一种基于发动机转速的主动降噪装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术车内主动降噪技术，具体的说是一种基于发动机转速的主动降噪装置。该装置包括信号获取、处理装置和声音播放装置；其降噪方法为：一、预先建立发动机转速与机械噪声、进排气噪声的对应关系，将标定的噪声信号作为参考噪声信号存储；二、利用总线信号读取设备获得发动机转速信号，通过转速与噪声的对应关系，得到参考噪声信号；三、根据参考噪声信号，利用LMS自适应滤波器得到次级噪声信号；四、通过声音播放装置播放次级噪声信号，以抵消车厢内的发动机机械噪声和进排气噪声；本实用新型专利技术克服现有主动降噪技术存在的声反馈问题，是一种基于发动机转速的自适应主动降噪方法及装置，该方法可以有效降低车内发动机噪声，提高行车舒适性。

An active noise reduction device based on engine speed

The utility model relates to an active noise reduction technology in a vehicle, in particular to an active noise reduction device based on the engine speed. The device comprises a signal acquisition and processing device and sound playing device; the noise reduction method for the corresponding relationship between a pre established, engine speed and mechanical noise, the exhaust noise, the noise signal is calibrated as the reference noise signal storage; two, the use of bus signal reading device for engine speed signal, corresponding to the relationship between the speed and the the noise, get the noise signal; three, according to the reference noise signal, get the secondary noise signal by LMS adaptive filter; four, through the sound playing device for playing the secondary noise signal to offset car engine mechanical noise and the exhaust noise; the utility model overcomes the existing active noise control acoustic feedback problem is an adaptive engine speed active noise reduction method and device based on this method can effectively reduce the car. Driving noise to improve ride comfort.

