CVT变速箱噪声识别方法及识别系统与流程

cvt变速箱噪声识别方法及识别系统
技术领域
1.本发明涉及汽车变速箱技术领域，尤其是涉及一种cvt变速箱噪声识别方法及识别系统。


背景技术：

2.汽车的变速箱为车辆的动力传递部件，其主要作用为在减小转速的同时增大输出扭矩，以使车辆具有良好的动力性。通常，变速箱可分为有级式变速器、无级式变速器(cvt变速器)和综合式变速器三大类。其中，由于cvt变速器可以实现传动比的连续改变，从而可使得传动系与发动机工况达到最佳匹配状态，进而有效提高整车的燃油经济性和动力性，改善乘员的乘坐舒适性。因而，cvt变速箱逐渐替代了有级式变速器，成为了理想的汽车传动装置。
3.变速箱作为汽车的主要组成部分，无论是有级式变速器还是cvt变速器都存在一个共同的问题
‑
噪声。汽车行驶时，由于变速箱的噪声往往同车身其他部件的噪声同时产生，难以通过设备进行区分，所以目前，针对cvt噪声的识别与检测方式主要是通过专业评价人员进行感官评价。由于人工评价无法避免的会受到主观因素的影响，导致对噪声的识别不够准确，且难以进行定量分析。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述问题，提供一种cvt变速箱噪声识别方法，该方法能快速且准确地从众多噪声源中识别出cvt变速箱产生的噪声源。
5.一种cvt变速箱噪声识别方法，包括以下步骤：获取cvt变速箱中钢带转速以及所述钢带中钢片数量；根据所述钢带转速以及钢片数量得到cvt变速箱产生的噪声频率以及噪声阶次；获取汽车行驶时整车产生的多个噪声源，并计算每一噪声源的噪声阶次及噪声频率；识别多个噪声源中与所述cvt变速箱的噪声阶次以及噪声频率匹配的噪声源。
6.上述方案发明了一种cvt变速箱噪声识别方法，该方法可通过cvt变速箱中钢带转速以及钢带中钢片的数量这两个参数直接计算出cvt变速箱产生的噪声频率以及噪声阶次。如此，噪声收集时，可直接记录汽车在行驶过程中产生的所有噪声，后再将计算得到的cvt变速箱的噪声频率以及噪声阶次对整车收集到的噪声源的噪声频率以及噪声阶次进行筛选，从而能快速高效的在众多噪声源中准确识别出由cvt变速箱产生的噪声源，以便于后续对cvt变速箱噪声特性进行优化研究。
7.下面进一步对技术方案进行说明：
8.在其中一个实施例中，获取所述钢带转速n
s
的具体步骤包括：
9.所述钢带在主动轮组和从动轮组上转动时，所述钢带围绕所述主动轮组转动的圆为主动虚拟轮；
10.获取主动轮组的转速n1以及所述主动轮组转动时所述主动虚拟轮的实时直径d1；
11.根据所述主动轮组的转速n1以及所述主动虚拟轮的实时直径d1得到所述钢带转速
n
s
，其中，所述钢带转速n
s
与所述主动轮组的转速n1以及所述主动虚拟轮的实时直径d1具有相同的变化趋势。
12.在其中一个实施例中，根据所述主动轮组的转速n1以及所述主动虚拟轮的实时直径d1得到所述钢带转速n
s
，其中，所述钢带转速n
s
与所述主动轮组的转速n1以及所述主动虚拟轮的实时直径d1具有相同的变化趋势，具体包括以下步骤：
13.获取所述钢带的长度l
s
；
14.根据所述主动轮组的转速n1、所述主动虚拟轮的实时直径d1以及所述钢带长度l
s
得到所述钢带转速n
s
，所述钢带转速n
s
与所述主动轮组的转速n1、所述主动虚拟轮的实时直径d1以及所述钢带的长度l
s
之间满足如下关系：
15.n
s
＝n1d1π/l
s
。
16.在其中一个实施例中，获取所述主动轮组在转动时所述主动虚拟轮的实时直径d1的步骤包括：
17.所述钢带在主动轮组和从动轮组上转动时，所述钢带围绕所述从动轮组转动的圆为从动虚拟轮；
