[發(fā)明專利]一種汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)信號(hào)的在線檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010202579.1
• 申請(qǐng)日: 2010-06-11
• 公開（公告）號(hào): CN101871846A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭四發(fā);郝鵬;王彬星;連小珉;李克強(qiáng);楊殿閣;羅禹貢;王建強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M17/007
• 分類號(hào): G01M17/007;G01M13/02;G01H1/10
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 羅文群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)信號(hào)的在線檢測(cè)方法，特別是用于對(duì)前置后驅(qū)獨(dú)立懸架型車輛的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行扭振測(cè)試和分析，屬于汽車噪聲和振動(dòng)控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)

車輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的，多自由度振動(dòng)系統(tǒng)，是車輛振動(dòng)和噪聲的重要激勵(lì)源，其中，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)是動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的基本振動(dòng)形式之一。對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)前置、后輪驅(qū)動(dòng)、采用獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)的車輛來說，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過傳動(dòng)軸傳遞到車的后部，由于動(dòng)力傳遞距離較長(zhǎng)，傳遞過程中產(chǎn)生扭振的概率增加；而采用后獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)的車輛主減速器是直接連接到車身上，這樣動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的扭振也就直接傳遞到汽車的車身上，嚴(yán)重影響車輛平順性，產(chǎn)生較大的車內(nèi)噪聲。

針對(duì)動(dòng)力傳遞系扭轉(zhuǎn)引起的振動(dòng)噪聲問題，可以通過動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)，測(cè)試分析發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸和傳動(dòng)系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)軸的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)特性。根據(jù)獲得的系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的激勵(lì)和響應(yīng)特性，分析動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)共振以及系統(tǒng)發(fā)生扭轉(zhuǎn)共振的主要位置及頻率特性。

在旋轉(zhuǎn)軸系的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)測(cè)量可分為接觸式和非接觸式兩種，車輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的測(cè)試目的是分析系統(tǒng)發(fā)生扭轉(zhuǎn)共振的主要位置及頻率特性，不涉及軸系的應(yīng)力或者形變，宜采用非接觸式扭轉(zhuǎn)振動(dòng)測(cè)試法，在測(cè)試分析中常采用仿真和實(shí)驗(yàn)臺(tái)架的方法對(duì)車輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行扭振分析(郭磊，汽車變速箱齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)振動(dòng)特性的研究，振動(dòng)與沖擊，2010；明章杰，基于三維實(shí)體有限元的某機(jī)車柴油發(fā)電機(jī)組軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)研究，柴油機(jī)，2008)。對(duì)于加速工況下動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)信號(hào)，頻率波動(dòng)范圍較寬，采用傳統(tǒng)的測(cè)試和分析方法難以達(dá)到預(yù)期的效果，且實(shí)測(cè)扭轉(zhuǎn)信號(hào)的失真原理錯(cuò)綜復(fù)雜，且多數(shù)伴有隨機(jī)性，不易準(zhǔn)確識(shí)別。因此如何準(zhǔn)確有效的測(cè)量和分析實(shí)際車輛加速工況下動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)情況，是改善車輛振動(dòng)和噪聲的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)信號(hào)的在線檢測(cè)方法，該方法不需要進(jìn)行扭轉(zhuǎn)振動(dòng)系統(tǒng)的臺(tái)架試驗(yàn)。直接在實(shí)際行駛的車輛，特別是前置后驅(qū)獨(dú)立懸架型車輛的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行扭振測(cè)試和分析。在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的被測(cè)位置安裝測(cè)試齒盤和轉(zhuǎn)速傳感器，測(cè)量動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行自適應(yīng)濾波，將濾波后的信號(hào)進(jìn)行時(shí)頻分析，計(jì)算系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)頻率。

本發(fā)明提出的汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)信號(hào)的在線檢測(cè)方法，包括以下步驟：

(1)在被測(cè)汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)件上安裝測(cè)試齒盤，測(cè)試齒盤與轉(zhuǎn)動(dòng)件同軸固定，在車體或轉(zhuǎn)動(dòng)件的殼體上固定一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器，并使轉(zhuǎn)速傳感器處于測(cè)試齒盤的側(cè)面，當(dāng)被測(cè)汽車加速行駛時(shí)，采集轉(zhuǎn)動(dòng)件的旋轉(zhuǎn)信號(hào)；

(2)設(shè)在時(shí)刻t_peak(i)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)件旋轉(zhuǎn)信號(hào)s(t)出現(xiàn)第i個(gè)峰值，則測(cè)試齒盤上與第i個(gè)峰值對(duì)應(yīng)的第i個(gè)齒掃過轉(zhuǎn)速傳感器的時(shí)間周期T(i)為：

T(i)＝t_peak(i+1)-t_peak(i)

根據(jù)第i個(gè)齒的時(shí)間周期T(i)，計(jì)算第i+1個(gè)齒的時(shí)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(shù)，α和β滿足：0＜α＜1，0＜β＜1，在上述取值范圍內(nèi)檢索旋轉(zhuǎn)信號(hào)的峰值點(diǎn)，得到第i+1個(gè)齒的時(shí)間周期T(i+1)，依次遞推得到測(cè)試齒盤上所有齒的時(shí)間周期；

根據(jù)上述所有齒的時(shí)間周期，得到每一齒的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速為：

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

根據(jù)上述所有齒的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速，得到轉(zhuǎn)動(dòng)件的平均轉(zhuǎn)速為：