具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。除非另有特别说明，本发明中用到的各种设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

进一步的研究表明，基于仿真的NVH振动分析方法，还存在不考虑共振是有利共振还是有害共振的问题；出现共振一般归结于零部件，不考虑悬架系统及路面特征的影响；且不考虑载荷放大因子的影响；并且一般不作为耐久属性开发中的方法。

为了克服目前在进行整车道路耐久试验时，对整车或悬架系统的道路载荷敏感性的评估方法的精度不佳，且时效性较差，效率较低的技术问题，本发明提供了一种悬架系统的道路载荷敏感性的评估方法，其整体思路如下：

获取测试车辆在基准路面的悬架基准主频；根据获取的测试车辆在特征路面的特征道路载荷谱，确定悬架特征主频；根据所述悬架基准主频和所述悬架特征主频，确定载荷敏感度系数；根据所述载荷敏感度系数和载荷放大系数，确定所述测试车辆在所述特征路面的道路载荷敏感度；其中，所述载荷放大系数是在所述载荷敏感度系数处于预设敏感区间时根据所述特征道路载荷谱确定的；所述基准路面是具有预设路面激励的试验路面，所述特征路面是对所述测试车辆进行整车道路耐久试验的试验路面；所述特征道路载荷谱是所述测试车辆在所述特征路面进行整车道路耐久试验时，获得的所述悬架系统的载荷响应时域信号。

上述方法基于车辆对路面的敏感性，提出了利用实际测量的道路载荷谱数据，确定用于评价道路载荷敏感性的载荷敏感度系数和载荷放大系数；其中，通过获取测试车辆在具有预设路面激励的基准路面上行驶的、能够表征悬架系统固有振动特性的悬架基准主频，以及测试车辆在特征路面上进行整车道路耐久试验获得的道路载荷谱确定悬架特征主频，通过两种主频确定出的载荷敏感度系数，能够准确的表征系统在当前运动状态下的路面激励频率与系统固有频率之间是否出现同频共振的现象；若得到的载荷敏感度系数处于预设的敏感区间，说明此时出现同频共振，则接下来通过特征道路载荷谱数据，得到在当前耐久试验运动状态下的系统载荷放大水平，即载荷放大系数，通过载荷放大系数判断车辆在路面上的载荷敏感性水平；

基于上述原理，可以精确的判断出当前运动状态出现的系统损伤是否准确合理，该损伤是否可以作为疲劳耐久进行损伤累积，由此可以准确的判断出场地道路耐久试验的合理性及下游开发领域数据的准确性；相对于NVH振动分析方法，本方案是基于车辆的实测数据进行分析，因此数据精度更高，且获取道路载荷谱的时间和数据分析时间远小于建模仿真所需的时间；而主观评价方法需要反复的在特征路面上感知，且判断结果带有很强的主观性，因此本方案的得到的评估结果更为科学和精确；总的来说，本方案在提高数据精度的同时，显著提高了道路载荷敏感性分析的时效性。从而为可靠性耐久开发提供有力的数据支撑。

