CN106996828A - 预测加速工况车内噪音贡献量大小的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预测加速工况车内噪音贡献量大小的方法，该方法包括如下步骤：测量产生车内噪声的振动源及其传递路径从而得到噪声拟合模型；通过修改噪声拟合模型中的激励源或传递函数来预测相应的噪声激励源或传递函数对车内噪声的贡献量大小。本发明利用测量的加速激励源及其噪声传递函数建立车内噪声模型并对相关激励源、路径传函及与噪声频带进行相关性分析来确定与车内噪音的强相关振动源及其路径传函，从而进行排查，方法简单快速，运算量显著减少，提高了处理效率。

Description

预测加速工况车内噪音贡献量大小的方法

技术领域

本发明涉及一种汽车工程技术领域的检测系统，尤其涉及一种预测加速工况车内噪音贡献量大小的方法。

背景技术

早期的汽车发动机功率很低，而且只是在城市道路上低速行驶，噪声与振动的问题并不突出，而现在，由于高速公路普及、发动机功率的提高和车速的增加，噪声、振动和声振粗糙度(Noise,Vibration and Harshness,NVH)的问题日益凸显。

因此，NVH的好坏也逐步成为人们购买汽车的一个重要因素。据有关统计，在所有顾客不满意的问题中，约有1/3与NVH有关，约1/5的售后服务与NVH有关。其中加速工况车内噪音大(如共鸣音)是较为严重的一类NVH问题。轻微的共鸣音会使人感觉耳鸣、头晕，严重时使驾乘者感到恶心、胸闷，极大影响了汽车的舒适性和行车的安全性。

加速噪音大的产生是由噪声源大、传递路径中的辐射噪声传递函数或结构噪声传递函数较差导致的。现有对加速工况车内噪音的整改主要依靠NVH工程师的经验，对影响加速噪声的主要零部件进行逐个的排除性试验，例如通过排气屏蔽和原状态的车内噪声对比测试，以分析排气辐射噪声源对加速车内噪声的贡献。

车内噪声和振动现象往往是由多个激励经由不同的传递路径抵达目标位置后叠加而成的。为了避免在汽车开发完成后才发现振动、噪声等问题并进行修补，通常在汽车开发的过程中，采用传递路径分析方法对车内的噪声进行分析。通过传递路径分析方法，可以获取每个传递路径对整个车内噪声的贡献量。

然而，在使用现有的传递路径分析方法时，用户需要依次对每一条传递路径进行分析，需要将每个路径上的噪声贡献在各频率下的幅值进行对比来识别其贡献大小，这是一个非常繁琐的过程，效率低下且容易出错。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种通过修改噪声模型中的激励源或传递函数来预测加速工况车内噪音贡献量大小的方法。

本发明提供了一种预测加速工况车内噪音贡献量大小的方法，其中，包括如下步骤：

测量产生车内噪声的振动源及其传递路径从而得到噪声拟合模型；

通过修改噪声拟合模型中的激励源或传递函数来预测相应的噪声激励源或传递函数对车内噪声的贡献量大小。

如上所述的预测加速工况车内噪音贡献量大小的方法，其中，优选的是，测量产生车内噪声的振动源及其传递路径从而得到噪声拟合模型进一步包括：

在问题工况下对关键传递路径的激励源及其传递函数进行测试；

对测试完成的主要激励源及相应的噪声传递函数进行拟合建模，得到各个激励源的路径传递函数。

如上所述的预测加速工况车内噪音贡献量大小的方法，其中，优选的是，噪声拟合模型为：

式中，P_{拟合车内响应}表示计算机建模拟合而成的车内噪声响应，P_激励源i表示第i个辐射路径产生的辐射声压测试值，P_{单位体积声源响应i}表示辐射传函测试时第i个路径的体积声源在车内产生的响应声压测试值，P_{单位体积声源激励i}表示辐射传函测试时第i个路径的体积声源发声时的声压测试值，a_激励源i表示第i个结构路径产生的结构振动加速度测试值，a_{结构隔振率被i}表示结构隔振率测试时第i个路径的被动端加速度测试值，a_{结构隔振率主i}表示结构隔振率测试时第i个路径的主动端加速度测试值，F_{结构阻抗单位激励力i}表示结构阻抗测试时第i个路径的结构阻抗测试单位激励力值，a_{结构阻抗被i}表示结构阻抗测试时第i个路径的结构阻抗测试时的响应加速度，P_{结构声传函单位力响应i}表示结构声传函测试时第i个路径的单位激励力产生的车内响应声压测试值，F_{结构声传函单位激励力i}表示结构声传函测试时第i个路径的单位激励力值。

