汽車(chē)聲品質(zhì)研究現(xiàn)狀概述

唐鵬

摘 要：汽車(chē)雨刮器是保證汽車(chē)行駛安全的必備部件之一，主要用于清除擋風(fēng)玻璃上的雨雪、塵土等污物。隨著全球汽車(chē)工業(yè)的迅速發(fā)展，雨刮器的重要性不斷提高，以往被人們忽視的雨刷器工作噪聲日益受到重視。為了進(jìn)一步研究雨刮器噪聲對(duì)駕駛?cè)藛T的影響，本文從聲品質(zhì)方面，結(jié)合現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外對(duì)汽車(chē)聲品質(zhì)的研究現(xiàn)狀做分析總結(jié)。

關(guān)鍵詞：聲品質(zhì);定義;研究現(xiàn)狀

1.聲品質(zhì)的定義

聲品質(zhì)是在十九世紀(jì)末由stumpf提出來(lái)的。它反映了聲音的物理特性，描述了人體對(duì)具有相同或相近聲壓級(jí)的聲音的主觀(guān)感受。聲品質(zhì)起初并未應(yīng)用于噪聲控制領(lǐng)域，而主要應(yīng)用在語(yǔ)音等概念領(lǐng)域。1994年，blauert給出了聲品質(zhì)的明確定義[1]：聲品質(zhì)是在特定的技術(shù)目標(biāo)或任務(wù)內(nèi)涵中聲音的適宜性。通過(guò)聲品質(zhì)的研究，找到既能滿(mǎn)足不同的產(chǎn)品擁有它們不同的聲音特性，又能使其噪聲聲壓級(jí)降低，噪聲聽(tīng)上去悅耳。

2.國(guó)內(nèi)外聲品質(zhì)研究現(xiàn)狀

汽車(chē)產(chǎn)品是最先運(yùn)用聲品質(zhì)研究結(jié)果的產(chǎn)品之一。目前，國(guó)內(nèi)外在汽車(chē)行業(yè)中的聲品質(zhì)研究有了一些新的進(jìn)展，已經(jīng)由原先對(duì)汽車(chē)整車(chē)、發(fā)動(dòng)機(jī)等主要部件的研究，進(jìn)入到對(duì)各個(gè)部件、零件的研究。

2.1 國(guó)外汽車(chē)聲品質(zhì)的研究現(xiàn)狀

汽車(chē)聲品質(zhì)研究最早始于國(guó)外。1985年，日本豐田汽車(chē)公司的工程師在美國(guó)汽車(chē)工程師協(xié)會(huì)（SAE）會(huì)議上發(fā)表的一篇論文拉開(kāi)了汽車(chē)聲品質(zhì)研究的序幕。他們提出了10余種主觀(guān)感覺(jué)作為聲品質(zhì)評(píng)價(jià)屬性，并根據(jù)不同國(guó)家人群對(duì)于車(chē)輛噪聲的主觀(guān)感受將其歸納為兩種：運(yùn)動(dòng)感和豪華感。1995和1997年Bisping 結(jié)合前人對(duì)于聲品質(zhì)多維度特性的研究和自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出，在車(chē)內(nèi)聲品質(zhì)感知中愉悅度和勁度這兩個(gè)因素最為重要，占總變量的60～70%。德國(guó)奧登堡大學(xué)和波鴻大學(xué)將語(yǔ)義細(xì)分法引入汽車(chē)車(chē)內(nèi)噪聲聲品質(zhì)主觀(guān)評(píng)價(jià)的研究中，并采用了不同的語(yǔ)義細(xì)分法研究流程，以研究評(píng)價(jià)的適應(yīng)性。還有學(xué)者采用植入技術(shù)這一新概念對(duì)汽車(chē)聲品質(zhì)進(jìn)行主觀(guān)評(píng)價(jià)，并通過(guò)傳函實(shí)現(xiàn)將單個(gè)麥克風(fēng)信號(hào)合成雙耳信號(hào)。90年代后期，奧地利的AVL LIST公司開(kāi)發(fā)出一種可直接在電腦上進(jìn)行聲品質(zhì)繪圖，并給出聲品質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果的軟件系統(tǒng)。2000年，Hashimoto等人提出了轟鳴感和轟鳴級(jí)（Booming Level）的定義，并用轟鳴指數(shù)（Booming Index）來(lái)評(píng)價(jià)汽車(chē)加速工況下的轟鳴感[2-4]。

國(guó)外研究人員不僅對(duì)汽車(chē)整車(chē)、發(fā)動(dòng)機(jī)等主要部件進(jìn)行了廣泛的研究，而且還不斷深入到汽車(chē)零部件的聲品質(zhì)研究。20世紀(jì)末，scot和Jeef對(duì)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)噪聲進(jìn)行了主觀(guān)評(píng)價(jià)試驗(yàn)，提出了主觀(guān)評(píng)價(jià)和客觀(guān)參量之間的聯(lián)系。1999年，David Hamilton利用三維繪圖對(duì)汽車(chē)關(guān)門(mén)聲的聲品質(zhì)進(jìn)行了分析，給出了使關(guān)門(mén)聲感覺(jué)愉悅的三個(gè)影響因素：持續(xù)時(shí)間、幅度、頻率組成的參考值[5]。2005年，Chadwyck T.Musser利用瞬時(shí)SEA法建立了汽車(chē)關(guān)門(mén)聲的聲品質(zhì)模型，并用該模型對(duì)不同剛度、阻尼、吸聲系數(shù)的車(chē)門(mén)聲聲品質(zhì)進(jìn)行了預(yù)測(cè)[6]。2001年，Teik C.Lim對(duì)轎車(chē)電動(dòng)車(chē)窗打開(kāi)時(shí)的噪聲信號(hào)的煩躁度進(jìn)行了主觀(guān)評(píng)價(jià)，得出煩躁度與車(chē)窗的斜度、密度、瞬時(shí)效果和噪聲信號(hào)的時(shí)變特性有關(guān)，并將煩躁度的影響分成四類(lèi)：響度、脈沖、尖銳度、時(shí)域變化。 2007年，Garry Dunne采用交互式評(píng)價(jià)方法對(duì)汽車(chē)傳動(dòng)系的聲品質(zhì)進(jìn)行了研究。

