[0028] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0029] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0030] 一种车辆ISD悬架参数匹配方法，主要步骤如下：
[0031] 步骤1，根据牛顿第二定律，对车辆悬架系统进行受力分析，建立其动力学模型；包括：车身1，质量为m2；悬架弹性元件2，刚度为k；悬架阻尼元件3，阻尼系数为c；悬架惯性元件4，惯质系数为b；车轮5，质量为m1；车轮等效弹性元件6，刚度为kt；
[0032] 步骤2，依据戴维南定理，建立车辆悬架系统的等效机械网络模型：将悬架弹性元件2、悬架阻尼元件3、悬架惯性元件4作为负载8；来自路面的激励作为理想电压源7，除负载8以外的车身1和车轮5及车轮等效弹性元件6等效为信号源的内阻抗；
[0033] 步骤3，由等效机械网络模型中的元件的串并联关系，求解系统内阻抗的速度型表达式；
[0034] 步骤4，由等效机械网络模型中的元件的串并联关系，求解负载无阻尼条件下的速度型阻抗表达式；
[0035] 步骤5，基于最大功率传输理论，当负载无阻尼条件下的阻抗与系统内阻抗互为共轭时，建立惯质系数与激励频率的关系式，进而得到车辆ISD悬架参数的匹配方法。
[0036] 所述步骤1中的动力学模型还可以扩展到包含有线性的刚度特性、阻尼特性、惯性特性的半车动力学模型及整车动力学模型。
[0037] 所述步骤2中车辆悬架系统的等效机械网络模型可同时适用包含多个悬架弹性元件2、悬架阻尼元件3、悬架惯性元件4或其三种元件的组合结构。
[0038] 本发明以并联的“惯容器-弹簧-阻尼器”三元件组成的车辆ISD悬架结构为实施例，在四分之一悬架动力学模型中对参数匹配方法作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。具体步骤如下：
[0039] 1、建立车辆悬架系统的动力学模型。如图2所示，图中，1为车身，质量为m2，2为悬架弹性元件，刚度为k，3为悬架阻尼元件，阻尼系数为c，4为悬架惯性元件，惯质系数为b，5为车轮，质量为m1，6为车轮等效弹性元件，刚度为kt。zs表示车身的垂向位移，zu表示车轮的垂向位移，zr表示路面的垂向激励位移。其中，悬架弹性元件2、悬架阻尼元件3、悬架惯性元件4的上支点分别与车身1相连，下支点分别与车轮1相连。车轮等效弹性元件6的上支点与车轮5相连，下支点与路面输入相连。
[0040] 2、建立车辆悬架系统的等效机械网络模型。依据戴维南定理，将悬架作为负载8，来自路面的激励作为理想电压源7，除负载8以外的车身1和车轮5及车轮等效弹性元件6等效为信号源的内阻抗。得到如图3所示的等效机械网络模型。
[0041] 3、求解系统内阻抗的表达式。由元件的串并联关系，得到系统内阻抗的速度型表达式为：
[0042]
[0043] 4、求解负载8无阻尼阻抗表达式。无阻尼条件下，负载8仅由并联的悬架弹性元件2与悬架惯性元件4组成，其速度型阻抗的表达式为：
[0044]
[0045] 5、基于最大功率传输理论，建立惯质系数与激励频率的关系式，进而得到车辆ISD悬架参数的匹配方法。由最大功率传输理论可知，当负载8的阻抗与系统内阻抗互为共轭时，悬架系统吸收的能量最大，因此传递到车身的振动能量最小。
[0046] 根据其共轭相等得到关系式：
[0047]
[0048] 化简得到惯质系数b与圆频率w的关系式为：
[0049]
[0050] 令ω＝2πf，化简得到：
[0051]
[0052] 其中，m2取320kg，m1取45kg，k取22kN·m-1，kt取192kN·m-1，c取1300N·s·m-1时，由此得到惯质系数与频率的关系曲线如图4所示。
[0053] 选取频率为1Hz、1.25Hz、1.5Hz、1.75Hz、2Hz的正弦激励，图4中对应匹配的惯容系数分别为545kg、344kg、235kg、170kg、127kg。
[0054] 根据传统动力学模型对无阻尼系统进行仿真，以车身质量吸收的动能为评价指标，首先对无阻尼条件下进行分析，如图5所示。
[0055] 可以看出，在各频率点对应的惯质系数值处，车身吸收的动能能量均为最小。由此验证了方法的正确性。
[0056] 进一步地，在有阻尼条件下对车身质量吸收的动能进行分析，得到图6。由图可知，各频率点对应的惯质系数值处，车身吸收的动能能量均为最小，说明此匹配方法也适用于有阻尼系统。
[0057] 为进一步说明本发明提出的基于最大功率传输理论的车辆ISD悬架参数匹配方法的有效性。考虑在传统被动悬架中引入惯容器，并匹配惯容器的参数，使ISD悬架在车身固有频率处以最大功率吸收车身振动能量，从而衰减共振峰值，改善车辆的乘坐舒适性。某款成熟轿车后悬传统被动悬架车身固有频率为1.32Hz，根据图4得到的匹配的惯质系数为307kg。
[0058] 图7和图8分别为频率1.32Hz的正弦激励下，车身吸收的动能能量和车身加速度的仿真时域图。
[0059] 由图7和图8可知，车辆ISD悬架车身吸收的动能能量和车身加速度明显小于传统悬架，表明引入的惯容器能够使悬架在车身固有频率处以最大功率的吸收来自路面激励产生的振动能量，从而抑制车身共振，改善车辆的乘坐舒适性。
[0060] 所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。
[0061] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0062] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
