某增程式混動汽車NVH性能的主觀評價研究

張佑源，覃慶，玉達泳，尹志浩

（1.東風(fēng)柳州汽車有限公司，廣西 柳州 545500；2.柳州市交通警察支隊車輛管理所，廣西 柳州 545500）

0 引言

增程式混動汽車在純電動汽車的基礎(chǔ)上加載增程器，從而大大延長了續(xù)航里程，但動力總成系統(tǒng)的增加導(dǎo)致前艙結(jié)構(gòu)布置緊湊，整車NVH性能控制難度也相應(yīng)地增大［1］。當(dāng)增程模式行駛且車速超過100 km/h時，方向盤會明顯地抖動，并伴隨有尖銳的嘯叫聲［2］。通過對增程式混合動力汽車NVH性能進行優(yōu)化研究，可改善乘坐舒適性，為新能源汽車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供技術(shù)支撐。

為了更加科學(xué)合理地評價新能源汽車NVH性能，國內(nèi)外學(xué)者主要研究怠速工況、勻速工況和加減速工況下懸置系統(tǒng)振動、方向盤振動、風(fēng)噪和路噪等情況，并提出了相應(yīng)的改善措施［3］。例如，徐勁力等［4］分析了傳動軸對NVH性能的影響，提出了后驅(qū)車萬向節(jié)傳動軸的改進設(shè)計方案?；艨§偷龋?］針對在開發(fā)過程中純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)、車身系統(tǒng)的特點，提出了聲學(xué)包、異響控制的NVH逆向開發(fā)的控制方法。潘威等［6］基于高里程汽車試驗，提出了基于“級數(shù)”增加量和能量增加率的衰減客觀評價方法，識別出高里程汽車NVH性能衰減較快的指標，結(jié)合數(shù)據(jù)庫制定了高里程汽車相關(guān)性能指標衰減的客觀及主觀目標值。當(dāng)增程式混動汽車電池的電量達到預(yù)設(shè)的SOC目標值時，增程器就會給電池充電，增程模式下汽車NVH性能明顯下降。因此，對增程式混合動力汽車NVH性能主觀評價時，必須綜合考慮純電動模式和增程模式。

本文采用層級分析法，綜合考慮增程式混動汽車的純電動模式和增程模式，選取增程模式怠速工況、純電模式怠速工況、勻速工況和加減速工況4種工況為二級指標，對某增程式混動汽車NVH性能進行主觀評價，得到影響NVH性能主觀評價的主要因素。

1 基于層次分析法的增程式汽車NVH性能指標體系

層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）基本思路將復(fù)雜問題分解為若干組成要素，并將這些要素按支配關(guān)系形成有序的遞階層次結(jié)構(gòu)；通過兩兩比較建立成對比較矩陣的辦法，確定層次中諸要素的綜合評價值，并據(jù)此進行決策［7］。層次分析法的指標體系是由一系列能全面反映被評價對象本質(zhì)屬性或特征的指標構(gòu)成，是對研究對象進行評價的前提和基礎(chǔ)。指標體系的合理性和全面性直接影響評價結(jié)果的準確性［8］。

本文綜合考慮增程式混動汽車的純電動模式和增程模式的影響，選取增程模式怠速工況、純電模式怠速工況、勻速工況和加減速工況4種工況，構(gòu)建增程式混合動力汽車NVH性能的二級指標體系，其中增程模式怠速工況下級指標有動力總成振動、方向盤振動和駕駛員耳旁噪聲，純電模式怠速工況下級指標有方向盤振動、空調(diào)噪聲和后排乘客耳旁噪聲，勻速工況下級指標有路面噪聲、座椅振動和車內(nèi)語音清晰度，人員素質(zhì)的下級指標有風(fēng)噪、方向盤振動和車內(nèi)語音清晰度（見表1）。

