CN113959733A - 一种由拍振导致的压耳声评价方法 - Google Patents

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毕金亮
张智
杨鹏
刘心
李彬
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Abstract

本发明提供了一种由拍振导致的压耳声评价方法。步骤1：采集车内耳声数据；步骤2：对步骤1采集的耳声数据进行主观评价；步骤3：对步骤1采集的耳声数据进行频域数据分析；步骤4：对步骤3频域数据分析的耳声数据进行时域滤波处理；步骤5：对步骤4滤波处理后的时域数据进行总声压级计算；步骤6：将步骤2的主观评价与步骤5中计算的总声压级进行对应，确定评价等级。本发明用以解决现有技术中由拍振所导致的压耳声无法量化或量化不合理的问题。

Description

一种由拍振导致的压耳声评价方法
技术领域
本发明属于汽车领域；具体涉及一种由拍振导致的压耳声评价方法。
背景技术
近年来随着汽车产业的发展和消费者对车辆舒适性要求的逐渐提升，各大主机厂对汽车冷却系统NVH性能重视程度也越来越高，拍振问题作为常见的冷却系统NVH问题之一，使各个车企在车辆研发阶段对拍振问题的控制和解决也成为NVH性能开发必要一部分，这其中就包括了拍振导致的压耳声的客观评价指标设定。
车辆怠速开空调时，冷媒经过空调压缩机压缩后变成高温高压的液体，散热器冷却风扇需要运转对冷媒进行降温。如果冷却系统的风扇动平衡或散热器悬置硬度设计不合理，车内驾驶员位置会听到忽大忽小的“嗡嗡”声，人耳会有间歇性压迫感，如果人体长时间处于这种低频且有节拍特性的声音环境中，身体会感到不适，特别是在炎热季节，严重者还会出现头晕呕吐等症状。
有两个简谐波的声音信号，公式如下：X1(t)＝A1cos(ω1t+φ)、X2(t)＝Acos(ω2t+φ)，其中A1和A2分别为两声音信号振幅,ω1和ω2分别为两振动信号的角频率，φ1和φ2分别为信号初始相位。当两个信号叠加时，如果信号幅值相当，即A1≈A2＝A，频率相近，ω1≈ω2时，合成波形为x＝Asin(ωt+φ)。合成波形的振幅随时间呈周期性变化，形成时强时弱的信号，这种现象称之为“拍振”
现有技术均是关于拍振的控制方法，缺少具体的拍振客观指标评价方法，主要还是用主观评价来评估拍振水平，无法精确、高效率的完成拍振水平评价及问题优化工作。
现有技术如公告号为CN106016625A的变频空调压缩机与风扇拍振的控制方法和装置。该方法针对不同的压缩机运行频率区间，确定风扇叶片在不同的压缩机运行频率区间内的风扇叶片通过频率；根据风扇叶片通过频率，确定风扇在不同的压缩机运行频率区间内的风扇转速。保证空调的室外机的风扇叶片通过频率的2倍频较高于压缩机运行频率，避免拍振现象。该专利不涉及拍振噪声的评价方法。
又如公告号为CN110529938A的一种多噪声源设备防拍振的控制方法及控制装置。该方法一种多噪声源设备防拍振的控制方法，用于对多个噪声源的变频空调进行控制，获取多噪声源设备的系统压力值，根据系统压力值确定是否进入防拍振控制。该专利不涉及拍振噪声的评价方法。
又如公告号为CN112360637A的一种解决怠速车内间歇性抖动的方法。该方法主要包括：当目标车辆处于怠速状态时，判断所述目标车辆是否带负载运转；若否，控制所述目标车辆的发动机激励频率转换至第一激励频率；若是，判断所述目标车辆的负载是否为低档位风扇；若否，控制所述目标车辆的发动机激励频率转换至第二激励频率；若是，控制所述目标车辆的发动机激励频率转换至第三激励频率；所述第三激励频率与所述低档位风扇的激励频率相等。该专利不涉及拍振噪声的评价方法。
发明内容
