CN111038346A - 汽车及汽车降噪座椅 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种汽车及汽车降噪座椅，汽车降噪座椅包括椅背，所述椅背设有共振器，所述共振器包括主腔室和插入所述主腔室的细管，所述细管的开口连通车内腔体，且所述开口对应于所述椅背的上部位置。该汽车和汽车降噪座椅，巧妙地将共振器设于椅背的上部，从而对人耳附近的噪声进行吸收降噪，可以大幅减小低频噪声，提高用户体验。而且，共振器的成本相比ANC方案要低很多，也没有动力吸振器橡胶老化带来的频率偏移问题。

Description

汽车及汽车降噪座椅

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，具体涉及一种汽车及汽车降噪座椅。

背景技术

目前，为了解决车内低频噪声的方案，主要为以下两种：

第一种是动力吸振器减振方案，如图1所示，图1为动力吸振器的示意图。

动力吸振器包括串联的第一级机构、第二级机构。第一级机构包括相互并联的第一弹簧2、阻尼器3；第二级机构包括相互并联的第二弹簧1、惯容器7、电磁作动器6、振动传感器4、控制器5、第一级质量8、第二级质量9。

动力吸振器方案是将质量-弹簧系统安装在振动较大的板件上，例如后尾门、车辆顶棚区域，通过吸收板件的振动能量，减小板件振动的激励力，降低车内的低频噪声。

但是，质量-弹簧系统的橡胶经过一段时间后会出现老化现象，消声频率会发生偏移，可能导致降噪失效。

第二种是ANC(Active Noise Control)主动降噪方案，该方案主要通过汽车喇叭发出反相位的低频噪声，和车内的发动机产生的主要阶次噪声进行叠加消除，此时需要在车内人耳的附近安装误差传感器，并适时监控发动机的噪声。

但是，该方案消声频率不能稳定在所需的频率上，费用较高，开发调教时间长。

发明内容

本发明提供一种汽车降噪座椅，包括椅背，所述椅背设有共振器，所述共振器包括主腔室和插入所述主腔室的细管，所述细管的开口连通车内腔体，且所述开口对应于所述椅背的上部位置。

可选地，所述共振器内置于所述椅背，所述开口外露于所述椅背，以连通所述车内腔体。

可选地，所述椅背设有两组所述共振器，两组所述共振器的细管开口，分别外露于所述椅背的一侧和另一侧。

可选地，所述椅背内部设有支架，所述共振器固定于所述支架；或，所述椅背内部设有海绵体，所述共振器由所述海绵体夹持定位。

可选地，所述椅背包括靠背和位于所述靠背之上的头枕；所述细管的开口外露于所述靠背的顶部，或，所述细管的开口外露于所述头枕。

可选地，所述主腔室设于所述靠背内，所述细管延伸至所述靠背的顶部，使所述开口外露于所述顶部；或，所述细管自所述靠背延伸至所述头枕，使所述开口外露于所述头枕的侧壁。

可选地，所述开口由织物包覆。

可选地，所述开口平齐于所述靠背的顶部外表面，或平齐于所述头枕的侧壁。

可选地，所述共振器的降噪频率根据所述汽车的空腔模态频率设置。

汽车，包括位于车内的座椅，所述座椅为上述任一项所述的汽车降噪座椅。

该汽车和汽车降噪座椅，巧妙地将共振器设于椅背的上部，从而对人耳附近的噪声进行吸收降噪，可以大幅减小低频噪声，提高用户体验。而且，共振器的成本相比背景技术中提到的ANC方案要低很多，也没有动力吸振器橡胶老化带来的频率偏移问题。

附图说明

图1为动力吸振器的示意图；

图2为赫姆霍兹共振器的原理图；

图3为发明所提供汽车降噪座椅第一具体实施例的示意图；

图4为图3的左视图；

图5为发明所提供汽车降噪座椅第二具体实施例的示意图；

图6为图5的左视图。

图1中附图标记说明如下：

2第一弹簧、3阻尼器、第二弹簧1、惯容器7、电磁作动器6、振动传感器4、控制器5、8第一级质量、9第二级质量。

图2-6中附图标记说明如下：

10座椅；101靠背；102头枕；103座垫；

20共振器；201主腔室；202细管；202a开口。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本方案提供一种汽车降噪座椅，该座椅包括椅背，椅背设有共振器20(示于图2)，共振器20包括主腔室201和插入主腔室201的细管202，细管202的开口202a连通车内腔体，且开口202a对应于椅背的上部位置，以便靠近乘坐于该座椅的人员的人耳位置。

上述的共振器20为赫姆霍兹共振器，可参考图2理解，图2为赫姆霍兹共振器的原理图。

如图2所示，赫姆霍兹共振器包括主腔室201和插入主腔室201的细管202，细管202和主腔室201的截面积存在悬殊，主腔室201的体积、截面积更大，细管202可以是硬管，也可以是软管。细管202的长度L和截面积A，以及主腔室201的体积V是决定该共振器20降噪频率的主要参数，主腔室201的体积V也是决定共振器20消声的吸声带宽的主要参数。赫姆霍兹共振器的消声原理为现有技术，可参照现有技术理解，本文不赘述。

