具体实施方式

对于燃油汽车来说，发动机激励是车辆结构振动和车辆结构噪声的主要 来源之一。在计算车辆结构振动和车辆结构噪声时，发动机激励的准确与否 能体现出计算结果的准确与否，也就是说，采用未按照车辆实际运行状态获 取的发动机激励，将会对计算结果带来很大的误差。由于现有技术中，并没 有考虑车辆实际运行状态的发动机激励，而是仅仅采用了传递函数来获得车 辆结构振动和车辆结构噪声，由此，会对结果带了较大的误差。

为了解决上述问题，本申请提供了一种获取车辆结构振动噪声的方法及 系统。本申请的技术方案中，同时考虑了车辆的实际运行状态下的发动机激 励，以及车辆的振动传递函数和车辆的噪声传递函数。在此基础上，再计算 车辆结构振动与车辆结构噪声时，会降低计算结构的误差，提高计算结果的 准确度。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实 施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然， 所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申 请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的 所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一：

本申请实施例一提供了一种获取车辆结构振动噪声的方法，为了便于本 领域技术人员理解，下面结合附图具体说明。

参见图1，该图为本申请实施例提供的一种获取车辆结构振动噪声的方法 流程图。

该获取车辆结构振动噪声的方法包括：

步骤101：根据车辆的实际运行状态，获取所述车辆的发动机激励。

为了获取车辆实际运行状态时的发动机激励，可以以所述车辆的动力总 成建立坐标系。具体地，所述坐标系的X轴与所述动力总成的曲轴同方向； 所述坐标系的Y轴与所述X轴垂直；所述坐标系的Z轴与所述动力总成的活 塞同方向。

在坐标系建立后，以坐标系所指示的六个自由度，对发动机产生的激励 进行分解，具体分解为六个自由度对应的激励，以此获取发动机激励。

下面详细介绍对发动机产生的激励进行分解的过程。

发动机产生的激励被分解为六个方向，具体包括：第一方向的激励、第 二方向的激励、第三方向的激励、第四方向的激励、第五方向的激励和第六 方向的激励。第一方向的激励、第二方向的激励、第三方向的激励、第四方 向的激励、第五方向的激励和第六方向的激励可以联合指示发动机激励。具 体地，发动机激励由以下公式表示：

F＝(Fx,Fy,Fz,Tx,Ty,Tz)

其中，F为发动机激励，Fx为第一方向的激励，Fy为第二方向的激励，Fz为 第三方向的激励，Tx为第四方向的激励，Ty为第五方向的激励，Tz为第六方 向的激励。

对于第一方向的激励Fx而言，第一方向的激励由所述X轴方向的水平力 Fx指示，具体由以下公式计算：

Fx＝0

对于第二方向的激励Fy而言，第二方向的激励由所述Y轴方向的水平力 Fy指示，具体由以下公式计算：

对于第三方向的激励Fz而言，第三方向的激励由所述Z轴方向的水平力Fz 指示，具体由以下公式计算：

对于第四方向的激励Tx而言，第四方向的激励由所述X轴方向的扭矩Tx 指示，具体由以下公式计算：

Tx＝T_gas-T_inertia

对于第五方向的激励Ty而言，第五方向的激励由所述Y轴方向的扭矩Ty 指示，具体由以下公式计算：

对于第六方向的激励Tz而言，第六方向的激励由所述Z轴方向的扭矩Tz指 示，具体由以下公式计算：

对于以上六个自由度对应的发动机产生的激励的计算公式中，i为所述发 动机的当前气缸，n为所述发动机的气缸总数，r为所述曲轴的曲柄长度，l为 连杆长度，λ＝r/l，e为曲轴旋转中心轴距离活塞滑动中心轴线的长度， k＝e/r，d为所述活塞直径，ω为所述发动机的转速，m_int为活塞的质量，m_rot为连杆的质量，L_i所述当前气缸距发动机中心的距离，θ_i所述当前气缸的曲轴 转角，M_b为平衡轴的不平衡质量，L_b为平衡轴不平衡质量质心绕平衡轴旋转 轴线旋转半径，L_xi为第i个平衡轴不平衡质量质心距发动机质心X方向的距 离，ω_{bal_i}为平衡轴的转速，T_gas为所述发动机的燃烧缸形成的燃烧力矩， T_inertia为所述曲柄的质量形成的惯性力矩，a_bore为所述活塞的加速度,n_bal为 平衡轴的个数，θ_{bal_i}为第i个平衡轴的的转动角度。

