用于由功能硬件组件产生的噪音的控制系统的制作方法
【专利摘要】公开了一种用于由功能硬件组件产生的噪音的控制系统。一种系统包括麦克风、控制器和扬声器。麦克风被配置为：检测由于用户与功能硬件组件的交互而由所述组件产生的噪音。控制器被配置为：根据所述噪音来识别所述组件，并获得与所述组件的标识预先关联的噪音消除信号。扬声器被配置为：基于所述噪音消除信号输出噪音消除声音，从而减弱所述噪音。
【专利说明】
用于由功能硬件组件产生的噪音的控制系统
技术领域
[0001 ]本公开涉及车载主动噪音控制系统。
【背景技术】
[0002]当车辆内部和车厢变得更安静时，由功能硬件组件(例如，开关、开闭件(closure)、贮物箱、座椅调节、踏板应用、挡位选择器、触觉界面)产生的噪音变得越来越受关注。期望在功能组件的使用期间不产生声音，或者产生令人舒适和愉快的声音。
【发明内容】
[0003]—种系统包括麦克风、控制器和扬声器。麦克风被配置为检测由于用户与功能硬件组件的交互而由所述组件产生的噪音。控制器被配置为根据噪音识别所述组件并获得与所述组件的标识预先关联的噪音消除信号。扬声器被配置为:基于噪音消除信号而输出噪首消除声首，从而减弱卩栄首。
[0004]控制器可被进一步配置为:通过将噪音和与多个功能硬件组件的标识相关联的多个预先存储的声音进行比较，根据噪音识别所述组件。控制器可被进一步配置为:通过将所述组件的标识和与多个噪音消除信号相关联的多个功能硬件组件的标识进行比较，来获得噪音消除信号。
[0005]所述系统还可包括传输关于所述组件的信息的总线。控制器可被进一步配置为根据总线上传输的信息来识别所述组件。
[0006]所述组件可以是开关、开闭件、贮物箱、座椅调节器、踏板、挡位选择器和触觉界面中的一个。
[0007]所述系统还可包括被配置为检测振动的振动传感器。控制器可被进一步配置为根据检测到的振动来检测噪音。
[0008]根据本公开，提供一种车辆，包括:功能硬件组件，位于车辆内部车厢中；麦克风，被配置为检测由于用户与所述组件的交互而由功能硬件组件产生的噪音;控制器，被配置为根据噪音识别出所述组件并获得与所述组件的标识预先关联的噪音消除信号;扬声器，被配置为基于噪音消除信号输出噪音消除声音，从而减弱噪音。
[0009]根据本公开的一个实施例，控制器被进一步配置为:通过将噪音和与多个功能硬件组件的标识相关联的多个预先存储的声音进行比较，来根据噪音识别所述组件。
[0010]根据本公开的一个实施例，控制器被进一步配置为:通过将所述组件的标识和与多个噪音消除信号相关联的多个功能硬件组件的标识进行比较，来获得噪音消除信号。
[0011]根据本公开的一个实施例，所述车辆还包括传输关于所述组件的信息的总线，控制器被进一步配置为根据总线上传输的信息来识别所述组件。
[0012]根据本公开的一个实施例，所述组件可以是开关、开闭件、贮物箱、座椅调节器、踏板、挡位选择器和触觉界面中的一个。
[0013]—种车辆包括位于车辆的内部车厢内的功能硬件组件。所述车辆还包括上文所描述的系统。
[0014]—种方法包括:检测由功能硬件组件产生的噪音并根据所述噪音识别所述组件。所述方法还包括:获得与所述组件的标识预先关联的噪音消除信号，并基于噪音消除信号而输出噪音消除声音，从而减弱噪音。
【附图说明】
[0015]图1示出了用于由功能硬件组件产生的噪音的噪音控制系统的框图；
[0016]图2示出了更详细地描绘噪音控制系统的控制器及其运行的框图；
[0017]图3示出了描述噪音控制系统运行的流程图；
[0018]图4A和图4B示出了进一步描述噪音控制系统运行的流程图。
【具体实施方式】
