车辆簧下质量的确定方法与流程

本发明涉及车辆开发技术，具体而言涉及一种车辆簧下质量的确定方法。

背景技术：

车辆的簧下质量对车辆的平顺性及操控性都有很大的影响，通常来讲，较小的簧下质量可以提高车辆的舒适性并可以减小悬架的载荷，但如何确定车辆的簧下质量却不是一件容易的事情，尤其是在实际中缺乏相应的试验规范来测量簧下质量。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是快速地确定车辆的簧下质量。

本发明通过提供一种车辆簧下质量的确定方法来解决上述问题，具体而言，提供了一种车辆簧下质量的确定方法，其中，所述车辆簧下质量的确定方法包括以下步骤：

a.建立坐标系，在所述坐标系中对所述车辆在整车整备状态下进行实际称重，得到轮胎载荷，并记录车轮实际轮心的位置；

b.在多体动力学软件中根据步骤a搭建车辆动力学模型，使所述车辆动力学模型状态与实际车辆一致；

c.在所述多体动力学软件中将车身固定，并且去除重力场、去除地面，在轮胎接地点处向上加载与所述轮胎载荷对应的力值，在所述轮心向下加载另一力值；

d.调整轮心向下加载的所述另一力值的大小并记录在所述另一力值下所对应的轮心坐标，对比所述轮心坐标与所述车轮实际轮心的位置的差别，继续调整轮心向下加载的所述另一力值的大小直至所述轮心坐标与所述车轮实际轮心的位置一致，此时在所述轮心处的所述另一力值与所述车辆簧下质量的大小相对应，所述车辆簧下质量等于所述另一力值除以重力加速度。

可选地，根据本发明的一种实施方式，所述车辆动力学模型的搭建考虑实际的硬点坐标、拓扑结构、零部件的相互连接方式以及所述零部件的刚度特性。

可选地，根据本发明的一种实施方式，所述零部件包括实际的弹簧、轮胎、衬套及限位块。

可选地，根据本发明的一种实施方式，所述硬点坐标通过硬点扫描来获取。

可选地，根据本发明的一种实施方式，车辆总的簧下质量等于前轴的簧下质量与后轴的簧下质量之和，其中，所述前轴的簧下质量通过基于前轮来实施所述车辆簧下质量的确定方法来确定，所述后轴的簧下质量通过基于后轮来实施所述车辆簧下质量的确定方法来确定。

可选地，根据本发明的一种实施方式，所述车辆为四轮车辆，所述前轮包括左前轮和右前轮，所述后轮包括左后轮和右后轮。

可选地，根据本发明的一种实施方式，所述坐标系为直角坐标系。

所提供的车辆簧下质量的确定方法的有益之处包括能够快速地确定车辆的簧下质量。

附图说明

参考附图，本发明的上述以及其它的特征将变得显而易见，其中，

图1和图2示出了根据本发明的车辆簧下质量的确定方法的示例图；

图3示出了按照本发明实施的车辆簧下质量确定过程的流程图。

具体实施方式

容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

参考图1、图2和图3，其分别是根据本发明的车辆簧下质量的确定方法的示例图和按照本发明实施的车辆簧下质量确定过程的流程图。

如图所示，根据本发明所提出的车辆簧下质量的确定方法，包括以下步骤：

a.建立坐标系，在所述坐标系中对所述车辆在整车整备状态下进行实际称重，得到轮胎载荷，并记录车轮实际轮心的位置；

b.在多体动力学软件中根据步骤a搭建车辆动力学模型，使所述车辆动力学模型状态与实际车辆一致；

c.在所述多体动力学软件中将车身固定，并且去除重力场、去除地面，在轮胎接地点处向上加载与所述轮胎载荷对应的力值，在所述轮心向下加载另一力值；

d.调整轮心向下加载的所述另一力值的大小并记录在所述另一力值下所对应的轮心坐标，对比所述轮心坐标与所述车轮实际轮心的位置的差别，继续调整轮心向下加载的所述另一力值的大小直至所述轮心坐标与所述车轮实际轮心的位置一致，此时在所述轮心处的所述另一力值与所述车辆簧下质量的大小相对应，所述车辆簧下质量等于所述另一力值除以重力加速度。

