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(yè)的快速發(fā)展，消費(fèi)者在購(gòu)買汽車時(shí)不僅關(guān)注其造型等直觀感受，也越來(lái)越關(guān)注整車的各種性能。希望家用車更安靜、更舒適，希望運(yùn)動(dòng)型車輛有更高的識(shí)別度，所以NVH性能已經(jīng)成為各個(gè)車型在開(kāi)發(fā)過(guò)程中極為重要的一種性能。各大主機(jī)廠對(duì)整車NVH性能進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)驗(yàn)收時(shí)一般采用公司內(nèi)部質(zhì)保評(píng)價(jià)、領(lǐng)導(dǎo)試駕等形式進(jìn)行驗(yàn)收，久而久之評(píng)價(jià)者對(duì)于整車的評(píng)價(jià)工況以及內(nèi)容逐步固態(tài)化。

普通消費(fèi)者在使用車輛時(shí)的駕駛習(xí)慣以及對(duì)于噪聲、振動(dòng)關(guān)注點(diǎn)與長(zhǎng)期從事汽車行業(yè)的專業(yè)工程師相比會(huì)有較大差異，勢(shì)必會(huì)造成車輛在開(kāi)發(fā)時(shí)的評(píng)價(jià)好壞程度與消費(fèi)者的反饋存在一定的區(qū)別?；谝陨锨闆r，本文作者在重新整理主觀評(píng)價(jià)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查對(duì)消費(fèi)者駕駛習(xí)慣以及對(duì)車內(nèi)噪聲、振動(dòng)的關(guān)注度進(jìn)行研究，形成不同工況下、不同評(píng)價(jià)項(xiàng)目的權(quán)重系數(shù)，然后通過(guò)線性回歸公式計(jì)算整車NVH性能評(píng)價(jià)結(jié)果。

1 NVH性能主觀評(píng)價(jià)內(nèi)容

整車NVH性能主觀評(píng)價(jià)工況主要為啟動(dòng)熄火、怠速、勻速、加減速以及常用零部件工作時(shí)的聲品質(zhì)[1]。通過(guò)對(duì)消費(fèi)者駕駛習(xí)慣研究，在此基礎(chǔ)上對(duì)評(píng)價(jià)工況和評(píng)價(jià)內(nèi)容進(jìn)行了進(jìn)一步的細(xì)化分解。

1.1 評(píng)價(jià)工況及操作

對(duì)駕駛工況進(jìn)行分解，主要分為靜態(tài)、啟停、怠速、勻速、加減速、聲品質(zhì)、其他共7大工況。其中其他項(xiàng)為扣分項(xiàng)目，主要為常規(guī)行駛下車內(nèi)異響水平，有別于BSR評(píng)價(jià)。

在駕駛工況基礎(chǔ)上進(jìn)行操作細(xì)化區(qū)分。怠速分為空調(diào)關(guān)、空調(diào)開(kāi)、定置。怠速空調(diào)關(guān)分為冷機(jī)怠速、熱機(jī)怠速；怠速空調(diào)開(kāi)分為夏季制冷鼓風(fēng)機(jī)最低擋、鼓風(fēng)機(jī)中間擋、鼓風(fēng)機(jī)最大擋、冬季除霜等幾個(gè)評(píng)價(jià)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(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)大部分消費(fèi)者駕駛汽車時(shí)常用的轉(zhuǎn)速區(qū)間不會(huì)超過(guò)3 500 r/min，同時(shí)在高轉(zhuǎn)速時(shí)由于注意力的轉(zhuǎn)移也會(huì)降低對(duì)車內(nèi)噪聲振動(dòng)的專注度，所以在新的主觀評(píng)價(jià)系統(tǒng)中進(jìn)一步細(xì)化擋位的選擇以及轉(zhuǎn)速區(qū)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(píng)價(jià)項(xiàng)目

