CN109961772A - 用于改善空调系统噪声质量的调节或控制设备和方法 - Google Patents

用于改善空调系统噪声质量的调节或控制设备和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于影响车辆的空调系统的噪声音效的方法，其中通过影响空调系统的声音频谱的低频和/或中频的频谱分量来减小空调系统的心理声学参量、尤其是声音的锐度。本发明还涉及一种用于实施根据上述特征之一所述的方法的调节或控制设备。

Description

用于改善空调系统噪声质量的调节或控制设备和方法
技术领域
本发明涉及一种用于改善空调系统噪声质量的一种方法和一种调节或控制设备。
背景技术
为了使车辆的车辆乘员能够有最优的舒适体验，现代车辆通常具有空调系统。空调系统的任务是与天气或废热无关地为车辆乘员提供期望的内部空气环境。但在运行这类空调系统时，空调系统内部的设备、尤其是空调系统的在空调系统中输送空气的风机会产生噪声音效。该噪声音效在车辆发动机停止时特别清楚。此外由于车辆驱动装置变得越来越安静，所以这种噪声音效会被车辆乘员更强烈地感觉到，这是因为该噪声未被车辆驱动装置的噪声或其他噪声所遮盖。空调系统的噪声音效因此越来越多地成为车辆中使用的多媒体设备的干扰声音。
由文献DE 10 2012 212 843 A1已知一种空调设备，该空调设备具有用于利用分析和控制单元减小声音的装置，该装置产生声波，该装置被布置成，通过相消干涉来衰减由空调设备风机发出的声波。
现有技术中公开了用于空调系统的调节或控制设备，该调节或控制设备被布置成，减小空调系统的噪声音效或干扰声音。在此优先通过减小空调系统的噪声音效/干扰声音的声压级来减小噪声音效或干扰声音。声压级是用于描述声信号的强度的对数数值。迄今例如通过使用多孔吸声器来减小或吸收声音频谱中的高频的频谱分量的方式来减小声压级。但多孔吸声器的缺点是，无论是制造材料还是相关的制造工艺的成本都很高。多孔吸声器在其效果方面还具有物理界限。此外已知的是，通过主动的系统(“主动降噪”)来降低声音频谱的低频和中频的频谱分量或通过相消叠加能够实现声压级的降低。但这时缺点是，必须要考虑到高的应用成本、高的硬件成本和封装问题。
发明内容
因此本发明的任务是提供一种能够改善空调系统噪声质量的方法和一种用于空调系统的调节或控制设备。
该任务通过具有权利要求1特征的方法以及具有权利要求6特征的调节或控制设备实现。
本发明的主题是一种用于影响车辆的空调系统的噪声音效的方法。
在此该方法包括：通过影响空调系统声音频谱的低频和/或中频的频谱分量来减小空调系统的心理声学参量、尤其是声音的锐度。优选通过调节或控制设备实施影响，所述调节或控制设备被设置用于，尤其是通过影响空调系统的声音来影响空调系统的噪声音效。由此可以大幅度改善空调系统的空调噪声的被主观感知的噪声质量。
尤其是通过影响空调系统的声音的心理声学参量、尤其是锐度来影响空调系统的声音。锐度是音色的重要部分且是心理声学的感知参量。这可以从实验结果中得出，在实验中受试者能够——与音调、响度和嘶哑度无关地——可复现地沿从低沉至尖锐的音阶排列噪声。锐度可以通过改变声音频谱的频谱分量来影响声音的锐度。因此如果在声音频谱的低频、中频和高频的频谱分量之间具有大的不均衡性，尤其是频谱的高频的频谱分量相比于低频、中频的频谱分量而言占有更大份额，则该声音被感知为尤其“尖锐”。
当仅通过多孔吸声器实现的声压级降低在物理学方面受到限制时，通过影响声音的心理学参量“锐度”来实现的对声音的影响能够改善噪声质量。在下一步骤中，该方法包括：通过影响空调系统声音频谱的低频和/或中频的频谱分量来影响空调系统声音的锐度。其优点是，通过影响声音频谱的低频和/或中频的频谱分量能够减小噪声音效的锐度，由此能够实现车辆的空调系统的噪声质量的整体改善。此外在影响频谱的低频和/或中频的频谱分量时不需要其他主动的系统来通过相消叠加降低噪声分量就能改善噪声质量。
在实施中，通过提升空调系统的声音频谱的低频和/或中频的频谱分量来影响噪声音效的锐度。低频和/或中频的频谱分量的提升通过经由执行器加入额外的频谱分量来实现。通常这类执行器是扬声器。此外可以在调节回路中使用麦克风。通常为此使用车辆中现有的麦克风，例如用于电信的麦克风。通过提升声音频谱的低频和/或中频的频谱分量来减小声音的锐度。至于必须提高多少频谱分量，通常在个案中加以确定。因此可以在高频的频谱分量具有高份额时，通过提升低频的和/或中频的频谱分量来实现各频谱分量(低频、中频、高频)的权重的均衡，由此减小声音的锐度感觉。通常在频谱分量非常不均衡时锐度感觉最大。通常加入特别低的频率的频谱分量能够实现锐度的非常大幅的降低。至于是否提升低频和/或中频的频谱分量，要在个案中加以确定。低频的频谱分量优选位于小于300Hz的范围。中频的频谱分量优选位于300Hz与800Hz之间。高频的频谱分量优选位于大于800Hz的范围。
因此通过使用根据本发明的方法还可以减少所需的对声音频谱的高频的频谱分量的降低，这是因为通过提升低频和/或中频的频谱分量，需要较少地降低高频的频谱分量，以便实现各个频谱分量(低频、中频和高频)的均衡。具有所述特征的方法此外不仅减小了制造成本，还减小了空调系统的总重量，因为所需用于实施该方法的调节或控制设备优选是在空调系统中现有的调节或控制设备。此外通过根据本发明的方法还能够实现额外的自由度来产生目标声音，这是因为通过提升低频和/或中频的可能性，能够实现频谱分量的权重的更多的变化可能性。
在该方法的一种改进方案中，除了提升声音频谱的低频和/或中频的频谱分量，还通过多孔吸声器影响声音频谱的高频的频谱分量。通过额外利用多孔吸声器影响声音的高频的频谱分量，必要时仅需要小幅地影响声音频谱的低频的和/或中频的频谱分量就能够减小锐度感觉以及改善噪声质量。
