一种基于道路载荷谱的悬架系统试验台架及试验方法与流程

本技术涉及乘用车悬架测试，特别涉及一种基于道路载荷谱的悬架系统试验台架及试验方法。

背景技术：

1、汽车悬架是汽车中弹性的连接车身与车轮的重要装置。它一般由弹性元件、导向机构、减震器等部件构成，主要任务是缓和由不平路面传给车身的冲击，以提高乘车的舒适性，同时还起着支撑车身的作用，悬架系统性能的好坏对车身意义重大，因此为了检测悬架系统的使用寿命，或者不断优化悬架系统的设计结构，都需要对其内的各零部件进行试验，这就需要用到台架试验模拟用车环境。

2、现有技术中的汽车悬架系统的台架试验，具体试验过程为：采集悬架系统的载荷数据，由软件进行多次迭代得到试验驱动信号，控制器根据驱动信号驱动加载作动器，进而可以进行多通道、道路载荷谱加载的乘用车悬架系统道路模拟台架试验。

3、但该试验过程中的载荷数据采集点(应变计用于采集载荷数据，应变计设置位置不同，采集的载荷数据也不相同)、以及加载作动器的加载点(作动器用于为车辆提供加载力，相当于模拟地面的激励传递至车身的传递点，作动器设置位置不同，加载力的位置也不同)均对试验结果存在影响，导致以此方法得到的悬架系统试验结果不够准确。

4、由上述现有技术中的汽车悬架系统的台架试验过程可知，向试验车辆的加载作动器提供加载力，用以模拟地面的激励通过加载点传递至车身的过程，但是地面的激励不仅与路况信息相关，同样与车辆的制动情况相关。比如加速行驶过程与减速行驶过程在相同路况下，地面对车身的激励传递并不相同，如果在任何工况下，均采用同样的采集点收集载荷谱，可能并不能真实反应当前路况及车辆制动情况下，路面对车身的激励传递，这就会对后续的试验过程造成误差，影响试验准确性。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种基于道路载荷谱的悬架系统试验台架及试验方法，以解决相关技术中汽车悬架系统的台架试验没有明确的要求作动器安装位置，导致台架试验不准确的问题。

2、本技术实施例方面提供了一种基于道路载荷谱的悬架系统试验台架，包括：

3、悬架加载体，所述悬架加载体包括用于连接悬架的轮辋连接工装，所述轮辋连接工装的底部固定连接有用于连接加载作动器的作动器连接工装；

4、加载作动器，所述加载作动器包括与作动器连接工装连接并分别对悬架施加垂向作用力、横向作用力和纵向作用力的垂向作动器、横向作动器和纵向作动器；

5、所述垂向作动器、横向作动器和纵向作动器分别施加的垂向作用力、横向作用力和纵向作用力的方向交于一点且与轮辋中心点的间距等于轮辋上轮胎的半径。

6、在一些实施例中：所述轮辋连接工装包括呈等腰梯形结构的竖向安装板，所述竖向安装板上开设有用于连接悬架的多个安装孔，所述竖向安装板的底部连接有横向安装板，所述作动器连接工装固定连接在横向安装板的底部。

7、在一些实施例中：所述竖向安装板的两侧均设有与所述横向安装板连接的三角形加强筋，所述三角形加强筋分别与竖向安装板和横向安装板焊接连接，所述横向安装板上开设有连接所述作动器连接工装的安装孔。

8、在一些实施例中：所述作动器连接工装为矩形柱体结构，所述作动器连接工装的外壁上设有分别连接横向安装板、垂向作动器、横向作动器和纵向作动器的螺纹孔。

9、在一些实施例中：所述垂向作动器、横向作动器和纵向作动器均包括加载作动器，连接在加载作动器伸缩臂上的测力传感器，以及与测力传感器连接的万向节，所述万向节与所述作动器连接工装固定连接。

10、在一些实施例中：所述加载作动器还包括对所述垂向作动器、横向作动器和纵向作动器施加控制信号的控制器。

11、本技术实施例第二方面提供了一种基于道路载荷谱的悬架系统试验方法，所述方法包括：

12、步骤1、获取参照路面激励信号、及具有多个预设采集点的试验车辆，并在试验车辆的各预设采集点上安装应变计，对试验车辆在参照路面激励信号对应的路面下进行实车试验，得到试验车辆的各预设采集点在路面下的路谱数据；

13、步骤2、在每组路面下，将试验车辆的所有预设采集点采集的路谱数据分别与参照路面激励信号比对，找到与参照路面激励信号相似度小于第一预设阈值的路谱数据，并将该路谱数据对应的预设采集点作为该组路面对应的目标采集点；

14、步骤3、在待测车辆的目标采集点安装应变计，将试验车辆在试验场进行实车试验得到路面激励传递到目标采集点时的载荷谱；

15、步骤4、通过白噪声求取作动器加载点至载荷谱采集点的传递函数，根据传递函数的逆传递函数由载荷谱得到初级试验控制信号，再由rpc软件进行多次迭代得到终极试验控制信号，将终极试验控制信号输入至上述任一实施例所述的基于道路载荷谱的悬架系统试验台架，即可进行台架试验。

16、在一些实施例中：所述参照路面激励信号为连续性路面激励信号或随机性路面激励信号，所述连续性路面激励信号为沿着道路长度方向的连续激励，所述随机性路面激励信号为具有冲击作用的间断激励。

17、在一些实施例中：步骤2具体包括：

18、将参照路面激励信号后一时刻数据a1与前一时刻数据a2，a1＝(a1-a2)/a2,将试验车辆的所有预设采集点上的时域信号后一时刻数据b1与前一时刻数据b2，b1＝(b1-b2)/b2，时域信号中的a1和b1的差值绝对值均小于第一预设阈值时，则该预设采集点采集的路谱数据与参照路面激励信号的相似度高，并选取该预设采集点作为该组路面对应的目标采集点。

19、在一些实施例中：根据传递函数的逆传递函数由载荷谱得到初级试验控制信号，具体包括：

20、根据传递函数的逆函数就得到作动器加载点应该施加的加载信号，将加载信号进行分频，分为纵向、横向、垂向的初级试验控制信号。

21、本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：

22、本技术实施例提供了一种基于道路载荷谱的悬架系统试验台架及试验方法，由于申请的基于道路载荷谱的悬架系统试验台架设置了悬架加载体，该悬架加载体包括用于连接悬架的轮辋连接工装，轮辋连接工装的底部固定连接有用于连接加载作动器的作动器连接工装；加载作动器，该加载作动器包括与作动器连接工装连接并分别对悬架施加垂向作用力、横向作用力和纵向作用力的垂向作动器、横向作动器和纵向作动器；垂向作动器、横向作动器和纵向作动器分别施加的垂向作用力、横向作用力和纵向作用力的方向交于一点且与轮辋中心点的间距等于轮辋上轮胎的半径。

23、因此，申请使得所有的作动器都从车辆的接地点位置施加加载力，在车辆的接地点位置加载力，不仅可以模拟路面向车身传递激励的情况(因为车辆行驶时，与路面永远只有一个接触点，路面的激励也是从这个接触点传向车辆的)，而且还可以模拟车身从上方传递至该接触点的向下压的载荷情况，这个接触点能够更好地模拟实车状态。可以更仿真实车状态下悬架系统复杂的受力情况，通过台架更真实地复现悬架系统在实际路面受到的激励，保证悬架的失效形式与实际失效形式一致，真正起到检验悬架系统的作用。