CN110514452A - 一种消除发动机噪声对进气噪声测试串扰的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出的一种消除发动机噪声对进气噪声测试串扰的方法，克服了现有技术中引出进气噪声测量法不能测得真实的噪声值和覆盖发动机法不能完全屏蔽发动机噪声的影响等缺点，通过对进气噪声测试麦克风和背景噪声测试参考麦克风测得的声音信号进行串音消除，消除了发动机噪声对进气噪声测试的串扰。与现有技术相比，本发明提出的消除发动机噪声对进气噪声测试串扰的方法，可以直接在进气管口进行测量，不需要准备隔声铅板和吸声材料对发动机进行覆盖，操作更为简便，该方法在进气噪声的测量中具有较高的应用价值。

Description

一种消除发动机噪声对进气噪声测试串扰的方法
技术领域
本发明属于汽车NVH(噪声、振动与声振粗糙度(Noise、Vibration、Harshness)的英文缩写)实验技术领域，尤其是涉及一种消除发动机噪声对进气噪声测试串扰的方法。
背景技术
由于进气管口靠近驾驶舱，进气噪声较容易传入驾驶舱，进气噪声是汽车主要的噪声源之一。为了确定进气噪声对车内总噪声的贡献量，通常采用TPA方法(Transfer PathAnalysis，传递路径分析法)，使用TPA法时，首先需要精确的测试出进气管口的噪声。在管口测试进气噪声时，为了减少进气气流对测试麦克风的影响，一般进气噪声测点位于进气管口中轴线45°距离管口15cm的环面。但是，由于进气管口一般位于发动机舱内，发动机本体辐射出来的噪声以及发电机、水泵、散热风扇等附件的噪声会对进气管口的噪声测试形成串扰，造成测试值比真实的进气噪声值偏大。因此，在测试进气管口噪声时，应尽可能的消除发动机噪声对进气噪声测试的串扰。
通常在测试进气管口噪声时，通过管道将进气噪声引出到发动机舱外进行测量，但是增加的管道会造成进气系统的阻抗特性发生变化，引出后测得的进气噪声和实际的进气噪声之间存在较大的差异。通过吸声材料和铅皮覆盖发动机，可以减少发动机噪声对进气噪声的串扰，但是由于发动机舱较为狭小，覆盖发动机操作困难而且很难完全包裹发动机，一部分发动机噪声可以从覆盖材料的缝隙中辐射出来，发动机的噪声依然会对进气管口噪声的测试存在一定的影响。
因此，需要开发出一种新的方法用于消除发动机噪声对进气管口噪声串扰的影响，以便精确的测试出进气管口噪声以及评估进气噪声对车内总噪声的贡献量。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种消除发动机噪声对进气噪声测试串扰的方法，能够在测试进气管口噪声时，消除发动机噪声对进气噪声的影响。为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种消除发动机噪声对进气噪声测试串扰的方法，其特征在于包括如下步骤：
S1：在发动机进气系统的进气管口中轴线设定偏角范围的扇形环面上的一个测点A处布置一只进气噪声测试麦克风，在测点A与发动机之间选择测点B布置一只背景噪声测试参考麦克风；
S2：将声源放置于的进气管口的管道之中，打开声源使声音从进气管口辐射出来后再进行测点A和B的噪声PA和PB，计算噪声PA到PB的维纳滤波器脉冲响应函数；
S3：撤走声源后启动发动机，用一个管道连接进气管口将进气噪声引出发动机舱外；之后再测试测点A和B的噪声，计算噪声PB到PA的维纳滤波器脉冲响应函数；
S4：撤走将进气噪声引出发动机舱外的管道，在发动机正常工作状态下测试A和B点噪声PA和PB，将噪声PA和PB划分为包含发动机噪声和进气噪声成分，通过两测点之间发动机噪声成分与进气噪声成分与步骤S2和S3情况下的两个维纳滤波器脉冲响应函数之间的关系获取消除发动机噪声串扰后的进气管口噪声。
进一步的，步骤S2噪声PA到PB的维纳滤波器脉冲响应函数为
