车辆轮胎包络设计方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种车辆轮胎包络设计方法，所述方法通过实时跟踪在样车的车轮上选取的至少三个参考点在样车以预设的行驶工况运动过程中的运动轨迹，并根据所述至少三个参考点在样车以预设的行驶工况运动过程中的运动轨迹，确定轮心的运动轨迹，并根据轮心的运动轨迹，确定轮心的五自由度参数，再将所述轮心的五自由度参数输入到预先搭建的五自由度参数化点线模型中，并运行所述五自由度参数化点线模型，获得轮胎包络结果，其通过对实车的运动状态进行分析，实现轮胎包络的逆向测绘，能显著提高轮胎包络的精度，并大大减小轮胎包络的尺寸，提高了空间利用率。相应地，本发明专利技术实施例还提供一种车辆轮胎包络设计装置。还提供一种车辆轮胎包络设计装置。还提供一种车辆轮胎包络设计装置。

【技术实现步骤摘要】
车辆轮胎包络设计方法及装置


[0001]本专利技术涉及车辆设计
，尤其涉及一种车辆轮胎包络设计方法及装置。

技术介绍

[0002]轮胎运动包络是考虑整车在各种行驶工况下，车轮随悬架跳动及转向运动时，轮胎所占据的空间位置。轮胎运动包络分析主要是为了获得轮胎包络面。轮胎包络面决定了轮罩和翼子板形状，并可检查车轮与周边子系统的运动干涉情况，同时影响子系统的设计更改，如横向稳定杆、车架等；在设计初期，轮胎运动包络也影响整车架构开发的轮距、整车最小转弯直径等参数。故在整车项目前期开发阶段，准确分析轮胎运动包络具有一定的作用和意义。
[0003]现有普遍的轮胎包络设计方法是将悬架各个零部件装配起来，并添加各种运动副，使模型能够运行，并按照预先设定的轮心和转向行程roof图进行轮胎的运动分析，模拟实车轮胎的运动，然后根据模型中轮胎扫过的空间生成轮胎包络，最后按该轮胎包络进行整车的设计开发。
[0004]然而，申请人在实施上述过程中发现，基于悬架系统建模得到的轮胎包络方法，其在建模中需要设计数十个零部件和运动副，建模过程复杂，效率比较低。此外，采用上述轮胎包络设计方法得到的轮胎包络与实际轮胎的运动差异较大，精度不高，为了避免轮胎包络与周边件干涉，必须放大轮胎包络，同时预留更大的安全间隙，造成空间的极大浪费，压缩了乘员舱的空间，同时也限制了底盘、车身和内外饰件的设计空间，不利于整车性能的提升。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供了一种车辆轮胎包络设计方法及装置，其能有效解决现有技术的轮胎包络设计方法生成的轮胎包络与实际轮胎的运动差异较大，精度不高的问题。
[0006]本专利技术实施例提供的车辆轮胎包络设计方法，包括：
[0007]实时跟踪在样车的车轮上选取的至少三个参考点在样车以预设的行驶工况运动过程中的运动轨迹；
[0008]根据所述至少三个参考点在样车以预设的行驶工况运动过程中的运动轨迹，确定轮心的运动轨迹；
[0009]根据所述轮心的运动轨迹，得到轮心的五自由度参数；
[0010]将所述轮心的五自由度参数输入到预先搭建的五自由度参数化点线模型中，并运行所述五自由度参数化点线模型，获得轮胎包络结果。
[0011]优选的，所述实时跟踪在样车的车轮上选取的至少三个参考点在样车以预设的行驶工况运动过程中的运动轨迹，具体包括：
[0012]基于运动前的样车建立第一坐标系，并获取在样车运动前至少三个参考点在所述第一坐标系的三维坐标；
[0013]基于以预设的行驶工况运动的样车建立随着样车运动实时变化的第二坐标系，并获取所述至少三个参考点在各个运动时刻的所述第二坐标系中的三维坐标。
[0014]优选的，所述根据所述至少三个参考点在样车以预设的行驶工况运动过程中的运动轨迹，确定轮心的运动轨迹，具体包括：
[0015]获取与轮心距离为预设值的轮心参考位置在所述第一坐标系中的三维坐标；其中，所述轮心参考位置位于车轮的旋转轴线上；
