CN105787168A - 基于基础车型的载荷分解方法和装置 - Google Patents

基于基础车型的载荷分解方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于基础车型的载荷分解方法和装置，其中方法包括：获取分解车型的底盘结构参数；根据底盘结构参数获取与底盘结构参数相同的基础车型的载荷分解的路面谱，路面谱包括前轮胎的高度方向的位移信号、后轮胎的高度方向的位移信号和所述前轮胎的高度方向的转向驱动信号；获取分解车型的多体动力学模型；根据路面谱和多体动力学模型对分解车型进行载荷分解。本发明提供的基于基础车型的载荷分解方法和装置，根据基础车型的路面谱和分解车型的多体动力学模型完成了对分解车型的载荷分解，从而无需布置传感器对分解车型进行实际道路载荷信息的采集，因此可以减少数据采集的时间，节约了人力成本，缩短了开发周期。

Description

基于基础车型的载荷分解方法和装置
技术领域
本发明涉及计算机辅助设计，尤其涉及一种基于基础车型的载荷分解方法和装置。
背景技术
载荷分解技术是一种基于多体模型的计算机虚拟迭代技术，该技术可以用于对汽车的结构疲劳寿命进行评估，该技术是针对汽车的零部件的连接点进行传感器布置，对汽车车轮的轮心进行六分力测试，通过虚拟迭代进行零部件连接点的载荷提取。
但是现有技术中的载荷分解技术，对于所有的车型都进行传感器的布置和信号采集的过程，因此需要花费大量的时间，因此带来了人力和物力成本上的提升，同时也使得开发周期增长。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于基础车型的载荷分解方法和装置，用以解决现有技术中所有车型都需要进行传感器的布置和信号采集的过程，由此而造成的人力和物力成本提升、开发周期增长的问题。
为实现上述目的，本发明一方面提供了一种基础车型的载荷分解方法，包括：
获取分解车型的底盘结构参数；
根据所述底盘结构参数获取与所述底盘结构参数相同的基础车型的载荷分解的路面谱，所述路面谱包括前轮胎的高度方向的位移信号、后轮胎的高度方向的位移信号和所述前轮胎的高度方向的转向驱动信号；
获取分解车型的多体动力学模型；
根据所述路面谱和所述多体动力学模型对所述分解车型进行载荷分解。
本发明另一方面提供了一种基础车型的载荷分解装置，包括：
第一获取模块，用于获取分解车型的底盘结构参数；
第二获取模块，用于根据所述底盘结构参数获取与所述底盘结构参数相同的基础车型的载荷分解的路面谱，所述路面谱包括前轮胎的高度方向的位移信号、后轮胎的高度方向的位移信号和所述前轮胎的高度方向的转向驱动信号；
第三获取模块，用于获取分解车型的多体动力学模型；
载荷分解模块，用于根据所述路面谱和所述多体动力学模型对所述分解车型进行载荷分解。
由以上技术方案可知，本发明提供的基于基础车型的载荷分解方法和装置，根据基础车型的路面谱和分解车型的多体动力学模型完成了对分解车型的载荷分解，从而无需布置传感器对分解车型进行实际道路载荷信息的采集，因此可以减少数据采集的时间，节约了人力成本，缩短了开发周期。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的基于基础车型的载荷分解方法的流程图；
图2为本发明实施例二提供的基于基础车型的载荷分解方法的流程图；
图3为本发明实施例二提供的又一基于基础车型的载荷分解方法的流程图；
图4为本发明实施例三提供的基于基础车型的载荷分解装置的结构示意图；
图5为本发明实施例四提供的又一基于基础车型的载荷分解装置的结构示意图。
具体实施方式
实施例一
图1为本发明实施例一提供的基于基础车型的载荷分解方法的流程图，本实施例的分解方法的执行主体可以为计算机、iPad等具有逻辑计算和存储功能的设备。如图1所示，本实施例提供的基于基础车型的载荷分解方法包括：
步骤101，获取分解车型的底盘结构参数。
