車(chē)輛中的前方揚(yáng)聲器噪聲消除的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開(kāi)涉及噪聲消除，并且更具體地，涉及汽車(chē)的乘客艙以內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)和其它不理想的噪聲的減小。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)動(dòng)車(chē)輛被設(shè)計(jì)用于效率和高性能。提供加速和操控性的發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器可生成減少駕駛體驗(yàn)的不理想的聲音。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)可以產(chǎn)生不能由傳統(tǒng)的噪聲對(duì)策容易地使之安靜的高頻噪聲。高頻噪聲的音調(diào)隨發(fā)動(dòng)機(jī)的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(rpm)改變，并且取決于乘客的椅子的位置、高度和車(chē)輛內(nèi)的姿勢(shì)不同地影響乘客。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在特定的實(shí)施例中，一種裝置包括定位在車(chē)輛的方向盤(pán)的前方的第一揚(yáng)聲器。第一揚(yáng)聲器生成被配置成聲學(xué)地消除由車(chē)輛的操作產(chǎn)生的噪聲的第一信號(hào)。第二揚(yáng)聲器被定位在方向盤(pán)的前方。第二揚(yáng)聲器生成聲學(xué)地消除由車(chē)輛的操作產(chǎn)生的噪聲的第二信號(hào)。
[0004]在另一個(gè)實(shí)施例中，一種裝置包括定位在車(chē)輛的方向盤(pán)的前方的揚(yáng)聲器。該揚(yáng)聲器被配置成響應(yīng)于控制信號(hào)而生成噪聲消除信號(hào)以聲學(xué)地消除由車(chē)輛的操作產(chǎn)生的噪聲。該裝置進(jìn)一步包括多個(gè)麥克風(fēng)。多個(gè)麥克風(fēng)中的每一個(gè)麥克風(fēng)被配置成將感應(yīng)到的聲音轉(zhuǎn)換成多個(gè)輸入信號(hào)中的一個(gè)輸入信號(hào)。與揚(yáng)聲器和多個(gè)麥克風(fēng)連通的控制器被配置成接收多個(gè)輸入信號(hào)。控制器執(zhí)行主動(dòng)的噪聲消除算法，以產(chǎn)生該控制信號(hào)。
[0005]在另一個(gè)實(shí)施例中，一種消除車(chē)輛中的噪聲的方法包括將第一揚(yáng)聲器定位在車(chē)輛的方向盤(pán)的前方。第一揚(yáng)聲器生成聲學(xué)地消除由車(chē)輛的操作產(chǎn)生的噪聲的第一信號(hào)。第二揚(yáng)聲器被定位在方向盤(pán)的前方。第二揚(yáng)聲器生成聲學(xué)地消除由車(chē)輛的操作產(chǎn)生的噪聲的第二信號(hào)。
[0006]將揚(yáng)聲器定位在車(chē)輛以內(nèi)的前方有利于噪聲消除過(guò)程的獨(dú)立和本地化的控制。當(dāng)與后方放置的揚(yáng)聲器和傳感器麥克風(fēng)結(jié)合使用時(shí)，前方定位的揚(yáng)聲器提供控制從而在足夠大以適應(yīng)具有不同的高度、座椅位置和姿勢(shì)的乘客的空間區(qū)域中消除達(dá)到和超過(guò)180赫茲(Hz)的正弦噪音。因?yàn)槊總€(gè)揚(yáng)聲器控制器從多個(gè)麥克風(fēng)接收輸入，相對(duì)少的麥克風(fēng)可以被用來(lái)產(chǎn)生期望的聲學(xué)結(jié)果。