CN114112436B - 一种离线式电驱动总成nvh评价系统及评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离线式电驱动总成NVH评价系统，包括数据存储系统、模拟驾驶系统和声像反馈系统，数据存储系统包括用于导入离线存储的NVH台架测试数据的台架测试数据库；模拟驾驶系统包括驾驶操控模块和驾驶仿真模块，驾驶操控模块包括刹车踏板、油门踏板和方向盘，驾驶仿真模块用于接收驾驶操控模块的操控信号计算实时转速和负载，并将实时转速和负载传入台架测试数据库；台架测试数据库还用于根据接收的实时转速和负载将对应的NVH特性数据传输至声像反馈系统；声像反馈系统包括实时信息显示模块和声学输出模块。本发明的NVH评价系统和评价方法均具有能够对离线存储的NVH台架测试数据进行NVH评价，有利于降低研发成本，缩短研发周期等优点。

Description

一种离线式电驱动总成NVH评价系统及评价方法

技术领域

本发明涉及整车NVH测试技术领域，特别的涉及一种离线式电驱动总成NVH评价系统及评价方法。

背景技术

现有的NVH测试技术在对电驱动总成NVH特性测试过程中，需要将实体化的电驱动总成连接到测试台架中，对电驱动总成NVH性能进行评测，同时，在传统的NVH特性测试过程中，测试对象处于密闭隔音的环境中，无法为测试者提供驾驶的场景，测试者也不能立即对测试对象的NVH特性进行主观的评价，而大脑对声音记忆时间短暂，难以同时对多个声音进行对比评价。一旦需要不同测试人员分批次对同一电驱动总成进行NVH评价时，传统的NVH评价系统需要在每次评价过程中运行测试对象，造成系统调试和运行成本增加。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种能够对离线存储的NVH台架测试数据进行NVH评价，有利于降低研发成本的离线式电驱动总成NVH评价系统及评价方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种离线式电驱动总成NVH评价系统，其特征在于，包括数据存储系统、模拟驾驶系统和声像反馈系统，所述数据存储系统包括用于导入离线存储的NVH台架测试数据的台架测试数据库，所述NVH台架测试数据包括转速、负载和对应的NVH特性数据；所述模拟驾驶系统包括驾驶操控模块和驾驶仿真模块，所述驾驶操控模块包括刹车踏板、油门踏板和方向盘，所述驾驶仿真模块用于接收所述驾驶操控模块的操控信号计算电驱动总成的实时转速和负载，并将实时转速和负载传入所述台架测试数据库；所述台架测试数据库还用于根据接收的实时转速和负载将对应的NVH特性数据传输至所述声像反馈系统；所述声像反馈系统包括用于显示NVH特性的实时信息显示模块和用于回放NVH噪音的声学输出模块。

采用上述系统，不同测试人员在对电驱动总成进行NVH评价时，无需再次对实体电驱动总成进行工况运行，只需将离线存储的NVH台架测试数据导入台架测试数据库中，测试人员根据测试工况在模拟驾驶系统上操控刹车踏板、油门踏板和方向盘进行模拟驾驶，驾驶仿真模块根据操控信号计算电驱动总成的实时转速和负载，台架测试数据库根据实时转速和负载在NVH台架测试数据查找对应的NVH特性，并输出至声像反馈系统，通过声学输出模块回放NVH噪声，通过实时信息显示模块显示NVH特性参数，以便于测试人员根据声像反馈系统对电驱动总成进行NVH评价。这样，在对电驱动总成进行多次NVH评价时，只需要一次NVH台架测试数据的采集，从而大大节省研发成本。

进一步的，所述数据存储系统还包括存储有车辆模型数据和驾驶场景数据的驾驶环境模拟数据库；所述模拟驾驶系统还包括连接在所述驾驶仿真模块上的场景显示器，所述驾驶仿真模块连接至所述驾驶环境模拟数据库，用于载入选定的车辆模型数据和驾驶场景数据，并根据接收的操控信号生成模拟驾驶动画显示在所述场景显示器上。

进一步的，所述数据存储系统还包括存储有NVH台架测试数据和NVH道路测试数据相互转换的交换模型算法库，所述台架测试数据库还用于根据接收的实时转速和负载将对应的NVH特性数据传输至所述交换模型算法库，所述交换模型算法库将接收的NVH特性数据转换为对应的NVH道路测试数据，并传输至所述声像反馈系统。

