CN104568133A - 一种机动车异常振动的判断方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机动车异常振动的判断方法及装置,当检测到机动车启动时采集所述机动车的垂向振动加速度,获取所述垂向振动加速度的等效均值,然后判断等效均值是否大于预设的门限值,预设的门限值为所述机动车正常振动的最大加速度等效均值,若是,表明车辆出现异常振动,则发出异常振动提示。所以该方法能够避免依靠人为感知车辆振动来判断车辆的异常振动时出现误判,使能够及时地、准确地发现机动车辆出现的异常振动。
Description
技术领域
本发明涉及机动车领域,特别是涉及一种机动车异常振动的判断方法和系统。
背景技术
公路上行驶的机动车辆,尤其是公共汽车、载货汽车等营运车辆,经过一段时间的运行后,有时会出现设计状态之外的异常振动。这类异常振动常表现为整车的抖动或颤动、车内饰件或车窗玻璃晃动等,车辆的异常振动会使车内乘客和驾驶员感觉不舒适。异常振动的产生是由于机动车辆的动力总成工作状态不正常、动力总成悬置、驾驶室悬置或者悬架等减振元件磨损,或者是车辆的某些关键部件或电气系统发生故障。如果对这些机动车辆出现的问题不及时采取措施,不仅影响乘客和驾驶员乘车的舒适度,而且会极大地危害整车的可靠性。
当前,对机动车出现异常振动的发现,主要依据驾驶员或乘客对车辆振动的主观感觉,当人为感觉车辆的振动有异常时,使用振动测试分析仪器,对车辆进行检测与分析,来判断车辆的振动是否为异常振动。
然而,人对车辆振动的主观感觉,不同的人的感知不同,存在较大的差异性,这样对机动车辆异常振动的判断就会出现误判,而导致不能及时或准确地发现车辆出现的异常振动。
发明内容
本发明的目的是提供一种机动车异常振动的判断方法和系统,解决了依靠人为感知车辆振动来判断车辆的异常振动而导致的不能及时或准确地发现机动车出现的异常振动的问题。
为解决上述技术问题,本发明提供一种机动车异常振动的判断方法,包括:
当检测到机动车启动时采集所述机动车的垂向振动加速度;
获取所述垂向振动加速度的等效均值;
判断所述等效均值是否大于预设的门限值,若是,则发出异常振动提示,所述预设的门限值为所述机动车正常振动的最大加速度等效均值。
可选地,所述判断所述等效均值是否大于预设的门限值之前还包括:
根据所述垂向振动加速度的幅值谱,判断在人体敏感的频段内是否存在满足第一条件的第一频率,所述第一条件为相邻两时刻的后一时刻的垂向振动加速度的幅值是前一时刻的垂向振动加速度的幅值的第一预设倍数以上;
所述判断所述等效均值是否大于预设的门限值,包括:
当根据所述垂向振动加速度的幅值谱,判断在人体敏感的频段内存在满足所述第一条件的第一频率时,判断所述等效均值是否大于预设的门限值。
可选地,所述根据所述垂向振动加速度的幅值谱,判断在人体敏感的频段内是否存在满足第一条件的第一频率之前,还包括:
判断所述垂向振动加速度的有效值是否满足第二条件,所述第二条件为相邻两时刻的后一时刻的所述垂向振动加速度的有效值是前一时刻的所述垂向振动加速度的有效值的第二预设倍数以上;
所述根据所述垂向振动加速度的幅值谱,判断在人体敏感的频段内是否存在满足第一条件的第一频率,包括:
当所述垂向振动加速度的有效值满足第二条件时,根据所述垂向振动加速度的幅值谱,判断在人体敏感的频段内是否存在满足第一条件的第一频率。
可选地,所述判断方法还包括:
当检测到所述机动车启动时采集所述机动车的部件的运行参数;
依据所述运行参数获取所述部件的运行频率;
当所述等效均值大于预设的门限值时,判断所述运行频率与所述第一频率是否一致,若是,则返回异常振动来自所述部件的结果。
可选地,所述获取所述垂向振动加速度的等效均值,包括:
依据预设值时间内采集到的垂向振动加速度计算所述等效均值。
本发明还提供一种机动车异常振动的判断系统,包括:
第一采集模块,用于当检测到机动车启动时采集所述机动车的垂向振动加速度;
第一获取模块,用于获取所述垂向振动加速度的等效均值;
第一判断模块,用于判断所述等效均值是否大于预设的门限值,若是,则发出异常振动提示,所述预设的门限值为所述机动车正常振动的最大加速度等效均值。
可选地,所述判断系统还包括:
第二判断模块,用于在判断所述等效均值是否大于预设的门限值之前,根据所述垂向振动加速度的幅值谱,判断在人体敏感的频段内是否存在满足第一条件的第一频率,所述第一条件为相邻两时刻的后一时刻的垂向振动加速度的幅值是前一时刻的垂向振动加速度的幅值的第一预设倍数以上;
所述第一判断模块,用于判断所述等效均值是否大于预设的门限值,包括:
所述第一判断模块具体用于,当根据所述垂向振动加速度的幅值谱,判断在人体敏感的频段内存在满足第一条件的第一频率时,判断所述等效均值是否大于预设的门限值。
可选地,所述判断系统还包括:
第三判断模块,用于在根据所述垂向振动加速度的幅值谱,判断在人体敏感的频段内是否存在满足第一条件的第一频率之前,判断所述垂向振动加速度的有效值是否满足第二条件,所述第二条件为相邻两时刻的后一时刻的所述垂向振动加速度的有效值是前一时刻的所述垂向振动加速度的有效值的第二预设倍数以上;
所述第二判断模块,用于根据所述垂向振动加速度的幅值谱,判断在人体敏感的频段内是否存在满足第一条件的第一频率,包括:
所述第二判断模块具体用于,当所述垂向振动加速度的有效值满足第二条件时,根据所述垂向振动加速度的幅值谱,判断在人体敏感的频段内是否存在满足第一条件的第一频率。
可选地,所述判断系统还包括;
第二采集模块,用于当检测到所述机动车启动时采集所述机动车的部件的运行参数;
第二获取模块,用于依据所述运行参数获取所述部件的运行频率;
第四判断模块,用于当所述等效均值大于预设的门限值时,判断所述运行频率与所述第一频率是否一致,若是,则返回异常振动来自所述部件的结果。
可选地,所述第一获取模块,用于获取所述垂向振动加速度的等效均值包括:
所述第一获取模块具体用于,依据预设值时间内采集到的垂向振动加速度计算所述等效均值。
本发明所提供的一种机动车异常振动的判断方法,当检测到机动车启动时采集所述机动车的垂向振动加速度,获取所述垂向振动加速度的等效均值,然后判断所述等效均值是否大于预设的门限值,所述预设的门限值为所述机动车正常振动的最大加速度等效均值,若是,表明车辆出现异常振动,则发出异常振动提示。所以该方法能够实时地获得车辆振动的垂向振动加速度的等效均值,然后通过判断所述等效均值是否大于车辆正常振动的最大加速度等效均值来判断车辆的振动是否为异常振动,这样,避免了依靠人为感知车辆振动来判断车辆的异常振动时出现误判,使能够及时地、准确地发现机动车辆出现的异常振动。
本发明提供的一种机动车异常振动的判断系统,包括第一采集模块、第一获取模块和第一判断模块。当检测到机动车启动时第一采集模块采集所述机动车的垂向振动加速度,由第一获取模块获取所述垂向振动加速度的等效均值,然后第一判断模块判断等效均值是否大于预设的门限值,所述预设的门限值为所述机动车正常振动的最大加速度等效均值,若是,则发出异常振动提示。该系统能够在机动车辆启动时实时地获取车辆的垂向振动加速度,并判断垂向振动加速度的等效均值是否大于预设的门限值,若是则说明车辆有异常振动,发出异常振动提示。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种机动车异常振动的判断方法的流程图;
图2为本发明又一实施例提供的一种机动车异常振动的判断方法的流程图;
图3为本发明又一实施例提供的一种机动车异常振动的判断方法的流程图;
图4为本发明实施例提供的一种机动车异常振动的判断系统的结构示意图;
