DE102022208851A1 - Schallsteuervorrichtung eines fahrzeugs und verfahren zum steuern derselben - Google Patents

Schallsteuervorrichtung eines fahrzeugs und verfahren zum steuern derselben Download PDF

Info

Publication number
DE102022208851A1
DE102022208851A1 DE102022208851.4A DE102022208851A DE102022208851A1 DE 102022208851 A1 DE102022208851 A1 DE 102022208851A1 DE 102022208851 A DE102022208851 A DE 102022208851A DE 102022208851 A1 DE102022208851 A1 DE 102022208851A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
signal
noise
low
frequency components
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102022208851.4A
Other languages
English (en)
Inventor
Jung Keun You
Jong Won Lee
Kaang Dok Yee
Chi Sung Oh
Hyun Jin Song
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hyundai Motor Co
Kia Corp
Original Assignee
Hyundai Motor Co
Kia Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hyundai Motor Co, Kia Corp filed Critical Hyundai Motor Co
Publication of DE102022208851A1 publication Critical patent/DE102022208851A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1785—Methods, e.g. algorithms; Devices
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/04—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for correcting frequency response
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M7/00—Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
    • G01M7/02—Vibration-testing by means of a shake table
    • G01M7/025—Measuring arrangements
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1781—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions
    • G10K11/17813—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions characterised by the analysis of the acoustic paths, e.g. estimating, calibrating or testing of transfer functions or cross-terms
    • G10K11/17815—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions characterised by the analysis of the acoustic paths, e.g. estimating, calibrating or testing of transfer functions or cross-terms between the reference signals and the error signals, i.e. primary path
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1781—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions
    • G10K11/17813—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions characterised by the analysis of the acoustic paths, e.g. estimating, calibrating or testing of transfer functions or cross-terms
    • G10K11/17817—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions characterised by the analysis of the acoustic paths, e.g. estimating, calibrating or testing of transfer functions or cross-terms between the output signals and the error signals, i.e. secondary path
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1781—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions
    • G10K11/17821—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions characterised by the analysis of the input signals only
    • G10K11/17825—Error signals
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1785—Methods, e.g. algorithms; Devices
    • G10K11/17853—Methods, e.g. algorithms; Devices of the filter
    • G10K11/17854—Methods, e.g. algorithms; Devices of the filter the filter being an adaptive filter
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1787—General system configurations
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1787—General system configurations
    • G10K11/17879—General system configurations using both a reference signal and an error signal
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1787—General system configurations
    • G10K11/17885—General system configurations additionally using a desired external signal, e.g. pass-through audio such as music or speech
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2306/00—Other features of vehicle sub-units
    • B60Y2306/09—Reducing noise
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/10—Applications
    • G10K2210/108—Communication systems, e.g. where useful sound is kept and noise is cancelled
    • G10K2210/1082—Microphones, e.g. systems using "virtual" microphones
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/10—Applications
    • G10K2210/128—Vehicles
    • G10K2210/1282—Automobiles
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/10—Applications
    • G10K2210/128—Vehicles
    • G10K2210/1282—Automobiles
    • G10K2210/12821—Rolling noise; Wind and body noise
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/30—Means
    • G10K2210/301—Computational
    • G10K2210/3026—Feedback
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/30—Means
    • G10K2210/301—Computational
    • G10K2210/3028—Filtering, e.g. Kalman filters or special analogue or digital filters
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/30—Means
    • G10K2210/321—Physical
    • G10K2210/3229—Transducers
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/50—Miscellaneous
    • G10K2210/501—Acceleration, e.g. for accelerometers
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/50—Miscellaneous
    • G10K2210/51—Improving tonal quality, e.g. mimicking sports cars
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2410/00—Microphones
    • H04R2410/05—Noise reduction with a separate noise microphone
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2460/00—Details of hearing devices, i.e. of ear- or headphones covered by H04R1/10 or H04R5/033 but not provided for in any of their subgroups, or of hearing aids covered by H04R25/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2460/01—Hearing devices using active noise cancellation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2499/00—Aspects covered by H04R or H04S not otherwise provided for in their subgroups
    • H04R2499/10—General applications
    • H04R2499/13—Acoustic transducers and sound field adaptation in vehicles

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
  • Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)

Abstract

Schallsteuervorrichtung und Verfahren zum Steuern der Schallsteuervorrichtung in einem Fahrzeug. Das Verfahren weist das Erhalten eines Fehlersignals, das ein Restgeräusch in dem Fahrzeug indiziert, und eines Audiosignals; Berechnen der Größen von Niederfrequenzkomponenten des Fehlersignals; Anpassen der Größen von Niederfrequenzkomponenten des Audiosignals gemäß den Größen der Niederfrequenzkomponenten des Fehlersignals; und Ausgeben des angepassten Audiosignals durch einen Lautsprecher auf.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine fahrzeuginterne Schallsteuervorrichtung und ein Steuerverfahren derselben, und insbesondere eine Schallsteuervorrichtung, die eine aktive Geräuschkontrolle bzw. Geräuschsteuerung verwendet, und ein Steuerverfahren derselben.
  • HINTERGRUND
  • Der nachstehend beschriebene Inhalt liefert lediglich Hintergrundinformationen in Bezug auf die vorliegende Offenbarung und bildet nicht den Stand der Technik.
  • Wenn ein Fahrzeug fährt, tritt aufgrund eines Luft- und Strukturgeräusches des Fahrzeugs ein Geräusch auf. Beispielsweise werden ein Geräusch, das durch eine Kraftmaschine eines Fahrzeugs erzeugt wird, ein Geräusch, das durch eine Reibung zwischen dem Fahrzeug und einer Fahrbahnoberfläche erzeugt wird, eine Vibration, die durch eine Aufhängungsvorrichtung übertragen wird, ein Windgeräusch, das durch Wind erzeugt wird, etc. erzeugt.
  • Als ein Verfahren zum Reduzieren solch eines Geräusches gibt es ein Verfahren zur passiven Geräuschsteuerung zum Installieren eines schallabsorbierenden Materials, das ein Geräusch in einem Fahrzeug absorbiert, und ein Verfahren zur aktiven Geräuschsteuerung (ANC; engl. active noise control) zum Verwenden eines Geräuschsteuersignals, das eine Phase aufweist, die der Phase des Geräusches entgegengesetzt ist.
  • Da das Verfahren zur passiven Geräuschsteuerung beim adaptiven Beseitigen verschiedener Geräusche Beschränkungen aufweist, wird an dem Verfahren zur aktiven Geräuschsteuerung aktiv Forschung betrieben. Insbesondere zieht ein Verfahren zur aktiven Geräuschsteuerung eines Fahrbahngeräusches (RANC-Verfahren; engl. road-noise active noise control method) zum Beseitigen eines Fahrbahngeräusches eines Fahrzeugs Aufmerksamkeit auf sich.
  • Zur Durchführung einer aktiven Geräuschsteuerung erzeugt ein Audiosystem des Fahrzeugs ein Geräuschsteuersignal, das die gleiche Amplitude wie ein Innengeräusch des Fahrzeugs aufweist und eine Phase aufweist, die der Phase des Innengeräusches entgegengesetzt ist, und gibt das Geräuschsteuersignal an den Innenraum des Fahrzeugs aus, um das Innengeräusch aufzuheben bzw. zu unterdrücken.
  • Das Audiosystem des Fahrzeugs kann Audio wiedergeben sowie das Innengeräusch des Fahrzeugs beseitigen. Beispielsweise kann das Audiosystem des Fahrzeugs ein Audiosignal in Bezug auf Musik gleichzeitig mit einem Geräuschsteuersignal ausgeben. Folglich kann ein Insasse nur Musik ohne Fahrbahngeräusch hören.
  • Da ein herkömmliches Audiosystem jedoch einfach das Geräuschsteuersignal und das Audiosignal mischt und das gemischte Signal ohne Berücksichtigung anderer Beschränkungen ausgibt, kann es schwierig sein, ein Geräusch effizient zu beseitigen, oder ein neues Problem verursacht werden.
  • Beispielsweise sollte aus kognitiver Sicht die Größe des Audiosignals groß sein, damit eine Person ein mit einem Geräusch gemischtes Audiosignal gut hören kann. Wenn die Größe eines Audiosignals konstant ist, nimmt eine Person die Größe des Audiosignals in Abhängigkeit von dem Geräuschpegel unterschiedlich wahr, was bewirken kann, dass die Person eine schlechte Audioqualität erfährt.
  • Das herkömmliche Audiosystem entzerrt das Audiosignal ohne Berücksichtigung des Geräusches in dem Fahrzeug. Das heißt, das herkömmliche Audiosystem gibt ein Audiosignal mit einer konstanten Größe für jedes Frequenzband aus. Ein Insasse nimmt die Größe des Audiosignals in Abhängigkeit von dem Geräuschpegel in dem Fahrzeug unterschiedlich wahr, was bewirken kann, dass der Insasse eine schlechte Audioqualität erfährt.
  • Die Informationen, die in dem obigen Abschnitt Hintergrund offenbar sind, dienen zum Unterstützen des Hintergrunds der vorliegenden Offenbarung und sind nicht als Anerkenntnis zu nehmen, dass diese Informationen irgendeinen Teil des Stands der Technik bilden.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Nach zumindest einem Aspekt liefert die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zum Steuern einer Schallsteuervorrichtung in einem Fahrzeug. Das Verfahren weist das Erhalten eines Fehlersignals, das ein Restgeräusch in dem Fahrzeug indiziert, und eines Audiosignals; Berechnen der Größen von Niederfrequenzkomponenten des Fehlersignals; Anpassen der Größen von Niederfrequenzkomponenten des Audiosignals gemäß den Größen der Niederfrequenzkomponenten des Fehlersignals; und Ausgeben des angepassten Audiosignals durch einen Lautsprecher auf.
  • Nach zumindest einem anderen Aspekt liefert die vorliegende Offenbarung eine Klang- bzw. Schallsteuervorrichtung. Die Schallsteuervorrichtung weist eine Erfassungseinheit, die zum Erhalten eines Fehlersignals, das ein Restgeräusch in dem Fahrzeug indiziert, und eines Audiosignals konfiguriert ist; eine Berechnungseinheit, die zum Berechnen der Größen von Niederfrequenzkomponenten des Fehlersignals konfiguriert ist; eine Anpassungseinheit, die zum Anpassen der Größen von Niederfrequenzkomponenten des Audiosignals gemäß den Größen der Niederfrequenzkomponenten des Fehlersignals konfiguriert ist; und eine Ausgabeeinheit auf, die zum Ausgeben des angepassten Audiosignals durch einen Lautsprecher konfiguriert ist.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Konfigurationsdiagramm, das Komponenten eines Fahrzeugs nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
    • 2 ist ein Blockdiagramm, das Komponenten eines Audiosystems nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
    • 3 ist eine Querschnittsansicht zum Erläutern einer Verschiebung eines Lautsprechers nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 4 ist eine Darstellung zum Erläutern eines Prozesses zum Erzeugen eines Geräuschsteuersignals nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 5 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration des Audiosystems nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
    • 6 ist ein Ablaufplan, der ein Verfahren zum Steuern der Schallsteuervorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Nachstehend werden einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in Bezug auf beispielhafte Zeichnungen detailliert beschrieben werden. Hinsichtlich der Bezugsnummern der Komponenten der jeweiligen Zeichnungen sollte beachtet werden, dass gleichen Komponenten die gleichen Bezugsnummern zugeordnet werden, selbst wenn dieselben in verschiedenen Zeichnungen gezeigt werden. Zudem wird beim Beschreiben der vorliegenden Offenbarung eine detaillierte Beschreibung einer allgemein bekannten Konfiguration oder Funktion in Bezug auf die vorliegende Offenbarung weggelassen werden, die den Gegenstand der vorliegenden Offenbarung verschleiern kann.
