車輛中的前方揚聲器噪聲消除的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開涉及噪聲消除，并且更具體地，涉及汽車的乘客艙以內的發動機和其它不理想的噪聲的減小。
【背景技術】
[0002]機動車輛被設計用于效率和高性能。提供加速和操控性的發動機和變速器可生成減少駕駛體驗的不理想的聲音。例如，發動機可以產生不能由傳統的噪聲對策容易地使之安靜的高頻噪聲。高頻噪聲的音調隨發動機的每分鐘轉數(rpm)改變，并且取決于乘客的椅子的位置、高度和車輛內的姿勢不同地影響乘客。
【發明內容】
[0003]在特定的實施例中，一種裝置包括定位在車輛的方向盤的前方的第一揚聲器。第一揚聲器生成被配置成聲學地消除由車輛的操作產生的噪聲的第一信號。第二揚聲器被定位在方向盤的前方。第二揚聲器生成聲學地消除由車輛的操作產生的噪聲的第二信號。
[0004]在另一個實施例中，一種裝置包括定位在車輛的方向盤的前方的揚聲器。該揚聲器被配置成響應于控制信號而生成噪聲消除信號以聲學地消除由車輛的操作產生的噪聲。該裝置進一步包括多個麥克風。多個麥克風中的每一個麥克風被配置成將感應到的聲音轉換成多個輸入信號中的一個輸入信號。與揚聲器和多個麥克風連通的控制器被配置成接收多個輸入信號。控制器執行主動的噪聲消除算法，以產生該控制信號。
[0005]在另一個實施例中，一種消除車輛中的噪聲的方法包括將第一揚聲器定位在車輛的方向盤的前方。第一揚聲器生成聲學地消除由車輛的操作產生的噪聲的第一信號。第二揚聲器被定位在方向盤的前方。第二揚聲器生成聲學地消除由車輛的操作產生的噪聲的第二信號。
[0006]將揚聲器定位在車輛以內的前方有利于噪聲消除過程的獨立和本地化的控制。當與后方放置的揚聲器和傳感器麥克風結合使用時，前方定位的揚聲器提供控制從而在足夠大以適應具有不同的高度、座椅位置和姿勢的乘客的空間區域中消除達到和超過180赫茲(Hz)的正弦噪音。因為每個揚聲器控制器從多個麥克風接收輸入，相對少的麥克風可以被用來產生期望的聲學結果。主動噪聲消除系統的實施例產生了大的噪聲消除區域。例如，在車輛中的噪聲消除區域跨四個座位具有圍繞每個座位的寬的消噪緩沖區。大的消除區域最小化空間挑戰以及傳統上歸因于具有不同高度和姿態的乘客的噪聲變化。主動的聲音管理系統的實施例進一步降低對其它噪音對策的依賴，從而使制造商能夠生產更輕且更有效率的車輛，具有改進的聲音和性能特性，有助于更好的駕駛體驗。
[0007]特征化實施例的這些和其它優點和特征于所附和構成本發明另一部分的權利要求中闡明。然而，為了更好地理解本發明，以及通過其使用獲得的優點和目的，應參考附圖和在其中描述了示例性實施例的伴隨的描述性內容。
【附圖說明】
[0008]圖1是具有低頻能力的被定位在汽車的方向盤的前方的揚聲器的主動聲音管理系統的實施例的橫截面示圖；
[0009]圖2是具有多個揚聲器的主動聲音管理系統的框圖，每個揚聲器由被配置成從多個麥克風接收多個輸入的控制器所驅動；以及
[0010]圖3是使用前方定位的揚聲器消除在汽車客艙中的正弦高頻噪聲的方法的實施例的流程。
【具體實施方式】
[0011]主動聲音管理系統的實施例包括位于方向盤的前方的(諸如在車輛的儀表面板以內)具有噪聲消除能力的揚聲器。前方的揚聲器布置增大了可以在充分大的空間區域上被消除的噪聲的頻率范圍。用于揚聲器的控制器在車輛的聲音系統以內操作并且連續地接收關于發動機噪聲的信息。同時間，每個揚聲器控制器從車輛客艙中的多個麥克風同時接收輸入。目標發動機的噪聲的波特性被確定。聲學上相反的信號由每個揚聲器獨立地生成以消除檢測到的聲音，從而減少在客艙中不想要的發動機噪音。主動聲音管理系統連續地且自動地操作。
[0012]將揚聲器定位在儀表面板的頂上提供了噪聲消除過程的獨立和本地化的控制。前方定位的揚聲器可以被使用允許個體揚聲器或者揚聲器組的獨立控制的自適應的、主動的聲音管理算法的控制器所驅動。當與后方定位的揚聲器和傳感器麥克風結合使用時，一個實施例的前方定位的揚聲器提供了足夠的控制以在大空間區域上消除大于180Hz的正弦諧波頻率噪聲。前方定位的揚聲器提供了額外的自由度以用于消除不想要的噪聲。通過有助于整個揚聲器組的噪聲消除，前方定位的揚聲器補充其它揚聲器(被定位在方向盤的后方)。主動噪聲消除系統的實施例因而實現了上頻率范圍噪聲消除。
[0013]主動噪聲消除系統的特定實施例創建了大的噪聲消除區域。例如，示例的噪聲消除區域跨四個座位具有圍繞每個座位的寬的消噪緩沖區。揚聲器被安裝在車輛的儀表面板的頂表面的中間、左和右手側上，以同時在跨所有的四個座位的區域中消除高頻噪聲(例如，包括且超過180Hz)。
[0014]主動的聲音管理系統的實施例降低對其它噪音對策的依賴，從而使制造商能夠生產更輕且更有效率的車輛，具有改進的聲音和性能特性，有助于更好的駕駛體驗。
