[发明专利]一种汽车加速行驶车外噪声测量方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车噪声测量技术领域，具体涉及一种汽车加速行驶车外噪声测量方法。

背景技术

随着汽车加速行驶车外噪声限值日益严格，车外噪声的测量、控制技术成为目前汽车生产企业的重要科技攻关项目。正在征求意见的通过噪声新法规GB1495—20××(等同于欧盟标准ECE R51.3)中，与现行标准最大的区别是要求被测车辆参考点过PP'线时车速在50±1km/h范围内，同时对汽车的功率、档位要求比现标准(GB/T 1495-2002)中测量方法复杂，需要将通过噪声与车速、转速多次同步测量、判断才能确定通过噪声的工况。不借助其他车速与地面信息同步设备的情况下，仅凭驾驶员或试验人员的主观判断，很难控制被测车辆加速度与车辆参考点过PP'线时的车速满足试验要求。此外，在加速行驶车外噪声的控制过程中，利用TPA(传递路径分析)方法进行噪声源的贡献量分析，也需要确定加速通过噪声最大时刻车辆的位置，才能准确测量此时的传递函数，完成贡献量分析。

现有的主流商用测量设备(B&K、LMS)均通过GPS测速、无线激光信号和无线传声器来同步地面与车辆速度和位置等信息，需要多套设备完成汽车加速行驶车外噪声测量和TPA贡献量分析，存在安装复杂、设备成本高、对测量环境要求苛刻的问题。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供了一种汽车加速行驶车外噪声测量方法，该方法是基于运动声源多普勒效应的测量方法，具有测量方法简单、信息同步稳定、设备成本低的特点。

本发明采用以下技术方案同步地面与汽车之间的车速转速信息：

根据GB 1495-20××中的第3.9条款中的方法，根据试验车辆发动机安装位置确定车辆参考点，将已知固定频率的高频纯音声源安装在车内，该声源用于发射高频纯音声音信号，同时记录高频纯音声源与车辆参考点之间的距离，用以后续计算时可以判断车辆所在位置；在GB 1495—20××中规定的7.5m测量点即在距离PP'线中心点处7.5m处所在的水平线设置多个传声器，每个传声器间相隔0.5m-1.5m距离，这样设置可以保证车辆进线后加速行驶经过这些传声器时刻的瞬间速度有一个较宽的范围，同时记录各传声器与进线之间的水平距离；试验开始前进行预试验，保证车辆加速行驶过程中，当经过传声器区间时，车速能达到50km/h；试验开始后，传声器将采集到高频纯音声源发出的时域信号，通过时频分析，可计算得到高频纯音声源的频谱变化，根据多普勒频移效应，计算得到被测车辆通过每个传声器时的车速信息，将车速信息与车外时域信号进行同步，发动机转速与地面信息的同步也可通过同步采集车速和转速来实现，具体是按照以下方法计算得出：

声波的多普勒效应公式是：

式中：f₀是波源频率：本发明中即高频纯音声源发出声音信号的频率；f是传声器接收到的频率；u是波在媒质中的传播速度，本发明中即是声波在空气介质中的传播速度；v₁、v₂分别为车辆运行速度及传声器的速度；若波源与传声器相对接近，v₁前方符号为﹣，v₂前方符号为﹢，若远离则相反；α、β分别为v₁、v₂的矢量方向与传声器到波源连线的夹角。其中本发明涉及到的汽车加速行驶车外噪声试验中传声器是静止的，因此速度v₂为0m/s，从车辆进线到接近传声器过程中车的速度v₁前方符号为正，远离时为负。

本发明将上述公式(1)改写为：

v₁(t)cosα(t)＝(1±f₀/f(t))c (2)

其中，t为时间，v₁(t)为t时刻的瞬时车速，α(t)为t时刻车辆运动方向与高频纯音声源到传声器连线之间的夹角，f(t)为t时刻传声器接收到的高频纯音声源信号，c为声波在空气介质中的传播速度，高频纯音声源接近接收器过程中符号为正，反之为负；t₀为高频纯音声源在进线的时刻；高频纯音声源在进线时刻t₀车速为v₁(t₀)，则随时间变化的夹角α(t)为：

将式(3)带入式(2)中可得t时刻的车速v₁(t)：

进一步对速度积分可以得到时刻t的车辆位置