CN114061987A - 车辆动力总成刚体模态测试方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种车辆动力总成刚体模态测试方法，包括：在动力总成的发动机、变速箱和发动机与变速箱的结合面上布置第一振动加速度传感器；在车辆的车身上布置第二振动加速度传感器；在动力总成上设置激振器；启动激振器，采集第一振动加速度传感器的第一测试结果和二振动加速度传感器的第二测试结果；基于激振器的工作参数、第一测试结果和第二测试结果，获取动力总成综合频率响应函数，最终识别出其刚体模态。本申请实施例在车身和动力总成上均设置了振动加速度传感器，使得刚体模态的测试更加准确，且无需拆解整车，使传感器的布置更加便捷，同时可以减少传感器的使用量。

Description

车辆动力总成刚体模态测试方法

技术领域

本申请实施例涉及车辆检测技术领域，尤其涉及一种车辆动力总成刚体模态测试方法。

背景技术

动力总成的悬置系统刚体模态对汽车的舒适性有着着重要的影响，动力总成和悬架系统刚体模态合理的分布，可以有效地过滤出来自路面的低频振动，汽车会得到较好的舒适性。目前整车状态下的汽车动力总成刚体模态测试方法有：力锤激励法和激振器法。现有的测试方式主要有以下几点问题：对于力锤激励法，在整车状态下测试动力总成悬置系统刚体模态，由于被测试对象动力总成重量大，力锤激励法存在能量不足的情况，同时人工激励也受人为因素影响明显；对于力锤激励法和激振器法，在动力总成上粘贴传感器比较复杂，很多时候需要拆装样件才能完成，测点过多，存在多次测试一致性的试验误差。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

有鉴于此，本申请实施例提出了一种车辆动力总成刚体模态测试方法，包括：

在动力总成的发动机、变速箱和发动机与变速箱的结合面上布置第一振动加速度传感器；

在车辆的车身上布置第二振动加速度传感器；

在所述动力总成上设置安装激振器；

启动所述激振器，采集所述第一振动加速度传感器的第一测试结果和所述二振动加速度传感器的第二测试结果；

基于所述激振器的工作参数、所述第一测试结果和所述第二测试结果，获取所述动力总成的刚体模态。

在一种可行的实施方式中，所述采集所述第一振动的第一测试结果的步骤包括：

将上位机通信连接于所述第一振动加速度传感器，在上位机中进行仿真模拟，构建与所述第一振动加速度传感器随动的测试点；

采集所述测试点的测试结果，作为所述第一测试结果。

在一种可行的实施方式中，所述在动力总成的发动机、变速箱和发动机与变速箱的结合面上布置第一振动加速度传感器的布置包括：

在所述发动机上布置至少两个所述第一振动加速度传感器；

在所述变速箱上布置至少两个所述第一振动加速度传感器；

在所述发动机和所述变速箱的结合面上布置至少两个所述第一振动加速度传感器；

其中，所述测试点的数量与所述第一振动加速度传感器的设置数量相同。

在一种可行的实施方式中，所述在所述动力总成上设置激振器的布置包括：

在所述动力总成上设置至少两个所述激振器；

开启所述激振器，基于所述第一振动加速度传感器的检测结果，调节所述激振器的设置位置。

在一种可行的实施方式中，以车辆的长度方向为X轴方向，车辆的宽度方向为Y轴方向，垂直于X轴方向和Y轴方向的方向为Z轴方向，所述基于所述第一振动加速度传感器的检测结果，调节所述激振器的设置位置的步骤包括：

