CN113865892A - 一种电动助力转向器整车与eolt台架换向噪声相关性分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动助力转向器整车与EOLT台架换向噪声相关性分析方法，包括以下步骤：分别准备、布置整车和EOLT台架clunk测试样件和测试工况，采集整车和EOLT台架clunk信号，EOLT台架的震动信号输入轴扭矩和电机扭矩过零点的时刻分别为t1、t2，取t1‑30ms至t2+30ms时域区间为EOLT台架clunk数据分析窗口，分别对选定的数据进行EPS整车和EOLT台架clunk计算分析，驱动端、转向端测点XYZ三个方向波峰与波谷相减值，计算EPS整车与EOLT台架驱动端、转向端测点clunk值相关系数。本发明的有益效果是，在EOLT台架上创造出一种新的分析窗口即扭矩过零点分析窗口，该分析窗口提取计算出来的clunk peak to peak值与整车clunk peak to peak值关联性强相关系数高，产品下线EOLT检测出来的clunk值就能反应出整车clunk水平。
Description
技术领域
本发明涉及机械检测领域，特别涉及一种电动助力转向器整车与EOLT台架换向噪声相关性分析方法。
背景技术
双小齿轮式电动助力转向器(DP-EPS)换向噪声(Clunk)是驾驶员在驻车情况下方向盘在中间位置或极限位置来回快速转动换向时齿条与齿轮撞击、蜗杆与蜗轮撞击、间隙补偿机构回位撞敲击产生的噪声。整车与产线EOLT(End of Line Test)台架clunk相关性分析，是以整车振动测试结果为导向通过与EOLT振动测试的相关性分析，将整车clunk测试结果与EOLT台架clunk测试结果关联起来分析两者相干系数，相干系数越高EOLT台架的测试结果越能直接反应出整车测试结果是否满足clunk目标值要求。现有技术EOLT clunk测试结果的数据分析选取窗口为-67.5°至67.5°角度区间，该角度区间的数据选取并未包含clunk振动，其peak to peak值(波峰与波谷相减值)反应的是运行过程中的振动水平不能正面真实的反应出clunk水平。因此EOLT台架这种分析窗口导致其与整车的测试结果相关性不强，不适用于检测评估clunk水平。
现有技术中电动助力转向器EPS(Electric Power Steering)整车与EOLT台架换向噪声相关性分析方法存在许多问题：现有技术EOLT clunk测试结果的数据分析选取窗口为-67.5°至67.5°角度区间，该角度区间的数据选取并未包含clunk振动，其peak to peak值(波峰与波谷相减值)反应的是运行过程中的振动水平不能正面真实的反应出clunk水平。因此EOLT台架这种分析窗口导致其与整车的测试结果相关性不强，不适用于检测评估clunk水平。
例如，一种在中国专利文献上公开的“转向器噪声检测装置”，其公告号：CN210893414U，其申请日：2019年12月30日，通过罩体建立模拟车辆内部的封闭式空间。使用时将转向柱安装在转向柱安装架上，并将转向柱的输入端与负载机构的连接头，用负载机构模拟转向柱的受力情况；负载机构为气缸或液压缸等伸缩缸体，减少使用电机等机械型结构产生其他非转向器使用时发出的声响，这样可提高检测结果的准确性。并通过声音采集模块将采集的声音数据传输至控制器，有控制器分析、记录、显示，但是其数据选取并未包含clunk振动，其peak to peak值(波峰与波谷相减值)反应的是运行过程中的振动水平不能正面真实的反应出clunk水平。因此EOLT台架这种分析窗口导致其与整车的测试结果相关性不强，不适用于检测评估clunk水平。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种电动助力转向器整车与EOLT台架换向噪声相关性分析方法，避免了EOLT台架这种分析窗口导致其与整车的测试结果相关性不强，不适用于检测评估clunk水平的问题。
以下是本发明的技术方案。
一种电动助力转向器整车与EOLT台架换向噪声相关性分析方法，包括以下步骤：
S1：分别准备EPS整车clunk测试样件和EOLT台架clunk测试样件，测试前调整驱动端和转向端的间隙值；
S2：分别布置测试工况，布置EPS整车clunk测试传感器和EOLT台架clunk测试传感器，在大壳体驱动端布置一个三向振动加速度传感器定义测点为DRP，在大壳体转向端布置一个三向振动加速度传感器定义测点为STP；
S3：分别采集整车clunk信号和EOLT台架clunk信号，对数据进行有效性和一致性检查，所述EOLT台架的震动信号输入轴扭矩和电机扭矩过零点的时刻分别为t1、t2，取t1-30ms至t2+30ms时域区间为EOLT台架clunk数据分析窗口；