  • Zudem können beim Beschreiben der Komponenten der vorliegenden Offenbarung Ausdrücke, wie beispielsweise „erster/erste/erstes“, „zweiter/zweite/zweites“, „i)“, „ii)“, „a)“, „b)“ oder dergleichen, verwendet werden. Diese Ausdrücke sind lediglich zum Unterscheiden einer entsprechenden Komponente von anderen Komponenten vorgesehen und das Wesen, die Ordnung oder Reihenfolge der entsprechenden Komponente ist nicht durch die Ausdrücke beschränkt. Wenn eine Einheit eine bestimmte Komponente ,enthält' oder ,mit' derselben ,versehen ist', bedeutet dies in der Beschreibung, dass andere Komponenten ferner enthalten sein können, ohne andere Komponenten auszuschließen, sofern nicht anderweitig explizit angegeben.
  • Jede Komponente der Vorrichtung oder des Verfahrens nach der vorliegenden Offenbarung kann als Hardware oder Software oder eine Kombination aus Hardware und Software implementiert werden. Zudem kann die Funktion jeder Komponente als Software implementiert werden und ein Mikroprozessor kann die Funktion der Software ausführen, die jeder Komponente entspricht.
  • Im Hinblick auf das Obenerwähnte liefert die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zur aktiven Geräuschsteuerung und eine Vorrichtung zum Verbessern der Leistungsfähigkeit der aktiven Geräuschsteuerung unter Berücksichtigung des Verhältnisses zwischen einem Geräuschsteuersignal und einem Audiosignal, der Charakteristiken eines Geräuschsignals und der Charakteristiken eines Lautsprechers und dergleichen.
  • Ferner liefert die vorliegende Offenbarung eine Schallsteuervorrichtung und ein Steuerverfahren derselben zum Verbessern der Leistungsfähigkeit der aktiven Geräuschsteuerung durch akkurates Modellieren eines Geräuschübertragungsweges unter Verwendung eines virtuellen Sensors und eines virtuellen Mikrofons.
  • Zudem liefert die vorliegende Offenbarung eine Schallsteuervorrichtung und ein Steuerverfahren derselben zum Verhindern, dass die von einem Insassen wahrgenommene Größe eines Audiosignals in Abhängigkeit von dem Pegel des Restgeräusches nach der aktiven Geräuschsteuerung verändert wird.
  • 1 ist ein Konfigurationsdiagramm, das Komponenten eines Fahrzeugs nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
  • In Bezug auf 1 enthält ein Fahrzeug 10 Räder 100, eine Aufhängungsvorrichtung 110, Beschleunigungsmesser 120, ein Mikrofon 130, eine Steuerung 140, einen Lautsprecher 150 und eine Achse 160. Die Anzahl und die Anordnung der in 1 gezeigten Komponenten in einer beispielhaften Ausführungsform sind nur zu einem veranschaulichenden Zweck beispielhaft gezeigt und können in einer anderen beispielhaften Ausführungsform variieren.
  • Das Fahrzeug 10 enthält ein Fahrgestell, auf welchem zum Fahren erforderliche Zubehörteile montiert sind, und ein Audiosystem, das eine aktive Geräuschsteuerung durchführt.
  • Das Fahrgestell des Fahrzeugs 10 enthält Vorderräder, die jeweils auf der linken und rechten Seite der Vorderseite des Fahrzeugs 10 vorgesehen sind, und Hinterräder, die jeweils auf der linken und rechten Seite der Rückseite des Fahrzeugs 10 vorgesehen sind. Das Fahrgestell des Fahrzeugs 10 enthält ferner eine Achse 160 als eine Leistungsübertragungseinheit. Das Fahrgestell des Fahrzeugs 10 enthält auch eine Aufhängungsvorrichtung 110. Zudem kann das Fahrzeug 10 ferner zumindest eine Leistungseinheit, eine Lenkeinheit und/oder eine Bremseinheit enthalten. Auch kann das Fahrgestell des Fahrzeugs 10 mit einer Karosserie des Fahrzeugs 10 gekoppelt sein.
  • Die Aufhängungsvorrichtung 110 ist eine Vorrichtung zum Abschwächen einer Vibration oder eines Stoßes des Fahrzeugs 10. Insbesondere wird während der Fahrt des Fahrzeugs 10 eine Vibration aufgrund einer Fahrbahnoberfläche an das Fahrzeug 10 angelegt. Die Aufhängungsvorrichtung 110 schwächt die an das Fahrzeug 10 angelegte Vibration unter Verwendung einer Feder, einer Luftfederung oder dergleichen ab. Die Aufhängungsvorrichtung 110 kann den Fahrkomfort eines Insassen in dem Fahrzeug 10 durch Abschwächung bzw. Dämpfung eines Stoßes verbessern.
  • Jedoch kann ein Geräusch aufgrund der Aufhängungsvorrichtung 110 in dem Innenraum des Fahrzeugs 10 erzeugt werden. Zwar kann die Aufhängungsvorrichtung 110 eine an das Fahrzeug 10 angelegte große Vibration abschwächen, aber es ist insbesondere schwierig, eine durch die Reibung zwischen den Rädern 100 und der Fahrbahnoberfläche erzeugte winzige Vibration zu beseitigen. Solche winzigen Vibrationen erzeugen durch die Aufhängungsvorrichtung 110 ein Geräusch in dem Innenraum des Fahrzeugs 10.
  • Des Weiteren können ein durch die Reibung zwischen den Rädern 100 und der Fahrbahnoberfläche erzeugtes Geräusch, ein durch eine Kraftmaschine, die eine Leistungsvorrichtung ist, erzeugtes Geräusch oder ein durch Wind erzeugtes Windgeräusch etc. in den Innenraum des Fahrzeugs 10 strömen bzw. gelangen.
  • Um das Innengeräusch des Fahrzeugs 10 zu beseitigen, kann das Fahrzeug 10 ein Audiosystem enthalten.
  • Das Audiosystem des Fahrzeugs 10 kann das Innengeräusch anhand der Vibration des Fahrzeugs 10 vorhersagen und das Innengeräusch des Fahrzeugs 10 unter Verwendung eines Geräuschsteuersignals beseitigen, das die gleiche Amplitude wie die Amplitude des Geräuschsignals in Bezug auf das Innengeräusch des Fahrzeugs 10 aufweist und eine Phase aufweist, die der Phase des Geräuschsignals entgegengesetzt ist.
  • Zu diesem Zweck enthält das Audiosystem einen Beschleunigungsmesser 120, ein Mikrofon 130, eine Steuerung 140 und einen Lautsprecher 150. Das Audiosystem kann ferner einen Verstärker (AMP) enthalten.
  • Der Beschleunigungsmesser 120 misst eine Beschleunigung oder Vibration des Fahrzeugs 10 und überträgt ein Bezugssignal, das ein Beschleunigungssignal repräsentiert, zu der Steuerung 140. Das Bezugssignal wird zum Erzeugen eines Geräuschsteuersignals verwendet.
  • Der Beschleunigungsmesser 120 kann eine durch die Reibung zwischen den Rädern 100 und der Fahrbahnoberfläche erzeugte Vibration messen. Zu diesem Zweck kann der Beschleunigungsmesser 120 auf der Aufhängungsvorrichtung 110, einem Verbindungsmechanismus, der die Räder 100 und die Achse 160 verbindet, oder einer Fahrzeugkarosserie vorgesehen sein.
  • Der Beschleunigungsmesser 120 überträgt ein Bezugssignal als ein analoges Signal zu der Steuerung 140. Anderenfalls kann der Beschleunigungsmesser 120 das Bezugssignal in ein digitales Signal umwandeln und das umgewandelte digitale Signal zu der Steuerung 140 übertragen.
  • Das Audiosystem kann zumindest einen Gyrosensor, einen Bewegungssensor, einen Verschiebungssensor, einen Drehmomentsensor und/oder ein Mikrofon anstelle des Beschleunigungssensors verwenden, um die Vibration des Fahrzeugs 10 zu messen. Das heißt, das Audiosystem kann eine Abfühleinheit enthalten und die Abfühleinheit kann zumindest den Beschleunigungssensor, den Gyrosensor, den Bewegungssensor, den Verschiebungssensor, den Drehmomentsensor und/oder das Mikrofon enthalten.
  • Das Mikrofon 130 erfasst einen Klang bzw. Schall in dem Fahrzeug 10 und überträgt ein Schallsignal zu der Steuerung 140. Beispielsweise kann das Mikrofon 130 ein Geräusch in dem Fahrzeug 10 erfassen und ein Geräuschsignal zu der Steuerung 140 übertragen.
  • Insbesondere kann das Mikrofon 130 einen Schalldruck von ca. 20 bis 20 kHz messen, was ein für den Menschen hörbares Frequenzband ist. Der Bereich der messbaren Frequenz des Mikrofons 130 kann schmäler oder breiter sein.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann das Mikrofon 130 ein durch die Reibung zwischen den Rädern 100 und der Fahrbahnoberfläche erzeugtes Innengeräusch messen.
  • Wenn das Geräuschsteuersignal an den Innenraum des Fahrzeugs 10 ausgegeben wird, kann das Mikrofon 130 das in dem Innenraum des Fahrzeugs 10 verbleibende Geräuschsignal in einer Umgebung messen, in der das Innengeräusch des Fahrzeugs 10 durch das Geräuschsteuersignal abnimmt. Das verbleibende Signal wird als ein Fehlersignal oder Restsignal bezeichnet. Das Fehlersignal kann als Informationen zum Bestimmen verwendet werden, ob das Geräusch in dem Fahrzeug 10 normalerweise reduziert oder beseitigt wird.
  • Wenn ein Audiosignal an den Innenraum des Fahrzeugs 10 ausgegeben wird, kann das Mikrofon 130 das Fehlersignal und das Audiosignal zusammen messen.
  • Das Mikrofon 130 kann an einer Kopfstütze eines Sitzes, einer Decke oder einer Innenwand des Fahrzeugs 10 vorgesehen sein. Das Mikrofon 130 kann an einer Vielzahl von Positionen oder in Form eines Mikrofonarrays vorgesehen sein.
  • Das Mikrofon 130 kann als Sensor vom Kondensatortyp implementiert werden. Um ein Geräusch intensiv zu messen, kann das Mikrofon 130 als Richtmikrofon implementiert werden.
  • Nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann das Mikrofon 130 als ein virtuelles Mikrofon wirken, das durch die Steuerung 140 an der Position eines Ohrs eines Insassen erzeugt wird.
