[发明专利]基于车辆参数的馈能悬架发电机功率的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及车辆馈能悬架，特别是基于车辆参数的馈能悬架发电机功率的设计方法。

背景技术

由于普通车辆悬架的车身上下振动能量，只能通过减振器将其以热能的形式散发掉。随着汽车燃油紧张及节能意识的不断增强，馈能悬架已经引起国内外车辆悬架研究专家的高度重视，即将车身上下的振动能量通过发电机转换为电能而回收、储存和利用，同时对车辆起到减振效果。尽管很多专家已对馈能悬架发电机功率设计进行了大量研究，然而对于馈能悬架发电机的功率设计却一直没有给出简便、准确、可靠的设计方法，大都是采用选择一定功率的发电机，然后进行反复车载平顺性试验的方法，最终确定出发电机的功率，因此，传统的馈能悬架发电机功率的设计方法，很难得到准确可靠的设计值，且不能满足车辆对悬架阻尼匹配及平顺性的要求。

随着汽车工业快速发展及车辆行驶速度的不断提高，对馈能悬架发电机的设计提出了更高的要求，在设计馈能悬架时，不仅要求能量回收效率高，同时，还必须满足悬架阻尼匹配及车辆行驶平顺性的要求。因此，必须建立一种简便、准确的馈能悬架发电机功率的设计方法，即根据车辆参数，设计得到可靠的馈能悬架所需发电机功率，降低设计及试验费用，同时，使车辆悬架达最佳阻尼匹配，提高车辆行驶平顺性和安全性。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种简便、准确、可靠的基于车辆参数的馈能悬架发电机功率的设计方法，其设计流程图如图1所示。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的基于车辆参数的馈能悬架发电机功率的设计方法，其技术方案实施步骤如下：

(1)确定车辆悬架系统最佳阻尼比ξ_o:

A步骤：确定基于舒适性要求的车辆悬架系统最佳阻尼比ξ_oc：

根据车辆单轮悬架的簧上质量m₂，悬架刚度k₂，簧下质量m₁及轮胎刚度k_t，确定基于舒适性要求的车辆悬架系统最佳阻尼比ξ_oc，即：

式中，r_m＝m₂/m₁，r_k＝k_t/k₂；

B步骤：确定基于安全性要求的车辆悬架系统最佳阻尼比ξ_os：

根据车辆单轮悬架的簧上质量m₂，悬架刚度k₂，簧下质量m₁及轮胎刚度k_t，确定基于安全性要求的车辆悬架系统最佳阻尼比ξ_os，即：

式中，r_m＝m₂/m₁，r_k＝k_t/k₂，R＝r_mr_k(r_mr_k-2-2r_m)+(1+r_m)³；

C步骤：确定基于舒适性和安全性要求的车辆悬架系统最优阻尼比ξ_o：

根据A步骤中的ξ_oc和B步骤中的ξ_os，确定基于舒适性和安全性要求的车辆悬架系统最优阻尼比ξ_o，即：

ξ_o＝ξ_oc+0.618(ξ_os-ξ_oc)；

(2)车辆馈能悬架所需最佳阻尼速度特性的计算：

I步骤：根据车辆单轮悬架的簧上质量m₂，悬架刚度k₂，确定悬架系统固有频率f₀，即：

II步骤：根据车辆馈能悬架系统的杠杆比i，步骤(1)中所确定的最佳阻尼比ξ_o，及I步骤中确定的固有频率f₀，确定馈能悬架复原行程在低振动速度V_k1下的平顺性阻尼系数c_d1，即：