CN108535012B - 一种变速器啸叫nvh性能下线检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变速器啸叫NVH性能下线检测方法，采用的下线检测系统包括传感器和具有下线分析仪的下线检测设备，传感器与下线分析仪电连接；该下线检测方法包括安装待测变速器和传感器的步骤，模拟不同档位的加、减速工况，并获得待测变速器在各档位的加、减速工况下的阶次振动位移‑转速曲线的步骤以及判断待测变速器啸叫NVH性能是否合格的步骤。该下线检测方法能突出变速器啸叫中低频峰值特征，消弱高频特征，实现与整车实车感受啸叫特征的一致性。

Description

一种变速器啸叫NVH性能下线检测方法

技术领域

本发明属于汽车NVH(Noise Vibration Harshness，即噪声、振动和不平顺性)检测技术领域，具体涉及一种变速器啸叫NVH性能下线检测方法。

背景技术

变速器啸叫是客户抱怨的重点NVH问题之一，当前行业内对变速器啸叫性能的一致性管控措施主要采用对零部件的管控，其耗费大量的人力物力，并且效果甚微，同时检测能力通常不能满足量产的大批量高频次的检测需求。

现有的变速器下线检测方法中：一部分是采用阶次谱形式对变速器进行把控，而啸叫是阶次随转速变化的关系曲线，阶次谱只能表征一个最大值，不能包含所有转速范围内的详细特征，容易造成大量的误判情况发生；另一部分则是采用振动加速度作为啸叫特征参数进行控制，比如公开号为CN106092310A的专利申请中公开的一种汽车变速器振动噪声下线检测方法，其通过提取振动信号和转速信号的有效特征信息，利用自学习和转速分区间诊断的方法，自动分析出变速器有无振动噪声缺陷。但是这种振动噪声下线检测方法仍然存在如下问题：(1)需要对关注的特征阶次进行转速工况区间划分，且振动加速度随转速呈递增趋势，高频阶段峰值特征明显，中低频峰值特征较弱，而整车啸叫主要抱怨集中在中低频阶段，造成检测情况与实车表现差距较远，不能有效控制，导致啸叫一致性问题反复发生；(2)未对下线检测台架是否满足检测要求进行分析，容易导致检测结果不准确；(3)振动噪声指标的参考值(即参考谱线)是基于数理统计原理自学习生成，未采用实际性能验收总成作为参考值，容易造成大面积误判情况发生。

发明内容

本发明的目的是提供一种变速器啸叫NVH性能下线检测方法，以突出变速器啸叫中低频峰值特征，消弱高频特征，实现与整车实车感受啸叫特征的一致性。

本发明所述的变速器啸叫NVH性能下线检测方法，采用的下线检测系统包括传感器和具有下线分析仪的下线检测设备，传感器与下线分析仪电连接；该下线检测方法包括如下步骤：

第一步、将待测变速器安装在下线检测设备上，并将传感器安装在待测变速器的振动参考测量位置；

第二步、下线检测设备对待测变速器施加参考测量扭矩，模拟不同档位的加、减速工况，传感器获取待测变速器在各档位的加、减速工况下的阶次振动数据，并发送给下线分析仪，下线分析仪经分析处理后获得待测变速器在各档位的加、减速工况下的阶次振动位移-转速曲线(即各档位的加、减速工况下的阶次振动位移与转速的关系曲线)；

第三步、下线分析仪将获得的各档位的加、减速工况下的阶次振动位移-转速曲线与各档位的加、减速工况下的初始标准曲线对比，当某个档位的某种工况下的阶次振动位移-转速曲线在对应的初始标准曲线下方时，待测变速器在该档位的该工况下的NVH性能合格，当某个档位的某种工况下的阶次振动位移-转速曲线在对应的初始标准曲线上方时，待测变速器在该档位的该工况下的NVH性能不合格；

第四步、下线分析仪判断待测变速器是否在各档位的加、减速工况下的NVH性能都合格，如果是，则待测变速器啸叫NVH性能合格，如果不是，则待测变速器啸叫NVH性能不合格。

