某乘用车平顺性调校及虚拟验证研究

纪秀业，侯献晓，周鼎

某乘用车平顺性调校及虚拟验证研究

纪秀业，侯献晓，周鼎

（东风汽车集团有限公司技术中心，湖北 武汉 430058）

基于某乘用车前期平顺性目标设定与分解，详细地介绍了其平顺性调校的方法和过程，运用主观评价手段对车辆的平顺性进行了调校，并对调校前后的参数指标建立了动力学虚拟样机。利用仿真方法展开定性验证，结果表明车辆平顺性在调校后满足前期平顺性目标，为底盘调校及悬架设计提供了较好的工程参考。

汽车动力学；平顺性；底盘调校；Adams/car

前言

随着汽车工业的发展和人们对车辆性能要求的不断提高，汽车设计中对行驶平顺性的关注越来越多[1]，而主流的主机厂在匹配调校方面大部分依赖主观评价手段完成，将性能的客观测试或仿真计算作为辅助手段[2,8]。

据相关参考文献得知，乘用车的底盘性能调校方法包括虚拟调校法和主观调校法。其中，虚拟调校法低本高效，主观调校法为以人的感官最终确认产品的感知品质。国外贝尔恩德•海森英等在文献[2]中对主观调校方法做了详细阐述，国内对车辆底盘性能的调校以及验证的文献较少，本文通过主观调校方法展开了某乘用车的平顺性调校，并通过虚拟调校手段验证了调校的正确性，对车辆的底盘性能设计及优化有着可靠的工程意义[2-3]。

1 平顺性调校必要性

某乘用车的前、后悬架分别为麦弗逊独立悬架、五连杆整体式悬架。按照企业评价标准，驾驶员模型分组以及评价结果加权计算后，得到该车辆的平顺性能主观评价结果，如图1所示。

参考主观评价，该车型的平顺性对标目标车辆后，需要展开平顺性调校，针对车辆的初级平顺性和次级平顺性展开集中调校，综合权衡与操纵稳定性的关系，进而达成性能目标。

图1 某乘用车平顺性主观评价结果

2 平顺性调校

2.1 平顺性调校详细过程

由企业内部标准可知，制定车辆平顺性的调校流程如图2所示[9]。

图2 底盘调校流程图

参考目标车辆主观评价和客观测试数值，设定该乘用车平顺性关键参数目标带宽如下表1所示。

表1 平顺性设计目标设定带宽

据该乘用车型设计状态输入，由系统测试数据可得到轮胎垂向刚度、悬架乘适刚度，可计算出车辆的前、后悬架偏频，根据公式（1）：

式中：f为悬架偏频；K为悬架乘适刚度；为簧上质量。

根据车辆性能定位及车辆参数设定，取前、后悬架偏频f为公式（2）、（3）：

计算数值带宽取值参考公式（2）、（3），根据多体动力学工具可推导出该车型适配的前后弹簧等刚度参数，并根据适当的优化，展开该车型底盘调校件清单，经过多轮次调试，最终调校过程值参数及最终方案如表2、3所示。

表2 某乘用车平顺性调校前悬架调校件清单明细

表3 某乘用车平顺性调校后悬架调校件清单明细

2.2 虚拟样机仿真验证

受主观评价难以量化的局限性，对某车型进行Adams/ car虚拟样机建模并完成模型标定，展开调校结果的定性验证[4-7]。

图3 某车型整车动力学模型示意图

2.2.1车辆平顺性仿真分析验证

根据《GB/T4970-2009 汽车平顺性试验方法》标准，按照脉冲输入以及随机路面输入试验进行整车调校前后平顺性能仿真对比，脉冲路面取基准车速为40Km/h，随机路面输入取基准车速为60Km/h对比结果如下[6,7]。

