CN106827994A - 一种独立悬架前轮摆振的控制方法及装置 - Google Patents

一种独立悬架前轮摆振的控制方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种独立悬架前轮摆振的控制方法及装置,该控制方法包括:基于陀螺效应理论,建立独立悬架前轮的分析模型;根据分析模型,对与陀螺效应相关的独立悬架和转向系统硬点进行优化,降低陀螺效应产生的摆振能量,从而降低前轮摆振的产生概率,提高整车的操纵稳定性、舒适性和安全性,延长轮胎及导向机构部件的疲劳寿命。

Description

一种独立悬架前轮摆振的控制方法及装置
技术领域
本发明涉及一种汽车前轮摆振的控制方法,尤其是涉及一种独立悬架(含多连杆独立悬架)前轮摆振的控制方法及装置。
背景技术
汽车前轮摆振的故障现象一般通过以下几个方面解决:1、控制轮胎动平衡精度;2、提高铝圈和轮毂的加工安装精度;3、提高轮胎侧偏刚度;4、提高转向系的刚度和阻尼,减少间隙提高加工精度。
陀螺效应是引起前轮摆振的一个非常重要的因素。陀螺效应是由悬架系统本身所决定的,客观存在的,不可抗拒的客观规律,因此也就决定了它是汽车前轮摆振的一个非故障性原因。
目前,陀螺效应理论在汽车领域方面的应用仅仅停留在整体桥悬架结构方面,未见到陀螺效应理论在独立悬架方面的应用。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种独立悬架(含多连杆独立悬架)前轮摆振的控制方法及装置,解决陀螺效应在前轮摆振上的应用问题。
为解决上述问题,本发明提供一种独立悬架前轮摆振的控制方法及装置,该控制方法包括:
基于陀螺效应理论,建立独立悬架前轮的分析模型;
根据所述分析模型,对与陀螺效应相关的独立悬架和转向系统硬点进行优化。
可选地,建立独立悬架前轮的分析模型,包括:
建立分析模型的空间三维坐标系;
根据陀螺力矩公式,计算车轮外倾角变化产生的绕Z轴的第一陀螺力矩和前束角变化产生的绕X轴的第二陀螺力矩;
根据主销内倾角、主销后倾角计算主销与X轴、Z轴的夹角;
将第一陀螺力矩和第二陀螺力矩向主销上投影,根据主销与X轴、Z轴的夹角计算投影的矢量和。
可选地,建立分析模型的空间三维坐标系,包括:
以主销轴线与车轮旋转轴线的交点为坐标原点,若主销轴线与车轮旋转线为异面直线,主销轴线沿汽车行驶的前后方向平移至与车轮旋转轴线相交,选取交点为坐标原点;
车辆行驶的前后方向为X轴,左右方相为Y轴,上下方向为Z轴。
可选地,根据陀螺力矩公式,计算车轮外倾角变化产生的绕Z轴的第一陀螺力矩和前束角变化产生的绕X轴的第二陀螺力矩,计算公式为:
其中,Mz为绕Z轴的第一陀螺力矩,Mx为绕X轴的第二陀螺力矩,J为车轮对其旋转轴线的转动惯量,V为车辆前进行驶速度,R为车轮滚动半径,为车轮外倾角的变化率,为车轮前束角的变化率。
可选地,根据主销内倾角、主销后倾角计算主销与X轴、Z轴的夹角,计算公式为:
其中,δ为主销与X轴夹角,θ为主销与Z轴夹角,α为主销内倾角,β为主销后倾角。
可选地,将第一陀螺力矩和第二陀螺力矩向主销上投影,计算公式为:
其中,M1为第一陀螺力矩和第二陀螺力矩在主销投影的轴向分量和,Mz为绕Z轴的陀螺力矩,Mx为绕X轴的陀螺力矩,δ为主销与X轴夹角,θ为主销与Z轴夹角。
可选地,对与陀螺效应相关的独立悬架和转向系统硬点进行优化,包括:
降低独立悬架上下跳动过程中车轮外倾角和前束角的变化率;
和/或调整车轮外倾角和前束角的变化趋势,二者产生的陀螺力矩在主销轴线上的分量方向相反,相互抵消。
另一方面,本发明还提供一种独立悬架前轮摆振的控制装置,控制装置包括:
分析模块:用于基于陀螺效应理论,建立独立悬架前轮的分析模型;
