CN108337600B - 风噪声波动降低系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种风噪声波动降低系统包括配置为降低风噪声波动的控制器、响应于控制器的主动噪声消除子系统、和响应于控制器的动态气流控制子系统。还提供了一种降低机动车辆乘客舱内的风噪声波动的相关方法。

Description

风噪声波动降低系统和方法
技术领域
本文件大体涉及机动车辆设备领域，并且更具体地，涉及当机动车辆的一个或多个窗口已经打开并且机动车辆以车道速度行驶时，用于降低通常与机动车辆相关的风噪声波动的系统和方法。
背景技术
当在以(例如超过65kph的)车道速度行驶的机动车辆中打开一个或多个窗口时，可能在机动车辆的乘客舱中形成驻波。当该共振与来自窗口附近的侧视镜或支柱的风涡旋相结合时，可能会出现风噪声波动轰鸣。这种风噪声波动可能非常响(例如125dB的量级)并且处于低频率(例如50赫兹)。这种风噪声波动令人不快并且导致驾驶员或乘客不满。
为了减轻这个问题，曾经需要关闭所有的窗口、打开其他窗口、或改变机动车辆的速度，从而改变乘客舱内的驻波、或改变波与涡旋的相互作用。本文件涉及一种新的和改进的系统和方法，其在不必关闭窗口、打开其他窗口、或调整机动车辆速度的情况下，将风噪声波动降低到可以接受的水平。
发明内容
根据在此描述的目的和益处，提供了一种风噪声波动降低系统。该风噪声波动降低系统包括：配置为降低风噪声波动的控制器、响应于控制器的主动噪声消除子系统、以及响应于控制器的动态气流控制子系统。
控制器可以配置为包括针对来自机动车辆乘客舱的声压数据的第一数据输入端。控制器还可以配置为包括针对窗口位置数据的第二数据输入端。
主动噪声消除子系统可以在机动车辆乘客舱中包括声压监测装置。该声压监测装置连接到控制器的第一数据输入端。在许多可能实施例的一些中，声压监测装置可以包括第一麦克风和第二麦克风。
主动噪声消除子系统还可以包括放大器和扬声器。放大器响应于控制器，并且用于驱动扬声器并产生主动噪声消除信号。
风噪声波动降低系统还可以包括连接到控制器的第二数据输入端的窗口位置监测装置。该窗口位置监测装置可以包括能够向控制器提供窗口位置数据的传感器、窗口调节器控制器、或任何其他装置。
风噪声波动降低系统的动态气流控制子系统可以包括动态表面和致动器，致动器响应于控制器而移动动态表面以便降低风噪声波动。动态表面可以承载于机动车辆侧视镜的支撑臂上。动态表面可以承载于机动车辆侧视镜的镜壳体上。动态表面承载于靠近机动车辆窗口的机动车辆支柱上。
在风噪声波动降低系统的许多可能实施例的一些中，动态表面是承载于机动车辆上的侧视镜的镜壳体。在这样的实施例中，动态气流控制子系统还可以包括连接到镜壳体中镜的第二致动器。此外，控制器可以配置为在镜壳体中移动镜，以便在为降低风噪声而移动镜壳体时保持镜中的恒定视野。
根据另外的方面，提供了一种用于降低机动车辆乘客舱中的风噪声波动的方法。该方法包括以下步骤：(a)由监测装置监测机动车辆的窗口位置；(b)由声压监测装置监测乘客舱内的声压；以及(c)由主动噪声消除子系统产生主动噪声消除信号。
该方法还可以包括步骤：仅在产生主动噪声消除信号之后风噪声波动仍然超过阈值水平时，才由动态气流控制子系统移动机动车辆的动态表面以引导气流远离打开的窗口。
该方法还可以包括步骤：将动态表面定位在镜壳体上。该方法可以包括步骤：将动态表面定位在镜壳体的支撑臂上。该方法可以包括步骤：将动态表面定位在靠近打开的窗口的支柱上。
当动态表面是机动车辆的侧视镜的壳体时，该方法还可以包括以下步骤：由动态气流控制子系统在镜壳体中移动镜，以便在镜壳体移动时在镜中保持所需的视野。这样，即使在为降低风噪声波动而调整镜壳体时，驾驶员也能够从该镜中获得不间断且一致的交通状况。