S4：分别对选定的数据进行EPS整车clunk计算分析和EOLT台架clunk计算分析，输出DRP、STP测点XYZ三个方向波峰与波谷相减值；
S5：分别计算EPS整车与EOLT台架DRP、STP测点clunk值相关系数。
作为优选，所述clunk信号为三向震动信号。收集信号为三向震动信号，数据更精准全面，实验结果对比性强。
作为优选，所述驱动端和转向端的间隙值从小到大。便于直观反映实验结果与驱动端和转向端的间隙值的关系。
作为优选，所述整车测试样件为五套。避免造成实验偶然性误差，使实验结果更精准。
作为优选，所述加速度的采样频率为48000Hz。选取行业常见的采样频率，使实验结果具有直观性和代表性。
作为优选，所述整车clunk信号数据通过振动噪音测试设备采集。选取行业常见的采集设备，使实验结果具有直观性和代表性。
作为优选，所述EOLT台架clunk信号通过EOLT测试系统采集。选取行业常见的采集设备，使实验结果具有直观性和代表性。
作为优选，所述测试工况clunk测试时方向盘转速180°/s，旋转角度为±90°，转向齿条负载3KN。选取行业常见的测试工况，使实验结果具有直观性和代表性。
本发明的有益效果是：在EOLT台架上创造出一种新的分析窗口即扭矩过零点分析窗口，该分析窗口提取计算出来的clunk peak to peak值与整车clunk peak to peak值关联性强相关系数高，产品下线EOLT检测出来的clunk值就能反应出整车clunk水平。
附图说明
图1一种电动助力转向器整车与EOLT台架换向噪声相关性分析方法流程图。
图2本发明EOLT台架测试clunk数据分析扭矩过零点分析窗口图，如图所示t1-30ms至t2+30ms数据分析窗口包含clunk发生时刻的振动数据。
图3现有技术EOLT台架测试clunk数据分析角度选取窗口图，如图蓝色框内分析窗
口选取的振动数据只是运行过程的振动数据并不包含clunk发生时刻的振动数据。
图4整车clunk测试DRP测点Z向振动加速度时域数据图。
图5EOLT台架clunk测试DRP测点Z向振动加速度时域数据图。
图6本发明扭矩过零点分析窗口整车与EOLT台架测试clunk值曲线图及相干系数计算结果图。
图7现有技术角度分析窗口整车与EOLT台架测试clunk值曲线图及相干系数计算结果图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。另外，为了更好的说明本发明，在下文中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段未做详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
实施例：
选取5套EPS整车测试样件，测试前调整驱动端DRP Yoke和转向端STP Yoke的间隙值，每套样件间隙值不一样，间隙值从小到大。定义第一套样件为NVH-01#，第二套为NVH-02#，依此类推。样件DRP Yoke和STP Yoke间隙值分别定义为Ci、Di，i为1，2，3，4，5。规定C1＞C2＞C3＞C4＞C5，D1＞D2＞D3＞D4＞D5。C1、D1表示第一套样件DRP Yoke、STP Yoke的间隙值。
样件装车和整车传感器布置。在大壳体驱动端布置一个三向振动加速度传感器定义测点为DRP，在大壳体转向端布置一个三向振动加速度传感器定义测点为STP。加速度的采样频率为48000Hz。
根据clunk测试工况进行clunk客观试验。通过振动噪音测试设备的数据采集前端采集到振动信号DRP X/Y/Z、STP X/Y/Z。测试工况为clunk测试时方向盘转速180°/s，旋转角度为±90°，转向齿条负载3KN。
用振动噪音测试设备的后处理软件分析模块对采集到的数据进行有效性和一致性检查，确保无异常并筛选出一组数据用于clunk分析。
对选定的数据进行clunk计算分析，输出整车DRP、STP测点XYZ三个方向peak topeak值axi、ayi、azi，bxi、byi、bzi，i为1，2，3，4，5。ax1表示整车第一套样件DRP测点X方向clunk peak to peak值。bx1表示整车第一套样件STP测点X方向clunk peak to peak值。
进行产线EOLT台架clunk测试，样件选取整车测试的5套样件，测点与整车测试布点一致，测试工况与整车保持一致，通过EOLT测试系统采集到振动信号DRP X/Y/Z、STP X/Y/Z，输入轴扭矩信号Input_Torque、电机扭矩信号CAN_Torque。
对EOLT台架采集到的数据进行有效性和一致性检查，确保无异常并筛选出一组数据用于clunk分析。
EOLT台架clunk数据分析窗口设定，定义输入轴扭矩Input_Torque和电机扭矩CAN_Torque过零点的时刻分别为t1、t2，取t1-30ms至t2+30ms时域区间为EOLT台架clunk数据分析窗口。
