[发明专利]一种汽车低速转向阻力矩的计算拟合方法

权利要求书

1.一种汽车低速转向阻力矩的计算拟合方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：根据经验公式计算车辆原地转向阻力矩，并通过原地转向阻力矩实车试验进行验证，选择最优公式；

步骤2：计算前轮定位参数和轮胎拖距引起的回正力矩；

步骤3：计算、拟合轮胎/路面低速转向摩擦力矩，并通过台架试验进行验证与优化；

步骤4：计算汽车低速转向阻力矩，并结合整车动力学模型和转向系统动力学模型，进行软件仿真、试验验证与优化；

所述步骤3中轮胎/路面低速转向摩擦力矩的计算、拟合方法如下：

步骤3.1：运用ABAQUS有限元分析软件，搭建轮胎和路面三维模型，通过改变轮胎的胎压、垂直载荷以及轮胎沿x轴方向的前进速度，对轮胎低速转向进行仿真，模拟轮胎低速转向工况，寻找轮胎低速转向摩擦力随胎压、垂直载荷、速度的变化规律；

步骤3.2：在ABAQUS软件中提取轮胎/路面低速转向摩擦力曲线，得到轮胎低速转向摩擦力F_f关于轮胎胎压P、轮胎垂直载荷G_T、轮胎前进速度v的多变量拟合公式；

所述步骤3.2拟合方法为：

步骤3.2.1：令三个变量中的某两个量不变，分别进行F_f关于P、G_T、v的单变量拟合，采用多项式进行拟合，得到单变量拟合表达式分别为：

F_f＝a₀+a₁P+…+a_iPⁱ

F_f＝b₀+b₁G_T+…+b_jG_T^j

F_f＝c₀+c₁v+…+c_kv^k

式中：i、j、k分别为多项式的次数，a_i、b_j、c_k分别为系数；

步骤3.2.2：根据单变量拟合的结果，进行F_f关于P、G_T、v的多变量拟合，多变量拟合的表达式为：

其中：d_l为系数，m、n、s为指数；

步骤3.2.3：求解系数：取t组离散数据，保证数据的组数t大于系数的个数，将每组数据代入上述多变量拟合表达式，可列出一个形如Ax＝b的不相容方程组如下：

根据不相容方程组最小二乘解的通式，可得到其一个近似解其中，是A的最小二乘广义逆，该近似解即需要求解的系数解，得到最终的拟合表达式，其中，d_l为系数，l＝0,1,…l_max，l_max＝(i+1)×(j+1)×(k+1)-1；G_T^(t)、v^(t)和P^(t)分别表示第t行的三个变量；

步骤3.3：将得到的轮胎低速转向摩擦力拟合公式，乘以前轮主销偏距K，计算得到轮胎/路面低速转向摩擦力矩，记为M_f；

步骤3.4：进行台架试验对轮胎/路面低速转向摩擦力矩进行验证与优化。

2.根据权利要求1所述的一种汽车低速转向阻力矩的计算拟合方法，其特征在于，所述步骤1中选择原地转向阻力矩的最优公式方法为：

步骤1.1：根据3种经验公式计算对应的车辆原地转向阻力矩；

步骤1.2：进行原地转向阻力矩实车试验，具体为：将测力方向盘安装在车辆方向盘上，断开转向系统的助力，在车辆静止状态下转动测力方向盘，车轮原地转动，记录原地转向阻力矩数据；

步骤1.3：将3种经验公式对应的计算结果与试验结果进行对比，选出能够表征原地转向阻力矩的最优公式，将原地转向阻力矩记为M_P。