[发明专利]一种获得汽车转向系统阻力的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及汽车设计领域，尤其涉及一种获得汽车转向系统阻力的方法及装置。

背景技术

在进行汽车设计时，对汽车的原地转向系统阻力计算或者测试是进行转向系统设计的前提。原地转向系统阻力的大小直接关系到动力转向系统助力选型或者匹配。原地转向阻力的计算结果过于保守则可能导致转向系统资源浪费，而计算系统阻力矩过小则将导致助力不足。

目前，传统的计算方法由于考虑的因素太少，计算准确度较差。而通过试验手段获得转向系统阻力，往往需要大量的时间和精力，且这种试验往往要在实车开发中进行，所以不利于转向系统的前期开发工作。

目前，最常见的转向阻力计算公式为：

其中，f：轮胎与地面摩擦因数；

W：前轴荷（Kg）；

P：轮胎胎压（MPa）；

T：转向阻力矩（Nm）。

在上述计算公式中，系统转向阻力矩主要考虑了三个因数：前轴荷，地面摩擦和胎压的影响。然而实际情况远比这样复杂，在以上参数保持不变的情况下，诸如轮胎参数的变化、悬架的参数变化等也会引起转向阻力矩的变化。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种获得汽车转向系统阻力的装置及方法。可以在汽车前期开发过程中，通过计算获得汽车转向系统的阻力矩，并且精度高。

为了解决上述技术问题，本发明实施例的一方面，提供一种获得汽车转向系统阻力的方法，包括如下步骤：

确定所述汽车转向系统的轴重、外轮转角、内轮转角、前轮主销内倾角、转向拉杆力臂长度值，以及获得轮胎接地印迹宽度以及轮胎接地印迹长度；

通过下述公式一计算获得转向回正阻力矩T₀：

通过下述公式二计算获得转向摩擦阻力矩T₁：

根据所获得的转向回正阻力矩T₀和转向摩擦阻力矩T₁获得所述汽车转向系统的系统阻力矩；

其中，η为效率系数，Fz为轴重，g_z为滚阻系数，c为主销偏移距，θ_w为外轮转角，θ_n为内轮转角，b为转向拉杆力臂长度，β为前轮主销内倾角，f为摩擦系数，B为轮胎接地印迹宽度，L为轮胎接地印迹长度。

优选地，根据所获得的转向回正阻力矩T₀和转向摩擦阻力矩T₁获得所述汽车转向系统的系统阻力矩具体为：

将所述转向回正阻力矩T₀与所述转向摩擦阻力矩T₁两者相加，获得所述系统阻力矩T。

优选地，其中，所述效率系数η的取值范围为0.85～0.9，所述滚阻系数g_z为0.02，所述摩擦系数f为0.7。

优选地，所述获得轮胎接地印迹长度的步骤具体为：

通过下述公式计算获得所述轮胎接地印迹长度L：

K=0.0015*B+0.425)

Fz=W*g 6)

其中，W为前轴荷，R为轮胎直径，C_l为轮胎系数，△为轮胎径向变形，K为系数，B为轮胎接地印迹宽度，P为胎压，g为重力加速度。

优选地，当所述轮胎的类型为斜交轮胎时，所述轮胎系数C_l为7.22；当所述轮胎的类型为子午线轮胎时，所述轮胎系数C_l为11.2。

优选地，所述获得轮胎接地印迹宽度以及轮胎接地印迹长度的步骤具体为：

通过实验获得所述轮胎接地印迹宽度B以及所述轮胎接地印迹长度L。

相应地，本发明实施例的另一方面，还提供一种获得汽车转向系统阻力的装置，包括：

参数确定单元，用于确定所述汽车转向系统的轴重、外轮转角、内轮转角、前轮主销内倾角、转向拉杆力臂长度值，以及获得轮胎接地印迹宽度以及轮胎接地印迹长度；

转向回正阻力矩获得单元，用于通过下述公式一计算获得转向回正阻力矩T₀：

转向摩擦阻力矩获得单元，通过下述公式二计算获得转向摩擦阻力矩T₁：

系统阻力矩获得单元，用于根据所获得的转向回正阻力矩T₀和转向摩擦阻力矩T₁获得所述汽车转向系统的系统阻力矩；