旋转轴系动态扭转刚度计算方法、系统及计算机设备技术方案

本发明专利技术公开了一种旋转轴系动态扭转刚度计算方法，包括：在预设工况下，获取目标旋转轴系的输入端转速、输出端转速及扭矩；根据输入端转速及输出端转速，计算输入端和输出端的相对转速差；对相对转速差进行积分处理，以生成输入端和输出端的相对转角；对相对转角和扭矩进行低通滤波处理；根据低通滤波后的相对转角和扭矩构建角度

【技术实现步骤摘要】
旋转轴系动态扭转刚度计算方法、系统及计算机设备


[0001]本专利技术涉及汽车传动系统
，尤其涉及一种旋转轴系动态扭转刚度计算方法、旋转轴系动态扭转刚度计算系统及计算机设备。

技术介绍

[0002]在整车传动系统仿真中，各旋转轴系的转动惯量和扭转刚度为最主要的输入参数。如果参数设置不合理，仿真模型无法准确获取系统扭振模态和响应的真实信息，将导致仿真模型无法准确分析传动系统导致的NVH问题。
[0003]现有技术中，通常将被测轴系安装在扭矩台架上，轴系一端固定，另一端通过加载电机进行扭转加载，同时纪录加载扭矩和扭转角度的关系，两者的斜率即为被测轴系的静态扭转刚度。
[0004]轴系的扭转刚度分为静态扭转刚度和动态扭转刚度两种。而上述方法由于电机加载为缓慢加载，为准静态的加载过程，因此所获得的刚度属于静态扭转刚度。一般情况下，静态扭转刚度和动态扭转刚度是有所区别。由于传动系统导致的NVH问题一般在运行工况下产生，因此仿真模型中的扭振刚度使用静态值，将导致模型精度有所降低。同时，上述方法所需设备较为复杂，需要特殊的工装夹具进行连接固定，被测轴系需拆解成部件级方可进行测量。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种旋转轴系动态扭转刚度计算方法、系统及计算机设备，可提高传动系统仿真模型参数输入的准确性，进一步提高仿真模型的精度。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种旋转轴系动态扭转刚度计算方法，包括：在预设工况下，获取目标旋转轴系的输入端转速、输出端转速及扭矩；根据所述输入端转速及输出端转速，计算输入端和输出端的相对转速差；对所述相对转速差进行积分处理，以生成输入端和输出端的相对转角；对所述相对转角和扭矩进行低通滤波处理；根据低通滤波后的相对转角和扭矩构建角度
‑
扭矩曲线，其中，所述角度
‑
扭矩曲线的横坐标为低通滤波后的相对转角，纵坐标为低通滤波后的扭矩；利用最小二乘法将所述角度
‑
扭矩曲线拟合为一元一次曲线，其中，所述一元一次曲线的斜率为旋转轴系动态扭转刚度。
[0007]作为上述方案的改进，所述预设工况为多次重复以下步骤：在车辆处于前进档位、离合器结合及第一车速的工况下，将油门保持在预设开度，以使车辆加速；当车辆加速至第二速度时，瞬间松开油门，使车辆自由滑行并减速至第一速度。
[0008]作为上述方案的改进，所述在预设工况下，获取目标旋转轴系的输入端转速及输出端转速的步骤包括：所述在预设工况下，采集目标旋转轴系的输入端转速脉冲、输出端转速脉冲、输入端被测齿轮齿数及输出端被测齿轮齿数；根据所述输入端转速脉冲及输入端被测齿轮齿数计算输入端转速n
in
(t)，其中，n
in
(t)＝60/[Z
in
Δt
in
(t)]，Z
in
为输入端被测齿
轮齿数，Δt
in
(t)为相邻两个输入端转速脉冲在上升沿或下降沿处经过触发电压时的时间间隔；根据所述输出端转速脉冲及输出端被测齿轮齿数计算输出端转速n
out
(t)，其中，n
out
(t)＝60/[Z
out
Δt
out
(t)]，Z
out
为输出端被测齿轮齿数，Δt
out
(t)为相邻两个输出端转速脉冲在上升沿或下降沿处经过触发电压时的时间间隔。
[0009]作为上述方案的改进，所述在预设工况下，获取目标旋转轴系的扭矩的步骤包括：测量与所述目标旋转轴系关联的其它旋转轴系的关联扭矩；将所述关联扭矩转换到目标旋转轴系的扭矩M1(t)，其中，M1(t)＝M
’
(t)/i，M
’
(t)为关联扭矩，i为所测旋转轴系与目标旋转轴系间的传动比。
[0010]作为上述方案的改进，所述在预设工况下，获取目标旋转轴系的扭矩的步骤包括：直接测量目标旋转轴系的扭矩。
[0011]作为上述方案的改进，所述对相对转速差进行积分处理，以生成输入端和输出端的相对转角的步骤包括：根据公式Δθ1(t)＝Δn(t)/f
z
，计算输入端和输出端的相对转角，其中，Δθ1(t)为相对转角，Δn(t)为相对转速差，f
z
为预设工况下目标旋转轴系的采样频率。
[0012]作为上述方案的改进，所述利用最小二乘法将所述角度
‑
扭矩曲线拟合为一元一次曲线的步骤包括：剔除所述角度
‑
扭矩曲线中扭矩趋势平坦的数据及干扰数据；利用最小二乘法将所述角度
‑
扭矩曲线拟合为一元一次曲线，其中，所述一元一次曲线表示为M(t)＝kθ(t)+c，M(t)为低通滤波后的扭矩，θ(t)为相对转角，k为旋转轴系动态扭转刚度。
