有规律怠速抽动问题的检测系统及方法与流程 专利技术说明

测量装置的制造及其应用技术1.本发明属于汽车发动机技术领域，具体涉及一种有规律怠速抽动问题的检测系统及方法。背景技术：2.怠速抽动问题是指汽车怠速工况下，车内驾乘人员感受到的间歇性低频振动现象（俗称抽动）。怠速工况没有路面激励源等的干扰，车内振动容易被用户感知，尤其对于低频有规律的抽动问题，更容易引起用户的抱怨。根据抽动时间间隔是否相同，可以分为无规律怠速抽动（间隔不同）和有规律怠速抽动（间隔相同）。对无规律的怠速抽动，一般与气缸偶发性的点火、燃烧异常等相关，可以通过燃烧稳定性分析、振动时域峰值分析等方法进行原因排查和优化。对有规律的怠速抽动（抽动时间间隔一般2～5秒），一般与曲轴、液力变矩器涡轮（下文简称涡轮）、前端冷却模块风扇（下文简称为冷却风扇）等旋转部件之间的相互拍振所致，需要进行拍振频率分析等方法来进行问题原因分析及优化。3.如专利文献cn109211589b公开的一种怠速工况间歇性抖振的检测方法，该方法通过检测目标点和振动源的时域和频域曲线，并进行对比，以确定间歇性抖振的原因。该方法适合单个激励源（如单缸间歇性失火等）引起的间歇性抖振问题分析。对于多个旋转部件拍振引起的有规律怠速抽动问题，因缺乏各振动源之间的拍振频率的计算等，不能识别拍振导致的抽动问题的原因。4.又如专利文献cn103674227b公开的一种整车状态下发动机振动噪声测试方法，该方法通过检测怠速、加速等工况下，发动机悬置主、被动方支架等振动加速度，以及发动机舱和车内的噪声信号，分析怠速工况的发动机和车内nvh水平的大小及特性，为车辆nvh水平评价提供参考。但不适合于怠速抽动等问题的原因分析。5.因此，需要开发一种有规律怠速抽动问题的检测系统及方法。技术实现要素：6.本发明的目的在于提供一种有规律怠速抽动问题的检测系统及方法，能快速确定抽动问题是否由拍振所致，并确定引起拍振的部件，为问题根本原因排查及优化提出可行的措施。7.第一方面，本发明所述的一种有规律怠速抽动问题的检测系统，包括：振动数据检测模块，其包括分别布置在待测车辆的变速器悬置主动端支架根部、驾驶员座椅导轨右后安装点的振动数据检测传感器，用于检测振动数据；数据采集模块，该数据采集模块分别与各振动数据检测传感器、待测车辆的can信号接口连接，用于采集发动机在怠速工况下的振动数据、曲轴转速信号、涡轮转速信号和风扇转速信号；上位机，该上位机与数据采集模块连接，用于接收数据采集模块所采集的振动数据、曲轴转速信号、涡轮转速信号、风扇转速信号；以及根据振动数据计算抽动频率，根据曲轴转速信号、涡轮转速信号和风扇转速信号计算拍振频率，对比抽动频率和拍振频率，如果两者差异在第一预设范围内，则判断抽动问题由旋转部件之间的拍振所致；或者根据振动数据计算抽动周期，根据曲轴转速信号、涡轮转速信号和风扇转速信号计算拍振周期，对比抽动周期和拍振周期，如果两者差异在第二预设范围内，则判断抽动问题由旋转部件之间的拍振所致。8.可选地，所述振动数据检测传感器采用三向加速度传感器。9.第二方面，本发明所述的一种有规律怠速抽动问题的检测方法，采用如本发明所述的有规律怠速抽动问题的检测系统，其方法包括如下步骤：步骤1、传感器布置：在待测车辆的变速器悬置主动端支架根部、驾驶员座椅导轨右后安装点分别布置振动数据检测传感器；步骤2、测试系统连接：将各振动数据检测传感器的信号线接入数据采集模块，将待测车辆的can信号接口通过can转接线接入数据采集模块，将数据采集模块与上位机连接；步骤3、数据采集：发动机点火，并热机至怠速转速趋于稳定，启动数据采集模块和上位机，调试确认振动数据检测传感器信号正常后，持续采集预设时间内的振动数据、曲轴转速信号、涡轮转速信号和风扇转速信号；步骤4、根据振动数据计算抽动频率，根据曲轴转速信号、涡轮转速信号和风扇转速信号计算拍振频率，对比抽动频率和拍振频率，如果两者差异在第一预设范围内，则判断抽动问题由旋转部件之间的拍振所致；或者根据振动数据计算抽动周期，根据曲轴转速信号、涡轮转速信号和风扇转速信号计算拍振周期，对比抽动周期和拍振周期，如果两者差异在第二预设范围内，则判断抽动问题由旋转部件之间的拍振所致。10.可选地，对采集的振动数据作频谱分析，确认低频段内是否存在周期性振动，如存在，根据两次振动的时间间隔t计算抽动频率f=1/t，其中，低频段内为1hz以内，t即为抽动周期。11.可选地，对曲轴转速信号、涡轮转速信号和风扇转速信号进行拍振分析，计算拍振周期tpi=1/(f2i-f1),计算拍振频率fpi=1/tpi；其中，f1为发动机的转动一阶频率；f2i为涡轮和冷却风扇的转动一阶频率，i=1，2，...，i表示涡轮、冷却风扇中的第i个旋转部件。12.