CN111985788A - 汽车电器件声品质测试评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车电器件声品质测试评价方法，针对电器件有代表性的噪声特性：电机声和摩擦声，分析不同声学参数，如特征响度、粗糙度、波动度等对人耳听觉的影响，建立电器件声音的开发方法和评价方法，完善汽车声音品质的开发流程。包括以下步骤：进行整车状态下电器件声品质的主观评价；进行整车状态下电器件声品质的客观测试；客观评价参量初版选定；电器件声品质客观评价参量的最终确定；电器件声品质主、客观评价目标确定。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车电器件声品质测试评价方法，适用于汽车电机声品质 设计，同样适用于其他行业的中小尺寸电机驱动系统的声品质设计。
背景技术
随着人们对汽车更高品质的追求，以及对汽车声音的要求，汽车声品质变 得越来越重要。声品质不仅包含人们熟知的分贝值，更重要的是与人主观听感 相关的响度、粗糙度等。
汽车上一些基本的配置如雨刮器、电动车窗等一般都采用车载的12V直流 电源驱动电机带动执行机构运行。随着汽车配置的不断下探，越来越多的家用 级别汽车配备有电动天窗、电动座椅、电动后视镜等。虽然执行机构各有不同， 但声音的主要成分即电机声都是同一种发声机理，相应的声品质评价指标也基 本相同，因此可以也有必要使用同一评价指标体系。
现有技术采用的方法一般有两种：一种是基础的噪声测试，采用简单的装 置如麦克风等达到识别噪声或采集噪声值的目的。优点是快速批量化，但缺点 也比较明显，就是只能得到一个客观数值，与人耳的听感相关度不高。另一种 是采用声学人工头进行的测试，优点是专业细致化，提出的指标也比较接近人 耳的听感，但因为涉及到的声音成分多样，适用性不是很广。
由此可见，当前还没有关于在整车状态下电器件的声品质开发中，能够将 主客观评价相结合的一种声品质开发方法。
专利文献1公开了一种基于MFCC和SVM的车窗电机异常噪声检测方法 及装置，采集电机空载运转时声音信号并对信号进行预处理。预处理阶段采用 二阶汉宁自卷积窗作为窗函数对声音信号进行截取。预处理后数据提取MFCC 参数并输入SVM中进行异常噪声判断。将MFCC特征值及判断结果Label存入 历史数据库。为提高SVM判别准确率，采用人工蜂群算法实现SVM参数自动 调整及更新；方法具有可靠性高，实用性强等特点，在实际生产应用中能有效 判别电机异常噪声。
专利文献2提供一种用于电机异常声音识别的特征提取方法，包括以下步 骤：S1：提取声音信号的基本特征；S2：提取声音信号的相邻点趋势特征；S3： 提取声音信号的标准差与平均振幅的比例特征；S4：提取声音信号的极值特征； S5：提取声音信号的绝对值特征；S6：提取声音信号的相邻点的差绝对值趋势 特征；S7：提取声音信号的数值特征。所述用于电机异常声音识别的特征提取 方法能大幅度提高电机异常声音识别的准确率，降低误检率和漏检率。
专利文献3公开了一种新能源车以及提高新能源车内声品质的方法、系统， 其中，提高新能源车内声品质的方法包括以下步骤：采集车内环境的噪声信号； 对噪声信号进行分析处理以获得噪声信号的频率和带宽；根据噪声信号的频率 和带宽获取与噪声信号相对应的分谐波信号；控制车载音响模块输出分谐波信 号，以通过分谐波信号与噪声信号产生和声信号。该提高新能源车内声品质的 方法，能够改善新能源车中的电机噪声问题，提高新能源车内声环境品质，且 简单易操作，实现成本低。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种汽车电器件声品质测 试评价方法，针对电器件有代表性的噪声特性：电机声和摩擦声，分析不同声 学参数，如特征响度、粗糙度、波动度等对人耳听觉的影响，建立电器件声音 的开发方法和评价方法，完善汽车声音品质的开发流程。
本发明的目的是通过以下结束方案实现的：
一种汽车电器件声品质测试评价方法，包括以下步骤：
S1.进行整车状态下电器件声品质的主观评价，评价得分记为S1；
S2.进行整车状态下电器件声品质的客观测试；
S3.客观评价参量初版选定；
S4.电器件声品质客观评价参量的最终确定；
S5.电器件声品质主、客观评价目标确定。
所述的一种汽车电器件声品质测试评价方法，所述步骤S1中，在车辆蓄电 池电量充足，处于上电状态时，对驾驶员位置进行评价，评价系统运行过程中 电机启动、停止的声音。
所述的一种汽车电器件声品质测试评价方法，所述S2中，将驾驶员座椅调 整至各极限位置的中点位置，并将声学人工头模拟人的坐姿放置固定在驾驶员 座椅上，操作人员坐在主驾驶座椅上操作被测试系统运行，并用声学人工头记 录系统运行过程的声音。
所述的一种汽车电器件声品质测试评价方法，所述S3包括以下过程：
1)对客观测试结果进行后处理：将数据中系统运行过程中电机运行的声音 和电机启动、停止的声音进行截取；