不同的工況下，車內(nèi)駕乘人員對(duì)感知的噪聲、振動(dòng)問(wèn)題的關(guān)注度各不相同，所以在工況確定的基礎(chǔ)上，對(duì)評(píng)價(jià)項(xiàng)目進(jìn)行細(xì)化。

1.2.1 啟停、怠速工況

啟停工況下，前期僅對(duì)車內(nèi)在啟動(dòng)、熄火兩個(gè)工況下的噪聲、振動(dòng)感受進(jìn)行評(píng)價(jià)，但后期發(fā)現(xiàn)有時(shí)車輛熄火后，由于散熱和排氣溫度的變化，車內(nèi)車外還是能感受到一些零部件帶來(lái)的噪聲、振動(dòng)現(xiàn)象，如圖1所示。

圖1 啟停工況三級(jí)分解

怠速工況下，對(duì)車內(nèi)噪聲、振動(dòng)以及鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)引起的車內(nèi)噪聲、振動(dòng)變化進(jìn)行評(píng)價(jià)。通過(guò)對(duì)消費(fèi)者的調(diào)研以及長(zhǎng)期的評(píng)價(jià)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)大家對(duì)不同接觸點(diǎn)的振動(dòng)的關(guān)注度也各不相同。同時(shí)冷機(jī)、熱機(jī)時(shí)也存在一定的區(qū)分，鼓風(fēng)機(jī)在不同擋位時(shí)也會(huì)表現(xiàn)出差異較大的現(xiàn)象。

1.2.2 勻速、加速工況

勻速工況下，當(dāng)車速不大于60 km/h時(shí)行駛在不同的評(píng)價(jià)路面時(shí)，其評(píng)價(jià)的項(xiàng)目有所不同。光滑瀝青路主要為胎噪、動(dòng)力總成工作聲和低速風(fēng)噪，粗糙瀝青路為路噪、碎石飛濺、車內(nèi)振動(dòng)、沖擊噪聲和振動(dòng)。

車速大于80 km/h時(shí)主要考慮風(fēng)噪、胎噪以及發(fā)動(dòng)機(jī)的輻射噪聲等。但實(shí)際情況下多會(huì)遇到紅綠燈，當(dāng)車輛低速蠕行時(shí)車內(nèi)有可能出現(xiàn)壓耳或振動(dòng)等問(wèn)題。具體評(píng)價(jià)項(xiàng)目如圖2所示。

圖2 勻速工況三級(jí)分解

加速工況下，對(duì)車內(nèi)能夠察覺(jué)到的噪聲(轟鳴、嘯叫、發(fā)動(dòng)機(jī)聲品質(zhì))、振動(dòng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。在此基礎(chǔ)上會(huì)把加速時(shí)車內(nèi)的聲音分得更細(xì)，除了常規(guī)的轟鳴、嘯叫外，從發(fā)動(dòng)機(jī)聲品質(zhì)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(zhì)

針對(duì)零部件聲品質(zhì)的評(píng)價(jià)，前期關(guān)注的主要為關(guān)門、玻璃升降、雨刮、雙閃提示音等。通過(guò)整理，首先對(duì)關(guān)門進(jìn)行了細(xì)化，增加了后背門和發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋開(kāi)閉時(shí)的噪聲和振動(dòng)評(píng)價(jià)；其次增加了電動(dòng)座椅調(diào)節(jié)、電動(dòng)天窗調(diào)節(jié)、喇叭聲等評(píng)價(jià)項(xiàng)目。

除以上的常規(guī)評(píng)價(jià)外增加扣分項(xiàng)的評(píng)價(jià)，主要為異響評(píng)價(jià)。該評(píng)價(jià)不同于專項(xiàng)BSR評(píng)價(jià)，主要對(duì)通過(guò)小沖擊或不規(guī)則路面時(shí)車內(nèi)異響情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2 權(quán)重系數(shù)整理

