CN113029584A - 获得整车试验标准载荷谱的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例涉及一种获得整车试验标准载荷谱的方法，其包括：（a）基于历史样本数据中车轮的时域位移信号，获得至少两个前轮或至少两个后轮的标准载荷谱信号；以及（b）基于被试验车辆的轴距和所述至少两个前轮或至少两个后轮的标准载荷谱信号，获得标准载荷谱。
Description
技术领域
本发明实施例涉及车辆试验室台架道路模拟试验领域，特别地，涉及一种获得整车试验标准载荷谱的方法。
背景技术
在试验室内对整车进行疲劳耐久试验，是早期发现问题及提高产品质量的有效手段。整车四立柱道路模拟试验机作为整车试验的关键设备之一，能够通过时域信号迭代再现道路随机振动载荷，模拟道路随机载荷激励下整车的运动。
传统的整车台架耐久试验方法需要先在试车场进行数据采集，才能得到试验目标载荷。试车场数据采集受天气和车辆状态的影响，往往耗时较长，且所采数据需要经过专家分析处理才能使用。更棘手的是，试车场数据采集必须在试验样车调校、发动机和变速箱标定以及零件贴片都完成之后，才能开始数据采集工作，这之后才能开始台架道路模拟试验。试验中若发现某零件失效，留给设计工程师解决该问题的时间窗口往往非常有限。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了基于历史样本信息和被试验车辆的信息获得整车试验标准载荷谱的方法，从而有效解决或缓解了目前所存在的弊端中的至少一个。
本发明实施例的一方面涉及一种获得整车试验标准载荷谱的方法，其包括：
（a）基于历史样本数据中车轮的时域位移信号，获得至少两个前轮或至少两个后轮的标准载荷谱信号；以及
（b）基于被试验车辆的轴距和所述至少两个前轮或至少两个后轮的标准载荷谱信号，获得标准载荷谱。
在根据本发明实施例所述的方法中，可选地，所述步骤（a）包括：
基于历史样本数据中车轮的时域位移信号和被试验车辆的左右车轮间的相干函数，获得至少两个前轮或至少两个后轮的标准载荷谱信号。
在根据本发明实施例所述的方法中，可选地，所述步骤（a）包括：
基于历史样本数据中车轮的时域位移信号获得车轮的位移自功率谱信号；以及
基于所述车轮的位移自功率谱信号和被试验车辆的左右车轮间的相干函数，获得至少两个前轮或至少两个后轮的标准载荷谱信号。
在根据本发明实施例所述的方法中，可选地，所述步骤（a）包括：
对历史样本数据中车轮的时域位移信号进行频域转换，获得车轮的位移自功率谱信号；
对所述车轮的位移自功率谱信号进行拟合，获得车轮的目标位移自功率谱信号；
基于试车场路面特征及被试验车辆的轮距，获得左右车轮间的频域相干函数；以及
基于所述车轮的目标位移自功率谱信号和所述左右车轮间的频域相干函数，获得至少两个前轮或至少两个后轮的标准载荷谱信号。
在根据本发明实施例所述的方法中，可选地，所述拟合包括正态分布拟合。
在根据本发明实施例所述的方法中，可选地，所述步骤（b）包括：
根据被试验车辆的轴距和试验标准中规定的车速，计算前、后车轮时域延迟；以及
基于所述至少两个前轮或至少两个后轮的标准载荷谱信号和所述前、后车轮时域延迟，获得标准载荷谱。
在根据本发明实施例所述的方法中，可选地，所述步骤（a）包括：
对历史样本数据中左前轮、右前轮的时域位移信号进行拟合，获得左前轮、右前轮的标准载荷谱信号；以及
对历史样本数据中左后轮、右后轮的时域位移信号进行拟合，获得左后轮、右后轮的标准载荷信号；且
所述步骤（b）包括：
根据被试验车辆的轴距和试验标准中规定的车速，计算前、后车轮时域延迟；以及
基于所述左前轮、右前轮的标准载荷谱信号和所述左后轮、右后轮的标准载荷谱信号以及所述前、后车轮时域延迟，获得标准载荷谱。
在根据本发明实施例所述的方法中，可选地，所述步骤（a）还包括：
在对历史样本数据中的时域位移信号进行拟合之前，对各车轮的时域位移信号基于时间进行修正，且所述拟合基于修正的时域位移信号进行。
