CN115168999A - 一种路噪tpa优化方法及装置 - Google Patents

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CN115168999A CN202210782129.7A CN202210782129A CN115168999A CN 115168999 A CN115168999 A CN 115168999A CN 202210782129 A CN202210782129 A CN 202210782129A CN 115168999 A CN115168999 A CN 115168999A
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杨诗豪
徐艳平
冯展
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Abstract

本发明涉及一种路噪TPA优化方法及装置，其特征在于，其包括步骤：基于路噪工况数据测试和传递路径测试获取车辆测试数据并对所述车辆测试数据进行路噪TPA数据分析后获取载荷谱线；基于所述载荷谱线与所述传递路径测试所得的噪声振动传递函数获取车内噪声拟合曲线；查找所述车内噪声拟合曲线中不符合预设条件的频率值所对应的主要贡献路径并采用体积声源激励测试所述主要贡献路径在整车状态下车身接附点到车内的噪声振动传递函数；将所述整车状态下车身接附点到车内的噪声振动传递函数替代内饰车身状态下的噪声传递函数并重新进行路噪TPA数据分析获取新的载荷谱线。可有效地提升路噪TPA的精度。

Description

一种路噪TPA优化方法及装置
技术领域
本发明涉及汽车路噪性能分析技术领域，特别涉及一种路噪TPA优化方法及装置。
背景技术
随着新能源汽车迅速发展，路噪越来越受客户重视。路噪是由四个相关的激励源引起(车轮与路面的相互作用)，不同的传递路径间没有固定的相位延迟，且各路径之间会相互耦合。因此，TPA(Transfer path analysis，传递路径分析法)是目前平台及车型项目路噪性能开发中常用的分析方法。
相关技术在进行噪声传递路径分析时，将所述车内噪声信号的幅值与在同一频率点所对应的目标噪声值相减，得到差值曲线，并基于差值曲线之间的差值关系获取所述频率点对应的传递路径的贡献量系数。该技术未考虑每条路径是否存在负贡献，获取的贡献量系数存在较大误差，而且当传递路径的贡献量系数为某些特定值时，无法进行进一步优化。
另一些技术基于虚拟实验场和虚拟样车提取悬架与车身各接附点载荷，其中路径的NTF和接附点载均为仿真分析值，无法与实际样车值进行对标评估，导致误差较大。
发明内容
本发明实施例提供一种路噪TPA优化方法及装置，以解决相关技术中存在的技术问题。
一方面，本发明实施例提供一种路噪TPA优化方法，其特征在于，其包括步骤：
基于路噪工况数据测试和传递路径测试获取车辆测试数据并对所述车辆测试数据进行路噪TPA数据分析后获取载荷谱线；
基于所述载荷谱线与所述传递路径测试所得的噪声振动传递函数获取车内噪声拟合曲线；
查找所述车内噪声拟合曲线中不符合预设条件的频率值所对应的主要贡献路径并采用体积声源激励测试所述主要贡献路径在整车状态下车身接附点到车内的噪声振动传递函数；
将所述整车状态下车身接附点到车内的噪声振动传递函数替代内饰车身状态下的噪声传递函数并重新进行路噪TPA数据分析获取新的载荷谱线。
一些实施例中，所述查找所述车内噪声拟合曲线中不符合预设条件的频率值所对应的主要贡献路径，包括步骤：
计算多组路噪实测工况数据的标准差并基于所述标准差确定路噪拟合值取值范围；
在所述车内噪声拟合曲线中查找不符合所述路噪拟合值取值范围的峰值频率并获取所述峰值频率对应的主要贡献路径。
一些实施例中，所述路噪拟合值取值范围为：(μ-3σ,μ+3σ)，其中，σ为所述标准差，μ为数学平均值。
一些实施例中，所述采用体积声源激励测试所述主要贡献路径在整车状态下车身接附点到车内的噪声振动传递函数，包括步骤：
选取激励点和响应点，并以体积声源的体积变化加速度作为激励信号，以原力锤敲击点位置的加速度作为响应信号，求解所述激励信号与响应信号之间的频响函数，所述频响函数即为待求的噪声振动传递函数。
一些实施例中，根据第一公式求解所述激励信号与响应信号之间的频响函数，所述第一公式包括：
