GB/T 46098-2025英文版翻译 汽车主动降噪系统性能要求和试验方法

ChinaAutoRegs|GB/T 46098-2025英文版翻译 汽车主动降噪系统性能要求和试验方法

Performance Requirements and Test Methods for Automobile ANC system

CONTENTS

Foreword

1 Scope

2 Normative References

3 Terms and Definitions

4 Performance Requirements

5 Test Conditions

6 Test Methods

Annex A (Informative) Examples of Noise Cancellation Effect of ANC System

Annex B (Informative) Record Sheets of Noise Reduction Tests for ANC System

1范围

本文件规定了汽车主动降噪系统的性能要求,并描述了试验条件和试验方法。

本文件适用于带有发动机主动降噪系统或道路噪声主动降噪系统的M1类、N1类车辆的生产与检验,其他车辆参照执行。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T 3730.2道路车辆 质量 词汇和代码GB/T 3785.1电声学 声级计 第1部分:规范

GB/T 6326轮胎 术语

GB/T 15173电声学 声校准器

GB/T 18697声学 汽车车内噪声测量方法

GB/T 28046(所有部分)道路车辆 电气及电子设备的环境条件和试验

GB 34660道路车辆 电磁兼容性要求和试验方法

GB/T 38146.1中国汽车行驶工况 第1部分:轻型汽车

3术语和定义

GB/T 6326和GB/T 38146.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

汽车主动降噪automobile active noise cancellation; ANC

由扬声器或其他声源发出反相声波以抵消乘员舱内噪声的降噪技术。

3.2

发动机噪声主动控制engine noise cancellation; ENC

以抑制乘员舱内发动机噪声为目的的汽车主动降噪。

3.3

道路噪声主动控制road noise cancellation; RNC

以抑制乘员舱内道路噪声为目的的汽车主动降噪。

3.4

发动机阶次频率engine order frequency

与发动机转动频次呈现固定倍频(整数或非整数均可)关系的频率。

3.5

汽车主动降噪系统稳定性automobile active noise cancellation stability

汽车主动降噪系统能够在不同的汽车运行环境和工况下保持降噪性能或不产生额外异响的能力。

注:以下简称“稳定性”。

3.6

降噪量noise reduction

车辆主动降噪系统开启前后,车内噪声在特定频率点处或特定频段内的A计权噪声衰减量。

注:单位为A计权分贝[dB(A)]。

3.7

初级噪声primary noise

汽车在未采用主动降噪时产生的噪声。

3.8

次级声源secondary sound source

汽车主动降噪系统用于产生抵消初级噪声声波的声源。

注:在汽车主动降噪中,常用的次级声源是车载扬声器。

3.9

参考传感器reference transducer

用于采集声信号或振动信号作为前馈控制器参考信号的传感器。

注1:在汽车主动降噪中,前馈控制器指通过在噪声声源附近设置传感器,从而尽可能提前预测乘员舱内噪声以提升降噪效果的一种控制技术。

注2:参考信号是指在带有前馈控制器的主动降噪系统中,与初级噪声具有高度相干性的前馈控制器输入信号。在发动机噪声主动降噪系统中,常用的参考信号包括由发动机转速阶次频率所生成的正/余弦信号、发动机振动信号,或者发动机舱内的发动机噪声信号;在道路噪声主动降噪系统中,常用的参考信号是底盘振动信号。

注3:常用的参考传感器包括传声器、加速度计、转速传感器。

3.10

误差传感器error transducer

用于采集误差信号的传感器。

注:误差信号是一种监测信号,作为控制器的输入信号之一,用于调节控制器参数从而改变其输出。常用的误差传感器为乘员耳朵附近的麦克风。

4性能要求

4.1一般要求

4.1.1车辆主动降噪系统的耐高低温、耐腐蚀性、防水入侵和抗老化能力应符合GB/T 28046(所有部分)的要求。

4.1.2车辆主动降噪系统的电磁兼容性应符合GB 34660的要求。

4.1.3车辆主动降噪系统的设计应保证出现故障时不影响车辆的其他性能和操作安全。

4.2降噪频率范围

4.2.1发动机噪声主动降噪系统的降噪频率范围应至少为40Hz~200Hz。如果试验车辆的发动机噪声主动降噪系统拥有更宽的降噪频率范围,则4.3.1中的降噪目标可适用更宽的降噪频率范围。4.2.2道路噪声主动降噪系统的降噪频率范围应至少为40Hz~300Hz。如果试验车辆的道路噪声主动降噪系统拥有更宽的降噪频率范围,则4.3.2中的降噪目标可适用更宽的降噪频率范围。