以下是本发明在座椅10上设置上述共振器20的具体实施例。

实施例1

请参考图3、4，图3为发明所提供汽车降噪座椅10第一具体实施例的示意图；图4为图3的左视图。

如图3所示，上述的共振器20内置于椅背，椅背一般包括相接的靠背101和头枕102，靠背101和头枕102可以是分体式，也可以是一体式，头枕102主要是相对于靠背101具有一定的角度，或者角度可以调节，以使乘坐人员的头部能够舒适地被支撑。

共振器20的细管202的开口202a具体外露于椅背，以连通车内腔体，则车内部或外部的噪声通过车内腔体的空气进行传播时，位于开口202a附近的噪声的声波能够自细管202的开口202a进入主腔室201，并根据赫姆霍兹共振器的原理，以达到消声降噪的目的。细管202开口202a的位置需要对应于椅背的上部位置，当座椅10的座垫103上乘坐人员时，椅背的上部靠近人耳附近，则传递至人耳附近的声波可进入细管202的开口202a，以避免人耳感知到噪音，达到降噪目的。

具体在本实施例中，该共振器20内置于椅背，即设于椅背的内部，可以避免共振器20暴露于外部，从而达到保护共振器20，避免损坏的目的，而且还有利于座椅10外饰的美观。当然，共振器20外置于椅背也可以达到降噪的目的。

共振器20内置于椅背时，如图3所示，主腔室201具体设于椅背的靠背101内，靠背201内部空间相对较大，可以提供足够的安装空间，此时可以将细管202延伸至靠背101的顶部，使细管202的开口202a外露于靠背101的顶部，即贯穿顶部，顶部更靠近人耳，可达到较好的降噪效果，也不影响乘坐人员的上身抵靠靠背101，而且，开口202a外露于靠背101的顶部，具有较好的隐蔽性，不影响靠背101的外饰。

本实施例以及其他实施例中，所述的开口202a外露也不一定是与椅背的外表面平齐，图3中所示的设于靠背101的顶部，即与顶部平齐。比如，细管202也可以穿出椅背的外表面，比如，伸出靠背101的顶部，也是可以的。当然，与椅背外表面平齐可保护细管202，并保持外饰的美观性。

如图3所示，椅背的左、右(以乘坐人员为基准)两侧均设有上述共振器20，具体是设置在靠背101的两侧，一组共振器20的细管202的开口202a外露于靠背101顶部的一侧，另一组的开口202a外露于顶部的另一侧。靠背101的两侧位置与乘坐人员的两侧人耳相对应，吸声降噪效果会更好。当然，只设置一组共振器20也可以达到一定的降噪效果。

值得注意的是，共振器20降噪，需要声波从开口202a进入细管202，并继而进入主腔室201，所以降噪范围主要由开口202a的位置决定，所以开口202a位于人耳附近即可，主腔室201和细管202的具体位置、布置可以根据椅背的安装条件进行调整。当然，图3中，主腔室201和细管202均位于靠背101的两侧，细管202直接延伸至靠背101的顶部，共振器20的结构简单，更易于加工和安装布置。

可以理解，两组共振器20的主腔室201和细管202设于靠背101的其他位置，例如中部，然后细管202再延伸至靠背101顶部的两侧，也是可以的。换言之，只要设置两组共振器20，且每组共振器20的细管202的开口202a，分别位于椅背的两侧即可达到提高降噪效果的目的。此外，共振器20的数量也不限于两组，可以更多，根据成本、安装空间、和实际降噪效果等因素确定即可。

该实施例中，椅背内部可设置支架，支架可以是椅背内部的自带的骨架，也可以是专门设置的支架，支架具体可设于靠背101的内部。上述的共振器20可以固定于支架，以达到安装定位的目的。当然，对于一些座椅10，座椅10内部填充有海绵体，此时共振器20可直接塞入海绵体内，由海绵体夹持定位即可。

进一步地，细管202的开口202a可由织物包覆，这样，声波从开口202a进入时，会增加声波的摩擦，提高吸声降噪的效果。靠背101的外表面可包覆(全部或局部包覆)有织物，该织物同时包覆开口202a，相较于仅包覆开口202a，更易于包覆的操作，且可保持外饰的美观。

具体在进行共振器20的设置时，共振器20的降噪频率可根据汽车的空腔模态频率设置，即可以通过实验检测获得对应车型的空腔模态频率，然后调整细管202插入主腔室201的长度、截面积大小或者主腔室201的体积参数(以上参数至少择一调整)，来调整共振器20的降噪频率，使其与获得的空腔模态频率对应，从而降低对应频率段的噪声。

