CN108519144A - 间歇性抖动评价方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种间歇性抖动评价方法及系统，所述方法包括：获取间歇性抖动的振动时域数据；对所述振动时域数据进行数据处理，以得到所述间歇性抖动的位移时域数据；对所述位移时域数据进行希尔伯特变换，以得到位移包络曲线；根据所述位移包络曲线获取所述间歇性抖动的客观评价数据；根据用户对所述间歇性抖动的主观评分，建立所述客观评价数据和所述主观评分的对应关系。本发明能够为间歇性抖动评价的客观评价提供了有效参考，能够避免单独的主观评价导致的主观性太高、评价不够客观等问题，从而实现更加客观、准确的间歇性抖动评估。

Description

间歇性抖动评价方法及系统

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种间歇性抖动评价方法及系统。

背景技术

随着经济和汽车工业的飞速发展和，人民的生活水平得到快速提高，汽车逐渐成为普通家庭的出行代步工具。起初汽车的动力性，安全性与低油耗等是客户购车时的首要参考标准，于是汽车企业把主要的开发精力与经费投入到这些方面的研发与改进之中。但随着近些年来客户对于主观感受的重视与关心，仅以动力性，安全性与油耗水平不足以吸引更多的潜在消费者。在这种背景下，汽车的NVH性能(Noise，Vibration，Harshness)逐渐被推上了崭新的舞台。NVH性能的优化成为汽车产品研发整个流程中的一个重要环节。

在车辆所有振动中，有一类被称之为“间歇性抖动”的低频振动，该抖动在时域内没有明显规律，振动幅度时大时小，出现的频率不确定，严重影响到了客户的感受。对于这种没有规律的振动，不同的人对其感受又不相同，因此主机厂对产品开发阶段如何对该振动形成统一的意见十分关键。

现有技术中，主要采用主观评分的方法对间歇性抖动进行评价，但仅采用主观评分的方法进行，主观性太高，造成间歇性抖动评价不够客观，评价准确度一般。

发明内容

为此，本发明的一个目的在于提出一种间歇性抖动评价方法，以解决主观性太高、间歇性抖动评价不够客观的问题。

根据本发明提供的间歇性抖动评价方法，包括：

获取间歇性抖动的振动时域数据；

对所述振动时域数据进行数据处理，以得到所述间歇性抖动的位移时域数据；

对所述位移时域数据进行希尔伯特变换，以得到位移包络曲线；

根据所述位移包络曲线获取所述间歇性抖动的客观评价数据；

根据用户对所述间歇性抖动的主观评分，建立所述客观评价数据和所述主观评分的对应关系。

根据本发明提供的间歇性抖动评价方法，首先通过采集整车关键点的振动时域数据，对振动时域数据处理后得到位移时域数据，然后通过希尔伯特变换得到位移包络，通过计算包络曲线能够判断间歇性抖动的激烈程度，为间歇性抖动评价的客观评价提供了有效参考，能够避免单独的主观评价导致的主观性太高、评价不够客观等问题，使后续在评价间歇性抖动时，能够采用客观评价数据进行评价，从而实现更加客观、准确的间歇性抖动评估。且本发明提供的方法是首次将希尔伯特变换理论与实践结合起来，并运用到汽车NVH领域，即对客观时域数据的位移信号应用希尔伯特变换进行相位调制的包络计算，通过包络幅值大小对应的时刻与主观感受相对应，使其得到的客观评价数据与主观评分相对应，排除其余无关边界条件干扰，能够形成主、客观相统一的结论，对推动项目高效有序发展具有重要意义。

另外，根据本发明上述的间歇性抖动评价方法，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述根据所述位移包络曲线获取间歇性抖动的客观评价数据的步骤包括：