  • Gemäß einem Algorithmus, wie beispielsweise Least Mean Square (LMS; zu Deutsch: kleinstes mittleres Quadrat) oder Filtered-x Least Mean Square (FxLMS; zu Deutsch etwa: Gefiltertes-x-Kleinstes-mittleres-Quadrat), die in der Technik bekannt sind, kann die Steuerung 120 Koeffizienten eines adaptiven Filters (oft als W-Filter bezeichnet) basierend auf dem/den Fehlersignal(en) und Bezugssignal(en) bestimmen. Das Geräuschsteuersignal kann durch ein adaptives Filter basierend auf einem Bezugssignal oder einer Kombination aus Bezugssignalen erzeugt werden. Wenn das Geräuschsteuersignal durch den Lautsprecher 150 über den Verstärker ausgegeben wird, weist das Geräuschsteuersignal eine ideale Wellenform auf, so dass ein destruktiver Schall nahe dem Ohr des Insassen und dem Mikrofon 130 erzeugt wird, wobei der destruktive Schall die gleiche Amplitude wie ein Fahrbahngeräusch aufweist, das Fahrgäste in der Fahrgastzelle hören, und eine der Phase des Fahrbahngeräusches entgegengesetzte Phase aufweist. Der destruktive Schall aus dem Lautsprecher 150 wird mit dem Fahrbahngeräusch in der Nähe des Mikrofons 130 in der Fahrgastzelle addiert, wobei dadurch der Schalldruckpegel aufgrund des Fahrbahngeräusches an dieser Stelle verringert wird.
  • Die Steuerung 140 kann ein Bezugssignal und ein Geräuschsignal, die analoge Signale sind, in ein digitales Signal umwandeln und ein Geräuschsteuersignal anhand des umgewandelten digitalen Signals erzeugen.
  • Die Steuerung 140 überträgt das Geräuschsteuersignal zu dem Verstärker.
  • Der Verstärker empfängt das Geräuschsteuersignal von der Steuerung 140 und ein Audiosignal von einer AVN-Vorrichtung (Audio-Video-Navigationsvorrichtung).
  • Der Verstärker kann das Geräuschsteuersignal und das Audiosignal mischen und das gemischte Signal durch einen Lautsprecher ausgeben. Zudem kann der Verstärker die Amplitude des gemischten Signals unter Verwendung von Leistungsverstärkern anpassen. Die Leistungsverstärker können Vakuumröhren oder Transistoren zum Verstärken der Leistung des gemischten Signals enthalten.
  • Der Verstärker überträgt das gemischte Signal zu dem Lautsprecher 150.
  • Der Lautsprecher 150 empfängt das gemischte Signal, das ein elektrisches Signal ist, von dem Verstärker und gibt das gemischte Signal an den Innenraum des Fahrzeugs 10 in Form einer Schallwelle aus. Ein Geräusch in dem Innenraum des Fahrzeugs 10 kann durch die Ausgabe des gemischten Signals reduziert oder beseitigt werden.
  • Der Lautsprecher 150 kann an einer Vielzahl von Positionen in dem Fahrzeug 10 vorgesehen werden.
  • Der Lautsprecher 150 kann das gemischte Signal nach Bedarf nur an einen bestimmten Insassen ausgeben. Insbesondere kann der Lautsprecher 150 eine konstruktive Interferenz oder destruktive Interferenz an der Position des Ohrs des bestimmten Insassen durch Ausgeben der gemischten Signale mit unterschiedlichen Phasen an einer Vielzahl von Positionen verursachen.
  • 2 ist ein Blockdiagramm, das Komponenten eines Audiosystems nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
  • In Bezug auf 2 enthält das Audiosystem des Fahrzeugs einen Sensor 200, ein Mikrofon 210, eine Steuerung 220, eine AVN-Vorrichtung 230, einen Verstärker 240 und einen Lautsprecher 250. In 2 können der Sensor 200, das Mikrofon 210, die Steuerung 220, die AVN-Vorrichtung 230, der Verstärker 240 und der Lautsprecher 250 jeweils dem Beschleunigungsmesser 120, dem Mikrofon 130, der Steuerung 140, der AVN-Vorrichtung, dem Verstärker und dem Lautsprecher 150 entsprechen, die in Bezug auf 1 beschrieben wurden.
  • Nachstehend kann das Geräuschsignal ein Geräusch sein, das an verschiedenen Positionen einschließlich der Position eines Ohrs eines Insassen gemessen wird.
  • Das Geräuschsteuersignal ist ein Signal zum Beseitigen oder Dämpfen des Geräuschsignals. Das Geräuschsteuersignal ist ein Signal, das die gleiche Amplitude wie das Geräuschsignal aufweist und eine der Phase des Geräuschsignals entgegengesetzte Phase aufweist.
  • Das Fehlersignal ist das Restgeräusch, das gemessen wird, nachdem das Geräuschsignal durch das Geräuschsteuersignal an der Stelle der Geräuschsteuerung unterdrückt bzw. aufgehoben wird. Das Fehlersignal kann durch ein Mikrofon gemessen werden. Wenn das Mikrofon das Fehlersignal und das Audiosignal zusammen misst, kann das Audiosystem das Fehlersignal identifizieren, da dasselbe das Audiosignal kennt. In diesem Fall kann die Position des Mikrofons der Position des Ohrs eines Insassen, die die Stelle der Geräuschsteuerung ist, angenähert werden.
  • Wieder in Bezug auf 2 misst der Sensor 200 ein Beschleunigungssignal des Fahrzeugs als ein Bezugssignal. Der Sensor 200 kann zumindest einen Beschleunigungssensor, einen Gyrosensor, einen Bewegungssensor, einen Verschiebungssensor, einen Drehmomentsensor und/oder ein Mikrofon enthalten.
  • Das Mikrofon 210 misst ein akustisches Signal in dem Fahrzeug. Hier enthält das durch das Mikrofon 210 gemessene akustische Signal zumindest ein Geräuschsignal, ein Fehlersignal und/oder ein Audiosignal.
  • Wenn das Geräuschsteuersignal an den Innenraum des Fahrzeugs ausgegeben wird, kann das Mikrofon 210 das Fehlersignal messen. Wenn ein Audiosignal an den Innenraum des Fahrzeugs ausgegeben wird, kann das Mikrofon 130 das Fehlersignal und das Audiosignal zusammen messen.
  • Die Steuerung 220 erzeugt ein Geräuschsteuersignal gemäß dem Bezugssignal. Das Geräuschsteuersignal ist ein Signal, das die gleiche Größe wie das des Innengeräusches des Fahrzeugs aufweist und eine Phase aufweist, die der des Innengeräusches entgegengesetzt ist. Wenn das Geräuschsteuersignal ausgegeben wird, kann die Steuerung 220 das Geräuschsteuersignal basierend auf dem Bezugssignal und dem Fehlersignal erzeugen. Wenn ein Audiosignal ausgegeben wird, kann die Steuerung 220 ein Fehlersignal aus dem durch das Mikrofon 210 gemessenen akustischen Signal extrahieren und ein Geräuschsteuersignal basierend auf dem Bezugssignal und dem Fehlersignal erzeugen.
  • Indessen kann sich in der vorliegenden Beschreibung die Größe des Signals auf einen Schalldruck, einen Schalldruckpegel, eine Energie oder eine Leistung beziehen. Anderenfalls kann sich die Größe des Signals auf eine mittlere Amplitude, einen mittleren Schalldruck, einen mittleren Schalldruckpegel, eine mittlere Energie oder eine mittlere Leistung des Signals beziehen.
  • Die Steuerung 220 kann das Geräuschsteuersignal unabhängig steuern, um ungeachtet dessen ausgegeben zu werden, ob die Audiofunktion der AVN-Vorrichtung 230 wirkt. Das heißt, die Steuerung 220 kann in der Fahrsituation des Fahrzeugs stets wirken. Wenn die Audiofunktion der AVN-Vorrichtung 230 eingeschaltet wird, kann die Steuerung 220 die gemeinsame Ausgabe des Geräuschsteuersignals und des Audiosignals steuern. Die Steuerung 220 kann nur die Ausgabe des Geräuschsteuersignals steuern, wenn die Audiofunktion der AVN-Vorrichtung 230 ausgeschaltet wird.
  • Die Steuerung 220 kann durch eine A2B-Schnittstelle (Automotive-Audio-Bus-Schnittstelle) mit anderen Komponenten des Audiosystems verbunden sein.
  • Indessen ist die AVN-Vorrichtung 230 in einem Fahrzeug installiert und führt Audio-, Video- und Navigationsprogramme gemäß einer Anforderung eines Insassen aus.
  • Insbesondere kann die AVN-Vorrichtung 230 unter Verwendung eines Audiosignalsenders 231 ein Audiosignal zu dem Verstärker 240 übertragen. Das zu dem Verstärker 240 übertragene Audiosignal wird durch den Lautsprecher 250 an den Innenraum des Fahrzeugs ausgeben. Wenn die AVN-Vorrichtung 230 unter der Steuerung eines Insassen beispielsweise ein musikbezogenes Audiosignal zu dem Verstärker 240 überträgt, können der Verstärker 240 und der Lautsprecher 250 Musik gemäß dem Audiosignal wiedergeben. Zudem kann die AVN-Vorrichtung 230 dem Insassen Fahrinformationen des Fahrzeugs, Straßeninformationen oder Navigationsinformationen unter Verwendung einer Videoausgabevorrichtung, wie beispielsweise eine Anzeige, bereitstellen.
  • Die AVN-Vorrichtung 230 kann unter Verwendung eines Kommunikationsnetzes, das einen mobilen Kommunikationsstandard, wie beispielsweise 3G (Generation), LTE (Long Term Evolution) oder 5G, unterstützt, mit einer externen Vorrichtung kommunizieren. Die AVN-Vorrichtung 230 kann durch Kommunikation Informationen nahegelegener Fahrzeuge, Infrastrukturinformationen, Straßeninformationen, Verkehrsinformationen und dergleichen empfangen.
  • Der Verstärker 240 mischt das Geräuschsteuersignal und das Audiosignal, verarbeitet das gemischte Signal und gibt das verarbeitete Signal durch den Lautsprecher 250 aus. Anderenfalls kann der Verstärker 240 nach dem Verarbeiten des Geräuschsteuersignals oder des Audiosignals das Geräuschsteuersignal und das Audiosignal mischen.
  • Der Verstärker 240 kann eine angemessene Verarbeitung an dem gemischten Signal unter Berücksichtigung der Charakteristiken des Geräuschsteuersignals, des Audiosignals oder des Lautsprechers 250 durchführen. Beispielsweise kann der Verstärker 240 die Größe des gemischten Signals anpassen. Zu diesem Zweck kann der Verstärker 240 zumindest einen Verstärker enthalten.
  • Der Verstärker 240 kann das verarbeitete Signal zu der Steuerung 220 zurückführen.
  • Der Verstärker 240 nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann mit der Steuerung 220 einstückig konfiguriert sein. Als ein Beispiel sind die Steuerung 220 und der Verstärker 240 einstückig konfiguriert und dieselben können in einer Kopfstütze eines Sitzes vorgesehen sein.
  • Die Steuerung 220 kann unter Verwendung des verarbeiteten Signals ein Geräuschsteuersignal zum Beseitigen eines Fehlersignals unter verschiedenen Klängen bzw. Geräuschen in dem Fahrzeug erzeugen.
  • Der Lautsprecher 250 empfängt das verarbeitete Signal von dem Verstärker 240 und gibt das verarbeitete Signal an den Innenraum des Fahrzeugs aus. Das Innengeräusch des Fahrzeugs kann durch die Ausgabe des Lautsprechers 250 beseitigt oder gedämpft werden. Die detaillierte Beschreibung dessen wird später erfolgen.
  • Der Sensor 200, das Mikrofon 210, die Steuerung 220, die AVN-Vorrichtung 230, der Verstärker 240 und der Lautsprecher 250 können jeweils dem Beschleunigungsmesser 120, dem Mikrofon 130, der Steuerung 140, der AVN-Vorrichtung, dem Verstärker und dem Lautsprecher 150 entsprechen, die in Bezug auf 1 beschrieben wurden.
