KR20200035399A - 능동 도로 소음 제어 - Google Patents

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Abstract

차량용 능동 도로 소음 제어 시스템 및 방법은 차량의 휠 우물 내에서 또는 휠 우물에서 발생하는 도로 소음을 나타내는 마이크로폰 감지 신호를 생성하는 단계, 및 소음 감소 신호를 제공하기 위해 마이크로폰 감지 신호를 반복적으로 그리고 적응적으로 처리하는 단계를 포함한다. 시스템 및 방법은 차량 내부의 헤드레스트에 배치된 헤드레스트 라우드스피커 장치를 이용하여 소음 감소 신호로부터 차량 내부의 청취 위치에서 소음 감소 사운드를 생성하는 단계를 더 포함한다.

Description

능동 도로 소음 제어
본 개시는 능동 도로 소음 제어 시스템 및 방법 (일반적으로 "시스템"으로 지칭됨)에 관한 것이다.
대지(land) 기반 차량은, 도로 및 다른 표면에서 구동될 때 도로 소음(road noise)으로 알려진 소음을 생성한다. 심지어 최신 차량에서도, 캐빈 탑승자는 타이어-서스펜션-바디-캐빈(cabin) 경로와 같은 구조를 통해 그리고 타이어-바디-캐빈 경로와 같은 공기로 운반되는(airborne) 경로를 통해 캐빈으로 전달되는 도로 소음에 노출될 수 있다. 능동 도로 소음 제어 (RNC : road noise control) 시스템으로도 알려진 능동 소음, 진동 및 하시니스 (NVH : noise, vibration, and harshness) 제어 기술은 능동 진동 기술에서와 같이 차량 구조를 수정하지 않고도 이들 소음 성분을 줄이는데 사용될 수 있다. 그러나, 능동 도로 소음 제어 기술은 도로 소음 관련 신호, 특히 롤링 휠 (rolling wheel)과 같은 이동 부품으로부터 발원하는 도로 소음 관련 신호를 적절히 관찰하기 위해 차량 구조 전체에 복잡한 센서 장치를 채용할 수 있다. 캐빈 탑승자가 경험하는 도로 소음을 보다 효율적으로 줄이는 것이 바람직하다.
차량용 능동 도로 소음 제어 시스템은 차량의 휠 우물 내에서 또는 휠 우물에서 발생하는 도로 소음을 나타내는 마이크로폰 감지 신호를 생성하도록 구성된 마이크로폰 장치, 및 소음 감소 신호를 제공하는 마이크로폰 감지 신호를 반복적이고 적응적으로(adaptively) 처리하도록 구성된 능동 도로 소음 제어 필터 장치를 포함한다. 상기 시스템은 차량 내부의 헤드레스트(headrest)에 배치되고, 차량 내부의 청취 위치에서 소음 감소 신호로부터 소음 감소 사운드를 생성하도록 구성된 헤드레스트 라우드스피커 장치(headrest loudspeaker arrangement)를 더 포함한다.
차량용 능동 도로 소음 제어 방법은 차량의 휠 우물 내에서 또는 휠 우물에서 발생하는 도로 소음을 나타내는 마이크로폰 감지 신호를 생성하는 단계, 및 소음 감소 신호를 제공하기 위해 마이크로폰 감지 신호를 반복적으로 그리고 적응적으로 처리하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 차량 내부의 헤드레스트에 배치된 헤드레스트 라우드스피커 장치를 이용하여 소음 감소 신호로부터 차량 내부의 청취 위치에서 소음 감소 사운드를 생성하는 단계를 더 포함한다.
다른 시스템들, 방법들, 특징들 및 장점들은 이하의 상세한 설명 및 첨부된 도면들을 검토할 때 당업자에게 명백하거나 명백해질 것이다. 이러한 모든 추가 시스템, 방법, 특징 및 장점은 본 명세서 내에 포함되고 본 발명의 범위 내에 있으며, 이하의 청구 범위에 의해 보호되도록 의도된다.