优化模块:用于根据分析模型,对与陀螺效应相关的独立悬架和转向系统硬点进行优化。
可选地,分析模块包括:
坐标建立单元:用于建立分析模型的空间三维坐标系;
第一计算单元:用于根据陀螺力矩公式,计算车轮外倾角变化产生的绕Z轴的第一陀螺力矩和前束角变化产生的绕X轴的第二陀螺力矩;
第二计算单元:用于根据主销内倾角、主销后倾角计算主销与X轴、Z轴的夹角;
第三计算单元:用于将第一陀螺力矩和第二陀螺力矩向主销上投影,根据主销与X轴、Z轴的夹角计算投影的矢量和;
其中,坐标建立单元包括:
原点子单元:用于以主销轴线与车轮旋转轴线的交点为坐标原点,若主销轴线与车轮旋转线为异面直线,主销轴线沿汽车行驶的前后方向平移至与车轮旋转轴线相交,选取交点为坐标原点;
坐标轴子单元:车辆行驶的前后方向为X轴,左右方相为Y轴,上下方向为Z轴。
可选地,优化模块包括:
第一优化单元:用于降低独立悬架上下跳动过程中车轮外倾角和前束角的变化率;
和/或第二优化单元:用于调整车轮外倾角和前束角的变化趋势,二者产生的陀螺力矩在主销轴线上的分量方向相反,相互抵消。
综上所述,本发明对陀螺效应产生前轮摆振的非故障性原因进行分析,通过调整车轮外倾角与前束角的变化率;和/或调整车轮外倾角与前束角变化趋势,使车轮外倾角与前束角产生的陀螺力矩相互抵消,通过设计优化达到降低陀螺力矩,弱化独立悬架前轮摆振激励源,最大限度的降低这种悬架结构的非故障原因引起的摆振,从而达到降低汽车前轮摆振发生的概率,提高整车的操纵稳定性和舒适性。
附图说明
图1为本发明实施例的双横臂式独立悬架结构简图;
图2为本发明实施例的独立悬架前轮摆振的控制方法的一种流程图;
图3为本发明实施例的双横臂式独立悬架的分析模型示意图;
图4为本发明实施例的独立悬架前轮摆振的控制方法的另一种流程图;
图5为本发明实施例的独立悬架前轮的陀螺力矩系数与车轮跳动关系的变化图;
图6为本发明实施例的独立悬架前轮摆振的控制装置示意图。
附图标记说明
1、车架;2、下控制臂;3、转向节;4、转向横拉杆;5、上控制臂。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
第一实施例
参见图1,图中示出了汽车双横臂式独立悬架结构简图,该双横臂独立悬架由五个构件组成,分别为:车架1,下控制臂2,转向节3,转向横拉杆4和上控制臂5。
本实施例中,以上述双横臂独立悬架为例阐述本实施例中独立悬架前轮摆振的控制方法,参见图2,该控制方法包括:
S201、基于陀螺效应理论,建立独立悬架前轮的分析模型。
本实施例中,陀螺效应由悬架系统本身所决定,是引起前轮摆振的一个非故障性原因,本步骤将陀螺效应应用在独立悬架上,分析陀螺效应产生汽车前轮高速摆振的机理。
上述陀螺效应是指旋转轴线在水平位置时,其一端被支撑时,陀螺轴绕垂直轴缓慢转动,此转动即为进动。
上述独立悬架是指每一侧的车轮都是单独地通过弹性悬架系统连接在车身或者车架上。
基于陀螺效应的理论,以左前轮为例建立分析模型,以主销轴线与车轮旋转轴线交点为坐标原点,(当车轮旋转轴线与主销为异面直线状态时,把主销轴线沿着汽车的前进或后退方向平移,对分析过程没有影响,对结果仅仅增加一个当量折算系数即可)建立如图3中所示的空间三维坐标系。
需要说明的是,右前轮的分析模型的建立方式与图3中所示的类似,在此不再敷述。
S202、根据分析模型,对与陀螺效应相关的独立悬架和转向系统硬点进行优化。
本实施例中,通过对分析陀螺效应引起前轮摆振的激励源,通过调整陀螺效应相关的独立悬架和转向系统硬点降低陀螺效应的摆振能量,例如通过调整车轮外倾角和前束角的变化率。
上述硬点是指是总布置设计过程中,为保证零部件之间的协调和装配关系,及造型风格要求所确定的控制点(或坐标),控制线,控制面及控制结构的总称。