为了排除下线检测系统可能带来的检测误差，以使检测结果更真实、准确，所述下线检测系统为经过测量系统分析(即MSA分析)，重复性与再现性满足要求的检测系统；所述振动参考测量位置为经过测量系统分析后确定的传感器的安装位置(即测点)，所述参考测量扭矩为经过测量系统分析后确定的应对待测变速器施加的测量扭矩。

其中，所述测量系统分析包括如下步骤：

第一步、准备单体NVH性能达标，且完成了一致性验证的N台变速器样机，其中5≤N≤10；并从已知的整车状态下变速器啸叫的扭矩范围内选取测量扭矩；

第二步、第一位操作者a将一台变速器样机安装在下线检测设备上，并将传感器安装在变速器样机壳体的左悬置安装点处；

第三步、利用下线检测设备对变速器样机施加选取的测量扭矩，模拟不同档位的加、减速工况，传感器获取变速器样机在各档位的加、减速工况下的阶次振动数据，并发送给下线分析仪，下线分析仪经分析处理后获得变速器样机在各档位的加、减速工况下的各个转速点的阶次振动位移；

第四步、重复第二步至第三步至少3次，得到至少3组变速器样机在各档位的加、减速工况下的各个转速点的阶次振动位移；

第五步、重复第二步至第四步，直至将N台变速器样机测完，得到至少3N组变速器样机在各档位的加、减速工况下的各个转速点的阶次振动位移；

第六步、第二位操作者b将一台变速器样机安装在下线检测设备上，并将传感器安装在变速器样机壳体的左悬置安装点处；

第七步、利用下线检测设备对变速器样机施加选取的测量扭矩，模拟不同档位的加、减速工况，传感器获取变速器样机在各档位的加、减速工况下的阶次振动数据，并发送给下线分析仪，下线分析仪经分析处理后获得变速器样机在各档位的加、减速工况下的各个转速点的阶次振动位移；

第八步、重复第六步至第七步至少3次，得到至少3组变速器样机在各档位的加、减速工况下的各个转速点的阶次振动位移；

第九步、重复第六步至第八步，直至将N台变速器样机测完，得到至少3N组变速器样机在各档位的加、减速工况下的各个转速点的阶次振动位移；

第十步、下线分析仪对获得的至少6N组变速器样机在各档位的加、减速工况下的各个转速点的阶次振动位移进行重复性和再现性计算，判断下线检测系统的重复性与再现性是否满足要求，如果满足，则将变速器样机壳体的左悬置安装点作为振动参考测量位置，将选取的测量扭矩作为所述参考测量扭矩，如果不满足，则调整传感器的安装位置，并在已知的整车状态下变速器啸叫的扭矩范围内另外选取测量扭矩，再进行测量分析，直至下线检测系统的重复性与再现性满足要求，将下线检测系统的重复性与再现性满足要求时传感器的安装位置作为振动参考测量位置，将下线检测系统的重复性与再现性满足要求时选取的测量扭矩作为所述参考测量扭矩。

对所述重复性与再现性的要求为：测量系统变异与总变异的比值(即P/TV)小于30％，且测量系统变异与规格公差的比值(即P/T)小于30％。

为了避免大面积误判情况的发生，所述初始标准曲线通过如下步骤获得：

第一步、准备零部件质量满足设计要求(即在公差要求范围以内)的M台变速器，其中M＞100；

第二步、将一台变速器安装在下线检测设备上，并将传感器安装在变速器的振动参考测量位置；

第三步、利用下线检测设备对变速器施加参考测量扭矩，模拟不同档位的加、减速工况，传感器获取变速器在各档位的加、减速工况下的阶次振动数据，并发送给下线分析仪，下线分析仪经分析处理后获得变速器在各档位的加、减速工况下的各个转速点的阶次振动位移；

