CN108760889B - 汽车地板对后桥啸叫空气辐射声衰减特性识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车地板对后桥啸叫空气辐射声衰减特性识别方法，包括：将待测汽车停放在消音室中；分别在所述汽车的驾驶员外耳位置处、副驾驶员外耳位置处、后排左侧乘客外耳位置处、后排右侧乘客外耳位置处各布置一个麦克风；在所述汽车外地板通道布置若干个麦克风；分别在所述汽车传动轴轴线的不同位置布置体积声源，以模拟后桥啸叫；通过数据采集设备采集各个麦克风的声音响应；根据数据采集设备采集得到的数据，计算得到声衰减特性曲线。本发明重点反应车身地板的吸隔声特性，能够准确获得车身地板的声衰减特性曲线，对主机厂改善车辆NVH，具有很强的实际意义。

Description

汽车地板对后桥啸叫空气辐射声衰减特性识别方法

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种汽车地板对后桥啸叫空气辐射声衰减特性识别方法。

背景技术

后驱动桥，简称后桥，其主要作用是降低动力传动***的转速、提高扭矩、承载、差速等。后桥主要由壳体、减速器齿轮、差速器、半轴等组成。后桥减速器为一对齿轮副，在齿轮传动的过程中，齿轮的实际位置与理想位置会存在一定的偏差，被称作传递误差。齿轮之间的相对运动、传递误差会进一步产生啮合力，从而产生一种恼人的噪声，通常，这种噪声被称为后桥啸叫。

后桥啸叫主要发生在小油门加速及滑行工况下，频率范围为200～1000Hz，且具有明显的纯音特性，很容易引起顾客的抱怨。后桥啸叫噪声具有阶次特性，主要为齿轮啮合主阶次、谐阶次。

后桥啸叫噪声传递到车内的路径主要包括空气辐射、结构传递。结构声是齿轮啮合阶次振动通过减震器、拖曳臂、摆臂等底盘悬挂部件传递到车身，进而在车内产生啸叫阶次噪声。空气辐射是指桥内齿轮啮合产生的啸叫噪声经过空气、车身等直接传播到车内。后桥啸叫的主要频率范围为20～1000Hz，在该频率范围内，传动轴存在呼吸模态，该模态会被齿轮啮合力激励起来，进而成为后桥啸叫的一个重要噪声源，向车内辐射噪声。

后桥啸叫辐射噪声通过空气、车身等传递到车内的过程中，会被逐渐地衰减。汽车车身，尤其是地板通道作为后桥啸叫传递到车内的重要路径，其隔声性能的好坏，直接影响到车内后桥啸叫噪声的水平。汽车地板主要是由地板阻尼胶、钣金、地毯等组成，这些部件都具有一定的吸声、隔声性能。但是，不同的材料、工艺以及制造水平对其声衰减特性影响很大。

为了能够评估整车状态下，需要首先获取后桥啸叫经过汽车车身声衰减特性，进而评估后桥啸叫辐射声的贡献量，但现有的车身吸隔声性能评估方法主要包括整车隔声量、发动机舱声衰减特性、轮胎噪声衰减特性、进气口声衰减特性、排气口声衰减特性等。整车隔声量是衡量车辆整体的隔声量，主要是考察车门、侧围、顶棚等。发动机舱声衰减特性主要是考察发动机前围隔音垫对发动机声音的吸隔音水平。轮胎噪声声衰减特性用于评估轮毂旁钣金/吸音材料的性能。这些试验方法虽然在一定程度上反映出后桥啸叫经过汽车车身声衰减特性，但是，其重点均不在车身地板的吸隔声特性上，因此无法准确的反应车身地板的声衰减特性。

