CN109429144A - 用于消除车厢中的不良风噪声的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于消除车厢中不良风噪声的系统，包括：风噪声识别模块，该风噪声识别模块被配置为从麦克风接收指示在车辆的车厢中测量的噪声的数据，并基于如下来确定该噪声是否是不良风噪声：(i)被配置为覆盖车辆的车身中的开口的可移动面板的位置，以及(ii)噪声的幅度和噪声的频率中的至少一个。该系统还包括第一噪声消除模块，其被配置为当噪声是不良风噪声时，基于噪声的幅度和噪声的频率中的至少一个来生成噪声消除波形以减轻噪声。

Description

用于消除车厢中的不良风噪声的系统和方法
引言
本节中提供的信息是为了概括地呈现本公开内容的背景的目的。为本节中描述的程度的目前所述发明人的工作以及在提交时并不具有现有技术资格的描述的各方面既没有明示也没有暗示被认为是本公开内容的现有技术。
本公开内容涉及消除车厢中的不良风噪声的系统和方法。
可以存在于车辆的车厢中的一种类型的不良风噪声可归因于风振。风振是一种低频、高幅度的声音，该声音通常当车辆以高速公路速度或接近高速公路速度行驶并且车辆的窗户或天窗打开时存在于车辆的车厢中。风振会令车辆乘员非常不愉快。因此，可以期望检测并减轻这种令人不愉快的声音。
发明内容
在根据本公开内容的一个示例中，一种系统包括风噪声识别模块，该风噪声识别模块被配置为从麦克风接收指示在车辆的车厢中测量的第一噪声的数据，并基于如下来确定第一噪声是否是不良风噪声：(i)被配置为覆盖车辆的车身中的开口的可移动面板的位置，以及(ii)第一噪声的幅度和第一噪声的频率中的至少一个。该系统还包括第一噪声消除模块，其被配置为当第一噪声是不良风噪声时，基于第一噪声的幅度和第一噪声的频率中的至少一个来生成第一噪声消除波形以减轻第一噪声，并且控制扬声器播放对应于第一噪声消除波形的声音。
在一个方面，该系统包括麦克风重新配置模块，其被配置为确定来自麦克风的数据是否被剪切，并且风噪声识别模块被配置为在如下时确定第一噪声是不良风噪声：(i)可移动面板的位置指示可移动面板至少部分打开，以及(ii)来自麦克风的数据被剪切。
在一个方面，风噪声识别模块被配置为基于可移动面板的位置以及第一噪声的幅度和第一噪声的频率两者来确定第一噪声是否是不良风噪声。
在一个方面，风噪声识别模块被配置为当如下时确定第一噪声是不良风噪声：可移动面板的位置指示可移动面板至少部分打开，第一噪声的幅度大于预定值，并且第一噪声的频率在预定范围内。
在一个方面，预定值是80分贝，并且预定范围是从15赫兹到30赫兹。
在一个方面，风噪声识别模块被配置为当车辆的速度大于预定速度时确定第一噪声是否是不良风噪声，并且当车辆的速度小于或等于预定速度时不确定第一噪声是否是不良风噪声。
在一个方面，该系统还包括连接到麦克风的麦克风控制模块。麦克风重新配置模块被配置为确定来自麦克风的数据是否被剪切并且调节麦克风控制模块的电压范围以适应麦克风检测到的第一噪声的动态范围。
在一个方面，第一噪声消除模块被配置为在麦克风控制模块的电压范围被调节以适应第一噪声的动态范围之后，基于麦克风记录的数据生成第一噪声消除波形。
在一个方面，第一噪声消除模块被配置为当第一噪声是不良风噪声时停用第二噪声消除模块，并且第二噪声消除模块被配置为生成第二噪声消除波形以减轻除了风噪声之外的车辆的车厢中的噪声。
在一个方面，风噪声识别模块被配置为在播放与第一噪声消除波形对应的声音之后从麦克风接收指示在车辆的车厢中测量的第二噪声的数据，并确定第二噪声是否是不良风噪声。第一噪声消除模块被配置为当第二噪声不是不良风噪声时重新启用第二噪声消除模块。
在根据本公开内容的一个示例性方法中，该方法包括从麦克风接收指示在车辆的车厢中测量的第一噪声的数据，并基于如下来确定第一噪声是否是不良风噪声：(i)被配置为覆盖车辆的车身中的开口的可移动面板的位置，以及(ii)第一噪声的幅度和第一噪声的频率中的至少一个。该方法还包括：当第一噪声是不良风噪声时，基于第一噪声的幅度和第一噪声的频率中的至少一个来生成第一噪声消除波形以减轻第一噪声，并且控制扬声器播放对应于第一噪声消除波形的声音。
在一个方面，该方法还包括确定来自麦克风的数据是否被剪切，并且在如下时确定第一噪声是不良风噪声：(i)可移动面板的位置指示可移动面板至少部分打开，以及(ii)来自麦克风的数据被剪切。
