CN103568998B - 一种车辆关门声品质控制装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车辆关门声品质控制装置及其方法，属于汽车技术领域。它解决了提升关门声品质的问题。本装置包括微处理器和分别连接微处理器的整车控制器、车身控制器、角加速度传感器、角度传感器和噪音检测单元，微处理器的输出端连接有关门力度衰减装置，微处理器通过驱动电路连接至少一个音频扬声器。本方法包括如下步骤：A、判断车门角度是否为零，进一步判断车速是否为零；B、在车门角度不为零且车速为零时判断车门角加速度值，在判断出车门角加速度大于当前车门开启角度对应的设定值时，衰减车门角加速度；C、在车门角度不为零时，开始噪音信号拾取，在车门闭合瞬间控制产生并发出抵消音频信号。该装置及方法能够提高车门关声品质。

Description

一种车辆关门声品质控制装置及其方法

技术领域

本发明属于汽车技术领域，涉及一种车辆关门声品质控制装置及其方法。

背景技术

汽车的振动噪声和舒适性越来越受到消费者和主机厂商的重视，即汽车振动噪声和舒适性特性简称NVH特性，NVH特性适用于改进现有车型乘坐舒适性的研究。而关门声品质是人们对汽车NVH性能的第一印象，人们能够通过关门声品质对汽车的品质做初步的判断，关门声品质的重要性不言而喻。不同的人关门力度大小不同，当关门力度大时，车门与门锁、门框的撞击声大，使车内人员感觉不舒适，关门声品质差。

现有技术中通过提高车门结构的缝隙和安装、制作工艺来优化车辆关门声品质。还没有出现一种有效减少车辆关门声的装置和方法。而中国专利文献公开了申请号为20091031206.X的乘用车关门声测试系统和评价方法，该方法在测试关门声时，运用滑轮原理实现关门声测试，弥补了人为关闭车门不能保证测试一致性，该方法和系统能有效检测出关门声品质，用于提示工作人员在生产组装时能生产出消费者满意的合格品，该系统和方法一定程度上实现了车辆关门声品质的控制。减少不合格品的产生。但是该装置只能在检测到不合格的车辆门声后从新组装，但是不能提高和控制车辆车门本身的关门声品质。

发明内容

本发明针对现有的技术存在上述问题，提出了一种车辆关门声品质控制装置及其方法，该装置及其方法能够将车辆关门力度大小对车辆关门声品质的影响降到最小，使消费者关车门时总能听到良好的声品质。

本发明通过下列技术方案来实现：一种车辆关门声品质控制装置，包括用于提供车辆当前车速值的整车控制器和用于提供车门状态信号的车身控制器，其特征在于，本装置还包括微处理器、用于检测车门角加速度的角加速度传感器、用于检测车门开启角度的角度传感器和用于拾取并识别关门声噪音的噪音检测单元，所述的车身控制器、整车控制器、角度传感器、角加速度传感器和噪音检测单元的输出端分别连接微处理器的输入端，所述的噪音检测单元的输入端连接微处理器的输出端，所述的微处理器的输出端连接有关门力度衰减装置，所述的微处理器的输出端还通过驱动电路连接有至少一个音频扬声器，所述的微处理器在车门为打开状态且车速为零时进一步判断车门角加速度大于当前门开启角度对应的设定值则发出控制指令控制关门力度衰减装置动作，同时所述的微处理器在车门为打开状态时控制噪音检测单元拾取关门声噪音信号，所述的微处理器在车门闭合瞬间控制驱动电路产生抵消关门声噪音信号的声音数据，经由音频扬声器发出音频信号用于抵消车门闭合瞬间产生的关门声噪音。

微处理器实时接收车身控制器提供的车辆车门状态信号和整车控制器提供的车辆当前车速状况，在车辆车门为打开状态及车速为零，且微处理器在接收角加速度传感器检测的车门关闭动作的角加速度大于设定值时，微处理器控制关门力度衰减装置控制车门关闭动作的角加速度变小，正好能起到关门的作用。这样不管是多大力度的关门动作都不会让车门有很大的关门声。同时在车辆车门打开状态下，微控制器发出控制指令命令噪音检测单元工作，噪音检测单元拾取并识别车辆关门声噪音信号发送给微处理器，微处理器在接收到车身控制器发送的车辆车门闭合瞬间信号时根据车辆检测并计算出的关门声噪音信号控制驱动电路经由音频扬声器发出能抵消关门声噪音的音频信号。

