基于消費者反饋的整車NVH主觀評價研究

楊晉，馬紫明，王海洋

(中汽研(天津)汽車工程研究院有限公司，天津 300162)

0 引言

伴隨汽車行業的快速發展，消費者在購買汽車時不僅關注其造型等直觀感受，也越來越關注整車的各種性能。希望家用車更安靜、更舒適，希望運動型車輛有更高的識別度，所以NVH性能已經成為各個車型在開發過程中極為重要的一種性能。各大主機廠對整車NVH性能進行主觀評價驗收時一般采用公司內部質保評價、領導試駕等形式進行驗收，久而久之評價者對于整車的評價工況以及內容逐步固態化。

普通消費者在使用車輛時的駕駛習慣以及對于噪聲、振動關注點與長期從事汽車行業的專業工程師相比會有較大差異，勢必會造成車輛在開發時的評價好壞程度與消費者的反饋存在一定的區別。基于以上情況，本文作者在重新整理主觀評價內容的基礎上，通過問卷調查對消費者駕駛習慣以及對車內噪聲、振動的關注度進行研究，形成不同工況下、不同評價項目的權重系數，然后通過線性回歸公式計算整車NVH性能評價結果。

1 NVH性能主觀評價內容

整車NVH性能主觀評價工況主要為啟動熄火、怠速、勻速、加減速以及常用零部件工作時的聲品質[1]。通過對消費者駕駛習慣研究，在此基礎上對評價工況和評價內容進行了進一步的細化分解。

1.1 評價工況及操作

對駕駛工況進行分解，主要分為靜態、啟停、怠速、勻速、加減速、聲品質、其他共7大工況。其中其他項為扣分項目，主要為常規行駛下車內異響水平，有別于BSR評價。

在駕駛工況基礎上進行操作細化區分。怠速分為空調關、空調開、定置。怠速空調關分為冷機怠速、熱機怠速；怠速空調開分為夏季制冷鼓風機最低擋、鼓風機中間擋、鼓風機最大擋、冬季除霜等幾個評價工況。

勻速分為車速不大于15 km/h的蠕行、中低速(車速60 km/h左右)的光滑瀝青路行駛、中低速的粗糙瀝青路行駛、中高速(車速不小于80 km/h)行駛。

通過調研發現大部分消費者駕駛汽車時常用的轉速區間不會超過3 500 r/min，同時在高轉速時由于注意力的轉移也會降低對車內噪聲振動的專注度，所以在新的主觀評價系統中進一步細化擋位的選擇以及轉速區間的控制。加減速工況主要分為加速、降速、坡道加速。

1.2 NVH評價項目

不同的工況下，車內駕乘人員對感知的噪聲、振動問題的關注度各不相同，所以在工況確定的基礎上，對評價項目進行細化。

1.2.1 啟停、怠速工況

啟停工況下，前期僅對車內在啟動、熄火兩個工況下的噪聲、振動感受進行評價，但后期發現有時車輛熄火后，由于散熱和排氣溫度的變化，車內車外還是能感受到一些零部件帶來的噪聲、振動現象，如圖1所示。

圖1 啟停工況三級分解

怠速工況下，對車內噪聲、振動以及鼓風機、壓縮機引起的車內噪聲、振動變化進行評價。通過對消費者的調研以及長期的評價經驗，發現大家對不同接觸點的振動的關注度也各不相同。同時冷機、熱機時也存在一定的區分，鼓風機在不同擋位時也會表現出差異較大的現象。

1.2.2 勻速、加速工況

勻速工況下，當車速不大于60 km/h時行駛在不同的評價路面時，其評價的項目有所不同。光滑瀝青路主要為胎噪、動力總成工作聲和低速風噪，粗糙瀝青路為路噪、碎石飛濺、車內振動、沖擊噪聲和振動。