Figure BDA0003724838540000021
其中，F激励点1为在激励点力锤施加的激励，单位为N，P响应点2为响应点的声压响应，单位为Pa，Q响应点2为在响应点体积声源施加的激励，单位为m3/s2；
Figure BDA0003724838540000031
为在激励点的振动响应，单位为m/s2。
另一方面，本发明实施例还提供一种路噪TPA优化装置，其特征在于，其包括：
路噪TPA测试与分析模块，其用于根据路噪工况数据测试和传递路径测试获取车辆测试数据并对所述车辆测试数据进行路噪TPA数据分析后获取载荷谱线；
噪声拟合模块，其用于根据所述载荷谱线与所述传递路径测试所得的噪声振动传递函数获取车内噪声拟合曲线；
精度提升模块，其用于：
查找所述车内噪声拟合曲线中不符合预设条件的频率值所对应的主要贡献路径并采用体积声源激励测试所述主要贡献路径在整车状态下车身接附点到车内的噪声振动传递函数；
将所述整车状态下车身接附点到车内的噪声振动传递函数替代内饰车身状态下的噪声传递函数并重新进行路噪TPA数据分析获取新的载荷谱线。
一些实施例中，所述精度提升模块，还用于：
计算多组路噪实测工况数据的标准差并基于所述标准差确定路噪拟合值取值范围；
在所述车内噪声拟合曲线中查找不符合所述路噪拟合值取值范围的峰值频率并获取所述峰值频率对应的主要贡献路径。
一些实施例中，所述路噪拟合值取值范围为：(μ-3σ,μ+3σ)，其中，σ为所述标准差，μ为数学平均值。
一些实施例中，所述精度提升模块，还用于：
选取激励点和响应点，并以体积声源的体积变化加速度作为激励信号，以原力锤敲击点位置的加速度作为响应信号，求解所述激励信号与响应信号之间的频响函数，所述频响函数即为待求的噪声振动传递函数。
一些实施例中，所述精度提升模块，还用于：
根据第一公式求解所述激励信号与响应信号之间的频响函数，所述第一公式包括：
Figure BDA0003724838540000041
其中，F激励点1为在激励点力锤施加的激励，单位为N，P响应点2为响应点的声压响应，单位为Pa，Q响应点2为在响应点体积声源施加的激励，单位为m3/s2；
Figure BDA0003724838540000042
为在激励点的振动响应，单位为m/s2。本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：
本发明实施例提供了一种路噪TPA优化方法及装置，采用体积声源法测试NTF(Noise Transfer Funct ion，噪声传递函数)，只需激励即可解决传统力锤测试时易受整车状态下零件结构装配位置限制导致无法激励以及无法准确获得整车状态下车身接附点到车内NTF的问题。此外，可以同时测试多条路径的车身接附点到车内的NTF，并且可操作性和一致性高，降低了力锤激励过程中人员操作引起的误差问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种路噪TPA优化方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的路噪拟合值取值范围示意图；
图3为本发明实施例提供的拟合精度曲线图；
图4为本发明实施例提供的196Hz的主要贡献路径结果图；
图5为本发明实施例提供的采用体积声源激励的NTF示意图；
图6为本发明实施例提供的优化后的拟合精度示意图；
图7为本发明实施例提供的一种路噪TPA优化装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的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。
如图1所示，本发明实施例提供了一种路噪TPA优化方法，其包括步骤：
S100:基于路噪工况数据测试和传递路径测试获取车辆测试数据并对所述车辆测试数据进行路噪TPA数据分析后获取载荷谱线；
S200:基于所述载荷谱线与所述传递路径测试所得的噪声振动传递函数获取车内噪声拟合曲线；
S300:查找所述车内噪声拟合曲线中不符合预设条件的频率值所对应的主要贡献路径并采用体积声源激励测试所述主要贡献路径在整车状态下车身接附点到车内的噪声振动传递函数；
