汽車電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)噪聲臺架測試方法及性能要求

1汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)噪聲測試評價方法及要求本文件規(guī)定了汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)裝置噪聲測試的技術(shù)要求和試驗(yàn)方法。本文件適用于汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)裝置（以下簡稱裝置），其形式有管柱助力式（C-EPS）、小齒輪助力式（P-EPS）和齒條助力式（R-EPS）。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB12348工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)GB/T18697聲學(xué)汽車車內(nèi)噪聲測量方法GB/T35360汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)術(shù)語和定義GB50800消聲室和半消聲室技術(shù)規(guī)范國家標(biāo)準(zhǔn)QC/T1081汽車電動助力轉(zhuǎn)向裝置3術(shù)語和定義GB/T35360中界定的及以下術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。3.1噪聲本文件中提到的噪聲是按照信號的時間變化的特性分為穩(wěn)態(tài)噪聲和非穩(wěn)態(tài)噪聲，穩(wěn)態(tài)噪聲指在測量時間內(nèi),被測聲源的聲級起伏不大于3dB(A)的噪聲，如轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的操作運(yùn)行時產(chǎn)生噪聲和電機(jī)階次噪聲等。被測聲源的聲級起伏大于3dB(A)的噪聲為非穩(wěn)態(tài)噪聲，如由于設(shè)計、制造、裝配等原因造成兩者之間存在的不合理間隙而產(chǎn)生摩擦、撞擊等令人煩躁不安的聲音。3.2傳聲器把聲壓信號轉(zhuǎn)換為電信號的裝置，也稱之為麥克風(fēng)。3.3聲校準(zhǔn)器一種能產(chǎn)生規(guī)定聲壓級和規(guī)定頻率的正弦聲壓，用于檢查，校正傳聲器靈敏度的裝置。3.4聲壓級聲壓p的平方與基準(zhǔn)聲壓p的平方之比，取以10為底的對數(shù)的10倍，用分貝（dB）表示：式中：p0—基準(zhǔn)值，p0=20μPap22p023.5A計權(quán)聲壓級用聲級計或與此等效的測量儀器，經(jīng)過A計權(quán)網(wǎng)絡(luò)測出的噪聲級稱為A計權(quán)聲壓級，用LA表示。單位為分貝，單位符號dB，本標(biāo)準(zhǔn)為明確以A特性計權(quán)用dB（A）表示。3.6背景噪音來自被測聲源之外的所有其他聲源的噪音。背景噪音包括空氣聲、結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)的噪音、儀器的電噪音等。4技術(shù)要求4.1一般要求4.1.1裝置裝置按經(jīng)規(guī)定程序批準(zhǔn)的產(chǎn)品圖樣及技術(shù)文件制造。裝置的機(jī)械部分應(yīng)滿足QC/T29096、QC/T29097、QC/T649、QC/T647、QC/T529的標(biāo)準(zhǔn)要求。4.1.2工作溫度裝置在-40℃~+120℃（電動助力轉(zhuǎn)向裝置安裝在駕駛室外）溫度范圍內(nèi)應(yīng)能正常工作。4.1.3相對濕度裝置能承受的相對濕度應(yīng)≤95%RH。4.1.4工作電壓標(biāo)稱電壓：13.5V、24V、48V。允許電壓變化范圍：b)21.6V～32V(標(biāo)稱電壓24V)。