CN114858491B - 一种车辆过减速带时冲击余振的客观测评方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆过减速带时冲击余振的客观测评方法，包括如下步骤：步骤一，布置加速度传感器；步骤二，根据试验设计需求，选择相应的减速带作为测试路段，进行至少三次匀速行驶测试，获得并存储多个加速度传感器的振动加速度数据；步骤三，数据处理；步骤四，计算测点在截取时间段内加速度数据的均方根；步骤五，计算测点在截取时间段的第一振动周期之后时间段内的加速度均方根，然后计算第i个测点的加速度余振效率，再进行加权求和，得到总余振效率；步骤六，对总余振效率进行判断。其能够用客观测试值来衡量乘员的主观感受，并以此指导车辆工程人员提升车辆过减速带时的乘坐舒适性。

Description

一种车辆过减速带时冲击余振的客观测评方法
技术领域
本发明涉及汽车底盘性能试验领域，具体涉及车辆过减速带时冲击余振的客观测评方法。
背景技术
车辆过减速带时的乘坐舒适性是用户关注重点。在主观感受上，车辆过减速带时的乘坐舒适性通常分为冲击触感、冲击声品质及冲击余振三个维度。工程上，主观感受不明确、不稳定，难以指导工程实践，因此需要有客观的参数来表达主观感受。在客观测评方法上，振动剂量值法可衡量冲击触感、耳部分贝值法可衡量冲击声品质，但冲击余振维度仍没有一种成熟的客观测评方法。车辆工程人员急需一种客观测评方法，来衡量车辆过减速带时乘员在冲击余振维度的主观感受。
发明内容
本发明的目的是提供一种车辆过减速带时冲击余振的客观测评方法，其能够用客观测试值来衡量乘员的主观感受，并以此指导车辆工程人员提升车辆过减速带时的乘坐舒适性。
本发明所述的车辆过减速带时冲击余振的客观测评方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，布置加速度传感器，在车身对标点和测点处布置加速度传感器并使得加速度传感器朝向指定方向；
步骤二，根据试验设计需求，选择相应的减速带作为测试路段，进行至少三次匀速行驶测试，获得并存储多个加速度传感器的振动加速度数据；
步骤三，数据处理，以对标点加速度最大值对应的时间点为时间零点，截取测点的加速度传感器在某一时间段内的加速度数据，选取至少三组测点加速度中最接近的两组加速度数据求平均值，然后进行低通滤波处理；
步骤四，计算测点在截取时间段内加速度数据的均方根，即：
ai为第i个测点的加速度，t起始为截取时间段的起始时间点，t终止为截取时间段的终止时间点；
步骤五，计算测点在截取时间段的第一振动周期之后时间段内的加速度均方根，即：
tAS为第一个振动周期结束的时间点；
计算第i个测点的加速度余振效率，即：
进行加权求和，得到总余振效率，即：ηAS＝∑i ki×ηi_AS，ki为第i个测点的加权系数；
步骤六，对总余振效率进行判断，若总余振效率小于预设的总余振效率阈值，则表示车辆过减速带的余振是可接受的，若总余振效率大于或等于预设的总余振效率阈值，则表示车辆过减速带的余振是不可接受的，需要进行整改。
进一步，所述步骤一中的对标点为左前羊角靠近下摆臂外点处、左后羊角靠近下摆臂外点处，测点为左前支柱鼓包靠近紧固螺栓处、左后减震器安装座靠近紧固螺栓处、左后纵臂靠近前点处布置加速度传感器，所述左前羊角靠近下摆臂外点处、左后羊角靠近下摆臂外点处、左前支柱鼓包靠近紧固螺栓处、左后减震器安装座靠近紧固螺栓处的加速度传感器的测量方向对应车辆Z向，所述左后纵臂靠近前点处的加速度传感器的测量方向对应车辆X向。
