基于消费者反馈的整车NVH主观评价研究

2020-06-02杨晋马紫明王海洋

汽车零部件 2020年5期

杨晋，马紫明，王海洋

(中汽研(天津)汽车工程研究院有限公司，天津 300162)

0 引言

伴随汽车行业的快速发展，消费者在购买汽车时不仅关注其造型等直观感受，也越来越关注整车的各种性能。希望家用车更安静、更舒适，希望运动型车辆有更高的识别度，所以NVH性能已经成为各个车型在开发过程中极为重要的一种性能。各大主机厂对整车NVH性能进行主观评价验收时一般采用公司内部质保评价、领导试驾等形式进行验收，久而久之评价者对于整车的评价工况以及内容逐步固态化。

普通消费者在使用车辆时的驾驶习惯以及对于噪声、振动关注点与长期从事汽车行业的专业工程师相比会有较大差异，势必会造成车辆在开发时的评价好坏程度与消费者的反馈存在一定的区别。基于以上情况，本文作者在重新整理主观评价内容的基础上，通过问卷调查对消费者驾驶习惯以及对车内噪声、振动的关注度进行研究，形成不同工况下、不同评价项目的权重系数，然后通过线性回归公式计算整车NVH性能评价结果。

1 NVH性能主观评价内容

整车NVH性能主观评价工况主要为启动熄火、怠速、匀速、加减速以及常用零部件工作时的声品质[1]。通过对消费者驾驶习惯研究，在此基础上对评价工况和评价内容进行了进一步的细化分解。

1.1 评价工况及操作

对驾驶工况进行分解，主要分为静态、启停、怠速、匀速、加减速、声品质、其他共7大工况。其中其他项为扣分项目，主要为常规行驶下车内异响水平，有别于BSR评价。

在驾驶工况基础上进行操作细化区分。怠速分为空调关、空调开、定置。怠速空调关分为冷机怠速、热机怠速；怠速空调开分为夏季制冷鼓风机最低挡、鼓风机中间挡、鼓风机最大挡、冬季除霜等几个评价工况。

匀速分为车速不大于15 km/h的蠕行、中低速(车速60 km/h左右)的光滑沥青路行驶、中低速的粗糙沥青路行驶、中高速(车速不小于80 km/h)行驶。

通过调研发现大部分消费者驾驶汽车时常用的转速区间不会超过3 500 r/min，同时在高转速时由于注意力的转移也会降低对车内噪声振动的专注度，所以在新的主观评价系统中进一步细化挡位的选择以及转速区间的控制。加减速工况主要分为加速、降速、坡道加速。

1.2 NVH评价项目

不同的工况下，车内驾乘人员对感知的噪声、振动问题的关注度各不相同，所以在工况确定的基础上，对评价项目进行细化。

1.2.1 启停、怠速工况

启停工况下，前期仅对车内在启动、熄火两个工况下的噪声、振动感受进行评价，但后期发现有时车辆熄火后，由于散热和排气温度的变化，车内车外还是能感受到一些零部件带来的噪声、振动现象，如图1所示。

图1 启停工况三级分解

怠速工况下，对车内噪声、振动以及鼓风机、压缩机引起的车内噪声、振动变化进行评价。通过对消费者的调研以及长期的评价经验，发现大家对不同接触点的振动的关注度也各不相同。同时冷机、热机时也存在一定的区分，鼓风机在不同挡位时也会表现出差异较大的现象。

1.2.2 匀速、加速工况

匀速工况下，当车速不大于60 km/h时行驶在不同的评价路面时，其评价的项目有所不同。光滑沥青路主要为胎噪、动力总成工作声和低速风噪，粗糙沥青路为路噪、碎石飞溅、车内振动、冲击噪声和振动。

车速大于80 km/h时主要考虑风噪、胎噪以及发动机的辐射噪声等。但实际情况下多会遇到红绿灯，当车辆低速蠕行时车内有可能出现压耳或振动等问题。具体评价项目如图2所示。

图2 匀速工况三级分解

加速工况下，对车内能够察觉到的噪声(轰鸣、啸叫、发动机声品质)、振动进行评价。在此基础上会把加速时车内的声音分得更细，除了常规的轰鸣、啸叫外，从发动机声品质中剥离出涡轮工作声、排气的气流噪声等。

1.2.3 零部件声品质

针对零部件声品质的评价，前期关注的主要为关门、玻璃升降、雨刮、双闪提示音等。通过整理，首先对关门进行了细化，增加了后背门和发动机舱盖开闭时的噪声和振动评价；其次增加了电动座椅调节、电动天窗调节、喇叭声等评价项目。

