一种车辆的四立柱道路模拟方法和系统与流程

    技术2024-11-27  53


    本发明涉及汽车试验领域,尤其涉及一种车辆的四立柱道路模拟方法和系统。


    背景技术:

    1、汽车道路模拟试验,是通过试验台驱动汽车整车或零部件运动,使得其在试验台上的运动或振动状态与其在试验场道路上的运动或振动状态一致,从而将试验场上开展的试验移植到试验室内。

    2、汽车整车在四立柱试验台上开展道路模拟实验时,通过四立柱液压缸的垂向位移驱动汽车四个车轮上下跳动,使得车轮轮心处垂向加速度信号达到与车辆在试验场上行驶时的加速度信号一致,从而实现在四立柱试验台上开展汽车整车道路模拟试验。

    3、目前大多数车辆的悬架系统为独立悬架,即一侧车轮的垂向运动不会对另一侧车轮的垂向运动产生影响,因此采用独立悬架的整车在四立柱试验台上进行道路模拟实验时,车轮轮心垂向加速度信号与车辆在试验场上行驶时的加速度信号的误差能够降低到5%~10%的水平。但有些车型的悬架系统为非独立悬架,即左右侧车轮通过车桥刚性连接,一侧车轮的垂向运动会对另一侧车轮的垂向运动产生影响,若使用传统的四立柱控制方法对带有非独立悬架的整车开展道路模拟实验,会导致车轮轮心垂向加速度的误差大大增加,故如何解决带有非独立悬架的整车在道路模拟实验时轮心加速度误差较大的问题显得尤为重要。


    技术实现思路

    1、本发明提供了一种车辆的四立柱道路模拟方法和系统,以解决带有非独立悬架的整车在道路模拟实验时轮心加速度误差较大的问题。

    2、为了解决上述技术问题,本发明提供了一种车辆的四立柱道路模拟方法,包括:

    3、响应用户在四立柱道路模拟试验中输入的整体桥式垂向位移命令和整体桥式侧倾位移命令,分别获取整体桥式的第一垂向位移调整量和整体桥式的第一侧倾位移调整量;

    4、根据所述第一垂向位移调整量和所述第一侧倾位移调整量,迭代更新第一液压缸的第二垂向位移调整量,并根据更新后的第二垂向位移调整量,控制非独立悬架的第一轮心进行垂向位移,直到所述第一轮心的实时垂向加速度满足四立柱道路模拟实验的预设要求;其中,每次迭代时,根据当前迭代的实时垂向加速度,更新所述第一垂向位移调整量和所述第一侧倾位移调整量。

    5、本技术通过控制命令获取整体桥式垂向位移调整量和整体桥式侧倾位移调整量,方便后续确认第一液压缸垂向位移调整量,可以减少由于左右车轮耦合严重通过直接测量左右两侧车轮垂向位移带来的误差问题;通过对第二垂向位移调整量进行迭代更新,并根据更新后的第二垂向位移调整量,控制非独立悬架的第一轮心进行垂向位移,进而控制第一轮心的实时垂向加速度以满足四立柱道路模拟实验的预设要求,这一过程通过液压缸联动模拟加速度信号,可以反复调节液压缸的垂向位移量使得轮心垂向加速度与车辆行驶时的目标轮心垂向加速度一致,以实现在四立柱试验台上复现车辆在路面的运动状态,解决带有非独立悬架的整车在道路模拟实验时轮心加速度误差较大的问题。

    6、进一步的,所述根据所述第一垂向位移调整量和所述第一侧倾位移调整量,迭代更新第一液压缸的第二垂向位移调整量,具体为:

    7、所述第二垂向位移调整量包括第二左侧垂向位移调整量和第二右侧垂向位移调整量,所述第二左侧垂向位移调整量和所述第二右侧垂向位移调整量获得的公式为:

    8、xleft=xvert+xroll;

    9、xright=xvert-xroll;

    10、式中,xleft为所述第二左侧垂向位移调整量,xright为所述第二右侧垂向位移调整量;xvert为所述第一垂向位移调整量,xroll为所述第一侧倾位移调整量。

    11、这样通过先获取第一垂向位移调整量和第一侧倾位移调整量,进而确认第一液压缸的第二垂向位移调整量,可以减少由于左右车轮耦合严重通过直接测量左右两侧车轮垂向位移带来的误差问题。

    12、进一步的,所述根据更新后的第二垂向位移调整量,控制非独立悬架的第一轮心进行垂向位移,直到所述第一轮心的实时垂向加速度满足四立柱道路模拟实验的预设要求,具体为:

    13、通过加速传感器测量所述第一轮心的实时垂向加速度;

    14、计算所述实时垂向加速度对所述整体桥式垂向位移命令和所述整体桥式侧倾位移命令的频率响应函数,并对所述频率响应函数求逆,得到频率响应函数的逆矩阵;

    15、获取目标垂向加速度,通过所述目标垂向加速度与所述频率响应函数的逆矩阵的乘积,得到整体桥式的垂向位移驱动信号和侧倾位移调整量驱动信号;