在接下来的内容中，结合具体实施方式，对上述方案进行进一步的说明：

在一个可选的实施例中，将上述方案应用于至某车型的道路耐久试验，本实施例中涉及的一些名词解释如下：

悬架系统：汽车的车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间的一切传力连接装置的总称；

共振：物理系统在特定频率下，比其他频率以更大的振幅做振动的情形；

载荷谱时域信号：在载荷谱数据中，自变量是时间，即横轴是时间，纵轴是信号的变化；其动态信号x(t)是描述信号在不同时刻取值的函数；

载荷谱频域信号：自变量是频率,即横轴是频率,纵轴是该频率信号的幅度，也就是通常说的频谱图；

功率谱密度：表征信号的功率能量与频率的关系的物理量；

主频：系统响应信号在频谱图中的主要能量集中点所对应的频率；

基准路面：试验场中具有预设路面激励的试验路面；

特征路面：试验场中用来开展道路耐久试验的试验路面。

如图1所示，悬架系统的道路载荷敏感性的评估方法的步骤包括：

S1：获取测试车辆在基准路面的悬架基准主频。

如前所述，基准路面是具有预设路面激励的试验路面，基准路面的确定方法如下：

第一，确定预设(理论)激励特点：

根据拉格朗日方程，可以把悬架视为一个多自由度系统，从而得到如下的方程：

根据上述方程，系统中的阻尼C和刚度K均会影响系统的传函特性，因此在确定该系统的传函特性时，并不是任何路面激励都可以作为系统的输入。在本实施例中，选用一个近似宽频、功率谱密度在整个频域内分布较为均匀且靠近常量的预设路面激励作为输入，以获取系统的传函特性。符合这种要求的路面激励有白噪声信号，类白噪声信号和粉红噪声信号，若无特别说明，本实施例以白噪声为预设路面激励。在确定所需的理论路面激励后，从试验场中去找到一组具有以上激励特点的试验路面，并将该路面作为可以体现悬架系统特性的基准路面。目前车辆耐久试验场中有一系列为试验修建的试验道路，包括高速跑道、坡道、综合路、扭曲路、石块路、鹅卵石路等等。

第二，根据预设路面激励，确定试验场中具有该激励特征的基准路面：

确定基准路面的方法，一种是将测试车辆在试验场中的每条试验路面上行驶，获得测试车辆在每条道路上的道路载荷谱，即载荷响应时域信号，通过分析载荷实际响应，确定每条试验路面对应的路面特征或路面激励，此方法的成本较低，具有高效率和高精度。另一种方式是从建设试验场的供应商处获取试验场每条试验路面的路面不平度信息，根据所述路面不平度信息，确定所述基准路面。

路面不平度的示意图如图2所示，可以看出，路面的特征表现为路面相对于基准坐标面的高度q与走向长度I的关系，即路面不平度。利用公式：

Gq(n)＝Gq(n₀)(n/n₀)^-w (2)

可得到该路面不平度对应的功率谱密度Gq(n)，目前各大试验场在修建试验路面时，均能提供每条试验路面的路面不平度信息的相关数据，在获得试验场试验路面的相关信息后，则可以判断出什么样的试验路面具有第一步要求的预设路面激励特点，由此可选出具有预设路面激励特征的试验路面做为基准路面去获取悬架系统的响应特性。

在确定基准路面后，接下来可以控制测试车辆在基准路面上按照预设速度行驶，获得测试车辆在基准路面上的道路载荷响应时域信号，即基准道路载荷谱；然后可利用数据处理软件，对所述基准道路载荷谱进行时频变换，获得第一功率谱密度；根据所述第一功率谱密度，确定所述悬架基准主频。由于基准路面的路面激励是宽频、功率谱密度在整个频域内分布较为均匀且靠近常量的，因此此时得到的载荷响应是能够代表测试对象的固有特征的，其转换得到的功率谱密度可以等效成系统的功率谱密度特征，因此其主频也可以视为是系统的主频。因此基于功率谱密度，可以确定所述悬架基准主频。预设速度是根据需要设置的，可以是与耐久试验相同的行驶速度，也可以是与耐久试验不同的行驶速度，只需要保证测试车辆在基准路面上行驶后，能够根据路面激励获得相应的道路载荷谱即可。

图3示出了一种利用nCode数据分析软件，将基准路面的载荷响应时域信号转换为频域信号，以获得功率谱密度的过程，在获得功率谱密度数据后，即可确定出悬架基准主频。由于主频是系统响应信号在频谱图中的主要能量集中点所对应的频率，因此可以将能量最高的点对应的频率确定为所述悬架基准主频，记为f₀。

S2：根据获取的测试车辆在特征路面的特征道路载荷谱，确定悬架特征主频。

具体的，根据整车道路耐久试验的行业规范或企业规范，使测试车辆在特征路面上按照试验规定的速度行驶，并通过布置预设测点位置处的六分力计，如悬架系统的左前轴、右前轴，左后轴，右后轴等位置，测量得到预设测点处的载荷谱的时域信号，然后根据与基准路面的道路载荷谱的相同的数据处理方法，如图4所示，对所述特征道路载荷谱进行时频变换，获得第二功率谱密度；根据所述第二功率谱密度，确定所述悬架特征主频。悬架特征主频的确定方式一般是以放大载荷的点作为数据对象，比如六分力计载荷出现放大则以轴头位置作为数据处理对象，另外也可以根据“簧下看轴头，簧上看塔包”的方式，确定悬架特征主频，记为f_n。

