一种异响定位方法及装置

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种异响定位方法及装置。

背景技术

车辆在正常运动行驶时，可能会产生不正常的声音，也就是异响。产生异响的原因较多，例如，内饰件之间的摩擦、撞击、共振等，或是钣金、发动机的敲击等。为了查找产生异响的位置，现有技术中一般是通过在测点位置安装振动加速度传感器来检测测点的振动信号，根据不同测点的振动大小、振动的相关相位信息来判断异响位置。但是，测点的振动大小与振动加速度传感器安装位置的刚度有密切关系，当安装位置刚度较弱时，即使振动加速度传感器的振动较强，该地方也可能不是异响源头，只是中间传递的某一路径。另外，不同测点之间的位置可能比较接近，而振动信号在固体之间的传递速度很快，相位差很小，很难辨别，且振动加速度传感器测试得到的振动信号会受到外界信号干扰，相位信号不易识别。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种异响定位方法及装置，通过结合不同测点的振动加速度信号和测点位置的动态刚度，确定异响发生时刻，测点位置振动能量，根据振动能量大小来查找异响源的位置。

依据本发明的第一个方面，提供了一种异响定位方法，包括：

在产生异响的目标车辆上，将多个测点进行第一布置，确定每个测点的第一位置，其中，每个测点上都安装有振动加速度传感器；

针对每个测点，获取该测点关于敲击测试的频率-传递函数关系；

根据该测点关于敲击测试的频率-传递函数关系，确定该测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度；

根据每个测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度以及获取的振动加速度传感器测量关于异响源的第一振动信号，从各测点中确定距离异响源距离最小的目标测点。

可选的，针对每个测点，获取该测点关于敲击测试的频率-传递函数关系，包括：

针对每个测点，通过敲击设备对该测点进行敲击，确定力传感器检测的敲击时的激励力，其中，力传感器安装在敲击设备上；

获取振动减速度传感器检测的敲击时的第二振动信号；

根据激励力以及第二振动信号，确定该测点关于敲击测试的频率-传递函数关系。

可选的，根据该测点关于敲击测试的频率-传递函数关系，确定该测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度，包括：

根据预设的频率区间，从频率-传递函数关系中，确定频率区间内的传递函数关于频率的面积积分；

根据面积积分以及频率区间，确定该测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度。

可选的，根据面积积分以及频率区间，确定该测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度，包括：

根据面积积分以及频率区间，通过以下公式，确定该测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度：

其中，k

可选的，根据每个测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度以及获取的振动加速度传感器测量的关于异响源的第一振动信号，从各测点中确定距离异响源距离最小的目标测点，包括：

根据每个测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度以及获取的振动加速度传感器测量的关于异响源的第一振动信号，确定在异响时每个测点上的振动能量；

根据每个测点的振动能量，从各测点中选取振动能量最大的测点作为距离异响源距离最小的目标测点。

可选的，根据每个测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度以及获取的振动加速度传感器测量的关于异响源的第一振动信号，确定在异响时每个测点上的振动能量，包括：

根据每个测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度以及获取的振动加速度传感器测量的关于异响源的第一振动信号，通过以下公式，确定在异响时每个测点上的振动能量：

w＝k

其中，w为振动能量，k

可选的，在根据每个测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度以及获取的振动加速度传感器测量关于异响源的第一振动信号，从各测点中确定距离异响源距离最小的目标测点之后，方法还包括：

以目标测点为中心点的预设区域内，将测点进行第二布置，确定得到各测点的第二位置，重新计算每个测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度；

根据重新计算的每个测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度以及获取的振动加速度传感器测量关于异响源的第一振动信号，从各测点中重新确定距离异响源距离最小的目标测点。

依据本发明的第二个方面，提供一种异响定位装置，包括：

布置模块，用于在产生异响的目标车辆上，将多个测点进行第一布置，确定每个测点的第一位置，其中，每个测点上都安装有振动加速度传感器；

关系确定模块，用于针对每个测点，获取该测点关于敲击测试的频率-传递函数关系；

计算模块，用于根据该测点关于敲击测试的频率-传递函数关系，确定该测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度；

测点确定模块，用于根据每个测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度以及获取的振动加速度传感器测量关于异响源的第一振动信号，从各测点中确定距离异响源距离最小的目标测点。

依据本发明的第三个方面，提供一种控制器，控制器包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行前述的异响定位方法。