在计算第四方向的激励Tx的过程中，所述燃烧力矩T_gas具体由以下公式计 算：

所述惯性力矩T_inertia具体由以下公式计算：

其中，P_gas为所述发动机的燃烧缸压力，P_atm为标准大气压，L_yi为第i 个平衡轴不平衡质量质心距发动机质心Y方向的距离，L_zi为第i个平衡轴不 平衡质量质心距发动机质心Z方向的距离。

此外，以上的计算过程中，还会用到活塞的加速度a_bore，所述活塞的加 速度a_bore具体由以下公式计算：

其中，a_bore为所述活塞的加速度。

需要说明的是，以上所述的全部计算公式中的参数，可以根据车辆的实 际运行状态进行获取，本申请不限定参数的获取方式，可以通过传感器获取， 部分参数也可以根据发动机的实际规格获取。

在本申请的技术方案中，考虑了发动机中的活塞、曲轴和平衡轴等期间 的影响，因此，得到的车辆结构振动以及车辆结构噪声更准确。

此外，在获得发动机激励F后，需要对将F进行频域转换得到频域上对应 的结果。具体可以由以下公式表示：

F_j＝(Fx_j,Fy_j,Fz_j,Tx_j,Ty_j,Tz_j)

其中，F_j为发动机激励F在频率为j时对应的频域结果，Fx_j为第一方向的 激励在频率为j时对应的频域结果，Fy_j为第二方向的激励在频率为j时对应的 频域结果，Fz_j为第三方向的激励在频率为j时对应的频域结果，Tx_j为第四方 向的激励在频率为j时对应的频域结果，Ty_j为第五方向的激励在频率为j时对 应的频域结果，Tz_j为第五方向的激励在频率为j时对应的频域结果。

步骤102：获取所述车辆的振动传递函数和所述车辆的噪声传递函数。

作为一种可能的实施方式，所述车辆的振动传递函数和所述车辆的噪声 传递函数均可以预先通过实际试验获得，也可以通过模拟反正建模获得。

此外，为了在利用该发动机激励计算车辆结构振动以及计算车辆结构噪 声时，能降低计算结构的误差，提高计算结构的准确度，还可以结合车辆的 实际运行状态，从而考虑整车技术规范(VTS，vehicle technical specification) 对所述车辆的振动传递函数和所述车辆的噪声传递函数的影响。

作为一种可能的实施方式，所述噪声传递函数具体通过以下公式计算：

其中，TF_Pj为所述噪声传递函数，j为所述发动机的激励频率，为所述 激励频率对应的计权声压级，为计权系数，F_j为所述激励频率为j时对应的 所述发动机激励。

所述振动传递函数具体通过以下公式计算：

其中，为所述振动传递函数，ACC_j为振动加速度，j为所述发动机 的激励频率，F_j为所述激励频率为j时对应的所述发动机激励。

为了使振动传递函数和噪声传递函数符合预设标准，需要设置振动传递 函数和噪声传递函数的目标值。

下面以设置噪声传递函数的目标值为例，进行详细介绍。

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合上述技术方案，下面以发动 机处于全油门工况时为例，进行详细介绍。

参见图2，该图为本申请实施例提供的一种噪声标准的示意图。

其中，横坐标为发动机转速，纵坐标为噪声标准。

结合图2，根据VTS中规定的发动机转速对应的噪声阶次要求，可以获 得不同频率对应的噪声传递函数的目标值，如下表1所示：

其中，频率为发动机的频率，目标值为噪声传递函数对应的目标值。

在获得噪声传递函数的目标值后，可以根据表1中所示的不用频率时的 噪声传递函数的目标值，在预设频率时，采用预设频率对应的噪声传递函数 的目标值作为预设阈值。并根据该预设阈值判断噪声传递函数是否符合标准。

