CN111751119B - 一种基于声音阶次频率特性的汽车加速声品质评价方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于声音阶次频率特性的汽车加速声品质的评价方法，通过发动机阶次噪声成分、频率成分与发动机转速进行加速声品质的关联研究，获得发动机噪声总值、阶次噪声、频率范围与转速范围等指标与加速声品质的关联性，并建立其指标的建议值。核心内容为通过主观评价定义加速声品质类型，对各种类型的声品质进行阶次、频率、转速客观数据研究，通过大数据总结出其赋值范围并加以定义，从而对汽车声品质开发具有一定的指导意义。

Description

一种基于声音阶次频率特性的汽车加速声品质评价方法
技术领域
本发明涉及汽车发动机声品质开发领域，特别涉及一种基于声音阶次频率特性的汽车加速声品质评价方法，主要用于汽车发动机声品质的开发与评价。
背景技术
随着汽车行业的发展，汽车的声品质要求越来越高，通过J.D.POWER统计，APEAL项中急加速时的发动机与排气管声音是用户比较关注的项目。行业内关于发动机加速声品质的研究也越来越多，但大多数声品质研究都是基于主观评价进行，不能很好使用客观指标进行评估，近些年关于加速声品质的主客观研究的相关文献也越来越多，使用心理声学指标如响度、语言清晰度、尖锐度、粗糙度、抖动度等。但实际工程应用较少，借鉴意义不大。
现汽车使用的发动机多以4缸、6缸、8缸为主，发动机结构不尽相同，导致发动机的加速声品质特性也是十分复杂。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提出一种基于声音阶次频率特性的汽车加速声品质的评价方法，通过发动机阶次噪声成分、频率成分与发动机转速进行加速声品质的关联研究，核心内容为通过主观评价定义加速声品质类型，对各种类型的声品质进行阶次、频率、转速客观数据研究，通过大数据总结出其赋值范围并加以定义，从而对汽车声品质开发具有一定的指导意义。
本发明主要建立发动机噪声总值、阶次噪声、频率范围与转速范围等指标与加速声品质的关联性，并给出其指标的建议值。
具体的，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种基于声音阶次频率特性的汽车加速声品质的评价方法，包括以下步骤：
第一步，选择样车并确定样本量；
第二步，对所选样车进行加速声品质的主观评价，并剔除无用样本；
第三步，定义加速声品质类别，对所述第二步的加速声品质主观评价结果进行加速声品质分类并确定相应类别下样车的发动机转速范围；
第四步，对所选样车进行整车加速工况下的加速声品质客观测试，采集车内噪声数据作为客观测试数据；
第五步，依据第三步中的加速声品质分类结果，对各样车的客观测试数据进行归类统计；
第六步，对各样车加速声品质客观测试数据进行处理，计算输出结果为：总声压级跟踪发动机转速曲线，主阶次、谐阶次、半阶次跟踪发动机转速曲线，频率带宽；
第七步，对各类加速声品质客观测试数据进行数理统计，计算出各类型加速声品质的阶次声压级分布带、频率分布带及转速范围；
第八步，依据第七步统计结果，建立各类型加速声品质与客观指标的关联关系。
进一步地，所述第三步与第四步为并列关系，顺序不分先后，也可同时进行。
进一步地，所述第一步选择样车并确定样本量，选择样车应分别选舒适性、动力性与运动性三种风格的车辆，从中选择目标样车，确认样本量，样本量要求大于10。
进一步地，所述第二步对所选样车进行加速声品质的主观评价，可包含以下主观评价结果：兴奋感受、运动感受、动力感受、有劲或有力的感受、舒适感受、安静感受、静谥感受。
进一步地，所述第三步具体包括以下过程：
对加速声品质类型进行定义：加速声品质类型包括：舒适型声品质、动力型声品质、运动型声品质；
对第二步的主观评价结果进行分类：主观评价结果为舒适感受、安静感受、静谥感受的样车统一归纳为舒适型声品质；动力感受、有劲或有力的感受的样车统一归纳为动力型声品质；兴奋感受、运动感受的样车统一归纳为运动型声品质；
记录各类型加速声品质中各样车的发动机转速范围。
进一步地，所述第四步对所选样车进行整车加速工况下的加速声品质客观测试，其测试工况与第二步中的评价工况要求相同。
