B&K PULSE 汽車通過噪聲測(cè)試系統(tǒng)介紹
王巖
（HBK - Hottinger Brüel & Kj?r）
摘 要：PULSE 通過噪聲測(cè)試系統(tǒng)根據(jù)最新國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量汽車行駛時(shí)的車外噪聲，系統(tǒng)配置靈活，從摩托車的簡(jiǎn)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(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，隨機(jī)地在跑道上進(jìn)行測(cè)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(cè)試時(shí)車內(nèi)和地面之間的數(shù)據(jù)通過 LAN-XI 機(jī)箱內(nèi)置 GPS 進(jìn)行同步，并通過遙測(cè)系統(tǒng)或無線局域網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，在無線傳輸工況下也能夠高效測(cè)試。
關(guān)鍵詞：通過噪聲；PULSE 系統(tǒng)
中圖分類號(hào)：TB 52, TU 112.2, U 467 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
汽車通過噪聲測(cè)試（即 Pass-by） 是強(qiáng)制性的機(jī)動(dòng)車輛認(rèn)證測(cè)試，對(duì)于特定等級(jí)或市場(chǎng)的認(rèn)證，制造商必須符合該區(qū)域或該等級(jí)車輛的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)要求。歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì) ECE 從 1997 年開始執(zhí)行 ECE R51.02 Pass-by 測(cè)試方法，我國(guó)根據(jù) ECE R51.02 和 ISO 362-1998制定 了 Pass-by國(guó)標(biāo)GB 1495-2002 并從 2002 年開始執(zhí)行 。 隨著主機(jī)廠技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，以及人們對(duì)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(yàn)條件及方法等方面做出重大修改。我國(guó)也根據(jù) ECE R51.03 ，啟動(dòng)對(duì)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(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)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(cè)試流程，包括對(duì)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的修改。滿足IEC 61672-1 關(guān)于1級(jí)測(cè)量?jī)x器的要求，包括推薦的風(fēng)罩。可以存儲(chǔ)原始時(shí)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(bào)告 [2]。
1 PULSE Pass-by 系統(tǒng)的用途及特點(diǎn)
該系統(tǒng)能夠依據(jù)最新國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行車輛加速通過噪聲測(cè)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(guó)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行車輛運(yùn)行工況車外噪聲測(cè)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(shí)，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(dòng)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(diǎn)是：
（1）支持多種最新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)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(cè)試模式外，還可擴(kuò)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(jìn)行多次測(cè)試，且不同車輛可根據(jù)不同測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)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(shí)，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(cè)試 。 當(dāng)不允許駕駛員操作時(shí) ，可利用“駕駛員助手”APP由地面人員進(jìn)行遠(yuǎn)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(shí)可任意增加車內(nèi)和地面測(cè)量通道。傳聲器支持 Req-X 頻響均衡，提高測(cè)量精度。地面與車載數(shù)據(jù)通過 GPS 進(jìn)行同步，可利用遙測(cè)或 WLAN 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
（7）系統(tǒng)兼容性強(qiáng)，支持各種測(cè)試硬件，如地面雷達(dá)或車載 GPS 速度傳感器（Vbox）進(jìn)行車速測(cè)試、 氣象站、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)試、油門踏板檢測(cè)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(cè)試示意圖。
圖 1 系統(tǒng)示意圖
（1）地面站
將兩個(gè)傳聲器布置在 ISO 指定的測(cè)試道路兩側(cè)，地面站測(cè)量車外通過噪聲，一旦開始測(cè)量，地面站將會(huì)持續(xù)且無人值守的進(jìn)行測(cè)試，且支持單車或多車模式測(cè)量。