18.获取所述从动轮组的转动n2以及所述从动轮组转动时所述从动虚拟轮的实时直径d2；
19.根据所述主动轮组的转速n1、所述从动轮组的转速n2、所述钢带的长度l
s
以及所述主动轮组与所述从动轮组之间的中心距l
12
得到所述主动轮组在转动时的实时直径d1。
20.在其中一个实施例中，所述主动虚拟轮的实时直径d1与所述主动轮组的转速n1、所述从动轮组的转速n2、所述钢带的长度l
s
以及所述主动轮组与所述从动轮组之间的中心距l
12
之间满足如下关系：
[0021][0022]
d2＝r
a
d1，
[0023]
r
a
＝n1/n2，
[0024]
则，
[0025]
式中，β为所述主动虚拟轮和所述从动虚拟轮的外公切线与所述主动虚拟轮和所述从动虚拟轮的中心点连线之间的夹角。
[0026]
在其中一个实施例中，当所述夹角β足够小时，所述夹角β与所述主动虚拟轮的实时直径d1和所述从动虚拟轮的实时直径d2之间满足以下公式：
[0027]
β≈sinβ＝(d2‑
d1)/2l
12
,
[0028]
[0029]
则，
[0030]
即，
[0031]
在其中一个实施例中，获取所述钢带中钢片数量具体步骤包括：
[0032]
测量所述钢带中一个钢片的厚度，所述钢片数量q
s
与所述钢片的厚度t
s
的函数关系式如下：
[0033]
q
s
＝l
s
/t
s
，
[0034]
式中，l
s
是所述钢带的长度。
[0035]
在其中一个实施例中，在识别多个噪声源中与所述cvt变速箱的噪声阶次以及噪声频率匹配的噪声源步骤之后还包括：
[0036]
输出cvt变速箱噪声的频谱图以及3d爆布图。
[0037]
在其中一个实施例中，输出cvt变速箱噪声的频谱图以及3d瀑布图之后还包括以下步骤：
[0038]
根据所述频谱图以及所述3d瀑布图中噪声振幅强度，判断cvt变速箱产生的噪声的是否符合标准值。
[0039]
本技术还提供一种cvt变速箱噪声识别系统，包括噪声采集机构及数据处理机构，所述噪声采集机构与所述数据处理机构电性连接，所述数据处理机构用于运行如上所述的cvt变速箱噪声识别方法。
附图说明
[0040]
构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
[0041]
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
[0042]
此外，附图并不是1:1的比例绘制，并且各个元件的相对尺寸在附图中仅示例地绘制，而不一定按照真实比例绘制。在附图中：
[0043]
图1为本发明一实施例中cvt变速箱噪声识别方法的流程图；
[0044]
图2为本发明一实施例中主动虚拟轮与从动虚拟轮的位置关系示意图。
具体实施方式
[0045]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0046]
如图1所示，在一个实施例中提供了一种cvt变速箱噪声识别方法，包括以下步骤：
[0047]
获取cvt变速箱中钢带转速以及所述钢带中钢片数量；
[0048]
根据所述钢带转速以及钢片数量得到cvt变速箱产生的噪声频率以及噪声阶次；
[0049]
获取汽车行驶时整车产生的多个噪声源，并计算每一噪声源的噪声阶次及噪声频率；
[0050]
识别多个噪声源中与所述cvt变速箱的噪声阶次以及噪声频率匹配的噪声源。
[0051]