[0016]根据所述轮心参考位置在所述第一坐标系中的三维坐标，确定轮心在所述第一坐标系中的三维坐标；
[0017]根据所述轮心参考位置在所述第一坐标系中的三维坐标、所述在样车运动前至少三个参考点在所述第一坐标系的三维坐标以及所述至少三个参考点在各个运动时刻的所述第二坐标系中的三维坐标，确定所述轮心参考位置在各个运动时刻的所述第二坐标系中的三维坐标；
[0018]根据所述轮心参考位置在各个运动时刻的所述第二坐标系中的三维坐标，确定轮心在各个运动时刻的所述第二坐标系中的三维坐标。
[0019]优选的，所述根据所述轮心参考位置在所述第一坐标系中的三维坐标、所述在样车运动前至少三个参考点在所述第一坐标系的三维坐标以及所述至少三个参考点在各个运动时刻的所述第二坐标系中的三维坐标，确定所述轮心参考位置在各个运动时刻的所述第二坐标系中的三维坐标，具体包括：
[0020]对于每一运动时刻，均进行以下轮心参考位置确定操作：
[0021]根据所述在样车运动前至少三个参考点在所述第一坐标系的三维坐标以及所述至少三个参考点在当前运动时刻的第二坐标系中的三维坐标，确定至少三个参考点在当前运动时刻的X、Y、Z轴上的平移向量；
[0022]根据所述至少三个参考点在当前运动时刻的X、Y、Z轴上的平移向量，确定与当前轮心参考位置对应的平移向量；
[0023]根据所述在样车运动前至少三个参考点在所述第一坐标系的三维坐标以及所述至少三个参考点在当前运动时刻的所述第二坐标系中的三维坐标，确定与当前轮心参考位置对应的反对称矩阵；
[0024]根据所述与当前轮心参考位置对应的反对称矩阵，构造与当前轮心参考位置对应的旋转矩阵；
[0025]根据所述与当前轮心参考位置对应的平移向量、所述与当前轮心参考位置对应的旋转矩阵以及所述轮心参考位置在所述第一坐标系中的三维坐标，确定所述轮心参考位置在当前运动时刻的所述第二坐标系中的三维坐标。
[0026]优选的，所述根据所述在样车运动前至少三个参考点在所述第一坐标系的三维坐标以及所述至少三个参考点在当前运动时刻的所述第二坐标系中的三维坐标，确定与当前轮心参考位置对应的反对称矩阵，具体包括：
[0027]从所述至少三个参考点中选取三个参考点作为运算参考点；
[0028]通过以下公式确定与当前轮心参考位置对应的反对称矩阵：
[0029][0030][0031]其中，S为与当前轮心参考位置对应的反对称矩阵，X
Aij
为运算参考点i和运算参考点j在第一坐标系中的X轴上的坐标差值，Y
Aij
为运算参考点i和运算参考点j在第一坐标系中的Y轴上的坐标差值，Z
Aij
为运算参考点i和运算参考点j在第一坐标系中的Z轴上的坐标差值；X
Bij
为运算参考点i和运算参考点j在当前运动时刻的所述第二坐标系中的X轴上的坐标差值，Y
Bij
为运算参考点i和运算参考点j在当前运动时刻的所述第二坐标系中的Y轴上的坐标差值，Z
Bij
为运算参考点i和运算参考点j在当前运动时刻的所述第二坐标系中的Z轴上的坐标差值；
[0032]所述根据所述与当前轮心参考位置对应的反对称矩阵，构造与当前轮心参考位置对应的旋转矩阵，具体包括：
[0033]通过以下公式构造与当前轮心参考位置对应的旋转矩阵：
[0034][0035]其中，R为与当前轮心参考位置对应的旋转矩阵，I为单位矩阵。
[0036]优选的，所述根据所述与当前轮心参考位置对应的平移向量、所述与当前轮心参考位置对应的旋转矩阵以及所述轮心参考位置在所述第一坐标系中的三维坐标，确定所述轮心参考位置在当前运动时刻的所述第二坐标系中的三维坐标，具体包括：
[0037]通过以下公式计算所述轮心参考位置在当前运动时刻的所述第二坐标系中的三维坐标：
