CN113155486A - 动力总成悬置系统的耐久度模拟试验方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本公开是关于一种动力总成悬置系统的耐久度模拟试验方法和系统，属于动力总成悬置系统领域。该方法包括：获取试验系统的传递函数，传递函数表示响应信号谱与驱动信号谱的关系，驱动信号谱用于驱动试验系统以带动动力总成悬置系统运动，响应信号谱是监测动力总成悬置系统运动时运动状态得到的；获取动力总成悬置系统的目标信号谱；基于目标信号谱和传递函数确定目标驱动信号谱；采用目标驱动信号谱驱动试验系统；在试验系统停止运动后，基于动力总成悬置系统的损坏程度，确定动力总成悬置系统的耐久度。
Description
技术领域
本公开涉及动力总成悬置系统领域，特别涉及一种动力总成悬置系统的耐久度模拟试验方法和系统。
背景技术
动力总成悬置系统是汽车的一个重要系统，主要用于支撑和固定动力总成，同时动力总成悬置系统还可以约束动力总成的位移，起到隔离和缓冲振动的作用。
动力总成悬置系统的耐久度是动力总成悬置系统的一个重要指标，动力总成悬置系统的耐久度越好，汽车的寿命越长。在汽车的开发过程中需要进行动力总成悬置系统的工作过程的模拟试验，以获得动力总成悬置系统的耐久度，该模拟试验可以称为动力总成悬置系统的耐久度模拟试验。
在动力总成悬置系统的耐久度模拟试验时，将动力总成悬置系统安装试验系统上，并在给予试验系统一个驱动信号谱，模拟动力总成悬置系统的工作。在试验过后观察动力总成悬置系统的磨损情况来判断动力总成悬置系统的耐久度。在试验过程中，动力总成悬置系统会输出一个与驱动信号谱相对的响应信号谱，该响应信号谱用于表征动力总成悬置系统在试验过程中的运动状态。理想状态下响应信号谱应该与汽车在实际运行中的动力总成悬置系统的目标信号谱(表征动力总成悬置系统在实际运行中的运动状态)相同。相关技术中，驱动信号谱源自仿真计算或已有的经验谱，使用驱动信号谱得到的响应信号谱与动力总成悬置系统实际的目标信号谱存在较大的误差，影响试验的准确性。
发明内容
本公开实施例提供了一种动力总成悬置系统的耐久度模拟试验方法和系统，可以获得更加准确的驱动信号谱，提高试验的准确性。所述技术方案如下：
一方面，本公开提供了一种动力总成悬置系统的耐久度模拟试验方法，所述方法包括：获取试验系统的传递函数，所述传递函数表示响应信号谱与驱动信号谱的关系，所述驱动信号谱用于驱动所述试验系统以带动所述动力总成悬置系统运动，所述响应信号谱是监测所述动力总成悬置系统运动时运动状态得到的；获取所述动力总成悬置系统的目标信号谱；基于所述目标信号谱和所述传递函数确定目标驱动信号谱；采用所述目标驱动信号谱驱动所述试验系统；在所述试验系统停止运动后，基于所述动力总成悬置系统的损坏程度，确定所述动力总成悬置系统的耐久度。
在本公开实施例的一种实现方式中，所述基于所述目标信号谱和所述传递函数确定目标驱动信号谱，包括：将所述目标信号谱作为响应信号谱代入所述传递函数中，得到第一驱动信号谱；向所述试验系统输入所述第一驱动信号谱，得到所述动力总成悬置系统的第一响应信号谱；基于所述第一响应信号谱与所述目标信号谱中第一分量的差值、所述传递函数、迭代因子和所述第一驱动信号谱得到第二驱动信号谱，所述第二驱动信号谱包括所述第一响应信号谱中的第二分量以及所述第一响应信号谱中第一分量的迭代结果，所述第一响应信号谱包括所述第一分量和所述第二分量；向所述试验系统输入所述第二驱动信号谱，得到所述动力总成悬置系统的第二响应信号谱；以同样的方法依次得到对应的第三驱动信号谱和第三响应信号谱、对应的第四驱动信号谱和第四响应信号谱……对应的第N驱动信号谱和第N响应信号谱，N为大于4的整数；当所述第N响应信号谱的均方根与所述目标信号谱的均方根的比值小于第一设定值时，将所述第N驱动信号谱作为所述目标驱动信号谱。
在本公开实施例的一种实现方式中，所述基于所述第一响应信号谱与所述目标信号谱的差值、所述传递函数、迭代因子和所述第一驱动信号谱得到第二驱动信号谱，包括：将所述差值乘以所述传递函数的逆函数，得到第一中间值；将所述第一中间值乘以所述迭代因子，得到第二中间值；将所述第二中间值加上所述第一驱动信号谱得到第二驱动信号谱。
在本公开实施例的一种实现方式中，所述迭代因子的范围为0.2至0.9。