    16、响应所述垂向位移驱动信号和所述侧倾位移驱动信号,驱动第一液压缸进行垂向位移,获取更新后的实时垂向加速度;

    17、根据所述目标垂向加速度与所述更新实时垂向加速度的误差,调整第二垂向位移调整量,控制非独立悬架的第一轮心进行垂向位移,直到所述第一轮心的实时垂向加速度满足四立柱道路模拟实验的预设要求。

    18、这样通过实时垂向加速度和目标垂向加速度的误差去调整整体桥式的垂向位移驱动信号和侧倾位移调整量驱动信号,进而控制非独立悬架对应的车轮,可以不断地调整第二垂向位移进而对实时垂向加速度进行调整,有效地解决带有非独立悬架的整车在道路模拟实验时轮心加速度误差较大的问题。

    19、进一步的,所述计算所述实时垂向加速度对所述整体桥式垂向位移命令和所述整体桥式侧倾位移命令的频率响应函数,具体为;

    20、计算所述实时垂向加速度对所述整体桥式垂向位移命令和所述整体桥式侧倾位移命令的互功率谱;

    21、分别计算所述整体桥式垂向位移命令和所述整体桥式侧倾位移命令的自功率谱;

    22、根据所述互功率谱和所述自功率谱,分别计算得出所述实时垂向加速度对所述整体桥式垂向位移命令和所述整体桥式侧倾位移命令的频率响应函数。

    23、这样通过计算实时垂向加速度对整体桥式垂向位移命令和整体桥式侧倾位移命令的频率响应函数,有助于根据实时垂向加速度和目标垂向加速度的误差去调整第一液压缸,进而调整实时垂向加速度,有效地解决带有非独立悬架的整车在道路模拟实验时轮心加速度误差较大的问题。

    24、进一步的,当所述车辆包括一个整体桥式的非独立悬架和一个独立悬架,所述四立柱道路模拟方法还包括:

    25、响应用户在所述四立柱道路模拟试验中对所述独立悬挂输入的液压缸垂向位移命令,获取第二液压缸的第三垂向位移调整量,基于所述第三垂向位移调整量控制所述独立悬架的第二轮心进行垂向位移;

    26、通过所述第二轮心进行垂向位移,实现第二实时垂向加速度满足四立柱道路模拟实验的预设要求。

    27、这样通过控制命令获取第二液压缸垂向位移调整量,并控制轮心位移,实现对带有独立悬架的车辆在道路模拟试验时的轮心加速度进行控制。

    28、第二方面,本技术提供了一种车辆的四立柱道路模拟系统,所述车辆包括至少一个整体桥式的非独立悬架;所述四立柱道路模拟系统包括第一获取模块和第一控制模块:

    29、所述第一获取模块,用于响应用户在四立柱道路模拟试验中输入的整体桥式垂向位移命令和整体桥式侧倾位移命令,分别获取整体桥式的第一垂向位移调整量和整体桥式的第一侧倾位移调整量;

    30、所述第一控制模块,用于根据所述第一垂向位移调整量和所述第一侧倾位移调整量,迭代更新第一液压缸的第二垂向位移调整量,并根据更新后的第二垂向位移调整量,控制非独立悬架的第一轮心进行垂向位移,直到所述第一轮心的实时垂向加速度满足四立柱道路模拟实验的预设要求;其中,每次迭代时,根据当前迭代的实时垂向加速度,更新所述第一垂向位移调整量和所述第一侧倾位移调整量。

    31、本技术通过控制命令获取整体桥式垂向位移调整量和整体桥式侧倾位移调整量,方便后续确认第一液压缸垂向位移调整量,可以减少由于左右车轮耦合严重通过直接测量左右两侧车轮垂向位移带来的误差问题;通过对第二垂向位移调整量进行迭代更新,并根据更新后的第二垂向位移调整量,控制非独立悬架的第一轮心进行垂向位移,进而控制第一轮心的实时垂向加速度以满足四立柱道路模拟实验的预设要求,这一过程通过液压缸联动模拟加速度信号,可以反复调节液压缸的垂向位移量使得轮心垂向加速度与车辆行驶时的目标轮心垂向加速度一致,以实现在四立柱试验台上复现车辆在路面的运动状态,解决带有非独立悬架的整车在道路模拟实验时轮心加速度误差较大的问题。

    32、进一步的,所述第一控制模块,包括第一计算单元:

    33、所述第一计算单元,用于根据所述第一垂向位移调整量和所述第一侧倾位移调整量,迭代更新第一液压缸的第二垂向位移调整量;

    34、其中,所述第二垂向位移调整量包括第二左侧垂向位移调整量和第二右侧垂向位移调整量,所述第二左侧垂向位移调整量和所述第二右侧垂向位移调整量获得的公式为:

    35、xleft=xvert+xroll;

    36、xright=xvert-xroll;

    37、式中,xleft为所述第二左侧垂向位移调整量,xright为所述第二右侧垂向位移调整量;xvert为所述第一垂向位移调整量,xroll为所述第一侧倾位移调整量。

    38、进一步的,所述第一控制模块,还包括控制单元:

