[發(fā)明專利]一種用于汽車道路噪聲的主動控制系統(tǒng)、方法及車輛系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010533753.4
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111833841A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭博;琚林鋒;范佳亮;鄭四發(fā)
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)蘇州汽車研究院（相城）;華研慧聲（蘇州）電子科技有限公司
• 主分類號: G10K11/178
• 分類號: G10K11/178
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 吳芳

本發(fā)明公開了一種用于汽車道路噪聲的主動控制系統(tǒng)、方法及車輛系統(tǒng)，主動控制系統(tǒng)包括振動傳感器、傳聲器、揚(yáng)聲器和控制器；振動傳感器和傳聲器均與控制器的輸入端連接，揚(yáng)聲器與控制器的輸出端連接；所述振動傳感器用于采集路面和車輪相互作用產(chǎn)生的道路激勵信號；所述傳聲器用于采集車內(nèi)誤差噪聲信號，并將該信號作為反饋信號發(fā)送至所述控制器，所述控制器處理所述誤差噪聲信號和所述道路激勵信號以對所述自適應(yīng)濾波的時域系數(shù)進(jìn)行更新，所述控制器用于對道路激勵信號進(jìn)行自適應(yīng)濾波處理并生成抵消噪聲信號。本發(fā)明可以有效加快在車輛行駛工況發(fā)生變化時RNC系統(tǒng)的收斂速度，并基于云實(shí)現(xiàn)對RNC系統(tǒng)主要控制參數(shù)的持續(xù)更新。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及噪聲及振動控制領(lǐng)域，特別涉及一種用于汽車道路噪聲的主動控制系統(tǒng)、方法及車輛系統(tǒng)。

背景技術(shù)

汽車上運(yùn)用的主動噪聲控制系統(tǒng)一般采用前饋、反饋或前反饋結(jié)合的結(jié)構(gòu)來衰減目標(biāo)噪聲源。汽車行駛時，路面和輪胎相互作用產(chǎn)生的道路噪聲通過懸架及車身傳至車廂內(nèi)成為環(huán)境噪聲，消除此類噪聲的ANC技術(shù)稱為道路噪聲主動控制技術(shù)(Road NoiseControl，RNC)。RNC系統(tǒng)是自適應(yīng)最小均方系統(tǒng)(Least Mean System，LMS)，它的前饋信號一般為引起汽車懸架振動的振動信號，反饋信號一般為車廂內(nèi)布置在人耳附近的誤差麥克風(fēng)測得的聲壓信號，根據(jù)前饋信號的頻率特性合成次級聲源，由車載揚(yáng)聲器播放出在人耳處與不期望噪聲相位相反、幅值相反的抵消噪聲，達(dá)到降低人耳處噪聲的目的。

傳統(tǒng)的基于時域算法的道路噪聲主動控制方法的計算成本較高，收斂速度慢，不利于RNC技術(shù)的產(chǎn)品化。而且，當(dāng)車輛在運(yùn)行時，路面可能會發(fā)生突變，比如從光滑瀝青路面到礫石路面，如果RNC系統(tǒng)的主要參數(shù)是固定數(shù)值，諸如收斂步長、誤差信號增益等，那它可能花費(fèi)幾分鐘才能實(shí)現(xiàn)最佳的道路噪聲消除效果，因為RNC系統(tǒng)是從適應(yīng)光滑瀝青路面的狀態(tài)開始適應(yīng)礫石路面。在RNC系統(tǒng)初始適應(yīng)期間，收聽者耳朵位置處的車廂內(nèi)噪聲水平不是最優(yōu)的，也有可能高于系統(tǒng)完全適應(yīng)時的水平，這不利于乘客對車廂聲環(huán)境的體驗。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種用于汽車道路噪聲的主動控制系統(tǒng)、方法及車輛系統(tǒng)，所述技術(shù)方案如下：

一方面，本發(fā)明提供了一種用于汽車道路噪聲的主動控制系統(tǒng)，包括振動傳感器、傳聲器、揚(yáng)聲器和控制器；所述振動傳感器和所述傳聲器均與所述控制器的輸入端連接，所述揚(yáng)聲器與所述控制器的輸出端連接；

所述振動傳感器用于采集路面和車輪相互作用產(chǎn)生的道路激勵信號，所述控制器用于對所述道路激勵信號進(jìn)行自適應(yīng)濾波處理并生成抵消噪聲信號，所述揚(yáng)聲器用于播放抵消噪聲信號；

所述傳聲器用于采集車內(nèi)誤差噪聲信號，并將所述誤差噪聲信號作為反饋信號發(fā)送至所述控制器，所述控制器處理所述誤差噪聲信號和所述道路激勵信號以對所述自適應(yīng)濾波的時域系數(shù)進(jìn)行更新，并以更新后的時域系數(shù)對所述道路激勵信號進(jìn)行自適應(yīng)濾波處理以生成新的抵消噪聲信號，所述控制器能夠?qū)⑺龅窒肼曅盘柡推浣邮盏亩嗝襟w音頻信號融合后輸出至所述揚(yáng)聲器。

進(jìn)一步地，所述控制器能夠通過數(shù)字信號傳輸線路接收由車機(jī)系統(tǒng)輸入的多媒體音頻信號。

進(jìn)一步地，所述控制器還用于將所述多媒體音頻信號從所述傳聲器采集的誤差噪聲信號中去除，得到實(shí)際誤差信號。

進(jìn)一步地，所述控制器包括用于驅(qū)動所述揚(yáng)聲器的功率放大模塊、用于對所述道路激勵信號和誤差噪聲信號進(jìn)行放大的信號放大模塊、用于對所述道路激勵信號進(jìn)行濾波的帶通濾波器、用于對所述誤差噪聲信號進(jìn)行濾波的高通濾波器、由自適應(yīng)算法控制的用于輸出抵消噪聲的自適應(yīng)濾波器及信號處理模塊；所述信號處理模塊用于對信號放大模塊輸出的信號作快速傅立葉變換，用于對預(yù)濾波處理得到的信號與快速傅立葉變換得到的信號作LMS算法處理，用于對所述LMS算法處理得到的信號作逆快速傅里葉變換得到更新后的所述自適應(yīng)濾波的時域系數(shù)。