对所述位移包络曲线中的位移包络数据进行均方差计算，以获得均方差值，将所述均方差值作为所述客观评价数据。

进一步地，所述对所述位移包络曲线中的位移包络数据进行均方差计算的步骤中采用以下公式：

其中，随机变量X为所述位移包络数据，D(X)为随即变量X的方差，σ(X)为随即变量X的均方差。

进一步地，所述获取间歇性抖动的振动时域数据的步骤包括：

通过监控发动机本体及汽车座椅导轨振动，确认间歇性抖动的抖动来源；

通过数采系统获取所述抖动来源的振动时域数据。

进一步地，所述对所述振动时域数据进行数据处理，以得到所述间歇性抖动的位移时域数据的步骤包括：

对所述振动时域数据进行重采样、滤波、积分处理，以得到所述间歇性抖动的位移时域数据。

进一步地，所述对所述振动时域数据进行数据处理，以得到所述间歇性抖动的位移时域数据的步骤包括：

对所述振动时域数据进行数据处理，以得到5-100Hz内的位移时域数据。

本发明的另一个目的在于提出一种间歇性抖动评价系统，以解决主观性太高、间歇性抖动评价不够客观的问题。

根据本发明提供的间歇性抖动评价系统，包括：

第一获取模块，用于获取间歇性抖动的振动时域数据；

处理模块，用于对所述振动时域数据进行数据处理，以得到所述间歇性抖动的位移时域数据；

变换模块，用于对所述位移时域数据进行希尔伯特变换，以得到位移包络曲线；

第二获取模块，用于根据所述位移包络曲线获取所述间歇性抖动的客观评价数据；

建立模块，用于根据用户对所述间歇性抖动的主观评分，建立所述客观评价数据和所述主观评分的对应关系。

根据本发明提供的间歇性抖动评价系统，通过采集整车关键点的振动时域数据，对振动时域数据处理后得到位移时域数据，通过希尔伯特变换得到位移包络，通过计算包络曲线能够判断间歇性抖动的激烈程度，为间歇性抖动评价的客观评价提供了有效参考，能够避免单独的主观评价导致的主观性太高、评价不够客观等问题，使后续在评价间歇性抖动时，能够采用客观评价数据进行评价，从而实现更加客观、准确的间歇性抖动评估。且本发明提供的系统是首次将希尔伯特变换理论与实践结合起来，并运用到汽车NVH领域，即对客观时域数据的位移信号应用希尔伯特变换进行相位调制的包络计算，通过包络幅值大小对应的时刻与主观感受相对应，使其得到的客观评价数据与主观评分相对应，排除其余无关边界条件干扰，能够形成主、客观相统一的结论，对推动项目高效有序发展具有重要意义。

另外，根据本发明上述的间歇性抖动评价系统，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述第二获取模块具体用于：

对所述位移包络曲线中的位移包络数据进行均方差计算，以获得均方差值，将所述均方差值作为所述客观评价数据。

进一步地，所述第二获取模块具体用于采用采用以下公式计算均方差：

其中，随机变量X为所述位移包络数据，D(X)为随即变量X的方差，σ(X)为随即变量X的均方差。

进一步地，所述第一获取模块包括：

确认单元，用于通过监控发动机本体及汽车座椅导轨振动，确认间歇性抖动的抖动来源；

获取单元，用于通过数采系统获取所述抖动来源的振动时域数据。

进一步地，所述处理模块具体用于：

对所述振动时域数据进行重采样、滤波、积分处理，以得到所述间歇性抖动的位移时域数据。

进一步地，所述处理模块具体用于：

对所述振动时域数据进行数据处理，以得到5-100Hz内的位移时域数据。

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，或通过本发明的实施例了解到。

附图说明

本发明实施例的上述和/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是根据本发明第一实施例的间歇性抖动评价方法的流程图；

图2是基于间歇性抖动信号的位移曲线图谱；

图3是基于间歇性抖动信号的位移包络曲线图谱。

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，本发明第一实施例提出的间歇性抖动评价方法，包括以下步骤：