如上所述的预测加速工况车内噪音贡献量大小的方法，其中，优选的是，问题工况通过如下过程来确定：

驾驶室内目标点处人员主观评价出现车内加速噪音大于规定值的问题工况；

对问题工况下车内噪声进行测试，确认问题工况下车内噪声是否出现峰值或异常频谱，若出现则说明测试数据与主观评价结果吻合，主观评价的问题工况正确。

如上所述的预测加速工况车内噪音贡献量大小的方法，其中，优选的是，测量产生车内噪声的振动源及其传递路径从而得到噪声拟合模型进一步包括：对噪声拟合模型进行频谱分析，根据与峰值所在的噪声频带的相关程度来确定相关程度排在预定位次的激励源以及路径传递函数。

如上所述的预测加速工况车内噪音贡献量大小的方法，其中，优选的是，通过修改噪声拟合模型中的激励源或传递函数来预测相应的噪声激励源或传递函数对车内噪声的贡献量大小进一步包括：通过修改噪声拟合模型中相关程度排在预定位次的激励源或传递函数来预测相应的噪声激励源或传递函数对车内噪声的贡献量大小。

如上所述的预测加速工况车内噪音贡献量大小的方法，其中，优选的是，通过修改噪声拟合模型中的激励源或传递函数来预测相应的噪声激励源或传递函数对车内噪声的贡献量大小进一步包括：

步骤S21，在模型中改变与车内噪声强相关的激励源和/或路径至对标车水平；

步骤S22，判断车内噪声峰值是否减小，如果有减小则进行到步骤S23，如果没有减小则返回步骤S21；

步骤S23，预测分析出影响车内噪声的主要激励源和/或路径传递函数的贡献量大小。

本发明的预测加速工况车内噪音贡献量大小的方法利用测量的加速激励源及其的噪声传递函数建立车内噪声模型并对相关激励源、路径传函及与噪声频带进行相关性分析来确定与车内噪音的强相关振动源及其路径传函，从而进行排查，方法简单快速，运算量显著减少，提高了处理效率。

附图说明

图1是本发明一个实施例所述的预测加速工况车内噪音贡献量大小的方法的流程图；

图2示出图1中各个步骤的具体流程；

图3是某车加速工况驾驶员位置噪声响应的主要激励源及传递函数示意图；

图4是本发明一个实施例所述的某车型车内驾驶员位置的车内噪声拟合模型；

图5示出图4所示的噪声拟合模型的声压级拟合结果与测试数据结果的对比；

图6示出图4所示的噪声拟合模型的频谱拟合结果与测试数据结果的对比；

图7示出根据本发明一个实施例所述对需要关注的噪声频带进行分析以确定影响该频带的主要传递路径；

图8示出本发明一个实施例，更改轴头至车内的噪声传递函数至对标车水平导致车内噪音全转速段下降2-3dB；

图9示出更改悬置隔振率路径对声压级影响较小，作为与图8的例子的对比。

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。

如图1和图2所示，本发明一个实施例所述的预测加速工况车内噪音贡献量大小的方法包括如下步骤：

步骤S1，测量产生车内噪声的振动源及其传递路径从而得到噪声拟合模型。该步骤具体过程如下：

步骤S11，主观判断问题工况。首先，测试点处的人员主观评价确认出现车内加速噪音大的问题工况，即发动机在多少转速或档位或者处于哪个转速或档位范围出现大于规定值的噪音，

步骤S12，通过测试确认人为判断的问题工况。对问题工况下车内噪声进行测试，使用噪声测试设备进行测试，用麦克风采集车内问题工况的测点的噪声频谱，确认问题工况下车内噪声是否出现峰值或异常频谱，若出现则说明测试数据与主观评价结果吻合。

步骤S13，判断测试数据是否与主观评价结果吻合，如果吻合则流程进行到步骤S14，如果不吻合则返回步骤S11。

步骤S14，在确认的问题工况下对关键传递路径的激励源、噪声传递函数及结构传递函数进行测试。对问题工况下的关键激励源比如发动机、进排气、左右轴头、空调管路等以及相应的传递函数进行测试。