进一步，所述步骤三具体为：以左前羊角靠近下摆臂外点处Z向加速度最大值对应的时间点为时间零点，截取左前支柱鼓包靠近紧固螺栓处的加速度传感器的-0.1s至0.4s时间段内的加速度数据；以左后羊角靠近下摆臂外点处Z向加速度最大值对应的时间点为时间零点，分别截取左后减震器安装座靠近紧固螺栓处及左后纵臂靠近前点处的加速度传感器的-0.1s至0.4s时间段内的加速度数据；选取至少三组左前支柱鼓包靠近紧固螺栓处Z向加速度中最接近的两组加速度数据求平均值，选取至少三组左后减震器安装座靠近紧固螺栓处Z向加速度中最接近的两组加速度数据求平均值，选取至少三组左后纵臂靠近前点处X向加速度中最接近的两组加速度数据求平均值，然后依次进行低通滤波处理。
进一步，所述步骤二中测试路段的试验条件设定为：测试路段为直道，路面干燥，路面平整度≤3.5mm，风速≤5m/s。
进一步，所述步骤二中进行匀速行驶测试的试验车辆搭载三名乘员，乘员体重为65±10kg，三名乘员分别位于主驾、副驾及左后座。
进一步，所述步骤二中进行匀速行驶测试的试验车辆以30km/h的速度驶过减速带。
进一步，所述步骤一中加速度传感器的采样频率≥1000HZ，量程≥±20g，分辨率≤0.001g。
本发明所述车辆过减速带时冲击余振的客观测评方法对场地、设备及人员要求低，易于实施。该方法得到的结果即总余振效率能够有效衡量车辆乘员过减速带时冲击余振维度的主观感受。利用所述方法，工程人员能准确高效地评估、设计和优化车辆过减速带时的冲击余振性能。
附图说明
图1是本发明所述车辆过减速带时冲击余振的客观测评方法的流程示意图；
图2是本发明所述减速带的截面示意图；
图3是本发明所述左后纵臂靠近前点处X向加速度与时间的关系曲线图；
图4是本发明所述左后纵臂靠近前点处X向加速度均值及滤波图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细说明。
参见图1，所示的车辆过减速带时冲击余振的客观测评方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，布置加速度传感器，在车身对标点和测点处布置加速度传感器并使得加速度传感器朝向指定方向。所述对标点有两个，分别为左前羊角靠近下摆臂外点处、左后羊角靠近下摆臂外点处；所述测点有三个，分别为左前支柱鼓包靠近紧固螺栓处、左后减震器安装座靠近紧固螺栓处、左后纵臂靠近前点处布置加速度传感器，所述左前羊角靠近下摆臂外点处、左后羊角靠近下摆臂外点处、左前支柱鼓包靠近紧固螺栓处、左后减震器安装座靠近紧固螺栓处的加速度传感器的测量方向对应车辆Z向，所述左后纵臂靠近前点处的加速度传感器的测量方向对应车辆X向。
为保证采样精度，所述加速度传感器的采样频率≥1000HZ，量程≥±20g，分辨率≤0.001g。
步骤二，根据试验设计需求，选择相应的减速带作为测试路段，进行三次匀速行驶测试，获得并存储五个加速度传感器的振动加速度数据。
测试路段的试验条件设定为：测试路段为直道，路面干燥，路面平整度≤3.5mm，风速≤5m/s。
进行匀速行驶测试的试验车辆搭载三名乘员，乘员体重为65±10kg，三名乘员分别位于主驾、副驾及左后座。并且试验车辆以30km/h的速度驶过材质为铸铁的减速带，参见图2，所述减速带的横截面包括位于下方的矩形和位于上方的梯形，下方矩形的长度为300mm，高度为10mm，上方梯形的下底与下方矩形的长边重合，同样为300mm，上方梯形的上底长度为50mm，上方梯形的高度为40mm。
