CN110263408A - 一种利用bni曲线评估ntf风险的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种利用BNI曲线评估NTF风险的方法，包括如下步骤：1)选取若干参考车型，利用TPA方法获得参考车型底盘安装点点的载荷数据；2)根据得到的载荷数据，获得研发车型各安装点的NTF曲线的加权系数；3)根据研发车型在研发过程中得到的各安装点的NTF曲线，对NTF曲线进行加权求和得到BNI曲线；4)当研发车型的NTF曲线部分频率超过目标线，则进一步判断得到的BNI曲线在此频率范围是否存在峰值，如果不存在峰值，则风险很低，如果存在峰值，则必须进行优化使NTF达到目标线要求。本发明利用BNI曲线对研发车型的未达到目标线的NTF曲线进行二次评价，可以减少未达标NTF曲线二次风险评估对工程师经验的依赖性，评估结果更加客观。

Description

一种利用BNI曲线评估NTF风险的方法

技术领域

本发明属于汽车NVH领域，尤其是涉及一种利用BNI曲线评估NTF风险的方法。

背景技术

汽车NVH(Noise、Vibration、Harshness)性能开发，即是降低车辆运行中的噪声、振动，提高乘坐舒适性。在竞争激烈的汽车市场上，消费者对乘坐舒适性越来越关注，提高车辆NVH水平已成为各大主机厂重要竞争和技术发展方向。在此背景下，车辆的NVH性能正在成为汽车研发过程中最为重要的性能之一。

NTF(Noise Transfer Function)即激励点到响应点的声振传递函数,是车身声学响应对激励点敏感度的反映。在实际的研发和应用过程中，通过底盘与车身各安装点的NTF曲线，评价车身声学响应灵敏度。整备车身的NTF曲线是否合理,是车辆NVH性能开发过程重要评价点。

评价NTF曲线时，一般先通过标杆车或者数据库中同类车型NTF数据设定研发车型各安装点NTF目标曲线，再将各安装点NTF曲线与目标线对比，超出目标线部分认为未达到设计标准，需要进行优化。

在实际开发过程中，少有车型所有NTF曲线可以都达到设定的目标值，这和设定目标值合理性以及所研发车型的结构特点有关，对于未达标NTF曲线，还需要进行风险评估，评估其设计风险。对于风险评估，与工程师对NTF的理解、个人经验等因素有关，存在一定的主观因素。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种利用BNI曲线评估NTF风险的方法，以解决未达标NTF曲线风险评估受工程师主观因素影响问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种利用BNI曲线评估NTF风险的方法，其特征在于包括如下步骤：

1)选取若干参考车型，利用TPA方法获得参考车型底盘安装点的载荷数据；

2)根据得到的载荷数据，获得研发车型各安装点的NTF_i,j曲线的加权系数a_i,j；

3)根据研发车型在研发过程中得到的各安装点的NTF_i,j曲线，结合如下公式获得研发车型的BNI曲线；

式中：NTF_i,j为第i个激励点对应的j方向产生的NTF曲线，安装点即为激励点；

4)当研发车型的NTF曲线部分频率超过目标线，则进一步判断得到的BNI曲线在此频率范围是否存在峰值，如果不存在峰值，则风险很低，如果存在峰值，则必须进行优化使NTF达到目标线要求。

进一步的，在步骤2中，将步骤1得到的载荷数据f_i,j,n按照从大到小进行排序，其中，f_i,j,n表示第n辆车在第i个激励点j方向的激励载荷；取上四分位数得到F_i,j，找出最大的上四分位数F_max，将F_i,j除以F_max做归一化处理，通过如下公式得到加权系数a_i,j：

进一步的，在步骤1中利用TPA方法获得参考车型底盘安装点的载荷数据的方法包括如下步骤：

11)利用力锤激励法获取结构声学传递函数；

12)用逆矩阵方法求取载荷。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

本发明利用BNI曲线对研发车型的未达到目标线的NTF曲线进行二次评价，可以减少未达标NTF曲线二次风险评估对工程师经验的依赖性，评估结果更加客观。BNI曲线可以综合所有安装点对车内噪声进行评价，而不是单单从某一个安装点角度进行评价，BNI曲线相比车辆NTF曲线趋势上更加接近路噪实测曲线。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例得到的BNI曲线；

图2为本发明研发车型的BNI曲线、NTF曲线和路噪实测曲线对比图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本实施例一种利用BNI曲线评估NTF风险的方法，以SUV车型为例，包括如下步骤：

步骤1，选取若干参考车型，利用TPA方法获得参考车型底盘安装点的载荷数据；

步骤2，根据得到的载荷数据，获得研发车型各安装点的NTF曲线的加权系数；

步骤3，根据研发车型在研发过程中得到的各安装点的NTF_i,j曲线，结合如下公式获得研发车型的BNI曲线；

式中：NTF_i,j为第i个激励点对应的j方向产生的NTF曲线，安装点即为激励点；

步骤4，当研发车型的NTF曲线部分频率超过目标线，则进一步判断得到的BNI曲线在此频率范围是否存在峰值，如果不存在峰值，则风险很低，如果存在峰值，则必须进行优化使NTF达到目标线要求。

在步骤1中：

首先选取参考车型，选取参考车型的目的在于获取其底盘安装点的载荷数据，通过载荷数据获得BNI曲线的加权系数。选取满足以下条件的SUV车型：

(1)参考车型与研发车型整车重量相差5％以内

(2)参考车型前后悬架及副车架结构形式与研发车型基本一致；

(3)参考车型轴距与研发车型相差5％以内；

(4)至少6款参考车型。

之后，获得参考车型底盘安装点的载荷数据，本实施例利用TPA技术获取参考车型的底盘安装点的载荷数据。

(1)TPA的基本理论：TPA(Transfer Path Analysis)传递路径分析方法，分析车内总体噪声与每条路径贡献关系。车内所接受的噪声是结构声和空气声之和。将所有的结构声和空气声传递路径的贡献和车内总的噪声绘制在一张图上，就可以知道每条路径的具体贡献量。本申请以分析结构声传递路径贡献量为例进行方法说明：

