号を出力する複数のスピーカと、騒
音源の振動に関連するリファレンス信号を検出するリフ
ァレンス信号検出手段と、該リファレンス信号に基づい
て前記マイクで集音される音を低減させるべきスピーカ
出力信号を生成する信号生成手段とを備えた車両用騒音
制御装置において、前記各マイクから前記信号生成手段
へ信号入力する各信号入力経路上に、前記各マイクで集
音された音からオーディオ音をマイナスするオーディオ
信号線をそれぞれ接続するとともに、該各オーディオ信
号線と前記オーディオソースとの間にスイッチ手段をそ
れぞれ介設している。
【0016】
【作用】本願発明では、上記手段によって次のような作
用が得られる。
【0017】即ち、車室内の騒音制御を行いつつ、スイ
ッチ手段のONあるいはOFFによって、特定の座席に
おいてオーディオ音が聞こえたり、聞こえなかったりす
ることとなる。
【0018】
【発明の効果】本願発明によれば、車室内の各座席に設
けられ、車室内の音を集音するマイクと、オーディオソ
ースからのオーディオ信号を出力する複数のスピーカ
と、騒音源の振動に関連するリファレンス信号を検出す
るリファレンス信号検出手段と、該リファレンス信号に
基づいて前記マイクで集音される音を低減させるべきス
ピーカ出力信号を生成する信号生成手段とを備えた車両
用騒音制御装置において、前記各マイクから前記信号生
成手段へ信号入力する各信号入力経路上に、前記各マイ
クで集音された音からオーディオ音をマイナスするオー
ディオ信号線をそれぞれ接続するとともに、該各オーデ
ィオ信号線と前記オーディオソースとの間にスイッチ手
段をそれぞれ介設して、車室内の騒音制御を行いつつ、
スイッチ手段のONあるいはOFFによって、特定の座
席においてオーディオ音が聞こえたり、聞こえなかった
りするようにしたので、乗員の好みに応じてオーディオ
音の聞こえる座席と聞こえない座席とを作ることが可能
となるという優れた効果がある。
【0019】
【実施例】以下、添付の図面を参照して、本願発明の好
適な幾つかの実施例を説明する。 実施例1 図2には、本願発明の実施例1にかかる騒音制御装置を
備えた自動車の車室内における各機器のレイアウトが示
されており、符号1は車室内の音を集音するマイク、2
は騒音源の振動に関連するリファレンス信号を検出する
リファレンス信号検出手段、3は前記リファレンス信号
に基づいて前記マイク1で集音される音を低減せしめる
べき信号を出力するスピーカ、4は電源のON/OFF
や動作モードを指定するための操作スイッチ、5はオー
ディオソースが組み込まれているオーディオ機器、6は
騒音制御のためのスピーカ出力信号を生成する信号生成
手段として作用するコントローラである。
【0020】前記マイク1は、前席側である運転席にお
ける乗員の左右の耳に対応する位置2個、前席側である
助手席における乗員の左右の耳に対応する位置2個、後
席側である車室後部左右に2個づつの計6個設けられて
いる。
【0021】前記リファレンス信号検出手段2として
は、騒音源であるエンジンの振動を検出するエンジン振
動検出用加速度センサーが用いられている。なお、加速
度センサーに代えてイグニッションパルス検出回路を用
いてもよい。
【0022】前記スピーカ3は、車室前部中央に1個、
車室後部左右に2個設けられたオーディオ用スピーカと
されている。
【0023】前記オーディオ機器5には、1個のオーデ
ィオソース5a(例えば、ラジオ)が内蔵されている前記
コントローラ6の構成および作用を説明するに当たっ
て、簡単のためマイク1が1個、スピーカ3が1個の場
合について、図1を参照して以下に説明する。
【0024】本実施例のコントローラ6は、デジタルシ
グナルプロセッサのようなマイクロプロセッサからなっ
ており、リファレンス信号検出手段2により検出された
リファレンス信号xを加工するフィルタFxと、オーディ
オソース5aからのオーディオ信号aを加工するフィルタ
Faと、前記リファレンス信号xおよびオーディオ信号a
を加工するフィルタHと、前記フィルタFxおよびFaの
フィルタ係数ベクトルを決定する適応アルゴリズムA
(本実施例の場合、LMSアルゴリズム)とを備えてい
る。ここで、適応アルゴリズムAでは、前述した式(1)
に基づいたフィルタ係数ベクトルが決定される。
【0025】前記フィルタHは、スピーカ/マイク間伝
達特性を与えるためのフィルタであり、リファレンス信
