CN116296445A - 一种基于扭矩突变量的汽车传动系冲击噪声底盘测功机试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于扭矩突变量的汽车传动系冲击噪声底盘测功机试验方法。确定车辆测试条件；进行传动系冲击噪声的主观评价，得到不同时速不同工况下行驶过程中的冲击噪声；判断冲击噪声是否满足要求，若不满足要求则进行传动系冲击振动的客观测试，得到传动系冲击振动数据；若满足要求则结束任务；对传动系冲击振动的数据进行分析；进行传动系冲击扭矩突变量测试；对扭矩客观测量数据进行处理；根据处理后的扭矩客观测量数据结果进行应用。本发明现有技术中由于每次测试无法保证车速的稳定，测试结果存在差异性，在不同车型、不同方案之间进行水平和效果对比时误差相对较大的问题。

Description

一种基于扭矩突变量的汽车传动系冲击噪声底盘测功机试验 方法

技术领域

本发明属于汽车技术领域，具体涉及一种基于扭矩突变量的汽车传动系冲击噪声底盘测功机试验方法。

背景技术

对于很多后驱或四驱车型，行驶过程中在踩油门或收油门的时刻车内会听到“铛”的一声，后排较为明显，该声音是由于传动系本身存在一定间隙，在踩油门或收油门时传动系齿轮换向产生的一种齿轮冲击噪声。因为该问题为车辆行驶过程中产生的瞬态冲击噪声，道路测试时很难保证车速的稳定性，客观测试结果一致性较差，目前行业内针对传动系瞬态冲击噪声水平的评估大多以在道路上进行主观评价为主。长安汽车公开了一种基于响度凸显量的汽车传动系统瞬态冲击噪声评价方法，该方法通过在试验车内布置传声器，在不同工况下对车辆进行传动系统瞬态冲击噪声测试，利用响度计算方法对采集到的噪声信号进行分析，根据响度凸显量来评价汽车传动系统瞬态冲击噪声大小。该方法能够测量与主观感受相符的客观值，但对于踩油门或收油门的冲击噪声问题，由于每次测试无法保证车速的稳定，测试结果存在差异性，在不同车型、不同方案之间进行水平和效果对比时误差相对较大。另外，该方法只提出了一种传动系冲击噪声的评价指标，无法用于判断传动系的冲击位置，不适用于传动系冲击问题的排查与解决。

发明内容

本发明提供一种基于扭矩突变量的汽车传动系冲击噪声底盘测功机试验方法，针对现有技术中由于每次测试无法保证车速的稳定，测试结果存在差异性，在不同车型、不同方案之间进行水平和效果对比时误差相对较大的问题以及无法用于判断传动系的冲击位置，不适用于传动系冲击问题的排查与解决的问题。

本发明通过以下技术方案实现：

一种基于扭矩突变量的汽车传动系冲击噪声底盘测功机试验方法，所述试验方法包括以下步骤：

步骤1：确定车辆测试条件；

步骤2：基于步骤1的车辆，进行传动系冲击噪声的主观评价，得到不同时速不同工况下行驶过程中的冲击噪声；

步骤3：判断步骤2行驶过程中的冲击噪声是否满足要求，若不满足要求则进行传动系冲击振动的客观测试，得到传动系冲击振动数据；若满足要求则结束任务；

步骤4：对步骤3得到传动系冲击振动的数据进行分析；

步骤5：对步骤4的分析结果，进行传动系冲击扭矩突变量测试；

步骤6：根据步骤5的测试结果，对扭矩客观测量数据进行处理；

步骤7：根据步骤6处理后的扭矩客观测量数据结果进行应用。

一种基于扭矩突变量的汽车传动系冲击噪声底盘测功机试验方法，所述步骤1具体为，将试验车辆按照试验室操作要求固定到底盘测功机上，转毂鼓面选用低噪声毂面，降低轮胎噪声对试验的影响，调整试验室内环境温度到特定值，即室温为25℃；