4.3降噪目标

4.3.1发动机噪声主动降噪系统降噪目标

4.3.1.1控制阶次的选择

发动机阶次频率按公式(1)计算。

式中:

f———频率,单位为赫兹(Hz);

n———发动机转速,单位为转每分(r/min);

r———阶次。

发动机噪声主动降噪系统针对不同类型发动机所控制的阶次,如表1所示。

表1不同类型发动机的控制阶次

发动机类型 三缸机 四缸机 六缸机 八缸机

第一主阶次 1.5阶 2阶 3阶 4阶

第二主阶次 3阶 4阶 — —

若发动机进入特定转速后,由公式(1)计算得到的发动机阶次频率在4.2.1中规定的发动机噪声主动降噪频率范围之外,则发动机噪声主动降噪系统在该时刻针对该阶次,对应4.3.1.2~4.3.1.4中提到的降噪效果可不作要求。

若被测车辆的发动机类型未列举在表1内,或被测车辆的发动机噪声主要阶次不是表1内列举的阶次,则测试方可根据被测车辆的主要阶次与被测车辆发动机噪声主动降噪系统的控制阶次,自行确定降噪目标的第一或第二主阶次。

4.3.1.2加速工况降噪目标

按照6.1.2测得的关闭ENC时发动机阶次频率噪声A计权声压级随转速变化的曲线,标出曲线局部峰值所在的位置,且在试验中测试人员可以明显感受到压耳感的转速区间段(称为轰鸣点),如附录A中图A.2与图A.3所示,其中轰鸣点处总声压级降噪量及主阶次声压级降噪量应不小于表2中的目标限值。在表2所述发动机转速区段中,每个目标只需一处轰鸣点满足要求即可;每个降噪目标可以对应不同的轰鸣点;实车加速工况降噪效果应至少满足降噪目标要求中的2项,有降噪效果的阶次应包括但不限于表1中的主阶次。

表2加速工况的降噪目标限值

发动机转速

r/min 降噪目标限值

dB(A)

总声压级 第一主阶次 第二主阶次

1000~5000 3 8 4

4.3.1.3加速工况第一主阶次噪声线性度

对于以6.1.2a)锁挡操作进行加速工况试验的车型,按照6.1.2测得的发动机主动降噪系统开启时第一主阶次A计权声压级随发动机转速的变化曲线,对变化曲线做线性拟合。其第一主阶次声压级曲线偏离拟合曲线的最大偏差不宜超过±8dB(A)。

4.3.1.4怠速工况降噪目标

对于装用手动变速箱的车辆,怠速工况为发动机处于运转状态,离合器处于接合位置,变速器处于空挡位置;对于装用自动变速器的车辆或带有发动机的混合动力电动汽车,怠速工况为发动机处于运转状态,挡位处于“P”或“N”挡位,加速与制动踏板处于完全松开位置,或者挡位处于“D”或“R”挡位,加速踏板处于完全松开位置,制动踏板处于踩紧位置并且车辆处于停止状态。按照6.1.3测得的总声压级降噪量及主阶次声压级降噪量应不小于表3中的目标限值。实车怠速工况降噪效果应至少满足降噪目标要求中的2项,有降噪效果的阶次应包括但不限于表1中的主阶次。

表3怠速工况的降噪目标限值

发动机转速

r/min 降噪目标限值

dB(A)

总声压级 第一主阶次 第二主阶次

500~1500 1.5 4 4

4.3.2道路噪声主动降噪系统降噪目标

按照6.2测得的指定频段内总声压级降噪量应不小于表4中的目标限值。

表4匀速工况的降噪目标限值

频率范围

Hz 降噪目标限值

dB(A)

40km/h 60km/h 80km/h

40~300a 2 2 2

a频率范围可按照4.2.2所述进行拓宽。

4.4稳定性要求

4.4.1汽车初级噪声声场分布的变化,非预期的杂音混入初级噪声,不同车辆参考传感器、误差传感器与次级声源声电特性的差异,以及特定工况下车内次级通路传递函数的变化,均能引起噪声主动控制系统降噪性能的改变,甚至让系统发出非预期的异响,应评估这些工况以衡量稳定性。

注1:次级通路指次级声信号传播所经过的物理通路,包括电信号通路和声通路。其中电信号通路由主动降噪系统的控制器、次级声源、误差传感器和线束组成;声通路由次级声源到误差传感器的空间声场组成。

注2:传递函数指用于表示具有线性特性对象的输入与输出间关系的函数。汽车主动降噪领域常用的线性系统传递函数表达形式包括频响曲线形式、单位脉冲响应形式、z变换形式、拉普拉斯变换形式。