进一步地，所述第七步对各类加速声品质客观测试数据进行数理统计，统计方法为平均处理。
进一步地，所述第八步建立各类型加速声品质与客观指标的关联关系，包括设定总声压级、主阶次、谐阶次、半阶次、频率分布带宽与转速范围目标带。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明基于声品质特性的复杂性，使用发动机的阶次声压级、频率及转速信息进行加速声品质的研究，目的是声压级、频率是声音的最基本的指标，转速是发动机的固有参数，这些指标都与发动机结构可以直接对应，而响度、语言清晰度、尖锐度、粗糙度、抖动度等指标都是声音二次处理的指标，与人耳、心理声学直接相关，在工程上使用不能直接对应发动机结构，对工程研发造成困难。本发明通过发动机阶次噪声成分、频率成分与发动机转速进行加速声品质的关联研究，通过大数据总结出其赋值范围并加以定义，从而对汽车声品质开发具有一定的指导意义。
附图说明
图1为本发明一种基于声音阶次频率特性的汽车加速声品质的评价方法整体操作流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本毫米作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。
一种基于声音阶次频率特性的汽车加速声品质的评价方法，包括以下步骤：
第一步，选择样车并确定样本量；
第二步，对所选样车进行加速声品质的主观评价，并剔除无用样本；
第三步，定义加速声品质类别，对所述第二步的加速声品质主观评价结果进行加速声品质分类并确定相应类别下样车的发动机转速范围；
第四步，对所选样车进行整车加速工况下的加速声品质客观测试，采集车内噪声数据作为客观测试数据；
第五步，依据第三步中的加速声品质分类结果，对各样车的客观测试数据进行归类统计；
第六步，对各样车加速声品质客观测试数据进行处理，计算输出结果为：总声压级跟踪发动机转速曲线，主阶次、谐阶次、半阶次跟踪发动机转速曲线，频率带宽；
第七步，对各类加速声品质客观测试数据进行数理统计，计算出各类型加速声品质的阶次声压级分布带、频率分布带及转速范围；
第八步，依据第七步统计结果，建立各类型加速声品质与客观指标的关联关系。
实施例
如图1所示，一种基于声音阶次频率特性的汽车加速声品质的评价方法，其步骤如下：
第一步，选择样车应依据其市场定位，分别选舒适性、动力性与运动性三种风格的车辆，从中选择符合要求的目标样车，确认样本量，样本量要求大于10，样车为新车，无任何破坏与换装，状态完好，磨合3000公里。
第二步，对所选样车进行加速声品质的主观评价，评价路面要求干燥平滑的沥青路面，车辆以手动模式3档与4档进行全油门加速行驶，全发动机转速段评价，评价主要感受车内声音类型，可使用以下感受进行描述：兴奋感受、运动感受、动力感受、有劲或有力的感受、舒适感受、安静感受、静谥感受等术语进行描述。剔除感受比较糟糕的车辆，如声音感受较为烦躁、粗糙、安全感可靠性比较差等。
第三步，对整车加速声品质类型进行定义，分为三类：舒适型声品质，动力型声品质，运动型声品质。对第二步中评价结果进行分类，评价感受为舒适感受、安静感受、静谥感受的样车统一归纳为舒适型声品质，动力感受、有劲或有力的感受的样车统一归纳为动力型声品质，兴奋感受、运动感受的样车统一归纳为运动型声品质。记录各样车各类型声品质的发动机转速范围，如A车为运动型声品质，其主要发生转速为3000r/min～6000r/min。
第四步，对所选车辆进行整车加速工况加速声品质客观测试，测试工况与第二步中的评价工况要求相同。记录车内驾驶员外耳侧噪声数据，数据采样频率25600Hz以上。
第五步，依据第三步中的加速声品质主观评价分类结果，对各样车的客观测试数据进行归类统计。
第六步，对各样车加速声品质客观数据进行处理，转速步长25r/min～50r/min,噪声频率分辨率0.5Hz～2Hz，数据平均方式为线性平均，数据重叠率为50％。计算输出结果为总声压级跟踪发动机转速曲线，主阶次、谐阶次、半阶次跟踪发动机转速曲线，频率带宽。上述数据的转速范围为第三步确定的转速范围。
第七步，对各类型声品质客观数据进行数理统计，统计方法为平均处理，如舒适型声品质数据噪声总声压级跟踪发动机转速曲线数据：所有的舒适性型数据进行总声级跟踪转速曲线的平均处理得到一条曲线，其它主阶次、谐阶次、半阶次、频率分布带宽与转速范围均按此处理。最终计算得出各类型(舒适型、动力型、运动型)的所有曲线与数值数据。
