[发明专利]一种空气悬架整车动态响应解算方法及相关组件

说明书

本发明提供一种空气悬架整车动态响应解算方法及相关组件，该方法包括：建立整车非线性七自由度模型；建立四轮路面激励模型；基于所述整车非线性七自由度模型和所述四轮路面激励模型解算空气悬架等效振幅；基于所述空气悬架等效振幅解算空气悬架等效刚度和空气悬架等效阻尼；基于所述空气悬架等效刚度、所述空气悬架等效阻尼和所述整车非线性七自由度模型解算空气悬架整车动态响应。通过本发明提供的空气悬架整车动态响应解算方法，考虑到空气弹簧的振幅相关性，实现了正向预测带有空气悬架的整车动态特性。

技术领域

本发明涉及空气悬架系统的动力学技术领域，尤其涉及一种空气悬架整车动态响应解算方法及相关组件。

背景技术

乘用车的乘坐平顺性和操纵稳定性一直是用户的最大需求之一，悬架是连接汽车车身与车轮，将路面对车轮的作用力传递到车身的动力总成，对车辆的平顺性和操纵稳定性均起着很大作用。空气悬架系统其依靠优良的非线性刚度特性，可以把悬架的偏频限制在一定区间内，以最大限度地降低路面激励对车厢垂向运动的传递。另外，空气悬架系统可以改变车身高度以最大程度地匹配整车的动力学行为。

在空气悬架系统中，最重要的执行元件就是空气弹簧。空气弹簧具有质量轻、寿命长、内摩擦小、可以免维护和润滑的特点，改善了车辆的行驶平顺性，对高频振动有很好的隔振、消声能力。带有空气弹簧的车辆相比于传统螺旋弹簧的车辆的平顺性有所提升，但是考虑到空气弹簧的振幅相关性，目前对于整车的动态响应特性的研究相对较少。

发明内容

本发明提供一种空气悬架整车动态响应解算方法及相关组件，用以解决现有技术中未研究空气弹簧系统中整车的动态响应特性的缺陷，实现对空气悬架的整车动态响应解算。

本发明提供一种空气悬架整车动态响应解算方法，包括：建立整车非线性七自由度模型；建立四轮路面激励模型；基于所述整车非线性七自由度模型和所述四轮路面激励模型解算空气悬架等效振幅；基于所述空气悬架等效振幅解算空气悬架等效刚度和空气悬架等效阻尼；基于所述空气悬架等效刚度、所述空气悬架等效阻尼和所述整车非线性七自由度模型解算空气悬架整车动态响应。

根据本发明提供的一种空气悬架整车动态响应解算方法，所述建立整车非线性七自由度模型，包括：根据整车非线性七自由度动力学方程建立所述整车非线性七自由度模型，所述整车非线性七自由度动力学方程为：

其中，m_t为簧下质量，m_c为簧上质量，z₁为簧下位置位移，后缀fl、fr、rl、rr分别为左前位置、右前位置、左后位置、右后位置，z_c为质心位置垂向位移，β_c为俯仰角，γ_c为侧倾角，F为传递力，a_c、b_c、c_c、d_c分别为质心位置到前轴、左侧车轮、右侧车轮、后轴的水平距离，I_x为侧倾转动惯量，I_y为俯仰转动惯量，k_tf为整车前轴轮胎刚度，k_tr为整车后轴轮胎刚度，z_q为路面激励。

根据本发明提供的一种空气悬架整车动态响应解算方法，所述整车非线性七自由度动力学方程通过如下方式构建：质心俯仰侧倾角与四个簧上位置的解算关系为：

根据所述质心俯仰侧倾角与四个簧上位置的解算关系确定力传递平衡方程为：

其中中间坐标关系为：