[發明專利]一種車輛軸荷設計中確定人體質心的方法

有效

• 申請號: 202110876732.7
• 申請日: 2021-07-31
• 公開（公告）號: CN113588290B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 楊德勝;李堅
• 申請（專利權）人: 重慶長安汽車股份有限公司
• 主分類號: G01M17/007
• 分類號: G01M17/007;G01M1/12
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 康海燕

本發明請求保護一種車輛軸荷設計中確定人體質心的方法，涉及汽車控制技術領域，對三維H點模型裝置進行軀干質心參數化，對三維H點模型裝置軀干部位進行質量質心賦值以獲得隨坐姿高度變化的人體質量質心位置；對三維H點模型裝置進行關節角度參數化，以獲得坐姿高度參數化模型；建立參數化質心位置與坐姿高度的匹配關系，建立三維H點轉置與整車SGRP點的匹配關系。將三維H點裝置模型與整車設計R點人體坐姿進行匹配，從而獲得整車坐標系下的加載人體質心位置。能夠應用于汽車開發階段的軸荷設計，提高了設計精度和設計效率。

技術領域

本發明涉及汽車控制技術領域，尤其涉及一種整車質心和軸荷計算方法。

背景技術

隨著整車性能設計能力的提升，對軸荷設計精度要求日漸提高，各汽車廠都在提升電子虛擬樣車開發階段的軸荷設計精度。由于目前并無統一的行業規范，各汽車廠在進行軸荷設計時確定人體質心的方法不盡相同。并且人體質心位置隨坐姿變化，不同的人體坐姿將影響整車質心位置從而影響車輛軸荷設計。因此尋找一種符合坐姿變化的人體質心確定方法成為各大主機廠的一個重要課題。

現有的人體質心確定方法主要有兩種，一種是參考“GB/T5910-1998轎車質量分布”標準確定人體質心位置，此方法所確定的人體質心與坐姿無關，為相對座椅R點的固定坐標。另一種是采用二維人體模板求出幾何中心作為人體質心，此方法沒有考慮軀干重量差異，所求出的幾何中心非人體真實質心。現有方法所確定的人體質心誤差較大，從而導致車輛的質心和軸荷設計誤差較大，無法為性能設計提供精準的軸荷分配，零部件設計需要預留較大的冗余量，增加了開發成本。

公開號CN104833519A的中國發明專利申請“一種車輛軸荷確定方法及裝置”提供了一種車輛軸荷確定方法。獲取車輛總質量、整車整備質量、車內滿載質量、駕駛員質心至前輪中心線的距離、前輪至貨箱中心的距離、軸距和空載后軸荷；后軸載荷確定步驟，根據車輛的總質量、整車整備質量、車內滿載質量、駕駛員質心至前輪中心線的距離、前輪至貨箱中心的距離、軸距和空載后軸荷確定車輛滿載時的后軸載荷。可以根據車輛的可測量參數來確定車輛滿載時的后軸載荷，可以更精確地選擇滿足設計要求的后懸架、后橋和輪胎。

公開號CN111071260A的中國發明專利申請“一種鉸接式三軸客車軸荷計算方法”，披露一種鉸接式三軸客車軸荷計算方法，獲取前車廂各組成部分的質量以及質心，以及對應質心位置距離前車廂支撐軸的水平距離；根據各組成部分的質量以及對應質心位置距離前車廂支撐軸的水平距離，利用預設算法計算前車廂各支撐軸的軸荷；獲取后車廂各組成部分的質量以及質心，以及對應質心位置距離后車廂支撐軸的水平距離；根據各組成部分的質量以及對應質心位置距離后車廂支撐軸的水平距離，利用預設算法計算后車廂各支撐軸的軸荷；最終根據各支撐軸的軸荷，獲取各支撐軸的總軸荷。通過該方法不必等到實際樣車開發完成后就可校核軸荷分配，減少樣車開發過程中的設計變動，縮短產品開發周期；且可在設計過程中及時調整方案，優化軸荷分配。

公開號CN112649151A的中國發明專利”一種假人質心測量裝置及測量方法”公開了人體質心坐標的測量方法，測量測試假人的質量，通過更換不同高度的支撐塊使兩個橫梁位于水平面，通過角度調整機構調整座椅靠背的角度，調整腳踏板相對后輪中心點的位置，記錄此時稱重裝置的讀數為，使測試假人與座椅貼合，記錄此時稱重裝置的讀數為，更換不同高度的支撐塊，使支撐塊的垂直高度增加，記錄此時稱重裝置的讀數為；將測試假人從假人質心測量裝置上移開，記錄此時稱重裝置的讀數為，將測試假人放置在座椅支撐面上，以后輪的軸線為Y軸，前輪與后輪的中心連線為X軸，后輪的軸線中點為原點建立笛卡爾坐標系，計算假人質心坐標。解決了現有技術中缺乏用于假人在規定坐姿下質心位置的測量裝置的技術問題。

綜上，在電子虛擬樣車開發階段，現有技術無法提供一種通用的符合人體坐姿變化的質心確定方法，只能通過實際擺放測試假人進行不同坐姿的人體質心測量。從而軸荷設計工作要進行電子虛擬樣車設計、實物假人測量、電子虛擬樣車驗證工作，效率低、周期長。

發明內容