一种电动汽车质量、弹簧、阻尼模型三参数提取方法技术

本发明专利技术提供一种电动汽车质量、弹簧、阻尼模型三参数提取方法，基于四分之一线性二自由度汽车模型，考虑到减振器阻尼系数对汽车簧载质量自由衰减振动角频率的影响，由推导的车辆簧载质量的垂向加速度衰减振荡频率表达式完成三参数的提取。本发明专利技术技术方案流程清晰，所需传感器成本低易获取且实验工况简单易实现，提出的三参数提取方法精度较高且稳定性较强，便于快速获取到实验车辆簧载质量参数及悬架特性参数，为后续实验车行驶平顺性及操纵稳定性的研究提供了先验知识。性的研究提供了先验知识。性的研究提供了先验知识。

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车质量、弹簧、阻尼模型三参数提取方法


[0001]本专利技术属于车载测量
，具体涉及一种电动汽车质量、弹簧、阻尼模型三参数提取方法。

技术介绍

[0002]针对汽车簧载质量及悬架特性参数估计问题，科研人员提出了多种方法。CN201980079582.8提出了一种使用垂直加速度计估计货物质量的方法，该方法通过货物装载前后的车身垂直振动周期之比计算加载后的簧载质量，但该方法未考虑到减振器阻尼对振动的影响。CN201610442383.7提出了基于加速度传感器的车辆载重测量方法，该方法利用钢板弹簧的挠度与其刚度特性曲线对各载荷进行加权计算得到整车的实际车载质量，从而间接测出汽车的载重量，但悬架弹簧刚度特性曲线不易获取。CN200910056114.7提出了一种列车荷载信息获取方法，该方法利用压力传感器测量列车制动系统空气簧的空气压力，这个空气压力值代表了车厢的荷载量，但该方法仅适用于空气弹簧悬架，普适性较差。就已有专利而言，在悬架刚度特性及减振器阻尼特性未知的情况下，目前缺乏一种计及阻尼对振动频率的影响且具有普适性的电动汽车簧载质量提取方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在解决在不解体情况下电动汽车的簧载质量、悬架垂向刚度和减振器阻尼系数难以测定的问题。由于簧载质量及悬架特性参数对于车辆行驶平顺性及操纵稳定性有重要的影响，因此有必要提出一种简易且可靠的三参数提取方法。本专利技术基于四分之一线性二自由度汽车模型，考虑到减振器阻尼系数对汽车簧载质量自由衰减振动角频率的影响，由推导的车辆簧载质量的垂向加速度衰减振荡频率表达式完成三参数的提取。
[0004]具体技术方案为：
[0005]一种电动汽车质量、弹簧、阻尼模型三参数提取方法，包括以下步骤：
[0006]S1、传感器的选型及安装
[0007]使用加速度传感器采集汽车簧载质量的垂向振动加速度信号，频率范围满足0.3～100Hz的要求；在实验前，将加速度传感器布置在汽车前轴上方的车身处，安装时应保证传感器的某一轴与地面垂直；
[0008]S2、空载振动实验
[0009]卡死后轴悬架。使用千斤顶将车辆的左右前轮同时抬高，并在两个前轮胎下方垫设高度为h的凸块；
[0010]使汽车处于空载和停车挂空挡的状态，实验员缓缓推动车辆，使车轮从凸块上滚下，并同时落地；
[0011]采用记录仪记录空载簧载质量垂向振动加速度的时间历程，记录振动加速度波形原始信号曲线，获得一阶低通滤波信号曲线；
[0012]读取滤波信号曲线相邻两个极小值点A和B的时间间隔，得到车辆空载簧载质量的
衰减振动周期T0，计算相应的振动角频率ω0；
[0013]S3、加载振动实验
[0014]保持其他条件不发生变化，增加实验车辆的载荷，载荷增量为
△
m
i
，重复步骤S2的实验过程，计算得到当前簧载质量的振动周期T
i
和对应的振动角频率ω
i
；
[0015]总的实验次数不小于4次。
[0016]S4、簧载质量、悬架弹簧等效刚度、减振器等效阻尼三参数计算
[0017]△
m
i
是簧载质量加载量，kg；ω
i
是簧载质量在加载
△
m
i
后的垂向加速度振动角频率，rad/s；m
s
是汽车簧载质量的四分之一，kg；k
s
是悬架弹簧等效刚度，N/m；c
s
是减振器等效阻尼系数，Ns/m。
[0018]由振动实验得到空载测试频率ω0和K组实验数据(Δm
i
，ω
i
)，K为自然数，且K≥4，得到：
