CN110132405B - 一种摘挂挡的噪音识别系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种摘挂挡的噪音识别系统及方法。包括：振动传感器、拨叉位置传感器、数据采集卡及噪音识别装置；其中，所述振动传感器，设置于汽车变速器的壳体上，用于采集变速器的振动信号；所述拨叉位置传感器，设置于汽车变速器操纵系统上，用于采集拨叉位置信号；振动传感器和所述拨叉位置传感器，与数据采集卡的输入端相连；所述数据采集卡的输出端与所述噪音识别装置相连；数据采集卡，用于将接收到的振动信号和拨叉位置信号发送至所述噪音识别装置；所述噪音识别装置，用于对振动信号和拨叉位置信号进行分析处理，获得汽车摘挂挡时的噪音。可以实现对汽车变速器中摘挂挡噪音的识别，从而辅助技术人员对汽车摘挂挡性能进行改进。

Description

一种摘挂挡的噪音识别系统及方法

技术领域

本发明实施例涉及汽车变速器技术领域，尤其涉及一种变速器摘挂挡的噪音识别系统、方法。

背景技术

随着汽车产业的蓬勃发展，人们对汽车产品的期望逐渐从功能完备往性能优良方面过渡。用户市场督促着汽车厂家对汽车整体性能精益求精，对于汽车变速器而言，安全可靠、响应迅速已经不能满足日益提升的用户需求，摘挂挡作为变速器的核心功能，优良的摘挂挡品质成为汽车厂家关注的重点。

由于汽车变速器在台架、整车的试验和标定过程中声学环境较为恶劣，对变速器摘挂挡噪音的识别相对困难，因此汽车变速器摘挂挡噪音的识别对提高汽车性能显得尤为重要。

发明内容

本发明实施例提供一种摘挂挡的噪音识别系统及方法，以实现对汽车变速器中摘挂挡噪音的识别，辅助技术人员对汽车摘挂挡性能进行改进。

第一方面，本发明实施例提供了一种摘挂挡的噪音识别系统，包括：振动传感器、拨叉位置传感器、数据采集卡及噪音识别装置；

其中，所述振动传感器，设置于汽车变速器的壳体上，用于采集变速器的振动信号；

所述拨叉位置传感器，设置于汽车变速器操纵系统上，用于采集拨叉位置信号；

所述振动传感器和所述拨叉位置传感器，与所述数据采集卡的输入端相连；所述数据采集卡的输出端与所述噪音识别装置相连；

所述数据采集卡，用于将接收到的振动信号和拨叉位置信号发送至所述噪音识别装置；

所述噪音识别装置，用于对振动信号和拨叉位置信号进行分析处理，获得汽车摘挂挡时的噪音。

进一步地，所述噪音识别装置包括：噪音识别模块、噪音分析模块和噪音转换模块；

所述噪音识别模块用于获取所述振动信号的幅频特性曲线，并根据所述幅频特性曲线确定所述振动信号是否为噪音；

所述噪音分析模块用于对所述振动信号和所述拨叉位置信号进行对齐和重采样处理，并根据对齐和重采样后的振动信号和拨叉位置信号确定产生噪音时对应的拨叉位置区间；

所述噪音转化模块用于对所述振动信号按照设定采样间隔进行重采样，并将重采样后的振动信号实时转化为音频信号。

进一步地，所述噪音识别模块包括：噪音识别单元、第一图谱显示单元和第一报警单元；

所述噪音识别单元用于获取振动信号的幅频特性曲线，并判断所述幅频特性曲线是否落在预设区间之间，若所述幅频特性曲线落在预设区间之间，则所述振动信号为噪音；其中，所述噪音识别单元为信号掩区和边界测试单元，所述预设区间包括上、下限掩区；

