車用零配件異雜音設計驗證技術

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車用零配件異雜音設計驗證技術

2023 / 02 / 10

車輛中心環能與車電工程處郭連翰

美國知名市調機構J.D.Power的汽車售服市場調查，消費者購車首重車輛外型、性能、配備、妥善率等相關性價比，然而隨著物質生活水準提升，車內寧靜與舒適的駕乘感受，亦逐漸成為重要購車參考指標；另外，因應環境保護相關議題，電動車節能特性儼然已成為全球車輛發展趨勢，在快速發展過程中，消費者對產品的期待及要求更為嚴苛，特別少了燃油車引擎噪音的掩蓋下，電動車輛零配件所產生之異音更容易被突顯放大，舉凡面板、行車紀錄器、安全帶捲線器、電動遮陽簾及電池等，如今都需克服異雜音所帶來的挑戰，因此對於各項車用零配件商而言，異雜音設計驗證技術被視為重要的產品驗證項目。

車輛中心（ARTC）振動噪音實驗室建置車用零配件異雜音驗證能量，如圖1所示，於半無響室（Semi-Anechoic Chamber）中，結合振動試驗機、水平滑台及頻譜分析儀，可提供各式車用零配件三軸向的異雜音主客觀評價；異雜音驗證方式主要由振動試驗機產生特定的隨機或掃頻振動訊號以模擬車輛行駛於路面所受到的激振，並以頻譜分析儀量測異音訊號，進一步診斷異音問題發生的原因。

圖1、車用零配件異雜音驗證平台

因應市場需求趨勢，近來車廠以客觀評價的方式來驗證各式零配件，透過聲音儀器設備量化產品異音；然而人耳對異音的感受不只是音量大小，事實上涵蓋響度、音調與音色。僅考慮聲壓值的作法並不足以代表人耳的感受程度，目前車廠逐漸開始使用響度（Loudness）作為零配件異雜音的聲學指標，響度代表人耳聽覺感知聲音的大小，其兩者主要差異在於聲壓僅考慮聲音強度的大小，而響度會依聲音不同頻率修正，因此響度較能反應人耳對於聲音大小的感受。

響度計算從等響度曲線而來，如圖2所示，在同一曲線上的響度位準皆相同，但對應的聲壓值不同，舉例而言，在頻率1k Hz的聲壓值為40 dB，但在20 Hz的位置則為90 dB，也就是說，一個20 Hz純音，聲壓值要達到90 dB，才會與1k Hz、40 dB的純音聽覺感受（或稱響度）相同；因此即便量測出同樣的聲壓值，也可能會因為聲源頻率分佈不同，造成人耳所感受到的聲音大小有所不同。

響度的定義及計算目前依據國際規範ISO 532^[1]，車輛中心振噪實驗室能將量測到的聲音訊號以聲壓形式表示外，同時能依照ISO 532將其轉換為響度，提供零配件異雜音量化指標，以符合現今車廠規格要求。