一种雪车动力学性能客观评价方法技术

本发明专利技术公开了一种雪车动力学性能客观评价方法，属于雪车动力学性能测试技术领域，具体包括如下步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种雪车动力学性能客观评价方法


[0001]本专利技术属于雪车动力学性能测试
，具体涉及一种雪车动力学性能客观评价方法
。

技术介绍

[0002]雪车运动是冬季运动比赛项目之一，是乘坐可操纵方向的雪车在冰道上滑行的运动项目
。
[0003]我国雪车项目研发起步较晚，现有雪车均从国外采购，不仅成本较高，而且性能未有保障，还不太适合中国运动员的身体特征
。
[0004]动力学性能是雪车性能的重要组成部分，其关乎着运动员的操控感受，关乎着运动队的成绩；而现有的对于雪车的测试内容主要是雪车转向总成耐久性测试方法和雪车转向载荷测试方法，均属于零部件测试领域
。
所以，关于雪车动力学性能的测试及评价基本属于行业空白，本专利技术即可填补此空白
。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中关于雪车动力学性能的测试及评价内容的缺失，本专利技术提供了一种雪车动力学性能客观评价方法，该方法可在整车状态下
、
实际赛道上，通过客观测量
、
数据分析来评价雪车的动力学性能
。
[0006]本专利技术通过如下技术方案实现：
[0007]一种雪车动力学性能客观评价方法，具体包括如下步骤：
[0008]S1、
雪车操纵性评价；
[0009]通过雪车的冰刀阿克曼角变化率及转向灵敏度进行评价；
[0010]S2、
雪车稳定性评价；
[0011]通过雪车的车身相对扭转角峰值
、
俯仰梯度
、
侧倾梯度及不足转向度进行评价；
[0012]S3、
雪车力学特性评价；
[0013]通过雪车的最大纵向加速度及特征侧向加速度进行评价；
[0014]S4、
综合雪车动力学客观评价
。
[0015]综合雪车动力学客观评价是将
S1
至
S3
内容进行汇总
。
[0016]进一步地，步骤
S1
中，冰刀阿克曼角变化率通过下式获得：
[0017][0018]式中，冰刀阿克曼角为雪车转向时前轴两个冰刀之间形成的夹角；静态阿克曼角是雪车静止时测量的角度；动态阿克曼角是雪车在赛道上滑行时测量的角度；冰刀阿克曼角变化率应控制在目标值范围内
(
如
‑5％～5％
)
，否则会增加雪车的滑动摩擦力，影响速度提升
。
[0019]雪车转向灵敏度通过下式获得：
[0020][0021]式中，横摆角速度和冰刀转角为测量值；雪车转向灵敏度应控制在目标值范围内
(
如
4s
‑1～
5s
‑1)
，否则将影响雪车转向精度，不符合运动员操控习惯
。
[0022]进一步地，步骤
S2
中，车身相对扭转角峰值是通过拟合曲线求得的，该曲线以时间为横坐标
、
车身相对扭转角为纵坐标；其中，车身相对扭转角是安装在雪车前后车身的两个角度传感器测得的角度差值；车身相对扭转角峰值应控制在目标值范围内
(
如
≤13
°
)
，否则将影响运动员的驾驶操作
。
[0023]进一步地，步骤
S2
中，雪车俯仰梯度是通过拟合曲线求得的，该曲线以纵向加速度为横坐标
、
车身俯仰角为纵坐标，采用线性拟合方式，一次项系数即为雪车俯仰梯度；其中，纵向加速度和车身俯仰角为测量值
。
雪车俯仰梯度应控制在目标值范围内
(
如
≤0.18
°
/m/s2)
，否则车身运动姿态变化太大，致使运动员的操作不能得心应手
。
[0024]进一步地，步骤
S2
中，雪车侧倾梯度是通过拟合曲线求得的，该曲线以侧向加速度为横坐标
、
车身侧倾角为纵坐标，采用线性拟合方式，一次项系数即为雪车侧倾梯度
。
其中，侧向加速度和车身侧倾角为测量值
。
雪车侧倾梯度应控制在目标值范围内
(
如
≤0.20
°
/m/s2)
，否则车身运动姿态变化太大，致使运动员的操作不能得心应手
。
[0025]进一步地，步骤
S2
中，雪车不足转向度通过下式获得：
[0026][0027]式中，侧向加速度和质心侧偏角为测量值，用质心侧偏角对侧向加速度求导得到雪车不足转向度；再以侧向加速度为横坐标