본 개시는 첨부 도면에 대한 이하의 비 제한적 실시예의 설명을 판독함으로써 더 잘 이해될 수 있으며, 도면에서 같은 엘리먼트는 같은 도면 번호로 표시된다 :
도 1은 특정 위치에서 소음 감지 마이크로폰을 이용하는 예시적인 다중 채널 능동 도로 소음 제어 시스템을 예시하는 개략도이다;
도 2는 다른 예시적인 다중 채널 능동 도로 소음 제어 시스템을 예시하는 개략도이다;
도 3은 소음 감지 마이크로폰을 배치하기 위한 대안적 또는 추가 위치를 예시하는 개략도이다;
도 4는 예시적인 능동 도로 소음 제어 방법의 흐름도이다;
도 5는 헤드레스트의 전방 표면에 마이크로폰 및 라우드스피커가 나란히 통합되어 있고, 마이크로폰은 헤드레스트의 중심을 향해 배열되고, 라우드스피커는 헤드레스트의 주변을 향해 배열된 예시적인 헤드레스트의 개략도이다;
도 6은 마이크로폰과 라우드스피커가 헤드레스트의 전방 표면에 나란히 통합되어 있고, 마이크로폰이 헤드레스트의 주변을 향해 배열되고, 라우드스피커가 헤드레스트의 중심을 향해 배열된 예시적인 헤드레스트의 개략도이다;
도 7은 마이크로폰 및 라우드스피커가 헤드레스트의 오목한 형상의 둥근 전방 표면에 통합되고, 마이크로폰은 헤드레스트의 중심을 향해 배열되고, 라우드스피커는 마이크로폰에 비해 상승되고 헤드레스트의 주변을 향해 배열되는 예시적인 헤드레스트의 개략도이다; 및
도 8은 마이크로폰과 라우드스피커가 헤드레스트의 오목한 형상의 둥근 전방 표면에 통합되고, 라우드스피커는 헤드레스트의 중심을 향해 배열되고, 마이크로폰은 라우드스피커에 비해 상승되고 헤드레스트의 주변을 향해 배열되는 예시적인 헤드레스트의 개략도이다.
소음 및 진동 센서는 도로 소음을 줄이거나 취소하는 소음 방지를 생성하기 위한 베이시스(basis)로 하나 이상의 피드포워드 능동 도로 소음 제어 채널을 포함할 수 있는 능동 도로 소음 제어 (RNC) 시스템에 기준 입력을 제공한다. 소음 및 진동 센서는 가속도계, 힘 게이지, 로드셀(load cell) 등과 같은 가속도 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 가속도계는 적절한 가속도를 측정하는 디바이스이다. 적절한 가속은 속도 변화율(rate of change of velocity)인 좌표 가속과 다르다. 가속도계의 단일 축 및 다축 모델은 적절한 가속의 크기와 방향을 검출하는데 사용할 수 있으며 방위, 좌표 가속, 모션, 진동 및 충격(shock)을 감지하는데 사용될 수 있다.
0Hz에서 1kHz 사이의 도로 소음 감소 성능을 최대한 높이기 위해 소음 및 진동 센서에 의해 공기로 운반되고 구조 관련(structure-borne) 소음원이 모니터링된다. 예를 들어, 입력 소음 및 진동 센서로 사용되는 가속도 센서는 차량 전체에 배치되어 글로벌 도로 소음 제어를 위한 차량의 서스펜션 및 다른 차축 부품의 구조적 거동을 모니터링할 수 있다. 500Hz 이상의 주파수를 초과하는 경우, 소음 감지 마이크로폰과 같은 음향 센서가 공기로 운반되는 도로 소음을 포착하고 도로 소음 제어를 위한 하나 이상의 대응하는 기준 입력 신호를 생성하는데 사용될 수 있다.
또한, 하나 이상의 에러 마이크로폰은 예를 들어 차량 내부의 좌석 헤드레스트에서 승객의 귀에 근접하여 배치되어 도로 소음 제어를 위한 에러 신호 또는 에러 신호들을 추가로 제공할 수 있다. 피드포워드(feedforward) 구조에 사용되는 소음 제거 필터를 포함할 수 있는 능동 도로 소음 제어 필터 장치는 에러 신호에 의존하여 하나 이상의 기준 입력 신호를 반복적으로 적응적으로 처리하여 소음 감소 신호를 도어, 트렁크, 대시 보드, 지붕 등과 같은 차량의 본체에 배치된 하나 이상의 라우드스피커를 포함하는 시스템 라우드스피커 장치에 제공할 수 있다. 소음 제거 필터는 최대 소음 감소를 달성하기 위해 반복적으로 적응적으로 튜닝될 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 마이크로폰과 같은 하나 이상의 음향 센서로 차량의 하나 이상의 휠 우물 내에서 또는 휠 우물에서 발생하는 도로 소음을 포착하고, 헤드레스트에 배치된 하나 이상의 라우드스피커를 이용하여 하나 이상의 휠 우물내에서 또는 휠 우물에서 포착된 사운드에 기초하여 생성된 소음 감소 사운드를 발산하는 것이 일반 능동 도로 소음 제어 시스템 및 방법의 성능을 상당히 향상시킬 수 있는 것으로 밝혀졌다.
