CN104318048A - 基于悬架k&c特征的悬架性能分析方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基于悬架K&C特征的悬架性能分析方法及系统，该方法包括：读取并保存多个车辆的车辆参数和悬架K&C特征参数，其中，车辆参数包括车型和悬架形式；从保存的悬架K&C特征参数中搜索与选择的车辆的车型和悬架形式相关的悬架K&C特征参数；根据搜索的悬架K&C特征参数设定选择的车辆的悬架性能目标；从搜索的悬架K&C特征参数中提取预定悬架K&C特征参数，并根据预定悬架K&C特征参数计算选择的车辆的操纵稳定性客观指标。根据本发明实施例的基于悬架K&C特征的悬架性能分析方法具有分析时间短、分析精度高的优点。

Description

基于悬架K&C特征的悬架性能分析方法及系统

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种基于悬架K&C特征的悬架性能分析方法及系统。 

背景技术

悬架系统是车辆底盘的核心，其悬架运动学与弹性运动学特性与底盘性能直接相关，在动力学性能开发过程中具有重要的作用。悬架运动学特性描述的是在车轮上下跳动和转向时，车轮定位参数、悬架刚度、侧倾刚度等参数相应的变化关系。而弹性运动学特性则描述在考虑橡胶衬套等弹性连接件对悬架性能影响的情况下，轮胎和路面之间的力和力矩引起的车轮定位参数、车身姿态、悬架刚度等参数的一些变化特性。悬架的K&C特性是联系悬架结构设计与整车性能匹配的桥梁，对于整车性能有至关重要的影响。 

相关技术中，通过多自由度悬架K&C特性试验台对悬架进行K&C特性测试，可以实现测试过程完全模拟真实路面侧倾角和纵倾角，进而得到更准确的悬架特性，但是对于悬架特性数据的后处理和对比工作，是手工操作，而悬架性能目标设定，操纵稳定性客观指标设定是运用动力学相关知识，手动选择数据，计算分析不同悬架不同车辆汽车悬架系统特性，计算量大。存在以下缺点： 

手动选择数据易出错，K&C试验数据复杂，数据繁多，在进行数据对比时需手动选择车型、工况、对比区间等，容易出错，且选择过程不易追溯。悬架性能指标设定较复杂，需手动根据悬架形式识别相关标杆车、竞争车的特性，进行合理设定，费时费力。 

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。 

为此，本发明的一个目的在于提出一种基于悬架K&C特征的悬架性能分析方法。该方法具有分析时间短、分析精度高的优点。 

本发明的另一个目的在于提出一种基于悬架K&C特征的悬架性能分析系统。 

为了实现上述目的，本发明的第一方面的实施例公开了一种基于悬架K&C特征的悬架 性能分析方法，包括以下步骤：读取并保存多个车辆的车辆参数和悬架K&C特征参数，其中，所述车辆参数包括车型和悬架形式；从保存的悬架K&C特征参数中搜索与选择的车辆的车型和悬架形式相关的悬架K&C特征参数；根据搜索的所述悬架K&C特征参数设定所述选择的车辆的悬架性能目标；以及从搜索的所述悬架K&C特征参数中提取预定悬架K&C特征参数，并根据所述预定悬架K&C特征参数计算所述选择的车辆的操纵稳定性客观指标。 

根据本发明实施例的基于悬架K&C特征的悬架性能分析方法，可自动读取和保存多个车辆的车辆参数和悬架K&C特征参数，并可根据车型和悬架形式等自动查询相关的悬架K&C特征参数，与手动选择悬架K&C特征参数相比，具有耗时短且精度高的优点，进而提高基于悬架K&C特征的悬架性能分析效率。另外，该方法可根据查询到的相关的悬架K&C特征参数方便地设定悬架性能目标和操纵稳定性客观指标，节省人力和时间。 

另外，根据本发明上述实施例的基于悬架K&C特征的悬架性能分析方法还可以具有如下附加的技术特征： 

在一些示例中，在所述读取并保存多个车辆的车辆参数和悬架K&C特征参数之前，还包括：通过多自由度悬架K&C特性试验台对所述多个车辆进行悬架K&C特性试验以得到所述悬架K&C特征参数。 

