一种商用车全浮式驾驶室建模方法技术

本发明专利技术公开了一种商用车全浮式驾驶室建模方法由由驾驶室Motion运动模块、Motion对Ride的影响模块、驾驶室Ride运动模块、Ride对Motion的影响模块组成；驾驶室Motion运动模块是指根据整车的纵向、横向、横摆运动求解驾驶室的纵向、横向、横摆运动；Motion对Ride的影响模块是根据驾驶室的纵向、横向、横摆运动估算车架对驾驶室悬置的边界力，然后再通过RC/PC理论和二力杆假设；本方法方便准确，基于K&C试验获取的试验曲线对驾驶室悬置进行基于特性的建模，建模过程方便，算力要求不高，仿真结果准确。本方法的架构系统全面，考虑了包括柔性变形在内的多种情况，适用范围广，并且可以对其他类似的机构进行类似思路的建模。其他类似的机构进行类似思路的建模。其他类似的机构进行类似思路的建模。

A modeling method for full floating cab of commercial vehicle

【技术实现步骤摘要】
一种商用车全浮式驾驶室建模方法


[0001]本专利技术涉及车辆动力学建模仿真
，具体是一种商用车全浮式驾驶室建模方法。

技术介绍

[0002]随着商用车技术的不断发展，消费者对商用车的运动性能要求，特别是舒适性要求越来越高。在具有全浮式/半浮式驾驶室的商用车中，车辆的振动是先通过悬架系统再通过驾驶室悬置系统传递给驾驶员的，对驾驶室的有效建模，可以更准确地仿真驾驶员所在环境的运动，更逼真地模拟驾驶员的体感，从而为后续车辆的悬置调节、主动控制等策略提供重要依据，以便提高车辆的乘坐舒适性。
[0003]目前驾驶室的建模方法主要有两类，一类是以Adams为代表的基于多体动力学的建模方法，另一类是以TruckSim为首的基于车辆特性的建模方法。对于驾驶室悬置而言，具有垂向承载特性和导向特性，不同长度和角度布置的悬置连杆决定了悬置运动学（K特性）的变化规律，橡胶衬套和杆件的弹性变形决定了悬置弹性运动学（C特性）的变化规律。由于悬架导向机构的复杂布置和橡胶功能部件的测量困难，因此难以基于结构利用多体动力学软件Adams直接进行建模仿真实时求解，并且由于不同车辆之间的悬置差异，因此模型的适用包容性较差。当前汽车工程中常采用K&C实验测量的方法，利用半经验模型，描述悬置的K特性和C特性，并基于特性对车辆进行建模。TruckSim是一种基于车辆特性建模的软件，但对驾驶室建模时，并未考虑完备的K&C特性，而是基于多体动力学通过给定侧倾轴线和俯仰轴线的位置，模拟驾驶室的侧倾运动和俯仰运动，没有考虑驾驶室侧倾中心、俯仰中心的变化，驾驶室的柔性特性，弹簧的干摩擦特性等。
[0004]针对上述情况，本专利技术基于侧倾中心、纵倾中心理论和“二力杆”假设（忽略悬置导向杆件的质量和自由度，只考虑其运动学约束和静力学传力作用），将车架对驾驶室悬置的纵向边界作用力、横向边界作用力等效为抗侧倾力、抗俯仰力，瞬间传递给驾驶室体，以便更准确地求解驾驶室的垂向、侧倾、俯仰运动。本专利技术还基于K&C实验测量的半经验模型，求解驾驶室悬置的运动学修正，并根据悬置点的运动学修正拟合估算驾驶室的运动学修正，得到驾驶室的最终纵向、横向的位置。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种商用车全浮式驾驶室建模方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种商用车全浮式驾驶室建模方法由由驾驶室Motion运动模块、Motion对Ride的影响模块、驾驶室Ride运动模块、Ride对Motion的影响模块组成；驾驶室Motion运动模块是指根据整车的纵向、横向、横摆运动求解驾驶室的纵向、横向、横摆运动；Motion对Ride的影响模块是根据驾驶室的纵向、横向、横摆运动估算车架
对驾驶室悬置的边界力，然后再通过RC/PC理论和二力杆假设，求解驾驶室所受的抗侧倾力和抗俯仰力；驾驶室Ride运动模块是指根据驾驶室所受的弹簧阻尼力、抗侧倾力、抗俯仰力以及其他力（例如空气力、重力等）求解驾驶室的垂向、侧倾、俯仰运动；Ride对Motion的影响模块是基于驾驶室悬置点的K&C位置修正，拟合出驾驶室的K&C位置修正，求解最终的驾驶室纵向、横向、横摆方向的位置。
[0007]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本方法方便准确，基于K&C试验获取的试验曲线对驾驶室悬置进行基于特性的建模，建模过程方便，算力要求不高，仿真结果准确。
[0008]2、本方法的架构系统全面，考虑了包括柔性变形在内的多种情况，适用范围广，并且可以对其他类似的机构（例如动力总成及其悬置、减震座椅及其悬置等）进行类似思路的建模。
附图说明
[0009]图1是本专利技术所述的一种商用车全浮式驾驶室建模方法。
[0010]图2是本专利技术所述的车架传递给驾驶室悬置的边界力示意图。
[0011]图3是本专利技术所述的乘用车非独立悬架侧倾二力杆传力示意图。