获取所述第一振动加速度传感器的检测结果在X轴方向的第一分量，在Y轴方向的第二分量和在Z轴方向上的第三分量；

基于所述第一分量、所述第二分量和所述第三分量，调节所述激振器的安装位置。

在一种可行的实施方式中，所述启动所述激振器的步骤包括：

开启所述激振器，以第一输出功率对所述动力总成进行激励；

获取所述第一振动加速度传感器的检测结果在X轴方向的第四分量，在Y轴方向的第五分量和在Z轴方向上的第六分量；

基于所述第四分量、所述第五分量和所述第六分量，确定所述激振器的目标输出功率；

控制所述激振器以所述目标输出功率启动。

在一种可行的实施方式中，所述基于所述激振器的工作参数、所述第一测试结果和所述第二测试结果，获取所述动力总成的刚体模态的布置包括：

基于所述激振器的工作参数获取所述激振器的输出功率和激振角度；

基于所述第一测试结果和所述第二测试结果，获取所述动力总成相对于所述车身的振动频率和振动阵型；

基于所述激振器的输出功率和激振角度、所述第一测试结果、所述第二测试结果、所述振动频率和所述振动阵型，获取所述车辆总成的六自由度模态参数。

在一种可行的实施方式中，在所述在动力总成的发动机、变速箱和发动机与变速箱的结合面上布置第一振动加速度传感器的步骤之前，还包括：

顶升所述车辆。

在一种可行的实施方式中，所述第一振动加速度传感器的设置数量为6或8个。

在一种可行的实施方式中，所述第二振动加速度传感器的设置数量为4或6个。

相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：本申请实施例提供的车辆动力总成刚体模态测试方法，在动力总成上设置了第一振动加速度传感器，在车身上设置了第二振动加速度传感器，在动力总成上设置了激振器，在测试过程中，以激振器作为激励源，能够提供足够的激励能量；在车身和动力总成上均设置了振动加速度传感器，可以基于第一振动加速度传感器和第二振动加速度传感器的检测结果获取到车辆的动力总成相对于车身的振动频率和振动阵型，进而即可以及第一振动加速度传感器、第二振动加速度传感器和动力总成相对于车身的振动频率和振动阵型来获取到动力总成的刚体模态，使得刚体模态的测试更加准确，且无需拆解整车，使传感器的布置更加方便，同时可以减少传感器的使用量。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请提供的一种实施例的车辆动力总成刚体模态测试方法的示意性步骤流程图；

图2为本申请提供的一种实施例的车辆在执行车辆动力总成刚体模态测试方法时的示意性结构图。

其中，图2中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

100第一振动加速度传感器、200第二振动加速度传感器、300激振器、400测试点。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本申请实施例的技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请实施例技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

如图1所示，本申请实施例提出了一种车辆动力总成刚体模态测试方法，包括：

步骤101：在动力总成的发动机、变速箱和发动机与变速箱的结合面上布置第一振动加速度传感器。第一振动加速度传感器设置在发动机、变速箱和发动机与变速箱的结合面上，使得第一振动加速度传感器的设置稳固，且能够反映出动力总成水平切面的形状和形态，使得第一振动加速度传感器能够固定在动力总成机械强度较强的壁面上，通过检测第一振动加速度传感器的设置可以检测获取到动力总成被激振器激励时动力总成的振动频率和振动阵型。

步骤102：在车辆的车身上布置第二振动加速度传感器。在车身上布置了第二振动加速度传感器，通过检测第二振动加速度传感器的测试结果，可以获知到车身在激振器激励动力总成的情况下，车身的振动频率和振动阵型，而通过第一振动加速度传感器和第二振动加速度传感器的设置可以获知到动力总成相对于车身的振动频率和振动阵型。

步骤103：在动力总成上设置激振器。通过激振器的设置可以作为动力总成的激励能源，能够为动力总成的激励提供足够的能源。

步骤104：启动激振器，采集第一振动加速度传感器的第一测试结果和二振动加速度传感器的第二测试结果。获取第一测试结果和第二测试结果，可以获知到在激振器的激励作用下，动力总成的振动频率和振动阵型，能够获知到车身的振动频率和振动阵型，能够获知到动力总成相对于车身的振动频率和振动阵型。

步骤105：基于激振器的工作参数、第一测试结果和第二测试结果，获取动力总成的刚体模态。可以理解的是激振器的工作参数包括了激励角度和激振力，再结合动力总成的振动频率和振动阵型，能够获知到车身的振动频率和振动阵型，能够获知到动力总成相对于车身的振动频率和振动阵型即可获取到车辆动力总成的刚体模态。

