新能源车及其主动声音系统和主动声音控制方法
阅读：725发布：2020-05-08
专利汇可以提供新能源车及其主动声音系统和主动声音控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且为克服 现有技术 中仅考虑消除低频噪声或者高频噪声，其处理方式不够全面，其声环境的声品质仍有待进一步提升的问题，本 发明 提供了一种新 能源 车及其主动声音系统和主动声音控制方法。一种主动声音控制方法，包括如下步骤：采集新能源车声环境中的噪声 信号 ；根据高频噪声信号，生成 和声 构造信号；根据低频噪声信号，生成与低频噪声反相等幅的 相位 消噪信号；将和声构造信号播放，播出与新能源车声环境中的高频噪声相融合的降噪构造声音以对高频噪声进行降噪处理；将相位消噪信号播放，播出与低频噪声反相等幅的相位消噪声音以消除低频噪声。本发明提供的主动声音控制方法，使车内无论在何种工况下，驾乘人员都有非常优质的声品质环境。，下面是新能源车及其主动声音系统和主动声音控制方法专利的具体信息内容。
1.一种主动声音控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
采集新能源车声环境中的噪声信号；所述噪声信号包括高频噪声信号和低频噪声信号；
获取所述高频噪声信号，并根据所述高频噪声信号，生成和声构造信号；获取所述低频噪声信号，根据所述低频噪声信号，生成与所述低频噪声反相等幅的相位消噪信号；
将所述和声构造信号播放，播出与所述新能源车声环境中的高频噪声相融合的降噪构造声音以对所述高频噪声进行降噪处理；将所述相位消噪信号播放，播出与所述低频噪声反相等幅的相位消噪声音以消除所述低频噪声。
2.根据权利要求1所述的主动声音控制方法，其特征在于，所述“采集新能源车声环境中的噪声信号”具体包括如下步骤：
采集新能源车的运行参数，并根据所述运行参数获取与运行参数相关联的高频噪声信号的频率；所述运行参数至少包括所述新能源车的电机转速，所述电机转速与所述高频噪声信号的频率呈对应关系；
所述“获取所述高频噪声信号，并根据所述高频噪声信号，生成和声构造信号”具体包括如下步骤：
根据所述高频噪声信号的频率通过调用预设的构造声音数据库以获取与所述车内环境噪声信号相对应的和声构造信号；
或者，根据所述高频噪声信号的频率通过声音构造函数生成和声构造信号。
3.根据权利要求1所述的主动声音控制方法，其特征在于，所述“采集新能源车声环境中的噪声信号”具体包括如下步骤：
采集新能源车的声环境中的声环境噪声，所述声环境噪声包括高频的电机噪声和低频的非电机噪声；
获取所述非电机噪声的频率和所述电机噪声的声压级；并获取所述新能源车的运行参数，并根据所述运行参数获取与所述运行参数相关联的电机噪声信号的频率；其中，所述运行参数至少包括所述新能源车的电机转速；
所述“获取所述高频噪声信号，并根据所述高频噪声信号，生成和声构造信号”具体包括如下步骤：
根据采集到的所述声环境噪声中的非电机噪声的频率和获取到的所述电机噪声信号的频率，生成和声构造信号；
所述“将所述和声构造信号播放，播出与所述新能源车声环境中的高频噪声相融合的降噪构造声音以对所述高频噪声进行降噪处理”具体包括如下步骤：
将所述和声构造信号转化为降噪音频信号，并根据所述电机噪声的声压级，调节所述降噪音频信号的声压级；
将所述降噪音频信号输入声音播放装置中播放，以输出降噪构造声音，以对新能源车的高频噪声进行降噪处理。
4.根据权利要求1所述的主动声音控制方法，其特征在于，所述“并根据所述高频噪声信号，生成和声构造信号”具体包括如下步骤：
根据所述高频噪声信号的频率，构造生成所述和声构造信号，所述和声构造信号为和声掩蔽信号；所述和声掩蔽信号包括和声信号和掩蔽信号；所述和声信号为所述高频噪声信号的分谐波。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的主动声音控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：
判断是否触发警示音播放条件，当触发警示音播放条件时，进入如下步骤：
采集新能源车的车速；
将所述车速与预设阈值进行比对；当所述车速大于等于所述预设阈值时，向车外播放第一提示音。
6.根据权利要求5所述的主动声音控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：当所述车速小于所述预设阈值时，向车外和/或车内播放第二提示音。
7.一种主动声音系统，其特征在于，包括噪声采集模块、主动声控制器、声音播放装置；
所述噪声采集模块用于采集新能源车声环境中的噪声信号，所述噪声信号包括高频的高频噪声信号和低频的低频噪声信号；
所述主动声控制器用于获取所述高频噪声信号，并根据所述高频噪声信号，生成和声构造信号；获取所述低频噪声信号，根据所述低频噪声信号，生成与所述低频噪声反相等幅的相位消噪信号；
声音播放装置用于将所述和声构造信号播放，播出与所述新能源车声环境中的高频噪声相融合的降噪构造声音以对所述高频噪声进行降噪处理；将所述相位消噪信号播放，播出与所述低频噪声反相等幅的相位消噪声音以消除所述低频噪声。
8.根据权利要求7所述的主动声音系统，其特征在于，所述噪声采集模块具体通过布置在声环境中的麦克风采集噪声信号及通过传感器采集车辆的工况信息，并通过读取所述新能源车的CAN总线传输的数据信息以实现对所述噪声信号的采集。
9.根据权利要求8所述的主动声音系统，其特征在于，所述主动声控制器包括如下模块：
和声构造信号生成模块，用于获取所述高频噪声信号，并根据所述高频噪声信号，生成和声构造信号；
相位消噪信号生成模块，用于获取所述低频噪声信号，根据所述低频噪声信号，生成与所述低频噪声反相等幅的相位消噪信号。
10.根据权利要求9所述的主动声音系统，其特征在于，所述声音播放装置包括第一播放装置和第二播放装置；
所述第一播放装置用于将所述和声构造信号播放，播出与所述新能源车声环境中的高频噪声相融合的降噪构造声音以对所述高频噪声进行降噪处理；
所述第二播放装置用于将所述相位消噪信号播放，播出与所述低频噪声反相等幅的相位消噪声音以消除所述低频噪声。
11.根据权利要求10所述的主动声音系统，其特征在于，还包括警示音播放模块，所述警示音播放模块包括如下单元：
条件判断单元，用于判断是否触发警示音播放条件；
车速获取单元，用于获取新能源车的车速；
第三播放装置，用于将所述车速与预设阈值进行比对；当所述车速大于等于所述预设阈值时，向车外播放第一提示音。
12.根据权利要求11所述的主动声音系统，其特征在于，所述第三播放装置还用于当所述车速小于所述预设阈值时，向车外和/或车内播放第二提示音。
13.一种新能源车，其特征在于，包括权利要求7-12中任意一项所述的主动声音系统。
新能源车及其主动声音系统和主动声音控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及新能源车领域，尤其指新能源车的主动声音控制领域。
背景技术
[0002] 从环境保护的角度看，凡是影响人们正常学习，工作和休息的声音凡是人们在某些场合“不需要的声音”，都统称为噪声。如机器的轰鸣声，各种交通工具的马达声、鸣笛声，人的嘈杂声及各种突发的声响等，均称为噪声。从物理角度看，噪声是发声体做无规则振动时发出的声音。噪声污染属于感觉公害，它与人们的主观意愿有关，与人们的生活状态有关，因而它具有与其他公害不同的特点。