이중 채널 피드포워드 능동 도로 소음 제어 시스템이 도 1에 도시된 바와 같이 구현될 수 있다. 도로 표면 (도시되지 않음)상에서 이동하는 차량(100)의 휠(101)로부터 발원하는 진동은 가속도 센서, 예를 들어, 자동차 차량(100)의 서스펜션 디바이스(102) (예를 들어, 범퍼, 스프링, 범퍼 서스펜션, 스프링 서스펜션 등)와 기계적으로 결합될 수 있고 감지된 진동을 나타내서 차량(100)의 내부(104)에서 들을 수 있는 도로 소음과 상관되는 가속도계 감지 신호 xA1(n)를 출력하는 가속도계(103)에 의해 검출된다. 또한, 차량(100)의 내부(104)에 존재하는 소음을 나타내는 에러 신호 e(n)는 내부(104)의 좌석(107) (예를 들어, 운전석)의 헤드레스트(106)에 배열된 음향 센서, 예를 들어, 에러 마이크로폰(105)에 의해 검출된다. 좌석(107), 특히 그것의 헤드레스트(106)는 내부(104)의 청취 위치를 정의한다. 휠(101)로부터 발원하는 도로 소음은 전달 특성 P(z)에 따른(1 차) 경로를 통해 에러 마이크로폰(105)으로 (부분적으로) 차체를 통해 기계적으로 및/또는 (부분적으로) 공기를 통해 음향적으로 전달된다.
제어 가능한 필터(108)의 전달 특성 WA(z)는 WA(z) = -P(z)/F'A(z)인 옵션 필터(110)에 의해 전달 특성 F'A(z)로 필터링된 가속도계 감지 신호 xA(n) 및 에러 신호 e(n)에 기초하여 알려진 최소 평균 제곱 (LMS : least mean square) 알고리즘에 따라 동작할 수 있는 적응형 필터 제어기(109)에 의해 제어된다. 전달 함수 F'A(z)는 시스템 라우드스피커 장치(111)와 에러 마이크로폰(105) 사이의(2 차) 경로의 전달 특성을 나타내는 전달 함수 FA(z)를 모델링한다(즉, 이상적으로 같거나 적어도 근사임). 시스템 라우드스피커 디바이스(111) 은 차량(100)의 본체 엘리먼트에 배치된 하나 이상의 라우드스피커를 포함한다.
식별된 전달 특성 WA(z) 및 가속도계 감지 신호 xA1(n)에 기초하여, 적어도 제어가능한 필터(108) 및 필터 제어기(109)를 포함하는 능동 도로 소음 제어 필터 장치에 의해, 내부(104)의 청취 위치에서 들을 수 있는 도로 소음에 역으로 대응하는 소음 감소 신호 yA(n)이 생성된다. 청취 위치에서 들을 수 있는 도로 소음에 이상적으로 반대인 사운드는 소음 감소 신호 yA(n)로부터 생성되고, 시스템 라우드스피커 장치(111)에 의해 방사되어 청취 위치에서의 도로 소음과 상쇄(destructively) 중첩된다.
또한, 휠(101)로부터 발원하는 소음은 또한 차량(100)의 휠 우물(115) 내에 또는 우물에 (예를 들어, 주위에) 어딘 가에 배치되는 하나 이상의 마이크로폰, 예를 들어 3 개의 소음 감지 마이크로폰(112, 113 및 114)을 포함할 수 있는 소음 감지 마이크로폰 장치에 의해 포착된다. 3 개의 소음 감지 마이크로폰(112, 113 및 114)은 포착된 소음을 나타내고 따라서 차량(100)의 내부(104)에서 가청되는 도로 소음과 상관되는 마이크로폰 감지 신호 xM1(n), xM2(n) 및 xM3(n)을 출력한다. 예를 들어, 마이크로폰(113)은 서스펜션 디바이스(102)에 가깝게 배치될 수 있고, 마이크로폰(112 및 114)은 휠 우물(115)의 대향 측면 상에 배치되고, 차량(100)의 바닥 패널(116)에 근접할 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 소음 감지 마이크로폰(117)은 휠 우물(115) 또는 다른 휠 우물에 가까운 차량(100)의 트렁크 등에 또는 트렁크와 휠 우물 사이의 영역에 배치될 수 있다.
제어 가능한 필터(118)의 전달 특성 WM(z)는 WM(z) = -P(z)/F'M(z)인 옵션 필터(120)에 의해 전달 특성 F'M(z)로 필터링된 가속도계 감지 신호 xa(n) 및 에러 신호 e(n)에 기초하여 알려진 최소 평균 제곱 (LMS : least mean square) 알고리즘에 따라 동작할 수 있는 적응형 필터 제어기(119)에 의해 제어된다. 전달 함수 F'M(z)는 시스템 라우드스피커 장치(121)와 에러 마이크로폰(105) 사이의(2 차) 경로의 전달 특성을 나타내는 전달 함수 FM(z)를 모델링한다(즉, 이상적으로 같거나 적어도 근사임). 라우드스피커 장치(121)는 헤드레스트(106)에 배치된 하나 이상의 라우드스피커를 포함한다.
