专利名称：一种用尖锐度评价制动高频噪声方法
一种用尖锐度评价制动高频噪声方法技术领域
本发明属于制动系统振动噪声领域中的评价方法。
技术背景
当前汽车广泛采用盘式制动器来实现停车和减速，由于低阻尼耐高温新材料取代石棉制作摩擦衬片，以及汽车结构的轻量化使得制动高频噪声问题(约几百到十几千赫兹) 更加突出，成为迫切需要解决的问题。
目前各大制动器生产厂商均普遍采用SAE J2521 (以及其它类似标准)中的台架试验标准70dB (A)对出厂汽车检测并判别其是否发生制动噪声，但实践证明，某些低于70dB (A)的高频制动噪声仍然能够清晰传到车厢内并引起驾驶者的不舒适感觉。如图4所示， 在一定车速档位和制动力条件下，一辆不产生制动噪声的车辆制动试验曲线如曲线10，而有制动噪声缺陷的而车辆制动试验曲线如曲线11，由图可见虽然曲线11 一直位于70dB(A) 以下，但该曲线表示的车辆存在制动噪声缺陷。由此可见，现有SAE J2521制动缺陷测量方法已不能真实反应具体的高频制动噪声问题。发明内容
本发明提供了一种用尖锐度定量客观评价制动高频噪声的方法，通过用尖锐度评判制动噪声存在替代现有技术中分贝评判制动噪声的存在，提高制动噪声缺陷检测精度。
本发明的技术方案如下通过对制动高频噪声频谱分析，发现制动高频噪声与尖锐度相关性很大，可以通过尖锐度来定量评价制动高频噪声和改进方向。用尖锐度评价制动高频噪声方法包括如下步骤1、将测试车辆放置于消音室转毂试验台上，并将传声器布置在车辆制动器上方，将踏板力传感器布置于制动踏板处，车辆速度通过转毂速度换算得到；2、将车辆分别挂入需要档位，分别以不同的速度为初速度进行制动，每个初速度又分别以不同的的制动力进行测试，采集噪声信号；3、将采集到的噪声信号选取有效数据进行声音频谱和尖锐度分析计算，得出制动噪声的尖锐度曲线aiarp_V_N，其中V表示车辆初速度、N表示制动力。
目前尖锐度普遍采用两种算法Aures算法或者Bismarck算法尖锐度是声音是否使人愉悦的一种感觉，用以区别声音是尖锐(sharp)，抑或沉闷 (Dull)。尖锐度感觉主要与窄带声的谱成分及中心频率有关，而不依赖于响度级和声谱成分的细节。简单地说，它相当于强化高频成分后的特殊响度谱的一次矩。一种推荐的量化处理，是将尖锐度表示单位取为“aCum”(aCumer的缩写)。1 acum的参考声为中心频率1kHz， 声压级60dB，带宽等于一个临界带的窄带噪声。
尖锐度与噪声的中心频率和带宽的相关性表示如图1。图中，中间一条曲线(实线 1)代表一临界带噪声的尖锐度作为中心频率的函数；而上部一条曲线(虚线2)和下部一条曲线(点线3)，则分别代表具有固定的上截止频率(10 kHz)或下截止频率(0.2 kHz)噪声的尖锐度作为其它截止频率的函数，越是高频的噪声导致越高的尖锐度。
4、将各工况下噪声的尖锐度进行评价当尖锐度大于评价标准值时，表示该工况下制动系统存在高频制动噪声，否则表示该工况不存在高频制动噪声；所述评价的具体标准如下在上述工况下，某个声音aiarp_V_N曲线峰值大于或等于2 acum时，表示该工况下制动系统存在制动高频噪声，否则表示不存在制动高频噪声。
本发明的主要创造点在于使用了尖锐度评价制动噪声，而不是现有标准的dB (A) 单位量评价制动噪声，这样可以提高制动噪声缺陷检测精度。
图1为尖锐度与噪声的中心频率和带宽的相关性示意图； 图2、图3是传声器及踏板力等传感器布置示意图；图4是两辆试验车在某固定车速、踏板力工况下车辆外部传声器的Overall总声压级曲线对比图；图5是两辆试验车在某固定车速、踏板力同工况下车辆外部传声器的aiarp_V_N曲线对比图；图6是本发明方法流程框图。