[0003] 噪声一般包括低频噪声、中频噪声和高频噪声，一般频率在20Hz～200Hz 的噪声为低频噪声，频率在500Hz～2KHz的噪声成为中频噪声；频率在 2kHz～16kHz的噪声为高频噪声。平时人的说话声，走路声和一般的哼歌声都属于低频噪声，低频噪声在一般情况下对人的身心健康没有什么害处，而且在许多情况下还有利于提高工作效率。高频噪声主要来自工业机器(如织布机、车床、空气压缩机、风镐、鼓风机等)、现代交通工具(如汽车、火车、摩托车、拖拉机、飞机等)、高音喇叭、建筑工地以及商场、体育和文娱场所的喧闹声等。这些高强度的噪声危害着人们的机体，使人感到疲劳，产生消极情绪，甚至引起疾病。
[0004] 以新能源车为例，其电机发出的电机噪声为高频噪声，电机的高频噪声是一种噪声综合的结果，包括机械噪声，电磁噪声以及空气噪声，频率从1KHz 到12KHz或者更高，这种高频的电磁噪声会给人带来强烈的不适感。风噪、路噪等则为低频噪声，随着新能源产业的迅速发展，新能源车相对于传统汽车来讲，其噪声相对较低，但新能源车的高频噪声或者低频噪声都会给人带来不舒适的感觉。对新能源车的噪声的治理是非常有必要的。
[0005] 现有通常仅从某一角度考虑消除低频噪声或者高频噪声，并没有从总体上解决其各类噪音问题，其处理方式不够全面，其声环境的声品质仍有进一步提升的空间。
发明内容
[0006] 为克服现有技术中仅考虑消除低频噪声或者高频噪声，其处理方式不够全面，其声环境的声品质仍有待进一步提升的问题，本发明提供了一种新能源车及其主动声音系统和主动声音控制方法。
[0007] 本发明一方面提供了一种主动声音控制方法，包括如下步骤：
[0010] 将所述和声构造信号播放，播出与所述新能源车声环境中的高频噪声相融合的降噪构造声音以对所述高频噪声进行降噪处理；将所述相位消噪信号播放，播出与所述低频噪声反相等幅的相位消噪声音以消除所述低频噪声。
[0011] 本发明提供的主动声音控制方法，全面解决现有新能源车中的噪声问题，其根据噪声频率的不同，对于路噪、胎噪等低频噪声，采取播放反相等幅的相位消噪声音进行消噪处理，对于电机等高频噪声，则采取播放高频噪声相融合的降噪构造声音以对所述高频噪声进行降噪处理，从而来消除车内低频噪声，同时对高频噪声进行降噪处理，使车内无论在何种工况下，驾乘人员都有非常优质的声品质环境。
[0012] 进一步地，所述“采集新能源车声环境中的噪声信号”具体包括如下步骤：
[0013] 采集新能源车的运行参数，并根据所述运行参数获取与运行参数相关联的高频噪声信号的频率；所述运行参数至少包括所述新能源车的电机转速，所述电机转速与所述高频噪声信号的频率呈对应关系；
[0014] 所述“获取所述高频噪声信号，并根据所述高频噪声信号，生成和声构造信号”具体包括如下步骤：
[0015] 根据所述高频噪声信号的频率通过调用预设的构造声音数据库以获取与所述车内环境噪声信号相对应的和声构造信号；
[0016] 或者，根据所述高频噪声信号的频率通过声音构造函数生成和声构造信号。
[0017] 优选提供的该和声构造信号的生成方法，其通过CAN总线采集新能源车的运行参数，并通过CAN总线进行数据读取以得到对应的和声构造信号，进而控制输出降噪构造声音，通过降噪构造声音与车内高频噪声进行融合，即可实现对车内环境高频噪声的降噪处理。该方法易于实现，操作简单，且受限较小。另外，该方法利用CAN总线获取所需数据，使得数据客观准确，且更直观。
[0018] 进一步地，所述“采集新能源车声环境中的噪声信号”具体包括如下步骤：
[0019] 采集新能源车的声环境中的声环境噪声，所述声环境噪声包括高频的电机噪声和低频的非电机噪声；
[0020] 获取所述非电机噪声的频率和所述电机噪声的声压级；并获取所述新能源车的运行参数，并根据所述运行参数获取与所述运行参数相关联的电机噪声信号的频率；其中，所述运行参数至少包括所述新能源车的电机转速；
[0021] 所述“获取所述高频噪声信号，并根据所述高频噪声信号，生成和声构造信号”具体包括如下步骤：
[0022] 根据采集到的所述声环境噪声中的非电机噪声的频率和获取到的所述电机噪声信号的频率，生成和声构造信号；
[0023] 所述“将所述和声构造信号播放，播出与所述新能源车声环境中的高频噪声相融合的降噪构造声音以对所述高频噪声进行降噪处理”具体包括如下步骤：
[0025] 将所述降噪音频信号输入声音播放装置中播放，以输出降噪构造声音，以对新能源车的高频噪声进行降噪处理。
[0026] 上述优选提供的高频噪声降噪方案，其实时采集声环境中的非电机噪声的频率和电机噪声的声压级。获取新能源车的运行参数以及非电机噪声的频率和电机噪声的声压级；进而获取与运行参数对应的电机噪声信号的频率，同时，通过根据采集到的所述声环境噪声中的非电机噪声的频率和获取到的所述电机噪声信号的频率，生成和声构造信号；将所述和声构造信号转化为降噪音频信号，并根据所述电机噪声的声压级，调节所述降噪音频信号的声压级；然后将所述降噪音频信号输入声音播放装置中播放，以输出降噪构造声音。由此，声音播放装置播放的降噪构造声音与声环境噪声进行融合，生成和声构造信号不仅考虑电机噪声信号的频率，同时，还综合考虑声环境中的其他非电机噪声和电机噪声的声压级的大小，避免了仅凭单一电机噪声信号的频率生成构造信号容易与其它非电机噪声成分因重叠、干涉等形成新的加强的噪声信号，导致引起的声环境品质下降问题，从而更好的改善声环境品质。改进后的上述方案，可有效的解决车速提升以后带来的高频噪声问题，该方法易于实现，简单易操作。
[0027] 进一步地，所述“并根据所述高频噪声信号，生成和声构造信号”具体包括如下步骤：
[0028] 根据所述高频噪声信号的频率，构造生成所述和声构造信号，所述和声构造信号为和声掩蔽信号；
[0029] 所述和声掩蔽信号包括和声信号和掩蔽信号；所述和声信号为所述高频噪声信号的分谐波。
[0030] 优选提供的该种主动声音控制方法，其一方面构造其高频噪声信号的分谐波信号作为和声信号，同时还在和声信号的基础上加入一与高频噪声信号的频率相近的掩蔽信号用来掩蔽高频噪声信号，加入分谐波可使整个频域之中噪声的高频成分所占有的比值降低，而高频成分的多少反映了烦躁度的大小，所以烦躁度是降低的。同时，加入掩蔽信号可使高频噪声信号变得不清晰，也会使得烦躁度的程度降低。如此，可以进一步提高其声环境的声品质。同时，该种方法简单易操作，成本小。
[0031] 进一步地，还包括如下步骤：
[0032] 判断是否触发警示音播放条件，当触发警示音播放条件时，进入如下步骤：
[0033] 采集新能源车的车速；
[0034] 将所述车速与预设阈值进行比对；当所述车速大于等于所述预设阈值时，向车外播放第一提示音。
[0035] 在车速超过预设阈值以后，可用来播放比较符合真实行车状况的第一提示音，对车外人员进行警示。
[0036] 进一步地，还包括如下步骤：
[0037] 当所述车速小于所述预设阈值时，向车外和/或车内播放第二提示音。该第二提示音可用来在车外产生一个警示声音来警示路上的行人。此时的警示声音可以是一个稳速的发动机的音浪声或者其它可以引起行人等注意力的声音。或者，可以向车内播放第二提示音，防止车辆内过于安静造成驾驶人员注意力不集中。
[0039] 所述噪声采集模块用于采集新能源车声环境中的噪声信号，所述噪声信号包括高频的高频噪声信号和低频的低频噪声信号；
[0040] 所述主动声控制器用于获取所述高频噪声信号，并根据所述高频噪声信号，生成和声构造信号；获取所述低频噪声信号，根据所述低频噪声信号，生成与所述低频噪声反相等幅的相位消噪信号；
[0041] 声音播放装置用于将所述和声构造信号播放，播出与所述新能源车声环境中的高频噪声相融合的降噪构造声音以对所述高频噪声进行降噪处理；将所述相位消噪信号播放，播出与所述低频噪声反相等幅的相位消噪声音以消除所述低频噪声。
[0042] 本发明提供的主动声音系统，全面解决现有新能源车中的噪声问题，其主动声控制器根据噪声频率的不同，对于路噪、胎噪等低频噪声，生成相位消噪信号，通过声音播放装置播放反相等幅的相位消噪声音进行消噪处理，对于电机等高频噪声，生成降噪构造声音，则通过声音播放装置播放与高频噪声相融合的降噪构造声音以对所述高频噪声进行降噪处理，从而来消除车内低频噪声，同时对高频噪声进行降噪处理，使车内无论在何种工况下，驾乘人员都有非常优质的声品质环境。
