一种汽车道路噪声主动控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种汽车道路噪声主动控制系统，包括振动传感器、误差麦克风、车内扬声器、控制器、车外环境识别模块和车内环境识别模块，振动传感器和所述误差麦克风均与所述控制器的输入端连接，车内扬声器与所述控制器的输出端连接，车外环境识别模块用于识别采集车外环境信息，车内环境识别模块用于识别采集车内环境信息；车外环境识别模块和车内环境识别模块均与控制器的输入端连接，控制器基于获取的车外环境信息和车内环境信息，启动系统参数控制或状态控制，以保证自适应过程的稳定性，避免“冲击爆音”等异常抗噪声出现，其能够实现更好的车内噪声主动降噪效果。还公开了一种基于所述汽车道路噪声主动控制系统的汽车道路噪声主动控制方法。噪声主动控制方法。噪声主动控制方法。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车道路噪声主动控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及汽车工程
，具体涉及一种汽车道路噪声主动控制系统及方法。

技术介绍

[0002]随着汽车减振降噪技术的进步和新能源汽车技术、智能网联汽车技术的发展应用，主动降噪与主动噪声控制(Active Noise Cancelation，ANC)技术开始在汽车上应用。汽车主动降噪技术一般采用前馈、反馈或前
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反馈结合的结构来主动实时生成与目标噪声幅值相等相位相反的抗噪声而自适应的降低或去除目标噪声，其中主要为发动机主动降噪(ENC，包括以发动机作为增程装置的增程器主动降噪)和路噪主动降噪(RoadNoise Cancelation，RNC)。所谓道路噪声，或简称路噪，是指车辆在行驶过程中，轮胎与路面接触、及轮胎本身特性所产生的振动，经过汽车底盘、悬架及车身等传递到车内，以声辐射的形式所产生的环境噪声。RNC系统一般采用自适应的随机梯度法最小均方系统(Least Mean Square，LMS)，负责源头噪声采集的振动加速度传感器布置在汽车底盘、悬架及车身等位置，作为源头输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车道路噪声主动控制系统，包括振动传感器、误差麦克风、车内扬声器和控制器，所述振动传感器和所述误差麦克风均与所述控制器的输入端连接，所述车内扬声器与所述控制器的输出端连接，其特征在于，还包括：车外环境识别模块，用于识别采集车外环境信息；车内环境识别模块，用于识别采集车内环境信息；所述车外环境识别模块和车内环境识别模块均与控制器的输入端连接，所述控制器基于获取的车外环境信息和车内环境信息，启动系统参数控制或状态控制，所述参数控制为使用计算或预设的最佳道路噪声的主动控制参数和/或车内环境识别参数，以此平衡系统算法的收敛速度和稳定性并优化降噪效果，所述状态控制为暂停或重启汽车道路噪声主动控制系统；当控制器启动系统参数控制时，所述控制器用于处理误差麦克风采集的误差噪声信号和振动传感器采集的道路振动激励信号以更新自适应滤波器的滤波器系数，同时对获取的误差噪声信号、道路振动激励信号、车外环境信息和车内环境信息进行识别和计算，并根据这些识别与计算结果自适应匹配最佳的RNC控制参数，共同以道路振动激励信号、最佳的RNC控制参数以及更新的自适应滤波器系数生成抗噪声输出信号，所述控制器将所述抗噪声输出信号输出至车内扬声器，通过所述车内扬声器播放控制器生成的抗噪声输出信号。2.根据权利要求1所述的汽车道路噪声主动控制系统，其特征在于：所述车外环境识别模块包括车外摄像头、汽车雷达组件和智能驾驶控制单元，所述车外摄像头、汽车雷达组件均与智能驾驶控制单元连接；所述车内环境识别模块包括与座舱控制单元连接的车内摄像头、座椅占用检测装置、车窗开闭状态感应装置、天窗开闭状态感应装置、车门开闭状态感应装置及后备箱开闭状态感应装置，所述智能驾驶控制单元与座舱控制单元连接，所述座舱控制单元与控制器连接；所述智能驾驶控制单元和/或座舱控制单元能够仅收集、或收集且单独或协同处理车外摄像头及汽车雷达组件单独或组合的数据后识别采集得到车外环境信息，通过所述座舱控制单元将车外环境信息传递给控制器，所述座舱控制单元还能够将音频信号、车内环境信息及必要信息传递给控制器，所述音频信号包括提示音、报警音、导航音、多媒体音，所述必要信息包括座椅数量、轮胎配置、车辆驱动形式、底盘形式及配置，所述控制器基于获取的数据匹配最佳的RNC控制参数，并优化调用特定的振动传感器和误差麦克风通道及差异化的通道计权适配。3.根据权利要求1或2所述的汽车道路噪声主动控制系统，其特征在于：所述车外环境信息包括道路类型、道路状况、地理、天气及环境状况、车速、轮胎使用情况；所述道路类型包括沥青路、水泥路、鹅卵石路、碎石路、横向刻槽水泥路、方砖路；所述道路状况包括规律性状况和随机性状况，所述规律性状况包括减速带、减速标线、分道振动指示标线、路侧振动标线，所述随机性状况包括不同规模、大小、深度的坑洼、颠簸、破损。4.根据权利要求1或2所述的汽车道路噪声主动控制系统，其特征在于：所述车内环境信息包括驾乘人员数量及乘坐位置、座椅倾斜角度、座椅放倒状态、车内乘员舱占用情况、车窗开闭状态、天窗开闭状态、车门开闭状态及后备箱开闭状态。5.根据权利要求1或2所述的汽车道路噪声主动控制系统，其特征在于：所述误差麦克
