CN109946091A - 一种规避车身低频噪声问题的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种规避车身低频噪声问题的方法，该方法包括：确定杂合车低频噪声的问题频率，确定问题频率处的模态振型和制定相应的工程化可实现方案。采用该方法能在项目前期杂合车阶段制定整改方案，成功规避项目后期可能出现的车身低频噪声问题，避免车身钣金模具重开费用，从而节约研发成本、提高开发效率。

Description

一种规避车身低频噪声问题的方法

技术领域

本发明属于汽车工程技术领域，具体涉及一种规避车身低频噪声问题的方法。

背景技术

当前汽车噪声已成为整车乘坐舒适性的重要影响因素，道路行驶NVH噪声越来越多的得到关注。车辆低速行驶时，路面激励车身产生一系列低频噪声问题（如敲鼓声、压耳感），严重影响乘员舒适性，不可接受。

在汽车开发过程中，一款全新车型需历经杂合车、工装车等阶段，杂合车主要用于整车动力系统噪声振动匹配，较少进行车身结构与噪声问题的匹配开发。这种开发策略导致车型开发后期的工装车可能会出现各种各样的噪声问题，而车身低频噪声问题则是其中的一类。通常，各大汽车主机厂在工装车阶段如果发现低频噪声问题，若问题整改方案涉及到车身钣金改动，则新的车身钣金结构需要重新开发模具，导致车型开发效率低，整车开发成本增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种规避车身低频噪声问题的方法，以在杂合车阶段（即车型开发早期）消除车身低频噪声问题，提高开发效率、节约开发成本。

本发明所述的规避车身低频噪声问题的方法包括：

S1、使杂合车在低速工况下进行道路测试，麦克风传感器采集道路测试过程中车内的噪声，得到噪声频谱Ⅰ；

S2、根据噪声频谱Ⅰ判断是否存在低频噪声问题，如果是，则确定杂合车低频噪声的问题频率，并确认问题工况，否则结束；

S3、在模态测试分析软件中，根据车体外形建立整车模态测试模型，并在该整车模态测试模型的车身各部件处均匀分布测点，通过线条分别将各部件的测点连接；

S4、根据整车模态测试模型数据，在杂合车的车身上与所述测点对应的位置均匀布置振动传感器，然后采用激振器作为激励源，激励杂合车的车身振动；

S5、振动传感器采集振动数据，振动数据导入模态测试分析软件，并加载在对应的测点上；

S6、通过模态测试分析软件求解得到各个测点的频率响应函数数据，根据这些频率响应函数数据进行曲线拟合，根据曲线拟合结果确定问题频率处的模态振型；

S7、对所述问题频率处的模态振型进行识别，确定问题频率处模态振幅最大的位置；

S8、改变问题频率处模态振幅最大的位置所处的车身部件的刚度或者质量；

S9、使具有改变了刚度或者质量的车身部件的杂合车在问题工况下进行道路测试，麦克风传感器采集道路测试过程中车内的噪声，得到噪声频谱Ⅱ；

S10、根据噪声频谱Ⅱ判断问题工况下低频噪声问题是否消失，如果是，则制定相应的工程化可实现方案，然后结束，否则返回执行S8。

其中，所述测点均匀分布在整车模态测试模型的纵梁、立柱、前壁板、顶棚、地板处。所述麦克风传感器布置在杂合车内的驾驶人员和乘员的双耳处。

在车型开发后期，应当在工装车辆上再次进行低频噪声测试，以确保方案的有效性。即在车型开发后期，将麦克风传感器布置在所述工程化可实现方案实施前的工装车内的驾驶人员和乘员的双耳处，该工装车在低速工况下进行道路测试，麦克风传感器采集道路测试过程中车内的噪声，得到噪声频谱Ⅲ；将麦克风传感器布置在所述工程化可实现方案实施后的工装车内的驾驶人员和乘员的双耳处，该工装车在低速工况下进行道路测试，麦克风传感器采集道路测试过程中车内的噪声，得到噪声频谱Ⅳ；然后根据噪声频谱Ⅲ、噪声频谱Ⅳ验证所述工程化可实现方案的效果（即所述工程化可实现方案实施后的工装车在低速工况下的道路测试过程中是否还存在低频噪声问题），确保所述工程化可实现方案的有效性。

