自动噪声控制制造技术

本发明专利技术公开了一种有源噪声控制系统和方法，包括：利用第一子系统生成抗噪声，所述抗噪声被配置为减少或消除在收听位置处出现的噪声；以及利用第二子系统生成抗噪声，所述抗噪声被配置为减少或消除在所述收听位置处出现的噪声，其中所述第一有源噪声控制子系统具有比所述第二有源噪声控制子系统更高的稳健性。

Automatic noise control

The invention discloses an active noise control system and method, including: the first generation subsystem of anti noise, the noise is configured to reduce or eliminate the noise in the listening position there; and the use of second generation subsystem of anti noise, the noise is configured to reduce or eliminate the noise to position in the first, wherein the active noise control system is higher than that of the second active noise control system robustness.

【技术实现步骤摘要】
自动噪声控制
本公开涉及一种用于自动噪声控制的系统和方法(通常称为“系统”)。
技术介绍
自动噪声控制(ANC)技术已经应用到例如汽车工业中的产品中。目前在汽车工业中已使用的技术可基本上分为两类，一类是用于应对发动机噪声的窄带前馈控制系统，它被称为发动机顺序控制(EOC)系统，而另一类是用于减少道路噪声的宽带前馈控制系统，它被称为道路噪声控制(RNC)系统。然而，这两种类型的系统的稳健性可能存在问题，使得尤其对于汽车应用来说，通常需要提高ANC系统的稳健性。
技术实现思路
一种示例性有源噪声控制系统包括第一有源噪声控制子系统和第二有源噪声控制子系统，其中所述第一有源噪声控制子系统具有比所述第二有源噪声控制子系统更高的稳健性。一种示例性有源噪声控制方法包括：利用第一子系统生成抗噪声，所述抗噪声被配置为减少或消除在收听位置处出现的噪声；以及利用第二子系统生成抗噪声，所述抗噪声被配置为减少或消除在所述收听位置处出现的噪声，其中所述第一有源噪声控制子系统具有比所述第二有源噪声控制子系统更高的稳健性。在研究了以下的详述和附图之后，其它系统、方法、特征和优点对于本领域的技术人员来说将是或将变得显而易见。所有此类额外系统、方法、特征和优点旨在包括在本说明书内、在本专利技术的范围内，并由随附的权利要求书保护。附图简述参考以下的附图和描述，可更好地理解系统。附图中的部件不一定按比例绘制，相反，重点在于说明本专利技术的原理。此外，在附图中，相似参考数字在整个不同视图中标记对应部分。图1是车辆内部中的系统扬声器的示例性设置的顶视图。图2是具有额外(有源)头枕扬声器的图1中所示的设置的顶视图。图3是示出具有两个子系统的示例性ANC系统的信号流程图。图4是安装在座椅的靠背中的扬声器麦克风设置的侧视图，其中扬声器在上翻位置处。图5是图4中所示的扬声器设置的前视图。图6是安装在座椅的靠背中的扬声器麦克风设置的侧视图，其中扬声器在倾斜位置处。图7是图6中所示的扬声器设置的前视图。具体实施方式实际上，即使EOC系统和RNC系统也在稳健性方面稍显薄弱，并且甚至在依赖于来自非声学传感器(例如，每分钟转数(RPM)传感器或加速度(ACC)传感器)的信号作为它们的ANC算法的噪声参考输入信号时也是如此。通常，依赖于此类信号源可以消除与参考反馈路径相关的稳健性问题，因为没有发生从次级源到参考传感器的时变房间脉冲响应(RIR)改变。然而，RIR出现在次级源(例如，扬声器)与误差信号传感器(例如，麦克风)之间的称为“次级路径”的路径上，随时间而发生变化。当整个系统处于它的“正常操作状态”时，可仅(一次)测量次级路径参数，并且在假设它们在实际操作期间将不改变太多的情况下，使用这些(一次)测量到的“固定”参数。然而，情况并非总是如此，并且一旦在固定和实际的次级路径参数(尤其是它们的相位)之间的差值超过某个稳定性极限，整个系统就将开始振荡，并且因此将变得不稳定。为了避免此类反馈，可进行稳定性(稳健性)测量来可靠确定被调查的系统何时离开稳定操作状态而进入到不稳定状态。一旦已检测到不稳定状态，稳定性(稳健性)测量的任务或多或少是去激活ANC系统，并且因此避免反馈。参考图1，车辆(诸如汽车)中的示例性ANC系统可以使用已存在的音频系统100的至少部分，例如，已安装在车辆中并覆盖相关频谱区域的扬声器，以评估什么使次级路径发生如此大的变化以致可能发生稳健性问题。示例性音频系统100可以包括两个前声道(例如，前左声道和前右声道)，这两个前声道包括扬声器或扬声器组112和113，它们可安置在前门101、102中，并可包括低音扬声器、中音扬声器和高音扬声器中的至少一者。音频系统100还可包括两个后声道(例如，后左声道和后右声道)，这两个后声道包括扬声器或扬声器组114和115，它们可安置在后门103、104中，并可包括低音扬声器、中音扬声器和高音扬声器中的至少一者。用于另一个前声道的扬声器或扬声器组116是安置在车辆内部中的仪表板105上或其中。两个扬声器或扬声器组117和118可安置在后搁架106中或其上。扬声器或扬声器组116、117和118可以包括低音扬声器、中音扬声器和高音扬声器中的至少一者。任选地，可将额外超低音扬声器119安置在车辆的后备箱107中。已存在的系统扬声器112-119可以递送足够的声压级(SPL)，尤其是处于较低频率时，其中要减小的噪声(例如，源自发动机和/或道路)具有其最高的能量含量。因此，可能需要耦合至大体积的具有大膜片或高偏移的扬声器。由于车辆中的空间有限，仅有某些位置能够满足这些要求。为此，可将低频扬声器(例如，低音扬声器)安装在该车辆的车门101-104中，并且可将最低频扬声器(例如，亚低音扬声器)安装在后搁架106或后备箱107处，或者可耦接到该车辆的底盘部分(在中心或在前部区域中)。替代地或另外地，可将亚低音扬声器安置在车辆内部外，并且声耦合到车辆内部。测试已经表明，出于许多原因，尤其从如上所述定位的扬声器到可靠近于乘客的头部或耳部安装在车顶内衬处的麦克风的次级路径(如图1所绘)易于变化。例如，由于乘客的腿部的阴影效应，从安装在门101-104中的扬声器或扬声器组112-115到安装在车顶内衬中的误差麦克风的次级路径将根据乘客是否在特定座椅108-111中而变化。因此，稳定性可根据车辆承载情况而变化。在另一实例中，根据后备箱被填充的程度(大多数的时间，后备箱可以是空的或仅部分地填充，但是在某些时间上，例如当旅行时，后备箱107可能是完全填满的)，亚低音扬声器安装在后备箱中，并且次级路径改变。在最坏情景下，后备箱盖在驾驶时可能未被关闭，而是保持打开。通向该车辆的内部100中的这种开口(例如，打开的后备箱107、打开的车窗或打开的天窗)导致次级路径中的最大改变，并且可以触发对如下效应的稳健性控制：只要保持这个状态，即，只要当前次级路径与所存储的次级路径参数相差过大，ANC系统将去激活。次级源和误差麦克风之间的距离越大，RIR偏差风险越高，并且因此不稳定性风险越高。除此之外，还存在着频谱依赖性，其中频率越高，不稳定性风险越高。因此，以下也考虑到波长。为了扩展ANC系统的有用频谱范围，可以采用有源头枕，即，具有扬声器并最终具有麦克风的头枕，如图2所绘。安置在(四个)头枕201-204中的扬声器(在本文中称为与已存在的系统扬声器112-119组合的头枕扬声器205-212)能够将上限截止频率从先前f≈350[Hz](当仅在使用系统扬声器112-119时)提升到f≈1500[Hz](当使用系统扬声器112-119和头枕扬声器205-212的组合时)。这种组合提供若干优点。当误差麦克风213-220安装在头枕201-204中时，它们与乘客耳部之间的距离被最小化，不管座椅位置、人的体型等如何，因为乘客通常会根据他们的需要来调节他们的座椅以及因此调节头枕。移动座椅108-111也不会对头枕扬声器205-212造成问题，因为它们连同误差麦克风213-220一起移动，从而产生头枕扬声器与在它们前面的误差麦克风之间的恒定RIR。由于在不同座椅之间的、以及因此在不同有源头枕之间的串扰消除(CTC)远远超过预期ANC性能范围，一个有源头枕对相邻有源头枕的影本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有源噪声控制系统，所述有源噪声控制系统包括：第一有源噪声控制子系统和第二有源噪声控制子系统；其中所述第一有源噪声控制子系统具有比所述第二有源噪声控制子系统更高的稳健性。