式中，是PA的自相关函数,是PB和PA的互相关函数；S3噪声PB到PA的维纳滤波器脉冲响应函数为
式中，是PB的自相关函数,是PA和PB的互相关函数。
进一步的，S4中设测点A处噪声PA包括进气噪声成分PAI和发动机噪声成分PAE，测点B处噪声PB包括进气噪声成分PBI和发动机噪声成分PBE，则
PA＝PAI+PAE
PB＝PBI+PBE
其中
PAE＝PBE*hBA
PBI＝PAI*hAB
式中*为卷积运算符号；
那么
PA＝PAI+PBE*hBA
PB＝PBE+PAI*hAB
则
PA＝PAI+(PB-PAI*hAB)*hBA
则消除发动机噪声串扰后的进气管口噪声为
PAI＝deconv(PA-PB*hBA,E-hAB*hBA)
式中，deconv()为反卷积运算，E＝[1 0 0 … 0]。
进一步的，在发动机进气系统的进气管口中轴线偏角30-45°且距离管口15cm-25cm的扇形环面上的一个测点A处布置一只进气噪声测试麦克风，测点B靠近发动机进气管设置，测点B与测点A之间的平行间隔距离为15-20cm。
进一步的，在发动机进气系统的进气管口中轴线偏角45°且距离管口15cm的扇形环面上的一个测点A处布置一只进气噪声测试麦克风。进一步的，测点B靠近发动机进气管设置，测点B与测点A之间的平行间隔距离为18cm。
本发明提出的一种消除发动机噪声对进气噪声测试串扰的方法，克服了现有技术中引出进气噪声测量法不能测得真实的噪声值和覆盖发动机法不能完全屏蔽发动机噪声的影响等缺点，通过对进气噪声测试麦克风和背景噪声测试参考麦克风测得的声音信号进行串音消除，消除了发动机噪声对进气噪声测试的串扰。与现有技术相比，本发明提出的消除发动机噪声对进气噪声测试串扰的方法，可以直接在进气管口进行测量，不需要准备隔声铅板和吸声材料对发动机进行覆盖，操作更为简便，该方法在进气噪声的测量中具有较高的应用价值。
附图说明
图1为本发明的消除发动机噪声对进气噪声测试串扰的方法的测试原理示意图；
图2为图1中的通过内置进气管道中的声源7测试测点A到B的维纳滤波器的脉冲响应函数的实验原理示意图；
图3为引走进气噪声后测试测点B到A的维纳滤波器脉冲响应函数的实验原理示意图。
图1-3中，1、进气管口；2、测点A处的麦克风；3、测点B处的麦克风；4、进气系统；5、发动机；6、实验车辆；7、声源；8、引走进气噪声管道。
本发明技术问题的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本优选实施例中，以某轿车为例，本发明的消除发动机噪声对进气噪声测试串扰的方法包括以下步骤：
(一)如图1所示，在实验车辆6发动机舱进气管口1中轴线偏45°(也可以为30°到45°之间的一个范围)且距离管口15cm(也可以为15cm-25cm之间的一个范围)的扇形环面上的测点A处布置一只进气噪声测试麦克风2，在测点A与发动机5之间选择测点B布置一只背景噪声测试参考麦克风3(优选麦克风3设置方向平行于管口1和测点A之间的连线)，测点B与测点A之间的距离为15-20cm之间，两只麦克风2和3在测点A和B测试的噪声分别为PA和PB；
(二)如图2所示，将声源7放置于进气系统4的管道之中，打开声源7使声音从进气管口1辐射出来后再进行测试A和B点噪声，噪声PA到PB的维纳滤波器脉冲响应函数为
式中，是PA的自相关函数,是PB和PA的互相关函数；
(三)如图3所示，撤走声源7后启动发动机5，使用管道8将进气噪声引出发动机舱外后再进行测试A和B点噪声，噪声PB到PA的维纳滤波器脉冲响应函数为
式中，是PB的自相关函数,是PA和PB的互相关函数；
(四)撤走引走进气噪声的管道8，如图1所示，在发动机5正常工作状态下测试A和B点噪声PA和PB，噪声PA和PB中均包含发动机5的噪声和进气噪声成分，设测点A处的进气噪声成分为PAI和发动机噪声成分为PAE，测点B处的进气噪声成分为PBI和发动机5噪声成分为PBE，则
