相关噪声的法规对外部通过性噪声的限制越来越严格，这些挑战不仅仅关系到整车制造商，而且也关系到发动机、变速器和轮胎等一级供应商。很多厂商的试验场正在调整测试路面，以保持与国际标准一致，同时，他们也需要探索新的试验方法，以缩短开发时间。

新的标准

车辆行驶产生的噪声很大程度上取决于行驶路面的状况，普通路面的噪声水平排序是：混凝土路面最为安静，沥青路面其次，碎石封层路面再次，开槽路面噪声最大。即使是现代试验场也无法避免这种差异，几种符合标准的测试路面的测试结果可能相差高达5dB。

随着欧盟轮胎标签的推广，整车通过性噪声的水平在2020年有望降低到令人瞩目的程度，每一分贝都至关重要，因此，这也就难怪监管部门一直热衷于缩小误差的幅度：3年前颁布的ISO 10844:2011预计到2018年会将各个试验场趋于一致，路面状况的差异更会将噪声差异缩小到±1dB以内。那么，这对汽车产业意味着什么呢？

图1 米尔布鲁克试验场推出了英国第一个商用的满足ISO 10844:2011规范的噪声测试路面，该试验场有各种路面结构产生车内噪声

保持同步

随着噪声法规的进一步收紧，很多厂商的试验场正在调整测试路面，以保持与国际标准一致。为了了解法规对噪声测试到底会产生多大的影响，我们咨询了一些噪声测试的专家。

“为了车辆的定型测试，由联合国欧洲经济委员会制定的外部通过性噪声测试法规51-02，使用ISO362作为其测试方法。随后，它参照ISO 10844制定了测试场地，路面状况等细节规定。” 英国车辆测试集团的米尔布鲁克试验场（见图1）的Ravi Bal说道，“ISO 10844:2011在其当前的版本中详细说明了试验场地的几何形状，材料规格及施工方法，所以该标准能定义关于测试的条件和属性，因此测试结果能够保持在公差范围之内。”

Ravi Bal对未来噪声测试面临的挑战非常清楚。他说：“联合国欧洲经济委员会对外部通过性噪声的限制已经十分严格，但是他们未来几年还有进一步的计划，使外部通过性噪声的限制变得更加苛刻。一两分贝也许听起来没什么大不了，但是仍然是工程师必须面临的挑战。这不仅关乎整车制造商，也包括发动机、变速器和轮胎等一级供应商。轮胎制造商不得已开始宣布他们产品的噪声水平，并且意识到需要和汽车产业的其他环节一起努力才能满足严格的法规要求。”

试验场的路面

那么ISO 10844:2011会对试验场的路面有要求有何种影响？1994年和2011年版本之间最重要的变化可以分为三类：组分、表面性质和几何形状。新法规规定，路面的组分由纹理和平整度定义，同时对顶层的质量和路基衬底结构柔韧性的程度有严格的要求。表面性质也已经在新标准里更新，平均纹理深度（MTD）被平均轮廓深度（MPD）替代来表示路面纹理。这意味着平均轮廓深度现在有上限和下限，而先前的标准只有一个下限。噪声的吸收要求从315～1600Hz每个1/3倍频带，而且对车道和传播区的要求还不一样。最后，几何形状涉及到试验场的大小、形状、坡度、曲率、路面不平整度（例如骤降和颠簸）以及与大型声音反射性物体的接近程度。Ravi Bal总结道：“其中一个关键的要求是试验场的环境能够作为自由场，保证声音从声源发出之后能够一直向周围扩散，最终消失在远处，而不是反射回来再被测试设备接收。”

图2 在德国TüV进行的户外轮胎噪声测试，这是欧洲最大的独立轮胎技术中心

德国TüV的专家也同意在噪声测试中反射声音的重要性。如图2所示，他们在户外轮胎噪声测试中深刻地感受到了这一点。“声音的反射是一个重要因素，” Tire Characteristics的负责人Lars Netsch说，“更新法规背后的一个主要原因就是想控制路面吸收噪声的水平。监管部门把公差带调整的很窄，以避免路面的反射噪声干扰到测试结果。”这位户外噪声测试的专家接着说：“一般来说，路面周围360°直径100m的范围内不能有任何能够反射声音的物体，这样一来，周围环境反射的声音被消除了，同时从路面自身反射的噪声是标准化的。”

