一種制動系統(tǒng)降噪方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種制動系統(tǒng)降噪方法及裝置。一種制動系統(tǒng)降噪方法，包括：采集噪聲信號；篩選所述噪聲信號，得到低頻制動噪聲信號；對所述低頻制動噪聲信號進行分析，根據(jù)相干波相干條件，生成一個與所述低頻制動噪聲信號相干的降噪信號；播放降噪信號。本發(fā)明提供的技術(shù)方案采用主動降噪技術(shù)，利用聲波干涉原理，能夠有效降低低頻制動噪聲，且噪聲優(yōu)化周期短。
【專利說明】
一種制動系統(tǒng)降噪方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及汽車制動系統(tǒng)降噪領(lǐng)域，尤其涉及一種制動系統(tǒng)降噪方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車噪聲常見的主要有胎噪、路噪、風噪、發(fā)動機噪聲、制動噪聲等幾個方面，制動噪聲是汽車在制動時常見的一種噪聲。制動噪聲常常發(fā)生在低速、低溫制動工況，分貝由70至IJ120分貝，極易引起人們煩躁。汽車制動噪聲控制是汽車技術(shù)中很重要的一部分。當前解決制動噪聲的主要手段是改變摩擦副的結(jié)構(gòu)，來降低噪聲發(fā)生頻次。但是采用結(jié)構(gòu)改進的方法僅能降低制動噪聲的發(fā)生頻率，并不能完全規(guī)避制動噪聲，尤其是500Hz以下的低頻制動噪聲。且采用結(jié)構(gòu)改進的方法解決制動噪聲問題需要反復的臺架和整車驗證，耗費時間長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種制動系統(tǒng)降噪方法及裝置，能夠有效地降低低頻制動噪聲的幅值至人們能夠接受的范圍，且噪聲優(yōu)化周期短。
[0004]本發(fā)明提供一種制動系統(tǒng)降噪方法，該方法包括:
[0005]采集噪聲信號；
[0006]篩選所述噪聲信號，得到低頻制動噪聲信號；
[0007]對所述低頻制動噪聲信號進行分析，根據(jù)相干波相干條件，生成一個與所述低頻制動噪聲信號相干的降噪信號；
[0008]播放降噪信號。
[0009]進一步地，所述采集噪聲信號，包括:
[0010]采集噪聲聲音信息；
[0011]將所述噪聲聲音信息轉(zhuǎn)化成電信號作為噪聲信號。
[0012]進一步地，所述篩選所述噪聲信號，得到低頻制動噪聲信號，包括:
[0013]根據(jù)低頻制動噪聲頻率篩選出低頻制動噪聲信號。
[0014]進一步地，所述對所述低頻制動噪聲信號進行分析，根據(jù)相干波相干條件，生成一個與所述低頻制動噪聲信號相干的降噪信號，包括:
[0015]分析低頻制動噪聲信號的振幅和相位；
[0016]根據(jù)分析出的低頻制動噪聲信號的振幅和相位，生成一個與所述低頻制動噪聲信號振幅相等、相位相反的降噪信號。
[0017]進一步地，所述播放降噪信號，包括:
[0018]將生成的降噪信號輸出；
[0019]將所述降噪信號功率放大；
[0020]功率放大的降噪信號推動揚聲器發(fā)聲，播放降噪信號。
[0021]本發(fā)明提供一種制動系統(tǒng)降噪裝置，該裝置包括:
[0022]噪聲采集單元，用于采集噪聲信號；
[0023]分析處理單元，用于篩選所述噪聲信號，得到低頻制動噪聲信號;對所述低頻制動噪聲信號進行分析，根據(jù)相干波相干條件，生成一個與所述低頻制動噪聲信號相干的降噪信號；
[0024]降噪實施單元，用于播放降噪信號。
[0025]進一步地，所述噪聲采集單元采集噪聲信號時，具體用于:
[0026]采集噪聲聲音信息；
[0027]將所述噪聲聲音信息轉(zhuǎn)化成電信號作為噪聲信號。
[0028]進一步地，所述分析處理單元篩選所述噪聲信號，得到低頻制動噪聲信號時，具體用于:
[0029]根據(jù)低頻制動噪聲頻率篩選出低頻制動噪聲信號。
[0030]進一步地，所述分析處理單元對所述低頻制動噪聲信號進行分析，根據(jù)相干波相干條件，生成一個與所述低頻制動噪聲信號相干的降噪信號時，具體用于:
[0031 ]分析低頻制動噪聲信號的振幅和相位；