这样，通过交换模型算法库将台架测试的NVH特性数据转换为道路测试的NVH特性数据，并通过声像反馈系统进行NVH噪音的回放和NVH特性的显示，使得评价人员可以在实车测试前完成电驱动总成的道路测试NVH特性评价，无需等待样车装配后在进行道路测试，从而可以大大加快研发进程。

作为优化，所述交换模型算法库采用如下步骤建立：

S11、将不同类型的电驱动总成安装在试验车辆上进行道路测试，实时获取电驱动总成的NVH特性数据，以及对应的转速和负载，并建立转速、负载与NVH特性数据的NVH道路测试数据集；

S12、将不同类型的电驱动总成安装在测试台架上，实时获取电驱动总成的NVH特性数据，以及对应的转速和负载，并建立转速、负载与NVH特性数据的NVH台架测试数据集；

S13、采用NVH道路测试数据集和NVH台架测试数据集对人工智能深度学习模块进行算法模型的训练和验证，建立NVH台架测试数据和NVH道路测试数据相互转换的交换模型算法库。

进一步的，所述数据存储系统还包括存储有胎噪数据、风噪数据和路噪数据的整车NVH模型数据库，所述整车NVH模型数据库连接有模型叠加模块，所述台架测试数据库还用于根据接收的实时转速和负载将对应的NVH特性数据传输至所述模型叠加模块，所述模型叠加模块用于根据权重将胎噪数据、风噪数据和路噪数据与接收的NVH特性数据进行叠加，生成整车NVH特性数据并传输至所述声像反馈系统。

这样，通过模型叠加模块将风噪数据、胎噪数据和路噪数据与NVH特性数据叠加得到整车NVH特性数据，就可以在整车开发过程中，同步优化电驱动总成的NVH特性，有利于缩短研发周期，降低研发成本。

作为优化，所述整车NVH模型数据库采用如下步骤建立：

S21、在不同车型的电动汽车的车身、轮胎和底盘上设置传感器，分别采集风噪信号、胎噪信号和路噪信号；

S22、对步骤S21中的电动汽车进行路试，实时获取风噪信号、胎噪信号和路噪信号，以及对应的车速和负载，分别建立风噪与对应的车速和负载的风噪NVH模型库、胎噪与对应的车速和负载的胎噪NVH模型库、路噪与对应的车速和负载的路噪NVH模型库。

一种离线式电驱动总成NVH评价方法，其特征在于，先获取如权利要求1～6中任一权利要求所述的离线式电驱动总成NVH评价系统，再将离线存储的NVH台架测试数据导入台架测试数据库，通过模拟驾驶系统进行模拟测试，测试时，评价人员通过实时信息显示模块上显示的NVH特性图表和声学输出模块播放的NVH噪音进行NVH评价。

综上所述，本发明的NVH评价系统和评价方法均具有如下优点：

1、本发明在电驱动总成NVH特性评价的基础上融入了驾驶模拟器，实现在驾驶模拟环境中对电驱动总成NVH特性智能的评价，并且能实现被测对象在极限状态下的NVH评价。

2、本发明通过电驱动总成台架测试的NVH数据可预测电驱动总成在实际道路上运行时的NVH特性，缩短了电驱动总成NVH开发周期，降低开发成本。

3、本发明可实现测试音频的实时输出，解决的了测试者也不能立即对测试对象的NVH特性进行主观的评价，并且大脑对声音记忆时间短暂，难以对多个声音进行对比评价的问题。

附图说明

图1本发明示意图。

图2 电驱动总成台架测试与道路测试NVH交换模型算法库建立图。

图3 整车NVH特性分解图。

图4 电驱动系统整车路试NVH性能预测方法图。

图5 电驱动总成道路测试NVH特性预测图。

图6 电驱动总NVH成台架测试的原始数据的智能评价图。

实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

具体实施时：如图1～图6所示，一种离线式电驱动总成NVH评价系统，包括数据存储系统、模拟驾驶系统和声像反馈系统，所述数据存储系统包括用于导入离线存储的NVH台架测试数据的台架测试数据库，所述NVH台架测试数据包括转速、负载和对应的NVH特性数据；所述模拟驾驶系统包括驾驶操控模块和驾驶仿真模块，所述驾驶操控模块包括刹车踏板、油门踏板和方向盘，所述驾驶仿真模块用于接收所述驾驶操控模块的操控信号计算电驱动总成的实时转速和负载，并将实时转速和负载传入所述台架测试数据库；所述台架测试数据库还用于根据接收的实时转速和负载将对应的NVH特性数据传输至所述声像反馈系统；所述声像反馈系统包括用于显示NVH特性的实时信息显示模块和用于回放NVH噪音的声学输出模块。

