改善车辆中的驾驶员的收听体验的非对称的声学实现方式的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求在2017年12月29日提交的美国临时申请序列号62/612,072的权益，所述申请的公开内容在此以全文引用的方式并入本文中。

本文公开的各方面一般提供用于改善车辆中的驾驶员的收听体验的非对称的声学实现方式。

背景技术：

各种音频和扬声器相关制造商能够很好地为车辆提供高性能的音频相关产品。然而，这些音频和扬声器相关制造商认识到，在入门级市场音频系统中存在充分的增长机会。此外，音频和扬声器相关制造商肯定不会想要生产较差的音频声音系统来有损他们的相应的品牌或名誉。音频和扬声器相关制造商正在寻找在提供合意的音响效果的同时具有价格竞争力的方式。

技术实现要素：

在至少一个实施方案中，提供一种音频系统。所述音频系统包含第一扩音器、第二扩音器和音频控制器。所述第一扩音器位于车辆的第一侧上，以向驾驶员传输第一音频信号。所述第二扩音器位于所述车辆的第二侧上，以向乘客传输第二音频信号。所述音频控制器被配置成通过以下操作中的至少一者来仅为所述车辆的所述驾驶员增加音频体验：控制提供给所述第一扩音器的电压以致使所述第一扩音器的第一总偏移(excursion)大于所述第二扩音器的第二总偏移；以及限制仅输送给所述第一扩音器的电流量以防止所述第一扩音器由于过电流状况而临时关闭。

在至少另一实施方案中，提供一种音频系统。所述音频系统包含第一扩音器、第二扩音器和音频控制器。所述第一扩音器可位于车辆的第一侧上，以向所述车辆的驾驶员传输第一音频信号。所述第二扩音器可位于所述车辆的第二侧上，以向所述车辆的乘客传输第二音频信号。所述音频控制器被配置成：在向所述驾驶员传输所述第一音频信号时向所述第一扩音器提供与所述第一扩音器的第一总偏移一致的第一电压；以及在向所述乘客传输所述第二音频信号时向所述第二扩音器提供与所述第二扩音器的第二总偏移一致的第二电压。所述第一电压大于所述第二电压，使得所述第一扩音器的所述第一总偏移大于所述第二扩音器的所述第二总偏移，进而使所述驾驶员能够体验到比所述乘客的音频体验增加的音频体验。

在至少一个实施方案中，提供一种音频系统。所述音频系统包含第一扩音器、第二扩音器和音频控制器。所述第一扩音器可位于车辆的第一侧上，以向所述车辆的驾驶员传输第一音频信号。所述第二扩音器可位于所述车辆的第二侧上，以向所述车辆的乘客传输第二音频信号。所述音频控制器被配置成限制仅为所述第一扩音器提供的电流量以防止所述第一扩音器由于过电流状况而临时关闭，进而使所述驾驶员能够体验到比乘客的音频体验增加的音频体验。

附图说明

在所附权利要求中特定地指出了本公开的实施方案。然而，通过结合附图参考以下详细描述，各种实施方案的其他特征将变得更加明显并且将得到最佳理解，附图中：

图1一般描绘根据一个实施方案的车辆音频系统；

图2一般描绘根据一个实施方案的用于控制车辆中的非对称的扩音器的方法；

图3一般描绘与非对称的扩音器的峰值电流量值频率响应相对应的曲线图，所述非对称的扩音器致使从放大器汲取过多的电流；

图4一般描绘根据一个实施方案的与非对称的扩音器的峰值电流量值频率响应相对应的曲线图，所述非对称的扩音器减轻从放大器汲取过多的电流；以及

图5一般描绘根据一个实施方案的与非对称的扩音器的增加的偏移相对应的曲线图。

具体实施方式

根据需要，在本文公开本发明的详细实施方案；然而，将理解，所公开的实施方案仅仅示范了可能以各种和替代性形式体现的本发明。附图不一定按比例绘制；一些特征可能被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文中公开的特定结构细节和功能细节不应被解释为是限制性的，而是仅仅作为教导本领域技术人员以不同方式运用本发明的代表性基础。

