一种多轴重型车操稳性评估方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多轴重型车操稳性评估方法和系统，包括步骤

【技术实现步骤摘要】
一种多轴重型车操稳性评估方法和系统


[0001]本专利技术涉及汽车评估
，具体涉及一种多轴重型车操稳性评估方法和系统
。

技术介绍

[0002]随着汽车技术的不断发展，主动安全性已成为人们日益关注的重点，影响汽车安全性的操纵稳定性愈加显得重要
。
汽车的操纵稳定性不仅影响到汽车驾驶的操纵轻便程度，而且也是保证高速行驶车辆安全的一个主要性能
。
所以人们称之为“高速车辆的生命线”。
随着高速公路的快速发展，大马力
、
高承载能力的车型逐年增加，大吨位汽车对路面的破坏也相应增大，受到路面条件
、
交通法规的限制，依靠单纯增加单个轴的承载能力，降低整车质量已经达不到要求
。
另外，随着国防现代化的发展，对作为武器系统发射和运输平台的重型越野车的性能也提出了更高的要求，急需承载能力大，轮胎抓地能力强，转弯半径小，转向灵活，通过性好的车型
。
对于这些重型车增加轴数并采用多轴转向对提高其性能尤为重要
。
[0003]重型多轴特种车辆在行驶中的稳定性是作为车辆运行中非常重要的指标之一，由于车辆的质量大，在运行过程中的惯性相对较大，在转弯
、
制动和高速行驶情况下都具有非常巨大的风险；因此研究重型多轴特种车辆的稳定性成为了非常重要的一个环节，因此重型多轴特种车辆的车操稳定性评价逐渐变成了评价多轴重型车行驶中的稳定性主要评价指标；而对于重型多轴特种车辆的稳操性，其主要包括操纵性和稳定性，所述操纵性为根据路面
、
地形和交通情况的限制，汽车能够正确地遵循驾驶员通过操纵机构所给定的行驶方向；稳定性为汽车在行驶过程中具有抵抗可能改变其行驶方向的各种干扰
、
并保持稳定行驶的能力；
[0004]目前，研究和分析重型汽车多轴转向非常少，已有的论文大部分是两轴车上的转向系统，很少有关于重型车多轴转向的研究；多轴汽车的研究工作主要集中在多轴转向机构研究和优化设计上
。
何渝生利用多刚体动力学理论对汽车起重机四轴转向摇臂机构作了空间运动分析，建立了摇臂机构优化设计的数学模型
。
雷雨成分析了多轴汽车转向机构数学模型的建立方法，并对两转向轴之间的摇臂机构进行了运动分析和优化设计
。
侯永平考虑车轮转向角的使用频率，对多轴转向机构进行了参数优化
。
这些研究工作都没有进行多轴转向技术的研究，没有分析多轴转向技术对多轴重型车转向特性的影响；
Hata
等进行了三轴重型卡车后轮转向控制器的试验，对其可控性和稳定性进行了研究
。
屈求真推导了三轴汽车线性二自由度模型的运动微分方程，分析了汽车对前后轮角输入时的稳态响应特性，这篇文献只考虑了前后轮的转向控制，并没有研究中间车轮转向控制对整车转向特性的影响，并不是真正意义上的多轴转向
。
只有
Huh
分析了三轴汽车的中间车轮转向对整车转向特性，如横摆角速度和侧向加速度的影响
。
目前还未见到4轴或更多车轴数的多轴转向技术的相关研究报道，总的来说仍然缺乏多轴转向的系统研究工作
。
[0005]综观目前多轴重型车的国内外研究现状，存在以下一些问题需要解决：
[0006]1.
目前，在国内还没有专门针对多轴重型车建立的整车动力学模型，大多采用的是普通两轴汽车的研究方法，没有考虑多轴汽车的特点对多轴车稳操性进行评价；
[0007]2.
目前还缺乏多轴汽车闭环转向特性及其评价指标的研究，同时并未建立完善的多轴重型车稳操性评价系统，不利于了解多轴汽车的整体性能，提高设计水平；
[0008]针对以上问题，亟需设计一种多轴重型车操稳性评估方法和系统，以解决上述现有技术存在的问题
。

