用于减少车辆客厢内的抖振状况的系统和方法

摘要

在此处公开了一种用于减少车辆的客厢内的抖振状况的系统和方法。该系统包括但不限于布置在客厢和相邻空间之间的阻挡构件，该阻挡构件被配置成在打开位置和关闭位置之间移动以分别打开和关闭在客厢和相邻空间之间的开口。该系统进一步包括马达，该马达与阻挡构件可操作地相联接并且被配置成使阻挡构件在打开位置和关闭位置之间移动。该系统还进一步包括控制器，该控制器可操作地联接到马达并且被配置成控制马达以使阻挡构件移动从而响应于触发事件以预定的速率在打开位置和关闭位置之间交替，借此减小在客厢内所经受的抖振状况。

说明书

技术领域

本技术领域大体上涉及汽车，并且更具体地涉及一种用于减少车辆的客厢内的抖振状况的系统和方法。

背景技术

在一些车辆上，当在车辆被驱动的同时打开太阳天窗、月亮天窗、窗口或其它开口时，在客厢内部的乘客可能观察/经历抖振噪声/感觉（此处称为“抖振状况”）。抖振状况是由在客厢内的声流和流体流的耦合引起的自然发生的现象，所述流以相对低频（10至50Hz）在客厢中引入强压力振荡。抖振噪声的起因是由于来流在客厢的开口中形成的剪切层不稳定性。当剪切层旋涡分解时，产生传播到客厢内的压力波。该低频抖振状况对于客厢的占用者来说会是不合期望的。

因此，期望提供一种允许客厢的占用者打开客厢的窗口或其它开口而不会引起不合期望的抖振状况的系统。此外，期望提供一种用于减少抖振状况的强度和/或可觉察的方法。此外，其它期望的特征和特性将从随后结合附图和前述技术领域和背景技术所作的详细描述和所附权利要求变得明显。

发明内容

在此处公开了一种用于减少车辆的客厢内的抖振状况的系统和方法。

在第一非限制性实施例中，该系统包括但不限于布置在客厢和相邻空间之间的阻挡构件。该阻挡构件被配置成在打开位置和关闭位置之间移动以反复地打开和关闭在客厢和相邻空间之间的开口。该系统进一步包括马达，该马达可操作地与阻挡构件相联接并且被配置成使阻挡构件在打开位置和关闭位置之间移动。该系统还进一步包括可操作地联接到马达的控制器。该控制器被配置成控制马达以使阻挡构件移动，使得响应于触发事件阻挡构件以预定的速率在打开位置和关闭位置之间交替，因而减小了在客厢内所经受的抖振状况。

在另一非限制性实施例中，该系统包括但不限于布置在客厢和车辆的后备箱之间的阻挡构件。该阻挡构件被配置成在打开位置和关闭位置之间移动以分别打开和关闭在客厢和后备箱之间的开口。该系统进一步包括马达，该马达可操作地与阻挡构件相联接并且被配置成使阻挡构件在打开位置和关闭位置之间移动。该系统进一步包括传感器，该传感器被配置成检测车辆客厢中的抖振状况并且当抖振状况被检测到时产生包含指示抖振状况的发生的信息的信号。该系统还进一步包括与传感器可通信地相联接并且可操作地联接到马达的控制器。该控制器被配置成接收来自传感器的信号并且控制马达以使阻挡构件移动，使得当信号被接收到时阻挡构件以预定的速率在打开位置和关闭位置之间交替，借此减小在客厢内所经受的抖振状况。

在另一非限制性实施例中，该方法包括但不限于检测在车辆的客厢内的抖振状况的发生的步骤以及以预定的速率打开和关闭布置在客厢和相邻空间之间的阻挡构件的步骤。

本发明还包括如下方案：

1. 一种用于减少车辆的客厢内的抖振状况的系统，所述系统包括：

阻挡构件，其布置在所述客厢和相邻空间之间，所述阻挡构件被配置成在打开位置和关闭位置之间移动以分别打开和关闭在所述客厢和所述相邻空间之间的开口；

马达，其与所述阻挡构件操作地相联接并且被配置成使所述阻挡构件在所述打开位置和关闭位置之间移动；以及

控制器，其操作地联接到所述马达，所述控制器被配置成控制所述马达以使所述阻挡构件移动，使得：所述阻挡构件响应于触发事件以预定的速率在所述打开位置和关闭位置之间交替，借此减小在所述客厢内所经受的抖振状况。

