B&K PULSE 汽車通過噪聲測試系統(tǒng)介紹

王巖

（HBK - Hottinger Brüel & Kj?r）

        摘 要：PULSE 通過噪聲測試系統(tǒng)根據(jù)最新國際標(biāo)準(zhǔn)測量汽車行駛時的車外噪聲，系統(tǒng)配置靈活，從摩托車的簡單 Pass-by 配置，到高效率的多車 Pass-by 模式，即不同車輛依據(jù)不同測試標(biāo)準(zhǔn)，隨機地在跑道上進行測試。該系統(tǒng)基于 PULSE Labshop 分析軟件和LAN-XI 數(shù)據(jù)采集硬件，測試時車內(nèi)和地面之間的數(shù)據(jù)通過 LAN-XI 機箱內(nèi)置 GPS 進行同步，并通過遙測系統(tǒng)或無線局域網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸。該系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，在無線傳輸工況下也能夠高效測試。

        關(guān)鍵詞：通過噪聲；PULSE 系統(tǒng)

        中圖分類號：TB 52, TU 112.2, U 467          文獻標(biāo)識碼：A

        汽車通過噪聲測試（即 Pass-by） 是強制性的機動車輛認證測試，對于特定等級或市場的認證，制造商必須符合該區(qū)域或該等級車輛的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)要求。歐洲經(jīng)濟委員會 ECE 從 1997 年開始執(zhí)行 ECE R51.02 Pass-by 測試方法，我國根據(jù) ECE R51.02 和 ISO 362-1998制定 了 Pass-by國標(biāo)GB 1495-2002 并從 2002 年開始執(zhí)行 。 隨著主機廠技術(shù)水平的不斷進步，以及人們對環(huán)境噪聲的要求不斷提高，2007年，ECE和ISO在ECE R51.02基礎(chǔ)上增加了附錄10 ，形成了 Pass-by 新方法 ECE R51.03 和 ISO 362-2007 ，在試驗條件及方法等方面做出重大修改。我國也根據(jù) ECE R51.03 ，啟動對GB 1495- 2002 的修訂，形成新的GB 1495-20xx[1]。

        B&K PULSE Pass-by系統(tǒng)支持多種最新的國際標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)，具有流程化的用戶界面，系統(tǒng)配置靈活，可方便定制測試流程，包括對國際標(biāo)準(zhǔn)的修改。滿足IEC 61672-1 關(guān)于1級測量儀器的要求，包括推薦的風(fēng)罩?？梢源鎯υ紩r域數(shù)據(jù)以及元數(shù)據(jù)用于后處理。結(jié)果可導(dǎo)出為通用格式 ，并導(dǎo)出為 Word 和 Excel 報告 [2]。

1 PULSE Pass-by 系統(tǒng)的用途及特點

        該系統(tǒng)能夠依據(jù)最新國際標(biāo)準(zhǔn)進行車輛加速通過噪聲測試，包括 ISO 362-1 ，M和N類車輛（輕型轎車和卡車）；ISO 362-2 ，L 類車輛（雙輪），SAE J1470 。 根據(jù)最新國際標(biāo)準(zhǔn)進行車輛運行工況車外噪聲測試，包括ISO 13325（輪胎），ISO 5130（穩(wěn)態(tài)路面車輛），SAE J986 ，SAE J366（大卡車和公交車）。同時，滿足 UN 法規(guī)要求，包括ECE R51.03（M和N類車輛的噪聲排放，支持 Amendment 3） ，R41.02（L 類車輛的噪聲排放），R117（輪胎噪聲）。滿足電動車最小噪聲法規(guī)，包括 R138 ，F(xiàn)MVSS 141 等。

PULSE Pass-by 系統(tǒng)的主要特點是：

（1）支持多種最新的國際標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)，并可以根據(jù)實際需要進行靈活配置。

