(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211263027.0 (22)申请日 2022.10.14 (71)申请人 天津职业 技术师范大学 （中国职业 培训指导教师进修中心） 地址 300222 天津市津南区大沽南路1310 号 (72)发明人 闫光辉　朱虹　马军　王钰微　 (74)专利代理 机构 天津创智睿诚知识产权代理 有限公司 12 251 专利代理师 王海滨 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种牵引车驾驶室主动悬置动力学模型的 构建方法 (57)摘要 本发明公开了一种牵引车驾驶室主动悬置 动力学模型的构建方法， 对牵引车的车轮进行建 模、 对牵引车的底盘及悬架进行建模、 对驾驶室 的主动悬置结构进行建模， 最后建立牵引车驾驶 室主动悬置动力学模型。 建立的牵引车驾驶室主 动悬置动力学模型包括12自由度振动方程， 该动 力学模型能完整地表达整车悬架及驾驶室主动 悬置的实际结构， 具有完整性和通用性的效果。 权利要求书3页 说明书10页 附图2页 CN 115544661 A 2022.12.30 CN 115544661 A 1.一种牵引车驾驶室主动悬置动力学模型的构建方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1， 对牵引车的车轮进行建模； 将牵引车驾驶 室车轮转化成四轮车辆， 分别定义四个车轮在垂直方向上的自由度为z1、 z2、 z3、 z4； 步骤2， 对牵引车的底盘及悬架进行建模； 将牵引车驾驶室的三个振动自由度分别定义为Z5、 Z6、 Z7分别表示为底盘的左右侧倾振 动、 前后俯仰振动和垂直振动； 步骤3， 对驾驶室的主动悬置结构进行建模； 牵引车驾驶室采用全浮式主动悬置结构， 驾驶室下方具有四个悬置点， 每个悬置点采 用减振弹簧和电磁作动器对驾驶室进行主动减震控制， 其中减震弹簧是基础减震元件， 电 磁作动器在控制单元的作用下在四个悬置点产生主动控制力 F1、 F2、 F3和F4用以抑制驾驶 室所收到地 面传来的振动冲击； 将各悬置点的减震弹簧和电磁作动器特性参数赋予符号， 将牵引车的驾驶室的三个振 动自由度分别定义为Z8、 Z9、 Z10， 分别表示为驾驶室的垂直振动、 左右侧倾振动和前后俯仰 振动， 最后根据矢量动力学原理和牛顿运动定律对驾驶室三个振动自由度进行动力学建 模； 步骤4， 建立牵引车驾驶室主动悬置动力学模型； 建立的牵引车驾驶室主动悬置动力学模型包括12自由度振动方程， 分别为： 车轮1的垂 直振动方程、 车轮2的垂 直振动方程、 车轮3的垂 直振动方程、 车轮4的垂 直振动方程、 悬架的 左右侧倾振动方程、 悬架的前后仰俯振动方程、 整 车悬架的垂 直振动方程、 驾驶室的左右侧 倾振动方程、 驾驶室的前后仰俯振动方程、 驾驶室的垂直振动方程、 车辆前桥的倾角振动方 程、 车辆后桥的倾角振动方程。 2.根据权利要求1所述的牵引车驾驶室主动悬置动力学模型的构建方法， 其特征在于： 步骤2中， 牵引车底盘及悬架下方连接车桥和车轮， 上方连接驾驶室的悬置点， 建模时首先 需要对各个连接点进行编号， 并对各 连接点的振动特性 参数赋予符号。 3.根据权利要求1所述的牵引车驾驶室主动悬置动力学模型的构建方法， 其特征在于： 步骤2中， 牵引车底盘及悬架结构的后轴 悬架为双层多片 式钢板弹簧和杆件连接式平衡悬 架， 前悬架结构由钢板弹簧及阻尼器组成的被动悬架； 悬架的前后轴都采用钢板弹簧、 阻尼 器和双轮胎并联结构； 定义Ks1、 Ks2为双后轴并联钢板弹簧的等效弹性系数， C1、 C2、 C3、 C4为双 后轴各阻尼器阻尼系数， Kt1、 Kt2、 Kt3、 Kt4为双后轴并联轮胎的各弹性系数； 对牵引车双后轴 并联悬架进行简化， 将牵引车后悬架并联钢板弹簧的总弹性系数简化为： ks＝ks1+ks2； 并联 阻尼器的总阻尼系数简化为： Cs＝C1+C2+C3+C4； 并联轮胎的总弹性系数简化为： 4.根据权利要求1所述的牵引车驾驶室主动悬置动力学模型的构建方法， 其特征在于： 为了既能反应牵引车驾驶室振动真实特性， 又能便 于理论分析计算， 做以下设定： (1)因整个驾驶室和车架质量大， 弹性较小， 本发明将整个牵引车简化成而无弹性的刚 体， 建模过程中只考虑其质量； (2)牵引车驾驶室和悬架在其平衡位置附近做微幅振动， 悬架和轮胎的刚度和阻尼系权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115544661 A 2数都为常数， 把悬架系统和轮胎各弹性 参数看作线性定常减 振系统； (3)因减振弹簧弹性系数较大质量较小， 建模时将弹簧认为是只有弹性系数而无质量 的弹性元件； 因轮胎阻尼系数较小， 不 考虑轮胎阻尼系数对驾驶室振动的影响。 5.根据权利要求1所述的牵引车驾驶室主动悬置动力学模型的构建方法， 其特征在于： 所述S4步骤中， 建立的牵引车驾驶室主动悬置动力学模型的12自由度振动方程如下： (1)车轮1的垂直振动方程： (2)车轮2的垂直振动方程： (3)车轮3的垂直振动方程： (4)车轮4的垂直振动方程： (5)悬架的左右侧倾振动方程： (6)悬架的前后仰俯振动方程： (7)整车悬架的垂直振动方程： (8)驾驶室的左右侧倾振动方程： (9)驾驶室的前后仰俯振动方程： 权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115544661 A 3