4.2性能要求4.2.1轉(zhuǎn)向助力裝置旋轉(zhuǎn)噪聲輸入端轉(zhuǎn)速為180°/s時，在20Hz～3000Hz頻段噪聲平均值不大于48dB(A)，加速度overall值不超過0.6m/s2；輸入端轉(zhuǎn)速為270°/s時，在20Hz～3000Hz頻段噪聲平均值不大于50dB(A)，加速度overall值不超過1.0m/s2輸入端轉(zhuǎn)速為360°/s時，在20Hz～3000Hz頻段噪聲平均值不大于54dB(A)，加速度overall值不超過1.5m/s24.2.2轉(zhuǎn)向助力裝置換向噪聲轉(zhuǎn)角控制裝置以±5°/3-5Hz的速度往復(fù)運(yùn)動，在20Hz～3000Hz頻段噪聲平均值不大于53dB(A)，加速度overall值不超過0.8m/s2；轉(zhuǎn)向控制裝置以±30°/1-2Hz的速度往復(fù)運(yùn)動時，在20Hz～3000Hz頻段噪聲平均值不大于55dB(A)，加速度overall值不超過1.5m/s2；4.2.3轉(zhuǎn)向助力裝置撞擊噪聲（Rattle）3激勵輸入為正弦波激勵（5-20Hz載荷為0.35×設(shè)計載荷，在20Hz～3000Hz頻段噪聲平均值不大于65dB(A)，在遠(yuǎn)離小齒輪側(cè)加速度值不超過50m/s2，在靠近小齒輪側(cè)加速度值不超過70m/s2。5試驗(yàn)方法5.1試驗(yàn)條件5.1.1溫度偏差本文件規(guī)定試驗(yàn)方法中的溫度偏差為±2℃,另有明確要求除外。5.1.2試驗(yàn)電壓本文件規(guī)定試驗(yàn)電壓為13V±0.5V（標(biāo)稱電壓13V）、24V±1V（標(biāo)稱電壓24V）和48V±1V（標(biāo)稱電壓48V），另有明確要求除外。5.1.3試驗(yàn)用直流電源可用汽車蓄電池或直流穩(wěn)壓電源。5.1.4裝置的安裝裝置試驗(yàn)時可參照實(shí)車安裝方式或平置安裝在試驗(yàn)臺架上。5.1.5背景噪音對有聲音信號測試的部分，要求試驗(yàn)環(huán)境背景噪音A計權(quán)聲壓級≤30dB（A）5.1.6檢測儀器設(shè)備要求在（23±5）℃溫度范圍內(nèi)，扭矩、力、位移、轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速、電流、電壓的測量精度應(yīng)不低于0.5%FS。在（23±5）℃溫度范圍內(nèi)，噪聲測量的精度等級不低于1dB(A)。在（23±5）℃溫度范圍內(nèi)，溫度測量的精度等級不低于1℃。在（23±5）℃溫度范圍內(nèi)，濕度測量的精度等級不低于10%RH。傳聲器：量程：聲壓級范圍14～135dB，頻率響應(yīng)范圍3.15～20kHz加速度傳感器建議使用靈敏度在100mV/g左右的集成電路壓電（ICP）三向加速度傳感器，加速度傳感器的頻率響應(yīng)必須至少為8000Hz。振動系統(tǒng)：必須采用閉環(huán)控制的振動系統(tǒng)。5.2性能試驗(yàn)項(xiàng)目5.2.1轉(zhuǎn)向助力裝置旋轉(zhuǎn)噪聲試驗(yàn)準(zhǔn)備模擬實(shí)車狀態(tài)或者水平安裝轉(zhuǎn)向助力裝置，其中方向盤側(cè)連接轉(zhuǎn)角控制裝置，中間軸側(cè)連接載荷加載裝置；連接電源與控制器，設(shè)置車速為0km/h，使助力電機(jī)處于工作狀態(tài)。將采用1000Hz，94分貝的純音標(biāo)定過的傳聲器布置在距助力電機(jī)殼體徑向100mm處，加速度傳感器布置在齒輪齒條嚙合位置、蝸輪蝸桿嚙合位置和調(diào)整間隙位置。4試驗(yàn)過程載荷加載裝置施加70%最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)角控制裝置分別以180°/s、270°/s、360°/s的速度帶動輸入軸轉(zhuǎn)動，待輸入軸轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，設(shè)置采樣率為44.1kHz或48kHz，采集傳聲器和加速度信號，測試時間30s。