可选地，比较抽动频率f与拍振频率fpi，当两者差异在预设范围内时，表示抽动问题由第i个旋转部件与发动机机曲轴转速拍振所致。13.可选地，比较抽动周期t与拍振周期tpi，当两者差异在预设范围内时，表示抽动问题由第i个旋转部件与发动机机曲轴转速拍振所致。14.本发明具有以下优点：本发明通过检测发动机转速、涡轮转速和冷却风扇转速，计算怠速抽动的频率，以及各振动源间的拍振频率，能够快速确定出抽动问题是否由拍振所致，并确定引起拍振的部件，为问题根本原因排查及优化提出可行的措施。本发明为优化有规律怠速抽动问题提供依据。附图说明15.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。16.图1为发动机气缸压力及曲轴转角测试系统的示意图；图2为基于座椅振动加速度频谱的抽动时间间隔计算图，其中，横轴表示频率（单位为hz）,纵轴表示时间（单位为秒）；图3为本发明的流程图。具体实施方式17.以下将结合附图对本发明进行详细的说明。18.如图1所示，本实施例中，一种有规律怠速抽动问题的检测系统，包括：振动数据检测模块，其包括分别布置在待测车辆的变速器悬置主动端支架根部、驾驶员座椅导轨右后安装点的振动数据检测传感器，用于检测振动数据；数据采集模块，该数据采集模块分别与各振动数据检测传感器、待测车辆的can信号接口连接，用于采集发动机在怠速工况下的振动数据、曲轴转速信号、涡轮转速信号和风扇转速信号；上位机，该上位机与数据采集模块连接，用于接收数据采集模块所采集的振动数据、曲轴转速信号、涡轮转速信号、风扇转速信号；以及根据振动数据计算抽动频率，根据曲轴转速信号、涡轮转速信号和风扇转速信号计算拍振频率，对比抽动频率和拍振频率，如果两者差异在第一预设范围内，则判断抽动问题由旋转部件之间的拍振所致；或者根据振动数据计算抽动周期，根据曲轴转速信号、涡轮转速信号和风扇转速信号计算拍振周期，对比抽动周期和拍振周期，如果两者差异在第二预设范围内，则判断抽动问题由旋转部件之间的拍振所致。19.本实施例中，所述振动数据检测传感器采用三向加速度传感器。20.如图2和图3所示，本实施例中，一种有规律怠速抽动问题的检测方法，采用如本实施例中所述的有规律怠速抽动问题的检测系统，其方法包括如下步骤：步骤1、传感器布置：在待测车辆的变速器悬置主动端支架根部、驾驶员座椅导轨右后安装点分别布置振动数据检测传感器；步骤2、测试系统连接：将各振动数据检测传感器的信号线接入数据采集模块，将待测车辆的can信号接口通过can转接线接入数据采集模块，将数据采集模块与上位机连接；步骤3、数据采集：发动机点火，并热机至怠速转速趋于稳定，启动数据采集模块和上位机，调试确认振动数据检测传感器信号正常后，持续采集预设时间（比如：1分钟数据）内的振动数据、曲轴转速信号、涡轮转速信号和风扇转速信号；振动数据（指振动加速度）的采样频率一般为1024。21.步骤4、根据振动数据计算抽动频率，根据曲轴转速信号、涡轮转速信号和风扇转速信号计算拍振频率，对比抽动频率和拍振频率，如果两者差异在第一预设范围（为标定值）内，则判断抽动问题由旋转部件之间的拍振所致；或者根据振动数据计算抽动周期，根据曲轴转速信号、涡轮转速信号和风扇转速信号计算拍振周期，对比抽动周期和拍振周期，如果两者差异在第二预设范围（为标定值）内，则判断抽动问题由旋转部件之间的拍振所致。22.本实施例中，对采集的振动数据作频谱分析，确认低频段内是否存在周期性振动，如存在，根据两次振动的时间间隔t计算抽动频率f=1/t，其中，低频段内为1hz以内，t即为抽动周期。23.本实施例中，对曲轴转速信号、涡轮转速信号和风扇转速信号进行拍振分析，计算拍振周期tpi=1/(f2i-f1),计算拍振频率fpi=1/tpi；其中，f1为发动机的转动一阶频率；f2i为涡轮和冷却风扇的转动一阶频率，i=1，2，...，i表示涡轮、冷却风扇等中的第i个旋转部件。24.本实施例中，f2i=n2i/60，其中，n2i为涡轮、冷却风扇转速。25.本实施例中，f1=n1/60，其中，n1为发动机转速。26.本实施例中，比较抽动频率f与拍振频率fpi，当两者差异在预设范围内时，表示抽动问题由第i个旋转部件与发动机机曲轴转速拍振所致。27.本实施例中，比较抽动周期t与拍振周期tpi，当两者差异在预设范围内时，表示抽动问题由第i个旋转部件与发动机机曲轴转速拍振所致。28.通过该方法就能够快速确定间歇性抽动问题的部件及原因，制定控制措施进行优化解决，以提升整车nvh驾乘体验。29.上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。









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