[0019][0020][0021][0022]式中，
[0023][0024][0025][0026][0027][0028][0029][0030][0031][0032][0033][0034]本专利技术技术方案流程清晰，所需传感器成本低易获取且实验工况简单易实现，提出的三参数提取方法精度较高且稳定性较强，便于快速获取到实验车辆簧载质量参数及悬架特性参数，为后续实验车行驶平顺性及操纵稳定性的研究提供了先验知识。
附图说明
[0035]图1为实施例加速度传感器的安装位置示意图；
[0036]图2为实施例车辆振动实验过程示意图；
[0037]图3为实施例簧载质量垂向加速度的原始信号曲线和滤波信号曲线；
[0038]图4为实施例四分之一线性汽车模型；
[0039]图5为实施例不同的k
s
值和c
s
值时，汽车簧载质量垂向加速度的振动角频率ω随加载质量
△
m的变化规律曲线。
具体实施方式
[0040]结合实施例说明本专利技术的具体技术方案。
[0041]电动汽车簧载质量、悬架弹簧等效刚度、减振器等效阻尼三参数提取方法，包括以下步骤：
[0042]S1、传感器的选型及安装
[0043]使用加速度传感器采集汽车簧载质量的垂向振动加速度信号频率范围应能满足0.3～100Hz的要求。在实验前，将加速度传感器布置在汽车前轴上方的车身处，安装时应保证传感器的某一轴与地面垂直。如图1所示，F点为加速度传感器的安装位置。
[0044]S2、空载振动实验
[0045](1)为了消除实验车辆前后悬架垂向振动的耦合问题，采用如木块等材料卡死后轴悬架。使用千斤顶将车辆的左右前轮同时抬高，并在两个前轮胎下方垫设高度为h的凸块。其中，凸块的高度h根据车辆类型与悬架结构，可选取60、90、120mm等。
[0046](2)使汽车处于空载和停车挂空挡的状态，如图2所示，实验员缓缓推动车辆，F表示实验员的推力，使车轮从凸块上滚下，并同时落地。
[0047]使汽车悬架系统产生自由衰减振动的方式不唯一，除通过图2所示滚下法外还可采取用跌落机构将测试端车轴中部支起一定高度后将机构释放的抛下法及用绳索将测试端车轴附近的车身由平衡位置拉下一定高度后将绳索松脱的拉下法等方法。
[0048](3)采用记录仪记录空载簧载质量垂向振动加速度的时间历程，记录的振动加速度波形如图3的原始信号曲线所示。相应的一阶低通滤波信号波形如图3的滤波信号曲线所示。
[0049](4)在图3中，读取滤波信号曲线相邻两个极小值点A和B的时间间隔，得到车辆空载簧载质量的衰减振动周期T0，计算相应的振动角频率ω0。以某次实验采集得到的加速度
曲线为例，A点坐标为(1.51，
‑
0.1007)，B点坐标为(2，
‑
0.01047)，则空载时振动周期及振动角频率的计算值为：
[0050]T0＝x
B
‑
x
A
＝2
‑
1.51＝0.49s (1)
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车质量、弹簧、阻尼模型三参数提取方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、传感器的选型及安装使用加速度传感器采集汽车簧载质量的垂向振动加速度信号，在实验前，将加速度传感器布置在汽车前轴上方的车身处，安装时应保证传感器的某一轴与地面垂直；S2、空载振动实验卡死后轴悬架；使用千斤顶将车辆的左右前轮同时抬高，并在两个前轮胎下方垫设高度为h的凸块；使汽车处于空载和停车挂空挡的状态，实验员缓缓推动车辆，使车轮从凸块上滚下，并同时落地；采用记录仪记录空载簧载质量垂向振动加速度的时间历程，记录振动加速度波形原始信号曲线，获得一阶低通滤波信号曲线；读取滤波信号曲线相邻两个极小值点A和B的时间间隔，得到车辆空载簧载质量的衰减振动周期T0，计算相应的振动角频率ω0；S3、加载振动实验保持其他条件不发生变化，增加实验车辆的载荷，载荷增量为
△
m
i
，重复步骤S2的实验过程，计算得到当前簧载质量的振动周期T
i
和对应的振动角频率ω
i
；...

【专利技术属性】
技术研发人员：程夕明，韩禹飞，吴文靖，王震坡，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：