在一个方面，包括如下步骤：基于可移动面板的位置以及第一噪声的幅度和第一噪声的频率两者来确定第一噪声是否是不良风噪声。
在一个方面，确定第一噪声是否是不良风噪声的步骤包括当如下时确定第一噪声是不良风噪声：可移动面板的位置指示可移动面板至少部分打开，第一噪声的幅度大于预定值，并且第一噪声的频率在预定范围内。
在一个方面，预定值是80分贝，预定范围是15赫兹到30赫兹。
在一个方面，该方法还包括：当车辆的速度大于预定速度时确定第一噪声是否是不良风噪声，并且当车辆的速度小于或等于预定速度时不确定第一噪声是否是不良风噪声。
在一个方面，该方法还包括确定来自麦克风的数据是否被剪切并且调节连接到麦克风的麦克风控制模块的电压范围以适应麦克风检测到的第一噪声的动态范围。
在一个方面，该方法还包括在麦克风控制模块的电压范围被调节以适应第一噪声的动态范围之后，基于麦克风记录的数据生成第一噪声消除波形。
在一个方面，该方法还当第一噪声是不良风噪声时停用第二噪声消除模块，并且生成第二噪声消除波形以减轻除了风噪声之外的车辆的车厢中的噪声。
在一个方面，该方法还包括在播放与第一噪声消除波形对应的声音之后从麦克风接收指示在车辆的车厢中测量的第二噪声的数据，确定第二噪声是否是不良风噪声，以及当第二噪声不是不良风噪声时重新启用第二噪声消除模块。
根据详细说明、权利要求书和附图，本公开内容的其他应用领域将变得明显。详细描述和具体示例仅用于说明的目的，并不旨在限制本公开内容的范围。
附图说明
从详细描述和附图将更全面地理解本公开内容，在附图中：
图1是根据本公开内容的原理的示例性车辆的功能框图；
图2是根据本公开内容的原理的示例性控制系统的功能框图；以及
图3是示出根据本公开内容的原理的减轻不良风噪声的示例性方法的流程图。
在附图中，可以重复使用附图标记来标识相似和/或相同的元件。
具体实施方式
根据本公开内容的系统和方法检测并减轻车辆的车厢中不良风噪声。可以存在于车辆的车厢中的风噪声的一个示例是由风振产生的风噪声。如果在车辆以高速公路速度或接近高速公路速度行驶时打开车辆的一个或多个窗户，则车辆周围的空气流会在车辆的车厢中产生不良风噪声。当车辆的乘员打开窗户中的一个时，在打开的窗户处车辆上方的空气流可以导致车厢内空气的反复压缩和减压，从而导致令车辆乘员不愉快的低频风噪声。车厢中的空气的反复压缩和减压可以被称为涡旋脱落或风振，并且由风振产生的噪声可以被称为风振噪声。风振噪声可以具有在15至30赫兹(Hz)范围内的频率，并且可以具有幅度大于100A加权分贝(dBa)的声级。
本公开内容的系统和方法接收关于各种车辆操作条件或车辆状态的信息，以便确定是否存在可能存在来自风振的不良风噪声的条件。如果存在这样的条件，则收集进一步的数据以确定是否实际存在来自风振的不良风噪声。如果存在不良风噪声，则该系统和方法生成噪声消除波形以减轻不良风噪声并控制扬声器产生对应于噪声消除波形的声音。该系统和方法可以继续收集信息，以便确定是否已经减轻了不良噪声。在减轻风噪声的过程中，该系统和方法可以与其他辅助噪声管理系统(例如动力系噪声消除系统)相互作用，并且停用和重新启用这样的辅助系统。
现在参考图1，车辆110包括麦克风114、一个或多个窗户116、一个或多个窗户位置传感器122、车轮126、一个或多个车辆速度传感器128、风噪声控制模块100、窗户控制模块102、麦克风控制模块118、动力系噪声消除模块106和扬声器108。车辆110中的各种传感器例如车轮速度传感器128和车窗位置传感器122收集关于车辆110的各种特性或条件的信息，并将该信息发送到控制模块。控制模块基于从传感器接收到的信息确定各种操作条件。在一个示例中，风噪声控制模块100连接到车轮速度传感器128并且基于来自车轮速度传感器128的输入确定车辆110的速度。车轮速度传感器128安装到一个或多个车轮126并测量车轮126的速度。车轮速度传感器128将测量到的车轮速度发送到风噪声控制模块100。使用该信息，风噪声控制模块100确定车辆110的速度。
窗户控制模块102连接到并控制车辆110中的窗户116。窗户控制模块102连接到每个窗户116和窗户位置传感器122。窗户位置传感器122可以是任何合适的位置传感器，例如安装在每个窗户116内的马达上的簧片传感器。窗户控制模块102从窗户位置传感器122接收关于每个窗户116的状态的信息。该信息可以包括关于窗户116在车辆110中定位(例如，驾驶员侧前窗、乘员侧前窗)和窗户116的位置(例如，窗户打开的百分比)的信息。以这种方式，窗户控制模块102(和/或其他控制模块)可以确定窗户是部分打开、完全打开还是完全关闭。窗户控制模块102还可以确定窗户116在车辆110中的位置。
