CN114526931B - 一种主动声浪声音增益与驾驶工况匹配标定方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种主动声浪声音增益与驾驶工况匹配标定方法和系统，包括边界数据获取模块和标定模块，所述边界数据获取模块用于获取车辆在多个车速V₁～V_n下匀速行驶时的油门踏板开度P₁～P_n，所述标定模块用于根据边界数据获取模块获得的多个车速V₁～V_n与油门踏板开度P₁～P_n的关系标定不同车速、不同油门踏板开度对应的主动声浪声音增益。利用本发明所述的方法和系统，只需车速和踏板两个参数实现了各工况下的主动声浪声音增益幅值区分；各工况下能够任意调节增益大小，同时保证其连续不突变，参数设定后还可以实车调试匹配进行调节，只需在图表上修改参数，不用重新计算后设定,节省了程序运行空间，提升了计算时效。

Description

一种主动声浪声音增益与驾驶工况匹配标定方法和系统

技术领域

本发明属于车辆主动声浪声音增益标定技术领域，具体涉及一种主动声浪声音增益与驾驶工况匹配标定方法和系统。

背景技术

ASD主动发声技术通过发声模块的内置算法实时接收车辆CAN信号，合成声音数据发送给车内扬声器，模拟发动机声浪。在传统燃油车上能够在原发动机声音基础上给予声浪增强，而在电动车上由于缺少发动机声音，需要模拟发动机发声，其具有广泛的运用场景。

对于模拟声浪而言，因为不同车具有不同的动力性，除了设计声音本身外，还需要实车上进行搭载标定，将声音与实车的动力相匹配，如对不同油门开度下声音的量级大小标定控制。标定的目的就是为了在各种驾车场景下，声音与驾驶员的加速意图能够相匹配，大油门加速声浪声音大，小油门定速声音小或不发声。为了达到此目的，需要设计算法分别控制各工况下的声音幅值增益。

现有绝大多数方案中，对于声音增益控制都是采用“油门开度位置-声音增益”曲线，即在设计好声音阶次随转速曲线后，只有一个参数“踏板开度”来实现声音大小控制，只能实现大油门声音大，小油门声音小这种线性控制。但这种方法有明显的缺陷，即不能满足各工况的声音预期，比如驾驶员在以油门踏板开度P％加速时，此时需要足够大的声音幅值增益，但同样以油门踏板开度P％油门匀速行驶时，希望声音是很小的，存在矛盾，而这种单变量判断无法区分定速还是加速，无法辨别驾驶员意图。还有一些方案中会引入其他参数，如发动机输出扭矩、车速。但会带来新的问题，实车CAN中获取的扭矩、车速信号有毛刺或不稳定，并不适合作为控制因子放进去，可能出现声音随车速信号实时抖动或声音幅值不稳定等现象。此方案对于信号获取精度要求较高，且需要多个参数共同决定，导致考虑维度多，在实际调试过程中很难找到合适的参数。

发明内容

为解决上述定速声音大以及计算复杂的问题，本发明提出一种主动声浪声音增益与驾驶工况匹配标定方法和系统，实现本发明目的之一的一种主动声浪声音增益与驾驶工况匹配标定方法，包括如下步骤：

S1、获取车辆在多个车速V₁～V_n下匀速行驶时的油门踏板开度P₁～P_n，所述车辆在车速V_i匀速行驶时对应的油门踏板开度为P_i，其中i∈[1,n]；所述多个车速V₁～V_n的选取可以等间距，也可以不等间距，特别是在低速时间距可以比高速时的间距小，以体现更精确车速区间；

S2、根据上述多个车速V₁～V_n与油门踏板开度P₁～P_n的关系标定不同车速、不同油门踏板开度对应的主动声浪声音增益，主动声浪声音增益标定的原则包括：

同一车速下，主动声浪声音增益随油门踏板开度的增加而增加；当车速为V_i时，油门踏板开度低于P_i时的主动声浪声音增益随油门踏板开度增加的幅度小于油门踏板开度高于P_i时主动声浪声音增益随油门踏板开度增加的幅度，其中i∈[1,n]。

进一步地，所述根据上述多个车速V₁～V_n与油门踏板开度P₁～P_n的关系标定不同车速、不同油门踏板开度对应的主动声浪声音增益，所述不同车速优选8到10个车速，所述不同油门踏板优选6到8个油门踏板开度。