PA＝PAI+PAE (3)
PB＝PBI+PBE (4)
其中
PAE＝PBE*hBA (6)
PBI＝PAI*hAB (7)
式6和7及以下公式中的*为卷积运算符号；
将式6和7分别代入公式3和4，可得
PA＝PAI+PBE*hBA (8)
PB＝PBE+PAI*hAB (9)
将式9代入式8，可得
PA＝PAI+(PB-PAI*hAB)*hBA (10)
则消除发动机5噪声串扰后的进气管口1噪声为
PAI＝deconv(PA-PB*hBA,E-hAB*hBA) (11)
式11中，deconv()为反卷积运算，E＝[1 0 0 … 0]。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种消除发动机噪声对进气噪声测试串扰的方法，其特征在于包括如下步骤：
S1：在发动机进气系统的进气管口中轴线设定偏角范围的扇形环面上的一个测点A处布置一只进气噪声测试麦克风，在测点A与发动机之间选择测点B布置一只背景噪声测试参考麦克风；
S2：将声源放置于的进气管口的管道之中，打开声源使声音从进气管口辐射出来后再进行测点A和B的噪声PA和PB，计算噪声PA到PB的维纳滤波器脉冲响应函数；
S3：撤走声源后启动发动机，用一个管道连接进气管口将进气噪声引出发动机舱外；之后再测试测点A和B的噪声，计算噪声PB到PA的维纳滤波器脉冲响应函数；
S4：撤走将进气噪声引出发动机舱外的管道，在发动机正常工作状态下测试A和B点噪声PA和PB，将噪声PA和PB划分为包含发动机噪声和进气噪声成分，通过两测点之间发动机噪声成分与进气噪声成分与步骤S2和S3情况下的两个维纳滤波器脉冲响应函数之间的关系获取消除发动机噪声串扰后的进气管口噪声。
2.根据权利要求1所述的消除发动机噪声对进气噪声测试串扰的方法，其特征在于步骤S2噪声PA到PB的维纳滤波器脉冲响应函数为
式中，是PA的自相关函数,是PB和PA的互相关函数；S3噪声PB到PA的维纳滤波器脉冲响应函数为
式中，是PB的自相关函数,是PA和PB的互相关函数。
3.根据权利要求1所述的消除发动机噪声对进气噪声测试串扰的方法，其特征在于S4中设测点A处噪声PA包括进气噪声成分PAI和发动机噪声成分PAE，测点B处噪声PB包括进气噪声成分PBI和发动机噪声成分PBE，则
PA＝PAI+PAE
PB＝PBI+PBE
其中
PAE＝PBE*hBA
PBI＝PAI*hAB
式中*为卷积运算符号；
那么
PA＝PAI+PBE*hBA
PB＝PBE+PAI*hAB
则
PA＝PAI+(PB-PAI*hAB)*hBA
则消除发动机噪声串扰后的进气管口噪声为
PAI＝deconv(PA-PB*hBA,E-hAB*hBA)
式中，deconv()为反卷积运算，E＝[1 0 0 … 0]。
4.根据权利要求1所述的消除发动机噪声对进气噪声测试串扰的方法，其特征在于在发动机进气系统的进气管口中轴线偏角30-45°且距离管口15cm-25cm的扇形环面上的一个测点A处布置一只进气噪声测试麦克风，测点B靠近发动机进气管设置，测点B与测点A之间的平行间隔距离为15-20cm。
5.根据权利要求1或4所述的消除发动机噪声对进气噪声测试串扰的方法，其特征在于在发动机进气系统的进气管口中轴线偏角45°且距离管口15cm的扇形环面上的一个测点A处布置一只进气噪声测试麦克风。
6.根据权利要求1或4所述的消除发动机噪声对进气噪声测试串扰的方法，其特征在于测点B靠近发动机进气管设置，测点B与测点A之间的平行间隔距离为18cm。
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芮赟 等: "两次一维维纳滤波信道估计的一种噪声方差优化方法", 《电子学报》 *

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