2. 根据方案1所述的系统，其特征在于，其还包括布置在所述客厢中并且与所述控制器通信地相联接的用户输入装置，所述用户输入装置被配置成检测用户输入并且当所述用户输入被检测到时向所述控制器发送信号，并且其中所述控制器被配置成响应于所述信号启动所述马达。

3. 根据方案1所述的系统，其特征在于，其还包括布置在所述客厢中并且与所述控制器通信地相联接的扩音器，所述扩音器被配置成检测所述客厢中的声音，当所述声音被检测到时向所述控制器发送信号，所述信号包括与所述声音一致的信息，并且其中所述控制器被配置成当所述信息与抖振声音一致时启动所述马达。

4. 根据方案1所述的系统，其特征在于，其还包括布置在所述客厢中并且与所述控制器通信地相联接的压力传感器，所述压力传感器被配置成检测所述客厢中的环境压力中的变化并且当所述环境压力中的变化被检测到时向所述控制器发送信号，所述信号包括与所述环境压力中的变化一致的信息，并且其中所述控制器被配置成当所述信息与所述抖振状况一致时启动所述马达。

5. 根据方案1所述的系统，其特征在于，其还包括与所述客厢中的窗口相关联的窗口传感器，所述窗口传感器与所述控制器通信地相联接，所述窗口传感器被配置成检测所述窗口何时在降低的位置并且当所述窗口在所述降低的位置时向所述控制器发送信号，所述信号包括与所述窗口的降低的位置一致的信息，并且其中所述控制器被配置成响应于所述信号启动所述马达。

6. 根据方案5所述的系统，其特征在于，其还包括与所述车辆相关联的速度传感器，所述速度传感器与所述控制器通信地相联接，所述速度传感器被配置成检测所述车辆的速度并且向所述控制器发送包括与所述车辆的速度一致的额外信息的第二信号，并且其中所述控制器被配置成当所述窗口在所述降低的位置时并且当所述额外信息与预定的速度一致时启动所述马达。

7. 根据方案1所述的系统，其特征在于，所述相邻空间包括所述车辆的后备箱。

8. 根据方案7所述的系统，其特征在于，所述阻挡构件定位在所述车辆的行李架上。

9. 根据方案1所述的系统，其中所述相邻空间包括在所述车辆外部的区域。

10. 根据方案1所述的系统，其特征在于，所述预定的速率落入从每秒一循环至每秒五循环的范围内。

11. 根据方案1所述的系统，其特征在于，所述预定的速率在所述马达的启动期间变化。

12. 根据方案11所述的系统，其特征在于，所述预定的速率在所述马达启动期间在每秒一循环和每秒五循环之间变化。

13. 根据方案11所述的系统，其特征在于，所述预定的速率以与所述抖振状况的严重程度一致的方式变化。

14. 根据方案11所述的系统，其特征在于，所述预定的速率随机地变化。

15. 根据方案1所述的系统，其特征在于，所述打开位置包括部分打开的位置。

16. 一种用于减少车辆的客厢内的抖振状况的系统，所述系统包括：

阻挡构件，其布置在所述客厢和所述车辆的后备箱之间，所述阻挡构件被配置成在打开位置和关闭位置之间移动以分别打开和关闭在所述客厢和所述后备箱之间的开口；

传感器，其被配置成检测所述车辆的客厢中的抖振状况并且当所述抖振状况被检测到时产生包含指示所述抖振状况的发生的信息的信号；以及

控制器，其与所述传感器通信地相联接并且操作地联接到所述阻挡构件，所述控制器被配置成：接收来自所述传感器的信号并且当所述信号被接收到时控制所述阻挡构件以使得所述阻挡构件在所述打开位置和关闭位置之间以预定的速率交替的方式移动，借此减小在所述客厢内所经受的抖振状况。