【技术实现步骤摘要】
一种基于发动机转速的主动降噪装置
本技术属于车内主动降噪技术，具体的说是一种基于发动机转速的主动降噪装置。
技术介绍
研究表明：发动机噪声、进排气噪声和传动系噪声是机动车辆室内噪声的主要来源。对车内噪声进行频谱分析可见：车内噪声的频率成分中，发动机的燃烧频率及其各阶次谐波占了很大的份量。也就是说，发动机产生的低频周期噪声是机动车辆室内噪声的最主要来源。传统的车内降噪方法虽然对高频噪声的控制比较有效，但恰恰对低频噪声的控制比较乏力。主动降噪全称噪声主动控制(ANC)，是在指定区域内人为地、有目的地产生一个次级声信号去控制初级声信号的方法。根据两个声波相消干涉条件，如果利用人为附加的次级声源产生与初级声源声波幅值相等、相位相反的声波，则两声波将在空间发生相干性叠加，形成消声“静区”，从而达到降噪的目的。主动降噪方法使噪声控制更有针对性，在处理低频噪声时具有很好的降噪效果。目前关于主动降噪技术的研究逐渐成为降低噪声的主要研究方向，随着被动降噪技术的研究已趋于完善，主动降噪技术在汽车上的应用也受到越来越多的关注。关于主动降噪技术在汽车降噪上的应用这方面的专利存在不少，如专利公告号为CN103557043A，公告日为2014年2月5号，专利技术名称为“一种发动机降噪控制器”。该专利所述的降噪器中，声音传感器在采集初级噪声信号的同时，会引入麦克风发出的次级噪声信号，造成声反馈，这种声反馈问题会在很大程度上影响主动降噪系统的降噪效果。专利公告号为CN105244016A，公告日为2016年1月13号，专利技术名称为“主动降噪系统和方法”。该专利所述的降噪系统和方法中，利用支持向量机来实时预测环境中的噪声，避免了利用声音信号来生成参考噪声信号，造成声反馈问题，但是该装置需要在噪声源附近设置多个加速度传感器，增加了系统的复杂性，并且噪声信号的预测需要由支持向量机来完成，这也在一定程度上提高了该主动降噪系统的成本。
技术实现思路
本技术提供了一种基于发动机转速的自适应主动降噪装置，该方法可以有效降低车内发动机噪声，提高行车舒适性，解决了现有降噪技术的上述不足。本技术技术方案结合附图说明如下：一种基于发动机转速的主动降噪装置，所述的主动降噪装置包括信号获取装置、信号处理装置和声音播放装置；所述的信号获取装置包括：声音采集装置，设置在发动机的一侧和车厢内需要降噪区域，用于采集发动机附近的发动机噪声信号X′(n)和车厢内需要实现降噪区域的误差噪声信号e0(n)；总线信号读取设备，用于读取任一时刻发动机转速n，通过信号处理装置中存储的不同转速对应的参考噪声信号即发动机转速与参考噪声信号的对应关系，就能实现对发动机机械噪声、进排气噪声的准确反映；所述的信号处理装置包括：存储单元，用于在汽车出厂时，将发动机各转速下发动机的噪声信号和进排气噪声信号进行存储，根据发动机转速与发动机噪声和进排气噪声的频率之间的关系，建立发动机转速与发动机噪声频率与进排气噪声频率的对应关系，将这些信号作为参考噪声信号Y1(n)，并且能够储存更新的参考噪声信号；信号分析单元，用于消除发动机噪声信号X′(n)的声反馈效应，并提取出发动机在该转速下的机械噪声和进排气噪声Y(n)；并从误差噪声信号e0(n)中提取出特定频率下的误差噪声信号e1(n)，所述的特定频率为该时刻发动机转速对应的进排气噪声信号及机械噪声基频和倍频；还能根据最小均方算法更新滤波器权系数向量W(n)；比较单元，用于将提取出发动机在该转速下的机械噪声和进排气噪声Y(n)与存储单元中相同转速下发动机的参考噪声信号Y1(n)进行比较，完成参考噪声信号的更新；生成单元，用于根据参考噪声信号Y1(n)生成次级噪声信号u(n)并且用来抵消车厢内的发动机噪声；所述的声音播放装置，用于将信号处理装置中生成单元的数字信号转化为声信号，在车厢内播放次级噪声信号，以抵消车厢内发动机噪声；所述的声音采集装置与信号分析单元相连；所述的总线信号读取设备与存储单元相连；所述的信号分析单元与比较单元相连；所述的比较单元与存储单元相连；所述的存储单元与信号分析单元相连；所述的信号分析单元与生成单元相连；所述的生成单元与声音播放装置相连。本技术的有益效果为：1、本技术所述的一种基于发动机转速的主动降噪方法及装置，所述参考噪声信号是通过噪声频率与发动机转速建立关系，当获取到发动机转速信号时，参考噪声信号也就能够获得，即通过转速信号就能得到相应的参考噪声信号。相较于通过布置加速度传感器来预测参考噪声信号，本技术所述的方法更简单。2、本技术所述的一种基于发动机转速的主动降噪方法及装置，将预存于降噪系统内部的噪声样本信号作为噪声参考信号，有效避免了采用声音传感器采集的初级噪声信号作为参考噪声信号时存在的声反馈问题。3、本技术所述的一种基于发动机转速的主动降噪方法及装置，所述预存于降噪系统内部的噪声参考信号能够在发动机启动的一段时间内进行更新，保证噪声参考信号能准确地反映原始噪声信号。4、本技术所述的一种基于发动机转速的主动降噪方法及装置，所述参考噪声信号更新过程中，声音采集装置所采集的噪声信号会进行基于FBFXLMS算法处理，消除声反馈的影响，这也保证了存储单元的噪声参考信号能够准确地反映原始噪声信号。附图说明图1为本技术所述的一种基于发动机转速的主动降噪方法及装置的结构框图；图2为本技术所述的一种基于发动机转速的主动降噪方法及装置的工作原理示意图；图3为本技术所述的一种基于发动机转速的主动降噪方法及装置的自适应主动降噪的步骤流程示意图；图4为本技术所述的一种基于发动机转速的主动降噪方法及装置的参考噪声信号更新流程示意图。具体实施方式参阅图1，一种基于发动机转速的主动降噪装置，所述的主动降噪装置包括信号获取装置、信号处理装置和声音播放装置；所述的信号获取装置用于获取噪声信号和发动机转速信号，根据采集信号种类的不同分为声音采集装置和总线信号读取设备，包括：声音采集装置，设置在发动机的一侧和车厢内需要降噪区域，用于采集发动机附近的发动机噪声信号X′(n)和车厢内需要实现降噪区域的误差噪声信号e0(x)；声音采取装置可以包括麦克风。其中第一麦克风置于发动机附近，用于采集发动机噪声信号X′(n)，第二麦克风置于车厢内需要降噪区域，用于采集误差噪声信号e0(x)。总线信号读取设备，总线信号读取设备，用于读取任一时刻发动机转速n；通过信号处理装置中存储的不同转速对应的参考噪声信号即发动机转速与参考噪声信号的对应关系，就能实现对发动机机械噪声、进排气噪声的准确反映。总线信号读取设备可以包括CAN协议控制器，例如型号为MCP2515的芯片。总线信号读取设备置于ECU附近。声音采集装置与总线信号读取设备独立工作，声音采集装置中的第一麦克风只有在需要更新参考噪声信号Y1(n)时才工作，声音采集装置中的第二麦克风和总线信号读取设备在发动机运转时就会工作。所述的信号处理装置用于对噪声信号进行分析、比较，生成次级噪声信号以消除车厢内初级噪声，实现降噪的效果。所述次级噪声信号在降噪区域内的幅值大小、频率与参考噪声相同，相位与参考噪声信号的相位相反，这样次级噪声就能够与车厢内发动机机械噪声、进排气噪声在需要降噪的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于发动机转速的主动降噪装置，其特征在于，所述的主动降噪装置包括信号获取装置、信号处理装置和声音播放装置；所述的信号获取装置包括：声音采集装置，设置在发动机的一侧和车厢内需要降噪区域，用于采集发动机附近的发动机噪声信号X′

【技术特征摘要】
1.一种基于发动机转速的主动降噪装置，其特征在于，所述的主动降噪装置包括信号获取装置、信号处理装置和声音播放装置；所述的信号获取装置包括：声音采集装置，设置在发动机的一侧和车厢内需要降噪区域，用于采集发动机附近的发动机噪声信号X′(n)和车厢内需要实现降噪区域的误差噪声信号e0(n)；总线信号读取设备，用于读取任一时刻发动机转速n，通过信号处理装置中存储的不同转速对应的参考噪声信号即发动机转速与参考噪声信号的对应关系，就能实现对发动机机械噪声、进排气噪声的准确反映；所述的信号处理装置包括：存储单元，用于在汽车出厂时，将发动机各转速下发动机的噪声信号和进排气噪声信号进行存储，根据发动机转速与发动机噪声和进排气噪声的频率之间的关系，建立发动机转速与发动机噪声频率与进排气噪声频率的对应关系，将这些信号作为参考噪声信号Y1(n)，并且能够储存更新的参考噪声信号；信号分析单元，用于消除发动机噪声信号X′(n)的声反馈效应，并提取出发动机在该转...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈书明，陈文海，朱文波，朱彤彤，宋世壮，贾纪昭，王业斌，王登峰，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林,22