用于发动机阶次消除的虚拟位置噪声信号估计制造技术

本发明专利技术提供了一种用于在声学空间中准确地估计在诸如乘员的耳朵部位的虚拟麦克风位置处的发动机噪声以便增强发动机阶次消除(EOC)系统的性能的系统和方法。可以采用取决于诸如频率、负荷和速度等各种车辆参数的一组权重和传递函数来估计在不存在物理麦克风的位置处的噪声。可以使用在安装在可能不位于虚拟位置附近的声学空间内诸如车厢等不同位置处的麦克风处测量的经滤波的和未经滤波的误差信号的频率相关加权总和，来实现对在诸如乘员的耳朵部位的虚拟位置处的发动机噪声的准确估计。确估计。确估计。

【技术实现步骤摘要】
用于发动机阶次消除的虚拟位置噪声信号估计


[0001]本专利技术涉及发动机阶次消除，并且更具体地讲，涉及估计虚拟麦克风位置处(诸如，接近车厢中的乘员的耳朵部位的位置处)的噪声。

技术介绍

[0002]主动噪声控制(ANC)系统使用前馈和反馈结构来衰减不期望的噪声，以自适应地去除收听环境内(诸如车厢内)的不期望的噪声。ANC系统通常通过生成消除声波以破坏性地干扰不想要的可听噪声来消除或减少不想要的噪声。当噪声和“抗噪声”组合以降低在某位置处的声压级(SPL)时，产生相消干涉，该“抗噪声”在幅度上基本相同但与噪声异相。在车厢收听环境中，潜在的不期望的噪声源来自发动机、车辆的轮胎与车辆行驶的路面之间的相互作用和/或由车辆的其他零件的振动辐射的声音。因此，不希望的噪声随着车辆的速度、道路状况和操作状态而变化。
[0003]发动机阶次消除(EOC)系统是特定的ANC系统，其在车辆上实施，以降低源于车辆发动机和排气系统或其他旋转传动系统部件的窄带声学和振动排放的不希望的车辆内部噪声水平。EOC系统基于发动机或其他旋转轴角速度(诸如转数每分钟(RPM))来生成前馈噪声信号，并且使用这些信号和自适应滤波器通过经由扬声器辐射抗噪声来降低厢内SPL。
[0004]EOC系统通常是最小均方(LMS)自适应前馈系统，其基于来自安装到驱动轴的传感器的RPM输入和位于车厢内各种位置的麦克风的误差信号来连续调节自适应滤波器。
[0005]自适应算法生成抗噪声信号以消除误差麦克风位置处的噪声而不是乘员的耳朵部位处的噪声。误差麦克风的位置会影响EOC系统的性能。传统的噪声消除算法依赖于误差麦克风位置处的消除与最近乘员的位置密切相关的假设。这种关系是频率相关的；物理麦克风信号与乘员的耳朵之间的相关性随着噪声频率的增加而减小。当可使用的误差麦克风的数量和可放置误差麦克风的位置由于其他车辆要求和/或限制而不是最佳的时，相关性的降低是特别有影响的。

