[發明專利]一種針對汽車動態變化聲場的主動降噪系統

有效

• 申請號: 202011136418.7
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112509546B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 臺衛華;汪占帥;錢佳鑫;仲衡
• 申請（專利權）人: 上海迪彼電子科技有限公司
• 主分類號: G10K11/178
• 分類號: G10K11/178;H04L12/40
• 代理公司: 上海匯齊專利代理事務所(普通合伙) 31364
• 代理人: 朱明福

1.一種針對汽車動態變化聲場的主動降噪系統，其特征在于，包括參考信號輸入系統、信號處理系統以及降噪信號輸出系統，所述參考信號輸入系統由CAN總線控制信號模塊、車內噪聲信號模塊與路面振動信號模塊組成，所述信號處理系統由車內動態聲場標定模塊與ANC控制模塊組成，所述降噪信號輸出系統由娛樂主機、外置功放以及揚聲器組成；

所述CAN總線控制信號模塊由兩種信號組成，分別為動力系統控制信號與整車控制信號，所述整車控制信號包括油門踏板位置信號、車速信號、剎車信號、車內外溫度信號、車門窗開關信號、空調開關信號與空調風扇轉速信號；

所述車內動態聲場標定模塊與動力系統控制信號模塊以及整車控制信號電性連接，所述ANC控制模塊與車內信號模塊以及路面振動模塊間電性連接，所述ANC控制模塊與娛樂外機或者外置功放電性連接；

所述動力系統控制信號針對燃油車時的參考信號為：發動機轉速信號、節氣門開度信號、扭矩信號與檔位信號；

所述動力系統控制信號針對混合動力車時的參考信號為：發動機轉速信號、充電功率信號與動力驅動邏輯信號；

所述動力系統控制信號針對增程式新能源車時的參考信號為：發動機轉速信號與充電功率信號；

所述動力系統控制信號針對新能源車時的參考信號為：電機轉速信號、電機扭矩信號與輸出功率信號；

所述車內動態聲場標定模塊接收汽車CAN中的動力系統信號和整車控制信號，進行車內聲場計算，匹配實車NVH特性，輸出主動降噪控制因子：麥克風增益因子、遺忘因子、揚聲器增益因子到ANC控制器進行主動降噪算法計算；

基于主動降噪系統實現的主動降噪步驟為：

步驟一、引入汽車控制信號、車內麥克風噪聲信號和路面振動傳感器信號；

步驟二、實車測試，采集整車所有工況下的動態聲場特征；

步驟三、參考步驟一的信號，同時參考步驟二采集的動態聲場特征，通過車內動態標定模塊實時計算降噪控制因子和發動機轉速輸出給ANC控制模塊；降噪控制因子包括遺忘因子、麥克風增益因子、揚聲器增益因子；

步驟四、參考信號x(n)和當前RLS濾波器權值W(z)做卷積得到的數值乘以揚聲器增益因子，得到y(n)并輸出給揚聲器；

步驟五、揚聲器的輸出經過H(z)傳遞到麥克風得到y’(n)；

步驟六、車內原始噪聲信號疊加ANC控制輸出信號y’(n)，乘以步驟五的麥克風增益因子后輸出e(n)；

步驟七、參考輸入信號x(n)和C(z)做卷積得到的數值和步驟六得到的e(n)應用RLS算法進行計算處理，輸出降噪聲波信號；

步驟八、RLS算法動態更新下一時刻的濾波器權值w(n+1)；

步驟九、下個控制時刻跳轉到步驟一重復執行降噪步驟；

W(z)是自適應算法控制調節的權值，通過RLS算法來實時調整；C(z)為系統辨識出的從降噪揚聲器到麥克風處的路徑傳遞函數；H(z)是揚聲器至麥克風的實際的路徑傳遞函數；y(n)為控制后的揚聲器輸出的反相聲波；y’(n)是降噪揚聲器發出的聲音傳遞到麥克風位置的分量；e(n)是麥克風接收到的總的噪聲信號。

2.根據權利要求1所述的一種針對汽車動態變化聲場的主動降噪系統，其特征在于，所述車內噪聲信號模塊通過麥克風采集，支持模擬和數字兩種信號輸入，模擬信號直接通過麥克風音頻線接入，數字信號通過汽車A2B總線接入。

3.根據權利要求1所述的一種針對汽車動態變化聲場的主動降噪系統，其特征在于，所述路面振動信號模塊通過采集路面特性信號，通過布置在汽車底盤關鍵位置的振動加速度傳感器輸出。

4.根據權利要求1所述的一種針對汽車動態變化聲場的主動降噪系統，其特征在于，所述ANC控制模塊采用RLS算法實時處理計算輸出降噪聲波信號。

5.根據權利要求1所述的一種針對汽車動態變化聲場的主動降噪系統，其特征在于，所述降噪信號輸出系統支持模擬和數字兩種降噪信號輸出，其中模擬信號通過娛樂主機、外置功放混音輸出到汽車對應揚聲器，數字信號通過A2B音頻總線輸出到對應揚聲器。