第四步、重复第二步至第三步，直至将M台变速器测完，得到M台变速器在各档位的加、减速工况下的各个转速点的阶次振动位移；

第五步、对M台变速器在某个档位的某种工况下的某个转速点的阶次振动位移进行相关分析；

第六步、重复第五步，直至完成对M台变速器在各个档位的加、减速工况下的各个转速点的阶次振动位移的相关分析；

第七步、取某个档位的某种工况下的各个转速点的阶次振动位移的最大值绘制包络线，该包络线为某个档位的某种工况下的初始标准曲线；

第八步、重复第七步，直至获得各档位的加、减速工况下的初始标准曲线。

其中，所述相关分析为正态性检验分析或者直方图分析。

所述传感器有两种：第一种为振动加速度传感器，第二种为振动位移传感器；当传感器为振动加速度传感器时，所述阶次振动数据为阶次振动加速度，下线分析仪对阶次振动加速度进行两次积分运算后得到阶次振动位移；当传感器为振动位移传感器时，所述阶次振动数据为阶次振动位移。

本发明采用阶次振动位移作为下线检测的指标参数，无需对关注的特征阶次进行转速工况区间划分，使得数值不随转速呈递增趋势，突出了变速器啸叫中低频峰值特征，消弱了高频特征，实现了与整车实车感受啸叫特征的一致性；同时，减少了大量的人力对零部件质量的检测，减少了装车后一致性问题及售后抱怨问题，降低了成本。

附图说明

图1为加速度、速度、位移与转速的关系曲线图。

图2为测量系统分析过程中记录的10台变速器样机的某个档位的某种工况下的某个转速点的阶次振动位移数据表。

图3为初始标准曲线获得过程中记录的140台变速器在四档加速工况下的各个转速点的阶次振动位移数据表。

图4为140台变速器在四档加速工况下1100rpm转速点的阶次振动位移的正态性检验分析图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细说明。

如图1至图4所示，本实施例中的变速器啸叫NVH性能下线检测方法中采用的下线检测系统包括传感器和具有下线分析仪的下线检测设备，传感器与下线分析仪电连接，下线检测设备可以实现变速器换挡、扭矩加载、转速控制功能，下线分析仪具备相关的NVH分析能力，下线检测系统为经过测量系统分析(即MSA分析)，重复性与再现性满足要求的检测系统，传感器为振动加速度传感器。

本实施例中的变速器啸叫NVH性能下线检测方法包括如下步骤：

第一步、将待测变速器安装在下线检测设备上，并将振动加速度传感器安装在待测变速器的振动参考测量位置；

第二步、下线检测设备对待测变速器施加参考测量扭矩，模拟不同档位的加、减速工况，振动加速度传感器获取待测变速器在各档位的加、减速工况下的阶次振动加速度，并发送给下线分析仪，下线分析仪进行分析，并对阶次振动加速度进行两次积分运算后得到待测变速器在各档位的加、减速工况下的阶次振动位移-转速曲线(即各档位的加、减速工况下的阶次振动位移与转速的关系曲线)；

第三步、下线分析仪将获得的各档位的加、减速工况下的阶次振动位移-转速曲线与各档位的加、减速工况下的初始标准曲线对比，当某个档位的某种工况下的阶次振动位移-转速曲线在对应的初始标准曲线下方时，待测变速器在该档位的该工况下的NVH性能合格，当某个档位的某种工况下的阶次振动位移-转速曲线在对应的初始标准曲线上方时，待测变速器在该档位的该工况下的NVH性能不合格；

第四步、下线分析仪判断待测变速器是否在各档位的加、减速工况下的NVH性能都合格，如果是，则待测变速器啸叫NVH性能合格，如果不是，则待测变速器啸叫NVH性能不合格。

上述下线检测方法之所以采用阶次振动位移作为啸叫指标参数，是因为按简谐运动理论，加速度数学意义表征如下：

由积分公式可以得到速度v、位移s表示形式如下：

由以上公式可以得到速度对应幅值在加速度基础上衰减2πf倍，而位移在速度的基础上持续衰减2πf倍，且随着频率f的增大，衰减倍数增加，最终形成对高频特征的抑制，间接突出中低频特征(参见图1中的三条曲线)，满足啸叫指示参数要求。图1为一例变速器啸叫问题，啸叫表现主要集中在1500rpm-2500rpm转速区间段，如果采用加速度或速度，啸叫问题1500rpm～2000rpm特征峰值并不显著，同时非啸叫关键重要点3150rpm(即D点)峰值特征异常显著，如果采用阶次谱峰值标准，则取D点位置峰值为标准，会因A点、B点、C点峰值小于D点峰值而造成检测过程中误判(标准较松)，而若取A点、B点位置峰值为标准也会造成误判，使产品大量不合格(标准较严)，同理类推B、C点；而采用位移标准A点、B点、C点、D点峰值基本一致，无需对关注的特征阶次进行转速工况区间划分，目标制定简单，且低频峰值与实际感受吻合度更高。