17. 根据方案16所述的系统，其特征在于，所述阻挡构件布置在所述车辆的行李架上。

18. 根据方案16所述的系统，其特征在于，所述传感器是被配置成检测所述客厢内的声音的扩音器。

19. 根据方案16所述的系统，其特征在于，所述传感器是被配置成检测所述客厢内的环境压力中的变化的压力传感器。

20. 一种用于减少车辆的客厢内的抖振状况的方法，所述方法包括步骤：

检测所述车辆的客厢内的抖振状况的发生；以及

以预定的速率打开和关闭布置在所述客厢和相邻空间之间的阻挡构件。

附图说明

在下文中，将结合下列附图描述一个或多个实施例，其中相似的数字符号表示相似的元件。

图1是具有后备箱并且装备有用于减少客厢中的抖振状况的系统的实施例的车辆的示意图；

图2是缺少后备箱并且装备有用于减少客厢中的抖振状况的系统的实施例的车辆的示意图；

图3是示出了图1的系统的实施方式的示意侧视图；以及

图4是示出了用于减少车辆的客厢中的抖振状况的方法的框图。

具体实施方式

下列详细描述在性质上仅仅是示例性的并且不旨在限制应用和使用。而且，不意于受到在先前的技术领域、背景技术、发明内容或下面的具体实施方式中所提出的任何明示或默示的理论的限制。

将减小客厢中的抖振状况的强度的一种解决方案必须使阻挡构件振荡以反复地打开和关闭定位在客厢和与客厢相邻的空间（在此处称为“相邻空间”）之间的开口。通过连续地使阻挡构件振荡来打开和关闭开口，客厢的容积连续地变化，这扰乱抖振状况。这种现象的原因是，抖振状况与客厢的共振频率对应，并且客厢的共振频率与客厢的容积对应。用于确定诸如客厢的封闭空间的共振频率的方程式如下：

在上述方程式中，“f_res”是客厢的共振频率，“c”是声音的速度，“A_orf”是孔口的面积，“L'”是孔口的有效长度，以及“V_o”是腔室的容积。当剪切层旋涡以等于客厢的共振频率的速率分解时，抖振状况对于在客厢内部的乘客来说是可觉察的。反复地打开和关闭开口交替地增大和减小V_o，该V_o进而连续地改变f_res。由于f_res连续地改变，所以剪切层旋涡分解的速率不能匹配客厢的共振频率。

已经观察到，以在每秒一循环和五循环之间的速率打开和关闭开口已经有效地将抖振状况减小到不被客厢的人类占用者觉察的水平。还已经观察到，改变开口被打开和关闭的速率和/或改变阻挡构件移动的程度也可有利于将抖振状况减小到不被客厢的人类占用者觉察的水平。

对上述用于减少车辆的客厢内的抖振状况的布置和方法的进一步理解可通过对随同本申请的图解的观察连同对该详细描述的观察来获得。

图1是车辆10的示意图，其装备有用于减少客厢14中的抖振状况的系统12的实施例。图1中所示的车辆10的实施例包括用于储存行李和/或其它货物的后备箱15。虽然此处讨论的场景是相对于乘用车，但是应理解，此处的教义兼容于所有类型的汽车，包括但不限于轿车、双门敞篷轿车、运动型多用途车、小卡车、小型货车、大型大篷货车、卡车和公共汽车以及任何其它类型的具有客厢的汽车。此外，此处的教义并不限于仅与汽车一起使用而是相反也可以与其它类型的交通工具一起使用。例如，此处的教义可与包括但不限于航空器、轨道车和船只兼容。另外，此处的教义也可与固定应用诸如建筑物、住宅以及具有窗口或其它开口的任何其他结构兼容。

该系统12包括但不限于阻挡构件16、马达18和控制器20。在示出的实施例中，阻挡构件16是平面构件，其被配置成沿箭头17和箭头19指示的方向来回转动。在其它实施例中，阻挡构件16可被配置成仅沿箭头17指示的方向或仅沿箭头19指示的方向来回转动。

阻挡构件16定位成接近布置在客厢14和后备箱15之间的壁24中的开口22。阻挡构件16被配置成当阻挡构件16被布置在关闭位置时封堵开口22（如图1中所示）。当阻挡构件16沿箭头17或箭头19的方向朝打开位置转动时，开口22变得畅通无阻并且客厢14和后备箱15的容积被布置成流体连通。这种流体连通影响客厢14的有效容积，并且因此影响到客厢14的f_res。当阻挡构件16沿相反的方向转动返回到关闭位置时，开口22变得受阻塞，客厢14和后备箱15的容积变得独立且不同，并且客厢的f_res恢复到其初始大小。

