【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及汽车nvh开发中动刚度指标的设定，尤其涉及一种方向盘动刚度目标设定方法及系统。
技术介绍
1、汽车行驶时由路面激励产生的振动通过座椅、方向盘等传递到人体，尤其是方向盘过大的振动会显著的被手部感知，影响安全与驾驶舒适性，为保证方向盘不产生过大的振动，现有方法是控制方向盘的安装模态与动刚度。
2、模态的目标一般设定值在30hz以上，减少与低频路面激励的耦合。
3、动刚度目设定依据一般来自经验，比如500n/mm。
4、存在问题：
5、1.动刚度设定不同频率都一样不合理，路面激励力在不同频率下大小不同，固定值会造成设计的冗余，增加设计难度与重量成本。
6、2.动刚度设定没有考虑振动目标值与实际路面给车身振动输入特性，设定的动刚度目标不能满足方向盘振动目标控制要求。
7、3.当方向盘振动指标调整或路面改变后，无法确定动刚度指标应该如何调整。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术中存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本方法综合考虑了方向盘振动目标值、实际车型的转向系统质量特性、实际路面激励特性，通过建立它们与动刚度之间的物理运动关系模型；应用该模型求解出：方向盘不同频率段的动刚度控制目标线。不同方向盘振动目标值设定下，动态调整方向盘动刚度目标值。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案，一种方向盘动刚度目标设定方法，包括：通过路面输入车身的振动拟合法，拟合路面激励下车
4、作为本专利技术所述的一种方向盘动刚度目标设定方法的一种优选方案，其中：所述振动幅值特性函数覆盖了悬架模态、轮胎差异因素引起的振动幅值差异；
5、通过测试实际路面行驶下的车身振动提取车身振动特性，推荐测试点大梁安装前副车架后点位置，对振动信号进行fft分析获得不同频率下车身振动幅值；
6、根据大数据统计，分布符合指数衰减函数特性，对局部峰值进行提取，使用指数函数拟合，获得覆盖了悬架模态、轮胎差异因素的车身振动特性输入函数。
7、作为本专利技术所述的一种方向盘动刚度目标设定方法的一种优选方案，其中：所述系统等效质量包括从车身加速度输入到方向盘响应，主要入力在垂直方向，车身-方向盘系统简化为一维系统表示为，车身振动位移输入xs，方向盘安装动刚度k，方向盘安装阻尼c，k方向盘等效质量m，方向盘振动位移x，
8、
9、
10、一般振动噪声测试获得的都是加速度，从加速度到位移的计算公式：
11、
12、针对某一特定频率ω下测得的主动侧振动as，被动侧加速度a，与动刚度k，反求等效质量公式如下，
13、
14、由基础车型实测的方向盘振动进行fft计算得出不同频率下的振动幅值，选择20hz以上的峰值，提取其频率f及幅值as，从基础车计算或者实车的动刚度曲线提取对应频率f的动刚度值k。
15、作为本专利技术所述的一种方向盘动刚度目标设定方法的一种优选方案，其中：所述关系模型包括，设车身运动幅值为xs，车身的简谐运动为，
16、xs＝xssinωt
17、系统受力平衡运动微分方程，
18、
19、因为车身阻尼系数通常较小，系统处于欠阻尼状态，可以忽略阻尼c的影响，可得，
20、
21、三角函数可以转换为复数形式，
22、
23、
24、设常微分方程体征解为
25、
26、作为本专利技术所述的一种方向盘动刚度目标设定方法的一种优选方案，其中：所述关系模型还包括激励频率小于系统固有模态，
27、
28、求解可得
29、
30、激励频率1大于系统固有模态，
31、
32、求解得
33、
34、作为本专利技术所述的一种方向盘动刚度目标设定方法的一种优选方案，其中：所述关系模型还包括，根据得到的方向盘振动x、转向系统质量m、路面激励输入xs、方向盘动刚度k之间的物理运动关系模型如下：
35、
36、求解公式条件解，代入等式可得
37、
38、因有解条件为xs<x,可得运动关系模型如下：
39、
40、作为本专利技术所述的一种方向盘动刚度目标设定方法的一种优选方案，其中：所述通过特征关系模型实现指标的相互转换计算包括，将目标振动值代入方向盘振动x，实际车身振动代入xs，等效系统质量代入m，即求出不同频率ω下的目标动刚度k；
41、
42、由仿真动刚度提升量预估方向盘振动改进量；由求出不同频率ω下的目标动刚度k变换得,以方向振动为目标的关系函数如下，
43、将预估动刚度值代入k，实际车身振动代入xs，等效系统质量代入m，求出不同频率ω下的方向盘振动值x，
