汽车啸叫噪声的评价方法及系统与流程

本发明涉及汽车振动噪声分析技术领域，特别是涉及一种汽车啸叫噪声的评价方法及系统。

背景技术：

随着中国汽车产业的快速发展，客户不再仅仅满足于车辆作为一种交通工具，而是要求车辆作为一种新的生活方式，因此客户对车辆的振动、噪声、舒适性的问题提出了一个新要求。在车辆所有噪声中，有一类被称之为“啸叫”的噪声，该噪声尖锐刺耳，频率随着零件转速的上升而升高，严重影响到了客户的感受。对于声音这种看不见摸不着的事物，不同的人对其感受又不相同，因此主机厂对产品开发阶段如何对该噪声形成统一的意见十分关键。

掩蔽效应是一种重要的心理声学现象，是指一个声音的闻阈值由于另一个声音的出现而提高的效应。后者称为掩蔽声，前者称为被掩蔽声。对于两个纯音来说，最明显的掩蔽效应出现在掩蔽声频率附近，低频纯音能有效地掩蔽高频纯音，而高频纯音对低频纯音的掩蔽效应小。从1924年Wegel和Lane发表第一篇关于掩蔽的调查报告开始到现在，九十多年的时间过去了，尽管关于掩蔽的研究取得了非常大的成就，但是很少有人将其应用到汽车噪声、振动与声振粗糙度(Noise Vibration Harshness，NVH)领域。2006年Carlos M Mendonca与Belisario N.Huallpa两位北美噪声专家在《Tonal Masking Principles for NVH development》文章中提出了基于掩蔽消音的方法在NVH领域的发展，文中提到了掩蔽消音的概念、发展以及前景，并将该方法成功解决了转向系统的啸叫噪声问题。但是全文中仅告诉了结果，并未提及数据分析流程，因此并没有实质性指导的意义。

因此，现有技术中尚未有采用基于掩蔽效应原理进行啸叫噪声评价的方法。目前对啸叫噪声的评价，尤其是汽车动力传动系统、发动机高速旋转附件、进气涡轮增压器系统产生的啸叫噪声，仅采用主观评分的方法进行，主观性太高，造成啸叫噪声的分析评价不够客观，评价准确度一般，且浪费大量人力。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种更加客观，准确度更高的汽车啸叫噪声的评价方法。

根据本发明实施例的汽车啸叫噪声的评价方法，包括：

确认啸叫噪声的阶次；

对所述啸叫噪声进行噪声切片处理，将所述阶次的第一范围作为被掩蔽噪声，以获得第一宽度数据，将所述阶次的第二范围作为掩蔽噪声，以获得第二宽度数据；

根据所述第一宽带数据和所述第二宽带数据确定所述啸叫噪声的噪声水平值；

将所述噪声水平值与所述啸叫噪声的主观评分进行对比，以确定所述噪声水平值与所述主观评分是否一致。

根据本发明实施例的汽车啸叫噪声的评价方法，首先确认啸叫噪声的阶次，采用掩蔽效应理论，运用到汽车NVH领域中，对啸叫噪声进行噪声切片处理，将所述阶次的第一范围作为被掩蔽噪声，将所述阶次的第二范围作为掩蔽噪声，分别得到第一宽带数据和第二宽带数据，然后根据所述第一宽带数据和所述第二宽带数据确定所述啸叫噪声的噪声水平值，从而得出客观的评分数据，最终通过与主观评分进行对比，以确定所述噪声水平值与所述主观评分是否一致，大量实践结果表明通过该方法得出的评分数据能够客观、准确的反应汽车啸叫噪声水平。

另外，根据本发明上述实施例的汽车啸叫噪声的评价方法，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述根据所述第一宽带数据和所述第二宽带数据确定所述啸叫噪声的噪声水平值的步骤包括：

根据所述第一宽带数据和所述第二宽带数据确定背景噪声数据；

根据所述背景噪声数据和所述第一宽带数据确定所述啸叫噪声的噪声水平值。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述根据所述第一宽带数据和所述第二宽带数据确定背景噪声数据的步骤中采用以下公式确定所述背景噪声数据：

其中，M为所述背景噪声数据，A为所述第一宽带数据，B为所述第二宽带数据，C为背景常数；

所述根据所述背景噪声数据和所述第一宽带数据确定所述啸叫噪声的噪声水平值的步骤中采用以下公式确定所述啸叫噪声的噪声水平值：

L＝A-M；

其中，L为所述啸叫噪声的噪声水平值。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述将所述噪声水平值与所述啸叫噪声的主观评分进行对比的步骤之后，所述方法还包括：

根据所述噪声水平值与所述主观评分之间的差值，修正所述背景常数。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第一宽带数据为所述啸叫噪声进行噪声切片处理后3％的带宽数据，所述第二宽带数据为所述啸叫噪声进行噪声切片处理后22％的带宽数据。

