主動(dòng)降噪的競爭陣地，要從座艙轉(zhuǎn)移到底盤了

文｜七號宋

最近拆車直播不少，只要拆開，都會講解汽車降噪技術(shù)。可說了很多，大家還是云里霧里。降噪到底用了什么法寶呢？

這東西說來也不復(fù)雜，行業(yè)對路噪的治理繞不開兩大辦法：一是靜音輪胎和大量藏在車身上的隔音材料；二是座艙里的ANC主動(dòng)降噪系統(tǒng)。

第一種就是羽絨服里塞鵝毛，效果是立竿見影，但顯得臃腫。后一種就是上科技手段了，內(nèi)層搭載黑金級石墨烯蓄熱里布，通過遠(yuǎn)紅外線實(shí)現(xiàn)主動(dòng)升溫。選衣服大家都知道后者更好，更貴，對于汽車來說，主動(dòng)降噪肯定也是更佳方案。

但最近我看拆車話術(shù)千篇一律，不禁讓人擔(dān)心，這項(xiàng)技術(shù)是不是發(fā)展停滯了？

主動(dòng)降噪是怎么發(fā)展起來的

既然要問是不是停滯，我們有必要花一點(diǎn)時(shí)間了解下汽車主動(dòng)降噪起源。

最早推動(dòng)這項(xiàng)技術(shù)的，是一個(gè)很現(xiàn)實(shí)的問題——發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲，尤其是低頻噪聲，越來越不好靠材料解決了。

在大排量、自吸時(shí)代，發(fā)動(dòng)機(jī)的聲源簡單、頻率集中，靠隔音棉、雙層玻璃就能壓下去。但到了渦輪增壓、小排量、多缸數(shù)混合并存的階段，低頻共振很頑固。這類噪聲波長長、穿透力強(qiáng)，隔音材料再多，效果也不見得好。

這時(shí)候，大家發(fā)現(xiàn)耳機(jī)ANC是個(gè)好東西。汽車ANC和耳機(jī)原理類似，它們是一套聲學(xué)對沖系統(tǒng)：車內(nèi)布置麥克風(fēng)，實(shí)時(shí)采集噪聲，控制器計(jì)算出反向聲波，再通過音響把反噪聲打出來。在理想狀態(tài)下，兩股聲波相互抵消，人耳聽到的噪聲就會明顯減弱。

這一套東西，在十多年前已經(jīng)很成熟了，只不過是壓低成本問題，過去要近三十萬，現(xiàn)在二十萬級別用它還挺普遍。

目前幾乎所有量產(chǎn)ANC都集中在一個(gè)非常明確的使用區(qū)間——低頻、穩(wěn)定、可預(yù)測的噪聲。比如發(fā)動(dòng)機(jī)轟鳴、等速巡航時(shí)的共振聲，ANC最擅長消滅它們了。

但問題也恰恰出在這里。ANC對隨機(jī)性強(qiáng)、頻率變化快的噪聲，本身就不友好。路噪、胎噪、碎石路面帶來的高頻激勵(lì)，本質(zhì)是結(jié)構(gòu)振動(dòng)一路傳音進(jìn)座艙，并非單純的空氣聲。這也是為什么這幾年ANC還是那個(gè)ANC，是這條技術(shù)路線已經(jīng)接近物理邊界了。

主動(dòng)降噪正在從座艙轉(zhuǎn)移到底盤

底盤主動(dòng)降噪技術(shù)說來也不新鮮了，我們還有專門的命名——RANC（主動(dòng)路噪控制）。

比如上汽申請的《一種基于超聲波的降噪系統(tǒng)及方法》專利（CN111599336A）中，是這么描述的：

采用基于超聲波的降噪系統(tǒng)，通過信號處理器收集車輛底盤噪聲信號，利用拍頻效應(yīng)生成與噪聲信號同頻反相的超聲波，通過超聲波傳感器組在車內(nèi)人員耳旁產(chǎn)生同向傳遞的頻率相近、幅值相近的超聲波，產(chǎn)生拍頻效應(yīng)以抵消車輛底盤噪聲。

一般來說，RANC在解決胎噪和路噪（頻率40–500 Hz），在顛簸路面效果顯著，可降低總聲壓級3dB(A)，峰值達(dá)12–13dB(A)。

但??從工程角度看，路噪并非單純的聲學(xué)問題，它首先是一個(gè)結(jié)構(gòu)振動(dòng)問題。輪胎碾過路面，產(chǎn)生機(jī)械激勵(lì)；激勵(lì)通過懸架、副車架、車身結(jié)構(gòu)層層傳遞；最終，結(jié)構(gòu)振動(dòng)才轉(zhuǎn)化成空氣聲，被我們聽到。