所述第一图谱显示单元用于显示预设区间的上、下限曲线和所述振动信号的幅频特性曲线；

所述第一报警单元用于当所述振动信号为噪音时，进行报警。

进一步地，所述噪音分析模块包括：对齐和重采样单元、第二图谱显示单元、拨叉位置区间确定单元；

所述对齐和重采样单元用于对所述振动信号和所述拨叉位置信号进行对齐和重采样处理；

所述第二图谱显示单元用于显示对齐和重采样后的振动信号和拨叉位置信号；

所述拨叉位置区间确定单元用于获取振动信号的波形突变点与拨叉位置信号对应的区间，并根据拨叉位置信号的区间确定产生噪音时对应的拨叉位置区间。

进一步地，所述噪音转化模块包括：重采样单元、声卡驱动单元、幅值评价单元及第二报警单元；

所述重采样单元用于对所述振动信号按照设定采样间隔进行重采样，所述设定采样间隔由实车安静环境摘挂挡产生的噪音确定；

所述声卡驱动单元用户将重采样后的振动信号实时转化为音频信号；

所述幅值评价单元用于获取所述振动信号的时域幅值，并判断所述时域幅值的均方根是否落入设定阈值范围；

所述第二报警单元用于当所述时域幅值的均方根落入设定阈值范围时，进行报警。

进一步地，还包括：声音播放模块，所述声音播放模块与所述声卡驱动单元相连，用于播放所述音频信号。

第二方面，本发明实施例还提供了一种摘挂挡的噪音识别方法，该方法包括：

通过设置于汽车变速器的壳体上的振动传感器获取变速器的振动信号，及通过设置于汽车变速器操纵系统上的拨叉位置传感器获取拨叉位置信号；

对所述振动信号和拨叉位置信号进行对齐处理；

根据对齐的振动信号和拨叉位置信号确定噪音信号对应的拨叉位置区间。

进一步地，根据对齐的振动信号和拨叉位置信号确定噪音信号对应的拨叉位置区间，包括：

获取振动信号的波形突变点，所述波形突变点为噪音引起的振动信号的突变；

根据对齐的振动信号和拨叉位置信号确定所述波形突变点与拨叉位置信号对应的区间；

根据所述拨叉位置信号对应的区间确定噪音信号对应的拨叉位置区间。

进一步地，还包括：

按照设定采样间隔对所述振动信号进行重采样；

将重采样后的振动信号实时转化为音频信号，并播放所述音频信号。

进一步地，还包括：

获取所述振动信号的幅频特性曲线；

根据所述幅频特性曲线确定所述振动信号是否为噪音。

本发明实施例提供的摘挂挡的噪音识别系统，包括：振动传感器、拨叉位置传感器、数据采集卡及噪音识别装置；其中，振动传感器，设置于汽车变速器的壳体上，用于采集变速器的振动信号；拨叉位置传感器，设置于汽车变速器操纵系统上，用于采集拨叉位置信号；振动传感器和拨叉位置传感器，与数据采集卡的输入端相连；数据采集卡的输出端与噪音识别装置相连；数据采集卡，用于将接收到的振动信号和拨叉位置信号发送至噪音识别装置；噪音识别装置，用于对振动信号和拨叉位置信号进行分析处理，获得汽车摘挂挡时的噪音。可以实现对汽车变速器中摘挂挡噪音的识别，从而辅助技术人员对汽车摘挂挡性能进行改进。

附图说明

图1是本发明实施例一中的一种摘挂挡的噪音识别系统的结构示意图；

图2是本发明实施例一中的又一种摘挂挡的噪音识别系统的结构示意图图；

图3是本发明实施例二中的一种摘挂挡的噪音识别方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种摘挂挡的噪音识别系统的结构示意图图，该系统可以对汽车变速器摘挂挡的噪音进行识别，如图1所示，该系统包括：振动传感器110，拨叉位置传感器120，数据采集卡130及噪音识别装置140。

其中，振动传感器110，设置于汽车变速器的壳体上，用于采集变速器的振动信号。拨叉位置传感器120，设置于汽车变速器操纵系统上，用于采集拨叉位置信号。振动传感器110和拨叉位置传感器120，与数据采集卡130的输入端相连；数据采集卡130的输出端与噪音识别装置140相连；

数据采集卡130，用于将接收到的振动信号和拨叉位置信号发送至噪音识别装置。噪音识别装置140，用于对振动信号和拨叉位置信号进行分析处理，获得汽车摘挂挡时的噪音。

可选的，还包括通讯模块150，通讯模块150设置于数据采集卡130和噪音识别装置140之间，数据采集卡130的输出端与通讯模块150相连，通讯模块150的另一端与噪音识别装置140相连。

其中，噪音识别装置140可以是基于LabVIEW平台开发，如图2所示，噪音识别装置140包括：噪音识别模块141、噪音分析模块142和噪音转换模块143。噪音识别模块141用于获取振动信号的幅频特性曲线，并根据幅频特性曲线确定振动信号是否为噪音。噪音分析模块142用于对振动信号和拨叉位置信号进行对齐和重采样处理，并根据对齐和重采样后的振动信号和拨叉位置信号确定产生噪音时对应的拨叉位置区间。噪音转化模块143用于对振动信号按照设定采样间隔进行重采样，并将重采样后的振动信号实时转化为音频信号。