图5为本发明又一实施例提供的一种机动车异常振动的判断系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种机动车异常振动的判断方法和系统,解决了依靠人为感知车辆振动来判断车辆的异常振动而导致的不能及时或准确地发现机动车出现的异常振动的问题。所述异常振动,是指由于车辆的某些部件磨损或发生电气故障,使车辆在启动时产生设计状态之外的剧烈抖动或颤动。
任何机动车辆运行时都会有振动,振动反映车辆自身、驾驶员操作及所行驶过的道路状态,但当车辆出现异常振动时,车辆振动的振动幅值和振动波形会发生变化。因此,可以通过对车辆振动信号的测量和分析,来检测车辆的异常振动和运行状态,可以测量和分析车辆振动的振动位移、振动速度或振动加速度。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
参见图1,本发明实施例提供的一种机动车异常振动的判断方法,包括步骤:
100:当检测到机动车启动时采集所述机动车的垂向振动加速度。
在机动车启动时实时地采集和记录车辆的垂向振动加速度,可通过在车辆的座椅中间设置加速度传感器,来采集车辆的垂向振动加速度。
101:获取所述垂向振动加速度的等效均值。
可以依据预设值时间内采集到的垂向振动加速度计算所述等效均值。所述预设值时间可根据处理数据时需要的数据长度确定,计算等效均值需要0.2Hz以内的频率分辨率,计算其至少需要8s的振动加速度数据,因此,预设值时间可以选择10s,10s的数据长度最为合适。
等效均值,可用于判断人体振动舒适性的值,其计算公式为:其中,aw为座椅垂向加权加速度均方根值,a0=10-6。
座椅垂向加权加速度均方根值aw,可参照GB/T 4970-2009计算得到,具体过程如下:
1)计算得到座椅坐垫上方垂向振动加速度信号的自功率谱密度Ga(f)。
2)按下式计算1/3倍频程加速度均方根值:
式中:——中心频率为fj的第j(j=1,2,3……23)个1/3倍频程加速度均方根值,单位为m/s2;fij、fuj——分别是1/3倍频程的中心频率为fj的上、下限频率(参加GB/T 4970-2009中表A.2),单位为Hz;Ga(f)——加速度自功率谱密度,单位为m2/s3。
3)根据加权系数与步骤2)的结果,计算座椅垂向加权加速度均方根值式中:——单轴向加权加速度均方根值,单位为m/s2;wj——第j个1/3倍频程的加权系数。
可通过相应的计算程序直接计算获得所述垂向加权加速度均方根值。
102:判断所述等效均值是否大于预设的门限值,若是,则发出异常振动提示,所述预设的门限值为所述机动车正常振动的最大加速度等效均值。
预设的门限值可以设定为120dB,120dB为人体对车辆振动的承受限值。
所以,本实施例提供的一种机动车异常振动的判断方法,当检测到机动车启动时采集所述机动车的垂向振动加速度,获取所述垂向振动加速度的等效均值,然后判断所述等效均值是否大于预设的门限值,所述预设的门限值为所述机动车正常振动的最大加速度等效均值,若是,表明车辆出现异常振动,则发出异常振动提示。所以该方法能够实时地获得车辆振动的垂向振动加速度的等效均值,然后通过判断所述等效均值是否大于车辆正常振动的最大加速度等效均值来判断车辆的振动是否为异常振动,这样,避免了依靠人为感知车辆振动来判断车辆的异常振动时出现误判,使能够及时地、准确地发现机动车辆出现的异常振动。
参见图2,本发明又一实施例提供的一种机动车异常振动的判断方法,包括步骤:
200:当检测到机动车启动时采集所述机动车的垂向振动加速度和所述机动车的部件的运行参数。
所述机动车的部件可以是发动机、变速器或离合器等动力总成部件,相对应地,所述运行参数可以是发动机转速、发动机扭矩、车速、冷却系统的油温或水温等数据。
201:根据所述垂向振动加速度的幅值谱,判断在人体敏感的频段内是否存在满足第一条件的第一频率,若是,则进入步骤202,所述第一条件为相邻两时刻的后一时刻的垂向振动加速度的幅值是前一时刻的垂向振动加速度的幅值的第一预设倍数以上。
