CN102142251A - 汽车中的噪声补偿装置 - Google Patents

Abstract

说明一种用于汽车中的噪声补偿的装置，其具有：接收设备（10），其检测所产生的噪声；信号产生设备（8），其基于所检测的噪声产生至少一个信号；至少一个扬声器（7），其基于所述信号产生消声波并将消声波传播到车辆内部，所述消声波相对于所产生的噪声的声波相位偏移。所述技术方案的特征在于，至少一个扬声器（7）适当地设置在车辆内部，使得消声波传播到卧铺（11）的区域中。

Description

汽车中的噪声补偿装置

技术领域

本发明涉及一种用于汽车中的噪声补偿的装置，具有：接收设备，其检测所产生的噪声；信号产生设备，其基于所检测的噪声产生至少一个信号；至少一个扬声器，其基于所述信号产生消声波并将消声波传播到车辆内部，所述消声波相对于所产生的噪声的声波相位偏移。

背景技术

在过去数十年来，停车场特别是高速公路的扩建规模并未与公路交通运输同步。出于这个原因，特别是长途车辆驾驶员越来越难以找到安静的停车场用于其休息时间。车辆常常停靠在服务区的入口和出口，或者停靠在高速公路的紧急停靠车道上。此外，特别是在德国，与其它国家相反，LKW停车场布置得非常不方便，因为LKW停车场面对高速公路，而LKW停车场相距公路却很远。

鉴于前述问题，应考虑到，噪音是最大的紧张因素之一，因为噪音会对植物神经系统造成不利影响。结果导致疲劳、注意力不集中、紧张不安和兴奋。另外，持续的以及阈下的（unterschwellig）噪音影响会导致听力永久损伤。为了克服该问题，已知有主动进行噪声补偿的装置，其基于相位相反的声音原理。就这种主动的声音补偿而言，利用麦克风形式的声音接收器首先接收在声音作用地点特别是在耳朵区域中所产生的声波，并将这种声波输送至过滤器，以产生180°的相位偏移。相位偏移后的声波最后通过扬声器发出，从而将所接收的相对其相位偏移的声波至少绝大部分消除。利用这种主动噪声补偿装置尤其能够在低频范围内实现将噪声减小15dB以上，其中噪声减小10dB在主观上就起到了声强减半的效果。

主动的噪声补偿其间已经应用于各种不同的领域。故大约近几年来有一种带有主动噪声补偿功能的耳机，其例如在飞机领域中既在驾驶舱中使用，又在候车室中使用。

另外，由WO 90/09655已知一种主动的车辆内部空间噪声补偿设备，借此将补偿车辆内部空间中的特别是来自车辆发动机的噪声。所述设备由基准信号产生电信号，特别是利用麦克风来产生基准信号，麦克风检测来自发动机的声场。由基准信号导出的电信号经过放大，相对于所述声场相位偏移180°被施加到扬声器上，以便发出将干扰噪声或多或少地中和的相反声场。

按照对前述系统的改进，例如由DE 10 2004 031 657 A1已知，并非在噪声产生时才进行噪声补偿，而是一旦车辆乘客触动了将来会引起相应噪声的开关或车辆组件就已经进行噪声补偿。根据这种技术方案，在触动开关例如雨刷开关时，或者在抓握门把手时，就已经产生能补偿以后的噪声的声波场，并将这种声波场传播到车辆内部空间中。

在汽车区域中，特别是在商用车卧舱区域中，当然也可以安装被动的消声部件，例如由DE 102 31 509 B3已知。然而利用这些已知的被动的消声部件仅能实现有限地降低内部空间噪声水平。特别是对于低频噪声来说，按照基本物理规律，汽车的消声效果有限。进一步提高消声效果则会明显增加车辆车身例如商用车驾驶室的重量。无论出于生态原因，还是出于经济原因，这种重量增加方案均不实用。

发明内容

基于由现有技术已知的这些技术方案以及前述问题，本发明的目的在于，提出一种用于车辆内部空间的噪声补偿的系统，这种系统可实现使得车辆驾驶员即使在休息时间期间也能舒适地不受噪声干扰地睡觉。要说明的系统具有相当简单的结构，优选还可集成到车辆中已有的系统内。另外，该系统既可在商用车特别是载货车和长途客车领域中应用，也可在其它车辆领域中例如在宿营车中应用。

采用根据权利要求1的装置，即可实现前述目的。本发明的有利改进是从属权利要求的内容，在下面的说明中将部分地对照附图对其予以详述。另外在权利要求7中给出了按照本发明设计的装置的一种有利的应用。

