车辆座椅悬置液压减振器非线性速度特性参数的获取方法
【专利摘要】本发明涉及车辆座椅悬置液压减振器非线性速度特性参数的获取方法，属于车辆座椅【技术领域】。该发明的特征在于：根据建立座椅人体系统振动仿真模型，试验所得到的座椅在驾驶室地板安装中心位置处的振动加速度和座椅面的振动加速度，利用车辆座椅悬置液压减振器非线性速度特性曲线参数获取的目标函数及优化算法，获取得到车辆座椅悬置液压减振器非线性速度特性参数。利用本发明可获取得到更加准确、可靠的座椅悬置液压减振器非线性速度特性参数，提高车辆座椅人体振动建模和分析的精度，为座椅悬置系统参数的优化设计奠定可靠的技术基础；同时，还可节省购置减振器试验台的高额费用，避免减振器试验费用高、特性参数获取周期较长的缺陷。
【专利说明】车辆座椅悬置液压减振器非线性速度特性参数的获取方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及车辆座椅，特别是车辆座椅悬置液压减振器非线性速度特性参数的获 取方法。
【背景技术】
[0002] 液压减振器具有理想的非线性速度特性，在座椅悬置系统中得到了广泛应用。座 椅系统舒适性是评价汽车性能的重要指标之一。为了提高车辆座椅系统的舒适性，必须建 立车辆座椅人体振动模型，从而对座椅系统进行分析和优化设计。车辆座椅人体振动模型 的座椅悬置液压减振器非线性速度特性曲线的精确性，直接决定车辆座椅人体振动模型的 精确性，从而决定座椅系统的优化设计结果和舒适性提高程度。目前，对于液压减振器非线 性速度特性曲线，我国主要是通过减振器台架试验测得，但是该方法需要有专门的减振器 试验台，对汽车制造商而言，购置减振器试验台费用高；委托拥有减振器试验台的厂家做试 验，则试验费用高、获取周期较长。因此，目前我国汽车制造商在车辆座椅系统的舒适性研 宄中，对座椅悬置液压减振器非线性速度特性曲线，尚无低费用且快速准确的获取方法，还 必须建立车辆座椅悬置液压减振器非线性速度特性参数的获取方法。
【发明内容】
[0003] 针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所解决的技术问题是提供车辆座椅悬置 液压减振器非线性速度特性参数的获取方法。
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明所提供的车辆座椅悬置液压减振器非线性速度特 性参数的获取方法，其流程框图如图1所示，其技术方案实施的具体步骤如下：
[0005] (1)利用振动测试设备，测量并采集得到在某行驶工况下的座椅在驾驶室地板安 装位置中心处的垂直振动信号和座椅面的垂向振动信号，采集振动信号的时间长度为{0， T} = {[04] + ?,T]}，其中，前一时间段[o，tj的振动信号用于车辆座椅悬置液压减振器 非线性速度特性参数的获取，后一时间段[tpT]的振动信号可用于对所获取的车辆座椅悬 置液压减振器非线性速度特性参数的仿真验证；
[0006] (2)根据座椅系统舒适性分析的要求，利用座垫等效刚度Kh和等效阻尼C h，座椅悬 置的等效刚度Ks，人体的等效刚度Kb和等效阻尼系数C b，人体上部的等效质量mb和人体臀 部的等效质量mh，座椅与座垫质量之和m s，座椅悬置液压减振器活塞杆中心线与驾驶室地 板垂向的夹角即减振器安装角度Θ，构建座椅人体垂向振动模型，其中，座椅面与驾驶室地 板之间的垂向阻尼力F h= F m/cos Θ，且减振器阻尼力
[0007]
【权利要求】
1.车辆座椅悬置液压减振器非线性速度特性参数的获取方法，其具体步骤如下： (1) 利用振动测试设备，测量并采集得到在某行驶工况下的座椅在驾驶室地板安装位 置中心处的垂直振动信号和座椅面的垂向振动信号，采集振动信号的时间长度为{〇,T}= {[Ο,?^ +ΒρΤ]}，其中，前一时间段[0，tj的振动信号用于车辆座椅悬置液压减振器非线 性速度特性参数的获取，后一时间段[tpT]的振动信号可用于对所获取的车辆座椅悬置液 压减振器非线性速度特性参数的仿真验证； (2) 根据座椅系统舒适性分析的要求，利用座垫等效刚度Kh和等效阻尼Ch，座椅悬置的 等效刚度Ks，人体的等效刚度Kb和等效阻尼系数Cb，人体上部的等效质量mb和人体臀部的 等效质量mh，座椅与座垫质量之和ms，座椅悬置液压减振器活塞杆中心线与驾驶室地板垂 向的夹角即减振器安装角度Θ，构建座椅人体垂向振动模型，其中，座椅面与驾驶室地板之 间的垂向阻尼力Fh=Fm/cosΘ，且减振器阻尼力
式中，阻尼系数Cs、平安比ris、双向比f3s、复原行程初次开阀速度V1、及压缩行程初次 开阀速度Vly，作为减振器速度特性参数的待获取量，V为减振器的运动速度； (3) 根据座椅人体系统垂向振动模型，利用Matlab/Simulink仿真软件，建立座椅人体 系统仿真模型，以在前一时间段[0，tJ所测得的座椅在驾驶室地板安装位置中心处的垂直 振动加速度信号为输入信号，对座椅面的垂直振动加权加速度均方根值进行仿真，其中，在 不同频率下的加权值为
(4) 以步骤⑵中的阻尼系数Cs、平安比ris、双向比f3s、复原行程初次开阀速度V1、压 缩行程初次开阀速度Vly，作为减振器速度特性参数的待获取量，利用在前一时间段[0,tj 仿真所得到的座椅面垂向振动加权加速度均方根值^^，与试验所测得的座椅面垂向振 动加权加速度均方根值^ 7:、建立座椅悬置液压减振器非线性速度特性参数获取的目标 函数Jmin，即
(5) 根据座椅悬置液压减振器非线性速度特性参数获取的目标函数，利用优化算法求 参数获取目标函数的最小值，此时，对应的优化变量即为所的座椅悬置液压减振器非线性 速度特性曲线参数，即阻尼系数Cs、平安比ris、双向比f3s、复原行程初次开阀速度V1、压缩 行程初次开阀速度Vly，此时得到的减振器阻尼力匕3表达式所绘制的曲线即为该车辆座椅 悬置液压减振器非线性速度特性曲线； (6)根据座椅人体系统的振动仿真模型及在步骤（5)中所得到的座椅悬置液压减振器 非线性速度特性曲线，以在后一时间段[tpT]内所测得的座椅在驾驶室地板安装位置中心 处的垂直振动加速度信号作为输入，对座椅面的垂直振动加权加速度值进行仿真计算，并 与在该时间段内所测得的座椅面的垂直振动加权加速度值进行比较，对所获取得到的座椅 悬置液压减振器非线性速度特性参数的结果进行验证。
【文档编号】G01M17/04GK104455157SQ201410593172
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月29日 优先权日:2014年10月29日
【发明者】周长城, 提艳, 于曰伟, 潘礼军 申请人:山东理工大学