식별된 전달 특성 WM(z) 및 마이크로폰 감지 신호 xM(n)에 기초하여, 적어도 제어가능한 필터(118) 및 필터 제어기(119)를 포함하는 능동 도로 소음 제어 필터 장치에 의해, 내부(104)의 청취 위치에서 들을 수 있는 도로 소음에 역으로 대응하는 소음 감소 신호 yM(n)이 생성된다. 청취 위치에서 들을 수 있는 도로 소음에 이상적으로 반대인 사운드는 이어서 소음 감소 신호 yM(n)로부터 생성되고, 라우드스피커 장치(120)에 의해 방사되어 청취 위치에서의 도로 소음과 상쇄(destructively) 중첩된다.
마이크로폰 감지 신호 xM(n)은 마이크로폰 감지 신호 xM1(n), xM2(n) 및 xM3(n) 중 하나 또는 모든 마이크로폰 감지 신호 xM1(n), xM1(n) 및 xM3(n)가 예를 들어 가산기(122)에 의해 합산되는 도 1에 도시된 이들의 임의의 조합으로부터 도출될 수 있다. 마이크로폰 감지 신호들 xM1(n), xM2(n) 및 xM3(n)로부터 나온 신호는 마이크로폰 감지 신호 xM(n)을 제공하기 위해 고역 통과 필터(123)에 의해 고역 통과 필터링될 수 있다.
유사하게, 가속도계 감지 신호 xA(n)은 가속도계 감지 신호 xA1(n), 또는 가속도계 감지 신호 xA2(n) 및 xA3(n) 중 하나, 또는 모든 가속도계 감지 신호들 xA1(n), xA1(n) 및 xA3(n)이 예를 들어, 가산기(124)에 의해 합산되는 도 1에 도시된 이들의 임의의 조합으로부터 도출될 수 있다. 가속도계 감지 신호들 xA1(n), xA1(n) 및 xA3(n)로부터 나온 신호는 마이크로폰 감지 신호 xA(n))을 제공하기 위해 저역 통과 필터(125)에 의해 저역 통과 필터링될 수 있다. 가속도계 감지 신호 xA2(n) 및 xA3(n)는 차량(100)의 차체에 또는 차체상에 예컨대, 차량(100)의 임의의 휠 우물의 대향 측면 및 바닥 패널(116)에 근접하게 배치될 수 있는 가속도계(126 및 127)에 의해 제공될 수 있다.
적어도 제어가능한 필터(118) 및 필터 제어기(119)를 포함하는 도로 소음을 감지하기위한 마이크로폰을 이용하는 소음 제어 구조는 독립적으로 또는 적어도 제어 가능한 필터(108) 및 필터 제어기(109)를 포함하는 감지 도로 소음에 가속도계를 이용하는 소음 제어 구조와 조합하여 동작될 수 있다. 조합하여 사용될 때, 마이크로폰을 이용하는 소음 제어 구조는 라우드스피커 장치(121)를 이용하여 단독으로 동작할 수 있고, 가속도계를 이용하는 소음 제어 구조는 시스템 라우드스피커 장치(111)를 이용하여 단독으로 동작할 수 있다. 그러나, 도 1에 도시 된 바와 같이, 가속도계를 이용하는 제어 구조는 시스템 라우드스피커 장치(111) 및 헤드레스트 라우드스피커 장치(121) 둘 모두와 함께 동작할 수 있다. 이를 위해, 가산기(128)는 소음 감소 신호 yA(n) 및 yM(n)을 합산하고, 합산 신호를 라우드스피커 장치(121)에 공급하고 한편, 시스템 라우드스피커 장치(111)는 소음 감소 신호 yA(n) 만 공급된다.
고역 통과 필터(123) 및 저역 통과 필터(125)는 동일하거나 유사한 차단 주파수를 가지므로 분배기(splitter) 필터 장치를 형성할 수 있다. 분배기 필터 장치는 상호 분할 주파수 아래의 서브 범위에서 그리고 분할 주파수 보다 높은 서브 범위의 주파수 범위를 분할하며, 아래의 서브 범위는 가속도계 감지 신호를 필터링하는 사용되며 높은 서브 범위는 마이크로폰 감지 신호를 필터링하는데 사용된다. 분할 주파수는 100Hz와 1000Hz 사이, 예를 들어 500Hz일 수 있다.
또한, 옵션의 필터(110, 120)가 도 1에 도시된 바와 같이 채용되는 경우, 이중 채널 피드포워드 필터링된-x LMS 제어 구조가 구현되지만, 다른 제어 구조, 예를 들어 임의의 단일 채널 구조 또는 추가 채널을 갖는 임의의 다른 다중 채널 구조, 추가 가속도계, 추가 마이크로폰 및 추가 라우드스피커가 도 2와 관련하여 아래에 설명된 대로 적용될 수 있다.
