一种对气制动轻型载货汽车振动主观评价的客观量化方法技术

本发明专利技术提出了一种对气制动轻型载货汽车怠速振动主观评价的客观量化方法，包括样车振动信号的采集、主客观数据的处理方法、通过对主观评价结果与客观数据的相关性分析，利用斯皮尔曼相关系数进行相关模型的建立，得到对气制动轻型载货汽车怠速振动主观评价的客观量化数学模型。通过该方法得到气制动轻型载货汽车怠速振动的主观评价情况，是全面的、有效的测试与评价方法。该方法应用的试验方法简单，思路明确，具有很强的通用性，能够适应各种车型怠速振动性能的测试和评估。

An objective and quantitative method for subjective evaluation of air brake light truck vibration

【技术实现步骤摘要】
一种对气制动轻型载货汽车振动主观评价的客观量化方法
本专利技术涉及一种量化方法，尤其是涉及一种对气制动轻型载货汽车怠速振动主观评价的客观量化方法，属于轻型载货汽车

技术介绍
汽车工业是我国的支柱产业，其中轻型载货汽车占用相当大的比重。轻型载货汽车的发展在汽车工业中也起着很重要的作用，在能源、交通等基础行业中更是发挥着不可替代的作用。目前，轻型载货汽车的刹车系统普遍使用气制动方式，与液制动相比，气制动系统刹车反应迅速、刹车力度大，但结构复杂，需要打气泵、干燥器、储气筒、高压控制器、继动阀等部件，较易出现故障。由于整车泵气系统的存在，与液制动产品相比，气制动产品NVH性能相对较差，特别是怠速时发动机一阶频率与打气泵工作频率相近，容易发生低频共振。这也对气制动轻型载货汽车生产厂家提出了更高的NVH性能要求。然而，人体对汽车振动的主观感受是极其复杂的，共振频率一般是8-10Hz，此低频抖动用加速度表征很难和主观评价结果对应，一辆轻型载货汽车的怠速振动优劣绝不能通过简单的加速度均方根值作为基本评价指标。在车辆NVH性能开发过程中，如何正确的评估车内振动一直是个难题。由于人的主观感受比较复杂，就会在评价车内怠速振动性能时出现主客观结果不一致的现象，尤其是气制动轻型载货汽车的怠速振动加速度均方根值不高，但是由于频率成分较低，人的主观感受非常差，因此气制动轻型载货汽车怠速振动的客观结果不能表征其振动情况。因此，有必要设计一种对气制动轻型载货汽车怠速振动主观评价的客观量化方法，有效地解决主客观评价不一致的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对现有技术存在的缺陷，提出一种对气制动轻型载货汽车怠速振动主观评价的客观量化方法，解决了气制动轻型载货汽车在研发过程中遇到的车内振动主客观评价不一致的问题。本专利技术提供了一种对气制动轻型载货汽车怠速振动主观评价的客观量化方法，包括如下方法步骤：步骤1，将气制动轻型载货汽车整车处于空载状态下怠速停靠在平坦场地；步骤2，将加速度传感器(1)布置于驾驶员座椅导轨处，粘贴至靠近车身侧的导轨X方向中间点，所述加速度传感器经过标定和校准，具有有效的计量合格证；步骤3，将加速度传感器与数据采集装置连接，并设置采样频率为512Hz；步骤4，启动车辆，使车辆处于怠速工况，并关闭所有附件，待车辆状态稳定后，采集有效数据，每组信号采集10s，每辆车采集3组有效信号，共采集m车辆气制动轻型载货汽车怠速振动时域信号；步骤5，利用信号处理软件对采集的各气制动轻型载货汽车怠速振动时域信号进行客观参数的计算；步骤6，选择主观评价人员，所述主观评价人员的人数至少为20人，且涵盖不同的身高、体重、性别、年龄段、驾龄以及是否为汽车专业相关工作人员；步骤7，采用成对比较法进行主观评价，将m辆样车经过排列组合，两两比较，得到一个m*m的评价矩阵，记为Q；在不影响评价试验有效性的基础上，为减小工作量，采用半矩阵评价；设i和j分别代表2个车辆样本；如果认为i比j好，记qij＝1；如果i与j相当，记qij＝0；如果i比j差，记qij＝-1；理想情况下，矩阵Q应该是一个反对称矩阵；步骤8，通过客观评价体系得到一个客观数据下的样车排序，通过主观评价体系，得到每个被访者对样车的排序；由于数据都是排序类型的，因此利用斯皮尔曼等级相关系数对其进行处理，简称等级相关系数。进一步的，所述步骤1中，待测场地为开阔的，由坚硬材料所构成的平坦场地，所述坚硬材料至少为混凝土、沥青或水泥。进一步的，所述步骤4中，m的取值为6～12之间。进一步的，所述步骤5中，振动数据采用稳态时间方式，每秒平均5000次，线性平均，重叠50％，计算0～200Hz频段内的均方根值，分辨率0.1Hz，计算出纵向振动加速度均方根值axw，横向振动加速度均方根值ayw和垂向振动加速度均方根值azw，利用下式计算怠速工况下驾驶员座椅联合加速度均方根值：其中1.4为加速度加权系数。