在本公开实施例的一种实现方式中，所述获取试验系统的传递函数，包括：获取一个白噪声驱动信号谱；向所述试验系统输入所述白噪声驱动信号谱；在所述试验系统输入所述白噪声驱动信号谱时，得到所述动力总成悬置系统输出的白噪声响应信号谱；基于所述白噪声响应信号谱与所述白噪声驱动信号谱，得到所述传递函数。
在本公开实施例的一种实现方式中，所述白噪声响应信号谱的最大频率和最小频率所构成的范围包括所述目标信号谱的频率，所述白噪声响应信号谱的最大幅值与最小幅值所构成的范围包括所述目标信号谱的最大幅值和最小幅值。
在本公开实施例的一种实现方式中，所述目标信号谱包括：左车身侧支架X方向的加速度、左车身侧支架Y方向的加速度、左车身侧支架Z方向的加速度、右车身侧支架X方向的加速度、右车身侧支架Y方向的加速度、右车身侧支架Z方向的加速度、后车身侧支架X方向的加速度、后车身侧支架Y方向的加速度、后车身侧支架Z方向的加速度、左动总侧支架X方向的加速度、左动总侧支架Y方向的加速度、左动总侧支架Z方向的加速度、右动总侧支架X方向的加速度、右动总侧支架Y方向的加速度、右动总侧支架Z方向的加速度、后动总侧支架X方向的加速度、后动总侧支架Y方向的加速度、后动总侧支架Z方向的加速度、动总质心X方向的加速度、动总质心Y方向的加速度、动总质心Z方向的加速度、左驱动轴扭矩和左驱动轴扭矩；所述X方向、所述Y方向和所述Z方向两两相互垂直。
在本公开实施例的一种实现方式中，所述获取所述动力总成悬置系统的目标信号谱，包括：对所述动力总成悬置系统进行道路试验；获取所述动力总成悬置系统在所述道路试验过程中的原始目标信号谱；去除所述原始目标信号谱中在一段时间内所有信号均小于第二设定值的部分原始目标信号谱得到目标信号谱。
在本公开实施例的一种实现方式中，所述目标驱动信号谱包括X方向上的加速度、Y方向上的加速度、Z方向上的加速度、围绕所述X方向的角加速度、围绕所述Y方向的角加速度、围绕所述Z方向的角加速度、左侧驱动轴的扭矩和右侧驱动轴的扭矩；所述X方向、所述Y方向和所述Z方向两两相互垂直。
另一方面，本公开提供了一种动力总成悬置系统的耐久度模拟试验系统，所述系统包括：第一获取模块，被配置为，获取试验系统的传递函数，所述传递函数表示响应信号谱与驱动信号谱的关系，所述驱动信号谱用于驱动所述试验系统以带动所述动力总成悬置系统运动，所述响应信号谱是监测所述动力总成悬置系统运动时运动状态得到的；第二获取模块，被配置为，获取所述动力总成悬置系统的目标信号谱；第一确定模块，被配置为，基于所述目标信号谱和所述传递函数确定目标驱动信号谱；驱动模块，被配置为，采用所述目标驱动信号谱驱动所述试验系统；第二确定模块，被配置为，在所述试验系统停止运动后，基于所述动力总成悬置系统的损坏程度，确定所述动力总成悬置系统的耐久度。
本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
在本公开实施例中，先获取传递函数，该传递函数可以表示响应信号谱与驱动信号谱的关系。然后根据目标信号谱和传递函数可以得到与目标信号谱对应的目标驱动信号谱，然后根据该目标驱动信号谱驱动试验系统以带动动力总成悬置系统运动，再根据试验后动力总成悬置系统的损坏程度确定动力总成悬置系统的耐久度。由于，驱动信号谱和目标信号谱之间的关系均可以用传递函数表示，且目标驱动信号谱是通过目标信号谱和传递函数得到的，那么目标驱动信号谱与目标信号谱是相关的，采用目标驱动信号谱驱动试验系统时动力总成悬置系统输出的响应信号谱与目标信号谱相近，保证动力总成悬置系统在试验中的运动状态与动力总成悬置系统在实际运行中的运动状态相近，提高试验的精度，对动力总成悬置系统的耐久度的判断更加准确。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本公开实施例提供的一种动力总成悬置系统的耐久度模拟试验方法的流程图；
图2是本公开实施例提供的一种动力总成悬置系统与试验系统的装配示意图；
图3是本公开实施例提供的一种动力总成悬置系统的耐久度模拟试验方法的流程图；
图4是本公开实施例提供的一种动力总成悬置系统的耐久度模拟试验系统的框图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