在上述的车辆关门声品质控制装置中，所述的微处理器含有声音信号的声音文件库。根据车门关门声噪音的几种类型设置多个声音信号组成的声音文件库。微处理器通过判断噪音检测单元检测的噪音频率选取相对应能抵消关门声噪音信号的声音信号。

在上述的车辆关门声品质控制装置中，所述的驱动电路包括能操作合成声音信号的数字声音合成器，所述的数字声音合成器连接微处理器的输出端，上述的音频扬声器连接数字声音合成器的输出端。微处理器根据车辆关门声噪音信号从文件库中选取最佳抵消噪音的声音信号发送给数字声音合成器，通过数字声音合成器合成该频率和相位的声音数据给音频扬声器发出音频信号。这样使得最大范围的起到抵消车门关门声噪音的作用。

在上述的车辆关门声品质控制装置中，所述的噪音检测单元包括麦克风和用于对拾取的关门声噪音信号进行处理的声音处理单元，所述的麦克风通过声音处理单元连接微处理器，所述声音处理单元的输入端连接微处理器的输出端，所述声音处理单元的输出端连接微处理器的输入端，所述声音处理单元将麦克风拾取的噪音信号转换成脉冲信号发送给微处理器，微处理器根据频率计算并判定出所拾取噪音的类型和相位。

微处理器控制噪音检测单元工作，同时车辆关门声噪音信号通过麦克风拾取后经由声音处理单元处理转换成脉冲信号发送给微处理器，方便微处理器接收噪音信号，同时微处理器能够处理噪音信号并计算和判断出当前噪音信号的相位和声音类型，方便与声音文件库内的声音信号进行比较。

在上述的车辆关门声品质控制装置中，所述的微处理器的输入端还连接有用于检测车内人员所处位置的若干个压力传感器，所述微处理器根据压力传感器检测的车内人员所处位置对应控制音频扬声器工作。通过压力传感器检测车内人员所处的位置。这里根据人员位置相应控制音频扬声器发声，使得关门声噪音的消除更准确。

在上述的车辆关门声品质控制装置中，所述的至少一个音频扬声器对应设置于车辆座椅上。这里通过提高主动消除关门声噪音水平从而提高关门声品质，使得车内人员更加舒适。

一种车辆关门声品质控制方法，其特征在于，本方法包括如下步骤：

A、判断车门角度是否为零，在车门角度不为零时进一步判断车速是否为零；这里通过判断车门的角度判断车辆的车门所处状态，在车门为打开状态时进一步判断车速情况。

B、在车门角度不为零且车速为零时判断车门角加速度值是否大于设定值，在判断出车门角加速度大于当前车门开启角度对应的设定值时，微处理器控制关门力度衰减装置对车门产生一个与关门动作相反方向的作用力；在车门为打开状态且车速为零时，微处理器在判断出车门角加速度大于设定值，即车门关门力度过大，车门在快速关闭，则在车门关闭过程中控制关门力度衰减装置对车门产生一个与关门动作相反方向的作用力，用于衰减关门力度从而减少关门角加速度。使得不管关门的力度多大都能使车门轻轻合上。

C、在车门角度不为零时，噪音检测单元开始关门声噪音信号拾取，同时微处理器在接收到车身控制器发送的车门闭合瞬间信号时控制驱动电路产生用于抵消关门声噪音的声音数据，经由音频扬声器发出。在车门为打开状态，噪音检测单元拾取关门声噪音信号发送给微处理器，微处理器在车门闭合瞬间控制音频扬声器发出抵消关门声噪音的音频信号。起到主动消除关门声噪音的作用，进一步提高关门声品质，使得车门闭合时产生的关门声噪音降低。提高车辆乘车的舒适度。

在上述的车辆关门声品质控制方法中，在所述的步骤B中，关门力度衰减装置的作用力大小与车门角加速度值和设定值之差成正比，关门力度衰减装置的作用力大小与车门角值成反比。车门角加速度值和设定值之间的差值越大说明车门受到的关门力度也更大，由此确定反向衰减的作用力也需要更大。使得不管关门力度多大，车门通过关门力度衰减装置工作后，车门角加速度值正好起到关闭车门的作用。

在上述的车辆关门声品质控制方法中，在所述的步骤C中，微处理器通过计算拾取关门声噪音信号的频率和相位确定声音类别，所述的微处理器通过噪音判断出的声音类别从声音文件库内选取相反相位且频率相近的声音信号作为产生抵消噪音音频信号的控制指令模型。这里使得微处理器在控制产生抵消噪音的音频信号时更加的准确。