本发明提供了一种由拍振导致的压耳声评价方法，用以解决现有技术中由拍振所导致的压耳声无法量化或量化不合理的问题。
本发明通过以下技术方案实现：
一种由拍振导致的压耳声评价方法，所述压耳声评价方法包括以下步骤：
步骤1：采集车内耳声数据；
步骤2：对步骤1采集的耳声数据进行主观评价；
步骤3：对步骤1采集的耳声数据进行频域数据分析；
步骤4：对步骤3频域数据分析的耳声数据进行时域滤波处理；
步骤5：对步骤4滤波处理后的时域数据进行总声压级计算；
步骤6：将步骤2的主观评价与步骤5中计算的总声压级进行对应，确定评价等级。
进一步的，一种由拍振导致的压耳声评价方法，所述步骤1具体为，将声音传感器置于驾驶员耳旁并固定，对噪声测试设备进行调试，当拍振导致的压耳声能够稳定出现时进行数据采集，，采集时长10s以上，采集至少3组有效数据。
进一步的，一种由拍振导致的压耳声评价方法，所述步骤2具体为，针对步骤1采集到的有效数据根据现有的评价标准进行主观评价，记录每一组有效数据对应的主管评价分值。
进一步的，一种由拍振导致的压耳声评价方法，评价人员坐在驾驶员位置，评价车内压耳声大小，根据主观感受在每组客观测试完成后记录该组数据的压耳声主观评价分值，评价采用10分制标准，评价分数最小单位为0.25分。
进一步的，一种由拍振导致的压耳声评价方法，所述步骤3具体为，对步骤1采集到的的有效数据进行傅里叶变换，通过如下公式实现，
Figure BDA0003303627680000041
再设置数据的频率分辨率≤1，
基于上述的两个条件找出频域数据中导致拍振的两个频率f1和f2。
进一步的，一种由拍振导致的压耳声评价方法，两个频率f1和f2为频谱曲线中峰值明显且频率相近的两个峰值即为产生拍振的两个激励。
进一步的，一种由拍振导致的压耳声评价方法，所述步骤4具体为，对客观数据进行带通滤波处理，最低频率设置＜f1-5，最高频率设置＞f2+5，且频率带宽内不包含其他频率明显的峰值。
进一步的，一种由拍振导致的压耳声评价方法，所述步骤5具体为，对步骤4处理后的时域数据进行总声压级计算，步长设置要求＜1/(f1-f2)，得出的最大声压级即为人耳感知到的压耳声。
进一步的，一种由拍振导致的压耳声评价方法，对步骤4处理后的时域数据进行总声压级计算为通过后处理软件进行计算。
进一步的，一种由拍振导致的压耳声评价方法，所述步骤6具体为，根据第五步计算得出的压耳声声压级及对应的主观评价分值进行一元线性拟合，即可确定拍振导致的压耳声主客观对应关系。
本发明的有益效果是：
本发明利用总声压级参数评价拍振导致的压耳声，区别于现有的主观判断的压耳声水平标准。
本发明利用傅里叶变换、带通滤波及小步长识别出拍振导致的压耳声幅值的数据处理方法，区别于现有技术中主观判断的压耳声水平标准，使客观数据处理使减少误差，评价更准确。
本发明解决了当前只能依据主观评价来评估拍振严重程度的问题，通过制定与人耳主观感受直接对应的拍振客观评价指标，然后利用客观指标评价拍振导致的压耳声水平、优化方案效果及达标情况等，达到了节约人力成本，提升工作效率的目的，同时避免了由于主观评价误差带来的准确性问题。
本发明能够用于汽车研发过程中空调系统拍振目标制定，完善整车NVH性能开发目标体系。
附图说明
附图1是本发明的方法流程图。
附图2是本发明的经过傅里叶变换后的频谱曲线图。
附图3是本发明的步骤4中带通滤波处理后的时域数据曲线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
具体实施例一：
根据图1所示，一种由拍振导致的压耳声评价方法，所述压耳声评价方法包括以下步骤：
步骤1：采集车内耳声数据；
步骤2：对步骤1采集的耳声数据进行主观评价；
步骤3：对步骤1采集的耳声数据进行频域数据分析；
步骤4：对步骤3频域数据分析的耳声数据进行时域滤波处理；
