一种动力总成角度域扭振信号检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种动力总成角度域扭振信号检测方法及装置，包括以下步骤：通过凸轮轴位置传感器采集发动机凸轮轴信号盘脉冲信号；通过曲轴位置传感器采集发动机曲轴信号盘脉冲信号；通过发动机凸轮轴信号盘脉冲信号和发动机曲轴信号盘脉冲信号生成随时间变化的发动机曲轴运行角度域信号；通过飞轮端传感器采集飞轮信号齿脉冲信号；基于飞轮信号齿脉冲信号生成随时间变化的飞轮端角位移信号；将随时间变化的发动机曲轴运行角度信号和随时间变化的角位移信号中相同时刻的角度域信号和角位移信号整合，得到随发动机运行角度变化的扭振信号。本发明专利技术结构简单，实现了动力总成角度域扭振信号检测成本较低，且信号牢固可靠。且信号牢固可靠。且信号牢固可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种动力总成角度域扭振信号检测方法及装置


[0001]本专利技术属于发动机测试
，具体涉及一种动力总成角度域扭振信号检测方法及装置。

技术介绍

[0002]目前，动力总成扭振测量多采用码带测量，将码带安装在变速箱端和曲轴前端，仅能测试出曲轴前端和变速箱输出端的扭振数据，无法测试出发动机输出端和变速箱输入端的扭振数据，无法得知发动机输出端扭振激励数据。同时在整车上进行码带方式测量时，激光转速传感器安装困难且易受振动影响。由于传感器安装受限，无法采集发动机角度域信号，进而无法采集动力总成角度域下的扭振数据。所以现有技术中的测试方法因其存在以上缺陷，不适用于动力总成角度域扭振信号的检测。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的就是为了解决上述
技术介绍
存在的不足，提供一种动力总成角度域扭振信号检测方法及装置，结构简单，成本较低，信号牢固可靠，解决了业内技术难题，容易在动力总成测试领域推广使用。
[0004]本专利技术采用的技术方案是：一种动力总成角度域扭振信号检测方法，包括以下步骤：
[0005]通过凸轮轴位置传感器采集发动机凸轮轴信号盘脉冲信号；
[0006]通过曲轴位置传感器采集发动机曲轴信号盘脉冲信号；
[0007]通过发动机凸轮轴信号盘脉冲信号和发动机曲轴信号盘脉冲信号生成随时间变化的发动机曲轴运行角度域信号；
[0008]通过飞轮端传感器采集飞轮信号齿脉冲信号；基于飞轮信号齿脉冲信号生成随时间变化的飞轮端角位移信号；
[0009]将随时间变化的发动机曲轴运行角度信号和随时间变化的角位移信号中相同时刻的角度域信号和角位移信号整合，得到随发动机运行角度变化的扭振信号。
[0010]上述技术方案中，通过发动机凸轮轴信号盘脉冲信号和发动机曲轴信号盘脉冲信号生成随时间变化的发动机曲轴运行角度域信号的过程包括：
[0011]根据发动机凸轮轴信号盘脉冲信号找到发动机1缸运行到上止点位置的时刻，并将该时刻对应的曲轴信号所代表的曲轴转角定义为初始转角，由凸轮轴信号盘和曲轴信号盘齿圈结构确定初始转角取值；根据曲轴信号的初始转角、曲轴信号盘的信号齿的曲轴转角分布方式和曲轴信号盘高电平触发时刻，计算得到每个曲轴信号盘高电平触发时刻对应的曲轴转角，从而得到随时间变化的发动机曲轴运行角度信号。
[0012]上述技术方案中，根据发动机凸轮轴信号盘脉冲信号找到发动机1缸运行到上止点位置的时刻的过程包括：
[0013]凸轮轴位置传感器实时检测凸轮轴信号盘状态，面对凸轮轴信号盘的信号齿时输
出高电平，面对凸轮轴信号盘的相邻两个信号齿之间时输出低电平；
[0014]记录高电平触发时刻；
