路虎汽车主动降噪系统(下)

◆文/北京 曹军

(接上期)

四、2022款新揽胜主动降噪系统

1.2022款新揽胜音响系统简介

2022款新揽胜上采用的Pivi Pro是一款全新的信息娱乐系统，可提供极具竞争力的客户体验。Pivi最初在2020款卫士Defender上首发，现已在各车型中推广。2022款新揽胜上，Pivi Pro系统采用了全新前屏幕(IDMA)、全新后座娱乐(RSE)系统、无线Apple CarPlay/Android Auto、尾门休闲套件。Pivi PRO部件如图5所示。

图5 新揽胜PIVI PRO音响系统部件

(1)交互式显示模块A(IDMA)。交互式显示模块A如图6所示，采用全新的13.1英寸、1 920x1 080分辨率单屏显示屏IDMA，是所有车辆的标准配置。新屏幕具有触控反馈功能(可选择关闭或打开)，可为按下按钮提供确凿的确认。IDMA通过汽车像素链路2(APIX2)连接到IGM/ICCM。APIX2连接提供数据的输入和输出。IDMA通过APIX2和高速信息娱乐系统总线HS CAN HMI与音频/信息娱乐系统的其他部件通信。通过IGM/ICCM完成此通信，可实现控制音频和其他信息娱乐系统功能。

图6 交互式显示模块A

(2)前信息娱乐控制模块(IGM/ICCM)。前信息娱乐控制模块位于仪表盘中央，如图7所示。IGM/ICCM有不同版本，具体取决于市场和车辆规格。IGM/ICCM采用一个高速Qualcomm 820A多核处理器。IGM/ICCM具有以下集成功能：收音机调谐器系统，Bluetooth®移动电话和音频流；应用程序；语音识别；WiFi连接；导航信息；USB2.0输入端口。

图7 前信息娱乐控制模块(IGM/ICCM)

当车辆系统激活时，将通过CAN总线信息唤醒IGM/ICCM和IDMA。由车身控制模块/网关模块BCM/GWM控制电源管理。音响系统信号流程如图8所示，IGM/ICCM通过APIX2连接到IDMA。APIX2为通过两根绞线电缆进行的高速数据传输。前部便携式媒体接口面板通过USB数据链路连接至IGM/ICCM。USB接口为连接的设备提供5V充电输出，还为IGM/ICCM提供设备数据连接。静态电流继电器通过RJB中的熔丝为便携式媒体接口面板供电。视频数据通过APIX2连接，从IGM/ICCM传输至仪表IPC。IGM/ICCM通过数据连接提供视频输出，以在IPC中显示用户界面信息。

图8 音响系统信号流程

(3)后排娱乐系统(RSE)。两个交互式显示屏LIDM/RIDM安装在驾驶员和前排乘客座椅的背面。通过APIX2连接将来自后排娱乐系统控制模块(IGMB/ICCMB)的视频输出传输至LIDM和RIDM。该屏幕是一个11.4英寸薄膜晶体管(TFT)显示器，可自动调光，分辨率为1920x1080，高宽比为16:9。此外还有一个13.1英寸屏幕选项。IGMB/ICCMB位于左前座椅下方。IGMB/ICCMB是LIDM和RIDM的主控制模块。IGMB/ICCMB连接到以RIDM/LIDM、IGM/ICCM和后部便携式媒体接口面板。

IGMB/ICCMB和IGM/ICCM通过HS BroadR-Reach® 以太网连接，用于音频和视频输出。ICCMB处理音频数据，并将音频信号传输至功放AAM。来自AAM的音频通过车辆扬声器或耳机输出，对于后者，音频通过A2B连接传输至耳机发射器。然后，来自耳机发射器的音频通过Bluetooth® 传输至耳机。通过APIX2 连接将来自IGMB / ICCMB的视频输出传输至LIDM和RIDM。视频源来自连接至后部便携式媒体接口面板的设备。