对选定的数据进行EOLT台架clunk计算分析，输出DRP、STP X/Y/Z三个方向peakto peak值aexi、aeyi、aezi，bexi beyi bezi，i为1，2，3，4，5。aex1表示EOLT台架第一套样件DRP测点X方向clunk peak to peak值。bex1表示EOLT台架第一套样件STP测点X方向clunk peak to peak值。
整车和EOLT clunk相关性分析数据选取。整车取DRP、STP测点X/Y/Z三个方向peakto peak值的最大值用于相关系数计算，定义DRP测点peak to peak最大值为amaxi，STP测点peak to peak最大值为bmaxi。
amaxi＝max(axi,，ayi，azi)，i＝1，2，3，4，5。
bmaxi＝max(bxi，byi，bzi)，i＝1，2，3，4，5。
同理，EOLT台架取DRP测点X/Y/Z三个方向peak to peak值的最大值aemaxi，STP测点X/Y/Z三个方向peak to peak值的最大值bemaxi。
aemaxi＝max(aexi，aeyi，aezi)，i＝1，2，3，4，5。
bemaxi＝max(bexi，beyi，bezi)，i＝1，2，3，4，5。
本发明中，所获取的实验数据表1。
表1本实验所叙述的实验编码数据汇总。
整车和EOLT clunk相关系数计算。根据相关系数计算公式一和公式二分别计算整车和EOLT台架DRP测点、STP测点clunk值的相关系数。
公式一：
公式二：
amaxi、aemaxi分别表示整车、EOLT每套样件DRP测点clunk值，
分别表示整车、EOLT 5套样件DRP测点clunk平均值。
bmaxi、bemaxi分别表示整车、EOLT每套样件STP测点clunk值，
分别表示整车、EOLT 5套样件STP测点clunk平均值。
实验结果如图6，对比图7可以发现，针对EOLT台架测试发明了一种新的数据分析窗口即扭矩过零点分析窗口，现有角度分析窗口选取的振动分析数据并非clunk发生时刻的振动数据而是EPS运行过程中的振动数据。扭矩过零点分析窗口较角度分析窗口相干系数高，整车与EOLT测试结果相关性强，EOLT的clunk测试结果正面真实反应出整车clunk水平。
以上内容，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种电动助力转向器整车与EOLT台架换向噪声相关性分析方法，包括以下步骤：
S1：分别准备EPS整车clunk测试样件和EOLT台架clunk测试样件，测试前调整驱动端和转向端的间隙值；
S2：分别布置测试工况，布置EPS整车clunk测试传感器和EOLT台架clunk测试传感器，在大壳体驱动端布置一个三向振动加速度传感器定义测点为DRP，在大壳体转向端布置一个三向振动加速度传感器定义测点为STP；
S3：分别采集整车clunk信号和EOLT台架clunk信号，对数据进行有效性和一致性检查，所述EOLT台架的震动信号输入轴扭矩和电机扭矩过零点的时刻分别为t1、t2，取t1-30ms至t2+30ms时域区间为EOLT 台架clunk数据分析窗口；
S4：分别对选定的数据进行EPS整车clunk 计算分析和EOLT台架clunk 计算分析，输出DRP、STP测点XYZ三个方向波峰与波谷相减值；
S5：分别计算EPS整车与EOLT台架DRP、STP测点clunk值相关系数。
2.根据权利要求1所述一种电动助力转向器整车与EOLT台架换向噪声相关性分析方法，其特征在于，所述clunk信号为三向震动信号。
3.根据权利要求1所述一种电动助力转向器整车与EOLT台架换向噪声相关性分析方法，其特征在于，所述驱动端和转向端的间隙值从小到大。
4.根据权利要求1所述一种电动助力转向器整车与EOLT台架换向噪声相关性分析方法，其特征在于，所述整车测试样件为五套。
5.根据权利要求1所述一种电动助力转向器整车与EOLT台架换向噪声相关性分析方法，其特征在于，所述加速度的采样频率为48000Hz。
6.根据权利要求1所述一种电动助力转向器整车与EOLT台架换向噪声相关性分析方法，其特征在于，所述整车clunk信号数据通过振动噪音测试设备采集。
7.根据权利要求1所述一种电动助力转向器整车与EOLT台架换向噪声相关性分析方法，其特征在于，所述EOLT台架clunk信号通过EOLT测试系统采集。
8.根据权利要求1所述一种电动助力转向器整车与EOLT台架换向噪声相关性分析方法，其特征在于，所述测试工况clunk测试时方向盘转速180°/s，旋转角度为±90°，转向齿条负载3KN。
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