[0038][0039]其中，为所述轮心本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车辆轮胎包络设计方法，其特征在于，包括：实时跟踪在样车的车轮上选取的至少三个参考点在样车以预设的行驶工况运动过程中的运动轨迹；根据所述至少三个参考点在样车以预设的行驶工况运动过程中的运动轨迹，确定轮心的运动轨迹；根据所述轮心的运动轨迹，得到轮心的五自由度参数；将所述轮心的五自由度参数输入到预先搭建的五自由度参数化点线模型中，并运行所述五自由度参数化点线模型，获得轮胎包络结果。2.如权利要求1所述的车辆轮胎包络设计方法，其特征在于，所述实时跟踪在样车的车轮上选取的至少三个参考点在样车以预设的行驶工况运动过程中的运动轨迹，具体包括：基于运动前的样车建立第一坐标系，并获取在样车运动前至少三个参考点在所述第一坐标系的三维坐标；基于以预设的行驶工况运动的样车建立随着样车运动实时变化的第二坐标系，并获取所述至少三个参考点在各个运动时刻的所述第二坐标系中的三维坐标。3.如权利要求2所述的车辆轮胎包络设计方法，其特征在于，所述根据所述至少三个参考点在样车以预设的行驶工况运动过程中的运动轨迹，确定轮心的运动轨迹，具体包括：获取与轮心距离为预设值的轮心参考位置在所述第一坐标系中的三维坐标；其中，所述轮心参考位置位于车轮的旋转轴线上；根据所述轮心参考位置在所述第一坐标系中的三维坐标，确定轮心在所述第一坐标系中的三维坐标；根据所述轮心参考位置在所述第一坐标系中的三维坐标、所述在样车运动前至少三个参考点在所述第一坐标系的三维坐标以及所述至少三个参考点在各个运动时刻的所述第二坐标系中的三维坐标，确定所述轮心参考位置在各个运动时刻的所述第二坐标系中的三维坐标；根据所述轮心参考位置在各个运动时刻的所述第二坐标系中的三维坐标，确定轮心在各个运动时刻的所述第二坐标系中的三维坐标。4.如权利要求3所述的车辆轮胎包络设计方法，其特征在于，所述根据所述轮心参考位置在所述第一坐标系中的三维坐标、所述在样车运动前至少三个参考点在所述第一坐标系的三维坐标以及所述至少三个参考点在各个运动时刻的所述第二坐标系中的三维坐标，确定所述轮心参考位置在各个运动时刻的所述第二坐标系中的三维坐标，具体包括：对于每一运动时刻，均进行以下轮心参考位置确定操作：根据所述在样车运动前至少三个参考点在所述第一坐标系的三维坐标以及所述至少三个参考点在当前运动时刻的第二坐标系中的三维坐标，确定至少三个参考点在当前运动时刻的X、Y、Z轴上的平移向量；根据所述至少三个参考点在当前运动时刻的X、Y、Z轴上的平移向量，确定与当前轮心参考位置对应的平移向量；根据所述在样车运动前至少三个参考点在所述第一坐标系的三维坐标以及所述至少三个参考点在当前运动时刻的所述第二坐标系中的三维坐标，确定与当前轮心参考位置对应的反对称矩阵；
根据所述与当前轮心参考位置对应的反对称矩阵，构造与当前轮心参考位置对应的旋转矩阵；根据所述与当前轮心参考位置对应的平移向量、所述与当前轮心参考位置对应的旋转矩阵以及所述轮心参考位置在所述第一坐标系中的三维坐标，确定所述轮心参考位置在当前运动时刻的所述第二坐标系中的三维坐标。5.如权利要求4所述的车辆轮胎包络设计方法，其特征在于，所述根据所述在样车运动前至少三个参考点在所述第一坐标系的三维坐标以及所述至少三个参考点在当前运动时刻的所述第二坐标系中的三维坐标，确定与当前轮心参考位置对应的反对称矩阵，具体包括：从所述至少三个参考点中选取三个参考点作为运算参考点；通过以下公式确定与当前轮心参考位置对应的反对称矩阵：通过以下公式确定与当前轮心参考位置对应的反对称矩阵：其中，S为与当前轮心参考位置对应的反对称矩阵，X
Aij
为运算参考点i和运...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆革威，黄远洋，涂大鹏，杨勇，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：