依据本发明的第四个方面，提供一种车辆，车辆包括车体、安装在车体内的控制器，其中，控制器执行前述的异响定位方法。

本说明书实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果：

本说明书实施例提供的一种异响定位方法及装置，通过在产生异响的目标车辆上，将多个测点进行第一布置，确定每个测点的第一位置；然后针对每个测点，获取该测点关于敲击测试的频率-传递函数关系；之后根据该测点关于敲击测试的频率-传递函数关系，确定该测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度；最后根据每个测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度以及获取的振动加速度传感器测量关于异响源的第一振动信号，从各测点中确定距离异响源距离最小的目标测点。如此，通过结合不同测点的振动信号和测点位置的动态刚度，计算各测点位置在异响发生时刻的能量大小，由于能量在传递过程中会有损失，那么越靠近异响源，能量会越大，以此来查找异响源，能够快速找到异响源位置，避免误判。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考图形表示相同的部件。

在附图中：

图1示出了本发明实施例中的一种异响定位方法的流程图。

图2示出了本发明实施例中的频率-传递函数关系示意图。

图3示出了本发明实施例中的敲击测试的示意图。

图4示出了本发明实施例中的一种异响定位装置的框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例提供一种异响定位方法，通过结合不同测点的振动信号和测试位置的动态刚度，计算得到测点位置在异响发生时刻的振动能量大小，以此来查找异响位置。结合图1所示的流程图，该异响定位方法包括步骤101至步骤104：

步骤101：在产生异响的目标车辆上，将多个测点进行第一布置，确定每个测点的第一位置，其中，每个测点上都安装有振动加速度传感器；

在本实施例中，目标车辆在正常行驶时发现有异响，异响可以是驾驶员感觉到的声音，也可以是通过声音传感器检测出异响声音的分贝大于预设分贝。

当目标车辆正常行驶产生异响时，可以将多个测点在目标车辆上进行第一布置。第一布置可以是将多个测点进行随机位置布置，也可以是测试人员根据经验将测点布置在一些异响常发的位置。在对测点进行第一布置后，每个测点都有相应的第一位置。

需要说明的是，每个测点上都安装有振动加速度传感器。振动加速度传感器用于测量第一位置的振动信号，也就是振动加速度。

步骤102：针对每个测点，获取该测点关于敲击测试的频率-传递函数关系；

由于测点布置在目标车辆的不同位置，并且不同位置的刚度可能不同。因此，本实施例需要确定每个测点第一位置的动态刚度。针对每个测点，本实施例通过敲击测试，先确定得到该测点的频率-传递函数关系，具体步骤可以包括：

针对每个测点，通过敲击设备对该测点进行敲击，确定力传感器检测的敲击时的激励力，其中，力传感器安装在敲击设备上；

获取振动减速度传感器检测的敲击时的第二振动信号；

根据激励力以及第二振动信号，确定该测点关于敲击测试的频率-传递函数关系。

其中，敲击设备可以是一个敲击力锤，在敲击力锤的敲击面上安装有力传感器，力传感器用于检测敲击时的敲击力，也就是激励力。

结合图2所示，在敲击测试时，振动加速度传感器会检测敲击时的第二振动信号。控制器获取第二振动信号以及激励力，并对第二振动信号和激励力的比值做傅里叶变化，得到频域上的传递函数和图形，也就是频率-传递函数关系。

H(w)为传递函数，a(w)为振动加速度，F(w)为激励力。

步骤103：根据该测点关于敲击测试的频率-传递函数关系，确定该测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度；

其中，在得到该测点关于敲击测试的频率-传递函数关系后，可以选取一段频率区间，计算出传递函数关于频率的面积积分。另外，通过公式推导可以得到传递函数与动态刚度的关系表达式，再基于传递函数关于频率的面积积分，即可得到该测点的动态刚度。

在一种可选的实施方式中，根据该测点关于敲击测试的频率-传递函数关系，确定该测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度，可以包括：

根据预设的频率区间，从频率-传递函数关系中，确定频率区间内的传递函数关于频率的面积积分；

根据面积积分以及频率区间，确定该测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度。

其中，频率区间可以根据频率-传递函数关系中的频率坐标轴选取，以图2为例，频率区间可以选在150-250hz，也可以选择在100-200hz，本实施例对此不作限定。在确定频率区间后，即可根据传递函数与频率区间，计算得到面积积分。然后通过以下公式，确定该测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度：