麦克风控制模块118连接到位于车厢112中的一个或多个麦克风114并控制位于车厢112中的一个或多个麦克风114的操作。例如，麦克风控制模块118可以打开或关闭麦克风114并且可以处理从麦克风114接收到的指示车厢112中存在的噪声的麦克风信号。在一个示例中，麦克风控制模块118具有如下电压范围设置，其被调节以适应从麦克风114接收到的麦克风信号的动态电压范围。更具体地，随着车厢112中的噪声水平增加或减少，麦克风信号的电压电平增大或减小，并且麦克风控制模块118根据麦克风信号的预期电压电平调节其电压范围设置。麦克风控制模块118存储麦克风信号的在电压范围设置内的部分，并丢弃或剪切麦克风信号的剩余部分。因此，将电压范围设置调节为小于麦克风信号的预期电压电平可以导致噪声数据剪切。
在一个示例中，麦克风控制模块118可以将电压范围设置为-5到+5伏的值，以适应响应于检测到与动力系相关的噪声而麦克风114产生的麦克风信号的动态范围。如可以理解的，麦克风控制模块118可以将电压范围调节到其他范围，以适应响应于检测到车厢112中的其他噪声而由麦克风114产生的麦克风信号的动态范围。
在来自风振的不良风噪声的背景下，由麦克风114产生的麦克风信号的电压范围大于-5至+5伏。电压范围大于通常设置的用于检测与动力系相关的噪声的电压范围，因为来自风振的不良风噪声的幅度大于与动力系相关的噪声的幅度。在风振的背景下，由麦克风114产生的麦克风信号的电压范围可以是-10到+10伏或-12到+12伏。麦克风控制模块118可以调节电压范围以适应与动力系相关的噪声相关联的动态范围(例如，-5到+5伏)或者与来自风振的不良风噪声相关联的动态范围(例如，-10到+10伏)。
如果麦克风控制模块118将电压范围设置为与典型动力系相关的噪声相关联的典型电压范围(例如，-5到+5伏)，则麦克风控制模块118将在麦克风114检测到来自风振的不良风噪声时剪切由麦克风114产生的麦克风信号。麦克风信号被剪切，因为麦克风信号的部分大于(或小于)麦克风控制模块118的电压范围。
未剪切的麦克风信号显示为平滑的正弦波形。相比之下，经剪切的麦克风信号没有显示为平滑的正弦波形。从信号中切除对应于落在麦克风控制模块118的电压范围之外的电压值的经剪切的麦克风信号的部分。产生的经剪切的麦克风信号的波形显示为修正的正弦波形，其中峰和谷由水平线替代。如下面将进一步描述的，风噪声控制模块100能够通过评估麦克风信号并确定是否存在先前描述的经剪切的麦克风信号的修正的正弦波形来确定麦克风信号是否被剪切。
如果如上所述剪切麦克风信号，则麦克风控制模块118可以重新配置或调节其电压范围，使得电压范围可以适应由麦克风114产生的麦克风信号的动态范围。麦克风控制模块118可以将电压范围从-5到+5伏的范围调节到-10到+10伏的范围。在其他情况下，麦克风控制模块118可以将电压范围从-5到+5伏调节到-12到+12伏。在其他情况下，麦克风控制模块118可以调节电压范围以减小电压范围。麦克风控制模块118可以将电压范围从-10到+10伏的范围调节到-5到+5伏的范围或者从-12到+12伏的范围调节到-5到+5的范围。在其他情况下，麦克风控制模块可以将电压范围调节到其他范围值，以适应与车厢112中的其他类型的噪声相对应的麦克风信号的其他动态范围。
在麦克风控制模块118调节电压范围之后，麦克风控制模块118可以收集未剪切的麦克风数据。未剪切的麦克风数据更完整和准确地描述了相应的不良风噪声(或其他噪声)。利用未被剪切的麦克风数据，风噪声控制模块100可以创建噪声消除波形，以便减轻不良风噪声。
返回参考图1，麦克风控制模块118连接到风噪声控制模块100和动力系噪声消除模块106两者。动力系噪声消除模块106从麦克风控制模块118接收麦克风数据，并创建由扬声器108(或车辆110中的其他扬声器)再现的消除波形，以减轻车辆110中的不良动力系噪声。与可归因于风振的不良风噪声相比，这种不良动力系声音可以具有相对低的幅度。因此，当在车厢112中存在不良风噪声时，不良风噪声会淹没不良动力系噪声。因此，期望在尝试减轻不良动力系噪声之前减轻不良风噪声。动力系噪声消除模块106连接到风噪声控制模块100，使得当风噪声控制模块100检测到车厢112中存在不良风噪声时，风噪声控制模块100可以停用动力系噪声消除模块。