S400:将所述整车状态下车身接附点到车内的噪声振动传递函数替代内饰车身状态下的噪声传递函数并重新进行路噪TPA数据分析获取新的载荷谱线。
需要说明的是，路噪TPA为路面噪声的传递路径分析(Transfer Path Analysis)，NTF为噪声传递函数(Noise Transfer Function)，FRF为频率响应函数(FrequencyResponse Funct ion)；相关技术中，路噪TPA的分析思路包括：①通过主分量分析将目标点和指示点的实测数据分解成不相关的虚拟参考谱；②将一个主分量数据集看成一个工况数据，通过虚拟参考谱和传递函数分别计算各个主分量；③分别对各主分量进行TPA分析，合成各主分量的目标点响应；④对所有主分量进行RMS相加，合成传递路径激励力、目标点响应。
步骤S100中，测试FRF时，车辆需要拆除轮胎和悬架系统，进行内饰车身状态的FRF测试；其中，FRF包含路径到目标点的振动FRF和路径到指示点的NTF；可优选地，指示点数量需要为路径数量的2倍及以上；进行路噪TPA数据分析包含PCA(Principal ComponentAnalys is)分析、路噪TPA建模、载荷识别以及贡献量分析等。
步骤S400中非整车状态可指拆除轮胎和悬架系统的内饰车身状态，将噪声拟合曲线上不满足取值范围要求的问题峰值按上述步骤进行精度提升优化，直至更新后的噪声拟合曲线上问题峰值的幅值均满足要求。其中，满足要求的路噪拟合曲线，对应的TPA载荷和贡献量分析结果，可以为路噪开发调试提供可靠的依据。
本发明实施例，可以解决低刚度车身安装点存在的传递路径分析问题，有效地提升路噪TPA的精度，获取准确的车身接附点载荷和路径贡献量，为路噪开发调试提供可靠的依据；由于低刚度车身安装点到车内NTF在TB状态(除轮胎和悬架系统后的内饰车身状态)与整车状态相差甚远，不符合实际车辆情况。本发明基于互易性假设原理，采用体积声源测试整车状态下的车身安装点到车内噪声传递函数，体积声源法测试整车状态的NTF，可以避免传统力锤测试由空间受限导致的实际操作问题，可同时测试多条路径的车身接附点到车内的NTF，可操作性和一致性高，降低了力锤激励过程中人员操作引起的误差问题。
在一个具体的实施例中，进行路径测试(FRF测试和NTF测试)时的指示点与目标点如表1所示。
表1路噪TPA的指示点与目标点示例
Figure BDA0003724838540000071
一些实施例中，S300包括步骤：
S310:计算多组路噪实测工况数据的标准差并基于所述标准差确定路噪拟合值取值范围；
S320:在所述车内噪声拟合曲线中查找不符合所述路噪拟合值取值范围的峰值频率并获取所述峰值频率对应的主要贡献路径。
本发明实施例，根据路噪拟合值取值范围，找出不满足要求的问题峰值，进行提升精度优化。
如图2所示，可优选地，路噪拟合值取值范围为：(μ-3σ,μ+3σ)，其中，σ为所述标准差，μ为数学平均值。
在一个具体的实施例中，经过步骤S320查找到如图3所示的问题峰值评率为196Hz，其为轮胎空腔共鸣的峰值频率。并如图4所示，进一步获取到196Hz的主要贡献路径为:①左下摆臂Z、②右下摆臂Z，占比大于69％。
一些实施例中，S300还包括步骤：
S330:选取激励点和响应点，并以体积声源的体积变化加速度作为激励信号，以原力锤敲击点位置的加速度作为响应信号，求解所述激励信号与响应信号之间的频响函数，所述频响函数即为待求的噪声振动传递函数。
需要说明的是，本发明实施例，根据结构和声的互易性假设原理，用体积声源激励，测试主要贡献路径在整车状态下车身接附点到车内的噪声振动传递函数。其中，结构和声的互易性假设，即在一点敲击，测量某一点的声压，计算两者之间的频响函数，相当于将体积声源在声压传感器的所在位置，通过改变体积声源的体积变化速度，发出一定的声功率。以变体积声源的体积变化加速度作为激励信号，以原力锤敲击点位置的加速度作为响应信号，求解两者之间的频响函数。
可优选地，根据第一公式求解所述激励信号与响应信号之间的频响函数，所述第一公式包括：
Figure BDA0003724838540000081
其中，F激励点1为在激励点力锤施加的激励，单位为N，P响应点2为响应点的声压响应，单位为Pa，Q响应点2为在响应点体积声源施加的激励，单位为m3/s2；
Figure BDA0003724838540000082
为在激励点的振动响应，单位为m/s2。
