CN110889181B 声音幅值控制精度验证方法及主动发声系统 （中国第一汽车股份有限公司）

声音幅值控制精度验证方法及主动发声系统本发明涉及电动汽车主动发声系统技术领发声系统声音目标；高保真声场还原系统条件行高保真声场还原系统条件下声音幅值控制精度以及声音幅值增益控制精度验证和100％加速踏板开度下加速行驶工况主动发声系统声音目下声音幅值控制精度以及声音幅值增益控制精度验证和100％加速踏板开度下加速行驶工况主2确定需要加载到电动汽车的主动发声系统中的最终声音方案高保真声场还原系统条件下，模拟不同加速踏板开度下加速场还原系统条件下声音幅值控制精度以及声音幅值增益控制精度验证，同时进行100％加速踏板开度下加速行驶工况主动发声系统声音目标达成情况实车静止条件下，模拟不同加速踏板开度下加速行驶幅值控制精度以及声音幅值增益控制精度验证，同时进行100％加速踏板开度下加速行驶V为电动汽车主动发声系统虚拟发动机转速；A为单位车速的虚拟发动机转速变将主动发声系统虚拟发动机转速与车速的计算公式，导入主动发声3将主动发声控制系统与高保真声场还原系统相连接，在整车半消声室验证高保真声场还原系统在目标接受点位置实际的频率在整车半消声室环境下，控制主动发声系统通过实车音响系统发出目标接收点测试声音响应，以验证实车静止条件下在目标接受点位置实际的频率响应情4[0001]本发明涉及电动汽车主动发声系统技术领域，尤其涉及一种电动汽车的主动发音往往以较为单一的若干个高频率特点的纯音成分为主。这些电机阶次成分能量虽然不动发声系统在电动汽车车内模拟类似内燃机汽车车内发动机阶次声音的随车辆变化而动[0005]本发明的目的在于提供一种声音幅值控制精度验证方法及主动发声系统，能够有效地将系统本身电路以及实车音响系统频率响应对声音幅值控制精度的影响分解开，为后续主动发声系统声音幅值控制精度的优化指明了方向，从而提高了主动发声系统开[0008]确定需要加载到电动汽车的主动发声系统中的最终声音方案，得到主动发声系真声场还原系统条件下声音幅值控制精度以及声音幅值增益控制精度验证，同时进行100％加速踏板开度下加速行驶工况主动发声5[0011]作为一种声音幅值控制精度验证方法的优选方案，进行电动汽车加速行驶车内[0012]作为一种声音幅值控制精度验证方法的优选方案，针对最终声音方案对应的加[0013]作为一种声音幅值控制精度验证方法的优选方案，根据所提取的阶次成分声音的幅值特征参数和相位特征参数进行离散短时傅里叶变换综合，拟合出最终声音方案的针对差异情况进行适当的离散短时傅里叶变化分析的参数调整，使得拟合出的合成声音转速，将电动汽车车内主动发声的车速区间定义在0-120km/h范围内，根据内燃机汽车在某一固定档位下发动机转速随车速呈线性变化的规律，可得到主动发声系统虚拟发动机动汽车主动发声系统声音幅值增益随加速踏板开度变化的第一曲线，并将第一曲线的参数导入主动发声系统中，使得主动系统能够根据加速踏板开度的变化控制主动发声系统[0019]作为一种声音幅值控制精度验证方法的优选方案，通过若干高保真扬声器构建迟等相互关系，以确保在目标接收点能够在主动发声系统所产生声音的频率范围内获得[0020]作为一种声音幅值控制精度验证方法的优选方案，将主动发声控制系统连接于6[0021]另一方面，提供一种主动发声系统，包括如上所述的声音幅值控制精度验证方[0023]为了更好地验证电动汽车主动发声系统的声音幅值控制精度，本发明的技术方统本身电路以及实车音响系统频率响应对声音幅值控制精度的影响分解开，从而明确控制系统与实车音响系统频率响应对主动发声系统声音幅值控制效果的影响机制，为后续主动发声系统声音幅值控制精度的优化指明了方向，从而提高了主动发声系统开发过程[0026]图3是本发明提供的主动发声系统加速行驶声音最终方案声音幅值变化曲线示[0028]图5是本发明提供的主动发声系统声音幅值增益随加速踏板开度变化的第一曲[0030]图7是本发明提供的高保真声场还原系统目标接收点位置测试的白噪声信号FFT[0031]图8是本发明提供的各个加速踏板开度下主动发声系统声音幅值随虚拟发动机[0032]图9是本发明提供的高保真声场还原系统条件下100％加速踏板开度下模拟加速[0033]图10是本发明提供的高保真声场还原系统条件下主动发声系统声音幅值增益随[0035]图12是本发明提供的实车音响系统静止条件下各个加速踏板开度下主动发声系[0036]图13是本发明提供的实车音响系统静态条件下100％加速踏板开度下模拟加速行驶主动发声系统声音幅值变化曲线对比的[0037]图14是本发明提供的实车音响系统静态条件下主动发声系统声音幅值增益随加7[0039]因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解以上。