S101，获取间歇性抖动的振动时域数据；

其中，本实施例以某汽油前置后驱SUV车型的怠速间歇性抖动为例进行说明，具体的，可以通过监控发动机本体及汽车座椅导轨振动，确认间歇性抖动的抖动来源；然后通过数采系统获取所述抖动来源的振动时域数据。本实施例中，确认到间歇性抖动的抖动来源为发发动机燃烧不稳定产生的间歇性扭矩波动。需要指出的是，本实施例提供的方法主要适用于发动机稳态工作时，整车间歇性抖动水平的评估。

S102，对所述振动时域数据进行数据处理，以得到所述间歇性抖动的位移时域数据；

其中，可以采用噪声振动分析软件LMS对所述振动时域数据进行重采样、滤波、积分处理，以得到所述间歇性抖动的位移时域数据。具体实施时，由于某些频率的数据对NVH的影响不大，因此，可以只获取得到5-100Hz内的位移时域数据，具体可参阅图2。

S103，对所述位移时域数据进行希尔伯特变换，以得到位移包络曲线；

其中，希尔伯特变换是信号处理的重要手段，一个连续时间信号x(t)的希尔伯特变换等于该信号通过具有冲激响应h(t)＝1/πt的线性系统以后的输出响应x(t)。信号经过希尔伯特变换后，在频域各频率分量的幅值保持不变，但相位将出现90度的相移。即对正频率滞后π/2，对负频率导前π/2。本实施例中，将希尔伯特变换用在NVH领域，即对客观时域数据的位移信号应用希尔伯特变换进行相位调制的包络计算，通过包络幅值大小对应的时刻与主观感受抖动相对应，得到位移包络曲线可参阅图3。

S104，根据所述位移包络曲线获取所述间歇性抖动的客观评价数据；

其中，对所述位移包络曲线中的位移包络数据进行均方差计算，以获得均方差值，将所述均方差值作为所述客观评价数据，具体的，可以将位移包络曲线的数据复制到Excel表格中，在Excel中进行均方差计算得到均方差值。具体可以采用以下公式对所述位移包络曲线中的位移包络数据进行均方差计算：

其中，随机变量X为所述位移包络数据，D(X)为随即变量X的方差，σ(X)为随即变量X的均方差。

计算得到的均方差值可见表1：

表1怠速间歇性抖动客观评价数据(均方差值)

S105，根据用户对所述间歇性抖动的主观评分，建立所述客观评价数据和所述主观评分的对应关系。

其中，首先基于不同客户需求，提出了NVH主观评分表格，见表2。

表2 NVH主观评分表格

该表格经过多次驾评试验验证，确定能满足所有乘用车和大部分商用车要求。通过表格评分可提前预知不同客户对车辆存在的某NVH问题的态度，以此来判断该问题是否需要整改。

具体在本实施例中，通过NVH主观评分表格获得的主观评分结果如表3所示：

表3怠速间歇性抖动主观评分结果

根据上表，主观评分结果表明，原始状态(Baseline)主观评分为5分，一般客户可感受到不满意，认为该问题是需要解决的问题。

更改发动机标定(change eng cal，即经过整改后的状态)后评分为6.5分，要求较为严格的客户认为比较满意，可以接受。

再得到上述的主观评分后，建立所述客观评价数据和所述主观评分的对应关系，结果见表4：

表4主客观评价对比表

其中，原始状态(Baseline)主观评分为5分，客观评价数据的均方差为0.003076，一般客户可感受到不满意，认为该问题是需要解决的问题，建立主观评分5分与客观评价数据0.003076的对应关系。

更改发动机标定(change eng cal，即经过整改后的状态)后评分为6.5分，客观数据均方差为0.001596，要求较为严格的客户认为比较满意，可以接受。建立主观评分6.5分与客观评价数据0.001596的对应关系。