S3：根据所述悬架基准主频和所述悬架特征主频，确定载荷敏感度系数；

具体的，可以根据所述悬架特征主频与所述悬架基准主频之比：f_n/f₀，确定所述载荷敏感度系数S；也可以可以根据所述悬架基准主频与所述悬架特征主频之比：f₀/f_n，确定所述载荷敏感度系数S。在接下来的内容中，若无说明，则以S＝f_n/f₀进行说明。

可选的，在根据步骤S1获得了基准道路的功率谱密度和步骤S3的特征道路的功率谱密度后，可以在数据处理软件nCode中，通过两张功率谱密度的对比分析，得出载荷敏感度系数，如图5所示。

在确定出载荷敏感度系数之后，接下来利用载荷敏感度系数，对系统的载荷敏感度进行评价：

S4、根据所述载荷敏感度系数和载荷放大系数，确定所述测试车辆在所述特征路面的道路载荷敏感度。

具体的，在所述载荷敏感度系数处于预设敏感区间时，需要根据所述特征道路载荷谱，确定载荷放大系数；在所述载荷敏感度系数处于所述预设敏感区间之外时，确定所述道路载荷敏感度为第一敏感度。

此处的预设敏感区间，是表示悬架系统在道路耐久试验的速度激励下的稳定程度的阈值区间。对于载荷敏感度系数S＝f_n/f₀，经过标定确定的预设区间为[0.95,1.05]。若载荷敏感度系数处于预设敏感区间以外时，即S<0.95或S>1.05，表明此时敏感度远离1，悬架系统在当前激励下趋于稳定，可直接确定此时悬架系统在当前速度，在当前特征路面下的道路载荷敏感度为第一敏感度。

若载荷敏感度系数处于预设敏感区间：0.95≤S≤1.05时，表示此时系统敏感度靠近1，悬架系统在当前激励下将可能出现载荷放大情况，此时需要根据道路载荷谱计算载荷放大系数，根据载荷放大系数评估载荷放大水平。载荷放大水平的高低将导致后续的试验或仿真的输入数据偏大，因实际耐久试验出现过载的情况而导致后续过程的过设计。

载荷放大系数的确定方法可以是：

根据所述测试车辆的前轴静载荷和后轴静载荷，确定静载荷比值；根据所述特征道路载荷谱，获得前轴动载荷和后轴动载荷；根据所述前轴动载荷和所述后轴动载荷，确定动载荷比值；根据所述动载荷比值和所述静载荷比值，确定所述载荷放大系数。

具体的，车辆的前轴静载荷和后轴静载荷，可直接获取测试车辆在前序工序中的上秤数据，从而得到前轴与后轴的静载荷数据。

对于动载荷，如前所述，在进行整车耐久试验时，会在悬架系统的多个测点位置上设置六分力计以获取每个测点位置处的载荷谱。对于两轴的车辆，在本实施例中，至少在悬架的前轴的左轮、右轮，以及后轴的左轮、右轮处设置了测点，从而根据每个测点处获得的特征道路载荷谱，得到左前轮动载荷，左后轮动载荷，右前轮动载荷，右后轮动载荷，然后根据左前轮动载荷与右前轮动载荷之和，获得所述前轴动载荷，根据所述左后轮动载荷与右后轮动载荷之和，获得所述后轴动载荷。

接下来，根据动载荷比值K1＝前轴动载荷/后轴动载荷，静载荷比值K2＝前轴静载荷/后轴静载荷的方式，确定载荷放大系数K＝K1/K2。当然，K1＝后轴动载荷/前轴动载荷，静载荷比值K2＝后轴静载荷/前轴静载荷的计算方式也是可行的。

