本發(fā)明屬于車輛舒適性評價，具體涉及一種車輛低頻垂向振動舒適性評價系統(tǒng)和方法。

背景技術：

1、低頻垂向振動舒適性是指0.5-5hz道路隨機激勵下，由懸架系統(tǒng)(彈簧和減震器)傳遞到車身的喘振和顛簸感，車輛低頻振動舒適性如果設計的不好，容易使乘客產(chǎn)生暈車和嘔吐的感覺。一般來說，彈簧和減振器設計完成后，車輛的低頻振動舒適性就確定了。因此如何在設計初期優(yōu)化懸架彈簧和減振器的設計參數(shù)，提升車輛低頻振動舒適性是主機廠的關鍵技術之一。

2、現(xiàn)有技術之一為《gbt4970-2009汽車平順性試驗方法》規(guī)定的車輛平順性測試，用座椅坐墊上方、座椅靠背處和腳支撐面處綜合總加權加速度均方根值的方式來評價人體舒適性主觀感受。但此種方法的測量結果和試驗道路的好壞以及試驗車速有很大關系，無法準確表達出用戶的使用情景。

3、現(xiàn)有技術之二為在振動試驗臺架上通過掃頻的方式測量車輛懸架系統(tǒng)振動傳遞特性，并根據(jù)人體對振動頻率的敏感程度對振動進行頻率加權計算，得到加速度均方根值來評車輛的平順性。其可以準確的評價車輛懸架系統(tǒng)本身對振動的傳遞特性。但是車輛是在道路上行駛的，無法反映出車輛在不同道路上行駛時的振動響應。進而通過調整懸架彈簧的剛度和阻尼系數(shù)，去優(yōu)化懸架的偏頻特性以及幅值放大系數(shù)。從而達成車輛的平順性性能，滿足大部分用戶的需求。

技術實現(xiàn)思路

1、為了更準確地評價車輛低頻垂向振動舒適性，本發(fā)明提出一種車輛低頻垂向振動舒適性評價系統(tǒng)和方法。

2、實現(xiàn)本發(fā)明目的之一的車輛低頻垂向振動舒適性評價系統(tǒng)，包括：

3、用戶情景函數(shù)獲取模塊：用于根據(jù)多種等級的道路的車速、多種等級的道路的里程分布占比得到道路激勵頻率與用戶情景的第一函數(shù)關系式；

4、車輛懸架振動傳遞函數(shù)獲取模塊：用于基于四通道耐久臺架獲取懸架系統(tǒng)的振動頻率與幅值放大系數(shù)的第二函數(shù)關系式；

5、舒適性計算模塊：用于根據(jù)所述道路激勵頻率與用戶情景的第一函數(shù)關系式和懸架系統(tǒng)的振動頻率與幅值放大系數(shù)的第二函數(shù)關系式，得到振動頻率-振動舒適性評價曲線，對所述曲線中設定頻率范圍進行幅值累計，得到車輛低頻垂向振動舒適性評價指標。所述舒適性指標用于評價車輛低頻垂向振動舒適性，其值越小代表舒適性越好。

6、進一步地，舒適性計算模塊中，將所述道路激勵頻率與用戶情景的第一函數(shù)關系式乘以第二函數(shù)關系式，得到振動頻率-振動舒適性評價曲線。

7、進一步地，用戶情景函數(shù)獲取模塊中，道路激勵頻率與用戶情景的第一函數(shù)關系式的計算方法包括：

8、用戶情景函數(shù)獲取模塊中，獲取道路激勵頻率與用戶情景的第一函數(shù)關系式的方法包括：

9、根據(jù)道路波長范圍計算多種道路對應的道路激勵頻率；計算方法包括：設定每種道路的車速為[v1，v2，v3，……，vm-1、vm]，設定道路波長范圍為[λ1，λ2，λ3，……，λn-1、λn]；車速為vi的道路對應于某一道路波長λj的道路激勵頻率為vi/λj。如：車速為v1的道路對應的道路激勵頻率分別為v1/λ1、v1/λ2、……、v1/λn-1、v1/λn；車速為v2的道路對應的道路激勵頻率分別為v2/λ1、v2/λ2、……、v2/λn-1、v2/λn。

10、將設定范圍內的道路激勵頻率劃分成多個區(qū)間，得到多個道路激勵頻率區(qū)間，統(tǒng)計各道路激勵頻率區(qū)間在每種道路下出現(xiàn)的總數(shù)作為激勵次數(shù)；舉例如下：將所有道路對應的所有道路激勵頻率落入設定范圍內的值劃分成多個區(qū)間，得到多個道路激勵頻率區(qū)間：[f11,f12]，[f21,f22]，[f31,f32]，[f41,f42]……；統(tǒng)計各道路激勵頻率區(qū)間在每種道路下出現(xiàn)的總數(shù)作為激勵次數(shù)即：假定車速為v1的道路對應的道路激勵頻率分別為v1/λ1、v1/λ2、……、v1/λn-1、v1/λn；統(tǒng)計v1/λ1、v1/λ2、……、v1/λn-1、v1/λn中n個值落入每個道路激勵頻率區(qū)間[f11,f12]，[f21,f22]，[f31,f32]，[f41,f42]……的個數(shù)；車速為v2的道路對應的道路激勵頻率分別為v2/λ1、v2/λ2、……、v2/λn-1、v2/λn中的n個值落入每個道路激勵頻率區(qū)間[f11,f12]，[f21,f22]，[f31,f32]，[f41,f42]……的個數(shù)；依此類推，不再贅述。

