道路和发动机噪声控制制造技术

示例性道路和发动机噪声控制系统和方法包括：直接从车辆的结构元件拾取道路噪声以生成表示所述道路噪声的第一感测信号，直接从所述车辆的发动机拾取发动机噪声以生成表示所述发动机噪声的第二感测信号，以及组合所述第一感测信号和所述第二感测信号以提供表示所述第一感测信号和所述第二感测信号的组合的组合信号。所述系统和方法还包括：进行宽频带有源噪声控制滤波以从所述组合信号生成滤波后组合信号，将通过所述有源噪声控制滤波提供的所述滤波后组合信号转换成抗噪声并将所述抗噪声发射到所述车辆的内部中的收听位置。所述滤波后组合信号被配置成使得所述抗噪声降低所述收听位置处的所述道路噪声和发动机噪声。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】道路和发动机噪声控制
本公开涉及道路和发动机噪声控制系统和方法。
技术介绍
与有源噪声控制(ANC)技术的方式类似，道路噪声控制(RNC)技术通过生成抗噪声(即与待降低的声波相位相反的声波)降低汽车内不需要的道路噪声。RNC技术使用噪声和振动传感器来拾取由引起或传递噪声和振动的轮胎、车身部件以及粗糙路面产生的不需要的噪声和振动。消除这种噪声的结果是一个更愉快的旅程，并且它可以使汽车制造商使用轻质底盘材料，从而增加燃料里程和减少排放。发动机阶次噪声消除(EOC)技术使用非声学信号，诸如表示发动机噪声的每分钟重复次数(RPM)传感器，作为参考来生成与汽车内部可听见的发动机噪声相位相反的声波。因此，EOC使得更易于减少常规阻尼材料的使用。在这两种系统中，安装在汽车内部的附加误差麦克风可提供幅值和相位的反馈以改善降噪效果。然而，这两种技术需要不同的传感器和不同的信号处理以便观察道路噪声和发动机阶次相关的噪声，因此通常两个单独的系统并排使用。
技术实现思路
一种示例性道路和发动机噪声控制系统包括：第一传感器，其被配置来直接从车辆的结构元件拾取道路噪声并生成表示所述道路噪声的第一感测信号；第二传感器，其被配置来直接从所述车辆的发动机拾取发动机噪声并生成表示所述发动机噪声的第二感测信号；以及组合器，其被配置来组合所述第一感测信号和所述第二感测信号以提供表示所述第一感测信号和所述第二感测信号的组合的组合信号。所述系统还包括：宽频带有源噪声控制滤波器，其被配置来从所述组合信号生成滤波后组合信号；以及扬声器，其被配置来将所述有源噪声控制滤波器的所述滤波后组合信号转换成抗噪声并将所述抗噪声发射到所述车辆的内部中的收听位置。所述滤波后组合信号被配置成使得所述抗噪声降低所述收听位置处的所述道路噪声和发动机噪声。一种示例性道路和发动机噪声控制方法包括：直接从车辆的结构元件拾取道路噪声以生成表示所述道路噪声的第一感测信号，直接从所述车辆的发动机拾取发动机噪声以生成表示所述发动机噪声的第二感测信号，以及组合所述第一感测信号和所述第二感测信号以提供表示所述第一感测信号和所述第二感测信号的组合的组合信号。所述方法还包括进行宽频带有源噪声控制滤波以从所述组合信号生成滤波后组合信号，并且将通过所述有源噪声控制滤波提供的所述滤波后组合信号转换成抗噪声并将所述抗噪声发射到所述车辆的内部中的收听位置。所述滤波后组合信号被配置成使得所述抗噪声降低所述收听位置处的所述道路噪声和发动机噪声。