具体的，振动信号进入噪音识别模块141后被分为两路，对其中一路做单频测量获得振动信号的频域幅值，若振动信号为变速器摘挂挡时产生的噪音，则将获得的频域幅值分别增、减设定值，获得上、下限掩区值。对另一路振动信号以峰值幅度模式进行频谱测量，并调用信号掩区和边界测试单元对振动信号的幅频特性曲线进行信号掩区和边界测试。当振动信号的幅频特性曲线在上、下限掩区之间时，该振动信号为摘挂挡产生的噪音。本实施例中，通过对不同种类的噪音信号做单频测量获得频域幅值，从而获得不同种类的噪音信号对应的上、下限掩区值，通过确定振动信号的幅频特性曲线落入的区间，可以识别到噪音信号的类别。

具体的，振动信号和拨叉位置信号输入噪音分析模块142后，调用对齐和重采样单元对振动信号和拨叉位置信号进行对齐处理，并以线性插值模式以预设采样间隔进行重采样。当变速器产生摘挂挡噪音时，检测振动信号的波形突变点，根据对齐的振动信号和拨叉位置信号确定波形突变点与拨叉位置信号对应的区间，从而获得噪音信号对应的拨叉位置区间，即摘挂挡噪音产生时变速器所处的换挡阶段。

具体的，振动信号输入噪音转换模块143后，按照由实车安静环境摘挂挡产生的噪音确定的设定采样间隔对振动信号进行重采样，并调用声卡驱动单元将重采样后的振动信号实时转化为音频信号，一路音频信号进行存储，另一路音频信号发送至声音播放模块进行播放。本实施例中，采用由实车安静环境摘挂挡产生的噪音确定的设定采样间隔对振动信号进行重采样，使得转换后的音频信号的音色与实车安静环境摘挂挡产生的噪音一致，从而实现对恶劣声学环境下变速器摘挂挡噪音大小的主观评价。同时，噪音转换模块143获取振动信号的时域幅值，并将时域幅值的均方根与实车安静环境摘挂挡产生的不同噪音对应的阈值进行比较，判断时域幅值的均方根是否落入设定阈值范围，若落入，则进行报警。例如，获得实车安静环境摘挂挡产生的三个不同噪音的阈值为T1、T2和T3，且T1<T2<T3，如果时域幅值的均方根大于T1且小于T2，则绿色指示灯点亮，蜂鸣器不报警；如果时域幅值的均方根大于T2且小于T3，则黄色指示灯点亮，蜂鸣器不报警；如果时域幅值的均方根大于T3，则红色指示灯点亮，蜂鸣器报警，从而实现对变速器摘挂挡噪音的客观评价。

可选的，噪音识别模块141包括：噪音识别单元、第一图谱显示单元和第一报警单元。噪音识别单元用于获取振动信号的幅频特性曲线，并判断幅频特性曲线是否落在预设区间之间，若幅频特性曲线落在预设区间之间，则振动信号为噪音；其中，噪音识别单元为信号掩区和边界测试单元，预设区间包括上、下限掩区。第一图谱显示单元用于显示预设区间的上、下限曲线和振动信号的幅频特性曲线。第一报警单元用于当振动信号为噪音时，进行报警。第一报警单元可以包括指示灯或蜂鸣器。

可选的，噪音分析模块142包括：对齐和重采样单元、第二图谱显示单元、拨叉位置区间确定单元。对齐和重采样单元用于对振动信号和拨叉位置信号进行对齐和重采样处理。第二图谱显示单元用于显示对齐和重采样后的振动信号和拨叉位置信号。拨叉位置区间确定单元用于获取振动信号的波形突变点与拨叉位置信号对应的区间，并根据拨叉位置信号的区间确定产生噪音时对应的拨叉位置区间。

可选的，噪音转化模块143包括：重采样单元、声卡驱动单元、幅值评价单元及第二报警单元。重采样单元用于对振动信号按照设定采样间隔进行重采样，设定采样间隔由实车安静环境摘挂挡产生的噪音确定。声卡驱动单元用于将重采样后的振动信号实时转化为音频信号。幅值评价单元用于获取振动信号的时域幅值，并判断时域幅值的均方根是否落入设定阈值范围。第二报警单元用于当时域幅值的均方根落入设定阈值范围时，进行报警。第二报警单元可以包括指示灯或蜂鸣器。噪音转化模块143还包括第三图谱显示单元，用于显示振动信号。