  • Indessen kann das Audiosystem des Fahrzeugs diagnostizieren, ob die Komponenten versagen. Beispielsweise kann das Audiosystem anormale Signale der Komponenten erfassen und bestimmen, dass sich ein Ausfall der Steuerung 220 oder des Sensors 200 ereignet.
  • Nachstehend werden die Komponenten der Steuerung 220 und des Verstärkers 240 detailliert beschrieben werden.
  • Die Steuerung 220 enthält zumindest eine erste Filtereinheit 221, einen ersten Analog-Digital-Wandler (ADC; engl. analog-digital converter) 222, eine zweite Filtereinheit 223, einen zweiten ADC 224 und einen Steuersignalgenerator 225 und/oder einen Steuersignalsender 226. Die Steuerung 220 kann mit zumindest einem digitalen Signalprozessor (DSP) implementiert werden.
  • Die erste Filtereinheit 221 filtert ein Bezugssignal des Sensors 200. Die erste Filtereinheit 221 kann ein Signal eines spezifischen Bands im Frequenzband des Bezugssignals filtern. Zum Filtern des Bezugssignals eines niedrigen Frequenzbands, das eine wesentliche Geräuschquelle in dem Fahrzeug ist, kann die erste Filtereinheit 221 beispielsweise ein Tiefpassfilter auf das Bezugssignal anwenden. Außerdem kann die erste Filtereinheit 221 ein Hochpassfilter auf das Bezugssignal anwenden.
  • Der erste ADC 222 wandelt ein Bezugssignal, das ein analoges Signal ist, in ein digitales Signal um. Insbesondere kann der erste ADC 222 das durch die erste Filtereinheit 221 gefilterte Bezugssignal in ein digitales Signal umwandeln. Zu diesem Zweck kann der erste ADC 222 ein Abtasten an dem Bezugssignal durchführen. Beispielsweise kann der erste ADC 222 das Bezugssignal mit einer Abtastrate von 2 kHz abtasten. Mit anderen Worten kann der erste ADC 222 eine Abwärtsabtastung auf das Geräuschsteuersignal anwenden. Der erste ADC 222 kann das Bezugssignal, das ein analoges Signal ist, durch Abtasten des Bezugssignals mit einer angemessenen Abtastrate in ein digitales Signal umwandeln.
  • Die zweite Filtereinheit 223 filtert ein akustisches Signal des Mikrofons 210. Das akustische Signal enthält zumindest ein Geräuschsignal, ein Fehlersignal und/oder ein Audiosignal. Die zweite Filtereinheit 223 kann ein Signal eines spezifischen Bands in dem Frequenzband des akustischen Signals filtern. Beispielsweise kann die zweite Filtereinheit 223 zum Filtern des akustischen Signals des niedrigen Frequenzbands ein Tiefpassfilter auf das akustische Signal anwenden. Außerdem kann die zweite Filtereinheit 223 ein Hochpassfilter oder ein Kerbfilter bzw. Notch-Filter auf das akustische Signal anwenden.
  • Der zweite ADC 224 wandelt ein akustisches Signal, das ein analoges Signal ist, in ein digitales Signal um. Insbesondere kann der zweite ADC 224 das durch die zweite Filtereinheit 223 gefilterte akustische Signal in ein digitales Signal umwandeln. Zu diesem Zweck kann der zweite ADC 224 ein Abtasten an dem akustischen Signal durchführen. Beispielsweise kann der zweite ADC 224 das akustische Signal mit einer Abtastrate von 2 kHz abtasten. Mit anderen Worten kann der zweite ADC 224 ein Abwärtsabtasten auf das akustische Signal anwenden. Der zweite ADC 224 kann das akustische Signal, das ein analoges Signal ist, durch Abtasten des akustischen Signals mit einer angemessenen Abtastrate in ein digitales Signal umwandeln. Danach kann das in das digitale Signal umgewandelte akustische Signal durch ein Hochpassfilter gefiltert werden.
  • Indessen sind in 2 der erste ADC 222 und der zweite ADC 224 veranschaulicht, in der Steuerung 220 enthalten zu sein. Als ein anderes Beispiel können der erste ADC 222 und der zweite ADC 224 jedoch jeweils in dem Sensor 200 und dem Mikrofon 210 enthalten sein. Das heißt, das Bezugssignal, das ein analoges Signal ist, kann in dem Sensor 200 in ein digitales Signal umgewandelt werden und zu der ersten Filtereinheit 221 der Steuerung 220 übertragen werden. Ähnlich kann ein akustisches Signal, das ein analoges Signal ist, in dem Mikrofon 210 in ein digitales Signal umgewandelt werden und zu der zweiten Filtereinheit 223 der Steuerung 220 übertragen werden. In diesem Fall können die erste Filtereinheit 221 und die zweite Filtereinheit 223 digitale Filter sein.
  • Der Steuersignalgenerator 225 erzeugt ein Geräuschsteuersignal basierend auf dem Bezugssignal, das in ein digitales Signal umgewandelt wurde. Der Steuersignalgenerator 225 kann ein Geräuschsteuersignal ferner basierend auf dem Fehlersignal erzeugen, das in ein digitales Signal umgewandelt wurde.
  • Nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann der Steuersignalgenerator 225 unter Verwendung eines Filtered-x-Least-Mean-Square-Algorithmus (FxLMS-Algorithmus) ein Geräuschsteuersignal erzeugen. Der FxLMS-Algorithmus ist ein Algorithmus zum Beseitigen eines jeweiligen Körperschalls eines Fahrzeugs basierend auf einem Bezugssignal. Der FxLMS-Algorithmus ist durch die Verwendung eines virtuellen Sensors gekennzeichnet. Der FxLMS-Algorithmus kann ein Geräusch unter Berücksichtigung eines sekundären Weges steuern, der eine Distanz zwischen dem Lautsprecher 250 und dem Mikrofon 210 indiziert. Dies wird in Bezug auf 4 detailliert beschrieben werden.
  • Zudem kann der Steuersignalgenerator 225 das Geräusch unter Verwendung eines adaptiven Steueralgorithmus steuern. Die Steuerung 220 kann verschiedene Algorithmen, wie beispielsweise Filtered-input Least Mean Square (FxLMS), Filtered-input Normalized Least Mean Square (FxNLMS), Filtered-input Recursive Least Square (FxRLS) und Filtered-input Normalized Recursive Least Square (FxNRLS), verwenden.
  • Der Steuersignalgenerator 225 kann ein durch den Verstärker 240 verarbeitetes Rückführungssignal empfangen und ein Geräuschsteuersignal, das den Ausgang des Audiosignals nicht beeinträchtigt, unter Berücksichtigung des verarbeiteten Signals des Verstärkers 240 erzeugen. Insbesondere kann das Mikrofon 210 das Fehlersignal und das Audiosignal zusammen messen. In diesem Fall kann der Steuersignalgenerator 225 ein Fehlersignal aus dem akustischen Signal unter Verwendung des verarbeiteten Signals des Verstärkers 240 extrahieren und ein Geräuschsteuersignal basierend auf dem extrahierten Fehlersignal und dem Bezugssignal erzeugen. Das erzeugte Geräuschsteuersignal hebt ein Geräusch in dem Fahrzeug auf, aber dämpft nicht das Audiosignal.
  • Der Steuersignalsender 226 überträgt das durch den Steuersignalgenerator 225 erzeugte Geräuschsteuersignal zu dem Verstärker 240.
  • Der Verstärker 240 enthält zumindest einen Steuerpuffer 241, eine Vorverarbeitungseinheit 242, eine erste Dämpfungseinheit 243, einen Audiopuffer 244, einen Entzerrer bzw. Equalizer 245, eine Berechnungseinheit 246 und eine zweite Dämpfungseinheit 247, eine Nachverarbeitungseinheit 248 und/oder einen Digital-Analog-Wandler (DAC; engl. Digital-Analog Converter) 249. Der Verstärker 240 kann unter Verwendung von zumindest einem digitalen Signalprozessor implementiert werden.
  • Der Steuerpuffer 241 speichert das von der Steuerung 220 empfangene Geräuschsteuersignal temporär. Der Steuerpuffer 241 kann das Geräuschsteuersignal übertragen, wenn die akkumulierte Anzahl des Geräuschsteuersignals eine vorbestimmte Bedingung erfüllt. Anderenfalls kann der Steuerpuffer 241 das Geräuschsteuersignal speichern und das Geräuschsteuersignal in regelmäßigen Zeitabständen übertragen. Der Steuerpuffer 241 überträgt das Geräuschsteuersignal zu der Vorverarbeitungseinheit 242 und der Berechnungseinheit 246.
  • Die Vorverarbeitungseinheit 242 wendet eine Aufwärtsabtastung oder ein Filtern auf das von dem Steuerpuffer 241 empfangene Geräuschsteuersignal an. Beispielsweise kann die Vorverarbeitungseinheit 242 das Geräuschsteuersignal mit einer Abtastrate von 48 kHz aufwärts abtasten. Die Vorverarbeitungseinheit 242 kann die Steuerpräzision für das Geräuschsteuersignal durch Aufwärtsabtastung verbessern. Wenn das von der Steuerung 220 empfangene Geräuschsteuersignal ein Geräusch enthält, kann die Vorverarbeitungseinheit 242 zudem das Geräusch des Geräuschsteuersignals durch Frequenzfiltern beseitigen. Die Vorverarbeitungseinheit 242 überträgt das vorverarbeitete Geräuschsteuersignal zum ersten Dämpfungsglied 243.
  • Der Audiopuffer 244 speichert das von der AVN-Vorrichtung 230 empfangene Audiosignal temporär. Der Audiopuffer 244 kann das Audiosignal übertragen, wenn die akkumulierte Anzahl des Audiosignals eine vorbestimmte Bedingung erfüllt. Anderenfalls kann der Audiopuffer 244 das Audiosignal speichern und das Audiosignal in regelmäßigen Zeitabständen übertragen. Der Audiopuffer 244 leitet das Audiosignal an den Equalizer 245 weiter.
  • Der Equalizer 245 passt das Audiosignal für jedes Frequenzband an. Insbesondere kann der Equalizer 245 das Frequenzband des Audiosignals in eine Vielzahl von Frequenzbändern unterteilen und die Amplitude oder Phase der Audiosignale entsprechend jedem Frequenzband anpassen. Beispielsweise kann der Equalizer 245 das Audiosignal des niedrigen Frequenzbands hervorheben und das Audiosignal des hohen Frequenzbands schwach anpassen. Der Equalizer 245 kann das Audiosignal gemäß der Steuerung eines Insassen anpassen. Der Equalizer 245 überträgt das angepasste Audiosignal zu der Berechnungseinheit 246.
  • Die Berechnungseinheit 246 berechnet einen Steuerparameter basierend auf dem von dem Steuerpuffer 241 empfangenen Geräuschsteuersignal und dem Audiosignal, das von dem Equalizer 245 empfangen wird.
  • Die Berechnungseinheit 246 kann Steuerparameter basierend auf einem Verhältnis zwischen dem Geräuschsteuersignal und dem Audiosignal, einer Charakteristik des Lautsprechers 250, einer Charakteristik eines Geräuschsignals oder einer Charakteristik eines Fehlersignals und dergleichen berechnen.
  • Die Steuerparameter können einen ersten Dämpfungskoeffizienten für das Geräuschsteuersignal oder einen zweiten Dämpfungskoeffizienten für das Audiosignal enthalten. Ferner können die Steuerparameter Grenzwerte für den Bereich des Geräuschsteuersignals oder des Audiosignals enthalten. Außerdem können die Steuerparameter verschiedene Parameterwerte zur aktiven Geräuschsteuerung enthalten.