도 2는 복수의 소음(및 진동) 소스로부터의 소음을 억제할 수 있는 다중 채널 능동 도로 소음 제어 시스템(200)을 예시한다. 능동 도로 소음 제어 시스템(200)은 제 1 수 (≥1)의 가속도계(201), 제 2 수 (≥1)의 헤드레스트 라우드스피커(202), 제 3 수 (≥1)의 소음 감지 마이크로폰(203), 제 4 수 (≥1)의 시스템 라우드스피커(204), 제 5 수의 에러 마이크로폰(205), 가속도계로부터의 소음(1 차 소음)과 및 라우드스피커들(202 및 204)로부터의 소음 제거 사운드(2 차 소음) 사이의 에러를 최소화하도록 동작하는 (다중 채널) 제어 가능한 필터 매트릭스(206) 및 (다중 채널) 적응적 필터 제어(207)를 포함한다. 적응형 필터 제어(207)는 각각의 라우드스피커(202 및 204) 또는 그 그룹에 대해 제공되는 대응하는 개수의 도로 소음 제어 채널 (도시되지 않음)을 포함할 수 있으며, 이는 관련 소음 감지 마이크로폰 또는 그 그룹 및 옵션의 가속도계 또는 그 그룹에 의해 포착 된 소음을 감소시키기 위한 상쇄 신호를 생성한다.
종래의 능동 도로 소음 제어 시스템에서, 감소될 소음의 주파수 범위는 저주파수 범위 로 한정될 수 있다. 또한, 이들 시스템에 채용된 적응형 디지털 필터는 넓은 주파수 범위에 걸친 처리가 요구되지만 저주파수 소음 성분만을 감소시킬 수 있다. 본 명세서에 설명된 능동 도로 소음 제어 시스템에서, 음향 센서 및 옵션의 가속도계의 신중한 위치 설정(positioning)은 더 나은 소음 감소 성능 및 더 넓은 동작 주파수 범위를 허용한다.
소음 감지 마이크로폰을 배치하기 위한 대안적 또는 추가 위치가 도 3에 도시된 바와 같이 채용될 수 있다. 예를 들어, 다수의 (예를 들어, 5 개의) 마이크로폰(301-305)이 적어도 하나의 전륜(front wheel) 우물(115)의 후방 부분 주위에 배치될 수 있고, 마이크로폰(305)은 플로어 패널(116)에 근접하여, 바닥 패널내에 또는 패널에 배치될 수 있다. 옵션으로, 다수의 (예를 들어, 3 개의) 소음 감지 마이크로폰(306-308)은 전륜 우물(115)과 후륜(rear wheel) 우물(317) 사이에, 전륜 우물(115)에 더 가깝게, 그리고 바닥 패널(116)에 근접하여, 바닥 패널내에 또는 바닥 패널에 위치될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 마이크로폰(309-316)은 후륜 우물(317)내 또는 후륜 휠 주위에 배치될 수 있다. 예를 들어, 마이크로폰(309, 310)의 위치는 후륜 앞에 있을 수 있고, 마이크로폰(309, 310)의 위치는 후륜 앞에 나란히 있을 수 있다. 마이크로폰(314, 315)의 위치는 후륜 뒤에 나란히 있을 수 있다. 마이크로폰(311)의 위치는 휠의 상단에 나란히 있을 수 있다.
도 4를 참조하면, 도 1과 관련하여 상기에서 설명된 시스템들에서 구현될 수 있는 예시적인 방법은 차량의 휠 우물내에 또는 휠 우물에서 발생하는 도로 소음을 나타내는 마이크로폰 감지 신호를 생성하는 단계(401), 소음 감소 신호를 제공하기 위해 반복적으로 그리고 적응적으로 마이크로폰 감지 신호를 처리하는 단계(402)를 포함할 수 있다. 본 방법은 차량 내부의 좌석의 헤드레스트에 배치된 헤드레스트 라우드스피커 장치를 이용하여 소음 감소 신호로부터 차량 내부의 청취 위치 (예를 들어, 좌석)에서 소음 감소 사운드를 생성하는 단계(403)를 더 포함한다.