本发明通过对杂合车进行低速工况下的道路测试，确定低频噪声的问题频率，再根据整车模态测试结果识别问题频率处的模态振型，通过改变车身结构的刚度或质量方式来解决车身低频噪声问题，将低频噪声问题在杂合车阶段就提前解决，相应的工程化可实现方案为工装车阶段提供了车身优化方案，从而大大提高了开发效率、节约了开发成本。

附图说明

图1为本发明的实施流程图。

图2为某车型的杂合车车内噪声频谱示意图。

图3为某车型的杂合车的整车模态测试模型中的测点分布示意图。

图4为某车型的杂合车的频响函数拟合曲线图。

图5为某车型的杂合车在问题频率处的模态振型示意图。

图6为某车型的工装车的顶棚的前横梁增加质量块的工程化方案示意图。

图7为某车型的杂合车的车身部件的刚度或者质量改变前后的车内噪声频谱示意图。

图8为某车型的工装车在工程化可实现方案实施前后的车内噪声频谱示意图。

具体实施方式

下面以某具体车型为例，结合附图对本发明作详细说明。

如图1所示的规避车身低频噪声问题的方法，包括：

第一步、确定杂合车低频噪声的问题频率

首先，将麦克风传感器布置在杂合车内的驾驶人员和乘员的双耳处；其次，让杂合车在30kph、40kph、50kph、60kph各个低速工况下进行道路测试，麦克风传感器采集道路测试过程中车内的噪声，得到噪声频谱Ⅰ；然后，根据噪声频谱Ⅰ判断是否存在低频噪声问题，如果是，则确定杂合车低频噪声的问题频率，并确认问题工况，否则结束。图2中的曲线1为杂合车的噪声频谱，频率显示范围为15Hz-200Hz，从曲线1可看出声压级在45Hz附近存在较大峰值，此声压级会引起敲鼓声、压耳感，则判断45Hz为杂合车低频噪声的问题频率，对应的工况为问题工况。在道路测试过程中，杂合车内的驾驶人员也可以根据耳朵听到的噪声，主观评价是否存在敲鼓声、压耳感，作为参考。

第二步、确定问题频率处的模态振型

首先，试验人员在模态测试分析软件（比如LMS模态测试分析软件）中，根据车体外形建立整车模态测试模型，并在该整车模态测试模型的纵梁2、立柱3、前壁板4、顶棚5、地板6处均匀分布测点（参见图3），通过线条分别将各部件的测点连接；其次，根据整车模态测试模型数据，在杂合车的车身上与测点对应的位置均匀布置振动传感器，采用激振器作为激励源，激励杂合车的车身振动；再次，利用振动传感器采集振动数据，振动数据导入模态测试分析软件，并加载在对应的测点上；然后，通过模态测试分析软件求解得到各个测点的频率响应函数数据，根据这些频率响应函数数据进行曲线拟合，得到图4所示的频响函数拟合曲线7，识别频响函数拟合曲线7的数据峰值，将其频率与曲线1进行对应，频响函数拟合曲线7的45Hz频率峰值与曲线1的45Hz声压级峰值对应较好，则根据频响函数曲线拟合结果确定45Hz处的模态振型；最后，对45Hz处的模态振型进行识别，确定45Hz处模态振幅最大的位置。图5表示杂合车在45Hz处的模态振型，其中箭头方向表示振动方向，箭头长短表示振幅大小，从图5可以看出，45Hz处模态振幅最大的位置为顶棚5的前横梁位置8。

第三步、制定相应的工程化可实现方案

首先，试验人员根据方案的实施难易程度改变顶棚5的前横梁的刚度或质量，比如在顶棚5的前横梁的合适位置增加质量块；其次，将增加了质量块的杂合车在问题工况下进行道路测试，麦克风传感器采集道路测试过程中车内的噪声，得到噪声频谱Ⅱ（参见图7中的曲线10）；再次，根据噪声频谱Ⅱ判断问题工况下低频噪声问题是否消失（即敲鼓声是否消失），如果是（即敲鼓声消失），则试验人员制定相应的工程化可实现方案，预留空间位置（即在图6所示的顶棚的前横梁的合适位置增加合适的工程化质量块9），然后结束，否则（即敲鼓声未消失）继续改变顶棚的前横梁的刚度或质量，并重复前述过程，直至问题工况下低频噪声问题消失，试验人员制定相应的工程化可实现方案为止。图7中的曲线1为问题工况下的噪声频谱Ⅰ（即未增加质量块时的车内噪声频谱），图7中的曲线10为噪声频谱Ⅱ（即增加了质量块时的车内噪声频谱），曲线10中45Hz处的声压级比曲线1中45Hz处的声压级明显降低，曲线10中45Hz处的声压级未引起敲鼓声；因此，在顶棚的前横梁的合适位置增加合适的工程化质量块9为制定的工程化可实现方案。