车内噪声总体上包括空气辐射声和结构声。图3是某车加速工况驾驶员位置噪声响应的主要激励源及传递函数示意图，在该图所示的实施例中，主要激励源包括：空气声源，如发动机辐射声源激励、进气口辐射声源激励、排气口辐射声源激励；结构声源，如右轴头结构声源激励、发动机本体结构、左轴头结构声源激励。各个噪声源传递到车内的噪声传递函数为：空气声源传递函数如发动机辐射声传函、进气口辐射声传函、排气口声传递函数，以及结构声源传递函数如右轴头结构声传函、发动机结构声传函、左轴头结构声传函。在这个例子中，主要激励源为空气声源3个并且结构声源3个。

步骤S15，对测试完成的主要激励源及相应的噪声传递函数进行拟合建模，得到各个激励源的路径传递函数。该方法的拟合建模依据示例如下：

P_{拟合辐射声响应}＝P_激励源×ATF_声传函

P_{拟合结构声响应}＝a_激励源×MT_隔振率×AM_阻抗×NTF_结构传函

其中：

由上式推导得出：

式中，P_{拟合车内响应}表示计算机建模拟合而成的车内噪声响应，P_激励源i表示第i个辐射路径产生的辐射声压测试值，P_{单位体积声源响应i}表示辐射传函测试时第i个路径的体积声源在车内产生的响应声压测试值，P_{单位体积声源激励i}表示辐射传函测试时第i个路径的体积声源发声时的声压测试值，a_激励源i表示第i个结构路径产生的结构振动加速度测试值，a_{结构隔振率被i}表示结构隔振率测试时第i个路径的被动端加速度测试值，a_{结构隔振率主i}表示结构隔振率测试时第i个路径的主动端加速度测试值，F_{结构阻抗单位激励力i}表示结构阻抗测试时第i个路径的结构阻抗测试单位激励力值，a_{结构阻抗被i}表示结构阻抗测试时第i个路径的结构阻抗测试时的响应加速度，P_{结构声传函单位力响应i}表示结构声传函测试时第i个路径的单位激励力产生的车内响应声压测试值，F_{结构声传函单位激励力i}表示结构声传函测试时第i个路径的单位激励力值。

其中，上式的各个参数均可通过测试获得，P_激励源i可用麦克风测试第i个辐射路径近场测点产生的辐射声压，P_{单位体积声源响应i}可用麦克风测试第i个路径的体积声源在车内产生的响应声压，P_{单位体积声源激励i}可用麦克风测试第i个路径的体积声源发声时的声压，a_激励源i可用振动传感器测试第i个结构路径产生的结构振动加速度，a_{结构隔振率被i}可用振动传感器测试第i个路径的被动端加速度，a_{结构隔振率主i}可用振动传感器测试第i个路径的主动端加速度，F_{结构阻抗单位激励力i}可用力锤测试第i个路径的单位激励力，a_{结构阻抗被i}可用振动传感器测试第i个路径的力激励响应加速度，P_{结构声传函单位力响应i}可用麦克风测试第i个路径的单位激励力产生的车内响应声压，

F_{结构声传函单位激励力i}可用力锤测试第i个路径的单位激励力。

步骤S16，判断上面得到的拟合模型的计算结果是否与测试数据结果吻合，如果吻合则流程进行到步骤S17，如果不吻合则流程返回步骤S14。图4示出一个依据该方法计算并建立的某车型车内驾驶员位置的车内噪声模型的例子。该实施例将发动机前后、发动机上下、发动机左右、进气、以及排气的激励源到车内的传递路径函数叠加起来得到辐射声拟合，将包括左悬置、右悬置、以及后悬置的本体结构噪声的传递路径函数和包括空调管、左车轮轴头、右车轮轴头的附加件结构噪声的传递路径函数叠加起来得到结构声拟合，最后将辐射声拟合与结构声拟合相加得到车内总噪声拟合，图5和图6示出拟合结果对比。

步骤S17，对噪声拟合模型进行频谱分析，根据与峰值所在的噪声频带的相关程度来确定相关的激励源以及路径传递函数，优选地，确定相关程度排在预定位次的激励源及其路径传递函数，比如相关程度排在前三位的三个激励源及其路径传递函数，这样就减少了后续估计与车内噪音相关的振动源及路径传递函数的贡献量大小的工作量，只需要估计强相关的三个振动源及路径传递函数的贡献量大小即可。如图7所示，对车内拟合总噪声频谱图上峰值所在的噪声频带进行分析，与车内拟合空气噪声频谱图、车内拟合发动机结构噪声频谱图、以及车内拟合附加件结构噪声频谱图分别对照，可以识别影响该频带的主要传递路径，可以确认212Hz左右共振带由附加件的结构噪声路径产生。