主動(dòng)噪聲消除系統(tǒng)的實(shí)施例產(chǎn)生了大的噪聲消除區(qū)域。例如，在車(chē)輛中的噪聲消除區(qū)域跨四個(gè)座位具有圍繞每個(gè)座位的寬的消噪緩沖區(qū)。大的消除區(qū)域最小化空間挑戰(zhàn)以及傳統(tǒng)上歸因于具有不同高度和姿態(tài)的乘客的噪聲變化。主動(dòng)的聲音管理系統(tǒng)的實(shí)施例進(jìn)一步降低對(duì)其它噪音對(duì)策的依賴，從而使制造商能夠生產(chǎn)更輕且更有效率的車(chē)輛，具有改進(jìn)的聲音和性能特性，有助于更好的駕駛體驗(yàn)。
[0007]特征化實(shí)施例的這些和其它優(yōu)點(diǎn)和特征于所附和構(gòu)成本發(fā)明另一部分的權(quán)利要求中闡明。然而，為了更好地理解本發(fā)明，以及通過(guò)其使用獲得的優(yōu)點(diǎn)和目的，應(yīng)參考附圖和在其中描述了示例性實(shí)施例的伴隨的描述性內(nèi)容。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是具有低頻能力的被定位在汽車(chē)的方向盤(pán)的前方的揚(yáng)聲器的主動(dòng)聲音管理系統(tǒng)的實(shí)施例的橫截面示圖；
[0009]圖2是具有多個(gè)揚(yáng)聲器的主動(dòng)聲音管理系統(tǒng)的框圖，每個(gè)揚(yáng)聲器由被配置成從多個(gè)麥克風(fēng)接收多個(gè)輸入的控制器所驅(qū)動(dòng)；以及
[0010]圖3是使用前方定位的揚(yáng)聲器消除在汽車(chē)客艙中的正弦高頻噪聲的方法的實(shí)施例的流程。
【具體實(shí)施方式】
[0011]主動(dòng)聲音管理系統(tǒng)的實(shí)施例包括位于方向盤(pán)的前方的(諸如在車(chē)輛的儀表面板以內(nèi))具有噪聲消除能力的揚(yáng)聲器。前方的揚(yáng)聲器布置增大了可以在充分大的空間區(qū)域上被消除的噪聲的頻率范圍。用于揚(yáng)聲器的控制器在車(chē)輛的聲音系統(tǒng)以內(nèi)操作并且連續(xù)地接收關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲的信息。同時(shí)間，每個(gè)揚(yáng)聲器控制器從車(chē)輛客艙中的多個(gè)麥克風(fēng)同時(shí)接收輸入。目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲的波特性被確定。聲學(xué)上相反的信號(hào)由每個(gè)揚(yáng)聲器獨(dú)立地生成以消除檢測(cè)到的聲音，從而減少在客艙中不想要的發(fā)動(dòng)機(jī)噪音。主動(dòng)聲音管理系統(tǒng)連續(xù)地且自動(dòng)地操作。
[0012]將揚(yáng)聲器定位在儀表面板的頂上提供了噪聲消除過(guò)程的獨(dú)立和本地化的控制。前方定位的揚(yáng)聲器可以被使用允許個(gè)體揚(yáng)聲器或者揚(yáng)聲器組的獨(dú)立控制的自適應(yīng)的、主動(dòng)的聲音管理算法的控制器所驅(qū)動(dòng)。當(dāng)與后方定位的揚(yáng)聲器和傳感器麥克風(fēng)結(jié)合使用時(shí)，一個(gè)實(shí)施例的前方定位的揚(yáng)聲器提供了足夠的控制以在大空間區(qū)域上消除大于180Hz的正弦諧波頻率噪聲。前方定位的揚(yáng)聲器提供了額外的自由度以用于消除不想要的噪聲。通過(guò)有助于整個(gè)揚(yáng)聲器組的噪聲消除，前方定位的揚(yáng)聲器補(bǔ)充其它揚(yáng)聲器(被定位在方向盤(pán)的后方)。主動(dòng)噪聲消除系統(tǒng)的實(shí)施例因而實(shí)現(xiàn)了上頻率范圍噪聲消除。
