CN114689167A - 一种确定车内间歇性低频声问题所在位置的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种确定车内间隙性低频声问题所在位置的方法及装置，该方法包括：获取车内噪声信号和车外振动信号；基于车内噪声信号，确定低频声问题的发生时间；对发生时间内的车内噪声西信号进行处理，获得车内噪声信号的第一频率特性；对发生时间内的车外振动信号进行处理，确定车外各个零部件的第二频率特性；基于第一频率特性和第二频率特性，确定低频声问题所在位置，进而将车内噪声信号和车外振动信号相结合，分别从时域和频率两个角度进行分析，将激励、响应的时域间歇性、随机性及频域的振动噪声问题的频谱特性放在一起综合分析，有效确定导致该低频声问题的关键影响因素。

Description

一种确定车内间歇性低频声问题所在位置的方法及装置

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种确定车内间隙性低频声问题所在位置的方法及装置。

背景技术

车辆高速行驶过程中，由路面的轻微不平整而引入的小幅值、间歇性、随机激励，从而产生的车内间歇性低频声问题，如何确定该低频声问题所在位置呢，传统的分析方法是采用匀速车内噪声的分析，常采用时域平均自功率频谱来解析问题。

但是，对于车内响应的时域随机性，捕捉不够精确、灵敏，进而在振动路径的传递分析中，不能同步的分析噪声的发生时刻与振动的发生时刻的对应性关系，对于问题所发生的位置的传递路径，常会遗漏关键信息，因而造成分析低频声问题的频率、幅值时会产生偏差。

因此，如何对低频声问题所在位置进行有效确定是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的确定车内间歇性低频声问题所在位置的方法及装置。

第一方面，本发明提供了一种确定车内间歇性低频声问题所在位置的方法，包括：

获取预设工况下的车内噪声信号和车外振动信号；

基于所述车内噪声信号，确定低频声问题的发生时间段；

对发生时间段内的车内噪声信号进行处理，获得车内噪声信号的第一频率特性；

对发生时间段内的车外振动信号进行处理，确定车外各个零部件的第二频率特性；

基于所述第一频率特性和第二频率特性，确定所述低频声问题所在位置。

进一步地，所述获取预设工况下的车内噪声信号和车外振动信号，包括：

在预设工况下，基于设置在车内的驾驶员内耳侧以及后座内耳侧的噪声采集传感器，获取车内噪声信号；

在预设工况下，基于设置在车外各个零部件处的加速度传感器，获取车外振动信号。

进一步地，所述基于所述车内噪声信号，确定低频声问题的发生时间段，包括：

基于所述车内噪声信号，将高于预设振幅的车内噪声信号的时间确定为低频声问题的发生时间段。

进一步地，所述对发生时间内的车内噪声信号进行处理，获得车内噪声信号的第一频率特性，包括：

对发生时间内的车内噪声信号进行时域转频域的处理，获得车内噪声信号的第一频率特性。

进一步地，对发生时间段内的车外振动信号进行处理，确定车外各个零部件的第二频率特性，包括：

对发生时间内的车外振动信号进行时域转频域的处理，获得车外各个零部件的第二频率特性。

进一步地，所述基于所述第一频率特性和第二频率特性，确定所述低频声问题所在位置，包括：

基于所述第一频率特性和所述第二频率特性，在所述车内噪声信号和所述车外振动信号相同频段均存在最大幅值时，将对应的零部件确定为低频声问题所在位置。

进一步地，在所述基于所述第一频率特性和第二频率特性，确定所述低频声问题所在位置之后，还包括：

基于所述低频声问题所在位置，对所述低频声问题所在位置进行优化；或者

确定所述低频声问题所在位置到车身的传播路径；

基于所述传播路径，在所述传播路径上进行优化。

第二方面，本发明还提供了一种确定车内间歇性低频声问题所在位置的装置，包括：

获取模块，用于获取车内噪声信号和车外振动信号；

第一确定模块，用于基于所述车内噪声信号，确定低频声问题的发生时间；

获得模块，用于对发生时间内的车内噪声信号进行处理，获得车内噪声信号的第一频率特性；

第二确定模块，用于对发生时间内的车外振动信号进行处理，确定车外各个零部件的第二频率特性；

第三确定模块，用于基于所述第一频率特性和第二频率特性，确定所述低频声问题所在位置。

第三方面，本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述的方法步骤。

第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法步骤。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明提供了一种确定车内间歇性低频声问题所在位置的方法，包括：获取车内噪声信号和车外振动信号；基于车内噪声信号，确定低频声问题的发生时间；对发生时间内的车内噪声西信号进行处理，获得车内噪声信号的第一频率特性；对发生时间内的车外振动信号进行处理，确定车外各个零部件的第二频率特性；基于第一频率特性和第二频率特性，确定低频声问题所在位置，进而将车内噪声信号和车外振动信号相结合，分别从时域和频率两个角度进行分析，将激励、响应的时域间歇性、随机性及频域的振动噪声问题的频谱特性放在一起综合分析，有效确定导致该低频声问题的关键影响因素。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考图形表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明实施例中确定车内间歇性低频声问题所在位置的方法的步骤流程示意图；