设置完成后，先将转毂设置为车带毂模式进行热车，以车速100km/h行驶20分钟，使发动机水温达到85℃以上，变速器油温和减速器油温达到稳定工作温度范围，之后将底盘测功机调整为毂带车模式。

一种基于扭矩突变量的汽车传动系冲击噪声底盘测功机试验方法，所述步骤2具体为，控制转毂拖动车辆使车辆保持匀速行驶，主观评价人员从车速10km/h开始进行评价，当10km/h车速评价完成后每增加5km/h进行一次评价，直到车速达到50km/h；

每个车速下主观评价人员以不同开度快速踩踏加速踏板，踩踏后快速松开的操作方式对冲击噪声水平进行评价，并采用10分制进行打分；

每次操作后间隔5秒再进行第二次评价，保证发动机转速回落至稳定状态，每个评价工况至少评价6次以上，最终评分取所有次数的平均值，判断行驶过程中踩油门、松油门工况下的冲击噪声。

一种基于扭矩突变量的汽车传动系冲击噪声底盘测功机试验方法，所述步骤3具体为，先对传动系进行相对便捷的振动测试，确认车内感知的冲击噪声是否为传动系冲击噪声；

将三向振动传感器布置在可能存在传动系冲击振动的位置，所述存在传动系冲击振动的位置包括主减速器壳体、左右车轮轮心和传动轴中间支撑，将振动传感器连接至振动噪声数据采集设备并采集发动机转速、发动机转速、变速器档位、车速、发动机水温和变速器油温CAN信号，进行相关设置，完成测试设备安装调试工作，对主观评价人员识别出问题的工况进行测试，测试方法与主观评价方法相同。

一种基于扭矩突变量的汽车传动系冲击噪声底盘测功机试验系统，控制转毂拖动车辆使车辆保持匀速行驶，控制车速从车速10km/h开始进行测试，当10km/h车速测试完成后每增加5km/h进行一次测试，直到车速达到50km/h；

每个车速下测试设备以不同开度快速踩踏加速踏板，踩踏后快速松开的操作方式对冲击噪声水平进行测试，得到相应测试数据；

每次操作后间隔5秒再进行第二次评价，保证发动机转速回落至稳定状态，每个工况至少测试6次以上，最终测试数据取所有次数的平均值，得出主观评价人员识别出问题的工况测试数据。

一种基于扭矩突变量的汽车传动系冲击噪声底盘测功机试验方法，所述步骤4具体为，测试结束后对各个振动位置的测试数据进行峰峰值处理，时速峰峰值为振动时刻的最大值与最小值的代数差；

当所述主减速器壳体振动峰峰值最明显时，可直接进行步骤5测试驱动轴和传动轴扭矩；

当所述左右车轮轮心或传动轴中间支撑振动峰峰值最明显时，为车辆状态异常导致，对振动明显位置进行原因分析；

当所述主减速器壳体、左右车轮轮心和传动轴中间支撑均无明显振动峰值，则车内的冲击噪声非后部传动系冲击噪声，进行其他原因的排查。

一种基于扭矩突变量的汽车传动系冲击噪声底盘测功机试验方法，所述步骤5具体为，当所述主减速器壳体振动峰峰值最明显时，则在驱动轴和传动轴粘贴应变片进行扭矩测试，所述应变片粘贴位置，同时采集主减速器振动和CAN信号，试验准备结束后，在底盘测功机上对问题工况进行再次重复测试。

一种基于扭矩突变量的汽车传动系冲击噪声底盘测功机试验方法，所述步骤6具体为，传动系产生冲击时会将力传递至与之连接的轴，使其产生扭矩变化，用扭矩突变量来表征冲击的大小，计算方法为识别冲击时刻的最大扭矩Tmax与冲击前的扭矩Tbefoer，计算扭矩突变量△T，

△T＝Tmax-Tbefoer。

一种基于扭矩突变量的汽车传动系冲击噪声底盘测功机试验方法，所述步骤7具体为，基于扭矩测量结果判定传动系冲击位置、传动系冲击目标制定及方案效果评估；

所述判定传动系冲击位置，若传动轴存在扭矩突变，驱动轴无扭矩突变，则判定冲击位置为主减速器大小齿轮冲击；若驱动轴存在扭矩突变，传动轴无扭矩突变，则判定冲击位置与差速齿轮相关；