本公开的实施方案通常提供多个电路或其他电气装置。对所述电路和其他电气装置以及它们各自提供的功能性的所有参考无意受限于仅涵盖本文所说明和描述的内容。虽然可能将特定标记指派给所公开的各种电路或其他电气装置，但此类标记无意限制所述电路和其他电气装置的操作范围。可基于所期望的特定类型的电气实现方式通过任何方式使此类电路和其他电气装置彼此组合和/或分离。已认识到，本文公开的任何电路或其他电气装置可包含任何数目个微控制器、图形处理器单元(gpu)、集成电路、存储器装置(例如，flash、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可编程只读存储器(eprom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)或其的其他合适变体)和彼此协作以执行本文公开的操作的软件。另外，所述电气装置中的任何一者或多者可被配置成执行体现于被编程为执行任何数目个所公开的功能的非暂时性计算机可读介质中的计算机程序。

本文公开的各方面一般提供用于改善车辆中的驾驶员的收听体验的非对称的声学实现方式。所述非对称的声学实现方式可为基于入门级的音频配备的车辆提供经济升级。举例来说，不是使用在声学上匹配的扩音器对，对应对中的一个扩音器可包含相对于所述对中的另一扩音器经过升级的声学性能能力(例如，非对称的扩音器)。此实现方式产生声学非对称的体验。另外，可在车辆的前排中并入非对称的扩音器方法，并且具有增强的声学输出能力的对应扩音器(例如，非对称的扩音器)可在车辆中定向成从其传输音频，以使车辆的驾驶员能够享受归于所述非对称的扩音器的增加的音频能力而产生的增强的音频回放。

图1一般描绘根据一个实施方案的车辆14的收听环境12中的音频系统10。收听环境12包含位于车辆14的排18(例如，第一排18a和第二排18b)中的多个座椅16(例如，第一座椅16a、第二座椅16b、第三座椅16c和第四座椅16d)。已认识到，车辆14中的座椅16和排18的数目可基于车辆14的特定实现方式而变。第一座椅16a基本上邻近于第二座椅16b。第一座椅16a可为驾驶员座椅，并且第二座椅16b可为前方乘客座椅。第三座椅16c可为左后方乘客座椅，并且第四座椅16d可为右后方乘客座椅。如所说明，第一座椅16a和第二座椅16b可在第一排18a中基本上对准。第二排18b一般位于车辆14中的第一排18a后方。

车辆14包含位于收听环境12内的多个扩音器20(例如，第一扩音器20a、第二扩音器20b、第三扩音器20c和第四扩音器20d)。第一扩音器20a可靠近第一座椅16a和远离第二座椅16b。第二扩音器20b可靠近第二座椅16b和远离第一座椅16a。第一扩音器20a可定位在左手门(未示出)中，或者位于第一座椅16a的头枕(未示出)内。第二扩音器20b可定位在右手门(未示出)中，或者位于第二座椅16b的头枕(未示出)内。从车辆14的左侧延伸到车辆14的右侧的第一横轴22可与第一扩音器20a和第二扩音器20b相交。第一横轴22可垂直于车辆14的中心线24而延伸。

另外或可替代地，第一扩音器20a和第二扩音器20b可在第一平面(未示出)上对准。第一平面可垂直于车辆14的中心平面而延伸。中心线24可定位在所述中心平面上。另外或可替代地，第一扩音器20a可定位在作为第二扩音器20b的镜像位置的位置处。中心线24(和/或中心平面)可从车辆14的前方延伸到车辆14的后方并且分别用作第一扩音器20a和第二扩音器20b的镜像线和/或镜像平面。车辆14中的第一扩音器20a的定向因此可为第二扩音器20b的定向的镜像定向。一般来说，第一扩音器20a和第二扩音器20b可各自分别位于第一门和第二门中的每一者上的类似的三维坐标轴上，从而提供所述镜像定向。同样地，第三扩音器20c和第四扩音器20d可各自分别位于第三门和第四门中的每一者上的类似的三维坐标轴上，从而提供所述镜像定向。

