一种商用车座椅动态舒适性优化方法及系统

本发明涉及座椅舒适性，尤其是涉及一种商用车座椅动态舒适性优化方法及系统。

背景技术：

1、相关技术中，座椅是重要且结构复杂的汽车零部件，对驾乘者的安全起至关重要的作用，车辆行驶过程中，路面不平顺带来的周期性振动激励会同步激发座椅悬架弹性-阻尼特性及人体敏感频率响应，造成座椅的振动传递显著放大，从而使得座椅舒适性恶化，易引起疲劳驾驶，造成交通事故。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明在于提出一种商用车座椅动态舒适性优化方法，所述方法可以优化座椅的舒适性，减少路面不平顺带来的颠簸。

2、本发明还提出一种商用车座椅动态舒适性优化系统。

3、根据本发明第一方面的商用车座椅动态舒适性优化方法，包括以下步骤：

4、s1、通过整车路试与台架测试获取商用车座椅系统的动态响应信号；

5、s2、基于虚拟迭代技术对获取的动态响应信号进行反求，得到座椅安装点位移激励谱；

6、s3、建立定阻尼座椅多体动力学模型；

7、s4、将所述座椅安装点位移激励谱输入所述定阻尼座椅多体动力学模型，遍历多组空气弹簧刚度与减振器阻尼的参数组合，得到不同参数组合下的座椅动态舒适性评价指标；

8、s5、根据所述座椅动态舒适性评价指标得到空气弹簧刚度与减振器阻尼的全局最优参数组合。

9、在一些实施例中，步骤s1中的整车路试的方法具体为：在汽车座椅滑轨的左前、右前、左后、右后位置，座椅骨架的左前、右前位置分别布置振动传感器，在汽车座椅的坐垫上布置坐垫传感器，采集国道与高速多工况下各测试点的z向加速度信号，经过重采样、滤波处理后得到虚拟迭代的所述动态响应信号。

10、在一些实施例中，步骤s2中基于虚拟迭代技术对获取的动态响应信号进行反求的方法包括：

11、s21、向驾驶室多体动力学模型输入预设的白噪声激励信号，获取系统对白噪声的响应信号，计算得到系统的传递函数；

12、s22、将所述动态响应信号作为目标信号，根据系统传递函数的逆函数求解得到第一次外部激励；

13、s23、反复迭代更新外部激励，使迭代仿真得到的响应信号与目标信号的误差均方根值持续收敛，直至满足收敛判定条件；

14、s24、将收敛后得到的驾驶室悬置主动端位移激励回代至驾驶室多体动力学模型，仿真提取座椅四个安装点处的垂向位移响应，得到覆盖多工况的座椅安装点位移激励谱。

15、在一些实施例中，所述收敛判定条件为：时域上迭代响应与目标信号的误差均方根值小于目标信号均方根值的5%；在0-80hz关键频带内，迭代响应与目标信号的相干函数值大于0.9；迭代响应与目标信号的相对损伤比处于0.5~2.0区间内。

16、在一些实施例中，步骤s3中建立定阻尼座椅多体动力学模型的方法包括：

17、s31、通过万能试验机对空气弹簧进行准静态加载测试，得到不同充气压力下的空气弹簧刚度与负荷-位移曲线；通过mts液压伺服试验台开展减振器阻尼特性测试，得到不同速度下的阻尼力与示功曲线；通过模态测试得到座椅簧上部位的质量、质心坐标与转动惯量参数；

18、s32、将定阻尼座椅三维数模导入adams仿真环境，剔除不影响振动传递的冗余装饰件，保核心运动部件，按照实车装配逻辑添加移动副、转动副约束关系，匹配实车运动自由度；

19、s33、将部件测试得到的空气弹簧非线性刚度曲线、减振器力-速度特性曲线、簧上质量与转动惯量参数赋值到模型中，在坐垫上添加65kg质量块模拟乘员质量；

20、s34、在座椅底部输入端施加位移激励，采集座椅骨架及人体质心的加速度响应信号，将仿真得到的加速度响应与路试实测信号进行时域、频域特征对比，当两者吻合度满足误差要求时，判定模型验证有效。

