汽车底盘动力学性能开发方法研究

陈秀梧

(一汽海马汽车有限公司，海南海口 570216)

汽车底盘动力学性能开发方法研究

陈秀梧

(一汽海马汽车有限公司，海南海口 570216)

汽车底盘动力学性能在汽车性能中至关重要，是汽车产品内在价值体现。通过结合实际项目开发过程中底盘动力学性能开发的情况，对汽车底盘动力学性能开发方法进行总结，为后续项目的开发提供参考。

汽车底盘；动力学性能；评价体系；虚拟开发；调校与验证

0 引言

随着汽车的普及以及“懂车人”的不断增加，汽车用户对车辆驾乘品质的要求越来越严苛，这就要求主机厂在车辆开发过程中要提高自身的研发水平以及质量管理能力。底盘动力学性能是汽车最重要的性能之一，直接影响车辆的品质，也是整车企业展现技术实力的重要方面，同时，还决定了车辆在市场上的竞争力。目前国外各大主机厂都有相当成熟的汽车底盘动力学性能开发与评价体系及高水平的评价团队，而国内大部分主机厂主要还是依托国外的公司进行底盘开发。因此，通过底盘动力学性能开发来提高汽车产品的质量和市场竞争力，已成为我国汽车业关注的重点[1]。文中将对汽车开发过程中，底盘动力学性能的开发方法进行简要介绍。

1 开发方法综述

一般来说，底盘动力学性能开发主要涉及操纵稳定性、制动性和平顺性等几个方面[2]。通过车辆底盘评价技术、主观评价与客观评价的一致性研究，确定产品的底盘动力学性能整车级目标，并将整车级的目标分解到子系统级目标和零部件级的目标，同时结合虚拟仿真技术，指导相关零部件的开发和样车制造，并通过样车的调校实现既定的底盘动力学性能目标。底

盘动力学性能开发的流程示意图如图1所示。

图1 底盘动力学性能开发流程示意图

1.1 收集客户声音

底盘动力学性能开发以客户为出发点，收集客户对竞争车型关于底盘动力学性能方面的反馈；另外，主观评价小组需按照既定的底盘动力学主观评价体系标准，对目标竞争车辆进行主观评价，明确产品后续开发需要保持或改善的项目，从而确定车辆底盘动力学性能的开发方向。车辆底盘动力学性能的主观评价指标示例如表1所示。

表1 主观评价指标示例

1.2 整车技术要求

为了能将客户声音以及主观评价的结果转化为可控的工程指标，需要按照既定的底盘动力学客观试验标准，对目标竞争车辆进行客观试验，并通过对主、客观指标一致性的研究，确定可用于工程开发的目标；同时，需结合项目规划，明确整车级的底盘动力学性能技术要求。车辆动力学整车级技术指标示例如表2所示。

表2 整车级技术指标示例

1.3 子系统级技术要求

可通过相关子系统外特性试验，如悬架K & C测试、转向系统特性试验、轮胎力学特性试验等获得目标竞争车辆的子系统特性，同时需要考虑整车级技术要求，并从项目开发的角度出发，控制开发成本，尽可能地保持基准车的系统零部件和结构，通过尽可能小的改动达到整车的技术要求。子系统级技术指标示例如表3所示。

表3 子系统级技术指标示例

1.4 零部件技术要求

结合整车级技术要求与子系统级的技术要求、项目开发周期及成本的要求，并通过敏感性分析，可获得影响子系统级技术要求及整车级技术要求的零部件特性参数，从而明确零部件的技术要求，为后续的底盘动力学性能调校与匹配做好准备。这一过程需要结合虚拟仿真技术进行。零部件的技术指标示例如表4所示。

表4 零部件级技术指标示例

1.5 虚拟开发

随着计算机技术的不断成熟、机械系统建模和仿真商业软件的出现，仿真技术在汽车行业得到越来越广泛的应用。在零部件技术要求的设定中，正是利用仿真软件对悬架模型、轮胎模型及制动系统计算模型进行仿真计算，方才确定零部件的参数。

当然，为了提高仿真的可信度，一般先通过基础车的K & C仿真与K & C测试结果、制动系统客观试验结果与制动计算模型计算结果的对比分析，验证模型的有效性；确认无误后，在此基础上根据实际开发项目的要求，进行质量更新、悬架硬点修改、制动系统参数更改等工作，再进行新一轮的仿真计算分析[3]。汽车底盘动力学性能开发过程中涉及的虚拟仿真内容有：悬架K&C仿真分析、转向运动学分析、整车操纵稳定性分析、制动踏板感觉计算、轮胎模型参数辨识等内容，如图2所示。

图2 虚拟开发技术

1.6 试验验证

该项工作包括零部件的验证、子系统级的验证和整车级的验证。零部件的验证主要通过检查基准书、设计验证计划等一系列控制文件进行；子系统级的验证主要通过K&C测试进行，它能够验证样车能否满足子系统级的工程技术指标，同时也是后续整车级验证的前提；对于整车级的验证工作，需要底盘动力学开发团队结合制定的零部件级技术要求，利用主观评价与客观测试结合的方式，对样车进行调校与匹配，直至满足设定的整车级技术要求。这其中主要涉及轮胎的选型、悬架系统的调校、转向系统的标定、制动系统的匹配等内容。

2 结束语

汽车底盘动力学性能是整车企业赖以生存的基础，是汽车产品的内在价值。以上仅是对底盘动力学性能的开发进行了简要介绍，而在实际工作过程中，还需要做大量的工作，比如需要建立成熟的主、客观评价体系，建立丰富的主、客观观评价数据库，高水平评价人员队伍的培养等，这些工作和能力的建设都需要投入大量的人力、物力及时间。但是，作为汽车产品开发的重要一环，很有必要，也很值得人们去深入研究。

【1】管欣,宗长富，王化吉.汽车底盘动力学性能主观评价研究现状与展望[J].汽车工程学报,2011,1(3):159-174. GUAN X,ZONG C F,WANG H J.Current Situation and Prospect of Research on Subjective Evaluation of Vehicle Chassis Dynamics Performance[J].Chinese Journal of Automotive Engineering,2011,1(3):159-174.

【2】王彦会.乘用车底盘性能开发评价技术研究[D].长春:吉林大学,2014:1-9.

【3】刘立刚，谢骋，舒进，等.电动汽车悬架系统动力学性能开发设计[J].上海汽车，2013(10):16-21.

Research on the Development Method of Vehicle Chassis Dynamic Performance

CHEN Xiuwu

(FAW Haima Automobile Co.,Ltd., Haikou Hainan 570216, China)

Vehicle chassis dynamic performance is very important in the vehicle performance, which also is the intrinsic value of automotive products. The development methods of vehicle dynamic performance were summarized combining with the processing projects. It provides reference for the next projects.

Vehicle chassis;Dynamic performance; Evaluation system; Virtual development;Tuning and verification

2016-07-05

陈秀梧(1985—)，硕士，工程师，从事汽车研发方面的工作。E-mail：chenxiuwu5858@126.com。

10.19466/j.cnki.1674-1986.2017.02.021

U463.1

A

1674-1986(2017)02-079-04