步骤103：根据所述发动机激励与所述振动传递函数获得车辆结构振动。

所述车辆结构振动具体通过以下公式计算：

其中，A_j为所述车辆结构振动。

步骤104：根据所述发动机激励与所述噪声传递函数获得车辆结构噪声。

所述车辆结构噪声具体通过以下公式计算：

其中，P_j为所述车辆结构噪声。

需要说明的是，本申请不限定步骤103和步骤104的执行顺序，执行顺 序可以为先执行步骤103再执行步骤104，还可以为先执行步骤104再执行步 骤103，步骤103和步骤104也可以同时执行。

在获得车辆结构振动与车辆结构噪声后，可以利用所述车辆结构振动与 所述车辆结构噪声用于联合指示所述车辆结构振动噪声。

需要说明的是，车辆结构振动是基于发动机激励产生的振动通过车辆的 结构传递到车辆内部的；车辆结构噪声是基于发动机激励产生的噪声通过车 辆的结构传递到车辆内部的。

与现有技术相比，本申请提供的一种获取车辆结构振动噪声的方法，所 述方法包括：根据车辆的实际运行状态，获取所述车辆的发动机激励；获取 所述车辆的振动传递函数和所述车辆的噪声传递函数；根据所述发动机激励 与所述振动传递函数获得车辆结构振动；根据所述发动机激励与所述噪声传 递函数获得车辆结构噪声；其中，所述车辆结构振动与所述车辆结构噪声用 于联合指示所述车辆结构振动噪声。采用本申请的技术方案，在计算车辆结 构振动以及计算车辆结构噪声的过程中，考虑了车辆的实际运行状态下的发 动机激励，因此，在利用该发动机激励计算车辆结构振动以及计算车辆结构 噪声时，能降低计算结构的误差，提高计算结构的准确度。

实施例二：

本申请实施例二提供了一种获取车辆结构振动噪声的系统，下面结合附 图具体说明。

参见图3，该图为本申请实施例提供的一种获取车辆结构振动噪声的系统 示意图。

该获取车辆结构振动噪声的系统包括：获取单元301和处理单元302。

所述获取单元301，用于根据车辆的实际运行状态，获取所述车辆的发动 机激励；还用于获取所述车辆的振动传递函数和所述车辆的噪声传递函数。

所述处理单元302，用于根据所述发动机激励与所述振动传递函数获得车 辆结构振动；根据所述发动机激励与所述噪声传递函数获得车辆结构噪声；

其中，所述车辆结构振动与所述车辆结构噪声用于联合指示所述车辆结 构振动噪声。

作为一种可能的实施方式，所述获取单元301，具体用于以所述车辆的动 力总成建立坐标系；其中，所述坐标系的X轴与所述动力总成的曲轴同方向； 所述坐标系的Y轴与所述X轴垂直；所述坐标系的Z轴与所述动力总成的活 塞同方向；根据所述坐标系所指示的六个自由度，对所述发动机产生的激励 进行分解为六个自由度对应的激励，以获取所述发动机激励。