在上述的车辆关门声品质控制方法中，在所述的步骤C中，所述的产生抵消关门声噪音的音频信号为多个，且对应车内人员所处位置相应发出抵消关门声噪音的音频信号。通过车内人员所处位置相应发出抵消噪音的音频信号，使得车内人员听到的车门关门声更细微。抵消效果更好。提高车内人员乘坐的舒适度。

现有技术相比，本发明一种车辆关门声品质控制装置及其方法具有以下优点：

1、本发明通过衰减车门关闭过程中的车辆关门力度来调整车辆关门角加速度值，从而有效控制车门闭合的力度，达到降低车辆关门声的作用，提高车辆关门声品质。

2、本发明通过车内主动抵消中和关门声噪音的作用，达到降低关门声的听觉效果，同时提高乘坐人员的舒适度。

3、本发明不仅在车门关闭过程中降低关门声噪音，同时在车门闭合的瞬间主动抵消车门关门声噪音声，全面提高关门声品质。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的控制流程示意图。

图中，1、微处理器；2、角度传感器；3、角加速度传感器；4、整车控制器；5、车身控制器；6、噪音检测单元；61、声音处理单元；62、麦克风；7、压力传感器；8、关门力度衰减装置；9、驱动电路；10、音频扬声器。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1、图2所示，本车辆关门声品质控制装置包括用于提供车辆当前车速值的整车控制器4和用于提供车门状态信号的车身控制器5。本装置还包括微处理器1、用于检测车门角加速度的角加速度传感器3和用于拾取并识别关门声噪音的噪音检测单元6。车身控制器5、整车控制器4、角加速度传感器3和噪音检测单元6的输出端分别连接微处理器1的输入端，噪音检测单元6的输入端连接微处理器1的输出端。这里的车身控制器5可以提供车门状态信息，即车门是否处于打开状态，车门的角度大于零，实际工作中，可选择在微处理器1上连接用于检测车门角度的角度传感器2，在检测车门角度不为零时即为打开状态。微处理器1的输出端连接有关门力度衰减装置8。微处理器1的输出端还通过力驱动电路9连接有至少一个音频扬声器10。同时微处理器1含有声音信号的声音文件库。根据车门关门声噪音的几种类型设置多个声音信号组成的声音文件库。

进一步为了完善主动抵消噪音结果更完善，微处理器1的输入端还连接有用于检测车内人员所处位置的若干个压力传感器7，微处理器1根据压力传感器7检测的车内人员所处位置对应控制音频扬声器10工作。且至少一个音频扬声器10对应设置于车辆座椅上。这样在相同位置上的人员能听到的关门声噪音最小。

微处理器1在车门为打开状态且车速为零时进一步判断车门角加速度大于当前车门开启角度对应的设定值则发出控制指令控制关门力度衰减装置8动作；同时微处理器1在车门为打开状态时控制噪音检测单元6拾取关门声噪音信号。微处理器1通过判断噪音检测单元6检测的噪音频率选取相对应能抵消关门声噪音信号的声音信号。微处理器1在车门闭合瞬间控制驱动电路9产生抵消关门声噪音信号的声音数据，经由音频扬声器10发出音频信号用于抵消车门闭合瞬间产生的关门声噪音。

驱动电路9包括能操作合成声音信号的数字声音合成器，数字声音合成器连接微处理器1的输出端，上述的音频扬声器10连接数字声音合成器的输出端。

噪音检测单元6包括麦克风62和用于对拾取的关门声噪音信号进行处理的声音处理单元61，所述的麦克风62通过声音处理单元61连接微处理器1，声音处理单元61的输入端连接微处理器1的输出端，声音处理单元61的输出端连接微处理器1的输入端，声音处理单元61将麦克风62拾取的噪音信号转换成脉冲信号发送给微处理器1，微处理器1根据频率计算并判定出所拾取噪音的类型和相位。声音信号处理单元对声音信号进行处理，将其转换成方便微处理器1接收的脉冲信号；同时微控制器对接收的噪音信号进行频率计算，用于对声音信号处理单元输出的脉冲信号进行计数，并由此计算噪音信号频率；以及判断出噪音信号的声音类型，声音类型的判定是根据计算得到的噪音信号频率判定所检测声音的类型。