上述方案发明了一种cvt变速箱噪声识别方法，该方法可通过cvt变速箱中钢带转速以及钢带中钢片的数量这两个参数直接计算出cvt变速箱产生的噪声频率以及噪声阶次。如此，噪声收集时，可直接记录汽车在行驶过程中产生的所有噪声，后再将计算得到的cvt变速箱的噪声频率以及噪声阶次对整车收集到的噪声源的噪声频率以及噪声阶次进行筛选，从而能快速高效的在众多噪声源中准确识别出由cvt变速箱产生的噪声源，以便于后续对cvt变速箱噪声特性进行优化研究。
[0052]
在cvt传动系统中，所述主动轮组和所述从动轮组均由两个活动的能够相互接近或分离的锥形盘组成。所述主动轮组的两个锥形盘的锥形凸面相对且间隔设置，形成一个v形结构的沟槽，所述从动轮组的两个锥形盘的锥形凸面相对且间隔设置，形成另一个v形结构的沟槽，钢带则绕设在两个v形结构的沟槽之间。由于所述主动轮组中两个锥形盘在液压的推力作用下能够收紧或张开，如此挤压在v形结构的沟槽内的所述钢带能够在所述主动轮组的两个锥形盘之间随两个锥形盘相互靠近而转动半径变大，随两个锥形盘相互分离而转动半径变小。同样地，所述钢带在所述从动轮组中两个锥形盘之间转动时，会随两个锥形盘相互靠近而转动半径变大，随两个锥形盘相互分离而转动半径变小。可知，钢带在所述主动轮组和所述从动轮组上运转时，钢带围绕所述主动轮组和所述从动轮组转动的直径实时在发生变化。
[0053]
当钢带绕设在所述主动轮组的两个锥形盘之间且两个锥形盘之间的间距发生变化时，钢带与两个锥形盘的锥形凸面上接触的位置也随之发生变化。将钢带绕设在所述主动轮组的两个锥形盘之间时，设定所述钢带围绕所述主动轮组转动的圆为主动虚拟轮。如此，当所述主动轮组的两个锥形盘相互靠近时，所述主动虚拟轮的直径增大，当所述主动轮组的两个锥形盘相互远离时，所述主动虚拟轮的直径减小。同样地，当钢带绕设在所述从动轮组的两个锥形盘之间且两个锥形盘之间的间距发生变化时，钢带与两个锥形盘的锥形凸面上接触的位置也随之发生变化。将钢带绕设在所述从动轮组的两个锥形盘之间时，设定所述钢带围绕所述从动轮组转动的圆为从动虚拟轮。如此，当所述从动轮组的两个锥形盘相互靠近时，所述从动虚拟轮的直径增大，当所述从动轮组的两个锥形盘相互远离时，所述从动虚拟轮的直径减小。
[0054]
在一个实施例中，获取所述钢带转速n
s
的具体步骤包括：
[0055]
所述钢带在主动轮组和从动轮组上转动时，设定所述钢带围绕所述主动轮组转动的圆为主动虚拟轮；
[0056]
获取主动轮组的转速n1以及所述主动轮组转动时所述主动虚拟轮的实时直径d1；
[0057]
根据所述主动轮组的转速n1以及所述主动虚拟轮的实时直径d1得到所述钢带转速n
s
，其中，所述钢带转速n
s
与所述主动轮组的转速n1以及所述主动虚拟轮的实时直径d1具有相同的变化趋势。
[0058]
具体地，在本实施例中，所述主动虚拟轮的结构简图如图2所示。图中，d1为所述主动虚拟轮的实时直径。
[0059]
具体地，所述钢带在所述主动轮组和所述从动轮组上转动时，钢带线速度等于钢带转速n
s
与钢带长度l
s
的乘积。由于所述钢带绕设在所述主动轮组上时形成的所述主动虚拟轮与所述钢带同步运转，如此，钢带线速度等于所述主动虚拟轮外径处的瞬时线速度。而所述主动虚拟轮外径处的瞬时线速度与其转速以及直径有关。其中，所述主动虚拟轮的直径与所述钢带绕设在所述主动轮组上形成的所述主动虚拟轮上的瞬时包边周长有关。如此，推算可知，钢带转速n
s
与主动轮组的转速n1以及所述主动虚拟轮的实时直径d1有关。
[0060]
需要说明的是，“所述钢带绕设在所述主动轮组上时形成的所述主动虚拟轮上的瞬时包边周长”是指所述钢带绕设在所述主动轮组上时形成的所述主动虚拟轮，所述钢带与所述主动虚拟轮外径相接触、相贴合的带长。由于所述主动虚拟轮的直径实时在变化，因而所述钢带与所述主动虚拟轮相接触的带长也在变化。
[0061]