所述传动系冲击目标制定及方案效果评估，结合主观评价及扭矩突变量计算结果，制定传动系冲击噪声子系统客观指标。在验证优化方案时，能够客观有效评估方案效果。

一种基于扭矩突变量的汽车传动系冲击噪声底盘测功机试验方法，基于扭矩测量结果还可以进行CAE仿真模型的校准，将扭矩突变量作为传动系冲击的评价指标，搭建传动系冲击噪声仿真模型，根据客观测试结果校准模型的准确性，便于通过仿真手段对冲击问题进行分析优化。

本发明的有益效果是：

本发明利用转毂电机拖动车辆匀速行驶，使同一工况下每次测试时的车速、发动机转速等条件一致，保证了试验的可重复性和可对比性，解决了由于试验一致性差导致的传动系冲击噪声无法客观测试的问题。

本发明利用底盘测功机转毂拖动车辆进行传动系冲击噪声的试验方法，能够使每次测试时使传动系齿轮、花键处于反齿面啮合状态，使传动系动态间隙最大化，提升冲击噪声复现的概率。

本发明变速器、减速器油液阻尼对传动系冲击噪声有一定影响，油液阻尼与温度相关。在试验室底盘测功机测试能够保证环境温度的一致性，规避环境温度对试验结果的影响。

本发明通过测试驱动轴、传动轴扭矩，计算扭矩突变量，能够有效的评估传动系冲击水平、判断冲击位置、制定客观传动系冲击目标以及冲击仿真模型校对。

附图说明

图1是本发明的振动峰峰值计算示意图。

图2是本发明的扭矩应变片粘贴位置示意图。

图3是本发明的扭矩突变量计算示意图。

图4是本发明的扭矩突变量测试结果示例图。

图5是本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种基于扭矩突变量的汽车传动系冲击噪声底盘测功机试验方法，所述试验方法包括以下步骤：

步骤1：确定车辆测试条件；

步骤2：基于步骤1的车辆，进行传动系冲击噪声的主观评价，得到不同时速不同工况下行驶过程中的冲击噪声；

步骤3：判断步骤2行驶过程中的冲击噪声是否满足要求，若不满足要求则进行传动系冲击振动的客观测试，得到传动系冲击振动数据；若满足要求则结束任务；

步骤4：对步骤3得到传动系冲击振动的数据进行分析；

步骤5：对步骤4的分析结果，进行传动系冲击扭矩突变量测试；

步骤6：根据步骤5的测试结果，对扭矩客观测量数据进行处理；

步骤7：根据步骤6处理后的扭矩客观测量数据结果进行应用。

一种基于扭矩突变量的汽车传动系冲击噪声底盘测功机试验方法，所述步骤1确定车辆测试条件具体为，将试验车辆按照试验室操作要求固定到底盘测功机上，转毂鼓面选用低噪声毂面，降低轮胎噪声对试验的影响，调整试验室内环境温度到特定值，即室温为25℃；

设置完成后，先将转毂设置为车带毂模式进行热车，以车速100km/h行驶20分钟，使发动机水温达到85℃以上，变速器油温和减速器油温达到稳定工作温度范围，之后将底盘测功机调整为毂带车模式。

一种基于扭矩突变量的汽车传动系冲击噪声底盘测功机试验方法，所述步骤2进行传动系冲击噪声的主观评价，得到不同时速不同工况下行驶过程中的冲击噪声具体为，控制转毂拖动车辆使车辆保持匀速行驶，主观评价人员从车速10km/h开始进行评价，当10km/h车速评价完成后每增加5km/h进行一次评价，直到车速达到50km/h；

每个车速下主观评价人员以不同开度(10％、30％、50％、70％、100％油门开度)快速踩踏加速踏板，踩踏后快速松开的操作方式对冲击噪声水平进行评价，并采用10分制进行打分；