（2）支持多種車輛，包括乘用車、摩托車、卡車及大客車等。

（3）除了支持傳統(tǒng)的單車測試模式外，還可擴展至多車Pass-by模式，允許不限數(shù)量的車輛在同一跑道上，以任意順序進行多次測試，且不同車輛可根據(jù)不同測試標(biāo)準(zhǔn)進行測試。

（4）系統(tǒng)配置靈活，可根據(jù)需要增加車載系統(tǒng)數(shù)目。必要時，多套單車Pass-by系統(tǒng)可組合為一套多車Pass-by系統(tǒng)。

（5）支持單人操作，僅需駕駛員單人操作即可完成測試 。 當(dāng)不允許駕駛員操作時 ，可利用“駕駛員助手”APP由地面人員進行遠程操控。

（6） 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn) LAN-XI 分析儀，配置靈活，必要時可任意增加車內(nèi)和地面測量通道。傳聲器支持 Req-X 頻響均衡，提高測量精度。地面與車載數(shù)據(jù)通過 GPS 進行同步，可利用遙測或 WLAN 進行數(shù)據(jù)傳輸。

（7）系統(tǒng)兼容性強，支持各種測試硬件，如地面雷達或車載 GPS 速度傳感器（Vbox）進行車速測試、 氣象站、發(fā)動機轉(zhuǎn)速測試、油門踏板檢測開關(guān)、地面光 電出發(fā)開關(guān)等。

2 PULSE Pass-by 系統(tǒng)的組成及配置

2.1 系統(tǒng)組成

        該系統(tǒng)是基于 PULSE Labshop 分析軟件和 LAN-XI 數(shù)據(jù)采集硬件的完整解決方案。系統(tǒng)主要組成是車輛站和地面站兩部分。圖1給出了系統(tǒng)測試示意圖。

圖 1 系統(tǒng)示意圖

（1）地面站

        將兩個傳聲器布置在 ISO 指定的測試道路兩側(cè)，地面站測量車外通過噪聲，一旦開始測量，地面站將會持續(xù)且無人值守的進行測試，且支持單車或多車模式測量。

（2）車輛站

        車內(nèi)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要監(jiān)測車速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速 RPM 和/或油門踏板位置等參數(shù)。此外，配合其他傳感器、LAN-XI數(shù)據(jù)采集硬件和7788-V 軟件，車輛站還可同時測量車內(nèi)振動和噪聲信號。

（3）工作站之間的數(shù)據(jù)傳輸

        車輛站和地面站采集的信號利用GPS進行同步，根據(jù)配置，數(shù)據(jù)之間利用遙測或無線局域網(wǎng)進行傳輸。

（4）測量控制

        為了方便實際操作，軟件提供優(yōu)化的控制界面及更大的按鈕。界面可顯示聲壓級、氣象站參數(shù)以及車輛和發(fā)動機信息，測試完成后可直接顯示測量結(jié)果。

2.2 系統(tǒng)配置

（1）單個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

        地面站配置： 如圖 2 ，地面站位于測試道路的一側(cè)，車速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速 RPM 和油門踏板位置等信息通過遙測系統(tǒng)傳輸?shù)降孛嬲?，測量由地面站控制。

圖 2 地面站系統(tǒng)配置圖

        車輛站配置：如圖 3 ，車輛站測量車速、發(fā)動機轉(zhuǎn) 速和/或油門踏板位置， 以及車內(nèi)噪聲與振動等參數(shù)，Pass-by傳聲器測得的數(shù)據(jù)由遙測系統(tǒng)傳到車輛站。

圖 3 車輛站系統(tǒng)配置圖

（2）基于 WLAN 的配置：多數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

        對于此類配置，如圖4 所示，地面站布置一套數(shù)采系統(tǒng)，車內(nèi)布置一套數(shù)采系統(tǒng)，用于測量車速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和/ 或油門踏板位置 ， 以及車內(nèi)噪聲與振動等參數(shù)。數(shù)據(jù)傳輸由無線局域網(wǎng) WLAN 完成。所有數(shù)據(jù)都發(fā)送到車內(nèi)的PC并完成分析。