[0043] 进一步地，所述噪声采集模块具体通过布置在声环境中的麦克风采集噪声信号或通过传感器采集车辆的工况信息获取噪声信号，并通过读取所述新能源车的CAN总线传输的数据信息以实现对所述噪声信号的采集
[0044] 进一步地，所述主动声控制器包括如下模块：
[0045] 和声构造信号生成模块，用于获取所述高频噪声信号，并根据所述高频噪声信号，生成和声构造信号；
[0046] 相位消噪信号生成模块，用于获取所述低频噪声信号，根据所述低频噪声信号，生成与所述低频噪声反相等幅的相位消噪信号。
[0047] 进一步地，所述声音播放装置包括第一播放装置和第二播放装置；
[0048] 所述第一播放装置用于将所述和声构造信号播放，播出与所述新能源车声环境中的高频噪声相融合的降噪构造声音以对所述高频噪声进行降噪处理；
[0049] 所述第二播放装置用于将所述相位消噪信号播放，播出与所述低频噪声反相等幅的相位消噪声音以消除所述低频噪声。
[0050] 进一步地，还包括警示音播放模块，所述警示音播放模块包括如下单元：
[0051] 条件判断单元，用于判断是否触发警示音播放条件；
[0052] 车速获取单元，用于获取新能源车的车速；
[0053] 第三播放装置，用于将所述车速与预设阈值进行比对；当所述车速大于等于所述预设阈值时，向车外播放第一提示音。该警示音播放模块可以在车速超过预设阈值以后，可用来播放比较符合真实行车状况的第一提示音，对车外人员进行警示。
[0054] 进一步地，所述第三播放装置还用于当所述车速小于所述预设阈值时，向车外和/或车内播放第二提示音。该警示音播放模块可以在车速超过预设阈值以后，可用来播放比较符合真实行车状况的第一提示音，对车外人员进行警示。在车速低于预设阈值时，播放第二提示音，用来在车外产生一个警示声音来警示路上的行人。此时的警示声音可以是一个稳速的发动机的音浪声或者其它可以引起行人等注意力的声音。或者，可以向车内播放第二提示音，防止车辆内过于安静造成驾驶人员注意力不集中。
[0055] 本发明第三方面提供了一种新能源车，包括上述的主动声音系统。
[0056] 本发明提供的新能源车，其在车内集成主动声音系统，全面解决现有新能源车中的噪声问题，其主动声控制器根据噪声频率的不同，对于路噪、胎噪等低频噪声，生成相位消噪信号，通过声音播放装置播放反相等幅的相位消噪声音进行消噪处理，对于电机等高频噪声，生成降噪构造声音，则通过声音播放装置播放与高频噪声相融合的降噪构造声音以对所述高频噪声进行降噪处理，从而来消除车内低频噪声，同时对高频噪声进行降噪处理，使车内无论在何种工况下，驾乘人员都有非常优质的声品质环境。附图说明
[0057] 图1是本发明具体实施方式中提供的主动声音控制方法流程图；
[0058] 图2是本发明具体实施方式中提供的步骤S1的具体流程图；
[0059] 图3是本发明具体实施方式中提供的步骤S2的具体流程图；
[0060] 图4是本发明具体实施方式中提供的优选的主动声音控制方法流程图；
[0061] 图5是本发明具体实施方式中提供的步骤S4的具体流程图；
[0062] 图6是本发明具体实施方式中提供的和声构造信号生成原理示意图；
[0063] 图7是本发明具体实施方式中提供的构造掩蔽信号和和声信号的频谱示意图；
[0064] 图8是本发明具体实施方式中提供的另一种构造掩蔽信号和和声信号的频谱示意图；
[0065] 图9是本发明具体实施方式中提供的主动声音系统结构框图；
[0066] 图10是本发明具体实施方式中提供的进一步优选的主动声音系统结构框图；
[0067] 图11是本发明具体实施方式中提供的主动声控制器结构框图；
[0068] 图12是本发明具体实施方式中提供的声音播放装置结构框图；
[0069] 图13是本发明具体实施方式中提供的警示音播放模块结构框图；
[0070] 图14是本发明具体实施方式中提供的新能源车结构框图。
[0071] 其中，
[0072] 1000、新能源车；
[0073] 100、主动声音系统；
[0074] 1、噪声采集模块；
[0075] 2、主动声控制器；21、和声构造信号生成模块；22、相位消噪信号生成模块；
[0076] 3、声音播放装置；31、第一播放装置；32、第二播放装置；
[0077] 4、警示音播放模块；41、条件判断单元；42、车速获取单元；43、第三播放装置。
具体实施方式
[0078] 为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0079] 为使本领域技术人员进一步了解本发明，将先对高频噪声和低频噪声，及本发明中对于高频噪声和低频噪声进行降噪或者消除的原理进行解释性的说明。
[0080] 以下对本发明关于低频噪声进行消除的原理进行解释性说明。
[0081] 本专利对低频噪声进行消除的技术称为相位相消技术(简称ANC技术)，即针对于目标噪声信号，来生成一个与之相位相反的声音信号，从而抵消原有噪声信号。以往的使用案例中，ANC技术主要是应用在耳机端消除低频噪声。有少数案例是用在传统发动机汽车上的，针对发动机舱传递到驾驶室的低频噪声。在新能源汽车中还没有听说有ANC技术或者相似的技术来进行降噪应用，主要原因是缺乏发动机，大家觉得没有进行低频噪声处理的必要。现在人们越来越注意到，虽然没有发动机，但是在行驶过程中，胎噪和风噪变成了主要的低频噪声源，这一部分的噪声传递到驾驶室内，不仅增加了车内的声压级，同时增加了车内的烦躁度。所以针对于这一部分噪声，我们的做法是：首先明确胎噪和风噪传递到车内的主要路径，在主要的传递路径上布置反馈麦克风。ANC 模块与CAN总线相连接(在前期的准备过程中，我们需要明确轮胎转速/车速与噪声频率之间的关系)，在车速达到目标车速时，启动相位消除降噪，利用反馈麦克来调节相位和步长，从而达到抵消噪声的目的。
[0082] 以下对本发明关于如何构造生成和声构造信号并进行播放以进行降噪的原理进行解释，以使本领域技术人员更容易理解本发明。
[0083] 本发明中的进行生成构造声音播放以对高频电机噪声进行降噪主要是利用心理声学和音乐声学的相关知识。在心理声学中，人耳对高频信号是比较不容易接受的，尤其是窄带的高频信号，更能极大的引起人们的烦躁感，甚至引起生理不适(晕车、恶心)。但是当这种高频的噪声信号与其它频率成分组成新的声音信号时，人们却又非常乐意接受，一个有趣的例子是，我们非常喜欢歌唱家的高音，却很难去接受金属物体划过玻璃时的“吱吱”声，虽然两者的中心频率可能相差无几。
[0084] 如图6所示，上部的虚线框显示了在音乐声学中声乐的组成原理，在音乐声学中，我们听见的声音(同样包括噪音)是由两部分组成的，基波和谐波(泛音)，通常谐波的频率(为区别起见，简称谐波频率)是基波的频率(为区别期间，简称基频)成分的整数倍，比如假设基频为XHz，则谐波频率为AXHz、 BXHz、CXHz、DXHz等，其中A、B、C、D都为正整数，也就是说谐波频率是基频频率整数倍。基频决定着音高，谐波频率决定音色，音高是决定这个声音“响不响”，音色来决定声音“美不美”或“好不好听”(当然它们之间都是相互作用的结果，没有这么简单的单一对应，此处是为了更好的理解)。这样就可以解释歌唱家的高音和金属物体划过玻璃时的“吱吱”声虽然中心频率相近，但主观感受却天壤之别的原因，两者的泛音不同。