2)对截取的声音样本进行响度、特征响度、粗糙度、波动度、音调度、尖 锐度、频域分析、小波分析等客观参量的分析，将这些参量分析的结果作为初 版客观评价参量。
所述的一种汽车电器件声品质测试评价方法，所述S3中，对客观测试结果 进行后处理时，超过3s的电机运行声音截取3s作为评价时间；低于3s的电机运行 声音去掉启动、停止后的整个运行过程作为评价时间；电机启动、停止的声音 截取峰值前0.5s和峰值后1s作为评价时间。
所述的一种汽车电器件声品质测试评价方法，所述步骤S4包括以下过程：
1)将各系统的初版客观评价参量与对应的主观评价分值进行关联性分析， 建立回归方程S；
2)筛选与主观评价分值相关性较大的客观参数作为准客观评价参量；
3)对声品质主、客观评价关联性进行可信度判定，将所述准客观量化评价 参量带入回归方程，计算得出客观量化结果S2；
4)通过公式1-|S1-S2|/S1*100％，计算绝对误差，并判断绝对误差。
所述的一种汽车电器件声品质测试评价方法，所述步骤4)判断绝对误差时，
若所得绝对误差＞95％，则该准客观量化评价参量为最终确定的客观评价参 量；
若所得绝对误差≤95％，则重复主、客观评价参量相关性分析。
所述的一种汽车电器件声品质测试评价方法，所述步骤S5包括以下过程：
车辆各系统电器件的电机声声品质主观评价目标分值需要达到7分或以上；
电机运行声音和电机启动、停止声音对应的客观评价参量及评价目标如下：
电机运行：N5响度≤4sone；特征响度≤0.3sone/Bark，12-22Bark； ≤0.18sone/Bark，其他频带；粗糙度≤0.05asper；
电机启动、停止：N5响度≤6sone；特征响度≤0.4sone/Bark，12-22Bark； ≤0.2sone/Bark，其他频带；粗糙度≤0.07asper。
本发明具有以下有益效果：
本发明基于汽车上的各种电器件启动、运行、停止各阶段声音的数据采集、 分析及主观评价，总结出最能代表整车状态下电器件声品质的心理声学客观评 价参量。
利用主观评价结果筛选出作为电器件客观评价指标的心理声学参量，包括 峰值响度、特征响度、粗糙度等。并根据主观评价分数确定客观评价指标的目 标值，得到汽车电器件的主、客观评价方法。
本发明不仅是对车上电器件的声音进行测试、评价，而是使用符合人耳听 感的设备即声学人工头进行整车状态下的声品质测试，并通过心理声学参数分 析与主观评价相结合的方法，最终建立汽车电器件声品质的测试、评价体系。
本发明建立的汽车电器件声品质测试评价方法是现有技术还没有的，且本 方法提升了汽车电器件声品质开发的系统性和专业性。使汽车电器件在给用户 带来便利的同时，同样能够带来更好的声音体验。
本发明同样适用于其他行业的中小尺寸电机驱动系统的声品质设计。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描 述中所要使用的附图作简单的介绍
图1为本发明汽车电器件声品质测试评价方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明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。另外还需 要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结 构。
实施例
一种汽车电器件声品质测试评价方法，包括以下步骤：
S1.整车状态下电器件声品质的主观评价，具体方法如下所示：
1、评价位置：驾驶员位置。
2、操作方法：车辆蓄电池电量充足，处于上电状态。操作被评价系统运行， 重复三次。
3、评价内容：评价系统运行过程中电机运行的声音；评价系统运行过程中 电机启动、停止的声音。
4、主观评价方法采用10分制，评价分数的最小单位为0.25分，评分标准 如表1所示。统计时对评价小组的各项被评价系统声品质的评分取平均值，计 算后以0.25为基准进行圆整，最终得分记为S1。
表1评分描述表
S2.整车状态下电器件声品质的客观测试：
将驾驶员座椅调整至各极限位置的中点位置，并将声学人工头模拟人的坐 姿放置固定在驾驶员座椅上，操作人员同时坐在主驾驶座椅上。操作被测试系 统运行，重复三次，并用声学人工头记录系统运行过程的声音。
S3.客观评价参量初版选定：
1)对客观测试结果进行后处理：将数据中系统运行过程中电机运行的声音 和电机启动、停止的声音进行截取。超过3s的电机运行声音截取3s作为评价时间， 低于3s的电机运行声音去掉启动、停止后的整个运行过程作为评价时间。电机启 动、停止的声音截取峰值前0.5s和峰值后1s作为评价时间。
2)对截取的声音样本进行响度、特征响度、粗糙度、波动度、音调度、尖 锐度、频域分析、小波分析等客观参量的分析，将这些参量分析的结果作为初 版客观评价参量。