[0019]在此公开本发明的详细实施例;然而，应理解的是，所公开的实施例仅为本发明的示例，本发明可采用各种可替代形式实现。附图不必按比例绘制;可夸大或缩小一些特征以示出特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅仅作为用于教导本领域技术人员以多种形式利用本发明的代表性基础。
[0020]现在参照图1，示出了噪音控制系统10的框图。噪音控制系统10是用于控制由功能硬件组件产生的噪音的。硬件组件可以在车辆的内部或车舱内。硬件组件因用户与所述组件的交互而产生噪音，或者在所述组件运行期间产生噪音。产生来自用户交互的噪音的硬件组件包括:开关;开闭件，诸如车门、行李箱盖、举升门和天窗;贮物箱，诸如储物盒、杂物箱和硬币盒;座椅调节，包括加热座椅、制冷座椅和按摩座椅;踏板应用，包括用户与踏板的接触(例如，脚在踏板上、脚在地毯/地板垫上移动)；挡位选择器和触觉界面。在运行期间产生噪音的硬件组件包括风扇、鼓风机、马达和调节器。
[0021]在图1中示出了与噪音控制系统10相关联的第一功能硬件组件12和第二功能硬件组件14。硬件组件12和14可以是因用户与组件交互而产生噪音的硬件组件或在组件运行期间产生噪音的硬件组件。在前一种情况中，因为噪音持续与用户与硬件组件交互的一样长的时间，所以噪音是瞬态噪音。在后一种情况中，因为噪音在硬件组件运行期间持续，所以噪音是稳态噪音。噪音本身是一种通常不期望的声音。硬件组件12和14代表任何数量或类型的与噪音控制系统10相关联的功能硬件组件。
[0022]控制系统10包括控制器16、包括至少一个麦克风18和至少一个扬声器20的音频子系统以及包括至少一个振动传感器22的振动子系统。麦克风18被配置为检测在环境中听到的噪音(或声音)。扬声器20被配置为将声音输出到环境中。振动传感器22被配置为检测装置的振动或由所述装置引起的振动。作为振动的结果，振动的装置可以在环境中产生噪音。因此，振动传感器22可用于间接地检测在环境中听到的噪音。控制器16与音频和振动子系统通信，其中，音频和振动子系统包括麦克风18、扬声器20和振动传感器22。
[0023]控制器16被配置为执行主动噪音控制(ANC)功能以消除在环境中听到的噪音。对于ANC功能，麦克风18检测噪音并将指示检测到的噪音的噪音信号提供到控制器16。控制器16基于检测到的信号产生噪音消除信号并将噪音消除信号提供到扬声器20。扬声器20基于噪音消除信号将噪音消除声音输出到环境中。噪音消除声音旨在与噪音相位相反且振幅相同，从而噪音消除声音消除了噪音并且听不到了声音。
[0024]控制器16被进一步配置为执行主动声音控制(ASC)功能以加强在环境中听到的声音。对于ASC功能，麦克风18检测声音并将指示检测到的声音的声音信号提供到控制器16。控制器16基于检测到的声音产生声音增强信号，并将声音增强信号提供到扬声器20。扬声器20基于声音增强信号将增强声音输出到环境中。增强声音旨在增强原始声音的特定的空间和时间特性，从而听到增强的声音而不是听到原始声音。
[0025]控制器16被进一步配置为执行主动掩蔽控制(AMC)功能以掩蔽在环境中听到的噪音。对于AMC功能，麦克风18检测噪音，并将指示检测到的噪音的噪音信号提供到控制器16。控制器16基于检测到的噪音产生掩蔽声音信号，并将掩蔽声音信号提供到扬声器20。扬声器20基于掩蔽声音信号将掩蔽声音输出到环境中。通过屏蔽声音取代噪音，掩蔽声音旨在掩蔽噪音，从而听到掩蔽声音而不是听到噪音。
