CN104515661B - 一种测量悬置点的振动贡献量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测量悬置点的振动贡献量的方法，包括在发动机处于运行工况下，获取车内接受体沿车身坐标系选定坐标轴方向的振动加速度信号，作为第一加速度信号，并同时获取被测悬置点的车身侧安装点沿选定坐标轴方向的振动加速度信号，作为振源加速度信号；在发动机处于停机状态下，控制激振器在车身侧安装点沿选定坐标轴方向产生振源加速度信号，并同时获取车内接受体沿选定坐标轴方向的振动加速度信号，作为第二加速度信号；将第一与第二加速度信号相比较，获得被测悬置点的振动贡献量。由于本发明方法是利用激振器重现振源加速度信号的方式，获得被测悬置点的振动贡献量，因此，基于本发明方法的测量结果具有非常高的准确度。

Description

一种测量悬置点的振动贡献量的方法

技术领域

本发明涉及车辆的噪声、振动与声振粗糙度(Noise、Vibration、Harshness，NVH)性能研究技术领域，尤其涉及一种测量每处悬置点的振动贡献量的方法。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高和科学技术的飞速进步，人们对车辆的乘坐舒适性要求也在逐渐提高，车辆的NVH性能越来越受到消费者的关注。振动和噪声是NVH性能研究的重要组成部分，车内噪声过大将严重影响车辆的舒适性和语言交流的清晰度，低频振动过大会对乘员的内脏器官造成损害，高频振动过大会增加乘员的疲劳感，并且会使乘员的情绪变的急躁；如果驾驶员长时间驾驶NVH性能较差的车辆，会降低驾驶员对各种信号识别能力，甚者会导致车祸。因此，车内高标准的NVH性能已成为车辆开发的重要课题，及全世界各大主机厂商重点关注的对象。

由于车辆NVH性能的优劣主要取决于悬置系统的隔振性能，因此，悬置系统的优化匹配对于提高车辆NVH性能至关重要。目前悬置系统的优化匹配方法已经比较成熟，但如果能在现有悬置系统优化匹配方法的基础上，再对车内接受体的振动贡献较大的悬置点进行有针对性的调整，则可以进一步提升悬置系统的隔振性能，进而进一步提升车辆NVH性能。由此可知，如何能够准确地获得每处悬置点对车内接受体振动的贡献量，对于提升悬置系统的隔振性能至关重要。

目前，通常采用不连接被测悬置点的方法，测量被测悬置点对车内接受体振动的贡献量，该方法包括如下步骤：

步骤1：在所有悬置点均正常安装的情况下，使发动机以恒定加速度从1000转/分缓慢加速至6000转/分，采集车内接受体的振动数据。

步骤2：去除被测悬置点与车身间的连接，用独立支撑结构在被测悬置点的车身侧安装点支撑发动机，使发动机保持原有的安装姿态，之后进行步骤3，该独立支撑结构在理想状态下应该不会使发动机的振动经过自身传递至车身。

步骤3：使发动机以恒定加速度从1000转/分缓慢加速至6000转/分，采集车内接受体产生的振动数据。

步骤4：对比经步骤3获得的振动数据及经步骤1获得的振动数据，得到被测悬置点对车内接受体振动的贡献量。

该种测量方法存在的缺陷为：1、对独立支撑结构的要求较高，如果独立支撑结构无法使发动机保持原有的安装姿态，或者无法做到完全隔离发动机产生的振动经自身传递至车身，都将影响测试结果的准确性；2、由于悬置系统在动力总成动作时会产生一定的扭转和位移，因此，如果用固定不动的独立支撑结构替代被测悬置点，会使其他悬置点在步骤3中的状态与在步骤1中的状态不一致，进而影响测试结果的准确性；3、该种测量方法需要拆装被测悬置点，因此存在测试劳动强度大及测试效率低的缺陷。

发明内容

本发明实施例的目的是为了解决现有的测量悬置点对车内接受体振动的贡献量的方法存在的准确度较低的问题，提供一种可以提高测量结果准确度的测量悬置点的振动贡献量的方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种测量悬置点的振动贡献量的方法，包括：

在发动机处于运行工况下，获取车内接受体沿车身坐标系选定坐标轴方向的振动加速度信号，作为第一加速度信号，并同时获取被测悬置点的车身侧安装点沿所述选定坐标轴方向的振动加速度信号，作为振源加速度信号；

