一种排气有源声品质系统及基于该系统的设计方法与流程

1.本发明涉及汽车领域，具体涉及一种排气有源声品质系统及基于该系统的设计方法。


背景技术：

2.汽车多元化的声品质的设计开发，不仅可以给驾乘人员带来不同元素的体验感，同时基于不同车型的声品质匹配，又能充分体现车型的档次和品牌价值。在传统内燃机车型或混动车型加速行驶的过程中，车内外噪声除发动机噪声外，排气系统噪声也是主要的噪声源，如何通过排气噪声声品质的控制实现整车状态下不同属性的声品质目标的实现，是排气噪声的开发重点工作之一。而有源发声控制技术结合排气噪声开发被用来对排气声品质进行控制设计，是目前一种智能式的实现多种排气声品质开发的应用方式。
3.目前国内有关排气声品质的设计方法通常一种模式是调整排气消声器结构，被动性的改变排气的客观属性，实现某类排气声品质目标的要求，另一种模式通过消声器结合主动阀设计排气运动声品质；这两种技术一方面可能这能单一的实现某种类型的排气声品质目标，不能在同款车型上实现多种不同属性的排气声品质要求；另一方面由于发动机小型化本身不具备大排量发动机特有的排气声效，通过被动式开发或主动阀无法完美的实现高品质的排气声效。通过排气有源声品质系统设计既可以不受发动机限制实现高品质的排气声效，同时可以结合排气声品质开发需求，更为人性化、智能化设计排气系统产品。
4.但是目前往往是受限于发动机排量和排气系统结构，无法设计出符合要求的排气声品质。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种排气有源声品质系统，其具可以突破发动机排量的限制和排气系统的被动结构可调整的局限性，智能化的完美实现高品质的排气声效，同时可以结合排气声品质开发需求，更为个性化、智能化设计排气系统产品的优点。
6.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
7.一种排气有源声品质系统，包括控制器区域网络总线，所述控制器区域网络总线与asc控制器连接，所述asc控制器上还连接有排气品质目标定义模块，所述排气品质目标定义模块与asc控制器之间还连接有源控制器，所述asc控制器输出端连接有扬声器。
8.进一步设置：所述控制器区域网络总线包括车辆转速模块、速度模块、油门模块及扭矩模块。
9.本发明的另一目的是提供一种基于排气有源声品质系统的设计方法，其具结合驾乘人员的不同声品质体验需求，智能的控制排气声浪的音效，通过有源发声系统不同声音样本及声音算法的匹配，在同款车型上实现多种不同属性的排气声品质设计的优点。
10.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
11.一种基于排气有源声品质系统的设计方法，所述排气品质目标定义模块建立包括
以下步骤：
12.s1：包括数据采集模块，对各类排气声音属性的样本进行采集并进行预处理，通过对采集处理好的不同声音样本进行客观参量选取和计算，生成声音样本；
13.s2：对声音样本进行主观评价指标选取及主观评价方法确定，属性选取和定义形成主观评价报告；
14.s3：对声音样本同时进行客观评价分析，从声音样本中选取符合客观参量要求的方案，形成客观评价报告；
15.s4：通过主观评价报告与客观评价报告，采用多元线性回归方法建立排气声品质模型，并通过有源控制器输出至asc控制器。
16.进一步设置：所述asc控制器选取排气品质目标定义模块的步骤如下：
17.d1、通过asc对不同排气声品质属性进行定义，并配合排气基准噪声特征客观参量通过采集与分析建立模型；
18.d2、对基准声音属性问题点分析，设定虚拟排气噪声目标等级；
19.d3、与声音样本进行匹配调试，对不同属性排气噪声特征客观参量采集分析，针对排气品质目标定义模块进行检验；
20.d4、检验合格：不同属性排气声品质目标实现；不合格：返回d3步骤。
21.进一步设置：所述步骤d3中，针对不同属性排气噪声特征客观参量采集分析还有，从声音样本库中选取符合客观参量要求的方案，输入至排气有源发声控制器结合控制声音算法，通过搭载排气的扬声器发声，与原排气系统噪声拟合，拟合合成的排气噪声再次通过数据采集，符合的客观参量并计算，输入至排气品质目标定义模块中检验。
22.综上所述，本发明具有以下有益效果：本发明提供一种排气有源声品质设计方法，可以突破发动机排量的限制和排气系统的被动结构可调整的局限性，智能化的完美实现高品质的排气声效，同时可以结合排气声品质开发需求，更为个性化、智能化设计排气系统产品。同时结合驾乘人员的不同声品质体验需求，智能的控制排气声浪的音效，通过有源发声系统不同声音样本及声音算法的匹配，在同款车型上实现多种不同属性的排气声品质设计。
附图说明
23.下面结合附图对本发明进一步说明。
24.图1是排气有源声品质系统及基于该系统的设计方法总体方案应用架构示意图；
25.图2是排气有源声品质系统及基于该系统的设计方法中排气声品质模型建立的方法；
26.图3是排气有源声品质系统及基于该系统的设计方法中排气有源发声系统的工作模式。
具体实施方式
27.下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