第八步，依据第七步统计结果，设定总声压级、主阶次、谐阶次、半阶次、频率分布带宽与转速范围目标带，如表1所示。
表1加速声品质各类型阶次、频率转速特性客观建议值目标带
Figure BDA0002532482680000051
Figure BDA0002532482680000061
本发明一种基于声音阶次频率特性的汽车加速声品质评价方法，通过对整车加速工况发动机噪声的客观测试、跟踪发动机转速各阶次噪声数据处理与分析、整车加速工况加速声品质的主观评价，综合分析跟踪发动机的各阶次噪声声压级客观测试值与主观评价之间的关联性，总结出汽车加速声品质各阶次噪声声压级客观目标建议值，为整车加速声品质开发提供明确的优化方向。
本发明中的汽车加速噪声测量方法、数据分析处理方法在查新专利文献中已经公开，但汽车加速声品质主观评价准则与各阶次噪声声压级客观值及其关联性分析、各阶次噪声声压级目标建议值具有独创性，未在公开文献中出现。
本发明核心部分为通过大样车量整车加速客观测试与主观评价的关联性分析，总结出各阶次噪声声压级目标建议值，为整车加速工况声品质调校优化提供方向，对整车加速声品质开发具有一定的指导意义。

Claims (7)

1.一种基于声音阶次频率特性的汽车加速声品质的评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，选择样车并确定样本量；
第二步，对所选样车进行加速声品质的主观评价，并剔除无用样本；
第三步，定义加速声品质类别，对所述第二步的加速声品质主观评价结果进行加速声品质分类并确定相应类别下样车的发动机转速范围；
第四步，对所选样车进行整车加速工况下的加速声品质客观测试，采集车内噪声数据作为客观测试数据；
第五步，依据第三步中的加速声品质分类结果，对各样车的客观测试数据进行归类统计；
第六步，对各样车加速声品质客观测试数据进行处理，计算输出结果为：总声压级跟踪发动机转速曲线，主阶次、谐阶次、半阶次跟踪发动机转速曲线，频率带宽；
第七步，对各类加速声品质客观测试数据进行数理统计，计算出各类型加速声品质的阶次声压级分布带、频率分布带及转速范围；
第八步，依据第七步统计结果，建立各类型加速声品质与客观指标的关联关系，包括设定各类型加速声品质下总声压级、主阶次、谐阶次、半阶次、频率分布带宽与转速范围目标带。
2.如权利要求1所述的一种基于声音阶次频率特性的汽车加速声品质的评价方法，其特征在于，所述第三步与第四步为并列关系，顺序不分先后，或同时进行。
3.如权利要求1所述的一种基于声音阶次频率特性的汽车加速声品质的评价方法，其特征在于，所述第一步选择样车并确定样本量，选择样车应分别选舒适性、动力性与运动性三种风格的车辆，从中选择目标样车，确认样本量，样本量要求大于10。
4.如权利要求1所述的一种基于声音阶次频率特性的汽车加速声品质的评价方法，其特征在于，所述第二步对所选样车进行加速声品质的主观评价，包含以下主观评价结果：兴奋感受、运动感受、动力感受、有力的感受、舒适感受、安静感受、静谥感受。
5.如权利要求4所述的一种基于声音阶次频率特性的汽车加速声品质的评价方法，其特征在于，所述第三步具体包括以下过程：
对加速声品质类型进行定义：加速声品质类型包括：舒适型声品质、动力型声品质、运动型声品质；
对第二步的主观评价结果进行分类：主观评价结果为舒适感受、安静感受、静谥感受的样车统一归纳为舒适型声品质；动力感受、有力的感受的样车统一归纳为动力型声品质；兴奋感受、运动感受的样车统一归纳为运动型声品质；
记录各类型加速声品质中各样车的发动机转速范围。
6.如权利要求4所述的一种基于声音阶次频率特性的汽车加速声品质的评价方法，其特征在于，所述第四步对所选样车进行整车加速工况下的加速声品质客观测试，其测试工况与第二步中的评价工况要求相同。
7.如权利要求1所述的一种基于声音阶次频率特性的汽车加速声品质的评价方法，其特征在于，所述第七步对各类加速声品质客观测试数据进行数理统计，统计方法为平均处理。
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