本发明的另一个目的在于提出一种更加客观，准确度更高的汽车啸叫噪声的评价系统。

根据本发明实施例的汽车啸叫噪声的评价系统，包括：

确认模块，用于确认所述啸叫噪声的阶次；

切片处理模块，用于对所述啸叫噪声进行噪声切片处理，将所述阶次的第一范围作为被掩蔽噪声，以获得第一宽度数据，将所述阶次的第二范围作为掩蔽噪声，以获得第二宽度数据；

噪声水平值确定模块，用于根据所述第一宽带数据和所述第二宽带数据确定所述啸叫噪声的噪声水平值；

对比模块，用于将所述噪声水平值与所述啸叫噪声的主观评分进行对比，以确定所述噪声水平值与所述主观评分是否一致。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述噪声水平值确定模块具体用于：

根据所述第一宽带数据和所述第二宽带数据确定背景噪声数据；

根据所述背景噪声数据和所述第一宽带数据确定所述啸叫噪声的噪声水平值。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述噪声水平值确定模块采用以下公式确定所述背景噪声数据：

其中，M为所述背景噪声数据，A为所述第一宽带数据，B为所述第二宽带数据，C为背景常数；

所述噪声水平值确定模块采用以下公式确定所述啸叫噪声的噪声水平值：

L＝A-M；

其中，L为所述啸叫噪声的噪声水平值。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述评价系统还包括：

修正模块，用于根据所述噪声水平值与所述主观评分之间的差值，修正所述背景常数。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第一宽带数据为所述啸叫噪声进行噪声切片处理后3％的带宽数据，所述第二宽带数据为所述啸叫噪声进行噪声切片处理后22％的带宽数据。

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，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/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是根据本发明第一实施例的汽车啸叫噪声的评价方法的流程示意图；

图2是根据本发明第二实施例的汽车啸叫噪声的评价方法的流程示意图；

图3是根据本发明第二实施例中增压器涡端9阶啸叫噪声的分析结果图；

图4是根据本发明第二实施例中增压器涡端9阶啸叫噪声的3％带宽与22％带宽范围示意图；

图5是根据本发明第二实施例中不同包裹状态下噪声水平值的结果分布图；

图6是根据本发明另一实施例的汽车啸叫噪声的评价系统的结构示意图。

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，本发明第一实施例提出的汽车啸叫噪声的评价方法，至少包括以下步骤：

S101，确认啸叫噪声的阶次；

其中，本实施例提出的评价方法主要适用于发动机高速旋转附件，例如发电机、空调压缩机(叶片式)、转向泵(液压)、水泵、正时系统等，除此之外还有，后桥、变速箱、增压器等的啸叫噪声的水平评定。针对某一啸叫噪声，首先确认该啸叫噪声的阶次，可以通过使用西门子的LMS Test lab测试分析软件对该啸叫噪声进行分析，得出该啸叫噪声的阶次。可以理解的，在确认啸叫噪声的阶次的同时，还可以同时确认啸叫噪声的归属和，例如确认出该啸叫噪声主要来自增压器的贡献。

S102对所述啸叫噪声进行噪声切片处理，将所述阶次的第一范围作为被掩蔽噪声，以获得第一宽度数据，将所述阶次的第二范围作为掩蔽噪声，以获得第二宽度数据；

其中，采用掩蔽效应理论，将所述阶次的第一范围作为被掩蔽噪声，将所述阶次的第二范围作为掩蔽噪声，具体而言就是对所述啸叫噪声进行噪声切片处理，在频域中以步骤S101得到的阶次为基准阶次做带宽分别α％与β％的阶次数据切片，以得到被掩蔽噪声的第一宽带数据(对应α％的阶次数据切片)和掩蔽噪声的第二宽带数据(对应β％的阶次数据切片)，其中α％与β％可以根据大量实际测试数据进行确认，实验表明，α％为3％，β％为22％为最佳值。

S103，根据所述第一宽带数据和所述第二宽带数据确定所述啸叫噪声的噪声水平值；

最后，只要根据步骤S102得出的第一宽带数据和第二宽带数据就能够确定所述啸叫噪声的噪声水平值。

S104，将所述噪声水平值与所述啸叫噪声的主观评分进行对比，以确定所述噪声水平值与所述主观评分是否一致。

其中，所述啸叫噪声的主观评分可以预先准备好，在步骤S103得出噪声水平值后，将主观评分与噪声水平值进行对比，以确定所述噪声水平值与所述主观评分是否一致。

相比现有技术，根据本发明实施例的汽车啸叫噪声的评价方法，首先确认啸叫噪声的阶次，采用掩蔽效应理论，运用到汽车NVH领域中，对啸叫噪声进行噪声切片处理，将所述阶次的第一范围作为被掩蔽噪声，将所述阶次的第二范围作为掩蔽噪声，分别得到第一宽带数据和第二宽带数据，然后根据所述第一宽带数据和所述第二宽带数据确定所述啸叫噪声的噪声水平值，从而得出客观的评分数据，最终通过与主观评分进行对比，以确定所述噪声水平值与所述主观评分是否一致，大量实践结果表明通过该方法得出的评分数据能够客观、准确的反应汽车啸叫噪声水平。