虽然阻挡构件16在此处已被描述为转动平面构件，但是应理解，阻挡构件16可采取允许快速且反复地打开和关闭开口22的任何其它适当的构造。例如，阻挡构件16可被配置成在延伸位置和收缩位置之间往复以交替地打开和关闭开口22的滑动门。在其它配置中，阻挡构件16可包括阀。在其它实施例中，多个开口可被限定在壁24中并且对应数量的阻挡构件16可被布置成接近这些开口。在另外的实施例中，可利用对连续地打开和关闭在客厢14和后备箱15之间的一个或多个开口有效的任何其它配置，而不脱离本公开的教义。

马达18物理地连接到阻挡构件16并且被配置成使阻挡构件16在打开位置和关闭位置之间来回移动。马达18可包括能够旋转运动、往复运动、旋转和往复运动组合、或对操纵阻挡构件16以反复地打开和关闭开口22有效的任何其它运动的任何适当的马达（例如，电马达）。在示出的实施例中，马达18的输出轴26经由带30连接到阻挡构件16的输入轴28，该带30被配置成将扭矩从输出轴26传输至输入轴28。应理解，该描绘的布置本质上是示例性的，并且也可利用对将马达18的输出传输至阻挡构件16有效的任何其它配置而不脱离本公开的教义。此外，虽然马达18和阻挡构件16在该示出的实施例中已被描绘为独立的部件，但是应理解，在其它实施例中，可将马达18和阻挡构件16一体化为单一部件而不脱离本公开的教义。另外，也可使用除马达18外的致动装置而不脱离本公开的教义。例如，并且无限制性，替代地可使用气动致动器和/或液压致动器。

控制器20可以是被配置成执行算法、执行软件应用程序、执行子例程和/或将被加载和执行任何其它类型的计算程序的任何类型的计算机、计算机系统、或微处理器。控制器20可包括单个控制器或多个动作一致的控制器。在一些实施例中，控制器20可以专用于排外地与系统12一起使用，而在其它实施例中，控制器20可由车辆10上的其它车载系统共享。在另外的实施例中，控制器20可与马达18和/或阻挡构件16一体化为单个组件。

控制器20被配置成当（下文讨论的）触发事件发生时启动马达18。控制器20可被配置成以预定的速率启动马达18。在一些实施例中，预定的速率可包括在每秒一循环和五循环之间的速率。在其它实施例中，控制器可被配置成改变马达18被启动的速率。在一些实施例中，这样的变化可以是随机的。在其它实施例中，如下文所讨论的，可将控制器20的对阻挡构件16的振荡速率的变化与如下传感器反馈联系起来：该传感器反馈允许控制器20调整阻挡构件16的抖振以实现抖振状况的最佳抑制。

控制器20操作地联接到马达18。这种操作联接可通过使用包括有线和无线连接的任何适当的传输手段来实现。例如，马达18可经由同轴电缆或经由对传达信号有效的任何其它类型的有线连接物理地连接到控制器20。在一些实施例中，控制器20也可通过这样的物理连接对马达18输送电功率，而在其它实施例中，马达18可独立地连接到诸如车辆电池或交流发电机的独立电源。在示出的实施例中，控制器20直接可操作地联接到马达18。在其它实施例中，马达18可跨越车辆总线操作地联接到控制器20。在其它实施例中，马达18可经由短程无线通信网络诸如蓝牙连接、WiFi连接等无线地操作地联接到控制器20。

可操作地联接提供用于在控制器20和马达18之间传输命令、指令、询问和其它信号的路径。通过这种可操作联接，控制器20可启动马达18并且从而促使马达18使阻挡构件16在打开位置和关闭位置之间反复地移动，这进而将减小客厢14中的抖振状况。

如上所讨论的，控制器20被配置成响应于触发事件启动马达18。触发事件可包括任何数量的输入和/或条件。

在实施例中，触发事件可包括由系统12收到的由客厢14的人类占用者提供的输入。为了方便对这种人类输入的接收，系统12可进一步包括与控制器20可通信地相联接的用户输入装置32。在示出的实施例中，用户输入装置32已被描绘为拨动开关。应理解，用户输入装置32可采用对从客厢14的人类占用者接收输入有效的任何适当的形式。