如图2所示，其中图2中圆形表示第一振动加速度传感器100，五角星表示激振器300。菱形表示第二振动加速度传感器200，本申请实施例提供的车辆动力总成刚体模态测试方法，在动力总成上设置了第一振动加速度传感器100，在车身上设置了第二振动加速度传感器200，在动力总成上设置了激振器300，在测试过程中，以激振器300作为激励源，能够提供足够的激励能量；在车身和动力总成上均设置了振动加速度传感器，可以基于第一振动加速度传感器100和第二振动加速度传感器200的检测结果获取到车辆的动力总成相对于车身的振动频率和振动阵型，进而即可以及第一振动加速度传感器100、第二振动加速度传感器200和动力总成相对于车身的振动频率和振动阵型来获取到动力总成的刚体模态，使得刚体模态的测试更加准确，且无需拆解整车，使传感器的布置更加方便，同时可以减少传感器的使用量。

可以理解的是，可以通过LMS.Test.lab软件中Modal Analysis模块PloyMAX模态参数识别方法对激振器的工作参数、第一测试结果和第二测试结果进行模态参数评估，以获取到动力总成的刚体模态。

可以理解的是，关于对激振器的工作参数、第一测试结果和第二测试结果的采集，可以以第一预设带宽和第一预设分辨率采集激振器的工作参数、第一测试结果和第二测试结果的采集，采集周期为30至50。

可以理解的是，第一测试结果和第二测试结果可以是同时采集的。

其中，第一预设带宽的频率带宽为0Hz至64Hz，第一预设分辨率的频率分辨率为0.5Hz。

在一些示例中，采集第一振动的第一测试结果的步骤包括：将上位机通信连接于第一振动加速度传感器，在上位机中进行仿真模拟，构建与第一振动加速度传感器随动的测试点；采集测试点的测试结果，作为第一测试结果。

如图2所示，图2中三角形表示测试点400，还可以通过上位机与第一振动加速度传感器100建立通信连接关系，在上位机中进行仿真模拟，通过构建与第一振动加速度传感器100随动的测试点400，能够使第一测试结果的采集更加方便和准确，利于减少第一振动加速度传感器100的设置数量。

可以理解的是，上位机可以为电脑、终端等。

在一些示例中，在动力总成的发动机、变速箱和发动机与变速箱的结合面上布置第一振动加速度传感器的布置包括：

在发动机上布置至少两个第一振动加速度传感器；

在变速箱上布置至少两个第一振动加速度传感器；

在发动机和变速箱的结合面上布置至少两个第一振动加速度传感器；

其中，测试点的数量与第一振动加速度传感器的设置数量相同。

发动机、变速箱和发动机与变速箱的结合面上设置至少两个第一振动加速度传感器，使得动力总成的振动阵型和振动频率的检测更加准确。

如图2所示，每个第一振动加速度传感器100均对应有一个测试点400，使得第一测试结果的采集更加准确、便捷。

在一些示例中，在动力总成上设置激振器的布置包括：在动力总成上设置至少两个激振器；开启激振器，基于第一振动加速度传感器的检测结果，调节激振器的设置位置。

如图2所示，在安装激振器300的过程中，先将至少两个激振器300设置在动力总成上，而后开启激振器300，基于第一振动加速度传感器100的检测结果对激振器300的位置进行调节，使得激振器300的设置位置更加合理，确保通过激振器300能够提供足够的激励能源，且确保所有的第一振动加速度传感器100均能够获得到检测结果。

在一些示例中，以车辆的长度方向为X轴方向，车辆的宽度方向为Y轴方向，垂直于X轴方向和Y轴方向的方向为Z轴方向，基于第一振动加速度传感器的检测结果，调节激振器的设置位置的步骤包括：