    39、所述控制单元用于根据更新后的第二垂向位移调整量,控制非独立悬架的第一轮心进行垂向位移;

    40、所述控制单元包括获取子单元、第一计算子单元、第二计算子单元和控制子单元:

    41、所述获取子单元,用于通过加速传感器测量所述第一轮心的实时垂向加速度;

    42、所述第一计算子单元,用于计算所述实时垂向加速度对所述整体桥式垂向位移命令和所述整体桥式侧倾位移命令的频率响应函数,并对所述频率响应函数求逆,得到频率响应函数的逆矩阵;

    43、所述第二计算子单元,用于获取目标垂向加速度,通过所述目标垂向加速度与所述频率响应函数的逆矩阵的乘积,得到整体桥式的垂向位移驱动信号和侧倾位移驱动信号;

    44、所述控制子单元,用于响应所述垂向位移驱动信号和所述侧倾位移驱动信号,更新第二垂向位移调整量,进而控制非独立悬架的第一轮心进行垂向位移。

    45、进一步的,所述第一计算子单元,具体用于:

    46、计算所述实时垂向加速度对所述整体桥式垂向位移命令和所述整体桥式侧倾位移命令的互功率谱;

    47、分别计算所述整体桥式垂向位移命令和所述整体桥式侧倾位移命令的自功率谱;

    48、根据所述互功率谱和所述自功率谱,分别计算得出所述实时垂向加速度对所述整体桥式垂向位移命令和所述整体桥式侧倾位移命令的频率响应函数。

    49、进一步的,当所述车辆包括一个整体桥式的非独立悬架和一个独立悬架,所述四立柱道路模拟系统还包括第二获取模块和第二控制模块:

    50、所述第二获取模块,用于响应用户在所述四立柱道路模拟试验中对所述独立悬挂输入的液压缸垂向位移命令,获取第二液压缸的第三垂向位移调整量,基于所述第三垂向位移调整量控制所述独立悬架的第二轮心进行位移;

    51、所述第二控制模块,用于通过所述第二轮心进行垂向位移,实现第二实时垂向加速度满足四立柱道路模拟实验的预设要求。


    技术特征:

    1.一种车辆的四立柱道路模拟方法,其特征在于,所述车辆包括至少一个整体桥式的非独立悬架;所述四立柱道路模拟方法包括:

    2.根据权利要求1所述的一种车辆的四立柱道路模拟方法,其特征在于,所述根据所述第一垂向位移调整量和所述第一侧倾位移调整量,迭代更新第一液压缸的第二垂向位移调整量,具体为:

    3.根据权利要求1所述的一种车辆的四立柱道路模拟方法,其特征在于,所述根据更新后的第二垂向位移调整量,控制非独立悬架的第一轮心进行垂向位移,具体为:

    4.根据权利要求3所述的一种车辆的四立柱道路模拟方法,其特征在于,所述计算所述实时垂向加速度对所述整体桥式垂向位移命令和所述整体桥式侧倾位移命令的频率响应函数,具体为:

    5.根据权利要求1所述的一种车辆的四立柱道路模拟方法,其特征在于,当所述车辆包括一个整体桥式的非独立悬架和一个独立悬架,所述四立柱道路模拟方法还包括:

    6.一种车辆的四立柱道路模拟系统,其特征在于,所述车辆包括至少一个整体桥式的非独立悬架;所述四立柱道路模拟系统包括第一获取模块和第一控制模块:

    7.根据权利要求6所述的一种车辆的四立柱道路模拟系统,其特征在于,所述第一控制模块,包括第一计算单元:

    8.根据权利要求6所述的一种车辆的四立柱道路模拟系统,其特征在于,所述第一控制模块,还包括控制单元:

    9.根据权利要求8所述的一种车辆的四立柱道路模拟系统,其特征在于,所述第一计算子单元,具体用于:

    10.根据权利要求6所述的一种车辆的四立柱道路模拟系统,其特征在于,当所述车辆包括一个整体桥式的非独立悬架和一个独立悬架,所述四立柱道路模拟系统还包括第二获取模块和第二控制模块:


    技术总结
    本发明公开了一种车辆的四立柱道路模拟方法和系统,车辆包括至少一个整体桥式的非独立悬架;包括响应用户在四立柱道路模拟试验中输入的整体桥式垂向位移命令和侧倾位移命令,分别获取第一垂向位移调整量和第一侧倾位移调整量;根据第一垂向位移调整量和第一侧倾位移调整量,迭代更新第一液压缸的第二垂向位移调整量,并根据更新后的第二垂向位移调整量,控制非独立悬架的第一轮心进行垂向位移,直到第一轮心的实时垂向加速度满足四立柱道路模拟实验的预设要求;其中,每次迭代时,根据当前迭代的实时垂向加速度,更新第一垂向位移调整量和第一侧倾位移调整量。本发明解决了带有非独立悬架的整车在道路模拟实验时轮心加速度误差较大的问题。

    技术研发人员:宾仕博,董红亮,李世强,施佳能,容成全,石鹏
    受保护的技术使用者:东风柳州汽车有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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