[發明專利]一種基于麥弗遜懸架的1/4汽車模型建模方法

在審

• 申請號: 201810989842.2
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN109145466A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 上官文斌;謝忠開
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;黃海波

本發明公開了一種基于麥弗遜懸架的1/4汽車模型建模方法，包括以下步驟：1）繪出基于麥弗遜懸架的1/4汽車模型平面圖，并作出相關簡化的假設和定義；2）定義平面圖上各坐標點的坐標矩陣；3）利用位移矩陣法，基于平面圖中的幾何關系對系統進行運動學分析；4）定義各坐標點的受力矩陣；5）取系統運動中某一瞬時對象各自的受力情況進行動力學分析；6）模型線性化，即在系統的平衡位置處對方程進行線性化。本發明所建模型綜合考慮了懸架幾何結構、控制臂轉動慣量、輪胎轉動慣量、輪胎阻尼、輪胎側向剛度等因素，可分析主銷內傾角、輪胎外傾角、輪距變化量等運動學參數，精度更高、實用性更強，可為懸架的設計以及性能分析提供可靠依據。

技術領域

本發明屬于汽車模型建模領域，特別涉及一種基于麥弗遜懸架的1/4汽車模型建模方法。

背景技術

懸架系統是汽車的重要組成部分，其性能是影響汽車行駛平順性、操縱穩定性的重要因素。由于麥弗遜式懸架具有結構簡單、占用空間少、有利于發動機艙的布置等優點，在眾多車型的前懸上得到廣泛應用。目前用于汽車平順性分析的模型主要有：基于整車平順性分析的7自由度模型(簧載質量3自由度、每個非簧載質量1個自由度)、基于半車的4自由度模型(簧上質量2自由度，兩個簧下質量各有一個自由度)和基于1/4車輛的2自由度模型。

由于基于1/4車輛的2自由度模型簡單，在懸架的控制研究中，大都采用這種經典2自由度模型。這種模型雖然能較好的反應簧載質量與非簧載質量的垂向運動，但由于該模型忽略了輪胎外傾角，車輪輪距變化等能夠影響懸架性能的重要因素，并不能較為準確地描述懸架的特性。

由于經典二自由度模型的精度較低，不斷有學者提出基于麥弗遜懸架的1/4汽車二維模型。但是不同學者提出的模型中考慮的因素不盡相同，并沒有一種建模方法能將能懸架幾何結構、控制臂轉動慣量、輪胎轉動慣量、輪胎阻尼、輪胎側向剛度等經典二自由度模型中忽略的因素均考慮在內，并給出了模型的運動學和動力學分析公式。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出一種基于麥弗遜懸架的1/4汽車模型建模方法。該建模方法考慮了懸架幾何結構、控制臂轉動慣量、輪胎轉動慣量、輪胎阻尼、輪胎側向剛度等經典2自由度模型中忽略的因素，并給出了模型的運動學和動力學分析公式。本申請將實際懸架參數帶入此建模方法中，計算可得到模型的時域及頻域響應曲線，為懸架的設計以及性能分析提供依據。

本發明目的通過如下技術方案實現：

一種基于麥弗遜懸架的1/4汽車模型建模方法，包括以下步驟：

1)繪出基于麥弗遜懸架的1/4汽車模型平面圖，并作出相關簡化的假設和定義；

2)定義1/4汽車模型平面圖上各坐標點的坐標矩陣；

3)利用位移矩陣法，對所述1/4汽車模型平面圖中的幾何關系對系統進行運動學分析；

4)定義各坐標點的受力矩陣；

5)取系統運動過程中某一瞬時，分析研究對象各自的受力情況，進行動力學分析；

6)模型線性化，即在系統的平衡位置處對所述步驟5)中得到的方程進行線性化。

進一步地，所述的步驟1)中所述相關假設和定義包括：