可选的，还包括：声音播放模块160，声音播放模块160与声卡驱动单元相连，用于播放音频信号。

本实施例提供的摘挂挡的噪音识别系统，包括：振动传感器、拨叉位置传感器、数据采集卡及噪音识别装置；其中，振动传感器，设置于汽车变速器的壳体上，用于采集变速器的振动信号；拨叉位置传感器，设置于汽车变速器操纵系统上，用于采集拨叉位置信号；振动传感器和拨叉位置传感器，与数据采集卡的输入端相连；数据采集卡的输出端与噪音识别装置相连；数据采集卡，用于将接收到的振动信号和拨叉位置信号发送至噪音识别装置；噪音识别装置，用于对振动信号和拨叉位置信号进行分析处理，获得汽车摘挂挡时的噪音。能够实现对变速器摘挂挡噪音的识别、分析与评价，并可以显示变速器摘挂挡噪音的时域图谱、频域图谱，本发明实施例基于LabVIEW平台开发，充分利用了虚拟仪器的优势，结构简单实用，体积小便于携带，开发及维修成本低，有利于在汽车研发企业快速推广运用。可以实现对汽车变速器中摘挂挡噪音的识别，从而辅助技术人员对汽车摘挂挡性能进行改进。

实施例二

图3为本发明实施例二提供的一种摘挂挡的噪音识别方法的流程图。如图3所示，该方法包括如下步骤：

步骤310，通过设置于汽车变速器的壳体上的振动传感器获取变速器的振动信号，及通过设置于汽车变速器操纵系统上拨叉位置传感器获取拨叉位置信号。

振动传感器可以实时的获取变速器的振动信号，拨叉位置传感器可以获取到拨叉位置信号。

步骤320，对振动信号和拨叉位置信号进行对齐处理。

本实施例中，可以调用对齐和重采样单元对振动信号和拨叉位置信号进行对齐处理，在对振动信号和拨叉位置信号进行对齐处理的同时，以线性插值方式对两信号以设定采样间隔进行重采样。

步骤330，根据对齐的振动信号和拨叉位置信号确定噪音信号对应的拨叉位置区间。

具体的，根据对齐的振动信号和拨叉位置信号确定噪音信号对应的拨叉位置区间的方式可以是：获取振动信号的波形突变点，波形突变点为噪音引起的振动信号的突变；根据对齐的振动信号和拨叉位置信号确定波形突变点与拨叉位置信号对应的区间；根据拨叉位置信号对应的区间确定噪音信号对应的拨叉位置区间。

本实施例中，当变速器产生摘挂挡噪音时，振动信信号会产生波形突变点，然后获取与波形突变点对齐的拨叉位置信号中的区间，从而获得噪音信号对应的拨叉位置区间。

可选的，还包括如下步骤：按照设定采样间隔对振动信号进行重采样；将重采样后的振动信号实时转化为音频信号，并播放音频信号。

其中，设定采样间隔由实车安静环境摘挂挡产生的噪音确定，使得使转换后的音频音色与实车安静环境摘挂挡产生的噪音一致。

可选的，还包括如下步骤：获取所述振动信号的幅频特性曲线；根据所述幅频特性曲线确定所述振动信号是否为噪音。

具体的，获取振动信号的频域幅值，若振动信号为变速器摘挂挡时产生的噪音，则将获得的频域幅值分别增、减设定值，获得上、下限掩区值。对振动信号以峰值幅度模式进行频谱测量，并调用信号掩区和边界测试单元对振动信号的幅频特性曲线进行信号掩区和边界测试。当振动信号的幅频特性曲线在上、下限掩区之间时，该振动信号为摘挂挡产生的噪音。

本实施例的技术方案，通过设置于汽车变速器的壳体上的振动传感器获取变速器的振动信号，及通过设置于汽车变速器操纵系统上拨叉位置传感器获取拨叉位置信号，对振动信号和拨叉位置信号进行对齐处理，根据对齐的振动信号和拨叉位置信号确定噪音信号对应的拨叉位置区间。通过将振动信号和拨叉位置信号对齐确定噪音信号对应的拨叉位置区间，可以准确的锁定变速器摘挂挡噪音产生时变速器所处的换挡阶段，从而辅助技术人员对汽车摘挂挡性能进行改进。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种摘挂挡的噪音识别系统，其特征在于，包括：振动传感器、拨叉位置传感器、数据采集卡及噪音识别装置；