车内的低频轰鸣噪声是困扰乘坐人员的主要噪声，经研究发现，轰鸣噪声的频率容易和汽车的空腔模态频率(车辆内部空腔的固有频率)一致时，几乎在任意车速和工况下都可以激发出空腔模态频率。对于目前的多数车型，空腔模态频率处于20～100Hz，车内的吸声材料对20～100Hz之间的低频几乎不起作用，使用该汽车降噪座椅10，根据空腔模态频率设置降噪频率，则可以大幅减小低频噪声，提高用户体验。而且，共振器20的成本相比背景技术中提到的ANC方案要低很多，也没有动力吸振器橡胶老化带来的频率偏移问题。

对于普通汽车，一般有5～8个座位，可以为每个座椅10都安装两个上述的共振器20，整体吸声量较为可观，且吸声区域靠近人耳，实验表明，降噪效果较为明显。

此外，在汽车内播放音乐时，比如交响乐，低频声音由于车内的空腔模态频率的影响会产生声染色效应，引起信号失真。而本方案设置的共振器20，其主腔室201吸收的频率调整到车内空腔的模态频率时，此处响应的峰值会降低为线性段，则上述的汽车降噪座椅10可以改善低频段的声染色现象，改善信号失真的问题。

实施例2

请参考图5、6，图5为发明所提供汽车降噪座椅10第二具体实施例的示意图；图6为图5的左视图。

该实施例与实施例1基本相同，主腔室201内置于靠背101，区别仅在于，实施例2中的细管202的开口202a外露于椅背的头枕102的两侧侧壁。此时，细管202需自靠背101内部延伸至头枕102的内部，使细管202的开口202a能够外露于头枕102的两侧侧壁。根据一般成年人的身高，乘坐于座椅10的座垫103时，头枕102两侧的位置显然更靠近人耳的位置，所以细管202的开口202a开设于头枕102的两侧侧壁，可以提高降噪效果。当然，基于与人耳更为靠近的目的，开口202a也不限于是两侧侧壁，比如可以位于头枕102前面但靠近两侧的位置，当然设于侧壁不影响头部抵靠头枕102。

另外，相较于实施例1，实施例2中，细管202延伸的长度更长，需要通过头枕102和靠背101之间连接的颈部，所以，实施例1的细管202布置更为方便，但实施例2中的细管202的开口202a位置更靠近人耳附近，降噪效果更好。

可以理解，对于实施例2中将细管202的开口202a设于头枕102的侧壁或者头枕102其他位置的方案，共振器20整体可以设于头枕102内，这样更利于细管202的布置，但头枕102往往体积偏小，主腔室201的设置受到一定的限制。可以根据具体车型的座椅类型，选择最佳的布置方案，本发明并不作具体限制。

与实施例1相同，可以设置两组共振器20，设于椅背的两侧，开口202a可采用织物包覆。除了开口202a位置的不同，实施例1的其他表述均可以适用于实施例2，不再重复论述。

本方案还提供一种汽车，包括位于车内的座椅10，座椅10为上述任一实施例所述的的汽车降噪座椅，具有与上述座椅10同样的技术效果，不赘述。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.汽车降噪座椅，包括椅背，其特征在于，所述椅背设有共振器(20)(20)，所述共振器(20)包括主腔室(201)和插入所述主腔室(201)的细管(202)，所述细管(202)的开口(202a)连通车内腔体，且所述开口(202a)对应于所述椅背的上部位置。

2.如权利要求1所述的汽车降噪座椅，其特征在于，所述共振器(20)内置于所述椅背，所述开口(202a)外露于所述椅背，以连通所述车内腔体。

3.如权利要求2所述的汽车降噪座椅，其特征在于，所述椅背设有两组所述共振器(20)，两组所述共振器(20)的细管(202)开口(202a)，分别外露于所述椅背的一侧和另一侧。

4.如权利要求2所述的汽车降噪座椅，其特征在于，所述椅背内部设有支架，所述共振器(20)固定于所述支架；或，所述椅背内部设有海绵体，所述共振器(20)由所述海绵体夹持定位。

5.如权利要求2-4任一项所述的汽车降噪座椅，其特征在于，所述椅背包括靠背(101)和位于所述靠背(101)之上的头枕(102)；所述细管(202)的开口(202a)外露于所述靠背(101)的顶部，或，所述细管(202)的开口(202a)外露于所述头枕(102)。

6.如权利要求5所述的汽车降噪座椅，其特征在于，所述主腔室(201)设于所述靠背(101)内，所述细管(202)延伸至所述靠背(101)的顶部，使所述开口(202a)外露于所述顶部；或，所述细管(202)自所述靠背(101)延伸至所述头枕(102)，使所述开口(202a)外露于所述头枕(102)的侧壁。

7.如权利要求5所述的汽车降噪座椅，其特征在于，所述开口(202a)由织物包覆。

8.如权利要求5所述的汽车降噪座椅，其特征在于，所述开口(202a)平齐于所述靠背(101)的顶部外表面，或平齐于所述头枕(102)的侧壁。

9.如权利要求1-4任一项所述的汽车降噪座椅，其特征在于，所述共振器(20)的降噪频率根据所述汽车的空腔模态频率设置。

10.汽车，包括位于车内的座椅，其特征在于，所述座椅为权利要求1-9任一项所述的汽车降噪座椅。

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