CN112302812A - 一种发动机控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发动机控制方法，包括，采集扭转减振器的工况参数，根据所述工况参数及采样频率获取所述扭转减振器的输入端与输出端的第一相对转角信号；根据所述第一相对转角信号，对应调整发动机的输出扭矩；其中，所述工况参数包括输入端转速脉冲信号、输出端转速脉冲信号、输入端齿轮齿数、输出端齿轮齿数。本发明提供的发动机控制方法，能获取扭转减振器的输入轴与输出轴之间的相对转角信号，结合扭转减振器的设计参数，明确扭转减振器的工作状态，对应调整发动机的输出扭矩，为整车传动系统扭转振动导致的整车振动噪声问题提供一种新的分析及解决办法。

Description

一种发动机控制方法
技术领域
本发明属于汽车传动系统振动噪声分析领域，尤其涉及一种发动机控制方法。
背景技术
扭转减振器处于发动机和变速器之间，用于有效降低变速器输入轴的扭转振动，从而改善变速器敲齿、整车抖动等振动噪声问题。在发动机输出扭矩较大或输出扭矩较小时，为保证变速器具备良好的各项NVH（噪音、振动与声振粗糙度）性能，扭转减振器刚度一般设计成两段形式。但是由于刚度大小和安装形式的限制，扭转减振器输入端与输出端的相对转角只能在一定的角度范围内。当发动机输出扭矩超出扭转减振器容许扭矩范围时，相对转角将处于极限转角处，扭转减振器的输出端将碰到行程限位；当发动机输出扭矩刚好处于两段减振刚度的拐点处时，相对转角处于临界转角，以上两种情况均会导致整车出现不同程度的抖动、窜动等振动噪声问题。
现有技术中，通过测试扭转减振器的输入端和输出端的扭振量，提取主谐次及其倍频的扭振切片，分析两者扭振量大小、隔振量与振动噪声问题点的对应关系进行诊断。但是该诊断方式较为单一，而且随着各动总配置的不同，输入端和输出端的扭振量的阈值也不尽相同，另外一些整车低频窜动、摆振等问题，对扭振量和隔振量不敏感，较难确定扭振量与振动噪声问题点的关系。
发明内容
针对上述技术问题，本申请提供一种发动机控制方法，为整车传动系统扭转振动导致的整车振动噪声问题提供一种新的分析及解决办法。
本发明提供了一种发动机控制方法，包括，采集扭转减振器的工况参数，根据所述工况参数及采样频率获取所述扭转减振器的输入端与输出端的第一相对转角信号；根据所述第一相对转角信号，对应调整发动机的输出扭矩；其中，所述工况参数包括输入端转速脉冲信号、输出端转速脉冲信号、输入端齿轮齿数、输出端齿轮齿数。
在一实施方式中，所述根据所述工况参数及采样频率获取所述扭转减振器的输入端与输出端的第一相对转角信号的步骤，包括：根据所述输入端齿轮齿数、所述输入端转速脉冲信号，获取输入端转速信号；根据所述输出端齿轮齿数、所述输出端转速脉冲信号，获取输出端转速信号；根据所述输入端转速信号、所述输出端转速信号，获取所述输入端与所述输出端的相对转速信号，Δn(t)= nin(t)- nout(t)，其中，Δn(t)为所述相对转速信号，nin(t)为所述输入端转速信号，nout(t)为所述输出端转速信号；根据所述相对转速信号、所述采样频率，获取所述第一相对转角信号，Δθ1(t)= Δn(t)/ fs，其中，Δθ1(t)为所述第一相对转角信号，Δn(t)为所述相对转速信号、fs为所述采样频率。
在一实施方式中，所述根据所述输入端齿轮齿数、所述输入端转速脉冲信号，获取输入端转速信号的步骤，包括：根据所述输入端转速脉冲信号，获取与所述输入端转速脉冲信号对应的输入端时间间隔，其中，所述输入端时间间隔为相邻两个输入端转速脉冲波形在上升沿或下降沿处经过触发电压的时间；根据所述输入端齿轮齿数，所述输入端时间间隔，获取所述输入端转速信号，nin(t)=60/(ZinΔttin(t))，其中，nin(t)为所述输入端转速信号，Zin为所述输入端齿轮齿数，Δttin(t)为所述输入端时间间隔。
在一实施方式中，所述根据所述输出端齿轮齿数、所述输出端转速脉冲信号，获取输出端转速信号的步骤，包括：根据所述输出端转速脉冲信号，获取与所述输出端转速脉冲信号对应的输出端时间间隔，其中，所述输出端时间间隔为相邻两个输出端转速脉冲波形在上升沿或下降沿处经过触发电压的时间；根据所述输出端齿轮齿数，所述输出端时间间隔，获取所述输出端转速信号，nout(t)=60/(ZoutΔttout(t))，其中，nout(t)为所述输出端转速信号，Zout为所述输出端齿轮齿数，Δttout(t)为所述输出端时间间隔。