[0026]在图1中示出的控制系统1的车载实施方式中，控制器16还与车辆网络(例如，控制器局域网(CAN))总线24通信。通过CAN总线24传输来自车辆控制器、传感器、装置等的多种类型的信息。在图1中示出的实施方式中，通过CAN总线24传输关于第二硬件组件14的运行、状态、使用等的信息。根据通过CAN总线24传输的关于第二硬件组件的信息(开关使用、开/关状态、高/中/低输出水平等)，控制器16被告知第二硬件组件14的运行状况。以这种方式，控制器16直接被告知在给定时间期间第二硬件组件14的运行状况。
[0027]在图1中示出的实施方式中，第一硬件组件12不与CAN总线24通信。因此，控制器16不直接通过CAN总线24被告知第一硬件组件12的运行状况。然而，控制器16经由麦克风18间接地被告知第一硬件组件12的运行状况。在这点上，麦克风18检测由第一硬件组件12产生的噪音(或声音)，并将指示检测到的噪音的噪音信号提供到控制器16。一经识别出噪音并将噪音与第一硬件组件12的运行相关联(在下文中更详细地描述)，控制器16被告知第一硬件组件的运行状况。
[0028]现在参照图2，并继续参照图1，示出了更详细地描绘控制器16及其运行的框图。控制器16包括具有第一库26和第二库28的存储器。第一库26是硬件组件和声音的关联的库。第一库26包括硬件组件列表和对应的声音列表。即，第一库26包括一对或更多对信息，其中，每对信息包括硬件组件的标识和在给定运行状况下由硬件组件产生的声音的采样。由硬件组件产生的声音的采样是因用户与硬件组件相互作用或硬件组件的运行而产生的实际声音的采样。例如，第一库26的硬件组件列表包括第一硬件组件12和第二硬件组件14。在这种情况下，对应的声音列表包括由第一硬件组件12在给定运行状况期间产生的实际(瞬态或稳态的)声音的采样和第二硬件组件14在给定运行状况期间产生的实际(瞬态或稳态的)声音的米样。
[0029]控制器16的第二库28是噪音消除和/或声音增强(NC/SE)信号与硬件组件的关联的库。第二库28包括NC/SE信号列表和对应的硬件组件列表。即，第二库28包括一对或更多对信息，其中，每对信息包括NC/SE信号和硬件组件的标识。NC/SE信号代表噪音消除声音和/或增强声音，其中，当噪音消除声音和/或增强声音通过扬声器20被输出时，噪音消除声音和/或增强声音消除/增强由对应的硬件组件在给定运行状况期间产生的声音。由对应的硬件组件产生的声音是因用户与所述硬件组件相互作用或所述硬件组件的运行而产生的声音。例如，第二库28的对应的硬件组件列表包括第一硬件组件12和第二硬件组件14。在这种情况下，NC/SE信号列表包括用于消除/增强由第一硬件组件12产生的声音的第一 NC/SE信号和用于消除/增强由第二硬件组件14产生的声音的第二 NC/SE信号。
[0030]如所描述的，作为用户与硬件组件交互或硬件组件的运行的结果，功能硬件组件产生噪音。控制器12被配置为控制扬声器20以输出消除、增强或掩蔽由硬件组件产生的噪音的声音。在运行中，麦克风18检测由硬件组件产生的噪音并如图2中的标号30所指示的将指示检测到噪音的噪音信号提供到控制器16。控制器16访问硬件组件与声音的关联的第一库26。随着控制器16将噪音信号与第一库中的声音采样作比较，指示检测到噪音的噪音信号被输入到第一库26。一旦在检测到的噪音和声音采样之间找到匹配，则控制器16由此识别出产生检测到的噪音的硬件组件。该硬件组件在具有匹配的声音采样的第一库26中被配对。如标号32所指示的，从第一库26输出硬件组件的标识并输入到第二库28中。
[0031]控制器16访问具有硬件组件的标识的NC/SE信号与硬件组件的关联的第二库28。控制器16将硬件组件标识与第二库28中列出的硬件组件作比较。一旦发现第二库28中列出的硬件组件与硬件组件标识相对应，则控制器16由此得知用于消除/增强由硬件组件产生的噪音的NC/SE信号。NC/SE信号在具有硬件组件的第二库28中被配对。
