一种轮心六分力测量方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种轮心六分力测量方法及系统。该方法包括：建立悬架运动学及动力学特性模型；测量悬架运动量；测量相关零部件受力；将悬架运动量和零部件受力作为输入，利用悬架运动学及动力学特性模型逆向求解轮心六分力。该系统包括：悬架建模模块；悬架运动量测量模块；受力测量模块；计算模块。采用本轮心六分力测量方法及系统，测量的物理量使用相对便宜的传感器就能测得，不需要使用六分力传感器和专用的安装夹具，降低了测试成本。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种轮心六分力测量方法及系统。该方法包括：建立悬架运动学及动力学特性模型；测量悬架运动量；测量相关零部件受力；将悬架运动量和零部件受力作为输入，利用悬架运动学及动力学特性模型逆向求解轮心六分力。该系统包括：悬架建模模块；悬架运动量测量模块；受力测量模块；计算模块。采用本轮心六分力测量方法及系统，测量的物理量使用相对便宜的传感器就能测得，不需要使用六分力传感器和专用的安装夹具，降低了测试成本。【专利说明】—种轮心六分力测量方法及系统
本专利技术涉及悬架零部件测量
，具体涉及轮心六分力的测量方法及系统。
技术介绍
对悬架零部件的强度和寿命进行校核是新车型开发的重要环节，为了确定悬架零部件所受载荷的边界条件，一般首先要获得轮心六分力再由悬架多体系统动力学模型计算得到各个连接点处的载荷。由此可见，精确获取轮心六分力，是悬架零部件载荷计算的重要条件。目前汽车开发过程的测量方法是将专用的轮心六分力传感器直接安装在样车轮毂上，在试车场进行路试工况测得轮心六分力。此方法对于不同的车型常常需要加工专用的安装夹具。而且轮心六分力传感器单价十分昂贵，一般情况下，至少要同时安装左右两个轮心六分力传感器才能满足试验要求，为了保证试验结果的可信度，有时甚至需要前后左右四个车轮都安装，而且轮心六分力传感器本身十分娇贵，使用过程中稍不注意极易出现永久变形导致传感器元件损坏而报废，这些都对汽车生产厂家的研发投入要求极高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种轮心六分力测量方法及系统，不需要使用昂贵的六分力传感器，从而降低测试成本，且不需要安装夹具。本专利技术提供一种轮心六分力测量方法，所述方法包括:建立悬架运动学及动力学特性模型；测量悬架运动量，所述悬架运动量包括轮心三向加速度、减振器拉压位移、方向盘转角信号；测量相关零部件受力，所述相关零部件受力包括悬架减震器上端受力、转向横拉杆外球头受力和摆臂外球头受力；将所述悬架运动量和零部件受力作为输入，利用所述悬架运动学及动力学特性模型逆向求解获得轮心六分力。优选地，所述悬架运动学及动力学特性模型利用可识别参数建模方法建立。优选地，所述轮心六分力测量方法还包括:建立悬架运动学及动力学特性模型后，利用样车实验数据对所述悬架运动学及动力学特性模型进行验证，确定建立的悬架运动学及动力学特性模型与实际车辆模型是否存在误差；如果存在误差，则通过修改所述悬架运动学及动力学特性模型的设计参数对所述悬架运动学及动力学特性模型进行修正。优选地，所述轮心六分力测量方法还包括:获得轮心六分力后，利用轮心六分力数据计算轮心三向加速度、悬架减震器上端受力、转向横拉杆外球头受力和摆臂外球头受力，与实际测得的轮心三向加速度、悬架减震器上端受力、转向横拉杆外球头受力和摆臂外球头受力进行比较，验证轮心六分力结果是否正确。优选地，所述测量相关零部件受力包括:在所述零部件上粘贴应变片；对所述零部件施加作用力，测量得到表征应变片应变；根据所述应变片应变及所述作用力，计算得到零部件应力之间关系的标定系数；根据应变片应变和标定系数计算零部件受力。本专利技术提供一种轮心六分力测量系统，所述系统包括:悬架建模模块，用于建立悬架运动学及动力学特性模型；悬架运动量测量模块，用于测量悬架运动量，所述悬架运动量包括轮心三向加速度、减振器拉压位移、方向盘转角信号；受力测量模块，用于测量相关零部件受力，所述相关零部件受力包括悬架减震器上端受力、转向横拉杆外球头受力和摆臂外球头受力；计算模块，用于将所述悬架运动量和零部件受力作为输入，利用所述悬架运动学及动力学特性模型逆向求解获得轮心六分力。