在一些示例中，所述车辆参数还包括车辆工况，所述方法还包括：根据车型、悬架形式和/或车辆工况从保存的悬架K&C特征参数中搜索与所述车型、悬架形式和/或车辆工况相关的悬架K&C特征参数；将所述与车型、悬架形式和/或车辆工况相关的悬架K&C特征参数显示给用户。 

在一些示例中，以图像化形式显示与所述车型、悬架形式和/或车辆工况相关的悬架K&C特征参数。 

在一些示例中，所述车辆参数和悬架K&C特征参数保存在数据库中。 

本发明第二方面的实施例公开了一种基于悬架K&C特征的悬架性能分析系统，包括：存储模块，用于读取并保存多个车辆的车辆参数和悬架K&C特征参数，其中，所述车辆参数包括车型和悬架形式；搜索模块，用于从所述存储模块中搜索与选择的车辆的车型和悬架形式相关的悬架K&C特征参数；悬架性能目标设定模块，用于根据搜索的所述悬架K&C特征参数设定所述选择的车辆的悬架性能目标；以及操纵稳定性客观指标计算模块，用于从搜索的所述悬架K&C特征参数中提取预定悬架K&C特征参数，并根据所述预定悬架K&C特征参数计算所述选择的车辆的操纵稳定性客观指标。 

根据本发明实施例的基于悬架K&C特征的悬架性能分析系统，可自动读取和保存多个 车辆的车辆参数和悬架K&C特征参数，并可根据车型和悬架形式等自动查询相关的悬架K&C特征参数，与手动选择悬架K&C特征参数相比，具有耗时短且精度高的优点，进而提高基于悬架K&C特征的悬架性能分析效率。另外，该系统可根据查询到的相关的悬架K&C特征参数方便地设定悬架性能目标和操纵稳定性客观指标，节省人力和时间。 

另外，根据本发明上述实施例的基于悬架K&C特征的悬架性能分析系统还可以具有如下附加的技术特征： 

在一些示例中，还包括：试验模块，用于在所述读取并保存多个车辆的车辆参数和悬架K&C特征参数之前，利用多自由度悬架K&C特性试验台对所述多个车辆进行悬架K&C特性试验以得到所述悬架K&C特征参数。 

在一些示例中，所述车辆参数还包括车辆工况，所述搜索模块还用于：根据车型、悬架形式和/或车辆工况从保存的悬架K&C特征参数中搜索与所述车型、悬架形式和/或车辆工况相关的悬架K&C特征参数；所述系统还包括：显示模块，用于将所述与车型、悬架形式和/或车辆工况相关的悬架K&C特征参数显示给用户。 

在一些示例中，所述显示模块以图像化形式显示与所述车型、悬架形式和/或车辆工况相关的悬架K&C特征参数。 

在一些示例中，所述存储模块包括数据库，所述车辆参数和悬架K&C特征参数保存在所述数据库中。 

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。 

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中： 

图1是根据本发明一个实施例的基于悬架K&C特征的悬架性能分析方法的流程图； 

图2是根据本发明另一个实施例的基于悬架K&C特征的悬架性能分析方法的流程图； 

图3是根据本发明一个实施例的基于悬架K&C特征的悬架性能分析方法的数据库的建设流程图； 

图4是根据本发明一个实施例的基于悬架K&C特征的悬架性能分析方法的悬架K&C特征参数的查询示意图； 

图5是根据本发明一个实施例的基于悬架K&C特征的悬架性能分析方法的与计算操纵稳定性客观指标相关的悬架K&C特征参数的示意图；以及 

图6是根据本发明一个实施例的基于悬架K&C特征的悬架性能分析系统的结构框图。 

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。 

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。 

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。 

以下结合附图描述根据本发明实施例的基于悬架K&C特征的悬架性能分析方法及系统。 

图1是根据本发明一个实施例的基于悬架K&C特征的悬架性能分析方法的流程图。如图1所示，根据本发明一个实施例的基于悬架K&C特征的悬架性能分析方法，包括如下步骤： 

步骤S101：读取并保存多个车辆的车辆参数和悬架K&C特征参数，其中，车辆参数包括车型和悬架形式。 

其中，悬架K&C特征参数可通过悬架K&C特性测试得到，例如：在读取并保存多个车辆的车辆参数和悬架K&C特征参数之前，首先通过多自由度悬架K&C特性试验台对多个车辆进行悬架K&C特性试验以得到悬架K&C特征参数。 