2.1 樣本可信度分析

問(wèn)卷調(diào)查的形式主要包括：紙質(zhì)問(wèn)卷調(diào)查、訪問(wèn)調(diào)查、網(wǎng)絡(luò)問(wèn)卷調(diào)查、郵寄調(diào)查、電話調(diào)查[2]。排除網(wǎng)絡(luò)問(wèn)卷調(diào)查覆蓋不完整的可能性，同時(shí)基于網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性和便利性，此次問(wèn)卷調(diào)查以網(wǎng)絡(luò)問(wèn)卷調(diào)查為主。問(wèn)卷調(diào)查的內(nèi)容分兩個(gè)部分：?jiǎn)柧碚{(diào)查者的一般信息，包括性別、年齡、現(xiàn)駕駛車輛、行駛里程數(shù)、是否從事汽車行業(yè)工作；問(wèn)卷調(diào)查者對(duì)車輛使用過(guò)程的駕駛習(xí)慣、對(duì)車輛不同工況下各種噪聲振動(dòng)現(xiàn)象的關(guān)注度調(diào)查，共設(shè)計(jì)25個(gè)問(wèn)題。

經(jīng)過(guò)3天的問(wèn)卷投放，共收回問(wèn)卷517份，通過(guò)調(diào)查結(jié)果篩選共提取有效問(wèn)卷412份。

信度,又叫可靠性，是指問(wèn)卷的可信程度，它主要表現(xiàn)檢驗(yàn)結(jié)果的一貫性、一致性、再現(xiàn)性。調(diào)查問(wèn)卷的評(píng)價(jià)體系是以量表形式來(lái)體現(xiàn)的,編制的合理性決定著評(píng)價(jià)結(jié)果的可用性和可信性。問(wèn)卷的信度分析包括內(nèi)在信度分析和外在信度分析[3]。內(nèi)在信度一般采用Cronbach′sα信度系數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)[4]，其公式為

(1)

將問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果整理錄入SPSS軟件，通過(guò)該軟件計(jì)算內(nèi)在可信度分析結(jié)果為0.863，內(nèi)在信度可以接受，具體結(jié)果如表1所示。

表1 可靠性統(tǒng)計(jì)量結(jié)果

2.2 權(quán)重系數(shù)計(jì)算

權(quán)重是一個(gè)相對(duì)概念，某一指標(biāo)的權(quán)重是指該指標(biāo)在整體評(píng)價(jià)中的相對(duì)重要程度。權(quán)重表示在評(píng)價(jià)過(guò)程中,被評(píng)價(jià)對(duì)象的不同側(cè)面的重要程度的定量分配。

目前關(guān)于屬性權(quán)重的確定方法很多,根據(jù)計(jì)算權(quán)重時(shí)原始數(shù)據(jù)的來(lái)源不同,可以將這些方法分為三類:主觀賦權(quán)法、客觀賦權(quán)法、組合賦權(quán)法。為兼顧決策者對(duì)屬性的偏好,同時(shí)又力爭(zhēng)減少賦權(quán)的主觀隨意性,使屬性的賦權(quán)達(dá)到主觀與客觀的統(tǒng)一,進(jìn)而使決策結(jié)果真實(shí)、可靠，因此,合理的賦權(quán)方法應(yīng)該同時(shí)基于指標(biāo)數(shù)據(jù)之間的內(nèi)在規(guī)律和專家經(jīng)驗(yàn)對(duì)決策指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán)[4]。

首先利用SPSS軟件計(jì)算同一問(wèn)題點(diǎn)下各項(xiàng)的主成分分析。例如對(duì)車內(nèi)主要零部件聲品質(zhì)關(guān)注度這一選項(xiàng)結(jié)果進(jìn)行主成分分析，結(jié)果如表2所示。

