劉邦雄，黃佳雯，劉林根

關(guān)門速度對(duì)汽車聲品質(zhì)的影響研究*

劉邦雄1，黃佳雯1，劉林根2

（1.景德鎮(zhèn)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院，江西 景德鎮(zhèn) 333000；2.江西昌河汽車有限責(zé)任公司，江西 景德鎮(zhèn) 333000）

為解決關(guān)門力度、關(guān)門速度對(duì)主觀評(píng)價(jià)影響較大的問題，了解車門關(guān)門的輕重程度對(duì)聲品質(zhì)心理聲學(xué)指標(biāo)的關(guān)系，文章通過測(cè)試分析，發(fā)現(xiàn)關(guān)門速度對(duì)響度影響較大，而對(duì)尖銳度影響較小，為聲品質(zhì)方面的研究提供了參考。

聲品質(zhì)；關(guān)門速度；響度；尖銳度

1 前言

隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和汽車工業(yè)的快速發(fā)展，消費(fèi)者對(duì)汽車舒適性的要求也逐步提高。傳統(tǒng)汽車聲學(xué)研究中以降低車內(nèi)聲壓級(jí)為目標(biāo)的研究，已遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代人們對(duì)汽車舒適性的要求。聲學(xué)品質(zhì)越來越受到重視，關(guān)門聲品質(zhì)影響著顧客對(duì)車的第一感官[1]。目前對(duì)關(guān)門聲品質(zhì)的研究重點(diǎn)在評(píng)價(jià)術(shù)語和評(píng)價(jià)方法的應(yīng)用[2]。李燦[3]等采集關(guān)門聲音數(shù)據(jù)，運(yùn)用Bradley-terry模型對(duì)樣本的偏好性展開分析，利用濾波的方法分析計(jì)算出響度、尖銳度等心理聲學(xué)參數(shù)。田玉珠[4]等利用聲學(xué)定位技術(shù)定位影響關(guān)門聲品質(zhì)的主要聲源，對(duì)關(guān)門過程中存在的多次碰撞提出改進(jìn)方案，有效提高了聲品質(zhì)。李凱[5]等分析汽車車門生聲的產(chǎn)生機(jī)理，提高鎖芯機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度，增強(qiáng)了聲品質(zhì)。上述研究未考慮不同關(guān)門力度、不同關(guān)門速度對(duì)聲品質(zhì)的影響。而在實(shí)際過程中不同的關(guān)門力度對(duì)響度影響較大，在實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)掩飾尖銳度，影響主觀評(píng)分。針對(duì)該現(xiàn)象，提出不同關(guān)門聲對(duì)響度、尖銳度的影響，為聲品質(zhì)的研究奠定基礎(chǔ)。

2 聲品質(zhì)的評(píng)價(jià)指標(biāo)

心理聲學(xué)能夠反映出物理量和心理反應(yīng)之間關(guān)系。這種主觀感覺與人的聽覺器官構(gòu)造高和生理特性有關(guān)，人耳聽覺對(duì)聲音的印象取決于心理聲學(xué)的參數(shù)：響度、尖銳度等。響度：考慮了特征頻帶分布和人耳的掩蔽效應(yīng)對(duì)聲音的影響，反映到人的感覺吵鬧程度怎么樣，考慮到人耳對(duì)聲音頻譜的遮蔽效應(yīng)。圖1所示為ISO定義1000Hz純音的聲壓級(jí)，單位為Phons，自由聲場(chǎng)測(cè)聽到的等響曲線。從圖中可以看到，人耳對(duì)中頻聲音較為敏感，對(duì)高頻和低頻聲音不敏感，尤其對(duì)4000Hz頻率的聲音最為敏感。

圖1 等響曲線

尖銳度：是首次特征頻帶分布隨指定響度級(jí)變化關(guān)系的加權(quán)，反映了高頻段聲音成分和低頻段聲音成分的比率關(guān)系。是聲音是否使人愉悅的一種感覺，主要與窄帶聲的譜成分及中心頻率有關(guān)，尖銳度表示單位取為“acum”（acumer的縮寫）。1 acum的參考聲為中心頻率1kHz，聲壓級(jí)60dBA，帶寬等于一個(gè)臨界帶的窄帶噪聲。

尖銳度的計(jì)算是基于響度模型計(jì)算中的特征響度，聲音信號(hào)的低頻成分引起的尖銳度較小，高頻成分對(duì)尖銳度的貢獻(xiàn)大；在普遍的尖銳度計(jì)算使用的是Zwicker響度模型，計(jì)算公式如下：

其中，S為尖銳度，N為總響度，c=0.11比例因子，Z為臨界帶頻帶，N（z）表示臨界帶Zwicker特征響度，g（z）表示強(qiáng)化高頻成分計(jì)權(quán)函數(shù)?？傮w而言，尖銳度是一種高頻強(qiáng)化的響度比例系數(shù)。

