[发明专利]一种汽车转向减振器最佳阻尼工作特性的标定方法

权利要求书

1.一种汽车转向减振器最佳阻尼工作特性的标定方法，其特征是：以车速V与行驶加速度a为变量，以车辆设计时的最大转向手力F_max为约束，以转向减振器最小阻尼为控制目标，通过计算获得在车速V以及行驶加速度a的条件下的最佳减振器阻尼。

2.根据权利要求1所述汽车转向减振器最佳阻尼工作特性的标定方法，其特征是按如下过程进行：

步骤a、由式(1)、式(2)和式(3)明确车速V、车辆的行驶加速度a与转向轮摆振响应之间的关系：

I1θ··1+(c1+c2+c4+cr)θ·1+(k1+k2)θ1-(c1+cr)θ·2-k1θ2+I2vRψ·-[L2k5l(γ-f)+k4R2γ]ψ+T1(Rγ+β)=0---(1)]]>

I1θ··2+(c1+c4+cr)θ·2+k1θ2-(c1+cr)θ·1-k1θ1+I2vRψ·-[L2k5l(γ-f)+k4R2γ]ψ+T2(Rγ+β)=0---(2)]]>

I3ψ··+c3ψ·+[k3+L22k5+2k4R2]ψ-I2vRθ·1-I2vRθ·2-T1R-T2R=0---(3)]]>

式(1)、式(2)和式(3)中T1和T2分别由如下式(4)和式(5)表征：

T1=uy(Ghb+mahghl)(1-exp(-kytan(α1)uyFz-E(kytan(α1)uyFz)2-(E2+112)(kytan(α1)uyFz)3))---(4)]]>

T2=uy(Ghb+mahghl)(1-exp(-kytan(α2)uyFz-E(kytan(α2)uyFz)2-(E2+112)(kytan(α2)uyFz)3))---(5)]]>

其中：

θ₁和θ₂分别为左转向轮和右转向轮绕各自主销转动的自由度；

ψ为前桥侧摆自由度；

T₁和T₂分别是左转向轮和右转向轮的动态侧偏力；

α₁和α₂分别是左转向轮和右转向轮的动态侧偏角；

I₁为左前轮和右前轮绕各自主销轴线的转动惯量；

I₂为左前轮和右前轮绕其本身旋转轴线的转动惯量；

I₃为前桥侧偏绕其侧偏轴的转动惯量；

k₁为换算到主销的横拉杆刚度；

k₂为换算到主销的转向机构刚度；

k₃为换算到前桥侧摆中心的悬架当量角刚度；

k₄为前轮轮胎的侧向刚度；

k₅为前轮轮胎的垂直刚度；

c₁为换算到主销的横拉杆阻尼系数；

c₂为换算到主销的转向机构阻尼系数；

c₃为换算到前桥侧摆中心的悬架阻尼系数；

c₄为左前轮和右前轮绕各自主销转动的阻尼系数；

c_r为转向减振器阻尼系数；

γ为前轮主销后倾角；

β为前轮轮胎拖距；

R为前轮轮胎滚动半径；

L为前轮距；

f为前轮轮胎滚动阻力系数；

l为主销延长线与地面交点到车轮纵向对称面的垂直距离；

m为汽车质量；

h_b为汽车质心至后轴中心线的距离；

h_g为汽车质心高度；

h_l为汽车轴距；

E为前轮轮胎侧偏曲率因子；

u_y为前轮轮胎侧向摩擦系数；

k_y为前轮轮胎侧偏刚度；

步骤b、按式(6)计算获得摆振系统当量阻尼比

其中：

x₁和x₂为左转向轮绕其主销转动的自由度θ₁在时域响应下的两个连续峰值，θ₁由步骤a计算求得；

步骤c、按式(7)计算获得由转向减振器阻尼所带来的转向盘手力增量F_add；

Fadd=4crθ·s/iw2ds---(7),]]>其中：

i_w为转向系角传动比，d_s为转向盘直径，θ_s为转向盘角速度；

步骤d、给定一系列转向减振器阻尼系数c_r，通过步骤a到步骤c分别计算出不同转向减振器阻尼系数c_r下的摆振系统当量阻尼比以及转向盘手力增量F_add；

将摆振系统的当量阻尼比与临界阻尼比进行比较，并将转向盘手力增量F_add与车辆设计时的最大转向手力F_max进行比较；同时满足以下条件A和条件B的最小减振器阻尼c_rmin即为车速V以及行驶加速度a的条件下的最佳阻尼：

条件A：当量阻尼比大于临界阻尼比

条件B：转向盘手力增量F_add小于车辆设计时的最大转向手力F_max；

步骤e、改变车速V与行驶加速度a，重复步骤a到步骤d，得到不同车速和不同的加速度条件下的最佳阻尼，由此获得不同工况下的转向减振器最佳阻尼匹配特性。