[0085] 在新能源车中，电机噪声的频率一般都会很高，如果完全按照音乐声学的原理来构造它的谐波成分的话，可能主观感受会有所提高，但由于高频成分的增加，烦躁度也会增加，不能达到提高环境声品质的目的。于是我们反向思考，加入高频信号的分数谐波(简称分谐波)成分，构造机理依然是音乐声学的相关原理。在主观感受中加入分数谐波和加入谐波的效果是一样的，都能提高声品质，他们在物理机制中的解释也是一样的，也就是两个信号重合的几率是一样的，比如，基频为5000Hz，谐波频率是10000Hz，谐波每振动两次就有一次是跟基频重合的，谐波频率与基频的频率比为2:1；基频为5000Hz，分谐波成分是2500Hz，基频每振动两次就有一次跟分谐波重合，基频与谐波频率的频率比是2:1；两者是一样的。在心理声学中，当我们加入电机高频信号的分谐波时，在整个频域之中高频成分所占有的比值就会降低，而高频成分的多少反映了烦躁度的大小，所以烦躁度是降低的。
[0086] 基于上述原理，本发明提供了新能源车上的用于对低频噪声和高频噪声进行处理的主动声音系统及控制方法。以下将通过各实施例进行具体解释说明。
[0087] 本发明提供的第一实施例将对本发明提供的一种主动声音控制方法进行具体解释说明，如图1所示，包括如下步骤：
[0088] S1、噪声信号采集步骤：采集新能源车声环境中的噪声信号；所述噪声信号包括高频噪声信号和低频噪声信号；
[0089] S2、处理步骤：获取所述高频噪声信号，并根据所述高频噪声信号，生成和声构造信号；获取所述低频噪声信号，根据所述低频噪声信号，生成与所述低频噪声反相等幅的相位消噪信号；
[0090] S3、声音播放步骤：将所述和声构造信号播放，播出与所述新能源车声环境中的高频噪声相融合的降噪构造声音以对所述高频噪声进行降噪处理；将所述相位消噪信号播放，播出与所述低频噪声反相等幅的相位消噪声音以消除所述低频噪声。
[0091] 其中步骤S1中，如图2所示，具体包括如下步骤：
[0092] 步骤S1A、高频噪声采集步骤：采集声环境中的高频噪声信号；
[0093] 步骤S1B、低频噪声采集步骤：采集声环境中的低频噪声信号。
[0094] 上述步骤S1A和S1B不分先后。
[0095] 其中，所谓声环境指在一定的区域中，所有声音组成的系统，所谓新能源车的声环境指新能源车内部环境，具体的，本例中指驾驶员和乘客所处的空间中，比如驾驶室内(或者置于副驾驶室内，效果也是等效的)。
[0096] 所谓的声环境中的噪声，指在声环境中为驾驶员或乘客感受到的噪声，一方面，该声环境噪声包括来源于电机的高频噪声，又将其称为电机噪声。通过对新能源车的高频电机噪声的研究，我们发现，当电机转速达到一定的值时，会产生啸叫声，这种啸叫声的频率总体上可以分为两类，一类是频率不变的，我们称之为恒频啸叫，另一类是变频的，我们称之为变频啸叫。上述两种啸叫均是高频的电机噪声。另一方面，还包括其他的低频噪声(非电机噪声，比如路噪、胎噪、解构振动噪声等，这些非电机噪声的频率相对较低)。
[0097] 同时，噪声也属于声音，表征该声环境噪声的参数也包括频率、声压级等。
[0098] 本例中，上述步骤S1A中采集高频噪声信号，其目的是要基于该高频噪声信号来生成对该高频噪声进行处理的高频噪声处理。后边会进行具体解释说明。
[0099] 关于步骤S1B具体如何采集低频噪声信号，本领域技术人员可以了解较多公知常识，此处仅作简单说明。比如，通过麦克风采集路噪、胎噪等低频噪声，并将其转换为模拟信号(低频噪声信号)。该低频噪声信号中有频率和声压级等参数。也可以通过读取新能源车的CAN总线传输的数据信息以实现对运行参数的采集。可选地，新能源车的运行参数还可以包括新能源车的车速、油门开度等。运行参数至少包括新能源车的电机转速，电机转速与车内环境噪声信号的频率呈对应关系。然后通过该运行参数获得低频噪声信号的参数。
[0100] 步骤S1中采集到的声环境噪声的参数可通过CAN总线传输，同样的，也可以通过读取新能源车的CAN总线传输的数据信息以实现对所述非电机噪声的频率和所述电机噪声的声压级的采集。
[0101] 关于具体如何采集高频噪声信号，如下进行解释说明。
[0102] 本发明采集高频噪声信号，可以通过麦克风采集噪声，识别高频噪声的频率和声压级特征参数等。
[0103] 在本发明的实施例中，作为优选的方式，可以通过读取新能源车的CAN总线传输的数据信息以实现对运行参数的采集。可选地，新能源车的运行参数还可以包括新能源车的车速、油门开度等。运行参数至少包括新能源车的电机转速，电机转速与车内环境噪声信号的频率呈对应关系。
[0104] 具体地，可以预先存储电机转速与车内环境噪声信号的频率之间的关系。在采集运行参数时，可以接入新能源车的CAN总线系统，通过读取新能源车的 CAN总线传输的数据，即可得到电机转速、车速、油门开度等运行参数。进而可以通过CAN总线获取预先存储的电机转速与车内环境噪声信号的频率之间的关系对照表或者关系数据库或者关系曲线等，根据电机转速从中获取对应的车内环境噪声频率。
[0105] 在本发明的实施例中，可以通过读取新能源车的CAN总线传输的数据信息以实现对运行参数的采集。可选地，新能源车的运行参数还可以包括新能源车的车速、油门开度等。
[0106] 具体地，可以预先存储电机转速与其高频噪声信号的频率之间的关系。在采集运行参数时，可以接入新能源车的CAN总线，通过读取新能源车的CAN 总线传输的数据，即可得到电机转速、车速、油门开度等运行参数。进而可以通过CAN总线获取预先存储的电机转速与电机噪声信号的频率之间的关系，根据电机转速从中获取对应的电机噪声信号的频率。
[0107] 具体地，以运行参数为电机转速为例进行说明。为了得到电机转速与电机噪声信号的频率之间的关系，首先在不同的工况下，采集新能源车的电机转速和该电机转速对应的电机噪声信号；然后可以通过频谱分析仪对采集的电机噪声信号进行频域分析，以获得电机噪声信号的频谱特征信息，如频率和声压级；进而可得到电机转速与电机噪声信号的频率和声压级之间的对应关系。
[0108] 如图3所示，步骤S2可分为以下两大分别处理的步骤：
[0109] S2A、和声构造信号生成步骤：获取所述高频噪声信号，并根据所述高频噪声信号，生成和声构造信号；
[0110] 可以预先建立预设的构造声音数据库并存储，在获得车内环境噪声信号的频率后，可以通过CAN总线调用预设的构造声音数据库，从中获取与车内环境噪声信号相对应的和声构造信号。或者，根据高频噪声信号的频率，通过发生函数，生成和声构造信号。下边将通过各个案例介绍生成和声构造信号的方式。
[0111] S2B、相位消噪信号生成步骤：获取所述低频噪声信号，根据所述低频噪声信号，生成与所述低频噪声反相等幅的相位消噪信号；
[0112] 关于步骤S2B，具体在车内低频噪声传播的路径上设置麦克风采集噪音样本，噪声信号传至控制电路，经系统分析处理之后，进行实时运算。生成与低频噪声信号反相等幅的相位消噪信号。
[0113] 本例提供的主动声音控制方法，全面解决现有新能源车中的噪声问题，其根据噪声频率的不同，对于路噪、胎噪等低频噪声，采取播放反相等幅的相位消噪声音进行消噪处理，对于电机等高频噪声，则采取播放高频噪声相融合的降噪构造声音以对所述高频噪声进行降噪处理，从而来消除车内低频噪声，同时对高频噪声进行降噪处理，使车内无论在何种工况下，驾乘人员都有非常优质的声品质环境。
[0114] 关于具体如何采集高频噪声信号及基于该高频噪声信号生成和声构造信号。以下结合各优选实施例进行进一步解释说明。
[0115] 作为优选的实施方式，第二实施例，其主要步骤与第一实施例相同，仅部分步骤做了进一步优化，优选所述步骤S1A具体包括如下步骤：
[0116] 采集新能源车的运行参数，并根据所述运行参数获取与运行参数相关联的高频噪声信号的频率；所述运行参数至少包括所述新能源车的电机转速，所述电机转速与所述高频噪声信号的频率呈对应关系；
[0117] 所述步骤S2A具体包括如下步骤：
[0118] 根据所述高频噪声信号的频率通过调用预设的构造声音数据库以获取与所述车内环境噪声信号相对应的和声构造信号；