本步骤即为将均方差的大小与主观感受抖动大小相对应，以达到客观评价数据与主观评分一致。

根据本实施例提供的间歇性抖动评价方法，首先通过采集整车关键点的振动时域数据，对振动时域数据处理后得到位移时域数据，然后通过希尔伯特变换得到位移包络，通过计算包络曲线能够判断间歇性抖动的激烈程度，为间歇性抖动评价的客观评价提供了有效参考，能够避免单独的主观评价导致的主观性太高、评价不够客观等问题，使后续在评价间歇性抖动时，能够采用客观评价数据进行评价，从而实现更加客观、准确的间歇性抖动评估。且本发明提供的方法是首次将希尔伯特变换理论与实践结合起来，并运用到汽车NVH领域，即对客观时域数据的位移信号应用希尔伯特变换进行相位调制的包络计算，通过包络幅值大小对应的时刻与主观感受相对应，使其得到的客观评价数据与主观评分相对应，排除其余无关边界条件干扰，能够形成主、客观相统一的结论，对推动项目高效有序发展具有重要意义。

基于同一发明构思，本发明的第二实施例提供一种间歇性抖动评价系统，包括：

第一获取模块，用于获取间歇性抖动的振动时域数据；

处理模块，用于对所述振动时域数据进行数据处理，以得到所述间歇性抖动的位移时域数据；

变换模块，用于对所述位移时域数据进行希尔伯特变换，以得到位移包络曲线；

第二获取模块，用于根据所述位移包络曲线获取所述间歇性抖动的客观评价数据；

建立模块，用于根据用户对所述间歇性抖动的主观评分，建立所述客观评价数据和所述主观评分的对应关系。

根据本发明提供的间歇性抖动评价系统，通过采集整车关键点的振动时域数据，对振动时域数据处理后得到位移时域数据，通过希尔伯特变换得到位移包络，通过计算包络曲线能够判断间歇性抖动的激烈程度，为间歇性抖动评价的客观评价提供了有效参考，能够避免单独的主观评价导致的主观性太高、评价不够客观等问题，使后续在评价间歇性抖动时，能够采用客观评价数据进行评价，从而实现更加客观、准确的间歇性抖动评估。且本发明提供的系统是首次将希尔伯特变换理论与实践结合起来，并运用到汽车NVH领域，即对客观时域数据的位移信号应用希尔伯特变换进行相位调制的包络计算，通过包络幅值大小对应的时刻与主观感受相对应，使其得到的客观评价数据与主观评分相对应，排除其余无关边界条件干扰，能够形成主、客观相统一的结论，对推动项目高效有序发展具有重要意义。

本实施例中，所述第二获取模块具体用于：

对所述位移包络曲线中的位移包络数据进行均方差计算，以获得均方差值，将所述均方差值作为所述客观评价数据。

进一步地，所述第二获取模块具体用于采用采用以下公式计算均方差：

其中，随机变量X为所述位移包络数据，D(X)为随即变量X的方差，σ(X)为随即变量X的均方差。

本实施例中，所述第一获取模块包括：

确认单元，用于通过监控发动机本体及汽车座椅导轨振动，确认间歇性抖动的抖动来源；

获取单元，用于通过数采系统获取所述抖动来源的振动时域数据。

本实施例中，所述处理模块具体用于：

对所述振动时域数据进行重采样、滤波、积分处理，以得到所述间歇性抖动的位移时域数据。

本实施例中，所述处理模块具体用于：

对所述振动时域数据进行数据处理，以得到5-100Hz内的位移时域数据。

根据本发明提供的间歇性抖动评价系统，通过采集整车关键点的振动时域数据，对振动时域数据处理后得到位移时域数据，通过希尔伯特变换得到位移包络，通过计算包络曲线能够判断间歇性抖动的激烈程度，为间歇性抖动评价的客观评价提供了有效参考，能够避免单独的主观评价导致的主观性太高、评价不够客观等问题，使后续在评价间歇性抖动时，能够采用客观评价数据进行评价，从而实现更加客观、准确的间歇性抖动评估。且本发明提供的系统是首次将希尔伯特变换理论与实践结合起来，并运用到汽车NVH领域，即对客观时域数据的位移信号应用希尔伯特变换进行相位调制的包络计算，通过包络幅值大小对应的时刻与主观感受相对应，使其得到的客观评价数据与主观评分相对应，排除其余无关边界条件干扰，能够形成主、客观相统一的结论，对推动项目高效有序发展具有重要意义。

