一种悬架前视几何运动分析的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种悬架前视几何运动分析的方法和装置。方法包括：在局部坐标系中建立双横臂独立悬挂第一侧的模型，输入为主动臂的旋转角度，输出为各点位置及轮跳；将局部坐标系中各点位置转换到大地坐标系下，得到双横臂独立悬挂的模型；接收输入的轮跳，计算主动臂的旋转角度和双横臂独立悬挂第一侧的各点位置；计算双横臂独立悬挂模型的前视几何性能参数。该方法中将双横臂悬架从三维立体空间简化到二维平面进行分析，该简化符合一般前视几何性能参数的计算精度需求，可用于此类型悬架早期的设计与参数优化。通过对汽车双横臂独立悬架的简化，能够实时计算调节轮跳时的悬架前视几何性能参数，提高了初步开发阶段悬架几何布置的效率和质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽车制造
，尤其涉及一种悬架前视几何运动分析的方法和装置。
技术介绍
在车型产品的初期开发过程中，悬架的几何运动分析是悬架系统设计的重要理论依据。该分析建立并求解悬架的运动学模型，确定悬架机构的几何学参数及其变化规律，这也是进行悬架几何布置并分析悬架系统参数对汽车性能影响的基础。由于汽车悬架结构的复杂性，一般采用多体动力学等数学方法来对其进行分析。在悬架几何运动学的分析中，可以将其分解到两个维度，分别是前视几何和侧视几何。其中前视几何关系着与侧向加速度有关的力和运动。在悬架前视几何中，关心的性能参数包括主销内倾角、车轮外倾角、前视虚臂(FSVA)长、前视虚臂夹角、摩擦圆半径、侧倾中心高度等，这些参数决定了悬架的侧向运动特性、转向特性及轮胎的摩损特性等。现有技术中，悬架几何运动学的分析过程较为复杂，不适于工程实际应用。
技术实现思路
为了克服现有技术中悬架几何运动学的分析过程较为复杂、不适于工程实际应用的技术问题，本专利技术提供了一种悬架前视几何运动分析的方法和装置。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供了一种悬架前视几何运动分析方法，包括：在局部坐标系中建立双横臂独立悬挂第一侧的模型，双横臂独立悬挂第一侧的模型的输入为主动臂的旋转角度，输出为双横臂独立悬挂第一侧的各点位置及轮跳；将所述局部坐标系中双横臂独立悬挂第一侧的模型的各点位置转换到大地坐标系下，得到双横臂独立悬挂的模型；接收输入的轮跳，计算主动臂的旋转角度和双横臂独立悬挂第一侧的各点位置；计算所述双横臂独立悬挂模型的前视几何性能参数。进一步来说，所述的悬架前视几何运动分析方法中，所述在局部坐标系中建立双横臂独立悬挂第一侧的模型步骤包括：在车辆的横断平面内建立局部坐标系，所述局部坐标系的原点为主动臂的模型与车身的模型的铰接点，其中主动臂包括上摆臂和下摆臂；双横臂独立悬挂第一侧的模型还包括主销的模型。进一步来说，所述的悬架前视几何运动分析方法中，双横臂独立悬挂第一侧的各点包括：所述上摆臂的模型与车身的模型的铰接点；所述下摆臂的模型与车身的模型的铰接点；所述主销的模型与所述上摆臂的模型的铰接点；所述主销的模型与所述下摆臂的模型的铰接点。进一步来说，所述的悬架前视几何运动分析方法中，所述前视几何性能参数包括：主销内倾角、车轮外倾角、前视虚臂长、前视虚臂夹角、摩擦圆半径或侧倾中心高度。进一步来说，所述的悬架前视几何运动分析方法中，所述将所述局部坐标系中双横臂独立悬挂第一侧的模型的各点位置转换到大地坐标系下，得到双横臂独立悬挂的模型步骤包括：所述局部坐标系中双横臂独立悬挂第一侧的模型的各点位置通过第一旋转矩阵转换到车辆坐标系中；所述车辆坐标系中双横臂独立悬挂第一侧的模型的各点位置通过第二旋转矩阵转换到大地坐标系中。