[发明专利]一种汽车动力传动系统扭转振动信号的在线检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车动力传动系统扭转振动信号的在线检测方法，特别是用于对前置后驱独立悬架型车辆的动力传动系统进行扭振测试和分析，属于汽车噪声和振动控制领域。

背景技术

车辆动力传动系统是一个复杂的，多自由度振动系统，是车辆振动和噪声的重要激励源，其中，扭转振动是动力传动系统的基本振动形式之一。对于发动机前置、后轮驱动、采用独立悬架结构的车辆来说，发动机的动力通过传动轴传递到车的后部，由于动力传递距离较长，传递过程中产生扭振的概率增加；而采用后独立悬架结构的车辆主减速器是直接连接到车身上，这样动力传动系统的扭振也就直接传递到汽车的车身上，严重影响车辆平顺性，产生较大的车内噪声。

针对动力传递系扭转引起的振动噪声问题，可以通过动力传动系统的扭转振动实验，测试分析发动机曲轴和传动系统旋转轴的扭转振动特性。根据获得的系统扭转振动的激励和响应特性，分析动力传动系统的扭转共振以及系统发生扭转共振的主要位置及频率特性。

在旋转轴系的扭转振动测量可分为接触式和非接触式两种，车辆动力传动系统扭转振动的测试目的是分析系统发生扭转共振的主要位置及频率特性，不涉及轴系的应力或者形变，宜采用非接触式扭转振动测试法，在测试分析中常采用仿真和实验台架的方法对车辆动力传动系统进行扭振分析(郭磊，汽车变速箱齿轮传动系统动力学振动特性的研究，振动与冲击，2010；明章杰，基于三维实体有限元的某机车柴油发电机组轴系扭转振动研究，柴油机，2008)。对于加速工况下动力传动系统的旋转信号，频率波动范围较宽，采用传统的测试和分析方法难以达到预期的效果，且实测扭转信号的失真原理错综复杂，且多数伴有随机性，不易准确识别。因此如何准确有效的测量和分析实际车辆加速工况下动力传动系统的扭转振动情况，是改善车辆振动和噪声的关键。

发明内容

本发明的目的是提出一种汽车动力传动系统扭转振动信号的在线检测方法，该方法不需要进行扭转振动系统的台架试验。直接在实际行驶的车辆，特别是前置后驱独立悬架型车辆的动力传动系统进行扭振测试和分析。在动力传动系统的被测位置安装测试齿盘和转速传感器，测量动力传动系统的旋转信号，对其进行自适应滤波，将滤波后的信号进行时频分析，计算系统扭转振动频率。

本发明提出的汽车动力传动系统扭转振动信号的在线检测方法，包括以下步骤：

(1)在被测汽车动力传动系统的转动件上安装测试齿盘，测试齿盘与转动件同轴固定，在车体或转动件的壳体上固定一个转速传感器，并使转速传感器处于测试齿盘的侧面，当被测汽车加速行驶时，采集转动件的旋转信号；

(2)设在时刻t_peak(i)时转动件旋转信号s(t)出现第i个峰值，则测试齿盘上与第i个峰值对应的第i个齿扫过转速传感器的时间周期T(i)为：

T(i)＝t_peak(i+1)-t_peak(i)

根据第i个齿的时间周期T(i)，计算第i+1个齿的时间周期为T(i+1)，T(i+1)的取值

范围为：αT(i)＜T(i+1)＜(α+β)T(i)，其中α、β为周期系数，α和β满足：0＜α＜1，0＜β＜1，在上述取值范围内检索旋转信号的峰值点，得到第i+1个齿的时间周期T(i+1)，依次递推得到测试齿盘上所有齿的时间周期；

根据上述所有齿的时间周期，得到每一齿的瞬时转速为：

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

根据上述所有齿的瞬时转速，得到转动件的平均转速为：