上述下线检测方法中涉及到的振动参考测量位置为经过测量系统分析后确定的传感器的安装位置(即测点)，参考测量扭矩为经过测量系统分析后确定的应对待测变速器施加的测量扭矩。

其中，测量系统分析包括如下步骤：

第一步、准备单体NVH性能达标，且完成了一致性验证的10台变速器样机(即A1、A2、…、A10)，并从已知的整车状态下变速器啸叫的扭矩范围内选取测量扭矩；

第二步、第一位操作者a将一台变速器样机安装在下线检测设备上，并将振动加速度传感器安装在变速器样机壳体的左悬置安装点处；

第三步、利用下线检测设备对变速器样机施加选取的测量扭矩，模拟不同档位的加、减速工况，振动加速度传感器获取变速器样机在各档位的加、减速工况下的阶次振动加速度，并发送给下线分析仪，下线分析仪进行分析，并对阶次振动加速度进行两次积分运算后得到待测变速器样机在各档位的加、减速工况下的各个转速点的阶次振动位移；

第四步、重复第二步至第三步3次，得到3组变速器样机在各档位的加、减速工况下的各个转速点的阶次振动位移；

第五步、重复第二步至第四步，直至将10台变速器样机测完，得到30组变速器样机在各档位的加、减速工况下的各个转速点的阶次振动位移(参见图2)；

第六步、第二位操作者b将一台变速器样机安装在下线检测设备上，并将振动加速度传感器安装在变速器样机壳体的左悬置安装点处；

第七步、利用下线检测设备对变速器样机施加选取的测量扭矩，模拟不同档位的加、减速工况，振动加速度传感器获取变速器样机在各档位的加、减速工况下的阶次振动加速度，并发送给下线分析仪，下线分析仪进行分析，并对阶次振动加速度进行两次积分运算后得到待测变速器样机在各档位的加、减速工况下的各个转速点的阶次振动位移；

第八步、重复第六步至第七步3次，得到3组变速器样机在各档位的加、减速工况下的各个转速点的阶次振动位移；

第九步、重复第六步至第八步，直至将10台变速器样机测完，得到30组变速器样机在各档位的加、减速工况下的各个转速点的阶次振动位移(参见图2)；

第十步、下线分析仪对获得的60组变速器样机在各档位的加、减速工况下的各个转速点的阶次振动位移进行重复性和再现性计算，判断测量系统变异与总变异的比值(即P/TV)是否小于30％，且测量系统变异与规格公差的比值(即P/T)是否小于30％，如果是，则将变速器样机壳体的左悬置安装点作为振动参考测量位置，将选取的测量扭矩作为参考测量扭矩，如果不是，则调整传感器的安装位置，并在已知的整车状态下变速器啸叫的扭矩范围内另外选取测量扭矩，再进行测量分析，直至测量系统变异与总变异的比值(即P/TV)小于30％，且测量系统变异与规格公差的比值(即P/T)小于30％，将此时(即P/TV＜30％，且P/T＜30％时)传感器的安装位置作为振动参考测量位置，将此时(即P/TV＜30％，且P/T＜30％时)选取的测量扭矩作为参考测量扭矩。

其中，初始标准曲线通过如下步骤获得：

第一步、准备零部件质量满足设计要求(即在公差要求范围以内)的140台变速器(即1#、2#、…、140#)；

第二步、将一台变速器安装在下线检测设备上，并将振动加速度传感器安装在变速器的振动参考测量位置；

第三步、利用下线检测设备对变速器施加参考测量扭矩，模拟不同档位的加、减速工况，振动加速度传感器获取变速器在各档位的加、减速工况下的阶次振动加速度，并发送给下线分析仪，下线分析仪进行分析，并对阶次振动加速度进行两次积分运算后得到待测变速器样机在各档位的加、减速工况下的各个转速点的阶次振动位移；