发明内容

为此，本发明的一个实施例提出一种汽车地板对后桥啸叫空气辐射声衰减特性识别方法，解决现有技术无法准确的反应车身地板的声衰减特性的问题。

根据本发明提供的汽车地板对后桥啸叫空气辐射声衰减特性识别方法，包括：

将待测汽车停放在消音室中；

分别在所述汽车的驾驶员外耳位置处、副驾驶员外耳位置处、后排左侧乘客外耳位置处、后排右侧乘客外耳位置处各布置一个麦克风；

在所述汽车外地板通道布置若干个麦克风；

分别在所述汽车传动轴轴线的不同位置布置体积声源，以模拟后桥啸叫；

通过数据采集设备采集各个麦克风的声音响应；

根据数据采集设备采集得到的数据，计算得到声衰减特性曲线。

根据本发明提供的汽车地板对后桥啸叫空气辐射声衰减特性识别方法，从后桥啸叫声源及空气传播路径的角度出发，在车内相应位置布置4个麦克风，采集车内响应；在车外地板通道布置一定数量的麦克风，采集声源近场噪声数据；车外放置体积声源，以模拟近场辐射声，采用一定的计算方法，将采集到的数据后处理，就可以计算得到车身地板对后桥啸叫空气辐射声衰减特性曲线。该方法能够重点反应车身地板的吸隔声特性，准确获得车身地板的声衰减特性曲线，该方法可以用于竞品车/标杆车的隔声量对标分析、开发阶段项目声学特性目标的设定、试验样车阶段属性目标达成情况的评估等。且该方法步骤清晰，目的明确，具有很强的可重复性和操作性，试验结果准确可靠，可推广应用，对主机厂改善车辆NVH，具有很强的实际意义。

另外，根据本发明上述的汽车地板对后桥啸叫空气辐射声衰减特性识别方法，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述将待测汽车停放在消音室中的步骤包括：

将待测汽车停放在消音室中，使所述汽车周围1.5m范围内无障碍物，将所述汽车的各个座椅调整到中间位置，将各个座椅的高度固定在中间位置，同时调节各个座椅的纵向位置、靠背角度、靠枕高度，并移除传动轴，标记传动轴的安装位置及其轴线。

进一步地，每布置一个麦克风后，均对麦克风进行标定，以获得各麦克风的灵敏度。

进一步地，所述在所述汽车外地板通道布置若干个麦克风的步骤中，传动轴处的麦克风布置在车身底部钣金上，并采用隔振材料将钣金与麦克风隔开，传动轴处的麦克风顶部距车底钣金的距离不大于12.7mm。

进一步地，所述汽车具有两段式传动轴，且所述汽车为发动机前置后驱车型，所述在所述汽车外地板通道布置若干个麦克风的步骤中，近场布置4个麦克风，第一个麦克风位于前传动轴1/2长度处，方向朝后；第二个麦克风位于前传动轴3/4长度处，方向朝后；第三个麦克风位于后传动轴1/4长度处，方向朝前；第四个麦克风位于后传动轴1/2长度处，方向朝前。

进一步地，所述分别在所述汽车传动轴轴线的不同位置布置体积声源的步骤中，布置4组体积声源，第一组体积声源位于前传动轴轴线的1/2长度处，方向朝上；第二组体积声源位于前传动轴轴线的3/4长度处，方向朝上；第三组体积声源位于后传动轴轴线的1/4长度处，方向朝上；第四组体积声源位于后传动轴轴线的1/2长度处，方向朝上。

进一步地，所述根据数据采集设备采集得到的数据，计算得到声衰减特性曲线的步骤中，采用以下方法计算声衰减特性曲线：

a、将每个地板麦克风对所有声源位置进行能量平均，地板麦克风为汽车外地板通道布置的麦克风：

其中，

为第i个地板麦克风对所有声源的能量平均值；

为第j个体积声源作用时，第i个地板麦克风的响应；

b、对地板麦克风进行能量平均：

c、将每个车内麦克风对所有声源位置进行能量平均，车内麦克风为驾驶员外耳位置处、副驾驶员外耳位置处、后排左侧乘客外耳位置处、后排右侧乘客外耳位置处布置的麦克风：

其中，P_i为第i个车内麦克风对所有声源的能量平均值，

为第j个体积声源作用时，第i个车内麦克风的响应；

d、将车内麦克风进行能量平均：

e、计算得到声衰减特性曲线P(f)：

P(f)＝P_DS-P_in。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实施例了解到。

附图说明

本发明实施例的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一实施例的汽车地板对后桥啸叫空气辐射声衰减特性识别方法的流程图；

图2是车内麦克风布置位置示意图；

图3是地板麦克风的安装方式示意图；

图4是地板麦克风布置位置示意图；

图5是数据采集***的组成位置示意图；

图6是体积声源的布置位置示意图；

图7是计算得出的声衰减特性曲线，图中，纵坐标为频率(Hz)，横坐标为分贝(dB)。

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。

请参阅图1，本发明一实施例提出的汽车地板对后桥啸叫空气辐射声衰减特性识别方法，包括以下步骤：

S101，将待测汽车停放在消音室中；

其中，将待测汽车停放在消音室中，使所述汽车周围1.5m范围内无障碍物，将所述汽车的各个座椅调整到中间位置，将各个座椅的高度固定在中间位置，同时调节各个座椅的纵向位置、靠背角度、靠枕高度，并移除传动轴，标记传动轴的安装位置及其轴线。本实施例中，汽车以具有两段式传动轴，且为发动机前置后驱SUV车型为例进行说明，可以理解的，本发明提供的方法可以适用于配备有整体式后桥的非独立悬挂结构的车型，同样可延伸至具有断开式后桥的独立悬挂车型。