表2 主要零部件聲品質(zhì)關(guān)注度主成分矩陣

指標(biāo)權(quán)重以主成分的方差貢獻(xiàn)率為權(quán)重，對(duì)該指標(biāo)在各主成分線性組合中的系數(shù)加權(quán)平均歸一化。利用EXCEL計(jì)算指標(biāo)在各主成分線性組合中的系數(shù)、主成分的方差貢獻(xiàn)率、指標(biāo)權(quán)重的歸一化結(jié)果，最終得出該車內(nèi)關(guān)鍵零部件評(píng)價(jià)點(diǎn)的權(quán)重系數(shù)。

通過(guò)計(jì)算得出各項(xiàng)目的權(quán)重系數(shù)后，再組織專家進(jìn)行評(píng)審，最終形成用于主觀評(píng)價(jià)結(jié)果整理的權(quán)重系數(shù)。將工況、操作、評(píng)價(jià)項(xiàng)目的各級(jí)權(quán)重整理后，部分工況評(píng)價(jià)權(quán)重如表3所示。

表3 啟停工況最終評(píng)價(jià)權(quán)重

3 模型搭建

3.1 評(píng)價(jià)結(jié)果線性回歸公式

多元線性回歸模型是指含有多個(gè)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(gè)解釋變量之間的線性關(guān)系。構(gòu)建主觀評(píng)價(jià)模型由于涉及多種工況、不同工況下的評(píng)價(jià)項(xiàng)目以及車內(nèi)不同乘坐點(diǎn)的評(píng)價(jià)，所以在模型搭建過(guò)程中構(gòu)建了多個(gè)多元線性回歸模型[6]。

計(jì)算每個(gè)評(píng)價(jià)點(diǎn)各工況的評(píng)價(jià)結(jié)果，首先對(duì)評(píng)價(jià)項(xiàng)目及對(duì)應(yīng)的權(quán)重系數(shù)的乘積進(jìn)行求和。這樣存在擬合結(jié)果容易弱化某一明顯問(wèn)題點(diǎn)的可能性。所以在各評(píng)價(jià)項(xiàng)求和的基礎(chǔ)上，再減去小于可接受分?jǐn)?shù)的接受分差與對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)項(xiàng)目權(quán)重的乘積。具體計(jì)算公式如下：

(2)

式中:A為車內(nèi)各評(píng)價(jià)項(xiàng)目結(jié)果；αi、βi、γi為評(píng)價(jià)項(xiàng)目的各級(jí)權(quán)重；Ai、aj分別為評(píng)價(jià)結(jié)果小于6分的評(píng)價(jià)結(jié)果和對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)項(xiàng)目權(quán)重。

在各評(píng)價(jià)點(diǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果的基礎(chǔ)上，綜合車內(nèi)不同位置的權(quán)重，擬合成各工況評(píng)價(jià)結(jié)果，計(jì)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(píng)價(jià)結(jié)果；A前為式(2)中不同評(píng)價(jià)點(diǎn)各工況結(jié)果；α前為各評(píng)價(jià)點(diǎn)權(quán)重。

在計(jì)算出整車各工況的評(píng)價(jià)結(jié)果后，利用一級(jí)權(quán)重計(jì)算整車NVH性能評(píng)價(jià)結(jié)果：

C=∑B工況×θ工況

(4)

式中：C為整車NVH性能評(píng)價(jià)結(jié)果；B工況為各工況評(píng)價(jià)綜合結(jié)果；θ工況為各工況權(quán)重系數(shù)(一級(jí)權(quán)重系數(shù))。

3.2 評(píng)價(jià)結(jié)果計(jì)算平臺(tái)搭建

基于MATLAB/GUI軟件設(shè)計(jì)滿足簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)分析的界面，該界面可實(shí)現(xiàn)評(píng)分?jǐn)?shù)據(jù)的導(dǎo)入并進(jìn)行可控線性回歸分析。結(jié)果顯示該虛擬評(píng)分界面較好地完成了上述的功能,滿足主觀評(píng)價(jià)體系評(píng)分的條件[7]。