每次操作后间隔5秒再进行第二次评价，保证发动机(电机)转速回落至稳定状态，每个评价工况(车速10km/h，油门开度10％、车速10km/h，油门开度30％、车速10km/h，油门开度50％、车速10km/h，油门开度70％、车速10km/h，油门开度100％、车速15km/h，油门开度10％、车速15km/h，油门开度30％等)至少评价6次以上，最终评分取所有次数的平均值，判断行驶过程中踩油门、松油门工况下的冲击噪声。

一种基于扭矩突变量的汽车传动系冲击噪声底盘测功机试验方法，所述步骤3若不满足要求则进行传动系冲击振动的客观测试，得到传动系冲击振动数据具体为，先对传动系进行相对便捷的振动测试，确认车内感知的冲击噪声是否为传动系冲击噪声；

将三向振动传感器布置在可能存在传动系冲击振动的位置，时速存在传动系冲击振动的位置包括主减速器壳体、左右车轮轮心和传动轴中间支撑等位置，将振动传感器连接至振动噪声数据采集设备并采集发动机转速、发动机转速、变速器档位、车速、发动机水温和变速器油温等和试验相关的CAN信号，进行相关设置，如测试通道、传感器灵敏度、采样频率等，完成测试设备安装调试工作，对主观评价人员识别出问题的工况进行测试，测试方法与主观评价方法相同。

一种基于扭矩突变量的汽车传动系冲击噪声底盘测功机试验系统，控制转毂拖动车辆使车辆保持匀速行驶，控制车速从车速10km/h开始进行测试，当10km/h车速测试完成后每增加5km/h进行一次测试，直到车速达到50km/h；

每个车速下测试设备以不同开度(10％、30％、50％、70％、100％油门开度)快速踩踏加速踏板，踩踏后快速松开的操作方式对冲击噪声水平进行测试，得到相应测试数据；

每次操作后间隔5秒再进行第二次评价，保证发动机(电机)转速回落至稳定状态，每个工况(车速10km/h，油门开度10％、车速10km/h，油门开度30％、车速10km/h，油门开度50％、车速10km/h，油门开度70％、车速10km/h，油门开度100％、车速15km/h，油门开度10％、车速15km/h，油门开度30％等)至少测试6次以上，最终测试数据取所有次数的平均值，得出主观评价人员识别出问题的工况测试数据。

一种基于扭矩突变量的汽车传动系冲击噪声底盘测功机试验方法，所述步骤4对传动系冲击振动的数据进行分析具体为，测试结束后对各个振动位置的测试数据进行峰峰值处理，时速峰峰值为振动时刻的最大值与最小值的代数差；

当所述主减速器壳体振动峰峰值最明显时，可直接进行步骤5测试驱动轴和传动轴扭矩；

当所述左右车轮轮心或传动轴中间支撑振动峰峰值最明显时，一般为车辆状态异常导致，对振动明显位置进行原因分析；

当所述主减速器壳体、左右车轮轮心和传动轴中间支撑均无明显振动峰值，则车内的冲击噪声非后部传动系冲击噪声，进行其他原因的排查。

一种基于扭矩突变量的汽车传动系冲击噪声底盘测功机试验方法，所述步骤5进行传动系冲击扭矩突变量测试具体为，当所述主减速器壳体振动峰峰值最明显时，则在驱动轴和传动轴粘贴应变片进行扭矩测试，所述应变片粘贴位置如示意图见图2，同时采集主减速器振动和CAN信号，试验准备结束后，在底盘测功机上对问题工况进行再次重复测试。

一种基于扭矩突变量的汽车传动系冲击噪声底盘测功机试验方法，所述步骤6对扭矩客观测量数据进行处理具体为，传动系产生冲击时会将力传递至与之连接的轴，使其产生扭矩变化，用扭矩突变量来表征冲击的大小，计算方法为识别冲击时刻的最大扭矩Tmax与冲击前的扭矩Tbefoer，计算扭矩突变量△T，

