[發明專利]基于單振動臺懸架測試獲取整車振動性能的模擬方法

在審

• 申請號: 201710049948.X
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN106908255A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 吳龍
• 申請（專利權）人: 三明學院
• 主分類號: G01M17/04
• 分類號: G01M17/04
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明涉及汽車控制領域，尤其涉及一種基于單振動臺懸架測試獲取整車振動性能的模擬方法。

背景技術

汽車振動性能一直依賴于整車實地測試，雖然數據準確可靠，但是也帶來成本費用、場地人員等付出，可作為新型汽車定型后的測試調整環節采用。為研究方便，許多科研與技術人員在汽車設計時采用四分之一懸架、半車懸架或整車懸架進行測試或模擬，但由于底盤動力學非線性的復雜影響，采用各自懸架系統的實驗或仿真結果不能相互量化驗證。在當前汽車振動控制技術高速發展的今天，采用新型作動器或控制策略可以在四分之一懸架模型基礎上搭建單自由度或二自由度懸架系統并借助在低頻振動臺上進行測試而獲得其效果，但是其結果只能定性而不能定量地說明整車效果，因此在徹底研究清楚汽車底盤振動力學基礎上得到整車與四分之一車輛懸架間的耦合定量關系，才能在單個振動臺搭建的單自由度或二自由度懸架系統測試結果基礎上推導得到整車定量效應，這樣的實驗加仿真模擬系統將大大加快汽車振動性能設計與測試過程，推動汽車測控技術的發展。

中國發明專利：汽車分層建模振動控制方法(專利號：ZL2009101108493)，實現了對四輪汽車每個輪系(1#輪系、2#輪系、3#輪系和4#輪系)進行并行振動控制，其核心在于理清了整車懸架簧載質量與四個四分之一懸架簧載質量在垂向與側向間的耦合定量關系，如此可將整車懸架從垂向和側向視為四個四分之一懸架系統的組合。根據該專利思想，可以在其基礎上發展一種整車振動性能評估方法，即由特定搭建的四分之一懸架系統測試數據經合成后得到整車懸架質心處垂向、側向、俯仰角、側傾角、橫擺角的振動特性。

發明內容

本發明的目的是針對以上不足之處，提供了基于單振動臺懸架測試獲取整車振動性能的模擬方法，得到整車懸架質心處垂向、側向、俯仰角、側傾角、橫擺角的振動特性。

本發明解決技術問題所采用的方案是：一種基于單振動臺懸架測試獲取整車振動性能的模擬方法，包括以下步驟：

步驟S0：獲得目標車型的懸架基本參數；

步驟S1:根據整車前輪軸、后輪軸、右輪側、左輪側與懸架質心的距離l_f、l_r、l₁和l₂，得到四個四分之一懸架的簧載質量：

其中m_c1、m_c2、m_c3、m_c4為四個四分之一懸架的簧載質量，m_c為整車的簧載質量；

步驟S2：輸入每個四分之一懸架輪底路面激勵與簧載質量振動加速度，并且分別將每個四分之一懸架系統在低頻振動臺上進行測試；

步驟S3：通過將四個四分之一懸架輪底路面激勵合成得到整車懸架質心處五種振動加速度的預估值；

步驟S4：根據步驟S3中的整車懸架質心處五種振動加速度的預估值，得到整車懸架簧載質量四個輪系正上方處的加速度預估值；

步驟S5：根據整車與四個四分之一懸架的耦合定量關系，獲取解耦后的各個四分之一懸架簧載質量加速度預估值；

步驟S6：將各個四分之一懸架簧載質量實測值與預估值進行比較，獲得最接近實測值的四個四分之一簧載質量的預估值，得到整車簧載質量的振動值。

進一步的，在步驟S2中，輪底路面激勵包括路面垂直激勵z_ej和路面側向激勵y_ej，z_ej和y_ej表示四個四分之一懸架路面垂直激勵和路面側向激勵；簧載質量振動加速度包括簧載質量垂向振動加速度和側向振動加速度其中j＝1,2,3,4。

進一步的，在步驟S3中，通過四個四分之一懸架的路面垂直激勵和路面側向激勵計算得到整車懸架簧載質量五種振動加速度預估值，其中五種振動加速度預估值分別為垂向振動加速度預估值側向振動加速度預估值俯仰角振動加速度預估值側傾角振動加速度預估值橫擺角振動加速度預估值具體計算如下：

其中，σ_i(i＝1,2,3,4,5)為加權系數，取值范圍為[0,1]，t_s為采樣間隔時間。

進一步的，在步驟S4中，整車懸架簧載質量四個輪系正上方處的加速度預估值包括垂向與側向振動加速度預估值z_cj和y_cj，具體計算如下：