进一步地，当油门踏板开度大于或等于设定油门踏板开度P_max时，不同车速、同一油门踏板开度下的主动声浪声音增益相同。

进一步地，当车速为V_i时，标定油门踏板开度为P_i时的主动声浪声音增益为设定增益值G，其中i∈[1,n]。

进一步地，当油门踏板开度大于0，且小于或等于设定油门踏板开度P_max时，同一油门踏板开度下主动声浪声音增益随车速的增加而减小。

进一步地，当油门踏板开度为0时，主动声浪声音增益为0。

实现本发明目的之二的一种主动声浪声音增益与驾驶工况匹配标定系统，包括边界数据获取模块和标定模块，所述边界数据获取模块用于获取车辆在多个车速V₁～V_n下匀速行驶时的油门踏板开度P₁～P_n，所述车辆在车速V_i匀速行驶时对应的油门踏板开度为P_i，其中i∈[1,n]；所述标定模块用于根据边界数据获取模块获得的多个车速V₁～V_n与油门踏板开度P₁～P_n的关系标定不同车速、不同油门踏板开度对应的主动声浪声音增益，所述主动声浪声音增益标定的原则包括：

同一车速下，主动声浪声音增益随油门踏板开度的增加而增加；当车速为V_i时，油门踏板开度低于P_i时的主动声浪声音增益随油门踏板开度增加的幅度小于油门踏板开度高于P_i时主动声浪声音增益随油门踏板开度增加的幅度，其中i∈[1,n]。

进一步地，所述标定模块还包括高增益标定模块，用于标定当油门踏板开度大于或等于设定油门踏板开度P_max时的主动声浪声音增益，不同车速、同一油门踏板开度下的主动声浪声音增益相同。

进一步地，所述标定模块还包括低增益标定模块，用于标定当油门踏板开度大于0，且小于或等于设定油门踏板开度P_max时的主动声浪声音增益，同一油门踏板开度下主动声浪声音增益随车速的增加而减小。

更进一步地，所述低增益标定模块还包括固定增益标定模块，用于标定当车速为V_i时，标定油门踏板开度为P_i时的主动声浪声音增益为设定增益值G，其中i∈[1,n]。

更进一步地，所述低增益标定模块还包括零增益标定模块，用于标定当油门踏板开度为0时的主动声浪声音增益为0。

有益效果：

利用本发明所述的方法和系统，只需车速和踏板两个参数实现了涵盖多变的驾驶工况，通过试验找到主动声浪声音增益划分边界，用简洁的二维参数MAP实现了各种工况下的主动声浪声音增益幅值区分。且矩阵参数设计填写时，所需的试验非常简便，设备需求低，所需时间少，节省了程序运行空间，提升了计算时效；

同时，各工况下能够任意调节增益大小，同时保证其连续不突变，参数设定后还可以实车调试匹配进行调节，只需在图表上修改参数，不用重新计算后设定，是一种非常高效的增益控制方法。

附图说明

图1是本发明所述系统的框图。

具体实施方式

下列具体实施方式用于对本发明权利要求技术方案的解释，以便本领域的技术人员理解本权利要求书。本发明的保护范围不限于下列具体的实施结构。本领域的技术人员做出的包含有本发明权利要求书技术方案而不同于下列具体实施方式的也是本发明的保护范围。

本发所述方法的其中一个实施例包括如下步骤：

S1、获取车辆在多个车速V₁～V_n下匀速行驶时的油门踏板开度P₁～P_n，所述车辆在车速V_i匀速行驶时对应的油门踏板开度为P_i，其中i∈[1,n]；

本实施例中用实车测试出定速车速V_i与踏板开度P_i的关系。测试方法如下：在平直的道路上，以设定车速(如10km/h)间隔分别稳定车速行驶，记录10km/h、20km/h…、Vmax车速匀速行驶时对应的油门开度P_n％，此处P的大小是由该油门踏板开度下车辆驱动力与当前车速行驶阻力共同决定的，直接测试P避免了考虑动力输出功率等特性，直接以P_n％特殊点为MAP边界。

测试信号定速车速V_i与踏板开度P_i的来源均可通过车辆CAN信号获取。将数据记录如下表1所示的匀速行驶车速与油门开度对应关系表。

车速

10

20

30

…

<![CDATA[V<sub>i</sub>]]>

…

<![CDATA[V<sub>max</sub>]]>

油门开度

P1

P2

P3

…

<![CDATA[P<sub>i</sub>]]>

…

<![CDATA[P<sub>max</sub>]]>

表1

S2、根据上述多个车速V₁～V_n与油门踏板开度P₁～P_n的关系标定不同车速、不同油门踏板开度对应的主动声浪声音增益，主动声浪声音增益标定的原则包括：

同一车速下，主动声浪声音增益随油门踏板开度的增加而增加；当车速为V_i时，油门踏板开度低于P_i时的主动声浪声音增益随油门踏板开度增加的幅度小于油门踏板开度高于P_i时主动声浪声音增益随油门踏板开度增加的幅度，其中i∈[1,n]。