[0013]主動(dòng)噪聲消除系統(tǒng)的特定實(shí)施例創(chuàng)建了大的噪聲消除區(qū)域。例如，示例的噪聲消除區(qū)域跨四個(gè)座位具有圍繞每個(gè)座位的寬的消噪緩沖區(qū)。揚(yáng)聲器被安裝在車(chē)輛的儀表面板的頂表面的中間、左和右手側(cè)上，以同時(shí)在跨所有的四個(gè)座位的區(qū)域中消除高頻噪聲(例如，包括且超過(guò)180Hz)。
[0014]主動(dòng)的聲音管理系統(tǒng)的實(shí)施例降低對(duì)其它噪音對(duì)策的依賴，從而使制造商能夠生產(chǎn)更輕且更有效率的車(chē)輛，具有改進(jìn)的聲音和性能特性，有助于更好的駕駛體驗(yàn)。
[0015]圖1是具有被定位在方向盤(pán)110的前方的揚(yáng)聲器104、106、108的主動(dòng)聲音管理系統(tǒng)100的實(shí)施例的橫截面示圖。前方的揚(yáng)聲器104、106、108包括低頻或具有低音能力的揚(yáng)聲器，并且生成被配置成聲學(xué)地消除由汽車(chē)102的操作產(chǎn)生的噪聲的相應(yīng)的噪聲消除信號(hào)。
[0016]如圖1所示，第一揚(yáng)聲器104被定位在儀表面板112的頂部的駕駛者側(cè)。第二揚(yáng)聲器106被定位在儀表面板112的頂部的中間。第三揚(yáng)聲器108被定位在儀表面板112的頂部的乘客側(cè)。主動(dòng)聲音管理系統(tǒng)100附加地包括被定位在方向盤(pán)110的后方的揚(yáng)聲器114、116、118、120、122，如由虛線124所指定的。揚(yáng)聲器114、116位于與前座位126、128相鄰并且揚(yáng)聲器118、120被定位為與后座位130、132相鄰。后揚(yáng)聲器122被定位在汽車(chē)102的后面。揚(yáng)聲器114、116、118、120、122生成被配置成聲學(xué)地消除由汽車(chē)102的操作產(chǎn)生的噪聲的噪聲消除信號(hào)。這樣的汽車(chē)噪聲由汽車(chē)102的發(fā)動(dòng)機(jī)和/或變速器134產(chǎn)生。一個(gè)實(shí)施例的噪聲消除信號(hào)被配置成在大空間區(qū)域中聲學(xué)地消除達(dá)到且超過(guò)180Hz的正弦頻率噪聲。
[0017]揚(yáng)聲器104、106、108、114、116、118、120、122的每個(gè)均從分布在汽車(chē)102的客艙內(nèi)部的多個(gè)麥克風(fēng)138、140、142、144接收輸入。例如，圖1的麥克風(fēng)138、140、142、144被定位在接近座位126、128、130、132的頂蓬(headliner)上。麥克風(fēng)138、140、142、144接近頂蓬的定位有助于確定改變高頻和低頻水平以及它們相關(guān)聯(lián)的圖樣。麥克風(fēng)138、140、142、144連續(xù)地監(jiān)聽(tīng)并且將聲音轉(zhuǎn)換成提供至與每個(gè)揚(yáng)聲器104、106、108、114、116、118、120、122連通的一個(gè)或多個(gè)控制器的輸入信號(hào)。輸入被主動(dòng)聲音管理算法使用來(lái)對(duì)噪聲消除信號(hào)做出調(diào)節(jié)。雖然圖1所示的四個(gè)麥克風(fēng)138、140、142、144與用于每個(gè)揚(yáng)聲器104、106、108、114、116、118、120、122的控制器連通，其它實(shí)施例包括來(lái)自更多或更少的麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器的輸入。