步骤三，数据处理，以左前羊角靠近下摆臂外点处Z向加速度最大值对应的时间点为时间零点，截取左前支柱鼓包靠近紧固螺栓处的加速度传感器的-0.1s至0.4s时间段内的加速度数据；以左后羊角靠近下摆臂外点处Z向加速度最大值对应的时间点为时间零点，分别截取左后减震器安装座靠近紧固螺栓处及左后纵臂靠近前点处的加速度传感器的-0.1s至0.4s时间段内的加速度数据；选取三组左前支柱鼓包靠近紧固螺栓处Z向加速度中最接近的两组加速度数据求平均值，选取三组左后减震器安装座靠近紧固螺栓处Z向加速度中最接近的两组加速度数据求平均值，选取三组左后纵臂靠近前点处X向加速度中最接近的两组加速度数据求平均值，然后依次进行40Hz的低通滤波处理。
参见图3，所示的左后纵臂靠近前点处X向加速度与时间的关系曲线，试验一和试验二在截取时间段内的的采集结果相似，试验三的差异略大，因此将试验一和试验二的结果求均值，结果参见图4中的实线所示。对求均值后的加速度数据进行40Hz的低通滤波处理，结果参见图4中的虚线所示，40Hz低通滤波的目的在于去除人体无法感受的高频振动。
步骤四，计算测点在截取时间段内加速度数据的均方根，即：RMS为均方根Root Mean Square的简称，ai为第i个测点的加速度，左前支柱鼓包靠近紧固螺栓处下标i设为z_QZZ，左后减震器安装座靠近紧固螺栓处下标i设为z_HJZ，左后纵臂靠近前点处下标i设为x_HZB。
以左后纵臂靠近前点处为例，参见图4，计算得到左后纵臂靠近前点处在-0.1s至0.4s时间段内加速度数据的均方根RMS_ax_HZB＝19.81m/s2。
步骤五，计算测点在截取时间段的第一振动周期之后时间段内的加速度均方根，即：
tAS为第一个振动周期结束的时间点。
以左后纵臂靠近前点处为例，参见图4，黑色圆点表明了第一振动周期结束的时间点，该点之前为强制运动，该点之后的振动即为余振。图4中的tAS＝-0.0008s，计算得到在截取时间段的第一振动周期之后时间段内的加速度均方根RMS_AS_ax_HZB＝15m/s2。
分别计算三个测点的加速度余振效率，即：对于图4中左后纵臂靠近前点处的加速度余振效率ηx_HZB_AS＝75.72％。
计算得到左前支柱鼓包靠近紧固螺栓处的加速度余振效率ηz_QZZ_AS为42.2％，左后减震器安装座靠近紧固螺栓处的加速度余振效率ηz_HJZ_AS为54.94％。
将三个测点的加速度余振效率进行加权求和，得到总余振效率，即：ηAS＝∑iki×ηi_AS，ki为第i个测点的加权系数。本实施例中，左前支柱鼓包靠近紧固螺栓处的加权系数kz_QZZ为0.5，左后减震器安装座靠近紧固螺栓处的加权系数kz_HJZ为0.25，左后纵臂靠近前点处的加权系数kx_HZB为0.25。因此总余振效率η_AS为62.15％，表示冲击余振的烈度为全冲击过程振动烈度的62.15％。
步骤六，对总余振效率进行判断，若总余振效率小于预设的总余振效率阈值，则表示车辆过减速带的余振是可接受的，若总余振效率大于或等于预设的总余振效率阈值，则表示车辆过减速带的余振是不可接受的，需要进行整改。
本发明所述车辆过减速带时冲击余振的客观测评方法对场地、设备及人员要求低，易于实施。该方法得到的结果即总余振效率能够有效衡量车辆乘员过减速带时冲击余振维度的主观感受。利用所述方法，工程人员能准确高效地评估、设计和优化车辆过减速带时的冲击余振性能。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种车辆过减速带时冲击余振的客观测评方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，布置加速度传感器，在车身对标点和测点处布置加速度传感器并使得加速度传感器朝向指定方向；
