一种利用固有频率对汽车传动系统耸振进行识别的方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种利用固有频率对汽车传动系统耸振现象进行识别的方法及系统，所述方法包括：获取车辆的振动物理量的测量值，从车辆振动物理量的频谱图得到汽车传动系统的固有频率即峰值频率；计算传动系统的耸振固有频率f：比较传动系统的耸振固有频率f和汽车传动系统的固有频率，判断峰值频率对应的振动是否由传动系统耸振引起。本发明专利技术可以提高对汽车传动系统耸振现象识别的准确性，为汽车传动系统各个组成部分之间的相互匹配提供参考，进而改善由汽车传动系统耸振引起的汽车NVH性能。由汽车传动系统耸振引起的汽车NVH性能。由汽车传动系统耸振引起的汽车NVH性能。

【技术实现步骤摘要】
一种利用固有频率对汽车传动系统耸振进行识别的方法及系统


[0001]本专利技术涉及汽车动力NVH领域，具体涉及对汽车传动系统耸振现象进行识别的技术。

技术介绍

[0002]汽车动力传动系统是一个多自由度的扭转振动系统。驾驶员的瞬间突然操作(比如急踩油门踏板、急松油门踏板等)会引起发动机扭矩发生突变。发动机扭矩作为激励力，若其频率与由液力变矩器到半轴的传动系统的固有频率一致时，便会引发传动系统的耸振。传动系统耸振与传动系统动力学特征有直接的关联。传动系统耸振会给驾驶舱带去高敏感度的振动和噪声，影响驾乘舒适性。传动系统耸振固有频率与传动系统弹性元件的刚度和质量元件的惯量有密切的关系。揭示汽车传动系统耸振的动力学特性，寻求降低传动系统耸振的影响措施，是汽车动力NVH(振动和噪声)领域的重要研究课题之一。准确识别汽车传动系统耸振，对抑制耸振发生及为传动系统进行匹配优化十分重要，并且也可以为传动系统振动和噪声问题解决提供依据。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种利用固有频率对汽车传动系统耸振现象进行识别的方法及系统，作为通过试验测试手段识别汽车传动系统耸振现象的有效辅助验证方法，为汽车传动系统各个组成部分之间的相互匹配提供参考，进而改善由汽车传动系统耸振引起的汽车NVH性能。
[0004]本专利技术的技术方案如下：
[0005]本专利技术提供一种利用固有频率对汽车传动系统耸振现象进行识别的方法，所述方法包括：
[0006]步骤1，获取车辆振动物理量的测量数据，所述振动物理量包括振动加速度、振动速度、或者振动位移。
[0007]根据本专利技术的实施例，对车辆的振动物理量。向驾驶员发出起步时急踩油门踏板的指令。在汽车传动系统的壳体上(如变速器壳体)布置振动传感器。利用振动测量的专业软件进行振动物理量(如加速度)的测量。
[0008]步骤2，对车辆振动物理量进行数据分析
[0009]对车辆振动物理量进行快速傅里叶变换(FFT)计算。得到振动物理量(例如传动系统壳体振动加速度)的频谱图，获取峰值频率，即为汽车传动系统的固有频率。
[0010]步骤3，计算传动系统的耸振固有频率f。
[0011]步骤4，比较传动系统的耸振固有频率f和传动系统固有频率，如果两者接近甚至相同，则判断峰值频率对应的振动是由传动系统耸振引起。根据试验结果表明，如果两者相差在4.4％以内即可算是接近。
[0012]本专利技术在以上技术方案中，先通过测量得到车辆的振动物理量，对其进行FFT(快速傅里叶变换)计算。得到传动系统壳体振动加速度的频谱图。进一步，从频谱图中获取峰值，其对应的频率称为峰值频率。由于汽车传动系统的固有特性是出现峰值频率的原因之一，因此此时的峰值频率即是汽车传动系统的固有频率。由于汽车传动系统结构复杂，其固有频率与多个部件的惯量和刚度均有关系，因此汽车传动系统具有多个固有频率。因此，对于出现耸振现象的问题车辆，有可能不能从传动系统壳体的振动加速度的频谱图中识别出耸振的固有频率，即从传动系统壳体的振动加速度的频谱图中识别出耸振的固有频率是不准确的。因此，本专利技术提出了进一步计算出传动系统的耸振固有频率f，然后将计算出的传动系统的耸振固有频率f和前面通过频谱图中识别出的汽车传动系统的固有频率进行比较，如果两者接近甚至相同，则才能判断峰值频率对应的振动是由传动系统耸振引起。
[0013]而对于传动系统的耸振固有频率f，本专利技术进一步提出了两种独特的计算公式，一个是比较精确全面的计算公式：
[0014][0015]其中，K1为液力变矩器的刚度、K2为变速器的刚度、K3为差速器的刚度、K
4左
为左半轴的刚度、K
4右
为右半轴的刚度、J
1泵
为泵轮的惯量、J
1涡
为涡轮的惯量、J2为变速器的惯量、J3为差速器的惯量、J
4左
为左半轴的惯量、J
4右
为右半轴的惯量、R1为挡位速比，R2为主减速比。
[0016]另一个计算公式是在参数不全时，基于以上第一个计算公式的简化：
[0017][0018]其中，K
4左
