【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及汽车动力总成悬置系统优化设计领域，具体来讲是一种提高急加速工况下电驱动力总成悬置隔振性能的优化方法。
技术介绍
1、随着汽车产业的发展，新能源汽车逐渐进入大众的视野里，并且发展势头将越来越旺盛。我国作为汽车大国，在新能源汽车产业也占据着较大的市场份额。而相比较于传统的燃油车，以纯电动汽车为代表的新能源汽车也面临着新的挑战。由于纯电动汽车具有更强动力特性，这类车型在急加速工况的振动响应更加剧烈，给汽车nvh带来了新挑战。提高急加速工况下电驱动力总成悬置系统的隔振性能是改善汽车nvh性能的重要措施之一。其中，电驱动汽车在急加速工况下的振动主要来源于该阶段的冲击扭矩以及扭矩的快速变化，并且汽车冲击振动的方向以纵向为主。
2、为了提高动力总成悬置系统在瞬态工况下的隔振性能，除了要优化动力总成的能量解耦率这一稳态指标，还需要增加一瞬态指标作为目标函数的另一组成部分。座椅导轨的加速度是评价汽车在瞬态工况下振动水平的重要指标。而座椅导轨属于车身的一部分。减小动力总成的纵向加速度，可以减小车身的纵向加速度，进而减小座椅导轨的纵向加速度。故动力总成的纵向加速度可作为汽车急加速过程的瞬态振动评价指标。由于振动剂量值考虑了冲击信号幅值和持续时间的影响，适合作为冲击评价指标。因此，目标函数的瞬态指标为动力总成的向加速度的振动剂量值。
3、动力总成六自由模型被广泛用来计算动力总成的固有特性，由于橡胶悬置的阻尼较小且对固有特性的影响较小，故在计算固有特性时常常忽略橡胶悬置的阻尼。而阻尼对振动的振幅影响较大，在计算瞬态响
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种提高急加速工况下电驱动力总成悬置隔振性能的优化方法，由于纯电动汽车的普及，纯电动汽车具有更强动力特性，这类车型在急加速工况的振动响应更加剧烈，给汽车的nvh带来了新挑战。一种同时能在定速巡航等稳态工况以及急加速等瞬态工况下拥有较高隔振性能的悬置系统变得越来越重要。为解决上述技术问题，该专利技术可根据具体车型，利用其已知参数来建立急加速工况振动计算模型以及动力总成六自由度模型，通过优化动力总成的解耦率以及纵向加速度的振动剂量值来提高急加速工况下电驱动力总成悬置系统的隔振性能，从而改善电驱汽车在急加速工况的振动性能。
2、为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：一种提高急加速工况下电驱动力总成悬置隔振性能的优化方法，包括以下步骤：
3、步骤s1.建立坐标系，包括整车坐标系、动力总成坐标系、车身坐标系、第j个簧下质量坐标系；
4、步骤s2.获取整车系统的特征参数；
5、步骤s3.利用汽车急加速工况激励的特点来简化动力总成的激励力；
6、步骤s4.建立十三自由度的急加速工况振动计算模型，并计算急加速工况下动力总成纵向加速度的振动剂量值；
7、步骤s5.建立动力总成六自由度模型，并计算动力总成的固有频率以及能量解耦率；
8、步骤s6.以动力总成纵向加速度的振动剂量值为瞬态振动评价指标，动力总成的能量解耦率为稳态评价指标，两个指标共同构成优化方法的目标函数；以悬置的刚度、位置以及安装方向角为设计变量，并确定设计变量的取值区间；以动力总成的固有频率和能量解耦率为约束条件；
9、步骤s7.根据目标函数、设计变量以及约束条件建立优化函数，并通过优化算法来获取最优解。
10、在上述技术方案的基础上，步骤s1中，建立整车坐标系ov-xvyvzv,xv指向汽车尾部，zv垂直向上，yv由右手定则确定；以动力总成质心、车身质心以及第j个簧下质量的质心为原点，方向与整车坐标系平行，分别建立动力总成坐标系op-xpypzp、车身坐标系ob-xbybzb以及第j个簧下质量坐标系ou,j-xu,jyu,jzu,j，j＝1,2,3,4，分别代表左前向、右前向、左后向、右后向。
11、在上述技术方案的基础上，步骤s2中，利用磅秤、三线扭摆试验台以及三坐标测量仪测量质量、惯性参数和质心位置；利用三坐标测量仪测量各个悬置以及悬架的位置参数；利用弹性体测试系统测试各个悬置的刚度和阻尼、各个悬架的刚度和阻尼以及各个轮胎的刚度；获取各个悬置安装角。
12、在上述技术方案的基础上，步骤s3中，汽车急加速工况下振动的主要贡献来源是动力总成的冲击扭矩以及扭矩的快速变化，将急加速工况的激励扭矩简化为
13、ty＝tmax(1-e-lt) (1)
14、式中，tmax为最大扭矩，l为扭矩加载速率，t为时间；
15、动力总成的激振力为
16、fp＝[0 0 0 0 ty 0]t (2)
17、在上述技术方案的基础上，步骤s4中，急加速工况振动计算模型为一个十三自由度的整车模型，该模型包括了动力总成的六个自由度、车身的垂向、俯仰、侧倾三个自由度以及四个簧下质量的垂直向自由度。
18、在上述技术方案的基础上，步骤s4中，急加速工况振动计算模型的动力学微分方程为
19、
20、通过求解式(3)，可以获得加速度向量而向量的第一个元素为动力总成纵向加速度则在激励扭矩作用后前1秒内的振动剂量值为：
21、
22、在上述技术方案的基础上，步骤s5中，动力总成六自由度模型的动力学微分方程为
23、