本发明实施例的另一方面涉及一种获得整车试验标准载荷谱的方法，其包括：
将试车场路面分成不同类型，并分别针对不同类型的路面分别获得标准载荷谱，其中，至少针对一种类型的路面，根据以上任一项所述的方法获得标准载荷谱。
本发明实施例的另一方面涉及一种获得整车试验标准载荷谱的方法，其包括：
将试车场路面分成包括强化随机路面、冲击路面、低频扭转路面的不同类型；
针对所述强化随机路面，根据以上第1-6项中任一项所述的方法获得标准载荷谱；
针对所述冲击路面，根据以上第7项或第8项中所述的方法获得标准载荷谱；以及
针对所述低频扭转路面，基于路面高程获得标准载荷谱。
本发明实施例提供的基于历史样本信息和被试验车辆的信息获得标准载荷谱的方法可以省去至少部分试车场数据采集环节，使整车试验提前进行，能够有效地缩短试验认证的时间，加速整车开发流程。
附图说明
以下参照附图中所示的实施例对本发明进行详细解释，在附图中：
图1显示了根据本发明实施例的一种获得标准载荷谱的方法的流程图；
图2显示了根据本发明实施例的一种针对强化随机路面获得标准载荷谱的流程图；以及
图3显示了根据本发明实施例的一种针对冲击路面获得标准载荷谱的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的一些实施例进行更详细的描述。除非本文中清楚地另行定义，本文所使用的科学和技术术语的含义为本领域技术人员通常理解的含义。
本文中使用的“包括”、“具有”以及类似的词语是指除了列于其后的项目及其等同物外，其他的项目也可在范围以内。术语“或”、“或者”并不意味着排他，而是指存在所提及项目中的至少一个，并且包括所提及项目的组合可能存在的情况。术语“和/或”包括一个或多个所提及项目的任意的和所有的组合。本文中提及“一些实施例”等，表示所述与本发明相关的一种特定要素（例如特征、结构和/或特点）被包含在本说明书所述的至少一个实施例中，可能或可能不出现于其它实施例中。另外，需要理解的是，所述发明要素可以以任何适当的方式结合。
本发明实施例的一方面涉及一种基于被试验车辆的信息（例如轮距、轴距信息）和样本信息（例如N个样本的车轮的时域位移信息）获得标准载荷谱，以用于车辆试验室台架道路模拟试验，尤其是整车耐久试验（如整车四立柱试验）的方法。凭借本发明实施例的方法，对于不同类型的被试验车辆，只要知道其轮距、轴距等信息，就可以获得其标准载荷谱。
其中，载荷谱是指车辆所有车轮（典型地，四个车轮）的时域位移载荷信号（时域位移曲线）。基于所获得的载荷谱，可进行迭代，以得到台架的驱动信号，用于进行耐久试验。在一个实施例中，所获得的标准载荷谱是整车四立柱试验中标准液压缸时域位移载荷信号。
如图1所示，本发明实施例中的获得整车耐久试验标准载荷谱的方法100包括：在步骤102中，基于历史样本数据中车轮的时域位移信号，获得至少两个前轮或至少两个后轮的标准载荷谱信号；以及在步骤104中，基于被试验车辆的轴距和所述至少两个前轮或至少两个后轮的标准载荷谱信号，获得标准载荷谱。
针对某些路面状况，在步骤102中，可基于历史样本数据中车轮的时域位移信号和被试验车辆的左右车轮间的相干函数，获得至少两个前轮或至少两个后轮的标准载荷谱时域信号。在一些实施例中，针对历史样本数据中的时域位移信号，可先对其进行频域转换以获得相应的频域位移信号，比如位移自功率谱位置敏感探测器（PSD）信号，再对频域位移信号进行拟合以获得目标位移自功率谱信号，并基于车轮的目标位移自功率谱信号通过编程计算获得至少两个前轮或至少两个后轮的标准载荷谱时域信号。在一些实施例中，被试验车辆的左右车轮间的相干函数可基于试车场路面特征及被试验车辆的轮距而获得。
针对某些路面状况，在步骤102中，可分别对历史样本数据中两个前轮的时域位移信号和两个后轮的时域位移信号分别进行拟合，以分别获得两个前轮的标准载荷谱信号和两个后轮的标准载荷谱信号。