优选通过利用多孔吸声器降低空调系统声音频谱的高频的频谱分量来影响声音的锐度。由于利用多孔吸声器降低空调系统的声音频谱的高频的频谱分量，需要较少地提升声音频谱的低频和/或中频的频谱分量来减小锐度感觉以及因此改善噪声质量。在此特别有利的是，在提升频谱的低频和/或中频的频谱分量的同时降低频谱的高频的频谱分量。优点是，能够尽可能快地实现各频谱分量(低频、中频、高频)的均衡，由此能够特别快地减小声音的锐度感觉。使用多孔吸声器为降低频谱的高频的频谱分量提供了可靠的可行方案。
本发明的主题还在于一种用于实施根据上述特征之一所述的方法的调节或控制设备。
根据本发明，该调节或控制设备被布置成，通过影响空调系统的声音频谱的至少一个频谱分量来影响空调系统的声音的心理声学参量，尤其是声音的锐度。锐度是音色的重要部分且是心理声学的感知参量。锐度可以由实验结果得出，在实验中受试者能够——与音调、响度和粗糙度无关地——可重复地沿从低沉至尖锐的音阶排列噪声。声音的锐度可以通过改变声音频谱的频谱分量受到影响。因此如果在声音频谱的低频、中频和高频的频谱分量之间具有大的不均衡性，尤其是频谱的高频的频谱分量相比于低频、中频的频谱分量而言占有更大份额，则声音被感觉是尤其“尖锐”的。
调节或控制设备在此优选是在空调系统中现有的执行器，例如是“车载声响系统”和/或计算单元，例如车载电网控制器(BSG)。另选地也可以将执行器设置为单独的扬声器。此外可以在控制器(DSP)或为此单独研发的计算单元上运行用于控制空调系统的算法。
在实施方案中，调节或控制设备被布置成，影响空调系统的声音的低频和/或中频的频谱分量。优点是，所述调节或控制设备被设置用于，通过影响声音频谱的低频和/或中频的频谱分量能够减小噪声音效的锐度，由此能够实现车辆空调系统的噪声质量的整体改善。
在本发明的一种改进方案中，调节或控制设备被布置成，提升空调系统的声音的低频和/或中频的频谱分量。优点是，能够减小空调系统的声音的锐度，这是因为在声音的高频的频谱分量占有大的份额时，通过提升声音的低频和/或中频的频谱分量能够实现频谱分量(低频、中频、高频)的权重的均衡。通过声音的频谱分量的权重的均衡，能够减小声音的锐度感觉。被这样布置的调节或控制装置此外还减小了空调系统的制造成本以及总重量，这是因为作为根据本发明的调节或控制设备的基础，优选使用在空调系统中现有的调节或控制设备。此外根据本发明的调节或控制设备还能够实现额外的自由度来产生目标声音，这是因为通过提升低频和/或中频的可行方案，调节或控制设备被布置成，实现了频谱分量的权重的更多的变化可能性。
有利地，调节或控制设备被布置成与多孔吸声器共同作用，该多孔吸声器被布置用于影响空调系统的声音的高频的频谱分量。通过利用多孔吸声器影响高频的频谱分量，必要时仅需要通过调节或控制设备较少地影响声音频谱的低频和/或中频的频谱分量来减小锐度感觉以及改善噪声质量。
特别优选地，所述调节或控制设备被布置成，与多孔吸声器共同作用，该多孔吸声器被布置用于降低空调系统的声音的高频的频谱分量。因此有利地额外通过利用多孔吸声器降低空调系统的声音频谱的高频的频谱分量来影响锐度。通过利用多孔吸声器降低空调系统的声音频谱的高频的频谱分量，为了减小锐度感觉且由此改善噪声质量，只需要利用调节或控制设备较少地提升声音频谱的低频和/或中频的频谱分量。在此特别有利的是，调节或控制设备被布置成，在通过多孔吸声器降低频谱的高频的频谱分量的同时，通过调节和控制设备实施对频谱的低频和/或中频的频谱分量的提升。优点在于，能够尽可能快地实现频谱分量(低频、中频、高频)的均衡，由此能够特别快地减小声音的锐度感觉。使用多孔吸声器为降低频谱的高频的频谱分量提供了可靠的可行方案。
附图说明
下面借助附图中的实施例示意性示出本发明并参照附图详述本发明。附图示出：
图1示出通过根据本发明的方法和通过根据本发明的调节或控制设备改善噪声质量的示意性图表。
具体实施方式
图1中示出了通过根据本发明的方法和通过根据本发明的调节或控制设备改善噪声质量的示意性图表。该图表在X轴上示出单位为赫兹(Hz)的频谱，在Y轴上示出单位为分贝(dB)的声压级。在上方的变化曲线11中示出了更好的噪声质量，在下方的变化曲线12中示出了迄今的原始情况。在此示出了通过提升低频分量实现的对主观感受到的噪声质量的感知的示例性优化方案。
图1中示出的改善噪声质量的示例性图表以根据本发明的用于影响车辆的空调系统的噪声音效的方法为基础。根据本发明的方法在此包括：通过影响空调系统声音频谱的低频和/或中频的频谱分量来减小空调系统的心理声学参量、尤其是声音的锐度。
通过影响空调系统的噪声音效，尤其是通过影响空调系统的声音，可以大幅度地改善空调系统的空调噪声的主观感知到的噪声质量。通过影响空调系统的声音的心理声学参量、尤其是锐度来实施对空调系统声音的影响。锐度是音色的重要部分以及是心理声学的感知参量。声音的锐度可以通过改变声音频谱的频谱分量受到影响。因此如果在声音的频谱的低频、中频和高频的频谱分量之间具有大的不均衡性，尤其是频谱的高频的频谱分量相比于低频、中频的频谱分量而言占有更大的份额，则声音被感觉是尤其“尖锐”的。当仅通过多孔吸声器降低声压级在物理学方面受到限制时，通过影响声音的心理学参量“锐度”来影响声音能够改善噪声质量。
尤其是通过影响空调系统声音频谱的低频和/或中频的频谱分量来影响空调系统声音的锐度。优点是，通过影响声音频谱的低频和/或中频的频谱分量能够减小噪声音效的锐度，由此能够实现车辆的空调系统的噪声质量的整体改善。通过根据本发明的方法可以因此为车辆乘员改善噪声质量，这通过改善声音的锐度感觉的方式实现。除了提升声音频谱的低频和/或中频的频谱分量，还可以影响声音频谱的高频的频谱分量，在此降低空调系统的声音频谱的高频的频谱。此外可以通过多孔吸声器附加地影响频谱的高频的频谱分量。
附图标记列表：
11 上方的变化曲线/更好的噪声质量
12 下方的变化曲线/原始基础

