路特斯等车企实现RNC量产，汽车主动降噪技术迎来突破
路特斯等车企实现RNC量产，汽车主动降噪技术迎来突破
汽车主动降噪技术近年来发展迅速，从最初的Demo阶段逐步实现量产应用。本文将深入探讨RNC（Road Noise Cancellation）主动降噪技术的基本原理、应用现状以及开发难点，帮助读者全面了解这一前沿技术。
RNC主动降噪技术的应用现状
汽车主动降噪技术在最近几年得到了快速发展。几年前，大多数车企还停留在Demo阶段，而近两年，这一技术已开始在多款车型上实现量产应用。例如，国际上较早应用RNC系统的车型是捷尼赛斯 GV80，该系统由哈曼和现代合作开发。在国内，阿维塔是第一家实现RNC工程量产的汽车品牌。近期热度较高的智己L6也宣传了RNC主动座舱降噪功能。值得一提的是，路特斯（Lotus）品牌的两款纯电车型Eletre和Emeya早在2023年就已实现RNC功能的量产，并且还配置了可开关的选项，用户可以在实际用车场景中体验其效果。
主动降噪技术原理
主动降噪的基本原理是通过次级声源发出与初级声源幅值相同、相位相反的声波，相互抵消以达到降噪的目的。在汽车应用中，传统的发动机噪声降噪相对容易，因为动力总成引起的车内噪声与转速有定量的对应关系，可以通过自适应调整次级声源信号的幅值和相位来实现有效控制。然而，RNC主动降噪技术的难点在于初级声源的特征难以把握，具有随机性和不确定性。
RNC主动降噪的技术难点
RNC主动降噪技术的主要难点包括：
随机性：路面激励具有随机性，包括坑洼路面、碎石路、乡村路、水泥路、沥青路以及减速带冲击等，不同的路面会产生不同的车内响应。因此，量产车需要考虑所有路况和配置，大大增加了系统的开发复杂度。
实时性：次级声源发出的反相声波需要在初级噪声抵达人耳位置之前发出，对系统的时延性要求极高。据统计，路面噪声到达人耳的时间大约为4ms，因此扬声器发出的降噪波需要在4ms内抵达人耳。
空间广：车内声场复杂，需要考虑不同座椅配置、坐姿以及乘客移动的空间范围。通常后排的降噪稳定性优于前排，特别是在中高频段。
频带宽：RNC主动降噪的频率范围一般在40-400Hz之间，远高于传统发动机轰鸣音的降噪频率（200Hz以下），对系统的时延性要求更高。
传递多：汽车路面激励的传递路径复杂，包括前后轴以及三个方向的传递，需要大量计算来寻找相干性高的硬点。
RNC主动降噪的算法原理
RNC主动降噪系统一般采用自适应的前馈算法，即Fx-LMS算法（Filtered Least mean squared）。该算法通过自适应滤波实现最小均方误差，具有逻辑简单、运算量小、收敛性好的优点。前馈式RNC降噪系统的降噪效果与参考信号和误差信号的相干性直接相关。例如，当相干性为0.9时，系统所能达到的最大降噪量为10dBA。
与降噪耳机相比，RNC系统的开发难度更大。降噪耳机的降噪区域小，本身对高频噪声有一定的隔绝效果，再加上主动降噪低频的降噪加持，可以实现较好的降噪效果。而RNC系统需要面对更复杂的车内声场环境和更宽的降噪频率范围，因此开发难度显著增加。
总结
随着信息技术的发展和芯片计算速度的提升，RNC主动降噪技术迎来了新的发展机遇。尽管相比于传统发动机降噪和耳机降噪，RNC的降噪具备更大的难度和不确定性，但其在提升驾乘舒适性方面具有巨大潜力。未来，随着技术的不断进步和优化，RNC主动降噪技术有望在更多车型上实现普及应用。
本文原文来自auto-testing.net