[0032]进而，如由标号34所指示的，控制器16将NC/SE信号提供到扬声器20。扬声器20基于NC/SE信号输出噪音消除声音或增强声音。噪音消除声音旨在消除由硬件组件产生的噪音，从而听不到声音。增强声音旨在增强由硬件组件产生的噪音的特定特性，从而听到增强的声音而不是听到噪音。
[0033]如上文所述，通过检测导致产生噪音的硬件组件的振动，振动传感器22可以间接地检测由硬件组件产生的噪音。同样地，如图2中的标号36所指示的，振动传感器22可以将指示产生的噪音的振动信号提供到控制器16。控制器16访问第一库26以在第一库中发现与噪音匹配的声音采样，从而识别出产生噪音的硬件组件。进而，控制器16访问第二库28以发现用于消除/增强由硬件组件产生的声音的NC/SE信号。
[0034]如所描述的，第一库26的用途是识别产生噪音的硬件组件。通过将产生的噪音与第一库26的声音采样作比较来完成识别。一旦在产生的噪音和声音采样之间发现匹配并由此识别出与声音采样相关联的硬件组件，则产生噪音的硬件组件的标识被确认。
[0035]同样地，当产生噪音的硬件组件的标识通过CAN总线24被传输时，可以跳过涉及到第一库26的处理。例如，关于第二硬件组件14的运行信息通过CAN总线24被传输到控制器
16。控制器16可以由此获知第二硬件组件14的当前运行状况。具体地，控制器16获知第二硬件组件14正在运行并因此推断第二硬件组件由于其运行而正在产生噪音。进而，如标号38所指示的，控制器16访问具有第二硬件组件14的标识的第二库28，以发现用于消除/增强由第二硬件组件产生的声音的NC/SE信号。
[0036]现在参照图3，并继续参照图1和图2，示出了描述噪音控制系统10的运行的流程图40。流程图40中所阐述的噪音控制系统10的运行开始于如在框42中所阐述的检测硬件组件运行。经由检测由硬件组件产生的噪音的麦克风18、检测由硬件组件产生的振动的振动传感器22或通过CAN总线24传输的关于硬件组件状态的信息来完成检测硬件组件的运行。
[0037]如在框44中所阐述的，噪音控制系统10的运行继续使用控制器16来识别正在运行的硬件组件。根据通过麦克风18检测到的噪音、通过振动传感器22检测到的振动或通过CAN总线24传输的信息，控制器16识别出正在运行的硬件组件。在使用通过麦克风18检测到的噪音的情况下，控制器16将检测到的噪音与第一库26中的声音采样作比较，以识别硬件组件。在使用通过振动传感器22检测到的振动的情况下，控制器16将基于检测到的振动的噪音与第一库26中的声音采样作比较，以识别硬件组件。通过CAN总线24传输的信息包括硬件组件的标识。
[0038]在判定框46中，作出硬件组件是否能够被识别的判定。例如，当检测到的噪音与第一库26中的任何声音都不匹配并且不可从CAN总线24获得识别信息时，硬件组件不能被识别。
[0039]在硬件组件能够被识别的情况下，噪音控制系统10的运行继续进行判定框48。在判定框48中，作出与硬件组件相关联的NC/SE信号是否可用的判定。控制器16访问具有硬件组件的标识的第二库28，以发现用于消除/增强由硬件组件产生的噪音的NC/SE信号。
[0040]如果与硬件组件相关联的NC/SE信号被发现，那么如在框50中所阐述的，噪音控制系统10的运行继续从扬声器20输出基于NC/SE信号的噪音消除/声音增强声音。在这种情况下，控制器将NC/SE信号输出到扬声器20，进而扬声器20基于NC/SE信号输出噪音消除声音/声音增强声音。