第四步、重复第二步至第三步，直至将140台变速器测完，得到140台变速器在各档位的加、减速工况下的各个转速点的阶次振动位移(参见图3)；

第五步、对140台变速器在某个档位的某种工况下的某个转速点的阶次振动位移进行正态性检验分析，正态性检验P值大于0.05，剔除不合理点，依据GB/T 4883-2008《数据的统计处理和解释正太样本离群值的判断和处理》，设定剔除水平α＝0.01，剔除个数上限3个(实例参见图4中的虚线框内的3个点)；

第六步、重复第五步，直至完成对140台变速器在各个档位的加、减速工况下的各个转速点的阶次振动位移的正态性检验分析；

第七步、取某个档位的某种工况下的各个转速点的阶次振动位移的最大值绘制包络线，该包络线为某个档位的某种工况下的初始标准曲线；

第八步、重复第七步，直至获得各档位的加、减速工况下的初始标准曲线。

后续对采用初始标准曲线进行下线检测并合格的变速器进行装车跟踪，根据整车车内噪声表现和悬置主动侧振动位移对初始标准曲线进行修订，可以确保下线产品啸叫合格率100％。

上述实施例中的传感器也可以是振动位移传感器，振动位移传感器直接获取变速器在各档位的加、减速工况下的阶次振动位移，并发送给下线分析仪。

上述实施例的测量系统分析中，变速器样机也可以是5台、8台等；上述实施例的初始标准曲线获得的步骤中，对140台变速器在某个档位的某种工况下的某个转速点的阶次振动位移也可以进行直方图分析，来剔除不合理点。

Claims (7)

1.一种变速器啸叫NVH性能下线检测方法，采用的下线检测系统包括传感器和具有下线分析仪的下线检测设备，传感器与下线分析仪电连接；其特征在于，包括如下步骤：

第一步、将待测变速器安装在下线检测设备上，并将传感器安装在待测变速器的振动参考测量位置；

第二步、下线检测设备对待测变速器施加参考测量扭矩，模拟不同档位的加、减速工况，传感器获取待测变速器在各档位的加、减速工况下的阶次振动数据，并发送给下线分析仪，下线分析仪经分析处理后获得待测变速器在各档位的加、减速工况下的阶次振动位移-转速曲线；

第三步、下线分析仪将获得的各档位的加、减速工况下的阶次振动位移-转速曲线与各档位的加、减速工况下的初始标准曲线对比，当某个档位的某种工况下的阶次振动位移-转速曲线在对应的初始标准曲线下方时，待测变速器在该档位的该工况下的NVH性能合格，当某个档位的某种工况下的阶次振动位移-转速曲线在对应的初始标准曲线上方时，待测变速器在该档位的该工况下的NVH性能不合格；

第四步、下线分析仪判断待测变速器是否在各档位的加、减速工况下的NVH性能都合格，如果是，则待测变速器啸叫NVH性能合格，如果不是，则待测变速器啸叫NVH性能不合格；

其中，所述下线检测系统为经过测量系统分析，重复性与再现性满足要求的检测系统；所述振动参考测量位置为经过测量系统分析后确定的传感器的安装位置，所述参考测量扭矩为经过测量系统分析后确定的应对待测变速器施加的测量扭矩；所述测量系统分析包括如下步骤：

第一步、准备单体NVH性能达标，且完成了一致性验证的N台变速器样机，其中5≤N≤10；并从已知的整车状态下变速器啸叫的扭矩范围内选取测量扭矩；

第二步、第一位操作者a将一台变速器样机安装在下线检测设备上，并将传感器安装在变速器样机壳体的左悬置安装点处；

第三步、利用下线检测设备对变速器样机施加选取的测量扭矩，模拟不同档位的加、减速工况，传感器获取变速器样机在各档位的加、减速工况下的阶次振动数据，并发送给下线分析仪，下线分析仪经分析处理后获得变速器样机在各档位的加、减速工况下的各个转速点的阶次振动位移；

