一种针对汽车动态变化声场的主动降噪系统技术方案

本发明专利技术公开了一种针对汽车动态变化声场的主动降噪系统，包括参考信号输入系统、信号处理系统以及降噪信号输出系统，所述参考信号输入系统由CAN总线控制信号模块、车内噪声信号模块与路面振动信号模块组成，所述信号处理系统由车内动态声场标定模块与ANC控制模块组成，所述降噪信号输出系统由娱乐主机、外置功放以及扬声器组成。本发明专利技术结构合理，其采用收敛速度快得多但计算量也更大的RLS算法，几乎能达到瞬间收敛的效果，而且稳态误差也更小，即降噪的及时性和降噪深度均优于传统的LMS算法。

【技术实现步骤摘要】
一种针对汽车动态变化声场的主动降噪系统
本专利技术涉及汽车
，尤其涉及一种针对汽车动态变化声场的主动降噪系统。
技术介绍
随着汽车的推广和普及，乘客对于车内舒适度的要求越来越高，汽车发动机的主动降噪技术也逐渐得到市场认可和普及。当前凯迪拉克、昂科威全系车型、英菲尼迪等大部分车型以及吉利、长城等国内自主品牌中高配车型都配置了针对汽车发动机的主动降噪技术；随着国内汽车主动降噪市场逐渐火热，国内一些公司开始加大投入到汽车主动降噪技术研发及应用中。当前公开的汽车主动降噪技术都是通过把发动机转速作为参考信号，同时参考监控麦克风信号，通过控制器计算输出次级声波实现噪声控制。这些技术把发动机转速信号作为ANC控制的参考信号，通过跟踪发动机转速对车内声场变化来进行噪声控制。实际上，汽车行驶过程中，仅靠发动机转速信号来跟踪车内声场变化是不够的，车内声场还会受到汽车档位、发动机负荷、路面粗糙度、上下坡、刹车、车门窗、空调等各种因素影响，仅依靠发动机转速信号不能准确捕捉到汽车车内多变声场的动态变化，无法满足ANC技术应用到汽车车内主动降噪的实际工程需求。目前汽车主动降噪基本都采用的是LMS(最小均方算法)，LMS算法的稳定性很好，但是收敛速度慢，汽车工况多变导致车内声场经常在短时间内发生很大变化，如果算法收敛速度跟不上，则容易导致发出的反相声波的频率、相位和幅值跟不上噪声的变化，从而达不到及时消除噪声的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种针对汽车动态变化声场的主动降噪系统，真正满足汽车行驶中动态变化的声场降噪要求，其采用收敛速度快得多但计算量也更大的RLS算法，几乎能达到瞬间收敛的效果，而且稳态误差也更小，即降噪的及时性和降噪深度均优于传统的LMS算法。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种针对汽车动态变化声场的主动降噪系统，包括参考信号输入系统、信号处理系统以及降噪信号输出系统，所述参考信号输入系统由CAN总线控制信号模块、车内噪声信号模块与路面振动信号模块组成，所述信号处理系统由车内动态声场标定模块与ANC控制模块组成，所述降噪信号输出系统由娱乐主机、外置功放以及扬声器组成；所述CAN总线控制信号模块由两种信号组成，分别为动力系统控制信号与整车控制信号；所述动力系统控制信号针对不同动力系统类型采集不同的信号；所述整车控制信号包括油门踏板位置信号、车速信号、刹车信号、车内外温度信号、车门窗开关信号、空调开关信号与空调风扇转速信号；所述车内动态声场标定模块与动力系统控制信号模块以及整车控制信号电性连接，所述ANC控制模块与车内信号模块以及路面振动模块电性连接，所述ANC控制模块与娱乐外机或者外置功放电性连接。优选地，所述动力系统控制信号针对燃油车时的参考信号为：发动机转速信号、节气门开度信号、扭矩信号与档位信号。优选地，所述动力系统控制信号针对混合动力车时的参考信号为：发动机转速信号、充电功率信号与动力驱动逻辑信号。优选地，所述动力系统控制信号针对增程式新能源车时的参考信号为：发动机转速信号与充电功率信号。优选地，所述动力系统控制信号针对新能源车时的参考信号为：电机转速信号、电机扭矩信号与输出功率信号。优选地，所述车内噪声信号模块通过麦克风采集，其输出的模拟信号直接通过麦克风音频线接入，数字信号通过汽车A2B总线接入。优选地，所述路面振动信号模块通过采集路面特性信号，通过布置在汽车底盘关键位置的振动加速度传感器输出。优选地，所述车内动态声场标定模块接收汽车CAN中的动力系统信号和整车控制信号，进行车内声场计算，匹配实车NVH特性，输出主动降噪控制因子：麦克风增益因子、遗忘因子、扬声器增益因子到ANC控制器进行主动降噪算法计算。优选地，所述ANC控制信号模块采用RLS算法实时处理计算输出降噪声波信号。优选地，所述降噪声信号输出系统输出的降噪信号、模拟信号通过娱乐主机、外置功放混音输出到汽车对应扬声器，数字信号通过A2B音频总线输出到对应扬声器本专利技术与现有技术相比，其有益效果为：1、除了跟踪发动机转速信号外，跟踪汽车档位、发动机扭矩、节气门开启度、路面激励信号、发动机负荷、刹车、车速、车门窗开关、空调开关及风扇转速等关键信号，结合麦克风实时捕捉汽车内部实际工作过程中变化的声场，通过动态声场标定模块输出关键的主动降噪算法因子，从而精准地实现对汽车发动机噪声和路噪噪声的主动降噪功能，真正满足汽车主动降噪技术量产应用需求。2、采用收敛速度更快的RLS算法，替代传统收敛速度缓慢LMS算法，能够精准地控制车内动态声场，实现更好的主动降噪功能。附图说明图1为本专利技术提出的一种针对汽车动态变化声场的主动降噪系统的系统框图；图2为本专利技术提出的一种针对汽车动态变化声场的主动降噪系统的信号处理系统图；图3为本专利技术提出的一种针对汽车动态变化声场的主动降噪系统的娱乐主机混音方案图；图4为本专利技术提出的一种针对汽车动态变化声场的主动降噪系统的外置功放混音方案图；图5为本专利技术提出的一种针对汽车动态变化声场的主动降噪系统的数字混音模式图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。参照图1-4，一种针对汽车动态变化声场的主动降噪系统，包括参考信号输入系统、信号处理系统以及降噪信号输出系统，所述参考信号输入系统由CAN总线控制信号模块、车内噪声信号模块与路面振动信号模块组成，车内噪声信号模块通过麦克风采集，模拟信号直接通过麦克风音频线接入，或者数字信号通过汽车A2B总线接入，路面振动信号模块采集路面特性信号，通过布置在汽车底盘关键位置的振动加速度传感器输出。所述信号处理系统由车内动态声场标定模块与ANC控制模块组成，车内动态声场标定模块：接收汽车CAN中的动力系统信号和整车控制信号，进行车内声场计算，匹配实车NVH特性，输出主动降噪控制因子：麦克风增益因子、遗忘因子、扬声器增益因子到ANC控制器进行主动降噪算法计算。ANC控制模块：依据输入的参考信号，实时跟踪车内变化的声场，采用RLS算法实时处理计算输出降噪声波信号。RLS算法是用采用二乘方的时间平均准则来代替LMS算法所采用的最小均方准则，RLS算法公式如下：...