步骤5：对步骤4滤波处理后的时域数据进行总声压级计算；
步骤6：将步骤2的主观评价与步骤5中计算的总声压级进行对应，确定评价等级。
具体实施例二：
本申请实施例二与实施例一的区别仅在于：
一种由拍振导致的压耳声评价方法，所述步骤1具体为，将声音传感器置于驾驶员耳旁并固定，对噪声测试设备进行调试，当拍振导致的压耳声能够稳定出现时进行数据采集，采集时长10s以上，采集至少3组有效数据。
具体为，将传声器布置于驾驶员耳旁，距离头枕中心位置为0.2±0.02m，连接传声器、数据采集设备和笔记本电脑，采样频率设置为3200Hz以上，试验应在空旷环境或者背景噪声低于40dB(A)的试验室内进行，保证无外部噪声干扰；车辆处于定置状态，门窗以及电器关闭，开启空调，当拍振导致的压耳声能够稳定出现时进行数据采集，采集时长在10s以上，如果采集过程中由于压缩机停止工作或风扇转速变化等因素导致压耳声变化则取消本次数据采集，需采集3组以上有效数据。
具体实施例三：
本申请实施例三与实施例二的区别仅在于：
一种由拍振导致的压耳声评价方法，所述步骤2具体为，针对步骤1采集到的有效数据根据现有的评价标准进行主观评价，记录每一组有效数据对应的主管评价分值。
具体实施例四：
本申请实施例四与实施例三的区别仅在于：
一种由拍振导致的压耳声评价方法，评价人员坐在驾驶员位置，评价车内压耳声大小，根据主观感受在每组客观测试完成后记录该组数据的压耳声主观评价分值，评价采用10分制标准，评价分数最小单位为0.25分。
具体为，为研究压耳声评价方法并验证评价方法的准确性，在客观数据采集的同时需对测得的压耳声水平进行主观评价，评价人员坐在驾驶员位置，当客观测试开始时对车内压耳声水平进行评价，在每组客观测试结束后记录该组数据的压耳声主观评价分值，主观评价采用10分制标准，依据表1进行主观评价打分，评价分数最小单位为0.25分，如果采集过程中由于压缩机停止工作或风扇转速变化等因素导致压耳声变化则取消本次评价。
表1评价分值描述表
Figure BDA0003303627680000081
具体实施例五：
本申请实施例五与实施例四的区别仅在于：
一种由拍振导致的压耳声评价方法，所述步骤3具体为，为识别测试数据中导致拍振的两个简谐波信号，需对步骤1采集到的有效数据进行傅里叶变换，通过如下公式实现，
Figure BDA0003303627680000082
利用声音后处理软件即可将时域数据转换为频域数据，因为导致拍振的两个声音信号频率相近，频率分辨率过低则无法将信号识别，再设置数据的频率分辨率≤1，得出的频谱曲线中峰值明显且频率相近的两个峰值即为导致拍振的两个声音信号，
基于上述的两个条件找出频域数据中导致拍振的两个频率f1和f2。
具体实施例六：
本申请实施例六与实施例五的区别仅在于：
一种由拍振导致的压耳声评价方法，两个频率f1和f2为频谱曲线中峰值明显且频率相近的两个峰值即为产生拍振的两个激励。
具体实施例七：
本申请实施例七与实施例六的区别仅在于：
一种由拍振导致的压耳声评价方法，所述步骤4具体为，在对时域数据进行傅里叶变换后得出导致拍振的两个声音信号频率，但处理结果仍无法与主观评价结果对应，还需要对数据进一步进行处理，为去除导致压耳声以外影响主客观对应的其他声音信号，对客观数据进行带通滤波处理，最低频率设置＜f1-5，最高频率设置＞f2+5，且频率带宽内不包含其他频率明显的峰值。以去除拍振频率以外影响客观数据分析的声音成分，只保留拍振频率数据。
具体实施例八：
本申请实施例八与实施例七的区别仅在于：