图2示出了本发明实施例中车内噪声信号的时域信号示意图；

图3示出了本发明实施例中车内噪声信号的频域信号示意图；

图4示出了本发明实施例中车外振动信号的频域信号示意图；

图5a示出了本发明实施例中车内噪声信号与车外振动信号的对比示意图；

图5b示出了本发明实施例中经过优化后的车内噪声信号与车外振动信号的对比示意图；

图6示出了本发明实施例中在车身钣金处进行优化的示意图；

图7示出了本发明实施例中车身钣金处的加强支架的结构示意图；

图8示出了本发明实施例中确定车内间歇性低频声问题所在位置的装置的结构示意图；

图9示出了本发明实施例中实现确定车内间歇性低频声问题所在位置的方法的计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例一

本发明的实施例提供了一种确定车内间歇性低频声问题所在位置的方法，如图1所示，包括：

S101，获取预设工况下的车内噪声信号和车外振动信号；

S102，基于车内噪声信号，确定低频声问题的发生时间段；

S103，对发生时间段内的车内噪声信号进行处理，获得车内噪声信号的第一频率特性；

S104，对发生时间内的车外振动信号进行处理，确定车外各个零部件的第二频率特性；

S105，基于第一频率特性和第二频率特性，确定低频声问题所在位置。

首先，按照激励源-传递路径-车内响应的振动噪声问题的分析思路，在车内和车外布置一些传感器。

在预设工况下，基于设置在车内的驾驶员内耳以及后座内耳侧的噪声采集传感器，获取车内噪声信号。

对于车内，针对厢式轿车(Sedan)、SUV等5座车型来说，驾驶员内耳、后排右侧座椅内耳位置设置噪声采集传感器；针对SUV、MPV等7座车型来说，在驾驶员内耳、第二排右后座椅内耳、第三排座椅内耳位置设置噪声采集传感器，以用于采集车内噪声信号。

在预设工况下，基于设置在车外各个零部件处的加速度传感器，获取车外振动信号。

对于车外，在车辆的驱动半轴轴头、悬架各连杆与副车架连接点主被动侧、悬架各连杆与车身连接点主被动侧、副车架与车身连接点主被动侧、弹簧减振器与车身连接点主被动侧位置设置加速度传感器，以用于采集车外振动信号。

在采集车内噪声信号和车外振动信号时，首先对整车工况进行选择，在本发明中选择表现最严重的驾驶工况，作为预设工况，比如，130kph匀速行驶，汽车NVH试验专用的平滑路面。而且，在该预设工况下，采集车内噪声信号的采样时间为20s，噪声采样频率为2000Hz，振动信号采样频率为1000Hz。

在获取预设工况下的车内噪声信号和车外振动信号之后，执行S102，基于车内噪声信号，确定低频声问题的发生时间段。

具体如图2所示，采集到的车内噪声信号，是时域信号，即信号随时间变化的函数。

在基于该车内噪声信号，确定低频声问题的发生时间段，包括：

基于车内噪声信号，将高于预设振幅的车内噪声信号的时间确定为低频声问题的发生时间段。

这里的预设振幅设定为(12±1)pa，在超过该预设振幅时，将其确定为低频声问题的发生时间段。其中，该预设振幅的设定可以是依据人的主观评价所确定的，由于人的主观评价能够将不属于低频噪声问题的信号进行有效过滤，但是，人的主观评价的时间感受可能相对较长，而低频噪声问题是瞬时发生的，持续时间是秒级甚至毫秒级，人耳的主观时间识别能力有限。因此，在此基础上，控制该高于预设振幅的车内噪声信号的时刻的前后0.2s内，确定为低频声问题的发生时间段。

通过对低频声问题的发生时间段的确定，对该发生时间段内的车内噪声信号和车外振动信号进行分析。

接着，执行S103和S104，其中，S103，对发生时间段内的车内噪声信号进行处理，获得车内噪声信号的第一频率特性；S104，对发生时间段内的车外振动信号进行处理，确定车外各个零部件的第二频率特性。

这两个步骤不分先后顺序，由于车内噪声信号和车外振动信号均是时域信号，即随时间变化的信号。

这里的处理过程都是采用小波分析，即时域转频域的处理，具体如图3所示为车内噪声信号的频谱图。车内噪声信号的第一频谱特性：该小波分析采用的参数设置：频率分辨率2Hz，谱线数：500，时间块长度：0.5s，时间增长长度：0.1s。