  • Die erste Dämpfungseinheit 243 wendet den durch die Berechnungseinheit 246 berechneten ersten Dämpfungskoeffizienten auf das Geräuschsteuersignal an und überträgt das gedämpfte Geräuschsteuersignal zu der Nachverarbeitungseinheit 248. Wenn der erste Dämpfungskoeffizient nicht durch die Berechnungseinheit 246 berechnet wird, leitet die erste Dämpfungseinheit 243 das Geräuschsteuersignal weiter.
  • Die zweite Dämpfungseinheit 247 wendet den durch die Berechnungseinheit 246 berechneten zweiten Dämpfungskoeffizienten auf das Audiosignal an und überträgt das gedämpfte Audiosignal zu der Nachverarbeitungseinheit 248. Wenn der zweite Dämpfungskoeffizient nicht durch die Berechnungseinheit 246 berechnet wird, leitet die zweite Dämpfungseinheit 247 das Audiosignal weiter.
  • Das Geräuschsteuersignal und das Audiosignal werden gemischt, während dieselben zu der Nachverarbeitungseinheit 248 übertragen werden. Das heißt, das gemischte Signal wird in die Nachverarbeitungseinheit 248 eingegeben.
  • Die Nachverarbeitungseinheit 248 führt zumindest eine Linearisierung und/oder Stabilisierung an dem gemischten Signal durch. Hier dienen die Linearisierung und die Stabilisierung zur Nachverarbeitung des gemischten Signals basierend auf dem gemischten Signal des Lautsprechers 250 und der Verschiebungsgrenze.
  • Der DAC 249 wandelt das nachverarbeitete Signal, das ein digitales Signal ist, in ein Ausgangssignal um, das ein analoges Signal ist. Der DAC 249 überträgt das Ausgangssignal zu dem Lautsprecher 250.
  • Der Lautsprecher 250 gibt das von dem DAC 249 empfangene Ausgangssignal in Form von Schallwellen aus. Der Lautsprecher 250 kann das Ausgangssignal an den Innenraum des Fahrzeugs ausgeben. Das Ausgangssignal beseitigt das Geräusch in dem Fahrzeug, während ein Audio gemäß dem Audiosignal an den Innenraum des Fahrzeugs ausgegeben werden kann.
  • Zwar wurde in Bezug auf 2 beschrieben, dass das Bezugssignal und das Geräuschsteuersignal in einer Einzahl vorliegen, aber dieselben können in einer Mehrzahl vorliegen. Beispielsweise kann die Steuerung 220 Bezugssignale von einer Vielzahl von Sensoren erhalten und eine Vielzahl von Fehlersignalen von einer Vielzahl von Mikrofonen erhalten. Ferner kann die Steuerung 220 eine Vielzahl von Geräuschsteuersignalen erzeugen und die Vielzahl von Geräuschsteuersignalen durch eine Vielzahl von Lautsprechern ausgeben.
  • Die Steuerung 220 kann zudem das Geräusch für jeden Sitz steuern. Beispielsweise kann die Steuerung 220 Bezugssignale von einer Vielzahl von Sensoren erhalten, Fehlersignale von den nahe der Position eines Ohrs des Fahrers vorgesehenen Mikrofonen erhalten und die Geräuschsteuersignale erzeugen, die von den jeweiligen Lautsprechern basierend auf einer Vielzahl von sekundären Wegen von den Stellen, an welchen die Geräuschsteuersignale erzeugt werden, zu der Position des Ohrs des Fahrers durch die Vielzahl von Lautsprechern ausgegeben werden.
  • 3 ist eine Querschnittsansicht zum Erläutern der Verschiebung eines Lautsprechers nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • In Bezug auf 3 enthält der Lautsprecher 30 eine untere Platte 300, einen Magnet 310, eine obere Platte 320, eine Schwingspule 330, ein Polstück 340, eine Aufhängung 350, einen Rahmen 360, einen Kegel 370, eine Einfassung bzw. Sicke 380 und eine Staubkappe 390.
  • Zwar wird der Lautsprecher 30 in 3 als ein Lautsprecher einer Tauchspulenart zum Ausdruck gebracht, aber der Lautsprecher 30 kann als ein Lautsprecher einer anderen Art implementiert werden.
  • Der Lautsprecher 30 enthält eine untere Platte 300, eine obere Platte 320 und einen Magnet 310, der zwischen der unteren Platte 300 und der oberen Platte 320 vorgesehen ist. Die untere Platte 300 enthält ein Polstück 340 mit einem hervorstehenden mittleren Abschnitt.
  • Der Magnet 310 und die obere Platte 320 können in einer das Polstück 340 umgebenden Ringform ausgebildet sein. Zudem kann die Schwingspule 330 in einem Spaltraum bzw. Zwischenraum (gap space) zwischen dem Polstück 340 und der oberen Platte 320 vorgesehen sein und die Schwingspule 330 kann vorgesehen sein, um um das Polstück 340 herumgewickelt zu sein. Die Schwingspule 330 ist an einem Spulenkörper angebracht und der Spulenkörper kann durch die Aufhängung 350, die Elastizität aufweist, an dem Rahmen 360 fixiert sein. Die Aufhängung 350 weist eine flexible Eigenschaft auf und kann die Position der Schwingspule 330 zurückführen.
  • Die untere Platte 300, der Magnet 310, die obere Platte 320, die Schwingspule 330 und das Polstück 340 bilden einen Magnetkreis. Der Magnet 310 kann Ferrit sein. Wenn ein Wechselstrom an die Schwingspule 330 angelegt wird, erzeugt die Schwingspule 330 ein Magnetfeld. Hier kann der Wechselstrom ein durch den Verstärker ausgegebenes Ausgangssignal sein. Das Polstück 340 konzentriert das durch die Schwingspule 330 erzeugte Magnetfeld. Das durch die Schwingspule 330 erzeugte Magnetfeld interagiert mit dem Magnetfeld des Magnets 310. Aufgrund dieser Interaktion bewegt sich die Schwingspule 330 auf- und abwärts. Die durch die Interaktion zwischen dem DC-Magnetfluss des Magnets 310 und dem AC-Magnetfluss der Schwingspule 330 erzeugte Kraft lässt die Schwingspule 330 und den Kegel 370 vibrieren, um einen Schall bzw. Ton zu erzeugen. Die Bewegung der Schwingspule 330 wird als Verschiebung oder Auslenkung bezeichnet. Die Schwingspule 330 erzeugt durch den Spulenkörper eine Vibration oder Oszillation in dem Kegel 370.
  • Der Kegel 370 ist durch die Sicke 380, die Elastizität aufweist, mit dem Rahmen 360 verbunden und vibriert durch die Schwingspule 330. Der Kegel 370 erzeugt einen Ton, während derselbe durch Vibration Luft drückt bzw. vorantreibt.
  • Die Staubkappe 390 schützt den Kegel 370 vor Fremdsubstanzen.
  • Die Verschiebung der Schwingspule 330 wird basierend auf verschiedenen Parametern bestimmt, die die Größe des an die Schwingspule 330 angelegten Wechselstroms enthalten.
  • Die Verschiebung der Schwingspule 330 weist aufgrund der Struktur des Lautsprechers 30 eine physische Beschränkung auf. Des Weiteren kann die Verschiebung der Schwingspule 330 in dem Lautsprecher 30 durch eine äußere Umgebung, wie beispielsweise eine Verzerrung eines Eingangssignals, eine Wärmeerzeugung, ein Altern oder eine Temperatur des Lautsprechers, beschränkt werden. Die Verschiebung der Schwingspule 330 kann durch das an die Schwingspule 330 angelegte Ausgangssignal innerhalb eines zulässigen Verschiebungsbereiches liegen, aber andererseits kann die Verschiebung der Schwingspule 330 durch das Ausgangssignal außerhalb des zulässigen Verschiebungsbereiches liegen. Dies wird als Sättigungszustand bezeichnet. In diesem Fall kann ein durch den Lautsprecher 30 auszugebendes Signal verzerrt werden oder eine Funktionsstörung des Lautsprechers 30 auftreten.
  • Um das oben erwähnte Problem des Lautsprechers 30 zu lösen, kann der Verstärker nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Linearisierung und Stabilisierung durchführen. Der Verstärker kann eine Linearisierung und Stabilisierung auf das Ausgangssignal anwenden, das an die Schwingspule 330 angelegt wird.
  • Insbesondere bedeutet die Linearität des Lautsprechers 30 ein lineares Verhältnis zwischen dem Eingangssignal des Lautsprechers 30 und der Verschiebung der Schwingspule 330. Innerhalb des linearen Bereiches der Schwingspule 330 kann die Verschiebung der Schwingspule 330 linear mit der Größe des Eingangssignals variieren. Wenn die Schwingspule 330 durch das Eingangssignal des Lautsprechers 30 außerhalb des linearen Bereiches wirkt, kann die Verschiebung der Schwingspule 330 andererseits nicht linear mit der Größe des Eingangssignals variieren. In diesem Fall kann der Verstärker steuern, so dass die Linearität zwischen dem Eingangssignal und der Verschiebung der Schwingspule 330 außerhalb des linearen Bereiches der Schwingspule 330 beibehalten wird.
  • Die Stabilisierung des Lautsprechers 30 bedeutet das Korrigieren einer exzentrischen Position der Schwingspule 330. Die Schwingspule 330 kann sich nicht in der exakten Mitte des Betriebsbereiches befinden. Beispielsweise kann die Schwingspule 330 vibrieren, während die Position derselben nach unten exzentrisch ist. In diesem Fall kann die Abwärtsbewegung der Schwingspule 330 beschränkt werden. Zu diesem Zeitpunkt kann der Verstärker einen Versatz auf das Eingangssignal des Lautsprechers 30 unter Berücksichtigung der exzentrischen Position und der Mitte der Verschiebung der Schwingspule 330 anwenden.
  • Der Verstärker kann unter Verwendung der Linearisierung und Stabilisierung eine Linearität zwischen Verschiebungen der Schwingspule 330 beibehalten und die Mitte der Schwingspule 330 beibehalten.
  • Beim Ausgeben eines Schalldrucks mit der gleichen Größe ist es für den Lautsprecher 30 schwieriger, ein niederfrequentes Signal auszugeben als ein hochfrequentes Signal. Insbesondere ist der Schalldruck, der die Kraft repräsentiert, die die Luft vorantreibt, zu der Beschleunigung des Kegels 370 proportional. Wenn das Eingangssignal ein niederfrequentes Signal ist, ist die Beschleunigung des Kegels 370 gemäß dem niederfrequenten Signal geringer als die Beschleunigung des Kegels 370 gemäß dem hochfrequenten Signal. Folglich ist es für den Lautsprecher 30 schwieriger, ein niederfrequentes Signal auszugeben als ein hochfrequentes Signal.
  • Zum Ausgeben eines niederfrequenten Signals mit dem gleichen Schalldruckpegel wie der Schalldruckpegel eines hochfrequenten Signals gibt es ein Verfahren zum Bewirken, dass die Amplitude des niederfrequenten Signals größer als die Amplitude des hochfrequenten Signals ist. In diesem Fall kann der Lautsprecher 30 jedoch aufgrund einer Wärmeerzeugung der Schwingspule 330 oder übermäßigen Verschiebung der Schwingspule 330 versagen. Im Falle einer übermäßigen Verschiebung der Schwingspule 330 kann das niederfrequente Signal aufgrund einer Nichtlinearität innerhalb des Lautsprechers 30 verzerrt werden. Folglich gibt der Lautsprecher 30 einen anormalen Ton aus.
