Page 159 - 《应用声学》2023年第3期

第 42 卷 第 3 期 徐猛等： 基于整车控制参数同步采集的车辆异响分析
0 引言
随着我国汽车工业水平的不断发展，客户对汽
车的要求越来越多元化，对动力性、经济性、操纵
性、舒适性等方面要求也越来越高，相应的车辆控
制系统也越来越精细复杂。随着整车控制参数不断
增加，车辆控制参数对于车辆异响的影响逐渐增多，
也带来更大的挑战。尤其车辆某些异响问题，其特
征频率往往不存在阶次或者共振带等频率特征，难
以直接通过频率特征进行直接分析，一般主要依靠
工程经验和猜测验证等主观的方式进行排查。
张军等 [1] 通过经验判断，推测异响与电驱动
系统具备关联性，结合传统振动与噪声测试分析的
方式，排查异响，但异响分析过程主要依赖经验判
断，缺少数据支撑。罗涌泉 [2] 通过主观分析、冲击
痕迹识别和反复拆装试验对比排查异响，但反复拆
装对比试验的方法，验证过程复杂。赵亮亮等
于“猜想 -理论研究 -试验验证” 的排查方法，首先通
过经验猜想异响为变速器齿轮敲击导致，然后根据
理论分析异响可能产生的原因，最后通过扭振分析
等测试分析手段验证猜想，但该方法仅适用于系统
相对简单、排查方向明确的异响问题。梁阿南等
基于主观评价初步判断异响源为转向系统，通过截
取异响时域波形，根据不同位置振动传感器采集的
振动量级大小进行数据对比，判断故障原因，但未
考虑系统固有频率共振放大振动幅值情况。陈达
亮等 [5] 采取试验和主观评价相结合的研究方式，分
析并确认其传动系扭振特性匹配不当与变速器齿
轮敲击异响间的较强相关性，但此方法仅适用于传
统NVH测试分析中能得到明显特征的异响。Zhang
等 [6] 结合频域统计和能量谱密度，识别故障轴承核
心频带，最终完成声源定位，但也仅适用于异响阶
次特征明显的问题。总之，目前各专家学者主要是
通过经验判断、结合传统噪声、振动等测试手段识
别和分析异响，但该方法对控制策略造成的整车异
响并不适用，需要从控制策略入手，正向分析整车
异响问题。
本文介绍了一种可以实现车辆控制参数与车
辆 NVH 数据同步采集的方法，通过数据转化与同
时域分析，对车辆异响问题进行有效剖析，快速锁定
车辆异响问题与关键控制参数的关系，通过关键控
制参数的线索逐级排查，最终确定问题产生原因，对
车辆异响问题实现有效控制。
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1 车辆控制参数与NVH同步采集方法
车辆控制参数与 NVH 同步采集是一种将整车
内部的控制参数，通过数据与协议的双重转换，转换
为可以被 NVH 前端采集的格式，并与 NVH 数据同
步采集分析的方法。传统的 NVH 分析方法只能读
取车辆控制参数中的部分 CAN 协议数据，随着车
辆控制参数越来越复杂，仅使用部分 CAN 协议数
据难以实现对于车辆NVH问题的有效识别。
整车控制参数与 NVH 同步采集原理如图 1 所
示。整车控制参数一般采用 CCP、XCP、KWP、
J1939、CAN 等通讯协议，而 NVH 分析软件只能读
取CAN协议格式下的数据，需要完成数据与协议的
双重转换，才能将车辆内部大量不同协议的控制参
数通过 CAN协议数据导入 NVH分析软件。数据和
协议的双重转换主要指把CCP/XCP/KWP/J1939
[3] 基 等协议数据全部转换为 CAN 协议的数据。NVH 数
据包括噪声、振动、扭振等，通过传声器、加速度传感
器和转速传感器等设备，生成电压模拟量信号，与转
换后的 CAN 协议的数据一起导入 NVH 分析软件，
如图2 所示，最终实现车辆控制参数和NVH数据的
[4] 同步采集。
஝૶ˁөᝬᣁ૱
CCP\XCP\ Data
டᢼ଍҄ KWP\J193 (CCP\XCP\ Data
Ԡ஝ CAN KWP\J1939) (CAN)
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图 1 控制参数与 NVH 同步采集架构图
Fig. 1 Control parameters and NVH synchroniza-
tion acquisition architecture diagram
整车控制参数同步采集包括控制参数采集和
NVH 数据采集两部分。实际工程应用中，控制参数
采集可使用德国 IP-TRONIK 公司的 Fleetlog2 模
块完成协议和数据的双重转换，转换后数据导入西
门子的 NVH 数采前端 SCADAS-Mobile 中，数据流
如图2所示，转换过程主要包括A2L和DBC协议及
数据的转换，A2L 协议可以读取发动机所有的内部
标定参数，数量约为 10 多万个，根据实际需求选取
关联参数即可，DBC协议数据包括整车及变速器控
制参数等，数量约为 100 个，选择常用参数即可 (转