[0119] 或者，根据所述高频噪声信号的频率通过声音构造函数生成和声构造信号。
[0120] 本实施例提供的该和声构造信号的生成方法，其通过CAN总线采集新能源车的运行参数，并通过CAN总线进行数据读取以得到对应的和声构造信号，进而控制输出降噪构造声音，通过降噪构造声音与车内高频噪声进行融合，即可实现对车内环境高频噪声的降噪处理。该方法易于实现，操作简单，且受限较小。另外，该方法利用CAN总线获取所需数据，使得数据客观准确，且更直观。
[0121] 其中，所述“高频噪声信号的频率通过调用预设的构造声音数据库以获取与所述车内环境噪声信号相对应的和声构造信号”具体包括如下步骤：
[0122] 根据车内环境噪声信号的频率判断车内环境噪声信号的所属频段；根据车内环境噪声信号的所属频段调用预设的构造声音数据库，以获取与车内环境噪声信号的所属频段相对应的和声构造信号，其中，预设的构造声音数据库中存储有多个构造声音样本，每个构造声音样本对应一个噪声频段，且包括与该噪声频段相对应的和声构造信号。
[0123] 需要说明的是，需要预先构造预设的构造声音数据库。本例中，预设的构造声音数据库的构建过程包括：
[0124] 第一，采集不同工况下新能源车的运行参数和车内环境的噪声。
[0125] 作为优选的方式，可以通过检测电机产生的噪声以实现对车内环境的噪声的采集。可以理解，新能源车在行驶时，其电机会产生噪声，该噪声包括机械噪声、电磁噪声、空气噪声等，频率从1KHz到12KHz或者更高，这种高频噪声会给人带来强烈的不适感。因此，对这种高频噪声的治理是非常有必要的。
[0126] 具体地，可以通过声音信号接收器(如麦克风等)和/或转速传感器实时采集电机产生的噪声。对于负载比较恒定的电机，可以只用转速传感器采集噪声；对于负载变化较大的电机，可以通过转速传感器和声音信号接收器同时采集噪声，以提高噪声的采集精度。
[0127] 需要说明的是，可以直接在电机端采集车内环境的噪声的信号，由此可以保证电机产生的噪声的完整性，排除噪声在传播过程中产生的衰减等不确定因素。
[0128] 第二，对车内环境的噪声进行频谱分析以获取与运行参数相关联的噪声频谱特征信息，并根据噪声频谱特征信息建立运行参数与车内环境的噪声之间的对应关系。
[0129] 具体地，以运行参数为电机转速为例进行说明。在不同的工况下，可以采集新能源车的电机转速和该电机转速对应的车内环境噪声；然后可以通过对采集的车内环境噪声进行频域分析，以获得车内环境的噪声的频谱特征信息，如频率和声压级；进而可得到电机转速与车内环境的噪声的频率和声压级之间的对应关系。
[0130] 第三，根据噪声频谱特征信息对不同工况下车内环境的噪声进行频段划分以获得多个频段的噪声信号。
[0131] 具体地，可以根据电机转速将车内环境的噪声频率分为高频、低频、恒频、变频等。可以理解，电机转速较大时，可以是对应高频噪声；电机转速较小时，可以是对应低频噪声；
电机转速变化较小，即基本恒定时，可以是对应恒频噪声；电机转速逐渐增加，即有加速度、且加速度大于一定值时，可以是对应变频噪声。
电机转速变化较小，即基本恒定时，可以是对应恒频噪声；电机转速逐渐增加，即有加速度、且加速度大于一定值时，可以是对应变频噪声。
[0132] 其中，对车内环境的噪声进行频段划分是为了在进行频率构造时节省工作量。例如，车内环境噪声中的高频成分会有比较强烈的尖锐感，在进行频率构造时可以适当添加低频成分。
[0133] 举例而言，车内环境噪声的频率为高频，如3000-6000Hz时，可以构造 600-1000Hz的声音以增加至该高频噪声中。
[0134] 第四，选择任一频段的噪声信号，并根据音乐声学或心理声学原理对所选频段的噪声信号进行频率构造以生成多个和声构造信号。
[0136] 第五，将所选频段的噪声信号分别与每个和声构造信号进行合成，以生成多个合成声音样本并输出。
[0137] 其中，每个合成声音样本的频率的所属频段均包括所选频段。例如，对于 4000-5000Hz频段的噪声信号，进行频率构造后得到400-500Hz频段的低频信号，两者合成后得到的合成声音样本的频率的所属频段可以为400-6000Hz，可见， 400-6000Hz频段包括4000-
5000Hz频段。由此，通过和声构造信号可以对所选频段的噪声信号的频率进行补偿，即使得合成声音样本的频率覆盖范围广。
5000Hz频段。由此，通过和声构造信号可以对所选频段的噪声信号的频率进行补偿，即使得合成声音样本的频率覆盖范围广。
[0138] 需要说明的是，在本发明的实施例中，和声构造信号的声压级小于等于所选频段的噪声信号的声压级，由此，在和声构造信号与所选频段的噪声信号进行合成后，和声构造信号的声压级对生成的合成声音样本的声压级的影响较小。可以理解，和声构造信号的声压级小于所选频段的噪声信号的声压级时，和声构造信号的声压级与所选频段的噪声信号的声压级之前的差值越大，和声构造信号的声压级对生成的合成声音样本的声压级的影响越小。
[0139] 第六，根据预设评价方法对每个合成声音样本进行评分，并根据每个合成声音样本的评分结果获取一个与所选频段的噪声信号相对应的构造声音样本。
[0140] 其中，预设评价方法可以包括：1)确定评价人员，评价人员应具有正常的听觉，可以是一般的工作人员，人数可以要求在10人以上；2)评分标准，可以采用百分制进行评分，同时采用五级评价标准，如，优：很悦耳(如，听起来令人舒服、平静、愉悦)(80-100分)，良：悦耳(60-80分)，中：一般40-60 分)，差：难听(20-40分)，劣：很难听(如，听起来令人不舒服、令人不安、烦躁等)(0-20分)，即评价人员可以基于分级评价进行百分制评分；3)试听条件，如可以在较为安静的室内环境中进行试听评价。
[0141] 举例而言，由男女成年人各10人组成评价人员，在较为安静的室内环境中，播放所选频段对应的每个合成声音样本，每个合成声音样本可以播放3遍。在播放3遍后，由20个评价人员进行评分，评分完成后，对评分结果进行数理统计，以选出评分最高(如，平均分最高)的合成声音样本，将该合成声音样本对应的构造声音样本作为与所选频段的噪声信号相对应的构造声音样本。同理，可以获取每个频段的噪声信号对应的构造声音样本，所有构造声音样本的集合即为上述预设的构造声音数据库。
[0142] 或者，其也可以如下发生函数表达式生成和声构造信号：Y＝Ky+b，且 y＝asin(2*π*A*f*t)；其中，K表示频率的斜率，a表示和声构造信号的振幅，A 表示谐波系数，f表示和声构造信号的频率，t表示时间。
[0143] 作为优选的实施方式，第三实施例，其主要步骤与第二实施例相同，仅部分步骤做了优化，其具体包括如下步骤：
[0144] 步骤S1具体包括如下步骤：采集新能源车的声环境中的声环境噪声，所述声环境噪声包括高频的电机噪声和低频的非电机噪声；
[0145] 获取所述非电机噪声的频率和所述电机噪声的声压级；并获取所述新能源车的运行参数，并根据所述运行参数获取与所述运行参数相关联的电机噪声信号的频率；其中，所述运行参数至少包括所述新能源车的电机转速；
[0146] 其步骤S2中的S2A步骤包括如下步骤：
[0147] 根据采集到的所述声环境噪声中的非电机噪声的频率和获取到的所述电机噪声信号的频率，生成和声构造信号；
[0148] 所述步骤S3中“将所述和声构造信号播放，播出与所述新能源车声环境中的高频噪声相融合的降噪构造声音以对所述高频噪声进行降噪处理”具体包括如下步骤：
[0149] 首先，将所述和声构造信号转化为降噪音频信号，并根据所述电机噪声的声压级，调节所述降噪音频信号的声压级；
[0150] 其次，将所述降噪音频信号输入声音播放装置中播放，以输出降噪构造声音，以对新能源车的高频噪声进行降噪处理。
[0151] 以下对该优选第三实施例进行进一步具体解释说明。