上述车轮外倾角(Camber)是指车轮在安装后,其端面向外倾斜,即车轮所处平面和纵向垂直平面间的夹角,轮胎呈现“八”字形张开时称为负外倾,而呈现“V”字形张开时称正外倾。
上述车轮前束角(Toe)是指汽车的正上方向下看,由轮胎的中心线与汽车的纵向轴线之间的夹角称为前束角。轮胎中心线前端向内收束的角度为正前束角,反之为负前束角。总前束值等于两个车轮的前束值之和,即两个车轮轴线之间的夹角。
综上所述,本实施例通过应用陀螺效应建立独立悬架前轮的分析模型,对分析模型进行与陀螺效应相关的独立悬架和转向系统硬点优化,达到减弱陀螺效应的影响,降低前轮摆振产生的概率,保证整车的操纵稳定性、舒适性、安全性以及轮胎与导向机构部件的疲劳寿命。
第二实施例
参见图3~图4,图3中示出了基于陀螺效应的理论,以左前轮为例建立的分析模型,图4中示出了独立悬架前轮摆振的控制方法的另一种流程图,包括以下步骤:
S401、建立分析模型的空间三维坐标系。
本实施例中,建立分析模型的空间三维坐标系包括以下步骤:
S4011、以主销轴线与车轮旋转轴线的交点为坐标原点,若主销轴线与车轮旋转线为异面直线,主销轴线沿汽车行驶的前后方向平移至与车轮旋转轴线相交,选取交点为坐标原点。
上述主销(Kingpin)是指车轮定位中转向轮的转向轴线。当车轮旋转轴线与主销为异面直线状态时,将主销轴线沿着汽车行驶的前后方向(即汽车的前进或后退方向)平移至与车轮旋转轴线相交,选取主销轴线与车轮旋转轴线的交点作为坐标原点,此时对最终的计算结果增加一个当量系数即可,以下以主销轴线与车轮旋转轴线相交为例进行理论推导。
S4012、车辆行驶的前后方向为X轴,左右方相为Y轴,上下方向为Z轴。
本实施例中,车辆行驶在地平面上,以汽车的前后方向为X轴,左右方相为Y轴,上下方向为Z轴,其中,X轴以向后为正,即以汽车后退的方向为正;Y轴以向左为正,即驾驶员座位所在方向为正;Z轴以向上为正,Z轴即为铅垂线。
通过上述两个步骤可以建立所需的分析模型的空间三维坐标系,之后的分析都基于此空间三维坐标系,当然,本实施例中的空间三维坐标系仅仅是一种优选方式。
S402、根据陀螺力矩公式,计算车轮外倾角变化产生的绕Z轴的第一陀螺力矩和前束角变化产生的绕X轴的第二陀螺力矩。
陀螺效应是指旋转轴线在水平位置时,其一端被支撑时,陀螺轴绕垂直轴缓慢转动,此转动即为进动,此力矩即为陀螺效应进动力矩,简称陀螺力矩,其实质是角动量定理的一个具体应用,陀螺力矩公式如下:
其中,为陀螺力矩;J为车轮对其旋转轴线的转动惯量;为车轮旋转轴线的角速度;V为车辆前进行驶速度;R为车轮滚动半径。
由于陀螺效应,当车轮上下跳动时,外倾角的变化率会产生绕Z轴的第一陀螺力矩,前束角的变化率会产生绕X轴的第二陀螺力矩,这两者的陀螺力矩计算公式分别为:
其中,Mz为绕Z轴的第一陀螺力矩,Mx为绕X轴的第二陀螺力矩,J为车轮对其旋转轴线的转动惯量,V为车辆前进行驶速度,R为车轮滚动半径,为车轮外倾角的变化率,为车轮前束角的变化率。
本实施例中,陀螺力矩的方向、车轮轴线摆动的方向和车轮的旋转方向三者满足右手定则。
本实施例中,车辆旋转轴线的摆动方向和车轮旋转方向决定了的矢量方向。
S403、根据主销内倾角、主销后倾角计算主销与X轴、Z轴的夹角。
上述主销内倾角(Kingpin inclination angle)是指汽车转向节主销轴线(独立悬架的上摆臂球销与下摆臂球销中心的连接线)与铅垂线在垂直于车辆纵向对称平面的平面上的投影锐角,其作用为车轮在受外力偏离直线行驶时,前轮会在侧力作用下自动回正。