車速大于80 km/h時主要考慮風噪、胎噪以及發動機的輻射噪聲等。但實際情況下多會遇到紅綠燈，當車輛低速蠕行時車內有可能出現壓耳或振動等問題。具體評價項目如圖2所示。

圖2 勻速工況三級分解

加速工況下，對車內能夠察覺到的噪聲(轟鳴、嘯叫、發動機聲品質)、振動進行評價。在此基礎上會把加速時車內的聲音分得更細，除了常規的轟鳴、嘯叫外，從發動機聲品質中剝離出渦輪工作聲、排氣的氣流噪聲等。

1.2.3 零部件聲品質

針對零部件聲品質的評價，前期關注的主要為關門、玻璃升降、雨刮、雙閃提示音等。通過整理，首先對關門進行了細化，增加了后背門和發動機艙蓋開閉時的噪聲和振動評價；其次增加了電動座椅調節、電動天窗調節、喇叭聲等評價項目。

除以上的常規評價外增加扣分項的評價，主要為異響評價。該評價不同于專項BSR評價，主要對通過小沖擊或不規則路面時車內異響情況進行評價。

2 權重系數整理

2.1 樣本可信度分析

問卷調查的形式主要包括：紙質問卷調查、訪問調查、網絡問卷調查、郵寄調查、電話調查[2]。排除網絡問卷調查覆蓋不完整的可能性，同時基于網絡的實時性和便利性，此次問卷調查以網絡問卷調查為主。問卷調查的內容分兩個部分：問卷調查者的一般信息，包括性別、年齡、現駕駛車輛、行駛里程數、是否從事汽車行業工作；問卷調查者對車輛使用過程的駕駛習慣、對車輛不同工況下各種噪聲振動現象的關注度調查，共設計25個問題。

經過3天的問卷投放，共收回問卷517份，通過調查結果篩選共提取有效問卷412份。

信度,又叫可靠性，是指問卷的可信程度，它主要表現檢驗結果的一貫性、一致性、再現性。調查問卷的評價體系是以量表形式來體現的,編制的合理性決定著評價結果的可用性和可信性。問卷的信度分析包括內在信度分析和外在信度分析[3]。內在信度一般采用Cronbach′sα信度系數進行評價[4]，其公式為

(1)

將問卷調查結果整理錄入SPSS軟件，通過該軟件計算內在可信度分析結果為0.863，內在信度可以接受，具體結果如表1所示。

表1 可靠性統計量結果

2.2 權重系數計算

權重是一個相對概念，某一指標的權重是指該指標在整體評價中的相對重要程度。權重表示在評價過程中,被評價對象的不同側面的重要程度的定量分配。

目前關于屬性權重的確定方法很多,根據計算權重時原始數據的來源不同,可以將這些方法分為三類:主觀賦權法、客觀賦權法、組合賦權法。為兼顧決策者對屬性的偏好,同時又力爭減少賦權的主觀隨意性,使屬性的賦權達到主觀與客觀的統一,進而使決策結果真實、可靠，因此,合理的賦權方法應該同時基于指標數據之間的內在規律和專家經驗對決策指標進行賦權[4]。

首先利用SPSS軟件計算同一問題點下各項的主成分分析。例如對車內主要零部件聲品質關注度這一選項結果進行主成分分析，結果如表2所示。

表2 主要零部件聲品質關注度主成分矩陣

指標權重以主成分的方差貢獻率為權重，對該指標在各主成分線性組合中的系數加權平均歸一化。利用EXCEL計算指標在各主成分線性組合中的系數、主成分的方差貢獻率、指標權重的歸一化結果，最終得出該車內關鍵零部件評價點的權重系數。