优选地，所述悬架建模模块，具体用于利用可识别参数建模方法建立悬架运动学及动力学特性模型的功能。优选地，所述轮心六分力测量系统还包括:模型特性验证模块，用于利用样车实验数据对所述悬架运动学及动力学特性模型进行验证，确定建立的悬架运动学及动力学特性模型与实际车辆模型是否存在误差；修正模块，用于在建立的悬架运动学及动力学特性模型与实际车辆模型是否存在误差时，通过修改所述悬架运动学及动力学特性模型的设计参数对所述悬架运动学及动力学特性模型进行修正。优选地，所述轮心六分力测量系统还包括:传感器测量值验证模块，用于将逆向求解得到的轮心六分力数据计算轮心三向加速度、悬架减震器上端受力、转向横拉杆外球头受力、摆臂外球头受力与传感器实际测量得到的轮心三向加速度、悬架减震器上端受力、转向横拉杆外球头受力、摆臂外球头受力进行对比，验证计算结果的正确性。优选地，所述受力测量模块包括:施力单元，用于对粘贴了应变片的所述零部件施加作用力；测量单元，用于测量所述零部件在施加作用力情况下的应变；第一计算单元，用于根据所述应变片应变及所述作用力，计算得到零部件应力之间关系的标定系数；第二计算单元，用于根据应变片应变和标定系数计算零部件受力。本专利技术的有益效果在于:本专利技术实施例的轮心六分力测量方法，采用建模方式，对一些容易获取的物理量进行测量，然后逆向求解获得轮心六分力，不使用六分力传感器，也不需要使用专用的安装夹具，所需测量的物理量是加速度、位移、应变，这些物理量容易获取，而且使用相对便宜的传感器就能测得，因此大大降低了轮心六分力的测量成本。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术实施例轮心六分力测量方法的流程图。图2是本专利技术实施例加入验证环节的轮心六分力测量方法的流程图。图3是本专利技术实施例轮心六分力测量系统的一种结构示意图。图4是本专利技术实施例加入验证模块和修正模块的轮心六分力测量系统的另一种结构示意图。图5是本专利技术实施例轮心六分力测量系统的受力测量模块的一种结构图。【具体实施方式】如图1所示，是本专利技术实施例轮心六分力测量方法的流程图，包括以下步骤:步骤SlOl，建立悬架运动学及动力学特性模型；该建模过程可以在ADAMS (Automatic Dynamic Analysis of MechanicalSystems，机械系统动力学自动分析软件)中完成，悬架运动学及动力学特性模型由麦弗逊式独立悬架和齿轮齿条转向系组合而成。其中麦弗逊式独立悬架包括下摆臂、转向节、转向横拉杆、副车架、弹簧、减振器、压缩缓冲块、拉伸限位块、衬套，在ADAMS软件中，下摆臂通过前后两个衬套与副车架连接，下摆臂后端通过球铰运动副约束与转向节连接，转向横拉杆内点通过等速万向节运动副约束与转向齿条连接，转向横拉杆外点通过球铰跟转向节连接，减振器上端滑柱通过衬套与车身连接，减振器下端管柱通过固定运动副约束与转向节连接，减振器上下端之间作用有弹簧弹性力、减振器阻尼力、压缩缓冲块弹性力、拉伸限位块弹性力等力元，副车架通过四个衬套与车身连接。齿轮齿条转向系包括方向盘、转向管柱、转向传动轴、齿轮齿条转向机，建模所需连接关键点坐标、转向传动比、零部件质心坐标、质量、转动惯量参数以及弹簧、减振器、压缩缓冲块、拉伸限位块、衬套的弹性元件纵向刚度和阻尼特性由厂家提供。步骤S102,测量悬架运动量；所述悬架运动量可以包括轮心三向加速度、减振器拉压位移、方向盘转角信号。具体地，可以在轮心、减震器、方向盘上分别安装加速度传感器、拉线式位移传感器和方向盘转角传感器，获得传感器测得的轮心三向加速度、减振器拉压位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轮心六分力测量方法，其特征在于，包括：建立悬架运动学及动力学特性模型；测量悬架运动量，所述悬架运动量包括轮心三向加速度、减振器拉压位移、方向盘转角信号；测量相关零部件受力，所述相关零部件受力包括悬架减震器上端受力、转向横拉杆外球头受力和摆臂外球头受力；将所述悬架运动量和零部件受力作为输入，利用所述悬架运动学及动力学特性模型逆向求解获得轮心六分力。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周勇，
申请(专利权)人：安徽江淮汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34