在汽车纵向平面内,主销轴线上端略向后倾斜,这种现象称为主销后倾(Kingpincaster),在纵向垂直平面内,主销轴线与铅垂线之间的夹角叫主销后倾角(Kingpincaster angle),其值大小对汽车转向与操纵性能密切相关。
在图2中,主销轴线(AO)延长交地面于R,其中,主销内倾角∠BOC=α,主销后倾角∠BOC=β,主销与X轴的夹角即为∠BOC=δ,主销与Z轴的夹角即为∠AOC=θ,则有以下计算公式:
S404、将第一陀螺力矩和第二陀螺力矩向主销上投影,根据主销与X轴、Z轴的夹角计算投影的矢量和。
本实施例中,将外倾角的变化率产生的绕Z轴的第一陀螺力矩和前束角的变化率产生的绕X轴的第二陀螺力矩全部向主销上进行投影求矢量和,其中,矢量和可以分解为轴向分量和与法向分量和,投影的轴向分量和的计算公式为:
其中,M1为第一陀螺力矩和第二陀螺力矩在主销投影的轴向分量和,Mz为绕Z轴的第一陀螺力矩,Mx为绕X轴的第二陀螺力矩,δ为主销与X轴夹角,θ为主销与Z轴夹角。
需要说明的是,另一个方向的分量合成(法向分量和)与本实施例关注的内容无关,在此略去。
步骤S402~S403中的计算公式带入,可得到的详细计算公式为:
本实施例中,作用在车轮上,驱动车轮绕主销旋转,即为陀螺效应引起前轮摆振的激励源。
本实施例中,旋转的车轮加上车轮轴线的摆动就一定产生动态的陀螺力矩,二者缺一不可。车轮跳动一定引起车轮旋转轴线的摆动,车轮跳动的快慢直接影响陀螺力矩的大小。所以车轮上下跳动周期性的变化,就产生同频率的陀螺力矩,其振幅与车轮跳动时车轮旋转轴线摆动角速度的大小成正比。即大小和方向变化的陀螺力矩即为陀螺效应产生汽车前轮高速摆振的激励源。
S405、根据分析模型,对与陀螺效应相关的独立悬架和转向系统硬点进行优化。
本实施例中,与陀螺效应相关的独立悬架和转向系统硬点优化的边界条件包括以下任一项或多项:
降低独立悬架上下跳动过程中车轮外倾角和前束角的变化率;
调整车轮外倾角和前束角的变化趋势,二者产生的陀螺力矩在主销轴线上的分量方向相反,相互抵消;
本实施例中,车轮外倾角和前束角的陀螺力矩在主销轴线上的投影方向相反,能够相互抵消,故而形成极小值,从而使得独立悬架跳动工作区域内的陀螺力矩较小。通过调整陀螺效应相关的独立悬架和转向系统硬点能够降低摆振能量,减弱陀螺效应的影响,下面以同样的双横臂独立悬架结构形式来说明。
两款实车(前悬架均采用双横臂独立悬架结构)由于硬点的不同,当车轮上下跳动时,车轮外倾角和前束角的变化趋势的差异产生的陀螺力矩数值差异巨大。
参见图5,图中示出了陀螺力矩系数的变化曲线图,其中横轴为车轮上下跳动量,纵轴为陀螺力矩系数,陀螺力矩系数是根据外倾角和前束角的变化量计算出的相对结果,在A、B悬架处于同等状态下,A悬架的陀螺力矩(摆振能量)比B悬架大2~8倍,即在同等情况下,装有A悬架的整车更容易出现前轮摆振。
综上所述,本实施例通过建立陀螺效应的分析模型,计算车辆外倾角和前束角变化产生的陀螺力矩在主销投影的轴向分量和,分析前轮摆振的非故障性原因,并且通过调整与陀螺效应相关的独立悬架和转向系统硬点来降低由于陀螺效应产生的摆振能量,提高整车的操纵稳定性、舒适性和安全性。
第三实施例
参见图6,图中示出了独立悬架前轮摆振的控制装置的结构示意图,控制装置包括:
分析模块601:用于基于陀螺效应理论,建立独立悬架前轮的分析模型;
优化模块602:用于根据分析模型,对与陀螺效应相关的独立悬架和转向系统硬点进行优化。
其中,分析模块601包括:坐标建立单元6011、第一计算单元6012、第二计算单元6013和第三计算单元6014。
本实施例中,坐标建立单元6011用于建立分析模型的空间三维坐标系,具体包括:
原点子单元60111:用于以主销轴线与车轮旋转轴线的交点为坐标原点,若主销轴线与车轮旋转线为异面直线,主销轴线沿汽车行驶的前后方向平移至与车轮旋转轴线相交,选取交点为坐标原点。
