[发明专利]一种针对汽车动态变化声场的主动降噪系统

权利要求书

1.一种针对汽车动态变化声场的主动降噪系统，其特征在于，包括参考信号输入系统、信号处理系统以及降噪信号输出系统，所述参考信号输入系统由CAN总线控制信号模块、车内噪声信号模块与路面振动信号模块组成，所述信号处理系统由车内动态声场标定模块与ANC控制模块组成，所述降噪信号输出系统由娱乐主机、外置功放以及扬声器组成；

所述CAN总线控制信号模块由两种信号组成，分别为动力系统控制信号与整车控制信号，所述整车控制信号包括油门踏板位置信号、车速信号、刹车信号、车内外温度信号、车门窗开关信号、空调开关信号与空调风扇转速信号；

所述车内动态声场标定模块与动力系统控制信号模块以及整车控制信号电性连接，所述ANC控制模块与车内信号模块以及路面振动模块间电性连接，所述ANC控制模块与娱乐外机或者外置功放电性连接；

所述动力系统控制信号针对燃油车时的参考信号为：发动机转速信号、节气门开度信号、扭矩信号与档位信号；

所述动力系统控制信号针对混合动力车时的参考信号为：发动机转速信号、充电功率信号与动力驱动逻辑信号；

所述动力系统控制信号针对增程式新能源车时的参考信号为：发动机转速信号与充电功率信号；

所述动力系统控制信号针对新能源车时的参考信号为：电机转速信号、电机扭矩信号与输出功率信号；

所述车内动态声场标定模块接收汽车CAN中的动力系统信号和整车控制信号，进行车内声场计算，匹配实车NVH特性，输出主动降噪控制因子：麦克风增益因子、遗忘因子、扬声器增益因子到ANC控制器进行主动降噪算法计算；

基于主动降噪系统实现的主动降噪步骤为：

步骤一、引入汽车控制信号、车内麦克风噪声信号和路面振动传感器信号；

步骤二、实车测试，采集整车所有工况下的动态声场特征；

步骤三、参考步骤一的信号，同时参考步骤二采集的动态声场特征，通过车内动态标定模块实时计算降噪控制因子和发动机转速输出给ANC控制模块；降噪控制因子包括遗忘因子、麦克风增益因子、扬声器增益因子；

步骤四、参考信号x(n)和当前RLS滤波器权值W(z)做卷积得到的数值乘以扬声器增益因子，得到y(n)并输出给扬声器；

步骤五、扬声器的输出经过H(z)传递到麦克风得到y’(n)；

步骤六、车内原始噪声信号叠加ANC控制输出信号y’(n)，乘以步骤五的麦克风增益因子后输出e(n)；

步骤七、参考输入信号x(n)和C(z)做卷积得到的数值和步骤六得到的e(n)应用RLS算法进行计算处理，输出降噪声波信号；

步骤八、RLS算法动态更新下一时刻的滤波器权值w(n+1)；

步骤九、下个控制时刻跳转到步骤一重复执行降噪步骤；

W(z)是自适应算法控制调节的权值，通过RLS算法来实时调整；C(z)为系统辨识出的从降噪扬声器到麦克风处的路径传递函数；H(z)是扬声器至麦克风的实际的路径传递函数；y(n)为控制后的扬声器输出的反相声波；y’(n)是降噪扬声器发出的声音传递到麦克风位置的分量；e(n)是麦克风接收到的总的噪声信号。

2.根据权利要求1所述的一种针对汽车动态变化声场的主动降噪系统，其特征在于，所述车内噪声信号模块通过麦克风采集，支持模拟和数字两种信号输入，模拟信号直接通过麦克风音频线接入，数字信号通过汽车A2B总线接入。

3.根据权利要求1所述的一种针对汽车动态变化声场的主动降噪系统，其特征在于，所述路面振动信号模块通过采集路面特性信号，通过布置在汽车底盘关键位置的振动加速度传感器输出。

4.根据权利要求1所述的一种针对汽车动态变化声场的主动降噪系统，其特征在于，所述ANC控制模块采用RLS算法实时处理计算输出降噪声波信号。

5.根据权利要求1所述的一种针对汽车动态变化声场的主动降噪系统，其特征在于，所述降噪信号输出系统支持模拟和数字两种降噪信号输出，其中模拟信号通过娱乐主机、外置功放混音输出到汽车对应扬声器，数字信号通过A2B音频总线输出到对应扬声器。