CN112857834A - 一种双小齿轮式电动助力转向器运行噪声评价方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双小齿轮式电动助力转向器运行噪声评价方法，包括以下步骤：实验前设备布置；对DP‑EPS总成进行运行噪声试验；对采集到的数据进行检查并筛选；对选定的数据进行Prominence Ratio计算分析；输出Prominence Ratio Map瀑布图并作传声器与振动测点阶次相关性分析；创建Prominence Ratio阶次切片分析曲线图；在PR图中设置一条目标值曲线。上述技术方案通过PR图中的阶次曲线超过目标值曲线的范围大小客观全面地判定运行噪声的阶次贡献量大小，确定优化目标顺序权重，提高DP‑EPS的NVH性能，全面准确地识别DP‑EPS运行噪声中贡献量大的阶次噪音，含声压级dB值高的低阶次噪音和声压级dB值低的高阶次噪音，客观反映出DP‑EPS运行噪声水平高低。

Description

一种双小齿轮式电动助力转向器运行噪声评价方法
技术领域
本发明涉及汽车噪声评价技术领域，尤其涉及一种双小齿轮式电动助力转向器运行噪声评价方法。
背景技术
双小齿轮式电动助力转向器(DP-EPS)运行噪声(Running Noise)是在驾驶员驻车或模拟停车入库的情况下以不同的转速转动方向盘到极限位置的过程所激发出来的噪声，主要由电机和轴承的阶次噪声组成。
目前，EPS行业评价运行噪声主要采用Order vs RPM(阶次vs转速)曲线图，该曲线图横坐标为电机转速RPM，纵坐标为阶次噪音声压级dB，根据声压级的分贝值大小来判断运行噪声的贡献量。运行噪声中的高阶次噪音成分不适合现有评价方法，这是因为高阶次噪音表面上声压级的分贝值低，但其阶次能量的背景噪声更低，导致其音调非常突出，容易引起乘客抱怨。
有资料显示，现有技术评价方法的缺陷是产生运行噪声的高阶次噪声容易被遗漏，为噪音问题的整改优化提供错误方向。
中国专利文献CN110186556A公开了一种“新能源汽车电机台架试验噪声评价方法”。具体过程为：利用电机台架进行加速试验，计算电机台架加速试验过程中，各阶次电机的声压级；基于所述各阶次电机的声压级，计算各阶次电机声压梯度，根据所述声压梯度对电机进行噪声评价。上述技术方案面对高阶次噪音时，由于高阶次噪音的表面上声压级的分贝值低，难以准确评价，但是其阶次能量的背景噪声更低，导致其音调非常突出，造成的干扰很大。
发明内容
本发明主要解决原有的技术方案中对高阶次噪声难以准确评价的技术问题，提供一种双小齿轮式电动助力转向器运行噪声评价方法，通过PR图中的阶次曲线超过目标值曲线的范围大小客观全面地判定运行噪声的阶次贡献量大小，根据贡献量的大小，确定优化目标顺序权重，提高DP-EPS的NVH性能，全面准确地识别DP-EPS运行噪声中贡献量大的阶次噪音，含声压级dB值高的低阶次噪音和声压级dB值低的高阶次噪音，客观反映出DP-EPS运行噪声水平高低。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明包括以下步骤：
(1)实验前设备布置；
(2)对DP-EPS总成进行运行噪声试验；
(3)对采集到的数据进行检查并筛选；
(4)对选定的数据进行Prominence Ratio计算分析；
(5)输出Prominence Ratio Map瀑布图并作传声器与振动测点阶次相关性分析；Prominence Ratio Map瀑布图为彩色图，红色部分代表能量高处，即振动高的区域，查看此区域传声器与振动测点阶次相关性分析构成的分贝和振动的曲线图，从而找出重点关注的阶次噪音。
(6)创建Prominence Ratio阶次切片分析曲线图；
(7)在PR图中设置一条目标值曲线。