其中，所述振动传感器，设置于汽车变速器的壳体上，用于采集变速器的振动信号；

所述拨叉位置传感器，设置于汽车变速器操纵系统上，用于采集拨叉位置信号；

所述振动传感器和所述拨叉位置传感器，与所述数据采集卡的输入端相连；所述数据采集卡的输出端与所述噪音识别装置相连；

所述数据采集卡，用于将接收到的振动信号和拨叉位置信号发送至所述噪音识别装置；

所述噪音识别装置，用于对振动信号和拨叉位置信号进行分析处理，获得汽车摘挂挡时的噪音；

所述噪音识别装置包括：噪音识别模块和噪音分析模块；

所述噪音识别模块用于获取所述振动信号的幅频特性曲线，并根据所述幅频特性曲线确定所述振动信号是否为噪音；

所述噪音分析模块用于对所述振动信号和所述拨叉位置信号进行对齐和重采样处理，并根据对齐和重采样后的振动信号和拨叉位置信号确定产生噪音时对应的拨叉位置区间。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述噪音识别装置还包括：噪音转换模块；

所述噪音转换模块用于对所述振动信号按照设定采样间隔进行重采样，并将重采样后的振动信号实时转化为音频信号。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述噪音识别模块包括：噪音识别单元、第一图谱显示单元和第一报警单元；

所述噪音识别单元用于获取振动信号的幅频特性曲线，并判断所述幅频特性曲线是否落在预设区间之间，若所述幅频特性曲线落在预设区间之间，则所述振动信号为噪音；其中，所述噪音识别单元为信号掩区和边界测试单元，所述预设区间包括上、下限掩区；

所述第一图谱显示单元用于显示预设区间的上、下限曲线和所述振动信号的幅频特性曲线；

所述第一报警单元用于当所述振动信号为噪音时，进行报警。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述噪音分析模块包括：对齐和重采样单元、第二图谱显示单元、拨叉位置区间确定单元；

所述对齐和重采样单元用于对所述振动信号和所述拨叉位置信号进行对齐和重采样处理；

所述第二图谱显示单元用于显示对齐和重采样后的振动信号和拨叉位置信号；

所述拨叉位置区间确定单元用于获取振动信号的波形突变点与拨叉位置信号对应的区间，并根据拨叉位置信号的区间确定产生噪音时对应的拨叉位置区间。

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述噪音转换模块包括：重采样单元、声卡驱动单元、幅值评价单元及第二报警单元；

所述重采样单元用于对所述振动信号按照设定采样间隔进行重采样，所述设定采样间隔由实车安静环境摘挂挡产生的噪音确定；

所述声卡驱动单元用于将重采样后的振动信号实时转化为音频信号；

所述幅值评价单元用于获取所述振动信号的时域幅值，并判断所述时域幅值的均方根是否落入设定阈值范围；

所述第二报警单元用于当所述时域幅值的均方根落入设定阈值范围时，进行报警。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括：声音播放模块，所述声音播放模块与所述声卡驱动单元相连，用于播放所述音频信号。

7.一种摘挂挡的噪音识别方法，其特征在于，包括：

通过设置于汽车变速器的壳体上的振动传感器获取变速器的振动信号，及通过设置于汽车变速器操纵系统上拨叉位置传感器获取拨叉位置信号；

对所述振动信号和拨叉位置信号进行对齐处理；

根据对齐的振动信号和拨叉位置信号确定噪音信号对应的拨叉位置区间；

其中，所述根据对齐的振动信号和拨叉位置信号确定噪音信号对应的拨叉位置区间，包括：

获取所述振动信号的幅频特性曲线；

根据所述幅频特性曲线确定所述振动信号是否为噪音。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据对齐的振动信号和拨叉位置信号确定噪音信号对应的拨叉位置区间，包括：

获取振动信号的波形突变点，所述波形突变点为噪音引起的振动信号的突变；

根据对齐的振动信号和拨叉位置信号确定所述波形突变点与拨叉位置信号对应的区间；

根据所述拨叉位置信号对应的区间确定噪音信号对应的拨叉位置区间。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

按照设定采样间隔对所述振动信号进行重采样；

将重采样后的振动信号实时转化为音频信号，并播放所述音频信号。

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