除以上的常规评价外增加扣分项的评价，主要为异响评价。该评价不同于专项BSR评价，主要对通过小冲击或不规则路面时车内异响情况进行评价。

2 权重系数整理

2.1 样本可信度分析

问卷调查的形式主要包括：纸质问卷调查、访问调查、网络问卷调查、邮寄调查、电话调查[2]。排除网络问卷调查覆盖不完整的可能性，同时基于网络的实时性和便利性，此次问卷调查以网络问卷调查为主。问卷调查的内容分两个部分：问卷调查者的一般信息，包括性别、年龄、现驾驶车辆、行驶里程数、是否从事汽车行业工作；问卷调查者对车辆使用过程的驾驶习惯、对车辆不同工况下各种噪声振动现象的关注度调查，共设计25个问题。

经过3天的问卷投放，共收回问卷517份，通过调查结果筛选共提取有效问卷412份。

信度,又叫可靠性，是指问卷的可信程度，它主要表现检验结果的一贯性、一致性、再现性。调查问卷的评价体系是以量表形式来体现的,编制的合理性决定着评价结果的可用性和可信性。问卷的信度分析包括内在信度分析和外在信度分析[3]。内在信度一般采用Cronbach′sα信度系数进行评价[4]，其公式为

(1)

将问卷调查结果整理录入SPSS软件，通过该软件计算内在可信度分析结果为0.863，内在信度可以接受，具体结果如表1所示。

表1 可靠性统计量结果

2.2 权重系数计算

权重是一个相对概念，某一指标的权重是指该指标在整体评价中的相对重要程度。权重表示在评价过程中,被评价对象的不同侧面的重要程度的定量分配。

目前关于属性权重的确定方法很多,根据计算权重时原始数据的来源不同,可以将这些方法分为三类:主观赋权法、客观赋权法、组合赋权法。为兼顾决策者对属性的偏好,同时又力争减少赋权的主观随意性,使属性的赋权达到主观与客观的统一,进而使决策结果真实、可靠，因此,合理的赋权方法应该同时基于指标数据之间的内在规律和专家经验对决策指标进行赋权[4]。

首先利用SPSS软件计算同一问题点下各项的主成分分析。例如对车内主要零部件声品质关注度这一选项结果进行主成分分析，结果如表2所示。

表2 主要零部件声品质关注度主成分矩阵

指标权重以主成分的方差贡献率为权重，对该指标在各主成分线性组合中的系数加权平均归一化。利用EXCEL计算指标在各主成分线性组合中的系数、主成分的方差贡献率、指标权重的归一化结果，最终得出该车内关键零部件评价点的权重系数。

通过计算得出各项目的权重系数后，再组织专家进行评审，最终形成用于主观评价结果整理的权重系数。将工况、操作、评价项目的各级权重整理后，部分工况评价权重如表3所示。

表3 启停工况最终评价权重

3 模型搭建

3.1 评价结果线性回归公式

多元线性回归模型是指含有多个解释变量的线性回归模型，用于解释被解释变量与其他多个解释变量之间的线性关系。构建主观评价模型由于涉及多种工况、不同工况下的评价项目以及车内不同乘坐点的评价，所以在模型搭建过程中构建了多个多元线性回归模型[6]。

计算每个评价点各工况的评价结果，首先对评价项目及对应的权重系数的乘积进行求和。这样存在拟合结果容易弱化某一明显问题点的可能性。所以在各评价项求和的基础上，再减去小于可接受分数的接受分差与对应评价项目权重的乘积。具体计算公式如下：

(2)

式中:A为车内各评价项目结果；αi、βi、γi为评价项目的各级权重；Ai、aj分别为评价结果小于6分的评价结果和对应评价项目权重。

在各评价点评价结果的基础上，综合车内不同位置的权重，拟合成各工况评价结果，计算公式如下：

B=A前·α前+A中·α中+A后·α后

(3)

式中：B为整车各工况评价结果；A前为式(2)中不同评价点各工况结果；α前为各评价点权重。

在计算出整车各工况的评价结果后，利用一级权重计算整车NVH性能评价结果：

C=∑B工况×θ工况

(4)

式中：C为整车NVH性能评价结果；B工况为各工况评价综合结果；θ工况为各工况权重系数(一级权重系数)。

3.2 评价结果计算平台搭建

基于MATLAB/GUI软件设计满足简化数据分析的界面，该界面可实现评分数据的导入并进行可控线性回归分析。结果显示该虚拟评分界面较好地完成了上述的功能,满足主观评价体系评分的条件[7]。

按照结果拟合计算公式，在GUI设计界面中添加相应的控件，包括静态文本框、可编辑文本框、按钮键，分别用于参数识别、参数输入，单击计算按键结果显示，如图3所示。

图3 评价分数录入界面

可编辑的文本框用于赋予评价分数、编辑回调函数、按钮键编辑回调函数线性回归方程，两排轿车后排评分可直接空留。点击“两排座”按钮时，对应显示该工况下“两排座”所有评分线性回归总分;点击“三排座”按钮时,对应显示该工况下“三排座”所有评分线性回归总分。最终点击“主观评价总分”，计算评价总分，并列出评价结果小于6分的评价项目，如图4所示。