附图说明通过结合附图阅读以下对非限制性实施方案的描述可更好地理解本公开，在附图中用类似的参考数字指代类似的元件，其中以下是：图1是示出简单示例性道路和发动机噪声控制系统的示意图；图2是示出使用滤波的x最小均方算法的示例性道路和发动机噪声控制系统的示意图；和图3是示出加速度传感器和RPM传感器的示例性组合的示意图；图4是示出具有方波RPM输入的示例性多通道有源发动机噪声控制系统的示意图；图5是示出具有谐波输入而不是方波RPM输入的图4中所示系统的示意图；图6是示出具有总和谐波输入而不是方波RPM输入的图4中所示系统的示意图；图7是示出示例性多通道道路和发动机噪声控制系统的示意图；和图8是示出示例性道路和发动机噪声控制方法的流程图。具体实施方式噪声一般是用于指定并不有助于接收器的信息性内容而被认为会干扰期望信号的音频质量的声音的术语。噪声的演变过程通常分成三个阶段。这些阶段是噪声的生成、传播(发出)以及感知。可以看出，试图成功地降低噪声的最初目标在于噪声源本身，例如，通过衰减噪声信号并且随后通过抑制噪声信号的传播。然而，在许多情况下，无法将噪声信号的发出降低到期望的程度。在这种情况下，通过叠加补偿信号来去除不期望声音的概念被应用。用于消除或降低所发出噪声的已知方法和系统通过生成消除声波以叠加在不需要的信号上来抑制不需要的噪声，所述消除声波的幅值和频率值在很大程度上与噪声信号的幅值和频率值相同，但是所述消除声波的相位相对于噪声移位180度。在理想的情况下，这种方法完全消除了不需要的噪声。这种针对性地降低噪声信号的声级的作用通常称作相消干扰或噪声控制。在车辆中，不需要的噪声可由车辆的发动机、轮胎、悬架和其他单元的作用引起，并且因此随速度、路况和车辆中的操作状态而变化。常见的EOC系统，针对发动机噪声控制，利用窄频带前馈有源噪声控制(ANC)框架以便通过对表示待消除的发动机谐波的参考信号进行自适应滤波来生成抗噪声。在经由次级路径从抗噪声源发送到收听位置之后，抗噪声与由发动机生成并通过从发动机延伸到收听位置的主路径进行滤波的信号具有相同的幅值但相反的相位。因此，在误差麦克风驻留在空间中的位置处(即在收听位置处或附近)，覆盖声学结果在理想情况下将变为零，使得由误差麦克风拾取的误差信号将仅记录除来自发动机的(消除的)谐波噪声之外的声音。通常，使用非声学传感器(诸如测量每分钟重复次数(RPM)的传感器)作为参考。来自RPM传感器的信号可用作用于生成任意数量的与发动机谐波对应的合成谐波的同步信号。合成谐波形成由随后的窄频带前馈ANC系统生成的噪声抵消信号的基础。即使发动机谐波对总发动机噪声有主要贡献，它们也决不覆盖由发动机发射的全部噪声分量，诸如轴承间隙、链条松驰或阀门跳动。然而，基于RPM传感器的系统不能够覆盖除了谐波之外的信号。在常见RNC系统中，空气传播和结构传播的噪声源通过噪声和振动传感器(诸如加速度传感器)来监测以便提供最高可能的道路噪声降低性能。例如，用作输入噪声和振动传感器的加速度传感器可被遍布车辆安置以监测悬架和其他轴部件的结构行为。RNC系统利用宽频带前馈有源噪声控制(ANC)框架，以便通过对来自噪声和振动传感器的表示待消除的道路噪声的信号进行自适应滤波来生成抗噪声。噪声和振动传感器可包括加速度传感器，诸如加速计、测力计、测压元件等。例如，加速计是测量固有加速度的装置。固有加速度与坐标加速度不同，坐标加速度是速度的变化率。单轴和多轴模型的加速计可用于检测固有加速度的大小和方向，并且可用于感测定向、坐标加速度、运动、振动和冲击。可以看出，EOC和RNC系统中的噪声传感器和后续信号处理是不同的。顾名思义，EOC只能够控制发动机阶次。具有不可忽略的声学影响并且不能用窄频带非声学传感器(例如，RPM传感器)提供的信号来控制的发动机信号的其他分量不能用该系统抵消。参照图1，简单的道路和发动机噪声控制系统包括两个宽频带非声学传感器，加速度传感器101和102，其中之一的加速度传感器101被提供来直接拾取发动机噪声，而另一个传感器，加速度传感器102，被提供来直接拾取道路噪声。