24、由式(5)可获得动力总成的固有频率和振型；当动力总成以第i阶(i＝1,2,…,6)固有频率fi和振型振动时，第k个广义坐标占系统总能量的百分比为：
25、
26、式中，mdj为动力总成质量矩阵mp的第d行第j列，分别为振型向量的第d和j个分量；
27、动力总成第i阶模态对应的能量解耦率为：
28、
29、在上述技术方案的基础上，步骤s7中，急加速工况下电驱动力总成悬置隔振性能的优化函数为
30、
31、式中，xk为第k个设计变量，设计变量为悬置参数；ω1和ω2两种评价指标的权重系数；λi为第i阶能量解耦率的权重系数；为动力总成纵向加速度在振动的前一秒内的振动剂量值；上标l和u为该参数的下界和上界。
32、在上述技术方案的基础上，步骤s7中，优化方法的具体步骤为：
33、步骤s701.根据式(8)建立优化模型，使优化函数最小化；
34、步骤s702.给设计变量赋予初始值，该初始值在约束条件范围内；
35、步骤s703.将设计变量和已知参数代入式(5)，计算动力总成的固有频率和振型；根据式(6)和(7)计算动力总成六个方向的能量解耦率；
36、步骤s704.将设计变量和已知参数代入式(3)，其中激励扭矩简化为式(1)的形式；计算动力总成前1秒的纵本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种提高急加速工况下电驱动力总成悬置隔振性能的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的提高急加速工况下电驱动力总成悬置隔振性能的优化方法，其特征在于：步骤S1中，建立整车坐标系Ov-XvYvZv,Xv指向汽车尾部，Zv垂直向上，Yv由右手定则确定；以动力总成质心、车身质心以及第j个簧下质量的质心为原点，方向与整车坐标系平行，分别建立动力总成坐标系Op-XpYpZp、车身坐标系Ob-XbYbZb以及第j个簧下质量坐标系Ou,j-Xu,jYu,jZu,j，j＝1,2,3,4，分别代表左前向、右前向、左后向、右后向。
3.如权利要求1所述的提高急加速工况下电驱动力总成悬置隔振性能的优化方法，其特征在于：步骤S2中，利用磅秤、三线扭摆试验台以及三坐标测量仪测量质量、惯性参数和质心位置；利用三坐标测量仪测量各个悬置以及悬架的位置参数；利用弹性体测试系统测试各个悬置的刚度和阻尼、各个悬架的刚度和阻尼以及各个轮胎的刚度；获取各个悬置安装角。
4.如权利要求1所述的提高急加速工况下电驱动力总成悬置隔振性能的优化方法，其特征在于：步骤S3
5.如权利要求4所述的提高急加速工况下电驱动力总成悬置隔振性能的优化方法，其特征在于：步骤S4中，急加速工况振动计算模型为一个十三自由度的整车模型，该模型包括了动力总成的六个自由度、车身的垂向、俯仰、侧倾三个自由度以及四个簧下质量的垂直向自由度。
6.如权利要求5所述的提高急加速工况下电驱动力总成悬置隔振性能的优化方法，其特征在于：步骤S4中，急加速工况振动计算模型的动力学微分方程为
7.如权利要求6所述的提高急加速工况下电驱动力总成悬置隔振性能的优化方法，其特征在于：步骤S5中，动力总成六自由度模型的动力学微分方程为
8.如权利要求7所述的提高急加速工况下电驱动力总成悬置隔振性能的优化方法，其特征在于：步骤S7中，急加速工况下电驱动力总成悬置隔振性能的优化函数为
9.如权利要求8所述的提高急加速工况下电驱动力总成悬置隔振性能的优化方法，其特征在于：步骤S7中，优化方法的具体步骤为：
10.如权利要求1所述的提高急加速工况下电驱动力总成悬置隔振性能的优化方法，其特征在于：还包括步骤S8，利用编程软件实现该优化过程。
...【技术特征摘要】
1.一种提高急加速工况下电驱动力总成悬置隔振性能的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的提高急加速工况下电驱动力总成悬置隔振性能的优化方法，其特征在于：步骤s1中，建立整车坐标系ov-xvyvzv,xv指向汽车尾部，zv垂直向上，yv由右手定则确定；以动力总成质心、车身质心以及第j个簧下质量的质心为原点，方向与整车坐标系平行，分别建立动力总成坐标系op-xpypzp、车身坐标系ob-xbybzb以及第j个簧下质量坐标系ou,j-xu,jyu,jzu,j，j＝1,2,3,4，分别代表左前向、右前向、左后向、右后向。
3.如权利要求1所述的提高急加速工况下电驱动力总成悬置隔振性能的优化方法，其特征在于：步骤s2中，利用磅秤、三线扭摆试验台以及三坐标测量仪测量质量、惯性参数和质心位置；利用三坐标测量仪测量各个悬置以及悬架的位置参数；利用弹性体测试系统测试各个悬置的刚度和阻尼、各个悬架的刚度和阻尼以及各个轮胎的刚度；获取各个悬置安装角。
4.如权利要求1所述的提高急加速工况下电驱动力总成悬置隔振性能的优化方法，其特征在于：步骤s3中，汽车急加速工况下振动的主要贡献来源是动力总成的冲击扭矩...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖磊，尹立峰，李承亮，林烁，赵炀，王学全，
申请(专利权)人：十堰东森汽车密封件有限公司，
类型：发明
国别省市：
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