作为优选，所述的步骤1实验前设备布置包括，将电机和减速壳体安装在消音室的DP-EPS台架上，在电机和减速壳体上各布置一个三向振动加速度传感器，在电机近场30cm处布置一个传声器。
作为优选，所述的步骤2噪声试验通过振动噪音设备的数据采集前端采集到振动和传声器信号，并通过CAN线采集到DP-EPS电机转速信号，每个测试工况采集三组数据。
作为优选，所述的步骤2中不同测试工况包含稳定工况和升速工况，稳定工况为台架驱动端伺服单元30rpm、60rpm、90rpm匀速转动转向端输入轴，升速工况为台架驱动端伺服单元0rpm上升至90rpm快速转动转向端输入轴。
作为优选，所述的步骤3用振动噪音测试设备的后处理软件分析模块对采集到的数据进行有效性和一致性检查，确保无异常并筛选出一组数据用于计算分析。
作为优选，所述的步骤6从传声器与振动测点阶次相关性分析中找出重点关注的阶次噪音，创建Prominence Ratio阶次切片分析曲线图，即最终评价运行噪声的突出比图。
作为优选，所述的步骤6传声器与振动测点阶次相关性分析构成分贝和振动的曲线图，当分贝曲线和振动曲线同时处于波峰时，认定波峰时刻的阶次噪音为重点关注的阶次噪音。
作为优选，所述的步骤7中目标值曲线设置为9dB。9dB是指在突出比评价方法中，如果离散音调的值大于或等于9dB，则称其突出。
作为优选，所述的加速度和传声器的采样频率为48000Hz。
本发明的有益效果是：通过PR图中的阶次曲线超过目标值曲线的范围大小客观全面地判定运行噪声的阶次贡献量大小，根据贡献量的大小，确定优化目标顺序权重，提高DP-EPS的NVH性能，全面准确地识别DP-EPS运行噪声中贡献量大的阶次噪音，含声压级dB值高的低阶次噪音和声压级dB值低的高阶次噪音，客观反映出DP-EPS运行噪声水平高低。
附图说明
图1是本发明的一种流程图。
图2是本发明的一种传声器测点PR图。
图3是一种现有技术评价方法传声器测点Order vs RPM图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。实施例：本实施例的一种双小齿轮式电动助力转向器运行噪声评价方法，如图1所示，包括以下步骤：
(1)实验前设备布置，将电机和减速壳体安装在消音室的DP-EPS台架上，在电机和减速壳体上各布置一个三向振动加速度传感器，在电机近场30cm处布置一个传声器，对传声器进行校准，使加速度和传声器的采样频率为48000Hz。
(2)对DP-EPS总成进行运行噪声试验，通过振动噪音设备的数据采集前端采集到振动和传声器信号，并通过CAN线采集到DP-EPS电机转速信号，每个测试工况采集三组数据。不同测试工况包含稳定工况和升速工况，稳定工况为台架驱动端伺服单元30rpm、60rpm、90rpm匀速转动转向端输入轴，升速工况为台架驱动端伺服单元0rpm上升至90rpm快速转动转向端输入轴。
(3)对采集到的数据进行检查并筛选，用振动噪音测试设备的后处理软件分析模块对采集到的数据进行有效性和一致性检查，确保无异常并筛选出一组数据用于计算分析。
(4)对选定的数据进行Prominence Ratio计算分析。
(5)输出Prominence Ratio Map瀑布图，再从Prominence Ratio Map瀑布图中作传声器与振动测点阶次相关性分析。Prominence Ratio Map瀑布图为彩色图，红色部分代表能量高处，即振动高的区域，查看此区域传声器与振动测点阶次相关性分析构成的分贝和振动的曲线图，从而找出重点关注的阶次噪音。
(6)创建Prominence Ratio阶次切片分析曲线图，首先对传声器与振动测点阶次相关性分析构成分贝和振动的曲线图进行分析，当分贝曲线和振动曲线同时处于波峰时，认定波峰时刻的阶次噪音为重点关注的阶次噪音，针对重点关注的阶次噪音创建Prominence Ratio阶次切片分析曲线图，即最终评价运行噪声的突出比图。