需要理解的是，如图所示的实施方式是以左前轮的单轮簧下质量为例的，左前轮的轮荷（即轮胎载荷）在图中表示为ft，并且所述车轮实际轮心的位置在图中表示为z向的坐标zl。另外，在轮胎接地点处向上加载的与所述轮胎载荷对应的力值在图中表示为ft，在所述轮心向下加载的另一力值在图中表示为fu，并且g表示重力，zl0表示在所述另一力值下所对应的轮心坐标。

车辆所有车轮的簧下质量确定方法及过程一样。一般来说，簧下质量有四个，分前后左右。左右基本相同，前后不同。车辆总的簧下质量是4个单轮簧下质量相加之和。此外，所述坐标系为直角坐标系x0z，0为原点。当然也不排除其它坐标系、例如球坐标系等等，只要等实现对车辆各零件进行位置记录和比对的目的即可。

所述整车整备状态或者说整车整备质量，指的是车上带有全部装备（包括随车工具、备胎等），并且加满燃料、水，但没有装货和载人时的整车质量。根据本发明的方法在所述整车整备状态下执行是为了较准确地获得车辆的簧下质量。

所述多体动力学软件用于多体系统（一般由若干个柔性和刚性物体相互连接所组成）的动力学仿真，所述多体动力学软件主要研究在力的作用下，物体的运动（例如坐标、位移、速度以及加速度）与运动中产生的力的关系。所述多体动力学软件例如是msc.adams、recurdyn、dads等。

在所述车辆动力学模型的搭建方面，能够考虑实际的硬点坐标、拓扑结构、零部件的相互连接方式以及所述零部件的刚度特性。

需要理解的是，在步骤a的坐标系中，每个零件都有对应的位置（x、y、z），此位置、即三维坐标（x、y、z）就可以称为硬点（坐标）。硬点（坐标）已知的话就直接可以用，不需要测量，未知的话，需要通过技术手段、例如硬点扫描来获取。所述硬点扫描可借助专业的硬点扫描设备来完成，在实际的车辆状态下，主要针对车辆的悬架系统进行激光扫描并使用逆向工程软件进行曲面重构，可获得精确的曲面cad模型，再在cad模型中提取特征点即可得到所需的硬点坐标。所述拓扑结构指的是所述零部件之间的相对位置以及相互连接方式。刚度特性方面考虑的零部件主要是弹簧、轮胎、衬套、限位块等。同样，拓扑结构、零部件的相互连接方式以及实际的弹簧、轮胎、衬套及限位块等零部件的刚度特性可以分别通过技术手段来获取，但通常使用现成的车辆动力学模型。在步骤b中，同一个零部件的位置与步骤a相同。

在步骤c中，将车身固定，并且去除重力场、去除地面。对此需要说明的是，有重力场有地面的时候，弹簧肯定是被压缩的。将车身固定，并且去除地面，去掉重力场后，此时轮胎没有东西支撑，所述弹簧会弹开一些，而车身又是固定的，则轮胎会往下“掉”，其位置与之前的位置发生了变化。在这种情况下，在轮胎接地点处向上加载与所述轮胎载荷对应的力值ft，以及在所述轮心向下加载另一力值fu，并且调整所述另一力值，使轮心位置与实际一致。

在步骤d中，在所述轮心坐标与所述车轮实际轮心的位置一致时，此时在所述轮心处的所述另一力值与所述车辆簧下质量的大小相对应，所述车辆簧下质量等于所述另一力值除以重力加速度，即

mu=fu/g

其中g为重力加速度，mu为所述车辆簧下质量。

应当理解的是，车辆总的簧下质量等于前轴的簧下质量与后轴的簧下质量之和，其中，所述前轴的簧下质量通过基于前轮来实施所述车辆簧下质量的确定方法来确定，所述后轴的簧下质量通过基于后轮来实施所述车辆簧下质量的确定方法来确定。在所述车辆为四轮车辆的情况下，则所述前轮包括左前轮和右前轮，所述后轮包括左后轮和右后轮。在车辆领域中，一般提及的是前轴和后轴的簧下质量，也就是左右前轮和左右后轮的车辆簧下质量相加，或者单轮的车辆簧下质量乘以2（左右基本相等）来得到。

应当理解的是，所有以上的优选实施例都是示例性而非限制性的，本领域技术人员在本发明的构思下对以上描述的具体实施例做出的各种改型或变形都应在本发明的法律保护范围内。