其中，可选的，底盘结构参数包括悬架的结构参数，例如，悬架的重量、悬架与其他部件的装配间隙、刚度等参数，还包括轮胎的轮距参数、轴距参数和轮胎的结构参数，其中，轮胎的结构参数包括轮胎的重量、轮胎的直径等。轮胎的轮距参数包括：前轮距和后轮距，前轮距指的是两个前轮胎之间的间距，后轮距指的是两个后轮胎之间的间距，轴距参数指的是前轴与后轴中心点之间的距离。
步骤102，根据底盘结构参数获取与底盘结构参数相同的基础车型的载荷分解的路面谱，所述路面谱包括前轮胎的高度方向的位移信号、后轮胎的高度方向的位移信号和所述前轮胎的高度方向的转向驱动信号。
其中，基础车型为已经开发过的车型，基础车型已经做过了载荷分解，因此可以根据分解车型的底盘结构参数获取与该分解车型的底盘结构参数相同的车型的载荷分解的路面谱，其中路面谱中可以反映基础车型的采集过的路面信息，即在该路面条件下基础车型的前轮胎的在高度方向的位移、后轮胎在高度方向的位移以及前轮胎在高度方向上的转向驱动。
需要说明的是，高度方向表示的是与水平面垂直的方向，即在汽车制造领域所熟知的车身坐标系的Z轴方向。
步骤103、获取分解车型的多体动力学模型。
其中，多体动力学模型是根据分解车型的底盘参数如硬点、零部件质量、弹簧刚度、减震器阻尼以及衬套的刚度数据、运动副、整车的配重、轮胎参数等，通过多体动力学软件admas建立悬架、传动系、转向系、车身等子系统模型，再根据上述子系统模型建立整车的多体动力学模型。
其中，对于步骤103执行的顺序，只要保证在步骤104之前即可，其与步骤101和步骤102的执行先后顺序不加以限制。
步骤104，根据路面谱和多体动力学模型对分解车型进行载荷分解。
即根据基础车型的路面谱作为分解车型的多体动力学模型的输入信号，从而完成分解车型的载荷分解。
当然，载荷分解除了路面谱以外还需要其他的信号作为多体动力学模型的输入信号，例如还可以包括：弹簧位移、减震器力、转向拉杆力、车身炮塔加速度、轮心加速度等信号，作为多体动力学模型的输入信号。具体的载荷分解的过程是利用虚拟迭代技术，具体的迭代过程与现有技术相同，在此不再赘述。
本实施例提供的基于基础车型的载荷分解方法中，根据基础车型的路面谱和分解车型的多体动力学模型完成了对分解车型的载荷分解，从而无需布置传感器对分解车型进行实际道路载荷信息的采集，因此可以减少数据采集的时间，节约了人力成本，缩短了开发周期。
实施例二
本实施例是对上述实施例进一步的解释说明，图2为本发明实施例二提供的基于基础车型的载荷分解方法的流程图，如图2所示，本实施例提供的基于基础车型的载荷分解方法包括：
步骤201，获取分解车型的底盘结构参数。
步骤202，根据所述底盘结构参数获取与所述底盘结构参数相同的基础车型的载荷分解的路面谱，所述路面谱包括前轮胎的高度方向的位移信号、后轮胎的高度方向的位移信号和所述前轮胎的高度方向的转向驱动信号。
其中路面谱是通过对基础车型进行载荷分解获得的，其中载荷分解的输入信号可以包括：弹簧位移、减震器力、转向拉杆力、车身炮塔加速度、轮心加速度，对上述输入信号进行迭代获取得到输出信号，输出信号与输入信号之间的相对损伤值在0.6-1.5之间，从而可以保证基础车型的载荷分解的正确性，即保证了路面谱的准确性。载荷分解的输出包括载荷谱和路面谱。
步骤203，获取分解车型的多体动力学模型。
其中步骤201至步骤203与上述实施例中的步骤101至103相同，在此不再赘述。
步骤204，将所述前轮胎的高度方向的位移信号、后轮胎的高度方向的位移信号和所述前轮胎的高度方向的转向驱动信号作为所述多体动力学模型的输入信号以输出分解车型的车身连接点的载荷谱。
其中，根据路面谱可以获得分解车型的车身连接点的载荷谱。
可选的，为了获取底盘结构的载荷谱，在上述实施例的基础上，图3为本发明实施例二提供的又一基于基础车型的载荷分解方法的流程图，如图3所示，在上述步骤的基础上，还可以包括：
步骤2051，获取分解车型的轮胎的六分力信号，轮胎的六分力信号包括：前轮胎宽度方向的力、前轮胎行进方向的力、前轮胎宽度方向的转矩、后轮胎宽度方向的力、后轮胎行进方向的力、后轮胎宽度方向的转矩和后轮胎高度方向的转矩。