图中1-临界带噪声的尖锐度中心频率函数；2-上截止频率(10 kHz)噪声的尖锐度截止频率函数；3-下截止频率(0. 2 kHz)噪声的尖锐度截止频率函数；4-试验车； 5-转毂；6-车轮；7-传声器；8-制动踏板；9-座椅；10-未发生制动噪声车辆曲线；11-发生制动噪声车辆曲线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明 1、传感器布置位置如图2、图3所示将试验车4放置于消音室转毂试验台(至少是两驱转毂)的转毂5上， 车轮6中心距离传声器7水平距离为10cm，垂直距离为50cm。将制动踏板力传感器放置于座椅9前方下部的制动踏板8上。车辆速度可以通过转毂速度换算得到。
2、测试过程将车辆分别挂入能够确保需要车速勻速行驶的档位，分别以20km/h、30km/h、40km/h、 50km/h、60km/h、70km/h、80km/h为初速度进行制动，每个初速度分别以20N (N代表牛顿单位)、25N、30N、35N、40N的制动力(可根据具体情况调整，该制动力通过台架试验反复测量获得，为该车速下容易产生制动噪声的制动力)进行测试。
3、数据处理及制动噪声评价将采集到的噪声信号进行有效性判断，选取有效数据进行声音频谱和尖锐度分析计算，计算采用Aures算法或者Bismarck算法，得出制动噪声的尖锐度曲线aiarp_V_N (V表示车辆初速度、N表示制动力)。
在图4、图5中，10表示经过主观评价和客观测试判定未发生制动噪声的试验车辆车外声学传感器数据(作为参考数据)，而11则表示发生制动噪声的试验车辆车外声学传感器数据。从Overall总声压级曲线中可以看出，发生制动噪声的试验车辆总声压级较小，但在Siarp曲线中，其Siarp曲线的峰值已经大于hcum，可判断制动噪声的存在。
权利要求
1.一种用尖锐度评价制动高频噪声方法，其包括如下步骤(1)将测试车辆放置于消音室转毂试验台上，并将传声器布置在车辆制动器上方，将踏板力传感器布置于制动踏板处，车辆速度通过转毂速度换算得到；(2)将车辆分别挂入需要档位，分别以不同的速度为初速度进行制动，每个初速度又分别以不同的制动力进行测试，采集噪声信号；(3)将采集到的噪声信号选取有效数据进行声音频谱和尖锐度分析计算，得出制动噪声的尖锐度曲线》iarp_V_N，其中V表示车辆初速度、N表示制动力；(4)将各工况下噪声的尖锐度进行评价当尖锐度大于评价标准值时，表示该工况下制动系统存在高频制动噪声，否则表示该工况不存在高频制动噪声；所述评价的具体标准如下在上述工况下，某个声音aiarp_V_N曲线峰值大于或等于hcum时，表示该工况下制动系统存在制动高频噪声，否则表示不存在制动高频噪声。
2.根据权利要求1所述的用尖锐度评价制动高频噪声方法，其特征在于所述步骤(2)的制动初速度选取分别为20km/h、30km/h、40km/h、50km/h、60km/h、70km/h、80km/h，每个初速度又分别以20N、25N、30N、35N、40N的制动力进行测试。
3.根据权利要求1所述的用尖锐度评价制动高频噪声方法，其特征在于所述步骤(3)的声音频谱和尖锐度分析计算方法采用Aures算法或者Bismarck算法。
4.根据权利要求1所述的用尖锐度评价制动高频噪声方法，其特征在于所述步骤(1) 采用的转毂试验台要至少是两驱转毂的试验台。
全文摘要
本发明公开一种用尖锐度定量评价制动高频噪声的方法，通过用尖锐度评判制动噪声存在替代现有技术中分贝评判制动噪声的存在，该方法可以客观准确反映汽车制动高频噪声的大小。
文档编号G01M17/007GK102494900SQ20111038995
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月30日 优先权日2011年11月30日
发明者刘勇, 文伟, 李清, 赵立峰, 闵福江 申请人:重庆长安汽车股份有限公司