[0032]根據(jù)分析出的低頻制動噪聲信號的振幅和相位，生成一個與所述低頻制動噪聲信號振幅相等、相位相反的降噪信號。
[0033]進一步地，所述降噪實施單元，包括:
[0034]降噪電路輸出模塊，用于將降噪分析單元生成的降噪信號輸出；
[0035]小功率功放模塊，用于將所述降噪信號功率放大；
[0036]揚聲器，用于由功率放大的降噪信號推動其發(fā)聲，播放降噪信號。
[0037]本發(fā)明提供的制動系統(tǒng)降噪方法及裝置，采用主動降噪技術(shù)，從噪聲信號中篩選出低頻制動噪聲信號，分析低頻制動噪聲信號，產(chǎn)生一個與低頻制動噪聲信號相干的降噪信號，利用聲波干涉的原理，達到降低制動噪聲的目的。且本發(fā)明提出的制動系統(tǒng)降噪方法及裝置，在一次臺架測試出制動系統(tǒng)可能出現(xiàn)的低頻制動噪聲信號后，通過對低頻制動噪聲信號進行分析就可以對其進行降噪或反復試驗，不需要反復臺架和整車試驗來驗證其有效性。
【附圖說明】
[0038]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0039]圖1是本發(fā)明實施例公開的一種制動系統(tǒng)降噪方法流程示意圖；
[0040]圖2是本發(fā)明實施例公開的一種制動系統(tǒng)降噪裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖3是本發(fā)明實施例公開的一種制動系統(tǒng)降噪裝置在實際使用中的布置示意圖。
【具體實施方式】
[0042]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0043]本發(fā)明實施例公開了一種制動系統(tǒng)降噪方法，參見圖1，該方法包括:
[0044]SlOl、采集噪聲信號；
[0045]將聲音采集裝置，如麥克風，放置在噪聲聲源附件采集所有噪聲信號，如圖3所示，裝置布置在制動器卡鉗周邊，便于聲音采集裝置快速及時地采集噪聲。
[0046]S102、篩選所述噪聲信號，得到低頻制動噪聲信號；
[0047]本發(fā)明針對的是對低頻制動噪聲信號的降噪處理，聲音采集裝置采集的噪聲信號，并不是單純的低頻制動噪聲信號。因為聲音采集裝置只有采集功能而不具備分析聲音信號的能力，所以聲音采集裝置采集的噪聲信號除了包含制動噪聲信號之外還包括胎噪、風噪、發(fā)動機噪聲等其他聲音信息，因此，為了便于本發(fā)明研究，需要對所述噪聲信號進行篩選，從中篩選出低頻制動噪聲來進行降噪處理。
[0048]S103、對所述低頻制動噪聲信號進行分析，根據(jù)相干波相干條件，生成一個與所述低頻制動噪聲信號相干的降噪信號；
[0049]兩列振幅相同、相位差恒定、傳播方向相同的波稱為相干波，兩列相干波在空間傳播的時候會發(fā)生干涉現(xiàn)場，即兩列波疊加成為一列新的波。本發(fā)明就是利用波的干涉原理使聲波振幅減小，從而使聲波減弱，實現(xiàn)降噪。根據(jù)聲波干涉原理，此處分析低頻制動噪聲信號，獲取其振幅和相位，然后生成一個與低頻制動噪聲信號振幅相同，相位相反的聲波，兩列波在空間傳播時，會發(fā)生疊加，由于兩列波相位相反，疊加的結(jié)果是振幅相減，因此疊加后的聲波振幅會遠遠小于原聲波的振幅，由此達到了降噪的目的。
[0050]S104、播放降噪信號。
[0051]將上一步驟生成的降噪信號轉(zhuǎn)變成物理聲音信息進行播放，使降噪信號在空間中傳播，與低頻制動噪聲信號發(fā)生干涉，達到降噪目的。
[0052]本發(fā)明提供的制動系統(tǒng)降噪方法，采用主動降噪技術(shù)，從噪聲信號中篩選出低頻制動噪聲信號，分析低頻制動噪聲信號，產(chǎn)生一個與低頻制動噪聲信號相干的降噪信號，利用聲波干涉的原理，達到降低制動噪聲的目的。
[0053]并且，還需要說明的是，本發(fā)明實施例提出的制動系統(tǒng)降噪方法，在一次臺架測試出制動系統(tǒng)可能出現(xiàn)的制動噪聲信號后，通過對低頻制動噪聲信號進行分析就可以對其進行降噪或反復試驗，不需要反復臺架和整車試驗來驗證其有效性。
