汽车行驶性能的主观评价方法(1)-底盘校准方法

news2024/9/30 15:30:08

底盘校准的目的是，从行驶性能和行驶舒适性两个方面进行协调，从而优化行驶动力学特性。为了达到这一目标，工程人员早在设计阶段，就对大多数对行驶动力性有重要意义的部件提出了要求。这些要求不仅与底盘的组件有关，还必须考虑到车身、内饰、传动装置和控制系统所起的决定性影响（图 1.1）。在涉及所有零件的底盘调校过程中，这些研发要求被细化，并且转化为一个重复进行的过程。对此，有三种不同的方法可供采用：

■ 通过道路试验进行行驶性能和行驶舒适性的主观评价；

■ 借助道路试验测得的特征参数[1-7]；

■ 借助计算出的特征参数，对行驶性能和行驶舒适性进行模拟[8-12]。

图 1.1 受行驶动力学要求影响的部件

在汽车的研发流程中，通过三种评价方法的同步使用，工程人员在反复进行的过程中制定出对于批量生产认可所必需的校准方案（图 1.2）。在设计的末期，对仿真模拟所必需的计算机模型和用于道路试验的试验样车进行开发。通常，对于新的车桥系统是借助于仿真手段来获得其最初的粗略评价报告，以便更有针对性地支持研发，以及用预优化过的方案进行试验。仿真计算结果通过客观指标来进行评价。由于在该过程，无法验证模型的正确性，因此必须采用可靠、公认的仿真软件来进行建模。图 1.3 展示了一个基于多体动力学仿真软件的整车模型。

图 1.2 底盘开发的方法

图 1.3 多体模拟（MKS）-计算机仿真模型

在预优化结束后，就进行试验样车或样件的生产，以便进行试验。用于仿真模拟的计算机模型也可能被细化，并通过与试验结果的比较来进一步确保模型的可靠性。试验结果的评估可以通过主观评价或者借助测得的特征参数来完成。

在主观评价中，驾驶员同时承担了驾驶和观察汽车的双重任务。道路试验是底盘校准的传统方法。这一方法效果特别好，因为该过程针对性强，任务分解清晰，而且耗时短又不需要大量的准备工作。此外，这是唯一能够评价行驶过程中复杂状况的方法。不过前提条件是驾驶员接受过足够良好的训练。

借助于试验测量和仿真模拟的方法至今还不能进行可对比的全面评价，却成为了一种越来越重要的主观评价的补充形式。由于仿真模拟技术预测能力的有限性（例如舒适性评价中对中高高频振动的预测）和有限的几种可供选择的评价标准，使得试验测量和仿真模拟技术的应用受到了限制。

采用试验测量和仿真模拟方法的前提条件包括：拥有相当于或优于主观评价方法的精确测量方法、用于仿真模拟的高精度整车模型和一套与主观评价相一致的特征参数。这类特征参数以及作为基础的标准化行驶试验不断得到改进，从而使这些参数更准确地反映出车辆的行驶特性。

试验测量和仿真模拟技术的一个独有的优势在于，它能获取大量在主观评价中驾驶员无法感觉到的系统参数。图1.4 展示了一台可以在行驶试验中连续记录车轮位置的测量设备。借助整车仿真模型，我们就可获得与之相应的信息。这类试验测量或仿真模拟的结果简化了试验结果的分析和优化的过程。

总结底盘校准的方法流程，就是将三个方法——主观评价、试验测量和仿真模拟，互相补充，以有效地实现良好的协调。这一过程包含以下一些步骤：

1. 设计

2. 建立仿真模型

3. 借助仿真计算进行预优化，并与设计共同协作

4. 生产试验样车或样件

5. 在行驶试验中进行整体的主观评价

6. 验证仿真模型的正确性

7. 借助试验测量和仿真模拟，对主观评价中确定的不足进行深入分析

8. 通过设计-模拟或者设计-试验反复进行更细致的改进

9. 在主观评价的基础上进行最终评价和许可认证

图 1.4 测试车辆和车轮位置测量装置

要达到最优化校准结果，需要在新车研发的设计阶段就详细制定对行驶动力学意义重大的设计任务书。一些重要的参数是指一些极限值，例如轴荷分布、质心高度、空气升力系数、最小离地间隙、车身的总体抗弯扭刚度、车桥铰接点的局部刚度、转向柱刚度、根据频率和弹簧行程的弹簧基本布置等等。往往在这一阶段已经会产生矛盾。通常这些行驶动力学极限值的超出部分只能通过提高成本或者研发费用来补偿。图 1.5 展示了产品从开发到生产的过程中，底盘领域的综合开发流程。