所述数据存储系统还包括存储有车辆模型数据和驾驶场景数据的驾驶环境模拟数据库；所述模拟驾驶系统还包括连接在所述驾驶仿真模块上的场景显示器，所述驾驶仿真模块连接至所述驾驶环境模拟数据库，用于载入选定的车辆模型数据和驾驶场景数据，并根据接收的操控信号生成模拟驾驶动画显示在所述场景显示器上。

所述数据存储系统还包括存储有NVH台架测试数据和NVH道路测试数据相互转换的交换模型算法库，所述台架测试数据库还用于根据接收的实时转速和负载将对应的NVH特性数据传输至所述交换模型算法库，所述交换模型算法库将接收的NVH特性数据转换为对应的NVH道路测试数据，并传输至所述声像反馈系统。

所述数据存储系统还包括存储有胎噪数据、风噪数据和路噪数据的整车NVH模型数据库，所述整车NVH模型数据库连接有模型叠加模块，所述台架测试数据库还用于根据接收的实时转速和负载将对应的NVH特性数据传输至所述模型叠加模块，所述模型叠加模块用于根据权重将胎噪数据、风噪数据和路噪数据与接收的NVH特性数据进行叠加，生成整车NVH特性数据并传输至所述声像反馈系统。

在本实施例中，如图1所示，所述实时信息显示模块6和所述场景显示器5均设置在桌面3上，所述声学输出模块7为头戴式耳机，刹车踏板11和油门踏板10设置在桌面3的底部，方向盘2设置在桌面3上。测试时，评价人员坐在座椅1上，通过方向盘2、油门踏板10和刹车踏板11通过场景显示器5的驾驶动画模拟驾驶，并根据实时信息显示模块6上显示的NVH特性图表和头戴式耳机播放的NVH噪音进行NVH评价。

驾驶环境模拟数据库提供不同类型的汽车模型和不同的驾驶场景，用于模拟不同车型的工况试验。在进行测试时用户可根据自身需要选择不同的车型和不同的驾驶场景。驾驶环境模拟数据库可通过安装在方向盘2，油门踏板11和刹车踏板10上的传感器，实时的采集测试者输入的转向装置转角信号、油门踏板位置信号与刹车踏板位置信号，并将这些信号作为控制信号，实时控制模拟驾驶的画面，模拟汽车真实的运行状态。在进行NVH评价时，场景显示器5显示模拟驾驶的场景画面，实时信息显示模块6显示实时车速及NVH测量数据图像。

驾驶仿真模块根据刹车踏板与油门踏板的位置信号计算出实时转速速与负荷，产生转速与负荷信号，将该信号传输到台架测试数据库。在台架测试数据库中匹配一致的转速和负荷信号，并输出对应的NVH特性。驾驶环境模拟数据库根据刹车踏板位置信号，油门踏板位置信号，方向盘转角信号控制驾驶动画。

本实施例中，交换模型算法库建立的具体方法为：

将不同类型的电驱总成分别进行NVH台架测试和NVH道路测试，将在实验室测得的数据与道路测试得到的数据共同导入到人工智能学习系统中，找到连接实验测试数据与道路测试数据的算法关系，并建电驱动总成台架测试与道路测试NVH交换模型算法库。具体实时如图2所示，

1、从电驱动总成NVH测试的历史数据中，找出不同类型的NVH特性的驱动电机总成，并做好NVH特性类型的划分；比如将不同的NVH特性类型一次记为总成A，总成B，总成C…。

2、将不同类型的电驱动总成连接到NVH测试台架上，在电驱动总成的周围选好噪声测量点，并在个点安装上声学采集器，通过台架对总成进行加载，控制电机的转速和输出的扭矩。在测试的过程中通过信号采集系统采集安装在测试台架上的转速传感器与扭矩传感器产生的脉冲信号，进一步将脉冲信号换算为被测总成的实际转速与负荷。

3、同时记录下电驱动总成在每一时刻的转速、负荷和NVH特性。建立转速、负荷与NVH特性的曲线关系。

4、将在台架上测试的不同电驱动总成NVH特性进行保存；比如分别记为A总成台架NVH特性、B总成台架NVH特性、C总成台架NVH特性等。

5、将上述的电驱总成进道路NVH测试，在电驱动总成的左右两侧布置声学传感器，并将传感器连接到信号采集设备，通过车上搭载的CAN总线实时的记录车速与踏板位置。将路试测得的NVH特性，车速、油门踏板位与NVH特性的曲线关系。