Las Netsch预测新法规将最终实现目标。他说：“在新的ISO标准实施之前，大概有5年的过渡期。在此期间，噪声测试可以在旧标准下建造的路面上进行。不管怎样，路面状况之间的差异将在未来5年内逐渐消失。”他说。对于未来，Las Netsch预测研发部门将把噪声测试转移到室内。他认为：“如果能够克服技术上的挑战，室内试验能够带来巨大的好处，例如测试不受天气状况的限制。”

室内测试的挑战

除了Las Netsch，LMS的测试专家也意识到了室内通过性噪声测试的好处和挑战。目前只有室外的噪声测试能够提供有效的认证，所以室内噪声测试仅仅在原型车阶段用于降低噪声，提高车辆品质。

“室外噪声测试是一项艰巨的工程，” LMS的原声学工程师、通过性噪声测试专家Patrick Van de Ponseele说，“为了获得精准的测试结果，要求环境温度保持在20℃左右而且恒定不变。测试的准备工作也很复杂，你需要一套无线数据传输系统和一名有经验的驾驶员在正确的时机做出正确的动作。而另一方面，室内噪声测试总是能够提供精准的和可重复性的结果，并且可以安装大量的测试仪器仪表。总之，室内测试标准的统一化可能会加快和简化测试过程。”Patrick Van de Ponseele同时也是ISO委员会42工作组的一名特邀嘉宾，42工作组负责为室内噪声控制制定统一标准。

但是室内测试仍然存在挑战，Patrick Van de Ponseele继续说：“除了在室内模拟轮胎噪声的挑战，你还需要一个足够大的房间让所有的麦克风远离墙壁，以避免典型的声波干涉。相反，转毂下方的空间必须足够小，否则轮胎噪声会被下方的腔室吸收。接下来，你必须将麦克风阵列采集到的信号处理成模拟汽车驶过的单一通道的信号。当然，你不能使用几何插值，因为车辆并没有从一个麦克风移动到另一个。我们的系统中包含了时域延迟，这是计算指数平均所必须的。你的计算机也需要有足够的计算速度以模拟真实情况。”

图3 传统的噪声测试与室内测试方法的结合，可以帮助相关厂商缩短开发时间

可控的试验环境

LMS的室内通过性噪声测试是在半消声室内使用转毂试验台进行的。可控的试验室环境使得测试过程更加趋于完整，并且可以将前一个测试流程和后一个测试流程与对汽车做出的修改关联起来，使其能够清晰可靠地再现。由于没有一个统一有效的标准，这项测试主要是试验室的工程工具，用于故障诊断和优化。

这套系统专门为单人操作而设计，有详细的说明书，能够指导用户一步一步走完整个流程，从最基础的数据采集一直到最后生成报告。相关的软件通过测功机的转速计算出虚拟的车辆位置。利用这个信息，整体声压水平（OAL）和位置的对应函数关系就计算出来了，与室外测试得到的结果类似。用户可以选择两种方法来计算OAL，基于每个麦克风位置测量得到的声音能量，或者使用基于麦克风阵列测量值合成的一个时间信号。这个时间信号等同于室外通过性噪声测试中麦克风采集到的除去了多普勒效应的信号。

由于车辆没有移动，测试工程师可以测量一些其他的信号。这使得工程师能够使用远场通过性噪声和额外的测量信号做更好的相关性分析，从而洞察到哪个部件对信号的贡献值最大。

如图3所示，室内测试的方法与其他声源定位和声源排列方法相结合，可以大大缩短开发时间。

“有一个问题是声源的相关性。”LMS通过性噪声测试专家Patrick Van de Ponseele说到，“发动机噪声尤为重要，还有排气噪声，当然，进气噪声和轮胎噪声的辐射也不可忽视。如果假设它们之间没有关联，那一定是个错误的说法。你可以摆脱排气噪声的干扰，因为排气管口离发动机还有一段距离，但是进气管和发动机实在离得太近了，解除它们的关联实在太难了。我们已经开发的技术使我们能够准确地识别噪声的来源。下一步的工作是将其纳入虚拟模型。”

结语

总之，Patrick Van de Ponseele预测新法规将会对制造商产生了重大影响。“汽车行业原来仅仅依靠经验和对标数据设定目标，而现在，汽车行业正在从这个模式中走出。”他总结到，“当前，汽车制造商仍然会对一些特定的部件设置特定的噪声水平目标。未来，整车厂和供应商之间的交互将变得更加重要。整车厂将针对某一特定车型提出部件的个性化要求，而供应商能够满足这些个性化要求的能力将成为其能否进入整车厂供应商体系的关键。”