一种用于汽车中的噪声补偿的装置，具有：接收设备，其检测所产生的噪声；信号产生设备，其基于所检测的噪声产生至少一个信号；至少一个扬声器，其基于所述信号产生消声波并将消声波传播到车辆内部，所述消声波相对于所产生的噪声的声波相位偏移，根据本发明，对这种装置加以改进，即至少一个扬声器适当地设置在车辆内部空间中，使得消声波传播到卧铺区域中。

车辆卧铺在此通常是至少一个人在车辆行驶期间或静止时间内能够睡觉和/或休息的地方。在这里，这种地方要么可以是能至少部分地过渡至卧席位置的座位，也可以是布置在卧舱区域中的卧铺。同样，卧舱既可以是布置在载货车或长途客车中的驾驶员休息室，也可以是宿营车中的相应构造的空间。

采用按照本发明设计的装置能以优选的方式实现使得位于卧铺区域中的人安静地有助于恢复地（erholsam）睡觉。其实现方式主要是，探测在车辆内部能感觉到的噪声，这种噪声的噪声源在车辆之内和/或之外，并根据对噪声的分析，利用扬声器将声波发出到卧铺区域中，这种声波由于至少部分地消除相应的声波而补偿噪声。这里以优选的方式采取如下措施来实现至少部分地抵消声波：使得干扰声波和消声波的相位彼此相对偏移，特别是偏移180°的相位角。

为了在卧铺区域中实现噪声补偿，在车辆内部空间中设置有至少一个被设计成麦克风的接收设备，利用这种接收设备来接收所产生的噪声，将相应的接收信号发送至信号产生单元，信号产生单元本身产生输出信号，至少一个扬声器根据这种输出信号产生用于补偿在车辆内部空间中产生的噪声的消声波。根据本发明，至少一个扬声器适当地布置在车辆内部空间中，从而将消声波传播到卧铺区域中，特别是传播到布置在单独卧舱内的卧铺区域中。单独卧舱在此主要是车辆内部空间的区域，该区域要么被固定的壁要么被帷幕至少部分地与驾驶员工作位置隔开。采用特别合适的方式来设置至少一个扬声器，使得消声波至少传播到头部区域中，即传播到休息的或睡觉的人的头部通常所在的区域中。

在本发明的一种有利的实施方式中规定，接收设备和扬声器集成为一个麦克风-扬声器单元。这种组合的麦克风-扬声器单元能以有利的方式设置在卧铺区域中，特别是设置在头部区域即人头部通常枕靠的卧铺区域中。相关地可以考虑的是，这种单元要么借助相应的固定机构固定在内壁上，但也可以集成到内壁上。

如已在开头部分所述，按照本发明设置的扬声器位于睡觉铺位优选商用车睡觉铺位的区域中，这是一种有利的设置方式。以有利的方式布置扬声器，使得消声波被发出到睡觉铺位即卧铺的头部区域中。

在本发明的另一种特殊的实施方式中，作为用于发出消声波的至少一个扬声器，使用一种还能产生通常的音频声音（Audioklang）的扬声器。相关地适宜的是，将与车辆的音响设备和/或电视设备耦联的扬声器用作按照本发明设计的用于噪声补偿的装置。

此外按有利的方式适宜的是，将用于噪声补偿的扬声器与唤醒（Weck）系统和/或报警系统连接。以此方式能实现提示在卧席区域中睡觉的驾驶员有危险，例如火灾或超过冷却挂车（Kühlauflieger）中的冷却温度，和/或实现在所希望的唤醒时间将驾驶员唤醒。

本发明的用于噪声补偿的装置通常与车辆壁上的被动消声部件组合，借助于这种装置能优选在商用车的驾驶室内给车辆驾驶员提供安静的卧铺。该措施特别是确保驾驶员在其暂时休息期间有助于恢复地睡觉，且在再次行驶时彻底恢复正常。

附图说明

下面在不限制通用的发明构思的情况下，对照附图详细地介绍本发明。图中示出：

图1为具有噪声补偿装置的汽车中的卧铺的示意性的侧视图；

图2为具有噪声补偿装置的汽车中的卧铺的示意性的俯视图。

具体实施方式

侧视图1示出用于噪声补偿的装置集成在商用车驾驶室1中。在所示商用车驾驶室中，在驾驶员卧铺11的区域内设置有卧席4，该卧席横向于行驶方向布置在驾驶员座位5以及副驾驶员座位之后，并出于伸展状态。无论在驾驶员座位5的座位靠背12的区域中，还是在对面的驾驶室后壁9的区域中，均设置有扬声器7。此外在这些扬声器7上设置有麦克风10，从而扬声器7与麦克风10一起分别形成紧凑的麦克风-扬声器单元。