按照結(jié)果擬合計(jì)算公式，在GUI設(shè)計(jì)界面中添加相應(yīng)的控件，包括靜態(tài)文本框、可編輯文本框、按鈕鍵，分別用于參數(shù)識(shí)別、參數(shù)輸入，單擊計(jì)算按鍵結(jié)果顯示，如圖3所示。

圖3 評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)錄入界面

可編輯的文本框用于賦予評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)、編輯回調(diào)函數(shù)、按鈕鍵編輯回調(diào)函數(shù)線性回歸方程，兩排轎車后排評(píng)分可直接空留。點(diǎn)擊“兩排座”按鈕時(shí)，對(duì)應(yīng)顯示該工況下“兩排座”所有評(píng)分線性回歸總分;點(diǎn)擊“三排座”按鈕時(shí),對(duì)應(yīng)顯示該工況下“三排座”所有評(píng)分線性回歸總分。最終點(diǎn)擊“主觀評(píng)價(jià)總分”，計(jì)算評(píng)價(jià)總分，并列出評(píng)價(jià)結(jié)果小于6分的評(píng)價(jià)項(xiàng)目，如圖4所示。

圖4 結(jié)果輸出界面

4 評(píng)價(jià)實(shí)例

組織評(píng)價(jià)人員按照最新評(píng)價(jià)表對(duì)A、B兩款同尺寸SUV(以往評(píng)價(jià)車輛)進(jìn)行整車NVH性能主觀評(píng)價(jià)。統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)結(jié)果后使用最新評(píng)價(jià)權(quán)重系數(shù)計(jì)算兩款車的評(píng)價(jià)結(jié)果，整車評(píng)價(jià)結(jié)果如圖5所示。

圖5 實(shí)車評(píng)價(jià)對(duì)比結(jié)果

提取每位評(píng)價(jià)車的評(píng)價(jià)結(jié)果如表5所示。對(duì)比結(jié)果發(fā)現(xiàn)采用細(xì)化評(píng)價(jià)項(xiàng)目以及通過(guò)權(quán)重系數(shù)計(jì)算后的整車NVH性能主觀評(píng)價(jià)結(jié)果離散度更集中。

表5 靜態(tài)、啟停工況最終評(píng)價(jià)權(quán)重

為了進(jìn)一步驗(yàn)證新方法評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確度，提取車型A前期每位評(píng)價(jià)者的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比(主觀評(píng)價(jià)團(tuán)隊(duì)固定成員評(píng)價(jià))對(duì)比，如表6所示。通過(guò)對(duì)車型A兩種評(píng)價(jià)方法的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，兩種方法的平均結(jié)果相差不大，為0.024，但是新方法的標(biāo)準(zhǔn)差更低，新方法為0.036 1，老方法為0.187 1。

表6 新、老方法評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)比

5 結(jié)論

通過(guò)細(xì)分評(píng)價(jià)內(nèi)容、分級(jí)合成評(píng)價(jià)結(jié)果的方式進(jìn)行整車NVH性能主觀評(píng)價(jià)存在以下優(yōu)勢(shì)：

(1)整體評(píng)價(jià)結(jié)果及分項(xiàng)評(píng)價(jià)結(jié)果更精準(zhǔn)，更貼近消費(fèi)者駕駛習(xí)慣；

(2)通過(guò)樣本的對(duì)比，評(píng)價(jià)組成員在單獨(dú)進(jìn)行評(píng)價(jià)后的結(jié)果更具有參考對(duì)比性。

此次研究主要針對(duì)傳統(tǒng)車性能評(píng)價(jià)，純電動(dòng)和PHEV車型在評(píng)價(jià)過(guò)程中評(píng)價(jià)工況和評(píng)價(jià)項(xiàng)目均有一定的區(qū)別，但可以利用文中的方法和思路開(kāi)展相關(guān)的調(diào)查和研究。