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Ff关于轮胎胎压P、轮胎垂直载荷GT、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Ff关于P、GT、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:Ff=a0+a1P+…+aiPi
Ff=b0+b1GT+…+bjGTj
Ff=c0+c1v+…+ckvk
式中:i、j、k分别为多项式的次数,ai、bj、ck分别为系数;
步骤3.2.2:根据单变量拟合的结果,进行Ff关于P、GT、v的多变量拟合。多变量拟合的表达式为:其中:dl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;
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Mf;
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,记为MP。
3.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2中计算前轮定位参数和轮胎拖距引起的综合回正力矩,主要包括以下步骤:步骤2.1:计算前轮定位参数和轮胎拖距引起的回正力矩:主销后倾角产生的回正力矩,记为Mγ:
主销内倾角产生的回正力矩,记为Mδ:
轮胎拖距产生的回正力矩,记为Me:
其中,σ为转向器逆效率;FY为侧偏力;l为车轮与路面的接触点到主销轴线的距离;L为汽车前后轴距;b为汽车质心至后轴的距离;G为汽车总重力;v为汽车行驶速度;R为汽车转弯半径;D为车轮直径;γ为主销后倾角;α为转向轮转角;K为主销偏移距;δ为主销内倾角;e为轮胎拖距;
步骤2.2:根据前轮定位参数和轮胎拖距引起的回正力矩可以得出综合回正力矩为Mγ+Mδ+Me。
4.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4,包括以下步骤:步骤4.1:建立小型车辆的低速转向阻力矩数学模型,记为MR:MR=MP+Mγ+Mδ+Me+Mf;
步骤4.2:将得到的小型车辆的低速转向阻力矩数学模型结合整车动力学模型和车辆转向系统动力学模型,在Matlab/Simulink平台上进行低速转向阻力矩仿真,同时通过同条件下实车试验低速转向阻力矩进行验证与优化;
步骤4.3:结合优化修正后的小型车辆低速转向阻力矩,对重型商用车,进行仿真得到重型商用车的低速转向阻力矩。