【技术保护点】
1.一种针对汽车动态变化声场的主动降噪系统，其特征在于，包括参考信号输入系统、信号处理系统以及降噪信号输出系统，所述参考信号输入系统由CAN总线控制信号模块、车内噪声信号模块与路面振动信号模块组成，所述信号处理系统由车内动态声场标定模块与ANC控制模块组成，所述降噪信号输出系统由娱乐主机、外置功放以及扬声器组成；/n所述CAN总线控制信号模块由两种信号组成，分别为动力系统控制信号与整车控制信号，所述整车控制信号包括油门踏板位置信号、车速信号、刹车信号、车内外温度信号、车门窗开关信号、空调开关信号与空调风扇转速信号；/n所述车内动态声场标定模块与动力系统控制信号模块以及整车控制信号电性连接，所述ANC控制模块与车内信号模块以及路面振动模块间电性连接，所述ANC控制模块与娱乐外机或者外置功放电性连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种针对汽车动态变化声场的主动降噪系统，其特征在于，包括参考信号输入系统、信号处理系统以及降噪信号输出系统，所述参考信号输入系统由CAN总线控制信号模块、车内噪声信号模块与路面振动信号模块组成，所述信号处理系统由车内动态声场标定模块与ANC控制模块组成，所述降噪信号输出系统由娱乐主机、外置功放以及扬声器组成；
所述CAN总线控制信号模块由两种信号组成，分别为动力系统控制信号与整车控制信号，所述整车控制信号包括油门踏板位置信号、车速信号、刹车信号、车内外温度信号、车门窗开关信号、空调开关信号与空调风扇转速信号；
所述车内动态声场标定模块与动力系统控制信号模块以及整车控制信号电性连接，所述ANC控制模块与车内信号模块以及路面振动模块间电性连接，所述ANC控制模块与娱乐外机或者外置功放电性连接。


2.根据权利要求1所述的一种针对汽车动态变化声场的主动降噪系统，其特征在于，所述动力系统控制信号针对燃油车时的参考信号为：发动机转速信号、节气门开度信号、扭矩信号与档位信号。


3.根据权利要求1所述的一种针对汽车动态变化声场的主动降噪系统，其特征在于，所述动力系统控制信号针对混合动力车时的参考信号为：发动机转速信号、充电功率信号与动力驱动逻辑信号。


4.根据权利要求1所述的一种针对汽车动态变化声场的主动降噪系统，其特征在于，所述动力系统控制信号针对增程式新能源车时的参考信号为：发动机转速信号与充电功率信号。


...

【专利技术属性】
技术研发人员：台卫华，汪占帅，钱佳鑫，仲衡，
申请(专利权)人：上海迪彼电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31