、
不足转向度为纵坐标绘图，求得雪车不足转向度峰值；雪车不足转向度峰值应控制在目标值范围内
(
如
1.5
°
/m/s2～
3.5
°
/m/s2)
，否则雪车转向特性不好，影响运动员驾驶操控，影响速度提升
。
[0028]进一步地，步骤
S3
中，雪车最大纵向加速度是通过加速度传感器测量得到纵向加速度，求取其最大值；该值应控制在目标值范围内
(
如
≥20m/s2)
，否则雪车的提速能力不足
。
[0029]进一步地，步骤
S3
中，雪车特征侧向加速度是通过拟合曲线求得的，以侧向加速度为横坐标
、
车速为纵坐标绘图，在最高车速位置获取雪车特征侧向加速度；该值应控制在目标值范围内
(
如
≥25m/s2)
，否则雪车的侧向附着极限能力不足
。
[0030]进一步地，步骤
S4
中，综合雪车动力学客观评价是将
S1
至
S3
内容进行汇总，如表
1。
其中，目标值是产品开发之初通过数据积累设定的开发目标，测试值是通过本专利技术提供的方法得到的实际数据
。
为使雪车具有良好的动力学性能，需要保证每一项评价参数均满足目标要求
。
[0031]表1综合雪车动力学客观评价结果
[0032][0033]进一步地，在雪车动力学客观性能评价前，将车速仪固定于车身，测量车速；角度传感器固定于冰刀支架和前后车身，测量冰刀转角和车身转角；陀螺仪固定于纵梁，测量横摆角速度
、
车身俯仰角
、
车身侧倾角和质心侧偏角；加速度传感器固定于纵梁，测量纵向加速度和侧向加速度
。
[0034]与现有技术相比，本专利技术的优点如下：
[0035]1、
本专利技术填补了雪车开发过程中关于动力学性能测试及评价的空白
。
[0036]2、
本专利技术的评价方法从三方面考核雪车动力学，分别是操纵性
、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种雪车动力学性能客观评价方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
S1、
雪车操纵性评价；通过雪车的冰刀阿克曼角变化率及转向灵敏度进行评价；
S2、
雪车稳定性评价；通过雪车的车身相对扭转角峰值
、
俯仰梯度
、
侧倾梯度及不足转向度进行评价；
S3、
雪车力学特性评价；通过雪车的最大纵向加速度及特征侧向加速度进行评价；
S4、
综合雪车动力学客观评价；综合雪车动力学客观评价是将
S1
至
S3
内容进行汇总
。2.
如权利要求1所述的一种雪车动力学性能客观评价方法，其特征在于，步骤
S1
中，冰刀阿克曼角变化率通过下式获得：式中，冰刀阿克曼角为雪车转向时前轴两个冰刀之间形成的夹角；静态阿克曼角是雪车静止时测量的角度；动态阿克曼角是雪车在赛道上滑行时测量的角度；冰刀阿克曼角变化率应控制在目标值范围内，否则会增加雪车的滑动摩擦力，影响速度提升
。
雪车转向灵敏度通过下式获得：式中，横摆角速度和冰刀转角为测量值；雪车转向灵敏度应控制在目标值范围内，否则将影响雪车转向精度，不符合运动员操控习惯
。3.
如权利要求1所述的一种雪车动力学性能客观评价方法，其特征在于，步骤
S2
中，车身相对扭转角峰值是通过拟合曲线求得的，该曲线以时间为横坐标
、
车身相对扭转角为纵坐标；其中，车身相对扭转角是安装在雪车前后车身的两个角度传感器测得的角度差值；车身相对扭转角峰值应控制在目标值范围内，否则将影响运动员的驾驶操作
。4.
如权利要求1所述的一种雪车动力学性能客观评价方法，其特征在于，步骤
S2
中，雪车俯仰梯度是通过拟合曲线求得的，该曲线以纵向加速度为横坐标
、
车身俯仰角为纵坐标，采用线性拟合方式，一次项系数即为雪车俯仰梯度；其中，纵向加速度和车身俯仰角为测量值
。
雪车俯仰梯度应控制在目标值范围内，否则车身运动姿态变化太大，致使运动员的操作不能...

【专利技术属性】
技术研发人员：李彦钊，王吉亮，王兵，汤一飞，蒋永峰，白明慧，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：