进一步的，所述步骤6中，主观评价人员选择4:1的男女比例，其中，身高175cm以上的主观评价人员不少于20％，体重80kg以上的主观评价人员不少于20％，40周岁以下的主观评价人员占70％以上，不少于3年驾龄的评价人员占80％以上，汽车专业尤其是NVH专业相关的主观评价人员不得高于20％。进一步的，所述步骤7的具体步骤为步骤7.1、得到半矩阵评价样本；步骤7.2、进行3种误判分析，分别是同一样车误判、不同评价顺序误判和三角循环误判；为了理解前两种误判，引入辅助设计r和i-i比较(同一样车比较)和k对ij-ji比较(不同评价顺序比较)；再着重解释下三角循环误判，即A比B好，B比C好，C又比A好，这就是评价者可能出现的三角循环误判；步骤7.3、每种误判中犯错误较多的受访者不尽相同，引入计权一致性系数ηw来综合评价各种误判对统计结果的影响；步骤7.4、对评价结果进行筛选，这里秉承2个原则：1.剔除10％的主观评价结果；2：一致性系数在0.7以上。步骤7.5、利用反对称矩阵的性质qij+qji＝0，对保留下来的受访者评价矩阵进行填补，针对某一行i，求得然后依据大小进行排序，即可得到某一评价者对m辆样车的排序。进一步的，所述步骤8中，所述等级相关系数是一个可以反映2组排序之间关系密切程度的一个指标，以2个评价者Pj和Pk对样车集的排序向量(Xj1,…，Xjm)和(Xk1,…，Xkm)来举例说明；rjk取值在-1和1之间，如果等于1说明两个排序完全一致，如果等于-1说明两个排序完全不一致；即斯皮尔曼相关系数。进一步的，采用设定阈值的方式来进行样车主客观评价的集结；步骤1、计算每个评价者主观评价排序(Xk1,…，Xkm)和客观排序(Y1,…，Ym)的等级相关系数，记为rk,k＝1…l；步骤2、根据步骤1的结果和数据分布情况设定阈值δ1，如果1≥rk≥δ1，则评价者Mk的评价结果与客观评价结果基本一致，归为集合T1。集合T1的元素个数记为∣T1∣。本专利技术的有益效果包括：本专利技术公开了一种对气制动轻型载货汽车振动主观评价的客观量化方法，采用总的加速度均方根值作为气制动轻型载货汽车怠速振动的客观评价参数，解决了单一加速度均方根值不能从根本上表征振动信号的问题。本专利技术中对气制动轻型载货汽车怠速振动的主观评价人员采用不同身高、不同体重、不同性别、不同年龄段、不同驾龄、不同专业程度的人员，有效解决了主观评价人员不能表征市场消费者的问题。本专利技术可以解决气制动轻型载货汽车在研发过程中遇到的车内振动主客观评价不一致的问题，为气制动轻型载货汽车开发中的NVH目标分解与制定提供参考，为气制动轻型载货汽车的舒适性提升提供了评价依据。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。图1为本专利技术的汽车坐标系结构示意图。图2为本专利技术的座椅导轨布置示意图。图3为本专利技术的主客观集结原理结构示意图。具体实施方式本实施例提供了一种对气制动轻型载货汽车振动主观评价的客观量化方法，包括加速度传感器1，如图2所示，包括如下具体步骤：步骤1，将气制动轻型载货汽车整车(空载)怠速停靠在开阔的，由混凝土、沥青或者水泥等坚硬材料所构成的平坦场地；步骤2，将加速度传感器1布置在驾驶员座椅导轨处，粘贴位置为靠近车身侧的导轨X方向中间点(汽车坐标系见说明书附图1，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对气制动轻型载货汽车振动主观评价的客观量化方法，其特征在于：包括如下方法步骤：步骤1，将气制动轻型载货汽车整车处于空载状态下怠速停靠在平坦场地；步骤2，将加速度传感器(1)布置于驾驶员座椅导轨处，粘贴至靠近车身侧的导轨X方向中间点，所述加速度传感器经过标定和校准，具有有效的计量合格证；步骤3，将加速度传感器与数据采集装置连接，并设置采样频率为512Hz；步骤4，启动车辆，使车辆处于怠速工况，并关闭所有附件，待车辆状态稳定后，采集有效数据，每组信号采集10s，每辆车采集3组有效信号，共采集m车辆气制动轻型载货汽车怠速振动时域信号；步骤5，利用信号处理软件对采集的各气制动轻型载货汽车怠速振动时域信号进行客观参数的计算；步骤6，选择主观评价人员，所述主观评价人员的人数至少为20人，且涵盖不同的身高、体重、性别、年龄段、驾龄以及是否为汽车专业相关工作人员；步骤7，采用成对比较法进行主观评价，将m辆样车经过排列组合，两两比较，得到一个m*m的评价矩阵，记为Q；在不影响评价试验有效性的基础上，为减小工作量，采用半矩阵评价；设i和j分别代表2个车辆样本；如果认为i比j好，记qij＝1；如果i与j相当，记qij＝0；如果i比j差，记qij＝‑1；理想情况下，矩阵Q应该是一个反对称矩阵；步骤8，通过客观评价体系得到一个客观数据下的样车排序，通过主观评价体系，得到每个被访者对样车的排序；由于数据都是排序类型的，因此利用斯皮尔曼等级相关系数对其进行处理，简称等级相关系数。...