[0013]相应地，本专利技术还提供了一种旋转轴系动态扭转刚度计算系统，包括：获取模块，用于在预设工况下，获取目标旋转轴系的输入端转速、输出端转速及扭矩；转速差计算模块，用于根据所述输入端转速及输出端转速，计算输入端和输出端的相对转速差；相对转角计算模块，用于对所述相对转速差进行积分处理，以生成输入端和输出端的相对转角；低通滤波模块，用于对所述相对转角和扭矩进行低通滤波处理；曲线构建模块，用于根据低通滤波后的相对转角和扭矩构建角度
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扭矩曲线，其中，所述角度
‑
扭矩曲线的横坐标为低通滤波后的相对转角，纵坐标为低通滤波后的扭矩；曲线拟合模块，用于利用最小二乘法将所述角度
‑
扭矩曲线拟合为一元一次曲线，其中，所述一元一次曲线的斜率为旋转轴系动态扭转刚度。
[0014]作为上述方案的改进，所述获取模块包括：输入端转速获取单元，用于在预设工况下，采集目标旋转轴系的输入端转速脉冲及输入端被测齿轮齿数，并根据所述输入端转速脉冲及输入端被测齿轮齿数计算输入端转速n
in
(t)，其中，n
in
(t)＝60/[Z
in
Δt
in
(t)]，Z
in
为输入端被测齿轮齿数，Δt
in
(t)为相邻两个输入端转速脉冲在上升沿或下降沿处经过触发电压时的时间间隔；输出端转速获取单元，用于在预设工况下，采集输出端转速脉冲及输出端被测齿轮齿数，并根据所述输出端转速脉冲及输出端被测齿轮齿数计算输出端转速n
out
(t)，其中，n
out
(t)＝60/[Z
out
Δt
out
(t)]，Z
out
为相邻两个输出端被测齿轮齿数，Δt
out
(t)为输出端转速脉冲在上升沿或下降沿处经过触发电压时的时间间隔；扭矩获取单元，用于在预设工况下，直接测量目标旋转轴系的扭矩，或者测量与所述目标旋转轴系关联的其它旋转轴系的关联扭矩，并将所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转轴系动态扭转刚度计算方法，其特征在于，包括：在预设工况下，获取目标旋转轴系的输入端转速、输出端转速及扭矩；根据所述输入端转速及输出端转速，计算输入端和输出端的相对转速差；对所述相对转速差进行积分处理，以生成输入端和输出端的相对转角；对所述相对转角和扭矩进行低通滤波处理；根据低通滤波后的相对转角和扭矩构建角度
‑
扭矩曲线，其中，所述角度
‑
扭矩曲线的横坐标为低通滤波后的相对转角，纵坐标为低通滤波后的扭矩；利用最小二乘法将所述角度
‑
扭矩曲线拟合为一元一次曲线，其中，所述一元一次曲线的斜率为旋转轴系动态扭转刚度。2.如权利要求1所述的旋转轴系动态扭转刚度计算方法，其特征在于，所述预设工况为多次重复以下步骤：在车辆处于前进档位、离合器结合及第一车速的工况下，将油门保持在预设开度，以使车辆加速；当车辆加速至第二速度时，瞬间松开油门，使车辆自由滑行并减速至第一速度。3.如权利要求1所述的旋转轴系动态扭转刚度计算方法，其特征在于，所述在预设工况下，获取目标旋转轴系的输入端转速及输出端转速的步骤包括：所述在预设工况下，采集目标旋转轴系的输入端转速脉冲、输出端转速脉冲、输入端被测齿轮齿数及输出端被测齿轮齿数；根据所述输入端转速脉冲及输入端被测齿轮齿数计算输入端转速n
in
(t)，其中，n
in
(t)＝60/[Z
in
Δt
in
(t)]，Z
in
为输入端被测齿轮齿数，Δt
in
(t)为相邻两个输入端转速脉冲在上升沿或下降沿处经过触发电压时的时间间隔；根据所述输出端转速脉冲及输出端被测齿轮齿数计算输出端转速n
out
(t)，其中，n
out
(t)＝60/[Z
out
Δt
out
(t)]，Z
out
为输出端被测齿轮齿数，Δt
out
(t)为相邻两个输出端转速脉冲在上升沿或下降沿处经过触发电压时的时间间隔。4.如权利要求1所述的旋转轴系动态扭转刚度计算方法，其特征在于，所述在预设工况下，获取目标旋转轴系的扭矩的步骤包括：测量与所述目标旋转轴系关联的其它旋转轴系的关联扭矩；将所述关联扭矩转换到目标旋转轴系的扭矩M1(t)，其中，M1(t)＝M
’
(t)/i，M
’
(t)为关联扭矩，i为所测旋转轴系与目标旋转轴系间的传动比。5.如权利要求1所述的旋转轴系动态扭转刚度计算方法，其特征在于，所述在预设工况下，获取目标旋转轴系的扭矩的步骤包括：直接测量目标旋转轴系的扭矩。6.如权利要求1所述的旋转轴系动态扭转刚度计算方法，其特征在于，所述对相对转速差进行积分处理，以生成输入端和输出端的相对转角的步骤包括：根据公式Δθ1(t)＝Δn(t)/f
z
，计算输入端和输出端的相对转角，其中，Δθ1(t)为相对转角，Δn(t)为相对转速差，f
z
为预设工况下目...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永焯，陈志远，田子龙，马安康，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：