一、路虎汽车主动降噪系统概述
路虎汽车在2020款卫士、2022款星脉、2022款新揽胜及之后的车上，配备了主动降噪系统。这一系统还有可能在将来生产的更多车型中采用。主动降噪基于不同的传感器和音频放大模块(即功放AAM，在新的网络架构EVA2中也称声音域控制器ADC)中已包含的车辆声音相关软件功能。在2022年上市的新款揽胜上，由AAM托管的功能(取决于规格)包括：
1.主动声浪模拟系统，包括：发动机降噪、动力总成系统音质、主动道路降噪；
2.后排娱乐系统音频源；
3.电动车的外部综合发声器(ESS)。主动降噪功能使用麦克风和加速度传感器测量外部频率。然后，AAM通过车辆扬声器产生相反的频率，这称为“相消性干扰”。这与任何其他降噪功能的原理相同。在星脉和新款揽胜车上，本系统专为消除道路噪音进行了显著增强。
主动道路噪音消除(ARNC)系统将会降低感知到的道路噪音并营造更加安静的座舱环境。主动道路噪音消除系统会近乎实时地测量和处理车辆噪音。因而音频系统可以以前所未有的方式拾取和消除座舱内不必要的声音。道路噪音的捕获是通过精确布置在车辆底盘周围的多个加速度传感器和高级麦克风来完成的。
然后，该系统将会处理这些声音。接下来，系统将会通过扬声器输出噪音消除频率，从而打造更加安静的座舱区域。ARNC也使用传感
器来确定哪些座椅上有人乘坐，以便只集中对车辆上的这些区域进行噪音消除。噪音消除必须实时进行，否则该系统将无法及时为听众能够听到的确切位置生成抗噪
◆
文/北京 曹军
长沙车展路虎汽车主动降噪系统(上)
声。动态声音优化功能允许系统分析听众周围的环境并对背景噪音和环境噪音级别的任何变化进行补偿，然后以听众听起来完全一致的音量输出音频。这就抵消了所有车速增加导致的道路和发动机噪音超出音频声音的问题，而这种情况之前只能通过手动增大音频音量来解决。
A-硬接线；O-LIN；T-同轴；AT-USB；AU=APIX2；AW-BROADR-REACH ®以太网；AX-FLEXRAY；BA-HS CAN HMI 系统总线。
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1-IGM/ICCM；2-车身控制模块/网关BCM/GWM；3-车载扬声器；4-功放AAM；5-PCM–发动机转速PWM 信号；6-仪表IPC；7-抬头显示(HUD)；8-触摸屏FCDIM；9-接地；10-电源；11-全球导航卫星系统(GNSS)信号分离器；12-顶罩-GNSS 天线；13-顶罩-SDARS(如已配备)天线；14-天线放大器(数量取决于车辆和系统规格)；15-蓝牙®/WiFi 天线(数量2个)；16-方向盘模块SWM；17-左侧方向盘开关；18-前部便携式媒体接口面板；19-PCM-发动机信号。
图1 卫士汽车音响系统部件组成及其网络通讯
二、路虎卫士汽车主动降噪系统
1.路虎卫士汽车音响系统相关部件
主动降噪系统与音响系统的功能密切相关。从2020款卫士开始，以及后续上市的路虎汽车，采用了新的称为EVA2的网络架构，音响系统与原架构相比，是完全不同的。卫士汽车音响系统部件组成及其网络通讯如图1所示，前信息娱乐控制模块(FICM)是音响系统的控制中心，它位于左前座椅下方。FICM包括信息娱乐计算控制模块(ICCM，CPU/调制解调器)和信息关模块(IGM)，两者作为一体安装。系统硬件的设计顺应未来潮流，采用模块化设计，ICCM是一个可拆卸的卡盒，可轻松地更新系统。ICCM接收来自IGM的电源。IGM/ICCM具有以下集成功能：收音机调谐器系统、蓝牙、移动电话和音频流、应用程序、语音识别、WiFi连接、导航信息、USB2.0输入端口。当车辆系统激活时，将通过CAN总线唤醒IGM/ICCM和触摸屏FCDIM。
2.声音域控制器ADC和A²B链路
声音域控制器(ADC，即功放AAM)位于行李箱中的左后装饰板后方，用于控制音频系统的所有元素，其中包括放大器、扬声器和麦克风。所有发声功能现在都迁移至ADC控制器中，例如，仪表盘声音。该系统是新的数字车用音频总线(称为A²B)的组成部分。A²B是一个高带宽(50Mb/s)数字总线，能够同时传输带时钟信号、音频、控制数据和电源。这是利用无屏蔽双绞线电缆通过线性“菊花链”(串联)网络