6、将道路测试的不同电驱动总成NVH特性进行保存；比如分别记为A总成路试NVH特性、B总成路试NVH特性、C总成路试NVH特性等。

7、将各类型的电驱动总成路试得到的NVH特性数据与各类型的电驱动总成台架测试得到的NVH特性数据导入到人工智能学习模块，运用Decision tree算法（决策树算法）根据传入的NVH台架测试与路测NVH数据建立决策树，在传入数据中通过递归的方式选择最优特征建立决策树的分支节点，并根据该特征对训练数据进行分割，使得对各个子数据集有一个最好的分类的过程。对上一阶段生成的决策树进行检验、校正，用新采集的NVH特性样本数据校验决策树生成过程中产生的初步规则，利用此规格对数据进行回归算处理，建立电驱动总成台架测试NVH特性模型与道路测试NVH模型相互转化的算法。对各种类型的电驱总成进行台架测试NVH模型与道路测试NVH模型相互转化的算法建立，最终建立电驱动总成台架测试与道路测试NVH交换模型算法库，即交换模型算法库。

采用交换模型算法库对电驱动总成道路测试NVH特性进行预测和评价方法如下：

先导入离线存储的NVH台架测试数据到台架测试数据库中，离线存储的NVH台架测试数据可以通过前期对待评价电驱动总进行台架测试采集得到。

将NVH台架测试数据传入交换模型算法库中，通过交换模型算法，将台架测试的NVH特性数据转化为道路测试的NVH特性数据。

驾驶环境模拟数据库将提供模拟驾驶的驾驶环境，向驾驶仿真模块输入操控信号实时模拟车辆运行状态。

根据油门踏板位置信号与负荷信号，在NVH特性车速与油门踏板位置建立三维坐标系中找到此时的路试NVH特性，声学输出模块7将预测的路试电驱总成噪声进行实时输出。

本实施例中，整车NVH模型数据建立的具体方法为：

1、准备不同类型的纯电动汽车，并在车身，轮胎，底盘等位置布置传感器，分别采风噪信号，胎噪信号和路噪信号。

2、通过车载CAN总线采集车辆实时的车速信号，油门踏板位置信号，并保存。

3、对车辆路试时采集到的风噪信号、胎噪信号、路噪信号运用滤波等信号处理手段对采集到的信号进行处理，得到各测点处的数据。

4、将各测点的胎噪数据、风噪数据和路噪数据进一步处理得到不同位置的NVH特向，分别建立胎噪NVH模型、风噪NVH模型和路噪NVH模型。

5、通过对不同车辆的路试，建立胎噪NVH模型库、风噪NVH模型库和路噪NVH模型库，构建整车NVH模型数据。

采用本实施例对电驱动总成的整车路试NVH性能预测和评价方法如图4所示，

先导入离线存储的NVH台架测试数据到台架测试数据库中。

将NVH台架测试数据经过信号处理器做数据处理，将处理后的数据传入到模型叠加模块，作为NVH评价的基础性数据。

将胎噪NVH模型库、风噪NVH模型库和路噪NVH模型库通过贡献量控制通道与模型叠加模块相连，贡献通道可以控制各类噪音在数据模型中的比重。

在电驱动总成NVH基础数据之上叠加胎噪，风噪与路噪数据，模拟整车在实际路面行驶过程中的NVH特性，同驾驶模拟仿真系统根据测试人员操纵驾驶机构产生的驾驶操作信号实时仿真模拟车辆的运行状态。

将叠加数据模型中的数据传输到声学合成器，经过声学处理的信号传递给声学播放设备，将组合的整车运行声音进行输入，测试人员对声音做声品质（响度、平滑度、尖锐度、粗糙度、波动度）的评价。

另外，采用本发明的评价系统对电驱动总NVH成台架测试的原始数据进行评价的方法如图6所示，

在驾驶环境显示器5上导入电驱动总NVH成台架测试的原始数据。

步骤2.台架测量的原始数据通过智能网络传输，分别进入数据处理系统与声学处理系统。

步骤3.数据处理系统根据出入的数据类型智能选择滤波类型与数据处理算法对数据进行处理，将数据以图谱的形式输出，如时域谱、频域谱、相干谱、坎贝尔图等，将图谱显示在测试数据实时显示面板6上。