本专利技术还提供了一种悬架前视几何运动分析装置，包括：局部坐标系建立模块，用于在局部坐标系中建立双横臂独立悬挂第一侧的模型，双横臂独立悬挂第一侧的模型的输入为主动臂的旋转角度，输出为双横臂独立悬挂第一侧的各点位置及轮跳；坐标转换模块，用于将所述局部坐标系中双横臂独立悬挂第一侧的模型的各点位置转换到大地坐标系下，得到双横臂独立悬挂的模型；轮跳输入模块，用于接收输入的轮跳，计算主动臂的旋转角度和双横臂独立悬挂第一侧的各点位置；计算模块，用于计算所述双横臂独立悬挂模型的前视几何性能参数。进一步来说，所述的悬架前视几何运动分析装置中，所述局部坐标系建立模块具体用于：在车辆的横断平面内建立局部坐标系，所述局部坐标系的原点为主动臂的模型与车身的模型的铰接点，其中主动臂包括上摆臂和下摆臂；双横臂独立悬挂第一侧的模型还包括主销的模型。进一步来说，所述的悬架前视几何运动分析装置中，双横臂独立悬挂第一侧的各点包括：所述上摆臂的模型与车身的模型的铰接点；所述下摆臂的模型与车身的模型的铰接点；所述主销的模型与所述上摆臂的模型的铰接点；所述主销的模型与所述下摆臂的模型的铰接点。进一步来说，所述的悬架前视几何运动分析装置中，所述前视几何性能参数包括：主销内倾角、车轮外倾角、前视虚臂长、前视虚臂夹角、摩擦圆半径或侧倾中心高度。进一步来说，所述的悬架前视几何运动分析装置中，所述坐标转换模块具体用于：所述局部坐标系中双横臂独立悬挂第一侧的模型的各点位置通过第一旋转矩阵转换到车辆坐标系中；所述车辆坐标系中双横臂独立悬挂第一侧的模型的各点位置通过第二旋转矩阵转换到大地坐标系中。本专利技术的有益效果是：本专利技术的悬架前视几何运动分析的方法中，将双横臂悬架从三维立体空间简化到二维平面进行分析，该简化符合一般前视几何性能参数的计算精度需求，可用于此类型悬架早期的设计与参数优化。通过对汽车双横臂独立悬架的简化，能够实时计算调节轮跳时的悬架前视几何性能参数，提高了初步开发阶段悬架几何布置的效率和质量。附图说明图1表示本专利技术实施例中悬架前视几何运动分析方法的流程原理示意图；图2表示本专利技术实施例中悬架前视几何运动分析方法在局部坐标系中建立双横臂独立悬挂第一侧的模型示意图之一；图3表示本专利技术实施例中悬架前视几何运动分析方法在局部坐标系中建立双横臂独立悬挂第一侧的模型示意图之二；图4表示本专利技术实施例中悬架前视几何运动分析方法在局部坐标系中利用输入的旋转角度计算运动结果的示意图之一；图5表示本专利技术实施例中悬架前视几何运动分析方法在局部坐标系中利用输入的旋转角度计算运动结果的示意图之二；图6表示本专利技术实施例中悬架前视几何运动分析方法中双横臂独立悬挂的大地坐标系的示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本专利技术进行详细描述。参照图1和图6所示，本专利技术提供了一种悬架前视几何运动分析方法，包括：步骤100，在局部坐标系中建立双横臂独立悬挂第一侧的模型，双横臂独立悬挂第一侧的模型的输入为主动臂的旋转角度，输出为双横臂独立悬挂第一侧的各点位置及轮跳。双横臂独立悬挂为左右两侧对称结构，通过模拟其中一侧在局部坐标系中的模型，可以得到主动臂的旋转角度与主动臂的旋转角度的对应关系。步骤200，将所述局部坐标系中双横臂独立悬挂第一侧的模型的各点位置转换到大地坐标系下，得到双横臂独立悬挂的模型。