需进一步说明的是，由于所述主动虚拟轮并非实体的轮体结构，因而此处的“相接触、相贴合的带长”是指钢带围绕所述主动虚拟轮形成的弧形轮廓。或者，将所述主动虚拟轮设定为一个直径可随时变化的实体轮，“相接触、相贴合的带长”是指所述钢带缠绕在主动虚拟轮上与轮的外周面相接触的带长。
[0062]
可选地，在本实施例中，可通过设置第一转速传感器以测得所述主动轮组在转动时的实时转速n1。
[0063]
在一实施例中，根据所述主动轮组的转速n1以及所述主动虚拟轮的实时直径d1得到所述钢带转速n
s
，其中，所述钢带转速n
s
与所述主动轮组的转速n1以及所述主动虚拟轮的实时直径d1具有相同的变化趋势，具体包括以下步骤：
[0064]
获取所述钢带的长度l
s
；
[0065]
根据所述主动轮组的转速n1、所述主动虚拟轮的实时直径d1以及所述钢带长度l
s
得到所述钢带转速n
s
，所述钢带转速n
s
与所述主动轮组的转速n1、所述主动虚拟轮的实时直径d1以及所述钢带的长度l
s
之间满足如下关系：
[0066]
n
s
＝n1d1π/l
s
。
[0067]
在计算所述钢带转速n
s
时，所述主动轮组的转速n1以及所述钢带的长度l
s
可通过测量即可直接获得。由于所述主动虚拟轮的实时直径d1时刻在变化，因而，需进一步考虑对所述主动虚拟轮的实时直径d1进行测量。
[0068]
进一步地，在一个实施例中，获取所述主动轮组在转动时所述主动虚拟轮的实时直径d1的步骤包括：
[0069]
所述钢带在主动轮组和从动轮组上转动时，设定所述钢带围绕所述从动轮组转动
的圆为从动虚拟轮；
[0070]
获取所述从动轮组的转动n2以及所述从动轮组转动时所述从动虚拟轮的实时直径d2；
[0071]
根据所述主动轮组的转速n1、所述从动轮组的转速n2、所述钢带的长度l
s
以及所述主动轮组与所述从动轮组之间的中心距l
12
得到所述主动轮组在转动时的实时直径d1。
[0072]
具体地，在本实施例中，主动虚拟轮与从动虚拟轮之间的位置关系如图2所示。图中，d2为所述从动虚拟轮的实时直径。
[0073]
具体地，所述主动虚拟轮的实时直径d1与所述主动轮组的转速n1、所述从动轮组的转速n2、所述钢带的长度l
s
以及所述主动轮组与所述从动轮组之间的中心距l
12
之间满足如下关系：
[0074][0075]
d2＝r
a
d1，
[0076]
r
a
＝n1/n2，
[0077]
根据上述公式，计算可知所述主动虚拟轮的实时直径d1，
[0078]
则，
[0079]
其中，r
a
为所述主动轮组转速和所述从动轮组转速之比，β为所述主动虚拟轮和所述从动虚拟轮的外公切线与所述主动虚拟轮和所述从动虚拟轮的中心点连线之间的夹角。
[0080]
为便于理解所述夹角β，请参阅图2。需要说明的是，在图中，l
e
为所述主动虚拟轮和所述从动虚拟轮的外公切线，l
12
为所述主动虚拟轮和所述从动虚拟轮的中心点连线。为便于直观观察所述夹角β，辅助制作平行于所述外公切线的虚线l
e’，l
e’与l
12
相交。虚线l
e’与l
12
之间的夹角β即为所述主动虚拟轮和所述从动虚拟轮的外公切线与所述主动虚拟轮和所述从动虚拟轮的中心点连线之间的夹角。
[0081]
需要说明的是，所述主动虚拟轮和所述从动虚拟轮的中心点连线l
12
的值与所述主动轮组和所述从动轮组之间的中心距l
12
的值相等。
[0082]
可选地，在本实施例中，可通过设置第二转速传感器以测得所述从动轮组在转动时的实时转速n2。
[0083]
进一步地，在一个实施例中，当所述夹角β足够小时，所述夹角β与所述主动虚拟轮的实时直径d1和所述从动虚拟轮的实时直径d2之间满足以下公式：