在发动机处于停机状态下，控制激振器在所述车身侧安装点沿所述选定坐标轴方向产生所述振源加速度信号，并同时获取所述车内接受体沿所述选定坐标轴方向的振动加速度信号，作为第二加速度信号；

将所述第二加速度信号与所述第一加速度信号相比较，获得所述被测悬置点对所述车内接受体在所述运行工况下产生的、沿所述选定坐标轴方向的振动的贡献量。

优选的是，所述运行工况为怠速工况或者油门开度达到最大的急加速工况。

优选的是，所述车内接受体为驾驶员座椅或者方向盘。

优选的是，所述选定坐标轴包括车身坐标系的X轴、Y轴和Z轴；

所述在发动机处于运行工况下，获取车内接受体沿车身坐标系选定坐标轴方向的振动加速度信号，作为第一加速度信号，并同时获取被测悬置点的车身侧安装点沿所述选定坐标轴方向的振动加速度信号，作为振源加速度信号包括：

在发动机处于运行工况下，获取车内接受体沿车身坐标系X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的振动加速度信号，分别作为第一X轴加速度信号、第一Y轴加速度信号和第一Z轴加速度信号；并对应同时获取被测悬置点的车身侧安装点沿所述X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的振动加速度信号，分别作为振源X轴加速度信号、振源Y轴加速度信号和振源Z轴加速度信号；

所述在发动机处于停机状态下，控制激振器在所述车身侧安装点沿所述选定坐标轴方向产生所述振源加速度信号，并同时获取所述车内接受体沿所述选定坐标轴方向的振动加速度信号，作为第二加速度信号包括：

在发动机处于停机状态下，顺序控制激振器在所述车身侧安装点沿所述X轴方向、Y轴方向和Z轴方向对应产生所述振源X轴加速度信号、振源Y轴加速度信号和振源Z轴加速度信号，并对应同时获取所述车内接受体沿所述X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的振动加速度信号，分别作为第二X轴加速度信号、第二Y轴加速度信号和第二Z轴加速度信号；

所述将所述第二加速度信号与所述第一加速度信号相比较，获得所述被测悬置点对所述车内接受体在所述运行工况下产生的、沿所述选定坐标轴方向的振动的贡献量包括：

将所述第二X轴加速度信号与所述第一X轴加速度信号相比较，获得所述被测悬置点对所述车内接受体在所述运行工况下产生的、沿所述X轴方向的振动的贡献量；将所述第二Y轴加速度信号与所述第一Y轴加速度信号相比较，获得所述被测悬置点对所述车内接受体在所述运行工况下产生的、沿所述Y轴方向的振动的贡献量；及将所述第二Z轴加速度信号与所述第一Z轴加速度信号相比较，获得所述被测悬置点对所述车内接受体在所述运行工况下产生的、沿所述Z轴方向的振动的贡献量。

优选的是，所述获取车内接受体沿车身坐标系X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的振动加速度信号包括：

在发动机处于运行工况下，同时获取车内接受体沿车身坐标系X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的振动加速度信号。

优选的是，所述在发动机处于运行工况下，同时获取车内接受体沿车身坐标系X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的振动加速度信号包括：

在发动机处于运行工况下，利用三向振动加速度传感器同时获取车内接受体沿车身坐标系X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的振动加速度信号。

优选的是，在发动机处于运行工况下，所述对应同时获取被测悬置点的车身侧安装点沿所述X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的振动加速度信号包括：

在发动机处于运行工况下，利用三向振动加速度传感器对应同时获取被测悬置点的车身侧安装点沿所述X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的振动加速度信号。

本发明的有益效果在于，由于本发明的测量悬置点的振动贡献量的方法是通过在发动机处于运行工况下、获取车内接受体沿车身坐标系选定坐标轴方向的振动加速度信号，并在发动机处于停机状态下、利用激振器重现该振源加速度信号的方式，获得被测悬置点对车内接受体在相应运行工况下产生的、沿选定坐标轴方向的振动的贡献量，因此，本发明的方法无需拆装被测悬置点，可以有效提高测试效率；更重要的是，利用激振器在发动机处于停机状态下重现该振源加速度信号，可使经被测悬置点向车身传递的振动与发动机处于运行工况下所有悬置点均起作用时完全一致，因此，基于本发明方法获得的测量结果具有非常高的准确度，可以为有针对性地调整各悬置点提供可靠的数据支持，进而有利于进一步提高悬置系统的隔振性能及车辆NVH性能。

附图说明

图1示出了根据本发明的测量悬置点的振动贡献量的方法的一种实施方式的流程图；

图2示出了一种动力总成四点悬置系统的一种实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本发明为了解决现有的测量悬置点对车内接受体振动的贡献量的方法存在的准确度较低的问题，提供一种可以提高测量结果准确度的测量悬置点的振动贡献量的方法。本发明的方法是基于传递路径分析(Transfer Path Analysis，TPA)技术进行的，该技术是一种基于实验的振动与噪声分析方法，其可以解决振动、噪声源经传递路径到达接受体的问题，通过TPA可以在一个多输入多输出系统中确定各产生激励能量的振动源(或者噪声源)经过不同的传递路径流入到接受体后，对接受体振动(或者噪声)的贡献量，从而通过控制使接受体振动(或者噪声)的主要振动源(或者噪声源)，将接受体的振动(或噪声)限制在满足使用要求的较低范围内。根据传递路径分析技术，车辆的振动源为动力总成，动力总成通过悬置系统与车身连接，排除排气系统吊挂与车身之间的连接，则可认为动力总成(包括如图2所示的发动机1和变速器2)的振动通过悬置系统传递至车身，进而引起车内接受体的振动。根据该传递路径，以如图2所示的四点悬置系统为例，可将引起车内接受体振动的振动源等效为四个振动源，这四个振动源分别位于前悬置点的车身侧安装点P1、后悬置点的车身侧安装点P2、左悬置点的车身侧安装点P3和右悬置点的车身侧安装点P4，因此，可根据每个等效振动源对车内接受体的振动的贡献量，进行对应悬置点的调整，进而达到提高整车NVH性能的目的。

如图1所示，本发明的一种测量悬置点的振动贡献量的方法包括如下步骤：

步骤S1：在发动机处于运行工况下，获取车内接受体沿车身坐标系选定坐标轴方向的振动加速度信号，作为第一加速度信号，并同时获取被测悬置点的车身侧安装点沿该选定坐标轴方向的振动加速度信号，作为振源加速度信号。

根据汽车行业的规定，车身坐标系OXYZ为右手坐标系，以车身上端面与过车身前轴中点的垂线的交点为原点O；X轴沿车身前轴中点和车身后轴中点的连线方向，指向车身后方；Z轴沿竖直方向指向上方。

由于在进行动力总成悬置系统匹配时，会侧重考虑发动机在常规运行工况下悬置系统的隔振性能，因此，为了能够在现有悬置系统优化匹配方法的基础上，通过对车内接受体振动贡献较大的悬置点进行有针对性的调整的方式，提升悬置系统的隔振性能，此处的运行工况可选择为怠速工况或者油门开度达到最大的急加速工况。

在此，可以选取发动机从1000转/分加速至5000转/分的时间段进行采样测量，以通过有限的测量时间获得有效的振动加速度信号。

步骤S2：在发动机处于停机状态下，控制激振器在被测悬置点的车身侧安装点沿该选定坐标轴方向产生所获得的振源加速度信号，并同时获取车内接受体沿该选定坐标轴方向的振动加速度信号，作为第二加速度信号。

由于该步骤是在发动机处于停机状态下，控制激振器完全重现被测悬置点的车身侧安装点在步骤S1时产生的振动，因此，通过步骤S2可以得到车内接受体在该等效振动源单独作用时，沿该选定坐标轴方向的振动加速度信号。

步骤S3：将第二加速度信号与第一加速度信号相比较，获得被测悬置点对车内接受体在对应运行工况下产生的、沿该选定坐标轴方向的振动的贡献量。

在此，由于第一加速度信号反映车内接受体在所有等效振动源共同作用时产生振动的情况，而第二加速度信号是反映车内接受体在相同工况下、并在从其中选定的等效振动源(被测悬置点)单独作用时产生振动的情况，因此，将二者相比较，即可获得选定的等效振动源对车内接受体在对应运行工况下产生的、沿该选定坐标轴方向的振动的贡献量。

在计算贡献量时，例如可通过计算第二加速度信号和第一加速度信号在选定时刻的加速度值的比，获得被测悬置点在对应时刻对车内接受体振动的贡献量；例如还可通过计算第二加速度信号在选定时间段内的平均加速度值与第一加速度信号在对应时间段内的平均加速度值的比，获得被测悬置点在对应时间段对车内接受体振动的平均贡献量。

由于对驾驶员影响最大的车内接受体主要为方向盘和驾驶员座椅，因此，在研究车辆NVH性能时，方向盘和驾驶员座椅即为重要的研究对象，进而，上述车内接受体可为方向盘或者驾驶员座椅。在实际应用中，可利用本发明的测量悬置点的振动贡献量的方法，分别获得被测悬置点对方向盘在对应运行工况下产生的、沿该选定坐标轴方向的振动的贡献量，及被测悬置点对驾驶员座椅在对应运行工况下产生的、沿该选定坐标轴方向的振动的贡献量，而且对于方向盘的测量和对应驾驶员座椅的测量可并行进行，最后可综合考虑被测悬置点对不同车内接受体振动的贡献量，对选定悬置点进行有针对性的调整。

由于本发明的方法是在发动机处于停机状态下，利用激振器重现被测悬置点在所有悬置点均作用时向车身传递的振源加速度信号，因此，通过本发明的方法可以非常准确地获得被测悬置点对车内接受体在相应运行工况下产生的、沿选定坐标轴方向的振动的贡献量，这可以为有针对性地调整各悬置点提供可靠的数据支持，进而有利于进一步提高悬置系统的隔振性能及车辆NVH性能。另外，本发明的方法无需拆装被测悬置点，这可以有效提高测试效率。

在进行悬置系统的优化匹配时，通常需要兼具考虑悬置系统在车身坐标系X轴、Y轴和Z轴方向上的隔振性能，因此，在实际应用中，可按照上述步骤S1、S2和S3，分别获得被测悬置点对车内接受体在对应运行工况下产生的、沿该X轴、Y轴和Z轴方向的振动的贡献量，具体步骤可为：

步骤S1′：在发动机处于运行工况下，获取车内接受体沿车身坐标系X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的振动加速度信号，分别作为第一X轴加速度信号、第一Y轴加速度信号和第一Z轴加速度信号；并对应同时获取被测悬置点的车身侧安装点沿所述X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的振动加速度信号，分别作为振源X轴加速度信号、振源Y轴加速度信号和振源Z轴加速度信号。此处的“对应同时”以X轴方向为例应理解为是：获取车内接受体沿车身坐标系X轴方向的振动加速度信号，与获取被测悬置点的车身侧安装点沿X轴方向的振动加速度信号是同时进行。

步骤S2′：在发动机处于停机状态下，顺序控制激振器在被测悬置点的车身侧安装点沿X轴方向、Y轴方向和Z轴方向对应产生振源X轴加速度信号、振源Y轴加速度信号和振源Z轴加速度信号，并对应同时获取车内接受体沿所述X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的振动加速度信号，分别作为第二X轴加速度信号、第二Y轴加速度信号和第二Z轴加速度信号。此处的“顺序”应理解为是：分时控制激振器产生振源X轴加速度信号、振源Y轴加速度信号和振源Z轴加速度信号；此处的“对应同时”以X轴方向为例应理解为是：控制激振器在被测悬置点的车身侧安装点产生X轴加速度信号，与获取车内接受体沿X轴方向的振动加速度信号同时进行。

步骤S3′：将第二X轴加速度信号与第一X轴加速度信号相比较，获得被测悬置点对车内接受体在对应运行工况下产生的、沿X轴方向的振动的贡献量；将第二Y轴加速度信号与第一Y轴加速度信号相比较，获得被测悬置点对车内接受体在对应运行工况下产生的、沿Y轴方向的振动的贡献量；及将第二Z轴加速度信号与第一Z轴加速度信号相比较，获得被测悬置点对车内接受体在对应运行工况下产生的、沿Z轴方向的振动的贡献量。

为了保证所获得的不同轴向上的振动加速度信号严格对应相同的运行工况，上述步骤S1′中获取车内接受体沿车身坐标系X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的振动加速度信号可进一步限定为：在发动机处于运行工况下，同时获取车内接受体沿车身坐标系X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的振动加速度信号。这可通过在车内接受体上按照车身坐标系安装三向振动加速度传感器实现，即利用三向振动加速度传感器同时获取车内接受体沿车身坐标系X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的振动加速度信号。例如如果车内接受体为驾驶员座椅，可将三向振动加速度传感器安装在驾驶员座椅的滑轨处，如果车内接受体为方向盘，可将三向振动加速度传感器安装在方向盘上，或者安装在方向盘的转向管柱上。