在车型开发后期，应当在工装车辆上再次进行低频噪声测试，以确保方案的有效性。即在车型开发后期，将麦克风传感器布置在未增加工程化质量块9的工装车内的驾驶人员和乘员的双耳处，该工装车在低速工况下进行道路测试，麦克风传感器采集道路测试过程中车内的噪声，得到噪声频谱Ⅲ（比如图8中的曲线11）；将麦克风传感器布置在增加了工程化质量块9的工装车内的驾驶人员和乘员的双耳处，该工装车在低速工况下进行道路测试，麦克风传感器采集道路测试过程中车内的噪声，得到噪声频谱Ⅳ（比如图8中的曲线12）；然后根据噪声频谱Ⅲ、噪声频谱Ⅳ验证工程化可实现方案的效果（即验证工程化可实现方案实施后的工装车在低速工况下的道路测试过程中是否还存在低频噪声问题），确保工程化可实现方案的有效性。从图8中可以看出曲线12中45Hz处的声压级比曲线11中45Hz处的声压级明显降低，曲线12中45Hz处的声压级未引起敲鼓声；因此，上述方案是有效的。

通过不同车型项目，试验人员对杂合车进行车内噪声测试，可以建立低频噪声问题的频率分布数据库，建立其与车身模态的对应关系，积累开发经验。该数据库有助于后续车型开发中低频噪声问题的准确锁定，快速识别其对应的车身模态位置，改变该位置处刚度或质量，从而改变该处模态。项目前期杂合车阶段（即车型开发早期）制定整改方案，成功规避项目后期可能出现的低频噪声问题，避免了车身钣金模具重开费用，从而节约了研发成本、提高了开发效率。

Claims (3)

1.一种规避车身低频噪声问题的方法，其特征在于，该方法包括：

S1、使杂合车在低速工况下进行道路测试，麦克风传感器采集道路测试过程中车内的噪声，得到噪声频谱Ⅰ；

S2、根据噪声频谱Ⅰ判断是否存在低频噪声问题，如果是，则确定杂合车低频噪声的问题频率，并确认问题工况，否则结束；

S3、在模态测试分析软件中，根据车体外形建立整车模态测试模型，并在该整车模态测试模型的车身各部件处均匀分布测点，通过线条分别将各部件的测点连接；

S4、根据整车模态测试模型数据，在杂合车的车身上与所述测点对应的位置均匀布置振动传感器，然后采用激振器作为激励源，激励杂合车的车身振动；

S5、振动传感器采集振动数据，振动数据导入模态测试分析软件，并加载在对应的测点上；

S6、通过模态测试分析软件求解得到各个测点的频率响应函数数据，根据这些频率响应函数数据进行曲线拟合，根据曲线拟合结果确定问题频率处的模态振型；

S7、对所述问题频率处的模态振型进行识别，确定问题频率处模态振幅最大的位置；

S8、改变问题频率处模态振幅最大的位置所处的车身部件的刚度或者质量；

S9、使具有改变了刚度或者质量的车身部件的杂合车在问题工况下进行道路测试，麦克风传感器采集道路测试过程中车内的噪声，得到噪声频谱Ⅱ；

S10、根据噪声频谱Ⅱ判断问题工况下低频噪声问题是否消失，如果是，则制定相应的工程化可实现方案，然后结束，否则返回执行S8。

2.根据权利要求1所述的规避车身低频噪声问题的方法，其特征在于：所述测点均匀分布在整车模态测试模型的纵梁、立柱、前壁板、顶棚、地板处。

3.根据权利要求1或2所述的规避车身低频噪声问题的方法，其特征在于：所述麦克风传感器布置在杂合车内的驾驶人员和乘员的双耳处。