音频控制器26可操作地耦合到扩音器20。音频控制器26向扩音器20传输音频信号。扩音器20响应于所述音频信号而在收听环境12中回放音频数据。音频控制器26一般处理结合以下各项而使用的信息：am无线电、fm无线电、卫星无线电、导航系统、用户界面、显示器、经由蓝牙、wifi或其他无线协议与移动装置的无线通信等。音频放大器27可操作地耦合到音频控制器26。音频放大器27可与音频控制器26集成。在另一实施方案中，音频放大器27可位于音频控制器26的外部。音频放大器27一般被配置成从音频控制器26接收音频输出，并且将所述音频输出的振幅放大到足以驱动各种扩音器20的水平。已认识到，音频控制器26一般可包含任何数目个基于硬件的处理器和存储器。音频控制器26可使用各种基于硬件的处理器来执行存储在存储器上的任何数目个软件算法以提供环绕声、诸如用于增益、eq或任何数目个各种音频调整的音频调谐，从而增强收听环境内的收听体验。音频控制器26可包含任何数目个通道，其中每个对应的通道经由音频放大器27耦合到相应的扩音器20，以便向相应的扩音器20传输音频信号。

位于前方乘客门(或第二门)中的第二扩音器20b与位于车辆14中的一个或多个驾驶员门中的第一扩音器20a相比可配置有增强的声学输出能力(或增加的声学输出能力)。第二扩音器20b一般位于远离驾驶员的预定距离处，并且由于所述距离是远离第二扩音器20b的特定距离因此使驾驶员能够最佳地听到任何对应的音频处理效果。另外，第二扩音器20b位于门中，以向驾驶员提供最佳的音频方向性。由第一扩音器20a传输的音频可能会太靠近驾驶员，并且一般布置在或位于门中，以向第二座椅12b中的乘客提供最佳的音频方向性。使用第二扩音器20b来增加车辆14中的驾驶员的收听体验可为有利的，所述第二扩音器包含增加的音频输出能力，同时利用与一般向乘客(即，非驾驶员)提供音频输出的第一扩音器20a(以及第三和第四扩音器20c和20d)相关联的减小的声学输出能力，从而使音频系统的总成本降低。一些音频系统一般提供对称的实现方式，所述对称的实现方式提供第一扩音器20a和第二扩音器20b(或位于车辆14的对应门中的所有扩音器20)的类似的音频能力。在此情况下，驾驶员和乘客的声学体验彼此类似。然而，所公开的音频系统10并入了非对称的实现方式，其中第二扩音器20b(或非对称的扩音器20b)与第一扩音器20a的声学输出能力相比提供增加的声学输出能力。

举例来说，音频控制器26可执行电压管理器例程，以与车辆14中的其余的扩音器20a、20b和20c相比针对预定频率以更高的电压驱动非对称的扩音器20b。在此情况下，驾驶员可体验到来自非对称的扩音器20b的音频输出中的所述预定频率。另外，音频控制器26可在与非对称的扩音器20b在其频率范围内的总偏移容量一致的对应电压下驱动非对称的扩音器20b，以增加非对称的扩音器20b的偏移能力。一般将偏移限定为非对称的扩音器20b的锥体响应于电压而从其最初的静止位置线性行进的总长度。

音频控制器26还可执行电源管理器例程，以限制提供给非对称的扩音器20b的电流量来防止非对称的扩音器20b的过热。举例来说，音频控制器26可存储与非对称的扩音器20b的总阻抗相对应的信息，并且控制提供给非对称的扩音器20b的电流量以防止过热。可在将音频控制器26和/或扩音器20安装在车辆14中之前或期间将与非对称的扩音器20b的总阻抗相关的信息存储在音频控制器26中。已认识到，可将非对称的扩音器20b实施为中音和超低音。上述特征对应于由音频控制器26和非对称的扩音器20b提供的增加的声学能力。在此以全文引用的方式并入的mihelich等的美国专利no.8,194,869中陈述了实现扬声器的增加的偏移的方式以及对扬声器过热的预防(即，电流控制)的各种示例。

