[发明专利]一种车辆轴荷设计中确定人体质心的方法

说明书

本发明请求保护一种车辆轴荷设计中确定人体质心的方法，涉及汽车控制技术领域，对三维H点模型装置进行躯干质心参数化，对三维H点模型装置躯干部位进行质量质心赋值以获得随坐姿高度变化的人体质量质心位置；对三维H点模型装置进行关节角度参数化，以获得坐姿高度参数化模型；建立参数化质心位置与坐姿高度的匹配关系，建立三维H点转置与整车SGRP点的匹配关系。将三维H点装置模型与整车设计R点人体坐姿进行匹配，从而获得整车坐标系下的加载人体质心位置。能够应用于汽车开发阶段的轴荷设计，提高了设计精度和设计效率。

技术领域

本发明涉及汽车控制技术领域，尤其涉及一种整车质心和轴荷计算方法。

背景技术

随着整车性能设计能力的提升，对轴荷设计精度要求日渐提高，各汽车厂都在提升电子虚拟样车开发阶段的轴荷设计精度。由于目前并无统一的行业规范，各汽车厂在进行轴荷设计时确定人体质心的方法不尽相同。并且人体质心位置随坐姿变化，不同的人体坐姿将影响整车质心位置从而影响车辆轴荷设计。因此寻找一种符合坐姿变化的人体质心确定方法成为各大主机厂的一个重要课题。

现有的人体质心确定方法主要有两种，一种是参考“GB/T5910-1998轿车质量分布”标准确定人体质心位置，此方法所确定的人体质心与坐姿无关，为相对座椅R点的固定坐标。另一种是采用二维人体模板求出几何中心作为人体质心，此方法没有考虑躯干重量差异，所求出的几何中心非人体真实质心。现有方法所确定的人体质心误差较大，从而导致车辆的质心和轴荷设计误差较大，无法为性能设计提供精准的轴荷分配，零部件设计需要预留较大的冗余量，增加了开发成本。

公开号CN104833519A的中国发明专利申请“一种车辆轴荷确定方法及装置”提供了一种车辆轴荷确定方法。获取车辆总质量、整车整备质量、车内满载质量、驾驶员质心至前轮中心线的距离、前轮至货箱中心的距离、轴距和空载后轴荷；后轴载荷确定步骤，根据车辆的总质量、整车整备质量、车内满载质量、驾驶员质心至前轮中心线的距离、前轮至货箱中心的距离、轴距和空载后轴荷确定车辆满载时的后轴载荷。可以根据车辆的可测量参数来确定车辆满载时的后轴载荷，可以更精确地选择满足设计要求的后悬架、后桥和轮胎。

公开号CN111071260A的中国发明专利申请“一种铰接式三轴客车轴荷计算方法”，披露一种铰接式三轴客车轴荷计算方法，获取前车厢各组成部分的质量以及质心，以及对应质心位置距离前车厢支撑轴的水平距离；根据各组成部分的质量以及对应质心位置距离前车厢支撑轴的水平距离，利用预设算法计算前车厢各支撑轴的轴荷；获取后车厢各组成部分的质量以及质心，以及对应质心位置距离后车厢支撑轴的水平距离；根据各组成部分的质量以及对应质心位置距离后车厢支撑轴的水平距离，利用预设算法计算后车厢各支撑轴的轴荷；最终根据各支撑轴的轴荷，获取各支撑轴的总轴荷。通过该方法不必等到实际样车开发完成后就可校核轴荷分配，减少样车开发过程中的设计变动，缩短产品开发周期；且可在设计过程中及时调整方案，优化轴荷分配。

公开号CN112649151A的中国发明专利”一种假人质心测量装置及测量方法”公开了人体质心坐标的测量方法，测量测试假人的质量，通过更换不同高度的支撑块使两个横梁位于水平面，通过角度调整机构调整座椅靠背的角度，调整脚踏板相对后轮中心点的位置，记录此时称重装置的读数为，使测试假人与座椅贴合，记录此时称重装置的读数为，更换不同高度的支撑块，使支撑块的垂直高度增加，记录此时称重装置的读数为；将测试假人从假人质心测量装置上移开，记录此时称重装置的读数为，将测试假人放置在座椅支撑面上，以后轮的轴线为Y轴，前轮与后轮的中心连线为X轴，后轮的轴线中点为原点建立笛卡尔坐标系，计算假人质心坐标。解决了现有技术中缺乏用于假人在规定坐姿下质心位置的测量装置的技术问题。

综上，在电子虚拟样车开发阶段，现有技术无法提供一种通用的符合人体坐姿变化的质心确定方法，只能通过实际摆放测试假人进行不同坐姿的人体质心测量。从而轴荷设计工作要进行电子虚拟样车设计、实物假人测量、电子虚拟样车验证工作，效率低、周期长。

发明内容