단면도로 예시적인 헤드레스트(501)를 도시한 도 5를 참조한다. 헤드레스트(501)는 헤드레스트 바디(502)를 형성하는 하나 이상의 구조적 엘리먼트 및 커버를 가질 수 있다. 헤드레스트(501)는 차량 좌석(도시되지 않음)의 상부와 맞물리고 좌석에 통합된 메커니즘의 방식으로 위 아래로 움직일 수 있는 한 쌍의 지지 필라(pillar)(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 헤드레스트 본체(502)는 사용자의 머리(504)를 지지하는 전방 표면(503)을 가지며, 이에 따라 사용자의 귀(507 및 508)의 우선 위치(505 및 506)를 정의한다. 바람직한 위치는 의도된 사용 동안 각각의 귀가 이 특정 위치에 있거나 그 대부분의 시간 (> 50 %)에 가까운 곳이며, 예를 들어 조용한 구역이 설정되는 바람직한 청취 위치를 형성할 수 있다.
2 개의 단방향 (에러) 마이크로폰(509 및 510), 즉 주요 수신 방향(511 및 512)으로부터의 사운드에 최대 감도를 갖는 마이크로폰은 헤드레스트 본체(502)의 전방 표면(503)에 통합되어, 주요 수신 방향(511 및 512)은 개별적으로 승객의 귀(507 및 508)의 우선 위치(505 및 506) 중 하나와 교차한다. 헤드레스트(501)는 헤드레스트 바디(502)에 통합된 2 개의 라우드스피커(513, 514)를 더 포함한다. 라우드스피커(513, 514)는 각각 최대 사운드 에너지를 방출하는 주요 전송 방향(515, 516)을 갖는다. 헤드레스트(501)는 그 표면(503)에서 2 개의 평면 단부 섹션(503a, 503b) 및 평면 중간 섹션(503c)을 갖는 내향 커브 (오목) 형상을 가지며, 여기서 단부 섹션은 약 30 도의 각도(519 및 520)로 각각 내측으로 접히고, 그러나 10 도와 50도 사이의 임의의 다른 각도도 적용 가능하다. 각각의 단부 섹션에서, 마이크로폰(509 및 510) 중 하나 및 라우드 라우드스피커(513 및 514) 중 하나가 위치된다. 도 5에 도시된 헤드레스트(501)에서, 라우드스피커(513 및 514)는 마이크로폰(509 및 510) 보다 표면(503)의 외주에 더 가까이 배열된다. 라우드스피커들(513 및 514)은 그것들의 주요 전송 방향들(515 및 516) 각각 마이크로폰들(509 및 510)의 각각의 주요 수신 방향들에 대하여 20 도보 다 큰, 예를 들어 30 도의 우선 위치들(505 및 506)에서 각도들(517 및 518) 중 하나를 갖도록 배열된다.
도 6에 도시된 예시적인 헤드레스트(601)는 도 5에 도시된 헤드레스트(501)와 유사하지만, 마이크로폰 위치 및 라우드스피커 위치는 반전되고 모든 위치는 전방 표면(503)의 평면 단부 섹션(503a 및 503b)의 외주를 향해 이동되었다. 라우드스피커들(513 및 514)은 그것들의 주요 전송 방향들(515 및 516)이 마이크로폰들(509 및 510)의 각각의 주요 수신 방향에 대하여 30 도 보다 큰 우선 위치들(505 및 506)에서 각도들(517 및 518)을 갖도록 배열된다.
도 7에 도시된 예시적인 헤드레스트(701)는 도 5에 도시된 헤드레스트(501)와 유사하지만, 헤드레스트(701)의 전방 표면(503)은 헤드(504)의 종축 주위로 훨씬 더 연장되는 내향 곡선의 둥근 형상을 가지며, 만곡된 단부 섹션(503d 및 503e) 및 만곡된 중간 섹션(503f)을 갖는다. 라우드스피커들(513 및 514)은 헤드레스트(501)의 주변 섹션들(503d 및 503e)에 배열되고 따라서, 이전 예에서 보다 표면(503)의 중간 섹션(503f)으로부터 더 측방으로 돌출된 레벨을 갖는다. 마이크로폰(509 및 510)은 사용자의 귀(507 및 508)의 거의 바로 뒤에 위치된다. 따라서, 라우드스피커들(513 및 514)은 그것들의 주요 전송 방향들(515 및 516)이 마이크로폰들(509 및 510)의 각각의 주요 수신 방향에 대하여 45 도 보다 큰 우선 위치들(505 및 506)에서 각도들(517 및 518)을 갖도록 배열된다.
도 8에 도시된 헤드레스트(801)는 도 7에 도시된 헤드레스트(501)와 유사하지만, 마이크로폰 위치 및 라우드스피커 위치는 반전되고, 마이크로폰의 위치는 전방 표면(503)의 만곡된 단부 섹션(503d 및 503e)의 외주를 향해 이동되었다. 도 5 내지 도 8에 도시된 예에서, 우선 위치(505 및 506) 주위에 2 개의 조용한 구역이 설정된다.