也就是說，當(dāng)噪聲傳進(jìn)座艙時(shí)，事情其實(shí)已經(jīng)發(fā)生完了。這也是為什么在座艙里再怎么用ANC/RANC對沖，效果始終有限。既然處理的是結(jié)果，而不是源頭。所以路噪的問題，本身就不該只在座艙里解決。

提到車外方案，這些年也不是沒有，比如靜音棉輪胎，空氣懸架這些，都能起到降噪或者減震的作用，都有利于NVH提升。那還有沒有其他更進(jìn)一步的針對性方案呢?

采埃孚最近提出了一套方案，過去減震器的角色很清晰：濾振、支撐、穩(wěn)定車身姿態(tài)，本質(zhì)上是一個(gè)被動(dòng)響應(yīng)部件。但以sMotion主動(dòng)減震器為代表的新一代產(chǎn)品，已經(jīng)不只是調(diào)阻尼這么簡單了。它具備主動(dòng)輸出能力，可以在一定范圍內(nèi)直接施加力，對振動(dòng)進(jìn)行干預(yù)。

這意味著一個(gè)關(guān)鍵前提成立了：懸架，從過濾器，變成了執(zhí)行器。

基于這一點(diǎn)，采埃孚引入了一套新的控制邏輯。底盤系統(tǒng)本身就布置了大量傳感器——車輪加速度、懸架行程、車身振動(dòng)。這些信號過去主要服務(wù)于姿態(tài)控制，現(xiàn)在則被重新利用，用來區(qū)分兩類振動(dòng)：

一類，懸架必須保留的低頻、大幅振動(dòng)，用來保證支撐性和舒適性；另一類，對車輛動(dòng)態(tài)幾乎沒有貢獻(xiàn)、卻會被人耳明顯感知的高頻小幅振動(dòng)。而采埃孚就是要利用ANC的原理，來消滅第二類噪聲。

sMotion減震器會主動(dòng)輸出一組與噪音振動(dòng)相位相反的機(jī)械力，在振動(dòng)剛進(jìn)入車身結(jié)構(gòu)時(shí)就把能量抵消掉。目前這套系統(tǒng)有效作用頻率大約在每秒13次左右，覆蓋的正是路噪最容易被感知的中高頻區(qū)間。現(xiàn)階段實(shí)測降噪約3dB(A)，目標(biāo)是向10dB(A)靠近。

圖注：雖然降低的分貝數(shù)值聽起來不夸張，但在主觀體驗(yàn)上，已經(jīng)足以讓人明顯感到底噪干凈了。

當(dāng)然了，采埃孚這種設(shè)計(jì)難度肯定很高。因?yàn)槠囋诼飞吓埽纷V信息是很復(fù)雜的，一會唱紅臉一會可能就唱白臉了，這就要求汽車從感知振動(dòng)到解決振動(dòng)就是一瞬間的事情，必然非常考驗(yàn)sMotion減震器的響應(yīng)能力。

而且如果分不清，系統(tǒng)很容易用力過猛，噪音下去了，懸架卻變硬了。目前我們只知道，采埃孚長期做主動(dòng)底盤，對懸架在不同頻段該干什么，其實(shí)是有清晰邊界認(rèn)知的。

總結(jié)

未來的高端底盤，也許不再是操控、舒適、靜謐三選二，而是通過主動(dòng)系統(tǒng)，在同一套硬件和控制邏輯下，同時(shí)去解決這三件事。

當(dāng)然了，我們也可以說RANC也能降低噪聲，采埃孚這種也不是絕對領(lǐng)先了。最終產(chǎn)品誰更好，我們確實(shí)需要等待量產(chǎn)產(chǎn)品對比。

但我想采埃孚這個(gè)設(shè)計(jì)之所以很吸引人，是因?yàn)檫@套方案幾乎不增加額外硬件。懸架、傳感器都已經(jīng)在車上，變化主要來自軟件和算法。所以我們是不是可以說，它更像是一種高端主動(dòng)底盤能力的延展，未來可以低成本的OTA到其他車上呢？

至少我們在輔助駕駛領(lǐng)域已經(jīng)看到這種魔法了——僅僅需要更新系統(tǒng)，就能獲得更強(qiáng)的自動(dòng)泊車、車道保持，甚至城區(qū)自動(dòng)駕駛。