图1是本公开实施例提供的一种动力总成悬置系统的耐久度模拟试验方法的流程图。参见图1，该方法包括：
在步骤S101中，获取试验系统的传递函数。
在本公开实施例中，传递函数表示响应信号谱与驱动信号谱的关系，驱动信号谱用于驱动试验系统以带动动力总成悬置系统运动，响应信号谱是监测动力总成悬置系统运动时运动状态得到的。
在本公开实施例中，动力总成悬置系统安装在试验系统上，试验系统可以带动动力总成悬置系统运动，从而模拟动力总成悬置系统在工作过程中的运动状态。
示例性地，试验系统为六自由度振动台，六自由度振动台能够模拟的场景较多，能够实现对动力总成悬置系统运行的模拟。
示例性地，六自由度振动台可以为MTS六自由度振动台。
在本公开实施例中，动力总成悬置系统按照前舱布置参数安装在MTS六自由度振动台上。
图2是本公开实施例提供的一种动力总成悬置系统与试验系统的装配示意图。参见图2，动力总成悬置系统10放置在MTS六自由度振动台20上，动力总成悬置系统10的左悬置侧11、右悬置侧12和后悬置侧13均布置有三个三向加速度传感器30，用于采集动力总成悬置系统10的左悬置侧11、右悬置侧12和后悬置侧13的三向加速度。同时，在动力总成悬置系统的质心布置一个三向加速度传感器，用于采集动力总成悬置系统10质心的三向加速度。在动力总成悬置系统的左右驱动轴轴杆上安装扭矩测试应变片，采集动力总成悬置系统10左右驱动轴的扭矩。
在步骤S102中，获取动力总成悬置系统的目标信号谱。
在本公开实施例中，动力总成悬置系统中布置有传感器，该传感器可以监测动力总成悬置系统的加速度或扭矩，这些加速度和扭矩的集合就是目标信号谱，同时目标信号谱又用于表示动力总成悬置系统的运动状态。
示例性地，可以在汽车的道路试验中，通过传感器的数据来获取目标信号谱。
在步骤S103中，基于目标信号谱和传递函数确定目标驱动信号谱。
在本公开实施例中，由于传递函数表示为响应信号谱与驱动信号谱的关系，将目标信号谱作为响应信号谱代入传递函数中进行计算就可以得到与目标信号谱对应的目标驱动信号谱。
在步骤S104中，采用目标驱动信号谱驱动试验系统。
在本公开实施例中，当确定了目标驱动信号谱后，采用目标驱动信号谱驱动试验系统以带动动力总成悬置系统运动。从而模拟动力总成悬置系统在实际运行中的运动状态。
示例性地，试验系统包括试验平台和驱动器，动力总成悬置系统安装在试验平台上，驱动器驱动试验平台运动从而带动动力总成悬置系统运动。
在步骤S105中，在试验系统停止运动后，基于动力总成悬置系统的损坏程度，确定动力总成悬置系统的耐久度。
在本公开实施例中，在试验结束后，试验系统停止运动，根据动力总成悬置系统的磨程度来确定动力总成悬置系统的耐久度。
在本公开实施例中，先获取传递函数，该传递函数可以表示响应信号谱与驱动信号谱的关系。然后根据目标信号谱和传递函数可以得到与目标信号谱对应的目标驱动信号谱，然后根据该目标驱动信号谱驱动试验系统以带动动力总成悬置系统运动，再根据试验后动力总成悬置系统的损坏程度确定动力总成悬置系统的耐久度。由于，驱动信号谱和目标信号谱之间的关系均可以用传递函数表示，且目标驱动信号谱是通过目标信号谱和传递函数得到的，那么目标驱动信号谱与目标信号谱是相关的，采用目标驱动信号谱驱动试验系统时动力总成悬置系统输出的响应信号谱与目标信号谱相近，保证动力总成悬置系统在试验中的运动状态与动力总成悬置系统在实际运行中的运动状态相近，提高试验的精度，对动力总成悬置系统的耐久度的判断更加准确。
图2是本公开实施例提供的一种动力总成悬置系统的耐久度模拟试验方法的流程图。参见图2，该方法包括：
在步骤201中，获取一个白噪声驱动信号谱。
在本公开实施例中，白噪声驱动信号谱是随机生成的一个驱动信号谱。该白噪声驱动信号谱的频率不是固定不变的。
在本公开实施例中，驱动信号谱包括8个分量信号，分别为X方向上的加速度、Y方向上的加速度、Z方向上的加速度、围绕所述X方向的角加速度、围绕所述Y方向的角加速度、围绕所述Z方向的角加速度、左侧驱动轴的扭矩和右侧驱动轴的扭矩，一共8个信号。其中X方向、Y方向和Z方向两两相互垂直。
以MTS六自由度振动台为例，上述8个分量信号分别通过六自由度振动台驱动通道进行输入，其中，六自由度振动台驱动通道设置如下：三个平动Long、Lat、和Vert，三个转动方向Roll、Pitch、Yaw，2个扭转方向TIF1和TIF2，如表1所示。