技术实现思路

[0006]在一个或多个示例性实施方案中，提供了一种在用于发动机阶次消除(EOC)系统的虚拟麦克风位置处估计噪声的方法。所述方法可包括接收指示在多个误差麦克风中的每一者的位置处的噪声的多个估计噪声信号。每个估计噪声信号可至少部分地基于来自多个误差麦克风中的每一者的误差信号。所述方法还可包括使用根据每个对应误差麦克风位置和虚拟麦克风位置之间的传递函数建模的虚拟路径滤波器对每个估计噪声信号进行滤波，以生成多个经滤波的估计噪声信号。所述方法还可包括使用基于当前车辆状况而变化的权重自适应地加权每个经滤波的估计噪声信号，以生成多个经加权滤波的估计噪声信号。所述方法还可包括基于至少多个经加权滤波的估计噪声信号的叠加来生成指示在虚拟麦克风位置处的噪声的估计的虚拟麦克风噪声信号。
[0007]各实现方式可包括以下特征中的一个或多个。每个虚拟路径滤波器可以是有限脉
冲响应滤波器。此外，每个权重可选自多个权重，该多个权重存储在查找表中并且基于当前车辆状况导出以应用于各个经滤波的估计噪声信号。另外，虚拟麦克风位置可对应于乘员的耳朵部位。
[0008]所述方法还可包括在自适应滤波器控制器接收所估计的虚拟麦克风噪声信号，并且部分地基于所估计的虚拟麦克风噪声信号来调节自适应滤波器的自适应传递特性。当前车辆状况可包括发动机阶次噪声的频率，使得每个权重至少基于该频率而变化。当前车辆状况还可包括发动机负荷和车辆速度中的至少一者，使得每个权重还基于发动机负荷和车辆速度中的至少一者来选择。
[0009]多个估计噪声信号中的每一者可被分成包括第一信号路径和第二信号路径的两个信号路径。第二信号路径的输出可包括多个经加权滤波的估计噪声信号。为此，所述方法还可包括使用基于当前车辆状况选择的权重自适应地加权第一信号路径中的每个估计噪声信号，以生成多个经加权的估计噪声信号。此外，基于至少多个经加权滤波的估计噪声信号的叠加来生成指示在虚拟麦克风位置处的噪声的估计的虚拟麦克风噪声信号可包括基于来自第一信号路径的多个经加权的估计噪声信号与来自第二信号路径的多个经加权滤波的估计噪声信号的叠加来生成指示在虚拟麦克风位置处的噪声的估计的虚拟麦克风噪声信号。
[0010]一个或多个附加实施方案可涉及包括至少一个自适应滤波器、自适应滤波器控制器和虚拟位置噪声估计器的EOC系统。自适应滤波器可被配置为基于自适应传递特性和从参考信号发生器接收到的参考信号来生成抗噪声信号。至少一个自适应滤波器的自适应传递特性可由一组滤波器系数来表征。包括处理器和存储器的自适应滤波器控制器可被编程为基于参考信号和指示虚拟麦克风位置处的噪声的估计的虚拟麦克风噪声信号来调适所述一组滤波器系数。虚拟位置噪声估计器可与至少自适应滤波器控制器通信。
[0011]虚拟位置噪声估计器可包括处理器和存储器，该处理器和存储器被编程为接收指示在多个误差麦克风中的每一者的位置处的噪声的多个估计噪声信号。每个估计噪声信号可至少部分地基于来自多个误差麦克风中的每一者的误差信号。虚拟位置噪声估计器还可被编程为使用根据每个对应误差麦克风位置与虚拟麦克风位置之间的传递函数建模的虚拟路径滤波器来对每个估计噪声信号进行滤波，以生成多个经滤波的估计噪声信号。虚拟位置噪声估计器还可被编程为使用基于当前车辆状况选择和变化的权重自适应地加权每个经滤波的估计噪声信号，以生成多个经加权滤波的估计噪声信号。虚拟位置噪声估计器还可被编程为基于至少多个经加权滤波的估计噪声信号的叠加来生成指示在虚拟麦克风位置处的噪声的估计的虚拟麦克风噪声信号。
[0012]各实现方式可包括以下特征中的一个或多个。每个权重可选自基于当前车辆状况导出以应用于各个经滤波的估计噪声信号的多个权重。当前车辆状况可包括发动机阶次噪声的频率，并且每个权重至少基于该频率而变化。每个虚拟路径滤波器可以是有限脉冲响应滤波器。多个估计噪声信号中的每一者可被分成包括第一信号路径和第二信号路径的两个信号路径，其中第二信号路径的输出包括多个经加权滤波的估计噪声信号。在这点上，虚拟位置噪声估计器还可被编程为使用基于当前车辆状况选择的权重自适应地加权第一信号路径中的每个估计噪声信号，以生成多个经加权的估计噪声信号。此外，虚拟位置噪声估计器可被编程为基于来自第一信号路径的多个经加权的估计噪声信号和来自第二信号路