[0152] 当加入分谐波信号时，如果声压级过大，那么，其同样可能变成引入的新的噪声，因此，为了使分谐波起到与高频的电机噪声相融合以实现降噪的目的，需要将分谐波的声压级控制在合适的范围内。所谓声压级(sound pressure level) 是表征声压大小的指标，声压是大气压受到声波扰动后产生的变化，即为大气压强的余压，它相当于在大气压强上的叠加一个声波扰动引起的压强变化。声波通过媒质时，由于振动所产生的压强改变量。它是随时间变化的，实测声压是它的有效值。单位是帕斯卡(Pa)。声压级用某声音的声压P与基本声压值P0 之比的常用对数的20倍来表示，即20lgP/P0，单位为分贝(dB)。
[0153] 因此，本实施例中，获取所述非电机噪声的频率和所述电机噪声的声压级；并获取所述新能源车的运行参数，并根据所述运行参数获取与所述运行参数相关联的电机噪声信号的频率；其中，所述运行参数至少包括所述新能源车的电机转速；
[0154] 在本实施例中，可以通过读取新能源车的CAN总线传输的数据信息以实现对运行参数的采集。可选地，新能源车的运行参数还可以包括新能源车的车速、油门开度等。
[0155] 具体地，可以预先存储电机转速与其电机噪声信号的频率之间的关系。在采集运行参数时，可以接入新能源车的CAN总线，通过读取新能源车的CAN 总线传输的数据，即可得到电机转速、车速、油门开度等运行参数。进而可以通过CAN总线获取预先存储的电机转速与电机噪声信号的频率之间的关系，根据电机转速从中获取对应的电机噪声信号的频率。
[0156] 具体地，以运行参数为电机转速为例进行说明。在不同的工况下，可以采集新能源车的电机转速和该电机转速对应的电机噪声信号；然后可以通过频谱分析仪对采集的电机噪声信号进行频域分析，以获得电机噪声信号的频谱特征信息，如频率和声压级；进而可得到电机转速与电机噪声信号的频率和声压级之间的对应关系。
[0157] 本例中，该和声构造信号生成步骤与仅通过单一电机噪声信号频率生成的方法，更具优势，其可以通过声环境噪声中非电机噪声的频率进一步对其进行调控，以使其生成的和声构造信号更加合理。避免了仅凭单一电机噪声信号的频率生成构造信号容易与其它非电机噪声成分因重叠、干涉等形成新的加强的噪声信号，导致引起的声环境品质下降问题，从而更好的改善声环境品质。
[0158] 上述生成和声构造信号的方法，仍然如上述第二实施例中的原理一样可包括两种方法：
[0159] 根据所述电机噪声信号的频率通过调用预设的构造声音数据库以获取与所述电机噪声信号相对应的和声构造信号，或者，根据所述电机噪声信号的频率通过发生函数获得所述电机噪声信号相对应的和声构造信号。
[0160] 第一种和声构造信号获取方式：根据所述电机噪声信号的频率通过调用预设的构造声音数据库以获取与所述电机噪声信号相对应的和声构造信号。
[0161] 其具体包括如下步骤：
[0162] 根据所述电机噪声信号的频率判断所述电机噪声信号的所属频段；
[0163] 根据所述电机噪声信号的所属频段调用所述预设的构造声音数据库，以获取与所述电机噪声信号的所属频段相对应的和声构造信号；其中，所述预设的构造声音数据库中存储有多个构造声音样本，每个构造声音样本对应一个噪声频段，且包括与该噪声频段相对应的和声构造信号。
[0164] 上述和声构造信号的生成与第二实施例中的原理相同，此处为免重复，不在赘述。
[0165] 第二种生成方法：根据所述电机噪声信号的频率通过发生函数获得所述电机噪声信号相对应的和声构造信号。其具体描述如下：所述电机噪声信号包括基波和谐波，从所述电机噪声信号的频率中获得基波频率，并根据音乐声学或心理声学原理，通过发生函数获得所述和声构造信号，所述和声构造信号为所述电机噪声信号中基波的分谐波；其中，所述和声构造信号的频率为所述基频的 其中，n、m为自然数，n小于m。比如，在音乐声学中频率比是2:1的音程为八度，属于协和音程。其他音程的频率比：小二度16:15，大二度9:8，小三度6:5，大三度5:4，纯四度4:3，增四度45:32，减五度64:45，纯五度3:2，小六度8:5，大六度5:3，小七度16:9。乐理中完全协和的音程包括纯一、纯八、纯五、纯四。完全协和音程的主观感受最佳。依此为例，小二度时，所述和声构造信号的频率为所述基频的 大二度时，所述和声构造信号的频率为所述基频的 小三度时，所述和声构造信号的频率为所述基频的大三度时，所述和声构造信号的频率为所述基频的 纯四度时，所述和声构造信号的频率为所述基频的 增四度时，所述和声构造信号的频率为所述基频的 减五度时，所述和声构造信号的频率为所述基频的 纯五度时，所述和声构造信号的频率为所述基频的小六度时，所述和声构造信号的频率为所述基频的 大六度时，所述和声构造信号的频率为所述基频的 小七度时，所述和声构造信号的频率为所述基频的
[0166] 进一步地，所述降噪构造声音的发生函数表达式为：Y＝Ky+b，且y＝asin(2* π*A*f*t)；其中，K表示频率的斜率，a表示和声构造信号的振幅，A表示谐波系数，f表示和声构造信号的频率，t表示时间。当电机噪声为恒频啸叫时，举例说明，如图5所示，我们知道了电机啸叫的一个恒定频率为f＝5050Hz，假设此信号为正弦信号。通过研究发现，对于这一频率的电机信号构造，构造八度音程谐波成分的主观感受最好，于是我们就要生成频率为f/2＝2525Hz的正弦信号作为和声构造信号。其中，K为1，b为0。如果我们知道的电机啸叫是如图
6所示的一个从3500Hz到4300Hz线性递增的频率，那么此时的发生函数即为上述的线性渐变的函数。
6所示的一个从3500Hz到4300Hz线性递增的频率，那么此时的发生函数即为上述的线性渐变的函数。
[0167] 具体的，指上述步骤中生成的和声构造信号的频率去除所述声环境噪声中重复的非电机噪声的频率，以生成所述和声构造信号。其原因是当非电机噪声中的低频信号与和声构造信号相重合时，此时，实际上非电机噪声本身可以起到降噪构造声音的作用，该非电机噪声即可对电机噪声起到融合降噪的功能，如果再生成该和声构造信号进行播放，实际上是多余、重复的了。反而引入了多余的低频噪声。因此，需要利用该非电机噪声的频率对和声构造信号进行调节，生成所述和声构造信号；该和声构造信号考虑了非电机噪声的影响，可以避免出现非电机噪声成分因重叠、干涉等形成新的加强的噪声信号，导致引起的声环境品质下降问题。例如，声环境采集装置中采集到的声环境噪声的频率包括100Hz、200Hz、750Hz、800Hz、1000Hz、6000Hz等，其中，6000Hz即为电机噪声，需要对该6000Hz的电机噪声进行和声构造，但是在已有非电机噪声中存在频率为750Hz的噪声，是他的3阶分谐波，所以在产生时，就不需要再产生这一频率的信号了。在程序上的实现也不难，只要将发生函数y＝asin(2*π *A*f*t)中的分谐波振幅a(该分谐波振幅的大小决定了声音的响度，响度对应声压级)值赋0即可。
[0168] 所述“将所述和声构造信号转化为降噪音频信号，并根据所述电机噪声的声压级，调节所述降噪音频信号的声压级”具体解释如下：
[0169] 上述生成的和声构造信号，是模拟信号，还不能直接在声音播放装置中进行播放，必须转化成数字信号(即降噪音频信号)才可输入声音播放装置中播放。同时，也要对其声压级进行调节，防止决定“响不响”的声压级超出范围，产生新的低频噪声。
[0170] 在本例中，降噪音频信号的声压级小于等于采集到的电机噪声的声压级，由此，在声音播放装置中播放输出的降噪构造声音与所选频段的噪声信号进行合成后，降噪构造声音的声压级对融合后的声音的声压级的影响较小。
[0171] 比如，如果该降噪音频信号为一阶分谐波，则其声压级是电机噪声的声压级的一半(不是定量)，其他阶次分谐波的声压级在一阶的基础上依此线性减小。如果电机噪声的频率是4000Hz，那么2000Hz、1000Hz、500Hz、250Hz是它的八度谐波，一阶就是4000Hz、2000组合Hz，二阶是4000Hz、2000Hz、1000 Hz的组合，以此类推。