号xおよびオーディオ信号aを加工して信号rxおよびraと
して適応アルゴリズムAに入力する。
【0026】そして、前記スピーカ3からは、リファレ
ンス信号xをフィルタFxで加工した騒音制御出力とオー
ディオ信号aをフィルタFaで加工したオーディオ音制御
出力とを合成して得られたスピーカ出力yと、オーディ
オソース5aからのオーディオ信号aとが合成された制御
出力zが出力されることとなっている。
【0027】一方、マイク1では、前記制御出力zと、
オーディオ音d1および車室内騒音d2が合成された合成騒
音dとが観測され、誤差信号e=d+zとして適応アルゴリ
ズムAに入力される。
【0028】しかして、本実施例では、前記マイク1か
らコントローラ6における適応アルゴリズムAへ信号入
力する信号入力経路11上には、前記マイク1で集音さ
れた音(即ち、誤差信号e)からオーディオ音d1をマイナ
スするオーディオ信号線12が接続されている。なお、
本実施例では、該オーディオ信号線12は、フィルタH
の出力側におけるオーディオ信号線13および前記フィ
ルタHの入力側のオーディオ信号線14を介してオーデ
ィオソース5aに接続されている。また、前記オーディ
オ信号線12には、スイッチ手段15が介設されてい
る。
【0029】ついで、本実施例にかかる車両用騒音制御
装置の作用を説明する。
【0030】スイッチ手段15がOFF状態の時には、
スピーカ3からは、リファレンス信号xをフィルタFxで
加工した騒音制御出力とオーディオ信号aをフィルタFa
で加工したオーディオ音制御出力とを合成して得られた
スピーカ出力yと、オーディオソース5aからのオーディ
オ信号aとが合成された制御出力zが出力され、マイク1
では、前記制御出力zと、オーディオ音d1および車室内
騒音d2が合成された合成騒音dとが観測され、誤差信号e
=d+zとして適応アルゴリズムAに入力される。従っ
て、オーディオ信号と騒音との両方が適応アルゴリズム
Aにおける制御対象とされるところから、対象座席にお
いては両方とも低減消去されることとなる。
【0031】一方、スイッチ手段15がON状態の時に
は、マイク1から適応アルゴリズムAに送られる誤差信
号eからオーディオ信号がオーディオ信号線12を介し
てマイナスされた信号が適応アルゴリズムAに入力され
ることとなる。従って、オーディオ信号は適応アルゴリ
ズムAにおける制御対象から外されることとなり、対象
座席においては騒音の低減消去はなされるものの、オー
ディオ音は消去されないこととなる。
【0032】つまり、本実施例の場合、車室内の騒音制
御を行いつつ、スイッチ手段15のONあるいはOFF
によって、特定の座席においてオーディオ音が聞こえた
り、聞こえなかったりすることが可能となっており、乗
員の好みに応じてオーディオ音の聞こえる座席と聞こえ
ない座席とを作ることが可能なのである。
【0033】実施例2 図3には、本願発明の実施例2にかかる車両用騒音制御
装置におけるコントローラ部分が示されている。この場
合にも、簡単のためマイク1が1個、スピーカ3が1個
の場合とされている。
【0034】本実施例の場合、オーディオ機器5におは
2種のオーディオソース5a,5b(例えば、ラジオおよび
CDプレーヤ)が内蔵されている。
【0035】従って、本実施例の場合、コントローラ6
は、リファレンス信号検出手段2により検出されたリフ
ァレンス信号xを加工するフィルタFxと、オーディオソ
ース5aからのオーディオ信号a1を加工するフィルタFa
1と、オーディオソース5bからのオーディオ信号a2を加
工するフィルタFa2と、前記リファレンス信号xおよび
オーディオ信号a1,a2を加工するフィルタHと、前記フ
ィルタFx,Fa1およびFa2のフィルタ係数ベクトルを決
定する適応アルゴリズムA(本実施例の場合、LMSア
ルゴリズム)とを備えている。
【0036】そして、前記スピーカ3からは、リファレ
ンス信号xをフィルタFxで加工した騒音制御出力とオー
ディオ信号a1をフィルタFa1で加工した第1オーディオ
音制御出力とオーディオ信号a2をフィルタFa2で加工し
た第2オーディオ音制御出力とを合成して得られたスピ
ーカ出力yと、オーディオソース5aからのオーディオ信
号aとが合成された制御出力zが出力されることとなって
いる。
【0037】一方、マイク1では、前記制御出力zと、
オーディオソース5aからの第1オーディオ音da1、オー