下面将详细讲述主动声浪声音增益的标定步骤：

首先，按照一定车速间距和油门踏板开度间距创建m×n的表格，m和n越大，精度越高。所述车速间距可以是等间距也可以是不等间距，比如低速时需要体现更精确车速区间，本实施例中车速范围为26-120km/h，这里26作为下限是车辆本身决定，可以蠕行的最低车速，本实施例中所述油门踏板开度的间距为10％，范围0～100％。

表2

接下来将表2划分如下三个增益区域，如表3所示：

表3

其中，①区为油门踏板开度为0的区域，这个时候车辆可能在蠕行，如起步时不给油，或者处于滑行状态，如高速时松油门，无论哪种都不需要发出声浪，因此当油门踏板开度为0时，主动声浪声音增益为0，如表4所示。

③区为急加速区：在P＞P_max时，认为此时驾驶加速意图明显，需要高增益，且主动声浪声音增益随着油门踏板开度逐渐升高，但随车速应该保持稳定。因此当油门踏板开度大于或等于设定油门踏板开度P_max时，不同车速、同一油门踏板开度下的主动声浪声音增益相同。本实施例中P_max设定为50％，如表4所示。

表4

②区为混合工况区，这个区间可以包括加速、定速、减速三种可能性，下面详细讲述增益设定的步骤。

首先将步骤S1中获得的如表1所示的定速车速V_i与踏板开度P_i的对应数据填到②区中，四舍五入找到对应位置，通常会是下表中斜线阴影区域所示。这个区域的增益记为设定增益值G，即是车辆刚好匀速行驶时对应油门踏板下的工况增益。设定增益值G一般设置很低，因为匀速时声浪的嗡嗡音会扰人需尽可能小，但也不能太小，如果太小的话那与车辆减速时的差异就不明显了，本实施例中G设置为0.1。

此时区域界限已划分，阴影斜线的上方是减速区间工况，其为低增益区，阴影斜线下方是加速区间工况，其为高增益区，如表5所示。

表5

此时我们不需要再在程序中做条件判断或者是识别CAN车况信息等再来判断工况，工况区分实际已经隐含到表中，直接按照对应工况区间设置好增益参数，在本实施例中增益设置的原则包括：

当油门踏板开度大于0，且小于或等于设定油门踏板开度P_max时，同一油门踏板开度下主动声浪声音增益随车速的增加而减小。具体地，以阴影斜线为分界线，分界线下方，同车速下主动声浪声音增益随油门踏板开度逐渐增大；同油门踏板开度下主动声浪声音增益随车速增大而增大，逐渐增大并接近至设定增益G；分界线上方，同车速下主动声浪声音增益随油门踏板开度逐渐增大；同油门踏板开度下主动声浪声音增益随车速增大而减小，因为都是减速工况差异化要求不大，本实施例中设为0到设定增益G之间的值，最终得到如下表6所示的车速、油门开度区间对应的声音增益表。

表6

上表中的增益系数只是为了说明利用本发明所述方法对主动声音声浪增益进行划分的思路与原理，实际上增益在上述规则内可以结合实车任意调节标定，实现满足各个场景下的增益需求。

将上述主动声浪声音增益导入预定程序，对每个主动声浪声音增益点之间(相邻车速、相邻开度)分别做线性插值，能够实现增益的平稳过渡。涉及的参数即矩阵表，实车修改调节起来十分便利。

实际使用时转速区间和油门开度区间宽度、数量可自定义，即m*n矩阵大小自定义。转速区间和油门开度区间越多矩阵越大，对应的临界区间精度越高，过渡越好，但计算量、调试工作量相应增大。经试验推荐9*7矩阵综合效果最佳，也可以根据车辆实际要求设定任意大小。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

本发明的另一个实施例如图1所示，包括边界数据获取模块和标定模块，所述边界数据获取模块用于获取车辆在多个车速V₁～V_n下匀速行驶时的油门踏板开度P₁～P_n，所述车辆在车速V_i匀速行驶时对应的油门踏板开度为P_i，其中i∈[1,n]；所述标定模块用于根据边界数据获取模块获得的多个车速V₁～V_n与油门踏板开度P₁～P_n的关系标定不同车速、不同油门踏板开度对应的主动声浪声音增益，主动声浪声音增益标定的原则包括：

同一车速下，主动声浪声音增益随油门踏板开度的增加而增加；当车速为V_i时，油门踏板开度低于P_i时的主动声浪声音增益随油门踏板开度增加的幅度小于油门踏板开度高于P_i时主动声浪声音增益随油门踏板开度增加的幅度，其中i∈[1,n]。

所述标定模块还包括高增益标定模块，用于标定当油门踏板开度大于或等于设定油门踏板开度P_max时的主动声浪声音增益，不同车速、同一油门踏板开度下的主动声浪声音增益相同。