실시예들의 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제시되었다. 실시예들에 대한 적절한 수정 및 변형은 상기 설명에 비추어 수행될 수 있거나 방법을 실시함으로써 획득될 수 있다. 예를 들어, 달리 지칭되지 않는 한, 설명된 방법 중 하나 이상은 적합한 디바이스 및/또는 디바이스들의 조합에 의해 수행될 수 있다. 설명된 관련 동작들은 또한 본 출원에서 설명된 순서에 부가하여, 병렬 및/또는 동시에 다양한 순서로 수행될 수 있다. 설명된 시스템은 사실상 예시적인 것이며, 추가 엘리먼트 및/또는 생략 엘리먼트를 포함할 수 있다.
본 출원에 사용된, 단수형으로 지칭되고 단어 "a” 또는 "an"이 앞에 나오는 엘리먼트 또는 단계는 그러한 배제가 지칭되지 않는 한, 상기 엘리먼트 또는 단계의 복수를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 더욱이, 본 개시의 "일 실시예” 또는 "일 예"에 대한 언급은 나열된 특징을 포함하는 추가 실시예의 존재를 배제하는 것으로 해석되지 않는다. "제 1", "제 2” 및 "제 3"등의 용어는 단지 라벨로서 사용되며, 객체에 수치적 요건 또는 특정 위치 순서를 부과하도록 의도되지 않는다.
본 개시의 실시예는 일반적으로 복수의 회로, 전기 디바이스 및/또는 적어도 하나의 제어기를 제공한다. 회로, 적어도 하나의 제어기, 및 다른 전기 디바이스 및 각각에 의해 제공되는 기능에 대한 모든 참조는 본 출원에 도시되고 설명된 것 만을 포함하는 것으로 제한되지 않는다. 특정 라벨이 다양한 회로(들), 제어기(들) 및 개시된 다른 전기 디바이스들에 할당될 수 있지만, 이러한 라벨은 다양한 회로(들), 제어기(들) 및 다른 전기 디바이스들의 동작 범위를 제한하려는 것이 아니다. 이러한 회로(들), 제어기(들) 및 다른 전기 디바이스들은 서로 결합될 수 있고/있거나 원하는 특정 유형의 전기적 구현예에 기초하여 임의의 방식으로 분리될 수 있다.
본 출원에 개시된 임의의 시스템은 서로 협력하여 본 출원에 개시된 동작(들)을 수행하는 임의의 수의 마이크로 프로세서, 집적 회로, 메모리 디바이스 (예를 들어, 플래시(FLASH), 랜덤 액세스 메모리 (RAM), 판독 전용 메모리 (ROM), 전기적으로 프로그램 가능한 판독 전용 메모리 (EPROM), 전기적으로 소거 가능한 프로그램 가능 판독 전용 메모리 (EEPROM), 또는 이의 다른 적절한 변형) 및 소프트웨어를 포함할 수 있다는 것이 인식된다. 추가하여, 개시된 임의의 시스템은 임의의 하나 이상의 마이크로 프로세서를 이용하여 개시된 바와 같은 임의의 수의 기능을 수행하도록 프로그래밍된 비 일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에 구현된 컴퓨터 프로그램을 실행할 수 있다. 더구나, 본 출원에 제공된 임의의 제어기는 하우징 및 다양한 수의 마이크로 프로세서, 집적 회로 및 메모리 디바이스 (예를 들어, 플래시, 랜덤 액세스 메모리 (RAM), 판독 전용 메모리 (ROM), 전기적으로 프로그램 가능한 판독 전용 메모리 (EPROM) 및/또는 전기적으로 소거가능한 프로그램 가능 판독 전용 메모리 (EEPROM)를 포함한다.
