基于可变阻尼减振器的汽车结构耐久性道路模拟测试方法技术

本发明专利技术提供了一种基于可变阻尼减振器的汽车结构耐久性道路模拟测试方法，包括以下步骤：可变阻尼减振器特性解析、载荷谱方案制定及实施、载荷谱分析及处理、测试车辆及台架准备、多系统调试、获取台架测试系统频响函数、台架驱动文件开发、迭代结果判定、和结构耐久性测试。本发明专利技术有益效果：基于可变阻尼减振器的汽车结构耐久性道路模拟测试方法，保证了可变阻尼减振器在载荷谱采集时与在台架测试时的特性是一致的，实现了测试的全面性。实现了测试的全面性。实现了测试的全面性。

【技术实现步骤摘要】
基于可变阻尼减振器的汽车结构耐久性道路模拟测试方法


[0001]本专利技术属于汽车测试
，尤其是涉及一种基于可变阻尼减振器的汽车结构耐久性道路模拟测试方法。

技术介绍

[0002]汽车结构耐久性是评价汽车质量好坏的重要性能之一，日益受到汽车厂商和消费者的关注。在整车开发流程中，汽车结构耐久性测试必不可少。从测试方法来看，大体可分为试验场测试，道路模拟测试（台架测试）以及仿真测试。其中，道路模拟测试凭借着测试精度高且测试周期短的优势，成为汽车开发阶段最为有效的测试手段。
[0003]随着人们对汽车舒适性和操纵稳定性的追求，可变阻尼的减振器电控系统应运而生。电控系统整体调节思路是：通过车辆内置的加速度等传感器判断车辆的运动状态，中央控制单元针对当前运行状态和设计好的控制策略做出判断，以电流形式驱动减振器，从而实现了阻尼调节。目前该类主流的减振器有两种：第一种是在减振器中安装了一个电磁线圈，减振器油也变成了带有磁性的液体。当电磁线圈电流变化时，磁场力发生改变，流经电磁线圈的磁性液体受到的阻力也会发生改变，通过这样方式改变阻尼值的大小。另外一种是在传统减振器基础上增加额外的电磁阀，通过控制电磁阀内部减振油的流道大小，就能够实现减振器阻尼值的变化。
[0004]由被动减振器到可变阻尼减振器的转变，汽车性能得到了大大地提升，但同时对搭载可变阻尼减振器汽车的结构耐久性道路模拟测试方法提出了新的考验。基于传统被动减振器的汽车结构耐久性道路模拟测试中，被动减振器的特性是一定的，测试方法重点放在如何让车辆受力状态和运动姿态收敛上。引入可变阻尼减振器后，车辆的受力状态和运动姿态和可变阻尼减振器的特性强相关，而可变阻尼减振器的特性又高度依赖于汽车的运动姿态，包括高度传感器、车身加速度、车速以及转动轴扭矩等信息，因此若保证将车辆受力状态和运动姿态收敛，需要同时使可变阻尼减振器的特性复现。在台架迭代中，车辆的高度以及各向加速度是在变化的；汽车在台架上是不启动的，因此没有车速和转动扭矩等信息；测试车辆上无中央控制单元或由于安全、稳定性等原因测试车辆无法上电启动中央控制单元。基于以上三点原因，汽车在台架迭代过程中无法获得与受力状态和运动姿态相匹配的减振器特性。此外，由于引入可变阻尼减振器，测试车辆、台架、传感器等构成的系统的非线性更强，导致系统的频响函数会发生较大变化，进一步加剧了迭代的难度。
[0005]目前行业里针对搭载可变阻尼减振器的汽车结构耐久性道路模拟测试，大致有两种方法。第一种：用恒定电流驱动减振器，比如直接断开减振器控制回路，相当于驱动电流为0，此时的可变阻尼减振器其实即为被动减振器，此种情况下，台架验证的范围远远小于用户使用范围，车辆的高性能无法获得充分验证，测试结果与实际期望结果大相径庭。第二种：基于硬件在环开展测试。物理车辆系统与dSpace车辆仿真系统交互，将车辆运动信号发送给整车控制器，整车控制器根据编制的控制策略，向减振器输出电流，从而实现阻尼可调。此种测试方法中，需要在dSpace中建立车辆模型，而车辆模型需要有与测试车辆一致的
包括K特性在内的一系列参数，精度很难保证，从而导致测试精度很难保证；另一方面，目前国内车辆中配置的整车控制器大部分是国外开发，控制策略等核心技术很难获得，在搭建硬件在环的过程中，接口定义，输入输出关系等很难准确的把握，导致测试方法具有很大不确定性；此外，更为重要的是此种测试方法成本投入巨大，投入时间成本高，工程应用不切实际。巨大的成本投入以及不确定的试验结果导致该种测试方法目前主要停留在理论当中或者浅显的尝试当中。
[0006]基于以上原因，在工程应用中，一种更优的应对搭载可变阻尼减振器的汽车结构耐久性道路模拟测试方法亟待提出。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种基于可变阻尼减振器的汽车结构耐久性道路模拟测试方法，以至少解决
技术介绍
中的至少一个问题。
[0008]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：第一方面本方案公开了基于可变阻尼减振器的汽车结构耐久性道路模拟测试方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、可变阻尼减振器特性解析：获得可变阻尼减振器的参数及特性，根据参数及特性制定可变阻尼减振器的驱动电流采集方案，根据参数及特性开发及调试台架用电流控制器，构建台架用电流控制器的电压驱动信号与可变阻尼减振器的驱动电流信号的关系H
I