径的多个经加权滤波的估计噪声信号的叠加来生成指示在虚拟麦克风位置处的噪声的估计的虚拟麦克风噪声信号。虚拟麦克风位置可以是与乘员的耳朵部位相对应的、距多个误差麦克风一定距离的空间中的固定点。
[0013]一个或多个附加实施方案可涉及一种在用于EOC系统的虚拟麦克风位置处估计噪声的方法。所述方法可包括接收指示在多个误差麦克风中的每一者的位置处的噪声的多个估计噪声信号，其中每个估计噪声信号至少部分地基于来自多个误差麦克风中的每一者的误差信号。所述方法还可包括沿着第一信号路径和第二信号路径传输每个估计噪声信号。所述方法还可包括将权重应用于第一信号路径中的每个估计噪声信号，每个权重基于当前车辆状况被单独地选择和变化，以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在用于发动机阶次消除(EOC)系统的虚拟麦克风位置处估计噪声的方法，所述方法包括：接收指示在多个误差麦克风中的每一者的位置处的噪声的多个估计噪声信号，其中每个估计噪声信号至少部分地基于来自所述多个误差麦克风中的每一者的误差信号；使用根据每个对应误差麦克风位置与所述虚拟麦克风位置之间的传递函数建模的虚拟路径滤波器对每个估计噪声信号进行滤波，以生成多个经滤波的估计噪声信号；使用基于当前车辆状况而变化的权重自适应地加权每个经滤波的估计噪声信号，以生成多个经加权滤波的估计噪声信号；以及基于至少所述多个经加权滤波的估计噪声信号的叠加来生成指示在所述虚拟麦克风位置处的噪声的估计的虚拟麦克风噪声信号。2.如权利要求1所述的方法，其中每个虚拟路径滤波器是有限脉冲响应滤波器。3.如权利要求1所述的方法，其中每个权重选自多个权重，所述多个权重存储在查找表中并且基于所述当前车辆状况导出以应用于各个经滤波的估计噪声信号。4.如权利要求1所述的方法，其中所述虚拟麦克风位置对应于乘员的耳朵部位。5.如权利要求1所述的方法，其还包括：在自适应滤波器控制器处接收所述估计的虚拟麦克风噪声信号；以及部分地基于所述估计的虚拟麦克风噪声信号来调节自适应滤波器的自适应传递特性。6.如权利要求1所述的方法，其中所述当前车辆状况包括发动机阶次噪声的频率，使得每个权重至少基于所述频率而变化。7.如权利要求6所述的方法，其中所述当前车辆状况还包括发动机负荷和车辆速度中的至少一者，使得每个权重还基于所述发动机负荷和所述车辆速度中的至少一者来选择。8.如权利要求1所述的方法，其中所述多个估计噪声信号中的每一者被分成包括第一信号路径和第二信号路径的两个信号路径，其中所述第二信号路径的输出包括所述多个经加权滤波的估计噪声信号，所述方法还包括：使用基于所述当前车辆状况选择的权重自适应地加权所述第一信号路径中的每个估计噪声信号，以生成多个经加权的估计噪声信号。9.如权利要求8所述的方法，其中基于至少所述多个经加权滤波的估计噪声信号的所述叠加生成指示在所述虚拟麦克风位置处的噪声的所述估计的虚拟麦克风噪声信号包括：基于来自所述第一信号路径的所述多个经加权的估计噪声信号与来自所述第二信号路径的所述多个经加权滤波的估计噪声信号的叠加来生成指示在所述虚拟麦克风位置处的噪声的所述估计的虚拟麦克风噪声信号。10.一种发动机阶次消除(EOC)系统，所述发动机阶次消除系统包括：至少一个自适应滤波器，其被配置为基于自适应传递特性和从参考信号发生器接收到的参考信号来生成抗噪声信号，所述至少一个自适应滤波器的所述自适应传递特性由一组滤波器系数来表征；包括处理器和存储器的自适应滤波器控制器，其被编程为基于所述参考信号和指示在虚拟麦克风位置处的噪声的估计的虚拟麦克风噪声信号来调适所述一组滤波器系数；以及与至少所述自适应滤波器控制器通信的虚拟位置噪声估计器，所述虚拟位置噪声估计器包括处理器和存储器，其被编程为：
接收指示在多个误差麦克风中的每一者的位置处的噪声的多个估计噪声信号，其中每个估计噪声信号至少部分地基于来自所述多个误差麦克风中的每一者的误差信号；使用...

【专利技术属性】
技术研发人员：S巴苏，JC塔克特，D特朗匹，J迈，TE图西格南特，
申请(专利权)人：哈曼国际工业有限公司，
类型：发明
国别省市：