风噪声控制模块100检测并减轻不良风噪声。风噪声控制模块100可以减轻具有在预定范围内的频率和/或大于预定阈值的幅度的风噪声。不良风噪声的一个示例是由于风振而在车厢112中发生的噪声。这种风振噪声可以具有在15至30赫兹(Hz)范围内的频率，并且可以具有幅度大于100dBa的声级。因此，预定范围可以是15-30Hz和/或预定阈值可以是100dBa。在其他示例中，预定范围可以是20至30Hz或18至22Hz，和/或预定阈值可以是70dBa或80dBa。
如图1所示，风噪声控制模块100连接到扬声器108。扬声器108是能够发射足以减轻检测到的不良风噪声的消除波形的任何合适的声源。扬声器108的示例包括带端口的超低音扬声器、高功率超低音扬声器等。在其他示例中，车辆110可以包括多于一个的扬声器。例如，车辆110可以包括位于每个窗户116处或附近的若干扬声器。
在图1所示的示例中，风噪声控制模块100还连接到窗户控制模块102、麦克风控制模块118和动力系噪声消除模块106。通过这些连接，风噪声控制模块100接收指示车辆110的状态和车厢112内的条件例如车辆速度、窗户116的位置等的信号。
可以理解，车辆110可以包括图1中未示出的其他模块、传感器、控制系统和组件。风噪声控制模块100可以连接到各种其他模块、传感器、控制系统和组件，以监测车辆110的条件并控制车辆110的各个方面，以提供如下所述的不良风噪声的减轻。在其他示例中，风噪声控制模块100和车辆110的其他模块、控制系统和传感器连接到车辆信息总线，车辆110的各种模块、控制系统和传感器通过该车辆信息总线发送和接收车辆数据。
现在参考图2，在一个示例中，风噪声控制模块100包括风噪声识别模块202、麦克风重新配置模块204和噪声消除模块206。如图所示，风噪声控制模块100连接到车轮速度传感器128、窗户控制模块102、麦克风控制模块118、动力系噪声消除模块106和扬声器108。在其他实施例中，风噪声控制模块100还包括除了风噪声识别模块202、麦克风重新配置模块204和噪声消除模块206之外的模块。在其他实施例中，风噪声识别模块202、麦克风重新配置模块204和噪声消除模块206可以组合成单个模块，或者可以根据模块的功能进一步分成附加模块，如将进一步描述的。
在所示示例中，风噪声识别模块202、麦克风重新配置模块204和噪声消除模块206彼此连接并且彼此通信以传递将要描述的功能。在该示例中，风噪声识别模块202从窗户控制模块102、动力系噪声消除模块106、麦克风控制模块118和车轮速度传感器128接收信息，以确定是否存在不良风噪声。
麦克风重新配置模块204与麦克风控制模块118通信以收集足够的麦克风数据以表征所识别的不良风噪声。噪声消除模块206接收表征所识别的不良风噪声的信息和关于各种车辆条件的信息，并生成噪声消除波形以减轻不良噪声。噪声消除模块206与扬声器108通信并控制扬声器108以再现噪声消除波形以减轻不良风噪声。
图3示出了风噪声控制模块100减轻不良风噪声的一种示例性方法。在302处，风噪声识别模块202接收车辆状态信息。车辆状态信息包括来自各种模块、传感器、控制系统等的各种类型的信息和数据。车辆状态信息可以包括诸如来自车轮速度传感器128的车轮速度、来自窗户位置传感器122的窗户116的位置和/或定位、天窗的位置等信息。在304处，风噪声识别模块202确定车辆110的速度是否大于预定速度阈值。如果风噪声识别模块202确定车辆110的速度大于预定速度阈值，则该方法在306处继续。否则，该方法返回到302。风噪声识别模块202基于从车轮速度传感器128接收的车轮速度确定车辆110的速度。
来自风振的不良风噪声通常在车辆行驶超过预定速度阈值时发生。因此，在该示例中，风噪声识别模块202仅在车辆110行驶超过预定速度阈值时尝试识别不良噪声。在一个示例中，预定速度阈值是50英里每小时。预定速度阈值可以根据车辆110的各种空气动力学特性(例如车辆几何形状)而变化。因此，预定速度阈值可以大于50英里每小时或小于50英里每小时，但通常处于高速公路速度或接近高速公路速度。
在306处，风噪声识别模块202基于来自窗户位置传感器122的输入确定车辆110的一个或多个窗户116或其他可移动面板是否打开。通常仅在窗户或其他可移动面板(例如天窗)打开时才会产生不良风噪声。如果窗户或其他可移动面板打开，则该方法在308处继续。否则，该方法返回到302并且风噪声识别模块202继续监测车辆110的状态以在继续评估麦克风数据之前确定车辆110的速度是否大于预定速度阈值以及窗户116中的一个或多个是否打开。