在下面的描述中，示出和描述了降低机动车辆乘客舱内的风噪声波动的风噪声波动降低系统以及相关方法的几个优选实施例。应当理解，风噪声波动降低系统和相关方法能够具有其他不同的实施例，并且其几个细节能够在各种显而易见的方面进行修改，而不脱离在所附权利要求中阐述和描述的系统和方法。因此，附图和描述应被认为在本质上是说明性的而不是限制性的。
附图说明
结合本文并形成说明书一部分的附图说明了风噪声波动降低系统的几个方面，并与具体实施方式一起用于解释其某些原理。
图1是风噪声波动降低系统的第一可能实施例的示意性框图；
图2a是处于初始位置的图1示出的风噪声波动降低系统的动态气流控制子系统的第一可能操作实施例的示意图；
图2b是处于展开位置的图2a示出的动态气流控制系统的第一可能操作实施例视图；
图3a和3b是动态气流控制子系统的第二可能操作实施例的示意图，图3a示出了处于初始位置的子系统的动态表面，而图3b示出了处于展开位置的子系统的动态表面；
图4a和图4b示出分别处于初始位置和处于展开位置的动态气流控制子系统的第三可能操作实施例的示意图；
图5是动态气流控制子系统的又一可能实施例的示意性框图。
现在将详细参考所公开的风噪声波动降低系统的当前优选实施例，其示例在附图中示出。
具体实施方式
现在参考图1，示意性地示出了新的和改进的风噪声波动降低系统10。该风噪声波动降低系统10包括配置为降低机动车辆中风噪声波动的控制器12。控制器12可以包括计算装置，例如根据来自适当控制软件的指令操作的专用微处理器或电子控制单元(electronic control unit，ECU)。因此，控制器12可以包括彼此通过通信总线通信的一个或多个处理器、一个或多个存储器、和一个或多个网络接口。
风噪声波动降低系统10还包括主动噪声消除子系统14和动态气流控制子系统16。主动噪声消除子系统14和动态气流控制子系统16二者响应控制器12的方式将于下文更详细地描述。
在图1所示的实施例中，控制器12配置为包括针对机动车辆乘客舱内的声压数据的第一数据输入端18。此外，控制器12配置为包括针对关于机动车辆的一个或多个窗口的窗口位置数据的第二数据输入端20。在一些实施例中，控制器12配置为包括针对关于动态气流控制子系统16(并且更具体地，关于该子系统的动态表面34，动态表面34将于下文更详细地描述)的位置数据的数据输入端(未示出)。
在所示实施例中，主动噪声消除子系统14包括设置在机动车辆乘客舱中的声压监测装置22。声压监测装置22连接到控制器12的第一数据输入端18。在所示实施例中，声压监测装置22包括第一麦克风24和第二麦克风26。
图1还示出，主动噪声消除子系统14还包括放大器28和扬声器30。放大器28响应于控制器12，并且用于驱动扬声器30以产生主动噪声消除信号。在一些实施例中，放大器28和扬声器30是专用主动噪声消除子系统14的一部分。在其他可能的实施例中，放大器28和扬声器30形成机动车辆的音频系统的一部分。
图1还示出，风噪声波动降低系统10还可以包括连接到控制器12的第二数据输入端20的窗口位置监测装置32。窗口位置监测装置32可以包括用于监测机动车辆的一个或多个窗口的位置的一个或多个传感器或其他装置。在一些实施例中，窗口位置监测装置32可以包括机动车辆的一个或多个窗口调节器控制器，用于控制各种机动车辆窗口的打开和关闭功能。
动态气流控制子系统16可以包括动态表面34和致动器36，致动器36响应于控制器12以适于降低风噪声波动的方式移动动态表面。从以下描述中将显而易见的是，动态表面34可以承载于如图2a和图2b所示的侧视镜总成40的支撑臂38上、如图3a和3b所示的侧视镜总成40的壳体44上、或如图4a和4b所示的机动车辆靠近窗口W的支柱46上。