S102，分别在所述汽车的驾驶员外耳位置处、副驾驶员外耳位置处、后排左侧乘客外耳位置处、后排右侧乘客外耳位置处各布置一个麦克风；

其中，麦克风可以是混响场麦克风，以保证良好的响应效果，每布置一个麦克风后，均对麦克风进行标定，以获得各麦克风的灵敏度。请参阅图2，分别在驾驶员外耳位置处、副驾驶员外耳位置处、后排左侧乘客外耳位置处、后排右侧乘客外耳位置处等布置四个麦克风，这四个麦克风本实施例均称为车内麦克风，车内麦克风用于监听和响应后桥啸叫经车身地板衰减后的噪声，采集声压级，也即采集用户在车内能够感受到的后桥啸叫引起的噪声。

S103，在所述汽车外地板通道布置若干个麦克风；

其中，请参阅图3，该步骤中，汽车传动轴处的麦克风布置在车身底部钣金上，并采用隔振的软质材料将钣金与麦克风隔开，传动轴处的麦克风顶部距车底钣金的距离不大于12.7mm。

本实施例中，由于汽车具有两段式传动轴，且汽车为发动机前置后驱车型，因此本实施例中，近场布置4个麦克风，请参阅图4，第一个麦克风位于前传动轴1/2长度处，方向朝后；第二个麦克风位于前传动轴3/4长度处，方向朝后；第三个麦克风位于后传动轴1/4长度处，方向朝前；第四个麦克风位于后传动轴1/2长度处，方向朝前。这四个麦克风均称为地板麦克风，地板麦克风用于直接监听和响应未经衰减的后桥啸叫引起的噪声。

S104，分别在所述汽车传动轴轴线的不同位置布置体积声源，以模拟后桥啸叫；

具体实施时，需要配备数据采集***，请参阅图5，数据采集***主要包括声源***、响应麦克风、数据采集设备等。声源***包括体积声源、功率放大器组成，体积声源用于模拟后桥啸叫，功率放大器用于保证声源的强度。响应麦克风即为为步骤S102中的车内麦克风和步骤S103中的地板麦克风。

其中，为了模拟后桥本身及传动轴辐射出来的啸叫噪声声源，分别在传动轴轴线的不同位置布置体积声源、数据采集。该步骤中，布置4组体积声源，请参阅图6，第一组体积声源位于前传动轴轴线的1/2长度处，方向朝上；第二组体积声源位于前传动轴轴线的3/4长度处，方向朝上；第三组体积声源位于后传动轴轴线的1/4长度处，方向朝上；第四组体积声源位于后传动轴轴线的1/2长度处，方向朝上。

S105，通过数据采集设备采集各个麦克风的声音响应；

其中，数据采集***中的数据采集设备的功能主要包括麦克风噪声信号的采集、为体积声源提供输出信号等。

S106，根据数据采集设备采集得到的数据，计算得到声衰减特性曲线。

其中，数据采集设备采集得到的数据可以通过测试工作站处理，以计算得出声衰减特性曲线，采用以下方法计算声衰减特性曲线：

a、将每个地板麦克风对所有声源位置进行能量平均，地板麦克风为汽车外地板通道布置的麦克风：

其中，

为第i个地板麦克风对所有声源的能量平均值；

为第j个体积声源作用时，第i个地板麦克风的响应；

b、对地板麦克风进行能量平均：

c、将每个车内麦克风对所有声源位置进行能量平均，车内麦克风为驾驶员外耳位置处、副驾驶员外耳位置处、后排左侧乘客外耳位置处、后排右侧乘客外耳位置处布置的麦克风：

其中，P_i为第i个车内麦克风对所有声源的能量平均值，

为第j个体积声源作用时，第i个车内麦克风的响应；

d、将车内麦克风进行能量平均：

e、计算得到声衰减特性曲线P(f)：

P(f)＝P_DS-P_in，

本实施例获取的声衰减特性曲线可以参阅图7，从图7中可以看出，该汽车中，汽车地板对频率200Hz的后桥啸叫能够衰减30dB，同理，汽车地板对频率700Hz的后桥啸叫能够衰减38dB，该结果能够准确反应车身地板的吸隔声特性。

