[发明专利]一种汽车低速转向阻力矩的计算拟合方法

摘要

本发明提供了一种汽车低速转向阻力矩的计算拟合方法：首先根据车辆原地转向阻力矩、前轮定位参数和轮胎拖距引起的回正力矩、轮胎/路面低速转向摩擦力矩综合计算汽车低速转向阻力矩，其中轮胎/路面低速转向摩擦力矩通过多变量的最小二乘法进行拟合，通过台架试验进行验证与优化；然后结合整车动力学模型和转向系统动力学模型，针对某款小型车辆进行低速转向阻力矩仿真，通过实车试验进行验证与优化；最后仿真得到重型商用车的低速转向阻力矩，采用最小二乘法拟合得到解析式。基于此方法计算的汽车低速转向阻力矩重点考虑了轮胎与路面之间的摩擦情况，详细计算了前轮定位参数和轮胎拖距引起的回正力矩，同时探究车辆低速转向阻力矩的变化规律，填补低速转向阻力矩领域研究数据的空白。

主权项

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_iPⁱF_f＝b₀+b₁G_T+…+b_jG_T^jF_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。