[0015]当某个的高电平与前一个高电平持续时间小于前一组相邻高电平持续时间的1/2时，判定该高电平对应的时刻为发动机1缸运行到上止点位置的时刻
[0016]本专利技术通过分析凸轮轴位置传感器的脉冲信号，检测出发动机1缸运行到上止点位置时的时刻，通过发动机自身的判缸信号来确定本专利技术角度域的1缸上止点时刻，保证检测的准确度。将信号盘几何特征转换到时间域中，利于高电平持续时间的差异来判断1缸运行到上止点位置时的时刻，简单实用。
[0017]上述技术方案中，根据曲轴信号的初始转角、曲轴信号盘的信号齿的曲轴转角分布方式和曲轴信号盘高电平触发时刻，计算得到每个曲轴信号盘高电平触发时刻对应的曲轴转角的过程包括：
[0018]曲轴信号盘的齿圈设置有缺齿区域；曲轴位置传感器实时检测曲轴信号盘状态，面对曲轴信号盘的信号齿时输出高电平，面对曲轴信号盘的相邻两个信号齿时输出低电平；
[0019]将发动机1缸运行到上止点位置的时刻作为发动机曲轴运行角度信号的初始时刻并将初始转角取值作为该时刻的曲轴转角号的取值α0；以初始时刻为起始时刻，后续记录的曲轴信号盘高电平触发时刻为即每个触发时刻对应的曲轴转角为(a0,a1,......a
n
)；每个触发时刻表示到达了相应的信号齿位置；a
n+1
＝a
n
+A
°
；A表示时刻达到的信号齿与时刻达到的信号齿的角度差；设相邻两个高低电平持续时间为当某时，A的取值为缺齿区域对应的曲轴转角；其余时刻A的取值为每个信号齿对应的曲轴转角；
[0020]随时间变化的发动机曲轴运行角度信号表示为
[0021]本专利技术基于凸轮轴信号分析得出的上止点位置时刻获取初始角，进而通过曲轴信号分析得出随时间变化的角度域信号，利于发动机自带的曲轴信号盘缺齿信号来确定本专利技术角度域的初始记录时刻，再利于均匀间隔角度的齿将时域转换成角度域，其中分析公式的为每个高电平触发时刻赋角度值，简单实用，准确率高的同时节约了计算成本。
[0022]上述技术方案中，基于飞轮信号齿脉冲信号生成随时间变化的飞轮端角位移信号的过程包括：
[0023]记录飞轮信号齿脉冲信号的变化时刻；根据飞轮信号盘的信号齿分布方式以及各个变化时刻的时间差计算得到每个变化时刻对应的角速度信号，进而得到随时间变化的飞轮端角位移信号。
[0024]上述技术方案中，在发动机飞轮壳上安装霍尔式转速传感器作为飞轮端传感器；霍尔式转速传感器面对飞轮信号盘的信号齿时触发高电平，面对飞轮信号盘的相邻两个信号齿之间时触发低电平；发动机运行时霍尔式转速传感器生成一组的矩形波信号；
[0025]记录矩形波信号上升沿的时刻即为并计算每个时刻相应的角速度ω
l
；其中：
[0026]B表示飞轮信号盘齿数；
[0027]将角速度信号进行高通滤波，保留角速度高频波动分量信号将角速度信号的高频波动分量进行逐点积分得到角位移信号从而得到随时间变化的角位移信号，即
[0028]本专利技术通过分析生成随时间的角位移信号，将发动机启动齿圈作为发动机飞轮信号盘，无需另外布置信号产生单元。其中分析公式的优点是利于积分将角速度转换成角位移，简单实用，准确率高的同时节约了计算成本。
[0029]本专利技术还提供了一种动力总成角度域扭振信号检测装置，包括信号采集系统和数据处理系统；信号采集系统包括凸轮轴信号采集单元、曲轴信号采集单元和飞轮端信号采集单元；数据处理系统包括角度域生成模块、角速度生成模块、扭振生成模块和角度域扭振生成模块组成；
[0030]凸轮轴信号采集单元采集发动机凸轮轴信号盘脉冲信号；
[0031]曲轴信号采集单元采集发动机曲轴信号盘脉冲信号；
[0032]飞轮端信号采集单元采集飞轮信号齿脉冲信号；
[0033]角度域生成模块根据曲轴信号盘脉冲信号和曲轴信号盘脉冲信号生成发动机曲轴运行角度域信号，