[0054]可選的，在本發(fā)明的另一個實施例中，所述采集噪聲信號，包括:
[0055]I)采集噪聲聲音信息；
[0056]利用聲音采集裝置，如麥克風，來采集噪聲聲音信息。本發(fā)明研究的是制動噪聲的降噪，采集噪聲信息時并不會區(qū)分采集的噪聲是制動噪聲還是胎噪或者風噪等其他噪聲，此處將所有噪聲聲音都進行采集，在后續(xù)處理步驟中會篩選出低頻制動噪聲進行降噪。
[0057]2)將所述噪聲聲音信息轉(zhuǎn)化成電信號作為噪聲信號。
[0058]聲音采集裝置，如麥克風，可以將噪聲聲音信息轉(zhuǎn)換成電信號:噪聲聲音振動傳到麥克風的振膜上，推動里面的磁鐵產(chǎn)生變化的電流，變化的電流送到處理電路進行放大處理，生成電信號。
[0059]可選的，在本發(fā)明的另一個實施例中，所述篩選所述噪聲信號，得到低頻制動噪聲信號，包括:根據(jù)低頻制動噪聲頻率篩選出低頻制動噪聲信號。
[0060]具體的，每一種聲音都因為其獨特的頻率而具有區(qū)別于其他聲音的特點，制動噪聲也是如此。低頻制動噪聲有其獨特的頻率，在臺架試驗或?qū)嶋H使用中，都可以測試出低頻制動噪聲的頻率。根據(jù)低頻制動噪聲的頻率，可以從眾多噪聲信號中通過頻率篩選得到想要的低頻制動噪聲信號。例如:可以設計適合低頻制動噪聲頻率的低通濾波器，從眾多噪聲信號中過濾出低頻制動噪聲信號。
[0061]可選的，在本發(fā)明的另一個實施例中，所述對所述低頻制動噪聲信號進行分析，根據(jù)相干波相干條件，生成一個與所述低頻制動噪聲信號相干的降噪信號，包括:
[0062]I)分析低頻制動噪聲信號的振幅和相位；
[0063]在獲取噪聲信號的振幅和相位之后，才能夠根據(jù)相干波干涉原理，生成與噪聲信號相干的聲波。
[0064]2)根據(jù)分析出的低頻制動噪聲信號的振幅和相位，生成一個與所述低頻制動噪聲信號振幅相等、相位相反的降噪信號。
[0065]振幅相等、相位相反的兩列波疊加，會同時大大減小兩列波的振幅，達到降噪目的。
[0066]可選的，在本發(fā)明的另一個實施例中，所述播放降噪信號，包括:
[0067]I)將生成的降噪信號輸出；
[0068]前述步驟生成了降噪信號，這里需要將所述降噪信號輸出，進入實際應用降噪信號階段。
[0069]2)將所述降噪信號功率放大；
[0070]降噪信號要在空間中與低頻噪聲信號干涉，需要將降噪信號轉(zhuǎn)化成物理聲音信息在空間播放，因此需要將其功率放大用以推動揚聲器發(fā)聲。
[0071 ] 3)功率放大的降噪信號推動揚聲器發(fā)聲，播放降噪信號。
[0072]本發(fā)明實施例公開了一種制動系統(tǒng)降噪裝置，參見圖2，該裝置包括:
[0073]噪聲采集單元201，用于采集噪聲信號；
[0074]噪聲采集單元201實際上是一個聲音采集裝置，如麥克風，放置在噪聲聲源附近采集噪聲。
[0075]分析處理單元202，用于篩選所述噪聲信號，得到低頻制動噪聲信號;對所述低頻制動噪聲信號進行分析，根據(jù)相干波相干條件，生成一個與所述低頻制動噪聲信號相干的降噪信號；
[0076]本發(fā)明針對的是對低頻制動噪聲信號的降噪處理，噪聲采集單元201采集的噪聲信號，并不是單純的低頻制動噪聲信號。因為聲音采集裝置只有采集功能而不具備分析聲音信號的能力，所以噪聲采集單元201采集的噪聲信號除了包含制動噪聲信號之外還包括胎噪、風噪、發(fā)動機噪聲等其他聲音信息，因此，為了便于本發(fā)明研究，需要分析處理單元202對所述噪聲信號進行篩選，從中篩選出低頻制動噪聲來進行降噪處理。
[0077]兩列振幅相同、相位差恒定、傳播方向相同的波稱為相干波，兩列相干波在空間傳播的時候會發(fā)生干涉現(xiàn)場，即兩列波疊加成為一列新的波。本發(fā)明就是利用波的干涉原理使聲波振幅減小，從而使聲波減弱，實現(xiàn)降噪。根據(jù)聲波干涉原理，分析處理單元202分析低頻制動噪聲信號，獲取其振幅和相位，然后生成一個與低頻制動噪聲信號振幅相同，相位相反的聲波，兩列波在空間傳播時，會發(fā)生疊加，由于兩列波相位相反，疊加的結(jié)果是振幅相減，因此疊加后的聲波振幅會遠遠小于原聲波的振幅，由此達到了降噪的目的。
[0078]降噪實施單元203，用于播放降噪信號。