所述标定模块还包括低增益标定模块，用于标定当油门踏板开度大于0，且小于或等于设定油门踏板开度P_max时的主动声浪声音增益，同一油门踏板开度下主动声浪声音增益随车速的增加而减小。

所述低增益标定模块还包括固定增益标定模块，用于标定当车速为V_i时，标定油门踏板开度为P_i时的主动声浪声音增益为设定增益值G，其中i∈[1,n]。

所述低增益标定模块还包括零增益标定模块，用于标定当油门踏板开度为0时的主动声浪声音增益为0。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种主动声浪声音增益与驾驶工况匹配标定方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、获取车辆在多个车速V₁～V_n下匀速行驶时的油门踏板开度P₁～P_n，所述车辆在车速V_i匀速行驶时对应的油门踏板开度为P_i，其中i∈[1,n]；

S2、根据上述多个车速V₁～V_n与油门踏板开度P₁～P_n的关系标定不同车速、不同油门踏板开度对应的主动声浪声音增益，主动声浪声音增益标定的原则包括：

同一车速下，主动声浪声音增益随油门踏板开度的增加而增加；当车速为V_i时，油门踏板开度低于P_i时的主动声浪声音增益随油门踏板开度增加的幅度小于油门踏板开度高于P_i时主动声浪声音增益随油门踏板开度增加的幅度，其中i∈[1,n]。

2.如权利要求1所述的主动声浪声音增益与驾驶工况匹配标定方法，其特征在于，步骤S2中所述主动声浪声音增益标定的原则包括：

当油门踏板开度大于或等于设定油门踏板开度时，不同车速、同一油门踏板开度下的主动声浪声音增益相同。

3.如权利要求1所述的主动声浪声音增益与驾驶工况匹配标定方法，其特征在于，步骤S2中所述主动声浪声音增益标定的原则包括：

当车速为V_i时，标定油门踏板开度为P_i时的主动声浪声音增益为设定增益值G，其中i∈[1,n]。

4.如权利要求3所述的主动声浪声音增益与驾驶工况匹配标定方法，其特征在于，步骤S2中所述主动声浪声音增益标定的原则包括：

当油门踏板开度大于0，且小于或等于设定油门踏板开度时，同一油门踏板开度下主动声浪声音增益随车速的增加而减小。

5.如权利要求1所述的主动声浪声音增益与驾驶工况匹配标定方法，其特征在于，所述步骤S2中，主动声浪声音增益标定的原则包括：当油门踏板开度为0时，主动声浪声音增益为0。

6.一种主动声浪声音增益与驾驶工况匹配标定系统，其特征在于，包括边界数据获取模块和标定模块，所述边界数据获取模块用于获取车辆在多个车速V₁～V_n下匀速行驶时的油门踏板开度P₁～P_n，所述车辆在车速V_i匀速行驶时对应的油门踏板开度为P_i，其中i∈[1,n]；所述标定模块用于根据边界数据获取模块获得的多个车速V₁～V_n与油门踏板开度P₁～P_n的关系标定不同车速、不同油门踏板开度对应的主动声浪声音增益，所述主动声浪声音增益标定的原则包括：

同一车速下，主动声浪声音增益随油门踏板开度的增加而增加；当车速为V_i时，油门踏板开度低于P_i时的主动声浪声音增益随油门踏板开度增加的幅度小于油门踏板开度高于P_i时主动声浪声音增益随油门踏板开度增加的幅度，其中i∈[1,n]。

7.如权利要求6所述的主动声浪声音增益与驾驶工况匹配标定系统，其特征在于，所述标定模块还包括高增益标定模块，用于标定当油门踏板开度大于或等于设定油门踏板开度时的主动声浪声音增益，不同车速、同一油门踏板开度下的主动声浪声音增益相同。

8.如权利要求6所述的主动声浪声音增益与驾驶工况匹配标定系统，其特征在于，所述标定模块还包括低增益标定模块，用于标定当油门踏板开度大于0，且小于或等于设定油门踏板开度时的主动声浪声音增益，同一油门踏板开度下主动声浪声音增益随车速的增加而减小。

9.如权利要求8所述的主动声浪声音增益与驾驶工况匹配标定系统，其特征在于，所述低增益标定模块还包括固定增益标定模块，用于标定当车速为V_i时，标定油门踏板开度为P_i时的主动声浪声音增益为设定增益值G，其中i∈[1,n]。

10.如权利要求8所述的主动声浪声音增益与驾驶工况匹配标定系统，其特征在于，所述低增益标定模块还包括零增益标定模块，用于标定当油门踏板开度为0时的主动声浪声音增益为0。

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