借助于麦克风10检测在驾驶员卧铺11的区域中产生的噪声，并将相应的信号传递至信号产生单元8。信号产生单元8基于输入信号产生至少一个输出信号，扬声器7基于所述输出信号产生消声波，消声波相对于所产生的噪声的声波相位偏移，致使这些声波相互抵消。为此使得消声波的相位相对于所产生的噪声的声波的相位偏移180°。相位偏移180°的消声波通过扬声器7传播到卧铺11的如下区域中，即，睡觉的或休息的车辆乘客的头部6通常位于该区域中。当然可以考虑的是，在双卧席布置情况下，即在上下布置两个卧席4的情况下，所述噪声补偿系统既设置在下卧席的区域中，又补充地或替代地设置在上卧席的区域中。

除了麦克风10、扬声器7和信号产生单元8外（它们是用于主动地补偿在驾驶员卧铺11的区域中产生的噪声的机构），驾驶室后壁2、侧壁9以及驾驶室底板3还在它们的内侧面上具有被动的消声部件。这些消声部件15经过设计，使得它们能吸收一定频率和幅度的声波。

尽管有这些用于被动消声的措施，但由此仅能实现有限地降低内部噪声水平。特别是当频率较低时，根据物理规律，利用被动的消声部件13实现驾驶室消声的效果有限。此外，被动的消声部件13仅能有限地增多，因为驾驶室1还必须针对其重量以及可供使用的内部容积进行优化。

为明了起见，在俯视图2中补充地示出了侧视图1中所示的具有按照本发明设计的噪声补偿系统的驾驶员卧铺11。此外，图2中所示的系统在其技术设计方面与结合图1已述的系统相同。

根据本发明使用的用于噪声补偿的装置，利用所谓的消声原理来补偿在驾驶室1内部特别是在驾驶员卧铺11的区域中产生的噪声。如图1和2所示，在卧席4的区域中紧靠近头部区域，即驾驶员在休息或睡觉期间其头部通常所在之处，设置有扬声器7，扬声器发出消声波，这种消声波至少在很大程度上将在驾驶员卧铺11的区域中产生的噪声的声波消除。

在车辆内部空间产生的或者在未进行噪声补偿情况下能感觉到的噪声，其声源既可能在车辆内部，又可能在车辆外部。尤其是发动机噪声、交通噪声和/或用柴油工作的冷却机组所引起的噪声，经常对驾驶员特别是长途车辆驾驶员的睡眠造成干扰影响。采用按照本发明设计的用于噪声补偿的系统能至少在很大程度上将这种干扰噪声消除。

由图1和2可见的用于噪声补偿的系统具有两个麦克风-扬声器单元7、10以及一个信号产生单元8，利用该信号产生单元来控制所述系统。在需要时，噪声补偿系统的扬声器7也可以用于在驾驶室中特别是在卧铺的区域中播音（Audiowiedergabe）。

附图标记列表

1                       驾驶室

2                       后壁

3                      驾驶室底板

4                      卧席

5                      车辆座位

6                      处于休息位置或睡觉位置的车辆乘客的头部区域

7                       扬声器

8                       信号产生单元

9                       侧壁

10                    麦克风

11                    卧铺

12                    座位靠背

13                   被动的消声部件

Claims (8)

1. 一种用于汽车中的噪声补偿的装置，具有：接收设备（10），其检测所产生的噪声；信号产生设备（8），其基于所检测的噪声产生至少一个信号；至少一个扬声器（7），其基于所述信号产生消声波并将消声波传播到车辆内部，所述消声波相对于所产生的噪声的声波相位偏移，其特征在于，至少一个扬声器（7）适当地设置在车辆内部，使得消声波传播到卧铺（11）的区域中。

2. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，接收设备（10）和扬声器（7）集成为一个麦克风-扬声器单元。

3. 如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，至少一个扬声器（7）设置在睡觉铺位（4）的区域中。

4. 如权利要求3所述的装置，其特征在于，至少一个扬声器（7）设置在睡觉铺位（4）的头部区域中。

5. 如权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，利用至少一个扬声器（7）可处理和传播音频信号。

6. 如权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，利用至少一个扬声器（7）可传递唤醒信号和/或报警信号。

7. 根据前述权利要求中任一项的装置在商用车的驾驶室（1）中的一种应用。

8. 根据权利要求1至6中任一项的装置在长途客车的卧舱中的一种应用。

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