28.本发明所采用的技术方案是：
29.一种排气有源声品质系统及基于该系统的设计方法，包括控制器区域网络总线，
控制器区域网络总线与asc控制器连接，asc控制器上还连接有排气品质目标定义模块，排气品质目标定义模块与asc控制器之间还连接有源控制器，asc控制器输出端连接有扬声器，控制器区域网络总线包括车辆转速模块、速度模块、油门模块及扭矩模块。
30.而排气品质目标定义模块建立包括以下步骤：s1：包括数据采集模块，对各类排气声音属性的样本进行采集并进行预处理，通过对采集处理好的不同声音样本进行客观参量选取和计算，生成声音样本；s2：对声音样本进行主观评价指标选取及主观评价方法确定，属性选取和定义形成主观评价报告；s3：对声音样本同时进行客观评价分析，从声音样本中选取符合客观参量要求的方案，形成客观评价报告；s4：通过主观评价报告与客观评价报告，采用多元线性回归方法建立排气声品质模型，并通过有源控制器输出至asc控制器。
31.asc控制器选取排气品质目标定义模块的步骤如下：d1、通过asc对不同排气声品质属性进行定义，并配合排气基准噪声特征客观参量通过采集与分析建立模型；d2、对基准声音属性问题点分析，设定虚拟排气噪声目标等级；d3、与声音样本进行匹配调试，对不同属性排气噪声特征客观参量采集分析，针对不同属性排气噪声特征客观参量采集分析还有，从声音样本库中选取符合客观参量要求的方案，输入至排气有源发声控制器结合控制声音算法，通过搭载排气的扬声器发声，与原排气系统噪声拟合，拟合合成的排气噪声再次通过数据采集，符合的客观参量并计算，输入至排气品质目标定义模块中检验。针对排气品质目标定义模块进行检验；d4、检验合格：不同属性排气声品质目标实现；不合格：返回d3步骤。
32.其主要工作原理如下：通过设定不同属性的排气声品质模型，在待开发车型上采集分析确认原始状态排气噪声的特征客观参量表现，确认不满足排气声品质模型中的的客观问题参量项，从而确认虚拟排气噪声的客观参量设计的目标等级，利用排气有源发声系统智能的匹配不同的声音样本库及声音算法，搭载排气的扬声器发声，与原排气系统噪声拟合，采集排气有源发声运行状态下的客观参量，最终在目标排气声品质模型中进行检验，如果不符合可以循环调整声音配置方案直至可实现不同属性的排气声品质的目标。
33.总体技术实现方案如图1所述，方案包括定义不同排气声品质属性、基准排气噪声的客观参量的采集及数据值、基准声音属性问题点分析及描述、虚拟噪声目标的等级设定要求、排气有源发声系统匹配及调试、排气有源发声系统运行下的排气噪声客观属性的测试及数据分析、排气有源发声声品质的模型检验及目标达成评估。其中，不同属性的排气声品质模型需要对各排气声音属性的主客观进行相关性分析，通过对不同声音样本的客观参量评价分析和主观打分评价分析，利用多元线性回归方法建立排气声品质模型，并验证各模型的有效性，排气有源发声系统匹配及调试中包含根据不同排气声品质的开发目标，设定虚拟噪声目标值，配置不同类型的声音样本方案输入至有源发声控制器中，实施的联动汽车can的转速、速度、油门及扭矩控制排气系统各种发声模式，进一步通过有源发声系统下采集的客观参量值输入至目标排气声品质模型中，检验目标值的达成情况。
34.总体工作策略是，设定不同属性的排气声品质目标及对应主客观模型，在待开发车型上标定原排气基准声音，确认原始状态排气噪声的特征客观参量表现，对比排气声品质模型中检验需要达到目标主观评价要求的客观参量水平，进一步指导设计虚拟排气噪声的客观参量需要达成的目标等级，具体实施可以从大量的排气声音样本库中选取符合客观参量要求的方案，输入至排气有源发声控制器结合控制声音算法，通过搭载排气的扬声器
发声，与原排气系统噪声拟合，拟合合成的排气噪声再次采集符合的客观参量并计算，输入至某排气声品质属性模型中检验判断是否符合预定设定的要求，如果不符合可以循环调整声音配置方案直至可实现不同属性的排气声品质的目标。
35.通过该技术方法可以不受发动机限制实现高品质的排气声效，同时可以结合排气声品质开发需求，更为人性化、智能化设计排气系统产品，其实现方法包含排气声品质模型建立的方法如图2所述，对各类排气声音属性的样本进行采集并进行预处理，通过对采集处理好的不同声音样本进行相关性较高的客观参量选取和计算，生成客观评价报告；同时预处理好的声音样本进行主观评价属性选取和定义，利用合适的主观评价方法组织主观评价试验，对获取的主观评价结果进行统计分析，形成主观评价报告。将主客观进行相关性分析后，采用多元线性回归方法建立排气声品质模型，最终通过选取新的声音样本再次验证声品质模型的有效性。
36.图3说明排气有源发声系统的工作模式，输入至有源发声控制器中的信号包括待实现的排气各声音属性目标的各声音样本，汽车can的转速、速度、油门及扭矩信号，一方面通过有源控制器的控制算法匹配各声音样本搭载排气的扬声器发声，并与原排气系统噪声合成输出排气噪声实现各排气声品质开发要求。另一方面有源控制器联动汽车can的转速、速度、油门及扭矩满足整车实时驾驶，实现自由灵活的排气声品质属性切换。
37.以上是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于发明技术方案的范围内。