[0018]主動(dòng)聲音管理系統(tǒng)100生成與每個(gè)座位126、128、130、132相關(guān)聯(lián)的大的噪聲消除區(qū)域 148、150、152、154。噪聲消除區(qū)域 148、150、152、154 比接近于麥克風(fēng) 138、140、142、144被生成的較小的噪聲消除區(qū)域160、162、164、166相對(duì)更大。噪聲消除區(qū)域148、150、152、154減小空間挑戰(zhàn)以及傳統(tǒng)上歸因于具有不同高度、座椅位置和姿態(tài)的乘客的噪聲變化。例如，噪聲消除區(qū)域148、150、152、154每個(gè)均可以具有比在其中呈現(xiàn)大約180Hz的噪聲消除頻率的七又二分之一英寸更大的空間大小(例如，高度、寬度和/或長(zhǎng)度)。例如，在180Hz處，噪聲消除的區(qū)域可以具有比波長(zhǎng)的十分之一更長(zhǎng)的大小。在另一頻率處，具有大于一英尺的示例的空間大小的噪聲消除區(qū)域可以被實(shí)現(xiàn)。
[0019]雖然如圖1所示的前方的揚(yáng)聲器104、106、108被定位在儀表面板112的頂上，另一實(shí)施例的前方的揚(yáng)聲器可以附加地或替代地包括在方向盤(pán)110的前方的其它位置中的揚(yáng)聲器，諸如在儀表盤(pán)中、在踢板中、在底板中、在A柱位置156處或者在魚(yú)翅位置158處。
[0020]圖1因而示出了減小汽車(chē)中的不想要的客艙噪聲的主動(dòng)聲音管理系統(tǒng)100。至少兩個(gè)揚(yáng)聲器104、106、108被定位在客艙的前方的部分以產(chǎn)生適應(yīng)乘客在客艙以內(nèi)的移動(dòng)并且考慮不同高度的乘客的相對(duì)大的噪聲消除區(qū)域148、150、152、154。噪聲消除區(qū)域148、150、152、154減小空間挑戰(zhàn)以及傳統(tǒng)上歸因于具有不同高度和姿態(tài)的乘客的噪聲變化。揚(yáng)聲器104、106、108可以用作能夠產(chǎn)生期望的音頻同時(shí)附加地生成噪聲消除信號(hào)的聲音系統(tǒng)的部分。在主動(dòng)聲音管理系統(tǒng)100中，前方的揚(yáng)聲器104、106、108的獨(dú)立操作補(bǔ)充其它揚(yáng)聲器114、116、118、120、122的噪聲消除操作，從而連續(xù)地監(jiān)聽(tīng)并且消除甚至高頻噪聲。
[0021]圖2示出了具有多個(gè)揚(yáng)聲器202、204的主動(dòng)聲音管理系統(tǒng)200的框圖，每個(gè)揚(yáng)聲器由被配置成從多個(gè)麥克風(fēng)214、216接收多個(gè)輸入的控制器所驅(qū)動(dòng)。主動(dòng)聲音管理系統(tǒng)200可以與圖1的主動(dòng)聲音管理系統(tǒng)100相似。第一和第二揚(yáng)聲器202、204可以與圖1的前方的揚(yáng)聲器104、106相似。例如，第一和第二揚(yáng)聲器202、204可以包括低頻或者具有低音能力的揚(yáng)聲器。示例的低頻揚(yáng)聲器具有小于180Hz的輸出。
[0022]根據(jù)特定的實(shí)施例，第一和第二揚(yáng)聲器202、204獨(dú)立地操作以生成相應(yīng)的噪聲消除信號(hào)。因此，每個(gè)揚(yáng)聲器202、204相應(yīng)地由第一和第二控制器206、208驅(qū)動(dòng)。更特定地，第一控制器206執(zhí)行主動(dòng)聲音管理算法210以在第一揚(yáng)聲器202處生成第一噪聲消除信號(hào)。第二控制器208執(zhí)行主動(dòng)聲音管理算法212以在第二揚(yáng)聲器212處生成第二噪聲消除信號(hào)。
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