其中，k

另外，在一个实施例中，关于传递函数与动态刚度的关系表达式的推导，可以结合图3所示，振动加速度传感器黏贴位置的部件可以看做是弹性元件，弹性元件包含阻尼c，静态刚度k′，在激励力F的作用下会产生相应的位移x。其动力学计算公式为：

F(t)＝k′x(t)+cv(t) (2)

其中，t为时间，v(t)为阻尼元件的运动速度。

对上式(2)进行傅里叶变换，可以得到频域上的函数：

F(w)＝k′x(w)+jwcx(w) (3)

即频域下动态刚度为：

其中，为了方便表示，将wcx(w)表示为k″。

测点位置的动态刚度k

即

则传递函数与频率轴围城的面积积分为：

式中fi为频率区间第i个频率值，S

则动刚度k

步骤104：根据每个测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度以及获取的振动加速度传感器测量关于异响源的第一振动信号，从各测点中确定距离异响源距离最小的目标测点。

其中，由于每个测点的第一位置不同，可能每个测点的动态刚度不同。当异响产生时会有振动，振动能量在传递过程中会有损失，那么越靠近异响位置，振动能量会越大。基于此，在得到每个测点的动态刚度后，再根据获取的该测点在异响产生时，振动加速度传感器测量的第一振动信号，进行振动能量计算，根据计算的每个测点的振动能量，即可确定出距离异响位置最近的目标测点。

概括的说，从各测点中确定距离异响源距离最小的目标测点，可以包括：

根据每个测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度以及获取的振动加速度传感器测量的关于异响源的第一振动信号，确定在异响时每个测点上的振动能量；

根据每个测点的振动能量，从各测点中选取振动能量最大的测点作为距离异响源距离最小的目标测点。

其中，由于越靠近异响的位置，振动能量损失越小，因此，可以根据这个特点从各测点中找出目标测点。

而确定异响时每个测点上的振动能量，可以通过以下公式：

F＝k**x

式中k*为动态刚度，x为位移，即x(w)。

则在频域上，异响源对该测点做的功为：

W＝F(w)*x(w)＝k

其中，W为振动能量，k

需要说明的是，目标测点是各测点中距离异响距离最近的测点。但是考虑到第一布置中，可能每个测点与异响位置的距离都没有那么理想。而目标测点仅仅是距离异响位置最近的测点。为了进一步优化该方案，可以将各测点进行第二布置，然后重复前述确定目标测点的步骤，以使确定的目标测点更加接近异响位置。具体步骤可以包括：

以目标测点为中心点的预设区域内，将测点进行第二布置，确定得到各测点的第二位置，重新计算每个测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度；

根据重新计算的每个测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度以及获取的振动加速度传感器测量关于异响源的第一振动信号，从各测点中重新确定距离异响源距离最小的目标测点。

其中，在进行第二布置时，是以第一布置中确定的目标测点为中心的预设区域内进行布置。例如，第一布置中的3个测点分别是前左车门、发动机、后右车门，进行敲击测试后，分别得到3个测点的传递函数-频率关系，然后车辆正常行驶，测量异响时3个测点的第一振动信号，根据所测数据，计算3个测点的振动能量，最终确定前左车门的测点的振动能量最大。前左车门的测点作为目标测点，以其为中心点，在半径50cm的预设区域内进行第二布置，再次重复前述振动能量的计算，再从第二布置中的各测点中重新确定出距离异响源距离最小的目标测点。

根据需要还可以进行第三布置、第四布置，本实施例对此不作限定。

概括的说，本说明书实施例提供的一种异响定位方法，通过在产生异响的目标车辆上，将多个测点进行第一布置，确定每个测点的第一位置；然后针对每个测点，获取该测点关于敲击测试的频率-传递函数关系；之后根据该测点关于敲击测试的频率-传递函数关系，确定该测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度；最后根据每个测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度以及获取的振动加速度传感器测量关于异响源的第一振动信号，从各测点中确定距离异响源距离最小的目标测点。如此，通过结合不同测点的振动信号和测点位置的动态刚度，计算得到测点位置在异响发生时刻的能量大小，由于能量在传递过程中会有损失，那么越靠近异响源，能量会越大，以此来查找异响源。本发明能够快速找到异响源位置，避免误判。