  • Zudem gibt es ein Verfahren zum Vergrößern der Größe des Lautsprechers 30, um ein niederfrequentes Signal mit dem gleichen Schalldruckpegel wie der Schalldruckpegel eines hochfrequenten Signals auszugeben. Da die Größe des Kegels 370 vergrößert wird, kann der Kegel 370 eine erhöhte Luftmenge vorantreiben. Jedoch gibt es eine Grenze für den Einbau eines großen Lautsprechers in einem Fahrzeug. Wenn der Lautsprecher 30 klein wie ein Kopfstützenlautsprecher ist, ist es für den Lautsprecher 30 insbesondere schwierig, ein niederfrequentes Signal mit einem Bereich von 20 bis 500 kHz auszugeben, was das Hauptfrequenzband des Geräuschsteuersignals ist. Wenn das Audiosystem versucht, ein niederfrequentes Signal, dessen Ausgabe für den Lautsprecher 30 schwierig ist, zwangsweise durch den Lautsprecher 30 auszugeben, können nicht nur das niederfrequente Signal, sondern auch andere Signale innerhalb des Frequenzbands des niederfrequenten Signals aufgrund der Nichtlinearität oder Sättigung des Lautsprechers 30 verzerrt werden.
  • Wenn das Audiosystem versucht, ein niederfrequentes Signal, dessen Ausgabe durch den Lautsprecher 30 schwierig ist, zwangsweise durch den Lautsprecher 30 auszugeben, können nicht nur das niederfrequente Signal, sondern auch andere Signale innerhalb des niedrigen Frequenzbands verzerrt werden.
  • Das Audiosystem nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann eine Verzerrung aufgrund des niederfrequenten Signals durch Anpassen des niederfrequenten Signals unter Berücksichtigung der niedrigen Frequenzgangscharakteristik gemäß der Größe des Lautsprechers 30 reduzieren. Die Details werden später beschrieben werden.
  • 4 ist eine Darstellung zum Erläutern eines Prozesses zum Erzeugen eines Geräuschsteuersignals nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • In Bezug auf 4 sind ein Sensor 200, ein Mikrofon 210, eine Steuerung 220 und ein Lautsprecher 250 veranschaulicht.
  • Nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann das Audiosystem des Fahrzeugs das Geräusch in dem Fahrzeug durch Ausgeben eines Geräuschsteuersignals beseitigen, das basierend auf einem durch den Sensor 200 gemessenen Bezugssignal erzeugt wird. Zudem kann das Audiosystem ein Restgeräusch, das nach der Geräuschunterdrückung verbleibt, als Rückführung zum maximalen Beseitigen eines Restgeräusches des Fahrzeugs verwenden.
  • Insbesondere wird während der Fahrt des Fahrzeugs durch die Reibung zwischen dem Fahrzeug und der Fahrbahnoberfläche eine Vibration erzeugt und die erzeugte Vibration verursacht ein Geräusch in dem Fahrzeug.
  • Die Steuerung 220 erhält ein durch den Sensor 200 erfasstes Bezugssignal und sagt ein Geräuschsignal in dem Fahrzeug basierend auf dem Bezugssignal vorher. Die Steuerung 220 erzeugt ein Geräuschsteuersignal zum Beseitigen des vorhergesagten Geräuschsignals. Das Geräuschsteuersignal ist ein Signal, das die gleiche Amplitude wie das Geräuschsignal aufweist, aber eine der Phase des Geräuschsignals entgegengesetzte Phase aufweist. Die Steuerung 220 gibt ein Geräuschsteuersignal durch den Lautsprecher 250 aus.
  • In diesem Fall wird ein Weg von der Stelle, an der das Geräuschsignal in dem Fahrzeug erzeugt wird, zu der Stelle, an der das Geräuschsignal durch das Geräuschsteuersignal beseitigt oder gedämpft wird, als ein primärer Weg oder akustischer Hauptweg bezeichnet. Der primäre Weg kann als ein Weg zwischen dem Sensor 200 und dem Lautsprecher 250 modelliert werden. Unter Berücksichtigung einer Übertragungsfunktion und Verzögerungszeit für den primären Weg kann die Steuerung 220 das Geräuschsteuersignal erzeugen. Unter Berücksichtigung der Übertagungsfunktion des primären Weges kann die Steuerung 220 insbesondere das Geräuschsignal an der Position des Lautsprechers 250 anhand des Bezugssignals des Sensors 200 vorhersagen und ein Geräuschsteuersignal basierend auf dem vorhergesagten Geräuschsignal erzeugen.
  • Trotz der Ausgabe des Geräuschsteuersignals zum Beseitigen des Geräuschsignals kann ein Restgeräusch an der Hörposition eines Insassen verbleiben. Beispielsweise kann ein Restgeräusch erzeugt werden, da das von dem Lautsprecher 250 ausgegebene Geräuschsteuersignal variiert, während sich dasselbe zu der Hörposition des Insassen ausbreitet. Beispielsweise kann das Geräuschsteuersignal durch einen sekundären Weg variieren, wie beispielsweise Dämpfung aufgrund einer räumlichen Ausbreitung, Geräuschinterferenz, Lautsprecherleistung, ein ADC oder ein DAC. Da das durch die Steuerung 220 erzeugte Geräuschsteuersignal variiert, während dasselbe durch den Verstärker oder den Lautsprecher 250 geht, kann anderenfalls ein Restgeräusch an der Hörposition des Insassen auftreten. Solch ein Restgeräusch kann als ein Fehlersignal zum Ausdruck gebracht werden, das die Summe des Geräuschsignals und des variierten Geräuschsteuersignals an der Hörposition des Insassen repräsentiert.
  • Zur präzisen Geräuschunterdrückung kann das Mikrofon 210 nach der Ausgabe des Geräuschsteuersignals an den Innenraum des Fahrzeugs das Restgeräusch in dem Fahrzeug messen. Wenn das Mikrofon 210 nahe der Position des Ohrs des Insassen vorgesehen ist, kann das Fehlersignal durch das Mikrofon 210 gemessen werden.
  • Die Steuerung 220 kann unter Verwendung des Fehlersignals als Rückführung ein Geräuschsteuersignal erzeugen, das zum Beseitigen des Fehlersignals fähig ist.
  • Insbesondere wird der Weg von der Stelle, an der das Geräuschsteuersignal erzeugt wird, zu der Stelle des Hörens des Insassen als ein sekundärer Weg bezeichnet. Hier kann der sekundäre Weg als ein Weg zwischen dem Lautsprecher 250 und dem Mikrofon 210 modelliert werden. Der sekundäre Weg kann ferner einen Weg zwischen der Steuerung 220 und dem Lautsprecher 250 enthalten. Da das Mikrofon 210 näher an der Hörposition des Insassen vorgesehen ist, kann das Mikrofon 210 das Fehlersignal akkurater messen. Die Steuerung 220 kann das Fehlersignal als Rückführung von dem Mikrofon 210 empfangen und das Geräuschsteuersignal durch weiteres Berücksichtigen der Übertagungsfunktion und der Verzögerungszeit für den sekundären Weg erzeugen.
  • Die Steuerung 220 erzeugt das Geräuschsteuersignal, so dass das Geräuschsteuersignal, das durch den sekundären Weg variiert wird, die gleiche Amplitude wie das Geräuschsignal aufweist und die der Phase des Geräuschsignals entgegengesetzte Phase aufweist. Folglich kann das Fehlersignal nahe null sein.
  • Auf diese Weise kann die Steuerung 220 sowohl das Geräuschsignal als auch das Restgeräusch beseitigen.
  • Nach einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann das Audiosystem des Fahrzeugs den sekundären Weg unter Verwendung eines virtuellen Mikrofons akkurater modellieren. Die Steuerung 220 kann Informationen über den sekundären Weg basierend auf dem durch das virtuelle Mikrofon gemessenen Signal erhalten und ein Geräusch beseitigen, das dem virtuellen sekundären Weg entspricht.
  • Die Steuerung 220 erzeugt ein virtuelles Mikrofon an einer Stelle, an der erwartet wird, dass sich das Ohr eines Insassen befindet, basierend auf Informationen über die Position des Ohrs des Insassen oder Informationen über den Körper des Insassen. Wenn die Position des Ohrs des Insassen verändert wird, kann die Steuerung 220 ein virtuelles Mikrofon basierend auf der veränderten Position des Ohrs des Insassen erzeugen. Das virtuelle Mikrofon misst das Restgeräusch an der Position des Ohrs des Insassen als ein Fehlersignal. In diesem Fall erhält bzw. erfasst die Steuerung 220 einen Weg von der Stelle, an der ein virtuelles Geräuschsteuersignal erzeugt wird, zu der Position des virtuellen Mikrofons als einen virtuellen sekundären Weg. Die Steuerung 220 kann ein Fehlersignal, das durch das virtuelle Mikrofon gemessen wird, unter Berücksichtigung der Übertragungsfunktion für den virtuellen sekundären Weg erzeugen.
  • Die Steuerung 220 erzeugt ein Geräuschsteuersignal basierend auf dem virtuellen Fehlersignal.
  • Durch den oben erwähnten Prozess kann das Audiosystem des Fahrzeugs ein Geräuschsteuersignal basierend auf dem virtuellen sekundären Weg erzeugen, der den sekundären Weg akkurater modelliert. Folglich kann die Leistungsfähigkeit einer aktiven Geräuschsteuerung verbessert werden.
  • 5 ist eine Darstellung, die die Konfiguration des Audiosystems nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
  • In Bezug auf 5 enthält das Audiosystem eine Steuerung 220, eine AVN-Vorrichtung 230, einen Verstärker 240 und einen Lautsprecher 250.
  • Die Schallsteuervorrichtung nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann dem Verstärker 240 entsprechen.
  • Der Verstärker 240 enthält eine Berechnungseinheit 246. Der Verstärker 240 kann ferner zumindest einen Steuerpuffer 241, eine Vorverarbeitungseinheit 242, eine erste Dämpfungseinheit 243, einen Audiopuffer 244, einen Equalizer 245, eine zweite Dämpfungseinheit 247, eine Nachverarbeitungseinheit 248 und/oder einen Digital-Analog-Wandler (DAC) 249 enthalten.
  • Der Verstärker 240 kann den Steuerpuffer 241 und den Audiopuffer 244 als eine Erfassungseinheit zum Erhalten eines Audiosignals und eines Fehlersignals, das ein Restgeräusch in dem Fahrzeug nach der aktiven Geräuschsteuerung indiziert, verwenden.
  • Der Verstärker 240 kann den DAC 249 als eine Ausgabeeinheit zum Ausgeben eines Audiosignals durch den Lautsprecher 250 verwenden.
  • Die Berechnungseinheit 246 enthält einen Wandler 500, ein Filter 510, eine Berechnungseinrichtung 520 und eine Anpassungseinheit 530.
  • Der Wandler 500 erhält ein Fehlersignal und wandelt das Fehlersignal eines Zeitbereiches in einen Frequenzbereich unter Verwendung einer Fourier-Transformation um. Beispielsweise kann der Wandler 500 das Fehlersignal in ein Spektrogramm, das heißt eine Zeit-Frequenz-Darstellung, umwandeln. Der Wandler 500 kann das Fehlersignal in eine Frequenz-Größen-Darstellung umwandeln.