获取第一振动加速度传感器的检测结果在X轴方向的第一分量，在Y轴方向的第二分量和在Z轴方向上的第三分量；

基于第一分量、第二分量和第三分量，调节激振器的安装位置。

通过第一振动加速度传感器的检测结果在X轴、Y轴和Z轴上的分量来确定激振器的安装位置，能够确保激振器在激励动力总成时，第一振动加速度传感器能够X轴、Y轴和Z轴均获取到检测结果，使得动力总成刚体模态的测试更加准确、便捷。

在一些示例中，可以基于第一分量、第二分量和第三分量，获取第一相干曲线；在第一相干曲线的取值低于90％的情况下，调节激振器的设置位置，直到第一相干曲线的取值大于或等于90％的情况下，固定激振器。

通过基于第一相干曲线的取值来确定激振器的安装位置，能够确保激振器在激励动力总成时，第一振动加速度传感器能够X轴、Y轴和Z轴均获取到检测结果，使得动力总成刚体模态的测试更加准确、便捷。

在一种可行的实施方式中，启动激振器的步骤包括：开启激振器，以第一输出功率对动力总成进行激励；获取第一振动加速度传感器的检测结果在X轴方向的第四分量，在Y轴方向的第五分量和在Z轴方向上的第六分量；基于第四分量、第五分量和第六分量，确定激振器的目标输出功率；控制激振器以目标输出功率启动。

通过第一振动加速度传感器的检测结果在X轴、Y轴和Z轴上的分量来确定激振器的目标输出功率，能够确保激振器在激励动力总成时，第一振动加速度传感器能够X轴、Y轴和Z轴均获取到检测结果，使得动力总成刚体模态的测试更加准确、便捷。

在一些示例中，可以基于第四分量、第五分量和第六分量，获取第二相干曲线；在第二相干曲线的取值低于90％的情况下，调节第一输出功率，直到相干曲线的取值大于或等于90％的情况下，将当前的第一输出功率作为目标输出功率。

通过基于第二相干曲线的取值来确定激振器的目标输出功率，能够确保激振器在激励动力总成时，第一振动加速度传感器能够X轴、Y轴和Z轴均获取到检测结果，使得动力总成刚体模态的测试更加准确、便捷。

在一些示例中，基于激振器的工作参数、第一测试结果和第二测试结果，获取动力总成的刚体模态的布置包括：

基于激振器的工作参数获取激振器的输出功率和激振角度；

基于第一测试结果和第二测试结果，获取动力总成相对于车身的振动频率和振动阵型；

基于激振器的输出功率和激振角度、第一测试结果、第二测试结果、振动频率和振动阵型，获取车辆总成的六自由度模态参数。

基于激振器的输出功率和激振角度、第一测试结果、第二测试结果、动力总成相对于振动频率和振动阵型，获取车辆总成的六自由度模态参数，使得动力总成刚体模态的测试更加准确、便捷，可以减少传感器的设置数量，且无需拆解整车。

在一些示例中，在在动力总成的发动机、变速箱和发动机与变速箱的结合面上布置第一振动加速度传感器的步骤之前，还包括：顶升车辆。

将待测试动力总成的整车用举升机或者工装将整车举起，能够便于激振器实现三个方向的激励。

在一些示例中，第一振动加速度传感器的设置数量为6或8个。

第一振动加速度传感器的设置数量为6或8个，多个第一振动加速度传感器分别布置在发动机、变速箱和发动机与变速箱的结合面上，能够减少第一振动加速度传感器的设置数量，使得第一振动加速度传感器的设置稳固，且能够反映出动力总成水平切面的形状和形态。

在一些示例中，第二振动加速度传感器的设置数量为4或6个。

第二振动加速度传感器的设置数量为4或6个，第二振动加速度传感器的设置数量略少于第一振动加速度传感器的设置数量，能够进一步减少传感器的设置数量，且通过第二振动加速度传感器的设置，通过检测第二振动加速度传感器的测试结果，可以获知到车身在激振器激励动力总成的情况下，车身的振动频率和振动阵型，而通过第一振动加速度传感器和第二振动加速度传感器的设置可以获知到动力总成相对于车身的振动频率和振动阵型。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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)