基于同一发明构思，结合图4所示，本发明实施例还提供一种异响定位装置，包括：

布置模块，用于在产生异响的目标车辆上，将多个测点进行第一布置，确定每个测点的第一位置，其中，每个测点上都安装有振动加速度传感器；

关系确定模块，用于针对每个测点，获取该测点关于敲击测试的频率-传递函数关系；

计算模块，用于根据该测点关于敲击测试的频率-传递函数关系，确定该测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度；

测点确定模块，用于根据每个测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度以及获取的振动加速度传感器测量关于异响源的第一振动信号，从各测点中确定距离异响源距离最小的目标测点。

可选的，关系确定模块还用于：

针对每个测点，通过敲击设备对该测点进行敲击，确定力传感器检测的敲击时的激励力，其中，力传感器安装在敲击设备上；

获取振动减速度传感器检测的敲击时的第二振动信号；

根据激励力以及第二振动信号，确定该测点关于敲击测试的频率-传递函数关系。

可选的，计算模块还用于：

根据预设的频率区间，从频率-传递函数关系中，确定频率区间内的传递函数关于频率的面积积分；

根据面积积分以及频率区间，确定该测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度。

可选的，计算模块还用于：

根据面积积分以及频率区间，通过以下公式，确定该测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度：

其中，k

可选的，测点确定模块还用于：

根据每个测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度以及获取的振动加速度传感器测量的关于异响源的第一振动信号，确定在异响时每个测点上的振动能量；

根据每个测点的振动能量，从各测点中选取振动能量最大的测点作为距离异响源距离最小的目标测点。

可选的，测点确定模块还用于：

根据每个测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度以及获取的振动加速度传感器测量的关于异响源的第一振动信号，通过以下公式，确定在异响时每个测点上的振动能量：

w＝k

其中，w为振动能量，k

可选的，测点确定模块还用于：

以目标测点为中心点的预设区域内，将测点进行第二布置，确定得到各测点的第二位置，重新计算每个测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度；

根据重新计算的每个测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度以及获取的振动加速度传感器测量关于异响源的第一振动信号，从各测点中重新确定距离异响源距离最小的目标测点。

概括的说，本说明书实施例提供的一种异响定位装置，通过在产生异响的目标车辆上，将多个测点进行第一布置，确定每个测点的第一位置；然后针对每个测点，获取该测点关于敲击测试的频率-传递函数关系；之后根据该测点关于敲击测试的频率-传递函数关系，确定该测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度；最后根据每个测点振动加速度传感器安装位置的动态刚度以及获取的振动加速度传感器测量关于异响源的第一振动信号，从各测点中确定距离异响源距离最小的目标测点。如此，通过结合不同测点的振动信号和测点位置的动态刚度，计算得到测点位置在异响发生时刻的能量大小，由于能量在传递过程中会有损失，那么越靠近异响源，能量会越大，以此来查找异响源。本发明能够快速找到异响源位置，避免误判。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的异响定位装置的具体工作过程，可以参考前述方法中的对应过程，在此不再过多赘述。

依据本发明的第三个方面，提供一种控制器。控制器可以是车辆内的控制器，也可以是独立于车辆之外的控制器。

控制器包括异响定位装置、存储器、处理器及通信单元，存储器存储有处理器可执行的机器可读指令，当控制器运行时，处理器及存储器之间通过总线通信，处理器执行机器可读指令，并执行异响定位方法。

存储器、处理器以及通信单元各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现信号的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。异响定位装置包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于存储器中的软件功能模块。处理器用于执行存储器中存储的可执行模块(例如异响定位装置所包括的软件功能模块或计算机程序)。

其中，存储器可以是，但不限于，随机读取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。

在一些实施例中，处理器用以执行本实施例中描述的一个或多个功能。在一些实施例中，处理器可以包括一个或多个处理核(例如，单核处理器(S)或多核处理器(S))。

本实施例中，存储器用于存储程序，处理器用于在接收到执行指令后，执行程序。本实施例任一实施方式所揭示的流程定义的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。

通信单元用于通过网络建立控制器与其他设备之间的通信连接，并用于通过网络收发数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的控制器的具体工作过程，可以参考前述方法中的对应过程，在此不再过多赘述。

依据本发明的第四个方面，提供一种车辆，包括车体、安装在车体内的控制器，控制器用于实现前述的异响定位方法。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的车体内的控制器的具体工作过程，可以参考前述方法中的对应过程，在此不再过多赘述。

以上，仅为本发明的各种实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。