【技术特征摘要】
2016.03.31 EP 16163167.61.一种有源噪声控制系统，所述有源噪声控制系统包括：第一有源噪声控制子系统和第二有源噪声控制子系统；其中所述第一有源噪声控制子系统具有比所述第二有源噪声控制子系统更高的稳健性。2.如权利要求1所述的系统，其还包括稳定性控制器；其中所述稳定性控制器评估所述第二子系统的稳定性，并且当检测到所述第二子系统的不稳定性状况时，切断所述第二子系统或将所述第二子系统的操作限制为较低频率。3.如权利要求1或2所述的系统，其还包括：带靠背的座椅，所述靠背包封中空体积；至少一个扬声器，所述至少一个扬声器安置在所述靠背的所述中空体积内；其中所述第一子系统包括第一自动噪声子控制器，所述第一自动噪声子控制器连接在安置于所述靠背的所述中空体积中的所述至少一个扬声器上游。4.如权利要求3所述的系统，其还包括至少一个额外扬声器，所述至少一个额外扬声器安置在所述靠背外；其中所述第二系统包括第二自动噪声子控制器，所述第二自动噪声子控制器连接在安置于所述靠背外的所述至少一个额外扬声器上游。5.如权利要求3或4所述的系统，其中安置在所述靠背的所述中空体积内的所述至少一个扬声器被定位成使得安置在所述靠背的所述中空体积内的所述至少一个扬声器的主辐射轴指向收听位置，当乘客正坐在所述座椅上时，所述乘客的头部将处于所述收听位置。6.如权利要求3至5中任一项所述的系统，其还包括至少一个麦克风，所述至少一个麦克风被安置在所述靠背的所述中空体积内安置有所述至少一个扬声器的环境中，并连接在所述自动噪声控制器上游。7.如权利要求3至6中任一项所述的系统，其中安置在所述靠背的所述中空体积内的所述至少一个扬声器被安置在至少一个罩壳内；所述罩壳安置在所述靠背的所述中空体积内。8...

【专利技术属性】
技术研发人员：M克里斯托夫，
申请(专利权)人：哈曼贝克自动系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE