CN106595849B - 汽车急加速时整车抖动的测试方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车急加速时整车抖动的测试方法及装置，该方法包括：利用三向振动传感器测量汽车急加速时座椅导轨的振动加速度时域数据，根据该振动加速度时域数据获取振动速度时域数据；每隔一固定传动轴转速截取振动速度时域数据并进行傅里叶频谱变换，以获得关于传动轴转速的坎贝尔频谱图，从坎贝尔频谱图中提取二阶分量，将二阶分量的峰值作为客观指标；针对抖动各异的多台汽车分别获取每台汽车的主观评分及客观指标，通过散点图确定每台汽车的客观指标与主观评分的对应关系；最后并根据与合格评分对应的客观指标确定抖动目标值。本发明规范了抖动客观数据处理过程，避免了主观评价的随机性。

Description

汽车急加速时整车抖动的测试方法及装置

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种汽车急加速时整车抖动的测试方法及装置。

背景技术

NVH(Noise、Vibration、Harshness)性能指标作为汽车整体性能指标之一，越来越受到消费者的重视。汽车NVH性能指标常采用主观评价和客观数据两种手段进行评价。主观感受简单易操作，但常随主观因素随机变化，会受驾评员驾驶水平、心理期望、疲劳程度差异性影响，评在调教过程常因主观因素难以确定NVH特性的实际优化效果。客观数据需要进行特定处理才能与NVH主观感受对应，但客观数据稳定易于量化，可以形成文档规范指导产品研发。

对于前置后驱车和前置四驱车，在低档全油门急加速工况时，在车身地板上易出现明显的整车抖动情况，对于这种抖动，目前只有采用主观感受去评价抖动情况，还没有一个准确的客观评价指标，为了便于低频抖动问题的调教，亟需寻找一个能够量化整车抖动严重程度的客观衡量指标，确定整车抖动的客观目标值。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种汽车急加速时整车抖动的测试方法，为汽车急加速工况下整车抖动提供客观评价指标。

根据本发明实施例的汽车急加速时整车抖动的测试方法，包括：

在选定的测试档位和转速区间内，利用三向振动传感器测量汽车急加速时座椅导轨的振动加速度时域数据，并对所述振动加速度时域数据进行数据处理，以获得振动速度时域数据；

每隔一固定传动轴转速截取所述振动速度时域数据并进行傅里叶频谱变换，以获得关于所述传动轴转速的坎贝尔频谱图，从所述坎贝尔频谱图中提取二阶分量，将所述二阶分量的峰值作为客观指标；

针对抖动各异的多台汽车分别获取每台汽车的主观评分及所述客观指标，通过散点图确定每台汽车的所述客观指标与所述主观评分的对应关系；

在所述散点图中查找与所述主观评分中合格评分对应的客观指标，并根据与所述合格评分对应的客观指标确定抖动目标值。

根据本发明实施例的汽车急加速时整车抖动的测试方法，为急加速时整车抖动提供一种客观衡量指标，规范了抖动客观数据处理过程，有效避免主观评价的随机性，便于抖动严重程度的准确衡量，且抖动目标值的确定，为急加速整车抖动的改善提供了一个明确目标，能够用于指导产品开发，从而有效避免抖动的出现。

另外，根据本发明上述实施例的汽车急加速时整车抖动的测试方法，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述根据与所述合格评分对应的客观指标确定抖动目标值的步骤包括：

将与所述合格评分对应的客观指标减去预留裕度以获得所述抖动目标值，所述预留裕度为同一状态下多次测量所述客观衡量指标的标准差。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述对所述振动加速度时域数据进行数据处理，以获得振动速度时域数据的步骤包括：

对所述振动加速度时域数据进行一次积分再矢量合成，以获得振动速度时域数据。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述每隔一固定传动轴转速截取所述振动速度时域数据并进行傅里叶频谱变换，以获得关于所述传动轴转速的坎贝尔频谱图的步骤包括：

每隔一固定传动轴转速截取所述振动速度时域数据；

对截取到的所述振动速度时域数据进行加窗处理，加窗处理中窗函数选用汉宁窗；

对加窗处理后的所述振动速度时域数据进行傅里叶频谱变换，并在预设的频率分辨率和相邻频谱变换的转速间隔下，获得关于所述传动轴转速的坎贝尔频谱图。

进一步地，在本发明的一个实施例中，从所述坎贝尔频谱图中提取二阶分量的步骤中，阶次宽度选择为1.2阶次。

本发明的另一个目的在于提出一种汽车急加速时整车抖动的测试装置。

根据本发明实施例的汽车急加速时整车抖动的测试装置，包括：

振动速度获取模块，用于在选定的测试档位和转速区间内，利用三向振动传感器测量汽车急加速时座椅导轨的振动加速度时域数据，并对所述振动加速度时域数据进行数据处理，以获得振动速度时域数据；

客观指标获取模块，用于每隔一固定传动轴转速截取所述振动速度时域数据并进行傅里叶频谱变换，以获得关于所述传动轴转速的坎贝尔频谱图，从所述坎贝尔频谱图中提取二阶分量，将所述二阶分量的峰值作为客观指标；

对应关系建立模块，用于针对抖动各异的多台汽车分别获取每台汽车的主观评分及所述客观指标，通过散点图确定每台汽车的所述客观指标与所述主观评分的对应关系；

抖动目标值确定模块，用于在所述散点图中查找与所述主观评分中合格评分对应的客观指标，并根据与所述合格评分对应的客观指标确定抖动目标值。

另外，根据本发明上述实施例的汽车急加速时整车抖动的测试装置，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述抖动目标值获取模块还用于：

将与所述合格评分对应的客观指标减去预留裕度以获得所述抖动目标值，所述预留裕度为同一状态下多次测量所述客观衡量指标的标准差。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述振动速度获取模块还用于：

对所述振动加速度时域数据进行一次积分再矢量合成，以获得振动速度时域数据。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述客观指标获取模块还用于：

每隔一固定传动轴转速截取所述振动速度时域数据；

对截取到的所述振动速度时域数据进行加窗处理，加窗处理中窗函数选用汉宁窗；

对加窗处理后的所述振动速度时域数据进行傅里叶频谱变换，并在预设的频率分辨率和相邻频谱变换的转速间隔下，获得关于所述传动轴转速的坎贝尔频谱图。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述客观指标获取模块从所述坎贝尔频谱图中提取二阶分量时，阶次宽度选择为1.2阶次。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一实施例的汽车急加速时整车抖动的测试方法的流程图；

图2是根据本发明另一实施例的汽车急加速时整车抖动的测试方法的流程图；

图3是根据本发明另一实施例的汽车急加速时整车抖动的测试方法中坎贝尔频谱图；

图4是根据本发明另一实施例的汽车急加速时整车抖动的测试方法中分辨率对振动峰值的影响图；

图5是根据本发明另一实施例的汽车急加速时整车抖动的客观指标与主观评分的散点图；

图6是根据本发明另一实施例的汽车急加速时整车抖动的测试装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明一实施例提出的汽车急加速时整车抖动的测试方法，至少包括以下步骤：

S101，在选定的测试档位和转速区间内，利用三向振动传感器测量汽车急加速时座椅导轨的振动加速度时域数据，并对所述振动加速度时域数据进行数据处理，以获得振动速度时域数据；

其中，由于汽车的档位不只一个，且发动机的转速的分布区间也较广，对应的传动轴的转速的分布区间也较广，因此需要先确定一个档位和一个转速区间。由于急加速整车抖动的主观感受是脚底明显感受到来自于地板的抖动，考虑整车测试的实际操作性，选择测量座椅导轨的三向振动加速度。此外，相比于振动加速度，振动速度更能反映人体对低频的主观感受，因此需要将振动加速度时域数据进行数据处理，以获得振动速度时域数据，具体为三向合成振动速度时域数据。

S102，每隔一固定传动轴转速截取所述振动速度时域数据并进行傅里叶频谱变换，以获得关于所述传动轴转速的坎贝尔频谱图，从所述坎贝尔频谱图中提取二阶分量，将所述二阶分量的峰值作为客观指标；

其中，大量测试表明，主观感受抖动严重的转速区间振动值突出频率为传动轴二阶频率，故对急加速整车抖动的主要贡献是座椅导轨振动的传动轴二阶分量，因此，需要从坎贝尔(Campbell)频谱图中提取二阶分量，将所述二阶分量的峰值作为客观指标。

此外，由于人体只对5-30Hz振动比较敏感，客观指标中包含过多其它频率振动会导致客观指标和主观评分难以对应，因此，选择将所述二阶分量的峰值作为客观指标。

S103，针对抖动各异的多台汽车分别获取每台汽车的主观评分及所述客观指标，通过散点图确定每台汽车的所述客观指标与所述主观评分的对应关系；

其中，主观评分是采用通用的主观评价表预先做好的，预先对多台汽车(每台汽车的工况不同，因此抖动各异)中每台汽车分别进行主观评分，然后对每台汽车均执行步骤S101和步骤S102，以获得多个所述客观指标，通过散点图确定多个所述客观指标与多个所述主观评分的相关关系，进而建立主观评分与客观指标的线性函数关系。

S104，在所述散点图中查找与所述主观评分中合格评分对应的客观指标，并根据与所述合格评分对应的客观指标确定抖动目标值。

其中，合格评分是主观评价表中客户认可的评分，即用户可以接受的评分，是一个参考指标。

根据本发明实施例的汽车急加速时整车抖动的测试方法，为急加速时整车抖动提供一种客观衡量指标，规范了抖动客观数据处理过程，有效避免主观评价的随机性，便于抖动严重程度的准确衡量，且抖动目标值的确定，为急加速整车抖动的改善提供了一个明确目标，能够用于指导产品开发，从而有效避免抖动的出现。

请参阅图2，本发明另一实施例提出的汽车急加速时整车抖动的测试方法，至少包括以下步骤：

S201，在选定的测试档位和转速区间内，利用三向振动传感器测量汽车急加速时座椅导轨的振动加速度时域数据；

其中，由于汽车的档位不只一个，且发动机的转速的分布区间也较广，对应的传动轴的转速的分布区间也较广，因此需要先确定一个档位和一个转速区间。由于急加速整车抖动的主观感受是脚底明显感受到来自于地板的抖动，考虑整车测试的实际操作性，选择测量座椅导轨的三向振动加速度。本实施例以选择1档，转速区间为181-750rpm为例进行说明。

S202，对所述振动加速度时域数据进行一次积分再矢量合成，以获得振动速度时域数据；

相比于振动加速度，振动速度更能反映人体对低频的主观感受，因此需要将振动加速度时域数据进行数据处理，以获得振动速度时域数据，主要处理过程为对所述振动加速度时域数据均进行一次积分再矢量合成，以获得振动速度时域数据，具体为三向合成振动速度时域数据。

S203，每隔一固定传动轴转速截取所述振动速度时域数据；

S204，对截取到的所述振动速度时域数据进行加窗处理，加窗处理中窗函数选用汉宁窗；

S205，对加窗处理后的所述振动速度时域数据进行傅里叶频谱变换，并在预设的频率分辨率和相邻频谱变换的转速间隔下，获得关于所述传动轴转速的坎贝尔频谱图；

其中，关于所述传动轴转速的坎贝尔(Campbell)频谱图请参考图3，为避免数据采集和处理参数设置对数据的影响，需要统一规范抖动数据采集和处理参数，由于频率分辨率和相邻频谱变换的转速间隔对数据处理影响较大，例如对同一组时间数据采用不同的频率分辨率后处理得到的振动峰值有一定差别，如图4所示，分别采用0.5Hz、1Hz、1.5Hz、2Hz、4Hz频率分辨率对同一组数据进行处理，采用2Hz时曲线光滑且峰值明显。因此，可以预先设定好对两项参数的数值，本实施例中，抖动数据处理统一设置频率分辨率为2Hz，每个转速下截取数据的时间长度为频谱频率分辨率的倒数，相邻频谱变换的转速间隔取10rpm。此外，窗函数主要影响数据的截断泄露，选用汉宁窗(Hanning)可以尽量降低数据截断导致的频谱泄露，因此，本实施例中数据后处理窗函数选用汉宁窗。

S206，从所述坎贝尔频谱图中提取二阶分量，将所述二阶分量的峰值作为客观指标；

其中，大量测试表明，主观感受抖动严重的转速区间振动值突出频率为传动轴二阶频率，故对急加速整车抖动的主要贡献是座椅导轨振动的传动轴二阶分量，因此，需要从坎贝尔(Campbell)频谱图中提取二阶分量，将所述二阶分量的峰值作为客观指标。提取二阶分量时，阶次存在一定的宽度，宽度设置会直接影响二阶分量的数值，通过观察座椅导轨振动Campbell频谱图，可知当阶次宽度选用1.2阶次时可以覆盖二阶主要贡献量，因此，本实施例中阶次宽度选择为1.2阶次。

S207，针对抖动各异的多台汽车分别获取每台汽车的主观评分及所述客观指标，通过散点图确定每台汽车的所述客观指标与所述主观评分的对应关系；

其中，主观评分是采用通用的主观评价表预先做好的，具体如下：

本实施例中的主观评分采用10分制，分数越低，抖动越严重，其中主观评分中6分是可接受状态评分，即6分为合格分，主观评分小于6分，则振动无法被接受，判断为不合格，主观评分大于等于6分，则振动可以被接受，判断为合格。具体实施时，从多台车多个工况下搜寻抖动程度不同的多组状态，依次获取各状态抖动的客观指标和主观评分，绘制如图5所示的散点图。

S208，在所述散点图中查找与所述主观评分中合格评分对应的客观指标；

其中，本实施例中，需要在图5中找到与合格分6分对应的客观指标，此外，本实施例中客观指标和主观评分在合格分附近基本成线性的相关关系，还因此，还可据此建立主观评分与客观指标的线性函数关系，从而推算出合格分6分对应的客观指标。

S209，将与所述合格评分对应的客观指标减去预留裕度以获得所述抖动目标值，所述预留裕度为同一状态下多次测量所述客观衡量指标的标准差。

其中，如图5所示，客观评分6分对应客观指标4.8mm/s，5次测量抖动客观指标的标准差为0.3mm/s，则目标值可定为4.5mm/s。此外，为精确寻找主观评分与客观指标相关关系，需要在合格分附近进一步细化抖动评分，估实际评分采用0.25分一个小档次。

请参阅图6，基于同一发明构思，本发明另一实施例提出的汽车急加速时整车抖动的测试装置，包括：

振动速度获取模块，用于在选定的测试档位和转速区间内，利用三向振动传感器测量汽车急加速时座椅导轨的振动加速度时域数据，并对所述振动加速度时域数据进行数据处理，以获得振动速度时域数据；

客观指标获取模块，用于每隔一固定传动轴转速截取所述振动速度时域数据并进行傅里叶频谱变换，以获得关于所述传动轴转速的坎贝尔频谱图，从所述坎贝尔频谱图中提取二阶分量，将所述二阶分量的峰值作为客观指标；

对应关系建立模块，用于针对抖动各异的多台汽车分别获取每台汽车的主观评分及所述客观指标，通过散点图确定每台汽车的所述客观指标与所述主观评分的对应关系；

抖动目标值确定模块，用于在所述散点图中查找与所述主观评分中合格评分对应的客观指标，并根据与所述合格评分对应的客观指标确定抖动目标值。

本实施例中，所述抖动目标值获取模块还用于：

将与所述合格评分对应的客观指标减去预留裕度以获得所述抖动目标值，所述预留裕度为同一状态下多次测量所述客观衡量指标的标准差。

本实施例中，所述振动速度获取模块还用于：

对所述振动加速度时域数据进行一次积分再矢量合成，以获得振动速度时域数据。

本实施例中，所述客观指标获取模块还用于：

每隔一固定传动轴转速截取所述振动速度时域数据；

对截取到的所述振动速度时域数据进行加窗处理，加窗处理中窗函数选用汉宁窗；

对加窗处理后的所述振动速度时域数据进行傅里叶频谱变换，并在预设的频率分辨率和相邻频谱变换的转速间隔下，获得关于所述传动轴转速的坎贝尔频谱图。

本实施例中，所述客观指标获取模块从所述坎贝尔频谱图中提取二阶分量时，阶次宽度选择为1.2阶次。

本发明实施例提出的汽车急加速时整车抖动的测试装置的技术特征和技术效果与本发明实施例提出的方法相同，在此不予赘述。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。

计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种汽车急加速时整车抖动的测试方法，其特征在于，包括：

在选定的测试档位和转速区间内，利用三向振动传感器测量汽车急加速时座椅导轨的振动加速度时域数据，并对所述振动加速度时域数据进行一次积分再矢量合成，以获得振动速度时域数据；

每隔一固定传动轴转速截取所述振动速度时域数据；

对截取到的所述振动速度时域数据进行加窗处理，加窗处理中窗函数选用汉宁窗；

对加窗处理后的所述振动速度时域数据进行傅里叶频谱变换，并在预设的频率分辨率和相邻频谱变换的转速间隔下，获得关于传动轴转速的坎贝尔频谱图，从所述坎贝尔频谱图中提取二阶分量，将所述二阶分量的峰值作为客观指标；

针对抖动各异的多台汽车分别获取每台汽车的主观评分及所述客观指标，通过散点图确定每台汽车的所述客观指标与所述主观评分的对应关系；

在所述散点图中查找与所述主观评分中合格评分对应的客观指标，并根据与所述合格评分对应的客观指标确定抖动目标值。

2.根据权利要求1所述的汽车急加速时整车抖动的测试方法，其特征在于，所述根据与所述合格评分对应的客观指标确定抖动目标值的步骤包括：

将与所述合格评分对应的客观指标减去预留裕度以获得所述抖动目标值，所述预留裕度为同一状态下多次测量所述客观衡量指标的标准差。

3.根据权利要求1所述的汽车急加速时整车抖动的测试方法，其特征在于：从所述坎贝尔频谱图中提取二阶分量的步骤中，阶次宽度选择为1.2阶次。

4.一种汽车急加速时整车抖动的测试装置，其特征在于，包括：

振动速度获取模块，用于在选定的测试档位和转速区间内，利用三向振动传感器测量汽车急加速时座椅导轨的振动加速度时域数据，并对所述振动加速度时域数据进行数据处理，以获得振动速度时域数据；

客观指标获取模块，用于每隔一固定传动轴转速截取所述振动速度时域数据并进行傅里叶频谱变换，以获得关于所述传动轴转速的坎贝尔频谱图，从所述坎贝尔频谱图中提取二阶分量，将所述二阶分量的峰值作为客观指标；

对应关系建立模块，用于针对抖动各异的多台汽车分别获取每台汽车的主观评分及所述客观指标，通过散点图确定每台汽车的所述客观指标与所述主观评分的对应关系；

抖动目标值确定模块，用于在所述散点图中查找与所述主观评分中合格评分对应的客观指标，并根据与所述合格评分对应的客观指标确定抖动目标值。

5.根据权利要求4所述的汽车急加速时整车抖动的测试装置，其特征在于，所述抖动目标值获取模块还用于：

将与所述合格评分对应的客观指标减去预留裕度以获得所述抖动目标值，所述预留裕度为同一状态下多次测量所述客观衡量指标的标准差。

6.根据权利要求4或5所述的汽车急加速时整车抖动的测试装置，其特征在于，所述振动速度获取模块还用于：

对所述振动加速度时域数据进行一次积分再矢量合成，以获得振动速度时域数据。

7.根据权利要求6所述的汽车急加速时整车抖动的测试装置，其特征在于，所述客观指标获取模块还用于：

每隔一固定传动轴转速截取所述振动速度时域数据；

对截取到的所述振动速度时域数据进行加窗处理，加窗处理中窗函数选用汉宁窗；

对加窗处理后的所述振动速度时域数据进行傅里叶频谱变换，并在预设的频率分辨率和相邻频谱变换的转速间隔下，获得关于所述传动轴转速的坎贝尔频谱图。

8.根据权利要求4所述的汽车急加速时整车抖动的测试装置，其特征在于，所述客观指标获取模块从所述坎贝尔频谱图中提取二阶分量时，阶次宽度选择为1.2阶次。