需要说明的是，采用体积声源激励进行NTF测试，即为在车内驾驶员和乘员耳旁用体积声源进行激励，在响应点布置振动传感器测试振动响应，从而得到车内驾驶员和乘员耳旁的NTF。所得的NTF曲线如图5所示。
需要说明的是，将测试主要贡献路径的整车状态噪声传递函数代替内饰车身状态下的噪声传递函数，按照S100和S200的步骤重新进行路噪TPA数据分析，获取新的拟合精度，如图6所示。新的拟合曲线在问题处与实测值实现了良好的拟合，为路噪开发调试提供可靠的依据。本发明实施例针对路噪TPA分析拟合精度差的频段进行有效NTF修正，实现路噪精度的提升。
如图7所示，本发明实施例还提供一种路噪TPA优化装置，其包括：
路噪TPA测试与分析模块，其用于根据路噪工况数据测试和传递路径测试获取车辆测试数据并对所述车辆测试数据进行路噪TPA数据分析后获取载荷谱线；
噪声拟合模块，其用于根据所述载荷谱线与所述传递路径测试所得的噪声振动传递函数获取车内噪声拟合曲线；
精度提升模块，其用于：
查找所述车内噪声拟合曲线中不符合预设条件的频率值所对应的主要贡献路径并采用体积声源激励测试所述主要贡献路径在整车状态下车身接附点到车内的噪声振动传递函数；
将所述整车状态下车身接附点到车内的噪声振动传递函数替代内饰车身状态下的噪声传递函数并重新进行路噪TPA数据分析获取新的载荷谱线。
一些实施例中，精度提升模块，还用于：
计算多组路噪实测工况数据的标准差并基于所述标准差确定路噪拟合值取值范围；
在所述车内噪声拟合曲线中查找不符合所述路噪拟合值取值范围的峰值频率并获取所述峰值频率对应的主要贡献路径。
一些实施例中，路噪拟合值取值范围为：(μ-3σ,μ+3σ)，其中，σ为所述标准差，μ为数学平均值。
一些实施例中，精度提升模块，还用于：
选取激励点和响应点，并以体积声源的体积变化加速度作为激励信号，以原力锤敲击点位置的加速度作为响应信号，求解所述激励信号与响应信号之间的频响函数，所述频响函数即为待求的噪声振动传递函数。
一些实施例中，精度提升模块，还用于：
根据第一公式求解所述激励信号与响应信号之间的频响函数，所述第一公式包括：
Figure BDA0003724838540000101
其中，F激励点1为在激励点力锤施加的激励，单位为N，P响应点2为响应点的声压响应，单位为Pa，Q响应点2为在响应点体积声源施加的激励，单位为m3/s2；
Figure BDA0003724838540000102
为在激励点的振动响应，单位为m/s2。
本发明实施例的有益效果包括：
①可以解决低刚度车身安装点存在的传递路径分析问题，有效地提升路噪TPA的精度，获取准确的车身接附点载荷和路径贡献量，为路噪开发调试提供可靠的依据；②采用体积声源测试整车状态下的车身安装点到车内噪声传递函数，有效地改善低刚度车身安装点到车内NTF在TB状态与整车状态相差甚远(不符合实际车辆情况)的问题。③体积声源法测试整车状态的NTF，可以避免传统力锤测试由空间受限导致的实际操作问题。④体积声源法测试NTF可以同时测试多条路径的车身接附点到车内的NTF，可操作性和一致性高，降低了力锤激励过程中人员操作引起的误差问题。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读存储介质上，计算机可读存储介质可以包括计算机可读存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。
需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种路噪TPA优化方法，其特征在于，其包括步骤：
基于路噪工况数据测试和传递路径测试获取车辆测试数据并对所述车辆测试数据进行路噪TPA数据分析后获取载荷谱线；
基于所述载荷谱线与所述传递路径测试所得的噪声振动传递函数获取车内噪声拟合曲线；
查找所述车内噪声拟合曲线中不符合预设条件的频率值所对应的主要贡献路径并采用体积声源激励测试所述主要贡献路径在整车状态下车身接附点到车内的噪声振动传递函数；
将所述整车状态下车身接附点到车内的噪声振动传递函数替代内饰车身状态下的噪声传递函数并重新进行路噪TPA数据分析获取新的载荷谱线。
2.如权利要求1所述的一种路噪TPA优化方法，其特征在于，所述查找所述车内噪声拟合曲线中不符合预设条件的频率值所对应的主要贡献路径，包括步骤：