數(shù)據(jù)處理設(shè)置時間分辨率0.1s，對采集的聲音和加速度信號進(jìn)行300Hz～8000Hz的帶通濾波，計算聲音信號的A計權(quán)經(jīng)過帶通濾波后的值或三個位置的加速度的overall值。1—消音環(huán)境；2—電動助力轉(zhuǎn)向管柱總成；3—噪音測試夾具；4—傳聲器；5—載荷加載裝置；6—轉(zhuǎn)角控制裝置；圖1轉(zhuǎn)向管柱總成旋轉(zhuǎn)噪音測試示意圖1—消音環(huán)境；2—載荷加載裝置；3—加速度傳感器1；4—電動助力轉(zhuǎn)向器總成；5—麥克風(fēng)；6—中間軸；7—加速度傳感器2；8—轉(zhuǎn)角控制裝置；9—轉(zhuǎn)向器固定臺架；圖2轉(zhuǎn)向器總成旋轉(zhuǎn)噪音測試示意圖5.2.2轉(zhuǎn)向助力裝置換向噪聲試驗(yàn)準(zhǔn)備模擬實(shí)車狀態(tài)安裝轉(zhuǎn)向助力裝置，其中方向盤側(cè)連接轉(zhuǎn)角控制裝置，中間軸側(cè)連接載荷加載裝置；連接電源與控制器，設(shè)置車速為0km/h，使助力電機(jī)處于工作狀態(tài)。將采用1000Hz，94分貝的純音標(biāo)5定過的傳聲器布置在距助力電機(jī)殼體徑向100mm處，加速度傳感器布置在齒輪齒條嚙合位置、蝸輪蝸桿嚙合位置和調(diào)整間隙位置。試驗(yàn)過程載荷加載裝置施加25%的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)角控制裝置以±5°/3-5Hz的速度往復(fù)運(yùn)動；載荷加載裝置施加50%的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)角控制裝置以±30°/1-2Hz的速度往復(fù)運(yùn)動；待運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定后，設(shè)置采樣率為44.1kHz或48kHz，采集傳聲器和加速度信號，測試時間30s，每個位置測量三次，兩次測量至少間隔2分鐘。數(shù)據(jù)處理設(shè)置時間分辨率0.1s，對采集的聲音和加速度信號進(jìn)行300Hz～8000Hz的帶通濾波，計算聲音信號的A計權(quán)經(jīng)過帶通濾波后的值或三個位置的加速度的overall值。1—消音環(huán)境；2—電動助力轉(zhuǎn)向管柱總成；3—噪音測試夾具；4—傳聲器；5—載荷加載裝置；6—轉(zhuǎn)角控制裝置；圖3轉(zhuǎn)向管柱總成換向噪音測試示意圖1—消音環(huán)境；2—載荷加載裝置；3—加速度傳感器1；4—電動助力轉(zhuǎn)向器總成；5—麥克風(fēng)；6—中間軸；7—加速度傳感器2；8—轉(zhuǎn)角控制裝置；9—轉(zhuǎn)向器固定臺架；圖2轉(zhuǎn)向器總成旋轉(zhuǎn)噪音測試示意圖5.2.3轉(zhuǎn)向助力裝置撞擊噪聲（Rattle）試驗(yàn)準(zhǔn)備模擬實(shí)車狀態(tài)安裝轉(zhuǎn)向助力裝置，齒條位于中位，轉(zhuǎn)向器小齒輪端的拉桿上連接一個載荷加載裝置，另一側(cè)拉桿連接彈簧系統(tǒng)，彈性系數(shù)為300N/mm±30N/mm；輸入軸端連接慣量為0.04kg*m2慣量盤。6在齒條襯套處殼體正上方、間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)處殼體正上方，分別布置一個三向加速度傳感器。試驗(yàn)過程內(nèi)拉桿角度處于設(shè)計狀態(tài)，控制載荷加載裝置在拉桿上分別施加頻率5-20Hz，幅值0.35×設(shè)計載荷的力(峰峰值0.7×設(shè)計載荷)，設(shè)置采樣率為44.1kHz或48kHz，待測試系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后采集傳聲器和加速度傳感器的信號，測試時間60s，重復(fù)測試三次，兩次測試之間至少間隔2分