术语在本发明中的具体含义。可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考[0047]确定需要加载到电动汽车的主动发声系统中的最终声音方案，得到主动发声系真声场还原系统条件下声音幅值控制精度以及声音幅值增益控制精度验证，同时进行100％加速踏板开度下加速行驶工况主动发声8[0050]分别在高保真声场还原系统条件下以及实车音响系统静态条件下，从声音总值效地将系统本身电路以及实车音响系统频率响应对声音幅值控制精度的影响分解开，从而明确控制系统与实车音响系统频率响应对主动发声系统声音幅值控制效果的影响机动汽车主动发声系统的声音幅值控制精度，以及如何有效分解各个关键环节对声音幅值[0056]在软件方面，编写电动汽车主动发声系统控制软件，对软件程序进行模块化设[0058]电动汽车主动发声系统声音频率特征参数提取与导入进行电动汽车加速行驶车幅值变化曲线。本实施例中主动发声系统加速行驶声音设计最终方案的时域信号、频谱内发动机阶次声音频谱云图。然后通过短时离散傅里叶变换综合得到加速行驶条件下加内，提取出具有一定时间分辨率的一系列短时间周期内对应的各个阶9[0061]根据所提取的阶次成分声音的幅值特征参数和相位特征参数进行离散短时傅里成声音与最终方案声音之间的差异，针对差异情况进行适当的离散短时傅里叶变化分析[0062]将所提取的经过调整及优化后各个阶次成分声音的幅值特征参数和相位特征参速0km/h对应主动发声系统虚拟发动机转速为750r/min，120km/h对应虚拟发动机转速为[0067]在加速踏板开度方面，获取电动汽车主动发声系统声音幅值增益随加速踏板开值增益与加速踏板开度呈线性变化关系。动机输出功率与100％加速踏板开度下发动机输出功率之比，计算四变化曲线，得到电机输出功率随加速踏板开度线性变化分布图，得知在非急加速状态[0071]S4、从步骤S2中得知内燃机汽车的发动机输出功率与发动机输出功率负荷比呈[0072]本实施例中主动发声系统声音幅值增益随加速踏板开度目标控制曲线如图5所[0074]通过若干高保真扬声器构建高保真声场还原系统，以还原该电动汽车车内声场定的目标接收点代表该电动汽车司机位置头部双耳附近位置。将主动发声控制系统与高[0075]第五步，高保真声场还原系统条件下的电动汽车主动发声系统声音幅值精度验[0076]高保真声场还原系统条件下，模拟不同加速踏板开度下(如20％、30％、……、件下声音幅值控制精度以及声音幅值增益控制精度与目标设定值基本吻合，主动发声系[0080]③加速踏板开度增益曲线设置为图5的曲线，即20％开度下声音幅值增益为(‑[0081]④调整高保真声场还原系统的功放大小，使得100％开度下的声音幅值与图1中接收点位置测试得到各个加速踏板开度下主动发声系统的声音信号，得到各个加速踏板驶声音幅值变化曲线与图3进行对比，如图9所示，验证100％加速踏板开度下加速行驶声[0084]将主动发声控制系统的CAN通讯模块与整车CANBUS连接，确保系统在工作过程并在并在目标接收点测试声音响应，以验证实车静止条件下在目标接受点位置实际的频机右耳位置附近测试得到的声音频谱如图11所示，在300Hz附近以及480‑600Hz范围内存频率范围内声音幅值明显高于其他频段内的声[0086]第七步，实车音响系统静态条件下的电动汽车主动发声系统声音幅值控制精度[0087]在第五步所设定的主动发声系统参数的基础上，进行实车音响系统静态条件下下主动发声系统的声音幅值控制精度，主动发声系统主要参数设置与第五步中的参数保[0091]③加速踏板开度增益曲线设置为图1的曲线，即20％开度下声音幅值增益为(‑试得到各个加速踏板开度下主动发声系统的声音信号，得到各个加速踏板开度下加速行验证结果曲线大体一致，但在3000r/min附近以及2000r/min以内的虚拟发动机转速范围内，与后者存在较大差距，原车音响系统测试结果与高保真扬声器验证结果误差不超过10dB(A)，导致低转速区出现较大误差的主要原因在于音响系统在200Hz频率范围内进行增益与设定的增益曲线误差不超过3dB(A)，主要还是由于原车音响系统频率响应在整个[0095]分别在高保真声场还原系统条件下以及实车音响系统静态条件下，从声音总值效地将系统本身电路以及实车音响系统频率响应对声音幅值控制精度的影响分解开，从而明确控制系统与实车音响系统频率响应对主动发声系统声音幅值控制效果的影响机[0096]本实施例还公开了一种主动发声系统，其如上所述的声音幅值控制精度验证方[0097]该主动发声系统分别在高保真声场还原系统条件下以及实车音响系统静态条件的验证，能够有效地将系统本身电路以及实车音响系统频率响应对声音幅值控制精度的影响分解开，从而明确控制系统与实车音响系统频率