；S2、载荷谱方案制定及实施：结合步骤S1中指定的驱动电流采集方案，确定载荷谱采集方案，在目标试验场完成载荷谱采集工作，得到各工况各通道的数据；S3、载荷谱分析及处理：对步骤S2采集到的各工况各通道的数据进行处理，得到台架所需的目标载荷谱，分析目标载荷谱中各工况对应的可变阻尼减振器的驱动电流；S4、多系统调试：断开可变阻尼减振器与测试车辆自带控制器的连接，将可变阻尼减振器与台架用电流控制器连接，台架用电流控制器与台架控制器相连；S5、获取台架测试系统频响函数；S6、台架驱动文件开发，开展台架迭代工作，并对迭代结果进行判定，最后进行可变阻尼减振器的结构耐久性测试。
[0009]进一步的，在步骤S1中，获得测试所用可变阻尼减振器的重要参数及特性，重要参数及特性包括电流控制精度、允许的最大电流、响应时间。
[0010]进一步的，在步骤S4中，可变阻尼减振器、台架用电流控制器和台架控制器构成了一套完整的可变阻尼减振器控制系统；台架、台架控制器、测试车辆和传感器构成了一个多输入多输出的台架测试系统。
[0011]进一步的，在步骤S3与步骤S4之间，需要进行测试车辆及台架准备，步骤如下：首先，在测试车辆安装到台架之前，开展测试车辆的各项准备工作；其次，开展台架的各项准备工作；然后，通过吊装装置，将载荷谱采集所用的搭载可变阻尼减振器的测试车辆安装到台架上，布置测试车辆减振器所需的冷却装置。
[0012]进一步的，在步骤S5中，获取台架测试系统频响函数的方法为：首先，定义频率和幅值信息，获得白噪声台架力驱动信号D
F
；
其次，确定可变阻尼减振器的目标驱动电流，根据步骤S1中获取的H
I
，获得台架控制器的电压驱动信号D
V
，其中，可变阻尼器的目标驱动电流可以设置多组；然后，在台架控制器中，基于板卡硬件定义通道数量和类型，将力控制信号D
F
和电压驱动信号D
V
构成一个多通道的台架驱动信号D
M
，从而实现可变阻尼减振器控制系统与台架测试系统同步；最后，运行台架驱动信号D
M
，其中D
F
输入至台架用电流控制器，D
V
输入至台架；采集测试车辆所有响应信号，根据驱动信号和采集的响应信号计算整个系统的频响函数矩阵H(f)；由于可变阻尼器的目标驱动电流可以不同，因此可获得对应的多个频响函数矩阵H(f)，从而获得对应的多个频响函数逆函数H
‑1(f)，了解其特性，为后续迭代选择频响函数逆函数做准备。
[0013]进一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于可变阻尼减振器的汽车结构耐久性道路模拟测试方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、可变阻尼减振器特性解析：获得可变阻尼减振器的参数及特性，根据参数及特性制定可变阻尼减振器的驱动电流采集方案，根据参数及特性开发及调试台架用电流控制器，构建台架用电流控制器的电压驱动信号与可变阻尼减振器的驱动电流信号的关系H
I
；S2、载荷谱方案制定及实施：结合步骤S1中制定的驱动电流采集方案，确定载荷谱采集方案，按照载荷谱采集方案在目标试验场完成载荷谱采集工作，得到各工况各通道的数据；S3、载荷谱分析及处理：对步骤S2采集到的各工况各通道的数据进行处理，得到台架所需的目标载荷谱，分析得到目标载荷谱中各工况对应的可变阻尼减振器的驱动电流；数据分析及处理的具体工作包括去毛刺、去漂移、滤波、重采样、通道提取、单位转换、频谱分析、伪损伤计算、有效性检查；S4、多系统调试：断开可变阻尼减振器与测试车辆自带控制器的连接，将可变阻尼减振器与步骤S1中构建得到的台架用电流控制器连接，步骤S1中构建得到的台架用电流控制器与台架控制器相连；可变阻尼减振器、台架用电流控制器和台架控制器构成了一套完整的可变阻尼减振器控制系统；台架、台架控制器、测试车辆和传感器构成了一个多输入多输出的台架测试系统；S5、获取台架测试系统频响函数；S6、台架驱动文件开发，进行台架迭代，并对迭代结果进行判定，最后进行基于可变阻尼减振器的汽车结构耐久性道路模拟测试。2.根据权利要求1所述的基于可变阻尼减振器的汽车结构耐久性道路模拟测试方法，其特征在于：在步骤S1中，获得测试所用可变阻尼减振器的重要参数及特性，重要参数及特性包括电流控制精度、允许的最大电流、响应时间。3.根据权利要求1所述的基于可变阻尼减振器的汽车结构耐久性道路模拟测试方法，其特征在于：在步骤S3与步骤S4之间，需要进行测试车辆及台架准备，步骤如下：首先，在测试车辆安装到台架之前，开展测试车辆的各项准备工作；其次，开展台架的各项准备工作；然后，通过吊装装置，将载荷谱采集所用的搭载可变阻尼减振器的测试车辆安装到台架上，布置测试车辆减振器所需的冷却装置。4.根据权利要求1所述的基于可变阻尼减振器的汽车结构耐久性道路模拟测试方法，其特征在于：在步骤S5中，获取台架测试系统频响函数的方法为：首先，定义频率和幅值信息，获得白噪声台架力驱动信号D
F
；其次，确定可变阻尼减振器的目标驱动电流，根据步骤S1中获取的H
I
，获得台架控制器的电压驱动信号D
V
，其中，可变阻尼器的目标驱动电流可以设置多组；然后，在台架控制器中，基于板卡硬件定义通道数量和类型，将力控制信号D
F
和电压驱动信号D
V
构...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨光，杜天强，田程，王勇哲，崔学鹏，
申请(专利权)人：中汽研汽车检验中心天津有限公司，
类型：发明
国别省市：