实时地计算所述垂向振动加速度的幅值谱,依据所述幅值谱,判断在1Hz-90Hz频段内是否存在满足第一条件的第一频率,1Hz-90Hz频段为人体敏感的频段。所述第一条件为相邻两时刻的后一时刻的垂向振动加速度的幅值是前一时刻的垂向振动加速度的幅值的第一预设倍数以上,所述第一预设倍数可以是2-5倍。
202:获取所述垂向振动加速度的等效均值。
203:判断所述等效均值是否大于预设的门限值,若是,则发出异常振动提示,并进入步骤205,所述预设的门限值为所述机动车正常振动的最大加速度等效均值。
204:依据所述运行参数获取所述部件的运行频率。
依据采集到的发动机转速、发动机扭矩、车速、冷却系统的油温或水温等数据,来获取所述机动车的发动机、变速器或离合器等运行时的振动频率。
205:判断所述运行频率与所述第一频率是否一致,若是,则返回异常振动来自所述部件的结果。
第一频率为在人体敏感的频段内存在的满足第一条件的频率,通过判断获取所述机动车的发动机、变速器或离合器等运行时的振动频率与第一频率是否一致,来判断异常振动是否来自相应的部件,若一致,则说明异常振动来自所对应的部件,返回异常振动来自所述部件的结果。使驾驶员能够知道是车辆的哪部分出现故障,了解车辆的整车状态,便于后续的对车辆的检测和维修,为车辆的维修提供参考。
本实施例中,在判断所述等效均值是否大于预设的门限值即机动车正常振动的最大加速度等效均值之前,先依据垂向振动加速度的幅值谱,判断在人体敏感的频段内是否存在满足第一条件的第一频率,这样对车辆的振动做一个预判,当判断存在时,在进一步判断所述等效均值是否大于预设的门限值,可提高对车辆异常振动的判断准确度,可提高判断的效率。
参见图3,本发明又一实施例提供的一种机动车异常振动的判断方法,包括步骤:
300:当检测到机动车启动时采集所述机动车的振动加速度和所述机动车的部件的运行参数。
301:判断所述垂向振动加速度的有效值是否满足第二条件,若是,则进入步骤302,所述第二条件为相邻两时刻的后一时刻的所述垂向振动加速度的有效值是前一时刻的所述垂向振动加速度的有效值的第二预设倍数以上。
实时地计算所述垂向振动加速度的有效值,计算周期可为每0.5s一次。判断相邻两时刻的后一时刻的有效值是否是前一时刻的有效值的第二预设倍数以上,所述第二预设倍数可以选择2倍,2倍为最低倍数。
302:根据所述垂向振动加速度的幅值谱,判断在人体敏感的频段内是否存在满足第一条件的第一频率,若是,则进入步骤303,所述第一条件为相邻两时刻的后一时刻的垂向振动加速度的幅值是前一时刻的垂向振动加速度的幅值的第一预设倍数以上。
303:获取所述垂向振动加速度的等效均值。
304:判断所述等效均值是否大于预设的门限值,若是,则发出异常振动提示,并进入步骤306,所述预设的门限值为所述机动车正常振动的最大加速度等效均值。
305:依据所述运行参数获取所述部件的运行频率。
依据采集到的发动机转速、发动机扭矩、车速、冷却系统的油温或水温等数据,来获取所述机动车的发动机、变速器或离合器等运行时的振动频率。
306:判断所述运行频率与所述第一频率是否一致,若是,则返回异常振动来自所述部件的结果。
通过判断获取所述机动车的发动机、变速器或离合器等运行时的振动频率与第一频率是否一致,来判断异常振动是否来自相应的部件,若一致,则说明异常振动来自所对应的部件,返回异常振动来自所述部件的结果。使驾驶员能够知道是车辆的哪部分出现故障,了解车辆的整车状态,便于后续的对车辆的检测和维修,为车辆的维修提供参考。
本实施例所提供的判断方法,在上实施例的判断步骤201之前,先对所述垂向振动加速度的有效值是否满足第二条件进行判断,若满足再依据垂向振动加速度的幅值谱,判断在人体敏感的频段内是否存在满足第一条件的第一频率,这样可提高对车辆异常振动的判断准确度,可提高判断的效率。