图4 脉冲输入前地板垂向加速度仿真曲线

图5 脉冲输入后地板垂向加速度仿真曲线

表4 某车型脉冲路面输入仿真分析数据

图7 随机输入后地板三向加速度仿真曲线

表5 某车型随机路面输入仿真分析数据

仿真分析结果表明，根据《GB/T4970-2009 汽车平顺性试验方法》中评价标准，该车辆在调校后，脉冲路面输入下前后悬架舒适性明显提高。随机路面输入下RMS数值表明人的主观感觉为没有不舒服。

通过以上仿真计算可知，释放的调校清单满足调校需求，最终方案满足该车型性能目标需求。

3 主观感知验收确认

3.1 主观评价确认

某乘用车经过多轮次的调校，最终达到团队内满意状态。调试零部件包含螺旋弹簧、限位块、横向稳定杆、减振器以及衬套。按照某企业标准规范完成各自工况的主观评价[2]。调校结果如图8所示。

图8 调校后车辆平顺性主观评价结果

由验收结果可知，该车型调校方向准确，其平顺性达到了目标车辆的性能感知目标，说明了调校方向的正确性，满足了车辆平顺性能定位目标。

4 结论

（1）本文将主观调校方法结合虚拟调校方法完成了某乘用车的平顺性调校，详细地阐述了对底盘平顺性调校流程，对车辆平顺性设计提供了实际的工程参考。

（2）借助ADAMS/Car软件对主观调校方法做出了量化验证，验证了驾驶员主观感知的正确性。

（3）后续对该乘用车展开悬架系统K&C测试、整车平顺性客观测试等验证，以便弥补主观调校方法的不足。

[1] 余志生.汽车理论（第五版）[M].北京:机械工业出版社,2009.

[2] 贝尔恩德・海森英,汉斯・于尔根・布兰德耳, 布兰德耳,等.汽车行驶动力学性能的主观评价[M].北京:人民交通出版社, 2010.

[3]DaveCrolla,喻凡,克罗拉.车辆动力学及其控制[M].北京:人民交通出版社,2004.

[4] Xiuye Ji,Yi Zhou.A Dynamic Modeling Scheme of Vehicle Leaf Spring and Its Application[C]// SAE-China Congress & Exhibition.

[5] 陈军.MSC.ADAMS技术与工程分析实例[M].北京:中国水利水电出版社,2008.

[6]殷金祥,岳涛,王军龙,张攀登.卡车平顺性控制技术研究[J].汽车实用技术,2020(15):60-62+77.

[7] 徐亮,秦孔建,张诚,郑英东,石娟.车辆动力学仿真模型校核与验证关键技术研究[J].汽车实用技术,2020,45(16):44-48.

[8] 纪秀业,丁洋,侯献晓.基于某MPV的悬架调校及仿真验证研究[J].汽车实用技术,2020,45(23):96-98.

[9] 纪秀业,侯献晓,马超,等.某乘用车扭力梁衬套刚度的仿真研究[J].北京汽车,2020(05):34-38.

A Research on Ride Tuning and Virtual Verification of a Passenger Car

Ji Xiuye, Hou Xianxiao, Zhou Ding

（Technical Center, Dongfeng Automobile Group Co, Ltd., Hubei Wuhan 430058）

Based on a passenger car early ride target setting and decomposition, described the method and process of ride tuning, carried out ride tuning by subjective evaluation,the dynamic virtual prototype was built for the parameters before and after tuning. The virtual verification is carried out by means of simulation, the results indicated that the vehicle ride performance have satisfied the target request, and it provides a good engineering reference for chassis adjustment and suspension design.

Vehicle dynamic; Ride; Chassis tuning; Adams/car

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.07.027

U462.1; U461.4

A

1671-7988(2021)07-81-03

U462.1；U461.4

A

1671-7988(2021)07-81-03

纪秀业（1986-），男，硕士研究生，高级工程师，就职于东风汽车集团有限公司技术中心，从事汽车动力学与悬架系统设计研究工作。