2.主动降噪系统部件

2022款新揽胜主动降噪系统部件如图9所示，主动降噪系统控制图如图10所示。主动降噪系统部件包括：

图9 主动降噪系统部件

图10 主动降噪系统控制图

• 四个内部环境噪音麦克风(左前、左后、右前和右后)；

• 四个外部加速度传感器；

• 四个外部麦克风；

• 四个头枕音频模块(仅限第一排和第二排)；

• 车辆音频系统扬声器；

• 前后音频感应输入模块(ASIM)。

(1)内部麦克风。内部麦克风如图11所示，它位于车辆顶篷中，并连接在A2B总线上。在此A2B总线上还连接有音频感应输入模块ASIM。

图11 内部麦克风

(2)外部麦克风。外部麦克风如图12所示。每个轮拱上都有一个外部恶劣环境麦克风。它们连接到前或后音频感应输入模块ASIM，后者进而通过A2B网络连接至功放AAM。

图12 外部麦克风

(3)外部加速度传感器。外部加速度传感器如图13所示。每个轮拱上都有一个外部恶劣环境加速度传感器。它们连接到前或后音频感应输入模块ASIM，后者进而通过A2B网络连接至功放AAM。

图13 外部加速度传感器

(4)头枕音频模块。头枕音频模块如图14所示。每个头枕音频模块均包含两个扬声器和两个麦克风。头枕音频模块通过A2B总线连接至功放AAM。

图14 头枕音频模块

(5)音频感应输入模块(ASIM)。ASIM如图15所示。两个ASIM(前和后)通过A2B总线连接在一起。后ASIM通过A2B总线连接至功放AAM。前ASIM连接至内部麦克风，然后通过A2B总线连接至后ASIM。

图15 音频感应输入模块(ASIM)

3.主动降噪系统的操作

当车辆以30km/h(18mile/h)至160km/h(100mile/h)之间的速度行驶时，主动降噪功能将会工作。主动降噪功能可将道路噪音降低高达1 000Hz。之前的主动降噪系统只能将道路噪音降低最多200Hz。

主动降噪包括以下子功能：(1)动力总成系统音质；(2)发动机降噪；(3)主动道路噪音消除。

动力总成系统音质和发动机降噪功能的基本操作原理在卫士和星脉车型中已经介绍过，这里不再赘述了。

4.A²B通信链路

主动降噪依赖于两个汽车音频总线(A²B) 通信网络。每个网络都使用主/从布局，均使用功放AAM作为主节点。A²B提供双向通信。总线可以提供幻象Phantom 直流电源。A²B 是使用双绞线的菊花链配置。如果A²B 菊花链的一个连接受损，将不会使整个网络发生故障，只有位于故障下游的节点会受到影响，而内嵌的诊断功能可以隔离故障源并标记DTC。新揽胜AAM A²B链路可以简化为如图16所示。

A²B DTC信息可使用AAM访问。可能需要执行AAM按需自检(ODST)以触发故障，然后与帮助文本信息搭配使用，以定位故障。确定故障的位置后，需要执行物理检查以了解故障的性质，例如：电源故障、接地故障、总线通信故障。

五、主动降噪系统故障诊断诊断

1.查询和确认系统规格及在线部件

因为系统可能存在多种配置，在处理相关作业之前，必须了解车辆的规格，以帮助诊断故障。参见图6，按住触摸屏右前角时钟上方的区域至少10s，这将显示一个隐藏菜单。在所显示的菜单中，选择“System Screen”。这将显示下一级菜单。在所显示的菜单中选择“ADC information”信息。 这将显示参数数据列表。向下滚动浏览参数列表，直至找到参数“num_exp_expected_808d”。 显示的参数数据列表屏幕如图17所示。注意：该参数不是实时值，如果电路状态有变化，必须关闭系统并重新启动才能记录到更新后的响应。在用JLR诊断工具读取A²B总线故障码时，先执行诊断工具中的按需自检功能(ODST) 是调查与 A²B 网络相关的 DTC 的最佳方法。结合图17中的参数数据列表屏幕和图10以及图16中的A²B总线链路图或者车辆电路图，查询和确认系统规格以及在线部件。

图16 新揽胜AAM A2B链路简化图

图17 参数数据列表屏幕

2.用PICO示波器测量A²B 网络

将PicoScope 示波器连接到计算机并打开程序，然后进行以下设置：(1)时间刻度：5微秒/格；(2)通道A：选择A²B定制探针；(3)通道B：选择A²B定制探针。