表1六自由度振动台驱动通道设置
| 序号 | 通道名称 | 控制模式 | 单位 |
| 1 | Long(纵向) | 自适应巡航控制 | m/s<sup>2</sup> |
| 2 | Lat(横向) | 自适应巡航控制 | m/s<sup>2</sup> |
| 3 | Vert(垂向) | 自适应巡航控制 | m/s<sup>2</sup> |
| 4 | Roll(Z轴旋转) | 自适应巡航控制 | rad/s<sup>2</sup> |
| 5 | Pitch(Y轴旋转) | 自适应巡航控制 | rad/s<sup>2</sup> |
| 6 | Yaw(X轴旋转) | 自适应巡航控制 | rad/s<sup>2</sup> |
| 7 | TIF1(扭矩) | 扭矩控制 | kNm |
| 8 | TIF2(扭矩) | 扭矩控制 | kNm |
白噪声驱动信号谱的类型与驱动信号谱的类型是一样的，也即白噪声驱动信号谱包括这8个分量信号。其中驱动器是以一定的频率驱动试验平台的，所以每一分量信号均包括多个数据点，这些数据点可以在二维坐标系上连成曲线，坐标系的横坐标是时间，纵坐标是该信号的大小。
在步骤202中，向试验系统输入白噪声驱动信号谱。
在步骤203中，在试验系统输入白噪声驱动信号谱时，得到动力总成悬置系统输出的白噪声响应信号谱。
在本公开实施例中，使用该白噪声驱动信号谱驱动试验系统以带动所述动力总成悬置系统运动时，对动力总成悬置系统进行监测，可以得到相应地白噪声响应信号谱。
在本公开实施例中，由于白噪声驱动信号谱的频率不是固定不变的，一般来说，该白噪声驱动信号谱的频率会有一个范围。那么与白噪声驱动信号谱对应的白噪声响应信号谱的频率也会有一个范围，而目标信号谱的频率是固定的。白噪声响应信号谱的频率的最大频率和最小频率所构成的范围包括目标信号谱的频率。同时白噪声响应信号谱的最大幅值与最小幅值所构成的范围包括目标信号谱的最大幅值和最小幅值。以保证后续确定的传递函数更加准确。其中，频率即为采集频率，最大幅值为该信号的最大值，最小幅值为该信号的最小值。
在本公开实施例中，传感器与数据采集(Data AcQuisition，DAQ)设备连接，可以利用数据采集设备采集动力总成悬置系统的响应信号谱。通过数据采集设备采集到的响应信号谱包括23个信号分量，所以白噪声响应信号谱也包括23个信号分量。分别为：左车身侧支架X方向的加速度、左车身侧支架Y方向的加速度、左车身侧支架Z方向的加速度、右车身侧支架X方向的加速度、右车身侧支架Y方向的加速度、右车身侧支架Z方向的加速度、后车身侧支架X方向的加速度、后车身侧支架Y方向的加速度、后车身侧支架Z方向的加速度、左动总侧支架X方向的加速度、左动总侧支架Y方向的加速度、左动总侧支架Z方向的加速度、右动总侧支架X方向的加速度、右动总侧支架Y方向的加速度、右动总侧支架Z方向的加速度、后动总侧支架X方向的加速度、后动总侧支架Y方向的加速度、后动总侧支架Z方向的加速度、动总质心X方向的加速度、动总质心Y方向的加速度、动总质心Z方向的加速度、左驱动轴扭矩和左驱动轴扭矩一共23个信号。
在步骤204中，基于白噪声响应信号谱与白噪声驱动信号谱，得到传递函数。
在本公开实施例中，传递函数可以采用如下公式(1)进行计算：
H＝YT/XT (1)
在公式(1)中：
H——传递函数；
YT——白噪声响应信号谱的转置；
XT——白噪声驱动信号谱的转置。
在本公开实施例中，白噪声响应信号谱和白噪声驱动信号谱并不是一个数，而是各个信号分量组成的矩阵，所以传递函数H同样为矩阵。
在步骤205中，获取动力总成悬置系统的原始目标信号谱Ydesire。
在本公开实施例中，利用数据采集设备采集汽车在道路试验过程中动力总成悬置系统的原始目标信号谱。
在本公开实施例中，道路试验过程中，要保证汽车经过多种典型工况路面，这些典型工况路面包括：凹坑路、水泥波纹路、搓板路、鹅卵石路、比利时路、扭曲路和沙石路等。