表1 增程式混合動力汽車NVH性能評價指標體系

2 汽車NVH性能主觀評價的判斷矩陣

假定B層中的元素Bk與下一層次C1，C2，…，Cn有聯(lián)系，構(gòu)造判斷矩陣步驟如下：即每次取兩個因子Ci和Cj，以表示Ci和Cj對Bk的影響大小之比，全部比較結(jié)果用矩陣B=（bij）n×n表示，稱為Bk—C的成對比較判斷矩陣，簡稱判斷矩陣。若Ci與Cj對Bk的影響之比為bij，則Cj與Ci對Bk的影響之比應(yīng)為bji= 1/bij。在確定bij的值時，通常采用1—9分標度法，例如因素Ci相對因素Cj非常滿意，此時為9分；因素Ci相對因素Cj很滿意，此時為7分；因素Ci相對因素Cj素比較滿意打5分，因素Ci相對因素Cj稍微滿意，此時為3分，因素Ci相對因素Cj同樣滿意一樣，此時為1分，2、4、6、8相對重要度介于上下兩者之間。

本文以某增程式混合動力汽車為研究對象，采用德爾菲法構(gòu)建汽車NVH性能主觀評價的判斷矩陣，由10名行內(nèi)專家和汽車設(shè)計工程師進行評價，并對NVH性能進行了問卷調(diào)查。在大量調(diào)研資料的基礎(chǔ)上，利用統(tǒng)計方法進行分析、歸納、總結(jié)，得出各層次各指標之間的比較判斷矩陣A- B及Bi-Cj（見表2至表6）。

表2 增程式混合動力汽車NVH性能的判斷矩陣

表3 增程模式怠速工況B1的判斷矩陣

表4 純電模式怠速工況B2的判斷矩陣

表5 勻速工況B3的判斷矩陣

表6 加減速工況B4的判斷矩陣

3 汽車NVH主觀評價的綜合評價指標權(quán)重

使用SPSS軟件和Excel表格，運用方根法計算得出特征向量，再進一步歸一化處理得到某增程式混合動力汽車的NVH主觀評價結(jié)果（見表7）。

根據(jù)表7可知，在NVH主觀評價的二級指標中，專家對純電模式怠速工況（2.828 4）較為滿意，其次是加減速工況（1.654 9）、增程模式怠速工況（0.638 9）和勻速工況（0.334 4）。在三級指標層中，專家對增程模式怠速工況方向盤振動（3.271 1）的滿意度最高，對加減速時車內(nèi)語音清晰度（0.414 9）、怠速時空調(diào)噪聲（0.464 2）和勻速時車內(nèi)語音清晰度（0.483 6）的滿意度相對較低。為了進一步改善NVH性能，可以通過增加前圍、地板、車門及頂棚的吸音材料，加強空調(diào)過孔密封或檢查空調(diào)進風(fēng)口來降低怠速噪聲，以及改進動力總成的懸置系統(tǒng)來抑制加減速的嘯叫聲。

表7 某增程式混合動力汽車的NVH主觀評價結(jié)果

4 結(jié)論

本文以某增程式混動汽車為研究對象，采用層次分析法對增程式混動汽車NVH性能進行主觀評價，綜合考慮增程式混動汽車的純電動模式和增程模式，選取增程模式怠速工況、純電模式怠速工況、勻速工況和加減速工況4種工況為二級指標，將德爾菲法與問卷調(diào)查相結(jié)合構(gòu)建增程式混動汽車NVH性能的判斷矩陣，通過計算得到汽車NVH主觀評價的綜合評價指標權(quán)重。根據(jù)綜合評價指標權(quán)重值可知：專家對純電模式怠速工況（2.828 4）較為滿意，其次是加減速工況（1.654 9）、增程模式怠速工況（0.638 9）和勻速工況（0.334 4）。為了進一步改善NVH性能，可以通過增加前圍、地板、車門及頂棚的吸音材料提高車內(nèi)語音清晰度。