更具体地如图2a和图2b所示，侧视镜总成40包括保持在镜壳体44中的镜42，镜壳体44通过支撑臂38连接到机动车辆的侧面48。如图所示，动态表面34是包括支撑臂38表面的一部分的扰流器，该支撑臂38表面的一部分可以在与支撑臂齐平的初始位置(见图2a)和提升或展开位置(见图2b)之间移动，提升或展开位置用于将空气从侧视镜总成40和/或机动车辆的窗口偏转，或者以阻止风抖的方法改变流动模式。
在所示的实施例中，致动器36包括驱动马达50，驱动马达50具有键接到小齿轮54的驱动轴52。小齿轮54与齿条56啮合，齿条56连接到动态表面34的后端并从动态表面34的后端延伸。当动态表面34处于图2b所示的完全升起和展开的位置时，其后端升高而其前端围绕铰链58枢转。
在图3a和3b所示的实施例中，动态表面34是镜壳体44的一部分。在图3a所示的正常位置或初始位置中，动态表面34与镜壳体44的其余部分适配齐平。当沿动作箭头A的方向展开时，动态表面34从镜壳体44朝向支撑臂38上方的机动车辆的侧面48延伸，将空气从在镜壳体44和机动车辆的侧面48之间形成的间隙中偏转出，从而破坏气流模式并降低风噪声波动。在该实施例中，致动器36仍然包括驱动马达50，驱动马达50通过驱动轴52驱动小齿轮54。小齿轮54接合连接到动态表面34的齿条56。因此，驱动马达50响应于控制器12而转动小齿轮54，以使齿条56和动态表面34在初始位置和展开位置之间移动。动态表面的必要运动可能只有小如10-15毫米的量级。
在图4a和4b所示的实施例中，动态表面34是支柱46的一部分。在图4a所示的初始位置中，动态表面34与支柱46的其余部分适配齐平。当展开时，动态表面34从支柱46向外远离窗口W(见动作箭头B)延伸，以将空气从窗口开口偏转出，从而降低风噪声波动。在该实施例中，致动器36仍然包括驱动马达50，驱动马达通过驱动轴52连接到小齿轮54，小齿轮54驱动连接到动态表面34的齿条56。动态表面34在示图中未示出的铰链前端处围绕铰链枢转。
现在参考图5，示意性地示出了动态气流控制子系统16的另一个可能的实施例。在该实施例中，动态气流控制子系统16包括连接到动态表面的第一致动器62，该动态表面在该实施例中是镜壳体60。动态气流控制子系统16还包括连接到保持在镜壳体60中的镜66的第二致动器64。
第一致动器62响应于控制器12并且移动镜壳体60以降低风噪声波动。当第一致动器62移动镜壳体60时，控制器12将操作信号发送到第二致动器64。第二致动器64响应于该信号而以维持镜66中的视野恒定或一致所必需的方式移动镜壳体60内的镜66，这使得即使在镜壳体为降低风噪声波动而重新定位时，机动车辆驾驶员也能够不间断地通过该镜66观察驾驶环境。
与上述描述一致，提供了一种降低机动车辆乘客舱内的风噪声波动的方法。该方法包括以下步骤：(a)由窗口位置监测装置32监测机动车辆窗口的位置，(b)由声压监测装置22监测机动车辆乘客舱内的声压，并且(c)由主动噪声消除子系统14产生主动噪声消除信号。
另外，该方法可以包括步骤：由动态气流控制子系统16移动机动车辆上的动态表面34，以改变打开的窗口周围的流动，以便降低风噪声波动。在许多可能实施例的一些中，可能仅在风噪声波动在通过主动噪声消除子系统14的操作产生主动噪声消除信号之后仍然超过阈值水平时，才执行该步骤。
如图2a和2b所示，该方法可以包括将动态表面34定位在侧视镜总成40的支撑臂38上。如图3a和3b所示，该方法可以包括将动态表面34定位在侧视镜总成40的镜壳体44上。如图4a和4b所示，该方法可以包括将动态表面34定位在机动车辆上靠近打开的窗口W的支柱46上。
如图5所示，在动态表面是镜壳体60的情况下，该方法可以包括通过动态气流控制子系统16移动镜壳体中的镜66，从而在镜壳体移动时保持镜中的视野。在该实施例中应该理解，控制器12已经配置为在镜壳体60为降低风噪声波动而移动时保持镜66中的视野。