4.4.2参照附录B中表B.4的评价工况进行评价和记录。当主动降噪系统开启后,车辆在常用评价工况下不应有任何由主动降噪系统产生的可被察觉的异响;在极限评价工况下,主动降噪系统不应产生明显可察觉的异响;在特殊评价工况下,主动降噪系统不应产生严重异响。

按照4.4.1,如果试验车辆仍然存在未列于表B.4中且影响稳定性的工况,可在稳定性试验中补充该工况,此时主动降噪系统不应产生明显可察觉的异响。

注:严重异响指恼人的或影响驾驶安全的异响,如突发的可能惊吓驾驶员的噪声、足够响以至于影响到驾驶员对周围环境感知的间断或连续的噪声等。

5试验条件

5.1试验仪器

5.1.1声学测量仪器

测量用传声器应满足GB/T 3785.1规定的1级声级计的要求。传声器宜采用随机场麦克风,当随机场麦克风无法使用时,也可以采用自由场麦克风。

5.1.2声学测量仪器校准

测量前后,应使用符合GB/T 15173规定的1级声校准器对声学测量仪器进行校准。在没有做任何调整的条件下,若后一次校准读数相对前一次校准读数的差值超过0.5dB(A),则判定前一次校准后的测量结果无效。

5.1.3数据采集设备

设备应能够同时进行时域数据的记录和频域与阶次域数据的在线处理或后处理。数据采集设备的数据处理方式应满足下列要求:

a)分析频率不小于11200Hz;

b)频谱分析的频率分辨率为1Hz;

c)窗函数使用汉宁窗;

d)阶次切片的宽度为0.1倍阶次;

e)加速工况时,数据处理的时间步长不大于0.1s。

5.1.4其他试验仪器

测量仪器的准确度应满足下列要求:

a)转速测量仪器,优于±2%;

b)车速测量仪器,优于±0.5%;

c)温度计,不低于±1℃;

d)热电偶,不低于±1℃;

e)风速仪,不低于±1.0m/s;

f)大气压计,不低于±5hPa;

g)相对湿度计,不低于±5%。

5.2试验场地与环境

5.2.1通用要求

发动机噪声主动降噪试验可在转毂半消声室或室外道路进行,场地应满足5.2.2和5.2.3的要求。道路噪声主动降噪系统试验应在室外道路进行,场地应满足5.2.4的要求。

5.2.2室内转毂半消声室

转毂半消声室要求如下:

a)背景噪声:试验前后各进行10s背景噪声测量,背景噪声应至少比试验车辆噪声低15dB(A);

b)环境温度:5℃~40℃,试验过程中室内环境温度应保持恒定;

c)转毂试验应在一台具有速度控制、负载控制和道路负载模拟的低噪声转毂上进行。

5.2.3发动机噪声主动降噪试验所用的室外道路

试验场地应满足GB/T 18697的相关规定。试验路段应是硬路面,尽可能平滑,无接缝、凹凸不平或类似的表面结构。道路表面应干燥,无积雪、松土或炉渣之类的吸声材料,道路周围应无其他物体发出声音。

试验场地其他要求如下。

a)背景噪声:试验前后各进行10s背景噪声测量,背景噪声应至少比试验车辆噪声低10dB(A)。

b)气象环境:风速应小于5m/s,不应在恶劣的天气条件下进行试验。试验时,车内不应有任何可被觉察到的异响,例如阵风引起的噪声。

c)环境温度:5℃~40℃。

5.2.4道路噪声主动降噪试验所用的室外道路

试验场地宜采用粗沥青路面、露出骨料的混凝土路或比利时路面,也可以采用车辆提供方所推荐的道路。道路表面应干燥,无积雪、松土或炉渣之类的吸声材料,道路周围应无其他发声物体,例如行驶的车辆。