在计算出载荷放大系数后，结果表明若所述载荷放大系数大于第一阈值，或所述载荷放大系数小于第二阈值，则确定所述道路载荷敏感度为第二敏感度；若所述载荷放大系数位于所述第二阈值与所述第一阈值之间，则确定所述道路载荷敏感度为所述第一敏感度。其中，所述第二敏感度大于所述第一敏感度；例如，第一敏感度可以用低敏感度表示，第二敏感度可以用高敏感度表示。

通过大量试验和数据分析确定，第一阈值的取值范围为1.08～1.2，优选1.1；第二阈值的取值范围为0.8～0.9，优选0.9。

图6示出了一种存在载荷放大的情况，根据左前轮、右前轮、左后轮、右后轮的道路载荷谱，可以结合数据处理软件nCode确定出对应的轮载荷，根据轮载荷可以计算出前轴动载荷和后轴动载荷。计算结果表明，此时载荷已发生明显的放大效应，因此在当前速度激励下的载荷谱数据是不能应用到后续的设计中，同时说明在道路耐久试验中也不能使用当前速度激励条件进行累积试验。

以预设范围为[0.95,1.05]，第一阈值为1.1；第二阈值为0.9为例，根据上述方案，确定了如表1所示的评估车辆以预设速度，在特征路面上进行耐久试验后得到的道路载荷敏感度水平：

表1载荷响应水平评估表

在根据上述方案，得到道路载荷敏感度水平的评估结果后，在后续的整车开发流程中，选择合适的节点导入项目，作为可靠性属性的交付物，一般可以选择在裸车阶段引用以上方法来保证路谱及场地耐久试验的准确性。

总的来说，本实施例提供的方法，具有如下的优点：

(1)采用对实际的车辆进行测试的方式去获得车辆的实测数据，而目前的NVH振动分析方法，其CAE仿真使用的是建模手段，在模型与实车上存在差别，模型受节点、橡胶件、阻尼件、弹性件的制约，其所获得的数据在精度方面远不如根据实车数据得到的评估结果；并且，本实施例的方法均是基于实测的道路载荷谱数据作为支撑，比主观评价依靠人主观的去感知的方法更科学和精准。

(2)本实施例的方法，具有时效性强的特点，因为采集一组载荷谱数据进行分析只需要一小时左右，而只采集一种特征路面则只需要几分钟时间；而主观评价则需要反复的在路面上去感知，CAE方法需要建模，准备输入数据，等待模拟仿真结果，并对结果数据进行分析，这两种方法均相当耗时；而本实施例通过现有的数据处理软件可以在几分钟就得出载荷敏感度系数和载荷放大系数，通过这两个系数可以快速的得到车辆对路面的敏感性是否满足要求，在时效性方面远远超越其它的评估方式，有效的减少时间成本。

(3)本实施例对车辆基于路面的敏感性评价，提出了两个基本的表征参数，即采用在实际测量的道路载荷谱数据获得的车辆的载荷敏感度系数和载荷放大系数去表征系统对路面的敏感性，其中载荷敏感度系数通过获取特征道路载荷谱功率谱密度中的主频与表征该系统固有的振动特性的基准路面的功率谱密度的主频进行比较而获得；载荷敏感度系数可准确的表征系统在当前运动状态下的路面激励频率与系统固有频率是否出现同频共振的现象，同时通过实际的载荷谱得到在当前运动状态下系统是否出现载荷放大的情况及载荷放大的水平，从而得到载荷放大系数，通过载荷放大系数及载荷敏感度系数，可判断出车辆在路面上的敏感性水平。基于以上原理可以准确判断出当前运动状态出现的系统损伤是否准确合理，该损伤是否可以作为疲劳耐久进行损伤累积，由此可以准确的判断出场地道路耐久试验的合理性及下游开发领域数据的准确性，为可靠性耐久开发提供有力数据支撑。

基于前述实施例相同的发明构思，在另一个可选的实施例中，如图7所示，提供了一种悬架系统的道路载荷敏感性的评估系统，包括：

获取模块10，用于获取测试车辆在基准路面的悬架基准主频；

第一确定模块20，用于根据获取的测试车辆在特征路面的特征道路载荷谱，确定悬架特征主频；

第二确定模块30，用于根据所述悬架基准主频和所述悬架特征主频，确定载荷敏感度系数；

评估模块40，用于根据所述载荷敏感度系数和载荷放大系数，确定所述测试车辆在所述特征路面的道路载荷敏感度；

其中，所述载荷放大系数是在所述载荷敏感度系数处于预设敏感区间时根据所述特征道路载荷谱确定的；所述基准路面是具有预设路面激励的试验路面，所述特征路面是对所述测试车辆进行整车道路耐久试验的试验路面；所述特征道路载荷谱是所述测试车辆在所述特征路面进行整车道路耐久试验时，获得的所述悬架系统的载荷响应时域信号。

