Comparison of Ride Comfort Criteria for Computer Optimization of Vehicles Travelling on Randomly Profiled Roads

SUMMARY

This paper discusses and compares some ride comfort criteria which may be suitable for randomly vibrating vehicles. The criteria consider single-figure measures based on response mean square spectral densities for plane linear combined vehicle-passenger models. Eight different measures divided into three groups are studied. The two vehicle suspension damper stiffnesses are numerically optimized with respect to the eight measures of ride comfort. The results are compared and discussed. Two optimizations with respect to five vehicle parameters are also reported.     

基于虚拟样机技术的扭杆悬架汽车平顺性仿真

运用面向整车系统的数字化虚拟样机技术和大型机械系统动力学仿真软件ADAMS建立了包括前后悬架、轮胎、转向系统及整车的多体动力学模型。用Visual Basic编制路面生成文件，生成不同等级的随机路面。对整车进行了随机输入平顺性仿真分析，把仿真数据输入编制的平顺性仿真程序中，发现结果满足国家规定的汽车平顺性评价标准。     

汽车平顺性时域仿真分析

采用虚拟试验场技术进行了汽车行驶平顺性的时域仿真。建立了面向汽车平顺性分析的整车刚弹耦合有限元模型,同时建立了脉冲输入路面模型和随机输入路面模型。采用1/3倍频带分布加速度均方根值方法及总加权方法对试验车辆的平顺性进行了评价。试验结果表明,运用虚拟试验场技术能够真实地反映汽车的行驶平顺性,仿真分析结果可靠。     

基于行驶舒适性的路桥过渡段差异沉降控制标准

从人车路相互作用出发,建立了人车路系统振动方程和路桥过渡段路面不平整模型,并通过编制的RCBP程序分析了车辆行驶舒适性的影响因素,最后确定了基于行驶舒适性的路桥过渡段差异沉降控制标准。结果不仅可以用于路桥过渡段差异沉降控制标准的相关规范,也可用于一般路基差异沉降标准的制定,对桥头跳车问题的处治和路桥过渡段路面的养护维修提供了科学决策依据。     

换道操作对智能车辆乘客舒适性的影响研究

乘坐舒适性是决定乘客对智能车辆接受度的重要因素之一。为了提升智能车辆的舒适性,服务智能驾驶控制算法的设计和优化,开展了基于乘客主观感知的实车乘坐舒适性试验,试验中驾驶人驾驶传统车辆执行多次换道操作,获取了60名被试乘客对换道操作的舒适性评价数据,并采集了车辆的运动数据。选取换道时横向最大加速度、回正时横向最大加速度、横向最大加加速度、横向加速度转换幅值以及横向加速度转换频率这5个车辆运动参数作为研究对象。采用二元Logistic回归单因素分析法分析了这5个车辆运动参数对乘坐舒适性的影响,采用接收者操作特征(ROC)曲线分析法为不同晕车易感性的乘客分别确立了这5个车辆运动参数的舒适性阈值,并根据岭回归分析法确定了不同参数对乘坐舒适性的影响权重。结果表明：所选取的5个车辆运动参数对乘坐舒适性具有显著影响,易晕乘客的舒适性阈值小于不易晕乘客的舒适性阈值,在换道过程中,换道时横向最大加速度、回正时横向最大加速度和横向加速度转换幅值是影响乘坐舒适性的主要因素。最后根据车辆运动参数和乘客生理特征参数建立了基于动态时间归整(DTW)和K最近邻(KNN)算法的乘坐舒适性预测模型,该模型对乘坐舒适性的预测准确率为84%,可用于智能车辆控制算法的舒适性判断。     

基于柔性模型的多轴汽车平顺性的仿真研究

基于弹性梁弯曲振动理论和模态分析法建立了多轴汽车平顺性分析的柔性模型。按照汽车行驶平顺性评价方法，运用建立的柔性模型，分析了车速、路面等级、悬挂质量的分布、车架刚度以及悬架系统的刚度和阻尼对多轴汽车平顺性的影响。分析结果表明：悬挂质量的弯曲振动是影响多轴汽车行驶平顺性的一个不可忽略的重要因素；常用的刚体模型不能准确地描述多轴汽车的平顺性，不适合用于多轴汽车平顺性的分析。     

汽车行驶平顺性评价方法研究及仿真分析

汽车平顺性是汽车NVH性能的评价指标之一。系统介绍了汽车行驶平顺性的客观评价方法,并结合某车型搭建整车行驶平顺性虚拟样机,进行了仿真分析评价。该方法可用于指导汽车行驶平顺性的改善以及悬架参数的优化。     

Experimental Study of System Optimization for Suppression of Vehicle Vibration

The improvements of ride comfort and vehicle maneuverability in the vehicle design can be achieved by using an active suspension. However, the problems in such a control are the complex control logic because of the control laws incompatible with the improvements of ride comfort and maneuverability, and the cost increase because of various sensors to be attached. Therefore, we examined the control abilities of ride comfort and maneuverability on a unique control law using frequency shaped LQ, and controlled the characteristic of the contact between tire and road without a road displacement sensor     

轮毂电机驱动电动汽车3种构型的平顺性分析

针对轮毂电机驱动电动汽车3种构型,对其平顺性问题展开研究。分别采用滤波白噪声方法和三角形凸块描述随机路面激励和脉冲路面激励。建立了轮毂电机驱动电动汽车3种构型的振动模型,确定了相应的平顺性评价指标。在随机路面和脉冲路面下,采用Matlab/Simulink仿真了轮毂电机驱动电动汽车3种构型的平顺性。研究结果表明,具有吸振结构的构型2和具有悬置结构的构型3与传统悬架的构型1相比,降低了轮毂电机驱动电动汽车随机路面和脉冲路面的平顺性评价指标。     