[0079]將分析處理單元202生成的降噪信號轉(zhuǎn)變成物理聲音信息進行播放，使降噪信號在空間中傳播，與低頻制動噪聲信號發(fā)生干涉，達到降噪目的。
[0080]本發(fā)明提供的制動系統(tǒng)降噪裝置，采用主動降噪技術(shù)，分析處理單元202從噪聲信號中篩選出低頻制動噪聲信號，分析低頻制動噪聲信號，產(chǎn)生一個與低頻制動噪聲信號相干的降噪信號，利用聲波干涉的原理，達到降低制動噪聲的目的。
[0081]并且，還需要說明的是，本發(fā)明實施例提出的制動系統(tǒng)降噪裝置，在一次臺架測試出制動系統(tǒng)可能出現(xiàn)的低頻制動噪聲后，通過對低頻制動噪聲信號進行分析就可以對其進行降噪或反復試驗，不需要反復臺架和整車試驗來驗證其有效性。
[0082]可選的，在本發(fā)明的另一個實施例中，所述噪聲采集單元201采集噪聲信號時，具體用于:
[0083]I)采集噪聲聲音信息；
[0084]利用聲音采集裝置，如麥克風，來采集噪聲聲音信息。本發(fā)明研究的是制動噪聲的降噪，采集噪聲信息時并不會區(qū)分采集的噪聲是制動噪聲還是胎噪或者風噪等其他噪聲，噪聲采集單元201將所有噪聲聲音都進行采集，在后續(xù)其他單元的工作中會篩選出低頻制動噪聲進行降噪。
[0085]2)將所述噪聲聲音信息轉(zhuǎn)化成電信號作為噪聲信號。
[0086]聲音采集裝置，如麥克風，可以將噪聲聲音信息轉(zhuǎn)換成電信號:噪聲聲音振動傳到麥克風的振膜上，推動里面的磁鐵產(chǎn)生變化的電流，變化的電流送到處理電路進行放大處理，生成電信號。
[0087]可選的，在本發(fā)明的另一個實施例中，所述分析處理單元202篩選所述噪聲信號，得到低頻制動噪聲信號時，具體用于:
[0088]根據(jù)低頻制動噪聲頻率篩選出低頻制動噪聲信號。
[0089]具體的，每一種聲音都因為其獨特的頻率而具有區(qū)別于其他聲音的特點，制動噪聲也是如此。低頻制動噪聲有其獨特的頻率，在臺架試驗或?qū)嶋H使用中，都可以測試出低頻制動噪聲的頻率。根據(jù)低頻制動噪聲的頻率，分析處理單元202可以從眾多噪聲信號中通過頻率篩選得到想要的低頻制動噪聲信號。例如:可以設計適合低頻制動噪聲頻率的低通濾波器，從眾多噪聲信號中過濾出低頻制動噪聲信號。
[°09°]可選的，在本發(fā)明的另一個實施例中，所述分析處理單元202對所述低頻制動噪聲信號進行分析，根據(jù)相干波相干條件，生成一個與所述低頻制動噪聲信號相干的降噪信號時，具體用于:
[0091]I)分析低頻制動噪聲信號的振幅和相位；
[0092]在獲取噪聲信號的振幅和相位之后，才能夠根據(jù)相干波干涉原理，生成與噪聲信號相干的聲波。
[0093]2)根據(jù)分析出的低頻制動噪聲信號的振幅和相位，生成一個與所述低頻制動噪聲信號振幅相等、相位相反的降噪信號。
[0094]振幅相等、相位相反的兩列波疊加，會同時大大減小兩列波的振幅，達到降噪目的。
[0095]可選的，在本發(fā)明的另一個實施例中，所述降噪實施單元203，包括:
[0096]降噪電路輸出模塊，用于將降噪分析單元生成的降噪信號輸出；
[0097]分析處理單元202生成了降噪信號，降噪電路輸出模塊需要將所述的降噪信號輸出，進入實際應用降噪信號階段。
[0098]小功率功放模塊，用于將所述降噪信號功率放大；
[0099]降噪信號要在空間中與低頻噪聲信號干涉，需要將降噪信號轉(zhuǎn)化成物理聲音信息在空間播放，因此需要小功率功放模塊將降噪信號功率放大用以推動揚聲器發(fā)聲。
[0100]揚聲器，用于由功率放大的降噪信號推動其發(fā)聲，播放降噪信號。
[0101]本發(fā)明所述制動系統(tǒng)降噪裝置還包括一個供電接口，用于與整車電源連接給本發(fā)明所述的制動系統(tǒng)降噪裝置供電。
[0102]本發(fā)明另一實施例公開了所述制動系統(tǒng)降噪裝置的使用布置方法，參見圖3所示:將本發(fā)明所述的制動系統(tǒng)降噪裝置(圖中2所示)，安裝在汽車制動器卡鉗總成(圖中I所示)周邊或已明確的振動點周邊。
[0103]在進行制動系統(tǒng)降噪裝置設計之前，首先對制動器進行基礎的噪聲匹配，以明確該制動器具有產(chǎn)生低頻噪聲的傾向，確定該制動器產(chǎn)生的噪聲頻率段，制動系統(tǒng)降噪裝置實現(xiàn)在指定頻率上的聲波干涉，以達到良好的降噪效果。