S4.电器件声品质客观评价参量的最终确定：
1)将各系统的初版客观评价参量与对应的主观评价分值进行关联性分析， 建立回归方程S；
2)筛选与主观评价分值相关性较大的客观参数作为准客观评价参量。
3)对声品质主、客观评价关联性进行可信度判定，将所述准客观量化评价 参量带入回归方程，计算得出客观量化结果S2；
4)通过公式1-|S1-S2|/S1*100％，计算绝对误差，并判断绝对误差。
若所得绝对误差＞95％，则该准客观量化评价参量为最终确定的客观评价参 量；
若所得绝对误差≤95％，则重复主、客观评价参量相关性分析。
S5.电器件声品质主、客观评价目标确定：车辆各系统电器件的电机声声品 质主观评价目标分值需要达到7分或以上；电机运行声音和电机启动、停止声音 对应的客观评价参量及评价目标如下：
电机运行：N5响度≤4sone；特征响度≤0.3sone/Bark(12-22Bark)， ≤0.18sone/Bark(其他频带)；粗糙度≤0.05asper；
电机启动、停止：N5响度≤6sone；特征响度≤0.4sone/Bark(12-22Bark)， ≤0.2sone/Bark(其他频带)；粗糙度≤0.07asper。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言， 可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变 化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种汽车电器件声品质测试评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.进行整车状态下电器件声品质的主观评价，评价得分记为S1；
S2.进行整车状态下电器件声品质的客观测试；
S3.客观评价参量初版选定；
S4.电器件声品质客观评价参量的最终确定；
S5.电器件声品质主、客观评价目标确定。
2.如权利要求1所述的一种汽车电器件声品质测试评价方法，其特征在于，所述步骤S1中，在车辆蓄电池电量充足，处于上电状态时，对驾驶员位置进行评价，评价系统运行过程中电机启动、停止的声音。
3.如权利要求1所述的一种汽车电器件声品质测试评价方法，其特征在于，所述S2中，将驾驶员座椅调整至各极限位置的中点位置，并将声学人工头模拟人的坐姿放置固定在驾驶员座椅上，操作人员坐在主驾驶座椅上操作被测试系统运行，并用声学人工头记录系统运行过程的声音。
4.如权利要求1所述的一种汽车电器件声品质测试评价方法，其特征在于，所述S3包括以下过程：
1)对客观测试结果进行后处理：将数据中系统运行过程中电机运行的声音和电机启动、停止的声音进行截取；
2)对截取的声音样本进行响度、特征响度、粗糙度、波动度、音调度、尖锐度、频域分析、小波分析等客观参量的分析，将这些参量分析的结果作为初版客观评价参量。
5.如权利要求4所述的一种汽车电器件声品质测试评价方法，其特征在于，所述S3中，对客观测试结果进行后处理时，超过3s的电机运行声音截取3s作为评价时间；低于3s的电机运行声音去掉启动、停止后的整个运行过程作为评价时间；电机启动、停止的声音截取峰值前0.5s和峰值后1s作为评价时间。
6.如权利要求1所述的一种汽车电器件声品质测试评价方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下过程：
1)将各系统的初版客观评价参量与对应的主观评价分值进行关联性分析，建立回归方程S；
2)筛选与主观评价分值相关性较大的客观参数作为准客观评价参量；
3)对声品质主、客观评价关联性进行可信度判定，将所述准客观量化评价参量带入回归方程，计算得出客观量化结果S2；
4)通过公式1-|S1-S2|/S1*100％，计算绝对误差，并判断绝对误差。
7.如权利要求6所述的一种汽车电器件声品质测试评价方法，其特征在于，所述步骤4)判断绝对误差时，
若所得绝对误差＞95％，则该准客观量化评价参量为最终确定的客观评价参量；
若所得绝对误差≤95％，则重复主、客观评价参量相关性分析。
8.如权利要求1所述的一种汽车电器件声品质测试评价方法，其特征在于，所述步骤S5包括以下过程：
车辆各系统电器件的电机声声品质主观评价目标分值需要达到7分或以上；
电机运行声音和电机启动、停止声音对应的客观评价参量及评价目标如下：
电机运行：N5响度≤4sone；特征响度≤0.3sone/Bark，12-22Bark；≤0.18sone/Bark，其他频带；粗糙度≤0.05asper；
电机启动、停止：N5响度≤6sone；特征响度≤0.4sone/Bark，12-22Bark；≤0.2sone/Bark，其他频带；粗糙度≤0.07asper。
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