在一实施方式中，所述发动机控制方法还包括：对所述第一相对转角信号进行低通滤波处理，获取滤除高频毛刺干扰的第二相对转角信号。
在一实施方式中，所述发动机控制方法包括：采集空档滑行工况的平均相对转角，根据所述平均相对转角对所述第二相对转角信号进行修正，获取第三相对转角信号，Δθ3(t)= Δθ2(t)- k，其中，Δθ3(t)为所述第三相对转角信号，Δθ2(t)为所述第二相对转角信号，k为所述空档滑行工况的平均相对转角。
在一实施方式中，所述根据所述第一相对转角信号，对应调整发动机的输出扭矩的步骤，包括：若所述第一相对转角信号处于第一级减振刚度与第二级减振刚度的拐点所对应的临界转角处，则降低或增大所述输出扭矩；和/或若所述第一相对转角信号处于极限转角处，则限制所述输出扭矩的最大值或降低所述输出扭矩。
在一实施方式中，在所述根据所述相对转角信号，对应调整发动机的输出扭矩的步骤之前，包括：根据所述扭转减振器的设计参数，获取所述第一级减振刚度与第二级减振刚度的拐点所对应的临界转角及所述极限转角。
在一实施方式中，所述采集扭转减振器的工况参数的方法，包括：在预设工况下，以预设的所述采样频率同步采集所述输入端转速脉冲信号和所述输出端转速脉冲信号。
在一实施方式中，所述预设工况，包括：在预设档位、离合器踏板完全松开的状态，发动机转速达到第一转速时，以预设油门开度，让整车加速；当所述发动机转速由所述第一转速上升到第二转速时，松开油门踏板，让所述整车滑行减速；当所述发动机转速下降到所述第一转速时，将所述预设档位换成空档，让所述整车继续滑行减速。
本发明提供的一种发动机控制方法，能获取扭转减振器的输入轴与输出轴之间的相对转角信号，结合扭转减振器的设计参数，明确扭转减振器的工作状态，对应调整发动机的输出扭矩，为整车传动系统扭转振动导致的整车振动噪声问题提供一种新的分析及解决办法。
附图说明
图1是本发明实施例提供的发动机控制方法的流程示意图。
图2是本发明实施例提供的发动机控制方法的转速脉冲信号示意图。
图3是本发明实施例提供的发动机控制方法的转速信号示意图。
图4是本发明实施例提供的发动机控制方法的相对转速信号示意图。
图5是本发明实施例提供的发动机控制方法的相对转角信号示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图及具体实施例对本发明技术方案做进一步的详细阐述。除非另有定义，本发明所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
图1是本发明实施例提供的发动机控制方法的流程示意图。如图1所示，本发明的发动机控制方法可以包括如下步骤：
步骤S101：采集扭转减振器的工况参数，根据所述工况参数及采样频率获取所述扭转减振器的输入端与输出端的第一相对转角信号；
其中，工况参数包括输入端转速脉冲信号Pin(t)、输出端转速脉冲信号Pout(t)、输入端齿轮齿数Zin、输出端齿轮齿数Zout。
在一实施方式中，采集扭转减振器的工况参数的方法，可以但不限于包括：在预设工况下，以预设采样频率fs同步采集输入端转速脉冲信号Pin(t)和输出端转速脉冲信号Pout(t)。其中，预设工况，可以但不限于包括：
在预设档位Mn、离合器踏板完全松开的状态，发动机转速达到第一转速r1时，以预设油门开度O，让整车加速；
当发动机转速由第一转速r1上升到第二转速r2时，松开油门踏板，让所述整车滑行减速；
当发动机转速下降到所述第一转速r1时，将预设档位Mn换成空档，让整车继续滑行减速。
优选地，预设采样频率fs采用较高的采样频率，预设档位Mn不低于三档，第一转速r1不高于1200r/min，预设油门开度O为油门踏板完全松开的50%，第二转速r2的取值范围为3000 r/min ~5000 r/min。
在一实施方式中，根据工况参数获取扭转减振器的输入端与输出端的第一相对转角信号Δθ1(t)的步骤，可以但不限于包括：
根据输入端齿轮齿数Zin、输入端转速脉冲信号Pin(t)，获取输入端转速信号nin(t)；具体地，首先根据输入端转速脉冲信号Pin(t)，获取与输入端转速脉冲信号Pin(t)对应的输入端时间间隔Δttin(t)，其中，输入端时间间隔Δttin(t)为相邻两个输入端转速脉冲波形在上升沿或下降沿处经过触发电压Vo的时间，示例性的，在触发电压Vo=2V时，输入端时间间隔Δttin(t)为相邻两个输入端转速脉冲波形在上升沿处经过触发电压Vo=2V的时间，如图2（a）所示；然后根据输入端齿轮齿数Zin，输入端时间间隔Δttin(t)，获取输入端转速信号nin(t)，其中，nin(t)=60/(ZinΔttin(t))，时间与输入端转速信号的对应关系如图3（a）所示；值得一提的是，采样频率fs越高，输入端时间间隔Δttin(t)越精确；