作为一种可能的实施方式，所述获取单元301，具体计算六个自由度对应 的激励的过程如下：

第一方向的激励由所述X轴方向的水平力Fx指示，具体由以下公式计算：

Fx＝0

第二方向的激励由所述Y轴方向的水平力Fy指示，具体由以下公式计算：

第三方向的激励由所述Z轴方向的水平力Fz指示，具体由以下公式计算：

第四方向的激励由所述X轴方向的扭矩Tx指示，具体由以下公式计算：

Tx＝T_gas-T_inertia

第五方向的激励由所述Y轴方向的扭矩Ty指示，具体由以下公式计算：

第六方向的激励由所述Z轴方向的扭矩Tz指示，具体由以下公式计算：

其中，i为所述发动机的当前气缸，n为所述发动机的气缸总数，r为所述 曲轴的曲柄长度，l为连杆长度，λ＝r/l，e为曲轴旋转中心轴距离活塞滑动 中心轴线的长度，k＝e/r，d为所述活塞直径，ω为所述发动机的转速，m_int为 活塞的质量，m_rot为连杆的质量，L_i所述当前气缸距发动机中心的距离，θ_i所 述当前气缸的曲轴转角，M_b为平衡轴的不平衡质量，L_b为平衡轴不平衡质量 质心绕平衡轴旋转轴线旋转半径，L_xi为第i个平衡轴不平衡质量质心距发动 机质心X方向的距离，ω_{bal_i}为平衡轴的转速，T_gas为所述发动机的燃烧缸形 成的燃烧力矩，T_inertia为所述曲柄的质量形成的惯性力矩，a_bore为所述活塞 的加速度,n_bal为平衡轴的个数，θ_{bal_i}为第i个平衡轴的的转动角度。

作为一种可能的实施方式，所述获取单元301，具体计算第四方向的激励 的过程如下：

所述燃烧力矩T_gas具体由以下公式计算：

所述惯性力矩T_inertia具体由以下公式计算：

其中，P_gas为所述发动机的燃烧缸压力，P_atm为标准大气压，L_yi为第i 个平衡轴不平衡质量质心距发动机质心Y方向的距离，L_zi为第i个平衡轴不 平衡质量质心距发动机质心Z方向的距离。

作为一种可能的实施方式，所述获取单元301，具体计算所述活塞的加速 度的过程如下：

所述活塞的加速度a_bore具体由以下公式计算：

其中，a_bore为所述活塞的加速度。

作为一种可能的实施方式，所述获取单元301，具体用于通过如下公式获 得噪声传递函数：

其中，TF_Pj为所述噪声传递函数，j为所述发动机的激励频率，为所述 激励频率对应的计权声压级，为计权系数，F_j为所述激励频率为j时对应的 所述发动机激励。

作为一种可能的实施方式，所述处理单元302，具体用于通过如下公式获 得车辆结构噪声：

其中，P_j为所述车辆结构噪声。

作为一种可能的实施方式，所述获取单元301，具体用于通过如下公式获 得振动传递函数：

其中，为所述振动传递函数，ACC_j为振动加速度，j为所述发动机 的激励频率，F_j为所述激励频率为j时对应的所述发动机激励。

作为一种可能的实施方式，所述处理单元302，具体用于通过如下公式获 得车辆结构振动：

其中，A_j为所述车辆结构振动。

与现有技术相比，本申请提供的一种获取车辆结构振动噪声的系统，所 述系统包括：获取单元和处理单元；所述获取单元，用于根据车辆的实际运 行状态，获取所述车辆的发动机激励；还用于获取所述车辆的振动传递函数 和所述车辆的噪声传递函数；所述处理单元，用于根据所述发动机激励与所 述振动传递函数获得车辆结构振动；根据所述发动机激励与所述噪声传递函 数获得车辆结构噪声；其中，所述车辆结构振动与所述车辆结构噪声用于联 合指示所述车辆结构振动噪声。采用本申请的技术方案，在计算车辆结构振 动以及计算车辆结构噪声的过程中，考虑了车辆的实际运行状态下的发动机 激励，因此，在利用该发动机激励计算车辆结构振动以及计算车辆结构噪声 时，能降低计算结构的误差，提高计算结构的准确度。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同 相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同 之处。尤其，对于系统或装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例， 所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描 述的系统或装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元 及模块可以是或者也可以不是物理上分开的。另外，还可以根据实际的需要 选择其中的部分或者全部单元和模块来实现本实施例方案的目的。本领域普 通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个” 是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存 在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存 在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前 后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指 这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a， b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”， 或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

以上，仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请作任何形式上的限 制。虽然本申请已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本申请。任何 熟悉本领域的技术人员，在不脱离本申请技术方案范围情况下，都可利用上 述揭示的方法和技术内容对本申请技术方案做出许多可能的变动和修饰，或 修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本申请技术方案的内容， 依据本申请的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰， 均仍属于本申请技术方案保护的范围内。