11、根據(jù)所述總數(shù)和每種等級的道路的里程分布占比，得到各道路激勵頻率區(qū)間對應每種等級的道路的激勵次數(shù)的加權累計值；舉例如下：車速為v1的道路對應的設定范圍內的n1個道路激勵頻率(f1～fn1)中落入道路激勵頻率區(qū)間[f11,f12]的次數(shù)為n1次；假設車速為v1的道路的里程占比為p1，則道路激勵頻率區(qū)間[f11,f12]對應車速為v1的道路的激勵次數(shù)的加權累計值等于n1×p1。

12、將所述各道路激勵頻率區(qū)間對應每種等級的道路的激勵次數(shù)的加權累計值進行求和，得到各道路激勵頻率區(qū)間對應的用戶情景權值；舉例如下：假定道路激勵頻率區(qū)間[f11,f12]對應車速為v1的道路的激勵次數(shù)的加權累計值等于n1×p1；道路激勵頻率區(qū)間[f11,f12]對應車速為v2的道路的激勵次數(shù)的加權累計值等于n2×p2；將道路激勵頻率區(qū)間[f11,f12]對應的所有道路的激勵次數(shù)的加權累計值進行求和n1×p1+n2×p2+……得到的求和值即為道路激勵頻率區(qū)間[f11,f12]對應的用戶情景權值；優(yōu)選的，將道路激勵頻率區(qū)間[f11,f12]。

13、根據(jù)各道路激勵頻率區(qū)間及對應的用戶情景權值進行擬合計算，得到道路激勵頻率與用戶情景權值的擬合關系式，所述擬合關系式即為道路激勵頻率與用戶情景的第一函數(shù)關系式。

14、進一步地，得到道路激勵頻率次數(shù)統(tǒng)計的加權值的方法包括：

15、道路激勵頻率次數(shù)統(tǒng)計的加權值＝道路激勵頻率區(qū)間在該種等級的道路出現(xiàn)的總數(shù)×該種等級的道路的里程分布占比。

16、進一步地，根據(jù)每段道路激勵頻率及對應的用戶情景權值進行擬合計算時，還包括：取每段道路激勵頻率的均值或算術中點作為擬合時的道路激勵頻率的值。

17、進一步地，得到每個道路激勵頻率區(qū)間對應的用戶情景權值的方法包括：

18、

19、其中valuei,j表示第i種道路等級對應的第j個道路激勵頻率區(qū)間對應的次數(shù)統(tǒng)計的加權值；vj表示第j個道路激勵頻率對應的用戶情景權值。

20、進一步地，計算獲取懸架系統(tǒng)的振動頻率與幅值放大系數(shù)的第二函數(shù)關系式的方法包括：

21、設置四通道臺架的正弦掃頻頻率為第一設定范圍；掃頻速率設置為第一速率值；

22、根據(jù)設定的正弦掃頻頻率和設定的振動幅值計算設定的每個垂向振動頻率與四通道臺架振動加速度的對應關系；

23、測量得到設定的每個垂向振動頻率與車輛舉升點振動加速度的對應關系；

24、計算所述每個垂向振動頻率與四通道臺架振動加速度的對應關系、每個垂向振動頻率與車輛舉升點振動加速度的對應關系得到懸架系統(tǒng)的振動頻率與幅值放大系數(shù)的第二函數(shù)關系式。

25、進一步地，懸架系統(tǒng)的振動頻率與幅值放大系數(shù)的第二函數(shù)關系式＝四通道臺架振動加速度與振動頻率的對應關系/車輛舉升點振動加速度與振動頻率的對應關系。

26、進一步地，還包括舒適性評價優(yōu)化模塊：用于得到垂向振動頻率與人體感知值的第三函數(shù)關系式；根據(jù)所述第一函數(shù)關系式、第二函數(shù)關系式和第三函數(shù)關系式，得到優(yōu)化后的車輛頻率-振動舒適性評價曲線，對所述曲線中設定頻率范圍進行幅值累計，得到優(yōu)化后的車輛低頻垂向振動舒適性評價指標。

27、舒適性評價優(yōu)化模塊中，將所述道路激勵頻率與用戶情景的第一函數(shù)關系式乘以第二函數(shù)關系式乘以第三函數(shù)關系式，得到優(yōu)化后的振動頻率-振動舒適性評價曲線。

28、所述第三函數(shù)關系式包括：

29、

30、式中：

31、y3(f)為人體感知值；f表示垂向振動頻率。

32、實現(xiàn)本發(fā)明目的之二的一種車輛低頻垂向振動舒適性評價方法，包括：

33、根據(jù)多種等級的道路的車速、多種等級的道路的里程分布占比得到道路激勵頻率與用戶情景的第一函數(shù)關系式；

34、基于四通道耐久臺架獲取懸架系統(tǒng)的振動頻率與幅值放大系數(shù)的第二函數(shù)關系式；

35、根據(jù)所述第一函數(shù)關系式和第二函數(shù)關系式，得到振動頻率-振動舒適性評價曲線，對所述曲線中設定頻率范圍進行幅值累計，得到車輛低頻垂向振動舒適性評價指標，所述舒適性指標用于評價車輛低頻垂向振動舒適性，值越小表示舒適性越好。

36、本發(fā)明的有益效果包括：

37、本發(fā)明首先對道路里程等級、道路等級進行研究，以及用戶車輛使用情景總結出道路激勵頻率-用戶情景函數(shù)的第一函數(shù)關系式，然后在四通道耐久臺架上測量車輛懸架系統(tǒng)的振動傳遞的第二函數(shù)關系式，最后分析人體對振動頻率的第三函數(shù)關系式，得到考慮了道路頻率、車輛懸架振動傳遞、人體振動頻率的車輛低頻垂向振動舒適性指標。該指標可以用于評價車輛在大多數(shù)用戶使用場景下車輛低頻振動舒適性水平，更符合用戶實際情況，更科學，更有利于指導車輛的設計和開發(fā)工作。