步骤S2，通过修改噪声拟合模型中的激励源或传递函数来预测相应的噪声激励源或传递函数对车内噪声的贡献量大小。该步骤具体过程如下：

步骤S21，在模型中改变与车内噪声强相关的激励源和/或路径至对标车水平。

步骤S22，判断车内噪声峰值是否减小，如果有减小则流程进行到步骤S23，如果没有减小则返回步骤S21。

步骤S23，预测分析出影响车内噪声的主要激励源和/或路径传递函数的贡献量大小。

对相关性较高的传递路径，可分别进行激励源及传递函数的虚拟修改及预测，如8图所示更改从轴头到车内的声传递函数(ATF)至对标车水平，预测车内噪音全转速段下降2-3dB，最大峰值下降5dB，可确认该路径的传递函数对车内噪声的贡献量大小为全转速的2-3dB。而图9示出更改悬置隔振率路径，则对声压级影响较小，贡献量为零。

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)

1.一种预测加速工况车内噪音贡献量大小的方法，其特征在于，包括如下步骤：

测量产生车内噪声的振动源及其传递路径从而得到噪声拟合模型；

通过修改噪声拟合模型中的激励源或传递函数来预测相应的噪声激励源或传递函数对车内噪声的贡献量大小。

2.根据权利要求1所述的预测加速工况车内噪音贡献量大小的方法，其特征在于，测量产生车内噪声的振动源及其传递路径从而得到噪声拟合模型进一步包括：

在问题工况下对关键传递路径的激励源及其传递函数进行测试；

对测试完成的主要激励源及相应的噪声传递函数进行拟合建模，得到各个激励源的路径传递函数。

3.根据权利要求2所述的预测加速工况车内噪音贡献量大小的方法，其特征在于，噪声拟合模型为：

式中，P_{拟合车内响应}表示计算机建模拟合而成的车内噪声响应，P_激励源i表示第i个辐射路径产生的辐射声压测试值，P_{单位体积声源响应i}表示辐射传函测试时第i个路径的体积声源在车内产生的响应声压测试值，P_{单位体积声源激励i}表示辐射传函测试时第i个路径的体积声源发声时的声压测试值，a_激励源i表示第i个结构路径产生的结构振动加速度测试值，a_{结构隔振率被i}表示结构隔振率测试时第i个路径的被动端加速度测试值，a_{结构隔振率主i}表示结构隔振率测试时第i个路径的主动端加速度测试值，F_{结构阻抗单位激励力i}表示结构阻抗测试时第i个路径的结构阻抗测试单位激励力值，a_{结构阻抗被i}表示结构阻抗测试时第i个路径的结构阻抗测试时的响应加速度，P_{结构声传函单位力响应i}表示结构声传函测试时第i个路径的单位激励力产生的车内响应声压测试值，F_{结构声传函单位激励力i}表示结构声传函测试时第i个路径的单位激励力值。

4.根据权利要求2所述的预测加速工况车内噪音贡献量大小的方法，其特征在于，问题工况通过如下过程来确定：

驾驶室内目标点处人员主观评价出现车内加速噪音大于规定值的问题工况；

对问题工况下车内噪声进行测试，确认问题工况下车内噪声是否出现峰值或异常频谱，若出现则说明测试数据与主观评价结果吻合，主观评价的问题工况正确。

5.根据权利要求1或2所述的预测加速工况车内噪音贡献量大小的方法，其特征在于，测量产生车内噪声的振动源及其传递路径从而得到噪声拟合模型进一步包括：对噪声拟合模型进行频谱分析，根据与峰值所在的噪声频带的相关程度来确定相关程度排在预定位次的激励源以及路径传递函数。

6.根据权利要求5所述的预测加速工况车内噪音贡献量大小的方法，其特征在于，通过修改噪声拟合模型中的激励源或传递函数来预测相应的噪声激励源或传递函数对车内噪声的贡献量大小进一步包括：通过修改噪声拟合模型中相关程度排在预定位次的激励源或传递函数来预测相应的噪声激励源或传递函数对车内噪声的贡献量大小。

7.根据权利要求1所述的预测加速工况车内噪音贡献量大小的方法，其特征在于，通过修改噪声拟合模型中的激励源或传递函数来预测相应的噪声激励源或传递函数对车内噪声的贡献量大小进一步包括：

步骤S21，在模型中改变与车内噪声强相关的激励源和/或路径至对标车水平；

步骤S22，判断车内噪声峰值是否减小，如果有减小则进行到步骤S23，如果没有减小则返回步骤S21；

步骤S23，预测分析出影响车内噪声的主要激励源和/或路径传递函数的贡献量大小。