△T＝Tmax-Tbefoer；如图3所示。

一种基于扭矩突变量的汽车传动系冲击噪声底盘测功机试验方法，所述步骤7进行扭矩测量结果应用具体为，基于扭矩测量结果判定传动系冲击位置、传动系冲击目标制定及方案效果评估；

所述判定传动系冲击位置，若传动轴存在扭矩突变，驱动轴无扭矩突变，则判定冲击位置为主减速器大小齿轮冲击；若驱动轴存在扭矩突变，传动轴无扭矩突变，则判定冲击位置与差速齿轮相关；

所述传动系冲击目标制定及方案效果评估，结合主观评价及扭矩突变量计算结果，制定传动系冲击噪声子系统客观指标。在验证优化方案时，能够客观有效评估方案效果。

一种基于扭矩突变量的汽车传动系冲击噪声底盘测功机试验方法，基于扭矩测量结果还可以进行CAE仿真模型的校准，将扭矩突变量作为传动系冲击的评价指标，搭建传动系冲击噪声仿真模型，根据客观测试结果校准模型的准确性，便于通过仿真手段对冲击问题进行分析优化。

提出扭矩突变量评价指标，能够有效的评估传动系冲击水平、判断冲击位置、制定客观传动系冲击目标以及冲击仿真模型校对，利用试验和仿真结合的手段更好的解决问题。

提出了利用底盘测功机转毂拖动车辆进行测试的方法，保证了传动系冲击噪声的可重复性和可对比性，能够用于主观评价和客观测试，解决了由于试验一致性差导致的传动系冲击噪声无法客观测试的问题。

采用底盘测功机进行传动系冲击噪声测试，可以利用试验室可以保持恒温特性保证了环境温度的一致性，降低环境温度对试验结果的影响。

Claims (10)

1.一种基于扭矩突变量的汽车传动系冲击噪声底盘测功机试验方法，其特征在于，所述试验方法包括以下步骤：

步骤1：确定车辆测试条件；

步骤2：基于步骤1的车辆，进行传动系冲击噪声的主观评价，得到不同时速不同工况下行驶过程中的冲击噪声；

步骤3：判断步骤2行驶过程中的冲击噪声是否满足要求，若不满足要求则进行传动系冲击振动的客观测试，得到传动系冲击振动数据；若满足要求则结束任务；

步骤4：对步骤3得到传动系冲击振动的数据进行分析；

步骤5：对步骤4的分析结果，进行传动系冲击扭矩突变量测试；

步骤6：根据步骤5的测试结果，对扭矩客观测量数据进行处理；

步骤7：根据步骤6处理后的扭矩客观测量数据结果进行应用。

2.根据权利要求1所述一种基于扭矩突变量的汽车传动系冲击噪声底盘测功机试验方法，其特征在于，所述步骤1具体为，将试验车辆按照试验室操作要求固定到底盘测功机上，转毂鼓面选用低噪声毂面，降低轮胎噪声对试验的影响，调整试验室内环境温度到特定值，即室温为25℃；

设置完成后，先将转毂设置为车带毂模式进行热车，以车速100km/h行驶20分钟，使发动机水温达到85℃以上，变速器油温和减速器油温达到稳定工作温度范围，之后将底盘测功机调整为毂带车模式。

3.根据权利要求1所述一种基于扭矩突变量的汽车传动系冲击噪声底盘测功机试验方法，其特征在于，所述步骤2具体为，控制转毂拖动车辆使车辆保持匀速行驶，主观评价人员从车速10km/h开始进行评价，当10km/h车速评价完成后每增加5km/h进行一次评价，直到车速达到50km/h；

每个车速下主观评价人员以不同开度快速踩踏加速踏板，踩踏后快速松开的操作方式对冲击噪声水平进行评价，并采用10分制进行打分；

每次操作后间隔5秒再进行第二次评价，保证发动机转速回落至稳定状态，每个评价工况至少评价6次以上，最终评分取所有次数的平均值，判断行驶过程中踩油门、松油门工况下的冲击噪声。

4.根据权利要求1所述一种基于扭矩突变量的汽车传动系冲击噪声底盘测功机试验方法，其特征在于，所述步骤3具体为，先对传动系进行相对便捷的振动测试，确认车内感知的冲击噪声是否为传动系冲击噪声；