Claims (10)

1.一种用于影响车辆的空调系统的噪声音效的方法，其中，通过影响空调系统的声音频谱的低频和/或中频的频谱分量来减小空调系统的心理声学参量、尤其是声音的锐度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过提升空调系统的声音频谱的低频和/或中频的频谱分量来影响噪声音效的锐度。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，除了提升声音频谱的低频和/或中频的频谱分量之外，还通过多孔吸声器来影响声音频谱的高频的频谱分量。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过利用多孔吸声器降低空调系统的声音频谱的高频的频谱分量来影响声音的锐度。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，通过至少一个多孔吸声器来额外影响频谱的高频的频谱分量。
6.一种用于实施根据权利要求1至5之一所述的方法的调节或控制设备，其特征在于，所述调节或控制设备被设置用于，通过影响空调系统的声音频谱的至少一个频谱分量来影响空调系统的声音的心理声学参量、尤其是声音的锐度。
7.根据权利要求6所述的调节或控制设备，其特征在于，所述调节或控制设备被设置用于，影响空调系统的声音的低频和/或中频的频谱分量。
8.根据权利要求7所述的调节或控制设备，其特征在于，所述调节或控制设备被设置用于，提升空调系统的声音的低频和/或中频的频谱分量。
9.根据权利要求6至8之一所述的调节或控制设备，其特征在于，所述调节或控制设备被设置用于，与多孔吸声器共同作用，该多孔吸声器被布置用于，影响空调系统的声音的高频的频谱分量。
10.根据权利要求9所述的调节或控制设备，其特征在于，所述调节或控制设备被设置用于，与多孔吸声器共同作用，该多孔吸声器被布置用于，降低空调系统的声音的高频的频谱分量。
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