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 (10)

1.一种间歇性抖动评价方法，其特征在于，包括：

获取间歇性抖动的振动时域数据；

对所述振动时域数据进行数据处理，以得到所述间歇性抖动的位移时域数据；

对所述位移时域数据进行希尔伯特变换，以得到位移包络曲线；

根据所述位移包络曲线获取所述间歇性抖动的客观评价数据；

根据用户对所述间歇性抖动的主观评分，建立所述客观评价数据和所述主观评分的对应关系。

2.根据权利要求1所述的间歇性抖动评价方法，其特征在于，所述根据所述位移包络曲线获取间歇性抖动的客观评价数据的步骤包括：

对所述位移包络曲线中的位移包络数据进行均方差计算，以获得均方差值，将所述均方差值作为所述客观评价数据。

3.根据权利要求2所述的间歇性抖动评价方法，其特征在于，所述对所述位移包络曲线中的位移包络数据进行均方差计算的步骤中采用以下公式：

其中，随机变量X为所述位移包络数据，D(X)为随即变量X的方差，σ(X)为随即变量X的均方差。

4.根据权利要求1所述的间歇性抖动评价方法，其特征在于，所述获取间歇性抖动的振动时域数据的步骤包括：

通过监控发动机本体及汽车座椅导轨振动，确认间歇性抖动的抖动来源；

通过数采系统获取所述抖动来源的振动时域数据。

5.根据权利要求1所述的间歇性抖动评价方法，其特征在于，所述对所述振动时域数据进行数据处理，以得到所述间歇性抖动的位移时域数据的步骤包括：

对所述振动时域数据进行重采样、滤波、积分处理，以得到所述间歇性抖动的位移时域数据。

6.根据权利要求1所述的间歇性抖动评价方法，其特征在于，所述对所述振动时域数据进行数据处理，以得到所述间歇性抖动的位移时域数据的步骤包括：

对所述振动时域数据进行数据处理，以得到5-100Hz内的位移时域数据。

7.一种间歇性抖动评价系统，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取间歇性抖动的振动时域数据；

处理模块，用于对所述振动时域数据进行数据处理，以得到所述间歇性抖动的位移时域数据；

变换模块，用于对所述位移时域数据进行希尔伯特变换，以得到位移包络曲线；

第二获取模块，用于根据所述位移包络曲线获取所述间歇性抖动的客观评价数据；

建立模块，用于根据用户对所述间歇性抖动的主观评分，建立所述客观评价数据和所述主观评分的对应关系。

8.根据权利要求7所述的间歇性抖动评价系统，其特征在于，所述第二获取模块具体用于：

对所述位移包络曲线中的位移包络数据进行均方差计算，以获得均方差值，将所述均方差值作为所述客观评价数据。

9.根据权利要求8所述的间歇性抖动评价系统，其特征在于，所述第二获取模块具体用于采用采用以下公式计算均方差：

其中，随机变量X为所述位移包络数据，D(X)为随即变量X的方差，σ(X)为随即变量X的均方差。

10.根据权利要求7所述的间歇性抖动评价系统，其特征在于，所述第一获取模块包括：

确认单元，用于通过监控发动机本体及汽车座椅导轨振动，确认间歇性抖动的抖动来源；

获取单元，用于通过数采系统获取所述抖动来源的振动时域数据。