CN110767249A - 基于响度凸显量的汽车传动系统瞬态冲击噪声评价方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于响度凸显量的汽车传动系统瞬态冲击噪声评价方法，包括以下步骤：步骤一，在试验车内布置传声器，将四个传声器分别布置在驾驶员右耳位置、副驾驶员右耳位置、后排左侧乘客右耳位置和后排右侧乘客右耳位置；步骤二，在不同工况下对试验车进行传动系统瞬态冲击噪声测试，并通过传声器采集测试过程中各工况下的噪声信号；步骤三，利用响度计算方法对采集到的噪声信号进行分析，得到随时间变化的响度曲线；步骤四，根据响度曲线，提取基准响度和冲击时刻的响度峰值，计算响度峰值和基准响度的差值得到响度凸显量，根据响度凸显量来评价汽车传动系统瞬态冲击噪声。上述的评价方法可有效、客观地评价汽车传动系统瞬态冲击噪声大小。

Description

基于响度凸显量的汽车传动系统瞬态冲击噪声评价方法
技术领域
本发明涉及汽车传动系统振动噪声领域，具体涉及一种基于响度凸显量的汽车传动系统瞬态冲击噪声评价方法。
背景技术
随着汽车产业的不断发展，人们对车内驾乘舒适性要求越来越高，而车内噪声振动是舒适性的一个重要指标。汽车传动系统在运行状态下，换挡、踩油门、收油门和踩离合等瞬态操作容易产生振动冲击噪声。如双离合变速器在换挡过程中容易产生换挡瞬态冲击噪声；AT变速器在瞬态踩油门的过程中，由于传动系统存在齿轮间隙、花键间隙和装配间隙，发动机扭矩突变或反向也会引起瞬态冲击噪声。这些瞬态冲击噪声是整车调节和匹配过程中的难点，降低了车内噪声品质。目前，在瞬态冲击噪声的评价方面还没有客观量化指标，人们常采用主观评价的方式进行评估，但主观评价具有差异性与随意性，不能客观地反映瞬态冲击噪声的大小。
发明内容
本发明的目的是提出一种基于响度凸显量的汽车传动系统瞬态冲击噪声评价方法，以客观的反应瞬态冲击噪声的大小。
本发明所述的一种基于响度凸显量的汽车传动系统瞬态冲击噪声评价方法，包括以下步骤：
步骤一，在试验车内布置传声器，将四个传声器分别布置在驾驶员右耳位置、副驾驶员右耳位置、后排左侧乘客右耳位置和后排右侧乘客右耳位置；
步骤二，在不同工况下对试验车进行传动系统瞬态冲击噪声测试，并通过传声器采集测试过程中各工况下的噪声信号；
步骤三，利用响度计算方法对采集到的噪声信号进行分析，得到随时间变化的响度曲线；
步骤四，根据响度曲线，提取基准响度和冲击时刻的响度峰值，计算响度峰值和基准响度的差值得到响度凸显量，根据响度凸显量来评价汽车传动系统瞬态冲击噪声。
进一步，在步骤二中，试验车为双离合变速器车型，传动系统瞬态冲击噪声测试过程包括:将试验车以不同油门开度由静止状态加速至最高挡位，测试加速过程的换挡噪声；将试验车以不同制动力由最高挡位减速至试验车停止，测试减速过程的换挡噪声。
进一步，在步骤二中，试验车为AT变速器车型，传动系统瞬态冲击噪声测试过程包括:将试验车提高车速后松油门滑行至某一车速点，然后以不同油门开度踩下油门踏板，短暂加速后再滑行至同一车速点。
进一步，步骤三中的响度计算方法为Zwicker算法。
进一步，在步骤一中，四个传声器与座椅靠背垂直位置的距离约为10cm，且四个传声器处于同一水平高度。
进一步，在步骤三中，先将采集到的噪声信号进行有效性判断，并选取有效数据，然后利用响度计算方法对有效数据进行分析，得到随时间变化的响度曲线。
本发明所述的评价方法可有效、客观地评价汽车传动系统瞬态冲击噪声大小。
附图说明
图1是试验车内传声器布置示意图；
图2是试验车在滑行工况下2挡降1挡过程车内传声器的总声压级曲线；
图3是试验车在滑行工况下2挡降1挡过程车内传声器的响度曲线；
图4是试验车在30km/h车速下瞬态踩油门工况车内传声器的总声压级曲线；
图5是试验车在30km/h车速下瞬态踩油门工况车内传声器的响度曲线；
图6是本发明所述的基于响度凸显量的汽车传动系统瞬态冲击噪声评价方法的流程框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图6所示的一种基于响度凸显量的汽车传动系统瞬态冲击噪声评价方法，包括以下步骤：
步骤一，如图1所示，在试验车内布置传声器2，将四个传声器2分别布置在驾驶员右耳位置、副驾驶员右耳位置、后排左侧乘客右耳位置和后排右侧乘客右耳位置；在步骤一之前可以先检查试验车的状态，试验车符合试验要求后再布置传声器；进一步，在步骤一中，四个传声器2与座椅靠背1垂直位置的距离约为10cm，且四个传声器2处于同一水平高度。
步骤二，在不同工况下对试验车进行传动系统瞬态冲击噪声测试，并通过传声器采集测试过程中各工况下的噪声信号；
在步骤二中，作为一种测试过程，试验车为双离合变速器车型，传动系统瞬态冲击噪声测试过程包括:将试验车以不同油门开度由静止状态加速至最高挡位，测试加速过程的换挡噪声；将试验车以不同制动力由最高挡位减速至试验车停止，测试减速过程的换挡噪声。进一步，每个工况至少测试三组数据，测试时间步长设置为0.01s。
在步骤二中，作为另一种测试过程，试验车为AT变速器车型，传动系统瞬态冲击噪声测试过程包括:将试验车提高车速后松油门滑行至某一车速点，然后以不同油门开度踩下油门踏板，短暂加速后再滑行至同一车速点。在实际测试时，需要多长重复上述传动系统瞬态冲击噪声测试过程，以测试不同车速下瞬态踩油门工况的冲击噪声，测试时间步长设置为0.01s。
步骤三，利用响度计算方法对采集到的噪声信号进行分析，得到随时间变化的响度曲线；进一步，在步骤三中，先将采集到的噪声信号进行有效性判断，并选取有效数据，然后利用响度计算方法对有效数据进行分析，得到随时间变化的响度曲线。
作为一种优选，步骤三中的响度计算方法为Zwicker算法，响度计算的时间分辨率为0.01s，频率分辨率为16Hz。Zwicker算法(ISO532B)将0-16000Hz的频率带分为了24个临界频带Z(单位bark),频率f与临界频带Z有如下近似转换关系：
Z＝13arctan(0.00076f)+3.5arctan(f/7500)2
在Bark域中，根据功率谱密度和人耳掩蔽模型计算每个临界频带的特性响度，然后对24个Bark的特性响度积分得到总响度。
Figure BDA0002256297480000041
Figure BDA0002256297480000042
其中，N′为特征响度，ETQ为自由场条件下相应于人耳听阈值的激励；E0为对应于参考声强的激励，E为被计算声音对应的激励，N为总响度。
步骤四，根据响度曲线，提取基准响度Nrefer和冲击时刻的响度峰值Nmax，计算响度峰值和基准响度的差值得到响度凸显量ΔN，根据响度凸显量ΔN来评价汽车传动系统瞬态冲击噪声。其中基准响度Nrefer是指冲击时刻之前和/或之后的响度值。ΔN＝Nmax-Nrefer。
图2为某试验车在滑行工况下2挡降1挡过程车内传声器的总声压级曲线，主观评价该工况存在明显换挡冲击噪声，而总声压级曲线无法识别出换挡噪声特征。图3是采用同一测试数据计算得到的响度曲线，图3中可清晰识别出该换挡噪声特征，并可计算出响度凸显量ΔN，以此识别该冲击噪声的大小。
图4为某试验车在30km/h车速下3次瞬态踩油门工况车内传声器的总声压级曲线，主观评价3次瞬态踩油门过程均存在明显冲击噪声，而总声压级曲线无法识别出冲击噪声特征。图5是采用同一测试数据计算得到的响度曲线，图5中可清晰识别出3次瞬态踩油门工况的冲击特征，同理也可根据响度凸显量识别该冲击噪声的严重程度。通过与响度凸显量和一个评价标准值进行对比就可以判断冲击噪声的严重程度，评价标准值可通过大量主观评价与客观数据对比分析确定。