[0084]
β≈sinβ＝(d2‑
d1)/2l
12
,
[0085][0086]
根据上述公式，计算可知所述主动虚拟轮的实时直径d1，
[0087]
则，
[0088]
由于所述钢带转速n
s
＝n1d1π/l
s
，如此，可知：
[0089][0090]
在cvt变速箱中，钢带是由多个钢片组合排列形成的首尾相连接的环状带。
[0091]
在上述实施例的基础上，一实施例中，获取钢带中钢片数量具体步骤包括：
[0092]
测量所述钢带中一个钢片的厚度，所述钢片数量q
s
与所述钢片的厚度t
s
的函数关系式如下：
[0093]
q
s
＝l
s
/t
s
。
[0094]
如此，可通过测量所述钢带的长度l
s
以及每一钢片的厚度t
s
两参数即可快速获得所述钢带中钢片的数量。
[0095]
可选地，在另一实施例中，可通过人工计数获取钢带中钢片的数量。
[0096]
在上述实施例的基础上，一实施例中，在识别多个噪声源中与所述cvt变速箱的噪声阶次以及噪声频率匹配的噪声源步骤之后还包括：输出cvt变速箱噪声的频谱图以及3d爆布图。如此，可便于工作人员直接观察到cvt变速箱在不同工况下噪声的振幅强度以及变化趋势，以便后续对cvt变速箱进行改进。
[0097]
汽车舒适性是指为乘员提供舒适、愉快的乘坐环境、货物的安全运输和方便安全的操作条件的性能。汽车舒适性主要包括：汽车平顺性、汽车噪声、汽车空气调节性能、汽车乘坐环境以及驾驶操作性能等。为保证汽车在行驶过程中cvt变速箱产生的噪声低于规定的标准值，进一步地，在一实施例中，在输出cvt变速箱噪声的频谱图以及3d瀑布图之后还包括以下步骤：
[0098]
根据所述频谱图以及所述3d瀑布图中噪声振幅强度，判断cvt变速箱产生的噪声的是否符合标准值。
[0099]
若输出的噪声振幅强度低于规定值，则表明该款cvt变速箱符合标准。若输出的噪声振幅强度超过规定值，技术人员则会继续对cvt变速箱进行改造，直至输出的噪声振幅强度低于规定值。
[0100]
本技术还提供一种cvt变速箱噪声识别系统，包括噪声采集机构及数据处理机构。所述噪声采集机构与所述数据处理机构电性连接。所述数据处理机构用于运行如上所述的cvt变速箱噪声识别方法。
[0101]
具体地，在该cvt变速箱噪声识别系统中，利用噪声采集机构采集汽车在形式工况下产生的所有噪声，同时还采集到主动轮组和从动轮组在行驶工况下的实时转速，将获取到的相关参数输入数据处理机构中。由于噪声采集机构与数据处理机构电性连接，如此，数据处理机构能根据输入的参数，接收到指令信号后筛选出属于cvt变速箱产生噪声频率及噪音阶次，经数据后处理后，可直接输出cvt变速箱的频谱图以及3d瀑布图。技术人员通过输出的频谱图以及3d瀑布图可直观地了解cvt变速箱噪声的振幅强度及变化趋势。
[0102]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
[0103]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。
[0104]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0105]
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
[0106]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0107]
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。