汽车电动转向系统噪声台架测试方法及性能要求

1汽车电动助力转向系统噪声测试评价方法及要求本文件规定了汽车电动助力转向系统装置噪声测试的技术要求和试验方法。本文件适用于汽车电动助力转向系统装置（以下简称装置），其形式有管柱助力式（C-EPS）、小齿轮助力式（P-EPS）和齿条助力式（R-EPS）。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB12348工业企业厂界环境噪声排放标准GB/T18697声学汽车车内噪声测量方法GB/T35360汽车转向系统术语和定义GB50800消声室和半消声室技术规范国家标准QC/T1081汽车电动助力转向装置3术语和定义GB/T35360中界定的及以下术语和定义适用于本标准。3.1噪声本文件中提到的噪声是按照信号的时间变化的特性分为稳态噪声和非稳态噪声，稳态噪声指在测量时间内,被测声源的声级起伏不大于3dB(A)的噪声，如转向系统的操作运行时产生噪声和电机阶次噪声等。被测声源的声级起伏大于3dB(A)的噪声为非稳态噪声，如由于设计、制造、装配等原因造成两者之间存在的不合理间隙而产生摩擦、撞击等令人烦躁不安的声音。3.2传声器把声压信号转换为电信号的装置，也称之为麦克风。3.3声校准器一种能产生规定声压级和规定频率的正弦声压，用于检查，校正传声器灵敏度的装置。3.4声压级声压p的平方与基准声压p的平方之比，取以10为底的对数的10倍，用分贝（dB）表示：式中：p0—基准值，p0=20μPap22p023.5A计权声压级用声级计或与此等效的测量仪器，经过A计权网络测出的噪声级称为A计权声压级，用LA表示。单位为分贝，单位符号dB，本标准为明确以A特性计权用dB（A）表示。3.6背景噪音来自被测声源之外的所有其他声源的噪音。背景噪音包括空气声、结构传导的噪音、仪器的电噪音等。4技术要求4.1一般要求4.1.1装置装置按经规定程序批准的产品图样及技术文件制造。装置的机械部分应满足QC/T29096、QC/T29097、QC/T649、QC/T647、QC/T529的标准要求。4.1.2工作温度装置在-40℃~+120℃（电动助力转向装置安装在驾驶室外）温度范围内应能正常工作。4.1.3相对湿度装置能承受的相对湿度应≤95%RH。4.1.4工作电压标称电压：13.5V、24V、48V。允许电压变化范围：b)21.6V～32V(标称电压24V)。4.2性能要求4.2.1转向助力装置旋转噪声输入端转速为180°/s时，在20Hz～3000Hz频段噪声平均值不大于48dB(A)，加速度overall值不超过0.6m/s2；输入端转速为270°/s时，在20Hz～3000Hz频段噪声平均值不大于50dB(A)，加速度overall值不超过1.0m/s2输入端转速为360°/s时，在20Hz～3000Hz频段噪声平均值不大于54dB(A)，加速度overall值不超过1.5m/s24.2.2转向助力装置换向噪声转角控制装置以±5°/3-5Hz的速度往复运动，在20Hz～3000Hz频段噪声平均值不大于53dB(A)，加速度overall值不超过0.8m/s2；转向控制装置以±30°/1-2Hz的速度往复运动时，在20Hz～3000Hz频段噪声平均值不大于55dB(A)，加速度overall值不超过1.5m/s2；4.2.3转向助力装置撞击噪声（Rattle）3激励输入为正弦波激励（5-20Hz载荷为0.35×设计载荷，在20Hz～3000Hz频段噪声平均值不大于65dB(A)，在远离小齿轮侧加速度值不超过50m/s2，在靠近小齿轮侧加速度值不超过70m/s2。5试验方法5.1试验条件5.1.1温度偏差本文件规定试验方法中的温度偏差为±2℃,另有明确要求除外。5.1.2试验电压本文件规定试验电压为13V±0.5V（标称电压13V）、24V±1V（标称电压24V）和48V±1V（标称电压48V），另有明确要求除外。5.1.3试验用直流电源可用汽车蓄电池或直流稳压电源。5.1.4装置的安装装置试验时可参照实车安装方式或平置安装在试验台架上。