参见图4,本发明实施例提供的一种机动车异常振动的判断系统,包括第一采集模块400、第一获取模块401和第一判断模块402。
第一采集模块400,用于当检测到机动车启动时采集所述机动车的垂向振动加速度。第一采集模块可以是在车辆的座椅中间设置的振动加速度传感器,来采集车辆的垂向振动加速度。
第一获取模块401,用于获取所述垂向振动加速度的等效均值。第一获取模块可以依据预设值时间内采集到的垂向振动加速度计算所述等效均值。
第一判断模块402,用于判断所述等效均值是否大于预设的门限值,若是,则发出异常振动提示,所述预设的门限值为所述机动车正常振动的最大加速度等效均值。
可以是在车辆的座椅中间设置的振动加速度传感器,来采集车辆的垂向振动加速度,振动加速度传感器通过振动加速度数据采集卡,将采集到的数据传送给第一获取模块。振动加速度数据采集卡用于振动加速度传感器和第一获取模块的通讯,它可以进行数模转换,将采集到的数据变换成可被第一获取模块识别的数字信号。第一获取模块和第一判断模块可以是计算机或微型计算机。第一判断模块可以与蜂鸣报警系统连接,当发出异常振动提示时,蜂鸣报警系统对驾驶员进行警示。
参见图5,本发明实施例提供的一种机动车异常振动的判断系统,包括第一采集模块400、第一获取模块401、第一判断模块402、第二判断模块403和第三判断模块404。
第一采集模块400,用于当检测到机动车启动时采集所述机动车的垂向振动加速度。第一采集模块可以是在车辆的座椅中间设置的振动加速度传感器,来采集车辆的垂向振动加速度。
第一获取模块401,用于获取所述垂向振动加速度的等效均值。第一获取模块可以依据预设值时间内采集到的垂向振动加速度计算所述等效均值。
第二判断模块403用于在判断所述等效均值是否大于预设的门限值之前,根据所述垂向振动加速度的幅值谱,判断在人体敏感的频段内是否存在满足第一条件的第一频率,所述第一条件为相邻两时刻的后一时刻的垂向振动加速度的幅值是前一时刻的垂向振动加速度的幅值的第一预设倍数以上。当根据所述垂向振动加速度的幅值谱,判断在人体敏感的频段内存在满足第一条件的第一频率时,所述第一判断模块402判断所述等效均值是否大于预设的门限值。
第三判断模块404用于在根据所述垂向振动加速度的幅值谱,判断在人体敏感的频段内是否存在满足第一条件的第一频率之前,判断所述垂向振动加速度的有效值是否满足第二条件,所述第二条件为相邻两时刻的后一时刻的所述垂向振动加速度的有效值是前一时刻的所述垂向振动加速度的有效值的第二预设倍数以上。当所述垂向振动加速度的有效值满足第二条件时,所述第二判断模块403根据所述垂向振动加速度的幅值谱,判断在人体敏感的频段内是否存在满足第一条件的第一频率。
本实施例中,判断系统还包括第二采集模块405、第二获取模块406和第四判断模块407。
当检测到所述机动车启动时第二采集模块405采集所述机动车的部件的运行参数,第二获取模块406依据所述运行参数获取所述部件的运行频率,当第一判断模块402判断所述等效均值大于预设的门限值时,第四判断模块407判断所述运行频率与所述第一频率是否一致,若是,则返回异常振动来自所述部件的结果。
对于本发明各个实施例中所阐述的方法和系统,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种机动车异常振动的判断方法,其特征在于,包括:
当检测到机动车启动时采集所述机动车的垂向振动加速度;
获取所述垂向振动加速度的等效均值;
判断所述等效均值是否大于预设的门限值,若是,则发出异常振动提示,所述预设的门限值为所述机动车正常振动的最大加速度等效均值。
2.如权利要求1所述的判断方法,其特征在于,所述判断所述等效均值是否大于预设的门限值之前还包括:
根据所述垂向振动加速度的幅值谱,判断在人体敏感的频段内是否存在满足第一条件的第一频率,所述第一条件为相邻两时刻的后一时刻的垂向振动加速度的幅值是前一时刻的垂向振动加速度的幅值的第一预设倍数以上;