上述主销(Kingpin)是指车轮定位中转向轮的转向轴线,当车轮旋转轴线与主销为异面直线状态时,可以将主销沿着汽车的前进或后退方向进行平行移动,直至主销轴线与车轮旋转轴线相交,选取主销轴线与车轮旋转轴线的交点作为坐标原点,结果中仅仅增加当量折算系数。
坐标轴子单元60112:用于以车辆行驶的前后方向为X轴,左右方相为Y轴,上下方向为Z轴。
本实施例中,第一计算单元6012:用于根据陀螺力矩公式,计算车轮外倾角变化产生的绕Z轴的第一陀螺力矩和前束角变化产生的绕X轴的第二陀螺力矩。
陀螺效应是指旋转轴线在水平位置时,其一端被支撑时,陀螺轴绕垂直轴缓慢转动,此转动即为进动,此力矩即为陀螺效应进动力矩,简称陀螺力矩,其实质是角动量定理的一个具体应用。
上述车轮外倾角(Camber)是指车轮在安装后,其端面向外倾斜,即车轮所处平面和纵向垂直平面间的夹角;上述车轮前束角(Toe)是指汽车的正上方向下看,由轮胎的中心线与汽车的纵向轴线之间的夹角。
由于陀螺效应,当车轮上下跳动时,外倾角的变化率会产生绕Z轴的第一陀螺力矩,前束角的变化率会产生绕X轴的第二陀螺力矩,这两者的陀螺力矩计算公式分别为:
其中,Mz为绕Z轴的第一陀螺力矩,Mx为绕X轴的第二陀螺力矩,J为车轮对其旋转轴线的转动惯量,V为车辆前进行驶速度,R为车轮作用半径,为车轮外倾角的变化率,为车轮前束角的变化率。
陀螺力矩的方向、车轮轴线摆动的方向和车轮的旋转方向三者满足右手定则。
本实施例中,第二计算单元6013用于根据主销内倾角、主销后倾角计算主销与X轴、Z轴的夹角。
上述主销内倾角(Kingpin inclination angle)是指汽车转向节主销轴线与铅垂线在垂直于车辆纵向对称平面的平面上的投影锐角;在汽车纵向平面内,主销轴线上端略向后倾斜,这种现象称为主销后倾(Kingpin caster),在纵向垂直平面内,主销轴线与铅垂线之间的夹角叫主销后倾角(Kingpin caster angle)。
计算公式为:
其中,δ为主销与X轴夹角,θ为主销与Z轴夹角,α为主销内倾角,β为主销后倾角。
本实施例中,第三计算单元6014用于将第一陀螺力矩和第二陀螺力矩向主销上投影,根据主销与X轴、Z轴的夹角计算投影的矢量和。
其中投影的轴向分量和的计算公式为:
其中,M1为第一陀螺力矩和第二陀螺力矩在主销投影的轴向分量和,Mz为绕Z轴的第一陀螺力矩,Mx为绕X轴的第二陀螺力矩,δ为主销与X轴夹角,θ为主销与Z轴夹角,投影的另一个方向(法向)分量和与本实施例的内容无法,在此不进行赘述。
本实施例中,优化模块602包括:
第一优化单元:用于降低独立悬架上下跳动过程中车轮外倾角和前束角的变化率;
和/或第二优化单元:用于调整车轮外倾角和前束角的变化趋势,二者产生的陀螺力矩在主销轴线上的分量方向相反,能够相互抵消;
综上所述,本实施例通过分析模块建立独立悬架前轮的分析模型,通过优化模块根据分析模型,对与陀螺效应相关的独立悬架和转向系统硬点进行优化,降低陀螺效应产生的摆振能量,减少前轮摆振产生的概率,提高整车的操纵稳定性,舒适性和安全性。
应理解,说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此,在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外,这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
在本发明的各种实施例中,应理解,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