（2）車輛站
車內(nèi)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要監(jiān)測(cè)車速、發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)測(cè)量車內(nèi)振動(dòng)和噪聲信號(hào)。
（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(hào)利用GPS進(jìn)行同步，根據(jù)配置，數(shù)據(jù)之間利用遙測(cè)或無線局域網(wǎng)進(jìn)行傳輸。
（4）測(cè)量控制
為了方便實(shí)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(jí)、氣象站參數(shù)以及車輛和發(fā)動(dòng)機(jī)信息，測(cè)試完成后可直接顯示測(cè)量結(jié)果。
2.2 系統(tǒng)配置
（1）單個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
地面站配置： 如圖 2 ，地面站位于測(cè)試道路的一側(cè)，車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 RPM 和油門踏板位置等信息通過遙測(cè)系統(tǒng)傳輸?shù)降孛嬲荆瑴y(cè)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(cè)量車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速和/或油門踏板位置， 以及車內(nèi)噪聲與振動(dòng)等參數(shù)，Pass-by傳聲器測(cè)得的數(shù)據(jù)由遙測(cè)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(duì)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(cè)量車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和/ 或油門踏板位置 ， 以及車內(nèi)噪聲與振動(dòng)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(gè)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(cè)試， 對(duì)車輛的數(shù)量無限制。每個(gè)測(cè)試車輛配備自己的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，共用一個(gè)地面站。不同車輛可同時(shí)在跑道上行駛，如需對(duì)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(cè)試。不同車輛可根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)或法規(guī)進(jìn) 行測(cè)試，不會(huì)影響其他車輛的測(cè)試方案。
圖 5 多車模式示意圖
對(duì)于地面站，當(dāng)開啟預(yù)先定義好的模板后，地面站 會(huì)自動(dòng)進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè)得的聲壓級(jí)、氣象參數(shù)傳送到跑道上所有的車輛，同時(shí)顯示狀態(tài)信息，包括測(cè)試是否正在進(jìn)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(cè)試由駕駛員完成，如果駕駛員不允許進(jìn)行測(cè)試，那么可以切換角色， 由地面操作人員控制車內(nèi)測(cè)量，但僅支持一個(gè)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(chǎng) 。 因此，增加一個(gè) WLAN 是非常有幫助的。
駕駛員助手
駕駛員助手能夠在測(cè)試前或測(cè)試進(jìn)行時(shí)，提供不同的參數(shù)，如噪聲級(jí)、車速及轉(zhuǎn)速、風(fēng)速等。同時(shí)可根據(jù)不同條件，如進(jìn)入時(shí)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(chǔ)或刪 除測(cè)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(jī)廠和一 級(jí)供應(yīng)商需要做好應(yīng)對(duì)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(jìn)的測(cè)試技術(shù)及算法，評(píng)估每個(gè)噪聲源及其對(duì) Pass-by 傳聲器的噪聲貢獻(xiàn)，這將極大提高主機(jī)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(píng)估不同策略對(duì)Pass-by的影響，而無需在實(shí)際跑道上進(jìn)行車輛行駛測(cè)試。最后，我們還可以幫助您設(shè)計(jì)并評(píng)估電動(dòng)車的車外噪聲策略，確保滿足最小噪聲法規(guī) 要求，同時(shí)獲得滿意的聲品質(zhì)要求。
此外，通過噪聲測(cè)試還是產(chǎn)品研發(fā)和故障診斷的重要工具。對(duì)于整車廠或零部件供應(yīng)商，識(shí)別主要噪聲源及其貢獻(xiàn)非常重要。測(cè)試工程師可以按照 ISO 標(biāo)準(zhǔn)指定 的傳聲器測(cè)量位置，對(duì)車內(nèi)外噪聲進(jìn)行測(cè)試，比較頻譜和聲壓級(jí)，識(shí)別對(duì)特定位置或頻率下的聲源貢獻(xiàn)。對(duì)于更詳細(xì)的聲源貢獻(xiàn)分析，B&K 提供了移動(dòng)聲源波束形成（ Moving source beamforming ）和室內(nèi)通過噪聲（Indoor Pass-by）及貢獻(xiàn)量分析。B&K 的車外聲音模擬器還可以對(duì)外部聲音進(jìn)行主觀評(píng)審。
參考文獻(xiàn)
[ 1] 汽車工程師：董良，王暉. “通過噪聲”新法規(guī)對(duì) 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);