Pareto optimisation of railway bogie suspension damping to enhance safety and comfort

This paper presents the optimisation of damping characteristics in bogie suspensions using a multi-objective optimisation methodology. The damping is investigated and optimised in terms of the resulting performances of a railway vehicle with respect to safety, comfort and wear considerations. A complete multi-body system model describing the railway vehicle dynamics is implemented in commercial software Gensys and used in the optimisation. In complementary optimisation analyses, a reduced and linearised model describing the bogie system dynamics is also utilised. Pareto fronts with respect to safety, comfort and wear objectives are obtained, showing the trade-off behaviour between the objectives. Such trade-off curves are of importance, especially in the design of damping functional components. The results demonstrate that the developed methodology can successfully be used for multi-objective investigations of a railway vehicle within models of different levels of complexity. By introducing optimised passive damping elements in the bogie suspensions, both safety and comfort are improved. In particular, it is noted that the use of optimised passive damping elements can allow for higher train speeds. Finally, adaptive strategies for switching damping parameters with respect to different ride conditions are outlined and discussed.     

Experimental Study of System Optimization for Suppression of Vehicle Vibration

SUMMARY

The improvements of ride comfort and vehicle maneuverability in the vehicle design can be achieved by using an active suspension. However, the problems in such a control are the complex control logic because of the control laws incompatible with the improvements of ride comfort and maneuverability, and the cost increase because of various sensors to be attached. Therefore, we examined the control abilities of ride comfort and maneuverability on a unique control law using frequency shaped LQ, and controlled the characteristic of the contact between tire and road without a road displacement sensor     

基于Hilbert 变换的车辆过坎振动衰减评价方法

汽车过坎平顺性是车辆性能开发的一个重要内容,其中冲击强度和振动衰减是两个主要指标。单纯考虑车辆加 速度大小并不能充分表征过坎振动衰减的优劣。基于一组对标车辆过坎的试验测量值以及主观评估等手段,研究应用于 整车过坎平顺性评估的振动衰减指标分析方法。分析表明,基于权系数滤波和Hilbert 变换的振动衰减指标分析方法, 能够从复杂的时域曲线中提取出振动的衰减特征,由主、客观试验关联性验证了该指标的有效性,为过坎平顺性的振动 衰减目标的设定、分析优化提供支持。     

非线性汽车行驶平顺性模型的神经网络优化

本文运用离散生成随机路面输入的方法，在时城上对11自由度非线性整车行驶平顺性模型进行了分析研究，并在此 以径向基函数神经网络对悬架参数进行了优化计算。模型及算法合理准确，为汽车行驶平顺性的进一步研究提供了有价值的参考方法。     

面向平顺性仿真的越野汽车动态模型

首先根据越野汽车的结构特点和平顺性试验方法建立越野汽车静态模型;然后把平顺性虚拟测试过程视为变化的系统,从集合观点建立其动态模型,并把多种越野路面包括在模型中。测试结果表明,该建模方法可以用来表征不同越野车型随时间和空间变化的激励与响应特征,扩大了越野汽车平顺性虚拟测试系统的适用范围。     

基于人车路相互作用的路桥接合处差异沉降控制标准

针对路基和桥梁沉降量不同而造成路桥接合处出现桥头跳车的现象,为确定桥头跳车的定量指标,选取人体加权加速度均方根值作为桥头车辆行驶舒适性的振动指标。将路桥接合处纵断面沉降曲线拟合为指数型曲线之后,建立了路桥接合处路面不平整时域模型,并分析了桥头车辆行驶舒适性的影响因素。分析结果显示车速、路桥过渡段的最大差异沉降量和沉降区段长度对人体的行驶舒适性影响很大。根据分析结果,确定了基于人车路相互作用的路桥接合处差异沉降控制参考标准。研究结果可作为判断桥头是否跳车的依据,也可用于一般路基差异沉降标准的制定。     

铰接式自卸车橡胶弹簧悬架系统试验研究

采用模拟随机输入路面谱激励室内台架试验的方法,对装有新型橡胶弹簧悬架系统的某型号铰接式自卸车进行台架试验研究,以评价橡胶弹簧悬架系统的减振性能和整车行驶平顺性。试验结果表明由于橡胶弹簧悬架系统某些参数匹配不合理导致该车行驶平顺性很不理想,通过优化悬架及座椅的刚度和阻尼参数,可提高整车行驶平顺性,并给出了座椅弹簧的优化结果。     

货车平顺性预测与优化

本文介绍了货车15个自由度振动模拟模型,以及平顺性预测与优化的方法。利用ARPO软件对某货车的平顺性进行了模拟分析,计算值与道路试验值比较吻合。ARPO软件可用于分析汽车结构参数对平顺性的影响,预测和优化汽车的平顺性。     

车辆随机输入的动态仿真和试验研究

按汽车行驶平顺性评价方法，应用MATLAB工具箱编制了针对五自由度汽车模型的随机输入动态仿真程序，通过仿真可直接获得给定测点的加权加速度均方根值分量的最大值和总加权加速度均方根值，仿真结果与随机输入行驶试验结果基本吻合，证明仿真方法是正确的，该程序可用于汽车悬架系统参数的设计和平顺性的评估。