[0172] 在程序中的实现为，调整y＝asin(2*π*A*f*t)中的a值为噪声的一半，其他在a的基础上线性减小。
[0173] 比如我们知道了电机噪声的声压级为A，则构造八度分谐波和声信号用作和声构造信号，我们需要一阶的分谐波信号的声压级为A/2，所以在生成降噪音频信号时，就要自动调节发生函数y＝asin(2*π*A*f*t)中的和声构造信号的振幅 a。
[0174] 该第三实施例提供的高频噪声降噪方案，其实时采集声环境中的非电机噪声的频率和电机噪声的声压级。获取新能源车的运行参数以及非电机噪声的频率和电机噪声的声压级；进而获取与运行参数对应的电机噪声信号的频率，同时，通过根据采集到的所述声环境噪声中的非电机噪声的频率和获取到的所述电机噪声信号的频率，生成和声构造信号；将所述和声构造信号转化为降噪音频信号，并根据所述电机噪声的声压级，调节所述降噪音频信号的声压级；然后将所述降噪音频信号输入声音播放装置中播放，以输出降噪构造声音。由此，声音播放装置播放的降噪构造声音与声环境噪声进行融合，生成和声构造信号不仅考虑电机噪声信号的频率，同时，还综合考虑声环境中的其他非电机噪声和电机噪声的声压级的大小，避免了仅凭单一电机噪声信号的频率生成构造信号容易与其它非电机噪声成分因重叠、干涉等形成新的加强的噪声信号，导致引起的声环境品质下降问题，从而更好的改善声环境品质。改进后的上述方案，可有效的解决车速提升以后带来的高频噪声问题，该方法易于实现，简单易操作。
[0175] 作为优选的实施方式，第四实施例，主要步骤与上述第二、第三实施例相同，仅部分步骤做了优化，优选步骤S2A具体包括如下步骤：
[0176] 根据所述高频噪声信号的频率，构造生成所述和声构造信号，所述和声构造信号为和声掩蔽信号；其中，所述和声掩蔽信号包括和声信号和掩蔽信号；所述和声信号为所述高频噪声信号的分谐波。
[0177] 我们已经通过上述第一实施例～第三实施例了解了通过分谐波构造生成和声构造信号的原理，在进行一个分谐波构造时首先确定引起不适的频率组成(在电机工作状态下，车内一般为高频信号)，对应音乐声学谐波组成来对分谐波进行音程构造。我们经过大量的实验得到符合我们的规律，生成四次分谐波、三次分谐波和两次分谐波(举例说明：基频信号为1000Hz，则生成八度的四次分谐波为500Hz、250Hz、125Hz、62.5Hz；三次谐波为500Hz、250Hz、125Hz；两次谐波为500Hz、250Hz)。然后分别生成对应的音高变化的谐波成分，音高变化一般是三种：不变，线性减小，线性增大。这样八度这一种音程就可以生成9中不同的和声组成，进过组织人员进行主观评价，最终选出四次分谐波，音高线性减小的和声组合最优。
[0178] 同时，在后期的试验和研究中我们发现，在进行上述和声构造的同时，我们给目标声音加入一个与之频率相近的声音信号，为区别起见，称其为掩蔽信号，加入该掩蔽信号后，主观感受改善的程度更加的大。
[0179] 基于该掩蔽信号的原理，我们在生成和声构造信号时，一方面采用分谐波构造的信号，另一方面加入该掩蔽信号，如此生成的降噪信号作为和声构造信号，可以进一步改善声品质。
[0180] 同样的，对于高频噪声信号，我们也可以采取上边两种方式来采集高频噪声信号(通过麦克风直接采集电机噪声的频率等参数，或者通过采集噪声源的运行参数，间接得到电机噪声的频率等参数)。
[0181] 上述和声掩蔽信号具体通过如下步骤获得：
[0182] 和声信号生成步骤：根据所述高频噪声信号的频率，构造生成和声信号；
[0183] 掩蔽信号生成步骤：根据所述高频噪声信号的频率，构造生成掩蔽信号；
[0184] 复合步骤：将所述和声信号和掩蔽信号复合获得所述和声掩蔽信号。
[0185] 可看出，上述和声信号生成步骤实际上为上述第二实施例、第三实施例中已经公开的和声构造信号生成步骤，因此，不再赘述。
[0186] 关于该掩蔽信号的作用及其生成机理，解释如下：该掩蔽信号是这样起作用的，当一个较强的声音将一个较弱的声音隐蔽使较弱的声音不能听到的现象称为“掩蔽效应”。当同时聆听两个或者多个声音时，听觉系统会产生所谓的“掩蔽效应”，即每个纯音都会变得更听不清或者听不清，或者说这些纯音被部分地或完全的“掩蔽”掉，我们就是利用了这一特性，给高频噪声生成一个“掩蔽信号”，让这个“掩蔽信号”使高频噪声信号变得听不清，“掩蔽信号”的频率比噪声信号的要低一点。这样，一方面能起到掩蔽噪声信号的作用，另一方面，也能稍稍的降低尖锐度，至少不会增加尖锐度。以此，对于该掩蔽信号，一方面要求其频率要低于高频噪声信号的频率，另外，所述掩蔽信号的声压级与所述和声信号的声压级变化趋势一致。所谓变化趋势一致，指其与和声信号的声压级的趋势相匹配，比如，假设和声信号的声压级整体是线性减小的，则掩蔽信号也要相对于高频噪声信号的音高减小，但需要注意的是，其减小的幅度不一定要和和声信号的减小幅度保持一致。若和声信号的声压级是保持不变的，则掩蔽信号的声压级相对于高频噪声信号的声压级也保持一致。
[0187] 如图7、图8中所示，其横轴为频率，纵轴为相对声压级；其中粗实线表示高频噪声信号，细实线为掩蔽信号，虚线表示为和声信号。如图7中所示，虚线所示的和声信号高频噪声信号的“八度”分谐波，分谐波的频率与高频噪声信号频率之间总是满足1:2的关系，掩蔽信号的频率比高频噪声信号的稍小一点。本例中，其分谐波的声压级整体呈线性减小的趋势，因此，掩蔽信号的声压级相对于高频噪声信号的声压级也相对小一些，以此用来掩蔽噪声信号。
[0188] 如图8中所示，虚线所示的和声信号是高频噪声信号的奇数分谐波，分谐波的频率与“高频噪声信号的频率之间总是满足奇数的关系，掩蔽信号的频率比高频噪声信号的稍小一点。本例中分谐波信号的响度相同，但比噪声信号的小。将掩蔽信号的声压级设置为与高频噪声信号的声压级相同。
[0189] 需要说明的是，不同的组合方式，其高频噪声信号、掩蔽信号和和声信号之间的频率关系、响度、谐波次数都是不同的，它们的主观感受也不尽相同。可以通过试验的方式挑选出主观感受最佳的组合。此处不做详细表述，只是说明的具体的构造方法。
[0190] 比如，该掩蔽信号可以通过如下方式获得：
[0191] 预设N个频率的待选掩蔽信号，将所述待选掩蔽信号与所述高频噪声信号一一同步播放，进行主观评价，选出主观评价最好的待选掩蔽信号作为所述掩蔽信号；其中，所述预设的N个频率均小于所述高频噪声信号的频率；所述掩蔽信号的声压级与所述和声信号的声压级变化趋势一致。
[0192] 或者，作为优选的方式，也可以将声压级也设置多个进行，组合进行主观评价。具体地，预设N个频率和M个预选声压级，将所述N个频率和M个预选声压级组合生成N*M个待选掩蔽信号；将所述N*M个待选掩蔽信号与高频噪声信号一一同步播放，进行主观评价，选出主观评价最好的待选掩蔽信号作为所述掩蔽信号；其中，所述待选掩蔽信号的声压级小于所述高频噪声信号的声压级；所述预设的N个频率均小于所述高频噪声信号的频率。
[0193] 其中，所述N个频率的范围为【f0-a，f0-b】；其中，f0为所述高频噪声信号的频率，三者满足如下表达式：f0＞a＞b；其中，所述a，b为经验数值。
[0194] 比如，假定上述表达式中，a＝150Hz，b＝50Hz；则在比高频噪声信号小【50， 150】的频率范围内，选取N＝10，则以步长10Hz，生成10个待选掩蔽信号；将上述10个待选掩蔽信号与高频噪声信号一起播放进行主观评价，选出主观评价最好的一组。