[0015]圖1是具有被定位在方向盤110的前方的揚聲器104、106、108的主動聲音管理系統100的實施例的橫截面示圖。前方的揚聲器104、106、108包括低頻或具有低音能力的揚聲器，并且生成被配置成聲學地消除由汽車102的操作產生的噪聲的相應的噪聲消除信號。
[0016]如圖1所示，第一揚聲器104被定位在儀表面板112的頂部的駕駛者側。第二揚聲器106被定位在儀表面板112的頂部的中間。第三揚聲器108被定位在儀表面板112的頂部的乘客側。主動聲音管理系統100附加地包括被定位在方向盤110的后方的揚聲器114、116、118、120、122，如由虛線124所指定的。揚聲器114、116位于與前座位126、128相鄰并且揚聲器118、120被定位為與后座位130、132相鄰。后揚聲器122被定位在汽車102的后面。揚聲器114、116、118、120、122生成被配置成聲學地消除由汽車102的操作產生的噪聲的噪聲消除信號。這樣的汽車噪聲由汽車102的發動機和/或變速器134產生。一個實施例的噪聲消除信號被配置成在大空間區域中聲學地消除達到且超過180Hz的正弦頻率噪聲。
[0017]揚聲器104、106、108、114、116、118、120、122的每個均從分布在汽車102的客艙內部的多個麥克風138、140、142、144接收輸入。例如，圖1的麥克風138、140、142、144被定位在接近座位126、128、130、132的頂蓬(headliner)上。麥克風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聯的圖樣。麥克風138、140、142、144連續地監聽并且將聲音轉換成提供至與每個揚聲器104、106、108、114、116、118、120、122連通的一個或多個控制器的輸入信號。輸入被主動聲音管理算法使用來對噪聲消除信號做出調節。雖然圖1所示的四個麥克風138、140、142、144與用于每個揚聲器104、106、108、114、116、118、120、122的控制器連通，其它實施例包括來自更多或更少的麥克風和揚聲器的輸入。
[0018]主動聲音管理系統100生成與每個座位126、128、130、132相關聯的大的噪聲消除區域 148、150、152、154。噪聲消除區域 148、150、152、154 比接近于麥克風 138、140、142、144被生成的較小的噪聲消除區域160、162、164、166相對更大。噪聲消除區域148、150、152、154減小空間挑戰以及傳統上歸因于具有不同高度、座椅位置和姿態的乘客的噪聲變化。例如，噪聲消除區域148、150、152、154每個均可以具有比在其中呈現大約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/或長度)。例如，在180Hz處，噪聲消除的區域可以具有比波長的十分之一更長的大小。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域可以被實現。
[0019]雖然如圖1所示的前方的揚聲器104、106、108被定位在儀表面板112的頂上，另一實施例的前方的揚聲器可以附加地或替代地包括在方向盤110的前方的其它位置中的揚聲器，諸如在儀表盤中、在踢板中、在底板中、在A柱位置156處或者在魚翅位置158處。
[0020]圖1因而示出了減小汽車中的不想要的客艙噪聲的主動聲音管理系統100。至少兩個揚聲器104、106、108被定位在客艙的前方的部分以產生適應乘客在客艙以內的移動并且考慮不同高度的乘客的相對大的噪聲消除區域148、150、152、154。噪聲消除區域148、150、152、154減小空間挑戰以及傳統上歸因于具有不同高度和姿態的乘客的噪聲變化。揚聲器104、106、108可以用作能夠產生期望的音頻同時附加地生成噪聲消除信號的聲音系統的部分。在主動聲音管理系統100中，前方的揚聲器104、106、108的獨立操作補充其它揚聲器114、116、118、120、122的噪聲消除操作，從而連續地監聽并且消除甚至高頻噪聲。
[0021]圖2示出了具有多個揚聲器202、204的主動聲音管理系統200的框圖，每個揚聲器由被配置成從多個麥克風214、216接收多個輸入的控制器所驅動。主動聲音管理系統200可以與圖1的主動聲音管理系統100相似。第一和第二揚聲器202、204可以與圖1的前方的揚聲器104、106相似。例如，第一和第二揚聲器202、204可以包括低頻或者具有低音能力的揚聲器。示例的低頻揚聲器具有小于180Hz的輸出。
[0022]根據特定的實施例，第一和第二揚聲器202、204獨立地操作以生成相應的噪聲消除信號。因此，每個揚聲器202、204相應地由第一和第二控制器206、208驅動。更特定地，第一控制器206執行主動聲音管理算法210以在第一揚聲器202處生成第一噪聲消除信號。第二控制器208執行主動聲音管理算法212以在第二揚聲器212處生成第二噪聲消除信號。
[0