通過計算得出各項目的權重系數后，再組織專家進行評審，最終形成用于主觀評價結果整理的權重系數。將工況、操作、評價項目的各級權重整理后，部分工況評價權重如表3所示。

表3 啟停工況最終評價權重

3 模型搭建

3.1 評價結果線性回歸公式

多元線性回歸模型是指含有多個解釋變量的線性回歸模型，用于解釋被解釋變量與其他多個解釋變量之間的線性關系。構建主觀評價模型由于涉及多種工況、不同工況下的評價項目以及車內不同乘坐點的評價，所以在模型搭建過程中構建了多個多元線性回歸模型[6]。

計算每個評價點各工況的評價結果，首先對評價項目及對應的權重系數的乘積進行求和。這樣存在擬合結果容易弱化某一明顯問題點的可能性。所以在各評價項求和的基礎上，再減去小于可接受分數的接受分差與對應評價項目權重的乘積。具體計算公式如下：

(2)

式中:A為車內各評價項目結果；αi、βi、γi為評價項目的各級權重；Ai、aj分別為評價結果小于6分的評價結果和對應評價項目權重。

在各評價點評價結果的基礎上，綜合車內不同位置的權重，擬合成各工況評價結果，計算公式如下：

B=A前·α前+A中·α中+A后·α后

(3)

式中：B為整車各工況評價結果；A前為式(2)中不同評價點各工況結果；α前為各評價點權重。

在計算出整車各工況的評價結果后，利用一級權重計算整車NVH性能評價結果：

C=∑B工況×θ工況

(4)

式中：C為整車NVH性能評價結果；B工況為各工況評價綜合結果；θ工況為各工況權重系數(一級權重系數)。

3.2 評價結果計算平臺搭建

基于MATLAB/GUI軟件設計滿足簡化數據分析的界面，該界面可實現評分數據的導入并進行可控線性回歸分析。結果顯示該虛擬評分界面較好地完成了上述的功能,滿足主觀評價體系評分的條件[7]。

按照結果擬合計算公式，在GUI設計界面中添加相應的控件，包括靜態文本框、可編輯文本框、按鈕鍵，分別用于參數識別、參數輸入，單擊計算按鍵結果顯示，如圖3所示。

圖3 評價分數錄入界面

可編輯的文本框用于賦予評價分數、編輯回調函數、按鈕鍵編輯回調函數線性回歸方程，兩排轎車后排評分可直接空留。點擊“兩排座”按鈕時，對應顯示該工況下“兩排座”所有評分線性回歸總分;點擊“三排座”按鈕時,對應顯示該工況下“三排座”所有評分線性回歸總分。最終點擊“主觀評價總分”，計算評價總分，并列出評價結果小于6分的評價項目，如圖4所示。

圖4 結果輸出界面

4 評價實例

組織評價人員按照最新評價表對A、B兩款同尺寸SUV(以往評價車輛)進行整車NVH性能主觀評價。統計評價結果后使用最新評價權重系數計算兩款車的評價結果，整車評價結果如圖5所示。

圖5 實車評價對比結果

提取每位評價車的評價結果如表5所示。對比結果發現采用細化評價項目以及通過權重系數計算后的整車NVH性能主觀評價結果離散度更集中。

表5 靜態、啟停工況最終評價權重

為了進一步驗證新方法評價結果的準確度，提取車型A前期每位評價者的評價結果進行對比(主觀評價團隊固定成員評價)對比，如表6所示。通過對車型A兩種評價方法的對比發現，兩種方法的平均結果相差不大，為0.024，但是新方法的標準差更低，新方法為0.036 1，老方法為0.187 1。

表6 新、老方法評價結果對比

5 結論

通過細分評價內容、分級合成評價結果的方式進行整車NVH性能主觀評價存在以下優勢：

(1)整體評價結果及分項評價結果更精準，更貼近消費者駕駛習慣；

(2)通過樣本的對比，評價組成員在單獨進行評價后的結果更具有參考對比性。

此次研究主要針對傳統車性能評價，純電動和PHEV車型在評價過程中評價工況和評價項目均有一定的區別，但可以利用文中的方法和思路開展相關的調查和研究。