[0034]角速度生成模块根据飞轮信号齿脉冲信号生成发动机飞轮端角速度信号，
[0035]扭振生成模块根据飞轮端角速度信号生成发动机飞轮端角位移信号；
[0036]角度域扭振生成模块根据发动机曲轴运行角度域信号和飞轮端角位移信号整合，生成角度域下的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动力总成角度域扭振信号检测方法，其特征在于：包括以下步骤：通过凸轮轴位置传感器采集发动机凸轮轴信号盘脉冲信号；通过曲轴位置传感器采集发动机曲轴信号盘脉冲信号；通过发动机凸轮轴信号盘脉冲信号和发动机曲轴信号盘脉冲信号生成随时间变化的发动机曲轴运行角度域信号；通过飞轮端传感器采集飞轮信号齿脉冲信号；基于飞轮信号齿脉冲信号生成随时间变化的飞轮端角位移信号；将随时间变化的发动机曲轴运行角度信号和随时间变化的角位移信号中相同时刻的角度域信号和角位移信号整合，得到随发动机运行角度变化的扭振信号。2.根据权利要求1所述的一种动力总成角度域扭振信号检测方法，其特征在于：通过发动机凸轮轴信号盘脉冲信号和发动机曲轴信号盘脉冲信号生成随时间变化的发动机曲轴运行角度域信号的过程包括：根据发动机凸轮轴信号盘脉冲信号找到发动机1缸运行到上止点位置的时刻，并将该时刻对应的曲轴信号所代表的曲轴转角定义为初始转角，由凸轮轴信号盘和曲轴信号盘齿圈结构确定初始转角取值；根据曲轴信号的初始转角、曲轴信号盘的信号齿分布方式和曲轴信号盘高电平触发时刻，计算得到每个曲轴信号盘高电平触发时刻对应的曲轴转角，从而得到随时间变化的发动机曲轴运行角度信号。3.根据权利要求2所述的一种动力总成角度域扭振信号检测方法，其特征在于：根据发动机凸轮轴信号盘脉冲信号找到发动机1缸运行到上止点位置的时刻的过程包括：凸轮轴位置传感器实时检测凸轮轴信号盘状态，面对凸轮轴信号盘的信号齿时输出高电平，面对凸轮轴信号盘的相邻两个信号齿之间时输出低电平；记录高电平触发时刻；当某个的高电平与前一个高电平持续时间小于前一组相邻高电平持续时间的1/2时，判定该高电平对应的时刻为发动机1缸运行到上止点位置的时刻4.根据权利要求3所述的一种动力总成角度域扭振信号检测方法，其特征在于：根据曲轴信号的初始转角、曲轴信号盘的信号齿的曲轴转角分布方式和曲轴信号盘高电平触发时刻，计算得到每个曲轴信号盘高电平触发时刻对应的曲轴转角的过程包括：曲轴信号盘的齿圈设置有缺齿区域；曲轴位置传感器实时检测曲轴信号盘状态，面对曲轴信号盘的信号齿时输出高电平，面对曲轴信号盘的相邻两个信号齿时输出低电平；将发动机1缸运行到上止点位置的时刻作为发动机曲轴运行角度信号的初始时刻并将初始转角取值作为该时刻的曲轴转角号的取值α0；以初始时刻为起始时刻，后续记录的曲轴信号盘高电平触发时刻为即每个触发时刻对应的曲轴转角为(a0,a1,
……
a
n
)；每个触发时刻表示到达了相应的信号齿位置；a
n+1
＝a
n
+A
°
；A表示时刻达到的信号齿与时刻达到的信号齿的角度差；设相邻两个高低电平持续时间为当某时，A的取值为缺齿区域对应的曲轴转角；其余时刻
A的取值为每个信号齿对应的曲轴转角；随时间变化的发动机曲轴运行角度信号表示为5.根据权利要求1所述的一种动力总成角度域扭振信号检测方法，其特征在于：基于飞轮信号齿脉冲信号生成随时间变化的飞轮端角位移信号的过程包括：记录飞轮信号齿脉冲信号的变化时刻；根据飞轮信号盘的信号齿分布方式以及各个变化时...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋单平，王勇，
申请(专利权)人：东风康明斯发动机有限公司，
类型：发明
国别省市：