21、在一些实施例中，步骤s4中空气弹簧刚度取值范围为10-55n/mm，取值间隔1n/mm；减振器的阻尼力取值范围为300-2000n。

22、在一些实施例中，步骤s4中的座椅动态舒适性评价指标包括：

23、

24、其中，为座椅动态舒适性评价指标；w1和w2为权重系数，为设计变量向量，即空气弹簧刚度、减振器复原力、压缩力；为rms 传递率；为峰值传递率；为不等式约束；为等式约束；：设计变量上下限。

25、根据本发明第二方面的一种商用车座椅动态舒适性优化系统，包括：

26、信号采集模块，用于获取座椅安装点在实车道路试验中的动态响应信号；

27、虚拟迭代反求模块，用于构建驾驶室-悬置系统的多体动力学模型，基于所述动态响应信号采用虚拟迭代技术反求座椅安装点的位移激励谱；

28、多体动力学仿真模块，用于构建包含空气弹簧非线性刚度模型和减振器迟滞阻尼模型的座椅多体动力学模型，以所述位移激励谱作为输入进行参数组合仿真；

29、参数优化模块，用于基于各参数组合下的振动传递率确定最优参数组合。

30、本发明至少具有以下效果：

31、1.针对商用车座椅安装点载荷难以直接测量、传统载荷谱与实际工况贴合度低的问题，采用基于虚拟迭代技术对获取的动态响应信号进行反求的方法，得到覆盖多工况的座椅安装点位移激励谱，区别于现有研究中依赖标准路谱或简化载荷的做法，从源头保障了舒适性优化的可靠性。

32、2.突破传统仿真中简化人体模型、忽略驾驶室柔性影响的局限，建立定阻尼座椅多体动力学模型，该模型深度融入空气弹簧非线性刚度、减振器迟滞阻尼等实测部件特性，通过模态试验与传递率试验完成校准，使得能精准模拟座椅动态响应，更能真实反映人体驾乘体验与振动特性的关联，解决了简化模型“仿真结果与实际体验脱节”的核心问题，从而使得座椅舒适性优化更加贴合实际体验，提高了座椅舒适性优化的实用性。

33、3.构建座椅动态舒适性评价指标，突破现有研究单一优化振动传递率或忽略共振峰值的局限，将“rms传递率最小化”与“峰值传递率最小化”列为双目标，采用加权求和法转化为单目标优化，最终得到的最优参数组合，实现坐垫加速度均方根降低、共振峰值传递率降低的双重提升，形成兼顾“全局隔振”与“局部共振抑制”的优化方法。

34、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

1.一种商用车座椅动态舒适性优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的商用车座椅动态舒适性优化方法，其特征在于，步骤s1中的整车路试的方法具体为：在汽车座椅滑轨的左前、右前、左后、右后位置，座椅骨架的左前、右前位置分别布置振动传感器，在汽车座椅的坐垫上布置坐垫传感器，采集国道与高速多工况下各测试点的z向加速度信号，经过重采样、滤波处理后得到虚拟迭代的所述动态响应信号。

3.根据权利要求2所述的商用车座椅动态舒适性优化方法，其特征在于，步骤s2中基于虚拟迭代技术对获取的动态响应信号进行反求的方法包括：

4.根据权利要求3所述的商用车座椅动态舒适性优化方法，其特征在于，所述收敛判定条件为：时域上迭代响应与目标信号的误差均方根值小于目标信号均方根值的5%；在0-80hz关键频带内，迭代响应与目标信号的相干函数值大于0.9；迭代响应与目标信号的相对损伤比处于0.5~2.0区间内。

5.根据权利要求1所述的商用车座椅动态舒适性优化方法，其特征在于，步骤s3中建立定阻尼座椅多体动力学模型的方法包括：

6.根据权利要求1所述的商用车座椅动态舒适性优化方法，其特征在于，步骤s4中空气弹簧刚度取值范围为10-55n/mm，取值间隔1n/mm；减振器的阻尼力取值范围为300-2000n。

7.根据权利要求1所述的商用车座椅动态舒适性优化方法，其特征在于，步骤s4中的座椅动态舒适性评价指标包括：

8.一种商用车座椅动态舒适性优化系统，其特征在于，包括：