CN111751118A - 获取车辆初级舒适性指标的测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种获取车辆初级舒适性指标的测试方法，包括：步骤1、安装第一加速度传感器、第二加速度传感器、第三加速度传感器、第四加速度传感器、第五加速度传感器和GPS天线；步骤2、测试；步骤3、利用第一加速度传感器和第二加速度传感器采集的数据计算整车俯仰角加速度，利用第一加速度传感器和第三加速度传感器采集的数据计算前悬侧倾角加速度，利用第二加速度传感器和第四加速度传感器采集的数据计算后悬侧倾角加速度，利用第五加速度传感器计算侧向晃动加速度；对计算后数据进行低通滤波处理，并完成功率谱密度分析，根据不同的频率范围计算初级舒适性指标RMS值。本发明有效解决了传统测试方法的适应性差，指标获取困难的问题。

Description

获取车辆初级舒适性指标的测试方法

技术领域

本发明属于汽车测试技术领域，具体涉及一种获取车辆初级舒适性指标的测试方法。

背景技术

车辆初级舒适性是整车乘坐舒适性中的重要指标，是由于路面不平引起的车身相对水平面的运动，主要包括俯仰、侧倾、侧向晃动等，其直接影响驾乘人员对车辆稳定性和乘坐舒适性的评价，初级动作控制较差的车辆容易使人产生眩晕、稳定性差、松散等感受。

传统的车辆初级舒适性测试主要分为两种。其一，通过激光位移传感器来完成，测试结果为车身相对水平面的运动，但该方法对路面要求较高，不适用于随机复杂工况；其二，通过激光位移传感器或拉线位移传感器来完成，测试结果为车身与轮心的相对位移，无法获得车身相对水平面的绝对运动，且轮心工装安装拆卸复杂，试验周期较长。

因此，有必要开发一种新的获取车辆初级舒适性指标的测试方法及车辆。

发明内容

本发明的目的是提供一种获取车辆初级舒适性指标的测试方法及车辆，能有效解决传统测试方法的适应性差，指标获取困难的缺点。

本发明所述的一种获取车辆初级舒适性指标的测试方法，包括以下步骤：

步骤1、车辆处于水平状态下，将第一加速度传感器、第二加速度传感器、第三加速度传感器和第四加速度传感器分别安装在四个轮心对应轮眉处，且第一加速度传感器、第二加速度传感器、第三加速度传感器和第四加速度传感器的工作方向与整车Z向一致；将第五加速度传感器安装在B柱与驾驶员头部交叉位置对应车顶处，且第五加速度传感器的工作方向与整车Y向一致；将GPS天线安装在车顶任意位置；将第一加速度传感器、第二加速度传感器、第三加速度传感器、第四加速度传感器、第五加速度传感器、GPS天线、电池模块、数据显示系统分别与车载数据采集设备连接；

步骤2、选取能有效表征车辆初级舒适性的路况作为测试路段；多次重复测量且保证测试轨迹一致性；数据采集的起始点保持一致，且测试距离至少大于500m；以试验设定车速进行匀速行驶测试，车速波动在±2Km/h以内，测试过程中采集五个加速度传感器的数据，每个工况测试设定次数；

步骤3、利用第一加速度传感器和第二加速度传感器采集的数据计算整车俯仰角加速度，利用第一加速度传感器和第三加速度传感器采集的数据计算前悬侧倾角加速度，利用第二加速度传感器和第四加速度传感器采集的数据计算后悬侧倾角加速度，利用第五加速度传感器计算侧向晃动加速度；对计算后数据进行低通滤波处理，并完成功率谱密度分析，根据不同的频率范围计算初级舒适性指标RMS值；初级舒适性指标RMS值越小表示车辆初级动作控制越好。

进一步，整车俯仰角加速度、前悬侧倾角加速度、后悬侧倾角加速度和侧向晃动加速度的计算公式分别如下：

H_Acc＝Acc₅ (4)

其中:

Pitch_Acc为整车俯仰角加速度；

FRoll_Acc为前悬侧倾角加速度；

RRoll_Acc为后悬侧倾角加速度；

H_Acc为侧向晃动加速度；

Acc₁为第一加速度传感器加速度时域信号；

Acc₂为第二加速度传感器加速度时域信号；

Acc₃为第三加速度传感器加速度时域信号；

Acc₄为第四加速度传感器加速度时域信号；

Acc₅为第五加速度传感器加速度时域信号；

L₁₂为第一加速度传感器、第二加速度传感器之间的直线距离；

L₁₃为第一加速度传感器、第三加速度传感器之间的直线距离；

L₂₄为第二加速度传感器、第四加速度传感器之间的直线距离。

进一步，根据不同的频率范围计算初级舒适性指标RMS值，计算公式如下：

其中：

A_w为初级舒适性指标RMS值；

P_i为第i点的功率谱值；

Δf_i为相邻频率的差值。

进一步，所述第一加速度传感器、第二加速度传感器、第三加速度传感器、第四加速度传感器和第五加速度传感器均采用单轴直流响应加速度传感器。

本发明具有以下优点：本方法不但能够实现各种随机复杂路面的车辆初级舒适性测试，还能够获取车身相对水平面的绝对运动，不需工装，安装简单快捷，能够有效缩短试验周期。

附图说明

图1为本实施例的工作流程图；

图2为整车坐标系定义图；

图3为各加速度传感器的布置示意图；

图4为测试硬件系统的连接示意图；

图5为某款汽车俯仰角加速度PSD分析示意图；

图中，1、第一加速度传感器，2、第二加速度传感器，3、第三加速度传感器，4、第四加速度传感器，5、第五加速度传感器，6、GPS天线，7、电池模块，8、数据采集设备，9、数据显示系统，10、车辆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本实施例中，一种获取车辆初级舒适性指标的测试方法，包括以下步骤：

步骤1、如图3所示，车辆10处于水平状态下，将第一加速度传感器1、第二加速度传感器2、第三加速度传感器3和第四加速度传感器4分别安装在四个轮心对应轮眉处，且第一加速度传感器1、第二加速度传感器2、第三加速度传感器3和第四加速度传感器4的工作方向与整车Z向一致；将第五加速度传感器5安装在B柱与驾驶员头部交叉位置对应车顶处，且第五加速度传感器5的工作方向与整车Y向一致，整车坐标系定义图，参见图2。将GPS天线6安装在车顶任意位置；将第一加速度传感器1、第二加速度传感器2、第三加速度传感器3、第四加速度传感器4、第五加速度传感器5、GPS天线6、电池模块7、数据显示系统9分别与车载数据采集设备8连接，参见图4。完成测试软件设置并对各加速度传感器进行物理归零，其中采样频率设置需大于500Hz。

本实施例中，在安装测试设备前，需要进行样车状态检查，保证测试车辆无错误状态，同时利用加速度传感器校准仪对各加速度传感器进行标定校准，确保采集信号的准确性。

步骤2、选取能有效表征车辆初级舒适性的路况(长波路、混凝土冲击路等大激励输入路面)作为测试路段；多次重复测量且保证测试轨迹一致性；数据采集的起始点保持一致，且测试距离至少大于500m；以试验设定车速进行匀速行驶测试，车速波动在±2Km/h以内，测试过程中采集五个加速度传感器的数据，每个工况测试设定次数(建议4次)。

步骤3、利用第一加速度传感器1和第二加速度传感器2采集的数据计算整车俯仰角加速度，利用第一加速度传感器1和第三加速度传感器3采集的数据计算前悬侧倾角加速度，利用第二加速度传感器2和第四加速度传感器4采集的数据计算后悬侧倾角加速度，利用第五加速度传感器5计算侧向晃动加速度；对计算后数据进行低通滤波处理，并完成功率谱密度(PSD)分析，参见图5，为某款汽车俯仰角加速度的PSD分析示意图。根据不同的频率范围计算初级舒适性指标RMS(均方根)值；初级舒适性指标RMS值越小表示车辆初级动作控制越好。

本实施例中，整车俯仰角加速度、前悬侧倾角加速度、后悬侧倾角加速度和侧向晃动加速度的计算公式分别如下：

H_Acc＝Acc₅ (4)

其中:

Pitch_Acc为整车俯仰角加速度；

FRoll_Acc为前悬侧倾角加速度；

RRoll_Acc为后悬侧倾角加速度；

H_Acc为侧向晃动加速度；

Acc₁为第一加速度传感器加速度时域信号；

Acc₂为第二加速度传感器加速度时域信号；

Acc₃为第三加速度传感器加速度时域信号；

Acc₄为第四加速度传感器加速度时域信号；

Acc₅为第五加速度传感器加速度时域信号；

L₁₂为第一加速度传感器、第二加速度传感器之间的直线距离；

L₁₃为第一加速度传感器、第三加速度传感器之间的直线距离；

L₂₄为第二加速度传感器、第四加速度传感器之间的直线距离。

本实施例中，根据不同的频率范围计算初级舒适性指标RMS值，计算公式如下：

其中：

A_w为初级舒适性指标RMS值；

P_i为第i点的功率谱值；

Δf_i为相邻频率的差值。

本实施例中，所述第一加速度传感器1、第二加速度传感器2、第三加速度传感器3、第四加速度传感器4和第五加速度传感器均采用单轴直流响应加速度传感器。

初级舒适性指标RMS值作为整车性能目标进行管控，同时用于CAE整车系统零部件级特性分解，能够有效提升悬架性能匹配开发效率和精度。

Claims (4)

1.一种获取车辆初级舒适性指标的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、车辆处于水平状态下，将第一加速度传感器(1)、第二加速度传感器(2)、第三加速度传感器(3)和第四加速度传感器(4)分别安装在四个轮心对应轮眉处，且第一加速度传感器(1)、第二加速度传感器(2)、第三加速度传感器(3)和第四加速度传感器(4)的工作方向与整车Z向一致；将第五加速度传感器(5)安装在B柱与驾驶员头部交叉位置对应车顶处，且第五加速度传感器(5)的工作方向与整车Y向一致；将GPS天线(6)安装在车顶任意位置；将第一加速度传感器(1)、第二加速度传感器(2)、第三加速度传感器(3)、第四加速度传感器(4)、第五加速度传感器(5)、GPS天线(6)、电池模块(7)、数据显示系统(9)分别与车载数据采集设备(8)连接；

步骤2、选取能有效表征车辆初级舒适性的路况作为测试路段；多次重复测量且保证测试轨迹一致性；数据采集的起始点保持一致，且测试距离至少大于500m；以试验设定车速进行匀速行驶测试，车速波动在±2Km/h以内，测试过程中采集五个加速度传感器的数据，每个工况测试设定次数；

步骤3、利用第一加速度传感器(1)和第二加速度传感器(2)采集的数据计算整车俯仰角加速度，利用第一加速度传感器(1)和第三加速度传感器(3)采集的数据计算前悬侧倾角加速度，利用第二加速度传感器(2)和第四加速度传感器(4)采集的数据计算后悬侧倾角加速度，利用第五加速度传感器(5)计算侧向晃动加速度；对计算后数据进行低通滤波处理，并完成功率谱密度分析，根据不同的频率范围计算初级舒适性指标RMS值；初级舒适性指标RMS值越小表示车辆初级动作控制越好。

2.根据权利要求1所述的获取车辆初级舒适性指标的测试方法，其特征在于：整车俯仰角加速度、前悬侧倾角加速度、后悬侧倾角加速度和侧向晃动加速度的计算公式分别如下：

H_Acc＝Acc₅ (4)

其中:

Pitch_Acc为整车俯仰角加速度；

FRoll_Acc为前悬侧倾角加速度；

RRoll_Acc为后悬侧倾角加速度；

H_Acc为侧向晃动加速度；

Acc₁为第一加速度传感器加速度时域信号；

Acc₂为第二加速度传感器加速度时域信号；

Acc₃为第三加速度传感器加速度时域信号；

Acc₄为第四加速度传感器加速度时域信号；

Acc₅为第五加速度传感器加速度时域信号；

L₁₂为第一加速度传感器、第二加速度传感器之间的直线距离；

L₁₃为第一加速度传感器、第三加速度传感器之间的直线距离；

L₂₄为第二加速度传感器、第四加速度传感器之间的直线距离。

3.根据权利要求2所述的获取车辆初级舒适性指标的测试方法，其特征在于：根据不同的频率范围计算初级舒适性指标RMS值，计算公式如下：

其中：

A_w为初级舒适性指标RMS值；

P_i为第i点的功率谱值；

Δf_i为相邻频率的差值。

4.根据权利要求1至3任一所述的获取车辆初级舒适性指标的测试方法，其特征在于：所述第一加速度传感器(1)、第二加速度传感器(2)、第三加速度传感器(3)、第四加速度传感器(4)和第五加速度传感器(5)均采用单轴直流响应加速度传感器。

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