3 實(shí)驗(yàn)測(cè)試與分析

為保證聲音信號(hào)的準(zhǔn)確性和真實(shí)性，要求背景噪聲不高于30dBA，常溫常壓下進(jìn)行。本實(shí)驗(yàn)采用朗德公司HEAD Artemis聲學(xué)測(cè)試分析系統(tǒng)，使用關(guān)門速度測(cè)試儀對(duì)關(guān)門速度測(cè)試和監(jiān)控，測(cè)量精度0.02m/s。測(cè)試過程中，保證試驗(yàn)用電腦的噪聲足夠低，滿足背景噪聲不高于30dBA，否則需要將電腦隔離再測(cè)試。測(cè)試裝置如圖3所示，將人工頭布置模擬人實(shí)際關(guān)門狀態(tài)，車門外側(cè)正對(duì)車門布置HEAD人工頭，將人工頭固定于三腳架中。設(shè)定測(cè)試頻率范圍為0-44Khz，采集時(shí)間2.5s。記錄汽車關(guān)門聲品質(zhì)聲音信號(hào)，取3次有效數(shù)據(jù)。得到在0.68m/s、0.8m/s、1.0m/s、1.2m/s關(guān)門速度下響度的變化情況分別如圖4（A）-（D）所示。從圖中可以看到，在0.5s時(shí)刻車門關(guān)閉，此時(shí)響度最大，結(jié)果如表1所示，從表中可以看出，在最小關(guān)門速度0.68m/s時(shí)響度最小，響度衰減變慢。在0.68m/s、0.8m/s、1.0m/s、1.2m/s關(guān)門速度下尖銳度的變化情況分別如圖5（A）-（D）所示。從圖中可以看到，在0.5s時(shí)刻車門關(guān)閉，此時(shí)尖銳度也為最大，結(jié)果如表2所示。從表中可以看出，尖銳度對(duì)關(guān)門速度不夠敏感。

圖3 測(cè)試裝置布置圖

圖4 不同關(guān)門速度對(duì)響度的影響

表1 關(guān)門響度

表2 關(guān)門尖銳度

4 結(jié)論

通過測(cè)試得出，不同關(guān)門速度對(duì)聲品質(zhì)的影響較大，其中關(guān)門速度對(duì)響度的影響較大，而尖銳度對(duì)關(guān)門速度的敏感程度不夠。本文能夠?yàn)橹蟮年P(guān)門聲品質(zhì)相關(guān)工作積累了經(jīng)驗(yàn)，提供了借鑒。

[1] 朱俊興,程義,黃貝,張延松,黎煥明,池子敬.轎車關(guān)門聲品質(zhì)評(píng)價(jià)方法研究[J]上海汽車. 2019(01):2-10.

[2] 陳德欣,曹友強(qiáng),王勇,曾晰.車門關(guān)門聲品質(zhì)控制的主觀評(píng)價(jià)體系研究[J]現(xiàn)代制造工程. 2014 (12):30-36.

[3] 李燦,陳劍.某車車門關(guān)閉聲品質(zhì)評(píng)價(jià)[J].噪聲與振動(dòng)控制.2009 (04):103-107.

[4] 田玉珠,李洪亮,蘇麗俐,劉海,劉鴻偉.應(yīng)用聲學(xué)定位技術(shù)對(duì)汽車關(guān)門聲品質(zhì)的改進(jìn)設(shè)計(jì)[J].科學(xué)技術(shù)與工程.2017(13):286-290.

[5] 李凱,王金立,袁飛,王國剛.汽車車門聲品質(zhì)方法的研究[J].汽車實(shí)用技術(shù). 2017(18):44-46.

Research On the Influence of Closing Speed on Sound Quality of Automobile*

Liu Bangxiong1, Huang Jiawen1, Liu lingen2

( 1.Department of Mechanical and Mechatronic Engineering, Jingdezhen University, Jiangxi Jingdezhen 333000; 2.Jiangxi Changhe Automobile Co., Ltd, Jiangxi Jingdezhen 333000 )

In order to solve the problem that the force and speed of door closing have great influence on the subjective evaluation, to understand the relationship between the degree of door closing and the psychoacoustic index of sound quality.Through the test and analysis, it is found that the door closing speed has a greater impact on loudness, but less on sharpness, which provides a reference for the study of sound quality.

Sound quality; Speed of closing; Loudness; Sharpness

A

1671-7988(2020)24-105-03

劉邦雄（1990-），男，碩士，就職于景德鎮(zhèn)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院，研究方向：CAD/CAE/NVH。

U463.83+4

A

1671-7988(2020)24-105-03

景德鎮(zhèn)學(xué)院2019年度校級(jí)科研課題。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2020.24.035

CLC NO.: U463.83+4