随着社会经济的日益发展,人们对生活品质的要求越来越高。汽车的功能已经从最初的“代步工具”发展成为“生活空间”的一部分。由此,消费者在选购汽车的时候,除了动力性、经济性等传统的关注指标外,也越来越关注车内环境的声学舒适性,并成为其选购汽车的主要参考指标之一。车内声品质作为车内声学环境的评价指标,可以用于指导汽车产品的声学设计、声品质优化改进,从而提高车内环境的声学舒适性,提高产品的市场竞争力。目前,国内对稳态工况下的车内声品质做了较多的研究,获得了比较完善的稳态工况车内声品质评价方法和指标,而对加速工况车内声品质的研究较少,还不成熟。鉴于中国交通道路的情况,车辆行驶过程中,存在频繁的加减速工况。为此,加速工况下的车内声品质也越来越引起消费者的注意,需要对其进行深入的研究。本文以中国汽车技术研究中心的《加速工况车内声品质研究》项目为背景,研究人的主观感知对车内加速声音信号的评价机理,借鉴国内外对加速工况车内声品质主客观评价的研究经验和方法,对加速工况的各个主要声品质属性进行主观评价,达到全面、准确评价加速工况车内声品质的目的,并将研究成果用于指导实际车辆的开发工作。本文的主要研究工作为:(1)加速工况车内声品质评价。选取34款具有代表性的不同品牌车辆,对其加速工况的车内噪声进行测试采样,获得34个加速工况声音样本,并计算每个声音样本的心理声学客观参数。组织专业的评审团对声音样本进行主观评价试验。为了全面、准确地评价车内噪声的声品质,主观评价采用语意细分法,对声音样本的8个声品质属性进行评价。对各主观评价者的主观评价结果进行数据检验,剔除不合理的评价结果,获得各个声音样本每个声品质属性的主观声品质评分值。采用因子分析法对声音样本的8个声品质属性评价结果进行分析,提取得到舒适感因子和动力感因子。这两个因子共包含8个声品质属性92.349%信息,能够比较全面、准确地综合评价加速工况车内声品质。(2)加速工况车内声品质评价模型。通过相关性分析和多元线性回归分析分别建立以心理声学客观参数来描述舒适感因子得分和动力感因子得分的数学模型。结果表明,加速工况下,车内声品质的舒适感因子得分主要受A计权声压级、响度和尖锐度这三个心理声学客观参数的影响;而车内声品质的动力感因子得分主要受响度、粗糙度这两个心理声学客观参数的影响。然后,采用支持向量机回归分别建立声品质舒适感因子得分和动力感因子得分的SVM预测模型。分别应用SVM模型和多元线性回归模型对测试样本的声品质进行预测,并对比分析预测结果。结果表明,多元线性回归模型的预测精度较差,对舒适感因子得分的预测误差在-52%~18%之间,而对动力感因子得分的预测误差在-56%~49%之间;支持向量机模型能较好地预测两个公共因子的得分,对舒适感因子得分的预测误差在-9%~6%之间,而对动力感因子得分的预测误差在-10.42%~10.51%之间。这表明,基于统计学习理论基础、以结构风险最小为原则的支持向量机算法适合解决声品质评价这种小样本非线性问题。(3)试验车与对标车声品质比较分析。使用所建立的支持向量机声品质评价模型对试验样车和对标车的声品质进行预测,发现试验车的动力感因子得分比对标车高3.25个等级,与企业初始设定的强调舒适感声品质目标不一致。通过对比试验车与对标车阶次谱(ColorMap)的区别,并借助ArtemiS软件的数字跟踪滤波器对试验车明显高于对标车的阶次成分进行滤波处理,计算心理声学参数,发现降低半阶成分的声压级能降低声音的粗糙度进而降低动力感因子得分的预测值,而舒适感因子得分的预测值变化不大。因此,确定了通过降低试验车车内噪声半阶成分来实现降低动力感因子得分的技术路线。(4)车内噪声传递路径合成分析。基于传递路径合成(TPS)技术建立车内噪声的合成等效模型。模型的噪声源由空气噪声源和结构噪声源组成。空气噪声源包括发动机、进气口、左排气口、右排气口和轮胎,结构噪声源包括发动机左悬置、右悬置和后悬置。通过建立的车内噪声合成模型进行仿真分析,结果表明,对试验车动力感因子得分有重要影响的半阶次成分来源于左排气口噪声源和右排气口噪声源。(5)排气歧管结构对车内声品质的影响研究。对排气噪声的传播过程进行理论分析和试验验证,结果表明,等长排气歧管能够降低排气噪声中的3阶、5阶等奇数阶以及2.5阶、3.5阶等半阶成分;对称等长排气歧管能够降低排气噪声中2.5阶、3.5阶等半阶成分。通过将原机的不等长排气歧管更换为等长排气歧管,实现了降低加速工况车内噪声动力感因子得分的目标。车内目标点噪声动力感因子得分预测值在使用等长排气歧管后,降低了2.89个等级,较好地实现了企业提出的声品质调教目标。