步骤300，接收输入的轮跳，计算主动臂的旋转角度和双横臂独立悬挂第一侧的各点位置。步骤400，计算所述双横臂独立悬挂模型的前视几何性能参数。具体来说，本专利技术的悬架前视几何运动分析方法中，步骤100中，双横臂独立悬挂为左右两侧对称结构，通过模拟其中一侧在局部坐标系中的模型，可以得到主动臂的旋转角度与主动臂的旋转角度的对应关系。步骤200中，将双横臂独立悬挂第一侧的模型的各点位置由局部坐标系中转变为大地坐标系中。在大地坐标系中模拟出双横臂独立悬挂的模型。步骤300中，将轮跳作为双横臂独立悬挂的模型的输入，可以获得主动臂的旋转角度和双横臂独立悬挂第一侧的各点位置。步骤400中，通过已知的各点位置和主动臂的旋转角度，可以得到各个双横臂独立悬挂模型的前视几何性能参数。此分析方法中，将双横臂悬架从三维立体空间简化到二维平面进行分析，该简化符合一般前视几何性能参数的计算精度需求，可用于此类型悬架早期的设计与参数优化。通过对汽车双横臂独立悬架的简化，能够实时计算调节轮跳时的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种悬架前视几何运动分析方法，其特征在于，包括：在局部坐标系中建立双横臂独立悬挂第一侧的模型，双横臂独立悬挂第一侧的模型的输入为主动臂的旋转角度，输出为双横臂独立悬挂第一侧的各点位置及轮跳；将所述局部坐标系中双横臂独立悬挂第一侧的模型的各点位置转换到大地坐标系下，得到双横臂独立悬挂的模型；接收输入的轮跳，计算主动臂的旋转角度和双横臂独立悬挂第一侧的各点位置；计算所述双横臂独立悬挂模型的前视几何性能参数。

【技术特征摘要】
1.一种悬架前视几何运动分析方法，其特征在于，包括：在局部坐标系中建立双横臂独立悬挂第一侧的模型，双横臂独立悬挂第一侧的模型的输入为主动臂的旋转角度，输出为双横臂独立悬挂第一侧的各点位置及轮跳；将所述局部坐标系中双横臂独立悬挂第一侧的模型的各点位置转换到大地坐标系下，得到双横臂独立悬挂的模型；接收输入的轮跳，计算主动臂的旋转角度和双横臂独立悬挂第一侧的各点位置；计算所述双横臂独立悬挂模型的前视几何性能参数。2.根据权利要求1所述的悬架前视几何运动分析方法，其特征在于，所述在局部坐标系中建立双横臂独立悬挂第一侧的模型步骤包括：在车辆的横断平面内建立局部坐标系，所述局部坐标系的原点为主动臂的模型与车身的模型的铰接点，其中主动臂包括上摆臂和下摆臂；双横臂独立悬挂第一侧的模型还包括主销的模型。3.根据权利要求2所述的悬架前视几何运动分析方法，其特征在于，双横臂独立悬挂第一侧的各点包括：所述上摆臂的模型与车身的模型的铰接点；所述下摆臂的模型与车身的模型的铰接点；所述主销的模型与所述上摆臂的模型的铰接点；所述主销的模型与所述下摆臂的模型的铰接点。4.根据权利要求1所述的悬架前视几何运动分析方法，其特征在于，所述前视几何性能参数包括：主销内倾角、车轮外倾角、前视虚臂长、前视虚臂夹角、摩擦圆半径或侧倾中心高度。5.根据权利要求1所述的悬架前视几何运动分析方法，其特征在于，所述将所述局部坐标系中双横臂独立悬挂第一侧的模型的各点位置转换到大地坐标系下，得到双横臂独立悬挂的模型步骤包括：所述局部坐标系中双横臂独立悬挂第一侧的模型的各点位置通过第一旋转矩阵转换到车辆坐标系中；所述车辆坐标系中双横臂独立悬挂第一侧的模型的各点位置通过第二旋转矩阵转...

【专利技术属性】
技术研发人员：江燕华，刘涛，张忠辉，骆振兴，
申请(专利权)人：北京汽车研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11