根据输出端齿轮齿数Zout、输出端转速脉冲信号Pout(t)，获取输出端转速信号nout(t)；具体地，首先根据输出端转速脉冲信号Pout(t)，获取与输出端转速脉冲信号Pout(t)对应的输出端时间间隔Δttout(t)，其中，输出端时间间隔Δttout(t)为相邻两个输出端转速脉冲波形在上升沿或下降沿处经过触发电压Vo的时间，示例性的，在触发电压Vo=2V时，输出端时间间隔Δttout(t)为相邻两个输出端转速脉冲波形在上升沿处经过触发电压Vo=2V的时间，如图2（b）所示；然后根据输出端齿轮齿数Zout，输出端时间间隔Δttout(t)，获取输出端转速信号nout(t)，其中，nout(t)=60/(ZoutΔttout(t))，时间与输出端转速信号的对应关系如图3（b）所示；值得一提的是，采样频率fs越高，输出端时间间隔Δttout(t)越精确；
根据输入端转速信号nin(t)、输出端转速信号nout(t)，获取输入端与输出端的相对转速信号Δn(t)，其中，Δn(t)= nin(t)- nout(t)，时间与相对转速信号的对应关系如图4所示；
根据相对转速信号Δn(t)、采样频率fs，获取第一相对转角信号Δθ1(t)，其中，Δθ1(t)= Δn(t)/ fs，时间与第一相对转角信号的对应关系如图5（a）所示。
优选地，对第一相对转角信号Δθ1(t)进行低通滤波处理，获取滤除高频毛刺干扰的第二相对转角信号Δθ2(t)，时间与第二相对转角信号的对应关系如图5（b）所示。可选地，低通滤波的截止频率设置为5Hz。
优选地，采集空档滑行工况的平均相对转角k，根据平均相对转角k对第二相对转角信号Δθ2(t)进行修正，获取第三相对转角信号Δθ3(t)，其中，Δθ3(t)= Δθ2(t)- k，时间与第三相对转角信号的对应关系如图5（c）所示。
步骤S102：根据所述第一相对转角信号，对应调整发动机的输出扭矩。
具体地，若第一相对转角信号Δθ1(t)处于第一级刚度与第二级刚度的拐点所对应的临界转角处，则降低或增大发动机的输出扭矩；和/或，若第一相对转角信号Δθ1(t)处于极限转角处，则限制发动机输出扭矩的最大值或降低发动机的输出扭矩。其中，第一级减振刚度与第二级减振刚度的拐点所对应的临界转角及极限转角通过扭转减振器的设计参数获取。
优选地，采用对第一相对转角信号Δθ1(t)进行低通滤波及修正处理后得到的第三相对转角信号Δθ3(t)，对应调整发动机的输出扭矩。
具体地，如图5（c）所示，采集振动问题发生点的输入端转速，通过输入端转速曲线与第三相对转角信号曲线的对应关系，获取对应的第三相对转角信号，判断该第三相对转角信号是否处于第一级刚度与第二级刚度的拐点所对应的临界转角或极限转角处，若处于第一级刚度与第二级刚度的拐点所对应的临界转角处，则降低或增大发动机的输出扭矩，让扭转减振器的第一相对转角快速避开临界转角，以避免振动；若处于处于极限转角处，则限制发动机输出扭矩的最大值或降低发动机的输出扭矩，让扭转减振器处于安全的工作区间，使传动系统保持合理的隔振水平。
本发明实施例提供的发动机控制方法，在现有技术测试输入端与输出端的扭振量的基础上进行改进，首先求取扭转减振器高精度的输入端与输出端的相对转速，通过相对转速与相对转角的函数关系，计算获得输入端与输出端的相对转角信号，并通过低通滤波处理及空挡工况下平均相对转角的修正，获得准确的相对转角信号，将相对转角信号与扭转减振器的设计参数进行对比，明确扭转减振器的工作状态，进一步根据相对转角信号对应调整发动机的输出扭矩，从而为整车传动系统扭转振动导致的整车振动噪声问题提供一种新的分析及解决办法。
值得一提的是，本发明提供的发动机控制方法不仅可运用于研发阶段调整扭转减振器的设计参数，也可用于4S店对扭转减振器的工作状态进行检测，更重要的是，还可直接搭载在整车上实时检测扭转减振器的工作状态，并对应调整发动机的输出扭矩，以解决整车振动噪声问题。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种发动机控制方法，其特征在于，包括：