任意一个振动源(f_i)激励车身上的某一点i，都会在车内产生结构噪声。对固定的激励点和固定的声音接受点，其车内噪声与激励源振动之间的传递函数是确定的。第i个振动源在j方向的力f_i,j产生车内声音响应与激励和传递函数之间的关系为：

车身上的N个振动源作用在车身N个不同的位置或方向，都会产生结构声。多个振动源通过N条传递路径产生的结构声的总和，表达为：

式中P^SB(ω)表示车内结构噪声响应，H_i,j ^SB(ω)表示结构声振传递函数，f_i,j(ω)表示激励载荷。

(2)测量结构声振传递函数：

利用力锤激励法获取结构声振传递函数。用带有力传感器的力锤敲击激励点，将传声器放置于响应点用来测量声音响应，将测量的声音和振动信号进行处理后，即可以得到结构声振传递函数。

(3)获取载荷

用逆矩阵方法求取载荷，逆矩阵法主要应用于线性系统，有响应X_i到输入F_j的频响函数H_ij＝X_i/F_j，故激励力可用矩阵求逆法求得：

上式(3)中：

{F_N}为耦合激励力向量；{X_M}为响应点上的工作响应向量；H_MN ^-1为由输入F_N到响应X_M的频响函数逆矩阵。

采用逆矩阵法测量激励力时，必须要实测路况工作条件下测量指示点X/Y/Z三个方向的加速度。

需要注意的是，根据式(3)计算工作激励力过程中为了得到唯一解，需要响应数量(m)至少需要与估计的输入数量(n)相等。并且在测量过程中，可以在被动侧安装多个加速度传感器，所以在接受测可以测量更多数量的响应(m＞n)，即允许方程组超定解，我们使用最小二乘法获得工作力的估计值，一般使用超定因子2是结果获得更高的置信度，即在被动侧加速度传感器至少安装两个以上。

还有，因为参考车型试验周期长、费用高，车辆开发过程中获得所有参考车的载荷数据往往时间不允许可以通过NVH咨询类公司获得某些参考车型载荷数据。

在步骤2中：

加权系数a_i,j，是算法BNI的核心。a_i,j的获取基于所选择参考车型底盘安装点载荷数据，安装点即是激励点。根据载荷数据确定第i个激励点j方向下NTF_i,j的系数a_i,j，具体算法如下：

表1：

如表1所示，n表示参考车型数量，f_i,j,n表示第n辆车在i激励点j方向的激励载荷。将载荷数据按照从大到小进行排序，取上四分位数得到F_i,j。找出最大的上四分位数F_max，将F_i,j除以F_max做归一化处理，使获得的加权系数a_i,j在0和1之间；

由上式(5)得到研发车型NTF_i,j曲线的加权系数a_i,j。

在步骤3中：

获得设研发车型的BNI曲线：

在研发过程中获取的研发车型各安装点的NTF曲线，根据式(4)对NTF_i,j曲线进行加权求和，得到BNI曲线，如图1所示。

式(4)中，a_i,j为加权系数，NTF_i,j为第i个激励点对应的j方向产生的NTF曲线。

本申请提出用BNI曲线二次评价未达标NTF曲线的方法。对未达标的NTF曲线二次评价时，如果满足BNI曲线评价标准，则认为设计风险低，反之，则认为设计风险高，需要优化NTF曲线至满足BNI曲线评价标准。BNI曲线是通过多辆参考车型安装点载荷数据统计规律及加权算法得到的客观的评价指标，所以通过BNI曲线对未达标NTF曲线进行二次评价来代替工程师主观评价可以规避工程师个人主观因素对评价结果的影响。

图2为本发明研发车型的BNI曲线、NTF曲线和路噪实测曲线对比图，相比NTF曲线，BNI曲线与路噪实测曲线趋势吻合的更好。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种利用BNI曲线评估NTF风险的方法，其特征在于包括如下步骤：

1)选取若干参考车型，利用TPA方法获得参考车型底盘安装点的载荷数据；

2)根据得到的载荷数据，获得研发车型各安装点的NTF_i,j曲线的加权系数a_i,j；

3)根据研发车型在研发过程中得到的各安装点的NTF_i,j曲线，结合如下公式获得研发车型的BNI曲线；

式中：NTF_i,j为第i个激励点对应的j方向产生的NTF曲线，安装点即为激励点；

4)当研发车型的NTF曲线部分频率超过目标线，则进一步判断得到的BNI曲线在此频率范围是否存在峰值，如果不存在峰值，则风险很低，如果存在峰值，则必须进行优化使NTF达到目标线要求。

2.根据权利要求1所述的一种利用BNI曲线评估NTF风险的方法，其特征在于：在步骤2中，将步骤1得到的载荷数据f_i,j,n按照从大到小进行排序，其中，f_i,j,n表示第n辆车在第i个激励点j方向的激励载荷；取上四分位数得到F_i,j，找出最大的上四分位数F_max，将F_i,j除以F_max做归一化处理，通过如下公式得到加权系数a_i,j：

3.根据权利要求1所述的一种利用BNI曲线评估NTF风险的方法，其特征在于：在步骤1中利用TPA方法获得参考车型底盘安装点的载荷数据的方法包括如下步骤：

11)利用力锤激励法获取结构声学传递函数；

12)用逆矩阵方法求取载荷。