将三向振动传感器布置在可能存在传动系冲击振动的位置，所述存在传动系冲击振动的位置包括主减速器壳体、左右车轮轮心和传动轴中间支撑，将振动传感器连接至振动噪声数据采集设备并采集发动机转速、发动机转速、变速器档位、车速、发动机水温和变速器油温CAN信号，进行相关设置，完成测试设备安装调试工作，对主观评价人员识别出问题的工况进行测试，测试方法与主观评价方法相同。

5.根据权利要求4所述一种基于扭矩突变量的汽车传动系冲击噪声底盘测功机试验方法，其特征在于，控制转毂拖动车辆使车辆保持匀速行驶，控制车速从车速10km/h开始进行测试，当10km/h车速测试完成后每增加5km/h进行一次测试，直到车速达到50km/h；

每个车速下测试设备以不同开度快速踩踏加速踏板，踩踏后快速松开的操作方式对冲击噪声水平进行测试，得到相应测试数据；

每次操作后间隔5秒再进行第二次评价，保证发动机转速回落至稳定状态，每个工况至少测试6次以上，最终测试数据取所有次数的平均值，得出主观评价人员识别出问题的工况测试数据。

6.根据权利要求5所述一种基于扭矩突变量的汽车传动系冲击噪声底盘测功机试验方法，其特征在于，所述步骤4具体为，测试结束后对各个振动位置的测试数据进行峰峰值处理，时速峰峰值为振动时刻的最大值与最小值的代数差；

当所述主减速器壳体振动峰峰值最明显时，可直接进行步骤5测试驱动轴和传动轴扭矩；

当所述左右车轮轮心或传动轴中间支撑振动峰峰值最明显时，为车辆状态异常导致，对振动明显位置进行原因分析；

当所述主减速器壳体、左右车轮轮心和传动轴中间支撑均无明显振动峰值，则车内的冲击噪声非后部传动系冲击噪声，进行其他原因的排查。

7.根据权利要求6所述一种基于扭矩突变量的汽车传动系冲击噪声底盘测功机试验方法，其特征在于，所述步骤5具体为，当所述主减速器壳体振动峰峰值最明显时，则在驱动轴和传动轴粘贴应变片进行扭矩测试，所述应变片粘贴位置，同时采集主减速器振动和CAN信号，试验准备结束后，在底盘测功机上对问题工况进行再次重复测试。

8.根据权利要求1所述一种基于扭矩突变量的汽车传动系冲击噪声底盘测功机试验方法，其特征在于，所述步骤6具体为，传动系产生冲击时会将力传递至与之连接的轴，使其产生扭矩变化，用扭矩突变量来表征冲击的大小，计算方法为识别冲击时刻的最大扭矩Tmax与冲击前的扭矩Tbefoer，计算扭矩突变量△T，

△T＝Tmax-Tbefoer。

9.根据权利要求8所述一种基于扭矩突变量的汽车传动系冲击噪声底盘测功机试验方法，其特征在于，所述步骤7具体为，基于扭矩测量结果判定传动系冲击位置、传动系冲击目标制定及方案效果评估；

所述判定传动系冲击位置，若传动轴存在扭矩突变，驱动轴无扭矩突变，则判定冲击位置为主减速器大小齿轮冲击；若驱动轴存在扭矩突变，传动轴无扭矩突变，则判定冲击位置与差速齿轮相关；

所述传动系冲击目标制定及方案效果评估，结合主观评价及扭矩突变量计算结果，制定传动系冲击噪声子系统客观指标。在验证优化方案时，能够客观有效评估方案效果。

10.根据权利要求9所述一种基于扭矩突变量的汽车传动系冲击噪声底盘测功机试验方法，其特征在于，基于扭矩测量结果还可以进行CAE仿真模型的校准，将扭矩突变量作为传动系冲击的评价指标，搭建传动系冲击噪声仿真模型，根据客观测试结果校准模型的准确性，便于通过仿真手段对冲击问题进行分析优化。

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