具体而言，结合图2所示，车辆参数是进行悬架K&C特性测试的基础，因此，首先输入车辆参数，记为K&C特性输入信息。作为一个具体的示例，K&C特性测试所需的输入信息(即车辆参数，记为K&C特性输入信息)均保存至EXCEL文件中，如表1所示，其内容主要包括：K&C特性测试所需的车身参数和底盘系统参数等，车身参数包括车型和悬 架形式等，悬架K&C特性测试的输入信息是进行K&C特性测试及后期数据处理的基础，也是后期对多种车型进行性能对比的有利依据，因此，建立一个全面准确且统一的输入信息记录表，对高效率高精度完成悬架K&C特性测试及悬架K&C性能对比具有重要的意义，可以对后续新车型的开发提供参考。 

表1 

在本发明的一个实施例中，车辆参数和悬架K&C特征参数保存在数据库中。数据库的建设不仅需要确定同向轮跳等各个工况的所需参数，还需要确定不同的悬架K&C试验台各工况的关联关系，即一个完整的数据库应该包涵多种悬架K&C试验台所有的悬架K&C特性参数，数据库的建设流程如图3所示。这样，才能构建不同的试验台的悬架K&C特性参数的对比桥梁，实现多种试验台测试的悬架K&C特性参数的统一，便于后期悬架K&C特性的分析及对比。 

步骤S102：从保存的悬架K&C特征参数中搜索与选择的车辆的车型和悬架形式相关的悬架K&C特征参数。 

具体而言，可通过命令，如编写的Matlab程序命令将车辆参数和悬架K&C特征参数读入数据库中，其中，Matlab程序通过循环处理模式，对不同车型、不同工况、不同悬架K&C特征参数进行读取，并将读取的数据分别以车型、工况、参数为名称或者表头进行存储，以便后期对不同车型、不同工况、不同参数的快速调用。 

作为一个具体的示例，车辆参数还包括车辆工况，如图4所示，该方法还包括：根据车型、悬架形式和/或车辆工况从保存的悬架K&C特征参数中搜索与车型、悬架形式和/或车辆工况相关的悬架K&C特征参数；将与车型、悬架形式和/或车辆工况相关的悬架K&C 特征参数显示给用户。 

可通过Matlab程序编制查询命令可定向的查找车辆参数、各个工况下的悬架K&C特征参数，实现数据查询功能，并对数据、车辆参数等实现多元化控制，例如：以图像化形式显示与所述车型、悬架形式和/或车辆工况相关的悬架K&C特征参数。具体地说，计算得出悬架静刚度、侧倾刚度、悬架固有频率、侧倾中心高、纵倾中心高、主销后倾角、主销内倾角、主销后倾拖距、主销内倾偏移距等试验参数，并将四轮定位参数随车轮跳动及力和力矩加载的变化趋势，以曲线、图表等形式显示出来，与查询功能相结合，实现悬架K&C参数的宏观调控。 

步骤S103：根据搜索的悬架K&C特征参数设定选择的车辆的悬架性能目标。具体而言，悬架性能目标设定是动力学性能开发的重要部分，相关技术中，设定合理的悬架性能目标需根据大量数据积累并根据相关动力学理论进行分析。而本发明实施例的方法可通过导入、查询、对比数据，得出相同悬架形式，相同级别车型的悬架性能的大致规律，并识别出各相关车型不同悬架性能的最大值、最小值，并自动绘制标杆车型、竞争车型悬架特性的雷达图，根据最大值最小值确定的区间快速设定悬架性能目标。 