以下是本车辆关门声品质控制装置的工作原理：

微处理器1实时接收车身控制器5提供的车辆车门状态信号和整车控制器4提供的车辆当前车速状况，在车辆车门为打开状态及车速为零，且微处理器1在接收角加速度传感器3检测的车门关闭动作的角加速度大于设定值时，微处理器1控制关门力度衰减装置8控制车门关闭动作的角加速度变小，正好能起到关门的作用。关门力度衰减装置8包括安装于车门上用于产生相对车门关门相反方向作用力的电机，微处理器1通过控制电机的转速来控制衰减装置产生的衰减作用力的大小。这样不管是多大力度的关门动作都不会让车门有很大的关门声。

同时在车辆车门打开状态下，微控制器发出控制指令命令噪音检测单元6工作，麦克风62拾取车辆关门声噪音信号发送给声音处理单元61，声音处理单元61把拾取的噪音信号转换成脉冲信号发送给微处理器1，微处理器1通过脉冲的发送频率来计算出噪音信号的特有频率并判定出噪音信号的声音类型。微处理器1在接收到车身控制器5发送的车辆车门闭合瞬间信号时根据车辆检测并计算出的关门声噪音信号在声音文件库中选取相位相反，频率接近的最佳抵消声音文件作为控制模型，并控制驱动电路9中的数字声音合成器合成刚选择的用于抵消关门声噪音的声音文件相同的声音数据，合成后的声音数据经由音频扬声器10发出能抵消关门声噪音的音频信号。

本车辆关门声品质控制方法包括如下步骤：

A、判断车门角度是否为零，在车门角度不为零时进一步判断车速是否为零；

B、在车门角度不为零且车速为零时判断车门角加速度值是否大于设定值，在判断出车门角加速度大于当前车门开启角度对应的设定值时，微处理器1控制关门力度衰减装置8对车门产生一个与关门动作相反方向的作用力；

关门力度衰减装置8的作用力大小与车门角加速度值和设定值之差成正比；关门力度衰减装置8的作用力大小与车门角值成反比。

C、在车门角度不为零时，噪音检测单元6开始关门声噪音信号拾取，同时微处理器1在接收到车身控制器5发送的车门闭合瞬间信号时控制驱动电路9产生用于抵消关门声噪音的声音数据，经由音频扬声器10发出。

微处理器1通过计算拾取关门声噪音信号的频率和相位确定声音类别，微处理器1通过噪音判断出的声音类别从声音文件库内选取相反相位且频率相近的声音信号作为产生抵消噪音音频信号的控制指令模型。

产生抵消关门声噪音的音频信号为多个，且对应车内人员所处位置相应发出抵消关门声噪音的音频信号。

微处理器1从车身控制器5获取车门关闭信息，也可从角度传感器2直接检测车门角度所得，这里对于车门状态的判断两个一起接收更佳，在角度传感器2检测的角度信号和车身控制器5提供的车辆车门角度信号一致，能进一步可能目前车门所处的状态。

首先可以确定的是车门关闭时，车门的开启角度为零度。且车辆在静置时，判断车速为零；车门打开后，车门的开启角度不为零度，即大于零度，在车速同时为零时，即当前的车辆处于停车车门被打开的状态，接着会有关门动作，所以角加速度传感器3检测车门关闭运动的角加速度，车门开启角度和关门角加速度有一定的关系，车门开启角度比较大时所需要的关门角加速度也需要稍大些才能正好起到关闭车门的作用。微控制器内设有根据车门开启角度分别对应的角加速度设定值集合，当检测的角加速度大于当前车门开启角度对应的设定值时，微处理器1控制关门力度衰减装置8对角加速度衰减，使其到达当前门开启角度对应的设定值。则正好能达到关闭车门的作用。