客厢14的人类占用者可在人类占用者检测到客厢14内的抖振状况发生的任何时间对用户输入装置32提供输入。在这样的实施例中，用户输入装置32将向控制器20传输与由人类占用者提供的输入一致的信号。一旦接收这种信号时，控制器20可启动和控制马达18以使阻挡构件在打开位置和关闭位置之间振荡以减小客厢内14的抖振状况。

在另一实施例中，触发事件可包括伴随抖振状况的声音。在这样的实施例中，系统12可包括与控制器20可通信地相联接的扩音器34。扩音器34可包括任何被配置成检测声能的电子装置。扩音器34进一步被配置成产生与所检测到的声能一致的信号并且将该信号传输至控制器20。在这样的实施例中，控制器20进一步被配置成接收来自扩音器34的信号、解释来自扩音器34的信号、以及在该信号与抖振状况一致时启动马达18以使阻挡构件16振荡。在一些实施例中，扩音器34可以排外地专用于与系统12一起使用，而在其它实施例中，扩音器34可与车辆10上的其它车载系统和部件共享。

在另一实施例中，触发事件可包括环境压力中的伴随抖振状况的抖振。在这样的实施例中，系统12可包括与控制器20可通信地相联接的压力传感器36。压力传感器36可包括任何被配置成检测环境压力和/或检测环境压力中的变化的电子装置。压力传感器36进一步被配置成产生与环境压力和/或被检测到的环境压力中的变化一致的信号并且将该信号传输至控制器20。在这样的实施例中，控制器20进一步被配置成接收来自压力传感器36信号、解释来自压力传感器36的信号、并且在该信号与抖振状况一致时启动马达18以使阻挡构件16振荡。在一些实施例中，压力传感器36 可以排外地专用于与系统12一起使用，而在其它实施例中，压力传感器36 可与车辆10上的其它车载系统和部件共享。

在另一实施例中，触发事件可包括打开到客厢14的可关闭开口38。可关闭开口38可包括窗口、太阳天窗、月亮天窗或为客厢14提供通风的任何其他的占用者可操纵的开口。在这样的实施例中，系统12可包括与可关闭开口38相关联并且被配置成检测可关闭开口38何时处于打开状态的传感器40。传感器40与控制器20可通信地相联接并且被配置成产生指示可关闭开口38处于打开状态的信号并且进一步被配置成将该信号传输至控制器20。在这样的实施例中，控制器20进一步被配置成响应于该信号启动马达18以使阻挡构件16振荡。在一些实施例中，传感器40可以排外地专用于与系统12一起使用，而在其它实施例中，传感器40可与车辆10上的其它车载系统和部件共享。

在一些实施例中，将可关闭开口38维持在打开状态仅当车辆10超过预定的速度时导致抖振状况发生。因此，在利用传感器40检测可关闭开口38何时处于打开状态的系统12的一些实施例中，速度传感器42也可以被包括在系统12中并且与控制器20可通信地相联接。速度传感器42可包括车辆速度表、GPS接收器、或被配置成检测车辆10的速度的任何其它装置。速度传感器42进一步被配置成产生指示车辆10的速度的信号并且将该信号传输至控制器20。在这样的实施例中，控制器20可被配置成仅当控制器20接收到来自传感器40的指示可关闭开口38处于打开状态的信号以及来自速度传感器42的指示车辆10以预定的速度或超过预定的速度行驶的信号时启动马达18以使阻挡构件16振荡。

虽然以上已经讨论了如在替代方案中被利用的用户输入装置32、扩音器34、压力传感器36、传感器40、和速度传感器42，但是应理解，系统12可包括这些组件中的多于一个。例如，系统12可包括扩音器34和压力传感器36两者。对能够触发阻挡构件16的振荡的多个部件的包括将为系统12提供将提高其在抵抗抖振状况中的可靠性的冗余度。