如图4所示为该车外振动信号的频域信号的频谱图，车外振幅信号的第二频谱特性：该小波分析采用的参数设置：频率分辨率2Hz，谱线数250，时间块长度：0.5s，时间增长长度：0.05s。

在确定车内噪声信号的第一频率特性和确定车外各个零部件的第二频率特性之后，执行S105，基于第一频率特性和第二频率特性，确定低频声问题所在位置。

具体地，基于第一频率特性和第二频率特性，在车内噪声信号和车外振动信号具有相同频率处均存在最大幅值时，将对应的零部件确定为低频声问题所在的位置。

具体地，由于车外振动信号的频谱图有多个，分别对应不同的零部件，因此，在将车内噪声信号的第一频率特性与车外振动信号的第二频谱特性比较时，需要进行多次比较。

具体如图5a所示的频谱图，可以看出，频率在40Hz～63Hz之间，车内噪声信号和车外振动信号均出现了最大振幅，由此，可以将该车外振动信号所对应的零部件确定为低频声问题所在的位置。比如，低频声问题所在位置为后副车架，则图4对应的车外振动信号是由后副车架所产生的。

在确定低频声问题所在位置之后，可以对其进行优化：

一方面，可以对低频声问题所在位置进行优化，另一方面，在传播路径上进行优化。

基于低频声问题所在位置，对低频声问题所在位置进行优化；或者

确定低频声问题所在位置到车身的传播路径；基于该传播路径，在传播路径上进行优化。

其中，对后副车架的整车安装状态采用CAE仿真进行模态分析，确定出该后副车架存在30Hz和45Hz的两个刚体模态，该后副车架的两个刚体模态与车内低频噪声的频率特性完全一致。

低频声问题所在位置到车身的传播路径中，首先，路面宽频的随机激励-轮胎-轴头-悬架摆臂-后副车架，经过该后副车架的模态共振，使得该激励进一步放大，放大后的激励经后副车架-车身连接点传递至车身，最后引起车身板件的振动，振动的车身板件与车内的声腔耦合，从而在车内产生低频的间歇性低频噪声。

根据上述所确定的低频声问题所在位置，进行的优化，可以在该后副车架布置2kg的频率为30Hz的动态吸振器，具体地，可以将两个1kg的动态吸振器分别布置在后副车架的两边上，由于该后副车架等效分布质量的增加，使得原有的刚体模态频率下移，与车内声腔模态频率46Hz的间隔变大，相变也减弱，从而减弱了45Hz低频声问题。

根据上述所确定的传播路径，在传播路径上进行的优化，由于路面的激励传递到车身内时，都会在车身钣金处放大，因此，为了降低车内噪声，以提供舒适的驾车环境，可以对车身钣金处进行改进，可以在泄压口附近的钣金处设置一个加强支架或者两个加强支架，具体如图6所示的车身钣金601处设置如图7所示的一个加强支架701，通过该加强支架701的设置从而在传播路径上将振动降低，以减弱低频声问题。当然，对于其他部位的车身钣金，可以采取其他措施，在此不再详细赘述。

经过改进之后的车内噪声信号的频谱图和车外振动信号的频谱图如图5b所示，使得低频声问题得到有效改善。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明提供了一种确定车内间歇性低频声问题所在位置的方法，包括：获取车内噪声信号和车外振动信号；基于车内噪声信号，确定低频声问题的发生时间；对发生时间内的车内噪声西信号进行处理，获得车内噪声信号的第一频率特性；对发生时间内的车外振动信号进行处理，确定车外各个零部件的第二频率特性；基于第一频率特性和第二频率特性，确定低频声问题所在位置，进而将车内噪声信号和车外振动信号相结合，分别从时域和频率两个角度进行分析，将激励、响应的时域间歇性、随机性及频域的振动噪声问题的频谱特性放在一起综合分析，有效确定导致该低频声问题的关键影响因素。