第四步、重复第二步至第三步至少3次，得到至少3组变速器样机在各档位的加、减速工况下的各个转速点的阶次振动位移；

第五步、重复第二步至第四步，直至将N台变速器样机测完，得到至少3N组变速器样机在各档位的加、减速工况下的各个转速点的阶次振动位移；

第六步、第二位操作者b将一台变速器样机安装在下线检测设备上，并将传感器安装在变速器样机壳体的左悬置安装点处；

第七步、利用下线检测设备对变速器样机施加选取的测量扭矩，模拟不同档位的加、减速工况，传感器获取变速器样机在各档位的加、减速工况下的阶次振动数据，并发送给下线分析仪，下线分析仪经分析处理后获得变速器样机在各档位的加、减速工况下的各个转速点的阶次振动位移；

第八步、重复第六步至第七步至少3次，得到至少3组变速器样机在各档位的加、减速工况下的各个转速点的阶次振动位移；

第九步、重复第六步至第八步，直至将N台变速器样机测完，得到至少3N组变速器样机在各档位的加、减速工况下的各个转速点的阶次振动位移；

第十步、下线分析仪对获得的至少6N组变速器样机在各档位的加、减速工况下的各个转速点的阶次振动位移进行重复性和再现性计算，判断重复性与再现性是否满足要求，如果满足，则将变速器样机壳体的左悬置安装点作为振动参考测量位置，将选取的测量扭矩作为所述参考测量扭矩，如果不满足，则调整传感器的安装位置，并在已知的整车状态下变速器啸叫的扭矩范围内另外选取测量扭矩，再进行测量分析，直至重复性与再现性满足要求，将此时传感器的安装位置作为振动参考测量位置，将此时选取的测量扭矩作为所述参考测量扭矩。

2.根据权利要求1所述的变速器啸叫NVH性能下线检测方法，其特征在于：对所述重复性与再现性的要求为：测量系统变异与总变异的比值小于30%，且测量系统变异与规格公差的比值小于30%。

3.根据权利要求1所述的变速器啸叫NVH性能下线检测方法，其特征在于：所述初始标准曲线通过如下步骤获得：

第一步、准备零部件质量满足设计要求的M台变速器，其中M＞100；

第二步、将一台变速器安装在下线检测设备上，并将传感器安装在变速器的振动参考测量位置；

第三步、利用下线检测设备对变速器施加参考测量扭矩，模拟不同档位的加、减速工况，传感器获取变速器在各档位的加、减速工况下的阶次振动数据，并发送给下线分析仪，下线分析仪经分析处理后获得变速器在各档位的加、减速工况下的各个转速点的阶次振动位移；

第四步、重复第二步至第三步，直至将M台变速器测完，得到M台变速器在各档位的加、减速工况下的各个转速点的阶次振动位移；

第五步、对M台变速器在某个档位的某种工况下的某个转速点的阶次振动位移进行相关分析；

第六步、重复第五步，直至完成对M台变速器在各个档位的加、减速工况下的各个转速点的阶次振动位移的相关分析；

第七步、取某个档位的某种工况下的各个转速点的阶次振动位移的最大值绘制包络线，该包络线为某个档位的某种工况下的初始标准曲线；

第八步、重复第七步，直至获得各档位的加、减速工况下的初始标准曲线。

4.根据权利要求3所述的变速器啸叫NVH性能下线检测方法，其特征在于：所述相关分析为正态性检验分析。

5.根据权利要求3所述的变速器啸叫NVH性能下线检测方法，其特征在于：所述相关分析为直方图分析。

6.根据权利要求1至5任一所述的变速器啸叫NVH性能下线检测方法，其特征在于：所述传感器为振动加速度传感器，所述阶次振动数据为阶次振动加速度，下线分析仪对阶次振动加速度进行两次积分运算后得到阶次振动位移。

7.根据权利要求1至5任一所述的变速器啸叫NVH性能下线检测方法，其特征在于：所述传感器为振动位移传感器，所述阶次振动数据为阶次振动位移。