在本公开实施例中，采集到的原始目标信号谱包括前述的23种信号分量，不同类型的信号能够表现的动力总成悬置系统的运动状态是不同的。同时，不同的信号对试验的影响不同，有的信号与最终的目标驱动信号谱中对应的信号相差很小，且在后续的迭代计算中几乎没有变化，也即对试验的影响很小，为简化计算，这类信号无需进行后续的迭代计算。而有的信号与最终的目标驱动信号谱中对应的信号相差较大，且在后续的迭代计算中是有变化的，这类信号需要进行后续的迭代。下表给示出了各种信号在采集后是否需要进行迭代运算，表格中的“监测”表示仅对该处的信号进行监测，得到信号即可，无需进行后续的迭代计算，而“控制”表示需对该处的信号进行监测，得到信号后需进行后续的迭代计算。如表2所示：
表2数据采集方案
其中，表1给出了两种方案，方案1：“驱动轴扭矩+车身侧加速度”信号控制，从表1中可以看出对方案1对驱动轴和车身侧的信号进行了控制。方案2：“驱动轴扭矩+质心加速度”信号控制，从表1中可以看出对方案2对驱动轴和动总质心处的信号进行了控制。其中g＝9.8m/s2。
在本公开实施例中，可以根据目标驱动信号谱的图形推断汽车是否处于正常运行，当汽车处于正常运行的阶段采用驱动轴扭矩与车身侧加速度信号控制迭代方案1。当汽车出现共振时，采用驱动轴扭矩与动总质心加速度控制迭代方案2。
在步骤206中，去除原始目标信号谱中在一段时间内所有信号均小于第二设定值的部分原始目标信号谱得到目标信号谱Ydesire。
在本公开实施例中，三向加速度传感器是以一定的频率来采集信号的，在汽车在道路试验过程中，汽车存在停止运行的情况，那么这一段时间内的所有信号(也即上述23种信号分量)是无用的，需要将其去除，缩短试验的时间。同时，汽车在道路试验过程中可能未行驶但汽车的发动机开着的情况，在这些状态下采集到信号很小，对试验的参考意义不大，也需将这些信号去除。
在本公开实施例中，原始目标信号谱中的频率较大，在通过试验系统进行模拟时，频率太高可能会造成试验系统损坏。可选地，该方法还包括：对原始目标信号谱进行降频处理，从而降低目标信号谱Ydesire的频率。
在本公开实施例中，在汽车在道路试验过程中，发动机的温度较高，会造成采集到的信号偏高，如果需要将温度的影响去除。可选地，该方法还包括：将所有原始目标信号谱的信号均减去各自对应的均值，来消除温度的影响。
可选地，该方法还包括：对原始目标信号谱进行去除毛刺等异常数据，平滑过渡断点等操作；对原始目标信号谱进行修正和压缩处理。其中，在上述处理过程中，需保证目标信号谱Ydesire保留原始目标信号谱中有用数据的98％以上，以确保试验的准确性。
在步骤207中，将目标信号谱Ydesire作为响应信号谱代入传递函数中，得到第一驱动信号谱X1。
在本公开实施例中，在完成步骤207的计算后，还需要进行后续骤208至步骤211的迭代步骤，需要进行迭代计算的原因如下：假设整个系统为线性系统，可以根据系统的输入信号、输出信号与传递函数的关系，由目标信号谱和传递函数反推得到所需目标驱动信号谱。由于实际系统的各个环节，如驱动系统、悬置系统及测量系统等，都存在一定程度上的非线性，导致根据线性系统计算出的目标驱动信号谱去激励系统时，得到的响应信号谱与期望得到的目标信号谱存在很大的误差。为了消除非线性的影响，需要使用迭代的方法，逐步修正驱动信号谱，使系统的响应信号谱逼近于目标信号谱。
在步骤208中，向试验系统输入第一驱动信号谱X1，得到动力总成悬置系统第一响应信号谱Y1。
在本公开实施例中，向试验系统输入第一驱动信号谱，通过三向加速度传感器和应变片得到第一响应信号谱。
在步骤209中，基于第一响应信号谱Y1与目标信号谱Ydesire中第一分量的差值、传递函数H、迭代因子a和第一驱动信号谱X1得到第二驱动信号谱X2。
在本公开实施例中，第二驱动信号谱X2包括第一响应信号谱X1中的第二分量以及第一响应信号谱X1中第一分量的迭代结果，第一响应信号谱X1包括第一分量和第二分量。其中第一分量是需要进行后续迭代运算的信号，第二分量是不需要进行迭代运算的信号。对于方案1来说第一分量包括：左车身侧支架X方向的加速度、左车身侧支架Y方向的加速度、右车身侧支架X方向的加速度、右车身侧支架Z方向的加速度、后车身侧支架Y方向的加速度、后车身侧支架Z方向的加速度、左驱动轴的扭矩和右驱动轴的扭矩；第二分量是第一响应信号谱X1中除第一分量以外的其他信号分量。
在本公开实施例中，步骤209可以包括：
将差值代入乘以传递函数H的逆函数H-1，得到第一中间值。
将第一中间值乘以迭代因子a，得到第二中间值。
将第二中间值加上第一驱动信号谱X1得到第二驱动信号谱X2。