为左半轴的刚度、K
4右
为右半轴的刚度、J
1泵
为泵轮的惯量、J
1涡
为涡轮的惯量、R1为挡位速比，R2为主减速比。
[0019]本专利技术的优点如下：
[0020]本专利技术提出的识别汽车传动系统耸振现象的方法，通过将计算出的传动系统的耸振固有频率f和通过频谱图中识别出的传动系统固有频率进行比较，来判断频谱图固有频率的峰值频率对应的振动是否由传动系统耸振引起，从而识别耸振现象，使得识别的准确性更高。
[0021]同时，本专利技术提出了独特的传动系统的耸振固有频率f计算公式，揭示与自动挡汽车传动系统耸振固有频率有关的动力学参数，识别汽车传动系统耸振现象。结果表明，计算公式仅与少数几个动力学参数相关，即液力变矩器泵轮的刚度、液力变矩器泵轮和涡轮的惯量、变速器的刚度和惯量、差速器的刚度和惯量、左半轴的刚度和惯量、右半轴的刚度和惯量、挡位速比、主减速比等13个参数。测试结果与计算结果相差1.8％，可认为较为相符。进一步，本专利技术还衍生出简化的计算公式。结果表明，该简化的计算公式仅与泵轮的惯量、涡轮的惯量、左半轴的刚度、右半轴的刚度、挡位速比、主减速比等6个参数有关。计算值与试验测量值相差4.4％。在相关计算参数不完整不精确的情况下仍可将该结果作为判断自动挡汽车传动系统出现耸振现象的有力依据。
附图说明
[0022]图1为传动系统的部件结构。
[0023]图2是利用固有频率对汽车传动系统耸振现象进行识别的方法流程图。
[0024]图3为计算传动系统耸振的固有频率的流程图。
具体实施方式
[0025]下面结合说明书附图对本专利技术进行进一步的描述。所描述的实施例仅是本专利技术专利的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术专利的实施例，在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术专利的保护范围。
[0026]本实施例以一款典型的自动挡汽车传动系统为例，如图1所示。本实施例所指的汽车传动系统是指从发动机到驱动车轮之间所有动力传递装置的总成。它的作用是将发动机的动力传递给驱动车轮。本实施例所指的自动挡汽车传动系统10包括发动机101、液力变矩器102、泵轮103、涡轮104、变速器105、差速器106、左半轴107、右半轴108、左驱动车轮109、右驱动车轮110。在液力变矩器102的涡轮103和涡轮104的转速同步后，驾驶员的瞬间突然操作(比如急踩油门踏板、急松油门踏板等)会引起发动机扭矩发生突变，进而引发传动系统的耸振。发动机101的扭矩首先传递给液力变矩器泵轮102，因此在计算传动系统耸振固有频率时，首先考虑的部件就是泵轮103。另一方面，左驱动车轮109和右驱动车轮110受到地面的约束，因此在计算传动系统耸振固有频率时不考虑左驱动车轮1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用固有频率对汽车传动系统耸振现象进行识别的方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1，获取车辆振动物理量的测量数据，所述振动物理量包括振动加速度、振动速度或振动位移；步骤2，对车辆振动物理量进行数据分析对车辆振动物理量进行快速傅里叶变换(FFT)计算。得到所述振动物理量的频谱图，获取峰值频率，即为汽车传动系统的固有频率；步骤3，计算传动系统的耸振固有频率f：步骤4，比较传动系统的耸振固有频率f和汽车传动系统的固有频率，如果两者数值接近甚至相同，则判断峰值频率对应的振动是由传动系统耸振引起。2.根据权利要求1所述的利用固有频率对汽车传动系统耸振现象进行识别的方法，其特征在于，所述步骤3计算传动系统的耸振固有频率f，采用计算公式：其中，K1为液力变矩器的刚度、K2为变速器的刚度、K3为差速器的刚度、K
4左
为左半轴的刚度、K
4右
为右半轴的刚度、J
1泵
为泵轮的惯量、J
1涡
为涡轮的惯量、J2为变速器的惯量、J3为差速器的惯量、J
4左
为左半轴的惯量、J
4右
为右半轴的惯量、R1为挡位速比，R2为主减速比。3.根据权利要求1所述的利用固有频率对汽车传动系统耸振现象进行识别的方法，其特征在于，所述步骤3计算传动系统的耸振固有频率f，采用计算公式：其中，K
4左
为左半轴的刚度、K
4右
为右半轴的刚度、J
1泵
为泵轮的惯量、J
1涡
为涡轮的惯量、R1为挡位速比，R2为主减速比。4.根据权利要求1、2或3所述的利用固有频率对汽车传动系统耸振现象进行识别的方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李捷，郝涛，余波，艾晓玉，冉绍伯，
申请(专利权)人：重庆长安汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：