其中，本文所述的拟合可以是任何用于整合多个样本数据以获得包含多个样本的目标信息的拟合方式。典型地，本文所述的拟合包括正态分布拟合，比如特定百分位（如80%）拟合。
对于车辆的多个车轮，各个步骤可以针对所有车轮的数据进行，也可以根据所要获得的目标车轮信息提取目标车轮的相应数据并针对目标车轮的相应数据进行。
在步骤104中，可根据被试验车辆的轴距和试验标准中规定的车速，计算前、后车轮时域延迟，并且基于该时域延迟和在步骤102中获得的标准载荷谱信号，来获得标准载荷谱。
若在步骤102中获得的是两个前轮的标准载荷谱信号，可通过步骤104获得两个后轮的标准载荷谱信号；若在步骤102中获得的是两个后轮的标准载荷谱信号，可通过步骤104获得两个前轮的标准载荷谱信号；若在步骤102中分别获得了两个前轮和两个后轮的标准载荷谱信号，可通过步骤104用轴距信息将所获得的两个前轮的标准载荷谱信号和两个后轮的标准载荷谱信号在时间上同步关联起来。
对于整车试验，典型地，可根据需要将试车场路面分成不同类型（比如，强化随机路面、冲击路面和低频扭转路面），并分别针对不同类型的路面分别获得标准载荷谱，其中，针对至少一种类型的路面，可根据上述方法获得标准载荷谱。
在一个实施例中，如图2所示，针对强化随机路面，可通过包括以下步骤的方法获得标准载荷谱：
a）从N个历史试车场道路数据样本提取车轮的时域位移信号，可包括N个样本的所有车轮的时域位移信号或其中目标车轮的时域位移信号，在一个实施例中，包括所有四个车轮，即左前轮、右前轮、左后轮及右后轮的时域位移信号；
b）对以上位移时域信号分别进行频域转换，得到位移自功率谱PSD信号；
c）根据正态分布对自功率谱PSD信号进行特定百分位拟合，得到标准载荷谱中各车轮的目标位移自功率谱PSD信号；
d）根据试车场路面特征及被试验车辆的轮距，得到左、右车轮间的频域相干函数；
e）基于标准载荷谱中各车轮的目标位移自功率谱PSD信号和左、右轮间的频域相干函数，通过编程计算，得到左前轮、右前轮标准载荷谱信号；
f）根据被试验车辆的轴距及试验标准中规定的车速，计算前、后车轮时域延迟；以及
g）基于前、后车轮时域延迟和左前轮、右前轮标准载荷谱信号得到左后轮、右后轮标准载荷谱信号，并在此基础上获得所需的标准载荷谱。
在一个实施例中，如图3所示，针对冲击路面，可通过包括以下步骤的方法获得标准载荷谱：
a）从N个历史试车场道路数据样本提取车轮的时域位移信号，可包括N个样本的所有车轮的时域位移信号或其中目标车轮的时域位移信号，在一个实施例中，包括所有四个车轮，即左前轮、右前轮、左后轮及右后轮的时域位移信号；
b）对N个样本的车轮的时域位移信号基于时间进行修正，比如，统一各车轮冲击路面起始和终止时间，以获得修正后的车轮时域位移信号；
c）提取修正后的左前轮和右前轮时域位移信号，并根据正态分布对左前轮和右前轮时域位移信号进行特定百分位拟合，以获得左前轮和右前轮的标准载荷谱信号；
d）提取修正后的左后轮和右后轮时域位移信号，并根据正态分布对左后轮和右后轮时域位移信号进行特定百分位拟合，以获得左后轮和右后轮的标准载荷谱信号；
e）根据被试验车辆的轴距及试验标准中规定的车速，计算前、后车轮时域延迟；以及
g）基于前、后车轮时域延迟将左前轮和右前轮的标准载荷谱信号和左后轮和右后轮的标准载荷谱信号在时间上同步关联起来，即基于时间进行通道合并，以在此基础上获得所需的标准载荷谱。
在一个实施例中，针对低频扭转路面，可基于路面高程获得标准载荷谱，比如，可利用MTS PRC Pro软件，根据路面的高程拟合得到标准载荷谱。
本发明实施例中提出的获得标准载荷谱的方法可以至少部分地省去试车场数据采集环节，在获知被试验车辆的轮距、轴距等信息的基础上，就可以用软件生成其标准载荷谱，使整车可以提前进行，能够有效地缩短试验认证的时间，加速整车开发流程。同时，此试验方法可以节省采样车，从而可节约高额的项目开发费用，具有很高的经济效益。