来实现的。因为A²B技术可以向菊花链中的每个设备供电，所以消除了单独和电源接线的需求。由于只需要较少的电缆，这就降低了系统复杂性、重量和成本。A²B针对音频应用进行了优化，可提供卓越的音质，从而创建一个所有音频元素都得到同步的系统。ADC可提高驾驶员和乘客的安全，因为将集中管理车辆内的所有声音。在需要播放具有优先级的声音时，所有其他声音的音量都会得到调节，以便人们能
够听到具有优先级的声音。例如，如果在
以较高音量播放音乐时发生了安全事件，
则系统可以调低音乐音量，并以驾驶员能
够听得到的音量播放安全声音。ADC与
IGM/ICCM通过BroadR-Reach®以太网
通讯，通过硬接线连接至车辆扬声器。诊
断接口是通过以太网连接实现的。ADC是
所有软件更新的接收器，它然后会在需要
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时更新A²B网络上的其他所有模块。卫士
A²B链路，如图2所示。
3.主动式音响设计
主动式音响设计功能仅在特定的动
力传动系统中可用。主动式音响设计是车
辆发动机声音的增强功能，再现声音并通
过车辆扬声器系统发出声音。动力系统
控制模块PCM为功放AAM提供发动机转
速信号输入。发动机转速信号是脉宽调制
(PWM)信号。可使AAM根据发动机转速
输入提供数字音频增强的发动机声音。
PCM还为以下装置输出信号：(1)发动机扭
矩；(2)行驶速度；(3)电源模式。
PCM通过Flexray将这些信号发送
至车身控制模块/网关模块BCM/GWM。
B C M/G W M将这些信号发送至I G M/
ICCM。通过高速信息娱乐系统总线HS
CAN HMI发送这些信号。AAM包含操作
增强发动机声音输出的软件。当发动机处
于电源模式7(发动机运行)时，通过车辆
扬声器的增强发动机声音输出处于激活状
态。即使在音量为0或信息娱乐系统关闭
时，此声音仍保持激活状态。客户不会与
系统互动，该系统始终处于激活状态。如
果发生了故障，PCM与AAM将记录故障
诊断码(DTC)。可用JLR认可的诊断设备
将读取故障信息。更换的AAM未安装主动
式音响设计软件。必须在更换的新AAM中
安装此软件以使用JLR认可的诊断设备。
如果AAM中安装了错误的软件，则可能会
听到很大的发动机噪音。
三、星脉汽车主动降噪系统
1.星脉汽车主动式音响设计
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主动式音响设计通过车辆扬声器的数字化再现，为车辆乘客带来增强的音质。主动式音响设计包括以下子功能：(1)动力总成系统音质；(2)发动机降噪；(3)主动道路噪音消除。
车辆乘客看不到该系统，系统处于永久激活状态。
2.主动式音响设计-动力总成系统音质
所有发动机车型上都提供动力总成系统音质子功能。此功能是车辆发动机声音的增强功能，再现声音并通过车辆扬声器系统发出声音。安装了主动式音响设计软件的AAM操作动力总成系统音质输出。功放AAM接收来自动力系统控制模块PCM 的脉宽调制(PWM)的发动机转速信号输入。PCM还为以下装置输出信号：(1)发动机扭矩；(2)行驶速度；(3)电源模式。
PCM通过Flexray将这些信号发送至车身控制模块/网关模块BCM/GWM。BCM/GWM通过高速信息娱乐系统总线HS CAN HMI发送这些信号至AAM。当发动机处于电源模式7(发动机运行)时，通过车辆扬声器的增强发动机声音输出处于激活状态。即使在音量为0或信息娱乐系统关闭时，此声音仍保持激活状态。客户不会与系统互动，该系统始终处于激活状态。如果发生了故障，PCM和AAM将会记录故障诊断码(DTC)。JLR认可的诊断设备将读取故障信息。更新的新AAM中没有安装主动式声浪模拟系
统软件。必须在更换的AAM上安装主动设计软件，以操作此子功能。如果AAM中未安装正确的软件，则可能会听到很大的发动机噪音。
3.主动降噪设计-发动机降噪
仅在配备I n g e n i u m I4  2.0L汽油PHEV发动机、Ingenium I6 3.0L汽油轻度混合动力电动汽车(MHEV)发动机和Ingenium I6 3.0L柴油发动机/Ingenium I6 3.0L柴油MHEV发动机的车辆上，发动机降噪子功能才可用。发动机降噪功能监