[0012]图4是本专利技术所述的驾驶室悬置二力杆传力示意图。
具体实施方式
[0013]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0014]实施例1：请参照图1,一种商用车全浮式驾驶室建模方法由由驾驶室Motion运动模块（I）、Motion对Ride的影响模块（II）、驾驶室Ride运动模块（III）、Ride对Motion的影响模块（IV）组成，方案示意图如图1所示。
[0015]步骤1、驾驶室Motion运动模块（I）是指根据整车的纵向、横向、横摆运动求解驾驶室的纵向、横向、横摆运动；步骤2、Motion对Ride的影响模块（II）是根据驾驶室的纵向、横向、横摆运动估算车架对驾驶室悬置的边界力，然后再通过RC/PC理论和二力杆假设，求解驾驶室所受的抗侧倾力和抗俯仰力；步骤3、驾驶室Ride运动模块（III）是指根据驾驶室所受的弹簧阻尼力、抗侧倾力、抗俯仰力以及其他力（例如空气力、重力等）求解驾驶室的垂向、侧倾、俯仰运动；步骤4、Ride对Motion的影响模块（IV）是基于驾驶室悬置点的K&C位置修正，拟合出驾驶室的K&C位置修正，求解最终的驾驶室纵向、横向、横摆方向的位置。
[0016]实施例2，在实施例1的基础上，驾驶室Motion运动模块（I）的工作原理是：商用车的各个部件（包括簧下部分、车架部分、驾驶室部分等）在纵向、横向、横摆方向的刚度远高于垂向、侧倾、俯仰方向，并且商用车的各个部件在纵向、横向、横摆方向的运动幅度也远高
于垂向、侧倾、俯仰方向，如果基于空间多体动力学联立求解则易产生刚性方程，因此在纵向、横向、横摆方向将车辆视为一个整体，通过整车的纵向、横向、横摆运动获知“固连”在整车上的汽车各个部件的纵向、横向、横摆运动。对于驾驶室而言，基于驾驶室坐标系原点在整车坐标系下的位置，利用运动学求解驾驶室的纵向运动、横向运动和横摆运动。
[0017]实施例3，在实施例1的基础上，Motion对Ride的影响模块（II），其由惯性力/力矩（2.1）、RC/PC导向特性（2.2）以及抗侧倾/俯仰力（2.3）三部分组成。惯性力/力矩（2.1）是指，基于驾驶室的纵向运动、横向运动和横摆运动的加速度，根据牛顿定律或达朗贝尔原理，列惯性力和合外力的静力平衡方程求解驾驶室的边界力，车架给驾驶室悬置的边界力示意图如图2所示。RC/PC导向特性（2.2）是指，用类似于如图3所示的乘用车非独立悬架的侧倾中心理论和“二力杆”假设，将车架给驾驶室悬置的边界力简化为如图4所示的车架通过4个点（RC_Front、RC_Rear、PC_Left，PC_Right）给驾驶室的传递力，此处不考虑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种商用车全浮式驾驶室建模方法，其特征在于，采用由驾驶室Motion运动模块、Motion对Ride的影响模块、驾驶室Ride运动模块、Ride对Motion的影响模块组成的系统实现；具体包含以下步骤：步骤1、驾驶室Motion运动模块根据整车的纵向、横向、横摆运动求解驾驶室的纵向、横向、横摆运动；步骤2、Motion对Ride的影响模块求解驾驶室所受的抗侧倾力和抗俯仰力；步骤3、驾驶室Ride运动模块求解驾驶室的垂向、侧倾、俯仰运动；步骤4、Ride对Motion的影响模块求解最终的驾驶室纵向、横向、横摆方向的位置。2.根据权利要求1所述的一种商用车全浮式驾驶室建模方法，其特征在于，所述步骤1中，对于驾驶室而言，基于驾驶室坐标系的原点在整车坐标系下的位置，利用运动学求解驾驶室的纵向运动、横向运动和横摆运动。3.根据权利要求2所述的一种商用车全浮式驾驶室建模方法，其特征在于，所述步骤2具体是：Motion对Ride的影响模块根据驾驶室的纵向、横向、横摆运动估算车架对驾驶室悬置的边界力，然后再通过RC/PC理论和二力杆假设，求解驾驶室所受的抗侧倾力和抗俯仰力。4.根据权利要求3所述的一种商用车全浮式驾驶室建模方法，其特征在于，所述步骤3具体是：驾驶室Ride运动模块根据驾驶室所受的弹簧阻尼力、抗侧倾力、抗俯仰力求解驾驶室的垂向、侧倾、俯仰运动。5.根据权利要求4所述的一种商用车全浮式驾驶室建模方法，其特征在于，所述步骤4具体是：Ride对Motion的影响模块基于驾驶室悬置点的K&C位置修正，拟合出驾驶室的K&C位置修正，求解最终的驾驶室纵向、横向、横摆方向的位置。6.根据权利要求3所述的一种商用车全浮式驾驶室建模方法，其特征在于，所述Motion对Ride的影响模块是由惯性力/力矩、RC/PC导向特性以及抗侧倾/俯仰力三部分组成，惯性力/力矩是指基于驾驶室的纵向运动、横向运动和横摆运动的加速度，RC/PC导向特性是指用乘用车非独立悬架的侧倾中心理论和二力杆假设，将...

【专利技术属性】
技术研发人员：管欣，李力，段春光，张育宁，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：