所述判断所述等效均值是否大于预设的门限值,包括:
当根据所述垂向振动加速度的幅值谱,判断在人体敏感的频段内存在满足所述第一条件的第一频率时,判断所述等效均值是否大于预设的门限值。
3.如权利要求2所述的判断方法,其特征在于,所述根据所述垂向振动加速度的幅值谱,判断在人体敏感的频段内是否存在满足第一条件的第一频率之前,还包括:
判断所述垂向振动加速度的有效值是否满足第二条件,所述第二条件为相邻两时刻的后一时刻的所述垂向振动加速度的有效值是前一时刻的所述垂向振动加速度的有效值的第二预设倍数以上;
所述根据所述垂向振动加速度的幅值谱,判断在人体敏感的频段内是否存在满足第一条件的第一频率,包括:
当所述垂向振动加速度的有效值满足第二条件时,根据所述垂向振动加速度的幅值谱,判断在人体敏感的频段内是否存在满足第一条件的第一频率。
4.如权利要求2或3所述的判断方法,其特征在于,还包括:
当检测到所述机动车启动时采集所述机动车的部件的运行参数;
依据所述运行参数获取所述部件的运行频率;
当所述等效均值大于预设的门限值时,判断所述运行频率与所述第一频率是否一致,若是,则返回异常振动来自所述部件的结果。
5.如权利要求1所述的判断方法,其特征在于,所述获取所述垂向振动加速度的等效均值,包括:
依据预设值时间内采集到的垂向振动加速度计算所述等效均值。
6.一种机动车异常振动的判断系统,其特征在于,包括:
第一采集模块,用于当检测到机动车启动时采集所述机动车的垂向振动加速度;
第一获取模块,用于获取所述垂向振动加速度的等效均值;
第一判断模块,用于判断所述等效均值是否大于预设的门限值,若是,则发出异常振动提示,所述预设的门限值为所述机动车正常振动的最大加速度等效均值。
7.如权利要求6所述的判断系统,其特征在于,还包括:
第二判断模块,用于在判断所述等效均值是否大于预设的门限值之前,根据所述垂向振动加速度的幅值谱,判断在人体敏感的频段内是否存在满足第一条件的第一频率,所述第一条件为相邻两时刻的后一时刻的垂向振动加速度的幅值是前一时刻的垂向振动加速度的幅值的第一预设倍数以上;
所述第一判断模块,用于判断所述等效均值是否大于预设的门限值,包括:
所述第一判断模块具体用于,当根据所述垂向振动加速度的幅值谱,判断在人体敏感的频段内存在满足第一条件的第一频率时,判断所述等效均值是否大于预设的门限值。
8.如权利要求7所述的判断系统,其特征在于,还包括:
第三判断模块,用于在根据所述垂向振动加速度的幅值谱,判断在人体敏感的频段内是否存在满足第一条件的第一频率之前,判断所述垂向振动加速度的有效值是否满足第二条件,所述第二条件为相邻两时刻的后一时刻的所述垂向振动加速度的有效值是前一时刻的所述垂向振动加速度的有效值的第二预设倍数以上;
所述第二判断模块,用于根据所述垂向振动加速度的幅值谱,判断在人体敏感的频段内是否存在满足第一条件的第一频率,包括:
所述第二判断模块具体用于,当所述垂向振动加速度的有效值满足第二条件时,根据所述垂向振动加速度的幅值谱,判断在人体敏感的频段内是否存在满足第一条件的第一频率。
9.如权利要求7或8所述的判断系统,其特征在于,还包括;
第二采集模块,用于当检测到所述机动车启动时采集所述机动车的部件的运行参数;
第二获取模块,用于依据所述运行参数获取所述部件的运行频率;
第四判断模块,用于当所述等效均值大于预设的门限值时,判断所述运行频率与所述第一频率是否一致,若是,则返回异常振动来自所述部件的结果。
10.如权利要求6所述的判断系统,其特征在于,所述第一获取模块,用于获取所述垂向振动加速度的等效均值包括:
所述第一获取模块具体用于,依据预设值时间内采集到的垂向振动加速度计算所述等效均值。
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