在车辆上找到AAM，使用合适的背探式探针，将通道A 连接到A²B 总线1的总线+，将通道B 连接到A²B 总线1 的总线-。测得的A²B 总线波形如图18所示。

图18 A²B总线波形

3.2022款星脉主动降噪系统故障案例

(1)故障症状。客户反映车辆正常行驶时偶尔能听到底盘下部有“咚咚咚”的声音，异响是偶发性的，持续时间短，有时出现咚的一声，有时出现三四声，车辆行驶速度在20～50km/h容易出现异响，异响出现没有特定规律。

(2)故障诊断。与客户试车，故障无法复现，根据客户描述，对车下悬架部件、传动轴和后部差速器的相关螺栓进行检查，未发现有松动，对后差速器油量进行检查时，油液面正常，检查四个轮胎胎面均无异常磨损、无偏磨、无台阶现象。用诊断工具检查电控系统，在动力、传动、底盘、电气等各个系统，都没有与此相关的故障码DTC。用底盘耳听诊，因声音从出现到消失时间太快，也不能判断声音来源。声音有时半天响一次，有时几天也不响，于是更换了发动机支座、调换了传动轴，让客户测试，异响依旧存在。

经过多次长时间测试，发现这个声音像是在车内。声音出现没有规律、速度、路面、温度对应不上。初步怀疑是主动降噪系统出现了问题。倒换了2个音频传感器输入模块，结果无效。因不能长时间等待声音出现，于是决定和正常车倒换4个加速度传感器，即图4中的部件9、11、12、14，仍无效。连接示波器PICO，观测各加速度传感器信号和扬声器输出信号，试车5个小时，声音也没有出现。车辆在车间静止，用示波器监控相关传感器信号，本打算用手拉扯主动降噪相关部件的连接线束进行测试，但这时发现左前加速度传感器的两个信号还没有用手拉动线束时自己变化，如图19所示是抓到的当时还没有用手拉动线束的信号变化波形。晃动左前加速度传感器附近线束，发现黄色和黄色信号又都在大幅度变化。检查左前加速度传感器连接线束，发现此处线束变粗，剥开线束外皮发现，此传感器的线束维修过，加速度传感器的 6根线全部断开并重接，如图20所示。逐一剥开线束的维修点，发现其中的一根灰黄色的线，轻轻拉动掉就出来了，说明内部没有压实，造成接触不良，如图21所示。查电路图得知，这是传感器的供电/接地线。传感器线路如图22所示。重新修复线束后，试车故障排除。

图19 加速度传感器故障波形

图20 维修过的线束

图21 灰黄色电源线接触不良

图22 加速度传感器线路图

通过上面故障的检修过程，我们对主动降噪系统有了更深入的理解。图23是修复后试车测得的波形。蓝色是左前扬声器控制信号波形，红色是左前加速度传感器直流电压档X+波形，绿色是左前加速度传感器交流电压档X+波形，黄色是左前加速度传感器交流电压档Y+波形。由图可知，当车辆行驶时，加速度传感器信号会发生变化，且绿色和黄色线是使用交流档设置，信号更直观，容易观察。图中红色线是直流设置，信号不如交流设置变化明显。蓝色的扬声器波形，在车辆静止或者速度低于30km/h时，虽然加速度传感器信号有输出，但扬声器信号输出无变化(即无输出，蓝色信号左端)，说明主动降噪系统此时不工作。当车速高于30km/h时(蓝色信号右端)，扬声器控制信号输出开始有变化，说明主动降噪系统开始工作了。从实测的情况看，一旦系统开始工作了，当车速降到处于20～30km/h之间时，扬声器仍有输出，说明系统仍在工作。在更低的速度(约20km/h)扬声器控制信号才停止输出。这一测试也能说明，在图19中，虽然左前传感器信号有信号输出，但扬声器没有因为没有控制信号输出，所以也不会听到声音。加速度传感器及其线路发生故障时，在本案例中并没有相关的DTC产生，对这部件进行测试时，还是需要示波器。

图23 主动降噪系统正常控制波形

如果我们想测试一下主动降噪系统加速度传感器和线路的工作情况，也可以通过轻轻敲击各加速度传感器外壳，同时观察信号输出情况，来判断传感器及线路的工作情况。如图24所示，在车辆静止时，敲击左前加速度传感器，可以加速度传感器信号有输出，且示波器交流档设置比直流信号更容易观察。因为车辆静止，扬声器控制信号无输出。(全文完)

图24 加速度传感器及其线路信号测试波形