进一步的通过压力传感器7检测车内人员所处位置，即所坐的座椅的位置。结合噪音单元的噪声检测结果确定发出噪声的品质特性。并从声音文件库内选取需要控制产生的声音信号，通过驱动电路9产生对应的抵消声音数据，并由音频扬声器10发出抵消关门声噪音的音频信号。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了微处理器1、角度传感器2、角加速度传感器3、整车控制器4、车身控制器5、噪音检测单元6、声音处理单元61、麦克风62、压力传感器7、关门力度衰减装置8、驱动电路9、音频扬声器10等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种车辆关门声品质控制装置，包括用于提供车辆当前车速值的整车控制器(4)和用于提供车门状态信号的车身控制器(5)，其特征在于，本装置还包括微处理器(1)、用于检测车门角加速度的角加速度传感器(3)、用于检测车门开启角度的角度传感器(2)和用于拾取并识别关门声噪音的噪音检测单元(6)，所述的车身控制器(5)、整车控制器(4)、角度传感器(2)、角加速度传感器(3)和噪音检测单元(6)的输出端分别连接微处理器(1)的输入端，所述的噪音检测单元(6)的输入端连接微处理器(1)的输出端，所述的微处理器(1)的输出端连接有关门力度衰减装置(8)，所述的微处理器(1)的输出端还通过驱动电路(9)连接有至少一个音频扬声器(10)，所述的微处理器(1)在车门为打开状态且车速为零时进一步判断车门角加速度大于当前门开启角度对应的设定值则发出控制指令控制关门力度衰减装置(8)动作，同时所述的微处理器(1)在车门为打开状态时控制噪音检测单元(6)拾取关门声噪音信号，所述的微处理器(1)在车门闭合瞬间根据车辆检测并计算出的关门声噪音信号控制驱动电路(9)产生抵消关门声噪音信号的声音数据，经由音频扬声器(10)发出音频信号用于抵消车门闭合瞬间产生的关门声噪音。

2.根据权利要求1所述的车辆关门声品质控制装置，其特征在于，所述的微处理器(1)含有声音信号的声音文件库。

3.根据权利要求2所述的车辆关门声品质控制装置，其特征在于，所述的驱动电路(9)包括能操作合成声音信号的数字声音合成器，所述的数字声音合成器连接微处理器(1)的输出端，上述的音频扬声器(10)连接数字声音合成器的输出端。

4.根据权利要求1或2或3所述的车辆关门声品质控制装置，其特征在于，所述的噪音检测单元(6)包括麦克风(62)和用于对拾取的关门声噪音信号进行处理的声音处理单元(61)，所述的麦克风(62)通过声音处理单元(61)连接微处理器(1)，所述声音处理单元(61)的输入端连接微处理器(1)的输出端，所述声音处理单元(61)的输出端连接微处理器(1)的输入端，所述声音处理单元(61)将麦克风(62)拾取的噪音信号转换成脉冲信号发送给微处理器(1)，微处理器(1)根据频率计算并判定出所拾取噪音的类型和相位。

5.根据权利要求4所述的车辆关门声品质控制装置，其特征在于，所述的微处理器(1)的输入端还连接有用于检测车内人员所处位置的若干个压力传感器(7)，所述微处理器(1)根据压力传感器(7)检测的车内人员所处位置对应控制音频扬声器(10)工作。

6.根据权利要求5所述的车辆关门声品质控制装置，其特征在于，所述的至少一个音频扬声器(10)对应设置于车辆座椅上。

7.一种车辆关门声品质控制方法，其特征在于，本方法包括如下步骤：

A、判断车门角度是否为零，在车门角度不为零时进一步判断车速是否为零；

B、在车门角度不为零且车速为零时判断车门角加速度值是否大于设定值，在判断出车门角加速度大于当前车门开启角度对应的设定值时，微处理器(1)控制关门力度衰减装置(8)对车门产生一个与关门动作相反方向的作用力；

C、在车门角度不为零时，噪音检测单元(6)开始关门声噪音信号拾取，同时微处理器(1)在接收到车身控制器(5)发送的车门闭合瞬间信号时根据车辆检测并计算出的关门声噪音信号控制驱动电路(9)产生用于抵消关门声噪音的声音数据，经由音频扬声器(10)发出。

8.根据权利要求7所述的车辆关门声品质控制方法，其特征在于，在所述的步骤B中，关门力度衰减装置(8)的作用力大小与车门角加速度值和设定值之差成正比，关门力度衰减装置(8)的作用力大小与车门角值成反比。

9.根据权利要求7或8所述的车辆关门声品质控制方法，其特征在于，在所述的步骤C中，微处理器(1)通过计算拾取关门声噪音信号的频率和相位确定声音类别，所述的微处理器(1)通过噪音判断出的声音类别从声音文件库内选取相反相位且频率相近的声音信号作为产生抵消噪音音频信号的控制指令模型。

10.根据权利要求9所述的车辆关门声品质控制方法，其特征在于，在所述的步骤C中，所述的产生抵消关门声噪音的音频信号至少一个，且对应车内人员所处位置相应发出抵消关门声噪音的音频信号。