实施例二

基于相同的发明构思，本发明实施例提供了确定车内间歇性低频声问题所在位置的装置，如图8所示，包括：

获取模块801，用于获取车内噪声信号和车外振动信号；

第一确定模块802，用于基于所述车内噪声信号，确定低频声问题的发生时间；

第二确定模块803，用于对发生时间内的车内噪声信号进行处理，确定车内噪声信号的第一频率特性；

第三确定模块804，用于对发生时间内的车外振动信号进行处理，确定车外各个零部件的第二频率特性；

第四确定模块805，用于基于所述第一频率特性和第二频率特性，确定所述低频声问题所在位置。

在一种可选的实施方式中，所述获取模块801，用于：

在预设工况下，基于设置在车内的驾驶员内耳侧以及后座内耳侧的噪声采集传感器，获取车内噪声信号；

在预设工况下，基于设置在车外各个零部件处的加速度传感器，获取车外振动信号。

在一种可选的实施方式中，第一确定模块802，用于基于所述车内噪声信号，将高于预设振幅的车内噪声信号的时间确定为低频声问题的发生时间段。

在一种可选的实施方式中，第二确定模块803，用于对发生时间内的车内噪声信号进行时域转频域的处理，确定车内噪声信号的第一频率特性。

在一种可选的实施方式中，第三确定模块804，用于对发生时间内的车外振动信号进行时域转频域的处理，获得车外各个零部件的第二频率特性。

在一种可选的实施方式中，第四确定模块805，用于基于所述第一频率特性和所述第二频率特性，在所述车内噪声信号和所述车外振动信号相同频段均存在最大幅值时，将对应的零部件确定为低频声问题所在位置。

在一种可选的实施方式中，还包括：优化模块，用于基于所述低频声问题所在位置，对所述低频声问题所在位置进行优化；或者确定所述低频声问题所在位置到车身的传播路径；基于所述传播路径，在所述传播路径上进行优化。

实施例三

基于相同的发明构思，本发明实施例提供了一种计算机设备，如图9所示，包括存储器904、处理器902及存储在存储器904上并可在处理器902上运行的计算机程序，所述处理器902执行所述程序时实现上述确定车内间歇性低频声问题所在位置的方法的步骤。

其中，在图9中，总线架构(用总线900来代表)，总线900可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线900将包括由处理器902代表的一个或多个处理器和存储器904代表的存储器的各种电路链接在一起。总线900还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口906在总线900和接收器901和发送器903之间提供接口。接收器901和发送器903可以是同一个元件，即收发机，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。处理器902负责管理总线900和通常的处理，而存储器904可以被用于存储处理器902在执行操作时所使用的数据。

实施例四

基于相同的发明构思，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述确定车内间歇性低频声问题所在位置的方法的步骤。

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的确定车内间歇性低频声问题所在位置的装置，计算机设备中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (10)

1.一种确定车内间歇性低频声问题所在位置的方法，其特征在于，包括：

获取预设工况下的车内噪声信号和车外振动信号；

基于所述车内噪声信号，确定低频声问题的发生时间段；

对发生时间段内的车内噪声信号进行处理，获得车内噪声信号的第一频率特性；

对发生时间段内的车外振动信号进行处理，确定车外各个零部件的第二频率特性；

基于所述第一频率特性和第二频率特性，确定所述低频声问题所在位置。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取预设工况下的车内噪声信号和车外振动信号，包括：

在预设工况下，基于设置在车内的驾驶员内耳侧以及后座内耳侧的噪声采集传感器，获取车内噪声信号；

在预设工况下，基于设置在车外各个零部件处的加速度传感器，获取车外振动信号。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述车内噪声信号，确定低频声问题的发生时间段，包括：

基于所述车内噪声信号，将高于预设振幅的车内噪声信号的时间确定为低频声问题的发生时间段。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对发生时间内的车内噪声信号进行处理，获得车内噪声信号的第一频率特性，包括：

对发生时间内的车内噪声信号进行时域转频域的处理，获得车内噪声信号的第一频率特性。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对发生时间段内的车外振动信号进行处理，确定车外各个零部件的第二频率特性，包括：

对发生时间内的车外振动信号进行时域转频域的处理，获得车外各个零部件的第二频率特性。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一频率特性和第二频率特性，确定所述低频声问题所在位置，包括：

基于所述第一频率特性和所述第二频率特性，在所述车内噪声信号和所述车外振动信号相同频段均存在最大幅值时，将对应的零部件确定为低频声问题所在位置。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述基于所述第一频率特性和第二频率特性，确定所述低频声问题所在位置之后，还包括：

基于所述低频声问题所在位置，对所述低频声问题所在位置进行优化；或者

确定所述低频声问题所在位置到车身的传播路径；

基于所述传播路径，在所述传播路径上进行优化。

8.一种确定车内间歇性低频声问题所在位置的装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取车内噪声信号和车外振动信号；

第一确定模块，用于基于所述车内噪声信号，确定低频声问题的发生时间；

获得模块，用于对发生时间内的车内噪声信号进行处理，获得车内噪声信号的第一频率特性；

第二确定模块，用于对发生时间内的车外振动信号进行处理，确定车外各个零部件的第二频率特性；

第三确定模块，用于基于所述第一频率特性和第二频率特性，确定所述低频声问题所在位置。

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7中任一权利要求所述的方法步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一权利要求所述的方法步骤。

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