(7)在PR图中设置一条9dB的目标值曲线。9dB是指在突出比评价方法中，如果离散音调的值大于或等于9dB，则称其突出。
如图2采用基于音调突出比的双小齿轮式电动助力转向器运行噪声评价方法传声器测点PR图和如图3现有技术评价方法传声器测点Order vs RPM图进行比较，图3中电机64阶曲线平缓甚至位于在8阶和12阶曲线下方且声压级dB值较低，按现有技术评价方法64阶噪声不是重点关注和优化解决的噪声。图2中电机64阶的曲线波动幅度大，按本技术方案基于音调突出比这一层面，曲线波动超出目标值9dB，可以识别判定64阶高阶次噪声为重点关注的阶次噪声需进行优化。从图2阶次噪声曲线峰值偏离目标值曲线距离的大小可以判定电机64阶噪声对运行噪声贡献最大，8阶和12阶次之。相比之下，基于音调突出比的双小齿轮式电动助力转向器运行噪声评价方法更能全面有效地实现高阶次噪声对运行噪声贡献的识别。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了噪声试验，阶次相关性分析等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (9)

1.一种双小齿轮式电动助力转向器运行噪声评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)实验前设备布置；
(2)对DP-EPS总成进行运行噪声试验；
(3)对采集到的数据进行检查并筛选；
(4)对选定的数据进行Prominence Ratio计算分析；
(5)输出Prominence Ratio Map瀑布图并作传声器与振动测点阶次相关性分析；
(6)创建Prominence Ratio阶次切片分析曲线图；
(7)在PR图中设置一条目标值曲线。
2.根据权利要求1所述的一种双小齿轮式电动助力转向器运行噪声评价方法，其特征在于，所述步骤1实验前设备布置包括，将电机和减速壳体安装在消音室的DP-EPS台架上，在电机和减速壳体上各布置一个三向振动加速度传感器，在电机近场30cm处布置一个传声器。
3.根据权利要求1所述的一种双小齿轮式电动助力转向器运行噪声评价方法，其特征在于，所述步骤2噪声试验通过振动噪音设备的数据采集前端采集到振动和传声器信号，并通过CAN线采集到DP-EPS电机转速信号，每个测试工况采集三组数据。
4.根据权利要求1或3所述的一种双小齿轮式电动助力转向器运行噪声评价方法，其特征在于，所述步骤2中不同测试工况包含稳定工况和升速工况，稳定工况为台架驱动端伺服单元30rpm、60rpm、90rpm匀速转动转向端输入轴，升速工况为台架驱动端伺服单元0rpm上升至90rpm快速转动转向端输入轴。
5.根据权利要求1所述的一种双小齿轮式电动助力转向器运行噪声评价方法，其特征在于，所述步骤3用振动噪音测试设备的后处理软件分析模块对采集到的数据进行有效性和一致性检查，确保无异常并筛选出一组数据用于计算分析。
6.根据权利要求1所述的一种双小齿轮式电动助力转向器运行噪声评价方法，其特征在于，所述步骤6从传声器与振动测点阶次相关性分析中找出重点关注的阶次噪音，创建Prominence Ratio阶次切片分析曲线图，即最终评价运行噪声的突出比图。
7.根据权利要求6所述的一种双小齿轮式电动助力转向器运行噪声评价方法，其特征在于，所述步骤6传声器与振动测点阶次相关性分析构成分贝和振动的曲线图，当分贝曲线和振动曲线同时处于波峰时，认定波峰时刻的阶次噪音为重点关注的阶次噪音。
8.根据权利要求1所述的一种双小齿轮式电动助力转向器运行噪声评价方法，其特征在于，所述步骤7中目标值曲线设置为9dB。
9.根据权利要求2所述的一种双小齿轮式电动助力转向器运行噪声评价方法，其特征在于，所述加速度和传声器的采样频率为48000Hz。
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