试验场地其他要求如下。

a)背景噪声:试验前后各进行10s背景噪声测量,背景噪声应至少比试验车辆噪声低10dB(A)。

b)气象环境:风速应小于5m/s,不应在恶劣的天气条件下进行试验。在试验时,车内不应有任何可被觉察到的异响,例如阵风引起的噪声。

c)环境温度:5℃~40℃。

5.3试验车辆

试验车辆应符合车辆出厂合格技术条件且处于正常工作状态。试验车辆具体要求如下。

a)汽车在试验开始前,除驾驶员、试验员和试验装备外,应处于GB/T 3730.2中规定的整备质量状态。

b)试验车辆装用的轮胎应为该车型配置轮胎;轮胎冷态气压充至制造商规定的气压,轮胎胎面花纹深度应不低于1.6mm。

c)在试验前应关闭辅助加热装置(如玻璃加热、座椅加热等)。

d)车载娱乐系统等与测试无关的可能发声的系统均不应发出声音。

e)预热车辆至稳定工作温度;轮胎及其他部分应预热到车辆制造商规定的温度状态;试验过程中应确保发动机处于正常工作温度。

f)在试验之前应排除所有异响。

g)在试验开始前应关闭车窗、天窗、车门、前盖、尾门、后备箱等所有开闭件。h)试验车辆应能实现主动降噪系统的手动开启和关闭。

5.4传声器位置

车内每个座椅应至少布置一个传声器。若座椅没有被试验人员占用,传声器的位置应按照GB/T 18697中的要求进行布置;若座椅被试验人员占用,应在距座椅中心面左右(0.2±0.05)m处各布置一个传声器,并挑选主动降噪效果较好的位置记录其数据。各个座椅传声器布置位置可参考图1和图2。各个试验座椅应在试验前调整至各向行程的中间位置。

标引符号说明:

①———测量点(侧视图);

②———有人时测量点(右边);

③———无人时测量点;

④———有人时测量点(左边)。

标引符号说明:

———座椅;

———传声器。

图1座位传声器布置示意图

图2车内传声器布置俯视图

6试验方法

6.1发动机噪声主动降噪系统试验方法

6.1.1通则

分别测试发动机噪声主动降噪系统关闭和开启时的车内噪声。评估全油门加速工况和怠速工况发动机噪声主动降噪系统的降噪能力。对于部分油门加速工况、高挡巡航工况、闭缸模式加速行驶工况等(仅适用于可变排量的发动机),可参照执行。对于同一个工况的测试,应确保发动机转速、电动机转速与车速的时间历程接近,变速箱挡位、换挡策略与工作模式相同,试验开始前电池电量相近。试验过程中,随时监听车内噪声,防止出现任何警报声或其他不反应目标工况的干扰声音。排除不具代表性的试验轮次,纠正错误并重复试验。

6.1.2全油门加速行驶工况

试验前关闭空调系统、远光灯、近光灯等附件,将车速或发动机转速调整到以下初始工作状况。

a)对于能锁定传动比的纯燃油车辆,若变速箱前进挡总数为X,当X不大于5时,宜锁定X/2或(X+1)/2对应的挡位进行试验;当X大于5时,宜锁定X/2或(X-1)/2对应的挡位进行试验;对于能锁定发动机直驱模式传动比的并联式混合动力汽车,宜锁定直驱模式最低挡进行试验。试验过程中不应升挡、降挡。若需要,可采用额外的装置或设备控制车辆挡位,锁定传动速比,使其在试验过程中保持车速与发动机转速间的线性关系。

b)对于不能锁定传动比的车辆或串联式混合动力汽车,采用全自动操纵挡进行试验。当车辆达到最低稳定车速状况时,启动记录装置开始记录,同时迅速地将加速踏板踩到底,直至发

动机转速达到汽车制造商规定的额定转速的90%或车速达到120km/h(取两者较小者),记录停止。记录数据应包括发动机转速、车速以及车内声压级。试验中应防止车轮打滑,以免影响声压级的最大值。

本工况ENC开关状态各记录3组符合要求的数据。3组数据的发动机轰鸣点附近第一与第二主阶次声压级,最大与最小值之差应小于2dB(A)。

6.1.3怠速工况

按照4.3.1.4所述设置怠速挡位,确保发动机转速达到稳定状态。可选择打开或关闭表5所述的车辆附件。试验前可进行预试验,以确定发动机噪声主动降噪系统在何种挡位与何种附件状态下降噪效果最好,并以此工况进行正式试验与数据记录。

表5怠速工况可选打开或关闭的附件

附件 打开状态 关闭状态

空调温度 设置为最低温度 关闭空调

吹风模式 同时吹脸吹脚,鼓风机最低风量 关闭鼓风机

空气循环 外循环 —

前灯 打开远光灯和近光灯 关闭所有前灯

后窗除雾 打开后窗除雾功能 关闭后窗除雾功能

在给定挡位,给定附件状态下,分别记录主动降噪系统关闭和开启时的车内噪声,记录时长不小于15s。

本工况ENC开关状态各记录3组符合要求的数据。3组数据的发动机第一主阶次的噪声值,最大与最小值之差应小于0.5dB(A)。

6.1.4数据记录与处理

试验前将试验环境,以及试验车辆和试验仪器的技术参数记录于表B.1中。处理6.1.2与6.1.3中采集的各个试验位置的总声压级及各主阶次声压级,并进行A计权计算。发动机噪声主动控制降噪效果示例如图A.1~图A.5所示。