根据本发明实施例的汽车地板对后桥啸叫空气辐射声衰减特性识别方法，从后桥啸叫声源及空气传播路径的角度出发，在车内相应位置布置4个麦克风，采集车内响应；在车外地板通道布置一定数量的麦克风，采集声源近场噪声数据；车外放置体积声源，以模拟近场辐射声，采用一定的计算方法，将采集到的数据后处理，就可以计算得到车身地板对后桥啸叫空气辐射声衰减特性曲线。该方法能够重点反应车身地板的吸隔声特性，准确获得车身地板的声衰减特性曲线，该方法可以用于竞品车/标杆车的隔声量对标分析、开发阶段项目声学特性目标的设定、试验样车阶段属性目标达成情况的评估等。且该方法步骤清晰，目的明确，具有很强的可重复性和操作性，试验结果准确可靠，可推广应用，对主机厂改善车辆NVH，具有很强的实际意义。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种汽车地板对后桥啸叫空气辐射声衰减特性识别方法，其特征在于，包括：

将待测汽车停放在消音室中；

分别在所述汽车的驾驶员外耳位置处、副驾驶员外耳位置处、后排左侧乘客外耳位置处、后排右侧乘客外耳位置处各布置一个麦克风；

在所述汽车外地板通道布置若干个麦克风；

分别在所述汽车传动轴轴线的不同位置布置体积声源，以模拟后桥啸叫；

通过数据采集设备采集各个麦克风的声音响应；

根据数据采集设备采集得到的数据，计算得到声衰减特性曲线；

其中，所述汽车具有两段式传动轴，且所述汽车为发动机前置后驱车型，所述在所述汽车外地板通道布置若干个麦克风的步骤中，近场布置4个麦克风，第一个麦克风位于前传动轴1/2长度处，方向朝后；第二个麦克风位于前传动轴3/4长度处，方向朝后；第三个麦克风位于后传动轴1/4长度处，方向朝前；第四个麦克风位于后传动轴1/2长度处，方向朝前；

所述分别在所述汽车传动轴轴线的不同位置布置体积声源的步骤中，布置4组体积声源，第一组体积声源位于前传动轴轴线的1/2长度处，方向朝上；第二组体积声源位于前传动轴轴线的3/4长度处，方向朝上；第三组体积声源位于后传动轴轴线的1/4长度处，方向朝上；第四组体积声源位于后传动轴轴线的1/2长度处，方向朝上。

2.根据权利要求1所述的汽车地板对后桥啸叫空气辐射声衰减特性识别方法，其特征在于，所述将待测汽车停放在消音室中的步骤包括：

将待测汽车停放在消音室中，使所述汽车周围1.5m范围内无障碍物，将所述汽车的各个座椅调整到中间位置，将各个座椅的高度固定在中间位置，同时调节各个座椅的纵向位置、靠背角度、靠枕高度，并移除传动轴，标记传动轴的安装位置及其轴线。

3.根据权利要求1所述的汽车地板对后桥啸叫空气辐射声衰减特性识别方法，其特征在于，每布置一个麦克风后，均对麦克风进行标定，以获得各麦克风的灵敏度。

4.根据权利要求1所述的汽车地板对后桥啸叫空气辐射声衰减特性识别方法，其特征在于，所述在所述汽车外地板通道布置若干个麦克风的步骤中，传动轴处的麦克风布置在车身底部钣金上，并采用隔振材料将钣金与麦克风隔开，传动轴处的麦克风顶部距车底钣金的距离不大于12.7mm。

5.根据权利要求1所述的汽车地板对后桥啸叫空气辐射声衰减特性识别方法，其特征在于，所述根据数据采集设备采集得到的数据，计算得到声衰减特性曲线的步骤中，采用以下方法计算声衰减特性曲线：

a、将每个地板麦克风对所有声源位置进行能量平均，地板麦克风为汽车外地板通道布置的麦克风：

其中，

为第i个地板麦克风对所有声源的能量平均值；

为第j个体积声源作用时，第i个地板麦克风的响应；

b、对地板麦克风进行能量平均：

c、将每个车内麦克风对所有声源位置进行能量平均，车内麦克风为驾驶员外耳位置处、副驾驶员外耳位置处、后排左侧乘客外耳位置处、后排右侧乘客外耳位置处布置的麦克风：

其中，P_i为第i个车内麦克风对所有声源的能量平均值，

为第j个体积声源作用时，第i个车内麦克风的响应；

d、将车内麦克风进行能量平均：

e、计算得到声衰减特性曲线P(f)：

P(f)＝P_DS-P_in。

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