可选的的，所述获取模块10用于：

获取基准道路载荷谱；

对所述基准道路载荷谱进行时频变换，获得第一功率谱密度；

根据所述第一功率谱密度，确定所述悬架基准主频。

进一步的，所述预设路面激励为白噪声；在所述获取基准道路载荷谱之前，所述获取模块10用于：

获取试验场每条试验路面的路面不平度信息；

根据所述路面不平度信息，确定所述基准路面；所述基准路面具有与所述白噪声相同的路面激励特征。

可选的，所述第一确定模块20用于：

对所述特征道路载荷谱进行时频变换，获得第二功率谱密度；

根据所述第二功率谱密度，确定所述悬架特征主频。

可选的，所述载荷放大系数的确定方法为：

根据所述测试车辆的前轴静载荷和后轴静载荷，确定静载荷比值；

根据所述特征道路载荷谱，获得前轴动载荷和后轴动载荷；

根据所述前轴动载荷和所述后轴动载荷，确定动载荷比值；

根据所述动载荷比值和所述静载荷比值，确定所述载荷放大系数。

进一步的，所述评估模块40用于：

在所述载荷敏感度系数处于预设敏感区间时，根据所述载荷放大系数，确定所述道路载荷敏感度；

在所述载荷敏感度系数处于所述预设敏感区间之外时，确定所述道路载荷敏感度为第一敏感度。

进一步的，所述评估模块40用于：

若所述载荷放大系数大于第一阈值，或所述载荷放大系数小于第二阈值，则确定所述道路载荷敏感度为第二敏感度；所述第二敏感度大于所述第一敏感度；

若所述载荷放大系数位于所述第二阈值与所述第一阈值之间，则确定所述道路载荷敏感度为所述第一敏感度。

基于前述实施例相同的发明构思，本发明还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现前述实施例中的任一项所述的评估方法的步骤。

在一个典型的通过本发明的一个或者多个实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明提供了一种悬架系统的道路载荷敏感性的评估方法、评估系统及电子设备，基于车辆对路面的敏感性，提出了利用实际测量的道路载荷谱数据，确定用于评价道路载荷敏感性的载荷敏感度系数和载荷放大系数；其中，通过获取测试车辆在具有预设路面激励的基准路面上行驶的、能够表征悬架系统固有振动特性的悬架基准主频，以及测试车辆在特征路面上进行整车道路耐久试验获得的道路载荷谱确定悬架特征主频，通过两种主频确定出的载荷敏感度系数，能够准确的表征系统在当前运动状态下的路面激励频率与系统固有频率之间是否出现同频共振的现象；若得到的载荷敏感度系数处于预设的敏感区间，说明此时出现同频共振，则接下来通过特征道路载荷谱数据，得到在当前耐久试验运动状态下的系统载荷放大水平，即载荷放大系数，通过载荷放大系数判断车辆在路面上的载荷敏感性水平；

基于上述原理，可以精确的判断出当前运动状态出现的系统损伤是否准确合理，该损伤是否可以作为疲劳耐久进行损伤累积，由此可以准确的判断出场地道路耐久试验的合理性及下游开发领域数据的准确性；相对于NVH振动分析方法，本方案是基于车辆的实测数据进行分析，因此数据精度更高，且获取道路载荷谱的时间和数据分析时间远小于建模仿真所需的时间；而主观评价方法需要反复的在特征路面上感知，且判断结果带有很强的主观性，因此本方案的得到的评估结果更为科学和精确；总的来说，本方案在提高评估结果精度的同时，显著提高了道路载荷敏感性分析的时效性。从而为可靠性耐久开发提供有力的数据支撑。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。