[0041]如果没有发现与硬件组件相关联的NC/SE信号，那么如在框52中所示出的，噪音控制系统10的运行继续直接基于检测到的由硬件组件产生的噪音从扬声器20输出噪音消除/声音增强/噪音掩蔽声音。即，控制器16应用典型的噪音消除/声音增强/噪音掩蔽技术。例如，控制器16基于通过麦克风18检测到的噪音来执行ANC功能，以从扬声器20输出噪音消除声音从而消除噪音。依据框52的噪音控制系统10的运行还发生在硬件组件在判定框46中不能够被识别的情况下。
[0042]现在参照图4A和图4B，并继续参照图1、图2和图3，示出了进一步描述噪音控制系统10的运行的流程图60。如在流程图60中所阐述的，噪音控制系统10的运行开始于检测噪音。如在框62中所阐述的，作为用户与硬件组件交互的结果，噪音可以由硬件组件产生。这样的硬件组件包括开关、开闭件、贮物箱、座椅调节、踏板应用、挡位选择器和触觉界面。如在框64中所阐述的，噪音可以是诸如风噪音、鸣笛、抖振、道路噪音等的背景或环境噪音。噪音可以由于硬件组件的运行而从硬件组件中产生。如在框66中所阐述的，这样的硬件组件包括马达以及包括风扇、鼓风机、马达和调节器的致动器。
[0043]所述运行继续进行框68，框68询问是否可以通过噪音消除或声音增强来减弱由用户与硬件组件的交互造成的噪音。如果询问结果为是，那么如框70所指示的应用噪音消除或声音增强。否则，所述运行继续进行框72，框72询问是否可以通过噪音消除或声音增强来减弱由硬件组件的运行造成的噪音。如果询问结果为是，那么如框70所指示的应用噪音消除或声音增强。否则，所述运行继续进行框74，框74询问是否可以通过噪音消除或声音增强来减弱从麦克风18检测到的噪音。如果询问结果为是，那么如框70所指示的应用噪音消除或声音增强。否则，所述运行继续进行框76，框76询问是否可以通过消除噪音或增强声音来减弱经由振动传感器22间接检测到的噪音。如果查询结果为是，那么如框70所指示的应用噪音消除或声音增强。否则，如在框78中所指示的应用噪音掩蔽。
[0044]虽然以上描述了示例性实施例，但这些实施例并不意在描述了本发明的所有可能的形式。更确切地，说明书中所使用的词语是描述性词语而非限制性词语，并且应理解的是，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种改变。此外，可将各种实现的实施例的特征进行组合以形成本发明的进一步的实施例。
【主权项】
1.一种方法，包括: 检测由功能硬件组件产生的噪音； 根据所述噪音识别所述组件； 获得与所述组件的标识预先关联的噪音消除信号； 基于所述噪音消除信号输出噪音消除声音，从而减弱所述噪音。2.如权利要求1所述的方法，其中: 使用麦克风检测所述噪音。3.如权利要求1所述的方法，还包括: 通过振动传感器检测振动； 其中，根据检测到的振动检测所述噪音。4.如权利要求1所述的方法，其中: 通过将所述噪音与多个预先存储的声音进行比较，来根据所述噪音识别所述组件，其中，所述多个预先存储的声音与多个功能硬件组件的标识相关联。5.如权利要求1所述的方法，其中: 通过将所述组件的标识和与多个噪音消除信号相关联的多个功能硬件组件的标识进行比较，来获得所述噪音消除信号。6.如权利要求1所述的方法，还包括: 根据在总线上传输的信息识别所述组件。7.如权利要求1所述的方法，还包括: 当与所述组件的标识预先关联的噪音消除信号不可用时，输出噪音掩蔽声音。8.如权利要求1所述的方法，还包括: 基于当与所述组件的标识预先关联的噪音消除信号不可用时检测到的噪音，输出噪音消除声音。9.如权利要求1所述的方法，其中: 所述噪音消除声音包括声音增强声音。
【文档编号】H04R3/02GK105992104SQ201610164230
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年3月22日
【发明人】科思·威士顿
【申请人】福特全球技术公司