同理，上述步骤S1′中对应同时获取被测悬置点的车身侧安装点沿所述X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的振动加速度信号可通过在车身侧安装点处按照车身坐标系安装三向振动加速度传感器实现，即利用三向振动加速度传感器对应同时获取被测悬置点的车身侧安装点沿所述X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的振动加速度信号。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种测量悬置点的振动贡献量的方法，其特征在于，包括：

在发动机处于运行工况下，获取车内接受体沿车身坐标系选定坐标轴方向的振动加速度信号，作为第一加速度信号，并同时获取被测悬置点的车身侧安装点沿所述选定坐标轴方向的振动加速度信号，作为振源加速度信号；

在发动机处于停机状态下，控制激振器在所述车身侧安装点沿所述选定坐标轴方向产生所述振源加速度信号，并同时获取所述车内接受体沿所述选定坐标轴方向的振动加速度信号，作为第二加速度信号；

将所述第二加速度信号与所述第一加速度信号相比较，获得所述被测悬置点对所述车内接受体在所述运行工况下产生的、沿所述选定坐标轴方向的振动的贡献量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运行工况为怠速工况或者油门开度达到最大的急加速工况。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车内接受体为驾驶员座椅或者方向盘。

4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述选定坐标轴包括车身坐标系的X轴、Y轴和Z轴；

所述在发动机处于运行工况下，获取车内接受体沿车身坐标系选定坐标轴方向的振动加速度信号，作为第一加速度信号，并同时获取被测悬置点的车身侧安装点沿所述选定坐标轴方向的振动加速度信号，作为振源加速度信号包括：

在发动机处于运行工况下，获取车内接受体沿车身坐标系X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的振动加速度信号，分别作为第一X轴加速度信号、第一Y轴加速度信号和第一Z轴加速度信号；并对应同时获取被测悬置点的车身侧安装点沿所述X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的振动加速度信号，分别作为振源X轴加速度信号、振源Y轴加速度信号和振源Z轴加速度信号；

所述在发动机处于停机状态下，控制激振器在所述车身侧安装点沿所述选定坐标轴方向产生所述振源加速度信号，并同时获取所述车内接受体沿所述选定坐标轴方向的振动加速度信号，作为第二加速度信号包括：

在发动机处于停机状态下，顺序控制激振器在所述车身侧安装点沿所述X轴方向、Y轴方向和Z轴方向对应产生所述振源X轴加速度信号、振源Y轴加速度信号和振源Z轴加速度信号，并对应同时获取所述车内接受体沿所述X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的振动加速度信号，分别作为第二X轴加速度信号、第二Y轴加速度信号和第二Z轴加速度信号；

所述将所述第二加速度信号与所述第一加速度信号相比较，获得所述被测悬置点对所述车内接受体在所述运行工况下产生的、沿所述选定坐标轴方向的振动的贡献量包括：

将所述第二X轴加速度信号与所述第一X轴加速度信号相比较，获得所述被测悬置点对所述车内接受体在所述运行工况下产生的、沿所述X轴方向的振动的贡献量；将所述第二Y轴加速度信号与所述第一Y轴加速度信号相比较，获得所述被测悬置点对所述车内接受体在所述运行工况下产生的、沿所述Y轴方向的振动的贡献量；及将所述第二Z轴加速度信号与所述第一Z轴加速度信号相比较，获得所述被测悬置点对所述车内接受体在所述运行工况下产生的、沿所述Z轴方向的振动的贡献量。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在发动机处于运行工况下，获取车内接受体沿车身坐标系X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的振动加速度信号包括：

在发动机处于运行工况下，同时获取车内接受体沿车身坐标系X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的振动加速度信号。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述在发动机处于运行工况下，同时获取车内接受体沿车身坐标系X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的振动加速度信号包括：

在发动机处于运行工况下，利用三向振动加速度传感器同时获取车内接受体沿车身坐标系X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的振动加速度信号。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在发动机处于运行工况下，所述对应同时获取被测悬置点的车身侧安装点沿所述X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的振动加速度信号包括：

在发动机处于运行工况下，利用三向振动加速度传感器对应同时获取被测悬置点的车身侧安装点沿所述X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的振动加速度信号。