【技术特征摘要】
1.一种对气制动轻型载货汽车振动主观评价的客观量化方法，其特征在于：包括如下方法步骤：步骤1，将气制动轻型载货汽车整车处于空载状态下怠速停靠在平坦场地；步骤2，将加速度传感器(1)布置于驾驶员座椅导轨处，粘贴至靠近车身侧的导轨X方向中间点，所述加速度传感器经过标定和校准，具有有效的计量合格证；步骤3，将加速度传感器与数据采集装置连接，并设置采样频率为512Hz；步骤4，启动车辆，使车辆处于怠速工况，并关闭所有附件，待车辆状态稳定后，采集有效数据，每组信号采集10s，每辆车采集3组有效信号，共采集m车辆气制动轻型载货汽车怠速振动时域信号；步骤5，利用信号处理软件对采集的各气制动轻型载货汽车怠速振动时域信号进行客观参数的计算；步骤6，选择主观评价人员，所述主观评价人员的人数至少为20人，且涵盖不同的身高、体重、性别、年龄段、驾龄以及是否为汽车专业相关工作人员；步骤7，采用成对比较法进行主观评价，将m辆样车经过排列组合，两两比较，得到一个m*m的评价矩阵，记为Q；在不影响评价试验有效性的基础上，为减小工作量，采用半矩阵评价；设i和j分别代表2个车辆样本；如果认为i比j好，记qij＝1；如果i与j相当，记qij＝0；如果i比j差，记qij＝-1；理想情况下，矩阵Q应该是一个反对称矩阵；步骤8，通过客观评价体系得到一个客观数据下的样车排序，通过主观评价体系，得到每个被访者对样车的排序；由于数据都是排序类型的，因此利用斯皮尔曼等级相关系数对其进行处理，简称等级相关系数。2.根据权利要求1所述的对气制动轻型载货汽车振动主观评价的客观量化方法，其特征在于：所述步骤1中，待测场地为开阔的，由坚硬材料所构成的平坦场地，所述坚硬材料至少为混凝土、沥青或水泥。3.根据权利要求1所述的对气制动轻型载货汽车振动主观评价的客观量化方法，其特征在于：所述步骤4中，m的取值为6～12之间。4.根据权利要求1所述的对气制动轻型载货汽车振动主观评价的客观量化方法，其特征在于：所述步骤5中，振动数据采用稳态时间方式，每秒平均5000次，线性平均，重叠50％，计算0～200Hz频段内的均方根值，分辨率0.1Hz，计算出纵向振动加速度均方根值axw，横向振动加速度均方根值ayw和垂向振动加速度均方根值azw，利用下式计算怠速工况下驾驶员座椅联合加速度均方根值：其中1.4为加速...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈萍，席桂东，徐伟，牟正明，沈磊，陈锦东，孙攀，解进明，程鹏飞，王继业，
申请(专利权)人：南京汽车集团有限公司，上汽大通汽车有限公司南京分公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32