[0104]將制動系統(tǒng)降噪裝置布置在制動器卡鉗總成周邊或明確的振動點周邊，當汽車制動產(chǎn)生噪聲時，降噪裝置可以及時快速地采集噪聲信息，產(chǎn)生干涉聲波，達到降噪目的。
[0105]另外，將降噪裝置與噪聲聲源靠近布置，也滿足相干波傳播方向相同的條件，噪聲聲波與降噪聲波具有相同的傳播條件和傳播方向，利于實現(xiàn)最大范圍的聲波干涉，實現(xiàn)更高程度的降噪。
[0106]對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種制動系統(tǒng)降噪方法，其特征在于，包括: 米集噪聲?目號； 篩選所述噪聲信號，得到低頻制動噪聲信號； 對所述低頻制動噪聲信號進行分析，根據(jù)相干波相干條件，生成一個與所述低頻制動噪聲信號相干的降噪信號； 播放降噪信號。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集噪聲信號，包括: 采集噪聲聲音信息； 將所述噪聲聲音信息轉(zhuǎn)化成電信號作為噪聲信號。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述篩選所述噪聲信號，得到低頻制動噪聲信號，包括: 根據(jù)低頻制動噪聲頻率篩選出低頻制動噪聲信號。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對所述低頻制動噪聲信號進行分析，根據(jù)相干波相干條件，生成一個與所述低頻制動噪聲信號相干的降噪信號，包括: 分析低頻制動噪聲信號的振幅和相位； 根據(jù)分析出的低頻制動噪聲信號的振幅和相位，生成一個與所述低頻制動噪聲信號振幅相等、相位相反的降噪信號。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述播放降噪信號，包括: 將生成的降噪信號輸出； 將所述降噪信號功率放大； 功率放大的降噪信號推動揚聲器發(fā)聲，播放降噪信號。6.一種制動系統(tǒng)降噪裝置，其特征在于，包括: 噪聲采集單元，用于采集噪聲信號； 分析處理單元，用于篩選所述噪聲信號，得到低頻制動噪聲信號;對所述低頻制動噪聲信號進行分析，根據(jù)相干波相干條件，生成一個與所述低頻制動噪聲信號相干的降噪信號； 降噪實施單元，用于播放降噪信號。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述噪聲采集單元采集噪聲信號時，具體用于: 采集噪聲聲音信息； 將所述噪聲聲音信息轉(zhuǎn)化成電信號作為噪聲信號。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述分析處理單元篩選所述噪聲信號，得到低頻制動噪聲信號時，具體用于: 根據(jù)低頻制動噪聲頻率篩選出低頻制動噪聲信號。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述分析處理單元對所述低頻制動噪聲信號進行分析，根據(jù)相干波相干條件，生成一個與所述低頻制動噪聲信號相干的降噪信號時，具體用于: 分析低頻制動噪聲信號的振幅和相位； 根據(jù)分析出的低頻制動噪聲信號的振幅和相位，生成一個與所述低頻制動噪聲信號振幅相等、相位相反的降噪信號。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述降噪實施單元，包括:降噪電路輸出模塊，用于將降噪分析單元生成的降噪信號輸出；小功率功放模塊，用于將所述降噪信號功率放大；揚聲器，用于由功率放大的降噪信號推動其發(fā)聲，播放降噪信號。
【文檔編號】H04R3/00GK105872908SQ201610344362
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月23日
【發(fā)明人】陳小莉, 呂凌志, 馬濤, 李海霞, 張同, 梅心宇, 陸地
【申請人】北京長安汽車工程技術(shù)研究有限責任公司