风布置于车内驾乘人员附近，用于采集车内的噪声信号，所述噪声信号为外界噪声信号和次级声源即车内扬声器发出的抗噪声输出信号叠加后残余的噪声信号，作为输入汽车道路噪声主动控制系统的误差信号；所述误差麦克风通过A2B音频总线与控制器输入端的第一A2B收发器连接。6.根据权利要求1或2所述的汽车道路噪声主动控制系统，其特征在于：所述振动传感器布置于汽车底盘、悬架或车身上，用于采集轮胎和地面接触及轮胎本身所产生的道路振动激励信号，所述道路振动激励信号作为输入汽车道路噪声主动控制系统的参考信号；所述振动传感器通过A2B音频总线与控制器输入端的第二A2B收发器连接。7.根据权利要求1或2所述的汽车道路噪声主动控制系统，其特征在于：所述控制器包括依次连接的CAN接收器、微控制器、数字信号处理器，所述CAN接收器用于接收车外环境识别模块和车内环境识别模块传来的CAN/CAN
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FD信号，所述微控制器用于接收CAN接收器传来的CAN/CAN
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FD信号传递给所述数字信号处理器；所述数字信号处理器上集成有RNC算法，所述RNC算法包括RNC降噪算法、将包括提示音、报警音、导航音、多媒体音从误差麦克风中去除的算法以及处理所述车外环境信息、车内环境信息及必要信息以匹配最佳的RNC控制参数及优化调用特定的振动传感器和误差麦克风通道的算法，所述必要信息包括座椅数量、轮胎配置、车辆驱动形式、底盘形式及配置。8.根据权利要求1或2所述的汽车道路噪声主动控制系统，其特征在于：所述数字信号处理器包括参考信号高通滤波器、参考信号预滤波器、参考信号自适应计权模块、误差信号高通滤波器、误差信号预滤波器、误差信号自适应计权模块、LMS算法模块、滤波器控制模块和滤波器；所述参考信号高通滤波器用于去除获取的参考信号中不在设定范围内的低频分量，并根据识别采集的车外环境信息匹配对应的转角频率，以满足主动降噪系统算法收敛速度和降噪效果的需求，然后对参考信号进行传递特性处理，所述传递特性处理是根据获取的车内环境信息匹配预设的传递特性参数；所述参考信号预滤波器用于接收参考信号高通滤波器处理后的参考信号，参考信号预滤波器对参考信号中设定频段的噪声进行滤波处理；所述参考信号自适应计权模块用于接收参考信号预滤波器处理后的参考信号，根据识别采集的车外环境信息，使用计算或预设的最佳的RNC控制参数，对特定通道的参考信号进行放大或缩小操作，或对汽车道路噪声主动控制系统进行干预，所述干预包括暂停系统输出、改变系统输出或触发系统应对策略，以避免异常抗噪声出现；所述误差信号高通滤波器对获取的误差信号中的低频干扰信号进行滤波处理，根据识别采集的车外环境信息匹配对应的转角频率，并与车内存在的其它音频信号同时经所述传递特性处理后的信号相减，以去除所述误差信号中由于其它音频信号通过车内扬声器发出的非抗噪声成分，所述传递特性处理是根据获取的车内环境信息匹配预设的传递特性参数，所述其它音频信号包括提示音、报警音、导航音、多媒体音；所述误差信号预滤波器用于接收误差信号高通滤波器处理后的误差信号，误差信号预滤波器对误差信号中设定频段的噪声进行滤波处理；所述误差信号自适应计权模块用于接收误差信号预滤波器处理后的误差信号，根据识别采集的车内环境信息，使用计算或预设的最佳的RNC控制参数，对特定通道的参考信号进
行放大或缩小操作，或对汽车道路噪声主动控制系统进行干预，所述干预包括暂停系统输出、改变系统输出或触发系统应对策略，以避免异常抗噪声出现；所述LMS算法模块用于接收所述参考信号自适应计权模块处理后的参考信号和所述误差信号自适应计权模块处理后的误差信号，进行LMS算法处理；所述滤波器控制模块根据LMS算法模块处理后的参考信号、误差信号和滤波器的输出信号，对所述滤波器的系数进行更新处理，从而平衡汽车道路噪声主动控制系统算法的收敛速度和稳定性...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔祥杰，吴家鑫，郭旭东，
申请(专利权)人：重庆长安汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：