在308处，麦克风重新配置模块204从麦克风控制模块118接收麦克风数据。在310处，麦克风重新配置模块204评估麦克风数据以确定麦克风数据是否被剪切。如果麦克风重新配置模块204确定麦克风数据被剪切，则该方法继续到312。否则，该方法返回到302。
在经剪切的麦克风数据中，波形呈现修正的正弦曲线形状，其中波峰和波谷不平滑。替代地，波峰和波谷由水平平坦部分替代，该水平平坦部分对应于幅度大于麦克风控制模块118的设置电压范围的噪声部分。当麦克风重新配置模块204检测到波形的这种情况时，麦克风重新配置模块204确定麦克风数据被剪切。
在312处，麦克风重新配置模块204指示麦克风控制模块118调节其电压范围。作为响应，麦克风控制模块118调节其电压范围以适应从麦克风114接收的麦克风信号的动态范围和/或由麦克风114检测到的噪声的动态范围。麦克风控制模块118对电压范围的调节通常包括增加电压范围。如前所述，麦克风控制模块118可以将范围调节到任何合适的范围。在一个示例中，电压范围从-5到+5伏调节到-10到+10伏。
在314处，风噪声识别模块202从麦克风控制模块118接收未剪切的麦克风数据。由于麦克风控制模块118调节其电压范围以适应麦克风信号的动态范围，因此麦克风数据未被剪切并且呈现出完全正弦形状，其准确地反映车厢112中的声音。
在316处，风噪声识别模块202确定车厢112中是否存在不良风噪声。风噪声识别模块202使用未被剪切的麦克风数据的一个或多个特性来确定是否存在不良风噪声。这种特性的两个示例是噪声的频率和幅度。可归因于风振的不良风噪声可以具有在15-30Hz范围内的频率和/或大于80dBa的幅度。因此，当车厢噪声具有在15-30Hz的预定范围内的频率和/或大于80dBa的预定阈值的幅度时，风噪声识别模块202可以确定存在不良风噪声。虽然也可以使用车厢噪声信息的其他属性，但是示例性风噪声识别模块202使用车厢噪声的频率和/或幅度来确定是否存在不良风噪声。
在图3所示的示例性方法中，风噪声识别模块202在如前所述在314处接收到未被剪切的麦克风数据之后确定是否存在不良风噪声。在另一示例性方法中，当麦克风重新配置模块204在310处确定麦克风数据被剪切时，风噪声识别模块202可以确定存在不良风噪声。在这样的示例性方法中，风噪声识别模块202从麦克风重新配置模块204接收指示麦克风数据被剪切的信号。在接收到该信号时，风噪声识别模块202确定存在不良风噪声。在这样的示例性方法中，在316处的处理可以与310组合并且在310处发生，如果满足310则该方法可以在312处继续，如果310不满足，则该方法可以在328处继续，并且该方法可以直接从314继续到318。另外，在完成326之后，该方法可以在310而不是316处继续。此外，风噪声识别模块202可以仅在经剪切的数据的频率在预定范围(例如，15-30Hz)内时确定存在不良风噪声。
在各种实现方式中，当麦克风重新配置模块204在310处确定麦克风数据被剪切时，风噪声识别模块202可以确定车厢噪声的幅度大于预定阈值(例如，80dBa)。然而，该方法仍然可以如图3所示进行，并且当经剪切的数据的频率在预定范围(例如，15-30Hz)内时，风噪声识别模块202可以仅确定在316处存在不良风噪声。在这些实现方式中，风噪声识别模块202可以确定车厢噪声的幅度大于预定阈值，而不实际将车厢噪声幅度与预定阈值进行比较。
如果风噪声识别模块202在316处确定存在不良风噪声，则该方法在318处继续。否则，该方法在328处继续。在328处，噪声消除模块206确定辅助噪声管理系统是否被停用。在风噪声识别模块202确定不存在不良风噪声并且先前未停用辅助噪声管理系统的情况下，该方法返回到302。以下进一步描述328和330处的方法的步骤。
在318处，噪声消除模块206确定辅助噪声管理系统是否启用。辅助噪声管理系统可以是车辆110中的任何其他控制系统，其被设计成使得乘员在车辆110中体验更动听。辅助噪声管理系统的一个示例是动力系噪声消除模块106。风噪声控制模块100连接到动力系噪声消除模块106并且从动力系噪声消除模块106接收信号。一个这样的信号是关于动力系噪声消除模块106是否启用的指示。