  • Hier wird das Fehlersignal durch Messen des Restgeräusches erhalten, das verbleibt, nachdem ein Geräusch in dem Fahrzeug durch das Geräuschsteuersignal gedämpft wird. Insbesondere misst das Audiosystem ein Geräuschsignal in dem Fahrzeug und gibt ein Geräuschsteuersignal zum Beseitigen des Geräuschsignals aus. In diesem Fall kann das Geräuschsignal durch das Geräuschsteuersignal nicht vollständig beseitigt werden, aber gedämpft bleiben. Das Restgeräuschsignal wird als Fehlersignal bezeichnet. Das Fehlersignal wird durch das Mikrofon gemessen und durch die Steuerung 220 in den Verstärker 240 eingegeben.
  • Wenn das Geräuschsteuersignal und das Audiosignal zusammen ausgegeben werden, kann das durch das Mikrofon gemessene Schallsignal ein Fehlersignal und ein Audiowiedergabesignal enthalten. Die Steuerung 220 kann das Audiosignal von dem Verstärker 240 empfangen und das Fehlersignal aus dem Schallsignal unter Verwendung des Audiosignals extrahieren.
  • Der Wandler 500 kann verschiedene Fourier-Transformationen verwenden. Beispielsweise kann der Wandler 500 eine schnelle Fourier-Transformation (FFT; engl. Fast Fourier Transform), eine diskrete Fourier-Transformation (DFT; engl. Discrete Fourier Transform), eine diskrete Zeit-Fourier-Transformation (DTFT; engl. Discrete Time Fourier Transform) oder eine diskrete Kosinustransformation (diskrete), Kosinustransformation (DCT; engl. Discrete Cosine Transform) oder dergleichen verwenden.
  • Das Filter 510 filtert Niederfrequenzkomponenten unter Frequenzkomponenten, die in dem Fehlersignal enthalten sind.
  • Das Filter 510 kann insbesondere Niederfrequenzkomponenten des Fehlersignals durch Anwenden eines Tiefpassfilters (LPF; engl. low-pass filter) auf das Fehlersignal extrahieren. Die Niederfrequenzkomponenten des Fehlersignals können Frequenzkomponenten enthalten, die einem voreingestellten niedrigen Frequenzband entsprechen. Beispielsweise können unter den in dem Fehlersignal enthaltenen Frequenzkomponenten die Niederfrequenzkomponenten des Fehlersignals Frequenzkomponenten enthalten, die zu einem Band von 20 bis 500 Hz gehören, das ein Frequenzband eines dröhnenden Geräusches ist.
  • Ferner kann das Filter 510 Niederfrequenzkomponenten unter Frequenzkomponenten filtern, die in dem Fehlersignal in dem Zeitbereich oder dem Frequenzbereich enthalten sind.
  • Die Berechnungseinrichtung 520 berechnet die Größen der Niederfrequenzkomponenten des Fehlersignals.
  • In diesem Fall kann die Größe der Niederfrequenzkomponente einem Schalldruckpegel, einer Energie oder einer Leistung entsprechen.
  • Die Berechnungseinrichtung 520 kann einen mittleren Schalldruckpegel, eine mittlere Energie oder eine mittlere Leistung der Niederfrequenzkomponenten des Fehlersignals als die Größe der Niederfrequenzkomponenten des Fehlersignals berechnen.
  • Die Anpassungseinheit 530 passt die Größen der Niederfrequenzkomponenten des Audiosignals gemäß den Größen der Niederfrequenzkomponenten des Fehlersignals an.
  • Insbesondere empfängt die Anpassungseinheit 530 das Berechnungsergebnis der Berechnungseinrichtung 520 und das Audiosignal. Die Anpassungseinheit 530 kann das Audiosignal durch den Audiopuffer 244 und den Equalizer 245 empfangen. In diesem Fall kann das Audiosignal ein durch den Equalizer 245 für jedes Frequenzband angepasstes Signal sein.
  • Die Anpassungseinheit 530 passt die Größen der Niederfrequenzkomponenten des Audiosignals an, um zu den Größen der Niederfrequenzkomponenten des Fehlersignals proportional zu sein. Wenn die Größen der Niederfrequenzkomponenten des Fehlersignals erhöht werden, kann die Anpassungseinheit 530 beispielsweise die Größen der Niederfrequenzkomponenten des Audiosignals erhöhen. Wenn umgekehrt die Größen der Niederfrequenzkomponenten des Fehlersignals reduziert werden, kann die Anpassungseinheit 530 die Größen der Niederfrequenzkomponenten des Audiosignals verringern.
  • Indessen können unter den in dem Audiosignal enthaltenen Frequenzkomponenten die Niederfrequenzkomponenten des Audiosignals Frequenzkomponenten enthalten, die einem voreingestellten niedrigen Frequenzband entsprechen. Beispielsweise können unter den in dem Audiosignal enthaltenen Frequenzkomponenten die Niederfrequenzkomponenten des Audiosignals Frequenzkomponenten enthalten, die zu einem Frequenzband von 20 bis 500 Hz gehören.
  • Die Niederfrequenzkomponenten des Audiosignals und die Niederfrequenzkomponenten des Fehlersignals können in dem gleichen Frequenzband enthalten sein. Wenn die Niederfrequenzkomponenten des Fehlersignals Frequenzkomponenten sind, die einem ersten niedrigen Frequenzband entsprechen, und die Niederfrequenzkomponenten des Audiosignals Frequenzkomponenten sind, die einem zweiten niedrigen Frequenzband entsprechen, können mit anderen Worten das erste niedrige Frequenzband und das zweite niedrige Frequenzband gleich sein.
  • Ferner kann die Anpassungseinheit 530 das Audiosignal durch Anpassen der Parameter des Equalizers 245 und nicht des Audiosignals indirekt anpassen. Das heißt, basierend auf den Größen der Niederfrequenzkomponenten des Fehlersignals kann die Anpassungseinheit 530 die Parameter in Bezug auf das niedrige Frequenzband unter den Parametern des Equalizers 245 anpassen.
  • Die Ausgabeeinheit gibt das Audiosignal, bei dem die Größen der Niederfrequenzkomponenten angepasst wurden, durch den Lautsprecher 250 an den Innenraum des Fahrzeugs aus.
  • Wie oben beschrieben wurde, passt der Verstärker 240 nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die Größe des niedrigen Frequenzbands des Audiosignals gemäß der Größe des niedrigen Frequenzbands des Restgeräusches an, so dass der Insasse das Signal im niedrigen Frequenzband des Audiosignals mit einer konstanten Größe hören kann. Selbst wenn das Restgeräusch aufgrund der Rauheit der Fahrbahnoberfläche oder dergleichen variiert, verändert sich nicht die Größe des Signals im niedrigen Frequenzband des Audiosignals, das durch den Insassen wahrgenommen wird.
  • Tabelle 1 ist eine Tabelle, die den Vergleich zwischen dem Steuerverfahren der Schallsteuervorrichtung nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und dem herkömmlichen Verfahren zur aktiven Geräuschsteuerung zeigt. Tabelle 1
    Restgeräuschpegel Audioausgabepegel Hörschallpegel
    Nichtanwendung der aktiven konstant konstant konstant
    Geräuschsteuerung
    Anwendung der aktiven Geräuschsteuerung verringert konstant erhöht
    Anwendung der aktiven Geräuschsteuerung und Audiosteuerung verringert verringert konstant
  • In Bezug auf Tabelle 1 wird der Pegel des Hörschalls des Insassen gemäß dem Restgeräuschpegel und dem Audioausgabepegel für jeden Steuerschritt gezeigt. Hier indizieren der Restgeräuschpegel, der Audioausgabepegel und der Hörschallpegel die Größe des niedrigen Frequenzbands jedes Schalls.
  • Vor der Anwendung der aktiven Geräuschsteuerung werden der Restgeräuschpegel in dem Fahrzeug, der Audioausgabepegel und der Hörschallpegel des Insassen als konstant beschrieben.
  • Nach der Anwendung der aktiven Geräuschsteuerung wird der Restgeräuschpegel in dem Fahrzeug durch das Geräuschsteuersignal verringert.
  • Selbst wenn der Pegel des Restgeräusches verringert wird, wird in diesem Fall, wenn der Audioausgabepegel konstant gehalten wird, der Pegel des Hörschalls des Insassen erhöht. Wenn der Audioausgabepegel konstant gehalten wird, obwohl der Restgeräuschpegel erhöht wird, wird ebenso der Hörschallpegel des Insassen verringert. Dies liegt daran, dass der Insasse die Größe des Audiosignals in Abhängigkeit von dem Umgebungsgeräusch unterschiedlich wahrnimmt.
  • Bei dem Steuerverfahren der Schallsteuervorrichtung nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird die Audiosteuerung zusammen mit der Anwendung der aktiven Geräuschsteuerung durchgeführt. Durch Verringern des Audioausgabepegels bei Abnahme des Restgeräuschpegels bleibt der Hörschallpegel des Insassen konstant. Bei dem Steuerverfahren nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann ähnlich durch Erhöhen des Audioausgabepegels bei Zunahme des Restgeräuschpegels der Hörschallpegel des Insassen konstant gehalten werden. Das heißt, das Steuerverfahren kompensiert die Audioausgabe in Abhängigkeit von dem Pegel des Restgeräusches, was ermöglicht, dass der Insasse das Audiosignal in hoher Qualität genießen kann.
  • Des Weiteren kann das Steuerverfahren der Schallsteuervorrichtung nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung den Pegel der Audioausgabe in einem breiten Bereich steuern. Da das Steuerverfahren den Audioausgabepegel gemäß der Abnahme des Restgeräuschpegels verringert, kann ein Spielraum, der der Abnahme des Audioausgabepegels entspricht, verwendet werden.
  • 6 ist ein Ablaufplan, der ein Verfahren zum Steuern der Schallsteuervorrichtung nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
  • In Bezug auf 6 werden in dem Steuerverfahren der Schallsteuervorrichtung ein Fehlersignal und ein Audiosignal erhalten (S600).
  • Hier wird das Fehlersignal durch Messen eines Restgeräusches erhalten, das nach der Dämpfung eines Geräusches in dem Fahrzeug durch das Geräuschsteuersignal verbleibt.
  • Das Steuerverfahren berechnet die Größe der Niederfrequenzkomponenten des Fehlersignals (S602).
  • Das Steuerverfahren passt die Größen der Niederfrequenzkomponenten des Audiosignals gemäß den Größen der Niederfrequenzkomponenten des Fehlersignals an (S604).
  • In diesem Fall können unter den in dem Fehlersignal enthaltenen Frequenzkomponenten die Niederfrequenzkomponenten des Fehlersignals Frequenzkomponenten sein, die einem voreingestellten ersten niedrigen Frequenzband entsprechen. Ferner können unter den in dem Audiosignal enthaltenen Frequenzkomponenten die Niederfrequenzkomponenten des Audiosignals Frequenzkomponenten sein, die einem voreingestellten zweiten niedrigen Frequenzband entsprechen.
  • Das erste niedrige Frequenzband kann dem zweiten niedrigen Frequenzband gleichen.
  • Das Steuerverfahren nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann die Größen der Niederfrequenzkomponenten des Audiosignals anpassen, um sich proportional zu den Größen der Niederfrequenzkomponenten des Fehlersignals zu verändern. Wenn die Größen der Niederfrequenzkomponenten des Fehlersignals aufgrund einer Änderung der Rauheit der Fahrbahnoberfläche während der Fahrt des Fahrzeugs erhöht werden, kann das Steuerverfahren beispielsweise die Größen der Niederfrequenzkomponenten des Audiosignals erhöhen.