出于说明和描述的目的提出了前述内容。不意图穷举或将实施例限制为所公开的精确形式。根据上述教导可以有明显的修改和变化。例如，虽然在附图中示出并且在上文中描述的风噪声波动降低系统10的实施例包括单个控制器12，但是应当理解，风噪声波动降低系统可以包括彼此相互通信的两个控制器：用于主动噪声消除子系统的第一控制器和用于动态气流控制子系统16的第二控制器。此外，在图1所示的实施例中，声压监测装置22包括第一麦克风24和第二麦克风26。应当理解，也可以使用单个麦克风或多于两个麦克风。当根据所附权利要求公正、合法、合理地享有的广度来解释时，所有这些修改和变化都在所附权利要求的范围内。

Claims (18)

1.一种用于机动车辆的风噪声波动降低系统，包括：
配置为降低风噪声波动的控制器；
响应于所述控制器的主动噪声消除子系统；和
响应于所述控制器的动态气流控制子系统，其中所述动态气流控制子系统被配置为仅在所述主动噪声消除子系统产生主动噪声消除信号之后风噪声波动仍然超过阈值水平时由所述动态气流控制子系统的致动器移动所述机动车辆上的动态表面以引导气流远离打开的窗口。
2.根据权利要求1所述的风噪声波动降低系统，其中所述控制器配置为包括用于声压数据的第一数据输入端。
3.根据权利要求2所述的风噪声波动降低系统，其中所述控制器配置为包括用于窗口位置数据的第二数据输入端。
4.根据权利要求3所述的风噪声波动降低系统，其中所述主动噪声消除子系统包括在所述机动车辆的乘客舱中的声压监测装置，所述声压监测装置连接到所述控制器的所述第一数据输入端。
5.根据权利要求4所述的风噪声波动降低系统，其中所述声压监测装置包括第一麦克风和第二麦克风。
6.根据权利要求5所述的风噪声波动降低系统，其中所述主动噪声消除子系统包括放大器和扬声器，所述扬声器响应于所述控制器而产生主动噪声消除信号。
7.根据权利要求6所述的风噪声波动降低系统，还包括连接到所述控制器的所述第二数据输入端的窗口位置监测装置。
8.根据权利要求1所述的风噪声波动降低系统，其中所述动态表面承载于所述机动车辆的侧视镜的支撑臂上。
9.根据权利要求1所述的风噪声波动降低系统，其中所述动态表面承载于所述机动车辆的侧视镜的镜壳体上。
10.根据权利要求1所述的风噪声波动降低系统，其中所述动态表面承载于靠近所述机动车辆的窗口的所述机动车辆的支柱上。
11.根据权利要求1所述的风噪声波动降低系统，其中所述动态表面是承载于所述机动车辆上的侧视镜的镜壳体。
12.根据权利要求11所述的风噪声波动降低系统，其中所述动态气流控制子系统还包括连接到所述镜壳体中的镜的第二致动器。
13.根据权利要求12所述的风噪声波动降低系统，其中所述控制器还配置为在所述镜壳体移动以降低风噪声波动时保持所述镜中的视野。
14.一种用于降低机动车辆乘客舱中的风噪声波动的方法，包括：
由窗口位置监测装置监测所述机动车辆的窗口位置；
由声压监测装置监测所述乘客舱内的声压；
由主动噪声消除子系统产生主动噪声消除信号；以及
仅在产生所述主动噪声消除信号之后风噪声波动仍然超过阈值水平时，才由动态气流控制子系统的致动器移动所述机动车辆上的动态表面以引导气流远离打开的窗口。
15.根据权利要求14所述的方法，包括将所述动态表面定位在镜壳体上。
16.根据权利要求14所述的方法，包括将所述动态表面定位在镜壳体的支撑臂上。
17.根据权利要求14所述的方法，包括将所述动态表面定位在靠近所述打开的窗口的支柱上。
18.根据权利要求14所述的方法，其中所述动态表面是所述机动车辆的侧视镜的镜壳体，所述方法还包括：由所述动态气流控制子系统移动所述镜壳体中的镜，以便当所述镜壳体移动时保持所述镜中的视野。
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