圖 4 多個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)配置圖 多車模式

        多套數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)配置支持多車的Pass-by測試， 對車輛的數(shù)量無限制。每個測試車輛配備自己的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，共用一個地面站。不同車輛可同時在跑道上行駛，如需對車輛做調(diào)整，可自行駛離跑道，而其他車輛繼續(xù)行駛并測試。不同車輛可根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)或法規(guī)進 行測試，不會影響其他車輛的測試方案。

圖 5 多車模式示意圖

        對于地面站，當(dāng)開啟預(yù)先定義好的模板后，地面站 會自動進行測量，并將測得的聲壓級、氣象參數(shù)傳送到跑道上所有的車輛，同時顯示狀態(tài)信息，包括測試是否正在進行、是否有其他車輛使用跑道、數(shù)據(jù)同步是否正常等。車內(nèi)測試由駕駛員完成，如果駕駛員不允許進行測試，那么可以切換角色， 由地面操作人員控制車內(nèi)測量，但僅支持一個車輛。

        增加無線局域網(wǎng) WLAN

        無線網(wǎng)絡(luò)可以完成車輛和地面之間的數(shù)據(jù)傳輸，也可以讓“駕駛員助手”APP 派上用場 。 因此，增加一個 WLAN 是非常有幫助的。

        駕駛員助手

        駕駛員助手能夠在測試前或測試進行時，提供不同的參數(shù)，如噪聲級、車速及轉(zhuǎn)速、風(fēng)速等。同時可根據(jù)不同條件，如進入時車速、P-P’線車速、轉(zhuǎn)速等，顯示 Pass/fail 信息。利用該應(yīng)用程序，可以開始、存儲或刪 除測量。

圖 6 駕駛員助手 APP

3 總結(jié)

        隨著 Pass-by 法規(guī)的要求越來越嚴(yán)格，主機廠和一 級供應(yīng)商需要做好應(yīng)對準(zhǔn)備，更有效地解決噪聲排放問題。B&K 持續(xù)地提供最先進的測試技術(shù)及算法，評估每個噪聲源及其對 Pass-by 傳聲器的噪聲貢獻，這將極大提高主機廠的工作效率。

        同樣的過程還可應(yīng)用于室內(nèi)，車輛放置于大型半消聲室內(nèi)的轉(zhuǎn)鼓上 ，利用室內(nèi) Pass-by 軟件和相關(guān)的硬件，評估不同策略對Pass-by的影響，而無需在實際跑道上進行車輛行駛測試。最后，我們還可以幫助您設(shè)計并評估電動車的車外噪聲策略，確保滿足最小噪聲法規(guī) 要求，同時獲得滿意的聲品質(zhì)要求。

        此外，通過噪聲測試還是產(chǎn)品研發(fā)和故障診斷的重要工具。對于整車廠或零部件供應(yīng)商，識別主要噪聲源及其貢獻非常重要。測試工程師可以按照 ISO 標(biāo)準(zhǔn)指定 的傳聲器測量位置，對車內(nèi)外噪聲進行測試，比較頻譜和聲壓級，識別對特定位置或頻率下的聲源貢獻。對于更詳細的聲源貢獻分析，B&K 提供了移動聲源波束形成（ Moving  source  beamforming ）和室內(nèi)通過噪聲（Indoor Pass-by）及貢獻量分析。B&K 的車外聲音模擬器還可以對外部聲音進行主觀評審。

參考文獻

[ 1] 汽車工程師：董良，王暉. “通過噪聲”新法規(guī)對 NVH 的挑戰(zhàn)[J].2014(8):16-19；

[2] Product data: PULSE Vehicle Pass-by Types 7788-G and 7788-V (BP2011-20);