  • Das Steuerverfahren gibt das angepasste Audiosignal durch den Lautsprecher aus (S606).
  • Wie oben beschrieben wurde, ist es nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung möglich, die Leistungsfähigkeit der aktiven Geräuschsteuerung unter Berücksichtigung des Verhältnisses zwischen dem Geräuschsteuersignal und dem Audiosignal, der Charakteristiken des Geräuschsignals und der Charakteristiken des Lautsprechers zu verbessern.
  • Nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, die Leistungsfähigkeit der aktiven Geräuschsteuerung durch akkurates Modellieren des Geräuschübertragungsweges unter Verwendung des virtuellen Sensors und des virtuellen Mikrofons zu verbessern.
  • Durch Anpassen der Größe des niedrigen Frequenzbands des Audiosignals in Abhängigkeit von dem Pegel des Restgeräusches kann nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung der Insasse das Audiosignal mit einer konstanten Größe erkennen, selbst wenn der Pegel des Restgeräusches verändert wird.
  • Verschiedene Implementierungen der Systeme und Techniken, die hierin beschrieben wurden, können digitale elektronische Schaltungen, integrierte Schaltungen, feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGAs), anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs; engl. application specific integrated circuits), Computer-Hardware, Firmware, Software und/oder eine Kombination derselben enthalten. Diese verschiedenen Implementierungen können eine Implementierung enthalten, die ein oder mehrere Computerprogramme verwendet, die auf einem programmierbaren System ausführbar sind. Das programmierbare System enthält zumindest einen programmierbaren Prozessor (der ein Spezialprozessor oder ein Allzweckprozessor sein kann), der zum Empfangen und Übertragen von Daten und Anweisungen von und zu einem Speichersystem gekoppelt ist, zumindest eine Eingabevorrichtung und zumindest eine Ausgabevorrichtung. Computerprogramme (auch als Programme, Software, Softwareanwendungen oder Codes bekannt) enthalten Anweisungen für einen programmierbaren Prozessor und werden auf einem „computerlesbaren Aufzeichnungsmedium“ gespeichert.
  • Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium enthält alle Arten von Aufzeichnungsvorrichtungen, auf welchen durch ein Computersystem lesbare Daten gespeichert werden. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann nichtflüchtig oder nicht-transitorisch enthalten, wie beispielsweise ein ROM, ein CD-ROM, ein Magnetband, eine Diskette, eine Speicherkarte, eine Festplatte, eine magnetooptische Platte und eine Speichervorrichtung, und kann ferner ein transitorisches Medium enthalten, wie beispielsweise ein Datenübertragungsmedium. Zudem kann das computerlesbare Aufzeichnungsmedium in einem mit dem Netzwerk verbundenen Computersystem verteilt sein und die computerlesbaren Codes können auf verteilte Weise gespeichert und ausgeführt werden.
  • Zwar wird beschrieben, dass jeder Prozess der Reihe nach in dem Ablaufplan/Zeitablaufdiagramm der vorliegenden Beschreibung ausgeführt wird, aber dies ist lediglich für den technischen Gedanken der einen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulichend. Mit anderen Worten ist der Ablaufplan/das Zeitablaufdiagramm nicht auf eine Zeitreihenfolge beschränkt, da jemand mit gewöhnlichen Fähigkeiten in der Technik, zu der die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung gehören, verschiedene Modifikationen und Änderungen durch Verändern der in dem Ablaufplan/Zeitablaufdiagramm beschriebenen Reihenfolge, ohne von den wesentlichen Charakteristiken der vorliegenden Offenbarung abzuweichen, oder paralleles Durchführen eines oder mehrerer Schritte vornehmen kann.
  • Zwar wurden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu veranschaulichenden Zecken beschrieben, aber jemand mit gewöhnlichen Fähigkeiten in der Technik sollte verstehen, dass verschiedene Modifikationen, Ergänzungen und Ersetzungen möglich sind, ohne von dem Gedanken und Bereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Daher wurden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung der Kürze und Klarheit halber beschrieben. Der Bereich des technischen Gedankens der vorliegenden Ausführungsformen ist durch die Veranschaulichungen nicht beschränkt. Folglich sollte jemand mit gewöhnlichen Fähigkeiten verstehen, dass der Bereich der vorliegenden Offenbarung nicht durch die oben explizit beschriebenen Ausführungsformen, sondern durch die Ansprüche und Äquivalente derselben beschränkt sein sollte.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Steuern einer Schallsteuervorrichtung in einem Fahrzeug, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Erhalten eines Fehlersignals, das ein Restgeräusch in dem Fahrzeug indiziert, und eines Audiosignals; Berechnen der Größen von Niederfrequenzkomponenten des Fehlersignals; Anpassen der Größen von Niederfrequenzkomponenten des Audiosignals gemäß den Größen der Niederfrequenzkomponenten des Fehlersignals; und Ausgeben des angepassten Audiosignals durch einen Lautsprecher.
  2. Steuerverfahren nach Anspruch 1, wobei das Fehlersignal durch Messen eines Restgeräusches erhalten wird, das verbleibt, nachdem ein Geräusch in dem Fahrzeug durch ein Geräuschsteuersignal gedämpft wird.
  3. Steuerverfahren nach Anspruch 1, wobei das Anpassen der Größen der Niederfrequenzkomponenten des Audiosignals Folgendes enthält: Anpassen der Größen der Niederfrequenzkomponenten des Audiosignals, um zu den Größen der Niederfrequenzkomponenten des Fehlersignals proportional zu sein.
  4. Steuerverfahren nach Anspruch 1, wobei unter den in dem Fehlersignal enthaltenen Frequenzkomponenten die Niederfrequenzkomponenten des Fehlersignals Frequenzkomponenten enthalten, die einem voreingestellten ersten niedrigen Frequenzband entsprechen, und unter den in dem Audiosignal enthaltenen Frequenzkomponenten die Niederfrequenzkomponenten des Audiosignals Frequenzkomponenten enthalten, die einem voreingestellten zweiten niedrigen Frequenzband entsprechen.
  5. Steuerverfahren nach Anspruch 4, wobei das voreingestellte erste niedrige Frequenzband gleich dem voreingestellten zweiten niedrigen Frequenzband ist.
  6. Schallsteuervorrichtung in einem Fahrzeug, aufweisend: eine Erfassungseinheit, die zum Erhalten eines Fehlersignals, das ein Restgeräusch in dem Fahrzeug indiziert, und eines Audiosignals konfiguriert ist; eine Berechnungseinheit, die zum Berechnen der Größen der Niederfrequenzkomponenten des Fehlersignals konfiguriert ist; eine Anpassungseinheit, die zum Anpassen der Größen von Niederfrequenzkomponenten des Audiosignals gemäß den Größen der Niederfrequenzkomponenten des Fehlersignals konfiguriert ist; und eine Ausgabeeinheit, die zum Ausgeben des angepassten Audiosignals durch einen Lautsprecher konfiguriert ist.
  7. Schallsteuervorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Fehlersignal durch Messen eines Restgeräusches erhalten wird, das verbleibt, nachdem ein Geräusch in dem Fahrzeug durch ein Geräuschsteuersignal gedämpft wird.
  8. Schallsteuervorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Anpassungseinheit zum Anpassen der Größen der Niederfrequenzkomponenten des Audiosignals konfiguriert ist, um zu den Größen der Niederfrequenzkomponenten des Fehlersignals proportional zu sein.
  9. Schallsteuervorrichtung nach Anspruch 6, wobei unter den in dem Fehlersignal enthaltenen Frequenzkomponenten die Niederfrequenzkomponenten des Fehlersignals Frequenzkomponenten enthalten, die einem voreingestellten ersten niedrigen Frequenzband entsprechen, und unter den in dem Audiosignal enthaltenen Frequenzkomponenten die Niederfrequenzkomponenten des Audiosignals Frequenzkomponenten enthalten, die einem voreingestellten zweiten niedrigen Frequenzband entsprechen.
  10. Schallsteuervorrichtung nach Anspruch 9, wobei das voreingestellte erste niedrige Frequenzband gleich dem voreingestellten zweiten niedrigen Frequenzband ist.
DE102022208851.4A 2021-12-09 2022-08-26 Schallsteuervorrichtung eines fahrzeugs und verfahren zum steuern derselben Pending DE102022208851A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210175802A KR20230087132A (ko) 2021-12-09 2021-12-09 차량 내 음향 제어 장치 및 그의 제어 방법
KR10-2021-0175802 2021-12-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022208851A1 true DE102022208851A1 (de) 2023-06-15

Family

ID=86498467

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022208851.4A Pending DE102022208851A1 (de) 2021-12-09 2022-08-26 Schallsteuervorrichtung eines fahrzeugs und verfahren zum steuern derselben

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230188891A1 (de)
KR (1) KR20230087132A (de)
CN (1) CN116259299A (de)
DE (1) DE102022208851A1 (de)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004228937A (ja) * 2003-01-23 2004-08-12 Pioneer Electronic Corp 音響補正システムおよび音響補正プログラムおよび音響補正方法および音響補正装置
JP2011161965A (ja) * 2010-02-05 2011-08-25 Panasonic Corp 車載用音響装置
US9704509B2 (en) * 2015-07-29 2017-07-11 Harman International Industries, Inc. Active noise cancellation apparatus and method for improving voice recognition performance
US10204616B1 (en) * 2017-08-14 2019-02-12 GM Global Technology Operations LLC Distant microphones for noise cancellation
US10741162B1 (en) * 2019-07-02 2020-08-11 Harman International Industries, Incorporated Stored secondary path accuracy verification for vehicle-based active noise control systems
US11670277B1 (en) * 2021-11-30 2023-06-06 Harman International Industries, Incorporated System and method for providing frequency dependent dynamic leakage for a feed forward active noise cancellation (ANC)

Also Published As

Publication number Publication date
CN116259299A (zh) 2023-06-13
KR20230087132A (ko) 2023-06-16
US20230188891A1 (en) 2023-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3534361B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlich optimierten strassenlärmunterdrückung
US10832649B2 (en) Adaptation enhancement for a road noise cancellation system
US10332504B1 (en) Noise mitigation for road noise cancellation systems
EP3678129B1 (de) Reduzierung der vernehmbarkeit des sensorrauschbodens in einem fahrgeräuschunterdrückungssystem
US10440480B2 (en) Hybrid active noise control
DE102016001593B4 (de) Verfahren zum Erzeugen eines Gegenschalls für eine Geräuschminderung in einem Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug
DE102022208851A1 (de) Schallsteuervorrichtung eines fahrzeugs und verfahren zum steuern derselben
DE102014214699A1 (de) Wiedergabe tieffrequenter Audiosignale durch Körperschall
DE102022211233A1 (de) Fahrzeug-schallsteuervorrichtung und verfahren derselben
DE102022208900A1 (de) Schallsteuereinrichtung eines fahrzeugs und steuerverfahren dafür
DE102022209117A1 (de) Geräuschsteuervorrichtung und verfahren zu deren steuerung
DE102022208904A1 (de) Klangsteuerungsvorrichtung für fahrzeuge und steuerungsverfahren dafür
US11996075B2 (en) Sound control device and control method thereof
KR20230097549A (ko) 차량의 능동 소음 제어 방법 및 장치
WO2020127432A1 (de) Kalibrierung eines fahrzeugmikrophons
CN109767749A (zh) 一种基于座椅的噪声主动控制系统及噪声主动控制方法