如果噪声消除模块206确定辅助噪声管理系统(例如动力系噪声消除模块106)是启用的，则该方法在320处继续。否则，该方法跳过320并直接继续到322。在320处，噪声消除模块206停用辅助噪声管理系统。噪声消除模块206可以向动力系噪声消除模块106发送信号以停用动力系噪声消除模块106。
可以理解的是，辅助噪声管理系统的停用可以是期望的，因为不良风噪声非常大以至于淹没了车厢112中不良与动力系相关的噪声或其他不良噪声。另外，麦克风重新配置模块204可以指示麦克风控制模块118调节电压范围以适应与不良风噪声相关联的麦克风信号。在这种情况下，麦克风控制模块118被调节以解决不良风噪声而不是不良与动力系相关的噪声或其他不良噪声。
在322处，噪声消除模块206接收车辆条件信息。车辆条件信息包括关于从先前描述的传感器、控制系统和模块收集的车辆110的各个方面的信息。车辆条件信息可以包括来自窗户位置传感器122的窗户116的位置、天窗的位置、来自窗户控制模块102的车辆110中的窗户116的位置等。
在324处，噪声消除模块206可以检索一个或多个噪声传递函数和/或一个或多个调谐系数。当噪声消除模块206在326处生成噪声消除波形时，其可以使用传递函数和/或调谐系数。下面在产生噪声消除波形的背景下进一步解释传递函数和/或调谐系数的使用。
在326处，噪声消除模块206生成旨在减轻不良风噪声的噪声消除波形。噪声消除波形是表征可由扬声器108发出的声音以减轻不良风噪声的信号。噪声消除波形是具有与不良风噪声相同或相似的频率和相同或相似幅度的信号，但是与表征不良风噪声的波形的相差为180度。可以理解，噪声消除波形的频率和幅度可以与不良风噪声不完全相同，但是足够相似以将不良风噪声减轻到更令车辆乘员满意的噪声水平。例如，在如下所述的噪声消除模块206使用调谐系数和/或预定传递函数的情况下，噪声消除波形的频率和幅度可以与不良风噪声不完全相同。
基于未被剪切的麦克风数据以及车辆条件信息生成噪声消除波形。诸如调谐系数的其他信息也可以用于生成噪声消除波形。可以理解，可以在实验室设置中的测试期间或在车辆110的开发阶段期间再现不良风噪声。在这样的开发和/或测试期间，可以开发一个或多个传递函数来表征由扬声器118播放的声音的频率、幅度和/或相位与由麦克风122测量的相应噪声的频率、幅度和/或相位之间的关系。每个噪声传递函数可以表征由扬声器118播放的声音与由麦克风122之一测量的噪声之间的关系。另外，每个噪声传递函数可以对应于车辆操作条件的某些值或范围，因此可以使用多个噪声传递函数来表征由扬声器118播放的声音与由麦克风122之一测量的噪声之间的关系。此外，每个噪声传递函数可以具有一个或多个调谐系数，并且调谐系数可以根据车辆操作条件而变化。车辆操作条件可以包括窗户116中的哪一个打开、每个窗户116打开的百分比和/或车辆110的速度。
例如，可以针对第一车辆条件开发第一组传递函数和/或调节系数，在第一车辆条件中驾驶员侧前窗户打开并且引起来自风振的不良风噪声。可以针对第二车辆条件开发第二组传递函数和/或调节系数，在第二车辆条件中两个后窗户都打开并且引起来自风振的不良风噪声。类似地，可以针对其他车辆条件(即，打开并引起不良风噪声的窗户或其他孔的其他组合)开发其他组的传递函数和/或调谐系数。在322处接收到车辆条件信息之后，噪声消除模块206可以基于哪些窗户(或其他孔)打开来确定要检索和使用的适当组的传递函数和/或调节系数。
噪声消除模块206可以存储传递函数和/或调谐系数。噪声消除模块206可以选择与当前车辆操作条件对应的噪声传递函数和/或调谐特性，并使用那些传递函数和/或调谐系数来产生噪声消除波形。调谐系数可以指示要在扬声器118处播放的合适的噪声消除波形应该具有与在麦克风122处测量的不良风噪声的频率和/或幅度不同的频率和/或幅度。
例如，由麦克风122测量的噪声的频率和/或幅度可以与扬声器118所播放的声音的频率和/或幅度不同，并且噪声传递函数可以表征该差异。因此，噪声消除模块206可以使用噪声传递函数来生成噪声消除波形，使得当扬声器118播放对应于噪声消除波形的声音时，由麦克风122测量的噪声具有与不良风噪声相同的幅度和频率，但相对于不良风噪声的相差为180度。由于麦克风122测量的噪声的频率和/或幅度可以与扬声器118播放的声音的频率和/或幅度不同，因此噪声消除波形的频率和/或幅度可以与由麦克风122测量的不良风噪声的频率和/或幅度不同。