在本公开实施例中，整个系统为非线性系统，如果直接用第一中间值加上第一驱动信号谱X1得到的驱动信号谱与目标驱动信号谱会存在较大的差距，需对第一中间值进行进一步迭代，也即将第一中间值乘以迭代因子a后再加上第一驱动信号谱X1，来减小驱动信号谱与目标信号谱之间的差距。
从上述的计算可知，第一中间值可以表示为第一驱动信号谱X1与目标信号谱之间的差距，要减小该差距，需要将第一中间值减小，需保证迭代因子a的范围为0.2至0.9。
在步骤210中，向试验系统输入第二驱动信号谱X2，得到动力总成悬置系统得到第二响应信号谱Y2。
在步骤211中，以同样的方法依次得到对应的第三驱动信号谱X3和第三响应信号谱Y3、对应的第四驱动信号谱X4和第四响应信号谱Y4……对应的第N驱动信号谱XN和第N响应信号谱YN，N为大于4的整数。
在本公开实施例中，迭代次数越多，也即N越大，迭代因子a越小。
示例性地，本公开实施例在进行迭代的过程中，迭代因子可以在范围内变化，例如第一次迭代时可以取迭代因子为0.8，可以减少迭代的次数；在倒数第一次迭代时，此时得到的响应信号谱已经与目标信号谱已经较为接近，如果此时迭代因子取值较大，可能使得最后一次得到响应信号谱已经与目标信号谱的差值进一步增大，所以在最后一次迭代时，可以取迭代因子为0.3，减小迭代因子a的数值，第N响应信号谱与目标信号谱越接近，确保试验的精度。
在步骤212中，当第N响应信号谱的均方根与目标信号谱的均方根的比值小于第一设定值时，将第N驱动信号谱作为目标驱动信号谱。
在本公开实施例中，当第N响应信号谱的均方根与目标信号谱的均方根的比值小于第一设定值时，说明第N响应信号谱和目标信号谱的差值很小。将与第N响应信号谱对应的第N驱动信号谱作为目标驱动信号谱，使得动力总成悬置系统的运动状态与实际运动状态相差不大，提高试验的准确性。
示例性地，第一设定值可以为15％。
在步骤213中，在试验系统停止运动后，基于动力总成悬置系统的损坏程度，确定动力总成悬置系统的耐久度。
在本公开实施例中，当试验过程过后，可以观测动力总成悬置系统的损坏程度来确定动力总成悬置系统的耐久度。
示例性地，观测动力总成悬置系统在试验过后如果出现裂缝，可以根据裂缝的长短来确定动力总成悬置系统的耐久度，裂缝越长动力总成悬置系统的耐久度越差，裂缝越短动力总成悬置系统的耐久度越好。
在本公开实施例中，向试验系统输入目标驱动信号谱时，保证试验系统的工作温度在阈值温度范围内，阈值温度范围为动力总成悬置系统在道路试验过程中的平均温度与最大温度的所构成范围。
在本公开实施例中，给出以上试验迭代计算步骤后，针对前文给出的2种方案分别开展迭代，对比迭代结果，可获得台架试验结果与目标信号比较吻合的最佳方案。
图4是本公开实施例提供的一种动力总成悬置系统的耐久度模拟试验系统的框图。参见图4，该系统包括：
第一获取模块301，被配置为，获取试验系统的传递函数。传递函数表示响应信号谱与驱动信号谱的关系，驱动信号谱用于驱动试验系统以带动动力总成悬置系统运动，响应信号谱是监测动力总成悬置系统运动时运动状态得到的。
第二获取模块302，被配置为，获取动力总成悬置系统的目标信号谱。
第一确定模块303，被配置为，基于目标信号谱和传递函数确定目标驱动信号谱。
驱动模块304，被配置为，采用目标驱动信号谱驱动试验系统。
第二确定模块305，被配置为，在试验系统停止运动后，基于动力总成悬置系统的损坏程度，确定动力总成悬置系统的耐久度。
在本公开实施例中，第一确定模块303，还被配置为，将目标信号谱作为响应信号谱代入传递函数中，得到第一驱动信号谱；向试验系统输入第一驱动信号谱，得到动力总成悬置系统的第一响应信号谱；基于第一响应信号谱与目标信号谱中第一分量的差值、传递函数、迭代因子和第一驱动信号谱得到第二驱动信号谱，第二驱动信号谱包括第一响应信号谱中的第二分量以及第一响应信号谱中第一分量的迭代结果，第一响应信号谱包括第一分量和所述第二分量；向试验系统输入第二驱动信号谱，得到动力总成悬置系统的第二响应信号谱；以同样的方法依次得到对应的第三驱动信号谱和第三响应信号谱、对应的第四驱动信号谱和第四响应信号谱……对应的第N驱动信号谱和第N响应信号谱，N为大于4的整数；当第N响应信号谱的均方根与目标信号谱的均方根的比值小于第一设定值时，将第N驱动信号谱作为目标驱动信号谱。