其中，宽度方向指的是车身坐标系的Y轴方向，即车身的宽度方向，行进方向指的是车身坐标系的X方向，即车身的长度方向。
上述轮胎的六分力信号是通过六分力仪实际采集的信号，六分力信号代表前轮胎和后轮胎的驱动力。
步骤2052，根据分解车型的轮胎的六分力信号和多体动力学模型获取分解车型的底盘结构连接点的载荷谱。
以六分力信号作为多体动力学模型的输入信号，可以获得分解车型底盘结构连接点的载荷谱。具体的，获取载荷谱的过程是采用现有技术中的虚拟迭代技术，在此不再赘述。
本实施例提供的基于基础车型的载荷分解方法中，不仅可以根据基础车型的路面谱和分解车型的多体动力学模型完成分解车型车身连接点的载荷谱，还可以获取基础车型底盘结构连接点的载荷谱。
实施例三
本实施例提供一种基于基础车型的载荷分解装置，该装置用于执行上述实施例中的基于基础车型的载荷分解方法，该装置可以为计算机、iPad等具有逻辑计算和存储功能的设备。图4为本发明实施例三提供的基于基础车型的载荷分解装置的结构示意图，如图4所示，该基于基础车型的载荷分解装置包括：第一获取模块301、第二获取模块302、第三获取模块303和载荷分解模块304。
第一获取模块301，用于获取分解车型的底盘结构参数。
可选的，底盘结构参数包括悬架的结构参数，例如，悬架的重量、悬架与其他部件的装配间隙、刚度等参数，还包括轮胎的轮距参数、轴距参数和轮胎的结构参数，例如可以为轮胎的重量、轮胎的直径等。
第二获取模块302与第一获取模块301连接，第二获取模块302用于根据所述底盘结构参数获取与所述底盘结构参数相同的基础车型的载荷分解的路面谱，所述路面谱包括前轮胎的高度方向的位移信号、后轮胎的高度方向的位移信号和所述前轮胎的高度方向的转向驱动信号。
其中，基础车型为已经开发过的车型，基础车型已经做过了载荷分解，因此可以根据分解车型的底盘结构参数获取与该分解车型的底盘结构参数相同的车型的载荷分解的路面谱，其中路面谱中可以反映基础车型的采集过的路面信息，即在该路面条件下基础车型的前轮胎的在高度方向的位移、后轮胎在高度方向的位移以及前轮胎在高度方向上的转向驱动。
第三获取模块303，用于获取分解车型的多体动力学模型。
载荷分解模块304分别与第三获取模块303和所述第二获取模块302连接，载荷分解模块304用于根据路面谱和多体动力学模型对分解车型进行载荷分解。
当然，载荷分解除了路面谱以外还需要其他的信号作为多体动力学模型的输入信号，例如还可以包括：弹簧位移、减震器力、转向拉杆力、车身炮塔加速度、轮心加速度等信号，作为多体动力学模型的输入信号。具体的载荷分解的过程是利用虚拟迭代技术，具体的迭代过程与现有技术相同，在此不再赘述。
本实施例提供的基于基础车型的载荷分解装置中，载荷分解模块304根据基础车型的路面谱和分解车型的多体动力学模型完成了对分解车型的载荷分解，从而无需布置传感器对分解车型进行实际道路载荷信息的采集，因此可以减少数据采集的时间，节约了人力成本，缩短了开发周期。
实施例四
本实施例是对上述实施例三进一步的解释说明，其中，如图4所示，该基于基础车型的载荷分解装置包括：第一获取模块301、第二获取模块302、第三获取模块303和载荷分解模块304。
载荷分解模块304具体用于将前轮胎的高度方向的位移信号、后轮胎的高度方向的位移信号和所述前轮胎的高度方向的转向驱动信号作为多体动力学模型的输入信号以输出分解车型的车身的连接点的载荷谱。
其中路面谱是通过对基础车型进行载荷分解获得的，其中载荷分解的输入信号可以包括：弹簧位移、减震器力、转向拉杆力、车身炮塔加速度、轮心加速度，对上述输入信号进行迭代获取得到输出信号，输出信号与输入信号之间的相对损伤值在0.6-1.5之间，从而可以保证基础车型的载荷分解的正确性，即保证了路面谱的准确性。载荷分解的输出包括载荷谱和路面谱。
可选的，为了获取底盘结构的载荷谱，在上述实施例的基础上，图5为本发明实施例四提供的又一基于基础车型的载荷分解装置的结构示意图，如图5所示，在上述结构的基础上，基础车型的载荷分解装置还可以包括：第四获取模块305，第四获取模块305与载荷分解模块304连接，第四获取模块305用于获取分解车型的轮胎的六分力信号，所述轮胎的六分力信号包括：前轮胎宽度方向的力、前轮胎行进方向的力、前轮胎宽度方向的转矩、后轮胎宽度方向的力、后轮胎行进方向的力、后轮胎宽度方向的转矩和后轮胎高度方向的转矩。