步骤4. 声学处理系统将输入的原始电压类型的信号通过声卡转化为声音信号，通过外接声音播放设备7，最大限度的还原电驱动总成的真实运行声音。

步骤5.测量的NVH数据传中包含的转速信号与电驱动总成的负信号传输到驾驶模拟仿真系统中，进行车辆运行状态的仿真，模拟车辆在道路上的运行状态。

步骤6.测试人员根据测试数据实时显示面板6上显示的图谱对被测电驱动总成的NVH特性作出客观评价，根据外接声音播放设备7播放的电驱动总成的真实运行声音结合仿真的车辆运行状态对被测电驱动总成的NVH特性作出主观评价，如运动噪声的响度、尖锐度、波动度、粗糙度等。

需要说明的是，车速是通过转速传感器检测的转速经过换算而来，因此，车速和转速之间存在对应关系。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种离线式电驱动总成NVH评价系统，其特征在于，包括数据存储系统、模拟驾驶系统和声像反馈系统，所述数据存储系统包括用于导入离线存储的NVH台架测试数据的台架测试数据库，所述NVH台架测试数据包括转速、负载和对应的NVH特性数据；所述模拟驾驶系统包括驾驶操控模块和驾驶仿真模块，所述驾驶操控模块包括刹车踏板、油门踏板和方向盘，所述驾驶仿真模块用于接收所述驾驶操控模块的操控信号计算电驱动总成的实时转速和负载，并将实时转速和负载传入所述台架测试数据库；所述台架测试数据库还用于根据接收的实时转速和负载将对应的NVH特性数据传输至所述声像反馈系统；所述声像反馈系统包括用于显示NVH特性的实时信息显示模块和用于回放NVH噪音的声学输出模块；

所述数据存储系统还包括存储有NVH台架测试数据和NVH道路测试数据相互转换的交换模型算法库，所述台架测试数据库还用于根据接收的实时转速和负载将对应的NVH特性数据传输至所述交换模型算法库，所述交换模型算法库将接收的NVH特性数据转换为对应的NVH道路测试数据，并传输至所述声像反馈系统；

所述交换模型算法库采用如下步骤建立：

S11、将不同类型的电驱动总成安装在试验车辆上进行道路测试，实时获取电驱动总成的NVH特性数据，以及对应的转速和负载，并建立转速、负载与NVH特性数据的NVH道路测试数据集；

S12、将不同类型的电驱动总成安装在测试台架上，实时获取电驱动总成的NVH特性数据，以及对应的转速和负载，并建立转速、负载与NVH特性数据的NVH台架测试数据集；

S13、采用NVH道路测试数据集和NVH台架测试数据集对人工智能深度学习模块进行算法模型的训练和验证，建立NVH台架测试数据和NVH道路测试数据相互转换的交换模型算法库。

2.如权利要求1所述的离线式电驱动总成NVH评价系统，其特征在于，所述数据存储系统还包括存储有车辆模型数据和驾驶场景数据的驾驶环境模拟数据库；所述模拟驾驶系统还包括连接在所述驾驶仿真模块上的场景显示器，所述驾驶仿真模块连接至所述驾驶环境模拟数据库，用于载入选定的车辆模型数据和驾驶场景数据，并根据接收的操控信号生成模拟驾驶动画显示在所述场景显示器上。

3.如权利要求1所述的离线式电驱动总成NVH评价系统，其特征在于，所述数据存储系统还包括存储有胎噪数据、风噪数据和路噪数据的整车NVH模型数据库，所述整车NVH模型数据库连接有模型叠加模块，所述台架测试数据库还用于根据接收的实时转速和负载将对应的NVH特性数据传输至所述模型叠加模块，所述模型叠加模块用于根据权重将胎噪数据、风噪数据和路噪数据与接收的NVH特性数据进行叠加，生成整车NVH特性数据并传输至所述声像反馈系统。

4.如权利要求3所述的离线式电驱动总成NVH评价系统，其特征在于，所述整车NVH模型数据库采用如下步骤建立：

S21、在不同车型的电动汽车的车身、轮胎和底盘上设置传感器，分别采集风噪信号、胎噪信号和路噪信号；

S22、对步骤S21中的电动汽车进行路试，实时获取风噪信号、胎噪信号和路噪信号，以及对应的车速和负载，分别建立风噪与对应的车速和负载的风噪NVH模型库、胎噪与对应的车速和负载的胎噪NVH模型库、路噪与对应的车速和负载的路噪NVH模型库。

5.一种离线式电驱动总成NVH评价方法，其特征在于，先获取如权利要求1～4中任一权利要求所述的离线式电驱动总成NVH评价系统，再将离线存储的NVH台架测试数据导入台架测试数据库，通过模拟驾驶系统进行模拟测试，测试时，评价人员通过实时信息显示模块上显示的NVH特性图表和声学输出模块播放的NVH噪音进行NVH评价。

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