2.1 國(guó)內(nèi)汽車(chē)聲品質(zhì)的研究現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)對(duì)于汽車(chē)聲品質(zhì)的研究直到本世紀(jì)初才開(kāi)始，研究機(jī)構(gòu)也主要集中于高校。2003年，上海同濟(jì)大學(xué)毛東興通過(guò)研究勻速行駛的乘用車(chē)車(chē)內(nèi)噪聲，首次建立了國(guó)內(nèi)漢語(yǔ)環(huán)境下聲品質(zhì)主觀(guān)評(píng)價(jià)的研究。2005年，他提出了三角循環(huán)誤判次數(shù)的準(zhǔn)確計(jì)算方法，并將其應(yīng)用于車(chē)內(nèi)噪聲的聲品質(zhì)成對(duì)比較評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的分析中。2006年他又建立了以1/3倍頻程聲壓級(jí)、銳度、粗糙度為變量的車(chē)內(nèi)低頻噪聲的主觀(guān)評(píng)價(jià)參量低沉度的數(shù)學(xué)模型。2005年中科院聲學(xué)研究所焦風(fēng)雷以等響處理后雙耳紀(jì)錄的車(chē)內(nèi)噪聲為例，提出車(chē)內(nèi)噪聲的偏好性可以作為主觀(guān)感知相似性主要子維度的表示。2006年，吉林大學(xué)劉宗巍闡述了能夠?qū)崿F(xiàn)選擇性降噪的噪聲主動(dòng)控制系統(tǒng)在改善汽車(chē)聲品質(zhì)方面的顯著作用和巨大潛力，并對(duì)該領(lǐng)域研究的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了預(yù)測(cè)。2007年，吉林大學(xué)梁杰提出了基于雙耳聽(tīng)覺(jué)模型的車(chē)內(nèi)聲品質(zhì)分析與評(píng)價(jià)方法，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。2010年，吉林大學(xué)的高印寒開(kāi)發(fā)了一種專(zhuān)門(mén)用于評(píng)價(jià)非穩(wěn)態(tài)工況下汽車(chē)車(chē)內(nèi)噪聲品質(zhì)的軟件系統(tǒng)，建立了以響度、粗糙度為變量的聲品質(zhì)的數(shù)學(xué)模型。2010年，同濟(jì)大學(xué)的申秀敏采用支持向量機(jī)的預(yù)測(cè)方法建立了車(chē)內(nèi)噪聲聲品質(zhì)客觀(guān)評(píng)價(jià)參量與主觀(guān)評(píng)價(jià)結(jié)果的關(guān)系模型，取得了良好的預(yù)測(cè)效果。[7-8]

3. 聲品質(zhì)研究方法

基于以上目前國(guó)內(nèi)外對(duì)聲品質(zhì)的研究可明確，目前聲品質(zhì)的主要研究方法分為主觀(guān)評(píng)價(jià)和客觀(guān)評(píng)價(jià)。主觀(guān)評(píng)價(jià)方法主要有排序法、語(yǔ)義細(xì)分法、等級(jí)評(píng)分法、成對(duì)比較法、多維尺度分析法，客觀(guān)評(píng)價(jià)主要通過(guò)物理參量聲壓、聲強(qiáng)、聲功率、語(yǔ)義清晰度、噪聲評(píng)價(jià)曲線(xiàn)、響度、粗糙度、尖銳度等量評(píng)估。

參考文獻(xiàn)：

[1]J.Blauert.Product-sound assessments：An enigmatic issue from the point of view of Engineering[A]. Proeeedings of Inier Noise94[C].Yokohama，Japan，1994，（2）：857-862.

[2]Kazuhiro Tsuge，Kunio Kanamaru，etc.A Study of Noise in Vehicle Passenger Compartmentdur- ing Acceleration[R].Proceeding of the 1985 SAE Noise and Vibration Conference，SAE850965.

[3]R.Bisping.Emotional effect of car interior sounds：pleasantness And powerand their relation to acoustic key features.SAE paper 951284，1995： 1203-1209.

[4]Hamilton D.Sound quality of impulsive noises：an applied study of automotive door closing sounds[C].Traverse City：SAE Noise and Vibration Conference and Exhibition，1999-01-1684.

[5]Musser C T，Young S.Application of transient SEA for vehicle door closure sound quality[C].Traverse City：SAE Noise and Vibration Conference and Exhibition，2005-01-2433.

[6]毛東興.車(chē)內(nèi)聲品質(zhì)主觀(guān)評(píng)價(jià)與分析方法的研究（博士學(xué)位論文）.同濟(jì)大學(xué)，2003.

[7]高印寒，孫強(qiáng)，梁杰，等.加速行駛時(shí)車(chē)內(nèi)噪聲品質(zhì)的評(píng)價(jià)方法及數(shù)學(xué)模型構(gòu)建[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，40（6）：1502-1506.

基金項(xiàng)目：重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院校級(jí)科研項(xiàng)目（GZY201808-YA）