另外，控制器20可被配置成利用由上述传感器中的一个或多个提供的信号作为用于校准对马达18的控制的手段。例如，在一利用扩音器34的实施例中，一旦控制器20已经收到来自扩音器34的信号并且已经启动马达18以使阻挡构件16开始振荡，扩音器34可继续将该信号传输至控制器20，并且控制器20可使用该信号来评估阻挡构件16的振荡抵抗抖振状况的成功率。在这样的实施例中，如果阻挡构件16的振荡未能有效地抑制抖振状况，则控制器20可被配置成连续地更改阻挡构件16的振荡速率直到将抖振状况减小到可接受的水平。

图2是缺少后备箱的车辆10'的示意图。这样的车辆可包括例如：小卡车、运动型多用途车、掀背车等。如所示出的，车辆10'装备有包括控制器20、马达18和阻挡构件16的系统12。另外，还描绘了用户输入装置32、扩音器34、压力传感器36、传感器40、和速度传感器42并且如前述适合于与系统12一起使用。因为车辆10'缺少后备箱或与客厢14相邻的其它适当的舱室，所以阻挡构件16被配置成关闭在客厢14和车辆10'外部的区域45之间的开口44。因此，当阻挡构件16在打开位置时，客厢14与区域45处于流体连通，并且因此客厢14的容积实质上增加。如上所讨论的，这种在容积上的增加对客厢14的共振频率具有影响，并且可关闭构件16在打开位置和关闭位置之间的振荡将会抑制抖振状况。

图3是示出了系统12的当它可在车辆10中被实施时的安装构造的示意侧视图。在示出的实施例中，阻挡构件16被定位成关闭在将客厢14与后备箱15分开的行李架47中的开口。如图3中所示，车辆10正被沿由箭头46指示的方向驱动，而可关闭开口38（后窗口）处于部分下降的状态。与车辆10的移动相联接的可关闭开口38的打开状态引起客厢14内的抖振状况，系统12被设计用以抵抗该抖振状况。

当控制器20接收适当的触发时，控制器20将启动马达18，该马达18进而将促使阻挡构件16在打开位置和关闭位置之间来回振荡。在一些实施例中，控制器20可被配置成启动马达18，使得阻挡构件16仅部分打开（如由在假想线中示出的阻挡构件16'所指示），而在其它实施例中，控制器20可被配置成启动马达18，使得阻挡构件16完全打开（如由在假想线中示出的阻挡构件16''所指示）。阻挡构件16的打开在客厢14的容积和后备箱15的容积之间产生连接，为了计算客厢14的共振频率的目的，使得客厢14的容积实质上增加并且从而改变客厢14的共振频率。

图4是示出了用于减少车辆的客厢中的抖振状况的方法48的框图。在块50中，在车辆的客厢中检测到抖振状况。抖振状况可由任何适当的手段检测到，所述手段包括但不限于由客厢的乘客或其它占用者检测、由扩音器检测、以及由压力传感器检测。在其它实施例中，该检测步骤可包括对适合于抖振状况的发生的条件的检测。例如，传感器可被用来检测客厢的一个或多个可关闭开口的打开（例如，用以检测后窗口的打开的传感器）。额外的传感器也可被用来检测进一步促成抖振状况的产生的额外条件。例如，车辆的速度表，或一些其它速度传感器，可提供关于车辆行驶的速度的信息。如果车辆超过预定的速度同时可关闭开口被打开，则这两个条件的集合可促使抖振状况的产生。

在块52中，在已经检测到抖振状况之后，在抖振状况已被检测到的客厢和与客厢分开的相邻空间之间的开口被以振荡方式打开和关闭。这样的振荡可以任何适当的速率发生。在一些实施例中，这样的振荡可以在每秒一循环和每秒五循环之间的速率发生，而在其它实施例中，振荡速率可以随机地或响应于由在车辆上的传感器提供的反馈信号变化。

虽然至少一个示例性实施例已经在前面的详细描述中提出，但是应了解存在大量的变型。还应了解，一个或多个示例性实施例仅仅只是示例，并且不旨在以任何方式限制范围、适用性、或配置。相反，前面的详细描述将为本领域的技术人员提供用于实现一个或多个示例性实施例的方便的路线图。应理解，可在元件的功能和布置上做出各种改变，而不脱离如在随附权利要求及其法定等同物中所阐明的范围。