在对称的实现方式下，选择与右边扩音器成镜像的左边扩音器，使得左边扩音器和右边扩音器的音响效果匹配(例如，相同的频率范围、相同的效率、相同的材料组成等)。另外，由于镜像，左边扩音器和右边扩音器在尺寸上是相同的。这允许左边扩音器和右边扩音器是通用部分，如此可用右边扩音器替换左边扩音器(并且反之亦然)。在硬件布置方面，左边扩音器与右边扩音器声学对称。同样，在对称的实现方式下，驾驶员可具有与车辆中的乘客相同的声学体验。这归于扩音器的对称布置以及其对称的音响效果。

然而，在本文陈述的非对称的实现方式、在非对称的扩音器20b与第一扩音器20a之间的非对称的音响效果的情况下，驾驶员可体验到与车辆14中的其余乘客截然不同的声学体验。与第一扩音器20a、第三扩音器20c和第四扩音器20d相比，非对称的扩音器20b可为车辆14中的驾驶员提供比车辆14中的车辆乘客所体验到的声学体验更好的声学体验。一般来说，在一个座椅比同一排中的另一座椅被更频繁地占用(诸如驾驶员座椅相对于相邻的乘客座椅)的车辆中，非对称的布置可为合意的，因为此布置(例如，非对称的扩音器20b)包含增加的声学输出能力。

虽然非对称的扩音器20b可包含比第一扩音器20a、第三扩音器20c和第四扩音器20d的声学能力增加的声学能力，但已认识到，非对称的扩音器20b可具有与第一扩音器20a、第三扩音器20c和/或第四扩音器20d的尺寸性质类似的尺寸性质。举例来说，非对称的扩音器20b可特别是在封装、安装和装配角度(即，将扬声器20安装到车门的各个空腔中)方面与第一扩音器20a基本上在尺寸上相同。此方法不要求车辆金属板具有接纳各种扬声器20的不同的空腔大小，这降低了原始设备制造商(oem)的复杂性。另外，此方法提供了金属板在车辆14的中心线24的每一侧上的镜像封装方法。此外，车辆14中的扩音器20的镜像封装方法使得能够使用可应用于非对称的扩音器20b和第一扩音器20a的通用装配支架。当非对称的扩音器20b的尺寸显著不同于第二扩音器20b的尺寸时，此类差异增加了oem的整体制造和复杂性，这可能会增加成本。

在一个示例中，非对称的扩音器20b可具有6英寸的锥体直径，并且第一扩音器20a也可具有6英寸的锥体直径。另外，非对称的扩音器20b可具有预定深度。在一个示例中，第一扩音器20a的总深度可与非对称的扩音器20b的深度相同。在另一示例中，非对称的扩音器20b的总深度可不同于非对称的扩音器20b的总深度。

图2一般描绘根据一个实施方案的用于控制车辆14中的非对称的扩音器20b以提供增加的声学输出能力的方法50。

在操作52中，与其余的扩音器20a、20c和20d相比，音频控制器26以高电压驱动非对称的扩音器20b。在此情况下，非对称的扩音器20b可基于所述更高的电压而提供音频信号在各个频率下的更全或更富的增益。

在操作54中，音频控制器26可在与非对称的扩音器20b在其频率范围内的总偏移容量一致的对应电压下驱动非对称的扩音器20b，以增加非对称的扩音器20b的偏移能力。通过使由非对称的扩音器20b提供的偏移量最大化，非对称的扩音器20b可提供针对低频率音频的更深的低音，并且可避免模糊或肿胀的低频率输出。一般来说，非对称的扩音器20b可被布置成提供比其余的扩音器20a、20c和20d的偏移更大的偏移。在一个示例中，其余的扩音器20a、20c和20d可由于它们的构造(或机械性质)而不被布置成提供与由非对称的扩音器20b提供的偏移相比的偏移水平。举例来说，假定非对称的扩音器20b可具有实现增加的偏移水平的机械性质，音频控制器20b在与非对称的扩音器20b的总偏移容量一致的对应电压下驱动非对称的扩音器20b以实现期望的偏移。因此，当与用于驱动其余的扩音器20a、20c和20d的电压相比时，音频控制器26可在不同电压下驱动非对称的扩音器20b。