步骤S104：从搜索的悬架K&C特征参数中提取预定悬架K&C特征参数，并根据预定悬架K&C特征参数计算选择的车辆的操纵稳定性客观指标。具体地说，例如：侧倾三自由度模型在经典的二自由度模型中加入簧载质量的侧倾自由度，考虑了簧载质量的侧倾效应。三自由度模型涉及的数据如图5所示，包括：车型参数和悬架K&C特征参数。该模型将转向柔度分为7个部分，包括重量分配转向、侧倾转向、侧向力转向、回正力矩转向、侧倾外倾、侧向力外倾、回正力矩外倾。通过对悬架K&C特征进行提取，计算前后轴转向柔度，前后轴转向柔度之差除以重力加速度，进而得到车辆的操纵稳定性客观指标，诸如稳态的不足转向度与单位重力加速度下的车身侧倾度。 

在上述描述中，车轮前束角：是指两轮之间的后距离数值与前距离数值之差，也指前轮中心线与纵向中心线的夹角。前束可以距离或度数为单位。车轮外倾角：是指车轮中心平面与汽车垂直平面的夹角，当车轮顶部向汽车外部倾斜时角度为正，反之为负。主销后倾角：是指悬架上球头或支柱顶端与下球头的连接线与铅垂线的夹角。(从汽车的侧面观察)上球头在铅垂线的后方为正，反之为负。主销内倾角：是指悬架上球头或支柱顶端与下球头的连线与铅垂线的夹角。(从汽车的正面观察)上球头向内为正，反之为负。四轮定位参数决定了车辆行驶的轨迹与轮胎的受力，保持汽车直线行驶的稳定性，保证汽车转弯时转向轻便，使转向轮自动回正，并与车辆的油耗和轮胎磨损等相关。 

根据本发明实施例的基于悬架K&C特征的悬架性能分析方法，可自动读取和保存多个 车辆的车辆参数和悬架K&C特征参数，并可根据车型和悬架形式等自动查询相关的悬架K&C特征参数，与手动选择悬架K&C特征参数相比，具有耗时短且精度高的优点，进而提高基于悬架K&C特征的悬架性能分析效率。另外，该方法可根据查询到的相关的悬架K&C特征参数方便地设定悬架性能目标和操纵稳定性客观指标，节省人力和时间。 

本发明还提供了一种基于悬架K&C特征的悬架性能分析系统。如图6所示，根据本发明一个实施例的基于悬架K&C特征的悬架性能分析系统600，包括：存储模块610、搜索模块620、悬架性能目标设定模块630和操纵稳定性客观指标计算模块640。 

其中，存储模块610用于读取并保存多个车辆的车辆参数和悬架K&C特征参数，其中，车辆参数包括车型和悬架形式。搜索模块620用于从存储模块中搜索与选择的车辆的车型和悬架形式相关的悬架K&C特征参数。悬架性能目标设定模块630用于根据搜索的悬架K&C特征参数设定选择的车辆的悬架性能目标。操纵稳定性客观指标计算模块640用于从搜索的悬架K&C特征参数中提取预定悬架K&C特征参数，并根据预定悬架K&C特征参数计算选择的车辆的操纵稳定性客观指标。 

在本发明的一个实施例中，还包括：试验模块(图中没有示出)，用于在读取并保存多个车辆的车辆参数和悬架K&C特征参数之前，利用多自由度悬架K&C特性试验台对多个车辆进行悬架K&C特性试验以得到悬架K&C特征参数。 

在本发明的一个实施例中，车辆参数还包括车辆工况，搜索模块620还用于：根据车型、悬架形式和/或车辆工况从保存的悬架K&C特征参数中搜索与所述车型、悬架形式和/或车辆工况相关的悬架K&C特征参数；系统600还包括：显示模块(图中没有示出)，用于将与车型、悬架形式和/或车辆工况相关的悬架K&C特征参数显示给用户。 

进一步地，显示模块以图像化形式显示与车型、悬架形式和/或车辆工况相关的悬架K&C特征参数。 

在本发明的一个实施例中，存储模块610包括数据库，车辆参数和悬架K&C特征参数保存在数据库中。 

根据本发明实施例的基于悬架K&C特征的悬架性能分析系统，可自动读取和保存多个车辆的车辆参数和悬架K&C特征参数，并可根据车型和悬架形式等自动查询相关的悬架K&C特征参数，与手动选择悬架K&C特征参数相比，具有耗时短且精度高的优点，进而提高基于悬架K&C特征的悬架性能分析效率。另外，该系统可根据查询到的相关的悬架K&C特征参数方便地设定悬架性能目标和操纵稳定性客观指标，节省人力和时间。 