Claims (6)

1.一种基于响度凸显量的汽车传动系统瞬态冲击噪声评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，在试验车内布置传声器，将四个传声器分别布置在驾驶员右耳位置、副驾驶员右耳位置、后排左侧乘客右耳位置和后排右侧乘客右耳位置；
步骤二，在不同工况下对试验车进行传动系统瞬态冲击噪声测试，并通过传声器采集测试过程中各工况下的噪声信号；
步骤三，利用响度计算方法对采集到的噪声信号进行分析，得到随时间变化的响度曲线；
步骤四，根据响度曲线，提取基准响度和冲击时刻的响度峰值，计算响度峰值和基准响度的差值得到响度凸显量，根据响度凸显量来评价汽车传动系统瞬态冲击噪声。
2.根据权利要求1所述的基于响度凸显量的汽车传动系统瞬态冲击噪声评价方法，其特征在于，在步骤二中，试验车为双离合变速器车型，传动系统瞬态冲击噪声测试过程包括:将试验车以不同油门开度由静止状态加速至最高挡位，测试加速过程的换挡噪声；将试验车以不同制动力由最高挡位减速至试验车停止，测试减速过程的换挡噪声。
3.根据权利要求1所述的基于响度凸显量的汽车传动系统瞬态冲击噪声评价方法，其特征在于，在步骤二中，试验车为AT变速器车型，传动系统瞬态冲击噪声测试过程包括:将试验车提高车速后松油门滑行至某一车速点，然后以不同油门开度踩下油门踏板，短暂加速后再滑行至同一车速点。
4.根据权利要求1所述的基于响度凸显量的汽车传动系统瞬态冲击噪声评价方法，其特征在于，步骤三中的响度计算方法为Zwicker算法。
5.根据权利要求1所述的基于响度凸显量的汽车传动系统瞬态冲击噪声评价方法，其特征在于，在步骤一中，四个传声器与座椅靠背垂直位置的距离约为10cm，且四个传声器处于同一水平高度。
6.根据权利要求1所述的基于响度凸显量的汽车传动系统瞬态冲击噪声评价方法，在步骤三中，先将采集到的噪声信号进行有效性判断，并选取有效数据，然后利用响度计算方法对有效数据进行分析，得到随时间变化的响度曲线。
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