应理解,本文中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请所提供的实施例中,应理解,“与A相应的B”表示B与A相关联,根据A可以确定B。但还应理解,根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B,还可以根据A和/或其它信息确定B。
需要说明的是,在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露方法和装置,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独独立包括,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例中独立悬架前轮摆振的控制方法的部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory,简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种独立悬架前轮摆振的控制方法,其特征在于,包括:
基于陀螺效应理论,建立独立悬架前轮的分析模型;
根据所述分析模型,对与陀螺效应相关的独立悬架和转向系统硬点进行优化。
2.根据权利要求1所述的独立悬架前轮摆振的控制方法,其特征在于,所述建立独立悬架前轮的分析模型,包括:
建立所述分析模型的空间三维坐标系;
根据陀螺力矩公式,计算车轮外倾角变化产生的绕Z轴的第一陀螺力矩和前束角变化产生的绕X轴的第二陀螺力矩;
根据主销内倾角、主销后倾角计算主销与X轴、Z轴的夹角;
将所述第一陀螺力矩和第二陀螺力矩向主销上投影,根据主销与X轴、Z轴的夹角计算投影的矢量和。
3.根据权利要求2所述的独立悬架前轮摆振的控制方法,其特征在于,所述建立所述分析模型的空间三维坐标系,包括:
以主销轴线与车轮旋转轴线的交点为坐标原点,若所述主销轴线与车轮旋转线为异面直线,主销轴线沿汽车行驶的前后方向平移至与车轮旋转轴线相交,选取交点为坐标原点;
车辆行驶的前后方向为X轴,左右方相为Y轴,上下方向为Z轴。
4.根据权利要求2所述的独立悬架前轮摆振的控制方法,其特征在于,所述根据陀螺力矩公式,计算车轮外倾角变化产生的绕Z轴的第一陀螺力矩和前束角变化产生的绕X轴的第二陀螺力矩,计算公式为:
其中,Mz为绕Z轴的第一陀螺力矩,Mx为绕X轴的第二陀螺力矩,J为车轮对其旋转轴线的转动惯量,V为车辆前进行驶速度,R为车轮滚动半径, 为车轮外倾角的变化率,为车轮前束角的变化率。
5.根据权利要求2所述的独立悬架前轮摆振的控制方法,其特征在于, 所述根据主销内倾角、主销后倾角计算主销与X轴、Z轴的夹角,计算公式为:
其中,δ为主销与X轴夹角,θ为主销与Z轴夹角,α为主销内倾角,β为主销后倾角。
6.根据权利要求2所述的独立悬架前轮摆振的控制方法,其特征在于,所述将所述第一陀螺力矩和第二陀螺力矩向主销上投影,计算公式为:
其中,M1为第一陀螺力矩和第二陀螺力矩在主销投影的轴向分量和,Mz为绕Z轴的陀螺力矩,Mx为绕X轴的陀螺力矩,δ为主销与X轴夹角,θ为主销与Z轴夹角。
7.根据权利要求1所述的独立悬架前轮摆振的控制方法,其特征在于,所述对与陀螺效应相关的独立悬架和转向系统硬点进行优化,包括:
降低独立悬架上下跳动过程中车轮外倾角和前束角的变化率;和/或
调整车轮外倾角和前束角的变化趋势,二者产生的陀螺力矩在主销轴线上的分量方向相反,相互抵消。
8.一种独立悬架前轮摆振的控制装置,其特征在于,所述控制装置包括:
分析模块:用于基于陀螺效应理论,建立独立悬架前轮的分析模型;