请参阅图2，本发明第二实施例提出的汽车啸叫噪声的评价方法，本实施例以国产某柴油前置后驱SUV进气系统增压器涡端叶片通过噪声为例进行详细说明，该方法至少包括以下步骤：

S201，确认啸叫噪声的阶次；

本实施例中，可以在确认啸叫噪声的阶次的同时，通过监控增压器振动、近场噪声以及车内噪声，确认啸叫噪声的归属，最终确认问题噪声来自于涡轮增压器涡端叶片通过噪声，请参阅图3，通过西门子的LMS Test lab测试分析软件得出该啸叫噪声属于一种9阶高频啸叫噪声。

S202，对所述啸叫噪声进行噪声切片处理，将所述阶次的第一范围作为被掩蔽噪声，以获得第一宽度数据，将所述阶次的第二范围作为掩蔽噪声，以获得第二宽度数据；

本实施例中，请参阅图4，利用LMS Test lab测试分析软件对该9阶高频啸叫噪声做3％与22％的阶次数据切片，以得到被掩蔽噪声的第一宽带数据(对应3％的阶次数据切片)和掩蔽噪声的第二宽带数据(对应22％的阶次数据切片)。可以理解的，在实际分析过程中，由于还需要对产生啸叫噪声的某部件的位置进行细分，通常可采用声包裹状态分析方法，对不同的包裹状态均执行步骤S202，例如本实施例中，需要多进排气系统全包裹、拆除进气系统包裹、拆除排气冷端包裹、拆除排气热端第4段包裹、拆除排气热端第3段包裹、拆除排气系统第1段包裹、拆除排气系统第2段包裹等7个包裹状态分别进行分析，最终得到7个噪声水平值，对应不同的包裹状态。

S203，根据所述第一宽带数据和所述第二宽带数据，采用以下公式确定背景噪声数据：

其中，M为所述背景噪声数据，A为所述第一宽带数据，B为所述第二宽带数据，C为背景常数；

具体的，C为一常数，可根据不同车型、不同零部件进行调整，A、B、C的单位均为dB。

S204，根据所述背景噪声数据和所述第一宽带数据，采用以下公式确定所述啸叫噪声的噪声水平值：

L＝A-M；

其中，L为所述啸叫噪声的噪声水平值；

具体实施时，可以将上述两个公式导入EXCEL中，这样只要得出啸叫噪声的22％与3％的阶次数据切片的宽带数据，即第一宽带数据和第二宽带数据，即可在EXCEL直接获得啸叫噪声的噪声水平值，本实施例得出的噪声水平值可参见图5。

S205，将所述噪声水平值与所述啸叫噪声的主观评分进行对比，以确定所述噪声水平值与所述主观评分是否一致；

具体实施时，还可以对啸叫噪声进行主观评分，然后建立对应关系，并进行对比。例如，从下表的结果可以看出，本实施例最终各个包裹状态下的噪声水平值与主观评分的结果基本一致。

S206，根据所述噪声水平值与所述主观评分之间的差值，修正所述背景常数。

具体实施时，还可以根据所述噪声水平值与所述主观评分之间的差值，修正所述背景常数，以使计算出来的噪声水平值更准确。

请参阅图6，基于同一发明构思，本发明的另一实施例中还提供一种汽车啸叫噪声的评价系统，包括：

确认模块，用于确认所述啸叫噪声的阶次；

切片处理模块，用于对所述啸叫噪声进行噪声切片处理，将所述阶次的第一范围作为被掩蔽噪声，以获得第一宽度数据，将所述阶次的第二范围作为掩蔽噪声，以获得第二宽度数据；

噪声水平值确定模块，用于根据所述第一宽带数据和所述第二宽带数据确定所述啸叫噪声的噪声水平值；

对比模块，用于将所述噪声水平值与所述啸叫噪声的主观评分进行对比，以确定所述噪声水平值与所述主观评分是否一致。

本实施例中，所述噪声水平值确定模块具体用于：

根据所述第一宽带数据和所述第二宽带数据确定背景噪声数据；

根据所述背景噪声数据和所述第一宽带数据确定所述啸叫噪声的噪声水平值。

本实施例中，所述噪声水平值确定模块采用以下公式确定所述背景噪声数据：

其中，M为所述背景噪声数据，A为所述第一宽带数据，B为所述第二宽带数据，C为背景常数；

所述噪声水平值确定模块采用以下公式确定所述啸叫噪声的噪声水平值：

L＝A-M；

其中，L为所述啸叫噪声的噪声水平值。

本实施例中，所述评价系统还包括：

修正模块，用于根据所述噪声水平值与所述主观评分之间的差值，修正所述背景常数。

本实施例中，所述第一宽带数据为所述啸叫噪声进行噪声切片处理后3％的带宽数据，所述第二宽带数据为所述啸叫噪声进行噪声切片处理后22％的带宽数据。

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系统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。