[發明專利]一種汽車動力傳動系統扭轉振動信號的在線檢測方法

有效

• 申請號: 201010202579.1
• 申請日: 2010-06-11
• 公開（公告）號: CN101871846A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發明（設計）人: 鄭四發;郝鵬;王彬星;連小珉;李克強;楊殿閣;羅禹貢;王建強
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01M17/007
• 分類號: G01M17/007;G01M13/02;G01H1/10
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 羅文群

1.一種汽車動力傳動系統扭轉振動信號的在線檢測方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

(1)在被測汽車動力傳動系統的轉動件上安裝測試齒盤，測試齒盤與轉動件同軸固定，在車體或轉動件的殼體上固定一個轉速傳感器，并使轉速傳感器處于測試齒盤的側面，當被測汽車加速行駛時，采集轉動件的旋轉信號；

(2)設在時刻t_peak(i)時轉動件旋轉信號s(t)出現第i個峰值，則測試齒盤上與第i個峰值對應的第i個齒掃過轉速傳感器的時間周期T(i)為：

T(i)＝t_peak(i+1)-t_peak(i)

根據第i個齒的時間周期T(i)，計算第i+1個齒的時間周期為T(i+1)，T(i+1)的取值范圍為：αT(i)＜T(i+1)＜(α+β)T(i)，其中α、β為周期系數，α和β滿足：0＜α＜1，0＜β＜1，在上述取值范圍內檢索旋轉信號的峰值點，得到第i+1個齒的時間周期T(i+1)，依次遞推得到測試齒盤上所有齒的時間周期；

根據上述所有齒的時間周期，得到每一齒的瞬時轉速為：

n(ti)=1T(i)]]>

根據上述所有齒的瞬時轉速，得到轉動件的平均轉速為：

v(ti)=1ZΣi=1Zn(ti)]]>

其中Z是測試齒盤的齒數；

(3)根據上述轉動件的平均轉速，得到用于對瞬時轉速進行濾波處理的帶通濾波器的中心頻率f_c(t_i)為：

根據上述帶通濾波器的中心頻率，得到帶通濾波器的加窗沖擊響應函數的時間離散形式為：

hβ[tk]=11+βwβ[tk]{4rfc·sinc[2rfc(tk-Td)]·cos[2πfc(tk-Td)]},(k=0,1,...,N-1)]]>

其中，r為帶通濾波器的帶寬，r＝β，T_d為群延遲，T_d＝N/2F_s，F_s為轉動件旋轉信號的采樣頻率，w_β[t_k]為提升余弦窗函數，[t_k]為采樣時間序列，[t_k]＝k/F_s，(k＝0，1，…，N-1)，N為濾波函數長度，N＝K/60，K為待濾波信號的長度；

(4)將上述瞬時轉速n(t_i)按上述采樣時間序列[t_k]進行線性插值，得到瞬時轉速的時間離散形式n[t_k]，利用上述加窗沖擊響應函數h_β[t_k]對瞬時轉速的時間離散形式n[t_k]進行濾波，得到濾波后的轉動件瞬時轉速為：

ns[tk]=1FsΣn=0N-1hβ[tn]n[tk-tn],(k=1,2,...,K)]]>

將被測汽車在整個加速過程中采集的旋轉信號按測試齒盤每旋轉一周的數據長度進行分段，重復步驟(2)、(3)和(4)，對每段信號進行濾波，得到被測汽車在整個加速過程中轉動件的瞬時轉速n_s-all[t_k]；

(5)將上述被測汽車在整個加速過程中轉動件的瞬時轉速n_s-all[t_k]通過短時傅里葉變換，轉換到頻域瞬時轉速n_s(t_p，f)，其中t_p為進行短時傅里葉變換的時刻，t_p的取值范圍為t_start≤t_p≤t_end，t_start是被測汽車加速的起始時刻，t_end是被測汽車加速的結束時刻，f為頻域瞬時轉速的頻率；

根據上述轉動件的平均轉速v(t_i)，得到轉動件各階的轉速階次頻率為：

f_m(t_i)＝m·v(t_i)

其中，m為階次；

根據上述計算得到的轉動件各階的轉速階次頻率f_m(t_i)，將頻域瞬時轉速n_s(t_p，f)轉換為階次瞬時轉速n_s-m[t_m(t_p)]，其中f_m(t_p)為第m階的階次瞬時轉速在t_p時刻的轉速階次頻率；

對被測汽車整個加速過程中第m階的階次瞬時轉速n_s-m[f_m(t_p)]進行檢索，得到該階的階次瞬時轉速出現極大值max{n_s-m[f_m(t_p)]}時的轉速階次頻率f_m-max(t_p-max)，即轉動件第m階的扭轉振動信號的階次頻率為：

f_m＝f_m-max(t_p-max)

其中，t_p-max是轉動件第m階的階次瞬時轉速出現極大值的時刻。