优化模块:用于根据所述分析模型,对与陀螺效应相关的独立悬架和转向系统硬点进行优化。
9.根据权利要求8所述的独立悬架前轮摆振的控制装置,其特征在于,所述分析模块包括:
坐标建立单元:用于建立所述分析模型的空间三维坐标系;
第一计算单元:用于根据陀螺力矩公式,计算车轮外倾角变化产生的绕Z轴的第一陀螺力矩和前束角变化产生的绕X轴的第二陀螺力矩;
第二计算单元:用于根据主销内倾角、主销后倾角计算主销与X轴、Z轴的夹角;
第三计算单元:用于将所述第一陀螺力矩和第二陀螺力矩向主销上投影,根据主销与X轴、Z轴的夹角计算投影的矢量和;
其中,所述坐标建立单元包括:
原点子单元:用于以主销轴线与车轮旋转轴线的交点为坐标原点,若所述主销轴线与车轮旋转线为异面直线,主销轴线沿汽车行驶的前后方向平移至与车轮旋转轴线相交,选取交点为坐标原点;
坐标轴子单元:车辆行驶的前后方向为X轴,左右方相为Y轴,上下方向为Z轴。
10.根据权利要求8所述的独立悬架前轮摆振的控制装置,其特征在于,所述优化模块包括:
第一优化单元:用于降低独立悬架上下跳动过程中车轮外倾角和前束角的变化率;
和/或第二优化单元:用于调整车轮外倾角和前束角的变化趋势,二者产生的陀螺力矩在主销轴线上的分量方向相反,相互抵消。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019153191A1 (zh) * 2018-02-08 2019-08-15 罗心怡 一种进动辅助电动车行驶方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101979268A (zh) * 2010-09-25 2011-02-23 合肥工业大学 一种汽车转向轮摆振控制方法
JP2011173562A (ja) * 2010-02-25 2011-09-08 Nissan Motor Co Ltd 車両用サスペンション装置
CN104834779A (zh) * 2015-05-05 2015-08-12 柳州宏开汽车科技有限公司 一种基于灵敏度分析的悬架硬点设计方法
CN204712807U (zh) * 2015-06-23 2015-10-21 安徽江淮汽车股份有限公司 一种双横臂独立悬架和转向节总成

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011173562A (ja) * 2010-02-25 2011-09-08 Nissan Motor Co Ltd 車両用サスペンション装置
CN101979268A (zh) * 2010-09-25 2011-02-23 合肥工业大学 一种汽车转向轮摆振控制方法
CN104834779A (zh) * 2015-05-05 2015-08-12 柳州宏开汽车科技有限公司 一种基于灵敏度分析的悬架硬点设计方法
CN204712807U (zh) * 2015-06-23 2015-10-21 安徽江淮汽车股份有限公司 一种双横臂独立悬架和转向节总成

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
秦浩;董笑鹏;: "浅析汽车前轮摆振问题的非故障原因" *
胡磊;周君;: "基于ADAMS前双横臂独立悬架的建模和仿真分析" *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019153191A1 (zh) * 2018-02-08 2019-08-15 罗心怡 一种进动辅助电动车行驶方法

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