1.一种车辆动力总成刚体模态测试方法，其特征在于，包括：

在动力总成的发动机、变速箱和发动机与变速箱的结合面上布置第一振动加速度传感器；

在车辆的车身上布置第二振动加速度传感器；

在所述动力总成上设置激振器；

启动所述激振器，采集所述第一振动加速度传感器的第一测试结果和所述二振动加速度传感器的第二测试结果；

基于所述激振器的工作参数、所述第一测试结果和所述第二测试结果，获取所述动力总成的刚体模态。

2.根据权利要求1所述的车辆动力总成刚体模态测试方法，其特征在于，所述采集所述第一振动加速度传感器的第一测试结果的步骤包括：

将上位机通信连接于所述第一振动加速度传感器，在上位机中进行仿真模拟，构建与所述第一振动加速度传感器随动的测试点；

采集所述测试点的测试结果，作为所述第一测试结果。

3.根据权利要求2所述的车辆动力总成刚体模态测试方法，其特征在于，所述在动力总成的发动机、变速箱和发动机与变速箱的结合面上布置第一振动加速度传感器的布置包括：

在所述发动机上布置两个所述第一振动加速度传感器；

在所述变速箱上布置两个所述第一振动加速度传感器；

在所述发动机和所述变速箱的结合面上布置两个所述第一振动加速度传感器；

其中，所述测试点的数量与所述第一振动加速度传感器的设置数量相同。

4.根据权利要求1所述的车辆动力总成刚体模态测试方法，其特征在于，所述在所述动力总成上设置激振器的布置包括：

在所述动力总成上设置至少两个所述激振器；

开启所述激振器，基于所述第一振动加速度传感器的检测结果，调节所述激振器的设置位置。

5.根据权利要求4所述的车辆动力总成刚体模态测试方法，其特征在于，以车辆的长度方向为X轴方向，车辆的宽度方向为Y轴方向，垂直于X轴方向和Y轴方向的方向为Z轴方向，所述基于所述第一振动加速度传感器的检测结果，调节所述激振器的设置位置的步骤包括：

获取所述第一振动加速度传感器的检测结果在X轴方向的第一分量，在Y轴方向的第二分量和在Z轴方向上的第三分量；

基于所述第一分量、所述第二分量和所述第三分量，调节所述激振器的安装位置。

6.根据权利要求5所述的车辆动力总成刚体模态测试方法，其特征在于，所述启动所述激振器的步骤包括：

开启所述激振器，以第一输出功率对所述动力总成进行激励；

获取所述第一振动加速度传感器的检测结果在X轴方向的第四分量，在Y轴方向的第五分量和在Z轴方向上的第六分量；

基于所述第四分量、所述第五分量和所述第六分量，确定所述激振器的目标输出功率；

控制所述激振器以所述目标输出功率启动。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的车辆动力总成刚体模态测试方法，其特征在于，所述基于所述激振器的工作参数、所述第一测试结果和所述第二测试结果，获取所述动力总成的刚体模态的布置包括：

基于所述激振器的工作参数获取所述激振器的输出功率和激振角度；

基于所述第一测试结果和所述第二测试结果，获取所述动力总成相对于所述车身的振动频率和振动阵型；

基于所述激振器的输出功率和激振角度、所述第一测试结果、所述第二测试结果、所述振动频率和所述振动阵型，获取所述车辆总成的六自由度模态参数。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的车辆动力总成刚体模态测试方法，其特征在于，在所述在动力总成的发动机、变速箱和发动机与变速箱的结合面上布置第一振动加速度传感器的步骤之前，还包括：

顶升所述车辆。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的车辆动力总成刚体模态测试方法，其特征在于，

所述第一振动加速度传感器的设置数量为6或8个。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的车辆动力总成刚体模态测试方法，其特征在于，

所述第二振动加速度传感器的设置数量为4或6个。

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