进一步的，载荷分解模块304还用于根据第四获取模块305获取的分解车型的轮胎的六分力信号和第三获取模块303获取的多体动力学模型获取分解车型的底盘结构连接点的载荷谱。
本实施例提供的基于基础车型的载荷分解装置中，载荷分解模块304不仅可以根据基础车型的路面谱和分解车型的多体动力学模型完成分解车型车身连接点的载荷谱，还可以获取基础车型底盘结构连接点的载荷谱。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术乘客应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种基于基础车型的载荷分解方法，其特征在于，包括：
获取分解车型的底盘结构参数；
根据所述底盘结构参数获取与所述底盘结构参数相同的基础车型的载荷分解的路面谱，所述路面谱包括前轮胎的高度方向的位移信号、后轮胎的高度方向的位移信号和所述前轮胎的高度方向的转向驱动信号；
获取分解车型的多体动力学模型；
根据所述路面谱和所述多体动力学模型对所述分解车型进行载荷分解。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述底盘结构参数包括：悬架的结构参数、轮胎的轮距参数、轴距参数和轮胎的结构参数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述路面谱和所述多体动力学模型对所述分解车型进行载荷分解包括：
将所述前轮胎的高度方向的位移信号、后轮胎的高度方向的位移信号和所述前轮胎的高度方向的转向驱动信号作为所述多体动力学模型的输入信号以输出分解车型的车身连接点的载荷谱。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
获取分解车型的轮胎的六分力信号，所述轮胎的六分力信号包括：前轮胎宽度方向的力、前轮胎行进方向的力、前轮胎宽度方向的转矩、后轮胎宽度方向的力、后轮胎行进方向的力、后轮胎宽度方向的转矩和后轮胎高度方向的转矩；
根据所述分解车型的轮胎的六分力信号和所述多体动力学模型获取所述分解车型的底盘结构连接点的载荷谱。
5.一种基于基础车型的载荷分解装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取分解车型的底盘结构参数；
第二获取模块，用于根据所述底盘结构参数获取与所述底盘结构参数相同的基础车型的载荷分解的路面谱，所述路面谱包括前轮胎的高度方向的位移信号、后轮胎的高度方向的位移信号和所述前轮胎的高度方向的转向驱动信号；
第三获取模块，用于获取分解车型的多体动力学模型；
载荷分解模块，用于根据所述路面谱和所述多体动力学模型对所述分解车型进行载荷分解。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述载荷分解模块具体用于将所述前轮胎的高度方向的位移信号、后轮胎的高度方向的位移信号和所述前轮胎的高度方向的转向驱动信号作为所述多体动力学模型的输入信号以输出分解车型的车身的连接点的载荷谱。
7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，还包括：
第四获取模块，用于获取分解车型的轮胎的六分力信号，所述轮胎的六分力信号包括：前轮胎宽度方向的力、前轮胎行进方向的力、前轮胎宽度方向的转矩、后轮胎宽度方向的力、后轮胎行进方向的力、后轮胎宽度方向的转矩和后轮胎高度方向的转矩；
所述载荷分解模块还用于根据所述分解车型的轮胎的六分力信号和所述多体动力学模型获取所述分解车型的底盘结构连接点的载荷谱。
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