一种由拍振导致的压耳声评价方法，所述步骤5具体为，当拍振现象发生时，车内驾驶员位置会听到忽大忽小的压耳声，压耳声越大，人体感知越明显，因此可以采用声压级来评价压耳声的严重程度，对步骤4处理后的时域数据进行总声压级计算，步长设置要求＜1/(f1-f2)，计算出的压耳声声压级会呈现出简谐波特性，声压级曲线中峰值就是人耳感知到的压耳声，对采集时间段内的所有压耳声峰值取算数平均值，得出的最大声压级即为人耳感知到的压耳声。
具体实施例九：
本申请实施例九与实施例八的区别仅在于：
对步骤4处理后的时域数据进行总声压级计算为通过后处理软件进行计算。
具体实施例十：
本申请实施例十与实施例九的区别仅在于：
一种由拍振导致的压耳声评价方法，所述步骤6具体为，根据第五步计算得出的压耳声声压级及对应的主观评价分值进行一元线性拟合，利用该拟合公式，在测得压耳声客观值后即可算出对应的主观评价分值，评估压耳声水平，即可确定拍振导致的压耳声主客观对应关系。
本发明通过对由于拍振导致压耳声的问题车辆进行客观测试及主观评价，然后对客观采集的时域数据进行傅里叶变换后的频域数据分析、时域数据带通滤波处理及压耳声总声压级计算，得出能够与人耳感受直接对应的客观指标。

Claims (10)

1.一种由拍振导致的压耳声评价方法，其特征在于，所述压耳声评价方法包括以下步骤：
步骤1：采集车内耳声数据；
步骤2：对步骤1采集的耳声数据进行主观评价；
步骤3：对步骤1采集的耳声数据进行频域数据分析；
步骤4：对步骤3频域数据分析的耳声数据进行时域滤波处理；
步骤5：对步骤4滤波处理后的时域数据进行总声压级计算；
步骤6：将步骤2的主观评价与步骤5中计算的总声压级进行对应，确定评价等级。
2.根据权利要求1所述一种由拍振导致的压耳声评价方法，其特征在于，所述步骤1具体为，将声音传感器置于驾驶员耳旁并固定，对噪声测试设备进行调试，当拍振导致的压耳声能够稳定出现时进行数据采集，，采集时长10s以上，采集至少3组有效数据。
3.根据权利要求1所述一种由拍振导致的压耳声评价方法，其特征在于，所述步骤2具体为，针对步骤1采集到的有效数据根据现有的评价标准进行主观评价，记录每一组有效数据对应的主管评价分值。
4.根据权利要求3所述一种由拍振导致的压耳声评价方法，其特征在于，评价人员坐在驾驶员位置，评价车内压耳声大小，根据主观感受在每组客观测试完成后记录该组数据的压耳声主观评价分值，评价采用10分制标准，评价分数最小单位为0.25分。
5.根据权利要求1所述一种由拍振导致的压耳声评价方法，其特征在于，所述步骤3具体为，对步骤1采集到的的有效数据进行傅里叶变换，通过如下公式实现，
Figure FDA0003303627670000021
再设置数据的频率分辨率≤1，
基于上述的两个条件找出频域数据中导致拍振的两个频率f1和f2。
6.根据权利要求5所述一种由拍振导致的压耳声评价方法，其特征在于，两个频率f1和f2为频谱曲线中峰值明显且频率相近的两个峰值即为产生拍振的两个激励。
7.根据权利要求1所述一种由拍振导致的压耳声评价方法，其特征在于，所述步骤4具体为，对客观数据进行带通滤波处理，最低频率设置＜f1-5，最高频率设置＞f2+5，且频率带宽内不包含其他频率明显的峰值。
8.根据权利要求1所述一种由拍振导致的压耳声评价方法，其特征在于，所述步骤5具体为，对步骤4处理后的时域数据进行总声压级计算，步长设置要求＜1/(f1-f2)，得出的最大声压级即为人耳感知到的压耳声。
9.根据权利要求8所述一种由拍振导致的压耳声评价方法，其特征在于，对步骤4处理后的时域数据进行总声压级计算为通过后处理软件进行计算。
10.根据权利要求1所述一种由拍振导致的压耳声评价方法，其特征在于，所述步骤6具体为，根据步骤5计算得出的压耳声声压级及对应的主观评价分值进行一元线性拟合，即可确定拍振导致的压耳声主客观对应关系。
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