需要说明的是，本发明实施例的系统的具体实现方式与方法部分的具体实现方式类似，请参见方法部分的描述，为了减少冗余，此处不做赘述。 

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。 

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。 

Claims (10)

1.一种基于悬架K&C特征的悬架性能分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

读取并保存多个车辆的车辆参数和悬架K&C特征参数，其中，所述车辆参数包括车型和悬架形式；

从保存的悬架K&C特征参数中搜索与选择的车辆的车型和悬架形式相关的悬架K&C特征参数；

根据搜索的所述悬架K&C特征参数设定所述选择的车辆的悬架性能目标；以及

从搜索的所述悬架K&C特征参数中提取预定悬架K&C特征参数，并根据所述预定悬架K&C特征参数计算所述选择的车辆的操纵稳定性客观指标。

2.根据权利要求1所述的基于悬架K&C特征的悬架性能分析方法，其特征在于，在所述读取并保存多个车辆的车辆参数和悬架K&C特征参数之前，还包括：通过多自由度悬架K&C特性试验台对所述多个车辆进行悬架K&C特性试验以得到所述悬架K&C特征参数。

3.根据权利要求1所述的基于悬架K&C特征的悬架性能分析方法，其特征在于，所述车辆参数还包括车辆工况，所述方法还包括：

根据车型、悬架形式和/或车辆工况从保存的悬架K&C特征参数中搜索与所述车型、悬架形式和/或车辆工况相关的悬架K&C特征参数；

将所述与车型、悬架形式和/或车辆工况相关的悬架K&C特征参数显示给用户。

4.根据权利要求3所述的基于悬架K&C特征的悬架性能分析方法，其特征在于，以图像化形式显示与所述车型、悬架形式和/或车辆工况相关的悬架K&C特征参数。

5.根据权利要求1-4任一项所述的基于悬架K&C特征的悬架性能分析方法，其特征在于，所述车辆参数和悬架K&C特征参数保存在数据库中。

6.一种基于悬架K&C特征的悬架性能分析系统，其特征在于，包括：

存储模块，用于读取并保存多个车辆的车辆参数和悬架K&C特征参数，其中，所述车辆参数包括车型和悬架形式；

搜索模块，用于从所述存储模块中搜索与选择的车辆的车型和悬架形式相关的悬架K&C特征参数；

悬架性能目标设定模块，用于根据搜索的所述悬架K&C特征参数设定所述选择的车辆的悬架性能目标；以及

操纵稳定性客观指标计算模块，用于从搜索的所述悬架K&C特征参数中提取预定悬架K&C特征参数，并根据所述预定悬架K&C特征参数计算所述选择的车辆的操纵稳定性客观指标。

7.根据权利要求6所述的基于悬架K&C特征的悬架性能分析系统法，其特征在于，还包括：试验模块，用于在所述读取并保存多个车辆的车辆参数和悬架K&C特征参数之前，利用多自由度悬架K&C特性试验台对所述多个车辆进行悬架K&C特性试验以得到所述悬架K&C特征参数。

8.根据权利要求6所述的基于悬架K&C特征的悬架性能分析系统，其特征在于，所述车辆参数还包括车辆工况，所述搜索模块还用于：根据车型、悬架形式和/或车辆工况从保存的悬架K&C特征参数中搜索与所述车型、悬架形式和/或车辆工况相关的悬架K&C特征参数；所述系统还包括：显示模块，用于将所述与车型、悬架形式和/或车辆工况相关的悬架K&C特征参数显示给用户。

9.根据权利要求8所述的基于悬架K&C特征的悬架性能分析系统，其特征在于，所述显示模块以图像化形式显示与所述车型、悬架形式和/或车辆工况相关的悬架K&C特征参数。

10.根据权利要求6-9任一项所述的基于悬架K&C特征的悬架性能分析系统，其特征在于，所述存储模块包括数据库，所述车辆参数和悬架K&C特征参数保存在所述数据库中。