计算多组路噪实测工况数据的标准差并基于所述标准差确定路噪拟合值取值范围；
在所述车内噪声拟合曲线中查找不符合所述路噪拟合值取值范围的峰值频率并获取所述峰值频率对应的主要贡献路径。
3.如权利要求2所述的一种路噪TPA优化方法，其特征在于，所述路噪拟合值取值范围为：(μ-3σ,μ+3σ)，其中，σ为所述标准差，μ为数学平均值。
4.如权利要求2所述的一种路噪TPA优化方法，其特征在于，所述采用体积声源激励测试所述主要贡献路径在整车状态下车身接附点到车内的噪声振动传递函数，包括步骤：
选取激励点和响应点，并以体积声源的体积变化加速度作为激励信号，以原力锤敲击点位置的加速度作为响应信号，求解所述激励信号与响应信号之间的频响函数，所述频响函数即为待求的噪声振动传递函数。
5.如权利要求4所述的一种路噪TPA优化方法，其特征在于，根据第一公式求解所述激励信号与响应信号之间的频响函数，所述第一公式包括：
Figure FDA0003724838530000021
其中，F激励点1为在激励点力锤施加的激励，单位为N，P响应点2为响应点的声压响应，单位为Pa，Q响应点2为在响应点体积声源施加的激励，单位为m3/s2；
Figure FDA0003724838530000022
为在激励点的振动响应，单位为m/s2。
6.一种路噪TPA优化装置，其特征在于，其包括：
路噪TPA测试与分析模块，其用于根据路噪工况数据测试和传递路径测试获取车辆测试数据并对所述车辆测试数据进行路噪TPA数据分析后获取载荷谱线；
噪声拟合模块，其用于根据所述载荷谱线与所述传递路径测试所得的噪声振动传递函数获取车内噪声拟合曲线；
精度提升模块，其用于：
查找所述车内噪声拟合曲线中不符合预设条件的频率值所对应的主要贡献路径并采用体积声源激励测试所述主要贡献路径在整车状态下车身接附点到车内的噪声振动传递函数；
将所述整车状态下车身接附点到车内的噪声振动传递函数替代内饰车身状态下的噪声传递函数并重新进行路噪TPA数据分析获取新的载荷谱线。
7.如权利要求6所述的一种路噪TPA优化装置，其特征在于，所述精度提升模块，还用于：
计算多组路噪实测工况数据的标准差并基于所述标准差确定路噪拟合值取值范围；
在所述车内噪声拟合曲线中查找不符合所述路噪拟合值取值范围的峰值频率并获取所述峰值频率对应的主要贡献路径。
8.如权利要求7所述的一种路噪TPA优化装置，其特征在于，所述路噪拟合值取值范围为：(μ-3σ,μ+3σ)，其中，σ为所述标准差，μ为数学平均值。
9.如权利要求7所述的一种路噪TPA优化装置，其特征在于，所述精度提升模块，还用于：
选取激励点和响应点，并以体积声源的体积变化加速度作为激励信号，以原力锤敲击点位置的加速度作为响应信号，求解所述激励信号与响应信号之间的频响函数，所述频响函数即为待求的噪声振动传递函数。
10.如权利要求9所述的一种路噪TPA优化装置，其特征在于，所述精度提升模块，还用于：
根据第一公式求解所述激励信号与响应信号之间的频响函数，所述第一公式包括：
Figure FDA0003724838530000031
其中，F激励点1为在激励点力锤施加的激励，单位为N，P响应点2为响应点的声压响应，单位为Pa，Q响应点2为在响应点体积声源施加的激励，单位为m3/s2；
Figure FDA0003724838530000032
为在激励点的振动响应，单位为m/s2。
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CN116541967A (zh) * 2023-06-26 2023-08-04 江铃汽车股份有限公司 一种汽车路面噪声振动的cae仿真方法及设备

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116541967A (zh) * 2023-06-26 2023-08-04 江铃汽车股份有限公司 一种汽车路面噪声振动的cae仿真方法及设备
CN116541967B (zh) * 2023-06-26 2023-09-12 江铃汽车股份有限公司 一种汽车路面噪声振动的cae仿真方法及设备

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