ディオソース5bからの第2オーディオ音db1および車室
内騒音d2が合成された合成騒音dとが観測され、誤差信
号e=d+zとして適応アルゴリズムAに入力される。
【0038】しかして、本実施例では、前記マイク1か
らコントローラ6における適応アルゴリズムAへ信号入
力する信号入力経路11上には、前記マイク1で集音さ
れた音(即ち、誤差信号e)から第1オーディオ音da1をマ
イナスするオーディオ信号線12aと、前記マイク1で
集音された音(即ち、誤差信号e)から第2オーディオdb1
をマイナスするオーディオ信号線12bとが接続されて
いる。なお、本実施例では、該オーディオ信号線12a,
12bは、フィルタHの出力側におけるオーディオ信号
線13a,13bおよび前記フィルタHの入力側のオーデ
ィオ信号線14a,14bを介してオーディオソース5a,
5bに接続されている。また、前記オーディオ信号線1
2a,12bには、スイッチ手段15a,15bがそれぞれ介
設されている。
【0039】上記のように構成したことにより、スイッ
チ手段15a,15bがOFF状態の時には、前記実施例
1におけると同様にオーディオ信号と車室内騒音との両
方が対象座席において低減消去されるが、スイッチ手段
15a,15bの一方がOFF状態の時には、対象座席に
おいてオーディオソース5a,5bの一方のみが低減消去
されることとなる。また、スイッチ手段15a,15bの
両方がON状態の時には、対象座席においてオーディオ
ソース5a,5bの両方とも消去されない。
【0040】つまり、本実施例の場合、車室内の騒音制
御を行いつつ、スイッチ手段15a,15bの一方あるい
は両方のONあるいはOFFによって、特定の座席にお
いて特定のオーディオ音が聞こえたり、聞こえなかった
りすることが可能となっており、乗員の好みに応じて特
定のオーディオ音の聞こえる座席と聞こえない座席とを
作ることが可能なのである。
【0041】上記実施例では、スピーカの出力信号を生
成するに当たって、LMSアルゴリズムを用いている
が、他の信号生成方法を採用することも可能である。
【0042】本願発明は、上記各実施例の構成に限定さ
れるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て適宜設計変更可能なことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明に実施例1にかかる車両用騒音制御装
置におけるコントローラ部分のブロック図である。
【図2】本願発明の実施例1にかかる車両用騒音制御装
置の全体構成を示すレイアウト図である。
【図3】本願発明の実施例にかかる車両用騒音制御装置
におけるコントローラ部分のブロック図である。
【図4】従来の騒音制御騒音におけるコントローラ部分
のブロック図である。
【符号の説明】
1はマイク、2はリファレンス信号検出手段、3はスピ
ーカ、5はオーディオ機器、5a,5bはオーディオソー
ス、6は信号生成手段、コントローラ、11は信号入力
経路、12,12a,12bはオーディオ信号線、15,1
5a,15bはスイッチ手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G10K 11/178 B60R 11/02 G10L 15/20

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車室内の各座席に設けられ、車室内の音
    を集音するマイクと、オーディオソースからのオーディ
    オ信号を出力する複数のスピーカと、騒音源の振動に関
    連するリファレンス信号を検出するリファレンス信号検
    出手段と、該リファレンス信号に基づいて前記マイクで
    集音される音を低減させるべきスピーカ出力信号を生成
    する信号生成手段とを備えた車両用騒音制御装置であっ
    て、前記各マイクから前記信号生成手段へ信号入力する
    各信号入力経路上には、前記各マイクで集音された音か
    らオーディオ音をマイナスするオーディオ信号線がそれ
    ぞれ接続されており、該各オーディオ信号線と前記オー
    ディオソースとの間にはスイッチ手段がそれぞれ介設さ
    れていることを特徴とする車両用騒音制御装置。
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