44、
45、将预估动刚度值代入k，实际车身振动代入xs，等效系统质量代入m，求出不同频率ω下的方向盘振动值x。
46、本专利技术的另外一个目的是提供一种方向盘动刚度目标设定系统，通过减少方向盘的振动，增加了驾驶舒适度和方向盘手感，同时减轻了驾驶员的疲劳，尤其是在长途驾驶中。系统提高了车辆的安全性，减少方向盘的异常振动有助于提升车辆稳定性和可控性，特别是在复杂或极端的驾驶条件下。系统提供了关于车辆性能的详细数据，有助于预测维护需求并减少故障风险。通过分析方向盘振动与车身动态的关系，可以更有效地进行车辆设计和优化，在新车型开发中尤为重要。提高了消费者对品牌的满意度和忠诚度，增强了车辆的高质量感知。系统的应用还可能带来更高效的能源利用和更少的材料磨损，间接降低了环境影响。
47、作为本专利技术所述的一种方向盘动刚度目标设定系统的一种优选方案，其中：包括，振动特性拟合模块、等效质量推导模块、振动关系建模模块及指标转换计算模块；
48、所述振动特性拟合模块，通过路面输入车身的振动拟合法，拟合路面激励下车身不同频率的振动幅值特性函数；
49、所述等效质量推导模块，通过实际方向盘振动与动刚度测试值推导出方向盘的系统等效质量；
50、所述振动关系建模模块，通过系统特征方程建立方向盘振动与输入振动、方向盘安装动刚度的关系模型；
51、所述指标转换计算模块，通过特征关系模型实现指标的相互转换计算。
52、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现一种方向盘动刚度目标设定方法中任一项所述的方法的步骤。
53、一种计本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种方向盘动刚度目标设定方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的一种方向盘动刚度目标设定方法，其特征在于：所述振动幅值特性函数覆盖了悬架模态、轮胎差异因素引起的振动幅值差异；
3.如权利要求2所述的一种方向盘动刚度目标设定方法，其特征在于：所述系统等效质量包括从车身加速度输入到方向盘响应，主要入力在垂直方向，车身-方向盘系统简化为一维系统表示为，车身振动位移输入Xs，方向盘安装动刚度K，方向盘安装阻尼C，K方向盘等效质量m，方向盘振动位移X，
4.如权利要求3所述的一种方向盘动刚度目标设定方法，其特征在于：所述关系模型包括，设车身运动幅值为Xs，车身的简谐运动为，
5.如权利要求4所述的一种方向盘动刚度目标设定方法，其特征在于：所述关系模型还包括，当激励频率小于系统固有模态表示为，
6.如权利要求5所述的一种方向盘动刚度目标设定方法，其特征在于：所述关系模型还包括，根据得到的方向盘振动X、转向系统质量m、路面激励输入Xs、方向盘动刚度k之间的物理运动关系模型如下：
7.如权利要求6所述的一种方向盘
8.一种基于权利要求1-7任一所述的一种方向盘动刚度目标设定方法的系统，其特征在于：包括，振动特性拟合模块、等效质量推导模块、振动关系建模模块及指标转换计算模块；
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种方向盘动刚度目标设定方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的一种方向盘动刚度目标设定方法，其特征在于：所述振动幅值特性函数覆盖了悬架模态、轮胎差异因素引起的振动幅值差异；
3.如权利要求2所述的一种方向盘动刚度目标设定方法，其特征在于：所述系统等效质量包括从车身加速度输入到方向盘响应，主要入力在垂直方向，车身-方向盘系统简化为一维系统表示为，车身振动位移输入xs，方向盘安装动刚度k，方向盘安装阻尼c，k方向盘等效质量m，方向盘振动位移x，
4.如权利要求3所述的一种方向盘动刚度目标设定方法，其特征在于：所述关系模型包括，设车身运动幅值为xs，车身的简谐运动为，
5.如权利要求4所述的一种方向盘动刚度目标设定方法，其特征在于：所述关系模型还包括，当激励频率小于系统固有模态表示为，
6.如权利要求5所述的一种方向盘动刚度目标设定方法，其特征在于：所述关系模...
【专利技术属性】
技术研发人员：李宏庚，曾晓琦，常光宝，刘杰昌，
申请(专利权)人：上汽通用五菱汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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