在328处，噪声消除模块206控制扬声器108以再现噪声消除波形。噪声消除模块206利用噪声消除波形的特性(例如，频率、幅度和相位)向扬声器108发送控制信号。可以理解，控制信号的特性指示扬声器108再现噪声消除波形，使得发出的声音在频率和幅度上与不良风噪声相同(或相似)但是与不良风噪声的相差为180度。噪声消除波形还可以通过如前所述的风噪声传递函数和/或调谐系数来修正。以这种方式，扬声器108发出的声音减轻了不良风噪声。
在该阶段，风噪声控制模块100返回到316并继续监测麦克风数据并重新评估不良风噪声是否仍然存在于车辆110中。如前所述，风噪声识别模块202接收麦克风数据(其是未被剪切的麦克风数据)以确定是否存在不良风噪声。如果扬声器108产生对应于噪声消除波形的噪声并且噪声足以减轻不良噪声，则风噪声识别模块202将不会检测到不良噪声。在这种情况下，在330处，噪声消除模块206确定其是否先前停用了辅助噪声管理系统。如果噪声消除模块206先前已停用辅助噪声管理系统，例如动力系噪声消除模块106，则噪声消除模块206在332处重新启用辅助噪声管理系统。在重新启用之后，风噪声控制模块100和辅助噪声管理系统(例如动力系噪声消除模块106)可以同时操作以控制车辆110中的不良风振噪声和其他不良噪声两者。
前面的描述本质上仅是说明性的，并且决不是要限制本公开内容、其应用或用途。本公开内容的广泛教导可以以各种形式实现。因此，尽管本公开内容包括特定示例，但是本公开内容的真实范围不应受此限制，因为在研究了附图、说明书和所附权利要求之后，其他修改将变得明显。应当理解，方法内的一个或多个步骤可以以不同的顺序(或同时)执行，而不改变本公开内容的原理。此外，尽管上面将每个实施例描述为具有某些特征，但是关于本公开内容的任何实施例描述的那些特征中的任何一个或多个可以在任何其他实施例的特征中实现和/或与其组合，即使没有明确描述该组合也是如此。换句话说，所描述的实施例不是相互排斥的，并且一个或多个实施例彼此的排列仍然在本公开内容的范围内。
元件之间(例如，模块、电路元件、半导体层等之间)的空间和功能关系使用如下各种术语来描述，包括“连接”、“接合”、“耦合”、“相邻”、“旁边”、“在...顶部”、“上方”、“下方”和“设置”。除非明确地描述为“直接”，否则当在上面的公开内容中描述第一元件和第二元件之间的关系时，该关系可以是其中在第一元件和第二元件之间不存在其他中间元件的直接关系，但也可以是其中在第一元件和第二元件之间存在(空间上或功能上)一个或多个中间元件的间接关系。
在附图中，箭头头部所指示的箭头方向通常表示图示所关注的信息(例如数据或指令)的流动。例如，当元件A和元件B交换各种信息但是从元件A发送到元件B的信息与图示相关时，箭头可以从元件A指向元件B。该单向箭头并不意味着没有其他信息从元件B传输到元件A。此外，对于从元件A发送到元件B的信息，元件B可以向元件A发送对信息的请求或接收确认。
在本申请中，包括下面的定义，术语“模块”或术语“控制器”可以用术语“电路”替代。术语“模块”可以指代如下的部分或包括如下：专用集成电路(ASIC)；数字、模拟或混合模拟/数字分立电路；数字、模拟或混合模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的处理器电路(共享、专用或组)；存储器电路(共享、专用或组)，其存储由处理器电路执行的代码；提供所述功能的其他合适的硬件组件；或者上述部分或全部的组合，例如在片上系统中。
模块可以包括一个或多个接口电路。在一些示例中，接口电路可以包括连接到局域网(LAN)、因特网、广域网(WAN)或其组合的有线或无线接口。本公开内容的任何给定模块的功能可以分布在经由接口电路连接的多个模块之间。例如，多个模块可以允许负载平衡。在另一示例中，服务器(也称为远程或云)模块可代表客户端模块完成某些功能。
本申请中描述的装置和方法可以部分或全部由专用计算机实现，该专用计算机通过配置通用计算机以执行计算机程序中呈现的一个或多个特定功能而创建。上述功能块、流程图组件和其他元件用作软件规范，其可以通过熟练技术人员或程序员的例行工作转换成计算机程序。
计算机程序包括存储在至少一个非暂时性有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可以包括或依赖于存储的数据。计算机程序可以包括与专用计算机的硬件交互的基本输入/输出系统(BIOS)、与专用计算机的特定装置交互的装置驱动器、一个或多个操作系统、用户应用程序、后台服务、后台应用程序等。