直接拾取基本上包括拾取考虑中的信号而不受其他信号的显著影响。由加速度传感器101和102输出的信号103和104分别表示发动机噪声和道路噪声，并且例如由加法器105将其组合(例如，求和)以形成表示组合的发动机和道路噪声的和信号106。组合信号的替代方式可包括相减、混合、分频滤波等。和信号106被提供给宽频带ANC滤波器107，其向扬声器109提供滤波后的和信号108。当由扬声器109广播到收听位置(未示出)时，滤波后的和信号108在收听位置处生成抗噪声，即与收听位置处出现的发动机和道路噪声具有相同幅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种道路和发动机噪声控制系统，其包括：第一传感器，所述第一传感器被配置来直接从车辆的结构元件拾取道路噪声并生成表示所述道路噪声的第一感测信号；第二传感器，所述第二传感器被配置来直接从所述车辆的发动机拾取发动机噪声并生成表示所述发动机噪声的第二感测信号；组合器，所述组合器被配置来组合所述第一感测信号和所述第二感测信号以提供表示所述第一感测信号和所述第二感测信号的组合的组合信号；宽频带有源噪声控制滤波器，所述宽频带有源噪声控制滤波器被配置来从所述组合信号生成滤波后组合信号；以及扬声器，所述扬声器被配置来将所述有源噪声控制滤波器的所述滤波后组合信号转换成抗噪声并将所述抗噪声发射到所述车辆的内部中的收听位置；其中所述滤波后组合信号被配置成使得所述抗噪声降低所述收听位置处的所述道路噪声和发动机噪声。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.16 EP 15190169.11.一种道路和发动机噪声控制系统，其包括：第一传感器，所述第一传感器被配置来直接从车辆的结构元件拾取道路噪声并生成表示所述道路噪声的第一感测信号；第二传感器，所述第二传感器被配置来直接从所述车辆的发动机拾取发动机噪声并生成表示所述发动机噪声的第二感测信号；组合器，所述组合器被配置来组合所述第一感测信号和所述第二感测信号以提供表示所述第一感测信号和所述第二感测信号的组合的组合信号；宽频带有源噪声控制滤波器，所述宽频带有源噪声控制滤波器被配置来从所述组合信号生成滤波后组合信号；以及扬声器，所述扬声器被配置来将所述有源噪声控制滤波器的所述滤波后组合信号转换成抗噪声并将所述抗噪声发射到所述车辆的内部中的收听位置；其中所述滤波后组合信号被配置成使得所述抗噪声降低所述收听位置处的所述道路噪声和发动机噪声。2.如权利要求1所述的系统，其中所述宽频带有源噪声控制滤波器包括：可控滤波器，所述可控滤波器连接到所述组合器的下游和所述扬声器的上游；以及滤波器控制器，所述滤波器控制器被配置来接收所述组合信号并根据所述组合信号控制所述可控滤波器。3.如权利要求2所述的系统，其还包括麦克风，所述麦克风在所述车辆的所述内部中安置靠近所述收听位置或邻近所述收听位置，其中所述麦克风被配置来提供麦克风信号，并且所述滤波器控制器被配置来根据所述麦克风信号进一步控制所述可控滤波器。4.如权利要求2或3所述的系统，其中所述滤波器控制器被配置来根据最小均方算法控制所述可控滤波器。5.如权利要求4所述的系统，其中所述组合器被配置来对所述第一感测信号和所述第二感测信号求和以提供表示所述第一感测信号和所述第二感测信号的总和的和信号。6.如权利要求1至5中任一项所述的系统，其中所述第一传感器是附接到所述车辆的所述结构元件的加速度传感器。7.如权利要求1至6中任...

【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