提供以上具体的实施例的目的是为了使得对本发明的公开内容的理解更加透彻全面，但本发明并不限于这些具体的实施例。本领域技术人员应理解，还可以对本发明做各种修改、等同替换和变化等等，只要这些变换未违背本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1. 一种获得整车试验标准载荷谱的方法，其包括：
（a）基于历史样本数据中车轮的时域位移信号，获得至少两个前轮或至少两个后轮的标准载荷谱信号；以及
（b）基于被试验车辆的轴距和所述至少两个前轮或至少两个后轮的标准载荷谱信号，获得标准载荷谱。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤（a）包括：
基于历史样本数据中车轮的时域位移信号和被试验车辆的左右车轮间的相干函数，获得至少两个前轮或至少两个后轮的标准载荷谱信号。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤（a）包括：
基于历史样本数据中车轮的时域位移信号获得车轮的位移自功率谱信号；以及
基于所述车轮的位移自功率谱信号和被试验车辆的左右车轮间的相干函数，获得至少两个前轮或至少两个后轮的标准载荷谱信号。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤（a）包括：
对历史样本数据中车轮的时域位移信号进行频域转换，获得车轮的位移自功率谱信号；
对所述车轮的位移自功率谱信号进行拟合，获得车轮的目标位移自功率谱信号；
基于试车场路面特征及被试验车辆的轮距，获得左右车轮间的频域相干函数；以及
基于所述车轮的目标位移自功率谱信号和所述左右车轮间的频域相干函数，获得至少两个前轮或至少两个后轮的标准载荷谱信号。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述拟合包括正态分布拟合。
6. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤（b）包括：
根据被试验车辆的轴距和试验标准中规定的车速，计算前、后车轮时域延迟；以及
基于所述至少两个前轮或至少两个后轮的标准载荷谱信号和所述前、后车轮时域延迟，获得标准载荷谱。
7. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤（a）包括：
对历史样本数据中左前轮、右前轮的时域位移信号进行拟合，获得左前轮、右前轮的标准载荷谱信号；以及
对历史样本数据中左后轮、右后轮的时域位移信号进行拟合，获得左后轮、右后轮的标准载荷信号；且
所述步骤（b）包括：
根据被试验车辆的轴距和试验标准中规定的车速，计算前、后车轮时域延迟；以及
基于所述左前轮、右前轮的标准载荷谱信号和所述左后轮、右后轮的标准载荷谱信号以及所述前、后车轮时域延迟，获得标准载荷谱。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤（a）还包括：
在对历史样本数据中的时域位移信号进行拟合之前，对各车轮的时域位移信号基于时间进行修正，且所述拟合基于修正的时域位移信号进行。
9.一种获得整车试验标准载荷谱的方法，其包括：
将试车场路面分成不同类型，并分别针对不同类型的路面分别获得标准载荷谱，其中，至少针对一种类型的路面，根据权利要求1-8中任一项所述的方法获得标准载荷谱。
10.一种获得整车试验标准载荷谱的方法，其包括：
将试车场路面分成包括强化随机路面、冲击路面、低频扭转路面的不同类型；
针对所述强化随机路面，根据权利要求1-6中任一项所述的方法获得标准载荷谱；
针对所述冲击路面，根据权利要求7或8中所述的方法获得标准载荷谱；以及
针对所述低频扭转路面，基于路面高程获得标准载荷谱。
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