测发动机工况和车内噪音级别，然后使用
车内音响系统通过车辆扬声器系统重放抗
远景噪音，以消除低频发动机噪音。安装了主
动降噪设计软件的功放AAM操作发动机降
噪输出。AAM接收来自动力系统控制模块
PCM的PWM发动机转速信号输入。PCM
还为以下装置输出信号：(1)发动机扭矩；
(2)行驶速度；(3)电源模式。
PCM通过Flexray将这些信号发送
至车身控制模块/网关模块BCM/GWM。
B C M/G W M将这些信号发送至功放
AAM。通过高速信息娱乐系统总线HS
CAN
HMI发送这些信号。AAM还会监测
车窗位置、车门位置、天窗位置以监测和
控制发动机降噪输出。AAM使用这些信
号，通过音频扬声器提供降噪信号输出以
覆盖当前音响系统的输出。当发动机处于
电源模式7(发动机运行)时，通过车辆扬声
器的增强发动机声音输出处于激活状态。
即使在音量为0或信息娱乐系统关闭时，
此声音仍保持激活状态。客户不会与系统
互动，该系统始终处于激活状态。如果发
生了故障，PCM和AAM将会记录DTC。
JLR认可的诊断设备将读取故障信息。更
换的新AAM中没有安装主动式声浪模拟系
统软件。必须在更换AAM中安装相应设计
软件以确保正确运行。如果AAM中未安装
正确的软件，则可能会听到很大的发动机
噪音。
4.主动降噪设计-主动道路噪音消除
星脉主动降噪系统部件位置如图3所
示，控制框图如图4所示。通过4个策略
性安装到车辆上的加速度传感器捕获有关
主要道路噪音的声学和结构信息。同时，
功放AAM通过4个麦克风监测车内噪声级
图3 星脉主动降噪系统部件位置
1-右前加速度传感器；2-左前麦克风；3-右前麦克风；4-右侧音频传感器输入模块；
5-右后麦克风；6-左后麦克风；7-
右后加速度传感器；8-左后加速度传感器；
9-左侧音频传感器输入模块；10-左前加速度传感器。
A-硬接线；1-功放AAM；2-车载扬声器；3-接地；4-电源；5-左前麦克风；
6-右前麦克风；7-左后麦克风；
8-右后麦克风；9-左前加速度传感器；
10-左侧音频传感器输入模块；
11-右前加速度传感器；
12-左后加速度传感器；
13-右侧音频传感器输入模块；
14-右后加速度传感。
别，并处理车外道路噪声和车内噪声信号，以通过车辆内部扬声器系统重放抗噪音。系统使用这些信号和预定义的校准来响应车速，以降低乘客舱内的道路噪音。安装了主动式音响设计软件的AAM操作主动道路噪音消除输出。主动道路噪音消除系统包括：
(1)4个加速度传感器：①左前加速度传感器位于左前纵梁上；②右前加速度传感器位于右前纵梁上；③左后加速度传感器位于第二排座椅左下方；④右后加速度传感器位于第二排座椅右下方。
(2)2个音频传感器输入模块：①左侧音频传感器输入模块位于驾驶室内左前座椅下方的底盘上；②右侧音频传感器输入模块位于驾驶室内右前座椅下方的底盘上。
(3)4个麦克风：①左前麦克风位于顶
篷的左前侧；②右前麦克风位于顶篷的右
前侧；③左后麦克风位于顶篷的左后侧；
④右后麦克风位于顶篷的右后侧。
前部2个加速度传感器通过硬接线连接
至左侧音频传感器输入模块，后部2个加速
度传感器通过硬接线连接至右侧音频传感器
输入模块。4个加速度传感器通过音频传感
器输入模块将道路声学和结构信号发送至功
放AAM。顶篷中的麦克风通过硬接线连接
至AAM。AAM向车内音频系统发送信号，
以通过车辆扬声器系统重放抗噪音。AAM
还会监测车窗位置、车门位置、天窗位置，
以监测和控制主动道路噪音消除输出。
AAM使用这些信号，通过音频扬声器提供
降噪信号输出以覆盖当前音响系统的输出。
当发动机处于电源模式7(发动机运行)
宝马550i gt
时，通过车辆扬声器的增强发动机声音输出
处于激活状态。即使在音量为0或信息娱乐系
统关闭时，此声音仍保持激活状态。客户不会
与系统互动，该系统始终处于激活状态。如
果发生了故障，PCM和AAM将会记录DTC。
JLR认可的诊断设备将读取故障信息。更换
的新AAM中没有安装降噪系统软件。必须在
更换AAM中安装正确的软件以确保正确运
行。如果AAM中未安装正确的软件，则可能
会听到很大的道路噪音。(未完待续)
(作者曹军工作单位：中国北方车辆研
究所)
图4 星脉主动降噪系统控制框图