[0195] 该例提供的该种主动声音控制方法，其一方面构造其高频噪声信号的分谐波信号作为和声信号，同时还在和声信号的基础上加入一与高频噪声信号的频率相近的掩蔽信号用来掩蔽高频噪声信号，加入分谐波可使整个频域之中噪声的高频成分所占有的比值降低，而高频成分的多少反映了烦躁度的大小，所以烦躁度是降低的。同时，加入掩蔽信号可使高频噪声信号变得不清晰，也会使得烦躁度的程度降低。如此，可以进一步提高其声环境的声品质。同时，该种方法简单易操作，成本小。
[0196] 作为优选的方式，第五实施例，主要步骤与第一实施例～第四实施例相同，仅增加了优选的步骤。如图4所示，本例中所示主动声音控制方法还包括如下步骤S4，该步骤的目的是发出警示音。
[0197] 具体的，如图5所示，所述步骤S4具体包括如下步骤：
[0198] S41、条件判断步骤：判断是否触发警示音播放条件，当触发警示音播放条件时，进入如下步骤S42；
[0199] S42、车速获取步骤：获取新能源车的车速；
[0200] S43、提示音播放步骤：将所述车速与预设阈值进行比对；当所述车速大于等于所述预设阈值时，向车外播放第一提示音。在车速超过预设阈值以后，可用来播放比较符合真实行车状况的第一提示音，对车外人员进行警示。
[0201] 作为优选的方式，所述步骤S43还包括如下步骤：当所述车速小于所述预设阈值时，播放第二提示音。该第二提示音可用来在车外产生一个警示声音来警示路上的行人。此时的警示声音可以是一个稳速的发动机的音浪声或者其它可以引起行人等注意力的声音。或者，可以向车内播放第二提示音，防止车辆内过于安静造成驾驶人员注意力不集中。
[0202] 上述第二提示音是一种低速警示行人音，上述第一提示音是加速和高速的品牌辨识音。我们需要规定一个预设阈值(阈值速度)，这个阀值速度决定高低速，阀值速度可以根据地方法规来决定(或者根据需要定)。在低于阀值速度是，我们认为是低速状态，需要在车外产生一个警示声音(第二提示音)来警示路上的行人等。此时的警示声音可以是一个稳速的发动机的音浪声或者其它可以引起行人等注意力的声音。在车速超过阀值速度以后，就生成第二提示音来引起行人注意。比如结合车速、油门开合度、电机转速、制动相关信息等来生成比较符合真实行车状况的声音。比如，关于第一提示音，不同定位的车会有不同的品牌辨识特性，比如我们能闭着眼睛就能分出跑车和普通车得声音特性。所以在进行车外警示音的设计和播放时，我们针对性的进行选择。对于我们公司秦系列的小轿车，我们设计第一提示音选择轿跑性的警示音；唐系列的SUV 我们设计第二提示音选择越野车的警示音。作为优选的方式，第一提示音和第二提示音还可以进行人为设定，选择想要进行提示的语音。比如，可以根据客户喜好，自己选择喜欢的警示音类型作为第一提示音和第二提示音。
将第一提示音和第二提示音的音频存储模块设计成内存卡可插拔类型的，类似于手机内存卡。只需要调整相关的类型匹配就可以完成更换。
将第一提示音和第二提示音的音频存储模块设计成内存卡可插拔类型的，类似于手机内存卡。只需要调整相关的类型匹配就可以完成更换。
[0203] 本发明第六实施例将对本发明公开的主动声音系统进行具体解释说明，如图9所示，包括噪声采集模块1、主动声控制器2、声音播放装置3；
[0204] 所述噪声采集模块1用于采集新能源车声环境中的噪声信号，所述噪声信号包括高频的高频噪声信号和低频的低频噪声信号；
[0205] 所述主动声控制器2用于获取所述高频噪声信号，并根据所述高频噪声信号，生成和声构造信号；获取所述低频噪声信号，根据所述低频噪声信号，生成与所述低频噪声反相等幅的相位消噪信号；
[0206] 声音播放装置3用于将所述和声构造信号播放，播出与所述新能源车声环境中的高频噪声相融合的降噪构造声音以对所述高频噪声进行降噪处理；将所述相位消噪信号播放，播出与所述低频噪声反相等幅的相位消噪声音以消除所述低频噪声。
[0207] 本例提供的主动声音系统100，全面解决现有新能源车中的噪声问题，其主动声控制器2根据噪声频率的不同，对于路噪、胎噪等低频噪声，生成相位消噪信号，通过声音播放装置3播放反相等幅的相位消噪声音进行消噪处理，对于电机等高频噪声，生成降噪构造声音，则通过声音播放装置3播放与高频噪声相融合的降噪构造声音以对所述高频噪声进行降噪处理，从而来消除车内低频噪声，同时对高频噪声进行降噪处理，使车内无论在何种工况下，驾乘人员都有非常优质的声品质环境。
[0208] 其中，所述噪声采集模块1具体通过布置在声环境中的麦克风采集噪声信号或通过传感器采集车辆的工况信息获取噪声信号，并通过读取所述新能源车的CAN总线传输的数据信息以实现对所述噪声信号的采集。
[0209] 其中，如图11所示，所述主动声控制器2包括如下模块：
[0210] 和声构造信号生成模块21，用于获取所述高频噪声信号，并根据所述高频噪声信号，生成和声构造信号；
[0211] 相位消噪信号生成模块22，用于获取所述低频噪声信号，根据所述低频噪声信号，生成与所述低频噪声反相等幅的相位消噪信号。
[0212] 其中，如图12所示，所述声音播放装置3包括第一播放装置31和第二播放装置32；
[0213] 所述第一播放装置31用于将所述和声构造信号播放，播出与所述新能源车声环境中的高频噪声相融合的降噪构造声音以对所述高频噪声进行降噪处理；
[0214] 所述第二播放装置32用于将所述相位消噪信号播放，播出与所述低频噪声反相等幅的相位消噪声音以消除所述低频噪声。
[0215] 上述第一播放装置31和第二播放装置32可以是设置在声环境中不同位置的播放装置，也可以是集成为一体的播放装置。
[0216] 其中，作为优选的方式，如图10所示，还包括警示音播放模块4，具体的，如图13所示，所述警示音播放模块4包括如下单元：
[0217] 条件判断单元41，用于判断是否触发警示音播放条件；
[0218] 车速获取单元42，用于获取新能源车的车速；
[0219] 第三播放装置43，用于将所述车速与预设阈值进行比对；当所述车速大于等于所述预设阈值时，向车外播放第一提示音。
[0220] 该第三播放装置43可以是上述第一播放装置31或第二播放装置32，或者与第一播放装置31、第二播放装置32集成为一体的播放装置。
[0221] 该警示音播放模块4可以在车速超过预设阈值以后，可用来播放比较符合真实行车状况的第一提示音，对车外人员进行警示。
[0222] 作为优选的方式，所述第三播放装置43还用于当所述车速小于所述预设阈值时，向车外和/或车内播放第二提示音。
[0223] 该警示音播放模块4可以在车速超过预设阈值以后，可用来播放比较符合真实行车状况的第一提示音，对车外人员进行警示。在车速低于预设阈值时，播放第二提示音，用来在车外产生一个警示声音来警示路上的行人。此时的警示声音可以是一个稳速的发动机的音浪声或者其它可以引起行人等注意力的声音。或者，可以向车内播放第二提示音，防止车辆内过于安静造成驾驶人员注意力不集中。
[0224] 如图14所示，本发明第七实施例公开了一种新能源车1000，其包括上述第二实施例中公开的主动声音系统100。
[0225] 因本例中仅对新能源车1000的主动声音系统100进行改进，而不涉及其他结构和系统的改进，且该主动声音系统100及其主动声音控制方法已在上述实施例中进行具体说明，为免重复，不再赘述。
[0226] 本发明提供的新能源车1000，其在车内集成主动声音系统100，全面解决现有新能源车中的噪声问题，其主动声控制器2根据噪声频率的不同，对于路噪、胎噪等低频噪声，生成相位消噪信号，通过声音播放装置3播放反相等幅的相位消噪声音进行消噪处理，对于电机等高频噪声，生成降噪构造声音，则通过声音播放装置3播放与高频噪声相融合的降噪构造声音以对所述高频噪声进行降噪处理，从而来消除车内低频噪声，同时对高频噪声进行降噪处理，使车内无论在何种工况下，驾乘人员都有非常优质的声品质环境。
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