在本公开实施例中，第一确定模块303，还被配置为，将差值乘以传递函数的逆函数，得到第一中间值；将第一中间值乘以迭代因子，得到第二中间值；将第二中间值加上第一驱动信号谱得到第二驱动信号谱。
在本公开实施例中，迭代因子的范围为0.2至0.9。
第一获取模块301，还被配置为，获取一个白噪声驱动信号谱；向试验系统输入白噪声驱动信号谱；在试验系统输入白噪声驱动信号谱时，得到动力总成悬置系统输出的白噪声响应信号谱；基于白噪声响应信号谱与白噪声驱动信号谱，得到传递函数。
在本公开实施例中，白噪声响应信号谱的最大频率和最小频率所构成的范围包括目标信号谱的频率，白噪声响应信号谱的最大幅值与最小幅值所构成的范围包括目标信号谱的最大幅值和最小幅值。
在本公开实施例中，目标信号谱包括：左车身侧支架X方向的加速度、左车身侧支架Y方向的加速度、左车身侧支架Z方向的加速度、右车身侧支架X方向的加速度、右车身侧支架Y方向的加速度、右车身侧支架Z方向的加速度、后车身侧支架X方向的加速度、后车身侧支架Y方向的加速度、后车身侧支架Z方向的加速度、左动总侧支架X方向的加速度、左动总侧支架Y方向的加速度、左动总侧支架Z方向的加速度、右动总侧支架X方向的加速度、右动总侧支架Y方向的加速度、右动总侧支架Z方向的加速度、后动总侧支架X方向的加速度、后动总侧支架Y方向的加速度、后动总侧支架Z方向的加速度、动总质心X方向的加速度、动总质心Y方向的加速度、动总质心Z方向的加速度、左驱动轴扭矩和左驱动轴扭矩；所述X方向、所述Y方向和所述Z方向两两相互垂直。
第二获取模块302，还被配置为，对动力总成悬置系统进行道路试验；获取动力总成悬置系统在道路试验过程中的原始目标信号谱；去除原始目标信号谱中在一段时间内所有信号均小于第二设定值的部分原始目标信号谱得到目标信号谱。
在本公开实施例中，目标驱动信号谱包括X方向上的加速度、Y方向上的加速度、Z方向上的加速度、围绕所述X方向的角加速度、围绕所述Y方向的角加速度、围绕所述Z方向的角加速度、左侧驱动轴的扭矩和右侧驱动轴的扭矩。
在本公开实施例中，系统还包括控制模块，被配置为，在向试验系统输入目标驱动信号谱时，控制试验系统的工作温度在阈值温度范围内，阈值温度范围为动力总成悬置系统在道路试验过程中的平均温度与最大温度所构成的范围。
以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种动力总成悬置系统的耐久度模拟试验方法，其特征在于，所述方法包括：
获取试验系统的传递函数，所述传递函数表示响应信号谱与驱动信号谱的关系，所述驱动信号谱用于驱动所述试验系统以带动所述动力总成悬置系统运动，所述响应信号谱是监测所述动力总成悬置系统运动时运动状态得到的；
获取所述动力总成悬置系统的目标信号谱；
基于所述目标信号谱和所述传递函数确定目标驱动信号谱；
采用所述目标驱动信号谱驱动所述试验系统；
在所述试验系统停止运动后，基于所述动力总成悬置系统的损坏程度，确定所述动力总成悬置系统的耐久度。
2.根据权利要求1所述的动力总成悬置系统的耐久度模拟试验方法，其特征在于，所述基于所述目标信号谱和所述传递函数确定目标驱动信号谱，包括：
将所述目标信号谱作为响应信号谱代入所述传递函数中，得到第一驱动信号谱；
向所述试验系统输入所述第一驱动信号谱，得到所述动力总成悬置系统的第一响应信号谱；
基于所述第一响应信号谱与所述目标信号谱中第一分量的差值、所述传递函数、迭代因子和所述第一驱动信号谱得到第二驱动信号谱，所述第二驱动信号谱包括所述第一响应信号谱中的第二分量以及所述第一响应信号谱中第一分量的迭代结果，所述第一响应信号谱包括所述第一分量和所述第二分量；
向所述试验系统输入所述第二驱动信号谱，得到所述动力总成悬置系统的第二响应信号谱；
以同样的方法依次得到对应的第三驱动信号谱和第三响应信号谱、对应的第四驱动信号谱和第四响应信号谱……对应的第N驱动信号谱和第N响应信号谱，N为大于4的整数；
当所述第N响应信号谱的均方根与所述目标信号谱的均方根的比值小于第一设定值时，将所述第N驱动信号谱作为所述目标驱动信号谱。
3.根据权利要求2所述的动力总成悬置系统的耐久度模拟试验方法，其特征在于，所述基于所述第一响应信号谱与所述目标信号谱的差值、所述传递函数、迭代因子和所述第一驱动信号谱得到第二驱动信号谱，包括：