技术实现思路

[0009]针对上述存在的问题，本专利技术旨在提供一种多轴重型车操稳性评估方法和系统，本方法通过采用主观赋权下的层次分析法和客观赋权下的变异系数法
、
熵值法和复相关系数法，确定各指标权重，并利用线性组合分析法对以上四种方法确定的权重进行修正，得到操稳性评价指标的综合权数，同时利用各指标权重与对应评测分数的乘积之和来完成对车辆稳操性的评分，形成了闭环的评价系统，能够有效完成多轴特种车辆行驶稳操性的评价，具有评价指标确定合理且全面
、
评级计算方法清楚简洁和评价效果鲁棒性好的特点
。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0011]一种多轴重型车操稳性评估方法，包括步骤
[0012]S1.
计算多轴重型车行驶时的操稳性评价指标；
[0013]所述指标包括稳态回转试验评价指标
、
转向回正性能试验评价指标
、
方向盘转角脉冲输入试验评价指标；
[0014]S2.
确定评价指标的赋权方法
[0015]S21.
利用主观赋权法确定操稳性各级指标权重；
[0016]S2..
利用客观赋权法确定操稳性各级指标权重；
[0017]S3.
建立稳操性总评价体系；
[0018]S4.
在评价体系的基础上，确定各指标的权重，完成多轴重型车的操稳性评估
。
[0019]优选的，步骤
S1
所述的稳态回转试验评价指标的计算过程包括
[0020](1)
根据特种车辆回转试验评价指标下
、
上限值得到重型车侧向加速度的评价分值为：
[0021][0022]式
(1)
中，
a
n
为试验所得侧向加速度值，若在测试范围内未出现中性转向点，
a
n
值用最小二乘法按无常数项的三次多项式拟合曲线进行推算；
a
n0
、a
n∞
对应侧向加速度下
、
上限值；
[0023](2)
若计算的值大于
100
，按
100
计算；不足转向度的评价分值
N
U
按式
(2)
计算：
[0024][0025]式
(2)
中，
U
为试验所得不足转向度值，
U
10
、U
1∞
对应不足转向度下
、
上限值；
λ
为比值系数，按式
(3)
计算：
[0026][0027]车箱倾斜度的评价分值
N
φ
按式
(4)
计算：
[0028][0029]式
(4)
中，
K
φ
为试验所得车箱倾斜度，
K...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种多轴重型车操稳性评估方法，其特征在于：包括步骤
S1.
计算多轴重型车行驶时的操稳性评价指标；所述指标包括稳态回转试验评价指标
、
转向回正性能试验评价指标
、
方向盘转角脉冲输入试验评价指标；
S2.
确定评价指标的赋权方法
S21.
利用主观赋权法确定操稳性各级指标权重；
S22.
利用客观赋权法确定操稳性各级指标权重；
S3.
建立稳操性总评价体系；
S4.
在评价体系的基础上，确定各指标权重，完成多轴重型车的操稳性评估
。2.
根据权利要求1所述的一种多轴重型车操稳性评估方法，其特征在于：步骤
S1
所述的稳态回转试验评价指标的计算过程包括
(1)
根据特种车辆回转试验评价指标下
、
上限值得到重型车侧向加速度的评价分值为：式
(1)
中，
a
n
为试验所得侧向加速度值，若在测试范围内未出现中性转向点，
a
n
值用最小二乘法按无常数项的三次多项式拟合曲线进行推算；
a
n0
、a
n∞
对应侧向加速度下
、
上限值；
(2)
若计算的值大于
100
，按
100
计算；不足转向度的评价分值
N
U
按式
(2)
计算：式
(2)
中，
U
为试验所得不足转向度值，
U
10
、U
1∞
对应不足转向度下
、
上限值；
λ
为比值系数，按式
(3)
计算：车箱倾斜度的评价分值
N
φ
按式
(4)
计算：式
(4)
中，
K
φ
为试验所得车箱倾斜度，
K
φ0、K
φ
∞
对应车箱倾斜度下
、
上限值；若计算所得
N
φ
值大于
100
，就按
100
计算；以此得到稳态回转试验评价指标
。3.
根据权利要求1所述的一种多轴重型车操稳性评估方法，其特征在于：步骤
S1
所述的转向回正性能试验评价指标的计算过程包括
(1)
根据车辆试验评价标准，特种车辆行驶评价的残留横摆角速度绝对值
Δ
r、
横摆角速度总方差
E
r
两项指标的下
、
上限值，确定残留横摆角速度绝对值
Δ
r
的评价分值
N
Δ
r
为：式
(5)
中，
Δ
r
为转向回正试验所得残留横摆角速度绝对值，
Δ
r
s0
、
Δ
r
1∞
对应残留横摆角速度绝对值的下
、
上限值；
(2)
横摆角速度总方差
E
r
的评价分值
N
E
，按式
(6)
计算：式
(6)
中，
E
r
为试验所得横摆角速度总方差值，
E
rs0
、E
r1∞
对应横摆角速度总方差的下
、
上限值，以此得到转向回正性能试验评价指标
。4.
根据权利要求1所述的一种多轴重型车操稳性评估方法，其特征在于：步骤
S1
所述的方向盘转角脉冲输入试验评价指标的计算过程包括
(1)
根据厢式货车的评价标准，谐振频率
f、
谐振峰水平
D
f
和相位滞后角
α
f
三项指标的下限值和上限值，得到谐振频率的评价计分值
N
f
通过下式计算：式
(7)
中，
f
F
为方向盘转角脉冲输入试验中，幅频特性谐振峰所对应的频率；当不存在明显的谐振峰时，按
70
％横摆角速度增益的通频带宽除以计算
f
F
值；
(2)
谐振峰水平
D
f
的评价分值
N
D
按式
(8)
计算：式
(8)
中，
D
f
为试验所得谐振峰水平值，按式
(9)
计算：式
(9)
中，
A
p
为
f
＝
f
r
处的横摆角速度增益；
A0为
f
＝0处的横摆角速度增益：
(3)
相位滞后角
α
f
的评价计分值
N
α
，按下式计算：
α
f
为试验所得相应频率下相位滞后角的值，以此得到方向盘转角脉冲输入试验评价指标
。5.
根据权利要求1所述的一种多轴重型车操稳性评估方法，其特征在于：步骤
S21
所述的利用主观赋权法确定操稳性各级指标权重的过程包括
(1)
按照因素关系，形成有序递阶的层次结构图；
(2)
根据层次结构图建立判断矩阵；
(3)
确定各指标相对单目标项的权重，通过检验一致性确定合理性；在确定指标权重时，首先将矩阵元素按列进行归一化处理：再将归一化后的元素按行相加：将按行相加计算得到的列元素归一化计算，即得权重：
一致性指标计算：
CI
＝
(
λ
max
‑
n)/(n
‑
1)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(14)
λ
max
为矩阵
T
n
×
n
的最大特征根：相对一致性指标：
CR
＝
CI/RI
ꢀꢀꢀ
(16)
；
(4)<...

【专利技术属性】
技术研发人员：高钦和，刘志浩，程洪杰，邵亚军，刘秀钰，高蕾，管文良，
申请(专利权)人：中国人民解放军火箭军工程大学，
类型：发明
国别省市：