计算机程序可以包括：(i)要解析的描述性文本，例如HTML(超文本标记语言)、XML(可扩展标记语言)或JSON(JavaScript对象表示法)；(ii)汇编代码；(iii)由编译器的源代码生成的对象代码；(iv)由解释器执行的源代码；(v)由即时编译器编译和执行的源代码等。仅作为示例，源代码可以使用来自包括如下的语言的语法来编写：C、C++、C#、ObjectiveC、Swift、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、Fortran、Perl、Pascal、Curl、OCaml、HTML5(超文本标记语言第5版)、Ada、ASP(动态服务器页面)、PHP(PHP:超文本预处理器)、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、VisualLua、MATLAB、SIMULINK、以及

Claims (10)

1.一种系统，包括：
风噪声识别模块，其被配置为：
从麦克风接收指示在车辆的车厢中测量的第一噪声的数据；并且
基于如下来确定所述第一噪声是否是不良风噪声：(i)被配置为覆盖所述车辆的车身中的开口的可移动面板的位置，以及(ii)所述第一噪声的幅度和所述第一噪声的频率中的至少一个；以及
第一噪声消除模块，其被配置为：
当所述第一噪声是不良风噪声时，基于所述第一噪声的幅度和所述第一噪声的频率中的至少一个来生成第一噪声消除波形以减轻第一噪声；并且
控制扬声器播放对应于所述第一噪声消除波形的声音。
2.根据权利要求1所述的系统，还包括：
麦克风重新配置模块，其被配置为确定来自所述麦克风的所述数据是否被剪切；并且
其中，所述风噪声识别模块被配置为在如下时确定所述第一噪声是不良风噪声：(i)所述可移动面板的位置指示所述可移动面板至少部分打开，以及(ii)来自所述麦克风的所述数据被剪切。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述风噪声识别模块被配置为基于所述可移动面板的位置以及所述第一噪声的幅度和所述第一噪声的频率两者来确定所述第一噪声是否是不良风噪声。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述风噪声识别模块被配置为当如下时确定所述第一噪声是不良风噪声：所述可移动面板的位置指示所述可移动面板至少部分打开，所述第一噪声的幅度大于预定值，并且所述第一噪声的频率在预定范围内。
5.根据权利要求4所述的系统，其中：
所述预定值为80分贝；并且
所述预定范围是从15赫兹到30赫兹。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述风噪声识别模块被配置为：
当所述车辆的速度大于预定速度时确定所述第一噪声是否是不良风噪声，并且
当所述车辆的速度小于或等于所述预定速度时不确定所述第一噪声是否是不良风噪声。
7.根据权利要求1所述的系统，还包括：
连接到所述麦克风的麦克风控制模块；以及
麦克风重新配置模块，其被配置为：
确定来自所述麦克风的所述数据是否被剪切；并且
调节所述麦克风控制模块的电压范围以适应所述麦克风检测到的所述第一噪声的动态范围。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述第一噪声消除模块被配置为在所述麦克风控制模块的电压范围被调节以适应所述第一噪声的动态范围之后，基于所述麦克风记录的数据生成第一噪声消除波形。
9.根据权利要求1所述的系统，其中：
所述第一噪声消除模块被配置为当所述第一噪声是不良风噪声时停用第二噪声消除模块；并且
所述第二噪声消除模块被配置为生成第二噪声消除波形以减轻除了风噪声之外的所述车辆的车厢中的噪声。
10.根据权利要求9所述的系统，其中：
所述风噪声识别模块被配置为：
在播放与所述第一噪声消除波形对应的声音之后从所述麦克风接收指示在所述车辆的车厢中测量的第二噪声的数据；并且
确定所述第二噪声是否是不良风噪声；并且
所述第一噪声消除模块被配置为当所述第二噪声不是不良风噪声时重新启用所述第二噪声消除模块。
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