采集扭转减振器的工况参数，根据所述工况参数及采样频率获取所述扭转减振器的输入端与输出端的第一相对转角信号；
根据所述第一相对转角信号，对应调整发动机的输出扭矩；
其中，所述工况参数包括输入端转速脉冲信号、输出端转速脉冲信号、输入端齿轮齿数、输出端齿轮齿数。
2.如权利要求1所述的发动机控制方法，其特征在于，所述根据所述工况参数及采样频率获取所述扭转减振器的输入端与输出端的第一相对转角信号的步骤，包括：
根据所述输入端齿轮齿数、所述输入端转速脉冲信号，获取输入端转速信号；
根据所述输出端齿轮齿数、所述输出端转速脉冲信号，获取输出端转速信号；
根据所述输入端转速信号、所述输出端转速信号，获取所述输入端与所述输出端的相对转速信号，Δn(t)= nin(t)- nout(t)，其中，Δn(t)为所述相对转速信号，nin(t)为所述输入端转速信号，nout(t)为所述输出端转速信号；
根据所述相对转速信号、所述采样频率，获取所述第一相对转角信号，Δθ1(t)= Δn(t)/ fs，其中，Δθ1(t)为所述第一相对转角信号，Δn(t)为所述相对转速信号、fs为所述采样频率。
3.如权利要求2所述的发动机控制方法，其特征在于，所述根据所述输入端齿轮齿数、所述输入端转速脉冲信号，获取输入端转速信号的步骤，包括：
根据所述输入端转速脉冲信号，获取与所述输入端转速脉冲信号对应的输入端时间间隔，其中，所述输入端时间间隔为相邻两个输入端转速脉冲波形在上升沿或下降沿处经过触发电压的时间；
根据所述输入端齿轮齿数，所述输入端时间间隔，获取所述输入端转速信号，nin(t)=60/(ZinΔttin(t))，其中，nin(t)为所述输入端转速信号，Zin为所述输入端齿轮齿数，Δttin(t)为所述输入端时间间隔。
4.如权利要求2所述的发动机控制方法，其特征在于，所述根据所述输出端齿轮齿数、所述输出端转速脉冲信号，获取输出端转速信号的步骤，包括：
根据所述输出端转速脉冲信号，获取与所述输出端转速脉冲信号对应的输出端时间间隔，其中，所述输出端时间间隔为相邻两个输出端转速脉冲波形在上升沿或下降沿处经过触发电压的时间；
根据所述输出端齿轮齿数，所述输出端时间间隔，获取所述输出端转速信号，nout(t)=60/(ZoutΔttout(t))，其中，nout(t)为所述输出端转速信号，Zout为所述输出端齿轮齿数，Δttout(t)为所述输出端时间间隔。
5.如权利要求1所述的发动机控制方法，其特征在于，所述发动机控制方法还包括：
对所述第一相对转角信号进行低通滤波处理，获取滤除高频毛刺干扰的第二相对转角信号。
6.如权利要求5所述的发动机控制方法，其特征在于，所述发动机控制方法包括：
采集空档滑行工况的平均相对转角，根据所述平均相对转角对所述第二相对转角信号进行修正，获取第三相对转角信号，Δθ3(t)= Δθ2(t)- k，其中，Δθ3(t)为所述第三相对转角信号，Δθ2(t)为所述第二相对转角信号，k为所述空档滑行工况的平均相对转角。
7.如权利要求1所述的发动机控制方法，其特征在于，所述根据所述第一相对转角信号，对应调整发动机的输出扭矩的步骤，包括：
若所述第一相对转角信号处于第一级减振刚度与第二级减振刚度的拐点所对应的临界转角处，则降低或增大所述输出扭矩；和/或
若所述第一相对转角信号处于极限转角处，则限制所述输出扭矩的最大值或降低所述输出扭矩。
8.如权利要求1所述的发动机控制方法，其特征在于，在所述根据所述相对转角信号，对应调整发动机的输出扭矩的步骤之前，包括：
根据所述扭转减振器的设计参数，获取所述第一级减振刚度与第二级减振刚度的拐点所对应的临界转角及所述极限转角。
9.如权利要求1所述的发动机控制方法，其特征在于，所述采集扭转减振器的工况参数的方法，包括：
在预设工况下，以预设的所述采样频率同步采集所述输入端转速脉冲信号和所述输出端转速脉冲信号。
10.如权利要求9所述的发动机控制方法，其特征在于，所述预设工况，包括：
在预设档位、离合器踏板完全松开的状态，发动机转速达到第一转速时，以预设油门开度，让整车加速；
当所述发动机转速由所述第一转速上升到第二转速时，松开油门踏板，让所述整车滑行减速；
当所述发动机转速下降到所述第一转速时，将所述预设档位换成空档，让所述整车继续滑行减速。
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