5.1.5背景噪音对有声音信号测试的部分，要求试验环境背景噪音A计权声压级≤30dB（A）5.1.6检测仪器设备要求在（23±5）℃温度范围内，扭矩、力、位移、转角、转速、电流、电压的测量精度应不低于0.5%FS。在（23±5）℃温度范围内，噪声测量的精度等级不低于1dB(A)。在（23±5）℃温度范围内，温度测量的精度等级不低于1℃。在（23±5）℃温度范围内，湿度测量的精度等级不低于10%RH。传声器：量程：声压级范围14～135dB，频率响应范围3.15～20kHz加速度传感器建议使用灵敏度在100mV/g左右的集成电路压电（ICP）三向加速度传感器，加速度传感器的频率响应必须至少为8000Hz。振动系统：必须采用闭环控制的振动系统。5.2性能试验项目5.2.1转向助力装置旋转噪声试验准备模拟实车状态或者水平安装转向助力装置，其中方向盘侧连接转角控制装置，中间轴侧连接载荷加载装置；连接电源与控制器，设置车速为0km/h，使助力电机处于工作状态。将采用1000Hz，94分贝的纯音标定过的传声器布置在距助力电机壳体径向100mm处，加速度传感器布置在齿轮齿条啮合位置、蜗轮蜗杆啮合位置和调整间隙位置。4试验过程载荷加载装置施加70%最大负载转矩，转角控制装置分别以180°/s、270°/s、360°/s的速度带动输入轴转动，待输入轴转速稳定后，设置采样率为44.1kHz或48kHz，采集传声器和加速度信号，测试时间30s。数据处理设置时间分辨率0.1s，对采集的声音和加速度信号进行300Hz～8000Hz的带通滤波，计算声音信号的A计权经过带通滤波后的值或三个位置的加速度的overall值。1—消音环境；2—电动助力转向管柱总成；3—噪音测试夹具；4—传声器；5—载荷加载装置；6—转角控制装置；图1转向管柱总成旋转噪音测试示意图1—消音环境；2—载荷加载装置；3—加速度传感器1；4—电动助力转向器总成；5—麦克风；6—中间轴；7—加速度传感器2；8—转角控制装置；9—转向器固定台架；图2转向器总成旋转噪音测试示意图5.2.2转向助力装置换向噪声试验准备模拟实车状态安装转向助力装置，其中方向盘侧连接转角控制装置，中间轴侧连接载荷加载装置；连接电源与控制器，设置车速为0km/h，使助力电机处于工作状态。将采用1000Hz，94分贝的纯音标5定过的传声器布置在距助力电机壳体径向100mm处，加速度传感器布置在齿轮齿条啮合位置、蜗轮蜗杆啮合位置和调整间隙位置。试验过程载荷加载装置施加25%的最大负载转矩，转角控制装置以±5°/3-5Hz的速度往复运动；载荷加载装置施加50%的最大负载转矩，转角控制装置以±30°/1-2Hz的速度往复运动；待运行状态稳定后，设置采样率为44.1kHz或48kHz，采集传声器和加速度信号，测试时间30s，每个位置测量三次，两次测量至少间隔2分钟。数据处理设置时间分辨率0.1s，对采集的声音和加速度信号进行300Hz～8000Hz的带通滤波，计算声音信号的A计权经过带通滤波后的值或三个位置的加速度的overall值。1—消音环境；2—电动助力转向管柱总成；3—噪音测试夹具；4—传声器；5—载荷加载装置；6—转角控制装置；图3转向管柱总成换向噪音测试示意图1—消音环境；2—载荷加载装置；3—加速度传感器1；4—电动助力转向器总成；5—麦克风；6—中间轴；7—加速度传感器2；8—转角控制装置；9—转向器固定台架；图2转向器总成旋转噪音测试示意图5.2.3转向助力装置撞击噪声（Rattle）试验准备模拟实车状态安装转向助力装置，齿条位于中位，转向器小齿轮端的拉杆上连接一个载荷加载装置，另一侧拉杆连接弹簧系统，弹性系数为300N/mm±30N/mm；输入轴端连接惯量为0.04kg*m2惯量盘。6在齿条衬套处壳体正上方、间隙调整机构处壳体正上方，分别布置一个三向加速度传感器。试验过程内拉杆角度处于设计状态，控制载荷加载装置在拉杆上分别施加频率5-20Hz，幅值0.35×设计载荷的力(峰峰值0.7×设计载荷)，设置采样率为44.1kHz或48kHz，待测试系统运行稳定后采集传声器和加速度传感器的信号，测试时间60s，重复测试三次，两次测试之间至少间隔2分