본 발명의 다양한 실시예들이 설명되었지만, 본 발명의 범위 내에서 더 많은 실시예들 및 구현예들이 가능하다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 특별히, 당업자는 상이한 실시예로부터 다양한 특징의 호환성을 인식할 것이다. 이들 기술 및 시스템이 특정 실시예 및 예와 관련하여 개시되었지만, 이들 기술 및 시스템은 구체적으로 개시된 실시예를 넘어 다른 실시예 및/또는 그 사용 및 명백한 수정으로 확장될 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (15)

  1. 차량용 능동 도로 소음 제어 시스템에 있어서,
    차량의 휠 우물(wheel well) 내에 또는 상기 휠 우물에서 발생하는 도로 소음을 나타내는 마이크로폰 감지 신호를 생성하도록 구성된 마이크로폰 장치;
    소음 감소 신호를 제공하기 위해 상기 마이크로폰 감지 신호를 반복적으로 그리고 적응적으로(adaptively) 처리하도록 구성된 능동 도로 소음 제어 필터; 및
    차량 내부의 헤드레스트(headrest)에 배치되고, 상기 차량 내부의 청취 위치에서 소음 감소 신호로부터 소음 감소 사운드를 생성하도록 구성된 헤드레스트 라우드스피커 장치를 포함하는, 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 차량의 차체상에 또는 차체내에서 발생하는 가속도, 움직임 및 진동 중 적어도 하나를 나타내는 가속도계 감지 신호를 생성하도록 구성된 가속도계 장치를 더 포함하고, 상기 능동 도로 소음 제어 필터는 상기 헤드레스트 라우드스피커 장치에 추가 소음 감소 신호를 제공하기 위해 상기 마이크로폰 감지 신호 및 상기 가속도계 감지 신호를 반복적으로 및 적응적으로 처리하도록 더 구성되는, 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 헤드레스트의 외부 및 상기 차량 내에 배치되고 추가의 소음 감소 신호로부터 상기 청취 위치에서 추가의 소음 감소 사운드를 생성하도록 구성된 추가의 라우드스피커 장치를 더 포함하는, 시스템.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 마이크로폰 장치와 상기 능동 도로 소음 제어 필터 사이에 동작 가능하게 연결된 고역 통과 필터로서, 상기 고역 통과 필터는 상기 마이크로폰 감지 신호를 고역 통과 필터링하도록 구성된, 상기 고역 통과 필터; 및
    상기 가속도계 장치와 상기 능동 도로 소음 제어 필터 사이에 동작 가능하게 연결된 저역 통과 필터로서, 상기 가속도계 장치는 상기 가속도계 감지 신호를 저역 통과 필터링하도록 구성된, 상기 저역 통과 필터;를 더 포함하는, 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마이크로폰 장치는 휠 아치(wheel arch), 범퍼 및 트렁크 중 적어도 하나에 배치된 하나 이상의 마이크로폰을 포함하는, 시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 피드포워드(feedforward) 처리 구조를 더 포함하고, 상기 피드포워드 처리 구조는 상기 능동 도로 소음 제어 필터를 포함하고, 상기 마이크로폰 장치로부터의 마이크로폰 감지 신호가 공급되도록 구성된, 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 에러 신호 처리 구조를 포함하고, 상기 에러 신호 처리 구조는 상기 능동 도로 소음 제어 필터를 포함하고, 상기 헤드레스트 내에 또는 상기 헤드레스트 상에 배치된 추가 마이크로폰 장치로부터의 에러 신호가 공급되도록 구성된, 시스템.
  8. 차량용 능동 도로 소음 제어 방법에 있어서, 상기 방법은,
    상기 차량의 휠 우물내에서 또는 상기 휠 우물에서 발생하는 도로 소음을 나타내는 마이크로폰 감지 신호를 생성하는 단계;
    소음 감소 신호를 제공하기 위해 상기 마이크로폰 감지 신호를 반복적으로 그리고 적응적으로 처리하는 단계; 및
    상기 차량 내부의 헤드레스트에 배치된 헤드레스트 라우드스피커 장치를 이용하여 상기 소음 감소 신호로부터 상기 차량 내부의 청취 위치에서 소음 감소 사운드를 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 차량의 차체상에 또는 차체내에서 발생하는 가속도, 움직임 및 진동 중 적어도 하나를 나타내는 가속도계 감지 신호를 가속도계 장치를 이용하여 생성하는 단계; 및
    상기 헤드레스트 라우드스피커 장치에 추가의 소음 감소 신호를 제공하기 위해 상기 마이크로폰 감지 신호 및 상기 가속도계 감지 신호를 반복적으로 그리고 적응적으로 처리하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 헤드레스트 외부 및 상기 차량 내에 배치된 추가의 라우드스피커 장치를 이용하여, 상기 추가 소음 감소 신호로부터 상기 청취 위치에서 추가의 소음 감소 사운드를 생성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 마이크로폰 감지 신호의 고역 통과 필터링 및 상기 가속도계 감지 신호의 저역 통과 필터링을 더 포함하는, 방법.
  12. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 마이크로폰 감지 신호를 생성하는 단계는 휠 아치, 범퍼 및 트렁크 중 적어도 하나에 배치된 하나 이상의 마이크로폰으로 소음을 포착하는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마이크로폰 감지 신호를 반복적으로 그리고 적응적으로 처리하는 단계는 피드포워드 처리 구조를 포함하고, 상기 피드포워드 구조는 상기 마이크로폰 장치로부터 상기 마이크로폰 감지 신호를 공급받는, 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 마이크로폰 감지 신호를 반복적으로 그리고 적응적으로 처리하는 단계는 에러 신호 처리 구조를 포함하고, 상기 에러 신호 구조는 상기 헤드레스트 내에 또는 상기 헤드레스트 상에 배치된 추가 마이크로폰 장치로부터 에러 신호를 제공받는, 방법.
  15. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 능동 도로 소음 제어 시스템을 포함하는, 차량.
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