步骤二，根据试验设计需求，选择相应的减速带作为测试路段，进行至少三次匀速行驶测试，获得并存储多个加速度传感器的振动加速度数据；
步骤三，数据处理，以对标点加速度最大值对应的时间点为时间零点，截取测点的加速度传感器在某一时间段内的加速度数据，选取至少三组测点加速度中最接近的两组加速度数据求平均值，然后进行低通滤波处理；
步骤四，计算测点在截取时间段内加速度数据的均方根，即：
ai为第i个测点的加速度，t起始为截取时间段的起始时间点，t终止为截取时间段的终止时间点；
步骤五，计算测点在截取时间段的第一振动周期之后时间段内的加速度均方根，即：
tAS为第一个振动周期结束的时间点；
计算第i个测点的加速度余振效率，即：
进行加权求和，得到总余振效率，即：ηAS＝∑iki×ηi_AS，ki为第i个测点的加权系数；
步骤六，对总余振效率进行判断，若总余振效率小于预设的总余振效率阈值，则表示车辆过减速带的余振是可接受的，若总余振效率大于或等于预设的总余振效率阈值，则表示车辆过减速带的余振是不可接受的，需要进行整改。
2.根据权利要求1所述的车辆过减速带时冲击余振的客观测评方法，其特征在于：所述步骤一中的对标点为左前羊角靠近下摆臂外点处、左后羊角靠近下摆臂外点处，测点为左前支柱鼓包靠近紧固螺栓处、左后减震器安装座靠近紧固螺栓处、左后纵臂靠近前点处布置加速度传感器，所述左前羊角靠近下摆臂外点处、左后羊角靠近下摆臂外点处、左前支柱鼓包靠近紧固螺栓处、左后减震器安装座靠近紧固螺栓处的加速度传感器的测量方向对应车辆Z向，所述左后纵臂靠近前点处的加速度传感器的测量方向对应车辆X向。
3.根据权利要求2所述的车辆过减速带时冲击余振的客观测评方法，其特征在于，所述步骤三具体为：以左前羊角靠近下摆臂外点处Z向加速度最大值对应的时间点为时间零点，截取左前支柱鼓包靠近紧固螺栓处的加速度传感器的-0.1s至0.4s时间段内的加速度数据；
以左后羊角靠近下摆臂外点处Z向加速度最大值对应的时间点为时间零点，分别截取左后减震器安装座靠近紧固螺栓处及左后纵臂靠近前点处的加速度传感器的-0.1s至0.4s时间段内的加速度数据；
选取至少三组左前支柱鼓包靠近紧固螺栓处Z向加速度中最接近的两组加速度数据求平均值，选取至少三组左后减震器安装座靠近紧固螺栓处Z向加速度中最接近的两组加速度数据求平均值，选取至少三组左后纵臂靠近前点处X向加速度中最接近的两组加速度数据求平均值，然后依次进行低通滤波处理。
4.根据权利要求1或2所述的车辆过减速带时冲击余振的客观测评方法，其特征在于，所述步骤二中测试路段的试验条件设定为：测试路段为直道，路面干燥，路面平整度≤3.5mm，风速≤5m/s。
5.根据权利要求1或2所述的车辆过减速带时冲击余振的客观测评方法，其特征在于，所述步骤二中进行匀速行驶测试的试验车辆搭载三名乘员，乘员体重为65±10kg，三名乘员分别位于主驾、副驾及左后座。
6.根据权利要求1或2所述的车辆过减速带时冲击余振的客观测评方法，其特征在于：所述步骤二中进行匀速行驶测试的试验车辆以30km/h的速度驶过减速带。
7.根据权利要求1或2所述的车辆过减速带时冲击余振的客观测评方法，其特征在于：所述步骤一中加速度传感器的采样频率≥1000HZ，量程≥±20g，分辨率≤0.001g。
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