在全油门加速行驶工况中,记录各个轰鸣点在ENC开启和关闭情况下的总声压级与第一、第二主阶次声压级;在怠速工况中,记录ENC开启和关闭情况下总声压级与第一、第二主阶次声压级在总记录时长内的算数平均值。

总声压级降噪量按公式(2)计算:

Lreduction-OA=LOA-BASE-LOA-ENC …………………………(2)

第一主阶次声压级降噪量按公式(3)计算:

Lreduction-order1=Lorder1-BASE-Lorder1-ENC …………………………(3)

第二主阶次声压级降噪量按公式(4)计算:

Lreduction-order2=Lorder2-BASE-Lorder2-ENC …………………………(4)

公式(2)~公式(4)中:

Lreduction-OA———测点的总声压级降噪量,单位为A计权分贝[dB(A)];

Lreduction-order1———测点的第一主阶次声压级降噪量,单位为A计权分贝[dB(A)];

Lreduction-order2———测点的第二主阶次声压级降噪量,单位为A计权分贝[dB(A)];

LOA-BASE———ENC系统关闭时测点的总声压级,单位为A计权分贝[dB(A)];

Lorder1-BASE———ENC系统关闭时测点的第一主阶次声压级,单位为A计权分贝[dB(A)];

Lorder2-BASE———ENC系统关闭时测点的第二主阶次声压级,单位为A计权分贝[dB(A)];

LOA-ENC———ENC系统开启后测点的总声压级,单位为A计权分贝[dB(A)];

Lorder1-ENC———ENC系统开启后测点的第一主阶次声压级,单位为A计权分贝[dB(A)];

Lorder2-ENC———ENC系统开启后测点的第二主阶次声压级,单位为A计权分贝[dB(A)]。

将发动机噪声主动降噪系统的试验结果与需要说明的特殊情况记录于表B.2中。

6.2道路噪声主动降噪系统试验方法

6.2.1试验工况

6.2.1.1试验车速

匀速工况测试车速为:40km/h±1km/h、60km/h±1km/h、80km/h±1km/h。

6.2.1.2试验挡位

能锁定传动比(可采用额外的装置或设备锁定传动比)的试验车辆,采用目标车速下可稳定行驶的最高挡位。

不能锁定传动比的试验车辆,采用全自动操纵挡进行试验。

对于混合动力汽车,同一工况下动力模式不准许发生改变。

对于同一个工况的测试,应保障发动机转速和电动机转速稳定且每次测试时转速相同,试验开始前电池电量相近。

6.2.2试验方法

分别测试道路噪声主动降噪系统关闭和开启时的车内噪声。

在6.2.1规定的每个车速下稳定行驶,分别记录主动降噪系统开启和关闭状态的车内噪声,每组数据记录时长不少于15s。

试验过程中,随时监听车内噪声,防止出现任何警报声或其他不反应目标工况的干扰声音。排除不具代表性的试验轮次,纠正错误并重复试验。

每个车速下RNC开关状态各记录3组符合要求的数据。3组数据的总声压级,最大与最小值之差应小于0.5dB(A)。

6.2.3数据记录与处理

试验前将试验环境,以及试验车辆和试验仪器的技术参数记录于表B.1中。

处理6.2.2中采集的各个速度下各个试验位置在4.2.2所指定频段内的总声压级在总记录时长内的算术平均值。道路噪声主动控制降噪效果示例如图A.6所示。

总声压级降噪量公式(5)计算:

Lreduction-OA=LOA-BASE-LOA-RNC …………………………(5)

式中:

Lreduction-OA———测点在指定频段内总声压级的降噪量,单位为A计权分贝[dB(A)];

LOA-BASE———RNC系统关闭时测点在指定频率段内的总声压级,单位为A计权分贝[dB(A)];

LOA-RNC———RNC系统开启时测点在指定频率段内的总声压级,单位为A计权分贝[dB(A)]。

将道路噪声主动降噪系统的试验结果与需要说明的特殊情况记录于表B.3中。

6.3稳定性试验

6.3.1试验方法

按照表B.4评估汽车主动降噪系统在常用评价工况、极限评价工况、特殊评价工况与补充工况下是否有异响。对于稳态工况(如更换乘员数量后怠速评估),评估时间应不少于10s,对于瞬态工况(如开关门),评估次数应不少于3次。

6.3.2试验记录

稳定性试验以主观评价形式进行,并记录在表B.4中。

若在性能试验或稳定性评估过程中,发现全新的存在稳定性风险的工况,或者车辆提供方有补充的稳定性评估工况,也可以将信息补充在表B.4中。