将所述差值乘以所述传递函数的逆函数，得到第一中间值；
将所述第一中间值乘以所述迭代因子，得到第二中间值；
将所述第二中间值加上所述第一驱动信号谱得到第二驱动信号谱。
4.根据权利要求3所述的动力总成悬置系统的耐久度模拟试验方法，其特征在于，所述迭代因子的范围为0.2至0.9。
5.根据权利要求1至4任一项所述的动力总成悬置系统的耐久度模拟试验方法，其特征在于，所述获取试验系统的传递函数，包括：
获取一个白噪声驱动信号谱；
向所述试验系统输入所述白噪声驱动信号谱；
在所述试验系统输入所述白噪声驱动信号谱时，得到所述动力总成悬置系统输出的白噪声响应信号谱；
基于所述白噪声响应信号谱与所述白噪声驱动信号谱，得到所述传递函数。
6.根据权利要求5所述的动力总成悬置系统的耐久度模拟试验方法，其特征在于，所述白噪声响应信号谱的最大频率和最小频率所构成的范围包括所述目标信号谱的频率，所述白噪声响应信号谱的最大幅值与最小幅值所构成的范围包括所述目标信号谱的最大幅值和最小幅值。
7.根据权利要求1至4任一项所述的动力总成悬置系统的耐久度模拟试验方法，其特征在于，所述目标信号谱包括：左车身侧支架X方向的加速度、左车身侧支架Y方向的加速度、左车身侧支架Z方向的加速度、右车身侧支架X方向的加速度、右车身侧支架Y方向的加速度、右车身侧支架Z方向的加速度、后车身侧支架X方向的加速度、后车身侧支架Y方向的加速度、后车身侧支架Z方向的加速度、左动总侧支架X方向的加速度、左动总侧支架Y方向的加速度、左动总侧支架Z方向的加速度、右动总侧支架X方向的加速度、右动总侧支架Y方向的加速度、右动总侧支架Z方向的加速度、后动总侧支架X方向的加速度、后动总侧支架Y方向的加速度、后动总侧支架Z方向的加速度、动总质心X方向的加速度、动总质心Y方向的加速度、动总质心Z方向的加速度、左驱动轴扭矩和左驱动轴扭矩；
所述X方向、所述Y方向和所述Z方向两两相互垂直。
8.根据权利要求1至4任一项所述的动力总成悬置系统的耐久度模拟试验方法，其特征在于，所述获取所述动力总成悬置系统的目标信号谱，包括：
对所述动力总成悬置系统进行道路试验；
获取所述动力总成悬置系统在所述道路试验过程中的原始目标信号谱；
去除所述原始目标信号谱中在一段时间内所有信号均小于第二设定值的部分原始目标信号谱得到目标信号谱。
9.根据权利要求1至4任一项所述的动力总成悬置系统的耐久度模拟试验方法，其特征在于，所述目标驱动信号谱包括X方向上的加速度、Y方向上的加速度、Z方向上的加速度、围绕所述X方向的角加速度、围绕所述Y方向的角加速度、围绕所述Z方向的角加速度、左侧驱动轴的扭矩和右侧驱动轴的扭矩；
所述X方向、所述Y方向和所述Z方向两两相互垂直。
10.一种动力总成悬置系统的耐久度模拟试验系统，其特征在于，所述系统包括：
第一获取模块，被配置为，获取试验系统的传递函数，所述传递函数表示响应信号谱与驱动信号谱的关系，所述驱动信号谱用于驱动所述试验系统以带动所述动力总成悬置系统运动，所述响应信号谱是监测所述动力总成悬置系统运动时运动状态得到的；
第二获取模块，被配置为，获取所述动力总成悬置系统的目标信号谱；
第一确定模块，被配置为，基于所述目标信号谱和所述传递函数确定目标驱动信号谱；
驱动模块，被配置为，采用所述目标驱动信号谱驱动所述试验系统；
第二确定模块，被配置为，在所述试验系统停止运动后，基于所述动力总成悬置系统的损坏程度，确定所述动力总成悬置系统的耐久度。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023101671A1 (en) * | 2021-12-02 | 2023-06-08 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | White noise generators |
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2021
- 2021-05-31 CN CN202110598479.3A patent/CN113155486A/zh active Pending
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