在操作56中，音频控制器26限制输送给非对称的扩音器20b的电力量以防止非对称的扩音器20b的音圈的过热。过多的电流可能会损坏非对称的扩音器20b或者临时关闭非对称的扩音器20b。音频控制器26可不必限制输送给其余的扩音器20a、20c和20d的电力量，因为这些扬声器20a、20c和20d可具有与非对称的扩音器20b的机械性质不同的机械性质(或较次的机械性质或其他性能性质)。

图3一般描绘与扩音器20的峰值电流量值频率响应相对应的曲线图70，所述扩音器致使从放大器27汲取过多的电流。曲线图70一般描绘当音频控制器26不执行电源管理器例程以限制提供给非对称的扩音器20b的电力量时存在过电流的方式以及非对称的扩音器20b受影响的方式。波形72一般对应于针对第一扩音器20a的相对于频率响应的峰值电流量值。波形74一般对应于针对非对称的扩音器20b的相对于频率响应的峰值电流量值。波形76一般对应于峰值电流界限。如图3中所示，针对非对称的扩音器20b的相对于频率响应的峰值电流量值在多个频率下超过峰值电流界限76。非对称的扩音器20b的峰值电流量值的过量一般归于与非对称的扩音器20b相关联的较低或减小的阻抗水平。

因此，当音频控制器26执行电源管理器例程以限制提供给非对称的扩音器20b的电力量时，此状况可减轻非对称的扩音器20b的峰值电流超过峰值电流界限74的状况。在图4的曲线图70中说明此状况。图4还说明波形72、74和76。由于音频控制器26执行电源管理器例程，波形74说明在频率范围(参见波形74)内的峰值电流量值不超过峰值电流界限76。

一般来说，有可能减小非对称的扩音器20b的总阻抗以利用可用于非对称的扩音器20b的低峰值电压(例如，额定14v峰值)。减小所述阻抗的问题在于，在一些频率范围内，减小的阻抗可导致从放大器27汲取过多的电流。过多的电流汲取可能会损坏放大器27或者至少导致临时关闭放大器27，这是不可接受的。

音频控制器26还可执行电源管理器例程，以限制提供给非对称的扩音器20b的电流量来防止非对称的扩音器20b的过热。举例来说，音频控制器26可存储与非对称的扩音器20b的总阻抗相对应的信息，并且控制提供给非对称的扩音器20b的电流量以防止过热。可在将音频控制器26和/或扩音器20安装在车辆14中之前或期间将与非对称的扩音器20b的总阻抗相关的信息存储在音频控制器26中。因此，当预期非对称的扩音器20b的总阻抗可能会低时，音频控制器26可经由音频放大器27限制提供给非对称的扩音器20b的电流量以避免超过峰值电流界限76。如图4中所示，非对称的扩音器20b的总峰值电流小于第一扩音器20a的总峰值电流。此状况可防止非对称的扩音器20b过热。

图5一般描绘根据一个实施方案的与非对称的扩音器20b的增加的偏移相对应的曲线图80。波形82一般描绘针对第一扩音器20a的在频率范围内的声音压力水平(spl)。波形84一般描绘针对非对称的扩音器20b的在所述频率范围内的spl。如所示，波形84展现与针对第一扩音器20a的在频率范围内的spl相比之下的(即，针对非对称的扩音器20b)的在频率范围内的spl的增加。这归因于与第一扩音器20a的总偏移形成对比的在非对称的扩音器20b上出现的偏移的更高的效率。

虽然在上文描述了示例性实施方案，但未希望这些实施方案描述本发明的所有可能的形式。而是，说明书中所使用的词语是描述而非限制的词语，并且应理解，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种改变。另外，可对各种实施的实施方案的特征进行组合以形成本发明的其他实施方案。