[发明专利]一种基于曲轴传感信号的低延时汽车主动降噪系统及方法

说明书

本发明公开一种基于曲轴传感信号的低延时汽车主动降噪系统及方法，该系统包括下位机和上位机；所述下位机用于降噪计算；所述上位机用于数据分析与参数控制；所述下位机包括曲轴参考信号调理模块、误差麦克风、主降噪控制器；所述上位机包括授权运行模块、音频编解码器延时优化设置模块、采集数据分析模块、传递函数建立与分析模块；所述上位机与下位机通过数据线或无线连接；所述下位机中曲轴参考信号调理模块、误差麦克风与主降噪控制器相连，主降噪控制器与车主机相连，基于准确的参考信号以及低延时，由主降噪控制器计算反噪声信号进行主动降噪输出。本发明能够有效的解决传统降噪系统存在整个系统延时高，参考信号不准确等问题。

技术领域

本发明涉及汽车主动降噪技术领域，尤其涉及一种基于曲轴传感信号的低延时汽车主动降噪系统及方法。

背景技术

随着汽车行业的迅猛发展，以及消费者对汽车NVH(Noise、Vibration、Harshness，噪声、振动与声振粗糙度)性能的进一步关注，整车NVH研发逐渐成为主机厂的重点关注对象，结合现有汽车新能源化的发展，混动汽车正在大面积的普及。混动汽车在充电及从纯电工况介入时，往往存在发动机低频的压耳感的声音。由于普通的声学包材料对低频的限制有一定的局限性，因此主动降噪手段是目前一种比较可行的解决方案，但目前市面上的主动降噪系统普遍存在采样延时高，参考信号获取准确度一般或延时较高的问题。因此，在转速变化较快，尤其是混动车发动机突然介入的时刻，参考信号及整个系统的延时高会导致降噪追踪能力差。

发明内容

本发明的目的在于通过一种基于曲轴传感信号的低延时汽车主动降噪系统及方法，来解决以上背景技术部分提到的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于曲轴传感信号的低延时汽车主动降噪系统，该系统包括下位机和上位机；所述下位机用于降噪计算；所述上位机用于数据分析与参数控制；所述下位机包括曲轴参考信号调理模块、误差麦克风、主降噪控制器；所述上位机包括授权运行模块、音频编解码器延时优化设置模块、采集数据分析模块、传递函数建立与分析模块；所述上位机与下位机通过数据线或无线连接；所述下位机中曲轴参考信号调理模块、误差麦克风与主降噪控制器相连，主降噪控制器与车主机相连，基于准确的参考信号以及低延时，由主降噪控制器计算反噪声信号进行主动降噪输出。

特别地，所述曲轴参考信号调理模块的信号输入端与汽车曲轴传感器相连；所述曲轴参考信号调理模块包括限压单元、比较单元和阶跃消除单元；所述限压单元用于将曲轴传感器的输入电压限制到设定的电压范围；所述比较单元用于将曲轴传感器输出限压的正弦波信号转化为方波信号；所述阶跃消除单元包括一单片机，通过读取含阶跃的方波信号，再通过消除阶跃算法将阶跃消除，然后经其PWM模块或SPI模块输出无阶跃的方波信号或转速给主降噪控制器。

特别地，所述主降噪控制器包括DSP、存储FLASH、内存RAM、音频编解码器延时优化单元以及ADC输入/DAC输出模块；所述主降噪控制器用于通过曲轴参考信号调理模块输出的低于设定延时的精确参考信号，再设置最优的音频编解码器延时，然后用边沿触发计算反噪声的值，通过输出单元传递给车机进行降噪。

特别地，所述曲轴参考信号调理模块中单片机存储器中的消除阶跃算法用于：一、将带阶跃的方波信号消除阶跃；二、判断评估消除阶跃后的效果是否满足降噪要求；具体包括：

首先，单片机通过读取含阶跃的方波信号中的上升沿，计算其两两之间的时间，从而通过如下公式计算其转速RPM，

其中，Δt为相邻上升沿之间的时间间隔，N为曲轴上所加凸轮轴的齿数；

其次，每出现一次上升沿就更新一次转速数据，从第二个转速数据出现之后，计算转速RPM的变化速率：